JP4786324B2

JP4786324B2 - 発泡ブローダクトの製造方法

Info

Publication number: JP4786324B2
Application number: JP2005357170A
Authority: JP
Inventors: 輝男白石
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: JP2007160582A

Description

この発明は、発泡中空成形品の製造方法に関し、特には発泡パリソンを用いてブロー成形によって発泡ブローダクトを製造する方法に関する。

従来、熱可塑性合成樹脂と発泡剤を押出機に投入して発泡パリソンを押し出し、前記発泡パリソンを成形型に収納し発泡パリソンに気体を吹き込んでブロー成形を行うことにより、発泡中空成形品を製造することが行われている。

しかし、従来の発泡中空成形品の製造方法によると、ブロー成形時の吹き込み圧で発泡パリソンの気泡が潰れて発泡倍率が低下したり、成形品の薄肉部で破泡を生じて穴があいたりする問題がある。さらに、発泡中空成形品により空調用発泡ダクトを構成する場合、発泡倍率の低下により減音性能が低くなる問題もある。

特表２０００−５０５７５２号公報特開２００１−１８２８３号公報

この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、吹き込み圧で発泡パリソンの気泡が潰れにくく、また成形品の発泡倍率が低下せず、しかも薄肉部で破泡による穴あきを生じ難く、空調用発泡ダクトの製造に好適な発泡ブローダクトの製造方法を提供する。

請求項１の発明は、熱可塑性合成樹脂と発泡剤を押出機に投入して発泡パリソンを押し出し、前記発泡パリソンを成形型に収納し前記発泡パリソンに気体を吹き込んでブロー成形を行う発泡ブローダクトの製造方法において、前記熱可塑性合成樹脂及び増粘剤と共に前記発泡剤を前記押出機に投入し、前記押出機内で前記熱可塑性合成樹脂及び前記増粘剤に前記発泡剤を混練するに際し、前記熱可塑性合成樹脂は、熱可塑性合成樹脂１００重量部中、ＨＤＰＥが５０〜９０重量部、残りがＬＬＤＰＥとし、前記増粘剤は、前記熱可塑性合成樹脂１００重量部に対して１〜５重量部とし、前記熱可塑性合成樹脂と前記増粘剤は、両者を混練した場合のメルトテンションが、１９０℃において１０５ｍＮ〜２４０ｍ徴とする。

本発明によれば、押出機内で熱可塑性合成樹脂と増粘剤に発泡剤を混練して発泡パリソンを押し出しているため、増粘剤の作用により、発泡パリソンを用いるブロー成形時に吹き込み圧で発泡パリソンの気泡が潰れにくく、また成形品の発泡倍率が低下せず、しかも薄肉部で破泡による穴あきを生じ難くなり、良好な発泡ブローダクトを製造することができる。さらに、得られた発泡ブローダクトが空調用発泡ダクトの場合、管壁の発泡倍率が高いことなどにより高い減音効果が得られる。

また、熱可塑性合成樹脂と増粘剤は、両者を混練した場合のメルトテンションが、１９０℃において１０５ｍＮ〜２４０ｍＮであることにより、ブロー成形時に発泡パリソンの気泡が一層破泡し難くなり、成形品の薄肉部で穴あきを生じ難くできる。

さらに、熱可塑性合成樹脂１００重量部中、ＨＤＰＥを５０〜９０重量部、残りをＬＬＤＰＥとすることにより、成形品の剛性低下を防ぐと共に、ブロー吹き込み圧によって気泡が潰れるのをより効果的に防ぐことができる。

また、増粘剤を熱可塑性合成樹脂１００重量部に対して１〜５重量部とすることにより、熱可塑性合成樹脂と増粘剤の混練後のメルトテンションを発泡ブローダクトの製造に好適な範囲とすることができ、良好なブロー成形性を得ることができる。

以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に用いられる製造装置の概略図である。

本発明においては、押出機１１に熱可塑性合成樹脂２１と発泡剤２３と増粘剤２５を投入する。熱可塑性合成樹脂２１と発泡剤２３と増粘剤２５は、予め混合することなく押出機１１に投入してもよく、あるいは熱可塑性合成樹脂２１と発泡剤２３と増粘剤２５のうち少なくとも二種類を予め混合しておいてもよい。また、熱可塑性合成樹脂２１と増粘剤２５を予め混練してペレット化し、前記ペレットと発泡剤を押出機１１に投入してもよい。その場合、増粘剤が均一に分散し易くなって、品質の安定化効果が高くなる。

前記押出機１１内では、熱可塑性合成樹脂２１と発泡剤２３及び増粘剤２５がスクリュー１３によって混練されると共に加熱されて熱可塑性合成樹脂２１が溶融し、また混練物のメルトテンション（溶融張力）が増粘剤２５によって増大する。前記メルトテンションが増加した混練物を、前記混練物中に含まれる発泡剤２３によって発泡させ、クロスヘッド１５から発泡パリソン２７にして押し出す。押し出された発泡パリソン２７は前記熱可塑性合成樹脂２１が溶融した状態となっている。そして押し出された発泡パリソン２７を成形型３１に収容し、前記成形型３１を閉じて発泡パリソン２７を密封し、前記クロスヘッド１５の中心に設けられている気体吹き込みノズル（図示せず）から、前記成形型３１内の発泡パリソン２７にエアー等の気体を吹き込み、前記発泡パリソン２７を膨張させて成形型３１の内面３３と接触させ、目的の発泡ブローダクト形状に賦形する。前記膨張した発泡パリソンを冷却固化させて形状固定し、その後に成形型３１を開いて発泡ブローダクトを取り出す。なお、前記成形型３１から取り出した発泡ブローダクトに対して、その後必要に応じてバリ等の除去が行われる。

なお、前記成形型３１は、目的とする発泡ブローダクトが、自動車用等の空調用発泡ダクトである場合、成形型の内面３３がダクトの外面形状と等しくされる。

前記熱可塑性合成樹脂２１は、ブロー成形可能なものであれば特に限定されず、目的とする発泡ブローダクトに求められる物性に応じて決定される。使用可能な熱可塑性合成樹脂として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を挙げることができる。特に、熱可塑性合成樹脂２１は、熱可塑性合成樹脂１００重量部中５０〜９０重量部をＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、残りをＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）とするのが好ましい。ＨＤＰＥが５０重量部未満の場合（ＬＬＤＰＥが５０重量部を超える場合）、成形品としての剛性が低下するようになり、一方ＨＤＰＥが９０重量部を超える場合（ＬＬＤＰＥが１０重量部未満の場合）、ブロー成形時の吹き込み圧によって発泡パリソンの気泡が潰れて発泡倍率が低下するようになる。

前記発泡剤２３は、公知の発泡中空成形品の製造方法に使用される化学発泡剤や物理発泡剤を制限なく使用することができる。また、前記発泡剤２３は、図ではペレット状で示されているが、ペレット状に限られるものではない。化学発泡剤（分解型発泡剤）としては、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等を挙げることができる。また、物理発泡剤（揮発性発泡剤）としてはプロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、塩化メチル、炭酸ガス、窒素ガス等を挙げることができる。なお、化学発泡剤と物理発泡剤を併用してもよい。

前記増粘剤２５は、前記押出機における混練物のメルトテンションを増加させるものであれば使用することができる。具体的には、増粘剤２５として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のアクリル変性品を挙げることができる。前記増粘剤２５の添加量は、前記熱可塑性合成樹脂２１の１００重量部に対して１〜５重量部が好ましい。１重量部を下回ると、熱可塑性合成樹脂と増粘剤の混練後のメルトテンションが、発泡ブローダクトの製造に好適な範囲の下限、本実施例では１９０℃で１０５ｍＮより低くなって、ブロー成形時に発泡パリソンの気泡が一層破泡し易くなり、成形品の薄肉部で穴あきを生じ易くなる。それに対して増粘剤が５重量部を超えると、熱可塑性合成樹脂と増粘剤の混練後のメルトテンションが、発泡ブローダクトの製造に好適な範囲の上限、本実施例では１９０℃で２４０ｍＮより高くなって、パリソン自体のスウェルが大きくなりブロー成形の生産性が低下する。

なお、本発明におけるメルトテンションの測定は、図２に示す装置により測定した。すなわち、底部にφ２．０ｍｍ×Ｌ２０ｍｍの孔４２が形成された内径９．５ｍｍの筒状体４１を垂直に配置し、前記筒状体４１内に熱可塑性合成樹脂と増粘剤の混合物Ｐを投入して１９０℃に保ち、前記筒状体４１内の混合物Ｐを押圧板４３により２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧して前記筒状体４１の底部の孔４２から下方へ押し出すと共に、押し出した混合物Ｐ１をリール４４，４５により水平方向へ向きを変えて３．１ｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、また、前記水平方向へ向きを変えるリール４４については張力測定機４６と接続し、張力測定機４６の値でメルトテンションを測定した。

熱可塑性合成樹脂としてＨＤＰＥ（品名：ＫＢ１４８Ａ、日本ポリエチレン株式会社製）とＬＬＤＰＥ（品名：ノバテック（登録商標）ＵＦ８４０、日本ポリエチレン株式会社製）を用い、また増粘剤としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のアクリル変性品（品名：メタブレンＡ−３０００、三菱レイヨン株式会社製）を用い、前記ＨＤＰＥとＬＬＤＰＥ及び増粘剤を表１のＮｏ．１〜１４の重量部割合にして混練材を作成し、その混練材について図２の方法でメルトテンションを測定した。また、発泡剤として化学発泡剤（品名：ＥＥ４０５Ｄ、永和化成工業株式会社製）を用い、前記ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、増粘剤及び発泡剤を表１のＮｏ．１〜１３の重量部割合にして押出機に投入し、発泡パリソンを形成した後、ダクト用成形型を用いて図３に示す自動車の空調用発泡ダクトをブロー成形した。Ｎｏ．４、５、７、８、１０、１１は実施例に相当する。

このようにして得られた空調用発泡ダクトについて、ダクト剛性、発泡状態、穴の有無、成形性を判断し、総合判定を行った。判定結果は表１に示すとおりである。なお、ダクト剛性はダクトとして十分の剛性が有るか否かにより判断し、十分満足のできるものを「○」、少し劣るが満足できるものを「△」、不満足のものを「×」とした。また、発泡状態は成形品を切断して切断面の気泡が発泡しているか否かで判断し、十分発泡しているものを「○」、気泡状態が少し残っているものを「△」、気泡が潰れてしまっているものを「×」とした。一方、穴の有無は図３に示した空調用発泡ダクトにおいて薄肉となるコーナー部５１でピンホールが発生しているか否かを黙視で観察し、ピンホールが無いものを「○」、わずかに有るものを「△」、多く有るものを「×」とした。

表１のＮｏ．３〜８の結果から、増粘剤を用いることによって発泡状態及び穴あきを改善できることがわかる。さらに、Ｎｏ．１，２の結果から熱可塑性合成樹脂（ＨＤＰＥとＬＬＤＰＥ）と増粘剤の混練後のメルトテンションが低いと発泡状態及び穴あきにおいて不利になることが理解できる。一方、Ｎｏ．９及び１２のように、熱可塑性合成樹脂（ＨＤＰＥとＬＬＤＰＥ）と増粘剤の混練後のメルトテンションが、１９０℃において２４０ｍＮを超えると、パリソンのスウェルが大になってブロー生産性が低下するようになる。さらに、Ｎｏ．２，５，８，１１，１３，１４の結果から、熱可塑性合成樹脂１００重量部中、ＨＤＰＥが５０重量部〜９０重量部、残りがＬＬＤＰＥであるとダクト剛性や発泡状態を改善できることがわかる。また、Ｎｏ．３〜１２の結果から、増粘剤の量は１〜５重量部が好ましいことがわかる。

本発明の一実施例に用いる製造装置の概略図である。本発発明におけるメルトテンションの測定方法を示す図である。本発明の製造方法で得られた自動車の空調用発泡ダクトの一実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１１押出機
１３スクリュー
１５クロスヘッド
２１熱可塑性合成樹脂
２３発泡剤
２５増粘剤
２７発泡パリソン
３１成形型

Claims

熱可塑性合成樹脂と発泡剤を押出機に投入して発泡パリソンを押し出し、前記発泡パリソンを成形型に収納し前記発泡パリソンに気体を吹き込んでブロー成形を行う発泡ブローダクトの製造方法において、
前記熱可塑性合成樹脂及び増粘剤と共に前記発泡剤を前記押出機に投入し、前記押出機内で前記熱可塑性合成樹脂及び前記増粘剤に前記発泡剤を混練するに際し、
前記熱可塑性合成樹脂は、熱可塑性合成樹脂１００重量部中、ＨＤＰＥが５０〜９０重量部、残りがＬＬＤＰＥとし、
前記増粘剤は、前記熱可塑性合成樹脂１００重量部に対して１〜５重量部とし、
前記熱可塑性合成樹脂と前記増粘剤は、両者を混練した場合のメルトテンションが、１９０℃において１０５ｍＮ〜２４０ｍＮであることを特徴とする発泡ブローダクトの製造方法。