JP5977072B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１成形型と第２成形型とを備えた成形装置に関する。

かかる成形装置は、蒸気が通過可能な複数の蒸気孔が形成されかつ発泡性合成樹脂粒子を充填する成形空間を形成する第１成形型と第２成形型とを備え、第１成形型及び第２成形型の成形空間側の面とは反対側の面に、蒸気孔の近傍部よりも凹んだ平坦面を有する薄肉部が形成されている。（例えば特許文献１参照）。

上記構成の成形装置を用いて発泡成形体を得るには、まず、第１成形型と第２成形型とを閉じることにより形成される成形空間内に発泡性合成樹脂粒子を充填する。充填後、成形型内に蒸気を供給することによって発泡性合成樹脂粒子を加熱発泡させる。この後、成形型や発泡成形体を冷却し、第１成形型と第２成形型とを開いた後、成形された発泡成形体を取り出す。

特許第３８３７３４８号公報（図１，２参照）

上記特許文献１では、成形型に薄肉部を形成することによって、成形型の熱伝導率を高めることができる。これにより、加熱時の蒸気の使用量を減らすことができる利点がある。しかし、薄肉部は、凹んだ底面が平坦面になるように蒸気孔の近傍部付近に至るまで形成されていることから、特に前記蒸気孔の近傍部付近の部分が他の部分に比べて強度が低下してしまい、成形型の耐久性が低下する不都合があった。

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、成形型の熱伝導率を高めることができながらも、成形型の耐久性の低下を抑制することができる成形装置を提供することを課題とする。

本発明の成形装置は、前述の課題解決のために、蒸気が通過可能な複数の蒸気孔が形成されかつ発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間を形成する第１成形型と第２成形型とを備え、前記第１成形型と第２成形型の少なくとも一方の成形型の成形空間側の面とは反対側の面に、前記複数の蒸気孔の間に配置されるように凹部が形成され、該凹部は、その中心部側ほど深く形成されていることを特徴としている。

かかる構成によれば、第１成形型と第２成形型の少なくとも一方の成形型の成形空間側の面とは反対側の面に、凹部を形成することによって、凹部が形成された部分の成形型の厚みを薄くすることができる。これにより、成形型の熱伝導率を高めて加熱時の蒸気の使用量を減らすことができる。しかも、凹部は、複数の蒸気孔の間に配置され、かつ、その中心部側ほど深く形成されている。よって、蒸気孔の近傍部付近（凹部の外周部側）の成形型の厚みが他の部分（前記近傍部から離れた部分であり、凹部の中心部側の部分）よりも厚くなる。これにより、蒸気孔の近傍部付近における強度低下を抑制することができる。

また、本発明の成形装置は、前記第１成形型が雌型で、かつ、前記第２成形型が雄型からなり、該第１成形型の成形空間側の面とは反対側の面のうちの上面となる面に形成されている凹部の中心部に、該凹部から成形空間側に連通する貫通孔が形成されていてもよい。

上記構成によれば、上面となる面に形成されている凹部に、凹部から成形空間側に連通する貫通孔が形成されていれば、凹部に溜まる冷却水を貫通孔から成形空間内へ排出することができる。しかも、貫通孔が凹部の中心部に形成されていることから、貫通孔を形成することによる蒸気孔の近傍部付近の強度低下を抑制することができる。

本発明によれば、第１成形型と第２成形型の少なくとも一方の成形型の成形空間側の面とは反対側の面に、複数の蒸気孔の間に配置されるように凹部が形成され、該凹部は、その中心部側ほど深く形成されているので、成形型の熱伝導率を高めることができながらも、成形型の耐久性の低下を抑制することができる成形装置を提供することができる。

本発明に係る成形装置の下部を省略した縦断面図であって、成形部を閉じた状態を示している。 同成形装置の縦断面図であって、成形部を開いた状態を示している。 雌型の成形型であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は側面図である。 （ａ）は蒸気孔と凹部との関係を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は凹部の他の形状を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る成形装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は、発泡成形体（発泡容器）を成形するための成形装置１を示している。この成形装置１は、一対（１組）の第１成形部１Ａと第２成形部１Ｂとからなり、図２の左側に位置する第１成形部１Ａと、図２の右側に位置する第２成形部１Ｂとを図１に示すように前面側で合わせて発泡成形体を成形するように構成されている。図１及び図２に示す成形装置１は、一対の成形部１Ａ，１Ｂを左右方向（水平方向）に開閉させる横型の成形装置である。ここでは、横型の成形装置を示しているが、上下方向に開閉させる縦型の成形装置であってもよい。

第１成形部１Ａは、雌型の第１成形型２と、第１成形型２を保持する成形保持手段Ｈ１とを備えている。成形保持手段Ｈ１は、雌型の第１成形型２が取付けられる第１取付プレート３と、第１取付プレート３を支持する第１フレーム４と、第１フレーム４の後面側の開口部４Ｋを閉じる第１バックプレート５とを備えている。

また、第２成形部１Ｂは、雄型の第２成形型６と、第２成形型６を保持する成形保持手段Ｈ２とを備えている。成形保持手段Ｈ２は、雄型の第２成形型６が取り付けられる第２取付プレート７と、第２取付プレート７を支持する第２フレーム８と、第２フレーム８の後面側の開口部８Ｋを閉じる第２バックプレート９とを備えている。

また、第１成形部１Ａは、固定部（図示せず）に固定され、第２成形部１Ｂは、図示していないアクチュエータにより水平方向に移動できるように可動式に構成され、第１成形部１Ａに対して第２成形部１Ｂを接近させた成形位置（図１参照）と、成形後に第１成形部１Ａに対して第２成形部１Ｂを離間させて成形された成形品を取り出す取出位置（図２参照）とに位置変更可能になっている。

雌型の第１成形型２は、前面側端（図１及び図２では右側端）が開口された凹部を備えた本体部２Ａと、この本体部２Ａの開口端から径方向外側に突出形成された環状の鍔部２Ｂとを備えている。また、雄型の第２成形型６は、雌型の第１成形型２の凹部内に入り込んで発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間Ｓを形成するための前面側に突出する凸部を備えた本体部６Ａと、この本体部６Ａの突出側とは反対側（後面側）端から径方向外側に突出形成された環状の鍔部６Ｂとを備えている。

固定側の雌型の第１成形型２の本体部２Ａは、後側に位置する略正方形状の後側壁部２１と、後側壁部２１の４辺のうちの上辺から前側に延びる上側壁部２２と、下辺から前側に延びる下側壁部２３と、左右辺から前側に延びる左右側壁部２４，２５とを備えている。

可動側の雄型の第２成形型６の本体部６Ａは、前記雌型の第１成形型２の本体部２Ａよりも一回り小さく形成され、その大きさは、成形する発泡容器の厚みによって設定される。そして、本体部６Ａは、成形面側に突出して前側に位置する略正方形状の前側壁部６１と、前側壁部６１の４辺から後側に延びる４つの側壁部、つまり上側壁部６２，下側壁部６３，左右側壁部６４，６５とを備えている。

固定側の雌型の第１成形型２を構成する後側壁部２１、上側壁部２２、下側壁部２３、左右側壁部２４，２５のそれぞれには、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、蒸気が通過可能な多数の円形の蒸気孔２Ｍが縦横に所定間隔Ｌ３を置いて格子状に形成されている。これら蒸気孔２Ｍには、図４（ｂ）に示すように、コアベント２Ｃが嵌め込まれている。これらのコアベント２Ｃは、一端が円板部により閉じられた円筒状体からなり、その円板部に多数のキリ孔（図示せず）が形成されたキリ孔タイプのものや、円板部に多数のスリット孔（長孔、図示せず）が平行に形成されたスリット孔タイプのものがある。これらコアベント２Ｃのキリ孔やスリット孔を蒸気孔とし、該蒸気孔を通して加熱工程で供給される蒸気を成形空間Ｓ内に取り入れて発泡性合成樹脂粒子を加熱膨張させて互いに熱融着させる。

可動側の雄型の第２成形型６を構成する前側壁部６１、上側壁部６２、下側壁部６３、左右側壁部６４，６５のそれぞれには、図示していないが、固定側の雌型の第１成形型２と同様に、蒸気が通過可能な多数の円形の蒸気孔（図示せず）が縦横に所定間隔を置いて格子状に形成されている。これら蒸気孔には、図４（ｂ）に示すコアベント２Ｃが嵌め込まれる。

また、固定側の雌型の第１成形型２を構成する上側壁部２２、下側壁部２３、左右側壁部２４，２５の成形空間Ｓ側の面とは反対側の面（外面）には、４つの蒸気孔２Ｍを頂点として囲まれる矩形枠状の領域内の略中央に配置されかつ中心部側ほど深くなる凹部２Ｐが形成されている。

凹部２Ｐは、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、複数個が蒸気孔２Ｍと重なり合うことがないように縦横に所定間隔を置いて格子状に形成されている。また、凹部２Ｐは、正面視において円形状に形成され、底面が中心部側ほど深くなるように凹んだ円弧状の湾曲面に形成されている。そして、前記４つの蒸気孔２Ｍの外周縁から凹部２Ｐの外周縁までのそれぞれの距離が同一の距離Ｌ１に設定されている。また、凹部２Ｐは複数設けられ、凹部２Ｐ，２Ｐ同士間の距離（凹部の中心間距離）も同一距離Ｌ２に設定されている。また、蒸気孔２Ｍ同士間の距離も同一距離Ｌ３（蒸気孔の中心間距離）に設定されている。

具体的には、蒸気孔２Ｍの直径は、１０ｍｍ（８ｍｍ〜１２ｍｍの範囲が好ましい）で、蒸気孔２Ｍ同士間の距離Ｌ３は、２５ｍｍ（この値は発泡成形体の大きさや厚みなどに応じて適宜変更可能である）である。また、凹部２Ｐの直径は１６ｍｍ（１３ｍｍ〜１９ｍｍの範囲であれば、どのような値でもよい）で、凹部２Ｐ，２Ｐ同士間の距離Ｌ２は、蒸気孔２Ｍ同士間の距離Ｌ３と同一の２５ｍｍとなっているが、必ずしも同一でなくてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、第１成形型２の厚みＷは８ｍｍ（５ｍｍ〜１２ｍｍの範囲であれば、どのような値でもよい）で、凹部２Ｐの中心部（最深部）の深さＦは、３ｍｍ（２ｍｍ〜７ｍｍの範囲が好ましい）である。尚、前記示した数値は、第２成形型６も同様である。

第１成形型２の成形空間側の面とは反対側の面のうちの上面となる面、つまり上側壁部２２の上面に形成されている凹部２Ｐの中心部に、凹部２Ｐから成形空間側に連通する円形の貫通孔２Ｄ（図３（ａ）及び図４（ａ），（ｂ）参照）が形成されている。尚、貫通孔２Ｄの直径は、０．８ｍｍ（０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲が好ましい）にしている。

第１取付プレート３は、第１成形型２の本体部２Ａが入り込む大きさの貫通孔３Ａが形成され、第１成形型２の鍔部２Ｂの外周縁を支持している。第１フレーム４は、正面視が矩形状の環状枠体に形成され、環状枠体の内面に形成されたフランジ４Ａで第１取付プレート３の外周縁を支持している。第１バックプレート５は、矩形状の板状材からなり、第１フレーム４の後面側の開口部４Ｋを閉じるように第１フレーム４の後面に取り付けられている。このように第１取付プレート３と第１フレーム４と第１バックプレート５により第１成形型２の後面を囲うことにより一方の第１成形型２の蒸気室１０が形成されている。

第１フレーム４の上側の壁部４Ｂには、貫通孔（図示せず）が形成され、その貫通孔から蒸気室１０へ蒸気又は冷却水を供給するための共通配管（図示せず）が接続されている。

第２取付プレート７は、第２成形型６の本体部６Ａが入り込む大きさの貫通孔７Ａが形成され、第２成形型６の鍔部６Ｂの外周縁を支持している。第２フレーム８は、第１フレーム４と同様に、正面視が矩形状の環状枠体に形成され、環状枠体の内面に形成されたフランジ８Ａで第２取付プレート７の外周縁を支持している。また、第２バックプレート９は、第２フレーム８の後面側の開口部８Ｋを閉じるように第２フレーム８の後面に取り付けられている。このように第２取付プレート７と第２フレーム８と第２バックプレート９とで第２成形型６の後面を囲うことにより他方の第２成形型６の蒸気室１１が形成されている。

また、第２フレーム８の上側の壁部８Ｂには、貫通孔（図示せず）が形成され、その貫通孔から蒸気室１１へ蒸気又は冷却水を供給するための共通配管（図示せず）が接続されている。

また、第１フレーム４の下側の壁部（図示せず）及び第２フレーム８の下側の壁部（図示せず）のそれぞれには、排水口（図示せず）を備え、これら排水口に、ドレン管（図示せず）が接続されている。

前記構成の成形装置により成形品を成形する過程について説明する。

まず、図２に示す成形部１Ａ，１Ｂの成形型２，６の前面側の合わせ面同士を合わせるために両成形部１Ａ，１Ｂを閉じる（図１参照）。ここでは、一方の可動型の第２成形部１Ｂのみを移動させて閉じているが、両方の成形部１Ａ，１Ｂを移動させる構成であってもよい。成形部１Ａ，１Ｂを閉じることにより形成された成形空間Ｓに発泡性合成樹脂粒子を図示していない充填装置により充填する。次に、図示していないバルブを開放状態にすることにより、共通配管を介して蒸気室１０，１１に蒸気を供給して加熱する。この加熱時の蒸気の使用量を減らすことができる。これは、前述したように、成形型２，６に凹部２Ｐが形成されていることにより、凹部が形成された部分の成形型の厚みを薄くすることができることから、成形型の熱伝導率を高めることで加熱時の蒸気の使用量（平均蒸気流量）を減らすことができる（成形サイクル時間の短縮も図れる）。しかも、複数の蒸気孔２Ｍ，２Ｍの間に配置されるように中心部側ほど深くなっている凹部２Ｐとなっているので、蒸気孔２Ｍの近傍部付近の成形型２，６の厚みが他の部分（近傍部から離れる側の部分）よりも厚くなる。これにより、蒸気孔２Ｍの近傍部付近の強度低下を抑制することができる。さらに、４つの蒸気孔２Ｍにて囲まれる領域内の中央に凹部２Ｐを形成することによって、４つの蒸気孔２Ｍの近傍箇所それぞれの強度を略同一の強度にすることができる。

加熱が終了すると、開放しているバルブを閉じてから、図示していない冷却水供給バルブを開放状態にして蒸気室１０，１１に共通配管を介して冷却水を供給して成形部１Ａ，１Ｂ内を冷却する。この冷却時に供給される冷却水が、上面に形成されている凹部２Ｐに入り込んでも、その入り込んだ冷却水を貫通孔２Ｄから成形空間Ｓ側へ排出することができる。しかも、貫通孔２Ｄが凹部２Ｐの中心に形成されていることから、貫通孔２Ｄを形成することによる蒸気孔２Ｍの近傍部付近の強度低下を抑制することができる。

冷却水の供給が終了した後は、減圧冷却工程（放冷工程ともいう）に移り、蒸気室１０，１１内を減圧することにより蒸気室内の残存水分や成形された発泡成形体に付着もしくは内部に含有されている水分を蒸発させるとともに蒸発熱を利用して冷却を促進させて、減圧冷却工程を終了する。こののち、成形部１Ａ，１Ｂを開いて成形型２，６から発泡成形体を取り出して作業が終了する。

前述したように、第１成形型２及び第２成形型６の成形空間側の面とは反対側の面に、凹部２Ｐを形成することによって、凹部２Ｐが形成された部分の成形型２，６の厚みを薄くすることができる。これにより、成形型２，６の熱伝導率を高めて加熱時の蒸気の使用量を減らすことができる。しかも、凹部２Ｐは、複数の蒸気孔２Ｍ，２Ｍの間に配置され、かつ、その中心部側ほど深く形成されている。よって、蒸気孔２Ｍの近傍部付近（凹部の外周部側）の成形型２，６の厚みが他の部分（前記近傍部から離れた部分であり、凹部２Ｐの中心部側の部分）よりも厚くなる。これにより、蒸気孔２Ｍの近傍部付近における強度低下を抑制することができる。また、４つの蒸気孔２Ｍを頂点として囲まれる矩形枠状の領域内に凹部２Ｐが形成されていることで、４つの蒸気孔２Ｍの近傍箇所それぞれの強度を略同一の強度にすることができる。さらにまた、上面となる面に形成されている凹部２Ｐに、凹部２Ｐから成形空間側に連通する貫通孔２Ｄが形成されていることで、凹部２Ｐに溜まる冷却水を貫通孔２Ｄから成形空間Ｓ内へ排出することができる。しかも、貫通孔２Ｄが凹部２Ｐの中心部に形成されていることから、貫通孔２Ｄを形成することによる蒸気孔２Ｍの近傍部付近の強度低下を抑制することができる。

尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

前記実施形態では、縦方向及び横方向で隣り合う蒸気孔２Ｍ，２Ｍ間のピッチを同一ピッチＬ３に構成したが、異なるピッチに構成してもよい。また、縦方向及び横方向で隣り合う凹部２Ｐ，２Ｐ間のピッチを同一ピッチＬ２に構成したが、異なるピッチに構成してもよい。

また、前記実施形態では、凹部２Ｐの底面を円弧状の湾曲面から構成したが、図５（ａ）に示すように、中心部ほど深くなる直線状のテーパー面から構成してもよいし、また、図５（ｂ）に示すように、複数（図では２つ）の直線状のテーパー面２ｔ１，２ｔ２を有する凹部２Ｐに構成してもよい。また、図５（ｃ）に示すように、複数（図では２つ）の円弧状の湾曲面２ｗ１，２ｗ２を有する凹部２Ｐに構成してもよい。

また、前記実施形態では、４つの蒸気孔２Ｍを頂点として囲まれる矩形枠状の領域が複数形成され、その全てに凹部２Ｐを形成したが、前記複数の矩形枠状の領域のうちの一部にのみ凹部２Ｐを形成してもよい。また、第１成形型２と第２成形型６の両方に凹部２Ｐを形成する方が好ましいが、いずれか一方の成形型２又は６のみに凹部２Ｐを形成してもよい。

１…成形装置、１Ａ，１Ｂ…成形部、２，６…成形型、２Ａ，６Ａ…本体部、２Ｂ，６Ｂ…鍔部、２Ｃ…コアベント、２Ｄ…貫通孔、２Ｍ…蒸気孔、２Ｐ…凹部、２ｔ１，２ｔ２…テーパー面、２ｗ１，２ｗ２…湾曲面、３，７…取付プレート、３Ａ，７Ａ…貫通孔、４，８…フレーム、４Ａ，８Ａ…フランジ、４Ｂ，８Ｂ…壁部、４Ｋ，８Ｋ…開口部、５，９…バックプレート、１０，１１…蒸気室、２１…後側壁部、２２…上側壁部、２３…下側壁部、２４，２５…左右側壁部、６１…前側壁部、６２…上側壁部、６３…下側壁部、６４，６５…左右側壁部、Ｈ１，Ｈ２…成形保持手段、Ｓ…成形空間

Claims (2)

1. 蒸気が通過可能な複数の蒸気孔が形成されかつ発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間を形成する第１成形型と第２成形型とを備え、前記第１成形型と第２成形型の少なくとも一方の成形型の成形空間側の面とは反対側の面に、前記複数の蒸気孔の間に配置されるように凹部が形成され、該凹部は、その中心部側ほど深く形成されていることを特徴とする成形装置。
2. 前記第１成形型が雌型で、かつ、前記第２成形型が雄型からなり、該第１成形型の成形空間側の面とは反対側の面のうちの上面となる面に形成されている凹部の中心部に、該凹部から成形空間側に連通する貫通孔が形成されている請求項１に記載の成形装置。

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