JP4495820B2

JP4495820B2 - 非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法

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Publication number: JP4495820B2
Application number: JP2000055144A
Authority: JP
Inventors: 武彦鷲見; 明彦松場
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: JP2001239577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢面や塗装用下地面などの表面特性の優れた中空成形品を製造することができる非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光沢面を有する中空成形品を製造するためのブロー成形方法としては、次に説明する（イ）および（ロ）等のブロー成形方法が知られている。
【０００３】
（イ）型開きされた金型のキャビティ表面温度を熱可塑性樹脂のビカット軟化温度以上の温度に加熱しておき、この温度を維持した状態で金型間にパリスンを配置したのち型閉じしてパリスンを狭持し、ついで加圧流体を導入してパリスンを膨張させてキャビティ表面に接触させたのち、前記キャビティ表面温度をビカット軟化温度−１０℃以下の温度まで冷却する、いわゆるホットスタート法（特開平７−１０８５３４号公報）。
【０００４】
（ロ）型開きされた金型のキャビティ表面温度を熱可塑性樹脂のビカット軟化温度より低い温度に加熱（一次昇温）しておき、この温度を維持した状態で金型間にパリスンを配置したのち型閉じしてパリスンを狭持し、ついで加圧流体を導入してパリスンを膨張させてキャビティ表面に接触させ、キャビティ表面温度を熱可塑性樹脂のビカット軟化温度を越えるピーク温度に加熱（二次昇温）し、ついで熱可塑性樹脂のビカット軟化温度より低い温度まで冷却する、いわゆるクールスタート法（特開平７−１４５９号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術のうち、（イ）のホットスタート法では、パリスンと金型キャビティ表面との間に介在するエアーが残り、そのエアーの形状が中空成形品の表面に現出するいわゆるエアーマークが発生する。特に、外観良好な光沢面が要求されるスポイラー等の複雑な形状の中空成形品の場合には、外観良好な光沢面を有する中空成形品を得ることはできない。
【０００６】
また、（ロ）のクールスタート法では、エアーマークの発生を防止できるものの、金型のキャビティ表面温度をピーク温度にまで加熱する二次昇温の昇温幅が大きいために二次昇温時間が長くなり、ひいては成形サイクルが長時間になる。
【０００７】
本発明は上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、成形サイクル時間を短縮することができるとともに、光沢面などの表面特性の優れた中空成形品を成形することができる非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法を実現することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法は、成形品の形状を賦型したキャビティを有する分割形式の金型を用い、型開きされた前記金型間に非晶性熱可塑性樹脂からなるパリスンを配置したのち型閉じし、ついで前記パリスン内に導入された加圧流体による内圧によって前記キャビティに沿う形状に膨張させたのち、前記金型中で冷却したのち型開きして成形品を取り出す非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法において、前記キャビティの表面が鏡面または表面粗さが０．９〜９．０μｍの範囲以内でかつ平均山間隔が１０〜１５０μｍの範囲以内であり、前記キャビティの表面の温度を、前記型閉じ完了時点の型閉じ温度（Ｔ₁）℃および前記加圧流体の導入中に前記型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃へ二次昇温させる金型加熱工程を備えており、しかも、前記ピーク温度（Ｔ₂）℃を前記非晶性熱可塑性樹脂の熱変形温度（Ｔ₀）℃＋３０℃以上とするとともに、該熱変形温度（Ｔ₀）℃を超えるブロー成形可能な温度領域で、前記型閉じ温度（Ｔ₁）℃から前記ピーク温度（Ｔ₂）℃へ二次昇温させる昇温幅を５℃以上にすることを特徴とするものである。
【０００９】
また、キャビティの表面が鏡面または表面粗さが０．９〜９．０μｍの範囲以内でかつ平均山間隔が１０〜１５０μｍの範囲以内である粗面とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記クールスタート法において、成形サイクル時間が長時間になる原因としては、型閉じ完了時点におけるキャビティ表面温度を熱可塑性樹脂のビカット軟化温度よりも低い一次温度とし、前記ビカット軟化温度を跨ぐように二次昇温させてピーク温度に達するように金型を加熱しているため、前記一次温度から前記ピーク温度まで昇温するための温度差が大きいことが挙げられる。
【００１１】
そこで、繰り返し実験を行なった結果、成形品の形状を賦型したキャビティを有し、キャビティの表面が鏡面である金型を用いて非晶性熱可塑性樹脂をブロー成形する場合、非晶性熱可塑性樹脂の熱変形温度（Ｔ₀）℃を基準とし、該熱変形温度（Ｔ₀）℃を超えるブロー成形可能な温度領域で、型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃まで二次昇温させることにより、成形サイクル時間を短縮できるばかりでなく、エアーマークの現出しない外観良好な光沢面を有する中空成形品をブロー成形できることが判明した。
【００１２】
また、表面粗さが０．９〜９．０μｍの範囲以内でかつ平均山間隔が１０〜１５０μｍの範囲以内である粗面のキャビティをもつ金型を用いて非晶性熱可塑性樹脂をブロー成形する場合、非晶性熱可塑性樹脂の熱変形温度（Ｔ₀）℃を基準とし、該熱変形温度（Ｔ₀）℃を超えるブロー成形可能な温度領域で、型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃まで二次昇温させることにより、成形サイクル時間を短縮できるばかりでなく、エアーマークの現出しない金型転写性の優れた中空成形品をブロー成形でき、この金型転写性の優れた中空成形品は、その表面に塗装を施すときに表面を研磨することのない優れた表面特性が得られることも判明した。以下に実験結果について詳しく説明する。
【００１３】
なお本発明において、非晶性熱可塑性樹脂とは、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、非晶性ポリアミド、ＡＢＳ樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ハイインパクトポリスチレン等、引張弾性率が２０００ｋｇ／ｃｍ²となる温度が７５℃以上のもの、好ましくは８５℃以上のものである。
【００１４】
（実験例１）
スクリュ径９０ｍｍの押出機を備えたブロー成形機を用い、熱変形温度（Ｔ₀ ）℃が８５℃のハイインパクトポリスチレン「Ａ＆Ｍスチレン（株）、グレード名４１５１」より光沢用パネル（縦：７００ｍｍ、横：３２０ｍｍ、高さ：２５ｍｍ、平均肉厚２．５ｍｍ）を下記成形工程によりブロー成形した。そして、得られたパネルから試験片を得てその表面の光沢度を計測することによって評価を行なった。その結果を表１に示す。
【００１５】
ここで、光沢度は、ＪＩＳＫ７１０５にしたがって、光沢度測定装置（（株）堀場製作所製ＧＲＯＳＳＣＨＥＣＫＥＲＩＧ−３１０）によって計測した６０°鏡面光沢の値である。
【００１６】
なお、使用した金型のキャビティの表面は鏡面を有し、かつ、金型に内設された熱媒体流路に熱媒体を流すことによってキャビティ表面の温度を変化させることができる分割形式の金型を使用した。
【００１７】
（成形工程）
（１）型開きされた金型間にパリスンを押し出して配置する。
【００１８】
本工程において、次の（２）の型閉じ完了時点において、キャビティ表面の温度が型閉じ温度（Ｔ₁）℃になるように金型加熱工程を開始する。
【００１９】
（２）上記（１）ののち、金型の型閉じを行なってパリスンを挟持するが、この型閉じ完了時点において、キャビティ表面の温度が型閉じ温度（Ｔ₁）℃になるように昇温する。
【００２０】
（３）上記（２）ののち、パリスン内に加圧流体を導入してその内圧によりキャビティ表面に沿って膨張させ、この加圧流体の導入中にキャビティ表面の温度を、型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃まで二次昇温する。
【００２１】
（４）上記（３）ののち、金型中で熱変形温度より低い温度まで冷却したのち、型開きしてブロー成形されたパネルを取り出す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１のサンプル１〜３から明らかなように、金型加熱工程において、型閉じ完了時点におけるキャビティ表面の温度である型閉じ温度（Ｔ₁）℃がビカット軟化点以下の７０℃では、ピーク温度（Ｔ₂）℃まで二次昇温させるための時間がかかり、ひいてはブロー成形サイクル時間が長くなってしまう。
【００２４】
表１のサンプル１〜９から明らかなように、光沢度が９０以上の外観良好な光沢面を得るには、金型加熱工程において、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１１５℃以上であることが必要条件となる。つまり、ピーク温度（Ｔ₂）℃が非晶性熱可塑性樹脂であるハイインパクトポリスチレンの熱変形温度（Ｔ₀）℃＋３０℃以上であることが必要条件となる。
【００２５】
表１のサンプル７〜１２から明らかなように、金型加熱工程において、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１１５℃以上であっても、二次昇温を行なわない場合は、光沢度が９０以上の外観良好な光沢面が得られない。
【００２６】
また、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１１５℃以上であっても、型閉じ温度（Ｔ₁）℃との間に５℃以上の温度差が必要である。つまり、金型加熱工程において、型閉じ温度（Ｔ₁）℃から５℃以上の昇温幅の二次昇温が必要条件となる。
【００２７】
（実験例２）
成形材料として、熱変形温度（Ｔ₀）℃が９５℃のＡＢＳ樹脂「テクノポリマー（株）、グレード名ＹＭ２４４」を用いた以外は、実験例１と同様である。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表２のサンプル２１〜２３から明らかなように、金型加熱工程において、型閉じ完了時点におけるキャビティ表面の温度、すなわち型閉じ温度（Ｔ₁）℃がビカット軟化温度以下の８０℃では、ピーク温度（Ｔ₂）℃まで二次昇温させるための時間がかかり、ひいてはブロー成形サイクル時間が長くなってしまう。
【００３０】
表２のサンプル２１〜３２から明らかなように、金型加熱工程において、光沢度が９０以上の外観良好な光沢面を得るには、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１２５℃以上であることが必要条件となる。つまり、ピーク温度（Ｔ₂）℃が非晶性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の熱変形温度（Ｔ₀）℃＋３０℃以上であることが必要条件となる。
【００３１】
表２のサンプル２８〜３２から明らかなように、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１２５℃以上であっても、二次昇温を行なわない場合は、光沢度が９０以上の外観良好な鏡面が得られない。
【００３２】
また、ピーク温度（Ｔ₂）℃が１２５℃以上であっても、型閉じ温度（Ｔ₁）℃との間に５℃の温度差が必要である。つまり、金型加熱工程において、型閉じ温度（Ｔ₁）℃から５℃以上の二次昇温が必要条件となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
【００３４】
キャビティの表面の温度を、型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃にまで二次昇温させるための所要時間が短時間ですみ、ひいてはブロー成形サイクル時間が短縮されて生産性が向上する。加えて、エアーマークのない光沢のある外観良好な光沢面を有する成形品を製造することができる。

Claims

成形品の形状を賦型したキャビティを有する分割形式の金型を用い、型開きされた前記金型間に非晶性熱可塑性樹脂からなるパリスンを配置したのち型閉じし、ついで前記パリスン内に導入された加圧流体による内圧によって前記キャビティに沿う形状に膨張させたのち、前記金型中で冷却したのち型開きして成形品を取り出す非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法において、
前記キャビティの表面が鏡面または表面粗さが０．９〜９．０μｍの範囲以内でかつ平均山間隔が１０〜１５０μｍの範囲以内である粗面であり、
前記キャビティの表面の温度を、前記型閉じ完了時点の型閉じ温度（Ｔ₁）℃および前記加圧流体の導入中に前記型閉じ温度（Ｔ₁）℃からピーク温度（Ｔ₂）℃へ二次昇温させる金型加熱工程を備えており、
しかも、前記ピーク温度（Ｔ₂）℃を前記非晶性熱可塑性樹脂の熱変形温度（Ｔ₀）℃＋３０℃以上とするとともに、該熱変形温度（Ｔ₀）℃を超えるブロー成形可能な温度領域で、前記型閉じ温度（Ｔ₁）℃から前記ピーク温度（Ｔ₂）℃へ二次昇温させる昇温幅を５℃以上にすることを特徴とする非晶性熱可塑性樹脂のブロー成形方法。