JPH1016036A - ブロー成形方法およびブロー成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単層のブロー成形機で、高剛性の２層のブロ
ー成形品を短サイクルで能率良く生産できるブロー成形
方法を提供するものである。 【解決手段】 単層のブロー成形機のダイスヘッドとマ
ンドレルの下端に取り付けたコアとの間の環状の樹脂通
路から吐出された単層のパリソンを左右一対の金型で挟
んで中空状の成形品をつくるブロー成形方法であって、
単層のパリソンを吐出した後、型締を行ない該パリソン
内部にエアを吹き込みブローアップして賦形した後に、
吸熱反応をする発泡材を該パリソン内部に注入して吸熱
反応を起こさ、発泡が完了する前に再度エアを該パリソ
ン内に吹き込んで該発泡材を該パリソン内面に密着させ
るとともに、該発泡材の中央部を中空状に膨張させて２
層構造の成形品を形成して、高剛性の成形品を短い成形
サイクルで得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブロー成形方法お
よびブロー成形品に係り、特に発泡材をパリソン内部に
注入して吸熱反応を起こさ、発泡が完了する前に再度エ
アを該パリソン内に吹き込んで該発泡材を該パリソン内
面に密着させ、該発泡材の中央部を中空状に膨張させて
２層構造の成形品を形成するブロー成形方法およびブロ
ー成形品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイスヘッドから筒状に射出または押し
出されたパリソンから中空状の樹脂製品をつくるブロー
成形では、ダイスヘッドからパリソンを射出または押し
出し、パリソンピンチによって袋状にされたパリソンに
プリブローを行なって僅かに膨らませ、開放された金型
内に入れて金型を閉じ、金型とパリソンとで形成される
キャビティ内の空気を、金型表面に通じる小さな空気抜
き穴より真空ポンプ装置を介して吸引したうえ、パリソ
ン内に空気吹き込みを行なってパリソンをキャビティに
基づく所定の形状としたあと金型で冷却して成形を完了
する。このようにして、成形された樹脂製品は金型を開
いて取り出される。

【０００３】図５に示すものは、従来から使用されてい
る単層のブロー成形機を示す。図５のものは溶融樹脂を
ダイスヘッド２の側方１個所より供給する、いわゆる、
サイドフィード方式のブロー成形機１を示し、射出装置
４により押圧された高温溶融状態の樹脂は樹脂供給口２
ａを経由してダイスヘッド２とマンドレル３との間に設
けた環状の通路を通り、最下端の環状空間通路７より吐
出されてパリソンＰを形成する。ダイスヘッド２の樹脂
供給口２ａと１８０°隔たった位置には通路２ｂとその
外側に設けたバルブ５（またはプラグ）が配設される。
そして、コア３ａはマンドレル３を貫通したパリコン用
ロッド６ａに接続され、パリコンシリンダ６の作動によ
り上下方向僅かに進退動され、パリソンＰの肉厚を制御
するために環状空間通路７の間隙（ギャップ）を調整で
きるようになっている。

【０００４】一方、このようなブロー成形機１を使用し
て吐出されたパリソンと金型キャビティとの間に樹脂シ
ートを介在させたうえで金型を型締し、表面に樹脂シー
トを貼り合わせたブロー成形品を生産することも、従
来、実施されていた。

【０００５】

【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は、一般に成形サイクルが長いと
言われているが、その原因の第１は、成形後のパリソン
内部がなかなか冷却しないためと考えられ、その対策と
して、従来、パリソン内部に冷媒ガス等の気体や水等の
液体を注入し排出する方法も試みられた。しかし、気体
では冷却効果が小さく、液体では排出作業が煩雑である
等の問題があった。

【０００６】また、従来、ブロー成形品の剛性アップを
目的にブロー成形品の中空部に発泡材を注入することが
行われている。この場合、発泡材注入はブロー成形が終
了した後に、オフラインで行なわれていた。しかしなが
ら、オフラインでこの発泡材注入を行なうと、工数や手
間が増加し、また、一方、ブロー成形品の中空部の全部
に発泡材を充填すると製品重量が重くなったり、たとえ
中空部の全部に発泡材を充填させてもパリソンと発泡材
との間は完全に密着せず、多少の隙間が生じて十分に剛
性アップの機能を果たさないことがあった。

【０００７】一方、パリソンに内層と外層の、いわゆる
２層のブロー成形も実施されているが、２層ブロー成形
を実施するためには、２台の押出機、２層用の特殊なダ
イス、制御装置が必要になり、複雑で高価な設備が要求
されるとともに、運転制御方法も複雑化する難点があっ
た。また、パリソン表面に樹脂シートを貼り合わせて２
層成形品を形成するブロー成形も実施されているが、樹
脂シートの供給や取り付けが煩雑で、しかも樹脂シート
に皺が入る等成形が難しいという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明においては、第１の発明では、単層
のブロー成形機のダイスヘッドとマンドレルの下端に取
り付けたコアとの間の環状の樹脂通路から吐出された単
層のパリソンを左右一対の金型で挟んで中空状の成形品
をつくるブロー成形方法であって、単層のパリソンを吐
出した後、型締を行ない該パリソン内部にエアを吹き込
みブローアップして賦形した後に、吸熱反応をする発泡
材を該パリソン内部に注入して吸熱反応を起こさ、発泡
が完了する前に再度エアを該パリソン内に吹き込んで該
発泡材を該パリソン内面に密着させるとともに、該発泡
材の中央部を中空状に膨張させて２層構造の成形品を形
成して、高剛性の成形品を短い成形サイクルで得ること
とした。また、第２の発明では、第１の発明において、
発泡材をパリソン樹脂材料と同系統の樹脂材料とした。
さらに、第３の発明では、第１の発明や第２の発明にお
いて、単層のパリソンの吐出、型締後の内部エア吹き込
み時のブロー圧力に比べて、発泡材注入後のエア吹き込
み時のブロー圧力を高圧とした。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、単層のブロー
成形機のダイスヘッドとマンドレルの下端に取り付けた
コアとの間の環状の樹脂通路から吐出された単層のパリ
ソンを左右一対の金型で挟んで中空状の成形品をつくる
ブロー成形方法であって、単層のパリソンを吐出した
後、型締を行ない該パリソン内部にエアを吹き込みブロ
ーアップして賦形した後に、吸熱反応をする発泡材を該
パリソン内部に注入して吸熱反応を起こさ、発泡が完了
する前に再度エアを該パリソン内に吹き込んで該発泡材
を該パリソン内面に密着させるとともに、該発泡材の中
央部を中空状に膨張させて２層構造の成形品を形成する
ため、吸熱反応を起こす発泡材がパリソン内面にしっか
りと密着して熱伝達が著しく向上し、パリソン内面側か
らの冷却が促進され、成形サイクルの短縮化が達成され
る。また、発泡材のパリソン内面への密着により強度ア
ップが図られるとともに、発泡材の中央部に中空部が確
保されるから成形品の軽量化を損なうことなく、かつ、
発泡材の節約もできる。また、ブロー成形機を２層用と
することなく、単層のブロー成形機で２層構造のブロー
成形品を生産することができる。

【００１０】また、第２発明では、発泡材をパリソン樹
脂材料と同系統の樹脂材料としたので、リサイクルが可
能となり、廃材利用を促進し経済効果が向上する。ま
た、第３発明では、単層のパリソンの吐出型締後の内部
エア吹き込み時のブロー圧力に比べて、発泡材注入後の
エア吹き込み時のブロー圧力を高圧としたので、発泡材
がパリソン内面に強く密着するとともに、パリソン内部
に空洞部が確保でき、発泡材層とパリソン層からなる２
層のブロー成形品が確実に得られる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例の詳細
について説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係
り、図１はブロー成形方法の工程図、図２は低圧エアブ
ロー工程時の金型状態図、図３は発泡材注入工程時の金
型状態図、図４は高圧エアブロー工程時の金型状態図で
ある。本発明のブロー成形方法は、図１に示すように、
まず、たとえば図５に示す単層ブロー成形機１を使用し
て、金型を型開してパリソンを両金型間に吐出垂下した
後、金型型閉してから、パリソンＰ内に差し込んだブロ
ーピン１０を介して低圧のエアブローを行なう（図２の
状態）。このときのブロー圧力は、たとえば３〜５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 程度の低圧とする。この低圧のエアブローに
より、パリソンＰは外面が金型キャビティに押圧され転
写される。

【００１２】次に、図３に示すように、パリソンＰ内に
差し込んだブローピン１０を介して排気しておおよそ大
気圧になったところで、ブローピン１０で排気を続行し
つつ、もう一方のブローピン１０を介してパリソン内部
に発泡材Ｑを注入する。規定量の発泡材Ｑの注入が終わ
った後、発泡が完了する前の発泡途中でパリソン内の発
泡材Ｑをパリソン内面に密着させて発泡材層Ｒおよびそ
の内部に空洞部を形成するため、今度は高圧のエアブロ
ーを行なう（図４の状態）。このときのブロー圧力は、
前記低圧エアブローのブロー圧力に比較して高い圧力と
する。具体的には、たとえば５〜７ｋｇｆ／ｃｍ² 程
度、または、さらに発泡材Ｑのパリソン内面への密着性
をよくするために、７〜１００ｋｇｆ／ｃｍ² の高圧と
する。密着が完了したら、発泡反応を促進するために再
度ブロー圧力を減圧（大気圧〜５ｋｇｆ／ｃｍ² ）す
る。このようにして、パリソンＰの内面にパリソンＰと
密着した発泡材層Ｒが形成される。

【００１３】このようにして、パリソンＰの内面には発
泡材層Ｒが形成され、さらにその内部には中空部（空洞
部）が形成された２層ブロー成形品が得られるから、パ
リソンＰの冷却固化を待って型開し、製品として取り出
す。

【００１４】発泡材Ｑは、吸熱反応を起こす発泡材と
し、パリソンＰ内に注入された後に内部で反応して吸熱
することによってパリソンＰを内部から冷却する。した
がって、発泡材Ｑの種類は、ベースの樹脂としてポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等を用い、これ
に添加する発泡材として起泡時に蒸発潜熱を奪う蒸発形
発泡材、たとえばプロパン、ペンタン、ヘキサン等の脂
肪族炭化水素、塩化メチル、二塩化メチレン等の塩素化
脂肪族炭化水素、フレオン等のフッ素化脂肪族炭化水素
および不活性ガスやアルコール、エーテル、芳香族炭化
水素等あるいはゼオライト、鉱物粉に水を加えた吸水物
や高吸水性樹脂等が挙げられる。また、発泡方法は、た
とえば次の二つの方法がある。

【００１５】ひとつの方法は、押出発泡法と呼ばれるも
ので、樹脂を比較的小さい押出機のバレルシリンダの途
中で、上述の蒸発形発泡材を吹き込み、樹脂中に分散溶
解して流動性のゲルを形成し、これを大気中に押出して
急速に発泡させるものである。発泡材を包含した溶融樹
脂が低温低圧帯に押出されると、発泡材は急速に気化膨
張して、気泡を取り巻く溶融樹脂から多量の熱量を奪い
樹脂の温度を急速に低下させる。さらに、この後、高圧
エアブローすることによりパリソン内の発泡材Ｑがパリ
ソン内面に強く密着されるため、熱伝達が著しく向上
し、パリソン内面の温度も急速に低下する。なお、押出
機内での発泡を抑制するために、内圧を一様かつ高圧に
保つことが必要であり、このゲル状のものを大気圧まで
減圧しているパリソン内にブローピン１０等を介して押
出し放出することでパリソン内で一挙に発泡反応を起こ
すようにする。

【００１６】もうひとつの方法は、型内発泡法と呼ばれ
るもので、あらかじめ別の場所で、上述の蒸発形発泡材
を樹脂に添加させた発泡性ビーズ（樹脂ペレット状のも
の）を製造しておく。このビーズをブロー成形機の金型
近くのホッパに一時貯蔵し、使用時には空気輸送して金
型内のパリソン内へブローピン１０を介して放出し、そ
の後、発泡温度（たとえばポリスチレンでは約１００
℃）に相当する水蒸気を別のブローピン１０を介してパ
リソン内へ封入することによって発泡反応を一挙に起こ
させる。なお、発泡性ビーズを水蒸気により加熱発泡さ
せる工程で、最終製品の各部分を均一な発泡状態にする
ために、オフラインにおいて水蒸気で予備発泡させたも
のを上述のホッパに貯蔵して使用し、パリソン内への放
出後に水蒸気封入により加熱再発泡させ、個々のビーズ
を融着一体化し冷却して取り出すこともできる。

【００１７】また、上述の押出発泡法や型内発泡法の製
法では、ほとんどの場合、「連続気泡」（スポンジ状、
海綿体状）ではなく、気泡同士が繋がらずに独立してい
る「独立気泡」となるため、高圧エアブローをすると、
パリソン内に発泡材Ｑはパリソン内面に密着し発泡材槽
Ｒとその内部に独立した空洞部を形成することができ
る。また、あらかじめテスト成形で、パリソン重量に対
する発泡材Ｑの適正量を泊しておく必要があるととも
に、発泡材注入後に行なう高圧エアブローのタイミング
やエアブロー圧力を適正に選定することが肝要である。
発泡材Ｑは、たとえばＰＰ樹脂のパリソンＰに対して同
系統のＰＰ樹脂発泡材とすることで、成形時に発生する
バリや製品使用後の再生等に支障なく使用でき、リサイ
クル材の活用が図られるので好都合である。

【００１８】成形直前の金型温度は０℃から６０℃迄の
温度とする。その理由について述べると、金型温度が低
いほどブロー成形後の溶融樹脂の冷却固化が早くなり成
形サイクルが短縮されて生産性が向上するが、０℃以下
にすると、金型冷却コストが増大するうえ金型表面に結
露が生じ、その結果成形品表面に気泡が残り表面不良な
ど品質が低下する。また、６０℃以上にすると、冷却時
間が長くなりサイクルタイム増大による生産性低下を招
く。

【００１９】以上説明したように、本発明においては、
発泡材Ｑを吸熱反応を起こす発泡材とすることで、パリ
ソン内面からの急冷効果により比較的短時間でパリソン
Ｐの冷却固化を促進し、その後の高圧エアブローにより
発泡材Ｑをパリソン内面に密着させて発泡材槽Ｒを形成
して中空部を有する２層ブロー成形品を単層ブロー成形
機で生産することが出来る。したがって、成形サイクル
が大幅に短縮され、生産性が向上する。また、発泡材層
Ｒにより成形品の強度アップ（剛性アップ）が図られる
とともに、中空部の存在によりブロー成形品の軽量化が
損なわれず、発泡材の節約も可能となる。さらに、発泡
材Ｑを、パリソン樹脂と同種の樹脂からなる発泡材とす
ることにより、リサイクルが自由に行なうことができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のブロー成形
方法においては、単層のブロー成形機を使用して比較的
簡便な方法で高剛性の２層ブロー成形品を得ることがで
きるとともに、サイクルタイムの短縮化を達成して生産
性を向上することができる。また、発泡材を、パリソン
樹脂と同種の樹脂からなる発泡材とすることにより、リ
サイクルが自由に行なうことができるので、省資源効果
が向上する。

【図面の簡単な説明】

図２は低圧エアブロー工程時の金型状態図、図３は発泡
材注入工程時の金型状態図、図４は高圧エアブロー工程
時の金型状態図である。

【図１】本発明の実施例に係るブロー成形方法の工程図
である。

【図２】本発明の実施例に係るブロー成形方法の低圧エ
アブロー工程時の金型状態図である。

【図３】本発明の実施例に係るブロー成形方法の発泡材
注入工程時の金型状態図である。

【図４】本発明の実施例に係るブロー成形方法の高圧エ
アブロー工程時の金型状態図である。

【図５】従来のブロー成形機の全体縦断面図である。

【符号の説明】

１ ブロー成形機 ２ ダイスヘッド ２ａ 樹脂供給口 ３ マンドレル ３ａ コア ４ 射出装置 ５ バルブ ６ パリコンシリンダ ６ａ パリコン用ロッド ７ 環状空間通路 ８ 金型 ８ａ 媒体通路 ８ｂ ベント孔 １０ ブローピン Ｐ パリソン Ｑ 発泡材 Ｒ 発泡材層

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るブロー成形方法の工程図
である。

【図２】本発明の実施例に係るブロー成形方法の低圧エ
アブロー工程時の金型状態図である。

【図３】本発明の実施例に係るブロー成形方法の発泡材
注入工程時の金型状態図である。

【図４】本発明の実施例に係るブロー成形方法の高圧エ
アブロー工程時の金型状態図である。

【図５】従来のブロー成形機の全体縦断面図である。

【符号の説明】 １ ブロー成形機 ２ ダイスヘッド ２ａ 樹脂供給口 ３ マンドレル ３ａ コア ４ 射出装置 ５ バルブ ６ パリコンシリンダ ６ａ パリコン用ロッド ７ 環状空間通路 ８ 金型 ８ａ 媒体通路 ８ｂ ベント孔 １０ ブローピン Ｐ パリソン Ｑ 発泡材 Ｒ 発泡材層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単層のブロー成形機のダイスヘッドとマ
   ンドレルの下端に取り付けたコアとの間の環状の樹脂通
   路から吐出された単層のパリソンを左右一対の金型で挟
   んで中空状の成形品をつくるブロー成形方法であって、 単層のパリソンを吐出した後、型締を行ない該パリソン
   内部にエアを吹き込みブローアップして賦形した後に、
   吸熱反応をする発泡材を該パリソン内部に注入して吸熱
   反応を起こさ、発泡が完了する前に再度エアを該パリソ
   ン内に吹き込んで該発泡材を該パリソン内面に密着させ
   るとともに、該発泡材の中央部を中空状に膨張させて２
   層構造の成形品を形成して、高剛性の成形品を短い成形
   サイクルで得ることを特徴とするブロー成形方法。
2. 【請求項２】 発泡材をパリソン樹脂材料と同系統の樹
   脂材料とする請求項１記載のブロー成形方法。
3. 【請求項３】 単層のパリソンの吐出、型締後の内部エ
   ア吹き込み時のブロー圧力に比べて、発泡材注入後のエ
   ア吹き込み時のブロー圧力を高圧とした請求項１または
   請求項２記載のブロー成形方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載のブロー成形方法で得られ
   たブロー成形品。