押出ブロー成形における肉厚分布予測

摘要

中空プラスチック容器の成形方法の一つとして押出ブロー成形がある．押出ブロー成形は，溶融樹脂をダイとコアの間のギャップから押し出し円筒状のパリソンを形成する押出過程，パリソンを金型内部に挟み込む型締過程，パリソン内側に圧搾空気を吹き込み金型のキャビティ面に沿った形状に成形する吹込過程，そして，金型内部で冷却·固化させる冷却過程からなる．このような成形プロセスにより，成形品である容器には樹脂の厚み（肉厚）に分布が生じるが，これには押出過程で形成されるパリソンの形状が強く影響する．ところで，金型内部での冷却時間が短く，成形品が高温で取り出された場合，外気による徐冷によって大きな熱変形が生じるが，成形品の肉厚分布が不均一な場合，引けや膨らみが生じることになる．また，容器の肉厚分布は座屈強度や把持強度，対内圧強度などといった容器の機械特性にも強く関わる．このため，実際の成形に先立って成形品の肉厚分布を予測し成形条件へフィードバックさせることは非常に重要な課題である．本報では，パリソンの押し出しから型締め，吹き込みの過程を簡単なモデルで表現し，一貫して簡便に成形品の肉厚分布を計算する方法を紹介する．さらに，実際に成形したプラスチック容器の肉厚とシミュレーションによる計算値との比較を示す．