JP2001047501A

JP2001047501A - 中空成形品の成形方法

Info

Publication number: JP2001047501A
Application number: JP22859399A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tada; 勝彦多田; Tadahiro Kaminari; 忠宏神成
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車部品等に用いられる、複雑、大型中空
成形品の表面光沢、シボ面などの転写性を高め、しか
も、ヒケや反りなどの発生の解消とともに、成形サイク
ルを短縮して生産性よく成形できる方法の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂からなる溶融パリソンを金
型内に保持し、該パリソン内部に気体を吹き込み中空体
を形成した後、中空体内部に冷却媒体の吹き込みと排出
により内部冷却を行う中空成形品の成形方法において、
冷却媒体の吹き込み口と排出口の切り換えを（たとえば
３〜３０秒間隔）行うことを特徴とする中空成形品の成
形方法。特に、ポリプロピレン系樹脂などの結晶性熱可
塑性樹脂の成形に適する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空成形品の成形
方法に関し、特に、結晶性熱可塑性樹脂からなる中空成
形品の表面光沢、シボ面などの金型転写性に加えて、ヒ
ケ、反りなどのない外観にすぐれた中空成形品を、短い
成形サイクルで生産性よく製造できる成形方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂のブロー成形による中空成
形品の成形においては、成形面が鏡面加工された金型を
用いても、得られた中空成形品の表面は、メルトフラク
チャーやダイライン、あるいはガスの巻き込みや結晶化
によるあばた模様などが発生し易く、金型表面を忠実に
転写することができず、光沢など外観に優れた中空成形
品を成形することが困難であった。特に、結晶性熱可塑
性樹脂の場合に大きな問題となっている。

【０００３】このため、表面光沢に優れた中空成形品の
製造方法としては、表面に深さ２〜１００μｍの多数
の微細な凹凸を形成させたパリソンを、０．５Ｓ以下の
鏡面に仕上げ、かつ樹脂の結晶化温度以上に加熱された
金型に挟み、吹き込み成形した後、金型温度を結晶化温
度以下に下げる製造方法が提案されている（特公平２−
４０４９８号公報）。しかし、この方法ではパリソンの
制御が必要なこと、結晶性樹脂としてメルトフラクチャ
ーが生じる樹脂に制限されること、メルトフラクチャー
は成形品外観上は好ましくないなどの問題点がある。

【０００４】また、他の成形方法として、成形型の間
に結晶性樹脂を含む軟化樹脂パリソンを供給し、型締め
後パリソン内部に流体を圧送して成形型面に密着させて
成形・冷却するブロー成形方法において、成形型の温度
を結晶性樹脂の結晶化速度が最大となる温度の近傍から
融点までの間に保ち、パリソン内部に冷媒となる流体を
圧送し、この流体を圧力をかけつつ循環させる成形方法
が提案されている（特開平４−７７２３１号公報）。し
かしながら、この方法では成形品表面のダイラインやウ
エルドラインは減少させることはできるが、成形品の取
り出し工程において表面性や表面汚染性に問題点を有し
ている。さらに、冷却媒体の循環では冷却効率が必ずし
も十分でなく、成形サイクルの短縮にもおのずと限界が
あり、大型中空成形品に適用するには問題点を残してい
る。

【０００５】その他の方法としての、溶融粘度の低い樹
脂を用いる方法では、ドローダウンが激しく、特に、大
型成形品の成形はできない欠点があり、また、外層に転
写性の良い樹脂を用いた多層成形による製造方法では、
使用する樹脂に制限があったり、多層ダイスなど装置が
複雑になるとともに、本質的な解決にはならない。すな
わち、中空（ブロー）成形方法は、成形圧力が低く、金
型の材質を含めて金型が安価であること、型締圧力が低
いことなどから、軽量の大型成形品の成形に適した成形
方法である。しかし、成形圧力が低いために、金型転写
性が十分でなく、この改良のために、パリソンのブロー
による金型での賦形時の金型表面温度を高い温度、結晶
性熱可塑性樹脂では、結晶化温度近辺、非晶性熱可塑性
樹脂ではＴｇ近辺に加熱することが提案されている。こ
の成形金型温度が高いことは、賦形後の冷却が困難で、
必然的に成形サイクルが長くなり、生産性が低下する問
題点がある。

【０００６】このため、賦形後の冷却方法として、成形
金型温度を成形サイクルごとに、加熱・冷却を繰り返す
ことも行われている。しかし、この方法は、エネルギー
効率、加熱・冷却の設備、金型温度分布制御などの点か
らも必ずしも効率的とは言えない問題点を抱えている。
このため、前記、の方法のように、ブロー成形賦形後
に、中空体内部に冷却媒体を吹き込み、冷媒で熱可塑性
樹脂中空体を内部から直接冷却する方法が提案されてい
る訳である。中空体の内部冷却の方法としては、多くの
方法が提案されている。これら内部冷却としては、ガ
ス吹き込み用のノズルを二重にすることによる冷却方法
（特開昭６１−２２７０１７号公報、特開昭６３−２１
８３３２号公報）がある。しかし、この方法では、冷却
媒体の供給位置が特定される問題点がある。

【０００７】また、冷却媒体の吹き込みと排気ノズル
をパリソンの側部の樹脂壁を貫通させる冷却方法（特開
昭６０−８７０３５号公報、特開平３−５５２２２号公
報、特開平４−７７２３１号公報、特開平６−２２６８
２９号公報、特開平９−２３９８１９号公報、ＷＯ９７
／４５２４６）がある。さらに、内部冷却効率をはかる
方法として、冷媒ガスの吹き込み管を中空成形体内部
で上下動させる方法（特開平４−２１９２２２号公報）
が提案されている。

【０００８】いずれにしても、中空成形方法におけるパ
リソンの気体吹き込み後の冷却媒体での直接冷却におい
ては、冷却媒体の循環、流動、攪拌などが重要な問題と
なる。形状が比較的単純である成形品、非晶性熱可塑性
樹脂の場合においては、冷却媒体の吹き込み方法などは
特に問題は少なく、如何に中空体の内部の流動空気によ
り、除熱するかにかかっている。したがって、出来るだ
け低温の媒体を用い、注入、排気の速度を早くすること
により問題は解決される。

【０００９】中空（ブロー）成形による中空成形品は、
その成形技術の発展に伴って、非常に複雑な形状や大型
の中空成形品が成形できるようになってきている。特
に、ポリプロピレン系樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂の
中空成形品は、近時、軽量化、リサイクル性、樹脂の統
一の動向から自動車部品としての、バンパー、エアスポ
イラーなどに用いられてきている。これらの部品は光沢
などの外観が重要であり、成形金型の鏡面転写が必要と
なる。この鏡面転写のためには、パリソンが金型と接触
するときの金型温度は、樹脂の結晶化温度付近とするこ
とが必要となる。このように、高温金型での賦形後に、
中空体を冷却媒体で内部から直接冷却すると、光沢度は
確保される。

【００１０】しかしながら製品形状が複雑な場合には、
冷却だけでなく、冷却速度の均一性が要求される。すな
わち、不均一冷却により、成形品にヒケや反りが生じ、
寸法精度も低下し、商品としての価値がなくなり実用化
は困難となる。このため、冷却の均一性を確保するため
に、冷却速度を遅くすることもできるが、通常の成形方
法では成形金型温度を、樹脂の結晶化温度近くに保って
いるので、実質冷却ができなくなる場合がある。また、
冷却が出来たとしても、冷却時間が長くなり、成形サイ
クルの短縮による生産性向上に逆行することになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、中空成形品、特に１ｋｇ以上の自動車部品等
に用いられる、複雑、大型中空成形品の表面光沢、シボ
面などの転写性を高め、しかも、良好な表面光沢、ヒケ
や反りの発生などの外観不良の解消とともに、成形サイ
クルを短縮して、生産性よく中空成形品を製造する成形
方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面光
沢、シボ面などの表面転写性と成形サイクルの向上し
た、特に結晶性熱可塑性樹脂を用いた中空成形品、特
に、複雑形状、大型中空成形品を中空（ブロー）成形方
法で製造すべく鋭意検討した結果、従来公知の内部冷却
において、冷却条件を制御することにより、ヒケや反り
が解消されることを見いだした。本発明はかかる知見に
基づいて完成したものである。

【００１３】すなわち、本発明は、（１）熱可塑性樹脂からなる溶融パリソンを金型内に
保持し、該パリソン内部に気体を吹き込み中空体を形成
した後、中空体内部に冷却媒体の吹き込みと排出により
内部冷却を行う中空成形品の成形方法において、冷却媒
体の吹き込み口と排出口の切り換えを行うことを特徴と
する中空成形品の成形方法。（２）切り換えが３〜３０秒間隔である（１）記載の
中空成形品の成形方法。（３）冷却媒体の排出開始から１０秒経過以後、最初
の切り換えを行う（１）または（２）記載の中空成形品
の成形方法。（４）結晶性樹脂からなる溶融パリソンを、金型成形
面が結晶性樹脂の（結晶化温度−２０℃）の温度以上、
融点以下に加熱された金型に保持し、気体を吹き込み中
空体を形成したのち、内部冷却を行う（１）〜（３）の
いずれかに記載の中空成形品の成形方法。（５）冷却媒体の温度が２３℃以下の冷却空気である
（１）〜（４）のいずれかに記載の中空成形品の成形方
法。（６）熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂である
（１）〜（５）のいずれかに記載の中空成形品の成形方
法を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明で用いる熱可塑性樹脂とし
ては、特に制限はなく、ポリオレフィン系樹脂、ポリア
ミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹
脂、シンジオタクチックポリスチレンなどの結晶性熱可
塑性樹脂、ポリスチレン、ゴム改質ポリスチレン、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂などを例示で
きる。しかしながら、冷却条件が中空成形品に与える影
響が大きい結晶性熱可塑性樹脂の場合に好ましく採用さ
れる。

【００１５】ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、
エチレン；プロピレン；ブテン−１；３−メチルブテン
−１；３−メチルペンテン−１；４−メチルペンテン−
１などのα−オレフィンの単独重合体やこれらの共重合
体、あるいはこれらと他の共重合可能な不飽和単量体と
の共重合体などが挙げられる。代表例としては、高密
度，中密度，低密度ポリエチレンや、直鎖状低密度ポリ
エチレン，エチレン−酢酸ビニル共重合体，エチレン−
アクリル酸エチル共重合体などのポリエチレン系樹脂、
シンジオタクチックポリプロピレン，アイソタクチック
ポリプロピレンや、プロピレン−エチレンランダム共重
合体又はブロック共重合体などのポリプロピレン系樹
脂、ポリ４−メチルペンテン−１などのを挙げることが
できる。

【００１６】ポリアミド系樹脂としては、例えば、６−
ナイロンや１２−ナイロンなど、環状脂肪族ラクタムを
開環重合したもの、６，６−ナイロン；６，１０−ナイ
ロン；６，１２−ナイロンなど、脂肪族ジアミンと脂肪
族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、ｍ−キシレンジ
アミンとアジピン酸との縮重合物など、芳香族ジアミン
と脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、ｐ−フェ
ニレンジアミンとテレフタル酸との縮重合物やｍ−フェ
ニレンジアミンとイソフタル酸との縮重合物など、芳香
族ジアミンと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させたも
の、１１−ナイロンなど、アミノ酸を縮重合させたもの
などを挙げることができる。

【００１７】ポリエステル系樹脂としては、芳香族ジカ
ルボン酸とアルキレングリコールとを縮重合させたもの
が挙げられ、具体例としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレートなどがある。ポリアセタール系樹脂としては、
例えば、単独重合体のポリオキシメチレン及びトリオキ
サンとエチレンオキシドから得られるホルムアルデヒド
−エチレンオキシド共重合体などが挙げられる。

【００１８】本発明においては、上記結晶性熱可塑性樹
脂は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用い
てもよい。さらには、他の低結晶性樹脂、非晶性樹脂や
後述のエラストマーなどの樹脂類、無機充填剤、各種添
加剤類を必要に応じて配合してもよい。また、上記の熱
可塑性樹脂の中で、ポリプロピレン単独重合体、プロピ
レンと他のオレフィンとのブロック共重合体、ランダム
共重合体あるいはこれらの混合物などのポリプロピレン
系樹脂が好ましく、また、不飽和カルボン酸またはその
誘導体で変性された酸変性ポリオレフィン系樹脂を含有
するポリプロピレン系樹脂であってもよい。

【００１９】ここにおいて、ポリプロピレン系樹脂とし
ては、メルトインデックス：ＭＩ（ＪＩＳＫ７２１０
に準拠、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が、０．１〜
２．０ｇ／１０分、好ましくは０．２〜１．０ｇ／１０
分の範囲のものが、耐ドローダウン性などのブロー成形
性の点で好ましく用いられる。また、ポリプロピレン系
樹脂には、例えば、ＭＩ（ＪＩＳＫ７２１０に準拠、
１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）が、０．００１〜１ｇ／
１０分、好ましくは０．０１〜０．５ｇ／１０分の高密
度ポリエチレンを成形品中０〜３０重量％の範囲で加え
ることにより成形性などを改善することもできる。ま
た、ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）が１０〜１２０
のエチレン−プロピレン共重合エラストマー、エチレン
−プロピレン−ジエン共重合エラストマーなどのエラス
トマーを成形品中０〜３０重量％加えることもできる。

【００２０】なお、本願明細書における結晶性熱可塑性
樹脂の結晶化温度とは、用いる結晶性熱可塑性樹脂単独
の結晶化温度である場合の他、核剤を添加することによ
って結晶性を改良した場合、他の熱可塑性樹脂、タルク
などの充填剤などとの混合によった場合など実際にブロ
ー成形の原料樹脂として用いられる場合の結晶化温度を
意味するものである。

【００２１】本発明の中空成形品の成形方法では、中空
成形品の剛性、強度、耐熱性などの向上や冷却特性改良
のために無機充填剤を、成形品中０〜５０重量％、好ま
しくは５〜３０重量％の範囲で加えることもできる。こ
こで無機充填剤としては、タルク、マイカ、炭酸カルシ
ウム、ガラス繊維ミルドファイバー、炭素繊維、硫酸マ
グネシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、酸化チタン繊
維、マグネシウムオキシサルフェート繊維、あるいは有
機充填剤、有機繊維などを例示することができ、中でも
タルク、マイカ、ガラス繊維が好ましく用いられる。

【００２２】さらに、必要により酸化防止剤、帯電防止
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、難燃助剤、顔
料、分散剤、核剤などを添加することもできる。本発明
の成形方法では、タルクを５〜３０重量％、特に１０〜
２５重量％配合した樹脂組成物を原料樹脂とした場合
に、外観を確保して、冷却効率を向上できる。本発明で
は、目的とする中空成形品の用途、形状、大きさ、肉厚
などにより選定された熱可塑性樹脂を中空成形装置を用
いて成形するに際し、特定の内部冷却方法を採用して中
空成形品を成形する。したがって、本発明の特徴は特定
の内部冷却方法にある。したがって、用いる樹脂として
は、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂などの非晶性の
熱可塑性樹脂にも適用できる。しかしながら、本発明
は、冷却速度の不均一が中空成形品の外観、すなわち、
ヒケや反りに大きく影響する結晶性の熱可塑性樹脂に特
に重要な発明である。したがって、以下、結晶性熱可塑
性樹脂を原料とした、金型転写性にすぐれた中空成形方
法の場合につき、以下、図面に基づいて具体的に説明す
る。

【００２３】図１は、本発明の一実施態様である中空成
形品の成形方法の金型型締前の状態の概念断面図であ
る。図２は、図１の型締、賦形後の状態の概念断面図で
ある。各図において、１は押出ダイス、２は成形金型、
３は金型温調管、４はパリソンピンチ、５は気体吹込
管、６は冷却媒体の吹き込みまたは排出針、７は針進退
装置、８は冷却媒体供給源、９はストレーナー、１０は
三方切り換え弁、１１は調整弁、１２は冷媒媒体供給
管、１３は吹き込み、排出切り換え管、１４は冷却媒体
排出管、１５冷却媒体排出口をそれぞれ示す。

【００２４】図１、図２は、自動車用スポイラーを成形
するための金型などの装置概念図である。型開きされた
成形金型２Ａ、２Ｂは成形金型表面２Ｃが、結晶性熱可
塑性樹脂の結晶化温度近辺に、金型温調管３により、加
熱油の循環により加熱されている。まず結晶性熱可塑性
樹脂は押出成形機により溶融・混練押出され、通常アキ
ュームレーターを用いて、一組の型開きされた金型２
Ａ、２Ｂ間に押出ダイス１より筒状のパリソン２０とし
て押出される。パリソン２０はパリソンピッチ４により
下端が封止される。次いで、パリソン２０の中に気体吹
込管５より空気を吹き込み、パリソン２０をプリブロー
し、ある程度パリソン２０を膨張させる。

【００２５】次いで、成形金型２Ａ、２Ｂでパリソンを
挟持する。成形金型２が型締開始された後、型締終了後
の任意位置で、気体を吹き込みパリソンを金型面に密着
賦形させ、中空体２１を形成する。この場合の吹き込み
用の気体としては特に制限はないが、本発明の成形サイ
クルの短縮の観点からは、後述する中空成形体の内部強
制冷却用媒体と同種のものを用いることが好ましい。

【００２６】このパリソンが金型に密着する場合の金型
成形面の温度（表面温度）は、結晶性樹脂の（結晶化温
度−２０℃）の温度以上、融点以下に加熱されているこ
とが、表面光沢などの表面特性にすぐれた、中空成形品
を得るためには必要である。この温度は上記温度であれ
は特に制限はないが、成形サイクルを重視する場合には
通常（結晶化温度−２０℃）〜（結晶化温度＋２０℃）
の温度範囲が好ましく、（結晶化温度−１０℃）〜（結
晶化温度＋１０℃）の温度範囲がより好ましい。この成
形金型温度は、溶融パリソンの金型表面への密着により
平衡温度に達するので、必ずしも初期の金型温度が結晶
化温度以下であっても、十分良好な金型転写が達成さ
れ、光沢にすぐれた成形品が得られる。

【００２７】この金型表面温度は金型転写の程度、金型
表面の状況（鏡面、シボ面、模様、文字）、結晶性樹脂
の種類、樹脂温度、成形品の大きさ・肉厚、ガス抜き穴
等により最適な条件を選定する。金型表面温度を制御す
る加熱方法としては、特に制限はなく、一般的な加熱用
熱媒体（油）を循環する方法、抵抗加熱・誘電加熱など
電気的に加熱する方法など金型本体に加熱手段を有する
方法がある。また、金型表面側からのガス炎加熱などの
金型表面を選択的に加熱する方法であってもよい。

【００２８】なお、金型が閉じる前に、パリソンの先端
部をピンチ、封止し、ダイス又はパリソン下部より気体
を吹き込みプリブローしてパリソンに張りを与えたり、
パリソンの径を大きくすることもできることは前記した
通りである。成形金型での賦形、中空体の形成後、中空
体の内部に冷却媒体を圧力下に吹き込むとともに、規定
の内圧を維持しながら加熱された媒体を外部に排出する
ことにより、中空体の内部からの冷却を行う。ここにお
いて、冷却媒体としては特に制限はないが、２３℃（通
常室温）以下、好ましくはマイナス２０℃以下、より好
ましくはマイナス３０℃以下の冷却空気が用いられる。
また、吹き込む冷却媒体の圧力は、通常２〜１０ｋｇ／
ｃｍ²であり、中空成形品の大きさ、肉厚、結晶性樹脂
の種類などにより適宜選択することができる。

【００２９】しかしながら、金型表面への転写性、成形
サイクルの短縮などから、中空体の内部圧力を吹き込み
初期にあっては、４ｋｇ／ｃｍ²以上、好ましくは４〜
１０ｋｇ／ｃｍ²と比較的高くすることがよい。また、
金型への転写が完了後は中空成形品の型保持に必要な限
度で、例えば２〜４ｋｇ／ｃｍ²に下げることが好まし
い。具体的には、吹き込み初期の１０秒、好ましくは２
０秒までは、４〜１０ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは５〜８
ｋｇ／ｃｍ²とし、その後に２〜４ｋｇ／ｃｍ ²以下に
する。この内部圧力の制御は、一般的には、吹き込み圧
力を一定条件として、排出量を調節したり、排出時の排
出調整弁を用いて行うことができる。なお、この冷却媒
体の吹き込みは排出を伴うものであり、循環方式とは異
なり常に新鮮な低温媒体により冷却されるものである。

【００３０】本発明における中空体の内部強制冷却のた
めの、冷却媒体吹き込み、排出針としては、特に制限は
なく、針の位置の選択の自由度の点から、一般的には、
成形金型壁面に設けられた針を、バリソンへの気体吹き
込み中もしくは吹き込み後に、針の進退装置７の駆動に
よって、金型外に突き出しパリソン壁を突き抜くことに
よって行う。これら針の形状としては単管、二重管方式
などであり、吹き出し口が先端を水平に切断した形状、
斜めに切断した形状、先端部手前に横向き方向に吹き出
し口が設けられたものがある。

【００３１】ここで吹き出し口は、単一でもよいが、複
数設けることが好ましい場合がある。一般的には中空体
内部での冷却媒体が成形品壁を効率的に冷却できるよう
な流れを形成するように、成形品の形状などを考慮して
設置方法、設置位置、設置本数を適宜決定すればよい。
したがって、成形品の形状、大きさなどによって複数本
設ける場合には、吹き込み針と排出針の本数は異なって
もよい場合がある。

【００３２】このように設けられた冷却媒体吹き込み針
と排出針を用いて冷却することによって、常に新鮮な冷
却媒体による、効率的な冷却は可能である。しかしなが
ら、成形品によっては、得られた成形品にヒケや反りが
発生し、商品化が困難となり、ヒケや反りを解消しよう
とすると、冷却速度を遅くして冷却の均一性を図らなけ
ればならない問題がある。

【００３３】本発明は、前記内部冷却方法において、冷
却媒体の吹き込み口と排出口を切り換えることを特徴と
するものである。すなわち、内部冷却は冷却速度の向上
を目的に提案された冷却方法である。したがって、常
時、新鮮な冷却媒体を吹き込み、排出することが最も冷
却効率が高いものである。しかし、前記したように、結
晶性熱可塑性樹脂の場合には、冷却の不均一、すなわち
冷却むらが成形品のヒケや反りなどの外観に大きく悪影
響することが分かった。このため、成形品の外観が冷却
速度向上のネックとなり、結果的に成形サイクルが長く
なり、必ずしも生産性を向上することが困難であった。

【００３４】本発明は、この外観品質と成形サイクルの
短縮による生産性を両立させることを可能にするもので
ある。以下、本発明の中空成形品の成形方法の特徴点で
ある、冷却媒体の吹き込み口と排出口の切り換えによる
中空体の内部冷却について、図２、図３を基に説明す
る。本発明の中空成形品の成形方法では、冷却媒体の吹
き込みと排出の切り換えにより、中空体内の冷却媒体の
流動を乱すことにより、形状が複雑な場合であっても、
中空体の各部分での冷却速度を均一にすることにある。

【００３５】したがって、本発明の中空成形品の成形方
法では、冷却媒体は、冷却媒体供給源８、吹き込み管路
１２、三方切り換え弁１０Ａ、調整弁１１Ａを経由して
吹き込み針６Ａから中空体内部に吹き込まれる。冷却媒
体による内部冷却は、気体吹き込み、ブローによる中空
体の一次賦形が完了後から冷却媒体の吹き込み、排出が
開始される。冷却媒体の吹き込み開始時点では、吹き込
み圧力は、例えば４〜１０ｋｇ／ｃｍ²程度とされる。
すなわち、冷却初期には、中空成形品の二次賦形を考慮
して、比較的高い圧力に保持して、排出する従来の方法
が採用される。その後、ある程度の内部からの冷却が進
行した時点、たとえば、１０〜９０秒経過後に、内部の
圧力を２〜４ｋｇ／ｃｍ²程度に減圧とされる。この
間、中空体内部で、中空体壁から熱を奪った冷却媒体は
排出針６Ｂ、調整弁１１Ｂ、三方切り換え弁１０Ｂ、冷
却媒体排出管１４を経由してストレーナーで、添加剤な
どの成分が浄化されて、冷却媒体排出口１５から大気に
放出される。

【００３６】本発明の中空成形品の成形方法では、気体
吹き込み、ブロー後から冷却媒体の吹き込み、排出を４
〜１０ｋｇ／ｃｍ²と比較的高い圧力で行なう、ある程
度の誘導時間を経過した後、上記の冷却媒体の流れを切
替え、逆転させることにある。すなわち、三方切り換え
弁１０Ａと１０Ｂを切り換えることにより、冷却媒体の
吹き込みを６Ｂから行い、排出を６Ａから行うようにす
るものである。次いで、所定時間経過後に、三方切り換
え弁を再度切り換え、この切り換えを繰り返して、内部
冷却を行い、中空成形体が金型から離型可能になった時
点で、冷却媒体の吹き込みを中止して、冷却媒体を略放
出し、金型を開いて中空成形品を取り出す。

【００３７】ここで、冷却媒体の排出開始から、１０秒
経過以後、最初の切り換えを行うのは、冷却の初期にあ
っては、中空体の樹脂温度が高く、冷却媒体の一方向流
れを行っても、中空体における温度分布は発生せず、む
しろ一方向に冷却媒体を流すことにより、初期の冷却効
率を高めることが、成形サイクルの向上の点から好まし
いからである。したがって、最初の切り換えまでの誘導
時間は、中空成形品の種類、サイズ、熱可塑性樹脂など
により、適宜決定することができる。

【００３８】本発明の中空体の内部冷却の冷却条件と通
常条件の冷却条件の対比を図３に示す。図３は、中空体
内部の圧力変化を冷却時間の経過とともに示すものであ
る。すなわち、本発明条件が実線で、通常条件が点線で
示されている。これからも明らかなように、冷却時間の
ネックは、冷却が最も遅れた部分にあり、本発明の切り
換え冷却方法と、通常条件において、結果的には略同じ
冷却時間となる。ここで、切り換えは、成形品の大き
さ、肉厚、金型温度などによっても異なるが、たとえ
ば、３〜３０秒間隔、好ましくは３〜２０秒間隔程度で
なされる。

【００３９】本発明の中空成形品の成形方法では、中空
体の冷却媒体での内部冷却における、吹き込み口と排出
口の切り換えによる、強制冷却に加えて、必要により金
型成形面の冷却を行うこともできる。金型の冷却は、金
型成形面が（結晶化温度−１０℃）の温度未満になるよ
うに強制冷却する。この金型成形面の温度は、他の成形
条件によっても変動するが、（結晶化温度−２０℃）の
温度以下が好ましく、（結晶化温度−３０℃）の温度以
下がより好ましい。

【００４０】この金型の強制冷却方法としては、その手
段に特別の制限はないが、前段での金型の加熱手段と異
なった手段を採用することが、冷却効率の点で好まし
い。例えば、加熱用の熱媒体の循環で加熱する場合に
は、金型表面への密着（転写）が終了後に、加熱用熱媒
体をエアーでパージした後に、冷却用の低温の別の媒体
を導入する方法を採用できる。ここで別の媒体とは、温
度が異なることを通常は意味し、媒体の種類（油）が異
なることを意味するものではない。

【００４１】さらに、本発明の金型成形面への密着（転
写）性をより高めるとともに、表面外観をより良くする
ためには、金型表面にガス抜き穴を設けることが好まし
い。このガス抜き穴としては、従来は通常０．２〜０．
５ｍｍφ程度のものが採用されていたが、ガス抜き穴の
径は、１００μｍφ以下である。この径が１００μｍφ
を越えると成形品の表面に樹脂のヒゲが発生することが
ある。またガス抜き穴の数としては、ガス抜き穴のピッ
チとして２０ｍｍ以下とする。

【００４２】このピッチが２０ｍｍを越えると成形品表
面にガス抜き不良によるかすみが生じることがある。ガ
ス抜き穴の深さは通常、０．２〜０．５ｍｍであり、例
えば、電鋳加工などによって形成することができる。ま
た、金型表面状態としては、種々あり、目的に応じて表
面加工される。例えば、０．５Ｓ以下の鏡面仕上げ、シ
ボ加工、模様加工、文字・図形加工あるいはこれらの組
み合わせがある。

【００４３】つぎに、金型からの成形品表面の冷却程
度、および成形品内壁部の冷却程度について述べる。こ
の成形品の内部の冷却程度は、結晶性樹脂の種類、成形
品の大きさ、成形品の形状、成形品の肉厚、さらには成
形品として要求される表面状態によってそれぞれ異な
り、一義的に決めることはできない。たとえば、結晶性
樹脂としてポリプロピレン系樹脂（結晶化温度：１２５
℃）で、２ｋｇ程度の自動車用エアースポイラーを光沢
度９０％以上に成形する場合においては、成形品内面温
度としては、１００℃以下、好ましくは９０℃以下、よ
り好ましくは８０℃以下とする。ここで成形品の内面温
度が１００℃を越えると型保持性が十分でない場合があ
る。また、成形品外表面温度としては、成形品の離型、
取り出しに支障のない温度とすればよく、特に限定する
ものではないが、好ましくは１２０℃以下、より好まし
くは１１５℃以下とする。

【００４４】このように、中空成形品内面を急激に強制
冷却することによって、金型側温度が比較的高くても離
型が可能となり、成形サイクルを大幅に短縮できる。以
上詳述したように、本発明の中空成形品の成形方法で
は、金型表面へのパリソンの転写性を高めて賦形する前
段工程、中空体の内側からの強制冷却により、好ましく
は内外からの冷却により効率よく中空成形品を冷却する
後工程の組み合わせ、必要により、成形金型表面に特定
のガス抜き穴を設けることにより、よりよい表面光沢、
外観に優れた成形品を得ることができる。したがって、
成形品の肉厚が比較的厚い成形品、大型の成形品、複雑
な成形品であっても成形サイクルを短縮でき生産性よく
成形できる。冷却が完了後に内部への媒体の導入を停止
するとともに、媒体を抜き出し、金型を開いて中空成形
品を取り出す。

【００４５】本発明の中空成形品の成形方法にあって
は、特に結晶性樹脂を主成分とする中空成形品の成形方
法であれば、その中空成形品としては、中空成形方法に
よって成形できる公知の成形品を成形できる。すなわ
ち、樹脂層としては、単層であっても多層であってもよ
く、中空部の構造も任意であり、必要により複数の中空
部を持つ構造であってもよい。

【００４６】なお、結晶性樹脂の結晶化温度は、ＪＩＳ
Ｋ７１２１に準じて測定することができる。本発明で
は、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製ＤＳＣ−７用い、結
晶性樹脂であるポリプロピレン系樹脂を含む組成物を、
１０℃／分の昇温速度で加熱し、２３０℃に３分間保持
した後、１０℃／分の降温速度で冷却したときのそれぞ
れのピーク温度として求めた。

【００４７】

【実施例】以下、成形実験に基づいて本願発明を説明す
るが、これらに何ら制限をされるものではない。成形実験下記の条件によりブロー成形法により中空成形品（エア
ースポイラー）の成形を行なった。１．原料ポリプロピレン樹脂とタルク（１）Ｈ−ＰＰ：ポリプロピレン単独重合体〔出光石油
化学株式会社製、ＩＤＥＭＩＴＳＵＰＰ、Ｅ−１０５
ＧＭ、ＭＩ：０．６ｇ／１０分（２３０℃、２．１６ｋ
ｇ荷重）〕（２）Ｂ−ＰＰ：プロピレンブロツク共重合体〔出光石
油化学株式会社製、ＩＤＥＭＩＴＳＵＰＰ、Ｅ−１８
５Ｇ、ＭＩ：０．４ｇ／１０分（２３０℃、２．１６ｋ
ｇ荷重）〕（３）タルク〔平均粒子径：１．５μｍ、平均アスペク
ト比：１５〕

【００４８】２．中空成形品・・・自動車用エアースポ
イラー形状＝１４００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍ、製品重量
＝約２．０ｋｇ。３．成形条件（１）成形機：９０ｍｍφブロー成形機〔ダイ：１００
ｍｍφ、アキュームレーター：２５リットル、型締圧
力：６０ｔｏｎ、スクリュー回転数：４０ｒｐｍ〕（２）成形温度：シリンダー：２３０〜１９０℃、クロ
スヘッド：１９０℃、ダイス：１９０℃、樹脂温度：２
２０℃。

【００４９】４．金型：図１に準ずる。（１）金型加熱：加熱用油（１５０℃）を循環し、表面
温度を１２０℃とした。（２）金型表面・・・・表面：
０．２Ｓの鏡面仕上げ、径：５０μｍ、ピッチ：５ｍｍ
のガス抜き孔を有する。５．内部冷却：・・・７ｋｇ／ｃｍ²の空気吹き込みで
ブローした後、−３５℃のドライエアーを７ｋｇ／ｃｍ
²で吹き込むとともに、内部圧力を７ｋｇ／ｃｍ ²を維
持しながな６０秒間、加熱されたドライエアーを連続的
に排出した。その後、中空体内部の圧力が３ｋｇ／ｃｍ
²となるように、冷却媒体の吹き込みを中止した。その
後、所定の間隔で冷却媒体の吹き込み口と排出口を三方
切り換え弁の切り換えにより行った。吹き込みと排出用
の針は、成形品の裏側の成形品端部よりそれぞれ２０ｍ
ｍの位置に設けた。なお、針は、先端部で上下方向に二
箇所の穴を有し、中空体の長手方向に向いたものを用い
た。

【００５０】６．第１表に示す原料樹脂、冷却条件でス
ポイラーを成形した。７．評価得られたスポイラーの表面光沢の測定結果と取り付け部
に対応する意匠面部分をを中心に全体目視観察して、ヒ
ケ、反りの状態を評価した。結果を第１表に示す。 ○：良好 △：ヒケ、反りが僅か観察される。 ×：明瞭にヒケ、反りが観察される。 ××：製品化不可

【００５１】

【表１】

【００５２】第１表より、冷却媒体の一方向流通排出の
場合４分の冷却において、スポイラーは成形可能である
が、ヒケの解消は難しいことが分かる。また、吹き込み
口と排出口の切り換えにおいて、切り換え間隔の影響が
ヒケ、反りに大きく影響していることが明らかである。
また、タルク配合組成物の方が内部冷却に適している。

【００５３】

【発明の効果】本発明成形方法で製造された中空成形品
は金型転写性が良好であり、中空成形でありながら９０
％以上の高い光沢を示す。また、高光沢の中空成形品に
もかかわらず成形サイクルの短縮が可能であり、ヒケ、
反りなどの製品外観品質、生産性のいずれもが満足され
るすぐれた成形方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様である中空成形品の成形方
法の金型型締前の状態の概念断面図である。

【図２】図１の型締、賦形後の状態の概念断面図であ
る。

【図３】本発明の冷却条件と通常条件の冷却条件の対比
を示す。

【符号の説明】

１：押出ダイス２：成形金型３：金型温調管４：パリソンピンチ５：気体吹込管６：冷却媒体の吹き込みまたは排出針７：針進退装置８：冷却媒体供給源９：ストレーナー１０：三方切り換え弁１１：調整弁１２：冷媒媒体供給管１３：吹き込み、排出切り換え管１４：冷媒媒体排出管１５：冷媒媒体排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂からなる溶融パリソンを金
型内に保持し、該パリソン内部に気体を吹き込み中空体
を形成した後、中空体内部に冷却媒体の吹き込みと排出
により内部冷却を行う中空成形品の成形方法において、
冷却媒体の吹き込み口と排出口の切り換えを行うことを
特徴とする中空成形品の成形方法。
【請求項２】切り換えが３〜３０秒間隔である請求項
１記載の中空成形品の成形方法。
【請求項３】冷却媒体の排出開始から１０秒経過以
後、最初の切り換えを行う請求項１または２記載の中空
成形品の成形方法。
【請求項４】結晶性樹脂からなる溶融パリソンを、金
型成形面が結晶性樹脂の（結晶化温度−２０℃）の温度
以上、融点以下に加熱された金型に保持し、気体を吹き
込み中空体を形成したのち、内部冷却を行う請求項１〜
３のいずれかに記載の中空成形品の成形方法。
【請求項５】冷却媒体の温度が２３℃以下の冷却空気
である請求項１〜４のいずれかに記載の中空成形品の成
形方法。
【請求項６】熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂で
ある請求項１〜５のいずれかに記載の中空成形品の成形
方法。