JPH02225022A - ブロー成形方法及びその装置 - 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、熱可塑性樹脂のブロー成形方法及びその装置
にかかり、特に製品の外観を改善することにより高附加
価値化することに関するものである。

［従来の技術］ ブロー成形品はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ノリル、
ナイロンなどの熱可塑性樹脂を用いて成形されており、
洗剤層、化粧版、医薬層１食品容器及び自動車のコンソ
ールボックス、パネル部品等多くの分野に使用されてい
る。

そして、その多くは安価な使い捨てタイプの容器として
使用されていて、耐久消費材的な分野への進出は少なか
った。

［発明が解決しようとする課題］ ブロー成形法は、押出成形機または射出成形機によって
ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を溶融
し、タイ内を通り円筒状にし、ダイコアの先端よりパリ
ソンを出し、これを金型で挟み、ブロー用気体を吹き込
み、バＩＪソンを膨張させ、その表面を！ｊＬ型へ密着
、冷却固化させた後、金型を開き製品をとりだすことよ
りなる。

このとき、ダイコアの先端より出てきたパリソンは肌荒
れ現象やタイラインの発生がある。このパリソンを金型
で挟み、エアを吹き込み成形すると引き伸ばされるため
、パリソン外面の凹凸は多少良くなるが、パリソンは膨
らまされる際その割合は当然製品形状に合わせられるた
め不均一であり、そして冷却された金型のキャビティー
面に順不同に接触し、冷却固化されるため、成形された
製品は不均一な肌荒れ状の外観となる。

ブロー成形品の外観を改良する方法としては多くの提案
が成されているが、これを大きく２つに分けることがで
きる。

一つはパリソンの外面を平滑にし、肌荒れのないパリソ
ンを作り成形する方法である。しかし、この方法では金
型に平滑で光沢のあるパリソンを挟みエアを吹き込み成
形すると、金型キャビティー面とパリソンの間にあるエ
アが抜けないためエア・トラップ現象が発生し、ＰＩＢ
らまされたパリソンが局部的に金型に密着しないため、
出来た製品は肌荒れ状のものとなる。エア・トラップを
なくすため、金型キャビティー面をサンドブラストやシ
ボ加工により解消する提案もある。しかし、このエア・
トラップによる肌荒れ現象はある程度解消されるが、キ
ャビティー面のサンドブラストやシボの外観が製品に発
現し、平滑で鏡面状の製品を得ることができない、特に
、金型キャビティー面が平滑化され鏡面状になるほどエ
ア・トラップによる肌荒れの問題が発生する。

二つ目は、ダイコアの先端より出されたパリソンを金型
で挟み、ブローし成形する段階において、パリソンが金
型キャビティー面に接触し、冷却固化されるまでの時間
をコントロールする方法である。この方法には１例えば
金型キャビティー断熱法や金型加熱法がある。これは、
金型キャビティー面の温度を上げ、肌荒れ状のパリソン
が平滑鏡面状の金型キャビティー面での冷却固化される
スピードを遅くすることにより、ブロー圧力でパリソン
の肌荒れ外面を平滑鏡面状の金型キャビティー面に強く
圧着し、金型キャビティー面を転写しようとするもので
ある。

しかし、断熱法では成形サイクルが長くなり、実用性に
欠けるし、部分的平滑鏡面製品を得るにとどまる。

一方、金型加熱法では金型の温度を上げ、肌の荒れたパ
リソンを金型に挟み、エアを吹き込むため、エア・トラ
ップ現象により製品肌荒れが発生する。また、パリソン
肌をコントロールし、平滑鏡面キャビティーとパリソン
の間にあるエアをパリソンの肌荒れの隙間より逃し成形
する方法があるが、肌荒れコントロールを行なう方法の
ため。

材料や成形条件での制約が発生する。したがって、生産
性や製品物性等にも制約が発生し、実用性に欠ける点が
ある。

また、これらの方法は金型温度を結晶化温度以上に上げ
成形するため、金型でパリソンを挟んだときピンチオフ
でパリソンを食い切ってしまうため、出来た製品のピン
チオフ部分は薄肉となり、強度的に問題が発生する。

以上の説明からも分かるように、金型キャビティー面の
性状を製品の表面に転写することは極めて難しく、更に
材料、成形条件、生産性、製品の物性等との関連で多く
の制約がある。

例えば、パリソン表面の平滑さを高め、製品の肌荒れを
解消せんとする提案においては、エア・トラップ現象の
解決がついておらず、金型加熱法による製品表面の改良
法は生産性の低下のみならず、ピンチオフ部の薄肉化に
よる製品物性の悪影響が避けられない等の問題がある。

［護国を解決するための手段］ 通常のブロー成形法により、ポリエチレンやポリプロピ
レン等を成形すると不均一な艶消し状の製品となり、鏡
面状の外観を有する製品を得ることは極めて困難である
。

本発明は・金型キャビティー面を出来るだけ正確に転写
するため、金型各部の温度のコントロールを行なうこと
により、金型キャビティー面とパリソンの間に挟まれた
エアを極力バーティング面及びエア抜き孔より抜くこと
により、金型キャビティー面を製品表面に正確に転写す
ること及びピンチオフ部を良好に成形するため１分割さ
れた複数の加熱及び冷却用媒体の流路を有するブロー成
形用金型に、低温時においてパリソンを挟み、ブロー用
気体を吹き込み、パリソンを膨張させて金型のキャビテ
ィー面に接触させた後、気体圧を維持しながら加熱媒体
を流して、パーティング面に向かってｍ１Ｍ降下勾配を
つけつつ、キャビティー面の温度が樹脂融点温度より５
〜２０℃高くなるまで加熱し、この温度に達したとき加
熱媒体を冷却媒体に切り替え冷却した後、製品を取り出
すことからなるブロー成形方法であり、また。

（イ）分割された複数の加熱及び冷却用媒体の流路（０
）キャビティー面の温度を検出するセンサー（ハ）該セ
ンサーによりキャビティー面の温度を検出し、加熱及び
冷却用媒体の流出及び停止を指示するコントローラー （：）加熱媒体及び冷却媒体供給装置 を備えたブロー成形用装置を開発することにより本発明
を完成した。

すなわち、本発明の対象となる熱可塑性合成樹脂として
は１通常ブロー成形に使用される樹脂に適用することが
できるが、特にパリソンが比較的肌荒れのし易いポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂に適用
したときに効果が顕著である。

ここで気体は通常は空気であり、気体圧は合成樹脂の種
類、ＭＦＲ１成形体の形状、サイズ、金型の表面の性質
（例えば鏡面仕上げ）等により異なるが、５〜８　Ｋｇ
／　ａｍ”位の範囲が普通である。

ついで１図面を参照しながら金型について説明する。

温度を調節するための熱媒通路（入口は１〜８、出口は
ｌ°〜８°）は必ず複数必要であり。

熱媒の流れの時間差、温度差又は流量差などにより金型
に温度勾配をつけることと原料合成樹脂の融点以上まで
昇温させることが必要である。この温度調節により、ピ
ンチオフ部の薄肉化を防ぐこと、エア・トラップの防止
、更には製品表面の光沢（キャビティー面の正確な転写
）の維持が可能となった。

加熱媒体、冷却媒体はそれぞれ別々専用の通路を設けて
も良いが、この媒体をスチーム又は加圧水と冷水等の共
通した媒体を使用するときは加熱及び冷却用の通路は図
面に示すごとく同一でよく、金型の製作費や運転、維持
も簡単になる。

金型は各部分で温度コントロールできる構造で、金型を
温度コントロールするための流路及びキャビティー面と
流路の肉厚を変化させ、熱伝導のスピードもコントロー
ルできる構造になっている。また金型キャビティー面は
製品に発現したい面状態２例＾ば鏡面、サンドブラスト
、シボ、マーク、模様等に加工されている。

この金型を用いて金型の全体温度を１０〜６０℃に保持
し、グイコアから押出されたパリソンを金型で挟み、エ
アを吹き込みキャビティー面９にパリソンを接触させ、
パリソンの表面を結晶化温度以下にさせる。

この時形成したピンチオフは、金型温度が低いことによ
りパリソンを引き伸ばして薄＜シた状態で食い切るとい
うことはなく、良好に形造ることができる。また、この
時点で形成されているキャビティーとパリソンの間は完
全に密着されない部分が存在する。（パリソンの肌が荒
れている状態で結晶化温度以下になっている。また、非
結晶材料では流動が押えられ、固化した状態になってい
る。） このような状態でパリソンを製品形状にし、次に製品の
中央部と接触している金型キャビティー部分（図面では
ｌ）からパーティング面１２の方向にマイナスｌ　’Ｃ
／　ｃｖａ、またはこれよりも大きい勾配の温度勾配を
設けながら、融点以上に温度を昇温させるように例えば
２−４３→４−４５→６の順に金型の熱媒流路に熱媒体
を流す。

この方法により、金型キャビティー面と製品形状化され
たパリソンの間に介在したエアがパーティング面１２の
方向に抜け、金型キャビティー面とパリソンが完全８！
着され、金型キャビティー面が製品外面に転写される。

（金型の温度勾配は、製品の中央部と接触する金型キャ
ビティ一部分が他の部分より高温であり、パーティング
面に近くなるほど温度が低いという温度勾配である。） 製品外面に金型キャビティー面が完全に転写された後、
金型の流路に冷却体を流し製品を冷却固化させる、 また、製品に凹凸があるものについては、金型の凹部の
部分にエア抜き孔を設けると更に効果的である。

また、金型キャビティー面がシボやサンドブラストした
面を製品に転写する場合は、パリソン外面が光沢状態で
あっても良好である４更に、金型キャビティー面が鏡面
でパリソンが光沢状態であっても、初めにブローし成形
されたエア・トラップによる肌荒れも解消することがで
き、製品の表面状態は常に良好である。

［実施例Ｊ 実施例により１本発明を具体的に説明する。

（実施例１） 高密度ポリエチレン（昭和電工（株）製ショウレックス
３６００２　、密度０．９５４　ｇ／ｃｍ３．　ＭＦ　
Ｒｏ、２５ｇ／１０ｗ１ｎ　、　ｍ、　　ｐ、　１３２
℃）を使用し、成形機は９０ｍｍアキュームレータ一方
式を用いた。

金型は鋼製で、キャビティーは５４２角形形状の鏡面仕
上げ（表面荒さＪＩＳ　Ｂ　０６０１測定０．０５μｍ
）である。

金型の加熱及び冷却流路は８分割されており、加熱には
８　Ｋｇ／　ｃ＋ｗ”のスチーム、冷却には１０℃の水
を使用した。

射出成形機から樹脂温度２００℃のパリソンを射出し、
冷却水により１５〜２０℃とした金型で挟み、　８Ｋｇ
／ｃ＋ｓ″の空気を吹き込んだ、パリソンは膨張し、キ
ャビティー面に押し付けられた後、８分割された加熱流
路の中央部流路にスチームを流し、製品中央からパーテ
ィング面に向かって温度勾配をマイナス１℃／ｃｍ以下
（すなわち１℃またはそれよりも大きい降下勾配）に維
持しながら８分割された流路にスチームを順々にコント
ロールしながら通した。

金型温度が最高１３７〜１４２℃に達したとき、スチー
ム供給を停止し、冷却水を流し、金型の測定点の最高温
度が３０℃になったとき空気加圧を中止し、空気を抜き
金型を開き製品をとりだした。

ピンチオフ部分は極めて良好であった。

（比較例１） 金型温度２０℃一定とした他はすべて実施例１と同一条
件で成形した。第１表に両者の結果を示す。

（以下余白） 第１表 光沢度　：　ＪＩＳ　Ｚ　３７４１ 表面荒さ：デルタ積分値指示形表面荒さ針使用（実施例
２） ポリプロピレン：表面光沢良好な成形品ブロック共重合
ポリプロピレン（昭和電工（株）製ショウアロマ−８に
７１１　、密度０．９０ｇ／ｃｓ”　　、　　ＭＦ　　
Ｒｏ、７　　ｇ／ＩＯ＋ｗｉｎ　　、　　ｍ、　　ｐ、
　　ｌ（＋０　　℃）を用い、成形機は実施例１と同じ
である。

金型は鋼製、キャビティーは４０βの缶形状の鏡面仕上
げＣ表面荒さＪＩＳ　Ｂ　０６月測定０．０５μｍ）で
ある。

金型の加熱及び冷却流路は８分割されており、加熱冷却
は実施例１と同じである。

樹脂温度２２０℃のパリソンを射出し、冷却水により１
５〜２０℃とした金型で挟み、８Ｋｇ／Ｃｌ１１２の空
気を吹き込んだ。

パリソンは膨張し、キャビティー面に押し付けられた後
、８分割された加熱流路の中央部流路にスチームを流し
、製品中央からパーティング面に向かって温度勾配を１
　’Ｃ／　ｃ糟以上の降下勾配に維持しながら、８分割
された流路にスチームを順々にコントロールしながら通
した。

金型温度が最高１６５〜１７０Ｔｌ：に達したとき、ス
チーム供給を停止し、冷却水を流し、金型の測定点の最
高温度が３０℃になったとき、空気加圧を中止し、空気
を抜き金型を開き製品をとりだした。

ピンチオフ部分も良好であった。

（比較例２） 金型温度を２０℃一定とした以外は実施例２と同一条件
で成形した。第２表に両者の結果を示す。

第２表 （実施例３） ポリプロピレン：表面シボ加工成形品 ブロック重合ポリプロピレン（昭和電工（株）製ショウ
アロマ−５Ｘ　７１１　）を用い、金型として鋼製、キ
ャビティーは４０ｆｆの山形状の内面＃６０サンドブラ
スト仕上げのものである。

操業は実施例２と同じである。

ピンチオフ部は極めて良好であった。

（比較例３） 金型温度を２０℃一定とした以外は実施例３と同一条件
で成形した。第３表に両者の結果を示す。

「Ｌ′１下余白） 第３表 ［効　果］ 以上の実施例からもわかるように、実施例１及び２では
光沢度が高く、また表面荒さは金型が低温成形と比較し
、て製品表面全面が一桁小さい数値を示しており、極め
て良好な転写性を示している。

また、実施例３は光沢度１％（＃６０サンドブラスト仕
上げのため、転写性が増すほど光沢度は低い数値を示す
、）と転写性に優れていることを示している。

また、ピンチオフ部の強度もパリソンを高温の金型で挟
んでいないので良好な性能を有している。

通常、ブロー成形では出来た製品の舞妓は肌にむらが生
じているが１本発明による成形品は金型キャビティー全
面を忠実に転写するため、出来上がった製品は外観面か
均一で良好なものが得られ、製品の価値が極めて向上し
、高附加価値商品として提供できる。

化粧料等の高級製品１食品容器またインテリア用品、更
に自動車の内装部品等幅広いブロー成形品用途に使用が
可能である。

また、結晶化樹脂の場合は表面槽が硬質化し。

傷つき性等の効果も発現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は金型の上面図であり、第２図は金型な開きパー
ティング面から見た金型の正面図である。 １　〜８ １°　〜８ 熱媒体人口 熱媒体出口 キャビティー 金型背板 ガイドビン パーティング面 エアスリット 第２図（金型正面図）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）分割された複数の加熱及び冷却用媒体の流路を有
   するブロー成形用金型に、低温時においてパリソンを挟
   み、ブロー用気体を吹き込み、パリソンを膨張させて金
   型のキャビティー面に接触させた後、気体圧を維持しな
   がら加熱媒体を流して、パーティング面に向かって温度
   降下勾配をつけつつ、キャビティー面の温度が樹脂融点
   温度より５〜２０℃高くなるまで加熱し、この温度に達
   したとき加熱媒体を冷却媒体に切り替え冷却した後、製
   品を取り出すことを特徴とするブロー成形方法。
2. （２）（イ）分割された複数の加熱及び冷却用媒体の流
   路 （ロ）キャビティー面の温度を検出するセンサー（ハ）
   該センサーによりキャビティー面の温度を検出し、加熱
   及び冷却用媒体の流出及び停 止を指示するコントローラー （ニ）加熱媒体及び冷却媒体供給装置 を備えたことを特徴とするブロー成形用装置。