(57)【要約】  本発明は、ブロー成形技術を使用してポリマー材料から作られる燃料タンクを製造する方法であって、前記方法が、開いた金型（１３）の２つの対向するキャビティ（１５，１７）の間に少なくとも１つのシート形態の押出物（１１）を提供するステップであって、金型の模様が、製造されるタンク（１）の形状に対応する、ステップと；その後、金型が閉じられるまで、２つのキャビティ（１５，１７）をともに導くステップと；２つのキャビティがともに近くに移動させられるように且つ押出物（１１）が２つのキャビティの一方と接触する前に、押出物と少なくとも１つのキャビティとの間に第１流体を噴射するステップと；各キャビティから押出物（１１）の反対側に第２流体を噴射し、これにより、押出物を前記キャビティの壁に対して安定的に押し付けるステップと；第２流体の噴射の終了前に、キャビティと押出物との間に存在する第１流体を除去するステップと、を含む、方法に関する。
2015535499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシート形態の押出物からプラスチック燃料タンクを製造する方法であって、
−  開いた金型（１３）の２つの対向するキャビティ（１５，１７）の間に前記押出物（１１）を提供するステップであって、前記金型の模様が、製造される前記タンク（１）の形状に対応するステップと、その後、
−  前記金型が閉じられるまで、前記２つのキャビティ（１５，１７）をともに近づけるステップと、
−  前記２つのキャビティがともに近づけられる間に、前記押出物の一側に第１流体を噴射するステップであって、前記一側が、前記押出物と少なくとも１つのキャビティ（１５）との間に位置する、ステップと、
−  前記押出物（１１）の他側に第２流体を噴射するステップと、
−  前記キャビティに対して前記押出物を安定して押し付けるために、前記第２流体の噴射の終了前に前記キャビティと前記押出物との間に存在する前記第１流体を除去するステップであって、前記第１流体を除去するステップが、前記金型から外側に吸引するか、又は大気圧に放出する、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記押出物が、プラスチックのスラブをそれぞれ構成する２つのシートを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記押出物が、好ましくは閉じられた任意の断面のプラスチックパリソンを構成するチューブを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パリソンが、前記金型の前記２つのキャビティがともに近づけられる前に予めブローされ、これにより、前記パリソンに所定の形状を与えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１流体が、
−  少なくとも２つの異なる温度；
−  少なくとも２つの異なる時間；
−  前記金型の少なくとも２つの異なる場所；
の噴射状態の少なくとも１つの下で前記押出物と前記キャビティとの間に噴射されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのキャビティが、前記流体が通過することを可能にするが前記押出物を形成する材料が流れることを防止する手段を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記流体が通過することを可能にするが前記押出物を形成する材料が流れることを防止する前記手段の少なくとも１つが、前記第１流体のジェットが前記金型内で正確な場所に向かって向けられることを可能にする指向性ノズルを備えていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２流体が、前記第１流体が除去される前に前記押出物の他側に噴射されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施することによってプラスチック燃料タンクを製造するための金型であって、
前記第１流体が前記押出物と前記キャビティとの間に噴射されることを可能にするオリフィスを備え、各オリフィスが、前記第１流体を流すためのパイプに接続されていることを特徴とする金型。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施することによって得られる燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック燃料タンクを製造するためのブロー成形の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクを製造するための多くの技術が公知である。例えば、出願人の企業は、パリソンからタンクを製造することに関係する技術をすでに開発している。
【０００３】
公知の技術で生じる１つの特別な問題は、タンクの寸法及び非常に複雑な形状が、押出物の所定の部分を金型内の最も不均一な成形ポイントで過度に拡張することなくブロー成形により金型内で押出物を形成することを困難にさせるという事実にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、材料の拡張は、タンクの壁を局所的に薄くすることにつながる可能性がある。従って、タンクの浸透性及び／又は強度は損なわれる。一般に、タンクは、できるだけ極めて一様な壁の厚さを有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、少なくとも１つのシート形態の押出物からプラスチック燃料タンクを製造する方法であって、
−  開いた金型の２つの対向するキャビティの間にシート形態の押出物を提供するステップであって、金型の模様が、製造されるタンクの形状に対応するステップと、その後、
−  金型が閉じられるまで、２つのキャビティをともに近づけるステップと、
−  ２つのキャビティがともに近づけられる間に、押出物の側に第１流体を噴射するステップであって、この側が、押出物とキャビティとの間に位置する、ステップと、
−  押出物の他側に第２流体を噴射するステップと、
−  キャビティに対して押出物を安定して押し付けるために、第２流体の噴射の終了前にキャビティと押出物との間に存在する第１流体を除去するステップと、
を含む方法を提案することである。
【０００６】
特別な一実施形態では、第１流体は、押出物がキャビティの一方と接触する前、又は過度な拡張が防止される押出物のさまざまな部分がキャビティの一方と接触する少なくとも前に、噴射される。
【０００７】
押出物とキャビティの少なくとも一方との間に第１流体を噴射することによって、この第１流体の流れは、キャビティの１つの壁の表面で作り出される。流体のこの流れは、前記壁と押出物との間の少なくとも所定のポイントで流体のクッションを作り出すことを可能にする。このような流体のクッションは、押出物が壁と直接接触することを防止する機能を有する。
【０００８】
従って、本発明による流体のクッションは、拡張を制御することができ、このことは、押出物が壁と接触する正確な瞬間にわたって制御することを提供することを意味する。結果として、一様な押出物の厚さ、従って一様な燃料タンクの壁の厚さを得ることができる。
【０００９】
この説明でシート形態の押出物が意味するものは、プラスチックのスタブであって、通常２つの長い寸法と、これら長い寸法と比較して極めて小さい厚さと、を有するか、任意の折り曲げ部を与えるか又は得るものを意味する、プラスチックのスタブ、又は好ましくは閉じられた任意の断面の管状パリソンの双方である。管状パリソンのケースでは、本発明の特別な一実施形態は、金型の２つのキャビティがともに近づけられる前にパリソンを予めブローし、これにより、パリソンに所定の形状を与える。
【００１０】
この説明で流体を除去することが意味するものは、
−  この流体を収容する媒体を金型の外部と流体連通させて配置することと、
−  これら２つの媒体の間で圧力差を作り出すことと、
の事実である。この圧力差は、金型の外部からの吸引によって、又はパリソンのブローの結果として金型の内部で得る圧力を考慮して単に大気圧に放出することによって得られてもよい。
【００１１】
プラスチックは、熱可塑性エラストマー及びその混合物を含む任意の熱可塑性ポリマーを意味する。用語“ポリマー”は、ホモポリマー及びコポリマー双方（特に二元又は三元ポリマー）を意味する。このようなコポリマーの例は、非限定的に：ランダム分布を有するコポリマー、シーケンスコポリマー、ブロックコポリマー及びグラフトコポリマーである。
【００１２】
任意のタイプの、熱可塑性コポリマー又は、熱分解温度以下の融点を有するポリマーが適している。少なくとも１０℃を越えて広がる融解範囲を有する合成熱可塑性物質が、特に適している。このような材料のために、合成熱可塑性物質は、それらの分子量の多分散を示す。
【００１３】
特に、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド及びそのコポリマーが使用されてもよい。ポリマー又はコポリマーの混合物も、使用され、ポリマーと、無機、有機及び／又は天然フィラーと、の混合物を使用することが可能となり、これらフィラーは、例えば、非限定的であるが：炭素、塩及び他の無機誘導体、天然もしくはポリマー繊維である。上述したポリマー又はコポリマーの少なくとも１つを含む、積み重ねられるか又は付着された層から形成される多層構造体を使用することも可能である。
【００１４】
多くの場合使用される１つのポリマーは、ポリエチレンである。優れた結果が、高密度ポリエチレン（ＰＥＨＤ）により得られた。
【００１５】
本発明によれば、押出物は、異なるポリマー組成のいくつかの層の積み重ねから生じる構造を有するシートであってもよい。このような構造で有利に多くの場合使用される層は、液体及び気体、特に炭化水素に対するバリアを形成する少なくとも１つの材料を含む層である。
【００１６】
本発明は、タンクの壁を形成する異なる材料の層のこのような積み重ねの均質性のいかなるロスも回避するという利点を提供する。従って、最も拡張されるポイントで炭化水素バリアを形成する層の積み重ねがその全効率を維持するために、どこのタンクの壁の厚さも増大させる必要がない。
【００１７】
本発明により、押出物とキャビティの壁との間に存在する流体のクッションは、押出物が壁に張り付くことを防止し、結果的に押出物がこの壁と平行な摩擦を受けることなくスライドすることを可能にする。押出物が壁に結合されないので、押出物は、その全長にわたって一様に外側に引くことができ、これにより、キャビティの壁の対応する表面を覆う。従って、押出物の厚さは、金型上のすべてのポイントで均質なままであり、炭化水素に対するバリアを作り出す層の積み重ねは、押出物の均質性及び有効性を維持する。
【００１８】
この結果として、本発明により、燃料タンクであって、厚さが、必要とされる最小の厚さに極めて近く、従って厚さが、タンク上の一点から他の部分へ極めて小さく変化する、燃料タンクを製造することが可能になる。必要とされる厚さは、通常、達成基準に基づく強度もしくは抵抗又は規格化された強度もしくは抵抗、特に耐火性の基準に応じて自動車製造者によって決定される。通常、必要とされる最小の厚さは、例えば２．５ｍｍである。
【００１９】
有利には、第１流体は、空気又は空気と別の流体との混合物である。
【００２０】
特別な一実施形態によれば、第１流体は、金型の幾何学的形状に応じて金型内の所定のポイントで噴射される。例えば、特に全体的に平面の面を有する平行六面体の全体的な幾何学的形状の金型のために、流体のクッションは、全平面の中央部分に作り出される。好ましくは、中央部分が意味するものは、面の中間を通過することを考慮すると任意の方向において面の寸法の１／３を超える距離にある面の一部である。
【００２１】
特別な一実施形態によれば、第２流体と第１流体との間の圧力差は、１バールから２バールの間、好ましくは１．５バールである。
【００２２】
特別な一実施形態によれば、第１流体のための噴射ポイント及び噴射状態は、パリソンの過度な拡張のリスクから保護される必要がある区間に応じて分配される。特に、第１流体は、少なくとも２つの異なる温度、金型の少なくとも２つの異なるポイントで押出物とキャビティとの間に噴射されてもよい。同様に、第２流体は、少なくとも２つの異なる時間で押出物とキャビティとの間に噴射されてもよい。
【００２３】
特別な一実施形態では、第１流体の噴射ポイントには、流体が通過することを可能にするが押出物を形成する材料が流れることを防止する手段が設けられている。この実施形態の有利な１つの代わりの形態では、流体が通過することを可能にするが押出物を形成する材料が流れることを防止する手段の少なくとも１つは、第１流体のジェットが金型の特定の場所に向かって向けられることを可能にする指向性ノズルを備える。
【００２４】
特別な一実施形態によれば、第２流体は、第１流体が除去される前に、押出物における各キャビティの反対側に噴射される。このように、押出物が、加圧流体の流体が取り除かれるときに押出物がキャビティに張り付くことを可能にされる直前に、加圧流体の効果を受けて、キャビティの壁と可能な限り近く且つ正確に適合することを可能にされることを考慮すると、押出物の拡張は、最適化される。
【００２５】
特別な一実施形態では、パリソンは、金型の２つのキャビティがともに近づけられる前に予めブローされ、これにより、パリソンに所定の形状を与える。
【００２６】
例として、本発明による方法は、６０秒のサイクルにわたって進行してもよく、各キャビティに対して押出物の反対側に第２流体を噴射するステップは、金型が閉じ始める瞬間後に２秒から６秒の間に始まる。
【００２７】
本発明の別の対象は、上述した方法を実施することによってポリマー材料の燃料タンクを製造するための金型である。このような金型は、第１流体が押出物とキャビティとの間に噴射されることを可能にするオリフィスを備え、各オリフィスが第１流体を流すためのパイプに接続されることを特徴とする。
【００２８】
本発明の別の対象は、上述した方法を実施することによって得られる燃料タンクである。
【００２９】
本発明は、非限定的な例のために与えられる添付の図面を参照することによって良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ブロー成形によって得られた、ポリマーから作られた燃料タンクの正面図である。
【図２】図１のタンクの符号ＩＩ−ＩＩの断面図である。
【図３】図２の成形物の部分ＩＩＩに対応するブロー成形金型の一部分、及びこの金型でブロー成形されるプロセスでのパリソンの一部分を示す。
【図４】従来技術の方法が実施されるときにパリソンがどのように動作するかを示す、図３と同様の図である。
【図５】本発明による方法を実施することによって得られた図１のタンクの部分Ｖの図である。
【図６】従来技術による方法を実施することによって得られたタンクの図５と同様の図である。
【図７】ブロー成形金型内で使用される従来型のベントの図である。
【図８】本発明で使用することができる指向性ベントの断面図である。
【図９】例のために説明される方法を実施するときに実行される連続的なステップの順序を示す時間に対するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、ポリマー、この例では高密度ポリエチレンから作られた、自動車の燃料タンク１を示す。このタンクは、５０リットルの容量を有している。タンクの全寸法は、長さが約１４０ｃｍ、幅が約４０ｃｍ、高さが約４０ｃｍである。
【００３２】
このタンクは、ブロー成形金型でチューブ状のパリソンの形態の押出物をブロー成形することによって得られている。パリソン自体は、ブローする直前に押出物によって得られる。従って、パリソンは、シート形態、好ましくは炭化水素に対するバリアを形成する層を含む多層の押出物を構成する。パリソンは、それが得られる方法を考慮すると、パリソン及び押出物との用語のどちらによっても示される。また、本発明は、開放チューブの形態の押出物の使用に適し又はスラブの形態の押出物の使用にさえ適している。１つ以上のシートが、金型内で同時にブロー成形されてもよく、ブロー成形中又はブロー成形後にともに溶接される。
【００３３】
ブロー成形の公知の方法によれば、押出物は、開いた金型の２つの対向するキャビティの間に提供される。これら２つのキャビティは、金型が再び閉じられるときに、タンク全体の模様を形成する。
【００３４】
パリソンを成形するために、流体が、押出物における各キャビティの反対側で圧力をかけて噴射され、これにより、前記キャビティに対して押出物を安定して押し付ける。
【００３５】
押出物を形成する材料は、拡張し、その結果、金型の形状に従う。これは、押出物が、各キャビティの壁と接触して冷却し、タンクの壁３を形成するために、この形状を設定して維持するためである（収縮を与えるか又は得る）。
【００３６】
図２では、図１の成形物の断面が極めて不均一であることを見ることができる。特に、タンク内部装置を収納するよう意図された区間５は、起伏７の頂部において、貫通装置（例えば図示しないバルブ）のためのシートを形成するために後に切断されるよう意図されたディスク状平坦部９を備えている。
【００３７】
図３は、２つのキャビティ１５及び１７を有するブロー成形金型１３を使用して図１及び図２のタンクを製造するために使用されるパリソンの一部分を示し、ブロー成形金型の陥凹部１９は、得られるタンクを正確に画成している。このパリソンは、破線１１ａ及び１１ｂを使用してブロー成形時の２つの異なる時点で図３に示される。
【００３８】
第１位置１１ａでは、パリソンは、パリソンにおけるキャビティ１５の反対側において、上記で“第２流体”と称される圧力をかけられた流体の噴射の効果を受けて膨張し始めている。パリソンが膨張するので、パリソンは、星によって概略的に示される２つの接触線２１及び２３に沿ってキャビティ１５の壁と接触し始め、星は、金型内のこのポイントでは、金型陥凹部の突出部分である。
【００３９】
接触線２１及び２３が太線で示される図１で分かるように、接触線２１及び２３は、それぞれ円形及び直線形である。
【００４０】
これら第１接点は、これら２つの線２１及び２３の周りでパリソンを冷却させる効果と、これら２つの線の近傍でキャビティの壁にパリソンを張り付ける効果と、を有する。
【００４１】
従って、パリソンは、これら２つの接触線２１及び２３の間で自由なままであるが、これら２つの線の間のその有効長さによって拘束され、これにより、キャビティ１５の区間５の特定の形状と一致することが分かる。
【００４２】
本発明では、矢印２５で概略的に示されるベントにより、区間５内でキャビティ１５の壁の表面において、上記で“第１流体”で示される流体の流れが作り出され、第１流体は、説明される実施例では空気からなる。ベント２５は、パリソンと金型との間に捕らえられた空気を解放するためにブロー成形金型で使用される従来型のモデルである。このようなベントの一例は、図７で与えられる。
【００４３】
本発明によれば、第１流体は、空気又は任意の他の気体もしくは液体、又は１つ以上の気体の混合体及び１つ以上の液体の混合体であってもよい。
【００４４】
空気の流れは、パリソンと区間５内のキャビティの壁との間で、前記パリソンが前記壁と接触することを防止する空気のクッションを作り出す。従って、後の位置１１ｂで示されるように、パリソンは、区間５の任意の他の突出部分に張り付くことなく区間５の特定の形状に適合する。
【００４５】
言い換えると、空気の流れは、キャビティ１５と押出物との間に空気のクッションを作り出し、これにより、空気のクッションの場所での押出物と壁との直接的な接触を防止する。
【００４６】
結果として、パリソンの拡張は、２つの接触線２１及び２３の間で一様であり、厚さの過度の減少は、パリソンの所定ポイントで懸念される必要がない。
【００４７】
空気がパリソンを金型１３に適合させるためにパリソン内に圧力をかけて噴射され続ける間の、１０秒ほどであり且つ通常数秒から２０秒ほどの間に含まれる所定時間の後に、ベント２５を介する空気の噴射は、停止させられ（又は空気の除去を加速させるために空気がベント２５を介して外に吸引さえされ）、これにより、パリソンとキャビティの壁との間に存在する空気を除去させる。ここで、空気のクッションが消失し、その結果、パリソンが、過度に局所的な拡張を経験することなく区間５の全ポイントでキャビティの区間５の壁に張り付く。
【００４８】
図４は、過度に局所的な拡張が意味するものを示す。
【００４９】
この図は、空気のクッションがパリソンとキャビティ１５の壁との間に作り出されないことを除いて同じブロー成型方法を示す。従って、それは、従来技術によるブロー成型方法である。
【００５０】
２つの接触線２１及び２３に張り付いた、破線１１ｃで概略的に示されるパリソンが、区間５に入り、接触線２７（図１も参照）に沿って突出部分に再び張り付くことが分かる。パリソンが、ブロー成形のために噴射される加圧空気の効果を受けて徐々に膨張し続けるので、パリソンは、接触線２７からスタートしてディスク９に向かって進むキャビティの壁に徐々に張り付き、破線１１ｄによって概略的に示される位置からスタートする拡張のためにパリソンをますます小さい表面とする。拡張は、ディスク９と接触線２３との間の区間２９で最大であり、これは、キャビティ１５の壁と最後に接触するパリソンの一部に対応する。
【００５１】
パリソンの過度な拡張の結果は、図５及び図６で与えられる測定値を使用して定量化され、図５及び図６では、タンクの一部Ｖ（図１参照）を見ることができる。測定値が得られた各区間において、タンクの壁の厚さは記録された。
【００５２】
図５は、本発明により得られたタンクを示す一方で、図６は、従来技術の方法により得られたタンクを示す。
【００５３】
記録された最も特徴的な寸法は、以下の表に集約される。
【００５４】
【表１】
2015535499.tif 000003
【００５５】
使用される単位はｍｍである。
【００５６】
区間５、より特にディスク９及び区間２９の領域では、パリソンの厚さは、本発明による方法を実施することによってはるかに減少が小さいことが明らかである。
【００５７】
図９のグラフによって示されたステップの順序は、金型の２つのキャビティ１５及び１７をともに近づける段階４２が、ベントを介して空気（“第１流体”）を噴射する段階４４の前に始まることを示す。
【００５８】
２つの金型が最終成形位置にあると、ともに移動するステップ４２が終了し、空気のクッションが、ステップ４４中に空気（“第１流体”）の噴射を維持することによって押出物と金型の一方のキャビティ又は双方のキャビティとの間で維持される。
【００５９】
金型内で押出物をブロー成形するための第２流体の噴射は、空気（“第１流体”）を噴射するステップ４４の終了前に且つこのステップ４４のスタート前又はステップ４４の間にスタートするステップ４６で始まる。金型の２つのキャビティ１５及び１７をともに移動させる前又は間に押出物にいくらかの体積を与えるために押出物を予めブローすることが好ましく、その結果、ステップ４６がステップ４４のスタート前にスタートしてもよい。
【００６０】
本発明によれば、空気（“第１流体”）を噴射するステップ４４は、ブロー成形流体（“第２流体”）を噴射するステップ４６のスタート後に終了し、このため、ブローによって引き起こされるキャビティの壁に対する押出物の安定した押圧が空気のクッションによって制御される。空気を噴射するステップ４４の終了は、単に空気の噴射を止めること又はベントを介して外に空気を吸引することからなってもよい。
【００６１】
従って、本発明は、過度に厚いパリソンを使用することを必要とすることなくタンクのための壁の良好な品質を維持することを可能にする。これは、材料の節約及び重量を抑えることをもたらす。
【００６２】
従って、拡張がパリソンの全表面にわたって良好に分配され、これが空気のクッションから得られることは明らかである。
【００６３】
図７で見ることができるベント３０は、空気が通過することを可能にすると同時に押出物を形成する材料がそれらを通って流れることを防止するのに十分に狭いスロット３２を有する従来型のベントである。
【００６４】
図８は、空気通路管３６の内部で、金型のキャビティ１５の壁内の所定位置にある指向性ベント３４を示す。指向性ベントが小さい管３８を有し、管３８が、一方では空気通路管３６内に開き、他方では金型内に開くことが分かる。
【００６５】
管３６内に噴射される空気は、小さい管３８に入り、その結果、空気は、ジェット４０の形態で金型内部に再び現れる。
【００６６】
このような指向性ベント３４は、空気を正確な場所で金型内に送ることを可能にし、これにより、押出物がキャビティの壁と早期に接触することを防止する。空気ジェットの強さに応じて、１つ以上のベントが、空気のクッションを作り出すことが望ましいキャビティの場所から比較的離れて位置決めされることが考えられてもよい。
【００６７】
本発明は、説明された実施形態に限定されず、他の実施形態が、当業者には明らかになるであろう。
【符号の説明】
【００６８】
１  タンク、１１  押出物、１３  金型、１５，１７  キャビティ、３４  指向性ノズル、４０  ジェット
【図１】
2015535499.tif 000004
【図２】
2015535499.tif 000005
【図３】
2015535499.tif 000006
【図４】
2015535499.tif 000007
【図５】
2015535499.tif 000008
【図６】
2015535499.tif 000009
【図７】
2015535499.tif 000010
【図８】
2015535499.tif 000011
【図９】
2015535499.tif 000012
【国際調査報告】
2015535499.tif 000013
2015535499.tif 000014
2015535499.tif 000015
2015535499.tif 000016