JP7061108B2

JP7061108B2 - 廃水容器及びその製造方法

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Publication number: JP7061108B2
Application number: JP2019502751A
Authority: JP
Inventors: リヒターギュンター
Original assignee: RICHTER, Bodo
Current assignee: RICHTER, Bodo
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2037-07-18
Also published as: ES2833253T3; SI3487790T1; CN109476418A; AU2017300017B2; BR112018075514B1; KR102311869B1; BR112018075514A2; US10906734B2; EP3487790B1; WO2018015377A1; PT3487790T; PL3487790T3; EP3487790A1; CN109476418B; KR20190029723A; DE102016113442A1; US20190300277A1; JP2019522602A; AU2017300017A1; SA518400735B1

Description

本発明は、容積が２０００リットル～１００００リットルのプラスチック製容器、特に廃水容器に関する。このような容器は、上側容器部及び下側容器部とで構成されており、２つの容器部の間の分離線に沿って、これら容器部を複数のクランプ装置によって互いに液密に接続する。更に、本発明は、そのような容器を製造するための方法に関する。

この種の容器として、類似する構成を有するも、より小容量のものが従来技術から既知である。この容器は、プラスチック射出成形プロセスにおいて２つの容器部から製造される。この製造プロセスでは、結合フランジが各容器部上に一体的に形成される。この場合、射出成形プロセスにより、補強リブ、異なる壁厚、心出しピン等を容器部上に一回の製造ステップで形成することが可能となる。その欠点は、射出成形機を使用する製造により、容器部の寸法が顕著に小容量用として限定されることである。従って、大きな容積範囲のためには、２つの同じような容器部を製造し、これらは接合技術を使用して結合される。この場合、２つの容器部が液密に接続される、容器フランジは、常に液体エリアにあり、そのために、液密結合技術に要する費用が比較的高くなる。更に、射出成形機及び射出成形工具のためのコストが高く、当該コストは、製造コストに明確に反映され、これは、特に、製造すべき各容器について二段階の加工ステップが必要とされるためである。

本発明の課題は、プラスチック製の容器、特に、廃水容器及びその製造プロセスを提供することであり、容器を容易に経済的に高い製造品質で製造可能とすると共に、関連する製造プロセスを非常に経済的なものとすることである。この課題は、プラスチック製、特にポリエチレン製の容器についての請求項１の特徴により解決される。また、有利な実施形態は、従属請求項に記載されている通りである。

本発明に係るプラスチック製容器は、２０００リットル～１００００リットルの容積を有し、上側容器部及び下側容器部を備えている。少なくとも１つ、典型的には複数のクランプ装置が、２つの容器部を互いに液密に接続し、一方の容器部の容器壁から周方向のＬ字突出部が、他方の容器部における対応する周方向のＵ字部内に突入する。

一方の容器部におけるＬ字部と、他方の容器部におけるＵ字部は、プラスチック材料を成形する際に一体的に形成され、液体シールのための実体的な接続要素を構成する。少なくとも１つのクランプ装置、又は複数のクランプ装置は、２つの容器部を固定することにより、安定で高品質の液体シールを形成する。

本発明の一実施形態によれば、Ｕ字断面を有するシール、トロイダルシール又はＯリングシールが、Ｌ字部及びＵ字部の間に配置される。この場合、それぞれのクランプ装置でクランプする際に、信頼性の高い液体シールが形成される。

クランプ装置は、第１脚部及び第２脚部を有する、好適にはＵ字形状のクランプブラケットを備え、第１脚部の端部が、前記一方の容器部におけるＬ字部の下側を覆い、第２脚部の端部が、前記他方の容器部におけるＵ字部を覆う構成とされる。この場合、クランプ装置によって２つの容器部が、それぞれのフランジに沿っての整列態様で互いに固定される。

Ｕ字部に対して可動のクランプ要素、好適にはアングル部が第２脚部及びＵ字部の間に配置され、クランプ要素がくさび状のクランプ面を有し、該クランプ面が、第２脚部上に形成されているくさび状のクランプ面と協働してクランプ操作を行う構成とするのが有利である。この場合、クランプ要素又はアングル部を移動させれば、２つの容器部を互いに液密に接続可能とするクランプ力を発生させることができる。

他の代替的な実施形態において、Ｌ字部の下側が、くさび形状のクランプ面を有する少なくとも１つの突部、好適にはＬ字部に沿って所定間隔で配置される複数の突部を備え、各クランプ面は、クランプ操作に際して、クランプブラケットにおける第１脚部の内側に形成されているくさび形状のクランプ面と協働する。クランプ装置を周方向に移動させれば、高品質の液体シールを達成するクランプ力が発生する。

両容器部は、ブロー成形、回転成形又は熱成形（プラスチック深絞り）で製造するのが有利である。この場合、両容器部は大容量の単一操作で同時に製造することができる。

本発明の更なる態様によれば、プラスチック製容器、特に廃水容器を製造するためのブロー成型方法が提供される。この製造プロセスは、上側容器部及び下側容器部を単一のブロー成形金型内で同時に製造するものであり、非常に経済的であり、かつ、大容積の容器の製造を可能とするものである。この製造プロセスにより達成される技術的利点は、プラスチック製容器について上述した利点に対応する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、廃水容器の正面図である。図２は、図１の廃水容器の側面図である。図３は、図１の容器の頂面図である。図４は、下側容器の部分を上側容器の部分に接続するためのクランプ装置の断面図である。図５は、クランプ装置の代替的な実施形態を示す図である。図６は、アングル部と協働するクランプ装置の正面図である。図７は、突部を使用して下側容器及び上側容器を互いにクランプするための代替的な実施形態を示す図である。図８は、トロイダルシールを使用するＵ字部及びＬ字部のための代替的な実施形態を示す図である。図９は、シールとしてＯリングを使用する代替的な実施形態を示す図である。図１０は、矩形Ｏリングを使用する代替的な実施形態を示す図である。図１１Ａ～１１Ｄは、ブロー成形を説明するための略線図である。図１２は、Ｕ字部、Ｌ字部及び成形廃材の詳細図である。

図１は、容器１０の正面図である。容器１０は、廃水容器として使用され、例えば、使用状態で見えないように地中に埋設することができる。容器１０は、下側容器１２及び上側容器１４で構成され、これらは、複数のクランプ装置１７により、フランジエリア１６において互いに水密に接続される。容器１０は、プラスチック製の、好適にはポリエチレン製の容器１０の機械的安定性を改善するための補強ビード１８を備える。容器１０の使用状態における液位は、フランジ１６の下方に位置する。フランジ１６の下方で、オーバーフロー要素２０が下側容器１２に配置されている。フランジ１６の上方では、供給要素２２が上側容器１４に配置されている。更に、上側容器１４内には、上側容器１４内の開口部を閉鎖するための閉鎖要素２４が設けられている。容器１０は、対称線２６に関して対称的に設計されている。

図２は、図１の容器の側面図である。以下、図中において、同一の構成要素は同一の参照符号をもって表されている。容器１０は、好適にはブロー成形により製造され、対称線２８に沿って、ピンチオフシーム３０が下側容器１２の狭幅側に沿って延在している。

図３は、図１及び２の容器１０の頂面図である。下側容器１２は、円錐状に延在する長手方向壁３２と、円錐状に延在する側壁３４とを備える。

図４は、下側容器１２の部分を上側容器１４の部分に接続するクランプ装置１７の断面図である。下側容器１２の容器壁は、周方向の突出Ｌ字部４０において終了し、上側容器１４の容器壁は、周方向のＵ字部４２において終了する。Ｌ字部４０及びＵ字部４２の間には、Ｕ字形状シール４４が配置される。クランプ装置１７は、Ｕ字形状のクランプブラケット４６を備える。クランプブラケットは、第１脚部４８を有し、第１脚部の端部はＬ字部４０の端部と下側において係合する。クランプブラケット４６の第２脚部５０は、上側容器１４のＵ字部４２上に係合する。脚部５０の端部には、ノーズリブ５２が形成されている。このノーズリブは、Ｕ字部４２及びクランプブラケット４６の間に配置されたアングル部５４上に係合し、このアングル部はクランプ要素として機能する。アングル部５４は、その内面において、Ｕ字部４２の底部及びその一方の脚部に当接する。

図５は、代替的な実施形態を示す。この実施形態において、クランプブラケット４６は、第１脚部４８が広く開いてＬ字部４０の下側を支持する点で、Ｕ字からは隔たっている。Ｕ字部４２は、プラスチック又は金属製の補強部５６で覆われており、従って、アングル部５４の補助下でクランプを行う際に機械的安定性を高めている。

図６は、クランプ装置１７の正面図であり、図４と相まってアングル部５４を使用するクランプ操作を示す。アングル部５４はくさび形状のクランプ面５８を有し、このクランプ面は、クランプ操作に際してアングル部５４がＬ方向に変位したときに、脚部５０上に形成されているくさび形状のクランプ面６０と協働する。アングル部５４の下側は、Ｕ字部４２の基部に対して押圧される。

図７は、下側容器１２及び上側容器１４を互いにクランプするための代替的な実施形態を示す。図７において、断面図が左側に示され、クランプ装置１７の正面図が右側に示されている。Ｌ字部４０の下側６２は、所定の間隔で、くさび形状のクランプ面６６を有する突部６４を備えている。これらのクランプ面６６は、クランプブラケット４６における脚部４８の下側に形成されているくさび形状のクランプ面６８と協働する。クランプ操作のために、クランプブラケット４６を長手方向Ｌに移動させると、クランプ面６６、６８の傾斜ランプによってクランプが行われる。円錐状の突部６４が所定間隔で配置され、その間隔はそれぞれのクランプ装置１７の長さよりも大きい。また、それぞれの突部６４の長さも、クランプ装置１７の長さよりも大きい。

図８～１０は、Ｕ字部４２、Ｌ字部４０、及びこれら両者間に配置されたシールの代替的な実施形態を示す。図８は、矩形断面を有するトロイダルシールを示す。Ｌ字部４０は、その端部においてＵ字部４２内に挿入される。図９において、Ｕ字部４２は、断面が木槌形状の開口部を有し、その開口部内にはＬ字部の端部が挿入される。Ｌ字部４０及びＵ字部４２の間には、シールとしてＯリング７２が配置される。図１０において、Ｌ字部４０は、グースネック状断面を有する。Ｌ字部４０は、グースネック内に突出し、屈折端部をもってＵ字部４２のＵ字内に突出する。Ｕ字部４２及びＬ字部４０の間には、矩形断面のトロイダルシール７４が配置される。

容器１０は、プラスチック回転成形、熱成形又はブロー成形により製造することができる。回転成形の場合、粉末状の熱可塑性樹脂を中空金型内で加熱し、中空金型の内面上にプラスチック層を順次に堆積させる。これにより、容積が６０００リットルの中空体を製造することができる。

プラスチック熱成形（“温感成形”、“深絞り”、“真空深絞り”とも称される。）の場合、プラスチック製の圧延材又はプレート材を熱成形により所望形状に成形する。これにより、上側容器及び下側容器を互いに別個に製造し、これらは、後でクランプ装置を使用することにより、互いに液密に接続する。

容器の特に有利な製造プロセスは、プラスチックブロー成形、特に押出しブロー成形である。この場合、押出しにより管状プリフォームを製造し、このプリフォームは、ブロー金型内まで移送し、金型内において内圧及び／又は真空によりブロー金型の内側輪郭に適合させる。これにより、中空体のピンチオフシームが形成されるのが、このプロセスの実体的な特徴である。

図１１Ａ～１１Ｄは、容器のブロー成形の略線図であり、この場合に下側容器１２及び上側容器１４は二段階ブロー成形により同時に製造される。図１１Ａにおいて、左側ブロー金型ハーフ８０及び右側ブロー金型ハーフ８２は閉型状態で断面表示されている。ブロー金型内に装入されたプリフォーム８４は、金型ハーフ８０，８２間の分離面においてピンチオフシーム８６を形成する。ピンチオフシーム８６の肉厚Ｗ１は壁厚Ｗ２よりも大きく、壁厚Ｗ２はブロー成形品における通常の壁厚である。

図１１Ｂにおいて、プリフォーム８４のピンチオフ後、上側スラグ８８及び下側スラグ９０が容器１０上に残され、これらは残留材料として容器１０から切り離す。このエリアには厚肉部が残され、これがピンチオフシーム（“ピンチライン”とも称される。）である。図１１Ｃにおいて、容器は、押出方向Ｅに関して下側のピンチオフシーム８６及び上側のピンチオフシーム８６と共に側面図で表されている。ピンチオフシーム８６の長さは、ピンチオフシーム８６が後のフランジエリア１６において、すなわち下側容器１２及び上側容器１４の分離面上で終了するように設定される（図１も参照されたい）。

図１１Ｄは、容器の狭幅側における正面図である。同図には、管状断面のプリフォーム８４が金型ハーフ８０，８２内に装入された状態も示されている。この場合、ピンチオフにより、狭い表面上にピンチオフシーム８６が形成される。

容器１０を金型ハーフ８０、８２内で冷却させた後、金型ハーフ８０、８２を開放し、押出し成形体を取り出すと共に、フランジ１６上の分離線９２に沿って個別の下側容器１２及び上側容器１４に分離する。これらの容器は、後でクランプ装置１７により互いに液密状態で接続する。

図１２は、上側容器１４及び下側容器１２の間の分離エリアにおける金型ハーフ８０の詳細断面図である。ブロー成形により、プリフォーム８４のプラスチック材料は金型ハーフ８０の内側輪郭に適合し、周方向のＵ字部４２及び周方向のＬ字部４０を形成する。容器部１２，１４を金型ハーフ８０，８２から取り出して分離した後、環状のプラスチック材料Ｋを矢印Ｐ１，Ｐ２方向に取り除き、破砕してスラグ８８，９０と同様に成形廃材とし、再使用のために回収する。

１０容器
１２下側容器
１４上側容器
１６フランジエリア
１７クランプ装置
１８補強ビード
２０オーバーフロー要素
２２供給要素
２４閉鎖要素
２６対称線
２８対称線
３０ピンチオフシーム
３２長手方向壁
３４側壁
４０Ｌ字部
４２Ｕ字部
４４Ｕ字形状シール
４６クランプブラケット
４８第１脚部
５０第２脚部
５２ノーズリブ
５４アングル部
５８くさび形状クランプ面
６０くさび形状クランプ面
６２Ｌ字部の下側
６４突部
６６くさび形状クランプ面
６８くさび形状クランプ面
７０トロイダルシール
７２Ｏリング
７４矩形トロイダルシール
８０左側ブロー金型ハーフ
８２右側ブロー金型ハーフ
８４プリフォーム
８６ピンチオフシーム
Ｗ１ピンチオフシームの肉厚
Ｗ２ブロー成型品の壁厚
８８上側スラグ
９０下側スラグ
Ｅ押出方向
Ｌ長手方向
Ｋ成形廃材のプラスチック材料
Ｐ１，Ｐ２矢印

Claims

プラスチック製の容器（１０）であって、前記容器（１０）は、廃水容器であり、
上側容器部（１４）及び下側容器部（１２）と、これら２つの容器部（１２，１４）を互いに液密に接続する少なくとも１つのクランプ装置（１７）とを有し、
第１脚部（４８）及び第２脚部（５０）を有する、クランプブラケット（４６）を備え、
前記一方の容器部（１２）の容器壁から周方向のＬ字突出部（４０）が、前記他方の容器部（１４）における対応する周方向のＵ字部（４２）内に突入し、前記クランプブラケット（４６）の前記第１脚部（４８）の端部が、前記一方の容器部（１２）におけるＬ字部（４０）の下側を覆い、前記クランプブラケット（４６）の前記第２脚部（５０）の端部が、前記他方の容器部（１４）におけるＵ字部（４２）を覆い、前記容器は、２０００～１００００リットルの容積を有することを特徴とする容器。
請求項１に記載の容器（１０）であって、Ｕ字断面を有するシール（４４）、トロイダルシール（７０）又はＯリングシール（７２）が、前記Ｌ字部（４０）及び前記Ｕ字部（４２）の間に配置されていることを特徴とする容器。
請求項１又は２に記載の容器（１０）であって、前記クランプブラケット（４６）は、Ｕ字形状であることを特徴とする容器。
請求項１～３の何れか一項に記載の容器（１０）であって、前記第２脚部（５０）及び前記Ｕ字部（４２）の間で、クランプ要素（５４）が前記Ｕ字部（４２）に対して可動に配置され、該クランプ要素（５４）がくさび状のクランプ面（５８）を有し、該クランプ面が、前記第２脚部（５０）上に形成されているくさび状のクランプ面（６０）と協働してクランプ操作を行うことを特徴とする容器。
請求項１～３の何れか一項に記載の容器（１０）であって、前記Ｌ字部（４０）の下側（６２）が、くさび形状のクランプ面（６６）を有する少なくとも１つの突部（６４）を備え、該クランプ面は、クランプ操作に際して、前記クランプブラケット（４６）における第１脚部（４８）の内側に形成されているくさび形状のクランプ面（６８）と協働することを特徴とする容器。
請求項１～５の何れか一項に記載の容器（１０）であって、プラスチック又は金属からなる補強材料（５６）が、前記クランプ装置（１７）及び前記Ｕ字部（４２）の間に配置されていることを特徴とする容器。
請求項１～６の何れか一項に記載の容器（１０）であって、ポリエチレンが、プラスチック材料として使用されることを特徴とする容器。
請求項１～７の何れか一項に記載の容器（１０）であって、両容器部（１２、１４）が、ブロー成形、回転成形又は熱成形で製造されていることを特徴とする容器。
請求項１～８の何れか一項に記載の容器（１０）であって、前記２つの容器部が、下側容器（１２）及び上側容器（１４）を形成し、前記下側容器（１２）が、円錐状に延在する長手方向壁（３２）と、円錐状に延在する側壁（３４）とを有することを特徴とする容器。
請求項９に記載の容器（１０）であって、前記下側容器における２つの側壁（３４）のテーパーが、前記下側容器における２つの長手方向壁（３２）のテーパーよりも大きいことを特徴とする容器。
請求項１～１０の何れか一項に記載の容器（１０）であって、前記Ｌ字部（４０）が、前記下側容器（１２）上に形成され、かつ、前記容器（１０）の使用時に該容器（１０）内における液位よりも上方に位置することを特徴とする容器。
請求項１～１１の何れか一項に記載の容器（１０）であって、当該容器（１０）に廃水を供給する供給路（２２）が、前記上側容器部（１４）内に配置されていることを特徴とする容器。
請求項１～１２の何れか一項に記載の容器（１０）であって、該容器（１０）内に存在する液体のためのオーバーフロー（２０）が、前記Ｌ字部（４０）の下方に配置されていることを特徴とする容器。
請求項１～１３の何れか一項に記載の容器（１０）であって、前記上側容器部（１４）が、前記下側容器部（１２）と共にブロー成形により単一操作で製造されていることを特徴とする容器。
請求項１４に記載の容器（１０）であって、ブロー成形プロセスにより製造される容器（１０）のピンチオフシーム（３０）が、前記下側容器部（１２）上で２つの狭幅側（３４）に配置されていることを特徴とする容器。
請求項１５に記載の容器（１０）であって、前記ピンチオフシーム（３０）が、前記下側容器部（１２）におけるＬ字部（４０）の下方で終止することを特徴とする容器。
容積が２０００～１００００リットルのプラスチック製の、請求項１～１６の何れか１項に記載の容器（１０）をブロー成形により製造する方法であって、
前記容器（１０）は、廃水容器であり、
管状のプリフォーム（８４）を押出し、該プリフォームを、少なくとも二段階のブロー成形（８０、８２）により上側容器部（１４）及び下側容器部（１２）に形成し、
一方の容器部（１２）における容器壁上に周方向のＬ字突出部（４０）を形成し、対応するＵ字部（４２）を他方の容器部（１４）上に形成し、
ブロー成形後に両容器部（１２，１４）をブロー金型（８０，８２）から取り出し、前記２つの容器部（１２，１４）を組み立てて前記容器を形成し、
前記一方の容器部（１２）のＬ字部（４０）を、前記他方の容器部（１４）のＵ字部（４２）と係合させる方法。
請求項１７に記載の方法（１０）であって、Ｕ字断面を有するシール（４４）、トロイダルシール（７０）又はＯリングシール（７２）が、前記Ｌ字部（４０）及び前記Ｕ字部（４２）の間に配置されていることを特徴とする方法。
請求項１７又は１８に記載の方法（１０）であって、複数のクランプ装置（１７）が、前記２つの容器部（１２，１４）を互いに液密に接続することを特徴とする方法。