JPH1128763A - 貼り合わせブロー成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 同一のブロー成形機で樹脂シートをあらかじ
めプリフォームし、表面転写性に優れた成形品を、高能
率でブロー成形できる貼り合わせブロー成形方法の提
供。 【解決手段】 型開した金型間の一方の金型成形面に表
面側が対向するように樹脂シートを垂下した後、該樹脂
シートの背面と他方の金型成形面との間に、弾性体で形
成され加圧エアの封入により概略成形品形状まで膨張自
在で、かつ、内部に加熱体を備えた中空袋状の樹脂シー
ト予備成形用の袋体を配設して型閉し、金型を該樹脂シ
ートの軟化温度まで加熱するとともに、該袋体を加熱し
つつ該袋体内に加圧エアを注入して膨張させることによ
り該樹脂シートのプリフォームを行なった後、型開して
該袋体を退避させてから、該樹脂シートを一方の金型成
形面に付着させた状態のままパリソンを吐出して垂下
し、両金型を型閉して該パリソンへのブローイングを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パリソンの片側ま
たは両側に樹脂シートを貼り合わせた貼り合わせ成形品
をつくる貼り合わせブロー成形方法に係り、特に、貼り
合わせる樹脂シートを両金型間で袋体の膨張による押圧
力でプリフォーム成形して、樹脂シートの表面性を金型
のヒートクール成形方法に同調させて向上させた貼り合
わせ成形品を得る貼り合わせブロー成形方法に関するも
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は、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空気を吸引したうえ、
パリソン内に高圧の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２ａ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。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が、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
うな従来の貼り合わせブロー成形方法では、成形品の表
面性は貼り合わせる樹脂シートの表面性に依存してお
り、樹脂シートとして多く使用される押出成形シート
は、一般に表面性が悪い。また、成形品の表面形状が凹
凸の入り組んだ複雑なものである場合には、樹脂シート
が伸び切らず破れたり、皺が入ったりする不良が発生す
ることがあるので、樹脂シートを成形前に成形品表面形
状に沿って予備賦形（プリフォーム）する必要がある。
プリフォームは貼り合わせブロー成形を行なう前に別の
金型を使って行なう必要があり、その分、工程が増加し
生産コストが上昇する。本発明では、上記の課題を解決
し、プリフォームと貼り合わせブロー成形を同一の金型
で実施し、表面性のよい貼り合わせブロー成形品を得る
ことを目的としている。

【０００６】

【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、本発明では、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
されたパリソンの外側に樹脂シートを左右一対の金型で
挟んで一体化し中空状の製品をつくる貼り合わせブロー
成形方法であって、型開した金型間の一方の金型成形面
に表面側が対向するように樹脂シートを垂下した後、該
樹脂シートの背面と他方の金型成形面との間に、弾性体
で形成され加圧エアの封入により概略成形品形状まで膨
張自在で、かつ、内部に加熱体を備えた中空袋状の樹脂
シート予備成形用の袋体を配設して型閉し、金型を該樹
脂シートの軟化温度まで加熱するとともに、該袋体を加
熱しつつ該袋体内に加圧エアを注入して膨張させること
により該樹脂シートのプリフォームを行なった後、型開
して該袋体を退避させてから、該樹脂シートを一方の金
型成形面に付着させた状態のままパリソンを吐出して垂
下し、両金型を型閉して該パリソンへのブローイングを
行ないつつ成形品が取出可能な温度になるまで金型を冷
却した後、型開して成形品を取り出すようにした。

【０００７】また、第２の発明では、樹脂シートは、表
面に打ち抜きによって形成された直径が０．１ｍｍ〜１
ｍｍの微細貫通孔で形成された脱気孔を面積１００ｃｍ
² 当たり１個〜５００個配設され、打ち抜きの際に該脱
気孔の返りとして発生した凸状突起を金型キャビティ面
に対向させて該樹脂シートを配設した。

【０００８】また、第３の発明では、第１または第２の
発明における、袋体を加熱しつつ該袋体内に加圧エアを
注入して膨張させることにより樹脂シートのプリフォー
ム工程の際、該樹脂シートが対向する金型に金型成形面
に直交して複数個の微細なベント孔を穿設して該樹脂シ
ート表面と該金型成形面との間のエアを真空吸引するよ
うにした。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、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パリソンの外側に樹脂シートを左
右一対の金型で挟んで一体化し中空状の製品をつくる貼
り合わせブロー成形方法であって、型開した金型間の一
方の金型成形面に表面側が対向するように樹脂シートを
垂下した後、該樹脂シートの背面と他方の金型成形面と
の間に、弾性体で形成され加圧エアの封入により概略成
形品形状まで膨張自在で、かつ、内部に加熱体を備えた
中空袋状の樹脂シート予備成形用の袋体を配設して型閉
し、金型を該樹脂シートの軟化温度まで加熱するととも
に、該袋体を加熱しつつ該袋体内に加圧エアを注入して
膨張させることにより該樹脂シートのプリフォームを行
なった後、型開して該袋体を退避させてから、該樹脂シ
ートを一方の金型成形面に付着させた状態のままパリソ
ンを吐出して垂下し、両金型を型閉して該パリソンへの
ブローイングを行ないつつ成形品が取出可能な温度にな
るまで金型を冷却した後、型開して成形品を取り出すよ
うにしたため、他に特別の樹脂シート予備賦形（プリフ
ォーム）工程を実施する設備を設けることなく、同一の
金型により簡便容易に樹脂シートのプリフォームが出来
る。また、ブロー成形後の貼り合わせ成形品は、樹脂シ
ートとコア樹脂であるパリソンが融着一体化され、か
つ、表面性の良好な貼り合わせブロー成形品が得られ
る。

【００１０】さらに、第２の発明では、樹脂シートは、
表面に打ち抜きによって形成された直径が０．１ｍｍ〜
１ｍｍの微細貫通孔で形成された脱気孔を面積１００ｃ
ｍ²当たり１個〜５００個配設され、打ち抜きの際に該
脱気孔の返りとして発生した凸状突起を金型キャビティ
面に対向させて該樹脂シートを配設したので、ブロー成
形中、樹脂シートとパリソンとの間のエアが排出される
とともに、返りは金型キャビティ面に押圧されて微細貫
通孔を融着して閉鎖し、成形後の成形品樹脂シート表面
に残らず、外観を損なわない。

【００１１】第３の発明では、袋体を加熱しつつ該袋体
内に加圧エアを注入して膨張させることにより樹脂シー
トのプリフォーム工程の際、該樹脂シートが対向する金
型に金型成形面に直交して複数個の微細なベント孔を穿
設して該樹脂シート表面と該金型成形面との間に介在す
るエアを真空吸引するようにしたので、樹脂シート表面
の金型成形面への転写性が高く、表面性の優れた貼り合
わせ成形品が得られる。

【００１２】

【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はブロー成形機の全体縦断面図、図２はブロー
成形機の斜視図、図３は貼り合わせブロー成形方法の作
業手順を示す説明図、図４は貼り合わせブロー成形の各
工程毎の金型温度変化を説明するグラフである。

【００１３】図１、図２において、ブロー成形機１のダ
イスヘッド２の下方には、左右一対の金型８、８が接離
自在に配設されるとともに、金型８の上部にはダイスヘ
ッド２から吐出され垂下されるパリソンＰの表面に沿っ
て下方へ垂下される位置に平面板で形成され表面に複数
個の脱気孔ｈを穿孔された樹脂シートＳを巻取りしたロ
ール２０がロール台２２を介して配設される。ロール２
０の下端部にはロール台２２に付設され、エアシリンダ
３０ａの操作により水平にパリソン方向に進退動する先
端が鋭利な刃物で形成されたカッタ３０が配設され、そ
の前方にあり中央にカッタ３０の刃先が嵌装される溝部
を有するカッタ受座３０ｂが設けられ、垂下された樹脂
シートＳを、パリソンＰ表面を損傷することなく任意の
時点で切断できるように構成される。また、樹脂シート
Ｓの下端を把持し、操業中樹脂シートＳを垂直に下方へ
伸張した状態に保持するためのシートクリップ２４が金
型８の下端部に設けられる。

【００１４】一方、金型８のキャビティ面に対向する部
分には、必要に応じて熱媒体や冷媒体を切替えて流し、
金型８、８のキャビティ面を加熱または冷却する媒体通
路８ａが配設され、図示しない媒体（熱媒体または冷媒
体）切替供給装置と接続される。また、金型８のキャビ
ティ面からキャビティ面に直交して金型８を貫通し、空
気を排出するベント孔（脱気孔）８ｂが適当間隔に複数
個配列されて設けられる。さらに、金型８には、これら
のベント孔８ｂから排出される空気を積極的に吸引する
ために、金型８の外側を覆うようにして集合ダクト１０
が設けられ、電磁弁１２および吸引ファン１４を備えた
排気管１１が設けられる。あるいは、金型８はベント孔
８ｂの代わりに、微細通気孔が無数に施された金属、す
なわちポーラス金属を使用してもよい。さらに、金型
８、８のうち、樹脂シートＳのロール２０を備えていな
い側の金型８（図１の左側の金型８）には、樹脂シート
Ｓのプリフォーム工程で高温高圧を樹脂シート背面に吹
きつけるため、少なくとも２本以上のエア注入口８ｃと
エア排出口８ｄが水平に金型８の上下方向に配列されて
穿設される。エア注入口８ｃには電磁弁１２を介して加
圧ファン１６が接続され、エア排出口８ｄには電磁弁１
２を介して吸引ファン１８が接続される。

【００１５】ロール２０とシートクリップ２４により僅
かな張力で上下に伸展された樹脂シートＳは、押出成形
によって成形された平滑な樹脂素材からなるシートであ
る。あるいは、高熱に対しても燃えない耐熱性の繊維を
織り合わせてなる織布や繊維を単に絡ませた不織タイプ
の織布シートを使用してもよい。この場合には、織布シ
ートＳの材質は、ガラス繊維、炭素繊維やポリイミド樹
脂、ナイロン樹脂、フッソ樹脂等の耐熱性樹脂繊維を織
り合わせた織布や、ポリエチレン、ポリエステル、ナイ
ロン等の繊維を絡ませた不織布が使用される。

【００１６】樹脂シートＳの厚さは、０．１〜１ｍｍと
し、樹脂シートＳに直径０．１ｍｍ〜１ｍｍで、好まし
くは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの脱気孔ｈを複数個打ち抜
きによって穿設する。脱気孔ｈは面積１００ｃｍ² 当た
り１個〜５００個、好ましくは面積１００ｃｍ² 当たり
４個〜５００個程度に配設され、打ち抜きの際に生じた
脱気口ｈの返りとして発生した凸状突起を除去しないで
そのまま残しておき、この返りのある樹脂シート面を金
型キャビティ面に対向させて該樹脂シートＳを配置し、
ブロー成形中に金型８より受ける高熱により樹脂シート
Ｓの軟化温度以上に加熱され、返りと脱気口ｈは融着一
体化して塞がれ脱気口ｈが消失するので、成形品外観に
悪影響を与えることが防止される。

【００１７】脱気孔ｈの直径を０．１ｍｍ〜１ｍｍでと
した理由は、０．１ｍｍ以下ではガス排出が困難であ
り、０．３ｍｍ以上では成形後の孔跡が残り易いからで
あり、また、配列密度の下限（１００ｃｍ² 当たり１個
以上）は、必要最小限のガス排出面積から定まるもので
あり、配列密度の上限（１００ｃｍ² 当たり５００個以
下）は、これ以上多く設けてもガス排出の効果が同じで
あることに由来する。

【００１８】樹脂シートＳのプリフォーム工程における
金型は、樹脂シートＳの材質の軟化点以上に加熱され
る。「軟化点」とは、ビカット軟化温度、熱変形温度な
どで表される温度を参考として決定され、一般に非晶性
樹脂の場合はガラス転移点、結晶性樹脂の場合は樹脂シ
ートＳの表面性を向上するために融点まで金型を加熱す
る必要がある。たとえば、ＡＢＳ樹脂では１００〜１４
０℃、ＰＰ樹脂では１３０〜１７０℃とする。

【００１９】図３は貼り合わせブロー成形方法の作業手
順を示したもので、図３にしたがって貼り合わせブロー
成形の作業手順を説明をすると、図３（ａ）では、型開
して一方の金型（固定金型）８の金型キャビティ面に対
向するようにして、ロール２０より樹脂シートＳを垂下
し、軟らかく固定する。

【００２０】次に、図３（ｂ）に示すように、樹脂シー
トＳのプリフォーム工程に入り、両金型を開いた状態の
まま、内部にヒータ等の発熱体５０が収納され弾性体で
形成された拡縮自在な袋状の袋体４０を、樹脂シートＳ
の背面と他方の金型（可動金型）８との間に垂下し、型
閉する。発熱体５０を袋体４０内に内蔵させる代わり
に、発熱体５０を袋体４０の袋そのものに埋め込むよう
な形としてもよい。また、袋体４０内に吹き込む加圧エ
アを所定温度の高温状態としてもよい。なお、樹脂シー
トＳが図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に移動し
て変化できるように、前述したように、樹脂シートＳを
軟らかく固定し、型閉も軟らかく行なう。

【００２１】ついで、吸引ファン１４を稼動してベント
孔８ｂより樹脂シートＳと金型（固定金型）表面のエア
を吸引しつつ、発熱体５０を介して発熱させるとともに
金型も樹脂シートの軟化温度まで加熱し、袋体５０の内
部に圧縮エアを注入し、図３（ｃ）に示すように、袋体
４０を膨張させて樹脂シートＳの背面を押圧して樹脂シ
ートＳの表面を金型（固定金型）８の金型成型面に押し
つけ、樹脂シートＳを金型（固定金型）８の金型成形面
に沿う形状にプリフォームする。押しつけられた樹脂シ
ートＳは発熱体５０より与えられた熱および金型８の保
有する熱により融着し、金型成型面に付着した状態とな
る。

【００２２】この後、樹脂シートＳを金型成型面に付着
した状態のままで型開し、図３（ｄ）に示すように、樹
脂シートＳが固定金型８に固定されたまま、ブロー成形
機１のダイスヘッド２よりパリソンＰを吐出し垂下す
る。

【００２３】次に、型閉して、パリソンＰ内にブローピ
ンを挿入してブローイングを行なうとともに、金型８、
８を所定温度に加熱し、ベント孔８ｂからのエア吸引を
行なってパリソン〜樹脂シート間および樹脂シート〜金
型成形面間に介在するエアを吸引して、樹脂シートＳと
パリソンＰを融着一体化させて貼り合わせブロー成形を
実施する（図３（ｅ））。

【００２４】このとき、プリフォーム工程が長過ぎて金
型温度が高くなり樹脂シートＳの温度が高くなり過ぎる
と樹脂シートＳの脱気孔ｈは溶融閉塞してしまい脱気孔
ｈの所期の目的であるパリソン〜樹脂シート間のエア抜
きが完全に行なわれず、両者の間にエアが介在して密着
不良や外観不良を惹起する。また、逆に、プリフォーム
工程が短すぎてプリフォーム不足を来すとシート破れを
来す惧れがあり、プリフォーム工程の終了時期は、金型
温度を監視しつつ適正に決定する必要がある。

【００２５】その後、金型８、８を冷却して型開し、成
形品を製品として取り出す。図３（ｆ）は、このように
して成形された貼り合わせブロー成形品である。

【００２６】図４は、貼り合わせブロー成形の各工程毎
の金型温度変化を説明するグラフであり、金型温度Ｔは
樹脂シートＳの軟化温度を境として正弦波状に時系列的
に変化させる。すなわち、シートセット時（ｔ₁ 点）よ
り出発した金型温度Ｔは、プリフォーム工程の途中より
金型加熱を開始し（ｔ₂ 点）、金型が次第に温度上昇
し、軟化温度Ｔ₁ に達する直前（ｔ₃ 点）で、プリフォ
ーム工程を終了し、ブロー成形工程に入って金型温度Ｔ
はさらに上昇し、一定時間経過後（ｔ₄ 点）に、冷却工
程に入って下降させる。

【００２７】金型型閉後のブローイングのブロー圧力
は、パリソンＰ表面とこれに密着され一体化させる織布
シートＳとの間の空気を完全に排除し、両者間に空気が
残存して成形品表面に気泡の生成などに起因する転写不
良を防止するため、少なくとも０．１ｋｇｆ／ｃｍ² 以
上とし、最大でも１０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下とする。その
理由について述べると、ブロー圧力を０．１ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 以下にすると、ブロー圧力が小さすぎて成形不良を
起こす（金型キャビティ形状がパリソンＰに転写されな
い）。ブロー圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上になると、
樹脂シートＳの劣化損傷を招き、製品品質が低下する。

【００２８】金型温度調節の媒体は、種々のオイル、
水、加圧水（スチーム）が使用され、望ましくは温度の
異なる同一物質を使用することが望ましい。

【００２９】以上説明したように、本発明においては、
氷枕と同様な伸縮自在な弾性体袋状の袋体を使用して予
備賦形し、樹脂シートＳのプリフォーム工程を別の機器
を使用することなく、同一のブロー成形機で実施できる
ばかりでなく、極めて短サイクルにて樹脂シートとコア
樹脂であるパリソンとが融着一体化した表面性に優れた
貼り合わせブロー成形品を得ることが出来る。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
同一のブロー成形機で、あらかじめプリフォームした樹
脂シートを、そのままパリソンに一体化成形することに
よって、高級感のある高転写性の優れた成形品を、サイ
クルタイムの増加を起こすことなく大量に高能率で生産
できる。

【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機の全体縦断
面図である。

【図２】本発明の実施例に係るブロー成形機の斜視図で
ある。

【図３】本発明の実施例に係る貼り合わせブロー成形方
法の作業手順を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例に係る貼り合わせブロー成形の
各工程毎の金型温度変化を説明するグラフである。

【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 ８ｃ エア注入孔 ８ｄ エア排出孔 １０ 集合ダクト １１ 排気管 １２ 電磁弁 １４ 吸引ファン １６ 加圧ファン １８ 吸引ファン ２０ ロール ２２ ロール台 ２４ シートクリップ ３０ カッタ ３０ａ エアシリンダ ３０ｂ カッタ受座 ４０ 袋体 ５０ 発熱体 Ｐ パリソン Ｓ 樹脂シート ｈ 脱気孔 Ｔ 金型温度 Ｔ₁ 軟化温度 ｔ₁ シートセット点 ｔ₂ 金型加熱開始点 ｔ₃ プリフォーム終了点（ブロー工程開始点） ｔ₄ 冷却工程開始点 ｔ₅ 冷却工程終了点（製品取出点）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｌ 22:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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パリ
   ソンの外側に樹脂シートを左右一対の金型で挟んで一体
   化し中空状の製品をつくる貼り合わせブロー成形方法で
   あって、 型開した金型間の一方の金型成形面に表面側が対向する
   ように樹脂シートを垂下した後、該樹脂シートの背面と
   他方の金型成形面との間に、弾性体で形成され加圧エア
   の封入により概略成形品形状まで膨張自在で、かつ、内
   部に加熱体を備えた中空袋状の樹脂シート予備成形用の
   袋体を配設して型閉し、金型を該樹脂シートの軟化温度
   まで加熱するとともに、該袋体を加熱しつつ該袋体内に
   加圧エアを注入して膨張させることにより該樹脂シート
   のプリフォームを行なった後、型開して該袋体を退避さ
   せてから、該樹脂シートを一方の金型成形面に付着させ
   た状態のままパリソンを吐出して垂下し、両金型を型閉
   して該パリソンへのブローイングを行ないつつ成形品が
   取出可能な温度になるまで金型を冷却した後、型開して
   成形品を取り出す貼り合わせブロー成形方法。
2. 【請求項２】 樹脂シートは、表面に打ち抜きによって
   形成された直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍの微細貫通孔で形
   成された脱気孔を面積１００ｃｍ² 当たり１個〜５００
   個配設され、打ち抜きの際に該脱気孔の返りとして発生
   した凸状突起を金型キャビティ面に対向させて該樹脂シ
   ートを配設した請求項１記載の貼り合わせブロー成形方
   法。
3. 【請求項３】 袋体を加熱しつつ該袋体内に加圧エアを
   注入して膨張させることにより樹脂シートのプリフォー
   ムを行なう際に、該樹脂シートが対向する金型に金型成
   形面に直交して複数個の微細なベント孔を穿設して該樹
   脂シート表面と該金型成形面との間のエアを真空吸引す
   る請求項１または請求項２記載の貼り合わせブロー成形
   方法。