JPH0524125A - 合成樹脂発泡粒子の型内成型方法及び型内成型装置 - Google Patents

合成樹脂発泡粒子の型内成型方法及び型内成型装置

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JPH0524125A
JPH0524125A JP3207545A JP20754591A JPH0524125A JP H0524125 A JPH0524125 A JP H0524125A JP 3207545 A JP3207545 A JP 3207545A JP 20754591 A JP20754591 A JP 20754591A JP H0524125 A JPH0524125 A JP H0524125A
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JP
Japan
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mold
cavity
volume
synthetic resin
molding
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JP3207545A
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Hideki Kuwabara
英樹 桑原
Hidehiro Sasaki
秀浩 佐々木
Akira Shiotani
暁 塩谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡粒子を金型に充填して加熱成型する型内
成型法において、金型に常に一定容量の発泡粒子を充填
するようにすると発泡倍率のバラツキ等により成型体の
重量にバラツキを生じる。この問題を解決するために発
泡粒子の重量を計量して一定重量を充填するようにし、
且つ発泡粒子を確実に金型内に充填できるようにする。 【構成】 金型10のキャビティー13内に連通する容
積調整シリンダー14と、この中を進退動するピストン
15を設け、キャビティー13内容積を拡大した状態で
一定重量に計量した発泡粒子を充填し、充填後キャビテ
ィー13内容積を元の容積に縮少し、型締めして成型す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂発泡粒子の型内
成型方法及び成型装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】熱可塑
性合成樹脂の発泡体は軽量で断熱性、緩衝性等に優れる
た特性を有するため、種々の形状のものが断熱材、緩衝
材、包装材等として広く利用されている。この種の発泡
体を製造する方法として、合成樹脂粒子に発泡剤を含浸
させて発泡して得た発泡粒子を金型に充填して蒸気等で
加熱し発泡成型する、型内成型方法が広く知られてい
る。
【0003】上記発泡粒子の型内成型方法が工業的に利
用され始めた初期の頃は、圧搾空気等の圧力によって発
泡粒子を圧送し、この圧力で金型内に入り得るだけの発
泡粒子を充填して成型していた。しかしながら、この方
法では圧送時の圧力、発泡粒子の密度、粒径等のバラツ
キによって、発泡粒子の成型1回毎の充填量のバラツキ
が大きくなり、一定体積であっても、一定重量の成型体
を得難い欠点があった。このため特開昭62−2711
7号公報等に記載されているように、計量装置を用いて
発泡粒子の容量を測定し、常に一定容量の発泡粒子を金
型に充填する方法が採用されるようになっている。
【0004】常に一定容量の発泡粒子を金型に充填して
成型する方法では、発泡粒子の発泡倍率(密度)が常に
一定であれば体積、重量ともに一定な再現性のある成型
体を得ることができる。しかしながら、発泡粒子の製造
工程において発泡条件を可能な限り制御して発泡粒子の
製造を行ったとしても、得られる発泡粒子の発泡倍率の
バラツキを完全になくすことは不可能であり、このため
一定容量の発泡粒子を充填して成型する方法では発泡粒
子の発泡倍率のバラツキによって得られる各々の成型体
の重量にバラツキを生じる欠点があり、結局、上記の如
き方法は常に一定重量の成型体を得るための解決策とは
なり得なかった。
【0005】かかる問題を解決するため、本出願人は発
泡粒子の重量を測定し、常に一定重量の発泡粒子を金型
に充填して成型する方法を先に提案した(特願平2−2
59574号)。この方法は常に一定重量の発泡粒子を
充填して成型するため、発泡粒子の発泡倍率にバラツキ
が生じても、常に一定重量の成型体を得ることができる
が、発泡倍率が高い方向へのバラツキが大きい場合、一
定重量の発泡粒子を金型内に充填し得なくなる虞があ
り、未だ改良の余地を残していた。
【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
発泡粒子の重量を計量して一定重量の発泡粒子を金型に
充填して成型する方法において、発泡粒子の発泡倍率の
高い方向へのバラツキが大きく、金型内に充填すべき発
泡粒子の容量が多くなった場合でも、確実に発泡粒子を
充填して一定重量の成型体を得ることができる、合成樹
脂発泡粒子の型内成型方法及び成型装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち本発明の合成樹脂発
泡粒子の型内成型方法は、合成樹脂発泡粒子を金型に充
填し、加熱発泡せしめて成型体を得る型内成型方法にお
いて、キャビティー内に連通する容積調整シリンダー内
に設けたピストンを退動せしめてキャビティー内容積を
成型時の容積よりも拡大した状態で、一定の重量に計量
した合成樹脂発泡粒子を充填し、しかる後、キャビティ
ー内容積を元の成型時の容積に縮少して成型することを
特徴とする。本発明方法は、一定の重量に計量された発
泡粒子の嵩容積が、成型時のキャビティー内容積より大
きい場合に特に有効である。
【0008】また本発明の合成樹脂発泡粒子の型内成型
装置は、合成樹脂発泡粒子の一定重量を計量する重量計
量手段と、閉鎖し得るが密閉し得ない金型と、該金型の
キャビティー内に発泡粒子を供給して充填するための発
泡粒子充填機と、キャビティー内に連通する容積調整シ
リンダーと、該シリンダー内を進退動してキャビティ内
容積を拡大、縮少するとともに、シリンダーのキャビテ
ィー開口部を閉鎖し得るように構成されたピストンとか
らなることを特徴とする。本発明装置において、キャビ
ティー内に連通する容積調整シリンダーは、金型上面側
に設けることが好ましく、またキャビティー内形状の長
手方向と直行する金型面に設けることが好ましい。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は本発明装置の一例を示すものであり、本発
明において合成樹脂発泡粒子の重量を計量して充填する
装置としては、例えば本出願人が先に提案した特願平2
−225533号に記載されている装置を用いることが
できる。この装置は図1に示すように、原料ホッパー1
内の発泡粒子を発泡粒子供給機2によって計量ホッパー
3へ供給して重量を計量するように構成されている。計
量ホッパー3の鍔部4とホッパー支持枠5との間には重
量計量手段としての例えばロードセル6が設けられ、計
量ホッパー3ごと発泡粒子の重量を計量するように構成
されている。
【0010】計量ホッパー3において計量された一定重
量の発泡粒子は、次いで送粒ホッパー7に送られ、該ホ
ッパー7内の発泡粒子は圧搾空気供給管8から供給され
る圧搾空気等によって保持ホッパー9に送られる。図1
に示す例では複数個取りの金型10を用いた場合を示
し、計量ホッパー3で計量された発泡粒子は、送粒ホッ
パー7から各保持ホッパー9に順次送粒され、各保持ホ
ッパー9内には各々同重量の発泡粒子が充填される。
尚、11は発泡粒子の移送先の保持ホッパー9を切り換
えるための切り換え弁である。各保持ホッパー9内の発
泡粒子は、各保持ホッパー9に連結された充填機12に
よって金型10の各キャビティー13内に充填される。
【0011】本発明装置における金型10は型開き、型
締め可能に構成された一対の雄型10aと雌型10bと
からなり、各キャビティー13には、図2に示すように
キャビティー13内に連通する容積調整シリンダー14
が設けられ、該シリンダー14内にはピストン15が進
退動可能に設けられ、該ピストン15の進退動によって
キャビティー13内の容積を拡大、縮少できるととも
に、シリンダー14のキャビティー13側の開口部16
を閉鎖し得るようになっている。この容積調整シリンダ
ー14はキャビティー13内形状の長手方向と直行する
雄型10a側壁に設けることが好ましい。一方、前記各
充填機12内にも進退動可能なピストン17が設けら
れ、該ピストン17の進退動によって充填機12の充填
口18を開閉し得るように構成されている。尚、特に図
示しないが、金型10には加熱用の蒸気等を供給するた
めの供給管と、蒸気をキャビティー13内に導入するた
めの蒸気孔が設けられている。
【0012】上記本発明成型装置によって発泡粒子の型
内成型を行う場合、まず図3(a)に示すように容積調
整シリンダー14内のピストン15が退動してキャビテ
ィー13内の容積を拡大した状態とするとともに、充填
機12内のピストン17を、発泡粒子供給管19の開口
部の位置よりも退いた位置に位置せしめて発泡粒子供給
管19より保持ホッパー9内の発泡粒子をキャビティー
13内に充填する。この時、雌雄の金型10a、10b
間にはキャビティー13内への発泡粒子の充填率向上の
ためのクラッキング20が設けられている。このクラッ
キング20は通常5〜10mm程度である。また容積調整
シリンダー14内のピストン15を退動させることによ
って拡大された空間21の容積は、成型時のキャビティ
ー内容積の3%以上が好ましい。勿論、ピストン15の
退動によってこのような容積の空間21が形成されるよ
うな大きさにシリンダー14を設計しておくことも必要
である。
【0013】容積調整シリンダー14は金型上面側に設
けることが好ましく、金型の長手方向と直行する面に設
けることが好ましい。一般に金型に充填された発泡粒子
を押圧してから成型した場合、発泡粒子に加えられる歪
量が大きいほど押圧方向の圧縮強度が高くなる傾向にあ
るが、上記のように金型の長手方向と直行する面に容積
調整シリンダー14を設けると、ピストンの進退動方向
は金型の長手方向となり、ピストンを長手方向と直行す
る方向に進退動させた場合に比べて充填された発泡粒子
に大きな歪量を加えることができ、成型体の長手方向の
圧縮強度を高めることができるため好ましい。
【0014】上記容積調整シリンダー14を設けるかわ
りにクラキング20を大きくすることによってキャビテ
ィー内容積を15%以上に拡大することもできるが、ク
ラッキング20を大きくとってキャビティー内容積を大
きく拡大する方法では、成型時のキャビティー内容積に
比して一定重量に計量されて充填される発泡粒子の嵩体
積が非常に大きい場合、上記容積調整シリンダー14の
ピストン15よりも押圧部分の面積が広い分だけ金型を
閉鎖する際の型閉圧力を強くする必要があり、成型装置
の機能面での種々の大掛かりな改良を要する(例えば型
閉のために大型の油圧シリンダーを導入する等)。また
成型時(金型閉鎖時)のキャビティー内容積と充填され
る発泡粒子の嵩体積が略等しい場合には、キャビティー
内容積と充填される発泡粒子の嵩体積が略等しいにもか
かわらず、キャビティー内上部に空間が残り、型通りの
成型体が得られない欠点がある。これは発泡粒子の嵩体
積が成型時のキャビティー内容積と略等しい場合には発
泡粒子はキャビティー内を横に広がって充填されて上部
に空間が残っており、型閉めていくにつれて横に広がっ
ていた発泡粒子が型に押されて上記空間部を埋めていく
が、クラッキング20を大きく取って発泡粒子を充填し
た場合、発泡粒子の一部が型閉めの際に圧縮されてしま
うため上部の空間を完全に埋めることができなくなると
考えられる。尚、容積調整シリンダー14内面側の断面
形状は円形に限らず、三角形状、四角形状、多角形状等
の任意の形状とすることができる。
【0015】一定重量に計量された保持ホッパー9内の
発泡粒子がキャビティー13内に充填されると、充填機
12のピストン17が進動して充填口18を閉鎖する。
次いでキャビティー13内容積を元の容積に縮少すると
ともに、シリンダー14のキャビティー13側の開口部
16を閉鎖するようにピストン15を進動させるが、図
3(b)に示すように一旦ピストン15の先端がキャビ
ティー13内まで侵入するように進動させることによ
り、キャビティー13内に充填された発泡粒子の均一分
散性を良くすることができる。尚、クラッキング20は
必ずしも設ける必要はなく、クラッキング20を全く設
けずに発泡粒子を充填することも可能である。
【0016】ピストン15によってシリンダー14のキ
ャビティー13側の開口部16を閉鎖し、次いで図3
(c)に示すように型締めした後、蒸気等を供給してキ
ャビティー13内の発泡粒子を加熱発泡せしめることに
より、発泡粒子相互を融着させ型通りの成型体を得るこ
とができる。
【0017】本発明において用いる合成樹脂発泡粒子
は、この種の型内成型に通常用いられている合成樹脂発
泡粒子であれば良く、例えばポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等
を基材樹脂とする発泡粒子が挙げられるが、特にポリオ
レフィン系樹脂を基材樹脂とする発泡粒子の場合、圧縮
弾性回復率が良好なために本発明では好適である。これ
らの発泡粒子は、発泡剤を含浸した樹脂粒子を耐圧容器
内で加圧下に発泡させる方法、密閉容器内で樹脂粒子と
発泡剤とを水等の分散媒に分散させて加圧下で加熱して
発泡剤を樹脂粒子に含浸させた後、樹脂粒子と分散媒と
を容器内よりも低圧下に放出して発泡させる方法、或い
は押出機内で樹脂粒子を溶融して発泡剤と混練した後、
押出機からストランド状に押出発泡せしめ、次いでこの
ストランドをカットして発泡粒子を得る等の公知の方法
で得ることができる。このようにして得られる発泡粒子
は、必要により空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ア
ルゴン等の無機ガスによって加圧処理して粒子内圧を付
与してから成型することもできる。この加圧処理に用い
る無機ガスとしては、特に空気がコストの面で好まし
い。
【0018】本発明方法は、一定重量に計量された合成
樹脂発泡粒子の嵩容積が、成型時の型内容積(キャビテ
ィー内容積)より大である場合に特に好適であるが、発
泡粒子の嵩容積が型内容積よりも小さい場合であっても
良い。また合成樹脂発泡粒子としては発泡倍率が5〜5
0倍、特に好ましくは7〜25倍の範囲のものを用い、
ピストン機動圧4〜8kg/cm2 (G)で充填する場合が
経済的で好ましい。4〜8kg/cm2 (G)程度のピスト
ン起動圧は大型の油圧シリンダー等によらずとも空気コ
ンプレッサー等によって容易に得ることができる。
【0019】以下に具体的実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。 実施例1〜6 容積調整シリンダーと該シリンダー内を進退動するピス
トンによってキャビティー内容積を拡大、縮少し得るよ
うに構成され、型締め時のキャビティー内容積15リッ
トル(最小時)の金型に、表1に示すエチレン−プロピ
レンランダム共重合体発泡粒子の重量を計量して同表に
示す重量を、金型の容積調整シリンダー内のピストンを
退動せしめてシリンダー内容積を5リットルとし、更に
クラッキングを1リットル設けてキャビティー内容積を
21リットルに拡大した状態で、発泡粒子をコンプレッ
サー圧力3kg/cm2 (G)の空気で圧送により充填し
た。次いで発泡粒子充填口を閉鎖するとともに、容積調
整シリンダー内のピストンを5kg/cm2 (G)の機動圧
力で進動せしめて容積調整シリンダーのキャビティー側
開口部を閉鎖した後、型締めして表1に示す圧力の蒸気
で加熱して、連続20回の成型を行った。合計20回の
成型において、充填した発泡粒子の平均嵩容積を表1に
示す。また得られた20個の成型体の目標値に対する密
度、重量の最大値、最小値を表1にあわせて示す。
【0020】
【表1】
【0021】尚、上記実施例1〜3及び以下の比較例
1、2では重量873g、密度0.061g/cm3 の成型
体を得ることを目標とし、実施例4〜6では重量675
g、密度0.047g/cm3 の成型体を得ることを目標と
した。
【0022】比較例1 キャビティー内容積の拡大、縮少し得る容積調整シリン
ダーを有さない他は実施例で用いたと同様の装置に、実
施例3で用いたと同様の同重量の発泡粒子を、コンプレ
ッサー圧力3kg/cm2 (G)の空気で圧送により充填を
試みたところ、完全に充填することはできなかった。
【0023】比較例2 キャビティー内容積15リットルの通常の金型にクラッ
キングを1リットル取り、通常の充填機及び成型装置に
より実施例1と同様の発泡粒子を、1回当たり16リッ
トル充填した後、型締めして3.5kg/cm2 (G)の蒸気
で加熱して、連続20回の成型を行った。得られた20
個の成型体の密度、重量の目標値からのバラツキの評価
を表1にあわせて示す。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、発泡粒
子の重量を計量する手段と、キャビティー内に連通する
容積調整シリンダーと、該シリンダー内を進退動するピ
ストンとを有し、該ピストンを進退動せしめることによ
ってキャビティー内容積を拡大、縮少できるように構成
した金型を用い、容積調整シリンダー内のピストンを退
動せしめてキャビティー内容積を成型時の容積よりも拡
大した状態で、一定の重量に計量した合成樹脂発泡粒子
を充填し、しかる後、キャビティー内容積を元の容積に
縮少して成型する方法を採用したことにより、予め設定
した値に基いて常に一定重量の発泡粒子を充填して成型
できる。この結果、使用する発泡粒子の発泡倍率にバラ
ツキがある場合でも、得られる成型体の重量にはバラツ
キが殆ど生じることがなく、常に体積、重量の一定した
品質の型内成型体を得ることができる。また本発明によ
れば充填する発泡粒子の発泡倍率の高い方へのバラツキ
が大きく、一定重量に計量した発泡粒子の嵩容積がキャ
ビティー内容積よりも大きい場合でも、確実にキャビテ
ィー内に発泡粒子を充填して成型することができる効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一例を示す略図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】本発明方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
3 計量ホッパー 6 ロードセル 10 金型 12 充填機 13 キャビティー 14 容積調整シリンダー 15 ピストン 16 容積調整シリンダーのキャビティー側開口部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂発泡粒子を金型に充填し、加熱
    発泡せしめて成型体を得る型内成型方法において、キャ
    ビティー内に連通する容積調整シリンダー内に設けたピ
    ストンを退動せしめてキャビティー内容積を成型時の容
    積よりも拡大した状態で、一定の重量に計量した合成樹
    脂発泡粒子を充填し、しかる後、キャビティー内容積を
    元の成型時の容積に縮少して成型することを特徴とする
    合成樹脂発泡粒子の型内成型方法。
  2. 【請求項2】 一定の重量に計量された発泡粒子の嵩容
    積が、成型時のキャビティー内容積よりも大である請求
    項1記載の合成樹脂発泡粒子の型内成型方法。
  3. 【請求項3】 合成樹脂発泡粒子の一定重量を計量する
    重量計量手段と、閉鎖し得るが密閉し得ない金型と、該
    金型のキャビティー内に発泡粒子を供給して充填するた
    めの発泡粒子充填機と、キャビティー内に連通する容積
    調整シリンダーと、該シリンダー内を進退動してキャビ
    ティ内容積を拡大、縮少するとともに、シリンダーのキ
    ャビティー開口部を閉鎖し得るように構成されたピスト
    ンとからなることを特徴とする合成樹脂発泡粒子の型内
    成型装置。
  4. 【請求項4】 キャビティー内に連通する容積調整シリ
    ンダーが、金型上面側に設けられている請求項3記載の
    合成樹脂発泡粒子の型内成型装置。
  5. 【請求項5】 キャビティー内に連通する容積調整シリ
    ンダーが、キャビティー内形状の長手方向と直行する金
    型面に設けられている請求項3または4記載の合成樹脂
    発泡粒子の型内成型装置。
JP3207545A 1991-07-24 1991-07-24 合成樹脂発泡粒子の型内成型方法及び型内成型装置 Pending JPH0524125A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019193987A (ja) * 2018-05-02 2019-11-07 Daisen株式会社 原料ビーズの重量測定方法と成形体の含水量測定方法およびその装置
KR102103929B1 (ko) * 2019-06-25 2020-04-23 한국신발피혁연구원 미드솔 발포 성형 방법 및 미드솔 발포 성형을 위한 몰딩 인 발포 트랜스퍼 사출 성형기

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