JP2005047189A - 貫通孔または凹部を有する発泡成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 共通の成形型を用いて、貫通孔を備えた発泡成形品と貫通孔を持たない発泡成形品とをきわめて容易に成形する。それにより、型製造コストが大場に低減する。
【解決手段】 キャビティ空間Ｓに発泡性樹脂粒子を充填して貫通孔４１を有する発泡成形品４０Ａを成形する方法であって、貫通孔４１の輪郭を持つ成形補助材３０をいずれか固定型２０に仮止めした状態で発泡性樹脂粒子の充填、型閉め、発泡成形を行い、発泡性樹脂粒子と成形補助材３０とが一体化した発泡成形品４０Ａを脱型する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば、軽量盛土工法などで用いられる貫通孔を有する発泡成形品あるいはコンクリートスラブ用の軽量埋込材などとして用いられる底面に凹部を有する発泡成形品の成形方法に関する。

発泡性樹脂粒子（予備発泡粒子）を移動型と固定型で形成されるキャビティ空間に充填し、加熱蒸気を供給して発泡性樹脂粒子の発泡と発泡粒子の熱融着を行い、発泡成形品を得ることは知られている。成形される発泡成形品は種々の用途に用いられており、軽量盛土工法における軽量盛土材や軽量コンクリートスラブを作るときの埋込材などとしても用いられる。

軽量盛土材として例えば発泡ポリスチレンブロック（ＥＰＳブロック）を用いる場合、ブロックの強度アップ、浮力対策、多段に積み上げたブロックの一体化などを目的として、各ブロックに縦方向の貫通孔を設け、積み上げたブロックの貫通孔内に連続状にコンクリートを充填して、柱構造とする工法が行われることがある（例えば、特許文献１：特開平３−８７４１７号公報、特許文献２：特開平７−２７９１４９号公報など参照）。図７は特許文献２に示される盛土用発泡体ブロックの一例であり、ブロック５０には２つの縦貫通孔５１が形成されている。図８は同公報に記載されるブロックの型内発泡成形に使用する成形型の断面図であり、固定型５５と移動型５６とを備え、固定型５５には貫通孔５１に対応して左右一対の突起５７，５７が設けられる。なお、図８において、Ｓは一対の型（固定型５５と移動型５６）で形成されるキャビティ空間であり、発泡性樹脂粒子が充填される。固定型５５と移動型５６はそれぞれ蒸気室５８、５９を有しており、そこからキャビティ空間Ｓ内に加熱蒸気を供給して、充填された発泡性樹脂粒子を発泡させる。

貫通孔ではなく、底面に凹部を有する発泡体ブロックを成形する場合も同様な成形方法が行われ、例えば、特許文献３（特開平７−２７６３７３号公報）には、そのための改良された形成型が記載されている。

特開平３−８７４１７号公報 特開平７−２７９１４９号公報 特開平７−２７６３７３号公報

貫通孔を備えた発泡成形品を成形するには、図８に示すように貫通孔に対応した突起を一体に形成した型を必要とする。外形形状は同じであっても、貫通孔を有しない発泡成形品を成形する場合には、突起のない型を別途用意しなければならない。施工現場では、貫通孔のあるブロックと貫通孔のないブロックの双方を使用することがあり、そのために、双方の成形型を用意することが必要となる。貫通孔のないブロックのみを発泡成形し、必要な場合に、ニクロム線などを使って作業者がブロックに後から穴を開けることも行われるが、作業が繁雑であり長い作業時間を要する。所期の位置に正確に貫通孔を形成するのも容易でなく、複数個のブロックを積み上げたときに、貫通孔に位置ズレが生じかねない。貫通孔ではなく、底面に凹部を有する発泡体ブロックを成形する場合も、ほぼ同様である。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、共通の成形型を用いて、すなわち、貫通孔や凹部を有しない発泡成形品を成形するのに使用する成形型を用いて、貫通孔あるいは凹部を備えた発泡成形品をもきわめて容易に成形することができるようにした改良された成形方法を提供することを目的とする。

本発明による発泡成形品の成形方法は、一対の型で形成されるキャビティ空間に発泡性樹脂粒子を充填して貫通孔または凹部を有する発泡成形品を成形する方法であって、成形品の貫通孔または凹部の輪郭を持つ成形補助材をいずれか一方の型に仮止めした状態で発泡性樹脂粒子の充填、型閉め、発泡成形を行い、発泡性樹脂粒子と成形補助材とが一体化した発泡成形品を脱型することを特徴とする。

本発明の成形方法では、成形型として、得ようとする発泡成形品と外形形状は同じであるが、貫通孔あるいは凹部を有しない発泡成形品を成形するのに用いられる成形型を基本的に使用する。その成形型の一方（通常は、固定型）に対して、得ようとする発泡成形品に形成する貫通孔または凹部の輪郭を持つ成形補助材を仮止めする。仮止めの態様は、成形後の発泡成形品を脱型するときに、仮止めした成形補助材が発泡した樹脂と共に成形型から容易に分離できる態様であればよく、例えば、成形型に成形補助材を支持するための手段を脱着自在に取り付け、該支持手段に対して成形補助材を仮止めするような態様は好ましい。支持手段を脱着自在とすることにより、同じ成形型を用いて、貫通孔または凹部を有する発泡成形品と有しない発泡成形品の双方を成形することが可能となり、型製造に要するコストを大きく低減することができる。

成形補助材は、型内での発泡性樹脂粒子の発泡・融着時の熱と圧力に対して保形性を有し、かつ、発泡・溶融した発泡性樹脂粒子と一体化できる材料で作られていればよく、特に制限はないが、発泡性樹脂粒子と同じ樹脂からなる発泡成形品または非発泡成形品であることは、リサイクルするときに分別する必要がないなどの理由から、特に好ましい。しかし、モルタルや金属のような材料であってもよい。

成形補助材の輪郭は、得ようとする発泡成形品に形成すべき貫通孔あるいは凹部の形状に合わせて、適宜の形状とされる。貫通孔の場合、その横断面形状は、円形、楕円あるいは長円形、矩形、多角形などであってよく、縦断面形状も、長方形状のみでなく、台形形状、階段をなす形状、などであってよい。成形補助材の充填された発泡性樹脂粒子と面する側の形状は前記輪郭に沿うような形状であってもよく、他の形状であってもよい。発泡性樹脂粒子の充填性や発泡した樹脂との熱融着性などを考慮して最適の形状を選択すればよい。表面を凹凸面としておいてもよい。また、成形補助材は一体成形品でもよく、複数個の分割した部材を組み立てて、１つの成形補助材としてもよい。

成形に際し、得ようとする成形品の貫通孔または凹部に相当する突起を有しない成形型に前記した適宜の支持具を脱着可能に取り付け、該支持具を利用して前記した成形補助材を仮固定する。型への支持具の取り付けは型に対してわずかな改修作業を施すだけで行うことができ、そのコストは新たに型を起こすことと比較すれば、僅少である。また、支持具を取り外した後に従前の成形品を成形できるように当該支持具を型に取り付けることも容易であり、結果的に、容易な手段で１つの成形型を２種類の発泡成形品の成形に用いることができることから、トータルとしての成形コストは大きく低減する。

一方の型に成形補助材を取り付けた後、従来法に従い、発泡性樹脂粒子の充填、型閉め、加熱蒸気のキャビティ空間内への供給などを行い、発泡性樹脂粒子の発泡と熱融着を行う。その過程で、仮止めした成形補助材は発泡・溶融した樹脂粒子と一体化する。その後、冷却、型開き、脱型を行うことにより、成形補助材の輪郭に沿った形状の貫通孔あるいは凹部を備えた発泡成形品を得ることができる。

発泡性樹脂粒子をキャビティ空間内に充填して発泡成形を行う場合、成形品の形状によっては、わずかに型が開いている状態で発泡性樹脂粒子の充填を行い、過充填状態とした後に本型閉めをする、いわゆるクラッキングを行う場合がある。そのような成形方法を採用する場合には、成形補助材として発泡成形品の厚さよりもわずかに長い筒状のものを用い、過充填時に開放した先端が他方の型面により閉鎖された状態としておくことが推奨される。過充填後の型閉めにより、成形補助材はわずかに短くなる方向に変形するが、そのことが、成形品に影響を与えることはない。

本発明によれば、基本的に１つの成形型を用いながら、それにわずかな改修作業を施すだけで、外形形状は同じであって、貫通孔あるいは凹部を持つ発泡成形品と持たない発泡成形品の双方を発泡成形することが可能となり、トータルとしての成形コストは大幅に低減する。

以下、本発明による発泡成形品の成形方法を実施の形態により説明する。図１は、本発明による成形方法を実施することのできる成形機１の一例を示す縦断面図であり、移動型１０と、該移動型１０と共にキャビティ空間Ｓを形成する固定型２０とからなる。この例において、移動型１０は平坦な正面成形面１１を有し、固定型２０は正面成形面１１に対向する平坦な背面成形面２１とその周囲の４つの側面成形面２２〜２５とを有しており、直方体状の発泡成形ブロックが成形される。

図２に成形面の例として背面成形面２１を示すように、通常、各成形面にはスリット群で構成される加熱蒸気の通過孔２６が多数形成される。また、図８に示した成形機と同様、加熱蒸気の供給室２７や発泡性樹脂粒子の供給路が形成されており、発泡成形時には、キャビティ空間Ｓ内に予備発泡樹脂粒子が供給され、また、加熱蒸気供給室２７から成形面に形成された加熱蒸気の通過孔２６を通してキャビティ空間Ｓ内に加熱蒸気が供給される。この成形機１では、成形される発泡成形品は、図３ａに示すような貫通孔や凹部のない厚さａである直方体状の発泡成形ブロック４０が成形される。

同じ外形形状であるが、図３ｂに示すように、貫通孔４１を有する発泡成形ブロック４０Ａを成形する場合には、図４ａ，ｂに３０として示す円筒体を、好ましくは発泡成形ブロックと同じ発泡性樹脂粒子を用いて別途発泡成形し、それを固定型２０に取り付ける。なお、円筒体３０は適宜のブロックから加熱したニクロム線を用いて切り出すようにしてもよい。この円筒体３０が本発明でいう「成形補助材」の一例であり、この例で、円筒体３０の長さをＬ、内径をｂ、肉厚をｃとしたとき、長さＬは発泡成形ブロック４０Ａの厚さａよりもやや長い。内径ｂは発泡成形ブロック４０Ａに形成しようとする貫通孔４１の内径と同じとされ、肉厚ｃは発泡圧により破壊しないだけの強度を持つ厚さとされる。

一方において、固定型２０の背面成形面２１には、前記円筒体３０を仮止めするための支持具を取り付ける改修作業を行う。図４ａはその１つの態様であり、ここでは、円筒体３０を取り付けるべき位置に、円筒体３０が外嵌合する支持部材３５を支持具としてビス３６などを用いて取り付け、そこに円筒体３０を外嵌合させている。図４ｂは他の態様であり、ここでは、円筒体３０を取り付けるべき位置に支持具として取り付け針３７を複数本立設し、該取り付け針３７に対して円筒体３０の端面側を差し込むようにしている。

図５を用いて、発泡成形する手順を説明する。図５ａは、前記した円筒体３０を仮止めした固定型２０と移動型１０とを対向させた状態を示す。図５ｂは発泡性樹脂粒子の充填時の状態を示している。この例で、円筒体３０は最終製品である発泡成形ブロック４０Ａの厚みａよりも幾分（例えば、厚みａが５００ｍｍ程度のブロックの場合で１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度）長く設定されており、その分だけ移動型１０は固定型２０から離れた場所に置かれて充填が進行し、過充填状態とされる。図５ｃは、いわゆるクラッキングを行っての型閉めが終了した状態であり、円筒体３０は差分だけ実際は圧縮される。加熱蒸気を供給して充填した発泡性樹脂粒子を発泡・融着させた後、所要の冷却を行い、型を開く。図５ｄはその状態を示しており、脱型された発泡成形ブロック４０Ａには円筒体３０が一体化しており、結果として、貫通孔４１が形成されている。なお、クラッキングを行わなくても所要の充填と発泡成形ができるような成形品を製造する場合には、得ようとする発泡成形ブロックの厚みと同じ長さの円筒体を用いればよい。

成形品（発泡成形ブロック４０Ａ）を取り出した後、再び、前回と同様にして円筒体３０を固定型２０に取り付け、同じ成形サイクルを繰り返す。所要数の貫通孔４１を備えた発泡成形ブロック４０Ａを製造した後、背面成形面２１から支持部材３５やビス３６を取り外す。その後は、ほぼ同じ工程でもって貫通孔のない発泡成形ブロック４０の成形を行うことができる。ビス３６を除去した箇所に連通孔が形成されるが、それを加熱蒸気の通過孔として利用することもできる。必要な場合には、適宜の手段により閉鎖する。

図６ａ〜ｄは、成形補助材の他の例とそれを用いて成形される発泡成形ブロック４０Ａのいくつかの例を示している。図６ａは、成形補助材３０Ａが円筒体であるが２つ割りの部品を一体に組み付けた点で、上記の例と異なっている。成形後の発泡成形ブロック４０Ａの形状は、上記のものと同じである。図６ｂは成形補助材３０Ｂの横断面形状が矩形状である点で、上記のものと相違している。図６ｃは成形補助材３０Ｃが中空の四角錐台である点で、上記のものと相違しており、貫通孔４１は台形をなしている。図６ｄでは形の異なる２つの円筒体３０ｄ，３０Ｄが上下方向に連続しており、貫通孔４１の縦断面形状は階段状をなしている。

なお、上記の例では、貫通孔を有する発泡成形品を製造するようにしたが、貫通孔でなく、単に凹部を備えた発泡成形品も同様にして成形できることは理解されよう。例えば、図４ａあるいは図５に支持体３５として示したような形状の成形補助材を備えた成形型を用いて、樹脂の充填、型閉め、加熱蒸気の供給などを行うことにより、例えば、中空コンクリートスラブでの埋込材のように、裏面に中空部としての凹部を備えた形状の発泡成形品を成形することができる。

本発明による成形方法を実施することのできる成形機の一例を示す縦断面図。 成形面の一例を示す図。 図３ａは貫通孔のない直方体状の発泡成形ブロックであり、図３ｂは本発明の成形方法により成形された貫通孔を有する直方体状の発泡成形ブロックを示す。 固定型に成形補助材としての円筒体を仮止めする状態を説明する図。 本発明による発泡成形の手順を説明する図。 成形補助材の他の例とそれを用いて成形される発泡成形ブロックのいくつかの例を示す図。 縦貫通孔を備えた盛土用発泡体ブロックの一例を示す図。 図７の盛土用発泡体ブロックを発泡成形するのに使用する成形型を示す断面図。

符号の説明

１…成形機、１０…移動型、２０…固定型、２６…加熱蒸気の通過孔、３０…円筒体（成形補助材）、３５…支持部材（支持具）、３６…ビス、３７…取り付け針（支持具）、４０…貫通孔のない直方体状の発泡成形ブロック（発泡成形品）、４０Ａ…貫通孔を有する直方体状の備える発泡成形ブロック（発泡成形品）、４１…貫通孔

Claims (3)

1. 一対の型で形成されるキャビティ空間に発泡性樹脂粒子を充填して貫通孔または凹部を有する発泡成形品を成形する方法であって、
   成形品の貫通孔または凹部の輪郭を持つ成形補助材をいずれか一方の型に仮止めした状態で発泡性樹脂粒子の充填、型閉め、発泡成形を行い、発泡性樹脂粒子と成形補助材とが一体化した発泡成形品を脱型することを特徴とする発泡成形品の成形方法。
2. 成形補助材として、発泡性樹脂粒子と同じ樹脂からなる発泡成形品または非発泡成形品を用いることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形品の成形方法。
3. 成形補助材として発泡成形品の厚さよりもわずかに長い筒状のものを用いて貫通孔を有する発泡成形品を成形することを特徴とする請求項１または２に記載の発泡成形品の成形方法。

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