JP2002178379A - 発泡体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備コストおよび運転コストの低減化を実現
した上で、良質の発泡体からなる成形製品を得る。 【解決手段】 溶融状態の原料合成樹脂Ｒ１に炭酸ガス
Ｃを供給して拡散させることにより気体溶解樹脂Ｒ２を
得る押出し装置（発泡原料調製装置）２０と、背圧を加
えることにより上記押出し装置２０内の気体溶解樹脂Ｒ
２を下流側に向けて押圧する油圧シリンダ２９２と、こ
の油圧シリンダ２９２により押圧された気体溶解樹脂Ｒ
２をキャビティ３４内で成形処理する金型３０と、上記
油圧シリンダ２９２の駆動を制御する制御装置８００と
が備えられ、上記制御装置８００は、押出し装置本体２
１からのキャビティ３４向けの気体溶解樹脂Ｒ２の射出
が阻止された状態で背圧が所定の値になるように油圧シ
リンダ２９２に向けて制御信号を出力するように構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、所定の気体が溶
解した熱可塑性合成樹脂を原料として発泡体を製造する
ために用いられる発泡体の製造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平１０−２３０５２８
号公報に記載されているような、溶融状態の気体溶解樹
脂を原料として成形処理を施し、各種の発泡製品を製造
する発泡体の製造装置が知られている。この製造装置
は、所定温度および所定圧力の環境内で超臨界状態の炭
酸ガスを溶融状態の熱可塑性合成樹脂に添加して溶け込
ませ、得られた発泡原料を所定の金型に供給することに
より発泡製品を製造するように構成されている。

【０００３】この発泡製品の製造装置は、気泡核を発生
させるために化学物質である発泡剤を用いるものではな
いため、気泡径が０．１〜１０μｍと極めて小さく、発
泡剤を用いた場合に比べて１／１０〜１／１００である
ことから、合成樹脂材料の物理的特性を損なうことなく
製品の軽量化を図ることが可能になり、将来の展望が期
待されている。

【０００４】そして、かかる製造装置は、内部に押出し
スクリューを備えた筒状の発泡原料調製装置と、この発
泡原料調製装置内に炭酸ガスを供給するためのガスボン
ベとを有しており、このガスボンベからの炭酸ガスが発
泡原料調製装置内に直接導入され、加熱されながら押出
しスクリューの回転駆動で混合されつつある溶融状態の
合成樹脂に供給されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】また、上記特開平１０
−２３０５２８号公報に記載された発泡製品の製造装置
は、発泡原料調製装置と金型との間に介設された射出装
置を有している。この射出装置は、開閉バルブを介して
発泡原料調製装置からスクリューの回転で導出された気
体溶解樹脂を一旦貯留したのち金型に向けて射出するも
のであり、シリンダに進退可能に内装されたこのプラン
ジャーを有し、発泡原料調製装置から導出された所定量
の気体溶解樹脂をシリンダ内に一時貯留したのち開閉バ
ルブを閉止してプランジャーを前進させてシリンダ内の
気体溶解樹脂を金型のキャビティ内に射出させるように
なっている。

【０００６】このような射出装置を発泡原料調製装置と
金型との間に介設することにより、気体溶解樹脂を発泡
原料調製装置から金型のキャビティ内に直接射出する場
合に生じる発泡原料調製装置内の背圧の減少を防止する
ことが可能になり、背圧の減少に起因して気体溶解樹脂
からガスが抜けるという従来の不都合を回避することが
できると記載されている。

【０００７】しかしながら、発泡原料調製装置と金型と
の間に射出装置を介設するとなると、設備コストが嵩む
とともに、発泡原料調製装置の運転とは別に射出装置も
間欠的に運転しなければならず、運転コストも嵩むとい
う問題点を有している。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解消するために
なされたものであり、設備コストおよび運転コストの低
減化を実現した上で、良質の発泡体からなる成形製品を
得ることができる発泡体の製造装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の温度および圧力下で所定の気泡形成用気体が溶解
された溶融状態の気体溶解樹脂を、圧力を低下させるこ
とによる気泡核の形成で多孔質に変換しながら成形処理
する発泡体の製造装置であって、原料合成樹脂を貯留す
る原料ホッパーと、この原料ホッパーから供給された原
料合成樹脂を気泡形成用気体が溶解した溶融状態の気体
溶解樹脂にする発泡原料調製装置と、背圧を加えること
により上記発泡原料調製装置内の気体溶解樹脂を下流側
に向けて押圧する樹脂押圧機構と、この樹脂押圧機構に
より押圧されて上記発泡原料調製装置から射出された気
体溶解樹脂をキャビティ内で成形処理する金型と、上記
樹脂押圧機構の駆動を制御する制御装置とが備えられ、
上記制御装置は、発泡原料調製装置から金型のキャビテ
ィ内に向けて気体溶解樹脂が射出された直後からつぎの
射出までの間の全てについて上記背圧が所定の値になる
ように上記樹脂押圧機構に向けて制御信号を出力するよ
うに構成されていることを特徴とするものである。

【００１０】この発明においては、発泡原料調整装置内
のみで原料合成樹脂に気泡形成用気体を溶解させること
によって気体溶解樹脂を形成させてもよいし、原料合成
樹脂を貯留する原料ホッパー内で予め気泡形成用気体を
原料合成樹脂に溶解させておいてもよい。さらに、原料
ホッパーに投入される前に予め気泡形成用気体を原料合
成樹脂に溶解させる処理が行われた結果得られた気体溶
解樹脂を原料として使用してもよい。

【００１１】そして、この発明によれば、気体溶解樹脂
が発泡原料調製装置から金型のキャビティ内に向けて射
出されない状態のとき、具体的には、樹脂押圧機構の駆
動により発泡原料調製装置から金型のキャビティ内に向
けて気体溶解樹脂が射出された直後からつぎの射出まで
の待機期間中の全てにおいて、制御装置からの制御信号
による樹脂押圧機構の駆動で発泡原料調製装置内の背圧
が所定の値になるため、この背圧の値を気体溶解樹脂か
ら気泡形成用気体が分離しない圧力に予め設定しておく
ことにより、気体溶解樹脂を金型へ向けて射出した後の
発泡原料調製装置内において気体溶解樹脂から気泡形成
用気体が抜け出るような不都合が防止される。

【００１２】従って、従来のように発泡原料調製装置か
ら導出された発泡体を一旦別の射出装置に移し替えてか
らこの射出装置によってキャビティに向けて気体溶解樹
脂を射出するような面倒なことを行う必要がなくなり、
その分運転コストの低減化に寄与するとともに、射出機
が不要な分設備コストの低減化が達成された上で、良質
の発泡製品が製造される。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記金型には、発泡原料調製装置からの気
体溶解樹脂をキャビティ内に導く樹脂注入路が設けら
れ、この樹脂注入路の下流端には、閉止することにより
気体溶解樹脂のキャビティ内への注入を阻止し得るシャ
ットオフバルブが設けられていることを特徴とするもの
である。

【００１４】この発明によれば、発泡原料調製装置から
の気体溶解樹脂を金型のキャビティ内に導く樹脂注入路
の下流端にシャットオフバルブが設けられているため、
このシャットオフバルブを閉止することによりシャット
オフバルブと発泡原料調製装置内との間の空間を容易に
気密性が保持された状態にすることができ、樹脂押圧機
構の押圧操作による気体溶解樹脂への背圧付与で容易に
上記空間内の圧力を気泡形成用気体が気体溶解樹脂から
抜けない圧力にすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、上記発泡原料調製装置は、筒状の
ケーシング内に形成した気体溶解樹脂を押し出すプッシ
ュチャンバーを有し、上記樹脂押圧機構は、プッシュチ
ャンバーに同心で軸心回りに回転することによって気体
溶解樹脂を上記金型に向けて押圧する押出しスクリュー
と、この押出しスクリューを軸心回りに回転させるスク
リュー駆動モータと、上記押出しスクリューを前進させ
るシリンダ機構とを備えて構成されていることを特徴と
するものである。

【００１６】この発明によれば、原料供給装置からの合
成樹脂と、気体供給源からの気泡形成用気体との双方を
所定の温度および圧力環境に設定されたプッシュチャン
バーに供給することにより、気泡形成用気体が合成樹脂
中に溶解し、気体溶解樹脂が得られる。この気体溶解樹
脂をスクリュー駆動モータの駆動による押出しスクリュ
ーの回転で合成樹脂を攪拌することにより、気泡形成用
気体が樹脂内に均一に拡散して金型に注入する直前の発
泡原料が得られる。

【００１７】そして、発泡原料調製装置から金型のキャ
ビティ内に向けの気体溶解樹脂の射出が阻止された状態
で、シリンダ機構の駆動によって押出しスクリューを前
進させることにより、発泡原料調製装置内の容積が減少
して気体溶解樹脂に対する背圧が上昇する。このよう
に、シリンダ機構を設けることにより、発泡原料調製装
置内の気体溶解樹脂に対して所定の背圧を容易に付与し
得るようになる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明において、上記原料ホッパーは、
上部に密閉構造の開閉蓋を有しているとともに、底部に
気密を保持しながら原料合成樹脂を上記発泡原料調製装
置に送り込む原料送込み手段を備えていることを特徴と
するものである。

【００１９】この発明によれば、原料ホッパーに原料合
成樹脂を装填した後に密閉構造の開閉蓋を閉止すること
により、原料ホッパー内は気密が保持される。そして、
原料送込み手段は、気密を保持しながら原料合成樹脂を
発泡原料調製装置に送り込み得るように構成されている
ため、送り込み操作時に気密が解除されて一旦溶解した
気泡形成用気体が原料合成樹脂から抜け出るような不都
合が回避される。

【００２０】また、原料送込み手段の気密性によって発
泡原料調製装置内の気密性が確保されるため、気体溶解
樹脂に背圧を加えるに際し、発泡原料調製装置内の圧力
が原料ホッパーに抜け出る不都合が回避される。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載の発明において、上記金型は、圧縮成形
用のものであることを特徴とするものである。

【００２２】この発明によれば、成形の初期に予め雌型
を雄型に外嵌してキャビティを最小容量に設定してお
き、発泡原料調製装置からの気体溶解樹脂が注入される
に従って雌型を雄型から離間させるようにし、この離間
速度を調節することにより、押し出されてキャビティに
導入された気体溶解樹脂の受ける圧力を調節することが
可能になる。

【００２３】従って、キャビティの有効容量が不変であ
る射出成形用の金型を用いた場合には、別途設けた圧力
調整装置からの高圧気体をキャビティ内に供給し、バル
ブの開閉操作でキャビティ内の圧力調節を行わなければ
ならないが、バルブ操作による圧力調整は非常に困難で
あり、圧力のばらつきに起因して発泡製品の品質がばら
つくという不都合が存在するが、この発明では、予め設
定された雌型の画一的な離間操作でキャビティ内の気体
溶解樹脂に対して常に所望の圧力を付与することが容易
になり、これによって発泡製品の品質がばらつくという
従来の不都合が解消される。

【００２４】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載の発明において、上記気泡形成用気体
は、二酸化炭素、窒素および一酸化炭素の内から選ばれ
たいずれかであることを特徴とするものである。

【００２５】この発明によれば、二酸化炭素、窒素およ
び一酸化炭素は、超臨界状態にするのが容易な気体であ
るため、これらを超臨界状態にすることにより、気泡形
成用気体を合成樹脂内に容易に溶解させることが可能に
なる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る発泡体製造
装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。こ
の図に示すように、発泡体製造装置１０は、気泡形成用
気体を供給し、この気泡形成用気体を溶融状態の合成樹
脂内に拡散させることにより合成樹脂を気体溶解樹脂に
する押出し装置（発泡原料調製装置）２０と、この押出
し装置２０からの気体溶解樹脂を圧縮成形処理する金型
３０と、これら押出し装置２０および金型３０の各駆動
機構に油圧を与える油圧ユニット４０とを備えた基本構
成を有している。

【００２７】上記押出し装置２０は、フロア１１上に形
成された鉄筋コンクリート製の基台１２上に据え付けら
れた円筒状の押出し装置本体２１と、この押出し装置本
体２１の基端側（図１の左方）に付設された原料ホッパ
ー２６０と、同略中央部に炭酸ガスを供給するために押
出し装置本体２１の近傍に配設されたガスボンベ２３
と、押出し装置本体２１の外周面に巻き付けられた加熱
部材２４と、押出し装置本体２１に内装された押出しス
クリュー２５とを備えている。

【００２８】上記押出し装置本体２１内には、基端側か
ら先端側にかけて形成されたプッシュチャンバー２６が
設けられている。このプッシュチャンバー２６は、押出
しスクリュー２５を内装するとともに、熱可塑性合成樹
脂からなる原料合成樹脂Ｒ１に炭酸ガスＣを供給して気
体溶解樹脂Ｒ２とし、この気体溶解樹脂Ｒ２を押出しス
クリュー２５の軸心回りの回転で下流端に設けられた樹
脂導出孔２１ｃに向けて押し出すためのものである。そ
して、押出し装置本体２１の基端位置には、かかるプッ
シュチャンバー２６に原料合成樹脂Ｒ１を導入するため
の樹脂導入孔２１ａが穿設されているとともに、同樹脂
導入孔２１ａの右方位置には炭酸ガスＣを導入するため
のガス導入孔２１ｂが穿設されている。

【００２９】上記原料ホッパー２６０は、押出し装置本
体２１に穿設された樹脂導入孔２１ａの直上に配設され
ている。この原料ホッパー２６０には、粒状または粉状
に粒度調製された原料合成樹脂Ｒ１が装填される。原料
合成樹脂Ｒ１としては、圧縮成形、射出成形、押出成形
等で通常用いられる熱可塑性合成樹脂であればいずれも
適用可能であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン樹脂、アクリルニトリル−スチ
レン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、ナイロンな
どのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、
アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体
などの一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭやＥＰＤＭなどの
熱可塑性エラストマー、これらの混合物、あるいはこれ
らを用いたポリマーアロイ等を挙げることができる。

【００３０】かかる原料ホッパー２６０の底部と樹脂導
入孔２１ａとの間には原料導入管が介設されているとと
もに、この原料導入管にはロータリーバルブ（原料送込
み手段）２６３が設けられ、このロータリーバルブ２６
３の起動／停止により原料ホッパー２６０内の原料合成
樹脂Ｒ１のプッシュチャンバー２６内に対する導入／導
入停止が行われるようになっているとともに、樹脂導出
孔２１ｃに設けられた後述する開閉バルブ２５０の閉止
によってプッシュチャンバー２６内が密閉状態になるよ
うにしている。

【００３１】図２は、原料ホッパー２６０の一実施形態
を示す側面断面視の説明図である。この図に示すよう
に、原料ホッパー２６０は、上部に開口を有し、かつ、
底部が漏斗状に形成されたホッパー本体２６１と、この
ホッパー本体２６１の上部開口を密閉状態で閉止する蓋
体２６２と、ホッパー本体２６１の漏斗状の部分の底部
開口から押出し装置本体２１に向けて延設されたロータ
リーバルブ２６３とからなっている。上記蓋体２６２
は、ホッパー本体２６１の上縁部に径方向の外方に向か
って全周に亘るように突設されたフランジにボルト止め
で着脱自在に固定されるようになっている。

【００３２】上記ロータリーバルブ２６３は、ホッパー
本体２６１の底部開口と押出し装置本体２１の樹脂導入
孔２１ａとの間に介設された原料導出管２６４と、この
原料導出管２６４に介設された、原料導出管２６４と直
交する方向に延びる円筒状のハウジング２６５と、この
ハウジング２６５に内装されたローター２６６と、この
ローター２６６を回転駆動する電動機２６７とを備えて
構成されている。

【００３３】上記原料導出管２６４の下端部にはフラン
ジが設けられ、このフランジがボルト止めあるいは溶接
止めで押出し装置本体２１に固定されることによりホッ
パー本体２６１内とプッシュチャンバー２６内とが原料
導出管２６４および樹脂導入孔２１ａを介して連通され
るようになっている。

【００３４】上記ローター２６６は、中心位置に貫通固
定された中心軸２６８と共回り可能になっている。かか
るローター２６６は、ハウジング２６５内に摺接状態で
嵌挿され得るように外径寸法が設定された円柱体の周面
に径方向に向かって周方向等ピッチで凹設された複数の
凹部２６６ａを備えて形成されている。凹部２６６ａの
周面開口の周方向幅寸法は、原料導出管２６４の径寸法
と同一に寸法設定されている。

【００３５】そして、ホッパー本体２６１内の原料合成
樹脂Ｒ１は、ローター２６６の中心軸２６８回りの回転
でホッパー本体２６１の底部開口に位置した凹部２６６
ａに装填されるとともに、ローター２６６の回転の継続
で原料合成樹脂Ｒ１の装填された凹部２６６ａが樹脂導
入孔２１ａに対向した位置に到達したとき、装填されて
いた原料合成樹脂Ｒ１が凹部２６６ａから原料導出管２
６４および樹脂導入孔２１ａを介して押出し装置本体２
１のプッシュチャンバー２６内に供給されるようになっ
ている。

【００３６】このような凹部２６６ａは、ホッパー本体
２６１内とプッシュチャンバー２６内とが直接連通しな
いように凹設位置および凹設個数が設定されている。従
って、ローター２６６の回転によってホッパー本体２６
１内の原料合成樹脂Ｒ１は順次プッシュチャンバー２６
内に送り込まれる一方、ホッパー本体２６１内およびプ
ッシュチャンバー２６内の気密性は確保されるようにな
っている。

【００３７】上記電動機２６７は、その駆動軸が図略の
減速機構を介して上記中心軸２６８に接続され、ロータ
ー２６６は電動機２６７の駆動によって中心軸２６８と
一体回転するようになっている。

【００３８】また、上記ホッパー本体２６１の周面の上
部位置には、ガスボンベ２３からの炭酸ガスＣを受け入
れるためのガス受入れ管２６１ａが設けられ、このガス
受入れ管２６１ａを介した炭酸ガスＣの導入でホッパー
本体２６１内を所定の圧力の炭酸ガス雰囲気にし得るよ
うになっている。

【００３９】上記ガスボンベ２３は、所定の高圧に圧縮
された炭酸ガスを貯留するためのものである。かかるガ
スボンベ２３からは、元バルブ２３１を介してガス本管
２３２が配管されているとともに、このガス本管２３２
の先端は二方に分岐され、一方の第１ガス支管２３３
は、その先端が押出し装置本体２１のガス導入孔２１ｂ
に接続されているとともに、他方の第２ガス支管２３４
は、その先端がホッパー本体２６１のガス受入れ管２６
１ａに接続されている。

【００４０】そして、第１ガス支管２３３には、第１バ
ルブ２３５が設けられているとともに、第２ガス支管２
３４には第２バルブ２３６が設けられ、これら第１およ
び第２バルブ２３５，２３６の開閉操作でプッシュチャ
ンバー２６内およびホッパー本体２６１内への炭酸ガス
Ｃの供給および遮断が行われるようになっている。

【００４１】このようなガスボンベ２３からの炭酸ガス
Ｃを対象とした配管構成、および上記原料ホッパー２６
０の構成によれば、第１バルブ２３５の開閉操作による
ガスボンベ２３内の炭酸ガスＣのプッシュチャンバー２
６内への供給および供給遮断でプッシュチャンバー２６
内の炭酸ガス環境をコントロールすることができるとと
もに、第２バルブ２３６の開閉操作によってホッパー本
体２６１内の炭酸ガス環境をコントロールすることが可
能になる。

【００４２】そして、特にホッパー本体２６１内を所定
温度および所定圧力の炭酸ガス環境にすることにより、
押出し装置本体２１に供給される前の段階で原料合成樹
脂Ｒ１に炭酸ガスＣをある程度溶解させることが可能に
なり、これによって押出し装置本体２１内での原料合成
樹脂Ｒ１の滞留時間の短縮化が実現するため、生産効率
が向上する。

【００４３】上記加熱部材２４は、本実施形態において
は通電発熱体によって形成されている。かかる加熱部材
２４は、押出し装置本体２１に巻き付けられて環状を呈
し、これによってプッシュチャンバー２６に導入された
原料合成樹脂Ｒ１および炭酸ガスＣの混入された気体溶
解樹脂Ｒ２が押出し装置本体２１の外周面から万遍なく
加熱されるようになっている。

【００４４】上記押出しスクリュー２５は、基端側（図
１の左方）の開口から押出し装置本体２１のプッシュチ
ャンバー２６内に同心かつ密封状態で軸心回りに回転可
能に装入されている。かかる押出しスクリュー２５は、
棒状のスクリュー軸２５ａと、このスクリュー軸２５ａ
の外周面に螺設されたスパイラルフィン２５ｂとからな
っている。かかる押出しスクリュー２５は、押出し装置
本体２１の図１における左端部であって、基台１２上に
据え付けられた油圧駆動機構２９０によって駆動される
ようになっている。

【００４５】油圧駆動機構２９０は、押出しスクリュー
２５を軸心回りに回転させるスクリュー駆動モータ２９
１と、押出しスクリュー２５を進退させる油圧シリンダ
２９２とを備えて構成されている。スクリュー駆動モー
タ２９１の駆動回転は、スクリュー駆動モータ２９１の
駆動軸と同心の駆動ギヤ２９３およびスクリュー軸２５
ａと同心の従動ギヤ２９４を介して押出しスクリュー２
５に伝達されるようになっている。

【００４６】一方、スクリュー軸２５ａは、その基端側
から油圧シリンダ２９２に向けて延設されたスプライン
軸２５ｃを有しており、上記従動ギヤ２９４は同心で相
対移動可能および共回り可能にスプライン軸２５ｃに外
嵌されており、これによって従動ギヤ２９４の回転がス
プライン軸２５ｃを介して押出しスクリュー２５に伝達
されることになる。

【００４７】上記油圧シリンダ２９２は、筒状のシリン
ダ本体２９５と、このシリンダ本体２９５に同心で内装
されたピストン２９６と、このピストン２９６から上記
スプライン軸２５ｃに向けて同心で突設されたピストン
ロッド２９７とを備えて構成されている。ピストンロッ
ド２９７の先端部はスプライン軸２５ｃの基端部と同心
で一体に結合され、これによって油圧ユニット４０から
の油圧の供給によるピストン２９６の進退がピストンロ
ッド２９７を介してスプライン軸２５ｃに伝達され、こ
れによって押出しスクリュー２５がプッシュチャンバー
２６内で進退し得るようになっている。従って、プッシ
ュチャンバー２６内に気体溶解樹脂Ｒ２が装填された状
態で油圧シリンダ２９２の駆動により押出しスクリュー
２５を進退させることによって気体溶解樹脂Ｒ２に対す
る背圧が調整されることになる。

【００４８】そして、油圧駆動機構２９０の駆動で押出
しスクリュー２５を軸心回りに回転させるとともに、加
熱部材２４への通電でプッシュチャンバー２６内を所定
の温度に加熱した状態で、プッシュチャンバー２６内に
原料ホッパー２６０からの原料合成樹脂Ｒ１とガスボン
ベ２３からの炭酸ガスＣを導入することにより、プッシ
ュチャンバー２６内が所定の高温・高圧環境になり、こ
れによって粒状の原料合成樹脂Ｒ１が溶解して溶融状に
なるとともに、炭酸ガスＣがこの液状の原料合成樹脂Ｒ
１内に溶解し、気体溶解樹脂Ｒ２が形成されることにな
る。

【００４９】また、プッシュチャンバー２６内における
炭酸ガスの温度および圧力が所定の値になるようにして
いる。こうすることによって炭酸ガスは気体と液体との
中間的な挙動を示す、いわゆる超臨界状態になり、炭酸
ガスＣの原料合成樹脂Ｒ１に対する溶解が極めて良好に
行われる。

【００５０】なお、本発明は、気泡形成用気体が超臨界
状態とされることに限定されるものではない。例えば、
ＰＰ（ポリプロピレン）の例では、炭酸ガスが超臨界状
態に突入していなくても、その時の圧力条件でＰＰが溶
解する温度環境を現出させれば、炭酸ガスは気体が液体
に溶け込むメカニズムでＰＰに溶け込み、気体溶解樹脂
Ｒ２を得ることができる。

【００５１】このような溶融状態の気体溶解樹脂Ｒ２を
急激に減圧環境に置くと、溶解していた炭酸ガスＣが相
分離して溶融樹脂内で均一に気泡核が形成され、この気
泡核が成長して（すなわち径寸法が大きくなって）セル
核になり、さらにこのセル核が成長した時点で樹脂を冷
却することにより、内部に無数の微細な気泡を有する成
形体が得られる。

【００５２】図３は、開閉バルブ２５０の一実施形態を
示す側面視の断面図であり、（イ）は、樹脂導出孔２１
ｃが開通された状態、（ロ）は、樹脂導出孔２１ｃが閉
止された状態をそれぞれ示している。この図に示すよう
に、開閉バルブ２５０は、筒状のケーシング２５１と、
このケーシング２５１に内装されたシリンダ装置２５２
と、このシリンダ装置２５２の駆動で進退するニードル
弁２５５とからなっている。

【００５３】上記ケーシング２５１は、外径寸法が押出
し装置本体２１の樹脂導出孔２１ｃに摺接状態で嵌入し
得るように寸法設定されているとともに、図３における
右端部にフランジが設けられ、樹脂導出孔２１ｃに嵌入
された状態でこのフランジが押出し装置本体２１の端面
にボルト止めされることによって押出し装置本体２１に
固定されるようになっている。

【００５４】かかるケーシング２５１には、シリンダ装
置２５２を同心で装着するための装着室２５０ｂが設け
られているとともに、この装着室２５０ｂの先端部には
装着室２５０ｂと同心で円錐状を呈した円錐孔２５８
と、この円錐孔２５８に続く射出孔２５９とが設けられ
ている。これら円錐孔２５８および射出孔２５９の内周
面には強靭でかつ断熱性に優れた合成樹脂材料（シリコ
ン樹脂やポリテトラフルオロエチレン等）からなる環状
断熱部材２５０ａが内張りされ、この環状断熱部材２５
０ａの存在で各孔２５８，２５９部分での伝熱による放
熱が防止されるようになっている。

【００５５】上記ケーシング２５１の先端部には、後述
する下型３１の樹脂注入路３３から延設された接続管３
３ａがボルト止めによって同心で接続され、これによっ
てケーシング２５１の射出孔２５９は接続管３３ａを介
して樹脂注入路３３と連通するようになっている。

【００５６】上記シリンダ装置２５２は、上記油圧ユニ
ット４０からの油圧の供給を受けて駆動するシリンダ２
５３と、このシリンダ２５３の駆動で進退するピストン
ロッド２５４とを備えて構成されている。上記ピストン
ロッド２５４の先端にはニードル弁２５５が同心で固定
され、シリンダ２５３の正逆駆動によるピストンロッド
２５４の進退で射出孔２５９に対して進退するようにな
っている。

【００５７】上記ニードル弁２５５は、ピストンロッド
２５４の先端に同心で固定された円柱状の弁本体２５６
と、この弁本体２５６の先端から同心で突設された円錐
体２５７とからなっている。上記弁本体２５６は、装着
室２５０ｂの内周面から中心方向に向けて突設された複
数の支持板２５１ａに支持されることよって装着室２５
０ｂ内に固定されている。

【００５８】上記円錐体２５７の外周面は軸心に対する
傾斜角度が円錐孔２５８のそれと同一に角度設定され、
これによってニードル弁２５５が前進したとき、図３の
（ロ）に示すように、円錐体２５７の外周面が円錐孔２
５８の内周面に押圧当接し、これによってプッシュチャ
ンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２の射出孔２５９を介し
た導出が阻止されるようになっている。

【００５９】かかる開閉バルブ２５０の構成によれば、
図３の（イ）に示すように、ニードル弁２５５がシリン
ダ装置２５２の方向に後退することにより、円錐体２５
７が環円錐孔２５８の内周面から離間した開閉バルブ２
５０の開通状態になるため、プッシュチャンバー２６内
の気体溶解樹脂Ｒ２は装着室２５０ｂおよび射出孔２５
９を介して接続管３３ａに向けて導出されることにな
る。

【００６０】そして、ニードル弁２５５が、図３の
（イ）に示す状態からシリンダ装置２５２の駆動で前進
することにより、図３の（ロ）に示すように、円錐体２
５７の周面が環状断熱部材２５０ａを介して円錐孔２５
８の内周面に押圧当接するため、プッシュチャンバー２
６内の気体溶解樹脂Ｒ２の接続管３３ａに向かう流通が
阻止された状態になる。

【００６１】上記金型３０は、基台１２上に据え付けら
れた下型（雄型）３１と、この下型３１に対向してその
上方に配設された上型（雌型）３２とを備えて構成され
ている。

【００６２】上記下型３１は、中実の金属材料によって
形成された２段の円柱状または角柱状の下型基体部３１
ａと、この下型基体部３１ａの頂面から同心で上方に突
設された円柱状または角柱状の下型本体３１ｂとからな
っている。かかる下型３１には、下型本体３１ｂの上面
の中心位置から下方に向けて垂下してから押出し装置本
体２１の開閉バルブ２５０に向かうように穿設された樹
脂注入路３３が設けられている。押出しスクリュー２５
の駆動で開閉バルブ２５０を介してプッシュチャンバー
２６から押し出された気体溶解樹脂Ｒ２は、この樹脂注
入路３３を通って下型本体３１ｂの上面に送り込まれる
ことになる。

【００６３】上記上型３２は、平面寸法が下型本体３１
ｂのそれより大きい上型基体部３２ａと、この上型基体
部３２ａから下方に向けて延設された上型本体３２ｂ
と、上型基体部３２ａの上縁部から外方に向けて突設さ
れたフランジ部３２ｃとを備えて構成されている。

【００６４】上型本体３２ｂは、下型本体３１ｂに摺接
状態で外嵌されるように筒状に形状設定されている。従
って、上型本体３２ｂが下型本体３１ｂに外嵌された状
態で下型本体３１ｂの上面と上型本体３２ｂの天井面と
の間に、押出し装置２０から樹脂注入路３３を介して送
り込まれた気体溶解樹脂Ｒ２を発泡させて発泡体を成形
するためのキャビティ３４が形成されることになる。そ
して、上型３２は、その上部に設けられた昇降装置（移
動手段）５０の駆動で昇降され、これによってキャビテ
ィ３４が外部に開放され得るとともに、上型本体３２ｂ
が下型本体３１ｂに外嵌された状態ではキャビティ３４
の上下寸法が調節可能になっている。

【００６５】上記フランジ部３２ｃの前後端部（図１に
おける左右の端部）は、前後の各一対の主支柱６１間に
摺接状態で嵌挿され、これら主支柱６１に案内されるこ
とによって上型３２の昇降が安定するようになされてい
る。

【００６６】また、金型３０には、下型本体３１ｂを貫
通するように穿設された複数本の下型冷却水通路３５
と、上型本体３２ｂを貫通するように穿設された上型冷
却水通路３６とが設けられており、キャビティ３４内に
成形された発泡体Ｒ３はこれらの冷却水通路３５，３６
に供給される冷却水との熱交換で冷却される。

【００６７】かかる金型３０の下型３１には、樹脂注入
路３３の下流端にシャットオフバルブ２１０が設けられ
ている。図４は、シャットオフバルブ２１０の一実施形
態を示す断面図であり、（イ）はバルブ開通状態、
（ロ）はバルブ閉止状態をそれぞれ示している。この図
に示すように、シャットオフバルブ２１０は、下型３１
のキャビティ３４内の底板に樹脂注入路３３に連通して
穿設された樹脂注入路３３より若干大径の装着孔３１０
に密着状態で嵌め込まれてねじ止めにより固定されてい
る。

【００６８】かかるシャットオフバルブ２１０は、上記
装着孔３１０に嵌挿される筒状のケーシング２３０と、
このケーシング２３０にさらに内装される内子２１１
と、この内子２１１に内装されるニードル弁２１２と、
このニードル弁２１２を、リンクアーム２１３を介して
開閉操作するシリンダ装置２１４とを備えて構成されて
いる。

【００６９】上記内子２１１は、円の一部が弦によって
切り欠かれた不完全円柱体によって形成されている。そ
して、ケーシング２３０の上下方向の略中間位置より下
部の内周面であって内子２１１に当接していない部分
と、内子２１１の弦の部分、すなわち内子２１１の外周
面であってケーシング２３０の内周面に当接していない
部分とによって、平面視（すなわち図４の上方位置から
見た状態）で弦を備えた弓状の樹脂通路２３１が形成さ
れている。

【００７０】かかる内子２１１は、外径寸法がケーシン
グ２３０内に摺接状態で嵌挿され得るように寸法設定さ
れ、中心位置に注入口２４０と同心で設けられた円筒状
のニードル弁装着室２１５と、このニードル弁装着室２
１５と平行なシリンダ装着室２１６と、上流側（図４の
下側）でニードル弁装着室２１５およびシリンダ装着室
２１６間を連通するリンクアーム装着室２１７とを有し
ている。そして、ニードル弁装着室２１５の上流壁およ
び下流壁には、ニードル弁２１２が摺接状態で貫入され
る貫入孔がそれぞれ穿設されている。

【００７１】上記ニードル弁２１２は、先端が先鋭に形
成されたに円錐体２１９を有する弁本体２１８と、基端
側に形成された、ニードル弁装着室２１５に摺接状態で
嵌入されるフランジ２２０とを備えて構成されている。
かかるニードル弁２１２は、ニードル弁装着室２１５に
装着された状態で、フランジ２２０とニードル弁装着室
２１５の下流壁との間の弁本体２１８に圧縮状態のコイ
ルスプリング２２１が外嵌され、これによって、普段は
図４の（イ）に示すように、フランジ２２０がコイルス
プリング２２１の付勢力で押圧されてニードル弁装着室
２１５の上流壁に当止するとともに、円錐体２１９が上
流側に引き戻された状態になっている。

【００７２】上記シリンダ装置２１４は、シリンダ装着
室２１６の図４における上方に装着されている。かかる
シリンダ装置２１４は、シリンダ２２２と、このシリン
ダ２２２の下端面から外部に突出したピストンロッド２
２３とからなり、油圧ユニット４０（図１）から送られ
てくる作動油の油圧によってピストンロッド２２３がシ
リンダ２２２に対して進退し、これによってリンクアー
ム２１３を操作するようになっている。

【００７３】上記リンクアーム２１３は、内子２１１内
の径方向の外方側に形成された、ピストンロッド２２３
の先端部によって押圧される被押圧部２２４と、シリン
ダ２２２内の中心位置で弁本体２１８の下端面を押圧す
る押圧部２２５と、これら押圧部２２５および被押圧部
２２４の中間位置の下面に上方に向かって凹設された凹
部２２６とからなっている。

【００７４】そして、リンクアーム装着室２１７内の上
壁面には、上記凹部２２６に対応した支持突起２２７が
設けられている。リンクアーム２１３は、凹部２２６が
支持突起２２７に外嵌された状態で後退状態にピストン
ロッド２２３の先端が被押圧部２２４に当接するととも
に、押圧部２２５が弁本体２１８の下端面に当接するよ
うに形状設定されている。

【００７５】一方、ケーシング２３０の上部に穿設され
た孔は、ニードル弁２１２の円錐体２１９に対応して円
錐状に形成され、この円錐状に形成された部分によって
気体溶解樹脂Ｒ２をキャビティ３４内に向けて吐出する
いわゆる注入口２４０が形成されている。

【００７６】そして、注入口２４０の内周面には、上記
同様の強靭でかつ断熱性に優れた合成樹脂材料からなる
環状断熱部材２２９が内張りされ、これによって冷却さ
れた発泡体Ｒ３との熱交換で冷却され易い注入口２４０
部分におけるケーシング２３０内の気体溶解樹脂Ｒ２の
保温が確実に行われるようにしている。

【００７７】かかるシャットオフバルブ２１０の構成に
よれば、樹脂注入路３３内の気体溶解樹脂Ｒ２を金型３
０に供給するに際しては、図４の（イ）に示すように、
シリンダ装置２１４の駆動でピストンロッド２２３がシ
リンダ２２２内に引き戻される。そうすると、コイルス
プリング２２１の付勢力でフランジ２２０が上方に押圧
されてリンクアーム２１３の支持突起２２７回りの反時
計方向へ回動させつつ弁本体２１８が下方に移動し、円
錐体２１９が環状断熱部材２２９から離間して注入口２
４０が開放状態になる。

【００７８】このとき、リンクアーム２１３は、弁本体
２１８の下端面で押圧部２２５が押圧されることにより
支持突起２２７の先端回りに反時計方向に回動し、これ
によって被押圧部２２４のピストンロッド２２３先端へ
の当接状態が維持される。そして、注入口２４０が開放
状態にされることにより、樹脂注入路３３内の気体溶解
樹脂Ｒ２は、注入口２４０を介してキャビティ３４へ導
出されることになる。

【００７９】ついで、樹脂注入路３３内の気体溶解樹脂
Ｒ２のキャビティ３４への導出を停止するに際しては、
図４の（イ）に示す状態において、シリンダ装置２１４
の駆動でピストンロッド２２３がシリンダ２２２から突
出される。そうすると、コイルスプリング２２１の付勢
力に抗してリンクアーム２１３が支持突起２２７回りに
時計方向に回動し、これによる弁本体２１８の図４にお
ける上方への移動によって円錐体２１９が、図４の
（ロ）に示すように、環状断熱部材２２９の上流端内面
に当接して注入口２４０が閉止され、樹脂注入路３３内
の気体溶解樹脂Ｒ２の注入口２４０を介したキャビティ
３４への導出が停止されることになる。

【００８０】そして、本発明においては、下型３１の樹
脂注入路３３内に存在する気体溶解樹脂Ｒ２を加熱して
その溶融状態を維持するための溶融状態維持装置（加熱
手段）７０が設けられている。この溶融状態維持装置７
０は、電源装置７１と、下型３１内で樹脂注入路３３を
螺旋状で取り巻くように設けられた通電発熱体７２と、
この通電発熱体７２の一方の端部に電源装置７１からの
電力を供給する電力線７３と、同他方の端部から引き出
されたアース線７４とからなっている。

【００８１】そして、電源装置７１からの電力が通電発
熱体７２に供給されることによる発熱で、樹脂注入路３
３内の気体溶解樹脂Ｒ２が溶融状態を維持するために必
要な温度（気体溶解樹脂Ｒ２の種類によって異なるが、
通常１００℃〜２５０℃）になるよう加熱される。

【００８２】このような溶融状態維持装置７０を採用す
ることにより、金型３０の大型化によって樹脂注入路３
３が複数本とされ、合計長が長くなっても、樹脂注入路
３３内の気体溶解樹脂Ｒ２が冷却固化して流路を閉塞す
るような不都合が防止される。

【００８３】上記昇降装置５０は、押出し装置２０の一
部および金型３０を跨ぐようにフロア１１上に構築され
た支持枠体６０に支持されている。支持枠体６０は、金
型３０の四隅の外方でフロア１１上に立設された４本の
主支柱６１（図１には２本のみが示されている）と、こ
れら主支柱６１の図１における左方の２本よりさらに左
寄りの位置に押出し装置本体２１を跨いで立設された２
本の逆Ｌ形支柱６２と、上記４本の主支柱６１上に架設
された天板６３とからなっている。

【００８４】そして、かかる支持枠体６０に支持される
昇降装置５０は、天板６３の中央位置に取り付けられた
主シリンダ装置５１と、この主シリンダ装置５１を挟ん
で天板６３の側部位置に取り付けられた一対の補助シリ
ンダ装置５４とからなっている。これら主および補助シ
リンダ装置５１，５４を採用することによって、上型３
２が横振れすることなく昇降し得るようになっている。

【００８５】そして、上記主シリンダ装置５１は、天板
６３上に据え付けられた主シリンダ５２と、この主シリ
ンダ５２に装着され、かつ、天板６３を貫通して下方に
垂下された主ピストンロッド５３とからなっているとと
もに、各補助シリンダ装置５４は、天板６３上に据え付
けられた補助シリンダ５５と、この補助シリンダ５５に
装着され、かつ、天板６３を貫通して下方に垂下された
補助ピストンロッド５６とからなっている。

【００８６】上記補助ピストンロッド５６の下端は上型
基体部３２ａの上面中央部にボルト止めその他で固定さ
れているとともに、各補助ピストンロッド５６は、その
下端部分が上型３２のフランジ部３２ｃを貫通した状態
でナットにより締結され、これによって主および補助ピ
ストンロッド５３，５６の上型３２に対する結合状態が
確実なものになるようにしている。このような昇降装置
５０は、上記油圧ユニット４０から送り込まれる作動油
によって駆動されるようになっている。

【００８７】油圧ユニット４０は、作動油を貯留するオ
イルタンク、このオイルタンク内の作動油を吸引して吐
出するオイルポンプ、必要に応じて作動油の流通経路を
切り替える電磁切替弁等の図略の油圧機器が内装されて
いる。そして、発泡体製造装置１０の稼働時には、図略
の制御装置からの予め記憶されているプログラムに基づ
く制御信号によって上記各種の油圧機器が所定の動作を
行い、これによる油圧ユニット４０からの作業スケジュ
ールに応じた作動油の吐出によって油圧駆動機構２９０
および昇降装置５０が互いに同期しながら駆動し、キャ
ビティ３４に注入された気体溶解樹脂Ｒ２が金型３０に
より成形されて発泡体が製造されるようになっている。

【００８８】上記のように構成された発泡体製造装置１
０は、マイクロコンピュータからなる制御装置８００に
よって運転制御されるようになっている。図５は、制御
装置８００による発泡体製造装置１０の運転制御の一実
施形態を示すブロック図である。以下図５および必要に
応じて図１および図６を参照しながら制御装置８００に
よる発泡体製造装置１０の運転制御について説明する。

【００８９】この図に示すように、発泡体製造装置１０
の運転制御のために上型３２（図１）の近傍にはキャビ
ティ３４内に発泡体Ｒ３が存在するか否かを検出する発
泡体有無センサ８０１と、上型３２の上下方向の位置レ
ベルを検出するレベルセンサ８０２とが設けられてい
る。また、押出し装置本体２１（図１）のプッシュチャ
ンバー２６内の適所には、押出しスクリュー２５による
背圧を検出するための背圧センサ８０３およびプッシュ
チャンバー２６内の温度を検出する温度センサ８０４が
設けられているとともに、原料ホッパー２６０（図１）
の適所には、ホッパー内の圧力を検出する圧力センサー
８０５が設けられている。

【００９０】各センサ８０１〜８０５からの検出信号
は、制御装置８００に向けて出力されるようになってお
り、検出信号が入力された制御装置８００は、予め記憶
しているプログラムに基づいて逐一発泡体製造装置１０
の可動機器に制御信号を出力し、これによって発泡体製
造装置１０が一連の成形処理を自動的に行うようになっ
ている。

【００９１】発泡体有無センサ８０１は、発光素子と受
光素子とからなる光電素子によって形成され、発光素子
と受光素子とが下型３１の上面より若干上方位置で対向
配置されている。そして、上型３２が、図６の（イ）に
示すように、下型３１から相当離間した上方位置に位置
しているにも拘わらず受光素子が発光素子からの光を受
光しないときに制御装置８００が下型３１上に発泡体Ｒ
３が存在すると判別するようになされている。

【００９２】上記レベルセンサ８０２は、上型３２のフ
ランジ部３２ｃの位置を検出する一般的な公知のものが
使用されている。また、プッシュチャンバー２６内の背
圧を検出する背圧センサ８０３および原料ホッパー２６
０内の炭酸ガスＣの圧力を検出する圧力センサー８０５
は、圧力の大きさに応じた起電力を発生する圧電素子に
よって形成されている。かかる圧電素子は、プッシュチ
ャンバー２６および原料ホッパー２６０の内壁面の適所
に面一状態で貼設されている。温度センサ８０４は、所
定の温感素子がプッシュチャンバー２６の内壁面に取り
付けられることによって形成されている。

【００９３】上記制御装置８００は、中央演算処理装置
であるＣＰＵ８１０と、記憶装置８２０とを備えて構成
されている。ＣＰＵ８１０には、予め発泡体製造装置１
０の運転制御に関するプログラムが与えられており、各
センサ８０１〜８０４からの検出信号が入力される都
度、各検出信号に対応する制御信号を発泡体製造装置１
０の可動機器に向けて出力する。

【００９４】上記記憶装置８２０は、各種の判断材料と
なるデータや、各センサ８０１〜８０４からの検出信号
を経時的に記憶するものであり、検出信号については、
所定のスパンで内容が更新されるようになっている。

【００９５】そして、本実施形態においては、所定の立
ち上がり操作が行われて発泡体製造装置１０の操業が開
始された後、発泡体有無センサ８０１からの検出信号に
よりキャビティ３４に発泡体Ｒ３が存在しないことがＣ
ＰＵ８１０により判別された時点から、レベルセンサ８
０２からの検出信号によりキャビティ３４内に発泡体Ｒ
３が成形されたことがＣＰＵ８１０により判別されるま
でを１サイクルとし、このサイクルが繰り返されること
によって発泡体Ｒ３が順次製造されるようになってい
る。

【００９６】具体的には、発泡体有無センサ８０１から
の検出信号により、キャビティ３４内が空であることが
判別された１サイクルの終了時点では、上型３２が最上
昇位置に位置しているとともに（図６の（イ）参照）、
ロータリーバルブ２６３、第１バルブ２３５、開閉バル
ブ２５０およびシャットオフバルブ２１０が閉止され、
プッシュチャンバー２６内および樹脂注入路３３内は密
封状態にされている。

【００９７】特にプッシュチャンバー２６内について
は、制御装置８００の駆動で気体溶解樹脂Ｒ２に対する
背圧が、気体溶解樹脂Ｒ２からの炭酸ガスＣの抜け出し
を抑える所定の値になるように圧力設定されている。

【００９８】かかる圧力設定のためにＣＰＵ８１０は、
背圧センサ８０３からの検出信号に基づいてプッシュチ
ャンバー２６内の背圧（具体的にはプッシュチャンバー
２６内の気体溶解樹脂Ｒ２が押出しスクリュー２５の前
進によって受ける圧力）が予め設定された許容範囲の値
から外れているか否かを判別し、外れている場合には、
油圧駆動機構２９０の油圧シリンダ２９２に向けて所定
の制御信号が出力されるようになっている。なお、実際
は制御装置８００からの制御信号は一旦油圧ユニット４
０に向けて出力され、この油圧ユニット４０内の油圧流
路の切り換えで油圧シリンダ２９２を駆動させるように
なっているが、この明細書では説明を容易にするために
末端の油圧機器に向けて制御信号が出力されるように表
現している。

【００９９】そして、この制御信号を受けた上記油圧シ
リンダ２９２の駆動による押出しスクリュー２５の進退
によってプッシュチャンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２
は、予め設定された背圧を受けることになるため、この
背圧によってキャビティ３４へ射出される気体溶解樹脂
Ｒ２から炭酸ガスＣが分離するような不都合が防止され
る。

【０１００】また、下型３１の樹脂注入路３３は、上流
端が開閉バルブ２５０によって閉止されているととも
に、下流端がシャットオフバルブ２１０によって閉止さ
れていることにより密封状態になって所定の圧力が確保
されているため、樹脂注入路３３内に貯留している気体
溶解樹脂Ｒ２から炭酸ガスＣが抜け出るような不都合が
防止される。

【０１０１】また、ＣＰＵ８１０は、温度センサ８０４
からの検出信号に基づいてプッシュチャンバー２６内の
温度が予め設定された温度の許容範囲からを外れている
ことを判別したときは、プッシュチャンバー２６内の温
度を許容範囲に戻すように加熱部材２４に向けて制御信
号を出力するようになっている。かかるフィードバック
制御によってプッシュチャンバー２６内は常に所定の温
度が確保された状態になっている。

【０１０２】また、ＣＰＵ８１０は、圧力センサー８０
５からの検出信号に基づいて原料ホッパー２６０内の圧
力が予め設定された圧力の許容範囲から外れているか否
かを判別し、外れているときは第２バルブ２３６に向け
て制御信号を出力し、これによる第２バルブ２３６の開
閉で原料ホッパー２６０内の所定の設定圧力が常に確保
されるようになっている。

【０１０３】そして、１サイクルの開始時点で、ＣＰＵ
８１０は、まず、昇降装置５０に向けて上型３２下降の
制御信号を出力する。これによる昇降装置５０の駆動で
上型３２は所定長だけ下降して図６の（ロ）に示す状態
になる。なお、このときの下降長については記憶装置８
２０に予め記憶されており、ＣＰＵ８１０は、上型３２
がこの設定下降長に到達したか否かをレベルセンサ８０
２からの検出信号によって判別し、到達した時点で上型
３２の下降を停止させる制御信号を昇降装置５０に向け
て出力するようになっている。

【０１０４】ついで、ＣＰＵ８１０は、開弁のための制
御信号をシャットオフバルブ２１０および開閉バルブ２
５０に向けて出力し、これによるシャットオフバルブ２
１０および開閉バルブ２５０の開通でプッシュチャンバ
ー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２をキャビティ３４に向けて
射出し得る状態になる。

【０１０５】引き続き、ＣＰＵ８１０は、押出しスクリ
ュー２５を前進させるための制御信号を油圧シリンダ２
９２に向けて出力し、これによるピストン２９６の突出
で押出しスクリュー２５が前進するため、プッシュチャ
ンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２は、開閉バルブ２５
０、樹脂注入路３３およびシャットオフバルブ２１０を
通ってキャビティ３４内に供給される（図６の
（ハ））。このときのキャビティ３４内への気体溶解樹
脂Ｒ２の供給量については、押出しスクリュー２５の突
出量で制御されるようになっている。

【０１０６】そして、本発明においては、この押出しス
クリュー２５の前進で気体溶解樹脂Ｒ２のキャビティ３
４への射出が完了した後、ロータリーバルブ２６３の駆
動で原料ホッパー２６０内の原料合成樹脂Ｒ１がプッシ
ュチャンバー２６内に供給されるまでの間、ＣＰＵ８１
０は、押出しスクリュー２５の後退を行わせないばかり
か、背圧センサ８０３による検出信号に基づきプッシュ
チャンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２が所定の設定圧力
を維持しているか否かを常に確認し、維持していないと
きは油圧シリンダ２９２へ制御信号を出力して押出しス
クリュー２５を前進させ、これによってプッシュチャン
バー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２が常に所定の背圧を受け
るようにしている。

【０１０７】このようにされるのは、押出しスクリュー
２５の前進で気体溶解樹脂Ｒ２をプッシュチャンバー２
６から排出するときは、プッシュチャンバー２６内の気
体溶解樹脂Ｒ２は動的で不安定になっているため、一旦
溶解した炭酸ガスＣが気体溶解樹脂Ｒ２から抜け出てし
まうことがあり、このような不都合を防止するためであ
る。

【０１０８】キャビティ３４内に所定量の気体溶解樹脂
Ｒ２が装填された後、ＣＰＵ８１０は、シャットオフバ
ルブ２１０および開閉バルブ２５０に弁閉の制御信号を
出力し、これらバルブ２１０，２５０の閉止で樹脂注入
路３３内を密封状態にする。ついで、ＣＰＵ８１０は、
ロータリーバルブ２６３に制御信号を出力してロータリ
ーバルブ２６３を駆動させると同時に第１バルブ２３５
に制御信号を出力して第１バルブ２３５を開弁させ、ガ
スボンベ２３中の炭酸ガスＣをプッシュチャンバー２６
内に導入する。

【０１０９】そして、原料合成樹脂Ｒ１がロータリーバ
ルブ２６３および押出しスクリュー２５の駆動により、
プッシュチャンバー２６内に導入されて可塑化され、気
体溶解樹脂Ｒ２が順次装填されていく。このときもＣＰ
Ｕ８１０は、背圧センサ８０３からの検出信号を逐一チ
ェックし、背圧が予め設定された値より小さくなったと
きは、例えば即座に油圧シリンダ２９２に向けて制御信
号を出力し、この制御信号によって押出しスクリュー２
５の背圧を増加させ、プッシュチャンバー２６内の気体
溶解樹脂Ｒ２に加わる圧力が常に所定の値になるように
している。

【０１１０】ついで、ＣＰＵ８１０は、プッシュチャン
バー２６内に所定量の原料合成樹脂Ｒ１が装填されたこ
とを時間管理で判別すると、予め設定された時間、スク
リュー駆動モータ２９１の駆動を継続させてプッシュチ
ャンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２の押出しスクリュー
２５による混練捏和を実行する。この押出しスクリュー
２５の回転による混練捏和処理によって、所定の温度お
よび圧力に設定されたプッシュチャンバー２６内の原料
合成樹脂Ｒ１は溶融して流動状態になりながら、供給さ
れた炭酸ガスＣを溶解し、これによってプッシュチャン
バー２６内に気体溶解樹脂Ｒ２が生成し、つぎのサイク
ルの射出に備えられる。

【０１１１】一方、ＣＰＵ８１０は、先の気体溶解樹脂
Ｒ２のキャビティ３４に向けた射出が完了した後に、昇
降装置５０に向けて上型３２を上昇させる制御信号を出
力し、これによってキャビティ３４内に発泡体Ｒ３を形
成させる制御を行うが、これについては、以下の図６〜
図９によって詳細に説明する。

【０１１２】そして、キャビティ３４内に発泡体Ｒ３が
形成されると（図６の（ニ））、ＣＰＵ８１０は、昇降
装置５０に上型３２を上昇させるための制御信号を出力
し、これによって１サイクルの発泡体製造装置１０の成
形処理操作が終了する。かかる制御がサイクル毎に繰り
返されることにより、発泡体Ｒ３が自動的に順次製造さ
れる。

【０１１３】以下、図６および図７を基に発泡体製造装
置１０による発泡体の製造についてさらに詳細に説明す
る。図６は、発泡体の製造方法の第１実施形態を説明す
るための金型３０の動作を示す断面視の説明図であり、
（イ）は、上型３２が最上位まで上昇してキャビティ３
４が開放された状態、（ロ）は、上型３２が最下位まで
下降してキャビティ３４が最小容量に設定された状態、
（ハ）は、気体溶解樹脂Ｒ２がキャビティ３４内に導入
されることにより上型３２が上昇しつつある状態、
（ニ）は、気体溶解樹脂Ｒ２の発泡で上型３２がさらに
上昇した状態をそれぞれ示している。また、図７は、第
１実施形態の成形処理におけるキャビティ３４の底面お
よび天井面間の距離（キャビティクリアランス）の経時
変化を示すグラフである。

【０１１４】まず、図６の（イ）に示す状態は、図７の
グラフのＡ点に対応する。すなわち、この状態では、上
型３２が昇降装置５０（図１）の駆動で最上位まで上昇
させられ、これによってキャビティクリアランスｔが最
大になっているとともに、キャビティ３４が外部に開放
された状態になっている。

【０１１５】ついで、昇降装置５０の駆動による主およ
び補助ピストンロッド５３，５６の下動によって上型３
２が下降させられ、図６の（ロ）に示すように、上型本
体３２ｂが下型本体３１ｂに摺接しながら外嵌され、キ
ャビティ３４が外部に対して密閉された状態になる。こ
の状態は、図７のグラフのＢ点に対応している。

【０１１６】そして、この状態がＣ点まで継続された
後、樹脂導出孔２１ｃ（図１）が開通されるとともに、
油圧ユニット４０からの作動油の供給を受けた油圧駆動
機構２９０の内の押出しシリンダーの駆動による押出し
スクリュー２５の前進でプッシュチャンバー２６内の気
体溶解樹脂Ｒ２が開閉バルブ２５０を介して金型３０に
向けて押し出される。この押し出しによってすでに熟成
しているプッシュチャンバー２６内の下流側の気体溶解
樹脂Ｒ２が玉突き式に樹脂導出孔２１ｃ、開閉バルブ２
５０および樹脂注入路３３を通ってキャビティ３４に導
入される。

【０１１７】そして、これに呼応した油圧ユニット４０
からの昇降装置５０に対する作動油の供給により主およ
び補助ピストンロッド５３，５６が上動し、これによっ
て上型３２が上昇して、図６のグラフに示すように、キ
ャビティクリアランスｔがＣ点からＤ点に向けて漸増す
る。図６のグラフのＤ点が図６の（ハ）に示す状態に対
応している。

【０１１８】そして、図６の（ハ）に示すように、キャ
ビティ３４内が気体溶解樹脂Ｒ２によって略満たされた
状態で、上型３２が急激に上昇させられ、キャビティク
リアランスｔは、短時間に図６のグラフの点Ｅから点Ｆ
に増加する。このキャビティクリアランスｔの急激な変
化によってキャビティ３４内は減圧状態とされる。この
急激な圧力の減少によって、気体溶解樹脂Ｒ２内に溶け
込んでいた炭酸ガスＣが相分離して気泡核になり、気体
溶解樹脂Ｒ２内に多数形成された気泡核は時間の経過に
伴ってセル核に成長する。これによって気体溶解樹脂Ｒ
２はキャビティ３４の容積一杯にまで膨張する。

【０１１９】ついで、膨張後の気体溶解樹脂Ｒ２は、冷
却水通路３５，３６を流通している冷却水により下型３
１および上型３２を介して冷却されてキャビティ３４内
で固化し、これによって、図６の（ニ）に示すように、
キャビティ３４内に発泡体Ｒ３が形成される。

【０１２０】その後、図７のグラフのＧ点に到達する
と、昇降装置５０の駆動で上型３２が上昇され、キャビ
ティ３４が開放された製品としての発泡体Ｒ３が取り出
され、図６の（イ）に示す初期状態に戻される。このよ
うな図７のＡ点からＥ点に到る操作が繰り返されること
によって、発泡体Ｒ３が順次製造される。

【０１２１】上記の実施形態は、以上詳述したように、
所定の温度環境に調整されている押出し装置２０のプッ
シュチャンバー２６内に炭酸ガスＣを供給して溶融状態
の原料合成樹脂Ｒ１内に拡散させることにより、原料合
成樹脂Ｒ１を気体溶解樹脂Ｒ２にした後、圧縮成形用の
金型３０のキャビティ３４に気体溶解樹脂Ｒ２を注入
し、ここで上型３２を迅速に上昇させることによってキ
ャビティ３４内を急激に減圧環境にし、これによってキ
ャビティ３４内に発泡体Ｒ３を形成させるようにしてい
るため、従来のキャビティの有効容量が不変である射出
成形用の金型を用い、別途設けた圧力調整装置からの高
圧気体をキャビティ内に供給してバルブの開閉操作でキ
ャビティ内の圧力調節を行わう場合に比較し、困難なバ
ルブ操作による圧力調整が不要になるとともに、圧力の
ばらつきに起因して発泡製品の品質がばらつくような従
来の不都合が解消され、作業性が向上するとともに、発
泡製品の品質が大きくばらつくという従来の不都合を解
消することができる。

【０１２２】加えて、金型の近傍に圧力調整装置を設け
る必要がなくなり、その分設備コストの低減化に貢献す
ることができる。

【０１２３】以下、発泡体Ｒ３の製造方法の第２実施形
態について説明する。図８は、発泡体の製造方法の第２
実施形態を説明するための金型の動作を示す断面視の説
明図であり、（イ）は、最上位まで上昇してキャビティ
３４が開放された金型３０の下型３１上に表皮材Ｔが装
着された状態、（ロ）は、上型３２が下降し下型３１に
外嵌されてキャビティ３４が形成された状態、（ハ）
は、キャビティ３４に気体溶解樹脂Ｒ２が導入された状
態、（ニ）は、さらに上型３２が下降することによりキ
ャビティ３４が最小容量に設定された状態、（ホ）は、
上型が急激に上昇されることによりキャビティ３４内が
減圧された状態、（ヘ）は、上型３２が最上位に戻され
てキャビティ３４が開放された状態をそれぞれ示してい
る。また、図９は、第２実施形態の成形処理におけるキ
ャビティ３４の底面および天井面間の距離（キャビティ
クリアランス）の経時変化を示すグラフである。

【０１２４】第２実施形態の成形方法は、発泡製品Ｒ４
が、発泡体Ｒ３の表面に表皮材Ｔが積層されてなる発泡
製品Ｒ４を製造する、いわゆる表皮一体発泡成形法を採
用するときに採用されるものである。なお、第２実施形
態においては、表皮材Ｔの厚み分を吸収して破れなくす
るために、上型本体３２ｂの内寸法は、下型基体部３１
ａの外寸法より僅かに大きめに寸法設定され、これによ
って上型本体３２ｂが下型基体部３１ａそのものに摺接
状態で外嵌されるようにしている。

【０１２５】そして、成形成形処理を行うに際しては、
まず、図８の（イ）に示すように、上型３２が最上位に
まで上昇された状態で下型本体３１ｂの上面に表皮材Ｔ
が載置される（図９のＡ点）。この状態で上型３２が下
型基体部３１ａに若干外嵌される位置まで下降され、こ
れによって、図８の（ロ）に示すように、表皮材Ｔがそ
の下面と下型本体３１ｂの上面との間に若干の隙間を形
成した状態でキャビティ３４内に装填される（図９のＢ
点）。

【０１２６】この状態で、押出し装置２０から所定量の
気体溶解樹脂Ｒ２をキャビティ３４内に導入することに
より、図８の（ハ）に示すように、気体溶解樹脂Ｒ２
は、キャビティ３４内における表皮材Ｔの下面と下型本
体３１ｂの上面との間の隙間に導入された状態になる
（図９のＣ点）。図９のＢ点からＣ点までの間はキャビ
ティクリアランスｔの値が不変で推移する。

【０１２７】そして、図９のＣ点に到達した後、気体溶
解樹脂Ｒ２を表皮材Ｔの下面全面へ行き渡らせるため
に、所定時間をかけて上型３２が若干下降される賦形処
理が施され、これによるキャビティクリアランスｔの漸
減で、図８の（ニ）に示すように、表皮材Ｔの下面全面
に気体溶解樹脂Ｒ２が行き渡って表皮材Ｔの下にスキン
層Ｔ１が形成される（図９のＤ点）。ついでスキン層Ｔ
１が形成された図９のグラフのＤ点からＥ点までの所定
時間にかけてさらに僅かにキャビティクリアランスｔが
漸減され、これによってスキン層Ｔ１の表皮材Ｔに対す
る密着状態が安定する（図９のＥ点）。

【０１２８】ついで、図９のＥ点における図８の（ニ）
に示す状態で、昇降装置５０の駆動により上型３２が若
干上昇されて図９のＦ点に至ることによってキャビティ
３４内が急激に減圧され、これによって気体溶解樹脂Ｒ
２内の炭酸ガスＣが相分離を起して多数の気泡核とな
る。そうすると、キャビティ３４内のスキン層Ｔ１は、
冷却されつつ気体溶解樹脂Ｒ２内の気泡核周りにセル核
が形成されて成長し、等容量のまま図９におけるＧ点ま
で移行した後、冷却によるスキン層Ｔ１の収縮および養
生作用で僅かに減容して表皮材付き発泡体Ｒ４になる
（図９のＨ点）。

【０１２９】そしてその後、昇降装置５０の駆動で上型
３２を最上位（図９のＡ点と同一のキャビティクリアラ
ンスｔとなる位置）まで上昇させることによって、図８
の（へ）に示すように、下型本体３１ｂの上面に表皮材
Ｔとスキン層Ｔ１とからなる製品としての表皮材付き発
泡体Ｒ４が得られる（図９のＩ点）。この発泡製品Ｒ４
は、下型本体３１ｂから剥がし取られた後、検査等の後
工程を経て出荷される。このような図９のＡ点からＩ点
に到る工程が繰り返されることによって発泡製品Ｒ４が
順次製造される。

【０１３０】そして、本実施形態の発泡体製造装置１０
は、原料ホッパー２６０を蓋体２６２およびロータリー
バルブ２６３の採用で気密構造にするとともに、ホッパ
ー本体２６１内にガスボンベ２３からの所定圧力の炭酸
ガスＣを導入し得るように構成したため、蓋体２６２を
開放して原料合成樹脂Ｒ１を装填してから蓋体２６２の
閉止でホッパー本体２６１内を気密状態にした後、この
気密状態の原料ホッパー２６０に炭酸ガスＣを導入する
ことにより、原料ホッパー２６０内は加圧状態で、か
つ、炭酸ガス雰囲気になる。なお、予め原料合成樹脂Ｒ
１に炭酸ガスＣを溶解させた気体溶解樹脂Ｒ２を原料ホ
ッパー２６０に装填する場合には、原料ホッパー２６０
が密閉構造になっているため、気体溶解樹脂Ｒ２から炭
酸ガスＣが抜け出る不都合を防止することができる。

【０１３１】このような炭酸ガス雰囲気下に置かれた原
料合成樹脂Ｒ１は、押出し装置本体２１のプッシュチャ
ンバー２６に導入されるまでの貯留期間中に、炭酸ガス
Ｃが含浸されてある程度内部に拡散した状態になる。そ
して、原料合成樹脂Ｒ１が押出し装置本体２１に装填さ
れたときには、すでに樹脂中にある程度の炭酸ガスＣが
溶解しているため、プッシュチャンバー２６内での原料
合成樹脂Ｒ１に対する炭酸ガスＣの含浸処理時間が短縮
化され、これによってプッシュチャンバー２６内での気
体溶解樹脂Ｒ２の形成効率が向上し、引いては発泡体Ｒ
３製造の生産性が向上することになる。

【０１３２】また、原料ホッパー２６０からの原料合成
樹脂Ｒ１を受け入れる押出し装置本体２１は、そのプッ
シュチャンバー２６に内装された軸心回りに回転する押
出しスクリュー２５を備えて構成されているため、原料
ホッパー２６０からの原料合成樹脂Ｒ１と、ガスボンベ
２３からの炭酸ガスＣとの双方を所定の温度および圧力
の炭酸ガス環境に設定されたプッシュチャンバー２６に
供給することにより、原料合成樹脂Ｒ１は、スパイラル
フィン２５ｂによる攪拌で外表面積が大きくなって原料
合成樹脂Ｒ１に炭酸ガスＣが有効に溶解するとともに原
料合成樹脂Ｒ１内に容易に拡散し、上記原料ホッパー２
６０内での炭酸ガスＣの原料合成樹脂Ｒ１への事前含浸
と相俟って気体溶解樹脂Ｒ２を効率的に得ることができ
る。

【０１３３】また、原料ホッパー２６０の上部開口にボ
ルト止めで密閉可能に蓋体２６２を設けるとともに、原
料送込み手段としてホッパー本体２６１の底部にロータ
リーバルブ２６３を設けたため、原料ホッパー２６０の
密閉構造を簡単なものにした上で確実な密閉状態を得る
ことができる。そして、ロータリーバルブ２６３は、気
密を保持しながら原料合成樹脂Ｒ１を押出し装置本体２
１に送り込み得るように構成されているため、送り込み
操作時に気密が解除されて一旦溶解した炭酸ガスＣが原
料合成樹脂Ｒ１から抜け出るような不都合を回避するこ
とができる。

【０１３４】そして、特に本実施形態においては、ガス
ボンベ２３からの炭酸ガスＣを、第１バルブ２３５およ
び第２バルブ２３６の開閉操作でプッシュチャンバー２
６および原料ホッパー２６０のいずれか一方または双方
に供給することができるばかりか、双方に供給する場合
には、各バルブ２３５，２３６の開度を調節することに
より、プッシュチャンバー２６および原料ホッパー２６
０への炭酸ガスＣの供給量を任意に調節することができ
る。従って、原料合成樹脂Ｒ１の種類や発泡体製造装置
１０の規模、さらには運転状況等を勘案して炭酸ガスＣ
のプッシュチャンバー２６および原料ホッパー２６０に
対する振り分け量を適正に設定し、気体溶解樹脂Ｒ２を
より良質の発泡原料にすることが可能になり、つまり各
種の状況に応じた発泡体製造装置１０の操業の自由度が
大幅に向上する。

【０１３５】そして、本発明の発泡体製造装置１０は、
押出し装置２０からの金型３０のキャビティ３４向けの
気体溶解樹脂Ｒ２の射出が阻止された状態で上記背圧が
所定の値、すなわち炭酸ガスＣが気体溶解樹脂Ｒ２から
分離しない値になるように制御装置８００から油圧シリ
ンダ２９２に向けて制御信号を出力するようにしている
ため、気体溶解樹脂Ｒ２が押出し装置２０から金型３０
のキャビティ３４内に向けて射出されない状態のとき、
具体的には、油圧シリンダ２９２の駆動により押出し装
置２０から金型３０のキャビティ３４内に向けて気体溶
解樹脂Ｒ２が射出された直後からつぎの射出までの待機
期間中に、制御装置８００からの制御信号による油圧シ
リンダ２９２の駆動で押出し装置２０内の背圧が所定の
値になるため、気体溶解樹脂Ｒ２を金型３０へ向けて射
出した後の押出し装置２０内において気体溶解樹脂Ｒ２
から炭酸ガスＣが抜け出るような不都合が確実に防止さ
れ、これによって良質の発泡体Ｒ３からなる成形製品を
容易に製造することができる。

【０１３６】また、押出し装置２０からの気体溶解樹脂
Ｒ２をキャビティ３４内に導く下型３１の樹脂注入路３
３の上流端には開閉バルブ２５０が設けられているとと
もに、同下流端にはシャットオフバルブ２１０が設けら
れているため、これらのバルブ２１０，２５０を閉止す
ることによりプッシュチャンバー２６内を容易に気密性
が保持された状態にすることができ、しかも、油圧シリ
ンダ２９２の駆動による押出しスクリュー２５の押圧操
作で気体溶解樹脂Ｒ２へ適正に背圧を付与することがで
き、これによって炭酸ガスＣが気体溶解樹脂Ｒ２から抜
け出ないようにすることができる。

【０１３７】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、以下の内容をも包含するものである。

【０１３８】（１）上記の実施形態においては、ガスボ
ンベ２３と押出し装置本体２１との間に第１ガス支管２
３３を配管し、プッシュチャンバー２６内の既に気体溶
解樹脂Ｒ２になっている原料ホッパー２６０からの合成
樹脂に対してさらに炭酸ガスＣを供給するようにしてい
るが、本発明は、第１ガス支管２３３を設けてプッシュ
チャンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２にさらに炭酸ガス
Ｃを供給することに限定されるものではなく、原料ホッ
パー２６０内で必要かつ充分な炭酸ガスＣが原料合成樹
脂Ｒ１に溶解するような操業条件の場合には、特にプッ
シュチャンバー２６内の気体溶解樹脂Ｒ２にあえて炭酸
ガスＣを供給しなくてもよい。

【０１３９】（２）上記の実施形態においては、原料合
成樹脂Ｒ１に溶解させる気泡発生用気体として炭酸ガス
が用いられているが、本発明は、気泡発生用樹脂が炭酸
ガスであることに限定されるものではなく、窒素ガスで
あってもよいし、一酸化炭素であってもよい。

【０１４０】（３）上記の実施形態においては、押出し
装置２０のプッシュチャンバー２６内の温度および圧力
環境を、炭酸ガスＣが超臨界状態になるように設定して
いるが、本発明は、プッシュチャンバー２６内の環境を
常に気泡発生用気体が超臨界状態になる環境に設定する
ことに限定されるものではなく、原料合成樹脂Ｒ１の種
類や操業の状況に応じて気泡発生用気体が超臨界状態に
ならない環境であっても、所定の温度および圧力環境で
あれば原料合成樹脂Ｒ１に気体を溶解させるようにする
ことが可能である。

【０１４１】（４）上記の実施形態においては、押出し
スクリュー２５の回転駆動および昇降装置５０の昇降駆
動を、油圧ユニット４０から供給される作動油の圧力に
よって行うようにしているが、かかる油圧機構による駆
動に代えて電動モータを用いた駆動方式を採用してもよ
い。

【０１４２】（５）上記の実施形態においては、下型３
１として雄型が採用されている一方、上型３２として雌
型が採用されているが、これを逆にして下型に雌型を用
いるとともに、上型に雄型を採用してもよい。また、型
を縦置きにすることに限定されるものではなく、型を横
置きして雌雄の型の一方を水平方向に正逆移動させるよ
うにしてもよい。

【０１４３】（６）上記の実施形態においては、原料ホ
ッパー２６０に炭酸ガスＣの含浸されていない原料合成
樹脂Ｒ１が装填されるようにしているが、こうする代わ
りに発泡体製造装置１０とは独立した他の装置で予め原
料合成樹脂Ｒ１に炭酸ガスＣを溶解させ、この事前溶解
処理が完了した原料合成樹脂をホッパー本体２６１内に
装填するようにしてもよい。こうすることによって原料
ホッパー２６０内で原料合成樹脂Ｒ１に炭酸ガスＣを含
浸させる必要がなくなり、連続的な緊急生産に対応する
ことができる。また、ホッパー本体２６１は気密構造に
なっているため、ホッパー本体２６１に装填された原料
合成樹脂から炭酸ガスＣが抜け出るような不都合は生じ
ない。

【０１４４】（７）上記の実施形態においては、ホッパ
ー本体２６１から押出し装置本体２１のプッシュチャン
バー２６に原料合成樹脂Ｒ１を送り込む本発明の原料送
込み手段としてロータリーバルブ２６３が採用されてい
るが、本発明は、原料送込み手段がロータリーバルブ２
６３であることに限定されるものではなく、周面に原料
合成樹脂Ｒ１が入り込む凹部を備えたピストン部材が、
シリンダ部材に摺接状態で軸心方向に移動可能に嵌挿さ
れた、いわゆるピストンタイプのバルブや、原料導出管
２６４の上下に通常の開閉バルブを設け、これら上下の
開閉バルブ間に気密室を形成し得るようにし、まず、上
部の開閉バルブを開放して原料合成樹脂Ｒ１を一旦気密
室に導入してから上部の開閉バルブを閉止し、ついで下
部の開閉バルブを開放して気密室内の原料合成樹脂Ｒ１
をプッシュチャンバー２６に供給し、その後下部の開閉
バルブを閉止するような操作を繰り返してホッパー本体
２６１内の気密性を維持しながら原料合成樹脂Ｒ１をプ
ッシュチャンバー２６に供給するタイプのものでもよ
い。

【０１４５】（８）上記の実施形態において、図１０に
示すように、押出し装置本体２１内を括れ通路２８を介
して二分し、括れ通路２８の上流側に上記同様にプッシ
ュチャンバー２６を設けるとともに、同下流側に拡散チ
ャンバー２７を設け、この拡散チャンバー２７における
滞留時間中に気体溶解樹脂Ｒ２内における炭酸ガスＣの
拡散を助長させるようにしてもよい。すなわち、拡散チ
ャンバー２７での滞留時間中に気泡形成用気体が樹脂内
に均一に拡散して良質な発泡原料を得ることができる。
さらに、括れ通路２８内に気体溶解樹脂Ｒ２の流路を強
制的に変える混合エレメント２８ａを内装することによ
り、括れ通路２８を通過する気体溶解樹脂Ｒ２は、混合
エレメント２８ａによる干渉で炭酸ガスＣとの混合が促
進され、炭酸ガスＣがより均一に気体溶解樹脂Ｒ２内に
拡散される。なお、図示の都合上、拡散チャンバー２７
を設けない図１における押出し装置本体２１と、拡散チ
ャンバー２７を設けた図１０における拡散チャンバー２
７の長さ寸法とが同一になっているが、実際は、図１０
の押出し装置本体２１は、拡散チャンバー２７を設けた
分図１の設けないものより長さ寸法が長くなっている。

【０１４６】（９）上記の実施形態において、金型３０
の適所にシール部材を設け、このシール部材によってキ
ャビティ３４内の気密性を高めるようにしてもよい。

【０１４７】（１０）上記の実施形態においては、押出
し装置本体２１の下流端に、図３に示すような開閉バル
ブ２５０が設けられているとともに、樹脂注入路３３の
下流端に、図４に示すようなシャットオフバルブ２１０
が設けられているが、本発明は、押出し装置本体２１の
下流端に開閉バルブ２５０を設けるとともに、樹脂注入
路３３の下流端にシャットオフバルブ２１０を設けるこ
とに限定されるものではなく、押出し装置本体２１の下
流端にシャットオフバルブ２１０を設けるとともに、樹
脂注入路３３の下流端に開閉バルブ２５０を設けてもよ
いし、押出し装置本体２１および樹脂注入路３３の下流
端の双方に開閉バルブ２５０またはシャットオフバルブ
２１０を設けてもよい。また、本発明は、かかるバルブ
２１０，２５０に限らず、気体溶解樹脂Ｒ２の流通を確
実に止めることができるものであれば、どのようなもの
でも使用可能である。

【０１４８】（１２）図１１は、金型３０′の他の実施
形態を示す断面視の説明図である。この実施形態の金型
３０′においては、下型３１′に複数本の樹脂注入路３
３が設けられている（図１１に示す例では３本の樹脂注
入路３３が設けられている）とともに、各樹脂注入路３
３の上端部には、キャビティ３４に臨むようにそれぞれ
シャットオフバルブ２１０が設けられている。

【０１４９】この実施形態の金型３０′によれば、下型
３１′に複数本の樹脂注入路３３を設けることにより、
気体溶解樹脂Ｒ２のキャビティ３４に対する単位時間当
りの注入量を多くすることが可能になるとともに、各樹
脂注入路３３にシャットオフバルブ２１０が設けられて
いるため、樹脂注入路３３内の気体溶解樹脂Ｒ２が事前
発泡する不都合も生じない。従って、金型３０′は、大
型化に充分対応し得るものになる。

【０１５０】（１３）上記の実施形態においては、原料
ホッパー２６０において原料合成樹脂Ｒ１に予め炭酸ガ
スＣを溶解させるようにしているが、本発明は、原料ホ
ッパー２６０で原料合成樹脂Ｒ１に予め炭酸ガスＣを溶
解させることに限定されるものではなく、原料ホッパー
を開放状態のものとし、原料ホッパー内では原料合成樹
脂Ｒ１に炭酸ガスＣを溶解させなくてもよい。但し、こ
のようにすると、プッシュチャンバー２６内での炭酸ガ
スＣの原料合成樹脂Ｒ１に対する溶解処理を充分に行う
必要がある。

【０１５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、樹脂押圧
機構の駆動制御用の制御装置を、発泡原料調製装置から
キャビティに向けて気体溶解樹脂の射出が行われない全
ての期間において気体溶解樹脂に対する背圧が所定の値
になるように樹脂押圧機構に向けて制御信号を出力する
ように構成したため、樹脂押圧機構の駆動により発泡原
料調製装置から金型のキャビティ内に向けて気体溶解樹
脂が射出された直後からつぎの射出までの期間中に、制
御装置からの制御信号による樹脂押圧機構の駆動で発泡
原料調製装置内の背圧が所定の値になり、この背圧の値
を気体溶解樹脂から気泡形成用気体が分離しない圧力に
設定しておくことにより、気体溶解樹脂を金型へ向けて
射出した後の発泡原料調製装置内において気体溶解樹脂
から気泡形成用気体が抜け出るような不都合を確実に防
止することができ、これによって常に良質の発泡体から
なる成形製品を製造することができる。

【０１５２】請求項２記載の発明によれば、発泡原料調
製装置からの気体溶解樹脂を金型のキャビティ内に導く
樹脂注入路の下流端にシャットオフバルブが設けられて
いるため、このシャットオフバルブを閉止することによ
りシャットオフバルブと発泡原料調製装置内との間の空
間を容易に気密性が保持された状態にすることができ、
樹脂押圧機構の押圧操作による気体溶解樹脂への背圧付
与で容易に上記空間内の圧力を気泡形成用気体が気体溶
解樹脂から抜けない圧力にすることができる。

【０１５３】請求項３記載の発明によれば、原料供給装
置からの合成樹脂と、気体供給源からの気泡形成用気体
との双方を所定の温度および圧力環境に設定されたプッ
シュチャンバーに供給することにより、気泡形成用気体
が合成樹脂中に溶解し、これによって気体溶解樹脂を容
易に得ることができる。また、シリンダ機構を設けるこ
とにより、発泡原料調製装置内の気体溶解樹脂に対して
所定の背圧を容易に付与することができる。

【０１５４】請求項４記載の発明によれば、原料ホッパ
ーの上部開口に密閉構造を備えた開閉蓋を設けたため、
原料ホッパーに原料合成樹脂を装填した後に密閉構造の
開閉蓋を閉止することにより、原料ホッパー内を気密が
保持された状態にすることができる。そして、原料ホッ
パーの底部の原料送込み手段は、気密を保持しながら原
料合成樹脂を発泡原料調製装置に送り込み得るように構
成されているため、原料合成樹脂の発泡原料調製装置へ
の送り込み操作時に気密が解除されて一旦溶解した気泡
形成用気体が原料合成樹脂から抜け出るような不都合を
回避することができる。また、原料送込み手段の気密性
によって発泡原料調製装置内の気密性が確保されるた
め、気体溶解樹脂に背圧を加えるに際し、発泡原料調製
装置内の圧力が原料ホッパーに抜け出る不都合を回避す
ることができる。

【０１５５】請求項５記載の発明によれば、金型として
圧縮成形用のものを採用したため、成形の初期に予め雌
型を雄型に外嵌してキャビティを最小容量に設定してお
き、発泡原料調製装置からの気体溶解樹脂が注入される
に従って雌型を雄型から離間させるようにし、この離間
速度を調節することにより、押し出されてキャビティに
導入された気体溶解樹脂の受ける圧力を調節することが
できる。

【０１５６】従って、キャビティの有効容量が不変であ
る射出成形用の金型を用いた場合には、別途設けた圧力
調整装置からの高圧気体をキャビティ内に供給し、バル
ブの開閉操作でキャビティ内の圧力調節を行わなければ
ならないが、バルブ操作による圧力調整は非常に困難で
あり、圧力のばらつきに起因して発泡製品の品質がばら
つくという不都合が存在するが、この発明では、予め設
定された雌型の画一的な離間操作でキャビティ内の気体
溶解樹脂に対して常に所望の圧力を付与することが容易
になり、これによって発泡製品の品質がばらつくという
従来の不都合を解消することができる。

【０１５７】請求項６記載の発明によれば、気泡形成用
気体として二酸化炭素、窒素および一酸化炭素の内から
選ばれたいずれかを用いるようにしたため、二酸化炭
素、窒素および一酸化炭素は、超臨界状態にするのが容
易な気体であり、これらを超臨界状態にすることによ
り、気泡形成用気体を合成樹脂内に容易に溶解させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発泡体製造装置の一実施形態を示
す側面断面視の説明図である。

【図２】原料ホッパーの一実施形態を示す側面断面視の
説明図である。

【図３】開閉バルブの一実施形態を示す側面視の断面図
であり、（イ）は、樹脂導出孔が開通された状態、
（ロ）は、樹脂導出孔が閉止された状態をそれぞれ示し
ている。

【図４】シャットオフバルブの一実施形態を示す断面図
であり、（イ）はバルブ開通状態、（ロ）はバルブ閉止
状態をそれぞれ示している。

【図５】制御装置による発泡体製造装置の運転制御の一
実施形態を示すブロック図である。

【図６】発泡体の製造方法の第１実施形態を説明するた
めの金型の動作を示す断面視の説明図であり、（イ）
は、上型が最上位まで上昇してキャビティが開放された
状態、（ロ）は、上型が最下位まで下降してキャビティ
が最小容量に設定された状態、（ハ）は、気体溶解樹脂
がキャビティ内に導入されることにより上型が上昇しつ
つある状態、（ニ）は、気体溶解樹脂の発泡で上型がさ
らに上昇した状態をそれぞれ示している。

【図７】第１実施形態の成形処理におけるキャビティの
底面および天井面間の距離（キャビティクリアランス）
の経時変化を示すグラフである。

【図８】発泡体の製造方法の第２実施形態を説明するた
めの金型の動作を示す断面視の説明図であり、（イ）
は、最上位まで上昇してキャビティが開放された金型の
下型上に表皮材Ｔが装着された状態、（ロ）は、上型が
下降し下型に外嵌されてキャビティが形成された状態、
（ハ）は、キャビティに気体溶解樹脂が導入された状
態、（ニ）は、さらに上型が下降することによりキャビ
ティが最小容量に設定された状態、（ホ）は、上型が急
激に上昇されることによりキャビティ内が減圧された状
態、（ヘ）は、上型が最上位に戻されてキャビティが開
放された状態をそれぞれ示している。

【図９】第２実施形態の成形処理におけるキャビティの
底面および天井面間の距離（キャビティクリアランス）
の経時変化を示すグラフである。

【図１０】押出し装置本体の他の実施形態を示す側面断
面視の説明図である。

【図１１】金型の他の実施形態を示す断面視の説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ 発泡体製造装置 １１ フロア １２ 基台 ２０ 押出し装置（発泡原料調製装置） ２１ 押出し装置本体 ２１ａ 樹脂導入孔 ２１ｂ ガス導入孔 ２１ｃ 樹脂導出孔 ２１０ シャットオフバルブ ２１１ 内子 ２１２ ニードル弁 ２１３ リンクアーム ２１５ ニードル弁装着室 ２１４ シリンダ装置 ２１７ リンクアーム装着室 ２１６ シリンダ装着室 ２１８ 弁本体 ２１９ 円錐体 ２２１ コイルスプリング ２２０ フランジ ２２２ シリンダ ２２３ ピストンロッド ２２４ 被押圧部 ２２５ 押圧部 ２２６ 凹部 ２２６ 上記凹部 ２２７ 支持突起 ２２８ 樹脂導出管 ２２９ 環状断熱部材 ２３０ ケーシング ２３１ 樹脂通路 ２４０ 注入口 ２２ 原料ホッパー ２２ａ ロータリーバルブ ２３ ガスボンベ ２３１ 元バルブ ２３２ ガス本管 ２３３ 第１ガス支管 ２３４ 第２ガス支管 ２３５ 第１バルブ ２３６ 第２バルブ ２４ 加熱部材 ２５ スクリュー ２５ｂ スパイラルフィン ２５ａ スクリュー軸 ２５０ 開閉バルブ ２５０ａ環状断熱部材 ２５０ｂ 装着室 ２５１ ケーシング ２５２ シリンダ装置 ２４３ シリンダ ２５４ ピストンロッド ２５５ ニードル弁 ２５６ 弁本体 ２５７ 円錐体 ２５８ 中心軸 ２５９ 射出孔 ２６ プッシュチャンバー ２６０ 原料ホッパー ２６１ ホッパー本体 ２６２ 蓋体 ２６３ ロータリーバルブ ２６４ 原料導出管 ２６５ ハウジング ２６６ ローター ２６６ａ 凹部 ２６７ 電動機 ２７ 拡散チャンバー ２８ａ 混合エレメント ２８ 括れ通路 ２９ 油圧モータ ３０ 金型 ３１ 下型（雄型） ３１ａ 下型基体部 ３１ｂ 下型本体 ３２ｃ フランジ部 ３２ 上型（雌型） ３２ａ 上型基体部 ３２ｂ 上型本体 ３２ｃ 上記フランジ部 ３３ 樹脂注入路 ３４ キャビティ ３５ 下型冷却水通路 ３６ 上型冷却水通路 ４０ 油圧ユニット ５０ 昇降装置（移動手段） ５１ 主シリンダ装置 ５２ 主シリンダ ５３ 主ピストンロッド ５４ 補助シリンダ装置 ５５ 補助シリンダ ５６ 上記補助ピストンロッド ５６ 補助ピストンロッド ６０ 支持枠体 ６１ 主支柱 ６２ 逆Ｌ形支柱 ６３ 天板 Ｃ 炭酸ガス Ｒ１ 原料合成樹脂 Ｒ２ 気体溶解樹脂 Ｒ３ 発泡体 Ｒ４ 発泡製品 ｔ キャビティクリアラ
ンス Ｔ 表皮材 Ｔ１ スキン層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 45/56 Ｂ２９Ｃ 45/56 // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｆターム(参考） 4F201 AB02 AG20 AL01 AR02 AR06 BA01 BC02 BC12 BC37 BD04 BK02 BK13 BK40 BN18 BN36 BQ08 BQ16 4F204 AB02 AG20 AL01 AR02 AR06 FA01 FB01 FF01 FF06 FN11 FQ01 4F206 AB02 AG20 AL01 AR022 AR061 JA04 JD03 JF04 JF11 JF22 JF46 JL02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の温度および圧力下で所定の気泡形
   成用気体が溶解された溶融状態の気体溶解樹脂を、圧力
   を低下させることによる気泡核の形成で多孔質に変換し
   ながら成形処理する発泡体の製造装置であって、原料合
   成樹脂を貯留する原料ホッパーと、この原料ホッパーか
   ら供給された原料合成樹脂を気泡形成用気体が溶解した
   溶融状態の気体溶解樹脂にする発泡原料調製装置と、背
   圧を加えることにより上記発泡原料調製装置内の気体溶
   解樹脂を下流側に向けて押圧する樹脂押圧機構と、この
   樹脂押圧機構により押圧されて上記発泡原料調製装置か
   ら射出された気体溶解樹脂をキャビティ内で成形処理す
   る金型と、上記樹脂押圧機構の駆動を制御する制御装置
   とが備えられ、上記制御装置は、発泡原料調製装置から
   金型のキャビティ内に向けて気体溶解樹脂が射出された
   直後からつぎの射出までの間の全てについて上記背圧が
   所定の値になるように上記樹脂押圧機構に向けて制御信
   号を出力するように構成されていることを特徴とする発
   泡体の製造装置。
2. 【請求項２】 上記金型には、発泡原料調製装置からの
   気体溶解樹脂をキャビティ内に導く樹脂注入路が設けら
   れ、この樹脂注入路の下流端には、閉止することにより
   気体溶解樹脂のキャビティ内への注入を阻止し得るシャ
   ットオフバルブが設けられていることを特徴とする請求
   項１記載の発泡体の製造装置。
3. 【請求項３】 上記発泡原料調製装置は、筒状のケーシ
   ング内に形成した気体溶解樹脂を押し出すプッシュチャ
   ンバーを有し、上記樹脂押圧機構は、プッシュチャンバ
   ーに同心で軸心回りに回転することによって気体溶解樹
   脂を上記金型に向けて押圧する押出しスクリューと、こ
   の押出しスクリューを軸心回りに回転させるスクリュー
   駆動モータと、上記押出しスクリューを前進させるシリ
   ンダ機構とを備えて構成されていることを特徴とする請
   求項１または２記載の発泡体の製造装置。
4. 【請求項４】 上記原料ホッパーは、上部に密閉構造の
   開閉蓋を有しているとともに、底部に気密を保持しなが
   ら原料合成樹脂を上記発泡原料調製装置に送り込む原料
   送込み手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の発泡体の製造装置。
5. 【請求項５】 上記金型は、圧縮成形用のものであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発泡
   体の製造装置。
6. 【請求項６】 上記気泡形成用気体は、二酸化炭素、窒
   素および一酸化炭素の内から選ばれたいずれかであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発泡
   体の製造装置。