発泡ブロー成形方法
【課題】発泡倍率の高いプラスチックのブロー成形体を製造する方法を提供する。
【解決手段】プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソン１と金型２，３の間のキャビティ４内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピン７からパリソン１内部に空気を吸い込ませて、パリソン１を金型２，３の内面に密着するまで膨らませる。続いて、キャビティ４内の減圧を継続しながら、第２段階としてブローピン７からパリソン１内部の空気を吸引し、パリソン１内部を減圧する。キャビティ４内及びパリソン１内部の減圧状態を維持したままパリソン１を冷却させ、最後に減圧状態を解除し、型開きして製品を取り出す。
【解決手段】プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソン１と金型２，３の間のキャビティ４内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピン７からパリソン１内部に空気を吸い込ませて、パリソン１を金型２，３の内面に密着するまで膨らませる。続いて、キャビティ４内の減圧を継続しながら、第２段階としてブローピン７からパリソン１内部の空気を吸引し、パリソン１内部を減圧する。キャビティ４内及びパリソン１内部の減圧状態を維持したままパリソン１を冷却させ、最後に減圧状態を解除し、型開きして製品を取り出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡ブロー成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡ブロー成形では、発泡剤を混入したプラスチックを押出ダイから押し出し、押し出されたパリソンを一対の金型で挟み、ブローピンからパリソン内部に加圧エアを吹き込んで、ブロー成形を行っている。
発泡剤には、発泡時に化学反応を伴う化学発泡剤と、化学反応を伴わない物理発泡剤があり、前者の例として無機炭酸塩（重曹など）、クエン酸、アゾジカーボンアミド等があり、後者の例として脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、アルコール類、エーテル類、二酸化炭素、窒素、水、炭酸水等がある。
【０００３】
パリソンは押出機のダイから押し出された時点で発泡を開始する。発泡ブロー成形では、例えば特許文献１に記載されているように、通常のブロー成形より低い圧力でエアを吹き込んで成形しているが、パリソンが金型の内面に密着すると、エア圧により気泡が潰れて（小さくなって）発泡倍率が低下し、肉厚がブロー前のパリソンの２／３〜１／２に減ってしまうという問題がある。
一方、発泡倍率を低下させないため、加圧エアを吹き込む代わりに、パリソンと金型の間のキャビティ内を吸引して大気圧以下のエア圧に保ち、同時期にパリソン内部の吸引を開始して大気圧以下のエア圧とすることが、例えば特許文献２〜４に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８５９６４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１１３３０号公報
【特許文献３】特開２０００−２８０３３２号公報
【特許文献４】特開２００１−１８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
押出機のダイから押し出されたパリソンは高温であり、パリソンの内外表面も高温の空気に包まれているため、押出直後のパリソンでは発泡セルの成長が進行している。一方、型締め後、パリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧すると、パリソン周囲の高温の空気が排出され、かつ断熱膨張が行われることにより、パリソン周囲の空気の温度が低下し、さらにパリソンが膨張して金型内面に密着すると、パリソン表面は急激に冷却固化する。このため、型締め後のパリソンの温度が急激に下がり、その結果、発泡セルの増加及び成長が止まり、パリソン内外を大気圧より低いエア圧に保つにも関わらず、パリソンの発泡倍率が十分に上がらない。
【０００６】
本発明は、このように型締め後のパリソン内外のエア圧を大気圧以下に保つ発泡ブロー成形方法において、パリソンの発泡倍率を上げ、結果的に発泡倍率の高いプラスチックのブロー成形体を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プラスチックの発泡ブロー成形方法において、前記プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませた後、前記キャビティ内の減圧を継続しながら、第２段階として前記ブローピンからパリソン内部の空気を吸引しパリソン内部を減圧することを特徴とする。
前記第２段階においてパリソン内部の減圧レベルをキャビティ内の減圧レベル以上（より高い真空度）とすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラスチックが発熱性発泡剤を含むこと、及び型締め後一度もパリソン内部を大気圧以上に加圧せず、パリソンが金型内面に密着後はパリソン内部を減圧することにより、発熱性発泡剤を用いないブロー成形に比べ、発泡倍率を高くすることができる。
また、型締め後も発泡が一定程度継続することにより、未発泡の発泡剤の残留を少なくすることができ、その結果、２次発泡が生じにくくなり、バリ等をリサイクルした場合でも発泡倍率や肉厚が安定しやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る発泡ブロー成形方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る発泡ブロー成形方法において、プラスチック材料は発熱性発泡剤を含む。発熱性発泡剤としては、アゾジカーボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラトルエンスルフォニルヒドラジン、オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン等が挙げられる。発熱性発泡剤とともに、重曹等の他の化学発泡剤や物理発泡剤を併用することもできる。発熱性発泡剤は、押出ダイから押し出されたパリソンの温度を上昇させ、型締め後もパリソンの冷却を防止又は緩和し、若しくは温度を上昇させる作用を有する。
発熱性発泡剤の量が過剰だと、パリソンの発泡時に大きいドローダウンや発泡セルの縦長化が生じ、あるいは未発泡の発泡剤の残留量が多くなる。逆に過少だと発熱量が不足し発泡倍率が向上しない。この観点で適宜の量を添加する。
【００１１】
本発明に係る発泡ブロー成形方法では、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませる。
なお、本発明のブロー成形方法におけるブローピンは、パリソン内部に加圧エアを吹き込むものではないが、一般的なブロー成形方法におけるブローピンと同様の装置であるので、同じくブローピンと称している。
【００１２】
図１に示すように、型締め後、パリソン１と金型２，３の間のキャビティ４内の空気は、金型２，３に形成されたベント穴５から、減圧用配管６を介して、図示しない真空ポンプで吸引され、これにより前記キャビティ４内が減圧される。キャビティ４内の減圧に伴い、ブローピン７からパリソン１内に外気が吸い込まれ、これによりパリソン１がキャビティ４内で膨らみ、ついには金型２，３の内面に密着する。図１は密着する前の状態を示す。前記キャビティ４内の減圧レベルは、例えば０．４気圧以下という高い真空状態であることが望ましい。なお、減圧用配管６及びブローピン７は、図示しない切換弁により大気開放側又は真空ポンプ側に切換可能とされている。
【００１３】
キャビティ４内が減圧されることに伴い、パリソン１の外表面を包む高温の空気が排出され、かつキャビティ４内の断熱膨張により、パリソン１の外部の空気の温度が低下する。同時に、パリソン１内部に外気が吸い込まれることにより、パリソン１の内部の空気が外気と混じって冷却する。このようなパリソン１の周囲の空気の温度低下は、いずれもパリソン１の表面の冷却要因である。続いてパリソン１が金型内面に密着すると、パリソン１の外表面は急激に冷却される。
【００１４】
一方、パリソン１は発熱性発泡剤を含み、この発熱性発泡剤はパリソン１が図示しない押出ダイから押し出されて以降反応して発熱し、パリソン１の温度を上昇させる作用を有する。このため、発熱性発泡剤の含有量にもよるが、型締め後にもパリソン１の冷却が防止又は緩和され、若しくはパリソン１の温度が上昇する。パリソン１が金型２，３に密着すると、金型２，３の冷却作用は大きいのでパリソン１の外表面（表皮）は直ちに冷却固化し、そこからパリソン１の肉厚内部に冷却が浸透していく。ただし、発熱性発泡剤の発熱作用及び発泡セルの断熱作用により、パリソン１の肉厚内部及び内表面の温度低下は発熱性発泡剤を使用しない場合に比べて緩やかで、パリソン１の発泡がその分継続する。さらに温度低下に伴って及び／又は発泡剤の消費により発泡は停滞、停止する。
【００１５】
続いて、本発明に係る発泡ブロー成形方法では、キャビティ４内の減圧をそのまま継続しながら、パリソン１を金型２，３の内面に密着させた状態で、第２段階として、ブローピン７を大気側から図示しない真空ポンプ側に連通させ、ブローピン７からパリソン１内部の空気を吸引しパリソン１内を減圧する。この減圧により、それまでパリソン１内に形成されていた発泡セルが膨張し、かつ潰れることなく維持され、パリソン１のその時点での温度及び発泡剤の残留量によってはさらに発泡が継続し、これにより発泡倍率が向上する。
【００１６】
パリソン１内部の減圧レベルは適宜設定できるが、キャビティ４内の減圧レベルと同様になるべく高い真空状態であることが望ましく、必要に応じて、キャビティ４内の減圧レベルと同等又はそれ以上（より高い真空度）とすることができる。仮にパリソン１内部の減圧レベルをキャビティ４内より上げても、パリソン１の外側表皮が金型２，３の内面に密着して冷却固化し、また発泡倍率が上がってパリソン１の肉厚が増し、パリソン１の剛性が上がっていることから、パリソン１が全体として潰れる（ひしゃげる）のを防止することが可能である。
【００１７】
キャビティ４内及びパリソン１内部の減圧状態は、パリソン１（製品）が冷却固化し、減圧状態を解除しても発泡セルを現状維持できるようになるまで継続される。続いてキャビティ４内及びパリソン１内部を大気開放し、型開きして製品を取り出す。
【符号の説明】
【００１８】
１ パリソン
２，３ 金型
４ キャビティ
５ ベント穴
７ ブローピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡ブロー成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡ブロー成形では、発泡剤を混入したプラスチックを押出ダイから押し出し、押し出されたパリソンを一対の金型で挟み、ブローピンからパリソン内部に加圧エアを吹き込んで、ブロー成形を行っている。
発泡剤には、発泡時に化学反応を伴う化学発泡剤と、化学反応を伴わない物理発泡剤があり、前者の例として無機炭酸塩（重曹など）、クエン酸、アゾジカーボンアミド等があり、後者の例として脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、アルコール類、エーテル類、二酸化炭素、窒素、水、炭酸水等がある。
【０００３】
パリソンは押出機のダイから押し出された時点で発泡を開始する。発泡ブロー成形では、例えば特許文献１に記載されているように、通常のブロー成形より低い圧力でエアを吹き込んで成形しているが、パリソンが金型の内面に密着すると、エア圧により気泡が潰れて（小さくなって）発泡倍率が低下し、肉厚がブロー前のパリソンの２／３〜１／２に減ってしまうという問題がある。
一方、発泡倍率を低下させないため、加圧エアを吹き込む代わりに、パリソンと金型の間のキャビティ内を吸引して大気圧以下のエア圧に保ち、同時期にパリソン内部の吸引を開始して大気圧以下のエア圧とすることが、例えば特許文献２〜４に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８５９６４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１１３３０号公報
【特許文献３】特開２０００−２８０３３２号公報
【特許文献４】特開２００１−１８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
押出機のダイから押し出されたパリソンは高温であり、パリソンの内外表面も高温の空気に包まれているため、押出直後のパリソンでは発泡セルの成長が進行している。一方、型締め後、パリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧すると、パリソン周囲の高温の空気が排出され、かつ断熱膨張が行われることにより、パリソン周囲の空気の温度が低下し、さらにパリソンが膨張して金型内面に密着すると、パリソン表面は急激に冷却固化する。このため、型締め後のパリソンの温度が急激に下がり、その結果、発泡セルの増加及び成長が止まり、パリソン内外を大気圧より低いエア圧に保つにも関わらず、パリソンの発泡倍率が十分に上がらない。
【０００６】
本発明は、このように型締め後のパリソン内外のエア圧を大気圧以下に保つ発泡ブロー成形方法において、パリソンの発泡倍率を上げ、結果的に発泡倍率の高いプラスチックのブロー成形体を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プラスチックの発泡ブロー成形方法において、前記プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませた後、前記キャビティ内の減圧を継続しながら、第２段階として前記ブローピンからパリソン内部の空気を吸引しパリソン内部を減圧することを特徴とする。
前記第２段階においてパリソン内部の減圧レベルをキャビティ内の減圧レベル以上（より高い真空度）とすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラスチックが発熱性発泡剤を含むこと、及び型締め後一度もパリソン内部を大気圧以上に加圧せず、パリソンが金型内面に密着後はパリソン内部を減圧することにより、発熱性発泡剤を用いないブロー成形に比べ、発泡倍率を高くすることができる。
また、型締め後も発泡が一定程度継続することにより、未発泡の発泡剤の残留を少なくすることができ、その結果、２次発泡が生じにくくなり、バリ等をリサイクルした場合でも発泡倍率や肉厚が安定しやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る発泡ブロー成形方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る発泡ブロー成形方法において、プラスチック材料は発熱性発泡剤を含む。発熱性発泡剤としては、アゾジカーボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラトルエンスルフォニルヒドラジン、オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン等が挙げられる。発熱性発泡剤とともに、重曹等の他の化学発泡剤や物理発泡剤を併用することもできる。発熱性発泡剤は、押出ダイから押し出されたパリソンの温度を上昇させ、型締め後もパリソンの冷却を防止又は緩和し、若しくは温度を上昇させる作用を有する。
発熱性発泡剤の量が過剰だと、パリソンの発泡時に大きいドローダウンや発泡セルの縦長化が生じ、あるいは未発泡の発泡剤の残留量が多くなる。逆に過少だと発熱量が不足し発泡倍率が向上しない。この観点で適宜の量を添加する。
【００１１】
本発明に係る発泡ブロー成形方法では、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませる。
なお、本発明のブロー成形方法におけるブローピンは、パリソン内部に加圧エアを吹き込むものではないが、一般的なブロー成形方法におけるブローピンと同様の装置であるので、同じくブローピンと称している。
【００１２】
図１に示すように、型締め後、パリソン１と金型２，３の間のキャビティ４内の空気は、金型２，３に形成されたベント穴５から、減圧用配管６を介して、図示しない真空ポンプで吸引され、これにより前記キャビティ４内が減圧される。キャビティ４内の減圧に伴い、ブローピン７からパリソン１内に外気が吸い込まれ、これによりパリソン１がキャビティ４内で膨らみ、ついには金型２，３の内面に密着する。図１は密着する前の状態を示す。前記キャビティ４内の減圧レベルは、例えば０．４気圧以下という高い真空状態であることが望ましい。なお、減圧用配管６及びブローピン７は、図示しない切換弁により大気開放側又は真空ポンプ側に切換可能とされている。
【００１３】
キャビティ４内が減圧されることに伴い、パリソン１の外表面を包む高温の空気が排出され、かつキャビティ４内の断熱膨張により、パリソン１の外部の空気の温度が低下する。同時に、パリソン１内部に外気が吸い込まれることにより、パリソン１の内部の空気が外気と混じって冷却する。このようなパリソン１の周囲の空気の温度低下は、いずれもパリソン１の表面の冷却要因である。続いてパリソン１が金型内面に密着すると、パリソン１の外表面は急激に冷却される。
【００１４】
一方、パリソン１は発熱性発泡剤を含み、この発熱性発泡剤はパリソン１が図示しない押出ダイから押し出されて以降反応して発熱し、パリソン１の温度を上昇させる作用を有する。このため、発熱性発泡剤の含有量にもよるが、型締め後にもパリソン１の冷却が防止又は緩和され、若しくはパリソン１の温度が上昇する。パリソン１が金型２，３に密着すると、金型２，３の冷却作用は大きいのでパリソン１の外表面（表皮）は直ちに冷却固化し、そこからパリソン１の肉厚内部に冷却が浸透していく。ただし、発熱性発泡剤の発熱作用及び発泡セルの断熱作用により、パリソン１の肉厚内部及び内表面の温度低下は発熱性発泡剤を使用しない場合に比べて緩やかで、パリソン１の発泡がその分継続する。さらに温度低下に伴って及び／又は発泡剤の消費により発泡は停滞、停止する。
【００１５】
続いて、本発明に係る発泡ブロー成形方法では、キャビティ４内の減圧をそのまま継続しながら、パリソン１を金型２，３の内面に密着させた状態で、第２段階として、ブローピン７を大気側から図示しない真空ポンプ側に連通させ、ブローピン７からパリソン１内部の空気を吸引しパリソン１内を減圧する。この減圧により、それまでパリソン１内に形成されていた発泡セルが膨張し、かつ潰れることなく維持され、パリソン１のその時点での温度及び発泡剤の残留量によってはさらに発泡が継続し、これにより発泡倍率が向上する。
【００１６】
パリソン１内部の減圧レベルは適宜設定できるが、キャビティ４内の減圧レベルと同様になるべく高い真空状態であることが望ましく、必要に応じて、キャビティ４内の減圧レベルと同等又はそれ以上（より高い真空度）とすることができる。仮にパリソン１内部の減圧レベルをキャビティ４内より上げても、パリソン１の外側表皮が金型２，３の内面に密着して冷却固化し、また発泡倍率が上がってパリソン１の肉厚が増し、パリソン１の剛性が上がっていることから、パリソン１が全体として潰れる（ひしゃげる）のを防止することが可能である。
【００１７】
キャビティ４内及びパリソン１内部の減圧状態は、パリソン１（製品）が冷却固化し、減圧状態を解除しても発泡セルを現状維持できるようになるまで継続される。続いてキャビティ４内及びパリソン１内部を大気開放し、型開きして製品を取り出す。
【符号の説明】
【００１８】
１ パリソン
２，３ 金型
４ キャビティ
５ ベント穴
７ ブローピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックの発泡ブロー成形方法において、前記プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませた後、前記キャビティ内の減圧を継続しながら、第２段階として前記ブローピンからパリソン内部の空気を吸引しパリソン内を減圧することを特徴とする発泡ブロー成形方法。
【請求項２】
前記第２段階においてパリソン内部の減圧レベルをキャビティ内の減圧レベル以上とすることを特徴とする請求項１に記載された発泡ブロー成形方法。
【請求項１】
プラスチックの発泡ブロー成形方法において、前記プラスチックが発熱性発泡剤を含み、型締め後、第１段階としてパリソンと金型の間のキャビティ内の空気を吸引して減圧し、同時に大気に連通するブローピンからパリソン内部に空気を吸い込ませて、パリソンを前記金型の内面に密着するまで膨らませた後、前記キャビティ内の減圧を継続しながら、第２段階として前記ブローピンからパリソン内部の空気を吸引しパリソン内を減圧することを特徴とする発泡ブロー成形方法。
【請求項２】
前記第２段階においてパリソン内部の減圧レベルをキャビティ内の減圧レベル以上とすることを特徴とする請求項１に記載された発泡ブロー成形方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−８１７（Ｐ２０１２−８１７Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６６２２（Ｐ２０１０−１３６６２２）
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（３９００４０９５８）みのる化成株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（３９００４０９５８）みのる化成株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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