JPH04115933A - 合成樹脂の発泡成形における制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成形型中に発泡性の合成樹脂材料を充填し、
加熱により該材料を発泡、融着して発泡製品を製造する
方法において、その成形時間を短縮すると同時に、不良
発泡製品の発生を極小化する制御方法を提供するもので
ある。

〔従来の技術］ ポリスチレンなどの合成樹脂に易揮発性の発泡剤を含有
させた発泡性粒子を水蒸気等で加熱して一次発泡せしめ
、得られた予備発泡ビーズを熟成した後、型内で再加熱
して発泡、融着し発泡製品とする方法は良く知られてい
る。

このような予備発泡ビーズの発泡成形の加熱工程は成形
時間の短縮や加熱媒体の節約などを目的として、例えば
、金型加熱工程、一方加熱工程、逆一方加熱工程、両面
加熱工程Ｉ、両面加熱工程■のように細分化されている
ことが多い。

この詳細を第１図を用いて説明する。先ず、金型加熱工
程は型の昇温を主目的として行われるものであり、第１
図の弁６．７を開いて蒸気を蒸気室３．４に導入し、ド
レン８．９より排出する。

その終点はタイマー（図示せず）で設定されている。

次に、一方加熱工程は、予備発泡ビーズ１５を発泡、融
着させるための前加熱やキャビティ５よりの空気のパー
ジなどのために行われるもので、蒸気を一方の型に設け
られた蒸気室３を経由して予備発泡ビーズ１５の間隙に
流し、これを他方の型の蒸気室４を通して系外に排出す
る。この時弁７、ドレン８は閉しられている。この工程
の終点は、入口側の蒸気室の圧力スイッチ１０により設
定される。なお、蒸気室３．４とキャビティ５の間の壁
１３．１４には、蒸気を通すための小孔が設けられてい
る。

また、逆−男鹿熱工程は前工程において生じた温度勾配
をなくすため、弁７を開いて蒸気を蒸気室４へ導入し加
熱する工程である。この時、弁６、ドレン８．９は閉じ
られている。この工程の終点はタイマーで設定されてい
る。

更に、両面加熱工程Ｉは、次工程すなわち両面加熱工程
■と合わせて、予備発泡ビーズ１５を最終的に発泡、融
着させる工程であり、ドレン８．９を閉じた両金型１．
２の蒸気室に蒸気を送入し、昇圧することによって行わ
れる。なお、両面加熱工程Ｉの終点は、蒸気室３．４の
蒸気圧力により、また、両面加熱工程■の終点はタイマ
ーによって設定される。

上記した加熱工程の終点の設定をタイマーにより行うこ
とは非常に簡便である反面、水蒸気の元圧力の変動、金
型初期温度、予備発泡ビーズの熟成度、型冷却水の温度
や量の変化に対応出来ないという問題がある。

また、加熱工程の終点を型の蒸気室の圧力によって設定
する方法によれば、水蒸気の元圧力の変動があっても型
内の蒸気圧を一定に保つことは出来るが、金型初期温度
や予備発泡ビーズの熟成度や冷却水の条件などに対応す
る事は出来ない。

このような点に鑑み、特開昭５７−１８２４１１号公報
では、金型加熱工程を金型温度、−男鹿熱工程を水蒸気
圧力、本加熱工程（両面加熱工程■に両面加熱工程■を
加えたもの）を発泡体の表面圧力（圧力センサー１２に
より設定）および発泡体の温度によりそれぞれそれらの
工程の終点を設定するという方法を従業じている。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記公報に記載されているように、融着成形の完了は発
泡体の表面圧力のみで把握することはできない。それは
発泡体の表面圧力は加熱条件だけでな（、予備発泡ビー
ズの中に含まれている発泡剤の種類や量によって変わる
ものであるからである。前記公報では、この点を考慮し
て融着成形の完了を発泡体の表面圧力と発泡体の温度の
両者により把握し設定しようとした。

しかし、この公報にも記述されているように、発泡体は
断熱性が高いのでその温度の場所的変化は著しく太き（
、従って、温度センサーの設置により結果は大きく異な
ってしまうのである。よって、発泡体の温度をもって融
着成形の進行度を測る手段とすることは不適当であると
言わざるを得ない。

以上述べてきたように、予備発泡ビーズの発泡成形にお
ける個々の加熱工程をタイマーや蒸気室の圧力ないしは
発泡体の表面圧力それぞれ単独でコントロールすること
は出来ない。

例えば、前述のように金型加熱をタイマーで、−男鹿熱
を蒸気室圧力で、逆−男鹿熱をタイマーで、両面加熱Ｉ
を蒸気室圧力で、両面加熱工程■をタイマーでそれぞれ
制御する場合については、次のような問題があった。

すなわち、蒸気の元圧力が低下した場合には、両面加熱
工程Ｈの加熱時間は元圧力の低下前と変わらないが、加
熱開始より両面加熱工程■の蒸気圧力設定値までの加熱
時間は、有効活用しようとして高めに設定する傾向にあ
り、元圧力が低下した場合の方がはるかに長くなる。こ
の結果、元圧力が低下した場合は加熱オーバーとなり、
このことは冷却時間従って全成形時間の長大化を招くと
いう問題があった。

次に、熟成時間が長すぎて発泡力の弱い予備発泡ビーズ
を使用した場合には、加熱のためのタイマーや蒸気室の
圧力の設定値を変えなければ得られた発泡製品は融着不
良となるという問題が生ずる。そこで、例えば、両面加
熱工程■のタイマーの設定値を長くすることが必要とな
る。このような標準値からの設定値の変更は、時間や材
料の大きなロスを招くという問題があった。

［課題を解決するための手段〕 本発明では以上の点に鑑み、鋭意検討した結果、発泡体
の表面圧力の時間積分値が一定値となる点をもって加熱
段階の終点とし、この値を適性に選ぶことにより、上述
の方法による発泡製品の製造の成形時間を短縮すると共
に不良発泡製品の発生を極小化することに成功した。

本発明において、発泡体の表面圧力の時間積分値の基準
値は、例えば、成形テスト時、成形スタート時等の成形
実験の結果から、最適成形条件を見出し、その条件下に
おける発泡体の表面圧力の時間積分値を以て定めること
ができる。

また、本発明においては、発泡体の表面圧力を測定する
センサーとしては、特に限定されないがその測定値を積
分積算し、コントロールするため、コンピータ−制御を
用いるのが好ましい。

このセンサーの取り付は位置としては、温度制御の場合
には発泡体表面温度は位置によりばらつき位置の選定が
難しいが、加熱段階では圧力のばらつきが少ないので、
第１図に示される位置に限定されず、取り付は容易な位
置或いは保守管理が容易な位置を適宜選択することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の合成樹脂の発泡成形における制御方法を
、実施例により更に詳細に説明する。

以下の実施例及び比較例では、原料としてポリスチレン
ビーズ（予備発泡倍率５５倍）を用い、第１図に示すよ
うな機構を持つ成形金型により、肉厚２２〜３０ｍｍの
梱包材を成形するものである。

ｊ　１　、　　　　申六伊　ｌ 先ず、第１表に示すような各加熱工程、冷却工程による
従来の制御方法により成形実験を行い、最短成形サイク
ルを求め、この場合の両面加熱工程■及び両面加熱工程
■における発泡体の表面圧力の時間積分値を本発明方法
における基準値とした。なお、このサイクルの条件を実
際の成形には従来方法では採用できない。後述する比較
例２からも明らかなとおり、蒸気元圧の変動、ポリスチ
レンビーズのロンド毎の熟成度のばらつき等の外的条件
の変動によって不良品を発生し易いからである。

この基準値を両面加熱工程Ｉ及び両面加熱工程■に付課
して成形したところ、第１表に示すとおりのサイクルで
良品を成形することが可能となった。

一方、従来方法では、外的変動の影響を防ぐため、両面
加熱工程■の時間をやや長めに設定せざるを得す、加熱
オーバー気味となり、比較例１で示されるとおり実施例
１に比して１００秒程放冷時間が長くなり、全成形サイ
クルにおける大幅な短縮１３秒（９８秒→８５秒）が達
成された。

２゛２ 前記した最短成形サイクルと同一条件設定のもとに、蒸
気元圧が低下した場合の実施例及び比較例であり、従来
法によれば比較例２で示されるとおり、−男鹿熱工程及
び両面加熱工程１の時間が長くなって加熱オーバーとな
り、従って、放冷時間も増えた。

本発明の制御方法によれば、両面加熱工程■を短縮して
適性加熱時間とすることができ、８秒程度放冷時間を短
縮でき、全成形サイクルにおける大幅な短縮１２秒（９
９秒→８７秒）が可能となった。

原料が熟成時間の長い（発泡力の弱い）予備発泡ビーズ
を用いた場合に本発明制御方法による実施例であり、第
１表に示されるとおり、両面加熱工程■の所要時間が長
くなって適正加熱が遂行され良く融着した良品を得るこ
とが出来た。

従来の制御方法によれば、発泡力の弱い原料に対して加
熱条件を追随させることができず、融着不良となって、
良品が得られなかった。

（以下、余白） 注１）辻鮫例ではＰＳ旺カスイ、ツチ）。

を加算。

〔発明の効果］ 本発明によれば、以上述べたとおり、蒸気元圧の変動や
予備発泡ビーズのロフト間の発泡力の相違のような外的
条件の変化に拘らず、加熱オーバーやビーズ同士の融着
不足のような品質的問題を生ずることなく、常に品質の
優れた発泡製品を短い成形サイクルで製造することが可
能となり、その工業的意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、発泡性合成樹脂を型内に充填し、加熱して発
泡、融着成形する装置の概念図である。 １−雌型、２−雄型、３，４−蒸気室、５−キャビティ
、６．７−蒸気弁、８．９−蒸気ドレン、１０．１１−
圧力スイッチ、１２−圧力測定センサー　１３．ＩＬ−
蒸気とキャビティとの間の壁、１５−発泡性合成樹脂（
予備発泡ビーズ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形型中に発泡性の合成樹脂材料を充填し、熱に
   より該材料を発泡、融着して発泡製品を製造する方法に
   おいて、発泡体の発泡表面圧力の加熱時間に対する積分
   値が設定値に等しくなる点を以て加熱終了とすることを
   特徴とする合成樹脂の発泡成形における制御方法。