JPH04110131A - 空気圧を利用したブロー成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は中空の溶融樹脂材料を用いて、空気圧を上昇
させることによって成形を行なうブロー成形法に関する
。

（従来の技術） 従来のブロー成形法としては、 （イ）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の如き樹脂材料
を用い、ダイ−コアを通して中空の溶融樹脂材料（パリ
ソンと呼ぶ）が押し出される（パリソン押出）。

（ロ）パリソン押出完了後、冷却用、成形用金型が閉じ
る（金型閉鎖）。

（ハ）パリソンの中空より管が挿入されて空気が吹き込
まれる。やわらかい樹脂はこのエアー圧をうけて膨張変
形し、金型と接触し、固着する。樹脂は冷却されて固化
し、成形品となる（空気吹込、冷却）。

（ニ）成形品を冷却後、閉じていた金型を開いて成形品
を製品として取出す（製品取出）ことより成る成形法が
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のブロー成形法にあって
は、使用する成形機の型内に空気ぬきの穴を設け、あと
は吹き込み用の空気の圧力を上昇させるだけで成形する
方法であるため、■　パリソンと型との接触圧、接触時
間の分布が止して、成形品に（冷却速度に分布があった
ために）ソリが発注する、 ■　型内におけるパリソンの膨張速度にばらつきがあり
、成形品の肉厚に分布が生じたり、肉厚が薄（なりすぎ
てパリソンが破断する という問題点があった。

（課題を解決するための手段） 発明者は上記問題点を解決すべく鋭意研究を行った結果
、通常の圧力分布では型内での接触時間が不均一になる
。このためブロー成形過程において、均一に接触される
ための各位置における時間圧力の関係を理想的に設定し
、空気の圧力（吹き込み用空気の圧力と型内に残存する
空気の圧力）を制御すれば、問題点が解決されることに
着目し、検討の結果成形過程における適切な型内の空気
圧分布の設定が有限要素法を利用した成形解析により可
能であることを確かめこの発明を達成するに至った。

従ってこの発明の空気圧を利用するブロー成形法は、ブ
ロー成形過程において、有限要素法を用いた数値解析に
よって、成形過程における適切な型内の空気圧分布を設
定し、設定どおりの空気圧分布で成形を行うことを特徴
とする。

本発明においては上述の如（、型内で均一に接触される
ための各位置における時間−圧力の関係を有限要素法を
利用した成形解析から理想的に設定する。これに基づき
設定どおりの空気圧分布で成形を行うのであるが、好適
例ではこのため高圧用エアータンク、圧力調整用タンク
、真空タンク、流量計、圧力センサー、計装設備および
電磁圧力弁を利用する。使用される電磁弁は上記設定し
た時間−圧力の関係を計装設備に入力された制御に従っ
て作動し、型内の各位置の圧力を設定どおりに保持する
。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図ａは、この発明のブロー成形法を行うための一例
装置の空気圧制御システムを示す図で、第１図すに第１
図ａのＡで表わす黒丸の部分を拡大して示す。

まず構成を説明すると、高圧エアータンク３（圧力Ｐｈ
）、低圧エアータンク４（圧力ＰＩ）、圧力計５、圧力
調整電磁弁６、配管７、制御装置８および配線９とから
なる。

パリソン１内（Ｐｏ）および型２内の各位置（ｐ＋〜Ｐ
６）は、高圧エアータンク３と低圧エアータンク４の各
々に配管で連結されている。

型内の各所の圧力分布を次の関係を用いて所定どおりに
制御する。

ａ）初期圧力設定 高圧タンク３の圧力値ｐｈ、流入量ｖｈ低圧タンク４の
圧力値ＰＩ、流入量Ｖｌとすると、 圧力調整用タンク１１の圧力値Ｐ、容積Ｖは次の関係を
満たす。

Ｐ　＝（Ｐｈ　Ｖｈ＋Ｐ１　ｍ／Ｖ ｂ）圧力Ｐの圧力調整用タンク１１を圧力Ｐａに上昇さ
せる場合 真空タンク１２への流出量をＶ。

高圧タンク３からの流入量をＶｉとすると、Ｐａは次の
関係を満たす。

Ｐａ＝（Ｐ（Ｖ−Ｖｏ）　＋　Ｐｈ　Ｖｉ）／ＶＣ）圧
力Ｐの圧力調整用タンク１１を圧力ｐｂに下降させる場
合 真空タンク１２への流出量をＶ。

低圧タンク４からの流入量をＶｉとすると、ｐｂは次の
関係を満たす。

Ｐｂ＝（Ｐ（Ｖ−Ｖｏ）　＋　ＰＩ　Ｖｉ）／Ｖかくし
て各々の位置における圧力（Ｐｏ、　Ｐ、〜Ｐｂ）は、
圧力調整電磁弁と制御装置によ１’）ＰｈとＰ】を組合
わせて任意に設定が可能である。

このように上記本発明の空気圧制御を利用したブロー成
形法は、次に示す特徴を有する。

ａ）パリソンの変形解析によって適切な圧力分布を定量
的に求め、圧力分布（時間−圧力のパターン）を設定す
る。

ｂ）　型内の空気圧分布を圧力センサ１０で把握し、計
装設備のＣＰＵにあらかじめ入力された圧カバターンに
従うように電磁圧力弁を作動させることにより制御する
。

Ｃ）型内の空気圧は、高圧用（圧力値Ｐｈ）エアータン
ク３と低圧用（圧力値ＰＬ）エアータンク４から圧力調
整用タンク１１への流入量を電磁圧力弁により制御する
ことによって、圧力値ｐｈとＰｌの間の任意の圧力値に
調節する。

（作　用） 次に作用を説明する。

（１）接触圧、接触時間に分布が生じる場合第２図ａに
示すように、型内の残存空気の圧力に分布があると、パ
リソンと型との接触圧、接触時間に分布が生じ、成形品
のＡ側の冷却度がＢ側に比べて弱（なり、成形品にソリ
が発生する。尚第２図ａで１３は空気入口、１４は空気
出口を示す。これに対し、本発明の方法によると第２図
すに示すように、型内の空気圧分布のコントロールを行
なえば、成形品全体を均一に冷却できるようになる。

（２）複雑な形状を成形する場合 第３図ａに示すように、複雑な形状の場合、Ａの部分の
パリソンが膨張しにくく、他の領域のパリソンの膨張が
はやくて、膨張する前に冷却されて固化する。Ａの部分
も冷却され粘度が高くなり空気圧の上昇により破断して
しまう。

これに対して、第３図すに示すように、本発明の方法に
より膨張のおそい領域Ａの圧力ＰＡを他の領域の圧力（
Ｐ、、　ＰＣ，ＰＤ己こ比べて非常に小さく設定すれば
、領域Ａのパリソンの膨張が迅速に進み領域Ａの破断を
防止することができる。

更に通常のブロー成形法ではパリソン内の空気圧を上昇
させることによって、成形するが、本発明における空気
圧制御システムを用いることによって、第４図に示すよ
うにパリソン内の圧力＝１ａｔｍ型内残存空気圧を低圧
＜＜　１　ａｔｍにして成形できる。

成形材料によって、適切な型との接触圧、接触時間は各
々異なるので、この空気圧制御システムを用いれば、幅
広く成形条件を設定することが可能となるメリットがあ
る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明のブロー成形法にお
いては、空気圧（吹き込み用空気と型内に残存する空気
、各々の圧力）の制御を可能としたため、 ■　成形品のソリを防止することができ、■　成形過程
における破断が防止（肉厚の均一化）できる。

更に第４図に示すように、今までのブロー成形法では、
実現できなかった成形条件の設定が可能となる効果が示
された。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明のブロー成形法を行うための一例装
置の空気圧制御システムの構成図、第１図すは、第１図
ａのＡで表わす黒丸の部分の拡大説明図、 第２図ａは、型内の残存空気の圧力に分布がある場合ブ
ロー成形した各工程の生成物の断面図、第２図すは、本
発明の方法により型内の残存空気の圧力をコントロール
してブロー成形した各工程の生成物の断面図、 第３図ａは、複雑な形状の成形品を、圧力のコントロー
ルを行うことなくブロー成形した各工程の生成物の断面
図、 第３図すは、本発明の方法により圧力をコントロールし
て複雑な形状の成形品をブロー成形した各工程の生成物
の断面図、 第４図は、本発明のブロー成形法により成形品を他の成
形条件でブロー成形したパリソンと成形品の断面図であ
る。 １・・・パリソン　　　　　２・・・型３・・・高圧エ
アータンク　４・・・低圧エアータンク５・・・圧力計
　　　　　　６・・・圧力調整電磁弁７・・・配管　　
　　　　　８・・・電磁弁制御装置９・・・配線　　　
　　　　１０・・・圧力センサ１１・・・圧力調整用タ
ンク　１２・・・真空タンク１３・・・空気人口　　　
　　１４・・・空気出口第１図 す 第２図 ＠２図 す 第３図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ブロー成形過程において、有限要素法のような数値
   解析を用いて、成形過程における適切な型内の空気圧分
   布を設定し、設定どおりの空気圧分布で成形を行うこと
   を特徴とする空気圧制御を利用したブロー成形法。