JP2008524014A - 少なくとも１つの溶着部を含む多層中空本体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体バリヤ層を含む多層構造を備えた中空プラスチック本体の成形による製造方法に関する。この製造方法は、(a)溶着すべき少なくとも１つの部分を備えたパリソンを、溶着領域(5,5')を備えた少なくとも２つの押圧体(4,4')を有し且つ開いた型内に挿入し、溶着すべき部分を溶着領域(5,5')内に位置決めする工程と、(b)型の押圧体(4,4')を並置させて型を閉じ、パリソンの溶着すべき部分をクランプして溶着を実施する工程と、(c)加圧流体を型内に注入し、及び／又は、真空を型の押圧体(4,4')の背後に引いて、パリソンを型の押圧体(4,4')に押し付け、中空本体を成形する工程と、(d)型を開き、中空本体を取り出す工程を有する。工程(a)〜(d)の間、溶着領域(5,5')を除き、型の押圧体(4,4')を冷却し、工程(a)及び(b)の間、適当な装置(7)を用いて溶着領域(5,5')を加熱する。

Description

本発明は、少なくとも１つの溶着部を含む多層中空本体の製造方法に関する。

単一の熱可塑性樹脂によっては得ることができない特性を必要とする使用上の必要性を満たすために、プラスチックを主成分とする多層中空本体が開発された。具体的に言えば、この技術は、通常の温度での高い剛性と、液体及び気体に対する良好な不透性の両方を備え且つ液体及び基体を収容することが意図されているプラスチック中空本体を製造する必要がある場合に用いられている。この場合、不透性にする機能は、一般に、構造体の内部に設けられ、厚さが薄く且つ機械的強度が低い層によって得られ、この層は、中空本体内に収容されている液体及び気体に対してバリヤとして作用する材料で作られる。

プラスチックを主成分とする多層中空本体は、一般的には、単一構成要素として成形することによって、即ち、型内にクランプされ／溶着された単一のパリソン又は型内で直接溶着された数個のパリソン部分の吹込成形又は熱成形によって得られ、又は、数個の別々の成形部品を溶着することによって得られる。

さらに、有機物質の入った容器から環境中へ漏れる蒸気及び液体の許容量を実質的に減少させる要件が存在する。燃料タンクの分野においては、許容可能なロスについて極めて低い限度を課す新たな基準が近いうちに発効する。

１つ又は２つ以上の溶着多層要素を組み立てることによって上述したように製造された中空本体では、溶着領域において不透性が減少する。というのは、多層構造は、溶着平面で潰され、その結果、通常、一要素の層が溶着要素の層の上に折り重ねられると共に、各要素の内側層と他方の要素の内側層が溶着される。一般に、この結果として、製造された中空本体の構造のバリヤ層に中断部が生じることになり、従って、蒸気及び液体の漏れの優先的な経路が生じる。

欧州特許出願第１，１９０，８３７号明細書（特許文献１）では、本出願人は、溶着領域において、溶着要素の延長部として中空本体の外側寄りにテーパした付属物（バリヤ層が互いに接合する箇所まで下方にテーパした付属物）を設けるようにすることによりこの問題を解決することを提案した。

欧州特許出願第１，１９０，８３７号明細書

そこで、現行の吹込成形又は熱成形法では、成形の開始からすぐに型の押圧体を冷却して、生産速度を高めることができるようにすることが一般的なやり方である。しかしながら、本出願人は、この手順の結果として、一般に、特に上述したようなテーパ付きビードを備えた溶着部の場合、溶着品質が不良になることに気ついた。

したがって、本発明の目的は、少なくとも１つの溶着部を含む多層中空本体の製造方法であって、溶着部の品質を損なわないで高い生産速度を達成することができる方法を提供することにある。

この目的のため、本発明は、少なくとも１回の溶着作業を有する、液体バリヤ層を含む多層構造を備えた中空プラスチック本体の成形による製造方法であって、（ａ）溶着すべき少なくとも１つの部分を備えたパリソンを、溶着領域を備えた少なくとも２つの押圧体を有し且つ開いた型内に挿入し、溶着すべき部分を溶着領域内に位置決めする工程と、（ｂ）型の押圧体を並置させて型を閉じ、パリソンの溶着すべき部分をクランプして溶着を実施する工程と、（ｃ）加圧流体を型内に注入し、及び／又は、真空を型の押圧体の背後に引いて、パリソンを型の押圧体に押し付け、中空本体を成形する工程と、（ｄ）型を開き、中空本体を取り出す工程と、を有し、工程（ａ）〜（ｄ）の間、溶着領域を除き、型の押圧体を冷却し、少なくとも工程（ａ）及び（ｂ）の間、適当な装置を用いて溶着領域を加熱する、製造方法に関する。

溶着領域の外側部分、即ち、型の押圧体を加熱することにより、良好な品質の溶着部を得ることができ、この溶着部は、開き傾向が低い。

本発明に従って溶着領域を加熱した場合のもう１つの利点は、溶着領域の材料を押し潰すことが容易であり、従って、薄い溶着ビードが得られるということにある。これにより、ビードに良好な機械的強度が与えられ、しかも、得られた中空本体を型から抜くことが容易になる。かくして、この型抜きは、手で実施でき、溶着ビード（場合によっては付属物）を損傷しがちなナイフはもはや不要である。この厚さの減少及びその結果として生じるバリヤ層の並置は、不透性の観点からも好ましい。その理由は、漏れ経路の厚さが減少するからである。

本発明の最後の利点は、吹込成形中、タンクの型抜き時点まで、溶着領域を加熱することによっても得ることができる。以下に説明する特定の装置を用いることにより、スクラップ（製造屑となり、一般に「スプルー」と呼ばれるパリソンの周囲部分）を燃料タンクから分離するのが容易になる。

所与のクランプユニットの場合、分割線を加熱することにより、型の閉鎖具合が向上し、完全な型閉鎖の達成が容易である。溶着領域における型の温度の上昇と共に、ばり取りが一層楽になる。

「中空本体」という用語は、多種多様な動作条件及び環境条件下において流体を貯蔵できる密閉タンクを意味するものと理解されたい。非常に好適なタンクの例は、燃料タンクであり、特に、自動車に装備される燃料タンクである。

本発明の中空本体は、プラスチックで作られる。

用語「プラスチック」とは、少なくとも１つの合成樹脂ポリマーを含む任意の材料を意味する。

あらゆる種類のプラスチックが適しており、特に適したプラスチックは、熱可塑性プラスチックのカテゴリに含まれるものである。

用語「熱可塑性プラスチック」とは、熱可塑性エラストマーを含む任意の熱可塑性ポリマー並びにこれらの配合物を意味する。用語「ポリマー」とは、ホモポリマーとコポリマー（特に、２成分又は３成分コポリマー）の両方を意味する。このようなコポリマーの例として、ランダムコポリマー、リニアブロックコポリマー、他のブロックコポリマー及びグラフトコポリマーがあるが、これらに限定されるものではない。

融点が分解温度より低い任意の種類の熱可塑性ポリマー又はコポリマーが適している。少なくとも１０℃にわたる広い融点範囲を有する合成熱可塑性プラスチックが特に適している。このような材料の例として、分子量に多分散性を有する熱可塑性プラスチックがあるある。

特に、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド及びこれらのコポリマーを用いるのが良い。また、ポリマー又はコポリマーの混合物が使用されてもよく、例えば、ポリマー材料と、無機充填剤又はフィラー、有機フィラー及び／又は天然フィラーの混合物が使用され、フィラーの例は、カーボン、塩及び他の無機誘導体、天然繊維、ガラス繊維及びポリマー繊維を含むが、これらに限定されるものではない。また、上述のポリマー又はコポリマーのうち少なくとも１つを含む互いに接合された積み重ね状態の層から成る多層構造体を用いることが可能である。

本発明によれば、中空本体は、互いに接合された積み重ね状態の層から成る多層構造体であり、かかる層は、上述したポリマー又はコポリマーのうちの少なくとも１つを主成分とする少なくとも１つの層及びバリヤ層を含む。１つ又は複数の非バリヤ層に用いられる場合の多い１つのポリマーは、ポリエチレンである。特に上述した燃料タンクの場合に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で優れた結果が得られた。

バリヤ層の性状及び厚さに関し、これらは、中空本体の内面と接触状態にある液体及びガスの透過性を最小に抑えるよう選択される。具体的に言えば、中空本体が燃料タンクである場合、この層は、好ましくは、バリヤ樹脂、即ち、燃料不透性樹脂、例えばＥＶＯＨ（部分加水分解エチレン／ビニルアセテートコポリマー）を主成分とする。この層は、好ましくは、ポリマー多層構造体内に位置し、その結果、両側がバリヤ特性を備えていないプラスチック（好ましくは、ＨＤＰＥ、上記を参照されたい）の少なくとも１つの層によって包囲される。最も具体的に言えば、燃料タンクの場合、バリヤ層がＥＶＯＨを主成分とすると共に、その両側において、ＨＤＰＥを主成分とする少なくとも１つの層で包囲されると特に有利である。かかる構造体では、接着剤が、一般的に、上述した層の各々の間に配置される。この接着剤は、有利には、改質ＨＤＰＥ（例えば、無水マレイン酸又はこれと同様な機能性化合物が結合されたＨＤＰＥ、それにより、ＨＤＰＥに隣りの層の各々との或る程度の適合性が与えられる）である。

本発明によれば、中空本体を成形するもととなるパリソンは、溶着すべき少なくとも１つの部分を有する。このことは、一般に、中空本体が閉じなければならない不連続部（開口部）を有すること、即ち、その縁部が互いにはさみつけられて溶着されなければならないことを意味している。

このパリソンは、実質的に円筒形の単一片から成るのが良く、この単一片の２つの端部が、溶着すべき部分となる。この場合、筒体を平らにし、このようにして得られた２つの縁部を各端部のところで互いにはさみつけ、そしてこれらを互いに溶着する。変形例として、パリソンは、少なくとも２枚の別々のシートから成っていても良く、２枚のシートは、これらの周囲に沿って互いに溶着され、これらシートの縁部は、溶着すべき部分となる。この場合、溶着すべきシートは、好ましくは、互いにほぼ同じ構造を有する。このことは、シートの各々の構造が互いに４ユニット以上は異ならず、好ましくは、２ユニット以下しか異ならない多数の層を有すること、及び溶着面の各側に対応する層に含まれるポリマーの性状が化学的観点とこれを溶着により組み立てることができるかどうかとの観点から見て適合性があることを意味している。シートが同じ数の層を備えた構造を有し、特に、同一構造を有する中空本体が好ましい。

吹込成形タンクの場合（この場合、加圧流体が型内に注入される）、パリソンは好ましくは、本出願人名義の欧州特許出願第１，１１０，６９７号明細書に記載されているのと同一の押し出しパリソンの切り離しにより得られる２つの別々の部分で構成される。なお、この欧州特許出願を本発明の目的のため参照により引用し、その記載内容を本明細書に援用する。この形態によれば、単一パリソンを押し出した後、これを２本の直径方向反対側の線に沿ってその全長にわたって沿って切断して２つの別々の部分（シート）を得る。厚さが一定の２つの別々の押し出しシートの吹込成形法とは異なり、かかる方式は、可変厚さ（即ち、長さ方向に沿って一定ではない厚さ）のパリソンを用いることが可能であり、これらパリソンは、適当な押し出し成形装置（一般に、位置が調節可能なマンドレルダイを備えた押出機）により得られる。かかるパリソンは、型内での材料の不定変形量の結果として、パリソンの或る特定の箇所で吹込成形中に生じる厚さの減少を考慮に入れている。

好ましくは、２つの部分から成るパリソンは、２つの押圧体（即ち、外側部品）及び１つのコア（即ち、内側部品）から成る型内で吹込成形され、これは、英国特許第１，４１０，２１５号に記載された方法とほぼ同じ方法を用いて行われ、この英国特許をこの目的のため参照により引用し、その内容を本明細書に援用する。この形態では、型を閉じる前、コアによって構成要素をパリソン上に配置することが可能である。「コア」という用語は、型の押圧体内に挿入できる適当な寸法形状の小片を意味するものと理解されたい。かかる小片は、例えば、英国特許第１，４１０，２１５号明細書に記載されており、この英国特許を参照により引用し、本発明の目的に関し、その記載内容を本明細書に援用する。本発明のこの形態のコアは又、パリソンを型の押圧体に押し付けるために加圧ガスを型内に注入するために使用できる。最後に、コアは又、本方法を少なくとも部分的に監視するために使用できる。この目的に関し、例えば、カメラをコア内に組み込んで画像分析により付属物の取付けの品質を見て点検するのが良い。１つ又は２つ以上の量、例えば力、移動距離、圧力、温度を測定する１つ又は２つ以上のセンサをコアに取り付けて付属物の取付けの仕方を良好に制御しても良い。

変形例として、タンクは、２枚のシートを熱成形することにより（又は、真空成形により、真空を型の押圧体の背後に引くことにより）成形しても良い。かかる方法の結果として、一般に、非一様な厚さの減少は殆ど無く又は全く無く、従って、一定厚さのパリソン（例えば、押出シート）を得ることができる。実際、この形態を実施する一方法は、シートを各々フレーム内に保ち、このフレームにより、シートを型の押圧体上に配置し、真空を引くのに必要なシール（パリソンと型押圧体との間に）設けることである。本発明のこの形態の方法では、型を閉じる前に第１の真空成形（又は予備成形）を行なうのが良く、そして、次に、適当な把持ツール（ロボットアーム）を用いることにより、付属物をパリソン（又はシート）上に配置するのが良い。当然のことながら、付属物のこの配置も又、型を閉じる前に行なわれる。

本発明の方法は、工程（ａ）〜（ｄ）の間、溶着領域を除き、型の押圧体を冷却し、少なくとも工程（ａ）及び（ｂ）の間、適当な装置を用いて前記溶着領域を加熱することを特徴としている。「内面」という用語は、パリソンと接触状態になる表面を意味し、「外面」という用語は、この内面から見て反対側の表面（これは、一般に、周囲環境と接触状態にある）を意味するものと理解されたい。

本方法全体を通じ、即ち、工程（ｃ）及び工程（ｄ）の間、溶着領域を加熱しても良いことに注目すべきである。

最後に述べた形態の一利点は、ばり取り作業（即ち、上述のスプルーの除去）を非常に容易に実施できるということであり、加熱領域は、タンクとスクラップとの間の実際の移行部となる。この形態によれば、型抜き中に必要なことは、タンクをスプルーから分離する専用ツールを用いるということだけであり、この領域の材料が軟化されるということから利益が得られる。しかしながら、この形態では、溶着ビードを損傷させないよう注意を払う必要がある。したがって、非常に好適な方法は、パリソンの縁部を２つの押圧体上に外方に折り返し、縁部を、２つの押圧体のうちの一方だけに固定させることである。かくして、型抜き中、タンクそれ自体が、型の押圧体の他方に固定されたままの状態になるようにするよう注意を払うことにより、スプルーは、タンクから迅速且つ容易に分離される。

この形態のもう１つの利点は、本発明の方法を容易に実施できるということにある。これは、加熱を全体にわたって維持でき、停止させて再始動させることはないからである。

工程（ｃ）及び（ｄ）の間、加熱を止める場合、低い熱慣性を持つ適当な装置（及び従って、迅速に昇温可能な装置）を用いることが好ましい。この目的のため、問題の型部分を誘導加熱により加熱するのが良い。この場合、これら型部分は、加熱を型部分内に局所化するよう特別な合金で作られる。

一般的に言って、工程（ａ）〜（ｄ）の間、型の押圧体の内面全体を０℃〜２０℃の温度まで冷却するが、工程（ａ）及び（ｂ）の間、溶着領域で少なくとも４０℃、好ましくは少なくとも６０℃又はそれどころか少なくとも８０℃の温度まで加熱する。

成形がコア（吹込成形）又はフレーム（熱形成）の使用を含む方法によって行なわれる上述の場合において、これら装置も又、好ましくは、少なくとも本方法の一部の間、加熱される。一般に、パリソンを成形する前、特に内部構成要素の（例えば、リベット止めによる）配置のための機能要素、或る特定の要素（例えば、ダクト）の圧縮成形のための機能要素等をパリソンに与えるために、コアかロボットアームかのいずれかが用いられる。本発明の範囲内において、かかる方法は、工程（ａ）と工程（ｂ）の間に、（ａ１）コアを、型内に位置しているパリソンの内側に挿入する工程と、（ａ２）押圧体をコアの周りに戻した状態で、型を閉じる１回目の工程と、（ａ３）コアを介する吹込成形、及び／又は、押圧体の背後の真空吸引によって、パリソンを型の押圧体に押し付ける工程と、（ａ４）コアによってパリソンに機能要素を設ける工程と、（ａ５）型を開き、前記コアを取り出す工程と、を有するのが良い。

変形例として、パリソンが、熱成形すべき２枚のシートから成る場合、かかる方法は、工程（ｂ）の前、（ａ１）２枚のシートの周囲を２つのフレームに固定する工程と、（ａ２）２つのフレームを型の押圧体の上に配置して、２枚のシートと型の押圧体との間に密閉領域を得る工程と、（ａ３）型の押圧体の背後の真空吸引によって、２枚のシートを型の押圧体に押し付ける工程と、（ａ４）オプションとして、ロボットアームによってパリソンに機能要素を設ける工程と、（ａ５）フレームを取り外す工程と、を有するのが良い。

２つの形態の各々において、実際のパリソン成形作業、即ち、パリソンに実質的にタンクの形状を与えるためのその変形は、主として、工程（ａ３）の間に行なわれる。工程（ｃ）の間、上述の溶着が行なわれ、圧力及び／又は真空が、単に、タンクの寸法安定性を保証するために維持される。

本発明の方法のこれら２つの形態では、型をコアの上に閉じる工程中、溶着領域、好ましくはその外側部分（押圧体）と内側部分（コア又はフレーム）の両方における加熱を実施しなければならない。

本方法の或る特定の工程中、型の押圧体を加熱する領域の加熱を非実施状態にするかしないかは、これら領域の温度を変化させることができる速度で決まり、これは、具体的には、これらの構成材料の性状で決まる。その理由は、型は、次の製造サイクル中、高温状態であることが絶対に必要だからである。

コアの加熱動作の実施／不実施は、達成するのが容易であり、従って、上述したように最適化できる。

その理由は、型をそれ自体閉鎖したときにコア（インサート）を加熱することは、溶着ビードの形成中、即ち、パリソンを溶着し、最終的な中空本体を成形するために型を２度目に閉じたとき、過度に大きな溶着ビードがパリソン及びその結果として得られる中空本体の内面に形成されるのを阻止するからである。この形態では、コアが存在している場合、コアは、溶着すべきパリソンの部分の溶着を回避するのに適した形状及び寸法を有することを理解すべきであり、そうでなければ、溶着すべきパリソンの部分を後で型抜きすることができなくなる。したがって、コアは、型の最初の閉鎖中に、型の押圧体の縁部の間に挿入され、かくして、これらの当接を阻止する突出部を有する。好ましくは、上述の工程の際に加熱されるのは、この「突出部」である。

本発明の方法では、上述の欧州特許出願第１，１９０，８３７号明細書（特許文献１）の場合のように、溶着部分を、溶着部を作るために溶着すべき部分のはさみつける間に堆積した材料の溶着ビードによって中空本体の外側に延長させることが有利である。延長部は、２つの要素（シート又はパリソンの縁部）の間の溶着部の近くに作られ、付属物の形態で外部に向かって延び、この付属物は、各要素のバリヤ層を含む。この付属物は、種々の形態を取ることができる。好ましくは、中空本体内に固定された付属物のベースは、その端部よりも断面が大きなものである。付属物は、バリヤ層の端部が互いに接するランス又は槍部の先端部の形態をした、タンクの表面及び溶着ビードに対して垂直な断面を有する突出部の形態をしているのが良い。この付属物は、断面が実質的に三角形のベースを有し、中空本体の外側で、端部が互いに接触するバリヤ層を含む平べったいブレードで終端する突出部の形態をなすのがよい。この形態は、これにより溶着すべき各要素内に含まれているバリヤ層の端部を良好に互いに溶着できるので好ましい。

したがって、本発明の方法では、溶着すべき部分は、同一構造又は互いに類似した構造の２つの縁部から成り、溶着すべき部分をいったん溶着すると、溶着すべき部分は、溶着ビードを介して中空本体の外側に付属物の形態をなして延長され、付属物の断面は、中空本体の表面及び溶着ビードと垂直な平面において、実質的に三角形のベースを有し、中空本体の外側において平べったいブレードの形態で終端し、バリヤ層は、溶着すべき部分から延びる前記縁部は、前記平べったいブレードの端部に接合されることが特に有利である。

かかる付属物において、ブレードの先端部のところのバリヤ層の間の距離は、好ましくは、５０μｍ未満である。さらに、長さが少なくとも０．５ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍ又はそれどころか最高４ｍｍまで（意図した透過性に応じて）であること、バリヤ層の間の距離が２５０μｍ未満、それどころか２００μｍ未満、好ましくは１５０μｍ未満であることが好ましい。これらパラメータ、即ち、バリヤの間の距離及びこの距離が考慮に入れられる距離は、事実、漏れ経路を決定する。

本発明は又、上述した方法を実施するのに適した装置に関する。この装置は、好ましくは、少なくとも２つの押圧体を有する型から成り、２つの押圧体はそれぞれ、外面と、溶着領域を含む内面とを有し、押圧体は、溶着領域を除き、押圧体の内面全体にわたって冷却装置を有し、溶着領域は、加熱装置を有する。

上述した冷却装置及び加熱装置は、任意既知の形式のもの（冷却剤又は伝熱媒体の循環、発熱カートリッジ又は電熱線等）であって良い。冷却は、冷却剤（水）の循環によって実施されるのが有利である。加熱は、電熱線（抵抗器）によって実施されるのが有利である。

上述したように、型は、コアを更に有するのが良く、コアは、この場合、好ましくは加熱可能な溶着領域を更に備える。

これら冷却装置及び加熱領域は、有利には、熱制御装置、例えば熱電対を備える。

型を構成するためには、冷却領域に対する加熱領域の膨張を考慮に入れることが必要である。この問題を解決するため、型は、好ましくは、種々の組み立てブロックから成り、これらの間には隙間が空けられる。隙間は、溶着領域が低温状態にあるときに材料が入らないようにすると共に、溶着領域が高温状態にあるときに熱応力を導入しないように、１ミリメートルの数十分の一のオーダー（代表的には、０．１〜０．５ｍｍ）のものであろう。これら種々のブロックの構成材料の選択は又、得られる結果の最適化に寄与する場合がある。一般に、これらブロックは、金属を利用しており、好ましくは、互いに異なる金属を利用している。良好な結果は、型の冷却領域又はバルクについては、アルミニウムブロックによって得られ、加熱溶着領域については、鋼ブロックによって得られた。最も好ましくは、冷却ブロックは、アルミニウムを主成分とし、冷却剤を循環させる回路を有し、加熱ブロックは、鋼を主成分とし、抵抗発熱体及び熱電対を有する。

特に好ましい形態によれば、型の押圧体は、溶着領域に、バリヤ層がこれらの端部のところで互いに密接して上述したように三角形のベース及び平べったいブレードの形態をした端部を備える溶着ビードの成形を可能にすることができる、適当な形状のキャビティを備える。このキャビティ及びこれから結果的に得られた付属物の長さは、漏れ経路、即ち、バリヤ層の間の透過性が所与の時間にわたってこのキャビティ内を通ることができる液体及び／又は気体の量を非常に低い値にまで減少させるほど長く、この特徴については、「方法」特徴において上述した。

好ましくは、本発明の方法において、溶着部分の延長部として、実質的にその全体にわたって付属物が設けられる。２枚のシートから成形された中空本体の場合、この結果として、２つの押圧体は、これらの周囲にわたって延びるキャビティを備えることになり、キャビティは、型の残部とは独立して熱的に調節される。

最後に、上述した自動ばり取りが行なわれる形態の場合に非常に好適な本発明の最後の好ましい形態では、型の押圧体のうちの一方は、その外面にスプルーを固定する固定装置（Ａ）を有し、型の押圧体の他方は、その内面に燃料タンクを保持する保持装置（Ｂ）を有する。

固定装置（Ａ）は、押圧体の一方の周囲の周りに一様に配置された１つのクランプ、好ましくは数個のクランプから成るのが良い。保持装置（Ｂ）は、押圧体の他方の内面に設けられた１つの引込み可能なインサート、好ましくは数個の引っ込み可能なインサートから成るのが良い。これらインサートを「前進」させ、成形中及び型の開放中、押圧体の内面に対して浮き上がり状態となるよう配置し、次いで、この内面から引っ込め、タンクを押圧体から型抜きすることができるようにする。上述したように、型の開放時、スプルーは、一方の押圧体に固定され、タンクは、他方の押圧体に固定されたままであろう。

本発明のこの形態の装置は、好ましくは、更に、コアを有し、コアの形状又は構造は、パリソンの前記縁部を押圧体の外面上に折り返すことができる形状又は構造である。この装置は好ましくは、型を開いた後、スプルーと燃料タンクとを型から別々に取り出すことができる把持ツール（ロボットアーム又はマニピュレータ）を更に有する。

本発明を図１〜図１５により非限定的に説明する。これらの図において、同一の符号は、同一の要素を示している。

図１及び図２は、燃料タンク１の壁を示し、壁は、ＥＶＯＨを主成分とするバリヤ層２を２つのＨＤＰＥ層３の間に有している。この燃料タンク１は、２つの押圧体４，４′を有する型の中に位置し、押圧体４，４′は、所定の形状のキャビティ、即ち、凹部を溶着領域内に有している。所定の形状は、図１では、ランス即ち槍部の先端部の形状であり、図２では、平べったいブレードで終端する三角形ベースの断面を有する付属物の形状である。このキャビティに隣接した領域５，５′は、加熱装置を備え、押圧体４，４′の残りの部分は、冷却装置を有している。

図３は、図２に示す型と類似した型の平面の詳細を示している。この場合も、型は、アルミニウムで作られた２つの押圧体４，４′を有し、押圧体４，４′のそれぞれの溶着／加熱領域５，５′は、鋼で作られている。この図は又、一方の押圧体４が冷却回路６を備え、加熱領域５，５′が、アルミニウムプラグ８によって取り付けられた抵抗器７を有していることを示している。加熱領域５，５′は、熱電対９を有している。鋼ブロックとアルミニウムブロックを互いに合わせたときにこれらのブロックの相対的膨張を補償するように、これらのブロックの間に１ミリメートルの十分の一のオーダーの隙間１０が空けられている。

図４は、タンク１の分割線を通る断面を示す理論的な図であり、この図は、タンク１の成形中、溶着領域の温度が最適に調節されるように、溶着領域が、４つの互いに異なる抵抗器７を有し、各抵抗器７が熱電対に結合されていることを示している。

図５〜図１６は、以下に説明する方法の実施形態の連続工程を示す。

図５において、パリソン１４を押し出し、パリソン１４を、型の２つの押圧体４，４′の間に配置する。押圧体４，４′は、溶着領域１８を有している。コア１１を、型内に位置するパリソン１４の内側に挿入する。

図６において、型を閉じ（１回目）、パリソン１４を、型の押圧体４，４′に押し付ける。一方の押圧体４は、パリソン１４の周囲部分、即ち、スプルーを固定するクランプ１２を有している。

図７及び図８において、型を開き、コア１１を取り出す。

図９において、型を再び閉じ（２回目）、タンク１７の周囲部分を溶着している間、タンク１７を吹込成形する。溶着領域１８を、装置１５を用いて加熱する。タンク１７のばり取りを実施し、即ち、スプルーをタンク１７から切り取る。

図１０において、型を開き始める。押圧体４は、引っ込み可能なインサート１３を有し、クランプ１２が、切り取ったスプルー、即ち、スクラップ２０を一方の押圧体４に維持している間、インサート１３は、吹込成形されたタンク１７を他方の押圧体４′に向かって押す突出装置として働く。他方の押圧体４′は、吹込成形されたタンク１７を他方の押圧体４′内に保持する保持装置１６を有している。

図１１において、型の開放後、スクラップ２０は一方の押圧体４に固定され、タンク１７は他方の押圧体４′に固定されている。

図１２において、マニピュレータ１９を、型の押圧体４，４′の間に挿入する。

図１３において、マニピュレータ１９は、スクラップ２０又はタンク１７のいずれかを把持し、クランプ１２は、スクラップ２０を解放する。

図１４において、マニピュレータ１９は、スクラップ２０及びタンク１７を型の押圧体４，４′から別々に取り出す。

図１５において、型は、次の生産プロセスの準備ができている。

本発明の一形態による溶着ビードの幾何学的形状を示す図である。 本発明の他の形態による溶着ビードの幾何学的形状を示す図である。 本発明の１つの特定の形態における型の幾何学的形状を示す図である。 本発明の１つの特定の形態における型の幾何学的形状を示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。 本発明による方法の実施形態の連続した工程の１つを示す図である。

Claims (16)

1. 少なくとも１回の溶着作業を有する、液体バリヤ層を含む多層構造を備えた中空プラスチック本体の成形による製造方法であって、
   （ａ）溶着すべき少なくとも１つの部分を備えたパリソンを、溶着領域を備えた少なくとも２つの押圧体を有し且つ開いた型内に挿入し、溶着すべき部分を前記溶着領域内に位置決めする工程と、
   （ｂ）前記型の押圧体を並置させて、前記型を閉じ、パリソンの溶着すべき部分をクランプして溶着を実施する工程と、
   （ｃ）加圧流体を前記型内に注入し、及び／又は、真空を前記型の押圧体の背後に引いて、パリソンを前記型の押圧体に押し付け、中空本体を成形する工程と、
   （ｄ）前記型を開き、中空本体を取り出す工程と、を有し、
   前記工程（ａ）〜（ｄ）の間、前記溶着領域を除き、前記型の押圧体を冷却し、
   少なくとも前記工程（ａ）及び（ｂ）の間、適当な装置を用いて前記溶着領域を加熱する、製造方法。
2. 前記中空本体は、燃料タンクであり、
   前記液体バリヤ層は、ＥＶＯＨ（部分加水分解エチレン／ビニルアセテートコポリマー）を主成分とし、両側において、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を主成分とする少なくとも１つの層によって包囲されている、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記工程（ｃ）及び（ｄ）の間も、前記溶着領域を加熱し、
   前記工程（ｂ）の前、パリソンを前記２つの押圧体のうちの一方のみに固定し、パリソンの縁部を前記２つの押圧体の上に外方に折り返し、前記縁部を、前記２つの押圧体のうちのパリソンに固定されていない方に固定する、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記工程（ａ）〜（ｄ）の間、前記押圧体を０℃〜２０℃の温度まで冷却し、
   前記工程（ａ）及び（ｂ）の間、前記溶着領域を少なくとも４０℃の温度まで加熱する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）の間に、
   （ａ１）コアを、前記型内に位置しているパリソンの内側に挿入する工程と、
   （ａ２）前記押圧体を前記コアの周りに戻した状態で、前記型を閉じる１回目の工程と、
   （ａ３）前記コアを介する吹込成形、及び／又は、前記押圧体の背後の真空吸引によって、パリソンを前記型の押圧体に押し付ける工程と、
   （ａ４）前記コアによって前記パリソンに機能要素を設ける工程と、
   （ａ５）前記型を開き、前記コアを取り出す工程と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
6. 前記パリソンは、熱成形すべき２枚のシートから成り、
   前記工程（ｂ）の前、
   （ａ１）前記２枚のシートの周囲を２つのフレームに固定する工程と、
   （ａ２）前記２つのフレームを前記型の押圧体の上に配置して、前記２枚のシートと前記型の押圧体との間に密閉領域を得る工程と、
   （ａ３）前記型の押圧体の背後の真空吸引によって、前記２枚のシートを前記型の押圧体に押し付ける工程と、
   （ａ４）オプションとして、ロボットアームによって前記パリソンに機能要素を設ける工程と、
   （ａ５）前記フレームを取り外す工程と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
7. 前記型を前記コアの上で閉じている間、前記溶着領域の外側部分、即ち、前記押圧体のところと、その内側部分、即ち、前記コア又は前記フレーム内の両方を加熱し、前記フレームは、パリソンと接触状態にある、請求項５又は６に記載の製造方法。
8. 前記溶着すべき部分は、同一構造又は互いに類似した構造の２つの縁部から成り、前記溶着すべき部分をいったん溶着すると、前記溶着すべき部分は、溶着ビードを介して前記中空本体の外側に付属物の形態をなして延長され、前記付属物の断面は、前記中空本体の表面及び前記溶着ビードと垂直な平面において、実質的に三角形のベースを有し、前記中空本体の外側において平べったいブレードの形態で終端し、前記バリヤ層は、前記溶着すべき部分から延びる前記縁部は、前記平べったいブレードの端部に接合される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法を実施するのに適した装置であって、
   本質的に、少なくとも２つの押圧体を有する型から成り、
   前記２つの押圧体はそれぞれ、外面と、溶着領域を含む内面とを有し、
   前記押圧体は、前記溶着領域を除き、前記押圧体の内面全体にわたって冷却装置を有し、前記溶着領域は、加熱装置を有する、装置。
10. 前記型は、前記加熱領域のためのブロックと、前記冷却領域のための別のブロックとを有し、これらのブロックは、その間に１ミリメートルの数十分の一のオーダーの隙間を有するように互いに組み立てられる、請求項９に記載の装置。
11. 前記冷却領域のためのブロックは、アルミニウムを主成分とし、冷却剤を循環させる回路を有し、
    前記加熱領域のためのブロックは、鋼を主成分とし、抵抗発熱体及び熱電対を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記型の押圧体は、前記溶着領域内にキャビティを有する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記型の押圧体のうちの一方は、その外面にパリソンの縁部、即ち、スプルーを固定する固定装置（Ａ）を有し、前記型の押圧体の他方は、その内面に燃料タンクを保持する保持装置（Ｂ）を有する、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記固定装置（Ａ）は、前記押圧体の前記一方の周囲、即ち、スプルーと接触状態にある表面の周りに一様に配置された数個のクランプから成り、
    前記保持装置（Ｂ）は、前記押圧体の他方の内面に設けられた数個の引っ込み可能なインサートから成る、請求項１３に記載の装置。
15. 更に、コアを有し、前記コアの形状又は構造は、パリソンの前記縁部を前記押圧体の外面上に折り返すことができる形状又は構造である、請求項１２又は１３に記載の装置。
16. 前記型を開いた後、パリソンの前記縁部、即ち、スプルーと、前記燃料タンクとを別々に把持することができる把持ツールを有する、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。

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