(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材の外側に樹脂層を有する複数の中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、
前記シート材の前記周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値を、前記樹脂層を構成する樹脂の前記周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値より低くすると共に、前記周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、前記複数の中間成形品の周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を前記他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成することを特徴とする中空樹脂容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中空樹脂容器の製造方法に係り、特に、自動車に搭載されるフューエルタンク等の中空樹脂容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載されるフューエルタンク等の中空樹脂容器の製造方法の一つとして、分割成形された複数の樹脂製中間成形品を、互いの接合面を溶着することによって中空状の一体に成形する方法があり、その一例を次に説明する。
【０００３】
図１０に示される如く、この中空樹脂容器の製造方法では、樹脂製中間成形品１００を支持する上治具１０４と、樹脂製中間成形品１０２を支持する下治具１０６を接近させると、下治具１０６のシール部１０６Ａの先端部が、上治具１０４の外周部１０４Ａの外側に重なるため、樹脂製中間成形品１００の接合部と樹脂製中間成形品１０２の接合部とを溶着する際に、圧縮した樹脂が矢印Ｗに示される如く、容器の内側のみに流れるようになっている。この結果、この中空樹脂容器の製造方法では、中間成形品１００の接合部と中間成形品１０２の接合部において溶融した樹脂により、溶着部１０８の容器内側に凸部１１０が形成され、溶着部１０８の根元部にくびれを有する小さなバリが発生するのを抑制できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この中空樹脂容器の製造方法では、凸部１１０の根元の曲率半径（以下、溶着バリ根元ｒという）が小さくなる場合があり、この溶着バリ根元ｒが小さくなると、凸部１１０に荷重が作用した場合に根元部への応力集中が大きくなり、溶着部強度低下の原因になる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、溶着部強度を向上できる中空樹脂容器の製造方法を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、シート材の外側に樹脂層を有する複数の中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、
前記シート材の前記周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値を、前記樹脂層を構成する樹脂の前記周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値より低くすると共に、前記周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、前記複数の中間成形品の周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を前記他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成することを特徴とする。
【００１３】
従って、溶着部の容器内側部を形成するシート材の周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値が、樹脂層を構成する樹脂の周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値より低いと共に、周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、複数の中間成形品の周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すため、溶着部の内側面での樹脂の膨出がシート材によって抑制され、溶着部に形成される溶着バリ根元ｒを大きくできる。この結果、凸部の根元への応力集中を緩和できるため、溶着部強度を向上できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る中空樹脂容器（本実施形態では、自動車用フューエルタンク）の製造方法を図１〜図３に従って詳細に説明する。
【００１５】
図２に示される如く、本実施形態では、凹状でかつ開口周縁部を有する複数（本実施形態では、上下２個）の樹脂製中間成形品１０、１２を溶着プレスするための一対の上治具１４と下治具１６にそれぞれセットする。また、樹脂製中間成形品１０、１２はそれぞれ射出成形等により成形されており、燃料漏れを防止するための多層フィルムで構成されたシート材１３を樹脂層１５の内周面に有する構成とされている。
【００１６】
シート材１３を構成する多層フィルムの中の少なくとも１層の溶融樹脂流れ値（以下、ＭＦＲという）は、樹脂層１５を構成する母材樹脂のＭＦＲより低く設定されている。例えば、シート材１３のＭＦＲを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以下とし、樹脂層１５のＭＦＲを０．２ｇ／１０ｍｉｎ以上とするために、シート材１３としては、日本合成化学（株）のエチレンビニルアルコールＤＴ−２９０３を使用し、樹脂層１５を構成する母材樹脂としては、日本ポリオレフィン（株）の押し出しグレードＳ４００２を使用している。
【００１７】
図３に示される如く、上側の中間成形品１０には、カットオフバルブ１８等の付属部品が配設されている。このカットオフバルブ１８は上部側中間成形品１０と下部側中間成形品１２とからなる中空樹脂容器２０としてのフューエルタンクにインレットパイプ２２を通して燃料を入れていくときフューエルタンク内の上部に溜まる気体を抜くためのパイプであり、燃料がバルブ位置まで上がってくると閉まり、燃料液面がバルブ位置より下にあると開いた状態になる。なお、カットオフバルブ１８から逃がされる気体は、燃料ポンプ装着開口部２４を挿通しているパイプ（図示省略）を通してタンク外部に逃がされるようになっている。
【００１８】
なお、図３に示される如く、下部側中間成形品（フューエルタンク下部品）１２に形成する付属部品であるサブタンク２６及びセパレータ２８は下部側中間成形品成形時に一体成形されている。
【００１９】
図１（Ａ）に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとは、互いに対向するフランジ部となっており、接合部１０Ａ、１２Ａの容器外側端部には、それぞれ離間する側、即ち、接合部１０Ａでは紙面上側、接合部１２Ａでは紙面下側へ向けて凸部１０Ｂ、１２Ｂが形成されている。
【００２０】
中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとの間には、熱板３０が配設されており、この熱板３０によって、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとの双方を溶融するようになっている。なお、各図面では中間成形品１０、１２の溶融部分を斑点付きハッチングによって示している。
【００２１】
熱板３０の側断面形状はＴ字状となっており、中間成形品１０、１２の内側に位置し、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃを溶融する立ち壁部３０Ａ、３０Ｂと、この立ち壁部３０Ａ、３０ＢとＴ字状に交わり接合面１０Ｄ、１２Ｄを溶融する水平部３０Ｃとで構成されている。このため、熱板３０を加熱すると、熱板３０の水平部３０Ｃによって、中間成形品１０、１２の接合面１０Ｄ、１２Ｄの双方が溶融すると共に、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂによって、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃがそれぞれ溶融するようになっている。また、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの接合面１０Ｄ、１２Ｄと内側面１０Ｃ、１２Ｃとの境には、面取り部１０Ｅ、１２Ｅが形成されている。また、シート材１３の縁部１３Ａは、面取り部１０Ｅ、１２Ｅまで延設されており、先端部は、接合面１０Ｄ、１２Ｄに達している。
【００２２】
即ち、本実施形態では、シート材１３のＭＦＲを、樹脂層１５を構成する母材樹脂のＭＦＲより低くすると共に、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１０Ａに面取り部１０Ｅ、１２Ｅを形成することで、図１（Ｃ）に示すように、溶着部３５の内側面での樹脂の膨出がシート材１３によって抑制される。この結果、図１（Ｄ）に示すように、溶着部３５の内側面に形成される凸部３７周縁の曲率半径（溶着バリ根元ｒ）を大きくすることができる。
【００２３】
また、本実施形態では、図２に示される如く、上治具１４の外周部に、中間成形品１０の接合部１０Ａの根元部近傍を保持する凸部１４Ａと、中間成形品１０の接合部１０Ａの凸部１０Ｂを保持する凹部１４Ｂとが形成されており、凸部１４Ａと凹部１４Ｂとの間では、上治具１４と接合部１０Ａとの間に隙間３１が形成されている。
【００２４】
同様に、下治具１６の外周部には、中間成形品１２の接合部１２Ａの根元部近傍を保持する凸部１６Ａと、中間成形品１２の接合部１２Ａの凸部１２Ｂを保持する凹部１６Ｂとが形成されており、凸部１６Ａと凹部１６Ｂとの間では、下治具１６と接合部１６Ａとの間に隙間３３が形成されている。
【００２５】
また、下治具１６には、凹部１６Ｂの外側部に、上治具１４に向けてシール部１６Ｃが立設しており、図１（Ｂ）に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとを溶着する際に、上治具１４と下治具１６を接近させると、シール部１６Ｃの先端部が、上治具１４の外周部１４Ｃの外側に重なるようになっている。なお、図１（Ｂ）に符号１７で示す隙間は無くても良い。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２７】
本実施形態では、例えば、２００℃の熱板３０によって３分間加熱し中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの溶融が完了した後に、上治具１４と下治具１６とともに、中間成形品１０と中間成形品１２を離間する方向へ所定距離移動し、熱板３０を容器外方向（図１（Ａ）の矢印Ａ方向）へ引き抜く。その後、上治具１４と下治具１６とともに、中間成形品１０と中間成形品１２を接近する方向（例えば、上治具１４を図１（Ｂ）の矢印Ｂ方向）へ移動し、図１（Ｂ）に示す状態にする。その後、さらに中間成形品１０と中間成形品１２を接近する方向（例えば、上治具１４を図１（Ｃ）の矢印Ｂ方向）へ移動し、図１（Ｃ）に示す状態にする。その後、図１（Ｄ）に示される如く、中空樹脂容器に内圧（図１（Ｄ）の矢印Ｃ）をかけた状態で冷却した後、上治具１４と下治具１６とから中空樹脂容器２０を取り出す。
【００２８】
この際、本実施形態では、溶着部３５の容器内側部を形成するシート材１３のＭＦＲが、樹脂層１５を構成する樹脂のＭＦＲより低いため、溶着部３５の内側面での樹脂の膨出がシート材１３によって抑制される。この結果、溶着部３５の内側面に形成される溶着バリ根元ｒ径を大きくすることができる。従って、溶着部強度を向上でき、凸部３７周縁を起点とする破損を低減できる。
【００２９】
また、本実施形態の下治具１６には、凹部１６Ｂの外側部に、上治具１４に向けてシール部１６Ｃが立設されており、圧縮された樹脂が図１（Ｃ）の矢印Ｗに示される如く、容器の内側のみに流れる。このため、溶着部３５の容器内側に凸部３７を確実に形成することができ、更に溶着部強度を向上できる。
【００３０】
次に、シート材１３のＭＦＲと樹脂層１５を構成する樹脂のＭＦＲとに付いて図４〜図８に従って詳細に説明する。
【００３１】
図４に示される如く、試験片５０（長さＬ：５０ｍｍ、幅：４ｍｍ、厚さＨ：４ｍｍ）を一対の試験台５２に架設し、試験片５０の長手方向中央に形成した溶着部５０Ａに、試験錘５４（重量２５０ｇ）を高さ３ｍから落下する衝撃落錘試験を室温−４０℃において５本の試験片５０で行い、その結果を図５に示される如く、溶着バリ根元ｒ（ｍｍ）と非破壊（割れていない）割合（％）とのグラフとした。
【００３２】
このグラフから、溶着バリ根元ｒを３ｍｍ以上にすれば、溶着バリ根元への応力集中を緩和でき、非破壊割合が増加するといえる。また、溶着バリ根元ｒとＭＦＲとの関係は、図６のグラフに示される如くなるため、ＭＦＲを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以下にすることで、溶着バリ根元ｒを３ｍｍ以上にできる。従って、溶着部強度を向上するためには、シート材１３のＭＦＲを０．１ｇ／１０ｍｉｎ以下とする必要がある。
【００３３】
一方、樹脂層１５においては、樹脂製中間成形品１０、１２を所定時間内に所定の形状に成形する必要があるため、ＭＦＲを極端に小さくできないため、ＭＦＲの下限値が決まる。具体的には、樹脂製中間成形品１０、１２に図７に示すリブ８０（長さＳｍｍ、下幅Ｋ１：５ｍｍ、上幅Ｋ２：２ｍｍ）を一体成形する場合のＭＦＲとリブ充填高さＳｍｍとの関係は、図８に示されるようになる。この結果、樹脂製中間成形品１０、１２において、必要となるリブの高さＳ＝８０ｍｍ以上を所定時間内に成形するには、樹脂層１５のＭＦＲを０．２ｇ／１０ｍｉｎ以上とする必要がある。
【００３４】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、前記実施形態では、下治具１６に、凹部１６Ｂの外側部に、上治具１４に向けてシール部１６Ｃを立設しており、図１（Ｂ）に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとを溶着する際に、上治具１４と下治具１６を接近させると、シール部１６Ｃの先端部が、上治具１４の外周部１４Ｃの外側に重なるようになっているが、これに代えて、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示される如く、下治具１６の形状を上治具１４と同じにしても良い。なお、この場合には、図１（Ｄ）に示される如く、中空樹脂容器に内圧（図１（Ｄ）の矢印Ｃ）をかける工程は行わない。
【００３５】
また、前記実施形態では、シート材１３を多層フィルムで構成したが、これに代えて、シート材１３を一層構造としても良い。
【００３６】
また、前記実施形態では、中空樹脂容器２０として自動車のフューエルタンクを例にとったが、中空樹脂容器２０は自動車のフューエルタンクに限定されず他の中空樹脂容器でも良い。また、前記実施形態では、中空樹脂容器２０が樹脂製中間成形品１０、１２に二分割されているが、中空樹脂容器は３個以上の樹脂製中間成形品に分割されていても良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、シート材の外側に樹脂層を有する複数の中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、シート材の周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値を、樹脂層を構成する樹脂の周縁部溶着時での溶融樹脂流れ値より低くすると共に、周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、複数の中間成形品の周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成するため、溶着部強度を向上できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程を順に示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の加熱時を示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法で製造された容器を示す分解斜視図である。
【図４】衝撃落錘試験の試験片と試験錘を示す概略斜視図である。
【図５】溶着バリ根元ｒと非破壊割合との関係を示すグラフである。
【図６】ＭＦＲと溶着バリ根元ｒとの関係を示すグラフである。
【図７】樹脂製中間成形品に形成するリブを示す拡大断面図である。
【図８】ＭＦＲとリブ充填高さとの関係を示すグラフである。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程を順に示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す拡大断面図である。
【図１０】従来技術における中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の一部を示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    樹脂製中間成形品
１２    樹脂製中間成形品
１３    シート材
１４    上治具
１５    樹脂層
１６    下治具
３０    熱版
【図１】
0003637832.tif 000002
【図２】
0003637832.tif 000003
【図３】
0003637832.tif 000004
【図４】
0003637832.tif 000005
【図５】
0003637832.tif 000006
【図６】
0003637832.tif 000007
【図７】
0003637832.tif 000008
【図８】
0003637832.tif 000009
【図９】
0003637832.tif 000010
【図１０】
0003637832.tif 000011