JPS62103334A - 発泡ポリスチレン成形用金型フレ−ム - 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〕 本発明は発泡ポリスチレン成形用金型フレームに関する
ものである。詳しくは本発明は成形性及び省エネルギー
性に優れた発泡ポリスチレン成形用金型フレームに関す
るものである。

〔従来の技術〕

発泡ポリスチレン成形のためには、成形品を形作る金型
と共に、該金型を収容・固定し、かつ金型を加熱冷却す
るための蒸気、水を蓄える空間部を形成するフレームが
必要である。

従来のフレームには、一般的にアルミニウム合金鋳物Ａ
ＯｕＡ又はＡＣＶＣが用いられているが、この榴の合金
は熱処理なしでは機械的強度が概して小さい。

一方、成形時には、型締め力や蒸気圧が加わるのでこれ
に耐えるべくフレームの肉厚ハ自づと大きくなる。例え
ばｌＪＯＯｔｙｓＸｌｌｏｏｍ　サイズのフレームにお
いては、肉厚を約−〇ＩＩ！１以上とする必要があり、
そのため重量も約／コＯｋｇ（雄、雌用フレームの合計
で）に達して、熱容量も大きくなり、エネルギー的に非
常に無駄となり、かつ取り扱い上も困ｍを伴うものであ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

よってフレームに要求される強さを保持しながら、フレ
ームを薄肉・軽量化して （へ）＠量化により作業性を向上させ、かつに））フレ
ーム全体のＭｇ量を小さくすることにより成形時間の短
縮及び蒸気使用量の減少を図る、 ことが望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

用されているアルミニウム合金鋳物材とは異なるＡｔ−
Ｚｎ−Ｍ、９系合金ｉ！Ａｊ物材を用いることによって
上記の問題点を解決し、本発明に到達した。

ＲＩＪち、本発明の要旨は、Ｚｎ７〜ｇ！’６％Ｍｇ　
Ｏ−に〜Ａ５Ａで、かつＺｎとＪｌとの合計蓋が３几以
上であり、更にＳ　ｉ　０．１〜１．５％、Ｆｅ　０．
２〜１．！’Ａ、ＣｕＯ０−〜−克、Ｎｉ０．λ〜コー
ｊ　５Ａ％　Ｍｎ　０．１〜ムＳＸ、Ｔ１０、Ｏｉ　〜
０．ｇ９’、、　　Ｂｏ、００　／　〜０．２９ｇ、　
Ｏｒｏ、０！ｒ　〜０．７几、Ｚｒ０．０λ〜Ｏ７Ｓ％
及びＢｅｏ、ｏｏｔ−、−ｏ、ｌｙ３からなる群から選
ばれた少なくとも１種の追加元素を含み、残部アルミニ
ウム及び不純物よりなるアルミニウム合金の鋳物材から
構成されていることを特徴とする発泡ポリスチレン成形
用金型フレーム、に存する。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明のフレームを構成するアルミニウム合金鋳物材に
あって、Ｚｎ及びＭｇは鋳造性、強度、耐食性、耐応力
腐食性に強い影？金持ち、Ｚｎが／Ｘ未満、Ｍｇθ、５
９６未満あるいはＺｎとＭｇとの合計量が３％未満では
十分な強度が得られず、またＺｎがＩＮを越えるかある
いはＭｇが６几を越えると鋳造性が劣化し、かつ耐応力
腐食性も低下するので、Ｚｎは／　＝　ｇ　Ｘ、好まし
くは２〜７％、ＭＩは０．５〜６比、好ましくは／、１
〜！九で、かつＺｎとＭｇとの合計量がｊＳ以上、好ま
しくは６％以上とする。

さらに鋳造性１強度、耐食性、耐応力腐食性を改善する
ために追加元素を添加するが、各追加元素の添加効果は
次の通りである。即ち、（イ）　Ｓｌは０．２〜７．３
％、好ましくは０．１〜ノ、−％の添加が鋳造性の改善
に役立つが、１．３％を越えると強度の劣化を来たす。

（ロ）　　ＦｅはＯｌ−〜１．ｊ宛、好ましくは０．６
〜八−％の添加が釧造性、強度の改善に役立つが、／−
！ｒＮを越えると強度、耐食性の劣化を来たす。

（ハ）　Ｃｕは、Ｏ１λ〜−比、好ましくは０．３〜１
．ｓ亮の添加が強度、耐応力腐食性の向上に役立つが、
二％を越えると鋳造性、耐食性を著しく劣化させる。

に）　Ｎ１は０．コ〜ユ、ｊ％、好１しくば０６３〜１
％の添加で鋳造性を改善するが、λ−ｊ　Ｘを越えると
強度、耐食性の低下を米たす。

（ホ）　Ｍｎは０．１〜ハ「Ｌ好ましくはＯ６−〜ノ、
０３の添加で鋳造性、強度、その中でも高温強度、及び
耐応力腐食性を向上させるが、／、ｊ比を越えると鋳造
性を損う。

Ｎ　　Ｔ１はｏ、ｏ　ｔ　〜ｏ、ｔ　Ｘ、好ましくはｏ
、ｌ〜０、ｚ　’Ａで鋳造性、強度の改善に役立つが、
くなる。

（ト）　Ｂはｏ、ｏｏｉ−ｏ、コ免、好ましくは０．０
０λ〜０−／！Ｎの添加でＴ１やＺｒ　と共に結晶粒を
微細化し、鋳造性、強度を大巾に改善するが、Ｂ単独で
も同様の効果を有する。なお０−２　Ｘを越えた添加で
はより以上の効果が見られない。

ｆｆ′）Ｏｒは０．０　ｊ　””　０−７５Ａ　ｓ　　
好ましくは０．ｌ〜０．２比で強度、耐応力腐食性の同
上に役立つが、０．７１を越えると鋳造性を損う。

Ｃ’Ｊ）　　Ｚｒ　１４０．０コ〜ｏ、ｒ％、好ましく
はＱ、／　〜０．ＦＳで強度、耐応力腐食性の改善に役
立つが、Ｏｌよ九を越えると鋳造性を損う。

ＱＲ）Ｂｅは０．００　／　”　０．／　Ｘ　、好まし
くはｏ　、ｏｏａ〜ｏ、ｏｔｘの添加で鋳造性、強度の
同上をもたらすが、θ−’９６を越えた添加ではより以
上の効果は期待し得ない。

以上の追加元素は単独添加でもそれぞれの効果が見られ
るが、好ましくはＴ１とｃｒ、’ｒ１とＯｒとＦｅ、あ
るいはＴ１とＯｒとＭＨの如く一２株以上の適切な元素
及びその量を選択しての組み合わせ添加により、鋳造性
、強度、耐食性、耐応力腐食性等の面で複合的な改善が
なされる。

以上述べた成分組成では、引張強さはλｏｋｇ／−以上
、０．＝％耐力はｌｑｌｃｇ／−以上で、従来の鋳物材
の一倍に近いものが得られる。また得られたフレームは
熱処理なしでも鋳造後７ケ月でプリネル硬さ約７ｊ以上
を得るが、更に強度が必・決な際、あるいは短時間で！
ｉ！４ｉ度が必要な際は、Ｔ６あるいはＴ５処理を行な
い、また歪み防止を必要とする際は安定化処理を行なう
ことによシ、その目的を達成できる。

また、フレームには発泡ポリスチレン成形時に、型締め
力、蒸気圧が加わるので強度が要求されるが、本発明に
↓シ高強度の合金材を用いることによシ、厚さコＯｗａ
ｉ以下の薄肉材としても十分な強度を得ることができる
。例えば従来のＵｊ物材の強度、肉厚での安全率と本合
金フレームの安全尤？向−にすることで、フレームの各
部位毎（フランジ部、リブ部、フラット部等）について
強度計算を行ない、従来フレームの肉厚が平均で約λｏ
　ａｍ　（実測値ｉｇ−λ２■）であるのに対し、半分
のＩＯ団で良いとの結果を得た。但し、フレーム吊り部
やユーティリティ管接続部は安定的使用に耐えられる様
配慮が必要である。また薄肉なので放熱はやや増加する
が、それを防ぐためにはフレームの外側あるいは内側に
断熱材と被覆すれば容易に解決できる。

第１〜−図は発泡ポリスチレン成形用の金型と金型フレ
ーム′とを組合せた状態の例を示す概略断面図である。

第１図は雌金型と雌金型用フレームとを組合せた状態を
表・わし、（Ｉ）は雌金型、（２）は雌金型取付は板、
１３＋は雌金型用フレームをそれぞれ表わす。第二図は
雄金型と雄金型用フレームとを組合せた状態を表わし、
α乃は雄金型、α２は雄金型取付は板、αＪは離合型用
フレームをそれぞれ表わす。なおこれらの金型とフレー
ムとの組み合せにおいては、７つ又は複数の金型を金型
取付は板に固着した形の金型セットを事前に＆作してお
き、発泡ポリスチレン成形に際このようにすることによ
って１種類のフレームで多才道順の金型を使用しての成
形を行なうことができる。

第３図は第１図と同様に雌霊型と雌金型用フレームとを
組合せた状態を表わすが、雌金型用フレームの内側に断
熱材を被蓚して放勢の減少を図ったものである。メ甲、
（１）〜（３１は第７図と同様であり、（２１１は断熱
材を表わす。

〔実施例〕 次に実施例によυ本発明につきさらに具体市に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限シ、以下の実施例に
よって限定されるものではない。

実施例１及び比較例１ 表１に示す組成の合金Ａ（本発明範囲の合金）及び合金
ｒ３（従来の合金）につきそれぞれ砂型鋳物材を表作し
、これらから切出した試料について機械的性質を測定し
たところ、表１の結果が得られた。

合金Ｂを使用し、第１図と概略同様の構造で平均肉厚が
−ｏ　ｔｍ　（変動範囲７ｇ−二−圏）の金型フレーム
（フレーム１）を砂型鋳造によυ製作した。

次に合金Ａを使用してフレームｌと同様の構造の金型フ
レームを設計し、表１の物理的性質及び成形時の蒸気圧
ｏ、ｇｉｃｇ７ｃｎ１を前提として強度計算を行ない、
フレーム１と同一の安全率を得るだめの肉厚を求めたと
ころ平均約ＩＯａｍとの結果を得た。しかし、より安全
を見て肉厚範囲／　０　＝　／　’Ｉ　ｒｍ　（部位に
より差がある）と若干厚目の金型フレーム（フレームｌ
）を砂型鋳造によ９表作した。

フレームｌ及びフレーム■のそれぞれに凹部容積１ｓｏ
ｏｏｃｒｄ７個の金型６個と金型取付は板とからなる金
型セットを取り付けて成形装置を構成し、これらを用い
て発泡ポリスチレン成形を行なった結果は表−〇通シで
あり、成形時間の燈縮及び省エネルギーに良好な結果が
得られた。

なお、フレーム■を用いて１３万サイクルの連続成形を
行なったが何ら問題はなく、耐久性も十分あることが確
認された。

表　　コ 〔発明の効果〕 本発明に係る発泡ポリスチレン成形用の金型７１′ フレームは、合金材料の高強度に基ｌき薄肉化すること
ができるので、従来のフレームに比べ、成形性が十分に
向上し、かつエネルギー節減の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、雌金型と雌金型用フレームとを組み合わせた
状態を表わす概略断面図である。 口）は雌金型、（２）は雌金型取付は板、（３）はフレ
ーム。 第一図は、雄金型と雄金型用フレームとを組み合わせた
状態を表わす概略断面図である。 αυは雄金型、（６）は雄金型取付は板、Ｑ３はフレー
ム。 第３図は雌金型用フレームの内側に断熱材を破缶した状
態を表わすものである。 Ｑυは断熱材。 特許出蹴へ　菱化軽金属工業株式会社 高知スチロール株式費社 代　理　人　弁理士　長谷用　　　− はか１名 滉　１　図 第２巳 第３図 手続補正書（自発） 昭和６７±、７月　７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ１〜８％、Ｍｇ０．５〜６％で、かつＺｎと
   Ｍｇとの合計量が５％以上であり、更にＳｉ０．２〜１
   ．５％、Ｆｅ０．２〜１．５％、Ｃｕ０．２〜２％、Ｎ
   ｉ０．２〜２．５％、Ｍｎ０．１〜１．５％、Ｔｉ０．
   ０１〜０．８％、Ｂ０．００１〜０．２％、Ｃｒ０．０
   ５〜０．７％、Ｚｒ０．０２〜０．５％及びＢｅ０．０
   ０１〜０．１％からなる群から選ばれた少なくとも１種
   の追加元素を含み、残部アルミニウム及び不純物よりな
   るアルミニウム合金の鋳物材から構成されていることを
   特徴とする発泡ポリスチレン成形用金型フレーム。