(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂と発泡剤とを混合させ、加熱装置と冷却装置とを併用して温度管理しながら成形する発泡シート成形方法であって、
発泡シート成形装置を構成する金型の温度を温度管理領域毎に測定する工程と、
前記温度管理領域毎に測定された金型の温度をそれぞれ予め設定されている高温側設定温度と比較する工程と、
前記温度管理領域毎に測定された金型の温度をそれぞれ予め設定されている低温側設定温度と比較する工程と、
前記比較の結果、当該温度管理領域の金型の温度が高温側設定温度より高いときには、前記加熱装置を滅勢するとともに、前記冷却装置を付勢して冷却用流体を当該温度管理領域の金型に導入し、一方、当該温度管理領域の金型の温度が低温側設定温度より低いときには、前記冷却装置を滅勢するとともに、前記加熱装置を付勢する工程と、
を有することを特徴とする発泡シート成形方法。
【請求項２】
合成樹脂と発泡剤とを混合させて発泡シートを成形する発泡シート成形装置であって、
複数の温度管理領域が設定された金型と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された加熱装置と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された冷却装置と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された温度検出器と、
前記温度検出器からの検出信号に基づき前記金型の温度を前記温度管理領域毎に制御する温度制御装置と、
を備え、前記温度制御装置は、当該温度管理領域の金型の温度が高温側設定温度より高いときには、前記加熱装置を滅勢するとともに、前記冷却装置を付勢して冷却用流体を当該温度管理領域の金型に導入し、一方、当該温度管理領域の金型の温度が低温側設定温度より低いときには、前記冷却装置を滅勢するとともに、前記加熱装置を付勢することを特徴とする発泡シート成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発泡シートを成形する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発泡シートを押出成形するために、図５に示すようなシート成形装置が用いられている。このシート成形装置６０は長尺状に形成された金型６２を備え、該金型６２の長手方向にマニホールド６４が形成され、該マニホールド６４と前記金型６２に画成されたリップ部６６とは幅広な間隙６８によって連通している。また、前記マニホールド６４に連通して前記リップ部６６とは反対側に樹脂供給通路７０が画成され、この通路７０は押出機７２と連通している。前記押出機７２は樹脂原料を加熱、溶融して所定の加圧力下に前記樹脂供給通路７０を介して前記金型６２に供給する。なお、参照符号７４ａ、７４ｂは、前記間隙６８の延長線上に設けられた長尺な冷却ロールを示す。
【０００３】
このシート成形装置６０を用いて発泡シートを押出成形する場合、前記押出機７２に原料となる合成樹脂と発泡剤を入れ、前記押出機７２の内部でこれらを加熱して溶融、混練させた後に樹脂供給通路７０からマニホールド６４、間隙６８を介してリップ部６６に供給する。前記リップ部６６で前記合成樹脂および発泡剤が押し出されると、溶融した合成樹脂の内部に気泡が生じ、発泡シートが板状に成形される。その板状の発泡シートを冷却ロール７４ａ、７４ｂで冷却、固化して完成品を得る。
【０００４】
発泡シートを成形する際、完成品としてのシートの厚さが均一であることはもとより、シート全面にわたり発泡倍率が均一に形成されることが要求される。この発泡倍率はシート成形装置６０内の合成樹脂の温度、圧力と、金型６２内での合成樹脂の滞留時間によって決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のシート成形装置６０では、金型６２の長手方向に沿って温度勾配が発生する。この温度勾配は、一般的には、金型６２の長手方向において、その中央部は温度が高く、両端部は温度が低くなる。このため、金型６２の中央部と両端部とでは発泡倍率が変化することになり、均一な品質の発泡シートを得ることができない。
【０００６】
そこで、この不都合を克服するために、シート成形装置６０に空気吹付口７３を設け、圧縮空気を金型６２に吹き付けて該金型６２を部分的に冷却し、温度勾配を小さくして均一な品質のシートを成形する方法が考えられる。しかし、この圧縮空気の吹き付けを利用する方法では、金型６２の空気吹付口７３付近の温度は低く、その位置から離れた箇所の温度は高くなる如く、温度むらができ、発泡シートにおける発泡倍率に影響を与え、幅方向に均質な発泡シートを得ることができないという不都合が露呈している。
【０００７】
また、図６に示すように、金型６２にヒータ装置７６ａ、７６ｂと熱電対７８を配設し、ヒータ装置７６ａ、７６ｂの温度制御を行うことでシート成形装置６０の長手方向の温度勾配を小さくする方法が考えられる。しかし、この方法では所定の温度より高くなった金型６２の温度を下げるためには、自然に冷却されることを待つしかなく、時間がかかるために製造サイクルの短縮化が困難となり、製造効率もさほどに向上しない。
【０００８】
この発明は前記の課題を解決すべくなされたものであり、製造時における金型の温度勾配を小さくするとともに、その温度を所定範囲内に容易に設定して発泡倍率を均一とし、均質な発泡シートを成形することのできる発泡シート成形方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、合成樹脂と発泡剤とを混合させ、加熱装置と冷却装置とを併用して温度管理しながら成形する発泡シート成形方法であって、
発泡シート成形装置を構成する金型の温度を温度管理領域毎に測定する工程と、
前記温度管理領域毎に測定された金型の温度をそれぞれ予め設定されている高温側設定温度と比較する工程と、
前記温度管理領域毎に測定された金型の温度をそれぞれ予め設定されている低温側設定温度と比較する工程と、
前記比較の結果、当該温度管理領域の金型の温度が高温側設定温度より高いときには、前記加熱装置を滅勢するとともに、前記冷却装置を付勢して冷却用流体を当該温度管理領域の金型に導入し、一方、当該温度管理領域の金型の温度が低温側設定温度より低いときには、前記冷却装置を滅勢するとともに、前記加熱装置を付勢する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、合成樹脂と発泡剤とを混合させて発泡シートを成形する発泡シート成形装置であって、
複数の温度管理領域が設定された金型と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された加熱装置と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された冷却装置と、
前記温度管理領域毎に前記金型に配設された温度検出器と、
前記温度検出器からの検出信号に基づき前記金型の温度を前記温度管理領域毎に制御する温度制御装置と、
を備え、前記温度制御装置は、当該温度管理領域の金型の温度が高温側設定温度より高いときには、前記加熱装置を滅勢するとともに、前記冷却装置を付勢して冷却用流体を当該温度管理領域の金型に導入し、一方、当該温度管理領域の金型の温度が低温側設定温度より低いときには、前記冷却装置を滅勢するとともに、前記加熱装置を付勢することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明の発泡シート成形方法およびその装置によれば、各温度管理領域毎に配設された温度検出器がそれぞれの温度管理領域毎の金型の温度を検出し、その温度によって前記各温度管理領域毎に加熱装置または冷却装置を適宜付勢、滅勢させ、金型の温度を所定の高温側設定温度と低温側設定温度との間に調整する。このため、金型の温度が所定範囲内で安定した小さな温度勾配となり、均一な発泡倍率からなる均質な発泡シートを成形することができる。
【００１２】
【実施例】
本発明に係る発泡シート成形方法について、それを実施する装置との関係で好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施例に係るシート成形装置の平面図、図２は、図１に示すシート成形装置の正面図、図３は、図１に示すシート成形装置の左側面図を示す。
【００１４】
本実施例に係るシート成形装置１０は、長尺な金型１２を含み、該金型１２の長手方向に沿ってマニホールド１４が画成される。前記マニホールド１４からシート成形装置１０の下方のリップ部１６に至るまで該シート成形装置１０の長手方向に沿って幅広な間隙１８が画成される。一方、前記マニホールド１４の中央部から上方に向かって、樹脂供給通路２０が画成される（図３参照）。前記樹脂供給通路２０は図示しない押出機の溶融樹脂吐出口と連通しており、該押出機は樹脂原料を加熱、溶融して前記シート成形装置１０に供給する。
【００１５】
前記金型１２は、その長手方向に沿って７つの温度管理領域２２ａ〜２２ｇに区分される（図１および図２参照）。各温度管理領域２２ａ〜２２ｇには夫々温度検出器である熱電対２４ａ〜２４ｇが配設され、該熱電対２４ａ〜２４ｇの先端部は前記マニホールド１４の近接部位に臨む。該マニホールド１４の内部の溶融樹脂の温度を可及的に正確に測定するためである。前記金型１２の外壁部には前記温度管理領域２２ａ〜２２ｇ毎に加熱装置、ここではヒータ装置２６ａ〜２６ｐが配設される。前記ヒータ装置２６ａ〜２６ｐの内部には発熱体である図示しないシーズ線が配設され、該シーズ線はコネクタ２８ａ〜２８ｐと電気的に接続される。これと共に、前記ヒータ装置２６ａ〜２６ｐの内部には、冷却用油を流入させる図示しない冷却管が配設され、各冷却管は油流入口３０ａ〜３０ｐと油流出口３２ａ〜３２ｐとに連通している。前記油流入口３０ａ〜３０ｐと油流出口３２ａ〜３２ｐの下方には油受け３４ａ〜３４ｄが設けられる。
【００１６】
図４に、本実施例に係るシート成形装置１０に組み込まれる温度調節機構３６のブロック図を示す。なお、温度管理領域２２ａ〜２２ｇは同様の構成であるので、以下、温度管理領域２２ａを例に説明する。
【００１７】
温度調整ユニット３８はその内部で冷却用油を所定温度に制御して温度管理領域２２ａに供給する。前記温度調整ユニット３８の油供給口４０から一組の第１の分配器４２ａ、４２ｂに接続され、冷却用油は各温度調整領域２２ａ〜２２ｇに分配される。前記第１の分配器４２ａ、４２ｂの冷却油導出側はオン・オフ制御される電磁弁４４ａに接続され、該電磁弁４４ａの冷却油導出側は第２の分配器４６ａに接続される。該第２分配器４６ａはバルブ４８ａ〜４８ｃを介してヒータ装置２６ａ〜２６ｃの油流入口３０ａ〜３０ｃに接続される。ヒータ装置２６ａ〜２６ｃの油流出口３２ａ〜３２ｃは一組の第３の分配器５２ａ、５２ｂを介して温度調整ユニット３８の油導入口５４に接続される。前記電磁弁４４ａ、前記ヒータ装置２６ａ〜２６ｃを構成するコネクタ２８ａ〜２８ｃ、および熱電対２４ａは制御盤５５に電気的に接続され、該制御盤５５は前記熱電対２４ａの温度検出信号に基づいて、前記ヒータ装置２６ａ〜２６ｃおよび前記電磁弁４４ａを制御する。
【００１８】
なお、前述したように、金型１２は７つの温度管理領域２２ａ〜２２ｇに分割されている。そして、本実施例では、それぞれの温度管理領域２２ａ〜２２ｇに対応して熱電対２４ａ〜２４ｇを金型１２に設けている。この場合、熱電対２４ａ〜２４ｇには共通の高温側設定値Ｔ１  と低温側設定値Ｔ２  が設定される。
【００１９】
本実施例に係るシート成形装置は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用並びに効果について説明する。
【００２０】
まず、金型１２の温度を上げるときの温度調節機構３６の作用について、温度管理領域２２ａを例に説明する。該金型１２の温度を上げるときは、制御盤５５は各ヒータ装置２６ａ〜２６ｃに電源を送り、該ヒータ装置２６ａ〜２６ｃを作動させる。この結果、温度管理領域２２ａの金型１２の温度は徐々に上昇する。
【００２１】
金型１２の温度管理領域２２ａが所定の加熱温度に到達し、熱電対２４ａにより高温側設定値Ｔ１  が検出されると、制御盤５５はヒータ装置２６ａ〜２６ｃへの通電停止信号を送る。一方、この信号はさらに電磁弁４４ａの切換動作に供される。従って、電磁弁４４ａを通った冷却用油は温度管理領域２２ａに到達し、その部位の金型１２を冷却する。これを詳しく説明すると、以下の通りである。すなわち、温度調整ユニット３８の内部で所定温度に制御された冷却用油が油供給口４０から導出され、第１の分配器４２ａ、４２ｂで各温度管理領域２２ａ〜２２ｇに分配されて電磁弁４４ａ〜４４ｇ側へと流入する。この電磁弁４４ａ〜４４ｇは熱電対２４ａ〜２４ｇの金型温度検出信号に基づき制御盤５５から制御信号が送られてオン、オフ動作する。例えば、電磁弁４４ａがオンになり、冷却用油が導出されると、第２の分配器４６ａで分配され、バルブ４８ａ〜４８ｃに流入する。このバルブ４８ａ〜４８ｃは冷却管を流れる冷却用油の量を調整する流量調整弁として機能する。次に、バルブ４８ａ〜４８ｃから流出した冷却用油はヒータ装置２６ａ〜２６ｃに導入され、該ヒータ装置２６ａ〜２６ｃの熱を冷却用油が奪うことで温度管理領域２２ａの冷却が行われる。次に、冷却用油は第３の分配器５２ａ、５２ｂで合流して、温度調整ユニット３８に流入する。他の温度管理領域２２ｂ〜２２ｇについても同様である。
【００２２】
冷却作用が継続して行われることによって、温度管理領域２２ａにおいて予め設定されている低温側設定値Ｔ２  が熱電対２４ａにより検出されると、この検出信号は制御盤５５に導入され、制御盤５５からの制御信号によって電磁弁４４ａは遮断状態とされ、温度管理領域２２ａに対する冷却用油の供給を停止する。これと同時に、該信号によって制御盤５５はヒータ装置２６ａ〜２６ｃに付勢信号を送る。このように、温度管理領域２２ａではヒータ装置２６ａ〜２６ｃと冷却装置のオン・オフ動作によって、所望の金型１２の特定領域における温度管理が行われる。他の温度管理領域２２ｂ〜２２ｇにおいても同様に温度制御が行われる。
【００２３】
次に、このシート成形装置１０を用いて発泡シートを押出成形する場合について説明する。図示しない押出機に原料の合成樹脂と発泡剤を入れ、前記押出機の内部で加熱して溶融、混練させた後にこれらの原料は樹脂供給通路２０からマニホールド１４、間隙１８を介してリップ部１６に供給される。前記リップ部１６から前記合成樹脂および発泡剤が押し出されると、溶融した合成樹脂の内部に気泡が生じ、発泡シートが板状に成形される。このとき、熱電対２４ａ〜２４ｇはマニホールド１４の中の合成樹脂の温度を温度管理領域２２ａ〜２２ｇ毎に検出する。この検出温度は制御盤５５に伝達される。例えば、温度管理領域２２ａの温度が熱電対２４ａの高温側設定値Ｔ１  より高いときは、その検出信号で制御盤５５はヒータ装置２６ａを停止し、電磁弁４４ａをオンにしてヒータ装置２６ａに配設された冷却管に冷却用油を流入させて、金型１２の温度を下げる。また、温度管理領域２２ａの温度が熱電対２４ａの低温側設定値Ｔ２  より低いときは、その低温側設定値Ｔ２  の検出信号で制御盤５５はヒータ装置２６ａを作動させ、さらに、電磁弁４４ａをオフにして冷却用油の流入を停止して金型１２の温度を上げる。これにより、金型１２の長手方向の温度勾配は少なくなり、成形された発泡シートの発泡倍率は均一になる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る発泡シート成形方法およびその装置によれば、以下のような効果並びに利点が得られる。
【００２５】
発泡シート成形装置を構成する金型の温度管理領域毎に配設された加熱装置と冷却装置を温度制御装置により制御し、金型の温度管理領域毎の温度を温度検出器で検出された高温側設定温度と低温側設定温度との間に設定することができるため、金型の温度が所定範囲内で安定した小さな温度勾配となり、均一な発泡倍率からなる均質な発泡シートを成形することができる。しかも、冷却装置によって、金型の温度管理領域毎に強制冷却が可能であるために、製造効率も格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るシート成形装置の平面図である。
【図２】図１に示すシート成形装置の正面図である。
【図３】図１に示すシート成形装置の左側面図である。
【図４】前記シート成形装置に組み込まれる温度調節機構のブロック図である。
【図５】従来技術に係るシート成形装置の断面図である。
【図６】従来技術に係る他のシート成形装置の断面図である。
【符号の説明】
１０…シート成形装置              １２…金型
２２ａ〜２２ｇ…温度管理領域      ２４ａ〜２４ｇ…熱電対
２６ａ〜２６ｐ…ヒータ装置        ３６…温度調節機構
３８…温度調整ユニット            ４４ａ〜４４ｇ…電磁弁
５５…制御盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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