DE60017239T2

DE60017239T2 - Blasformverfahren

Info

Publication number: DE60017239T2
Application number: DE60017239T
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Ichihara-shi KANNARI; Minoru Ichihara-shi SUGAWARA
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: EP1120224A1; CN1313810A; KR20010072447A; EP1120224B1; ATE286454T1; EP1120224A4; CN1205016C; WO2000076747A1; TW486420B; DE60017239D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen aus kristallinem Harz. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein effizientes Verfahren zur Herstellung von kratzbeständigen Blasformteilen aus kristallinem Harz mit gutem Oberflächenglanz und hoher Oberflächenhärte.
Hintergrund der Erfindung
Da Blasformteile aus thermoplastischem kristallinem Harz ein sehr viel geringeres Gewicht aufweisen als Spritzformteile daraus und gute mechanische Festigkeit zeigen, finden sie zahlreiche Anwendungen in verschiedenen industriellen Bereichen. Da Blasformteile aus kristallinem Harz vom Polyolefintyp wie diejenigen aus kristallinem Polypropylen wiederverwendbar sind und da die Belastung ihrer Abfälle in der Umwelt gering ist, decken sie insbesondere einen breiten Bereich praktischer Anwendungen ab. Beispielsweise werden sie vielfach für Automobilteile wie Spoiler und andere aerodynamische Teile, Seitenformteile, Stoßfänger, Instrumententafeln; und für Haushaltseinrichtungen wie Badeinheiten, Toiletten, Wände, Decken usw. verwendet. Das Aussehen dieser Teile wird stark durch die Oberflächeneigenschaften der Blasformteile beeinflusst. Daher wird zur Herstellung von Artikeln mit einem besseren Oberflächenausssehen ein Verfahren der Beschichtung der hergestellten Blasformteile zur Verbesserung des Oberflächenaussehens der so beschichteten Artikel verwendet. Zu beschichtende Formteile erfordern jedoch eine Oberflächenbehandlung wie Sandstrahlen oder erfordern Vorbehandlung wie Primerbeschichtung oder Plasmabearbeitung zur Verbesserung der Klebefähigkeit der Beschichtungs-Zusammensetzungen daran, und zusätzlich müssen die Beschichtungsfilme getrocknet werden. Daher ist das Verfahren der Beschichtung von Formteilen dahingehend problematisch, dass solche Vorbehandlung und Nachbehandlung viel Arbeit und Zeit erfordern und daher die Produktivität der beschichteten Artikel gering ist.
In dieser Situation wurden einige Blasformtechniken zur Herstellung von Blasformteilen mit gutem Oberflächenglanz und gutem Aussehen sogar ohne Nachbehandlung zu ihrer Beschichtung entwickelt. Beispielsweise wird in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 40498/1990 ein Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen mit gutem Oberflächenglanz vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Herstellung eines Harzrohlings solcher Art, dass seine Oberfläche eine große Anzahl von feinen Rücksprüngen mit einer Tiefe von 2 bis 100 μm aufweist, im Raum einer hochglanzpolierten Blasform, die auf eine Temperatur von nicht weniger als die Kristallisations-Temperatur des Harzes aufgeheizt wird, dann Blasformen des Rohlings darin, und anschließend Abkühlen der Form auf eine Temperatur, die niedriger ist als die Kristallisations-Temperatur des Harzes. Das Verfahren ist jedoch immer noch dahingehend problematisch, dass es eine spezifische Kontrolle im Schritt der Rohlingsherstellung und einen verlängerten Formungszyklus zur Herstellung von großformatigen Formteilen erfordert, und daher die Produktivität der Formteile niedrig ist.
Ein weiteres Verfahren wird im japanischen offengelegten Patent Nr. 77231/1992 vorgeschlagen, welches Herstellung eines kristallinen Harzrohlings im Raum einer Blasform, Verschließen der Form und Einspritzen einer Druckflüssigkeit in den Rohling umfasst, so dass der Rohling geblasen und gekühlt wird, während er fest gegen die Innenwand der Form gepresst wird, und so zu einem blasgeformten Formteil geformt wird. Bei dem Verfahren wird die verwendete Blasform so kontrolliert, dass ihre Temperatur zwischen eine Temperatur, um die herum die Kristallisationsgeschwindigkeit des kristallinen Harzes am höchsten ist, und den Schmelzpunkt des Harzes fällt, während die Kühlflüssigkeit in den darin hergestellten Harzrohling eingespritzt wird, und das Kühlmittel unter Druck im Rohling zirkuliert. Bei dem Verfahren können die Düsenmarkierungen und die Schweißnähte in der Oberfläche der Blasformteile in einigem Ausmaß wahrscheinlich auf ein vernachlässigbares Niveau reduziert werden. Das Verfahren ist jedoch immer noch dahingehend problematisch, dass die Übertragbarkeit der Form des Formhöhlungsdesigns auf die hergestellten Formteile und auch der Oberflächenglanz der Formteile nicht auf einem zufriedenstellenden Niveau liegen.
Ein noch weiteres Verfahren wird im japanischen offengelegten Patent Nr. 138324/1998 vorgeschlagen, welches Herstellung eines extrudierten Rohlings aus Polypropylen in einer Blasform, Verschließen der Form mit dem vorgeblasenen Rohling darin und schließlich Blasen des Rohlings in der Form umfasst. In dem Verfahren wird die Form zeitweise auf eine Temperatur von nicht weniger als 140°C nach dem Verschließen und bevor sie geöffnet wird, um den blasgeformten Formteil zu entnehmen, erwärmt. Das Verfahren ist dem Fall überlegen, bei dem die Form-Temperatur während der gesamten Zeit zum Blasformen bei weniger als 140°C gehalten wird, da die hergestellten Blasformteile einen verbesserten Oberflächenglanz aufweisen. Das Verfahren ist jedoch immer noch problematisch dahingehend, dass die Oberflächenhärte der hergestellten Blasformteile nicht so hoch ist und die Blasformteile häufig verkratzt sind.
Die japanischen Patentveröffentlichungen JP-A-10278107 und JP-A-60112419 offenbaren ebenfalls Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen, bei denen die Form-Temperatur bei einer besonderen Temperatur gehalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt kratzfeste Blasformteile aus kristallinem Harz mit gutem Oberflächenglanz und hoher Oberflächenhärte bereit.
Offenbarung der Erfindung
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen haben wir, die Erfinder, die Formungsbedingungen zum Blasformen von kristallinem Harz gründlich untersucht und studiert und haben als Ergebnis gefunden, dass bei geeigneter Kombination der Temperatur-Kontrolle der inneren Oberfläche der verwendeten Blasform mit der Verweilzeit des Rohlings in der Form innerhalb eines bestimmten Temperatur-Bereichs die Blasformteile aus dem Rohling gute, kristallinem Harz intrinsische Eigenschaften aufweisen. Auf der Basis dieses Befunds wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch das wie in Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Beste Ausführungsformen der Erfindung
Das Blasformteil ist so aufgebaut, dass mindestens seine äußerste Schicht aus kristallinem Harz besteht, dass der Oberflächenglanz mindestens 80 ist, gemessen mit einem Einfallswinkel von 60° entsprechend JIS K7105, und dass die Oberflächenkratzfestigkeit, ausgedrückt als Bleistifthärte, gemessen in einem Bleistifthärtetest entsprechend JIS K5400, mindestens das Niveau HB aufweist.
Das kristalline Harz zum Blasformen kann ein kristallines thermoplastisches Harz sein, und bevorzugte Beispiele sind Homopolymere von α-Olefinen wie Ethylen, Propylen und Buten-1, Copolymere solcher α-Olefine, Polyamidharze, Polyesterharze usw. Von diesen kristallinen Harzen sind besonders bevorzugt Polymere vom Polypropylentyp wie Homopolypropylen und Propylen-Block-Copolymere, umfassend eine Homopolypropylen-Komponente und eine Ethylen-Propylen-Copolymer-Komponente. Bevorzugt haben die Polymere vom Polypropylentyp zur Verwendung in der Erfindung einen Schmelzindex, gemessen bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last von 2,1 6 kg entsprechend ASTM D1238, von 0,01 bis 10 g/10 min., bevorzugter von 0,05 bis 3 g/10 min.
Was die Schichtstruktur betrifft, so können die Blasformteile eine Einzelschichtstruktur oder eine Mehrschichtstruktur aufweisen, die eine Basisschicht und eine Oberflächenschicht umfasst. Bei den Mehrschicht-Blasformteilen kann beispielsweise die Basisschicht eine Einzelschichtstruktur oder eine Mehrschicht-, Zweischicht- oder Dreischichtstruktur aus thermoplastischem Harz mit guter Schlagfestigkeit aufweisen, wie Propylen-Block-Copolymere, hochdichtes Polyethylen, Polyethylen niedriger Dichte, Polyamide usw.; und die Oberflächenschicht davon ist bevorzugt eine Homopolypropylen-Schicht mit einem Schmelzindex von 0,01 bis 40 g/10 min.
Die Basisschicht kann einen anorganischen Füllstoff zur Verbesserung der Steifigkeit, mechanischen Festigkeit und Wärmebeständigkeit der Blasformteile enthalten. Die Menge des anorganischen Füllstoffs, der in der Basisschicht vorliegen kann, kann die gleiche sein wie in üblichen Harzformteilen, und der Gehalt an anorganischem Füllstoff der Schicht ist bevorzugt höchstens 50 Gew.-%. Der anorganische Füllstoff beinhaltet beispielsweise Glimmer, Talkum, Calciumcarbonat, Kaolin, Bariumsulfat, verschiedene Typen von Metallpulvern, Glasperlen, Glasfasern usw.
Die Wanddicke der Blasformteile kann variieren in Abhängigkeit von ihren äußeren Dimensionen und ihren notwendigen Eigenschaften wie mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Wanddicke der Blasformteile mit einer Einzelschichtstruktur zwischen 1 und 5 mm oder so liegt. In den Blasformteilen mit einer Mehrschichtstruktur ist es wünschenswert, dass die Wanddicke der Basisschicht zwischen 1 und 5 mm oder so liegt und dass die Wanddicke der Oberflächenschicht zwischen 100 μm und 1 mm oder so liegt.
Das Material zur Herstellung der äußersten Schicht der Blasformteile (d.h., das Ausgangsharz zur Bildung der Blasformteile selbst, welche eine Einzelschichtstruktur aufweisen, oder das Ausgangsharz zur Bildung der Oberflächenschicht des Blasformteils mit einer Mehrschichtstruktur) kann ein Färbemittel wie Pigment oder Farbstoff enthalten. Bevorzugt wird das Färbemittel so zu dem Ausgangsharz gegeben, dass seine Menge zwischen 0,01 und 10 Gewichtsteilen, bevorzugter zwischen 0,5 und 5 Gewichtsteilen liegt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes. Falls gewünscht können beliebige übliche Additive wie Stabilisatoren, antistatische Mittel, Wetterfestmittel, Flammenhemmer, Dispergiermittel und Keimbildungsmittel zum Ausgangsharz gegeben werden in Abhängigkeit von den Anwendungen und notwendigen Eigenschaften der herzustellenden Blasformteile.
Das Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen gemäß der Erfindung umfasst Herstellung eines Schmelzrohlings aus kristallinem Harz im Raum einer Blasform, Verschließen der Form und Einführung einer Druckflüssigkeit in den Rohling zum Blasen und dichten Anpressen des Rohlings gegen die Innenwand der Form, wodurch der Rohling entlang der Wand verfestigt wird, und das Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die Temperatur der Innenwand der Form so kontrolliert wird, dass sie zwischen eine Temperatur fällt, die um 20°C niedriger ist als die Kristallisations-Temperatur (im folgenden als Tc bezeichnet) des kristallinen Harzes und eine Temperatur, die unterhalb der Temperatur liegt, die um 5°C niedriger ist als der Schmelzpunkt (im folgenden als Tm bezeichnet) des kristallinen Harzes, während der Rohling in der Form hergestellt wird, und dass nach Verschließen der Form, um den Rohling darin einzuklemmen, eine Druckflüssigkeit in den so eingeklemmten Rohling eingeführt wird, dann die Form mit dem darin enthaltenen Rohling so erwärmt wird, dass die Temperatur der Innenwand zwischen eine Temperatur fällt, die um 10°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes und eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Harzes, der Rohling während einer Zeit zwischen 10 Sekunden und 3 Minuten in der Form bei der kontrollierten Temperatur gehalten wird, die zwischen eine um 10°C niedriger als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes liegende Temperatur und eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Harzes fällt, und schließlich die Form abgekühlt und das blasgeformte Formteil aus der Form entnommen wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Blasformteilen besteht darin, dass die Temperatur der Innenwand der Form so kontrolliert wird, dass sie um 5 bis 10°C niedriger ist als die Kristallisations-Temperatur des kristallinen Harzes, während der Rohling in der Form hergestellt wird.
Im Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Einzelschicht-Blasformteilen wird auf die Kristallisations-Temperatur und den Schmelzpunkt des kristallinen Harzes zur Bildung des Schmelzrohlings Bezug genommen. Andererseits wird beim Verfahren zur Herstellung von Mehrschicht-Blasformteilen Bezug genommen auf die Kristallisations-Temperatur und den Schmelzpunkt des kristallinen Harzes, das die äußerste Schicht des Schmelzrohlings bilden soll. Wie vorstehend erwähnt kann das Ausgangsharz zur Bildung von Blasformteilen gemäß der Erfindung Färbemittel und weitere verschiedene Additive enthalten. Dementsprechend können die Kristallisations-Temperatur und der Schmelzpunkt des Harzes, die im Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung in Bezug genommen werden, diejenigen des Färbemittel und verschiedene Additive enthaltenden kristallinen Harzes sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen wird konkreter beschrieben. Unter Verwendung einer Extrusionsformmaschine wird kristallines Harz, wie das oben erwähnte, schmelzextrudiert, um einen röhrenförmigen Schmelzrohling zu bilden, und der Rohling wird mit festgeklammertem unterem Ende in den Raum einer geöffneten Blasform gehängt. Dann wird der Rohling in einigem Ausmaß vorgeblasen. Während oder nach dem Vorblasschritt wird die Form verschlossen, und der so vorgeblasene Rohling wird schließlich in der verschlossenen Form geblasen. Bei diesem Verfahren wird die Temperatur der Innenwand der Form so kontrolliert, dass sie zwischen (Tc – 20)°C und (Tm – 5)°C liegt, jedoch niedriger als (Tm – 5)°C, bevorzugt zwischen (Tc – 10) und (Tc-5)°C, während der Rohling in der Form hergestellt wird, oder d.h., kurz bevor der Rohling in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wird. Der Grund für die Temperatur-Kontrolle der Innenwand der Form liegt darin, dass, falls der Rohling in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wird, während die Temperatur der Innenwand der Form noch niedriger ist als (Tc – 20)°C, das blasgeformte Formteil aus der Form Oberflächengleichmäßigkeit verliert und die Oberfläche zu sehr aufgeraut wird. Als Ergebnis wird das Aussehen des blasgeformten Formteils schlecht sein. Falls jedoch der Rohling in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wird, während die Temperatur der Innenwand der Form bei mehr als (Tm – 5)°C gehalten wird, kann die Oberflächenhärte des resultierenden Blasformteils nicht erhöht werden.
Als nächstes wird die Form mit dem Rohling darin verschlossen, und der Rohling wird so in der Form festgeklemmt und dann wird eine Druckflüssigkeit in den Rohling eingeführt. In diesem Schritt wird die Form mit dem Rohling darin so erwärmt, dass die Temperatur der Innenwand zwischen (Tm – 10)°C und (unter Tm) liegt, bevorzugt zwischen (Tm-10)°C und (Tm – 5)°C, und der Rohling wird in der Form bei der kontrollierten Temperatur zwischen (Tm – 10)°C und (unter Tm), bevorzugt zwischen (Tm – 10)°C und (Tm – 5)°C während einer ausreichenden Zeit gehalten, die dafür genügt, dass der so blasgeformte Formteil aus dem Rohling eine Oberflächenhärte aufweist, die nicht niedriger ist als Grad HB ausgedrückt als Bleistifthärte, die in einem Bleistiftkratztest gemessen wird. Schließlich wird die Form auf eine Temperatur gekühlt, bei der das darin hergestellte blasgeformte Formteil entnommen werden kann, dann die Form geöffnet, und das Formteil wird entnommen. Die Temperatur-Kontrolle in diesem Schritt ist dadurch begründet, dass, falls die Temperatur der Innenwand der Form höher ist als die Temperatur unterhalb Tm, nachdem das Formteil in der Form eingeklemmt wurde, die Oberflächenhärte des resultierenden blasgeformten Formteils aus dem Rohling niedrig sein wird; und falls die Temperatur niedriger ist als (Tm – 10)°C, die Oberflächenhärte des blasgeformten Formteils aus dem Rohling ebenfalls niedrig sein wird. Im letzten Schritt dieses Blasformverfahrens muss die Zeit, während der der Rohling in der Form bei der kontrollierten Temperatur zwischen (Tm – 10)°C und (niedriger als Tm) gehalten wird, dafür ausreichen, dass der so blasgeformte Formteil aus dem Rohling eine Oberflächenhärte von nicht weniger als Grad HB aufweist, bevorzugt nicht niedriger als Grad F, ausgedrückt als Bleistifthärte, gemessen in einem Bleistiftkratztest. Die notwendige Zeit wird in einigem Ausmaß variieren in Abhängigkeit vom Typ des verwendeten kristallinen Harzes, dem Profil des schließlich zu erhaltenden blasgeformten Formteils und der Temperatur der Innenwand der verwendeten Form, ist jedoch zwischen bevorzugt 20 Sekunden und 3 Minuten. Wenn die Verweilzeit länger ist als 3 Minuten, kann die Oberflächenhärte des blasgeformten Formteils nicht mehr ansteigen, und eine solche lange Verweilzeit ist eher unvorteilhaft, da sie die Zeit des Formungszyklus verlängert.
Um die Temperatur der inneren Oberfläche der Blasform spezifisch zu kontrollieren, ist jede übliche Methode zur Erwärmung von Formen verwendbar. Beispielsweise kann die Blasform durch Zirkulieren eines Wärmemediums wie Öl, Dampf oder Druckwasser im Inneren erwärmt werden, oder sie kann elektrisch in jedem beliebigen Modus des Inneren Erwärmens oder äußeren Erwärmens erwärmt werden.
Während der kristalline Harzrohling in Kontakt mit der Innenwand der Form gehalten wird, nimmt er das Design der Innenwand auf, die die Höhlung der Form bildet. Wenn der Innenwandaufbau der Form so auf seine Oberfläche übertragen wurde, wird der geblasene Rohling gekühlt und verfestigt, so dass er ein blasgeformten Formteil wird. Dafür kann die Form mit dem geblasenen Rohling darin gekühlt werden; oder eine Druckkühlflüssigkeit kann in die Höhlung des geblasenen Rohlings in der Form eingeführt werden, um dadurch direkt den geblasenen Rohling zu kühlen. Bevorzugt ist die Druckkühlungsflüssigkeit eine, welche eine abgesenkte Temperatur aufweist, die nicht höher ist als Raumtemperatur. Bevorzugt als Druckkühlungsflüssigkeit ist Pressluft mit einer Temperatur von nicht mehr als –20°C, bevorzugter nicht mehr als –30°C, und mit einem Druck, der zwischen 2 und 10 kg/cm²G oder so liegt. Um das Fließen der Druckkühlungsflüssigkeit in dem geblasenen Rohling zu ermöglichen, wird ein Ableitungsrohr für Druckflüssigkeit in den Rohling gleichzeitig mit dem Einlassrohr für Druckflüssigkeit zum Expandieren des Rohlings eingeführt, und der Stopfen des Ableitungsrohrs wird direkt nach dem Beginn des Kühlens des geblasenen Rohlings geöffnet, so dass die Druckflüssigkeit, die in Kontakt mit dem geblasenen Rohling bei hoher Temperatur war und so erwärmt wurde, durch das Ableitungsrohr aus dem Rohling entfernt wird. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Kühlungsgeschwindigkeit durch Kontrollieren der Flussrate der durch das Ableitungsrohr aus dem geblasenen Rohling entnommenen Druckflüssigkeit kontrolliert wird, so dass der Druck in der Höhlung des geblasenen Rohlings während der gesamten Zeit konstant bleibt, in der der Rohling gekühlt wird.
Die Blasformmaschine, die zur Herstellung der Blasformteile auf die hier beschriebene Weise verwendet wird, kann jede übliche sein. Bevorzugt ist die Höhlungsoberfläche der hier zu verwendenden Blasform in einem Grad von mindestens #800, bevorzugter mindestens #1000 poliert. Ebenfalls bevorzugt hat die Blasform Belüftungsöffnungen. Noch bevorzugter sind die Belüftungsöffnungen durch den Teil der Form vorgesehen, um den herum einiges Gas zwischen dem Rohling und der Form verbleibt, beispielsweise durch den Teil der Form, der in großem Ausmaß konkav ist, um eine tiefe Höhlung in der Formhöhle zu bilden. In diesem Teil der Form ist es häufig nicht möglich, dass der geblasene Rohling akkurat das Formdesign aufnimmt (Formdesign-Übertragungsfehler), und es ist wünschenswert, Belüftungsöffnungen durch diesen Teil der Form bereitzustellen. In der Form mit solchen Belüftungsöffnungen können Blasformteile gut geformt werden, obwohl sie eine komplizierte Form aufweisen, und ihr Oberflächenzustand ist gut. Die Öffnung jeder Belüftungsöffnung kann zwischen 0,2 und 0,5 mm oder so im Durchmesser liegen, ist jedoch bevorzugt höchstens 100 μm, bevorzugter höchstens 80 μm, zur Herstellung von Blasformteilen mit besserem Aussehen. Der Öffnungsabstand (Öffnung-Öffnung-Abstand) kann höchstens 100 mm sein, jedoch bevorzugt höchstens 50 mm, noch bevorzugter höchstens 30 mm.
Auf die hier beschriebene Art und Weise wird kristallines Harz in eine Form blasgeformt, während die Temperatur der Form spezifisch so kontrolliert wird, dass sie in einen spezifischen Bereich fällt. Im letzten Schritt des Blasformverfahrens wird der geblasene Rohling während einer vorher bestimmten Zeit bei einer Temperatur gehalten, die in einen spezifischen Bereich fällt. Das so hergestellte blasgeformte Formteil hat gute Oberflächeneigenschaften wie guten Oberflächenglanz und gute Kratzfestigkeit. Spezifisch ist der Oberflächenglanz mindestens 80 %, gemessen bei einem Einfallswinkel von 60° entsprechend JIS K7105, und die Oberflächenkratzfestigkeit, ausgedrückt als Bleistifthärte, gemessen in einem Bleistifthärtetest entsprechend JIS K5400, entspricht mindestens dem Grad HB.
Die Erfindung wird konkreter unter Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben.
[Beispiel 1]
Ein Keimbildungsmittel, Natrium-2,2-methylen-bis(4,6-di-t-butylphenyl)phosphat (Asahi Denka NA11) wurde zu einem Ausgangsharz, Homopolypropylen, mit einem Schmelzindex (bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg) von 0,6 g/10 min. (Idemitsu Petrochemical, Idemitsu Polypro E-105GM) zur Herstellung einer Harz-Zusammensetzung gegeben, in dem die Konzentration des Keimbildungsmittels 1000 ppm war.
Das Ausgangsharz (Homopolypropylenharz-Zusammensetzung) wurde in einen Extruder gegeben und darin geschmolzen und geknetet. Bei einer Harz-Temperatur von 230°C wurde dieses zu einem Schmelzrohling geformt. Der Schmelzrohling wurde im Zentrum einer Blasform aufgehängt und an seinem unteren Ende eingeklemmt, und der Rohling wurde unter diesen Bedingungen vorgeblasen. Als nächstes wurde der vorgeblasene Rohling in der Blasform festgeklemmt, die Form wurde verschlossen, und Pressluft mit einem Druck von 6 kg/cm²G wurde in die Form eingeleitet, wodurch der Rohling geblasen wurde.
Während des Schritts des Blasformens wurde die Temperatur der Blasform wie folgt kontrolliert: nach Herstellung des Rohlings in der Form, jedoch vor In-Kontakt-Bringen mit der Innenwand der Form, wurde die Temperatur der Innenwand der Form bei 120°C kontrolliert; dann wurde nach Einklemmen des Rohlings in der Form die Temperatur auf 160°C erhöht; und anschließend wurde die erhöhte Temperatur von 160°C als solche während 3 Minuten gehalten, wobei der geblasene Rohling bei dieser Temperatur konditioniert wurde, dann wurde die Form auf 80°C gekühlt und geöffnet, und das blasgeformte Formteil wurde aus der Form entnommen. In diesem Beispiel 1 ist die Temperatur, 120°C, der Innenwand der Form, in der der Rohling hergestellt wurde, um 5°C niedriger als die Kristallisations-Temperatur des Ausgangsharzes (Homopolypropylenharz-Zusammensetzung); und die Temperatur, 160°C, der Innenwand der Form, in der der Rohling eingeklemmt wurde, ist um 5°C niedriger als der Schmelzpunkt des Ausgangsharzes.
Die Höhlungsoberfläche der hier verwendeten Blasform war hochglanzpoliert, so dass ein Grad der Oberflächenglätte von 0,2 s erzielt wurde; und die Form war mit Belüftungsöffnungen von 100 μm Durchmesser in einem Öffnungsabstand von 10 mm versehen.
Der Oberflächenglanz des blasgeformten Formteils wurde entsprechend JIS K7105 gemessen, wobei ein Oberflächenglanz-Messgerät (Nippon Denshoku Kogyo UGS Sensor) verwendet wurde. Kurz gesagt, wurden 6 Teststücke von 50 mm × 50 mm Größe des Formteils jeweils an 5 Stellen gemessen, und die Daten wurden gemittelt. Was die Bedingungen für die Messung betrifft, so war der Einfallswinkel zwischen der lichtaufnehmenden Oberfläche des Teststücks und der Richtung des Lichts darauf von einer Lichtquelle aus 60°C, und das Licht wurde auf der Oberfläche des Teststücks in der Richtung reflektiert, die genau entgegengesetzt zum einfallenden Strahl der Richtung war. Unter diesen Bedingungen wurde der 60-Grad-Spiegeloberflächenglanz jedes Teststücks gemessen.
Die Oberflächenkratzfestigkeit des blasgeformten Formteils wurde in einem Bleistifttest entsprechend JIS K5400 gemessen, für den ein Bleistiftkratztester für Beschichtungsfilme (von Yasuda Seiki Seisakusho) verwendet wurde. In dem Test wurden Laborbleistifte verwendet, die von der Coating Film Test Association of Japan genehmigt sind. Kurz gesagt, wurden 6 Teststücke von 70 mm × 70 mm × 4,5 mm Größe getestet, um ihre Bleistifthärte zu messen. Der Minimalwert der Daten (dies ist der Konzentrationscode des weichsten Bleistiftes aller getesteten) gibt die Oberflächenkratzfestigkeit des hier hergestellten blasgeformten Formteils an. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Das Aussehen und der visuelle Glanz des hier hergestellten blasgeformten Formteils wurde ebenfalls geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Das Aussehen des Formteils wurde wie folgt beurteilt:

(1) Proben, die frei sind von Falten, Streifen und Fischaugen, die das Aussehen stören, sind gut (0). Düsenlinien, falls vorhanden, sind in diesen Proben vernachlässigbar; und die Proben haben einen gleichmäßigen Oberflächenglanz.
(2) Proben mit einigen Falten, Streifen und Fischaugen, die ihr Aussehen stören, sind nicht so gut (∆). Düsenlinien sind in diesen Proben vernachlässigbar, der Oberflächenglanz der Proben ist jedoch nicht gleichmäßig.
(3) Proben mit deutlichen Falten, Streifen und Fischaugen, die deutlich ihr Aussehen stören, sind schlecht (X). Düsenlinien sind in diesen Proben deutlich, und der Oberflächenglanz der Probe ist nicht gleichmäßig.

Der visuelle Glanz der Formteile wurde wie folgt beurteilt:

(1) Proben mit einem vollständig gleichmäßigen Oberflächenglanz, bei Prüfung bei visueller Betrachtung sind gut (o).
(2) Proben mit einem teilweisen Oberflächenglanz bei Prüfung bei der visuellen Betrachtung sind mittel (∆). In diesen Proben kann teilweise Oberflächenglanz beobachtet werden.
(3) Proben ohne Oberflächenglanz bei Prüfung bei visueller Beobachtung sind schlecht (X).

[Beispiel 2]
Dieselbe Homopolypropylenharz-Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde als Ausgangsharz für die äußere Schicht einer Zweischicht-Struktur verwendet. Für die Basisschicht der Struktur wurde eine Propylen-Block-Copolymer-Zusammensetzung verwendet. Diese wurde hergestellt durch Schmelzen und Kneten von 75 Gew.-% eines Propylen-Block-Copolymeren (Idemitsu Petrochemical Idemitsu Polypro E-185G), aufgebaut aus einer Polypropylen-Komponente und einer Polyethylen-Komponente und mit einem Schmelzindex (bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg) von 0,1 g/10 min; 5 Gew.-% hochdichtem Polyethylen (Idemitsu Petrochemical Idemitsu Polyethylene 750LB) mit einem Schmelzindex (bei 190°C unter einer Last von 2,16 kg) von 0,03 g/10 min; und 20 Gew.-% einem anorganischen Füllstoff, Talkum (mit einer mittleren Partikelgröße von 1,5 μm und einem mittleren Längenverhältnis von 15). Diese Ausgangsharze für die Außenschicht und die Basisschicht wurden in verschiedenen Extrudern separat geschmolzen und geknetet und durch eine Kreuzkopfdüse zur Herstellung eines Zweischicht-Schmelzrohlings geführt.
Der Zweischicht-Schmelzrohling wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem blasgeformten Formteil geblasen und geformt. Für die Temperatur-Kontrolle der Blasform dafür wurde jedoch der geblasene Rohling bei der kontrollierten Temperatur von 160°C während 0,5 Minuten gehalten. Das so blasgeformte Formteil hatte eine Zweischicht-Struktur. Die Zweischicht-Wand im zentralen Teil dieses Formteils bestand aus der Basisschicht mit einer Dicke von 4 mm und einer Oberflächenschicht mit einer Dicke von 500 μm.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle angegeben.
[Beispiel 3]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch die Temperatur der Blasform so kontrolliert wurde, dass der geblasene Rohling in der Form bei einer kontrollierten Temperatur von 160°C während 1 Minute heißgehalten wurde.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Beispiel 4]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch die Temperatur der Blasform so kontrolliert wurde, dass der geblasene Rohling in der Form bei einer kontrollierten Temperatur von 160°C während 3 Minuten heißgehalten wurde.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt wurde, wurde bei 72°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; dann wurde der Rohling in der Form festgeklemmt und anschließend auf 165°C aufgeheizt; und der so erwärmte Rohling wurde noch bei 165°C während 5 Sekunden gehalten.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt wurde, wurde bei 76°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; dann wurde der Rohling in der Form festgeklemmt und anschließend auf 162°C aufgeheizt; und der so erwärmte Rohling wurde noch bei 162°C während 5 Sekunden gehalten.
Der blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 3]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt wurde, wurde bei 120°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; dann wurde der Rohling in der Form festgeklemmt und anschließend auf 80°C gekühlt; und das blasgeformte Formteil wurde aus der Form entnommen.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 4]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt worden war, wurde bei 120°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; dann wurde der Rohling in der Form immer noch bei 120°C festgeklemmt; und trockene Luft von –35°C wurde in die Höhlung des geblasenen Rohlings eingeleitet, um den Rohling schnell zu kühlen, während die erwärmte Luft aus dem Rohling entfernt wurde.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 5]
Ein Einzelschicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt worden war, wurde bei 50°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; und der Rohling wurde dann zu einem blasgeformten Formteil immer noch bei der kontrollierten Temperatur von 50°C geblasen.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
[Vergleichsbeispiel 6]
Ein Zweischicht-Blasform-Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Dafür war jedoch die Temperatur-Kontrolle der Blasform wie folgt: der Rohling, der in der Form hergestellt worden war, wurde bei 50°C gehalten, bevor er in Kontakt mit der Innenwand der Form gebracht wurde; und der Rohling wurde dann zu einem blasgeformten Formteil immer noch bei der kontrollierten Temperatur von 50°C geblasen.
Das blasgeformte Formteil wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hinsichtlich Oberflächenglanz, Oberflächenkratzfestigkeit, Aussehen und visuellem Glanz getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Da sie einen guten Oberflächenglanz und eine für Kratzfestigkeit ausreichende hohe Oberflächenhärte aufweisen, werden die Blasformteile gemäß der Erfindung verbreitet in verschiedenen Gebieten der Automobilteile und Haushaltseinrichtungen verwendet, für die solche Eigenschaften erforderlich sind. Solche Blasformteile mit den oben genannten Eigenschaften werden effizient entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, welches ein einfaches Verfahren nur für die spezifische Kontrolle des Temperatur-Profils der inneren Oberfläche der hier verwendeten Blasform erfordert.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen, welches Herstellung eines kristallinen Harzschmelzerohlings im Innenraum einer Blasform, Zuklammern der Form und Einleitung einer Flüssigkeit unter Druck in den Rohling zum Blasen und dichten Anpressen des Rohlings gegen die Innenwand der Form, wodurch der Rohling an der Wand entlang verfestigt wird, Kühlen der Form und Entnehmen des blasgeformten Formteils umfasst, wobei das Verfahren dadurch charakterisiert ist, dass die Temperatur der Innenwand der Form so kontrolliert wird, dass sie während der Herstellung des Rohlings in der Form zwischen einer um 20°C niedrigeren Temperatur als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes und einer Temperatur liegt, die unterhalb der Temperatur liegt, die um 5°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes, und dass nach dem Zuklammern der Form zum Einpressen des Rohlings darin eine Flüssigkeit unter Druck in den so verspannten Rohling eingeführt wird, dann die Form mit dem darin enthaltenen Rohling so erwärmt wird, dass die Temperatur der Innenwand zwischen einer Temperatur, die um 10°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes und einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Harzes liegt, und dass der Rohling in der Form bei dieser kontrollierten Temperatur während einer Zeit zwischen 10 Sekunden und 3 Minuten gehalten wird.
Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen nach Anspruch 1 , wobei das Verfahren dadurch charakterisiert ist, dass die Temperatur der Innenwand der Form so kontrolliert wird, dass sie um 5 bis 10°C niedriger ist als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes, während der Rohling in der Form hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Form mit dem darin enthaltenen Rohling so erwärmt wird, dass die Temperatur der Innenwand um 5 bis 10°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes, welches den Rohling bildet, und dass der Rohling in der Form bei der kontrollierten Temperatur gehalten wird, die um 5 bis 10°C niedriger ist als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes.
Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Blasformteile Mehrschicht-Blasformteile aus mindestens zwei Schichten mit einer äußeren Schicht aus einem kristallinen Harz sind, welches Herstellung eines Mehrschicht-Schmelzrohlings im Innenraum einer Blasform umfasst.
Verfahren zur Herstellung von Blasformteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rohling in der Form während einer Zeit zwischen 20 Sekunden und 3 Minuten gehalten wird.