JPS6179625A - 熱可塑性樹脂型内発泡成型体の製造装置 - 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） 本発明は熱可塑１１樹脂型内発泡成型体の製造装置に関
する。

（従来の技術） 一へ可塑性樹脂Ｙ・０１＾発泡粒子を成型用型内で発泡
成型して得られる型内発泡成型体の製造には、従来加圧
タンク内で加圧処理して内圧を付与した予備発泡粒子の
適宜量（例えば数回の成型に必要なｆｆ１）をホッパー
に分取し、該ホッパーより１回の成型に必要な所定量の
予備発泡粒子を取り出して成型用型に充填し、成型を１
ｒう方法が採用されている。

而して、従来の型内発泡成型体製造装置は、予備Ｑ’７
粒子に内ＩＩ’を付与するための加圧タンクと内ＩＦの
付与されたｌ’　ｆｉｆｉｉ発泡粒子を大気下において
所定量貯留するためのホッパーと、予備発泡粒子を充填
して発泡域＋１“１を行う成型用型とから構成されるも
のであった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の型内発泡成型体製造装置におけるホッパーは大気
圧開放構造であるため、ホッパー内で予備発泡粒子が大
気圧下にさらされた状態となり、そのためホッパー内の
予備発泡粒子内圧がホッパー内で大気圧下にさらされた
時間の経過に伴って戚少し、この結果得られる型内発泡
成型体の寸法のバラツキが大きくなる欠点があり、しか
も粒子径３ｆｉ以下の予備発泡粒子の場合には内圧減少
がより大きくなるため予備発泡粒子の二次発泡力不足を
生し、粒子の融着不良や成型体の収縮率が大きいという
欠点があった。

また、ホッパーが大気圧開放構造であることにより、成
型時にホッパー内の予備発泡粒子を所定量、成型用型に
供給するに当たり、ホッパーから成型用型への上記粒子
の移送を円滑且つ迅速に行い難いという欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は上記問題点を解決するため鋭意研究を行っ
た結果、内［Ｆ付）〕、の施された予備発泡粒子を、内
圧付Ｊｊ浅、成型に至る迄の間、常に加圧下に保持する
ＩＮ　ｉＴｈとすることにより、粒子内圧のｔｌｌｉ少
を防止し［Ｌつ成型サイクルの時間の経過に伴う製品間
の寸法上のバラツキを防止できることを見出し、本発明
を完成した。

即ち、本発明の熱可塑性樹脂型内発泡成型体の型造装置
は、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を収容できるスペースを
備え且つ粒子出口を設けてなる加圧タンクと、加圧タン
ク内を加圧して上記粒子に所定の内圧を付！シする圧力
供給ａ横と、粒子入口と粒子出口を６ｉｉｉえＬつ加圧
タンクより移送されると配粒子の適宜量を収容すると共
に成型に必要な蟹の上記粒子を供給する中間タンクと、
中間タンクの粒子出口を開閉する粒子出口開閉機構と、
加圧タンク内の１−配粒子の適宜量を加圧状態を保持し
たまま加用タユ・′りの粒子出口より流出せしめ中間タ
ンクのＲｆ入口を通して中間タンク内に流入せしめる粒
子移送手段と、上記粒子が充填される成型室と該粒子を
加熱発泡させる加熱手段とを備えた成型機と、中間タン
ク内の十記粒子を加圧状態を保持したまま中間タンクの
粒子出口より流出せしめ成型機の粒子充填口を通して成
型室内に咳粒子を充填せしめる粒子充填機構とからなる
ことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、ｌは熱可塑性樹脂予備発泡粒子２を収
容できるスペースを備え且つ粒子出口３を設けてなる加
圧タンクである。加圧タンクｌには加圧用気体が供給さ
れる。加圧用気体としては、空気、二酸化炭素等の無機
ガスまたは無機ガスとブタン、プロパン、ジクロロジフ
ロロメタン等の揮発性発泡側との混合ガス等が用いられ
る。本実施例は、加圧用気体として空気を用いた場合に
ついて説明する。

ＩＪＯ圧タンクｌ内には、図示しない空気タンクと該空
気タンクに連結された圧搾空気供給管４とから構成され
る圧力供給殿構により空気が導入され、加圧される。こ
の空気加圧により加圧タンク１内の上記粒子２に所定の
内圧が付与される。

５は圧搾空気供給管４に連結された加圧用レギュレータ
ーで、上記供給管４を通して加圧タンクｌに供給される
圧搾空気を所定の圧力に調整するａ能を有する。また上
記レギュレーター５には、Ｊｌｕ圧タンク内ｌｆ力の５
７．比速度を制御する機能を持たセること４）できる。

加圧タンクｌの粒子出口３には粒子移送管６が連結され
る。７は粒子出口開閉弁である。

８は１１１１１：’、、ば１仏長状に設けられた中間タ
ンクで、該中間ター・す）目よ加圧タンクｌと同様、密
閉容器状に１１−成され、上面に粒子入口９を備えると
共に、下面に粒子出口ｌＯを備えている０粒子出口ｌＯ
の数は後述する成型機の充填機の数に対応して適宜決定
され、従って、１つでも複数でもよい。

粒子入口９には粒子移送管６が連結され、加圧タンク１
から適宜量の了ｆｌｉｆｉ発泡粒子２が加圧状態を保持
したまま中間タンク８内に供給されるようになっている
。＋１は粒子入口開閉弁である。

中間タンク８内に収容された予備発泡粒子を良好な加圧
状態に保持するため、中間タンク８には圧搾空気供給管
１２が連結される。該供給管１２は中間タンクの内部に
設けられたフィルターパイプ１３に連結され、更にこの
フィルクーパ１プ１３は？Ｊ）気弁１４をそなえた０ト
気管１５に連結されている。フィルターパイプ１３は第
８図に示すようにパイプ周面に多数の小孔１６を設けた
もので、この小孔１６の大きさは、予備発泡粒子や該粒
子の表面から′ｆｉ＋落して生じる樹脂粉末が上記小孔
１６を通してフィルターパイプ１３内に入り込むのを防
止するため、４０メノシ工以上が好ましい。圧搾空気供
給管１２は加圧タンクに連結された圧搾空気供給管４と
連通した構造でも、或いは独立して空気タンクに連結し
た構造でもよい。１７は中間タンクに供給される圧搾空
気を所定の圧力に調整する加圧用レギエレーター、１８
は加圧弁である。

中間タンク内を加圧する手段として、上記の如き圧搾空
気供給管１２を設けず、粒子移送管６を通して圧Ｉ〒全
空気中間タンク８に供給するようにしてもよい。

中間タンク１（は固定式でもよいが、予備発泡粒子の成
型用型・、の充填余りを中間タンクに円滑に戻すために
中間タンクを回転可能にしても良い。

この回転ＩＩＩＩＩし！−購構造しては種々の構造が可
能であるが、１２−λば第１図に示したものは、中間タ
ンク８の１ｊｊｌｌ　ｌｌｊ　Ｌ−支軸１９ａ、１９ｂ
を設け、一方の支軸１９ａを支枠２０に梱支すると共に
、他方の支軸１’ｌｂをロータリーノリング−２１に連
結し、該シリンダー２１により支軸１９ｂを回転し、こ
れにより中間タンク８を回転させるものである。

中間タンクの粒子出口１０には粒子供給管２２の一端が
連結され、該供給管２２の他端は成型機２３の粒子供給
口２４にｌｉ！拮され、以て、中間タンク８から成型に
必要な量の予備発泡粒子２が加圧状態を保持したまま成
型機２３に供給されるようになっている。２５は粒子出
口開閉弁である。

成型■２３は成型用型２６と充１ａａ２７とを備えてい
る。成型用型２６は移動可能なコアー型２８と、同定設
置さ名たキャビティ型２９からなり、両型が閉したとき
成型室３０が形成される。また両型２８．２９の当接部
には空気抜きのためのタラノキング３１を設けることが
できる。充填機２７は、キャビティ型２９表面に開口す
る粒子充填口３２と、前述した粒子供給口２４と、粒子
充填口３２を開閉するための弁体３３と、該弁体３３を
１多動させるためのエアーンリング−３４とを備えてい
る。３５は、中間タンク８より粒子供給管２２を径て粒
子供給口２４に４人された予６ｉ１ｉ発泡粒子を粒子充
填口３２より成型室３０内に供給し且つ充填するための
圧搾空気供給管、３６は該供給管３５に設けた充填用空
気弁、３７はエアーノリンダーへのエアー供給方向を切
り換える切換弁である。エアーシリンダーのエアー供給
管３８は上記圧１〒空気ＩＪｋ給管３５と連結されてい
るが、該供給Ｔｌ１ｆ３５とは分Ｌ１１シて、独立にエ
アー供給を行うよう６Ｊシてもよい。また圧搾マス供給
ｆｆ３５は加圧タンクの圧搾空気供給管４と連結されて
いてもよく、雫呪いは該供給管４とは連結せず、別個独
立して圧搾空気４−ｉｊ給する構成を採用し、でもよい
。

本発明に適用される熱可塑性樹脂予０肯発泡粒子として
は、ｒ、ＩＬン系樹脂　オレフィン系樹脂、アミド糸引
Ｉｌｌ　　ウレタン系樹脂、エステル系樹脂等を基材樹
１ｔ！ｔ　ｒ’、する予備発泡粒子が挙げられるが、特
に、ポリプロピレン、低宏度ポリエチレン、高書度ポリ
エチレン、直鎖低゛…度ポリエチレン、エチレン−プロ
ピレンランダム共重合体、エチレン−１０ピレノゾｌ：
Ｉ　、、り共１１「合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体等のオレフィン系樹脂を基材樹脂とする気体透過度の
大きい予６ｉ１ｉ発泡粒子を用いた場合に実益が大きい
。

次に、本発明の作用につき説明する。

第１図に６いて、加圧タンク１の粒子出口３を開閉する
粒子用［］開閉ブ↑７、中間タンク８の粒子入口９を開
閉する粒子入口開閉弁ｉ１、中間タンク８の粒子出口１
０を開閉する粒子出口開閉弁２５及び加圧弁１８、排気
弁１４、充填用空気弁３６は全て閉した状態にあり、供
給される圧搾空気により加圧タンク１内は加１１され、
予ＯＦｊ発泡粒子２内Ｇ、二所定の内圧かＩｔ−’７さ
れろ。加圧タン／＋ｌ内はレキル−タ−５により所定の
圧力に保持されるか二の加圧タンク内圧ツノは０２〜２
０　ｋｇ　／　ｃｒｙ　（Ｇ）　、好ましくは０５〜Ｉ
　Ｏｋｇ　／　ｃｔ　（Ｇ）である。

上記レギュレーター５に、加圧タンク内圧力のγ、′−
圧速度制？１１機能を持たせることもできる。この場合
粒子２を徐々に加圧でき、基材樹脂の種類にＬっでは粒
子２への内圧付与を寄り良好に行える利Ｌｊ、ｉ、があ
る。即ち、当初、加圧タンクｌ内の加圧［１カを低く聞
えておき、レギュレーター・５の−Ｆ記制御機能により
、次第に少しずつ圧力を上昇させ、所用の時間を経過ｔ
７て目的とする加圧圧力に到達さける。このように、粒
子を徐々に加圧する場合Ｇこ４よ、当初から９激に所定
圧力に加圧する場合に止へて粒子を圧縮する虞れがなく
、効率よく粒子２に内圧を付与できる。このように徐々
に加圧を行う場合、上記タンク内圧力にまで加圧する際
の界庄速度は０．０１５〜０．５が好ましい。

次いで、加圧タンクｌ内で加圧保持されている予備発泡
粒子２の適宜ｆｆ１（例えば数回の成型に必要な！Ｔｔ
）が中間クック８に（多送されろ。この時第２図に示す
ように粒子出口開閉弁７、粒子入口開閉ブ↑ｌｌ、排気
弁１４が開き、予備発泡粒子２は加圧タンク１内の圧力
によって押し出され、中間クック８に移送される。中間
タンク８内の空気はフィルターパイプ１３の小孔１６を
通り、排気管１５を経てＩＪＩ−出される。

加圧クックｌから適宜量の予（ｌｉｉｉ発泡粒子が中間
タンク８へ移送されると粒子比１コ開閉弁７、粒子入口
開閉弁ｌ」、排気弁１４が閉し、加圧弁１８が開いて、
中間タンク８内に圧搾空気が供給され、予備発泡粒子２
が加圧される（第３図）。中間タンク内の圧力はレギュ
レーター１７によって所定圧力に保持されるが、該中間
タンク内圧力は加圧タンク内の圧力と同一でも或いはそ
れより高い圧力であってもよく、後者の場合、中間タン
ク内の圧力は加圧タンク内の圧力よりも０．Ｏ１〜１．
ｏｋｇ　／ｃ＋ｄ（Ｇ）高いことが好ましい。

中間タンク８内で予備発泡粒子２が加圧保持される間に
、切換弁３７が切換えられて、充填機２７の上ｊ′−ノ
リンク−３４のピストン軸３９が退勤し、成型用型２ら
の粒子充填口３２が開かれるとともに、充填用空気弁３
６が開き、成型用型２６の成皇室３０に圧搾空気が供給
され、成型室３０内のイを行水等をクラッキング３１を
経て空気とともにｔｉｌｌ出する（第４図）。

次いＣ中間タンクの粒子比Ｅ」開閉光２５が開き　中間
タック８内の予（＋ｉｉ発泡粒子２が中間タンク８内の
圧ツノにより押し出され粒子供給管２２を１ｍって充場
機の粒子供給口２４に流入し、更に充填用空気弁３６を
へてｌｋ給される圧搾空気によって成型用ヘリ２６の成
型室３０に送り込まれる（第５し］）。ここにおいて、
中間クック８内の圧力を加圧タンクｌ内の圧力よりも高
い圧力に設定した場合、加圧タンク内の圧力を必要以上
に高くしなくても中間タンク内と成型室３０内の圧力差
を充分に大ならしめることができ、その結果、予備発泡
粒子２を容易且つ短時間に効率よく成型室３０内に充填
することができると４１：に、成型室３０が１１　雑な
形状を有していても隅々にまで充填され、未充填部を１
１−シろことかないという利点がある。

しかしながら、粒子充填の際、あまりに高い圧力によっ
て粒子を圧縮してその体積を減少させるようなことは避
けなければならない。粒子充填の際、粒子を圧縮すると
、得られる発泡成型体は発泡倍率の低いものとなるから
である。粒子を成型室に該粒子の体４１′ｌを実質的に
減少さ−Ｕることなく加圧充填Ｊるためには、充填圧が
０．７〜３．０ｋｇ　／ｃ＋＋Ｉ（Ｇ）であることが好
ましい。

成型室３０内に所定量の予備発泡粒子が充填されると加
圧ブｆ１８が閉し　ｌｉ気弁１４が開くとともにロータ
リーノリンク−２１が作動し第６図に示すように中間タ
ンク８の粒子出口１０が略横位置になるまで中間クック
８を矢印入方向に略９０゜１ｍ１転せしめ−れ°ｌ子充
填口３２と粒子出口１０間に残った予０１η発泡粒子が
中間タンク８方向へ押し戻される。この時、中間タンク
８内の空気は前記フィルターパイプ１３の小孔１６から
排気弁■４を経て排出される。更に、切換弁３７が作ｖ
Ｊシてエアーシリンダー３４のピストン軸３９を進動せ
しめる方向に圧Ｉ〒全空気供給さね１、ピストン軸３つ
が進動して成型室３０の粒子充填口３２が閉しられると
、粒子充填口３２と粒子出口１０間に残った予０１６発
泡粒子は充填用窄気弁３６を経て供給される圧搾空気に
より完全に中間タンク８内まで押し戻され、しかる後、
中間タンクの粒子出口開閉弁２５が閉しられるとともに
、ロークリーンリンダ−２１が作動して中間タンク８を
第６図において矢印Ｂ方向に回転せしめ、粒子出口１０
が旧位置に復帰した時点で回転が停止する。

上記の場合、中間タンク８を矢印Ａ方向に回転したとき
、第６図に示すように、粒子出口ＩＯが中間タンク内部
に開口するので、該粒子出口ＩＯに中間タンク内粒子に
よる負荷がかからず、従って、粒子の充填余りを中間タ
ンク内に戻すに当たって、それを円滑且つ良好に行うこ
とができる。

中間タンクの回転角度は前記の９０°に限定されず、中
間タンクの容積及び中間タンク内に１５！容される予備
発泡粒子の量によって適宜決定される。

また、上記回転角度は、中間タンク内粒子による負荷が
残少する位置であれはよく、必ずしも該負荷がＯとなる
位置（粒子出口【０が中間タンク内部に開口する１ｉ７
７ｔ）に限定されない。

一方、ｔＪｔ気弁１４が閉しられ、加圧弁１８が開いて
中間タンク８内に残った予備発泡粒子２は力Ｕ圧下に保
持され、この間に成型用型２６の成型室３０内に充填さ
れた予備発泡粒子２は英気等の力Ｕ熱手段により加熱さ
れ、発泡膨・退せしめられて型通りの型内発泡成型体４
０がえられる（第７図）。

本発明において、中間タンク８は数回の成型に必要な量
の予備発泡粒子を収容できる大きさのものに限定されず
、１回の成型に必要な量の予備発泡粒子を収容できる大
きさのものでもよく、いずれの場合においても、中間タ
ンクの内容積は粒子を収容するに必要な大きさよりも大
きめに設定することが好ましい。

また、中間タンク１個、成型機１個の組合わせに限らず
、例えば中間タンクを数回の成型に必要な星の粒子を収
容できる大きさに構成した場合、該中間タンクに複数の
粒子出口ｌＯを設けるとともに５５粒子出口１０の故に
対応した複数の成型機２３を設け、各粒子出口１０に成
型機２３を粒子供給管２２を介して連結してもよい、こ
のように構成することにより、）Ｍ数回の成型処理を同
時に又は順次ａ績的に行うことができる。

更に、中間タンクは１個に限らず？Ｊｌ数個設け、各々
に成型機を連結して、同時に又は順次連続的に成型処理
を行うように構成することもできる。

次に本発明装置を実際に用いて発泡成型体を製造する場
合の使用例について説明する。

使用例 エチレン−プロピレンランダム共重合体を素材とする粒
子径４Ｉの予備発泡粒子を加圧タンクｌ内に入れ、１．
５ｋｇ　／　ｃｙａ　（Ｇ）の圧搾空気を供給して加圧
した。加圧用レギュレーター５により、最終的に予備発
泡粒子に１．ｏｋｇ　／ＣＪＪ（Ｇ）の圧力を持たせた
。

次いで、加圧タンク１内の予備発泡粒子の０．０２３ｎ
（（５回の成型に必要な喰）を中間タンク８に多送し、
圧搾空気により中間タンク８内を１．６ｋｇ／ｃ＋＋Ｉ
（Ｇ）に加圧し、且つ該圧力下に保持した。その後、中
間タンク８内の予ｆｉｉｉ１発／ｌｉ粒子を１．６ｋｇ
　／ｃＩｌｌ（Ｇ）の充填圧で、内寸ｌ去３００龍×３
００−纏×５０龍の成型機２３の成型室３０内に加圧充
填した。

成型室への充填余りの予備発泡粒子は中間タンク８内に
押し戻して成型終了まで中間タンク内で加圧下に保持し
た。

成型室３０内に３．２ｋｒ　／　ｃｊ　（Ｇ）の蒸気を
吹き込んで加部し、’ｔ’　＋１ｉｉｉ発泡粒子を発泡
成型して成型体を得た。５回の成型が終了した後、Ｉ］
［ｌ圧タンク１より再び中間タンク８に０．０２３　ｉ
の予備発泡粒子を移送し、同（ｐの成型を行い、以後も
同様の操作を操り返し１１い、計１５回の発を包成型体
を製造した。

得られた成型体の発泡倍率は３０倍である。成型体の表
面状態を観察したところ、凹凸のない平滑な表面状態を
１Ｈしていた。また、はとんど収縮のない成型体が得ら
れた。各成型体間の寸法上のバラツー１−もＩｔとんど
認められなかった。更に、成型体の一部を曲げて折った
破片の破断面を観察したところ、主７．了間す］１ｔＪ
ｉを４Ｌシろものが（、【とんど認められず、粒子の融
着性においても良好なものであ、た。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、加圧タンク内で加圧さ
れた予備発泡粒子を、粒子移送手段により加圧状態を保
持したまま中間タンクに移送し、中間タンク内において
も粒子を加圧下に保持し、且つ中間タンク内の粒子を粒
子充填機構により加圧状態を保持したまま成型機の成型
室内に充填するよう構成したから、加圧タンクから流出
した粒子を成型室内に充填する迄の間常に加圧下に保持
することができる。

従って、本発明装置によれば、予備発泡粒子を用いて発
心成型体を製造するに当たり、粒子を大気圧下に曝すこ
とがないから、加圧処理後、成型迄の間の粒子内圧の減
少を防止することができ、その結果、加圧タンクから出
した粒子を数回に分けて成型を行う場合でも、成型サイ
クルの時間の経過に伴う製品間の寸法上のバラツキは生
しな（、均質な製品を製造することが（、する効果があ
り、また、上記した如（粒子内圧の残少を防止できるの
で、粒子の融着性に優れ且つ表面平滑な高品質の成型体
を製造できる効果がある。

また本発明装置は、加圧状態を保持したまま粒子を１多
送し又は充填する、粒子移送手段と粒子充填ｍ溝とを有
するから、加圧タンクから粒子を取り出した後、成型室
内へ導くまでの間、該粒子の移送を円滑且つ迅速に行う
ことができ、成型サイクル時間を短縮し、生ｆｉ能率を
大幅に増大することができる。

更に、本発明装置は中間タンクを備えているの７、成型
前に加圧タンクより　成型に必要な量の粒子を一旦、取
り出４°ごとができ、成型作業を効率的に行える効果が
、ｂる。

４、凹面の節」１１な説明 図面は本発明の一実施例を示すもので、第り図は本発明
装置の略図、第２図〜第７図は本発明装置を用いて発泡
成型体を製造する場合の作用を示す略Ｉ（、第８図はフ
ィルターパイプの斜視図であ１−　　加圧タンク、　　
　　３・・・粒子出口６　・　粒子移送管、　　　　８
・・・中間タンク９　・　粒子入口、１０・・・粒子出
口２２　　　・粒子供給管、２３・・・成型殿２５　　
　・粒子出口開閉弁、　　３０・　・成型室３２・　　
粒子充填口 第４図 第５図 第７図 ｊｔ） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂予備発泡粒子を収容できるスペースを備え
   且つ粒子出口を設けてなる加圧タンクと、加圧タンク内
   を加圧して上記粒子に所定の内圧を付与する圧力供給機
   構と、粒子入口と粒子出口を備え且つ加圧タンクより移
   送される上記粒子の適宜量を収容すると共に成型に必要
   な量の上記粒子を供給する中間タンクと、中間タンクの
   粒子出口を開閉する粒子出口開閉機構と、加圧タンク内
   の上記粒子の適宜量を加圧状態を保持したまま加圧タン
   クの粒子出口より流出せしめ中間タンクの粒子入口を通
   して中間タンク内に流入せしめる粒子移送手段と、上記
   粒子が充填される成型室と該粒子を加熱発泡させる加熱
   手段とを備えた成型機と、中間タンク内の上記粒子を加
   圧状態を保持したまま中間タンクの粒子出口より流出せ
   しめ成型機の粒子充填口を通して成型室内に該粒子を充
   填せしめる粒子充填機構とからなることを特徴とする熱
   可塑性樹脂型内発泡成型体の製造装置。