JP5717731B2 - 熱可塑性材料から物品を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出しブロー成形により熱可塑性材料から物品を製造するための方法に関する。

押出しブロー成形において、軟化された熱可塑性材料のチューブ型の予備成型物チューブは、一般に、環状の金型から送り出され／押出され、マルチパートブロー成形ツールの開かれた半分（halves；ハーブズ）の間に運ばれる。あるいは、ツールの開かれた部分の間に溜まるように予備成型物が押し出されるように、押出機ヘッドが、ツールの上に配置されていてもよい。ツールは、予備成型物の周りで閉じ、一般に圧力媒体を取り込むことで、予備成型物はブローモールドの空洞の中で広がる。ブローモールドの空洞は、製造される物品の最終形状を決める。ブロー成形では、物品の最初及びそれに続く形成は、一般には温かく可塑性の状態の中で押出されるポリマー材料の第１の熱で生じる。

押出しブロー成形は、例えば、薬瓶、瓶、トラム缶、自動車の燃料タンクから広く暖房用の油のタンクのような、小さい或いは大きい中空の本体を生産するのに用いられる。生産するのに物品の中に挿入物（insert；インサート）を取り込む必要がときどきある。特に燃料タンクの生産では、例えばポンプ、インジケータ、サージチャンバ、内部バッフル等のような機能的インサートをタンクの中に提供しなければならない。それらのサイズが原因で、それら部品は、完成されたタンクの中に、後でそれらに設けられる開口部を介して簡単に取り込むことはできないので、そのようなインサートがブロー成形により代わりに封入される様々な事例がある。基本的に、タンクの中に配置されるインサートを、開口されておりブローモールドハーブズの間に置かれる予備成型物の中に、下からローディングピンを用いて取り込み、チューブ及び当該チューブにより囲まれたインサートの周りのブローモールドを閉じる従来例は知られている。

この目的のために、ブローモールドが閉ざされる前に、予備成型物から外に、インサートの保持手段或いはローディングピンを動かすことは有利である。これは、予備成型物の内部のインサートの少なくとも一時的な保持が順次に必要である。

インサートを備えた押出しブロー成形されたプラスチック物品の製造方法は、例えばＷＯ２００８／１３８８６９ Ａ１より、知られている。ここで、インサートは、予備成型物がブロー成形ツールの開口部の間に押し出される間或いはときに、ローディングピンを用いて、チューブとして形成された予備成型物の下端の主要な開口端に取り込まれる。更なるステップでは、予備成型物は、予め膨張させられ、インサートは、ツールの中に提供されるスライド／モールドスペーサを用いてツールに対して後で固定され、予備成型物は同時に対応する位置にてインサートに融合される。ローディングピンは、ツールから立ち退き、その後、ツールは、その中に固定されたインサートを備えた予備成型物の周りを閉じ、物品のブロー成形は完結する。

この解法は、物品の生産のために必要とされるツールが比較的高価となり、その中に提供されるスライドのために複雑となるといった不都合を伴う。

本発明は、それ故に、比較的簡素な手段により実現され得る比較される方法を提供するとの目的に基づいている。本発明は、さらにインサートを備えた押出しブロー成形プラスチック物品の生産方法を提供するとの目的に基づいており、完成されたコンテナ或いはタンクに提供される開口の数及びサイズについて最適化する。これは、特に熱可塑性材料から燃料タンクへの生産に好ましく、それは通常は炭化水素のためのバリア層を備えた共通の押出し物から生産される。

この目的は、チューブ型の予備成型物が、マルチパートブローモールドの中に取り込まれ、膨張させられ、適用される圧力差により形成される、熱可塑性材料から物品を製造する方法であって、予備成型物の形成の前に、少なくとも１つのインサートが、第１保持手段により予備成型物の中に取り込まれ、予備成型物の形成前に、予備成型物は、予備成型物の壁を貫通する少なくとも１つの第２保持手段により引き継がれ、第２保持手段はブローイングピンとして形成され、予備成型物の膨張及び再成型は、第２保持手段と共に圧力媒体を適用することで開始される方法との発明に従って成し遂げられる。

以下では用語"ブローイングピン"と"ブローイングニードル"は同義語として用いられる。当業者は、２つの用語について同じことを言及するものとして理解している。

本発明に従った解法は、どんな場合にも必要とされるブローイングニードル、或いはどんな場合にも必要とされるブローイングピンが、物品の中に取り込まれるインサートを固定するために同時に役立つとの利点を特に有する。もし必要であれば、複数のブローイングニードルを固定のために用いることも可能である。必要とされるツールは、ＷＯ２００８／１３８８６９ Ａ１より知られているツールよりも簡素である。

本発明の目的のために、チューブ型の予備成型物は、その全体外周が閉ざされたチューブである必要は必ずしもないが、むしろチューブ型の予備成型物は、例えば、一隅で縦に分離されたチューブを意味するものとして理解され得る。"チューブ型の予備成型物"の断面は、また必ずしも円形である必要はなく、むしろ、予備成型物の操作は、それが押出機ヘッドから離れた後、及びインサートがブロー成形ツールの開口された部分の間に取り込まれる前についても、また本発明の目的の範囲内にある。

以下に述べられるけれども、本発明の例示的な実施形態の場合、引力の方向に垂れ下がるように、開口されたブロー成形ツールのハーブズの間に予備成型物を押出すことが予見され、また予備成型物はブロー成形ツールから空間的に隔たった位置に押し出されてもよく、対応する保持装置によりブロー成形ツールへと持って行かれてもよい。

本発明の目的の範囲内で、予備成型物は連続的に或いは不連続的に押し出されてよい。

この出願の中で述べられる例示的な実施形態の場合、予備成型物は、吹き込みエアの形式で圧力媒体を適用することにより膨張される。ツールの中に適用される負の圧力により物品の形成をサポートすることは、また本発明の目的の範囲内にある。

ブロー成形ツールは、これから先は２パートブロー成形ツールとして述べられるが、２パート以上有していてもよい。特に、予備成型物により定義されるツールの分離した平面に対して移動することができる個々の成形部品は、提供されてよい。

本発明に従った方法の有利な変形の場合、第１保持手段は、インサートが第２保持手段により引き継がれた後に予備成型物から立ち退くことが提供される。第１保持手段は、ローディングピンであるけれども、便宜上、インサートを受け取る手段として提供される。

便宜上、予備成型物は、第１保持手段が立ち退き、ブローモールドが閉ざされる前に第２保持手段により予め膨張させられた後に、その端において閉ざされる。

あるいは、予備成型物は、その上端にて閉ざされており、第１保持手段が立ち退く前に第１保持手段により予め膨張されてよい。この変形の場合、ブローイングピン或いはブローイングニードルが予め膨張され固定されたチューブの中に挿入され得るように、第１保持手段はチューブを予め膨張させる役目を果たす。本方法のこの変形の場合、それ相応に形成されたクロージングフラップによりチューブの主要な端を閉ざすことは、望ましく目的にかなっている。予め膨張すること、主膨張が中断されないようにするために、ローディングピンが立ち退いた後、残った開口部は適した手段により同様に閉ざされなければならない。

予備成型物が第２保持手段を用いて予め膨張されるとき、チューブは、ツールのモールドスペーサ或いはスライドにより、その主要な／下部の端にて条件付きで閉ざされてもよい。しかしながら、例えば、グリッパー或いはチューブクロージング装置により、ツールから物理的に分離した手段により、チューブが予め膨張する目的のために閉ざされることも可能である。押出機ヘッドに隣接したチューブの上部の端は、また、予め膨張する目的のために条件付きで閉ざされる。これは、ツールのモールドスペーサ或いはスライドにより、或いは例えばグリッパー或いはチューブクロージング装置を用いて、ツールから物理的に分離された手段を用いて、同様に行われてよい。

本発明に従った方法の変形の場合、生産される物品は、自動車の燃料タンクであることが提供される。

物品の中に取り込まれるインサートとして考慮に入れられる例は、機能性部品キャリアである。

インサートは、あるいは、物品の対立する壁を互いに好ましくは支持する強化素子として物品に取り込まれてよい。機能性物品キャリア及び強化素子は、また１つの同じ部品で実現されてもよい。

本発明の目的のために、対立は、必ずしも正反対を意味する必要があるというわけではない。生産される物品の構造に依存して、サポートは、相互の関連でオフセットされる物品のエリアから提供されてもよい。

あるいは、物品の壁あるいは壁領域に接続するだけの方法で、物品の中にインサートを取り込むことは可能である。例えば、インサートは、第２保持手段の前進及び／又は後退動作により、物品の単一の壁に取り付けられてよい。

インサートは、好ましくは物品の内壁に融合される。この目的のために、インサートは可溶性という意味でコンテナ或いはタンクの壁に互換性のある材料から作られることが望ましい。もし、例えば、本発明に従った方法により自動車の燃料タンクが生産されるならば、予備成型物は、例えば、炭化水素のためのバリア層を備えた多層の押出し物で構成されてよい。材料は、この場合、ＥＶＯＨバリア層を備えたＨＤＰＥで主に構成されるだろう。便宜上、インサートは、その結果、同様にＨＤＰＥ（high-density polyethylene）であり、それは予備形成物／物品の材料と融合することができる。

本発明に従った方法の目的にかなった改良の場合、インサートは、第２保持手段により貫通される。インサートのデザインは、ブローイングピンの形式の第２保持手段が、コンテナ或いはタンクの壁に造られた開口が例えばコンテナ或いはタンクに提供される開口をいかなる場合にも意図する位置を有するような方法で、好適な位置にてインサートを貫通するように選択されてよく、ゆえにブローイングピン／第２保持手段により生成される穴を、この目的のために提供されるプラグ及び／又はカバーを用いて閉ざす必要はない。

第２保持手段は、便宜上、インサートと、一時的に係止、言い換えれば確実に接続される。例えば第２保持手段は、特定の領域或いは特定の部分に円錐形に形成されてよく、ゆえに、保持手段の前進あるいは後退動作により、インサートは、必ずしもコンテナ或いはタンクの他の壁に対して支えられる必要もなく、物品の一つ又は他の対立する壁に取り付けられる。

インサートの位置、配置及び形にもよるだろうが、その一方で、インサートを引力の方向に固定する必要はあるものの、ブローイングピンによりインサートを貫通するのには差し支えないかもしれない。ブローイングピンの形の保持手段は比較的簡素な形にすることができる点は有利である。

この目的のために、インサートは、適切な取付け／位置決め開口部を備えてよい。

図１は、予備成型物の中にインサートを取り込む間の、予備成型物を介した及びブローモールドの一部を介した断面図を示す。 図２は、予備成型物の膨張の間の、閉ざされたブローモールドを介した断面図を示す。 図３は、完成された物品の取り外しの間の図２に対応した断面図を示す。

本発明は、図面に表された有利な例示的実施形態に基づいて以下に説明される。

本発明に従った方法の場合、第１に、引力の方向に垂れ下がるように、チューブ型予備成型物１は押出しヘッド２から環状金型（不図示）と共に継続的に放出される。予備成型物１は、ブロー成形ツールのオープンブローモールド半分（halves；ハーブズ）３ａ，３ｂの間に押し出される。

ブロー成形ツールは、図の中では非常に簡潔化された形式で示されている。ブローモールドハーブズは、それぞれマルチパートフォームであってよいが、不図示であるが、モールドクランピングフレームの圧盤の上に既知の手法で配置されてよい。

図１に示される範囲への予備成型物の押出しの前、間、あるいは後、ローディングピン４は、インサートとして、その後すぐに適当な位置に置かれる機能性部品キャリア５を備えた第１保持手段として、下方から、ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂの間に配置される。

生産される物品（図３参照）は、その中に配置される機能性部品キャリア５を備えたプラスチック燃料タンク６の形を取る。機能性部品キャリア５は、例えばサージチャンバを備えた供給装置や燃料ポンプ、充填レベルインジケータその他、燃料タンクのための機能性部品（不図示）を受け取る。

以下に述べられるように、ここで述べられる例示的な実施形態の場合、機能性部品キャリア５は、互いにその対立する壁７を支えるような方法で、完成された燃料タンク６の硬化をもたらすように形成されている。

図１に示されるように、ブローイングピン８は、ブローモールドハーフ３ｂ（図１の右に示す）の中に、引っ込めたり、延長したりできる態様で、配置されている。

機能性部品キャリア５が、ローディングピン４によって、ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂの間、予備成型物１に中に位置付けされるとすぐに、ブローイングピン８は予備拡張／予備膨張がなされていない予備形成物１の中に挿入される。ブローイングピン８は、それによって、機能性部品キャリア５を引き受ける。ローディングピン４は、ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂの間から立ち退く。その後、予備成型物１の端は、押出機ヘッド２に向かい合う端とリーディングサイドの双方であるが、閉ざされる。予備成型物１のリーディングサイドにおいて、閉ざす動作は、図示されているモールドスペーサ（スライド）を用いることによって行われる。予備成型物１は、予備膨張がなされ、その後、ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂは完全に閉ざされる。物品のブロー成形は、その後に完結する。

詳細な説明の前置き部分で述べられたように、もう一つの方法として予備膨張はローディングピン４を用いることで実施されてもよい。この場合、ローディングピン４は、予備膨張の後に予備成型物１から立ち退かれる。

図面において、ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂが完全に閉ざされた状態は図２に示されている。

ローディングピン４がブローモールドハーブズ３ａ，３ｂの間から立ち退かれる前にすぐに、機能性部品キャリア５は、この目的のために設けられた開口部１０にブローイングピン８により貫通され、ゆえに、機能性部品キャリア５は、ブローイングピン８により引力の方向の中、図２に示される位置に維持される。

その後、図２に示されるように、図３に示される最終形状になるまで、予備成型物１は導入圧力媒体（ブローイングエア）により完全に膨張される。

ブローモールドハーブズ３ａ，３ｂが閉ざされるとき、機能性部品キャリア５は、その支持表面が予備成型物１の壁７に向かい合うように位置付けされる。

図３に示される燃料タンク６を形成するための予備成型物の完全な膨張の後、当該タンクは最終物品としてツールから取り出される。

押出機ヘッド２に対向する側の予備成型物１のクロージング、締め付け、及び／又は分離は示されていない。しかしながら、関係がある方法ステップは、従来技術において基本的には知られている。

１ 予備成型物
２ 押出機ヘッド
３ａ，３ｂ ブローモールドハーブズ
４ ローディングピン
５ 機能性部品キャリア
６ 燃料タンク
７ 壁
８ ブローイングピン
９ モールドスペーサ
１０ 開口部
１１ 支持表面

Claims (10)

1. チューブ型の予備成型物が、マルチパートブローモールドの中に取り込まれ、膨張させられ、適用される圧力差により形成される、熱可塑性材料から物品を製造する方法であって、前記予備成型物の形成の前に、少なくとも１つのインサートが、第１保持手段により前記予備成型物の中に取り込まれ、前記予備成型物の形成前に、前記インサートは、前記予備成型物の壁を貫通する少なくとも１つの第２保持手段により引き継がれ、前記第２保持手段はブローイングピンとして形成され、前記予備成型物の膨張及び再成型は、前記第２保持手段と共に圧力媒体の適用により開始され、前記予備成型物は、前記第１保持手段が立ち退き、前記ブローモールドが閉ざされる前に前記第２保持手段により予め膨張させられた後に、その端において閉ざされる方法。
2. 前記第１保持手段は、前記インサートが前記第２保持手段により引き継がれた後に前記予備成型物から立ち退くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記予備成型物は、その上端にて閉ざされており、前記第１保持手段が立ち退く前に前記第１保持手段により予め膨張されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
4. 製造される前記物品は、自動車の燃料タンクであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法。
5. 機能性部品キャリアは、インサートとして前記物品に取り込まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記物品の対立する壁を互いに好ましくは支持する強化素子が、インサートとして前記物品に取り込まれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
7. 前記インサートは、前記第２保持手段の前進及び／又は後退動作により前記物品の一方の壁に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記インサートは、前記物品の前記内壁に融合されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法。
9. 前記第２保持手段は前記インサートを貫通することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の方法。
10. 前記第２保持手段は前記インサートと共に一時的にロックされることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の方法。

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