(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂を型内発泡成形するのに用いる型内発泡成形型の洗浄を、サンドブラスト法あるいは溶剤浸漬法と比較して、容易にかつ短時間で行えるようにする。【解決手段】複数の蒸気孔Ｃが形成された型内発泡成形型Ｂの洗浄方法において、圧縮空気と共にドライアイス粒を噴射ノズル３から噴射し、噴射したドライアイス粒と空気とを少なくとも型内発泡成形型Ｂに形成された蒸気孔Ｃに衝突させることで、蒸気孔Ｃに付着・堆積した樹脂滓等を剥離させて吹き飛ばす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蒸気孔が形成された型内発泡成形型の洗浄方法であって、圧縮空気と共にドライアイス粒を噴射ノズルから噴射し、噴射したドライアイス粒と空気とを少なくとも型内発泡成形型に形成された蒸気孔に衝突させることを特徴とする型内発泡成形型の洗浄方法。
【請求項２】
型内発泡成形型を型内発泡成形装置のフレームに固定した状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の型内発泡成形型の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡成形装置に取り付けられる型内発泡成形型の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ乳酸系樹脂、およびこれら２つ以上の混合樹脂などの熱可塑性樹脂よりなる予備発泡粒を、図３に示すように、原料フィーダー１０から、型内発泡成形装置Ｄの雌フレーム１１および雄フレーム１２に固定した一対の型内発泡成形型Ｂ１、Ｂ２で形成される成形用キャビティ１３内に充填し、充填後、成形用キャビティ１３内に蒸気を導入して予備発泡粒を加熱して発泡させると同時に融着一体化して発泡成形品を得る方法は、型内発泡成型法として知られている。
【０００３】
型内発泡成形型Ｂ１、Ｂ２には多数の蒸気孔Ｃが形成されており、成形を繰り返して行うと、蒸気孔Ｃに樹脂滓などが次第に付着堆積していき、蒸気孔Ｃに目詰まりが発生する恐れがある。そのために、型内発泡成型法においては、型内発泡成形型Ｂ１、Ｂ２を定期的に洗浄することが行われる。なお、図３において、１４、１５は、雌雄フレーム１１、１２が備える中空部であり、中空部１４、１５内に、図示しない蒸気発生部から蒸気が供給され、その蒸気が、前記した蒸気穴Ｃを通過して、成形用キャビティ１３内に送給される。
【０００４】
蒸気穴Ｃには、一般に、図４に示すようなコアベント２０が取り付けられており、閉鎖端面２１に所要本数のスリット２２が蒸気吹き出し孔として形成されている。同じ型内発泡成形型Ｂ１、Ｂ２を用いて発泡成形を繰り返し行うと、図５に示すように、蒸気吹き出し孔に樹脂屑等の付着物２３が堆積するので、このような付着物２３を除去するために、前記したように、型内発泡成形型Ｂ１、Ｂ２の定期的な洗浄が行われる。
【０００５】
型内発泡成形型の洗浄方法としては、従来、特許文献１に記載のように、圧力水とともに、砂、ガラス粉、カーボン粉、鉄粉、繊維粉のような微小粉粒体を、型内発泡成形型に吹き付けるようにしたサンドブラスト法による洗浄方法や、特許文献２に記載のように、リモネンまたはリモネンにセスキテルペンを含有させた溶剤を、発泡成形型に付着しているポリスチレン滓に適用して膨潤させ、膨潤したポリスチレン滓を高圧水などの物理的手段で除去するようにした溶剤を用いる洗浄方法などが、一般に行われている。一方、一般的な洗浄方法として、ドライアイス粒を被洗浄体に衝突させて行うドライアイスブラスト法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２８５１３６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
型内発泡成形型の洗浄方法として、圧力水とともに微小粉粒体を型内発泡成形型に吹き付けるようにしたサンドブラスト法は、単に高圧水のみで洗浄する場合と比較して、蒸気孔に付着した樹脂滓などに対して高い除去効果を上げることができる。しかし、実際の作業においては、微小粉粒体を混入した高圧水が水はねを起こすため、作業者は防護服を着用する必要があり、作業者への負担となっている。さらに、水はねと共に微小粉粒体も周囲に飛散することから、その飛散した微小粉粒体の清掃作業が必要となるばかりでなく、洗浄作業自体を、型内発泡成形装置のフレームからそれぞれの型内発泡成形型を取り外した後に、型内発泡成形装置から離れた場所で行うことが求められ、このことも作業負担となっている。
【０００８】
リモネンなどの溶剤を用いる洗浄方法においても、型内発泡成形装置のフレームから型内発泡成形型を取り外した後に洗浄作業を行うことが必要であるとともに、ポリスチレン滓等を膨潤させるまでに時間がかかることから、洗浄作業に長時間を要するとともに、使用した溶剤の後処理にも慎重な作業が必要となる。
【０００９】
そのようなことから、型内発泡成形に用いる型内発泡成形型を洗浄する技術分野において、洗浄をさらに容易にかつ短時間で行うことのできる、より改善された洗浄方法が切望されている。本発明は、上記の要望に応えることのできる型内発泡成形型の洗浄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】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明者らは多くの実験を行うことにより、ドライアイス粒を用いるドライアイスブラスト法を型内発泡成形型の洗浄に適用することによって顕著な洗浄効果を上げることができることを知見した。本発明は、その知見に基づいている。
【００１１】
すなわち、本発明による洗浄方法は、複数の蒸気孔が形成された型内発泡成形型の洗浄方法であって、圧縮空気と共にドライアイス粒を噴射ノズルから噴射し、噴射したドライアイス粒と空気とを少なくとも型内発泡成形型に形成された蒸気孔に衝突させることを特徴とする。
【００１２】
本発明による型内発泡成形型の洗浄方法では、粒状に粉砕されたドライアイスが、圧縮空気と共に、型内発泡成形型に形成された洗浄すべき蒸気孔に衝突する。ドライアイス粒は、衝突とともに瞬間的に昇華（ガス化）して急激にその体積を膨張させる。その膨張時に生じる急激な圧力変化が蒸気孔に付着している堆積物に衝撃を与え、堆積物の剥離を生じやすくする。剥離した堆積物は、圧縮空気により吹き飛ばされ、型内発泡成形型の周囲から排除される。それにより、型内発泡成形型の洗浄作業は終了する。なお、蒸気孔にコアベントが装着されている形態の型内発泡成形型の場合には、少なくとも前記コアベントに対して、ドライアイス粒を空気と共に衝突させる。
【００１３】
本発明による型内発泡成形型の洗浄方法では、高圧水を用いないので、従来の高圧水を用いた洗浄方法のように、水はねに係る問題は生じない。また、ドライアイスは気化することで消失するので、従来のサンドブラストによる洗浄のように、微小粉粒体を清掃し回収するという作業も必要としない。したがって、型内発泡成形型の洗浄作業は極めて容易となりかつ短時間で終えることができる。
【００１４】
また、本発明による型内発泡成形型の洗浄方法では、圧縮空気とドライアイスが洗浄すべき型内発泡成形型の周囲に存在するのみであり、空気も気化後の炭酸ガスも型内発泡成形装置の成形作業に影響を与えるものでないので、洗浄作業を型内発泡成形装置に近い場所で行うことが可能となる。そのために、洗浄に当たり重量物である型内発泡成形型を洗浄場所まで長い距離運搬するという作業もなくすことができる。場合によっては、型内発泡成形型を型内発泡成形装置の雄フレームあるいは雌フレームに取り付けた状態で、型内発泡成形型の洗浄作業を行うことができる。
【００１５】
よって、本発明による型内発泡成形型の洗浄方法の一形態では、型内発泡成形型を型内発泡成形装置のフレームに固定した状態で行うことを特徴とする。この態様では、型内発泡成形装置のフレームから型内発泡成形型を取り外す作業、洗浄後に再度取り付ける作業を省略することができるので、洗浄作業のさらなる短時間化、省力化が可能なる。
【００１６】
本発明による型内発泡成形型の洗浄方法において、型内発泡成形型の蒸気孔に付着・堆積した樹脂屑などの堆積物を除去する能力、すなわち洗浄能力は、除去すべき堆積物にドライアイス粒が衝突するときの衝撃力と衝突する回数に依存すると考えられる。ドライアイス粒の衝撃力の強弱は主に噴射ノズルからの圧縮空気の噴射圧力の大小によって、また衝突する回数は主にドライアイスの送り量の大小によって、それぞれ定まる。洗浄すべき型内発泡成形型に応じて、実験を通して好適な圧縮空気の噴射圧力値およびドライアイスの送り量を設定することで、最適な洗浄条件を設定することができる。
【００１７】
本発明者らの実験によれば、ドライアイスの送り量が一定の場合、洗浄に要する時間は圧縮空気の噴射圧力に左右され、噴射圧力が低いと長い処理時間を必要とした。また、噴射圧力が高すぎるとドライアイスがキャビティ面に衝突したときの衝撃力が強すぎて、キャビティ面にラミネートされているテフロン層に剥離を生じさせることがあった。実験では、発泡ポリスチレンを型内発泡させる発泡成形装置において、過去の経験上から洗浄が必要と判断される程度に蒸気孔に樹脂滓が付着した型内発泡成形型を、本発明による洗浄方法で洗浄を行うには、噴射ノズルの先端と被洗浄物である型内発泡成形型との距離を０〜５０ｃｍとしたときに、圧縮空気の噴射圧力は０．１０〜０．５０ＭＰａの範囲であることが好ましかった。また、ドライアイスの送り量については、送り量が少なすぎると洗浄時間を長くしても堆積物の剥離現象が十分に顕れず洗浄が不十分となり、多すぎると洗浄に関与しないドライアイスが出現してオーバースペックとなることも経験した。
【００１８】
それらのことから、本発明において、噴射ノズルの先端と型内発泡成形型との距離は、０〜５０ｃｍの範囲であり、圧縮空気の噴射圧力は０．１０〜０．５０ＭＰａの範囲であり、ドライアイスの送り量は０．１０〜０．７０ｋｇ／ｍｉｎの範囲であることは、実施する上での好ましい態様となる。
【００１９】
噴射ノズルの先端と型内発泡成形型との距離は、０〜５０ｃｍの範囲であれば圧縮空気の噴射圧力がほぼそのままの圧力で被洗浄物である型内発泡成形型に到達するが、より好ましくは１〜２０ｃｍの範囲であり、さらに好ましくは３〜１０ｃｍの範囲である。１ｃｍ未満では距離が短すぎて作業性に劣るおそれがあり、５０ｃｍを超えると距離が長すぎてやはり作業性に劣るおそれがある。
【００２０】
また、圧縮空気の噴射圧力は、より好ましくは０．１５〜０．４５ＭＰａの範囲であり、さらに好ましくは０．２５〜０．３５ＭＰａの範囲である。０．１０ＭＰａ未満では圧力が低く、洗浄時間を長くしても堆積物の剥離現象が十分に顕れず洗浄が不十分となるおそれがあり、０．５０ＭＰａを超えると圧力が高くすぎて、キャビティ面にラミネートされているテフロン層に剥離が生じるおそれがある。
【００２１】
また、ドライアイスの送り量は、より好ましくは０．２５〜０．７０ｋｇ／ｍｉｎの範囲である。０．１０ｋｇ／ｍｉｎ未満では送り量が少なく、洗浄時間を長くしても堆積物の剥離現象が十分に顕れず洗浄が不十分となるおそれがあり、０．７０ｋｇ／ｍｉｎを超えると洗浄に関与しないドライアイスが出現してオーバースペックとなるおそれがある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による型内発泡成形型の洗浄方法を用いることにより、熱可塑性樹脂を型内発泡成形するのに用いる型内発泡成形型の洗浄を、サンドブラスト法あるいは溶剤浸漬法と比較して、容易にかつ短時間で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による型内発泡成形型の洗浄方法を実施する洗浄装置の一例を説明するための図。
【図２】本発明による型内発泡成形型の洗浄方法を実施する洗浄装置の他の例を説明するための図。
【図３】型内発泡成形装置の一例を説明するための図。
【図４】蒸気孔に装着されるコアベントを説明するための図。
【図５】コアベントの蒸気吹き出し孔に付着した樹脂滓を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施の形態に基づき説明する。図１は、本発明による型内発泡成形型の洗浄方法を実施することのできる洗浄装置とその洗浄方法の一例を示している。
【００２５】
洗浄装置Ａは、コンプレッサ１とドライアイス収容容器８とを備える。コンプレッサ１からの圧縮空気はホース２を通り、ホース２の先端に取り付けた噴射ノズル３から噴出する。ホース２には調圧弁４が設けてあり、調圧弁４を制御することで、噴射ノズル３から噴出する圧縮空気の噴射圧力を調整することができる。
【００２６】
ホース２における前記調圧弁４の下流には、ドライアイス粒の導入口５が設けてあり、ホッパー６に貯留されているドライアイス粒は、ロータリーフィダー７によって定量された量だけ、ホース２内を流れる圧縮空気に起因する負圧によって、前記導入口５からホース２内に引き込まれる。ロータリーフィダー７の形状や回転数を適宜調整することで、制御された量のドライアイス粒をホース２内に送り込むことができる。ホース２内に引き込まれたドライアイス粒は、圧縮空気とともに噴射ノズル３から噴射される。前記したドライアイス収容容器８には必要量のドライアイス粒が貯蔵されており、貯蔵されたドライアイス粒は適宜の送り手段でホッパー６に送られる。
【００２７】
型内発泡成形型の洗浄に当たっては、洗浄しようとする型内発泡成形型Ｂを適宜の場所にセットする。洗浄装置Ａを作動させて、噴射ノズル３から、所定圧の空気と所定量のドライアイス粒の混合流を噴射させる。その状態で、作業者は噴射ノズル３をセットしてある型内発泡成形型Ｂに近接させ、ドライアイス粒を、圧縮空気と共に型内発泡成形型Ｂの洗浄すべき場所に衝突させる。ドライアイス粒の粒径は１〜１０ｍｍ程度が好適である。
【００２８】
洗浄すべき場所には、型内発泡成形型Ｂに形成された各蒸気孔Ｃが少なくとも含まれる。しかし、実際の洗浄作業において、各蒸気孔Ｃのみにドライアイス粒を圧縮空気と共に衝突させることは困難であり、型内発泡成形型Ｂの一部または全体にドライアイス粒を衝突させることとなる。ドライアイス粒は衝突とともに瞬間的に昇華（ガス化）して急激にその体積を膨張させる。そのときに生じる急激な圧力変化が蒸気孔Ｃに付着している堆積物に衝撃を与え、堆積物を蒸気孔Ｃから剥離させる。図５に示したように、蒸気孔Ｃにコアベント２０を取り付けている場合には、コアベント２０の蒸気吹き出し孔（スリット２２）の周辺に付着している樹脂屑を剥離させる。剥離した堆積物は、圧縮空気により型内発泡成形型Ｂから吹き飛ばされ、ドライアイス粒も気化することで消失する。
【００２９】
洗浄処理を終えた型内発泡成形型Ｂは、直ちにそのままで、図３に基づき説明したような、型内発泡成形装置のフレーム１１またはフレーム１２に取り付けることができる。
【００３０】
図２は、本発明による型内発泡成形型の洗浄方法の他の例を示している。ここでは、型内発泡成形装置のフレーム１１に型内発泡成形型Ｂ１を固定したままの状態で、洗浄処理を行っている。洗浄装置Ａは、図１に示したものと同じである。上記のように、洗浄処理を行っても、洗浄に要した材料（圧縮空気とドライアイス）は、洗浄後に固形物として残存しないので、図２に示すようにフレームに固定したままで型内発泡成形型の洗浄を行うことが可能となる。もちろん、剥離して吹き飛ばされた樹脂滓を除去することは必要とされる。
【００３１】
なお、図２では、雌型の型内発泡成形型Ｂ１に対して、その凹陥部側から圧縮空気とドライアイスを吹き付けて洗浄する例を示したが、反対の面から圧縮空気とドライアイスを吹き付けて洗浄することもできる。また、当然に、雄型の型内発泡成形型Ｂ２に対しても、同様にして洗浄処理をすることができる。また、図２では、雌型の型内発泡成形型Ｂ１をそのフレーム１１に固定した状態で洗浄する例を示したが、雄型の型内発泡成形型Ｂ２をそのフレーム１２に固定した状態で洗浄することも当然に可能である。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を説明する。
発泡ポリスチレンを型内発泡させる型内発泡成形装置において、型内発泡成形型の定期的な洗浄時に到達したものについて、圧縮空気の噴射圧力（ＭＰａ）とドライアイス粒の送り量（ｋｇ／ｍｉｎ）を変化させて、試験番号１〜９の洗浄実験を行った。試験条件と洗浄の程度の下記の表１および表２に示した。なお、圧縮空気の噴射圧力は噴射ノズルからの噴射時の圧力で測定した。ドライアイスの送り量は噴射ノズルからの噴出量で測定した。また、噴射ノズルの先端と型内発泡成形型までの距離はすべて５ｃｍと同じにした。また、ドライアイス粒の粒径はすべて３ｍｍと同じにした。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
【表２】
2013173295.tif 000004
【００３５】
なお、蒸気孔の洗浄程度において、◎は、樹脂滓の除去は完全に行われていて樹脂滓を視認することができないと同時に、キャビティ面にラミネートしたテフロンの剥離も視認できなかった場合である。○○は、樹脂滓の除去は完全に行われていて樹脂滓を視認することができないが、キャビティ面にラミネートしたテフロンに実用上差し支えない程度の剥離が視認できた場合である。○は、蒸気孔にわずかに樹脂滓が付着しているのを視認した場合である。
【００３６】
［評価］
試験番号１〜４に示すように、ドライアイス粒の送り量が一定の場合、噴射圧が０．１０〜０．５０ＭＰａ程度の範囲であれば、所期の洗浄効果は達成できることがわかる。なかでも、０．２５〜０．３５ＭＰａの範囲は好適であった。
【００３７】
試験番号５〜９は、圧縮空気の噴射圧を０．２５ＭＰａと一定にし、ドライアイス粒の送り量を変化させた場合であるが、送り量が０．１０ｋｇ／ｍｉｎ以上では、樹脂滓の洗浄はほぼ完全に行われており、特に０．２５ｋｇ／ｍｉｎ以上では樹脂滓の残滓を全く視認することができなかった。一方、ドライアイス粒の送り量が０．７０ｋｇ／ｍｉｎを超えると、粒の状態でドライアイスが衝突後に落下していくのを視認した。そのことから、ドライアイスの送り量は０．１０〜０．７０ｋｇ／ｍｉｎ程度の範囲が好適であり、より好ましくは、０．１５〜０．４５ｋｇ／ｍｉｎ程度の範囲である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ…洗浄装置、
Ｂ…型内発泡成形型、
Ｃ…蒸気孔、
１…コンプレッサ、
２…ホース、
３…噴射ノズル、
４…調圧弁、
５…ドライアイス粒の導入口、
６…ホッパー、
７…ロータリーフィダー、
８…ドライアイス収容容器。
【図１】
2013173295.tif 000005
【図２】
2013173295.tif 000006
【図３】
2013173295.tif 000007
【図４】
2013173295.tif 000008
【図５】
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