JPH1148343A - 発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備排気工程、融着加熱工程において、過熱
現象を防止し、発泡状態の均質性を向上させるととも
に、工程サイクルタイムの短縮化を可能とする。 【解決手段】 スチームの最高圧力を予め設定した第１
圧力設定値以下に制御して、スチームをチャンバ内およ
び発泡性原料ビーズ間の空気と置換する予備排気工程
（イ）〜（ト）と、チャンバ内の圧力を予め設定された
第２圧力設定値に昇圧し、前記発泡性原料ビーズ相互を
融着させる昇圧融着工程（チ）と、チャンバ内の圧力を
低下させ予め設定された第４圧力設定値に保持しながら
発泡成形体の表皮の形成を完成させる仕上げ加熱工程
（リ）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡ポリスチレン
樹脂製の断熱性の生鮮食品保存用または運搬用容器ある
いは建設用型材、または断熱床下地材などを製造するた
めの発泡成形方法に関するものであって、特に最も重要
な工程である発泡性原料ビーズ相互を融着させる工程を
中心とした排気工程、昇圧工程および仕上げ加熱工程の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の背景となる発泡成形方法の概要
を説明すると、この発泡成形に用いられる金型装置の配
置は、図５の断面略図に示すように、発泡製品が充填成
形されるキャビティ１を形成するよう、雄型となる凸型
インサイド３１と雌型となる凹型インサイド２１が対向
配置されるとともに、凹型インサイド２１は固定され移
動できないが、凸型インサイド３１は、図５のように凹
型インサイド２１内にキャビティ１を形成した状態から
水平に移動（図５では右方向へ）し、成形された発泡体
を取り出すことができるよう移動可能に配置されてい
る。このインサイド２１、３１には、後記の加熱用スチ
ームが通過できるよう無数のベントホールが透設されて
いる。

【０００３】また、これらインサイド２１、３１の裏面
側には、フレーム２２、３２と裏板２３、３３が設けら
れ、スチームなどの用役が供給される固定側チャンバ２
と移動側チャンバ３が形成されている。なお、この事例
では、フレーム２２、３２の上部には、上部用役口２
４、３４が、下部には、下部用役口２５、３５が配設さ
れていて、上部用役口２４、３４には、加熱用スチーム
が供給されるスチーム弁４１、５１が接続され、下部用
役口２５、３５には、減圧タンクまたは減圧ポンプに連
なる吸引弁４２、５２および用役を排出するドレン弁４
３、５３が接続されている。

【０００４】このような発泡成形用金型装置において、
金型装置の閉盤、予備発泡させた発泡性原料ビーズのキ
ャビティ１内への充填、発泡性原料ビーズの加熱、金型
装置の冷却、金型装置の開盤、発泡成形体の取り出し等
の工程、手順で操作され、所定の発泡ポリスチレン樹脂
などからなる発泡成形製品が生産される。本発明は、こ
のような発泡性原料ビーズの加熱処理の工程の改良に係
るものであり、従来から知られているこの工程について
さらに詳細に説明する。

【０００５】特開昭５７−１７４２２３号公報には、図
６の工程図に示される加熱工程が記載されている。図中
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、金型内の空気をスチーム
と置換するとともに、原料ビーズ間の空気をスチームと
置換するための予備排気工程を示し、（ｅ）は、原料ビ
ーズを融着させるための融着加熱工程を表示している。
この図では、黒塗りつぶしの弁記号は閉鎖状態を、白抜
き弁記号は開放状態を示す。

【０００６】それによると、（ａ）キャビティ１内に発
泡性原料ビーズを充填した後、ごく短時間、スチーム弁
４１、５１を開き、０．７〜１．０ｋｇ／ｃｍ² 程度の
スチームをチャンバ２、３に供給するとともに、吸引弁
４２、５２を開いて金型内の特にチャンバ２、３内の空
気を吸引排出する。この場合、次の（ｂ）工程で原料ビ
ーズ間の空気を短時間に排出できるように、原料ビーズ
間にも一旦スチームを侵入させるのが好ましく、このた
め、チャンバ２、３内をスチームでプラス圧に高めるよ
うに、前記スチームをタイマーで定めた所定短時間、例
えば２〜５秒間、供給するよう設定されている。

【０００７】（ｂ）次に、スチーム弁４１、５１を閉じ
て、吸引減圧操作を継続する。かくして金型内を減圧状
態にすれば、原料ビーズ間の空間に存在していた空気も
両側のインサイドに設けられているベントホールを経由
して吸引され排出される。この操作（ｂ）は、タイマー
により３〜５秒間継続され、チャンバ内圧力はマイナス
０．５ｋｇ／ｃｍ² 程度の減圧状態に到達するよう設定
されている。

【０００８】（ｃ）次に、金型内をマイナス圧の減圧状
態としたところで上記の吸引弁４２、５２を閉じて、一
方のチャンバ３側のスチーム弁５１を開いてタイマーに
より短時間、例えば３〜５秒間程度、スチームを供給す
る。この場合、チャンバ３に供給されたスチームは、キ
ャビティ１内の原料ビーズ間を透過して反対側のチャン
バ２に流入することになり、原料ビーズ間に僅かに残留
していた空気もスチームと置換されると同時に、金型各
部が加熱されることになる。そして通常は、スチームが
供給されるチャンバ３は、プラス圧、例えば０．５ｋｇ
／ｃｍ² 程度に達するが、反対側のチャンバ２は、０．
３ｋｇ／ｃｍ² 程度に達する。

【０００９】（ｄ）次に、スチーム弁５１を閉じ、チャ
ンバ２側のスチーム弁４１を開いて、同様な操作をタイ
マーにより短時間、例えば３〜５秒間程度、チャンバ２
側から行い、金型内の空気を完全に排除するとともに、
双方のインサイド２１、３１の温度が大きな差を生じな
いように加熱する。この場合には、チャンバ２側は所定
の最高温度、例えば０．７ｋｇ／ｃｍ² の飽和スチーム
の温度に到達するとともに、チャンバ３側では若干低め
の０．６ｋｇ／ｃｍ² 程度まで上昇する。

【００１０】（ｅ）最後に、双方のスチーム弁４１、５
１を開いた状態で、加熱用スチームを双方のチャンバ
２、３に供給して原料ビーズを加熱し、発泡を完了させ
るとともに相互に融着させ、発泡成形体を形成させる。
この操作では、０．７〜１．０ｋｇ／ｃｍ² の飽和スチ
ーム圧（温度１１４℃〜１２０℃相当）をタイマーで定
めた所定の時間、例えば６〜１５秒間、継続するよう設
定されている。

【００１１】この方法は、旧来の予備加熱用スチームを
使用する方法に較べ、全生産工程のサイクル時間と消費
エネルギをそれぞれ５０％以上削減するとともに、発泡
成形体の融着状態の均一化に効果的であったが、次のよ
うな問題があることが分かってきた。 （１）上記の予備排気工程（ａ）において、チャンバ内
を０．５ｋｇ／ｃｍ² 程度の飽和スチームでプラス圧に
するとき、部分的に過熱することがあり、発泡状態にむ
らが生じる場合があった。また、予備排気工程（ｂ）に
おいて、タイマー制御のため、減圧の程度に安全を見込
むため深くなり過ぎることがあり、過冷却状態となり次
の加熱工程のエネルギロスを招く原因となっていた。

【００１２】（２）上記の予備排気工程（ｃ）（ｄ）に
おいて、チャンバ間の圧力差を大きく設定できないので
スチームの十分な透過が得られないことがあるため、内
在空気を確実には排除、置換しきれないことがある。ま
た圧力差を大きくしようとすると、部分的な過熱現象が
見られる他、工程（ｄ）の終段には融着温度に到達する
ことが多いので、そのため原料ビーズ相互に部分的に不
均質な融着が生じてしまう。その結果、その部分の断熱
性が急激に上昇して、さらに温度ムラが助長されるとい
う品質上の問題となる原因を惹起する他、凹型、凸型の
インサイドが均熱状態に到達しにくいという問題もあっ
た。

【００１３】（３）上記（ｅ）の融着加熱工程において
は、その当初から原料ビーズが部分的に融着反応を開始
している状態であるので、その部分の断熱性が高くなり
内部に向かって熱伝導性が失われるから、内部まで充分
に発泡融着させるため、やや高めの温度を与える必要が
あった。このため、供給スチームのエネルギのロスや、
冷却工程での冷却水と冷却時間のロスが生じるうえ、冷
却工程の所要時間として、代表的な製品、魚箱本体の場
合、約１００秒間を要していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、加熱用スチー
ムによる発泡性原料ビーズの発泡処理における予備排気
工程、融着加熱工程において、過熱現象を防止して、キ
ャビティ内の温度ムラを極力低減したうえ、成形体内部
の融着操作と表皮の形成操作とをコントロールして、発
泡状態の均質性を向上させるとともに、工程サイクルタ
イムの短縮化とエネルギロスの低減をも可能とする発泡
成形方法を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、凸型およ
び凹型のインサイドに包囲形成されたキャビティに充填
した発泡性原料ビーズを、前記インサイドの裏面側に形
成したチャンバに送入したスチームにより加熱して発泡
させ融着させる発泡成形方法であって、前記チャンバ内
にスチームを送入しチャンバ内および発泡性原料ビーズ
間の空気と置換する予備排気工程と、チャンバの排気口
を閉じてスチームを送入してチャンバ内の圧力を予め設
定された第２圧力設定値に昇圧し、前記発泡性原料ビー
ズ相互を融着させる昇圧融着工程と、この昇圧融着工程
に続いてチャンバ内の圧力を低下させ予め設定された第
４圧力設定値に制御しながら発泡成形体の表皮の形成を
完成させる仕上加熱工程とを含むことを特徴とする発泡
成形方法により解決することができる。

【００１６】また、本発明は、前記予備排気工程におい
て、スチームが送入されるチャンバ内の最高圧力を予め
設定した第１圧力設定値以下に制御して、前記発泡性原
料ビーズをその融着温度未満の雰囲気下に保持する形態
として具体化することができる。この場合、前記予備排
気工程の初期において、チャンバ内を減圧して前記発泡
性原料ビーズ間の空気を排出する操作を行うよう、さら
に具体化することができる。

【００１７】さらに、本発明は、前記昇圧融着工程から
仕上げ加熱工程に移行するときの圧力制御において、チ
ャンバ内の圧力が前記第２圧力設定値と前記第４圧力設
定値の中間に位置する第３圧力設定値を経由するよう制
御して、前記圧力が前記第４圧力設定値を一時的に下回
るのを防止しつつチャンバ内の圧力を低下させる形態と
して具体化することもできる。

【００１８】また、上記の問題は、以下に示すより具体
化した発明によって解決することができる。それは、凸
型および凹型のインサイドに包囲形成されたキャビティ
１に充填したポリスチレン系発泡性原料ビーズを、前記
インサイドの裏面側に形成したチャンバに送入したスチ
ームにより加熱して発泡させ融着させる発泡成形方法で
あって、前記チャンバ内に送入されたスチームの最高圧
力を０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の設定値以下
に制御し、前記発泡性原料ビーズをその融着温度未満の
雰囲気下に保持しつつ、チャンバ内および発泡性原料ビ
ーズ間の空気を排気して前記スチームと置換する予備排
気工程と、チャンバの排気口を閉じてスチームを送入し
てチャンバ内の圧力を０．６〜１．５ｋｇ／ｃｍ² の範
囲内の設定値に昇圧し、前記発泡性原料ビーズ相互を融
着させる昇圧融着工程と、この昇圧融着工程に続いてチ
ャンバ内の圧力を低下させ０．３〜１．３ｋｇ／ｃｍ²
の範囲内の設定値に制御しながら発泡成形体の表皮の形
成を完成させる仕上げ加熱工程とを含むことを特徴とす
る発泡成形方法である。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の発泡成形方法の１
実施形態を図１、図２に示す（イ）〜（リ）の工程図に
従い説明する。なお、必要に応じて発泡成形用金型装置
を示す図３を参照する。なお、図１、（イ）〜（ト）は
従来の予備排気工程に相当し、図２、（チ）（リ）は従
来の融着加熱工程に相当するものである。

【００２０】先ず、操作（イ）では、上部のスチーム弁
４１、５１と下部の吸引弁４２、５２を開き、スチーム
をチャンバ２、３内に、短時間、例えば１秒以下の時間
だけ送入して、内部の空気を吸引、排出する。

【００２１】次に、操作（ロ）では、上部のスチーム弁
４１、５１を開いたまま、吸引弁４２、５２を閉じ、下
部のドレン弁４３、５３を開き、スチームをチャンバ
２、３に１〜２秒間送入して、内部の空気をドレン弁４
３、５３を通じて大気側に排出する。この場合、チャン
バ２、３内の圧力を、後記操作（ハ）の排気のために常
圧より若干プラスの加圧状態にして、キャビティ内に収
容した発泡性原料ビーズの相互間にスチームを侵入させ
ることが必要であるが、原料ビーズを融着反応が生じな
い雰囲気下に保持しておくことが重要であり、この実施
形態では、融着反応が生じない温度として予め設定した
供給飽和スチームの圧力である第１圧力設定値を超えな
いように圧力センサにより測定しつつ制御している。

【００２２】次に図１、操作（ハ）では、スチームの送
入とドレン弁からの排気を停止し、上下の吸引弁４２、
５２、および４２ｂ、５２ｂ開いて、チャンバ２、３内
の圧力がマイナス圧力になるまで減圧して、上記
（イ）、（ロ）で導入したスチームとともに、原料ビー
ズの相互間に存在した空気をも排出する。この場合に所
要時間は１〜２秒程度であるが、圧力センサで圧力を計
測していて、減圧の度合いが深くなり過ぎないよう監視
し、例えば最低でもマイナス０．３ｋｇ／ｃｍ² 程度に
制御するのが好ましい。

【００２３】次の操作（ニ）では、操作（ハ）の後、一
方のスチーム弁、例えば固定側スチーム弁４１からスチ
ームの供給を再開し、移動側吸引弁５２から吸引を継続
する。このとき、スチームは、チャンバ２からキャビテ
ィ１内の原料ビーズの間を透過してチャンバ３を経て減
圧化装置（図示せず）に吸引される。同時に、操作
（ハ）によってもなお残留した空気も排出され、金型内
の空気からスチームへの置換が迅速に進行することにな
る。なお、この操作（ニ）を約１秒間行い、次の操作
（ホ）に移る。

【００２４】操作（ホ）では、開放していた吸引弁５２
を閉じ、スチーム弁４１からのスチームの供給を継続す
る。そして、圧力センサで圧力を計測して、チャンバ内
圧力がマイナス圧の状態から実質的に大気圧に到達した
ときに、次の操作（ヘ）に移る。

【００２５】操作（ヘ）では、スチーム弁４１からのス
チームの供給を継続しつつ、ドレン弁５３を開いて、チ
ャンバ３を大気圧に開放する。ここで、１〜２秒間、ス
チームをチャンバ２から３に向けて適度な圧力差のもと
で透過させ、原料ビーズ間の残留空気の排除を充分に行
う。

【００２６】次いで操作（ト）では、前記操作（ヘ）の
反対の態様で、１〜２秒間、スチームをチャンバ３から
２の方向へ透過させて、スチームの流れを切り換えるこ
とにより、残留空気を余すことなく確実に排除して置換
を完了するとともに、先の操作（ヘ）とこの操作（ト）
により、充填された原料ビーズおよびキャビティ１の周
辺部品の部分的な温度むら、偏りなどを可能なかぎり少
なくして、次の昇圧融着工程のため準備工程である予備
排気工程（イ）〜（ト）を完了させる。

【００２７】以上説明したこれらの操作（ニ）（ホ）に
おいて、後段の原料ビーズの融着に必要なスチーム圧力
に短時間に到達させて、エネルギロスを削減するために
は、チャンバ２、３内の圧力をできるだけ高めて、発泡
性原料ビーズの間にスチームを侵入させることが好まし
い反面、製品の融着ムラを防止するためには、原料ビー
ズの相互間の部分的な融着反応が生じないよう抑制して
おくことが特に重要である。そこで、この操作（ニ）
（ホ）において、先の操作（イ）（ロ）の場合に同じ
く、融着現象が生じない温度に相当する蒸気圧として予
め設定した第１圧力設定値を超えないように圧力センサ
により測定しつつ、チャンバ内の最高圧力を制御してい
る。これにより、キャビティ内の原料ビーズを融着温度
未満の雰囲気下に保持しているのである。

【００２８】このようにして、この実施形態では、予備
排気工程である操作（イ）〜（ト）のそれぞれにおい
て、チャンバ内圧力が第１圧力設定値を超えないように
制御されているのである。そして、発泡性原料ビーズが
ポリスチレンまたはポリエチレン系発泡性ビーズである
場合には、この第１圧力設定値は、好ましくは、０．２
〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内に設定されるのがよい。

【００２９】次に、従来方法では融着加熱工程に相当す
る工程に移行するのであるが、ここでは昇圧融着工程
（チ）、と仕上げ加熱工程（リ）に分けて説明する。先
ず、この昇圧融着工程（チ）では、チャンバの排気口を
閉じたうえ、スチームを送入してチャンバ内の圧力を、
前記原料ビーズ相互の融着を急速に進行させる温度を持
った蒸気圧として予め設定された第２圧力設定値に昇圧
させ、ごく短時間暴露する。この場合、前記原料ビーズ
は、インサイドに接している部分より内部の方が先に急
速に融着温度に到達して、直ちに相互に融着して発泡成
形体として形成、一体化が進むことが判明してきた。

【００３０】なお、この昇圧融着工程（チ）において設
定される前記の第２圧力設定値としては、発泡性原料ビ
ーズがポリスチレンまたはポリエチレン系発泡性ビーズ
である場合には、好ましくは０．６〜１．５ｋｇ／ｃｍ
² の範囲内の値に設定される。

【００３１】次に、本発明のこの昇圧融着工程（チ）に
おいて、発泡成形体として融着、一体化が、その内部か
ら先に進行する理由を説明する。前記予備排気工程が完
了した段階では、原料ビーズは、加熱されて発泡がかな
り進行した状態になったうえ、周囲を包囲しているイン
サイドとともに、融着温度未満ではあるが融着直前の状
態に到達している。そこで、昇圧融着工程（チ）に移行
して、高温スチームが送入され急激に昇圧されて融着温
度雰囲気に曝されることになるが、未融着の原料ビーズ
とそれに接している金属製のインサイドでは、比熱と重
量が顕著に異なり、原料ビーズ部分の熱容量はインサイ
ドのそれより１／１００以下であるから、原料ビーズの
大部分は瞬時に融着温度に到達するが、インサイド部分
は温度上昇に遅れが生じ、約３〜４秒程度の遅延が実測
され、最大１０℃程度の温度差が生じることが分かっ
た。

【００３２】本発明では、このような現象が起きるた
め、発泡成形体の内部ではビーズ相互の融着反応がある
程度進行しても、低温のインサイド金属に接触している
表面部分は融着反応が進行しにくい状態に止まっている
から、原料ビーズの固有の融着開始温度よりかなり高め
の温度の高温スチームを用いても、より容易に成形体の
内部にまで侵入させて、融着反応を迅速に進行させるこ
とができるというように、融着状態をある程度制御する
ことが可能となるのである。

【００３３】このようにして、本発明では、発泡成形体
の表皮の形成前にその内部の融着の進行度合いを調整で
きるので、完成発泡成形体の圧縮強度、曲げ強度を制御
することが可能となる利点が得られた。なお、そのよう
な制御のためにも、昇圧融着工程（チ）では高圧スチー
ムの供給にあたって可及的に流路抵抗を減少させる配慮
を行い、急速に所定の第２圧力設定値に到達させること
が重要である。

【００３４】次に、本発明の仕上げ加熱工程（リ）で
は、前工程の昇圧融着工程（チ）で到達したチャンバ内
の圧力を若干低下させるところに特長がある。すなわ
ち、原料ビーズの融着温度以上の蒸気圧ではあるが先の
第２圧力設定値より低く予め設定された第４圧力設定値
に保持しながら発泡成形体の表皮の形成を完成させるの
である。この仕上げ加熱工程（リ）では、先の昇圧融着
工程（チ）においては温度上昇が遅れていたインサイド
などの金型部分の温度も原料ビーズの融着に寄与する程
度の温度に到達するので、発泡成形体の表面温度を融着
温度に保持するのに好都合となり、先の第２圧力設定値
より低い圧力である第４圧力設定値の状況下でも、成形
体の表面部分の融着が進行して、所望の硬度の表皮を得
ることができるようになる。

【００３５】なお、この仕上げ加熱工程（リ）の所要時
間は、通常約５秒間であるが、表皮の要求硬度によって
調節され得る。また、第４圧力設定値としては、発泡性
原料ビーズがポリスチレンまたはポリエチレン系発泡性
ビーズである場合には、好ましくは０．３〜１．３ｋｇ
／ｃｍ² の範囲内に設定される。

【００３６】本発明においては、第２圧力設定値と第４
圧力設定値の２種類の圧力が、いずれも原料ビーズの融
着温度以上の蒸気圧として予め設定されるが、その理由
を、チャンバ内圧力の時間経過を示すグラフを示す図３
を参照して説明する。曲線１は、本発明の場合を例示す
る経過曲線であり、昇圧融着工程はａ点から圧力がｐＢ
に昇圧するｂ点まで、仕上げ加熱工程はｂ点から降圧し
て圧力ｐＤを維持しｃ１点に至るまで、その後の冷却工
程は冷却操作によってｃ１点から降圧して離型可能な内
圧に至るｄ１点まで、等の経過曲線により示されてい
る。

【００３７】また、曲線２は、従来の発泡成形方法の場
合を重ね合わせて記載した経過曲線であり、ｂ点までは
本発明と同一として仮定し、仕上げ加熱工程（ｂ点〜ｃ
２点）において、圧力ｐＢを保持して、ｃ２点から冷却
工程に入りｄ２点で終了している。なお、曲線１、２と
も昇圧融着工程および仕上げ加熱工程の経過曲線ではチ
ャンバの圧力を基準としているが、冷却工程では発泡成
形体内部の圧力を基準に表示してある。

【００３８】このグラフ図３に示される特長的なこと
は、冷却完了までの所要時間を比較すると、本発明を例
示する曲線１と、従来を例示する曲線２との差が示すよ
うに、本発明ではごく短時間で済んでいる点が指摘でき
る。その具体的な時間の１例を以下に挙げる。本発明の
曲線１では、仕上げ加熱工程の所要時間ｔ２〜ｔ４は５
〜１０秒であり、冷却工程の所要時間ｔ３〜ｔ５は４０
〜５０秒程度必要である。一方、従来例の曲線２では、
仕上げ加熱工程の所要時間ｔ２−ｔ４は、８〜１５秒を
要し、冷却工程の所要時間ｔ４〜ｔ６は、１００秒程度
が必要とされた。

【００３９】このような大きな時間差が生じる理由は、
仕上げ加熱工程では、曲線１と２とも成形体表面の融着
に要する時間であるからあまり差が生じないが、冷却工
程では、発泡成形体が断熱性が大きいので、内部まで冷
却するには仕上げ加熱工程の数倍の時間を必要とするう
え、冷却速度も近似しているところから、冷却開始時の
圧力差すなわち温度差がこの例示のような大きな時間差
となるのである。

【００４０】以上説明したように、本発明においては、
原料ビーズの融着温度以上の蒸気圧として予め設定した
２種類の第２圧力設定値と第４圧力設定値を、前記した
ように昇圧融着工程および仕上げ加熱工程において工程
の制御要素として用いるので、成形体内部の発泡性原料
ビーズの相互間の融着反応と発泡成形体の表面皮膜の形
成反応のそれぞれを制御できるから、所望の品質の発泡
成形体を得ることができるという利点に加え、冷却工程
を含めた発泡成形総所要時間を大幅に短縮できるという
効果を奏するのである。また、仕上げ加熱工程で低圧ス
チームを用いるので、不測の過熱現象も抑制されるの
で、仕上がりムラが防止できるほか、原料ビーズの一部
分が金型に、特にベントホールの開口付近に焼き付い
て、製品表面に傷を付けるという不良もあわせて防止で
きる効果も得られた。

【００４１】また、先に説明したこの実施形態の予備排
気工程（イ）〜（ト）では、チャンバ圧力を融着現象が
生じない温度に相当する蒸気圧として予め設定したた第
１圧力設定値を超えないように制御しているので、部分
的な過熱現象が確実防止できるから、温度むらが生じな
いうえ、スチームの侵入、透過などが円滑に行われる利
点が得られる。また、その原料ビーズがむらのない均熱
状態でもって、続く昇圧融着工程に一斉に移行できるの
で、前記したところの、発泡性原料ビーズの相互間の融
着反応と発泡成形体の表面皮膜の形成反応のそれぞれを
制御できるという本発明の特長を一層有効なものにする
ことができる。

【００４２】さらに、本発明においては、前記昇圧融着
工程（チ）から仕上げ加熱工程（リ）に移行する圧力制
御において、チャンバ内の圧力が所定時間経過後に前記
第２圧力設定値と前記第４圧力設定値の中間に位置する
第３圧力設定値を経由するよう制御して、チャンバ内の
スチーム圧力が前記第４圧力設定値を一時的に下回るの
を防止しつつチャンバ内の圧力を低下させる形態として
具体化するのが好ましい。

【００４３】この第３圧力設定値の意義を図４を参照し
ながら説明する。図４では、曲線１は本発明の圧力−時
間経過曲線であり、鎖線の曲線２は参考例の同経過曲線
である。一般に高い圧力ｂ点（圧力ｐＢ、時間ｔ１）か
ら次の制御圧力であるｐＤに短時間に降圧させる場合、
制御系か落ち着くまでの過渡的現象として、圧力が一時
的にｐＤを下回るｃ２点（圧力ｐｘ）を通ってからｄ２
点で圧力ｐＤに復帰するという、行き過ぎ現象（この場
合はアンダーシューットともいわれる）が生じることに
なる。

【００４４】そこで、行き過ぎ現象のない曲線１に比較
して曲線２の場合が示すように、仕上げ加熱工程の処理
時間を行き過ぎ時間分だけ延長しなければならなくな
る。つまり、行き過ぎ時間（ｔ１〜ｔ２、この実施形態
では約５秒程度となる）相当分を時間ｔ３に追加して時
間ｔ４まで延長する必要が生じるので、全体として約１
５秒前後の所要時間になる。ところが、この実施形態の
ように、減圧開始から所定時間経過後に第３圧力設定値
を経由するよう制御すれば、前記したような過渡的現象
が発生しない円滑な曲線１の経過を経ることになる。こ
のようにして、曲線１では、この行き過ぎ時間をカット
できるので、参考例の曲線２に比較して、約３０％の時
間短縮が可能とな利点が得られるのである。

【００４５】

【発明の効果】本発明の発泡成形方法は、以上に説明し
たように構成されているので、予備排気工程において、
過熱現象を防止して、キャビティ内の温度ムラを極力低
減したうえ、また融着加熱工程において、成形体内部の
融着操作と表皮の形成操作とが制御可能となり、発泡状
態の均質性を向上させるとともに、冷却工程の所要時間
を短縮できるなど工程サイクルタイムの短縮化とエネル
ギロスの低減をも達成できるという優れた効果がある。
よって本発明は従来の問題点を解消した発泡成形方法と
して、その工業的価値は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための工程前半略
図。

【図２】本発明の実施形態を説明するための工程後半略
図。

【図３】昇圧融着工程〜冷却工程の圧力の時間経過を示
すグラフ。

【図４】昇圧融着工程から仕上げ加熱工程への圧力の移
行状態を示すグラフ。

【図５】発泡成形装置の要部断面略図。

【図６】従来の発泡成形方法を説明するための工程図。

【符号の説明】

１ キャビティ ２、３ チャンバ ２１、３１ インサイド ２２、３２ フレーム ２３、３３ 裏板 ４１、５１ スチーム弁 ４２、５２ 吸引弁 ４３、５３ ドレン弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸型および凹型のインサイドに包囲形成
   されたキャビティに充填した発泡性原料ビーズを、前記
   インサイドの裏面側に形成したチャンバに送入したスチ
   ームにより加熱して発泡させ融着させる発泡成形方法で
   あって、前記チャンバ内にスチームを送入しチャンバ内
   および発泡性原料ビーズ間の空気と置換する予備排気工
   程と、チャンバの排気口を閉じてスチームを送入してチ
   ャンバ内の圧力を予め設定された第２圧力設定値に昇圧
   し、前記発泡性原料ビーズ相互を融着させる昇圧融着工
   程と、この昇圧融着工程に続いてチャンバ内の圧力を低
   下させ予め設定された第４圧力設定値に制御しながら発
   泡成形体の表皮の形成を完成させる仕上げ加熱工程とを
   含むことを特徴とする発泡成形方法。
2. 【請求項２】 前記予備排気工程において、スチームが
   送入されるチャンバ内の最高圧力を予め設定した第１圧
   力設定値以下に制御して、前記発泡性原料ビーズをその
   融着温度未満の雰囲気下に保持する請求項１に記載の発
   泡成形方法。
3. 【請求項３】 前記予備排気工程の初期において、チャ
   ンバ内を減圧して前記発泡性原料ビーズ間の空気を排出
   する操作を行う請求項２に記載の発泡成形方法。
4. 【請求項４】 前記昇圧融着工程から仕上げ加熱工程に
   移行するときの圧力制御において、チャンバ内の圧力が
   前記第２圧力設定値と前記第４圧力設定値の中間に位置
   する第３圧力設定値を経由するよう制御して、前記圧力
   が前記第４圧力設定値を一時的に下回るのを防止しつつ
   チャンバ内の圧力を低下させる請求項１、２または３に
   記載の発泡成形方法。
5. 【請求項５】 凸型および凹型のインサイドに包囲形成
   されたキャビティ１に充填したポリスチレンまたはポリ
   エチレン系発泡性原料ビーズを、前記インサイドの裏面
   側に形成したチャンバに送入したスチームにより加熱し
   て発泡させ融着させる発泡成形方法であって、前記チャ
   ンバ内に送入されたスチームの最高圧力を０．２〜０．
   ６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の設定値以下に制御し、前記発
   泡性原料ビーズをその融着温度未満の雰囲気下に保持し
   つつ、チャンバ内および発泡性原料ビーズ間の空気を排
   気して前記スチームと置換する予備排気工程と、チャン
   バの排気口を閉じてスチームを送入してチャンバ内の圧
   力を０．６〜１．５ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の設定値に昇
   圧し、前記発泡性原料ビーズ相互を融着させる昇圧融着
   工程と、この昇圧融着工程に続いてチャンバ内の圧力を
   低下させ０．３〜１．３ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の設定値
   に制御しながら発泡成形体の表皮の形成を完成させる仕
   上げ加熱工程とを含むことを特徴とする発泡成形方法。