JPH05309725A - 異型中空成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】角形のような異型断面形状を有する中空成形体
において、肉厚の偏肉を防止し、均一な肉厚を有する異
型中空成形体の製造方法を提供する。 【構成】温度調節された熱可塑性樹脂の有底円筒状パリ
ソン１に、加圧流体を吹き込んでブロー成形金型２内で
中空成形品１０を成形するにあたり、該パリソン１の開
口部より挿入され伸縮可能となされた突出部３１を有す
るパリソン拡径装置３を用いて、パリソン１に加圧流体
を吹き込む直前又は吹き込むと同時もしくは吹き込んだ
直後に、該突出部３１をパリソン１の内壁に向けて押し
出すことにより、パリソン１を拡径してブロー成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異型中空成形体の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ブロー成形では、所定の樹脂
温度に温度調節されたパリソンをブロー成形金型内に供
給し、該金型内で加圧流体を吹き込んでパリソンを膨張
させ、パリソンを金型に押付けて中空成形体を製造して
いる。このようなブロー成形法では、有底円筒状のパリ
ソンを使用して、円筒状もしくは円筒状に近い中空成形
体を製造する場合は、肉厚の均一な中空成形体を比較的
容易に製造することができる。

【０００３】しかし、断面の形状が方形のような、角形
の中空成形体を製造する場合、円筒形の有底パリソンを
金型内で膨張させると、パリソンはまず金型内面のう
ち、最も近い距離にある側壁部及び底面部のほぼ中央部
分から接触し、次いで、他の部分への接触が起こり、最
後に角隅部と接触することになる。

【０００４】この場合、パリソンは金型と最初に接触し
た中央部分から冷却されることにより、その部分のパリ
ソンの伸びは小さくなり、その結果厚肉となる。これに
対して、中央部から遠い距離にある角隅部は、遅れて冷
却されるので、伸びが大きくなり、その結果薄肉とな
る。従って、中空成形体の断面形状が角形の容器の場合
は、側壁部や底面部の中央部分が厚く、角隅部が薄いも
のしか得られないという問題点があった。

【０００５】ここで、肉厚分布が問題にならなければ、
隅部の最小肉厚を確保しうるように製品全体を厚肉にす
ればよいが、一定厚みの最小肉厚を確保するために、製
品全体を厚肉にすることは製品の重量を重くするばかり
でなく、無駄な材料を使用することになるので好ましく
ない。また、製品や用途によっては、均一な肉厚精度が
重要な要求品質となる場合がある。

【０００６】そこで、中空成形体の肉厚を均一にする方
策として、例えば、予めパリソンの肉厚を偏肉化し、角
隅部に相当する部分を、他の部分より厚く成形する方法
が考えられる。しかしながら、この方法は、パリソン偏
肉化の調節を試行錯誤的に行うので、多大な時間とコス
トを必要とし実用的ではない。

【０００７】また、例えば、温度調節されたコアをパリ
ソンに部分接触させて、成形体の角隅部など延伸倍率の
高くなる部位に低温部を設け、伸びを低下させてブロー
成形し厚肉化する方法（特開昭６０−７３８３０号公
報）や、成形体の角隅部など延伸倍率が高くなる部位に
冷却ガスを吹きつけて、周囲より温度を低下させ、伸び
を低下させてブロー成形し厚肉化する方法（特開平１−
２２５２９号公報）が提案されている。

【０００８】しかしながら、上記方法はいずれも、パリ
ソンを部分的に冷却し温度を下げることにより、伸びを
低下させて厚肉化する方法であって、局部的な厚肉化に
は有効であっても、全体の肉厚を連続的に均一化するよ
うな冷却は難しい上に、例えば、ポリカーボネート樹脂
のように、ガラス転移点に近い温度で成形する場合は、
樹脂温度をガラス転移点付近まで下げると、延伸時に白
化を生じ、物性低下ならびに外観不良をもたらすという
問題点がある。

【０００９】また、ポリプロピレンのような結晶性樹脂
は、ブロー成形温度が融点に近く、延性が温度により敏
感に左右される材料なので、温度制御が不十分になる
と、均一な肉厚の成形体を安定して成形するのが難しく
なる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、角形のような
異型断面形状を有する中空成形体において、肉厚の偏肉
を防止し、均一な肉厚を有する異型中空成形体の製造方
法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の異型中空成形体
の製造方法は、熱可塑性樹脂の有底円筒状パリソンに、
加圧流体を吹き込んでブロー成形金型内で多角形の断面
形状を有する中空成形品を成形するにあたり、パリソン
の径方向に伸縮可能となされた突出部を有するパリソン
拡径装置を、パリソンの開口部より挿入し、パリソンに
加圧流体を吹き込む直前又は吹き込むと同時に、ブロー
成形金型の角隅部に向けてパリソンを径方向に押し出す
ことにより、パリソンを拡径してブロー成形することを
特徴とし、そのことにより、上記目的が達成される。

【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、パリソンの成形に用いられる熱可塑性樹脂とし
ては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブ
テン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン
系アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチ
レン・アクリル酸エチル共重合体、塩化ビニル樹脂、塩
素化塩化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ポリテト
ラフロロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ
アミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポ
リエーテルケトン、アクリロニトリル・ブタジエン・ス
チレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート等のブロ
ー成形可能な樹脂であればよく、これらを単独で使用し
てもよいし、二種以上混合したものを使用してもよい
し、二種以上の樹脂からなる積層品であってもよい。

【００１３】また、必要に応じて、これらの樹脂に、ガ
ラス繊維、カーボン繊維、ポリイミド繊維等の補強繊
維、タルク、炭酸カルシウム、マイカ等の充填剤、カー
ボンブラック、酸化チタン等の着色剤、可塑剤、安定剤
等が含まれていてもよい。

【００１４】本発明に用いられるパリソンは、有底円筒
状の射出成形により成形された中空成形品である。

【００１５】本発明に用いられる加圧流体としては、
水、油等の加圧液体でも使用可能であるが、空気、窒素
ガス等の加圧気体が好ましい。

【００１６】加圧流体の圧力は、ブロー成形金型の型締
め力以下で、使用される樹脂特性や製品形状、要求品質
により適宜決定されるが、２〜３００ｋｇ／ｃｍ² の範
囲が好ましい。

【００１７】パリソンはブロー成形する前に、パリソン
に使用した樹脂のガラス転移温度から融点の範囲で予熱
するのが好ましい。

【００１８】パリソン拡径装置の突出部を、ブロー成形
パリソンの径方向に角隅部に向けて押し出して、パリソ
ンの角隅部に対応する部分と平面部に対応する部分と
が、キャビティ金型内面から略等距離となるように拡径
して、ブロー成形することが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明によれば、パリソンの角隅部に対応する
部分と、平面部とが略同時にブロー成形用金型のキャビ
ティ内面と接触し冷却されるので、成形体の角隅部と平
面部との肉厚差が小さくなる。また、突出部の温度がパ
リソンの温度より低い場合は、角隅部に対応する部分が
やや肉厚で金型に接触し冷却するが、金型に接触した後
の冷却速度が平面部より遅いため、加圧流体で容易に塑
性変形し、角隅部から平面部に向けて樹脂が移動し角隅
部の厚肉化が防止され、角隅部と平面部の肉厚が均一と
なる。また、突出部の温度がパリソンの温度より高い場
合は、平面部に対応する部分がやや肉厚で金型に接触し
冷却するが、金型に接触した後の冷却速度が角隅部より
遅いため、加圧流体で容易に塑性変形し、平面部から角
隅部に向けて樹脂が移動し平面部の厚肉化が防止され、
角隅部と平面部の肉厚が均一となる。従って、得られた
異型中空成形体は、肉厚が均一なものとなる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２１】本発明に用いられるブロー成形用金型２
は、図１に示すように、主要部は、１対のキャビティ金
型２１、１対の口部金型２２及び口部コア金型２３から
構成されている。

【００２２】図１において、３は断面が円筒形のパリソ
ン拡径装置であり、その側部に、伸縮可能となされた突
出部３１が収納されている。この突出部３１は、エアシ
リンダー３２の駆動部３３の一端に装着されている。

【００２３】パリソン拡径装置３は、突出部３１が収納
された状態で、パリソン１の内部へ挿入される。また、
この突出部３１の形状は、特に限定されるものではない
が、パリソン１を破損しないように、滑らかに表面加工
され、パリソン１との接触部が丸みを持つようなものが
好ましい。

【００２４】また、パリソン拡径装置３の内部には、パ
リソン１が突出部３１と接触した際に、温度が低下する
のを防止したり、パリソン１の伸びを調節するために、
温度調節用の電気ヒーター３４が内蔵されていてもよ
い。

【００２５】突出部３１の材質は、耐熱性が要求される
場合は、金属、セラミック等が好ましく、耐熱性が余り
要求されない場合は、熱硬化性樹脂製や熱可塑性樹脂製
のものが使用可能である。また、これらの材料を組み合
わせて使用してもよい。

【００２６】さらに、突出部３１とパリソンとの接触面
には、パリソンとの接着を防止するための処理、例え
ば、フッ素樹脂コーティングがなされていてもよい。

【００２７】上記突出部３１が装着されたエアシリンダ
ー３２には、駆動エア圧力源（図示しない）に通じる管
路３５及び３６に接続されており、管路３５を通じて加
圧気体をエアシリンダー３２に供給して、駆動部３３を
伸長させることにより、突出部３１を径方向へ押し出
す。また、管路３６を通じて加圧気体をエアシリンダー
３２に供給して、駆動部３３を収縮させることにより、
突出部３１をパリソン拡径装置３の元の位置に収納す
る。

【００２８】この突出部３１は、上述のエアシリンダー
３２による駆動に限定されるものではなく、例えば、オ
イルシリンダーや電動アクチュエーター等、公知の任意
の方法が採用可能である。

【００２９】本発明により横断面が四角形の中空成形体
を製造する方法について、図１及び図２を参照しながら
説明する。

【００３０】まず、ブロー成形に適正な温度に調節され
た有底円筒状のパリソン１上端を、図１に示すように、
口部金型２２及び口部コア金型２３により保持して、ブ
ロー成形用金型２内に固定した後、パリソン１の内部に
パリソン拡径装置３を挿入する。

【００３１】パリソン１内に、注入孔２４を通じて加圧
流体を供給する直前もしくは加圧流体の供給と同時に、
管路３５を通じて加圧気体をパリソン拡径装置３のエア
シリンダー３２へ供給して、パリソン拡径装置３に設け
られた４基の突出部３１を、パリソン１内壁の角隅部を
形成する部位に向けて四方向（矢印方向）へ押し出す。
押し出された各突出部３１は、図２に示すように、溶融
状態のパリソン１を内面から拡径する。拡径する長さ、
時間は、成形体の角隅部１１と平面部１２が略同時に、
キャビティ金型２１内面と接触するように適宜決定す
る。得られる成形体の角隅部１１が厚くなったときは拡
径する長さを短くし、角隅部１１が薄くなったときは拡
径する長さを長くする。

【００３２】突出部３１の押し出しと同時又は押し出し
の直後に、パリソン１の内部に、注入路２４を通じて加
圧流体を吹き込み、パリソン１をキャビティ金型２１の
内面に沿って膨張させ、図３（ａ）及び図３（ｂ）に断
面を示すように、横断面が正方形の中空成形体１０をブ
ロー成形する。

【００３３】突出部３１は、パリソン１を拡径後、直ち
にパリソン拡径装置３の元の位置に収納する。

【００３４】次いで、中空成形体１０が取り出し可能と
なるまで、ブロー成形金型２の中で冷却した後、口部コ
ア金型２３及びパリソン拡径装置３を中空成形体１０よ
り抜き取り、キャビティ金型２１を開いて中空成形体１
０を取り出すことにより、横断面が正方形で肉厚が均一
な中空成形体１０が得られる。

【００３５】突出部の個数や押出し長さは、中空成形体
の横断面の形状や成形体の大きさに応じて決定され、例
えば、横断面が六角形の場合は、６基の突出部を有する
押圧装置を使用すればよい。

【００３６】中空成形体の横断面が、五角形や長方形の
ような異型のものも成形可能である。また、溶融状態の
パリソンを内面から押圧して、ブロー成形時に角隅部を
平面部より早くキャビティ内面に接触させて冷却するこ
とにより、角隅部の肉厚を平面部より厚く形成すること
ができる。

【００３７】さらに、パリソンを内面から押圧する圧力
や、突出部とキャビティ金型の内面とのクリアランスを
調整することにより、成形体の肉厚を調整することも可
能である。

【００３８】（実施例１）ポリカーボネート樹脂（住友
ノーガタック社製「３５１−１０」）を射出成形して、
有底円筒状パリソン１（肉厚６ｍｍ、外径９０ｍｍ×長
さ１５５ｍｍ）を成形した。該パリソン１を、図１に示
すように、１４０×１４０ｍｍの正方形のキャビティを
有する金型２の口部金型２２及びコア金型２３に保持し
て、ブロー成形ステージに移した後、パリソン１の開口
部からパリソン拡径装置３を挿入した。パリソン１の温
度を１７０℃に調節した後、パリソン拡径装置３に加圧
空気を送って、該パリソン拡径装置３に装着された４基
の突出部３１を０．３秒間だけ径方向へ７５ｍｍ押出し
て、溶融パリソン１の拡径を完了した後０．０２秒経過
して、９ｋｇ／ｃｍ² の加圧空気をパリソン１内に吹き
込んで、ブロー成形を行い、中空成形体１０（開口部外
径が９０ｍｍ、横断面が１４０×１４０ｍｍの正方形）
を得た。

【００３９】尚、パリソン拡径装置３は電気ヒータ３４
を内蔵したものを使用し、通電により１３０℃に保っ
て、パリソン１の径方向への拡径を行い、拡径を完了し
た後速やかに元の位置へ収納した。得られた中空成形体
１０の一側面の略中央部を横方向に切断した後、切断し
た断面の肉厚を測定し、その結果を図４に示した。

【００４０】（比較例１）パリソン拡径装置の突出部の
押し出しを止め、パリソンの径方向への拡径を行わなか
ったこと以外は、実施例１と同様にして、横断面が１４
０ｍｍ角の中空成形体をブロー成形した後、該成形体の
断面の肉厚を測定し、その結果を図４に示した。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、角形の異型断面形状を
有する中空成形体において、角隅部と平面部の肉厚の偏
肉を防止し、パリソンの肉厚調節を行うことなしに、均
一な肉厚を有する異型中空成形体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において、パリソン内に挿入されたパリ
ソン拡径装置を示す概要図である。

【図２】本発明において、パリソン拡径装置の突出部を
押し出してパリソンを拡径する状況を示す概要図であ
る。

【図３】（ａ）は中空成形体の縦断面図であり、（ｂ）
は中空成形体のＡ−Ａ’横断面図である。

【図４】図３（ｂ）Ａ−Ａ’横断面の肉厚分布を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ パリソン １０ 中空成形体 ２ 金型 ２１ キャビティ金型 ２２ 口部金型 ２３ コア金型 ２４ 注入孔 ３ パリソン拡径装置 ３１ 突出部 ３２ エアシリンダー ３３ 駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂の有底円筒状パリソンに、加
   圧流体を吹き込んでブロー成形金型内で多角形の断面形
   状を有する中空成形品を成形するにあたり、パリソンの
   径方向に伸縮可能となされた突出部を有するパリソン拡
   径装置を、パリソンの開口部より挿入し、パリソンに加
   圧流体を吹き込む直前又は吹き込むと同時に、ブロー成
   形金型の角隅部に向けてパリソンを径方向に押し出すこ
   とにより、パリソンを拡径してブロー成形することを特
   徴とする異型中空成形体の製造方法。