JPH1148344A - 発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減圧化装置に大きな負荷をかけることなく、
チャンバ内の空気を排除する。 【解決手段】スチームをチャンバ２、３に供給すると同
時に、吸引弁４２、５２を開いて、スチームの送入と吸
引を同時に行って、チャンバ内に当初充満していた空気
の大部分を金型外に吸引排出する第１の排気操作（イ）
と、吸引弁４２、５２を閉じ、ドレン弁４３、５３を開
いて、操作（イ）と同様にスチームの供給を継続する第
２の排気操作（ロ）と、金型内をマイナス圧の減圧状態
にして、チャンバ２、３内のスチームを排出するととも
に、原料ビーズ間の空間に存在していた空気も吸引、排
出する第３の排気操作（ハ）を行う。

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
樹脂などからなる断熱性の生鮮食品保冷用容器あるいは
建設用型材、または断熱床下地材などを成形する発泡成
形機による発泡成形方法に関するものであって、特に、
発泡性原料ビーズ相互を融着させる工程の前工程として
設けられている排気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発泡成形機の
金型装置の配置は、図２の断面略図に示すように、発泡
製品が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２
１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２の
ように凹型インサイド２１内に密着した状態から水平に
移動（図２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。そし
て、これらインサイド２、３の裏側には、フレーム２
２、３２と裏板２３、３３が設けられ、各種の用役が供
給される凸型チャンバ２、凹型チャンバ３が形成されて
いる。さらに、この事例では、フレーム２２、３２の上
部には、用役供給口２４、３４が、下部には、ドレンな
ど用役排出口２５、３５が配設されている。

【０００３】このような発泡成形機の金型装置におい
て、キャビティ１内への予備発泡原料ビーズ粒子の充填
処理、金型装置内の排気処理、加熱スチームによる発泡
融着処理、冷却水等による冷却処理、金型装置の開盤、
発泡成形体の取り出し処理等の手順で操作され、所定の
発泡ポリスチレン樹脂などからなる発泡成形体が生産さ
れる。ここにおいて、加熱スチームの供給はスチーム弁
４１、５１を通じて用役供給口２４、３４からチャンバ
２、３に供給され、用役排出口２５、３５には、ドレン
弁４３、５３および減圧吸引弁４２、５２が接続され、
それぞれドレン排出、あるいは真空ポンプなどの減圧装
置につながっている。

【０００４】本発明は、上記の発泡性原料ビーズ相互を
融着させる工程の前工程として設けられている排気工程
の改良に関するものであり、従来から知られている処理
工程についてさらに詳細に説明すると、特開昭５７−１
７４２２３号公報には、図３の工程図に示されるような
処理工程が記載されている。図３に示す、（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）は、型内の空気をスチームと置換するため
に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示すものである。この図で
は、黒塗りつぶしの弁記号は閉鎖状態を、白抜きの弁記
号は開放状態を示す。

【０００５】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、少なくとも０．５ｋｇ／ｃｍ
² 程度の飽和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。

【０００６】（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。かくしてチャンバ内をマ
イナス圧の減圧状態にすれば、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外部に排気される。この操作
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。

【０００７】（ｃ）および（ｄ） 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、５
２を閉じて、一方のスチーム弁、例えばスチーム弁４１
を開いて片側のチャンバ３側に供給したスチームを、キ
ャビティ１内の原料ビーズ間を透過させ反対側のチャン
バ２に送入することにより、原料ビーズ間に僅かに残留
していた空気をスチームと置換する。次いで同様な操作
を反対側から行い、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。

【０００８】（ｅ）最後に、双方のスチーム弁４１、５
１を開いた状態で、スチームを両方のチャンバ２、３に
供給して、チャンバ内圧を０．７〜１．３ｋｇ／ｃｍ²
（温度１１４℃〜１２０℃相当）程度の圧力を保持し
て、原料ビーズを加熱し、発泡を完了させて相互に融着
させ、発泡成形体を形成させる。

【０００９】以上に説明した操作のうち、減圧下で排気
する操作（ａ）においては、スチームの供給と減圧化装
置による吸引とを同時に行うため、相当な量のスチーム
が減圧化装置の方に流入することになるので、真空ポン
プ等に対する負荷が異常に大きくなるから、容量の大き
な真空ポンプ等が必要になる、あるいはスチーム用エネ
ルギのロスも生じる問題があった。

【００１０】また、この操作（ａ）においては、次の操
作（ｂ）で原料ビーズ間の空気を容易に排出するため
に、原料ビーズ間にも一旦スチームを侵入させて、チャ
ンバ内を最高０．５ｋｇ／ｃｍ² 程度のプラス圧になる
よう見込んでタイマーで調整してあるが、一方側からの
送入と反対側からの吸引とを同時に行うために、金型内
の部位によっては、部分的に過熱することがあった。し
かし、この点は製品の品質には余り影響がないのではな
いかと考えられていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の排気
操作（ａ）（ｂ）における問題点を解決するためになさ
れたものであり、金型装置内の内在空気の円滑な排気を
図りながら、減圧化装置に大きな負荷をかけることのな
い発泡成形方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、凸型およ
び凹型のチャンバで包囲形成されたキャビティ内に装填
した発泡性原料ビーズを高温スチームで加熱して発泡成
形する方法において、その原料ビーズ相互を融着させる
工程の前工程として、前記チャンバ内の空気を排気する
ための工程であって、両方のチャンバにスチームを供給
するとともに吸引弁を開いて吸引操作を行いつつ、内在
する空気を排気する第１の排気操作と、前記吸引弁を閉
じドレン弁を開いて前記スチームの供給を継続する第２
の排気操作と、前記スチームの供給を停止し前記吸引弁
を開いて両方のチャンバ内を大気圧以下のマイナス圧に
減圧して内在するスチームと原料ビーズ間に残留する空
気を排気する第３の排気操作からなる排気減圧工程を設
けた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。

【００１３】また、本発明は、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発泡成形する前記の発泡
成形方法の第１と第２の排気操作において、チャンバ内
の最高圧力を０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の値
に制御する態様に好ましく具体化することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の１実施形態につい
て、その排気工程を示す図１の工程図を参照しながら説
明する。ここでも、図３と同様に、黒塗りつぶしの弁記
号は閉鎖状態を、白抜きの弁記号は開放状態を示す。

【００１５】先ず、図１の操作（イ）は、第１の排気操
作であって、キャビティ１内の発泡性原料ビーズを高温
スチームで加熱して融着する加熱工程の前工程として、
チャンバ２、３に存在する空気を排気する操作である。
ここでは、キャビティ１内に発泡性原料ビーズを充填し
た後、スチーム弁４１、５１を開き、圧力０．２〜０．
６ｋｇ／ｃｍ² に減圧したスチームをチャンバ２、３に
供給すると同時に、吸引弁４２、５２を開いて、スチー
ムの送入と吸引を同時に行って、当初チャンバ内に充満
していた空気を金型外に吸引排出する。この段階で空気
の大部分を排気することができるが、この操作に要する
時間は、１秒以下の短時間、例えば、約０．５秒前後で
十分であり、直ちに操作（ロ）に移行してよい。

【００１６】次の第２の排気操作（ロ）では、吸引弁４
２、５２を閉じ、ドレン弁４３、５３を開いて、操作
（イ）と同様にスチームの供給を継続する。この場合に
は、供給スチームはチャンバ２、３内を大気圧に保たれ
る吸引弁４２、５２側に向かって流動してチャンバ内の
残留空気を排出するとともに、チャンバ内がプラス圧に
加圧されるので、キャビティ１内の原料ビーズ間の空間
容積として、キャビティ１全体の約４０容積％を占める
空間にスチームが侵入することによって、当初その空間
に存在した空気を希釈するに至る。

【００１７】なお、この操作の所要時間は、前の操作
（イ）よりも長い時間、例えば１．０〜１．５秒程度に
設定されるが、適宜なタイマ装置によりこの操作時間を
制御するとともに、供給スチームによるチャンバ内の最
高圧力は、チャンバ内の適宜箇所に設置した圧力センサ
にて検知しながら、原料ビーズの融着反応がひきおこさ
れる温度に上昇しないよう内圧を制御する。好ましく
は、０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内に保持するよ
う供給弁を制御するのがよい。

【００１８】次の第３の排気操作（ハ）において、スチ
ーム弁４１、５１およびドレン弁４３、５３を閉じて、
下部に吸引弁４２、５２の他、上部の吸引弁４２ｂ、５
２ｂも開いて、金型内をマイナス圧の減圧状態にすれ
ば、チャンバ２、３内にたまったスチームが排出される
とともに、原料ビーズ間の空間に僅かに残っている空気
もベントホールを経由して吸引され排出される。このよ
うに第１、２そして第３の排気操作が行われて、金型内
に存在していた空気は完全に排気されることになる。

【００１９】以上説明した排気減圧工程を設けた本発明
の発泡成形方法では、先ず、スチームの供給と減圧化装
置による吸引とを同時に行う第１の排気操作はごく短時
間で十分目的を果たすうえ、この短時間の第１の排気操
作と第２の排気操作を組み合わせることにより、真空ポ
ンプ等の減圧化装置の負荷が軽減されるという利点が得
られた。

【００２０】また、本発明において重要な点は、短時間
の第１の排気操作と第２の排気操作を組み合わせること
により、従来の排気工程によって生産された発泡成形体
に見られた部分的な発泡ムラについて顕著な改善が認め
られたことである。これは、従来の排気操作で、同時に
行うスチームの送入と吸引とにより生じた金型内の部分
的な過熱が予想以上に品質に影響があったのを看過して
いたと考えられる。特に、第２の排気操作において、上
記した実施形態のようにその操作時間を制御しながら、
最高圧力を０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲に保持す
るよう制御することによって、金型装置内の部分的な過
熱を防止して発泡成形体の発泡状態を均質にするという
効果が顕著に得られたのである。

【００２１】

【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、チャンバ内の空気を排除
するに当たり、減圧化装置に大きな負荷をかけることが
ない。また、発泡成形体の発泡状態を均質にするので製
造歩留りを向上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、
その工業的価値が極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気操作を説明するための金型装置の
工程図。

【図２】発泡成形を説明するために金型装置略図。

【図３】従来の排気工程〜加熱工程を示す金型装置の工
程図。

【符号の説明】

１ キャビティ ２、３ チャンバ ４１、５１ スチーム弁 ４２、５２、４２ｂ、５２ｂ 吸引弁 ４３、５３ ドレン弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸型および凹型のチャンバで包囲形成さ
   れたキャビティ内に装填した発泡性原料ビーズを高温ス
   チームで加熱して発泡成形する方法において、その原料
   ビーズ相互を融着させる工程の前工程として、前記チャ
   ンバ内の空気を排気するための工程であって、両方のチ
   ャンバにスチームを供給するとともに吸引弁を開いて吸
   引操作を行いつつ、内在する空気を排気する第１の排気
   操作と、前記吸引弁を閉じドレン弁を開いて前記スチー
   ムの供給を継続する第２の排気操作と、前記スチームの
   供給を停止し前記吸引弁を開いて両方のチャンバ内を大
   気圧以下のマイナス圧に減圧して内在するスチームと原
   料ビーズ間に残留する空気を排気する第３の排気操作か
   らなる排気減圧工程を設けたことを特徴とする発泡成形
   方法。
2. 【請求項２】 ポリスチレンまたはポリエチレン系発泡
   性原料ビーズを発泡成形する請求項１記載の発泡成形方
   法の第１と第２の排気操作において、チャンバ内の最高
   圧力を０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ² の範囲内の値に制御
   する発泡成形方法。