(57)【要約】【課題】サイクルアップを図ることができるだけでなく、成形後の発泡成形体の乾燥室での乾燥時間を短縮又は無くすことができる金型装置を提供する。【解決手段】発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間を形成する一対の成形型１Ａ，１Ｂと、一対の成形型１Ａ，１Ｂで形成される成形空間Ｓ内に充填された発泡性合成樹脂粒子を加熱するための蒸気を供給する蒸気供給管１０と、蒸気供給管１０からの蒸気による加熱後に冷却水を供給する冷却水供給管１１，１２と、冷却水供給管１１，１２からの冷却水を一対の成形型１Ａ，１Ｂに吹き付けるためのノズル２５〜３４とを備えた金型装置であって、ノズル２５〜３４は、冷却水の平均水滴径を１２０μｍ〜１４０μｍの範囲としたミストを、広がり角度が１２０度〜１８０度の範囲となる水流として形成する。【選択図】  図１
0003191217.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間を形成する一対の成形型と、前記一対の成形型で形成される成形空間内に充填された発泡性合成樹脂粒子を加熱するための蒸気を供給する蒸気供給管と、該蒸気供給管からの蒸気による加熱後に冷却水を供給する冷却水供給管と、該冷却水供給管からの冷却水を前記一対の成形型に吹き付けるためのノズルとを備えた金型装置であって、
前記ノズルは、冷却水の平均水滴径を１２０μｍ〜１４０μｍの範囲としたミストを、広がり角度が１２０度〜１８０度の範囲となる水流として形成することを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記ノズルは、前記冷却水の平均水滴径を１２０μｍとしたミストを、広がり角度が１２０度となる水流として形成することを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、一対の成形型で形成される成形空間内に充填された発泡樹脂粒子を加熱して発泡成形体を成形し、成形後に一対の成形型を冷却するように構成した金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一対の成形型で形成される成形空間内に発泡樹脂粒子を充填し、充填された発泡樹脂粒子を蒸気で加熱して発泡成形体を成形する。発泡成形体の成形後において冷却水供給管からの冷却水を一対の成形型に多数のノズルから分岐供給して一対の成形型及び発泡成形体を冷却することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８８６９６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように多数のノズルを設けることによって、成形型の全域に亘るように冷却水をかけているものの、ノズルからの冷却水が、膜状に噴出する、あるいは棒状に噴出する構成であるため、冷却水が成形型に部分的に過剰に供給される構成になっている。そのため、成形型の全体を所定温度まで下げようとすると、多量の冷却水を供給しなければならない。従って、冷却に多くの時間を要し、サイクルアップを図ることができないという不都合があった。また、発泡成形体にも多くの冷却水がかけられることから、発泡成形体の含水率が高くなり、成形後の発泡成形体の乾燥室での乾燥時間も多くかかるという不都合もあった。ここで言う発泡成形体の含水率は、成形後の発泡成形体の表面に付着している水分と、成形後の発泡成形体の内部に含まれている水分の両方を合わせた重量と発泡成形体の重量とで求めることになる。
【０００５】
そこで、本考案は、かかる事情に鑑みてなされたもので、サイクルアップを図ることができるだけでなく、成形後の発泡成形体の乾燥室での乾燥時間を短縮又は無くすことができる金型装置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】
【０００６】
本考案に係る金型装置は、発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間を形成する一対の成形型と、前記一対の成形型で形成される成形空間内に充填された発泡性合成樹脂粒子を加熱するための蒸気を供給する蒸気供給管と、該蒸気供給管からの蒸気による加熱後に冷却水を供給する冷却水供給管と、該冷却水供給管からの冷却水を前記一対の成形型に吹き付けるためのノズルとを備えた金型装置であって、前記ノズルは、冷却水の平均水滴径を１２０μｍ〜１４０μｍの範囲としたミストを、広がり角度が１２０度〜１８０度の範囲となる水流として形成することを特徴としている。
【０００７】
本考案のように、平均水滴径が１２０μｍ〜１４０μｍの範囲としたミストを広がり角度が１２０度〜１８０度の範囲となる水流を形成するノズルを用いて冷却水を一対の成形型に噴霧することによって、過剰の冷却水量ではなく、必要量の冷却水を一対の成形型に均一にかけることができる。これによって、冷却時間の短縮を図ることができるだけでなく、成形後の発泡成形体の乾燥室での乾燥時間を短縮又は無くすことができる。
【０００８】
また、本考案に係る金型装置は、前記ノズルとして、前記冷却水の平均水滴径を１２０μｍとしたミストを、広がり角度が１２０度となる水流として形成する構成のノズルを用いることが好ましい。
【考案の効果】
【０００９】
以上の如く、本考案に係る金型装置によれば、平均水滴径が１４０μｍよりなるミストを、広がり角度が１２０度となる水流を形成するノズルを用いることによって、冷却時間を短縮でき、サイクルアップを図ることができるだけでなく、成形後の発泡成形体の乾燥室での乾燥時間を短縮又は無くすことができる金型装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本考案に係る金型装置の縦断面図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案に係る金型装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１（ａ）に、発泡成形体（発泡容器）を成形するための金型装置１を示している。この金型装置１は、左右一対（１組）の第１成形型１Ａと第２成形型１Ｂとを備え、図に示すように、左側の第１成形型１Ａと、右側の第２成形型１Ｂとを前面側で合わせて（閉じて）発泡成形体を成形するように構成されている。図１（ａ）に示す金型装置１は、一対の成形型１Ａ，１Ｂを左右方向（水平方向）に開閉させる横型の金型装置である。ここでは、横型の金型装置を示しているが、上下方向に開閉させる縦型の金型装置であってもよい。
【００１３】
第１成形型１Ａは、雌型の第１金型２と、第１金型２が取付けられる第１フレーム３と、第１フレーム３の後面側の開口部３Ｋを閉じる第１バックプレート４とを備えている。第１フレーム３と第１バックプレート４により第１金型２の後面を囲うことにより一方の第１金型２の蒸気室５が形成されている。
【００１４】
また、第２金型部１Ｂは、雄型の第２金型６と、第２金型６が取り付けられる第２フレーム７と、第２フレーム７の後面側の開口部７Ｋを閉じる第２バックプレート８とを備えている。第２フレーム７と第２バックプレート８とで第２金型６の後面を囲うことにより他方の第２金型６の蒸気室９が形成されている。
【００１５】
また、第１成形型１Ａは、固定部（図示せず）に固定され、第２成形型１Ｂは、図示していないアクチュエータにより水平方向に移動できるように可動式に構成され、第１成形型１Ａに対して第２成形型１Ｂを接近させた成形位置（図１（ａ）参照）と、成形後に第１成形型１Ａに対して第２成形型１Ｂを離間させて成形された成形品を取り出す取出位置（図示せず）とに位置変更可能になっている。
【００１６】
雄型の第２金型６の凸部が雌型の第１金型２の凹部内に入り込んで発泡性合成樹脂粒子を充填するための成形空間Ｓを形成している。
【００１７】
固定側の雌型の第１金型２は、後側壁部２１、上側壁部２２、下側壁部２３、左右側壁部（図示せず）を備えている。それら後側壁部２１、上側壁部２２、下側壁部２３、左右側壁部（図示せず）のそれぞれには、蒸気及び冷却水が通過可能な多数の円形の孔（図示せず）が縦横に所定間隔を置いて格子状に形成されている。
【００１８】
また、可動側の雄型の第２金型６は、前側壁部６１、上側壁部６２、下側壁部６３、左右側壁部（図示せず）、下側壁部６３から垂直方向に延びる垂直壁部６４を備えている。それら前側壁部６１、上側壁部６２、下側壁部６３、垂直壁部６４、左右側壁部（図示せず）のそれぞれには、図示していないが、固定側の雌型の第１金型２と同様に、蒸気及び冷却水が通過可能な多数の円形の孔（図示せず）が縦横に所定間隔を置いて格子状に形成されている。
【００１９】
また、第１フレーム３は、上下に配置された上側の壁部３Ａ及び下側の壁部３Ｂと、これら上側の壁部３Ａ及び下側の壁部３Ｂの同一端同士を連結するべく、左右横側に平行に配置された縦向きの左側の壁部（図示せず）及び右側の壁部（図示せず）とを備えている。そして、上側の壁部３Ａに、蒸気室５へ蒸気を供給するための蒸気供給配管１０が連通接続されている。
【００２０】
また、第２フレーム７は、第１フレーム３と同様に、上下に配置された上側の壁部７Ａ及び下側の壁部７Ｂと、これら上側の壁部７Ａ及び下側の壁部７Ｂの同一端同士を連結するべく、左右に平行に配置された縦向きの左側の壁部（図示していない）及び右側の壁部（図示していない）とを備えている。そして、上側の壁部７Ａに、第１フレーム３と同様に、蒸気室９へ蒸気を供給するための蒸気供給管（図示せず）が連通接続されている。
【００２１】
尚、図示していないが、第１フレーム３の下側の壁部３Ｂ及び第２フレーム７の下側の壁部７Ｂには、排水口を備え、これら排水口に、ドレン配管がそれぞれ接続されている。
【００２２】
また、第１フレーム３の上側の壁部３Ａ及び第２フレーム７の上側の壁部７Ａには、蒸気室５，９に冷却水を供給することにより成形型１Ａ，１Ｂを冷却するための冷却水供給管１１，１２が接続されている。そして、一方の冷却水供給管１１の下端には、蒸気室５の上部に配置され、かつ、横向きの（図の紙面を突き抜ける方向（金型の横幅方向）に延びる）第１補助配管１３が接続されている。また、他方の冷却水供給管１２の下端には、蒸気室９の上部に配置され、かつ、横向きの（図の紙面を突き抜ける方向（金型の横幅方向）に延びる）第２補助配管１４が接続されている。
【００２３】
第１補助配管１３は、下端に多数の排出口（図示せず）を備え、それら排出口にすだれ状に垂下する多数（図では５本）の冷却水案内用の可撓性を有する第１配管１５，１６，１７，１８，１９が接続されている。また、第２補助配管１４は、下端に多数の排出口（図示せず）を備え、それら排出口にすだれ状に垂下する多数（図では５本）の冷却水案内用の可撓性を有する第２配管２０，２１，２２，２３，２４が接続されている。
【００２４】
第１配管１５，１６，１７，１８，１９の先端に、第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９が接続され、第２配管２０，２１，２２，２３，２４の先端に第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４が接続されている。尚、ノズルの個数は、図に示されているものに限定されるものではなく、成形型１Ａ，１Ｂの大きさや形状等に合わせて満遍なく冷却水を噴霧できる数に設定することになる。
【００２５】
第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９のうち、一番上に位置する第１ノズル２５から第１金型２の上側壁部２２の上面に冷却水を噴霧する。また、上から二番目、三番目、四番目に位置する第１ノズル２６，２７，２８から第１金型２の後側壁部２１の後面に冷却水を噴霧する。また、一番下に位置する第１ノズル２９から第１金型２の下側壁部２３の下面に冷却水を噴霧する。
【００２６】
第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４のうち、一番上に位置する第２ノズル３０から第２金型６の垂直壁部６４の上側後面に冷却水を噴霧する。また、上から二番目、に位置する第２ノズル３１から第２金型６の上側壁部６２の下面に冷却水を噴霧する。また、上から三番目に位置する第２ノズル３２から前側壁部６１の後面に冷却水を噴霧する。また、上から四番目に位置する第２ノズル３３から第２金型６の下側壁部６３の上面に冷却水を噴霧する。また、一番下に位置する第２ノズル３４から第２金型６の垂直壁部６４の下側後面に冷却水を噴霧する。
【００２７】
第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９及び第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４は、冷却水の平均水滴径を１４０μｍとしたミストを、図１（ｂ）に示すように、広がり角度θが１２０度となる水流として形成するように構成されている。従って、過剰の冷却水量ではなく、必要量の冷却水を一対の成形型（図１（ｂ）では第１金型２の後側壁部２１の後面）に均一にかけることができる。これによって、冷却水量を減らすことができるとともに、冷却時間の短縮を図ることができる。しかも、成形後の発泡成形体を乾燥室で乾燥させる乾燥時間を短縮又は無くすことができる。
【００２８】
前記構成の金型装置により発泡成形体を成形する工程について説明する。
【００２９】
まず、成形型１Ａ，１Ｂの前面側の合わせ面同士を合わせるために両成形型１Ａ，１Ｂを閉じる（図１（ａ）参照）。ここでは、一方の可動型の第２成形型１Ｂのみを移動させて閉じているが、両方の成形型１Ａ，１Ｂを移動させる構成であってもよい。成形型１Ａ，１Ｂを閉じてから、発泡樹脂粒子を原料ホッパーから充填機を用いて充填する。充填終了後は、蒸気室５，９に蒸気を供給して成形型１Ａ，１Ｂを加熱する。
【００３０】
加熱が終了すると、蒸気室５，９に冷却水を第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９及び第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４から噴霧して成形型１Ａ，１Ｂを冷却する。冷却が終了すると、減圧して発泡成形体を冷却する。この減圧冷却が終了した後は、成形型１Ａ，１Ｂを開いて発泡成形体を取り出して作業が終了する（１ショット）。
【００３１】
次に、本考案である第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９及び第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４を有する金型装置を用いて実際に発泡成形体を前記成形工程にて成形したときの１サイクルの時間（実施例１）と、実施例１で用いた金型装置に膜状に噴出するノズルを同数設けた金型装置を用いて発泡成形体を前記成形工程にて成形したときの１サイクルの時間（比較例１）とを計測し、表１に纏めた。発泡成形体としては、上方が開放されたボックス型の容器(乾燥後の重量が６２１ｇとなる容器)を成形した。
【００３２】
【表１】
0003191217.tif 000003
【００３３】
表１を考察すれば、まず、蒸気による加熱時間（二回目以降の加熱時間）が実施例１では１１．９秒となっているのに対して、比較例１では、１３．２秒となっている。これは、必要以上の冷却水で成形型１Ａ，１Ｂを冷却していないため、成形型１Ａ，１Ｂの温度が必要以上に下がっていないことに起因している。要するに、蒸気による加熱時間も本考案のノズルを用いれば短縮することができる。また、成形型１Ａ，１Ｂに均一に冷却水を噴霧することができる実施例１では、水冷時間を３秒とすることができる。これに対して比較例１では、７秒となっている。このときの冷却水の量は、実施例１では１ショット当たり４．３リットルとなり、比較例１では、１８リットルとなっている。本考案の約４倍の水の量を比較例１では必要となる。水冷後の減圧冷却時間を実施例１と比較例１で同一時間に設定し、発泡成形体の外観の確認を目視により行ったが、いずれの発泡成形体も不良箇所は見つからなかった。また、発泡成形体の表面の付着水を見ると、実施例１ではほとんど付いていないのに対して、比較例１では多く付着していた。また、含水率計を用いて測定した発泡成形体の含水率（成形後の発泡成形体の表面に付着している水分と、成形後の発泡成形体の内部に含まれている水分の両方を合わせた重量と発泡成形体の重量とで求めたもの）が、実施例１が比較例１の約１／３の値になっている。この含水率が２，３％であれば、成形後の発泡成形体を乾燥室で乾燥させる工程を省くことができる。
【００３４】
前記発泡成形体を容器に換えて容器の開口部を閉じる蓋を成形したものについても実験し、実施例２（第１ノズル２５，２６，２７，２８，２９及び第２ノズル３０，３１，３２，３３，３４を有する金型装置を用いて成形したもの）と比較例２（実施例１で用いた金型装置に膜状に噴出するノズルを同数設けた金型装置を用いて成形したもの）とを表２に纏めた。
【００３５】
【表２】
0003191217.tif 000004
【００３６】
表１と同様に、蒸気による加熱時間（二回目以降の加熱時間）が実施例２では１６．０秒となっているのに対して、比較例２では、１７．７秒となっている。これは、必要以上の冷却水で成形型１Ａ，１Ｂを冷却していないため、成形型１Ａ，１Ｂの温度が必要以上に下がっていないことに起因している。要するに、蒸気による加熱時間も本考案のノズルを用いれば短縮することができる。また、成形型１Ａ，１Ｂに均一に冷却水を噴霧することができる実施例２では、水冷時間を３秒とすることができる。これに対して、比較例２では、６．５秒となっている。このときの冷却水の量は、実施例２では１ショット当たり４リットルとなり、比較例２では、６．５リットルとなった。本考案の約２倍の水の量を比較例２では必要としている。水冷後の減圧冷却時間を実施例２と比較例２とで同一時間に設定し、発泡成形体の外観の確認を目視により行ったが、いずれの発泡成形体も不良箇所は見つからなかった。また、発泡成形体の表面の付着水を見ると、実施例２ではほとんど付いていないのに対して、比較例２では多く付着していた。また、含水率計を用いて測定した発泡成形体の含水率（成形後の発泡成形体の表面に付着している水分と、成形後の発泡成形体の内部に含まれている水分の両方を合わせた重量と発泡成形体の重量とで求めたもの）が、実施例２のものが比較例２のものに対して約１／３に減っている。この含水率が３．６％であれば、成形後の発泡成形体を乾燥室で乾燥させる工程を省くことができる。
【００３７】
前記実施例では、前記ノズルとして、前記冷却水の平均水滴径を１２０μｍとしたミストを、広がり角度が１２０度となる水流として形成する構成のノズルを用いているが、冷却水の平均水滴径を１２０μｍ〜１４０μｍの範囲としたミストを、広がり角度が１２０度〜１８０度の範囲となる水流として形成するノズルを用いてもよい。
【００３８】
尚、本考案は、前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３９】
前記実施形態では、容器と蓋とを成形した場合を示したが、発泡成形体であれば、どのようなものでも本考案は適用できる。
【００４０】
また、前記実施形態では、可撓性を有する配管にノズルを取り付けたが、可撓性の無い配管にノズルを取り付けて実施してもよい。この場合、多数の配管をタコ足状に接続して実施することが考えられる。
【符号の説明】
【００４１】
１…金型装置、１Ａ，１Ｂ…成形型、２，６…金型、３，７…フレーム、３Ａ，３Ｂ，７Ａ，７Ｂ…壁部、３Ｋ，７Ｋ…開口部、４，８…バックプレート、５，９…蒸気室、１０…蒸気供給配管、１１，１２…冷却水供給管、１３，１４…補助配管、１５〜１９…配管、２０〜２４…配管、２１…後側壁部、２２…上側壁部、２３…下側壁部、２５〜３４…ノズル、６１…前側壁部、６２…上側壁部、６３…下側壁部、６４…垂直壁部、Ｓ…成形空間
【図１】
0003191217.tif 000005