(57)【要約】      （修正有）【課題】肉厚にむらのない製造方法による二重壁構造の角形容器を提供する。【解決手段】成形用金型1を用いて回転成形法により成形する、二重壁構造の角形容器の製造方法であり、成形用金型の成形空間内に成形材料を投入後、前記成形用金型を内側から加熱しながら回転成形する第１成形工程と、前記成形用金型を外側から加熱しながら回転成形する第２成形工程とを有しており、前記第１成形工程の成形終了後に前記第２成形工程の成形を開始する、二重壁構造の角形容器の製造方法。【選択図】図１
2008201468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一辺が１０００ｍｍ以上で、深さが４００ｍｍ以上の二重壁構造の角形容器であり、
内壁面の最大肉厚（ｔ１）、最小肉厚（ｔ２）、内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）が下記式（１）を満たし、
外壁面の最大肉厚（Ｔ１）、最小肉厚（Ｔ２）、外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（２）を満たし、
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）と外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（３）を満たす二重壁構造の角形容器。
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１４０％以下
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６０％以上
ｔ１／ｔ２×１００＝２３３％以下
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１４０％以下
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝６０％以上
Ｔ１／Ｔ２×１００＝２３３％以下
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝７１％以上
【請求項２】
二重壁構造の角形容器が発泡層を有するものである、請求項１記載の二重壁構造の角形容器。
【請求項３】
成形用金型を用いて回転成形法により成形する、二重壁構造の角形容器の製造方法であり、
成形用金型の成形空間内に原料粉末を投入後、前記成形用金型を内側から加熱しながら回転成形する第１成形工程と、前記成形用金型を外側から加熱しながら回転成形する第２成形工程とを有しており、
前記第１成形工程の成形終了後に前記第２成形工程の成形を開始する、二重壁構造の角形容器の製造方法。
【請求項４】
前記第１成形工程の成形途中に前記第２成形工程の成形を開始する、請求項３記載の二重壁構造の角形容器の製造方法。
【請求項５】
一辺が１０００ｍｍ以上で、深さが４００ｍｍ以上の二重壁構造の角形容器を製造する請求項３又は４記載の二重壁構造の角形容器の製造方法。
【請求項６】
二重壁構造の角形容器が発泡層を有するものである、請求項３〜５のいずれかに記載の二重壁構造の角形容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の二重壁構造の角形容器および前記角形容器の製造に適した製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリタンクのような大型箱形容器は、回転成形法により製造されることが多く、質量を軽減する観点から、内壁面と外壁面の間が中空（リブを有する場合もある）乃至は発泡層を有する二層壁構造のものが使用されている。
【０００３】
このような二層成型体を回転成形法で形成する場合は、外側金型と内側金型を組み合わせ、外側金型と内側金型との間に粉末材料を入れた後、金型全体を高温炉内で加熱しながら回転させて金型壁面に粉末材料を融着させ、冷却した後、金型から取り出す工程が採用される。
【０００４】
しかし、従来の二層構造体の回転成形法では、上記のように加熱炉内にて、外側金型側から加熱していたため、外側金型側の加熱状態は良好であるが、内側金型側は外側金型側の加熱温度と比較すると低くなってしまい、内外の金型面に温度差が生じることから、製品の内壁面と外壁面の肉厚にむらが生じる問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２８８０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１１８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の発明は、いずれも金型の内側と外側から同時に加熱する方式により、二重壁構造の角形容器を製造する技術として開示されている。しかし、これらの先行技術では、加熱するための熱風炉が必要であったり、送風機が必要であったりするため、設備が高価で大型化が困難であり、大型成形品の製造には不向きな成形方法であった。
【０００６】
本発明は、内壁面と外壁面の肉厚にむらがなく、発泡構造とした場合でも、発泡層が表面に露出することがない大型の二重構造の角形容器と、その製造に適した製造法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、課題の解決手段として、
内壁面の最大肉厚（ｔ１）、最小肉厚（ｔ２）、内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）が下記式（１）を満たし、
外壁面の最大肉厚（Ｔ１）、最小肉厚（Ｔ２）、外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（２）を満たし、
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）と外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（３）を満たす二重壁構造の角形容器を提供する。
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１４０％以下
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６０％以上
ｔ１／ｔ２×１００＝２３３％以下
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１４０％以下
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝６０％以上
Ｔ１／Ｔ２×１００＝２３３％以下
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝７１％以上
また本発明は、他の課題の解決手段として、成形用金型を用いて回転成形法により成形する、二重壁構造の角形容器の製造方法であり、
成形用金型の成形空間内に原料粉末を投入後、前記成形用金型を内側から加熱しながら回転成形する第１成形工程と、前記成形用金型を外側から加熱しながら回転成形する第２成形工程とを有しており、
前記第１成形工程の成形終了後に前記第２成形工程の成形を開始する、二重壁構造の角形容器の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法により得られた角形容器は、内壁面及び外壁面の肉厚にむらがなく、非発泡構造及び発泡構造のいずれの場合でも、美しい外観を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図面により説明する。図１（ａ）は、本発明の製造方法の第１工程で使用する成形装置及びその使用方法の概念図（但し、成形用金型１は一部を切り欠いて図示している。）、図１（ｂ）は、成形用金型の縦断面図、図２は、本発明の製造方法の第２工程で使用する成形装置及びその使用方法の概念図、図３は、本発明の製造方法により得られた角形容器の縦断面図である。
【００１０】
図１（ｂ）に示す所望形状の角形容器を成形するための成形用金型１は、内側金型２と外側金型３からなるものであり、内側金型２と外側金型３の間には中空部４が設けられている。中空部４は、原料投入口を除いて密閉されている。成形用金型１の大きさは、目的とする容器の大きさに応じて設定することができる。
【００１１】
まず、所要量の原料粉末を、成形用金型１の図示していない原料投入口から中空部４内に投入する。原料粉末を投入後、原料投入口は閉塞する。
【００１２】
原料粉末は、角形容器が非発泡構造であるか、発泡構造であるかによって、適切なものを選択使用することができる。
【００１３】
角形容器が非発泡構造の場合は、熱可塑性樹脂と必要に応じて配合された各種添加剤の混合物からなる１種類の粉末を用いる。
【００１４】
角形容器が発泡構造の場合は、熱可塑性樹脂粉末（必要により各種添加剤を含む）と熱可塑性樹脂、発泡剤、架橋剤、必要応じて配合された各種添加剤からなる粉末（発泡粉末）の２種類を別々の粉末として用いる。ここで、発泡粉末は、熱可塑性樹脂粉末よりも十分に大きな径（好ましくは５〜２０倍程度）を有している。
【００１５】
原料粉末として用いる熱可塑性樹脂粉末は、目的とする角形容器の用途と、回転成形が可能なものであることを考慮して選択することができ、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアリレーンスルフィド樹脂等を用いることができる。
【００１６】
次に、図１（ａ）、図２に示す公知の装置により、第１成形工程において、成形用金型１の内側金型２の外表面２ａを加熱しながら、外側金型３の外表面３ｂを加熱することなく、回転成形する。
【００１７】
回転成形法は周知の成形方法（例えば、通称「ロックンロール直火成形」が知られている）であり、加熱しながら金型を回転させ、金型表面に沿って原料粉末を融着させる成形法である。回転は、１軸又は多軸（通常は２軸）で回転するが、２軸で水平方向及び垂直方向に回転させる方法（ダッチロール状態に回転させる方法）が好ましい。
【００１８】
図１（ａ）に示すように成形用金型１は支持軸５で支持されており、支持軸５の両端には、鉄製の１対の大径車輪６ａ、６ｂが取り付けられている。更に１対の大径車輪６ａ、６ｂには、それと共に回転するガス管１１が取り付けられており、ガス管１１には、複数のバーナー１０が接続されている。複数のバーナー１０は、図示していないガス源に接続されており、成形用金型１の内表面（内側金型２の外表面２ａ）に向かって火炎を放射できるようになっている。
【００１９】
１対の大径車輪６ａ、６ｂには、金属製の２対の小径車輪７ａ、７ｂ（図面では、手前側の１対の小径車輪７ａ、７ｂのみが図示されている）が接触された状態で組み合わされている。１対の大径車輪６ａ、６ｂは、２対の小径車輪７ａ、７ｂの回転を受けて回転するようになっている。
【００２０】
２対の小径車輪７ａ、７ｂは、２本の支持軸８（図面では、手前側の１本のみが図示されている）の両端に取り付けられており、２本の支持軸８の間には複数のバーナー９が固定配置されている。支持軸８と複数のバーナー９は、図示されていない揺動可能な架台（揺動架台）上に固定されている。複数のバーナー９は、図示していないガス源に接続されており、成形用金型１の外表面（外側金型３の外表面３ｂ）に向かって火炎を放射できるようになっている。
【００２１】
第１工程では、図示していない揺動架台と支持軸８の駆動装置を作動させることにより、２本の支持軸８とバーナーを回転させる（ダッチロール状に回転させる）と、一定方向に２対の小径車輪７ａ、７ｂが回転し、それらの回転を受け、１対の大径車輪６ａ、６ｂが逆方向に回転する（ダッチロール状に回転する）。１対の大径車輪６ａ、６ｂの回転により、支持軸５、成形用金型１、ガス管１１、バーナー１０も同方向に回転する。
【００２２】
そして、成形用金型１と共に回転するバーナー１０から火炎を放射することにより、内側金型２の外表面２ａ全体を均一に直火加熱する。このとき、バーナー９からは火炎は放射されない。
【００２３】
非発泡構造用の原料粉末の場合、回転成形することにより、熱可塑性樹脂粉末は内側金型２の内表面２ｂと外側金型３の内表面３ａ側に移行し、熱により、中空部４内の内側金型２の内表面２ｂに融着する。
【００２４】
発泡構造用の原料粉末の場合、回転成形することにより、粒径の小さな熱可塑性樹脂粉末が先に内側金型２の内表面２ｂ側と外側金型３の内表面３ａ側に移行して、粒径の大きな発泡粉末は熱可塑性樹脂粉末で包囲されたような状態となる。そして、熱により、中空部４内の内側金型２の内表面２ｂに融着する。発泡粉末は一部が発泡して、中空部４内に部分的に発泡層が形成される。
【００２５】
次に、第２工程において、第１成形工程の成形終了後に、成形用金型１の外側金型３の外表面３ｂを加熱しながら、内側金型２の外表面２ａを加熱することなく、回転成形する。
【００２６】
第２工程では、第１工程と同様にして成形用金型１をダッチロール状に回転させながら、バーナー１０の火炎放射を停止して、バーナー９からの火炎放射を行うことで、外側金型３の外表面３ｂ全体を均一に加熱する。
【００２７】
なお、第１成形工程の成形途中に第２成形工程の成形を開始してもよいが、その場合には、第１成形工程の成形が８０％以上進行した時点（例えば、実験により、第１成形工程に要する時間を求め、所要時間から第１工程の進行度合いを確認する）で第２成形工程の成形を開始することが好ましい。この場合、第２工程の成形途中で第１工程の成形が終了したときは、直ちに内側金型２の表面の加熱を停止する。
【００２８】
非発泡構造用の原料粉末の場合、中空部４内の外側金型３の内表面３ａ側に存在する熱可塑性樹脂粉末が、熱により、外側金型３の内表面３ａに融着する。
【００２９】
発泡構造用の原料粉末の場合、熱可塑性樹脂粉末が、熱により、中空部４内の外側金型３の内表面３ａに融着する。発泡粉末は残部が発泡して、中空部４内には発泡層が形成される。
【００３０】
第１工程及び第２工程における成形終了後、冷却し、成形用金型１を内側金型２と外側金型３に分離して、角形容器２０を取り出す。
【００３１】
得られた角形容器２０は、内壁面２１と外壁面２２を有する二重壁構造のものであり、内壁面２１と外壁面２２の間は中空部２３（又は発泡構造部２３）である。角形容器２０の外皮となる内壁面２１と外壁面２２は、原料粉末として用いた熱可塑性樹脂からなるものである。
【００３２】
得られた角形容器２０は、一辺が１０００ｍｍ以上、好ましくは１２００ｍｍ以上、より好ましくは１４００ｍｍ以上であり、深さが４００ｍｍ以上、好ましくは６００ｍｍ以上、より好ましくは８００ｍｍ以上である。なお、平面形状が長方形の容器の場合は、一辺の長さは短辺の長さである。
【００３３】
得られた角形容器２０は、内壁面の最大肉厚（ｔ１）、最小肉厚（ｔ２）、内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）が下記式（１）を満たすものである
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１４０％以下
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６０％以上
ｔ１／ｔ２×１００＝ ２３３％以下
得られた角形容器２０は、外壁面の最大肉厚（Ｔ１）、最小肉厚（Ｔ２）、外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（１）を満たすものである。
【００３４】
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１４０％以下
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝６０％以上
Ｔ１／Ｔ２×１００＝ ２３３％以下
得られた角形容器２０は、内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）と外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）が下記式（３）を満たすものである。
【００３５】
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝７１％以上。
【００３６】
最大肉厚、最小肉厚、平均肉厚は、角形容器２０の４つの側面及び底面（角部は除く）ごとに、それぞれ１０箇所ずつの厚みをキャリパーゲージで測定して、最大肉厚、最小肉厚、平均肉厚を求めた。
【００３７】
本発明の製造方法で得られる角形容器は、大型で二重壁構造が求められる容器全般に使用することができる。
【実施例】
【００３８】
実施例１（非発泡構造の角形容器の製造）
図１、図２に示す装置を用いて、非発泡構造の角形容器を製造した。
【００３９】
まず、成形用金型１（縦１７５１ｍｍ、横１２７７ｍｍ、深さ９２７ｍｍ中空部の厚み１０３ｍｍ）の中空部４内に、低密度線状ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ，融点１２５℃）（商品名 ノバテックＵＲ９５１，日本ポリエチレン株式会社製）６０ｋｇを投入した。
【００４０】
（第１工程）
次に、内側金型２内の全ての面が加熱できるように配置した計９本のガスバーナー１０により、表面温度が１９０〜２２０℃になるように加熱しながら、二軸回転して、１５分間かけて回転成形した。
【００４１】
（第２工程）
次に、内側のガスバーナー１０による加熱を停止した後、外側金型３内の全ての面が加熱できるように配置した計３０本のガスバーナー９により、表面温度が１９０〜２２０℃になるように加熱しながら、二軸回転して、３０分間かけて回転成形した。
【００４２】
その後、室温にて冷却して、縦１６９７ｍｍ、横１２３７ｍｍ、深さ８９８ｍｍ、厚み１０１ｍｍの二重構造（非発泡構造）の角形容器を得た。
【００４３】
内壁面の最大肉厚（ｔ１）：７．１
内壁面の最小肉厚（ｔ２）：３．５
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：５．２
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１３６％
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６７％
ｔ１／ｔ２×１００＝１６６％。
【００４４】
外壁面の最大肉厚（Ｔ１）：８．０
外壁面の最小肉厚（Ｔ２）：５．５
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：６．８
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１１８％
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝８１％
Ｔ１／Ｔ２×１００＝１４５％。
【００４５】
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：５．２
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：６．８
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝７６％。
【００４６】
実施例２（非発泡構造の角形容器の製造）
低密度線状ポリエチレンを高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ，融点１３１℃）（商品名 ハイゼックス５０００Ｓ，プライムポリマー株式会社製）に代え、加熱温度を２２０〜２４０℃にしたほかは、実施例１と同様にして、同寸法の非発泡構造の角形容器を得た。
【００４７】
内壁面の最大肉厚（ｔ１）：６．７
内壁面の最小肉厚（ｔ２）：３．３
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：４．８
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１４０％
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６９％
ｔ１／ｔ２×１００＝ ２０３％。
【００４８】
外壁面の最大肉厚（Ｔ１）：８．２
外壁面の最小肉厚（Ｔ２）：５．５
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：６．５
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１２６％
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝８５％
Ｔ１／Ｔ２×１００＝１４９％。
【００４９】
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：４．８
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：６．５
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝７４％。
【００５０】
実施例３（発泡構造の角形容器の製造）
図１、図２に示す工程にて、発泡構造の角形容器を製造した。
【００５１】
まず、成形用金型１（実施例１のものと同寸法）の中空部４内に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ，融点１３１℃）（商品名ハイゼックス５０００Ｓ，プライムポリマー株式会社製，平均粒径５００μm）６０ｋｇと発泡粉末（平均粒径３０００μm）３５ｋｇを投入した。
【００５２】
発泡粉末は、低密度ポリエチレン、発泡剤、架橋剤、架橋助剤、発泡助剤
からなるものである。
【００５３】
（第１工程）
次に、内側金型２内の全ての面が加熱できるように配置した計９本のガスバーナー１０により、表面温度が２２０〜２４０℃になるように加熱しながら、二軸回転して、１５分間かけて回転成形した。
【００５４】
（第２工程）
次に、内側のガスバーナーによる加熱を停止した後、外側金型３内の全ての面が加熱できるように配置した計３０本のガスバーナー９により、表面温度が２２０〜２４０℃になるように加熱しながら、二軸回転して、４０分間かけて回転成形した。
【００５５】
その後、室温にて冷却して、実施例１のものと同寸法の二重構造（発泡構造）の角形容器を得た。角形容器の外観は美しく、発泡層が外皮から露出している部分は全くなかった。
【００５６】
内壁面の最大肉厚（ｔ１）：７．１
内壁面の最小肉厚（ｔ２）：４．０
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：５．９
式（１）：
ｔ１／ｔａｖ×１００＝１２０％
ｔ２／ｔａｖ×１００＝６８％
ｔ１／ｔ２×１００＝１７８％。
【００５７】
外壁面の最大肉厚（Ｔ１）：６．５
外壁面の最小肉厚（Ｔ２）：３．４
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：５．２
式（２）：
Ｔ１／Ｔａｖ×１００＝１２５％
Ｔ２／Ｔａｖ×１００＝６５％
Ｔ１／Ｔ２×１００＝１９１％。
【００５８】
内壁面の平均肉厚（ｔａｖ）：５．９
外壁面の平均肉厚（Ｔａｖ）：５．２
式（３）：
ｔａｖ／Ｔａｖ×１００＝１１３％
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は本発明の製造方法の第１工程を説明するための概念図、（ｂ）は成形用金型の断面図。
【図２】本発明の製造方法の第２工程を説明するための概念図。
【図３】本発明の製造方法で得られた角形容器の縦断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１  成形用金型
２  内側金型
３  外側金型
４  中空部
２０  角形容器
２１  内壁面
２２  外壁面
２３  中空部（又は発泡構造部）
【図１】
2008201468.tif 000003
【図２】
2008201468.tif 000004
【図３】
2008201468.tif 000005