JP2005067119A - ブロー成形用押出機の樹脂替え方法およびブロー成形用押出機 - Google Patents

Abstract

【課題】押出機の内部に新樹脂を供給して該新樹脂により押出機の内部に残留する旧樹脂を押し出すようにした樹脂替え方法において、その樹脂替えをスムーズに行えるようにして、樹脂替えに要する新樹脂量の低減と、樹脂替え時間の短縮化を図る。
【解決手段】押出機２の内部に新樹脂１３を供給して押出機２の内部に残留する旧樹脂１４を押し出し、押出機２の内部を旧樹脂１４から新樹脂１３へ樹脂替えする際に、旧樹脂１４及び新樹脂１３の温度を、新樹脂１３の粘度が旧樹脂１４の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブロー成形用押出機の樹脂替え方法およびブロー成形用押出機に関する。

従来、樹脂製品をブロー成形機により成形するものにおいて、使用した旧樹脂と材質、色などが異なる新樹脂を用いて成形する際の樹脂替え方法、例えばブロー成形用ダイスの樹脂替え方法として、次のような方法が知られている。

（１）複数のダイスを用意し樹脂替え毎に専用ダイスに交換する方法。
（２）１つのダイスを樹脂替え毎に解体、掃除、組み立てる方法。
（３）１つのダイスを解体せずに多量の新樹脂を供給して、この新樹脂で旧樹脂を押し出すように吐き出させて掃除する方法。

前記（１）の方法においては、複数のダイスを用意することから、ダイスの製作費用が嵩む問題があり、前記（２）の方法においては、ダイスの解体、掃除、組み立て作業に長時間を要する問題があり、（３）の方法においては、旧樹脂を吐き出すための新樹脂を大量に要する上に、樹脂替え作業が長時間かかる問題がある。

そこで、これらの問題を解決する方法として、旧樹脂のブロー成形温度に対して一定の温度幅で上昇、下降を繰り返した後、新樹脂の成形温度に保持して樹脂替えを完了する方法が特許文献１に記載され、かつ、この特許文献１には、旧樹脂の温度を上昇させて粘度を下げ、旧樹脂に流動性が付与され新樹脂にて押し出されやすくなることも開示されている。

しかし、この方法においては、旧樹脂の温度上昇によってその旧樹脂の粘度が新樹脂の粘度よりも低くなる場合には旧樹脂の押し出しが行われるとしても、旧樹脂の温度を上昇させて粘度を下げても、新樹脂の粘度が旧樹脂の粘度よりも低い場合には、硬い旧樹脂を柔らかい新樹脂で押し出す状態になり、旧樹脂が押し出され難く、依然として上記（３）の問題点と同様の、大量の新樹脂を要し、更に、樹脂替えに長時間を要する問題が残る。

また、他の従来の技術として、溶融した新樹脂中に未溶解ペレット樹脂を混合し、この新樹脂に栓流、乱流状態をつくり、樹脂替え時間を短縮する方法も特許文献２に開示されている。

しかし、このものにおいては、未溶解ペレット樹脂及びその供給装置が必要となり、コストが嵩む問題や、未溶解ペレット樹脂を溶解した新樹脂中に均一に混合する点に問題がある。
特開平６−７１７３１号公報 特開平６−１５５５６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、前記の従来の技術に見られた問題点である。

本発明は前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、押出機の内部に新樹脂を供給して押出機の内部に残留する旧樹脂を押し出し、押出機の内部を旧樹脂から新樹脂へ樹脂替えする際に、旧樹脂及び新樹脂の温度を、新樹脂の粘度が旧樹脂の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行うことを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法である。

請求項２の発明は、押出機の内部に新樹脂を供給して押出機の内部に残留する旧樹脂を押し出し、押出機の内部を旧樹脂から新樹脂へ樹脂替えする際に、旧樹脂よりも高粘度の中間樹脂で旧樹脂を押し出した後、中間樹脂及び新樹脂の温度を、新樹脂の粘度が中間樹脂の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行うことを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法である。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、押出機の樹脂通路に温度調節手段を設け、温度調節手段により樹脂通路内の樹脂の温度を、押出機の後端樹脂通路から前端樹脂通路にかけて漸次高温に設定して樹脂替えを行うことを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法である。

請求項４の発明は、請求項１又は２又は３の発明において、樹脂替えの際に、押出機の前端樹脂通路における樹脂の流動圧力を検出し、検出された流動圧力が最小値となる時点で、樹脂替えが完了したことを判断することを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法である。

請求項５の発明は、樹脂替えの際に、任意に温度調節可能であるとともに押出機の後端樹脂通路から前端樹脂通路にかけて樹脂通路の温度を漸次高温に設定するヒータが、押出機の樹脂通路に設けられていることを特徴とするブロー成形用押出機である。

請求項６の発明は、樹脂替えの際に、樹脂通路内の樹脂の流動圧力を検出する圧力センサを、押出機の前端樹脂通路に設けたことを特徴とするブロー成形用押出機である。

請求項１記載の発明によれば、新・旧両樹脂の温度を、新樹脂の粘度が旧樹脂の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行うようにしたので、常に、高粘度の樹脂で低粘度の樹脂を押し出すことになり、旧樹脂から新樹脂へとスムーズに置換され、樹脂替えに要する新樹脂量の低減および樹脂替えの時間の短縮を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、いかなる温度においても旧樹脂の粘度が新樹脂の粘度よりも高い場合であっても、所定温度にて旧樹脂よりも高粘度であり、かつ、別の温度にて新樹脂よりも低粘度となる中間樹脂を用いて、先ず、旧樹脂を中間樹脂で樹脂替えし、次で、中間樹脂を新樹脂で樹脂替えすることにより、中間樹脂を介して旧樹脂から新樹脂へとスムーズに置換され、樹脂替え時間の短縮が達成される。

請求項３記載の発明によれば、押出機の後端樹脂通路から前端樹脂通路にかけて、漸次高温になるように温度勾配を設定したことにより、新樹脂自身の押し出しにおいて、後端樹脂通路側の粘度の高い樹脂で、前端樹脂通路側の粘度の低い樹脂を押すことになり、新樹脂自身の押し出しがスムーズに行われ、旧樹脂から新樹脂へとより一層スムーズに置換され、樹脂替えに要する新樹脂量の低減および樹脂替え時間の短縮を達成できる。

請求項４記載の発明によれば、流動圧力の最小値を検知することによって、旧樹脂が完全に除去されたことを確認することができ、スクリューに旧樹脂の固形堆積が生じることなく、樹脂替え作業を確実に行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、前記請求項３の発明と同様の効果を発揮するブロー成形用押出機を提供できる。

請求項６記載の発明によれば、前記請求項４の発明と同様の効果を発揮するブロー成形用押出機を提供できる。

図１は本発明を適用したブロー成形機の全体を示す略側断面図で、該図１において、ブロー成形機は、成形部１と押出機２とからなる。

成形部１は、押出機から押し出された樹脂を一旦貯蔵する図示しないアキュムレータを内蔵するダイス３と、該ダイス３から射出されたパリソンと称する樹脂筒４を成形する金型５とからなる。該金型５は左右に開閉可能に分割され、前記ダイス３から供給されたパリソン４を挟み込んで成形するようになっている。なお、前記アキュームレータはダイスと別体に形成してもよい。

押出機２を構成する筒状の樹脂通路（バレル）６における後端樹脂通路６ａの後方にはホッパー７が接続配置されており、該ホッパー７から成形材料である樹脂が樹脂通路６内へ供給されるようになっている。樹脂通路６における前端樹脂通路６ｂはダイス３に接続されている。

樹脂通路６内には、樹脂材料をダイス側へ供給するための樹脂押出手段であるスクリュ８が回転可能に内蔵されており、その後端には、スクリュ８を回転する駆動手段であるモータ９が備えられている。

前記の構成により、ホッパー７から樹脂通路６内に供給された樹脂は、モータ９を駆動してスクリュ８を回転させることにより、このスクリュ８の回転によって樹脂通路６内で前方へ移行され、前端樹脂通路６ｂからアキュムレータに一旦貯蔵された後、ダイス３内から開口された金型５内へ射出される。この射出により、樹脂は筒状のパリソン４となって金型５内に入り、その後、金型５を閉じてパリソン４を挟み込むとともにパリソン４内へエア等のガスを吹き込んでパリソン４を冷却し、中空の樹脂製品をブロー成形する。

前記樹脂通路６（バレル）の外周には、樹脂通路６内に存在する樹脂の温度を任意に調節可能な温度調節手段１０が設けられている。該温度調節手段１０は、加熱手段１０ａ〜１０ｇと、該加熱手段の温度を制御する制御手段（図示せず）とからなる。加熱手段１０ａ〜１０ｇとしては、樹脂通路６を、その後端樹脂通路６ａから前端樹脂通路６ｂにかけて、部分的にかつ、独立して加熱できるように構成されている。図の実施例では、複数のバンドヒータやシーズヒータ等を樹脂通路６の外周に独立して巻き付け、かつ、このバンドヒータやシーズヒータ等を複数個、樹脂通路６の長手方向（樹脂の流れ方向）に並設し、バンドヒータまたはシーズヒータ等を制御手段により個々に温度制御できるようになっており、バンドヒータやシーズヒータ等を個々に温度調節して、樹脂通路６の温度を、図３の特性Ｈに示すように、後端樹脂通路６ａから前端樹脂通路６ｂに向けて漸次高温になるように設定されている。

なお、前記の加熱手段の温度を制御する制御手段としては、手動で温度設定するものでもよく、また、コンピュータ制御するものであってもよい。また、前記のバンドヒータを一体化してもよい。

前記前端樹脂通路６ｂ部には、該部を流通する樹脂の流動圧力を検知する圧力センサ１１が設けられている。

前記の構成において、樹脂替えの動作は、図１において、旧樹脂（前回成形樹脂）が樹脂通路６内に残留した状態において、モータ９を駆動してスクリュ８を回転させ、ホッパー７から新樹脂（次回成形樹脂）を樹脂通路６内へ供給すると、新樹脂１３はスクリュ８により樹脂通路６内で前方へ移動し、樹脂通路６内に残留する旧樹脂（前回残留樹脂）１４は、その後方から新樹脂１３に押されて、前端樹脂通路６ｂから押し出され、樹脂通路６内は新樹脂１３に置換される。

なお、本発明に使用される樹脂は、加熱すると軟化する熱可塑性樹脂が使用され、この樹脂としては、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等を使用できる。

これらの熱可塑性樹脂は加熱すると軟化して粘度が低くなるものであるが、樹脂の種類によって、温度に対する粘度の特性が異なる。例えば、図２に示すように、特性Ａを有するＡＢＳでは、狭い温度範囲で粘度が大きく変化し、特性Ｂ，Ｃを有するＨＤＰＥでは、前記ＡＢＳに比べて広い温度範囲で粘度の変化が小さい。更に、ＨＤＰＥにおいても、その材質により温度に対する粘度が異なり、例えばＸ社製のＨＤＰＥにおいては特性Ｂを有し、Ｙ社製のＨＤＰＥにおいては特性Ｃを有する。

本発明は、前記のような樹脂の特性を利用して樹脂替えを行うものである。
次に、樹脂替えの実施例について説明する。

押出機の樹脂通路６内に残留する旧樹脂１４が新樹脂１３の粘度よりも高い場合、例えば旧樹脂１４が図２の特性Ａで示す樹脂であり、新樹脂１３が図２の特性Ｃで示す樹脂である場合には、図２に示す温度ａよりも低い温度で樹脂替えすると、粘度の高い、即ち硬い旧樹脂１４を粘度の低い、すなわち柔らかい新樹脂１３で押し出す状態になり、樹脂替えが困難であり、大量の新樹脂を要するとともに樹脂替えに長時間を要する。

そこで、本発明の実施例においては、特性Ａを有する旧樹脂１４と、特性Ｃを有する新樹脂１３を、ともに図２に示す温度ａよりも高い温度ｃに加熱する。これにより、図２に示すように、旧樹脂１４の粘度と新樹脂１３の粘度の高低が逆転して、旧樹脂１４の粘度が新樹脂１３の粘度よりも低くなり、硬い新樹脂１３で柔らかい旧樹脂１４を押し出す状態になって樹脂替えが容易に行える。

この新旧両樹脂の温度設定は、前記のように並設されたバンドヒータ等を個々に温度調節し、樹脂通路６の温度を図３に示すように、後端樹脂通路６ａから前端樹脂通路６ｂに向けて漸次高温になるように設定する。この温度設定として、例えば、前端樹脂通路６ｂ内樹脂の温度が図２の温度ａよりも高くなるように設定し、後端樹脂通路６ａ内の樹脂の温度が図２の温度ａよりも低くなるように設定し、後端樹脂通路６ａと前端樹脂通路６ｂとの間は温度徐変区間とする。

このような温度に設定する理由は、新樹脂のみについて考えた場合に、仮に樹脂通路６の長手方向全体の温度を一律に設定してしまうと、新樹脂自体の粘度が樹脂通路６の長手方向全体にわたり一律となり、後端樹脂通路６ａ側の新樹脂で前端樹脂通路６ｂ側の新樹脂を良好に押すことができなくなるためである。そこで、後端樹脂通路６ａ側における新樹脂を、前端樹脂通路６ｂ側における新樹脂に比べて温度を低くし粘度を高くしておくことにより、後端樹脂通路６ａ側の新樹脂により前端樹脂通路６ｂ側の新樹脂を押し出しやすくしたものである。すなわち、樹脂替え時及び新樹脂のみによる成形時においても、その新樹脂部において、柔らかい樹脂を硬い樹脂で押し出すようにしたものである。

なお、図２の特性Ａを有する旧樹脂１４と、特性Ｃを有する新樹脂１３を用いた場合における樹脂替え時の温度設定としては、例えば図１に示すバンドヒータ１０ａ部を２６０℃、１０ｂ部を２５５℃、１０ｃ部を２４０℃、１０ｄ部を２００℃、１０ｅ部を１８０℃、１０ｆ部を１７５℃、１０ｇ部を１５０℃に設定した。

いかなる温度においても、押出機の樹脂通路６内に残留する旧樹脂の粘度が新樹脂の粘度よりも高い場合、すなわち、旧樹脂の温度に対する粘度の特性と、新樹脂の温度に対する粘度の特性が略直線で略平行する場合、例えば旧樹脂が図２の特性Ｂを有する樹脂１４ａで、新樹脂が図２の特性Ｃを有する樹脂１３である場合には、硬い旧樹脂１４ａを柔らかい新樹脂１３で押し出す状態になり、樹脂替えが困難であり、大量の新樹脂を要するとともに樹脂替えに長時間を有する。

このような新、旧の樹脂の場合には、本発明においては、所定の温度で旧樹脂よりも高粘度になり、別の温度で新樹脂よりも低粘度となる中間樹脂を用いて樹脂替えを行う。

例えば、旧樹脂として図２に示す特性Ｂを有する樹脂１４ａを使用し、新樹脂として図２に示す特性Ｃを有する樹脂１３を使用した場合には、中間樹脂として前記の特性Ａを有する樹脂１４を使用する。

この場合の樹脂替えは、先ず、樹脂通路６内に特性Ｂを有する旧樹脂１４ａが残留している状態において、樹脂通路６を、図２に示す温度ｂよりも低い温度に設定し、ホッパー７から特性Ａを有する中間樹脂１４を供給して、この中間樹脂１４をスクリュ８で押し移動し、特性Ｂを有する旧樹脂１４ａと特性Ａを有する中間樹脂１４を、図２に示す温度ｂよりも低い温度に設定する。

この温度では、特性Ａを有する中間樹脂１４の粘度が特性Ｂを有する旧樹脂１４ａの粘度より高いため、旧樹脂１４ａは中間樹脂１４により良好に押し出されて樹脂替えされ、樹脂通路６内は中間樹脂１４のみに置換される。

この１回目の樹脂替え時の温度設定としては、例えば、図１に示すバンドヒータ１０ａ部を２２０℃、１０ｂ部を２２０℃、１０ｃ部を２２０℃、１０ｄ部を１８０℃、１０ｅ部を１７８℃、１０ｆ部を１７０℃、１０ｇ部を１５０℃に設定した。

この置換後、樹脂通路６の温度を前記実施例１と同様に図２に示す温度ａよりも高い温度ｃに設定し、ホッパー７から特性Ｃを有する新樹脂１３を供給してスクリュ８で押し移動する。これにより、特性Ａを有する中間樹脂１４と特性Ｃを有する新樹脂１３が、図２の温度ａより高い温度ｃに設定され、粘度の高い新樹脂１３で粘度が低い中間樹脂１４を押し出すことになり、中間樹脂１４から新樹脂１３への置換が容易に行われる。なお、この２回目の樹脂替え時の温度設定は、前記実施例１と同様に、バンドヒータ１０ａ部を２６０℃、１０ｂ部を２５５℃、１０ｃ部を２４０℃、１０ｄ部を２００℃、１０ｅ部を１８０℃、１０ｆ部を１７５℃、１０ｇ部を１５０℃に設定した。

以上のような２回の樹脂替えにより、特性Ｂを有する旧樹脂１４ａから特性Ｃを有する新樹脂１３への樹脂替えが容易に行われることになる。

なお、樹脂の温度に対する粘度の特性は、周知のキャピラリーレオメータを用いて測定することができ、個々の樹脂材料についてキャピラリーレオメータで図２に示すような特性グラフを作成し、それに基づき、樹脂替え温度を設定し、また、前記のような中間樹脂を選定すればよい。

前記のような樹脂替え時には、旧樹脂の加熱と冷却が繰り返されることになる。このように旧樹脂の加熱と冷却が繰り返された後に、その旧樹脂を溶融温度以上に加熱してもその旧樹脂が溶融せずに固形物となってスクリュ８に固着堆積してしまい、ブロー成形不能となる場合がある。これを防ぐには樹脂替えの際に旧樹脂を完全に排除しておく必要がある。

そこで本発明においては、前記のように樹脂替え時における樹脂の流動圧力を検知する圧力センサ１１を、押出機２における前端樹脂通路６ｂ部に設けるとともに、この圧力センサ１１からの信号により圧力を計測する計測器（図示せず）を設け、押出機２の前端部をダイス３に取り付けた後、樹脂替え中の樹脂の流動圧力を計測し、流動圧力が最小値となった時点を旧樹脂が完全に排除されたものとして、その時点で樹脂替えを完了するようにしたものである。

そして、その後、押出機２の前端部をダイス３から取り外し、次回新樹脂の成形に備えて押出機２を冷却する。このように冷却しても、旧樹脂が完全に排除されているため、スクリュに旧樹脂が固形堆積することなく、次回新樹脂材料の安定した供給が行える。

本発明のブロー成形用押出機を示す側断面図。 本発明における樹脂替えに使用する樹脂の温度に対する粘度の特性と、樹脂替え温度を説明する図。 本発明における樹脂通路の温度勾配を示す図。

符号の説明

１ 成形部
２ 押出機
３ ダイス
６ 樹脂通路
６ａ 後端樹脂通路
６ｂ 前端樹脂通路
８ スクリュ
１０ 温度調節手段
１０ａ〜１０ｇ ヒータ
１１ 圧力センサ
１３ 新樹脂
１４ 旧樹脂

Claims (6)

1. 押出機の内部に新樹脂を供給して押出機の内部に残留する旧樹脂を押し出し、押出機の内部を旧樹脂から新樹脂へ樹脂替えする際に、旧樹脂及び新樹脂の温度を、新樹脂の粘度が旧樹脂の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行うことを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法。
2. 押出機の内部に新樹脂を供給して押出機の内部に残留する旧樹脂を押し出し、押出機の内部を旧樹脂から新樹脂へ樹脂替えする際に、旧樹脂よりも高粘度の中間樹脂で旧樹脂を押し出した後、中間樹脂及び新樹脂の温度を、新樹脂の粘度が中間樹脂の粘度よりも高くなる温度に設定して樹脂替えを行うことを特徴とするブロー成形用押出機の樹脂替え方法。
3. 押出機の樹脂通路に温度調節手段を設け、温度調節手段により樹脂通路内の樹脂の温度を、押出機の後端樹脂通路から前端樹脂通路にかけて漸次高温に設定して樹脂替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載のブロー成形用押出機の樹脂替え方法。
4. 樹脂替えの際に、押出機の前端樹脂通路における樹脂の流動圧力を検出し、検出された流動圧力が最小値となる時点で、樹脂替えが完了したことを判断することを特徴とする請求項１又は２又は３記載のブロー成形用押出機の樹脂替え方法。
5. 樹脂替えの際に、任意に温度調節可能であるとともに押出機の後端樹脂通路から前端樹脂通路にかけて樹脂通路の温度を漸次高温に設定するヒータが、押出機の樹脂通路に設けられていることを特徴とするブロー成形用押出機。
6. 樹脂替えの際に、樹脂通路内の樹脂の流動圧力を検出する圧力センサを、押出機の前端樹脂通路に設けたことを特徴とするブロー成形用押出機。

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