JP2017094655A - 発泡成形体の製造方法及び発泡成形体の製造装置 - Google Patents
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Abstract
Description
1)図1(a)に示すように、従来技術ではパリソン内部に空気の流れが発生し周囲の空気が引き寄せられ(コアンダ効果)、パリソン内部のうち特にプリブローノズル周辺が陰圧となり、パリソンの形状がひょうたん形に萎縮しやすい。
2)発泡ブロー成形では通常のブロー成形に比して熱可塑性樹脂の溶解張力が低く、重力の影響で発泡パリソンが重力方向(通常は押出方向)に引き伸ばされ、その結果パリソン径が小さくなる。
3)図1(b)に示すように、発泡パリソンではカーテン現象が往々にして発生するが、従来技術ではこれを適切に抑制することができず、折肉不良が発生する。
その結果、
第1に、パリソン内部が陰圧になることを防止し、分割金型による成形前の発泡パリソンを萎縮させずに略筒状に形成することができる。
第2に、重力の影響によってパリソン径が小さくなる現象を緩和することができる。
第3に、発泡パリソンで発生しやすいカーテン現象を抑制することで折肉不良の発生を低減することができる。
その結果、
第1に、パリソン内部が陰圧になることを防止し、分割金型による成形前の発泡パリソンを萎縮させずに略筒状に形成することができる。
第2に、重力の影響によってパリソン径が小さくなる現象を緩和することができる。
第3に、発泡パリソンで発生しやすいカーテン現象を抑制することで折肉不良の発生を低減することができる。
好ましくは、発泡成形体の製造方法において、前記プリブローは、前記成形領域の上方又は下方に位置するプリブローノズルを用いて行われる。
好ましくは、発泡成形体の製造方法において、前記パリソン形成工程では、まず前記発泡パリソンを前記成形領域の略全体に位置させ、続いて前記発泡パリソンを挟んで密閉する下ピンチが行われ、続いて前記プリブローが行われる。
好ましくは、発泡成形体の製造方法において、前記パリソン形成工程では、前記発泡パリソンの下端が前記成形領域の下端に到達する前に前記プリブローが開始される。
好ましくは、発泡成形体の製造方法において、前記パリソン形成工程では、前記発泡パリソンの下端が前記成形領域の下端に到達する前に、前記発泡パリソンをピンチ部で挟んで密閉し、前記発泡パリソンの下端の下降に伴って前記ピンチ部を下降させながら前記プリブローが行われる。
好ましくは、発泡成形体の製造方法において、前記パリソン形成工程において、前記成形領域の上側一部又は上方に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する上ピンチが行われる。
好ましくは、発泡成形体の製造装置において、前記プリブローノズルは、前記成形領域の上方又は下方に設けられる。
好ましくは、発泡成形体の製造装置において、前記発泡パリソンを挟んで密閉するピンチ部を更に備える。
好ましくは、発泡成形体の製造装置において、前記ピンチ部は、前記成形領域の略全体に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する下ピンチを行う。
好ましくは、発泡成形体の製造装置において、前記ピンチ部は、前記成形領域の上側一部又は上方に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する上ピンチを行う。
最初に、本発明の第1実施形態の発泡成形体の製造方法を実施するのに適した、発泡成形体の製造装置について説明し、その後、本実施形態の発泡成形体の製造方法について説明する。
本発明の第1実施形態の発泡成形体の製造装置は、図2〜図4に示すように、発泡押出機1、分割金型14、及びピンチ部15を備える。発泡押出機1は、シリンダ3と、樹脂投入口5と、スクリュー7と、発泡剤注入口Pと、温度制御部9と、樹脂押出口11と、ダイヘッド12を備える。
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8が設けられており、ギア装置8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、シリンダ3の樹脂投入口5側の端部の位置を0、樹脂押出口11側の端部の位置をLとした場合、発泡剤注入口Pは、0.3L〜0.7L(好ましくは0.4〜0.6L)の位置に設けることが好ましい。発泡剤注入口Pが0.3Lよりも樹脂投入口5側に設けられると、溶融樹脂の混練が不十分な状態で発泡剤が注入されてしまって発泡剤の分散が不十分になる場合がある。また、溶融樹脂の温度は通常樹脂押出口11に向かって徐々に低下するように制御されるので、発泡剤注入口P0.7Lよりも樹脂押出口11側に設けられると、発泡剤を注入する部位での溶融樹脂の温度が低すぎて発泡剤の注入量が減少してしまう場合がある。
温度制御部9は、シリンダ3に沿って設けられた複数の温調ユニットを個別に制御して、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。また、温度制御部9は、発泡パリソン13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。
原料樹脂と発泡剤が溶融混練されてなる溶融混練樹脂は、樹脂押出口11から押出され、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3に示すように、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46にシリンダ3から押出された溶融混練樹脂を貯留する。また、ダイヘッド12の先端には、ダイコア47とこれを囲むダイシェル48が設けられ、その間に環状スリット49が設けられる。そして、空間46に溶融混練樹脂が所定量貯留された後にリング状ピストン45を重力方向に押下げることによって、溶融混練樹脂が環状スリット49を介して押出され筒状の発泡パリソン13が形成される。発泡パリソン13は、一対の分割金型14間にある成形領域Rに押出される。
一対の分割金型14は、発泡パリソン13の成形を行って発泡成形体を得るために用いられる。図3に示すように、分割金型14のそれぞれには、キャビティ14bを取り囲むようにピンチオフ部14aが設けられている。また、ピンチオフ部14aを取り囲むようにバリ逃し部14cが設けられている。発泡パリソン13がピンチオフ部14aで挟まれた部位が、パーティングラインとなり、ピンチオフ部14aの外側の部分がバリとなる。更に図4〜図7に示すように、分割金型14の間に挟まれる領域を成形領域Rと定義する。
本発明の第1実施形態の発泡成形体の製造方法は、パリソン形成工程と成形工程とを備える。
まず、図4に示すように、ダイコア47とこれを囲むダイシェル48の間の環状スリット49から発泡剤を含む溶融混練樹脂を成形領域Rの略全体に位置するように押出して筒状(例えば略円筒状)の発泡パリソン13を形成する。パリソン形成工程では、分割金型14及びピンチ部15は開状態になっている。
図6〜図7に示すように、成形工程は、分割金型14の型締めによって行われる。具体的には、成型工程では、分割金型14を図6の矢印Y方向に移動させることで分割金型14を型締めし、続いて、発泡パリソン13を分割金型14に押し付けることで発泡成形体13bを成形することができる。このように、発泡パリソン13を分割金型14のキャビティ14bの面に対応する形状に賦形することで、発泡成形体13bが成形される。成形工程において、発泡パリソン13を金型に押し付ける方法は、ブロー成形、真空成形、その組合せの何れであってもよい。
第1実施形態において、プリブローノズル20は、ダイヘッド12の下部であって環状スリット49の略中心に設けられる。一方、第2実施形態では、図8〜図9に示すように、プリブローノズル20はピンチ部15の下方に設けられる。第2実施形態においても、プリブローノズル20は矢印B1方向にエアーを噴射することによりプリブローを行う。かかる場合、図9に示すように、ピンチ部15が発泡パリソン13とともにプリブローノズル20を挟み込むようにピンチすることが好ましい。
第1実施形態及び第2実施形態において、ピンチ部15は、成形領域Rの下方に位置し、いわゆる下ピンチ部である。一方、第3実施形態では、図10〜図11に示すように、ピンチ部15は、成形領域Rの上側一部(分割金型14の大きさ次第では成形領域Rの上方)に設けられ、いわゆる上ピンチ部である。第1実施形態及び第2実施形態では、パリソン形成工程において、発泡パリソン13を成形領域Rの略全体に位置させ、その後下ピンチが行われる。一方、第3実施形態では、パリソン形成工程において、発泡パリソン13の押出しが徐々に行われるとともに矢印B1方向にプリブローが徐々に行われる。そして、発泡パリソン13が、成形領域Rの上側一部に位置する所定のタイミングにおいて、ピンチ部15を矢印X方向に移動させて上ピンチが行われる。
図12に示すように、第3実施形態において上ピンチを行わないものとしてもよい。かかる場合、発泡パリソン13の押出しが徐々に行われるとともに矢印B1方向にプリブローが徐々に行われるか、或いは、発泡パリソン13の所定量の押出しとプリブローとが交互に複数回行われる。
Claims (11)
- 環状スリットから発泡剤を含む溶融混練樹脂を一対の分割金型の間に挟まれる成形領域のある押出方向へ押出すことにより発泡パリソンを形成するパリソン形成工程と、前記成形領域に位置する前記発泡パリソンに対して前記分割金型の型締めを行って発泡成形体の成形を行う成形工程とを備える発泡成形体の製造方法において、
前記パリソン形成工程では、前記押出方向に対して45度以上135度以下である方向に前記発泡パリソンの内面に向かってエアーを噴射することによってプリブローが行われる、発泡成形体の製造方法。 - 前記プリブローは、前記成形領域の上方又は下方に位置するプリブローノズルを用いて行われる、請求項1に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記パリソン形成工程では、まず前記発泡パリソンを前記成形領域の略全体に位置させ、続いて前記発泡パリソンを挟んで密閉する下ピンチが行われ、続いて前記プリブローが行われる、請求項1又は請求項2に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記パリソン形成工程では、前記発泡パリソンの下端が前記成形領域の下端に到達する前に前記プリブローが開始される、請求項1又は請求項2に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記パリソン形成工程では、前記発泡パリソンの下端が前記成形領域の下端に到達する前に、前記発泡パリソンをピンチ部で挟んで密閉し、前記発泡パリソンの下端の下降に伴って前記ピンチ部を下降させながら前記プリブローが行われる、請求項1、請求項2又は請求項4に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記パリソン形成工程において、前記成形領域の上側一部又は上方に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する上ピンチが行われる、請求項4又は請求項5に記載の発泡成形体の製造方法。
- 発泡剤を含む溶融混練樹脂を環状スリットを介して押出方向に押出すことにより成形領域の少なくとも一部に発泡パリソンを形成する発泡押出機と、
前記押出方向に対して45度以上135度以下である方向に前記発泡パリソンの内面に向かってエアーを噴射することによってプリブローを行うプリブローノズルと、
型締めにより前記発泡パリソンから発泡成形体を成形する一対の分割金型と
を備える発泡成形体の製造装置。 - 前記プリブローノズルは、前記成形領域の上方又は下方に設けられる、請求項7に記載の発泡成形体の製造装置。
- 前記発泡パリソンを挟んで密閉するピンチ部を更に備える、請求項7又は請求項8に記載の発泡成形体の製造装置。
- 前記ピンチ部は、前記成形領域の略全体に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する下ピンチを行う、請求項9に記載の発泡成形体の製造装置。
- 前記ピンチ部は、前記成形領域の上側一部又は上方に位置するように形成された前記発泡パリソンを挟んで密閉する上ピンチを行う、請求項9に記載の発泡成形体の製造装置。
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