吹塑成形品的成形方法

专利名称：吹塑成形品的成形方法
技术领域：
本发明涉及吹塑成形品的生产方法，尤其涉及能高效率地生产结晶热塑性树脂吹塑成形品的吹塑成形方法，该成形品有良好表面光泽和诸如压花花样的良好模型转印性、无翘曲，有良好外观而无凹痕。
背景技术：
在热塑性树脂吹塑成形品生产中，甚至当使用表面光滑如镜的模型时，吹塑成形品的表面往往也会有熔体破裂和口模条纹，而且由于夹带气体和树脂结晶而具有痘斑。因此，在吹塑成形方法中，不可能把所使用模型的表面如实地转印到所生产吹塑成形品上，而且难以生产有良好表面光泽和良好外观的吹塑成形品。具体地说，在结晶热塑性树脂吹塑成形品生产方面，问题是严重的。
为了生产有良好表面光泽的吹塑成形品，(1)已经有人提出了一种方法，包含把一种表面上有许多深度2～100μm的小凹穴的树脂型坯固定到有糙度至多0.5S的镜面而且已加热到高达不低于该树脂的结晶点的温度的模腔内，然后吹塑该型坯，此后把该模型冷却到不高于该树脂的结晶点的温度(日本专利公报No.40498/1990)。然而，该方法的问题在于该型坯必须专门加以控制，在于要成型的结晶性树脂局限于能加工得具有熔体破裂者，还在于该熔体破裂不利于改善所生产成形品的外观。
(2)所提出的另一种吹塑成形方法包含把一个含有结晶性树脂的软质树脂型坯固定到模腔内，合模，向该型坯中通入一种压力流体从而使该型坯气密地压到该合模的表面，使这样成形的型坯冷却，其中使该模型的温度保持在能使该结晶性树脂的结晶速度达到最大值的温度与该树脂的熔点之间，在压力下把一种冷却剂流体引进该型坯中，并且仍在压力下使该流体循环(日本专利公开No.77231/1992)。
在这种方法中，所生产成形品表面上可能出现的口模条纹和熔合线也许能减少。然而，这种方法仍是有问题的，问题在于从模型取出的成形品的表面往往是粗糙的和污斑的。此外，在有冷却介质循环的方法中，冷却效率并非总是良好的。因此，该方法成形周期的缩短自然受到限制，而且该方法不适合于生产大型吹塑成形品。
(3)在所提出的又另一种方法中，使用的是一种有低熔体粘度的树脂。然而，这种方法的问题在于树脂垂伸大而且该方法不适用于生产大型成形品。(4)在所提出的又另一种方法中，使用的是一种对成形品外层有良好转印性的树脂。然而，这种方法也许不是该问题的一个实质性解决办法，因为其中要成形的树脂是受限制的，而且因为该方法需要一种配备多层模头的复杂装置。
(5)在所提出的又另一种方法中，一种热塑性树脂在一个模型中成形，同时把该模型的表面加热到高达不低于该树脂的维卡软化点的温度，然后使其冷却到不高于(维卡软化点-10℃)的温度(日本专利公开No.276432/1996)。该方法有利于无定形热塑性树脂例如ABS树脂，但不利于结晶性树脂例如聚丙烯树脂。
(6)在为聚丙烯吹塑成形提出的又另一种方法中，在合模开始后和在从模型中取出吹塑成形品之前，该模型至少暂时加热到不低于140℃的温度(日本专利公开No.138324/1998)。该方法适用于生产有至少75％表面光泽的吹塑成形品，而且所生产的吹塑成形品可用于汽车外装零部件。然而，该方法一般要求一个在不高于80℃的模型温度使树脂吹塑成形的步骤，随后一个使所得到吹塑成形品加热到高达不低于140℃的温度的步骤，如同从其在专利公开公报中示范的实施例显而易见的那样。因此，在这种方法中，一个成形周期中模型加热和冷却的温度范围将是宽广的。
这种吹塑技术适用于生产轻型大尺寸成形品，因为成形压力低、模型及其材料价格低廉且合模压力低。然而，由于成形压力低，向成形品上的模型转印性不能令人满意。为了改进这一点，已经有人提出在使模型中的型坯吹塑成形时提高模型表面的温度。例如，对于结晶性热塑性树脂来说，将模型表面加热到高达该树脂的结晶点左右的温度；而对于无定形热塑性树脂来说，将其加热到高达该树脂的Tg左右的温度。然而，这样一种提高的模型表面温度的问题在于所形成的成形品难以冷却，因而成形周期必然延长，从而使生产率降低。
为了冷却该成形品，在每个成形周期中都要使提高的模型温度降低。除此之外，还提出了各种其它方法。所提出的一种方法包含在一个模型中使一种热塑性树脂型坯吹塑成形，随后向所得到的成形品中引起冷却介质，从而使其直接冷却。无论如何，为了使该吹塑成形方法中的吹塑型坯冷却，都要使该模型冷却或者把一种冷却介质引进该吹塑型坯中以直接使之冷却，或者这两种方法并用。因此，在该吹塑成形方法中，十分重要的问题是如何高效率地使吹塑型坯冷却。为了提高吹塑型坯的冷却速度，此前已经有人提出了各种不同建议。
随着吹塑成形技术的发展，极其复杂的吹塑成形品和大尺寸吹塑成形品已经可供利用。具体地说，当前，结晶性热塑性树脂例如聚丙烯树脂的吹塑成形品正在大量用于汽车零部件例如车挡和空气阻流片，用于乐器盒，和用于容器，因为它们是重量轻和可再循环的，而且完全可以由一种和同类型树脂制成。重要的是，它们的成形品应当有良好的外观，而且必须确保所使用模型的镜子般表面转印到所生产的成形品上。为了这样的镜子表面转印，使树脂型坯吹塑成一种成形品时的模型温度必须接近于该树脂的结晶点。因此，在树脂型坯在一种高温模型中吹塑成形之后，使所得到的吹塑成形品冷却，以具有良好的表面光泽。
在结晶性热塑性树脂吹塑成形过程中，所产生的吹塑成形品必须以恒定冷却速度冷却。否则，或即若该吹塑成形品不是均匀地冷却，则它们将有凹痕而且将会翘曲，此外，它们的尺寸精度也会降低。结果，它们没有任何市场价值，而且将是不实用的。为了使吹塑成形品均匀冷却，可以降低冷却速度。然而，在普通吹塑成形中，模型温度一般保持在正在吹塑成形的树脂的结晶点附近。因此，如果在该方法中降低冷却速度，则往往会不可能以如此低的冷却速度使吹塑成形品实质性冷却。即使它们可以以如此低的冷却速度冷却，冷却时间也会延长，而且这将不利于通过缩短成形周期要达到的生产率改善。
本发明的目的是提供结晶性热塑性树脂吹塑成形品的高效率生产方法，其中，所生产的吹塑成形品有良好的模型转印性和良好的表面光泽，而且不翘曲、有良好的尺寸稳定性且无凹痕。
发明公开我们-本发明者等人-锐意研究了结晶性热塑性树脂的吹塑成形品，讨论了这样的问题如何改善其表面光泽及其诸如压花花样的模型转印性，和如何防止吹塑成形品出现凹痕和发生翘曲。结果，我们发现，当吹塑成形品生产方法中的冷却条件受到控制时，那么，所生产吹塑成形品就有良好的表面光泽、不翘曲、有完全优异的外观且无任何凹痕。在这个发现的基础上，我们完成了本发明。
具体地说，本发明是提供如下(1)结晶性热塑性树脂吹塑成形品的生产方法，该方法包含把结晶性热塑性树脂的熔体型坯固定在一个模型中，然后吹塑该型坯，其特征在于该型坯在介于(该树脂的结晶点-10℃)与该树脂的熔点之间的模型温度吹塑成形，然后冷却，而且在于该吹塑型坯是在介于(该树脂的结晶点-15℃)与(其结晶点-45℃)之间的温度保持预定保压时间之后以通常方式冷却的。
(2)以上(1)的吹塑成形方法，其中，该保压时间介于30～300秒之间。
(3)以上(1)的吹塑成形方法，其中，该模型温度介于(该树脂的结晶点-10℃)与(其结晶点+10℃)之间，而且保压时间介于40～250秒之间。
(4)以上(1)～(3)中任何一项的吹塑成形方法，其中，该模型冷却速度介于50～500℃/分钟之间。
附图简要说明

图1是一幅横截面剖视图，显示本发明吹塑成形方法的一种实施方案的模塑器具轮廓，其中该模型尚未合模。
图2是一幅曲线图，显示一种吹塑型坯在其中冷却的模型的冷却温度变化方式。
图1中，参考号1是挤塑模头；2是模型；3是模型温度控制导管；4是冷却流体夹套；5是冷却介质入口；6是冷却介质出口；7是型坯弹簧夹；8是吹塑气体导管；9是吹塑气体导管；10是型坯。
本发明最佳实施形态以下详细说明本发明。
本发明的吹塑成形方法可用于生产有良好表面光泽和良好模型转印性的吹塑成形品。不需要任何二次加工例如抛光和涂布，以及任选地含有着色剂，因而所生产的吹塑成形品可以直接地用于汽车零部件及其它。
为了生产有改进模型转印性和良好表面光泽的吹塑成形品，已经提出了各种吹塑成形方法。所提出的方法基本上包含把一种结晶性热塑性树脂的熔体型坯固定在一个已经加热到该树脂的结晶点左右的温度的模型中，然后吹塑该型坯，从而使该型坯紧贴到该模型表面。
在这样的方法中，可以生产出有良好表面光泽的吹塑成形品。然而，在该吹塑成形方法中，模塑成形压力或即吹塑压力是极低的，因而使该吹塑型坯紧贴模型表面和冷却的压力也是低的，不同于注塑成形方法中那些压力。此外，所生产的吹塑成形品有中空结构而且其壁厚是相对小的。因此，当它们以普通冷却条件冷却时，它们往往有凹痕。凹痕(如果形成)当该成形品有高度表面光泽时是特别显著的。有凹痕的成形品在实用上是不可接受的。
在本发明的吹塑成形方法中，结晶性热塑性树脂的熔体型坯是在一个其温度接近于该树脂结晶点的模型中吹塑成形的，并在这样吹塑的型坯在预定温度保持预定保压时间之后以普通方式使之冷却。具体地说，在该方法中，型坯是在以普通方式吹塑而接受该模型表面形象之后，并在以普通方式使之冷却之前，保持在一个相对于该树脂的结晶点而言专门预定得比该结晶点低某一特定温度范围的温度。
该吹塑树脂型坯冷却前保持的保压温度介于(该树脂的结晶点-15℃)与(其结晶点一45℃)之间，较好介于(该树脂的结晶点-20℃)与(其结晶点-40℃)之间。如果该保压温度高于该上限，则该树脂会结晶得太慢，成形品的生产率也会降低，但如果低于该下限，则该树脂不可能在其成形品的每一部分中都均匀地结晶，而且成形品可能有凹痕。
保压时间一般介于30～300秒之间，但较好介于40～200秒之间。保压时间如果更长则会更有效；但如果长于300秒则因成形周期延长和成形品生产率下降而不利。保压温度范围和保压时间范围要综合地加以确定，这取决于要生产的吹塑成形品的尺寸、其厚度、所使用树脂的类型、和成形材料中添加剂的存在或不存在，并依据该吹塑成形品凹痕的可接受程度。
具体地说，在本发明的吹塑成形方法中，不仅要控制吹塑成形品表面的树脂结晶程度，而且也要控制吹塑成形品每一部分中的树脂结晶程序，从而使得有可能产生有良好表面光泽、无翘曲、有十分良好的外观而无凹痕、而且有改进的尺寸精度的良好吹塑成形品。
现在参照以下附图具体地说明本发明。
图1是一幅横截面剖视图，显示本发明吹塑成形方法的一种实施方案的成形器具轮廓，其中，该模型尚未合模。图2是一幅曲线图，显示一种吹塑型坯在其中冷却的模型的冷却温度变化方式。
图1中，1是挤塑模头；2是模型；3是模型温度控制导管；4是冷却流体夹套；5是冷却介质入口；6是冷却介质出口；7是型坯弹簧夹；8是吹塑气体导管；9是惯穿该模型壁形成的吹塑气体导管；10是型坯。图1的器具可用于生产盒型吹塑成形品。打开的模型2A、2B中，表面2C在型坯10的结晶性热塑性树脂的结晶点左右的温度加热，因此，经由模型温度控制导管3循环一种热油。
首先，使一种结晶性热塑性树脂熔融、捏合、并从一台挤塑机中挤出。一般来说，经由一个储料缸，将该树脂熔体通过一个挤塑模头1引进一对打开的分瓣模2A、2B中而成为一个圆筒形型坯10。该型坯的底端用一个型坯弹簧夹密封。其次，该型坯10用经由吹塑气体导管8导入其中的空气预吹塑，从而使型坯10膨胀到一定程度。再其次，将模型2A、2B合模，使该型坯固定在其模腔中。在模型2这样合模到所希望的位置之后，把一种气体导入该型坯中，使得该型坯气密地贴紧到模型表面上并成形。
在图1的器具中，吹塑气体导管9A和吹塑气体导管9B经由模型表面向外推，从而在临合模之前穿透该型坯壁，并使空气经由这些导管导入该型坯中，从而使该型坯膨胀。这样，使该型坯气密地贴紧到模型表面上而接受该模型表面形象，而且因而成形。在这个过程中，模型表面是在该树脂的结晶点左右的温度加热的，因此，该吹塑型坯在其与模型表面接触的表面上是不会迅速结晶的，而且该模型的磨光整理表面2C的形象也很好地转印到该吹塑型坯的表面上。接受了镜子般表面形象之后，使该吹塑型坯冷却，成为有高表面光泽的吹塑成形品。吹塑气体没有特别限定，而且一般使用空气。
在使该型坯气密地贴紧到模型表面上的步骤中，该模型必须加热得使其温度(模型表面温度)介于(该结晶性树脂的结晶点-10℃)与该树脂的熔点之间。为对于得到有良好表面特性例如有良好表面光泽的吹塑成形品是必不可少的。模型表面温度没有特别限定，只要它落入以上定义的范围内即可。然而，为了缩短成形周期，该温度较好介于(该树脂的结晶点-10℃)与(其结晶点+20℃)之间、更好介于(该结晶点-10℃)与(该结晶点+10℃)之间。当该熔体型坯气密地与模型表面接触时，该模型温度将达到一种平衡状态。因此，甚至当初始模型温度低于该树脂的结晶点时，在该型坯的熔体树脂的温度相对高的情况下，它也会足以使模型表面良好地转印到吹塑型坯上。因此，在这种情况下，能得有良好表面光泽的吹塑成形品。
对于模型表面温度来说，要选择最佳条件，这取决于模型表面向吹塑型坯上转印的意向程度、模型表面的条件(例如该表面是否进行了磨光整理、或者压花、或者有图案、或者有字)、所使用结晶性树脂的类型、树脂温度、要生产的成形品的尺寸和壁厚、和经由该模型的脱气孔的存在与否。
控制该模型表面温度的加热方法没有特别限定，可以是任何一种常用方法。例如，可以采用的是使热介质(油)围绕模型循环的方法；或者以电阻加热或电介质加热方式使模型电加热的方法。可以使用配备加热单元的模型。也可以使用一种以导向模型表面的燃气火焰选择性加热模型表面的方法。
在合模之前，该型坯的底端用弹簧夹密封。可以将一种气体经由模头或从该型坯的较低部位引进该密封型坯中，从而使该型坯预吹塑和膨胀，或增大该型坯实体周围的直径，如同以上也这样提到过的。
在本发明的吹塑成形方法中，使该型坯吹塑、成形，并在受控条件下使吹塑的型坯冷却。为了使该吹塑型坯冷却，可以采用一种使该模型冷却的方法；在压力下把一种冷却介质引进该吹塑型坯中的方法；或在预定压力下使热介质从该吹塑型坯中排出的内部冷却方法；或这些方法中任何一种的组合。
现在参照图1说明一种使模型冷却从而使其中的吹塑型坯冷却的实施方案。如图所示，让一种冷却介质通过冷却介质夹套4循环，从而可以使该模型中的吹塑型坯高效率地冷却。在这种该模型周围有冷却介质夹套4环绕的实施方案中，冷却介质不在夹套4中，而模型表面是用一种通过模型温度控制导管循环的热油加热的。其次，在使该吹塑型坯冷却之前，使该模型温度控制导管中的热介质经由导管排出，并使冷却介质在夹套中循环，来冷却该模型。这是该吹塑型坯的一种高效率冷却工艺。在该模型冷却开始时，该冷却介质的温度较好如此控制，以致它能达到使正在冷却的吹塑型坯保持一段时间所在的保压温度左右。然后，使正在冷却的吹塑型坯在预定保压温度保持预定保压时间，并使已经在预定温度加热的介质从该夹套中排出，然后使室温左右的冷却介质通过该夹套循环，以进一步冷却该吹塑型坯。保压时间之后的冷却速度可以落入普通吹塑成形中一般采用的任何范围内。例如，它可以落入50～500℃/分钟之间，但较好落入70～400℃/分钟之间。
在本发明的吹塑成形方法中，该吹塑型坯不仅可以通过使该模型冷却来冷却，而且也可以通过直接冷却该吹塑型坯内部来冷却。为此，可以利用以上用来使该型坯吹塑的吹塑气体导管9。具体地说，把一种冷却介质经由气体导管9A通入该型坯中，而使之经由气体导管9B排出。在这种情况下，自然地也使该吹塑型坯在预定保压温度上控制预定保压时间。因此，一般来说，该吹塑型坯的温度在该吹塑型坯保持在预定保压温度上之前是通过使该模型冷却来控制的；而在保压温度上使该吹塑型坯保持冷却，可以适当选择使该模型冷却的方法、使该吹塑型坯内部冷却的方法、或这两种方法的组合来确保冷却速度，这取决于设备成本、冷却效率和冷却成本。
吹塑型坯内部冷却用的冷却介质没有特别限定。例如，它可以是23℃(室温)或更低、较好-20℃或更低，更好-30℃或更低的冷空气。要导入该吹塑型坯中的冷却介质的压力一般可以落入2～10kg/cm2之间，而且可以适当改变，这取决于要生产的吹塑成形品的尺寸和壁厚，和所使用的结晶性树脂的类型。
为了控制型坯内部的压力，一般使导入该型坯中的冷却介质的压力保持恒定，而且要从该型坯中排出的介质数量是用一个控制阀控制的。使导入该吹塑型坯中的冷却介质从其中排出。因此，在这种方法中，该吹塑型坯总是用一种导入其中的新鲜低温介质冷却，这不同于循环系统中的情况。
为了使该吹塑型坯的内部强制冷却，将冷却介质经由一根入口针导入其中，并经由一根排出针从中排出，这些针没有特别限定。为了选择每根针配置的位置的自由，一般来说，这些针配置得它们能贯穿该模型的壁。当该型坯吹塑时，或在其业已吹塑之后，通过驱动一个针移动器件，使这些针推进到该模型的腔中从而刺穿该型坯壁。关于其形状，这些针可以是单管的也可以是双管的，而且其尖端可以切割成与该模型平行或与其斜交成孔，或者一些孔可以穿透每根针尖端前的壁形成。
每根针可以有一个孔，但在一些情况下，理想的是每根针有多个孔。这些针的配置方式、这些针配置的位置、和这些针要配制的数目，应当这样来确定，以致经由这些针导入该吹塑型坯中的冷却介质可以形成能高效率地使该吹塑型坯的壁冷却的良好液流，这取决于要生产的吹塑成形品的形状。因此，在配置多根这样的针的情况下，因要生产的吹塑成形品的形状和尺寸而异，入口针数目可以不同于排出针的数目。
本发明的吹塑成形方法满足这两个要求所生产的吹塑成形品外观良好，而且由于成形周期缩短的结果，其生产率高。现在参照图2说明该吹塑成形方法中的冷却步骤，即本发明的一个特征性特色。图2显示模型温度与冷却时间之间的关系。成形品5的曲线图指出惯常的冷却规律。在成形品5这种情况下，使结晶点为约125℃的聚丙烯树脂吹塑成形。具体地说，把该树脂的型坯固定在一个在120℃加热的模型中，然后，将此型坯吹塑约20秒并使之成形以接受该模型表面形象，然后使此成形品迅速冷却。
与此相反，成形品1和成形品3是本发明吹塑成形方法的实施例。简而言之，在成形品1中，该吹塑型坯在约100℃保持加热约3分钟；而在成形品3中，该吹塑型坯在约98℃保持加热1分钟。然后，这些型坯以普通方式迅速冷却。在这两个实施例中，该吹塑型坯在(该结晶性热塑性树脂的结晶点-25℃)左右的温度保持预定保压时间。在本发明中，保压温度较好控制得使该树脂的结晶速度在该受控保压温度左右达到最大值。
为了使该模型强制冷却，方法没有特别限定。然而，较好的是，该强制冷却方法不同于上一步骤中的模型加热方法，因为它提高了冷却效率。例如，在该模型用围绕它循环的热介质加热的情况下，在该型坯吹塑并气密性地与该模型表面接触以接受该模型表面形象之后，该热介质用空气吹扫，然后让一种不同于该热介质的低温介质围绕该模型循环，以使该吹塑型坯冷却。这种不同于该热介质的冷却介质一般系指这两种介质在温度上彼此不同，而它们可能是同一类型或不同类型的油。
为了进一步提高该吹塑型坯与模型表面的气密性接触以接受该模型表面形象，而且为了进一步改善按照本发明生产的吹塑成型品的外观，理想的是形成一些穿透模型壁的排气孔。在惯常吹塑成形中，穿透模型壁形成的排气孔的尺寸介于0.2～0.5mm之间。然而，在本发明的吹塑成形方法中，排气孔的尺寸至多100μm。如果该排气孔的尺寸大于100μm，则吹塑成形品会有在其表面上形成的树脂晶须。关于该排气孔的数目，应使其孔距至多20mm。
如果孔距大于20mm，则吹塑成形品的表面就会由于气体排放不畅而起雾。排气孔的深度一般可以介于0.2～0.5mm之间，而且这些孔可以诸如用电铸方法形成。该模型的表面条件没有特别限定。该模型的表面可以按照该模型的目的以任何所希望的方式加工。例如，它可以是磨光整理而具有至多0.5S的表面糙度的，也可以是压花的，也可以是有图案的，也可以是有字的，还可以是有花纹的。可以将两种或更多种这样的加工方法加以组合，来加工该模型的表面。
在基本上用于结晶性热塑性树脂的本发明吹塑成形方法中，可以用普通吹塑成形生产的任何一类吹塑成形品均可生产。具体地说，用本发明吹塑成形方法生产的吹塑成形品的树脂层可以有单层结构或多层结构；而且该吹塑成形品内部的中空可以有任何一种所希望的结构。如果愿意，一种吹塑成形品可以有多个中空。
要用本发明吹塑成形的结晶性热塑性树脂没有特别限定，包括诸如聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、和间同立构聚苯乙烯。聚烯烃树脂包括诸如α-烯烃如乙烯、丙烯、丁烯-1、3-甲基丁烯-1、3-甲基戊烯-1、和4-甲基戊烯-1的均聚物和共聚物；这样的单体与任何一种能与该单体共聚物的其它不饱和共聚用单体的共聚物。此类树脂的具体实例是聚乙烯树脂，例如高密度、中密度或低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物；聚丙烯树脂例如间同立构聚丙烯、全同立构聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚物和嵌段共聚物；和聚-4-甲基戊烯-1。
聚酰胺树脂包括诸如环脂族内酰胺的开环聚合物例如尼龙-6和尼龙-12；脂肪族二胺和脂肪族二羧酸的缩聚物例如尼龙-6，6，尼龙-6，10，和尼龙-6，12；芳香族二胺和脂肪族二羧酸的缩聚物，例如间二甲苯二胺和己二酸的缩聚物；芳香族二胺和芳香族二羧酸的缩聚物，例如对苯二胺和对苯二甲酸的缩聚物，以及间苯二胺和间苯二甲酸的缩聚物；和氨基酸的缩聚物，例如尼龙-11。
聚酯树脂可以是芳香族二羧酸和亚烷基二醇的缩聚物。它们的具体实例是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、和聚萘二甲酸乙二醇酯。聚缩醛树脂也可用于本发明中，包括诸如均聚物例如聚甲醛，和从三噁烷与环氧乙烷得到的甲醛-环氧乙烷共聚物。
在本发明中，上述结晶性热塑性树脂中一种或多种既可以单独使用也可以组合使用。如果愿意，它们还可以进一步与任何其它树脂例如低结晶性树脂、无定形树脂、以及以下提到的弹性体组合，而且也可以与无机填料和各种添加剂组合。上述热塑性树脂中，对于在本发明中使用来说较好的是聚丙烯树脂，例如聚丙烯均聚物、丙烯与其它烯烃的嵌段共聚物或无规共聚物、及其混合物；和高密度聚乙烯树脂。聚丙烯树脂和高密度聚乙烯树脂可以含有酸改性聚烯烃树脂，例如用不饱和羧酸或其衍生物改性的那些。
这里使用的聚丙烯树脂较好具有介于0.1～2.0g/10分钟之间、更好介于0.2～1.0g/10分钟之间的熔体指数MI(按照JIS K 7210、在230℃和2.16kg负荷下测定)，因为它们的抗垂伸性和吹塑成形性良好。如果愿意，还可以将MI(按照JIS K7210、在190℃和2.16kg负荷下测定)为0.001～1g/10分钟、较好0.01～0.5g/10分钟的高密度聚乙烯添加到聚丙烯树脂中，以改善该树脂混合物的成形性。在该吹塑成形品中，高密度聚乙烯树脂的数量可以介于0～30％(重量)之间。如果愿意，还可以向要吹塑成形的树脂中添加门尼粘度(ML1+4，100℃)为10～120的弹性体，例如乙烯-丙烯共聚物弹性体或乙烯-丙烯-二烯共聚物弹性体。在该吹塑成形品中，弹性体数量可以介于0～30％(重量)之间。
这里提到的结晶性热塑性树脂的结晶点系指该结晶性热塑性树脂单独的结晶点。然而，在向该树脂中添加成核剂以改善树脂结晶性的情况下，或者在向其中添加任何其它热塑性树脂或向其中添加填料例如滑石的情况下，该树脂的结晶点系指实际上要吹塑成形的树脂混合物的结晶点。
该结晶性热塑性树脂的结晶点可以按照JIS K7121测定。在本发明中，使用Perkin-Elmer公司的DSC-7进行测定。具体地说，结晶性聚丙烯树脂以10℃/分钟的加热速度加热，然后在230℃保持3分钟，然后以10℃/分钟的冷却速度冷却。该加热周期中的峰值温度就是该树脂的结晶点。
在本发明的吹塑成形方法中，可以向成形树脂中添加无机填料以改善所生产吹塑成形品的韧性、强度和耐热性，和改善该树脂型坯的冷却行为。在吹塑成形品中，无机填料量可以介于0～50％(重量)之间、但较好介于5～30％(重量)。无机填料包括诸如滑石、云母、碳酸钙、玻璃纤维、碾碎的纤维、碳纤维、硫酸镁纤维、钛酸钾纤维、氧化钛纤维、和含氧硫酸镁纤维。也可以向该成形树脂中添加有机填料和有机纤维。所有这些当中，较好的是滑石、云母和玻璃纤维。
如果愿意，也可以向该成形树脂中添加抗氧剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、阻燃剂、阻燃促进剂、颜料、分散剂和成核剂中任何一种。在本发明的吹塑成形方法中，理想的是，该成形树脂组合物含有5～30％(重量)、较好10～25％(重量)的滑石，因为该树脂组合物的熔体型坯的冷却效率提高了，而且所生产的吹塑成形品有良好外观。可以向该成形树脂中添加任何其它树脂，如同以上提到的那些。本发明中所生产的吹塑成形品可以是单层的，也可以是多层的。关于形成该多层吹塑成形品的各层的构成，可以使不同类型的结晶性热塑性树脂多层化；也可以使结晶性热塑性树脂和无定形树脂多层化；还可以使就其中着色剂、添加剂和填料的存在与否而言不同的树脂多层化。
按照本发明吹塑成形方法生产的吹塑成形品有结晶性树脂固有的良好性能、不翘曲，有良好表面光泽和良好外观，且无凹痕。因此，按照本发明，结晶性聚丙烯树脂甚至可以用于那些由于结晶性树脂的吹塑成形品不好这一理由而只使用无定形树脂的领域。
现在参照以下提到的成形实验说明本发明，然而，这无意限制本
〔成形实验〕吹塑成形品是在以下提到的条件下生产的。
1.成形材料(1)H-PP聚丙烯均聚物(出光石油化学公司的IDEMITSU PP，E-105GM，其MI(230℃，在2.16kg负荷下)为0.6g/10分钟，结晶点为126.8℃)。
(2)B-PP丙烯嵌段共聚物(出光石油化学公司的IDEMITSUPP，E-185G，其MI(230℃，在2.16kg负荷下)为0.4g/10分钟，结晶点为126.3℃)。
2.所生产的吹塑成形品盒子，其尺寸为400×200×50mm，壁厚为3mm，重量为约0.8kg。
3.成形机器90mm吹塑成形机，配备100mm模头和一个25升储料缸。合模压力是60吨；螺杆转速是40rpm。
4.模型(1)模型表面进行了磨光整理而具有0.2S的表面糙度，有50μm排气孔，其孔距为5mm。
(2)模型加热热油(140℃)通过模型温度控制导管循环。
(3)模型冷却步骤中的保压温度保留80～105℃的热水在围绕该模型的夹套中循环。
(4)模型冷却除去热水，让20℃的冷水在该夹套中循环。
5.吹塑成形方法表1中所列的成形树脂在不同冷却条件下吹塑成形，以生产吹塑成形品。从所画斜线的相反两端把空气导入该树脂型坯中，使之流经该树脂型坯。
(1)成形温度料筒温度230～190℃直角机头温度190℃模头温度190℃树脂温度220℃(2)把熔体型坯挤塑到在120℃加热的模型腔中；使该型坯的底端密封；合模；并将该型坯用导入其中的空气(5～6kg/cm2)吹塑，从而使其紧贴模型表面以接受该模型表面形象。该型坯吹塑后20秒，使模型冷却。在普通条件下，该模型以约200℃/分钟的冷却速度冷却。当该模型在预定保压温度保持预定保压时间时，便以约100℃/分钟的冷却速度使之冷却。
6.结果测定每个吹塑成形品的表面光泽；用放大镜检查其外观。结果列于表1。
○○优异；○良好；△吹塑成形品稍有翘曲，并有少数凹痕；×吹塑成形品显著翘曲，并有许多凹痕。
从表1中的结果，要理解的是，当该树脂型坯在普通条件下冷却时，难以解决吹塑成形品中的凹痕问题。
表1

工业适用性按照本发明的吹塑成形方法生产的吹塑成形品有良好的模型转印性，而且尽管有中空，但它们有90％以上的表面光泽度。此外，尽管它们有中空和高度表面光泽，但它们不翘曲而且无凹痕，而且其外观良好。其生产率高。甚至当不遭遇二次加工例如抛光或涂布时，它们也能直接用作成品。
权利要求
1.结晶性热塑性树脂吹塑成形品的生产方法，该方法包含把结晶性热塑性树脂的熔体型坯固定在一个模型中，然后吹塑该型坯，其特征在于该型坯在介于(该树脂的结晶点-10℃)与该树脂的熔点之间的模型温度吹塑成形，然后冷却，而且在于该吹塑型坯是在介于(该树脂的结晶点-15℃)与(其结晶点-45℃)之间的温度保持预定保压时间之后以通常方式冷却的。
2.权利要求1的吹塑成形方法，其中，该保压时间介于30～300秒之间。
3.权利要求1的吹塑成形方法，其中，该模型温度介于(该树脂的结晶点-10℃)与(其结晶点+10℃)之间，而且保压时间介于40～250秒之间。
4.权利要求1～3中任何一项的吹塑成形方法，其中，该模型冷却速度介于50～500℃/分钟之间。
全文摘要
吹塑成形品的成形方法,特别是以良好生产率生产有优异模型转印性例如表面光泽和压花表面以及优异的无凹痕、无翘曲外观的结晶性热塑性树脂中空成形产品的成形方法,该方法包含下列步骤:以保持在该结晶性热塑性树脂的(结晶温度－10℃)至熔点的范围内的模型温度用气体吹塑成形,使该成形品在(结晶温度－15℃)至(结晶温度－45℃)的温度范围内保持30～300秒,和使之在空气中冷却。
文档编号B29C35/04GK1322163SQ00802013
公开日2001年11月14日 申请日期2000年9月13日 优先权日1999年9月21日
发明者神成忠宏 申请人:出光石油化学株式会社