(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型とスライド金型とを使用して一対の半中空体を突合部を有するように射出成形する１次成形と、前記１次成形で得られた一対の半中空体の突合部を溶融樹脂により接合して一対の半中空体から中空体を成形する２次成形と、
前記２次成形で得られた中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧して、その内部に、先端部が封鎖されているパリソンを押し出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、これによって押し出されるパリソンが中空体の内表面に密着された形状にブロー成形される３次成形とから成形することを特徴とする、ブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体の成形方法。
【請求項２】
固定金型とスライド金型とを使用して一対の半中空体を突合部を有するように成形する１次成形と、前記１次成形で得られた一対の半中空体の突合部を溶融樹脂により接合して一対の半中空体から中空体を成形する２次成形と、
前記２次成形で得られた中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧して、その内部に、ブロー成形用ノズルを挿入し先端部が封鎖されているパリソンを押し出すと共に前記ブロー成形用ノズルを引き出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、これによって押し出されるパリソンが中空体の内表面に密着された形状にブロー成形される３次成形とから成形することを特徴とする、ブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体の成形方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の成形方法において、１次成形時に、一方の半中空体にブロー成形用の透孔を成形する、ブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定金型とスライド金型とを使用して一対の半中空体を射出成形する１次成形と、この１次成形で得られた一対の半中空体の突合部に溶融樹脂を射出して一対の半中空体から中空体を成形する２次成形と、この２次成形により得られた中空体の内部に内層を成形する３次成形とから中空体を成形する、ブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製の中空体例えばタンクは、液体用あるいは気体用さらには粉体用としてあらゆる分野で広く利用されている。このようなタンクの、例えば自動車の燃料タンク、オイルタンク、ステアリングオイルタンク、ブレーキオイルタンク等は、板金から曲げ加工、絞り加工、溶接、防錆塗装等の諸加工により形成されていたが、車両の軽量化と共に、より軽量な合成樹脂製のタンクも提案されるようになっている。
【０００３】
このような合成樹脂製タンクは、本出願人が例えば特開２０００−４３１００、特開２０００−１６７８８５等により多数提案している射出成形方法により成形することができる。この成形方法の実施には、固定金型とスライド金型とが使用される。この固定金型には、パーティングラインから外方へ突き出たコアと、内方へ窪んだ凹部とが形成され、またスライド金型には固定金型のコアと共働する凹部と、固定金型の凹部と共働するコアとが設けられている。したがって、所定位置でスライド金型を固定金型に対して型締すると、固定金型のコアとスライド金型の凹部とにより第１のキャビテイが、また固定金型の凹部とスライド金型のコアとで第２のキャビテイが構成される。１次成形で、これらの第１、２のキャビテイに溶融樹脂を射出すると、一対の半中空体が成形される。スライド金型に１次成形品が残っている状態で、第２の位置へスライドさせ、そして型締めする。そうすると、一対の半中空体は接合部で突き合わされる。２次成形により、接合部に溶融樹脂を射出する。そうすると、一対の半中空体が一体化された中空体が得られる。
【０００４】
本出願人が提案している上記射出成形法によると、密封された中空体を製造あるいは成形することができると共に、均一な肉厚の中空体を作ることもでき、また複雑な形状にも対処できる等の利点もある。さらには、ＡＢＳ樹脂，ＡＳ樹脂、ポリアミド等から成形すると、耐衝撃性の中空体が得られ、またポリプロピレン等から成形すると耐薬品性の中空体が得られる等の数々の利点も得られる。しかしながら、耐衝撃性に重きを置くと耐薬品性に劣るようになり、これに対し耐薬品性に重きを置くと衝撃に弱い中空体になってしまう。また、従来の単層からなる中空体は、内容物の蒸発という点から見ると、必ずしも万全とはいえない。そこで、外層と内層にそれぞれの機能を持たせた２層からなる中空体も望まれている。このような２層からなる合成樹脂製タンクは、ブロー成形により成形することができる。２層成形用のブロー成形機のヘッドは、主材層を押し出すメインノズル、接着層を押し出す第１の副ノズル、内層を押し出す第２の副ノズル等からなっている。したがって、これらのノズルからそれぞれの樹脂材料を押し出すことにより、外層と内層とが接着された２層からなる半成形品が得られる。この半成形品を適宜仕上げることにより、内層を有する合成樹脂製タンクを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにブロー成形によっても、内層と外層とからなる合成樹脂製のタンクすなわち中空体を成形することはできる。しかしながら、ヘッドが上記のように多層構造になっているので、ブロー成形装置が高価で、したがってブロー成形により得られる合成樹脂製の中空体が高価になるという欠点がある。また、中空体に仕上げる工程を格別に必要とし、コスト高にもなっている。さらには、仕上げの痕跡が残り、外観形状も損なっている。
本発明は、上記したような従来の欠点を解消した合成樹脂製の中空体の成形方法を提供しようとするもので、具体的には、内部に入れられる液体等の流体を気密的に収容できることは勿論のこと、肉厚が均一で品質的にも、また外観形状にも優れ、しかも安価な合成樹脂製の中空体が得られる成形方法すなわちブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体の成形方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、射出成形方法が適用される。射出成形法によると、金型により賦形されるので、肉厚は均一になり、また外観形状も落ちるようなことはない。さらには、ブロー成形方法も適用される。このとき、本発明によると、単層ヘッド構造のブロー成形機を適用できる。したがって、多層構造の中空体を安価に成形することができるようにもなる。かくして、請求項１に記載の発明は、固定金型とスライド金型とを使用して一対の半中空体を突合部を有するように射出成形する１次成形と、前記１次成形で得られた一対の半中空体の突合部を溶融樹脂により接合して一対の半中空体から中空体を成形する２次成形と、前記２次成形で得られた中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧して、その内部に、先端部が封鎖されているパリソンを押し出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、これによって押し出されるパリソンが中空体の内表面に密着された形状にブロー成形される３次成形とから構成される。請求項２に記載の発明は、固定金型とスライド金型とを使用して一対の半中空体を突合部を有するように成形する１次成形と、前記１次成形で得られた一対の半中空体の突合部を溶融樹脂により接合して一対の半中空体から中空体を成形する２次成形と、前記２次成形で得られた中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧して、その内部に、ブロー成形用ノズルを挿入し先端部が封鎖されているパリソンを押し出すと共に前記ブロー成形用ノズルを引き出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、これによって押し出されるパリソンが中空体の内表面に密着された形状にブロー成形される３次成形とから構成される。請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の成形方法において、１次成形時に、一方の半中空体にブロー成形用の透孔を成形するように構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
初めに、本発明の１次成形と２次成形の実施に使用される金型の実施の形態を説明し、次いでブロー成形用のノズルの実施の形態を説明し、そしてこれらの金型とブロー成形用のノズルとを使用した成形例について説明する。図１の（イ）は、スライド金型２０を第１の位置で型閉した状態で示す断面図であるが、同図に示されているように、本実施の形態に係わる金型は、図１の（イ）において右方に位置する固定金型１と、この固定金型１に対して型開閉および図１の（イ）において上下方向にスライド的に駆動されるようになっているスライド金型２０とから概略構成されている。なお、固定金型１が固定的に取り付けられている固定盤、スライド金型２０を型開閉方向に駆動する可動盤、スライド金型２０を図１の（イ）において上下方向にスライド的に駆動する駆動装置、スライド金型２０に設けられるエジェクタ装置、型締装置等は図１の（イ）には示されていない。
【０００８】
固定金型１の略中心部には、図１の（イ）に示されているように、この固定金型１を横切るようにして１次成形用の第１のスプル２が設けられている。この１次成形用の第１のスプル２は、ランナ３により上下方向に延び、そして１次成形用の第２、３のスプル４、５に連なっている。この第２のスプル４は、後述する固定金型１の固定側コアの頂部に、そして第３のスプル５は固定側凹部にそれぞれ開口している。また、１次成形用スプル２の下方には、この１次成形用スプル２と所定の間隔をおいて２次成形用のスプル６が設けられている。この２次成形用のスプル６は、パーテイングラインＰ側に開口していると共に、スライド金型２０のパーテイングラインＰ側に形成されている凹溝７に連通している。この凹溝７は、後述するスライド金型２０のスライド側環状コア２７の側面に達している。
【０００９】
固定金型１の、１次成形用の第１のスプル２よりも上方位置には、パーティングラインＰから外方に突き出た側面形状が方形を呈する所定大きさの固定側コア１１が形成されている。この固定側コア１１の周囲には、この固定側コア１１と所定の間隔をおいて、小さな固定側環状コア１２が形成されている。固定側コア１１は、後述するスライド金型２０のスライド側凹部２１と共働して、第２の半中空体を成形するための第２のキャビティＣｂを構成するもので、スライド側凹部２１よりも半中空体の肉厚分だけ小さい。
【００１０】
固定金型１の下方位置には、パーティングラインＰ側から窪んだ側面形状が概略方形を呈する所定深さの固定側凹部１５が形成されている。この固定側凹部１５は、比較的小さい面積の円形の第１の底壁１６すなわち凹部と、この第１の底壁１６の周囲から立ち上がり、そして外方へ広がっている第２の底壁１７と、この第２の底壁１７の周囲から立ち上がっている周壁１８とから構成されている。そして、この周壁１８の外側には、パーティングラインＰ側から所定深さの段部１９が形成されている。また、第２の底壁１７には、１次成形用の第３のスプル５が開口している。このように形成されている固定側凹部１５により、後述するスライド金型２０のスライド側コア２５と共働して第１の半中空体を成形するための第１のキャビティＣａが構成される。
【００１１】
スライド金型２０の上方位置には、パーティングラインＰ側に開口した側面形状が略方形のスライド側凹部２１が形成されている。このスライド側凹部２１は、底壁２２と、この底壁２２の周囲から立ち上がっている周壁２３とから構成され、この周壁２３の外側に、パーティングラインＰ側から所定深さの段部２４が形成されている。このスライド側凹部２１は、前述した固定金型１の固定側コア１１よりも第２の半中空体の肉厚分だけ大きい。これにより、所定肉厚の第２の半中空体を成形するための第２のキャビティＣｂが構成される。また、段部２４と固定金型１の固定側環状コア１２とにより、１次成形時に第２の半中空体に接合空間部の半分が成形されるキャビテイＣｓが構成される。
【００１２】
スライド金型２０の下方の所定位置には、パーティングラインＰから外方に突き出たスライド側コア２５が形成されている。このスライド側コア２５は、固定金型１の固定側凹部１５と共働して第１の半中空体を成形するための第１のキャビティＣａを構成するもので、固定側凹部１５よりも第１の半中空体の肉厚分だけ小さい。また、スライド側コア２５の頂部には比較的小径の円柱状の突起２６が形成されている。この円柱状の突起２６は、固定金型１０の第１の底壁１６すなわち凹部と共働して、第１の半中空体にブロー成形用の透孔を形成するためのキャビテイを構成するもので、第２の底壁１６よりも小さい。また、スライド側コア２５の付け根の周囲には、スライド側コア２５と所定の間隔をおいて、該スライド側コア２５を取り囲むようにしてスライド側環状コア２７が形成されている。このスライド側環状コア２７により、固定金型１の固定側段部１９と共働して、第１の半中空体に接合空間部の半分が成形される。
【００１３】
ブロー成形用ノズル３０は、図２の（イ）に示されているように、縦長のヘッドダイ３１を備えている。そして、このヘッドダイ３１の中に同心的に外部ダイ３２と内部ダイ３３とが設けられている。外部ダイ３２と内部ダイ３３との間に樹脂通路が形成され、その下端部にマンドレル３４が高さ調節自在に設けられている。このように構成されている内部ダイ３３の内部には、マンドレル３４の下方まで延びている空気管３５が設けられている。なお、図２の（イ）における参照数字３６は押出機を示している。
【００１４】
次に、上記の固定金型１とスライド金型２０とを使用した１次成形により、一対の半中空体を成形し、次いで２次成形により一対の半中空体を接合して中空体を成形し、そしてブロー成形用ノズル３０を使用した３次成形により、中空体の内表面に内層をブロー成形する成形方法について説明する。
【００１５】
スライド金型２０を、図１の（イ）に示されている第１の位置で、固定金型１に対して型締めする。そうすると、固定金型１の固定側コア１１とスライド金型２０のスライド側凹部２１とにより、第２の半中空体を成形するための第２のキャビテイＣｂが構成される。また、固定金型１の固定側凹部１５とスライド金型２０のスライド側コア２５とにより、第１の半中空体を成形するための第１のキャビテイＣａが構成される。このとき、固定金型１の固定側環状コア１２とスライド金型２０のスライド側段部２４とにより、第２の半中空体の開口部に接合部空間を成形するためのキャビテイＣｓが、また固定金型１の固定側段部１９とスライド金型２０のスライド側環状コア２７とにより第１の半中空体の開口部に接合部空間を成形するためのキャビテイＣｓ’が構成される。さらには、固定金型１の第１の底壁１６すなわち凹部とスライド金型２０の円柱状の突起２６とにより、第１の半中空体にブロー成形用の透孔を形成するためのキャビテイＣｔが構成される。
【００１６】
固定金型１の１次成形用スプル２から従来周知のようにして、１次成形用の溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、１次成形用スプル２からランナ３および１次成形用の第２、３のスプル４、５を通って第２、１のキャビティＣｂ、Ｃａに射出充填される。この１次成形により、一対の第１、２の半中空体Ａ、Ｂが同時に成形される。このとき、図１の（ロ）に示されているように、第１、２の半中空体Ａ、Ｂの突合部には、断面形状が略台形を呈する接合空間部Ｓの半分を構成する半接合空間部Ｓａ、Ｓｂが成形される。また、第１の半中空体Ａには、外方へ突き出たブロー成形用の透孔Ｂｓが成形される。
【００１７】
ある程度の冷却固化を待って、スライド金型２０を所定間隔だけ開く。そうして、スライド金型２０を、第２の半中空体Ｂがスライド金型２０に着いた状態で、第１の半中空体Ａの開口部に、第２の半中空体Ｂの開口部が整合する第２の位置へスライドさせる。そして、型締めする。そうすると、第１、２の半中空体Ａ、Ｂの開口部が当接し、半接合空間部Ｓａ、Ｓｂにより閉鎖された環状の接合空間部Ｓが構成される。このようにして型締めし、接合空間部Ｓが構成された状態が、図１の（ロ）に示されている。
【００１８】
射出機から２次成形用の溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、固定金型１の２次成形用スプル６から凹溝７を通って接合空間部Ｓに射出される。これにより、第１、２の半中空体Ａ、Ｂが一体化され、合成樹脂製の中空体Ｓ’が得られる。冷却固化を待ってスライド金型２０を開く。エジェクタピンにより中空体Ｓ’が突き出される。以下、上記操作を繰り返して中空体Ｓ’を成形する。
【００１９】
次に、３次成形を実施する。すなわち、図２の（ロ）に示されているように、中空体Ｓ’を、ブロー成形用透孔Ｂｓを上側にして、別途用意されているホルダＨにセットする。押出機３６からブロー成形用ノズル３０（溶融樹脂をパイプ状にする機能と圧縮空気を吹き出す機能をもったもの）に溶融樹脂を射出する。ブロー成形用ノズル３０から押し出されるパリソンＰＲの先端部を封鎖して、パリソンＰＲをブロー成形用透孔Ｂｓから中空体Ｓ’の内部へ挿入し、ブロー成形用ノズル３０の下端部をブロー成形用透孔Ｂｓの上端部に着座させる。パリソンＰＲの先端部を封鎖した状態が図２の（イ）に示され、ブロー成形用ノズル３０の下端部をブロー成形用透孔Ｂｓの上端部に着座させた状態が図２の（ハ）に示されている。パリソンＰＲを押出ながら空気管３５から圧縮空気を吹き込む。これにより、押し出されるパリソンＰＲは膨張し、中空体Ｓ’の内表面に密着される。ブロー成形用ノズル３０を、図２の（ニ）に示されているように、所定高さまで引き上げ、そしてパリソンカッタ・ピンチ３７、３７（パリソンを切断する機能と切断部を接合する機能をもったもの）によりパリソンＰＲを切断する。これにより、内部にブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体ＳＨが得られる。切断するときに、パリソンＰＲの下端部は接合あるいは封鎖される。多層中空体ＳＨのブロー成形用透孔Ｂｓ内面とパリソンＰＲの外面とは接着剤、融着等により接合、ブロー成形用透孔Ｂｓより切断後飛び出しているパリソンＰＲはバリ取り処理工程で端面加工除去する。図２の（ニ）に示されている孔Ｂｋはタンクとして使用するときには注入口となる部分で、この部分の外側部Ｓｋにはキャップ等が装着可能なように１次成形の半中空体成形時又はパリソンのバリ取り処理工程時にネジ、溝等を設けることも可能である。多層中空体ＳＨを取り出す。以下、同様にしてブロー成形された内層を有する合成樹脂製の多層中空体ＳＨを成形する。
【００２０】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、上記実施の形態ではブロー成形された内層が１層の例で説明したが、多層のブロー成形用ノズルを使用することにより、内層が多層の多層中空体ＳＨも成型可能なことは明らかである。また、ブロー成形用ノズル３０を中空体Ｓ’の内部に挿入し、ブロー成形用ノズル３０を引き上げながら、上記したようにして内層すなわちパリソンＰＲをブロー成形することもできる。さらには、３次成形する前に中空体Ｓ’の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧するように実施することもできる。例えば、接着剤を中空体Ｓ’に入れて、ブロー成形用透孔Ｂｓを仮封鎖し、中空体Ｓ’を振れば接着剤を内表面に塗布することができる。このように、中空体Ｓ’の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧すると、接着強度の大きい多層中空体ＳＨが得られる。また、上記実施の形態では、ブロー成形用ノズル３０を上下方向に駆動するように説明したが、ブロー成形用ノズル３０とホルダＨの動きは、相対的であるので、ホルダＨの方を駆動するように実施できることは明らかである。したがって、特許請求の範囲の「ブロー成形用ノズル」を引き上げる旨の記載の中には「ホルダ」の方を駆動することも含まれることになる。さらには、３次成形を繰り返すことにより、多層構造の中空体を成形できることは明らかである。
【００２１】
また、上記実施の形態では、１次成形時にブロー成形用透孔Ｂｓが成形されているが、このブロー成形用透孔は、中空体を成形した後にホルダＨにセットしてからドリル等で開けることもできる。また、一対の第１、２の半中空体Ａ，Ｂは、２次成形時に射出溶融樹脂で接合されているが、特許第２７２９９００号（特開平７−１６９４５号）に記載されているように２次成形にヒータを使用して融着できることも明らかである。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、１次成形と２次成形とにより中空体を成形し、３次成形により中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧して、その内部に、先端部が封鎖されているパリソンを押し出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、内層を成形するので、あるいはブロー成形用ノズルを挿入し先端部が封鎖されているパリソンを押し出すと共にブロー成形用ノズルを引き出しながら、該パリソン内に圧縮空気を吹き込み、内層を成形するので、すなわち外層と内層とを異なる成形法で成形するので、外層と内層がそれぞれ異なった機能を持った合成樹脂製の中空体を成形することができる。例えば、肉厚が均一で品質的にも、耐衝撃性においても、さらには外観形状にも優れ、また内部に入れられる液体等の流体を液密的にあるいは化学的に安定して収容できる合成樹脂製の多層中空体を成形できるという、本発明に特有の効果が得られる。また、中空体の内表面に接着剤を塗布あるいは噴霧するので、ブロー成形される内層を中空体の内表面に接着できる効果がさらに得られる。さらには、３次成形用のパリソンは、単層のブロー成形用ノズルで成形できるので、３次成形を安価に実施できる。したがって、合成樹脂製の多層中空体を安価に成形できる効果も得られる。それよりも多少コストアップにはなるが、必要に応じて多層のブロー成形用ノズルで成形し、より強度向上を可能にすることができると共に、異種材料の多層の成形ができるため、用途に合わせた成形品の提供が可能となる。
請求項３に記載の発明によると、１次成形時に一方の半中空体にブロー成形用の透孔を成形するので、上記のような効果に加えて、３次成形のコストをさらに低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の、１、２次成形に使用される金型の実施の形態を示す図で、その（イ）はスライド金型を第１の位置で閉じた状態で金型を示す断面図、その（ロ）は２次成形をしている状態で要部のみを示す断面図である。
【図２】  本発明の、３次成形の状態を示す図で、その（イ）はブロー成形用ノズルの実施の形態を示す断面図、その（ロ）は中空体をホルダにセットした状態で示す断面図、その（ハ）はブロー成形している途中の状態を模式的に示す断面図、その（ニ）は、ブロー成形が終了し、ブロー成形用ノズルを引き上げた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１      固定金型                  １１      固定側コア
１５      固定側凹部                ２０      スライド金型
２１      スライド側凹部            ２５      スライド側コア
３０      ブロー成形用ノズル
Ａ      第１の半中空体              Ｂ      第２の半中空体
Ｂｓ      ブロー成形用透孔
Ｓ’    中空体                    ＳＨ      多層中空体
【図１】
0003774416.tif 000002
【図２】
0003774416.tif 000003