JPH01204707A - 発泡性樹脂予備発泡装置 - 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 本発明は発泡性樹脂として市販されているポリスチレン
粒（ＥＰＳビーズ）、ポリメチルメタクリレート粒（Ｐ
ＭＭ＾ビーズ）などを予備発泡する装置に関する。

従来の技術 前述したＥＰＳ　、　ＰＭＭ＾などの発泡性樹脂は予備
発泡機で一次発泡させたものを成形金型に充填した後、
二次発泡させることにより所定形状の成形品として使用
され、成形品は魚箱、ＭＷＩ材、断熱材、カップ類、鋳
造用消失模型など広く使用されていることが知られてい
る。モしてＥＰＳ　、　ＰＭＭＡなとの原料ビーズは最
終用途によって１０〜９０倍体積に発泡膨張する様に予
備発泡機で処理されることも知られているところである
。

発泡性樹脂原料ビーズの予備発泡は一般的に次の様な方
式で行なわれる： （１）攪拌容器内で没入した原題に１００　を程度のス
チームを通気しながら攪拌することにより発泡させる方
法（バッチ式）、 （２）上記同様スチームを通気させる手段に於て容器底
部より原題を連続的に補給し、発泡したビーズを上方に
オーバーフローさせて取出す連続式予備発泡方法、 （３）攪拌容器外壁を外部から加熱する一方容器内を減
圧した後、一定量の水を滴下して容器内の原題に攪拌し
ながら蒸気を浸透させて予備発泡する方法（ドライバキ
ューム方式と称される：バッチ式）。

発明が解決しようとする課題 第１Ｏ図は従来のスチーム式予備発泡機の部分縦断面図
であり、容器内へのスチーム導入は底部の２ケ所程度の
多孔板（２２）から行なわれるが、スチームが均一に拡
散しにくく、不均質になるうえに発泡ビーズが多孔板の
孔に詰ってスチーム通気を妨げることがあり、安定的な
予備発泡を行なうことが出来なかった。容器内冷却清掃
用のパージエアーはドーナッツ状の噴出管（７′）の多
数の小孔から行なっているが容器内壁を万遍なく清掃す
ることが出来なかった。

発泡ビーズの排出が容器側壁部の排出口（１８）から行
なわれ、対向部のビーズの完全排出が出来なかった。

スチーム導入部が局部的に配置されているため、スチー
ム噴出流によるビーズの対流が変則的になり発泡倍率に
バラツキが多い。

第１１図はドライバキューム式の予備発泡機の部分縦断
面であり、攪拌によるビーズの対流が不完全になり易く
、均質な発泡倍率が得られない。この方式の攪拌羽根は
ビーズを効果的に対流させるため、一定の角度をもって
取付けられているが、対流効果を重視するとビーズ排出
時に排出口（１８）の側へビーズを完全に送り出す効果
が悪くなり、逆にビーズ排出を重視すると予備発泡時の
ビーズ対流が不完全になる欠点があった。

課題を解決するための手段 本発明者等は、前述した従来方式の諸問題点を解決すべ
く種々検討、実験の結果、本発明予備発泡装置の開発に
成功したものであり、本発明装置の技術的構成は、天板
（６）及び底板（１６）で封止された円管容器（１４）
内に攪拌機構を具備し、前記天板（６）に排気管（３）
及び原料ビーズ補給管（４）を有し、前記底板（１６）
に排出口（１８）及びスチーム／冷却用エアー用送気管
（１７）を有し、パージエアー導入管（８）に連通ずる
パージエアー噴出体（７）を前記天板内面に周設し、前
記パージエアー噴出体（７）の下面全周でかつ円筒容器
（１４）の内周面に沿りて連続したパージエアー噴出間
隙（７’）を設けたことを特徴とする発泡性樹脂予備発
泡装置であり、前記攪拌機構がスチーム又は冷却エアー
噴出孔を具備する多数の攪拌棒及び／又は攪拌鋤からな
り、更に前記容器底板を漏斗状とし、該漏斗下部を排出
口とするものである。

本発明装置の上記特徴的構成を効果的ならしめるために
、本発明装置では次の如き付加的構成を具備している： ８９回転軸（９）、撹拌棒（１０）、攪拌！　（１１）
を中空化し、且つスチーム／冷却エアー噴出口（１２）
。

（１３）を設け、送気管（１７）からのスチーム／冷却
エアーを容器（ａ）　、　（１４）　、　（ｔ６）内に
噴出させる機構とした（第１図〜第３図及び第５図〜第
８図参照）。

ｂ、多孔板（２２）を無くし、回転軸下端から容器底面
に沿って放射状にスチーム／冷却エアーを噴出する機構
とした（第１図〜第４図及び第８図〜第９図参照）。

Ｃ１清掃用工アーパージ部フランジ（７）外周と容器（
１４）内壁との間に微少間隙をもりてフランジ（７）を
配し、エアー導入管（８）からのエアーを容器（１４）
内壁の全周から噴出する機構とした（第１図、第２図、
第５図及び第６図参照）。

ｄ、容器外壁にジャケット構造（２４）を設け、外部加
熱（間接加熱）可能の機構とした（第２図、第５図及び
第６図参照）。

前述の如き構成からなる本発明装置の作動態様は次のと
おりである： （ａ）回転軸（９）は軸受（２）によって保持されてお
り、モーター（１）によって回転する。回転軸（９）に
は撹拌棒（１０）、攪拌１１１１（１１）が取付けられ
ており、回転軸と共に容器（１４）内で旋回する。

（ｂ）送気管（１７）から容器（１４）内にスチームを
導入する一方、排気管（３）によりスチームを排出する
ことにより、容器内の冷気を追出し、均一温度に昇温さ
せる。

（Ｃ）−旦スチームを停止する。

（ｄ）ダンパー（５）を開いて原料ビーズを補給管（４
）から容器（１４）内へ投入する。

（ｅ）ダンパー（５）を閉じた後、再びスチームを容器
内に導入する。

（ｆ）原料ビーズはスチームによって発泡、膨張しなが
ら攪拌される。

（攪拌による混合効果を高めるために容器内には固定棒
（１５）が設けられている）。

（ｇ）ビーズが所定倍率まで発泡すると（所定高さまで
嵩が増すと）その嵩レベルを検知してスチームを停止す
る。

（ｈ）送気管（１７）から温風を送気して、発泡ビーズ
表面の水分を除去すると共に発泡が進行しない温度まで
ビーズを冷却する。

（この工程は通常、排出後、ｉｉ付コンベアーで行なわ
れる）。

（ｉ）排出口蓋（１８）をシリンダー（１９）によって
開いて発泡ビーズを容器外へ排出する。排出時にはエア
ー導入口（８）より容器内へエアーを噴出して、容器内
に付着残留する発泡ビーズを放逐する。

上記ｂ−ｉ各工程を繰返して次の新たな予備発泡操作を
行なう。

更に添付図面に示す本発明装置の各実施態様について説
明する。

第１図図示の装置は本発明の基本的構成を具備した構造
であり、発泡ビーズが容器内に残留することなく排出で
きる様に、排出口を容器下部に設けたものである。容器
外壁には保温性を良くするために第２図に示す如く断熱
材（２１）を設けることもある。

第２図は第１図の構造のものに更に外壁にチャンバー構
造（２４）を付加し、該部へスチーム或いは高温液を通
じることによって外部から容器内を加熱することができ
る（チャンバーによらず外壁に電熱体を取付けることに
よって加熱することも可能である）。第２図図示の装置
によればドライバキューム式、スチーム通気式、スチー
ム・ドライバキューム併用式、スチーム通気・加圧併用
式等の予備発泡方式に対応可能な装置である。

第３図°はスチーム／冷却エアーを容器（１４）内へ導
入する部分拡大断面図である。

撹拌棒（１０）、攪拌鋤（１１）へのスチーム／冷却エ
アーを送込む一方、回転軸（９）の下端からも容器底面
に沿って放射状にスチーム／冷却エアーが拡散できる機
構としてある。

スチーム／冷却エアーは撹拌棒、攪拌鋤の小孔（１２）
、（１３’　　）或いは第２図に示すごときスリット（
１３）から容器内へ噴出すると共に、回転軸（９）内径
と送気管（１７）先端部外径との間隙と回転軸下端と底
板（１６）の上面との間隙を通って矢印で示す如く容器
内へ噴出する。

第４図は撹拌棒（１０）、攪拌鋤（１１）からのスチー
ム／冷却エアー噴出を行なわない構造の場合、回転軸下
端凹部内径と送気管（１７）先端部外径との間隙及び回
転軸下端と底板（１６）上面との間隙を通ワて底面に沿
って、放射状にスチーム／冷却エアーが矢印で示す如く
拡散できる機構とした例の部分拡大断面図である。

第５図及び第６図図示の例は前述した第２図の本発明装
置の容器（１４）底部構造を漏斗状（１６’）にすると
共に、漏斗状下部に排出口を設けた機構としてある。ス
チーム／冷却エアーは送気管（１７）から排出口蓋（１
８）のチャンバー（２５）を通り、多孔板（２２ａ）か
ら容器内及び回転軸中空部へ噴出する。

第５図は排出口（１８）が閉じた状態、第６図は開いた
状態を示し、シリンダー等の動力（１９）によって蓋の
開閉（昇降）を行なう機構としてある。

第７図〜第９図は排出口（１８）の数例の断面を示し、
第７図ａはその一例の上面図、第７図すは第７図ａのＢ
−Ｂ線断面図である。スチーム／冷却エアーの拡散性を
良くするため送気管（１７）はチャンバー（２５）に対
して接線方向に取付けられている。（渦巻状に送気が行
なわれる） 尚、排出口（１８）底部にはドレーン抜回路を接続しく
図示せず）、またチャンバー（２５）内にはドレーンと
スチームを分離する構造体を組込むこともある。（図示
せず） 第７図は排出口（１８）上端部を多孔板（２２ａ）　と
した例である。撹拌棒（ｌＯ）、攪拌ｔｌＪ　（１１）
へ多孔板を通してスチーム／冷却エアーを送気する一方
、容器内へも直接多孔板を通して送気される。撹拌棒、
攪拌鋤から送気噴出しない構造の場合は容器内へ直接多
孔板を通して送気される。

第８図、第４図は排出口（１８）上端部の多孔板を無く
し、それに替る噴出ヘッド（２２ｂ、２２ｃ）を設けた
例であり、第８図は撹拌棒（１０）、攪拌鋤（１１）か
ら送気噴出する方式の例で、前記第３図図示の機構と同
様手段で送気噴出が行なわれる。噴出ヘッド（２２ｂ）
の回転軸挿入部は長くして、排出口（１８）を開いた時
（下げた時）発泡ビーズがチャンバー（２５）内へ入り
込まない機構としてある。

第９図は、撹拌棒、攪拌鋤から送気噴出しない方式の例
で、前記第４図図示の機構と同様手段で送気噴出が行な
われる。噴出ヘッド（２２ｃ）の上端部は、キャップ状
（２２ｃ　’　）になっており、排出口（１８）が開い
た時（下げた時）発泡ビーズがチャンバー（２５）内へ
入り込まない様にしてある。

更に本発明装置の詳細機構を以下に説明する。

第５図〜第９図に示す如く、多孔板（２２ａ）及び噴出
ヘッド（２２ｂ、２２ｃ）は、それぞれ排出口（１８）
に固定されており、排出口蓋と一体的に昇降する。

尚、容器内の気密を高めるために底板（１Ｂ’）下面と
多孔板（２２ａ）　／噴出ヘッド（２２ｂ、２２ｃ）の
上面との圧着面にはパツキンを設けることもある。スチ
ーム、エアーが流通するその他の部品接合部はすべてシ
ールを施し気密にしてあることは云うまでもない。

また、第５図、第６図に示す如く排出口（１８）が開く
と、漏斗状底板　（１６’）下部へ発泡ビーズが排出さ
れ、ダクト（２３）を通ってエアー輸送により次工程へ
運ばれる。

尚、容器内で発生する水滴は、排出口蓋（１８）外周と
ダクト（２３）との間隙から機外へ排出される。

第５図〜第９図に図示された（１９）は排出口蓋（１８
）を開閉（昇降）するための動力（シリンダー）である
。本図では開閉動作は昇降式となっているが第７図、第
９図の様な場合はスイング式構造にも成し得る。

更に容器内を加圧／減圧する場合、及び排気量調節のた
めに、排気管（３）には開閉弁、流量調節弁が設けられ
（図示せず）、モーター、容器本体、シリンダーは図示
されていないフレームに連結設置されるものである。

発明の効果 本発明装置は前述の如き構成並びに作動するものであり
、その作用、効果を列記すれば次のとおりである： （１）一般的に予備発泡倍率の誤差を僅少にすることが
要求されることがら原題に対して温度、スチーム量、冷
却エアー量とも均等となる機構とし、予備発泡倍率の誤
差を僅少とした。

（２）発泡倍率を安定させるためにバッチ式とした。

（３）スチームを通気する方法に於て、容器内へスチー
ムを導入する部品には多孔板が用いられるが、原料が孔
に詰まるのを回避し得る機構とした。

（４）スチームを通気する方式及びドライバキューム方
式に両用できる機構とし、更には、スチームードライバ
キューム併用、スチーム−加圧併用による予備発泡が行
なえる多目的の用法を達成し得る機構とした。

（５）予備発泡したビーズを排゛出する時容器側壁に残
留するビーズを全周的にエアーブローする機構とした。

本発明装置の効果を更に具体的に述べれば次のとおりで
ある： （６）スチーム／冷却エアー噴出口が各所に配置されて
おり、且つ旋回する撹拌棒（ｌＯ）、攪拌鋤（１１）か
らスチーム及び冷却エアーを噴出することにより容器内
のスチームが均一に拡散される共に発泡ビーズの対流が
効果的に行なわれるので発泡倍率が安定する。（バラツ
キが少ない）（７）多孔板を無くしたことにより、発泡
ビーズが小孔に詰まることもなく安定してスチーム／冷
却エアーを容器内に導入することができる。回転軸下端
から放射状にスチーム／冷却エアーが噴出するので、均
一にスチーム／冷却エアーが拡散される。〔従来方式（
第１０図図示）の欠点を補なっている〕、発泡倍率の安
定化に寄与する。

（８）従来方式（第１０図の従来方式）の噴出管（７′
）に比べ容器内壁を万遍なく清掃することができる。

（９）底面に沿って噴出するスチーム／冷却エアーが上
方へ舞上る効果によりスチーム／冷却エアーの拡散性及
びビーズの対流が良くなる。

所定の発泡倍率に達していない（比重の重い）ビーズが
漏斗状底部に集まり、集中的に加熱通気されるので発泡
倍率が安定する。

（１０）容器底部　（１６’　）を漏斗状にしたので、
容器内のビーズが残留することなく完全に排出され、更
に容器内でスチームが冷えて発生する水分が底部に溜ま
ることなく完全排出される。

（１１）容器外壁にジャケット構造（２４）を設け、外
部加熱（間接加熱）ができる様にしたためドライバキュ
ーム式、スチーム通気式、スチーム・ドライバキューム
併用式、スチーム通気・加圧併用式など種々の予備発泡
方式が一台の機械で対応できる。

従来方式はスチーム通気バッチ式、スチーム通気連続式
、ドライ・バキューム式各々専用の３形式に集約される
が鋳造用消失模型には、鋳物に対する適応性の関係等に
より、品質の異なった種々の発泡ビーズが用いられ、品
種によっては発泡方式を変える必要があり、本機では１
台で対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明装置の数列を示す部分断面図、
第１０図及び第１！図は従来公知の予備発泡機の部分断
面図であり、図中、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）天板（６）及び底板（１６）で封止された円管容
   器（１４）内に攪拌機構を具備し、前記天板（６）に排
   気管（３）及び原料ビーズ補給管（４）を有し、前記底
   板（１６）に排出口（１８）及びスチーム／冷却用エア
   ー用送気管（１７）を有し、パージエアー導入管（８）
   に連通するパージエアー噴出体（７）を前記天板内面に
   周設し、前記パージエアー噴出体（７）の下面全周でか
   つ円筒容器（１４）の内周面に沿って連続したパージエ
   アー噴出間隙（７′）を設けたことを特徴とする発泡性
   樹脂予備発泡装置。
2. （２）前記攪拌機構が中空回転軸及びスチーム又は冷却
   エアー噴出孔を具備する多数の攪拌棒及び／又は攪拌鋤
   である請求項１記載の発泡性樹脂予備発泡装置。
3. （３）前記容器底板を漏斗状とし、該漏斗下部を排出口
   とした請求項１または２の何れかに記載の発泡性樹脂予
   備発泡装置。
4. （４）送気管（１７）の先端部にとりつけた噴出ヘッド
   開口が回転軸中空部内周に微小間隙を設けて遊嵌してあ
   る請求項１、２又は３記載の発泡性樹脂予備発泡装置。
5. （５）送気管（１７）の先端部にとりつけた噴出ヘッド
   開口に間隙を介してキャップを設けた請求項１、２、３
   又は４記載の発泡性樹脂予備発泡装置。
6. （６）前記円筒容器外周を加熱外套及び／又は断熱層で
   包囲した請求項１、２、３、４又は５記載の発泡性樹脂
   予備発泡装置。