JPH0336020A - 熱可塑性樹脂の発泡成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック発泡体などの熱可塑性合成樹脂
の発泡体、殊にブロックを金型内で発泡成形品として製
造する発泡成形装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、発泡成形品の製造には成形金型を用い発泡性熱
可塑性樹脂粒子（ビーズ〉を予備発泡し、または予備発
泡させることなく成形金型内に充填して加熱成形したの
ち、冷却して離型後に乾燥することが知られている。

この従来の発泡成形では、型閉後ビーズを金型内に充填
し、次で、ブローバックし蒸気加熱して発泡成形し、予
冷後に水道水などの低温の冷却水をもって水冷して、放
冷で自然冷却後に離型するスチームチエスト法が多用さ
れζいる。

ところが、この方法でつくられる発泡成形装置において
は、加熱蒸気室の容積が一定であるため室内の蒸気温度
は蒸気圧力に正比例するので蒸気温度を調節するため蒸
気圧力の調整が行われ、この蒸気圧力及び発泡圧力を利
用して生産している。

〔発明が解決しようとするｔ！ｉ！題〕しかしながら、
従来の蒸気加熱装置では金型のビーズを加熱発泡融着さ
せるのにチャンバーからキャビティ内に圧入する蒸気が
透孔又はスリット状の通気口を通過して行われ、比較的
高圧の蒸気圧力（０，６〜０．８ｋｇ／ｃｊＧ）で成形
されていて、チャンバー内の蒸気圧力と、キャビティ内
の蒸気圧力とが均一になるのに時間がかかり、サイクル
的には発泡成形製品のブロック重量によっては若干異な
るが、２０分前後の長時間を要し、生産性をあげること
ができないし、しかも調圧機構が一定に保たれるので、
常に一定の蒸気供給しかできず原料ビーズのガス抜きを
含め加熱成形サイクルタイムが相当かかり、成形−サイ
クル毎に限界があって生産性をあげることができないば
かりか不便な位置関係で蒸気（」（給調整の操作がやっ
かいであるなど問題であった。

本発明は、これら従来の欠点を排除しようとするもので
オス金型、メス金型を個別で部分的にスチーム圧の調圧
が可能で、蒸気供給時間の大幅な短縮化とビーズのガス
抜きを容易にし生産性を大幅に向上させ、成形作業をも
容易迅速にして生庁効率を良好にすると共に、調整作業
もひんばんに行う必要がなく自動調整が可能で、設備的
にも煩雑な制約がなく安価な構成にでき、安全で安定し
た発泡成形作業ができる装置を提供することを目的とし
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、発泡性熱可塑性樹脂粒子が舊気チャンバーを
持つオス金型及びメス金型或いはメス金型同志を接離可
能に対向して形成されるキャビティ内で加熱されて発泡
融着される発泡成形装置において、前記オス金型及びメ
ス金型にある各チャンバーに調圧しつつ供給される蒸気
の蒸気供給経路と、前記チャンバー内のガス抜きを行う
真空タンク又は真空ポンプに連結された脱気経路とを備
えると共に、前記キャビティとチャンバーとを仕切る金
型隔壁に形成される透孔又はスリット状の通気口をキャ
ビティ表面積に対して２〜１０％の開口率で配備したこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂の発泡成形装置である。

（作　用） 本発明の発泡樹脂酸形に際しては、特に型物や魚箱に限
らず、ブロック重量を成形する際に金型２のある成形金
型１と成形金型３とを型閉して金型内のキャビティ部５
を真空にして原料充填するが、この原料充填時にもエア
充填せずに真空下に原料充填したのち、エアにて加圧し
た原料を補充填した後にフローバンクしてから各金型チ
ャンバー１１．１２．１３に蒸気を供給し、金型１，２
．３を加熱すると共に、チャンバー内に入った蒸気はイ
ンナープレー）１１，２．．３．にある蒸気孔又はスリ
ット状の通気口６を通ってキャビティ部５内に充填され
たビーズを加熱融着させるが、この際スチーム圧力０．
２ｋｇ／ｃｊＧ以下、例えば０．３　ｋｇ　／　ｃｄＧ
で低圧一方加熱とスチーム圧力　０．４　ｋｇ　／　ｃ
ｄ　Ｇ以下、例えば０．５〜０．５５　ｋｇ／ｃｊＧで
高圧一方加熱する二段切換えによる加熱で低圧逆一方加
熱ののち、真空タンク又は真空ポンプを用い一次ガス抜
き（−３５０ｎｌ１ｇ）を行う０次で本加熱してから、
二次ガス抜きを真空タンク又は真空ポンプにて（−４０
０車Ｈｇ）以下に一気に型内を真空して行う。

そして水道水など冷水を用いずに金型内を減圧、即ち排
水エアの冷却工程を経て、真空ポンプで６００　ｍＨｇ
以下、例えば−７０Ｑ　ｍ５１１ｇ位に行う放冷を一段
又は二段以上行って真空にしてガス抜き後に開型、＃を
型するもので、サイクル的に５分前後で成形でき、蒸気
使用量も１２−／ショノト（実測値）以下で可能となる
。

この場合、前記一方加熱を高圧、低圧の二段スチームを
使用するので、比較的高圧で発泡させるより低圧にてシ
ワシワ発泡させた方が良いブロックが成形出来るし、し
かも一方加熱は内部融着を行うもので、両面加熱にて外
側を融着させ、良質なブロノク製品を成形できると共に
、ガス抜き工程では内部の発泡ガスを真空にして強制的
に脱ガスをはかり真空タンク等を使用し、−気にチャン
バー内を高真空にするガス抜きは一４００ｍｓＨｇ以下
が最も良い、これは−気に低真空にすると、真空力によ
ってスチロールが外側に引張られ、額縁現象が発生し、
外と内の比重が異なってしまい、そのため、外が大（密
度が大〉になり、ガスの通りが悪くなり、サイクルもの
びてしまい良好なブロソク製品もできないからである。

いずれにしても前記成形金型１，２．３の加熱のための
蒸気供給工程としては、蒸気圧を低圧及び高圧の二段切
換えによって加熱処理しガス抜きを行うのがよい。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図を参照して説明すると、通気口
６のあるインナープレートｌ　Ｉ＋　２　＋、３　＋　
でチャンバー１１．１２．１３を形成した金型ｌ。

２．３とでメス型とオス型を一対として成形型を横威し
、該雌雌は両型の間にキャビティ部５が形成されるよう
に接離自在に対向させた枠体にそれぞれ取付けられてい
て前記各チャンバー１１．１２゜１３への加熱蒸気＃Ｓ
からの加熱蒸気を供給するための蒸気供給管２１，２２
．２３を接続して設け、該蒸気供給管２１，２２．２３
中にエアａＰに連絡する調圧部４のある開閉弁３１．３
２．３３を介在配備しである。

即ち、メス型、オス型の金型の少なくともいずれか一方
又は両方の金型にあるチャンバー１１１２．１３を単一
室又は複数に独立した庚数室に区画し、各チャンバーご
とに開閉弁３１．３２３３のある蒸気供給路と、ドレー
ン弁の開閉弁３４３５、３６のあるドレーン排出路２４
．２５．２６と、さらにバフキュラム弁の開閉弁３７．
３８．３９のある真空ポンプ４０又は真空タンクに連な
る吸引流路２７．２８．２９とをそれぞれ設けて、前記
各開閉弁をオス金型及びメス金型個別に調圧しつつ供給
される蒸気並びに排出される流体を調整抽出するように
しである。

前記開閉弁３１．３２．３３は、蒸気供給管２１．２２
゜２３に介在されたレギュレータ（図示せず〉によって
制ｉｎされるものであって、該レギュレータは電空レギ
ュレータを用い、コンピュータユニットよりの電圧指令
により行われるものを用いるのがよいが、必要に応じ前
記開閉弁の操作が、調圧エアで行われるものであって、
ダイヤフラムの調圧部に減圧弁と開閉用電磁弁から調整
された弁開閉エアと金型に連絡された二次側スチームと
、レギュレータで調圧された調圧エアとのエア圧のバラ
ンスの変動で行われるものでもよいし、さらには開閉弁
の弁開閉エアの圧力を調節するレギュレータと減圧弁に
よって設定して行われ得るものでもよい。

実施例では、前記通気口６のあるインナープレート１．
．２□３．としては温度伝導率が低いステンレス鋼、例
えばＣｒを１２〜２０％を含むＣｒ系。

Ｃｒ−Ｎ１系などのマルテンサイト系、フェライト系。

オーステナイト系が用いられ必要に応じＦｅ−Ｃｒ　合
金のステンレス鉄、或いはステンレス鋳鋼が選んで用い
られ、金型内の蒸気圧力（０，８ｋｇ／ｃ＋ＪＧ）及び
発泡圧力（１，０に／ｃｊＧ）にも耐え、熱エネルギー
が金型部材に奪われることなく効率よい発泡酸形が可能
となる。この場合、インナープレートだけではなく、各
チャンバーを囲成する金型全体部材を前記素材で構成す
るのもよい。

また、前記通気口６としては、キャビティ表面積に対し
て２〜１０％の好ましくは４〜６％の開口率での透孔又
はスリット状の蒸気孔として配備し、蒸気通過を著しく
容易にし、金型部材にとられる熱エネルギー最小限にす
ることができ、第２図例のようにスリット状の通気口６
を備えたインナープレートとしたり、第３図例では丸孔
の透孔を配列して備えたインナープレートとして用いる
。

なお、開口率２％以下であると蒸気通過量が少なく均圧
状態になるのに時間がかかり過ぎるし、開口率１０％以
上になると蒸気圧力及び発泡圧力によって損傷が生じや
すくなると共に、発泡威形製品の表面仕上りが悪化する
ので避けるべきである。

さらに前記メス金型が、リング状の周側部分のチャンバ
ー１２と、該周側部分の一端面部分を閉塞しまたチャン
バー１１とを個別に区画した金型１２で構成して内部に
凹状のキャビティ部５を形成したものであって、他端面
部分に嵌合するオス金型３を別のチャンバー１３を持っ
て備えたものを用いであるが、雄雌型逆の構成としても
よいし、両型とも同様な形態としてもよい。

前記各成形金型１．２．３の加熱・放冷時に真空ポンプ
４０又は真空タンクを用いてチャンバー１．１．１２．
１３内の流体を吸引して真空状態下で加熱・放冷する。

また該調圧部４はダイヤフラムを用い、前記金型１，２
．３からの二次側スチームが導入されるようにし、加熱
蒸気供給管２１，２２．２３を全開から全開の範囲に亘
って調整するようにし、この開閉弁３１．３２．３３に
よって供給される蒸気を前記チャンバー１１．１２．１
３に供給するようにしである。この場合それぞれの金型
チャンバ一部の蒸気圧に対応して空気圧装置から加圧空
気を流出して行うのがよく、いずれにしても開閉弁３１
．３２．３３の操作が、バランスよく行えるようにしで
ある。

なお、前記チャンバー１１．１２．１３においで、チャ
ンバー１Ｌ１３が同一制御でチャンバー１２とは別系列
で制御するのが有効であり、痰気使用量も節減できて効
果的な加工作業が可能となる。

またこれら各成形金型のチャンバー内には、蒸気配管を
内蔵し、蒸気の均一分布で成形金型を均一加熱して処理
する構成するのが効果的である。

なお、第１図例で蒸気はチャンバー１１．１２１３へ開
閉弁３３，３２．３３の開放により金型部材１．２．３
の通気口６を通し、キャビティ部５に入るが、ドレン弁
の開閉弁３４．３５．３６及びバキューム弁の開閉弁、
開閉弁３７．３８．３９を締切る事によりチャンバー１
１．１２．１３とキャビティ部５とが同じ圧力（０，８
ｋｇ／ｃｊＧ）になるが、金型のインナープレート１ｒ
、２□３．の通気Ｄ６を容易に通過する事により、時間
の短縮が可能になる同時に製品部の内部に蒸気が入りや
すくなり、金型部材のインナープレート１．．２．．３
．の部分との温度差がなくなり、内部融着が容易になる
と同時に金型部材が温度値ｙＬ率が低いので、温度が上
がらず加熱融着後の冷水による冷却が不要になり、その
まま開閉弁３７．３８．３９を開放し真空ポンプ４０に
より減圧（−６００ｍ／ｍ１１ｇ以下）する事により離
型出来る様になる。

又、冷水による冷却が不要になった事により、チャンバ
ー１１．１２．１３の温度が下がらず蒸気使用量（２２
〜１２ｋｇ／ｌショノト）が少なくなり、以上のように
、従来方法より大幅なサイクル短縮化が可能となった（
サイクル３分２２秒）。

図中７は金型移動用の駆動部で、例えば油圧シリンダが
用いられ、固定金型に対する可動金型となる。１０は冷
却水ポンプで開閉弁８のある配管９で各チャンバー１１
．１２．１３に配備されていて、必要に応じ設けられる
。

なお、前記成形金型では型閉完了手前において回走側の
成形金型１．２に対して移動フレームを含む可動側のチ
ャンバーにある成形金型を高速型閉から低連型閉に切換
えるスローダウン位置と、型閉完了位置、これは原料充
填工程に移行させる信号と、雌型内の製品をエジェクト
ピンなどで突き落とすタイミングを制御する位置のエジ
ェクト位置と、型開完了手前におＱｖで、低速型開から
高速型開へ切換えるチェンジ位置と型開完了位置、離型
を行う場合の時の型開き間隔を制御する位置などを設定
して運転される。

いずれにしても、コンピュータユニノドニオいて、雄型
、雌型の成形金型を開閉自在に対向配備して型内成形す
る際に、再成形金型の間隔を、型閉完了、クランキング
、エジェクト、型開完了のデータをアナログセンサでＩ
＊出してアナログ（Ａ号として人力してＡ／Ｄ変換器で
デジタル信号に変換し、データ処理部で内部固定データ
と比較処理して前記成形金型を移ＩＪＩ駆動するシリン
ダ又はモータなどの駆動部を或いは各工程でのサイクル
制御して成形金型の開閉操作と成形加工を調整するよう
にしである。

〔発明の効果〕

本発明は、オス金型及びメス金型にある各チャンバーに
調圧しつつ（ｌ給される蒸気の蒸気供給経路と、前記チ
ャンバー内のガス抜きを行う真空タンク又は真空ポンプ
に連結された脱気経路とを備えると共に、前記キャビテ
ィとチャンバーとを仕切る金型隔壁に形成される透孔又
はスリ７）状の通気口をキャビティ表面積に対して２〜
１０％の開口率で配備したことにより、金型のチャンバ
ーとキャピテイ内の蒸気圧力の均一化が迅速にでき、し
かも熱エネルギーが金型部材に奪われることも少なく、
また蒸気による加熱発泡融着工程終了後製品離脱前に、
金型内を減圧することで金型部材の持つ潜熱を容易にと
ることが可能で金型表面の冷却も必要としなくなり、発
泡成形サイクルの大幅な短縮化が可能で、使用する蒸気
量も少なくて良質な製品加工が円滑確実に行われ、しか
もビーズのガス抜き作用も容易にして融着成形サイクル
を大幅に短縮化でき、生産性を著しく向上できるほか加
熱蒸気の瓜度、調節も容易で保守、保安も簡便であり、
取扱い簡便で製造コストの低減をも可能にすることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の系統説明図、第２図及び第３
図はインナープレートの一部の平面図は開閉弁の一実施
例の系統説明図である。 Ｓ・・・蒸気源、Ｐ・・・エア源、ｌ、　　２．　３・
・・金型、ｈ、２□３１・・・インナープレート、４・
・・調圧部、５・・・キャビティ部、１１．１２．１３
・・・チャンバ、２１．２２．２３・・・蒸気供給管、
２４．２５．２６・・・ドレン排出路、２７．２８．２
９・・・吸引流路、 ３１．３２．３３・・・開閉弁、３４，３５．３６・・
・開閉弁、４０・・・真空ポンプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）発泡性熱可塑性樹脂粒子が蒸気チャンバーを持つ
   オス金型及びメス金型或いはメス金型同志を接離可能に
   対向して形成されるキャビティ内で加熱されて発泡融着
   される発泡成形装置において、前記オス金型及びメス金
   型にある各チャンバーに調圧しつつ供給される蒸気の蒸
   気供給経路と、前記チャンバー内のガス抜きを行う真空
   タンク又は真空ポンプに連結された脱気経路とを備える
   と共に、前記キャビティとチャンバーとを仕切る金型隔
   壁に形成される透孔又はスリット状の通気口をキャビテ
   ィ表面積に対して２〜１０％の開口率で配備したことを
   特徴とする熱可塑性樹脂の発泡成形装置。
2. （２）前記キャビティを囲成する金型隔壁が、１２〜２
   ０％Ｃｒを含むステンレス鋼又はステンレス鉄である請
   求項１記載の発泡成形装置。
3. （３）前記オス金型及びメス金型が、それぞれステンレ
   ス鋼で蒸気チャンバーを区画して構成されている請求項
   １又は２記載の発泡成形装置。
4. （４）前記金型のチャンバーが、冷却水を供給する冷却
   水供給経路と排水用のドレーン排出経路とを備えた請求
   項１、２または３記載の発泡成形装置。