DE69725985T2

DE69725985T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von blasgeformten gegenständen

Info

Publication number: DE69725985T2
Application number: DE69725985T
Authority: DE
Inventors: Minoru Ichihara-shi SUGAWARA; Katsuhiko Ichihara-shi TADA; Tomoyuki Ichihara-shi OBARA; Koki Ichihara-shi HIRANO
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: EP0908292A1; KR20000015845A; JP3877228B2; US6303071B1; EP1331081A1; TW340089B; EP0908292B1; KR100457610B1; CN1226197A; CN1082881C; DE69725985D1; WO1997045246A1; EP0908292A4

Description

Bereich der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen aus einem kristallinen Harz. Insbesondere gewährleisten das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen nach der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Genauigkeit der Übertragung der Form der Innenfläche einer Gußform (nachstehend als „Übertragbarkeit der Gußform" bezeichnet) für die Herstellung einer glänzenden Oberfläche, einer geprägten Oberfläche od. dgl., die durch den Einsatz von bestimmten Gießbedingungen erzielt weiden kann, um dadurch den Gießzyklus deutlich zu reduzieren.
Stand der Technik:
Aufgrund der damit erreichten zahlreichen Vorteile wird die Blasformung konventionell für die Herstellung von verschiedenen Arten von Behältern und ähnlichen Gegenständen eingesetzt. Sie ermöglicht die Herstellung von blasgeformten Gegenständen unter niedrigem Druck, um dadurch die Kosten der Blasformen zu reduzieren, und verbessert die Festigkeit und Steifigkeit pro Gewichtseinheit aufgrund der Reduzierung des Gewichtes der Formteile. Außerdem wurde in den letzten Jahren das Blasformen von Fahrzeugteilen, wie zum Beispiel Stoßstangen, Spoilern und Radkappen von immer größerem Interesse. Die auf diesem Gebiet gestellten Anforderungen umfassen die Reduzierung der Dauer des Gießzyklus für große Formteile, wie zum Beispiel Stoßstangen, und die Entwicklung eines Verfahrens für die Herstellung von Formteilen, die ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild haben, wie zum Beispiel einen hohen Oberflächenglanz od. dgl., wie zum Beispiel Spoilern und Radkappen.
Wenn kristalline Harze, wie zum Beispiel Polypropylenharze und Polyamidharze für die Herstellung von Kraftfahrzeugteilen verwendet werden, die eine hohe Festigkeit und Steifigkeit haben müssen, kann selbst wenn eine spiegelpolierte Innenfläche der Gußform verwendet wird, unter üblichen Gießbedingungen die Entstehung von Schmelzbrüchen, Teilfugen oder pockennarbigen Mustern in den hergestellten blasgeformten Gegenständen aufgrund von Gaseinschlüssen oder der Kristallisation nicht vermieden werden. Daher kann bei der Blasformung eines kristallinen Harzes eine zuverlässige Übertragbarkeit der Innenfläche der Gußform nur schwer erreicht werden, so dass es schwierig ist, blasgeformte Gegenstände mit einem ausgezeichneten Erscheinungsbild in bezug auf den Glanz der Oberfläche od. dgl. herzustellen.
In der japanischen Patentveröffentlichung (kokoku) Nr. 2-40498 wird ein Verfahren für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz beschrieben. Nach diesem Verfahren wird ein Preform mit einer größeren Anzahl von feinen Vorsprüngen und Vertiefungen (Tiefe: zwischen 2–100 mμ) in seiner Harzfläche in einen Satz Gußformen eingesetzt, die auf Hochglanz poliert sind, die eine Hochglanzfläche von 0,5 S oder weniger aufweisen und auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher ist, als die Temperatur der Kristallisation des Harzes; dann wird die Blasformung durchgeführt; und die Gußformen werden auf eine Temperatur abgekühlt, die niedriger ist, als die Temperatur der Kristallisation. Dieses Verfahren hat jedoch gewisse Nachteile. Die Oberflächenbedingungen des Preforms müssen reguliert werden, und die verwendeten Harze sind auf solche Harze begrenzt, die während dem Gießverfahren brechen können, und außerdem ist der Gießzyklus von langer Dauer ist, wodurch die Produktivität bei der Herstellung von großen Formteilen, wie zum Beispiel Kraftfahrzeugteilen reduziert wird.
Um die Eigenschaften der Oberfläche von blasgeformten Gegenständen, die aus einem kristallinen Harz hergestellt werden, zu verbessern, besteht ein mögliches Verfahren darin, dass ein schmelzbarer Preform für die Blasformung verwendet wird, und die Temperatur auf einem höheren Wert gehalten wird, als die Temperatur der Kristallinisierung des kristallinen Harzes, wenn sich der Preform und die Gußformen in engem Kontakt befinden. Mit diesem Verfahren wird der Gießzyklus unvermeidbar verlängert. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um die Gußformen wirksam abzukühlen, die auf eine Temperatur erwärmt worden sind, die höher ist, als die Temperatur der Kristallisation, um dadurch die Form des gegossenen Gegenstandes zu erhalten. Zum Beispiel ist die in der japanischen Patentveröffentlichung (kokoku) Nr. 7-77728 beschriebene Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, bei dem ein auf eine hohe Temperatur erwärmtes Öl und ein auf eine geringe Temperatur erwärmtes Öl als Wärmemedien eingesetzt werden, um die Temperatur der Gußformen zu regulieren, und nach der Beigabe der Öle wird der Fluss der Wärmemedien mit Luft geblasen. Eine weitere Erfindung, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (kokai) Nr. 6-226828 veröffentlicht ist, bezieht sich auf ein Gießverfahren, bei dem die Gußformen mit Hilfe von Dampf erwärmt und mit Hilfe von Wasser abgekühlt werden. Solche Verfahren, bei denen die Erwärmung und die Abkühlung der Gußformen wiederholt durchgeführt werden muß, erfordern jedoch eine große Anzahl von Medien für die Erwärmung und das Abkühlen oder die Regulierung der Temperatur der Gußformen in einem weiten Bereich.
Daher müssen diese Verfahren in Bezug auf die komplizierten Ausrüstungen und die erforderlichen Arbeitsschritte noch weiter verbessert werden. Außerdem kann die wiederholte Durchführung der Erwärmung und Abkühlung eine erfolgreiche Reduzierung der Zyklusdauer des Gießvorgangs verhindern. Die offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 4-77231 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen, bei dem ein Preform aus einem weichen Wachs, das ein kristallines Wachs enthält, in einen Zwischenraum zwischen den Gußformen eingesetzt wird, wonach die Gußformen miteinander verklemmt werden, und anschließend wird ein Fluid unter Druck in das Innere des Preform so eingeblasen, dass der Preform in engen Kontakt mit der Innenfläche der Gußform tritt, um dadurch das Gießen und das Abkühlen durchzuführen, wobei die Temperatur der Gußformen zwischen einer Temperatur in der Nähe der Temperatur, bei der die Rate der Kristallinisierung des kristallinen Harzes am höchsten ist, und der Temperatur des Schmelzpunktes des kristallinen Harzes gehalten wird, und ein Fluid, das als Kühlmittel dient, unter Druck eingeblasen und unter Druck im Inneren des Preform zirkuliert wird. Dieses Verfahren kann für die Verringerung von Teilfugen oder Schweißnähten in der Oberfläche eines Gussteils wirksam sein. Für das Einblasen unter Druck eines Kühlmittels müssen bei diesem Verfahren zwei Blasrohre mit verschiedenen Drücken eingesetzt werden, und daher erfolgt die Zirkulation des Kühlmittels im Anfangsstadium der Kühlung. Da das Kühlmittel bei dem Kontakt mit dem unter hoher Temperatur stehenden Preform sehr rasch erwärmt wird, ist die Wirksamkeit der Kühlung nicht immer zufriedenstellend und daher ist die Reduzierung der Dauer des Gießzyklus nur begrenzt erreichbar. Dadurch entstehen Probleme bei der zufriedenstellenden Herstellung von großen blasgeformten Gegenständen.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 6-226829 offenbart ein Verfahren, bei dem ein flüssiges verdampftes Stickstoffgas durch einen oder zwei Hochdruckzapfen, die in das Innere des Preform reichen, in das Preform eingeleitet wird, und das Gas dann durch den anderen Blaszapfen abgegeben wird, um dadurch den Preform abzukühlen, während die Dauer des Gießzyklus reduziert wird. Diese Patentanmeldung offenbart jedoch kein technisches Konzept, um sowohl eine Reduzierung der Dauer des Gießzyklus als auch eine Verbesserung des Übertragbarkeit der Gußform durch die Regulierung der Temperatur an der Innenseite der Gußform als Reaktion auf die Temperatur der Kristallisation des kristallinen Harzes zu erreichen.
Das Patent US-A-4,039,641 bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung eines blasgeformten Behälters, bei dem eine spezifische Wandtemperatur in der Gußform eingesetzt und ein Kühlmittel verwendet wird, das eine Temperatur hat, die nicht höher ist, als die Raumtemperatur. Hier wird die Herstellung von kleinen und leichten Behältern aus einem gereckten kristallinisierbaren Kunststoff beschrieben, wie zum Beispiel die Herstellung von Flaschen, die Glasbehälter mit dem gleichen Volumen ersetzen können. Dieses Verfahren bezieht sich jedoch auf kleine und leichte Behälter, und insbesondere auf Flaschen mit einem Inhalt von 33 cl, und bezieht sich nicht auf größere Produkte mit einem Inhalt von mehr als 500 g. Das Patent US-A-4,039,641 offenbart einen Preform mit einem geschlossenen Ende, der aus einem PET dadurch blasgeformt worden ist, dass ein spritzgegossener Preform auf einen vorgeheizten Dorn montiert wird. Der zusätzliche Arbeitsschritt der Verwendung eines Preforms kostet Geld und Zeit.
Die XP 002035101 offenbart eine Vorrichtung für das Blasformen, bei der die Wände der Gußform mit Poren für die Entgasung ausgestattet sind, die in einer gewissen Größe verteilt sind. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um ein Kühlmittel in den blasgeformten Gegenstand einzuleiten, sowie Entlüftungsbohrungen, um die eingeschlossene Luft abzulassen. Es wird jedoch nicht gesagt, dass der Preform vor dem Schließen der Gußform vorgeklemmt wird.
In der Offenbarung der EP-A-560 522 wird beschrieben, dass bei einem Verfahren für die Blasformung entfernt angeordnete Positionen vorgesehen sind, um das Kühlmittel bei einem Blasformverfahren einzuleiten oder abzulassen.
Unter diesen technischen Voraussetzungen besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen vorzuschlagen, die ein Gewicht von 500 g oder darüber haben, und zwar insbesondere große blasgeformte Gegenstände mit einem Gewicht von 1 kg oder darüber, wobei der Produktionszyklus verkürzt, eine höhere Produktivität gewährleistet, und eine verbesserte Übertragung einer glänzenden Oberfläche, einer geprägten Oberfläche od. dgl. ermöglicht wird.
Die Erfinder haben sorgfältige Untersuchungen eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen mit Hilfe eines kristallinen Harzes, und insbesondere von großen blasgeformten Gegenständen durchgeführt, mit dessen Hilfe eine Verkürzung der Dauer des Gießzyklus und eine bessere Übertragbarkeit einer glänzenden Oberfläche, einer geprägten Oberfläche od. dgl. erreicht werden kann. Hierbei haben sie herausgefunden, dass die Dauer des Gießzyklus und das Erscheinungsbild der gegossenen Gegenstände zufriedenstellend verbessert werden kann, wenn die Temperaturbedingungen der Innenflächen – Innenflächen – der Gußformen (nachstehend aus Gründen der Klarheit als "Innenflächen der Gußform" bezeichnet) in geeigneter Form so festgelegt werden, dass sie mit den Eigenschaften des kristallinen Harzes übereinstimmen; und die Abkühlung der Innenseite des Preform in einer wirksameren Weise durchgeführt werden kann; und wenn feine Poren mit einem bestimmten Durchmesser in spezifischen Intervallen an der Innenfläche der Gußform ausgebildet werden, wodurch das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann. Dementsprechend wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen mit Hilfe eines Blasgießverfahrens vorgeschlagen, mit dessen Hilfe eine ausgezeichnete Übertragbarkeit und eine verkürzte Dauer des Gießzyklus erreicht werden können.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die Merkmale aufweist, die im Anspruch 1 offenbart sind.
Vorzugsweise sind die Gußformen mit Entgasungsporen mit einem Durchmesser von 100 μm oder weniger in ihren Oberflächen in Intervallen (einer Teilung) von 50 mm oder weniger ausgestattet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 und 2 zeigen Querschnitte einer Ausführungsart des Verfahrens und der Vorrichtung für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen nach der vorliegenden Erfindung; wobei
die 1 die Schritte der Öffnung der Gußform und das Einsetzen des Preforms zeigt; und
die 2 zeigt die Schritte der Einspannung, des Gießens und der Kühlung.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSART DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Nachstehend werden die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Kristalline Harze, die in dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind nicht besonders limitiert. Es können Polyolefinharze, Polyamidharze, Polyesterharze und Polyacetalharze verwendet werden. Ein Beispiel für Polyolefinharze umfasst Homopolymere eines α-Olefins, wie zum Beispiel ein Ethylen, ein Polypropylen, ein Buten-1, ein 3-Methylbuten-1, ein 3-Methylpenten-1 und ein 4-Methylpenten-1, sowie Copolymere dieser α-Olefine und Copolymere dieser α-Olefine und andere ungesättigte Monopolymere, die mit diesen copolymerisiert werden können. Typische Beispiele dieser Polyolefinharze umfassen Polyethylenharze mit einer hohen, mittleren und geringen Dichte, lineare Polyethylene mit einem sehr hohen Molekulargewicht, Copolymere des Ethylenvinylacetat, und Copolymere des Ethylenethylacrylats; sowie Polypropylenharze, wie zum Beispiel syndiotaktische Polypropylene, isostatische Polypropylene und verschiedene Copolymere des Polypropylenethylen oder Blockpolymere, sowie Poly4-methylpenten-1.
Beispiele für Polyamidharze umfassen einen Ring öffnende Polymerisationsprodukte aus zyklischen aliphatischen Laktanen, wie zum Beispiel 6-Nylon und 12-Nylon; Polykondensationsprodukte des aliphatischen Diamins und der aliphatischen Kohlenstoffverbindung, wie zum Beispiel 6,6-Nylon, 6,10-Nylon und 6,12-Nylon; Polykondensationsprodukte des aromatischen Diamins und der aliphatischen dizyklischen Kohlenstoffverbindung, wie zum Beispiel derjenigen, die zwischen m-xylendiamin und der Adipinsäure liegt; Polykondensationsprodukte eines aromatischen Diamins und eine aromatische dizyklischze Kohlenstoffverbindung, wie zum dem Beispiel diejenige, die zwischen dem p-Phenylendiamin und der Terephthalsäure liegen und denjenigen, die zwischen m-Phenylendiamin und der Isophthalsäure liegen, und Polykondensationsprodukte der Aminosäure, wie zum Beispiel 11-Nylon.
Beispiele für Polyesterharze umfassen Polykondensationsprodukte der aromatischen homozyklischen Kohlenstoffverbindung und Alkylenglykol, und spezifische Beispiele umfassen Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat.
Beispiele für Polyacetalharze umfassen Homopolymere, wie zum Beispiel Polyoxymethylen; und Copolymere des Formaldehydethylenoxid, die aus Trioxan und Ethylenoxid gewonnen werden.
In dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung können die vorstehend erwähnten kristallinen Harze einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Falls dies notwendig ist, können außerdem andere Harze mit einer niedrigen Kristallinität, amorphe Harze, die nachstehend erwähnten Elastomere, anorganische Füllstoffe, und eine große Anzahl von Additiven den kristallinen Harzen beigemischt werden. Unter den genannten thermoplastischen Harzen werden bevorzugt Polypropylenharze, wie zum Beispiel Blockpolymere oder ungeordnete Copolymere des Propylen und andere Olefine und Mischungen dieser Copolymere eingesetzt. Polypropylenharze, die säuremodifizierte Polyolefinharze enthalten, die mit einer ungesättigten Karbonsäure oder ihren Derivaten modifiziert worden sind, können ebenfalls verwendet werden.
Vorzugsweise werden in bezug auf die Formbarkeit einschließlich der Sinkgeschwindigkeit der Festigkeit Polypropylenharze mit einem Schmelzindex MI (230°C, 2,16 kgf) von 0,1–2,0 g/10 min, und noch bevorzugter zwischen 0,2 –1,0 g/10 min verwendet. Außerdem können die Formbarkeit od. dgl. durch die Beimischung eines Polyethylenharzes mit hoher Dichte, das einen Schmelzindex MI (190°C, 2,16 kgf) von 0,001–1 g/10 min, und vorzugsweise einen Schmelzindex von 0,01–0,5 g/10 min hat, das in das Rohmaterial in einer Menge von 0–30 Gew.-% beigegeben wird, verbessert werden. Es können auch Elastomere mit einer Mooney-Viskosität (ML₁₊₄ 100°C) zwischen 10–120 dem Rohmaterial beigemischt werden, wobei diese Elastomere ein Ethylen-Polypropylen Copolymer Elastomer, ein Ethylen-Propylen-Dien Copolymer Elastomer, eine Styroldien Elastomer oder hydrierte Elastomere dieser Elastomere umfassen.
Außerdem können anorganische Füller dem Rohmaterial in einer Menge zwischen 0–50 Gew.-% beigemischt werden, um die Steifigkeit, die Festigkeit, die Wärmefestigkeit etc. von blasgeformten Gegenständen zu verbessern. Spezifische Beispiele solcher anorganischen Füller umfassen Talk, Glimmerpulver, Kalziumkarbonat, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Magnesiumsulfatfasern, Kaliumtitanatfasern, Titandioxidfasern, Magnesiumoxysulfatfasern und organische Fasern. Von diesen Materialien werden bevorzugt Talk, Glimmerpulver und Glasfasern verwendet. Falls notwendig, können außerdem Stabilisatoren, antistatische Agenzien, Witterungsagenzien, feuerhemmende Substanzen, Pigmente, Dispersionsagenzien oder Substanzen für die Kristallisationskernbildung beigemischt werden. Beispiele dieser Substanzen für die Kristallisationskernbildung umfassen Talk, Alkalimetallsalze der organischen Karbonsäure, basische polyvalente Metallsalze von zyklischen Schwefelestern, Aluminium 4-tert Butylbenzoate, Dibenzyliden Sorbitole und ihre Derivate.
In dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Begriffe "Kristallisationstemperatur" und "Schmelzpunkt" nicht nur auf die Werte per se der kristallinen Harze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sondern auch auf die Werte des Rohmaterials der Harze, die tatsächlich der Blasformung unterworfen werden, und die zusätzlich zu dem kristallinen Harz Agenzien für die Kristallisationskernbildung enthalten, um die Kristallinität zu verbessern, sowie andere thermoplastische Harze, Füller, wie zum Beispiel Talk etc. enthalten. Im Falle eines Rohmaterials für die Blasformung, das aus zwei oder mehreren kristallinen Harzen besteht, kann die Messung der Kristallisationstemperatur und des Schmelzpunktes mit Hilfe der differentiellen Scannerkalometrie (DSC) zwei oder mehr Spitzen anzeigen. In einem solchen Fall werden die höchste Kristallisationstemperatur, der höchste Schmelzpunkt, oder die Kristallisationstemperatur und der Schmelzpunkt der vorherrschenden Harzkomponente als Kristallisationstemperatur und Schmelzpunkt in der vorliegenden Erfindung verwendet.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für die Herstellung von blasgeformten Gegenständen aus einem kristallinen Harz verwendet, das je nach der Verwendung, der Form und der Größe des hergestellten blasgeformten Formteils ausgewählt wird.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Herstellverfahrens in bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Zuerst wird ein kristallines Harz in geschmolzenem Zustand aus einem Extruder extrudiert. Üblicherweise wird mit Hilfe eines Akkumulators das kristalline Harz durch eine Matxize (1) in den Zwischenraum zwischen den geöffneten Gußformen (10A und 10B) extrudiert, die in Kombination verwendet werden, und in einen schlauchförmigen Preform (3) geformt. Anschließend wird das untere Ende des Preform (3) mit Hilfe einer Klammer (7) vorgeklammert, um dadurch zu verhindern, dass das eingeblasene Fluid entweichen kann. Gleichzeitig wird ein Speiserohr (5) für die vorherige Aufblasung des Preform eingeklemmt. Anschließend wird der Preform durch die Vorblasung in einem gewissen Maße gedehnt und wird dann, wie dies in der 2 dargestellt ist, mit Hilfe der Gußformen verklemmt, deren Innenflächen (12) mit Hilfe einer Heizvorrichtung (11) so reguliert werden, dass sie eine gewisse Temperatur haben. Anschließend wird eine Leitung (33) für ein bedrücktes Fluid und ein Kühlmittel mit Hilfe einer Druckvorrichtung (37A) durch die Wand des Preform gedrückt, und das bedrückte Fluid wird über einen Druckpfad (31) und ein Ventil (32) in den Hohlraum des Preform so eingeblasen, dass der Preform in engen Kontakt mit den Innenflächen (12) der Gußform tritt. Das Fluid für die Blasformung ist nicht speziell limitiert. Im Hinblick auf die Übertragbarkeit wird im allgemeinen Luft verwendet. Um die Dauer des Gießzyklus zu reduzieren, kann ein Fluid der gleichen Art verwendet werden, wie das Kühlmittel, das für die gesteuerte Kühlung der Innenseite einer Gußform verwendet wird, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.
Anschließend wird ein Auslassrohr (35) mit Hilfe einer Schubvorrichtung (37B) in das Innere des Preform eingeschoben. Danach wird das Ventil (32) des Zuleitungspfades des bedrückten Fluids geschlossen, und das Ventil (43) des Zuleitungspfades (41) wird geöffnet, um das Kühlmittel in das Innere des Preform einzuleiten. Das Innere des Preform wird durch die Zirkulation und den Ablass des Kühlmittels gesteuert gekühlt, während der Druck des Kühlmittels mit Hilfe eines Auslassventils (45) reguliert und der Innendruck gehalten wird. Wenn es mit Hilfe der Abkühlung möglich wird, einen blasgeformten Gegenstand zu entnehmen, werden die Gußformen geöffnet und der blasgeformte Gegenstand wird dann herausgenommen. Das rechtzeitige Öffnen wird durch die Messung der Temperatur des abgelassenen Kühlmittels oder durch ein vergleichbares Verfahren erreicht. Unter diesen Umständen ist das Abkühlen der Gußformen weitgehend unnötig, kann jedoch je nach der Größe, der Form, der Wandstärke und anderen Faktoren des Gießverfahrens als zusätzliches Verfahren durchgeführt werden.
Als nächstes wird das Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung einschließlich der Temperatur der Innenflächen der Gußform, sowie das Verfahren für die Abkühlung des Preform beschrieben.
Nachdem der Preform in engen Kontakt mit den Innenseiten der Gußform gebracht worden ist, muß die Temperatur der Innenseiten der Gußform in einen Temperaturbereich absinken, der um 10°C niedriger ist, als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes im Vergleich zu dem Schmelzpunkt des kristallinen Harzes. Diese Temperatur ist nicht speziell limitiert, solange sie in den vorgenannten Bereich fällt. Wenn die Reduzierung der Dauer des Gießzyklus jedoch von besonderer Bedeutung ist, wird die Temperatur jedoch so reguliert, dass sie in den Bereich der Kristallisationstemperatur ±10°C fällt, und vorzugsweise in dem Bereich zwischen der "Kristallisationstemperatur –5°C" und der "Kristallisationstemperatur +10°C" liegt. Die optimale Temperatur wird aus dem vorgenannten Bereich je nach dem Grad der Genauigkeit der Übertragung der Gußform, dem Zustand der Innenseiten der Gußformen (Hochglanzfläche, geprägte Fläche, Flächen mit Mustern oder Zeichen), der Art des kristallinen Harzes, der Harztemperatur wähxend dem Gießen, oder der Größe oder der Wandstärke des gegossenen Gegenstandes ausgewählt.
Das Verfahren für die Erwärmung der Innenseiten der Gußform ist nicht speziell limitiert, und es kann jedes beliebige Verfahren für die Erwärmung aller Gußformen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem ein gewöhnliches Kühlmittel, wie zum Beispiel Wasser zirkuliert wird, oder aber ein Verfahren, in dem eine elektrische Erwärmung, wie zum Beispiel eine Widerstandsheizung und eine dielektrische Heizung verwendet wird. Außerdem kann ein Verfahren eingesetzt werden, um ausgewählte Bereiche der Innenseiten der Gußform zu erwärmen, wie zum Beispiel die Erwärmung mit Hilfe einer Gasflamme.
Alternativ kann eine Kombination der vorstehend genannten Verfahren eingesetzt werden.
In dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung ist die Abkühlung der Gußformen nach dem engen Kontakt zwischen den Gußformen und den Preforms weitgehend nicht notwendig. Daher können eine spezifische Struktur der Gußform, Ausrüstungen oder Kontrollen für die Regulierung der Temperatur für die Erwärmung und Abkühlung der Gußformen vermieden werden, wodurch die Anlage für das Gießen vereinfacht werden kann. Falls es jedoch notwendig sein sollte, oder es als zusätzliches Verfahren erforderlich sein sollte, wird der Preform in engen Kontakt mit den Innenseiten der Gußform in Kontakt gebracht, so dass die Gußformen so abgekühlt werden können, dass die Innenseiten eine Temperatur erreichen, die niedriger ist, als die Temperatur, die gemessen wird, wenn der Preform in engen Kontakt mit den Innenseiten der Gußform tritt. Zum Beispiel kann eine Temperatur eingesetzt werden, die niedriger ist, als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes, oder eine Temperatur, die um 10°C oder mehr unter der Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes liegt. In einem solchen Fall wird bevorzugt ein Verfahren eingesetzt, in dem ein Kühlmittel zirkuliert wird, nachdem das Heizmedium abgelassen worden ist.
Für die Erwärmung der Gußformen wird, solange die Innenseiten der Gußformen auf einer spezifischen Temperatur während dem Transfer aus den Gußformen auf die Harzgegenstände gehalten werden (zum Beispiel, wenn der Harzguss in engen Kontakt mit den Gußformen gebracht wird; kann nachstehend einfach als "nach dem engen Kontakt" bezeichnet werden), kann bevorzugt eine Struktur der Gußformen mit einer geringen Kapazität der Erwärmung eingesetzt werden, das heißt, eine Struktur der Gußform, bei der sich die Oberflächentemperatur stark verändert, nachdem der enge Kontakt stattgefunden hat. In einem solchen Fall kann die Temperatur der Innenseiten der Gußform aufgrund der Hitze des geschmolzenen Harzes ansteigen. In einem solchen Fall kann, selbst wenn die Temperatur der Innenseiten der Gußform niedriger ist, als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes ist, eine zufriedenstellende Übertragbarkeit sichergestellt werden. Daher wird die Temperatur der Innenseiten der Gußform in bezug auf die Zyklusdauer so niedrig wie möglich eingestellt. Allerdings ist es notwendig, dass die Temperatur bei dem engen Kontakt in einen Temperaturbereich abfallen muss, der um 10°C niedriger ist, als die Kristallisationstemperatur im Vergleich zu der Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes.
Mit einer solchen Struktur der Gußformen kann ebenfalls die Zeit reduziert werden, die notwendig ist, um die Innenseiten der Gußform für die Entnahme des Formteils durch die gesteuerte Abkühlung der Innenseite des Preform bereit zu machen, nachdem der Transfer zwischen der Gußform und dem Harz abgeschlossen worden ist.
Anders gesagt, in dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur an den Innenseiten der Gußform erst nach dem engen Kontakt in einem spezifischen Temperaturbereich gehalten, und vorzugsweise sollte die Wärmeübertragung zwischen der Gußform und dem gegossenen Gegenstand während der nachfolgenden Kühlung vermieden werden. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine Struktur der Gußform verwendet, die einen relativ dünnen Metallabschnitt an den Innenseiten der Gußform aufweist und eine Luftkammer für die Wärmeisolierung enthält, oder mit einem wärmeisolierenden Material ausgerüstet ist.
Soweit dies erforderlich ist, wird das obere Ende eines Preform vor dem Schließen unter Druck geschmolzen, um dadurch den Preform zu versiegeln, und anschließend wird in den versiegelten Preform ein Gas eingeblasen, um dadurch den Preform zu dehnen oder den Durchmesser des Preform zu vergrößern.
In dem Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung wird die gesteuerte Abkühlung eines blasgeformten Formteils wie folgt durchgeführt: während oder nach dem Einblasen eines bedrückten Fluids wird ein unter Druck stehendes Kühlmittel in das Innere des Preform eingeleitet, und danach oder aber gleichzeitig wird das Heizmedium in dem Preform durch eine Auslassöffnung abgelassen, die im Abstand von der Einlassöffnung des Kühlmittels angeordnet ist. Bei diesem Verfahren der Abkühlung wird das Kühlmittel im Inneren des Preform zirkuliert, wodurch eine wirksame Abkühlung erreicht werden kann. Das verwendete Kühlmittel ist nicht besonders limitiert, und es können Luft, Kohlenstoffdioxidgas oder ein Stickstoffgas verwendet werden, die eine Temperatur im Bereich der Raumtemperatur oder eine darunter liegende Temperatur haben. Vorzugsweise wird Luft ein gesetzt, die auf –20°C oder darunter, und noch bevorzugter auf –30°C oder darunter abgekühlt worden ist.
Im allgemeinen liegt der Druck des eingeleiteten Kühlmittels in einem Bereich, der es erlaubt, den Innendruck des Preform auf einen Wert zwischen 2–10 kg/cm² einzustellen, und kann entsprechend der Größe und der Wandstärke des blasgeformten Formteils und der Art des kristallinen Harzes ausgewählt werden. In Anbetracht der Übertragbarkeit der Innenseiten der Gußform, der Reduzierung der Dauer des Gießzyklus und vergleichbarer Faktoren, befindet sich der Innendruck des Preform in einem frühen Stadium der Einleitung des Kühlmittels auf einem relativ hohen Niveau, das heißt, bei 4 kg/cm², vorzugsweise bei 4–10 kg/cm², und noch bevorzugter bei 5–8 kg/cm².
Vorzugsweise wird nach dem Transfer der Innenflächen der Gußform für die Erhaltung der Form eines blasgeformten Formteils der Innendruck des Preform unter den Druck abgesenkt, der zu Beginn der Einleitung des Kühlmittels gemessen wurde, wie zum Beispiel auf einen Wert unter 4 kg/cm².
Insbesondere wird der Innendruck des Preform nach der Einleitung des Kühlmittels 10 bis 30 Sekunden lang auf einem Wert zwischen 4–10 kg/cm², vorzugsweise zwischen 5–8 kg/cm² gehalten und wird anschließend vorzugsweise auf den Druck abgesenkt, der im Zeitpunkt der Einleitung des Kühlmittels gemessen worden ist. Im allgemeinen wird die Kontrolle des Innendruckes durch die Regulierung der abgegebenen Menge durchgeführt, während die eingeleitete Menge konstant gehalten wird. Diese Kontrolle ist wichtig für die Reduzierung der Dauer des Gießzyklus, die mit Hilfe eines Verfahrens erreicht wird, bei dem die Menge der Abgabe nach Beendigung des Transfers Gußform/Harz so erhöht wird, dass der Innendruck des Preform verringert wird, um dadurch die zirkulierte Menge zu erhöhen und die Wirksamkeit der Abkühlung zu verbessern. Nach Beendigung der Abkühlung des Preform trägt diese Kontrolle außerdem dazu bei, die Zeit zu reduzieren, die notwendig ist, um den Innendruck abzulassen und außerdem die Dauer des Gießzyklus zu reduzieren. Die Einleitung und der Auslaß des Kühlmittels sind dadurch gekennzeichnet, dass das in den Preform eingeleitete Kühlmittel direktional geleitet wird (zum Beispiel in einer einzigen Richtung). Außerdem wird im Gegensatz zu einem konventionellen Zirkulationsverfahren, das auf die Innenseite des Preform begrenzt ist, der Preform immer mit Hilfe eines frischen Kühlmittels mit einer niedrigen Temperatur abgekühlt. Je nach der Größe und der Form des Formteils werden die Bedingungen verändert: zum Beispiel werden die Einlassöffnungen und die Auslassöffnungen während der Abkühlung abwechselnd eingesetzt. Die Abkühlung von der Innenseite des Preform ermöglicht im Vergleich zu der Abkühlung von Formteilen eine sehr wirksame Abkühlung, da ein direkter Kontakt zwischen dem Kühlmittel und den Innenflächen des Preform hergestellt wird, und ein Fluss des Kühlmitels (Zirkulation und Turbulenzen), und eine Erhöhung der Fließrate erreicht wird. Zum Beispiel wird mit Hilfe der Einleitung eines Kühlmittels mit einer Temperatur von –30°C ein Auslassgas mit einer Temperatur von etwa 90°C erreicht.
In der vorliegenden Erfindung wird die gesteuerte Kühlung der Innenseite des Preform im allgemeinen wie folgt durchgeführt: eine Nadel (ein Rohr) für die Einleitung des Kühlmittels, die in der Wand der Gußform angeordnet ist, wird an den Preform bewegt und durchquert die Wand dieses Preform. Die Auslassnadel (das Auslassrohr) ist in ähnlicher Weise angeordnet. Die Einlassnadel (das Einlassrohr) und die Auslassnadel (das Auslassrohr) können getrennt angeordnet oder in Form eines Doppelrohres vorgesehen werden. Um zu ermöglichen, dass das Medium innerhalb des blasgeformten Formteils so fließt, dass es die gesamte Innenwand des Formteils gleichmäßig abkühlt, werden die Anordnung, die Disposition, die Anzahl und die Größe der Rohre für den Einlass/Auslaß im Hinblick auf die Form etc. des Formteils entsprechend festgelegt. In der vorliegenden Erfindung werden die Rohre im Hinblick auf die Wirksamkeit der Abkühlung zweckmäßigerweise getrennt angeordnet. Falls notwendig, können außerdem Mittel vorgesehen werden, um die Nadel für die Einleitung des Kühlmittels innerhalb des Preform vorzuschieben, zurückzuziehen oder zu drehen (das heißt, dass es eine Nadel dreht, die eine Öffnung in der Seitenfläche aufweist), oder aber Mittel vorgesehen werden, mit deren Hilfe das Kühlmittel intermittierend eingeleitet werden kann.
Zusätzlich zu der gesteuerten Abkühlung der Innenseite des Preform sind in der vorliegenden Erfindung zweckmäßigerweise Entlüftungsporen in den Innenflächen der Gußformen vorgesehen, um dadurch die Dauer des Gießzyklus zu reduzieren, und eine weitere Verbesserung des Grades des engen Kontaktes (der Übertragbarkeit) zu erreichen, oder aber ein noch besseres Erscheinungsbild der Formteile zu erlangen. Die Poren verbessern die Übertragung der Teile, an denen Gase zurückbleiben können, wie zum Beispiel vertiefte Teile, die scharfe Kanten aufweisen. Dadurch sind die Oberflächenbedingungen eines blasgeformten Formteils selbst dann ausgezeichnet, wenn das Formteil eine komplexe Struktur hat.
Konventionell werden Poren mit einem Durchmesser von etwa 0,2–0,5 mm als Entlüftungsporen eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung haben die Entlüftungsporen jedoch vorzugsweise einen Durchmesser von 100 μm oder weniger, und noch bevorzugter einen Durchmessex von 80 μm oder weniger. Wenn der Durchmesser über 100 μm liegt, kann ein "Haar" des Harzes (haarförmiger Vorsprung) auf der Oberseite des Formteils entstehen. Der mögliche untere Durchmesser der Entlüftungsporen beträgt 10 μm, welcher die Grenze für eine präzise Bearbeitung darstellt. Die Tiefe der Entlüftungsporen liegt im allgemeinen zwischen 0,2–0,5 mm und diese Poren können durch eine Bearbeitung mit Laserstrahlen, Elektrobearbeitung oder ähnlichen Verfahren hergestellt werden.
Der Abstand (der Intervall) zwischen den Entlüftungsporen liegt vorzugsweise zwischen 50 mm oder weniger, noch bevorzugter bei 30 mm, und ganz besonders bevorzugt bei 20 mm. Wenn der Abstand mehr als 50 mm beträgt, entsteht aufgrund einer unzureichenden Entgasung eine Schleierbildung auf der Oberfläche des Formteils. Die untere Grenze dieses Abstandes ist nicht besonders limitiert, und dieser Abstand kann etwa 3 mm betragen. Da jedoch durch einen kleineren Abstand die Kosten der Gußform erhöht werden, wird dieser Abstand im Hinblick auf seine potentielle Wirkung auf die Veränderung der Oberfläche des Formteils bestimmt. Die Entlüftungsporen müssen nicht gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Innenwände der Gußform verteilt werden, und sie werden vorzugsweise an Positionen, wie zum Beispiel an Vertiefungen angeordnet, die scharfe Kanten aufweisen und an denen eine intensive Entgasung erforderlich ist.
Außerdem können die Innenseiten der Gußform so bearbeitet werden, dass sie eine große Anzahl von Oberflächenzuständen aufweisen, welche dem angestrebten Formteil entsprechen. Beispiele für eine solche Bearbeitung umfassen eine Hochglanzbearbeitung von 0,5 S oder weniger, eine Prägebearbeitung, die Herstellung von Mustern (oder Prägungen), die Herstellung von Zeichen/Figuren, sowie eine Kombination dieser Bearbeitungen.
Als nächstes wird die Abkühlung der Innenwand eines Preform und die Ablösung eines Formteils beschrieben. Um die Dauer des Gießzyklus zu reduzieren, wurde im Stand der Technik ein Verfahren für die Abkühlung des Preform die Regulierung der Temperatur des Formteils auf eine Temperatur eingesetzt, die niedriger ist, als die Temperatur der Kristallinisierung des kristallinen Harzes, und die insbesondere um 30°C niedriger ist, als die Temperatur der Kristallinisierung. Bei einem solchen konventionellen Kühlverfahren wird der Preform hauptsächlich mit Hilfe der Gußformen abgekühlt. Im Gegensatz hierzu wird in der vorliegenden Erfindung ohne Abkühlung durch die Gußformen die Kristallinisierung der Innenwand des Preform durch eine gesteuerte Abkühlung von der Innenseite des Preform durchgeführt. Da daher das Formteil selbst dann geformt werden kann, wenn die erkennbare Temperatur an der Innenseite der Gußform in der Nähe der Temperatur der Kristallinisierung liegt, kann das Formteil von den Gußformen gelöst und herausgenommen werden.
Auf diese Weise kann die Wiederholung der Aufheizung und der Abkühlung von Gußformen, wie sie im Stand der Technik durchgeführt wird, vermieden werden, wodurch eine Reduzierung der Dauer des Gießzyklus erreicht werden kann. Zusätzlich kann eine kostengünstige Produktion in Kombination mit einer Vereinfachung der Vorrichtungen für die Produktion und eines Verfahrens für die Kontrolle der Temperatur erreicht werden.
Nachdem der Preform komplett abgekühlt worden ist, wird die Einleitung des Kühlmittels in das Innere des Preform gestoppt; das Medium wird abgelassen; die Gußformen werden geöffnet; und das Formteil wird herausgenommen.
Wie dies vorstehend im Einzelnen beschrieben worden ist, können nach dem Verfahren für die Hexstellung von blasgeformten Formteilen nach der vorliegenden Erfindung diese blasgeformten Formteile mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz und Erscheinungsbild mit einer hohen Produktionsrate aufgrund der Kambination der Mittel für die Verbesserung der Übextragung mit Hilfe einer spezifischen Temperatur an den Innenseiten der Gußform, und Mitteln für die wirksame Abkühlung der Formteile durch die gesteuerte Abkühlung der Innenseite des Preform, und auch durch die Anordnung von spezifischen Entlüftungsporen in den Oberflächen der Gußform hergestellt werden. Außerdem können Formteile mit einer relativ großen Wandstärke oder große Formteil mit einem reduzierten Gießzyklus mit einer hohen Produktivitätsrate hergestellt werden.
Das Herstellverfahren nach der vorliegenden Erfindung kann für die Herstellung von allen Arten bekannter Formteile eingesetzt werden, die mit Hilfe der Blasformung hergestellt werden können. In den Formteilen kann die Harzschicht entweder aus einer einzelnen Schicht oder einer Schicht aus mehreren Lagen bestehen. Im Falle eines aus mehreren Schichten bestehenden Harzes muss die äußerste Schicht aus einem kristallinen Harz bestehen. Die Struktur des Hohlraums des Formteils kann beliebig bestimmt werden, und das Formteil kann eine große Anzahl von Hohlräumen enthalten.
Nachstehend wird eine Fertigungsvorrichtung beschrieben. Diese Fertigungsvorrichtung enthält eine Vorrichtung zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen, Formteilen mit einer spezifischen Struktur, sowie Mittel für die Einleitung eines Kühlmittels in das Innere eines Preform und für den Auslaß dieses Kühlmittels aus diesem Preform.
Die Vorrichtung zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen ist nicht besonders limitiert und es kann vorteilhafterweise eine Gießvorrichtung verwendet werden, wie sie in den "Beispielen' der vorliegenden Erfindung genannt wird.
Mit Hilfe der Gußformen, die in der Fertigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können blasgeformte Formteile hergestellt werden, wenn sie zusammen mit der Vorrichtung zum Herstellen von blasgeformten Gegenständen eingesetzt werden. In den Oberflächen der Gußformen sind Entlüftungsporen mit einem Durchmesser von 100 μm oder weniger in Abständen von 50 mm oder weniger angeordnet. Der Durchmesser, die Abstände und andere Faktoren der Entlüftungsporen sind so beschaffen, wie dies vorstehend beschrieben worden sind.
Die Mittel für die Einleitung des Kühlmittels in einen Preform und den Auslaß dieses Kühlmittels aus dem Preform können in der Wand der Matrize der Blasformmaschine oder in beiden angeordnet werden. Die Mittel für die Einleitung und den Auslaß des Kühlmittels müssen jedoch getrennt angeordnet werden. Im allgemeinen bestehen diese Mittel aus einer Einlassnadel (einem Einlassrohr) und einer Auslassnadel (einem Auslassrohr). Diese Nadeln (Rohre) können getrennt oder in Form eines doppelten Rohres angeordnet werden. Damit das Medium innerhalb der Blasform so fließen kann, dass eine gleichmäßige Kühlung der gesamten inneren Wand der Gußform erreicht werden kann, werden die Anordnung, die Position, die Anzahl und die Größe der Nadeln (Rohre) für den Einlass/Auslaß im Hinblick auf die Form etc. des Formteils entsprechend ausgewählt. In der vorliegenden Erfindung werden die Rohre im Hinblick auf die Wirksamkeit der Abkühlung vorteilhafterweise getrennt angeordnet. Daher werden sie zweckmäßigerweise durch die Wand der Gußform so angeordnet, dass eine größere Freiheit im Hinblick auf die Positionierung erreicht werden kann.
Soweit dies notwendig ist, können Mittel für den Vorschub und den Rückzug der Nadeln (Rohre) für die Einleitung des Kühlmittels vorgesehen werden, und ein offenes Ende kann an der Seite der Einleitungsnadeln (Rohre) ausgebildet werden und für dieses offene Ende können Mittel für die Rotation vorgesehen der Öffnung vorgesehen werden.
Wenn außerdem ein Kühlmittel mit einer niedrigen Temperatur eingeleitet wird, kann eine Vorrichtung für die Kühlung des Mediums so installiert und angeordnet werden, dass sie über ein Rohr mit den Nadeln (Rohren) für die Einleitung in Verbindung steht.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in größeren Einzelheiten im Rahmen von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, die jedoch nicht als Begrenzung der vorliegenden Erfindung angesehen werden sollten.
Beispiel 1
Ein blasgeformter Gegenstand wurde unter den folgenden Umständen hergestellt:

1. ein Gemisch aus einem Polypropylenharz wurde als Rohmaterial verwendet;
1-1. Komponenten des Gemisches
1-1-1. ein Polypropylen = 65 Gew.-% (Lieferant Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.; Idemitsu Polypro, E-100GM, MI; 0,6 g/10 min (230°C, 2,16 kgf);
1-1-2 ein Polyethylen mit hoher Dichte = 10 Gew.-% (Lieferant Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.; Idemitsu Polyethylen 750LB, MI: 0,03 g/10 min (190°C, 2,16 kgf), Dichte: 0,95 g/cm³;
1-1-3 ein Ethylen-Propylen Copolymer Elastomer = 15 Gew.-% (Hersteller Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; EPO7P, Mooney-Viskosität ML₁₊₄ (100° C): 77, Ethylengehalt: 73 Gew-%);
1-1-4 Talk = 10 Gew.-% (mittlere Korngröße: 1,5 μm, mittleres Längenverhältnis: 15);
1-2. Herstellung des Gemisches: das Gemisch wurde durch Schmelzknetung hergestellt;
1-3. Eigenschaften des Gemisches: die Eigenschaften des Gemisches wurden wie folgt gemessen;
1-3-1. Kristallisationstemperatur: 123°C;
1-3-2. Schmelzpunkt: 164°C.

Die Kristallisationstemperatur und der Schmelzpunkt wurden mit Hilfe eines differentiellen Scannerkalorimeters (DSC-7; hergestellt von Perkin-Elmer) entsprechend der Norm JIS K7121 bestimmt. Das Harzgemisch wurde von einer Raumtemperatur von 10°C/min erwärmt und dann der Schmelzpunkt gemessen. Anschließend wurde das Gemisch 3 Minuten auf einer Temperatur von 230°C gehalten und dann in Schritten von 10°C/min abgekühlt, um dadurch die Temperatur der Kristallisation zu erreichen.

2. Blasgeformtes Formteil: Luftspoiler für ein Kraftfahrzeug;
2-1. Form: blasgeformte zylindrische Form (1,400 mm × 200 mm × 30 mm);
2-2. Gewicht des Produktes: etwa 2,0 kg;
3. Gießbedingungen;
3-1. Gießvorrichtung: Vorrichtung für die Blasformung mit einem Durchmesser von 90 mm (Matrize: Durchmesser 100 mm, Akkumulator: 25 Liter, Klemmdruck: 60 Tonnen, Schraubendrehung: 40 U/min, Motorlast: 115A);
3-2. Gießtemperatur: Zylinder: 230–190°C, Kreuzkopf: 190°C, Matrize: 190° C, Harztemperatur: 220°C;
4. Gußformen
4-1. Heizmittel: die Oberflächentemperatur wurde mit Hilfe der Zirkulierung eines Heizöls (150°C) auf eine Temperatur von 128°C reguliert;
4-2. Innenseiten der Gußform: polierte Oberfläche von 0,2 S mit einer großen Anzahl von Entlüftungsporen mit einem Durchmesser von 50 μm (Abstand: l0 mm);
5. Gießverfahren: Ein Preform aus dem vorstehend genannten kristallinen Harz wurde in den Zwischenraum zwischen einem Satz von Gußformen eingelegt und verklemmt; dann wurde trockene Luft mit einer Temperatur von –35°C mit Hilfe einer Nadel für die Einleitung eines Kühlmittels, welche die Wand der Gußform durchquert, so eingeleitet, dass der Preform mit den Innenflächen der Gußform in engen Kontakt gebracht wurde. Die Einleitung der trockenen Luft wurde solange fortgeführt, bis der Innendruck des Preform einen Wert von 10 kg/cm² erreicht hatte. Nach 10 Sekunden wurde die trockene Luft über eine Nadel für den Auslaß des Kühlmittels, welche die Wand der Gußform durchquert, so abgelassen, dass der Innendruck auf einen Wert von 3 kg/cm² abgesenkt wurde. Die Nadel für die Einleitung des Kühlmittels wurde in der Gußform so angeordnet, dass sie in einem Abstand von 20 mm von einer Kante der Rückseite eines Luftspoilers (an der Seite, welche als Rückseite dient, wenn der Luftspoiler an einem Kraftfahrzeug befestigt wird) positioniert wird, während die Auslassnadel für das Kühlmittel in der Gußform so angeordnet wird, dass sie in einem Abstand von 20 mm von der Außenkante des Luftspoilers so angeordnet ist, so dass das Kühlmittel in einer einzigen Richtung fließen kann.

Bei Beginn der Abkühlung des Preform lag die Temperatur der abgelassenen Luft bei 90°C. Nachdem die Temperatur der abgelassenen Luft auf eine Temperatur von 40°C abgesunken war, wurde die Einleitung von trockener Luft beendet; anschließend wurde die in dem Preform verbleibende Luft abgelassen; die Gußformen wurden geöffnet und das Formteil wurde aus den Gußformen herausgenommen.

6. Beurteilung des blasgeformten Formteils:
6-1. Oberflächenglanz des Produktes: der Oberflächenglanz wurde unter einem Einfallswinkel von = 60° und einem Lichtabfangwinkel von = 60° entsprechend der Norm JIS K7105 gemessen. Es wurde ein Oberflächenglanz von 95% festgestellt.
6-2. „Haarrisse" auf der Innenseite der Gußform: das Vorhandensein oder das Fehlen von „Haarrissen" wurde visuell kontrolliert, und es konnte kein Entstehen von Haarrissen festgestellt werden.
6-3. Schleierbildung auf der Innenfläche der Gußform: die Schleierbildung wurde nach den folgenden Kriterien beurteilt:
A: keine Schleierbildung;
B: kann nur schwer visuell festgestellt werden;
C: wurde visuell festgestellt (teilweise); Die Rangzahl wurde mit A festgestellt.
7. Beurteilung des Gießzyklus: Die mittlere Dauer des Gießzyklus wurde auf der Grundlage von zehn Zyklen für die Herstellung von Formteilen berechnet; die Dauer des Zyklus wurde im Hinblick auf den Zeitpunkt definiert, zu dem das Formteil aus den Gußformen in dem nachfolgenden Gießzyklus entnommen wird. Es wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Dauer des Gießzyklus 210 Sekunden betrug.

Wie dies durch die vorstehend genannten Resultate der Beurteilung gezeigt wird, konnten blasgeformte Formteile mit einer ausgezeichneten Oberflächenqualität zuverlässig nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestellt werden. Außerdem ist die Dauer des Gießzyklus mit der in den nachstehenden Beispielen 3–7 angegebenen Dauer vergleichbar, wodurch bewiesen wird, dass eine gezielte und intensive Abkühlung der Temperatur der Gußform nicht in allen Fällen notwendig ist.
Beispiel 2
Das Verfahren aus dem Beispiel 1 wurde wiederholt, um ein blasgeformtes Formteil herzustellen, wobei allerdings die folgenden Bedingungen eingesetzt wurden.
1. Blasgeformtes Formteil: Radkappe

1-1-1. Form = Durchmesser: 400 mm mit sieben Bohrungen am Umfang, Wandstärke: 3–4 mm
1-1-2. Gewicht des Produktes: etwa 550 g

2. Gießbedingungen

2-1. Gießmaschine: Gießmaschine Durchmesser 90 mm (Matrize: Durchmesser 160 mm, Akkumulator: 15 Liter, Klemmdruck: 60 Tonnen, Schraubendrehung: 40 U/ min, Motorlast: 115A)
2-2. Gießtemperatur: Zylinder: 230°–190° C, Kreuzkopf: 210°C, Matrize: 210°C, Harztemperatur: 220°C

3. Gußform

3-1. Temperatur an der Innenseite der Gußform: die Temperatur wurde auf 120°C eingestellt.

4. Gießverfahren
In den Zwischenraum zwischen einem Satz Gußformen wurde ein Preform eingesetzt und verklemmt. In einen Teil innerhalb des Preform, welcher dem zentralen Teil eines Formteils (Radkappe) entspricht, wurde mit Hilfe einer Einfüllnadel für ein bedrücktes Fluid, welche in die Wand der Gußform eingesetzt ist, trockene Luft mit Raumtemperatur eingeblasen, um dadurch den Preform in engen Kontakt mit den Innenflächen der Gußform zu bringen. Die Einleitung von trockener Luft wurde beendet. Trockene Luft mit einer Temperatur von –35°C wurde mit Hilfe einer Einfüllnadel für ein Kühlmittel, welche in die Wand der Gußform eingesetzt ist, in drei Abschnitte in dem Preform solange eingeblasen, bis der Innendruck einen Wert von 7 kg/cm² erreicht hatte. Das Kühlmittel wurde aus dem Preform durch die gleiche Nadel für die Einleitung eines bedrückten Fluids abgelassen, durch welche die vorstehend erwähnte trockene Luft mit Raumtemperatur in den Preform eingeblasen worden ist, während der Innendruck des Preform auf einem Wert von 3,5 kg/cm² gehalten wurde (bei diesem Verfahren wurde das Kühlmittel gezwungen, von den Umfangsbereichen in den zentralen Bereich des Formteils zu fließen). Nach 170 Sekunden wurde die Einleitung der Luft mit einer Temperatur von –35°C beendet. Der Druck innerhalb des Preform wurde abgelassen. Die Gußformen wurden geöffnet und das Formteil herausgenommen.
5. Beurteilung des blasgeformten Formteils
Das blasgeformte Formteil wurde in derselben Weise beurteilt, wie im Beispiel 1. Die Ergebnisse zeigten einen Oberflächenglanz von 95%, keine „Haarrisse", und den Grad A in bezug auf die Schleierbildung.
Beispiele 3–7 und Vergleichsbeispiele 1–5
Es wurden blasgeformte Formteile in ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch unter Verwendung der folgenden Bedingungen.
1. Gußform

1-1. Heizvorrichtungen und Kühlvorrichtungen: die Oberflächentemperatur wurde mit Hilfe der Zirkulierung eines Heizöls (150°C) und eines Kühlöls (60°C) reguliert. Die Einzelheiten der Regulierung der Temperatur sind in der Tabelle 1 dargestellt. Die Zirkulierung des Heizöls und des Kühlöls erfolgte über ein gemeinsames Rohr und bei diesem Kühlverfahren wurde frisches Öl zugeführt, nachdem das alte Öl komplett abgelassen worden war.
1-2. Innenflächen der Gußform: polierte Oberfläche von 0,2 S mit Entlüftungsporen, deren Durchmesser und Abstand in der Tabelle 1 angegeben sind.

2. Gießverfahren
Das in dem Beispielen 3–7 eingesetzte Gießverfahren war das gleiche, wie das im Beispiel 1 eingesetzte Gießverfahren, mit der Ausnahme, dass die Erwärmung und die Abkühlung wie folgt durchgeführt wurden. Kurz gesagt wurden die Gußformen bis zum Einklemmen erwärmt, und anschließend wurde die Gußform geöffnet und ein Preform eingelegt. Anschließend wurden die Gußformen abgekühlt, bis das Formteil entnommen wurde.
In den Vergleichsbeispielen 1–5 wurde das Gußformen ohne die Anordnung einer Auslassnadel für das Kühlmittel durchgeführt.
3. Beurteilung des Formteils und des Gießzyklus

3-1. Erhaltung der Form, wenn das gegossene Produkt herausgenommen wird. Die Erhaltung der Form wurde entsprechend den folgenden Kriterien visuell beurteilt.
A: Verformungen konnten visuell nicht festgestellt werden;
B: Es wurden keine Verformungen festgestellt, welche das Produkt nachteilig beeinflussen könnten;
C: Teilweise wurde eine leichte Verformung festgestellt.
D: Es wurden starke Verformungen festgestellt.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Der Oberflächenglanz, das Vorhandensein oder das Fehlen von „Haarrissen", die Schleierbildung, und die Dauer des Gießzyklus wurden in derselben Weise untersucht, wie im Beispiel 1. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 1 angegeben.
Die Resultate der Beurteilung haben gezeigt, dass die Produkte und die Verfahren aus den Beispielen 3–5 in jeder Hinsicht ausgezeichnete Ergebnisse gezeigt haben. Die Beurteilung der Ergebnisse aus den Beispielen 3–5 zeigte in bezug auf den Glanz und die Dauer des Gießzyklus ausgezeichnete Ergebnisse. In bezug auf die in den Beispielen 3–5 erreichten Ergebnisse im Hinblick auf die Schleierbildung auf der Oberfläche waren sie jedoch sekundär. Im Gegensatz dazu, wurde in keinem der Vergleichsbeispiele gleichzeitig ein zufriedenstellender Glanz und eine exzellente Dauer des Gießzyklus erreicht.
Industrielle Verwertbarkeit
Blasgeformte Formteile, die mit Hilfe des Herstellverfahrens und der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, gewährleisten eine ausgezeichnete Übertragbarkeit der Gußform, und ungeachtet der Tatsache, dass das Verfahren eine Abwandlung des Blasformverfahrens darstellt, werden blasgeformte Formteile mit einem Oberflächenglanz von 90% oder darüber hergestellt. Trotz eines hohen Grades des Oberflächenglanzes der blasgeformten Formteile können mit Hilfe des Herstellverfahrens und der Vorrichtung die Dauer des Gießzyklus ausgezeichnet reduziert und eine zufriedenstellende Qualität des Produktes und eine hohe Produktionsrate erreicht werden. Außerdem können die Produktionsanlagen, sowie die Kontrolle vereinfacht werden, da die Zyklen für die Erwärmung und die Abkühlung der Gußform im wesentlichen vermieden werden können. Da außerdem in vorteilhafter Weise ein hoher Oberflächenglanz erreicht werden kann, können Produkte hergestellt werden, die keine sekundäre Beschichtung erfordern. Daher können dieses Herstellverfahren und die Vorrichtung für die Produktion eines großen Bereiches von Produkten eingesetzt werden, wie zum Beispiel von Fahrzeugteilen, Möbeln und Einrichtungen für Bäder und Toiletten.

Claims

Verfahren für die Herstellung eines blasgeformten Gegenstandes, der ein Gewicht von 500 g oder mehr hat, und das folgende Schritte umfasst: – Einlegen eines schmelzbaren Preforms (3) aus einem kristallinen Harz in den Zwischenraum zwischen den Gußformen (10A, 10B), – Vorklammern mit Hilfe einer Klammer (7) des unteren Endes des Preform, um dadurch zu verhindern, dass das eingeblasene Fluid entweichen kann, – Verklemmen der Gußformen, – Einblasen eines bedrückten Fluids in das Innere des Preform, so dass der Preform in engen Kontakt mit den Innenseiten (12) der Gußformen treten und den Preform verfestigen kann, dadurch gekennzeichnet, dass während der Preform und die Innenflächen der Gußformen in engem Kontakt stehen, die Temperatur der Innenflächen der Gußform auf einer Temperatur gehalten werden, die in einem Bereich einer Temperatur von 10°C niedriger ist, als die Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes im Vergleich zu dem Schmelzpunkt des kristallinen Harzes, und der Preform aus den Gußformen entfernt wird, nachdem dieser Preform aus den Gußformen entfernt worden ist, nachdem dieser Preform durch die Einleitung oder Entfernung während oder nach dem Einblasen des bedrückten Fluids eines Kühlmittels, dessen Temperatur nicht über der Raumtemperatur liegt, abgekühlt worden ist, wobei die Einleitung und der Auslaß des Kühlmittels jeweils durch eine Einlassbohrung (33) und eine Auslassbohrung (34) erfolgt, die im Abstand zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gußformen mit Entlüftungsporen mit einem Durchmesser von 100 μm oder weniger in den Oberflächen der Gußformen in Intervallen (einem Neigungswinkel) von 50 mm oder weniger ausgestattet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Innenflächen der Gußformen innerhalb der Kristallisationstemperatur des kristallinen Harzes ±10°C lieb, wenn der Preform und die Innenflächen der Gußform in engem Kontakt stehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel aus Luft besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Druck des Preform, der bei Beginn der Einleitung des Kühlmittels gemessen wird, mindestens 4 kg/cm² beträgt, und anschließend der Innendruck des Preforms auf einen Wert reduziert wird, der niedriger ist, als der Wert, der bei Beginn der Einleitung des Kühlmittels gemessen worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gußformen mit Hilfe eines Kühlmittels abgekühlt werden, nachdem der Preform in engen Kontakt mit den Gußformen gebracht worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kristalline Harz aus einem Polypropylenharz besteht.