(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形型の一対の割り型を型開状態にして、ダイヘッドから化学的発泡または機械的発泡による発泡パリソンを導入した後、型閉じし、次に、該ブロー成形型に収納されたパリソン内へ低圧空気を吹き込んで該パリソンを型面に沿わせ、型面に接するパリソンの外面を通じてパリソン外層が型面から冷却されることにより該パリソン外層を気泡のある発泡状態のままで成形固化させ、続いて、パリソン内へ高圧空気を吹込むことにより未だ軟化状態にあるパリソン内層に存在する気泡を消失させ、該パリソン内層をソリッド層に成形することを特徴とする二層発泡ブロー成形品の製造方法。
【請求項２】
前記低圧空気の圧力を８０kPa〜１００kPaの範囲とし、前記高圧空気の圧力を５００kPa〜６００kPaの範囲とする請求項１記載の二層発泡ブロー成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外層部分には発泡層が内層部分にはソリッド層が形成されるダクト等の二層発泡ブロー成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダクトなどのブロー成形品を造る場合、ダクト内面は空気が通るため空気流の流れを妨げないようできる限り平滑な面にするのが望ましい。また、ダクト外面部分は断熱性を高め結露し難いように、できれば発泡層などにするのが理想である。ただ、発泡層のみの発泡成形ダクトではダクト内面を平滑面にするのが困難であった。
こうしたことから、内層がソリッド層で外層が発泡層の二種性状の組合せにより、単一の発泡層或いはソリッド層だけでは得られない複合特性を兼ね備えた複合ダクトが求められ、内面側に平滑な面を確保する内層を、外層には断熱性を高める発泡層を設けた二層発泡ブロー成形ダクトが要望され実用に供されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ソリッド層と発泡層からなる前記二層発泡ブロー成形ダクト等を成形するには、従来は当然のことながら、多層の成形機を使用しなければならなかった。すなわち二層発泡ブロー成形を行おうとすれば、それぞれのパリソンを同時押出し可能なダイヘッドと二つの押出機等からなる成形機が必要になっていた。この二層パリソン押出しが可能なブロー成形機は汎用機とはいえず、設備投資の経済的問題があった。
一層の成形機で発泡ブロー成形品を成形した場合でも、製品の外面と内面とにスキン層ができることから、厳密にいえば三層の製品ができるといえなくもない。しかし、該スキン層は薄く、発泡層の凹凸がそのままスキン層表面に出てきて内面の滑らかさを保てなくなっていた。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、一層パリソン押出しの汎用成形機を使って、パリソン外層を発泡層にパリソン内層をソリッド層に成形し、且つ該パリソン内層の内面を平滑にできる二層発泡ブロー成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、ブロー成形型の一対の割り型を型開状態にして、ダイヘッドから化学的発泡または機械的発泡による発泡パリソンを導入した後、型閉じし、次に、該ブロー成形型に収納されたパリソン内へ低圧空気を吹き込んで該パリソンを型面に沿わせ、型面に接するパリソンの外面を通じてパリソン外層が型面から冷却されることにより該パリソン外層を気泡のある発泡状態のままで成形固化させ、続いて、パリソン内へ高圧空気を吹込むことにより未だ軟化状態にあるパリソン内層に存在する気泡を消失させ、該パリソン内層をソリッド層に成形することを特徴とする二層発泡ブロー成形品の製造方法にある。
請求項２の発明たる二層発泡ブロー成形品の製造方法は、請求項１で、低圧空気の圧力を８０kPa〜１００kPaの範囲とし、前記高圧空気の圧力を５００kPa〜６００kPaの範囲とすることを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明のごとく、低圧空気を吹き込みパリソン外層を発泡状態のままで成形固化させ、続いて、未だ軟化状態にあるパリソン内層に高圧空気を吹込むと、その高圧空気の圧力でパリソン内層に在る気泡を押し潰すことにより消失させ、パリソン内層をソリッド層に成形できるので、多層の成形機を使用しなくても発泡層の外層部分とソリッド層の内層部分がある二層の発泡ブロー成形品を成形できる。
請求項２の発明のごとく、低圧空気の圧力を８０kPa〜１００kPaの範囲とし、高圧空気の圧力を５００kPa〜６００kPaの範囲とすれば、製品を安定させて円滑に外側に発泡層が、内側にその内面が平滑なソリッド層のある二層発泡ブロー成形品を成形できるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の二層発泡ブロー成形品の製造方法について詳述する。図１〜図６は、本発明に係る二層発泡ブロー成形品の製造方法の一形態で、図１は発泡パリソンを型開状態下のブロー成形型へ導いた説明断面図、図２は図１の状態から型閉じした説明断面図、図３は図２の状態からパリソン内へ低圧空気を吹き込みパリソンを型面に押し付けた直後の説明断面図、図４は図３の状態から少し時間経過した型面周りの拡大断面図で、図３のＡ−Ａ線矢視図である。図５は図４の状態からパリソン内へ高圧空気を吹込んだ様子を示す説明断面図、図６は図５の状態から少し時間経過した型面周りの拡大断面図で、図５のＢ−Ｂ線矢視図である。
【０００８】
本発明の二層発泡ブロー成形品の製造方法は、例えば図１〜図６に示すような汎用成形機を使用して二層発泡ブロー成形品を造るものである。
まず、ダイヘッド１から熱可塑性樹脂材料（ここではポリプロピレン）に発泡パリソン２を管状に押し出す。押し出されたパリソン２は、ダイヘッド１の下に配されている型開状態にあるブロー成形型５へと降下する。ダイヘッド１から軟化状態にある発泡パリソン２が型開状態下の一対の割り型５ａ,５ｂ内へと導入される(図１）。ここで、発泡パリソン状態にする気体発生方法には、樹脂基材に発泡剤を混入させ、熱分解等によって気泡３３を造る発泡剤分解法（化学的発泡）、或いは発泡剤を用いない窒素ガス等を混入した機械的混入法（機械的発泡）等があるが、本発明はその種類を問わない。
【０００９】
次いで型閉じし、両割り型５ａ，５ｂでパリソン２を挟んでブロー成形型５内に、図２のごとく内包パリソン３（以下、単に「パリソン３」という。）として収容する。型閉じにより上下のピンチオフ部５６，５７でその部分のパリソン２を食い切ると同時に融着シールする。本実施形態は、下側のピンチオフ部５７において、吹込み装置のブローピン６が下から上方へ突き出し、該ブローピン６の先端がパリソン３の中空室３４へ達するようにしている。ブロー成形型５に閉じ込められたパリソン３は軟化状態の樹脂中に気泡３３が分散する姿態にある。
【００１０】
型閉じを終えた後、続いて、前記ブローピン６からブロー成形型５に収納されたパリソン内３４へ低圧空気を吹き込む。そして、パリソン３をキャビティ面たる型面５１に密着させる(図３）。ブロー成形型５内に収められたパリソン３は低圧空気が吹き込まれることによって膨張し、型面５１に押し付けられる(図３)。
ここで、低圧空気の圧力Ｐ１は８０kPa〜１００kPaの範囲内が好ましい。８０kPa〜１００kPaの範囲内とするのは、８０kPa未満になると、その圧力Ｐ１でパリソン外層３１の表面の品質を安定させながら、型面５１とパリソン３との間にある空気を効率良く抜き取るのが難しくなる。一方、１００kPaを越えると、パリソン外層３１内にある気泡３３が潰れてしまい、パリソン外層３１に発泡層を形成しづらくなるからである。
【００１１】
そして、型面５１に接するパリソン３のパリソン外層３１をブロー成形型５の型面５１からの冷却作用により気泡３３のある発泡層のままで成形固化させる。まだ、加熱軟化状態にあるパリソン３は型面５１に密着することによって、型面５１に接しているパリソン外面を通じて専ら熱伝導により徐々に熱が奪われていく。所定時間（１０〜２０秒）が経過すると、パリソン外層３１が外面側（表面側）から冷やされ、該パリソン外層３１が発泡状態のまま冷却固化する(図４）。８０kPaの低圧Ｐ１であってもほぼ型面５１形状に沿わされ、パリソン外層３１の所定厚みが固化して一様な発泡層４１が得られる。しかし、型面５１から離れているパリソン内層３２は、この段階において固化しておらず、未だ軟化状態を保っている。
【００１２】
続いて、前記ブローピン６からパリソン３内へ高圧空気を吹込み、増圧する(図５）。未だ軟化状態にあるパリソン中空室３４側のパリソン内層３２に存在する気泡ガス３３を、高圧空気で該パリソン内層３２から消失させ、ソリッド層４２に成形する。パリソン中空室３４側にあるパリソン内層３２は、型面５１から離れた位置にあって既述のごとく気泡３３を含んで半溶融の軟らかな状態を保っている。高圧空気が吹き込まれると、その圧力Ｐ２でパリソン内層３２の気泡３３が押し潰され又は追い出されてソリッド化する。軟化状態に在るパリソン内層３２は、固化したパリソン外層３１すなわち固化発泡層４１とパリソン中空室３４に在る高圧空気とに挟まれ、高圧空気の押圧でパリソン内層３２内の気泡３３が潰される。或いは、パリソン内層３２から押し出される。さらに一旦形成されたパリソン内層３２に在る気泡３３が、低圧空気から高圧空気への圧力Ｐ２の高まりでパリソン内層３２の軟化樹脂に溶解してソリッド化すると想定される。理由は定かでないが、いずれにせよ実際に低圧空気から高圧空気に切り替えることによってパリソン内層３２の気泡３３が消失するのが確認されている。
【００１３】
前記高圧空気の圧力Ｐ２は５００kPa〜６００kPaの範囲内が好ましい。５００kPa〜６００kPaの範囲内とするのは、５００kPa未満になると、圧力が十分でないためパリソン内層３２にソリッド層４２ができにくい問題を生じ、一方、６００kPaを越えると、未だ完全に固まっていないパリソン外層３１を形成する発泡層４１の気泡４３まで全て潰してしまう不具合がでてくるからである。
【００１４】
こうして、パリソン内層３２は気泡３３が消失したソリッド層,ソリッド化状態になる。その後、該パリソン内層３２は型面５１から熱が奪われてソリッド層４２の状態で固化し、パリソン３はブロー成形品４になる。パリソン外層３１には発泡層４１が、これより内側に位置するパリソン内層３２にはソリッド層４２ができた所望の二層発泡ブロー成形品４が得られる。
【００１５】
図中、符号３０，４０は発泡層４１とソリッド層４２との境界面、符号３５，４５はパリソン外層３１の表面に形成されるスキン層を示す。なお、本発明でいう「ソリッド層」,「ソリッド化」は、完全にソリッド層,ソリッド化できれば勿論充足するが、パリソン内層３２から得られるソリッド層４２の一部に気泡４３が残っても、パリソン外層からなる発泡層４１に在る気泡４３に比べその数が大幅に少なくなっているのを視認できれば、ソリッド層,ソリッド化がなされたものとみなす。
【００１６】
前記低圧空気,高圧空気によるそれぞれのブロー時間は、例えばポリプロピレンのブロー成形品で、冷却を３０秒に設定して成形でき、製品肉厚が１.０ｍｍである場合についていえば、低圧Ｐ１（８０kPa）で１５秒、その後の高圧Ｐ２（５００kPa）で１５秒ブローするといった具合である。斯る設定条件でブロー成形すると、パリソン外層３１からなる発泡層４１が０.５ｍｍ厚、パリソン内層３２からなるソリッド層４２が０.５ｍｍ厚の二層発泡ブロー成形品４が得られる。押出機の加熱温度条件は通常のブロー成形と同じで、１８０℃〜２００℃で行う。
パリソン外層の発泡層４１とパリソン内層のソリッド層４２の厚み分配比率に関しては、低圧空気によるブロー時間と、その後の高圧空気によるブロー時間を制御することによって種々変えることができる。
【００１７】
このように構成した二層発泡ブロー成形品の製造方法によれば、成形時に二層成形機を使わずとも、廉価な汎用成形機で二層の成形品を得ることができる。従来、発泡層を成形するのに通常５００kPa〜６００kPaのブロー圧をかけていたところを、そのブロー圧をまず８０kPa〜１００kPaの低圧として外層側に発泡層４１を成形し、その後、所定タイミングで５００kPa〜６００kPaの圧力に増圧制御することによって内層側にソリッド層４２を簡単に製造できる。パリソン外層３１が発泡層４１、その内側のパリソン内層３２がソリッド層４２といった二層の発泡ブロー成形品４ができるので、外側の発泡層４１の凹凸に影響を受けることなく、内面側が平滑な面になる。
斯る二層発泡ブロー成形品４がダクトなどに用いられた場合、パリソン外層３１の発泡層４１で断熱性能を高め結露し難くし、且つパリソン内層３２のソリッド層４２の内面が平滑になっていてダクト内の流体がスムーズに流れるので極めて有益となる。さらに、ブロー成形品が発泡層のみによる場合は曲げ弾性などの性能が悪化するが、本発明のように内層部分にソリッド層４２があればその性能低下を抑えることができる。
また、ブロー成形に係る前記低圧空気Ｐ１の圧力を８０kPa〜１００kPaの範囲とし、前記高圧空気の圧力Ｐ２を５００kPa〜６００kPaの範囲とすれば、品質安定させて外側に発泡層４１を内側に内面が平滑なソリッド層４２とする二層発泡ブロー成形品４を容易に造ることができる。
【００１８】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。ダイヘッド１,パリソン２,パリソン外層３１,パリソン内層３２,ブロー成形型５,ブローピン６等の形状，大きさ，個数，材質等は用途に合わせて適宜選択できる。例えば、実施形態では型閉じ後のパリソン３を膨らませるのにブローピン６を下から突っ込む下吹き込みを採用したが、上吹き込み,横吹き込み等でも構わない。従来技術,実施形態では二層発泡成形品にダクトを例に挙げたが、勿論これに限定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の二層発泡ブロー成形品の製造方法は、一層の汎用成形機を用いながら、パリソン外層が発泡層になり且つパリソン内層がソリッド層になる二層発泡成形品を容易に成形でき、しかも、内層側ソリッド層の内面を平滑に保つことができるなど優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る二層発泡ブロー成形品の製造方法の一形態で、発泡パリソンを型開状態下のブロー成形型へ導いた説明断面図である。
【図２】図１の状態から型閉じした説明断面図である。
【図３】図２の状態からパリソン内へ低圧空気を吹き込みパリソンを型面に沿わせた直後の説明断面図である。
【図４】図３の状態から少し時間経過した型面周りの拡大断面図で、図３のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】図４の状態からパリソン内へ高圧空気を吹込んだ様子を示す説明断面図である。
【図６】図５の状態から少し時間経過した型面周りの拡大断面図で、図５のＢ−Ｂ線矢視図である。
【符号の説明】
１              ダイヘッド
２              パリソン（発泡パリソン）
３              パリソン（内包パリソン）
３１            パリソン外層
３２            パリソン内層
３３            気泡（気泡ガス）
３４            パリソン内（パリソン中空室）
４              二層発泡ブロー成形品
４１            発泡層
４２            ソリッド層
４３            気泡（気泡ガス）
５              ブロー成形型
５１            型面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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