JPH045536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発泡された予備発泡樹脂ビーズを所
定形状の部品に成形する方法とそのための金型に
関する。

従来の技術 発泡性樹脂ビーズを成形する技術はかなり変化
している。発泡性樹脂ビーズの主要な成分はポリ
スチレンである。発泡ポリスチレンビーズは、絶
縁特性が良好で、かつ浮揚特性を有するため、多
くの製品が種々の用途のためにつくられている。

予備発泡された樹脂ビーズを発泡させる方法に
おいては、キヤビテイは分離可能な金型部品によ
り規定される。スチームは、通常コアーベントを
用いてキヤビテイ中に注入される。その際コアー
ベント（core vent）は、キヤビテイ中に含まれ
るビーズ中にスチームが導入されるように、比較
的大きな開口部をもつ。その結果、得られた発泡
フオーム製品は、コアーベントの形状をした表面
模様を数多くもつ。

発泡樹脂材料を用いて製品を成形する方法にお
いては、滑らかな表面をもつ発泡フオーム部品に
対して大きな需要がある。この需要の１例は、カ
ナダ特許第597175号に示されているような“蒸発
（evaporative）”キヤステイングの要求に見られ
る。この方法は、発泡ポリスチレン部品を鋳物砂
中に埋め込み、次いでその部品中に溶融金属を注
入してそれを燃焼させて、その部品によつて形成
された区域を溶融金属と置換させ、最後にその溶
融金属を冷却させてその部品の型をつくることか
らなる。その場合、金属はフオーム部品表面上の
全ての欠陥を再生する。そのため、滑らかな部品
表面が必要となる。

カナダ特許第1102067号には、発泡された溶融
ポリスチレンビーズ構造体に対して滑らかな表面
を開示した方法が記載されている。そのキヤビテ
イ壁は、焼結コアー金属材料のような滑らかな透
過性材料を有している。発泡製品は、金型から取
りはずされた時に、焼結コアー金属材料の透過性
壁に存在する非常に小さな通路により付与される
ような、本質的に滑らかな表面をもつ。

滑らかな表面をした製品が得られるもう１つの
方法は、“乾式成形（dry molding）”法である。
この方法は、キヤビテイ中に含まれるビーズの間
にスチームを注入して発泡を起させるために、小
さなピンホールサイズの開口部を利用することを
含む。この乾式成形法では、入れられた樹脂ビー
ズの間に注入されるスチームから、キヤビテイ壁
を加熱するのに用いられるスチームを分離するた
めに設けられたチヤンネルをもつ、精巧なチヤン
バー系が必要である。この構造では、特に複雑な
形状のものをつくろうとする場合に、非常に高価
な金型構造が必要となる。そのような金型は、容
易に修正することができず、また予備発泡された
ビーズ中に加圧スチームを注入するためのピンホ
ールベントの配置を制限する。

用いられるスチーム供給を分離する複雑な金型
構造の１例は、米国特許第3225126号に記載され
ている。

発泡スチロホームビーズ成形部品の表面欠陥を
除去するための１つの努力としては、米国特許第
4081225号に、キヤビテイ金型中の予備加熱され
た予備発泡済みのビーズ中に注入されるスチーム
を送るための自己閉鎖性ノズルが開示されてい
る。このシステムのもつ欠点は、スチーム供給と
予備成形されたビーズ供給中に含まれる不純物が
チエツクバルブ配置の下に集まり、それによりバ
ルブの十分な閉鎖を妨げ、その結果望ましくない
表面欠陥をまねくことになるということである。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記の問題点を克服し、予備
発泡された樹脂ビーズを滑らかな表面をもつ所定
形状の部品に成形する方法、及びそれに使用する
経済的かつ容易に製作される金型を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明によると、所定形状の部品をつくるため
に予備発泡された樹脂ビーズを加熱発泡させる際
に用いられる金型は、予じめ決められた部品の形
状を規定するキヤビテイを有する。そのキヤビテ
イは、壁部分の内面により規制される分離可能な
相対する金型壁部分により与えられる。金型は
各々の壁部分と連結し、かつ外面に広がるチヤン
バーをもつ。対応する壁部分を加熱させるため
に、各々のチヤンバー中に加熱媒体が導入され
る。加熱が完了すると、対応する壁部分を冷却さ
せるために、そのチヤンバー中に冷却媒体が導入
される。

多数のノズルが少なくとも１つの壁部分中に設
けられ、また対応する多数のチユーブは、各各の
ノズルとマニホルドとの間の流体連絡のために、
対応するチヤンバー中に配置されたマニホルドに
該ノズルを相互に連絡させる。加圧された加熱媒
体は、マニホルドに導入され、それにより加熱媒
体は、キヤビテイ中に注入され、キヤビテイ中の
予備発泡された樹脂ビーズを発泡させる。該マニ
ホルドからのスチームと凝縮液の放出を調節する
ために、流体をマニホルドと連絡させる手段があ
る。ノズルは、それぞれ各ノズル孔の付近で成形
部品上に明白な表面マークができるのを防止する
のに十分なほどに小さい断面積の開孔部をもつ大
きさである。

予備発泡された樹脂ビーズを発泡させるのに用
いられるスチームを分離し、かつ加圧スチームが
キヤビテイ中に注入される時間の長さを調節する
ために上記した構造をとると、製品をつくりその
水分含有量を調節する上で良好な結果が得られ
る。その場合、ノズルは選択的に設置できるし、
また加圧スチームは、ノズルの設置場所が金型部
品中で容易に変更できるような簡単な方法で注入
してよい。

本発明のもう１つの態様によると、所定形状を
した発泡樹脂部品をつくる方法は、予備発泡され
た樹脂ビーズを予じめ決められた形状の部分的に
開孔した金型キヤビテイ中に導入することからな
る。樹脂ビーズは金型のキヤビテイ中に導入され
る。加熱媒体はその壁部分を加熱する。金型キヤ
ビテイは封鎖され、加圧された加熱媒体は瞬間的
にノズルを通つてキヤビテイ中に注入されて、樹
脂ビーズが溶融し所望の部品をつくるまで、樹脂
ビーズを発泡させる。少なくともノズルを通じて
加熱媒体を注入する工程の間は、マニホルド中に
できる凝縮液を連続的に除去することが行われ
る。冷却媒体は、少なくとも成形部品が取り出す
のに十分な程度に冷却されるまで、壁部分を冷却
するためにチヤンバー中に導入される。金型は開
放され、成形部品が取り出される。

実施例 次に図面を参考にしながら、本発明の好ましい
態様について説明する。

第１図に示された本発明の好ましい実施例によ
ると、金型１０は、所定形状の部品１６をつくる
ための分離可能な金型部品１２と１４からなる。
金型１２は、キヤビテイ壁１８からなり、そのキ
ヤビテイ壁の底面は、金型部品１２中に２０で示
される。金型キヤビテイは各金型壁部分１８と２
０の内面２２により決められる。分離可能な金型
部品１２と１４を重ね合せた場合、金型キヤビテ
イ壁１８と２０の内面２２により規定されるキヤ
ビテイは、部品１６と同じ形状である。

金型部品１２の金型壁部分１８の外側には、チ
ヤンバー２４が設けられている。チヤンバー２４
は周囲の直立した壁２８により囲まれる金型の平
面的な壁２６により規定される。プレート部分
（金型部品１２については図示されていない）は、
チヤンバー２４を囲う上部フランジ３０に固定さ
れている。

開孔した先端３４をもつチユーブ３２は、チヤ
ンバーの直立壁部分２８を通つて延出して設けら
れている。チユーブ３２は、予備発泡された樹脂
ビーズをキヤビテイ中に注入する前及び注入中に
金型壁部分１８を加熱するために、加熱媒体をチ
ヤンバー２４中に導入するための手段として供す
る。

チユーブ３６はチヤンバーの直立壁２８を通つ
てチヤンバー中に延びている。チユーブ３６は閉
鎖された先端３８をもち、その長さに沿つて多数
の穴４０が設けられている。水のような加圧され
た冷却媒体はチユーブ３６に導入される。その場
合、穴４０により金型壁１８の上にスプレーが向
けられ、その結果金型が冷却され、発泡された部
品１６が金型から取り出される。

多数のノズル４２（その詳細は第３図に示され
ている）が金型壁部分中に設けられている。各々
のノズル４２では、可撓性のチユーブ４４がノズ
ルをマニホルド４６に相互連絡させる。マニホル
ド４６はチヤンバー２４中に設けられ、それに沿
つて延びている。マニホルド４６の延長であるチ
ユーブ４８は、金型部品１２の垂直壁２８を通つ
て延びている。加圧された加熱媒体はチユーブ４
８を経てマニホルド４６に導入される。そして加
熱媒体をキヤビテイ中の所望の場所に注入するよ
うにノズル４２を通じて導入される。その結果、
キヤビテイ中で予備発泡された樹脂ビーズの発泡
が生じる。

金型部品１４は金型部品１２に似た構造をも
つ。金型壁部分２０の外側のチヤンバーは、周囲
の直立した壁５２をもつプレート５０により規定
される。プレート５４はチヤンバーを囲むように
フランジ５６に固定されている。金型部品１２の
場合と同様に、チユーブ５８は、必要とする時に
加熱媒体をチヤンバーに導入させるために、壁５
２を通つて延びている。チユーブ６０は壁５２と
チヤンバーを通つて延びている。チユーブ６０は
多数の穴をもつ。冷却媒体は、チユーブ６０を経
て導入され、所望の時に金型を冷却するために、
穴を通つて金型壁部分２０の上にスプレーされ
る。チユーブ４８と５８は、いずれも壁２８，５
２をそれぞれ通つて延び、各々のマニホルドを形
成する。多数のノズルが金型壁部分２０に設置さ
れている。多数の好ましくは可撓性のチユーブが
マニホルドをノズルに連絡させている。そしてそ
の詳細は第２図に示されている。

本発明による装置が、キヤビテイの壁を加熱す
るのに用いられる加熱媒体とはいつでも全く独立
して、予備発泡済みの樹脂ビーズに発泡を起させ
るためにキヤビテイ中に注入される加圧された加
熱媒体を保持する金型構造を提供するということ
は、第１図から容易に明らかである。そしてこの
装置は、従来のコアーベントをもつ装置によりつ
くられた製品に比べてより乾燥し、かつ寸法的に
もより安定である非常に優れた成形製品を提供す
る。

好適な可撓性のチユーブと多数のノズルをもつ
マニホルドの構造は、ノズルを金型壁中の所望の
場所に設置することを可能にする。この構造をと
ると、加熱媒体をキヤビテイ中の予備発泡された
樹脂ビーズ中に選択的に注入することが、樹脂ビ
ーズを発泡させる上での加熱効果の面で最適とな
る。このことは、複雑な形状の部品を成形する場
合に特に有利である。

用いられる樹脂ビーズは、部分的に発泡される
タイプのものである。しかしながら、余分な加熱
を行うと、発泡が続き、樹脂ビーズを導入したキ
ヤビテイ壁の形状に溶融が起る。好ましくは、予
備発泡された樹脂ビーズは0.016〜0.16ｇ／cm³の
密度に予備発泡されたポリスチレンビーズであ
る。このような予備発泡されたポリスチレンビー
ズは、アーコ・ポリマー社（Arco Polymer）か
ら271Tという名称で販売されているもの、
BASFカナダ社（BASF Canada Ltd.）から
BASF＃620という名称で販売されているもの、
テツクスチレンＴビード（TEXSTYREN Ｔ
BEAD）、HUECHT＃1401等、多数の所から入
手できる。

マニホルド構造を採用することにより、加熱媒
体をキヤビテイに独立して適用する場合に、何等
困難なしに、キヤビテイに対して複雑な形状をつ
くることができる。またこの構造をとると、部品
の形状を所望に応じて変える場合に必要である金
型壁の交換が可能となる。金型壁を広範囲にわた
り製作することなしに交換するため、必要である
場合には、ノズルを移動させることができる。

第２図について説明すると、金型部品１２と１
４はそれらの相互関係を示すようにかみ合され
る。金型部品１２は、キヤビテイの内部で上方に
延びている多数の中空コアー挿入壁６４をもつ。
そしてその挿入壁６４は金型部品１４のくぼみ６
６の中に延びている。このようなかみ合せをとる
ことにより、キヤビテイ断面６８が規定される。
コアー挿入部は本質的に均一な厚みの壁６４を与
えるように形づくられている。キヤビテイ壁部分
６４の厚みを均一にすると、チヤンバー中で加熱
媒体から熱が本質的に均一に伝達されることを可
能にする。プレート２６と５０の機械加工された
表面は、金型分離ライン７０で閉鎖するように互
いに接触し、それにより金型キヤビテイを規定す
る。

第４図の拡大図を示すように、マニホルド４６
と７８は金型壁を通つて延び、各々バルブ機構を
もつ。マニホルド４６は多段のバルブ９８，１０
０をもつ。同様に、マニホルド７８は多段のバル
ブ９４，９６をもつ。これらのバルブシステム
は、加熱された金型キヤビテイ中で予備発泡され
たビーズを発泡させる工程の間、マニホルドにで
きる凝縮液を除去するのに用いられる。冷却媒体
が各々のチヤンバーに導入されると直ちに、通常
凝縮液がマニホルドに集まる。冷却媒体はマニホ
ルド中のスチームを凝縮させる。このことは、凝
縮液、特に大きな小滴がチユーブ４４を通過し、
予備発泡済みのビーズを発泡させるためのスチー
ムと一緒に注入される場合には問題となる。少し
でも水が存在すると、発泡された部品に表面欠陥
が生じる。各バルブシステム９４，９６及び９
８，１００は、スチームがノズルを通つてキヤビ
テイ中に注入される間、スチームと凝縮液をマニ
ホルドから放出する速度を決定するように、電子
工学的に調節されるように適合することができ
る。またバルブシステムは、十分開放した位置、
少し開放した位置及び完全に閉じた位置の３段階
をもつバルブの形態とすることができる。成形装
置のためのプロセス制御器は、部品を成形するサ
イクルの段階に応じてバルブ９４，９６及び９
８，１００に対して適切な開放具合を選択し、そ
の開放を行うようにプログラムすることができ
る。３段階のバルブ９８，１００は、キヤビテイ
中に本質的に乾燥したスチームを注入し、その後
でマニホルドから凝縮液を除去するように、プロ
セス制御器により制御される。

金型を加熱するためにスチームがチヤンバー中
に注入された後、冷却媒体はライン３６と６０を
通つてスプレーされる。次いで冷却媒体とスチー
ム凝縮液は各々のチヤンバー中の出口１０２と１
０４を通つて取り出される。各出口はそれぞれバ
ルブ１０６，１０８をもつ。またこれらのバルブ
１０６と１０８も、成形サイクルの冷却階段の後
に、それらを開放するために成形装置のためのプ
ロセス制御器により制御することもできる。

第５図には、マニホルドから凝縮液を回収する
ための別な構造が示されている。マニホルド４６
について詳細に図示されているように、金型壁の
外側にあるその先端は毛細管１１０を具備する。
毛細管のオリフイスは、適当な背圧を与えるよう
なサイズに加工され、その結果、毛細管が凝縮液
を除去する上で有効である状態を保持しながら、
ピンホール程度の大きさをしたノズルに対して、
十分な量のスチームをキヤビテイ中に注入させる
ことを可能にする。特にチヤンバーから凝縮液を
除去するための出口に関するこの実施態様では、
金型は、成形装置中に用いられたときに、毛細管
と凝縮液出口が金型の最も低い部分に位置するよ
うに配置される。このように、マニホルド中に集
まる凝縮液は、各マニホルドの毛細管を通つて排
出される。残つた凝縮液は、ノズルを通してスチ
ームを注入する間、又はその後にノズルを通して
加圧空気を使用する間に、毛細管から吹き飛ばさ
れる。毛細管又は第４図に示したような他の装置
を用いた結果、すべての凝縮液は、スチームと一
緒に水がポリスチレンビーズ中に注入されるのを
避けるために、マニホルドラインから排出され
る。

金型壁は、十分な引張り強さと圧縮強さをも
ち、かつ加熱媒体から金型キヤビテイ中の予備発
泡された物質にすばやく熱を移動させるのに必要
な熱伝導特性をもつ種々の好適な材料からつくら
れる。好ましい金型壁材料の例としては、アルミ
ニウム合金、マグネシウム合金、真鍮、青銅、ニ
ツケル等がある。加熱媒体からキヤビテイ内の物
質への熱の均一な伝達を確実にするためには、厚
みの均一な金型壁を設けることが望ましい。アル
ミニウム合金でつくられた金型の場合には、好ま
しい壁の厚さは9.53mm程度である。

好ましくは、マニホルドをノズルと結合させる
のに用いられるチユーブは、ノズルを種々な角度
に位置させるのが容易になるように、可撓性であ
る。可撓性のチユーブはマニホルドよりもかなり
狭く、金型の加熱サイクルと冷却サイクルの間に
おこる膨張と収縮に適応するようにコイル状にす
ることができる。マニホルドとチユーブを設計す
る上での要件は、マニホルドの断面積をマニホル
ドから分岐する全チユーブの断面積の総和よりも
大きくすべきである、ということである。このこ
とにより、マニホルド中の加圧された流体は均等
に分配され、全てのノズルを通つて排出されるこ
とが保証される。マニホルドから凝縮液を除去
し、かつそれによりチユーブ中の凝縮液を最小に
するための手段を設けることにより、予備発泡さ
れたビーズ内に注入される加熱スチームの均一な
分布が達成される。

金型１０に適用される本発明の方法は、金型部
品１２と１４を整合させ、次いで接触する金型面
２６と５０の分離ライン７０で小さな間隙が残る
ように部分的にそれらを閉じ合わせることからな
る。充填装置（図示せず）は開孔部７４に結合さ
れ、予備発泡されたポリスチレンビーズをチユー
ブ７６を経てキヤビテイ中に導入する。ビーズは
ガンにより注入され、キヤビテイ内の全空気と置
換し、それによりキヤビテイを一杯にする。空気
は分離ライン７０で金型部品間の狭い開孔部から
逃げ出る。

ビーズを導入する前に、加熱媒体がチユーブ３
２と６２により各金型部品のチヤンバー２４と７
２に導入される。加熱媒体は、好ましくは約1.05
〜1.4Kg／cm²の圧力にされたスチームである。成
形サイクルのこの段階の間、チヤンバーの凝縮液
出口用のバルブ１０６と１０８は閉じられる。バ
ルブは、金型壁を加熱するサイクルの間、スチー
ムをチヤンバー２４と７２に導入するのを制御す
るように、金型の外側に設けられている。これ
は、金型のキヤビテイ壁１８と２０を約110〜120
℃の比較的安定な温度に加熱し、それによりキヤ
ビテイ壁部分に接触する導入されたビーズを少な
くとも軟化させ、ビーズの溶融を開始させる。ビ
ーズは、壁の温度を上げる間、又は壁がその温度
に達した後のいずれかに、キヤビテイに導入され
る。

ビーズを発泡させて部品１６をつくるために、
加圧された加熱媒体（好ましくはスチーム）はノ
ズル４２を経て注入される。マニホルド４６と７
８への加圧スチームの供給を調節するために、チ
ユーブ４８と５８には、金型の外側にバルブが設
けられている。スチームは、部品の形状、その壁
の厚み及び原料の仕様に応じて、１〜５秒間ノズ
ルを経てキヤビテイ中に注入される。この瞬間的
な加圧スチームのキヤビテイ中への注入は、予備
発泡されたポリスチレンビーズの瞬間的な発泡を
まねき、キヤビテイの形状を再生する結果とな
る。

第５図の構造の場合には、加圧スチームをマニ
ホルドに瞬間的に注入する間、毛細管１１０は各
マニホルド４６と７８内の凝縮液を連続的に流出
又は排出させる。しかしながら、既に説明したよ
うに、毛細管のオリフイスは、ノズルから金型キ
ヤビテイへのスチームの注入を均等に分配させる
のに十分な背圧がマニホルド内に生じるのを確実
にする大きさである。このマニホルドからの凝縮
液の連続的な排出は、マニホルド４６の場合、バ
ルブ９４，９６及び９８，１００を部分的に開放
した位置にセツトすることにより、これらのバル
ブシステムによつて達成される。これは、バルブ
上のサーボ装置を制御する成形装置のプログラム
可能な制御器により達成される。その結果、スチ
ームをキヤビテイ内に注入する工程の間、マニホ
ルド中にできた凝縮液は連続的に排出される。そ
してその排出は、通常はスチームの注入前に行わ
れる。

スチームを瞬間的にキヤビテイ中に注入したの
ち、成形サイクルの次の工程は金型壁を冷却する
ことである。チヤンバー２４と７２に供給された
スチームは、キヤビテイ内にスチームを導入する
間にまだ除去し終つていない場合には、除去され
る。金型壁１８と２０は冷却媒体をチユーブ３６
と６０に導入することにより冷却される。金型の
外側にあるバルブは、冷却媒体のライン３６と６
０への流れを調節する。チユーブ穴４０は、水の
ような冷却媒体を金型壁上にスプレーし、それに
より部品１６の伝導的な冷却が始まる。金型を開
けて部品を取り出す前に、部品は、その壁の厚さ
と金型壁の熱伝導度に応じて５秒ないし必要とす
る時間、冷却される。冷却サイクルの間、バルブ
１０６と１０８は、スチームの凝縮液と冷却媒体
が重力によりチヤンバー２４と７２から排出させ
られるように開放される。

成形サイクルの冷却工程が終了し、金型を開け
ることができる程度に部品が十分に冷却したら、
マニホルドのノズル構造は、部品を金型キヤビテ
イから一部取りはずしたり、取り出したりする上
で利点を与える。金型を開ける前又はその時に、
加圧空気がマニホルド４６又は７８の一方に送ら
れ、その結果空気圧がキヤビテイ金型壁のノズル
に隣接する部品の面にかけられる。加圧空気の送
られたマニホルドは、部品が対応するキヤビテイ
金型壁から取りはずされ、それにより金型を開放
した他のキヤビテイにその部品をのせておくこと
を可能にする。各マニホルドに送られた加圧空気
は、ノズルから高圧の空気を吹きつけることによ
りおこることのある部品表面の崩壊をうみ出さな
いように調節される。冷却工程の間には、予想さ
れる通り、マニホルドとチユーブの内部に存在す
るスチームの多くは凝縮する。加圧空気をマニホ
ルドに供給すると、凝縮液を排出するための各調
節バルブシステムは、第４図又は第５図に示すシ
ステムのいずれの場合でも、部分的に開放され、
その結果加圧空気は調節バルブシステムからマニ
ホルド中の凝縮液を排出することになる。可撓性
のチユーブ中にできた凝縮液は、加圧空気により
対応するノズルから運び出される。ピンホール程
度の大きさのノズルは、直ちに加圧空気と共に運
ばれた凝縮液を霧化する。霧化された凝縮液は、
キヤビテイの加熱された壁のため蒸発させられ、
その結果金型壁表面上の凝縮液を最小にする。こ
のことは“乾式成形”の原則を維持したことにな
る。すなわち本発明の場合には、精巧な機械構造
を必要とする米国特許第3225126号に開示された
ような従来法の場合に比べて、より経済的な方法
でもつてその乾式成形を行うことができる。

部品が他のキヤビテイ壁にのせられ、金型が完
全に開けられたのち、加圧空気は他のマニホルド
に導入される。これは金型キヤビテイ壁から部品
を取り出す上で助けとなる。また必要ならば機械
的な排出器を用いると、部品は完全に金型から排
出され、成形器の次のサイクルに進むことが可能
となる。この時には、マニホルドとチユーブの内
部に存在する本質的に全ての凝縮液が次のサイク
ルのために除去される。その上、チユーブ内の凝
縮液を霧化するピンホール大のノズルは瞬間的な
蒸発を起し、そのため金型壁の面上には凝縮液が
残らない。このことは、予備発泡されたビーズの
新しいセツトを金型キヤビテイに導入した時に、
金型キヤビテイの内部に凝縮液の小滴が存在する
のを防止する。

第２図の金型が、ポリスチレンの発泡部品をつ
くるのに用いられる従来の全ゆる装置と共に用い
ることができるということは明らかである。その
装置は、成形サイクルの種々の工程を準備するよ
うにプログラムされたコンピユーターであつても
よい。

第３図には、金型壁１８に設置されたノズル４
２の詳細が示されている。金型壁は、キヤビテイ
６８の内部に通じるようにつくられた穴８０をも
つ。ブツシユ８２は穴８０中に圧締めされてい
る。先細のノズル８４は、ノズル孔８６を与える
ようにブツシユ８２内に加工されている。ノズル
８４をマニホルド４６に連絡させるチユーブ４４
は、８８の所でブツシユ中に嵌合され、ノズル８
４と共に液体を通さないシールを形成している。
チユーブ４４の他端はマニホルドのチユーブ４６
に溶着される。チユーブ４４は可撓性であれば多
くの異なつた構造をしていてもよい。チユーブは
可撓性の腕部分を有するかたい部分をもち、その
ためマニホルドを特別なノズルに結合させるチユ
ーブに必要な角度を与える。より一般的な方法
は、その長さに沿つて本来可撓性である銅合金製
のチユーブを用いることである。またマニホルド
も銅合金製である場合には、チユーブをマニホル
ドにハンダ付けしてもよい。ブツシユの下端９０
は金型部品の壁面２２と同一平面になるようにつ
くられる。

ノズル／マニホルド構造の別な特長は、ノズル
のブツシユ８２をキヤビテイ６８に関して任意の
方向に設置してもよいということである。部品の
形状と大きさに応じて、キヤビテイ６８に関して
一定の角度でスチームを注入することが必要であ
る。これは、ブツシユが穴８０中に嵌合され、キ
ヤビテイ壁の内面２２と同一平面になるようにつ
くられた場合に、容易に達成される。更に金型の
形状を変えようとする場合には、金型を廃棄し新
しい金型をつくる必要なしに、穴８０をシールし
たり及び／又は所望なように角度を変えたりしな
がらブツシユを再配置することができる。

好ましい態様によると、ノズル孔８６はせばめ
られたサイズにすることができ、その結果キヤビ
テイ６８中のビーズを発泡した時、ノズル孔８６
は部品１６中に顕著な表面欠陥をつくらない。直
径が0.254〜0.711mmの円形孔に相当する断面積を
もつノズル孔は、予備発泡されたポリスチレンビ
ーズを発泡させるのに十分なスチームを導入した
場合に、満足な部品を与えるということがわかつ
た。

各金型部品のチヤンバー内に設置された普通の
マニホルドに、一連の可撓性チユーブを通じて結
合されたピンホール大のノズルを用いることによ
り、金型壁の完全性はそのキヤビテイと関連のチ
ヤンバーとの間で維持される。この結果、より薄
い金型キヤビテイ壁部分は、加熱媒体から金型キ
ヤビテイ内に充填された予備発泡済みのビーズに
伝達される熱の伝導速度を増加させる。また可撓
性のチユーブ構造は、この金型構造によりなされ
るすばやい加熱と冷却工程の間に起る金型とその
成分との膨張と収縮とを許容する。この形態をし
た金型構造は、蒸発キヤスチング法や他の薄壁成
形法の場合に必要とするような所望の表面仕上げ
をもつポリスチレン成形部品をつくるために極め
て経済的効果な方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金型の一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図の金型を閉じた場合の断
面図、第３図は、ノズルを金型キヤビテイ壁に設
置した場合を示す拡大図、第４図は、第２図の金
型断面の先端部分を示す拡大図、第５図も、第２
図の金型断面の先端を示す拡大図であるが、金型
内部から凝縮液を回収するための別な構造を示
す。 １０は金型、１２，１４は金型部品、１８，２
０はキヤビテイ壁、２４，７２はチヤンバー、３
２，３６はチユーブ、４０は多数の穴、４２はノ
ズル、４６，７８はマニホルド、４４，４８はチ
ユーブ、５０，５４はプレート、５６はフラン
ジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部品の予め決められた形状を規定するキヤビ
   テイを有する金型であつて、該キヤビテイは金型
   の分離可能な壁部分により与えられかつ該壁部分
   の内面により規定され、また金型は、各壁部分の
   外部に規定されかつそれと組合わされたチヤンバ
   ーと、対応する壁部分を加熱するために各チヤン
   バー中に加熱媒体を導入する手段と、必要な時に
   対応する壁部分を冷却するために各チヤンバー中
   に冷却媒体を導入する手段と、各チヤンバーから
   スチーム、凝縮液及び冷却水を回収する手段とを
   有し、多数のノズルが該壁部分の少なくとも１つ
   に設けられてなる予備発泡された樹脂ビーズを加
   熱発泡させて所定形状の部品をつくるのに用いら
   れる金型において、対応する多数のチユーブが、
   各ノズルとマニホルドとの間の流体伝達のため
   に、対応するチヤンバー中に配設されたマニホル
   ドに上記ノズルを接続しており、上記ノズルの
   各々は、各壁部分の対応する内面と同一平面にあ
   り、かつ各ノズル孔の付近に成形部品上に明らか
   な表面マークができるのを防止するのに十分な程
   度に小さい断面積のノズル孔を有しており、また
   キヤビテイ中に存在する時に予備発泡された樹脂
   ビーズを発泡させるように該キヤビテイに加熱媒
   体を注入するための、マニホルドの一端に加圧さ
   れた加熱媒体を導入する手段と、上記マニホルド
   に流体連結され、スチームと凝縮液を上記マニホ
   ルドから調節しながら排出する手段とを有するこ
   とを特徴とする発泡ポリスチレン部品製造用金
   型。 ２ 上記ノズル孔は直径が0.254〜0.711mmの円形
   孔に相等することを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項に記載の金型。 ３ 上記チユーブは可撓性をもつものであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の金型。 ４ 上記マニホルドの断面積は上記チユーブの断
   面積の総和よりも大きいことを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載の金
   型。 ５ 選択された１つ又はそれ以上のノズルは上記
   キヤビテイを規定する内面に関して角度をなし、
   それにより加圧された加熱媒体が所望の角度で上
   記キヤビテイ中に注入されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の金型。 ６ 上記マニホルドはその一端にマニホルドから
   スチームと凝縮液を排出する手段をもつ銅製のチ
   ユーブであり、上記可撓性チユーブの各々は銅か
   らなり、かつ一端で上記ノズルにまた他端で上記
   銅製のマニホルドに結合されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かに記載の金型。 ７ 上記マニホルドからスチームと凝縮液を排出
   する手段は、金型使用時に最下部に位置するマニ
   ホルドに設けられており、開と閉の位置の間で調
   節できるバルブシステムからなることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか
   に記載の金型。 ８ 加圧空気を上記マニホルド中に導入する手段
   が設けられていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の金型。 ９ 上記マニホルドからスチームと凝縮液を排出
   する手段は、金型使用時に最下部に位置するマニ
   ホルドに設けられており、マニホルドから延びて
   いる毛細管からなり、該毛細管は、マニホルドに
   導入される加圧された流体に背圧を生じさせ、か
   つ該マニホルドからの流体の排出を可能にするよ
   うな大きさの出口オリフイスをもつことを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載の金型。 １０ 金型キヤビネツトが分離可能な金型壁部分
   の内面により規定され、各壁部分の外部に規定さ
   れかつそれと組合わされたチヤンバーを有し、多
   数のノズルが上記壁部分の少なくとも１つに設け
   られてなる部分的に開放された金型の予め決めら
   れた形状のキヤビテイ中に、予備発泡された樹脂
   ビーズを導入し、所定形状の発泡プラスチツク部
   品を形成する方法において、対応する多数のチユ
   ーブが、各ノズルとマニホルドとの間に流体伝達
   のため、対応するチヤンバー中に配設されたマニ
   ホルドに上記ノズルを接続しており、上記ノズル
   の各々は、各ノズル孔の付近に、成形部品上に明
   らかな表面マークができるのを防止するのに十分
   な程度に小さい断面積のノズル孔を有する金型を
   用いると共に、少なくとも上記キヤビテイが樹脂
   ビースで一杯になるまで、上記壁部分を加熱する
   ために上記チヤンバー中に加熱媒体を導入し、上
   記金型キヤビテイをシールし、上記樹脂ビーズが
   溶融し所望の部品をつくるまで、上記ノズルを通
   じて上記マニホルドからキヤビテイ中に加圧され
   た加熱媒体を瞬間的に注入せしめ、その際に加熱
   媒体の注入により上記マニホルド中にできた凝縮
   液をマニホルドから連続的に除去せしめ、次いで
   上記加熱媒体を上記チヤンバーから除去し、少な
   くとも成形部品が取り出せるのに十分な程度に冷
   却されるまで、上記壁部分を冷却するために冷却
   媒体を上記チヤンバー中に導入し、最後に上記金
   型を開放し、金型壁部分を分離することにより成
   形部品をキヤビテイから取り出すことを特徴とす
   る方法。 １１ 上記部品を冷却したのち、上記金型部分の
   １つから部品を取り出すのを容易にするために、
   上記金型が開放されると上記マニホルドの１つに
   加圧空気を導入し、引き続き金型壁部分の残りの
   方から部品を取り出すのを容易にするために、上
   記マニホルドの他方に加圧空気を導入し、その際
   マニホルド中に加圧空気を導入することにより凝
   縮液を上記チユーブから除去することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２ 注入された加熱媒体が樹脂ビーズの発泡を
   最適に行えるように上記ノズルを上記壁部分中に
   設置することを特徴とする、特許請求の範囲第１
   ０項又は第１１項に記載の方法。 １３ キヤビテイ中に樹脂ビーズを導入する前
   に、対応する壁部分を予め加熱するために上記チ
   ヤンバーに加熱媒体を導入することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１０項、第１１項又は第１
   ２項に記載の方法。 １４ 加熱媒体は直径が0.254〜0.711mmの円形孔
   に相等する断面積の孔をもつノズルから注入され
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項乃
   至第１３項のいずれかに記載の方法。 １５ 予備発泡された加熱発泡性の樹脂ビーズ
   は、予備発泡されたポリスチレンビーズであるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１０項乃至第
   １４項のいずれかに記載の方法。