JPH0776026A - 発泡性樹脂粒子の予備発泡方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 発泡性樹脂粒子からなる原料Ｂを原料計量ホ
ッパー４にて所定量計量した後、下方の予備発泡機内に
投下して所定倍率に予備発泡させるに際し、上記原料計
量ホッパー４に掃除用振動器５・５を取付け、この掃除
用振動器５・５を作動させて原料計量ホッパー４を振動
させながら、原料Ｂを原料計量ホッパー４から予備発泡
機１内へと投下するようになっている。 【効果】 付着水分の多い原料や展着剤の使用にて粘り
のある原料の場合においても、工程を自動化して無人化
が可能となり、しかも、原料投入量のバラツキによる発
泡倍数の変動を防止して、より一層の品質の安定化を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡性ポリスチレン等
の発泡性樹脂粒子、特に多量の水分が粒子に付着してい
る水分付着タイプ等の発泡性樹脂粒子の予備発泡方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発泡性ポリスチレン等の発泡性樹脂粒子
の予備発泡に用いられる予備発泡装置は、図５（ａ）に
示すように、計量手段である原料計量用ロードセル付の
原料計量ホッパー３１と予備発泡機３２とを備えてお
り、所定重量の発泡性樹脂粒子である原料Ｂを、原料計
量ホッパー３１にて計量したのち、下方の予備発泡機内
３２へと投入落下し、予備発泡機３２にて、投入された
原料Ｂに、蒸気及び圧縮エアーを吹き込み、この熱媒に
より樹脂粒子を、予め設定されている設定倍率にまで発
泡させるようになっている。

【０００３】上記予備発泡装置を使用する予備発泡工程
は、従来から自動化が図られ、工程の無人化が一つの目
標とされており、その一つとして、例えば、特開平５−
５９２０９号公報には、予備発泡倍率の調整を自動化し
た装置が開示されている。これによれば、予備発泡粒の
サンプリング等による実際の予備発泡倍率の測定が予備
発泡倍率検出手段により自動的に行われるようになって
おり、作業者は目標予備発泡倍率および許容誤差を設定
するのみで良く、操作が大幅に簡略化されて、自動化が
図られている。予備発泡倍率は、吹込蒸気圧力値、エア
レーション（圧縮エアー投入値）、原料Ｂの配合剤種及
び、使用する蒸気の質等により変化するもので、従来
は、予備発泡倍率を正確に制御したい場合、作業者が予
備発泡粒を計量カップを用いてサンプリングし、予備発
泡粒の正味重量と計量カップの容積から実際の予備発泡
倍率を算出し、設定値との誤差に応じて適時原料投入量
を修正する作業を繰り返すようになっていた。

【０００４】このようにして工程の自動化が進むなか
で、上記予備発泡装置において、依然として、作業者の
手に頼った作業があり、その一つに、原料計量ホッパー
３１の内壁等に付着した原料Ｂを、ハンマー等を使用し
て原料計量ホッパー３１の壁面を叩いて衝撃を与えるこ
とで、予備発泡機３２へと落下させる作業がある。

【０００５】つまり、原料Ｂに付着している水分量が多
くなったり、表面処理剤である帯電防止剤や配合剤等を
塗布するために展着剤が使用され、樹脂粒子の表面に粘
りがあると、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、原料計
量ホッパー３１から原料Ｂを予備発泡機３２内へ投入し
た場合、原料計量ホッパー３１の内壁面等に、原料Ｂが
付着して原料Ｂの停滞が起こり、その結果、原料投入量
のバラツキによる発泡倍数の変動が起こり、品質が不安
定化することを、前記の手に頼った作業によって回避し
ている。

【０００６】上記水分が多量に付着した発泡性樹脂粒子
としては、カーボンブラックを含有したブラックビーズ
に代表されるカラー発泡性ポリスチレン系樹脂粒子があ
る。これにおいては、予備発泡を行うまで、発泡性樹脂
粒子に水分を付着させておかないと、予備発泡させたと
きのカラー色相が変化してしまい、特にブラックビーズ
においては、白っぽい、銀色がかった色目となり、本来
の深みある黒色を呈さず、商品価値が低減することとな
るので、通常、0.5 wt％以上の付着水分の存在化で保存
される。尚、通常、このようなカラー発泡性ポリスチレ
ンの原料においては、付着水分量が１０wt％以下であれ
ば、予備発泡における計量誤差を生じさせないとされて
いるが、１０wt％以下であっても、計量誤差を生じる原
因となっているのが実状であり、そのため、上記のよう
にハンマー等による手作業が必要となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなハンマー等で衝撃を与えて落とす方法（ハンマー方
式）では、作業者の手に頼る作業であるため、工程の無
人化を図る上での大きな障害となっている。しかも、ハ
ンマー等が直接あたる部分か、よくてもその近傍でしか
落とす効果がなく、全体的に付着している原料Ｂを落下
させるには、全体を満遍なく叩く必要があり、甚だ手間
が掛かる作業であると共に、付着原料Ｂを完全に落とし
きることは甚だ困難である。

【０００８】尚、自動化可能な方法として、従来、エア
ーを吹きつけることにより、付着している原料Ｂを壁面
から剥離して、予備発泡機３２内へ落下させる方法等も
採用された。しかしながら、この方法では、吹き付けた
エアーにて、原料Ｂに付着している水分が蒸発してしま
い、原料内で水分量のバラツキが生じ、予備発泡させた
際、これを原因とする色ムラが発生し、品質が低下する
等の問題を有していたため、現在では、上述のハンマー
方式が採用されている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の発泡性樹脂粒子
の予備発泡方法は、上記課題を解決するために、発泡性
樹脂粒子からなる原料を計量手段にて所定量計量した
後、下方の予備発泡機内に投下して所定倍率に予備発泡
させる発泡性樹脂粒子の予備発泡方法において、上記計
量手段に振動手段を取付け、計量手段を振動させなが
ら、原料を計量手段から予備発泡機内へと投下すること
を特徴としている。

【００１０】

【作用】上記の方法によれば、計量手段に振動手段を取
付け、この振動手段を作動させて、計量手段を振動させ
ながら、原料を計量手段から予備発泡機内へと投下する
ようになっているので、原料は、計量手段である例えば
計量ホッパーの内壁面等に付着することなく、スムーズ
に下方の予備発泡機内へと、落下することとなる。した
がって、従来のハンマー方式のような、人の手による作
業でなく、機械による作業であるので、付着水分の多い
原料や展着剤の使用にて粘りのある原料の場合において
も、自動化が可能となり、工程の無人化が図れる。しか
も、ハンマー方式のような、付着原料の落としこぼしが
なく、原料投入量のバラツキによる発泡倍数の変動を防
止して、品質の安定化を図ることができる。

【００１１】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図２
に基づいて説明すれば、以下の通りである。本予備発泡
装置では、図１に示すように、バッチ式の予備発泡機１
を備えていて、予備発泡機１に所定量の原料Ｂが投入さ
れ、その全量が予備発泡されて抽出された後、予備発泡
粒が抽出された予備発泡機１内に新たに所定量の原料Ｂ
が投入されて次のサイクルが開始されるようになってい
る。

【００１２】上記予備発泡機１には、図２にも示すよう
に、原料上げローダ２から、ロードセル３ａを有する原
料予備ホッパー３及び原料計量ホッパー４を介して、原
料Ｂが所定量供給されるようになっている。尚、上記原
料予備ホッパー３及び原料計量ホッパー４にて、計量手
段が構成されている。

【００１３】上記原料上げローダ２には、ローダ吸引パ
イプ２ａと、原料吸い上げパイプ２ｂとが接続されてお
り、ローダ吸引パイプ２ａの吸引力にて、図示しない原
料タンクからローダ吸引パイプ２ａを経て原料Ｂを吸引
し、下方の原料予備ホッパー３内に供給するようになっ
ている。

【００１４】上記原料予備ホッパー３には、下方の原料
計量ホッパー４への原料Ｂの供給を制御するための電磁
開閉弁３ｂ・３ｂが設けられるとともに、原料計量ホッ
パー４には電磁開閉弁４ａが設けられ、さらに、この原
料計量ホッパー４と予備発泡機１の連通口には、シャッ
ター６が設けられている。

【００１５】本装置の原料計量ホッパー４には、掃除用
振動器（振動手段）５が、図において左右に２個取付け
られており、これら掃除用振動器５・５による振動作用
にて、原料計量ホッパー４から、予備発泡機１への原料
Ｂの供給をスムーズに行わせるようになっている。上記
掃除用振動器５としては、微振動を与えるものが好まし
く、例えばエクセン株式会社製の空気式ボール・バイブ
レータが使用でき、発泡性樹脂粒子の流れる方向と、内
部のボールの回転方向とを対応させるように取り付けら
れている。空気式ボール・バイブレータの場合、その振
動量は、バイブレータ挿入エアー圧の条件で変化するの
で、センサを連動させることで、原料Ｂの水分量に応じ
て比例して作動するようになっている。

【００１６】尚、これら原料上げローダ２、原料予備ホ
ッパー３及び原料計量ホッパー４等は、上記予備発泡機
１の上部に固定されたホッパー受けアーム７に支持され
ている。

【００１７】上記予備発泡機１の底部には蒸気吹出し有
孔板８が敷設されると共に、吹込蒸気管９および圧縮エ
アー吹込管１０が接続されており、蒸気吹出し有孔板８
を介して予備発泡機１内に蒸気および圧縮エアーが吹き
込まれると共に、予備発泡機１内の攪拌回転翼１ａがモ
ータ１ｂにより回転して予備発泡が行われるようになっ
ている。また、予備発泡の終了は、予備発泡粒が予備発
泡機１の上部に取り付けた発泡倍数検知レベル計１１に
到達することにより検出される。

【００１８】予備発泡機１の下部側面には、図示しない
排出弁を備えた排出ハッチ１２が穿設されており、その
排出弁の開閉は、排出ハッチシリンダー１２ｂの往復動
により制御されるようになっている。

【００１９】また、予備発泡機１の側方、かつ、排出ハ
ッチ１２の下方には、発泡粒受け１３が配されており、
予備発泡機１内で予備発泡された予備発泡粒は、上記排
出ハッチ１２から排出されこの発泡粒受け１３に送出さ
れるようになっている。

【００２０】さらに、上記予備発泡装置には、図示しな
い制御系が備えられており、この制御系にて、ユーザの
指定する所定の予備発泡倍率となるように、原料投入量
等を設定すると共に、その他、上記各部の制御を行うよ
うになっている。

【００２１】上記予備発泡装置において、ユーザによ
り、所定の予備発泡倍率が設定されると制御系にてそれ
に応じた投入量が自動設定される。そして、ユーザにて
図示しないスタートキーがＯＮされると、原料上げロー
ダ２の原料上げが開始されると共に、電磁開閉弁３ｂ・
３ｂが開かれ、原料上げローダ２から原料予備ホッパー
３を介して、原料計量ホッパー４内に原料Ｂが投入され
る。この時、原料予備ホッパー３により投入量が測定さ
れ、原料計量ホッパー４内の原料投入量が上記の設定値
に到達すると、電磁開閉弁３ｂが閉じられて原料上げロ
ーダ２からの投入が終了する。

【００２２】続いて、電磁開閉弁４ａが開かれて原料計
量ホッパー４内の原料Ｂが予備発泡機１内に充填され
る。この時、原料計量ホッパー４の壁面に取り付けられ
た掃除用振動器５・５がＯＮされ、原料計量ホッパー４
に微振動が付与される。これにて、原料計量ホッパー４
内の原料Ｂは、スムーズに、ホッパー内壁面に付着した
りして停滞することなく下方の予備発泡機１内へと落下
する。

【００２３】そして、全ての原料Ｂが予備発泡機１内へ
投入された後、予備発泡が開始され、予備発泡粒が発泡
倍数検知レベル計１１に到達して、予備発泡が終了する
と、予備発泡粒が排出ハッチ１２から排出され、図示し
ない送粒管を介して送出される。

【００２４】このように上記実施例の構成では、原料計
量ホッパー４から予備発泡機１へと原料Ｂを投入する
際、原料計量ホッパー４に微振動が付与されるようにな
っているので、ホッパー内の原料Ｂが、内壁面に付着し
て停滞するようなことがなく、スムーズに下方へと流れ
て、予備発泡機１内に投入されるようになる。したがっ
て、従来のように、作業者によるハンマーにて原料計量
ホッパー４を叩く作業は不要となり、付着水分の多い原
料や展着剤の使用にて粘りのある原料の場合において
も、工程の自動化が図れ、工程の無人化が可能となる。

【００２５】しかも、従来の作業者によるハンマー方式
に比べ、確実に所定量の原料Ｂを予備発泡機１内へ供給
することができるので、これによって、予備発泡倍率を
安定して制御することが可能となり、品質の安定性をよ
り一層向上させることができる。

【００２６】ここで、上記効果を裏付ける実験を行った
結果を記載する。実験条件は、以下の通りである。

【００２７】１．使用機種；ＳＳＫ７０型全自動連続バ
ッチ式発泡機（（株）積水工機製作所製） ２．原料発泡性樹脂粒子；エスレンビーズ ＢＬＣ（黒
色)(積水化成品工業（株）製） ３．粒度；1.0 mm ４．付着水分；11.7 wt ％ ５．発泡倍率設定値；35倍 ６．投入計量値；7.4 kg／バッチ ７．発泡数量；300 kg 本装置による実験結果は以下の通りである。

【００２８】１．実発泡倍数；34.12 〜35.90 倍 バラツキ5.11倍 ２．原料投入後の原料計量ホッパー内の原料粒の有無；
無 ３．運転；300 kg全自動運転 この実験結果から、掃除用振動器５・５を設け、原料計
量ホッパー４を振動させながら原料Ｂを投下すること
で、明らかに、実発泡倍数のバラツキを効果的に抑え、
安定した発泡倍率にて、制御できることがわかる。

【００２９】〔実施例２〕本発明の他の実施例を、図３
及び図４に基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜
上、前記実施例に示した部材と同一に機能を有する部材
には同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３０】本実施例の予備発泡装置は、図３に示すよ
うに、前記実施例の予備発泡装置の予備発泡機１の側
方、かつ、排出ハッチ１２の下方に近接してサンプリン
グ口１４が設けられ、ここで予備発泡粒がサンプリング
されてサンプリング用ブロア１５によりサンプリング管
１６を介して、予備発泡粒度測定装置１７に送られるよ
うになっている。

【００３１】予備発泡粒度測定装置１７に送られた予備
発泡粒は、供給ローダ１８および定量充填用バッフル１
９を介して計量カップ２０に投入される。予備発泡粒の
投入された計量カップ２０は、水平方向に図３中右側に
移動させられ、この際、予備発泡粒度測定装置１７の頂
部内壁から垂設された擦り切り板２１により余剰の予備
発泡粒が掻き落とされることにより、計量カップ２０内
に確実に一定体積の予備発泡粒が充填される。

【００３２】そして、擦り切り板２１を通過した計量カ
ップ２０は、計量器２２に載置され、計量器２２により
予備発泡粒および計量カップ２０の合計の重量に対応し
た電気信号が予備発泡倍率設定制御器２３に送られる。
計量済の計量カップ２０は、天地を反転させることによ
り予備発泡粒を排出した後、再び定量充填用バッフル１
９の下部に復帰する。尚、予備発泡粒度測定装置１７内
の計量済の予備発泡粒は、送粒用ブロア２４により図示
しない送粒管を介して送出される。

【００３３】予備発泡倍率設定制御器２３は、計量器２
２からの電気信号に基づいて予備発泡粒の重量を求め、
この重量および計量カップ２０の容積から、サンプリン
グした予備発泡粒の予備発泡倍率を算出する。

【００３４】そして、サンプリングにより求めた実際の
予備発泡倍率と、予めユーザが設定した目標予備発泡倍
率とを比較して、誤差が予め設定された許容範囲内であ
るか否かを判定し、許容範囲外であれば、制御盤２５を
介して原料上げローダ２による原料Ｂの供給量を補正す
るようになっている。

【００３５】上記予備発泡倍率設定制御器２３には、図
示しない表示部が設けられており、設定された目標予備
発泡倍率に応じて求められる予備発泡機１への原料Ｂの
充填量、上記充填量に基づいて自動設定される原料投入
量、上記目標予備発泡倍率、サンプリングにより求めら
れた実際の予備発泡倍率、設定された予備発泡サイク
ル、設定されたサンプリング回数等を表示するようにな
っている。また、予備発泡倍率設定制御器２３には、各
種設定値の入力等に用いる図示しないテンキー、予備発
泡の開始を指示するスタートキー、予備発泡の終了を指
示するストップキー等が設けられている。

【００３６】以下、上記予備発泡装置による予備発泡の
手順を、図４のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、ユーザが予備発泡倍率設定制御器２３により目標予
備発泡倍率を設定する（Ｓ１）。これに基づいて、予備
発泡倍率設定制御器２３により、上記目標予備発泡倍率
に対応した原料Ｂの充填量が算出され、それに応じて投
入量が自動設定され、その値が表示される。

【００３７】続いて、ユーザが予備発泡倍率の上下限を
設定し（Ｓ２）、これが予備発泡倍率設定制御器２３内
に記憶され、設定された目標予備発泡倍率が表示部に表
示される（Ｓ３）。次に、上記予備発泡倍率の上下限に
対応した原料充填量の上下限が自動設定され、表示され
る（Ｓ４）。

【００３８】続いて、ユーザが発泡サイクル（予備発泡
のロット数）および上記発泡サイクル内でのサンプリン
グ回数を設定し（Ｓ５）、スタートキーを押圧する（Ｓ
６）。これにより、原料上げローダ２の原料上げが開始
されると共に、電磁開閉弁３ｂ・３ｂが開かれ、原料上
げローダ２から原料予備ホッパー３を介して、原料計量
ホッパー４内に原料Ｂが投入される（Ｓ７）。

【００３９】そして、原料計量ホッパー４により投入量
が測定され、上記の充填値に到達すると、電磁開閉弁３
ａが閉じられて原料予備ホッパー３からの投入が一旦終
了する（Ｓ８）。続いて、原料計量ホッパー４への原料
Ｂの投入量、換言すれば、予備発泡機１への原料Ｂの充
填量がＳ４で設定された上下限内に含まれているか否か
が判定され（Ｓ９）、上下限内に含まれていなければ、
追加の投入等により補正された後（Ｓ１０）、電磁開閉
弁４ａが開かれて原料計量ホッパー４内の原料Ｂが予備
発泡機１内に充填される。この時、原料計量ホッパー４
の壁面に取り付けられた掃除用振動器５・５がＯＮさ
れ、原料計量ホッパー４に微振動が付与される。これに
て、原料計量ホッパー４内の原料Ｂは、スムーズに、ホ
ッパー内壁面に付着したりして停滞することなく下方の
予備発泡機１内へと落下する。

【００４０】そして、原料Ｂが予備発泡機１内に充填さ
れた後、予備発泡が開始され（Ｓ１１）、予備発泡粒が
発泡倍数検知レベル計１１に到達して、その回予備発泡
が終了すると、予備発泡粒が排出ハッチ１２から排出さ
れ、図示しない送粒管を介して送出されるとともに、サ
ンプリング口１４にてサンプリングされる。サンプリン
グされた予備発泡粒は、予備発泡粒度測定装置１７に送
られて計量器２２により計量される（Ｓ１２）。

【００４１】この計量値に基づいて、予備発泡倍率設定
制御器２３により実際の予備発泡倍率が算出され、Ｓ２
における予備発泡倍率の上下限の設定値と比較される
（Ｓ１３）。そして、実際の予備発泡倍率が、Ｓ２で設
定された上下限内に含まれているか否か、つまり、予備
発泡倍率の誤差が許容範囲内に含まれているか否かが判
定され（Ｓ１４）、上記上下限内に含まれていれば、サ
ンプリングを終了してＳ７に戻り、原料Ｂの充填量は前
回と同一としたまま、次のサイクルの予備発泡を開始す
る。

【００４２】一方、サンプリングにより求めた実際の予
備発泡倍率がＳ２の上下限内に含まれていなければ、原
料Ｂの充填量の設定値を補正（Ｓ１５）した後、Ｓ７に
戻り、次のサイクルの予備発泡を開始する。

【００４３】なお、Ｓ１２におけるサンプリングは、Ｓ
５における発泡サイクルおよびサンプリング回数の設定
に基づき、所定の発泡サイクル毎に行われる。また、そ
の回の発泡サイクルで実際の予備発泡倍率が目標予備発
泡倍率の上下限外であった場合は、Ｓ５の設定如何にか
かわらず、次の発泡サイクルにおいてもサンプリングが
行われる。

【００４４】このような、目標予備発泡倍率および許容
誤差を設定するのみで、所望する発泡倍率の予備発泡粒
子を得ることができる補正機能を備えた予備発泡装置
に、掃除用振動器５・５を採用した構成とすることで、
補正がより正確に行われることとなる。この結果、より
一層、所定の予備発泡倍率にて発泡させることが可能と
なり、より安定した製品を得ることができると共に、一
層の工程の無人化を促進できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の発泡性樹脂粒子の予備発泡方法
は、以上のように、発泡性樹脂粒子からなる原料を計量
手段にて所定量計量した後、下方の予備発泡機内に投下
して所定倍率に予備発泡させる発泡性樹脂粒子の予備発
泡方法において、上記計量手段に振動手段を取付け、計
量手段を振動させながら、原料を計量手段から予備発泡
機内へと投下するものである。

【００４６】したがって、原料は、計量手段である例え
ば計量ホッパーの内壁面等に付着することなく、スムー
ズに下方の予備発泡機内へと、落下することとなり、従
来のハンマー方式のような、人の手による作業でなく、
機械による作業であるので、付着水分の多い原料や展着
剤の使用にて粘りのある原料の場合においても、工程の
自動化が可能となり、無人化が図れるという効果を奏す
る。しかも、ハンマー式のような、付着原料の落としこ
ぼしがなく、原料投入量のバラツキによる発泡倍数の変
動を防止して、より一層の品質の安定化を図ることがで
きるという効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の予備発泡装置における予備
発泡機及びその周辺を示す断面図である。

【図２】上記予備発泡機の上部に備えられた原料計量ホ
ッパー及びその周辺を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の予備発泡装置の全体を示
す構成図である。

【図４】上記実施例における予備発泡の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】（ａ）〜（ｄ）共に、従来の予備発泡装置にお
ける、原料計量ホッパーから予備発泡機内への原料投下
時の原料の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 予備発泡機 ４ 原料計量ホッパー（計量手段） ５ 掃除用振動器（振動手段） Ｂ 原料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発泡性樹脂粒子からなる原料を計量手段に
   て所定量計量した後、下方の予備発泡機内に投下して所
   定倍率に予備発泡させる発泡性樹脂粒子の予備発泡方法
   において、 上記計量手段に振動手段を取付け、計量手段を振動させ
   ながら、原料を計量手段から予備発泡機内へと投下する
   ことを特徴とする発泡性樹脂粒子の予備発泡方法。