JPH0661865B2 - 発泡成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発泡性熱可塑性樹脂粒子による異種原料を使
用してそれぞれの原料を混合することなく一体に成形融
着できるようにした発泡成形装置に関するものである。

〔従来の技術〕

発泡成形品は、製品の包装材や建築物の構造材として使
用される場合があり、用途により例えば大きな強度や耐
薬品性等の特殊な機能を要求されることがある。この特
殊な機能は、発泡成形品全体に要求される場合もある
が、部分的に満たしていれば良い場合も多い。また、こ
の特殊な機能を有した発泡性熱可塑性樹脂粒子は、一般
の発泡性熱可塑性粒子よりも価格が割高である場合が多
い。

従って、上記の機能を部分的に必要とする発泡成形品を
成形する場合には、通常、必要な部分にのみ特殊な機能
を有する発泡性熱可塑性樹脂粒子が用いられ、他の部分
に一般の発泡性熱可塑性樹脂粒子が用いられてる。これ
により、発泡成形品は、充分に満足する機能を有した状
態で、コストの低減が図られる。

例えば、低発泡倍率の原料は、高発泡倍率の原料と比較
して、より多くの量を要するため発泡成形品の高コスト
化を招来する。そこで、低発泡倍率の原料による成形部
分が発泡成形体の特定部分にのみ設けられていること
で、全体として所望の機能が満たされる場合、発泡成形
金型のキャビテイ部における上記の特定部分に対応する
区画部分のみに低発泡倍率の原料を充填し、区画部分以
外の部分には高発泡倍率の原料を充填した後、金型内壁
に形成されている蒸気孔を通して蒸気をキャビティ部内
に送入し、これにより、充填された原料を加熱膨張させ
て同時成形することで、発泡成形体のコストを低減する
ことが行われている。

このように、異種原料をキャビティ部の区画部分と区画
部分以外の部分とに分割充填して成形を行う方法および
装置としては、例えば特公昭５８−５５８９６号公報や
特公昭５８−２９７２８号公報に開示されているよう
に、キャビティ部に差し込まれる仕切り板や仕切りピン
で異種原料の充填部分を区分けし、区分けされた部分に
各原料を充填するものが知られている。

ところが、上記の成形装置では、仕切り板や仕切りピン
をキャビティ部に抜き差しするための駆動手段が必要で
あったり、或いはキャビティ型やコア型に特殊な加工を
施す必要があり、装置が高コスト化や複雑化する傾向に
あった。

そこで、例えば特公昭６１−９１３６号公報や特開昭６
１−５８２９２号公報には、上記の仕切り板や仕切りピ
ンを用いずに、発泡成形体の特定部分に対応する区画部
分に第１原料充填手段から原料を送ると同時に、区画部
分以外の部分に面して設けられている第２原料充填手段
からは空気を送り、その後、第２原料充填手段から区画
部分以外の部分に上記とは別の原料を充填する方法が開
示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように区画部分には原料を、ま
た、区画部分以外の部分には空気をそれぞれ送って、こ
のときの原料を区画部分にのみ充填しようとしても、こ
の原料は、同時に送入される空気により界面付近で浮遊
し、したがって、区画部分以外の部分への回り込みを生
じてしまう。このため、その後に充填される他の原料と
界面付近で互いに混合されることになり、確実な分割充
填を行い難いものとなっている。また、このような回り
込み量を見込んで、区画部分に充填しようとする原料を
必要以上に供給することが必要になり、コストの低減を
十分には図れないという問題を有している。

従って、本発明においては、異種原料同士の確実な分割
充填により発泡成形品のコストを低減することができる
と共に、さらに、より単純化した構造で比較的安価に構
成し得る発泡成形装置を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の発泡成形装置
は、コア型とキャビティ型との両型を相互に当接させて
形成されたキャビティ部における発泡成形品の特定部分
に対応する区画部分と区画部分以外の部分とに発泡性熱
可塑性樹脂粒子からなる異種原料をそれぞれ分割して充
填するために、キャビティ型内壁における上記区画部分
に面する位置に第１充填手段を、また、上記区画部分以
外の部分に面する位置に第２充填手段をそれぞれ備え、
両型におけるキャビティ部を囲う内壁に、第１・第２充
填手段により充填された異種原料を加熱膨張させるため
の蒸気をキャビティ部内に送入するための多数の蒸気孔
が形成された発泡成形装置において、両型の少なくとも
一方の内壁における上記第１充填手段の接続箇所に対向
する部位に設けられている複数のコアーベントに、区画
部分を減圧可能な真空吸引手段が接続されていることを
特徴としている。

〔作用〕

上記構成の発泡成形装置においては、先ず、真空吸引手
段を作動し、キャビティ部における区画部分を減圧した
状態で、第１充填手段から所定量の原料を供給すること
により、この原料は、区画部分の減圧で生じた真空吸引
力により吸引され、区画部分以外の部分に回り込むこと
なく、確実に区画部分に充填される。この区画部分への
充填を完了した後、第２充填手段から上記とは異なる原
料を区画部分以外の部分に充填することで、これら異種
原料がキャビティ部内で正確に分割された充填状態とな
る。その後、蒸気孔を通して蒸気をキャビティ部内に送
入し、原料を加熱膨張により融着させることで、発泡成
形品における所望の特定部分とこれ以外の部分とが互い
に異なる原料から成る一体成形品を得ることができる。

このように、区画部分を減圧した状態で、しかも、この
区画部分に面して設けられている第１充填手段から、例
えば、高コスト化を招来する一方の原料を供給すること
により、この原料が、区画部分以外へ回り込むことが確
実に抑えられ、区画部分に正確に充填することができ
る。したがって、区画部分以外への回り込みを見込んで
過剰に供給する必要がなく、この結果、発泡成形品のコ
ストを低減することが可能になる。

しかも、上記装置においては、コア型とキャビティ型と
の内壁に設けられたコアーベントに真空吸引手段を接続
するだけの簡単な構成で、上記のような異種原料の確実
な分割充填が可能であり、異種原料をキャビティ部内で
区分けするための複雑な装置等が不要なため、構造が単
純化したものとなり比較的安価に構成することが可能に
なる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本実施例に係る発泡成形装置は、第１図に示すように、
金型としてのコア型１とキャビティ型２とを有してお
り、これらのコア型１とキャビティ型２とが当接するこ
とでキャビティ部３が形成されるようになっている。

上記のコア型１およびキャビティ型２は、内部が中空に
形成されており、この中空内には、図示しない蒸気配管
や冷却水配管が配設されている。また、コア型１および
キャビティ型２におけるキャビティ部３側の内壁１ａ・
２ａには、図示しない蒸気孔が多数形成されている。さ
らに、上記の内壁１ａ・２ａには、発泡成形品の特定部
分となる区画部分である側周部３ａ・３ａに、後述する
細管７がそれぞれ接続された複数のコアーベント５…が
設けられている。

尚、上記のコアーベント５は、コア型１またはキャビテ
ィ型２のいずれか一方に設けられていても良い。

上記の各コアーベント５は、第２図に示すように、例え
ば長さが１２mmで外形が１０mmの円筒形状に形成されて
おり、内壁１ａに形成された貫通孔１ｂに嵌合されてい
る。尚、上記の貫通孔１ｂは、第１図に示す内壁２ａに
も形成されている。また、このコアーベント５には、キ
ャビティ部３側の側面に例えば0.3mmの径を有した真空
吸引孔８…が複数形成されると共に、他方側から例えば
外形が８mmで内径が６mmの銅管からなる細管７が圧入ま
たはロー付け等の溶着により固設されている。

また、第１図に示すように、上記の細管７…は、コア型
１およびキャビティ型２の中空内に配設された真空配管
４…に、溶着または袋ナット付ソケットにより接続され
ている。さらに、これらの真空配管４…は、コア型１お
よびキャビティ型２の外壁を気密状態で貫通しており、
外部において真空切換弁９を介して真空ポンプ１０に接
続されている。そして、上記の細管７…と真空配管４…
と真空切換弁９と真空ポンプ１０とで真空吸引手段が構
成されている。

上記のキャビティ部３を形成するキャビティ型２の内壁
２ａには、ポリスチレン等の発泡性熱可塑性樹脂粒子か
らなる原料をキャビティ部３に導出する充填孔１１ａ・
１２ａ・１３ａが形成されている。尚、上記の発泡性熱
可塑性樹脂粒子は、ポリスチレンに限定されることはな
く、例えばポリエチレンやポリプロピレン、その他の発
泡成形に使用されている各種の熱可塑性樹脂粒子であれ
ば良い。

上記の充填孔１１ａ・１２ａ・１３ａは、図中上部の側
周部３ａと中央部と下部の側周部３ａとに、この順に配
設されており、キャビティ型２の中空内から外壁を貫通
して設けられている。また、キャビティ型２の外壁を貫
設された充填孔１１ａ・１２ａ・１３ａには、所定圧力
を有する空気を充填孔１１ａ・１２ａ・１３ａに導入す
る空気導出部１４・１５・１６と、原料を充填孔１１ａ
・１２ａ・１３ａに導入する発泡粒導出部１７・１８・
１９とが形成されると共に、キャビティ部３方向に前進
および後退が可能なピストン２６・２７・２８を内蔵し
たフィーダー１１・１２・１３が設けられている。そし
て、充填孔１１ａ・１２ａ・１３ａは、上記のピストン
２６・２７・２８の前進により閉栓され、後退により開
栓されるようになっている。

また、上記の発泡粒導出部１７・１８・１９には、送粒
ホース２０・２１・２２が設けられている。これらの送
粒ホース２０・２１・２２の内、上部および下部の充填
孔１１ａ・１３ａに発泡粒導出部１７・１９を介して設
けられた送粒ホース２０・２２は、分岐ノズル２３の一
方および他方にそれぞれ接続されており、この分岐ノズ
ル２３は、開閉自在なシャッター弁２４を介して、例え
ば２０倍の発泡倍率を有する発泡性熱可塑性粒子である
原料が充填された第１ホッパー２５に接続されている。

一方、中央部の充填孔１２ａに形成された発泡粒導出部
１８は、送粒ホース２１、ノズル３１、およびシャッタ
ー弁２９を介して、第１ホッパー２５に並設された第２
ホッパー３０に接続されている。また、この第２ホッパ
ー３０には、例えば４５倍の発泡倍率を有する発泡性熱
可塑性樹脂粒子である他種類の原料が充填されている。
そして、側周部３ａ・３ａに面して各々形成された充填
孔１１ａ・１３ａとこれらにそれぞれ設けられた空気導
出部１４・１６、フィーダー１１・１３、発泡粒導出部
１７・１９とで第１充填手段が構成され、また、中央部
の充填孔１２ａとこれに設けられた空気導出部１５、フ
ィーダー１２、発泡粒導出部１８とで第２充填手段が構
成されている。

上記の構成において、第３図に示すように、肉厚が３０
mm、縦が３００mm、横が５００mm、および立上り部が７
０mmの函状をなし、両サイドを２０倍の発泡倍率とし、
残部を４５倍の発泡倍率とした発泡成形品を成形する場
合の手順を以下に示す。

先ず、第４図に示すように、真空切換弁９を開栓すると
共に真空ポンプ１０を作動して、キャビティ部３におけ
る側周部３ａ・３ａを５５０mm/Hgに減圧する。この
後、上記の側周部３ａ・３ａに対応したピストン２６・
２８を後退して、充填孔１１ａ・１３ａを開口すると共
に、第１ホッパー２５のシャッター弁２４を開栓する。
これにより、２０倍の発泡倍率を有する原料は、側周部
３ａ・３ａの減圧で生じた真空吸引力により吸引され
て、側周部３ａ・３ａに充填されることになる。尚、上
記の原料の充填に要する時間は、約３秒である。

側周部３ａ・３ａへの充填が完了すると、第５図に示す
ように、キャビティ部３の中央部に位置するフィーダー
１２のピストン２７を後退して充填孔１２ａを開口する
と共に、第２ホッパー３０のシャッター弁２９を開栓す
る。そして、空気導出部１５から加圧された空気を充填
孔１２ａに送り込み、この空気の送風吸引力と側周部３
ａ・３ａの減圧による真空吸引力とで第２ホッパー３０
に貯蔵された４５倍の発泡倍率を有する他種類の原料を
キャビティ部３に充填する。

この後、上記の充填孔１２ａに加えて、空気導出部１４
・１６から充填孔１１ａ・１３ａに加圧された空気を送
り込む。そして、真空切換弁９を閉栓して、充填孔１１
ａ・１２ａ・１３ａおよび送粒ホース２０・２１・２２
に残留していた各原料を第１ホッパー２５および第２ホ
ッパー３０に吹き戻し、ピストン２６・２７・２８を前
進させて充填孔１１ａ・１２ａ・１３ａを閉栓する。

次いで、コア型１内およびキャビティ型２内に、0.3Kg/
mm²の圧力を有する蒸気で一方加熱を行った後、0.8Kg/m
m²の圧力を有する蒸気で本加熱を２２秒間行って加熱膨
張により融着する。さらに、冷却水による強制冷却を５
秒間行った後５０秒間放冷する。そして、キャビティ部
３から取り出すことで、第３図に示す発泡成形品を得る
ことができる。

このようにして形成された発泡成形品は、互いに異なる
発泡倍率を有する原料間での混合が極めて少ないものと
なっている。即ち、第５図に示すように、側周部３ａ・
３ａに充填された原料は、側周部３ａ・３ａが真空ポン
プ１０により減圧されているため、側周部３ａ・３ａ方
向に吸引されている。これにより、上記の原料は、他種
類の原料に当接する界面付近で浮遊することがない。

従って、この装置で発泡成形品を形成した場合には、原
料を発泡成形品の必要とする部分にのみ正確に充填する
ことが可能になっている。このように、正確な分割充填
ができるため、高コスト化を招来する高発泡倍率の原料
を過剰に充填する必要がなく、この結果、発泡成形品の
コストを低減することが可能になる。

また、コア型１およびキャビティ型２は、内壁１ａ・２
ａに設けられたコアーベント５…に細管７…を介して真
空配管４…を備えるように加工すれば良いだけである。
従って、この装置は、例えば区分けするための装置等が
不要なため、構造が単純化したものとなり比較的安価に
構成することが可能になっている。

尚、本実施例においては、２種類の原料を３層に充填す
るため、区画部分である側周部３ａ・３ａの減圧を維持
して原料の浮遊を防止しているが、例えば２種類の原料
を上下２層に充填する場合には、区画部分の減圧を維持
する必要がない。これは、下部を区画部分にすれば、区
画部分に充填された原料が重力により下方に引き付けら
れるため、充填された原料の上面となる界面付近での原
料の浮遊が防止されるためである。

〔発明の効果〕 以上のように、本発明の発泡成形装置は、コア型とキャ
ビティ型との両型を相互に当接させて形成されたキャビ
ティ部における発泡成形品の特定部分に対応する区画部
分と区画部分以外の部分とに発泡性熱可塑性樹脂粒子か
らなる異種原料をそれぞれ分割して充填するために、キ
ャビティ型内壁における上記区画部分に面する位置に第
１充填手段を、また、上記区画部分以外の部分に面する
位置に第２充填手段をそれぞれ備え、両型におけるキャ
ビティ部を囲う内壁に、第１・第２充填手段により充填
された異種原料を加熱膨張させるための蒸気をキャビテ
ィ部内に送入するための多数の蒸気孔が形成された発泡
成形装置において、両型の少なくとも一方の内壁におけ
る上記第１充填手段の接続箇所に対向する部位に設けら
れている複数のコアーベントに、区画部分を減圧可能な
真空吸引手段が接続されている構成である。

これにより、例えば、高コスト化を招来する一方の原料
を、区画部分以外への回り込みを確実に抑えて、区画部
分に正確に充填することができるので、これを過剰に供
給する必要がなく、この結果、発泡成形品のコストを低
減することが可能になる。しかも、上記装置において
は、コア型とキャビティ型との内壁に設けられたコアー
ベントに真空吸引手段を接続するだけの簡単な構成で、
上記のような異種原料の確実な分割充填が可能であり、
異種原料をキャビティ部内で区分けするための複雑な装
置等が不要なため、構造が単純化したものとなり比較的
安価に構成することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第１図は、発泡成形装置の断面構造図である。 第２図は、細管に接続されたコアーベントが内壁に設け
られた状態を示す要部断面図である。 第３図は、成形された発泡成形品の斜視図である。 第４図は、低発泡倍率の発泡性熱可塑性樹脂粒子である
原料を充填した状態を示す発泡成形装置の断面構造図で
ある。 第５図は、高発泡倍率の発泡性熱可塑性樹脂粒子である
原料を充填した状態を示す発泡成形装置の断面構造図で
ある。 １はコア型、２はキャビティ型、１ａ・２ａは内壁、３
はキャビティ部、３ａは側周部（区画部分）、４は真空
配管（真空吸引手段）、５はコアーベント、７は細管
（真空吸引手段）、８は真空吸引孔、９は真空切換弁
（真空吸引手段）、１０は真空ポンプ（真空吸引手
段）、１１・１３はフィーダー（第１充填手段）、１２
はフィーダー（第２充填手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コア型とキャビティ型との両型を相互に当
   接させて形成されたキャビティ部における発泡成形品の
   特定部分に対応する区画部分と区画部分以外の部分とに
   発泡性熱可塑性樹脂粒子からなる異種原料をそれぞれ分
   割して充填するために、キャビティ型内壁における上記
   区画部分に面する位置に第１充填手段を、また、上記区
   画部分以外の部分に面する位置に第２充填手段をそれぞ
   れ備え、両型におけるキャビティ部を囲う内壁に、第１
   ・第２充填手段により充填された異種原料を加熱膨張さ
   せるための蒸気をキャビティ部内に送入するための多数
   の蒸気孔が形成された発泡成形装置において、 両型の少なくとも一方の内壁における上記第１充填手段
   の接続箇所に対向する部位に設けられている複数のコア
   ーベントに、区画部分を減圧可能な真空吸引手段が接続
   されていることを特徴とする発泡成形装置。