溶融樹脂材料成形装置、溶融樹脂材料成形方法、多層プリフォーム用樹脂塊、および多層プリフォーム用樹脂塊を用いて成形された多層プリフォーム
【課題】圧縮成形された後に中間層用樹脂材料が均一に配置され、品質の良い多層プリフォームを製造することができる溶融樹脂材料成形装置を提供する。
【解決手段】溶融樹脂材料成形装置１０は、多層プリフォーム用樹脂塊２０を成形するものである。すなわち溶融樹脂材料成形装置１０は、内外層用樹脂材料１１を供給する第１樹脂材料導入路１３と、中間層用樹脂材料１２を供給する第２樹脂材料導入路１４と、第１樹脂材料導入路１３および第２樹脂材料導入路１４に連通する排出口１５とを備えている。このうち第１樹脂材料導入路１３は、第２樹脂材料導入路１４の外側に配置された外側通路１３ａと、第２樹脂材料導入路１４の内側に配置された内側通路１３ｂとからなっている。
【解決手段】溶融樹脂材料成形装置１０は、多層プリフォーム用樹脂塊２０を成形するものである。すなわち溶融樹脂材料成形装置１０は、内外層用樹脂材料１１を供給する第１樹脂材料導入路１３と、中間層用樹脂材料１２を供給する第２樹脂材料導入路１４と、第１樹脂材料導入路１３および第２樹脂材料導入路１４に連通する排出口１５とを備えている。このうち第１樹脂材料導入路１３は、第２樹脂材料導入路１４の外側に配置された外側通路１３ａと、第２樹脂材料導入路１４の内側に配置された内側通路１３ｂとからなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮成形された後に中間層用樹脂材料が均一に配置され、品質の良い多層プリフォーム用樹脂塊を成形することができる溶融樹脂材料成形装置、溶融樹脂材料成形方法、溶融樹脂材料成形装置により成形された多層プリフォーム用樹脂塊、およびその多層プリフォーム用樹脂塊を用いて成形された多層プリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブロー成形により成形された多層合成樹脂ボトル等の多層合成樹脂容器が知られている。例えば、多層合成樹脂容器の内部にガスバリア性等に優れた中間層を配置したものや、多層合成樹脂容器の内部にリサイクル樹脂層からなる中間層を配置したもの等が知られている。このような多層合成樹脂容器は、中間層を有していることにより、１層からなる合成樹脂容器では実現できない機能、例えば高いガスバリア性を有している。
【０００３】
またペットボトル等の合成樹脂容器は、まずプリフォームを成形した後、このプリフォームをブロー成形で膨張させることにより製造されるのが一般的である。このプリフォームを成形する方法の一つとして圧縮成形方法が知られている。すなわち、まず熱可塑性樹脂の材料を可塑化し、溶融状態として押出す。次に、このようにして押出された熱可塑性樹脂（溶融樹脂材料）がカッターにより一定の長さに切り離され、溶融樹脂塊（ビレット）が生成される。次にカッターで切り離された溶融樹脂塊は、圧縮成形用金型のメス型内に投下される。その後、メス型内の溶融樹脂塊は、圧縮成形金型のオス型により圧縮されて賦形され、更に冷却されてプリフォームとなる。
【０００４】
上述した多層合成樹脂容器も、同様に圧縮成形により成形された多層プリフォームをブロー成形することにより製造することができる（例えば特許文献１参照）。すなわち内外層用樹脂材料と中間層樹脂材料とを有する多層プリフォーム用樹脂塊（多層溶融樹脂塊）をメス型内に投入し、これをオス型により圧縮して多層プリフォームを成形することができる。
【０００５】
ところで、メス型内の溶融樹脂塊をオス型により圧縮する際、オス型付近に存在する溶融樹脂材料は、オス型の移動する方向（下向き）に引きずられる。これに対してメス型付近の溶融樹脂材料は、オス型に圧縮されることによりオス型とは逆向き（上向き）に流れる。すなわち、圧縮成形される際、オス型付近に存在する溶融樹脂材料とメス型付近に存在する溶融樹脂材料は、互いに逆方向に流れようとする性質がある。
【０００６】
このため、上述した特許文献１に記載されているような多層プリフォーム用樹脂塊を用いた場合、圧縮成形後、中間層樹脂材料が多層プリフォームの口部まで到達しないおそれがある。またこのような多層プリフォーム用樹脂塊を用いた場合、多層プリフォームの中間層の厚みが不均一であったり、中間層が多層プリフォームの内径側に極端に偏る、等の問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１２５５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、圧縮成形された後に中間層用樹脂材料が均一に配置され、品質の良い多層プリフォームを製造することができる溶融樹脂材料成形装置、溶融樹脂材料成形方法、多層プリフォーム用樹脂塊、および多層プリフォーム用樹脂塊を用いて成形された多層プリフォームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形装置であって、内外層用樹脂材料を供給する第１樹脂材料導入路と、中間層用樹脂材料を供給する第２樹脂材料導入路と、第１樹脂材料導入路と第２樹脂材料導入路とに連通する排出口と、を備え、第１樹脂材料導入路は、第２樹脂材料導入路の外側に配置された外側通路と、第２樹脂材料導入路の内側に配置された内側通路とからなっていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【０００９】
本発明は、第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【００１０】
本発明は、第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【００１１】
本発明は、溶融樹脂材料成形装置を用いて内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形方法であって、第１の弁を閉とした状態で第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を供給するとともに、第２樹脂材料導入路から中間層用樹脂材料を供給する工程と、第１の弁を開として、第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を中間層用樹脂材料上方へ供給する工程と、第２樹脂材料導入路からの中間層用樹脂材料の供給を停止する工程と、排出口下方へ押出された内外層用樹脂材料を切断することにより、内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を生成する工程と、を備えたことを特徴とする溶融樹脂材料成形方法である。
【００１２】
本発明は、内外層用樹脂材料と、内外層用樹脂材料内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料と、を含み、中間層用樹脂材料は、内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されていることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１３】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊の任意箇所における内外層用樹脂材料の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立することを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１４】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１５】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して構成された多層プリフォームである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧縮成形された後、多層プリフォームの中間層の厚みが均一となり、中間層が多層プリフォームの内径側に偏ることがないので、品質の良い多層プリフォームを製造することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、圧縮成形された後、多層プリフォームの底部から胴部上端まで中間層が途切れることなく均一に配置された多層プリフォームを得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、溶融樹脂材料成形装置により、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料が内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されている多層プリフォーム用樹脂塊を容易に製造することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明によれば、溶融樹脂材料成形装置の第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられているので、内側通路から供給される内外層用樹脂材料の量を容易に調整することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明によれば、第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられているので、第２樹脂材料導入路から供給される中間層用樹脂材料の量を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の実施の形態
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
ここで、図１は、本発明の第１の実施の形態を示す断面図であり、図２は、多層プリフォーム用樹脂塊を示す断面図である。また図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態の作用を示す図であり、図４は、圧縮成型用金型を示す断面図である。また図５は、圧縮成型用金型における樹脂の流動を示す拡大図であり、図６は、多層プリフォームを示す断面図である。また図７は、内外層用樹脂材料の外径φＡと中間層用樹脂材料の内径φＢとの関係を説明するための多層プリフォーム用樹脂塊の断面図であり、図８は、本発明の第１の実施の形態の変形例１を示す断面図である。また図９は、本発明の第１の実施の形態の変形例２を示す断面図であり、図１０および図１１は、本発明の第１の実施の形態の変形例３を示す断面図である。
【００２２】
まず、図１により、本実施の形態による溶融樹脂材料成形装置の概略について説明する。
図１に示すように、溶融樹脂材料成形装置（多層ダイ）１０は、多層プリフォーム用樹脂塊２０（図２参照）を成形するものである。すなわち溶融樹脂材料成形装置１０は、溶融した内外層用樹脂材料１１を供給する第１樹脂材料導入路１３と、溶融した中間層用樹脂材料１２を供給する第２樹脂材料導入路１４と、第１樹脂材料導入路１３と第２樹脂材料導入路１４とに連通する排出口１５とを備えている。このうち第１樹脂材料導入路１３は、第２樹脂材料導入路１４の外側に配置された外側通路１３ａと、第２樹脂材料導入路１４の内側に配置された内側通路１３ｂとからなっている。すなわち第１樹脂材料導入路１３は分岐点１３ｃで分岐し、ここで第１押出機（後述）からの内外層用樹脂材料１１が外側通路１３ａと内側通路１３ｂとに分岐して送られるようになっている。
【００２３】
また、排出口１５の上方に合流部１７が設けられており、この合流部１７において、外側通路１３ａからの内外層用樹脂材料１１と、内側通路１３ｂからの内外層用樹脂材料１１と、第２樹脂材料導入路１４からの中間層用樹脂材料１２とが互いに合流するようになっている。
【００２４】
さらに、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂ内に、上下方向に移動することによりこの内側通路１３ｂを開閉する第１の弁１６が設けられている。この第１の弁１６が上下方向に移動することにより、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂから合流部１７へ供給される内外層用樹脂材料１１の量を調整することができる。
【００２５】
溶融樹脂材料成形装置１０には、図示しない第１押出機および図示しない第２押出機が接続されている。このうち第１押出機は、内外層用樹脂材料１１を溶融するとともに、内外層用樹脂材料１１を第１樹脂材料導入路１３に供給する。また第２押出機は、中間層用樹脂材料１２を溶融するとともに、中間層用樹脂材料１２を第２樹脂材料導入路１４に供給する。
【００２６】
ところで、内外層用樹脂材料１１としては、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また中間層用樹脂材料１２としては、ＭＸナイロンやエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂等、ガスバリア性の高い熱可塑性樹脂を用いることができる。あるいは、中間層用樹脂材料１２として、内外層用樹脂材料１１と同種類のリサイクル材等を用いることもできる。
【００２７】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて述べる。
まず、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、内外層用樹脂材料１１用の第１押出機および中間層用樹脂材料１２用の第２押出機を作動させる。これにより、第１樹脂材料導入路１３の外側通路１３ａから合流部１７に内外層用樹脂材料１１が供給され、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に中間層用樹脂材料１２が供給される（図３（ａ））。
【００２８】
次に、第１の弁１６を上昇させて内側通路１３ｂを開とし、これにより内側通路１３ｂから合流部１７に内外層用樹脂材料１１が供給される（図３（ｂ））。
【００２９】
次に、第２押出機を停止することにより、中間層用樹脂材料１２の合流部１７への供給を停止する（図３（ｃ））。この際、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから合流部１７へ引き続き供給される。このようにして内外層用樹脂材料１１内に中間層用樹脂材料１２がＵ字形状に配置される（図３（ｃ）の符号１２ａ）。
【００３０】
その後、排出口１５から下方に押出された内外層用樹脂材料１１および中間層用樹脂材料１２からなる樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００３１】
次に、図２を用いて、このようにして得られた多層プリフォーム用樹脂塊について説明する。
図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。
【００３２】
また、図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の任意箇所（とりわけ図２において符号Ｍで示す部分を除く任意箇所）における内外層用樹脂材料１１の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料１２の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立する。このような関係は、第１の弁１６を操作することにより、外側通路１３ａ内の内外層用樹脂材料１１の量と内側通路１３ｂ内の内外層用樹脂材料１１の量との比率をコントロールすることにより実現することができる。なお、上述した符号Ｍで示される箇所とは、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち、後述する圧縮成形用金型２１のメス型２２底部のＲ部分（図４の符号Ｍ）に対応する箇所である。
【００３３】
ところで図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊２０の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となるのが望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．７となるのがより望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．２となるのが更に望ましい。
【００３４】
次に、図４を用いて、多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して多層プリフォームを生成する圧縮成形用金型について説明する。
すなわち図４に示すように、圧縮成形用金型２１は、メス型２２と、メス型２２に対応して設けられ、メス型２２との間で多層プリフォーム用樹脂塊２０を圧縮成形するオス型２３とを有している。また、メス型２２上に、後述する多層プリフォーム３０の口部３１を成形する摺動可能な２つのスライド型２４、２４がオス型２３を囲むように設けられている。
【００３５】
次に、図６を用いて、圧縮成形用金型により多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して得られた多層プリフォームについて説明する。
すなわち図６に示すように、多層プリフォーム３０は、口部３１と、口部３１に連なる胴部３２と、胴部３２に連なる底部３５とを有している。このうち胴部３２は、内外層用樹脂材料１１からなる内外層３３と、内外層３３内に配置され、中間層用樹脂材料１２からなる中間層３４とを含んでいる。
【００３６】
次に、圧縮成形用金型を用いて多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形し、多層プリフォームを得る方法について述べる。
まず、図４に示すように、溶融樹脂材料成形装置１０により成形された多層プリフォーム用樹脂塊２０を、図示しない樹脂塊搬送装置を介して圧縮成形用金型２１のメス型２２内に投入する。
【００３７】
次に、圧縮成形用金型２１を閉とする。すなわち左右のスライド型２４、２４をいずれも中央側に寄せてオス型２３とともに下降させる。これにより、多層プリフォーム用樹脂塊２０はオス型２３により圧縮され、メス型２２、オス型２３、およびスライド型２４により賦形される。その後、このようにして賦形された多層プリフォーム用樹脂塊２０は、冷却されて多層プリフォーム３０として成形される。
【００３８】
図５は、このようにして多層プリフォーム用樹脂塊２０がメス型２２とオス型２３とに挟まれ、これにより多層プリフォーム用樹脂塊２０の樹脂が流動する様子を示した図である。すなわちオス型２３付近の樹脂は、オス型２３が下降するのに引きずられて下方に向かって流れる。これに対し、メス型２２付近の樹脂は、オス型２３により押された樹脂が下から上昇してくるのに伴って上方に向かって流れる。すなわち、樹脂の流動方向が安定している（上向きの流れのみの）領域と、流動方向が逆転する境目とが存在する（図５参照）。
【００３９】
ここで上述したように、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち符号Ｍで示す領域以外の箇所においてφＢ≧（φＡ／√２）という関係が成立している。すなわち図７に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０全体の体積をＶとすると、符号２５で示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中心部分（直径φＡ／√２）の体積は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の体積（Ｖ）の半分の体積（Ｖ／２）となる。ここで、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち中心部分２５を除いた部分２６内に中間層用樹脂材料１２が配置されていれば（すなわちφＡ＞φＢ≧（φＡ／√２）の関係にあれば）、圧縮成形の際、中間層用樹脂材料１２が樹脂の流動方向が安定している領域内を流れることが分かっている。このようにして、多層プリフォーム用樹脂塊２０を圧縮成形した後、多層プリフォーム３０の底部３５から少なくとも胴部３２上端まで中間層３４の厚みを一定にすることができ、また中間層３４を均一に途切れることなく配置することができる。
【００４０】
また上述したように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊２０の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となるのが望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．７となるのがより望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．２となるのが更に望ましい。これに対して、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘの値が大きすぎると、上述した樹脂の流動方向が逆転する境目における剪断速度が大きくなり、樹脂の流動方向が安定している領域が狭くなる。したがって、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘはある程度小さくすることが望ましい。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、圧縮成形された後、多層プリフォーム３０の中間層３４の厚みが均一となり、中間層３４が多層プリフォーム３０の内径側に偏ることがないので、品質の良い多層プリフォーム３０を製造することができる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、圧縮成形された後、多層プリフォーム３０の底部３５から胴部３２上端まで中間層が途切れることなく均一に配置された多層プリフォーム３０を得ることができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、溶融樹脂材料成形装置１０により、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２が内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている多層プリフォーム用樹脂塊２０を容易に製造することができる。
【００４４】
さらにまた、本実施の形態によれば、溶融樹脂材料成形装置１０の第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを開閉する第１の弁１６が設けられているので、内側通路１３ｂから供給される内外層用樹脂材料１１の量を容易に調整することができる。
【００４５】
変形例１
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊の変形例１を図８により説明する。
図８に示す変形例１は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量が、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より多くなっているものであり、他は図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊と同一である。すなわち、多層プリフォーム３０をブロー成形して得られる容器のどの部分にどの程度の厚みを有する中間層を配置するかは、その容器に求める性能やコスト等により異なっている。このような要求に応じて、図８または図９（後述）に示すような多層プリフォーム用樹脂塊２０を適宜作製することもできる。
【００４６】
すなわち図８において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。この中間層用樹脂材料１２の量は、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より多くなっている。
【００４７】
次に、図８に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、第１押出機および第２押出機を作動させる。この際、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に、中間層用樹脂材料１２をやや多めに供給する。次に、第１の弁１６を上昇させて内側通路１３ｂを開とし、内側通路１３ｂから合流部１７に、内外層用樹脂材料１１をやや少なめに供給する。
【００４８】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を図示しないカッターにより切断し、これにより、図８に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００４９】
変形例２
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊の変形例２を図９により説明する。
図９に示す変形例２は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量が、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より少なくなっているものであり、他は図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊と同一である。すなわち中間層用樹脂材料１２は内外層用樹脂材料１１より高価な場合もあるため、中間層用樹脂材料１２の使用量を少なくするように、底部の中間層を省略するものである。
【００５０】
すなわち図９において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置された中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。この中間層用樹脂材料１２の量は、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より少なくなっている。
【００５１】
次に、図９に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を上昇させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを開とした状態で、第１押出機を作動させる。この際内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから合流部１７へ供給される。次に押出機２を作動させ、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に、中間層用樹脂材料１２を供給する。
【００５２】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより、図９に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００５３】
変形例３
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊および多層プリフォームの変形例３を図１０および図１１により説明する。
図１０および図１１に示す変形例３は、多層プリフォーム３０が広口かつ短長となっているものであり、多層プリフォーム用樹脂塊２０もこれに対応する形状となっている。他は図２および図４に示す多層プリフォーム用樹脂塊ならびに図６に示す多層プリフォームと同一である。
【００５４】
すなわち図１０において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、多層プリフォーム３０を成形する圧縮成形用金型２１のメス型２２の形状に合わせて、下部の直径より上部の直径が大きくなっている。すなわち多層プリフォーム用樹脂塊２０は、下部の直径より上部の直径が大きい内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。
【００５５】
この多層プリフォーム用樹脂塊２０（図１０参照）を圧縮成形用金型２１により圧縮成形することにより、図１１に示す多層プリフォーム３０が得られる。
すなわち図１１に示すように、多層プリフォーム３０は、口部３１と、口部３１に連なる胴部３２と、胴部３２に連なる底部３５とを有している。このうち胴部３２は、内外層用樹脂材料１１からなる内外層３３と、内外層３３内に配置され、中間層用樹脂材料１２からなる中間層３４とを含んでいる。また口部３１は、図６に示す多層プリフォームの口部より広口となっており、胴部３２の直径は、口部３１側（上側）から底部３５側（下側）に向けて徐々に小さくなっている。
【００５６】
次に、図１０に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、第１押出機および第２押出機を作動させる。次に、第１の弁１６をわずかに上昇させて内側通路１３ｂを開とし、内側通路１３ｂから合流部１７に内外層用樹脂材料１１を供給する。その後、第１の弁１６を次第に上昇させていき、これにより、内側通路１３ｂから合流部１７に供給される内外層用樹脂材料１１の量が徐々に増加する。
【００５７】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより、図１０に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００５８】
第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について図１２を参照して説明する。
ここで、図１２は、本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。図１２に示す第２の実施の形態は、溶融樹脂材料成形装置１０が第２樹脂材料導入路１４を開閉する第２の弁１８を有している点が異なるものであり、他の構成や作用効果は上述した第１の実施の形態と略同一である。図１２において、図１乃至図１１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１２に示すように、溶融樹脂材料成形装置１０の中央部に、上下方向に移動することにより第２樹脂材料導入路１４を開閉する第２の弁１８が設けられている。これにより、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７側へ供給される中間層用樹脂材料１２の量を容易に調整することができる。すなわち第２押出機の作動と非作動とを切り替えるのみで第２樹脂材料導入路１４からの中間層用樹脂材料１２の量を制御する場合と比較して、より精度良く中間層用樹脂材料１２の量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明による多層プリフォーム用樹脂塊の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第１の実施の形態の作用を示す図。
【図４】圧縮成型用金型を示す断面図。
【図５】圧縮成型用金型における樹脂の流動を示す拡大図。
【図６】本発明による多層プリフォームの第１の実施の形態を示す断面図。
【図７】内外層用樹脂材料の外径φＡと中間層用樹脂材料の内径φＢとの関係を説明するための多層プリフォーム用樹脂塊の断面図。
【図８】本発明による第１の実施の形態の変形例１を示す断面図。
【図９】本発明による第１の実施の形態の変形例２を示す断面図。
【図１０】本発明による第１の実施の形態の変形例３を示す断面図。
【図１１】本発明による第１の実施の形態の変形例３を示す断面図。
【図１２】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 溶融樹脂材料成形装置
１１ 内外層用樹脂材料
１２ 中間層用樹脂材料
１３ 第１樹脂材料導入路
１３ａ 外側通路
１３ｂ 内側通路
１４ 第２樹脂材料導入路
１５ 排出口
１６ 第１の弁
１７ 合流部
１８ 第２の弁
２０ 多層プリフォーム用樹脂塊
２１ 圧縮成形用金型
２２ メス型
２３ オス型
２４ スライド型
３０ 多層プリフォーム
３１ 口部
３２ 胴部
３３ 内外層
３４ 中間層
３５ 底部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮成形された後に中間層用樹脂材料が均一に配置され、品質の良い多層プリフォーム用樹脂塊を成形することができる溶融樹脂材料成形装置、溶融樹脂材料成形方法、溶融樹脂材料成形装置により成形された多層プリフォーム用樹脂塊、およびその多層プリフォーム用樹脂塊を用いて成形された多層プリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブロー成形により成形された多層合成樹脂ボトル等の多層合成樹脂容器が知られている。例えば、多層合成樹脂容器の内部にガスバリア性等に優れた中間層を配置したものや、多層合成樹脂容器の内部にリサイクル樹脂層からなる中間層を配置したもの等が知られている。このような多層合成樹脂容器は、中間層を有していることにより、１層からなる合成樹脂容器では実現できない機能、例えば高いガスバリア性を有している。
【０００３】
またペットボトル等の合成樹脂容器は、まずプリフォームを成形した後、このプリフォームをブロー成形で膨張させることにより製造されるのが一般的である。このプリフォームを成形する方法の一つとして圧縮成形方法が知られている。すなわち、まず熱可塑性樹脂の材料を可塑化し、溶融状態として押出す。次に、このようにして押出された熱可塑性樹脂（溶融樹脂材料）がカッターにより一定の長さに切り離され、溶融樹脂塊（ビレット）が生成される。次にカッターで切り離された溶融樹脂塊は、圧縮成形用金型のメス型内に投下される。その後、メス型内の溶融樹脂塊は、圧縮成形金型のオス型により圧縮されて賦形され、更に冷却されてプリフォームとなる。
【０００４】
上述した多層合成樹脂容器も、同様に圧縮成形により成形された多層プリフォームをブロー成形することにより製造することができる（例えば特許文献１参照）。すなわち内外層用樹脂材料と中間層樹脂材料とを有する多層プリフォーム用樹脂塊（多層溶融樹脂塊）をメス型内に投入し、これをオス型により圧縮して多層プリフォームを成形することができる。
【０００５】
ところで、メス型内の溶融樹脂塊をオス型により圧縮する際、オス型付近に存在する溶融樹脂材料は、オス型の移動する方向（下向き）に引きずられる。これに対してメス型付近の溶融樹脂材料は、オス型に圧縮されることによりオス型とは逆向き（上向き）に流れる。すなわち、圧縮成形される際、オス型付近に存在する溶融樹脂材料とメス型付近に存在する溶融樹脂材料は、互いに逆方向に流れようとする性質がある。
【０００６】
このため、上述した特許文献１に記載されているような多層プリフォーム用樹脂塊を用いた場合、圧縮成形後、中間層樹脂材料が多層プリフォームの口部まで到達しないおそれがある。またこのような多層プリフォーム用樹脂塊を用いた場合、多層プリフォームの中間層の厚みが不均一であったり、中間層が多層プリフォームの内径側に極端に偏る、等の問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１２５５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、圧縮成形された後に中間層用樹脂材料が均一に配置され、品質の良い多層プリフォームを製造することができる溶融樹脂材料成形装置、溶融樹脂材料成形方法、多層プリフォーム用樹脂塊、および多層プリフォーム用樹脂塊を用いて成形された多層プリフォームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形装置であって、内外層用樹脂材料を供給する第１樹脂材料導入路と、中間層用樹脂材料を供給する第２樹脂材料導入路と、第１樹脂材料導入路と第２樹脂材料導入路とに連通する排出口と、を備え、第１樹脂材料導入路は、第２樹脂材料導入路の外側に配置された外側通路と、第２樹脂材料導入路の内側に配置された内側通路とからなっていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【０００９】
本発明は、第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【００１０】
本発明は、第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置である。
【００１１】
本発明は、溶融樹脂材料成形装置を用いて内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形方法であって、第１の弁を閉とした状態で第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を供給するとともに、第２樹脂材料導入路から中間層用樹脂材料を供給する工程と、第１の弁を開として、第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を中間層用樹脂材料上方へ供給する工程と、第２樹脂材料導入路からの中間層用樹脂材料の供給を停止する工程と、排出口下方へ押出された内外層用樹脂材料を切断することにより、内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を生成する工程と、を備えたことを特徴とする溶融樹脂材料成形方法である。
【００１２】
本発明は、内外層用樹脂材料と、内外層用樹脂材料内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料と、を含み、中間層用樹脂材料は、内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されていることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１３】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊の任意箇所における内外層用樹脂材料の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立することを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１４】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊である。
【００１５】
本発明は、多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して構成された多層プリフォームである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧縮成形された後、多層プリフォームの中間層の厚みが均一となり、中間層が多層プリフォームの内径側に偏ることがないので、品質の良い多層プリフォームを製造することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、圧縮成形された後、多層プリフォームの底部から胴部上端まで中間層が途切れることなく均一に配置された多層プリフォームを得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、溶融樹脂材料成形装置により、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料が内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されている多層プリフォーム用樹脂塊を容易に製造することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明によれば、溶融樹脂材料成形装置の第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられているので、内側通路から供給される内外層用樹脂材料の量を容易に調整することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明によれば、第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられているので、第２樹脂材料導入路から供給される中間層用樹脂材料の量を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の実施の形態
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
ここで、図１は、本発明の第１の実施の形態を示す断面図であり、図２は、多層プリフォーム用樹脂塊を示す断面図である。また図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態の作用を示す図であり、図４は、圧縮成型用金型を示す断面図である。また図５は、圧縮成型用金型における樹脂の流動を示す拡大図であり、図６は、多層プリフォームを示す断面図である。また図７は、内外層用樹脂材料の外径φＡと中間層用樹脂材料の内径φＢとの関係を説明するための多層プリフォーム用樹脂塊の断面図であり、図８は、本発明の第１の実施の形態の変形例１を示す断面図である。また図９は、本発明の第１の実施の形態の変形例２を示す断面図であり、図１０および図１１は、本発明の第１の実施の形態の変形例３を示す断面図である。
【００２２】
まず、図１により、本実施の形態による溶融樹脂材料成形装置の概略について説明する。
図１に示すように、溶融樹脂材料成形装置（多層ダイ）１０は、多層プリフォーム用樹脂塊２０（図２参照）を成形するものである。すなわち溶融樹脂材料成形装置１０は、溶融した内外層用樹脂材料１１を供給する第１樹脂材料導入路１３と、溶融した中間層用樹脂材料１２を供給する第２樹脂材料導入路１４と、第１樹脂材料導入路１３と第２樹脂材料導入路１４とに連通する排出口１５とを備えている。このうち第１樹脂材料導入路１３は、第２樹脂材料導入路１４の外側に配置された外側通路１３ａと、第２樹脂材料導入路１４の内側に配置された内側通路１３ｂとからなっている。すなわち第１樹脂材料導入路１３は分岐点１３ｃで分岐し、ここで第１押出機（後述）からの内外層用樹脂材料１１が外側通路１３ａと内側通路１３ｂとに分岐して送られるようになっている。
【００２３】
また、排出口１５の上方に合流部１７が設けられており、この合流部１７において、外側通路１３ａからの内外層用樹脂材料１１と、内側通路１３ｂからの内外層用樹脂材料１１と、第２樹脂材料導入路１４からの中間層用樹脂材料１２とが互いに合流するようになっている。
【００２４】
さらに、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂ内に、上下方向に移動することによりこの内側通路１３ｂを開閉する第１の弁１６が設けられている。この第１の弁１６が上下方向に移動することにより、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂから合流部１７へ供給される内外層用樹脂材料１１の量を調整することができる。
【００２５】
溶融樹脂材料成形装置１０には、図示しない第１押出機および図示しない第２押出機が接続されている。このうち第１押出機は、内外層用樹脂材料１１を溶融するとともに、内外層用樹脂材料１１を第１樹脂材料導入路１３に供給する。また第２押出機は、中間層用樹脂材料１２を溶融するとともに、中間層用樹脂材料１２を第２樹脂材料導入路１４に供給する。
【００２６】
ところで、内外層用樹脂材料１１としては、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また中間層用樹脂材料１２としては、ＭＸナイロンやエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂等、ガスバリア性の高い熱可塑性樹脂を用いることができる。あるいは、中間層用樹脂材料１２として、内外層用樹脂材料１１と同種類のリサイクル材等を用いることもできる。
【００２７】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて述べる。
まず、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、内外層用樹脂材料１１用の第１押出機および中間層用樹脂材料１２用の第２押出機を作動させる。これにより、第１樹脂材料導入路１３の外側通路１３ａから合流部１７に内外層用樹脂材料１１が供給され、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に中間層用樹脂材料１２が供給される（図３（ａ））。
【００２８】
次に、第１の弁１６を上昇させて内側通路１３ｂを開とし、これにより内側通路１３ｂから合流部１７に内外層用樹脂材料１１が供給される（図３（ｂ））。
【００２９】
次に、第２押出機を停止することにより、中間層用樹脂材料１２の合流部１７への供給を停止する（図３（ｃ））。この際、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから合流部１７へ引き続き供給される。このようにして内外層用樹脂材料１１内に中間層用樹脂材料１２がＵ字形状に配置される（図３（ｃ）の符号１２ａ）。
【００３０】
その後、排出口１５から下方に押出された内外層用樹脂材料１１および中間層用樹脂材料１２からなる樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００３１】
次に、図２を用いて、このようにして得られた多層プリフォーム用樹脂塊について説明する。
図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。
【００３２】
また、図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の任意箇所（とりわけ図２において符号Ｍで示す部分を除く任意箇所）における内外層用樹脂材料１１の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料１２の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立する。このような関係は、第１の弁１６を操作することにより、外側通路１３ａ内の内外層用樹脂材料１１の量と内側通路１３ｂ内の内外層用樹脂材料１１の量との比率をコントロールすることにより実現することができる。なお、上述した符号Ｍで示される箇所とは、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち、後述する圧縮成形用金型２１のメス型２２底部のＲ部分（図４の符号Ｍ）に対応する箇所である。
【００３３】
ところで図２に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊２０の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となるのが望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．７となるのがより望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．２となるのが更に望ましい。
【００３４】
次に、図４を用いて、多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して多層プリフォームを生成する圧縮成形用金型について説明する。
すなわち図４に示すように、圧縮成形用金型２１は、メス型２２と、メス型２２に対応して設けられ、メス型２２との間で多層プリフォーム用樹脂塊２０を圧縮成形するオス型２３とを有している。また、メス型２２上に、後述する多層プリフォーム３０の口部３１を成形する摺動可能な２つのスライド型２４、２４がオス型２３を囲むように設けられている。
【００３５】
次に、図６を用いて、圧縮成形用金型により多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して得られた多層プリフォームについて説明する。
すなわち図６に示すように、多層プリフォーム３０は、口部３１と、口部３１に連なる胴部３２と、胴部３２に連なる底部３５とを有している。このうち胴部３２は、内外層用樹脂材料１１からなる内外層３３と、内外層３３内に配置され、中間層用樹脂材料１２からなる中間層３４とを含んでいる。
【００３６】
次に、圧縮成形用金型を用いて多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形し、多層プリフォームを得る方法について述べる。
まず、図４に示すように、溶融樹脂材料成形装置１０により成形された多層プリフォーム用樹脂塊２０を、図示しない樹脂塊搬送装置を介して圧縮成形用金型２１のメス型２２内に投入する。
【００３７】
次に、圧縮成形用金型２１を閉とする。すなわち左右のスライド型２４、２４をいずれも中央側に寄せてオス型２３とともに下降させる。これにより、多層プリフォーム用樹脂塊２０はオス型２３により圧縮され、メス型２２、オス型２３、およびスライド型２４により賦形される。その後、このようにして賦形された多層プリフォーム用樹脂塊２０は、冷却されて多層プリフォーム３０として成形される。
【００３８】
図５は、このようにして多層プリフォーム用樹脂塊２０がメス型２２とオス型２３とに挟まれ、これにより多層プリフォーム用樹脂塊２０の樹脂が流動する様子を示した図である。すなわちオス型２３付近の樹脂は、オス型２３が下降するのに引きずられて下方に向かって流れる。これに対し、メス型２２付近の樹脂は、オス型２３により押された樹脂が下から上昇してくるのに伴って上方に向かって流れる。すなわち、樹脂の流動方向が安定している（上向きの流れのみの）領域と、流動方向が逆転する境目とが存在する（図５参照）。
【００３９】
ここで上述したように、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち符号Ｍで示す領域以外の箇所においてφＢ≧（φＡ／√２）という関係が成立している。すなわち図７に示すように、多層プリフォーム用樹脂塊２０全体の体積をＶとすると、符号２５で示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中心部分（直径φＡ／√２）の体積は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の体積（Ｖ）の半分の体積（Ｖ／２）となる。ここで、多層プリフォーム用樹脂塊２０のうち中心部分２５を除いた部分２６内に中間層用樹脂材料１２が配置されていれば（すなわちφＡ＞φＢ≧（φＡ／√２）の関係にあれば）、圧縮成形の際、中間層用樹脂材料１２が樹脂の流動方向が安定している領域内を流れることが分かっている。このようにして、多層プリフォーム用樹脂塊２０を圧縮成形した後、多層プリフォーム３０の底部３５から少なくとも胴部３２上端まで中間層３４の厚みを一定にすることができ、また中間層３４を均一に途切れることなく配置することができる。
【００４０】
また上述したように、多層プリフォーム用樹脂塊２０の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊２０の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となるのが望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．７となるのがより望ましく、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦２．２となるのが更に望ましい。これに対して、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘの値が大きすぎると、上述した樹脂の流動方向が逆転する境目における剪断速度が大きくなり、樹脂の流動方向が安定している領域が狭くなる。したがって、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘはある程度小さくすることが望ましい。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、圧縮成形された後、多層プリフォーム３０の中間層３４の厚みが均一となり、中間層３４が多層プリフォーム３０の内径側に偏ることがないので、品質の良い多層プリフォーム３０を製造することができる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、圧縮成形された後、多層プリフォーム３０の底部３５から胴部３２上端まで中間層が途切れることなく均一に配置された多層プリフォーム３０を得ることができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、溶融樹脂材料成形装置１０により、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２が内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている多層プリフォーム用樹脂塊２０を容易に製造することができる。
【００４４】
さらにまた、本実施の形態によれば、溶融樹脂材料成形装置１０の第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを開閉する第１の弁１６が設けられているので、内側通路１３ｂから供給される内外層用樹脂材料１１の量を容易に調整することができる。
【００４５】
変形例１
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊の変形例１を図８により説明する。
図８に示す変形例１は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量が、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より多くなっているものであり、他は図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊と同一である。すなわち、多層プリフォーム３０をブロー成形して得られる容器のどの部分にどの程度の厚みを有する中間層を配置するかは、その容器に求める性能やコスト等により異なっている。このような要求に応じて、図８または図９（後述）に示すような多層プリフォーム用樹脂塊２０を適宜作製することもできる。
【００４６】
すなわち図８において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。この中間層用樹脂材料１２の量は、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より多くなっている。
【００４７】
次に、図８に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、第１押出機および第２押出機を作動させる。この際、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に、中間層用樹脂材料１２をやや多めに供給する。次に、第１の弁１６を上昇させて内側通路１３ｂを開とし、内側通路１３ｂから合流部１７に、内外層用樹脂材料１１をやや少なめに供給する。
【００４８】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を図示しないカッターにより切断し、これにより、図８に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００４９】
変形例２
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊の変形例２を図９により説明する。
図９に示す変形例２は、多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量が、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より少なくなっているものであり、他は図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊と同一である。すなわち中間層用樹脂材料１２は内外層用樹脂材料１１より高価な場合もあるため、中間層用樹脂材料１２の使用量を少なくするように、底部の中間層を省略するものである。
【００５０】
すなわち図９において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、断面略角丸矩形形状からなる内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置された中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。この中間層用樹脂材料１２の量は、図２に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０の中間層用樹脂材料１２の量より少なくなっている。
【００５１】
次に、図９に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を上昇させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを開とした状態で、第１押出機を作動させる。この際内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから合流部１７へ供給される。次に押出機２を作動させ、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７に、中間層用樹脂材料１２を供給する。
【００５２】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより、図９に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００５３】
変形例３
次に、本実施の形態における多層プリフォーム用樹脂塊および多層プリフォームの変形例３を図１０および図１１により説明する。
図１０および図１１に示す変形例３は、多層プリフォーム３０が広口かつ短長となっているものであり、多層プリフォーム用樹脂塊２０もこれに対応する形状となっている。他は図２および図４に示す多層プリフォーム用樹脂塊ならびに図６に示す多層プリフォームと同一である。
【００５４】
すなわち図１０において、多層プリフォーム用樹脂塊２０は、多層プリフォーム３０を成形する圧縮成形用金型２１のメス型２２の形状に合わせて、下部の直径より上部の直径が大きくなっている。すなわち多層プリフォーム用樹脂塊２０は、下部の直径より上部の直径が大きい内外層用樹脂材料１１と、内外層用樹脂材料１１内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料１２とを含んでいる。このうち中間層用樹脂材料１２は、内外層用樹脂材料１１の外面１１ａ近傍に配置されている。
【００５５】
この多層プリフォーム用樹脂塊２０（図１０参照）を圧縮成形用金型２１により圧縮成形することにより、図１１に示す多層プリフォーム３０が得られる。
すなわち図１１に示すように、多層プリフォーム３０は、口部３１と、口部３１に連なる胴部３２と、胴部３２に連なる底部３５とを有している。このうち胴部３２は、内外層用樹脂材料１１からなる内外層３３と、内外層３３内に配置され、中間層用樹脂材料１２からなる中間層３４とを含んでいる。また口部３１は、図６に示す多層プリフォームの口部より広口となっており、胴部３２の直径は、口部３１側（上側）から底部３５側（下側）に向けて徐々に小さくなっている。
【００５６】
次に、図１０に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を作製する方法について述べる。
図１に示す溶融樹脂材料成形装置１０において、第１の弁１６を降下させ、第１樹脂材料導入路１３の内側通路１３ｂを閉とした状態で、第１押出機および第２押出機を作動させる。次に、第１の弁１６をわずかに上昇させて内側通路１３ｂを開とし、内側通路１３ｂから合流部１７に内外層用樹脂材料１１を供給する。その後、第１の弁１６を次第に上昇させていき、これにより、内側通路１３ｂから合流部１７に供給される内外層用樹脂材料１１の量が徐々に増加する。
【００５７】
その後、第２押出機を停止させる一方、内外層用樹脂材料１１は、外側通路１３ａおよび内側通路１３ｂから引き続き供給する。その後、排出口１５から下方に押出された樹脂塊を、図示しないカッターにより切断し、これにより、図１０に示す多層プリフォーム用樹脂塊２０を得ることができる。
【００５８】
第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について図１２を参照して説明する。
ここで、図１２は、本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。図１２に示す第２の実施の形態は、溶融樹脂材料成形装置１０が第２樹脂材料導入路１４を開閉する第２の弁１８を有している点が異なるものであり、他の構成や作用効果は上述した第１の実施の形態と略同一である。図１２において、図１乃至図１１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１２に示すように、溶融樹脂材料成形装置１０の中央部に、上下方向に移動することにより第２樹脂材料導入路１４を開閉する第２の弁１８が設けられている。これにより、第２樹脂材料導入路１４から合流部１７側へ供給される中間層用樹脂材料１２の量を容易に調整することができる。すなわち第２押出機の作動と非作動とを切り替えるのみで第２樹脂材料導入路１４からの中間層用樹脂材料１２の量を制御する場合と比較して、より精度良く中間層用樹脂材料１２の量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明による多層プリフォーム用樹脂塊の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第１の実施の形態の作用を示す図。
【図４】圧縮成型用金型を示す断面図。
【図５】圧縮成型用金型における樹脂の流動を示す拡大図。
【図６】本発明による多層プリフォームの第１の実施の形態を示す断面図。
【図７】内外層用樹脂材料の外径φＡと中間層用樹脂材料の内径φＢとの関係を説明するための多層プリフォーム用樹脂塊の断面図。
【図８】本発明による第１の実施の形態の変形例１を示す断面図。
【図９】本発明による第１の実施の形態の変形例２を示す断面図。
【図１０】本発明による第１の実施の形態の変形例３を示す断面図。
【図１１】本発明による第１の実施の形態の変形例３を示す断面図。
【図１２】本発明による溶融樹脂材料成形装置の第２の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 溶融樹脂材料成形装置
１１ 内外層用樹脂材料
１２ 中間層用樹脂材料
１３ 第１樹脂材料導入路
１３ａ 外側通路
１３ｂ 内側通路
１４ 第２樹脂材料導入路
１５ 排出口
１６ 第１の弁
１７ 合流部
１８ 第２の弁
２０ 多層プリフォーム用樹脂塊
２１ 圧縮成形用金型
２２ メス型
２３ オス型
２４ スライド型
３０ 多層プリフォーム
３１ 口部
３２ 胴部
３３ 内外層
３４ 中間層
３５ 底部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形装置であって、
内外層用樹脂材料を供給する第１樹脂材料導入路と、
中間層用樹脂材料を供給する第２樹脂材料導入路と、
第１樹脂材料導入路と第２樹脂材料導入路とに連通する排出口と、を備え、
第１樹脂材料導入路は、第２樹脂材料導入路の外側に配置された外側通路と、第２樹脂材料導入路の内側に配置された内側通路とからなっていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置。
【請求項２】
第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融樹脂材料成形装置。
【請求項３】
第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融樹脂材料成形装置。
【請求項４】
請求項２に記載の溶融樹脂材料成形装置を用いて内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形方法であって、
第１の弁を閉とした状態で第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を供給するとともに、第２樹脂材料導入路から中間層用樹脂材料を供給する工程と、
第１の弁を開として、第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を中間層用樹脂材料上方へ供給する工程と、
第２樹脂材料導入路からの中間層用樹脂材料の供給を停止する工程と、
排出口下方へ押出された内外層用樹脂材料を切断することにより、内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を生成する工程と、を備えたことを特徴とする溶融樹脂材料成形方法。
【請求項５】
内外層用樹脂材料と、
内外層用樹脂材料内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料と、を含み、
中間層用樹脂材料は、内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されていることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項６】
多層プリフォーム用樹脂塊の任意箇所における内外層用樹脂材料の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立することを特徴とする請求項５に記載の多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項７】
多層プリフォーム用樹脂塊の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となることを特徴とする請求項５または６に記載の多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して構成された多層プリフォーム。
【請求項１】
多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形装置であって、
内外層用樹脂材料を供給する第１樹脂材料導入路と、
中間層用樹脂材料を供給する第２樹脂材料導入路と、
第１樹脂材料導入路と第２樹脂材料導入路とに連通する排出口と、を備え、
第１樹脂材料導入路は、第２樹脂材料導入路の外側に配置された外側通路と、第２樹脂材料導入路の内側に配置された内側通路とからなっていることを特徴とする溶融樹脂材料成形装置。
【請求項２】
第１樹脂材料導入路の内側通路を開閉する第１の弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融樹脂材料成形装置。
【請求項３】
第２樹脂材料導入路を開閉する第２の弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融樹脂材料成形装置。
【請求項４】
請求項２に記載の溶融樹脂材料成形装置を用いて内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を成形する溶融樹脂材料成形方法であって、
第１の弁を閉とした状態で第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を供給するとともに、第２樹脂材料導入路から中間層用樹脂材料を供給する工程と、
第１の弁を開として、第１樹脂材料導入路の外側通路から内外層用樹脂材料を中間層用樹脂材料上方へ供給する工程と、
第２樹脂材料導入路からの中間層用樹脂材料の供給を停止する工程と、
排出口下方へ押出された内外層用樹脂材料を切断することにより、内外層用樹脂材料と中間層用樹脂材料とからなる多層プリフォーム用樹脂塊を生成する工程と、を備えたことを特徴とする溶融樹脂材料成形方法。
【請求項５】
内外層用樹脂材料と、
内外層用樹脂材料内に配置され、断面Ｕ字形状からなる中間層用樹脂材料と、を含み、
中間層用樹脂材料は、内外層用樹脂材料の外面近傍に配置されていることを特徴とする多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項６】
多層プリフォーム用樹脂塊の任意箇所における内外層用樹脂材料の外径をφＡとし、この箇所における中間層用樹脂材料の内径をφＢとした場合、φＢ≧（φＡ／√２）の関係が成立することを特徴とする請求項５に記載の多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項７】
多層プリフォーム用樹脂塊の最大外径をφＤｍａｘとし、多層プリフォーム用樹脂塊の全長をＬｍａｘとした場合、Ｌｍａｘ／φＤｍａｘ≦３．０となることを特徴とする請求項５または６に記載の多層プリフォーム用樹脂塊。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の多層プリフォーム用樹脂塊を圧縮成形して構成された多層プリフォーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１６２２４４（Ｐ２００８−１６２２４４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４１３（Ｐ２００７−４１３）
【出願日】平成１９年１月５日（２００７．１．５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月５日（２００７．１．５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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