JPH08294959A - 合成樹脂中空成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はコーナー部等のブローアップ比の大
きな部位の薄肉化を防ぎ、肉厚分布のバランスを良好に
した中空成形品を得ることを目的とする。 【構成】 合成樹脂中空成形品の成形において、膨張可
能な袋状弾性シートを金型キャビティ面に取り付け、こ
の袋状弾性シートを膨張させた後、パリソンを膨張させ
る際に、パリソンの一部で袋状弾性シートを押し潰すこ
とを特徴とする合成樹脂中空成形品の成形方法。 【効果】 本発明によると、コーナー部等のブローアッ
プ比の大きな部位の薄肉化を防ぐことができ、製品の肉
厚の均一化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂中空成形品の成
形方法に関するもので、特に製品の肉厚の均一化に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】中空成形はパリソンを押出し、金型でパ
リソンを挟み、ブロー圧により膨張・変形させ、金型形
状に賦形させ、冷却し製品を得る成形方法である。この
成形方法で得られる製品はボトルから形状の複雑なガソ
リンタンク、さらにはシート状の製品まで幅広く各種の
ものがある。しかし、このような簡単なプロセスによる
成形方法であり、種々の製品に対応できるが、肉厚分布
を生じやすく、次のような欠点を生じる。最低肉厚を確
保するために全体の肉厚を厚くすることとなり、製品に
おいて部分的に厚肉部を生じる。したがって、全体とし
て重量アップとなる。また厚肉部は冷却に時間がかかり
成形サイクルを長くする。さらには発生する肉厚分布は
製品強度に影響する。

【０００３】ブロー成形過程で製品に肉厚分布が生じる
原因としては、金型に挟持されたパリソン内に吹き込ま
れたエアーによりパリソンが金型キャビティ面に押しつ
けられ、さらに金型から冷却され製品形状に賦形される
過程において、パリソンが金型に接触するタイミングが
全体に均一でなく、製品形状等により異なるためであ
る。即ち、パリソンは部分的にブローアップ比が異なる
製品形状に賦形されるが、ブローアップ比が小さい箇所
のパリソンは金型に早く接触する。早く接触したパリソ
ン部位は初期のパリソンの肉厚に比べてさほど変形を受
けておらず、その結果、肉厚が厚い。それに対しブロー
アップ比が大きい箇所のパリソンは金型に接触するまで
により大きく変形するため、初期のパリソンの肉厚に比
べて薄肉となってしまう。このようなメカニズムにより
製品は肉厚分布を生じる。例えば、製品形状が複雑なポ
リエチレン製ガソリンタンク等は肉厚分布が顕著であ
る。特に、コーナー部や、バッフル用のリブ形状付近で
は薄肉となってしまう。

【０００４】一方、中空成形品の肉厚分布の改良方法と
して、特開平５−２９３８８０号公報、特開平６−２２
６８１９号公報に示されるように弾性シートとパリソン
とを付着させ、弾性シートの均一な伸長率を用いて肉厚
の均一化を図る等の方法がある。しかし、弾性シートを
用いて肉厚の均一化を図る方法は、大型の成形品や複雑
形状品では、ブローアップがある程度進み、弾性シート
と型面との密着面積が広くなると摩擦抵抗のため型面と
密着した部分の弾性シートは伸びなくなり、コーナー部
の薄肉化の防止、製品肉厚の均一化において充分な効果
が得られない。さらに弾性シートを製品全体に張りつけ
るために冷却効率が低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は大型の成形品
や複雑形状品でのコーナー部等のブローアップ比の大き
な部位の薄肉化を防ぎ、製品が必要とする最低肉厚と製
品全体の肉厚分布のバランスを良好にした製品を得るた
めの成形方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、合成樹脂中空
成形品の成形において、膨張可能な袋状弾性シートを金
型キャビティ面に取り付け、この袋状弾性シートを膨張
させた後、パリソンを膨張させる際に、パリソンの一部
で袋状弾性シートを押し潰すことを特徴とする合成樹脂
中空成形品の成形方法により、上記課題を解決できるこ
とを見出した。

【０００７】本発明における膨張可能な袋状弾性シート
とは、内部に流体を流入させることで袋状に膨張するこ
とができる弾性シートである。該袋状弾性シートの材質
は弾性を有するものであれば使用可能であるが、合成樹
脂に対して接着性が低いことが好ましく、特に架橋型の
シリコンゴムが膨張収縮及び合成樹脂中空成形品との離
形が容易であるので好適である。

【０００８】本発明における膨張可能な袋状弾性シート
の形状及び大きさは、目的とする製品形状により適宜設
定可能であるが、該袋状弾性シート内に流体を流入させ
て膨張させた時に、該袋状弾性シートが風船状に膨張可
能であることが製品の肉厚均一化を達成できるので好ま
しい。

【０００９】本発明において、該袋状弾性シートを膨張
させた後、パリソンに空気等を吹き込んで膨張させる際
にパリソンの一部で膨張した袋状弾性シートを押し潰す
ことが必要である。この時、袋状弾性シートに接触した
部分のパリソンから溶融樹脂の一部が袋状弾性シートに
接触しない部分のパリソンに移動し、ブローアップが行
なわれる。そしてブローアップの進行とともに袋状弾性
シートが押し潰され、ほぼ金型の形状に賦形される。

【００１０】本発明の膨張可能な袋状弾性シートは、パ
リソンのブローアップ比の小さな部分に近い金型キャビ
ティ面に取り付けることが好ましい。パリソンのブロー
アップ比の大きな部分に近い金型キャビティ面に取り付
けると製品の肉厚分布がさらに大きくなるので好ましく
ない。

【００１１】本発明の袋状弾性シートに流入させる流体
としては、気体でも液体でもそれらの混合物でも差し支
えないが、操作が容易で安価であることから空気（エア
ー）が好ましい。袋状弾性シートに流入させる流体の温
度は成形条件により適宜設定可能であるが、流体の温度
がパリソン特性に及ぼす影響が大きいので、好ましくは
２０℃以上、さらに好ましくは２３〜１３０℃が好適で
ある。２０℃未満では袋状弾性シートに接触した部分の
パリソンが速く冷却し、伸びにくくなり、肉厚の均一化
を図ることができない。また、１３０℃を越えるとパリ
ソンの伸びが著しく大きくなるのでかえって薄肉の原因
となるだけでなく、合成樹脂の種類によっては劣化が促
進されるので好ましくない。

【００１２】図１に示したように、膨張可能な袋状弾性
シート（以下、エアーバックという）５を金型キャビテ
ィ面に取り付ける。取り付ける位置はパリソンのブロー
アップ比の小さな部分に近い金型キャビティ面が好まし
い。例えば、金型パーティングライン付近や、製品形状
で平面になるような箇所である。さらには入れ子上であ
る。エアーバックの材質としては溶融樹脂に接触するた
め使用限界温度が成形する樹脂温度以上のものが好まし
い。また、パリソンがエアーバック上で変形しやすくす
るため、弾性を有する材質が良い。そして、エアーバッ
ク内にエアーの吹き込み及び排気ができるようにする。
望ましくはエアーバック内のエアー圧及び流入または流
出するエアーの流量等のコントロールができるようにす
ることが好ましい。

【００１３】中空成形は以下のように行なうことができ
る。まず、エアーバック５を膨らませた状態にする（図
１）。次にパリソン２を金型４で挟む。この時エアーバ
ック内にかかるエアー圧によりエアーバックに接触した
パリソンは金型に接触できない（図４）。次にパリソン
をブローアップさせていくとパリソン内の圧力上昇によ
ってエアーバックが変形し潰れる（図５）。この時、パ
リソンは全体が均一に伸ばされ、コーナー部は障害物が
ないのでパリソンはコーナー部の方向へ変形していく。
パリソンがコーナー部に接触したタイミングでエアーバ
ック内のエアーを排気させエアーバックを潰した状態に
する。これによりエアーバックに接触していたパリソン
は金型の形状まで変形可能となる（図６）。金型上に押
し潰した状態で、ブローを行ない、製品を得る。

【００１４】本発明において、袋状弾性シート内の圧力
は、パリソン内のブロー圧よりも低いことが好ましく、
特にブロー圧よりも０．５〜３．０kg/cm²低いことが好
ましい。上記範囲の圧力であると、ブロー圧によるパリ
ソンの膨張を妨げることなく容易に成形することができ
る。

【００１５】本発明において使用される合成樹脂として
は、熱可塑性樹脂が好ましく、例えばポリオレフィン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリウレタン等が挙げられる。ま
た、ポリオレフィンの具体例としてはプロピレン単独重
合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、
プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体、高密度
ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレ
ン（例えば線状低密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリ
エチレン等）、エチレンとα−オレフィン（例えばプロ
ピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキサン−１等）
または他のコモノマー（例えば酢酸ビニル、無水マレイ
ン酸等）の１種類以上とを共重合させたもの等が挙げら
れる。合成樹脂は１種類でも２種類以上混合しても使用
することができる。また、必要に応じてエチレン−プロ
ピレン共重合体エラストマー、エチレン−プロピレン−
ジエン共重合体エラストマー等を混合してもよい。また
これらの樹脂に例えば無機物、結晶核剤、安定剤、難燃
化剤、加工性改良剤、滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、着色剤、顔料等の各種添加剤を必要に応
じて添加したものを用いることができる。

【００１６】エアーバック内のエアーの排気は取り付け
た箇所に対して各々適当なタイミングを選択できる。例
えば、金型内でパリソンがある程度、ブローアップした
タイミングでパーティングライン付近のエアーバックの
エアー圧を減じる一方、センター部の他のエアーバック
のエアー圧は保っておき、後からエアー圧を減じること
により製品の形状に応じて肉厚制御を行なうことができ
る。本発明の成形方法を行なえば、従来、薄肉となるコ
ーナー部等の肉厚を厚くでき、全体としては肉厚の均一
化を達成でき製品の軽量化を図ることができる。

【００１７】

【実施例】成形機は日本製鋼所製のＮＢ３０ブロー成形
機を使用し、また、ダイス径が１５０mmφのものを使用
した。樹脂は高密度ポリエチレン４５５１Ｈ（ショウレ
ックス；昭和電工（株））を使用した。樹脂温度は２０
０〜２１０℃とした。製品は２００×３００×２００mm
（横×縦×深さ）の直方体状のものを成形した。エアー
バックの材質は架橋型シリコンゴムを使用し、これを袋
状に加工したものを用いた。本実施例においてはパリソ
ンの温度が２００〜２１０℃であることから２５０〜３
００℃程度まで耐え得る材質のものを使用した。また、
このエアーバックの大きさは押し潰した時に製品側面の
面積の１／２になるような大きさとし金型キャビティ内
に収まるようにした。エアーバックの取り付け位置は、
パーティングライン付近の金型キャビティ面上、及び金
型の底部であってコーナー部から遠い金型キャビティ面
上の位置になるようにした。成形時のブロー圧は６kg/c
m²でエアーバック内への供給エアー圧は４kg/cm²とし
た。また、エアーバック内にエアーを吹き込む時間は１
０秒間でそのあとは吸引により排気し、エアーバックを
収縮させた。エアーバック内に吹き込むエアーの温度は
常温（２３℃）とした。金型温度は１５℃であった。エ
アーバックに接触したパリソンはエアーバックがパリソ
ンにより潰される過程において、ブローアップとともに
伸ばされた。これによりこの部位のパリソンは袋が膨張
している間は伸び続け、さらに、この部位の樹脂がコー
ナー等の従来法では薄肉部となる部分へ廻った。以上の
結果、良好な肉厚分布を示す製品が得られた。成形時の
冷却時間は９０秒であった。

【００１８】本発明により成形した製品の肉厚は全体の
平均が１．２mm、コーナー部の平均が１．０mm、本発明
を使用しない方法では全体の平均が１．５mm、コーナー
部の平均が０．５mm、となり薄肉部の厚肉化を達成でき
た。

【００１９】

【発明の効果】本発明によると、金型上に弾性シートか
らなるエアーバックを取り付けるため、リブ形状付近
や、製品形状が大きくしかもブローアップ比が大きくな
る複雑形状製品についてもコーナー部等の薄肉化を防ぐ
ことができ、全体として肉厚の均一な製品が得られる。
また、肉厚の均一化に伴い材料の減量化、冷却効率のア
ップによる冷却時間の短縮によるコストダウンを図るこ
とができ、製品に求められる剛性、強度と軽量化効果の
バランスに優れた製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型内に取り付けたエアーバック及び
パリソンを示した断面図。

【図２】本発明のブローアップ過程の断面図。

【図３】本発明のエアーバック内へのエアーの吹き込み
孔及び排出孔を示した断面図。

【図４】本発明のブローアップ過程の成形開始後の断面
図。

【図５】本発明のブローアップ過程の成形途中の断面
図。

【図６】本発明のブローアップ過程の成形終了直前の断
面図。

【符号の説明】

１ ダイス ２ パリソン ３ ブローピン ４ 金型 ５ エアーバック ６ エアーバック内へのエアー吹き込み孔 ７ エアーバック内からのエアー排気孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂中空成形品の成形において、膨
   張可能な袋状弾性シートを金型キャビティ面に取り付
   け、この袋状弾性シートを膨張させた後、パリソンを膨
   張させる際に、パリソンの一部で袋状弾性シートを押し
   潰すことを特徴とする合成樹脂中空成形品の成形方法。
2. 【請求項２】 袋状弾性シートをパリソンのブローアッ
   プ比の小さな部分に近い金型キャビティ面に取り付ける
   ことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂中空成形品の
   成形方法。