JPH0698696B2

JPH0698696B2 - 熱可塑性合成樹脂ブロック用発泡成形方法

Info

Publication number: JPH0698696B2
Application number: JP63093796A
Authority: JP
Inventors: 義夫白水; 明男高橋
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd; Kaneka Corp
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd; Kaneka Corp
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH01263033A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は熱可塑性合成樹脂ブロック用発泡成形方法に関
し、更に詳しくは、熱可塑性発泡性樹脂粒子を予備発泡
した予備発泡粒子（以下、予発粒と略称）をブロック金
型に充填し、加熱成形した後、冷却して取り出す発泡成
形方法に真空装置を組み合わせる成形方法に関し、成形
サイクルが短く、且つブロック成形品の比重分布の小さ
い、より良質の成形体を提供する方法に関するものであ
る。

〔従来技術と課題〕

従来の発泡スチロール（以下、EPSと略称）製ブロック
成形技術による成形サイクルは、9kg品と通称される軽
量級のブロック成形品で約30分と長く、生産性の向上を
阻む一因となっている。この長い成形サイクルは先に出
願した特願昭62-57756号によって提案された真空加熱、
真空冷却を適用することによって、20分近くまでの大幅
な短縮が達成された。

しかし、一方、ブロックの品質上の問題として、第４図
のように成形体の上部稜角部の充填密度が若干低く、稜
角部がシャープに具現されない傾向にあり、且つブロッ
ク成形品の内側と外側の比重分布バラツキが、なお10％
前後残っており、この比重分布のバラツキを小さくする
には、加熱及び冷却時間が伸びて成形時間が長くなると
いう問題が未解決である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる事情に鑑み、上記問題点を解決すべ
く、前記特願昭62-57756号の発明を更に推進させて、ブ
ロック成形品の比重分布のバラツキをより一層小さく
し、しかも成形サイクルを特願昭62-57756号の発明によ
って短縮されたレベルに確保することを目標として、鋭
意研究を続けた結果、完成されたものである。

本発明の第１は、固定側金型、移動側金型及び側面側金
型により画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形
体を取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型
蒸気室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備
発泡粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填
する普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回
繰り返して充填工程を完了し、加熱して発泡成形した
後、冷却して成形体を取り出すことを特徴とする熱可塑
性合成樹脂ブロック用発泡成形方法を、本発明の第２は、固定側金型、移動側金型及び側面側金
型により画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形
体を取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型
蒸気室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備
発泡粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填
する普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回
繰り返して充填工程を完了し、次いで加熱工程を、一方
加熱、逆一方加熱及び側面加熱の第１段階と、全面加熱
の第２段階とに分け、第２段階は第１段階より供給蒸気
圧を高くして発泡成形を行い、しかる後に冷却して成形
体を取り出すことを特徴とする熱可塑性合成樹脂ブロッ
ク用発泡成形方法を、本発明の第３は、固定側金型、移動側金型及び側面側金
型により画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形
体を取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型
蒸気室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備
発泡粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填
する普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回
繰り返して充填工程を完了し、次いで加熱工程を、一方
加熱、逆一方加熱及び側面加熱の第１段階と、全面加熱
の第２段階とに分け、第２段階は第１段階より供給蒸気
圧を高くして発泡成形を行い、しかる後いったん全金型
蒸気室内の真空排気を行った後に大気圧に戻し、水冷か
ら、排水、真空排気冷却、大気圧にした状態での放冷ま
での工程を１回または複数回繰り返して冷却を行い、大
気圧に戻した状態で、成形体を取り出すことを特徴とす
る熱可塑性合成樹脂ブロック用発泡成形方法を、それぞ
れ内容とするものである。

本発明者らは、上記した比重分布のバラツキを更に減少
させ、且つ成形サイクルを短縮されたまま保つという相
反する現象を解決するための具体的な手段として、下記
の３点を検討した。

第１点として、予発粒の充填工程において、比重分布の
バラツキをより小さくするために、真空充填と普通充填
とからなる１組の充填を１回又は複数回繰り返す２段階
充填方法を採用した。

第２点として、成形体の内部と表面との発泡融着の均一
さを一層向上させるために、加熱蒸気の供給圧力を２段
階とする、２段階調圧加熱方法を採用した。

第３点として、水冷、排水、真空排気冷却及び通常放冷
との組み合わせを１回又は複数回繰り返す、新しい冷却
方法を完成させた。

本発明の実施態様を示す第１図〜第３図に基づき、本発
明の構成を詳細に説明する。

ブロック成形は熱可塑性発泡樹脂を予備発泡した粒子、
即ち、予発粒をブロック用金型に充填し、加熱融着、冷
却後取り出すのが一般的な方法である。

成形品を成形するための成形品室（１）は固定側蒸気室
（２）と移動側蒸気室（３）及び側面側蒸気室（４）の
三室に囲まれて構成されている。側面側蒸気室（４）は
成形品室（１）の４周辺を連続的に取り囲んだロの字型
になっている。上記の金型、即ち蒸気室の構成は従来の
ブロック成形と同様である。移動側蒸気室を型開閉する
型開閉装置については図示していない。

予発粒の充填装置（29）（以下、フィラーと称する）
は、第３図に示すように、フィラー本体（30）が側面側
蒸気室（４）の上面から垂直に挿通固定されており、フ
ィーラー本体の下端は型窩面に一致するようにセットさ
れている。

フィラー本体（30）内にはプランジャ（31）が摺動可能
に装着されており、フィラー本体上部に固定されたエア
シリンダ（32）のピストン（33）と軸（34）で連結され
ており、エアシリンダのピストンが上方に作動すると、
プランジャはフィラー本体の分岐部（30a）より上まで
引き上げられてフィラー開の状態となる。

予発粒を貯蔵しているホッパ（35）の出口にはエアシリ
ンダ（37）で開閉されるホッパシャッタ（36）があり、
上記分岐部（30a）とホッパシャッタ（36）の間は透明
ビニールホースなどの可撓管（38）で連結されている。

圧縮エア入口（39）からエア配管が、エアシリンダ（3
2）を作動させるためのフィラー開エア４方弁（40）
と、エアシリンダ（37）を作動させるためのホッパシャ
ッタ開エア４方弁（42）とに連通している。

またフィラー本体（30）と分岐部（30a）との接合部に
フィラー出口の方に向けて充填エア弁（42）からのエア
配管ノズルが挿通されており、フィラー開、ホッパシャ
ッタ開の状態にして充填エアを送入すると、充填エアの
ベンチュリー効果によって予発粒がホッパ（35）から、
可撓管（38）を介して成形品室（１）内に送りこまれ
る。

またフィラーのプランジャ（31）を復元させ閉とした状
態で、充填エア弁（42）を作動させると、フィラー本体
や可撓管内の残存予発粒がホッパ（35）の方に吹き戻さ
れる所謂「ブローバック」が行われる。

このブローバック作用を更に完全に行うために、フィラ
ー本体（30）の充填エア入口とほぼ反対側に、分岐部
（30a）の方向を向けてブローバックエア弁（43）から
の出口が設けられている。

次に充填した予発粒を加熱し、冷却するユーティリティ
装置につき説明する。固定側蒸気室（２）には固定側蒸
気弁（５）、固定側冷却水弁（６）、固定側真空弁
（７）、固定側ドレン弁（８）が設けられ、いずれも自
動的に作動するように構成されている。同様に、移動側
蒸気室（３）には移動側蒸気弁（９）、移動側冷却水弁
（10）、移動側真空弁（11）、移動側ドレン弁（12）が
設けられ、いずれも自動的に作動するように構成されて
いる。また、同様に側面側蒸気室（４）には側面側蒸気
弁（13）、側面側冷却水弁（14）、側面側真空弁（1
5）、側面側ドレン弁（16）が設けられ、いずれも自動
的に作動するように構成されている。

各蒸気室の蒸気圧力が設定値以上にならないように蒸気
圧力を制御するのが調圧弁で、この蒸気圧力を調圧弁の
スプリング締付け式調節の代わりに空気圧で調節されて
いるのが遠隔操作弁群で、各蒸気弁の二次側にそれぞれ
固定側調圧弁（17）、固定側遠隔操作弁群（18）、移動
側調圧弁（19）、移動側遠隔操作弁群（20）、側面側調
圧弁（22）及び側面側遠隔操作弁群（23）として設けら
れている。

上記遠隔操作弁群（18），（20），（23）の詳細は、い
ずれも第２図に示すように、例えば0.1〜0.3kg/cm²に設
定された第１段階遠隔操作調圧部（28）、チェック弁
（27）、エア弁（26）から成る第１段階部と、0.3〜0.4
kg/cm²に設定された第２段階遠隔操作調圧部（28′）、
チェック弁（27′）、エア弁（26′）から成る第２段階
部とを並列にしたものである。

このような遠隔操作弁群付蒸気調圧弁の方式は、一般型
物成形には広く使用されているが、ブロック成形に使用
されている例は少なく、特に本発明のように、第１段階
部、第２段階部の２設定調圧を使い分ける構造とした例
はない。

金型に充填した予発粒が蒸気加熱による発泡圧力を検出
する面圧計（24）は固定側蒸気室（２）の中心部に設け
られている。この面圧計は蒸気加熱の最終操作である全
面加熱及び加熱直後の真空冷却及び離型取り出しを決定
する発泡圧力を発信し、これを制御装置（25）が受信し
制御信号を発信して、加熱及び冷却操作を制御するよう
にしてある。

上記のように構成した熱可塑性ブロック用発泡成形機の
操作について説明する。

予発粒の充填法の第１操作は真空排気である。この操作
は全金型蒸気室のドレン弁を閉にして、蒸気室内の空気
を排気することにより、成形品室（１）内を真空状態に
し、予発粒を成形品室内に充填する時間を短縮するため
の準備となる。具体的操作は、金型密閉後に、固定側真
空弁（７）、移動側真空弁（11）、側面側真空弁（15）
のみを開にして真空減圧をタイマー（図示せず）設定で
自動制御する。

第２操作は真空充填である。上述の真空排気を続けなが
らフィラー開エア４方弁（40）を作動させて、フィラー
のプランジャ（31）をフィラー本体の分岐部（30a）よ
り上まで引き上げた後、ホッパシャッタ開エア４方弁
（41）を作動させて、型窩部からの真空吸引作用により
予発粒をホッパ（35）から可撓管（38）、フィラー（2
9）を介して、成形品室（１）内に少ない流動抵抗で短
時間に充填するのである。

第３操作は普通充填で、真空弁（７）、（11）、（15）
を閉とし、真空を使用せずに前述のエア弁（40）、（4
1）、（42）を作動させて普通充填を続ける。

この目的は、第２操作の真空充填は隅角部への充填には
余り好適ではなく、むしろ普通充填の方が予発粒を空気
の流れにより押し流す効果があることが実験的に確認さ
れており、これを遂進させることにある。

第４操作はブローバックである。ホッパシャッタ（36）
は開としたまま、フィラーのプランジャ（31）を下方に
復元して閉とし、フィラー本体の基部（30b）に残存し
ている予発粒を成形品室（１）内に押し込むと同時に充
填エアは弁（43）を通じてかけ続けるので、可撓管（3
8）内の残存予発粒はホッパ（35）の方に吹き戻され
る。このとき充填エア圧力は通常より弱く、例えば2kg/
cm²程度として吹き戻しを弱く行っておく。

以上の第２操作（真空充填）、第３操作（普通充填）、
第４操作（ブローバック）で１組の充填が完了する。

本発明では、上述の１組の充填を必要に応じ複数回繰り
返すことにより、ホッパ（35）の方に途中まで吹き戻さ
れていた予発粒を再び型窩内に押し込み、型窩内のフィ
ラーの取付部、即ちブロック体上部の稜角部の充填密度
を高くし、全体にわたって均一な充填を達成するのであ
る。勿論、予発粒の状態などにより、上述の１組の充填
を１回だけで完了させることもある。

そして、充填工程の最終は第５操作である。このときは
フィラーを閉とし、ホッパシャッタ（36）だけ開とした
まま、専用のブローバックエア弁（43）を通じてエアを
送入して、フィラー本体の基部（30b）に残存していた
予発粒を可撓管（38）を介して、ホッパ（35）の方に完
全に吹き戻す。もっとも、前記第４操作で完全にブロー
バックが行われる場合は、この第５操作は省略すること
ができる。

加熱法の第１操作は、予備加熱及び真空排気である。こ
の操作の目的は、まず金型全体を一様に加熱した後、金
型内の空気を排気することにより、加熱用蒸気の金型内
の通過抵抗を少なくして、充填した予発粒の融着性を向
上させることにある。具体的操作は、金型密閉後に固定
側ドレン弁（８）、移動側ドレン弁（12）及び側面側ド
レン弁（16）を開としたまま、固定側蒸気弁（５）、移
動側蒸気弁（９）及び側面側蒸気弁（13）を開にして各
蒸気室丈に蒸気を流した後、固定側ドレン弁（８）、移
動側ドレン弁（12）及び側面側ドレン弁（16）を閉に
し、固定側真空弁（７）、移動側真空弁（11）、側面側
真空弁（15）を開にして真空減圧をタイマー（図示せ
ず）設定で自動制御する。

第２操作は真空一方加熱である。この操作目的は金型の
一方から蒸気を供給し、他方から真空排気を続行するこ
とにより、充填した予発粒に蒸気を浸透させ融着性を向
上させるものである。具体的な操作は、例えば固定側蒸
気弁（５）を開にし、移動側真空弁（11）を開にして、
タイマー設定で自動制御する。

第１操作の真空排気と第２操作の真空一方加熱法を使用
しないと、内外部の加熱バランスを保って厚さ約420mm
以上にも充填されている予発粒の内部に蒸気を浸透させ
ることは難しい。この方式による内部融着の均一化のウ
エイトは極めて大きい。

尚、前記充填工程において、例えば「真空充填−普通充
填−真空充填」の如く、真空充填により充填工程を終了
し、該真空（又は半真空）状態を維持し乍らブローバー
クに移行した後、直ちに上記第２操作の真空一方加熱に
移行することも可能である。この方法を採用すれば、第
１操作の予備加熱及び真空排気を省略できるので、成形
サイクルが大巾に短縮できるばかりでなく、エネルギー
の節約にもなり、極めて好ましい態様である。

第３の加熱操作は真空吸引を伴わない通常の一方加熱で
ある。この操作の目的は充填した予発粒の内部に流通、
浸透した蒸気を加圧して昇温加熱し、更に内部融着を促
進させるものである。

第４の加熱操作は逆一方加熱である。この操作の目的は
上記の第３の加熱操作の反対側の移動側の融着を主に行
うものであって、真空は使用しない。

第５の加熱操作は側面加熱である。操作目的は上記第３
及び第４の加熱操作の反対で、蒸気供給は側面側蒸気弁
（13）により側面側蒸気室（４）から行い、固定側蒸気
室（２）及び移動側蒸気室（３）からドレンを排出させ
る。この操作も真空を使用しない。

以上の第２〜第５操作の加熱の時は、送入蒸気圧は、例
えば0.1〜0.3kg/cm²に設定する。このために、遠隔操作
弁群（18），（20），（23）は、いずれも第２図のエア
弁（26）を開として、チェック弁（27）、第１段階調圧
部（28）を通る第１段階部が作用する。

第６の加熱操作は全面加熱である。この加熱操作の目的
は、表面融着を行うとともに、全体の融着仕上げを行う
ことにある。制御は発泡圧を示す面圧計（24）による設
定と、タイマによる設定とがあるが、面圧計の方が予発
粒の揮発分変動や供給蒸気圧変動などの加熱条件変化に
対しても対応できるより有効な方法である。

全面加熱の時の送入蒸気圧は、例えば0.3〜0.4kg/cm²に
設定する。このためには、遠隔操作弁群（18），（2
0），（23）は、いずれも第２図のエア弁（26′）を開
として、チェック弁（27′）、第２段階調圧部（28′）
を通る第２段階部が作用する。

上記第２〜第５操作の一方加熱、逆一方加熱及び側面加
熱の第１段階と、第６の操作の全面加熱の第２段階とに
おいて、後者の方の加熱蒸気の供給圧力を高く設定する
のが好ましい。このような２段階調圧加熱方法を採用す
ることにより、成形体の内部と表面との発泡融着の均一
さを一層向上させることができる。この理由は、いわゆ
る一方加熱の第１段階においては予発粒子間に蒸気を浸
透させることが主目的で、この段階で送入蒸気の圧力を
高くすると、蒸気入口表面層で融着が発生して内部に蒸
気浸透が困難になる結果、内部と表面の発泡融着の不均
一化が大きくなる。従って、第２段階で加熱圧力を上げ
ることが望ましいのである。

第７の加熱操作は補助加熱である。この加熱操作の目的
は加熱不足の各金型面の再加熱を行うもので、省略する
こともできる。

第８の加熱操作は保熱である。この加熱操作の目的は、
蒸気供給は行わず各ドレン弁を閉にした状態で放置する
もので、融着の安定化を図ることにある。

冷却法の第１操作は真空排気冷却である。水冷に先立ち
全蒸気室のドレン弁を閉とし、真空ポンプ及びコンデン
サ（共に図示せず）の作用で、効率的に真空吸引する。
この操作目的は成形体内部の残留蒸気やドレン及び揮発
分を真空吸引除去するもので、しかも水冷前に行うのが
特徴である。この理由は、水冷を行うと成形品の表面に
膜状のスキン層が成形体内部の膨張圧力と表面の冷却収
縮により形成し、これが成形体内部の残留蒸気ドレンの
真空吸引の障害となるからである。

第２操作は大気圧に戻した状態での水冷である。冷却水
配管のノズル（図示せず）から、型窩壁の外側に向け、
ごく僅かの時間だけ均一に冷却水をシャワー状態にして
吹きつける。

第３操作は排水である。この目的は金型内に残留してい
る温水やドレンを排出させる。過剰の金型内残留冷却水
は次に行う真空冷却の冷却効率を低下させることになる
ので、充分にいわゆる水切りを行う。

第４操作は真空排気冷却である。この操作では冷却水を
全く使用しないで「真空放冷」と称している。ドレン弁
（８），（12），（16）を閉とし、真空弁（７），（1
1），（15）を開として蒸気室を真空にする。

この第４操作の目的は、成形品室（１）の型窩壁に吹き
付けられていた冷却水を真空によって気化させ、その気
化潜熱により金属製型窩壁から急速に熱を奪うととも
に、成形品内部のドレン分などを蒸発気化させ、冷却を
促進させるのである。

第５操作は真空排気を停止しての「通常放冷」である。
真空放冷を長く続けることは真空動力の無駄を生ずるば
かりでなく、ビーズ内が減圧状態になって成形体の収縮
（表面のしぼみ）などの外観不良を生ずる恐れがある。
それを通常放冷に切り替えることにより、ビーズ内の減
圧状態を復元させ、外観不良製品となることを防止す
る。成形体内部の熱を、十分に冷却されている金属製型
窩壁の方に流動させて内部の冷却を行うためには、真空
放冷の後にこの通常放冷を入れてやることが非常に重要
である。

しかし、この通常放冷を加える方法だけでは成形体の収
縮などの外観不良防止には役立つが、成形時間の短縮に
はあまり寄与しない。

そこで上記の第２〜第５操作を組にして、複数回（通常
３回くらい）繰り返すことにより、１回だけの冷却に比
べ、成形時間の短縮が効果的に図られる。

すなわち、以上の第２〜第５操作の繰り返し作用によ
り、真空装置使用のときは、型窩壁の温度は気化熱によ
る冷却で急速に下げることができるが、厚さの厚いブロ
ック成形体の中心部にこもった熱量は、型窩壁の温度と
中心部の温度との差に比例した速度で型窩壁部の方へ流
動してゆくことによってだけしか奪われない。

型窩壁の残存水分が気化してしまうと、その温度は
それ以下に下がらず、ブロック成形体の中心部にこもっ
た熱量の流動によって逆に上昇してゆこうとする。従っ
て、そのまま真空放冷をいくら長く続けても、成形体の
中心部の温度はある平衡点までしか下がらず、真空放冷
時間を長くしても、真空動力の損失となるばかりで、成
形体の中心部の温度を下げることに寄与しない。

そこで本発明のように、水冷、真空放冷と通常放冷
を繰り返すと、型窩壁の温度が逆に上昇してゆこうとす
るときに、次の水冷、真空放冷の作用で型窩壁の温度が
再び気化熱によって下がり、その繰り返しによって成形
体中心部の温度が下がり、効果的に冷却時間を短縮する
ことができ、全サイクル時間も効果的に短縮できる。

通常放冷の最終制御は、面圧計（24）によって、発泡圧
が設定値まで下がってきた時に、型開きさせる。

ついで、離型操作により成形体を取り出して１サイクル
が完了する。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例、比較例に基づいて更に詳細に説
明するが、本発明はこれらにより何ら制約を受けるもの
ではない。

実施例１（１）充填（本発明の２段階充填法）第１図及び第３図において、型締めを行った後に、金型
（1,2,3,4）を密閉状態にすると共に、真空装置（図示
せず）を作動させ、真空弁（7,11,15）を開にして金型
内を15秒間真空排気した。圧力は200mmHg abs.に到達し
た。次に、第３図に示されるフィラー本体（30）のプラ
ンジャ（31）とホッパ（35）のホッパシャッタ（36）を
開にすることによって予発粒を金型の成形品室（１）に
20秒間充填した。

次いで、上記の真空充填に続いて、普通充填を行った。

具体的な操作としては、真空弁（7,11,15）を閉めて、
ドレン弁（8,12,16）及び排気弁（47,48）を開にして金
型内を大気圧に戻すと同時に充填エア弁（42）を開にし
て充填エアと共に予発粒を成形品室（１）内に押込み充
填を10秒間行った。

次に、予発粒のホッパ（35）への吹戻し操作を行った。
即ち、排気弁（47,48）と充填エア弁（42）を閉めると
同時にブローバックエア弁（43）を開けることによっ
て、可撓管（38）及びフィラー本体（30）のブローバッ
クエア弁（43）の取付位置以上に余剰に滞留している予
発粒をホッパ（35）に圧縮空気による吹戻しを３秒間行
った。次に、フィラー本体（30）とブローバックエア弁
（43）間に滞留している余剰の予発粒（約4.5l）を成形
品室（１）に過充填した。ホッパシャッタ（36）、ブロ
ーバックエア弁（43）、プランジャ（31）を各々閉じ
て、真空弁（15）を開け、真空排気した。この操作によ
る充填を15秒間行った。金型内（1,2,3,4）圧力は200mm
Hg abs.であった。

（２）加熱（従来法）先ず第１に、金型内の圧力は200mmHg abs.になっていた
ので、排気弁（47,48）を３秒間開けて大気圧の状態に
した。第２は予備加熱（又は金型加熱）操作で、蒸気弁
（5,9,13）とドレン弁（8,12,16）を開にし２秒間行っ
た。第３は一方加熱操作で蒸気弁（5,9）とドレン弁（1
6）を開にし、40秒間蒸気供給を行った。固定側蒸気室
（２）及び移動側蒸気室（３）の最高蒸気圧力は0.3KG
（kg/cm².G.以下同じ）であった。第４は逆一方加熱操
作で、蒸気弁（13）とドレン弁（8,12）を開にし、20秒
間行った。側面側蒸気室（４）の最高圧力は0.4KGであ
った。第５は全面加熱操作で、蒸気弁（5,9,13）を開に
しドレン弁（8,12,16）を閉にした状態で20秒間行っ
た。このときの最高樹脂発泡圧力（以下、面圧と略称）
は0.86KGを示した。

（３）冷却（従来法）第１は予冷操作で、ドレン弁（8,12,16）を閉にした状
態で、冷却水弁（6,10,14）を３秒間開にした。第２は
水冷動作で、ドレン弁（8,12,16）を開にした状態で、
冷却水弁（6,10,14）を60秒間開にした。第３は排水操
作で、ドレン弁（8,12,16）を開にした状態で、各蒸気
室（2,3,4）内に滞留している冷却水を排出するために
空気弁（44,45,46）を開き15秒間排水した。第４は放冷
操作で、ドレン弁（8,12,16）を開にした状態で成形品
室（１）内にある成形体の発泡圧力の自然低下を行っ
た。発泡圧力（面圧計24）が0.15KG（以下の実施例も全
て同一値）に達するまで25分間必要とした。

この後の操作は、従来行っている離型昇圧操作に次いで
型開き操作、離型取出操作を自動的に行って、成形体を
成形品室（１）より取出した。全体の成形時間は28分30
秒であった。以下に示される実施例においても実施例１
の方法と同じである。

実施例２（１）充填（本発明の２段階充填法）充填は実施例１の（１）と同じ操作方法及び条件で実施
した。

（２）加熱（本発明の２段階加熱法）本発明における加熱開始時の成形室（１）内の圧力は、
上記実施例１に示されているように、本来200mmHg abs.
から開始されるために、実施例と同様の真空排気操作を
行って金型内圧を200mmHg abs.にした。一方加熱（１
段）の操作は全ドレン弁（8,12,16）を閉め、固定側蒸
気弁（５）と移動側真空弁（11）を５秒間開けて、金型
内（1,2,3,4）の残留空気は蒸気により金型外に置換排
出した。一方加熱（２段）の操作は移動側真空弁（11）
を閉めて固定側蒸気弁（５）と移動側ドレン弁（12）を
開けて成形室（１）内の予発粒を15秒間蒸気供給加熱し
た。最高蒸気圧力は0.3KGであった。逆一方加熱の操作
は移動側ドレン弁（12）を閉め、移動側蒸気弁（９）と
固定側ドレン弁（８）を開けて20秒間蒸気供給加熱し
た。最高蒸気圧力は0.35KGであった。側面加熱の操作は
側面側ドレン弁（16）を閉めて、側面側蒸気弁（13）を
開けて15秒間蒸気供給加熱した。最高蒸気圧力は0.4KG
であった。全面加熱の操作は全ドレン弁（8,12,16）を
閉め、全蒸気弁（5,9,13）を開けて15秒間蒸気供給加熱
した。この全面加熱の場合は、蒸気供給圧力を上記の一
方加熱、逆一方加熱及び側面加熱の場合より上昇させて
0.5KGとした。操作は第２図に示されているシステムを
用い、一方加熱、逆一方加熱及び側面加熱の蒸気供給の
場合は第１段階調圧系統（26,27,28）を使用することに
より第１段階での調圧（圧力設定）を行い、全面加熱の
場合は第２段階調圧系統（26′,27′,28′）を自動切替
え使用することにより第２段階での調圧（圧力設定）を
行い、上記の如く設定圧力を0.5KGとした。面圧は0.88K
Gであった。

（３）冷却（従来法）冷却は実施例１の（３）と同じ操作方法及び条件で実施
した。但し、冷却時間は21分40秒、全成形サイクルは25
分10秒であった。

実施例３（１）充填（本発明の２段階充填法）充填は実施例１の（１）と同じ操作方法及び条件で実施
した。

（２）加熱（本発明の２段階加熱法）加熱は実施例２の（２）と同じ操作方法及び条件で実施
した。但し、面圧は0.9KGとし、下記の如く保熱を行っ
た。即ち、ドレン弁（8,12,16）を閉にした状態で、他
には何らの操作も行わずに30秒間放置し、金型（1,2,3,
4）内の蒸気圧力の自然低下と加熱保持による融着度の
向上を行わせた。

（３）冷却（本発明法）第１は金型（1,2,3,4）の真空排気冷却で、操作はドレ
ン弁（8,12,16）を閉の状態で、真空弁（7,11,15）を開
にして100秒間、特に成形品室（１）の成形体内の残留
蒸気、残留ドレン、発泡剤等を真空蒸発除去した。第２
は金型（1,2,3,4）内を大気圧にして金型の第１水冷を
行う。操作はドレン弁（8,12,16）を開にすると共に冷
却水弁（6,10,14）を開に５秒間保った。第３は第１排
水で、金型（1,2,3,4）内に付着残留している冷却水や
ドレンを空気で15秒間吹飛ばした。第４は第１真空排気
冷却で、操作法は上記真空排気冷却と同じだが、時間は
20秒間とした。第５は第１通常放冷で、金型（1,2,3,
4）内を大気圧にした状態で自然放置する。操作はドレ
ン弁（8,12,16）を開にして120秒間自然放置した。

次の操作である第２水冷−第２排水−第２真空排気冷却
−第２通常放冷は、上記第１水冷−第１排水−第１真空
排気冷却−第１通常放冷を繰り返した。尚、用いた発泡
成形機は面圧が設定値になる迄、上記水冷から通常放冷
に至る迄の一連の操作を繰り返すように構成されてお
り、放冷以外の操作過程で、面圧が設定値に達した場合
は、その時に進行中の操作が停止されて離型取出工程へ
進むシステムになっている。本実施例では、第３放冷で
成形室の成形体が設定の面圧値（0.15KG/cm²Ｇ）に到達
した。冷却時間は合計９分55秒で、全成形サイクルは12
分30秒であった。

比較例（１）充填型締めを行った後に、ドレン弁（8,12,16）、ホッパシ
ャッタ（36）、プランジャ（31）及び充填エア弁（42）
を同時に開け、成形室（１）へ予発粒の充填を40秒間行
った。次に、ドレン弁（8,12,16）を閉めて、余剰予発
粒をホッパ（35）へ吹戻しを５秒間行って充填を完了し
た。

（２）加熱加熱は実施例１の（２）と同じ操作方法及び条件で実施
した。

（３）冷却冷却は実施例１の（３）と同じ操作方法及び条件で実施
した。但し、冷却時間は26分10秒、全成形時間は30分９
秒であった。

以上、実施例１〜３及び比較例における充填の均一性、
成形サイクル、及び得られたブロック成形体の密度分布
を評価した。結果を第１表に示す。また、実施例３及び
比較例で得られたブロック成形体の比重分布図を、それ
ぞれ第５図及び第６図に示した。

尚、充填の均一性、成形サイクル、密度分布の評価方法
並びに基準は下記の通りである；充填の均一性： ○：成形体上部の稜角部が直角又は直線になっている。

△：上記稜角部は直角又は直線になってはいるが、やや
充填密度が低い。

×：充填が不十分で、上記稜角部が直角又は直線になっ
ていない。

充填サイクル：全成形時間を実測した。

密度分布：成形体の厚み方向を20等分し、その重量の平
均値（）と最大・最小値差（Ｒ）とからR/を算出し
た

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられる装置の一例を示す概
要図、第２図は、第１図で蒸気用調圧弁（17），（19），（2
2）を遠隔操作する遠隔操作弁群（18），（20），（2
3）の一例を示す配管図、第３図は、本発明の実施に用いられる予備発泡粒子充填
装置の構成の一例を示す概要図、第４図は、成形体の斜視図で、第４図（Ａ）は稜角部の
充填密度が低い場合を示し、第４図（Ｂ）は充填密度が
十分な場合を示す。第５図は、本発明の実施例４で得られたブロック成形体
の比重分布図、第６図は、比較例で得られたブロック成形体の比重分布
図である。１……成形品室、２……固定側蒸気室３……移動側蒸気室、４……側面側蒸気室５……固定側蒸気弁、６……固定側冷却水弁７……固定側真空弁、８……固定側ドレン弁９……移動側蒸気弁、10……移動側冷却水弁 11……移動側真空弁、12……移動側ドレン弁 13……側面側蒸気弁、14……側面側冷却水弁 15……側面側真空弁、16……側面側ドレン弁 17……固定側調圧弁、18……固定側遠隔操作弁群 19……移動側調圧弁、20……移動側遠隔操作弁群 21……側面側接点付圧力計、22……側面側調圧弁 23……側面側遠隔操作弁群、24……面圧計 25……制御装置、26……エア弁 27……チェック弁、28……第１段階遠隔操作調圧部 26′……エア弁、27′……チェック弁 28′……第２段階遠隔操作調圧部 29……予備発泡粒子充填装置（フィラー） 30……フィラー本体、31……プランジャ 32……エアシリンダ、33……ピストン 34……軸、35……ホッパ 36……ホッパシャッタ、37……エアシリンダ 38……可撓管、39……圧縮エア入口 40……フィラー開エア４方弁 41……ホッパシャッタ開エア４方弁 42……充填エア弁、43……プローバックエア弁 44……固定側空気弁、45……移動側空気弁 46……側面側空気弁、47……固定側排気弁 48……移動側排気弁 30a……フィラー本体分岐部 30b……フィラー本体基部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−1231（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−7500（ＪＰ，Ａ) 特公昭58−24258（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定側金型、移動側金型及び側面側金型に
より画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡粒子
を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形体を
取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型蒸気
室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填する
普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回繰り
返して充填工程を完了し、加熱して発泡成形した後、冷
却して成形体を取り出すことを特徴とする熱可塑性合成
樹脂ブロック用発泡成形方法。
【請求項２】固定側金型、移動側金型及び側面側金型に
より画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡粒子
を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形体を
取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型蒸気
室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填する
普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回繰り
返して充填工程を完了し、次いで加熱工程を、一方加
熱、逆一方加熱及び側面加熱の第１段階と、全面加熱の
第２段階とに分け、第２段階は第１段階より供給蒸気圧
を高くして発泡成形を行い、しかる後に冷却して成形体
を取り出すことを特徴とする熱可塑性合成樹脂ブロック
用発泡成形方法。
【請求項３】固定側金型、移動側金型及び側面側金型に
より画成される型窩内に熱可塑性合成樹脂予備発泡粒子
を充填し、加熱して発泡成形した後、冷却して成形体を
取り出すブロック用発泡成形方法において、全金型蒸気
室内の真空排気を行いながら熱可塑性合成樹脂予備発泡
粒子を充填する真空充填と、真空排気を止めて充填する
普通充填とからなる１組の充填を１回または複数回繰り
返して充填工程を完了し、次いで加熱工程を、一方加
熱、逆一方加熱及び側面加熱の第１段階と、全面加熱の
第２段階とに分け、第２段階は第１段階より供給蒸気圧
を高くして発泡成形を行い、しかる後いったん全金型蒸
気室内の真空排気を行った後に大気圧に戻し、水冷か
ら、排水、真空排気冷却、大気圧にした状態での放冷ま
での工程を１回または複数回繰り返して冷却を行い、大
気圧に戻した状態で、成形体を取り出すことを特徴とす
る熱可塑性合成樹脂ブロック用発泡成形方法。