(57)【要約】断熱性並びに耐久性に優れた発泡樹脂成形機の蒸気室及び発泡樹脂成形機及び発泡樹脂成形方法を提供する。発泡樹脂成形機の蒸気室９、１０を構成するフレーム５、６、バックプレート３、４、センタープレート７１、８１の少なくとも一つを発泡アルミニウムからなるものとする。或いは、フレーム５、６に発泡アルミニウム板５１、６１を積層したり、バックプレート３、４を発泡アルミニウム板３３、４３が介在されたサンドイッチ構造のものとする。発泡アルミニウムの有する高い断熱性によりスチームの熱エネルギーを無駄に消費することがなく、且つサイクルタイムの短縮が可能であるなどの利点がある。
2009025013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、フレーム及びバックプレート及びセンタープレートのうちの少なくとも一つを、断熱を目的とした多孔質金属からなるものとしたことを特徴とする発泡樹脂成形機の蒸気室。
【請求項２】
金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、フレーム及びバックプレート及びセンタープレートのうちの少なくとも一つの内面に、断熱を目的とした多孔質金属を積層したことを特徴とする発泡樹脂成形機の蒸気室。
【請求項３】
金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、バックプレートを、金属板の間に断熱を目的とした多孔質金属板が積層されたサンドイッチ構造のものとしたことを特徴とする発泡樹脂成形機の蒸気室。
【請求項４】
断熱を目的とした多孔質金属として、発泡アルミニウムまたは発泡マグネシウムを用いたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の蒸気室。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の蒸気室を備えていることを特徴とする発泡樹脂成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発泡樹脂成形装置を用いて、熱可塑性樹脂粒子の原料を発泡成形することを特徴とする発泡樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチームの持つ熱エネルギーのロスを低減することができる発泡樹脂成形機の蒸気室及びこの蒸気室を備えた発泡樹脂成形機及び発泡樹脂成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発泡樹脂成形機は、例えば図１に示すような構造のものである。すなわち、固定側ダイプレート１には、バックプレート３とフレーム５（固定側）とが取り付けられ、フレーム５には、センタープレート７１を介して凹金型（固定側）７が取り付けられている。バックプレート３とフレーム５とセンタープレート７１と凹金型７は、蒸気室９を構成している。バックプレート３には、背面から原料充填機１１とエジェクトピン１２が、蒸気室９を貫通して設けられている。フレーム５には、冷却水導入部１３とスチーム導入部１５が設けられ、冷却水導入部１３に、冷却水配管１７が接続されている。【０００３】
一方、移動側ダイプレート２には、バックプレート４とフレーム６（移動側）とが取り付けられ、フレーム６には、センタープレート８１を介して凸金型（移動側）８が取り付けられている。バックプレート４とフレーム６とセンタープレート８１と凸金型８は、蒸気室１０を構成している。フレーム６には、冷却水導入部１４とスチーム導入部１６が設けられ、冷却水導入部１４に、冷却水配管１８が接続されている。凹金型７と凸金型８とが合体されてキャビティ１９が形成される。【０００４】
以上のような発泡樹脂成形機を用いて成形体を成形するには、原料充填機１１を用いてキャビティ１９内に発泡性樹脂からなる原料を充填する。次いで、スチーム導入部１５、１６から蒸気室９、１０内にスチームを導入し、さらに、凹金型８、凸金型９に設けたスチーム孔（図示していない）よりキャビティ１９内にスチームを導入することによって、原料を加熱し発泡溶着させて、所望の成形体を形成する。このとき、金型７、８やフレーム５、６などは１２０℃程度の高温にまで加熱される。【０００５】
その後、冷却水導入部１３、１４より冷却水配管１７、１８を介して冷却水を供給し、ノズル２１、２２より凹金型７、凸金型８の背面に冷却水を噴霧することにより、キャビティ１９内の成形体２０を冷却する。金型７、８やフレーム５、６は４０℃程度の低温まで冷却される。冷却完了後凹金型７、凸金型８を分割して開きエジェクトピン１２で押し出すことによって、成形体２０を取り出すことができる。【０００６】
上記成形工程においては、蒸気室９、１０に導入されたスチームは、キャビティ１９内の原料を充填するだけではなく、蒸気室９、１０を構成しているバックプレート３、４と、フレーム５、６と、センタープレート７１、８１と、凹金型７、凸金型８をも加熱している。また、キャビティ１９内の成形体２０を冷却する際には、ノズル２１、２２から噴霧された水により凹金型７、凸金型８とともに、バックプレート３、４、フレーム５、６、センタープレート７１、８１も同時に冷却される。しかしながら、これらの蒸気室構造部材のうち凹金型７、凸金型８以外は、成型体品質に何ら影響を与えず、加熱、冷却の繰り返しのたび毎にスチームの熱エネルギーを無駄に消費している。すなわち、スチームの熱エネルギーのかなりの部分がフレーム５、６などの加熱に費やされている。【０００７】
以上のようなスチームの熱エネルギーの浪費を低減するために、特許文献１、２には、凹金型７、凸金型８を除くバックプレート３、４と、フレーム５、６と、センタープレート７１、８１の蒸気室側の面に、ゴムライニングや熱硬化型水溶性樹脂を熱硬化させた被覆層を形成したものが開示されている。このものは、ゴムライニング層や被覆層により断熱してスチームの熱エネルギーの浪費を低減することはできる。しかしながら、ゴムライニング層や樹脂製の被覆層は、加熱、冷却の繰り返しによる熱応力による変形、剥離が避けられず、剥離部分にスチームが侵入して断熱効果が低下するので、繰り返し使用に対する寿命が短いものであった。
【特許文献１】特開平５−２１２８１０号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−２１２８１４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、断熱性並びに耐久性に優れた発泡樹脂成形機の蒸気室及びこの蒸気室を備えた発泡樹脂成形機及び発泡樹脂成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明に係る発泡樹脂成形機の蒸気室は,金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、フレーム及びバックプレート及びセンタープレートのうちの少なくとも一つを、断熱を目的とした多孔質金属からなるものとしたことを特徴とするものであり、金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、フレーム及びバックプレート及びセンタープレートのうちの少なくとも一つの内面に、断熱を目的とした多孔質金属を積層したことを特徴とするものであり、金型とフレームとバックプレートとセンタープレートとからなる発泡樹脂成形機の蒸気室において、バックプレートを、金属板の間に断熱を目的とした多孔質金属板が積層されたサンドイッチ構造のものとしたことを特徴とするものである。なお、多孔質金属として、発泡アルミニウムまたは発泡マグネシウムを用いることができる。【００１０】
また、本発明の発泡樹脂成形機は、上記したような蒸気室を備えていることを特徴とするものである。また、本発明の発泡樹脂成形方法は、以上のような発泡樹脂成形装置を用いて、熱可塑性樹脂粒子の原料を発泡成形することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明は、蒸気室を構成するフレームやバックプレートなどの部材を、多孔質金属からなるものとしたので、多孔質金属の有する断熱効果によりスチームの熱エネルギーを無駄に消費することがない。また、樹脂製被覆層などのように変形、剥離することがないので、経年劣化による断熱効果の低減がない。【００１２】
請求項２、３に係る発明は、蒸気室を構成するフレームやバックプレートの部材に多孔質金属を積層したり、バックプレートを多孔質金属が積層されたサンドイッチ構造のものとしたので、この積層構造により断熱効果を高めることができる。【００１３】
請求項４に係る発明は、素材を発泡アルミニウムまたは発泡マグネシウムとしたので、部材の軽量化を図ることができ、移動ダイプレートの駆動（開閉）装置に掛かる負荷を減少することができる。従来材より熱伝導率が低く熱が伝わり難いので、フレームからの放熱が少なく、周辺機器の損傷が少ない。【００１４】
請求項５に係る発明は、効果的に加熱、冷却を行うことができるので、サイクルタイムの短縮が可能である。スチーム使用量の低減により重油消費量の削減が可能で、コストダウンを図ることができるという従来の発泡樹脂成形機にない顕著な効果を奏することができる。【００１５】
請求項６に係る発明は、スチームの持つ熱エネルギーを浪費することなく低コストにて成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】発泡樹脂成形機の概略構成図である。
【図２】フレームとバックプレートを多孔質金属からなるものとした発泡樹脂成形機の概略構成図である。
【図３】蒸気室の内部に多孔質金属が積層された発泡樹脂成形機の概略構成図である。
【図４】バックプレートをサンドイッチ構造とした発泡樹脂成形機の概略構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
３、４  バックプレート、５、６  フレーム、９、１０  蒸気室、７１、８１  センタープレート、３３、４３、５１、６１  発泡アルミニウム板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を、図２に基づき説明する。
本願発明の発泡樹脂成形機は、基本構造において従来のものと特に変わるところはない。すなわち、固定側ダイプレート１には、バックプレート３とフレーム５とセンタープレート７１と凹金型７によって、蒸気室９が構成されている。バックプレート３には、原料充填機１１とエジェクトピン１２とが、蒸気室９を貫通して設けられている。フレーム５には、冷却水導入部１３とスチーム導入部１５が設けられ、冷却水導入部１３に、冷却水配管１７が接続されている。【００１９】
移動側ダイプレート２には、バックプレート４とフレーム６とセンタープレート８１と凸金型８によって、蒸気室１０が形成されている。フレーム６には、冷却水導入部１４とスチーム導入部１６が設けられ、冷却水導入部１４に、冷却水配管１８が接続されている。凹金型７と凸金型８とによりキャビティ１９が形成される。なお、凹金型７、凸金型８にはスチーム孔（図示していない）が設けられていて、キャビティ１９と蒸気室９、１０とは連通している。【００２０】
以上のような構成の発泡樹脂成形機において、バックプレート３、４と、フレーム５、６とを、多孔質金属である発泡アルミニウムにより構成した。断熱効果を高めるために、センタープレート７１、８１をも発泡アルミニウムにより構成するのが望ましい。【００２１】
発泡アルミニウムは、凝固途中の溶融アルミニウムに水素吸蔵合金粉末を添加して、水素の放出により溶融アルミニウムを発泡させて製造される。該材は独立気泡の薄膜セル構造を有する超軽量材料として知られている。発泡アルミニウムは、熱伝導率が３．１８Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃程度で、通常の金属アルミニウムと比較して約１／６０と小さい。比重は０．２〜０．３であって、通常の金属アルミニウムに対して約１／１０と軽量である。多孔質金属の素材としては、アルミニウムのほかにマグネシウム、亜鉛、銅などを用いることができる。【００２２】
図３には、上記したものとは別の形態の発泡樹脂成形機を示す。この成形機において、フレーム５、６には発泡アルミニウム板５１、６１が積層されている。また、バックプレート３、４にも発泡アルミニウム板３１、４１が積層されている。積層方法は、接着、ビス止めなど適宜の方法を用いて行うことができる。なお、センタープレート７１、８１に発泡アルミニウム板を積層することもできる。このように発泡アルミニウム板を積層したことによりフレーム５、６やバックプレート３、４の断熱効果を大幅に高めることができる。【００２３】
また、図４には、サンドイッチ構造のバックプレート３、４を有する発泡樹脂成形機を示す。すなわち、バックプレート３は、アルミニウム板３２の間に発泡アルミニウム板３３が介在されており、パックプレート４は、アルミニウム板４２の間に発泡アルミニウム板４３が介在されている。このようにバックプレート３、４をサンドイッチ構造のものとすることによっても、断熱効果を高めることができる。【００２４】
〈実施例〉
フレーム５、６とバックプレート３、４を発泡アルミニウムとした図２に示す本発明の発泡樹脂成形機と、金属アルミニウムを用いた図１に示す従来の発泡樹脂成形機とを連続運転して性能を比較した。すなわち、蒸気による加熱と冷却水による冷却の１サイクルにおけるフレームの温度変化（ΔＴ）を比較した。【００２５】
試験に際しては、先ず原料充填機１１を用いてキャビティ１９内に、発泡性を有する熱可塑性樹脂粒子の原料を充填した。次いで、スチーム導入部１５、１６から蒸気室９、１０内にスチームを導入した。このスチームを凹金型８、凸金型９に設けたスチーム孔を通してキャビティ１９内に導入することによって、原料を加熱し発泡溶着させて、成形体２０を形成した。このときのフレーム５、６の上昇した温度Ｔ１をフレーム５、６に埋め込んだ熱電対により測定した。【００２６】
溶着完了後、冷却水導入部１３、１４より冷却水配管１７、１８を介して冷却水を供給し、ノズル２１、２２より凹金型７、凸金型８の背面に冷却水を噴霧して、キャビティ１９内の成形体を冷却した。冷却完了後のフレーム５、６の温度Ｔ２を熱電対により測定した。温度Ｔ１とＴ２の差をΔＴとして比較した。試験結果を表１に示す。【００２７】
【表１】
2009025013.tif 000003
【００２８】
以上に示すとおり、従来は１４．６〜３４．５℃という大きなΔＴが、発泡アルミニウムを用いた実施例においては、４．６〜１４．８℃と１／３程度の小さい値とすることができた。これは、フレーム５、６の温度上昇が小さくなったことに基づくものである。なお、当然にバックプレート３、４の温度上昇も小さくなっている。【００２９】
以上のように、フレーム５、６、バックプレート７、８の断熱性を高めることができた結果、サイクルタイムの短縮、スチーム使用量の低減を図ることができた。また、軽量化による電力消費量の低減による効果も相まって大幅なコストダウンを図ることができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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