JPH0820035A - 発泡スチロールブロック成形体の成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、成形品室を構成す
る熱板の開口率を工夫する事により、厚手のブロック成
形体の中央芯部の発泡融着率を高め、全体としての融着
率の均一化を高める事と、発泡率の低い部分を出来る限
り少なくすることにより、残留発泡ガス量を出来る限り
少なくしてブロック成形体の変形率を小さくすると同時
に冷却時間を短縮出来るようにして発泡サイクル時間を
短くし、生産効率を向上させる事にある。 【構成】 発泡スチロールブロック成形体(B)
を形成するための成形金型(A)において、成形品室(1)を
構成する熱板(2a)(3a)(4a)の蒸気通流孔(2b)(3b)(4b)の
開口率が、熱板(2a)(3a)(4a)の中央部分(T)が密に形成
され、周縁部分(S)が粗に形成されている事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発泡スチロールブロック
成形体の成形金型の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、厚肉の発泡スチロールブロック
（例えば、厚さが４２０〜６００ｍｍ又はそれ以上にな
る傾向がある。）の需要が、例えば、鋳物等の木型用材
料や建材用、カット商品等の利用等に、急成長して来て
いる。ところが、肉厚が大きくなればなるほど、内部ま
で蒸気が通流しにくくなり、表面側と内部との融着率の
均一化が困難となる。従って、発泡スチロールブロック
を切削加工した場合、融着率の低い部分では小さなブロ
ックとなって欠けたり、剥脱しやすくなり加工不良を引
き起こすという欠点を生じる。

【０００３】又、品質面からも現在では、小粒径予備発
泡ビーズによるブロック成形体の需要が多くなってい
る。この場合、予備発泡ビーズが小粒径になればなるほ
ど蒸気の通流が悪くなり、内部と表面部分との融着率の
均一化は更に困難となる。例えば、１８４５×９３０×
（４２０〜６００）ｍｍのブロック成形体の場合の表面
の融着率は７０〜８０％に達するのに対して、内部では
３０〜５０％程度にしかならず、更に場所によってバラ
ツキが目立つようになった。尚、ビーズ充填部の融着率
も３０〜５０％程度である。

【０００４】これは、１つの要因として、図７に示すよ
うに、従来、金型を構成する固定側、移動側及び側面蒸
気室(2)(3)(4)に取り付けられている熱板(2a)(3a)(4a)
の蒸気通流孔(2b)(3b)(4b)の開口率が、全面にわたって
均一に配置されていたため、最近では一般的となってい
る通流加熱（一方加熱又は真空を利用した真空一方加
熱）をさせる時、図７に示すように固定側蒸気室(2)と
移動側蒸気室(3)より側面蒸気室(4)に蒸気を通流させる
が、蒸気は通流抵抗が小さく流れやすい所に多く流れる
ため、ブロック成形体(B)の中央芯部(Tb)より四隅部(S
b)に集中的に流れやすく、発泡ビーズの融着も中央芯部
(Tb)より四隅部(Sb)が強くなっていた。

【０００５】加えて、前述のように中央芯部(Tb)のよう
に蒸気の流れの悪い部分は、加熱発泡の際に出てくる発
泡ガスの排出も充分に行われないままで、表面が融着す
ることになるため、内部に残留発泡ガスも多量に残るこ
ととなる。残留発泡ガスが成形サイクルに大きく影響す
ることは発泡成形の常識となっており、残留発泡ガスが
少ない程サイクルが早いのは一般的に知られている。こ
のことから、成形サイクルも長時間になってしまい、品
質的にも生産性の面からも大きな問題となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
キャビティを構成する熱板の開口率を工夫する事によ
り、厚手のブロック成形体の中央芯部の発泡融着率を高
め、全体としての融着率の均一化を高める事と、ブロッ
ク成形体内の蒸気の通流をできる限り均一にする事とに
より、中央芯部も含めて発泡ガスを均等に排除して冷却
サイクルの短縮を画り、かつ熱板の中央芯部と四隅部の
加熱バランスを良くする事により、成形品の品質の向上
及び生産効率をアップさせる事にある。また、取出乾燥
後の変形を大幅に改善することも付加的な課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、『発泡スチロ
ールブロック成形体(B)を形成するための成形金型(A)に
おいて、成形品室(1)を構成する熱板(2a)(3a)(4a)の蒸
気通流孔(2b)(3b)(4b)の開口率が、熱板(2a)(3a)(4a)の
中央部分(T)が密に形成され、周縁部分(S)が粗に形成さ
れている』事を特徴とする。

【０００８】これにより、「一方加熱」等の通流加熱を
行った場合、固定側熱板(2a)と移動側熱板(3a)の中央部
(T)から周縁部分(S)より多くの蒸気が成形品室(1)内に
吹き込まれる事になる。中央部分(T)から吹き込まれた
多量の蒸気は成形品室(1)の中央芯部(Tb)まで進入し、
全体として成形品中央部(Tb)、四隅部(Ts)及びブロック
成形体(B)の表面等を均一に融着、加熱する事になる。

【０００９】また、蒸気の通流が中央芯部(Tb)及び四隅
部(Sb)に均等に行われるため、中央芯部(Tb)における発
泡ガスの残留も少なく、ブロック成形体(B)全体として
均一となり、成形サイクルも短くなる。しかも、中央芯
部(Tb)ｉおける残留発泡成形体ガスの量も均一に排出さ
れ少なくなるので、乾燥後の変形も極めて小さくなり、
ブロック成形品(B)の内部での発泡ビーズ間の融着も良
好な高品質ブロック(B)の成形が実現できる。従って、
鋳造用木型用材料として使用しても、切削加工等で加工
ミスを生じることも少なくなり、ブロック成形品(B)の
用途も大幅に広がってくることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って説明す
る。図１は発泡スチロールブロック成形機の主要部の概
略断面図で、固定側蒸気室(2)と側面側蒸気室(4)はそれ
ぞれ独立した蒸気室を構成し、互いに締結ボルトで接合
されている。成形品室(1)を構成するもう一つの移動側
蒸気室(3)は、開閉シリンダー(28)により開閉され、型
締時には側面側蒸気室(3)と密着保持され、型開時に
は、成形品室(1)で成形された成形体(B)を取り出すよう
になっている。側面側蒸気室(4)の上面には、成形品室
(1)へ予備発泡ビーズ(32)を供給するフィラーガン(29)
が装着されている。

【００１１】前記フィラーガン(29)の上部近くには予備
発泡ビーズ(32)を貯蔵するホッパー(30)が設置され、そ
の出口部にはホッパーシャッター(31)が装着され、原料
ホース(33)を介してフィラーガン(29)に接続されて成形
品室(1)に予備発泡ビーズ(32)を充填するよう制御され
ている。

【００１２】固定側蒸気室(2)には固定側蒸気開閉弁
(5)、固定側ドレン弁(6)、固定側真空弁(7)、及び固定
側排気弁(8)が装着され、移動側蒸気室(3)には移動側蒸
気開閉弁(11)、移動側ドレン弁(12)、移動側真空弁(13)
及び移動側排気弁(14)が装着され、側面側蒸気室(4)に
は側面側蒸気開閉弁(16)、側面側ドレン弁(17)、側面側
真空弁(18)及び側面側排気弁(19)が装着されている。

【００１３】また、固定、移動、側面の各蒸気室圧力を
制御する圧力センサ(9)(15)(20)と操作制御弁(22)(24)
(26)により蒸気調圧弁(21)(23)(25)を制御し、各々の蒸
気室へ流入する蒸気圧力を制御している。さらに、ブロ
ック成形体(B)の加熱及び冷却の制御にはブロック成形
体(B)の面圧を測定する面圧センサ(10)が固定側蒸気室
(2)に装着されている。上記各センサ(9)(10)(15)(20)に
よる制御は制御装置(27)により制御される。

【００１４】固定側及び移動側蒸気室(2)(3)の各熱板(2
a)(3a)及び側面側蒸気室(4)の天地並びに前後４枚の熱
板(4a)は、通常アルミニウム板などで構成されており、
計６枚の熱板(2a)(3a)(4a)で取り囲まれた成形品室(1)
が構成されている。そして、各熱板(2a)(3a)(4a)の蒸気
通流孔(2b)(3b)(4b)の分布は図２、図３に示すように、
その中央部分(T)が密に形成され、四隅部分(S)が粗に形
成されている。

【００１５】即ち、図２の破線ロでは、各熱板(2a)(3a)
(4a)の蒸気通流孔(2b)(3b)(4b)の開口率が、中央部分
(T)に行くほど次第に増加するように、換言すれば開口
率を表す曲線がアーチ状（＝放物線状）に形成された例
であり、実線イは、周縁部Ｓでは外周部(S)から中央部
分(T)に行くほど次第に増加し、中央部分(T)では一定と
なっている、いわゆる開口率が台形状に変化するように
構成されている例である。又、２点鎖線ハは開口率が三
角形状となるように形成された例であり、１点鎖線ニに
示すように、２点鎖線ハより線が内側に撓むような開口
率にしてもよい。本実施例では、実線イの場合が採用さ
れている。

【００１６】図３は、成形品室(1)を構成する面『固定
側熱板(2a)、移動側熱板(3a)、側面側熱板(4a)』の開口
率の変化を立体的に表したもので、図２はその立体のい
ずれかの面を縦断して開口率の変化を表で表したもので
ある。実線イの場合、開口率の高い部分（ｂ,ｄ,ｆ）は
一定の開口率で５〜８％の開口率としてある。一方、各
面の外縁部分(ａ,ｃ,ｅ)の端部の開口率（この部分の開
口率が最も低い）は１〜３％で、外縁部分(ａ,ｃ,ｅ)の
端部から中央部分（ｂ,ｄ,ｆ）に向かって開口率が漸増
して行く。漸増率は、台形状に開口率が変化する場合
は、外縁部分(ａ,ｃ,ｅ)は直線状に漸増し、中央部分
（ｂ,ｄ,ｆ）は水平となるが、勿論これに限られず、放
物線状、双曲線状その他必要に応じた変化率を採用する
事が出来る。尚、開口率とは単位面積に対する開孔面積
の割合をいう。

【００１７】蒸気供給源(35)から導出された蒸気配管(3
3)は途中で分岐しており、それぞれ側面側蒸気開閉弁(2
5)、移動側蒸気開閉弁(23)及び固定側蒸気開閉弁(21)が
接続されている。これら蒸気開閉弁(21)(23)(25)の出口
は、それぞれ側面側蒸気室(4)、移動側蒸気室(3)及び固
定側蒸気室(2)に接続されている。

【００１８】

【作用】 予備発泡ビーズ(32)の成形品室(1)への充填が完了す
ると、型閉を行い、次いで予備加熱を行う。（予備加熱
工程） 然る後、固定、移動、側面の各真空弁(7)(13)(18)を
開いて成形品室(1)内を減圧状態にする。（加熱前真空
工程） 成形品室(1)の減圧後、固定、移動、側面蒸気室(2)
(3)(4)の各ドレン弁(6)(12)(17)を全部閉じた上で、側
面側真空弁(18)のみを開く。また固定側蒸気開閉弁
(5)、移動側蒸気開閉弁(11)を開いて、固定及び移動蒸
気室(2)(3)から成形品室(1)に蒸気を流入させる。する
と、蒸気は固定及び移動側蒸気室(2)(3)から側面側蒸気
室(4)に流れて行く。

【００１９】この時、固定、移動及び側面の各熱板(2a)
(3a)(4a)の開口率が前述のように中央部分(T)に密に穿
設されているために、固定及び移動側熱板(2a)(3a)のそ
れぞれ中央部(T)から成形品室(1)に流れ込む蒸気量が多
くなり、その結果、図４に示すように蒸気が中央芯部(T
b)まで達し、そこから方向を変えて四周の側面側熱板(4
a)の中央部(T)に向かって流れ、側面側真空弁(18)に吸
い込まれて行く。これにより、中央芯部(Tb)の蒸気通過
量が増え、従来の図７のようなショートパス蒸気量は格
段に少なくなる。その結果、中心芯部(Tb)でも十分な発
泡が行われ、成形品室(1)の中心芯部(Tb)と四隅部(Sb)
との融着率の差が従来に比べて著しく小さくなる。（真
空一方通流加熱工程 図４）

【００２０】真空一方通流加熱工程が終了すると、図
５に示すように、側面蒸気室(4)のドレン弁(17)と排気
弁(19)を開き、固定及び移動蒸気室(2)(3)の各ドレン弁
(6)(12)を閉じた上、固定側蒸気開閉弁(5)及び移動側蒸
気開閉弁(11)を開いて、成形品室(1)に蒸気を流入させ
る。

【００２１】この時は、側面側真空弁(18)による吸引効
果はなくなるが、依然として固定及び移動熱板(2a)(3a)
のそれぞれ中央部(T)から、成形品室(1)の中央芯部(Tb)
を通って、四周の側面側熱板(4a)の中央部(T)に向かっ
て流れて行く蒸気通過量が多く、この場合も従来の図７
のようなショートパス蒸気量は格段に少なくなる。その
結果、中央芯部(Tb)でも十分な発泡が行われ、成形品室
(1)の中央芯部(Tb)と四隅部(Sb)との融着率の差が従来
に比べて著しく小さくなる。（一方通流加熱図５）

【００２２】最後に仕上げのために、固定側、移動側
並びに側面側のドレン弁(6)(12)(17)を全部閉じ、固定
側、移動側並びに側面側の蒸気開閉弁(5)(11)(16)を全
部開けて、ブロック成形体(B)を全面加熱する。しかし
この時は各蒸気室圧力センサ(9)(15)(20)及び成形体面
圧センサ(10)の作動によって、各蒸気開閉弁(5)(11)(1
6)の流量調整弁(21)(23)(25)が自動的に各蒸気室(2)(3)
(4)の圧力に応じて絞られているので、成形品室(1)に蒸
気はあまり流れ込むことはないが、ブロック成形体(B)
の各面の発泡状態のバランスをとる操作を行い、その結
果全体として美しい融着仕上がりのブロック成形体(B)
を得ることができる。（全面加熱 図６）

【００２３】全面加熱が終了すると、保熱、水冷、排
水、真空放冷と大気放冷とを繰り返し、ブロック成形体
(B)の形状が変形しないように成形体面圧センサ(10)で
面圧を測定しながら注意深く冷却し、最後にエジェクト
してブロック成形体(B)を成形金型(A)から取り出す。

【００２４】

【発明の効果】本発明では、成形品室を構成する熱板の
開口率を工夫することにより、通流蒸気がブロック成形
体の端面部分、即ち四隅部をショートパスしにくくな
り、第１にブロック成形体の中央芯部分の融着率が大幅
に促進され、中央芯部と四隅部との融着率の均一化が向
上して全体に高融着のブロック成形体を得る事が出来
る。これに加えて、前述のように中央芯部や四隅部側と
も通流量が均等になるため、中央芯部の予備発泡ビーズ
の発泡ガス残留量が中央芯部に達した蒸気通流で減少
し、且つ蒸気熱エネルギーの滞留も少なくなり、冷却後
の変形が少なくなるために冷却速度を高める事ができ
る。従って、発泡成形工程のハイサイクル化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる発泡成形機の要部概略断面図

【図２】本発明の成形品室を構成する熱板の開口率の変
化を表すグラフ

【図３】本発明の成形品室を構成する熱板の開口率を示
す立体斜視図

【図４】本発明における真空一方通流加熱時の蒸気の流
れを示す金型断面図

【図５】本発明における一方通流加熱時の蒸気の流れを
示す金型断面図

【図６】本発明における全面加熱時の蒸気のかかる状態
を示す金型断面図

【符号の説明】

(A)…成形金型 (B)…発泡スチロールブロック成形体 (T)…熱板の中央部分 (S)…熱板の周縁部分 (Tb)…ブロック成形体の中央芯部 (Sb)…ブロック成形体の四隅部 (1)…成形品室 (2)…固定側蒸気室 (2a)…固定側熱板 (2b)…固定側熱板蒸気通流孔 (3)…移動側蒸気室 (3a)…移動側熱板 (3b)…移動側熱板蒸気通流孔 (4)…側面側蒸気室 (4a)…側面側熱板 (4b)…側面側熱板蒸気通流孔 (5)…固定側蒸気開閉弁 (6)…固定側ドレン弁 (7)…固定側真空弁 (8)…固定側排気弁 (9)…固定側蒸気室圧力センサ (10)…成形体面圧センサ (11)…移動側蒸気開閉弁 (12)…移動側ドレン弁 (13)…移動側真空弁 (14)…移動側排気弁 (15)…移動側蒸気室圧力センサ (16)…側面側蒸気開閉弁 (17)…側面側ドレン弁 (18)…側面側真空弁 (19)…側面側排気弁 (20)…側面側蒸気室圧力センサ (21)…固定側蒸気流量調整弁 (22)…移動側蒸気流量調整弁 (23)…側面側蒸気流量調整弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡スチロールブロック成形体を
   形成するための成形金型において、 成形品室を構成する熱板の蒸気通流孔の開口率が、熱板
   の中央部分が密に形成され、周縁部分が粗に形成されて
   いる事を特徴とする発泡スチロールブロック成形体の成
   形金型。
2. 【請求項２】 熱板の蒸気通流孔の開口率が、中
   央部分に行くほど次第に増加するように形成されている
   事を特徴とする請求項１に記載の発泡スチロールブロッ
   ク成形体の成形金型。
3. 【請求項３】 熱板の蒸気通流孔の開口率が、周
   縁部では外周部から中央部分に行くほど次第に増加し、
   中央部分では一定に構成されている事を特徴とする請求
   項１に記載の発泡スチロールブロック成形体の成形金
   型。