JPH0218980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は予備発泡された熱可塑性樹脂粒子を加
熱金型で更に発泡成形して半製品となし、その半
製品を冷却金型に移送して圧縮成形し製品とな
す、所謂、トランスフア式成形法に関し、特に複
数個の製品を単一の工程で同時に製造するための
トランスフア式成形法およびその装置に関するも
のである。

一般に発泡樹脂成形体はその優れた保温性，緩
衝作用，靭性，化学的安定性及び軽量安価等の特
性から、各種物品の包材，梱包材料として幅広い
用途を有する。このような成形体は包装，梱包さ
れる物品の形状，寸法及び包装，梱包形態によ
り、それらの緩衝材又は固定材としてこれ又、多
種多様な形状，寸法のものが要求される。

かかる多種の成形体を得るためにそれぞれに対
応した金型を用意することは経済的に著しい不利
を斉し、製品価格の上昇を来たすため、多少の変
形は成形後の切削，切断加工等により行なつてい
るが、これとても別途の加工工程を要し、且つ屑
の発生等による歩留り低下を来たす等、生産性の
低下が著しい。

又、多岐に亘る形状の緩衝材や固定材の中には
その形状が相互に補完し合つて、簡単な形態の単
一な成形体から分割して創出し得るものが多々あ
り、そのような場合には成形用金型の型窩を隔壁
にて仕切り、一工程で複数の成形体を成形するこ
とができる。かかる分割型の型窩を用いる方法に
おいては効率良く且つ歩留りを低下することなく
して異種の成形体を同時に製造することができる
が、型窩内の仕切られた区域の夫々に原料樹脂粒
を供給するための供給機を付設しなければなら
ず、成形装置の構造が複雑となり、設備費が上昇
する不利を免れない。

また元来、熱可塑性樹脂の発泡成形には、加熱
―発泡成形―冷却という全工程サイクルが同一の
成形用金型内で行なわれるため、熱エネルギーの
消費および工程サイクル所要時間が大きいという
固有の問題があり、生産性を更に低下させる要因
となつているのである。

このような熱可塑性樹脂の発泡成形に固有の問
題点を解消するため、特開昭52−90578号公報に
開示された発明は優れた方法を提供する。この発
明は、所謂、トランスフア成形法であり、製造す
べき成形物にほゞ対応する型窩形状及び寸法を有
する加熱型中へ予備発泡された熱可塑性樹脂粒子
を充填し、加熱して可塑化膨張させることにより
粒子を互いに結合させて半製品となし、半製品を
加熱型より取出して発泡を完了させた後、製造す
べき製造物に対しより正確に対応する型窩形状及
び寸法を有する冷却型に前記半製品を挿入するこ
とにより硬化安定した最終製品を得るのである。

しかしながらトランスフア式成形法を前述の複
数の区域に仕切られた型窩に適用することは加熱
型，冷却型共に製造が複雑となるのみならず、ト
ランスフアミス発生の確率が増し、必ずしも有利
ではない。

本発明者らは上述した技術の現状並びに問題点
に鑑み、前記特開昭52−90578号の発明を更に改
良，発展せしめ、異種形状の複数の成形体を効率
良く且つ高い歩留りを以つて安価に取得すること
を目的として本発明を完成したものである。

即ち、上述の目的を達成するための本発明方法
は、それぞれ１対の雄型と雌型とをもつて成形用
型窩を形成し得る加熱型と冷却型とを用い、予備
発泡された熱可塑性樹脂粒子を上記加熱型の型窩
に充填し加熱発泡せしめ、相互に融着させて一体
的半製品となした後、該半製品を冷却型へ移送し
て冷却しつつ型閉めを施し製品となすトランスフ
ア式成形法において、冷却型の内面に沿い成形さ
れた半製品を分割する所要の長さを有し、かつ、
その開閉軸方向に突設する切断刃を設け、前記型
閉めの際に該切断刃と半製品とを相対的に近接押
圧させることによつて、冷却型の型窩内で半製品
を切断し複数個の製品を同時に成形することを特
徴とするものである。

また、このような方法を実施するための本発明
装置の特徴は、それぞれ１対の互いに開閉自在な
雄型と雌型とをもつて型窩を形成し得る２組の成
形用金型からなり、第一の金型は型窩への発泡性
熱可塑性樹脂粒子の供給口と型窩内を加熱する手
段とを備え、第二の金型は型窩内の成形体を離型
させる手段と冷却させる手段とを備えており、更
に一方の金型の雄型は他方の金型の雌型とも係脱
し得るように構成されたトランスフア式成形装置
において、第二の金型の片方は、その内面に沿つ
て延び、且つその開閉軸方向に突設された切断刃
を備え、該金型の型閉め時に上記切断刃が型窩内
の成形体を切断して複数個の製品に分割し得る如
くなしたことにある。

以下、本発明の態様を添付図面について詳説す
る。

第１図及び第２図は本発明方法に適用される成
型用金型のそれぞれ縦断面図であり、第１図は加
熱型を、又、第２図は冷却型を示す。

第１図において、型枠１に取付けられた雄型２
と型枠３に取付けれた雌型４とは互いに型閉めを
して型窩５を形成する。雌型４は通常、フレーム
（図示しない）上に固定され、金型の開閉は雄型
２の前進後退運動によつて行なわれるが、その逆
も勿論可能である。

一方の型例えば第１図の例では雌型４には成形
原料である予備発泡された熱可塑性樹脂粒子の供
給器６がその供給口７を型窩５内に臨ましめて取
付けられる。雄型２と雌型４のそれぞれ背部には
型枠１と型枠３とによつて区画された外套部８，
９が形成され、熱媒供給口１０，１１からそれぞ
れ外套部８，９に例えば加熱水蒸気等の加熱媒体
が供給され、金型を介して型窩５内を加熱し、排
出口１２，１３より排出される。又、金型に透孔
１４を穿設すれば、加熱媒体はそれらの透孔１４
を通つて型窩５内へ流入する。

更に又、これらの熱媒供給口１０，１１及び排
出口１２，１３から圧縮空気を供給することによ
つて成形体を離型させたり、真空吸引することに
よつて成形体の離型を妨げたりすることができ
る。

ここで金型加熱手段として加熱流体を熱媒とす
る例を示したが、他の慣用された手段に置換する
ことは簡単な設計変更によつて容易になし得るこ
とである。

第２図に示した成形用金型は第１図の金型と組
合わされて本発明装置を構成する。第２図におい
て前記同様に型枠１５に取付けられた雄型１６と
型枠１７に取付けられた雌型１８とは型閉めをし
て型窩１９を形成する。ここでも雌型１８は通
常、フレーム（図示しない）上に固定された金型
の開閉は雄型１６の前進後退運動によつて行なわ
れるが、その逆も亦、可能である。

又、雌型１８は第１図の雄型２と係脱可能なよ
うに雄型２は適宜な機構により雌型４と１８の間
を往復することができるように工夫されている。

雄型が固定型である場合は雌型が移動型となる
ことは云う迄もない。更に第２図の金型の一方の
型例えば雌型１８には成形体を突き出すためのエ
ジエクター２０がガスケツトを介して取付けてあ
る。又、雄型１６と雌型１８のそれぞれ背部には
冷却用外套部２１，２２が形成される。空気又は
冷水等の冷媒は冷媒供給口２３，２４より外套部
２１，２２へ入り、冷媒排出口２５，２６から排
出される。勿論、冷媒による強制冷却の外、空気
中に置くだけの自然冷却が好ましい場合もある。

なお、上記冷媒供給口又は冷媒排出口には、製
品を型に吸引担持させるための真空装置（図示せ
ず）が連結されている。

第１図及び第２図に示したそれぞれ１対の雄型
と雌型とからなる２組の成形用金型は組合わされ
て本発明のトランスフア式成形装置を構成する
が、その最も特色とする点は、冷却型の少なくと
も一方の金型の内面に切断刃２７を突設した点に
ある。この切断刃２７は成形品を複数個の製品に
分割するための分割境界線に合致する平面形状を
以つて金型内面に延設され、且つ金型の開閉軸に
沿つて形窩内へ突設されている。第２図の例にお
いては切断刃２７は、移動型である雄型１６上に
突設されている。

次にこのような装置を用いて本発明方法を実施
する場合の態様をその作用と共に詳述する。

上述の装置において、先ず加熱型を閉じた状態
で供給器６を作動し、型窩５内へ供給口７から予
備発泡された熱可塑性樹脂粒子、例えば、ポリス
チレン系ビーズ，ポリエチレン系ビーズ等を供給
充填する。しかし乍ら本発明にはポリスチレン系
ビーズが特に好ましく使用される。

これら原料樹脂の予備発泡倍率は100倍位まで
可能であるが、通常30〜60倍程度のものを用いる
ことが好ましい。原料充填後熱媒供給口１０，１
１より、最も好ましくは加熱水蒸気よりなる加熱
媒体を、外套部８，９に供給し、型窩５の内部を
110〜120℃程度に加熱すれば、約10秒足らずで樹
脂粒子は可塑化すると共に更に発泡し、内圧によ
り相互に融着して一体化し半製品となる。一体化
した頃合いを見計らつて加熱媒体の供給を停止
し、雄型２を後退させて金型を開けば、半製品は
雌型４より離脱し雄型２上に担持された状態とな
る。雌型よりの離型を確実にするために型の内面
にシリコーン等の離型剤を予め塗布しておくと
か、雌型の外套部９より圧縮空気による背圧を作
用させるとか、又はその逆に雄型の背後に真空装
置により負圧を生成させる等の方法は好ましいこ
とである。

半製品を担持した雄型２は次に第２図に示した
冷却型の雌型１８と対峙する位置迄移動し、次い
で前進し雌型１８と係合するのであるが、半製品
はこの移送中、自由雰囲気中に移動させられる。
雌型１８の背後外套部２２には、冷却供給口２４
から、最も好ましくは冷水が供給され、冷媒排出
口２６から排出される流路が形成されており、雄
型２の前進によつて雌型１８の中へ挿入された半
製品は、冷却された雌型１８の内壁面に接触した
部分から冷却が進められる。なお、離型のために
吹付ける空気のみで冷却の目的を達成することも
多々あり、この場合は特に排出口より排出するこ
とは必要でない。

次いで雄型２の熱媒供給口１０及び排出口１２
から圧縮空気を供給して背圧を作用させると共
に、冷媒供給口２４又は冷媒排出口２６より真空
吸引しつつ後退せしめれば、半製品は雌型１８内
に残置され、雄型２が雌型１８の中心軸線から外
れると同時に離れて待機していた冷却雄型１６が
前進し、冷却雌型１８と係合する。

雄型１６は、冷媒供給口２３から冷媒排出口２
５へ向かつて流れる冷水等の冷媒により冷却され
ている。

かくして冷却雄型１６の前進運動によつて冷却
型の型閉めが行なわれる際に、雄型１６上に突設
された切断刃２７は雌型１８内の半製品と相対的
に近接押圧されることにより、半製品内へ進入
し、先端は遂にその背面に至る。かくして半製品
は冷却型の型窩１９内で切断され、複数個の製品
が成形されるのである。

切断刃２７は、固定型上に設けることも亦可能
である。この場合は、加熱移動型上に担持された
半製品が冷却固定型と嵌合して半製品の授受を行
なう際に切断刃によつて半製品が切断分割され、
加熱移動型が後退した後、冷却移動型が前進し、
型閉めをして冷却成形される。切断刃は冷却型の
雌雄両型上に対向して設けることも勿論可能であ
るが、型閉めを施した際に切断刃同志が過度に圧
接して切損しないよう、設計製作上の注意が肝要
である。

又、切断刃による切断を容易確実にするため
に、切断刃が進入する半製品の裏面に切断刃の平
面形状と対応した形状をなし且つ型閉めの時に切
断刃の先端がのぞく程度の深さを有する凸条溝を
予め加熱発泡成形時に半製品上に形成しておくこ
とは頗る好ましいことである。即ち、加熱型のう
ち、冷却型の切断刃を備えていない方の型と対応
する型、例えば第１図及び第２図に示した例で言
えば加熱固定型４の内面に、上記切断刃２７の突
設位置と相対し、該切断刃に対応してその平面形
状に相当する長さ、間隔で凸条を延設し、且つ該
加熱型を型閉めした際に、凹条の頂面とそれに対
向する金型面とのなす距離が切断刃２７の高さを
超えないように寸法を定めた装置を用いて前述の
工程操作を遂行する。

第３図及び第４図は、かかる凸条２８と切断刃
２７との関係配置を示す部分縦断面図である。

第３図において、加熱固定型４の内面に凸条２
８を延設するのであるが、該加熱型を型閉めした
際に、凸条２８の頂面とそれに対向する金型２の
面とのなす距離をａとし、又第４図に示す如く、
冷却移動型１６上に突設された切断刃２７の高さ
をｂとすれば ａ≦ｂ の関係式が成立するように両者の寸法を定めるの
である。

上述の如く半製品の切断される部分の厚味を特
に薄く成形しておくことは完全に切断分離する上
に有利であるが、半製品は加熱型で型開きされた
際、若干の膨張をするために、前述の凸条２８に
よつて形成された凹条溝２９の深さは凸条２８の
高さよりも小さくなり、冷却型の型閉めのときに
切断刃２７の先端が凹条溝内にのぞかず切断不良
になることがあり、又、半製品の冷却硬化が不充
分な状態ではその粘弾性が更に完全に切断分割を
困難にする。

このような難点を解消するための有利な方法
は、切断刃を設けていない冷却型即ち第２図の例
では固定型１８の内面に凹条溝に嵌合する凸条を
延設し、型閉めの際、切断刃２７の先端と凸条の
頂面とが一様に接触して半製品を押し切るように
することである。つまり、凸条を備えた加熱型と
対応する冷却型の内面にも形状，寸法及び配置が
実質的に同一の凸条を設けた装置が上述の目的に
対して好適に使用される。但しこの場合、冷却型
の型閉めの際に、切断刃先端と凸条頂部とが接触
不良を来たすことなく、又、過度に押圧されるこ
ともなく一様に軽く接触するよう精度の高い設
計．製作を行なうことが必要である。

上述のような精密な設計・製作に対する煩しい
配慮を避けるためには、冷却型の凸条が型窩内方
に付勢されて設けられており、切断刃の先端の押
圧力によつて後退するようにすることが最も好ま
しい。

その一例の縦断面概要を示す第５図において、
冷却固定型１８の金型壁に穿設された透孔３０を
貫通して凸条部材３１が遊嵌され、該凸条部材３
１は、ケーシング３２内に収納された発条３３に
よつて型窩１９の方向に付勢されると共にストツ
パー３４によつて突出を抑止．規制されている。

凸条部材３１の頭頂部３５は、かくして金型１
８の内壁面より一様に型窩１９内に突出するので
あるが、冷却型の型閉めにより、移動型１６上の
切断刃２７の先端が凸条部材３１の頭頂部３５に
接触して半製品を切断分割し、更に頭頂部を押圧
すれば、凸条部材３１は発条３３の弾発力に抗し
て押し戻されるから切断刃２７の先端に過大な力
が作用することがなく、切断刃の命数を延するこ
とが可能である。

かように冷却型で圧縮成形された成形体は約10
〜20秒程度の冷却で硬化．安定化し、次いで雄型
１６を後退させ型を開いた後、冷媒供給口又は冷
媒排出口より吸引する真空装置を停止すると同時
にエジエクター２０を突出させることにより、成
形体を離型する。

上述の説明によつて既に明らかな通り、本発明
はトランスフア式成形法を巧みに利用し改善を加
えたものであるから、従来の発泡成形の如く、同
一の金型で加熱―発泡成形―冷却の工程サイクル
を長時間をかけて行なうことなく、常時加熱され
た加熱型と常時冷却されている冷却型とを有機的
に組合わせて短時間のサイクルで相次いで成形操
作を行なうことができ、熱エネルギーの損失も減
少し得ると共に、異種形状の成形体を単一の金型
内で同時に、且つ頗る容易に製造することができ
又、特別に複雑な装置を要することなく、高い歩
留りを以つて安価且つ効率良く得ることができ、
発泡成形技術分野において極めて有用な発明であ
る。

以下に本発明方法の実施例を述べる。

実施例 １ 第１図及び第２図に示したトランスフア式成形
装置を用いて、粒径２〜５mm，予備発泡平均倍率
約50倍のポリスチレンビーズの発泡成形を行なつ
た。型の型窩形状は頂部外径300mm，内径180mm，
中央部分の厚味50mm，縁部厚味60mm，下縁部外径
310mm，内径190mmの内蓋状とした。冷却移動型即
ち雄型の内面には直径108mmの真円状に同心的に
延び且つ32mmの高さに突出した切断刃が設けら
れ、又、加熱型即ち雌型の内面にも頂部中心線が
直径108mmの真円をなして同心的に延び、且つ20
mmの高さに突出して横断面梯形の凸条が設けられ
た。

加熱型を閉じ原料供給器を作動して前記予備発
泡されたポリスチレンビーズを型窩内に装填し、
加熱型周囲の外套部８，９にゲージ圧力1.0Kg／
cm²の水蒸気を供給して120℃の温度で８秒間発泡
成形を行なつた。水蒸気の供給を停止した後、雌
型の蒸気供給口１１及び排出口１３より圧縮空気
を送入し成形体を押し出すと共に、雄型の蒸気供
給口１０及び排出口１２より真空吸引しつつ雄型
２を後退させた。雄型２の上に吸引担持された樹
脂成形体は各粒子が互いに融着し一体となり半製
品となつている。

雄型２は次いで冷却型の雌型１８と対峙する位
置迄移動した後前進し、成形体を雌型１８内に挿
入した。その状態で雄型２の背後の外套部８に圧
縮空気を供給し、背圧により成形体を前方に押し
出すと共に冷媒供給口２４より真空吸引して成形
体を吸着した状態で雄型２を後退させた。雌型１
８内に残された成形体は、次いで前進係合した冷
却雄型１６により型閉めされた。冷却を約10〜２
秒間行なうことによつて、成形体は硬化し、形態
は安定した。型を開き冷媒供給口２４に連結する
真空装置を停止すると共にエジエクター２０を突
出させて、成形体を離型させた。

得られた成形体は外径300mm，内径108mmのドー
ナツ状成形品と直径108mm，厚さ50mmの円盤状成
形品とに分離していた。このドーナツ状成形品は
電気ミキサーの梱包用固定材として使用され、円
盤状成形品は同じくその端部緩衝材として使用さ
れる。

実施例 ２ 型内面に直径108mmの同心円周に沿つてそれぞ
れ長さ42.5mm，高さ18mm，横断面，梯形の４個の
円弧状凸条を回転対称に配設した冷却固定型１８
の前記４個の凸条の間の円弧には幅10mmの透孔を
穿設し、夫々の透孔内には第５図に示した構造を
以つて凸状部材を嵌装した。型窩内に突出した凸
状部材の頭頂部の高さは22mmであつた。

かかる装置を用いて加熱型で通常の手段によつ
て充填成形した前記凸状部分が連結されていな
い、前記実施例１の場合と同厚の半製品を、冷却
移動型により冷却固定型に型閉めしたところ、凸
状部材と高さ32mmの切断刃とで該部の半製が行な
われ、所要形状の分離された成形製品が得られ
た。

そして、爾後、これを反覆したところ、切断不
良を生ずることなく、連続200回の成形を実施す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明装置のそれぞれ加熱
型及び冷却型の態様を示す縦断面図である。第３
図乃至第５図は本発明装置の要部を示すそれぞれ
縦断面図である。 ２，１６…雄型、４，１８…雌型、５，１９…
型窩、７…樹脂粒子供給口、１０，１１…熱媒供
給口、２０…エジエクター、２３，２４…冷媒供
給口、２７…切断刃、２８…凸条、３０…透孔、
３１…凸条部材、３３…発条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ１対の雄型と雌型とをもつて成形用
   型窩を形成し得る加熱型と冷却型とを用い、予備
   発泡された熱可塑性樹脂粒子を上記加熱型の型窩
   に充填し加熱発泡せしめ相互に融着させて一体的
   半製品となした後、該半製品を冷却型へ移送して
   冷却しつつ型閉めを施し製品となすトランスフア
   式成形法において、冷却型の内面に沿い成形され
   た半製品を分割する所要の長さを有し、且つその
   開閉軸方向に突設する切断刃を設け、前記型閉め
   の際に該切断刃と半製品とを相対的に近接押圧さ
   せることによつて、冷却型の型窩内で半製品を切
   断し複数個の製品を同時に成形することを特徴と
   するトランスフア式成形法。 ２ 加熱型より移送された半製品を担持した片方
   の冷却型に対し、切断刃を設けた他方の冷却型を
   係合させ型閉めを施す特許請求の範囲第１項記載
   のトランスフア式成形法。 ３ 加熱型より移送された半製品を受取り担持す
   る側の冷却型に切断刃を設け、他方の冷却型を係
   合させ型閉めを施す特許請求の範囲第１項記載の
   トランスフア式成形法。 ４ 切断刃が進入する半製品の裏面に切断刃の平
   面形状と対応した形状をなし且つ型閉め時に切断
   刃の先端がのぞく程度の深さを有する凹条溝を予
   め加熱発泡成形時に半製品上に形成しておく前記
   特許請求の範囲第１項，第２項又は第３項記載の
   トランスフア式成形法。 ５ 切断刃を設けていない冷却型内面に凹条溝に
   嵌合する凸条を延設し、型閉めの際切断刃の先端
   と凸条の頂面とが一様に接触して半製品を押し切
   る特許請求の範囲第４項記載のトランスフア式成
   形法。 ６ 凸条が型窩内方に付勢されて設けられてお
   り、切断刃の先端の押圧力によつて後退する特許
   請求の範囲第５項記載のトランスフア式成形法。 ７ それぞれ１対の互いに開閉自在な雄型と雌型
   とをもつて型窩を形成し得る２組の成形用金型か
   らなり、第一の金型は型窩への発泡性熱可塑性樹
   脂粒子の供給口と型窩内を加熱する手段とを備
   え、第二の金型は型窩内の成形体を離型させる手
   段と冷却させる手段とを備えており、更に一方の
   金型の雄型は他方の金型の雌型とも係脱し得るよ
   うに構成されたトランスフア式成形装置におい
   て、第二の金型の片方は、その内面に沿い成形さ
   れた半製品を分割する所要長さを有し且つその開
   閉軸方向に突設された切断刃を備え、該金型の型
   閉めの時に上記切断刃が型窩内の成形体を切断し
   て複数個の製品に分割し得る如くなしたことを特
   徴とするトランスフア式成形装置。 ８ 第二の金型のうち、第一の金型と係脱しない
   側の型に切断刃を備えた特許請求の範囲第７項記
   載のトランスフア式成形装置。 ９ 第二の金型のうち第一の金型と係脱する側の
   型に切断刃を備えた特許請求の範囲第７項記載の
   トランスフア式成形装置。 １０ 第一の金型のうち、第二の金型の切断刃を
   有しない型と対応する型の内面に上記切断刃の突
   設位置と相対向して該切断刃に対応する凸条を延
   設し、且つ該金型を型閉めした際に凸条の頂面
   と、それに対向する金型面とのなす距離が前記切
   断刃の高さを超えないように寸法を定めた特許請
   求の範囲第７項乃至第９項の何れかに記載のトラ
   ンスフア式成形装置。 １１ 凸条を備えた第一の金型と対応する第二の
   金型の内面にも形状，寸法および配置が実質的に
   同一の凸条を設けた特許請求の範囲第１０項記載
   のトランスフア式成形装置。 １２ 第二の金型に設けられた凸条は、金型壁に
   穿設された透孔内に型窩方向に付勢されて遊嵌さ
   れ且つ頭頂部が金型壁面より一様に型窩内に突出
   した部材よりなる特許請求の範囲第１１項記載の
   トランスフア式成形装置。