JP4670422B2 - 圧縮成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出口から押し出された合成樹脂素材を切断して成形型に供給し、供給された合成樹脂素材を圧縮成形する圧縮成形方法に関する。

下記特許文献１及び２に開示されている如く、合成樹脂製容器の典型的製造様式においては、押出口から押し出された合成樹脂素材を開状態にある成形型の所定部位に供給し、次いで成形型を閉状態にせしめて供給された合成樹脂素材を圧縮成形し、かくして前成形体（一般にプリフォームと称されている）を形成する。しかる後に、前成形体を延伸ブロー成形して所要容器にせしめている。
特開平１０−３３７７６９号公報 特開２０００−１０８１２７号公報

然るに、上述したとおりの容器の製造様式において鋭意検討を重ねた結果、従来の製造様式には前成形体の圧縮成形に関して次のとおりの解決すべき問題が存在することが判明した。押出口から押し出された合成樹脂素材の切断は、押出口から押し出された合成樹脂素材に切断刃を作用せしめることによって遂行されるが、合成樹脂素材の特定部位に切断刃が接触することによって、切断された合成樹脂素材の特定部位が局部的に冷却され、所謂カッターマークが生成される。かようなカッターマークを有する合成樹脂素材を圧縮成形して前成形体を形成し、そしてかかる前成形体を延伸ブロー成形して容器を形成すると、カッターマークに起因して容器に局部的な傷乃至異質部が生成されて容器の外観が損なわれる、或いは高倍率の延伸を要する成形を行った場合に極めて稀ではあるがカッターマークに起因して容器が破裂してしまう（一般にバーストと称されている）ことがある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、前成形体の圧縮成形に限定されるものではないが、上記カッターマークに起因する欠陥の発生が充分に抑制乃至防止される新規且つ改良された圧縮成形方法を提供することである。

本発明者等は、更に検討を重ねた結果、成形型を閉状態にせしめて合成樹脂素材を圧縮成形する前に、合成樹脂素材の表面の少なくとも切断刃が作用した部分をガラス転移温度以上、好ましくは溶融温度以上、に加熱することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する圧縮成形方法として、押出口から押し出された合成樹脂素材を切断刃によって切断して、開状態にある成形型の所定部位に供給し、次いで該成形型を閉状態にせしめて供給された合成樹脂素材を圧縮成形する圧縮成形方法において、
該成形型を閉状態にせしめて合成樹脂素材を圧縮成形する前に、合成樹脂素材の表面の少なくとも該切断刃が作用した部分をガラス転移温度以上に加熱する、ことを特徴とする圧縮成形方法が提供される。

該成形型の該所定部位に供給された合成樹脂素材の表面の少なくとも該切断刃が作用した部分を溶融温度以上に加熱するのが好適である。該成形型の該所定部位に合成樹脂素材を供給した後に、該成形型の該所定部位に供給された合成樹脂素材を加熱するのが好ましい。合成樹脂素材に加熱された気体を吹き付けることによって、合成樹脂素材の表面を加熱するのが好適である。好適実施形態においては、該成形型は上方に開放された凹所を有する雌型部材と該雌型部材の上方に配設された雄型部材とを含み、該雌型部材に対して該雄型部材を相対的に昇降動せしめることによって開閉せしめられる形態であり、合成樹脂素材は該雌型部材の該凹所内に上方から落下せしめることによって該凹所内に供給され、該凹所の上方から合成樹脂素材に向けて加熱された気体を吹き付けることに、合成樹脂素材の表面が加熱される。発熱手段が配設されている流路を通して気体を流動せしめることによって気体を加熱するのが好適である。

本発明の圧縮成形方法においては、合成樹脂素材の表面の少なくとも切断刃が作用した部分が少なくともガラス転移温度以上、好ましくは溶融温度以上、に加熱され、これによってカッターマーク及びこれに起因する残留ひずみ等が低減乃至消失せしめられ、かくしてカッターマークに起因する問題の発生が抑制乃至防止される。

以下、添付図面を参照して、本発明の圧縮成形方法の好適実施形態について、更に詳述する。

図１には本発明の圧縮成形方法の好適実施形態を実施するための圧縮成形装置が開示されている。図示の圧縮成形装置は水平に配設された円盤形状である回転支持体２を備えており、かかる回転支持体２の周縁領域には周方向に等間隔をおいて複数個、図示の場合は１８個の成形型４が配設されている。回転支持体２は実質上鉛直に（図１においては紙面に垂直に）に延びる回転中心軸線を中心として矢印６で示す方向に回転せしめられ、これに応じて成形型４の各々は円形無端経路８を通して移動せしめられる。成形型４の無端移動経路８には、矢印６で示す回転方向に見て順次に合成樹脂素材供給位置Ａ、加熱位置Ｂ、閉動開始位置Ｃ、閉動完了位置Ｄ、開動開始位置Ｅ、開動完了位置Ｆ及び成形品取出位置Ｇが配置されている。

図２を参照して説明を続けると、それ自体は周知の形態でよい成形型４の各々は雌型部材１０と雄型部材１２とから構成されている。雌型部材１０はその上面から実質上鉛直に下方に延びる、従って上方に開放されている凹所１４が形成されている。雄型部材１２は雌型部材１０の鉛直方向上方に配置されている。図示の圧縮成形装置においては、雄型部材１２が図２に示す開位置から鉛直方向下方に移動せしめられて成形型４が閉状態にせしめられ、雄型部材１２が鉛直方向上方に移動せしめられて成形型４が開状態にせしめられる。

図１に図示する如く、圧縮成形装置には合成樹脂素材供給手段１６及び成形品取出手段１８も配設されている。図示の合成樹脂供給手段１６は矢印２０で示す方向に回転せしめられる回転支持体２２を含んでおり、この回転支持体２２には周方向に等間隔をおいて複数個、図示の場合は６個、の切断・搬送手段２４が装着されている。切断・搬送手段２４の各々は切断刃２６と把持手段２８とを備えている。回転支持体２２の回転に応じて切断・搬送手段２４は円形無端経路３０を通して移動せしめられ、切断位置Ｘにおいては押出機（図１にはその押出口３２のみを簡略に図示している）から押し出された溶融乃至軟化状態の合成樹脂素材３４（図２）を切断刃２６によって切断し、切断した合成樹脂素材３４を把持手段２８によって把持する。上記合成樹脂素材供給位置Ａにおいては、把持手段２８が把持していた合成樹脂素材３４を開放して成形型４の雌型部材１０に形成されている凹所１４内に落下せしめる。かような合成樹脂素材供給手段１６自体は周知の形態でよく、例えば上記特許文献２に開示されている形態のものを好都合に使用することができ、それ故に本明細書においては合成樹脂素材供給手段１６自体についての詳細な説明は省略する。成形品取出手段１８は円形無端経路３６を通して矢印３８で示す方向に移動せしめられる複数個、図示の場合は３個、の取出具４０を備えており、上記成形品取出位置Ｃにおいて成形型４から開放された成形品を受け取り、排出位置Ｙにおいて適宜の収集手段（図示していない）に排出する。かような成形品取出手段１８自体も周知の形態でよく、従って成形品取出手段１８自体の詳細な説明も本明細書においては省略する。

図１を参照して説明を続けると、図示の圧縮成形装置においては、成形型４が無端搬送経路８を通して移動せしめられる間に、合成樹脂素材供給位置Ａにおいて雌型部材１０の凹所１４内に合成樹脂素材３４が供給され（図２も参照されたい）、成形型４が閉動開始位置Ｃになると雄型部材１２の下降が開始され、そして成形型４が閉動完了位置Ｄに到達すると成形型４が閉状態にせしめられ、かくして合成樹脂素材３４が所要形状の成形品、図示の場合は後にブロー成形を加えて容器にせしめられる前成形体、に圧縮成形される。成形型４が閉動完了位置Ｄから開動開始位置Ｅまで移動せしめられる間は成形体４は閉状態に維持され、圧縮成形された成形品が冷却される。成形型４が開動開始位置Ｅから開動完了位置Ｆまで移動せしめられる間には雄型部材１２が上昇せしめられ、かくして成形型４が開状態にせしめられる。そして、成形品取出位置Ｇにおいては、成形型４から開放された成形品が成形品取出具４０に受け取られ、成形品取出具４０は受け取った成形品を収集手段に移送する。

而して、上述したとおりの圧縮成形様式においては、押出機の押出口３２から押し出された合成樹脂素材３４が切断・搬送手段２４の切断刃２６によって切断される。合成樹脂素材３４の特定部位に切断刃２６が接触することによって合成樹脂素材３４は局部的に冷却され、これに起因して合成樹脂素材３４に局部的な変質部、即ち所謂カッタマーク、が生成される。更にまた、図示の実施形態においては、切断された合成樹脂素材３４は切断・搬送手段２４の把持手段２８によって把持され、それ故に把持手段２８による把持にも起因して合成樹脂素材３４には局部的に冷却され、局部的変質部が生成される傾向がある。そして、局部的変質が存在する合成樹脂素材３４を圧縮成形して前成形体を成形し、次いでかかる前成形体にブロー成形を加えて容器を成形すると、上記局部的変質に起因して容器に局部的な傷乃至異質部が生成されて容器の外観が損なわれ、或いは容器が破裂してしまう傾向がある。かような問題を解決するために、本発明の圧縮成形方法においては、成形型４に合成樹脂素材３４を供給した後で且つ成形型４を閉状態にせしめて合成樹脂素材３４を圧縮成形する前に、合成樹脂素材３４の表面の少なくとも切断刃２６が作用した部分をガラス転移温度以上、好ましくは溶融温度以上、に加熱する。

図１と共に図３を参照して説明すると、図示の圧縮成形装置においては、上記加熱位置Ｂには、雌型部材１０の凹所１４内に供給された合成樹脂素材３４を加熱するための加熱手段４２が配設されている。かかる加熱手段４２は加熱位置Ｂを通る雌型部材１０の上方に配設された静止吹き付けノズル４４を含んでいる。ノズル４４は円筒形状であり、その下端には噴出口４６が形成されている。ノズル４４内には電気抵抗加熱器でよい発熱手段４８が配設されている。発熱手段４８は例えば５００℃或いはそれ以上の高温にせしめられる。ノズル４４には空気でよい気体の供給源５０が接続されており、供給源５０から供給される気体がノズル４４内に規定されている流路を通って流動せしめられ、この際には発熱手段５０によって加熱される。加熱された気体は噴出口４８から噴出せしめられ、雌型部材１０の凹所１４内に供給されている合成樹脂素材３４に吹き付けられ、かくして合成樹脂素材３４が加熱される。雌型部材１０の凹所１４内に供給されている合成樹脂素材３４の表面における切断刃２６が接触した部位、即ちカッタマークが生成されている部位、は合成樹脂素材３４の上部表面であり、そしてまた把持手段２８が作用した部位は上部乃至中間部表面であり、噴出口４８から噴出せしめられる気体は合成樹脂素材３４の表面における切断刃２６及び把持手段２８が接触した部位を効果的に加熱する。かくして、切断刃２６及び把持手段２８が接触したことによって生成される局部的変質が解消される。

実験例
本発明者等は、押出口から合成樹脂素材を押し出し、かかる樹脂を切断刃によって切断して直接的に下方に落下せしめて、図３に図示するとおりの雌型部材の凹所に供給した。供給した樹脂はポリエチレンテレフタレートであり、重量は２５ｇであった。かかる合成樹脂素材を観察したところ、その上端部表面にカッタマークが存在していた。図３に図示するとおりの加熱手段によって雌型部材の凹所に存在している合成樹脂素材に加熱空気を吹き付けた。５００℃の空気を圧力０．１ＭＰａ、流量３０Ｌ／分で０．５秒吹き付けた後に合成樹脂素材を観察したところ、カッタマークは薄くなり加熱をしない場合よりも改善されていた。更に、吹き付け時間を１秒に変更して加熱後の合成樹脂素材を観察したところ、カッタマークは完全に消滅していた。

本発明の圧縮成形方法の好適実施形態を遂行するための圧縮成形装置の典型例を示す簡略平面図。 図１の圧縮成形装置において、雌型部材の凹所に合成樹脂素材を供給した状態を示す部分断面図。 図１の圧縮成形装置において、雌型部材の凹所に供給された合成樹脂素材に加熱気体を吹き付けている状態を示す部分断面図。

符号の説明

４：成形型
１０：雌型部材
１２：雄型部材
１４：凹所
３４：合成樹脂素材
４２：加熱手段
４４：ノズル
４８：発熱手段

Claims (6)

1. 押出口から押し出された合成樹脂素材を切断刃によって切断して、開状態にある成形型の所定部位に供給し、次いで該成形型を閉状態にせしめて供給された合成樹脂素材を圧縮成形する圧縮成形方法において、
   該成形型を閉状態にせしめて合成樹脂素材を圧縮成形する前に、合成樹脂素材の表面の少なくとも該切断刃が作用した部分をガラス転移温度以上に加熱する、ことを特徴とする圧縮成形方法。
2. 合成樹脂素材の表面の少なくとも該切断刃が作用した部分を溶融温度以上に加熱する、請求項１記載の圧縮成形方法。
3. 該成形型の該所定部位に合成樹脂素材を供給した後に、該成形型の該所定部位に供給された合成樹脂素材を加熱する、請求項１又は２記載の圧縮成形方法。
4. 合成樹脂素材に加熱された気体を吹き付けることによって、合成樹脂素材の表面を加熱する、請求項３記載の圧縮成形方法。
5. 該成形型は上方に開放された凹所を有する雌型部材と該雌型部材の上方に配設された雄型部材とを含み、該雌型部材に対して該雄型部材を相対的に昇降動せしめることによって開閉せしめられる形態であり、合成樹脂素材は該雌型部材の該凹所内に上方から落下せしめることによって該凹所内に供給され、該凹所の上方から合成樹脂素材に向けて加熱された気体を吹き付けることによって合成樹脂素材の表面が加熱される、請求項４記載の圧縮成形方法。
6. 発熱手段が配設されている流路を通して気体を流動せしめることによって気体を加熱する、請求項４又は５記載の圧縮成形方法。

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