WO1999033634A1

WO1999033634A1 - Dispositif de moulage par soufflage et procede de moulage

Info

Publication number: WO1999033634A1
Application number: PCT/JP1998/005906
Authority: WO
Inventors: Satoshi Furuki; Hideki Andoh
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 1999-07-08
Also published as: EP1048436A4; EP1048436A1

Description

明細書ブ口一成形装置とプロ一成形方法および成形体技術分野

本発明は、熱可塑性樹脂のブロー成形装置と成形方法および成形体に係り、特に短い成形サイクルで金型キヤビティの表面形状の転写性が高く、成形品の表面を鏡面化した家電 · O A製品、住設機器、オフィス家具、自動車外板 ·外装等の美麗な表面外観を要求される工業部品の製造に好適に用いられるブロー成形装置と、これを用いたブロー成形方法並びにこの成形方法により成形されたブロー成形体に関する。背景技術

熱可塑性樹脂のブロー成形においては、円筒状の樹脂溶融体であるパリソンを型開きした左右一対のキヤビティを形成する金型の間に押出または射出し、金型を閉じて 0 . 5〜1 M P a程度の空気を吹込み賦形する。この賦形圧力が射出成形と比較して低いために、従来、ブロー成形では金型キヤビティの表面形状の転写性が低く、例えば金型キヤビティの表面を鏡面加工したとしても成形品の表面を鏡面化することはきわめて困難であった。従来は、表面平滑性が要求される製品においては、成形後に成形品表面を機械的に研磨する等の仕上加工を施していたが、工程増加により生産性が低下する問題点があり、そのことがブロー成形品の採用を躊躇させる最大の理由となっていた。

そこで、仕上加工に頼らずにブロー成形技術自体を改善し、金型キヤビティの表面形状の転写性を向上させる試みが数多くなされてきた。基本的な考え方としては、溶融樹脂（パリソン）が金型キヤビティと接触した瞬間に高い流動性をもつていることが重要であり、その状態をいかにして実現するかで以下のように大別される。

(1) 樹脂の温度を上げる。

(2) 樹脂の分子量を下げる。

(3) 金型キヤビティへの押付圧力を上げる。

(4) 樹脂の温度を下がりにくくする。

(5) 金型キヤビティ表面の温度を上げる。

(1) については、例えばパリソン表面を瞬間的に加熱する方法（特開平 2— 202426号公報）、（2) については、例えば多層ブロー成形において外層に MFR (Melt Flow Rate) の大きい材料を選択する方法（特開平 5— 8355 号公報）がそれぞれ提案されているが、パリソンの垂下（ドローダウン）を助長してしまうので好ましくない。（3) については、吹込圧力を上げる方法（特開平 2— 292018号公報）と、金型キヤビティ表面から真空吸引して樹脂と金型キヤビティの間の空気を強制排気する方法（特公平 5— 37805号公報）とに分類できるが、前者は低圧成形であるブロー成形の長所（低設備コスト、低残留応力等）までもが喪失してしまうので好ましくなく、後者は真空吸引のための排気孔の痕跡が成形品表面に残ってしまうためにやはり好ましくない。

(4) は、金型表面に低熱伝導率の材料を被覆することにより、キヤビティ内で溶融樹脂が急速に冷却固化するのを防ぎ、良好な表面平滑性を有する成形品を得るという技術である。例えば、特開昭 54 - 142266号公報では弗素樹脂やエポキシ樹脂からなる被覆層が、特開平 4一 211912号公報では各種の金属酸化物やセラミックス類からなる被覆層が、また特開平 5 - 11 1937号、同 5— 169456号、同 6— 91736号及び同 6— 246797号各公報ではエポキシ樹脂ゃポリィミド樹脂からなる被覆層がそれぞれ低熱伝導率の材料として提案されている。しかし、これらの方法は、被覆層の金型基材に対する接着性が低いこと、耐久性が低く金型寿命が短いこと等の問題点があり、また被覆層を形成するのに複雑な工程を要することから、金型コストが高くなつてしまうので実用的ではない。

( 5 ) の金型温度を上げるという考え方は、最も一般的かつ効果的な方法であると考えられてきた。しかし、通常の金型温調装置を用い、金型内流路に熱媒体を導通して温度制御を行う方法では、これまでのところ成功していない。その理由は、一般に熱可塑性樹脂の成形においては、金型温度を一定にして成形した場合、金型温度が高いほど金型面の転写性に優れるが、その反面、溶融樹脂の冷却固化時間が長くなるからである。そこで従来から、金型温度を 1サイクル中に上下させる方法が考案され、具体的には加熱用に高温の熱媒体を、冷却用に低温の熱媒体を金型の入口、出口のバルブ切り替えにより金型内の同一の流路に流す方法が試みられてきた。ところがこのような方法によっても、成形サイクルの短縮化は容易ではない。その理由としては、第一に、金型の熱容量が大きいために、金型表面温度の応答速度が小さくなること、第二に、例えば冷却から加熱に切り替えた場合には、金型内の流路を含む入口バルブ、出口バルブ間の配管中に残留した低温熱媒体が加熱側の回路への流れ込み、高温熱媒体供給装置はこの流れ込んだ余分の低温熱媒体をも加熱する必要が生じ、熱損失とサイクルタイムの増大を招いてしまうことが挙げられる。

かかる問題点を解決して、加熱 ·冷却の応答速度を早める目的で、金型を薄肉構造にして熱容量を下げる方法が提案されている（特開平 7— 1 9 8 5 3 4号公報等）が、金型強度不足等の問題により適用できる構造が制限されて一般的ではない。また特開平 8— 2 7 6 4 3 2号公報には、薄肉化したことによる強度不足を補うために、成形面の反対側の空間を予圧し、樹脂圧力に拮抗させる方法が提案されているが、このような方法で寸法精度の高い成形品を得ることは困難である。さらに特開平 2— 8 8 2 1 6号公報では、温調配管を含む金型の表面部と金型本体（バックプート）の間に金型枠で隔てた中間層を設けて、該中間層に断熱材を充填するか、加熱または冷却媒体の導通孔を有した補強リブを配設することによって金型の表面部熱容量を下げ、かつキヤビティ側から金型表面を輻射加 W 9

熱することで成形サイクルの短縮を計る方式が提案されている。

この方法のうち補強リブを配設する方法では金型強度不足の問題は少ないが、熱媒体による温調配管の配列等については特別の配慮がなされていない上に、温調以外に金型表面を輻射加熱する補助加熱手段を付加している。かかる補助加熱手段を用いる方法はこの報告例以外にも数多いが、共通した問題点として、キヤビティ内部に補助加熱装置を設置することの技術上の困難さ、設備コストアップ、更には、金型表面温度のばらつきが発生しやすいこと等の問題点があり、実際の工場生産への適用は困難である。また特開平 9一 2 7 7 3 6 1号公報では、加熱冷却の応答速度を早める方法として、多層ブロー成形を利用する方法が提案されている。これは多層ブロー成形が前提になること以外に欠点のない方法ではあるが、優れた金型温調システムとの併用でより一層の効果を挙げることが期待され

-α)。

以上述べてきたように、プロ一成形において金型の転写性を向上させること自体は困難ではないが、それを比較的短い成形サイクルで実現させるためには、熱媒体を用いた通常の金型温調装置では困難であるとの共通認識があり、何らかの補助加熱手段を講ずるのが一般的解決法であった。しかし一方では、経済的な観点から比較的簡単な（即ち低コストの）設備で転写性を向上させたいという強い要請もある。かかる状況に鑑みて本発明の目的は、従来の問題点を解決した金型温調装置と特殊な多層ブロー成形を可能とするダイへッドを使用して良好な金型転写性と成形サイクルの短縮化を両立させるためのブロー成形装置と成形方法、およびそれによつて製造される表面外観の優れた中空構造製品を提供することにあ Q ₀ 発明の開示

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、金型内配管と金型に熱媒体を供給するラインの設計を最適化し、多量の熱媒体が乱流状態となって金型内流路をパス数を極力少なく、好ましくは 1パスだけの短時間に通過出来るように工夫された金型装置と多層ブロー成形の技術を併用することで、特別な補助加熱（冷却）装置を必要とせずとも目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明のブロー成形装置は、ブロー成形用のキヤビティを形成する左右一対の金型であって、その金型にはキヤビティ表面に近接して入口側集合管から分岐した複数の熱媒体流路が並列回路で配置され、かつ各々が出口側集合管に接続されているとともに、上記の入口側集合管と出口集合管には高温熱媒体を供給する高温熱媒体供給装置と低温熱媒体を供給する低温熱媒体供給装置とが、切替弁を介して配管で接続されてそれぞれ独立した熱媒体循環ラインが形成され、各循環ラインからの高温熱媒体と低温熱媒体とを切替弁の切り替え操作により交互に切り替えることによって、上記の入口側集合管から出口側集合管に向けて金型内の各々の熱媒体流路内に高温熱媒体又は低温熱媒体を通過させてキヤビティ表面温度を短時間に高温又は低温に切り替えるようにした金型装置を使用するプロ一成形装置であり、また、以下の構成要素（a ) 〜（c ) の組み合わせからなることを特徴とするブロー成形装置である。

( a ) m種の樹脂（但し mは 1以上）を溶融押出しする目的で設置された 1又は複数の押出機；

( b ) m種の溶融樹脂が導入されて n≤mなる関係にある n層の 1層又は多層パリソンを形成するための環状樹脂流路を有し、該環状樹脂流路の少なくとも 1つには、 2種類の異なる溶融樹脂が導入される多層ダイへッド；

( c ) ブロー成形用のキヤビティを形成する左右一対の金型であって、その金型にはキヤビティ表面に近接して入口側集合管から分岐した複数の熱媒体流路が並列回路で配置され、かつ各々が出口側集合管に接続されているとともに、上記の入口側集合管と出口側集合管には高温熱媒体を供給する高温熱媒体供給装置と低温熱媒体を供給する低温熱媒体供給装置とが、切替弁を介して配管で接続されてそれぞれ独立した熱媒体循環ラインが形成され、各循環ラインからの高温熱媒体と低温熱媒体とを切替弁の切り替え操作により交互に切り替えることによって、上記の入口側集合管から出口側集合管に向けて金型内の各々の熱媒体流路内に高温熱媒体又は低温熱媒体を通過させてキヤビティ表面温度を短時間に高温又は低温に切り替えるようにした金型装置。

また、本発明のブロー成形方法は、上記のブロー成形装置を使用して、ブロー成形直前から金型の熱媒体流路に高温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を高温に保持し、ブロー成形品の冷却段階では、熱媒体流路に低温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を低温に保持するブロー成形法において、熱媒体に高温時においても低温時においても、それぞれ乱流条件で通過するように十分な流速を与えることを特徴とするものである。

更に、本発明のブロー成形体は、上記のブロー成形方法で成形された熱可塑性樹脂の中空成形体であって、製品の外表面が金型のパーティング面を境界線として左右各々同一（前記 m = l ) 又は異なる（m≥2 ) 性状の樹脂で構成され、その表面は、 J I S - B 0 6 0 1の中心線平均粗さ（R a ) で定義される表面粗度が 0 . 2 m以下か、又は J I S - K 7 1 0 5で定義される 6 0 ° 鏡面光沢度が 6 0 %以上かの、少なくとも一方の表面特性を満たしていることを特徴とするものである。

ここで、上記した本発明の特に好ましいブロー成形装置としては、上記の金型装置における左右一対の金型は、それぞれキヤビティ表面を形成する金型構造体と金型本体とが別体とされ、該金型構造体の内部又は背面に熱媒体流路が形成されたものが、温度調節すべき金型構造体の熱容量を小さく絞れて伝熱応答速度をより高める効果がある点で好ましい。

本発明の好ましいブロー成形方法は、上記に記載のブロー成形装置を使用して、成形体が単一層からなる場合（前記 m = n = l ) 、ブロー成形直前からブロー成形段階中はキヤビティ表面を成形対象である樹脂の D T U L (荷重たわみ温度： A S TM-D 648準拠）以上の高温度に保持し、ついで溶融状態にある円筒状樹脂（パリソン）をキヤビティ表面に接触させた後のブロー成形品の冷却段階では、キヤビティ表面を前記 DTUL以下の低温度まで下降させることで樹脂を十分に固化させ、また、多層成形体の場合（m≥n≥2) 、 n層からなる多層パリソンの外層が、左右一対の金型パーティング面を境界線として左右各々異なる性状の樹脂で構成され、表側外層を構成する樹脂の DTULが、裏側外層および内層を構成する樹脂の DTULよりも低く、かつブロー成形直前からブロー成形段階中はキヤビティ表面を上記表側外層樹脂の DTUL以上の高温度に保持し、ついでパリソンをキヤビティ表面に接触させた後の、ブロー成形品の冷却段階では、キヤビティ表面を前記裏側外層及び内層樹脂の DTUL以下の低温度まで下降させることで樹脂を十分に固化させた後、 1成形サイクル 3分以内で成形品を取り出すことに特徴を有するものである。図面の簡単な説明

図 1は、本発明のブロー成形方法を示す全体の概念図面である。

図 2は、本発明のブロー成形装置のダイへッドを示す外観模式図である。

図 3は、本発明のブロー成形方法におけるパリソンの模式図である。

図 4は、本発明のブロー成形装置を構成する金型装置の配管接続様式（並列回路）を示す模式図である。

図 5は、従来のブロー成形装置を構成する金型装置の配管接続様式（直列回路）を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。説明は多層成形体の場合であるが、単層の場合は使用する樹脂の種類が 1種であるだけで同様に実施出来る。本発明のブロー成形方法を示す全体概念図を図 1に、図 1中のダイへッド 2の一例である外観模式図を図 2に、同じく図 1中のそのダイへッドより押し出された多層パリソン 3の断面図を図 3に、本発明のブロー成形装置の一部を構成する金型装置を示す片側の金型 6における配管接続形式の模式図を図 4に、従来のブロー成形用金型装置を示す配管接続形式の模式図を図 5にそれぞれ示す。

先ず、ブロー成形は図 1に示した如く、押出機 1からダイへッド 2を経て加熱溶融された樹脂がパリソン 3として押し出され、ブロー成形用のキヤビティを形成する左右一対の金型 6, 6' の間で型締され予備賦形後にエア吹き込み装置 4 からパリソン内へ加圧空気を吹き込みブロー成形する。

押出機 1は m種の材料を用いる場合、 m台必要となるが図 1では省略されている。また本発明の押出機 1としては、可塑化した樹脂を連続押出しする方式でもよいし、又は一旦充填しその後に一斉に射出する機能を有するいわゆるアキュムレーター装置を備えた方式であってもよく、どちらでも同様に適用できる。ダイヘッド 2およびパリソン 3は、それぞれ図 2、図 3においては、 m=4 (種）、 n = 3 (層）の場合を例示しているが、何らこれに制限されるものではない。 A 1、 A2、 B、 Cはそれぞれ異なる樹脂（ただし、 A2, B， Cは、同一樹脂であつてもよい）を示し、これらの樹脂と金型キヤビティ表面温度の選択が本発明の 1 つのボイントであり後述する。

また金型 6, 6' のキヤビティ表面に近接して設けた熱媒体流路配管 8, 8' に高温熱媒体（以下 AQとする）を流してキヤビティ表面を加熱した後、ブロー成形品の冷却段階では熱媒体流路配管 8, 8' に低温熱媒体（以下 B。とする）を流して冷却固化させてから金型 6, 6' を開けて成形品を取り出すものである。本発明は、かかる左右一対の金型 6, 6' のキヤビティ表面を形成する金型構造体 5, 5' に A_Qと Boを交互に供給する手段に特別の改良を加えたものであり以下に詳細に説明する。

(1) 金型装置の基本要素

本発明の目的は、少なくとも成形品の表面側又は裏面側を含めた全表面への良好な金型転写性と成形サイクルの短縮化を両立させることにあり、そのためには熱媒体と金型の間の熱伝導効率を高める必要がある。それを実現するために、本発明のブロー成形装置の一部を構成する金型装置においては、図 1と図 4に示した如く、

a. 左右一対の金型の少なくとも片方 6 (又は両方 6， 6' ) のキヤビティ表面に近接して複数の熱媒体流路 8を並列回路で配置したこと、

b. 熱媒体流路 8は 1パスにて入口側集合管 9と出口側集合管 10の分岐管 1 1 , 12に接続されていること、

c 入口側と出口側の集合管 9， 10には外部の高温熱媒体供給装置 13と低温熱媒体供給装置 14に接続された循環ライン 15, 15' 及び 16, 16' が切替弁 17， 18を介して接続されていること、

d. 各循環ライン 15， 15' 及び 16, 16' からの切替弁 17, 18の同時切り替えで熱媒体流路 8に同一温度の A 0又は B_Qを好ましくは 1パスで流しキヤビティ表面温度を短時間に高温と低温に切り替えるようにしたこと、

の四つが主要なポイントになっており、これを本発明における「基本要素」と定義し、以下で詳しく説明する。

なお、図 4では図 1の左右一対の金型 6, 6' の内、片側の金型 6について説明するが、他方金型 6' も同じ金型温調装置からの熱媒体循環ラインから分岐させるか、又は別途独立した金型温調装置としてもよい。

本発明における第一のボイントは、熱媒体流路 8をキヤビティ表面に近接して並列回路で配置することで、金型温度、特に転写性に大きく影響を与える金型表面温度の応答速度を向上させるとともに、熱媒体の流量を増加させて乱流状態となるように金型構造体の設計がなされている点にある。ここで熱媒体流路 8とは、キヤビティ表面を形成する金型構造体 6の内部に穿孔して形成させたものであつてもよいし、或いは良伝熱配管を埋設して形成したものであってもよい。

一般に流体が管内を流れる状態には、流体粒子の進む道が管の壁面に平行に直線伏になっている場合と個々の粒子が渦を巻き不規則な乱れ運動をする二つの場合があり、前者を層流、後者を乱流という。管径 D (m) 、流速 U (mZh) 、流体の密度 ιθ (k g/m³) 、流体の粘度/ z (k g/ - h) とすると R e =D Up なる無次元数（レイノルズ数）が 2 1 0 0以下で層流、それ以上で乱流となることが知られている。この式から明らかな如く同一の管径では流速 Uすなわち流量が多くなるほど乱流状態になり易い。なお流量が減って層流状態となる場合、配管壁面と流体の間の境膜伝熱係数が著しく小さくなり伝導伝熱量が減少して加熱 ·冷却効率が著しく低下する。従って熱媒体は乱流条件で流すことが加熱或いは冷却の熱伝導効率を高めるためには重要である。

本発明の第二のボイントは、熱媒体流路 8はパス数を極力少なく、好ましくは 1パスにて入口側と出口側集合管に接続することで熱媒体流路の長さを極力短くし、圧力損失を減少させてその分だけ熱媒体の流量（即ち流速）を増加させていることである。この場合、入口側集合管 9と出口集合管 1 0はそれぞれ熱媒体流路 8よりも配管径を大きく形成し、且つそれぞれ熱媒体循環ラインと切り替え弁 1 7, 1 8を介して接続される熱媒体全てが同一方向に流してもよいし、或いは半分づっ位置をずらせて逆方向に流すようにしてもよいが、 1パスの流路であることが好ましい。

従来の場合では、金型内の熱媒体流路（配管） 8は図 5に示したように各々が 1本又は場合によっては複数本が直列回路の関係になる「ひと筆書き」状態に金型内を多数パスさせて熱媒体の循環ライン 1 5, 1 5' 及び 16， 16' に接続されるのが常であり、本発明の一例である図 4のような並列回路状態で、しかも好ましくは 1パスのみで通過させるようには決して接続されなかった。それは、入口（又は出口）での流量が同じ場合、並列回路では各配管内の流速が小さくなり、前述したレイノルズ数を大きくして乱流状態にするのが困難と見なされてきたからである。

本発明者らは、共通の金型および金型温調機を用い、熱媒体流路配管を図 5に示す如き直列回路と、図 4の如き並列回路の各方式で接続し、各々の場合において熱媒体の流量、流速等を詳細に検討した。まず、図 5のような一般的に推奨されている直列回路の場合、予想以上に管内の圧力損失が大きく金型温調装置のポンプが有する最大吐出能力をはるかに下回る流量しか流れず、このため伝熱量が極めて低くなることが判明した。一方図 4のような並列回路で接続して実験したところ、圧力損失が著しく低減され全体の流量が大幅に増大し、各々の配管内部での流速も直列回路の場合とほぼ同等であり十分に乱流状態となっていることが判明した。配管内部で乱流状態となっていれば、境膜伝熱係数も十分大きくなることと相俟って加熱或いは冷却の熱伝導効率が損なわれことがない。

本発明の第三のボイントは、入口側集合管 9と出口側集合管 1 0は外部の高温熱媒体供給装置 1 3と低温熱媒体供給装置 1 4からの循環ライン 1 5 , 1 5 ' 及び 1 6， 1 6 ' に切替弁 1 7， 1 8を介して接続されて、各循環ラインからの A 0と B _flを切替弁 1 7， 1 8の切替え操作により交互に切替えて、入口側集合管 9 から熱媒体流路 8内へ供給して出口側集合管 1 0へ流通させるようにしたことである。ここで高温（又は低温）熱媒体供給装置 1 3 (又は 1 4 ) としては、熱媒体貯留タンク、ポンプ、及びヒーター（又はクーラ一）等を内蔵しており、かつ該熱媒体供給装置を含む熱媒体循環ラインには必要に応じてバイパスラインを設けてもよい。各循環ラインからの A Qと B _flを切り替える切り替え弁 1 7 , 1 8は、一方が入口側集合管 9から熱媒体流路 8内へ供給される時には、他方は遮断されるものであればよい。

この場合、遮断と同時にその熱媒体供給装置に内蔵された供給ポンプを停止させるか或いは停止させずにバイパスラインを使用する循環ラインへ切り替えてもよい。なお開閉弁 1 7 , 1 8は図 4に示したように入口側集合管 9又は出口側集合管 1 0への合流ラインに 1個設けた三方向切り替え弁が望ましいが、各循環ライン 1 5 , 1 5 ' 及び 1 6 ， 1 6 ' に個別に設けて交互に逆開閉させる遮断弁を介して合流ラインに接続させてもよいし、更には個別に設けて交互に逆開閉させる遮断弁を介して直接に入口側集合管 9と出口側集合管 1 0にそれぞれ接続してもよい。これら切り替え弁の切り替え操作はソレノィド作動式弁、電磁式弁その他の開閉方式が利用でき、その切り替え開閉はタイマーを使用し自動的に行うことが望ましい。

本発明の第四のボイントは、各循環ラインからの切り替えで熱媒体流路 8に同一温度の熱媒体 A ₀又は B Qを好ましくは 1パスでいっせいに流し、キヤビティ表面温度を短時間に高温と低温に切り替えるようにしたことである。ここで上記した図 5のような一般的に推奨されている直列回路の場合は、「ひと筆書き」状態に金型内を多数回パスさせることから各パス毎の熱媒体自体の金型内への入り口温度が変化して、その分金型内での伝熱量が不均一となり、低下してくるのは避けられない。

これに対して、本発明における図 4のような並列回路の場合、入口側集合管 9 から分岐管 1 1を介していっせいに流れる熱媒体の入口温度が全て同一温度であり、しかも好ましくは 1パスだけの短時間に多量の熱媒体が系内を通過することから系内での温度降下が少なく、従って系内伝熱の温度差を大きくすることで伝熱量が増加し、しかも流路 8の間で均一であって、キヤビティ表面温度をそれ以外の補助加熱装置（輻射加熱や高周波誘導加熱装置等）を使用しないでも短時間に高温と低温に切り替えることができる。従って、プロ一成形の 1サイクル時間が大幅に短縮される効果がある。特に、配管の長さ等にもよるが、高温（低温）熱媒体供給装置において、熱媒体の出口温度と入口温度との差、すなわち循環ラインを通って戻ってきたときの熱媒体の温度変化が極力小さく、 5 °C以内、好ましくは 3 °C以内、より好ましくは 1 °C以内であることが重要である。とりわけ、金型の入り口、出口において熱媒体の温度差が 1 °C以内、好ましくは実質的に無いようにするとよい。

また、金型が例えば曲面形状のような複雑形状等の場合においては、各分岐管 1 1に流れる媒体の流量が変化し、金型内温度を均一に制御できないおそれがある。この場合、各分岐管 1 1毎にニードルバルブ等の調整弁を取付けることにより、各分岐管 1 1を流れる媒体の流量を微調整するようにしてもよい。例えば、集合管 9の下流部分に位置する分岐管 1 1に取付けた調整弁をできるだけ開放して流れ易く、逆に集合管 9の上流部分に位置する分岐管 1 1に取付けた調整弁はできるだけ絞って流れにくくすることにより、金型全体として温度をより均一に調整することが可能となる。

なお、本発明で使用する A。と B _flは、切り替え段階で混合することが避けられないので、混合しても支障のないような同一種類の熱媒体を使用することが望ましい。この場合の熱媒体としては、一般に水、水蒸気、オイルその他各種有機質熱媒体類を適宜用いることができる。特に取り扱いの容易さの点で最も好ましい熱媒体としては、高温度の熱媒体 A。として 1 0 0 °C以上の温度の高温水（高圧）を、低温度の熱媒体 B oに 1 0 0 °C未満の低温水を使用することである。但し、高温水は蒸発を抑えるために加圧状態に保持する必要上、あまりにも高温度に保持する必要があるブロー成形の場合、高温水保持の高圧設備が必要となるが、その場合には、沸点の高い有機質熱媒体類を使用することで高圧設備を省略することができる。ただしこの場合、低温度状態の有機質熱媒体が高粘度になり過ぎて乱流状態の保持に支障を来さない温度条件で使用することが望ましい。

また、水を熱媒体として用いる場合、液体状の水ではなく水蒸気を用いる方法も考えられる。例えば特開平 8— 2 7 6 4 3 3号公報には、キヤビティ面の反対側に空間を設けた薄肉金型を用い、その空間を利用して水蒸気で加熱、水を噴霧して冷却する方法が提案されている。この場合は高温の水蒸気を使用するために金型や配管接続部分の気密性が必要となり、リークした場合の危険性が大きいため取り扱いに注意が必要である。更に、補助加熱手段として、輻射加熱や高周波誘導加熱装置を使用するのは、前述したように設備的にも高価なものとなる上に、金型表面の温度むらが生じ易くこれもまた取り扱いが困難である。

( 2 ) 金型装置の拡張要素本発明の基本要素に従って設計された金型装置であれば、本発明の目的を十分に達成できるが、基本要素を満たした金型装置を使用した上で、更に成形サイクルを短縮化するための技術上の実施態様のポイントを「拡張要素」と定義し、以下で詳しく述べる。

まず、本発明における金型装置での好ましい実施態様としては、図 1に模式的に示したように、左右一対の金型 6, 6' をキヤビティ表面を形成する金型構造体 5， 5' と金型本体 7, 7' との別体とし、かつ該金型構造体 5, 5' の内部には熱媒体流路 8， 8' が形成され、特に金型構造体 5, 5' を熱媒体によって加熱又は冷却するように構成することである。これによつてキヤビティ表面を形成する金型構造体 5, 5 ' の重量が軽減され温度調節すべき金型の熱容量が小さく絞れて伝熱応答速度をより高める効果があることから更なる成形サイクルの短縮化が可能となる。この場合、キヤビティを形成する金型構造体 5, 5' の背面全面に低熱伝導率の断熱性薄層材 18， 18 ' を介在させて金型本体 7, 7 ' に密着積層させたり、又は、金型本体 7， 7' を別個独立に温度制御してもよい。

かかる目的で使用される断熱性薄層材は、良好な断熱効果、好ましくは 0. 0 01〜1. 0 (k c a 1 /m · h r · °C) 程度の低熱伝導率を有し、かつ加熱時の圧縮強度が 1000〜 100000 (k g f Zcm²) 程度に高い材料であれば特に制限されることはなく、どのような材料でも使用することができるが、一般的には、ガラスノフエノール樹脂のような補強材 +熱硬化性樹脂複合板や、ァスべストノセメントのような補強材 +無機質材複合板が使用される。断熱性薄層材は厚みが 10〜30mmの範囲内が好ましく、 30 mm以上では加圧時の断熱部材の圧縮歪み量が大きくなり金型の合わせ面にずれや隙間を生じるので好ましくない。又 10 mm以下では断熱効果が十分でなくやはり好ましくない。

また、本発明における金型装置において、ブロー成形用キヤビティを形成する金型構造体 5, 5' 内の熱媒体流路としては、キヤビティ表面に沿うようにして穿孔され、かつ各々が平行となるよう配置された直線状および z又は略直線状の並列回路に配置される配管で、その直径は 5 m m〜l 5 m mの範囲から選択されるのが好ましい。直径が 5 m m未満の場合、圧力損失が大きくなつて、流量が低下するので好ましくない。また、直径が 1 5 mmを超えると、流速が低下するため伝熱係数が小さくなるのでやはり好ましくない。上記の熱媒体流路配管は、加ェ精度が許す限りにおいては互いに近接して配置された方が加熱冷却効率上有利であり、各々の中心線間距離は、好ましくは 5 0 m m以内である。また、同様の理由で必要な金型強度が保持できる限りにおいてはキヤビティ表面に近接して配置された方が有利であり、キヤビティ表面と配管中心線の最短距離は、好ましくは 3 0 m m以内である。

また、本発明における基本構成要素を満たした金型装置において、高温熱媒体および低温熱媒体を切り替える弁 1 7 , 1 8を金型キヤビティ表面に近接して設置し、弁と金型の間の配管長さが短くなるように配置することにより、更なる成形サイクルの短縮化を計ることができる。一般に、本発明のように、熱媒体として加熱用に高温水を、冷却用に低温水を金型への入口、出口のバルブ 1 7 , 1 8 の切り替えにより金型内の同一の流路に流す場合においては、低温水が金型部へ供給される時には、金型部の流体供給パイプと配管中の残留高温水が低温水タンクへ流入し、低温水タンク内の水温が上昇して冷却効率が低下する。

高温水が金型部に供給される時には、逆に、金型部の流体供給パイプと配管中の残留低温水が高温水タンクへ流入し、高温水タンク内の水温が下降して加熱効率が低下する。そこで、前述したように、高温水および低温水の切り替え弁 1 7， 1 8を金型に近接して設置し、弁と金型の間の配管長さが、好ましくは 2 m以下となるよう配置することにより、この残留高温水又は残留低温水を低減することが可能となり、成形サイクルを短縮することができる。

本発明に用いられる金型の材質については、特に制限されるものではなく、従来より用いられている金型の材質が挙げられ、具体的には、鉄又は鉄を主成分とする鋼材、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金、亜鉛合金等を例示することができる。また、本発明に用いられる金型のキヤビティ表面には、ノ、リソンと金型の間の空気を効果的に吸引除去する目的で、適当な間隔でエア抜き穴を設けることもできる。

(3) ブロー成形方法

次に本発明のブロー成形方法について説明する。

ブロー成形体の表面平滑性を向上させ、かつ、金型から成形体を変形させることなく取り出すためには、（1) パリソンの接触時において、金型温度が少なくとも外層材料の DTUL (荷重たわみ温度）よりも高いこと、（2) 成形体を金型から取り出す際には、金型温度が少なくとも内層材料の DTULよりも低いことの 2条件を満足させる必要がある。

本発明におけるブロー成形方法で、特に好ましい態様としては、 DTUL値の異なる複数の樹脂を用いた多層ブロー成形であって、低い DTUL値をもつ表側外層樹脂（図 2、図 3における A1樹脂）で金型面の転写性向上に寄与し、高い DTUL値をもつ裏側外層樹脂 A2や内層樹脂 B, C等で成形サイクル時間の短縮に寄与する効果が発揮されることで、成形サイクル時間を増大させることなく、かつ上記の 2条件を満足させることを可能にしたものである。

この場合は、表面平滑性の良好なブロー成形体を製造コストを上昇させることなく提供することに主眼を置いている。従来技術と本発明の多層ブロー成形の場合と比較すると、定性的には表 1のように整理される。

温度条件金型転写性成形サイクル従来技術

a) 冷却のみ Tm<T X ◎ b) 冷熱切替 Tm2<T<Tml ◎ X 本発明

C ) 冷熱切替 T0<Ti (単層の場合 T0=Ti) ◎ 〇

T0<Tml

Tm2<Ti (但し Tm2く Tml)

<記号の定義 >

•単層ブロー成形時の材料の DTUL ： T (°C)

•多層ブロー成形時の材料の DTUL ： To (°C) (表側最外層樹脂）

同上： Ti (°C) (裏側最外層と内層樹脂）

(但し、 Tiは裏側最外層と内層樹脂のいずれか低い方の DTUL値とする。） •一定金型温度で成形する時の金型温度： Tm (°C)

•加熱冷却切替で成形する時の金型温度： Tml (°C) 加熱（吹込開始）時

同上： Tm2 (°C) 冷却（製品取出）時温度条件については、上記の関係を満たしていれば何ら制限されるものではないが、金型温度と樹脂の DTULの温度差は、好ましくは 10°C以上、更に好ましくは 15 °C以上である。 Tml— Toが 10 °C未満であると金型表面の転写性が十分でなく、Ti一 Tm2が 10°C未満であると、製品の冷却効率が低く成形サイクル時間が増大するからである。従って、冷却のみの場合や断熱金型を用いる場合- 外層樹脂と内層樹脂の DTULの差 ΔΤ = Τ — Toの値は、好ましくは 20°C以上、更に好ましくは 30°C以上である。

ここで、単層ブロー成形法では、金型温度と樹脂の DTULの温度差を 20°C (T-Tm2=Tml-T= 20°C) とすると、加熱時と冷却時の金型温度差 Δ Tm = Tml— Tm2== 40°Cとなる。一方、多層ブロー成形法では、加熱冷却切替（冷熱切替）の場合、（Ti一 To) = 20°Cの樹脂を選択し、同じ条件（Tml— To =

40— (Ti— To) =20°Cで成形可能となる。即ち、（Ti— To) が大きい材料を選択するほど加熱時と冷却時の金型温度差を縮小でき、それだけ成形サイクル時間を短縮することが可能となる。なお Tm2は TO以上を維持させることで成形サイクルが短縮されて好ましいが、場合によっては、 Tm2は T 0以下であってもよく、この場合成形サイクル時間が少し延びるだけで金型転写性は変わらない。

本発明でいう DTUL (荷重たわみ温度）とは、プラスチックの耐熱性の指標であり、 ASTM D— 648で規定される。具体的には、長さ： 127mm、幅： 12. 7mm、厚さ： 6. 4 mmの試験片を支点間距離 100 mmの支持台の上に乗せ、中央に 0. 45MP a又は 1. 81 M P aの曲げ応力を加え、 2 °C /分で昇温し、荷重によるたわみが 0. 254mmに達したときの温度をいう (以下、区別する場合前の条件のものを DTUL— 1後の条件のものを DTUL 一 2とする）。

本発明に用いることのできる樹脂としては、表側外層を構成する樹脂の DTU Lが、裏側外層および内層を構成する樹脂の DTULより低く、通常のブロー成形可能な熱可塑性樹脂であれば、特に制限されるものではないが、層状剥離（デラミネ一シヨン）の防止、スクラップリターンやリサイクルの問題を考慮すると、例えば表 2に示したような組み合わせが好適に用いられる。表 2

外層樹脂と内層樹脂の肉厚構成比は特に制限されるものではないが、外層が薄いほど成形サイクルを短縮でき、外層が厚いほど表面平滑性を付与しやすくなる関係上、通常は、外層肉厚ノ内層肉厚 = 1Z20〜1 1の範囲で選ばれるのが好ましい。外層肉厚/内層肉厚 < 1ノ20の範囲では、 DTULが高い内層材料の影響が大きすぎて転写性が不十分になりやすい。また、外層肉厚ノ内層肉厚 > 1Z1の範囲では DTULが低い外層材料の構成比率が大きいため、冷却に時間がかかり成形サイクルが長くなるからである。

次に、上記のように設定された Tmlと Tm2の具体的な制御方法について説明する。本発明のブロー成形装置を使用して、ブロー成形直前からブロー成形段階中は熱媒体流路に高温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を高温（Tml) に保持し、ブロー成形品の冷却段階では熱媒体流路に低温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を低温（Tm2) に保持するブロー成形法において、熱媒体に高温時においても低温時においても乱流条件にて通過するように十分な流速を与えることが本発明の特徴である。この場合、ブロー成形方法で良好な金型転写性と短い成形サイクルを両立させるためには、熱媒体として特に液体状の水を使用することが好ましく、水であれば、粘度が低いことから高温時においても、低温時においても乱流として配管内を通過するように、十分な流速を与えられることが出来、その際のレイノルズ数は、好ましくは 2100以上である。実際にはレイノルズ数が 2100〜100 00の範囲は、層流と乱流の境で曖昧さがあるので、更に好ましくは 10000 以上である。

本発明の具体的なブロー成形方法は、図 1において例えば以下のような手順で行われる。まず本発明のプロ一成形用金型装置を使用し、例えば高温熱媒体として 100°C以上の高温水を金型内配管 8， 8' に導通し、成形対象である樹脂、特に表側最外層樹脂の DTUL (To) 以上の温度（Tml) まで金型構造体 5, 5' の表面温度を上昇させる。ついで本発明のプロ一成形用の押出機 1によって溶融された熱可塑性樹脂を、先端ダイ 2に通じて、円筒状の多層プリフォーム

(パリソン） 3を形成する。左右に開いて待機位置にある一対の金型 6, 6' のキヤビティ空間に上記パリソン 3を導通し、金型 6， 6' を閉じるとともにパリソン 3の内部にエア吹き込み装置 4から空気を吹き込み金型表面に押圧し、金型形状を賦形させる。次に前記した切り替え弁 17, 18の操作により 100°C未満の低温水を導通し、金型表面温度を内層樹脂 DTUL (Ti) 以下の温度（Tm 2) まで下降させることで樹脂を十分に固化させた後、金型 6， 6' を開いて成形体として取り出すことができる。

(4) ブロー成形体

本発明のブロー成形体は、本発明のブロー成形金型装置を使用し，上記した成形方法を用い、 1成形サイクルが 3分以内で成形された熱可塑性樹脂成形体であつて、製品の外表面が金型のパーティング面を境界線として左右各々異なる（単層の場合は同一）性状の樹脂で構成され、かつその表面は、 _<1 18— 80601の中心線平均粗さ（Ra) で定義される表面粗度が 0. 2 im以下か、又は J I S

-K 7105で定義される 60° 鏡面光沢度が 60%以上かの、少なくとも一方の表面特性を満たしていることを特徴とするブロー成形体である。上述の成形体は、キヤビティ表面が鏡面化された金型を用いて成形された例であるが、それに何ら制限されるものではなく、例えばキヤビティ表面を「しぼ」と呼ばれる微細な起伏面とし、成形サイクルを損なうことなくそのしぼ面が良好に転写された成形体等も本発明に包含される。

本発明のブロー成形体に用いられる材料としては、通常のブロー成形が可能な熱可塑性樹脂であれば、特に制限されるものではないが、例えば、高密度ポリエチレン（HDPE) 、ポリプロピレン（ΡΡ) 、ポリエチレン一プロピレン共重合体、汎用ポリスチレン（GPPS) 、耐衝撃性ポリスチレン（H I PS) 、 A BS樹脂、ポリ塩化ビニル（PVC) 、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート（PET) 、ポリブチレンテレフタレート（PBT) 、ポリカーボネート

(PC) 、各種ポリアミド（PA) 、変性ポリフヱニレンエーテル（PPE) 、ポリアリレート（PAR) 、ポリフヱニレンスルフィド（ P P S ) 、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン（PEK) 、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK) 、熱可塑性ポリイミド（P I) 、熱可塑性フッ素樹脂等の各種硬質樹脂が使用できる。

その他にエチレン一プロピレンラバー（EPR) 、エチレン一酢酸ビニル共重合体（EVA) 、低密度ポリエチレン（LDPE) 、線状低密度ポリエチレン

(LLDPE) 、エチレン一プロピレン一ジェンモノマ一共重合体（EPDM) 、スチレン一ブタジエン一スチレン共重合体（SBS) 、スチレン一エチレンプチレン一スチレン共重合体（SEBS) 、スチレン一イソプレン一スチレン共重合体（S I S ) 、塩ビ系熱可塑性エラストマ一、ウレタン系熱可塑性エラストマ一、ポリエステル系熱可塑性エラストマ一、ポリアミド系熱可塑性エラストマ一、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマ一等の各種軟質樹脂を例示することができ、これらは単独で使用しても 2種類以上の混合物ゃポリマ一ァロイとしても使用することができるが、何らこれに制限されるものではない。

本発明のブロー成形体に用いられる熱可塑性樹脂には、本発明の目的から外れない範囲で、必要に応じて熱可塑性以外の樹脂成分、エラストマ一、顔料、有機 /無機充填剤、各種添加剤等も添加することができる。この中で、成形体に剛性を付与する目的で使用される有機無機充填剤としては、板状、粒状、繊維状のいずれのものを用いてもよい。具体的には、板状または粒状の充填剤としては、各種金属粉末（アルミニウム粉等）、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミナ等）、金属水酸化物（水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等）、炭酸 ·硫酸塩（炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等）、合成ケィ酸塩（ゲイ酸マグネシウム、ゲイ酸アルミニウム等）、天然ゲイ酸塩（タルク、マイ力、力オリン等）、炭化ゲイ素粉、合成 ·天然シリカ、カーボンブラック、木粉、綿粉などが挙げられる。

また、繊維状充填剤としては、合成高分子繊維（ナイロン、 P E T繊維、ァラミド繊維、テフロン繊維等）、天然高分子繊維（羊毛、木綿、パルプ等）、ガラス繊維、カーボン繊維（カーボンウイス力一、グラフアイト繊維等）、セラミツク繊維（シリカ ' アルミナファイバ一、チタン酸カリゥム繊維、アスベスト繊維等）、炭化ゲイ素繊維 · ゥイス力一、金属繊維（ボロン繊維、スチール繊維、ァルミニゥム繊維等）などが挙げられる。その他の各種添加剤として、可塑剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、核剤、着色剤、架橋剤、分散助剤などが挙げられる。実施例

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

なお実施例における成形条件は下記の通りである。

<単層ブロー成形条件〉

成形機：日本製鋼所 NB 1 20 S多層ブロー成形機

型締カ： 1 20 t o n f 、押出機：内層 9 Omm0、 L/D = 29

アキュムレーター： 1 5 L、ダイ：単層 35 Omm0、

金型： 700 x 450 x 20 mm平板

ぐ多層ブロー成形条件〉

成形機：日本製鋼所 NB 1 20 S多層ブロー成形機（4種 3層）

型締カ： 1 20 t o n f

押出機：内層 90 mm ø、中間層 5 Omm0、

表側外層 65mm0、裏側外層 65mm0

金型： 700 x 450 x 20 mm平板

キヤビティ表面：鏡面仕上げ <R a 0. 1 βτη

吹込圧力： 0. 6ΜΡ a 実施例 1

図 1及び図 4を用いて説明する。

上記のブロー成形機のプラテン（型盤）に上記金型を取り付け、各配管を図 4 のように並列回路で接続し、更に三方バルブ（1 7、 18) を経由して高温水供給装置 1 3と低温水供給装置 1 4に接続する。高温水供給装置 1 3は 1 20°Cに、低温水供給装置 1 4は 80°Cに温度を設定する。まず、バルブ 1 7, 1 8を高温水供給装置 13側に開き、 1 20°Cの高温水を金型内に導通し、金型のキヤビティ表面を 1 15 °Cまで昇温させる。

表側外層樹脂として、新日鐵化学製（株）製 AB S (エスチレン AB S 500； DTUL- 2 85°C) 、裏側外層及び内層樹脂として新曰鐵化学（株）製耐熱 ABS (エスチレン ABS 360； DTUL-2 105°C) を用い多層プロ一成形を行った。

先ず同樹脂を原料供給装置より押出機 1に供給して 200°Cで溶融可塑化し、更にダイ 2を通じて円筒状のパリソン 3を形成し、金型 6， 6* のキヤビティ空間内に誘導する。次いで金型 6, 6' を閉じ、パリソン 3を予め 115°Cに昇温加熱した金型のキヤビティに接触させると同時に、エア吹込針 4を打ち込んでパリソン内部にエアを 0. 6MP aの圧力で吹き込んでキヤビティ表面に押圧する。所定の時間が経過した後、バルブ 17， 18を低温水供給装置 14側に切り替えて金型のキヤビティ表面を 95°Cまで降温させる。樹脂の冷却固化が完了したら金型 6， 6' を開き、ブロー成形体を取り出す。金型 6， 6' を開くのと同時に、バルブ 17, 18を再度高温水供給装置 13側に切り替えて次の成形に備えてキヤビティ表面を 115 °Cに昇温させる。昇温が完了次第、次の成形サイクルに入る。得られた成形体の光沢度や成形サイクル時間等の成形結果を表 3に示した。また、高温水および低温水が金型内配管を流れるときの流速は 3 mZ秒、レイノルズ数は約 10000 (高温時と低温時の平均値）の乱流であった。

実施例 2

表側外層樹脂として、新日鐵化学（株）製 AB S (エスチレン AB S 500； D TUL- 2 85°C) 、裏側外層及び内層樹脂として新曰鐵化学（株）製耐熱 A B S (エスチレン A B S 380； DTUL-2 115°C) を用い、加熱（吹込開始）時の金型キヤビティ表面温度 130°C、冷却（製品取出）時の金型キヤビティ表面温度 100°Cの加熱冷却条件以外は実施例 1と同様にして多層ブロー成形を行った。得られた成形体の光沢度や成形サイクル時間等の成形結果を表 3に示した。

実施例 3

表側外層樹脂として、新曰鐵化学（株）製 AB S (エスチレン MS 300;DTU L- 2 87°C) 、裏側外層樹脂として新曰鐵化学（株）製耐熱 A BS (エスチレン ABS 360;DTUL— 2 105°C) 、内層樹脂として新曰鐵化学（株）製耐熱八83(ェスチレン八83380;0丁1；1^ー2 115°C) を用い、加熱（吹込開始）時の金型キヤビティ表面温度 125°C、冷却（製品取出）時の金型キヤビティ表面温度 95 °Cの加熱冷却条件で多層ブ口一成形を行つた。成形結果を表

O 不し,こ。

比較例 1

実施例 1で用いたのと同じ金型を使用し、各熱媒体配管を図 5のように直列回路で接続した他（熱媒体流路配管の伝熱面積は実施例と同じ）は、実施例 1と全く同様に成形を行った。成形結果を表 3に示した。実施例 1で得られたサンプルと同じ光沢度 92%の成形体を得るのに必要な成形サイクル配管約 40分であつた。また、高温水および低温水が金型内配管を流れるときの流速配管 0. 6mZ 秒、レイノルズ数は約 2000 (高温時と低温時の平均値）であった。

実施例 4

上記のブロー成形機のプラテン（型盤）に上記金型を取り付け、各配管を図 4 のように並列回路で接続し、更に三方バルブ（17、 18) を経由して高温水供給装置 13と低温水供給装置 14に接続する。高温水供給装置 13は 120°Cに、低温水供給装置 14は 80°Cに温度を設定する。まず、バルブ 17、 18を高温水供給装置 13側に開き、 120°Cの高温水を金型内に導通し、金型キヤビティ表面を 120°Cまで昇温させる。

原料樹脂として、宇部サイコン社製 AB S樹脂サイコラック EX 22 Cを使用する。この樹脂の荷重たわみ温度（DTUL— 1 : ASTM D— 648 0. 45MP a荷重準拠）は 100°Cである。同樹脂を原料供給装置より押出機 1に供給して 210°Cで溶融可塑化し、更にダイ 2を通じて円筒状のパリソン 3を形成し、金型 6, 6' のキヤビティ空間内に誘導する。

次いで、金型 6， 6' を閉じ、パリソン 3を金型のキヤビティに接触させると同時に、エア吹込針 4を打ち込んでパリソン内部にエアを 0. 6MP aの圧力で吹き込んでキヤビティ表面に押圧する。所定の時間が経過した後、バルブ 17、 18を低温水供給装置 14側に切り替えて金型のキヤビティ表面を 80°Cまで降温させる。樹脂の冷却固化が完了したら金型 6， 6' を開基、ブロー成形体を取り出す。金型 6， 6' を開くと同時に、バルブ 17、 18を再度高温水供給装置 13側に切り替えて次の成形に備えてキヤビティ表面を 120°Cに昇温させる。昇温が完了次第、次の成形サイクルに入る。得られたブロー成形体の光沢度や成形サイクル時間等の成形結果を表 3に示した。また、高温水および低温水が金型内配管を流れるときの流速は 3mノ秒、レイノルズ数は約 10000 (高温時と低温時の平均値）であった。

実施例 5

新曰鐵化学（株）製 AB S (エスチレン AB S 350;DTUL— 2 95°C) を用い、加熱（吹込開始）時の金型キヤビティ表面温度 1 15°C、冷却（製品取出）時の金型キャビティ表面温度 Ί 5での加熱冷却条件で単層ブロー成形を行つた。成形結果を表 3に示した。

比較例 2

実施例 4で用いたのと同じ金型を使用し、各熱媒体配管を図 5のように直列回路で接続した他（熱媒体流路配管の伝熱面積は実施例 4と同じ）は、実施例 4と全く同様に成形を行った。実施例 4で得られたサンプルと同じ光沢度 95%の成形体を得るのに必要な成形サイクルは約 20分であった。また、高温水および低温水が金型内配管を流れるときの流速は 0. 6mZ秒、レイノルズ数は約 200 0 (高温時と低温時の平均）であった。表 3

DTUL : AS TM D— 648に準拠。実施例 4及び比較例 2は D TU L 、他は DTUL— 2 光沢度： J I S K7105 60度鏡面光沢度に準拠。

産業上の利用可能性

本発明によれば、熱可塑性樹脂のブロー成形において、 D T U Lに着目した樹脂の選択と、熱媒体の流動性に着目して金型の設計、金型温調配管の接続方法、熱媒体の選択を最適化することにより、一般的な金型温調装置を使用して良好な金型転写性と成形サイクルの短縮化を両立し、表面外観の優れた中空構造製品を安価に提供することが可能となるため、家電 · O A製品、住設機器、オフィス家具、自転車外扳 ·外装等の幅広い分野への応用が期待される。

Claims

請求の範囲

1 . ブロー成形装置において、その金型装置がキヤビティを形成する左右一対の金型であって、その金型にはキヤビティ表面に近接して入口集合管から分岐した複数の熱媒体流路が並列回路で配置され、かつ各々が出口集合管に接続されているとともに、上記の入口側集合管と出口側集合管には高温熱媒体を供給する高温熱媒体供給装置と低温熱媒体を供給する低温熱媒体供給装置とが、切替弁を介して配管で接続されてそれぞれ独立した熱媒体循環ラインが形成され、各循環ラィンからの高温熱媒体と低温熱媒体とを切替弁の切り替え操作により交互に切り替えることによって、上記の入口側集合管から出口側集合管に向けて金型内の各々の熱媒体流路内に高温熱媒体又は低温熱媒体を通過させてキヤビティ表面温度を短時間に高温又は低温に切り替えるようにしたことを特徴とする金型装置であるブロー成形装置。

2 . 以下の構成要素（a ) 〜（c ) の組み合わせからなることを特徴とするブロー成形装置。

( c ) ブロー成形用のキヤビティを形成する左右一対の金型であって、その金型にはキヤビティ表面に近接して入口側集合管から分岐した複数の熱媒体流路が並列回路で配置され、かつ各々が出口側集合管に接続されているとともに、上記の入口側集合管と出口側集合管には高温熱媒体を供給する高温熱媒体供給装置と低温熱媒体を供給する低温熱媒体供給装置とが切替弁を介して配管で接続されてそれぞれ独立した熱媒体循環ラインが形成され、各循環ラインからの高温熱媒体と低温熱媒体とを切替弁の切り替え操作により交互に切り替えることによって、上記の入口側集合管から出口側集合管に向けて金型内の各々の熱媒体流路内に高温熱媒体又は低温熱媒体を通過させてキヤビティ表面温度を短時間に高温又は低温に切り替えるようにした金型装置。

3. 左右一対の金型は、それぞれキヤビティ表面を形成する金型構造体と金型本体とが別体とされ、該金型構造体の内部又は背面に熱媒体流路が形成されたものである請求の範囲 1又は 2記載のブロー成形装置。

4. 請求の範囲 1〜3のいずれかに記載のブロー成形装置を使用して、ブロー成形直前から金型の熱媒体流路に高温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を高温に保持し、ブロー成形品の冷却段階では、熱媒体流路に低温度の熱媒体を通過させてキヤビティ表面を低温に保持するブロー成形法において、熱媒体を高温時においても低温時においてもそれぞれ乱流条件で通過するように十分な流速を与えることを特徴とするブロー成形方法。

5. 請求の範囲 1〜3のいずれかに記載のブロー成形装置を使用して、ブロー成形直前からブロー成形段階中はキヤビティ表面を成形対象である樹脂の DTU L (荷重たわみ温度： ASTM— D 648準拠、 0. 45MP a荷重）以上の高温度に保持し、ついで溶融状態にある円筒状樹脂（パリソン）をキヤビティ表面に接触させた後のブロー成形品の冷却段階では、キヤビティ表面を前記 DTUL 以下の低温度まで下降させることで樹脂を十分に固化させた後、 1成形サイクル 3分以内で成形品を取り出すことを特徴とするブロー成形方法。

6. 請求の範囲 2または 3に記載のブロー成形装置を使用して、 n層からなる多層パリソンの外層が、左右一対の金型パーティング面を境界線として左右各々異なる性状の樹脂で構成され、表側外層を構成する樹脂の DTUL (荷重たわみ温度： ASTM— D 648準拠、 1. 81 M P a荷重）が、裏側外層および内層を構成する樹脂の DTULよりも低く、かつブロー成形直前からブロー成形段階中はキヤビティ表面を上記表側外層樹脂の DTUL以上の高温度に保持し、ついでパリソンをキヤビティ表面に接触させた後の、ブロー成形品の冷却段階では、キヤビティ表面を前記裏側外層及び内層樹脂の DTUL以下の低温度まで下降させることで樹脂を十分に固化させた後、 1成形サイクル 3分以内で成形品を取り出すことを特徴とするブロー成形方法。

7. 高温度の熱媒体に 100°C以上の温度の高温水を、低温度の熱媒体に 10 0°C未満の低温水を使用する請求ほ範囲 4〜6のいずれかに記載のブロー成形方法。

8. 請求の範囲 4〜 7のいずれかに記載のブロー成形方法で成形された熱可塑性樹脂の中空成形体であって、その表面は、 J I S— B 0601の中心線平均粗さ（R a) で定義される表面粗度が 0. 2〃m以下、又は J I S—K 7105で定義される 60° 鏡面光沢度が 60%以上の少なくとも一方の表面特性を満たしていることを特徴とするブロー成形体。