JPS62109613A

JPS62109613A - 成形金型のミスト急冷方法

Info

Publication number: JPS62109613A
Application number: JP60249758A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Okumura; 奥村　啓一
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1985-11-07
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1987-05-20
Also published as: JPH031133B2

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〕この発明は、ゴム系、プラスチック系等の発泡体、特に
ウレタンフオームの発泡成形金型の冷却に関するもので
、詳しくは、最小の水量で最大の敢然効果が得られ且ら
型内面を濡らさず急冷する成形門型のミスト急一方法を
ｉ差したものである。

（従゛来の技術）従来性ｄｉれている、主としてウレタンフオームのクッ
ション製品の成形に使用される加熱発泡成形金型の冷却
り式を大別して列記すると、■　金型内外面に水を噴射
して冷却する方法。

■　金榊全面を水槽に潜らせる方法（特開昭６０−２４
９０８号）。

ｄ　金型内に水がはいらないように、下型のフラ゛ンジ
面までを水槽につける方法（特開昭５５−３０９５９号
）。

■　金型内□に水がはいらないように、金型取付枠周囲
にカバーを付け、この枠内で水を棒状に出し、全面に水
を当てて冷却する方法。

上記のとおり、従来の冷却方法は、■〜■の４系統に包
含される。

これらの従来例は、茨のような欠点を有するものである
。

上記の■の方法の欠点： ω　金型内面に水滴が残り、ウレタンフオームを成形す
る場合は、水分が残るとウレタン反応のバランスが崩れ
、不同の誘因となり表面が荒れる。　０　水の使用量が
多く、しかも水質が汚染されるので排水の処理が必要と
なる。

■の方法の欠点； ω　大容量の水槽が必要、　Ｏ水温上昇のため冷凍機等
で冷却する必要がある。　（ハ）型内に水がはいる。

■の方法の欠点； ω　水の使用量が多く、しかも水質が汚染されるので排
水の処理が必要、　Ｏ上型の温度コントロールが難しい
。

■の方法の欠点； ω　水の使用量が多い、水質が汚れるので排水の処理が
必要、　（へ）上型の温度コントロールが出来ない。

以上のように、従来の方法では、冷却に対する熱効率が
極めて悪いばかりでなく、型内に残存する水拭き処理に
多くの工数を費やす外、大量の水の消費と排水の管理を
必要とするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の冷却方法では、たとえば、ウレタンフオーム
のクッション製品の場合、１００℃に加熱成型する条件
において、ポリウレタンの発泡配合原液の注入前の型温
を３５°±５℃とする場合、最小使用量例でも１００’
Ｃから３５℃に下げるのに約３０トン／時の冷却水をス
プレィしていた。

この場合の型温は、３８°±８℃の管理幅となり且つ型
内に水が残り、この水拭き作業を必要とするものであっ
た。また、温度のばらつきが大きく、注入時の型温の温
度管理が困難であった。この型内への水の侵入を防止し
ようとすれば、部分的なスプレィとなり冷却効果が低く
なる結果を来たすものであった。

囚って、発明者は、前項の従来例の欠点を解消するため
、冷却に対する熱効率の悪い方法の改良、水の消費量の
低減および金型内への水分の侵入防止等の対策を探究し
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

発明者は、上記の問題点を解消するための対策として、
加熱金型に対し、水の蒸発潜熱を活用し、その顕熱１に
対し約５４０倍の熱量を放出させ、急速に冷却する構想
を見いだしたものである。

すなわち、水のドライフォグ（ＤＲＹ　ＦＯＧ　）の状
態の超微霧のミストを加熱金型に吹き付けることによっ
て急速に冷却することが出来１つ従来技術の欠点のすべ
てを一挙に解決しうる方法であって、水の気化熱を有効
に利用しうる超微霧であるため、急速に蒸発することが
出来、金型内へ水分の侵入や金型内面に濡れの状態を生
起することなく、最小の水量で急冷される特徴を発揮す
るものである。

このドライフォグの形成は、二流体ノズルを使用し、水
圧を０．５〜１．０　ｋＭ　ｃｍ２の範囲におイテ、空
気圧を４〜９　ｋＭＣｍ２の範囲に制御した水と空気を
二流体ノズルに供給し、噴霧粒子の平均粒子径を１０μ
以下にして、加熱金型に吹き付は冷却する方法である。

但し、実施上、空気の使用量を節減する点からは、水圧
０．５　ｋａ／　Ｃｍ２、空気圧４〜４．５　ｋＭ　ｃ
ｍ２が好ましい。　すなわち、水圧（ｋＭｃｌＩ１２）
と空気圧（ｋ（Ｉｔ／Ｃｍ２）の割合を１：８〜９の割
合にて二流体ノズルに供給して超微霧（ドライフォグ）
のミストを形成して、加熱金型に吹き付けて急速に冷却
するミスト（ＨＩＳＴ）急冷方法である。

ではエアのスプレーとなる。また、１ニアの割合では平
均粒子径が少し大きくなり、１：６の割合では金型内面
に吹き付けると金型内面に濡れ現象が現われる。従って
、超微霧の目的を達成するためには、１：８〜９０割合
が最も好ましい条件となる。

但し、金型の形状によって、金型の外面の冷却のミスト
が金型内面に濡れの現象を生起するおそれのない場合は
、全体か完全なドライフＡ“グ状態でなくとも、金型外
面だけには、比較的低空気圧にて１ｑられる平均粒子径
が３０μ〜５０μ程度のミストをスプレーすることによ
って急冷することができる。このミストの形成は、水圧
１．０〜１．５ｋｇ／Ｃｌｌ１２　、空気圧３．０　ｋ
Ｍ　ｃｍ２すなわち、水圧と空気圧の割合を１＝３〜２
の割合にて二流体ノズルに供給して）ｑられる。その他
詳細については実施例において具体的に説明する。

〔作用〕

この発明の方法では、水の気化熱を有効に使用するため
、最小の水量で最大の成熱効果が得られ、大量の水の使
用量を節減することが可能で且つ急速な冷却作用が得ら
れる。また、冷却水は急速に気化するため、金型内部に
水の濡れ現象を生起することがない。

（実施例）第１図は、自動蓋開閉機構を有するポリウレタンフォー
ムの成形金型の一例であって、一部断面を示した説明的
な略図式正面図、第２図は、上型の開いた状態を示す略
図式正面図であり、下型と上型はヒンジ継手ＨＪによっ
て開閉自在に締結されている。この金型により成形され
るフォム製品は、図示の断面形状の幅を有する長手のク
ッション製品である。

図において、１は下型取付は枠、２は車輪、３はチェー
ンホイールで、下型取付は枠１はヂエーンにて移動する
ように構成されており、下型４は下型取付は枠１の上面
枠に固定されている。５は上型取付は枠で、下型取付は
枠にヒンジ継手ＨＪによって回転自在に固定され、上型
６は、上型取付は枠５に固定されており、上型６の型締
めは、上型取付は枠５にヒンジ継手ＨＪにて回転自在に
固定されたクランプ７にて下型４に固定されたフイテン
グピンＦＰに挿入して下型４に嵌合固定される。また、
上型の開閉は、型の移動番こよって、自動的に、上型の
ローラー８が型開閉ガイド９（図省略）に沿って開閉さ
れる。

第３図は、ポリウレタンフォームの成形の工程図で、こ
のポリウレタンフォームの製造工程は、レール上の台車
に載置されて移動する金型に、図に示す各工程部の液注
入工程部ａでポリウレタンの発泡液を注入し、型開閉ガ
イド９にて上型を下型に嵌合し、オーブンｂの加熱工程
を通過して発泡硬化を完了し、脱型工程部Ｃで、上型６
のローラー８が型開閉ガイド９に沿って、自動的に上型
を開放し、発泡成形品を取９出し、上型を開いた状態で
、急冷装置を設けた冷却工程部ｄを連続的に通過し、そ
の間にノズルから噴射されるミ４トにより急速に冷却さ
れる。次に検査工程部ｅｓｌ型剤塗布工程部ｆを経て、
温調工程部Ｑにて、発泡液注入前の金型の温度の調整を
行ない液注入工程部へと循環を繰り返して製造を行なう
ものである。

この発明の冷却方法は、脱型後の熱い金型が冷却工程部
ｄを通過する間に二流体ノズルによって金型の内外を同
一のドライフォグ状態にて冷却することによって型内面
に濡れの現象を生起させない方法を基本とするものであ
る。しかし、金型の形状によって、金型外側の冷却用ミ
ストが金型内面に濡れの現象を生起するおそれのない場
合は、金型内面と金型外側に吹き付けるミストの径を変
化させて、それぞれ異なる粒子径のミストにて冷却し、
エアーの消費量を少なくするようにする方法を用いる。

もち論、ドライフォグの状態にて金型全体を冷却する方
が冷却効果は大きいが、エアー圧を高くする必要があり
エアーの消費量が多くなる短所がある。因って、両者の
得失の兼ね合いで、ドライフォグのみの冷却または異々
る粒子径のミストによる冷却法を行なうものでｉる。こ
の第４図は、金型内面と金型外面とを異なる粒子のミス
トにて冷却する方法の一例を配管経路の冷却概要図で示
したものである。

図において、１０は水タンク、１１はエアータンクであ
る。水の供給は、ストレーナ１２を通ってカスケードポ
ンプ（ＣＡＳＣＡｔ）Ｅ　Ｐ聞Ｐ）１３にて圧力並びに
水量の変化に対応し、金型外面には、ニードル調整弁（
ニードル弁を有する圧力調整弁）１４にて水の流量と圧
力を調整して、所要のホーと圧力を−［型Ｂの外側を冷
却する二流体ノズル（略称Ｂ外ノズル）ＢＯと下型Ａの
外側を冷却する二流体ノズル（略称Ａ外ノズル＞ＡＯに
供給し、他方、水用減圧弁１５にて圧力を調整して、上
型Ｂの内面を冷却する二流体ノズル（略称Ｂ内ノズル）
ＢＴに所要の圧力水を供給する。空気の供給は、所要の
圧力エアーを保持するエアータンク１１がら空気用減圧
弁１７によって、Ｂ外ノズルＢｏ及びＡ外ノズルＡＯの
組へ、空気用減圧弁１６によってＢ内ノズルＢＩの組へ
、それぞれに所要の圧力エアーを調整して供給する。但
し、全体をドライフォグの状態（平均粒子径が１０μ以
下）に形成する場合は、Ｂ外ノズルＢＯ及びＡ外ノズル
ＡＯの組と、Ｂ内ノズルＢＩの組の両者に、同一の水圧
と空気圧を供給して、加熱金型の内外に水の超微霧を吹
き付けて急冷する。このドライフォグの形成（平均粒子
径１０μ以下のミスト状）の場合は、水圧０．５ｋＭｃ
…２、エアー圧４ｋｇ／ｃｄまたは生５　ｋＭｃｍ２と
し、上型外側および下型外側のスプレー条件すなわら平
均粒子径３０μ〜５０μ程度のミスト状態を形成する場
合は、水圧１．０〜１．５ｋｇ／ｃｍ２　、エアー圧３
．０　ｋＭｃｍ２にて設定するものであるが、水圧１　
ｋＭＣｍ２　、エアー圧３．０ｋＭｃ…２の方が好まし
い。

本実施例においては、加熱金型内面には、水圧０．５ｋ
（Ｉｆ／Ｃｍ２　、エアー圧４　ｋＭ　ｃｍ２の条件で
ドライフォグの状態にて吹き付け、上型外面および下型
外面には水圧１　ｋＭｃｍ２　、エアー圧３ｋＭｃｎｒ
２の条件にてミスト状態にて吹き付け、１００℃であっ
た金型湿度は、冷却工程を通過することによって９０秒
で３７°Ｃに低下した。また、冷却侵の金型内面は全く
乾燥した状態にあり、結露による濡れもなく、そのまま
次工程（離型剤→液注入）に使用することが可能であっ
た。もち論、下型のＡ外ノズルＡＯの組および上型のＢ
外ノズルＢＯの組の冷却調整は夏場または冬場によって
、ニードル調整弁１４の水の流量を調節するニードル弁
の目盛（ｍ’／ｈ）を調節して水量の増減が行なわれる
。また、夜間および冬場で、冷えすぎる場合は、各組の
一部のノズルの吹き付けを中止して間引き使用される。

また、上型Ｂが冷え過ぎるときを考慮し、上型外側のＢ
外ノズルＢＯの組には自由に制御出来るバルブが取り付
けられており、操業中−１２＝でもスプレーの開閉ができる。また、上型の内面を冷却
するＢ内ノズルＢＩの組の水圧は水用減圧弁の調整ネジ
によって冷えない時、冷えすぎる時の調節が行なわれる
。上記の水圧に対する適切なエアー圧の調整も行なわれ
ることはもち論である。

上記の実施例における同一急冷条件における従来方法（
従来の技術の項の冷却方式の■〜■の方法）と、この発
明の方法との冷却水使用量を比較した結果を次表に示す
。

使用水量の比較表〔発明の効果〕上記実施例に示すように、最小の水量で最大の放熱効果
が得られるため、従来方法に対し、冷却水使用量を１／
３０〜１／６００に相当する大幅な節減と極小量の冷却
水で最大の冷却効果が得られる。従って、排水も極小量
で排水の処理対策の必要もなく、冷却設備による温度の
コントロールも不要である。特に、型内部への水の侵入
並びに型内面に濡れの坦象を生起することがないため、
工程のネックとなっていた型内面の拭き取り作業も不要
となる。因って、工程の円滑効率化、注入前の型の所定
温度の精度の向上、品質の向上、人件費の節減等に大き
く寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、成形金型の一例の一部断面を示す略図式正面
図、第２図は、上型の開放時の略図式正面図、第３図は、ポ
リウレタンフォームの成形の工程図、第４図は、この発明の冷却方法の一例の配管経路と冷却
概要図である。４又はＡ・・・下型　　　６又はＢ・・・上型ＢＯ・・
・上型の外側を冷却する二流体ノズル（略称Ｂ外ノズル
）ＡＯ・・・下型の外側を冷却する二流体ノズル（略称Ａ
外ノズル）８１・・・上型内面を冷却する二流体ノズル（略称Ｂ内
ノズル）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発泡成形金型の冷却において、水圧（ｋｇ／ｃｍ＾２）と空気圧（ｋｇ／ｃｍ＾２）を１：
８〜９の割合にて二流体ノズルに供給して超微霧（平均
粒子径が１０μ以下）のミストを形成して、上記の加熱
金型の内外面に吹き付けて急速に冷却するか、または、
加熱金型の上型内面には、上記の超微霧のミストを吹き
付け、同時に、下型および上型の外側には、水圧と空気
圧とを１：３〜２の割合にて二流体ノズルに供給して形
成される微霧（平均粒子径が３０〜５０μ）のミストを
吹き付けて急速に冷却することを特徴とする成形金型の
ミスト急冷方法。