JP2900866B2

JP2900866B2 - ブロー成形方法

Info

Publication number: JP2900866B2
Application number: JP34795295A
Authority: JP
Inventors: 光芳熊本; 康仁伊藤
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: JPH09164583A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂のブ
ロー成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成形品を得る方法として、射出成形
法やブロ−成形法がある。射出成形法は、溶融樹脂を密
閉された金型内に高圧（２００〜１０００ｋｇ／ｃｍ
² ）で射出して、金型の成形面を樹脂に転写する方式で
ある。高圧であるため、成形面の転写が正確に行われ
る。このため、鏡面やしぼ面を有する成形品を得るのに
は適している。しかし、高圧であるため、高圧に耐える
金型が必要となって、金型の構造が複雑化してコスト高
となり、多品種少量生産等には必ずしも適しない。ま
た、中空品を成形する場合には特別な工夫が必要なた
め、生産工程が複雑化するという問題もある。ブロ−成
形法は、パリソン（溶融・軟化状態の中空円筒形状の樹
脂）を金型間に供給した後に型締し、その中空部に流体
を圧送することでパリソンの外面を金型の成形面に押し
つけて転写する方式である。流体の圧力で押しつけるた
め、比較的低圧（４〜２０ｋｇ／ｃｍ² ）であり、この
ため、成形面が綺麗に転写されず、綺麗な鏡面やしぼ面
を有する成形品を得るのには適しないが、中空品の大量
生産には適しているため、広く行われている。特開昭５
８−１０２７３４号公報には、薄肉の成形用内型と、該
成形用内型に接触／隔離できる冷却用外型を備えた中空
成形用金型が開示されている。この金型では、中空成形
品の表面光沢を改善する目的でパリソンの供給前に成形
用内型を加熱しておくとともに、パリソンが成形用内型
の成形面に接触された後は、冷却用外型の内面を成形用
内型の外面に接触させることで該成形用内型を速やかに
冷却して、成形品を得ている。特開平４−７７２３１号
公報には、パリソンを成形型の成形面に接触させて成形
する際に、該成形型の温度を、パリソンの結晶化速度が
最大となる温度近傍から融点までの間に保持することに
より、ダイラインやウエルドラインが成形品の表面に残
留することを防止するとともに、成形中のパリソンの中
空部に冷媒を循環させることにより、成形のサイクルタ
イムの長時間化を防止するようにしたブロ−成形方法が
開示されている。特公平６−７３９０３号公報には、容
器状の金型枠に、伝熱性が良好で多数の導通孔を有する
蓋体を固着して該蓋体から成る金型表面部域と、その背
後の中間層とを形成し、該中間層内に伝熱性の低い樹脂
又は金属を充填するか、導通孔を備えた補強リブを設け
た成形用金型が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】綺麗で転写ムラの無い
鏡面やしぼ面を有する樹脂成形品を、比較的簡単な構造
の金型を用い、比較的簡単な工程で、比較的短いサイク
ルタイムで生産したいという要請がある。また、上記の
鏡面やしぼ面を有する中空の樹脂成形品（例：自動車の
エアスポイラ−）を、簡易な工程で生産したいという要
請もある。前記特開昭５８−１０２７３４号公報の中空
成形用金型では、成形用内型を加熱することで成形面を
綺麗に転写しているが、成形用内型を冷却用外型に対し
て相対変位させて接触させることで樹脂を冷却している
ため、金型の構造が複雑となって脆弱化する恐れがあ
り、また、冷却時間も長時間化してサイクルタイムが長
くなる。また、成形面の転写をムラ無く行うことについ
ての言及もない。前記特開平４−７７２３１号公報のブ
ロ−成形方法では、成形型の温度を前記の温度に加熱保
持することで成形面を綺麗に転写しているが、冷却時に
も該温度に加熱保持しているため、冷却時間を十分に短
くできず、サイクルタイムが長くなると思われる。ま
た、冷媒を循環させることによりパリソンを内側から冷
却しているため、成形型の温度を前記の温度に加熱保持
するための温度制御が複雑となる。また、成形面の転写
をムラ無く行うことについての言及もない。前記特公平
６−７３９０３号公報の装置では、成形面の加熱・冷却
を、該成形面が形成されている蓋体（金型表面部域）の
内部又は裏面に設けた多数の導通孔に加熱・冷却媒体を
通すことで行っており、さらに、成形面の背後の中間層
内に加熱・冷却媒体を送り込むことでも行っているが、
中間層内での伝熱は緩やかであるため、サイクルタイム
を短くすることは困難である。また、成形面の転写をム
ラ無く行うことについての言及もない。本発明は、綺麗
で転写ムラの無い鏡面やしぼ面を有する樹脂成形品を、
比較的簡単な工程で、比較的短いサイクルタイムで生産
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】請求項１の発明
は、熱可塑性樹脂のパリソンを金型の成形面に供給し、
該パリソンの内部から圧力を加えることにより該パリソ
ンの外表面を前記成形面に押圧して、該成形面を転写す
るブロー成形方法に於いて、前記成形面の裏面側に空間
を設け、該空間側から前記成形面を加熱することにより
該成形面全域を低くとも前記熱可塑性樹脂のビカット軟
化温度（Ｔ）℃以上まで昇温させて前記転写を行うとと
もに、該昇温時に於ける前記成形面内の最高温度と最低
温度の温度差が３０℃以下になるように該加熱を調整
し、加熱後に前記空間側から前記成形面の裏面に冷却媒
体を供給することにより前記成形面全域を高くとも前記
熱可塑性樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃以
下まで冷却するとともに、該冷却時に於ける前記成形面
内の最高温度と最低温度の温度差が４０℃以下になるよ
うに該冷却を調整して、成形品を得る、ブロー成形方法
である。即ち、上記の如く加熱することにより、鏡面や
シボ面を有する成形面を綺麗に転写できる。また、昇温
時の最高温度と最低温度の差が３０℃以下となるように
加熱を調整することにより、転写をムラ無く行うことが
できる。また、昇温時の温度差が３０℃以下で温度ムラ
が小さい結果、次の冷却工程に要する時間も短くなる。
即ち、冷却工程では最高温度部位であっても当該熱可塑
性樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃以下にな
るように冷却されるが、昇温時の温度差が上記の如く小
さいため冷却開始時の温度差も小さくなり、その結果、
最高温度部位が当該熱可塑性樹脂の（ビカット軟化温度
（Ｔ）−１０）℃以下に冷却されるまでの時間も短くな
る。また、最高温度部位以外の他の部位に関しても、無
駄な冷却、即ち、（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃
を大きく下回るような冷却が無くなって冷却のエネルギ
ー効率が良くなる。なお、上記加熱時の温度差は、好ま
しくは２５℃以下、更に好ましくは２０℃以下である。
上記温度差が３０℃を越えると成形面の最低温度部位が
当該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度（Ｔ）℃以上に昇
温されるまでの時間が長くなり、サイクルタイムが長く
なる。また、サイクルタイムを無理に短くすると、ビカ
ット軟化温度（Ｔ）℃まで昇温されない部分が生じて成
形面の転写不良が生ずる。

【０００５】また、請求項１の発明は、冷却時の最高温
度と最低温度の差が４０℃以下になるように冷却を調整
するため、最高温度部位が（ビカット軟化温度（Ｔ）−
１０）℃まで冷却されたとき、他の部位の温度は同温度
を若干下回る程度であり、冷却され過ぎない。即ち、冷
却のエネルギー効率が良く、冷却終了までの時間も短
い。さらに、冷却終了時に於ける最高温度部位以外の他
の部位の温度が上記の如く（ビカット軟化温度（Ｔ）−
１０）℃を若干下回る程度であるため、次の加熱工程の
所要時間も短くなる。つまり、加熱工程では最低温度部
位であっても当該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度
（Ｔ）℃以上になるように加熱されるのであるが、冷却
時の温度差が上記の如く小さいため、加熱開始時の温度
差も小さくなり、その結果、最低温度部位がビカット軟
化温度（Ｔ）℃以上に昇温されるまでの時間も短くな
る。また、最低温度部位以外の他の部位に関しても、無
駄な加熱、即ち、ビカット軟化温度（Ｔ）℃を大きく上
回る加熱が無くなり、加熱のエネルギー効率が良くな
る。なお、上記冷却時の温度差は、好ましくは３０℃以
下、さらに好ましくは２５℃以下である。上記温度差が
４０℃を越えると成形面の最高温度部位が当該熱可塑性
樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃以下に冷却
されるまでの時間が長くなって成形品の取り出しが遅
れ、サイクルタイムが長くなる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明に於い
て、前記成形面の裏面の上方の部位に下方の部位よりも
多量の冷却液を供給して落下させることで、前記冷却時
に於ける前記成形面内の最高温度と最低温度の温度差が
４０℃以下になるように調整する、ブロー成形方法であ
る。図３に示すように、成形面30の裏面31に対向させて
上下方向に略等間隔で配設したノズル701 〜705 から冷
却水を噴射して、該裏面31に冷却水をムラなく供給する
と、該裏面31の上方の部位に供給された冷却水が該裏面
31に付着しつつ落下して下方の部位に到る結果、冷却が
終了する頃には、同図に示すように、下方の部位の水膜
が厚くなって冷却水がより多量に存在するようになる。
このため、該下方の部位が冷却され過ぎるばかりでな
く、次の加熱工程では、まず、該下方の部位の多量の冷
却水を蒸発等して除去するために熱量が費やされる結
果、該下方の部位の昇温が遅れて成形面30に温度ムラが
生ずる。図４は、図３に示す配管710 からノズル701 〜
705 を介して過熱蒸気を噴射して成形面30を裏面31側か
ら加熱した後、配管710 からノズル701 〜705 を介して
冷却水を噴射して冷却した場合（冷却水は配管760 から
排出される）の成形面30の温度を、成形面30の上方の部
位（右上隅，左上隅；図３の（ｂ）参照）と、相対的に
下方である中央の部位（中央，中央右縁；図３の（ｂ）
参照）とで、各々熱電対を用いて測定した結果を示す。
横軸上、６sec 〜９６sec が加熱、９６sec〜１５６sec
が冷却、１５６sec 〜１８９sec がエアー供給、１８
９sec 〜２８２sec が加熱、２８２sec 〜３４２sec が
冷却、３４２sec 〜がエアー供給である。なお、各熱電
対の設置箇所は成形面30の裏面31側に５mm程度に穿った
孔内であるが、この孔内の温度が成形面30側の対応箇所
と略同等であることを確認するため、成形面30の中央に
も熱電対を設置して測定した。これを、図中「中央表
面」として示す。図示のように、中央と中央表面とは、
略同等の温度変化を示すことが確認される。なお、成形
面裏面と表面との間の厚さは１０mmである。図４に示す
ように、成形面30の中央の部位は、初回の冷却終了時
に、成形面30の上方の部位よりも低温となる。即ち、
（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃を大きく下回る温
度まで冷却される。これは、成形面30の裏面31に形成さ
れる水膜が、図３の（ａ）に示すように厚いためである
と考えられる。また、このように水が残ってしまうた
め、次の加熱工程では昇温が遅れ、その結果、成形面30
の中央の部位がビカット軟化温度（Ｔ）℃まで昇温され
たときには、相対的に高温であった成形面30の上方の部
位はビカット軟化温度（Ｔ）℃を大きく上回る温度まで
昇温されてしまっている。さらに、この影響は、次の冷
却工程にも累積的に現れており、成形面30の上方の部位
はより一層冷却され難くなっている。このため、請求項
２の発明では、成形面30の裏面31の上方の部位に下方の
部位よりも多量の冷却液を供給することで水膜の厚さを
均一化し、これにより、上述の不具合の解消を図ってい
る。

【０００７】請求項３の発明は、冷却により前記成形面
裏面に付着して残留する冷却媒体を次回の加熱前に強制
的に除去するブロー成形方法である。例えば、図４のエ
アー供給時に於いて、図３の（ａ）の配管760 からエア
ーを吸引することで、成形面30の裏面31に付着している
水膜を除去することで、上述の不具合を解消するもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】成形面を裏面側から加熱してビカ
ット軟化温度（Ｔ）℃以上まで昇温させる手段は、例え
ば、成形面の裏面側に設けた空間内に過熱蒸気を供給し
て上記裏面に向けて噴射する機構によって実現できる。
成形面を裏面側から冷却して（ビカット軟化温度（Ｔ）
−１０）℃以下の温度に降温する手段は、例えば、上記
空間に冷却媒体（冷却水や冷却エア）を供給して上記裏
面に向けて噴射する機構によって実現できる。また、成
形面の温度差を３０℃以内に抑えつつ、ビカット軟化温
度（Ｔ）℃以上に昇温させ、且つ、（ビカット軟化温度
（Ｔ）−１０）℃以下に降温させる方法としては、請求
項４のように成形面裏面の上方部位に相対的に多量の冷
却媒体を供給する方法や、請求項５のように成形面裏面
に付着している冷却媒体を次回の加熱前に強制除去する
方法があるが、これらの方法以外にも、例えば、成形面
の裏面側の空間を複数に分割して各分割空間に供給する
加熱媒体や冷却媒体を調整して或る分割空間に面する成
形面裏面を重点的に加熱したり冷却したりする方法、輻
射加熱装置により温度の低い部分を選択的に加熱する方
法、加熱される面の金型厚みを部分的に変えて熱容量を
調整する方法等がある。なお、加熱手段として高圧の過
熱蒸気を噴射する機構を採用するとともに成形面の裏面
側の空間を分割する場合に於いて、或る分割空間Ba（図
１参照）には過熱蒸気を噴射し、別の或る分割空間Bbに
は過熱蒸気を噴射しないように制御する場合には、分割
空間Baと分割空間Bbの間に圧力差が生ずるため、前記隔
壁は、この圧力差に耐え得るものでなければならない。
このような要請を満たす隔壁は、例えば、２枚の金属板
の間に断熱板を挟み込んだ構造として実現することがで
きる。

【０００９】本発明で用いられるパリソンの材料として
は、例えば、ＡＳ樹脂、ポリスチレン、ハイインパクト
ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム−
スチレンから成るグラフト共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ア
クリロニトリル−ブタジエン系ゴム−スチレン−αメチ
ルスチレンから成るグラフト共重合体（耐熱ＡＢＳ樹
脂）、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン系ゴム
−スチレン及び／又はメタクリル酸メチルから成るグラ
フト共重合体（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−水添
ジエン系ゴム−スチレン及び／又はメタクリル酸メチル
から成るグラフト共重合体、アクリロニトリル−シリコ
ーンゴム−スチレン及び／又はメタクリル酸メチルから
成るグラフト共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンエ−テル、ポリ
オキシメチレン、ナイロン、メタクリル酸メチル系重合
体、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−ト、塩化ビニ
ル、マレイミド化合物−スチレン及び／又はアクリロニ
トリル及び／又はα−メチルスチレンからなる共重合
体、ゴム状重合体−マレイミド化合物−スチレン及び／
又はアクリロニトリル及び／又はメタクリル酸メチル及
び／又はα−メチルスチレンからなるグラフト共重合体
等、及びこれらの複合物と、これらに充填剤を添加した
樹脂が挙げられる。

【００１０】本発明により好適に成形される成形品とし
ては、例えば、ハウジング、スポーツ用製品、遊具、車
両用製品、家具用製品、サニタリー製品、建材用製品、
厨房用製品があり、また、前記成形品が発泡層を中空部
に有する成形品、前記成形品が多層ブロー成形法により
製作される成形品、前記成形品がメッキ、スパッタ、蒸
着、塗装された成形品がある。これらの成形品の具体例
としては、ハウジングとしては、例えば、クーラーボッ
クス、ＴＶ、オーディオ機器、プリンタ、ＦＡＸ、複写
機、ゲーム機、洗濯機、エアコン、冷蔵庫、掃除機、ア
タッシュケース、楽器ケース、工具箱、コンテナ、カメ
ラケース等がある。スポーツ用製品としては、例えば、
スイミングボード、サーフボード、ウインドサーフィ
ン、スキー、スノーボード、スケートボード、アイスホ
ッケースティック、カーリングボール、ゲートボールラ
ケット、テニスラケット、カヌー、ボート等がある。遊
具としては、例えば、バット、ブロック、積木、釣り具
ケース、パチンコ台枠等がある。車両用製品としては、
例えば、エアースポイラー、ドアー、バンパー、フェン
ダー、ボンネット、サンルーフ、リアゲート、ホイール
キャップ、インパネ、グローブボックス、コンソールボ
ックス、アームレスト、ヘッドレスト、燃料タンク、運
転席カバー、トランク工具ボックス等がある。家具用製
品としては、例えば、引き出し、机天板、ベッド天板・
底板、鏡台枠板、げた箱板・前扉、椅子背板・底板、盆
・トレー、傘立て、花瓶、薬箱、ハンガー、化粧箱、収
納箱板、本立て、事務机天板、ＯＡ机天板、ＯＡラック
等がある。サニタリー製品としては、例えば、シャワー
ヘッド、便座、便板、排水パン、貯水槽蓋、洗面化粧台
扉、浴室ドア等がある。建材用製品としては、例えば、
天井板、床板、壁板、窓枠、ドア、ベンチ等がある。厨
房用製品としては、例えば、まな板、キッチン扉等があ
る。発泡層を中空部に有する成形品としては、例えば、
冷蔵庫前面扉、クーラーボックス等がある。多層ブロー
成形法により製作される成形品としては、例えば、燃料
タンク等がある。成形品がメッキ、スパッタ、蒸着、塗
装されたものとしては、例えば、車両外装部品、電子機
器ハンジング等がある。なお、これらは例示であり、こ
れら以外の成形品も好適に成形され得る。

【００１１】次に、本実施の形態で用いる金型の機構を
説明する。図１の（ａ）は金型の縦断面模式図を示し、
図１の（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。但し、
配管系については理解し易いように表示しており、必ず
しも同一断面には無い。また、各ノズル70a,70a',70b,7
0b' は、各々独立に開閉制御できるように構成されてい
る。ここで、ノズル70a,70b は上方位置のノズルであ
り、ノズル70a',70b' は下方位置のノズルである。図１
に示す金型は、成形面30を有する型体3 と、該型体3 を
支持する金型本体4 を有し、型体3 の裏面側と金型本体
4 との間には、２分割された空間Ｂ（分割空間Ba,Bb ）
が設けられている。また、各分割空間Ba,Bb には、各々
独立に、加熱媒体としての加熱蒸気、冷却媒体としての
冷却水や冷却空気を噴射するための機構が設けられてい
る。これらについては後に詳述する。なお、型体3 と金
型本体４は、何れもステンレス鋼製である。

【００１２】金型本体4 により型体3 を支持する機構
は、図２に示される。即ち、型体3 の周辺に張り出され
ている被支持板36が、該被支持板36に対応するように金
型本体4 に設けられている溝46内に、遊びA を持たせて
緩やかに嵌め入れられ、これにより、型体3 が金型本体
4 によって支持されている。なお、溝46は、張出部400a
を有する本体板400 を本体部401 にボルト403 で取付け
ることにより構成されている。また、図２の（ａ）のよ
うに、成形面30の上面視で方形に配設された４枚の各本
体板400 の隅部には、隣接する本体板400 との間に、略
０．１[mm]の隙間S が設けられている。また、溝46の対
向する両壁部の表面には、厚さ１０[mm]のフェノール樹
脂製の断熱層（断熱支持部材)1が設けられており、さら
に、被支持板36と溝46との間隙には、Ｏリング9 が嵌め
られている。このため、溶融樹脂成形時の熱で型体3 と
金型本体4 とが熱膨張して前記被支持板36と前記溝46と
に相対的なズレが生じた場合でも該ズレは上記遊びA に
より吸収され、悪影響（型体3 の撓み、歪、寿命が短く
なること等）は防止される。このため、精密な成形品を
得ることができる。また、型体3 は縦弾性係数が０．１
×１０⁴ 〜１００×１０⁴[kg/cm²] の材料であるフェノ
ール樹脂の断熱層1 を介して金型本体に支持されている
ため、ガタツキ等の不具合は防止される。

【００１３】上記断熱層1 としては、熱伝導率が０．０
０１〜１[kcal/mh℃] 、好ましくは０．００５〜０．８
[kcal/mh℃] 、更に好ましくは０．０１〜０．５[kcal/
mh℃] で、且つ、縦弾性係数が０．１×１０⁴ 〜１００
×１０⁴[kg/cm²] 、好ましくは０．２×１０⁴ 〜４０×
１０⁴[kg/cm²] 、更に好ましくは１×１０⁴ 〜２０×１
０⁴[kg/cm²] の材料を用いてすることが構成できる。ま
た、熱伝導率が０．００１〜１[kcal/mh℃] 、好ましく
は０．００５〜０．８[kcal/mh℃] 、更に好ましくは
０．０１〜０．５[kcal/mh℃] の材料と、縦弾性係数が
０．１×１０⁴ 〜１００×１０⁴[kg/cm²] 、好ましくは
０．２×１０⁴ 〜４０×１０⁴[kg/cm²] 、更に好ましく
は１×１０⁴ 〜２０×１０⁴[kg/cm²] の材料を用いた積
層構造として構成することもできる。つまり、型体3 と
金型本体4 とを断熱状態で支持でき、且つ、型体3 側か
ら金型本体4 側へ加わる押圧力に抗して、型体3 を金型
本体4 によってガタつき無く確実に支持できればよい。
なお、上記断熱支持部材の熱伝導率として上記の如き範
囲が示されている理由は、熱伝導率が０．００１[kcal/
mh℃] 未満では特殊な材料が必要となって実用的で無く
なり、１[kcal/mh℃]を越えると所望の断熱効果が得ら
れないためである。また、上記断熱支持部材の縦弾性係
数として上記の如き範囲が示されている理由は、縦弾性
係数が０．１×１０⁴[kg/cm²] 未満では剛性が不足して
シールが十分で無くなり、１００×１０ ⁴[kg/cm²] を越
えると断熱支持部の加工が困難となるためである。熱伝
導率が０．００１〜１[kcal/mh℃] で、縦弾性係数が
０．１×１０⁴ 〜１００×１０⁴[kg/cm²] の材料として
は、例えば、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレン
オキサイド、ポリアミド、アセタール樹脂、四フッ化エ
チレン系樹脂、セラミックス、ＰＣ、フェノール樹脂、
ユリア、メラミン、ガラス、不飽和ポリエステル等があ
る。好ましくは、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン、不飽和ポリエステルであり、更に好ましくは、フェ
ノール樹脂である。

【００１４】図１の金型では、前記型体3 の裏面31側と
金型本体4 との間に形成される空間Ba,Bb が前記Ｏリン
グ9 によって外界から密閉されるため、加熱時に分割空
間Ba及び／又は分割空間Bbに噴射される加熱蒸気や、冷
却時に分割空間Ba及び／又は分割空間Bbに噴射される
（冷却水＋空気）が、型体3 と金型本体4 の連結部（型
体3 を金型4 によって支持している部分＝被支持板36と
溝46の部分）から漏れ出ることや、その場合に発生する
分割空間Ba及び／又は分割空間Bb内の圧力の低下や、該
低下により生ずる成形面30の撓みが防止される。分割空
間Baには、バルブ72a 、配管71a 、上ノズル70a 及び／
又は下ノズル70a'を通って加熱蒸気や冷却水＋空気が供
給され、分割空間Bbには、バルブ72b 、配管71b 、上ノ
ズル70b 及び／又は下ノズル70b'を通って加熱蒸気や冷
却水が供給される。上ノズル70a と下ノズル70a'、及
び、上ノズル70b と下ノズル70b'とは、各々独立に開閉
を制御される。また、バルブ72a とバルブ72b も独立に
開閉を制御される。即ち、分割空間Ba又は分割空間Bbの
一方のみに加熱蒸気を供給することも可能であるととも
に、上方位置のみ又は下方位置のみに過熱蒸気や冷却水
を噴射することも可能である。なお、各分割空間のコー
ナー部は、圧力の集中を避けるために、小さな丸みをつ
けられている。また、分割空間Ba及び／又は分割空間Bb
内に噴射された加熱蒸気／空気／冷却水は、各分割空間
Ba,Bb の下部に各々連通された配管76から、バルブ77を
通って排出される。

【００１５】また、図１の金型では、分割空間Baと分割
空間Bbとが、隔壁C によって隔てられている。この隔壁
C は、各々が厚さ５[mm]の２枚の金属（ステンレス鋼）
板の間に、断熱材である厚さ１０[mm]のフェノール樹脂
板を挟み込むことによって構成されている。即ち、金属
板を用いることにより分割空間Ba又は分割空間Bbの一方
のみに加熱蒸気を噴射した場合の両分割空間の圧力差に
耐え得るようにするとともに、断熱材を用いることによ
り分割空間Ba又は分割空間Bbの一方のみに加熱蒸気を噴
射した場合の熱量の損失を防止している。隔壁C の内層
である断熱層に用いる断熱材としては、前記断熱層1 と
同様の材料を用いることができる。また、図１の金型で
は、上記分割空間Baと分割空間Bbに曝されている金型本
体4 の内面には、図２の（ｂ）に示すように、厚さ１０
[mm]のフェノール樹脂層22と厚さ２[mm]のアスベスト層
21から成る断熱層（断熱部材)2が設けられているため、
空間B(Ba,Bb)内の熱が金型本体4 を通って逃げたり、外
界の熱が金型本体4を通って空間B(Ba,Bb)内に伝えられ
るという不具合が防止される。このため、上記空間B(B
a,Bb)内に供給された加熱蒸気や加熱オイルの温度低下
が防止され、成形面の転写性や寸法安定性が向上する。
なお、この断熱層2 の材料としては、例えば、ポリアリ
レート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレン
オキサイド、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリアミ
ド、アセタール樹脂、四フッ化エチレン系樹脂、セラミ
ックス、ＰＣ、フェノール樹脂、ユリア、メラミン、ガ
ラス、不飽和ポリエステル等、アスベスト、硬質ウレタ
ンフォーム、ロックウール、グラスウール、けい酸カル
シウム、ポリスチレンフォーム、はっ水性パーライト、
コルク、木材（杉）、ゴム、石英ガラス、発泡ビーズ
等、及び、これらの２種以上の組み合わせを用いること
ができる。好ましくは、フェノール樹脂、ユリア、メラ
ミン、不飽和ポリエステル、アスベスト、硬質ウレタン
フォーム、発泡ビーズを用いることができる。

【００１６】

【実施例】図１及び図２に示す成形用金型を用い、且
つ、ブロー成形機としてＩＰＢ−ＥＰ−５５（石川島播
磨重工業（株）社製）を用い、且つ、熱可塑性樹脂材料
としてＡＢＳ４５Ａ（日本合成ゴム（株）社製／ビカッ
ト軟化温度１０５℃／２０５℃での縦弾性係数が０．３
[kg/cm²]）を用いて、ブロー成形を行った。金型の成形
面30の加熱・冷却は、上方位置のノズル70a,70b と、下
方位置のノズル70a',70b' を各々一組として、過熱蒸気
や、冷却水・冷却空気（以下、冷却水等と略す場合有
り）の噴射／非噴射を各々独立に制御して行った。成形
条件は、 (1)押出機温度：２２０℃ (2)型締め力：１５ton (3)パリソン吹き込み圧力：６kg/cm² (4)成形面30の加熱ノズル70a,70b から噴射する加熱蒸気圧力：６kg/cm² ノズル70a',70b' から噴射する加熱蒸気圧力：６kg/cm² 全ノズル70a,70b,70a',70b' から噴射する加熱蒸気圧力：６kg/cm² 成形面30の最低温度部位の最終到達温度：１４０℃ 成形面30の加熱保持時間：１０sec (5)成形面30の冷却ノズル70a,70b から噴射する冷却水等圧力：６kg/cm² ノズル70a,70b から噴射する冷却水等圧力：６kg/cm² 全ノズル70a,70b,70a',70b' から噴射する冷却水等圧力：６kg/cm² 成形面30の最高温度部位の最終到達温度：７０℃ 成形面30の冷却保持時間：６０sec である。

【００１７】実施例品であるサンプルＡは、加熱工程で
は全ノズル70a,70b,70a',70b' から過熱蒸気を噴射し、
冷却工程では上方位置のノズル70a,70b からのみ冷却水
等を噴射して成形した。この場合、２回目以降の加熱工
程の所要時間は５７sec 程度でその間の温度差は１７℃
以内、冷却工程の所要時間は５３sec 程度でその間の温
度差は１３℃以内であった。また、１サイクルの所要時
間は１４０sec 程度であった。加熱工程の所要時間とは
成形面30の最低温度部位が１４０℃に昇温されるまでの
時間、冷却工程の所要時間とは成形面30の最高温度部位
が７０℃に降温されるまでの時間であり、以下、同様と
する。実施例品であるサンプルＢは、加熱工程では全ノ
ズル70a,70b,70a',70b' から過熱蒸気を噴射し、冷却工
程では上方位置のノズル70a,70b からのみ冷却水を噴射
し、その後、冷却空気のみを噴射するとともに配管76か
らエアーを吸引して冷却水を強制除去して成形した。こ
の場合、２回目以降の加熱工程の所要時間は４７sec 程
度でその間の温度差は１２℃以内、冷却工程の所要時間
は４４sec 程度でその間の温度差は１０℃以内であっ
た。また、１サイクルの所要時間は１２１sec 程度であ
った。実施例品であるサンプルＣは、加熱工程では下方
位置のノズル70a',70b' からのみ過熱蒸気を噴射し、冷
却工程では上方位置のノズル70a,70b からのみ冷却水等
を噴射して成形した。この場合、２回目以降の加熱工程
の所要時間は６２sec程度でその間の温度差は２２℃以
内、冷却工程の所要時間は５３sec 程度でその間の温度
差は１６℃以内であった。また、１サイクルの所要時間
は１４５sec 程度であった。実施例品であるサンプルＤ
は、加熱工程では下方位置のノズル70a',70b' からのみ
過熱蒸気を噴射し、冷却工程では上方位置のノズル70a,
70b からのみ冷却水を噴射し、その後、冷却空気のみを
噴射するとともに配管76からエアーを吸引して冷却水を
強制除去して成形した。この場合、２回目以降の加熱工
程の所要時間は５６sec 程度でその間の温度差は１５℃
以内、冷却工程の所要時間は５１sec程度でその間の温
度差は１２℃以内であった。また、１サイクルの所要時
間は１３７sec 程度であった。比較例品であるサンプル
Ｅは、加熱工程では全ノズル70a,70b,70a',70b' から過
熱蒸気を噴射し、冷却工程では全ノズル70a,70b,70a',7
0b' から冷却水等を噴射して成形した。この場合、２回
目以降の加熱工程の所要時間は８３sec 程度でその間の
温度差は３４℃以内、冷却工程の所要時間は７７sec 程
度でその間の温度差は５０℃以内であった。また、１サ
イクルの所要時間は１９０sec 程度であった。

【００１８】このように、実施例品のサンプルＡ〜Ｄの
成形は比較的短時間で行うことができたが、比較例品の
サンプルＥの成形には、実施例品のサンプルＡ〜Ｄの場
合よりも長時間を要した。なお、各サンプルを比較する
と、実施例品Ａ〜Ｄと比較例品Ｅとは、ともに表面光沢
度は成形品表面の全面に渡って一様に９５％で、コーナ
ー部分のＲは０．５以下であり、良好であった。即ち、
従来のブロー成形では得られないコーナー部分のＲが小
さな成形品を精度良く成形でき、寸法安定性も優れてい
た。しかし、サンプルＥの成形に方法に於いて、サンプ
ルＡ〜Ｄのように加熱工程の時間を短縮して成形を行う
と、成形面30の最低温度部位の最終到達温度が１４０℃
を下回る結果、成形品の表面に転写不良部位が生じた。
また、サンプルＥの成形方法に於いて、サンプルＡ〜Ｄ
のように冷却工程の時間を短縮して成形を行うと、成形
面30の最高温度部位の最終到達温度が７０℃まで降温さ
れず、成形品の取り出し不良が発生した。なお、金型外寸法：４６０(L) ×５６０(W) ×７２０
(H)[mm] 成形品寸法：１２０(L) ×４０(W) ×４８０(H)[mm] で
ある。

【００１９】

【発明の効果】本発明によると、成形品の表面全面に渡
って一様で且つ良好な鏡面やしぼ面を有し、さらに、寸
法安定性に優れた樹脂成形品を、比較的短いサイクルタ
イムで生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を具体的に実施する金型を示す模
式図であり、（ａ）は縦断面模式図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図。

【図２】図１の金型のコーナー部分の取付け構造を示
し、（ａ）は成形面30側から見た図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図。

【図３】金型の成形面裏面に冷却水を均等に噴射した場
合に成形面裏面に付着する水の状態を示す模式図（ａ）
と、成形面の温度測定点を示す説明図（ｂ）。

【図４】図３の（ａ）の金型で各ノズルから過熱蒸気を
噴射して成形面を加熱し、各ノズルから冷却水を噴射し
て冷却した場合の図３の（ｂ）の各測定点での温度変化
を示すグラフ。

【符号の説明】

７０ａ，７０ｂ上方位置のノズル７０ａ’，７０ｂ’ 下方位置のノズル７０１〜７０５ノズル３０成形面３１成形面裏面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 33/02 - 33/04 B29C 49/48,49/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂のパリソンを金型の成形面
に供給し、該パリソンの内部から圧力を加えることによ
り該パリソンの外表面を前記成形面に押圧して、該成形
面を転写するブロー成形方法に於いて、前記成形面の裏面側に空間を設け、該空間側から前記成
形面を加熱することにより該成形面全域を低くとも前記
熱可塑性樹脂のビカット軟化温度（Ｔ）℃以上まで昇温
させて前記転写を行うとともに、該昇温時に於ける前記
成形面内の最高温度と最低温度の温度差が３０℃以下に
なるように該加熱を調整し、加熱後に前記空間側から前記成形面の裏面に冷却媒体を
供給することにより前記成形面全域を高くとも前記熱可
塑性樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃以下ま
で冷却するとともに、該冷却時に於ける前記成形面内の
最高温度と最低温度の温度差が４０℃以下になるように
該冷却を調整して、成形品を得る、ブロー成形方法。
【請求項２】請求項１に於いて、前記成形面の裏面の上方の部位に下方の部位よりも多量
の冷却液を供給して落下させることにより、前記冷却時
に於ける前記成形面内の最高温度と最低温度の温度差が
４０℃以下になるように調整する、ブロー成形方法。
【請求項３】請求項１、又は請求項２に於いて、前記冷却により前記成形面裏面に付着して残留する冷却
媒体を、次回の前記加熱前に強制的に除去する、ブロー成形方法。