JP2761654B2

JP2761654B2 - 多層中空成形容器の製造方法

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Publication number: JP2761654B2
Application number: JP24600589A
Authority: JP
Inventors: 啓二福原; 正雄原; 政克大杉
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH03106631A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、多層中空成形容器の製造方法に関するもの
であり、さらに詳細には、主材、接着剤および副材より
なる多層バリソンを溶融して、押し出し、ブロー成形す
ることにより、多層中空成形容器を製造する方法に関す
るものである。

先行技術中空成形容器に収容する収容物質が、容器の壁を透過
して、外部に放出されることを防止するため、中空成形
容器の壁を構成する主材に加えて、透過防止用のバリヤ
を構成する副材と、副材と主材とを接着させる接着剤と
よりなる多層パリソンを溶融して、押し出し、ブロー成
形することにより、多層中空成形容器を製造する方法が
知られている。

たとえば、自動車などの車両に用いるフュエルタンク
などは、一般に、高密度ポリエチレンにより形成されて
いるが、高密度ポリエチレンは、ガソリンなどを透過さ
せる性質を有しているため、さらに、ナイロンなどの副
材よりなるバリヤ樹脂層を設けて、ガソリンなどが透過
することを防止するとともに、主材樹脂層である高密度
ポリエチレン層とナイロンなどの副材よりなるバリヤ樹
脂層との接着性を高めるべく、主材樹脂層と副材樹脂層
との間に、接着剤層が形成されるように、主材、副材お
よび接着剤よりなる多層パリソンを押し出し、ブロー成
形することによって、一般に製造されている。

このように、主材、副材および接着剤よりなる多層パ
リソンを押し出し、ブロー成形することにより、多層中
空成形容器を製造する場合、ブロー成形に用いる型の合
わせ目には、間隙が存在するため、ブロー成形の完了後
に、この間隙部に、成形品とはならないバリが必然的に
形成される。

このバリは、回収し、再利用することが、省資源化お
よび製造コストの低減化のために望ましいが、主材、副
材および接着剤が溶融されて、混ざり合ったバリを回収
して、主材に混入し、使用する場合には、成形品の透過
度、機械的強度が低下し、所望の特性を有する多層中空
成形容器が得られないという問題があった。

かかる問題を解決するため、種々の方法が提案されて
おり、たとえば、特公昭55−39448号公報は、副材また
は副材および接着剤の押し出しを制御し、バリ部分が、
主材および接着剤、または主材のみにより形成されるよ
うにして、バリを回収し、主材に混入して、再利用する
方法を提案している。

発明の解決しようとする問題点しかしながら、このように、バリ部分が、主材および
接着剤、または主材のみにより形成されるようにするた
めには、副材よりなるバリヤ樹脂層が、成形品の全体に
わたり形成され、かつ、バリ中には、形成されないよう
に、副材の押し出しをきわめて高精度に制御することが
必要不可欠になるが、このように副材の押し出しを制御
することは、きわめて困難であり、多層中空成形容器の
一部に、バリヤ樹脂層が形成されず、収容物質の透過を
十分に防止できなかったり、あるいは、バリ中に、副材
が混入し、バリを回収して、主材に混入し、再利用する
ことができない場合があるという問題があった。

発明の目的本発明は、主材、接着剤および副材よりなる多層パリ
ソンを溶融して、押し出し、ブロー成形することによ
り、多層中空成形容器を製造する方法において、容易
に、バリを回収して、再利用することができ、しかも、
高精度での副材の押し出し制御が要求されることなく、
その全体にわたりバリヤ樹脂層を確実に形成することの
できる多層中空成形容器の製造方法を提供することを目
的とするものである。

発明の構成本発明のかかる目的は、多層パリソンのバリに相当す
る部分は、接着剤の押し出しを停止して、主材および副
材のみにより形成し、ブロー成形の後、バリを回収し、
主材と副材とを分離して、少なくとも一方を、多層パリ
ソンを形成する主材および／または副材中に混入するこ
とによって達成される。

本発明において、主材は、層として形成されたとき、
多層中空成形容器に、剛性、落下強度および耐水性を付
与する材料よりなり、たとえば、高密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブテン、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、ポリエステルなどの樹脂が、主材として、使
用可能である。

また、副材は、層として形成されたとき、収容物質の
透過、酸化、変色などを防止する材料よりなり、たとえ
ば、ナイロン、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化
物、アクリルニトリル樹脂、ポリエステルなどの樹脂
が、副材として使用可能である。

ただし、本発明において、主材および副材としては、
上述の材料のうち、互いに分離可能な材料が、それぞ
れ、選択されることが必要である。

さらに、本発明において、接着剤は、主材よりなる主
材樹脂層と副材よりなるバリヤ樹脂層とを接着する材料
からなり、たとえば、アイオノマー樹脂、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、アクリル系樹脂、塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体、ポリオレフィン改質樹脂などの樹脂
が、接着剤として、使用可能である。ここに、ポリオレ
フィン改質樹脂とは、ポリオレフィンを、クラフト反
応、アルコリシス反応、共重合などにより化学的に変性
したものであり、具体的には、無水マレイン酸などの不
飽和カルボン酸またはその無水物をポリオレフィンにク
ラフトさせたもの、EVAを部分ケン化した後、カルボン
酸無水物により部分エステル化反応によってクラフトさ
せたもの、αオレフィンとオレフィンとを共重合させた
ものなどが挙げられる。

発明の作用本発明によれば、バリは、主材および副材のみにより
形成され、主材および副材を接着する接着剤を含まない
ので、バリを回収した後、容易に、主材と副材とを分離
することができ、それぞれ、再利用することが可能にな
り、しかも、副材の押し出しを精度良く制御しなくと
も、多層中空成形容器の全体にわたり、副材よりなるバ
リヤ樹脂層を形成することができるから、収容物質の透
過を十分に防止することが可能になる。

実施例以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、
詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例にかかる自動車のフュエル
タンクの製造装置を構成する樹脂押出し装置の略縦断面
図、第２図は、成形装置の略縦断面図であり、ブロー成
形直後のフュエルタンクが示されている。

第２図に示されるように、本実施例にかかる自動車の
フュエルタンクの製造装置によって、製造される自動車
のフュエルタンク１は、その壁部が、その内側より順
に、主材である高密度ポリエチレンよりなる内部主材樹
脂層２、接着剤である変成ポリエチレンよりなる内部接
着剤層３、副材であるナイロンよりなり、ガソリンを透
過を防止するバリヤ層を構成する副材樹脂層４、接着剤
である変成ポリエチレンよりなる外部接着剤層５および
主材である高密度ポリエチレンよりなる外部主材樹脂層
６の５層より形成され、これに対応して、高密度ポリエ
チレン、ナイロンおよび接着剤が、樹脂押出し装置10の
第１押出機11、第２押出機12、第３押出機13に、それぞ
れ、供給される。

第１図に示されるように、第１押出機11は、アキュー
ムレータヘッド14の上部に配置され、主材樹脂である高
密度ポリエチレンは、第１押出機11から、アキュームレ
ータヘッド14のシリンダ15とシリンダ15の内部に配置さ
れた中子16との間に形成された環状の環状主材樹脂通路
17を経て、環状の主材樹脂貯留室18内に供給され、シリ
ンダ15内に、その内周面に沿って上下方向に摺動可能に
設けられた環状の環状ピストン19を押上げつつ、主材樹
脂貯留室18内に貯留される。

他方、第２押出機12は、アキュームレータヘッド14の
下部に配置され、副材樹脂であるナイロンは、第２押出
機12によって、アキュームレータ20内に供給され、アキ
ュームレータ20のプランジャ21を押上げつつ、アキュー
ムレータ20内に貯留される。

また、第３押出機13は、アキュームレータヘッド14の
下部に、第２押出機12と対向するように配置され、変成
ポリエチレンよりなる接着剤は、第３押出機13によっ
て、アキュームレータ22内に供給され、アキュームレー
タ22のプランジャ23を押上げつつ、アキュームレータ22
内に貯留される。

こうして、高密度ポリエチレンが主材樹脂貯留室18内
に、ナイロンがアキュームレータ20内に、接着剤がアキ
ュームレータ22内に、それぞれ、貯留され、その貯留量
が所定量に達すると、単動式油圧シリンダ24が作動し
て、プランジャ25およびプランジャ25の下面に当接して
いる環状ピストン19を下方に押し下げ、主材樹脂貯留室
18内に貯留されている高密度ポリエチレンを、シリンダ
15、シリンダ15の下端に設けられたダイ30、中子16およ
び中子16の下端に設けられたコアサポート31との間に形
成された環状の環状樹脂通路32に、所定の圧力で圧送す
る。

これと同期して、アキュームレータ20のプランジャ21
が押し下げられて、アキュームレータ20内に貯留されて
いるナイロンが、環状樹脂通路32と同心に、環状に配置
され、略６角形断面を有する環状押出部材40に送られ
る。

第３図は、環状押出部材40の略縦断面図であり、第３
図に示されるように、環状押出部材40は、アキュームレ
ータ20と連通する副材樹脂通路41と、アキュームレータ
22と連通する接着剤通路42およびこれから分岐する２本
の分岐接着剤通路43a、43bとを備え、副材樹脂通路41、
分岐接着剤通路43a、43bは、それぞれ、環状のスリット
44、45、46を介して、環状押出部材40の下面に開口する
環状をなした同心の環状ノズル47、48、49に連通してい
る。第３図において、副材樹脂通路41と連通するスリッ
ト44は、分岐接着剤通路43aおよび43bと連通しているス
リット45および46の間に、また、スリット44に連通する
環状ノズル47は、樹脂押出し装置の半径方向に対して、
スリット45、46に連通している環状ノズル48、49の間に
配置されている。したがって、高密度ポリエチレンの環
状樹脂通路32への圧送と同期して、環状押出部材40に送
られたナイロンは、副材樹脂通路41、スリット44および
環状ノズル47を経て、環状樹脂通路32内へ、所定の圧力
で圧送される。

環状押出部材40は、図示されてはいないが、略90度の
間隔を隔てて設けられた４つの支持部材50により、シリ
ンダ15に支持されており、支持部材50が設けられていな
い部分においては、環状樹脂通路32を圧送される高密度
ポリエチレンの流れは、環状押出部材40により、環状押
出部材40の内側を流れる流れと、外側を流れる流れとに
分割されることになる。ここに、環状押出部材40は、略
６角形断面を有しているので、高密度ポリエチレンの流
れは、環状押出部材40により、スムーズに、内側の流れ
と外側の流れとに分割される。

このように、高密度ポリエチレンの流れは、環状押出
部材40によって、内側の流れと外側の流れとに分割され
るが、環状押出部材40の環状ノズル48からは、ナイロン
が、環状押出部材40により、所定の圧力で、押出される
ので、環状押出部材40の下流側においては、高密度ポリ
エチレン層の間に、ナイロン層がサンドウィッチされた
筒状の樹脂の流れが形成されることになる。

こうして、高密度ポリエチレンおよびナイロンの環状
樹脂通路32への圧送が開始されてから、所定時間Δt₁経
過後に、アキュームレータ22のプランジャ23が押し下げ
られて、アキュームレータ22内に貯留されている接着剤
が、環状押出部材40に送られ、接着剤通路42、分岐接着
剤通路43a、43bおよびスリット45、46を経て、樹脂押出
し装置の半径方向に対して、環状ノズル47の両側に配置
されている環状ノズル48、49から、環状樹脂通路32内
へ、所定の圧力で圧送される。その結果、高密度ポリエ
チレン及びナイロンの環状樹脂通路32への圧送が開始さ
れてから、所定時間Δt₁経過後には、環状押出部材40の
下流側の環状樹脂通路32には、内側から順に、高密度ポ
リエチレン層２、接着剤層３、ナイロン層４、接着剤層
５および高密度ポリエチレン層６の５層よりなる筒状の
樹脂の流れが形成されることになる。

こうして、環状樹脂通路32に送られた筒状樹脂は、コ
アサポート31に、ダイ30と同心状に嵌合されたコア33
と、ダイ30との間に形成された環状のダイスリット34を
経て、第２図に示す成形装置の金型60、60の間に押出さ
れる。この状態では、金型60、60は、第２図において、
それぞれ、左右方向に、互いに引き離され、離隔した位
置に保持されている。筒状樹脂の厚みは、中子16に嵌挿
されたロッド35を、図示しない油圧シリンダによって、
上下方向に移動させ、環状のダイスリット34の間隙を調
整することによって、調整可能となっている。

このようにして、所定時間Δt₁の間は、２層の高密度
ポリエチレンとその間にサンドウィッチされたナイロン
層よりなる３層の筒状樹脂が、第２図に示す成形装置の
金型60、60の間に供給され、その後、内側から順に、高
密度ポリエチレン層２、接着剤層３、ナイロン層４、接
着剤層５および高密度ポリエチレン層６の５層よりなる
筒状樹脂が、成形装置の金型60、60の間に供給される。
そして、所定時間Δt₂経過後、アキュームレータ22のプ
ランジャ23の押し下げを停止することにより、接着剤の
環状樹脂通路32への圧送が停止され、再び、２層の高密
度ポリエチレンとその間にサンドウィッチされたナイロ
ン層よりなる３層の筒状樹脂が、金型60、60の間に供給
されて、所定時間Δt₃経過後に、プランジャ25、21の押
し下げを停止することによって、高密度ポリエチレンお
よびナイロンの環状樹脂通路32への圧送も停止される。

その後、金型60、60を、それぞれの上部に形成された
上側樹脂切断部61およびそれぞれの下部に形成された下
側樹脂切断部62が、互いに当接するように、閉じ、筒状
樹脂の中空部に、空気を吹き込み、ブロー成形する。

第２図には、ブロー成形直後のフュエルタンク１の状
態が示されている。第２図に示されるように、ブロー成
形後においては、金型60、60の下側樹脂切断部62、62の
下側に下側バリ70が形成されるとともに、金型60、60の
上側樹脂切断部61、61の上側に上側バリ71が形成されて
いる。

第４図（ａ）は、プランジャ25を介して、主材貯留室
18内に貯留されている高密度ポリエチレンに加えられる
押出圧力の変化を示すタイムチャート、第４図（ｂ）
は、プランジャ21を介して、アキュームレータ20内に貯
留されているナイロンに加えられる押出圧力の変化を示
すタイムチャート、第４図（ｃ）は、アキュームレータ
20内に貯留されている接着剤に加えられる押出圧力の変
化を示すタイムチャートを、それぞれ、示している。

第４図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示されるよう
に、主材である高密度ポリエチレンおよび副材であるナ
イロンに対しては、時間T₁において、同時に、押出圧力
が上昇され、それぞれ、環状樹脂通路32へ押出される
が、接着剤に対しては、時間T₁から、所定時間Δt₁経過
した時間T₂に達したときに、押出圧力が上昇され、接着
剤が、環状樹脂通路32へ押出される。ここに、高密度ポ
リエチレンおよびナイロンのみの押出しがおこなわれる
所定時間Δt₁は、第２図に示す下側バリ70が、２層の高
密度ポリエチレン層２、６およびこれらの間にサンドウ
ィッチされた１層のナイロン層４のみにより形成され、
かつ、下側樹脂切断部62、62の上型に形成されたフュエ
ルタンク１が、内側から順に、高密度ポリエチレン層
２、接着剤層３、ナイロン層４、接着剤層５および高密
度ポリエチレン層６の５層より形成されるように、設定
されている。

こうして、時間T₂から、所定時間Δt₂経過し、時間T₃
に達するまでは、高密度ポリエチレン、ナイロン、接着
剤のすべてに対する押出圧力は、上昇した状態に維持さ
れ、樹脂押出し装置から成形装置に、高密度ポリエチレ
ン、ナイロン、および接着剤よりなる５層の筒状樹脂が
供給される。時間T₃に達すると、接着剤に対する押出圧
力が低下され、環状押出部材40からの接着剤の押出しが
停止される。ここに、所定時間Δt₂は、フュエルタンク
１が、内側から順に、高密度ポリエチレン層２、接着剤
層３、ナイロン層４、接着剤層５および高密度ポリエチ
レン層６の５層より形成され、かつ、上側樹脂切断部6
1、61の上流側に形成された上側バリ71が、２層の高密
度ポリエチレン層２、６およびこれらの間にサンドウィ
ッチされた１層のナイロン層４のみにより形成されるよ
うに、設定されている。

このように、環状押出部材40からの接着剤の押出しが
停止された後、所定時間Δt₃が経過して、時間T₄に達す
ると、高密度ポリエチレンおよびナイロンに対する押出
圧力が低下され、樹脂押出し装置から成形装置への高密
度ポリエチレンおよびナイロンの供給が停止される。こ
こに、所定時間Δt₃は、時間T₄において、高密度ポリエ
チレンおよびナイロンの成形装置への供給を停止し、金
型60、60を閉じたとき、下側樹脂切断部62、62と上側樹
脂切断部61、61との間に、内側から順に、高密度ポリエ
チレン層２、接着剤層３、ナイロン層４、接着剤層５お
よび高密度ポリエチレン層６の５層よりなる多層パリソ
ンが位置し、下側樹脂切断部62、62の下流側および上側
樹脂切断部61、61の上流側には、２層の高密度ポリエチ
レン層２、６とこれらの間にサンドウィッチされたナイ
ロン層４のみよりなる多層パリソンが位置するように、
設定されている。

以上のようにして、ブロー成形が完了すると、フュエ
ルタンク１は、上側バリ71および下側バリ70とともに、
成形装置から取り出され、その後、上側バリ71および下
側バリ70が切り離され、製品としてのフュエルタンク１
が得られる。

こうして、フュエルタンク１から切り離された上側バ
リ71および下側バリ70は、回収され、再利用されるが、
これらは、２層の高密度ポリエチレン層２、６とこれら
の間にサンドウィッチされたナイロン層４のみよりなる
多層パリソンによって形成されており、接着剤層を含ん
ではいないから、容易に、主材である高密度ポリエチレ
ンと、副材であるナイロンとに分離することができ、分
離後、ペレット状に粉砕して、溶融し、樹脂押出し装置
から押出すペレット状の高密度ポリエチレン、ナイロン
に、それぞれ混入して、フュエルタンク１を製造するた
めに、再利用することができる。

以上、本実施例によれば、ブロー成形後に、フュエル
タンク１から切り離され、回収される上側バリ71および
下側バリ70が、２層の高密度ポリエチレン層２、６とこ
れらの間にサンドウィッチされたナイロン層４のみより
なる多層パリソンから形成されるように、接着剤の押出
タイミングを制御しているので、回収した上側バリ71お
よび下側バリ70から、容易に、主材である高密度ポリエ
チレンと副材であるナイロンを分離して、回収すること
ができ、したがって、高密度ポリエチレンおよびナイロ
ンを、容易に再利用することが可能となるとともに、バ
リヤ層を形成する副材であるナイロンは、樹脂の押出し
開始から、終了に至るまで、常時押出されるから、成形
品であるフュエルタンク１に、バリヤ層が形成されてい
ない部分が生ずることを確実に防止することができ、ガ
ソリンが、フュエルタンク１の壁を透過して、外部に放
出されることを確実に防止することが可能になる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請
求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能
であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであ
ることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例においては、内部主材樹脂層２
および外部主材樹脂層６をともに、高密度ポリエチレン
層により形成し、また、内部接着剤層３および外部接着
剤層５をともに、変成ポリエチレンにより形成している
が、内部主材樹脂層２および外部主材樹脂層６を形成す
る主材として、異なる材料を用いてもよく、また、内部
接着剤層３および外部接着剤層５を形成する接着剤とし
て、異なる材料を用いてもよい。

また、前記実施例においては、ガソリンを収容する自
動車のフュエルタンク１を製造する場合につき、説明を
加えたが、本発明は、これに限定されるものではなく、
その他の燃料を収容する多層中空成形容器や化学薬品を
収容する多層中空成形容器を製造する場合にも適用する
ことができることはいうまでもない。

発明の効果本発明によれば、主材、接着剤および副材よりなる多
層パリソンを溶融して、押し出し、ブロー成形すること
により、多層中空成形容器を製造する方法において、容
易に、バリを回収して、再利用することができ、しか
も、高精度での副材の押し出し制御が要求されることな
く、その全体にわたりバリヤ樹脂層を確実に形成するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる自動車のフュエルタ
ンクの製造装置を構成する樹脂押出し装置の略縦断面図
であり、第２図は、成形装置の略縦断面図である。第３
図は、環状押出部材の略縦断面図である。第４図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、高密度ポリエチレン、ナイ
ロンおよび接着剤の押出圧力の変化を示すタイムチャー
トである。１……フュエルタンク、２……内部主材樹脂層、３……
内部接着剤層、４……副材樹脂層、５……外部接着剤
層、６……外部主材樹脂層、10……樹脂押出し装置、11
……第１押出機、12……第２押出機、13……第３押出
機、14……アキュームレータヘッド、15……シリンダ、
16……中子、17……環状主材樹脂通路、18……主材樹脂
貯留室、19……環状ピストン、20、22……アキュームレ
ータ、21、23……プランジャ、24……単動式油圧シリン
ダ、25……プランジャ、30……ダイ、31……コアサポー
ト、32……環状樹脂通路、33……コア、34……ダイスリ
ット、35……ロッド、40……環状押出部材、41……副材
樹脂通路、42……接着剤通路、43a、43b……分岐接着剤
通路、44、45、46……スリット、47、48、49……環状ノ
ズル、50……支持部材、60……金型、61……上部樹脂切
断部、62……下部樹脂切断部、70……下側バリ、71……
上側バリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 9:00 22:00 (56)参考文献特開昭63−260425（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−73259（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 49/02,04 B29C 49/22 B29B 11/06 - 12 B29B 17/00 B29L 22:00 B29L 9:00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主材、接着剤および副材よりなる多層バリ
ソンを溶融して、押し出し、ブロー成形することによ
り、多層中空成形容器を製造する方法において、前記多
層バリソンのバリに相当する部分は、前記接着剤の押し
出しを停止して、前記主材および副材のみにより形成
し、ブロー成形の後、前記バリソンを回収し、前記主材
および副材とを分離して、少なくとも一方を、前記多層
バリソンを形成する前記主材および／または副材中に混
入することを特徴とする多層中空成形容器の製造方法。
【請求項２】前記主材がポリエチレンからなり、前記副
材がナイロンからなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の多層中空成形容器の製造方法。