JPH0622875B2 - 非晶性樹脂製中空成形品の製造方法 - Google Patents

非晶性樹脂製中空成形品の製造方法

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JPH0622875B2
JPH0622875B2 JP13382488A JP13382488A JPH0622875B2 JP H0622875 B2 JPH0622875 B2 JP H0622875B2 JP 13382488 A JP13382488 A JP 13382488A JP 13382488 A JP13382488 A JP 13382488A JP H0622875 B2 JPH0622875 B2 JP H0622875B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性、表面外観性及び寸法精度に優れた非
晶性樹脂製中空成形品の製造方法に関する。
〔従来の技術〕 溶融したパリスンを金型内に配置し、ついでパリスン内
に気体を吹込みパリスンを金型キャビティに密着させて
中空成形品を成形する、いわゆるブロー成形はポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン
等の汎用樹脂を中心に多用されている。
また、最近では自動車用のバンパー、スポイラー等の大
型製品を変性ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネ
ート等の耐熱性に優れた非晶性樹脂をブロー成形するこ
とにより製造することが試みられており、特開昭62−
25154号公報にはブロー成形可能なポリカーボネー
ト樹脂組成物が記載されている。また、変性ポリフェニ
レンオキサイドもブロー成形が可能であることは知られ
ているが、ポリエチレン、ポリプロピレン等の結晶性汎
用樹脂やポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の非晶性汎用
樹脂に比べ融点が高く、また温度の僅かな変化により溶
融年度が急激に変化するためブロー成形性に劣るといわ
れており、またブロー成形後の中空成形品の表面外観も
損なうものであった。
よって、例えば非晶性樹脂をブロー形成した後、表面を
塗装し自動車用スポイラーを製造する際、ブロー成形し
た後の中空成形品の表面を塗装の処理として長時間、研
磨及び水とぎをする必要があり、その表面外観の向上に
多大の労力を費やすこととなる。一方、ブローされた中
空形成品の表面外観を向上する方法としてブロー成形時
の金型温度を融点付近まで高温として製造する方法も公
知であり、特開昭58−102734号公報には金型温
度を高温にして成形することのできる中空成形用金型が
記載されている。
このように、通常5℃〜20℃に冷却されている金型キ
ャビティ温度をパリスン温度とほぼ等しくすれば表面外
観は向上するといわれるが、成形品の冷却に時間を要
し、製造効率が低下するという問題があった。
〔従来の解決すべき課題〕
上記に説明した通り、従来の耐熱性に優れた非晶性樹脂
製中空成形品にあっては、融点が高いことからパリスン
内に気体を吹込みパリスンを金型キャビティに密着させ
る製造方法にて製造された中空体の表面は、ダイライ
ン、エアーマーク等のパリスンに起因する表面外観不
良、および金型キャビティに密着状態に起因する表面外
観不良が、斑点あるいは線状痕として表われ表面外観を
損なうものであった。また、金型キャビティ温度をパリ
スンの融点付近の温度まで高温化して表面外観を向上す
ることも知られていたが、金型キャビティ温度を高温と
した後、金型から成形品を取出すまでに高温となった金
型キャビティ温度を冷却する必要があることから成形サ
イクルが長くなり製造効率の低下をきたす問題があっ
た。
本発明者らは、金型キャビティ温度の非晶性樹脂製中空
成形品の表面外観について検討した結果、引張弾性率が
2000kg/cm2となる温度と金型キャビティ温度との
特定の関係に着目し、非晶性樹脂の融点よりはるかに低
い温度であっても、ある特定の範囲内であれば表面外観
に優れ、且つ寸法精度の優れた非晶性樹脂製中空成形品
が得られることを見い出した。
すなわち本発明は、耐熱製に優れた非晶性樹脂製中空成
形品の表面外観を従来の如く成形サイクルを長くするこ
となく向上し、且つ樹脂の成形収縮等に伴なう変形を抑
え寸法精度を向上する製造方法を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は引張弾性率が2000kg/cm2となる温度が7
5℃以上に非晶性樹脂からなるパリスンを金型内に配置
し、ついでパリスン内に気体を吹込みパリスンを金型キ
ャビティに密着させるに際し、金型キャビティ温度y
(℃)を非晶性樹脂の引張弾性率が2000kg/cm2
なる温度x(℃)に対して y=(0.96x−37)〜(0.96x+3 ) の範囲内になるように設定して密着させることを特徴と
する非晶性樹脂製中空成形品の製造方法に関する。
本発明における引張弾性率とは、JIS−K−7113
に準拠し、2号形試験片を用い、試験速度2mm/min で
試験した値を示すもので、融点、ビカット軟化点とは必
ずしも相関関係にはなく、また、同種の非晶性樹脂であ
ってもそれぞれ樹脂の特性により異なった値を示す。
引張弾性率が2000kg/cm2となる温度が75℃以上
さらには85℃以上の非晶性樹脂は耐熱性に優れてい
る。例えば変性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
テルイミドである。また、非晶性樹脂のブレンド物とし
てはABS樹脂とポリカーボネートとのブレンド物、ポ
リサルフォンとABS樹脂のブレンド物等である。
また、本発明における非晶性樹脂とは、非晶性樹脂成分
が30重量%以上である、非晶性樹脂と結晶性樹脂との
ブレンド物で、引張弾性率が2000kg/cm2となる温
度が75℃以上の樹脂であってもよい。例えば、非晶性
樹脂と結晶性樹脂とのブレンドとしては変性ポリフェニ
レンオキサイドとポリアミドのブレンド物、ポリカーボ
ネートとポリブチレンテレフタレートとのブレンド物等
である。第5図は非晶性樹脂の引張弾性率が2000kg
/cm2となる温度x(℃)と上記樹脂からなるパリスン
を密着させる際の金型キャビティ温度y(℃)との関係
を示すもので、 y<0.96X−37・・・(第5図中a部分) となると、パリスンが金型キャビティに密着する際、良
好に密着せずパリス表面のダイライン、メルトフラクチ
ャー及びパリスンと金型キャビティ間にて発生するエア
ーマークその他の斑点あるいは線状痕の外観不良が成形
品に発生する。また、 y>0.96x+3 ・・・(第5図中b部分) なると、成形後ヒケ・ソリ等の変形が生じ寸法精度に劣
ることとなる。よって、本発明の製造方法にあっては、 y=(0.96x-37)〜(0.96x+3)・・・(第5図中c部分) の範囲内に設定することが必要であるが、さらには、 y=(0.96x−27)〜(0.96x−2 ) の範囲内に設定することが、表面外観及び寸法精度の点
で好ましく、xが180℃以内にすることが成形サイク
ルの短縮及び成形工程の簡略化の点で好ましい。
本発明にて得られる中空成形品とは、エアスポイラー、
バンパー、フェンダー、サイドモール、アームレスト等
の自動車部品、テーブル、キャビネット、ラック等の家
具部材、複写機、コンピューター等のハウジングパネ
ル、その他のタンク、ボトル、トレイ、ケース等であ
り、光沢表面、彫刻表面、微細凹凸表面を有する中空成
形品である。とくに、そのなかでも、中空部の偏平率が
高い中空2重壁構造の中空成形品は成形後の変形が発生
し易い傾向にあることから本発明の製造方法は有用であ
る。
また、本発明の製造方法にて得られた中空成形品は表面
外観に優れることから、外観の重要視される用途に好適
であるが、とくに、本発明の製造方法にてブロー成形し
た後中空成形品の表面にエアースプレーガン塗装、静電
塗装、あるいは浸漬塗装により塗膜を積層した中空成形
品はとくに有用である。すなわち、本発明の製造方法に
よれば中空成形品の表面外観を従来の方法に比べ、はる
かに向上することはできるが、さらに、表面外観を向上
し、光沢性を向上するには、中空成形品の成形表面に塗
装を行うこともできる。すなわち、本発明の製造方法に
てブロー成形した後、簡便に前処理を行った後、あるい
は前処理を行なわず、プライマー層及び塗膜層の合計膜
厚が5μm〜150μm好ましくは20μm〜100μ
mの範囲内で塗装を行なうことにより、ブロー成形した
後の表面に仮りに僅かの斑点あるいは線状痕が発生して
いたとしても、本発明にあっては塗装によりほぼ完全に
外観不良を解消できる程度の表面状態まで成形できるこ
とから、従来に比べ大幅に研磨、水とぎ等の前処理及び
塗装工程を簡略化することができる。なお、合計膜厚が
5μm未満であると、表面の光沢感が失なわれ細かい素
地の肌荒れが発生する。という問題が発生し、一方15
0μmを越えると、水とぎ等の前処理を完全に行われな
い場合ゆず肌が顕著に現われるという問題が発生するこ
とから、塗装を行なう場合の合計膜厚は5μm〜150
μmが好ましい。
また、本発明の製造方法に使用される金型の材質は、
鉄、アルミニウム、クロムなどにて金型キャビティを構
成することができ、また、金型キャビティにフッ素等の
表皮層を構成することもできる。また、金型キャビティ
の温度調節手段としては、金型内に油またはスチームを
循環させる方法、金型キャビティを電熱ヒーターにて加
熱する方法、また高周波誘導加熱にて加熱する方法等公
知の温度調節手段を用いることができる。
〔作用〕
非晶性樹脂の引張弾性率が2000kg/cm2となる温度
xは、その非晶性樹脂の融点よりはるかに低い温度であ
る。
一般に成形する金型キャビティ温度と成形される樹脂の
融点との間の温度差がひらけば、それだけ表面外観が損
なわれるとされているが、本発明者らの研究によればあ
る特定の範囲内では表面外観の低下が抑制できることが
見い出された。
また、非晶性樹脂をパリスンを金型内に配置し、パリス
ン内に気体を吹込みパリスンを金型キャビティに密着し
た後、金型内で成形品を冷却した直後において、通常成
形品は完全に固化した状態となっていない。よって、金
型内で成形品を冷却して成形品を金型より取出した後に
おいても非晶性樹脂製中空体はヒケ・ソリ等の変形を生
じるおそれがある。とくに、従来の金型キャビティを高
温化して表面外観を向上する手段にあっては、金型内で
の冷却時間を長くしいも、成形された非晶性樹脂の金型
キャビティに接触している外表面側、気体の吹込まれる
内表面側及び壁内部とでは温度が生じており、成形後ヒ
ケ・ソリ等の変形の生じる可能性が高い。しかしながら
本発明にあってはその温度差も比較的少なく、ヒケ・ソ
リ等の変形の生じることもなく、また成形サイクルが長
くなることもない。
〔実験例〕
第1表にて示す各非晶性樹脂を下記に示す方法でブロー
成形し、実験例1〜10の中空成形品サンプルを得た。
なお、各実験例では金型キャビティ温度を変えてブロー
成形し、各サンプルNo.の中空成形品サンプルを得た。
そして、ブロー成形後の成形表面の表面外観を斑点及び
線状痕の状態で、また寸法精度を変形度で測定した。
ついで、中空成形品の成形表面に、下記に示す方法で塗
装を行なった後、塗装表面の表面外観を中空成形品の成
形表面と同様の方法にて測定した。評価結果は第3表に
示す通りである。なお、第3表に示す評価は、各サンプ
ルNo.それぞれ5個を測定し平均値を算出したものであ
り、詳細な評価方法は下記に示す通りである。
ブロー成形 非晶性樹脂をスクリュー径90mmの押出機にて溶融した
後アキュームレータ内に溶融樹脂を蓄積し、ついで、第
1図に示す如く押出ヘッド1より筒状のパリスン2とし
て押出して分割形式の金型3、4間に配置した。なお、
実施例1〜10での押出機内の設定溶融温度は第2表の
通りである。
また、金型3、4の材質は鉄製であり金型キャビティ
5、6は表面粗さ0.8μ以下の鏡面仕上げしたものを
使用した。
ついで、金型3、4の型締を行ない、第2図に示す如
く、パリスン2内に空気を7kg/cm2のブロー圧にて吹
込み、パリスン2を金型キャビティに密着して立体形状
に成形した。ついで金型3、4内で成形品2′を冷却
後、第3図に示す如く金型3、4を開放して成形品2′
を取出し、金型合わせ面PL付近の余剰のバリ2aを除
去して、第4図に示す如き自動車用スポイラー形状の中
空2重壁構造からなる中空成形品2′を得た。なお、中
空成形品2′の設定寸法は長さLが120cm、幅Dが1
8cm、高さが9cmの平均樹脂壁厚tが3mmであった。
塗 装 ブロー成形後の中空成形品の成形表面にオリジン電気株
式会社製2液ウレタン系塗料をエアースプレーガンにて
合計膜厚55μmの塗装を行なった(プライマー膜厚1
5μm、上塗装厚40μm)。
成形条件の測定方法 1.金型キャビティ温度:y(℃) パリスンが押出される直前の金型キャビティ面に樹脂温
度計(理化工業性デジタルサーモメータ)を押し当て測
定した。
2.成形サイクル(Sec) パリスンの押出開始から成形品を金型から取出完了まで
の時間を測定した。なお、金型温度が高く設定されるに
伴ない、成形サイクルが長くなっているのは、成形品の
金型保持時間を長くしなければ金型より成形品取出し時
に変形するためである。
評価方法 1.斑点(個数/100cm2) 実験例の各サンプルNo.ごとに1000cm2の面積に現わ
れた斑点の数を目視にて測定した後100cm2当りの斑
点の数に換算し、ついで5個の成形品の平均値を算出し
た。
2.線状痕 実験例の各サンプルNo.ごとにダイライン、メルトフラ
クチャーその他の要因で発生した線状痕の凹凸状態及び
発生数を目視及び手の感触により5個の成形貧それぞれ
について評価した。
◎:線状痕の見られないもの ○:僅かに見られるが手の感触がないもの △:目立たないが手の感触があるもの ×:線状痕の目立つもの 3.変形度 実験例の各サンプルNo.ごとに、5個の成形品を平面上
に設置し(第4図参照)、それぞれの中心高さhを測定
し、各実験例のうち金型温度の最も低いサンプルNo.の
平均高さを基準としてその差(cm)を測定した。
第3表にて明らかな通り、金型キャビティ温度yが非晶
性樹脂の引張弾性率2000kg/cm2となる温度xに対
して y=(0.96x−37)〜(0.96x+3 ) の範囲内で成形した、 実験例1のサンプルNo.2、3、4 実験例2のサンプルNo.3、4、5 実験例3のサンプルNo.3、4 実験例4のサンプルNo.3、4 実験例5のサンプルNo.3、4 実験例6のサンプルNo.3、4 実験例7のサンプルNo.2、3、4 実験例8のサンプルNo.2、3、4 実験例9のサンプルNo.2、3、4 実験例10のサンプルNo.3、4 は、成形表面の斑点及び線状痕の発生がその他のサンプ
ルNo.に比べ抑えられ、表面外観に優れており、且つ変
形度も抑えられ寸法精度の優れたものであった。とく
に、 y=(0.96x−27)〜(0.96x+2 ) の範囲内で成形したものは、表面外観及び寸法精度にお
いて最も顕著に向上することが判明した。
また、塗装後の塗装表面の評価において、本発明の方法
にて得られたものは、斑点の状態が塗膜によって著しく
改善された。また、線状痕の状態については塗膜による
改善が余りなされておらず、この点において成形時に本
発明に係る方法を行なうことが重要であることが判明し
た。なお、中空成形品の成形表面の斑点が塗装により著
しく改善されたのは、塗装の全体膜厚より、微少な斑点
が目立たないまでに平滑化されたことによるものと思わ
れる。
〔効果〕
本発明は、上記の如く耐熱性に優れた非晶性樹脂成形品
の表面外観を従来の如く成形サイクルを長くすることな
く向上し、且つ樹脂の成形収縮等に伴う変形を抑えて寸
法精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図までは実験例の成形品を製造する工程
を示すもので、第1図はパリスンを押出した状態の金型
正面図、第2図は型締を行ないパリスン内に気体を吹込
んだ状態の金型断面図、第3図は成形品を金型内で冷却
後金型を開いた状態の金型正面図であり、第4図は第1
図から第3図に示す方法で成形された成形品の斜視図、
第5図は非晶性樹脂の引張弾性率が2000kg/cm2
なる温度xと金型キャビティ温度yとの関係を示す図で
ある。 1:押出ヘッド、2:パリスン 3、4:金型、5、6:金型キャビティ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】引張弾性率が2000kg/cm2となる温度
    が75℃以上の非晶性樹脂からなるパリスンを金型内に
    配置し、ついでパリスン内に気体を吹込みパリスンを金
    型キャビティに密着させるに際し、金型キャビティ温度
    y(℃)を非晶性樹脂の引張弾性率が2000kg/cm2
    となる温度x(℃)に対して y=(0.96x−37)〜(0.96x+3 ) の範囲内になるように設定して密着させることを特徴と
    する非晶性樹脂製中空成形品の製造方法。
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