JP2858781B2

JP2858781B2 - 発泡鋳造模型の成形法

Info

Publication number: JP2858781B2
Application number: JP1112484A
Authority: JP
Inventors: 孝男堀江; 秀輝西川
Original assignee: NABEYA KK
Current assignee: NABEYA KK
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1989-05-01
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH02292026A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、発泡鋳造模型の成形法に係り、特にフルモ
ールド法に用いられる発泡鋳造模型を、内部に水分が侵
入しなうようにして、有利に成形する方法に関するもの
である。

（背景技術）従来から、鋳造法の一つとして、発泡ポリスチレン等
の樹脂からなる模型を用いて、それを所定の鋳型砂中に
埋設した後、該模型部位に所定の金属溶湯を注湯するこ
とにより、該模型が溶湯の熱により消失させられると共
に、その消失部位に充填される溶湯により、該模型と同
様な外形を有する鋳物を形成するフルモールド法が採用
されている。

ところで、そのような発泡鋳造模型、換言すれば消失
鋳型は、一般に、例えば第１図に概略的に示される如き
成形装置（成形金型）を用いて形成されることとなる。

すなわち、アルミニウム合金等の金属からなるキャビ
ティ型４とコア型６とを用い、先ず、枠体２の存在によ
って背部に加熱・冷却空所がそれぞれ形成された、目的
とする模型の外形形状を与える、それらキャビティ型４
とコア型６との間の空間（成形キャビティ）16内に、図
示しないフィーダーから原料供給ホース10を介して、所
定の予備発泡及び熟成工程を経て発泡ビーズが所定容積
において充填される。その際、図示しない真空ポンプに
て、キャビティ型４及びコア型６の内外に開口するよう
に設けられた複数のベントホール８を介して、該成形キ
ャビティ16内に存在する空気が排気されるようなってい
る。なお、12は、エジェクタピンを兼ねる吸引管であっ
て、原料供給ホース10に連通するように一体的に設けら
れ、充填が終了した際に、該ホース10内に残っている発
泡ビーズを吸引により引き戻し、そしてその突出し作動
によって、形成された発泡成形品を型から離脱せしめ得
るようになっている。

次いで、かかる発泡ビーズの充填の終了の後、キャビ
ティ型４及びコア型６の背後の空所に配置されたパイプ
14,14を通じて、スチーム（蒸気）が導入されて、該キ
ャビティ型４及びコア型６が背部から加熱されると共
に、かかるスチームはベントホール８を介して成形キャ
ビティ16内部にも吹き込まれるとこらから、充填された
発泡ビーズが更に発泡すると同時に、発泡ビーズ同士が
融着して、発泡ビーズ間の空隙を埋め、成形キャビティ
16に対応した形状となるのである。

かかる発泡の終了の後、該パイプ14,14を通じて、ス
チームに代えて水が噴射せしめられる、成形キャビティ
16内の発泡成形体が所定温度に冷却された後、該キャビ
ティ型４及びコア型６が離型せしめられ、目的とする発
泡成形体が、通常の手法に従って取り出されることとな
る。

ところで、このようにして得られた発泡成形体にあっ
ては、その成形時における加熱の際に、前記ベントホー
ル８を介して成形キャビティ16内に吹き込まれるスチー
ムが、発泡成形体内部に凝縮、残留したり、発泡終了後
の冷却に用いられる水が、同様に、ベントホール８を通
じて、発泡成形体を侵入したりするところから、前記成
形工程の終了後に取り出された発泡成形体には、通常、
約10〜20％の水分が含まれている。

而して、この発泡成形体をそのまま発泡鋳造模型とし
て用いて、フルモールド法により鋳物の製造を行なう
と、注入される高温の溶湯によって、該発泡成形体の表
面及び内部に含有される水分が急速に水蒸気化せしめら
れ、それによって、得られる鋳物に欠陥が生じてしまう
のである。このため、かかる欠陥を防止すべく、通常、
キャビティ型４及びコア型６から取り出された発泡成形
体に、自然乾燥や熱風乾燥等の乾燥操作が施されてい
る。

しかしながら、そのような乾燥工程において、発泡成
形体の形状や大きさにより異なるが、自然乾燥では２〜
４週間程度、熱風乾燥では50℃程度の温風にて２〜４時
間程度の、乾燥時間が必要となり、またそれに用いるに
適当な設備も必要とされるところから、生産性や製造コ
ストの点で問題があったのである。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為
されたものであって、その解決すべき課題とするところ
は、フルモールド法等において用いられる発泡鋳造模型
を、内部に水分が含有せしめられないようにして、従っ
て乾燥工程を必要とすることなく、有利に成形する手法
を提供することにある。

（解決手段）そして、本発明にあっては、上記の如き課題を解決す
るために、キャビティ形成面に開口するベントホールが
設けられていない、成形工程において発泡ビーズにスチ
ームが直接に接触しないように構成したコア型及びキャ
ビティ型を用い、それら両型にて形成される成形キャビ
ティ内の所定の発泡ビーズを充填して、それらコア型と
キャビティ型の背後にスチームを供給て加熱せしめるこ
とにより、かかる発泡ビーズにスチームが接触しないよ
うにして、該発泡ビーズの発泡成形を行ない、その後、
型の冷却を行なって、目的とする発泡鋳造模型を型から
取り出すようにしたことを特徴とする発泡鋳造模型の成
形法を、その要旨とするものである。

（具体的構成）以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、
図面を参照しつつ、本発明の構成を詳細に説明すること
とする。

なお、本発明に用いられる成形金型（装置）の一例
が、第２図に概略的に示されているが、従来と同様な構
造については、第１図の従来例と同符号にて示すことと
する。

先ず、キャビティ型18やコア型20には、従来と同様
に、その背部に枠体２が設けられて、背後に加熱・冷却
空所がそれぞれ設けられいるが、従来とは異なり、それ
らキャビティ形成面には、ベントホールが設けられてい
ないのである。そして、それらキャビティ型18及びコア
型20を用いて、従来と同様にして、通常の予備発泡及び
熟成工程の終了したポリスチレン樹脂からなる発泡ビー
ズの所定量を、原料供給ホース10を介して、キャビティ
型18及びコア型20を重ね合わせることにより形成される
成形キャビティ22内に充填する。その際、成形キャビテ
ィ22内に存在する空気は、該成形キャビティ22に連通す
るように設けられた真空ポンプ（図示せず）によって、
空間22の外部へ吸引されることとなり、発泡ビーズの充
填は最密に行なわれ得るのである。なお、充填終了後
に、原料供給ホース10内に残存する発泡ビーズは、吸引
管12を介して外部に排出されることとなる。

ここで用いられるキャビティ型18及びコア型20として
は、通常、アルミニウム合金等の金属が好適に採用され
るが、その材質、形状、厚さ等は、目的とする発泡成形
体に応じて、適宜に選定されることとなる。

そして、かかる充填の終了後、キャビティ型18及びコ
ア型20の背後の空所にそれぞれ配置された所定のパイプ
14,14を通じて、所定のスチーム圧及び時間において導
入せしめられるスチームにより、キャビティ型18及びコ
ア型20が加熱せしめられ、それによって、成形キャビテ
ィ22内に充填されている発泡ビーズが発泡せしめられる
と共に、発泡ビーズ同士が融着せしめられて、該成形キ
ャビティ22内を埋め尽くすようにされる。この工程にお
いても、前記真空ポンプにより成形キャビティ22内は減
圧下に保持されて、発泡ビーズの発泡の際に発泡ビーズ
間の空気が吸引されるところから、該発泡ビーズの発泡
は良好に行なわれるのである。

次いで、前記パイプ14,14を介して、キャビティ型18
及びコア型20に対して、所定時間において水が噴射せし
められることにより、成形キャビティ22内の発泡成形体
が、所定温度以下、換言すればポリスチレン樹脂等の発
泡樹脂材料の軟化点以下となるように冷却される。な
お、本発明にあっては、水冷による冷却以外に、通常の
冷却手法、例えば空冷、放冷等のうちから、或いはそれ
らを適宜に組み合わせて採用することも可能である。

その後、キャビティ型18とコア型20とが離型されて、
吸引12による突出し作動によって、或いは圧縮空気やエ
ジェクトピン等を用いる通常の押出し操作に従って、成
形された発泡成形体が取り出され、目的とする、水分の
含有されていな発泡鋳造模型が得られるのである。

（実施例）以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的
に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実
施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでない
ことは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上
記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。

先ず、第２図に示される如きベントホールの設けられ
ていない金型（キャビティ型18,コア型20）を用いて、
両金型を重ね合わせることにより形成される成形キャビ
ティ（22）内に、所定の予備発泡及び熟成工程の終了し
たポリスチレン樹脂からなる発泡ビーズを４秒間充填し
た。次いで、金型（18,20）の背後にそれぞれ配置され
たパイプ（14,14）を通じて、スチーム圧:0.6kg/cm²、
加熱時間:12秒の条件下に、スチームを導入して加熱を
行なうことにより、成形キャビティ内の発泡ビーズを充
分に発泡せしめた後、該パイプ（14,14）を通じて、蒸
気に代えて水を12秒間噴射し、成形キャビティ（22）内
の発泡成形体を所定温度に冷却した。この冷却の終了
後、金型から取り出された発泡成形体（発泡鋳造模型）
は300mm^□×10mm^tであって、その内部含有水分率は、0.
4％であった。

一方、比較として、第１図を示される如き、ベントホ
ール（８）が所定個数において設けられた金型（キャビ
ティ型4,コア型６）を用い、両金型間に形成される成形
キャビティ（空間16）内に、前記と同様に、ポリスチレ
ン樹脂からなる発泡ビーズを４秒間充填した。次いで、
金型（4,6）の背後に配置されたパイプ（14,14）を通じ
て、スチーム圧:0.6kg/cm²、加熱時間:10秒の条件下
に、スチームを噴射して加熱を行なうことにより、発泡
ビーズを充分に発泡せしめた後、該パイプを通じて、ス
チームに代えて水を10秒間噴霧し、発泡成形体を所定温
度に冷却した。その後、金型から取り出して、50℃の温
風にて30分間、更に自然乾燥にて約３週間の乾燥を行な
い、300mm^□×10mm^tの発泡成形体（発泡鋳造模型）を得
た。かかる発泡成形体にあっては、内部に含有する水分
率が８％であった。

この結果から明らかなように、本発明に従って得られ
る発泡鋳造模型にあっては、その内部に含有される水分
率が低く、従ってかかる発泡鋳造模型を用いて、フルモ
ールド法にて所望の鋳物を鋳造する場合にも、得られる
鋳物に欠陥が生じることはないのである。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、
ベントホールの設けられていないキャビティ型及びコア
型を用いて、発泡鋳造模型を成形する方法であって、そ
の成形工程における加熱や冷却時に、発泡ビーズや発泡
成形体に直接に蒸気或いは水が接することがないため、
得られる発泡成形体の内部に水分が含まれるようなこと
がなく、従って乾燥工程は不要であり、その成形時間を
著しく短縮し得るところから、生産性の向上が有利に達
成され得るのである。

また、乾燥工程に必要な設備も不要となるところか
ら、その製造コストも有利に低減せしめ得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来から用いられている成形装置の一例を概
略的に示す断面説明図であり、第２図は、本発明に用い
られる成形装置の一例を概略的に示す断面説明図であ
る。 2:枠体、10:原料供給ホース、 14:パイプ、18:キャビティ型 20:コア型、22:空間（成形キャビティ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22C 7/00 - 9/30 B29C 44/00 - 44/60 B29C 67/20 B29C 33/00 - 33/08 B29C 35/00 - 35/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビティ形成面に開口するベントホール
が設けられていない、成形工程において発泡ビーズにス
チームが直接に接触しないように構成したコア型及びキ
ャビティ型を用い、それら両型にて形成される成形キャ
ビティ内に所定の発泡ビーズを充填して、それらコア型
とキャビティ型の背後にスチームを供給して加熱せしめ
ることにより、かかる発泡ビーズにスチームが接触しな
いようにして、該発泡ビーズの発泡成形を行ない、その
後、型の冷却を行なって、目的とする発泡鋳造模型を型
から取り出すようにしたことを特徴とする発泡鋳造模型
の成形法。