JPS63260417A - 多層パリソンの押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の樹脂層が層状に積層された多層パリソ
ンを押出成形する押出成形方法に関し、特に、そのパリ
ソンの主材樹脂中の副材樹脂の押出状態を制御する方法
の改良に関する。

（従来の技術） 一般に、樹脂製の中空容器は、成形型に挿入されたパリ
ンン内に加圧気体を吹き込んで成形するブロー成形によ
り形成することが行われているが、このブロー成形にお
いては、単一の樹脂では足りない特性を補うために複数
の樹脂層を積層してなる多層パリソンが用いられること
がある。例えば、高密度ポリエチレン樹脂からなる車両
用の燃料タンク等の場合、そのタンク内のガソリン（燃
料）が外部にしみ出て（るというガソリン透過の問題が
あるため、高密度ポリエチレン樹脂層にガソリンが透過
しないナイロン樹脂層を接着材層により接着してなる多
層パリソンでタンクをブロー成形することにより、タン
ク壁部が内側から順に高密度ポリエチレン樹脂層、接着
材層、ナイロン樹脂層、接着材層および高密度ポリエチ
レン樹脂層の３種５層により構成されるようにしている
。

ところで、上記の如き多層パリソンを押出成形するため
の押出成形装置の一例として、例えば特公昭５８−２３
２１２丹公報に開示されるように、多層パリソンにおけ
る主材樹脂の押出開始時点からの経過時間をタイマによ
り計時して、主材樹脂層内の各樹脂層の押出開始時期を
該タイマの計時時間に応じてずらせるとともに、時定数
発生型の制御装置により各樹脂押出用の押出シリンダの
立上り特性を制御するようにしたものが提案されている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この提案例の場合、各樹脂の押出開始時期をタ
イマにより正確に設定しているものの、反面、主材樹脂
中に層状に配入される副材樹脂の実際の押出位置につい
ては正確に検出することができない。このため、何等か
の要因により副材樹脂の押出位置が設定位置よりも変化
してもそのことを適確に判定できず、その結果、副材樹
脂の押出状態を正確に制御することは困難であった。

（発明の目的） 本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上記の如く、主材樹脂層と副材樹脂
層が積層された多層パリソンを押出成形する押出成形方
法において、押し出されたパリソン中の副材樹脂の実際
の押出位置をパリソン外部から正確に検出できるように
して、副材樹脂の押出制御を正確に行い得るようにする
ことにおる。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成のため、本発明の解決手段は、予め副材
樹脂中にパリソン外部から検出可能な検出媒体を一体的
に混入することとし、その検出媒体を介して間接的に副
材樹脂の押出位置を検出するものである。

すなわち、本発明の構成は、アキュムレータヘッドのダ
イスリットから主材樹脂および該主材樹脂内に配入され
る副材樹脂を層状に積層してなる多層パリソンを押出成
形する押出成形方法として、上記副材樹脂中にパリソン
外部から検出可能な検出媒体を混入した状態で多層パリ
ソンを押し出し、その押し出される多層パリソン内の副
材樹脂の押出位置をその内部の検出媒体により検出し、
この検出結果に基づいて副材樹脂の押出状態を制御する
ことを特徴とする。

上記検出媒体としては、磁気センサ等により検出可能な
鉄粉、あるいは超音波ヘッドで検出可能なガラスファイ
バ等があげられる。

（作用） 上記の構成により、本発明では、アキュムレータヘッド
のダイスリットから主材樹脂および副材樹脂からなる多
層パリソンが圧送されて押し出されたとき、上記副材樹
脂中にはパリソン外部から検出可能な検出媒体が混入さ
れているので、その検出媒体の検出によって主材樹脂中
の副材樹脂の実際の押出位置が間接的に精度よく検出さ
れる。

このため、この検出結果に基づいて副材樹脂の押出状態
を制御することにより、その副材樹脂の押出状態を正確
に制。御できることとなる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

、初めに、本発明方法の実施例において使用する多層パ
リソンの押出成形装置の具体的な構成を図面により説明
する。すなわち、第１図において、１はパリソン押出成
形装置Ａのアキュムレータヘッドであって、該アキュム
レータヘッド１は、その下半部にシリンダ２とリングピ
ストン３とを備え、中心部には、上記リングピストン３
を貫通する中子４が設けられている。シリンダ２の内部
には樹脂貯留室５（樹脂溜）が形成され、該樹脂貯留室
５は環状の連通路７を介して主材樹脂押出機６に連通さ
れている。

また、上記シリンダ２の下端部には環状のダイ８が同心
状に固着されている一方、上記中子４の下端部には環状
のコアサポート９が固着され、該コアサポート９の中心
部には、上記ダイ８と同心のコア１０が上下方向に摺動
可能に嵌合されている。上記ダイ８の下端部内周面およ
びコア１０の下端部外周面はそれぞれ円錐面状に形成さ
れていて、その間に環状のダイスリット１１が設けられ
ており、このダイスリット１１は、シリンダ２およびダ
イ８と中子４およびコアサポート９との間の環状の樹脂
通路１２を通して上記樹脂貯留室５に連通している。

上記コア１０はロッド１３を介して連結された油圧シリ
ンダ（図示せず）により上下動して、そのダイ８との間
に形成されるダイスリット１１の間隔、すなわち該ダイ
スリット１１から押し出されるパリソンＰの半径方向の
厚さが調整される。

また、上記リングピストン３は、ロッド１４を介して主
祠樹脂押出用の油圧シリンダ１５に駆動連結されている
。そして、この油圧シリンダ１５およびリングピストン
３により、樹脂貯留室５内の主材樹脂を樹脂通路１２な
いしダイスリット１１側に圧送づるアキュムレータ１６
が構成されている。

さらに、上記樹脂通路１２内には、第２図に詳示するよ
うに、断面が路長六角形状のリング部材１７が樹脂通路
１２と同心状に配設され、該リング部材１７は、シリン
ダに対し４個の支柱１８゜１８、・・・によってシリン
ダ２内周面から所定の間隔をあけた状態で、かつ中子４
に対しては上記支柱１８，１８．・・・とは異なる位置
の４個の支柱１９．１９．・・・によって中子４外周面
から所定の間隔をあけた状態でそれぞれ一体的に固定支
持され、このリング部材１７によって樹脂通路１２が内
側環状通路１２ａと外側環状通路１２ｂとに分割されて
いる。上記リング部材１７の内部には、第３図に拡大詳
示するようにぞの略中心に位置する環状のバリヤ材樹脂
通路２０と、該バリヤ材樹脂通路２０の半径方向両側に
位置する２本の環状の接着材樹脂通路２１．２１とが形
成され、これら樹脂通路２０．２１．２１は、それぞれ
環状のスリット２２，２３．２３を介してリング部材１
７の下面に開口する３本の同心状の環状ノズル２４゜２
５．２５に連通されている。

そして、上記バリヤ材樹脂通路２０は、リング部材１７
とシリンダ２との間の１つの支柱１８に形成した通路２
６を通してアキュムレータヘッド１外部のバリヤ材樹脂
押出機２７に連通され、上記通路２６の途中にはピスト
ン２８ａを備えたバリヤ祠樹脂射出のためのアキュムレ
ータ２８が配設され、このピストン２８ａはバリヤ材樹
脂射出用の油圧シリンダ２９に駆動連結されている。

また、上記接着材樹脂通路２１．２１は、リング部材１
７とシリンダ２との間の他の支柱１８内の通路３０を通
してアキュムレータヘッド１外部の接着材樹脂押出機３
１に連通され、この押出機３１の先端部に接着材樹脂射
出のためのアキュムレータ３２が設けられ、このアキュ
ムレータ３２のビス１〜ン３２ａは接着材樹脂射出用の
油圧シリンダ３３に駆動連結されている。

上記油圧シリンダ１５，２５．２９はいずれも同じ構成
で、そのプランジャ’１５ａ、２５ａ、２９ａによって
区画形成される抑圧側の油圧室１５ｂ、２５ｂ、２９ｂ
はそれぞれ油圧通路３４〜３６を介して油圧ポンプ等の
油圧供給装置３７に接続されている。また、上記各油圧
通路３４〜３６には油圧を制御する第１〜第３の電磁比
例式圧力サーボ弁３８〜４０が配設され、この第１の圧
力サーボ弁３８は主材樹脂パリソン制御回路４１により
、また第２および第３の圧力サーボ弁３９゜４０は多層
リングパリソン制御回路４２によりそれぞれ作動制御さ
れる。

上記主材樹脂パリソン制御回路４１には上記主材樹脂押
出用油圧シリンダ１５のプランジャ１５ａの移動位置（
変位）を検出するプランジャ位置センサ４３の出力信号
が入力されている。一方、上記多層リングパリソン制御
回路４２には、上記主材樹脂パリソン制御回路４１によ
る制御により樹脂貯留室５内の主材樹脂を含むパリソン
Ｐがダイスリット１１から押し出されたことを示すパリ
ソン押出信号と、上記ダイスリット１１から押し出され
るパリソンＰを撮像してその画像処理によりパリソンＰ
の先端位置を検出するＣＣＤカメラ４４（電荷結合素子
カメラ）からの出力信号と、磁気センサからなる中間層
センサ４５からの出力信号とが入力されている。上記Ｃ
ＯＤカメラ４４は、例えばアキュムレータヘッド１下方
のブロー成形装置（図示せず）にあける１対の対向する
成形型用支持板の一方の対向側面に取り付けられる。

また、中間層センサ４５は、第３図に示すように、アキ
ュムレータヘッド１のシリンダ２下端部に先端部をリン
グ部材１７の環状ノズル２４下方の樹脂通路１２に臨ま
せた状態で取り付けられていて、環状ノズル２４から樹
脂通路１２内に射出されるバリヤ材樹脂内の鉄粉の有無
等を検出するものである。

次に、以上の構成を有する押出成形装置Ａを使用する本
発明方法の実施例について説明する。

（１）先ず、アキュムレータヘッド１のリングピストン
３およびアキュムレータヘッド１外部のアキュムレータ
２８．３２の各ピストン２８ａ、３２ａがいずれもフリ
ーの状態とされている通常の状態において、主材樹脂押
出ｔａ６、バリヤ材および接着材樹脂の各押出機２７．
３１を作動させて、主材樹脂、副材樹脂たるバリヤ材お
よび接着材樹脂を連続的に押し出すことにより、上記ア
キュムレータヘッド１の樹脂貯留室５内に主材樹脂を、
バリヤ材樹脂をアキュムレータ２８内に、接着材樹脂を
アキュムレータ３２内にそれぞれ貯蔵する。

これら樹脂の貯蔵に伴い、リングピストン３および該リ
ングピストン３と一体の主材樹脂押出用油圧シリンダ１
５のプランジャ１５ａが押し上げられる。また、アキュ
ムレータ２８．３２のビス１〜ン２８ａ、３２ａならび
にそれと一体のバリヤ材樹脂射出用および接着材樹脂射
出用の油圧シリンダ２９．３３のプランジャ２９ａ、３
３ａも押し上げられる。

その際、上記バリヤ材樹脂中に、予め、パリソンＰ（主
材樹脂）の外部から磁気センサよりなる中間層センサ４
５により混入（存在）の有無や混入量等を検出可能な検
出媒体としての鉄粉を混入させておく。

（２）そして、上記各樹脂の貯蔵量が所定用に達して、
上記主材樹脂押出用の油圧シリンダ１５のプランジャ１
５ａが上昇端位置に移動すると、そのことを検出したプ
ランジャ位置センナ４３から主材パリソン制御回路４１
への信号の出力により該制御回路４１を作動させて第１
の圧力サーボ弁３８を作動制御し、上記主材樹脂押出用
油圧シリンダ１５を押出作動させてアキュムレータヘッ
ド１のリングビス１〜ン３を押し下げ、このリングピス
トン３の下降移動により上記樹脂貯溜室５内の主材樹脂
を環状の樹脂通路１２を通してダイスリット１１からア
キュムレータヘッド１下方のブロー成形装置に向けて押
し出す。

（３）また、このような主材パリソン制御回路４１の作
動による主材樹脂押出用油圧シリンダ１５の作動開始と
同時に、多層リングパリソン制御回路４２を作動させて
第２および第３の圧力サーボ弁３９．４０を作動制御し
、上記バリヤ材樹脂射出用および接着材樹脂射出用の油
圧シリンダ２９゜３３を作動させる。これらの油圧シリ
ンダ２９゜３３の作動により、バリヤ材樹脂および接着
材樹脂の射出のためのアキュムレータ２８．３２のピス
トン２８８．３２ａを上記リングピストン３の下降移動
と略同時に押し下げ、このことにより、各アキュムレー
タ”２８．３２内のバリヤ材および接着材樹脂をそれぞ
れ通路２６．３０および通路２０．２１を介して各ノズ
ル２４．２５．２５から環状の樹脂通路１２内に射出し
て、上記樹脂貯留室５から環状の樹脂通路１２に向けて
圧送される主材樹脂中に混入する。上記樹脂通路１２は
、リング部材１７によって内側の環状通路１２ａと外側
の環状通路１２ｂとに分割されているので、この樹脂通
路１２を通る主材樹脂は、リング部材１２により内層と
外層とに分割され、この主材樹脂の内層と外層との間に
、リング部材１７下面のノズル２４，２５．２５からバ
リヤ材樹脂および接着材樹脂が射出される。このノズル
２４．２５゜２５から射出される樹脂は、中心がバリヤ
材樹脂層で、その内外両側が接着材樹脂層の筒状体とな
り、リング部材１７を通過して合流しようとする主材樹
脂の内層および外層は、この筒状体のバリヤ材樹脂層に
対しその内外両面から接着材樹脂層を介して接着される
。このことにより樹脂通路１２において積層状とされた
溶融樹脂は、幅の狭いダイスリット１１を通してアキュ
ムレータヘッド１下方のブロー成形装置内に押し出され
て、各樹脂層間が緊密に接着されるとともに、所定の肉
厚の筒状体に成形される。よって中心のバリヤ材樹脂層
を接着材樹脂層を介して主材樹脂の内外層により挾んで
積層された３種５層構造の多層パリソンＰが１ｑられる
。

その場合、上記ダイスリット１１からブロー成形装置内
に押し出された主材樹脂を含むパリソンＰの押出先端位
置を上記ＣＣＤカメラ４４によって検出するとともに、
上記環状ノズル２４から樹脂通路１２内の主材樹脂に射
出されるバリヤ材樹脂中の鉄粉（検出媒体）のパリソン
Ｐに対する押出位置および混入量を上記中間層センサ４
５（磁気センサ）により検出し、このＣＣＤカメラ４４
および中間層センサ４５により検出された検出データ、
すなわちパリソンＰの先端位置およびバリヤ材樹脂中の
鉄粉の位置、混入量に基づいて、該バリヤ材樹脂および
上記接着材樹脂つまり副材樹脂の押出状態を制御する。

この副材樹脂の押出制御の方法を詳細に説明するに、上
記多層リングパリソン制御回路４２は、第４図に示すよ
うに、上記ダイスリット１１から押し出されたパリソン
長（パリソンＰの押出長さ）を上記ＣＣＤカメラ４４の
出力信号を基に演算するパリソン長演算回路４６と、上
記アキュムレータヘッド１の樹脂貯留室５からダイスリ
ット１１に至る空間内の容積に基づいて該空間内に残留
している樹脂量に相当するパリソン長を記憶するヘッド
内残留樹脂補正器４７と、予めバリヤ材樹脂の射出量を
増量させてパリソンＰにおけるバリヤ層の厚さを補正す
るためのバリヤ層厚さ補正器４８と、同様に、予め接着
材樹脂の射出量を増量させてパリソンＰにおける接着層
の厚さを補正するための接着層厚さ補正器４９と、上記
パリソン長演算回路４６から出力された信号に上記ヘッ
ド内残留補正器４７の出力信号を加算して、検出された
パリソン長を増大補正する第１の加算器５０と、該第１
の加算器５０で補正されたパリソン長の信号を、パリソ
ン長に対して予め設定されたバリヤ材および接着材樹脂
の各射出圧力（押出圧力）の特性関数に入力して、その
関数に基づいてパリソン長に対応するバリヤ材および接
着材樹脂の目標射出圧力を発生させる関数発生器５１と
、該関数発生器５１の出力信号に上記中間層センサ４５
の出力信号をフィードバック信号として入力して、その
差に応じた信号を出力する減算器５２と、該減算器５２
の出力信号に上記バリヤ層厚さ補正器４８の出力信号を
加算して補正する第２の加算器５３と、該加算器５３の
出力信号に基づいて上記第２の圧力サーボ弁３９を作動
制御する第１のサーボアンプ５４と、上記減算器５２の
出力信号に上記接着層厚さ補正器４９の出力信号を加算
して補正する第３の加算器５５と、該加算器５５の出力
信号に基づいて上記第３の圧力サーボ弁４０を作動制御
する第２のサーボアンプ５６とを備えてなる。

このため、パリソン長演算回路４６において、ＣＣＤカ
メラ４４により検出されたパリソンＰの先端位置に基づ
いてパリソン長を演算により求め、そのパリソン長を、
アキュムレータヘッド１の空間内の樹脂容積に対応する
パリソン長の加算により補正した後、関数発生器５１で
上記パリソン長に対応する接着材樹脂およびバリヤ材樹
脂の適正な目標射出圧力を設定する。さらに、これらバ
リヤ材および接着材樹脂の目標射出圧力を減算器５２に
おいて中間層センサ４５により検出された実際の射出圧
力と比較して、その実際の射出圧力との差分を減算器５
２から出力させ、この減算器５２の出力信号をそれぞれ
加算器５３．５５において各補正器４８．４９からの信
号によって補正した後、各サーボアンプ５４．５６に出
力し、このサーボアンプ５４．５６の作動により上記バ
リヤ材および接着材樹脂の射出圧力が上記目標圧力にな
るように上記第２および第３の圧力サーボ弁３９．４０
を作動制御する。

したがって、この実施例では、アキュムレータヘッド１
のダイスリット１１から押し出されるパリソンＰ内のバ
リヤ材樹脂中の鉄粉に基づいて該バリヤ材樹脂の押出位
置を検出するので、バリヤ材樹脂の押出位置を正確に検
出することができ、その検出結果によりそのバリヤ材お
よび接着材樹脂（ｒａｌ材樹脂）の射出圧力を目標圧力
になるようにフィードバック制御して、それら樹脂の押
出状態を正確に調整することかできる。

しかも、上記パリソンＰの押出先端位置をＣＯＤカメラ
４４により検出して、実際のパリソン長を演算し、その
値を基にバリヤ材および接着材樹脂の目標射出圧力が設
定されるので、主材樹脂の温度や圧力が変化し、あるい
はダイスリット１１の幅に変動等があったとしても、そ
れらの影響を受けることなく、副材樹脂を主材樹脂を含
むパリソンＰに対して正確に押出制御することができる
。

よってパリソン押出後にブロー成形されるブロー成形品
の品質を高めることができる。

尚、上記実施例では、ダイスリット１１から押し出され
たパリソンＰの先端位置をＣＯＤカメラ４４によって検
出するようにしているが、必ずしもパリソンＰの押出位
置を直接的に検出する必要はなく、パリソンＰが最初に
押し出された時点から経過時間をタイマによって計時し
、その経過時間に応じて副材樹脂を押出制御するように
してもよい。

また、上記バリヤ材樹脂に混入する検出媒体を鉄粉とし
、中型層センサ４５は磁気センサとしたが、検出媒体を
例えばガラスファイバとし、かつ磁気センサに代えて超
音波ヘッドを使用することも可能である。

また、検出媒体は上記実施例の如くバリヤ材樹脂に混入
せずに接着材樹脂、あるいはバリヤ＋Ａおよび接着材樹
脂の双方に混入するようにしてもにい。

また、上記中間層センサ４５は、アキュムレータヘッド
１のシリンダ２下部以外の箇所、例えばブロー成形装置
側に取り付けてもよい。

また、上記実施例では、副材樹脂のバリヤ材樹脂を主材
樹脂と略同時に押し出すようにしたが、本発明は、ブロ
ー成形品においてバリヤ層を部分的になくすためにバリ
ヤ材樹脂を押出ししないようにする場合にも適用でき、
その場合、そのバリヤ材樹脂の押出開始時期および終了
時期をパリソン長に正確に対応させることができる。

ざらにまた、３種５層構造の多層パリソンＰを形成する
押出装置Ａに適用した場合について説明したが、本発明
は、他の構造の多層パリソンを押出しする場合にも適用
することができるのはいうまでもない。

（発明の効果） 以上の如く、本発明方法によれば、多層パリソン押出成
形装置におけるアキュムレータヘッドのダイスリットか
ら押し出される多層パリソンの副材樹脂中に検出媒体を
混入し、この検出媒体の検出により副材樹脂の押出位置
をパリソン外部から検出して、その検出結果に基づいて
副材樹脂の押出状態を制御することにより、パリソン中
の副材樹脂の押出位置をパリソン外部から正確に検出し
て、その副材樹脂の押出状態を正確に保つことができ、
よって多層パリソンの押出精度を高め得、ひいてはブロ
ー成形品の品質の向上を図ることができるという実用上
優れた効果を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用する押出成形装置の全体
構成を示す説明図、第２図は第１図におけるアキュムレ
ータヘッドの■−■線断面図、第３図は中間層センサの
取付位置を示ず断面図、第４図は多層リングパリソン制
御回路の構成を示すブロック回路図である。 Ａ・・・押出成形装置、１・・・アキュムレータヘッド
、１１・・・ダイスリット、４１・・・主材パリソン制
御回路、４２・・・多層リングパリソン制御回路、４４
・・・ＣＯＤカメラ、４５・・・中間層センサ、Ｐ・・
・パリソン。 特許出願人　　マツダ株式会社　　　□代理人　前１）
弘・ｉｌ−：、−・ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アキュムレータヘッドのダイスリットから主材樹
   脂および該主材樹脂内に配入される副材樹脂を層状に積
   層してなる多層パリソンを押出成形する押出成形方法で
   あって、上記副材樹脂中にパリソン外部から検出可能な
   検出媒体を混入した状態で多層パリソンを押し出し、そ
   の押し出される多層パリソン内の副材樹脂の押出位置を
   その内部の検出媒体により検出し、この検出結果に基づ
   いて副材樹脂の押出状態を制御することを特徴とする多
   層パリソンの押出成形方法。