JPH0621175B2

JPH0621175B2 - 発泡性樹脂予備発泡装置

Info

Publication number: JPH0621175B2
Application number: JP63029669A
Authority: JP
Inventors: 一男河合; 好男佐藤
Original assignee: Naniwa Seisakusho KK
Current assignee: Naniwa Seisakusho KK
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH01204707A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は発泡性樹脂として市販されているポリスチレン
粒（EPS ビーズ）、ポリメチルメタクリレート粒（PMMA
ビーズ）などを予備発泡する装置に関する。

従来の技術前述したEPF ，PMMAなどの発泡性樹脂は予備発泡機で一
次発泡させたものを成形金型に充填した後、二次発泡さ
せることにより所定形状の成形品として使用され、成形
品は魚箱、緩衝材、断熱材、カップ類、鋳造用消失模型
など広く使用されていることが知られている。そしてEP
S ，PMMAなどの原料ビーズは最終用途によって10〜90倍
体積に発泡膨張する様に予備発泡機で処理されることも
知られているところである。

発泡性樹脂原料ビーズの予備発泡は一般的に次の様な方
式で行なわれる： (1) 撹拌容器内で投入した原粒に100 ℃程度のスチーム
を通気しながら撹拌することにより発泡させる方法（バ
ッチ式）、 (2) 上記同様スチームを通気させる手段に於て容器底部
より原粒を連続的に補給し、発泡したビーズを上方にオ
ーバーフローさせて取出す連続式予備発泡方法、 (3) 撹拌容器外壁を外部から加熱する一方容器内を減圧
した後、一定量の水を滴下して容器内の原粒に撹拌しな
がら蒸気を浸透させて予備発泡する方法（ドライバキュ
ーム方式と称される：バッチ式）。

発明が解決しようとする課題第10図は従来のスチーム式予備発泡機の部分縦断面図で
あり、容器内へのスチーム導入は底部の２ヶ所程度の多
孔板(22)から行なわれるが、スチームが均一に拡散しに
くく、不均質になるうえに発泡ビーズが多孔板の孔に詰
ってスチーム通気を妨げることがあり、安定的な予備発
泡を行なうことが出来なかった。容器内冷却清掃用のパ
ージエアーはドーナッツ状の噴出管(7b)の多数の小孔か
ら行なっているが容器内壁を万遍なく清掃することが出
来なかった。

発泡ビーズの排出が容器側壁部の排出口(18)から行なわ
れ、対向部のビーズの完全排出が出来なかった。

スチーム導入部が局部的に配置されているため、スチー
ム噴出流によるビーズの対流が変則的になり発泡倍率に
バラツキが多い。

第11図はドライバキューム式の予備発泡機の部分縦断面
であり、撹拌によるビーズの対流が不完全になり易く、
均質な発泡倍率が得られない。この方式の撹拌羽根はビ
ーズを効果的に対流させるため、一定の角度をもって取
付けられているが、対流効果を重視するとビーズ排出時
に排出口(18)の側へビーズを完全に送り出す効果が悪く
なり、逆にビーズ排出を重視すると予備発泡時のビーズ
対流が不完全になる欠点があった。

課題を解決するための手段本発明者等は、前述した従来方式の諸問題点を解決すべ
く種々検討、実験の結果、本発明予備発泡装置の開発に
成功したものであり、本発明装置の技術的構成は、天板
(6) 及び底板(16)で封止された円管容器(14)内に撹拌機
構を具備し、前記天板(6) に排気管(3) 及び原料ビーズ
補給管(4) を有し、前記底板(16)に排出口(18)及びスチ
ーム／冷却用エアー用送気管(17)を有し、パージエアー
導入管(8) に連通するパージエアー噴出体(7a)の下面全
周でかつ円筒容器(14)の内周面に沿って連続したパージ
エアー噴出間隙(7a′)を設けたことを特徴とする発泡性
樹脂予備発泡装置であり、前記撹拌機構がスチーム又は
冷却エアー噴出孔を具備する多数の撹拌棒及び／又は撹
拌鋤からなり、更に前記容器底板を漏斗状とし、該漏斗
下部を排出口とするものである。

本発明装置の上記特徴的構成を効果的ならしめるため
に、本発明装置では次の如き付加的構成を具備してい
る： a. 回転軸(9) 、撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)を中空化し、
且つスチーム／冷却エアー噴出口(12)，(13)を設け、送
気管(17)からのスチーム／冷却エアーを容器(6)，(1
4)，(16) 内に噴出させる機構とした（第１図〜第３図
及び第５図〜第８図参照）。

b. 多孔板(22)を無くし、回転軸下端から容器底面を沿
って放射状にスチーム／冷却エアーを噴出する機構とし
た（第１図〜第４図及び第８図〜第９図参照）。

c. 清掃用パージエアー噴出体(7a)外周と容器(14)内壁
との間に微少間隙 (7a′) を配し、エアー導入管(8) か
らのエアーを容器(14)内壁の全周から噴出する機構とし
た（第１図、第２図、第５図及び第６図参照）。

d. 容器外壁にジャケット構造(24)を設け、外部加熱
（間接加熱）可能の機構とした（第２図、第５図及び第
６図参照）。

前述の如き構成からなる本発明装置の作動態様は次のと
おりである： (a) 回転軸(9) は軸受(2) によって保持されており、モ
ーター(1) によって回転する。回転軸(9) には撹拌棒(1
0)、撹拌鋤(11)が取付けられており、回転軸と共に容器
(14)内で旋回する。

(b) 送気管(17)から容器(14)内にスチームを導入する一
方、排気管(3) によりスチームを排出することにより、
容器内の冷気を追出し、均一温度に昇温させる。

(c) 一旦スチームを停止する。

(d) ダンパー(5) を開いて原料ビーズを補給管(4) から
容器(14)内へ投入する。

(e) ダンパー(5) を閉じた後、再びスチームを容器内に
導入する。

(f) 原料ビーズはスチームによって発泡、膨張しながら
撹拌される。

（撹拌による混合効果を高めるために容器内には固定棒
(15)が設けられている）。

(g) ビーズが所定倍率まで発泡すると（所定高さまで嵩
が増すと）その嵩レベルを検知してスチームを停止す
る。

(h) 送気管(17)から温風を送気して、発泡ビーズ表面の
水分を除去すると共に発泡が進行しない温度までビーズ
を冷却する。

（この工程は通常、排出後、篩付コンベアーで行なわれ
る）。

(i) 排出口蓋(18)をシリンダー(19)によって開いて発泡
ビーズを容器外へ排出する。排出時にはエアー導入口
(8) よりエアーを導入し、パージエアー噴出体(7a)を経
てパージエアー噴出間隙 (7a′) より矢印の如く容器内
周面に沿ってエアーを噴出し、容器内に付着残留する発
泡ビーズを放逐する。

上記ｂ〜ｉ各工程を繰返して次の新たな予備発泡操作を
行なう。

更に添付図面に示す本発明装置の各実施態様について説
明する。

第１図図示の装置は本発明の基本的構成を具備した構造
であり、発泡ビーズが容器内に残留することなく排出で
きる様に、排出口を容器下部に設けたものである。容器
外壁には保温性を良くするために第２図に示す如く断熱
材(21)を設けることもある。

第２図は第１図の構造のものに更に外壁にチャンバー構
造(24)を付加し、該部へスチーム或いは高温液を通じる
ことによって外部から容器内を加熱することができる
（チャンバーによらず外壁に電熱体を取付けることによ
って加熱することも可能である）。第２図図示の装置に
よればドライバキューム式、スチーム通気式、スチーム
・ドライバキューム併用式、スチーム通気・加圧併用式
等の予備発泡方式に対応可能な装置である。

第３図はスチーム／冷却エアーを容器(14)内へ導入する
部分拡大断面図である。

撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)へのスチーム／冷却エアーを送
込む一方、回転軸(9) の下端からも容器底面に沿って放
射状にスチーム／冷却エアーが拡散できる機構としてあ
る。

スチーム／冷却エアーは撹拌棒、撹拌鋤の小孔(12),(1
3′) 或いは第２図に示すごとき撹拌鋤(11)の側面に設
けたスリット(13)から容器内へ噴出すると共に、回転軸
(9) 内径と送気管(17)先端部外径との間隙と回転軸下端
と底板(16)の上面との間隙を通って矢印で示す如く容器
内へ噴出する。

第４図は撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)からのスチーム／冷却
エアー噴出を行なわない構造の場合、回転軸下端凹部内
径と送気管(17)先端部外径との間隙及び回転軸下端と底
板(16)上面との間隙を通って底面に沿って、放射状にス
チーム／冷却エアーが矢印で示す如く拡散できる機構と
した例の部分拡大断面図である。

第５図及び第６図図示の例は前述した第２図の本発明装
置の容器(14)底部構造を漏斗状(16′) にすると共に、
漏斗状下部に排出口を設けた機構としてある。スチーム
／冷却エアーは送気管(17)から排出口蓋(18)のチャンバ
ー(25)を通り、多孔板(22a) から容器内及び回転軸中空
部へ噴出する。

第５図は排出口(18)が閉じた状態、第６図は開いた状態
を示し、シリンダー等の動力(19)によって蓋の開閉（昇
降）を行なう機構としてある。

第７図〜第９図は排出口(18)の数例の断面を示し、第７
図ａはその一例の上面図、第７図ｂは第７図ａのＢ−Ｂ
線断面図である。スチーム／冷却エアーの拡散性を良く
するため送気管(17)はチャンバー(25)に対して接線方向
に取付けられている。（渦巻状に送気が行なわれる）尚、排出口(18)底部にはドレーン抜回路を接続し（図示
せず）、またチャンバー(25)内にはドレーンとスチーム
を分離する構造体を組込むこともある。（図示せず）第７図は排出口(18)上端部を多孔板(22a) とした例であ
る。撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)へ多孔板を通してスチーム
／冷却エアーを送気する一方、容器内へも直接多孔板を
通して送気される。撹拌棒、撹拌鋤から送気噴出しない
構造の場合は容器内へ直接多孔板を通して送気される。

第８図、第９図は排出口(18)上端部の多孔板を無くし、
それに替る噴出ヘッド(22b,22c) を設けた例であり、第
８図は撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)から送気噴出する方式の
例で、前記第３図図示の機構と同様手段で送気噴出が行
なわれる。噴出ヘッド(22b) の回転軸挿入部は長くし
て、排出口(18)を開いた時（下げた時）発泡ビーズがチ
ャンバー(25)内へ入り込まない機構としてある。

第９図は、撹拌棒、撹拌鋤から送気噴出しない方式の例
で、前記第４図図示の機構と同様手段で送気噴出が行な
われる。噴出ヘッド(22c) の上端部は、キャツプ状(22
c′) になっており、排出口(18)が開いた時（下げた
時）発泡ビーズがチャンバー(25)内へ入り込まない様に
してある。

更に本発明装置の詳細機構を以下に説明する。

第５図〜第９図に示す如く、多孔板 (22a)及び噴出ヘッ
ド(22b,22c) は、それぞれ排出口(18)に固定されてお
り、排出口蓋と一体的に昇降する。尚、容器内の気密を
高めるために底板 (16′) 下面と多孔板(22a) ／噴出ヘ
ッド(22b,22c) の上面との圧着面にはパッキンを設ける
こともある。スチーム、エアーが流通するその他の部品
接合部はすべてシールを施し気密にしてあることは云う
までもない。

また、第５図、第６図に示す如く排出口(18)が開くと、
漏斗状底板 (16′) 下部へ発泡ビーズが排出され、ダク
ト(23)を通ってエアー輸送により次工程へ運ばれる。

尚、容器内で発生する水滴は、排出口蓋(18)外周とダク
ト(23)との間隙から機外へ排出される。

第５図〜第９図に図示された(19)は排出口蓋(18)を開閉
（昇降）するための動力（シリンダー）である。本図で
は開閉動作は昇降式となっているが第７図、第９図の様
な場合は蝶番式アームのスイングにより上下方向に開閉
するスイング式構造にも成し得る。

更に容器内を加圧／減圧する場合、及び排気量調節のた
めに、排気管(3) には開閉弁、流量調節弁が設けられ
（図示せず）、モーター、容器本体、シリンダーは図示
されていないフレームに連結設置されるものである。

発明の効果本発明装置は前述の如き構成並びに作動するものであ
り、その作用、効果を列記すれば次のとおりである： (1) 一般的に予備発泡倍率の誤差を僅少にすることが要
求されることから原粒に対して温度、スチーム量、冷却
エアー量とも均等となる機構とし、予備発泡倍率の誤差
を僅少とした。

(2) 発泡倍率を安定させるためにバッチ式とした。

(3) スチームを通気する方法に於て、容器内へスチーム
を導入する部品には多孔板が用いられるが、原料が孔に
詰まるのを回避し得る機構とした。

(4) スチームを通気する方式及びドライバキューム方式
に両用できる機構とし、更には、スチームドライバキュ
ーム併用、スチーム−加圧併用による予備発泡が行なえ
る多目的の用法を達成し得る機構とした。

(5) 予備発泡したビーズを排出する時容器側壁に残留す
るビーズを全周的にエアーブローする機構とした。

本発明装置の効果を更に具体的に述べれば次のとおりで
ある： (6) スチーム／冷却エアー噴出口が各所に配置されてお
り、且つ旋回する撹拌棒(10)、撹拌鋤(11)からスチーム
及び冷却エアーを噴出することにより容器内のスチーム
が均一に拡散される共に発泡ビーズの対流が効果的に行
なわれるので発泡倍率が安定する。（バラツキが少な
い） (7) 多孔板を無くしたことにより、発泡ビーズが小孔に
詰まることもなく安定してスチーム／冷却エアー容器内
に導入することができる。回転軸下端から放射状にスチ
ーム／冷却エアーが噴出するので、均一にスチーム／冷
却エアーが拡散される。〔従来方式（第10図図示）の欠
点を補なっている〕、発泡倍率の安定化に寄与する。

(8) 従来方式（第10図の従来方式）の噴出管(7′) に比
べ容器内壁を万遍なく清掃することができる。

(9) 底面に沿って噴出するスチーム／冷却エアーが上方
へ舞上る効果によりスチーム／冷却エアーの拡散性及び
ビーズの対流が良くなる。

所定の発泡倍率に達していない（比重の重い）ビーズが
漏斗状底部に集まり、集中的に加熱通気されるので発泡
倍率が安定する。

(10) 容器底部 (16′) を漏斗状にしたので、容器内の
ビーズが残留することなく完全に排出され、更に容器内
でスチームが冷えて発生する水分が底部に溜まることな
く完全排出される。

(11) 容器外壁に加熱チャンバー(24)を設け、外部加熱
（間接加熱）ができる様にしたためドライバキューム
式、スチーム通気式、スチーム・ドライバキューム併用
式、スチーム通気・加圧併用式など種々の予備発泡方式
が一台の機械で対応できる。

従来方式はスチーム通気バッチ式、スチーム通気連続
式、ドライ・バキューム式各々専用の３形式に集約され
るが鋳造用消失模型には、鋳物に対する適応性の関係等
により、品質の異なった種々の発泡ビーズが用いられ、
品種によっては発泡方式を変える必要があり、本機では
１台で対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明装置の数例を示す部分断面図、
第10図及び第11図は従来公知の予備発泡機の部分断面図
であり、図中、１……駆動モーター、２……軸受、２′……軸受、３…
…排気管、４……原料ビーズ補給管、５……ダンパー、
６……容器天板、６′……容器側板（図11）、7a……パ
ージエアー噴出体（フランジ）、7b……パージエアー噴
出管、８……パージエアー導入管、９……回転軸、10…
…撹拌棒、11……撹拌鋤、12……スチーム／冷却エアー
噴出口、13……スチーム／冷却エアー噴出口、13′……
スチーム／冷却エアー噴出口、14……円筒容器、15……
固定棒、16……容器底板、16′……容器底板（漏斗
状）、16″……容器側板（図11）、17……送気管、18…
…排出口、19……排出口開閉用動力、20……外部加熱流
体導入管、21……断熱材、22……多孔板、22a ……多孔
板、22b ……噴出ヘッド、22c ……噴出ヘッド、 22c′
……噴出ヘッド上端キャップ部、２３……ダクト、24…
…外部加熱チャンバー、25……送気部チャンバー、26…
…パッキン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天板(6) 及び底板(16)で封止された円管容
器(14)内に撹拌機構を具備し、前記天板(6) に排気管
(3)及び原料ビーズ補給管(4)を有し、前記底板(16)に排
出口(18)及びスチーム／冷却用エアー用送気管(17)を有
し、パージエアー導入管(8) に連通するパージエアー噴
出体(7a)を前記天板内面に周設し、前記パージエアー噴
出体(7a)の下面全周でかつ円筒容器(14)の内周面に沿っ
て連続したパージエアー噴出間隙 (7a′) を設けたこと
を特徴とする発泡性樹脂予備発泡装置。
【請求項２】前記撹拌機構が中空回転軸及びスチーム又
は冷却エアー噴出孔を具備する多数の撹拌棒及び／又は
撹拌鋤である請求項１記載の発泡性樹脂予備発泡装置。
【請求項３】前記容器底板を漏斗状とし、該漏斗下部を
排出口とした請求項１または２の何れかに記載の発泡性
樹脂予備発泡装置。
【請求項４】送気管(17)の先端部にとりつけた噴出ヘッ
ド開口が回転軸中空部内周に微小間隙を設けて遊嵌して
ある請求項１，２又は３記載の発泡性樹脂予備発泡装
置。
【請求項５】送気管(17)の先端部にとりつけた噴出ヘッ
ド開口に間隙を介してキャップを設けた請求項１，２，
３又は４記載の発泡性樹脂予備発泡装置。
【請求項６】前記円筒容器外周を加熱外套及び／又は断
熱層で包囲した請求項１，２，３，４又は５記載の発泡
性樹脂予備発泡装置。