JP3301083B2 - 中空樹脂容器及びその製造方法 - Google Patents

中空樹脂容器及びその製造方法

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JP3301083B2
JP3301083B2 JP50505198A JP50505198A JP3301083B2 JP 3301083 B2 JP3301083 B2 JP 3301083B2 JP 50505198 A JP50505198 A JP 50505198A JP 50505198 A JP50505198 A JP 50505198A JP 3301083 B2 JP3301083 B2 JP 3301083B2
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Japan
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resin layer
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resin container
intermediate molded
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克之 木戸
洋一 石丸
真樹 寺田
洋一 芹野
誠 鬼頭
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 従来、自動車に搭載されるフューエルタンク等の中空
樹脂容器及びその製造方法としては、日本国特許平5−
229015号公報がある。
図36に示される如く、この中空樹脂容器の製造方法で
は、先ず、凸金型146へ溶融した高温状態の樹脂122を金
型寸法に合わせて押出し載置する。次に、この凸金型14
6と型合せ可能な凹金型130の内壁132に設けられた吸着
孔134を真空装置140で真空状態にし、樹脂122と同質で
ガソリン透過を防止するガスバリア層を有するフィルム
(シート材)142を加熱し凹金型130の内壁132に密着さ
せる。次に、凸金型146と凹金型130とを型合せして熱圧
縮し、その後型開きする。このように製造され高温状態
の凹形の中間成形品が保持された凹金型130と、同様に
製造され高温状態の凹形の中間成形品が保持された他の
凹金型とを、型合せして熱圧縮する。これによって、凹
形の中間成形品の接合部が高温状態で溶着されるので、
接合強度が向上する。
しかしながら、この様な中空樹脂容器及びその製造方
法では、中間成形品の接合部において、シート材142同
士が確実に結合されないと、接合部でのガソリン透過率
が増えガス透過防止性能が低下する。このため、接合部
でのガス透過防止性能を確保した中空樹脂容器を得るこ
とは容易ではなかった。
なお、本発明に関連する技術としては、多層樹脂構造
の燃料タンクをブロー成形することが開示された日本国
特開昭63−260424号公報、2個の凹状樹脂容器の周囲を
溶着した燃料タンクが開示された日本国特開平6−2782
23号公報、日本国特開平6−278224号公報、及び樹脂層
と金属箔からなる2個の容器の周囲を溶着した燃料タン
クが開示された日本国特開昭58−202112号公報がある。
従って、本発明は上記事実を考慮し、中間成形品同士
の接合部におけるガス透過防止性能を向上できる中空樹
脂容器及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
発明の開示 本発明は、シート材の周縁をヒータを含む熱板と押さ
え板とで挟持する工程と、シート材を成形用の下型にセ
ットし、減圧することによりシート材を下型の表面に密
着させ、上型を上型の周縁が熱板に接するようにセット
してシート材と上型の内面との間にキャビティを形成す
る工程と、キャビティ内に溶融樹脂を流し込み、冷却固
化させることにより樹脂層を形成し中間成形品を形成す
る工程と、中間成形品とこれと組み合わせられる別の中
間成形品とが熱板で挟まれた周縁部を組み合わせてシー
ト材を溶着する工程と、熱板で挟まれたシート材を熱板
と共に引き抜く工程と、中間成形品を互いに押し付けて
樹脂層を溶着する樹脂層溶着工程と、からなることを特
徴とする。このことによって、2つの中間成形品の接合
部におけるガス透過防止性能が向上した中空樹脂容器を
製造できる。
図面の簡単な説明 図1Aは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図1Bは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図1Cは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図1Dは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図1Eは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図1Fは、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図2は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうち樹脂層溶着工程で袋状ガスバリヤシート
内部を減圧した場合の、装置と容器の断面図である。
図3は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法で用いるガスバリヤシートの拡大部分断面図で
ある。
図4は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における付属部品(カットオフバルブ)配設部
の拡大断面図である。
図5は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における付属部品(パイプ)配設部の拡大断面
図である。
図6は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法におけるガスバリヤシートと樹脂層とが溶着さ
れた状態のガスバリヤシートと樹脂層の拡大部分断面図
である。
図7は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における熱板近傍での熱板とガスバリヤシート
と樹脂層の接合部の拡大断面図である。
図8は、本発明の第1実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法で製造された中空樹脂容器の斜視図である。
図9は、本発明の第2実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの気体排出工程を示した、装置と容器の
断面図である。
図10は、本発明の第2実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの気体排出工程終了後を示した、装置と
容器の断面図である。
図11は、本発明の第2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概略断面図である。
図12は、本発明の第3実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における熱板近傍での熱板とガスバリヤシート
と樹脂層の接合部の拡大断面図である。
図13は、本発明の第3実施形態の変形例に係る中空樹
脂容器の製造方法における熱板近傍での熱板とガスバリ
ヤシートと樹脂層の接合部の拡大断面図である。
図14Aは、本発明の第4実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法におけるシート材係合部の係合前の状態を示
す拡大断面図である。
図14Bは、本発明の第4実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法におけるシート材係合部の係合後の状態を示
す拡大断面図である。
図15は、本発明の第4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16Aは、本発明の第4実施形態の変形例に係る中空
樹脂容器の製造方法におけるシート材係合部の係合前の
状態を示す拡大断面図である。
図16Bは、本発明の第4実施形態の変形例に係る中空
樹脂容器の製造方法におけるシート材係合部の係合後の
状態を示す拡大断面図である。
図17Aは、本発明の第4実施形態の他の変形例に係る
中空樹脂容器の製造方法におけるシート材係合部の係合
前の状態を示す拡大断面図である。
図17Bは、本発明の第4実施形態の他の変形例に係る
中空樹脂容器の製造方法におけるシート材係合部の係合
後の状態を示す拡大断面図である。
図18は、本発明の第5実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面図
である。
図19は、本発明の第6実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法におけるガスバリヤシートと樹脂層の接合部の
拡大断面図である。
図20Aは、本発明の第6実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面
図である。
図20Bは、本発明の第6実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法のうちの一行程を示した、装置と容器の断面
図である。
図21Aは、本発明の第6実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法におけるガスバリヤシートの接合部の溶着前
の状態を示す拡大断面図である。
図21Bは、本発明の第6実施形態に係る中空樹脂容器
の製造方法におけるガスバリヤシートの接合部の溶着後
の状態を示す拡大断面図である。
図22は、本発明の第6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概略断面図である。
図23Aは、本発明の第6実施形態の変形例に係る中空
樹脂容器の製造方法に使用する熱板を示す概略断面図で
ある。
図23Bは、本発明の第6実施形態の他の変形例に係る
中空樹脂容器の製造方法に使用する熱板を示す概略断面
図である。
図24は、本発明の第7実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における熱板近傍での熱板とガスバリヤシート
と樹脂層の接合部の拡大断面図である。
図25は、図24の25−25線に沿った断面図である。
図26は、本発明の第8実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における樹脂注入口熱板近傍を示した、装置と
容器の断面図である。
図27は、本発明の第9実施形態に係る中空樹脂容器の
製造方法における部品係合部を示した、装置と容器の断
面図である。
図28は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちの形状補正行程を示した、治具と容器の一部断
面図である。
図29は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちの形状補正行程を示した、治具と容器の一部断
面図である。
図30は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちのガスバリヤ層成形行程を示した、装置と容器
の断面図である。
図31は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちの樹脂層成形行程を示した、装置と容器の断面
図である。
図32は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちの付属品成形形行程を示した、装置と容器の断
面図である。
図33は、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造方
法のうちの樹脂層成形行程を示した、装置と容器の断面
図である。
図34Aは、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造
方法における樹脂層及びガスバリヤシートの接合部の溶
着前の状態を示す拡大断面図である。
図34Bは、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造
方法における樹脂層及びガスバリヤシートの接合部の溶
着後の状態を示す拡大断面図である。
図35Aは、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造
方法における樹脂層及びガスバリヤシートの接合部の溶
着前の状態を示す拡大断面図である。
図35Bは、本発明の変形例に係る中空樹脂容器の製造
方法における樹脂層及びガスバリヤシートの接合部の溶
着後の状態を示す拡大断面図である。
図36は、従来の実施形態に係る中空樹脂容器の製造方
法の一部を示す概略断面図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明の中空樹脂容器(例えば、自動車用フューエル
タンク)の製造方法の第1実施形態を図1〜図8に従っ
て詳細に説明する。
まず、図1Aに示される如く、シート材としてのガスバ
リヤシート10の周縁をヒータを含む熱板12と押さえ板14
とで挟持する。なお、図3に示される如く、ガスバリヤ
シート10は、ガス透過防止性能をもつガスバリヤ層10A
を、母材の樹脂と同種の樹脂層10Bで挟んだ構造を有す
る。ガスバリヤ層10Aは、耐ガス透過層ともいい、エチ
レンビニルアルコール(EVOH)層またはナイロン(登録
商標)層からなる。樹脂層10Bは、母材の樹脂(たとえ
ば、ポリエチレン樹脂)と同種の高密度ポリエチレン
(HDPE)層からなる。この構造のガスバリヤシート10と
して、たとえば三菱樹脂株式会社製のダイアミロンMF
(登録商標)がある。また、HDPEとしては、日本ポリオ
レフィン株式会社製のF6040V(登録商標)がある。ガス
バリヤ層10Aによりガスバリヤシート10の耐ガス透過製
が向上し、樹脂層10Bによりガスバリヤシート10と母材
との密着性が向上する。
次に、図1Bに示される如く、ガスバリヤシート10をカ
ットオフバルブ16等の付属部品に外側(容器になった状
態で容器内部に対して外側)から被せた状態で、ガスバ
リヤシート10とカットオフバルブ16等の付属部品を、母
材(以後、樹脂層36という)成形用の下型18上にセット
する。この場合、ガスバリヤシート10の下型18を減圧す
ることによりガスバリヤシート10を下型18の表面に容易
に密着させることができる。この状態で、下型18上に上
型20をセットし、ガスバリヤシート10と上型20の内面と
の間にキャビティ22を形成する。
図8、図4及び図5に示される如く、カットオフバル
ブ16は下部品24と上部品26とからなる中空樹脂容器28と
してのフューエルタンクにインレットパイプ30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16
から逃がされる気体は、燃料ポンプ装着開口部32を挿通
しているパイプ33を通して外部に逃がされるようになっ
ている。
即ち、ガスバリヤシート10をカットオフバルブ16等の
部品に被せる構造のため、ガスバリヤシート10に孔が穿
設されず、カットオフバルブ16等の部品を配設した部位
でのガス透過防止性能が向上する。
次に、図1Cに示される如く、ガスバリヤシート10の外
側に樹脂層36を、射出成形により成形する。即ち、キャ
ビティ22に上型20の孔40を通して溶融樹脂を流し込み、
冷却固化させることにより、樹脂層36を成形する。樹脂
層36が固化後、押さえ板14を外して、凹状でかつ開口周
縁部を有する中空成形品38を成形する(中間成形品成形
行程)。なお、ホットスタンピングの場合は、加熱した
母材樹脂シートをガスバリヤシート状に配置したプレス
でスタンピングして樹脂層を形成する。
図6に示される如く、樹脂層36を射出成形により形成
する場合もホットスタンピングにより形成する場合も、
樹脂層36の熱を受けてガスバリヤシート10の外側樹脂層
(HDPE層)10Bがゲル状に軟化するので、その溶融層37
で樹脂層36とガスバリヤシート10の外側樹脂層との分子
鎖が絡み合って、樹脂層36とガスバリヤシート10は一体
に密着する。
図7に示される如く、熱板12には、孔42をあけてお
き、溶融樹脂を孔40を通してガスバリヤシート10まで導
くことにより、ガスバリヤシート10のうち熱板12に接触
している部分を熱板12に保持して、ガスバリヤシート10
のうち熱板12に接触している部分に皺が発生しないよう
にする。ガスバリヤシート10のうち熱板12に接触してい
る部分は次の工程で、ガスバリヤシート10同士の接合部
分にあたる部位であるから、この部分に皺が発生しない
ことにより、ガスバリヤシート10同士の溶着の信頼性が
向上される。
なお、図1Dに示される如く、フューエルタンク下部品
24に形成する付属部品であるサブタンク44及びセパレー
タ46が一体に成形されているが、サブタンク44及びセパ
レータ46は、HDPEからなり、EVOHは含まないので樹脂層
36の成形時に樹脂層36と一体に成形する。
次に、図1Dに示される如く、中間成形品38を、これと
組み合わせられる別の少なくとも1つの中間成形品38
と、それらの開口周縁部を、ガスバリヤシート10の周縁
部を合せて組み合わせる(シート材溶着工程)。なお、
この状態では既に押さえ板14を中間成形品38から外して
ある。
次に、図1Dに示される如く、組み合わされた中間成形
品38のそれぞれの熱板12を約240℃に加熱し、組み合わ
された中間成形品38の、ガスバリヤシート10のうち熱板
12に接触している部分と樹脂層36のうち熱板12に接触し
ている部分とを、ゲル状に軟化させて、組み合わされた
中間成形品38のそれぞれのガスバリヤシート10同士を溶
着させ、ガスバリヤシート袋を形成する。
次に、図1Eに示される如く、組み合わせた中間成形品
38を、それぞれの熱板12に接触している樹脂層部分が軟
化している状態で、組み合わされた中間成形品38のそれ
ぞれの熱板12を、それらの間にあるガスバリヤシート10
部分とともに引き抜く。
次に、図1Fに示される如く、溶着プレスの一対の型50
(上型)と型52(下型)を接近させることにより組み合
わせた中間成形品38を互いに押しつけ、組み合わされた
中間成形品38の樹脂層36の周縁部同士を溶着させる(樹
脂溶着工程)。
この時、樹脂層36の周縁部同士の溶着は、樹脂層36の
熱版接触部分がゲル状に軟化している状態で行われなけ
ればならないので、熱板引き抜き後速やかに行わなけれ
ばならない。
また、熱板12は、中間成形品38に対して少なくも二方
に(例えば、四方に)引き抜くことができるように、周
方向に複数に分割可能になっている。
また、ガスバリヤシート10のうち熱板12間にある部分
が、袋状部分から切り離されて熱板12と共に引き抜くこ
とができるように、熱板12の内周端部にはガスバリヤシ
ート10のうち熱板12間にある部分を袋状部分から切り離
すための固定刃12Aが形成されており(図7参照)、一
対の熱板12でガスバリヤシート10を挟み込んだときに、
ガスバリヤシート10のうち対向する固定刃12Aの間にあ
る部分をくびれさせ、そのくびれ部で熱板12を引き抜く
時にガスバリヤシート10が容易に切断されるようになっ
ている。
また、それぞれの中間成形品38のガスバリヤシート10
が固定刃12Aの部位で他の部分より強く強圧されること
により、ガスバリヤ層10A間の溶融樹脂層10Bが逃げてガ
スバリヤ層10A同士が喰い込み合い、ガスバリヤ層10A同
士に分子鎖の絡み合いが生じ、ガスバリヤ層10A同士が
気密に接合される。したがって、ガスバリヤシート10が
気密に接合し、袋状のガスバリヤシート10が形成され
る。
また、樹脂溶着工程では、図1Eの工程から図1Fの工程
に移行する時に、ガスバリヤシート10の接合部がたるん
で、対向する樹脂層の間に侵入しないように、袋状とな
ったガスバリヤシート10の内部を減圧して、ガスバリヤ
シート10のたるみを図1Fに示すように中空樹脂容器(フ
ューエルタンク)28の内部に突出させる。
なお、この時の減圧パイプは、中空樹脂容器(フュー
エルタンク)28の付属品のパイプを利用することがで
き、これを燃料ポンプ取り付け用開口部32やインレット
パイプ用開口部30など、中空樹脂容器に不可欠に形成さ
れる開口を通して、容器外に導く。これに減圧ポンプを
接続して、容器内を減圧することができる。
次に、本第1実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第1実施形態の中空樹脂容器の製造方法では、付属
部品16を外側からガス透過防止性のガスバリヤシート10
で覆う、このため、従来行っていた様に付属部品16の部
位でガスバリヤシート10および樹脂層36に孔をあけるこ
とがない。この結果、付属部品16の部位の、容器のガス
透過防止性能とその信頼性は飛躍的に高まる。また、上
記の方法で作製された中空樹脂容器28は、2つの中空成
形品38の各樹脂層36とガスバリヤシート10とが、それぞ
れ互いに溶着しているので、接合部においてガスバリヤ
シート10同志が剥雛せず、そのガス透過防止性能との信
頼性が高い。また、従来の製造方法の様に、孔あけ工程
と付属部品と容器との溶着工程が無いので、その分工程
数が低減し、製造コストが低減される。
また、熱板12にガスバリヤシート10および樹脂層36の
接合部を密着させるので、熱板12とガスバリヤシート10
および樹脂層36の熱の授受を効率良く行わせることがで
き、中間成形品38同士の溶着において、接合強度および
気密性の信頼性が高まる。また、剛性の高い熱板18間で
それぞれの中間成形品38のガスバリヤシート10を挟み込
んで溶着するので、接合部のそり、変形が抑えられ、そ
れぞれの中間成形品38のガスバリヤシート10の溶着の、
接合強度および気密性の信頼性が高まる。
また、熱板12に孔42をあけておいて、この孔42に溶融
樹脂を入れて樹脂層36とガスバリヤシート10の熱板12と
接触している部分とを連絡し結合させるようにしたの
で、ガスバリヤシート10および樹脂層36の熱板12との密
着が強化され、ガスバリヤシート10の熱板12との接触部
の皺発生が防止される。また、ガスバリヤシート10の熱
板12との接触部と熱板12との結合が強まることにより、
熱板引抜き時にガスバリヤシート10のうち熱板12間にあ
る部分(ばり)が、確実に熱板12とともに引き抜かれ袋
状部分から切り離される。
また、樹脂層36同士の溶着時に、袋状ガスバリヤシー
トの内部を減圧する場合は、樹脂層36の溶着面間にガス
バリヤシート10のたるみ部分が侵入することを防止する
ことができ、熱板12引抜き後、中間成形品38の樹脂層36
同士を確実に溶着することができ、樹脂層36の溶着強度
と溶着信頼性を向上させることができる。
なお、中空樹脂容器38の上部品26におけるガスバリヤ
シート10のガスバリヤ層10Aの厚さまたは材質を、中空
樹脂容器28の下部品24におけるガスバリヤシート10のガ
スバリヤ層10Aの厚さまたは材質に比べ、成形性の良い
厚さまたは材質としても良い。なお、この場合には、中
空樹脂容器28の上部品26におけるガスバリヤシート10の
ガスバリヤ層10Aの厚さまたは材質が、中空樹脂容器28
の下部品24におけるガスバリヤシート10のガスバリヤ層
10Aの厚さまたは材質に比べガス透過防止性能が劣るこ
とになっても良い。これによって、隆起の大きい中空樹
脂容器28の上部品26の成形性を向上できると共に、ガス
透過が大きくなり易い中空樹脂容器28の下部品24のガス
透過を抑制できる。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第2実施形
態を図9〜図11に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図9に示される如く、本第2実施形態では、溶着プレ
スの一対の型50(上型)と型52(下型)を接近させるこ
とにより組み合わせた中間成形品38を互いに押しつけ、
組み合わされた中間成形品38の樹脂層36の周縁部同士を
溶着させる(樹脂溶着工程)の時に、樹脂層36の内外を
連通する連通路としてのパイプ54を樹脂層36の接合部に
設ける。
次に、図10に示される如く、パイプ54に図示を省略し
た減圧ポンプを接続して、ガスバリヤシート10と樹脂層
38との間の気体を排出し、中空樹脂容器(フューエルタ
ンク)28の内部に突出したガスバリヤシート10のたるみ
部を樹脂層38に当接させる(気体排出工程)。
このとき、樹脂層38の温度によってガスバリヤシート
10を樹脂層38に溶着させることができる。
最後に、気体排出用のパイプ54を閉塞し、パイプ54の
中空樹脂容器(フューエルタンク)28から突出した部位
をカッター等で切断し取り除き、図11に示される如く、
溶着プレスの一対の型50(上型)と型52(下型)から、
中空樹脂容器(フューエルタンク)28を取り外す。
次に、本第2実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第2実施形態の中空樹脂容器の製造方法では、気体
排出工程(図9参照)において、樹脂層36の接合部に設
けた、樹脂層36の内外を連通するパイプ54によって、ガ
スバリヤシート10と樹脂層36との間の気体を排出するた
め、ガスバリヤシート10と樹脂層36との間の気体溜まり
を無くし、中空樹脂容器(フューエルタンク28)の容量
低下を防止できる。
また、本第2実施形態の中空樹脂容器の製造方法で
は、気体排出工程(図9参照)において、樹脂層38の温
度によってガスバリヤシート10を樹脂層38に溶着させる
ため、ガスバリヤシート10の保持が確実になる。さら
に、ガスバリヤシート10または樹脂層38を別途加熱する
必要がなくなり、生産性が向上する。
なお、本第2実施形態では射出成形の場合を示した
が、本発明は射出プレス成形、ホットフロースタンピン
グ成形、シートフロースタンピング成形にも適用可能で
ある。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第3実施形
態を図12及び図13に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図12に示される如く、本第3実施形態では、中間成形
品形成工程に使用する上型20の樹脂層36の周縁部と当接
する部位には冷却部64が配設されており、冷却部64と上
型20との間には断熱材66が配設されている。なお、冷却
部64は、例えば、冷却水が通るパイプで構成されてい
る。
従って、冷却部64により、樹脂層36の周縁部の温度が
下がり、これによって、ガスバリヤシート10の周縁部の
昇温を抑制できるため、ガスバリヤシート10の信頼性を
向上できる。また、樹脂層36の周縁部に沿って樹脂層36
とガスバリヤシート10との未溶着部68が形成される。
また、樹脂溶着工程では、樹脂層36の周縁部に沿って
ガスバリヤシート10との未溶着部68を形成したので、こ
の未溶着部68においてガスバリヤシート10が屈曲するこ
とができる。このため、ガスバリヤシート10が熱の影響
を受けないのでガスバリヤシート10の局所的な伸びが抑
制される。この結果、ガスバリヤシート10の信頼性を向
上できる。
次に、本第3実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第3実施形態の中空樹脂容器の製造方法では、上型
20に形成した冷却部64により、樹脂層36の周縁部の温度
が下がり、これによって、ガスバリヤシート10の周縁部
の昇温を抑制できるため、ガスバリヤシート10の信頼性
を向上できる。また、樹脂層36の周縁部に沿って樹脂層
36とガスバリヤシート10との未溶着部68が形成されるた
め、ガスバリヤシート10のたるみを中空樹脂容器(フュ
ーエルタンク)28の内部に突出させる際に、未溶着部68
においてガスバリヤシート10が屈曲することができる。
このため、ガスバリヤシート10が熱の影響を受けないの
でガスバリヤシート10の局所的な伸びが抑制され、ガス
バリヤシート10の信頼性を向上できる。
なお、例えば、図13に示される如く、予め、ガスバリ
ヤシート10の周縁部に、樹脂層36と溶着しない部材とし
てのテフロン(登録商標)テープ70を配設し、このテフ
ロン(登録商標)テープ70が樹脂層36の周縁部と当接す
ることで、ガスバリヤシート10の周縁部の昇温を抑制す
ると共に、テフロン(登録商標)テープ70によって形成
される樹脂層36の周縁部とガスバリヤシート10の周縁部
との未溶着部によって、ガスバリヤシート10の伸びが抑
制される構成としても良い。
また、本第3実施形態では射出成形の場合を示した
が、本発明は射出プレス成形、ホットフロースタンピン
グ成形、シートフロースタンピング成形にも適用可能で
ある。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第4実施形
態を図14〜図17に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図14Aに示される如く、本第4実施形態では、各ガス
バリヤシート10の周縁部の接合部10Cには、予め、係合
部としてのボック形状の係合凹部74と係合凸部76とが、
図15に示される如く、それぞれ周縁部に沿って所定の間
隔でプレス加工等によって一体形成されており、図14B
に示される如く、これらの係合凹部74と係合凸部76とを
互いに係合した後、各ガスバリヤシート10の周縁部の接
合部10Cを溶着する(シート材溶着工程)。
従って、この製造方法で製造された中空樹脂容器(フ
ューエルタンク)28においては、ガスバリヤシート10の
周縁部に係合凹部74と係合凸部76とが、それぞれ所定の
間隔で形成されている。
次に、本第4実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第4実施形態の中空樹脂容器の製造方法では、シー
ト材溶着工程において、各ガスバリヤシート10の周縁部
の接合部10Cの必要な部分に予め形成された係合凹部74
と係合凸部76とを互いに係合した後、各ガスバリヤシー
ト10の周縁部の接合部10Cを溶着させ袋状とするため、
製造時に、ガスバリヤシート10の周縁部に生じるたるみ
によって発生するガスバリヤシート10の接合部の皺が抑
制される。この結果、ガスバリヤシート10の信頼性が向
上すると共に、ガスバリヤシート10の気密性も向上す
る。また、ガスバリヤシート10の周縁部の溶着作業性も
向上する。
また、例えば、図16A及び図16Bに示される如く、係合
凹部74と係合凸部76の形状を矢形状等の他の形状として
も良い。また、図17A及び図17Bに示される如く、各ガス
バリヤシート10の周縁部の接合部10Cに、別部材として
の係合凹部74と係合凸部76を、それぞれインサートまた
は固定した構成としても良い。
また、本第4実施形態では射出成形の場合を示した
が、本発明は射出プレス成形、ホットフロースタンピン
グ成形、シートフロースタンピング成形にも適用可能で
ある。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方の第5実施形態
を図18に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図18に示される如く、本第5実施形態では、ガスバリ
ヤシート10上には、補強層としてのポリアミド樹脂(P
A)層78が形成されている。このポリアミド樹脂層78
は、ガスバリヤシート10上の、上型20に穿設された樹脂
注入孔40と対向する部位10Eとその周辺となる位置に予
め形成されている。
次に、本第5実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第5実施形態の中空樹脂容器の製造方法では、成形
用の下型18上に配置されたガスバリヤシート10上に、成
形用の上型20に穿設された樹脂注入孔40から、溶融樹脂
が注入されると、ガスバリヤシート10上の樹脂注入孔40
と対向する部位10E及びその周辺は、樹脂注入孔40から
受ける剪断力によって上昇した溶融樹脂の熱と、溶融樹
脂からの摩擦力との影響を受ける。
この際、本第5実施形態においては、ガスバリヤシー
ト10上の樹脂注入孔40と対向する部位10E及びその周辺
に配設した、注入樹脂によって溶けないポリアミド樹脂
層78によって、ガスバリヤシート10の溶融を防止でき
る。この結果、ガスバリヤシート10の信頼性を向上でき
る。
なお、補強層はポリアミド樹脂層78に限定されず、注
入樹脂によって溶けない金属箔等の他の部材を使用して
も良い。また、補強層をガスバリヤシート10上の全面に
形成しても良い。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第6実施形
態を図19〜図23に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図20(A)及び図20(B)に示される如く、本第6実
施形態では、組み合わせられる各中間成形品38の各ガス
バリヤシート10の周縁部の長さL1と長さL2が互いに異な
っている。
また、ガスバリヤシート10には凸部10Dが形成されて
いるため、ガスバリヤシート10の外側に樹脂層36を、射
出成形により成形すると、ガスバリヤシート10の熱板12
と押さえ板14とで挟持した部位の近傍、即ち、樹脂層36
とガスバリヤシート10との接着部端部に、ガスバリヤシ
ート10の凸部10Dと、樹脂層36の凹部36Aとの係合部39が
形成される。
また、図21(A)に示される如く、熱板12の断面形状
は、くさび形状となっている。このため、ガスバリヤシ
ート10の周縁部を熱溶着する際に、図21(B)に示され
る如く、各ガスバリヤ層13間に挟まれた樹脂層15を押し
出すことができ、各ガスバリヤ層13同士の溶着が可能に
なる。この結果、ガス透過防止に有利となる構造、即
ち、ガスバリヤ層13を切れ目なく袋状にできるので、ガ
ス透過量を最小にできる。
なお、この状態では既に押さえ板14を中間成形品38か
ら外してある。
また、本第6実施形態では、図19に示される如く、樹
脂層36とガスバリヤシート10との接着部80の端部80A
に、ガスバリヤシート10の凸部10Dと、樹脂層36の凹部3
6Aとの係合部39が形成されるため、袋状となったガスバ
リヤシート10の内部を減圧して、ガスバリヤシート10を
引き込む時に、ガスバリヤシート10に生じる応力が、係
合部39には、ガスバリヤシート10の引張り力(図19の矢
印F1)として作用するが、樹脂層36とガスバリヤシート
10との接着部80の剥離力(図19の矢印F2)としては作用
しない。このため、ガスバリヤシート10が樹脂層36から
剥離、または剥離し易い状態となるのを防止でき、ガス
バリヤシート10の信頼性を向上できる。
なお、各中間成形品38の係合部39より接合部側の部位
82においても、樹脂層36とガスバリヤシート10との接着
部80に剥離力が作用しないように、この部位82を予め未
溶着部としても良い。
また、図20(A)に示される如く、本第6実施形態で
は、組み合わせられる各中間成形品38の各ガスバリヤシ
ート10の周縁部の長さL1と長さL2が互いに異なっている
ため、図19に示される如く、ガスバリヤシート10同士の
結合部10Fと、引き込みによって生じるガスバリヤシー
ト10の屈曲部10Gとの各位置がずれる。この結果、引き
込みによって生じる応力がガスバリヤシート10同士の結
合部10Fに集中することもない。
従って、図22に示される如く、この製造方法で製造さ
れた中空樹脂容器(フューエルタンク)28においては、
樹脂層36とガスバリヤシート10との接着部端部に、ガス
バリヤシート10の凸部10Dと、樹脂層36の凹部36Aとの係
合部39が形成されている。
次に、本第6実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本実施形態の中空樹脂容器では、樹脂層36とガスバリ
ヤシート10との接着部80の端部80Aに、ガスバリヤシー
ト10の凸部10Dと、樹脂層36の凹部36Aとの係合部39が形
成されているため、製造工程において、袋状となったガ
スバリヤシート10の内部を減圧して、ガスバリヤシート
10を引き込む時に、ガスバリヤシート10に生じる応力
が、係合部39には、ガスバリヤシート10の引張り力(図
19の矢印F1)として作用するが、樹脂層36とガスバリヤ
シート10との接着部80の剥離力としては作用しない。こ
のため、ガスバリヤシート10の信頼性を向上できる。
また、本第6実施形態では、図20(A)に示される如
く、組み合わせられる各中間成形品38の各ガスバリヤシ
ート10の周縁部の長さL1、L2が互いに異なっている。こ
のため、図19に示される如く、ガスバリヤシート10同士
の結合部10Fと、引き込みによって生じるガスバリヤシ
ート10の屈曲部10Gと、の各位置がずれるので、引き込
みによって生じる応力が、結合部10Fに集中することが
なく、ガスバリヤシート10の信頼性を更に向上できる。
また、本実施形態では、図21Aに示される如く、熱板1
2の断面形状をくさび形状としたため、ガスバリヤシー
ト10の周縁部を熱溶着する際に、図21Bに示される如
く、各ガスバリヤ層13間に挟まれた樹脂層15を押し出す
ことができ、各ガスバリヤ層13同士の溶着が可能になる
ので、ガス透過量を最小にできる。
また、本第6実施形態では、熱板12の断面形状をくさ
び形状としたが、熱板12の断面形状はこれに限定され
ず、他の凸形状、例えば、図23A及び図23Bに示される如
く、円形の凸部12Aを有する断面形状とし、この凸部12A
によって、各ガスバリヤ層間に挟まれた樹脂層を押し出
すようにしても良い。
また、本第6実施形態では射出成形の場合を示した
が、本発明は射出プレス成形、ホットフロースタンピン
グ成形、シートフロースタンピング成形にも適用可能で
ある。また、フィルム溶着方法としては、高周波溶着も
適用可能である。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第7実施形
態を図24及び図25に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図24に示される如く、本第7実施形態では、熱板12の
ガスバリヤシート10側の端部に、切欠100がガスバリヤ
シート10に沿って形成されており、この切欠100のガス
バリヤシート10の接合部10Cと反対側の開口部100Aは小
径部となっいる。また、図25に示される如く、切欠100
の断面は半円状となっている。
従って、中間成形品成形工程において、樹脂層36の一
部が他の中間成形品との接合部36Cから延長されガスバ
リヤシート10の接合部10Cに達する延長部36Bが形成され
るようになっている。
次に、本第7実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第7実施形態の中空樹脂容器では、中間成形品成形
工程で樹脂層36の延長部36Bによりガスバリヤシート10
の接合部10Cに張りをもたせることで、ガスバリヤシー
ト10の接合部10Cの皺を抑制できる。なお、樹脂層36の
接合部36C同志を溶着する時には、延長部36Bが、切欠10
0の開口部100Aにより形成される首部37によって容易に
折れ、ガスバリヤシート10とともに容器内部に引き込ま
れる。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第8実施形
態を図26に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図26に示される如く、本第8実施形態では、中間成形
品成形工程において、上型20の樹脂注入孔40近傍のキャ
ビティ22内部の隙間H1が他の部位の隙間H2に比べて広く
なっている。
次に、本第8実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
中間成形品成形工程において、成形用の下型18上に配
置されたガスバリヤシート10上に、成形用の上型20に穿
設された樹脂注入孔40から、溶融樹脂が注入されると
(図26の矢印は溶融樹脂の流れを示す)、ガスバリヤシ
ート10上の樹脂注入孔40と対向する部位10A及びその周
辺は、樹脂注入孔40から受ける剪断力によって上昇した
溶融樹脂の熱と、溶融樹脂からの摩擦力との影響を受け
る。
この際、本第8実施形態においては、ガスバリヤシー
ト10上の樹脂注入孔40近傍のキャビティ22内部の隙間H1
が他の部位の隙間H2に比べて広くなっているため、溶融
樹脂の流動速度を抑制できる。この結果、ガスバリヤシ
ート10の溶融を防止できる、ガスバリヤシート10の信頼
性を向上できる。
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第9実施形
態を図27に従って詳細に説明する。
なお、第1実施形態と同一部材に付いては、同一符号
を付してその説明を省略する。
図27に示される如く、本第9実施形態では、カットオ
フバルブ16等の付属部品とガスバリヤシート10との係合
部110において付属部品側の係合部110Aが凹形状になっ
ている。このため、中間成形品成形工程において、カッ
トオフバルブ16等の付属部品をガスバリヤシート10で覆
うと、付属部品側の係合部110Aが凹形状になり、ガスバ
リヤシート10側の係合部110Aが凸形状になる。
次に、本第9実施形態の中空樹脂容器の製造方法の作
用を説明する。
本第9実施形態では、図27に示される如く、係合部11
0においてカットオフバルブ16等の付属部品側の係合部1
10Aが凹形状になっているため、図1Bの様にカットオフ
バルブ16等の付属部品側の係合部が凸形状になっている
場合に比べて、中間成形品成形工程において、係合部10
0が、溶融樹脂(図27の矢印は溶融樹脂の流れを示す)
から受ける熱と摩擦力を低減できる。この結果、付属部
品とガスバリヤシート10との係合部100に、蓄熱による
溶断が生じなくなり、ガスバリヤシート10の信頼性を向
上できる。
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、上記では、中空樹脂容器22として、自動車用燃料タ
ンクを例にとったが、中空樹脂容器22は自動車用燃料タ
ンクに限るものではない。また、ガスバリヤシート10の
材料、樹脂層36の材料は上記説明のものに限定されるも
のではない。
また、中間成形品38の樹脂層36の周縁部同士の接合部
の強度、気密性、見栄え等を向上させるために、図28に
示される如く、成形冷却後の樹脂層36を加熱してから、
または、成形後暖かいうちに、治具112にセットし、接
合部(周縁部)36Cの形状補正を行っても良い。なお、
この際、図29に示される如く、真空引き形状補正機114
等を使用し、樹脂層36に外力を加えても良い。また、こ
の外力は、組み合わされた中間成形品38の樹脂層36の周
縁部同士を溶着させる(樹脂溶着工程)においても作用
させると、より効果的である。
また、図30に示される如く、下型18と上型116との間
にガスバリヤ層10Aを射出成形により成形し(図30の矢
印は溶融樹脂の流れを示す)、その後、図31に示される
如く、上型116を上型20に交換し、上型20とガスバリヤ
層10Aとの間に樹脂層36を、射出成形により成形する
(図31の矢印は溶融樹脂の流れを示す)ようにしても良
い。これにより、生産性及び成形性が向上する。また、
ガスバリヤ層10Aの膜厚や材質を中空樹脂容器の上部、
下部または前部、後部等によって変えることができるた
め、最適な、ガス透過防止性能、強度、成形性を確保で
きる。さらに、サブタンク44及びセパレータ46等の内部
構成品をガスバリヤ層10Aと一体に成形することで、ガ
スバリヤ層10Aの切れ目が無い中空樹脂容器を効率良く
生産できる。また、ガスバリヤ層10Aの切れ目が無い中
空樹脂容器を生産する方法としては、図32に示される如
く、下型18側に樹脂注入口118を設け、この樹脂注入口1
18から、中型120のキャビティに樹脂122を注入する(図
32の矢印は溶融樹脂の流れを示す)ことで、ガスバリヤ
層10Aに接合するサブタンク44及びセパレータ46等の内
部構成品を形成しても良い。
また、図33に示される如く、生産性を向上するため
に、樹脂層36を、射出成形により成形する(図33の矢印
は溶融樹脂の流れを示す)際に、下型18にセットされた
セパレータ46等の内部構成品及び上型20にセットされた
クランプ124等を同時に溶着しても良い。この時、ガス
バリヤ層10A側に溶着するセパレータ46等の内部構成品
には、ガスバリヤ能力がある樹脂を使用することによっ
て、溶着時のガスバリヤ層の破れを防止できる。
また、図34A、図34B及び図35A、図35Bに示される如
く、生産性を向上するために、樹脂層36同士を溶着する
際に、樹脂層36の熱によって、ガスバリヤシート10同士
を溶着しても良い。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明にかかる中空樹脂容器及びその
製造方法は、自動車用燃料タンク及びその製造に有用で
あり、特に、自動車用燃料タンクの中間成形品同士の接
合部におけるガス透過防止性能を向上する為に使用す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平9−37977 (32)優先日 平成9年2月21日(1997.2.21) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平9−44229 (32)優先日 平成9年2月27日(1997.2.27) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平9−102014 (32)優先日 平成9年4月18日(1997.4.18) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平9−104503 (32)優先日 平成9年4月22日(1997.4.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 芹野 洋一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 鬼頭 誠 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−71318(JP,A) 特開 平5−229015(JP,A) 特開 平10−157738(JP,A) 特開 昭58−202112(JP,A) 特開 平2−98542(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 65/00 - 65/82 B29D 22/00 B65D 1/00 B65D 8/18 B65D 8/22 B60K 15/00 - 15/10

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シート材の周縁をヒータを含む熱板と押さ
    え板とで挟持する工程と、シート材を成形用の下型にセ
    ットし、減圧することによりシート材を下型の表面に密
    着させ、上型を上型の周縁が熱板に接するようにセット
    してシート材と上型の内面との間にキャビティを形成す
    る工程と、キャビティ内に溶融樹脂を流し込み、冷却固
    化させることにより樹脂層を形成し中間成形品を形成す
    る工程と、中間成形品とこれと組み合わせられる別の中
    間成形品とが熱板で挟まれた周縁部を組み合わせてシー
    ト材を溶着する工程と、熱板で挟まれたシート材を熱板
    と共に引き抜く工程と、中間成形品を互いに押し付けて
    樹脂層を溶着する樹脂層溶着工程と、からなることを特
    徴とする中空樹脂容器の製造方法。
  2. 【請求項2】前記中間成形品形成工程においてシート材
    の外側に樹脂層を設けると共に、前記樹脂層材溶着工程
    において袋状となったシート材内の圧力を外部より下げ
    て前記樹脂層同士を溶着させることを特徴とする請求項
    1記載の中空樹脂容器の製造方法。
  3. 【請求項3】前記樹脂層同士の接合部に前記樹脂層の内
    外を連通する連通部を設け、前記シート材と前記樹脂層
    間の気体を排出する気体排出工程を含むことを特徴とす
    る請求項2記載の中空樹脂容器の製造方法。
  4. 【請求項4】前記樹脂層の溶着時の温度により前記シー
    ト材を前記樹脂層に溶着させることを特徴とする請求項
    3記載の中空樹脂容器の製造方法。
  5. 【請求項5】シート材と樹脂層の少なくとも2層からな
    り、少なくとも2つの中間成形品の周縁部を重ね合わせ
    て成形された中空樹脂容器であって、前記樹脂層の周縁
    部に前記シート材との未溶着部を設けたことを特徴とす
    る中空樹脂容器。
  6. 【請求項6】前記未溶着部に前記樹脂層と溶着しない部
    材を設けたとを特徴とする請求項5記載の中空樹脂容
    器。
  7. 【請求項7】前記樹脂層の周縁部に前記シート材との未
    溶着部を設けることを特徴とする請求項1記載の中空樹
    脂容器の製造方法。
  8. 【請求項8】前記中間成形品成形工程に使用する型の樹
    脂層周縁部に冷却部を設けたことを特徴とする請求項7
    記載の中空樹脂容器の製造方法。
  9. 【請求項9】シート材と樹脂層の少なくとも2層からな
    り、少なくとも2つの中間成形品の周縁部を重ね合わせ
    て成形された中空樹脂容器であって、前記シート材同士
    の接合部に互いに係合する係合部を設けたことを特徴と
    する中空樹脂容器。
  10. 【請求項10】前記シート材同士の接合部に互いに係合
    する係合部を形成して、前記シート材同士を係合した
    後、前記シート材同士を溶着することを特徴とする請求
    項1記載の中空樹脂容器の製造方法。
  11. 【請求項11】前記シート材上の少なくとも樹脂注入孔
    と対向する部位に注入樹脂によって溶けない補強層を配
    設することを特徴とする請求項1記載の中空樹脂容器の
    製造方法。
  12. 【請求項12】シート材と樹脂層の少なくとも2層から
    なり、少なくとも2つの中間成形品の周縁部を重ね合わ
    せて成形された中空樹脂容器であって、前記樹脂層と前
    記シート材との接着端部に前記樹脂層と前記シート材と
    の係合部を有することを特徴とする中空樹脂容器。
  13. 【請求項13】前記中間成形品を形成する工程において
    前記樹脂層と前記シート材との接着端部を互いに係合さ
    せる係合部を形成することを特徴とする請求項1記載の
    中空樹脂容器の製造方法。
  14. 【請求項14】シート材と樹脂層の少なくとも2層から
    なり、少なくとも2つの中間成形品の周縁部を重ね合わ
    せて成形された中空樹脂容器であって、前記中間成形品
    が上下2分割とされ、上側中間成形品のシート材が下側
    中間成形品のシート材に比べて、成形性が良く透過性の
    劣ることを特徴とする中空樹脂容器。
  15. 【請求項15】前記中間成形品成形工程で前記樹脂層の
    他の中間成形品との接合部から延長され前記シート材の
    他の中間成形品との接合部に達する延長部を設けること
    を特徴とする請求項1記載の中空樹脂容器の製造方法。
  16. 【請求項16】前記中間成形品成形工程において、前記
    樹脂注入孔近傍のキャビティ内部の隙間をキャビティ内
    部の他の部位の隙間より広くしたことを特徴とする請求
    項1記載の中空樹脂容器の製造方法。
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