JPH1015977A - 発泡スチロール容器及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡スチロール容器の成形に際し、容器外表
面にスリット３３に起因した突起群をなくし、印刷等の
ために平滑化した容器を、成形速度を低下させることな
く能率的に成形可能にする。 【解決手段】 雌雄中型１０，２０のフレーム１１，２
１との間の蒸気室１３，２３に蒸気を供給し、成形室３
０に充填した原料樹脂粒子を加熱発泡させるに際し、雌
中型２０を、引張強度２０ kgf／mm² 以上、伸び率１０
％以上、熱伝導率１３０W/m・k 以上の高強度高伝熱性金
属材料で形成し、成形容器表面を平滑化しようとする部
分の型の厚さを４〜６mmの薄肉とする。この部分では、
型内を通じる伝熱により原料樹脂粒子の加熱を行い、他
の部分では、口金３２のスリット３３を通じて流入する
蒸気により原料樹脂粒子を加熱し、発泡成形を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に鮮明に印刷
可能な平滑面が得られるようにした発泡スチロール容器
及びその成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、魚箱等として使用できる程度
の大きさをもち、且つ１０〜２５mm程度の厚さによって
強度をもたせた発泡スチロール製の容器は、各種の用途
に利用されている。この発泡スチロール容器の成形に
は、開閉自在の雄フレーム及び雌フレームに、成形室を
形成する雄及び雌の中型をそれぞれ取付け、各中型とフ
レームとの間に蒸気室を形成した金型が用いられる。こ
の金型における雄及び雌の中型には、蒸気室に通じる多
数の通孔を、通常、３０〜５０mm程度のピッチで全面に
略均一に開設し、それらの通孔に、加熱用の蒸気を流出
入させるための多数のスリットを設けた６〜１２mmφ程
度の口金（図１の符号３２、図３及び図４参照）を嵌着
している。これらの口金は、０．８mmφ程度の多数の小
孔状、または０．３〜０．５mm程度の巾を有する多数の
切溝状のスリットを開設したものである。

【０００３】この金型を用いた発泡スチロールの成形
は、通常、成形室内に原料樹脂粒子を充填して次のよう
な工程で行われる。 ａ. まず、配管を通じて雌雄フレーム内の蒸気室にそれ
ぞれ蒸気を注入し、各フレーム及び雌雄中型を加温す
る。 ｂ. 続いて、一方の配管を閉じ、他方の配管を通じて雄
側の蒸気室に蒸気を供給する。この蒸気は、雄の中型の
口金のスリットから成形室に入り、合成樹脂の粒子間を
通過して雌の中型のスリットから他方の蒸気室に抜ける
が、このとき、上記粒子がほぼ一定の発泡温度に急速に
加熱されて膨張及び融着し、その発泡成形が行われる。 ｃ. 次に、蒸気を雌側の蒸気室に供給し、発泡を完了さ
せる。 ｄ. その後、両蒸気室に冷却水を供給して金型及び成形
品を冷却し、成形品を取出す。

【０００４】このような従来の金型を用いた成形方法で
は、成形室内で加熱されて膨張、軟化した原料樹脂が発
泡圧により上記口金のスリット中に圧入されるので、成
形された容器の内外表面に、略等間隔で、該スリット内
に圧入された樹脂で形成される突起群が、それぞれほぼ
０．２〜０．３mm程度突出した状態になり、そのため、
特に容器の外表面では、その突起群により容器の外観を
損ない、商品価値を低下させるばかりでなく、突起群の
存在により容器外表面への印刷を困難にし、また、容器
外表面へのラベル等の貼着を不安定化するという問題が
あった。

【０００５】このようなスリットに起因して容器表面に
現れる突起群を無くすためには、口金をなくして、上記
口金のスリットから原料樹脂粒子の間に注入する蒸気に
代わる加熱手段を考慮すればよく、例えば、雄及び雌の
中型の外面から蒸気等で樹脂粒子を間接的に加熱するこ
とが考えられるが、この場合、ある程度の時間を掛けれ
ば、全体の原料樹脂粒子を所定の温度まで加熱できると
しても、全体の原料樹脂粒子に対する急速な熱伝導によ
り短時間にそれらの加熱を行うことができず、成形に多
くの時間を要し、能率が極端に低下する、という問題が
ある。また、原料樹脂粒子を一定温度に急速に加熱する
ための他の加熱手段を開発するのも有効であるが、蒸気
での直接加熱に代わる安価な加熱手段を得ることは困難
であると考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した問題に対処
し、本発明者は、アルミニウム鋳物によって形成されて
いる雌雄中型の改善により、それらの中型に上記スリッ
トをもつ口金を設けなくても、原料樹脂粒子の能率的な
加熱を行えるようにするべく、各種実験・研究を重ねて
きたが、後述する実施例から明らかなように、それが実
現できることを確かめた。本発明は、かかる知見に基づ
くものであり、その技術的課題は、上述した発泡スチロ
ール容器の成形に際し、少なくとも容器外表面の全部ま
たは一部の、表面を平滑化しようとする部分において、
金型に上記スリットをもつ口金の使用を不要にし、それ
によって、成形速度を低下させることなく、容器外表面
の上記部分にスリットに起因した突起群のない発泡スチ
ロール製の容器を、能率的に成形可能にすることにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の発泡スチロール容器の成形方法は、開閉自在
の雄フレーム及び雌フレームに、成形室を形成する雄及
び雌の中型をそれぞれ取付けて、それらの雌雄中型とフ
レームとの間に蒸気室を形成した金型を用い、蒸気源か
ら上記蒸気室に蒸気を供給し、成形室に充填した原料樹
脂粒子を該蒸気により加熱発泡させて発泡スチロール容
器を成形するに際し、少なくとも上記雌の中型を、引張
強度２０ kgf／mm² 以上、伸び率８％以上、熱伝導率１
３０W/m・k 以上の高強度高伝熱性金属材料で形成し、上
記金属材料で形成した雌の中型の容器表面を平滑化しよ
うとする部分においては、中型の厚さを４〜６mmの薄肉
として内面を平滑面とし、雌雄中型における該薄肉の部
分を除いて、該雌雄中型に、蒸気室と成形室との間で蒸
気を流出入させるスリットをもった口金を、全面に略均
一に配設し、上記容器表面を平滑化しようとする部分で
は、蒸気室からの中型の薄肉部分を通じる伝熱により成
形室内の原料樹脂粒子の加熱を行い、雌雄中型の上記口
金を配設した部分では、該口金のスリットを通じて蒸気
室から成形室に蒸気を直接流入させて原料樹脂粒子の加
熱を行い、これによって樹脂粒子の発泡成形を行うこと
を特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の発泡スチロール容器は、上
記方法によって成形され、中型の厚さを薄肉とした部分
における容器表面を、口金のスリットの跡形がない平滑
化された面としたことを特徴とするものである。

【０００９】上述した本発明の成形方法においては、蒸
気源から雌雄中型のそれぞれとフレームとの間の蒸気室
に一定温度の蒸気を供給し、雌雄中型において、スリッ
トをもった口金を配設した部分では、それらのスリット
を通して蒸気室から成形室に蒸気を直接流入させて原料
樹脂粒子の加熱を行い、高強度高伝熱性金属材料で形成
して薄肉化した部分では、その薄肉化された部分を通じ
る蒸気室からの伝熱により、成形室内の原料樹脂粒子を
加熱する。この高強度高伝熱性金属材料の薄肉部分を通
じての加熱は、後述する実施例からもわかるように、雌
雄中型に上記スリットをもつ口金を設けて成形室内に直
接蒸気を送入する場合と同様に、原料樹脂粒子の短時間
での発泡に必要な能率的な加熱を行い得るものである。

【００１０】従って、発泡スチロール容器の成形に際
し、少なくとも容器外表面の全部または一部における雌
雄中型に上記スリットをもつ口金の使用が不要になり、
それによって、成形速度を低下させることなく、容器外
表面の上記部分にスリットに対応した突起群のない発泡
スチロール製の容器を、能率的に成形することが可能に
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係る発
泡スチロール容器の成形方法を実施するための金型の構
成例を示している。この金型は、各種の用途に利用され
ている発泡スチロール製の容器で、一般的に１０〜２５
mm程度の厚さにより強度をもたせた容器を成形するため
のものであり、この成形用金型を構成する雄の中型１０
及び雌の中型２０は、開閉自在の雄フレーム１１及び雌
フレーム２１に、支持板１２，２２を介してそれぞれ取
付けられ、両中型１０，２０の間には、原料樹脂粒子を
充填して加熱発泡させる成形室３０が形成されている。
また、これらの雄中型１０及び雌中型２０のそれぞれと
雄フレーム１１及び雌フレーム２１との間には、蒸気室
１３，２３が形成され、これらの蒸気室１３，２３に蒸
気源３１から蒸気を供給する配管１４，２４が接続され
ている。なお、図示していないが、上記雌中型２０に
は、原料である合成樹脂粒子を成形室３０内に充填する
ための原料供給管が取付けられる。なお、雄フレーム１
１及び雌フレーム２１には、具体的に図示していない
が、冷却水用給水管及びドレーン用排水管が取付けられ
る。

【００１２】上記雄中型１０によって成形される面は、
発泡スチロール容器における内面側であり、成形後に前
記口金のスリットの跡形が表面に残るのを許容できるた
め、上記雄中型１０としては、従来から用いられている
口金３２を備えた中型と同様な構成を採用することがで
きる。即ち、雄中型１０においては、蒸気室１３と成形
室３０との間を連通させる多数の通孔１５を、３０〜５
０mm程度のピッチで全面に略均一に開設し、それらの通
孔１５に、加熱用の蒸気を流出入させるための多数のス
リット３３を設けた６〜１２mmφ程度の口金３２を嵌着
している。図３及び図４においては、これらの口金３２
として、０．８mmφ程度の多数の小孔状のスリット３３
を設けた場合を示しているが、０．３〜０．５mm程度の
巾を有する多数の切溝状のスリットを開設したものとす
ることもできる。

【００１３】一般的に、発泡スチロール容器を成形する
金型は、鋳造用アルミニウム合金によって形成され、通
常は、同合金の鋳造性等を考慮して、ＡＣ２Ｂが用いら
れるが、上述した多数の口金３２を設ける雄中型１０
も、この鋳造用アルミニウム合金を用いて、砂型により
成形することができるものである。この場合、スチロー
ルの発泡圧や機械的強度を考慮し、一般的に該型の厚さ
は８mm程度にするのが通例であるが、上記雄中型１０に
おいても同様に構成することができる。

【００１４】一方、発泡スチロール容器の外表面で、鮮
明な印刷等を施すために平滑化された面としたい部分の
成形には、上記スリット３３の跡形を残すような口金３
２を設けて蒸気を流出入させることができないため、そ
の容器の外表面を成形する雌中型２０は、以下に詳述す
るように、スリットなしで蒸気室２３からの蒸気の熱が
成形室３０に十分に伝達されるように形成される。即
ち、この雌中型２０においては、伝熱性能を高める必要
があるため、熱伝導率においてすぐれた材料であると同
時に、型の肉厚をできるだけ薄くできるように強度的に
すぐれた材料を用いることが必要であり、そのために
は、鋳造用アルミニウム合金であっても、引張強度２０
kgf／mm² 以上、伸び率８％以上、熱伝導率１３０W/m・
k 以上の高強度高伝熱性金属材料を用いるのが有効であ
る。このような条件に添うものであれば、アルミニウム
合金以外の金属材料を用いることも可能である。

【００１５】そして、上述した雄中型１０を含めて、一
般的にＡＣ２Ｂの鋳造用アルミニウム合金からなる中型
では、その厚さを８mm前後に設定しているが、特に、上
記雌中型２０における成形した容器外表面を平滑化しよ
うとする部分、図１及び図２の例では、成形された容器
の側面に対応する雌中型２０の周面部分２０ａを、発泡
圧に耐え得る範囲内で４〜６mmの薄肉として伝熱性能を
高め、内面を平滑面とする。この薄肉部分には、伝熱性
能を損なわない態様において、リブ等の補強を付設する
ことができる。なお、雌中型２０の上記薄肉の周面部分
２０ａを除く他の部分（成形容器の底面に対応する部分
等）は、補強の必要がない程度の肉厚を持たせればよ
く、しかも、雄中型１０と同様に蒸気室２３と成形室３
０との間で蒸気を流出入させるスリット３３をもった口
金３２を、該雌中型２０に略均等分布で設けた通孔２５
に取付け配置することになる。

【００１６】ここでは、図１及び図２を参照して発泡ス
チロール容器の容体を成形する場合について説明してい
るが、同容器の蓋体の成形においても同様であり、この
場合には主として蓋体の上面を全体的または部分的に平
坦化するため、その部分の雌中型２０を薄肉化し、例え
ば、蓋体側面等の他の部分に口金３２を均等配置するこ
とになる。勿論、蓋の全面を薄肉に形成することがで
き、この場合には、雌中型２０の薄肉部分内を通じる伝
熱と、雄中型１０に設けた口金３２を通して送入された
蒸気による補助的な加熱により、成形室内の原料樹脂粒
子を加熱することになる。

【００１７】雌中型２０を構成する高強度高伝熱性金属
材料の引張強度及び伸び率が上記の値よりも低下する
と、雌中型２０自体の発泡圧に対する強度が低下するた
め、該型の肉厚を厚くする必要があって、伝熱性能の低
下を招くことになり、また、高強度高伝熱性金属材料の
熱伝導率が上記の値よりも低下すると、原料樹脂粒子の
均一な加熱に多くの時間を要し、成形能率が低下する。
一方、引張強度、伸び率及び熱伝導率の各値が、上記範
囲よりも大きくなることには問題がないが、高性能材料
はそれだけ高価なものになるので、経済性の観点から各
値の上限値が設定されることになる。

【００１８】上記雌中型２０を構成する高強度高伝熱性
金属材料としては、鋳造用アルミニウム合金のＡＣ７
Ａ、またはそれに相当するかそれ以上の特性を持ったも
のが適している。このアルミニウム合金は、引張強度２
２ kgf／mm² 、伸び率１２％、熱伝導率１４６W/m・k を
有し、一般的に用いられているＡＣ２Ｂのアルミニウム
合金が、引張強度１６ kgf／mm² 、伸び率１％、熱伝導
率１０９W/m・k であるのに対し、熱伝導率においてすぐ
れた値を示すと同時に、強度的にもすぐれたものであ
る。

【００１９】この金型を用いた発泡スチロールの成形
は、通常、成形室３０内に原料樹脂粒子を充填して次の
ような工程で行われるが、これに限定されるものではな
い。 ａ. まず、雌雄中型１０，２０を図１に示すように閉じ
た状態で、配管１４，２４を通じて雌雄フレーム１１，
２１内の蒸気室１３，２３にそれぞれ蒸気を注入し、各
フレーム１１，２１及び雌雄中型１０，２０を加温す
る。 ｂ. 続いて、一方の配管２４を閉じ、他方の配管１４を
通じて雄側の蒸気室１３に蒸気を供給する。この蒸気
は、雄の中型１０の口金３２のスリット３３から成形室
３０に入り、原料樹脂の粒子間を通過して雌の中型２０
のスリット３３から他方の蒸気室１３に抜けるが、この
とき、上記粒子がほぼ一定の発泡温度に急速に加熱され
て膨張及び融着し、その発泡成形が行われる。なお、雌
の中型２０に全く口金３２を設けていない場合には、蒸
気の流路を別途考慮する。 ｃ. 次に、蒸気を雌側の蒸気室２３に供給し、発泡を完
了させるが、口金３２を設けていない部分では、蒸気室
２３からの中型２０の薄肉周面部分２０ａ内を通じる伝
熱と、雄の中型１０の蒸気室１３からの蒸気による補助
的な加熱により、成形室３０内の原料樹脂粒子が加熱さ
れる。 ｄ. その後、両蒸気室１３，２３に冷却水を供給して金
型及び成形品を冷却し、成形品を取出す。

【００２０】このように、蒸気源３１から雌雄中型１
０，２０のそれぞれとフレーム１１，２１との間の蒸気
室１３，２３に一定温度の蒸気を供給し、雌雄中型１
０，２０において、スリット３３をもった口金３２を配
設した部分では、それらのスリット３３を通して蒸気室
１３，２３から成形室３０に蒸気を直接流入させて原料
樹脂粒子の加熱を行い、高強度高伝熱性金属材料で形成
して薄肉化した部分２０ａでは、その薄肉化された部分
２０ａを通じる伝熱及び雄中型１０の蒸気室１３からの
蒸気による補助的な加熱により、成形室３０内の原料樹
脂粒子を加熱する。これにより、雌雄中型１０，２０に
上記スリット３３をもつ口金３２を設けて成形室３０内
に直接蒸気を送入する場合と同様に、原料樹脂粒子の短
時間での発泡に必要な能率的な加熱を行うことができ
る。

【００２１】このようにして成形された発泡スチロール
容器は、中型２０の厚さを薄肉とした部分における容器
表面を、口金３２のスリット３３起因した突起群が生じ
ない平滑化された面として成形され、その成形に際して
成形速度（成形サイクル）を低下させることなく、発泡
状態も上記口金３２を設ける場合と差異がない状態にす
ることができる。なお、上記成形方法は、魚箱等の高発
泡容器に適用できるのは勿論であるが、低発泡の容器に
対しても同様に適用することができる。

【００２２】

【実施例】従来のような雌雄中型の全面に均一に口金を
設けた金型（比較例）及び実質的に図１及び図２に示す
構成の金型を用いて容器を成形し、発泡状態が同程度に
成形できるような状態で、成形速度（成形サイクル）を
比較した。平面形状が約５００mm×３２０mm、高さが約
８０mmで、約２０mmの厚さを有する発泡スチロール容器
を成形した場合、成形装置の構成や条件によって違いが
あるが、従来の金型では時間当たり３２〜４５ショット
の成形を行うことができた。これに対し、本発明の方法
による場合には、３６ショットの成形を行うことができ
た。また、平面形状が約４３０mm×３００mm、高さが約
９０mmで、約２４mmの厚さを有する発泡スチロール容器
を成形した場合、従来の金型では時間当たり２９ショッ
トであるのに対し、本発明の方法による場合には、３１
ショットの成形を行うことができた。これらの結果によ
れば、従来の金型を用いた場合とほぼ同程度の成形サイ
クルで、容器外表面にスリットに対応した突起群のない
発泡スチロール容器を成形すできることがわかる。

【００２３】

【発明の効果】以上に詳述した本発明の発泡スチロール
容器の成形方法によれば、発泡スチロール容器の成形に
際し、少なくとも容器外表面の全部または一部の、表面
を平滑化しようとする部分において、金型に上記スリッ
トをもつ口金の使用を不要にし、それによって、成形速
度を低下させることなく、容器外表面の上記部分にスリ
ットに対応した突起群のない発泡スチロール製の容器を
能率的に成形することができ、発泡スチロール容器表面
への鮮明な印刷やラベルの安定的な貼着に有効に利用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形方法を説明するための金型の
側断面図である。

【図２】上記金型の縦断面図である。

【図３】上記金型において用いている口金の正面図であ
る。

【図４】同口金の断面図である。

【符号の説明】

１０ 雄中型 １１ 雄フレーム １３，２３ 蒸気室 ２０ 雌中型 ２１ 雌フレーム ３０ 成形室 ３２ 口金 ３３ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉自在の雄フレーム及び雌フレームに、
   成形室を形成する雄及び雌の中型をそれぞれ取付けて、
   それらの雌雄中型とフレームとの間に蒸気室を形成した
   金型を用い、蒸気源から上記蒸気室に蒸気を供給し、成
   形室に充填した原料樹脂粒子を該蒸気により加熱発泡さ
   せて発泡スチロール容器を成形するに際し、 少なくとも上記雌の中型を、引張強度２０ kgf／mm² 以
   上、伸び率８％以上、熱伝導率１３０W/m・k 以上の高強
   度高伝熱性金属材料で形成し、 上記金属材料で形成した雌の中型の容器表面を平滑化し
   ようとする部分においては、中型の厚さを４〜６mmの薄
   肉として内面を平滑面とし、 雌雄中型における該薄肉の部分を除いて、該雌雄中型
   に、蒸気室と成形室との間で蒸気を流出入させるスリッ
   トをもった口金を、全面に略均一に配設し、 上記容器表面を平滑化しようとする部分では、蒸気室か
   らの中型の薄肉部分を通じる伝熱により成形室内の原料
   樹脂粒子の加熱を行い、 雌雄中型の上記口金を配設した部分では、該口金のスリ
   ットを通じて蒸気室から成形室に蒸気を直接流入させて
   原料樹脂粒子の加熱を行い、これによって樹脂粒子の発
   泡成形を行う、ことを特徴とする発泡スチロール容器の
   成形方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法によって成形された
   発泡スチロール容器であって、 中型の厚さを薄肉とした部分における容器表面を、口金
   のスリットの跡形がない平滑化された面とした、ことを
   特徴とする発泡スチロール容器。