JP2016203443A - ブロー成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンチ部におけるバリア機能の信頼性低下を防止する。
【解決手段】ライナー１０（ブロー成形品）は、内層２７とバリア層２５と外層２１を含む多層構造であり、金型Ｍで挟み潰されて外向きに転向した２つのバリア層２５の層間に内層２７同士が密着して配された形態のピンチ部１６を有するものであり、内層２７の厚さが外層２１の厚さよりも薄くなっているところに特徴を有する。内層２７の厚さＴｃは外層２１よりも薄くしたので、ピンチ部１６では内層２７が薄くなり、２つのバリア層２５の層間距離Ｌが狭まる。したがって、バリア機能が大きく低下する虞はない。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブロー成形品に関するものである。

特許文献１には、内層とバリア層と外層とからなる多層構造のブロー成形品が開示されている。この種のブロー成形品を形成する際には、パリソン内に加圧空気を供給してパリソンを金型に押し付けることにより、所定の形状に成形する。また、ブロー成形品の形状によっては、パリソンの一部を一対の金型で挟み付けて挟み潰し、挟み潰しにより形成されたバリを切断することが行われる。

特開２００３−２２２２９６号公報

挟み潰すことによって形成されたバリを切断した場合、ピンチ部では、内層同士が密着してバリア層が分断されるため、バリア層によるガスバリアの機能が低下することになる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ブロー成形品のピンチ部におけるバリア機能の信頼性低下を防止することを目的とする。

本発明のブロー成形品は、
内層とバリア層と外層を含む多層構造であり、金型で挟み潰されて外向きに転向した２つの前記バリア層の層間に前記内層同士が密着して配された形態のピンチ部を有するブロー成形品において、
前記内層の厚さを、前記外層の厚さよりも薄くしたところに特徴を有する。

内層の厚さを外層よりも薄くしたので、ピンチ部では内層が薄くなり、２つのバリア層の層間距離が狭まる。したがって、バリア機能が大きく低下する虞はない。

実施例１のブロー成形品の正面図 ブロー成形品の平面図 金型によってピンチ部が形成された状態をあらわす図１のＸ−Ｘ線相当拡大断面図

（ａ）本発明のブロー成形品は、挟み潰す前の前記内層の厚さが、挟み潰す前の前記外層の外面から前記内層の内面までの全体厚さに対し１０〜２０％の範囲に設定されていてもよい。この構成によれば、内層の強度を維持したままで、ピンチ部におけるバリア層の層間距離を狭めることができる。

（ｂ）本発明のブロー成形品は、挟み潰す前の前記内層の厚さ寸法が、挟み潰す前の前記外層の外面から前記内層の内面までの全体厚さに対し１３〜１６％の範囲に設定されていてもよい。この構成によれば、内層の強度を大きく低下させることなく、ピンチ部におけるバリア層の層間距離を、更に狭めることができる。

（ｃ）本発明のブロー成形品は、前記ピンチ部は、前記ピンチ部に隣接する非ピンチ領域の外面より突出するピンチオフ部を有しており、前記ピンチオフ部の突出端では前記バリア層同士がほぼ隣接している。この構成によれば、バリア層によるバリア機能が低下する虞はない。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図３を参照して説明する。本実施例１のライナー１０（請求項に記載のブロー成形品）は、合成樹脂からなり、圧力容器を構成するものである。圧力容器は、燃料電池自動車や天然ガス自動車に搭載され、高圧の水素ガスや天然ガスの充填容器として用いられる。

ライナー１０は、ブロー成形によって所定形状に成形され、径寸法が全長に亘ってほぼ一定の円筒状をなす胴部１１と、胴部１１の軸線方向両端縁に連なる一対のドーム部１２とを備えた単一部品である。ライナー１０の内部は、流体（水素ガスや天然ガス等）を貯留するための貯留空間１３となっている。ドーム部１２の頂部１４には、胴部１１の軸線と同軸の円筒形をなす筒部１５が一体に、且つドーム部１２の外方へ突出した形態で形成されている。筒部１５の内部空間は、その突出端がライナー１０の外部へ開放されている。

ライナー１０は、複数の樹脂層２１〜２７を積層した多層構造をなしている。この多層構造は、ライナー１０の外面側から順に、外層２１、接着外層２４、バリア層２５、接着内層２６、及び内層２７を積層して構成されている。外層２１は、ライナー１０の外面に露出する樹脂層であり、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）製の主材層２２と、リサイクルにより得られた複数の樹脂が混在する粉砕材層２３とから構成されている。主材層２２の外面はライナー１０の外面として露出している。また、主材層２２と粉砕材層２３は、パリソン（図示省略）を押し出す工程で固着されている。

接着外層２４は、外層２１（粉砕材層２３）の内面に接着している。接着外層２４の内面には、バリア層２５が接着されている。バリア層２５は、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）製であり、貯留空間１３内に貯留されている流体（ガス）が透過するのを防止するガスバリア機能を発揮するものである。バリア層２５の内面には、接着内層２６が接着されている。接着内層２６の内面には、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）からなる内層２７が接着されている。内層２７は貯留空間１３に臨む樹脂層であり、内層２７の内面はライナー１０の内面を構成している。

後述するピンチ部１６以外の領域では、ライナー１０の外面から内面までの全体厚さＴａ（外層２１の外面から内層２７の内面までの厚さ寸法）が、例えば、約５ｍｍに設定されている。外層２１の厚さＴｂは、例えば、約４．０〜４．５ｍｍに設定されている。内層２７の厚さＴｃは、例えば、役０．５ｍｍ〜１．０ｍｍに設定されている。つまり、内層２７は外層２１よりも薄く設定されている。そして、内層２７の厚さＴｃは、全体厚さＴａの概ね１０〜２７％に設定されている。また、内層２７の厚さＴｃは、全体厚さＴａの概ね１３〜２１％に設定することが好ましい。

また、接着外層２４の厚さは、例えば、約７０〜９０μｍであり、接着内層２６の厚さは、例えば、約７０〜９０μｍであり、バリア層２５の厚さは、例えば、約９０μｍである。これら接着外層２４と接着内層２６とバリア層２５の厚さは、いずれも、外層２１及び内層２７に比べて非常に薄く設定されている。尚、図３，４では、便宜上、接着外層２４、接着内層２６及びバリア層２５の厚さは、外層２１及び内層２７よりも誇張して描いている。また、これら樹脂層２１〜２７の厚さの設定、及び樹脂層２１〜２７相互間の厚さの相関関係は、挟み潰す前（金型Ｍで挟み付けられて潰れ変形する前）のピンチ部１６においても、同じである。

ライナー１０は、射出成形機（図示省略）と一対の金型Ｍとを備えた製造装置によって成形されている。成形工程では、まず、射出成形機から下向きにパリソン（図示省略）が押し出され、このパリソンが一対の金型Ｍで包囲されるとともに、パリソン内に加圧空気が送り込まれる。すると、パリソンが膨張して金型Ｍに張り付くことにより、上記形状のライナー１０が成形される。また、金型Ｍで成形する工程では、パリソンの上下両端部のうち筒部１５以外の領域が、一対の金型Ｍによって挟み付けられる。

ライナー１０（ドーム部１２）には、一対の金型Ｍで挟み潰されることによってピンチ部１６が形成されている。ピンチ部１６は、基端部１７とピンチオフ部１８とから構成されている。基端部１７は、ドーム部１２を構成するものである。したがって、ピンチオフ部１８の全体を切除して基端部１７の外面を露出させた状態では、基端部１７の外面が、ドーム部１２のうちピンチ部１６（ピンチオフ部１８）に隣接する非ピンチ領域２０の外面に対し面一状に連続する。また、基端部１７の内面は、非ピンチ領域２０の内面に対し滑らかに連続している。ピンチオフ部１８は、ドーム部１２（非ピンチ領域２０）の外面よりも外方へ突出した形態である。

本実施例１では、便宜上、ピンチ部１６の形成範囲を、次のように定義する。ドーム部１２の外面を含む二次元曲面上においては、ピンチオフ部１８が形成されている領域の全体を、ピンチ部１６の形成範囲と定義する。また、ドーム部１２の外面と直交する厚さ方向においては、ピンチオフ部１８の突出端から内層２７の内面までの領域を、ピンチ部１６の形成範囲と定義する。

ライナー１０のうちピンチオフ部１８となる部分は、一対の金型Ｍが完全に型締め状態となる前に、ライナー１０内に供給された加圧空気により外向きに変形しながら一対の金型Ｍの隙間に入り込む。この外向きへの変形に伴い、内層２７同士が密着するとともに、２つのバリア層２５が密着状態の内層２７を挟むように位置する。そして、金型Ｍが型締め状態に至ると、全ての樹脂層２１〜２７が肉薄となるように潰れ変形する。また、図３に示すように、金型Ｍの型締め方向と平行に切断したピンチオフ部１８の断面形状は、概ね二等辺三角形である。そして、外層２１（主材層２２と粉砕材層２３）、接着外層２４、バリア層２５、接着内層２６及び内層２７は、いずれも、ピンチオフ部１８の突出方向に向かって次第に肉薄となり、これらの層２１，２４，２５，２６，２７がピンチオフ部１８の突出端で一点に集まった形態となっている。そして、ピンチオフ部１８の突出端（つまり、三角形の頂角部）では、バリア層２５同士がほぼ隣接している。つまり、ピンチオフ部１８では、バリア層２５同士の間にガスの透過を許容するような切れ目は実質的に存在しない。

また、ピンチオフ部１８における密着状態の内層２７の厚さ（金型Ｍの型締め方向の寸法）は、ピンチオフ部１８の突出方向における全領域に亘って概ね一定である。したがって、ピンチオフ部１８における２つのバリア層２５の層間距離Ｌ（厚さ方向の間隔）も、ピンチオフ部１８の突出方向全領域に亘って概ね一定である。また、ピンチ部１６の基端部１７のうちピンチオフ部１８に連なる隣接領域１９のバリア層２５の層間距離Ｌは、ピンチオフ部１８の突出方向においてほぼ一定であり、ピンチオフ部１８におけるバリア層２５の層間距離Ｌとほぼ同じ寸法となっている。

本実施例のライナー１０は、内層２７とバリア層２５と外層２１を含む多層構造であり、金型Ｍで挟み潰されて外向きに転向した２つのバリア層２５の層間に内層２７同士が密着して配された形態のピンチ部１６を有している。そして、ピンチ部１６のうちピンチオフ部１８とその隣接領域における２つのバリア層２５の層間距離Ｌは、ピンチ部１６以外の領域の内層２７の厚さＴｃよりも短くなっている。つまり、ピンチ部１６では、内層２７が一対の金型Ｍの間で潰されている。

このライナー１０は、ピンチ部１６におけるバリア機能の信頼性低下を防止する手段として、挟み潰す前の内層２７の厚さＴｃを、挟み潰す前の外層２１の厚さＴｂよりも薄く設定している。このように内層２７の厚さＴｃを外層２１より薄くしたので、ピンチ部１６では内層２７が薄くなり、２つのバリア層２５の層間距離Ｌが狭まる。したがって、ピンチ部１６において、バリア層２５のバリア機能が大きく低下する虞はない。

また、ライナー１０は、挟み潰す前の内層２７の厚さＴｃが、挟み潰す前の外層２１の外面から内層２７の内面までの全体厚さＴａに対し１０〜２７％の範囲に設定されている。この構成によれば、内層２７の強度を維持したままで、ピンチ部１６におけるバリア層２５の層間距離Ｌを狭めることができる。特に、挟み潰す前の内層２７の厚さＴｃを、挟み潰す前の外層２１の外面から内層２７の内面までの全体厚さＴａに対し１３〜２１％の範囲に設定すれば、内層２７の強度を大きく低下させることなく、ピンチ部１６におけるバリア層２５の層間距離Ｌを、更に狭めることができる。

また、ピンチ部１６は、ドーム部１２の外面のうちピンチ部１６に隣接する非ピンチ領域２０の外面よりも突出する略三角形断面のピンチオフ部１８を有している。そして、ピンチオフ部１８の突出端ではバリア層２５同士がほぼ隣接している。この構成によれば、バリア層２５によるバリア機能が低下する虞はない。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、挟み潰す前の内層の厚さを、挟み潰す前の外層の外面から内層の内面までの全体厚さに対し１０〜２０％、若しくは１３〜１６％の範囲に設定したが、これに限らず、挟み潰す前の内層の厚さは、挟み潰す前の全体厚さに対し１０％未満の寸法に設定してもよく、２０％より大きい寸法に設定してもよい。
（２）上記実施例では、ピンチオフ部を略三角形断面とすることにより、ピンチオフ部の突出端でバリア層同士をほぼ隣接させたが、これに限らず、ピンチオフ部の断面形状を台形とし、ピンチオフ部の突出端でバリア層同士が僅かに間隔を空けていてもよい。
（３）上記実施例では、ピンチ部の基端部のうちピンチオフ部に連なる隣接領域のバリア層の層間距離を、ピンチオフ部におけるバリア層の層間距離とほぼ同じ寸法としたが、双方の層間距離は、互いに異なる寸法であってもよい。
（４）上記実施例では、ピンチ部の基端部のうちピンチオフ部に連なる隣接領域のバリア層の層間距離を一定としたが、これに限らず、ピンチ部の基端部のうちピンチオフ部に連なる隣接領域のバリア層の層間距離は、ピンチオフ部の突出方向において不均一であってもよい。
（５）上記実施例では、ライナー（ブロー成形品）が、内層と外層とバリア層の他に、接着内層と接着外層を含む多層構造であるが、本発明は、接着内層と接着外層のうち少なくともいずれか一方を含まない多層構造のライナー（ブロー成形品）や、接着内層と接着外層以外の樹脂層を含む多層構造のライナー（ブロー成形品）にも適用できる。
（６）上記実施例では、外層が主材層と粉砕材層とによって構成されているが、外層は、主材層と粉砕材層以外の樹脂層を含んでいてもよく、単一の樹脂層によって構成されていてもよい。
（７）上記実施例では、内層が単一の樹脂層によって構成されているが、内層は、複数の樹脂層を積層して構成されていてもよい。
（８）上記実施例では、金型の型締め方向と平行に切断したピンチオフ部の断面形状を概ね二等片三角形としたが、ピンチオフ部の断面形状は、台形、方形等の多角形や、曲面を含む種々の形状とすることができる。
（９）上記実施例では、ライナー（ブロー成形品）の挟み潰す前の全体厚さを約５ｍｍとしたが、これに限らず、ライナー（ブロー成形品）の挟み潰す前の全体厚さは、５ｍｍより薄くてもよく、５ｍｍより厚くてもよい。
（１０）上記実施例では、外層を構成する主材層と内層をＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）製としたが、外層を構成する主材層と内層の材料は、ＨＤＰＥ以外の合成樹脂であってもよい。
（１１）上記実施例では、バリア層をＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）製としたが、バリア層の材料は、ＥＶＯＨ以外の合成樹脂であってもよい。
（１２）上記実施例では、ブロー成形品が圧力容器を構成するライナーであるが、本発明は、ライナー以外のブロー成形品にも適用できる。

１０…ライナー（ブロー成形品）
１６…ピンチ部
１８…ピンチオフ部
２０…非ピンチ領域
２１…外層
２５…バリア層
２７…内層
Ｍ…金型
Ｌ…ピンチオフ部におけるバリア層の層間距離
Ｔａ…挟み潰す前の外層の外面から内層の内面までの全体厚さ
Ｔｂ…挟み潰す前の外層の厚さ
Ｔｃ…挟み潰す前の内層の厚さ

Claims (4)

1. 内層とバリア層と外層を含む多層構造であり、金型で挟み潰されて外向きに転向した２つの前記バリア層の層間に前記内層同士が密着して配された形態のピンチ部を有するブロー成形品において、
   前記内層の厚さを、前記外層の厚さよりも薄くしたことを特徴とするブロー成形品。
2. 挟み潰す前の前記内層の厚さが、挟み潰す前の前記外層の外面から前記内層の内面までの全体厚さに対し１０〜２０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載のブロー成形品。
3. 挟み潰す前の前記内層の厚さが、挟み潰す前の前記外層の外面から前記内層の内面までの全体厚さに対し１３〜１６％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項２記載のブロー成形品。
4. 前記ピンチ部は、前記ピンチ部に隣接する非ピンチ領域の外面よりも突出する略三角形断面のピンチオフ部を有しており、
   前記ピンチオフ部の突出端では前記バリア層同士がほぼ隣接していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のブロー成形品。

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