JP7487582B2 - Blow molding die and method for producing blow molded article using same - Google Patents

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Description

本発明は、ブロー成形用ダイ及びそれを用いたブロー成形体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a blow molding die and a method for producing a blow molded product using the same.

日用品や医療用等の容器として、合成樹脂(以下、樹脂)製のブロー成形品が生産されており、樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートといった樹脂が広く使用されている。 Blow molded products made of synthetic resins (hereafter referred to as resins) are produced as containers for daily necessities, medical products, etc., and the most widely used resins are polyethylene, polypropylene, and polyethylene terephthalate.

ブロー成形は、外筒とコアの隙間として形成される二重円筒状の間隙(以下、環状間隙)から押しだされる熱可塑性樹脂(以下、パリソン)を金型に挟み込んで空気を吹き込むことで成形体を得る成形方法である。 Blow molding is a molding method in which a thermoplastic resin (hereafter referred to as the parison) is extruded from a double cylindrical gap (hereafter referred to as the annular gap) formed between an outer tube and a core, and then sandwiched in a mold and air is blown into it to obtain a molded body.

ブロー成形においては、成形時にシャークスキンやメルトフラクチャーと呼ばれる成形体表面の荒れが発生し、製品の外観不良として問題になる場合がある。表面荒れの中でも、シャークスキンは、表面が周期的に細かく荒れるタイプの表面荒れとして知られており、高粘度の樹脂を使用した場合や高速で押出を行った場合に発生し易いことが知られている。シャークスキンの発生原因については、諸説あり、現在でも発生メカニズムの特定には至っていない。しかし、シャークスキンは、熱可塑性樹脂の吐出部、もしくはその近傍で発生しており、熱可塑性樹脂の滑り性が悪いと発生し易いこと、熱可塑性樹脂の吐出部にて熱可塑性樹脂が受ける剪断応力が高いほど発生し易いこと、更に溶融弾性の低い直鎖状の分子構造の樹脂、例えば、高密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどでは、吐出部で受ける急激な伸長応力に耐えきれず局所的に溶融破断するため、発生し易いことが明らかとなっている。 In blow molding, surface roughness of the molded body called sharkskin or melt fracture occurs during molding, which can cause problems in the appearance of the product. Among surface roughness, sharkskin is known as a type of surface roughness in which the surface is periodically roughened and is known to occur easily when a high-viscosity resin is used or when extrusion is performed at high speed. There are various theories about the cause of sharkskin, and the mechanism of its occurrence has not yet been identified. However, it is known that sharkskin occurs at or near the discharge part of the thermoplastic resin, and is likely to occur when the lubricity of the thermoplastic resin is poor, that it is more likely to occur the higher the shear stress that the thermoplastic resin receives at the discharge part of the thermoplastic resin, and that it is more likely to occur in resins with a linear molecular structure with low melt elasticity, such as high-density polyethylene and linear low-density polyethylene, because they cannot withstand the sudden elongation stress received at the discharge part and melt and break locally.

高密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン製の容器の機械強度向上には、高分子量化が有効であるが、高分子量のポリエチレンは、溶融状態での粘度が高くなるため、上述の理由から成形時にシャークスキンが発生し易くなる。また、生産コスト低減に向けては、高速成形による生産性向上が望まれるが、押出速度が上がるため、成形時にシャークスキンが発生し易くなる。 Increasing the molecular weight is effective in improving the mechanical strength of containers made from high-density polyethylene or linear low-density polyethylene, but high-molecular-weight polyethylene has a high viscosity in the molten state, which makes it more likely for sharkskin to occur during molding for the reasons mentioned above. In addition, in order to reduce production costs, it is desirable to improve productivity through high-speed molding, but as the extrusion speed increases, sharkskin becomes more likely to occur during molding.

このような状況下で、ブロー成形用の外筒およびコアにメッキなどのコーティングを行うことにより、環状間隙での樹脂の滑り性を向上させシャークスキンを抑制する方法が公知である。また、パリソンに発生したシャークスキンを消去するために、パリソンを挟み込む金型の温度を高く設定する方法も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。更には、樹脂の分子量や分子量分布などを特定の範囲することにより、機械強度を維持しつつ、成形時のシャークスキンを抑制する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。また、樹脂に滑材を添加し、樹脂組成物の滑り性を向上させる方法も提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 Under these circumstances, a method is known in which the outer cylinder and core for blow molding are coated with plating or other coatings to improve the slipperiness of the resin in the annular gap and suppress sharkskin. A method has also been proposed in which the temperature of the mold that sandwiches the parison is set high in order to eliminate sharkskin that occurs in the parison (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, a method has been proposed in which the molecular weight and molecular weight distribution of the resin are set within a specific range, thereby suppressing sharkskin during molding while maintaining mechanical strength (see, for example, Patent Document 2). A method has also been proposed in which a lubricant is added to the resin to improve the slipperiness of the resin composition (see, for example, Patent Document 3).

特開2004-269864号公報JP 2004-269864 A 特開2009-138122号公報JP 2009-138122 A 特開平6-328549号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-328549

しかしながら、公知技術である外筒およびコアへのコーティングにおいては、耐久性のある金属メッキは、シャークスキン抑制効果に乏しく、シャークスキン抑制効果に優れるテフロン(登録商標)コーティングなどは耐久性に乏しいため、耐久性とシャークスキン抑制効果を高度に両立する方法が見出されていないのが現状である。また、上記特許文献1で提案されている方法は、本来、生産性向上のために冷却効果を高めるべき金型工程で加熱を行うため、生産性向上方法としては不向きである。また、上記特許文献2、3で提案されている方法においては、シャークスキン抑制のために低下させざるを得ない樹脂特性(例えば、耐衝撃性やクリーン性など)が生じてしまうことから、用途が限定されるなどの不具合が生じる。 However, in the known coating of the outer tube and core, durable metal plating has poor sharkskin suppression effect, and Teflon (registered trademark) coating, which has excellent sharkskin suppression effect, has poor durability, so currently no method has been found that achieves both durability and sharkskin suppression effect at a high level. In addition, the method proposed in the above Patent Document 1 is unsuitable as a method for improving productivity because heating is performed in the mold process where the cooling effect should be increased to improve productivity. In addition, the methods proposed in the above Patent Documents 2 and 3 result in resin properties (e.g., impact resistance, cleanliness, etc.) that must be reduced in order to suppress sharkskin, resulting in problems such as limited applications.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の要件を満足する形状のダイを使用して、ブロー成形を行うことにより、シャークスキンが発生しないブロー成形体を容易に得られることを見出し、本発明を完成させるに到った。すなわち、本発明は、本発明の各態様は以下に示す[1]~[5]である。
[1]ダイヘッドに取り付けられた外筒と、マンドレルの下端に取り付けられたコアを有し、当該外筒とコアの間に熱可塑性樹脂が通過する環状流路を有し、ダイリップ面上に熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙を有するブロー成形用ダイであって、当該環状流路の少なくとも一部の間隙が0.5~1.5mmであり、当該間隙の流路方向の長さが10~50mmであり、当該環状間隙が環状流路の間隙と同等または広く、その直径が10~100mmである、ブロー成形用ダイ。
[2]コア先端部がテーパー形状であることを特徴とする[1]記載のブロー成形用ダイ。
[3]コア先端部が逆テーパー形状であることを特徴とする[1]記載のブロー成形用ダイ。
[4][1]~[3]のいずれかに記載のブロー成形用ダイを有するブロー成型機を用いるブロー成形体の製造方法。
[5]パリソンの垂下速度が5~50mm/secであって、スウェルが1.3~2.5となることを特徴とする[4]に記載のブロー成形体の製造方法。
As a result of intensive research to solve the above problems, the inventors have found that a blow molded article free from sharkskin can be easily obtained by blow molding using a die having a shape that satisfies certain requirements, and have completed the present invention. That is, the present invention is the following aspects [1] to [5] of the present invention.
[1] A blow molding die having an outer tube attached to a die head and a core attached to the lower end of a mandrel, an annular flow path through which a thermoplastic resin passes between the outer tube and the core, and an annular gap through which the thermoplastic resin is discharged onto a die lip surface, wherein at least a portion of the gap in the annular flow path is 0.5 to 1.5 mm, the length of the gap in the flow path direction is 10 to 50 mm, the annular gap is equal to or wider than the gap in the annular flow path, and the diameter of the annular gap is 10 to 100 mm.
[2] The blow molding die according to [1], wherein the core tip is tapered.
[3] The blow molding die according to [1], wherein the core tip has an inverted tapered shape.
[4] A method for producing a blow molded article using a blow molding machine having the blow molding die according to any one of [1] to [3].
[5] The method for producing a blow-molded article according to [4], characterized in that the parison has a drooping speed of 5 to 50 mm/sec and a swell of 1.3 to 2.5.

本発明のブロー成形用ダイを用いたブロー成形体の製造方法はブロー成形体表面の荒れが抑制可能であり、得られるブロー成形体は、食品用容器、医療用容器、および化粧品用容器等に好適に使用できる。 The method for producing blow molded articles using the blow molding die of the present invention can suppress roughness of the surface of the blow molded article, and the resulting blow molded article can be suitably used for food containers, medical containers, cosmetic containers, etc.

本発明の一態様であるブロー成形用ダイは、ダイヘッドに取り付けられた外筒とマンドレルの下端に取り付けられたコアを有し、当該外筒とコアの間に、熱可塑性樹脂が通過する、環状流路を有しダイリップ面上に熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙を有する。熱可塑性樹脂が通過する環状流路の少なくとも一部の間隙が0.5~1.5mmであり、当該間隙の流路方向の長さが10~50mmであり、好ましくは15~25mmである。環状流路の流路方向の長さが10mm未満では、成形機内部で受けた熱可塑性樹脂の変形応力が、ダイリップ面上の環状間隙から吐出される間に緩和しきらず、パリソンのスウェルが大きくなってしまう。また、50mmを超えると、熱可塑性樹脂の粘度に起因する圧力損失が非常に大きくなり、ダイヘッド上部の流路における樹脂圧力が機械上限を超えてしまう恐れがある。環状流路の少なくとも一部の間隙が0.5mm未満では、熱可塑性樹脂の粘度に起因する圧力損失が非常に大きくなり、ダイヘッド上部の流路における樹脂圧力が機械上限を超えてしまう恐れがある。また、1.5mmを超えると、成形機内部で受けた熱可塑性樹脂の変形応力が、ダイリップ面上の環状間隙から吐出される間に緩和しきらず、パリソンのスウェルが大きくなってしまう。また、熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙が、熱可塑性樹脂が通過する環状流路の間隙と同等又は広く、その直径が10~100mmである。熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙が、熱可塑性樹脂が通過する環状流路の間隙よりも小さい場合、パリソンがスウェルする時に生じる伸長変形の影響を強く受け、溶融破断によるシャークスキンが発生し易くなる。熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙の直径が10mm未満では、熱可塑性樹脂の粘度に起因する圧力損失が非常に大きくなり、ダイヘッド上部の流路における樹脂圧力が機械上限を超えてしまう恐れがある。100mmを超えると、前記ダイを使用して製造するブロー成形体の用途に対して、実用上限以上の大きさのブロー成形体しか得ることができない。 The blow molding die according to one embodiment of the present invention has an outer cylinder attached to a die head and a core attached to the lower end of a mandrel, and has an annular gap between the outer cylinder and the core, through which the thermoplastic resin passes and through which the thermoplastic resin is discharged onto the die lip surface. At least a part of the gap of the annular flow path through which the thermoplastic resin passes is 0.5 to 1.5 mm, and the length of the gap in the flow path direction is 10 to 50 mm, preferably 15 to 25 mm. If the length of the annular flow path in the flow path direction is less than 10 mm, the deformation stress of the thermoplastic resin received inside the molding machine is not fully relaxed while being discharged from the annular gap on the die lip surface, and the parison swells greatly. If it exceeds 50 mm, the pressure loss due to the viscosity of the thermoplastic resin becomes very large, and the resin pressure in the flow path at the top of the die head may exceed the upper limit of the machine. If at least a part of the gap of the annular flow path is less than 0.5 mm, the pressure loss due to the viscosity of the thermoplastic resin becomes very large, and the resin pressure in the flow path at the top of the die head may exceed the upper limit of the machine. Furthermore, if the diameter exceeds 1.5 mm, the deformation stress of the thermoplastic resin received inside the molding machine is not fully relaxed while it is discharged from the annular gap on the die lip surface, and the parison swells significantly. Furthermore, the annular gap through which the thermoplastic resin is discharged is equal to or wider than the gap of the annular flow path through which the thermoplastic resin passes, and has a diameter of 10 to 100 mm. If the annular gap through which the thermoplastic resin is discharged is smaller than the gap of the annular flow path through which the thermoplastic resin passes, the parison is strongly affected by the elongation deformation that occurs when it swells, and sharkskin due to melt fracture is likely to occur. If the diameter of the annular gap through which the thermoplastic resin is discharged is less than 10 mm, the pressure loss due to the viscosity of the thermoplastic resin becomes very large, and there is a risk that the resin pressure in the flow path above the die head will exceed the machine upper limit. If the diameter exceeds 100 mm, only blow molded bodies of a size larger than the practical upper limit can be obtained for the use of the blow molded body produced using the die.

本発明の一態様であるブロー成形用ダイは、組み合わせて使用するコア先端部がテーパー形状、または逆テーパー形状であることが好ましい。 In one embodiment of the blow molding die of the present invention, the tip of the core used in combination is preferably tapered or inverted tapered.

特定の環状流路を形成するダイを使用することによりシャークスキンが抑制される理由は、以下の通りである。 The reason sharkskin is suppressed by using a die that forms a specific annular flow passage is as follows:

一般的なブロー成形機には、パリソン制御機構が搭載されており、同機構により、成形中にパリソン厚みを変更することが可能である。具体的には、固定された外筒に対して、図3に示すようなダイリップ面側の先端部(コア先端部)が、テーパー(ダイバージェンスタイプ)あるいは逆テーパー形状(コンバージェンスタイプ)のコアを機械的に上下動させることによりダイリップ面上の環状間隙を変動させ、パリソン厚みを変更させる仕組みのことをパリソン制御機構と呼んでいる。こうして、パリソン厚みが厚ければ、肉厚の成形体が得られ、パリソン厚みが薄ければ、薄肉の成形体が得られることとなる。 A typical blow molding machine is equipped with a parison control mechanism that makes it possible to change the parison thickness during molding. Specifically, the tip of the die lip surface (core tip) as shown in Figure 3 is a tapered (divergence type) or inversely tapered (convergence type) core that is mechanically moved up and down relative to a fixed outer cylinder, thereby varying the annular gap on the die lip surface and changing the parison thickness. This is called a parison control mechanism. In this way, if the parison thickness is thick, a thick-walled molded product is obtained, and if the parison thickness is thin, a thin-walled molded product is obtained.

パリソンが環状間隙から自由空間に押出された場合、パリソンの肉厚が、環状間隙の幅よりも厚くなる現象が生じる。この現象は、熱可塑性樹脂が粘弾性流体であるため起こる現象であり、一般的にスウェルと呼ばれている。このため、パリソン厚みは、スウェルによっても影響を受ける。基本的にスウェルは熱可塑性樹脂の一次構造に強く依存するが、同一樹脂を使用した場合のスウェルの大きさは、外筒、コアを組み合わせて形成される環状流路の形状に強く影響される。具体的には、成形機内部で受けた熱可塑性樹脂の変形応力が、ダイリップ面上の環状間隙から吐出される間に緩和される場合、スウェルは小さくなる。すなわち、吐出速度が非常に遅い、あるいは、ダイリップ面上の環状間隙から吐出されるまでの環状流路が狭くかつ長い流路であれば、熱可塑性樹脂が受けた変形応力が緩和されることでスウェルは小さくなる。ここで、同一樹脂を使用し、同一厚みの成形体を得ようと試みた場合、スウェルが小さくなるダイを使用すると、スウェルが大きくなるダイを使用する場合よりも間隙を広げてパリソン厚みを調整する必要が生じる。すなわち、ダイリップ面上の環状間隙を広げることにより、熱可塑性樹脂にかかる吐出部での剪断応力が低下する。前述のとおり、シャークスキンは、吐出部にて熱可塑性樹脂が受ける剪断応力が高いと発生することが明らかとなっていることから、スウェルが小さくなるように設計されたダイの使用により、シャークスキンが抑制されることが自明である。 When the parison is extruded from the annular gap into the free space, the thickness of the parison becomes thicker than the width of the annular gap. This phenomenon occurs because the thermoplastic resin is a viscoelastic fluid, and is generally called swell. For this reason, the parison thickness is also affected by swell. Basically, swell strongly depends on the primary structure of the thermoplastic resin, but the size of the swell when the same resin is used is strongly affected by the shape of the annular flow path formed by combining the outer tube and the core. Specifically, if the deformation stress of the thermoplastic resin received inside the molding machine is relaxed while it is discharged from the annular gap on the die lip surface, the swell becomes small. In other words, if the discharge speed is very slow or the annular flow path from the annular gap on the die lip surface to the discharge is narrow and long, the deformation stress received by the thermoplastic resin is relaxed, and the swell becomes small. Here, when trying to obtain a molded body of the same thickness using the same resin, if a die that reduces the swell is used, it becomes necessary to adjust the parison thickness by widening the gap compared to when a die that increases the swell is used. In other words, by widening the annular gap on the die lip surface, the shear stress on the thermoplastic resin at the discharge section is reduced. As mentioned above, it is known that sharkskin occurs when the thermoplastic resin is subjected to high shear stress at the discharge section, so it is self-evident that sharkskin can be suppressed by using a die designed to reduce swell.

本発明の一態様であるブロー成形体の製造方法は、前記のブロー成形用ダイを有するブロー成形機を用いることを特徴とする。成形条件としては、パリソンの垂下速度が5~50mm/secであって、スウェルが1.3~2.5となる条件にて、ブロー成形体を製造することが好ましい。パリソンの垂下速度が5~50mm/secでパリソンを押出した際のパリソンのスウェルが1.3~2.5の範囲となるパリソンをブロー成形すると、スウェルが2.5を超えることが一般的なブロー成形ダイを使用するよりもダイリップ面上の環状間隙を広げて成形することが可能となり、シャークスキンがない平滑な表面のブロー成形体が得られるため、好ましい。 The method for producing a blow molded body, which is one aspect of the present invention, is characterized by using a blow molding machine having the blow molding die described above. As molding conditions, it is preferable to produce a blow molded body under conditions where the parison drooping speed is 5 to 50 mm/sec and the swell is 1.3 to 2.5. When a parison is blow molded such that the parison swell is in the range of 1.3 to 2.5 when the parison is extruded at a parison drooping speed of 5 to 50 mm/sec, it is possible to widen the annular gap on the die lip surface and mold the parison with a swell exceeding 2.5, which is preferable because it is possible to obtain a blow molded body with a smooth surface without sharkskin.

また、ダイリップ面上の環状間隙から吐出される熱可塑性樹脂の剪断応力が80kPa~220kPaとなる条件にて、ブロー成形体を製造することが好ましい。ダイリップ面上の環状間隙から吐出される熱可塑性樹脂の剪断応力が80kPa~220kPaの範囲にてパリソンを押出し、ブロー成形すると、シャークスキンがない平滑な表面のブロー成形体が得られるため、好ましい。 It is also preferable to manufacture the blow molded article under conditions where the shear stress of the thermoplastic resin discharged from the annular gap on the die lip surface is 80 kPa to 220 kPa. It is preferable to extrude the parison and blow mold it when the shear stress of the thermoplastic resin discharged from the annular gap on the die lip surface is in the range of 80 kPa to 220 kPa, because this produces a blow molded article with a smooth surface free of sharkskin.

本発明の一態様であるブロー成形体の製造方法に用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、特に制限はないが、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド、ポリエステルおよびポリアセタールなどの結晶性熱可塑性樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアクリレートなどの非結晶性熱可塑性樹脂が好ましい。 The resin used in the manufacturing method of blow molded articles, which is one aspect of the present invention, is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin, but preferred are polyethylene-based resins such as high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and high-pressure low-density polyethylene, polypropylene-based resins, crystalline thermoplastic resins such as polyamide, polyester, and polyacetal, and non-crystalline thermoplastic resins such as polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polycarbonate, polyphenylene oxide, and polyacrylate.

上記製造方法により得られるブロー成形体としては、容器として用いられるのであれば、特に制限はないが、液体を収容する収容部を備えた容器であって、例えば、収容部がポリエチレン系樹脂からなるものであることが好ましい。容器胴部の平均厚みは実用上0.2~1.0mmであり、好ましくは、0.3~0.9mmである。尚、ブロー成形の性質上、薄肉部と厚肉部ができてしまい、容器胴部の平均厚みに対して、容器底面の角などに0.1~0.5mm程度の偏肉が生じることがある。 There are no particular limitations on the blow molded article obtained by the above manufacturing method, so long as it is used as a container, but it is preferably a container with a storage section for storing liquid, for example, the storage section being made of a polyethylene-based resin. The average thickness of the container body is practically 0.2 to 1.0 mm, and preferably 0.3 to 0.9 mm. However, due to the nature of blow molding, thin and thick parts are formed, and thickness deviations of about 0.1 to 0.5 mm may occur at the corners of the container bottom compared to the average thickness of the container body.

上記製造方法により得られるブロー成形体の用途としては、食品用容器、医療用容器、食品用容器、化粧品用容器等が挙げられる。食品用容器としては、各種飲料容器、濃縮飲料容器、調味料容器、惣菜容器、ドレッシング容器、マヨネーズ・ケチャップ容器、各種レトルト食品容器、哺乳瓶等が挙げられる。医療用容器としては、輸液製剤容器、アンプル製剤容器、キット製剤容器、点眼薬容器、等が挙げられる。食品用容器としては、各種飲料容器、濃縮飲料容器、調味料容器、惣菜容器、ドレッシング容器、マヨネーズ・ケチャップ容器、各種レトルト食品容器、哺乳瓶等が挙げられる。化粧品用容器としては、整髪料、毛髪料、香水、毛染剤、アイシャドー、マニキュア、ローション、クリーム、乳液、化粧水、パーマ液等の容器が挙げられる。 Applications of the blow molded articles obtained by the above manufacturing method include food containers, medical containers, food containers, cosmetic containers, etc. Examples of food containers include various beverage containers, concentrated beverage containers, seasoning containers, side dish containers, dressing containers, mayonnaise/ketchup containers, various retort food containers, baby bottles, etc. Examples of medical containers include infusion preparation containers, ampoule preparation containers, kit preparation containers, eye drop containers, etc. Examples of food containers include various beverage containers, concentrated beverage containers, seasoning containers, side dish containers, dressing containers, mayonnaise/ketchup containers, various retort food containers, baby bottles, etc. Examples of cosmetic containers include containers for hair styling products, hair products, perfumes, hair dyes, eye shadows, nail polish, lotions, creams, milky lotions, skin lotions, perm solutions, etc.

以下に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により制限されるものではない。
~樹脂~
東ソー(株)製のポリエチレンFY31(MFR=1.0g/10分、密度=930kg/m)を用いた。
~ブロー成形評価~
500ml角型ボトル用金型、及び40mmφの押出スクリュー、および外筒とコアを備えたダイレクト式ブロー成形機(タハラ社製)を用いて、上記樹脂を成形温度210℃、押出速度5~10kg/hの条件でダイリップ面上の環状間隙からパリソンを押出した。コアは、ダイリップ面が18mmΦのダイバージェンスタイプを固定して使用した。外筒は、ダイリップ面が20mmΦで、上記コアと組み合わせた際に、熱可塑性樹脂が通過する環状流路の流路方向の長さと間隙が変わるような数種類の外筒を使用した。押し出されたパリソンを金型で挟んで、容器胴部の平均厚みが0.3mmとなる500ml角型ボトルを成形した。尚、使用するダイおよび吐出量が異なるとパリソンのスウェルが変化し、パリソンの厚みも変化すること、またパリソンの自重によりパリソン垂下中に、パリソンの垂下方向(上下方向)にも偏肉が生じることから、成形ボトルの厚みを0.3mmにするため、一般的なブロー成形と同様に、成形機のパリソン制御機構を使用し、ダイリップ面上の熱可塑性樹脂が吐出する環状間隙(以下、ダイクリアランス)を変更しながら成形を行った。ブロー成形時のパリソンのスウェルと垂下速度、及び成形により得られたボトル胴部の表面粗さを評価した。以下に、実施例および比較例で用いた評価方法を示す。
The present invention will be described in more detail below by showing examples, but the present invention is not limited to these examples.
~Resin~
Polyethylene FY31 (MFR=1.0 g/10 min, density=930 kg/m 3 ) manufactured by Tosoh Corporation was used.
~Blow molding evaluation~
Using a direct-type blow molding machine (manufactured by Tahara Co., Ltd.) equipped with a 500 ml square bottle mold, a 40 mmφ extrusion screw, and an outer cylinder and core, the above resin was extruded from the annular gap on the die lip surface at a molding temperature of 210°C and an extrusion rate of 5 to 10 kg/h. The core used was a fixed divergence type with a die lip surface of 18 mmφ. The outer cylinder used had a die lip surface of 20 mmφ, and several types of outer cylinders were used that, when combined with the above core, changed the length and gap in the flow path direction of the annular flow path through which the thermoplastic resin passed. The extruded parison was sandwiched between molds to mold a 500 ml square bottle with an average thickness of the container body of 0.3 mm. In addition, the swell of the parison changes depending on the die and discharge amount used, and the thickness of the parison also changes. Also, the weight of the parison causes thickness deviation in the parison's drooping direction (vertical direction) during drooping. Therefore, in order to make the thickness of the molded bottle 0.3 mm, the molding machine's parison control mechanism was used to change the annular gap (hereinafter, die clearance) through which the thermoplastic resin on the die lip surface is discharged, as in general blow molding. The swell and drooping speed of the parison during blow molding, and the surface roughness of the bottle body obtained by molding were evaluated. The evaluation methods used in the examples and comparative examples are shown below.

ダイリップ面が18mmΦのダイバージェンスコアとダイリップ面が20mmΦの外筒を使用するため、ダイリップ面上に熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙の直径は、20mmとなり、環状間隙の間隙は、最小0.5mmであり、パリソン制御機構により、任意に広くすることが可能である。
~スウェルの評価~
前述のブロー成形評価において、成形機のパリソン制御機構を使わず、ダイクリアランスを1.5mmに固定してパリソンを押出した際に、ダイリップ面から50mm垂下したパリソンをダイリップ面より切り取り、重量を測定した。得られたパリソン重量をもとに、下式よりスウェルを算出した。
Since a divergence core with a die lip surface of 18 mmΦ and an outer cylinder with a die lip surface of 20 mmΦ are used, the diameter of the annular gap through which the thermoplastic resin is extruded onto the die lip surface is 20 mm, and the gap of the annular gap is a minimum of 0.5 mm, and can be made arbitrarily wide by the parison control mechanism.
~Swell evaluation~
In the above-mentioned blow molding evaluation, when the parison was extruded without using the parison control mechanism of the molding machine and with the die clearance fixed at 1.5 mm, the parison hanging down 50 mm from the die lip surface was cut off from the die lip surface and its weight was measured. Based on the obtained parison weight, the swell was calculated using the following formula.

スウェル(-)= パリソン体積/理想体積
ここで、パリソン体積は、得られたパリソン重量を溶融パリソンの密度(750kg/m)で除すことで算出した。理想体積は、外径20mm、内径18mm、高さ50mmの二重円筒の体積として算出した。
~垂下速度~、
前述のブロー成形評価において、容器胴部の平均厚みが0.3mmとなる500ml角型ボトルを成形する際に、パリソンがダイリップ面から50mm垂下するまでの時間を実測し、下式にて垂下速度を算出した。
Swell (-) = parison volume / ideal volume Here, the parison volume was calculated by dividing the obtained parison weight by the density of the molten parison (750 kg/m 3 ). The ideal volume was calculated as the volume of a double cylinder with an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 18 mm, and a height of 50 mm.
~Dropping speed~,
In the above-mentioned blow molding evaluation, when molding a 500 ml square bottle with an average container body thickness of 0.3 mm, the time it took for the parison to sag 50 mm from the die lip surface was measured, and the sagging speed was calculated using the following formula.

垂下速度(mm/sec)= 50(mm)/パリソンがダイリップ面から50mm垂下するまでの時間(sec)
~表面粗さの評価~
前述のブロー成形評価において、成形した容器胴部の平均厚みが0.3mmとなる500ml角型ボトルの容器胴部より10mm角の試験片を切り出した。試験片の表面をデジタルマイクロスコープ(キーエンス社製)にて画像解析し、線粗さ(Rz)を測定した。尚、Rzは、測定直線状の最高部と最低部の差であらわされることから、値が小さいほど表面粗さが小さく平滑性に優れていることを示す。
~実施例1~
前述のブロー成形評価において、環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が1.5mmとなるダイを使用し、押出速度5.0kg/hとして、スウェル及び垂下速度を評価した。結果を表1に示す。
~実施例2、3~
押出速度を表1のように変えた以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
Drooping speed (mm/sec) = 50 (mm) / time (sec) until the parison droops 50 mm from the die lip surface
-Evaluation of surface roughness-
In the above-mentioned blow molding evaluation, a 10 mm square test piece was cut out from the container body of a 500 ml square bottle molded with an average thickness of 0.3 mm. The surface of the test piece was image-analyzed using a digital microscope (manufactured by Keyence Corporation) to measure the line roughness (Rz). Note that Rz is expressed as the difference between the highest and lowest points of the measured line, so a smaller value indicates a smaller surface roughness and better smoothness.
~Example 1~
In the above-mentioned blow molding evaluation, a die having an annular flow passage with a length in the flow passage direction of 20 mm and a gap of 1.5 mm was used, and the extrusion speed was set to 5.0 kg/h to evaluate the swell and droop speed. The results are shown in Table 1.
~Examples 2 and 3~
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the extrusion speed was changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

~実施例4~
前述のブロー成形評価において、環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が1.5mmとなるダイを使用し、押出速度8.0kg/hで、容器胴部の平均厚みが0.25mmとなる500ml角型ボトルを成形した。成形により得られたボトル胴部の表面粗さを評価した。
~実施例5、6~
容器胴部の平均厚みを表2となるように変えた以外は、実施例4と同様に行った。
結果を表2に示す。
~Example 4~
In the above-mentioned blow molding evaluation, a die with an annular flow path having a length of 20 mm in the flow path direction and a gap of 1.5 mm was used to mold a 500 ml square bottle with an average thickness of the container body of 0.25 mm at an extrusion rate of 8.0 kg/h. The surface roughness of the bottle body obtained by molding was evaluated.
~Examples 5 and 6~
The same procedure as in Example 4 was carried out except that the average thickness of the container body was changed as shown in Table 2.
The results are shown in Table 2.

~比較例1~
ダイを環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が2.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
~比較例2、3~
押出速度を表3のように変えた以外は、比較例1と同様に行った。結果を表3に示す。
~比較例4~
ダイを環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が3.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
~比較例5、6~
押出速度を表3のように変えた以外は、比較例4と同様に行った。結果を表3に示す。
~比較例7~
ダイを環状流路の流路方向の長さが5mm、間隙が3.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 20 mm and the gap was 2.5 mm. The results are shown in Table 3.
Comparative Examples 2 and 3
The same procedure as in Comparative Example 1 was carried out except that the extrusion speed was changed as shown in Table 3. The results are shown in Table 3.
~Comparative Example 4~
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 20 mm and the gap was 3.5 mm. The results are shown in Table 3.
Comparative Examples 5 and 6
The same procedure as in Comparative Example 4 was carried out except that the extrusion speed was changed as shown in Table 3. The results are shown in Table 3.
~Comparative Example 7~
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 5 mm and the gap was 3.5 mm. The results are shown in Table 3.

~比較例8~
ダイを環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が2.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例4と同様に行った。結果を表4に示す。
~比較例9、10~
容器胴部の平均厚みを表4となるように変えた以外は、比較例8と同様に行った。結果を表4に示す。
~比較例11~
ダイを環状流路の流路方向の長さが20mm、間隙が3.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例4と同様に行った。結果を表4に示す。
~比較例12、13~
容器胴部の平均厚みを表4となるように変えた以外は、比較例11と同様に行った。結果を表4に示す。
~比較例14~
ダイを環状流路の流路方向の長さが5mm、間隙が3.5mmとなるダイに変更した以外は、実施例4と同様に行った。結果を表4に示す。
~Comparative Example 8~
The same procedure as in Example 4 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 20 mm and the gap was 2.5 mm. The results are shown in Table 4.
Comparative Examples 9 and 10
The same procedure as in Comparative Example 8 was carried out except that the average thickness of the container body was changed as shown in Table 4. The results are shown in Table 4.
Comparative Example 11
The same procedure as in Example 4 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 20 mm and the gap was 3.5 mm. The results are shown in Table 4.
Comparative Examples 12 and 13
The same procedure as in Comparative Example 11 was carried out except that the average thickness of the container body was changed as shown in Table 4. The results are shown in Table 4.
~Comparative Example 14~
The same procedure as in Example 4 was carried out except that the die was changed to one in which the length of the annular flow path in the flow path direction was 5 mm and the gap was 3.5 mm. The results are shown in Table 4.

ブロー成型機を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a blow molding machine. ブロー成型用ダイを示す図である。FIG. 2 shows a blow molding die. テーパー形状コアを用いたブロー成型用ダイを示す図である。FIG. 1 shows a blow molding die with a tapered core. テーパー形状コアが下がることによりダイリップ面上の環状間隙が広がることを示す図である。FIG. 13 illustrates the widening of the annular gap on the die lip face due to the lowering of the tapered core. 逆テーパー形状コアを用いたブロー成型用ダイを示す図である。FIG. 1 shows a blow molding die using an inverted tapered core. 逆テーパー形状コアが下がることによりダイリップ面上の環状間隙が狭まることを示す図である。FIG. 13 shows how the annular gap on the die lip surface narrows as the inverted tapered core lowers.

1 熱可塑性樹脂
2 押出機
3 ダイヘッド
4 マンドレル
5 コア
6 外筒
7 ダイ
8 熱可塑性樹脂が通過する環状流路
9 熱可塑性樹脂が吐出される環状間隙
10 ダイリップ面
11 環状流路の間隙
12 環状流路の流路方向の長さ
13 テーパー形状外筒
14 テーパー形状コア(ダイバージェンスタイプ)
15 ダイクリアランス
16 逆テーパー形状外筒
17 逆テーパー形状コア(コンバージェンスタイプ)
Reference Signs List 1 Thermoplastic resin 2 Extruder 3 Die head 4 Mandrel 5 Core 6 Outer cylinder 7 Die 8 Annular flow passage through which thermoplastic resin passes 9 Annular gap through which thermoplastic resin is discharged 10 Die lip surface 11 Gap in annular flow passage 12 Length of annular flow passage in flow passage direction 13 Tapered outer cylinder 14 Tapered core (divergence type)
15 Die clearance 16 Reverse tapered outer cylinder 17 Reverse tapered core (convergence type)

Claims (3)

ダイヘッドに取り付けられた外筒と、マンドレルの下端に取り付けられたコアを有し、当
該外筒とコアの間に熱可塑性樹脂が通過する環状流路を有し、ダイリップ面上に熱可塑性
樹脂が吐出される環状間隙を有するブロー成形用ダイであって、当該環状流路の少なくと
も一部の間隙が0.5~1.5mmであり、当該間隙の流路方向の長さが10~50mm
であり、当該環状間隙が環状流路の間隙と同等または広く、その直径が10~100mm
である、ブロー成形用ダイを有するブロー成型機を用い、パリソンの垂下速度が5~50mm/secであって、スウェルが1.3~2.5となることを特徴とするブロー成形体の製造方法。
The die head has an outer cylinder and a core attached to the lower end of the mandrel.
Between the outer cylinder and the core is an annular flow passage through which a thermoplastic resin passes, and a thermoplastic resin is placed on a die lip surface.
A blow molding die having an annular gap through which resin is discharged,
Some of the gaps are 0.5 to 1.5 mm, and the length of the gaps in the flow path direction is 10 to 50 mm.
The annular gap is equal to or wider than the gap of the annular flow passage, and its diameter is 10 to 100 mm
The present invention relates to a method for producing a blow-molded article, the method being characterized in that a parison drooping speed is 5 to 50 mm/sec and a swell is 1.3 to 2.5 , using a blow molding machine having a blow molding die .
前記ブロー成形用ダイのコア先端部がテーパー形状であることを特徴とする請求項1記載のブロー成形体の製造方法。2. The method for producing a blow molded article according to claim 1, wherein a tip of the core of the blow molding die is tapered. 前記ブロー成形用ダイのコア先端部が逆テーパー形状であることを特徴とする請求項1記載のブロー成形体の製造方法。2. The method for producing a blow molded article according to claim 1, wherein a tip of the core of the blow molding die has an inverse tapered shape.
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