JP2015074154A - 発泡押出機、発泡押出方法、発泡ブロー成形品の製造方法 - Google Patents
発泡押出機、発泡押出方法、発泡ブロー成形品の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】発泡ブロー成形品の発泡倍率を高めることができる発泡押出機を提供する。【解決手段】本発明によれば、シリンダと、前記シリンダ内に原料樹脂を投入するための樹脂投入口と、前記シリンダ内で回転されるスクリューと、前記シリンダ内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口と、前記シリンダの温度を制御する温度制御部と、前記シリンダ内で前記原料樹脂が溶融して得られた溶融樹脂を前記シリンダから押し出すための樹脂押出口とを備え、前記シリンダは、上流側から順に同軸上に第1シリンダ及び第2シリンダを備え、第1シリンダ及び第2シリンダの間に断熱分離層が設けられており、前記樹脂投入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられる、発泡押出機が提供される。【選択図】図1
Description
本発明は、車両用空調ダクトのように、軽量性、断熱性、耐衝撃性、温度および湿度の変化に対する耐久性に優れることが特に要求される発泡ブロー成形品の製造方法と、この方法に好適に利用される発泡押出機及び発泡押出方法に関する。
従来、発泡押出機のシリンダ内に投入した熱可塑性樹脂に対して発泡剤を注入したものをパリソンとして押出機から押し出し、このパリソンを分割金型で挟み込んでブロー成形を行う発泡ブロー成形が知られている(特許文献1)。
ところで、発泡ブロー成形品をさらに軽量化したいという要望がある。このような要望に対応するために特許文献1に開示されているような発泡押出機において、発泡剤を注入する際の溶融樹脂の温度を高めることによって発泡剤の注入量を増大させ、発泡倍率を向上させることも試みたが、押出後の樹脂表面にて破泡が起こり発泡倍率を大きく向上させることができないという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、発泡ブロー成形品の発泡倍率を高めることができる発泡押出機、この発泡押出機を用いた発泡押出成形方法及び発泡ブロー成形品の製造方法を提供するものである。
本発明によれば、シリンダと、前記シリンダ内に原料樹脂を投入するための樹脂投入口と、前記シリンダ内で回転されるスクリューと、前記シリンダ内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口と、前記シリンダの温度を制御する温度制御部と、前記シリンダ内で前記原料樹脂が溶融して得られた溶融樹脂を前記シリンダから押し出すための樹脂押出口とを備え、前記シリンダは、上流側から順に同軸上に第1シリンダ及び第2シリンダを備え、第1シリンダ及び第2シリンダの間に断熱分離層が設けられており、前記樹脂投入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられる、発泡押出機が提供される。
本発明者らは発泡ブロー成形品の発泡倍率を高めるべく鋭意検討を行ったところ、発泡押出機において上流側から順に同軸上に第1シリンダ及び第2シリンダを備えるようにシリンダを構成し、第1シリンダと第2シリンダの間に断熱分離層を設けるという構成を思いついた。このような構成によれば、第1シリンダからの熱が第2シリンダに伝達されにくいので、第1シリンダの温度が第2シリンダの温度よりも高くなるように、第1シリンダと第2シリンダの間の温度差を大きくしやすい。このため、第1シリンダを比較的高温にして溶融樹脂を比較的高い温度にまで加熱した状態で発泡剤を注入することによって発泡剤の注入量を増大させることが可能になり、さらに第2シリンダを比較的低温にすることによって発泡剤を注入後の溶融樹脂の温度を急速に低下させてブロー成形に適した温度にすることが可能になる。また、第1シリンダと第2シリンダが同軸上にない場合には、発泡押出機の設置スペースが増大したり、スクリューとその駆動部が複数必要になったりするといった問題が生じるが、本発明では、第1シリンダと第2シリンダが同軸上にあるので、発泡押出機を省スペースで設置が可能であり、且つスクリューとその駆動部を1つにすることが可能である。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記発泡剤注入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられるか、前記断熱分離層の下流側であって前記断熱分離層に隣接した位置に設けられる。
好ましくは、第1及び第2シリンダの一方は、軸方向に突出する係合凸部を有し、第1及び第2シリンダの他方は、軸方向に凹み且つ前記係合凸部に係合可能な係合凹部を備え、前記係合凸部の高さ方向の長さは、前記係合凹部の深さ方向の長さよりも大きく、この長さの差によって第1及び第2シリンダの間に前記断熱分離層が設けられる。
好ましくは、前記発泡剤注入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられるか、前記断熱分離層の下流側であって前記断熱分離層に隣接した位置に設けられる。
好ましくは、第1及び第2シリンダの一方は、軸方向に突出する係合凸部を有し、第1及び第2シリンダの他方は、軸方向に凹み且つ前記係合凸部に係合可能な係合凹部を備え、前記係合凸部の高さ方向の長さは、前記係合凹部の深さ方向の長さよりも大きく、この長さの差によって第1及び第2シリンダの間に前記断熱分離層が設けられる。
本発明は、別の観点によれば、上記記載の発泡押出機を用いて発泡押出成形方法であって、前記樹脂投入口から前記シリンダ内に原料樹脂を投入する樹脂投入工程と、前記シリンダ内で前記原料樹脂を溶融させて溶融樹脂を得る樹脂溶融工程と、前記溶融樹脂に対して前記発泡剤注入口から発泡剤を注入する発泡剤注入工程と、前記スクリューの回転によって前記樹脂押出口を通じて前記溶融樹脂を前記シリンダから押し出す樹脂押出工程とを備え、前記温度制御部は、第1シリンダの温度が第2シリンダの温度よりも高くなるように温度制御を行う、発泡押出方法を提供する。
好ましくは、第1シリンダの設定温度と第2シリンダの設定温度の差が20℃以上である。
好ましくは、前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第2シリンダの温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される。
好ましくは、前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第1シリンダの温度と第2シリンダの温度の中間の温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される。
好ましくは、第1シリンダの設定温度と第2シリンダの設定温度の差が20℃以上である。
好ましくは、前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第2シリンダの温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される。
好ましくは、前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第1シリンダの温度と第2シリンダの温度の中間の温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される。
本発明は、さらに別の観点によれば、上記記載の発泡押出方法を用いた発泡ブロー成形品の製造方法であって、前記樹脂押出工程によって押し出された前記溶融樹脂からなるパリソンを用いてブロー成形を行うブロー成形工程をさらに備える、発泡ブロー成形品の製造方法を提供する。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
1.発泡押出機
図1に示すように、本発明の一実施形態の発泡押出機1は、シリンダ3と、シリンダ3内に原料樹脂を投入するための樹脂投入口5と、シリンダ3内で回転されるスクリュー7と、シリンダ3内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口Pと、シリンダ3の温度を制御する温度制御部9と、シリンダ3内で原料樹脂が溶融して得られた溶融樹脂をシリンダ3から押し出すための樹脂押出口11とを備える。
図1に示すように、本発明の一実施形態の発泡押出機1は、シリンダ3と、シリンダ3内に原料樹脂を投入するための樹脂投入口5と、シリンダ3内で回転されるスクリュー7と、シリンダ3内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口Pと、シリンダ3の温度を制御する温度制御部9と、シリンダ3内で原料樹脂が溶融して得られた溶融樹脂をシリンダ3から押し出すための樹脂押出口11とを備える。
<樹脂投入口>
樹脂投入口5は、いわゆるホッパーであり、ここから、原料樹脂を投入する。原料樹脂の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂は、樹脂投入口5からシリンダ3内に投入された後、シリンダ3内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ3内に配置されたスクリュー7の回転によってシリンダ3の一端に設けられた樹脂押出口11に向けて搬送される。
樹脂投入口5は、いわゆるホッパーであり、ここから、原料樹脂を投入する。原料樹脂の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂は、樹脂投入口5からシリンダ3内に投入された後、シリンダ3内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ3内に配置されたスクリュー7の回転によってシリンダ3の一端に設けられた樹脂押出口11に向けて搬送される。
<スクリュー>
スクリュー7は、シリンダ3内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら樹脂押出口11に向けて搬送する。スクリュー7の一端にはギア装置15が設けられており、ギア装置15によってスクリュー7が回転駆動される。シリンダ3内に配置されるスクリュー7の数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
スクリュー7は、シリンダ3内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら樹脂押出口11に向けて搬送する。スクリュー7の一端にはギア装置15が設けられており、ギア装置15によってスクリュー7が回転駆動される。シリンダ3内に配置されるスクリュー7の数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
<シリンダ、断熱分離層>
シリンダ3は、上流側から順に同軸上に第1シリンダ13及び第2シリンダ23を備えており、第1シリンダ13及び第2シリンダ23の間には、断熱分離層33が設けられている。樹脂投入口5は、断熱分離層33よりも上流側に設けられており、より詳細には、第1シリンダ13よりも上流側に設けられている。このような位置に樹脂投入口5が配置されることによって、原料樹脂がシリンダ3内で効率的に加熱溶融される。
シリンダ3は、上流側から順に同軸上に第1シリンダ13及び第2シリンダ23を備えており、第1シリンダ13及び第2シリンダ23の間には、断熱分離層33が設けられている。樹脂投入口5は、断熱分離層33よりも上流側に設けられており、より詳細には、第1シリンダ13よりも上流側に設けられている。このような位置に樹脂投入口5が配置されることによって、原料樹脂がシリンダ3内で効率的に加熱溶融される。
本実施形態では、第1シリンダ13と第2シリンダ23の間に断熱分離層33が設けられているので、第1シリンダ13からの熱が第2シリンダ23に伝達されにくくなり、第1シリンダ13の温度と第2シリンダ23の温度の差異を大きくしやすくなっている。断熱分離層33は、シリンダ3の軸方向の熱伝導速度を低下させる層であればよく、その構成は特に限定されない。本実施形態では、図2(a)に示すように、軸方向に突出する係合凸部13aを第1シリンダ13に設け、係合凸部13aに係合可能な係合凹部23aを第2シリンダ23に設け、図2(b)に示すように係合凸部13aを係合凹部23aに係合させることによって、断熱分離層33を形成している。具体的には、係合凸部13aの高さ方向の長さH1が、係合凹部23aの深さ方向の長さH2よりも大きいので、この差H3の分だけ、断熱分離層33が形成される。このような構成によれば、長さH1,H2を変化させることによって断熱分離層33の厚さH3の調節が可能である。
係合凸部13aは、内径IDが第1シリンダ13及び第2シリンダ23と等しく、外径D2が第1シリンダ13及び第2シリンダ23の外径D1よりも小さいので、図2(c)〜(d)に示すように、軸方向に垂直な断面での、シリンダ内部の空洞部14を除いた断面積は、係合凸部13aの断面積S2の方が、第1シリンダ13及び第2シリンダ23での断面積S1よりも小さくなり、このために、断熱分離層33での熱伝導速度が、第1及び第2シリンダ13,23での熱伝導速度よりも小さくなり、第1シリンダ13から第2シリンダ23への熱移動が抑制される。
第1及び第2シリンダ13,23、及び断熱分離層33は、以下のように構成にすることも可能である。
・第2シリンダ23に係合凸部を設け、第1シリンダ13に係合凹部を設けてもよい。
・第1シリンダ13と第2シリンダ23の外径は、異なっていてもよい。
・断熱分離層33は、第1シリンダ13と第2シリンダ23の間に、第1及び第2シリンダ13,23よりも熱伝導係数が小さい部材を配置することによって構成してもよい。
・断熱分離層33は、2つ以上設けてもよい。
・断熱分離層33は、図3に示すように、第1及び第2シリンダ13,23に比較的外径が大きいフランジ13f,23fを設け、フランジ13fの周縁に突起13bを設けることによって、フランジ13f,23fの間にエアギャップを形成するように構成してもよい。この場合、係合凸部13aの外径D3を図2の実施形態での係合凸部13aの外径D2よりも小さくしやすくなり、断熱分離層33での熱伝導速度をさらに低下させることができる。フランジ13f,23fには、連結孔13h,23hを設け、この連結孔13h,23hにボルト35を挿入してナット37で締め付けることによってフランジ13f,23fを互いに連結してもよい。
・第2シリンダ23に係合凸部を設け、第1シリンダ13に係合凹部を設けてもよい。
・第1シリンダ13と第2シリンダ23の外径は、異なっていてもよい。
・断熱分離層33は、第1シリンダ13と第2シリンダ23の間に、第1及び第2シリンダ13,23よりも熱伝導係数が小さい部材を配置することによって構成してもよい。
・断熱分離層33は、2つ以上設けてもよい。
・断熱分離層33は、図3に示すように、第1及び第2シリンダ13,23に比較的外径が大きいフランジ13f,23fを設け、フランジ13fの周縁に突起13bを設けることによって、フランジ13f,23fの間にエアギャップを形成するように構成してもよい。この場合、係合凸部13aの外径D3を図2の実施形態での係合凸部13aの外径D2よりも小さくしやすくなり、断熱分離層33での熱伝導速度をさらに低下させることができる。フランジ13f,23fには、連結孔13h,23hを設け、この連結孔13h,23hにボルト35を挿入してナット37で締め付けることによってフランジ13f,23fを互いに連結してもよい。
<発泡剤注入口>
シリンダ3には、シリンダ3内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口Pが設けられる。発泡剤注入口Pを設ける位置は特に限定されないが、図1に示すように、断熱分離層33の下流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けることが好ましい。この場合の「隣接した位置」とは、例えば、第2シリンダ23の全長L2の1/2(好ましくは1/3、1/6)の位置よりも断熱分離層33に近い位置を意味する。発泡押出成形を行う際には、断熱分離層33の上流側を高温に加熱し且つ下流側を比較的低温にするので、このような発泡剤注入口Pをこのような位置に設けた場合、断熱分離層33の上流側で高温に加熱された溶融樹脂が冷却される前に、この溶融樹脂に発泡剤が注入されるので、発泡剤の注入量を増大させることができる。また、発泡剤注入口Pを設ける位置は、断熱分離層33の上流側であってもよい。この場合、断熱分離層33の上流側で高温に加熱されている溶融樹脂に発泡剤が注入されるので、発泡剤の注入量を増大させることができる。また、発泡剤注入口Pは、断熱分離層33の上流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けることが好ましい。この場合、溶融樹脂の温度が特に高くなりやすいからである。この場合の「隣接した位置」とは、例えば、第1シリンダ13の全長L1の1/2(好ましくは1/3、1/6)の位置よりも断熱分離層33に近い位置を意味する。
シリンダ3には、シリンダ3内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口Pが設けられる。発泡剤注入口Pを設ける位置は特に限定されないが、図1に示すように、断熱分離層33の下流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けることが好ましい。この場合の「隣接した位置」とは、例えば、第2シリンダ23の全長L2の1/2(好ましくは1/3、1/6)の位置よりも断熱分離層33に近い位置を意味する。発泡押出成形を行う際には、断熱分離層33の上流側を高温に加熱し且つ下流側を比較的低温にするので、このような発泡剤注入口Pをこのような位置に設けた場合、断熱分離層33の上流側で高温に加熱された溶融樹脂が冷却される前に、この溶融樹脂に発泡剤が注入されるので、発泡剤の注入量を増大させることができる。また、発泡剤注入口Pを設ける位置は、断熱分離層33の上流側であってもよい。この場合、断熱分離層33の上流側で高温に加熱されている溶融樹脂に発泡剤が注入されるので、発泡剤の注入量を増大させることができる。また、発泡剤注入口Pは、断熱分離層33の上流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けることが好ましい。この場合、溶融樹脂の温度が特に高くなりやすいからである。この場合の「隣接した位置」とは、例えば、第1シリンダ13の全長L1の1/2(好ましくは1/3、1/6)の位置よりも断熱分離層33に近い位置を意味する。
発泡剤注入口Pから注入される発泡剤は、物理発泡剤が好ましい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度−149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。
<温度制御部>
温度制御部9は、シリンダ3に沿って設けられた温調ユニットC1〜C5を個別に制御して、シリンダ3の各部分の温度を制御するように構成されている。本実施形態では、温調ユニットC1,C2が第1シリンダ13に配置され、温調ユニットC3〜C5が第2シリンダ23に配置されている。温調ユニットの数及び配置は、適宜設定することができる。また、温度制御部9は、パリソンを形成するためのダイヘッド12の温度、及びシリンダ3とダイヘッド12の間の連結部10の温度も制御可能である。
温度制御部9は、シリンダ3に沿って設けられた温調ユニットC1〜C5を個別に制御して、シリンダ3の各部分の温度を制御するように構成されている。本実施形態では、温調ユニットC1,C2が第1シリンダ13に配置され、温調ユニットC3〜C5が第2シリンダ23に配置されている。温調ユニットの数及び配置は、適宜設定することができる。また、温度制御部9は、パリソンを形成するためのダイヘッド12の温度、及びシリンダ3とダイヘッド12の間の連結部10の温度も制御可能である。
<ダイヘッド>
樹脂押出口11から押し出された溶融樹脂は、連結部10を通じてダイヘッド12内に注入される。ダイヘッド12は、図4に示すように、円筒状のダイ外筒41と、その内部に収容されるマンドレル43を備え、その間の空間47にシリンダ3から押し出された溶融樹脂を貯留する。そして、空間47に溶融樹脂が所定量貯留された後にリング状ピストン45を鉛直方向に押し下げることによって溶融樹脂をダイスリット49から押し出して円筒状のパリソンを形成する。なお、ここでは、円筒状のパリソンを形成するためのダイヘッド12を示しているが、ダイヘッド12は、シート状のパリソンを形成するためのものであってもよい。
樹脂押出口11から押し出された溶融樹脂は、連結部10を通じてダイヘッド12内に注入される。ダイヘッド12は、図4に示すように、円筒状のダイ外筒41と、その内部に収容されるマンドレル43を備え、その間の空間47にシリンダ3から押し出された溶融樹脂を貯留する。そして、空間47に溶融樹脂が所定量貯留された後にリング状ピストン45を鉛直方向に押し下げることによって溶融樹脂をダイスリット49から押し出して円筒状のパリソンを形成する。なお、ここでは、円筒状のパリソンを形成するためのダイヘッド12を示しているが、ダイヘッド12は、シート状のパリソンを形成するためのものであってもよい。
2.発泡押出方法
次に、上記の発泡押出機1を用いた発泡押出方法について説明する。この発泡押出方法は、樹脂投入口5からシリンダ3内に原料樹脂を投入する樹脂投入工程と、シリンダ3内で原料樹脂を溶融させて溶融樹脂を得る樹脂溶融工程と、溶融樹脂に対して発泡剤注入口Pから発泡剤を注入する発泡剤注入工程と、スクリュー7の回転によって樹脂押出口11を通じて溶融樹脂をシリンダ3から押し出す樹脂押出工程とを備える。
次に、上記の発泡押出機1を用いた発泡押出方法について説明する。この発泡押出方法は、樹脂投入口5からシリンダ3内に原料樹脂を投入する樹脂投入工程と、シリンダ3内で原料樹脂を溶融させて溶融樹脂を得る樹脂溶融工程と、溶融樹脂に対して発泡剤注入口Pから発泡剤を注入する発泡剤注入工程と、スクリュー7の回転によって樹脂押出口11を通じて溶融樹脂をシリンダ3から押し出す樹脂押出工程とを備える。
この発泡押出方法を実施する際には、温度制御部9は、第1シリンダ13の温度が第2シリンダ23の温度よりも高くなるように温度制御を行う。具体的には、温調ユニットC1,C2の温度が、温調ユニットC3〜C5の温度よりも高くなるように温度制御を行う。第1シリンダの設定温度と第2シリンダの設定温度の差は、20℃以上が好ましい。本実施形態では、この設定温度の差は、断熱分離層33の上流側で断熱分離層33に隣接した位置にある温調ユニットC2の設定温度と、断熱分離層33の下流側で断熱分離層33に隣接した位置にある温調ユニットC3の設定温度の差を意味する。設定温度の差が小さすぎると発泡倍率を高めることが難しいからである。また、この設定温度の差の上限は、特に規定されないが50℃が好ましい。設定温度の差を大きくするには温調ユニットC2の設定温度の高くするか、温調ユニットC3の設定温度を低くする必要があるが、前者の場合、過剰な加熱による樹脂が劣化する場合があり、後者の場合、樹脂温度が低くなりすぎて発泡剤の注入量が減少したり、ブロー性が悪化したりするからである。設定温度の差は、具体的には例えば、20、25、30、35、40、45、50℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
また、発泡剤は、溶融樹脂の温度が第2シリンダ23の温度よりも高い状態で溶融樹脂に対して注入されるように温度制御を行うことが好ましく、溶融樹脂の温度が第1シリンダ13の温度と第2シリンダ23の温度の中間の温度よりも高い状態で溶融樹脂に対して注入されることがさらに好ましい。このように、溶融樹脂の温度が比較的高い状態で発泡剤を注入することによって、発泡剤が樹脂に均一に混ざりやすくなり、発泡剤の注入量を増大させることができる。尚、樹脂中における発泡剤の分散が十分でないと、大気中に樹脂を押し出したときに、局所的に大きな気泡ができてしまい、破泡しやすくなる。結果として、発泡剤の注入量を増大させることができず、発泡倍率向上も見込めない。
3.発泡ブロー成形品の製造方法
次に、上記の発泡押出方法を用いた発泡ブロー成形品の製造方法について説明する。この方法は、上記樹脂押出工程によって押し出された溶融樹脂からなるパリソンを用いてブロー成形を行うブロー成形工程をさらに備える。発泡ブロー成形品は、溶融状態のパリソンをブロー成形金型にセットし、金型内にエアーを吹き込むことによって得ることができる。
次に、上記の発泡押出方法を用いた発泡ブロー成形品の製造方法について説明する。この方法は、上記樹脂押出工程によって押し出された溶融樹脂からなるパリソンを用いてブロー成形を行うブロー成形工程をさらに備える。発泡ブロー成形品は、溶融状態のパリソンをブロー成形金型にセットし、金型内にエアーを吹き込むことによって得ることができる。
<実施例1>
図1に示す発泡押出機1を用いて、発泡ブロー成形品を作製し、その発泡倍率、外観、ブロー性の評価を行った。発泡押出機1のシリンダ3の内径は50mmであり、L/D=34であった。
原料樹脂には、ポリプロピレンを主成分とする原料樹脂ペレットを用いた。温調ユニットC1,C2の設定温度は、それぞれ、180℃、210℃とし、温調ユニットC3以降の設定温度は165℃とした。スクリュー7の回転数は、60rmmとし、押出量は、20kg/hrとした。発泡剤にはN2ガスを用い、図1に示すように断熱分離層33の下流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けられた発泡剤注入口Pから注入した。注入ガス量は、0.08kg/hrとした。
図1に示す発泡押出機1を用いて、発泡ブロー成形品を作製し、その発泡倍率、外観、ブロー性の評価を行った。発泡押出機1のシリンダ3の内径は50mmであり、L/D=34であった。
原料樹脂には、ポリプロピレンを主成分とする原料樹脂ペレットを用いた。温調ユニットC1,C2の設定温度は、それぞれ、180℃、210℃とし、温調ユニットC3以降の設定温度は165℃とした。スクリュー7の回転数は、60rmmとし、押出量は、20kg/hrとした。発泡剤にはN2ガスを用い、図1に示すように断熱分離層33の下流側であって断熱分離層33に隣接した位置に設けられた発泡剤注入口Pから注入した。注入ガス量は、0.08kg/hrとした。
以上の条件で押し出された溶融樹脂をダイヘッド12から所定の速度で押し出して形成されたパリソンを用いてφ50mm、高さ100mmで厚さ5mmの円筒状の発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が観察されず良好であった。パリソンの発泡倍率は4.0倍であった。
<実施例2>
温調ユニットC3以降の設定温度を160℃とし、注入ガス量を0.10kg/hrとした以外は実施例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は若干劣っていたが、外観は気泡の破裂が観察されず良好であった。パリソンの発泡倍率は4.5倍であった。
温調ユニットC3以降の設定温度を160℃とし、注入ガス量を0.10kg/hrとした以外は実施例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は若干劣っていたが、外観は気泡の破裂が観察されず良好であった。パリソンの発泡倍率は4.5倍であった。
<比較例1>
シリンダ3が分割されていない発泡押出機1を用いて、発泡ブロー成形品を作製し、その発泡倍率、外観、ブロー性の評価を行った。シリンダ3の設定温度を180℃とし、連結部10及びダイヘッド12の設定温度を165℃とし、温調ユニットC4の位置に設けた発泡剤注入口Pから発泡剤を注入し、注入ガス量を0.05kg/hrとした以外は実施例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が観察されず良好であった。パリソンの発泡倍率は3.0倍であった。
シリンダ3が分割されていない発泡押出機1を用いて、発泡ブロー成形品を作製し、その発泡倍率、外観、ブロー性の評価を行った。シリンダ3の設定温度を180℃とし、連結部10及びダイヘッド12の設定温度を165℃とし、温調ユニットC4の位置に設けた発泡剤注入口Pから発泡剤を注入し、注入ガス量を0.05kg/hrとした以外は実施例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が観察されず良好であった。パリソンの発泡倍率は3.0倍であった。
<比較例2>
注入ガス量を0.08kg/hrとした以外は比較例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が多数観察された。パリソンの発泡倍率は2.5倍であった。
注入ガス量を0.08kg/hrとした以外は比較例1と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が多数観察された。パリソンの発泡倍率は2.5倍であった。
<比較例3>
発泡剤注入口Pを温調ユニットC3の位置に設けた以外は比較例2と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が多数観察された。パリソンの発泡倍率は2.5倍であった。
発泡剤注入口Pを温調ユニットC3の位置に設けた以外は比較例2と同様の方法によって発泡ブロー成形品を作製した。ブロー性は良好であり、外観は気泡の破裂が多数観察された。パリソンの発泡倍率は2.5倍であった。
<比較例4>
温調ユニットC1,C2の設定温度を、それぞれ、180℃、210℃とし、温調ユニットC3以降の設定温度を165℃とした以外は、比較例3と同様の方法によって発泡ブロー成形品の作製を試みたが、パリソンのドローダウンにより、ブロー成形を行うことができなかった。
温調ユニットC1,C2の設定温度を、それぞれ、180℃、210℃とし、温調ユニットC3以降の設定温度を165℃とした以外は、比較例3と同様の方法によって発泡ブロー成形品の作製を試みたが、パリソンのドローダウンにより、ブロー成形を行うことができなかった。
<考察>
比較例1では、従来の発泡押出機1を用い、注入ガス量を比較的少なくして発泡ブロー成形品を作製したところ、ブロー性が良好であり、外観が良好な発泡ブロー成形品が得られた。但し、発泡倍率が3.0倍という比較的低い値であった。比較例2では、発泡倍率を高めるために、注入ガス量を増大させたところ、気泡の破裂が発生してしまい、発泡倍率が却って低下してしまった。比較例3では、発泡剤注入口Pの位置を変えたが結果は変わらなかった。比較例4では、発泡押出機1の設定温度を変更したがうまく行かなかった。以上の結果から、従来の発泡押出機1を用いた場合は、発泡倍率を高めることが困難であった。
比較例1では、従来の発泡押出機1を用い、注入ガス量を比較的少なくして発泡ブロー成形品を作製したところ、ブロー性が良好であり、外観が良好な発泡ブロー成形品が得られた。但し、発泡倍率が3.0倍という比較的低い値であった。比較例2では、発泡倍率を高めるために、注入ガス量を増大させたところ、気泡の破裂が発生してしまい、発泡倍率が却って低下してしまった。比較例3では、発泡剤注入口Pの位置を変えたが結果は変わらなかった。比較例4では、発泡押出機1の設定温度を変更したがうまく行かなかった。以上の結果から、従来の発泡押出機1を用いた場合は、発泡倍率を高めることが困難であった。
一方、実施例1では、本発明の発泡押出機1を用いて、比較例2と同様に注入ガス量を0.08kg/hrとして発泡ブロー成形品を作製したところ、気泡の破裂が発生せず、発泡倍率が4.0倍になった。また、実施例2では、注入ガス量をさらに増大させたところ、発泡倍率が4.5倍に到達した。
以上の結果から、本発明の発泡押出機1を用いることによって、発泡倍率を高めることができることが分かった。
以上の結果から、本発明の発泡押出機1を用いることによって、発泡倍率を高めることができることが分かった。
1:発泡押出機、3:シリンダ、5:樹脂投入口、7:スクリュー、9:温度制御部、11:樹脂押出口、13:第1シリンダ、23:第2シリンダ、33:断熱分離層
Claims (8)
- シリンダと、前記シリンダ内に原料樹脂を投入するための樹脂投入口と、前記シリンダ内で回転されるスクリューと、前記シリンダ内に発泡剤を注入するための発泡剤注入口と、前記シリンダの温度を制御する温度制御部と、前記シリンダ内で前記原料樹脂が溶融して得られた溶融樹脂を前記シリンダから押し出すための樹脂押出口とを備え、
前記シリンダは、上流側から順に同軸上に第1シリンダ及び第2シリンダを備え、
第1シリンダ及び第2シリンダの間に断熱分離層が設けられており、
前記樹脂投入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられる、発泡押出機。 - 前記発泡剤注入口は、前記断熱分離層の上流側に設けられるか、前記断熱分離層の下流側であって前記断熱分離層に隣接した位置に設けられる、請求項1に記載の発泡押出機。
- 第1及び第2シリンダの一方は、軸方向に突出する係合凸部を有し、第1及び第2シリンダの他方は、軸方向に凹み且つ前記係合凸部に係合可能な係合凹部を備え、
前記係合凸部の高さ方向の長さは、前記係合凹部の深さ方向の長さよりも大きく、この長さの差によって第1及び第2シリンダの間に前記断熱分離層が設けられる、請求項1又は請求項2に記載の発泡押出機。 - 請求項1〜請求項3の何れか1つに記載の発泡押出機を用いて発泡押出成形方法であって、
前記樹脂投入口から前記シリンダ内に原料樹脂を投入する樹脂投入工程と、
前記シリンダ内で前記原料樹脂を溶融させて溶融樹脂を得る樹脂溶融工程と、
前記溶融樹脂に対して前記発泡剤注入口から発泡剤を注入する発泡剤注入工程と、
前記スクリューの回転によって前記樹脂押出口を通じて前記溶融樹脂を前記シリンダから押し出す樹脂押出工程とを備え、
前記温度制御部は、第1シリンダの温度が第2シリンダの温度よりも高くなるように温度制御を行う、発泡押出方法。 - 第1シリンダの設定温度と第2シリンダの設定温度の差が20℃以上である、請求項4に記載の方法。
- 前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第2シリンダの温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される、請求項4又は請求項5に記載の方法。
- 前記発泡剤は、前記溶融樹脂の温度が第1シリンダの温度と第2シリンダの温度の中間の温度よりも高い状態で前記溶融樹脂に対して注入される、請求項4〜請求項6の何れか1つに記載の方法。
- 請求項4〜請求項7の何れか1つに記載の発泡押出方法を用いた発泡ブロー成形品の製造方法であって、
前記樹脂押出工程によって押し出された前記溶融樹脂からなるパリソンを用いてブロー成形を行うブロー成形工程をさらに備える、発泡ブロー成形品の製造方法。
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JP2013211354A JP2015074154A (ja) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 発泡押出機、発泡押出方法、発泡ブロー成形品の製造方法 |
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KR102074497B1 (ko) * | 2019-04-30 | 2020-02-06 | 이용 | Pvc 컴파운드 제조 시스템 |
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WO2024004940A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | キョーラク株式会社 | 樹脂成形体の製造方法、発泡成形体の製造方法 |
-
2013
- 2013-10-08 JP JP2013211354A patent/JP2015074154A/ja active Pending
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