本發(fā)明涉及一種吹塑成型方法，尤其涉及一種發(fā)泡吹塑成型相對(duì)厚度較厚的中空成型品時(shí)的氣泡的應(yīng)對(duì)方法。

背景技術(shù)：

作為發(fā)泡吹塑成型品，例如，公開有安裝于汽車儀表板內(nèi)的各種空調(diào)風(fēng)管。在這些空調(diào)風(fēng)管中，廣泛使用了將發(fā)泡的樹脂材料進(jìn)行成型的發(fā)泡風(fēng)管。發(fā)泡風(fēng)管的重量輕且能夠容易地制造出，例如可以通過在聚烯烴類樹脂等樹脂材料中添加發(fā)泡劑后熔融揉合，然后將從擠出機(jī)的模頭(?？p)擠出的發(fā)泡型坯吹塑成型而成。

作為用于發(fā)泡吹塑成型品的樹脂材料，廣泛使用的有聚烯烴類樹脂，其中，常用的是聚丙烯類樹脂。近年來，出于獲取更加廉價(jià)的材料構(gòu)成等的目的，代替使用聚乙烯類樹脂的技術(shù)也在研究中。

在進(jìn)行吹塑成型時(shí)，如上所述，從?？p中擠出熔融樹脂作為圓筒形的型坯，并在金屬模具內(nèi)將其吹塑成型。這時(shí)，可以通過調(diào)整?？p的間隔(縫隙寬度)來調(diào)整型坯的厚度，從而使成形的中空成型品的壁厚達(dá)到設(shè)定值。

但是，當(dāng)中空成型品的尺寸變大或者壁厚較厚時(shí)，由于每一個(gè)的重量增大，因而會(huì)存在出現(xiàn)下降(drawdown)的憂慮。下降指的是型坯因自重而被拉伸，從而導(dǎo)致上部壁厚減小的現(xiàn)象。出現(xiàn)下降時(shí)，產(chǎn)品(中空成型品)中也會(huì)出現(xiàn)壁厚的差異。

為了避免下降，例如可以考慮改變所使用的樹脂的配比的方法，但該方法中所使用的樹脂受到限制，效果并不理想。為此，還公開有對(duì)從?？p擠出的型坯厚度進(jìn)行校正的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1等)。

具體地，專利文獻(xiàn)1公開了一種吹塑成型方法，基于根據(jù)型坯的目標(biāo)壁厚t和目標(biāo)長(zhǎng)度l算出的必要樹脂重量w來設(shè)定儲(chǔ)料缸的計(jì)量行程s，并且，將目標(biāo)壁厚t除以膨脹比r得到的模間隙設(shè)定值dt校正根據(jù)行程長(zhǎng)度x出現(xiàn)的下降現(xiàn)象帶來的壁厚減少量從而設(shè)定模間隙最終設(shè)定值df，從而形成期望的型坯。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平7-290563號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

但是，在相對(duì)厚度較厚的中空成型品的發(fā)泡吹塑成型等中，所成形的中空成型品的表面形成有水泡狀氣泡的現(xiàn)象是一個(gè)問題。如果采用上述的專利文獻(xiàn)1中記載的方法，雖然可以將下降帶來的影響抑制到最小，但卻無法抑制水泡狀氣泡的出現(xiàn)。

本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做出的，其目的在于提供一種吹塑成型方法，在吹塑成型厚度較厚的中空成型品時(shí)也可以抑制水泡狀氣泡的出現(xiàn)，從而制造出高品質(zhì)的中空成型品。

解決技術(shù)問題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的吹塑成型方法是根據(jù)成形的中空成型品的目標(biāo)壁厚來設(shè)定模頭中的?？p的間隔，從所述?？p筒狀中擠出儲(chǔ)料缸內(nèi)的熔融樹脂來形成型坯，并且將該型坯在金屬模具內(nèi)成形的吹塑成型方法，其特征在于，開始擠出時(shí)，將模縫的間隔設(shè)為小于根據(jù)所述目標(biāo)壁厚設(shè)定的值，之后，擴(kuò)大?？p的間隔使其與根據(jù)目標(biāo)壁厚設(shè)定的值一致。

當(dāng)吹塑成型厚度較厚的中空成型品時(shí)，需要加大模縫的間隔(縫隙寬度)。這是因?yàn)橹锌粘尚推返暮穸扰c?？p的間隔成比例。開始擠出型坯時(shí)，如果將?？p打開到根據(jù)成形的中空成型品的目標(biāo)壁厚而設(shè)定的值，則會(huì)引起壓力急劇下降，同時(shí)儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力(樹脂溜圧)(resinretentionpressure)下降。本發(fā)明的發(fā)明人在反復(fù)嘗試錯(cuò)誤的結(jié)果后，得出了出現(xiàn)水泡狀氣泡的原因在于該儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力的下降的結(jié)論。

在本發(fā)明中，開始擠出型坯時(shí)，將?？p的間隔設(shè)為小于根據(jù)目標(biāo)壁厚設(shè)定的值，從而可以抑制壓力急劇下降，使儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力維持在指定的水平上，因此可以抑制水泡狀氣泡的出現(xiàn)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種不會(huì)出現(xiàn)水泡狀氣泡，從而能夠制造出高品質(zhì)的中空成型品的吹塑成型方法。

附圖說明

圖1是示出發(fā)泡風(fēng)管的一個(gè)例子的簡(jiǎn)要立體圖。

圖2是概略示出吹塑成型導(dǎo)管時(shí)的實(shí)施例的簡(jiǎn)要截面圖。

圖3是示出擠出型坯時(shí)?？p間隔隨時(shí)間變化的圖。

圖4是示出擠出型坯時(shí)儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力隨時(shí)間變化的圖。

具體實(shí)施方式

下面，以發(fā)泡風(fēng)管的吹塑成型為例子，參照附圖對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的吹塑成型方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

作為發(fā)泡吹塑成型品的發(fā)泡風(fēng)管10被構(gòu)成為：通過內(nèi)部通道使由空氣調(diào)節(jié)單元(未圖示)供給的空調(diào)氣體流通后在期望的部位通風(fēng)。需要說明的是，作為發(fā)泡風(fēng)管10的形狀，并不局限于圖1示出的形狀，可以根據(jù)用途或設(shè)置場(chǎng)地等形成為任意形狀。

利用金屬模具夾住發(fā)泡型坯后進(jìn)行吹塑成型能夠獲取本實(shí)施方式的發(fā)泡風(fēng)管10，其中，通過從擠出機(jī)的壓模擠出發(fā)泡樹脂而形成的發(fā)泡型坯。需要說明的是，剛剛吹塑成型后的風(fēng)管的兩端為封閉狀態(tài)，通過吹塑成型后的修整，其兩端被切斷而變成開口形狀。

本實(shí)施方式的發(fā)泡風(fēng)管10由中空的發(fā)泡樹脂成形品構(gòu)成，該發(fā)泡樹脂成形品的管壁由發(fā)泡層構(gòu)成。通過構(gòu)成為發(fā)泡層具有閉孔氣泡結(jié)構(gòu)，從而可以獲得重量輕且具有良好的隔熱性的風(fēng)管。閉孔氣泡結(jié)構(gòu)是指具有多個(gè)獨(dú)立的氣泡單元的結(jié)構(gòu)，且閉孔氣泡率至少在70％以上。通過這樣的構(gòu)成，即使是在發(fā)泡風(fēng)管10內(nèi)流通冷空氣時(shí)，也可以基本消除出現(xiàn)結(jié)露的可能性。

作為發(fā)泡樹脂材料，本實(shí)施方式的發(fā)泡風(fēng)管10通常采用聚丙烯類樹脂。聚丙烯類樹脂具有在物理性質(zhì)等方面容易實(shí)現(xiàn)優(yōu)化且具有出色的發(fā)泡成型性的特性。

作為所使用的聚丙烯類樹脂，例如有丙烯均聚物、或者丙烯與其他α-烯烴的隨機(jī)或嵌段共聚物等。作為與丙烯共聚的其他α-烯烴，例如有乙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、甲基戊烯等。與丙烯共聚的α-烯烴的量是任意的，但是，為了維持聚丙烯的優(yōu)良的物性，優(yōu)選地，設(shè)為例如0.1～20質(zhì)量％左右。

并且，優(yōu)選地，聚丙烯類樹脂具有長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)。聚丙烯類樹脂雖然有熔融時(shí)的熔融張力小、發(fā)泡成型中的成形加工性差的缺點(diǎn)，但通過導(dǎo)入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)，可以改善熔融特性，消除上述缺點(diǎn)。

并且，除了聚丙烯類樹脂以外，還可以在發(fā)泡風(fēng)管10中使用聚乙烯類彈性體來改善耐沖擊性，從而使發(fā)泡成型性和耐沖擊性同時(shí)得到實(shí)現(xiàn)。

聚乙烯類彈性體是指在聚乙烯類樹脂的矩陣中細(xì)分散烯烴類橡膠的物質(zhì)，其能夠與聚丙烯類樹脂很好地相容，具有賦予樹脂材料橡膠彈性，改善樹脂材料的耐沖擊性的特征。

出于改善耐沖擊性的目的，優(yōu)選地，聚乙烯類彈性體在樹脂材料中所占的比例在5質(zhì)量％以上。如果聚乙烯類彈性體的比例低于5質(zhì)量％，則有可能發(fā)泡風(fēng)管10的耐沖擊性不夠充分。雖然聚乙烯類彈性體的比例越高越有利于改善耐沖擊性，但如果聚乙烯類彈性體的比例過高，則聚丙烯類樹脂的比例會(huì)相對(duì)下降，難以維持發(fā)泡成型性等聚丙烯類樹脂所具有的出色的物理性質(zhì)?？紤]到這一點(diǎn)，優(yōu)選地，聚乙烯類彈性體的比例在35質(zhì)量％以下。即，優(yōu)選地，聚乙烯類彈性體的比例在5～35質(zhì)量％。

在發(fā)泡風(fēng)管10的制造過程時(shí)，雖然根據(jù)需要在上述的聚丙烯類樹脂等中添加抗氧化等的添加劑以供吹塑成型，但吹塑成型時(shí)采用發(fā)泡劑發(fā)泡。作為發(fā)泡劑，可以使用空氣、二氧化碳、氮?dú)狻⑺葻o機(jī)類發(fā)泡劑，或者使用丁烷、戊烷、己烷、二氯甲烷、二氯乙烷等有機(jī)類發(fā)泡劑等。其中，優(yōu)選空氣、二氧化碳或者氮?dú)鈦碜鳛榘l(fā)泡劑。通過使用這些物質(zhì)，可以防止有機(jī)物的混入，抑制耐久性等的降低。

并且，作為發(fā)泡方法，優(yōu)選采用超臨界流體。即，優(yōu)選地，在二氧化碳或者氮?dú)庠诔R界狀態(tài)下，使樹脂材料進(jìn)行發(fā)泡。通過采用超臨界流體，可以均勻且可靠地進(jìn)行發(fā)泡。按照公知的方法對(duì)這樣發(fā)泡處理后的樹脂材料進(jìn)行吹塑成型，從而成形發(fā)泡風(fēng)管10。圖2是示出對(duì)發(fā)泡風(fēng)管10進(jìn)行吹塑成型時(shí)的實(shí)施例的圖。

吹塑成型時(shí)，首先，在擠出機(jī)內(nèi)揉合用于成形的樹脂材料，制造出基材樹脂。當(dāng)僅使用純凈樹脂來進(jìn)行成形時(shí)，根據(jù)需要在上述樹脂材料的純凈樹脂中添加改性材料后進(jìn)行揉合，從而制造出基材樹脂。當(dāng)使用回收樹脂材料進(jìn)行成形時(shí)，在粉碎的回收樹脂材料中添加指定比例的純凈樹脂后進(jìn)行揉合，從而制造出基材樹脂。

在這樣的基材樹脂中添加發(fā)泡劑后在擠出機(jī)內(nèi)混合，然后將其堆積在壓模內(nèi)的儲(chǔ)料缸(未圖示)內(nèi)。接著，在堆積了指定的樹脂量后，向與水平方向正交的方向(垂直方向)按下環(huán)狀活塞(未圖示)。之后，通過圖2示出的環(huán)形模21的?？p，例如以700kg/小時(shí)以上的擠壓速度，將圓筒形型坯p擠出到構(gòu)成合模裝置30的分割模具31、32之間。之后，合上分割模具31、32來夾住型坯p，進(jìn)一步以0.05～0.15mpa壓力范圍向型坯p內(nèi)吹入空氣，從而形成發(fā)泡風(fēng)管10。

成形后，將冷卻固化的樹脂材料中除了成品之外的部分粉碎后，將其作為回收樹脂材料，并在該回收樹脂材料中加入指定比例的純凈樹脂后成為混合樹脂，利用該混合樹脂再次進(jìn)行相同的吹塑成型。通過重復(fù)這樣的制造循環(huán)，可以大量生產(chǎn)發(fā)泡風(fēng)管10。

在上述的吹塑成型中，成形中空成型品(發(fā)泡風(fēng)管10)時(shí)，例如成形膨脹率為2.8倍、厚度在3.5mm以上的中空成型品時(shí)，有可能出現(xiàn)下降或水泡狀發(fā)泡的問題。但是，根據(jù)本實(shí)施方式的吹塑成型方法可以通過適當(dāng)?shù)乜刂颇？p的間隔來避免這些現(xiàn)象的發(fā)生。

圖3是示出擠出型坯p時(shí)的?？p間隔隨時(shí)間變化的圖。在本實(shí)施方式的吹塑成型方法中，考慮到下降的問題，逐漸擴(kuò)大模縫的間隔t以使型坯p的厚度逐漸增加。即，如圖3中的線l1所示，逐漸擴(kuò)大?？p的間隔t。通過這樣，使上部的型坯p由于其重量而被拉到下方后引起的壁厚變薄的現(xiàn)象得以抵消。

因此，在開始擠出型坯p時(shí)，將?？p間隔設(shè)為將該線l1延伸到開始擠出時(shí)刻的點(diǎn)a所表示的間隔。但如果這樣設(shè)定，則在成形厚度較厚的中空成型品(發(fā)泡風(fēng)管10)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)水泡狀發(fā)泡。因此，在本實(shí)施方式中，以比所述點(diǎn)a更窄的點(diǎn)b表示的?？p間隔開始型坯的擠出。例如，點(diǎn)b處的?？p間隔t是2～3mm。

在以這樣的?？p間隔開始型坯p的擠出之后，沿線l2擴(kuò)大?？p間隔，當(dāng)與之前的線l1一致后，再沿線l1逐漸擴(kuò)大模縫。如果按照這樣的軌跡來控制模縫間隔t，則可以抑制儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力的下降，并抑制水泡狀氣泡的產(chǎn)生。

圖4示出了開始擠出型坯p后的儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力的變化。在采用現(xiàn)有方法(在開始擠出型坯p時(shí)，將?？p間隔打開至點(diǎn)a)時(shí)，剛剛開始擠出后儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力下降到低于40bar(儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力的設(shè)定值為50bar)。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明的方法，開始擠出時(shí)的儲(chǔ)料缸內(nèi)的樹脂保持壓力的下降只有一點(diǎn)點(diǎn)，并未低于40bar。

需要說明的是，在即將結(jié)束型坯p的擠出時(shí)，如圖3的線l3所示，優(yōu)選地，與考慮到下降的線l1相比，進(jìn)一步擴(kuò)大模縫間隔，從而防止型坯p上部的破裂。雖然由于種種原因，型坯p的最上部存在破裂的危險(xiǎn)，但通過擴(kuò)大?？p間隔，加大厚度，能夠防止破裂。

以上是本發(fā)明的吹塑成型方法中的控制?？p間隔的例子，但在吹塑成型方法中，優(yōu)化各種成形條件的方法也有效。

例如，在本發(fā)明的吹塑成型方法中，優(yōu)選地，發(fā)泡倍率是2.5～3.5倍、成形品的平均壁厚是3.5～4.5mm。優(yōu)選地，向儲(chǔ)料缸中填充熔融樹脂時(shí)的樹脂保持壓力在60bar以上，更加優(yōu)選地在80bar以上。并且，優(yōu)選地，氮?dú)鉂舛鹊陀?.22質(zhì)量％，更加優(yōu)選地，低于0.20質(zhì)量％。

以上，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是，很明顯本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種改變。

實(shí)施例

下面，基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。

發(fā)泡風(fēng)管的制造

原材料使用了聚丙烯類樹脂以及聚乙烯類彈性體，并按照下面的配比吹塑成型了發(fā)泡風(fēng)管。其中，所使用的原材料如下：

·聚丙烯類樹脂a：北歐化工公司(borealis)制造，商品名wb140(具有長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)的聚丙烯)

·聚丙烯類樹脂b：日本聚丙烯公司制造，商品名novatecpp·bc4bsw

·聚乙烯類彈性體：三井化學(xué)公司制造，商品名df605

·配比：聚丙烯類樹脂a：聚丙烯類樹脂b：聚乙烯類彈性體＝70：23：7(質(zhì)量比)

將氣體的種類設(shè)定為氮?dú)?樣本1～5)以及二氧化碳(樣本6～8)，在各種條件下進(jìn)行吹塑成型，制造出發(fā)泡風(fēng)管。需要說明的是，樣本5以及樣本8是應(yīng)用了本發(fā)明，并以圖3的點(diǎn)b表示的?？p間隔開始擠出型坯的例子。其他相當(dāng)于現(xiàn)有的方法，以圖3的點(diǎn)a表示的?？p間隔開始擠出型坯的例子。所制造出的發(fā)泡風(fēng)管的總重量約為5kg。

評(píng)價(jià)

對(duì)于制造出的發(fā)泡風(fēng)管，進(jìn)行了水泡以及氣泡直徑評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：

·水泡：通過目測(cè)確認(rèn)表面的水泡狀氣泡的出現(xiàn)，當(dāng)看得見水泡狀氣泡時(shí)記為×，幾乎看不到時(shí)記為○，完全看不到時(shí)記為◎。

·氣泡直徑：觀察截面，當(dāng)氣泡的較長(zhǎng)方向的直徑超過1000μm時(shí)記為×，低于1000μm時(shí)記為○，在700μm以下時(shí)記為◎。

其結(jié)果如表1示出。從表1可以得知，在應(yīng)用本發(fā)明的樣本5以及樣本8中，沒有水泡，且氣泡直徑也比較小，能夠成形出良好的發(fā)泡風(fēng)管。與此相對(duì)，按照現(xiàn)有的方法使用氮?dú)庵圃斓陌l(fā)泡風(fēng)管(樣本1～4)中出現(xiàn)了水泡狀氣泡，產(chǎn)品的品質(zhì)較差。并且，按照現(xiàn)有的方法使用二氧化碳制造的發(fā)泡風(fēng)管(樣本6、7)中雖然幾乎沒有出現(xiàn)水泡，但是氣泡直徑較大，基于這一點(diǎn)，可以判斷為品質(zhì)下降。

【表1】

附圖標(biāo)記

10：發(fā)泡風(fēng)管

21：環(huán)狀壓模

30：合模裝置

31、32：分割模具

p：型坯