JPS61110534A - 滑らかな表面をもつ部品を製造するための発泡ポリスチレン用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発泡された予備発泡樹脂ビーズを所定形状の
部品に成形する方法とそのための金型に関する。

従来の技術 発泡性樹脂ビーズを成形する技術はがなり費化している
。発泡性樹脂ビーズの主壺な成分はポリスチレンである
。発泡ポリスチレンビーズは、絶縁特性が横好で、かつ
浮揚特性を有するため、多くの製品が種々の用途のため
につくられている。

予備発泡された樹脂ビーズを発泡させる方法においては
、キャビティは分離可能な金型部品により規定される。

スチームは、通常コアーベン）ｔ−用いてキャビティ中
に注入される。その際コアーベン）　（ｃｏｒ−νｇｎ
ｔ　）は、キャビティ中に含まれるビーズ中にスチーム
が導入されるように、比較的大きな開口部をもつ。その
結果、得られた発泡フオーム製品は、コアーベントの形
状をした表面模様を数多くもつ。

発泡樹脂材料を用いて製品を成形する方法においては、
滑らかな表面をもつ発泡フオーム部品に対して大きな需
要がある。この需要の１例は、カナダ特許第５９７１７
５号に示されているよりな“蒸発（−ναｐｏｒａｔｉ
シー）＃キャスティングの要求に見られる。この方法は
、発泡ポリスチレン部品を鋳物砂中に埋め込み、次いで
その部品中に溶融金属を注入してそれを燃焼させて、そ
の部品によって形成された区域を溶融金属と置換させ、
ｌ！＃後にその溶融金属を冷却させてその部品の型をつ
くることからなる。その場合、金属はフオーム部品表面
上の全ての欠陥を再生する。そのため、滑らかな部品表
面が必要となる。

カナダ特許第１　、１０２，０６７号には、発泡された
溶融ポリスチレンビーズ構造体に対して滑らかな表面を
開示した方法が記載されている。そのキャビテイ壁は、
焼結コアー金属材料のような滑らかな透過性材料を有し
ている。発泡製品は、金型から取りはずされた時に、焼
結コアー金属材料の透過性壁に存ぜする非常に小さな通
路により付与されるような、本質的に滑らかな表面をも
つ。

滑らかな表面をした製品が得られるもう１つの方法は、
′乾式成形（ｄｒｙ　ｍｔｒｌｄｉす）＃法である。こ
の方法は、キャビティ中に含まれるビーズの間にスチー
ムを注入して発泡を起させるために、小さなピンホール
サイズの開口部を利用することを含む。この乾式成形法
では、入れらしｆＣ樹脂ビーズの間に注入されるスチー
ムから、キャビテイ壁全加熱するのに用いられるスチー
ムを分離するために設けられたチャンネルをもつ、精巧
なチャンバー系が必要である。この構造では、特に複雑
な形状のものをつくろうとする場合に、非常に高価な金
型構造が必要となる。

そのような金型は、容易に修正することができず、また
予備発泡されたビーズセに加圧スチームを注入するため
のピンホールベントの配ｆｌｌ制限する。

用いられるスチーム供給を分離する複雑な金型構造の１
例は、米国特許第３，２２５，１２６号に記載されてい
る。

発泡スチロホームビーズ成形部品の表面欠陥を除去する
ための１つの努力としては、米国特許第４．０８１，２
２５号に、キャビティ金型中の予備加熱された予備発泡
済みのビーズ中に注入されるスチームを送るための自己
閉鎖性ノズルが開示されている。このシステムのもつ欠
点ハ、スチーム供給と予備成形されたビーズ供給中に含
まれる不純物がチェックバルブ配置の下に集まり、それ
によりバルブの十分な閉１を妨げ、その結果望ましくな
い表面欠陥をまねくことになるということである。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記の問題点を克服し、予備発泡され
た樹脂ビーズを滑らかな表面をもつ所定形状の部品に成
形する方法、及びそれに使用する経済的かつ容易に製作
される金型を提供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明によると、所定形状の部品をつくるために予備発
泡された樹脂ビーズを加熱発泡させる際に用いられる金
型は、予じめ決められた部品の形状を規定するキャビテ
ィを有する。そのキャビティは、壁部分の内面により規
制される分離用能が相対する金型壁部分により与えられ
る。金型は各々の壁部分と連結し、かつ外面に広がるチ
ャンバーをもつ。対応する壁部分を加熱させるために、
各々のチャンバー中に加熱媒体が導入される。加熱が完
了すると、対応する壁部分を冷却させるために、そのチ
ャンバー中に冷却媒体が導入される。

多数のノズルが少なくとも１つのｗｔ！部分中に設けら
れ、また対応する多数のチューブは、各科のノズルとマ
ニホルドとの間の流体連絡のために、対応するチャンバ
ー中に配置されたマニホルドに該ノズルを相互に連絡さ
せる。加圧された加熱媒体は、マニホルドに導入され、
それにより加熱媒体は、キャビティ中に注入され、キャ
ビティ中の予備発泡された樹脂ビーズを発泡させる。該
マニホルドからのスチームと凝縮液の放出ヲ訓節するた
めに、流体をマニホルドと連絡させる手段がある。ノズ
ルは、それぞれ各ノズル孔の付近で成形部品上に明白な
表面マークができるのを防止するのに十分なほどに小さ
い断面積の開孔部をもつ大金さである。

予備発泡された樹脂ビーズを発泡させるのに用いられる
スチームを分離し、かつ加圧スチームがキャビティ中に
注入される時間の長さヲ幽節するために上記した構造を
とると、製品をつくりその水分含有珊を調節する−にで
良好な結果が得られる。その場合、ノズルは選択的に設
置できるし、また加圧スチームは、ノズルの設置場所が
金型部品中で容易に変更できるような簡単な方法で注入
してよい。

本発明のもう１つの態様によると、所定形状をした発泡
樹脂部品をつくる方法は、予備発泡されｆＣ樹脂ビーズ
を予じめ決められた形状の部分的に開孔した金型キャビ
ティ中に導入することからなる。樹脂ビーズは金型のキ
ャビティ中に導入される。加熱媒体はその壁部分を加熱
する。金型キャビティは封鎖され、加圧された加熱媒体
は一間的にノズルを通ってキャビティ中に注入されて、
樹脂ビーズが溶融し所望の部品をつくるまで、樹脂ビー
ズを発泡させる。少なくともノズルを通じて加熱媒体を
注入する工程の間は、マニホルド中にできる凝縮液を連
続的に除去することが行われる。冷却媒体は、少なくと
も成形部品が取り出すのに十分な程度に冷却されるまで
、壁部分を冷却するためにチャンバー中に導入される。

金型は開放され、成形部品が取り出される。

実施例 次に図面を参考にしながら、本発明の好ましい態様につ
いて説明する。

第１図に示された本発明の好ましい実施例によると、金
型１０は、所定形状の部品１６をつくるための分離可能
な金型部品１２と１４からなる。金型１２は、キャビテ
イ壁１８からなり、そのキャビテイ壁の底面は、金型部
品１２中に２０で示される。金型キャビティは６金型壁
部分Ｉ８と２０の内面２２により決められる。分離可能
な金型部品１２と１４を重ね合せた場合、金型キャビテ
イ壁１８と２０の内面２２により規定されるキャビティ
は、部品１６と同じ形状である。

金型部品１２の金型壁部分１８の外側には、チャンバー
２４が設けられている。チャンバー２４は周囲の両立し
た壁２８により囲まれる金型の平面的な壁２６により規
定される。プレート部分（金型部品Ｉ２については図示
されていない）は、チャ／パー２４を囲う上部７ランジ
３０に固定されている。

開孔した先端３４をもつチューブ３２は、チャンバーの
直立壁部分２８を通って廷出して設けられている。チュ
ーブ３２は、予備発泡された樹脂ビーズをキャビティ中
に注入する前及び注入中に金型壁部分１８を加熱するた
めに、加熱媒体をチャンバー２４中に導入するための手
段として供する。

チューブ３６はチャンバーの直立壁２８を通ってチャン
バー中に廷びている。チューブ３６は閉鎖された先端３
８をもち、その長さに沿って多数の穴４０が設けられて
いる。水のような加圧式れた冷却媒体はチューブ３６に
導入される。その場合、穴４０により金型雫１８の上に
スプレーが向けられ、その結果金型が冷却され、発泡さ
れた部品１６が金型から取り出される。

多数のノズル４２（その詳細は第３図に示されている）
が金型雫部分中に設けられている。

各々のノズル４２では、　ｐＪ撓性のチューブ４４がノ
ズルをマニホルド４６に相互連絡させる。

マニホルド４６はチャンバー２４甲に設けられ、それに
沿って廷びている。マニホルド４６の廷長であるチュー
ブ４８は、金型部品１２の垂直磯２８を通って帆びてい
る。加圧された加熱媒体はチューブ４８を経てマニホル
ド４６に導入される。そして加熱媒体をキャビティ中の
所望の場所に？Ｅ人するようにノズル４２を通じて導入
される。その結果、キャビティ中で予備発泡された樹脂
ビーズの発泡が生じる。

金型部品１４は金型部品１２に似た構造をもつ。金型壁
部分２０の外側のチャンバーは、周囲の両立した壁５２
をもつプレート５０により規定される。グレート５４は
チャンバーを囲むようにフランジ５６に固定されている
。金型部品１２の場合と同様に、チューブ５８け、必要
とする時に加熱媒体をチャンバーに導入させるために、
壁５２を通って延びている。チューブ６０は壁５２とチ
ャンバーを通って廷びている。

チューブ６０は多数の穴をもつ。冷却媒体は、チューブ
６０を経て導入され、所望の時に金型を冷却するために
、穴を通って金型壁部分２０の上にスプレーされる。チ
ューブ４８と５８は、いずれも壁５２を通って延び、各
々のマニホルドを形成する。多数のノズルが金型壁部分
２０に設置されている。多数の好ましくは可撓性のチュ
ーブがマニホルドをノズルに連絡させている。そしてそ
の詳ＭＢＦ′ｉ第２図に示されている。

本発明による装置が、キャビティの壁を加熱するのに用
いられる加熱媒体とはいつでも全く独立して、予備発泡
済みの樹脂ビーズに発泡を起させるためにキャビティ中
に注入される加圧された加熱媒体を保持する金型構造を
提供するということは、第１図から容易に明らかである
。

そしてこの装Ｗけ、従来のコアーベントをもつ装置によ
りつくられた製品に比べてより乾燥し、かつ寸法的にも
より安定である非常に優れた成形製品を提供する。

好適な可撓性のチューブと多数のノズルをもつマニホル
ドの構造は、ノズルを金型キ中の所望の場所に設置する
ことを可能にする。この構造をとると、加熱媒体をキャ
ビティ中の予備発泡された樹脂ビーズ中に選択的に注入
することが、樹脂ビーズを発泡させる上での加熱効果の
面でＨｔ適となる。このことは、複雑な形状の部品を成
形する場合に特に有利である。

用いらねる樹脂ビーズは、部分的に発泡されるタイプの
ものである。しかしながら、余分な加熱を行うと、発泡
が続き、樹脂ビーズを導入したキャビテイ壁の形状に溶
融が起る。好ましくは、予備発泡された樹脂ビーズは１
〜＋ｏｔＶｆｔ″の密度に予備発泡されたポリスチレン
ビーズである。このような予備発泡されたポリスチレン
ビーズは、アーコ嗜ポリマー社（Ａｒｃｏ　Ｐｏ１ｙｒ
ｒｕｒ　）から２７１Ｔという名称で販売されているも
の、ＢＡＳＦカナダ社（ＲＡＳＦ　Ｃ’ａｎａｄａＬｔ
ｄ、）からＢＡＳＰ’す６２０という名称で販売されて
いるもの、チックスチレンＴビード（ＴＥＸＳＴＹＲＥ
Ｎ　Ｔ　ＢＥＡＤ　）、ＥＵＥＣＨＴφ１４０１　　等
、多数の所から入手できる。

マニホルド構造を採用することにより、加熱媒体をキャ
ビティに独立して適用する場合に、何等困鑓なしに、キ
ャビティに対して複雑な形状をつくることができる。ま
たこの構造をとると、部品の形状を所望に応じて変える
場合に必要である金型壁の交換が可能となる。金型壁を
広範囲にわたり製作することなしに交換するため、必要
である場合には、ノズルを移動させることができる。

第２図について説明すると、金型部品１２と１４１まそ
扛らの相互関係を示すようにかみ合される。金型部品１
２は、キャビティの内部で上方に廷びている多数の中空
コアー挿入壁６４をもつ。そしてその挿入壁６４け金型
部品１４のくほみ６６の中に廷びている。このようなか
み合せ金とることにより、キャビティ断面６８が規定さ
れる。コアー挿入Ｓは本管的に均一な厚みの壁６４を与
えるように形づくられている。

キャビテイ壁部分６４の厚みを均一にすると、チャンバ
ー中で加熱媒体から熱が本質的に均一に伝達されること
を可症にする。グレート２６と５０の機械加工された表
面ａ、金型分離ライン７０で閉鎖するように互いに接触
し、それにより金型キャビティを規定する。

第４図の拡大図に示すように、マニホルド４６と７８は
金型壁を通って延び、各々パルプ機構をもつ。マニホル
ド４６は多段のバルブ９８゜１００をもつ。同様に、マ
ニホルド７８は多段のバルブ９４．９６’ｔ−もつ。こ
れらのパルプシステムは、加熱された金型キャビティ中
で予備発泡されたビーズを発泡させる工程の間、マニホ
ルドにできる凝縮液を除去するのに用いられる。

冷却媒体が各々のチャンバーに導入されるとぽちに、通
常凝縮液がマニホルドに集まる。冷却媒体ｈ−ｖニホル
ド中のスチームを凝縮させる。

このことは、凝縮液、特に大きな小滴がチューブ４４を
通過し、予備発泡済みのビーズを発泡させるためのスチ
ームと一諸に注入される場合には問題と力る。少しでも
水が存在すると、発泡された部品に表面欠陥が生じる。

各バルブシステム９４．９６及び９８　、１００は、ス
チームがノズルを通ってキャビティ中に注入される間、
スチームと凝縮液をマニホルドから放出する速度を決定
するように、電子工学的に調節されるように適合するこ
とができる。またパルプシステムは、十分開放した位置
、少し開放した位置及び完全に閉じ次位置の３段階をも
つバルブの形態とすることができる。成形装置のための
プロセス制御器は、部品を成形するサイクルの段階に応
じてバルブ９４．９６及び９８　、１００に対して適切
な開放具合を選択し、その開放を行うようにプログラム
することができる。３段階のバルブ９　Ｂ　、　ｔｏｏ
は、キャビティ中に本質的に乾燥したスチームを注入し
、その後でマニホルドから凝縮液を除去するように、プ
ロセス制御器により制御される。

金型を加熱するためにスチームがチャンバー中に注入さ
れた後、冷却媒体はライン３６と６０を通ってスプレー
される。次いで冷却媒体とスチーム凝縮液は各々のチャ
ンバー中の出口＋０２と１０４を通って取り出される。

各出口はそれぞれバルブ１０６　、１０８　’ｅもつ。

またこれらのバルブ１０６と１０８も、成形サイクルの
冷却段階の後に、それらを開放するために成形装置のた
めのプロセス制御器により制御することもできる。

第５図には、マニホルドから凝縮液を回収すルア’ｔめ
の別な構造が示されている。マニホルド４６について詳
細に図示されているように、金型壁の外側にあるその先
端は毛細管＋１０を具備する。毛細管のオリフィスは、
適当な背圧を与えるようなサイズに加工され、その結果
、毛細管が凝縮液を除去する上で有効である状鹿金保持
しながら、ピンホール程Ｉｆの大きさをしたノズルに対
して、十分な量のスチームをキャビティ中に注入させる
ことを可能にする。特にチャンバーから凝縮液を除去す
るための出口に関するこの実施態様では、金型け、成形
製ｊｌ中に用いられたときに、毛細管と凝縮液出口が金
型の最も低い部分に位置するように配置される。このよ
うに、マニホルド中に集まる凝縮液は、各マニホルドの
毛細管を通って排出される。残った凝縮液は、ノズルを
通してスチームを注入する間、又はその後にノズルを通
して加圧空気を使用する間に、毛細管から吹き飛ばされ
る。毛細管又は第４図に示したような他の装置ｉｆ：用
いた結果、すべての凝縮液は、スチームと一緒に水がポ
リスチレンビーズ中に注入されるのを避ける九めに、マ
ニホルドラインから排出される。

金型壁は、十分な引張り強さと圧縮強さをもち、かつ加
熱媒体から金型キャビティ中の予備発泡された物質にす
げやく熱を移動させるのに必要な熱伝導特性をもつ種々
の好適な材料からつくられる。好ましい金型壁材料の例
としては、アルミニウム合金、マグネシウム合金、真鍮
、青銅、ニッケル等がある。加熱媒体からキャビティ内
のｖＬＪ質への熱の均一な移動を確実にするために１１
．厚みの均一な金型壁を設けることが望ましい。アルミ
ニウム合金でつくられた金型の場合には、好ましい壁の
厚さけ九インチ程度である。

好ましくけ、マニホルドをノズルと結合させるのに用い
られるチューブは、ノズルを種々な角度に位置させるの
が容易になるように、可撓性である。可撓性のチューブ
はマニホルドよりもかなり狭く、金型の加熱サイクルと
冷却サイクルの間におこる膨張と収縮に適応するように
コイル状にすることができる。マニホルドとチューブを
設計する上での要件は、マニホルドの断面積をマニホル
ドから分岐する全チューブの断面積の総和よりも大きく
すべきでおる、ということである。このことにより、マ
ニホルド中の加圧された液体は均等に分配され、全ての
ノズルを通って排出されることが保証される。マニホル
ドから凝縮液を除去し、かつそれによりチューブ中の凝
縮液を最小にするための手段を設けることにより、予備
発泡されたビーズ内に注入される加熱スチームの均一な
分布が達成される。

金型１０に適用される本発明の方法は、金型部品１２と
１４を整合させ、次いで接触する金型面２６と５０の分
離ライン７ｏで小さな間隙が残るように部分的にそれら
を閉じ合わせることからなる。充填装置ｔ（図示せず）
は開孔部７４に結合され、予備発泡されたポリスチレン
ビーズをチューブ７６を経てキャビティ中に導入する。

ビーズはガンにより注入され、キャビティ内の全空気と
置換し、それによりキャビティを一杯にする。空気は分
離ライン７０で金型部品間の狭い開孔部から逃げ田る。

ビーズ全導入する前に、加熱媒体がチューブ３２と６２
により各金型部品のチャンバー２４と７２に導入される
。加熱媒体は、好ましくは約１５〜”１Ｑｐｚｉダの圧
力にされたスチームである。成形サイクルのこの段階の
間、チャンバーの凝縮液出口用のバルブ１０６と１０８
は閉じられる。パルプは、金型壁を加熱するサイクルの
間、スチームをチャンバー２４と７２に導入するのを制
御するように、金型の外側に設けられている。これは、
金型のキャビテイ壁１８と２０’ｔ−約１１０〜１２０
°Ｃの比較的安定な温度に加熱し、それによりキャビテ
イ壁部分に接触する導入されたビーズを少なくとも軟化
させ、ビーズの浴融を開始させる。ビーズは、壁の温度
を上げる間、又は壁がその温度に達した後のいずれかに
、キャビティに導入される。

ビーズを発泡させて部品１６をつくるために、加圧され
た加熱媒体（好ましくはスチーム）はノズル４２を経て
注入される。マニホルド４６と７８への加圧スチームの
供給を、１４節するために、チューブ４８と５８Ｖ′Ｃ
け、金型の外１１１１にバルブが設けられている。スチ
ーム載１、部品の形状、その壁の厚み及び原料の仕様に
応じて、１〜５秒間ノズルを経てキャビティ中に注入さ
れる。この瞬間的な加圧スチームのキャビティ中への注
入は、予備発泡されたポリスチレンビーズの瞬間的な発
泡をまねき、キャビティの形状を再生する結果となる。

第５図の構造の場合には、加圧スチームをマニホルドに
瞬間的に注入する間、毛細管１１０は各マニホルド４６
と７８内の凝縮液を連続的に流出又は排出させる。しか
しながら、既に説明したように、毛細管のオリフィスは
、ノズルから金型キャビティへのスチームの注入を均等
に分配させるのに十分な背圧がマニホルド内に生じるの
を確実にする大きさである。このマニホルドからの凝縮
液の連続的な排出は、マニホルド４もの場合、バルブ９
４．９６及び９８．１００を部分的に開放した位置にセ
ットすることにより、これらのバルブシステムによって
達成される。こねは、バルブ上のサーボ装島金制御する
成形装置のプログラム可能な制御器により達成される。

その結果、スチームをキャビティ内に注入する工程の間
、マニホルド中にできた凝縮液は連続的に排出される。

そしてその排出は、通常はスチームの注入前に行われる
。

スチームを瞬間的にキャビティ中に注入したのち、成形
サイクルの次の工程は金型壁を冷却することである。チ
ャンバー２４と７２に供給されたスチームは、キャビテ
ィ内にスチームを導入する間にまだ除去し終っていない
場合には、除去される。金型壁１８と２０は冷却媒体を
チューブ３６と６０に導入することにより冷却でれる。

金型の外側にあるバルブは、冷却媒体のライン３６と６
０への流れを調節する。チューブの穴４０は、水のよう
な冷却媒体を金型壁上にスプレーし、それにより部品１
６の伝導的な冷却が始まる。金型を開けて部品を取り出
す前に、部品は、その壁の厚さと金型壁の熱伝導度に応
じて５秒ないし必要とする時間、冷却される。冷却サイ
クルの間、バルブ＋０６７！：　１０８　Ｆｉ、スチー
ムの凝縮液と冷却媒体が重力によりチャンバー２４と７
２から排出させられるように開放される。

成形サイクルの冷却工程が終了し、金型を開けることが
できる程度に部品が十分に冷却したら、マニホルドのノ
ズル構造は、部品を金型キャビティから一部取りはずし
たり、取り出したりする上で利点を与える。金型を開け
る前又はその時に、加圧空気がマニホルド４６又は７ｇ
の一方に送られ、その結果空気圧がキャビティ金型壁の
ノズルに隣接する部品の面にかけられる。加圧空気の送
られたマニホルドは、部品が対応するキャビティ金型壁
から取りはずされ、それにより金型を開放した他のキャ
ビティにその部品をのせておくことを可能にする。各マ
ニホルドに送られた加圧空気は、ノズルから高圧の空気
を吹きつけることによりおこることのある部品表面の崩
壊をうみ出さないように調節される。冷却工程の間には
、予想される通り、マニホルドとチューブの内部に存在
するスチームの多くは凝縮する。加圧空気をマニホルド
に供給すると、凝縮液を排出するための各ａｉｕｉバル
ブシステムは、第４図又は第５図に示すシステムのいず
れの場合でも、部分的に開放され、その結果加圧空気は
調節バルブシステムからマニホルド中の凝縮液を排出す
ることになる。可撓性のチューブ中にできた凝縮液は、
加圧空気により対応するノズルから運び出される。ピン
ホール程度の大きさのノズルは、直ちに加圧空気と共に
運ばれた凝縮液を霧化する。霧化された凝縮液は、キャ
ビティの加熱された壁のため蒸発させられ、その結果金
ｍ壁表面上の凝縮液を最小にする。このことは“乾式成
形”の原則を維持したことになる。すなわち本発明の場
合には、精巧な機械構造全必要とする米国特許第３．２
２５，１２６号に開示されたような従来法の場合に比べ
て、より経済的な方法でもってその乾式成形を行うこと
ができる。

部品が他のキャビテイ壁にのせられ、金型が完全に開け
られたのち、加圧空気は他のマニホルドに導入される。

これは金型キャビテイ壁から部品を取り出す上で助けと
なる。また必要ならば機械的な排出器を用いると、部品
は完全に金型から排出され、成形器の次のサイクルに進
むことが可能となる。この時には、マニホルドとチュー
ブの内部に存在する本質的に全ての凝縮液が次のサイク
ルのために除去される。その上、チューブ内の凝縮液′
ｊｋ霧化するピンホール大のノズルは瞬間的な蒸発を起
し、そのため金型壁の面上には凝縮液が残らない。この
ことは、予備発泡されたビーズの新しいセットを金型キ
ャビティに導入した時に、金型キャビティの内部に凝縮
液の小滴が存在するのを防止する。

第２図の金型が、ポリスチレンの発泡部品をつくるのに
用いられる従来の全ゆる装置と共に用いることができる
ということは明らかである。

その装置ｉｉは、成形サイクルの種々の工程を準備する
ようにプログラムされたコンピューターであってもよい
。

第３図には、金型壁１８に設置されたノズル４２の詳細
が示されている。金型壁は、キャビティ６８の内部に通
じるようにつくられた穴８０をもつ。ブツシュ８２は穴
８０中に圧締めされている。先細のノズル８４は、ノズ
ル孔８６を与えるようにブツシュ８２内に加工されてい
る。

ノズル８４をマニホルド４６に連絡させるチューブ４４
け、８８の所でブツシュ中に嵌合され、ノズル８４と共
に液体を通さないシールを形成している。チューブ４４
の他端はマニホルドのチューブ４６に溶着される。チュ
ーブ４４け可撓性であれば多くの異なった構造をしてい
てもよい。チューブは可撓性の＠部分を有するかたい部
分をもち、そのためマニホルドを特別なノズルに結合さ
せるチューブに必要な角度を与える。より一般的な方法
は、その長さに沿って本米司撓性である調合金製のチュ
ーブを用いることである。またマニホルドも調合金製で
ある場合には、チューブをマニホルドにハンダ付けして
もよい０ブツシユの下端９０は金型部品の壁面２２と同
一平面になるようにつくられる。

ノズル／マニホルド構造の別な特長は、ノズルのブツシ
ュ８２をキャビティ６８に関して任意の方向に設置して
もよいということである。

部品の形状と大きさに応じて、キャビティ６８に関して
一定の角度でスチームを注入することが必要である。こ
れは、ブツシュが穴８ｏ中に嵌合され、キャビテイ壁の
内面２２と同一平面に力るようにつくられた場合に、容
易に達成される。更に金型の形状を変えようとする場合
には、金型を廃棄し新しい金型をつくる必要なしに、穴
８０をシールしたり及び／又は所望なように角度を変え
北すしながらブツシュを再配置することができる。

好ましい態様によると、ノズル孔８６はせばめられたサ
イズにすることができ、その結果キャビティ６８中のビ
ーズを発泡した時、ノズル孔８６は部品１６中に顕著な
表面欠陥をつくらない。直径が０．０１０〜０．０２６
インチの円形孔に相当する断面積をもつノズル孔は、予
備発泡されたポリスチレンビーズを発泡させるのに十分
なスチームを導入した場合に、満足な部品を与えるとい
うことがわかった。

各金型部品のチャンバー内に設置された普通のマニホル
ドに、一連の可撓性チューブを通じて結合されたピンホ
ール大のノズルを用いることにより、金型壁の完全性は
そのキャビティと関連のチャンバーとの間で維持される
。この結果、より薄い金型キャビテイ壁部分は、加熱媒
体から金型キャビティ内に充填された予備発泡済みのビ
ーズに伝達される熱の伝導速度を増加させる。また可撓
性のチューブ構造は、この金型構造によりなされるすば
やい加熱と冷却工程の間に起る金型とその成分との膨張
と収縮とを許容する。この形態をした金型構造は、蒸発
キャスチング法や他の薄壁成形法の場合に必要とするよ
うな所望の表面仕上げケもつポリスチレン成形部品をつ
くるために極めて経済的効果な方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金型の一実施例を示す斜視図、
第２図は、第１図の金型を閉じた場合の断面図、第３図
は、ノズルを金型キャビテイ壁に設置した場合を示す拡
大図、第４図は、第２図の金型断面の先端部分を示す拡
大図、第５図も、第２図の金型断面の先端を示す拡大図
であるが、金型内部から凝縮液を回収するための別な構
造を示す。 １０は金型、１２．１４は金型部品、１８゜２０はキャ
ビテイ壁、２４．７２はチャンバー、３２．３６はチュ
ーブ、４０は多数の穴、４２はノズル、４６．７８はマ
ニホルド、４４，４δはチューブ、５０．５４Ｖ−１プ
レート、５６はフランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部品の予じめ決められた形状を規定するキャビティ
   を有する金型であつて、該キャビティは金型の分離可能
   な壁部分により与えられかつ該壁部分の内面により規定
   され、また金型は、各壁部分の外部に規定されかつそれ
   と組合わされたチャンバーと、対応する壁部分を加熱す
   るために各チャンバー中に加熱媒体を導入する手段と、
   必要な時に対応する壁部分を冷却するために各チャンバ
   ー中に冷却媒体を導入する手段と、各チャンバーからス
   チーム、凝縮液及び冷却水を回収する手段とを有し、多
   数のノズルが該壁部分の少なくとも１つに設けられてな
   る予備発泡された樹脂ビーズを加熱発泡させて所定形状
   の部品をつくるのに用いられる金型において、対応する
   多数のチューブが、各ノズルとマニホルドとの間の流体
   伝達のために、対応するチャンバー中に配設されたマニ
   ホルドに上記ノズルを接続しており、上記ノズルの各々
   は、各壁部分の対応する内面と同一平面にあり、かつ各
   ノズル孔の付近に成形部品上に明らかな表面マークがで
   きるのを防止するのに十分な程度に小さい断面積のノズ
   ル孔を有しており、またキャビティ中に存在する時に予
   備発泡された樹脂ビーズを発泡させるように該キャビテ
   ィに加熱媒体を注入するための、マニホルドの一端に加
   圧された加熱媒体を導入する手段と、スチームと凝縮液
   を上記マニホルドから調節しながら排出するための上記
   マニホルドに流体を伝達する手段とを有することを特徴
   とする発泡ポリスチレン部品製造用金型。 ２、上記ノズル孔は直径が０．０１０〜０．０２８イン
   チの円形孔に相等する表面積をもつことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項に記載の金型。 ３、上記チューブは可撓性をもつものであることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の金型
   。 ４、上記マニホルドの断面積は上記チューブの断面積の
   総和よりも大きいことを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項に記載の金型。 ５、選択された１つ又はそれ以上のノズルは上記キャビ
   ティを規定する内面に関して角度をなし、それにより加
   圧された加熱媒体が所望の角度で上記キャビティ中に注
   入されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項乃至
   第４項のいずれかに記載の金型。 ６、上記マニホルドはその一端にマニホルド排出手段を
   もつ銅製のチューブであり、上記可撓性チューブの各々
   は銅からなりかつ一端で上記ノズルにまた他端で上記銅
   製のマニホルドに結合されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の金型
   。 ７、上記マニホルド排出手段は、金型が用いられる時に
   最も低い部分に当る上記マニホルド上に設けられており
   、開と閉の位置の間で調節できるバルブシステムからな
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項乃至第６項
   のいずれかに記載の金型。 ８、加圧空気を上記マニホルド中に導入する手段が設け
   られていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項乃
   至第７項のいずれかに記載の金型。 ９、上記マニホルド排出手段は、金型が用いられる時に
   最も低い部分に当る上記マニホルド上に設けられており
   、マニホルドから延びている毛細管からなり、該毛細管
   は、マニホルドに導入される加圧された流体に背圧を生
   じさせかつ該マニホルドからの流体の排出を可能にする
   ような大きさの出口オリフィスをもつことを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の金型。 １０、金型のキャビティが分離可能な金型壁部分の内面
   により規定され、各壁部分の外部に規定されかつそれと
   組合わされたチャンバーを有し、多数のノズルが上記壁
   部分の少なくとも１つに設けられてなる部分的に開放さ
   れた金型の予め決められた形状のキャビティ中に、予備
   発泡された樹脂ビーズを導入し、所定形状の発泡プラス
   チック部品を形成する方法において、対応する多数のチ
   ューブが、各ノズルとマニホルドとの間の流体伝達のた
   め、対応するチャンバー中に配設されたマニホルドに上
   記ノズルを接続しており、上記ノズルの各々は、各ノズ
   ル孔の付近に、成形部品上に明らかな表面マークができ
   るのを防止するのに十分な程度に小さい断面積のノズル
   孔を有する金型を用いると共に、少なくとも上記キャビ
   ティが樹脂ビーズで一杯になるまで、上記壁部分を加熱
   するために上記チャンバー中に加熱媒体を導入し、上記
   金型キャビティをシールし、上記樹脂ビーズが溶融し所
   望の部品をつくるまで、上記ノズルを通じて上記マニホ
   ルドからキャビティ中に加圧された加熱媒体を瞬間的に
   注入せしめ、その際に加熱媒体の注入により上記マニホ
   ルド中にできた凝縮液をマニホルドから連続的に除去せ
   しめ、上記加熱媒体を上記チャンバーから除去し、少な
   くとも成形部品が取り出せるのに十分な程度に冷却され
   るまで、上記壁部分を冷却するために冷却媒体を上記チ
   ャンバー中に導入し、最後に上記金型を開放し、金型壁
   部分を分離することにより成形部品をキャビティから取
   り出すことを特徴とする方法。 １１、上記部品を冷却したのち、上記金型部分の１つか
   ら部品を取り出すのを容易にするために、上記金型が開
   放されると上記マニホルドの１つに加圧空気を導入し、
   引き続き金型壁部分の残りの方から部品を取り出すのを
   容易にするために、上記マニホルドの他方に加圧空気を
   導入し、その際マニホルド中に加圧空気を導入すること
   により凝縮液を上記チューブから除去することを特徴と
   する、特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２、注入された加熱媒体が樹脂ビーズの発泡に対して
   示す効果を最適にするために、上記ノズルを上記壁部分
   中に選択的に設置することを特徴とする、特許請求の範
   囲第１０項又は第１１項に記載の方法。 １３、キャビティ中に樹脂ビーズを導入する前に、対応
   する壁部分を予じめ加熱するために上記チャンバーに加
   熱媒体を導入することを特徴とする、特許請求の範囲第
   １０項、第１１項又は第１２項に記載の方法。 １４、加熱媒体は直径が約０．０１０〜０．０２８イン
   チの円形孔に相等する断面積の孔をもつノズルから注入
   されることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項乃至
   第１３項のいずれかに記載の方法。 １５、予備発泡された加熱発泡性の樹脂ビーズは、予備
   発泡されたポリスチレンビーズであることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１０項乃至第１４項のいずれかに記
   載の方法。