JP2005313582A - 高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高密度発泡体及び低密度発泡体の境界部を明暸に分離して一体成形することができる、多層発泡体の成形方法を得る。
【解決手段】 低発泡倍率原料ビーズの充填と発泡倍率原料ビーズの充填を行うフィラーを一つの金型に少なくとも２箇所以上の異なる位置に配設し、真空ポンプより金型内部の空気を吸引して真空状態にする真空ホースを配設した多層発泡体成形装置において、まず発泡倍率原料ビーズを所定量充填した後、上部に位置する他のフィラーよりブローエアーを一瞬噴射し、その後噴射を停止すると同時に真空ポンプより空気を吸引して真空状態にし、ついで高発泡倍率原料ビーズを前記低発泡倍率原料ビーズの上面を幾分覆う程度に予備投入した後、再び真空ポンプより空気を吸引して真空状態にし、その後更に残りの高発泡倍率ビーズを充填した後、金型を加熱して前記各原料ビーズを相互に融着させて一体成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高密度発泡体及び低密度発泡体を一体成形することによる異なる密度の発泡体層を有する多層発泡体を製造するための、多層発泡体成形方法に関するものである。

従来、梱包用緩衝材や断熱材又は魚箱・育苗箱等の断熱箱などに用いる発泡樹脂成形品は、原料ビーズを予備発泡させたのち金型内に充填し当該金型の内壁面に多数形成されたベントと称するスリットより金型内に蒸気を吹き込んで加熱することにより原料ビーズを完全発泡させ、該原料ビーズを相互に融着させることにより成形している。

上記発泡樹脂成形品において、部分的に強度を必要とする場合や耐荷重を増加させる場合には当該箇所の原料ビーズに低発泡倍率のものを使用すること即ち高密度発泡体で成形し、他の部分の原料ビーズに高発泡倍率のものを使用すること即ち低密度発泡体で成形して一体成形することにより異なる密度の発泡体層を有する多層発泡体を製造することができ、各異なる密度の発泡体を接着加工して製造する方法に比べ、製造工程の簡素化と製品コストの削減を図ることができる。

上記のように、高密度発泡体及び低密度発泡体を一体成形することにより異なる密度の発泡体層を有する多層発泡体の成形方法として、特公昭５９−０２３５４７号公報では金型の少なくとも２箇所以上に原料投入用のフィラーを配設し当該フィラーより緩衝特性の異なる発泡原料を同時に金型内に投入して一体成形する方法が開示され、特公平０３−０５５２９９号公報では金型に配設した複数のフィラーより順次発泡原料を充填する際に各フィラーから圧力空気を全ての発泡原料の充填終了時まで噴射させておく方法が開示され、特開平０７−１７８７４６号公報では金型に配設した複数のフィラーより順次発泡原料を充填する際に各フィラーから圧力空気を各々の発泡原料の充填終了時まで噴射させておく方法が開示されている。
特公昭５９−０２３５４７号 特公平０３−０５５２９９号 特開平０７−１７８７４６号

しかしながら、上記特公昭５９−０２３５４７号公報による方法では各発泡原料の境界部は不規則に混じり合って不明暸となり、特公平０３−０５５２９９号及び特開平０７−１７８７４６号公報による方法も前記公報による方法より改善はされるものの、各発泡原料の境界部は不明瞭となる傾向があった。

上記のように各発泡原料の境界部が不規則に混じり合って不明暸となると、強度的に所定の強度が得られなかったり、幅の狭い層を成形できないことにより不要な部分まで高価な高密度発泡体を使用することになるなど、製品価値が下がったり製品コストが上がってしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、高密度発泡体及び低密度発泡体を一体成形することによる異なる密度の発泡体層を有する多層発泡体において、高密度発泡体及び低密度発泡体の境界部を明暸に分離して一体成形することができる、多層発泡体の成形方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法においては、ＱＳホッパー内の低発泡倍率原料ビーズを金型内部に充填するためのフィラーと加圧ホッパー内の高発泡倍率原料ビーズを金型内部に充填するためフィラーを一つの金型に少なくとも２箇所以上の異なる位置に配設し、真空ポンプより金型内部の空気を吸引して当該金型内部を真空状態にするための真空ホースを金型底部に配設した多層発泡体成形装置において、まずＱＳホッパーより低発泡倍率原料ビーズをフィラーにより金型内部に所定量を充填した後、該フィラーの上部に位置する他のフィラーよりブローエアーを一瞬噴射し、その後噴射を停止すると同時に真空ポンプより金型内部の空気を吸引して真空状態にし、ついで加圧ホッパーより高発泡倍率原料ビーズをフィラーにより前記低発泡倍率原料ビーズの上面を幾分覆う程度に予備投入した後、再び真空ポンプより金型内部の空気を吸引して真空状態にし、その後更に加圧ホッパーより残りの高発泡倍率ビーズをフィラーにより金型内部に充填した後、ベントより金型内部に蒸気を吹き込んで加熱し、前記低発泡倍率原料ビーズ及び高発泡倍率原料ビーズを相互に融着させて一体成形する。

本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法によれば、低発泡倍率原料ビーズの充填後及び高発泡倍率原料ビーズの予備投入後において、金型内部の空気を吸引して真空状態にする工程により各原料ビーズの踊りがなくなり境界面を安定させて充填することができるため、高密度発泡体及び低密度発泡体の境界部が明暸に分離した多層発泡体を一体成形することができる。このため、強度的に所定の強度が得られると共に幅の狭い層も成形できるため、製品価値の高い多層発泡体を安価に製造することができるという絶大なる効果を奏することができる。

本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法で使用する多層発泡体成形装置の概略構成図である。

図示するように、本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法で使用する多層発泡体成形装置は、ＱＳホッパー４内の低発泡倍率原料ビーズを金型内部１７に充填するためのフィラー７と加圧ホッパー３内の高発泡倍率原料ビーズを金型内部１７に充填するためのフィラー６を一つの金型に少なくとも２箇所以上の異なる位置に配設し、真空ポンプ５より金型内部１７の空気を吸引して当該金型内部１７を真空状態にするための真空ホース１８，１９を金型底部に配設して構成される。金型は、凸型金型１と凹型金型２により構成される。

ＱＳホッパー４内の低発泡倍率原料ビーズを金型内部１７に投入する方法として、フィラー７のピストンバルブ７３を開いた状態でブローエアー導入口７２よりエアーブローを金型内部１７に噴射することにより行う。このため、ＱＳホッパー４内部は加圧する必要がなく簡易な筐体とすることができ、側板に金網１０を使用している。また、低発泡倍率原料ビーズの充填量はメッシュパイプ１１の容積で決まるため、該メッシュパイプ１１の長さを調節することにより充填量を変更することができる。また、メッシュパイプ１１の上下にシャッター１２，１３を配設して開閉制御を行うことにより、低発泡倍率原料ビーズのメッシュパイプ１１内への導入及び原料導入ホース１４を経由してフィラー７による金型内部１７への投入を行う。

加圧ホッパー３内の高発泡倍率原料ビーズを金型内部１７に投入する方法として、フィラー６のピストンバルブ６３を開いた状態で加圧ホッパー３の供給弁８を開くと共にブローエアー導入口６２よりエアーブローを金型内部１７に噴射することにより行う。また、高発泡倍率原料ビーズの充填量は充填時間制御により行う。

図１では、高密度発泡体及び低密度発泡体を１層ずつ投入する２層発泡体とするため、金型に低発泡倍率原料ビーズ投入用のフィラー７と高発泡倍率原料ビーズ投入用のフィラー６の２個を配設した状態を表しているが、層数に応じて複数のフィラー６，７を配設しても構わない。

また、真空ポンプ５より金型内部１７の空気を吸引して当該金型内部１７を真空状態にするため、真空ホース１８を凸型金型１の底部に配設し，真空ホース１９を凹型金型２の底部に配設して真空ポンプ５と接続する。また、成形後において凸型金型１の蒸気室１５及び凹型金型２の蒸気室１６を冷却するための冷却水も真空パイプ１８，１９に流入するため、該真空パイプ１８，１９の途中に各々ドレーンホース２０，２１を配設することにより冷却水を外部に排出することができる。

上記多層発泡体成形装置において、まずＱＳホッパー４より低発泡倍率原料ビーズを原料投入ホース１４を経由してフィラー７により金型内部１７に所定量を充填する。その後当該フィラー７の上部に位置する他のフィラー６よりブローエアーを一瞬噴射し、その後噴射を停止すると同時に真空ポンプ５より真空ホース１８，１９を経由して金型内部１７の空気を吸引して真空状態にする。ついで加圧ホッパー３より高発泡倍率原料ビーズを原料ホース９を経由してフィラー６により前記低発泡倍率原料ビーズの上面を幾分覆う程度に予備投入した後、再び真空ポンプ５より真空ホース１８，１９を経由して金型内部１７の空気を吸引して真空状態にする。その後更に加圧ホッパー３より残りの高発泡倍率ビーズを原料ホース９を経由してフィラー６により金型内部１７に充填した後、金型の内壁面に多数形成されたベント（図示せず）より金型内部１７に蒸気を吹き込んで加熱し、前記低発泡倍率原料ビーズ及び高発泡倍率原料ビーズを相互に融着させて一体成形する。

本発明の実施例を図１及び図５に基づいて説明する。なお、図５は本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法における充填工程フローチャートである。

まず、図５のＳ１工程として、金型内部１７の水滴や汚れを除去するため、フィラー７のブローエアー導入口７２より導入したブローエアーを、フィラー７の先端部の原料ビーズ投入口７０より金型内部１７に噴射してプリブローを行う。

次に、Ｓ２工程として、ＱＳホッパー４より低発泡倍率原料ビーズ２３を金型内部１７に投入する。この時、ＱＳホッパー４のシャッター１２を閉じた状態で、シャッター１３を開くと同時にフィラー７のピストンバルブ７３を開いてブローエアー導入口７２よりブローエアーを噴射すると、メッシュパイプ１１内にある低発泡倍率原料ビーズ２３が原料導入ホース１４よりフィラー７の原料ビーズ導入口７１を経由し、該フィラー７の先端部の原料ビーズ投入口７０より金型内部１７に充填される。

次に、Ｓ３工程として、上記Ｓ２工程で投入した低発泡倍率原料ビーズ２３が金型内部１７で踊らないように押え込むため、フィラー６のブローエアー導入口６２より導入したブローエアーを、フィラー６の先端部の原料ビーズ投入口６０より金型内部１７に噴射する。

次に、Ｓ４工程として、上記Ｓ２及びＳ３工程で投入及び押さえ込んだ低発泡倍率原料ビーズ２３を金型内部１７で更に安定させるため、フィラー６のピストンバルブ６３及びフィラー７のピストンバルブ７３を閉じた状態で、凸型金型１及び凹型金型２の各底面に配設した真空ホース１８，１９を経由して真空ポンプ５より金型内部１７の空気を吸引して真空状態にする。この時、金型内部１７の空気は凸型金型１及び凹型金型２の内壁面に多数配設したベントより吸引されるため、低発泡倍率原料ビーズ２３は金型内部１７の下部側に引かれて安定することになる。図２は金型内部に低発泡倍率原料ビーズを充填した状態図であり、上記Ｓ１〜Ｓ４工程により金型内部１７に低発泡倍率原料ビーズ２３を安定させて充填した状態を示している。

次に、Ｓ５工程として、加圧ホッパー３より高発泡倍率原料ビーズ２２を金型内部１７の前記低発泡倍率原料ビーズ２３の上面を幾分覆う程度に予備投入する。この時、加圧ホッパー３の供給弁８を開くと同時にフィラー６のピストンバルブ６３を開いてブローエアー導入口６２よりブローエアーを噴射すると、加圧ホッパー３内にある高発泡倍率原料ビーズ２２が原料導入ホース９よりフィラー６の原料ビーズ導入口６１を経由し、該フィラー６の先端部の原料ビーズ投入口６０より金型内部１７に投入される。該工程の予備投入時間は金型の大きさにもよるが、０．５〜１秒程度が好適である。

次に、Ｓ６工程として、再度凸型金型１及び凹型金型２の各底面に配設した真空ホース１８，１９を経由して真空ポンプ５より金型内部１７の空気を吸引して真空状態にする。この時、金型内部１７の空気は凸型金型１及び凹型金型２の内壁面に多数配設したベントより吸引されるため、低発泡倍率原料ビーズ２３の上面に予備投入された高発泡倍率原料ビーズ２２は金型内部１７の下部側に引かれ、低発泡倍率原料ビーズ２３の上面で安定した境界面を形成することになる。

次に、Ｓ７工程として、加圧ホッパー３より残りの高発泡倍率原料ビーズ２２を金型内部１７に全投入する。該工程の動作はＳ５工程と同様であり、投入時間が異なるだけである。図３は金型内部に高発泡倍率原料ビーズを充填した状態図であり、上記Ｓ５〜Ｓ７工程により金型内部１７において低発泡倍率原料ビーズ２３の上部に高発泡倍率原料ビーズ２２を安定して充填した状態を示している。

最後に、Ｓ８工程として、金型を閉じて原料ビーズをブローバックさせた後、金型の内壁面に多数形成されたベントより金型内部１７に蒸気を吹き込んで加熱することにより多層発泡体を成形することができる。図４は本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法で成形した多層発泡体の一実施例における外形斜視図であり、前述の実施例による方法にて下部に高密度発泡体層２５を有し、上部に低密度発泡体層２６を有し、境界部に混在層２７を有した２層発泡体２４を表している。上記方法により多層発泡体を成形すれば、高密度発泡体層２５と低密度発泡体層２６の境界部にある混在層２７は不規則に混じり合うことなく明確に分離して一体成形することができる。

なお、上記実施例では下部に高密度発泡体層２５と上部に低密度発泡体層２６を有した２層発泡体２４の成形方法を示したが、ＱＳホッパー４と接続したフィラー７及び加圧ホッパー３と接続したフィラー６を追加すると共に同様の工程を追加することにより、自在な多層発泡体を成形することが可能となる。

上記説明における原料ビーズの材質は、ポリスチレン，ポリエチレン，ポリプロピレンなど、発泡原料として一般的に使用されているもの全てを含むものである。また、フィラーを複数設置することにより異なる材質や色などを有した多層発泡体も成形可能である。

本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法で使用する多層発泡体成形装置の概略構成図である。 金型内部に低発泡倍率原料ビーズを充填した状態図である。 金型内部に高発泡倍率原料ビーズを充填した状態図である。 本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法で成形した多層発泡体の一実施例における外形斜視図である。 本発明の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法における充填工程フローチャートである。

符号の説明

１ 凸型金型
２ 凹型金型
３ 加圧ホッパー
４ ＱＳホッパー
５ 真空ポンプ
６ フィラー
７ フィラー
８ 供給弁
９ 原料導入ホース
１０ 金網
１１ メッシュパイプ
１２ シャッター
１３ シャッター
１４ 原料導入ホース
１５ 蒸気室
１６ 蒸気室
１７ 金型内部
１８ 真空ホース
１９ 真空ホース
２０ ドレーンホース
２１ ドレーンホース
２２ 高発泡倍率原料ビーズ
２３ 低発泡倍率原料ビーズ
２４ ２層発泡体
２５ 高密度発泡体層
２６ 低密度発泡体層
２７ 混在層

Claims (2)

1. ＱＳホッパーより低発泡倍率原料ビーズをフィラーにより金型内部に所定量を充填した後、該フィラーの上部に位置する他のフィラーよりブローエアーを一瞬噴射し、その後噴射を停止すると同時に真空ポンプより金型内部の空気を吸引して真空状態にし、ついで加圧ホッパーより高発泡倍率原料ビーズをフィラーにより前記低発泡倍率原料ビーズの上面を幾分覆う程度に予備投入した後、再び真空ポンプより金型内部の空気を吸引して真空状態にし、その後更に加圧ホッパーより残りの高発泡倍率ビーズをフィラーにより金型内部に充填した後、ベントより金型内部に蒸気を吹き込んで加熱し、前記低発泡倍率原料ビーズ及び高発泡倍率原料ビーズを相互に融着させて一体成形することを特徴とした、高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法。
2. 多層発泡体成形装置が、ＱＳホッパー内の低発泡倍率原料ビーズを金型内部に充填するためのフィラーと加圧ホッパー内の高発泡倍率原料ビーズを金型内部に充填するためフィラーを一つの金型に少なくとも２箇所以上の異なる位置に配設し、真空ポンプより金型内部の空気を吸引して当該金型内部を真空状態にするための真空ホースを金型底部に配設して構成したものであることを特徴とした、請求項１に記載の高密度及び低密度発泡体による多層発泡体成形方法。

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