JP2008155568A - 発泡ブロー成形方法およびこの方法を実施する発泡ブロー成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定量式のポンプおよび冷却器として冷凍機を用いた熱交換機を不要として、コストを上げることなく、発泡ブロー成形に必要な炭酸ガスを押出機に供給可能とする。
【解決手段】押出機Ｅに炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を圧力計１２により測定し、この測定された樹脂圧力より若干高く炭酸ガスの注入圧力を予め圧力調整装置１３により設定する。この状態で、ガスボンベＧに封入されている二酸化炭素を、ガスボンベＧの開放と共にガス化し炭酸ガスとする。更に炭酸ガスの流量を流量計１４により測定し、この測定した流量を電気制御回路１６により設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁１５の開度を調整し、炭酸ガスの流量および圧力を所定の設定値として、押出機Ｅに供給する。このようにして押出機Ｅに供給された炭酸ガスを使用して、発泡ブロー成形機Ａにより、発泡ブロー成形を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は発泡ブロー成形方法およびこの方法を実施する発泡ブロー成形装置に関する。

従来、発泡ブロー成形に使用されるガスは押出機への定量安定供給性にすぐれるフロンガスや炭化水素系ガス、炭酸ガス、窒素ガスが使用されている。
しかし、近年は環境にやさしい炭酸ガスを使用する方法が求められているが、炭酸ガスを使用する場合、製品となる部分の泡の大きさを連続的に且つ均一性を保つために液化状態、或いは臨界状態で温度を管理しながら定量的な流量制御を行う必要があり、複雑で高価な装置を使用しているのが現状である。

従来の観点では、発泡の泡の大きさと倍率を重視するが余り、その炭酸ガス供給装置は温度と流量を高精度で管理する、高価なものとなっていた。
また、使用されるガスに爆発の危険性のある種類が多い事も、安全を確保するために、高価な装置を必要とする一因になっていた。
その一例としては、液化炭酸ガスや液化窒素ガス等の発泡剤が充填された発泡剤充填タンクと、この発泡剤充填タンクの発泡剤を樹脂発泡ブロー成形機へ供給する発泡剤供給パイプと、この発泡剤供給パイプの前記樹脂発泡ブロー成形機寄りの部位に介装されたポンプとからなる樹脂発泡ブロー成形機への発泡剤の供給装置において、前記ポンプの上流部の前記発泡剤供給パイプを通過する発泡剤を冷却する冷却器とで樹脂発泡ブロー成形機への発泡剤の供給装置を構成している（特許文献１）。

しかし、前記発泡剤の供給装置においては、低圧側、圧力２〜５ＭＰａのボンベより、冷却器として冷凍機を用いた熱交換機にて液化二酸炭素（−５０〜−７０℃）を定量式の前記ポンプにて計量し流量計で流量を測定し、前記ポンプにこの測定値をフィードバックしている。これにより、圧力制御を伴うことなく、流量制御のみで高圧の炭酸ガスを発生し、気泡サイズ２ミクロン以下、発泡倍率２乃至４倍の発泡ブロー成形を行っている。定量式の前記ポンプおよび冷却器として冷凍機を用いた熱交換機を必要とする。
特開２００−２１８６４７公報

本件発明の主目的は、前記のような定量式の前記ポンプおよび冷却器として冷凍機を用いた熱交換機を不要として、コストを上げることなく、発泡ブロー成形に必要な炭酸ガスを押出機に安定して定量供給可能な方法とその装置を市場に提供することにある。
本件発明のその他の目的は、ガス爆発の危険性から回避すると共に、炭酸ガスを供給して、泡の大きさをさほど重要視しない発泡ブロー成形を好適に行える方法およびその装置を提供することである。
本件発明の更なる目的は、常時供給するガスの圧力および流量を監視し、制御することで、連続して、安定した流量、圧力で低圧ガスを押出機に供給可能とし、低コストの原料、例えば発泡用ポリプロピレン樹脂、汎用ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン（ＰＳ）、その他のポリオレフィン系樹脂を使用して、発泡気泡サイズ平均１００ミクロン以上の発泡ブロー成形品を製造可能とする。

前記課題を解決するために、特定発明は炭酸ガスを押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形する際に、前記押出機に前記炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を測定し、この測定された樹脂圧力より若干高く炭酸ガスの注入圧力を予め設定し、この状態で、ガスボンベに封入されている液化二酸化炭素を、ガスボンベの開放と共にガス化し前記炭酸ガスとし、この状態で、炭酸ガスの流量を測定し、この測定した流量を設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁の開度を調整し、前記炭酸ガスの流量および圧力を所定の設定値として、押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形することを特徴とする発泡ブロー成形方法としてある。

前記課題を解決するために、関連発明は、炭酸ガスを押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形する装置において、
押出機に炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を測定する圧力計が設けてあり、この測定された樹脂圧力より若干高くガスの注入圧力を設定する圧力調整装置が配置され、前記圧力調整装置に流量計の一次側が接続され、この流量計の二次側には流量制御弁が接続され、この流量制御弁の下流には押出機が連通してあると共に、流量計と流量制御弁の間には、前記流量計で測定された流量を設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁の開度を調整する電気制御回路が介在されてなる炭酸ガス供給装置を備えることを特徴とする発泡ブロー成形装置としてある。

請求項１乃至４記載の方法発明においては、定量式の前記ポンプおよび冷却器として冷凍機を用いた熱交換機を不要として、コストを上げることなく、発泡ブロー成形に必要な炭酸ガスを押出機に供給できる。
加えて、常時供給する炭酸ガスの圧力および流量を監視し、制御することで、連続して、安定した流量、圧力で炭酸ガスを押出機に供給でき、低コストの原料、例えば発泡ポリプロピレン樹脂をベースとし汎用ポリプロピレンを混合したものを使用して、発泡気泡サイズ平均１００ミクロン以上の発泡ブロー成形品を低コストで成形できる。
殊に、炭酸ガスを用いることにより、ガス爆発の危険性から回避でき、更に泡の大きさをさほど重要視しない発泡ブロー成形において、炭酸ガスを常温で扱い、押出機に低コストで供給できる。

請求項５、６、７、８載の装置発明は、請求項１乃至４記載の方法発明を実施でき、その効果を奏することができる。

実施の形態
この形態は、請求項５、６、７、８記載の装置発明の代表的な実施の形態であり、図１において、Ａは炭酸ガス供給装置１０を備える発泡樹脂成形装置の一種である発泡ブロー成形機を示し、この炭酸ガス供給装置１０は発泡樹脂を成形するために炭酸ガスを押出機Ｅに供給するものとしてある。この炭酸ガス供給装置１０は、液化二酸化炭素を貯蔵するガスボンベＧを備え、押出機Ｅにガスが注入される部分の樹脂圧力を測定するための圧力計１２が前記押出機Ｅに設けられている。この測定された樹脂圧力より若干高くガスの注入圧力を設定する圧力調整装置（例えば減圧弁）１３が配置されている。この押出機Ｅは単体で１軸のものとして図示されているが、タンデム式のものでもこの発明としては同一である。

前記圧力調整装置１３に流量計１４の一次側が接続され、この流量計１４の二次側には流量制御弁１５が接続され、この流量制御弁１５の下流には前記押出機Ｅが逆止弁を介して連通してある。
前記流量計１４と流量制御弁１５の間には電気制御回路１６が介在され、この電気制御回路１６は、前記流量計１４で測定された流量を設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁１５の開度を調整する構成としてある。
前記炭酸ガス供給装置１０を備える発泡ブロー成形機Ａの一部として前記押出機Ｅが設けられている。この発泡ブロー成形機Ａは押出ブロー式としてある。なお、この発明としては、発泡ブロー成形機Ａはこの形式に限定されず、射出ブロー式のものでも良い。

この形態の作用を、請求項１乃至４記載の方法発明の代表的な実施の形態とあわせて説明する。
前記押出機Ｅに前記炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を前記圧力計１２により測定し、この測定された樹脂圧力より若干高く炭酸ガスの注入圧力を予め前記圧力調整装置１３により設定する。この状態で、前記ガスボンベＧに封入されている液化二酸化炭素を、前記ガスボンベＧの開放と共にガス化し前記炭酸ガスとする。
更に炭酸ガスの流量を前記流量計１４により測定し、この測定した流量を電気制御回路１６により設定値と比較し、その比較の結果に応じて前記流量制御弁１５の開度を調整し、前記炭酸ガスの流量および圧力を所定の設定値として、前記押出機Ｅに供給する。このようにして前記押出機Ｅに供給された炭酸ガスを使用して、前記発泡ブロー成形機Ａにより、発泡ブロー成形を行う。
なお、前記樹脂圧力と前記ガスの注入圧力との差を２ＭＰａ乃至これ以下に設定することが、発泡セルの成形上望ましい。
更に、詳述すれば、常時供給するガスの圧力および流量を前記のように監視し、制御することで、連続して、安定した流量、圧力で炭酸ガスを押出機Ｅに供給し、低コストの原料、例えば発泡用ポリプロピレン樹脂（例示として日本ポリプロ株式会社製ニューフォーマー）をベースとし汎用ポリプロピレン（例示として日本ポリプロ株式会社製ノバテックＰＰ）を混合したものを使用して、発泡気泡サイズ平均１００ミクロン以上の発泡ブロー成形品、殊に発泡ブロー成形品を低コストで成形する。
この場合、前記樹脂圧力を４ＭＰａとし、この炭酸ガスの注入圧力を５ＭＰａとすることで、押出機Ｅでの発泡が安定化し、均一な発泡セルを有する発泡ブロー成形品を成形できる。
なお、前記実施の形態においては、原材料として発泡用ポリプロピレン樹脂をベースとし汎用ポリプロピレンを混合したものを使用しているが、発泡用ポリプロピレン樹脂、汎用ポリプロピレンを単独で使用したり、ポリエチレン、ポリスチレン（ＰＳ）、その他のポリオレフィン系樹脂を使用してもこの発明の技術的な範囲に入ることは言うまでもない。

装置発明の代表的な実施の形態の概略図である。

符号の説明

Ａ 発泡ブロー成形機
１０ 炭酸ガス供給装置
Ｅ 押出機
Ｇ ガスボンベ
１２ 圧力計
１３ 圧力調整装置
１４ 流量計
１５ 流量制御弁
１６ 電気制御回路

Claims (8)

1. 炭酸ガスを押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形する際に、
   この押出機に前記炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を測定し、この測定された樹脂圧力より若干高く炭酸ガスの注入圧力を予め設定し、この状態で、ガスボンベに封入されている液化二酸化炭素を、ガスボンベの開放と共にガス化し前記炭酸ガスとし、この状態で、炭酸ガスの流量を測定し、この測定した流量を設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁の開度を調整し、前記炭酸ガスの流量および圧力を所定の設定値として、押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形することを特徴とする発泡ブロー成形方法。
2. 前記樹脂圧力と前記炭酸ガスの注入圧力との差を２ＭＰａ乃至これ以下に設定するとすることを特徴とする請求項１記載の発泡ブロー成形方法。
3. 前記樹脂圧力Ｐ１を１０ＭＰａ以下とし、前記炭酸ガスの注入圧力Ｐ２を前記樹脂圧力Ｐ１以上（Ｐ１＋２）ＭＰａ以下の範囲とすることを特徴とする請求項1又は２記載の発泡ブロー成形方法。
4. 前記樹脂の原料として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン（ＰＳ）、その他のポリオレフィン系樹脂を使用することを特徴とする請求項1、２又は３記載の発泡ブロー成形方法。
5. 請求項１、２、３又は４記載の発泡ブロー成形方法を実施することを特徴とする発泡ブロー成形装置。
6. 炭酸ガスを押出機に供給し樹脂を発泡ブロー成形する装置において、
   押出機に炭酸ガスが注入される部分の樹脂圧力を測定する圧力計が設けてあり、この測定された樹脂圧力より若干高くガスの注入圧力を設定する圧力調整装置が配置され、前記圧力調整装置に流量計の一次側が接続され、この流量計の二次側には流量制御弁が接続され、この流量制御弁の下流には押出機が連通してあると共に、流量計と流量制御弁の間には、前記流量計で測定された流量を設定値と比較し、その比較の結果に応じて流量制御弁の開度を調整する電気制御回路が介在されてなる炭酸ガス供給装置を備えることを特徴とする発泡ブロー成形装置。
7. 液化二酸化炭素を貯蔵するガスボンベが配置され、前記押出機での樹脂圧力を測定する圧力計が設けてあり、この測定された樹脂圧力より若干高く炭酸ガス注入圧力を設定するためのガス圧力調整装置がこのガスボンベの下流に配備され、このガス圧力調整装置に流量計の一次側が接続され、この流量計の二次側には流量制御弁が接続され、この流量制御弁の下流には押出機が連通してあることを特徴とする請求項６記載の発泡ブロー成形装置。
8. 前記ガス圧力調整装置を減圧弁とし、前記押出機を単体乃至タンデム式とし、前記発泡ブロー成形装置を押出ブロー式乃至射出ブロー式としてあることを特徴する請求項６又は７記載の発泡ブロー成形装置。

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