JP2014526982A - 気体および／または液体を保持するための耐圧性および／または漏出防止性の容器を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱可塑性材料で作製された、耐圧性気密および／または液密容器を製造する方法に関する。この目的のために、方法は以下のステップ、首部品を中心として取り外し可能な外側マンドレルを設けるステップと、次いで、そのようなマンドレルの内側に、熱可塑性壁を製造するために熱可塑性材料を設けるステップとを含む。次いで、外側マンドレルが取り外され、熱可塑性内側壁が冷却液で充填される。次いで、熱可塑性壁の外側に追加の熱可塑性材料が設けられ、それを設ける間、またはその後に、またはその両方で熱可塑性材料が硬化される。次いで冷却液が除去され、容器は使用の準備が整う。

Description

本発明は、気体および／または液体を保持するための耐圧性および／または漏出防止性の容器を製造する方法に関する。本発明の方法によって、前記容器が、完全に連続する熱可塑性材料の層からなる手法で製造され得る。この方法を使用して製造された容器は、例えば、消火器またはガスボンベを工業的に製造する際に使用され得る。

通常、気体および／または液体が特に高圧下で貯蔵されている場合、気体および／または液体を保持するために設計される容器は、金属から構成される。ガスボンベまたは消火器がその例である。これらは、鋼鉄製ケーシング（外側）からなる容器であり、通常は、一方の端部に鋼鉄製首部品または取付け具を有する円柱形の形態に成形されている。加圧ガスボンベの場合、そのようなボンベの材料は、取付け具にねじで取り付けられている栓または遮蔽プラグによって外部環境から分離されている。

消火器の場合、加圧ボンベはノズルに結合されており、緊急の場合、ほとんどの場合が火炎という危険の発生源に向けて、ノズルに取り付けられたレバーを使用して消火器の中身を散布する。

そのような金属製／鋼鉄製容器の第１の不都合な点は、それらの重量である。例えば、１０ｋｇ以上の容量を有する消火器など、より大きな容量を有する容器においてこのことは特に顕著である。それらの重量が大きいので、そのような大容量の容器を取り扱うのが困難であり、実世界での用途におけるそれらの有用性を制限することになる。

これらの容器の大部分は、緊急の場合に使用されなければならず、その場合、重量および使用が簡単であることが重要であるので、この不都合な点はより顕著なものとなる。これらの金属製／鋼鉄製容器の第２の不都合な点は、製造コストが高いことによって決定される価格である。第３の不都合な点は、錆である。例えば、消火器の場合、金属製ケーシングと消火器の中身との間の相互作用の結果として、錆が発生する。錆は結果的に容器の内部に形成され、したがって外側からは目立つものではない。特に泡状物質をベースとした消火剤など、反応性が強いタイプの消火剤で消火器が充填されている場合、消火器内に形成される錆は特に顕著である。錆の量が相当多量になる場合、容器内部が腐食される可能性があり、使用されるとき、生成された圧力によって容器が操作者の手元で爆発する原因になる可能性がある。

２００１年３月１日に発行された国際公開第０１／１４２１２Ａ２号パンフレットは、この問題を記載しており、この問題に対する解決策を提案している。提案された解決策は、金属製容器内に第２の容器を追加することからなる。この内側容器は、熱可塑性材料からなる。実施例として、この場合は、ポリエチレンテレフタレートでできている予備成形品または予備製品である、吹込み成形を用いる内側容器などを加える手順について説明が提供されている。この技術は２層からなる容器を生成し、この容器は潜在的に反応性が強い消火材料からの腐食を効果的に保護する役目をする内側層を有する。金属製外側層は、容器に実際の強度を与える。吹込み成形技術を使用すると、金属製外側層は、外側の機械的鋳型として機能する。吹込み成形中に、合成予備成形品と金属製外側層との間の空気を逃すために、容器の内側を外側大気に連通させる空気逃し穴が、金属製外側層を貫通して設けられなければならない。

このことは、明らかに外側層の強度を減少させ、この技術を実際に応用するには事実上適切ではない。例えば、消火器に必要な主な原則の１つは、長期の期間、加圧された高圧ガスを含むことができることである。このことを達成するために、機械的な強度が必須であり、空気逃し導管を設けることによってこの強度が大きく減少する。

しかし、この技術は、従来技術として開示された発明によって記載されている他の多層容器技術に比較して有利であると考えられている。これらの技術は、熱可塑性合成粉末剤、フェノールホルムアルデヒドワニス、または複数要素の合成樹脂のいずれかからなる内側層を加えることを含む。

従来の金属製消火器の追加の不都合な点は、特定の状況下で、潜在的な爆弾になるという意味で、ことによるとそれらが致命的になる可能性があるということである。例えば、消火器が火炎内または火炎近傍で使用されずに放置される場合、これらの状態が発生する。前記火炎からの熱によって、極めて危険な環境下で消火器が爆発し、更なる危険の中で、消防士などの救助人員を配置する原因になる可能性がある。爆発を起こす原因になるこれらの危険な状態の可能性を低減するために、より厚い壁を備える容器を使用することができる。しかし、そのような措置は、消火器の重量を増加させ、このことによって消火器の有用性を低減する。そのため、実際に危険性が依然として存在する。

前述の不都合な点を考慮して、金属／鋼鉄を使用して前記容器を構成することは推奨されない。この場合、適当な合成材料がより適切である。そのような容器は、金属製容器よりも軽いばかりでなく、製造がより安価である。更に、合成容器は高温にさらされる場合に溶解し、したがって、危険の可能性を低減して、人員を救助することになるであろう。

気密および／または漏出防止材料を使用する合成容器を生成するための方法は、公知である。Ｄｅｌｇａｄｏ Ｊｕｎｉｏｒによる２００８年１０月９日に発行された国際公開第２００８／１１９１４７Ａ１号パンフレットは、単一層の合成材料からなる、消火器内で使用するための圧力容器を記載している。この合成材料は、ポリアミド、ガラス繊維、およびカルシウム、アルミニウムなどの無機物、加えて、ＵＶ保護添加物などの他の要素からなる。そのような容器を製造するための実際の方法は、この文献には記載されていない。

通常、気密および／または漏出防止性の加圧容器は、多層の材料を使用して構成されている。通常は熱可塑性材料から作製された内側層は、防壁層として、または気体および／または液体に対して堅固な層として働く。内側層の周りに、容器に機械的な強度を与える追加の（外側）層が加えられる。通常、第２の層は熱硬化性材料からなり、それについての考察を以下に提供する。

公知の方法は、取付け具または首部品を含む外側鋳型またはマンドレルを使用するステップ、および熱可塑性材料の壁を加えるための回転成形として知られている技術を使用するステップからなる。このステップの後に、マンドレルが取り外され、熱可塑性材料から構成される追加の壁が熱可塑性内側壁の周りに加えられる。

そのような回転成形技術は、例えば、１９６８年３月４日に付与された仏国特許第１５２０４５７号明細書に記載されている。前述の特許は、合成材料の連続層を使用して、容器の内側を被覆するための方法を記載している。この内側層は、腐食を停止させ、または容器を強化するために使用される。この文献に回転成形が使用されており、回転成形は、中心軸上に容器を回転させる装置の上に容器を配置するステップからなることができる。次いで、例えば粉末の形態である合成材料を容器内に挿入することができる。熱源と組み合わされて、容器の回転によって、容器内側に連続層を形成することになる。

この内側層を製造した後、追加、または外部の層が加えられるべきである。この第２の製造ステップの間、熱可塑性（内側）層は、内側マンドレルまたは鋳型として働くことになろう。

例えば、フィラメントまたは繊維を巻き付けるステップによって、またはサイズに応じたプレカット材料を加えるステップによって、噴霧するステップによって、または任意の他の方法によって様々な公知の方法自体を使用することによって、外側層の材料を加えることができる。材料には、常に熱硬化性合成材料が選択される。前記材料が前述の方法の１つによって一旦加えられると、重合が起きる。

巻き付け技術の使用による追加は、可能な方法の１つである。そのような場合、内側熱可塑性層は、外側繊維を巻き付ける間の変形を回避するために十分な強度を持つべきである。この目的のために、予想される容器の寸法に依存して、通常は最小の厚さを維持するだけで十分である。容器が大きいほど、熱硬化性繊維を内側層上に巻き付ける間に発生する力がより強くなり、その結果、内側層はより厚くなるはずである。

熱硬化性繊維を加えて外側層を形成する間に、内側熱可塑性層の変形を防止するために、内側層に適切な逆圧を利用することもまた可能である。

外側層の材料が、そのような巻き付け技術を用いて内側層の上に加えられるとすぐに、繊維は互いに付着または結合されるべきである。このことは、硬化ステップ中に生じる。このステップ中に内側層（およびその結果として容器全体）の変形を防止するために、外側層の材料は必ず熱硬化性であるべきである。そのような材料を選択する場合、低温重合の適用によって硬化を発生することができる。

したがって、第１のステップで形成された内側熱可塑性壁が、第２の外側壁材料の付着中、ならびにそれに続く重合作用中にマンドレルとして機能すべきであるので、この第２の壁または層の材料は必ず熱硬化性材料であるべきである。

そのような材料は、まさに低温重合に適切である。内側熱可塑性壁は、そのとき変形せず、第２の壁の熱硬化性材料を加える間にも変形せず、その次の重合ステップ中にも変形することはないであろう。

しかし、一方で熱可塑性材料からなる内側層から構成され、他方で熱硬化性材料からなる外側層から構成される二重層の合成材料は、いくつかの不都合な点を示す。

第１の不都合な点は、熱可塑性材料および熱硬化性材料は本質的に相容れないものであり、したがって、１つの強固で堅固な構造体をもたらさないことである。

ほとんどの場合、２つの層は依然として互いに近傍に位置するが、両層の間に強い相互作用は存在しない。

第２の不都合な点は、それらが本質的に相容れない材料からなるという事実を考慮すると、そのような材料を再利用することができない、または少なくとも再利用することが困難であることである。

その結果、完全に熱可塑性材料からなる、液体および／または気体を保持するための多層の液密および／または気密容器を製造する方法が長きに亘って必要であると考えられてきた。

実際に、このことは現在まで不可能であり、あるいは極めて困難であった。

複数の場合、外側層または壁の材料は繊維またはフィラメントを巻き付けることによって加えられ、その次の製造ステップでは、熱によって互いに溶解される。

しかし、熱による溶解作用により、この製造ステップ中にモール（ｍａｌｌ）として働く内側熱可塑性層もまた、この熱の影響によって強度が減少し、その結果、変形するという事実が発生する。次いで、そのように製造された容器は、２つの理由から使用するのに適切ではない。１つの理由は、そのような弱化および変形の結果として、この内側熱可塑性層は防壁機能特性を失ってしまったことであった。その結果、容器もまた、気体および／または液体不浸透性という特性を失ってしまい、したがって、使用に適さなくなる。もう１つの理由は、最終的な容器が変形し、その結果、それもまた使用に適さなくなることである。

従来技術では、この問題対して解決策が提供されるが、これらの解決策は実際には不十分なものであり、特に消火器向け圧力容器などの相対的に小さい容器を製造する場合には不十分である。

そのような解決策の１つは、取り外すことができ、溶解可能で、膨張可能な石膏型または機械的型を用いて、その内側から内側熱可塑性壁を補強することを提供する。

仏国特許第２１７３８３７号明細書は、その１ページ目の８〜９行目に膨張可能な内側マンドレルを開示している。次いで、容器の製造のためにそのようなマンドレルの表面に合成層を加えることができる。

１９６５年１１月３０日に付与された米国特許第３，２２０，９１０号明細書は、上記の目的のために使用され得る石膏内側モールまたはマンドレルの実施例を記載している。

実際にはこの解決策は、特に比較的に小さい容器の場合、使用することができない。そのような石膏マンドレルが機械的に取り外されるとき、ほとんどの場合内側壁が損傷を受け、その結果、その容器は液密および／または気密特性を失ってしまうように思われる。なおその上に、そのような石膏マンドレルは１回だけしか使用することができず、その結果、そのように製造された容器の製造コストが非常に高くなる。

溶解可能なマンドレルの使用もまた、十分な解決策とはならない。部分的に溶解したマンドレルの部分が、そのようにして製造された容器内に残るので、そのような方法は不十分であり、また、そのような方法は高価で、時間がかかるものと思われる。米国特許第３，５０８，６７７号明細書はそのような溶解可能なマンドレルの実施例を記載しており、そのような溶解可能なマンドレルが図示されている、本特許の図２を特に参照されたい。

例えば金属製部品からなる取り外し可能な機械的内側マンドレルを使用する方法もまた、時間がかかり、したがって高価な技術である。そのようなマンドレルが容器の内側に存在するという事実から、そのような取り外し可能なマンドレルを使用することに関連する困難さが生じる。その上、そのような方法は、より大きい容器、あるいは、少なくとも首部品または取付け具の大きさが十分大きく、その結果容器の内側に存在する金属部品がそのような取付け具の開口を通って容器から取り外すことができるような容器の場合にのみ使用可能である。

米国特許第５，２６６，１３７号明細書は、そのような機械的内側マンドレルの実施例を記載しており、そのマンドレルは膨張可能な「風船」を使用して正確な位置に保たれる。しかし、この場合でも取付け具の開口を通って金属部品を分解し、取り外すことは、困難な作業である。また、この作業は、内側熱可塑性壁への損傷を回避するために必要な注意を払って実施されるべきである。たとえ小さい損傷でも、多くの場合、最終的に製造される容器が気密および／または液密特性を失ってしまう状態につながる可能性がある。

米国特許第４，４４８，６２８号明細書もまた、そのような取り外し可能な機械的マンドレルの使用を記載しており、これらを大きい中空の容器の製造に使用することができると述べている。そのような容器は、例えば、宇宙飛行体用燃料を貯蔵するための貯蔵容器として、または容器として使用され得るが、より小さい容器の製造には全く適さない。

本発明の目的は、前述の問題に十分な解決策をもたらすことである。

驚くべきことに、本発明の発明者は、前述の問題が以下に述べる特許請求の範囲に記載される方法を用いることによって解決可能であるということを発見した。

実質的に、本発明に係る、耐圧性気密および／または液密容器を製造する方法が、以下のステップ、
首部品（１０）を中心として取り外し可能な外側マンドレル（１１）を設けるステップと、
そのようなマンドレル（１１）の内側に、熱可塑性壁（１６）を製造するために熱可塑性材料を設けるステップと、
外側マンドレル（１１）を取り外すステップと、
熱可塑性内側壁（１６）を冷却液（１７）で充填するステップと、
熱可塑性壁の外側に追加の熱可塑性材料（１８）を設けるステップと、
追加に設けられた熱可塑性材料（１８）を硬化するステップと、
冷却液（１７）を除去するステップと
を原則的に含む。

好ましい実施形態によって、熱可塑性内側壁（１６）が回転成形または吹込み成形によって作製される。

好ましくは、追加の熱可塑性材料（１８）が、巻き付けることによって設けられ、好ましくは、熱の影響下で硬化される。

好ましくは、熱可塑性材料がポリブテン−１を含み、追加に設けられた熱可塑性材料がガラス繊維補強ポリブテン−１を含む。

冷却液が水からなることができる。

好ましい実施形態によって、容器の首部品（１０）が金属から作製され、外側のねじ山を備える。加圧容器を栓（２１）によって閉じることができ、その栓は、容器の金属製首部品の外側のねじ山に操作可能に結合される内側のねじ山結合部を備える。

最後に、好ましい実施形態によって、ゴム製封止リング（２０）などの封止材が、栓と容器の首部品との間に配置される。

本発明の特徴を明確に示す目的で、本発明のいくつかの好ましい実施形態が以下に実施例によって図示される。これらの図面は、本発明に係る気密および／または液密容器を製造する方法を図示する。

ここで、本明細書と共に添付される概略的図面を参照する。以下に説明する添付の図面、および詳細な説明は、本発明の一般的で好ましい実施形態に言及している。

図面および図は、縮尺通りに描かれていない。寸法および相対的な比率は、必ずしも本発明の実際の実施形態に相当しない。いくつかの部品は、それらの機能、および／またはそれらの相対的な配置、および／または図示の目的を明確にするために故意に拡大されている。図面および図の主な目的は、本発明の原則的な実施を説明することである。

消火器の概略正面図である。 消火器の概略横断面図である。 消火器の圧力容器とノズル部品との間の結合部の詳細図である。 消火器のノズル部品の詳細図である。 消火器の圧力容器の斜視図である。 熱可塑性内側壁を製造するための取り外し可能な外側マンドレル、および取付け具または首部品の正面図である。 このマンドレルおよび取付け具の横断面図である。 冷却液で充填された熱可塑性内側壁の図である。 追加の熱可塑性材料の部分が巻き付けることによって設けられている、内側壁の図である。 完全な追加の熱可塑性材料が一旦設けられた、内側壁の図である。 追加に設けられた熱可塑性材料が硬化した後の、本発明に係る加圧容器の図である。 ガス容器として使用するために、本発明の方法によって製造された加圧容器の詳細図である。

上記に説明したように、本発明に係る方法は、高い内部圧力に耐えるべき、気密および／または液密容器を製造するために特に有益である。そのようないわゆる加圧容器は、例えば消火器またはガスボンベで使用可能である。実施例によって、以下の説明の中で、本発明に係る方法によって製造された容器は、それらの用途に関して消火器の中の圧力容器として説明されるが、その容器の用途および説明をこの特定の用途に限定するものと考えるべきではない。前述のように、本発明に係る方法は、ガスボンベなど、他の分野の用途で、加圧容器を製造するためにもまた使用可能である。

図１から図５を含めて図５までは、金属から作製された加圧容器に基づいて、典型的な消火器の原則的な構造を示す。熱可塑性材料に基づく本発明の方法によって製造された加圧容器は、金属から作製された加圧容器の代わりに、同様の構造で使用可能である。

消火器は、小さい火炎を消火するために適した装置である。消火器は、通常は円柱の形態である加圧容器からなり、その中には限定された量の消火材料が圧力下で存在する。加圧容器を含む消火器もまた存在し、その消火器は容器の頂部の赤いボタンによって最初に作動されることになる。開封することによって、消火材料を火炎上に放出することができる。

概して、消火器は、加圧容器、消火合成物および駆動ガスからなる。加圧容器内に駆動ガスが存在しない場合、消火合成物は、消火器から漏れ出ることは全くないであろう。この目的のために、いくつかの消火器は、装置の頂部に圧力指示器（圧力計）を有する。この指示器は、駆動ガスの圧力が消火器を作動させるために依然として十分であるかどうかを示す。

その結果、消火器は２つの部類に分割することができる。永久に圧力下にある容器、および圧力下にない容器（この容器は、例えば作動ボタンによって使用者によって圧力下におかれることになる）である。

消火合成物は、液体であることができ、ならびに気体（例えば、粉体）であることもできる。常用の消火合成物は、水、粉末（そのような場合、装置は粉末消火器と呼ばれる）、泡（そのような場合、装置は泡消火器と呼ばれる）、または二酸化炭素である。

１８１３年、イングランドでＧｅｏｒｇｅ Ｍａｎｂｙが、最初の持ち運び可能な消火器を紹介した。彼は、消火器に応用される、現在使用されているものと同じ原理を発明した。

その装置は銅でできており、容器または加圧容器は、何リットルかの炭酸ナトリウム溶液および加圧空気を含んでいた。

図１は、消火器の正面図を示す。この装置は、実用用語では加圧容器である本体１を本質的に備え、本体１は口金形態（ｍｏｕｔｈｐｉｅｃｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）２に結合されている。口金形態は、使用のためのレバー３、および開口４を備える。開口を通って、例えば消火溶剤および駆動ガスなど、消火合成物の混合物が火炎上に放出される。

消火器は、加圧容器内の残存圧力を示すための圧力計５もまた示している。図２に、消火器の切欠き図が示されている。文字Ａは、図３に示す結合部の詳細図を指す。

図３は、消火器の口金形態２と、通常は円柱形である加圧容器１との結合部を示す。多くの場合、これらの要素の両方はねじ結合６によって互いに気密に結合されている。圧力計の下方側は符号５によって示されている。符号７は、加圧容器１の取付け具または首部品を示し、首部品は内側にねじを備えている。符号８は、首部品の開口を示し、その開口を通って、消火粉末および駆動ガスが、消火器が使用される際に押し出される。

図４は、口金形態の詳細を示す。

図５は、「首部品」または取付け具７、および内側にねじ山９を備える、消火器の加圧容器１の斜視図を示す。

図面に示すように、加圧容器１は内側にねじ山９を備え、口金形態２は外側にねじ山６を備える。

以下に続く説明では、本発明に係る方法の様々なステップが、添付の図６から図１１を含めて図１１までによって説明される。

図６は、取り外し可能な外側マンドレル１１、および首部品または取付け具１０の正面図を示す。これらは、熱可塑性内側壁を製造する役目をする。

図７は、部品１２および取付け具１０を備える外側機械マンドレル１１の横断面図を示す。

外側機械マンドレル１１は複数の（少なくとも２つ）機械部品１２からなり、機械部品１２は閉鎖部品１４によって、またはリング（図示せず）によって、またはその両方の組合せによって一体に保たれている。好ましくは、部品は中央軸１３を中心として対称的に構成されており、最終的な容器が円柱形状を有するようになる。全体的構造物は、中央軸１５上に取り付けることが可能である。

首部品または取付け具１０は、例えば、消火器またはガスボンベの栓の口金形態を取り付けるために外側のねじ山を上方側に含む。首部品は下方側に角張った端部の形態を取ることが好ましく、その結果、熱可塑性内側マンドレルの材料によって囲まれることができ、それによって変更不可の形で、気密の形態で結合され得る。

好ましくは、部品は取付け具または首部品１１の外側のねじ山の下方側で結合し、部品と取付け具の下方部分との間に十分な空間を残して、取付け具１０の下方部分が、内側壁１６の熱可塑性材料によって、外側と同様に内側も取り囲まれるようになる。このようにして、取付け具１０は、気密および／または液密の形態で結合され、内側熱可塑性壁１６に一体化される。機械マンドレルの構成部品は、金属、好ましくは鋼鉄、ステンレスまたはアルミニウムから作製され得る。

熱可塑性壁１６は、それ自体が公知である回転成形技術によって、外側機械マンドレル１１の内側に設けられ得る。

回転鋳込み成形（ｒｏｔｏ−ｃａｓｔｉｎｇ）（回転鋳込み成形（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃａｓｔｉｎｇ））、または回転成形（ｓｐｉｎ−ｃａｓｔｉｎｇ）という用語としても知られている回転成形（ｒｏｔｏ−ｍｏｕｌｄｉｎｇ）、または回転成形（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｍｉｎｇ）は、通常は合成材料からできている中空物体を形成する、当業者にとって公知の方法である。

この目的のために、外側機械マンドレルまたは鋳型１１は加熱され、特に熱可塑性材料である、事前に測定された量の合成材料で充填される。その後、１つまたは２つの軸（この場合、互いに垂直に配置される）を中心としてゆっくりと回転される。このようにして、弱化され、溶解した合成材料が、マンドレルの壁上に分配される。機械マンドレルの表面全体に亘って熱可塑性材料の均一な厚さを得るために、工程の全体的持続期間、ならびに熱可塑性材料の冷却期間にマンドレルを移動することが好ましい。冷却期間中のマンドレルの移動は、冷却段階中の変形を回避するために実施される。

熱可塑性内壁を設けるための別の技術は、吹込みによる成形であり、いわゆる吹込み成形技術である。

この技術では、熱可塑性内壁の予備成形品が機械マンドレル１１の内側に吹き込まれる。この技術は、例えば、２００１年３月１日に発行され、上記に引用した国際公開第０１／１４２１２号パンフレットに記載されている。

前述の方法によって熱可塑性内壁が一旦形成されると、外側機械マンドレル１１が取り外され、除去され、内側壁１２が冷却液１７で充填される。冷却液１７で充填された内側壁１６が、図８に示されている。

その後、追加の熱可塑性材料が、前述の方法のステップによって作製された内側壁１６の外側に設けられる。

本発明の好ましい実施形態では、この材料は、それ自体が公知である巻き付け方法によって設けられる。

この方法によって、フィラメント、繊維またはストライプの形態である熱可塑性材料１８は、それ自体が公知である方法でボビンからほどかれ、巻き付け機構によって内側壁１６上に、次の巻き付け１８に提供される。巻き付け作業は、材料が十分な厚さに達するまで続けられる。

巻き付け機構は、内側壁１６の表面全体上に概ね均一な厚さに達するように選択されるべきである。図９および図１０は、以下に説明するように同じものを図示する。

熱可塑性材料の様々なストロークが互いに対して、および内側壁１６の表面に対して良好な密着を得るように、硬化が発生する。追加に設けられた熱可塑性材料の硬化は、同時に実施され、または例えば巻線によって追加の熱可塑性材料を設けると同時に実施され得る。硬化はその後に続いて、または巻線作業の間に、または巻線作業の後にも実施され得る。

この作業において、追加に設けられた熱可塑性材料は、弱化温度を超えて均一に加熱される。その結果、一方で、熱可塑性材料は互いに粘着し、追加の外側壁１９を形成する。他方で、熱可塑性材料は内側壁１６の外側に粘着する。その結果、内側壁１６および外側壁１９からなる１つの均一な剛体構造体が生成される。

本発明の発明者は、壁１６内部の冷却液１７の存在が、本発明に係る方法の中で非常に有利であり、驚くほど効果的であると発見した。

一方で、この冷却液は、内側壁１６の内側部分を十分な冷温に保ち、その結果、内側壁１６はその硬直性および剛性を維持し、それによって内側壁１６は、外側壁１９という追加の熱可塑性材料を設ける期間中、ならびにこの材料の高温硬化段階の間に内側マンドレルまたはモールとして機能することができる。

他方で、この冷却液の効果は限定され、追加に設けられる熱可塑性材料の硬化段階中に、内側壁１６の外側は、そのような硬化作業中に使用される熱によってわずかに弱くなる。

この部分的な弱化によって、内側壁１６は硬化された外側壁１９と共に、１つの分割できない緊密な構造体を形成するという事実がもたらされる。有利なことに、このことによって、結果として生じる容器の機械的強度、ならびに気密および／または液密特性をもたらす。

内側壁１６の外側部分は、硬化作業の間に弱化し、その結果、追加に設けられた熱可塑性材料と分割できない１つの部分を形成する。それによって、結果として生じる加圧容器は、その機械的強度を維持し、かつ気密および／または液密性、ならびにその原形を保つ。

前述のステップが一旦実施されると、冷却水は除去され、容器は使用の準備ができる。

図１１は、追加に設けられた熱可塑性材料の硬化後、本発明に係る加圧容器の横断面図を示す。符号１０は、上記に記載したように、例えば消火器の口金形態に加圧容器を結合するための、前述の取付け具または首部品を示す。符号１６は熱可塑性内側壁を示し、符号１９は、例えばガラス繊維で強化された、追加の熱可塑性外側壁を示す。図面は、内側壁の材料と外側壁１９の材料との間の部分が図面から見えるほど実際には角張っていないという意味において例示的である。外側壁の硬化段階中に内側壁１６の外側が弱化することを考えると、この内側壁は、外側壁１９と共に１つの剛性構造を形成する。上記に述べたように、これによって、加圧容器全体の機械的強度、およびその気密および／または液密特性に有利な影響を与える。

本発明の方法によって作製された容器は、消火器またはガスボンベなどの様々な型の加圧容器の用途に適している。

消火器の用途の場合、本発明の方法によって作製された容器は、例えば、内側のねじ山または外側のねじ山を備える鋼鉄製首部品または取付け具を備える。このねじ山によって、容器は消火器の首部品に操作可能に気密に結合される。

好ましくは、金属製首部品が設けられる。この場合、内側のねじ山、または外側のねじ山もまた使用され得る。首部品が合成材料でできている場合、内側にねじ山を設けることが推奨され、そのような内側のねじ山が一般的により耐摩耗性に優れるからである。

本発明の方法によって作製された容器がガスボンベとして使用される場合、加圧容器は、首部品または取付け具上にねじで取り付けられる栓によって外界から分離されるべきである。この用途でもまた、首部品または取付け具は、栓のねじ山に操作可能に結合されているねじを備える。次いで、両者間の気密および／または耐水結合は、通常ゴムなどの弾性材料からできている円形閉鎖要素によって実現される。この閉鎖方法は、例えば気体を貯蔵するために使用される。

首部品は、例えば、その内側に設けられたねじ山を備えることができ、これはいわゆる内側のねじ山である。この場合、閉鎖する栓は外側のねじ山を備え付けるべきである。

逆もまた実施可能であり、そのとき首部品は外側のねじ山を含み、栓は内側のねじ山を含む。

首部品が合成材料でできている場合、そのとき一般的に内側のねじ山が推奨される。これは、通常外側のねじ山に比較してより耐摩耗性に優れる。

内側のねじ山または外側のねじ山のどちらを選択するか、およびこのねじ山が金属からできているか、または合成材料でできているかは、例えば、消火器またはガスボンベなどとして使用するために、本発明によって作製された加圧容器に対して予定している特定の用途に依存する。

図１２は、ガスボンベの部品として、本発明の方法によって作製された加圧容器の詳細を示す。この目的のために、加圧容器の首部品または取付け具１０は、栓または閉鎖リングによって閉鎖されている。符号２１は、金属、または例えばガラス繊維によって強化された合成材料から作製された閉鎖栓を示し、符号２０は、例えば合成ゴム、例えばネオプレンから作製された閉鎖または封止リングを示す。

本発明に係る容器はそれ自体が、例えばガスボンベなどの気体貯蔵のために使用され得る。

本発明で使用するために内側壁向け熱可塑性材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンビニルアルコールから選択することができる。特に、ポリブテン−１（ＰＢ−１）が好ましい。ポリブテン−１は、オランダのＬｙｏｎｄｅｌｌ Ｂａｓｅｌｌから調達することができる。

好ましくは、外側壁の追加の熱可塑性材料として、以下の材料から選択することができる。連続的高強度繊維、あるいは熱可塑性材料を用いて、（事前に）充満され、または混合された（ｃｏｍｉｎｇｌｅｄ）フィラメントである。混合されたという用語は、一方で熱可塑性材料のフィラメント、他方で高強度繊維フィラメントが、両方ともボビンからほどかれて、本発明によって製造された内側壁上に巻き付けることによって設けられる技術を指す。

代替実施形態は、繊維またはテープを用いて事前に充満された熱可塑性混合物を含む。このことは、事前に充満される繊維またはテープの製造中、または本発明に係る製造方法中に内側壁を設ける少し前に生じる場合がある。

別法として、繊維の代わりに、ストローク（ｓｔｒｏｋｅ）またはストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）またはテープ（ｔａｔｅ）を巻き付け作業のために使用することができる。高強度繊維の利用は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、鉱物繊維、ウール、ポリエステル、ポリプロピレン、玄武岩、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）、アラミド（ａｒａｍｉｄ）、伸展熱可塑性物質、または前述の１つまたは複数の組合せ、または類似の繊維からなることができる。

好ましい実施形態によって、追加の熱可塑性材料が巻き付け技術によって設けられる。これはそれ自体が公知の技術である。このようにして、追加の熱可塑性材料を設けることの利点は、この技術のために公知の利点および機械を使用することができることである。この技術によって、目立って人間が介入することなく、内側壁上に自動的に巻き付ける標準的な機械で、迅速で簡単な態様で繊維またはテープが設けられる。

この作業中に、様々な繊維またはテープが次々と互いに重なるように設けられ、このようにして本発明に係る容器に必要な機械的強度を与える。図９は、追加の熱可塑性材料の部分が巻き付けによって設けられている熱可塑性内側壁を示す。

図１０は、完全に追加の熱可塑性材料が巻き付け作業によって設けられた、熱可塑性内側壁を示す。

参照符号１８は、この巻き付け技術によって設けられる様々な材料のストロークを示す。前述のように、これは、ガラス強化ポリブテン、またはポリプロピレン熱可塑性ポリマーのストローク、ストライプ、またはフィラメントから構成される。これらは、次のストライプが互いに重なり合うように、適切な巻き付け技術によって設けられる。これらの重なり合うストライプの硬化の結果として、図１１に示す追加の外側壁１９を備える、気密で均一な構造体がもたらされるであろう。

例えば、米国特許第３，３６７，８１５号明細書および英国特許第１２５５７３８号明細書もまた、気密および／または液密容器を製造するためにフィラメントを設けるこの巻き付け技術を記載している。

本発明に係る方法では冷却液として、通常入手できる水を使用することができる。この冷却液は、追加の熱可塑性材料、および硬化段階をもたらす場合、撹拌することが可能である。その有利な点は、冷却液内の温度が本発明に係る方法のこれらのステップの間に依然として均一に保たれるということであるが、このことは必ずしも厳密に必要ではない。本発明に係る方法で、熱可塑性内側層内の冷却液を蛇状管という手段によって追加的に冷却することもまた可能である。しかし、この手順はかなり手間がかかり、本発明に係る方法に有利な効果を得るために必ずしも必要ではないと発見された。

Claims (9)

1. 耐圧性気密および／または液密容器を製造する方法であって、
   首部品（１０）を中心として取り外し可能な外側マンドレル（１１）を設けるステップと、
   前記マンドレル（１１）の内側に、熱可塑性内側壁（１６）を製造するために熱可塑性材料を設けるステップと、
   前記外側マンドレル（１１）を取り外すステップと、
   前記熱可塑性内側壁（１６）を冷却液（１７）で充填するステップと、
   前記熱可塑性壁の外側に追加の熱可塑性材料（１８）を設けるステップと、
   前記追加に設けられた熱可塑性材料（１８）を硬化するステップと、
   前記冷却液（１７）を除去するステップと
   を含む方法。
2. 前記熱可塑性内側壁（１６）が回転成形または吹込み成形によって作製される、請求項１に記載の方法。
3. 前記追加に設けられた熱可塑性材料（１８）が、熱によって硬化される、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記追加の熱可塑性材料（１８）が、巻き付けることによって設けられる、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記熱可塑性材料がポリブテン−１であり、前記追加の熱可塑性材料がガラス繊維補強ポリブテン−１である、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記冷却液が水である、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記容器の前記首部品（１０）が金属から作製され、外側のねじ山を備える、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記容器が栓（２１）によって封止され、前記栓（２１）が、前記容器の前記金属製首部品の外側のねじ山に動作可能に結合される内側のねじ山結合部を備える、請求項７に記載の方法。
9. 封止材、好ましくはゴム製封止リング（２０）が、前記栓（２１）と前記容器の前記首部品（１０）との間に設けられる、請求項８に記載の方法。

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