JP2000210965A

JP2000210965A - 原料ビ―ズの充填方法

Info

Publication number: JP2000210965A
Application number: JP11015763A
Authority: JP
Inventors: Iwao Nohara; 岩男野原; Tomio Nakajima; 富男中嶋; Kiyotaka Ida; 清孝井田
Original assignee: OSAKA FIBRE INDUSTRY; Daisen Industry Co Ltd
Current assignee: OSAKA FIBRE INDUSTRY; Daisen Industry Co Ltd
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】原料ビーズを充填しにくい形状のキャビティ
に対しても十分な充填密度が得られる原料ビーズの充填
方法を提供する。【解決手段】原料ビーズが送り込まれた後、充填を一時
中止し、金型を型閉めするとともに、チャンバ２に圧縮
空気を導入して、チャンバ２、３間に１．５ｋｇ／ｃｍ
²程度の圧力差を設け、その差圧に基づくエア圧力によ
って、あらかじめ充填されているキャビテイ１の平面部
１０の原料ビーズをキャビティ内の低圧側の、断面が行
き止まりの袋小路部１１、１２、１３に押しつけて圧縮
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリスチレンなど
の発泡樹脂製の断熱性容器あるいは建設用型材、または
断熱床下地材など、特に複雑な凹凸形状を持った発泡成
形品を製造するための発泡成形方法における原料ビーズ
の充填方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の背景となる発泡成形方法の概要
を説明する。この従来の発泡成形に用いられる金型装置
の配置は、図６の断面略図に示すように、発泡製品が充
填成形されるキャビティ１を形成するよう、凸金型３１
と凹金型２１がフレーム３３、２３に固定されて、相互
に密接して対向配置される。そして、凹型金型２１は通
常固定されているが、凸金型３１は、図６のように凹金
型２１内にキャビティ１を形成した状態から水平に後退
移動（図６では右方向へ）し、成形された発泡体を取り
出すことができ、また成形操作のため前進移動（図６で
は左方向へ）できる開閉駆動装置（図示せず）を伴って
移動可能に配置されている。そして、この凹、凸金型２
１、３１には、加熱用スチームなどの用役が通過できる
よう多数のベントホール２２、３２がその全面にわたっ
て透設されている。

【０００３】また、これら凹、凸金型２１、３１の裏面
側には、スチームなどの用役が供給される凹側チャンバ
２と凸側チャンバ３が形成されている。なお、この事例
では、それぞれのチャンバ２、３の上部には、加熱用ス
チームなどを供給するための上部用役口２４、３４が設
けられ、下部には、下部用役口２５、３５が設けられ、
減圧ポンプあるいはドレン配管（いずれも図示せず）に
接続されている。

【０００４】なお、金型２１、３１に透設された多数の
ベントホール２２、３２は、実際には、０．５ｍｍφ程
度のベントホールを１０〜２０個透設した外径７〜１２
ｍｍの蓋を有する筒体からなるアルミニウム合金製コア
ベントを、金型２１、３１の表面に２０〜３０ｍｍのピ
ッチで孔明け配置したコアベント取付孔に嵌め込んで設
けられているものである。

【０００５】このような発泡成形用金型装置を用いる発
泡成形方法では、（１）金型を型閉してキャビテイ１を
形成し、このキャビティ１内に、ポリスチレンなどの予
備発泡させた原料ビーズを充填する原料ビーズの充填工
程。（２）この原料ビーズを加熱用スチームで加熱し、
溶融発泡させる加熱工程。（３）その後、発泡体を冷却
固化させる冷却工程、（４）冷却後、型開して、所定形
状の発泡成形体として金型装置から取り出す離型工程、
という手順からなるものである。

【０００６】ここで、（１）の原料ビーズの充填工程に
ついて、さらに述べる。外部の原料サービスタンク（図
示せず）から原料ビーズをフィーダ２６を通じてキャビ
ティ１内に送入し充填する工程であり、それにはクラッ
キング充填法、加圧充填法あるいは加圧圧縮充填法など
があるが、いずれも原料ビーズを送入するために用いら
れた送入用圧縮エアは、キャビティ１から両側のベント
ホール２２、３２を通じてそれぞれ両側チャンバ２、３
に抜き出し、外部に排出する。

【０００７】前記クラッキング充填法では、充填操作に
際して凹、凸金型２１、３１を完全に閉じずに、その金
型外周部２１ａ、３１ａ間にある程度の隙間を一時的に
残した状態、すなわちクラッキング隙間を設けた状態に
おいて、原料サービスタンクに連結されたフィーダ２６
に送入用インジェクションエアを供給して、その噴出力
で原料ビーズを吸引しながらキャビティ１内に送入し
て、実質的に大気圧状態で充填する方法であり、インジ
ェクションエア自体はそのクラッキング隙間およびコア
ベント２２、３２を通じて外部に排出される。

【０００８】このようなクラッキング充填法では、原料
サービスタンクを特に加圧する必要がないので、装置の
構造が簡単になるという利点がある一方、充填後の型閉
めにより型閉め代分だけ原料ビーズが圧縮されるので、
キャビティ１の側面部分と平面部分とで圧縮率が異なる
ことになり、結果、充填密度がバラツクという問題があ
った。

【０００９】また、複雑な形状の発泡成形品を製作する
ためにキャビティの形状を複雑な凹凸形状を採用した場
合、原料ビーズの送入入口から遠方になる程、充填密度
が低下するという問題や、また先端が行き止まりの袋小
路状の凸部部分にも原料ビーズが十分に送入されずに充
填密度が低下するという問題もあった。

【００１０】前記の問題を改善する方法として、例えば
背圧が高く設定できる加圧圧縮充填法が採用されてい
る。この加圧圧縮充填法では、原料サービスタンクとキ
ャビティとの両方を差圧を設けながら加圧する方法であ
り、この場合、原料サービスタンクは加圧し、金型の両
側チャンバ２、３に抜き出される送入用圧縮エアが外部
に排出される過程に圧力制御バルブなど設けて、差圧力
を大気圧力以上設定し、制御するようにしている。

【００１１】この方法によれば、その差圧によって原料
ビーズをキャビティ内に搬送するとともに、大気圧以上
の所定の圧力下で充填することができるので、充填密度
のバラツキが抑制でき、充填効率も向上できる利点が得
られる。一方、圧力制御を行う必要があるので、制御機
器が必要となる他、原料サービスタンクを加圧可能な設
備に改変する必要があるなどの問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の充填
方法の事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は
発泡成形方法の原料ビーズの充填法において、原料ビー
ズを充填しにくい形状のキャビティに対しても十分な充
填密度が得られる原料ビーズの充填方法を提供すること
にある。さらに第２の目的としては、従来のクラッキン
グ充填法に準拠しながら、前記部位による充填密度のバ
ラツキや偏りを防止し、かつ加圧圧縮充填の場合に類似
した充填密度を達成できる原料ビーズの充填方法を提供
する点にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、第
１の発明である次の原料ビーズの充填方法により解決す
ることができる。裏面側にチャンバを配設した一対の金
型で包囲して形成した発泡成形用キャビテイに原料ビー
ズを充填し、それを加熱、発泡させた後、冷却して発泡
成形体を取り出す発泡成形方法における、前記原料ビー
ズの充填ステップの中間において、前記チャンバ間に圧
力差を設け、その差圧に基づくエア圧力によって、充填
されている原料ビーズをキャビティ内の一方側に押しつ
けて圧縮することを特徴とする原料ビーズの充填方法。

【００１４】この第１の発明によれば、充填操作の中間
において、前記チャンバ間に圧力差を設けることによ
り、例えば、一方のチャンバに圧縮エアを供給する、ま
たは他方のチャンバを減圧下に置くというように、圧力
差を設ければ、その差圧に基づくエア圧力によって、あ
らかじめ充填されている原料ビーズをキャビティ内の一
方の低圧側に押しつけて圧縮することができる。従っ
て、充填しにくい複雑な形状のキャビティを対象にした
場合でも、充填しにくいキャビティ部位に原料ビーズを
送り込み充填することができるようになるという利点が
得られる。

【００１５】さらに、上記の第２の目的は、第２の発明
である次の原料ビーズの充填方法により好適に解決する
ことができる。裏面側にチャンバを配設した一対の金型
で包囲して形成した発泡成形用キャビテイに原料ビーズ
を充填し、それを加熱、発泡させた後、冷却して発泡成
形体を取り出す発泡成形方法における、前記原料ビーズ
の充填に際して、次の各ステップを含むことを特徴とす
る原料ビーズの充填方法。（１）前記一対の金型を所定のクラッキング隙間を設け
た状態に配置し、インジェクションエアにより原料ビー
ズを前記キャビティ内に送入する第１クラッキング充
填。（２）第１クラッキング充填の後、前記金型を型閉めす
るとともに、前記チャンバ間に圧力差を設けて、充填さ
れている原料ビーズをキャビティ内で一方側に押しつけ
て圧縮する一方加圧圧縮。（３）一方加圧圧縮の後、再び前記金型を所定のクラッ
キング隙間を設けた状態に配置し、再び原料ビーズを充
填する第２クラッキング充填。（４）第２クラッキング充填の後、前記金型を型閉めし
て、充填した原料ビーズをさらに圧縮する型閉め圧縮。

【００１６】この第２の発明によれば、前記（１）第１
クラッキング充填のステップと（４）型閉め圧縮のステ
ップからなるクラッキング充填操作の中間において、
（２）前記チャンバ間に圧力差を設ける一方加圧圧縮、
（３）第２クラッキング充填の各ステップを追加するこ
とにより、第１クラッキング充填であらかじめ送入され
ている原料ビーズをキャビティ内の一方の低圧側に押し
つけて圧縮することができる。従って、充填しにくい複
雑な形状のキャビティを対象にした場合でも、充填しに
くいキャビティ部位に原料ビーズを送り込み充填するこ
とができ、さらに全体の充填を行ったうえ、型閉め圧縮
して全体をほぼ均等な充填密度に充填することができ
る、という利点が得られる。この場合には、クラッキン
グ充填法も応用可能となるので、加圧機構を備えた複雑
な専用の圧縮充填タンクを用いる必要がなく、従来のク
ラッキング充填法に用いられる簡単な原料ビーズタンク
で済むという利点も得られるのである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、説明の都合上、図１〜４により第２の発明に係る実
施形態をもって説明する。本発明は、裏面側にチャンバ
を配設した一対の金型で包囲して形成した発泡成形用キ
ャビテイに原料ビーズを充填し、それを加熱、発泡させ
た後、冷却して発泡成形体を取り出す発泡成形方法にお
ける、前記原料ビーズの充填に関するものであり、その
特徴事項は、次の各ステップを含む点にある。

【００１８】（１）第１クラッキング充填ステップ（図
１参照）先ず、原料ビーズの充填に当たり、キャビティ１を形成
する一対の金型（凹金型２１、凸金型３１）はある程度
型開きされ、例えば１０ｍｍ程度の通常のクラッキング
隙間４１を設けた状態に配置する。この状態を、詳細を
表した図５を参照すれば、金型外周部２１ａ、３１ａ間
にクラッキング隙間４１が設けられ、両金型の先端の嵌
合部２１ｂ、３１ｂも型閉め時の嵌合状態から離脱し
て、充填される原料ビーズの粒径より小さなガス流通隙
間を形成し、キャビティ１は大気に連通されていること
になる。

【００１９】この状態で、原料ビーズは通常のクラッキ
ング充填法に従って前記キャビティ１内に送入されるの
であるが、この場合、インジェクションエアは、前記隙
間４１から大気へ排気される。なお、この場合、同時に
チャンバ２、３は大気に開放するか、適宜な減圧下に保
持しておき、ベントホールを通じてインジェクションエ
アの排気を促すようにする。

【００２０】（２）一方加圧圧縮ステップ（図２参照）前記第１クラッキング充填によってある程度原料ビーズ
が送り込まれた後、充填を一時中止し、前記金型を型閉
めするとともに、前記チャンバの圧力を調整して、チャ
ンバ間に圧力差を設けて、高圧側から低圧側に空気を流
すようにして充填されている原料ビーズをキャビティ内
で一方側に押しつけて圧縮する。

【００２１】図２の事例では、チャンバ２に圧縮空気を
導入して、例えばチャンバ２、３間に１．５ｋｇ／ｃｍ
²程度の圧力差を設ける。そして、その差圧に基づき、
チャンバ２の空気は凹金型３１のベントホールを通じて
キャビティ１内に入り、凸金型３１のベントホールを通
じて低圧側のチャンバ３に抜けることになるが、このエ
ア圧力によって、あらかじめ充填されているキャビテイ
１の平面部１０の原料ビーズをキャビティ内の低圧側に
位置する、断面が行き止まり形状の袋小路部１１、１
２、１３に押しつけて圧縮することになる。このように
して、キャビティの形状が複雑な凹凸形状であっても、
原料ビーズの送入入口から遠方になる部位や先端が行き
止まりの袋小路状の凸部部分にも原料ビーズが所要の充
填密度で送入できることになる。なお、このチャンバ間
の設定差圧の大きさは、袋小路部１１、１２、１３など
の原料ビーズの目標充填密度に応じて設定すればよい。

【００２２】また、この実施形態では、金型を型閉めし
た状態において、この一方加圧圧縮を行っているが、そ
の理由は、型開きした状態ではクラッキング隙間４１を
残した状態では、この部分から空気が大気へ簡単に抜け
てしまうため、チャンバ間に適度な圧力差を設けること
ができないからである。従って、このステップでは、適
度な圧力差を設けられる程度に金型を型閉めした状態に
すればよい。

【００２３】（３）第２クラッキング充填ステップ（図
３参照）前記一方加圧圧縮を行ってから、再び前記金型を型開き
し、所定のクラッキング隙間４２を設けた状態に配置
し、再び原料ビーズの送入を再開して前記一方加圧圧縮
によって生じた空間部分に原料ビーズを充填する。この
ステップでは、原料ビーズの送入圧力が前記一方加圧圧
縮ステップ時のチャンバ２の圧力と差が大きいと、袋小
路部１１、１２、１３に充填されていた充填物の組織が
崩れる傾向がみられるが、袋小路部１１、１２、１３の
狭い形状が拘束的に働くので、前記圧力の差が０．５ｋ
ｇ／ｃｍ²までであれば実用上問題とならないことが分
かった。

【００２４】また、このステップで設定されるクラッキ
ング隙間４２の大きさは、後述の型閉め圧縮ステップに
よって、得られる充填物の圧縮度をどのように設定する
かによって定まる。クラッキング隙間４２の大きさを
ａ、キャビテイ平面部１０の型閉め時の厚さをｂとする
と、圧縮度＝ｂ／（ａ＋ｂ）から簡単に求めることがで
きる。

【００２５】（４）型閉め圧縮ステップ（図４参照）前記の第２クラッキング充填の後、金型を型閉めし、充
填した原料ビーズをさらに圧縮する。この場合、型閉め
時の厚さの比較的小さなキャビテイ平面部１０の部分が
最も圧縮される。その結果、充填物の充填密度を向上さ
せ、原料ビーズ間に存在する空気を予め取り除くことが
できるので、その後の加熱工程の効率を高めるという利
点が得られる。

【００２６】本発明は、以上説明した第２の発明のよう
に、クッラッキング充填方法に適用するのが好適である
が、必ずしもクッラッキング方法に限定されず、他の充
填方法の中間において応用可能である。すなわち、第１
の発明では、適宜な充填方法によってある程度原料ビー
ズが送り込まれた後、充填を一時中止し、図２に示す第
２の発明の場合と同様に、前記金型を密着させて型閉め
するとともに、チャンバ２に圧縮空気を導入して、例え
ばチャンバ２、３間に１．５ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力差
を設ける。そして、その差圧に基づくエア圧力によっ
て、あらかじめ充填されているキャビテイ１の平面部１
０の原料ビーズをキャビティ内の低圧側の、断面が行き
止まりの袋小路部１１、１２、１３に押しつけて圧縮す
るのである。

【００２７】かくして、この第１の発明によれば、充填
操作の中間において、前記チャンバ間に圧力差を設ける
ことにより、例えば、前記のようにチャンバ２にに圧縮
エアを供給する、または他方のチャンバ３を減圧下に置
くというように、圧力差を設けてそのエア圧力によっ
て、複雑な形状からなり充填しにくい袋小路部のような
部位にも、原料ビーズを送り込み充填することができる
ようになるという利点が得られるのである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の原料ビーズの充填方法は、以上
に説明したように構成されているので、第１の発明によ
れば、原料ビーズを充填しにくい袋小路のような形状の
キャビティ部位に対しても充填が可能となり、十分な充
填密度が得られるから、従来は製作ができなかったよう
な形状のものが製作可能となるという優れた効果があ
る。

【００２９】また、第２の発明によれば、従来のクラッ
キング充填法に準拠しながら、前記部位による充填密度
のバラツキや偏りを防止し、かつ加圧圧縮充填の場合に
類似した充填密度を達成できるという優れた効果があ
る。よって本発明は従来の問題点を解消した原料ビーズ
の充填方法として、その工業的価値は極めて大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１クラッキング充填ステップを説明
するための断面図。

【図２】本発明の一方加圧圧縮ステップを説明するため
の断面図。

【図３】本発明の第２クラッキング充填ステップを説明
するための断面図。

【図４】本発明の型閉め圧縮ステップを説明するための
断面図。

【図５】クラッキング充填時の金型の要部拡大図。

【図６】従来の発泡成形方法を説明するための金型装置
断面図。

【符号の説明】

１キャビテイ、１０平面部、１１、１２、１３袋
小路部、２チャンバ、２１凹金型、２１ａ金型外
周部、２１ｂ嵌合部、３チャンバ、３１凸金型、
３１ａ金型外周部、３１ｂ嵌合部、４１、４２ク
ラッキング隙間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井田清孝岐阜県中津川市駒場町２番25号株式会社ダイセン工業内Ｆターム(参考） 4F212 AA13 AE02 AG20 AH48 AH81 AP14 AR02 UA09 UB01 UF01 UF31 UF46 UK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】裏面側にチャンバを配設した一対の金型で
包囲して形成した発泡成形用キャビテイに原料ビーズを
充填し、それを加熱、発泡させた後、冷却して発泡成形
体を取り出す発泡成形方法における、前記原料ビーズの
充填ステップの中間において、前記チャンバ間に圧力差
を設け、その差圧に基づくエア圧力によって、充填され
ている原料ビーズをキャビティ内の一方側に押しつけて
圧縮することを特徴とする原料ビーズの充填方法。
【請求項２】裏面側にチャンバを配設した一対の金型で
包囲して形成した発泡成形用キャビテイに原料ビーズを
充填し、それを加熱、発泡させた後、冷却して発泡成形
体を取り出す発泡成形方法における、前記原料ビーズの
充填に際して、次の各ステップを含むことを特徴とする
原料ビーズの充填方法。（１）前記一対の金型を所定のクラッキング隙間を設け
た状態に配置し、インジェクションエアにより原料ビー
ズを前記キャビティ内に送入する第１クラッキング充
填。（２）第１クラッキング充填の後、前記金型を型閉めす
るとともに、前記チャンバ間に圧力差を設けて、充填さ
れている原料ビーズをキャビティ内で一方側に押しつけ
て圧縮する一方加圧圧縮。（３）一方加圧圧縮の後、再び前記金型を所定のクラッ
キング隙間を設けた状態に配置し、再び原料ビーズを充
填する第２クラッキング充填。（４）第２クラッキング充填の後、前記金型を型閉めし
て、充填した原料ビーズをさらに圧縮する型閉め圧縮。