JP5510082B2

JP5510082B2 - 射出成形装置及び多層プリフォームの製造方法

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Publication number: JP5510082B2
Application number: JP2010127417A
Authority: JP
Inventors: 誠二杉浦; 豊彦中谷
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-06-03
Also published as: JP2011251481A

Description

本発明は、樹脂ボトル等の成形中間体である多層プリフォームを製造するのに好適な射出成形装置及びそのような射出成形装置を用いた多層プリフォームの製造方法に関する。

熱可塑性樹脂製の容器は、耐衝撃性等に優れ、取り扱いが容易であるため、今後も需要の増大が予想される。特に、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂からなる容器は、耐衝撃性に加え、透明性、耐熱性に優れ、かつガスバリヤ性を有することから、各種容器に広範に使用されている。

しかしながら、このようなポリエステル容器は、樹脂容器としてはガスバリヤ性に優れるものの、金属缶やガラス容器のガス透過性と比較すると、無視できない量の酸素や炭酸ガスを透過するため、内容物の保存期間は比較的短く不十分であった。そこで、このような欠点を改善すべく、容器の構成を多層構造とし、酸素バリヤ性を有する樹脂からなる層を設けたり、酸素吸収性を示す材料の層を設けたりすること等が提案されている。

多層構造の容器を製造する方法として、予め多層構造のプリフォームを製造し、このプリフォームを延伸ブロー成形により賦形する方法がある。
多層プリフォームを製造する方法としては、例えば、射出成形法において、二台の射出成形機を用いて、一つの金型内に異なる樹脂を順次射出する方法がある。具体的には、最外層を形成するポリエステル樹脂を金型のキャビティ内に所定量供給した後（一次射出）、続いてエチレン−ビニルアルコール共重合体をこのポリエステル樹脂の内部に供給し（二次射出）、さらに、ポリエステル樹脂を供給し（三次射出）、エチレン−ビニルアルコール共重合体を押圧、引き伸ばすことで多層プリフォームを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、金型キャビティへの射出量をより正確に行い、樹脂の過不足による不良を低減するため、射出成形機等の材料供給装置から、計量器（シューティングポット）に材料を供給、計量後、射出プランジャを前進させることにより射出する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

このように、多層プリフォームを製造するための種々の方法が従前より知られているが、本出願人は、これらの方法で製造された多層プリフォームは、その口頚部周辺にエア噛みを生じやすく、また、成形時におけるキャビティ内の脱気の影響により、プリフォームの表面に筋状の模様が形成されるといった外観不良が発生していることを見出した。そして、本出願人が鋭意研究を行った結果、エア噛みの原因は、溶融樹脂を貯留部に供給したときに溶融樹脂の貯留圧が高くなるため、溶融樹脂を金型内に射出するときに乱流状態となることから、金型内のエアを巻き込むためと推定され、その対策を検討したところ、射出前に溶融樹脂の貯留圧を低下させることが有効であるとの知見を得るに至り、エア噛み等による外観不良を改善できる多層プリフォームの製造方法を先に提案した（特許文献３参照）。

特許文献３で提案した方法にあっては、多層プリフォームの最外層を形成する第一の溶融樹脂を第一の貯留部に貯留するとともに、多層プリフォームの中間層を形成する第二の溶融樹脂を第二の貯留部に貯留し、第二の溶融樹脂の貯留圧と、第一の溶融樹脂の貯留圧とを順に減圧してから、第一の溶融樹脂、第二の溶融樹脂の順に金型へ射出するというものであり、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂の射出がなされるようにしている。このようにすることで、第一の溶融樹脂がノズルから射出される際に金型内部のエアを巻き込んでしまうのを防止して、エア噛み等の外観不良を改善することができた。

特公平４−２５８４８号公報特開平１１−３１４２５２号公報特開２００４−１３０６５０号公報

ところで、特許文献３では、三種五層の多層プリフォームを形成するにあたり、第一及び第二の溶融樹脂に続けて第三の溶融樹脂を金型に射出するようにした例を示しているところ、このような多層プリフォームを成形する射出成形装置は、設置スペースの関係等から、第三の溶融樹脂は、貯留部を介さずに射出されるようになっている。
本出願人がさらなる鋭意研究を行ったところ、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構と、そのような貯留部を備えていない射出機構とを併用して、複数種類の溶融樹脂を射出する射出成形装置にあっては、エアの噛み込みを完全には抑止することができず、未だ改善の余地があることを見出した。そして、このような装置にあっては、貯留部を備えていない射出機構のランナー内に樹脂圧が残ってしまい、樹脂を射出するに際してバルブゲートを開いたときに当該ランナー内の樹脂が吹き出してエアを巻き込んでしまうのではないかと考えるに至った。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、減圧可能な貯留部を介して樹脂を射出する射出機構と、そのような貯留部を備えていない射出機構とを併用して多層プリフォームを成形する射出成形装置にあっても、射出時のエアの巻き込みをより確実に抑止することができる射出成形装置及びそのような射出成形装置を用いた多層プリフォームの製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る射出成形装置は、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構と、そのような貯留部を備えていない射出機構とを有し、バルブゲートによって開閉されるゲート部内に、前記各射出機構の樹脂流路の流出口が開口するとともに、当該流出口のそれぞれに跨る連通溝を形成することによって、前記ゲート部が閉じられていても前記各射出機構の樹脂流路が互いに連通した状態となっている構成としてある。

また、本発明に係る多層プリフォームの製造方法は、上記したような射出成形装置を用いて多層プリフォームを成形する方法としてある。

本発明によれば、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構と、そのような貯留部を備えていない射出機構とを併用して、それぞれの射出機構から溶融樹脂を射出するに際し、より確実に射出時のエアの巻き込みを抑止することができる。

本発明に係る射出成形装置の実施形態の概略を示す断面図である。本発明に係る射出成形装置の実施形態の要部を拡大して示す断面図である。図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。本発明に係る多層プリフォームの製造方法の実施形態の各工程を示すタイムチャートである。本発明に係る多層プリフォームの製造方法の実施形態の射出工程におけるキャビティ内の樹脂の様子を示した概念図である。本発明に係る多層プリフォームの製造方法の実施形態における第一の溶融樹脂の貯留圧と、第三の溶融樹脂の残圧との関係を説明するグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

［射出成形装置］
まず、本発明に係る射出成形装置の実施形態についいて説明する。
図１は、本発明に係る射出成形装置の実施形態の概略を示す断面図であり、本実施形態における射出成形装置１は、複数の射出機構を有し、射出成形法によって三種五層の多層プリフォームを成形する射出成形装置として構成されている。

図１に示す例において、射出成形装置１は、多層プリフォームの最外層（第一層、第五層）を形成する第一の熱可塑性樹脂を加熱溶融して第一の溶融樹脂として供給する押出機１０と、最外層の内部に接する第一の中間層（第二、第四層）を形成する第二の熱可塑性樹脂を加熱溶融して第二の溶融樹脂として供給する押出機２０と、第一の中間層の間に第二の中間層（第三層）を形成する第三の熱可塑性樹脂を加熱溶融して第三の溶融樹脂として供給する押出機３０とを有している。さらに、射出成形装置１は、これらの押出機１０，２０，３０より供給される各樹脂を溶融状態に維持するホットランナー部４０と、ホットランナー部４０のノズル４２から射出された樹脂を冷却し、所定形状に賦形する金型部５０とを有している。
また、金型部５０は、射出金型５１とコア金型５２とを有しており、その接合面には、成形しようとするプリフォームの形状に応じたキャビティ５３、及びキャビティ５３内のエア抜きを行うベント５４が形成されている。

押出機１０は、スプルブッシュ１３を介してホットランナー部４０に接続されており、所望の温度に加熱できるシリンダ１１と、このシリンダ１１内で回転し、樹脂を溶融混練しながらホットランナー１４に供給するスクリュー１２とを有している。押出機２０，３０も同様に、それぞれスプルブッシュ２３，３３を介してホットランナー部４０に接続されており、所望の温度に加熱できるシリンダ２１，３１と、シリンダ２１，３１内で回転し、樹脂を溶融混練しながらホットランナー２４，３４に供給するスクリュー２２，３２とを有している。

ホットランナー部４０は、ブロック４１とノズル４２とを有しており、ブロック４１の金型部５０側にノズル４２が取り付けてある。そして、押出機１０から供給される第一の溶融樹脂の流路としてのホットランナー１４が、押出機１０をホットランナー部４０に接続するスプルブッシュ１３と、ブロック４１と、ノズル４２を貫通するようにして設けられている。同様に、押出機２０から供給される第二の溶融樹脂の流路としてのホットランナー２４が、押出機２０をホットランナー部４０に接続するスプルブッシュ２３と、ブロック４１と、ノズル４２を貫通するようにして設けられており、押出機３０から供給される第三の溶融樹脂の流路としてのホットランナー３４が、押出機３０をホットランナー部４０に接続するスプルブッシュ３３と、ブロック４１と、ノズル４２を貫通するようにして設けられている。

さらに、ブロック４１は、第一の溶融樹脂を計量・射出する第一の貯留部６０、第一の貯留部６０をホットランナー１４に接続するホットランナー６４、ホットランナー１４，６４の流路を切り換えるバルブＶ１、第二の溶融樹脂を計量・射出する第二の貯留部７０、第二の貯留部７０をホットランナー２４に接続するホットランナー７４、ホットランナー２４，７４の流路を切り換えるバルブＶ２、ゲート部４５の開閉を行うバルブゲート８０、バルブゲート８０の駆動シリンダ８１を有している。

なお、バルブＶ１，Ｖ２には種々のバルブが使用できるが、ロータリーバルブを用いると、樹脂の計量時にホットランナー１４，２４に貯留圧が伝わらないようにすることができるため好ましい。

このようなブロック４１を備える射出成形装置１にあっては、押出機１０、ホットランナー１４，６４、第一の貯留部６０、及びバルブＶ１により、第一の溶融樹脂を射出する第一の射出機構が構成されている。また、押出機２０、ホットランナー２４，７４、第二の貯留部７０、及びバルブＶ２により、第二の溶融樹脂を射出する第二の射出機構が構成されており、押出機３０、及びホットランナー３４により、第三の溶融樹脂を射出する第三の射出機構が構成されている。

第一の貯留部６０は、射出シリンダ６１と射出ピストン６２とを有しており、射出ピストン６２はプレート６３に接続されている。押出機１０から供給される第一の溶融樹脂は、射出ピストン６２を押圧しながら貯留部６０に充填される。このときのプレート６３の移動量を感知し、制御することで、貯留部６０に充填された樹脂を計量することができる。そして、プレート６３を後退させて貯留部６０内の樹脂が充填されている領域の容積を微増させることによって、貯留部６０内の樹脂の貯留圧を減圧することができ、プレート６３を前進させることによって、貯留部６０に貯留された樹脂を射出できるようになっている。
第二の貯留部７０も同様に、射出シリンダ７１と、プレート７３に接続された射出ピストン７２とを有している。そして、押出機２０から供給される第二の溶融樹脂が射出ピストン７２を押圧しながら貯留部７０に充填される際のプレート７３の移動量を感知し、制御することで、貯留部７０に充填された樹脂を計量できるとともに、プレート７３を進退させることによって、樹脂の射出と減圧とを可能にしてある。
なお、プレート６３，７３は、図示しないシリンダに接続され、それぞれ独立して進退するように構成されている。

また、図２は、図１に示す射出成形装置１のゲート部４５付近を拡大して示す断面図であり、図２（ａ）はバルブゲート８０を前進させてゲート部４５を閉じた状態を示し、図２（ｂ）はバルブゲート８０を後退させてゲート部４５を開いた状態を示している。

図２に示す例において、ゲート部４５は、ホットランナー１４の先端側を先細り状にしたテーパー部１４ａを介して、ホットランナー１４と同軸に接続された円柱状の中空部としてある。そして、ホットランナー１４の流出口が、ゲート部４５の軸方向の一端側に開口し、ホットランナー２４，３４の流出口が、ゲート部４５の周面に開口している。これによって、ホットランナー１４，２４，３４のそれぞれを通ってきた溶融樹脂が、ゲート部４５を経て射出金型５１のキャビティ５３に射出されるようになっている。
このとき、ホットランナー１４の中心部に挿入されたバルブゲート８０が進退してゲート部４５に出入することにより、ゲート部４５の開閉を行うことができるように、バルブゲート８０の外径とゲート部４５の内径とがほぼ同じになるようにしてある。

また、図２に示すように、ホットランナー１４の流出口と、ホットランナー３４の流出口のそれぞれに跨る連通溝８５が、ゲート部４５の軸方向に沿って形成してある。これによって、バルブゲート８０によってゲート部４５が閉じられていても、ホットランナー１４とホットランナー３４とが互いに連通した状態となるようにしている。
即ち、本実施形態において、押出機１０、ホットランナー１４，６４、第一の貯留部６０、及びバルブＶ１からなる第一の射出機構が、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構であり、押出機３０、及びホットランナー３４からなる第三の射出機構が、減圧可能な貯留部を備えていない射出機構であり、これらの樹脂流路としてのホットランナー１４，３４の流出口をゲート部４５内に開口させるとともに、これらの流出口のそれぞれに跨る連通溝８５を形成することによって、ゲート部４５が閉じられていても、ホットランナー１４，３４が互いに連通するようにしてある。
なお、図３は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

このようにすることで、減圧可能な貯留部を備えていない第三の射出機構のホットランナー３４内の溶融樹脂に残圧があっても、第一の射出機構において貯留部６０内の樹脂を減圧する際に、ホットランナー３４内に充填されている第三の溶融樹脂が、ホットランナー１４に向かって連通溝８５内を流動し、ホットランナー３４内の第三の溶融樹脂がわずかに減少することにより、その残圧を開放することができる。
これにより、減圧可能な貯留部を介して樹脂を射出する射出機構（本実施形態にあっては第一の射出機構）と、そのような貯留部を備えていない射出機構（本実施形態にあっては第三の射出機構）とを併用して、複数種類の溶融樹脂を射出する射出成形装置であっても、射出時のエアの巻き込みをより確実に抑止することができる。

また、このような連通溝８５を形成するにあたり、ゲート部４５の軸方向に直交する面を投影面としたときに、当該投影面への連通溝８５の正射影の総面積（連通溝８５を複数形成したときは、全ての連通溝８５の正射影を合わせた面積であり、図示する例にあっては、図中上下に位置する両方の連通溝８５の正射影を合わせた面積）が、ホットランナー１４のゲート部４５内に開口する流出口の面積（この面積は、バルブゲート８０の断面積にほぼ等しい）の１６．７％以上となるようにするのが好ましい。連通溝８５がこの範囲に満たない大きさであると、ホットランナー３４内の溶融樹脂の残圧を十分に開放できなくなってしまう傾向にある。
また、連通溝８５の形状は特に限定されないが、ホットランナー３４内の溶融樹脂の残圧を開放する際の溶融樹脂の流動しやすさを考慮すると、図３に示すように、ホットランナー１４，３４のそれぞれの流出口に跨る部位を、ゲート部４５の軸方向に沿って断面円弧状に切削して形成されたものとするのが好ましい。
なお、図３に示す断面図にあっては、連通溝８５に対して紙面手前側にホットランナー３４が目視され、連通溝８５から紙面奥側を覗き込むようにしてホットランナー１４が目視されるようになっている。

［多層プリフォームの製造方法］
次に、上記したような射出成形装置を用いた多層プリフォームの製造方法について説明する。
図４は、本実施形態の製造方法の工程を示したタイムチャートである。

１．樹脂計量・充填工程
樹脂計量・充填工程にあっては、貯留部６０，７０のそれぞれにおける射出ピストン６２，７２が最も前進している状態、即ち、貯留部６０，７０に各樹脂が貯留されていない状態であり、第一の溶融樹脂がホットランナー１４に、第二の溶融樹脂がホットランナー２４に、第三の溶融樹脂がホットランナー３４にそれぞれ充填され、かつ、バルブゲート８０が閉じている状態を初期状態（図６のｔ０）とする。そして、かかる初期状態から、バルブＶ１を切り換えて押出機１０と貯留部６０を接続し、押出機１０から供給される第一の溶融樹脂を貯留部６０に計量・充填する。このときの樹脂の充填量は、プレート６３の移動量を感知し、制御することにより行うことができる。同様に、バルブＶ２を切り換えて押出機２０と貯留部７０を接続し、押出機２０から供給される第二の溶融樹脂を貯留部７０に計量・充填する。このときの樹脂の充填量は、プレート７３の移動量を感知し、制御することにより行うことができる。
なお、第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂のそれぞれを貯留部６０，７０に充填する順番には特に制限はなく、同時に充填することもできる。

２．貯留圧の減圧工程
次に、バルブＶ２を切り換えて押出機２０から貯留部７０を切り離す。その後、プレート７３を後退させて貯留部７０内の樹脂が充填されている領域の容積を微増させることにより、貯留部７０及びホットランナー２４に充填された第二の溶融樹脂の貯留圧を減圧する。このとき、プレート７３は、射出ピストン７２に作用している第二の溶融樹脂の貯留圧により自然に後退させてもよく、また、プレート７３に接続された図示しないシリンダにより強制的に後退させてもよい。
なお、このときの樹脂の貯留圧は、２４〜０ＭＰａの範囲まで減圧されていることが好ましい。また、プレート７３の後退量は、使用する樹脂の性質等により適宜設定できるが、後退量が大きすぎるとショット量のバラツキが大きくなり、第二の溶融樹脂の形成する層の位置の変動が大きくなる等の不具合が生じるおそれがある。

続いて、貯留部６０及びホットランナー１４に充填された第一の溶融樹脂についても、同様にして貯留圧を減圧する。即ち、バルブＶ１を切り換えて押出機１０から貯留部６０を切り離し、プレート６３を後退させて貯留部６０内の樹脂が充填されている領域の容積を微増させることにより、貯留部６０及びホットランナー１４に充填された第一の溶融樹脂の貯留圧を減圧する（図６のｔ１）。
このとき、ホットランナー１４は、前述したように、第三の溶融樹脂が充填されたホットランナー３４と連通した状態となっている。このため、第三の溶融樹脂に残圧があると、第一の溶融樹脂の貯留圧を減圧する際に、ホットランナー３４内に充填された第三の溶融樹脂がホットランナー１４に向かって連通溝８５内を流動し、これによってホットランナー３４内の第三の溶融樹脂がわずかに減少し、当該第三の溶融樹脂の残圧が開放される。

なお、第二の溶融樹脂のホットランナー１４への漏出を防止するためには、第二の溶融樹脂の貯留圧を減圧した後で、第一の溶融樹脂の貯留圧を減圧することが重要である。即ち、通常、バルブゲート８０とゲート部４５とのクリアランスは、第一の溶融樹脂によりシールされている状態であるが、例えば、第二の溶融樹脂として、バリヤ性樹脂や酸素吸収材を使用した場合、樹脂の溶融粘度が低い場合があり、このクリアランスから樹脂が漏出することがある。これを防止するには、第一の溶融樹脂の貯留圧を第二の溶融樹脂の貯留圧よりも高くしておくことが必要である。第一の溶融樹脂は容器の表層を形成するポリエステル樹脂等が使用されるが、これらは溶融粘度が高いため、上記クリアランスから樹脂が漏出することはない。

ここで、連通溝８５を形成していない従来の射出成形装置と、本実施形態における射出成形装置１とを対比して、貯留圧の減圧工程において、ホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力と、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力とがどのように変動するかを図６に示す。
図６（ａ）は、本実施形態におけるホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力Ｐ１と、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ３との理想的な関係を示しており、両者は同じ値を示しながら変動する。このとき、樹脂の圧力が上昇するのは、第一の溶融樹脂を貯留部６０に計量・充填することに伴う圧力上昇によるものである。すなわち、ホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力Ｐ１の上昇は、第一の溶融樹脂を貯留部６０に計量・充填する際に、バルブＶ１に存在するわずかな隙間を通って樹脂が移動することによるものであり、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ３の上昇は、連通溝８５を通って樹脂が移動することによるものである。
一方、図６（ｂ）は、連通溝８５を形成していない以外は、本実施形態の射出成形装置１と同様に構成した従来の射出成形装置におけるホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力Ｐ_０１と、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ_０３との関係を示しており、ゲート部４５を開放する直前（図６におけるｔ２の直前）、すなわち、射出開始直前においてホットランナー３４中の第三の溶融樹脂に残圧が認められる。このとき、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ_０３の変動は、バルブゲート８０とゲート部４５との間に存在するクリアランスを通って樹脂が移動することによって生じている。
なお、図６に示すグラフにおいて、横軸上のｔ０はバルブゲート８０が前進しゲート部４５が閉鎖された初期状態、ｔ１はプレート６３を後退させて貯留部６０内の樹脂が充填されている領域の容積を微増させることにより、貯留部６０及びホットランナー１４に充填された第一の溶融樹脂の貯留圧を減圧した状態、ｔ２はバルブゲート８０を後退させてゲート部４５を開放した状態である。このグラフからも解るように、ｔ０の保圧状態において、本実施形態の射出成形装置１では、連通溝８５によって、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ３は、ホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力Ｐ１と等しく低圧となっているのに対し、従来の射出成形装置にあっては、ホットランナー３４中の第三の溶融樹脂の圧力Ｐ_０３が、ホットランナー１４中の第一の溶融樹脂の圧力Ｐ_０１よりも高くなっている。

３．射出工程
続いて行われる射出工程にあっては、まず、バルブゲート８０を後退させ、ゲート部４５を開放（図６のｔ２）した後、第一の貯留部６０の射出ピストン６２を前進させ、貯留部６０内に貯留された第一の溶融樹脂を、ホットランナー１４を通してキャビティ５３に所定量射出する。
なお、図５は、射出工程におけるキャビティ内の樹脂の様子を示した概念図である。図５（ａ）は第一の溶融樹脂が射出されたときの様子を示しており、キャビティ５３の途中までが第一の溶融樹脂９１により充填されている。

このとき、第一の溶融樹脂の貯留圧が高いと、ゲート部４５を開放したときに、勢いよくゲート部４５部を通過するため、樹脂の流動が乱流状態となってしまう。この場合、第一の溶融樹脂がキャビティ５３内のエアを巻き込んでしまい、エアが樹脂内に留まり気泡を生成したり、エアが抜けたときの痕跡がプリフォームの表面に残るといった不良が生じたりしてしまうが、本実施形態では、射出前に第一の溶融樹脂９１の貯留圧を減圧させているため、ゲート部４５を開放しても上記のような流動は起こらない。従って、エアを巻き込むことなく外観不良を改善することができる。しかも、第一の溶融樹脂の貯留圧を減圧する際に、ホットランナー３４内の第三の溶融樹脂の残圧も開放されているため、ゲート部４５を開放したときに、第三の溶融樹脂がゲート部４５に吹き出してしまうことによる気泡の巻き込みも有効に抑止される。

次に、第二の貯留部７０の射出ピストン７２を前進させ、貯留部７０内に貯留された第二の溶融樹脂を、ホットランナー２４を通してキャビティ５３に所定量射出する。
図５（ｂ）は、第二の樹脂が射出されたときの様子を示している。図５（ｂ）に示すように、キャビティ５３の表面の部分では、第一の溶融樹脂９１が金型との接触により固化されているか、或いは固化されていないにしても粘度の極めて高い状態となっているため、第二の溶融樹脂９２は、第一の溶融樹脂９１充填層のほぼ中心面に沿ってキャビティ５３先端部へ向けて流動し、第二の溶融樹脂９２の中間層を形成する。

次いで、押出機３０から、第三の溶融樹脂を、ホットランナー３４を通してキャビティ５３に所定量供給する。
図５（ｃ）は、第三の樹脂が射出されたときの様子を示している。図５（ｃ）に示すように、第三の溶融樹脂９３は、第二の溶融樹脂９２の中間に流入し、第二の溶融樹脂９２及び第一の溶融樹脂９１をキャビティ５３の先端に向けて押し込みながら前進する。これにより三種五層の構造が形成される。

続いて、再び第一の貯留部６０の射出ピストン６２を前進させ、貯留部６０内の樹脂を、ホットランナー１４を通してキャビティ５３に射出し、保圧する。
図５（ｄ）は、第一の溶融樹脂が再び射出されたときの様子を示している。図５（ｄ）に示すように、ゲート部４５に充填していた第三の溶融樹脂９３は第一の樹脂で置換される。そして、この工程により、ゲート部４５に滞留している第三の溶融樹脂はプリフォームの第二の中間層の一部として射出されゲート部４５から排出されるので、以後に続くサイクルにおいて、第一の樹脂に第三の樹脂が混合することで生じる外観不良の発生を防止できる。

その後、バルブゲート８０を前進させ、ゲート部４５を閉じ、冷却後、金型を開放してプリフォームを取り出す。そして、ゲート部４５を閉じた後、上記で説明した樹脂計量・充填以降の工程を繰り返し、連続してプリフォームを製造する。

本発明において、第一の熱可塑性樹脂として使用できる樹脂は、熱可塑性樹脂であれば問題なく使用できる。好ましくは、ガスバリヤ性の優れていることから熱可塑性ポリエステルである。
熱可塑性ポリエステルとしては、延伸ブロー成形及び熱処理（熱結晶化）可能な樹脂であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、又はそれらの共重合体等の熱可塑性ポリエステル、これらの樹脂又は他の樹脂とのブレンド物が好適に使用でき、特にポリエチレンテレフタレート等のエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが好適に使用できる。

エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、エステル反復単位の大部分、一般に７０モル％以上をエチレンテレフタレート単位が占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０〜９０℃、融点（Ｔｍ）が２００〜２７５℃の範囲にあるものが好適である。
これらの樹脂には、成形品の品質を損なわない範囲内で種々の添加剤、例えば、着色剤、紫外線吸収材、離型剤、滑剤、核剤、酸化防止剤、帯電防止剤等を配合することができる。

第二の熱可塑性樹脂として使用する樹脂は、最終成形体に求められる機能に合わせて適宜選択することできる。例えば、酸素吸収材、ガスバリヤ性樹脂、リサイクル材料、その他機能性無機及び／又は有機成分混合樹脂等を使用できる。
ガスバリヤ性樹脂の例としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を挙げることができる。ガスバリヤ性樹脂の他の例としては、水分バリヤ性樹脂として、環状オレフィン系共重合体（ＣＯＣ）、特にエチレンと環状オレフィンとの共重合体、特に三井化学社製のＡＰＥＬ等を用いることができる。

また、ガスバリヤ性樹脂の他の例としては、ポリアミド樹脂が挙げられる。かかるポリアミド樹脂としては、（ａ）ジカルボン酸成分とジアミン成分とから誘導された脂肪族、脂環族又は半芳香族ポリアミド、（ｂ）アミノカルボン酸又はそのラクタムから誘導されたポリアミド、又はこれらのコポリアミド又はこれらのブレンド物が挙げられる。
これらのポリアミドの内でもキシリレン基含有ポリアミドが、他のポリアミド樹脂に比してガスバリヤ性に優れており好ましい。

酸素吸収材としては、酸素を吸収して酸素の透過を防ぐものであれば、任意のものを使用することができるが、酸化可能有機成分及び遷移金属触媒の組合せ、ガスバリヤ性樹脂、酸化可能有機成分及び遷移金属触媒の組合せが好適に使用される。

ガスバリヤ性樹脂としては、第一の溶融樹脂が熱可塑性ポリエステルの場合には、ポリアミド樹脂が成形性の点から好ましく、さらにキシリレン基含有ポリアミドが好ましい。キシリレン基含有ポリアミドの中でも、末端アミノ基濃度が４０ｅｑ／１０６ｇ以上のものが、実質上酸化しない点で好ましい。酸化可能有機成分としては、ポリエンから誘導される重合体が好ましい。

遷移金属系触媒としては、鉄、コバルト、ニッケル等の周期律表第ＶＩＩＩ族金属成分が好ましいが、他に銅、銀等の第Ｉ族金属：錫、チタン、ジルコニウム等の第ＩＶ族金属、バナジウムの第Ｖ族、クロム等ＶＩ族、マンガン等のＶＩＩ族の金属成分を挙げることができる。これらの金属成分の内でもコバルト成分は、酸素吸収速度が大きく特に好ましい。

第三の熱可塑性樹脂としては、特に制限なく、例えば、上記第一の熱可塑性樹脂及び第二の熱可塑性樹脂を使用できる。第三の熱可塑性樹脂は中間層として使用されるものであるため、外観を気にする必要がないことからリサイクル材料、例えば、リサイクルＰＥＴ樹脂を使用することができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、前述した実施形態では、第一の射出機構のホットランナー１４の流出口と、第三の射出機構のホットランナー３４の流出口に跨る連通溝８５を形成した例を示しているが、第二の射出機機構のホットランナー２４の流出口と、第三の射出機構のホットランナー３４の流出口とに跨るように連通溝８５を形成するようにしてもよい。この場合、第二の射出機構が、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構に相当することになる。

また、前述した実施形態では、第一の射出機構のホットランナー１４、即ち、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構の樹脂流路をゲート部４５と同軸に接続した例を示しているが、図示する例において、第一の射出機構と、第三の射出機構とを入れ替えて、貯留部を備えていない射出機構の樹脂流路をゲート部４５に同軸に接続するとともに、減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構の樹脂流路の流出口がゲート部４５の周面に開口するようにしてもよい。

また、前述した実施形態では、材料供給装置として押出機を使用した例を示しているが、これに制限されることはない。例えば、材料供給装置としては、射出機を使用したり、押出機から供給された樹脂を一旦射出シリンダに充填した後に、射出シリンダからホットランナーに供給するようにしたものを使用したりしてもよい。

また、前述した実施形態では、三種五層のプリフォームを製造する例を示しているが、例えば、第三の熱可塑性樹脂の代わりに、第二の熱可塑性樹脂を供給することで二種三層のプリフォームを製造でき、また、第三の熱可塑性樹脂の代わりに、第一の熱可塑性樹脂を供給することで、二種五層のプリフォームを製造することもできる。さらに、四種六層等の多層プリフォームを製造する場合にも適用でき、この場合は押出機や貯留部等を増減することによって行う。

以上のような本発明は、樹脂ボトル等の成形中間体である多層プリフォームを製造する技術として利用することができる。

１射出成形装置
１０，２０，３０押出機
４５ゲート部
１４，２４，３４ホットランナー（樹脂流路）
６０，７０貯留部
８０バルブゲート
８５連通溝

Claims

減圧可能な貯留部を介して溶融樹脂を射出する射出機構と、そのような貯留部を備えていない射出機構とを有し、
バルブゲートによって開閉されるゲート部内に、前記各射出機構の樹脂流路の流出口が開口するとともに、当該流出口のそれぞれに跨る連通溝を形成することによって、
前記ゲート部が閉じられていても前記各射出機構の樹脂流路が互いに連通した状態となっていることを特徴とする射出成形装置。
前記各射出機構のうち一方の射出機構の樹脂流路と前記ゲート部とが同軸に接続されて、当該樹脂流路の流出口が前記ゲート部の軸方向の一端側に開口し、
前記各射出機構のうち他方の射出機構の樹脂流路の流出口が前記ゲート部の周面に開口しているとともに、
前記連通溝が前記ゲート部の軸方向に沿って形成されている請求項１に記載の射出成形装置。
前記ゲート部の軸方向に直交する面を投影面としたときに、当該投影面への前記連通溝の正射影の総面積が、前記一方の射出機構の樹脂流路の流出口の面積の１６．７％以上である請求項２に記載の射出成形装置。
前記連通溝を前記ゲート部の軸方向に沿って断面円弧状に形成した請求項２又は３に記載の射出成形装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形装置を用いて多層プリフォームを成形する多層プリフォームの製造方法。