CN109890588B - 发泡成形体的制造方法和制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发泡成形体的制造方法，其能够使物理发泡剂的控制装置省略或简略化，并能够使物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化。发泡成形体的制造方法的特征在于，使用具有形成有用于向饥饿区域导入物理发泡剂的导入口的可塑化缸体、和与上述导入口连接的导入速度调整容器的制造装置，上述制造方法包括下述步骤：使热可塑性树脂形成熔融树脂；将恒定压力的上述物理发泡剂通过上述导入速度调整容器导入上述饥饿区域，将上述饥饿区域保持在上述恒定压力；使上述熔融树脂形成饥饿状态；使上述饥饿状态的熔融树脂与上述加压流体接触；以及将上述熔融树脂成形为发泡成形体，其中，上述导入速度调整容器的内径的最大值大于上述导入口的内径。

Description

发泡成形体的制造方法和制造装置

技术领域

本发明涉及发泡成形体的制造方法和制造装置。

背景技术

近年来，研究并应用着使用超临界状态的氮气或二氧化碳作为物理发泡剂的注射发泡成形方法(专利文献1～3)。根据这些专利文献1～3，使用了物理发泡剂的注射发泡成形方法如下所述进行。首先，将物理发泡剂导入被密闭的可塑化缸体，与可塑化熔融了的树脂接触分散。将可塑化缸体内维持在高压以使物理发泡剂达到超临界状态的程度，并计量物理发泡剂分散了的熔融树脂，注射填充至模具内。与熔融树脂相溶的超临界流体在注射填充时急速减压并气化，熔融树脂固化，从而在成形体内部形成气泡(发泡单元)。在这些注射发泡成形方法中，物理发泡剂在比树脂内压稍高的压力下进行计量，在计量后，被导入至可塑化缸体内。因此，物理发泡剂在熔融树脂中的溶解量由物理发泡剂的导入量决定(导入量控制)。

另外，在专利文献4中公开了一种使用了物理发泡剂的注射发泡成形方法，在该方法中，在成形的中途使熔融树脂中所含的物理发泡剂的一部分分离，并向可塑化缸体(混炼装置)外排气。在专利文献4中，公开了形成有对物理发泡剂进行排气的通气口、并且具有将形成了通气口的区域(减压区域)的压力保持恒定的机构的混炼装置。根据该方法，物理发泡剂在熔融树脂中的溶解量由减压区域中的背压阀的压力决定(压力控制)。因此，如上述专利文献1～3所公开的那样，不需要准确地控制物理发泡剂向可塑化缸体的注入量。

在专利文献5和6中也公开了一种使用了物理发泡剂的注射发泡成形方法，在该方法中，通过压力控制将物理发泡剂导入可塑化缸体内。在专利文献5和6中，在可塑化缸体内设置熔融树脂未充满的饥饿区域，向饥饿区域导入物理发泡剂。

专利文献5和6所公开的制造装置与现有的一般的制造装置同样，是物理发泡剂的导入口的内径小、该导入口通过止回阀等间歇地开放的结构。现有的使用了物理发泡剂的制造装置为这样结构的理由如下。第一，向可塑化缸体内导入物理发泡剂时，与高温的熔融树脂接触，因而物理发泡剂的温度急剧上升，出现物理发泡剂的导入量不稳定的弊端。因此，在现有的制造装置中，想要将物理发泡剂的流道节流得更细，控制物理发泡剂的流量，使导入量稳定化。第二，存在一旦熔融树脂在这样细的流道内逆流就会导致流道立即堵塞而无法发挥功能的可能性。因此，设置成物理发泡剂的导入口并不总是开放、而是设置止回阀等间歇性地开放的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2625576号公报

专利文献2：日本特许第3788750号公报

专利文献3：日本特许第4144916号公报

专利文献4：日本特开2013－107402号公报

专利文献5：日本特开2001－341152号公报

专利文献6：日本特开2004－237522号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1～3的使用了物理发泡剂的注射发泡成形方法中，若熔融树脂中的物理发泡剂的浓度高，则存在熔融树脂和物理发泡剂发生相分离的可能性。因此，需要使物理发泡剂的浓度下降至饱和溶解度的1/5～1/10左右。并且为了一边这样使熔融树脂中的物理发泡剂的浓度相对于饱和溶解度为低的比例一边在向模具注射填充时形成大量的发泡核，需要将向可塑化缸体导入的物理发泡剂设定为高压力并准确地对导入量进行计量。这成为物理发泡剂的供给机构复杂化且装置的初始成本增高的主要原因。

另一方面，在专利文献4的使用了物理发泡剂的注射发泡成形方法中，通过采用上述的混炼装置，在对物理发泡剂的一部分进行排气后，能够将熔融树脂中的物理发泡剂浓度提高至饱和溶解度(饱和浓度)附近，能够使用比较低的压力的物理发泡剂形成大量的发泡核。但是，专利文献4的注射发泡成形方法为了将减压区域的压力保持恒定，具有通过螺杆反转而将减压区域从其他区域遮断的密封机构。因此，存在螺杆变长、由于使螺杆反转而导致可塑化计量时间变长等课题。

专利文献5和专利文献6的注射发泡成形方法通过压力控制将物理发泡剂导入可塑化缸体，因此不需要准确地计量物理发泡剂的导入量。另外，不一定必须设置专利文献4所公开的密封机构。但是，根据本发明人的研究，如专利文献5和6所公开的那样，在间歇性地进行物理发泡剂向可塑化缸体内的饥饿区域的导入的情况下，饥饿区域中的压力变动，其结果，有可能无法精密地控制物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)。

其主要原因推测是由于间歇性地将物理发泡剂导入可塑化缸体内，因而物理发泡剂的导入量不充分的缘故。但是，如上所述，存在所导入的物理发泡剂与熔融树脂的温度差的问题、以及熔融树脂逆流的问题，因此使用专利文献5和6所公开的结构的装置难以使物理发泡剂的导入量增加并实现稳定化。

本发明是解决上述课题的方案，提供一种能够使物理发泡剂的复杂的控制装置省略或简略化、并能够通过简单的机构使物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化的发泡成形体的制造方法。

用于解决课题的方法

根据本发明的第一方案，提供一种发泡成形体的制造方法，其特征在于，使用具有可塑化缸体和导入速度调整容器的制造装置，上述可塑化缸体具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和上述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，上述可塑化缸体形成有用于向上述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口，上述导入速度调整容器与上述导入口连接，上述制造方法包括下述步骤：在上述可塑化区域中，使上述热可塑性树脂可塑化熔融而形成上述熔融树脂；向上述导入速度调整容器供给恒定压力的包含上述物理发泡剂的加压流体，将上述恒定压力的加压流体从上述导入速度调整容器导入上述饥饿区域，将上述饥饿区域保持在上述恒定压力；在上述饥饿区域中，使上述熔融树脂形成饥饿状态；在将上述饥饿区域保持在上述恒定压力的状态下，在上述饥饿区域中，使上述饥饿状态的熔融树脂与上述加压流体接触；以及使接触包含上述物理发泡剂的加压流体后的上述熔融树脂成形为发泡成形体，其中，上述导入速度调整容器的内径的最大值大于上述导入口的内径。

上述导入速度调整容器可以具有上述导入速度调整容器的内径随着远离上述导入口而增大的锥形部。上述导入速度调整容器可以还具有其内径不变的筒状的直线部，上述直线部与上述导入口连接，上述锥形部与上述直线部相邻配置。筒状的上述直线部的延伸方向上的长度可以在上述可塑化缸体的侧壁的厚度的2倍以下。

上述导入速度调整容器的容积可以为上述可塑化缸体的上述饥饿区域的容积的0.1倍～5倍。上述导入速度调整容器的内径的最大值相对于上述导入口的内径的比率可以在20以下。在上述导入速度调整容器的内壁可以形成有含特氟隆(注册商标)的镀膜。上述导入口的内径可以为上述可塑化缸体的内径的20％～100％。上述导入速度调整容器的容积可以为5mL～20L。

根据本发明的第二方案，提供一种制造装置，其为制造发泡成形体的制造装置，具有：可塑化缸体，其具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和上述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，上述可塑化缸体形成有用于向上述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口；与上述导入口连接的导入速度调整容器；以及物理发泡剂供给机构，其与上述导入速度调整容器连接，通过上述导入速度调整容器向上述可塑化缸体供给物理发泡剂，上述导入速度调整容器的内径的最大值大于上述导入口的内径。

根据本发明的第三方案，提供一种发泡成形体的制造方法，其为使用了如下制造装置的发泡成形体的制造方法，其特征在于，上述制造装置具有：可塑化缸体，其具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和上述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，上述可塑化缸体形成有用于向上述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口；以及导入速度调整容器，其具有与上述导入口连接的筒状的直线部、和与上述直线部连接且内径随着远离上述导入口而增大的锥形部，上述制造方法包括下述步骤：在上述可塑化区域中，使上述热可塑性树脂可塑化熔融而形成上述熔融树脂；向上述导入速度调整容器供给恒定压力的包含上述物理发泡剂的加压流体；在上述锥形部对上述恒定压力的包含上述物理发泡剂的加压流体进行加温；将上述恒定压力的被加温的包含上述物理发泡剂的加压流体从上述导入速度调整容器通过上述直线部导入上述饥饿区域，将上述饥饿区域保持在上述恒定压力；在将上述饥饿区域保持在上述恒定压力的状态下，在上述饥饿区域中，使上述饥饿状态的熔融树脂与上述加压流体接触；以及使接触包含上述物理发泡剂的加压流体后的上述熔融树脂成形为发泡成形体。

发明的效果

本发明的发泡成形体的制造方法不需要控制物理发泡剂向熔融树脂的导入量、导入时间等。由此，本发明的制造方法能够使复杂的控制装置省略或简略化，能够削减装置成本。另外，本发明的发泡成形体的制造方法能够通过简单的机构使物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化。

附图说明

图1是表示实施方式的发泡成形体的制造方法的流程图。

图2是表示在实施方式中使用的发泡成形体的制造装置的示意图。

图3是在实施方式中使用的导入速度调整容器的示意图。

具体实施方式

一边参照图1所示的流程图，一边说明本实施方式的发泡成形体的制造方法。

[发泡成形体的制造装置]

首先，关于在本实施方式中使用的制造发泡成形体的制造装置进行说明。在本实施方式中，使用图2所示的制造装置(注射成形装置)1000制造发泡成形体。制造装置1000主要包括：内设有螺杆20的可塑化缸体210、将物理发泡剂供给至可塑化缸体210的作为物理发泡剂供给机构的储气瓶100、设置有模具的合模单元(未图示)、以及用于对可塑化缸体210和合模单元进行动作控制的控制装置(未图示)。在可塑化缸体210内可塑化熔融了的熔融树脂从图2中的右手侧向左手侧流动。因此，在本实施方式的可塑化缸体210内部，将图2中的右手侧定义为“上游”或“后方”，将左手侧定义为“下游”或“前方”。

可塑化缸体具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域21、和可塑化区域21的下游侧的熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域23。“饥饿状态”是指熔融树脂不在饥饿区域23内充满的未充满状态。因此，在饥饿区域23内存在熔融树脂的占有部分以外的空间。另外，形成有用于向饥饿区域23导入物理发泡剂的导入口202，在导入口202上连接有导入速度调整容器300。储气瓶100通过导入速度调整容器300向可塑化缸体210供给物理发泡剂。

另外，制造装置1000只具有一个饥饿区域23，但本实施方式所使用的制造装置并不限定于此。例如，为了促进物理发泡剂向熔融树脂的浸透，可以为具有多个饥饿区域23以及形成于该区域的导入口202、从多个导入口202向可塑化缸体210导入物理发泡剂的结构。另外，制造装置1000为注射成形装置，但本实施方式所使用的制造装置并不限定于此，例如可以为挤出成形装置。

[发泡成形体的制造方法]

(1)热可塑性树脂的可塑化熔融

首先，在可塑化缸体210的可塑化区域21中，使热可塑性树脂可塑化熔融，形成熔融树脂(图1的步骤S1)。作为热可塑性树脂，能够根据作为目的的成形体的种类使用多种树脂。具体而言，例如能够使用聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、非晶聚烯烃、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)、聚苯硫醚、聚酰胺酰亚胺、聚乳酸、聚己内酯等热可塑性树脂以及它们的复合材料。这些热可塑性树脂既可以单独使用，也可以混合两种以上使用。另外，也能够使用在这些热可塑性树脂中混炼玻璃纤维、滑石、碳纤维等各种无机填充物而成的材料。优选在热可塑性树脂中混合作为发泡成核剂起作用的无机填充物和/或提高熔融张力的添加剂。通过将它们混合，能够使发泡单元微细化。本实施方式的热可塑性树脂可以根据需要含有其他通用的各种添加剂。

在本实施方式中，在图2所示的内设有螺杆20的可塑化缸体210内进行热可塑性树脂的可塑化熔融。在可塑化缸体210的外壁面配设有区域加热器(未图示)，由此，对可塑化缸体210进行加热，还施加由螺杆20的旋转引起的剪切发热，使热可塑性树脂可塑化熔融。

(2)饥饿区域的压力保持

接着，向导入速度调整容器供给恒定压力的物理发泡剂，从导入速度调整容器300向饥饿区域23导入恒定压力的加压流体，将饥饿区域23保持在上述恒定压力(图1的步骤S2)。

作为物理发泡剂，使用加压流体。在本实施方式中，“流体”意指液体、气体、超临界流体中的任一种。另外，从成本和环境负荷的观点考虑，物理发泡剂优选二氧化碳、氮气等。本实施方式的物理发泡剂的压力为较低压力，因此，例如能够使用从氮气储气瓶、二氧化碳储气瓶、空气储气瓶等贮存有流体的储气瓶，通过减压阀减压为恒定压力并取出的流体。在该情况下，由于不需要升压装置，因此能够降低制造装置整体的成本。另外，如果需要，作为物理发泡剂，也可以使用升压至规定压力的流体。例如在作为物理发泡剂使用氮气的情况下，能够通过以下的方法生成物理发泡剂。首先，一边利用压缩机将大气中的空气压缩一边通过氮气分离膜对氮气进行精制。接着，使用升压泵或注射泵等将精制的氮气升压至规定压力，生成物理发泡剂。另外，也可以利用压缩空气作为物理发泡剂。在本实施方式中，不进行物理发泡剂与熔融树脂的强制的剪切混炼。因此，即使使用压缩空气作为物理发泡剂，对于熔融树脂的溶解性低的氧也难以溶解于熔融树脂，能够抑制熔融树脂的氧化劣化。

导入饥饿区域23的物理发泡剂的压力是恒定的，饥饿区域23的压力保持在与所导入的物理发泡剂相同的恒定压力。该物理发泡剂的压力优选为1MPa～20MPa，更优选为1MPa～15MPa，进一步优选为2MPa～8MPa。根据熔融树脂的种类，最适合的压力有所不同，但通过使物理发泡剂的压力在1MPa以上，能够使发泡所需量的物理发泡剂浸透到熔融树脂内，通过在20MPa以下，能够降低装置负荷。另外，对熔融树脂进行加压的物理发泡剂的压力“恒定”意指压力相对于规定压力的变动幅度优选在±20％以内、更优选±10％以内。饥饿区域的压力例如由设于可塑化缸体210的饥饿区域23内的压力传感器27测定。此外，虽然伴随螺杆20的进退，饥饿区域23在可塑化缸体210内在前后方向上移动，但图2所示的压力传感器27设置于在饥饿区域23的最前进位置和最后退位置上总是存在于饥饿区域23内的位置。另外，与导入口202相对的位置也总是位于饥饿区域23内。因此，压力传感器27虽然不设置在与导入口202相对的位置，但压力传感器27所显示的压力和与导入口202相对的位置的压力基本相同。另外，在本实施方式中，在饥饿区域23内仅导入物理发泡剂，但也可以在不对本发明的效果造成影响的程度内将物理发泡剂以外的其他的加压流体同时导入饥饿区域23内。在这种情况下，被导入饥饿区域23的包含物理发泡剂的加压流体具有上述的恒定压力。

在本实施方式中，如图2所示，从储气瓶100通过导入速度调整容器300由导入口202向饥饿区域23供给物理发泡剂。物理发泡剂在利用减压阀151减压到规定的压力后，不经过升压装置等，由导入口202向饥饿区域23导入。在本实施方式中，不控制向可塑化缸体210导入的物理发泡剂的导入量、导入时间等。因此，不需要控制它们的机构、例如使用了止回阀或电磁阀等的驱动阀，导入口202不具有驱动阀，总是开放。在本实施方式中，通过从储气瓶100供给的物理发泡剂，从减压阀151经过导入速度调整容器300直至可塑化缸体210内的饥饿区域23被保持在恒定的物理发泡剂的压力。

物理发泡剂的导入口202的内径D1比现有的制造装置的物理发泡剂的导入口大。因此，即使是较低压力的物理发泡剂，也能够高效地导入可塑化缸体210内。另外，即使在熔融树脂的一部分与导入口202接触而固化的情况下，由于内径D1大，也不会完全堵塞能够作为导入口起作用。例如在可塑化缸体210的内径大的情况、即可塑化缸体的外径大的情况下，容易增大导入口202的内径D1。另一方面，若导入口202的内径D1过大，则发生熔融树脂的滞留而成为成形不良的原因，另外，与导入口202连接的导入速度调整容器300大型化，导致装置整体的成本升高。具体而言，导入口202的内径D1优选为可塑化缸体210的内径的20％～100％，更优选为30％～80％。或者不依赖可塑化缸体210的内径，导入口202的内径D1优选为3mm～150mm，更优选为5mm～100mm。其中，导入口202的内径D1意指图3所示的可塑化缸体210的内壁210a上的开口部的内径。另外，导入口202的形状、即可塑化缸体210的内壁210a上的开口部的形状不限于正圆，也可以是椭圆或多边形。导入口202的形状为椭圆或多边形的情况下，将与导入口202的面积相等面积的正圆的直径定义为“导入口202的内径D1”。

＜导入速度调整容器＞

对与导入口202连接的导入速度调整容器300进行说明。与导入口202连接的导入速度调整容器300具有一定以上的容积，因而能够使向可塑化缸体210导入的物理发泡剂的流速缓慢，能够确保物理发泡剂在导入速度调整容器300内滞留的时间。导入速度调整容器300与被配置在周围的区域加热器(未图示)加热的可塑化缸体210直接连接，因而可塑化缸体210的热被传导至导入速度调整容器300。由此，导入速度调整容器300内部的物理发泡剂被加温，物理发泡剂与熔融树脂的温度差减小，能够抑制物理发泡剂所接触的熔融树脂的温度极端下降，能够使物理发泡剂在熔融树脂中的溶解量(浸透量)稳定化。即，导入速度调整容器300作为具有物理发泡剂的加温功能的缓冲容器起作用。另一方面，导入速度调整容器300的容积过大时，装置整体的成本升高。导入速度调整容器300的容积还依赖于饥饿区域23内所存在的熔融树脂的量，优选为5mL～20L，更优选为10mL～2L，进一步优选为10mL～1L。通过使导入速度调整容器300的容积在该范围内，既能够考虑成本又能够确保物理发泡剂滞留的时间。

另外，如后所述物理发泡剂与熔融树脂接触并浸透，因而在可塑化缸体210内被消耗。为了将饥饿区域23的压力保持恒定，从导入速度调整容器300向饥饿区域23导入被消耗的量的物理发泡剂。若导入速度调整容器300的容积过小，则物理发泡剂的置换频率变高，因此物理发泡剂的温度变得不稳定，其结果，物理发泡剂的供给可能变得不稳定。因此，优选导入速度调整容器300具有能够滞留在可塑化缸体中1～10分钟内被消耗的量的物理发泡剂的容积。另外，例如，导入速度调整容器300的容积优选为与该导入速度调整容器300连接的饥饿区域23的容积的0.1倍～5倍，更优选为0.5倍～2倍。在本实施方式中，饥饿区域23的容积意指在不含熔融树脂的、空的可塑化缸体210中，螺杆20的轴的直径和螺杆阶梯的深度固定的部分所处的区域(23)的容积。

如图3所示，本实施方式中使用的导入速度调整容器300主要由筒状的容器主体310、将容器主体310与可塑化缸体210连结的连结部件320、和容器主体310的盖330构成。筒状的容器主体310的一个端部通过连结部件320与导入口202连接，通过导入口202，可塑化缸体210的饥饿区域23与内部空间312连通。另外，在筒状的容器主体的另一端部(与导入口202相反一侧的端部)，以能够开闭的方式设置有盖330。而且，在容器主体310连接有用于向内部空间312供给物理发泡剂的配管154。

另外，在关注导入速度调整容器300的内部空间312的形状的情况下，导入速度调整容器300具有：与导入口202连接且其内径不变的筒状的第一直线部31；与第一直线部31相邻设置、其内径随着远离导入口202而增大的锥形部32；和与锥形部32相邻设置且其内径不变的筒状的第二直线部33。即，如图3所示，导入速度调整容器300具有如下结构：具有小内径D1的圆筒的第一直线部31与具有大内径D2的圆筒的第二直线部33以各自的中心轴排列在同一直线m上的方式配置，第一直线部31与第二直线部33由锥形部32的锥面结合。在本实施方式中，与第一直线部31和第二直线部33的中心轴一致的直线m的延伸方向，与筒状的速度调整容器300的延伸方向一致。在本实施方式中，第一直线部31由连结部件320构成，锥形部32和第二直线部33由容器主体310构成。

导入速度调整容器300的内径的最大值D2大于导入口的内径D1(D2＞D1)。其中，导入速度调整容器300的内径的最大值D2意指：在与筒状的速度调整容器300的延伸方向(直线m)正交的、内部空间312的截面上，具有最大面积的截面(以下记作“最大截面”)的内径。另外，最大截面的形状不限于正圆，也可以是椭圆或多边形。这种情况下，将与最大截面相等面积的正圆的直径定义为“导入速度调整容器300的内径的最大值D2”。在本实施方式中，导入口的内径D1与第一直线部31的内径、即连结部件320的内径相等，导入速度调整容器300的内径的最大值D2与容器主体310的第二直线部33的内径相等。具有该特征(D2＞D1)的导入速度调整容器300例如能够发挥以下效果。

例如，导入速度调整容器300通过具有导入口202的内径D1的第一直线部31与锥形部32连接，内径从D1起逐渐增大而达到D2，因此容易确保物理发泡剂的流通路。饥饿区域23中，熔融树脂以饥饿状态存在，但尽管如此，有时熔融树脂也会从导入口202向导入速度调整容器300内部侵入或鼓出。这种情况下，熔融树脂的热量被导入速度调整容器300夺取，粘度上升而流动性下降，进而一旦温度降低就会发生固化。通过固化，能够阻止熔融树脂向导入速度调整容器300内部侵入，但如果物理发泡剂的流通路被固化的熔融树脂完全堵塞，就会出现无法向饥饿区域23供给物理发泡剂的问题。因此，本实施方式的导入速度调整容器300通过具有导入口202的内径D1的第一直线部31与锥形部32连接，内径随着远离导入口202从D1起逐渐增大而达到D2。离导入口202越远，侵入的熔融树脂的热量越容易被夺取而固化，但本实施方式的导入速度调整容器300的容器内部随着远离导入口202而变宽。因此，即使随着远离导入口202、与容器壁面接触的熔融树脂固化，也能够抑制物理发泡剂的导入路完全被固化的熔融树脂堵塞。例如，即使与壁面接触的熔融树脂固化，在远离壁面的物理发泡剂的导入路的中心附近，熔融树脂也能够维持具有流动性的熔融状态。由此，能够确保导入速度调整容器300的物理发泡剂的流通路。此外，锥形部32并不必须与第一直线部31的末端连接，只要以内径从第一直线部31的末端扩大的方式构成，就能够确保物理发泡剂的流通路。

此外，通过使导入速度调整容器300的内径的最大值D2大于导入口202的内径D1(D2＞D1)，能够通过来自可塑化缸体210的热传导来促进导入速度调整容器300内的物理发泡剂的加温。如上所述，通过物理发泡剂在导入速度调整容器300内被加温，物理发泡剂与熔融树脂的温度差减小，物理发泡剂在熔融树脂中的溶解量(浸透量)稳定化。由于本实施方式的导入速度调整容器300具有容器内部比导入口202宽的形状(D2＞D1)，所以与容器内部和导入口202相同面积的形状(D2＝D1)相比，能够在导入速度调整容器300的下部、即靠近可塑化缸体210的部分滞留更多量的物理发泡剂。由于容器的下部靠近可塑化缸体210，所以能够有效地将更多量的物理发泡剂加温。特别是在熔融树脂的可塑化计量开始时，大量的物理发泡剂从导入速度调整容器300被导入饥饿区域23。即使在这样的情况下，本实施方式的导入速度调整容器300也能够将大量的被加温的物理发泡剂导入饥饿区域23。此外，在本实施方式中，如图3所示，在包含直线m的导入速度调整容器300的截面上，锥形部32的内壁相对于速度调整容器300的延伸方向(直线m)的角度为45度，但只要在20度以上90度以下就能够发挥上述效果，所以被规定为优选的范围，25度以上65度以下时最有效。此外，这里锥形部32的内壁的角度为90度的情况是指第一直线部31与第二直线部33通过与直线m垂直的平面连接的情况。

导入速度调整容器300的内径的最大值D2大于导入口202的内径D1(D2＞D1)，因此导入速度调整容器的内径的最大值(D2)相对于导入口的内径(D1)的比率(D2/D1)大于1。从进一步促进上述效果的观点出发，上述比率(D2/D1)优选在2以上。另一方面，从抑制装置成本的观点出发，优选导入速度调整容器300较小，上述比率(D2/D1)例如在20以下，优选在10以下。

导入口202的内径D1较大时，例如导入口202的内径D1在60mm以上、优选在80mm以上的情况下，因上述熔融树脂的鼓出而导致导入口202被堵塞的可能性降低，因此上述的比率(D2/D1)可以较小。这种情况下，导入速度调整容器的内径的最大值(D2)相对于导入口的内径(D1)的比率(D2/D1)例如超过1且在3以下，优选超过1且在2以下。

另外，在导入口202的内径D1较大的情况下，导入速度调整容器300的容积也增大。伴随于此，通过来自可塑化缸体210的热传导而在导入速度调整容器300内被加温的物理发泡剂的温度梯度可能会变大。为了减小该温度梯度，可以在导入速度调整容器300内设置搅拌机，对导入速度调整容器300内的物理发泡剂进行搅拌。搅拌机优选设置在靠近可塑化缸体210的、导入速度调整容器300内的下部，例如本实施方式的锥形部32。或者，作为其他方法，也可以在导入速度调整容器300内的下部设置多孔性或网格状的金属板。在本实施方式中，对大容积的物理发泡剂进行加温，因此在导入速度调整容器300的底部(第二直线部33的可塑化缸体210侧的端部)，将开有大量孔的SUS制的板(厚度5mm)311与容器主体310连结设置。通过被来自容器主体310的热传导加温的金属板311，能够促进物理发泡剂的加温，能够减小导入速度调整容器300内下部的物理发泡剂的温度梯度。通过减小导入速度调整容器300内下部的温度梯度，能够使导入饥饿区域23的物理发泡剂的温度更加均匀化。

如图3所示，本实施方式的导入速度调整容器300优选具有导入速度调整容器300的内径随着远离导入口202而增大的锥形部32。通过在导入速度调整容器300的下部、即接近可塑化缸体210的部分设置这样的锥形部32，从配管154供给的物理发泡剂随着靠近导入口202而接近供给热量的锥形部32，逐渐被加温。由此，能够使导入饥饿区域23的物理发泡剂的温度更加均匀化。

在导入速度调整容器300中，筒状的第一直线部31的延伸方向(图3中的直线m)上的长度(高度)h优选在可塑化缸体210的侧壁的厚度d的2倍以下，更优选在1倍以下。第一直线部31的长度h在上述范围内时，导入速度调整容器300内的物理发泡剂的流通路被固化的熔融树脂堵塞的可能性进一步降低。筒状的第一直线部31的长度(高度)h的下限值没有特别限定，实质上，例如在可塑化缸体210的侧壁的厚度d的0.1倍以上，优选在0.3倍以上。

盖330以能够开闭的方式设置于容器主体310的第二直线部33。优选盖330能够利用操作者的手进行开闭而不使用特别的工具。在发泡成形体的成形中，有时预先进行成形条件的设定(条件设定)。在成形条件的设定中，进行送料螺杆212和螺杆20的转速等的优化，确认在饥饿区域23中是否稳定地构建饥饿状态。与此同时，还确认熔融树脂是否未从导入口202鼓出到导入速度调整容器300内部。因此，优选盖330的开闭能够以简便的方法开闭而不使用螺栓，将侵入到导入速度调整容器300内的树脂去除。通过能够利用操作者的手使盖330开闭，成形条件的设定的作业效率提高。盖330的密封机构是任意的，可以使用内置有弹簧的密封机构或联动式的高压密封机构等。在本实施方式中，使用内置有弹簧的聚酰亚胺的密封部件331。该密封部件331因在内部空间312内滞留的物理发泡剂的气压而膨胀，密封性提高。

从收纳加压流体的观点出发，构成导入速度调整容器300的材料优选为耐压性的材料，从促进熔融树脂在壁面的固化、抑制熔融树脂向容器内部侵入的观点出发，优选热容量大、温度不易上升、容易从附着的树脂获取热量的材料。另外，从将物理发泡剂加温的观点出发，优选热传导率高、来自容器主体310的热量容易传递的材料。从这些观点出发，导入速度调整容器300例如优选由不锈钢(SUS)等金属构成。连结部件320也同样。

优选在导入速度调整容器300的内壁、即划分内部空间312的内壁形成有含特氟隆(聚四氟乙烯、PTFE)的镀膜。含特氟隆的镀膜可以形成在导入速度调整容器300的整个内壁，也可以仅形成于内壁的一部分。特别优选形成在可能会与熔融树脂接触的、导入速度调整容器300内的下部、例如第一直线部31和/或锥形部32的内壁。在发泡成形体的成形中，如果树脂在附着于内壁的状态下经过长时间，树脂就会碳化而固着，之后剥离，成为成形不良的原因。通过在导入速度调整容器300的内壁形成含特氟隆的镀膜，能够抑制该熔融树脂的固着。含特氟隆的镀膜、其中含特氟隆的非电解镀镍磷镀膜具有高的耐热性和耐擦伤性，硬度高，而且在复杂形状的被镀敷体上的被覆性也优异。另外，作为能够对导入速度调整容器300的内壁赋予拨水性或拨油性、且耐热性也优异的其他的表面处理方法，可以列举使用准分子激光的表面处理。但是，由于对导入速度调整容器300的内壁进行使用准分子激光的表面处理非常困难，所以优选形成含特氟隆的镀膜。考虑镀膜的稳定性与附着的熔融树脂的剥离性的平衡，非电解镀膜中的特氟隆的含量优选为10～50重量％。

以上，对本实施方式中使用的导入速度调整容器300进行了说明，但本实施方式中使用的导入速度调整容器不限于该构成。例如，作为第一变形例，可以列举导入速度调整容器不具有锥形部32的构成。即，第一直线部31与第二直线部33可以由代替锥面的与筒状的速度调整容器300的延伸方向(直线m)正交的面连结。另外，作为第二变形例，可以列举导入速度调整容器不具有第一直线部31的构成。这种情况下，锥形部32与可塑化缸体210的内壁210a上的作为开口部的导入口202连结。即，在可塑化缸体210的侧壁内，也形成导入速度调整容器300的内径随着远离内壁210a而变宽的结构。

此外，导入速度调整容器300可以为独立于可塑化缸体210的容器，也可以与可塑化缸体210一体形成，构成可塑化缸体210的一部分。

(3)使熔融树脂形成饥饿状态

接着，使熔融树脂向饥饿区域23流动，使熔融树脂在饥饿区域23内形成饥饿状态(图1的步骤S3)。饥饿状态由熔融树脂从饥饿区域23的上游向饥饿区域23的输送量和熔融树脂从饥饿区域23向其下游的输送量的平衡决定，若前者少则形成饥饿状态。

在本实施方式中，通过在饥饿区域23的上游设置熔融树脂被压缩从而压力升高的压缩区域22，在饥饿区域23中熔融树脂形成饥饿状态。在压缩区域22设置螺杆20的轴的直径比位于上游侧的可塑化区域21大(粗)、且螺杆阶梯阶段性地变浅的大径部分20A，进一步与大径部分20A的下游侧相邻地设置密封部26。密封部26与大径部分20A同样螺杆20的轴的直径大(粗)，而且不设置螺杆阶梯，在螺杆20的轴上形成多个浅槽以代替螺杆阶梯。大径部分20A和密封部26通过增大螺杆20的轴的直径，能够缩小可塑化缸体210的内壁与螺杆20的间隙，能够减少向下游输送的树脂供给量，因此提高熔融树脂的流动阻力。因此，在本实施方式中，大径部分20A和密封部26是提高熔融树脂的流动阻力的机构。此外，密封部26还能够发挥抑制物理发泡剂的逆流、即物理发泡剂从密封部26的下游侧向上游侧移动的效果。

由于大径部分20A和密封部26的存在，从压缩区域22向饥饿区域23供给的树脂流量降低，在上游侧的压缩区域22中，熔融树脂被压缩，压力升高；在下游侧的饥饿区域23中，熔融树脂未充满(饥饿状态)。为了促进熔融树脂的饥饿状态，螺杆20具有与位于压缩区域22的部分相比，位于饥饿区域23的部分的轴的直径比小(细)且螺杆阶梯深的结构。另外，螺杆20优选具有与位于压缩区域22的部分相比，在整个饥饿区域23中位于该区域的部分的轴的直径小(细)且螺杆阶梯深的结构。更优选在整个饥饿区域23中螺杆20的轴的直径和螺杆阶梯的深度基本恒定。由此，能够将饥饿区域23的压力保持基本恒定，能够使熔融树脂的饥饿状态稳定化。在本实施方式中，如图2所示，饥饿区域23中，在螺杆20中形成有螺杆20的轴的直径和螺杆阶梯的深度恒定的部分。

压缩区域22所设置的用于提高熔融树脂的流动阻力的机构只要是为了限制从压缩区域22向饥饿区域23供给的树脂流量、暂时缩小熔融树脂通过的流道面积的机构即可，没有特别限制。在本实施方式中，使用了螺杆的大径部分20A和密封部26双方，但也可以只使用一方。作为除螺杆的大径部分20A、密封部26以外的提高流动阻力的机构，可以列举螺杆阶梯与其他部分反向设置的结构、设于螺杆上的迷宫式结构等。

提高熔融树脂的流动阻力的机构可以作为与螺杆独立的部件的环等设在螺杆上，也可以作为螺杆的结构的一部分与螺杆一体地设置。提高熔融树脂的流动阻力的机构设为与螺杆独立的部件的环等时，能够通过更换环来改变作为熔融树脂的流道的间隙部的大小，因此具有能够容易地改变熔融树脂的流动阻力的大小的优点。

另外，除了提高熔融树脂的流动阻力的机构以外，通过在压缩区域22与饥饿区域23之间设置防止熔融树脂从饥饿区域23向上游的压缩区域22逆流的逆流防止机构(密封机构)，也能够在饥饿区域23中使熔融树脂形成饥饿状态。例如，可以列举能够通过物理发泡剂的压力而向上游侧移动的环、钢球等密封机构。但是，由于逆流防止机构需要驱动部，因此树脂可能滞留。因此，优选不具有驱动部的提高流动阻力的机构。

在本实施方式中，为了使饥饿区域23中的熔融树脂的饥饿状态稳定化，可以控制向可塑化缸体210供给的热可塑性树脂的供给量。这是因为在热可塑性树脂的供给量过多时难以维持饥饿状态。在本实施方式中，使用通用的送料螺杆212，控制热可塑性树脂的供给量。通过限制热可塑性树脂的供给量，饥饿区域23中的熔融树脂的计量速度大于压缩区域22中的可塑化速度。其结果，饥饿区域23中的熔融树脂的密度稳定地下降，能够促进物理发泡剂向熔融树脂的浸透。

在本实施方式中，为了确保熔融树脂与物理发泡剂的接触面积和接触时间，熔融树脂的流动方向上的饥饿区域23的长度越长越好，但若过长，则出现成形周期和螺杆长度变长的弊端。因此，饥饿区域23的长度优选为可塑化缸体210的内径的2倍～12倍，更优选为4倍～10倍。另外，优选饥饿区域23的长度覆盖注射成形中的计量行程的整个范围。即，优选熔融树脂的流动方向上的饥饿区域23的长度在注射成形中的计量行程的长度以上。伴随熔融树脂的可塑化计量和注射，螺杆20向前方和后方移动，但通过使饥饿区域23的长度在计量行程的长度以上，在发泡成形体的制造中，能够总是将导入口202配置(形成)在饥饿区域23内。换言之，在发泡成形体的制造中，即使螺杆20向前方和后方移动，饥饿区域23以外的区域也不会来到导入口202的位置。由此，从导入口202导入的物理发泡剂在发泡成形体的制造中总是被导入饥饿区域23。通过这样设置具有足够且适当大小(长度)的饥饿区域，并向其中导入恒定压力的物理发泡剂，能够容易地利用恒定压力保持饥饿区域23。在本实施方式中，如图2所示，饥饿区域23的长度与螺杆20中的螺杆20的轴的直径和螺杆阶梯的深度恒定的部分的长度基本相同。

另外，可以在压缩区域22与饥饿区域23之间设置流动速度调整区域25。对流动速度调整区域25的上游的压缩区域22中的熔融树脂的流动速度与下游的饥饿区域23中的熔融树脂的流动速度进行比较，饥饿区域23中的熔融树脂的流动速度快。本发明人发现，通过在压缩区域22与饥饿区域23之间设置成为缓冲区域的流动速度调整区域25，抑制该急剧的熔融树脂的流动速度的变化(上升)，制得的发泡成形体的发泡性提高。通过在压缩区域22至饥饿区域23之间设置成为缓冲区域的流动速度调整区域25而使得发泡成形体的发泡性提高的详细理由尚不明确，但推测原因之一在于熔融树脂滞留在流动速度调整区域25，因而从饥饿区域23流入的物理发泡剂与熔融树脂被混炼，接触时间延长。在本实施方式中，通过在图2所示的可塑化螺杆20的位于流动速度调整区域25的部分设置减压部和压缩部，即通过改变螺杆阶梯的深度，进一步换言之，通过改变螺杆直径的大小(粗细)，来调整熔融树脂的流动速度。

(4)熔融树脂与物理发泡剂的接触

接着，在将饥饿区域23保持在恒定压力的状态下，在饥饿区域23中使饥饿状态的熔融树脂与恒定压力的上述物理发泡剂接触(图1的步骤S4)。即，在饥饿区域23中，通过物理发泡剂以恒定压力对熔融树脂进行加压。饥饿区域23中未充满熔融树脂(饥饿状态)，具有能够存在物理发泡剂的空间，因此能够使物理发泡剂与熔融树脂有效地接触。接触熔融树脂后的物理发泡剂浸透至熔融树脂而被消耗。一旦物理发泡剂被消耗，滞留在导入速度调整容器300中的物理发泡剂就会被供给至饥饿区域23。由此，饥饿区域23的压力保持在恒定压力，熔融树脂持续与恒定压力的物理发泡剂接触。

在现有的使用了物理发泡剂的发泡成形中，在规定时间内强制地向可塑化缸体导入规定量的高压的物理发泡剂。因此，需要将物理发泡剂升压为高压，并准确控制向熔融树脂的导入量、导入时间等，物理发泡剂与熔融树脂接触只是短的导入时间。相对于此，在本实施方式中，并不强制地向可塑化缸体210导入物理发泡剂，而是以饥饿区域23的压力恒定的方式连续地向可塑化缸体供给恒定压力的物理发泡剂，使物理发泡剂连续地与熔融树脂接触。由此，由温度和压力决定的物理发泡剂在熔融树脂中的溶解量(浸透量)稳定化。另外，本实施方式的物理发泡剂总是与熔融树脂接触，因此所需的充分量的物理发泡剂能够浸透到熔融树脂内。由此，本实施方式中制得的发泡成形体与现有的使用了物理发泡剂的成形方法相比，尽管使用低压的物理发泡剂，发泡单元也微细。

另外，本实施方式的制造方法不需要控制物理发泡剂的导入量、导入时间等，因此不需要止回阀或电磁阀等驱动阀、以及控制它们的控制机构，能够抑制装置成本。另外，本实施方式中使用的物理发泡剂与现有的物理发泡剂相比为低压，因此装置负荷也小。

在本实施方式中，在发泡成形体的制造中，总是将饥饿区域23保持在恒定压力。即，为了补充在可塑化缸体内被消耗的物理发泡剂，一边连续地供给上述恒定压力的物理发泡剂一边实施发泡成形体的制造方法的全部工序。另外，在本实施方式中，例如在连续进行多次喷射的注射成形的情况下，在进行注射工序、成形体的冷却工序和成形体的取出工序期间，也可以在可塑化缸体内准备下一次喷射量的熔融树脂，通过物理发泡剂以恒定压力对下一次喷射量的熔融树脂进行加压。即，在连续进行的多次喷射的注射成形中，在可塑化缸体内总是存在熔融树脂和恒定压力的物理发泡剂并且两者接触的状态下、即在可塑化缸体内总是通过物理发泡剂以恒定压力对熔融树脂进行了加压的状态下，进行包括可塑化计量工序、注射工序、成形体的冷却工序、取出工序等在内的注射成形的1个周期。同样，在进行挤出成形等的连续成形的情况下，也在可塑化缸体内总是存在熔融树脂和恒定压力的物理发泡剂并且两者接触的状态下、即在可塑化缸体内总是通过物理发泡剂以恒定压力对熔融树脂进行了加压的状态下，进行成形。

(5)发泡成形

接着，将接触物理发泡剂后的熔融树脂成形为发泡成形体(图1的步骤S5)。在本实施方式中使用的可塑化缸体210具有在饥饿区域23的下游与饥饿区域23相邻配置、熔融树脂被压缩从而压力升高的再压缩区域24。首先，通过可塑化螺杆20的旋转，使饥饿区域23的熔融树脂向再压缩区域24流动。包含物理发泡剂的熔融树脂在再压缩区域24中被压力调整，向可塑化螺杆20的前方挤出并进行计量。此时，向可塑化螺杆20的前方挤出的熔融树脂的内压通过与可塑化螺杆20的后方连接的油压马达或电动马达(未图示)作为螺杆背压进行控制。在本实施方式中，为了使物理发泡剂不从熔融树脂分离而使其均匀相溶，使树脂密度稳定化，优选向可塑化螺杆20的前方挤出的熔融树脂的内压、即螺杆背压控制为比保持恒定的饥饿区域23的压力高1～6MPa左右。此外，在本实施方式中，在螺杆20的前端设置检查环50，以使得螺杆20前方的被压缩的树脂不会向上游侧逆流。由此，在计量时，饥饿区域23的压力不会受到螺杆20前方的树脂压力的影响。

发泡成形体的成形方法没有特别限定，例如能够通过注射发泡成形、挤出发泡成形、发泡吹塑成形等形成成形体。在本实施方式中，从图2所示的可塑化缸体210向模具内的模腔(未图示)注射填充经过计量的熔融树脂，进行注射发泡成形。作为注射发泡成形，可以使用向模具模腔内填充模具模腔容积的75％～95％的填充容量的熔融树脂，气泡一边扩大一边对模具模腔进行填充的短注射法，另外，也可以使用在填充了模具模腔容积100％的填充量的熔融树脂后，使模腔容积扩大进行发泡的中心逆向法。所得到的发泡成形体在内部具有发泡单元，因此能够得到热可塑性树脂的冷却时的收缩被抑制、缩痕和翘曲减轻、低比重的成形体。

在以上说明的本实施方式的制造方法中，不需要控制物理发泡剂向熔融树脂的导入量、导入时间等，因此能够使复杂的控制装置省略或简略化，能够削减装置成本。另外，本实施方式的发泡成形体的制造方法中，在将饥饿区域23保持在恒定压力的状态下，在饥饿区域23中使饥饿状态的熔融树脂与上述恒定压力的物理发泡剂接触。由此，能够利用简单的机构使物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化。

实施例

以下，关于本发明，使用实施例和比较例进一步进行说明。但是，本发明并不限定于以下说明的实施例和比较例。

[实施例1]

在本实施例中，使用矿物强化聚酰胺6(PA6)作为热可塑性树脂、利用氮气作为物理发泡剂来制造发泡成形体。

(1)制造装置

在本实施例中，使用在上述实施方式中使用的图2所示的制造装置1000。关于制造装置1000的详细情况进行说明。如上所述，制造装置1000是注射成形装置，具有可塑化缸体210、向可塑化缸体210供给物理发泡剂的作为物理发泡剂供给机构的储气瓶100、设置有模具的合模单元(未图示)、和用于对可塑化缸体210及合模单元进行动作控制的控制装置(未图示)。

在可塑化缸体210的喷嘴前端29设置有通过气缸的驱动而开闭的闭路阀28，能够将可塑化缸体210的内部保持在高压。模具(未图示)与喷嘴前端29密合，从喷嘴前端29向模具所形成的模腔内注射填充熔融树脂。在可塑化缸体210的上部侧面，从上游侧依次形成有用于向可塑化缸体210供给热可塑性树脂的树脂供给口201和用于向可塑化缸体210内导入物理发泡剂的导入口202。在这些树脂供给口201和导入口202分别配设有树脂供给用加料斗211和送料螺杆212、导入速度调整容器300。储气瓶100经由减压阀151、压力计152、开放阀153通过配管154与导入速度调整容器300连接。在导入速度调整容器300的容器主体310和连结部件320的内壁，形成有含特氟隆的非电解镍磷镀膜。镀膜的膜厚为20μm，镀膜中的特氟隆的含量约为30重量％。另外，在可塑化缸体210的饥饿区域23内设置有监控饥饿区域23的压力的传感器27。

螺杆20用于促进热可塑性树脂的可塑化熔融，进行熔融树脂的计量和注射，以可旋转和进退的方式在可塑化缸体210内配设。在螺杆20上，如上所述，作为提高熔融树脂的流动阻力的机构，设置有密封部26和螺杆20的大径部分20A。

在可塑化缸体210中，从树脂供给口201向可塑化缸体210内供给热可塑性树脂，热可塑性树脂通过区域加热器(未图示)被可塑化并形成熔融树脂，通过螺杆20正转而向下游输送。通过螺杆20所设置的密封部26和大径部分20A的存在，在密封部26的上游侧，熔融树脂被压缩，压力升高，在密封部26的下游的饥饿区域23，熔融树脂未充满(饥饿状态)。进一步向下游输送的熔融树脂在注射前在可塑化缸体210的前端附近再次被压缩并被计量。

由此，在可塑化缸体210内，从上游侧起依次形成热可塑性树脂被可塑化熔融的可塑化区域21、熔融树脂被压缩从而压力升高的压缩区域22、调整熔融树脂的流动速度的流动速度调整区域25、熔融树脂未充满的饥饿区域23、在饥饿区域中被减压的熔融树脂再次被压缩的再压缩区域24。

在制造装置1000中，可塑化缸体210的内径为35mm，导入口202的内径D1为8mm。因此，导入口202的内径D1是可塑化缸体210的内径的约23％。导入速度调整容器300的内径的最大值D2为80mm。因此，导入速度调整容器300的内径的最大值D2大于导入口的内径D1(D2＞D1)，比率(D2/D1)为10。另外，导入速度调整容器300的第一直线部31的长度h为12mm，可塑化缸体210的侧壁的厚度d为40mm。因此，第一直线部31的长度h是可塑化缸体210的侧壁的厚度d的0.3倍。另外，导入速度调整容器300的容积为约80mL，饥饿区域23的容积为110mL。因此，导入速度调整容器300的容积是饥饿区域23的容积的约0.7倍。另外，在本实施例中，使用模腔的大小为100mm×200mm×3mm的模具。

(2)发泡成形体的制造

在本实施例中，作为储气瓶100，使用以14.5MPa填充有氮气的容积47L的氮气储气瓶。首先，将减压阀151的值设定为4MPa，打开储气瓶100，通过减压阀151、压力计152、以及导入速度调整容器300，从可塑化缸体210的导入口202向饥饿区域23供给4MPa的氮气。成形体的制造中，储气瓶100总是处于开放的状态。

在可塑化缸体210中，利用区域加热器(未图示)将可塑化区域21调整为220℃，将压缩区域22调整为240℃，将流动速度调整区域25和饥饿区域23调整为220℃，将再压缩区域24调整为240℃。并且，从树脂供给用进料斗211，一边使送料螺杆212以30rpm的转速旋转，一边向可塑化缸体210供给热可塑性树脂的树脂粒料(东洋纺制、Glamide T777－02)，使螺杆20正转。由此，在可塑化区域21中，对热可塑性树脂进行加热、混炼，形成熔融树脂。

关于送料螺杆212的转速，预先通过实心成形体(无发泡成形体)的成形，进行本实施例的成形条件的设定(条件设定)，确定树脂粒料被饥饿供给的转速。其中，树脂粒料的饥饿供给是指：在可塑化区域21内，在树脂粒料的供给中维持树脂粒料或其熔融树脂不在可塑化缸体内充满的状态，螺杆20的阶梯从所供给的树脂粒料或其熔融树脂露出的状态。关于树脂粒料的饥饿供给的确认，例如可以列举利用红外线传感器或可视化相机确认螺杆20上是否存在树脂粒料或熔融树脂的方法。在本实施例中，所使用的送料螺杆212设置有透明窗，通过透明窗辨认树脂供给口201正下方的可塑化区域21的状态进行确认。

通过使螺杆20以背压6MPa、转速100rpm正转，使熔融树脂从可塑化区域21向压缩区域22流动，进而向流动速度调整区域25和饥饿区域23流动。

熔融树脂从螺杆大径部分20A和密封部26与可塑化缸体210的内壁的间隙向流动速度调整区域25和饥饿区域23流动，因此熔融树脂向饥饿区域23的供给量受到限制。由此，在压缩区域22中，熔融树脂被压缩，压力升高，在下游侧的饥饿区域23中，熔融树脂未充满(饥饿状态)。由于在饥饿区域23中熔融树脂未充满(饥饿状态)，因此在不存在熔融树脂的空间内存在从导入口202导入的物理发泡剂(氮气)，熔融树脂因该物理发泡剂而被加压。

此外，熔融树脂被输送到再压缩区域24被再次压缩，在可塑化缸体210的前端部计量1次喷射量的熔融树脂。然后，将闭路阀28开放，在膜腔内注射填充熔融树脂以达到模腔容积的90％的填充率，形成平板形状的发泡成形体(短注射法)。成形后，等待发泡成形体冷却，从模具内取出发泡成形体。冷却时间设为10秒。成形周期为18秒，为与实心成形体(无发泡的成形体)的成形周期同等程度的值。

连续进行1000次喷射的以上说明的成形体的注射成形，得到1000个发泡成形体。在1000个发泡成形体的制造中，总是利用压力传感器27测量可塑化缸体210内的饥饿区域23的压力。其结果，饥饿区域23的压力总是恒定在4MPa。另外，显示向饥饿区域23供给的氮气的压力的压力计152的值在发泡成形体的制造中也总是为4MPa。根据以上能够确认，在包括可塑化计量工序、注射工序、成形体的冷却工序、取出工序等在内的注射成形的整个的1个周期中，在饥饿区域23中熔融树脂总是因4MPa的氮气而被加压，并且在1000个成形体的连续成形期间，在饥饿区域23中熔融树脂总是因氮气而被加压。

利用标准偏差(σ)除以重量平均值(ave.)而得到的值(相对标准偏差值：σ/ave.(％))来评价1000个发泡成形体的重量不均。其结果(σ/ave.)＝0.21％。利用实心成形体(无发泡的成形体)进行同样的评价，结果(σ/ave.)＝0.18％，是与本实施例同等程度的值。根据该结果可知，本实施例的发泡成形体的重量稳定性与实心成形体为同等程度。

在本实施例中，与实心成形体相比，比重约轻10％左右，能够连续且稳定地制造翘曲得到了矫正的发泡成形体。可以认为比重减少率会对物理发泡剂的溶解量(浸透量)带来影响。根据该结果可知，物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化。另外，仅产生了少量的分离后的气体在成形体表面转印而使表面性劣化的螺旋标记。另外，观察所得到的发泡成形体截面的发泡单元状态。其结果可知，发泡单元的平均单元直径为18μm，是微细的。

在现有的使用了超临界流体的物理发泡成形技术中，发泡成形体的重量不均比实心大是公知的事实。但是，在本实施例中，得到了不逊色于实心的、重量不均小的发泡成形体。在本实施例中，确认得到了发泡成形体的重量不均以相对标准偏差值计稳定在0.5％以下、并且平均单元直径在100μm以下的发泡成形体。

在1000次喷射连续成形后，停止氮气向导入速度调整容器300的导入，利用吹扫将可塑化缸体210内的熔融树脂推出。然后，打开开放阀153，将导入速度调整容器300内的残压释放直到压力计152的显示变成零(大气压)。然后，等待约5分钟，直到盖330的密封部件331的膨润恢复原状。然后，操作者用手将盖330打开，结果能够顺利地打开。在导入速度调整容器300下部的第一直线部31附近堆积的树脂很少，能够用镊子完全取出。即，没有确认到在导入速度调整容器300的内壁固着的树脂。

从导入口202取出的树脂中，与内壁面接触的部分发生了固化，但离开内壁面的部分没有发生固化。由此，可以确认虽然在第一直线部31存在滞留树脂，但能够向饥饿区域23供给物理发泡剂。

在使用内壁未形成含特氟隆的镀膜的耐压容器代替本实施例中使用的导入速度调整容器300的情况下，在进行聚酰胺那样的与金属的相容性好的树脂材料的成形时，树脂在耐压容器的内壁固着并残存，可知该残存树脂例如在更换树脂材料进行发泡成形时会成为污染物。由于没有确认到在导入速度调整容器300的内壁固着的树脂，所以在本实施例中确认了含特氟隆的镀膜的有效性。

[实施例2]

在本实施例中，使用二氧化碳作为物理发泡剂。因此，作为物理发泡剂供给装置的储气瓶100，使用压力6MPa液体二氧化碳储气瓶。并且，将减压阀151的值设定为5MPa。除此以外，按照与实施例1同样的方法，连续制造1000个发泡成形体。

在发泡成形体的制造中，总是利用压力传感器27测量可塑化缸体210内的饥饿区域23的压力。其结果，饥饿区域23的压力总是恒定在5MPa。另外，显示向饥饿区域23供给的二氧化碳的压力的压力计152的值在发泡成形体的制造中也总是为5MPa。根据以上可以确认，在包括可塑化计量工序、注射工序、成形体的冷却工序、取出工序等在内的注射成形的整个的1个周期中，在饥饿区域23中熔融树脂总是因5MPa的二氧化碳而被加压，并且在1000个成形体的连续成形期间，在饥饿区域23中熔融树脂总是因二氧化碳而被加压。

利用标准偏差(σ)除以重量平均值(ave.)而得到的值(σ/ave.(％))来评价1000个发泡成形体的重量不均。其结果，(σ/ave.)＝0.24％。利用实心成形体(无发泡的成形体)进行同样的评价，与实施例1的情况同样，(σ/ave.)＝0.20％，是与本实施例同等程度的值。根据该结果可知，本实施例的发泡成形体的重量稳定性与实心成形体为同等程度。

在本实施例中，比重比实心成形体轻约10％左右，能够连续且稳定地制造翘曲得到了矫正的发泡成形体。根据该结果可知，物理发泡剂相对于熔融树脂的溶解量(浸透量)稳定化。另外，观察所得到的发泡成形体截面的发泡单元状态。其结果，发泡单元的平均单元直径为30μm，比实施例1大，但仍得到了微细的发泡单元。可以推测本实施例与实施例1的发泡单元的大小的差异是由于物理发泡剂的种类不同而引起的。在现有的使用了超临界流体的物理发泡成形技术中，如果使用二氧化碳作为物理发泡剂，则发泡单元的微细化困难。在本实施例中，与现有的成形技术相比，二氧化碳相对于熔融树脂的溶解量增加，因此可以推测形成了与使用氮气作为物理发泡剂时(实施例1)同等程度的微细的发泡单元。

根据本实施例的结果可知，在使用二氧化碳作为物理发泡剂的情况下，也能够利用简单的方法进行饥饿区域23的压力保持，能够得到与使用氮气作为物理发泡剂的实施例1同样的效果。

[比较例1]

在本比较例中，代替导入速度调整容器300，使用容器的内径(D2)恒定且为与导入口202的内径D1相同的8mm的耐压容器(D1＝D2＝8mm)。耐压容器的容积约为10mL。除此以外，按照与实施例1同样的方法，制造发泡成形体。

在本比较例中，在100次喷射以前，能够与实施例1同样稳定地成形。但是，在超过200次喷射时，未发泡的不良品多发。中止装置，确认耐压容器的内部，结果内部充满树脂。可以推测这是由于在耐压容器内部充满树脂，所以物理发泡剂无法顺利地向饥饿区域23导入，发生了成形不良。

此外，在本比较例中使用的装置中，改变成形条件，研究是否能够实现长期(Longrun)的连续成形。具体而言，利用可塑化缸体210的外壁面的区域加热器，进行饥饿区域23的熔融树脂的温度调节。但是，即使调节熔融树脂的温度，也会发生在耐压容器内充满树脂、或者熔融树脂在导入口202附近固化而堵塞物理发泡剂的流道的任意不良，无法找到能够实现长期的连续成形的成形条件。其原因推测如下。

饥饿区域23的熔融树脂的温度、即导入口202附近的熔融树脂的温度过高时，熔融树脂会进入到耐压容器的深处而将容器内埋住。另一方面，在导入口202附近的熔融树脂的温度过低时，熔融树脂在导入口202附近固化而堵塞物理发泡剂的流道。可以推测能够将这两种不良均消除的熔融树脂的温度范围非常窄。在本比较例中使用的耐压容器的容器的内径(D2)与导入口202的内径D1相同(D1＝D2)。因此，如本比较例那样，导入口202的内径D1小至8mm时，耐压容器的内径D2也小，耐压容器的壁面与远离壁面的物理发泡剂的导入路的中心附近的温度没有差异，被均匀化。因此，可以推测本比较例中能够将上述两种不良均消除的熔融树脂的温度范围特别窄。因此，例如虽然能够进行100次喷射左右的发泡成形，但可以推测无法进行超过1000次喷射的长期的连续成形。

产业上的可利用性

本发明的制造方法能够使涉及物理发泡剂的装置机构简略化。另外，能够以低成本有效地制造发泡性优异的发泡成形体。

符号说明

20：螺杆；21：可塑化区域；22：压缩区域；23：饥饿区域；24：再压缩区域；25：流动速度调整区域；26：密封部；27：压力传感器；100：储气瓶；210：可塑化缸体；300：导入速度调整容器；1000：制造装置。

Claims (19)

1.一种发泡成形体的制造方法，其特征在于：

使用具有可塑化缸体和导入速度调整容器的制造装置，

所述可塑化缸体具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和所述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，所述可塑化缸体形成有用于向所述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口，

所述导入速度调整容器与所述导入口连接，

所述制造方法包括下述步骤：

在所述可塑化区域中，使所述热可塑性树脂可塑化熔融而形成所述熔融树脂；

向所述导入速度调整容器供给恒定压力的包含所述物理发泡剂的加压流体，将所述恒定压力的加压流体从所述导入速度调整容器导入所述饥饿区域，将所述饥饿区域保持在所述恒定压力；

在所述饥饿区域中，使所述熔融树脂形成饥饿状态；

在将所述饥饿区域保持在所述恒定压力的状态下，在所述饥饿区域中，使所述饥饿状态的熔融树脂与所述加压流体接触；和

使接触包含所述物理发泡剂的加压流体后的所述熔融树脂成形为发泡成形体，

其中，所述导入速度调整容器的内径的最大值大于所述导入口的内径。

2.根据权利要求1所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入速度调整容器具有所述导入速度调整容器的内径随着远离所述导入口而增大的锥形部。

3.根据权利要求2所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入速度调整容器还具有其内径不变的筒状的直线部，

所述直线部与所述导入口连接，所述锥形部与所述直线部相邻配置。

4.根据权利要求3所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

筒状的所述直线部的延伸方向上的长度在所述可塑化缸体的侧壁的厚度的2倍以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入速度调整容器的容积为所述可塑化缸体的所述饥饿区域的容积的0.1倍～5倍。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入速度调整容器的内径的最大值相对于所述导入口的内径的比率在20以下。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

在所述导入速度调整容器的内壁形成有含聚四氟乙烯的镀膜。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入口的内径为所述可塑化缸体的内径的20％～100％。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述导入速度调整容器的容积为5mL～20L。

10.一种制造发泡成形体的制造装置，其特征在于，具有：

可塑化缸体，其具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和所述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，所述可塑化缸体形成有用于向所述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口；

与所述导入口连接的导入速度调整容器；以及

物理发泡剂供给机构，其与所述导入速度调整容器连接，通过所述导入速度调整容器向所述可塑化缸体供给物理发泡剂，

所述导入速度调整容器的内径的最大值大于所述导入口的内径。

11.根据权利要求10所述的制造装置，其特征在于：

所述导入速度调整容器具有所述导入速度调整容器的内径随着远离所述导入口而增大的锥形部。

12.根据权利要求11所述的制造装置，其特征在于：

所述导入速度调整容器还具有其内径不变的筒状的直线部，

所述直线部与所述导入口连接，所述锥形部与所述直线部相邻配置。

13.根据权利要求12所述的制造装置，其特征在于：

筒状的所述直线部的延伸方向上的长度在所述可塑化缸体的侧壁的厚度的2倍以下。

14.根据权利要求10～13中任一项所述的制造装置，其特征在于：

所述导入速度调整容器的容积为所述可塑化缸体的所述饥饿区域的容积的0.1倍～5倍。

15.根据权利要求10～13中任一项所述的制造装置，其特征在于：

所述导入速度调整容器的内径的最大值相对于所述导入口的内径的比率在20以下。

16.根据权利要求10～13中任一项所述的制造装置，其特征在于：

在所述导入速度调整容器的内壁形成有含聚四氟乙烯的镀膜。

17.根据权利要求10～13中任一项所述的制造装置，其特征在于：

所述导入口的内径为所述可塑化缸体的内径的20％～100％。

18.根据权利要求10～13中任一项所述的制造装置，其特征在于：

所述导入速度调整容器的容积为5mL～20L。

19.一种发泡成形体的制造方法，其为使用了如下制造装置的发泡成形体的制造方法，其特征在于：

所述制造装置具有：

可塑化缸体，其具有热可塑性树脂被可塑化熔融而形成熔融树脂的可塑化区域和所述熔融树脂形成饥饿状态的饥饿区域，所述可塑化缸体形成有用于向所述饥饿区域导入物理发泡剂的导入口；以及

导入速度调整容器，其具有与所述导入口连接的筒状的直线部、和与所述直线部连接且内径随着远离所述导入口而增大的锥形部，

所述制造方法包括下述步骤：

在所述可塑化区域中，使所述热可塑性树脂可塑化熔融而形成所述熔融树脂；

向所述导入速度调整容器供给恒定压力的包含所述物理发泡剂的加压流体；

在所述锥形部对所述恒定压力的包含所述物理发泡剂的加压流体进行加温；

将所述恒定压力的被加温的包含所述物理发泡剂的加压流体从所述导入速度调整容器通过所述直线部导入所述饥饿区域，将所述饥饿区域保持在所述恒定压力；

在将所述饥饿区域保持在所述恒定压力的状态下，在所述饥饿区域中，使所述饥饿状态的熔融树脂与所述加压流体接触；以及

使接触包含所述物理发泡剂的加压流体后的所述熔融树脂成形为发泡成形体。

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