(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ビーズ容器の内圧に対する発泡成形用型内キャビテイ内の圧力をマイナス圧にして原料ビーズを充填する方法において、充填終了直前のブローバックの操作に際して、原料ビーズ容器内の圧力を維持しつつ、前記キャビテイ内の圧力をプラス圧に調整することを特徴とする発泡成形方法における充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡成形方法における原料ビーズの充填方法に関するものであって、特に、改良されたブローバック工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで、本発明の背景となる発泡成形方法の概要を説明すると、この発泡成形に用いられる金型装置の配置は、図２の断面略図に示すように、発泡製品が充填成形されるキャビティ１を形成するよう、凸型金型３１と凹型金型２１が対向配置される。凹型金型２１は通常架台に固定されているが、凸型金型３１は、図２のように凹型金型２１内にキャビティ１を形成した状態から水平に移動（図２では右方向へ）し、成形された発泡体を取り出すことができるよう移動可能に配置されている。そして、この金型２１、３１には、後記の加熱用スチームなどの用役が通過できるよう多数のベントホール２２、３２が透設されている。
【０００３】
また、これら凹、凸金型２１、３１の裏面側には、スチーム、空気、冷却水などの用役が供給される凹側チャンバ２と凸側チャンバ３が形成され、凹型金型２１のほぼ中央には原料ビーズをキャビテイ１内に充填するための原料ビーズ充填器２６が凹側チャンバ２を貫通して配置されている。なお、この事例では、それぞれのチャンバ２、３の上部には、加熱用スチーム、加圧空気などを供給するための上部用役口２４、３４が設けられ、下部には、下部用役口２５、３５が設けられ、減圧ポンプあるいはドレン配管に接続されている。
【０００４】
このような発泡成形用金型装置を用いて、発泡成形体を製造するには、先ず、原料ビーズ容器（図示せず）から所定の発泡ポリスチレン樹脂などからなる予備発泡させた発泡性原料ビーズを原料ビーズ充填器２６を通じてキャビティ１内に送入し充填した後、加熱用スチームで加熱し、溶融発泡させ、冷却固化させて、発泡成形体として取り出すという順に行われる。
【０００５】
このような発泡成形法における原料ビーズの充填方法として、従来から１）クラッキング法、２）加圧充填法、３）圧縮充填法などが知られている。そして、そのいずれの方法においても、充填操作の終了時点で充填器２６内の原料ビーズを原料ビーズ容器に還流させ，充填器２６の先端を閉鎖するところのブローバックといわれるステップが設けられている。
【０００６】
このブローバックについて，図３を参照してさらに説明すると、先ず、充填器２６は原料ビーズが通過する充填パイプ部５１とプランジャ部５４から構成され、その先端は、チャンバ２を貫通して凹型金型２１の供給孔２１ａに接続されている。そして、原料ビーズ容器４１と充填器２６の間には、連結パイプ５２が接続され、原料ビーズが凹凸金型２１、３１の間のキャビティ１内に送り込まれるよう設定されている。
【０００７】
このように配置して、原料ビーズ容器４１内の圧力に対して、キャビティ１内の圧力をマイナスに調整すれば、この差圧によって原料ビーズは、図３（Ａ）に示すように、原料ビーズ容器４１から連結パイプ５２、充填器２６の充填パイプ部５１を通って、キャビティ１内に送り込まれるのである。この場合、送入される原料ビーズをキャビティ１内に円滑に送入し、隅々まで行き届くように原料ビーズを付勢するために、充填空気用バルブ５３から加圧された充填空気を導入し、充填パイプ部５１の先端部分で噴出孔５３ａから図３（Ａ）に矢印で例示したように噴出させている。
【０００８】
かくして、送入された原料ビーズでキャビティ１が満たされた状態、例えば図３（Ｂ）の状態になると、充填空気用バルブ５３から導入された充填空気は、充填され密に詰まった原料ビーズが障壁となって、噴出孔５３ａからＵターンして充填パイプ部５１を逆流するようになる。この気流の流れによって充填パイプ部５１中にあった原料ビーズは連結パイプ部５２の方に押し戻され，空になるのである。この工程がブローバック工程のうち、通称、自然ブローバックといわれる工程である。
【０００９】
この自然ブローバックによって、充填パイプ部５１中の原料ビーズが排除された後、プランジャ部５４に収納してあるプランジャシャフト５４ａを押し出し、図３（Ｃ）に示すように、そのプランジャ先端５４ｂを押しつけることによって凹型金型２１の原料ビーズ供給孔２１ａを封鎖する。かくして、原料ビーズはキャビティ１内に封入された状態で充填されるのである。さらに、連結パイプ５２中に残留する原料ビーズについても、ブローバックして完全に原料ビーズ容器４１に還流させて、充填工程が終了する。
【００１０】
ところが，このような従来の充填方法では、発泡成形体の前記原料ビーズ供給孔２１ａの位置に相当する部分が部分的に過充填現象が発生して、結果、発泡成形体製品の形状不良あるいは外観不良につながるという問題があった。
【００１１】
このような過充填現象が起きる理由は、自然ブローバックの時点で、充填器２６の充填パイプ部５１を通ってキャビティ１内に送り込まれる原料ビーズが供給孔２１ａにおいて、図３（Ｂ）に示されるように、キャビティ１側に吸着されながら充填器２６側に盛り上がった形に余剰の原料ビーズが堆積すると推測されるが、この余剰の原料ビーズの固まりが、この供給孔２１ａを封鎖するときに、図３（Ｃ）のように、プランジャ先端５４ｂによって充填原料ビーズに押し込まれることになりその部分の密度が異常に上昇することに原因があるものと推測された。
【００１２】
そこで、この過充填現象を防止する目的で、噴出孔５３ａから噴出する充填空気の圧力、噴出角度、時間などを調整して余剰原料ビーズの固まりが堆積しないよう対策を試みたが、ブローバックの処理時間が長時間となる、充填空気を多量に消費するなど不具合が付随して発生するにもかかわらず、過充填に対する効果が不十分であり、この問題を解消するに至らなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、従来と同様の原料ビーズの充填器を使用しながら、発泡成形体の供給孔２１ａの位置に相当する部分の過充填現象を解消できる発泡成形方法における充填方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決した本発明の発泡成形方法における充填方法は、原料ビーズ容器の内圧に対する発泡成形用型内キャビテイ内の圧力をマイナス圧にして原料ビーズを充填する方法において、充填終了直前のブローバックの操作に際して、原料ビーズ容器内の圧力を維持しつつ、前記キャビテイ内の圧力をプラス圧に調整することを特徴とするものである。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に，本発明の発泡成形方法における充填方法に係る実施形態について、図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）および図２を参照しながら説明する。本発明は、前記説明の充填方法におけるブローバックの方法の部分に特徴があり、そこに至るまでのステップは従来の場合と実質的な差異はない。すなわち、原料ビーズ容器４１から連結パイプ５２を介して充填器２６に接続され、その充填器２６の充填パイプ部５１の先端は凹型金型２１の原料供給孔２１ａに接続されて原料ビーズの送入経路を形成している。
【００１８】
そして、原料ビーズ容器４１内の圧力、例えば１．０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧された圧力に対して、キャビティ１内の圧力をマイナスに調整するため、チャンバ２、３（図２参照）の圧力を例えば０．８ｋｇ／ｃｍ2 に調整して、原料ビーズをキャビティ１内に送り込む点、および、充填空気用バルブ５３を通じて６ｋｇ／ｃｍ2 程度の充填空気を充填パイプ部５１の先端部分で噴出孔５３ａから図１（Ａ）に矢印で例示したように噴出させている点などは先に説明した場合と同様である。
【００１９】
この第１の実施形態において特徴とするところは、かくして、送入された原料ビーズでキャビティ１が満たされた状態、例えば図１（Ｂ）の状態に達した時点で、自然ブローバックが始まるのであるが、このときに原料ビーズ容器４１内の圧力を維持しつつ、すなわち１．０ｋｇ／ｃｍ2 に維持しつつ、前記キャビテイ１内の圧力が充填時の圧力よりプラス圧になるよう、チャンバ２、３（図２を参照）の圧力を例えば０．８ｋｇ／ｃｍ2 を超え、１．５ｋｇ／ｃｍ2 までの範囲に調整して、ブローバックを行う点にある。
【００２０】
なお、キャビティ内の圧力に対する原料ビーズ容器内の圧力の最大差圧は、上記第１の実施形態に例示するように、０．５ｋｇ／ｃｍ2 とする必要がある。
【００２１】
本発明の充填工程では、このような圧力条件下で自然ブローバックを行い、その後は、従来と同様に、プランジャ部内のプランジャを押し出し、そのプランジャ先端５４ｂによって凹型金型２１の原料ビーズ供給孔２１ａを封鎖すればよい。かくして得られる発泡成形体には、従来の充填方法において発生していた供給孔２１ａの位置に相当する部分の過充填現象が解消されることが分かったのである。
【００２２】
このような作用が生じる理由は、以下の現象に基づくものと考えられる。この実施形態のように、ブローバックを行うに際して、前記第１の実施形態に示した圧力条件下に、前記キャビテイ１内の圧力を調整するので、原料ビーズが充填器２６からキャビテイ１の方向に移動させる空気の流れが弱くなるかまたは停止するとともに、凹型金型２１の供給孔２１ａ付近の原料ビーズがキャビテイ１内部方向に吸着される圧力もごく弱いものとなるので、図１（Ｂ）に例示するように、余剰の原料ビーズの堆積が生じない。従って、図１（Ｃ）にように、プランジャ先端５４ｂによって供給孔２１ａを封鎖しても、過充填が生じないのである。
【００２３】
過充填現象は、原料ビーズの比重、原料供給孔２１ａ付近のキャビティ肉厚によっても異なり、製品に応じ原料ビーズ容器内の圧力とキャビティ内の圧力の差圧を適宜設定する必要がある。なお、最大差圧を０．５ｋｇ／ｃｍ2 とする理由は、０．５ｋｇ／ｃｍ2 を超えると、原料ビーズの逆流が発生し、キャビテイ１内の充填状態が少なくとも部分的に崩れてしまうからである。
【００２４】
なお、自然ブローバックの開始時点は、連結パイプ５２内の原料ビーズの流れが停止することから検知することができるので、この時点で、先のように原料ビーズ容器４１内の圧力と前記キャビテイ１内の圧力を調整するようにすればよい。また、本発明の場合、キャビテイ１内圧力は、このキャビテイを包囲するチャンバ２、３の圧力にほぼ等しいものとして扱って差し支えがないので、前記キャビテイ１内の圧力の調整は、この各チャンバの空気の給気または排気を制御して、その圧力を基準に操作することにより行うことができるのである。
【００２５】
また、原料ビーズ容器の内圧に対して、所定の差圧を保つように、キャビテイ内の圧力を調整するに当たり、本発明においては、チャンバ２およびチャンバ３の圧力を個別に調整して、キャビテイ１内に差圧を設けるよう操作するのも好ましい方法である。
【００２６】
例えば、充填器２６が取り付けられている金型２１側のチャンバの圧力を、反対側の金型３１側のチャンバの圧力より高く設定すれば、前記自然ブローバックに当たり、供給孔２１ａ付近の圧力を原料ビーズ容器４１の圧力に対してプラス圧にできるとともに、既に充填されている原料ビーズを金型３１側に吸着させた状態を維持できるので、原料ビーズの逆流現象が起こりにくいという利点が得られるのである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の発泡成形方法における充填方法は、以上に説明したように構成されているので、従来と同様な構造の原料ビーズ充填器を使用しながら、発泡成形体の供給孔の位置に相当する部分の過充填現象を解消することが可能となる。また、ブローバックの操作時間を長くとる必要がない、充填器を増設する必要もなくなる他、原料ビーズ容器内圧とチャンバ内圧を個別に調整できるからオペレータの操作性が向上するなどの優れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消した発泡成形方法における充填方法として、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における充填器を中心にした装置の配置略図。
【図２】従来の発泡成形方法を説明するための発泡成形金型装置の配置略図。
【図３】充填器の動作を説明するための装置の配置略図。
【符号の説明】
１ キャビティ、２ チャンバ、２１ 凹型金型、２１ａ 原料供給孔、２６充填器、３ チャンバ、３１ 凸型金型、４１ 原料ビーズ容器、５１ 充填パイプ部、５２ 連結パイプ、５３ 充填空気用バルブ、５３ａ 噴出孔、５４プランジャ部、５４ｂ プランジャ先端。
【図１】
0004251510.tif 000002
【図２】
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【図３】
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