JPH10180887A - 発泡成形機の冷却方法および冷却配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡成形方法の冷却工程の所要時間を短縮す
る。 【解決手段】凸型および凹型のインサイド３１、２１に
よって形成されたキャビティ１に充填した発泡性原料ビ
ーズをスチームで加熱する工程に続く冷却工程におい
て、水冷操作の後、冷却配管を減圧吸引配管に接続して
急激な減圧操作を行い、配管内を負圧に変化させ残留水
を吸引排除する。次に、この負圧操作に僅かの時間差を
設けて従来と同じく減圧冷却を行い、そのとき水分の気
化熱によってインサイド２１、３１を冷却し、かくし
て、キャビティ１に充填された発泡成形体を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡ポリスチレン
樹脂などからなる生鮮食品保管用の断熱性容器あるいは
建設用型材、または断熱床下地材などを製造するための
発泡成形方法に関するものであって、特に、発泡性原料
ビーズ相互を融着させる加熱工程の後工程として設けら
れている冷却工程およびその冷却用配管の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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発泡成形機の
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、雄
型となる凸型インサイド３１と雌型となる凹型インサイ
ド２１が対向配置されるとともに、凹型インサイド２１
は固定され移動できないが、凸型インサイド３１は、図
２のように凹型インサイド２１の凹部内にキャビティ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。このインサイド２１、３１に
は、後記の加熱用スチームが通過できるよう無数のベン
トホールが透設されている。

【０００３】また、これらインサイド２１、３１の裏面
側には、フレーム２２、３２と裏板２３、３３が設けら
れ、スチームなどの用役が供給される固定側チャンバ２
と移動側チャンバ３が形成されている。なお、この事例
では、フレーム２２、３２の上部には、上部用役口２
４、３４が、下部には、下部用役口２５、３５が配設さ
れていて、上部用役口２４、３４には、加熱用スチーム
が供給されるスチーム弁が接続され、下部用役口２５、
３５には、減圧タンクまたは減圧ポンプに連なる減圧弁
および用役を排出するドレン弁等が接続されている。

【０００４】さらに、固定側チャンバ２および移動側チ
ャンバ３内には、図２と図３に例示するように、上部に
直径２０ｍｍφ程度の真ちゅう材あるいは銅材のパイプ
からなる主管４１、５１が配設され、これに内径４ｍｍ
φ程度の純銅パイプからなる多数（中型の発泡成形機で
は片側に４０本程度）の枝管４２、５２が接続され、こ
の枝管の先端にはそれぞれ散水ノズル４３、５３が取り
付けられている。そして主管４１、５１から供給される
冷却用水をインサイド裏面に向けて均等に散水してイン
サイド全体を冷却できるよう枝管４２、５２を適宜に屈
曲させて散水ノズル４３、５３の位置と方向を調節した
冷却配管が設けられている。

【０００５】このような発泡成形用金型装置において、
金型装置の閉盤、予備発泡させた発泡性原料ビーズの充
填、スチームによる発泡性原料ビーズの加熱、金型装置
の冷却、金型装置の開盤、製品の取出し、等の工程、手
順で操作され、所定の発泡ポリスチレン樹脂などからな
る発泡成形体が生産される。

【０００６】本発明は、上記の加熱用スチームによる発
泡性原料ビーズの加熱処理工程に続く冷却工程の改良に
係るものであり、従来から知られている冷却工程につい
てさらに詳細に説明する。冷却工程は、加熱されて発
泡、融着した発泡成形品を冷却することにより、製品内
部の発泡圧力を低下させるとともに、成形品の強度を発
現させて、金型から取り出しても異常な発泡変形が生じ
ないようにするための工程であり、通常は、水冷、空
冷、減圧冷却の順に行われる。

【０００７】先ず、冷却水供給配管から適宜な温度、例
えば３０〜６０℃で圧力３ｋｇ／ｃｍ² 程度の冷却水を
主管４１、５１、枝管４２、５２を通じて散水ノズル４
３、５３から散水して両インサイド２１、３１を裏面か
ら冷却する。この所要時間は約３〜８秒間であり、これ
により、加熱処理直後に１１５℃程度あったインサイド
温度が８０〜９０℃に低下する。そして、この操作で使
われた冷却水はドレンとして排出される。

【０００８】次いで、冷却水の供給を停止し、直ちに圧
搾空気の供給に切り換えて、６〜８秒間程度圧搾空気を
供給し、前記の主管４１、５１、枝管４２、５２および
散水ノズル４３、５３などの冷却配管内にたまっていた
水を吐出させて除去する。この冷却配管内に冷却水が残
留すると、後工程において残留水が製品に滴下するなど
して好ましくない水分の原因となるので、できるだけ完
全に除去しておくのが好ましい。

【０００９】この空冷の後に、減圧タンクまたは減圧ポ
ンプに連なる減圧弁を開いて、チャンバ２、３を減圧下
に約４０秒〜８０秒の範囲に曝している間に、チャンバ
内部に残存する水分を気化させその気化熱によってイン
サイド温度をほぼ６０℃に低下するよう冷却する。この
程度にまで冷却すると、成形品内部の温度は、異常な発
泡変形が生じるおそれの少ない約８０℃以下の温度まで
低下する。

【００１０】このようにして、従来の冷却工程であって
は、その所要時間は、成形機の容量、製品仕様などで異
なるものの、約５０秒〜９０秒の時間を要していた。そ
こで、最近の発泡成形方法のサイクル時間を短縮するこ
とによる生産性向上の開発研究において、この冷却工程
の所要時間の短縮も重要な課題の一つであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の開発
研究の過程でなされたものであり、従来の冷却工程中の
空冷操作を省略でき、かつ配管中の残留水を確実に除去
することも可能となる発泡成形機の冷却方法および冷却
配管を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、凸型およ
び凹型のインサイドで包囲形成されたキャビティに充填
した発泡性原料ビーズを加熱して発泡融着させる工程の
後工程として、前記インサイド裏面側のチャンバ内に配
設された冷却配管からそのインサイドの裏面に向けて散
水する水冷操作と、その冷却配管内の残留水を減圧操作
により除去する操作と、前記チャンバ内を減圧して気化
熱で前記インサイドを冷却する操作とを含むことを特徴
とする発泡成形機の冷却方法、により解決することがで
きる。

【００１３】また、同じく、凸型および凹型のインサイ
ドで包囲形成されたキャビティに充填した発泡性原料ビ
ーズを加熱して発泡融着させる発泡成形機において、そ
のインサイド裏面側のチャンバ内の下方に配置した主管
から、先端に散水ノズルを設けた多数の枝管を上方に向
けて立ち上げて配設するとともに、前記主管を外部の冷
却水供給配管と減圧吸引配管のそれぞれに開閉弁を介し
て接続したことを特徴とする発泡成形機の冷却配管、に
よっても解決することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の発泡成形機の冷却
方法の１実施形態を図２を参照しながら説明する。本発
明では、凸型および凹型のインサイド３１、２１によっ
て包囲されるように形成されたキャビティ１に充填した
発泡性原料ビーズを高温スチームで加熱して発泡融着さ
せる工程までの加熱成形工程、およびそれに続く冷却工
程のうち水冷操作によって冷却水を両側のインサイド裏
面に数秒間にわたって散水するところまでは従来方法と
変わりはない。

【００１５】本発明の特長は、この水冷操作に続いて、
従来の圧搾空気を吹き込む空冷操作によって配管内の残
留水を吐出排除することに代えて、冷却配管を減圧吸引
配管に接続して急激な減圧操作を行い、配管内を負圧に
変化させ残留水を吸引排除するところにある。次に、こ
の負圧操作に僅かの時間差を設けて従来と同じく減圧冷
却を行う。すなわち、配管内の負圧操作を先行させる
が、前記チャンバ２、３内の減圧をほとんど並行させる
ことによりチャンバ内部の水分を気化せしめ、そのとき
の水分の気化熱によってインサイド２１、３１を冷却
し、かくして、キャビティ１に充填された発泡成形品が
冷却されるのである。

【００１６】なお、この冷却工程において、図３に示す
ようなチャンバ上部に配設された主管４１（５１）に枝
管４２（５２）を下方にむけて取り付けた形態の冷却配
管が使用され得るが、図１に例示するような、チャンバ
下部に配設された主管６１に枝管６２を上方に向けて取
り付けた形態の冷却配管が好適に用いられる。このよう
な形態の場合には、主管６１および枝管６２に停滞する
残留水が減圧操作によって、容易に排除できるうえ、仮
に残留水が残ったとしても従来のようにその後に滴下す
ることもないからである。

【００１７】また、前記の配管内の残留水を吸引排除す
る操作においては、急激な圧力変化を与えればよいが、
減圧冷却操作においては、チャンバ内の圧力を監視しな
がら制御するのが好ましい。例えば、チャンバ内の圧力
を減圧してマイナス０．８ｋｇ／ｃｍ² 以下の負圧下に
保持すると、内部の水分が温度６０℃においても気化さ
せることができるので、インサイド温度をほぼ６０℃に
迅速に低下させることができるので好ましい。このよう
に、チャンバ内の圧力を監視しながら制御することによ
り目標とする冷却温度に応じて迅速な冷却操作を行うこ
とができるのである。

【００１８】このように本発明の発泡成形機の冷却方法
によれば、従来の冷却工程の所要時間、５０〜９０秒間
のうち、従来の空冷操作に要した６〜８秒間を節約でき
る。従って、冷却工程において処理時間を約１０％削減
することが可能となった。さらには、従来必要であった
空冷用圧搾空気の供給も不要となり、消費エネルギーの
節減につながった。

【００１９】次に、本発明の発泡成形機の冷却配管の１
実施形態を図１、２を参照して説明する。本発明が対象
とする発泡成形機では、冷却配管の部分を除いて、図２
に例示されるような従来の発泡成形機と何ら変わるとこ
ろがない。この実施形態における冷却配管では、図１に
例示するように、先端に散水ノズル６３を設けた多数の
枝管６２を、インサイド裏面側のチャンバ２、３（図
２）内において、その下方に配置した主管６１から上方
に向けて立ち上げて配設するとともに、一方、前記主管
６１には外部との連結管６４が設けられ、その連結管６
４は冷却水供給配管（図示せず）と減圧吸引配管（図示
せず）のそれぞれに開閉弁（図示せず）を介して接続し
た形態において具体化される。

【００２０】前記した冷却配管がチャンバ２、３内の両
方に配設されるのであるが、主管６１は、内径２０ｍｍ
φ程度の真ちゅう材あるいは銅材のパイプで製作され、
また枝管６２は内径４ｍｍφ程度の純銅パイプで製作さ
れる点は従来と変わりがない。この枝管６２は、従来と
同様に先端にはそれぞれ散水ノズル６３が取り付けら
れ、供給される冷却用水をインサイド裏面に均等に散水
して冷却できるよう枝管６２を適宜に屈曲させて散水ノ
ズル６３の位置と方向を調節する。なお、枝管６２の所
要本数も機種、容量、製品ザイズ、インサイド形状、成
形個数などの状況に応じて設定される。

【００２１】以上説明した本発明の冷却配管では、従来
と同様に、冷却水を両方のインサイドに散水する水冷操
作が行えるとともに、この水冷操作に続いて、冷却配管
を減圧吸引配管に接続して急激な減圧操作を行い、本発
明の第１発明の冷却方法のように配管内を負圧に変化さ
せ残留水を吸引排除するように使用することができる。
この場合には、前記した通り、主管６１および枝管６２
に残留する冷却水が減圧操作によって、容易にかつ迅速
に排除できるうえ、仮に冷却水が僅かに残ったとしても
従来のようにその後に滴下することがない利点が得られ
るのである。

【００２２】

【発明の効果】本発明の発泡成形機の冷却方法および冷
却配管は、以上に説明したように構成されているので、
冷却工程の処理時間を約１０％削減できるうえ、離型時
に冷却配管から残留水が滴下するトラブルも防止する
他、空冷用空気を節約することができ、また、空冷用空
気が減圧冷却時に減圧装置側に流入することもないか
ら、減圧装置に特別な負荷がかかることもないなどの優
れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解消し
た発泡成形機の冷却方法および冷却配管として、その工
業的価値が極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための冷却配管の
斜視略図。

【図２】従来の発泡成形機の金型装置の要部断面略図。

【図３】実施の冷却配管の斜視略図。

【符号の説明】

１ キャビティ、２、３ チャンバ、２１、３１ イン
サイド、４１、５１、６１ 主管、４２、５２、６２
枝管、４３、５３、６３ 散水ノズル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸型および凹型のインサイドで包囲形成さ
   れたキャビティに充填した発泡性原料ビーズを加熱して
   発泡融着させる工程の後工程として、前記インサイド裏
   面側のチャンバ内に配設された冷却配管からそのインサ
   イドの裏面に向けて散水する水冷操作と、その冷却配管
   内の残留水を減圧操作により除去する操作と、前記チャ
   ンバ内を減圧して気化熱で前記インサイドを冷却する操
   作とを含むことを特徴とする発泡成形機の冷却方法。
2. 【請求項２】凸型および凹型のインサイドで包囲形成さ
   れたキャビティに充填した発泡性原料ビーズを加熱して
   発泡融着させる発泡成形機において、そのインサイド裏
   面側のチャンバ内の下方に配置した主管から、先端に散
   水ノズルを設けた多数の枝管を上方に向けて立ち上げて
   配設するとともに、前記主管を外部の冷却水供給配管と
   減圧吸引配管のそれぞれに開閉弁を介して接続したこと
   を特徴とする発泡成形機の冷却配管。