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ダイレクトブロー成形
3次元多層ブロー成形
ブロー成形(ブロー成型)技術解説
ブロー成形(ブロー成型)豆知識
1.ブロー成形(ブロー成型)プラスチックに求められる成形性
2.ブロー製品の品質保証上の留意点
3.製品仕様上での注意事項
4.ブロー製品の加飾と表面処理
5.ブロー成形(ブロー成型)における材料替え、色替え
用語
新技術開発
ブロー成形(ブロー成型)豆知識
1.ブロー成形(ブロー成型)用プラスチックに求められる成形性
ブロー成形(ブロー成型)はプラスッチックの延伸加工性を利用した成形法で、引き伸ばされる途中の工程がフリーの状態で行われる。
したがって、引き伸ばしたときに平均して伸びるような性質の材料が成形性のよい材料である。

平均して伸びるとは、いったん伸びた箇所は、まだ伸びていない箇所が伸びるまで待ってやり、追いつくのを待って改めて伸びるということである。
材料物性表の中にはブロー成形(ブロー成型)性を示す項目がなく、これを示す指標として「伸長粘度」という考え方がある。
樹脂が伸び始めると急に「伸ばし」に必要な力が大きくなるものと、そうでないものがあり、「伸ばしに必要な力の大きくなり方=伸長粘度の立ち上がりが急なものほど偏肉の出方が少なくブロー成形(ブロー成型)性がよいと考えられる。

また、パリソンが自重で垂れ下がり引き伸ばされる現象、すなわちドローダウンをどの程度せずに耐えていられるか?
という耐ドローダウン性もブロー成形には強く要求される特性である。

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2.ブロー製品の品質保証上の留意点
ブロー成形(ブロー成型)は射出成形などとくらべると、実際に成形品を作って見ないとわからない部分が多く、寸法、変形、偏肉などについて事前に仕様を決める際には、常に限界と挑戦の範囲をはっきりさせてかかる必要がある。
  1. 金型に接した外壁以外の形状は規制できないため、はめあいの寸法などは留意が必要。
  2. ブロー成形(ブロー成型)の外形寸法上のばらつきはレンジで1%とされているが、これは、成形条件(空気圧、金型温度、冷却時間製品肉厚etc)によってもっと大きくなることもあり留意が必要。
  3. 偏肉はブロー成形(ブロー成型)にとっては宿命的なものであり、成形材料、成形機械、成形上のテクニック、形状設計などによって大きく左右されるので留意が必要。
  4. PP、PE、PVC、PCなど歴史のある材料はブローグレードの開発が進み、成形技術も確立されており、あまり問題にはならないが、エンジニアリングプラスチックの中には食いきり部の接合が不十分になる場合もあり留意が必要。
  5. 形状によってはアンダーカット構造をやむを得ず設計する場合もあるが、無理抜きしたり、入れ子式にしたりすると、抜け傷やラインなど外観上の問題が発生することもあり留意が必要。

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3.製品仕様上での注意事項
前述の留意点を踏まえたうえで製品仕様を決める必要がある。
特に、偏肉を押さえるための形状設計として下記のように仕様を決める。
  1. 縦横のバランスに留意する。 縦はパリソンの押出方向、横は膨らませる方向で、縦を横の1.5倍以上とらないと壁面が極端に薄くなることがある。
  2. 全体的な形状に留意する。 偏肉を抑える好ましい形状は、一口に言うと「なで肩」「しりすぼみ」で、断面は円か角のとれた方形、食いきり線を長径とした楕円形状もしくはそれに近い長方形がのぞましい。
  3. 曲率半径をできるだけ大きくとること。 外壁面に限らず、突起部や凹部など壁面を形成する面の交わる箇所はできるだけ大きなRで連続的に変化させるようにする必要がある。
また、偏肉のバラツキは薄肉部:厚肉部=1:2程度。ただし、形状によっては1:4〜5まで差が生じる。
製品間の重量のバラツキはインジェクションブロー製品でレンジ1%前後、量産型ダイレクトブロー製品でレンジ2〜3%、少量品や異形ブロー製品はレンジ5%、それ以上の少量、複雑異形ブロー製品では±5%程度 発生すると考えて仕様を決める必要がある。

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4.ブロー製品の加飾と表面処理
ブロー製品に対する加飾技術の主なものとしては、シルクスクリーンやオフセットなどを利用した曲面印刷、パッド印刷、箔押し印刷などの印刷技術とラベル貼り付けなどがある。

この際の問題点は、印刷する表面が必ずしも平坦でないこと、印刷面にかかる押し圧を空気圧などで受ける必要がること、材料と印刷インキの密着性(PE以外は概ね直接印刷可能)がある。
PEはブロー成形(ブロー成型)材料の主流をしめており、この場合の印刷には表面処理が必要になっている。
方法は、ガスフレーム法、コロナ放電処理などがある。

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5.ブロー成形(ブロー成型)における材料替え、色替え
ダイレクトブロー成形(ブロー成型)の場合材料替えや色替えが困難である。 このため、
  1. 材料が滞留しないようなダイ・ヘッドの設計加工を行う
  2. 材料の流路部分を良く磨いて、ハードクロム鍍金をするなど、材料全体がはがれやすいように処理する
  3. ダイ・ヘッドを含めた材料の流路を、簡単に分解して掃除し、再組み立てできるように設計、製作する以上に留意する必要がある。
洗浄剤を使用する材料替え、色替えの考え方には下記のようなものがある
  1. 材料を架橋かつ発砲させ、スクリューやシリンダーの壁面にこびりついた材料をこすりとる
  2. 発砲させることを主体に、壁面にこびりついた材料を浮き上がらせ、かつウレタンフォーム程度のこすり取り能力を期待する
  3. 目的の材料にあわせて、プライオノマーに近い低分子量の熱可塑性樹脂や可塑剤を溶剤に近い考え方で使い、内面にこびりついた材料を溶かして浮き上がらせ、こすりとる
  4. 界面活性剤やシリコーン油などの浸透性の高い物質を使って、こびりついた樹脂を浮き上がらせこすりとる
また、機械的な方法として
  1. ブリードオフ法 これはクロスヘッドダイの材料会合点に小径の穴を空け、タップを切って不要なときはネジでふたしておき、ウェルドラインが筋上の表皮層になったときだけブリードアウトさせ、消えたらまた閉鎖する方法で、かなりの効果がある。
  2. マンドレルの回転 これは材料替えや色替えの途中で中子を少しずつ移動回転させたり、左右に振れるようにしておいてやる方法
などもあるが、生産計画上で同系色の製品で徐々に色を替えていくとか、材料の種類をまとめるなどの工夫で、できるだけ材料替えや色替えが発生しない対応も必要である。

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