JP2003080546A - ビ−ズ成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形型に発泡ビ−ズを隙間なく超細密状態に
充填し成形品の表面状態を良好にすること。 【構成】 予備発泡・熟成の工程を経て成形型内に充填
器で発泡ビ−ズを充填するとき、該発泡ビ−ズを空気流
による充填をしながら金型に対して外部よりの打撃によ
り金型に振動を与え、該金型の振動を成形型に伝達し、
伝達された振動により成形型内に空気流によって搬送さ
れる発泡ビ−ズに振動を与え、空気流と振動により発泡
ビ−ズは成形型内において互いに重なり合って、ビ−ズ
間に間隙を生じさせないで超細密状態に充填せしめた
後、加熱蒸気により融着成形し、その後冷却・離型せし
めること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビ−ズ成形法に関
し、さらに詳細には成形品の表面状態を良好にするよう
にしたビ−ズ成形法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ビ−ズ成形法において、成形品の表
面性を良くするために、発泡ビ−ズの成形型内への充填
状態を良くすることが重要な事項であることは知られて
いる。そして通常用いられている充填法である加圧充填
法は、加圧タンク内に発泡ビ−ズを１回分ずつ引込み空
気圧で加圧し高圧で成形型内に吹き込む方法であるが、
この加圧充填法は加圧のバランスが非常に難しいという
問題がある。また、真空充填法は、成形型内を真空にし
て、真空の吸引力と充填のための空気圧で発泡ビ−ズを
成形型内に充填する方法であるが、吸引力と空気圧のバ
ランスを取るのが非常に困難であるという問題を有して
いる。

【０００３】上記した従来の充填法は、空気流に乗った
発泡ビ−ズが成形型の末端までくると成形型の壁に当た
った空気流が急速に無風状態となり、発泡ビ−ズは飛ぶ
力を失い静止の状態で壁面に接し吹き寄せ状態で成形型
内に集積するのでそれぞれの発泡ビ−ズ間の間隙が大き
くなり所謂４ケ組（図５Ｂ参照）、５ケ組（図５Ｃ参
照）と称される積み状態が発生し、充填された発泡ビ−
ズの表面には空隙ｓができ（図５Ａ参照）、その結果窪
みが生じ、この窪みの存在により成形品となったときそ
の表面が凹凸の荒れ状態になるというような問題を残し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発泡ビ−ズの充填は該
発泡ビ−ズが成形型内において石垣を積むようにビ−ズ
間に間隙を生じることなく積み込まれるのが最良のもと
いわれているが、ビ−ズの直径にはばらつきがあり一定
ではないし、また、予備発泡ビ−ズの直径もばらつきが
あり一定ではない。そしてこれらを平面に積み重ねると
前記した直径のばらつきにより石垣積みが狂いを生じ、
各ビ−ズ間に隙間を生じ従来法で問題とされる４ケ組や
５ケ組になり同様な問題を生じることとなる。

【０００５】また、成形品の表面性を良くするために
は、前記したように発泡ビ−ズを成形型に対して隙間を
生じさせないで良好な充填をすることであるが、空気流
で搬送された発泡ビ−ズが成形型内部に定着するために
は、搬送のための空気を抜き発泡ビ−ズのみを集結させ
るために固定型と移動型に僅かの間隙を与え、発泡ビ−
ズ充填時に前記の間隙から充填用空気のみを逃がし、充
填終了後再度型締めして所定の形状の成形品を得るが、
このとき、上記した間隙を広くすると充填は良くなるが
発泡ビ−ズの使用量は多くなり、成形品の後膨れによる
寸法精度不良、目付不良、過充填による成形不良が起こ
る。

【０００６】そして、従来は、前記した固定型と移動型
の間隙が狭いと充填が困難となり、ビ−ズの充填量が少
なくなり、成形品の表面状態が悪くなるとされていた。
しかしながら、固定型と移動型の間隙をなくしたときに
は成形品の寸法精度、目付、融着不良解消等が図られ、
その結果、原料原単位、燃料原単位、電力原単位が良好
となり、コストダウンにつながるものであり、前記の間
隙をなくした状態での発泡ビ−ズの成形型への充填によ
る成形品の製造が上記した効果を有するものであり、本
発明は、前記した固定型と移動型との間隙をなくした状
態であっても発泡ビ−ズを成形型に細密状態で充填し成
形する方法の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るビ−ズ成形
法は、前記の目的を達成するために、発泡スチレン樹脂
又は発泡オレフイン樹脂ビ−ズの成形法において、予備
発泡・熟成の工程を経て成形型内に充填器で発泡ビ−ズ
を充填するとき、該発泡ビ−ズを充填しながら金型の外
部より打撃による振動を与え、該金型の振動を成形型に
伝達し、伝達された振動により成形型内に空気流によっ
て充填される発泡ビ−ズが振動しながら該成形型内にお
いて互いに重なり合い、ビ−ズ間に間隙を生じないで超
細密状態に充填せしめた後、加熱蒸気により融着成形
し、その後冷却・離型せしめることをその特徴とし、そ
の振動の方向としては、金型のＸ軸方向とＹ軸方向又は
Ｘ軸方向とＹ軸方向及びＺ軸方向より同時に振動させる
ことを特徴とし、また、前記振動を加える手段として、
金型の上下の何れか一方又は両方、金型の一側面又は両
側面及び充填器の取り付け面側にそれぞれ少なくとも１
個の空気振動器を取り付けたことを特徴とし、さらに、
成形型に発泡ビ−ズを充填するとき、該金型の固定型と
移動型に間隙を与えないで充填することをその特徴とす
るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】金型は通常外面のフレ−ムで中空
箱を作り、その中心部に成形型（中型）がセットされ、
フレ−ムと成形型の間隙に蒸気、冷却水、圧空が噴射さ
れるようになっており、前記の成形型には直接充填器に
より発泡ビ−ズが供給されるようになっている。成形品
の精度を高めるためには固定型と移動型の間隙をなくし
た状態で成形する必要があるが、前記した固定型と移動
型の間隙をなくした状態では成形型に対する発泡ビ−ズ
の充填は、該発泡ビ−ズを圧送するための空気流が制限
された状態となり、良好な発泡ビ−ズの充填は困難とさ
れていた。

【０００９】本発明の実施の形態においては、上記した
従来困難とされていた固定型と移動型との間隙をなくし
た状態において僅かな空気流で発泡ビ−ズを成形型に充
填するようにするものであり、その手段として金型の外
部より打撃による振動を与え、該それらの振動は金型を
介して中型である成形型に伝達されることになるが、成
形型には発泡ビ−ズが充填器より空気流によって運ばれ
てきており、発泡ビ−ズの成形型への充填は、空気流に
よる吹き込みに前記の振動が連動した状態で充填される
ことになり、詰め込み力が活性化されることになる。そ
して、金型の打撃により成形型内の空気圧は瞬間的に加
圧、減圧を繰り返し充填ビ−ズの詰め込み力の活性化を
さらに増幅させるものである。

【００１０】前記したように、成形型に充填される発泡
ビ−ズは、僅かな空気流であっても発泡ビ−ズは前記の
空気流の振動により詰め込み力が活性化され、その集積
時には詰まり易い方向に押し潰されるように重なりなが
ら成形型の隅々まで到達することになり、該球形を押し
潰した形状で成形型の隅々まで到達した発泡ビ−ズは成
形型内に重なり合って詰め込まれ、その結果、間隙がな
く超細密な充填が可能となり、例え４ケ組、５ケ組がで
きても、成形型の表面に詰め込まれた発泡ビ−ズは間隙
が生じることはない。

【００１１】そして、金型に打撃を与える方向として
は、金型の上下方向すなわちＸ軸方向及び金型の左右側
面方向すなわちＹ軸方向より同時に打撃を与えるのがよ
く、また成形型全体に振動を与える成形品の全表面を良
好とするため前記のＸ及びＹ軸方向とさらに金型の充填
器の取付面側であるＺ軸方向より同時に打撃を与え振動
せしめるのがよい。

【００１２】前記した超細密な充填が可能となった本実
施の形態においては、成形型に発泡ビ−ズが成形型表面
に重なり合った状態にて詰め込まれるので間隙がなく超
細密な状態で充填され、充填終了後再度型締めしても殆
ど移動型は動かないが所定の形状の成形品としたときそ
の表面が良好な成形品を得ることができるものである。
このように、表面が良好とされた成形品は消失模型鋳造
法に適用が可能である。この消失模型鋳造法は、製品の
形状をなした成形品である発泡ポリスチレン等の模型を
鋳物砂の中に埋設し、その状態で溶融金属を注湯すると
発泡ポリスチレンの模型は前記の溶融金属の熱で液化、
気化しその空胴部に前記の溶融金属が充填され模型どお
りの鋳物ができる鋳造法であり、発泡ポリスチレンの模
型はその形状のとおりに鋳造されるもので、特にその表
面状態の善し悪しがそのまま製品に影響する消失模型鋳
造法においては、表面が良好となる本実施の形態によっ
て得られた成形品を模型とした場合は最良の成形品とし
て消失模型鋳造法に適用か可能である。

【００１３】そして、金型に打撃を与える方向として
は、金型の上下方向すなわちＸ軸方向及び金型の左右側
面方向すなわちＹ軸方向より同時に打撃を与えるのがよ
く、また成形型全体に振動を与える成形品の全表面を良
好とするため前記のＸ及びＹ軸方向とさらに金型の充填
器の取付面側であるＺ軸方向より同時に打撃を与え振動
せしめるのがよい。

【００１４】本発明を図に基づいて実施例を説明する
と、図１において、１は固定型であり、２は前記固定型
１に連接される移動型であり、該移動型２には成形型
（図示しない）内に発泡ビ−ズを充填するための充填器
３，３・・・が複数設置され、該充填器３には空気供給
用パイプ４が連結され、発泡ビ−ズは空気供給用パイプ
４に供給される空気の流れによって成形型内に充填され
る。６ａ, ６ｂ，６ｃはエア−振動器で、振動器６ａは
固定型１の上面１ａに取着され、振動器６ｂは固定型の
側面１ｂに取着され、また、振動器６ｃは移動型２の充
填器３の取り付け面２ｃに取着されている。

【００１５】前記したエア−振動器６ａ，６ｂ及び６ｃ
は同一構成であるのでその一つについて説明すると振動
器内の回転体（鋼球）７をエア−供給口８よりの空気圧
により回転せしめ振動器の排気孔９より空気圧が排気さ
れるごとに落下し、該回転体７の落下衝撃により振動を
与えるようになっている。したがって、固定型１の上面
１ａに取着の振動器６ａを作動することによりその振動
はＸ軸方向の振動を固定型に与えることになり、同様に
固定型１の側面１ｂに取着の振動器６ｂを作動せしめて
固定型にＹ軸方向の振動を与え、また、移動型２の充填
器３取り付け面２ｃに取着の振動器６ｃを作動して移動
型２に対してＺ軸方向の振動を与えることができる。ま
た、前記の各振動器の取り付けは、取り付け易いように
突起を設ける等するか、また、振動器にボルト孔１０，
１０を穿孔しておく等の手段を施しておけばよい。

【００１６】上記したＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向
に取着の振動器６ａ，６ｂ及び６ｃを作動せしめて固定
型１及び移動型２に外部から連続的に叩くことで中空内
部に振動を伝播させ、その振動は内部に装置された成形
型に伝達され、充填器３，３・・・より空気流によって
充填される発泡ビ−ズは空気の吹き込みに振動が連動し
た状態で成形型内に充填されるもので、発泡ビ−ズは振
動しながら球形を押し潰した形で成形型の隅々まで到達
し、該球形を押し潰された形状で成形型内に到達した発
泡ビ−ズは成形型の表面に重なり合って詰め込まれるの
で間隙はなく超細密充填が可能となる（図３，４参
照）。

【００１７】前記した消失模型鋳造法においては、成形
品の表面状態が悪いと鋳造品の仕上げに多大のコストが
かかり使用不能の恐れもあり、そのため、従来において
は表面状態を良くするために成形型の仕上げ研摩に多大
の費用をかけて実施していたので成形型の製作費用が高
価となり、消失模型鋳造法の発展を阻害していたが、本
実施の形態で説明した発泡ビ−ズの成形法によるとき
は、成形型に超細密状態で充填された発泡ビ−ズの表面
には間隙が生じないので、この状態で加熱蒸気で融着成
形したとき成形品の表面は良好であり、その表面状態が
そのまま鋳造品の表面に写し出される前記した消失模型
鋳造法に適用される成形品として最適のものである。

【００１８】前記した振動器６ａ，６ｂ及び６ｃを作動
せしめる圧空は充填器３に注入される空気の配管より分
岐して接続することができ、特に振動器用の空気源を求
める必要もなく、従来の金型に振動器を取着して本方法
を簡単に実施することができる。また、前記したように
充填器３の配管から分岐して接続した場合、充填装置の
作動と同時に振動器も作動し充分その効果を発揮できる
ものである。

【００１９】上記した金型に対するＸＹ軸方向又はＸＹ
Ｚ軸方向からの振動を与える充填方法によると、発泡ビ
−ズは空気流と振動により成形型の末端に来たとき、成
形型の壁が振動しており、そのため発泡ビ−ズも振動し
ているので、発泡ビ−ズが壁に衝突力でもってビ−ズ同
志が重なり、さらに壁面の振動でビ−ズ間隙が潰れ歪ん
だビ−ズが重なり表面は凹凸がない状態となる。この状
態で加熱蒸気により融着成形し、その後冷却・離型した
成形品の表面は凹凸もなく良好な状態て仕上がるので、
従来のように成形品の表面を良好とするための手段であ
る成形型の表面研摩や切削不要であり、包材用金型と同
様の仕様で製作した金型で対応可能のためコストの削減
効果は著しいものがある。

【００２０】また、上記した振動器の取着について固定
型の上面、側面及び移動型の充填器の取付面にそれぞれ
１個を取着すると説明したが、金型の厚み等により固
定、移動の何れでも幅が広く取り付け易い法に取着すれ
ば良く、その数においても金型の上下、左右に１個又は
複数個バランスよく取着すればよく、Ｚ軸方向は充填器
の取付面側に金型の大きさにより１個又は複数個取り付
け、前面に同一振動が与えられるようにするのがよい。

【００２１】本発明のビ−ズ成形法が消失模型鋳造方法
に最適であることを先に述べたが、消失模型鋳造法によ
ると、鋳造の際溶融金属が固化すると１０／１０００程
度の収縮が発生する、そのため、その分だけ大きい成形
品が必要であることは当然である。また、本方法による
成形品は前記した消失模型鋳造法の模型に限らず一般的
な箱や部材等にも適用できるものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るかるビ−ズ成形法は、金型
に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向からの振動を
同時に与える充填方法によると、空気流により流れてい
る発泡ビ−ズは空気流と振動により成形型の末端に到達
したときには、成形型の壁が振動しており、発泡ビ−ズ
も振動しているので、発泡ビ−ズが壁に衝突する力でも
ってビ−ズ同志が重なり、さらに壁面の振動でビ−ズの
間隙が潰れ歪んだビ−ズが重なり表面は凹凸がない状態
となる。この状態で加熱蒸気により融着成形し、その後
冷却・離型した成形品の表面は凹凸もなく良好な状態て
仕上がるので、従来のように成形品の表面を良好とする
ための手段である成形型の表面研摩や切削不要のためコ
ストの削減効果は著しいものがある。

【００２３】以上により多数個取り金型においても各成
形品の目付、表面状態のばらつきが従来品より大きく改
善され充填不良の減少等製品品質の改善効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型に振動器を取着した説明図

【図２】空気振動器の説明図

【図３】本発明の成形型に充填されたビ−ズの表面部の
説明図

【図４】本発明の成形型に充填されたビ−ズの断面説明
図

【図５】（Ａ）従来方法により成形型に充填されたビ−
ズの表面部の説明図（Ｂ）成形型に充填される４ケ組の
説明図（Ｃ）成形型に充填される５ケ組の説明図

【符号の説明】

１ 固定型 ２ 移動型 ３ 充填器 ６ａ，６ｂ，６ｃ エアー振動器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡スチレン樹脂又は発泡オレフイン樹
   脂ビ−ズの成形法において、予備発泡・熟成の工程を経
   て成形型内に充填器で発泡ビ−ズを充填するとき、該発
   泡ビ−ズを充填しながら金型の外部より打撃による振動
   を与え、該金型の振動を成形型に伝達し、伝達された振
   動により成形型内に空気流によって充填される発泡ビ−
   ズが振動しながら該成形型内において互いに重なり合
   い、ビ−ズ間に間隙を生じないで超細密状態に充填せし
   めた後、加熱蒸気により融着成形し、その後冷却・離型
   せしめることを特徴とするビ−ズ成形法。
2. 【請求項２】 前記の金型の打撃による振動は、金型の
   Ｘ軸方向とＹ軸方向又はＸ軸方向とＹ軸方向及びＺ軸方
   向より同時に振動させることを特徴とする前記請求項１
   記載のビ−ズ成形法。
3. 【請求項３】 前記の打撃を与える手段として、金型の
   上下の何れか一方又は両方、金型の一側面又は両側面及
   び充填器の取り付け面側にそれぞれ少なくとも１個の空
   気振動器を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の
   ビ−ズ成形法。
4. 【請求項４】 成形型に発泡ビ−ズを充填するとき、該
   金型の固定型と移動型に間隙を与えないで充填すること
   を特徴とする請求項１又は２記載のビ−ズ成形法。