(57)【要約】【課題】成形する季節によらず、成形品の品質を一定にすることができる、ブロー成形装置およびブロー成形方法の提供。【解決手段】樹脂Ｐが金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂Ｐが樹脂Ｐ内から排出されるエアに奪われる第２の熱量Ｑａと、を算出し、第１、第２の熱量Ｑｋ，Ｑａの和が所定値Ｑｃに達したときにエアの樹脂Ｐ内への吹き込みを停止して樹脂Ｐの冷却を終了する。そのため、所定値Ｑｃを季節によらず一定にしておくことにより、樹脂冷却後に樹脂Ｐに残っている熱量Ｑｊｂは季節によらず一定になる。そのため、季節によらず成形品の品質を一定にすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂を、該樹脂内に吹き込まれるエアにより膨張させて金型のキャビティ面に接触させることで冷却するとともに、前記樹脂内に吹き込まれるエアを前記樹脂内から排出することで冷却する、ブロー成形装置であって、
前記金型の温度を検知する金型用温度センサと、
前記樹脂内に吹き込まれるエアの流量を検知する流量計と、
前記樹脂内に吹き込まれるエアの温度を検知する吹込エア用温度センサと、
前記樹脂内から排出されるエアの温度を検知する排気エア用温度センサと、
前記金型用温度センサの検知結果に基づいて前記樹脂が前記金型に奪われる第１の熱量を算出するとともに、前記流量計、前記吹込エア用温度センサおよび前記排気エア用温度センサの検知結果に基づいて前記樹脂がエアに奪われる第２の熱量を算出し、前記第１、第２の熱量の和が所定値に達したときにエアの前記樹脂内への吹き込みを停止させて前記樹脂の冷却を終了させる制御装置と、
を有するブロー成形装置。
【請求項２】
溶融樹脂を、該樹脂内に吹き込まれるエアにより膨張させて金型のキャビティ面に接触させることで冷却するとともに、前記樹脂内に吹き込まれるエアを前記樹脂内から排出することで冷却する、ブロー成形方法であって、
前記樹脂が前記キャビティ面に接触することで前記金型に奪われる第１の熱量と、前記樹脂が該樹脂内から排出されるエアに奪われる第２の熱量と、を算出し、前記第１、第２の熱量の和が所定値に達したときにエアの前記樹脂内への吹き込みを停止して前記樹脂の冷却を終了する、ブロー成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形装置およびブロー成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロー成形は、押し出し機からパリソンと呼ばれる筒状の溶融樹脂を押し出し、一対の金型を閉じて樹脂を金型で挟み、ブローピンを刺して樹脂内にエアを吹き込んで樹脂を膨張させ、樹脂をキャビティ面に押し付けて成形品形状にし、金型内で冷却固化させ、エアの吹き込みを停止して金型を開いて成形品を取り出すことで行なわれる。
上記の、樹脂の押し出しから、型閉じ、ブローピン打ち込み、エア吹き込み（ブローアップ）、エア吹き込み停止、型開きまでの一連の工程は、成形装置により自動で行なわれる。
【０００３】
樹脂の金型内での冷却は、第１に、樹脂がキャビティ面に接触することにより行なわれる。また、第２に、金型にはエア抜き（樹脂内に風を流して冷却を促進させる）のための孔が形成されており、ブローピンから樹脂内に吹き込まれたエアは樹脂を膨張させて成形品形状にした後、樹脂を破ってこのエア抜き孔から抜け、結果、樹脂内をエアが流れて樹脂の冷却に役立っている。
【０００４】
しかし、従来のブロー成形装置およびブロー成形方法には、つぎの問題点がある。
成形工場は、夏場は暑く（たとえば４０℃以上）冬場は寒く（たとえば１０℃以下）夏場と冬場とで温度差が激しい。そのため、夏場と冬場とで、樹脂の冷却に影響する金型の温度、吹き込みエアの温度が大きく変化する。そのため、夏場と冬場とで、樹脂の冷却状態が変わり、成形品の品質を一定にすることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１３３１３号公報
【特許文献２】特開平３−２２２７１４号公報
【特許文献３】特開平９−１３１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、成形する季節によらず、成形品の品質を従来に比べて一定にすることができる、ブロー成形装置およびブロー成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  溶融樹脂を、該樹脂内に吹き込まれるエアにより膨張させて金型のキャビティ面に接触させることで冷却するとともに、前記樹脂内に吹き込まれるエアを前記樹脂内から排出することで冷却する、ブロー成形装置であって、
前記金型の温度を検知する金型用温度センサと、
前記樹脂内に吹き込まれるエアの流量を検知する流量計と、
前記樹脂内に吹き込まれるエアの温度を検知する吹込エア用温度センサと、
前記樹脂内から排出されるエアの温度を検知する排気エア用温度センサと、
前記金型用温度センサの検知結果に基づいて前記樹脂が前記金型に奪われる第１の熱量を算出するとともに、前記流量計、前記吹込エア用温度センサおよび前記排気エア用温度センサの検知結果に基づいて前記樹脂がエアに奪われる第２の熱量を算出し、前記第１、第２の熱量の和が所定値に達したときにエアの前記樹脂内への吹き込みを停止させて前記樹脂の冷却を終了させる制御装置と、
を有するブロー成形装置。
（２）  溶融樹脂を、該樹脂内に吹き込まれるエアにより膨張させて金型のキャビティ面に接触させることで冷却するとともに、前記樹脂内に吹き込まれるエアを前記樹脂内から排出することで冷却する、ブロー成形方法であって、
前記樹脂が前記キャビティ面に接触することで前記金型に奪われる第１の熱量と、前記樹脂が該樹脂内から排出されるエアに奪われる第２の熱量と、を算出し、前記第１、第２の熱量の和が所定値に達したときにエアの前記樹脂内への吹き込みを停止して前記樹脂の冷却を終了する、ブロー成形方法。
【発明の効果】
【０００８】
パリソンと呼ばれる筒状の溶融樹脂が内部にエアを吹き込まれる前の状態にあるときに持っている熱量Ｑｊから、樹脂が金型に接触することで金型に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂内に吹き込まれるエアが樹脂内から排出されることでエアに奪われる第２の熱量Ｑａと、を引いた値が季節によらず一定であれば、すなわち、樹脂冷却後に樹脂に残っている熱量Ｑｊｂが季節によらず一定であれば、成形する季節によらず成形品の品質は一定であるといえる。ここで、エア吹き込み前の状態における樹脂（パリソン）の形状と温度は季節によらず一定であるため、樹脂が内部にエアを吹き込まれる前の状態にあるときに持っている熱量Ｑｊも季節によらず一定である。そのため、樹脂が金型に接触することで金型に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂内に吹き込まれるエアが樹脂内から排出されることでエアに奪われる第２の熱量Ｑａとの和が、季節によらず一定であれば、樹脂冷却後に樹脂に残っている熱量Ｑｊｂも季節によらず一定であり、成形品の品質も季節によらず一定である。
上記（１）のブロー成形装置および上記（２）のブロー成形方法によれば、樹脂が金型に奪われる第１の熱量と、樹脂が樹脂内から排出されるエアに奪われる第２の熱量と、を算出し、第１、第２の熱量の和が所定値に達したときにエアの樹脂内への吹き込みを停止して樹脂の冷却を終了するため、所定値を季節によらず一定にしておくことにより、樹脂冷却後に樹脂に残っている熱量は季節によらず一定になる。そのため、季節によらず成形品の品質を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明実施例のブロー成形装置の模式図である。
【図２】本発明実施例のブロー成形装置の、押し出し機から筒状の溶融樹脂を押し出しているときの部分模式図である。
【図３】本発明実施例のブロー成形装置における制御装置の制御ルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明実施例のブロー成形装置およびブロー成形方法を説明する。
まず、本発明実施例のブロー成形装置１０について、説明する。
本発明実施例のブロー成形装置１０は、図２に示す、パリソンと呼ばれる筒状の溶融樹脂Ｐを押し出す押し出し機１１と、押し出された樹脂Ｐを樹脂Ｐの両側から挟む一対の金型１２と、一対の金型１２を接近・離反させて型閉じ・型開きさせる金型駆動機構１３と、図１に示す、樹脂Ｐ内にエアを供給するためのエア供給管１４と、金型の温度を検知する金型用温度センサ１５と、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアの流量を検知する流量計１６と、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアの温度を検知する吹込エア用温度センサ１７と、樹脂Ｐ内から排出されるエアの温度を検知する排気エア用温度センサ１８と、制御装置１９と、を有する。
【００１１】
金型１２は、キャビティ面１２ａと、エア抜き孔１２ｂと、を備える。
キャビティ面１２ａは、一対の金型１２が金型駆動機構１３の駆動力により互いに接近して型閉じした際に形成されるキャビティ１２ｃを形成する面である。
エア抜き孔１２ｂは、キャビティ１２ｃと金型１２の外部とを連通する。エア抜き孔１２ｂは、直径４ｍｍ程度の孔である。金型１２がエア抜き孔１２ｂを備えるため、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアは、樹脂Ｐとの間で熱交換を行なった後、樹脂Ｐ内のエア圧により樹脂Ｐを破ってエア抜き孔１２ｂから金型１２の外部に抜ける（排出される）。
【００１２】
金型駆動機構１３は、一対の固定プレート１３ａと、一対の可動プレート１３ｂと、を備える。
可動プレート１３ｂは、固定プレート１３ａに対して、固定プレート１３ａに接近・離反する方向に移動可能とされている。可動プレート１３ｂの固定プレート１３ａに対する移動は、たとえば図示略の油圧シリンダを用いることで行なわれる。可動プレート１３ｂには金型１２が固定して取付けられている。可動プレート１３ｂを固定プレート１３ａに対して移動させることで、一対の金型１２を型閉じ・型開きさせることができる。
【００１３】
エア供給管１４から樹脂Ｐ内に供給されるエアは、成形工場内の工場エアであり、工場内の温度（成形装置１０の外気温）と同じ温度である。エア供給管１４のエア流れ方向下流側端部には、ブローピン１４ａが設けられている。エア供給管１４を流れてきたエアは、ブローピン１４ａを樹脂Ｐに刺し込むことで樹脂Ｐ内に吹き込まれる。エア供給管１４のエア流れ方向中間部には、弁１４ｂが設けられている。弁１４ｂは、エア供給管１４のエア流れのオン・オフを行う弁であり、たとえば電磁弁である。弁１４ｂの開時、エアはエア供給管１４を流れて樹脂Ｐ内にブローピン１４ａから吹き込まれ、弁１４ｂの閉時、エアのエア供給管１４内の流れが止められ樹脂Ｐ内へのエア吹き込みが停止される。
【００１４】
金型用温度センサ１５は、金型１２に固定配置されている。金型用温度センサ１５は、金型１２のキャビティ面１２ａ以外の場所で、かつ、金型１２の外表面以外の場所に、固定配置されている（埋め込まれている）ことが望ましい。金型温度センサ１５がキャビティ面１２ａ以外の場所に配置されるのが望ましい理由は、金型温度センサ１５と樹脂Ｐが接触してしまい金型温度センサ１５が金型１２ではなく樹脂Ｐの温度を検知してしまうことを抑制するためである。また、金型温度センサ１５が金型１２の外表面以外の場所に配置されるのが望ましい理由は、金型温度センサ１５が金型１２の周囲の外気に晒されてしまい金型温度センサ１５が金型１２ではなく金型１２の周囲の外気温を検知してしまうことを抑制するためである。
【００１５】
流量計１６は、エア供給管１４のエア流れ方向の中間部に設けられている。流量計１６は、エア供給管１４のエア流れ方向で弁１４ｂより下流側でブローピン１４ａより上流側に設けられている。
【００１６】
吹込エア用温度センサ１７は、エア供給管１４から樹脂Ｐ内に供給されるエアが、工場エアであり工場内の温度（成形装置１０の外気温）と同じ温度であるため、成形装置１０の外気温を検知する外気温温度センサである。ただし、吹込エア用温度センサ１７は、樹脂Ｐ内に供給されるエアの温度を検知することができるのであれば、外気温温度センサに限定されるものではない。
【００１７】
排気エア用温度センサ１８は、樹脂Ｐ内から樹脂Ｐ外に排出されるエアの温度を検知するセンサである。排気エア用温度センサ１８は、金型１２の外部（周囲部）に金型１２に直接接触しないようにして配置されており、樹脂Ｐ内から金型１２のエア抜き孔１２ｂを通って金型１２の外部に排出されるエアの温度を検知する。
【００１８】
制御装置１９は、たとえばパソコンからなり、金型用温度センサ１５の検知結果に基づいて樹脂Ｐが金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋを算出するとともに、流量計１６、吹込エア用温度センサ１７および排気エア用温度センサ１８の検知結果に基づいて樹脂Ｐがエアに奪われる第２の熱量Ｑａを算出し、第１、第２の熱量Ｑｋ，Ｑａの和が所定値Ｑｃに達したときにエアの樹脂Ｐ内への吹き込みを停止させて樹脂Ｐの冷却を終了させる。
なお、所定値Ｑｃは、成形装置１０によって成形される成形品の形状（製品の形状）によってそれぞれ異なるが、成形品の形状（製品の形状）が同じである場合には、季節によらない一定値であり、樹脂Ｐが十分に冷却された状態の値であり、成形装置１０を作動させる前に事前に成形をして把握される値である。
【００１９】
第１の熱量Ｑｋは、金型用温度センサ１５から得られる金型１２の温度変化（樹脂Ｐの冷却中における現在の温度から成形装置１０の作動開始時における初期温度を引いた値）と、成形装置１０を作動させる前に事前に求めいておいた金型１２の質量と、金型１２の比熱とから、リアルタイムに熱量Ｑｋ´を算出し、積分計算して得た積分値である。なお、成形装置１０を作動させる前に事前に制御装置１９に金型１２の比熱の温度依存性データを組み込んでおくことにより、樹脂冷却中の現在の現在の温度における熱量Ｑｋ´を正確に算出できる。
【００２０】
第２の熱量Ｑａは、吹込エア用温度センサ１７と排気エア用温度センサ１８から得られるエアの温度変化（排気エア用温度センサ１８にて得られる樹脂冷却中における現在の温度から吹込エア用温度センサ１７にて得ておいた成形装置１０の作動開始時における初期温度を引いた値）と、流量計１６から得られるエア体積と、エアの密度と、エアの比熱値とから、リアルタイムに熱量Ｑａ´を算出し、積分計算して得た積分値である。なお、成形装置１０を作動させる前に事前に制御装置１９にエアの密度と比熱の温度依存性データを組み込んでおくことにより、樹脂冷却中の現在の温度における熱量Ｑａ´を正確に算出できる。
【００２１】
制御装置１９は、第１、第２の熱量Ｑｋ，Ｑａの和が所定値Ｑｃに達したときに、弁１４ｂを閉じる信号を出す。その結果、弁１４ｂが閉じ、エアのエア供給管１４内の流れが止められて樹脂Ｐ内へのエア吹き込みが停止され、樹脂Ｐの冷却が終了する。
【００２２】
つぎに、本発明実施例のブロー成形方法を説明する。
本発明実施例のブロー成形方法は、上述したブロー成形装置１０を用いたブロー成形方法であり、溶融樹脂Ｐを、エアを吹き込んで膨張させてキャビティ面１２ａに接触させる（密着させる）ことで冷却するとともに、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアを樹脂Ｐを破ってエア抜き孔１２ｂを通って金型１２の外部に（樹脂Ｐの外部に）排出することで冷却するようにしたブロー成形方法である。
【００２３】
本発明実施例のブロー成形方法は、樹脂Ｐがキャビティ面１２ａに接触することで金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂Ｐが樹脂Ｐ内から排出されるエアに奪われる第２の熱量Ｑａと、を制御装置１９にて算出し、第１、第２の熱量Ｑｋ，Ｑａの和が所定値Ｑｃに達したときに制御装置１９が弁１４ｃを閉じる信号を出し、エアの樹脂Ｐ内への吹き込みを停止して樹脂Ｐの冷却を終了する工程を有する。
【００２４】
図３の制御装置１９の制御ルーチンのフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップ１０１で、金型用温度センサ１５から得られる金型１２の温度変化と、金型１２の質量と、金型１２の比熱値とから、リアルタイムに熱量Ｑｋ´を算出し、積分計算し、積分値Ｑｋを得る。また、ステップ１０２で、吹込エア用温度センサ１７と排気エア用温度センサ１８から得られるエアの温度変化と、流量計１６から得られるエア体積と、エアの密度と、エアの比熱値とから、リアルタイムに熱量Ｑａ´を算出し、積分計算し、積分値Ｑａを得る。
【００２５】
ついで、ステップ１０３に進み、ＱｋとＱａの和（Ｑｋ＋Ｑａ）が、所定値Ｑｃ以上か未満かが判定される。
所定値Ｑｃ未満の場合には、ステップ１０４に進み、弁１４ｃ開状態、すなわち、エアをエア供給管１４から樹脂Ｐ内へ供給している状態を維持し、エンドステップに進む。
一方、所定値Ｑｃ以上の場合には、ステップ１０５に進み、制御装置１９が弁１４ｃを閉じる信号を出して弁１４ｂを閉じ、エアのエア供給管１４内の流れを止めて樹脂Ｐ内へのエア吹込みを停止し樹脂Ｐの冷却を終了し、エンドステップに進む。
【００２６】
つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
パリソンと呼ばれる筒状の溶融樹脂Ｐが内部にエアを吹き込まれる前の状態にあるときに持っている熱量Ｑｊから、樹脂Ｐが金型１２に接触（密着）することで金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアが樹脂Ｐ内から排出されることでエアに奪われる第２の熱量Ｑａと、を引いた値が季節によらず一定であれば、すなわち、樹脂冷却後に樹脂Ｐに残っている熱量Ｑｊｂが季節によらず一定であれば、成形する季節によらず成形品の品質は一定であるといえる。ここで、エア吹き込み前の状態における樹脂（パリソン）Ｐの形状と温度は季節によらず一定であるため、樹脂Ｐが内部にエアを吹き込まれる前の状態にあるときに持っている熱量Ｑｊも季節によらず一定である。そのため、樹脂Ｐが金型１２に接触することで金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂Ｐ内に吹き込まれるエアが樹脂Ｐ内から排出されることでエアに奪われる第２の熱量Ｑａとの和が、季節によらず一定であれば、樹脂冷却後に樹脂Ｐに残っている熱量Ｑｊｂも季節によらず一定であり、成形品の品質も季節によらず一定である。
本発明実施例では、樹脂Ｐが金型１２に奪われる第１の熱量Ｑｋと、樹脂Ｐが樹脂１２内から排出されるエアに奪われる第２の熱量Ｑａと、を算出し、第１、第２の熱量Ｑｋ，Ｑａの和が所定値Ｑｃに達したときにエアの樹脂Ｐ内への吹き込みを停止して樹脂Ｐの冷却を終了するため、所定値Ｑｃを季節によらず一定にしておくことにより、樹脂冷却後に樹脂Ｐに残っている熱量Ｑｊｂは季節によらず一定になる。そのため、季節によらず成形品の品質を一定にすることができる。
【００２７】
また、冷却時間短縮目的で、エア供給管１４から樹脂Ｐ内に流れ樹脂Ｐ内から樹脂Ｐの外部に流れるエアの流量を増大させた場合でも、成形品の品質を一定にすることができる。
【００２８】
また、成形装置１０によって成形される成形品の形状（製品の形状）が変わった場合には、事前に成形をしてその形状での所定値Ｑｃ（Ｑｋ＋Ｑａ）を把握しておくことで、制御装置１９内の判定値を書き換えるだけで安定した品質と最適ブロー条件で成形を行なうことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ブロー成形装置
１１  押し出し機
１２  金型
１２ａ  キャビティ面
１２ｂ  エア抜き孔
１２ｃ  キャビティ
１３  金型駆動機構
１３ａ  固定プレート
１３ｂ  可動プレート
１４  エア供給管
１４ａ  ブローピン
１４ｂ  弁
１５  金型用温度センサ
１６  流量計
１７  吹込エア用温度センサ
１８  排気エア用温度センサ
１９  制御装置
Ｑｊ  溶融樹脂が内部にエアを吹き込まれる前の状態にあるときに持っている熱量
Ｑｊｂ  樹脂冷却後に樹脂に残っている熱量
Ｐ  樹脂
【図１】
2012223930.tif 000003
【図２】
2012223930.tif 000004
【図３】
2012223930.tif 000005