JP2002528306A - 射出成形された微孔質低密度ポリマー材料を含む成形ポリマー材料 - Google Patents
射出成形された微孔質低密度ポリマー材料を含む成形ポリマー材料Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
- B29K2027/06—PVC, i.e. polyvinylchloride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/26—Polymers of acrylamide or methacrylamide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
- B29K2105/046—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous with closed cells
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
微孔質発泡材料を製造するのに有用な射出成形システムと方法ならびに微孔質物品が提供されている。幾つかの実施態様においては圧力降下速度と剪断速度が重要な特徴であり、本発明は、射出成形システムにおけるこれらのパラメーターを制御するためのシステムを提供する。他の態様は、加圧された金型より上流に位置する核形成器を含んだ射出成形システムを含む。他の態様は、核形成されていない発泡剤とポリマー材料との単一相溶液を形成させるための往復運動スクリューを組み込んだ押出システムを含む。他の態様は、極めて薄い壁体の微孔質材料および極めて薄い壁体のポリマー材料を含む。他の態様では、非発泡物品との顕著な差異が見られない表面を有する極めて薄い壁体の物品において、かなり大きな重量減少を果たすための方法が提供される。
Description
【０００１】 発明の分野 本発明は、一般には構造用ポリマーフォームの加工に関し、さらに詳細には、
構造用微孔質フォーム、前記フォームを製造するシステム、および前記フォーム
の製造法に関する。
構造用微孔質フォーム、前記フォームを製造するシステム、および前記フォーム
の製造法に関する。
【０００２】 発明の背景 構造用発泡材料は公知であり、溶融ポリマー流れ中に物理的発泡剤を注入し、
発泡剤をポリマー中に分散して発泡剤の気泡がポリマー中に存在する二相混合物
を形成させ、この二相混合物を所望の形状を有する金型中に注入し、そして金型
中にて混合物を固化させることによって製造することができる。混合物中の圧力
を降下させることにより、ポリマー中の気泡成長を起こさせることができる。物
理的発泡剤の代わりに、ポリマー材料中にて化学反応を起こしてガスを形成する
化学発泡剤を使用することもできる。化学発泡剤は一般には、臨界温度で分解し
て、窒素、二酸化炭素、または一酸化炭素等のガスを放出する低分子量有機化合
物である。ある条件下では、気泡を隔離された状態のままで造ることができ、こ
の結果独立気泡の発泡材料が得られる。他の条件下では(一般には、より激しい
発泡条件)、気泡が破裂するか又は相互につながって、この結果連続気泡の材料
が得られる。特許文献に記載の標準的な射出成形の例は下記の通りである。
発泡剤をポリマー中に分散して発泡剤の気泡がポリマー中に存在する二相混合物
を形成させ、この二相混合物を所望の形状を有する金型中に注入し、そして金型
中にて混合物を固化させることによって製造することができる。混合物中の圧力
を降下させることにより、ポリマー中の気泡成長を起こさせることができる。物
理的発泡剤の代わりに、ポリマー材料中にて化学反応を起こしてガスを形成する
化学発泡剤を使用することもできる。化学発泡剤は一般には、臨界温度で分解し
て、窒素、二酸化炭素、または一酸化炭素等のガスを放出する低分子量有機化合
物である。ある条件下では、気泡を隔離された状態のままで造ることができ、こ
の結果独立気泡の発泡材料が得られる。他の条件下では(一般には、より激しい
発泡条件)、気泡が破裂するか又は相互につながって、この結果連続気泡の材料
が得られる。特許文献に記載の標準的な射出成形の例は下記の通りである。
【０００３】 Angellによる米国特許第3,436,446号は、金型の圧力と温度を調節することに
よってソリッドスキンを有する発泡プラスチック物品を成形するための方法と装
置について開示している。
よってソリッドスキンを有する発泡プラスチック物品を成形するための方法と装
置について開示している。
【０００４】 Baumruckerによる米国特許第4,479,914号は、金型キャビティをガスで加圧し
て、注入された材料からキャビティへの発泡ガスの速すぎる拡散を防止する、と
いう発泡物品形成法について開示している。予備加圧用ガスは、発泡させようと
する材料の注入時において、金型全体にわたって材料を引き寄せる真空を生成す
る真空チャンバーへと最終的には排出される。
て、注入された材料からキャビティへの発泡ガスの速すぎる拡散を防止する、と
いう発泡物品形成法について開示している。予備加圧用ガスは、発泡させようと
する材料の注入時において、金型全体にわたって材料を引き寄せる真空を生成す
る真空チャンバーへと最終的には排出される。
【０００５】 特に低密度の(ボイド体積の大きい)成形ポリマーフォーム材料としては、発泡
ポリプロピレン(EPP)や発泡ポリスチレン(EPS)がある。EPPまたはEPSに対する前
駆体は、既にある程度または完全に発泡しているそれぞれポリプロピレンまたは
ポリスチレンのビーズとして供給することができる。一般にはこれらのビーズを
蒸気箱金型中に注入し、ビーズを溶融して構造用フォーム物品を形成させる。場
合によっては、蒸気箱中にてビーズのさらなる膨張と発泡を起こさせる(EPSの場
合が一般的)。EPSとEPPは多くの用途に対して有用な物品であるが、これらはと
ても理想的とは言えない外観を有することがある。スチレンフォームのカップお
よび他のEPP製品やEPS製品等の物品においては、ビーズ間の溶融ラインを肉眼で
容易に観察することができる。
ポリプロピレン(EPP)や発泡ポリスチレン(EPS)がある。EPPまたはEPSに対する前
駆体は、既にある程度または完全に発泡しているそれぞれポリプロピレンまたは
ポリスチレンのビーズとして供給することができる。一般にはこれらのビーズを
蒸気箱金型中に注入し、ビーズを溶融して構造用フォーム物品を形成させる。場
合によっては、蒸気箱中にてビーズのさらなる膨張と発泡を起こさせる(EPSの場
合が一般的)。EPSとEPPは多くの用途に対して有用な物品であるが、これらはと
ても理想的とは言えない外観を有することがある。スチレンフォームのカップお
よび他のEPP製品やEPS製品等の物品においては、ビーズ間の溶融ラインを肉眼で
容易に観察することができる。
【０００６】 微孔質材料は一般に、極めて小さな気泡サイズをもつポリマーフォームによっ
て画定されており、種々の微孔質材料が米国特許第5,158,986号と第4,473,665号
に記載されている。これらの特許は、ポリマー材料と物理的発泡剤との単一相溶
液を、極めて高い密度の核形成部位を造り出すのに必要とされる熱力学的不安定
状態に付し、次いで気泡の成長を制御して微孔質材料を生成させることを開示し
ている。Martini-Vvedenskyによる米国特許第4,473,665号は、微孔質部品を製造
するための成形システムと成形法を開示している。ポリマーペレットをガス状発
泡剤で予備加圧し、従来型の押出機中で溶融して発泡剤と溶融ポリマーとの溶液
を形成し、そしてこの溶液を加圧状態の金型キャビティ中に押し出す。金型中の
圧力を、ある特定の初期飽和(given initial saturation)に対する溶融温度での
ガス状発泡剤の溶解度圧力(solubility pressure)より高く保持する。成形品の
温度が適切な臨界核形成温度(critical nucleation temperature)にまで低下す
ると、金型に対する圧力が一般には周囲圧力に低下し、これによって前記成形品
が発泡する。
て画定されており、種々の微孔質材料が米国特許第5,158,986号と第4,473,665号
に記載されている。これらの特許は、ポリマー材料と物理的発泡剤との単一相溶
液を、極めて高い密度の核形成部位を造り出すのに必要とされる熱力学的不安定
状態に付し、次いで気泡の成長を制御して微孔質材料を生成させることを開示し
ている。Martini-Vvedenskyによる米国特許第4,473,665号は、微孔質部品を製造
するための成形システムと成形法を開示している。ポリマーペレットをガス状発
泡剤で予備加圧し、従来型の押出機中で溶融して発泡剤と溶融ポリマーとの溶液
を形成し、そしてこの溶液を加圧状態の金型キャビティ中に押し出す。金型中の
圧力を、ある特定の初期飽和(given initial saturation)に対する溶融温度での
ガス状発泡剤の溶解度圧力(solubility pressure)より高く保持する。成形品の
温度が適切な臨界核形成温度(critical nucleation temperature)にまで低下す
ると、金型に対する圧力が一般には周囲圧力に低下し、これによって前記成形品
が発泡する。
【０００７】 Chaらによる米国特許第5,158,986号は、微孔質部品を製造するための別の成形
システムと成形法を開示している。ポリマーペレットを従来型の押出機中に導入
し、溶融する。超臨界状態において二酸化炭素の発泡剤を押出バレル中に確実に
形成させ、混合して発泡剤とポリマー材料との均一溶液を形成させる。混合物が
バレルを流れるときに熱力学的不安定状態が造り出されるように、そしてこれに
よって溶融ポリマー材料中に核形成部位が造り出されるように、押出バレルの一
部を加熱する。核形成された材料を加圧状態の金型キャビティ中に押し出す。空
気の逆圧によって金型内の圧力を保持する。金型キャビティが広がって、金型中
の圧力が急激に低下すると、金型キャビティ内で気泡の成長が起こる。金型キャ
ビティが広がることにより、小さな気泡サイズと高い気泡密度を有する成形発泡
物品が得られる。核形成と気泡の成長は手法に従って別々に起こる。すなわち、
熱によって誘起される核形成は押出機のバレル中で起こり、気泡の成長は金型中
で起こる。
システムと成形法を開示している。ポリマーペレットを従来型の押出機中に導入
し、溶融する。超臨界状態において二酸化炭素の発泡剤を押出バレル中に確実に
形成させ、混合して発泡剤とポリマー材料との均一溶液を形成させる。混合物が
バレルを流れるときに熱力学的不安定状態が造り出されるように、そしてこれに
よって溶融ポリマー材料中に核形成部位が造り出されるように、押出バレルの一
部を加熱する。核形成された材料を加圧状態の金型キャビティ中に押し出す。空
気の逆圧によって金型内の圧力を保持する。金型キャビティが広がって、金型中
の圧力が急激に低下すると、金型キャビティ内で気泡の成長が起こる。金型キャ
ビティが広がることにより、小さな気泡サイズと高い気泡密度を有する成形発泡
物品が得られる。核形成と気泡の成長は手法に従って別々に起こる。すなわち、
熱によって誘起される核形成は押出機のバレル中で起こり、気泡の成長は金型中
で起こる。
【０００８】 上記特許や他の文献が、微孔質材料の製造、および射出成形による微孔質材料
の製造に関連した幾つかの方法を示しているけれども、当業界においては、改良
された微孔質材料射出成形法が求められている。
の製造に関連した幾つかの方法を示しているけれども、当業界においては、改良
された微孔質材料射出成形法が求められている。
【０００９】 従って本発明の目的は、微孔質構造用フォーム(特に、かなり薄い物品)を製造
するのに効果的な射出成形システムと射出成形法を提供することにある。本発明
の他の目的は、微孔質構造用フォームを射出成形するのに有用なだけでなく、従
来タイプのフォームを射出成形するのにも有用な、また微孔質フォームもしくは
従来タイプのフォームの連続的押出を行うのに有用なシステムと方法を提供する
ことにある。
するのに効果的な射出成形システムと射出成形法を提供することにある。本発明
の他の目的は、微孔質構造用フォームを射出成形するのに有用なだけでなく、従
来タイプのフォームを射出成形するのにも有用な、また微孔質フォームもしくは
従来タイプのフォームの連続的押出を行うのに有用なシステムと方法を提供する
ことにある。
【００１０】 発明の概要 本発明は、成形品を形成できる射出成形システムと射出成形法、および種々の
発泡材料を形成するためのシステムと方法に関する。本発明の種々の態様のそれ
ぞれにおいて、ある一組の実施態様では、材料は、気泡サイズと密度によって規
定されるような微孔質発泡材料ではなく、またもう一組の実施態様では、材料は
、微孔質材料である。
発泡材料を形成するためのシステムと方法に関する。本発明の種々の態様のそれ
ぞれにおいて、ある一組の実施態様では、材料は、気泡サイズと密度によって規
定されるような微孔質発泡材料ではなく、またもう一組の実施態様では、材料は
、微孔質材料である。
【００１１】 1つの態様によれば、本発明は、構造用微孔質発泡物品が得られるように組み
立てられた射出成形システムを含む。本システムは、微孔質材料の前駆体を受け
入れるように造られた入口端での入口を有する押出機、成形チャンバー、および
前記入口と前記成形チャンバーとを連結している囲われた通路を含む。成形チャ
ンバーは、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状単一相溶液を
受け入れるように、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状単一
相溶液を、液状にて高圧で前記通路内に収容するように、そして前記溶液を、通
路内にて下流方向に、入口端から成形チャンバーのほうに液状流れとして進める
ように組立・配置されている。囲われた通路は、そこを通過する単一相溶液中の
発泡剤が核形成されるような核形成用通路を含む。核形成用通路は、ポリマー材
料と核形成されていない発泡剤との均一液状単一相溶液を受け入れるポリマー受
け取り端部、核形成されたポリマー材料を放出するように組立・配置された核形
成ポリマー放出端部、および前記受け取り端部と前記放出端部とを連結している
流体通路を含むように組み立てられている。所望により、ポリマー放出端部は、
成形チャンバーのオリフィスを画定してもよいし、あるいは成形チャンバーと流
体連通していてもよい。核形成用通路は、液状ポリマーと発泡剤との均一混合物
を該通路に通しつつ、少なくとも約0.1GPa/秒、少なくとも約0.3GPa/秒、少なく
とも約1.0GPa/秒、少なくとも約3GPa/秒、少なくとも約10GPa/秒、または少なく
とも約100GPa/秒の圧力降下速度に付すことができるような長さ寸法と断面寸法
を有するように組み立てられている。核形成用通路はさらに、該通路を流れる液
状ポリマーを種々の圧力降下速度および/または温度上昇に付すことができるよ
うな可変の断面寸法を有するように組み立てることもできる。
立てられた射出成形システムを含む。本システムは、微孔質材料の前駆体を受け
入れるように造られた入口端での入口を有する押出機、成形チャンバー、および
前記入口と前記成形チャンバーとを連結している囲われた通路を含む。成形チャ
ンバーは、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状単一相溶液を
受け入れるように、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状単一
相溶液を、液状にて高圧で前記通路内に収容するように、そして前記溶液を、通
路内にて下流方向に、入口端から成形チャンバーのほうに液状流れとして進める
ように組立・配置されている。囲われた通路は、そこを通過する単一相溶液中の
発泡剤が核形成されるような核形成用通路を含む。核形成用通路は、ポリマー材
料と核形成されていない発泡剤との均一液状単一相溶液を受け入れるポリマー受
け取り端部、核形成されたポリマー材料を放出するように組立・配置された核形
成ポリマー放出端部、および前記受け取り端部と前記放出端部とを連結している
流体通路を含むように組み立てられている。所望により、ポリマー放出端部は、
成形チャンバーのオリフィスを画定してもよいし、あるいは成形チャンバーと流
体連通していてもよい。核形成用通路は、液状ポリマーと発泡剤との均一混合物
を該通路に通しつつ、少なくとも約0.1GPa/秒、少なくとも約0.3GPa/秒、少なく
とも約1.0GPa/秒、少なくとも約3GPa/秒、少なくとも約10GPa/秒、または少なく
とも約100GPa/秒の圧力降下速度に付すことができるような長さ寸法と断面寸法
を有するように組み立てられている。核形成用通路はさらに、該通路を流れる液
状ポリマーを種々の圧力降下速度および/または温度上昇に付すことができるよ
うな可変の断面寸法を有するように組み立てることもできる。
【００１２】 本発明の他の態様によれば、核形成されたポリマー材料を高圧にて収容して高
圧での気泡成長を防止するように組立・配置された成形チャンバーを有するシス
テムが提供される。核形成ポリマー材料をこのような高圧で収容するために、加
圧された成形チャンバーを油圧により又は機械的に加圧することができる。加圧
成形チャンバーに対する圧力を減少させた後、ポリマー材料を所望の微孔質ポリ
マー物品の形状に固化させることができる(成形チャンバーが、こうした所望の
内部形状を有するように組立・配置されている)。
圧での気泡成長を防止するように組立・配置された成形チャンバーを有するシス
テムが提供される。核形成ポリマー材料をこのような高圧で収容するために、加
圧された成形チャンバーを油圧により又は機械的に加圧することができる。加圧
成形チャンバーに対する圧力を減少させた後、ポリマー材料を所望の微孔質ポリ
マー物品の形状に固化させることができる(成形チャンバーが、こうした所望の
内部形状を有するように組立・配置されている)。
【００１３】 本発明のさらに他の態様によれば、押出材料の前駆体を受け入れるように造ら
れた入口を含むバレル、発泡剤と発泡ポリマー物品前駆体との核形成されていな
い液状混合物を放出するように造られた出口、発泡剤の供給源に連結可能なオリ
フィス、およびバレル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー、を有
するシステムが提供される。本発明の押出システムはさらに、発泡剤の供給源に
連結可能な少なくとも2つのオリフィスを有することができ、またスクリューが
往復運動するときに、核形成されていない混合物を少なくとも2つのオリフィス
を介してバレル中に連続的に導入するために、オリフィスをバレルの軸に沿って
縦方向に配置することができる。本発明のシステムはさらに、第1のバレルと縦
一列に連結した第2の押出バレルを含んでよく、このとき前記第2のバレルは、核
形成されていない液状混合物を受け入れるように造られた入口を有し、バレル内
での往復運動のために取り付けられたスクリューを有する。
れた入口を含むバレル、発泡剤と発泡ポリマー物品前駆体との核形成されていな
い液状混合物を放出するように造られた出口、発泡剤の供給源に連結可能なオリ
フィス、およびバレル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー、を有
するシステムが提供される。本発明の押出システムはさらに、発泡剤の供給源に
連結可能な少なくとも2つのオリフィスを有することができ、またスクリューが
往復運動するときに、核形成されていない混合物を少なくとも2つのオリフィス
を介してバレル中に連続的に導入するために、オリフィスをバレルの軸に沿って
縦方向に配置することができる。本発明のシステムはさらに、第1のバレルと縦
一列に連結した第2の押出バレルを含んでよく、このとき前記第2のバレルは、核
形成されていない液状混合物を受け入れるように造られた入口を有し、バレル内
での往復運動のために取り付けられたスクリューを有する。
【００１４】 さらに他の態様によれば、本発明は、ポリマー前駆体と発泡剤との核形成され
ていない液状単一相溶液の連続的な流れを確実に形成させ、前記流れに核形成を
起こさせて前記混合物の核形成流れを生成させ、前記核形成流れをエンクロージ
ャー中に通し、そして前記混合物をエンクロージャーの形状にて固化させる、と
いう方法を提供する。所望により、前記流れをエンクロージャー中に通しながら
、前記流れを少なくとも約0.1GPa/秒の圧力降下速度に連続的に付すことによっ
て前記流れに対し連続的に核形成を起こさせて、核形成材料の連続的な流れを生
成させることができる。これとは別に、本発明の方法は、前記流れをエンクロー
ジャー中に通しながら、前記流れを少なくとも約0.1GPa/秒の圧力降下速度に付
すことによって前記流れに対して断続的に核形成を起こさせることを含む。これ
によって、核形成されていない材料が先にエンクロージャーを通り、次いで核形
成された材料がエンクロージャーを通る。これとは逆に、核形成材料を先にエン
クロージャーに通し、次いで核形成されていない材料をエンクロージャーに通し
てもよい。本発明の方法はさらに、約10分未満の時間にてエンクロージャーから
微孔質固化物品を取り出す工程; 第2の核形成混合物をエンクロージャー中に供
給する工程; 前記第2の混合物がエンクロージャーの形状にて固化するのを可能
にする工程; および第2の微孔質固化物品をエンクロージャーから取り出す工程; を含む。
ていない液状単一相溶液の連続的な流れを確実に形成させ、前記流れに核形成を
起こさせて前記混合物の核形成流れを生成させ、前記核形成流れをエンクロージ
ャー中に通し、そして前記混合物をエンクロージャーの形状にて固化させる、と
いう方法を提供する。所望により、前記流れをエンクロージャー中に通しながら
、前記流れを少なくとも約0.1GPa/秒の圧力降下速度に連続的に付すことによっ
て前記流れに対し連続的に核形成を起こさせて、核形成材料の連続的な流れを生
成させることができる。これとは別に、本発明の方法は、前記流れをエンクロー
ジャー中に通しながら、前記流れを少なくとも約0.1GPa/秒の圧力降下速度に付
すことによって前記流れに対して断続的に核形成を起こさせることを含む。これ
によって、核形成されていない材料が先にエンクロージャーを通り、次いで核形
成された材料がエンクロージャーを通る。これとは逆に、核形成材料を先にエン
クロージャーに通し、次いで核形成されていない材料をエンクロージャーに通し
てもよい。本発明の方法はさらに、約10分未満の時間にてエンクロージャーから
微孔質固化物品を取り出す工程; 第2の核形成混合物をエンクロージャー中に供
給する工程; 前記第2の混合物がエンクロージャーの形状にて固化するのを可能
にする工程; および第2の微孔質固化物品をエンクロージャーから取り出す工程; を含む。
【００１５】 本発明はさらに、発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤との装入物を蓄積する工
程; 前記装入物の少なくとも約2%を画定している前記装入物の第1部分を、装入
物の平均温度より少なくとも約10℃高い温度に加熱する工程; および前記装入物
を成形チャンバー中に注入する工程; を含む方法を提供する。
程; 前記装入物の少なくとも約2%を画定している前記装入物の第1部分を、装入
物の平均温度より少なくとも約10℃高い温度に加熱する工程; および前記装入物
を成形チャンバー中に注入する工程; を含む方法を提供する。
【００１６】 本発明はさらに、発泡剤を実質的に含有しない液状ポリマー材料を含んだ第1
の部分と、液状ポリマー材料と発泡剤との混合物を含んだ第2の部分とを含む装
入物を成形チャンバーに流体連結されたアキュムレータ中に蓄積する工程; およ
び前記装入物をアキュムレータから成形チャンバー中に注入する工程; を含む方
法を提供する。
の部分と、液状ポリマー材料と発泡剤との混合物を含んだ第2の部分とを含む装
入物を成形チャンバーに流体連結されたアキュムレータ中に蓄積する工程; およ
び前記装入物をアキュムレータから成形チャンバー中に注入する工程; を含む方
法を提供する。
【００１７】 本発明はさらに、発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤との液状単一相溶液を、
前記溶液に対して核形成を起こさせて核形成混合物を生成させつつ、押出装置と
流体連通しているアキュムレータから成形チャンバー中に注入する工程; および
前記混合物が成形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化するのを可能
にする工程; を含む方法を提供する。
前記溶液に対して核形成を起こさせて核形成混合物を生成させつつ、押出装置と
流体連通しているアキュムレータから成形チャンバー中に注入する工程; および
前記混合物が成形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化するのを可能
にする工程; を含む方法を提供する。
【００１８】 本発明はさらに、押出スクリューをバレル内にて軸方向に移動させながら、ポ
リマー押出装置の押出機バレル中に発泡剤を注入する工程、を含む方法を提供す
る。
リマー押出装置の押出機バレル中に発泡剤を注入する工程、を含む方法を提供す
る。
【００１９】 本発明はさらに、押出スクリューからの発泡剤をポリマー押出装置のバレル中
に注入する工程を含む方法を提供する。 本発明はさらに、押出装置のバレル中に液状ポリマー物品前駆体を確実に形成
させる工程; 液状前駆体の一部をバレルから抜き取る工程; 液状前駆体の一部と
発泡剤とをミキシングして、発泡剤と液状前駆体の一部との混合物を形成させる
工程; および前記混合物をバレル中に導入する工程; を含む方法を提供する。
に注入する工程を含む方法を提供する。 本発明はさらに、押出装置のバレル中に液状ポリマー物品前駆体を確実に形成
させる工程; 液状前駆体の一部をバレルから抜き取る工程; 液状前駆体の一部と
発泡剤とをミキシングして、発泡剤と液状前駆体の一部との混合物を形成させる
工程; および前記混合物をバレル中に導入する工程; を含む方法を提供する。
【００２０】 本発明はさらに、ポリマー材料と超臨界流体との混合物を、約0.125インチ未
満の内部寸法を有する部分を含んだ金型中に導入する工程; およびポリマー材料
が金型中にて固化するのを可能にする工程; を含む方法を提供する。
満の内部寸法を有する部分を含んだ金型中に導入する工程; およびポリマー材料
が金型中にて固化するのを可能にする工程; を含む方法を提供する。
【００２１】 本発明はさらに、少なくとも2種の異なる溶融ポリマー成分と超臨界流体発泡
剤との混合物を確実に形成させる工程; および前記混合物を押し出して、前記少
なくとも2種の成分の非離層フォームを形成させる工程; を含む方法を提供する
。
剤との混合物を確実に形成させる工程; および前記混合物を押し出して、前記少
なくとも2種の成分の非離層フォームを形成させる工程; を含む方法を提供する
。
【００２２】 本発明はさらに、ポリマー材料と発泡剤との単一相溶液を開放状態の金型中に
注入する工程; 金型を閉じる工程; および微孔質物品を前記金型の形状にて形成
させる工程; を含む方法を提供する。
注入する工程; 金型を閉じる工程; および微孔質物品を前記金型の形状にて形成
させる工程; を含む方法を提供する。
【００２３】 本発明はさらに、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶液を
確実に形成させる工程; 前記溶液に対して核形成を起こさせつつ前記溶液を成形
チャンバー中に導入する工程; 金型に亀裂を入れ、これによって気泡の成長が起
こるのを可能にする工程; および成形チャンバーの形状と類似の形状を有するが
、成形チャンバーより大きい微孔質ポリマー物品を回収する工程; を含む方法を
提供する。 本発明はさらに、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤との核形成されていない
均一液状単一相溶液を押出機中において形成させる工程; および前記溶液に対し
て核形成を起こさせつつ成形チャンバーに前記溶液を充填して、核形成された微
孔質ポリマー材料前駆体を成形チャンバー中に形成させる工程; を含む方法を提
供する。
確実に形成させる工程; 前記溶液に対して核形成を起こさせつつ前記溶液を成形
チャンバー中に導入する工程; 金型に亀裂を入れ、これによって気泡の成長が起
こるのを可能にする工程; および成形チャンバーの形状と類似の形状を有するが
、成形チャンバーより大きい微孔質ポリマー物品を回収する工程; を含む方法を
提供する。 本発明はさらに、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤との核形成されていない
均一液状単一相溶液を押出機中において形成させる工程; および前記溶液に対し
て核形成を起こさせつつ成形チャンバーに前記溶液を充填して、核形成された微
孔質ポリマー材料前駆体を成形チャンバー中に形成させる工程; を含む方法を提
供する。
【００２４】 本発明はさらに、液状ポリマー材料/発泡剤混合物を成形チャンバー中に注入
し、前記混合物が成形チャンバー中において微孔質ポリマー物品として固化する
のを可能にし、そして固化した微孔質ポリマー物品を成形チャンバーから取り出
す工程; および約10分未満の時間の経過後に第2のポリマー/発泡剤混合物を成形
チャンバー中に供給し、前記混合物が成形チャンバー中にて別の微孔質ポリマー
物品として固化するのを可能にし、そして前記別の微孔質ポリマー物品を成形チ
ャンバーから取り出す工程; を含む方法を提供する。
し、前記混合物が成形チャンバー中において微孔質ポリマー物品として固化する
のを可能にし、そして固化した微孔質ポリマー物品を成形チャンバーから取り出
す工程; および約10分未満の時間の経過後に第2のポリマー/発泡剤混合物を成形
チャンバー中に供給し、前記混合物が成形チャンバー中にて別の微孔質ポリマー
物品として固化するのを可能にし、そして前記別の微孔質ポリマー物品を成形チ
ャンバーから取り出す工程; を含む方法を提供する。
【００２５】 本発明はさらに、ポリマー材料/発泡剤混合物を約400°F未満の溶融温度にて
成形チャンバー中に注入する工程; および少なくとも約5%のボイド体積と少なく
とも約50:1の長さ対厚さ比を有する固体ポリマーフォーム物品を成形チャンバー
中にて成形する工程; を含む方法を提供する。本方法の特定の実施態様において
は、溶融温度は約380°F未満であり、他の実施態様では約300°F未満であり、そ
してさらに他の実施態様においては約200°F未満である。
成形チャンバー中に注入する工程; および少なくとも約5%のボイド体積と少なく
とも約50:1の長さ対厚さ比を有する固体ポリマーフォーム物品を成形チャンバー
中にて成形する工程; を含む方法を提供する。本方法の特定の実施態様において
は、溶融温度は約380°F未満であり、他の実施態様では約300°F未満であり、そ
してさらに他の実施態様においては約200°F未満である。
【００２６】 本発明はさらに、非発泡ポリマー材料を成形チャンバー中に注入する工程; お
よび前記ポリマー材料が、成形チャンバーの形状と実質的に同じ形状を有する微
孔質ポリマー物品を形成するのを可能にする工程; を含む方法を提供する。本発
明の物品は、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける少なくとも約1/2インチの
断面寸法と、少なくとも50%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含む。
よび前記ポリマー材料が、成形チャンバーの形状と実質的に同じ形状を有する微
孔質ポリマー物品を形成するのを可能にする工程; を含む方法を提供する。本発
明の物品は、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける少なくとも約1/2インチの
断面寸法と、少なくとも50%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含む。
【００２７】 本発明によって提供される他の方法は、発泡ポリマー材料の液状前駆体を約10
0℃未満の成形チャンバー温度にて成形チャンバー中に注入する工程; および前
記混合物が成形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化するのを可能に
する工程; を含む。本発明の物品は、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける
少なくとも1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%のボイド体積とを有する少
なくとも一部分を含む。成形チャンバーの温度は、約75℃未満、約50℃未満、あ
るいは約30℃未満であってよく、発泡ポリマー材料はポリオレフィンであってよ
い。
0℃未満の成形チャンバー温度にて成形チャンバー中に注入する工程; および前
記混合物が成形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化するのを可能に
する工程; を含む。本発明の物品は、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける
少なくとも1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%のボイド体積とを有する少
なくとも一部分を含む。成形チャンバーの温度は、約75℃未満、約50℃未満、あ
るいは約30℃未満であってよく、発泡ポリマー材料はポリオレフィンであってよ
い。
【００２８】 本発明によって提供されるさらに他の方法は、非発泡ポリマー材料を成形チャ
ンバー中に注入し、前記混合物が、成形チャンバー中にて少なくとも約50%のボ
イド体積を有する微孔質ポリマー物品として固化するのを可能にする工程; およ
び前記注入工程と前記固化工程を約1分未満のサイクル時間にて繰り返す工程;
を含む。
ンバー中に注入し、前記混合物が、成形チャンバー中にて少なくとも約50%のボ
イド体積を有する微孔質ポリマー物品として固化するのを可能にする工程; およ
び前記注入工程と前記固化工程を約1分未満のサイクル時間にて繰り返す工程;
を含む。
【００２９】 本発明によって提供されるさらに他の方法は、ポリマー材料と発泡剤との液状
単一相溶液を、微孔質核形成を引き起こすに足る第1の圧力降下速度での急激な
圧力降下にさらしつつ成形チャンバー中に注入する工程を含む。その後直ちに、
前記第1の圧力降下より小さくて、減少させた圧力降下速度での第2の圧力降下に
前記液状単一相溶液をさらすことによって気泡の成長を可能にし、そして気泡の
成長を制御する。
単一相溶液を、微孔質核形成を引き起こすに足る第1の圧力降下速度での急激な
圧力降下にさらしつつ成形チャンバー中に注入する工程を含む。その後直ちに、
前記第1の圧力降下より小さくて、減少させた圧力降下速度での第2の圧力降下に
前記液状単一相溶液をさらすことによって気泡の成長を可能にし、そして気泡の
成長を制御する。
【００３０】 本発明のシステムは、発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤を受け入れるための
入口と出口とを有するアキュムレータ; 前記アキュムレータの出口と流体連通し
ている入口を有する成形チャンバー; およびシステムの運転時に、前記成形チャ
ンバーに近接したアキュムレータの第1セクションを、アキュムレータの平均温
度より少なくとも約10℃高い温度に加熱するよう組立・配置された、前記アキュ
ムレータと連動する加熱装置; を含む。
入口と出口とを有するアキュムレータ; 前記アキュムレータの出口と流体連通し
ている入口を有する成形チャンバー; およびシステムの運転時に、前記成形チャ
ンバーに近接したアキュムレータの第1セクションを、アキュムレータの平均温
度より少なくとも約10℃高い温度に加熱するよう組立・配置された、前記アキュ
ムレータと連動する加熱装置; を含む。
【００３１】 本発明はさらに、発泡ポリマー材料の前駆体を受け入れるための、そして前記
前駆体から液状ポリマー材料を生成するように組立・配置された入口、押出機か
らの液状ポリマー材料を移送するように配置された第1の出口、物理的発泡剤の
供給源と連結可能な、前記第1の出口より下流の発泡剤入口、液状ポリマー前駆
体と発泡剤との混合物を生成するように組立・配置された、前記発泡剤入口より
下流のミキシング区域、および液状ポリマー前駆体と発泡剤との混合物を移送す
るように配置された、前記ミキシング区域より下流の第2の出口、を有する押出
機; および前記押出機の第1の出口と流体連結された第1の入口と、前記押出機の
第2の出口と流体連結された第2の入口とを有するアキュムレータ; を含むシステ
ムを提供する。
前駆体から液状ポリマー材料を生成するように組立・配置された入口、押出機か
らの液状ポリマー材料を移送するように配置された第1の出口、物理的発泡剤の
供給源と連結可能な、前記第1の出口より下流の発泡剤入口、液状ポリマー前駆
体と発泡剤との混合物を生成するように組立・配置された、前記発泡剤入口より
下流のミキシング区域、および液状ポリマー前駆体と発泡剤との混合物を移送す
るように配置された、前記ミキシング区域より下流の第2の出口、を有する押出
機; および前記押出機の第1の出口と流体連結された第1の入口と、前記押出機の
第2の出口と流体連結された第2の入口とを有するアキュムレータ; を含むシステ
ムを提供する。
【００３２】 本発明はさらに、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状単一
相溶液を放出するように造られた出口端での出口を有する押出機; および前記押
出機の出口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含む、射出成形
微孔質材料を製造するためのシステムを提供する。本システムは、単一相溶液を
押出機出口から成形チャンバー入口へ移送するように、そして成形チャンバーの
充填時に、前記単一相溶液に対して核形成を起こさせて成形チャンバー内に核形
成された微孔質ポリマー材料前駆体を形成するように組立・配置されている。
相溶液を放出するように造られた出口端での出口を有する押出機; および前記押
出機の出口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含む、射出成形
微孔質材料を製造するためのシステムを提供する。本システムは、単一相溶液を
押出機出口から成形チャンバー入口へ移送するように、そして成形チャンバーの
充填時に、前記単一相溶液に対して核形成を起こさせて成形チャンバー内に核形
成された微孔質ポリマー材料前駆体を形成するように組立・配置されている。
【００３３】 本発明はさらに、押出材料の前駆体を受け入れるように造られた入口および核
形成されていない発泡剤と前記前駆体との液状混合物を放出するように造られた
出口を有するバレル; 発泡剤の供給源と連結可能なオリフィス; および前記バレ
ル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー; を含む押出システムを提
供する。
形成されていない発泡剤と前記前駆体との液状混合物を放出するように造られた
出口を有するバレル; 発泡剤の供給源と連結可能なオリフィス; および前記バレ
ル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー; を含む押出システムを提
供する。
【００３４】 本発明はさらに、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤を放出するように造ら
れた出口端での出口を有する押出機; および押出機の出口と流体連通している入
口を有する成形チャンバー; を含む、射出成形微孔質材料を製造するためのシス
テムを提供する。このシステムは、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤を成形
チャンバー中に周期的に注入するように組立・配置されている。
れた出口端での出口を有する押出機; および押出機の出口と流体連通している入
口を有する成形チャンバー; を含む、射出成形微孔質材料を製造するためのシス
テムを提供する。このシステムは、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤を成形
チャンバー中に周期的に注入するように組立・配置されている。
【００３５】 本発明はさらに、押出材料の前駆体を受け入れるように造られた入口と、核形
成されていない発泡剤と前駆体との液状混合物を放出するように造られた出口と
を有するバレル; および発泡剤の供給源と連結されたオリフィス; を含む押出シ
ステムを提供する。バレル内での往復運動のためのスクリューが取り付けられて
いる。
成されていない発泡剤と前駆体との液状混合物を放出するように造られた出口と
を有するバレル; および発泡剤の供給源と連結されたオリフィス; を含む押出シ
ステムを提供する。バレル内での往復運動のためのスクリューが取り付けられて
いる。
【００３６】 本発明によって提供される、溶融微孔質ポリマー材料を製造するためのシステ
ムは、溶融微孔質ポリマー材料の前駆体を受け入れるように組立・配置された入
口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結しているチ
ャネルを含む。このチャネルは、断面積の変化を約25%以下に保持しつつ幅を少
なくとも約100%増大させる分岐部分を前記入口と前記成形チャンバーとの間に含
む。
ムは、溶融微孔質ポリマー材料の前駆体を受け入れるように組立・配置された入
口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結しているチ
ャネルを含む。このチャネルは、断面積の変化を約25%以下に保持しつつ幅を少
なくとも約100%増大させる分岐部分を前記入口と前記成形チャンバーとの間に含
む。
【００３７】 本発明の他のシステムは、溶融微孔質ポリマー材料の前駆体を受け入れるよう
に組立・配置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバ
ーとを連結しているチャネルを含む。本チャネルは、ポリマー材料と発泡剤との
液状単一相溶液がシステムが構築されている速度にて核形成用通路を通過すると
きに、微孔質核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて液状ポリマーに圧力降
下をもたらすような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用通路を含む。本チャネ
ルは、成形チャンバーの方向に断面寸法が増大する気泡成長区域を、核形成用通
路と成形チャンバーとの間に含む。
に組立・配置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバ
ーとを連結しているチャネルを含む。本チャネルは、ポリマー材料と発泡剤との
液状単一相溶液がシステムが構築されている速度にて核形成用通路を通過すると
きに、微孔質核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて液状ポリマーに圧力降
下をもたらすような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用通路を含む。本チャネ
ルは、成形チャンバーの方向に断面寸法が増大する気泡成長区域を、核形成用通
路と成形チャンバーとの間に含む。
【００３８】 すぐ上に記載の本発明のシステムは、断面寸法が増大する気泡成長区域を必ず
しも含む必要はないが、少なくとも約1.5:1の幅対高さ比を有する核形成用通路
を含む。
しも含む必要はないが、少なくとも約1.5:1の幅対高さ比を有する核形成用通路
を含む。
【００３９】 本発明の他のシステムはすぐ上に記載のシステムに類似しており、核形成用通
路は、必ずしも少なくとも1.5:1の幅体高さ比を有する必要はないが、成形チャ
ンバーの1つの方向に等しい幅を有する。
路は、必ずしも少なくとも1.5:1の幅体高さ比を有する必要はないが、成形チャ
ンバーの1つの方向に等しい幅を有する。
【００４０】 他の態様においては、本発明は、押出スクリューをバレル内にて軸方向に移動
させながら、発泡剤をポリマー押出装置の押出機バレル中に注入する工程を含む
方法を提供する。1つの実施態様においては、本発明の方法は、押出スクリュー
からの発泡剤をポリマー押出装置のバレル中に注入する工程を含む。この注入法
は、微孔質物品を製造する種々のいかなる従来法と組合わせても使用することが
できる。他の態様においては、本発明は、ポリマー押出装置のバレル内で回転す
るように組立・配置された押出スクリューを含み、このとき前記ポリマー押出装
置は、スクリューの表面におけるオリフィスと連通しているルーメンをスクリュ
ー内に含んでいる。このルーメンを使用して、発泡剤を押出バレル中に注入する
ことができる。
させながら、発泡剤をポリマー押出装置の押出機バレル中に注入する工程を含む
方法を提供する。1つの実施態様においては、本発明の方法は、押出スクリュー
からの発泡剤をポリマー押出装置のバレル中に注入する工程を含む。この注入法
は、微孔質物品を製造する種々のいかなる従来法と組合わせても使用することが
できる。他の態様においては、本発明は、ポリマー押出装置のバレル内で回転す
るように組立・配置された押出スクリューを含み、このとき前記ポリマー押出装
置は、スクリューの表面におけるオリフィスと連通しているルーメンをスクリュ
ー内に含んでいる。このルーメンを使用して、発泡剤を押出バレル中に注入する
ことができる。
【００４１】 他の態様においては、本発明は、射出成形品を製造するためのシステムを提供
する。本システムは、押出機、成形チャンバー、押出機と成形チャンバーとを流
体連結しているランナー、およびランナーと熱的に連通している温度制御器を含
む。他の態様によれば、本発明は、発泡剤と射出成形材料の前駆体との液状混合
物を押出機中に確実に形成させる工程; 前記混合物をランナーを介して成形チャ
ンバー中に送る工程; 前記混合物の一部をランナー中に液状にて保持しながら、
液状混合物の一部を成形チャンバー中で固化させる工程; およびさらなる液状混
合物をランナー中に注入し、これによってランナー中の液状混合物の一部を成形
チャンバー中に送り込む工程; を含む。
する。本システムは、押出機、成形チャンバー、押出機と成形チャンバーとを流
体連結しているランナー、およびランナーと熱的に連通している温度制御器を含
む。他の態様によれば、本発明は、発泡剤と射出成形材料の前駆体との液状混合
物を押出機中に確実に形成させる工程; 前記混合物をランナーを介して成形チャ
ンバー中に送る工程; 前記混合物の一部をランナー中に液状にて保持しながら、
液状混合物の一部を成形チャンバー中で固化させる工程; およびさらなる液状混
合物をランナー中に注入し、これによってランナー中の液状混合物の一部を成形
チャンバー中に送り込む工程; を含む。
【００４２】 本発明はさらに、液状ポリマー物品前駆体の一部を押出バレルから抜き取る工
程; 前記液状前駆体の一部と発泡剤とをミキシングして混合物を形成する工程;
および前記混合物を再びバレル中に導入する工程; を含む方法を提供する。
程; 前記液状前駆体の一部と発泡剤とをミキシングして混合物を形成する工程;
および前記混合物を再びバレル中に導入する工程; を含む方法を提供する。
【００４３】 本発明はさらに、押出バレルを有する押出機; 成形チャンバー; ならびにバレ
ル中の第1の上流オリフィス、バレル中の第2の下流オリフイス、および発泡剤の
供給源と流体連通しているミキシングチャンバー; を含むシステムを提供する。
ル中の第1の上流オリフィス、バレル中の第2の下流オリフイス、および発泡剤の
供給源と流体連通しているミキシングチャンバー; を含むシステムを提供する。
【００４４】 他の態様においては、本発明は、成形チャンバーの形状と実質的に同じ形状を
有していて、約0.125インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分を含んだ
成形フォーム物品を提供する。
有していて、約0.125インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分を含んだ
成形フォーム物品を提供する。
【００４５】 他の態様は、3つの次元(第1の軸に関連した1つの次元が、第2の垂直軸に沿っ
た位置の関数として変化する)に対応した3つの交差主軸を有する三次元ポリマー
フォーム物品を含む。本物品は、約0.125インチ以下の断面寸法を有する少なく
とも一部分を含み、少なくとも約20%のボイド体積を有する。
た位置の関数として変化する)に対応した3つの交差主軸を有する三次元ポリマー
フォーム物品を含む。本物品は、約0.125インチ以下の断面寸法を有する少なく
とも一部分を含み、少なくとも約20%のボイド体積を有する。
【００４６】 他の態様は、三次元に対応した3つの交差主軸を有する三次元ポリマーフォー
ム物品を含み、このとき第1の軸に関連した前記三次元のうちの1つが、第2の垂
直軸に沿った位置の関数として変化する。前記物品は、約0.125インチ以下の断
面寸法を有する少なくとも一部分を含む。
ム物品を含み、このとき第1の軸に関連した前記三次元のうちの1つが、第2の垂
直軸に沿った位置の関数として変化する。前記物品は、約0.125インチ以下の断
面寸法を有する少なくとも一部分を含む。
【００４７】 他の態様においては、本発明は、少なくとも約50:1の長さ対厚さ比を有する射
出成形ポリマー部品を提供し、このとき前記ポリマーが約10未満のメルトインデ
ックスを有する。
出成形ポリマー部品を提供し、このとき前記ポリマーが約10未満のメルトインデ
ックスを有する。
【００４８】 他の態様においては、本発明は、少なくとも約120:1の長さ対厚さ比を有する
射出成形ポリマー部品を提供し、このとき前記ポリマーが約40未満のメルトイン
デックスを有する。
射出成形ポリマー部品を提供し、このとき前記ポリマーが約40未満のメルトイン
デックスを有する。
【００４９】 他の態様においては、本発明は、少なくとも約5%のボイド体積を、そしてヒト
の肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない表面を有する射出成形ポリマーフォー
ムを提供する。
の肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない表面を有する射出成形ポリマーフォー
ムを提供する。
【００５０】 他の実施態様においては、本発明は、少なくとも約20%のボイド体積にて約0.1
25インチ未満の厚さを有する物品を提供する。さらに、ポリマー材料と超臨界流
体との混合物を、約0.125インチ未満の内部寸法を有する部分を含んだ金型中に
導入する工程; および前記ポリマー材料が金型中で固化するのを可能にする工程
; を含み、前記の導入工程と固化工程が10秒未満の時間にて行われるという、こ
のような物品の製造法が提供される。
25インチ未満の厚さを有する物品を提供する。さらに、ポリマー材料と超臨界流
体との混合物を、約0.125インチ未満の内部寸法を有する部分を含んだ金型中に
導入する工程; および前記ポリマー材料が金型中で固化するのを可能にする工程
; を含み、前記の導入工程と固化工程が10秒未満の時間にて行われるという、こ
のような物品の製造法が提供される。
【００５１】 他の実施態様においては、本発明は、成形チャンバーの形状と実質的に同じ形
状を有していて、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおいて少なくとも1/2インチ
の断面寸法を有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマー物品を提供する。本
物品は、少なくとも約50%のボイド体積を有しており、平均気泡壁厚さの気泡壁
を含んだ気泡によって画定されている。本物品は、平均気泡壁厚さの約5倍より
大きい厚さの反復的な固体境界物を含有していない。
状を有していて、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおいて少なくとも1/2インチ
の断面寸法を有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマー物品を提供する。本
物品は、少なくとも約50%のボイド体積を有しており、平均気泡壁厚さの気泡壁
を含んだ気泡によって画定されている。本物品は、平均気泡壁厚さの約5倍より
大きい厚さの反復的な固体境界物を含有していない。
【００５２】 他の態様においては、本発明は、約0.075インチ以下の断面寸法と少なくとも
約5%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物
品を提供する。
約5%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物
品を提供する。
【００５３】 他の実施態様においては、本発明は、約0.075インチ〜約0.125インチの断面寸
法と少なくとも約10%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
法と少なくとも約10%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
【００５４】 他の実施態様においては、本発明は、約0.125インチ〜約0.150インチの断面寸
法と少なくとも約15%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
法と少なくとも約15%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
【００５５】 他の実施態様においては、本発明は、約0.150インチ〜約0.350インチの断面寸
法と少なくとも約20%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
法と少なくとも約20%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポ
リマーフォーム物品を提供する。
【００５６】 他の実施態様においては、本発明は、複数の気泡を含んでいて、気泡総数の少
なくとも70%が150ミクロン未満の気泡サイズ有するという成形ポリマー物品を提
供する。
なくとも70%が150ミクロン未満の気泡サイズ有するという成形ポリマー物品を提
供する。
【００５７】 他の実施態様においては、本発明はシステムを提供する。本システムは、ポリ
マー物品前駆体を受け入れるように造られた上流端での入口と下流端での出口を
有するバレル含む。前記バレルは、発泡剤を発泡剤供給源からバレル中の前駆体
中に導入して、前駆体物質と発泡剤との混合物をバレル中にて形成させるための
、発泡剤供給源と流体連結可能な発泡剤ポートを上流端と下流端との間に含む。
本システムはさらに、発泡剤供給源に連結された入口とバレルに連結された出口
とを有する計量装置を含む。このとき前記計量装置は、発泡剤供給源から発泡剤
ポートまでの発泡剤の質量流量を計量すべく組立・配置されている。本システム
はさらに、バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入れるための、バ
レルの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含む。
マー物品前駆体を受け入れるように造られた上流端での入口と下流端での出口を
有するバレル含む。前記バレルは、発泡剤を発泡剤供給源からバレル中の前駆体
中に導入して、前駆体物質と発泡剤との混合物をバレル中にて形成させるための
、発泡剤供給源と流体連結可能な発泡剤ポートを上流端と下流端との間に含む。
本システムはさらに、発泡剤供給源に連結された入口とバレルに連結された出口
とを有する計量装置を含む。このとき前記計量装置は、発泡剤供給源から発泡剤
ポートまでの発泡剤の質量流量を計量すべく組立・配置されている。本システム
はさらに、バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入れるための、バ
レルの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含む。
【００５８】 他の実施態様においては、本発明は、ポリマーフォーム物品を形成する方法を
提供する。本方法は、下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出装
置のバレル内に送り込む工程を含む。本方法はさらに、発泡剤を、発泡剤の質量
流量によって計量された速度にて流れ中に導入して、液状ポリマー物品前駆体と
発泡剤との混合物を形成させる工程を含む。本方法はさらに、液状ポリマー物品
前駆体の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー中に注入する工程を
含む。
提供する。本方法は、下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出装
置のバレル内に送り込む工程を含む。本方法はさらに、発泡剤を、発泡剤の質量
流量によって計量された速度にて流れ中に導入して、液状ポリマー物品前駆体と
発泡剤との混合物を形成させる工程を含む。本方法はさらに、液状ポリマー物品
前駆体の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー中に注入する工程を
含む。
【００５９】 他の実施態様においては、本発明はシステムを提供する。本システムは、ポリ
マー物品前駆体を受け入れるように造られた上流端での入口と下流端での出口を
有するバレルを含む。前記バレルは、複数のオリフィスを有する発泡剤ポートを
、上流端と下流端との間に含む。前記発泡剤ポートは、発泡剤を発泡剤供給源か
らバレル中の前駆体中に個々のオリフィスを介して導入して、バレル中にて前駆
体物質と発泡剤との混合物を形成させるために発泡剤供給源と流体連結可能であ
る。本システムはさらに、バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入
れるための、バレルの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含
む。
マー物品前駆体を受け入れるように造られた上流端での入口と下流端での出口を
有するバレルを含む。前記バレルは、複数のオリフィスを有する発泡剤ポートを
、上流端と下流端との間に含む。前記発泡剤ポートは、発泡剤を発泡剤供給源か
らバレル中の前駆体中に個々のオリフィスを介して導入して、バレル中にて前駆
体物質と発泡剤との混合物を形成させるために発泡剤供給源と流体連結可能であ
る。本システムはさらに、バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入
れるための、バレルの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含
む。
【００６０】 他の実施態様においては、本発明は、ポリマー物品を形成する方法を提供する
。本方法は、下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出装置のバレ
ル内に送り込む工程を含む。本方法はさらに、発泡剤供給源からの発泡剤を、バ
レルと発泡剤供給源とを流体連結している発泡剤ポートにおける複数のオリフィ
スを介して前記流れ中に導入して、前駆体物質と発泡剤との混合物を形成させる
工程; および前駆体物質の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー中
に注入する工程; を含む。
。本方法は、下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出装置のバレ
ル内に送り込む工程を含む。本方法はさらに、発泡剤供給源からの発泡剤を、バ
レルと発泡剤供給源とを流体連結している発泡剤ポートにおける複数のオリフィ
スを介して前記流れ中に導入して、前駆体物質と発泡剤との混合物を形成させる
工程; および前駆体物質の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー中
に注入する工程; を含む。
【００６１】 他の実施態様においては、本発明は、射出成形微孔質材料を製造するためのシ
ステムを提供する。本システムは、微孔質材料の前駆体と発泡剤とを蓄積するよ
うに組立・配置されていて出口を含んだアキュムレータを含む。本システムはさ
らに、微孔質材料の前駆体を前記アキュムレータの出口を介して周期的に注入す
るように組立・配置されたインジェクターを含む。本システムはさらに、アキュ
ムレータの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含む。成形チ
ャンバーは、微孔質材料の前駆体を受け入れるように組立・配置されている。
ステムを提供する。本システムは、微孔質材料の前駆体と発泡剤とを蓄積するよ
うに組立・配置されていて出口を含んだアキュムレータを含む。本システムはさ
らに、微孔質材料の前駆体を前記アキュムレータの出口を介して周期的に注入す
るように組立・配置されたインジェクターを含む。本システムはさらに、アキュ
ムレータの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバーを含む。成形チ
ャンバーは、微孔質材料の前駆体を受け入れるように組立・配置されている。
【００６２】 他の実施態様においては、本発明は方法を提供する。本方法は、微孔質ポリマ
ー材料の前駆体と発泡剤との装入物を蓄積する工程、および前記装入物を成形チ
ャンバー中に注入する工程を含む。
ー材料の前駆体と発泡剤との装入物を蓄積する工程、および前記装入物を成形チ
ャンバー中に注入する工程を含む。
【００６３】 本発明の他の利点、他の新規特徴、および他の目的は、本発明の下記の詳細な
説明と添付図面(概略図であって、スケールどおりには記載されていない)とを関
連させて考察すれば明らかとなろう。図面に関して、種々の図面に記載の全く同
じか又はほとんど同じ成分はそれぞれ単一の数字で示してある。わかりやすく明
確に示すという点から、全ての図面において全ての構成成分が標記されているわ
けではなく、また当業者に本発明を理解させる上で必要でない場合は、必ずしも
本発明の各実施態様において全ての構成成分を示してはいない。
説明と添付図面(概略図であって、スケールどおりには記載されていない)とを関
連させて考察すれば明らかとなろう。図面に関して、種々の図面に記載の全く同
じか又はほとんど同じ成分はそれぞれ単一の数字で示してある。わかりやすく明
確に示すという点から、全ての図面において全ての構成成分が標記されているわ
けではなく、また当業者に本発明を理解させる上で必要でない場合は、必ずしも
本発明の各実施態様において全ての構成成分を示してはいない。
【００６４】 発明の詳細な説明 同一人に譲渡された同時係属中の、1996年12月20日付け出願の“微孔質ポリ
マー押出のための方法と装置”と題する米国特許出願第08/777,709号、および同
一人に譲渡された同時係属中の、1998年3月5日付け公開の国際特許WO98/08667と
1998年7月23日公開のWO98/31521を参照により本明細書に含める。
マー押出のための方法と装置”と題する米国特許出願第08/777,709号、および同
一人に譲渡された同時係属中の、1998年3月5日付け公開の国際特許WO98/08667と
1998年7月23日公開のWO98/31521を参照により本明細書に含める。
【００６５】 本発明の種々の実施態様と態様については、下記の説明からより深い理解が得
られるであろう。本明細書で使用している“核形成”とは、周囲条件下では気体
である化学種の分子が溶解しているポリマー材料の均一単一相溶液が、“核形成
部位”を画定するような前記分子のクラスターの形成を起こし、このために気泡
が成長する、というプロセスを表わしている。すなわち“核形成”とは、均一単
一相溶液から、発泡剤の少なくとも幾つかの分子の凝集部位が形成される混合物
への変化を意味している。核形成は、ポリマー溶融液中に溶解しているガスが溶
液から出てきて、ポリマー溶融液中に気泡懸濁物を形成するときの一時的な状態
を示している。一般には、この一時的状態は、ポリマー溶融液の溶解度を、ある
特定量の溶解ガスを含有するに足る溶解度の状態から、その同量の溶解ガスを含
有するには不充分な溶解度の状態に変化させることによって強制的に起こされる
。核形成は、均一な単一相溶液を急激な熱力学的不安定状態(急激な温度変化、
急激な圧力降下、あるいはこれら両方)に付すことによって引き起こすことがで
きる。急激な圧力降下は、核形成用通路(後述)を使用して生じさせることができ
る。急激な温度変化は、押出機の加熱部分や高温のグリセリン浴等を使用して生
じさせることができる。本明細書で使用している“微孔質核形成”とは、制御さ
れた膨張を起こさせて微孔質材料をもたらすような充分に高い気泡密度での核形
成を意味している。“核形成剤”は、タルクや他の充填剤粒子等の分散された薬
剤であり、ポリマーに加えられ、均一単一相溶液からの核形成部位の形成を促進
することができる。従って“核形成部位”は、核形成剤粒子が存在するポリマー
内の場所を明示しているわけではない。“核形成された(nucleated)”とは、周
囲条件下ではガスである溶解化学種を含む均一単一相溶液を含有した液状ポリマ
ー材料の状態を表わしており、ある事象(一般には熱力学的不安定状態)の後に核
形成部位の形成を引き起こす状態を表わしている。“核形成されていない(non-n
ucleated)”とは、ポリマー材料と周囲条件下でガスである溶解化学種との均一
単一相溶液を含有していて、核形成部位の存在していない状態を表わしている。
“核形成されていない”材料は、タルク等の核形成剤を含んでよい。“ポリマー
材料/発泡剤混合物”は、核形成されていない単一相溶液であってもよいし、核
形成された溶液であってもよいし、あるいは発泡剤の気泡が成長した状態の混合
物であってもよい。“核形成用通路”とは、微孔質ポリマーフォーム押出装置の
一部を形成している通路を表わしており、該通路においては、該装置が運転され
る条件下にて(一般には、核形成装置の上流で約1500〜約30,000psiの圧力にて、
および1時間当たりポリマー材料約10ポンド以上の流量にて)、システムにおける
ポリマー材料と発泡剤との単一相溶液の圧力が、急激な核形成を容易にする速度
にて特定の発泡剤濃度に対する飽和圧力未満に降下する。核形成用通路は、所望
により他の核形成用通路と共に、本発明の装置の核形成区域もしくは核形成用区
域を画定する。本明細書で使用している“強化材”とは、寸法安定性、強度、あ
るいは靭性を材料に付与するように組み込まれる補助的材料(実質的に固体材料)
を意味している。このような強化材の代表的なものとしては、米国特許第4,643,
940号および第4,426,470号に記載の繊維状材料がある。当然のことながら、“強
化材”は、寸法安定性を付与するようには造られていない充填剤や他の添加剤も
含む。当業者は、ある添加剤が特定の材料と関連した強化材であるかどうかを決
定するために該添加剤を試験することができる。
られるであろう。本明細書で使用している“核形成”とは、周囲条件下では気体
である化学種の分子が溶解しているポリマー材料の均一単一相溶液が、“核形成
部位”を画定するような前記分子のクラスターの形成を起こし、このために気泡
が成長する、というプロセスを表わしている。すなわち“核形成”とは、均一単
一相溶液から、発泡剤の少なくとも幾つかの分子の凝集部位が形成される混合物
への変化を意味している。核形成は、ポリマー溶融液中に溶解しているガスが溶
液から出てきて、ポリマー溶融液中に気泡懸濁物を形成するときの一時的な状態
を示している。一般には、この一時的状態は、ポリマー溶融液の溶解度を、ある
特定量の溶解ガスを含有するに足る溶解度の状態から、その同量の溶解ガスを含
有するには不充分な溶解度の状態に変化させることによって強制的に起こされる
。核形成は、均一な単一相溶液を急激な熱力学的不安定状態(急激な温度変化、
急激な圧力降下、あるいはこれら両方)に付すことによって引き起こすことがで
きる。急激な圧力降下は、核形成用通路(後述)を使用して生じさせることができ
る。急激な温度変化は、押出機の加熱部分や高温のグリセリン浴等を使用して生
じさせることができる。本明細書で使用している“微孔質核形成”とは、制御さ
れた膨張を起こさせて微孔質材料をもたらすような充分に高い気泡密度での核形
成を意味している。“核形成剤”は、タルクや他の充填剤粒子等の分散された薬
剤であり、ポリマーに加えられ、均一単一相溶液からの核形成部位の形成を促進
することができる。従って“核形成部位”は、核形成剤粒子が存在するポリマー
内の場所を明示しているわけではない。“核形成された(nucleated)”とは、周
囲条件下ではガスである溶解化学種を含む均一単一相溶液を含有した液状ポリマ
ー材料の状態を表わしており、ある事象(一般には熱力学的不安定状態)の後に核
形成部位の形成を引き起こす状態を表わしている。“核形成されていない(non-n
ucleated)”とは、ポリマー材料と周囲条件下でガスである溶解化学種との均一
単一相溶液を含有していて、核形成部位の存在していない状態を表わしている。
“核形成されていない”材料は、タルク等の核形成剤を含んでよい。“ポリマー
材料/発泡剤混合物”は、核形成されていない単一相溶液であってもよいし、核
形成された溶液であってもよいし、あるいは発泡剤の気泡が成長した状態の混合
物であってもよい。“核形成用通路”とは、微孔質ポリマーフォーム押出装置の
一部を形成している通路を表わしており、該通路においては、該装置が運転され
る条件下にて(一般には、核形成装置の上流で約1500〜約30,000psiの圧力にて、
および1時間当たりポリマー材料約10ポンド以上の流量にて)、システムにおける
ポリマー材料と発泡剤との単一相溶液の圧力が、急激な核形成を容易にする速度
にて特定の発泡剤濃度に対する飽和圧力未満に降下する。核形成用通路は、所望
により他の核形成用通路と共に、本発明の装置の核形成区域もしくは核形成用区
域を画定する。本明細書で使用している“強化材”とは、寸法安定性、強度、あ
るいは靭性を材料に付与するように組み込まれる補助的材料(実質的に固体材料)
を意味している。このような強化材の代表的なものとしては、米国特許第4,643,
940号および第4,426,470号に記載の繊維状材料がある。当然のことながら、“強
化材”は、寸法安定性を付与するようには造られていない充填剤や他の添加剤も
含む。当業者は、ある添加剤が特定の材料と関連した強化材であるかどうかを決
定するために該添加剤を試験することができる。
【００６６】 本発明は、ポリマー材料(微孔質ポリマー材料を含む)を押込・射出成形するた
めのシステムと方法、ならびに押込・射出成形に有用な、そしてさらには他の方
法と組合わせるのが有用なシステムと方法を提供する。例えば、射出・押込成形
が主として説明されているけれども、本発明は、他の成形法(例えば、低圧成形
、同時射出成形、積層成形、および射出圧縮成形など)において使用すべく、当
業者によって容易に変更を加えることができる。本発明の目的に適うよう、微孔
質材料は、直径約100ミクロン未満の平均気泡サイズを有する発泡材料、あるい
は少なくとも約106気泡/cm3を越える気泡密度を有する材料であると定義する。
非微孔質フォームは、これらの範囲外の気泡サイズと気泡密度を有する。微孔質
材料のボイドフラクションは、一般には5%から98%まで変わる。超微孔質材料は
、本発明の目的に沿って、1μm未満の気泡サイズと1012/cm3を越える気泡密度を
有する材料であると定義する。
めのシステムと方法、ならびに押込・射出成形に有用な、そしてさらには他の方
法と組合わせるのが有用なシステムと方法を提供する。例えば、射出・押込成形
が主として説明されているけれども、本発明は、他の成形法(例えば、低圧成形
、同時射出成形、積層成形、および射出圧縮成形など)において使用すべく、当
業者によって容易に変更を加えることができる。本発明の目的に適うよう、微孔
質材料は、直径約100ミクロン未満の平均気泡サイズを有する発泡材料、あるい
は少なくとも約106気泡/cm3を越える気泡密度を有する材料であると定義する。
非微孔質フォームは、これらの範囲外の気泡サイズと気泡密度を有する。微孔質
材料のボイドフラクションは、一般には5%から98%まで変わる。超微孔質材料は
、本発明の目的に沿って、1μm未満の気泡サイズと1012/cm3を越える気泡密度を
有する材料であると定義する。
【００６７】 好ましい実施態様においては、約50ミクロン未満の平均気泡サイズを有する本
発明の微孔質材料が製造される。幾つかの実施態様では特に小さな気泡サイズが
求められ、これらの実施態様においては、本発明の材料は、約20ミクロン未満の
平均気泡サイズを有し、さらに好ましくは約10ミクロン未満の平均気泡サイズを
有し、そしてさらに好ましくは約5ミクロン未満の平均気泡サイズを有する。微
孔質材料は約100ミクロンの最大気泡サイズを有するのが好ましい。特に小さな
気泡サイズが求められる実施態様においては、微孔質材料は、約50ミクロンの最
大気泡サイズを有し、さらに好ましくは約25ミクロンの最大気泡サイズを有し、
さらに好ましくは約15ミクロンの最大気泡サイズを有し、さらに好ましくは約8
ミクロンの最大気泡サイズを有し、そしてさらに好ましくは約5ミクロンの最大
気泡サイズを有する。種々の実施態様が一組になって、上記の平均気泡サイズと
最大気泡サイズのあらゆる組合わせを含む。例えば、このセットの実施態様中の
1つの実施態様は、最大気泡サイズが約50ミクロンであって平均気泡サイズが約3
0ミクロン未満である微孔質材料を含み、また他の実施態様は、最大気泡サイズ
が約35ミクロンであって平均気泡サイズが約30ミクロン未満である微孔質材料を
含む。すなわち、好ましい平均気泡サイズと最大気泡サイズとの特定の組合わせ
を有する、種々の目的に適合した微孔質材料を製造することができる。気泡サイ
ズの制御については下記にて詳しく説明する。
発明の微孔質材料が製造される。幾つかの実施態様では特に小さな気泡サイズが
求められ、これらの実施態様においては、本発明の材料は、約20ミクロン未満の
平均気泡サイズを有し、さらに好ましくは約10ミクロン未満の平均気泡サイズを
有し、そしてさらに好ましくは約5ミクロン未満の平均気泡サイズを有する。微
孔質材料は約100ミクロンの最大気泡サイズを有するのが好ましい。特に小さな
気泡サイズが求められる実施態様においては、微孔質材料は、約50ミクロンの最
大気泡サイズを有し、さらに好ましくは約25ミクロンの最大気泡サイズを有し、
さらに好ましくは約15ミクロンの最大気泡サイズを有し、さらに好ましくは約8
ミクロンの最大気泡サイズを有し、そしてさらに好ましくは約5ミクロンの最大
気泡サイズを有する。種々の実施態様が一組になって、上記の平均気泡サイズと
最大気泡サイズのあらゆる組合わせを含む。例えば、このセットの実施態様中の
1つの実施態様は、最大気泡サイズが約50ミクロンであって平均気泡サイズが約3
0ミクロン未満である微孔質材料を含み、また他の実施態様は、最大気泡サイズ
が約35ミクロンであって平均気泡サイズが約30ミクロン未満である微孔質材料を
含む。すなわち、好ましい平均気泡サイズと最大気泡サイズとの特定の組合わせ
を有する、種々の目的に適合した微孔質材料を製造することができる。気泡サイ
ズの制御については下記にて詳しく説明する。
【００６８】 1つの実施態様においては、本発明の方法に従って実質的に独立気泡の微孔質
材料が製造される。本明細書で使用している“実質的に独立した気泡”とは、約
100ミクロンの厚さにて、材料を通して連結した気泡通路を含んでいない材料を
意味している。
材料が製造される。本明細書で使用している“実質的に独立した気泡”とは、約
100ミクロンの厚さにて、材料を通して連結した気泡通路を含んでいない材料を
意味している。
【００６９】 図1を参照すると、本発明の種々の実施態様に従って成形を行うのに使用する
ことのできる成形システム30が概略的に示されている。図1のシステム30は、第1
の上流端と成形チャンバー37に連結された第2の下流端とを有するバレル32を含
む。バレル32内での回転のために、上流端にて駆動モーターに連動するスクリュ
ー38が取り付けられている。詳細には図示していないが、スクリュー38は、供給
セクション、移行セクション、ガス注入セクション、ミキシングセクション、お
よび計量セクションを含む。
ことのできる成形システム30が概略的に示されている。図1のシステム30は、第1
の上流端と成形チャンバー37に連結された第2の下流端とを有するバレル32を含
む。バレル32内での回転のために、上流端にて駆動モーターに連動するスクリュ
ー38が取り付けられている。詳細には図示していないが、スクリュー38は、供給
セクション、移行セクション、ガス注入セクション、ミキシングセクション、お
よび計量セクションを含む。
【００７０】 所望により、温度制御ユニット42がバレル32に沿って配置されている。温度制
御ユニット42は電気ヒーターであってもよく、温度制御流体のための通路などを
含んでもよい。ユニット42は、バレル内にてペレット化材料または液状ポリマー
材料の流れを加熱して計量を容易にするために、および/または前記流れを冷却
して粘度および場合によっては発泡剤の溶解度を調節するために使用することが
できる。温度制御ユニットは、バレルに沿った異なった場所で別々に作動させる
ことができる。すなわち、1つ以上の場所にて加熱し、そして1つ以上の異なった
場所にて冷却するように作動させることができる。いかなる数の温度制御ユニッ
トを取り付けてもよい。
御ユニット42は電気ヒーターであってもよく、温度制御流体のための通路などを
含んでもよい。ユニット42は、バレル内にてペレット化材料または液状ポリマー
材料の流れを加熱して計量を容易にするために、および/または前記流れを冷却
して粘度および場合によっては発泡剤の溶解度を調節するために使用することが
できる。温度制御ユニットは、バレルに沿った異なった場所で別々に作動させる
ことができる。すなわち、1つ以上の場所にて加熱し、そして1つ以上の異なった
場所にて冷却するように作動させることができる。いかなる数の温度制御ユニッ
トを取り付けてもよい。
【００７１】 バレル32は、ポリマー材料の前駆体を受け入れるように組立・配置されている
。本明細書で使用している“ポリマー材料の前駆体”は、流体である材料、流体
を形成しうる材料、および引き続き硬化して微孔質ポリマー物品を形成できる材
料等の全ての材料を含む。一般には、前駆体は熱可塑性ポリマーのペレットとし
て示されるが、他の化学種を含んでもよい。例えば、1つの実施態様においては
、前駆体は、種々の条件下で反応して上記のような微孔質ポリマー材料を形成す
る化学種として定義することもできる。本発明は、反応してポリマーを形成でき
る化学種、一般にはモノマー、または低分子量ポリマー前駆体のあらゆる組合わ
せ(混合され、反応が起こるにつれて発泡する)からの微孔質材料の製造を含む。
一般には、本発明により包含される化学種は、反応中に、そして発泡中に、ポリ
マー成分の架橋によってポリマー分子量の大幅な増大が起こる熱硬化性ポリマー
を含む。例えば、ポリヘキサメチレンアジパミドやポリ(ε-カプロラクタム)等
の脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドを含む、縮合タイプと付加タイプのポリ
アミド; ポリジシクロペンタジエンを含めたシクロ芳香族ポリマー等のポリエン
; ポリアクリルアミド、ポリアクリルアメート(polyacrylamate)、およびアクリ
ルエステルポリマー(例えば2-シアノアクリル酸エステルポリマー)等のアクリル
ポリマー; アクリロニトリルポリマー; およびこれらの組合わせ物; などがある
。
。本明細書で使用している“ポリマー材料の前駆体”は、流体である材料、流体
を形成しうる材料、および引き続き硬化して微孔質ポリマー物品を形成できる材
料等の全ての材料を含む。一般には、前駆体は熱可塑性ポリマーのペレットとし
て示されるが、他の化学種を含んでもよい。例えば、1つの実施態様においては
、前駆体は、種々の条件下で反応して上記のような微孔質ポリマー材料を形成す
る化学種として定義することもできる。本発明は、反応してポリマーを形成でき
る化学種、一般にはモノマー、または低分子量ポリマー前駆体のあらゆる組合わ
せ(混合され、反応が起こるにつれて発泡する)からの微孔質材料の製造を含む。
一般には、本発明により包含される化学種は、反応中に、そして発泡中に、ポリ
マー成分の架橋によってポリマー分子量の大幅な増大が起こる熱硬化性ポリマー
を含む。例えば、ポリヘキサメチレンアジパミドやポリ(ε-カプロラクタム)等
の脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドを含む、縮合タイプと付加タイプのポリ
アミド; ポリジシクロペンタジエンを含めたシクロ芳香族ポリマー等のポリエン
; ポリアクリルアミド、ポリアクリルアメート(polyacrylamate)、およびアクリ
ルエステルポリマー(例えば2-シアノアクリル酸エステルポリマー)等のアクリル
ポリマー; アクリロニトリルポリマー; およびこれらの組合わせ物; などがある
。
【００７２】 熱可塑性ポリマーまたは熱可塑性ポリマーの組合わせ物は、ポリオレフィン(
例えばポリエチレンやポリプロピレン)、フルオロポリマー、架橋性ポリオレフ
ィン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、およびポリアロマティクス(例えば、ポリ
スチレンを含めたスチレンポリマー)を含む非晶質材料、半結晶質剤利用、およ
び結晶質材料から選択するのが好ましい。熱可塑性エラストマーも使用すること
ができ、特にメタロセン触媒によるポリエチレンがある。
例えばポリエチレンやポリプロピレン)、フルオロポリマー、架橋性ポリオレフ
ィン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、およびポリアロマティクス(例えば、ポリ
スチレンを含めたスチレンポリマー)を含む非晶質材料、半結晶質剤利用、およ
び結晶質材料から選択するのが好ましい。熱可塑性エラストマーも使用すること
ができ、特にメタロセン触媒によるポリエチレンがある。
【００７３】 一般には、ポリマー材料の前駆体を導入するには、オリフィス46を介して押出
機バレル中に供給すべきペレット化ポリマー材料を収容するための標準的なホッ
パー44が使用されるが、前駆体は、オリフィスを介して注入され、バレル内にて
、例えば補助重合触媒によって重合される液状プレポリマー材料であってもよい
。本発明に関しては、ポリマー材料の液状流れがシステム中において確実に形成
されることが重要である。
機バレル中に供給すべきペレット化ポリマー材料を収容するための標準的なホッ
パー44が使用されるが、前駆体は、オリフィスを介して注入され、バレル内にて
、例えば補助重合触媒によって重合される液状プレポリマー材料であってもよい
。本発明に関しては、ポリマー材料の液状流れがシステム中において確実に形成
されることが重要である。
【００７４】 図1におけるスクリュー38の下流端48のすぐ下流に区域50がある。この区域50
は、温度調節・制御区域、補助ミキシング区域、あるいは補助ポンプ移送区域な
どであってよい。例えば、区域50は、核形成(後述)の前に液状ポリマー流れの温
度を調節するための温度制御ユニットを含んでよい。区域50は、この代わりに、
あるいはこれに加えて、追加の標準的なミキシングユニット(図示せず)又はギヤ
ポンプ等の流量制御ユニット(図示せず)を含んでもよい。他の実施態様において
は、区域50を、冷却用区域を含む縦一列に並んだ別のスクリューで置き換えても
よい。スクリュー38が射出成形システムにおける往復運動スクリュー(詳細につ
いては後述)である場合の実施態様では、区域50が、ポリマー材料と発泡剤との
核形成されていない単一相溶液が金型37中への注入前に蓄積される蓄積区域を画
定する。
は、温度調節・制御区域、補助ミキシング区域、あるいは補助ポンプ移送区域な
どであってよい。例えば、区域50は、核形成(後述)の前に液状ポリマー流れの温
度を調節するための温度制御ユニットを含んでよい。区域50は、この代わりに、
あるいはこれに加えて、追加の標準的なミキシングユニット(図示せず)又はギヤ
ポンプ等の流量制御ユニット(図示せず)を含んでもよい。他の実施態様において
は、区域50を、冷却用区域を含む縦一列に並んだ別のスクリューで置き換えても
よい。スクリュー38が射出成形システムにおける往復運動スクリュー(詳細につ
いては後述)である場合の実施態様では、区域50が、ポリマー材料と発泡剤との
核形成されていない単一相溶液が金型37中への注入前に蓄積される蓄積区域を画
定する。
【００７５】 本発明による微孔質材料の製造では、物理的発泡剤(すなわち、周囲条件下に
て気体である薬剤; 詳細については後述)を使用するのが好ましい。しかしなが
ら、化学発泡剤も使用することができ、ホッパー44中に導入されるポリマーペレ
ットと共に配合することができる。適切な化学発泡剤としては、臨界温度または
押出において達成しうる他の条件において分解し、窒素、二酸化炭素、または一
酸化炭素等のガスを放出する比較的低分子量の有機化合物がある。例としてはア
ゾジカルボアミド等のアゾ化合物が挙げられる。
て気体である薬剤; 詳細については後述)を使用するのが好ましい。しかしなが
ら、化学発泡剤も使用することができ、ホッパー44中に導入されるポリマーペレ
ットと共に配合することができる。適切な化学発泡剤としては、臨界温度または
押出において達成しうる他の条件において分解し、窒素、二酸化炭素、または一
酸化炭素等のガスを放出する比較的低分子量の有機化合物がある。例としてはア
ゾジカルボアミド等のアゾ化合物が挙げられる。
【００７６】 前述したように、好ましい実施態様においては物理的発泡剤が使用される。化
学発泡剤ではなく物理的発泡剤が使用される実施態様の1つの利点は、生成物の
再循環可能性が最大限に高められるという点である。化学発泡剤を使用すると、
残留する化学発泡剤と発泡剤副生物のために不均一な材料がもたらされるので、
一般には再循環に対するポリマーの適性が低下する。化学発泡剤で発泡したフォ
ームは、最終的なフォーム生成物が得られた後に、本位質的に、未反応の残留化
学発泡剤だけでなく、発泡剤を形成する反応の化学副生物を含むので、このセッ
トの実施態様における本発明の材料は、残留化学発泡剤または化学発泡剤の反応
副生物を、0.1重量%以上の化学発泡剤を使用して発泡した物品において見られる
より少ない量にて、そして好ましくは0.05重量%以上の化学発泡剤を使用して発
泡した物品において見られるより少ない量にて含む。特に好ましい実施態様にお
いては、材料は、本質的に残留化学発泡剤を含有しないか、又は化学発泡剤の反
応副生物を含有しないことを特徴とする。すなわち、いかなる化学発泡剤を使用
して発泡した物品において本質的に見られるより少ない残留化学発泡剤または副
生物を含む。本実施態様おいては、システム30のバレル32に沿って、物理的発泡
剤の供給源56と流体連通している少なくとも1つのポート54がある。当業者に公
知の種々の発泡剤(例えば、ヘリウム、炭化水素、クロロフルオロカーボン、窒
素、二酸化炭素、およびこれらの混合物等)のいずれも本発明に対して使用する
ことができ、好ましい実施態様によれば、供給源56は二酸化炭素を発泡剤として
供給する。超臨界流体発泡剤(特に超臨界ニ酸化炭素)が極めて好ましい。1つの
実施態様においては、発泡剤として超臨界二酸化炭素だけが使用される。超臨界
二酸化炭素を押出機中に導入し、二酸化炭素を超臨界流体として注入することに
よって、あるいは二酸化炭素を気体もしくは液体として注入し、押出機内の条件
により、多くの場合において二酸化炭素を数秒以内に超臨界にすることによって
、ポリマー材料との単一相溶液を速やかに形成させることができる。二酸化炭素
を押出機中に超臨界状態にて注入するのが好ましい。このようにして形成される
超臨界二酸化炭素とポリマー材料との単一相溶液は粘度が極めて低く、従ってよ
り低い温度で成形できること、および精密許容差を有する金型を高速充填できる
ことから、極めて薄い成形品(これについては後述)を形成できるので有利である
。
学発泡剤ではなく物理的発泡剤が使用される実施態様の1つの利点は、生成物の
再循環可能性が最大限に高められるという点である。化学発泡剤を使用すると、
残留する化学発泡剤と発泡剤副生物のために不均一な材料がもたらされるので、
一般には再循環に対するポリマーの適性が低下する。化学発泡剤で発泡したフォ
ームは、最終的なフォーム生成物が得られた後に、本位質的に、未反応の残留化
学発泡剤だけでなく、発泡剤を形成する反応の化学副生物を含むので、このセッ
トの実施態様における本発明の材料は、残留化学発泡剤または化学発泡剤の反応
副生物を、0.1重量%以上の化学発泡剤を使用して発泡した物品において見られる
より少ない量にて、そして好ましくは0.05重量%以上の化学発泡剤を使用して発
泡した物品において見られるより少ない量にて含む。特に好ましい実施態様にお
いては、材料は、本質的に残留化学発泡剤を含有しないか、又は化学発泡剤の反
応副生物を含有しないことを特徴とする。すなわち、いかなる化学発泡剤を使用
して発泡した物品において本質的に見られるより少ない残留化学発泡剤または副
生物を含む。本実施態様おいては、システム30のバレル32に沿って、物理的発泡
剤の供給源56と流体連通している少なくとも1つのポート54がある。当業者に公
知の種々の発泡剤(例えば、ヘリウム、炭化水素、クロロフルオロカーボン、窒
素、二酸化炭素、およびこれらの混合物等)のいずれも本発明に対して使用する
ことができ、好ましい実施態様によれば、供給源56は二酸化炭素を発泡剤として
供給する。超臨界流体発泡剤(特に超臨界ニ酸化炭素)が極めて好ましい。1つの
実施態様においては、発泡剤として超臨界二酸化炭素だけが使用される。超臨界
二酸化炭素を押出機中に導入し、二酸化炭素を超臨界流体として注入することに
よって、あるいは二酸化炭素を気体もしくは液体として注入し、押出機内の条件
により、多くの場合において二酸化炭素を数秒以内に超臨界にすることによって
、ポリマー材料との単一相溶液を速やかに形成させることができる。二酸化炭素
を押出機中に超臨界状態にて注入するのが好ましい。このようにして形成される
超臨界二酸化炭素とポリマー材料との単一相溶液は粘度が極めて低く、従ってよ
り低い温度で成形できること、および精密許容差を有する金型を高速充填できる
ことから、極めて薄い成形品(これについては後述)を形成できるので有利である
。
【００７７】 一般には、圧力・計量機器(pressure and metering device)58が、発泡剤供給
源と少なくとも1つのポート54との間に取り付けられている。押出機内のポリマ
ー流れ中の発泡剤の量を制御して発泡剤を所望のレベルに保持するように、機器
58を使用して、発泡剤の質量を0.01ポンド/時間〜70ポンド/時間に、好ましくは
0.04ポンド/時間〜70ポンド/時間に、さらに好ましくは0.2ポンド/時間〜12ポン
ド/時間に計量調節することができる。一組の実施態様によれば、ポリマー流れ
中の発泡剤の量は、ポリマー流れと発泡剤との混合物の重量を基準として約0.1
〜25重量%であり、好ましくは約1.0〜25重量%であり、さらに好ましくは約6〜20
重量%であり、さらに好ましくは約8〜15量%であり、さらに好ましくは約10〜12
量%である。使用する発泡剤の種類と使用量は、ポリマーの種類、所望する低密
度、所望する気泡サイズ、および所望する物理的性質に依存することが多い。窒
素が発泡剤として使用される実施態様では、発泡剤は0.1%〜2.5%の量にて、場合
によっては好ましくは0.1%〜1.0%の量にて存在し、また二酸化炭素が発泡剤とし
て使用される実施態様では、発泡剤の質量流量は、幾つかの場合においては0.1%
〜12%であり、好ましい実施態様においては0.5%〜6.0%である。
源と少なくとも1つのポート54との間に取り付けられている。押出機内のポリマ
ー流れ中の発泡剤の量を制御して発泡剤を所望のレベルに保持するように、機器
58を使用して、発泡剤の質量を0.01ポンド/時間〜70ポンド/時間に、好ましくは
0.04ポンド/時間〜70ポンド/時間に、さらに好ましくは0.2ポンド/時間〜12ポン
ド/時間に計量調節することができる。一組の実施態様によれば、ポリマー流れ
中の発泡剤の量は、ポリマー流れと発泡剤との混合物の重量を基準として約0.1
〜25重量%であり、好ましくは約1.0〜25重量%であり、さらに好ましくは約6〜20
重量%であり、さらに好ましくは約8〜15量%であり、さらに好ましくは約10〜12
量%である。使用する発泡剤の種類と使用量は、ポリマーの種類、所望する低密
度、所望する気泡サイズ、および所望する物理的性質に依存することが多い。窒
素が発泡剤として使用される実施態様では、発泡剤は0.1%〜2.5%の量にて、場合
によっては好ましくは0.1%〜1.0%の量にて存在し、また二酸化炭素が発泡剤とし
て使用される実施態様では、発泡剤の質量流量は、幾つかの場合においては0.1%
〜12%であり、好ましい実施態様においては0.5%〜6.0%である。
【００７８】 圧力計量機器を、発泡剤をポリマー材料の流量に関連して計量するのを制御す
るために駆動モーター40に連結されている制御器(図示せず)に連結して、液状ポ
リマー混合物中の発泡剤の重量%を極めて正確に制御することができる。例えば
、発泡剤の質量流量は、好ましい場合には±0.3%以下で変化するように制御する
ことができる。
るために駆動モーター40に連結されている制御器(図示せず)に連結して、液状ポ
リマー混合物中の発泡剤の重量%を極めて正確に制御することができる。例えば
、発泡剤の質量流量は、好ましい場合には±0.3%以下で変化するように制御する
ことができる。
【００７９】 ポート54は、バレルに沿った種々の場所のどこにでも配置することができるが
、好ましい実施態様によれば、ポート54は、スクリューのミキシングセクション
60のすぐ上流に、そしてスクリューがブレイクされていないフライトを含んでい
る場所62に配置される。
、好ましい実施態様によれば、ポート54は、スクリューのミキシングセクション
60のすぐ上流に、そしてスクリューがブレイクされていないフライトを含んでい
る場所62に配置される。
【００８０】 図1Aを参照すると、発泡剤ポートの好ましい実施態様がさらに詳細に示されて
おり、またバレルの相対する上側と下側に存在する2つのポートが示されている
。この好ましい実施態様においては、ポート54は、スクリュー38のミキシングセ
クション60(高度にブレイクされているフライトを含む)から上流の区域に、約4
フルフライト(full flights)以下の、好ましくは約2フルフライト以下の、ある
いは1フルフライト以下の距離にて配置されている。このように配置されている
ために、注入された発泡剤が、液状ポリマー流れ中に極めて速やかに且つ均一に
混合されて、発泡材料前駆体と発泡剤との単一相溶液が速やかに得られる。
おり、またバレルの相対する上側と下側に存在する2つのポートが示されている
。この好ましい実施態様においては、ポート54は、スクリュー38のミキシングセ
クション60(高度にブレイクされているフライトを含む)から上流の区域に、約4
フルフライト(full flights)以下の、好ましくは約2フルフライト以下の、ある
いは1フルフライト以下の距離にて配置されている。このように配置されている
ために、注入された発泡剤が、液状ポリマー流れ中に極めて速やかに且つ均一に
混合されて、発泡材料前駆体と発泡剤との単一相溶液が速やかに得られる。
【００８１】 ポート54は、図示の好ましい実施態様においては、発泡剤供給源と押出機バレ
ルとを連結している複数のオリフィス64を含んだ複数孔ポートである。図からわ
かるように、好ましい実施態様においては、複数のポート54は、押出機バレルの
まわりに放射状に種々の位置にて設けられており、互いに縦方向に整列していて
もよい。例えば、複数のポート54を押出機バレルのまわりに12時位置、3時位置
、6時位置、および9時位置に配置することができ、それぞれが複数のオリフィス
64を含む。このように、各オリフィス64が発泡剤オリフィスであると考えられる
場合、本発明は、押出機バレルと流体連通している(バレルと発泡剤供給源とを
流体連結している)少なくとも10個の、好ましくは少なくとも約40個の、さらに
好ましくは少なくとも約100個の、さらに好ましくは少なくとも約300個の、さら
に好ましくは少なくとも約500個の、そしてさらに好ましくは少なくとも約700個
の発泡剤オリフィスを有する押出装置を含む。
ルとを連結している複数のオリフィス64を含んだ複数孔ポートである。図からわ
かるように、好ましい実施態様においては、複数のポート54は、押出機バレルの
まわりに放射状に種々の位置にて設けられており、互いに縦方向に整列していて
もよい。例えば、複数のポート54を押出機バレルのまわりに12時位置、3時位置
、6時位置、および9時位置に配置することができ、それぞれが複数のオリフィス
64を含む。このように、各オリフィス64が発泡剤オリフィスであると考えられる
場合、本発明は、押出機バレルと流体連通している(バレルと発泡剤供給源とを
流体連結している)少なくとも10個の、好ましくは少なくとも約40個の、さらに
好ましくは少なくとも約100個の、さらに好ましくは少なくとも約300個の、さら
に好ましくは少なくとも約500個の、そしてさらに好ましくは少なくとも約700個
の発泡剤オリフィスを有する押出装置を含む。
【００８２】 さらに図1Aに示すような好ましい実施態様においては、発泡剤オリフィスが押
出機バレルのまわりにて、好ましいスクリューがバレルに取り付けられていると
きに、オリフィスが隣接のブレイクされていない完全なフライト65であるような
場所に配置されている。このように、スクリューが回転すると、各フライトが各
オリフィスを周期的に通過もしくは“ワイプ(wipe)”する。このワイピングによ
り、各オリフィスが周期的に塞がれるために(フライトがオリフィスに対して、
整列しているオリフィスを完全に塞ぐのに充分な大きさであるとき)、各オリフ
ィスが本質的に急速に開放・閉止されることによって、発泡剤と液状発泡材料前
駆体との高速ミキシングが増大する。この結果、注入時およびミキシングの前に
、液状ポリマー材料中に発泡剤の比較的微細で隔離された区域が分布するように
なる。この集成体においては、約30rpmの標準的なスクリュー回転速度にて、少
なくとも約0.5回通過/秒の割合で、好ましくは少なくとも約1回通過/秒の割合で
、さらに好ましくは少なくとも約1.5回通過/秒の割合で、そしてさらに好ましく
は少なくとも約2回通過/秒の割合でフライトが各オリフィスを通過する。好まし
い実施態様においては、オリフィス54は、スクリューの端部(上流端34)から約15
〜約30のバレル直径の距離にて配置される。
出機バレルのまわりにて、好ましいスクリューがバレルに取り付けられていると
きに、オリフィスが隣接のブレイクされていない完全なフライト65であるような
場所に配置されている。このように、スクリューが回転すると、各フライトが各
オリフィスを周期的に通過もしくは“ワイプ(wipe)”する。このワイピングによ
り、各オリフィスが周期的に塞がれるために(フライトがオリフィスに対して、
整列しているオリフィスを完全に塞ぐのに充分な大きさであるとき)、各オリフ
ィスが本質的に急速に開放・閉止されることによって、発泡剤と液状発泡材料前
駆体との高速ミキシングが増大する。この結果、注入時およびミキシングの前に
、液状ポリマー材料中に発泡剤の比較的微細で隔離された区域が分布するように
なる。この集成体においては、約30rpmの標準的なスクリュー回転速度にて、少
なくとも約0.5回通過/秒の割合で、好ましくは少なくとも約1回通過/秒の割合で
、さらに好ましくは少なくとも約1.5回通過/秒の割合で、そしてさらに好ましく
は少なくとも約2回通過/秒の割合でフライトが各オリフィスを通過する。好まし
い実施態様においては、オリフィス54は、スクリューの端部(上流端34)から約15
〜約30のバレル直径の距離にて配置される。
【００８３】 上記の集成体を使用すると、一組の実施態様に従って実施される本発明の方法
が容易になる。本方法は、少なくとも約40ポンド/時間の速度で流れている液状
ポリマー材料中に、周囲条件下では気体である発泡剤を約1分未満の時間で導入
する工程、および発泡剤と液状ポリマーとの単一相溶液をもたらす工程を含む。
発泡剤流体は溶液中に、集成体中の溶液の重量を基準として少なくとも約2.5重
量%の量にて存在する。好ましい実施態様においては、液状ポリマー材料の流量
は少なくとも約60ポンド/時間であり、さらに好ましくは少なくとも約80ポンド/
時間であり、そして特に好ましい実施態様においては少なくとも約100ポンド/時
間より大きく、発泡剤流体が加えられ、少なくとも約3重量%の量にて、さらに好
ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好ましくは少なくとも約7重量%の
量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約10重量%の量にて溶液中に存在し
ている発泡剤との単一相溶液が1分以内に形成される(前述したように、他のセッ
トの好ましい実施態様においては、より低いレベルの発泡剤が使用される)。こ
れらの集成体においては、少なくとも約2.4ポンド/時間の発泡剤(好ましくはCO2 )を流体流れ中に導入して単一相溶液を形成させる。最適の発泡剤濃度を達成す
るために、発泡剤の導入速度をポリマーの流量と整合させる。
が容易になる。本方法は、少なくとも約40ポンド/時間の速度で流れている液状
ポリマー材料中に、周囲条件下では気体である発泡剤を約1分未満の時間で導入
する工程、および発泡剤と液状ポリマーとの単一相溶液をもたらす工程を含む。
発泡剤流体は溶液中に、集成体中の溶液の重量を基準として少なくとも約2.5重
量%の量にて存在する。好ましい実施態様においては、液状ポリマー材料の流量
は少なくとも約60ポンド/時間であり、さらに好ましくは少なくとも約80ポンド/
時間であり、そして特に好ましい実施態様においては少なくとも約100ポンド/時
間より大きく、発泡剤流体が加えられ、少なくとも約3重量%の量にて、さらに好
ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好ましくは少なくとも約7重量%の
量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約10重量%の量にて溶液中に存在し
ている発泡剤との単一相溶液が1分以内に形成される(前述したように、他のセッ
トの好ましい実施態様においては、より低いレベルの発泡剤が使用される)。こ
れらの集成体においては、少なくとも約2.4ポンド/時間の発泡剤(好ましくはCO2 )を流体流れ中に導入して単一相溶液を形成させる。最適の発泡剤濃度を達成す
るために、発泡剤の導入速度をポリマーの流量と整合させる。
【００８４】 超臨界流体発泡剤はさらに、異種ポリマー材料の高速で充分なミキシングを容
易にし、これによって異種ポリマー材料をミキシングして、成形後の離層を起こ
すことなく異種ポリマー材料を成形するための方法が提供される、という点にお
いて利点をもたらす。異種材料としては、例えば、ポリスチレンとポリプロピレ
ン、あるいはポリスチレンとポリエチレンなどがある。これらの異種材料は一般
には、かなり異なった粘度、極性、あるいは化学的官能性を有しており、ほとん
どのシステムにおいて、よく混合された均一な組み合わせ物の形成が妨げられ、
従って離層や他の物理的特性の低下もしくは悪化を引き起こす。本実施態様にお
いては、少なくとも2種の異種成分が存在していて、少ないほうの成分が少なく
とも約1重量%の量にて、好ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好まし
くは少なくとも約10重量%の量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約20重
量%の量にて存在するのが好ましい。
易にし、これによって異種ポリマー材料をミキシングして、成形後の離層を起こ
すことなく異種ポリマー材料を成形するための方法が提供される、という点にお
いて利点をもたらす。異種材料としては、例えば、ポリスチレンとポリプロピレ
ン、あるいはポリスチレンとポリエチレンなどがある。これらの異種材料は一般
には、かなり異なった粘度、極性、あるいは化学的官能性を有しており、ほとん
どのシステムにおいて、よく混合された均一な組み合わせ物の形成が妨げられ、
従って離層や他の物理的特性の低下もしくは悪化を引き起こす。本実施態様にお
いては、少なくとも2種の異種成分が存在していて、少ないほうの成分が少なく
とも約1重量%の量にて、好ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好まし
くは少なくとも約10重量%の量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約20重
量%の量にて存在するのが好ましい。
【００８５】 異種ポリマー材料の組合わせ物を形成するための典型的な従来法は、異種ポリ
マー材料を押し出す工程とペレット化する工程を含み、得られたペレットが図1
のようなシステムのホッパー44に供給される。本発明のこの態様に従って超臨界
流体発泡剤を使用すると、プレミックスされたペレットを使用する必要性がなく
なるか、あるいは装置を複雑にしなくても済むようになる。この態様においては
、異なったポリマーペレットの混合物(例えば、ポリスチレンペレットとポリプ
ロピレンペレットとの混合物)をホッパー44に供給し、溶融し、超臨界流体発泡
剤と充分に混合し、そしてよく混合された均一混合物として押し出すことができ
る。本発明のこの態様においては、発泡剤と多成分ポリマー材料との単一相溶液
を、下記の流量および下記の時間にて形成することができる。本発明のこの態様
を使用して、押出、本明細書に記載の成形、あるいは他の方法で処理したときに
離層を起こしにくい少なくとも2種のポリマー材料で構成されるポリマー物品を
形成することができる。
マー材料を押し出す工程とペレット化する工程を含み、得られたペレットが図1
のようなシステムのホッパー44に供給される。本発明のこの態様に従って超臨界
流体発泡剤を使用すると、プレミックスされたペレットを使用する必要性がなく
なるか、あるいは装置を複雑にしなくても済むようになる。この態様においては
、異なったポリマーペレットの混合物(例えば、ポリスチレンペレットとポリプ
ロピレンペレットとの混合物)をホッパー44に供給し、溶融し、超臨界流体発泡
剤と充分に混合し、そしてよく混合された均一混合物として押し出すことができ
る。本発明のこの態様においては、発泡剤と多成分ポリマー材料との単一相溶液
を、下記の流量および下記の時間にて形成することができる。本発明のこの態様
を使用して、押出、本明細書に記載の成形、あるいは他の方法で処理したときに
離層を起こしにくい少なくとも2種のポリマー材料で構成されるポリマー物品を
形成することができる。
【００８６】 上記の集成体を射出成形または押込成形と組合わせて使用すると、本発明の幾
つかの実施態様に従って行う方法が容易になる。本方法は、約0.4〜約1.4ポンド
/時間の速度で流れている液状ポリマー材料中に、周囲条件下では気体である発
泡剤を約1分未満の時間にて導入する工程、および発泡剤流体とポリマーとの単
一相溶液をもたらす工程を含む。発泡剤流体は溶液中に、本集成体における溶液
の重量を基準として少なくとも2.5重量%の量にて存在する。幾つかの実施態様に
おいては、液状ポリマー材料の流量は約6〜12ポンド/時間である。これらの集成
体においては、発泡剤流体が加えられ、少なくとも約3重量%の量にて、さらに好
ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好ましくは少なくとも約7重量%の
量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約10重量%の量にて溶液中に存在し
ている発泡剤との単一相溶液が1分以内に形成される(しかしながら、前述したよ
うに、他のセットの好ましい実施態様においては、より低いレベルの発泡剤が使
用される)。これらの集成体においては、少なくとも約2.4ポンド/時間の発泡剤(
好ましくはCO2)を流体流れ中に導入し、混合して単一相溶液を形成させる。最適
の発泡剤濃度を達成するために、発泡剤の導入速度をポリマーの流量と整合させ
る。
つかの実施態様に従って行う方法が容易になる。本方法は、約0.4〜約1.4ポンド
/時間の速度で流れている液状ポリマー材料中に、周囲条件下では気体である発
泡剤を約1分未満の時間にて導入する工程、および発泡剤流体とポリマーとの単
一相溶液をもたらす工程を含む。発泡剤流体は溶液中に、本集成体における溶液
の重量を基準として少なくとも2.5重量%の量にて存在する。幾つかの実施態様に
おいては、液状ポリマー材料の流量は約6〜12ポンド/時間である。これらの集成
体においては、発泡剤流体が加えられ、少なくとも約3重量%の量にて、さらに好
ましくは少なくとも約5重量%の量にて、さらに好ましくは少なくとも約7重量%の
量にて、そしてさらに好ましくは少なくとも約10重量%の量にて溶液中に存在し
ている発泡剤との単一相溶液が1分以内に形成される(しかしながら、前述したよ
うに、他のセットの好ましい実施態様においては、より低いレベルの発泡剤が使
用される)。これらの集成体においては、少なくとも約2.4ポンド/時間の発泡剤(
好ましくはCO2)を流体流れ中に導入し、混合して単一相溶液を形成させる。最適
の発泡剤濃度を達成するために、発泡剤の導入速度をポリマーの流量と整合させ
る。
【００８７】 区域50の下流には、圧力降下核形成用通路67を含むように造られた核形成器(n
ucleator)66がある。本明細書において急激な圧力降下に関して使用されている
“核形成用通路”とは、微孔質ポリマーフォーム押出装置の一部を形成する通路
を意味しており、該装置が作動するように設計されている条件下(一般には、核
形成器の上流にて約1500〜約30000psiの圧力、およびポリマー材料について約5
ポンド/時間を超える流量)にて、システムにおけるポリマー材料と発泡剤との単
一相溶液の圧力が、核形成を容易にする速度にて特定の発泡剤濃度に対する飽和
圧力未満に降下する。核形成用通路67は、ポリマー材料前駆体と発泡剤との単一
相溶液を液状ポリマー流れとして受け入れるための入口端69と、核形成されたポ
リマー材料を成形チャンバーもしくは金型に移送するための核形成ポリマー放出
端70とを含む。核形成器66は、区域50より下流で、金型37より上流の種々の場所
に配置することができる。好ましい実施態様においては、核形成器66は、
押出機と成形チャンバーとを連結しているノズルを核形成器が画定するように、
また核形成ポリマー放出端70が成形チャンバー37のオリフィスを画定するように
、金型37と直接流体連通した状態で配置される。1セットの実施態様によれば、
本発明のポイントは、核形成器を金型の上流に配置することにある。図示してい
ないけれども、核形成器66の他の実施態様は、可変の断面寸法を有するように組
立・配置された各形成用通路67(すなわち、断面を調節することのできる通路)を
含む。可変断面を有する核形成用通路により、通路を通過する液状ポリマー材料
の流れにおける圧力降下速度を変えることができ、これにより所望の核形成密度
を達成することができる。
ucleator)66がある。本明細書において急激な圧力降下に関して使用されている
“核形成用通路”とは、微孔質ポリマーフォーム押出装置の一部を形成する通路
を意味しており、該装置が作動するように設計されている条件下(一般には、核
形成器の上流にて約1500〜約30000psiの圧力、およびポリマー材料について約5
ポンド/時間を超える流量)にて、システムにおけるポリマー材料と発泡剤との単
一相溶液の圧力が、核形成を容易にする速度にて特定の発泡剤濃度に対する飽和
圧力未満に降下する。核形成用通路67は、ポリマー材料前駆体と発泡剤との単一
相溶液を液状ポリマー流れとして受け入れるための入口端69と、核形成されたポ
リマー材料を成形チャンバーもしくは金型に移送するための核形成ポリマー放出
端70とを含む。核形成器66は、区域50より下流で、金型37より上流の種々の場所
に配置することができる。好ましい実施態様においては、核形成器66は、
押出機と成形チャンバーとを連結しているノズルを核形成器が画定するように、
また核形成ポリマー放出端70が成形チャンバー37のオリフィスを画定するように
、金型37と直接流体連通した状態で配置される。1セットの実施態様によれば、
本発明のポイントは、核形成器を金型の上流に配置することにある。図示してい
ないけれども、核形成器66の他の実施態様は、可変の断面寸法を有するように組
立・配置された各形成用通路67(すなわち、断面を調節することのできる通路)を
含む。可変断面を有する核形成用通路により、通路を通過する液状ポリマー材料
の流れにおける圧力降下速度を変えることができ、これにより所望の核形成密度
を達成することができる。
【００８８】 1つの実施態様においては、その長さに沿って断面寸法が変わる核形成用通路
が使用される。特に、下流方向に断面寸法が減少する核形成用通路は圧力降下速
度を大幅に増大させることができ、これにより比較的低レベルの発泡剤を使用し
て極めて高い気泡密度をもつ微孔質材料の形成が可能となる。これらの核形成器
、他の代表的な核形成器、および好ましい核形成器が、“微孔質押出のための方
法と装置”と題する同時係属中の米国特許出願第08/777,709号、およびAnderson
らによる“微孔質ポリマー押出のための方法と装置”と題する国際特許出願PCT/
US97/15088に記載されている(これら2つの特許文献を参照により本明細書に含め
る)。
が使用される。特に、下流方向に断面寸法が減少する核形成用通路は圧力降下速
度を大幅に増大させることができ、これにより比較的低レベルの発泡剤を使用し
て極めて高い気泡密度をもつ微孔質材料の形成が可能となる。これらの核形成器
、他の代表的な核形成器、および好ましい核形成器が、“微孔質押出のための方
法と装置”と題する同時係属中の米国特許出願第08/777,709号、およびAnderson
らによる“微孔質ポリマー押出のための方法と装置”と題する国際特許出願PCT/
US97/15088に記載されている(これら2つの特許文献を参照により本明細書に含め
る)。
【００８９】 通路67が核形成用通路を画定しているが、金型の充填中にポリマー材料に対す
る圧力が急激に降下するので、金型自体の中にて幾らかの核形成も起こる。 図1のシステムは本発明の1つの一般的な実施態様を示しており、本実施態様に
よれば、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶液が、急激な圧
力降下により核形成されつつ、スクリュー38の回転運動によって成形チャンバー
37中に送り込まれる。本実施態様は押込成形法を示しており、必要とされる発泡
剤ポート54は1つだけである。
る圧力が急激に降下するので、金型自体の中にて幾らかの核形成も起こる。 図1のシステムは本発明の1つの一般的な実施態様を示しており、本実施態様に
よれば、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶液が、急激な圧
力降下により核形成されつつ、スクリュー38の回転運動によって成形チャンバー
37中に送り込まれる。本実施態様は押込成形法を示しており、必要とされる発泡
剤ポート54は1つだけである。
【００９０】 他の実施態様においては、システム30のスクリュー38が往復運動スリクューで
あり、システムは射出成形システムを表わしている。本実施態様においては、ス
クリュー38がバレル32内で往復運動できるように取り付けられていて、バレル32
に沿って軸方向に配置された複数の発泡剤入口もしくは注入ポート54、55、57、
59、および61を含んでおり、前記の入口もしくはポートのそれぞれが、圧力・計
量機器58および発泡剤供給源56とバレル32とを流体連結している。注入ポート54
、55、57、59、および61が、それぞれメカニカル閉止弁154、155、157、159、お
よび161を含んでよく、これらの弁によって、押出機バレル38中への発泡剤の流
入を、バレル内での往復運動スクリュー38の軸方向位置の関数として制御するこ
とが可能となる。本実施態様によれば、液状ポリマー材料と発泡剤との装入物(
幾つかの実施態様では、核形成されていない単一相装入物であってよい)がスク
リュー38の下流端48より下流の区域50に蓄積される。スクリュー38をバレル内に
て遠位に(下流方向に)強制的に動かして、区域50中の装入物が金型37中に注入さ
れるようにする。メカニカル閉止弁64(金型37のオリフィス70の近くに設置され
ている)を閉じ、そして金型37を開いて、射出成形品を取り出すことができる。
スクリュー38を近位に(バレルの上流端の方向に)後退させながら回転させ、そし
て閉止弁155、157、154、および159を全て閉じつつ閉止弁161を開くことにより
、最も遠位のポート61だけを介して発泡剤をバレル中に注入することが可能とな
る。スクリューが回転しながら後退するにつれて、閉止弁159が開きつつ閉止弁1
61が閉じ、次いで弁154が開きつつ弁159が閉じる、等。すなわち、発泡剤供給源
56からバレル32への発泡剤の注入を制御する閉止弁は、スクリュー38が近位に後
退するにつれて、発泡剤の注入場所がバレルに沿って近位に(上流方向に)移動す
るように制御される。この結果、スクリュー38に沿った実質的に一定の場所で注
入がなされることになる。従って、発泡剤が液状ポリマー材料に加えられ、バレ
ル内でのスクリュー38の位置に関係なく、均一となる程度および時間にわたって
ポリマー材料と混合される。このような目的で、閉止弁155、157、...等の2つ以
上を同時に開放もしくは少なくともある程度開放して、開いている注入ポート間
のスムーズな移行を達成することができ、またバレル38に沿った実質的に一定の
発泡剤注入場所を保持することができる。
あり、システムは射出成形システムを表わしている。本実施態様においては、ス
クリュー38がバレル32内で往復運動できるように取り付けられていて、バレル32
に沿って軸方向に配置された複数の発泡剤入口もしくは注入ポート54、55、57、
59、および61を含んでおり、前記の入口もしくはポートのそれぞれが、圧力・計
量機器58および発泡剤供給源56とバレル32とを流体連結している。注入ポート54
、55、57、59、および61が、それぞれメカニカル閉止弁154、155、157、159、お
よび161を含んでよく、これらの弁によって、押出機バレル38中への発泡剤の流
入を、バレル内での往復運動スクリュー38の軸方向位置の関数として制御するこ
とが可能となる。本実施態様によれば、液状ポリマー材料と発泡剤との装入物(
幾つかの実施態様では、核形成されていない単一相装入物であってよい)がスク
リュー38の下流端48より下流の区域50に蓄積される。スクリュー38をバレル内に
て遠位に(下流方向に)強制的に動かして、区域50中の装入物が金型37中に注入さ
れるようにする。メカニカル閉止弁64(金型37のオリフィス70の近くに設置され
ている)を閉じ、そして金型37を開いて、射出成形品を取り出すことができる。
スクリュー38を近位に(バレルの上流端の方向に)後退させながら回転させ、そし
て閉止弁155、157、154、および159を全て閉じつつ閉止弁161を開くことにより
、最も遠位のポート61だけを介して発泡剤をバレル中に注入することが可能とな
る。スクリューが回転しながら後退するにつれて、閉止弁159が開きつつ閉止弁1
61が閉じ、次いで弁154が開きつつ弁159が閉じる、等。すなわち、発泡剤供給源
56からバレル32への発泡剤の注入を制御する閉止弁は、スクリュー38が近位に後
退するにつれて、発泡剤の注入場所がバレルに沿って近位に(上流方向に)移動す
るように制御される。この結果、スクリュー38に沿った実質的に一定の場所で注
入がなされることになる。従って、発泡剤が液状ポリマー材料に加えられ、バレ
ル内でのスクリュー38の位置に関係なく、均一となる程度および時間にわたって
ポリマー材料と混合される。このような目的で、閉止弁155、157、...等の2つ以
上を同時に開放もしくは少なくともある程度開放して、開いている注入ポート間
のスムーズな移行を達成することができ、またバレル38に沿った実質的に一定の
発泡剤注入場所を保持することができる。
【００９１】 バレル38がいったん完全に後退すると(発泡剤は注入ポート55だけを介して導
入される)、全部の発泡剤閉止弁が閉じられる。この時点で、バレルの遠位区域5
0内には実質的に均一な液状ポリマー材料/発泡剤混合物が存在する。次いで閉止
弁64が開かれ、スクリュー38が遠位に移動されて、ポリマー材料と発泡剤との装
入物が金型37中に注入される。
入される)、全部の発泡剤閉止弁が閉じられる。この時点で、バレルの遠位区域5
0内には実質的に均一な液状ポリマー材料/発泡剤混合物が存在する。次いで閉止
弁64が開かれ、スクリュー38が遠位に移動されて、ポリマー材料と発泡剤との装
入物が金型37中に注入される。
【００９２】 往復運動スクリューを含む本発明の実施態様を使用して、非微孔質フォームや
微孔質フォームを製造することができる。非微孔質フォームを製造しようとする
場合、遠位区域50に蓄積されている装入物は、ポリマー材料中に発泡剤の気泡を
比較的低圧にて含んだ多相混合物であってもよい。金型37中にこのような混合物
を注入すると、気泡が成長して、従来のフォームが製造される。微孔質材料を製
造しようとする場合は、核形成されていない単一相溶液を区域50に蓄積し、核形
成を起こさせながら金型37中に注入する。
微孔質フォームを製造することができる。非微孔質フォームを製造しようとする
場合、遠位区域50に蓄積されている装入物は、ポリマー材料中に発泡剤の気泡を
比較的低圧にて含んだ多相混合物であってもよい。金型37中にこのような混合物
を注入すると、気泡が成長して、従来のフォームが製造される。微孔質材料を製
造しようとする場合は、核形成されていない単一相溶液を区域50に蓄積し、核形
成を起こさせながら金型37中に注入する。
【００９３】 上記の集成体を使用すると、液状ポリマー材料中における種々の濃度の発泡剤
が、バレルの遠位部分50に蓄積された装入物中の異なった場所にもたらされる、
という他のセットの実施態様に従って行われる本発明の方法が容易になる。これ
は、閉止弁155、157、154、159、および161を制御して、不均一な発泡剤濃度を
生成させることによって達成することができる。この方法により、種々の密度を
有する物品(例えば、固体外面と発泡内面を有する物品)を製造することができる
。密度が異なる部分を有する物品を製造するための1つの方法が、図5〜7を参照
しつつ下記にて詳細に説明されている。
が、バレルの遠位部分50に蓄積された装入物中の異なった場所にもたらされる、
という他のセットの実施態様に従って行われる本発明の方法が容易になる。これ
は、閉止弁155、157、154、159、および161を制御して、不均一な発泡剤濃度を
生成させることによって達成することができる。この方法により、種々の密度を
有する物品(例えば、固体外面と発泡内面を有する物品)を製造することができる
。密度が異なる部分を有する物品を製造するための1つの方法が、図5〜7を参照
しつつ下記にて詳細に説明されている。
【００９４】 図示していないが、成形チャンバー37は、注入時に金型内の空気を排出させる
ためのベントを含んでよい。均一な微孔質発泡が起こるよう気泡の成長を制御す
るために、注入時に充分な背圧が得られるような大きさにベントを造ることがで
きる。他の実施態様においては、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない
単一相溶液が、開放金型中に導入されつつ核形成され、次いで金型を閉じて微孔
質物品が成形される。
ためのベントを含んでよい。均一な微孔質発泡が起こるよう気泡の成長を制御す
るために、注入時に充分な背圧が得られるような大きさにベントを造ることがで
きる。他の実施態様においては、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない
単一相溶液が、開放金型中に導入されつつ核形成され、次いで金型を閉じて微孔
質物品が成形される。
【００９５】 他の態様によれば、別個のアキュムレータを使用する射出成形システムが提供
される。図2を参照すると、射出成形システム31は、図1に示したのと類似の押出
機を含む。この押出機は、図1のシステムと同様の往復運動スクリューを含んで
よい。金型37へ注入する前に溶融ポリマー材料を蓄積するための、少なくとも1
つのアキュムレータ78が組み込まれている。押出機は、ポリマー材料と発泡剤と
の核形成されていない単一相溶液をアキュムレータに移送するための導管53を介
してアキュムレータの入口79と流体連結された出口を含む。
される。図2を参照すると、射出成形システム31は、図1に示したのと類似の押出
機を含む。この押出機は、図1のシステムと同様の往復運動スクリューを含んで
よい。金型37へ注入する前に溶融ポリマー材料を蓄積するための、少なくとも1
つのアキュムレータ78が組み込まれている。押出機は、ポリマー材料と発泡剤と
の核形成されていない単一相溶液をアキュムレータに移送するための導管53を介
してアキュムレータの入口79と流体連結された出口を含む。
【００９６】 アキュムレータ78は、アキュムレータハウジング中にて軸方向に(近位方向と
遠位方向に)移動するように組立・配置されたプランジャー83をハウジング81内
に含む。プランジャーは、近位方向に後退して、入口79を介してアキュムレータ
にポリマー材料/発泡剤を充填させ、次いで遠位方向に移動して、ポリマー材料/
発泡剤混合物を金型37中に強制的に送り込むことができる。位置が後退すると、
溶融ポリマー材料と発泡剤の単一相溶液の装入物がアキュムレータ78中に蓄積さ
れる。アキュムレータ78が完全に充填されると、システム(例えば、油圧制御に
よるリトラクタブル注入シリンダー(図示せず))により蓄積装入物が核形成器66
に通され、得られた核形成混合物が成形チャンバー37中に強制的に送られる。こ
の集成体は、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶液が、成形
チャンバーを充填するプロセスの結果として核形成される、という他の実施態様
を示している。これとは別に、核形成されていないポリマー材料ではなく核形成
ポリマー材料が蓄積されるように(この後に金型37中に注入される)、区域50の下
流でアキュムレータ78の上流に圧力降下核形成器(pressure drop nucleator)を
配置することもできる。
遠位方向に)移動するように組立・配置されたプランジャー83をハウジング81内
に含む。プランジャーは、近位方向に後退して、入口79を介してアキュムレータ
にポリマー材料/発泡剤を充填させ、次いで遠位方向に移動して、ポリマー材料/
発泡剤混合物を金型37中に強制的に送り込むことができる。位置が後退すると、
溶融ポリマー材料と発泡剤の単一相溶液の装入物がアキュムレータ78中に蓄積さ
れる。アキュムレータ78が完全に充填されると、システム(例えば、油圧制御に
よるリトラクタブル注入シリンダー(図示せず))により蓄積装入物が核形成器66
に通され、得られた核形成混合物が成形チャンバー37中に強制的に送られる。こ
の集成体は、ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶液が、成形
チャンバーを充填するプロセスの結果として核形成される、という他の実施態様
を示している。これとは別に、核形成されていないポリマー材料ではなく核形成
ポリマー材料が蓄積されるように(この後に金型37中に注入される)、区域50の下
流でアキュムレータ78の上流に圧力降下核形成器(pressure drop nucleator)を
配置することもできる。
【００９７】 他の集成体においては、図1に示す往復運動スクリュー押出機を図2のシステム
31と共に使用して、プランジャー83にかかる圧力が、アキュムレータ内にて核形
成が防止されるほどに充分に高い状態にて(あるいは、アキュムレータ内で核形
成材料がもたらされる場合は、気泡の成長が妨げられる状態にて)、ポリマー材
料と発泡剤との装入物(核形成されていないままであっても、あるいは押出機か
らアキュムレータ中に送り込まれるときに核形成されてもよい)を連続的に注入
することができる。複数の装入物がアキュムレータ中に導入される場合は、閉止
弁64を開き、プランジャー83を遠位方向に移動させて、アキュムレータ内の装入
物を金型37中に移送することができる。この点は、かなり大きな成形品を製造す
るのに有利である。
31と共に使用して、プランジャー83にかかる圧力が、アキュムレータ内にて核形
成が防止されるほどに充分に高い状態にて(あるいは、アキュムレータ内で核形
成材料がもたらされる場合は、気泡の成長が妨げられる状態にて)、ポリマー材
料と発泡剤との装入物(核形成されていないままであっても、あるいは押出機か
らアキュムレータ中に送り込まれるときに核形成されてもよい)を連続的に注入
することができる。複数の装入物がアキュムレータ中に導入される場合は、閉止
弁64を開き、プランジャー83を遠位方向に移動させて、アキュムレータ内の装入
物を金型37中に移送することができる。この点は、かなり大きな成形品を製造す
るのに有利である。
【００９８】 アキュムレータへの材料の流れ調節するための、押出機への逆流を防止するた
めの、核形成されていない発泡剤と溶融ポリマー材料との単一相溶液を維持する
のに必要とされるシステム圧力を保持するための、あるいはこれとは別に、導入
された核形成材料の気泡成長を防止するためのボール逆止め弁85が、アキュムレ
ータの入口79の近くに設置されている。射出成形システム31は、製造速度を高め
るために、押出機30と成形チャンバー37とに流体連通している2つ以上のアキュ
ムレータを所望により含んでもよい。
めの、核形成されていない発泡剤と溶融ポリマー材料との単一相溶液を維持する
のに必要とされるシステム圧力を保持するための、あるいはこれとは別に、導入
された核形成材料の気泡成長を防止するためのボール逆止め弁85が、アキュムレ
ータの入口79の近くに設置されている。射出成形システム31は、製造速度を高め
るために、押出機30と成形チャンバー37とに流体連通している2つ以上のアキュ
ムレータを所望により含んでもよい。
【００９９】 システム31は、幾つかの追加の構成成分(詳細については後述)を含む。 図3と4は、本発明の射出成形システムと共に使用するための、別の実施態様に
従った成形チャンバーを示している。図3においては、金型キャビティ84、温度
制御エレメント82、可動壁体80、加圧手段(図示せず)、及び図示の好ましい実施
態様においては、少なくとも1つの核形成器66(入口端69と金型キャビティ84のオ
リフィスを画定している放出端70とを有する核形成用通路67を含む)を含んだ可
動壁体成形チャンバー71が概略的に示されている。1つの実施態様においては、
可動壁体成形チャンバー71は複数の核形成器66を含む。可動壁体80は、金型にポ
リマー前駆体と発泡剤との核形成混合物が充填されたときに、金型の体積を増大
するように、従って金型内を一定圧力に保持するように調節することができる。
従った成形チャンバーを示している。図3においては、金型キャビティ84、温度
制御エレメント82、可動壁体80、加圧手段(図示せず)、及び図示の好ましい実施
態様においては、少なくとも1つの核形成器66(入口端69と金型キャビティ84のオ
リフィスを画定している放出端70とを有する核形成用通路67を含む)を含んだ可
動壁体成形チャンバー71が概略的に示されている。1つの実施態様においては、
可動壁体成形チャンバー71は複数の核形成器66を含む。可動壁体80は、金型にポ
リマー前駆体と発泡剤との核形成混合物が充填されたときに、金型の体積を増大
するように、従って金型内を一定圧力に保持するように調節することができる。
【０１００】 図4においては、金型キャビティ84、温度制御エレメント82、圧力制御器86、
シール92、及び図示の好ましい実施態様においては、少なくとも1つの核形成器6
6(成形チャンバー73のオリフィスを画定している核形成用通路67を含む)を含ん
だガスカウンター圧力成形チャンバー73が概略的に示されている。前述したよう
に、核形成用通路67は、入口端69とチャンバー84のオリフィスを画定する放出端
70とを有する。金型内の圧力は、圧力制御器86により、金型中に導入された核形
成混合物中の気泡の成長を抑制もしくは調節するように保持することができる。
シール92、及び図示の好ましい実施態様においては、少なくとも1つの核形成器6
6(成形チャンバー73のオリフィスを画定している核形成用通路67を含む)を含ん
だガスカウンター圧力成形チャンバー73が概略的に示されている。前述したよう
に、核形成用通路67は、入口端69とチャンバー84のオリフィスを画定する放出端
70とを有する。金型内の圧力は、圧力制御器86により、金型中に導入された核形
成混合物中の気泡の成長を抑制もしくは調節するように保持することができる。
【０１０１】 可動壁体金型と、ガス圧力制御器を有する金型と、金型中の温度制御エレメン
トとのいかなる組合わせも、種々の目的に適うよう使用することができる。前述
したように、金型内での核形成混合物における気泡成長を抑制もしくは制御する
ように条件を調節することができる。温度制御測定(temperature control measu
rements)のための他の用途は、金型壁体の一部または金型壁体全体を、比較的高
いか又は比較的低い温度に保持できるということであり、金型中に形成された物
品の中心付近の区域より、壁体の近くの区域(微孔質生成物のスキン区域又はそ
の近くの区域)において比較的大きいか又は比較的小さい気泡成長を引き起こす
ことができる。
トとのいかなる組合わせも、種々の目的に適うよう使用することができる。前述
したように、金型内での核形成混合物における気泡成長を抑制もしくは制御する
ように条件を調節することができる。温度制御測定(temperature control measu
rements)のための他の用途は、金型壁体の一部または金型壁体全体を、比較的高
いか又は比較的低い温度に保持できるということであり、金型中に形成された物
品の中心付近の区域より、壁体の近くの区域(微孔質生成物のスキン区域又はそ
の近くの区域)において比較的大きいか又は比較的小さい気泡成長を引き起こす
ことができる。
【０１０２】 本発明の1つの実施態様においては、核形成微孔質ポリマー前駆体を金型中に
確実に形成させることによって、そして速やかに金型に“亀裂をいれる(crackin
g)”か又は金型を開放して、閉じた金型自体の内部より大きな部品を形成させる
ことによって、比較的厚い微孔質ポリマー材料(例えば、少なくとも0.500インチ
の厚さを有する少なくとも一部分を含んだ材料)が成形される。金型に亀裂を入
れると、対応する圧力降下によって気泡の成長が起こる。核形成混合物を金型ま
たはエンクロージャーの形状にてある程度固化させてエンクロージャーの形状の
第1の微孔質ポリマー物品を形成し、エンクロージャーから取り出し、そしてさ
らに膨張させて、エンクロージャーの形状より大きな形状を有する第2の微孔質
ポリマー物品を形成することができる。幾つかの態様においては、密度と気泡構
造を制御するために、金型のクラッキング後に注入または押込を続けてもよい。
すなわち、核形成を起こさせつつ溶液を金型中に導入し、これと同時に金型に亀
裂を入れ、そしてさらに金型を開放して金型中の背圧を調節し、最終部品のサイ
ズ、気泡密度、および気泡構造を調節することができる。これは、類似の可動壁
体金型を使用して達成することができる。
確実に形成させることによって、そして速やかに金型に“亀裂をいれる(crackin
g)”か又は金型を開放して、閉じた金型自体の内部より大きな部品を形成させる
ことによって、比較的厚い微孔質ポリマー材料(例えば、少なくとも0.500インチ
の厚さを有する少なくとも一部分を含んだ材料)が成形される。金型に亀裂を入
れると、対応する圧力降下によって気泡の成長が起こる。核形成混合物を金型ま
たはエンクロージャーの形状にてある程度固化させてエンクロージャーの形状の
第1の微孔質ポリマー物品を形成し、エンクロージャーから取り出し、そしてさ
らに膨張させて、エンクロージャーの形状より大きな形状を有する第2の微孔質
ポリマー物品を形成することができる。幾つかの態様においては、密度と気泡構
造を制御するために、金型のクラッキング後に注入または押込を続けてもよい。
すなわち、核形成を起こさせつつ溶液を金型中に導入し、これと同時に金型に亀
裂を入れ、そしてさらに金型を開放して金型中の背圧を調節し、最終部品のサイ
ズ、気泡密度、および気泡構造を調節することができる。これは、類似の可動壁
体金型を使用して達成することができる。
【０１０３】 本発明により、速やかで周期的なポリマーフォームの成形が可能である。注入
および成形後の約10分未満の経過に成形チャンバー中に注入することによって第
2の核形成混合物を生成させ、エンクロージャーの形状にて発泡および固化させ
、そして取り出す。サイクル時間は約1分未満であるのが好ましく、約20秒未満
であるのがさらに好ましい。金型中への材料の導入と固化との間の時間は、一般
には約10秒未満である。発泡材料の重量減少によってサイクル時間が短くなり(
冷却するための質量がより少ない)、また超臨界流体発泡剤の粘度減少によって
低い溶融温度が可能になる。溶融温度が低くなると、成形品の取り出し前に必要
とされる熱吸収がより少なくなる。
および成形後の約10分未満の経過に成形チャンバー中に注入することによって第
2の核形成混合物を生成させ、エンクロージャーの形状にて発泡および固化させ
、そして取り出す。サイクル時間は約1分未満であるのが好ましく、約20秒未満
であるのがさらに好ましい。金型中への材料の導入と固化との間の時間は、一般
には約10秒未満である。発泡材料の重量減少によってサイクル時間が短くなり(
冷却するための質量がより少ない)、また超臨界流体発泡剤の粘度減少によって
低い溶融温度が可能になる。溶融温度が低くなると、成形品の取り出し前に必要
とされる熱吸収がより少なくなる。
【０１０４】 図5〜7を参照すると、システム31を利用している本発明の他の実施態様が示さ
れている。システム31は、押出機の出口90とアキュムレータの入口91とを連結し
ている発泡剤非含有の導管88を含む。アキュムレータの入口91は、アキュムレー
タのプランジャー83の表面に配置されている。メカニカル閉止弁99が導管88に沿
って、好ましくは出口90の近くに設置されている。押出機出口90は、発泡剤入口
54(あるいは図1に示す押出集成体の場合のような複数の発泡剤入口; この場合、
該集成体は、図5〜7に記載のシステムにおいて使用される)の上流に、しかしな
がら液状ポリマー材料94を移送できる押出機中での充分に下流に設置されている
。導管88によって移送される液状ポリマー材料94は発泡剤低含量材料であり、発
泡剤を本質的に含有していなくてもよい。従って本システムは、本質的に発泡剤
を含有しない液状ポリマー材料または低濃度の発泡剤を含有する液状ポリマー材
料を、押出機からアキュムレータの第1の入口91に移送するように配置された押
出機の第1の出口90、および液状ポリマー材料と発泡剤との混合物(出口90から移
送される材料より高い発泡剤濃度を有する、すなわち発泡剤高含量材料)をアキ
ュムレータの第2の入口79に移送するように配置された、押出機のミキシング区
域より下流の第2の出口51を含む。アキュムレータは、ポリマー材料の温度を制
御するための加熱ユニット96を含んでよい。アキュムレータは、核形成器66の入
口69となる出口を含む。核形成用通路67を画定している通路(またはノズル)によ
り、アキュムレータ78が成形チャンバー37に連結されている。
れている。システム31は、押出機の出口90とアキュムレータの入口91とを連結し
ている発泡剤非含有の導管88を含む。アキュムレータの入口91は、アキュムレー
タのプランジャー83の表面に配置されている。メカニカル閉止弁99が導管88に沿
って、好ましくは出口90の近くに設置されている。押出機出口90は、発泡剤入口
54(あるいは図1に示す押出集成体の場合のような複数の発泡剤入口; この場合、
該集成体は、図5〜7に記載のシステムにおいて使用される)の上流に、しかしな
がら液状ポリマー材料94を移送できる押出機中での充分に下流に設置されている
。導管88によって移送される液状ポリマー材料94は発泡剤低含量材料であり、発
泡剤を本質的に含有していなくてもよい。従って本システムは、本質的に発泡剤
を含有しない液状ポリマー材料または低濃度の発泡剤を含有する液状ポリマー材
料を、押出機からアキュムレータの第1の入口91に移送するように配置された押
出機の第1の出口90、および液状ポリマー材料と発泡剤との混合物(出口90から移
送される材料より高い発泡剤濃度を有する、すなわち発泡剤高含量材料)をアキ
ュムレータの第2の入口79に移送するように配置された、押出機のミキシング区
域より下流の第2の出口51を含む。アキュムレータは、ポリマー材料の温度を制
御するための加熱ユニット96を含んでよい。アキュムレータは、核形成器66の入
口69となる出口を含む。核形成用通路67を画定している通路(またはノズル)によ
り、アキュムレータ78が成形チャンバー37に連結されている。
【０１０５】 アキュムレータへの第1と第2の入口に設置されたボール逆止め弁98と85とメカ
ニカル弁64と99とを含んだ一連の弁により、押出機からアキュムレータへの、お
よびアキュムレータから金型への材料の流れが必要に応じて制御される(この点
については、幾つかの実施態様に従って後述する)。
ニカル弁64と99とを含んだ一連の弁により、押出機からアキュムレータへの、お
よびアキュムレータから金型への材料の流れが必要に応じて制御される(この点
については、幾つかの実施態様に従って後述する)。
【０１０６】 本発明は、全ての実施態様において、システム全体の圧力を、早すぎる核形成
(核形成器の上流にて核形成が望ましくない場合)あるいは早すぎる気泡成長(核
形成は起こるが、気泡成長が望ましくないか、又は気泡成長を抑制するのが望ま
しい場合)を防止できるよう保持できる能力を含む。
(核形成器の上流にて核形成が望ましくない場合)あるいは早すぎる気泡成長(核
形成は起こるが、気泡成長が望ましくないか、又は気泡成長を抑制するのが望ま
しい場合)を防止できるよう保持できる能力を含む。
【０１０７】 本発明の1つの実施態様による方法は、発泡剤低含量の材料を金型中に注入し
てほぼ固体状のスキンを形成させる工程; 次いで発泡剤高含量の材料を金型中に
注入して発泡コアを形成させる工程; を含む。これについて、図5〜7を参照しつ
つ説明する。図示していないが、適切に同期化すれば、この方法を使用して発泡
した外部と固体状の内部を有する物品を形成することができる。
てほぼ固体状のスキンを形成させる工程; 次いで発泡剤高含量の材料を金型中に
注入して発泡コアを形成させる工程; を含む。これについて、図5〜7を参照しつ
つ説明する。図示していないが、適切に同期化すれば、この方法を使用して発泡
した外部と固体状の内部を有する物品を形成することができる。
【０１０８】 図5は、発泡剤を含有していないか又は発泡剤を限定された量だけ含有してい
るポリマー材料(材料94)が、アキュムレータの遠位端とアキュムレータの近位端
の両方に供給されている状況を示している。すなわち発泡剤低含量材料94が、プ
ランジャー83のすぐ上流に、および核形成用通路67のすぐ上流に供給されている
。発泡剤低含量材料94のこれら区域の間に、アキュムレータ中に発泡剤高含量材
料101の区域がある。この時点で、金型に連結しているメカニカル弁64を開き、
プランジャー83を下流方向に駆動してアキュムレータ78中の材料を金型37中に強
制的に送り込む。この状態が図6に示されている。発泡剤低含量材料の第1部分が
金型のエクステリアに施されて、実質的に固体の外部壁体が形成され、次いで発
泡剤高含量材料101が金型の中心部を満たし、金型中に入りながら核形成される
。プランジャーの遠位移動限界により、アキュムレータの端部に達しないうちに
停止し、プランジャーのすぐ前に配置されていた発泡剤低含量材料の区域が今度
はアキュムレータの遠位端に位置し、アキュムレータの核形成用通路を充填する
。次いで弁64を閉じて、生成した成形品を金型37から取り出す。メカニカル弁99
を閉じた状態で押出機を駆動して、図7に示すようにプランジャーが近位方向に
後退するときに、発泡剤高含量材料を好ましくはポリマー材料と発泡剤との核形
成されていない単一相溶液としてアキュムレータ中に導入する。プランジャーに
よってアキュムレータ中の材料に実質的に一定の圧力が加えられ、これにより材
料101が核形成されない状態に保持される。プランジャーがそのほぼ近位限界に
達すると、メカニカル弁99が開き、発泡剤低含量材料94が、図5に示すようにプ
ランジャーすぐ前のアキュムレータの一部を充填する。図5はサイクルの完了状
態を示しており、金型への注入直前の状態である。
るポリマー材料(材料94)が、アキュムレータの遠位端とアキュムレータの近位端
の両方に供給されている状況を示している。すなわち発泡剤低含量材料94が、プ
ランジャー83のすぐ上流に、および核形成用通路67のすぐ上流に供給されている
。発泡剤低含量材料94のこれら区域の間に、アキュムレータ中に発泡剤高含量材
料101の区域がある。この時点で、金型に連結しているメカニカル弁64を開き、
プランジャー83を下流方向に駆動してアキュムレータ78中の材料を金型37中に強
制的に送り込む。この状態が図6に示されている。発泡剤低含量材料の第1部分が
金型のエクステリアに施されて、実質的に固体の外部壁体が形成され、次いで発
泡剤高含量材料101が金型の中心部を満たし、金型中に入りながら核形成される
。プランジャーの遠位移動限界により、アキュムレータの端部に達しないうちに
停止し、プランジャーのすぐ前に配置されていた発泡剤低含量材料の区域が今度
はアキュムレータの遠位端に位置し、アキュムレータの核形成用通路を充填する
。次いで弁64を閉じて、生成した成形品を金型37から取り出す。メカニカル弁99
を閉じた状態で押出機を駆動して、図7に示すようにプランジャーが近位方向に
後退するときに、発泡剤高含量材料を好ましくはポリマー材料と発泡剤との核形
成されていない単一相溶液としてアキュムレータ中に導入する。プランジャーに
よってアキュムレータ中の材料に実質的に一定の圧力が加えられ、これにより材
料101が核形成されない状態に保持される。プランジャーがそのほぼ近位限界に
達すると、メカニカル弁99が開き、発泡剤低含量材料94が、図5に示すようにプ
ランジャーすぐ前のアキュムレータの一部を充填する。図5はサイクルの完了状
態を示しており、金型への注入直前の状態である。
【０１０９】 本発明の他の実施態様においては、図5〜7を参照すると、発泡剤低含量材料間
にはさまれた発泡剤高含量材料でアキュムレータ78を充填する必要なく、発泡剤
低含量の外側壁体と発泡剤高含量の微孔質内側発泡体とを有する射出成形微孔質
物品を形成することができる。本実施態様では、発泡剤高含量材料が金型を充填
するが、アキュムレータの最も遠位の部分(核形成用通路67により画定されてい
る)がアキュムレータの残部より高温に加熱される。これは、核形成器に隣接し
て配置された加熱ユニット103を使用して行われる。必要であれば、追加の加熱
ユニットを取り付けて、核形成用通路の上流でアキュムレータ中の材料を加熱す
ることができる。アキュムレータの最遠位部分の材料を、アキュムレータ中の装
入物を金型中に注入したときに、かなり加熱された部分の発泡剤が、ポリマーか
ら外側へ、そして金型中のベント(図示せず)を介して極めて速やかに拡散するよ
うな充分な程度にまで加熱する。最遠位でより高温に加熱された装入物セクショ
ンにおいて気泡の成長が起こって、発泡剤がポリマーから外側に拡散するより早
く微孔質材料が形成される。加熱される装入物の最遠位部分が、装入物の少なく
とも約2%を、少なくとも約5%を、少なくとも約10%を、または少なくとも約20%を
画定してよく、また装入物を成形チャンバー中に注入する前に、加熱される装入
物の最遠位部分を、装入物の平均温度より少なくとも約10℃高い温度に、少なく
とも約20℃高い温度に、少なくとも約40℃高い温度に、または少なくとも約80℃
高い温度に加熱することができる。
にはさまれた発泡剤高含量材料でアキュムレータ78を充填する必要なく、発泡剤
低含量の外側壁体と発泡剤高含量の微孔質内側発泡体とを有する射出成形微孔質
物品を形成することができる。本実施態様では、発泡剤高含量材料が金型を充填
するが、アキュムレータの最も遠位の部分(核形成用通路67により画定されてい
る)がアキュムレータの残部より高温に加熱される。これは、核形成器に隣接し
て配置された加熱ユニット103を使用して行われる。必要であれば、追加の加熱
ユニットを取り付けて、核形成用通路の上流でアキュムレータ中の材料を加熱す
ることができる。アキュムレータの最遠位部分の材料を、アキュムレータ中の装
入物を金型中に注入したときに、かなり加熱された部分の発泡剤が、ポリマーか
ら外側へ、そして金型中のベント(図示せず)を介して極めて速やかに拡散するよ
うな充分な程度にまで加熱する。最遠位でより高温に加熱された装入物セクショ
ンにおいて気泡の成長が起こって、発泡剤がポリマーから外側に拡散するより早
く微孔質材料が形成される。加熱される装入物の最遠位部分が、装入物の少なく
とも約2%を、少なくとも約5%を、少なくとも約10%を、または少なくとも約20%を
画定してよく、また装入物を成形チャンバー中に注入する前に、加熱される装入
物の最遠位部分を、装入物の平均温度より少なくとも約10℃高い温度に、少なく
とも約20℃高い温度に、少なくとも約40℃高い温度に、または少なくとも約80℃
高い温度に加熱することができる。
【０１１０】 本発明の他の実施態様においては、ポリマー材料と発泡剤との単一相均一溶液
を、金型中の圧力を核形成を防ぐのに充分な高圧に保持しつつ金型中に注入する
ことができる。すなわち、核形成を起こすことなく注入が行われる。次いで単一
相の均一溶液を金型中にて固体状態にし、そして金型を開く。この時点では、核
形成と発泡は行われない。次いで、例えばグリセリン浴中に入れることによって
成形品を加熱して、核形成と発泡を起こさせることができる。
を、金型中の圧力を核形成を防ぐのに充分な高圧に保持しつつ金型中に注入する
ことができる。すなわち、核形成を起こすことなく注入が行われる。次いで単一
相の均一溶液を金型中にて固体状態にし、そして金型を開く。この時点では、核
形成と発泡は行われない。次いで、例えばグリセリン浴中に入れることによって
成形品を加熱して、核形成と発泡を起こさせることができる。
【０１１１】 本発明に従って種々の物品(例えば、ポリマーカトラリー、自動車部品、およ
び他の種々の射出成形品等の消費財や工業製品)を製造することができる。 図8は、本発明の他の実施態様による射出成形システム100を概略的に示してい
る。射出成形システム100は、第1の上流端104と、成形チャンバー108に連結され
た第2の下流端106とを有するバレル102を含んだ、図1に示したのと類似であって
よい押出機を含む。バレル102内での往復運動と回転運動のためのスクリュー110
が、上流端において、駆動モーター(図示せず)にと連動するように取り付けられ
ている。取り入れ口113とバレルのポート115(前記取り入れ口より下流のポート)
とを連結しているサイド流れ114は、溶融ポンプ116と順に流体連結されているミ
キサー118とを含む。溶融ポンプ116は、当業界に公知のギヤポンプまたは小形の
押出機であってよい。
び他の種々の射出成形品等の消費財や工業製品)を製造することができる。 図8は、本発明の他の実施態様による射出成形システム100を概略的に示してい
る。射出成形システム100は、第1の上流端104と、成形チャンバー108に連結され
た第2の下流端106とを有するバレル102を含んだ、図1に示したのと類似であって
よい押出機を含む。バレル102内での往復運動と回転運動のためのスクリュー110
が、上流端において、駆動モーター(図示せず)にと連動するように取り付けられ
ている。取り入れ口113とバレルのポート115(前記取り入れ口より下流のポート)
とを連結しているサイド流れ114は、溶融ポンプ116と順に流体連結されているミ
キサー118とを含む。溶融ポンプ116は、当業界に公知のギヤポンプまたは小形の
押出機であってよい。
【０１１２】 ミキサー118は、発泡剤を導入するための発泡剤注入ポート120を含む。ミキサ
ー118は、当業界に公知のスタティックミキサーまたはキャビティ移送ミキサー
であってよい。図8に示す集成体を使用すると、本発明の方法が容易になり、前
述のような種々の材料密度を有する微孔質射出成形品を形成するのに有用である
。本方法は、押出機バレル102中にポリマー材料の前駆体を導入する工程、ポリ
マー材料の前駆体を溶融する工程、および溶融したポリマー材料124を押出機100
の下流端106のほうに進める工程を含む。溶融ポリマー材料124が押出機バレル10
2を通って進むときに、一部が方向転換され、溶融ポンプ116によって取り入れ口
113を介してサイド流れ114に進められる(例えば、スクリュー110の遠位端がサイ
ド流れ114の取り入れ口の近くに後退した後)。サイド流れ114中の溶融ポリマー
材料がミキサー118を通って進むときに、ガス注入ポート120から発泡剤が導入さ
れ、そこで充分に混合されて、発泡剤と溶融ポリマー材料との核形成されていな
い単一相溶液が形成される。この単一相溶液が、ポート115を介してサイド流れ1
14から押出機バレル102の下流端106に送られる。このとき、往復運動スクリュー
110が完全に後退している。これによって、バレルの最遠位端において発泡剤高
含量区域122が、そして発泡剤高含量区域の近位に発泡剤低含量区域が造りださ
れる。発泡剤高含量材料と発泡剤低含量材料の相対量は、材料がサイド流れ114
を通る速度によって制御することができ、また発泡剤を導入して高含量にするこ
とによって制御することができる。次いでスクリュー110の往復運動を使用して
、核形成されていない発泡剤と溶融ポリマー材料との発泡剤高含量の単一相溶液
122を成形チャンバー108に注入し、次いで発泡剤低含量の溶融ポリマー材料124
を成形チャンバー108に注入する。
ー118は、当業界に公知のスタティックミキサーまたはキャビティ移送ミキサー
であってよい。図8に示す集成体を使用すると、本発明の方法が容易になり、前
述のような種々の材料密度を有する微孔質射出成形品を形成するのに有用である
。本方法は、押出機バレル102中にポリマー材料の前駆体を導入する工程、ポリ
マー材料の前駆体を溶融する工程、および溶融したポリマー材料124を押出機100
の下流端106のほうに進める工程を含む。溶融ポリマー材料124が押出機バレル10
2を通って進むときに、一部が方向転換され、溶融ポンプ116によって取り入れ口
113を介してサイド流れ114に進められる(例えば、スクリュー110の遠位端がサイ
ド流れ114の取り入れ口の近くに後退した後)。サイド流れ114中の溶融ポリマー
材料がミキサー118を通って進むときに、ガス注入ポート120から発泡剤が導入さ
れ、そこで充分に混合されて、発泡剤と溶融ポリマー材料との核形成されていな
い単一相溶液が形成される。この単一相溶液が、ポート115を介してサイド流れ1
14から押出機バレル102の下流端106に送られる。このとき、往復運動スクリュー
110が完全に後退している。これによって、バレルの最遠位端において発泡剤高
含量区域122が、そして発泡剤高含量区域の近位に発泡剤低含量区域が造りださ
れる。発泡剤高含量材料と発泡剤低含量材料の相対量は、材料がサイド流れ114
を通る速度によって制御することができ、また発泡剤を導入して高含量にするこ
とによって制御することができる。次いでスクリュー110の往復運動を使用して
、核形成されていない発泡剤と溶融ポリマー材料との発泡剤高含量の単一相溶液
122を成形チャンバー108に注入し、次いで発泡剤低含量の溶融ポリマー材料124
を成形チャンバー108に注入する。
【０１１３】 他の実施態様においては、本発明は、射出成形装置において液状ポリマー前駆
体に発泡剤を高速かつ効率的に導入する方法、および実質的にあらゆる構成に従
った押出装置を提供する。本実施態様は、発泡剤の供給源と流体連通している押
出バレル内に位置決め可能な、表面にオリフィスを有する押出スクリューを含む
。このオリフィスが、供給源と連結可能な場所(例えば、スクリューの近位端に
おける場所)から進んでくるルーメンの終点を画定している。好ましい実施態様
においては、ルーメンが、スリクューの近位端からスクリューの回転軸に沿って
縦方向に進み、スクリューの表面上の1つ以上のオリフィスと連結する。1つ以上
のオリフィスは、スクリューフライトの外表面に配置するのが好ましく、あるい
はフライトの外表面からわずかにくぼみをつくってもよい。こうした位置決めに
より、発泡剤がバレルの内表面に対して剪断/拡散を受けるように発泡剤を導入
することが可能となる。1つ以上のオリフィスをフライト間の区域に設置しても
よいし、あるいは種々の場所でのオリフィスの組合わせを使用してもよい。図9
を参照すると、押出機スクリュー130は、フライト132と、フライト132の外表面1
38上のオリフィス136との連通をもたらすルーメン134とを含む。ルーメン134の
部分140が、スクリューの中心軸でのルーメンからオリフィス136まで進んでいる
。スクリュー内のオリフィスを介して発泡剤を導入することの1つの利点は、ス
クリュー上の注入箇所が極めて適切であるので、往復運動スクリューを使用する
集成体において、ポリマー前駆体中での発泡剤レベルの均一性または分布の均一
性がもたらされる、という点である。
体に発泡剤を高速かつ効率的に導入する方法、および実質的にあらゆる構成に従
った押出装置を提供する。本実施態様は、発泡剤の供給源と流体連通している押
出バレル内に位置決め可能な、表面にオリフィスを有する押出スクリューを含む
。このオリフィスが、供給源と連結可能な場所(例えば、スクリューの近位端に
おける場所)から進んでくるルーメンの終点を画定している。好ましい実施態様
においては、ルーメンが、スリクューの近位端からスクリューの回転軸に沿って
縦方向に進み、スクリューの表面上の1つ以上のオリフィスと連結する。1つ以上
のオリフィスは、スクリューフライトの外表面に配置するのが好ましく、あるい
はフライトの外表面からわずかにくぼみをつくってもよい。こうした位置決めに
より、発泡剤がバレルの内表面に対して剪断/拡散を受けるように発泡剤を導入
することが可能となる。1つ以上のオリフィスをフライト間の区域に設置しても
よいし、あるいは種々の場所でのオリフィスの組合わせを使用してもよい。図9
を参照すると、押出機スクリュー130は、フライト132と、フライト132の外表面1
38上のオリフィス136との連通をもたらすルーメン134とを含む。ルーメン134の
部分140が、スクリューの中心軸でのルーメンからオリフィス136まで進んでいる
。スクリュー内のオリフィスを介して発泡剤を導入することの1つの利点は、ス
クリュー上の注入箇所が極めて適切であるので、往復運動スクリューを使用する
集成体において、ポリマー前駆体中での発泡剤レベルの均一性または分布の均一
性がもたらされる、という点である。
【０１１４】 上記の本発明の方法は、ガス補助による同時注入においても使用することがで
きる。この方法においては、微孔質材料の前駆体を押し出し、金型中に導入しつ
つ核形成を行う。このとき同時に、核形成ポリマー材料の外部層と同時注入され
たガスで充填された中心部ボイドとを金型中に形成するように、ガスを溶融流れ
中に注入する。気泡の成長は、他の実施態様の場合と同様に起こさせることがで
きる。
きる。この方法においては、微孔質材料の前駆体を押し出し、金型中に導入しつ
つ核形成を行う。このとき同時に、核形成ポリマー材料の外部層と同時注入され
たガスで充填された中心部ボイドとを金型中に形成するように、ガスを溶融流れ
中に注入する。気泡の成長は、他の実施態様の場合と同様に起こさせることがで
きる。
【０１１５】 ポリマー前駆体と超臨界流体との単一相溶液は粘度がかなり低く、従って金型
中に注入して発泡物品として形成させることができるので、0.125インチ未満、
好ましくは0.100インチ以下、さらに好ましくは約0.075インチ以下、さらに好ま
しくは約0.050インチ以下、さらに好ましくは約0.025インチ以下、そしてさらに
好ましくは約0.010インチ以下の厚さ又は断面寸法を有する微孔質ポリマー物品
または非微孔質ポリマーフォーム物品を射出成形によって製造することができる
。例えば、超臨界流体とポリマーとの単一相溶液を金型中に導入し、従来技術の
発泡による物品または微孔質物品を製造することができる。金型中に注入される
流体の粘度が低いので、10分未満、好ましくは5分未満、さらに好ましくは1分未
満、さらに好ましくは30秒未満、さらに好ましくは20秒未満、さらに好ましくは
10秒未満、そしてさらに好ましくは5秒未満の射出成形サイクル時間が可能とな
る。
中に注入して発泡物品として形成させることができるので、0.125インチ未満、
好ましくは0.100インチ以下、さらに好ましくは約0.075インチ以下、さらに好ま
しくは約0.050インチ以下、さらに好ましくは約0.025インチ以下、そしてさらに
好ましくは約0.010インチ以下の厚さ又は断面寸法を有する微孔質ポリマー物品
または非微孔質ポリマーフォーム物品を射出成形によって製造することができる
。例えば、超臨界流体とポリマーとの単一相溶液を金型中に導入し、従来技術の
発泡による物品または微孔質物品を製造することができる。金型中に注入される
流体の粘度が低いので、10分未満、好ましくは5分未満、さらに好ましくは1分未
満、さらに好ましくは30秒未満、さらに好ましくは20秒未満、さらに好ましくは
10秒未満、そしてさらに好ましくは5秒未満の射出成形サイクル時間が可能とな
る。
【０１１６】 本発明はさらに、成形チャンバーの形状を有する微孔質成形ポリマー物品また
は非微孔質成形ポリマーフォーム物品の製造を提供する。このとき前記物品の少
なくとも一部が約0.125インチ以下の断面寸法を有し(他の実施態様では、より小
さな寸法を有する)、前記物品が少なくとも約5%のボイド体積を有する。ボイド
体積は、好ましくは少なくも約10%であり、さらに好ましくは少なくとも約15%で
あり、さらに好ましくは少なくとも約20%であり、さらに好ましくは少なくとも
約25%であり、そしてさらに好ましくは少なくとも約30%である。他の実施態様に
おいては、物品は少なくとも約50%のボイド体積を有する。このことは、かなり
小さな寸法を有する物品において、フォームのボイド体積を増すことによってポ
リマー材料に重量減少をもたらすことが当業界の目標になっている、という点に
おいて大きな改良である。本発明の物品は、約0.125インチ以下またはこれより
小さい断面寸法であるセクションにおいて上記のボイド体積を含む。
は非微孔質成形ポリマーフォーム物品の製造を提供する。このとき前記物品の少
なくとも一部が約0.125インチ以下の断面寸法を有し(他の実施態様では、より小
さな寸法を有する)、前記物品が少なくとも約5%のボイド体積を有する。ボイド
体積は、好ましくは少なくも約10%であり、さらに好ましくは少なくとも約15%で
あり、さらに好ましくは少なくとも約20%であり、さらに好ましくは少なくとも
約25%であり、そしてさらに好ましくは少なくとも約30%である。他の実施態様に
おいては、物品は少なくとも約50%のボイド体積を有する。このことは、かなり
小さな寸法を有する物品において、フォームのボイド体積を増すことによってポ
リマー材料に重量減少をもたらすことが当業界の目標になっている、という点に
おいて大きな改良である。本発明の物品は、約0.125インチ以下またはこれより
小さい断面寸法であるセクションにおいて上記のボイド体積を含む。
【０１１７】 本発明はさらに、種々の厚さとボイド体積を有する微孔質成形ポリマー物品ま
たは非微孔質成形ポリマーフォーム物品の製造を提供する。 ある1セットの実施態様においては、成形物品は、約0.075〜約0.125インチの
断面寸法と少なくとも約10%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む。本
実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約20%の、さらに好ましくは少な
くとも約30%の、さらに好ましくは少なくとも約40%の、そしてさらに好ましくは
少なくとも約50%のボイド体積を有する。
たは非微孔質成形ポリマーフォーム物品の製造を提供する。 ある1セットの実施態様においては、成形物品は、約0.075〜約0.125インチの
断面寸法と少なくとも約10%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む。本
実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約20%の、さらに好ましくは少な
くとも約30%の、さらに好ましくは少なくとも約40%の、そしてさらに好ましくは
少なくとも約50%のボイド体積を有する。
【０１１８】 他のセットの実施態様においては、成形物品は、約0.125インチ〜約0.150イン
チの断面寸法と少なくとも約15%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む
。本実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約20%の、さらに好ましくは
少なくとも約30%の、さらに好ましくは少なくとも約40%の、そしてさらに好まし
くは少なくとも約50%のボイド体積を有する。
チの断面寸法と少なくとも約15%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む
。本実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約20%の、さらに好ましくは
少なくとも約30%の、さらに好ましくは少なくとも約40%の、そしてさらに好まし
くは少なくとも約50%のボイド体積を有する。
【０１１９】 他のセットの実施態様においては、成形物品は、約0.150インチ〜約0.350イン
チの断面寸法と少なくとも約20%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む
。本実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約30%の、さらに好ましくは
少なくとも約40%の、さらに好ましくは少なくとも約50%の、さらに好ましくは少
なくとも約60%の、そしてさらに好ましくは少なくとも約70%のボイド体積を有す
る。このセットの特定の好ましい実施態様においては、成形物品は、約0.150〜
約0.250インチの断面寸法を有する少なくとも一部分を含む。
チの断面寸法と少なくとも約20%のボイド体積を有する少なくとも一部分を含む
。本実施態様の成形物品は、好ましくは少なくとも約30%の、さらに好ましくは
少なくとも約40%の、さらに好ましくは少なくとも約50%の、さらに好ましくは少
なくとも約60%の、そしてさらに好ましくは少なくとも約70%のボイド体積を有す
る。このセットの特定の好ましい実施態様においては、成形物品は、約0.150〜
約0.250インチの断面寸法を有する少なくとも一部分を含む。
【０１２０】 本発明の方法はさらに、重量を大幅に減少させ、より小さな気泡を含んだ、0.
125インチを越える厚さ(例えば、0.200インチ〜約0.500インチ)を有する射出成
形品の製造を可能にする。
125インチを越える厚さ(例えば、0.200インチ〜約0.500インチ)を有する射出成
形品の製造を可能にする。
【０１２１】 本発明はさらに、固体部品が繰返し形成されている表面を有する厚い発泡成形
品と薄い発泡成形品とを製造するためのシステムと方法を提供する。これら部品
の表面の少なくとも一部は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない。実
施例9(下記)に関連した図16〜18は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含ま
ない表面を有するポリマー部品の形成を示している。このような成形部品は、溶
融物の温度、金型温度、および発泡剤の濃度を、部品の表面からの発泡剤の拡散
が可能になるように最適化し、これにより気泡を実質的に含まないスキン層を有
する表面を形成させることによって製造することができる。このスキン層は実質
的に固体ポリマーであり、従って成形部品は、ヒトの肉眼に固体ポリマー部品と
して見える。ポリマー発泡材料におけるスプレーや渦巻は、金型壁体と接触した
状態で引きずられる表面での気泡によって引き起こされる。表面での気泡が温度
の制御により取り除かれれば、スプレーや渦巻が避けられる。これらの実施態様
においては、発泡材料の平均気泡サイズの少なくとも3倍の厚さを有していて、
気泡非含有の実質的に固体ポリマー材料の外側スキンを有する成形部品が製造さ
れる。外側スキンの厚さは、発泡材料の平均気泡サイズの少なくとも約5倍であ
るのが好ましい。目に見えるスプレーや渦巻を含有しない成形部品を本発明に従
って製造できる他の理由は、本発明者らによれば、超臨界流体発泡剤の拡散速度
が一般的な発泡剤の拡散速度より速く、従って物品の表面での拡散が起こって充
実スキン層を形成できる、ということである。
品と薄い発泡成形品とを製造するためのシステムと方法を提供する。これら部品
の表面の少なくとも一部は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない。実
施例9(下記)に関連した図16〜18は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含ま
ない表面を有するポリマー部品の形成を示している。このような成形部品は、溶
融物の温度、金型温度、および発泡剤の濃度を、部品の表面からの発泡剤の拡散
が可能になるように最適化し、これにより気泡を実質的に含まないスキン層を有
する表面を形成させることによって製造することができる。このスキン層は実質
的に固体ポリマーであり、従って成形部品は、ヒトの肉眼に固体ポリマー部品と
して見える。ポリマー発泡材料におけるスプレーや渦巻は、金型壁体と接触した
状態で引きずられる表面での気泡によって引き起こされる。表面での気泡が温度
の制御により取り除かれれば、スプレーや渦巻が避けられる。これらの実施態様
においては、発泡材料の平均気泡サイズの少なくとも3倍の厚さを有していて、
気泡非含有の実質的に固体ポリマー材料の外側スキンを有する成形部品が製造さ
れる。外側スキンの厚さは、発泡材料の平均気泡サイズの少なくとも約5倍であ
るのが好ましい。目に見えるスプレーや渦巻を含有しない成形部品を本発明に従
って製造できる他の理由は、本発明者らによれば、超臨界流体発泡剤の拡散速度
が一般的な発泡剤の拡散速度より速く、従って物品の表面での拡散が起こって充
実スキン層を形成できる、ということである。
【０１２２】 前述したように、本発明は、成形ポリマーフォーム材料(好ましくは、薄い部
分を有する微孔質材料)の製造を提供する。特に、長さ対厚さ比の大きい物品を
製造することができる。本発明は、少なくとも約50:1の長さ対厚さ比を有する射
出成形ポリマー材料を提供し、このときポリマーが約10未満のメルトインデック
スを有する。長さ対厚さ比は、好ましくは少なくとも約75:1であり、さらに好ま
しくは少なくとも約100:1であり、そしてさらに好ましくは少なくとも約150:1で
ある。他の実施態様においては、少なくとも約120:1の長さ対厚さ比を有する物
品が提供され、このときポリマーが約40未満の溶融流量を有する。本実施態様に
おいては、長さ対厚さ比は、好ましくは少なくとも約150:1であり、さらに好ま
しくは少なくとも約175:1であり、さらに好ましくは少なくとも約200:1であり、
そしてさらに好ましくは少なくとも250:1である。長さ対厚さ比は、金型の注入
箇所(ノズル)から延びている成形ポリマー部品の一部の長さとその距離にわたっ
ての厚さとの比を表わしている。
分を有する微孔質材料)の製造を提供する。特に、長さ対厚さ比の大きい物品を
製造することができる。本発明は、少なくとも約50:1の長さ対厚さ比を有する射
出成形ポリマー材料を提供し、このときポリマーが約10未満のメルトインデック
スを有する。長さ対厚さ比は、好ましくは少なくとも約75:1であり、さらに好ま
しくは少なくとも約100:1であり、そしてさらに好ましくは少なくとも約150:1で
ある。他の実施態様においては、少なくとも約120:1の長さ対厚さ比を有する物
品が提供され、このときポリマーが約40未満の溶融流量を有する。本実施態様に
おいては、長さ対厚さ比は、好ましくは少なくとも約150:1であり、さらに好ま
しくは少なくとも約175:1であり、さらに好ましくは少なくとも約200:1であり、
そしてさらに好ましくは少なくとも250:1である。長さ対厚さ比は、金型の注入
箇所(ノズル)から延びている成形ポリマー部品の一部の長さとその距離にわたっ
ての厚さとの比を表わしている。
【０１２３】 本発明の特徴の特に有利な組合わせの1つは、比較的高いボイド体積での薄い
成形部品である。本発明は特に、約1.2mm未満の厚さの部分と少なくとも30%のボ
イド体積とを有するポリマーフォーム物品を提供する。他の実施態様においては
、約0.7mm未満の厚さと少なくとも15%のボイド体積とを有するポリマー物品が提
供される。
成形部品である。本発明は特に、約1.2mm未満の厚さの部分と少なくとも30%のボ
イド体積とを有するポリマーフォーム物品を提供する。他の実施態様においては
、約0.7mm未満の厚さと少なくとも15%のボイド体積とを有するポリマー物品が提
供される。
【０１２４】 他のセットの実施態様においては、一連の成形ポリマー物品が提供される。こ
のセットの実施態様のポリマー物品における気泡総数の少なくとも70%が150ミク
ロン未満の気泡サイズを有する。気泡総数の少なくとも30%が800ミクロン未満の
気泡サイズを有するのが好ましく、500ミクロン未満の気泡サイズを有するのが
さらに好ましく、そして200ミクロン未満の気泡サイズを有するのがさらに好ま
しい。このセットの幾つかの実施態様では、気泡総数の少なくとも80%が、好ま
しくは少なくとも90%が、さらに好ましくは少なくとも95%が、そしてさらに好ま
しくは少なくとも99%が150ミクロン未満の気泡サイズを有する。特定の実施態様
においては、気泡総数の少なくとも80%が、好ましくは少なくとも90%が、さらに
好ましくは少なくとも95%が、そしてさらに好ましくは少なくとも99%が100ミク
ロン未満の気泡サイズを有する。このセットの実施態様の成形品は、種々のボイ
ド体積を有することができる。例えば、成形品は、少なくとも10%、少なくとも2
0%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%のボイド体積を有す
ることができる。
のセットの実施態様のポリマー物品における気泡総数の少なくとも70%が150ミク
ロン未満の気泡サイズを有する。気泡総数の少なくとも30%が800ミクロン未満の
気泡サイズを有するのが好ましく、500ミクロン未満の気泡サイズを有するのが
さらに好ましく、そして200ミクロン未満の気泡サイズを有するのがさらに好ま
しい。このセットの幾つかの実施態様では、気泡総数の少なくとも80%が、好ま
しくは少なくとも90%が、さらに好ましくは少なくとも95%が、そしてさらに好ま
しくは少なくとも99%が150ミクロン未満の気泡サイズを有する。特定の実施態様
においては、気泡総数の少なくとも80%が、好ましくは少なくとも90%が、さらに
好ましくは少なくとも95%が、そしてさらに好ましくは少なくとも99%が100ミク
ロン未満の気泡サイズを有する。このセットの実施態様の成形品は、種々のボイ
ド体積を有することができる。例えば、成形品は、少なくとも10%、少なくとも2
0%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%のボイド体積を有す
ることができる。
【０１２５】 好ましい実施態様においては、最大厚さが物品の少なくとも25%を越えて存在
するという状態にて、すなわち薄い成形部品の区域の少なくとも約25%が記載の
厚さより小さい厚さであるという状態にて、上記のボイド体積で上記の厚さを有
する物品が得られる。他の実施態様においては、物品のより多くが記載の最大厚
さより小さい厚さであってよい(例えば50%または100%)。
するという状態にて、すなわち薄い成形部品の区域の少なくとも約25%が記載の
厚さより小さい厚さであるという状態にて、上記のボイド体積で上記の厚さを有
する物品が得られる。他の実施態様においては、物品のより多くが記載の最大厚
さより小さい厚さであってよい(例えば50%または100%)。
【０１２６】 本発明の他の成形システムが図19と20に示されている。これらの図面の成形シ
ステム150は、微孔質ポリマー材料(特に、ポリプロピレンやポリエチレン等の微
孔質ポリオレフィン)の射出成形ができるように造られている。システム150は、
現行の一般的なポリプロピレンフォームのEPP手順を避けつつ、比較的厚い部品
を製造することができる。システム150は、微孔質成形ポリマー材料の前駆体(例
えば、図1と2および図5〜7に記載のような、押出機および/またはアキュムレー
タによって供給できる材料)を受け入れるように組立・配置された入口152を含む
。チャネル154により、入口152と成形チャンバー156とが連結されている。チャ
ネル154は、ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶液を、システムが構築され
ている速度にて核形成用通路に通したときに、前記溶液中に微孔質核形成を引き
起こすに足る圧力降下速度にて圧力降下をつくりだす長さと断面寸法を有する核
形成用通路158を含む。成形システムの設計構造とポリマー材料を金型中に導入
する速度は、一般には互いに関連作動するように設計されているので、当業者で
あれば、システムが構築されている速度という言葉の意味が理解できるはずであ
る。具体的に説明すると、核形成用通路は、ポリマー材料と発泡剤との液状単一
相溶液を40ポンド/時間より大きな速度で核形成用通路に通したときに、前記相
溶液中に少なくとも約0.3GPa/秒の速度にて圧力降下をつくりだすことのできる
ような長さと断面寸法を有する。微孔質核形成を起こさせるのに適切な他の流量
と圧力降下速度は、本特許出願を読めば明らかである。
ステム150は、微孔質ポリマー材料(特に、ポリプロピレンやポリエチレン等の微
孔質ポリオレフィン)の射出成形ができるように造られている。システム150は、
現行の一般的なポリプロピレンフォームのEPP手順を避けつつ、比較的厚い部品
を製造することができる。システム150は、微孔質成形ポリマー材料の前駆体(例
えば、図1と2および図5〜7に記載のような、押出機および/またはアキュムレー
タによって供給できる材料)を受け入れるように組立・配置された入口152を含む
。チャネル154により、入口152と成形チャンバー156とが連結されている。チャ
ネル154は、ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶液を、システムが構築され
ている速度にて核形成用通路に通したときに、前記溶液中に微孔質核形成を引き
起こすに足る圧力降下速度にて圧力降下をつくりだす長さと断面寸法を有する核
形成用通路158を含む。成形システムの設計構造とポリマー材料を金型中に導入
する速度は、一般には互いに関連作動するように設計されているので、当業者で
あれば、システムが構築されている速度という言葉の意味が理解できるはずであ
る。具体的に説明すると、核形成用通路は、ポリマー材料と発泡剤との液状単一
相溶液を40ポンド/時間より大きな速度で核形成用通路に通したときに、前記相
溶液中に少なくとも約0.3GPa/秒の速度にて圧力降下をつくりだすことのできる
ような長さと断面寸法を有する。微孔質核形成を起こさせるのに適切な他の流量
と圧力降下速度は、本特許出願を読めば明らかである。
【０１２７】 チャネル154は、核形成用通路158と成形チャンバー156との間に、成形チャン
バーの方向に断面寸法が増大する気泡成長区域160を含む。チャネル154はさらに
、入口152と成形チャンバーとの間に(特に、入口と核形成用通路との間に)分岐
部分162を含む。分岐部分162は、下流方向に向かって隙間が減少しながら(高さ
が増大)幅が増大している。この結果、大幅には変わらない断面積を保持しつつ
幅が増大している。具体的に説明すると、分岐部分は、約25%以下、好ましくは
約15%以下、そしてさらに好ましくは約10%以下だけ変化する断面積を保持しつつ
、幅が少なくとも約100%、好ましくは少なくとも約200%、そしてさらに好ましく
は少なくとも約300%増大する。分岐部分162は、材料中に比較的一定の圧力分布
を保持しつつ、核形成用通路の流れを成形チャンバー156の幅に等しい寸法に広
げながら、入口152を介しての微孔質成形ポリマー前駆体の導入と、前記前駆体
の核形成用通路158への移送を可能にする。
バーの方向に断面寸法が増大する気泡成長区域160を含む。チャネル154はさらに
、入口152と成形チャンバーとの間に(特に、入口と核形成用通路との間に)分岐
部分162を含む。分岐部分162は、下流方向に向かって隙間が減少しながら(高さ
が増大)幅が増大している。この結果、大幅には変わらない断面積を保持しつつ
幅が増大している。具体的に説明すると、分岐部分は、約25%以下、好ましくは
約15%以下、そしてさらに好ましくは約10%以下だけ変化する断面積を保持しつつ
、幅が少なくとも約100%、好ましくは少なくとも約200%、そしてさらに好ましく
は少なくとも約300%増大する。分岐部分162は、材料中に比較的一定の圧力分布
を保持しつつ、核形成用通路の流れを成形チャンバー156の幅に等しい寸法に広
げながら、入口152を介しての微孔質成形ポリマー前駆体の導入と、前記前駆体
の核形成用通路158への移送を可能にする。
【０１２８】 分岐部分162と核形成用通路158との配置構成により、核形成用通路は、好まし
くは少なくとも約1.5:1の、さらに好ましくは少なくとも約2.0:1の、さらに好ま
しくは少なくとも約5.0:1の、さらに好ましくは少なくとも約10:1の、そしてさ
らに好ましくは少なくとも約20:1の重量対高さ比(図19に示されている寸法と図2
0に示されている寸法との比)を有することができる。これにより、核形成用通路
は、成形チャンバー156の1つの寸法に等しい幅を有することができ、従って幅広
で厚い微孔質ポリマー物品を、システム150内にて容易に核形成して成形するこ
とができる。さらに、従来の(すなわち非微孔質の)ポリマーフォーム材料もシス
テム150を使用して射出成形することができる。具体的に説明すると、非発泡の
ポリマー材料を成形チャンバー156中に注入し、発泡を起こさせ、成形チャンバ
ーの形状と実質的に同一の形状をもたせることができる〔膨張金型(expanded mo
ld)または“亀裂入り(cracked)”金型を使用する場合は、金型より大きくなる〕
。こうして得られる物品は、少なくとも2つの垂直交差断面軸において少なくと
も1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%のボイド体積とを有する少なくとも
一部分を含む。このシステムを使用すると、60%、70%、および80%というより大
きなボイド体積を、少なくとも約0.75インチ、1インチ、または1.5インチという
より大きな厚さのいずれとも組合わせることができる。
くは少なくとも約1.5:1の、さらに好ましくは少なくとも約2.0:1の、さらに好ま
しくは少なくとも約5.0:1の、さらに好ましくは少なくとも約10:1の、そしてさ
らに好ましくは少なくとも約20:1の重量対高さ比(図19に示されている寸法と図2
0に示されている寸法との比)を有することができる。これにより、核形成用通路
は、成形チャンバー156の1つの寸法に等しい幅を有することができ、従って幅広
で厚い微孔質ポリマー物品を、システム150内にて容易に核形成して成形するこ
とができる。さらに、従来の(すなわち非微孔質の)ポリマーフォーム材料もシス
テム150を使用して射出成形することができる。具体的に説明すると、非発泡の
ポリマー材料を成形チャンバー156中に注入し、発泡を起こさせ、成形チャンバ
ーの形状と実質的に同一の形状をもたせることができる〔膨張金型(expanded mo
ld)または“亀裂入り(cracked)”金型を使用する場合は、金型より大きくなる〕
。こうして得られる物品は、少なくとも2つの垂直交差断面軸において少なくと
も1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%のボイド体積とを有する少なくとも
一部分を含む。このシステムを使用すると、60%、70%、および80%というより大
きなボイド体積を、少なくとも約0.75インチ、1インチ、または1.5インチという
より大きな厚さのいずれとも組合わせることができる。
【０１２９】 システム150の分岐部分162、核形成用通路158、および気泡成長区域160の物理
的配置構成によって得られる特定の利点により、ポリマー材料と発泡剤との液状
単一相溶液を成形チャンバー中に大きめの幅寸法にて注入すること、前記溶液を
核形成用通路にて急激な圧力降下に付して微孔質核形成を起こさせること、そし
て実質的にそのすぐ後で、核形成用通路158にて溶液がさらされた圧力降下速度
より小さい圧力降下速度にて、材料を制御された圧力降下に付すことによって気
泡成長区域160において気泡成長を起こさせて制御することが可能となる。すな
わち、核形成ポリマー材料が気泡成長区域160において受ける圧力降下速度が気
泡の成長中に低下して、均一で制御された微孔質材料が得られる。
的配置構成によって得られる特定の利点により、ポリマー材料と発泡剤との液状
単一相溶液を成形チャンバー中に大きめの幅寸法にて注入すること、前記溶液を
核形成用通路にて急激な圧力降下に付して微孔質核形成を起こさせること、そし
て実質的にそのすぐ後で、核形成用通路158にて溶液がさらされた圧力降下速度
より小さい圧力降下速度にて、材料を制御された圧力降下に付すことによって気
泡成長区域160において気泡成長を起こさせて制御することが可能となる。すな
わち、核形成ポリマー材料が気泡成長区域160において受ける圧力降下速度が気
泡の成長中に低下して、均一で制御された微孔質材料が得られる。
【０１３０】 成形システム150と前述の押出および/または蓄積装置とを組合わせることによ
り、厚くて幅の広いユニークな成形ポリマー物品(EPPフォームやEPSフォームよ
りはるかに良好な均一な気泡構造を有する微孔質成形ポリマー物品を含む)の製
造が可能となる。前述したように、EPPフォームとEPSフォームの製造においては
、成形後のビーズ間の溶融ラインが肉眼で容易に観察できる。これとは対照的に
、本発明の成形品は気泡構造中に溶融ラインを含まない。すなわち、本発明の成
形品は、平均的気泡壁厚さの約5倍より大きい厚さの反復的な固体境界物(EPP成
形品やEPS成形品における溶融ライン)を含まない。本発明の成形品は、平均的気
泡壁厚さの約4倍より大きい厚さの反復的な固体境界物を含まないのが好ましく
、平均的気泡壁厚さの約3倍より大きい厚さの反復的な固体境界物を含まないの
がさらに好ましい。
り、厚くて幅の広いユニークな成形ポリマー物品(EPPフォームやEPSフォームよ
りはるかに良好な均一な気泡構造を有する微孔質成形ポリマー物品を含む)の製
造が可能となる。前述したように、EPPフォームとEPSフォームの製造においては
、成形後のビーズ間の溶融ラインが肉眼で容易に観察できる。これとは対照的に
、本発明の成形品は気泡構造中に溶融ラインを含まない。すなわち、本発明の成
形品は、平均的気泡壁厚さの約5倍より大きい厚さの反復的な固体境界物(EPP成
形品やEPS成形品における溶融ライン)を含まない。本発明の成形品は、平均的気
泡壁厚さの約4倍より大きい厚さの反復的な固体境界物を含まないのが好ましく
、平均的気泡壁厚さの約3倍より大きい厚さの反復的な固体境界物を含まないの
がさらに好ましい。
【０１３１】 システム150はさらに、厚くて幅広のポリマー材料(微孔質ポリマー材料を含む
)をEPPやEPSの蒸気箱成形に一般的な温度よりはるかに低い金型温度で製造する
ことを可能にする。特に、発泡ポリマー材料の液状前駆体を、約100℃未満の成
形チャンバー温度で成形チャンバー156中に注入することができる。次いで本混
合物を成形チャンバー中にてポリマー物品〔好ましくは、3つの垂直交差断面軸
のそれぞれにおいて少なくとも1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%(ある
いは上記のこれ以上の高い値)のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含ん
だ微孔質ポリマー物品〕として固化させる。この方法においては、金型温度は約
75℃未満であるのが好ましく、約50℃未満であるのがさらに好ましく、そして約
30℃未満であるのがさらに好ましい。
)をEPPやEPSの蒸気箱成形に一般的な温度よりはるかに低い金型温度で製造する
ことを可能にする。特に、発泡ポリマー材料の液状前駆体を、約100℃未満の成
形チャンバー温度で成形チャンバー156中に注入することができる。次いで本混
合物を成形チャンバー中にてポリマー物品〔好ましくは、3つの垂直交差断面軸
のそれぞれにおいて少なくとも1/2インチの断面寸法と、少なくとも約50%(ある
いは上記のこれ以上の高い値)のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含ん
だ微孔質ポリマー物品〕として固化させる。この方法においては、金型温度は約
75℃未満であるのが好ましく、約50℃未満であるのがさらに好ましく、そして約
30℃未満であるのがさらに好ましい。
【０１３２】 本システムはさらに、少なくとも約50%(あるいは上記のこれ以上の高い値)の
ボイド体積を有する微孔質ポリマー材料を射出成形する上で極めて高速のサイク
ル時間を可能にする。特に、サイクル時間(非発泡材料を注入し、本混合物を成
形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化させ、そして前記物品を金型
から取り出すまでの時間)は、約1分未満のサイクル時間で行うのが好ましく、約
30秒未満のサイクル時間で行うのがさらに好ましく、そして約25秒未満のサイク
ル時間で行うのがさらに好ましい。
ボイド体積を有する微孔質ポリマー材料を射出成形する上で極めて高速のサイク
ル時間を可能にする。特に、サイクル時間(非発泡材料を注入し、本混合物を成
形チャンバー中にて微孔質ポリマー物品として固化させ、そして前記物品を金型
から取り出すまでの時間)は、約1分未満のサイクル時間で行うのが好ましく、約
30秒未満のサイクル時間で行うのがさらに好ましく、そして約25秒未満のサイク
ル時間で行うのがさらに好ましい。
【０１３３】 当業界では公知のことであるが、材料の成形によりスキン-フォーム-スキン構
造物を得ることができ、また温度と他の注入条件に基づいてスキン-フォーム-ス
キン構造を制御してより厚いか又はより薄いスキンを得ることができる。さらに
、スキン-フォーム-スキン構造物は、スキンをもたないか又は比較的薄いスキン
を有する類似の部品より大きな強度対重量比を有することが知られている。“I-
ビーム(I-beam)”処方に基づいて部分的に成形されたスキン-フォーム-スキンに
て強度を算出するのが通常のやり方である。しかしながら、発明者らは、スキン
-フォーム-スキン成形構造物の強度対重量比に関する予測と計算において気泡サ
イズを考慮に入れたいかなる従来研究も知らない。
造物を得ることができ、また温度と他の注入条件に基づいてスキン-フォーム-ス
キン構造を制御してより厚いか又はより薄いスキンを得ることができる。さらに
、スキン-フォーム-スキン構造物は、スキンをもたないか又は比較的薄いスキン
を有する類似の部品より大きな強度対重量比を有することが知られている。“I-
ビーム(I-beam)”処方に基づいて部分的に成形されたスキン-フォーム-スキンに
て強度を算出するのが通常のやり方である。しかしながら、発明者らは、スキン
-フォーム-スキン成形構造物の強度対重量比に関する予測と計算において気泡サ
イズを考慮に入れたいかなる従来研究も知らない。
【０１３４】 極めて強度が高くて薄い部品を製造できることが本発明の他の特徴である。特
に、スキン-フォーム-スキン構造を保持している、極めて小さな気泡をもった極
めて薄いフォーム部品(薄いフォーム部品では従来は不可能であった)を形成でき
ることから、予想外に大きい引張強度対重量比が達成される。本発明は特に、少
なくとも約280,000psi/g/cm3の、さらに好ましくは少なくとも約290,000psi/g/c
m3の、そしてさらに好ましくは少なくとも約300,000psi/g/cm3の強度対重量比(
強度対密度として表わされている)を有する、少なくとも1つの極めて薄いセクシ
ョンを含んだ成形ポリマー部品を提供する。これら部品の薄いセクションは、約
0.250インチ未満の、または0.150インチ未満の、または約0.100インチ未満の厚
さを有し、そしてこれらの場合のそれぞれにおいて、上記のようなそれぞれの強
度対重量比を有する。
に、スキン-フォーム-スキン構造を保持している、極めて小さな気泡をもった極
めて薄いフォーム部品(薄いフォーム部品では従来は不可能であった)を形成でき
ることから、予想外に大きい引張強度対重量比が達成される。本発明は特に、少
なくとも約280,000psi/g/cm3の、さらに好ましくは少なくとも約290,000psi/g/c
m3の、そしてさらに好ましくは少なくとも約300,000psi/g/cm3の強度対重量比(
強度対密度として表わされている)を有する、少なくとも1つの極めて薄いセクシ
ョンを含んだ成形ポリマー部品を提供する。これら部品の薄いセクションは、約
0.250インチ未満の、または0.150インチ未満の、または約0.100インチ未満の厚
さを有し、そしてこれらの場合のそれぞれにおいて、上記のようなそれぞれの強
度対重量比を有する。
【０１３５】 特定の理論で拘束されるつもりはないけれども、本発明に従って観察される予
想外に大きい強度対重量比は、気泡サイズが可能な限り小さくなっていくにつれ
て、薄いセクション間の気泡壁の数が最大になるためであろうと、本発明者らは
考えている。すなわち、比較的大きな気泡を含んだ薄いスキン-フォーム-スキン
構造物の断面を見ると、比較的少なめの気泡壁しか存在しておらず、1つの気泡
がフォーム構造全体を橋かけしいてる可能性がある。このようなブリッジは、構
造物中に極めて弱いリンクをつくりだすであろう。これとは対照的に、本発明の
微孔質スキン-フォーム-スキン構造物では、スキンセクション間の構造にわたっ
て存在する気泡の数(従って気泡壁の数)が最大になっており、均一な気泡ポリマ
ーネットワークとスキン構造物間のフォームにおける均一な強度特性とが存在す
る。従って、本発明の薄い部品においては、その部品全体としての平均強度は、
大きめの気泡を有する構造物の平均強度と同等であるかもしれないが、構造全体
を橋かけしている気泡もしくはボイドを示している一般には強度の低い箇所がな
いので、本発明の物品はより強度が高い。
想外に大きい強度対重量比は、気泡サイズが可能な限り小さくなっていくにつれ
て、薄いセクション間の気泡壁の数が最大になるためであろうと、本発明者らは
考えている。すなわち、比較的大きな気泡を含んだ薄いスキン-フォーム-スキン
構造物の断面を見ると、比較的少なめの気泡壁しか存在しておらず、1つの気泡
がフォーム構造全体を橋かけしいてる可能性がある。このようなブリッジは、構
造物中に極めて弱いリンクをつくりだすであろう。これとは対照的に、本発明の
微孔質スキン-フォーム-スキン構造物では、スキンセクション間の構造にわたっ
て存在する気泡の数(従って気泡壁の数)が最大になっており、均一な気泡ポリマ
ーネットワークとスキン構造物間のフォームにおける均一な強度特性とが存在す
る。従って、本発明の薄い部品においては、その部品全体としての平均強度は、
大きめの気泡を有する構造物の平均強度と同等であるかもしれないが、構造全体
を橋かけしている気泡もしくはボイドを示している一般には強度の低い箇所がな
いので、本発明の物品はより強度が高い。
【０１３６】 不透明剤を使用しなくても不透明である物品を製造できるという点も、本発明
の他の特徴である。これはポリマーフォームが光を回折させるからであり、従っ
て本質的に不透明であって、白色の概観を有する。本発明の微孔質フォームが従
来のフォームより不透明度が高く且つ均質であるという点も、本発明の特徴であ
る。この点は、光線にさらされると劣化を起こす物質を収容するように組立・配
置された物品(例えば食品容器)に使用できることから、極めて大きな利点といえ
る。このような材料は、光線に暴露されると分解しうるビタミン類を含有する、
動物(例えばヒト)が消費可能な食品を収容することができる。一般には顔料等の
不透明剤が物品に加えられるが、顔料入りの材料は再利用しにくい。本発明は、
約1重量%未満(好ましくは約0.05重量%未満)の補助不透明剤を含む薄い不透明物
品を、そしてさらに好ましくは補助不透明剤を実質的に含有しない薄い不透明物
品を提供する。本発明における“補助不透明剤”とは、顔料、色素、または光を
特異的に吸収するように造られた他の化学種、あるいはタルクまたは光を遮断も
しくは回折できる他の物質を表わしている。当業者であれば、ある添加剤が不透
明剤であるかどうかを試験することができる。本発明の微孔質吹込成形品は、実
質的に充実した白色プラスチック物品の外観を有しており、工業的に極めて魅力
のある物品である。
の他の特徴である。これはポリマーフォームが光を回折させるからであり、従っ
て本質的に不透明であって、白色の概観を有する。本発明の微孔質フォームが従
来のフォームより不透明度が高く且つ均質であるという点も、本発明の特徴であ
る。この点は、光線にさらされると劣化を起こす物質を収容するように組立・配
置された物品(例えば食品容器)に使用できることから、極めて大きな利点といえ
る。このような材料は、光線に暴露されると分解しうるビタミン類を含有する、
動物(例えばヒト)が消費可能な食品を収容することができる。一般には顔料等の
不透明剤が物品に加えられるが、顔料入りの材料は再利用しにくい。本発明は、
約1重量%未満(好ましくは約0.05重量%未満)の補助不透明剤を含む薄い不透明物
品を、そしてさらに好ましくは補助不透明剤を実質的に含有しない薄い不透明物
品を提供する。本発明における“補助不透明剤”とは、顔料、色素、または光を
特異的に吸収するように造られた他の化学種、あるいはタルクまたは光を遮断も
しくは回折できる他の物質を表わしている。当業者であれば、ある添加剤が不透
明剤であるかどうかを試験することができる。本発明の微孔質吹込成形品は、実
質的に充実した白色プラスチック物品の外観を有しており、工業的に極めて魅力
のある物品である。
【０１３７】 本発明のシステムは、“圧力制限エレメントを有するシステムを含んだ発泡材
料の製造法”と題する1999年4月2日付け出願の同時係属中の米国特許出願第09/2
85,948号(該特許出願を参照により本明細書に含める)に記載のような制限エレメ
ント(restriction element)(図示せず)を含んでよい。制限エレメント(例えば逆
止め弁)は、ポリマーと発泡剤との溶液を、注入サイクル全体にわたって最小圧
力より上の圧力にて、そして好ましくは、ポリマーと発泡剤との単一相溶液を保
持するのに必要な臨界圧力より上の圧力にて押出機中に保持するために、発泡剤
注入ポートの上流に設置される。
料の製造法”と題する1999年4月2日付け出願の同時係属中の米国特許出願第09/2
85,948号(該特許出願を参照により本明細書に含める)に記載のような制限エレメ
ント(restriction element)(図示せず)を含んでよい。制限エレメント(例えば逆
止め弁)は、ポリマーと発泡剤との溶液を、注入サイクル全体にわたって最小圧
力より上の圧力にて、そして好ましくは、ポリマーと発泡剤との単一相溶液を保
持するのに必要な臨界圧力より上の圧力にて押出機中に保持するために、発泡剤
注入ポートの上流に設置される。
【０１３８】 本発明のシステムは、加熱されたランナー(図示せず)を含んでよい。本明細書
使用する“ランナー”とは、射出システムの出口端(幾つかの実施態様によれば
核形成器の出口)と成形チャンバーとを流体連結している、および/または金型キ
ャビティの種々の部分(例えば、複雑な形状の成形品が要求される場合)を流体連
結している流体通路を表わしている。当業界においてはランナーは公知である。
幾つかの従来のフォーム射出成形システムにおいては、ランナー中に残った材料
が硬化し、成形品と一緒に取り出される。本発明は、熱制御ユニットと組合わせ
たランナー(例えば、加熱流体を流すための通路)を提供する。これは本発明の特
定の実施態様に対して有用であり、ランナー内にて材料中に隙間が生じた場合に
(例えば、硬化した材料が取り除かれたときに)起こりうる圧力降下をなくすため
に、ポリマー物品前駆体材料をランナー内にて液状に保持するのに有利である。
本発明の集成体は、例えば、ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶液を供給す
るための押出機、核形成用通路、および前記通路より下流で、前記通路と成形チ
ャンバーとの間のランナーを含んでよい。このとき前記ランナーは、金型を充填
しようとするときに開き、そして金型を開いて物品を取り出そうとするときに閉
じる弁をその下流端に含む。溶融ポリマー材料を使用し、次いでランナーを加熱
すると、ランナー中の核形成材料は液状のままであって金型への注入に適してい
る。温度制御されたランナーを含む本発明の実施態様は、種々の構成成分間にい
ろいろな数のランナーを含んだ種々の射出成形システムに利用することができる
。硬化した材料をランナーから取り除いて廃棄する必要なしに、金型または金型
セクションを周期的に充填するのを可能にするために、必要であれば弁を配置す
る。このランナーは核形成用通路であってもよい。
使用する“ランナー”とは、射出システムの出口端(幾つかの実施態様によれば
核形成器の出口)と成形チャンバーとを流体連結している、および/または金型キ
ャビティの種々の部分(例えば、複雑な形状の成形品が要求される場合)を流体連
結している流体通路を表わしている。当業界においてはランナーは公知である。
幾つかの従来のフォーム射出成形システムにおいては、ランナー中に残った材料
が硬化し、成形品と一緒に取り出される。本発明は、熱制御ユニットと組合わせ
たランナー(例えば、加熱流体を流すための通路)を提供する。これは本発明の特
定の実施態様に対して有用であり、ランナー内にて材料中に隙間が生じた場合に
(例えば、硬化した材料が取り除かれたときに)起こりうる圧力降下をなくすため
に、ポリマー物品前駆体材料をランナー内にて液状に保持するのに有利である。
本発明の集成体は、例えば、ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶液を供給す
るための押出機、核形成用通路、および前記通路より下流で、前記通路と成形チ
ャンバーとの間のランナーを含んでよい。このとき前記ランナーは、金型を充填
しようとするときに開き、そして金型を開いて物品を取り出そうとするときに閉
じる弁をその下流端に含む。溶融ポリマー材料を使用し、次いでランナーを加熱
すると、ランナー中の核形成材料は液状のままであって金型への注入に適してい
る。温度制御されたランナーを含む本発明の実施態様は、種々の構成成分間にい
ろいろな数のランナーを含んだ種々の射出成形システムに利用することができる
。硬化した材料をランナーから取り除いて廃棄する必要なしに、金型または金型
セクションを周期的に充填するのを可能にするために、必要であれば弁を配置す
る。このランナーは核形成用通路であってもよい。
【０１３９】 本発明のこれらの実施態様と他の実施態様の機能と利点は、下記の実施例を考
察すればより理解が深まるであろう。下記の実施例は本発明の利点を例示するた
めのものであって、本発明の全範囲を表わしているものではない。下記の実施例
は、成形チャンバーの内表面に対応した表面を有していて、ヒトの肉眼で見える
スプレーや渦巻を含まない物品が形成されるという点において、ポリマー材料と
超臨界流体発泡剤との装入物を射出成形することの利点を示している。
察すればより理解が深まるであろう。下記の実施例は本発明の利点を例示するた
めのものであって、本発明の全範囲を表わしているものではない。下記の実施例
は、成形チャンバーの内表面に対応した表面を有していて、ヒトの肉眼で見える
スプレーや渦巻を含まない物品が形成されるという点において、ポリマー材料と
超臨界流体発泡剤との装入物を射出成形することの利点を示している。
【０１４０】 実施例1 溶融ポリマーを直径40mmのプランジャー中に供給する、32:1 l/d, 40mmの可塑
化ユニットを含んだ二段階射出成形機(エンゼル・マニュファクチァ)を組み立て
た。バネ式のボール・チェック・ジョイナー集成体によってプランジャーと可塑
化ユニットとを連結した。このプランジャーにより、空圧駆動式の一般的な遮断
ノズルを介して金型中に射出することができた。超臨界CO2の射出は、供給セク
ションから約16〜20直径の場所に、直径0.02インチのオリフィス176個を放射状
に配置した1つのポートを設置することによって行った。本射出システムは、発
泡剤の質量流量を0.2〜12ポンド/時間の割合で計量すべく作動される制御弁を含
んだ。
化ユニットを含んだ二段階射出成形機(エンゼル・マニュファクチァ)を組み立て
た。バネ式のボール・チェック・ジョイナー集成体によってプランジャーと可塑
化ユニットとを連結した。このプランジャーにより、空圧駆動式の一般的な遮断
ノズルを介して金型中に射出することができた。超臨界CO2の射出は、供給セク
ションから約16〜20直径の場所に、直径0.02インチのオリフィス176個を放射状
に配置した1つのポートを設置することによって行った。本射出システムは、発
泡剤の質量流量を0.2〜12ポンド/時間の割合で計量すべく作動される制御弁を含
んだ。
【０１４１】 プラスチケーターに、従来の一段供給、バリヤー、移送、および計量セクショ
ンを含んだ二段階スクリューを取り付け、次いで発泡剤を均一にするための複数
フライトのミキシングセクションを取り付けた。バレルに加熱/冷却バンドを取
り付けた。こうした設計物により、ポリマーとガスとの単一相溶液の均一化およ
び単一相溶液の冷却が可能となった。
ンを含んだ二段階スクリューを取り付け、次いで発泡剤を均一にするための複数
フライトのミキシングセクションを取り付けた。バレルに加熱/冷却バンドを取
り付けた。こうした設計物により、ポリマーとガスとの単一相溶液の均一化およ
び単一相溶液の冷却が可能となった。
【０１４２】 成形機の全部品を動かすために使用される油圧装置は、全ての時間において10
00psi以上で28,000psi以下の溶融加圧圧力を有するように変更を加えた。このよ
うな方法により、金型への射出前においてはいつでも、ポリマーとガスとの単一
相溶液が制御・保持される。
00psi以上で28,000psi以下の溶融加圧圧力を有するように変更を加えた。このよ
うな方法により、金型への射出前においてはいつでも、ポリマーとガスとの単一
相溶液が制御・保持される。
【０１４３】 実施例2: 微孔質射出成形ポリスチレン 実施例1に記載の成形機を使用して微孔質のポリスチレンプラークを成形した
。ポリスチレンペレット〔ノバコール(Novacor)2282, 11 M.I.)〕をプラスチケ
ーター中に供給し、ほとんどの場合において発泡剤と混合して単一相溶液を形成
させ、次いで5×11×0.050インチのセンター・ゲート付きプラーク金型中に射出
することにより核形成させた。射出は低温のスプルーを介して行った。射出速度
を変えて、プロセス変数と気泡サイズと重量減少との関係を調べた。気泡サイズ
は30ミクロン未満に、そして重量減少は20%以下に制御した。表1と2および対応
する図10〜15を参照のこと。
。ポリスチレンペレット〔ノバコール(Novacor)2282, 11 M.I.)〕をプラスチケ
ーター中に供給し、ほとんどの場合において発泡剤と混合して単一相溶液を形成
させ、次いで5×11×0.050インチのセンター・ゲート付きプラーク金型中に射出
することにより核形成させた。射出は低温のスプルーを介して行った。射出速度
を変えて、プロセス変数と気泡サイズと重量減少との関係を調べた。気泡サイズ
は30ミクロン未満に、そして重量減少は20%以下に制御した。表1と2および対応
する図10〜15を参照のこと。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
【表２】
【０１４６】 実施例3: 微孔質射出成形ポリエチレンテレフタレート 実施例1に記載の射出成形機を使用し、5×11×0.200インチのキャビティ中に
射出して350°Fで4時間乾燥することによってPET(イーストマン、0.95 IV)を成
形した。溶融プロセシング温度は550°Fであり、金型温度は151°Fであり、12%C
O2を混合して射出した。溶融加圧圧力を3000psiに保持し、射出速度は5.0インチ
/秒であった。
射出して350°Fで4時間乾燥することによってPET(イーストマン、0.95 IV)を成
形した。溶融プロセシング温度は550°Fであり、金型温度は151°Fであり、12%C
O2を混合して射出した。溶融加圧圧力を3000psiに保持し、射出速度は5.0インチ
/秒であった。
【０１４７】 重量減少は30%であり、気泡サイズは直径30〜40ミクロンであった。 実施例4: 高レベルの重量減少に従った射出成形ポリプロピレン 実施例1に記載の射出成形機を使用して、ポリプロピレン〔4溶融流量(MFR)、
コポリマー、モンテル(Montell)7523〕、ポリプロピレン(20MFR、コポリマー、
モンテルSD-376)、およびタルク充填ポリプロピレン(4MFR、40%タルク充填、モ
ンテル65f4-4)の5×11×可変厚さ(インチ)のプラークを成形した。下記の条件を
使用することによって大きな重量減少が達成された。
コポリマー、モンテル(Montell)7523〕、ポリプロピレン(20MFR、コポリマー、
モンテルSD-376)、およびタルク充填ポリプロピレン(4MFR、40%タルク充填、モ
ンテル65f4-4)の5×11×可変厚さ(インチ)のプラークを成形した。下記の条件を
使用することによって大きな重量減少が達成された。
【０１４８】
【表３】
【０１４９】 実施例5: 密度の減少が70%以上である射出成形ポリスチレン部品 実施例1に記載の射出成形機を使用し、実施例2の場合と類似の条件にてポリス
チレンを成形した。但し、金型温度を150〜250°Fの範囲で、そして冷却時間を3
.2秒〜22.8秒の範囲で変えた。下記のように大きな密度減少が見られた。
チレンを成形した。但し、金型温度を150〜250°Fの範囲で、そして冷却時間を3
.2秒〜22.8秒の範囲で変えた。下記のように大きな密度減少が見られた。
【０１５０】
【表４】
【０１５１】 実施例6: 固化ポリマー/超臨界流体成形品の成形後核形成と気泡成長 実施例1に記載の射出成形機を使用してポリスチレン(ノバコール2282、11 M.I
.)を成形した。ポリスチレンペレットをプラスチケーターに供給し、実施例2に
記載のように射出した。金型中に射出した材料を、ポリスチレンの固化温度未満
の温度に冷却した。金型を開き、成形品を非発泡状態にて取り出した。次いでこ
の成形品を外部熱源(グリセリン浴)にさらすと発泡が起こった。微孔質物品が得
られた。
.)を成形した。ポリスチレンペレットをプラスチケーターに供給し、実施例2に
記載のように射出した。金型中に射出した材料を、ポリスチレンの固化温度未満
の温度に冷却した。金型を開き、成形品を非発泡状態にて取り出した。次いでこ
の成形品を外部熱源(グリセリン浴)にさらすと発泡が起こった。微孔質物品が得
られた。
【０１５２】 実施例7: ポリマー成形における粘度低下の実証 本実施例は、超臨界流体発泡剤を使用して、微孔質発泡の有利性を保持しつつ
、ポリマー材料の金型中への導入に際して比較的低い溶融温度にて粘度を低下さ
せることの利点を示す。
、ポリマー材料の金型中への導入に際して比較的低い溶融温度にて粘度を低下さ
せることの利点を示す。
【０１５３】 成形機を使用して、下記の点を除いて実施例2に記載のようにポリスチレンを
成形した。金型の寸法は5×11×0.020インチであった。実施例2と同じ条件にて
、発泡剤を使用せずにポリスチレンを射出した。観察可能な最大流れ長さ(maxim
um flow length)は1インチであり、長さ対厚さ比は50であった。15%の超臨界二
酸化炭素発泡剤を使用して同じ実験を行った。最大流れ長さは少なくとも5.5イ
ンチであり、長さ対厚さ比は270であった。
成形した。金型の寸法は5×11×0.020インチであった。実施例2と同じ条件にて
、発泡剤を使用せずにポリスチレンを射出した。観察可能な最大流れ長さ(maxim
um flow length)は1インチであり、長さ対厚さ比は50であった。15%の超臨界二
酸化炭素発泡剤を使用して同じ実験を行った。最大流れ長さは少なくとも5.5イ
ンチであり、長さ対厚さ比は270であった。
【０１５４】 実施例8: 結晶融点未満でのポリプロピレンの射出成形 実施例1に記載の射出成形機を使用して、5×11×0.050インチの金型中にポリ
プロピレンを成形した。発泡剤を使用しない場合、このような金型を充填するの
に必要とされる最低限の溶融温度は430°Fであった。15%の超臨界二酸化炭素発
泡剤を使用すると、ポリプロピレンをその結晶融点未満(通常は325°F)にて射出
することができた。実際の溶融温度は310°Fであった。
プロピレンを成形した。発泡剤を使用しない場合、このような金型を充填するの
に必要とされる最低限の溶融温度は430°Fであった。15%の超臨界二酸化炭素発
泡剤を使用すると、ポリプロピレンをその結晶融点未満(通常は325°F)にて射出
することができた。実際の溶融温度は310°Fであった。
【０１５５】 実施例9: ほぼ完全な表面を有する微孔質発泡物品の実証 実施例2に記載の成形機を使用してポリスチレン(ノバコール2282, 11 M.I.)を
成形した。プラスチケーターにポリスチレンペレットを供給し、CO2発泡剤と混
合して超臨界CO2とポリスチレンとの単一相溶液を形成させ、次いで5×11×0.05
0インチプラーク金型中に射出することによって核形成させた。適切な条件が確
実に得られるようにプロセシング条件を最適化して、高い核形成密度、およびス
プレーを含まない外部固体スキン(a solid, splay-free looking skin)を得た。
この方法の有効性を実証するために、顕微鏡写真のコピーが図16〜18として与え
られている。図16は比較のために与えられており、標準的な非発泡射出成形法を
使用して射出成形した固体非発泡ポリスチレンを示している。
成形した。プラスチケーターにポリスチレンペレットを供給し、CO2発泡剤と混
合して超臨界CO2とポリスチレンとの単一相溶液を形成させ、次いで5×11×0.05
0インチプラーク金型中に射出することによって核形成させた。適切な条件が確
実に得られるようにプロセシング条件を最適化して、高い核形成密度、およびス
プレーを含まない外部固体スキン(a solid, splay-free looking skin)を得た。
この方法の有効性を実証するために、顕微鏡写真のコピーが図16〜18として与え
られている。図16は比較のために与えられており、標準的な非発泡射出成形法を
使用して射出成形した固体非発泡ポリスチレンを示している。
【０１５６】 図17は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない平滑な表面を有する、
本発明の微孔質射出成形物品における表面の顕微鏡写真のコピーである。 図18は、ヒトの肉眼に見える渦巻を含んだ、射出成形ポリマーフォーム物品の
表面の顕微鏡写真のコピーである。
本発明の微孔質射出成形物品における表面の顕微鏡写真のコピーである。 図18は、ヒトの肉眼に見える渦巻を含んだ、射出成形ポリマーフォーム物品の
表面の顕微鏡写真のコピーである。
【０１５７】 これまでの説明からわかるように、理想的な条件は、溶融温度、金型温度、お
よび発泡剤濃度をバランスさせた条件である。溶融温度は、溶融液中での発泡剤
拡散速度が比較的速くなる程度に充分高くなければならず、また金型温度は、溶
融液から外への発泡剤拡散が表面にて相当程度起こるほどに充分高くなければな
らないが、金型温度は、物品の反りや他の歪みを生じない程度に充分低くなけれ
ばならない。発泡剤の拡散速度は、溶融温度、発泡剤濃度、差圧、および金型温
度に依存する。溶融液から外への発泡剤の拡散速度は、ポリマーの表面が冷却し
て固化する速度より大きくなければならない。
よび発泡剤濃度をバランスさせた条件である。溶融温度は、溶融液中での発泡剤
拡散速度が比較的速くなる程度に充分高くなければならず、また金型温度は、溶
融液から外への発泡剤拡散が表面にて相当程度起こるほどに充分高くなければな
らないが、金型温度は、物品の反りや他の歪みを生じない程度に充分低くなけれ
ばならない。発泡剤の拡散速度は、溶融温度、発泡剤濃度、差圧、および金型温
度に依存する。溶融液から外への発泡剤の拡散速度は、ポリマーの表面が冷却し
て固化する速度より大きくなければならない。
【０１５８】
【表５】
【０１５９】 実施例10 実施例1に記載の射出成形システムを使用してポリプロピレン〔モンテル(Mont
ell)6823, モンテル6523, および6823とダウのメタロセン触媒ポリエチレとのブ
レンド〕を1.25×4×0.600(深さ)のキャビティ中に成形した。図19と20に示す成
形システムを使用した。溶融温度とガスのパーセントを変えて、1〜50ミクロン
の範囲の気泡サイズを有する種々の密度の成形品を得た。得られた成形品の密度
は1.8〜20ポンド/ft3(PCF)であった。必要であれば、より高い密度の成形品も容
易に造ることができる。さらに、亀裂成形法(method of crack molding)によっ
て同じ密度と気泡構造を造ることができ、この方法によれば、溶融ポリマーをあ
る程度開放した金型中に射出し、次いで完全に亀裂の入った開放金型中に射出す
る。均一な気泡構造を有する低密度PPおよびPEとPPとの低密度ブレンド品が得ら
れた。パラメーターに関しては表6を参照。
ell)6823, モンテル6523, および6823とダウのメタロセン触媒ポリエチレとのブ
レンド〕を1.25×4×0.600(深さ)のキャビティ中に成形した。図19と20に示す成
形システムを使用した。溶融温度とガスのパーセントを変えて、1〜50ミクロン
の範囲の気泡サイズを有する種々の密度の成形品を得た。得られた成形品の密度
は1.8〜20ポンド/ft3(PCF)であった。必要であれば、より高い密度の成形品も容
易に造ることができる。さらに、亀裂成形法(method of crack molding)によっ
て同じ密度と気泡構造を造ることができ、この方法によれば、溶融ポリマーをあ
る程度開放した金型中に射出し、次いで完全に亀裂の入った開放金型中に射出す
る。均一な気泡構造を有する低密度PPおよびPEとPPとの低密度ブレンド品が得ら
れた。パラメーターに関しては表6を参照。
【０１６０】
【表６】
【０１６１】 当業者には容易にわかることであるが、ここに記載のパメーターはいずれも代
表的なものであって、実際のパラメーターは本発明の方法と装置が使用される特
定の用途に依存する。従って、理解しておかなければならないことは、上記の実
施態様は実施例としてのみ与えられているということ、そして特許請求の範囲お
よびその等価物の範囲を逸脱することなく、本明細書に明記したのとは別の方法
で本発明を実施できるということである。
表的なものであって、実際のパラメーターは本発明の方法と装置が使用される特
定の用途に依存する。従って、理解しておかなければならないことは、上記の実
施態様は実施例としてのみ与えられているということ、そして特許請求の範囲お
よびその等価物の範囲を逸脱することなく、本明細書に明記したのとは別の方法
で本発明を実施できるということである。
【図１】 図1は、成形チャンバーのオリフィスを画定している核形成用通路
を有する押出システムを含んだ、本発明の微孔質射出成形システムもしくは微孔
質押込成形システムを示している。図1Aは、図1のシステムにおける、好ましい
複数孔発泡剤供給オリフィス集成体と押出スクリューを示している。
を有する押出システムを含んだ、本発明の微孔質射出成形システムもしくは微孔
質押込成形システムを示している。図1Aは、図1のシステムにおける、好ましい
複数孔発泡剤供給オリフィス集成体と押出スクリューを示している。
【図２】 図2は、アキュムレータを含む本発明の微孔質射出成形システムを
示している。
示している。
【図３】 図3は、可動壁体を含む本発明の成形システムにおける成形チャン
バーの1つの実施態様を示している。
バーの1つの実施態様を示している。
【図４】 図4は、成形チャンバーがガス加圧された金型である場合の、成形
チャンバーの他の実施態様を示している。
チャンバーの他の実施態様を示している。
【図５】 図5は、固体壁と微孔質内部(発泡剤高含量区域と発泡剤低含量区域
)を有する物品を形成する上での、微孔質材料の蓄積と射出成形のためのシステ
ム操作の1つの段階を示している。この場合、注入の前にアキュムレータを充填
しておく。
)を有する物品を形成する上での、微孔質材料の蓄積と射出成形のためのシステ
ム操作の1つの段階を示している。この場合、注入の前にアキュムレータを充填
しておく。
【図６】 図6は、注入直後の操作段階における図5のシステムを示している。
【図７】 図7は、1回注入サイクル後での、アキュムレータの充填中の操作段
階における図5のシステムを示している。
階における図5のシステムを示している。
【図８】 図8は、溶融ポリマーの発泡剤高含量区域と発泡剤低含量区域を形
成させるための、溶融ポンプ、ガス注入ポート、およびミキサーを含んだ微孔質
射出成形システムを示している。
成させるための、溶融ポンプ、ガス注入ポート、およびミキサーを含んだ微孔質
射出成形システムを示している。
【図９】 図9は、スクリューフライトを通過し、発泡剤の供給源と流体連通
している、発泡剤を押出機のバレル中で分配するためのルーメンを含んだ、射出
成形システムまたは他の押出システムに使用するためのヘリカルスクリューを示
している。
している、発泡剤を押出機のバレル中で分配するためのルーメンを含んだ、射出
成形システムまたは他の押出システムに使用するためのヘリカルスクリューを示
している。
【図１０】 図10は、本発明のシステムと方法を使用して形成された射出成形
品の顕微鏡写真のコピーである。
品の顕微鏡写真のコピーである。
【図１１】 図11は、本発明による微孔質射出成形品の顕微鏡写真のコピーで
ある。
ある。
【図１２】 図12は、本発明による他の微孔質射出成形品の顕微鏡写真のコピ
ーである。
ーである。
【図１３】 図13は、本発明による他の微孔質射出成形品の顕微鏡写真のコピ
ーである。
ーである。
【図１４】 図14は、本発明による他の微孔質射出成形品の顕微鏡写真のコピ
ーである。
ーである。
【図１５】 図15は、本発明による他の微孔質射出成形品の顕微鏡写真のコピ
ーである。
ーである。
【図１６】 図16は、従来技術の非発泡固体射出成形品の表面の顕微鏡写真の
コピーである(比較用)。
コピーである(比較用)。
【図１７】 図17は、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない平滑な表
面を有する、本発明による微孔質射出成形品の表面の顕微鏡写真のコピーである
。
面を有する、本発明による微孔質射出成形品の表面の顕微鏡写真のコピーである
。
【図１８】 図18は、ヒトの肉眼で見える渦巻を含んだ、射出成形ポリマーフ
ォーム物品の表面の顕微鏡写真のコピーである。
ォーム物品の表面の顕微鏡写真のコピーである。
【図１９】 図19は、本発明の他の実施態様による成形システムの平面図であ
る。
る。
【図２０】 図20は、図19のライン20-20に沿って切り取った場合の側面断面
図である。
図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月１７日（２００１．５．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２９Ｋ 25:00 Ｂ２９Ｋ 25:00 105:04 105:04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 チャ，スン・ダブリュー 大韓民国ソウル 69−14，シンス−ドン， マコプー (72)発明者 チェン，リキン アメリカ合衆国マサチューセッツ州02132， ウエスト・ロックスベリー，ハリウッド・ ロード 55 (72)発明者 ステヴェンソン，ジェイムズ・エフ アメリカ合衆国ニュージャージー州07960， モーリスタウン，ウッド・ロード 24 (72)発明者 ライン，デイナ・イー アメリカ合衆国マサチューセッツ州01923， ダンヴァーズ，ピッカリング・ストリート ５，アパートメント ２ Ｆターム(参考） 4F202 AA03 AA13 AA24 AB02 AF16 AG20 AR02 AR06 AR07 AR08 AR12 AR14 CA11 CB01 CB30 CK01 CK19 CN01 CS10 4F206 AA03 AA13 AA24 AB02 AF16 AG20 AR02 AR06 AR07 AR08 AR12 AR14 JA04 JF04 JF12 JL02 JN14 JN36 JP30 JQ90
Claims (258)
- 【請求項１】 成形チャンバーの形状と本質的に同じ形状を有していて、3
つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける少なくとも1/2インチの断面寸法と、少
なくとも約50%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含み、平均気泡壁厚
さを有する介在する気泡壁を含んだ気泡によって画定されていて、前記平均気泡
壁厚さの約5倍より大きい厚さの反復的な固体境界物を含まない成形ポリマー物
品、を含む物品。 - 【請求項２】 前記成形ポリマー物品が微孔質である、請求項1記載の物品
。 - 【請求項３】 平均気泡壁厚さの約4倍より大きい厚さの反復的固体境界物
を含まない、請求項1記載の物品。 - 【請求項４】 平均気泡壁厚さの約3倍より大きい厚さの反復的固体境界物
を含まない、請求項1記載の物品。 - 【請求項５】 前記微孔質成形ポリマー物品がポリオレフィンである、請求
項1記載の物品。 - 【請求項６】 非発泡のポリマー材料を成形チャンバー中に注入する工程;
および前記成形チャンバーの形状と本質的に同じ形状を有していて、3つの垂直
交差断面軸のそれぞれにおける少なくとも1/2インチの断面寸法と、少なくとも
約50%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだポリマーフォーム物品
を前記ポリマー材料が形成するのを可能にする工程; を含む方法。 - 【請求項７】 前記ポリマーフォーム物品が微孔質である、請求項6記載の
方法。 - 【請求項８】 非発泡ポリオレフィン材料を成形チャンバー中に注入する工
程を含む、請求項6記載の方法。 - 【請求項９】 発泡ポリマー材料の液状前駆体を約100℃未満の成形チャン
バー温度にて成形チャンバー中に注入する工程; および前記液状前駆体が成形チ
ャンバー中にて、3つの垂直交差断面軸のそれぞれにおける少なくとも1/2インチ
の断面寸法と、少なくとも約50%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含
んだ微孔質ポリマー物品として固化するのを可能にする工程; を含む方法。 - 【請求項１０】 前記液状前駆体を約75℃未満の成形チャンバー温度にて成
形チャンバー中に注入する工程をふくむ、請求項9記載の方法。 - 【請求項１１】 前記液状前駆体を約50℃未満の成形チャンバー温度にて成
形チャンバー中に注入する工程をふくむ、請求項9記載の方法。 - 【請求項１２】 前記液状前駆体を約30℃未満の成形チャンバー温度にて成
形チャンバー中に注入する工程をふくむ、請求項9記載の方法。 - 【請求項１３】 発泡ポリオレフィン材料の液状前駆体を成形チャンバー中
に注入する工程を含む、請求項9記載の方法。 - 【請求項１４】 非発泡ポリマー材料を成形チャンバー中に注入し、前記混
合物が、成形チャンバー中にて少なくとも約50%のボイド体積を有する微孔質ポ
リマー物品として固化するのを可能にする工程; および 前記注入工程と前記固化工程を約1分未満のサイクル時間にて繰り返す工程;
を含む方法。 - 【請求項１５】 前記注入工程と前記固化工程を約45秒未満のサイクル時間
にて繰り返す工程を含む、請求項14記載の方法。 - 【請求項１６】 前記注入工程と前記固化工程を約30秒未満のサイクル時間
にて繰り返す工程を含む、請求項14記載の方法。 - 【請求項１７】 前記注入工程と前記固化工程を約25秒未満のサイクル時間
にて繰り返す工程を含む、請求項14記載の方法。 - 【請求項１８】 非発泡ポリオレフィン材料を成形チャンバー中に注入する
工程を含む、請求項14記載の方法。 - 【請求項１９】 ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶液を、微孔質核形
成を引き起こすに足る第1の圧力降下速度での急激な圧力降下にさらしつつ成形
チャンバー中に注入する工程; およびその後すぐに、前記第1の圧力降下より小
さくて、減少させた圧力降下速度での第2の圧力降下に前記液状単一相溶液をさ
らすことによって気泡の成長を可能にし、そして制御する工程; を含む方法。 - 【請求項２０】 ポリオレフィンと発泡剤との液状単一相溶液を成形チャン
バー中に注入する工程を含む、請求項19記載の方法。 - 【請求項２１】 微孔質成形ポリマー材料の前駆体を受け取るよう組立・配
置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結
しているチャネルを有する成形システムを含み、このとき前記チャネルが、断面
積の変化を約25%以下に保持しつつ幅を少なくとも約100%増大させる分岐部分を
前記入口と前記成形チャンバーとの間に含む、微孔質成形ポリマー材料を製造す
るためのシステム。 - 【請求項２２】 前記チャネルが、ポリマー材料と発泡剤との液状単一相溶
液がシステムが構築されている速度にて核形成用通路を通過するときに、微孔質
核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて液状ポリマーに圧力降下をもたらす
ような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用通路を、前記分岐部分と前記成形チ
ャンバーとの間に含む、請求項21記載のシステム。 - 【請求項２３】 前記分岐部分が、前記入口と前記成形チャンバーとの間の
幅を増大させつつ厚さを減少させる、請求項21記載のシステム。 - 【請求項２４】 微孔質成形ポリマー材料の前駆体を受け取るよう組立・配
置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結
しているチャネルを有する成形システムを含み、このとき前記チャネルが、ポリ
マー材料と発泡剤との液状単一相溶液がシステムが構築されている速度にて核形
成用通路を通過するときに、微孔質核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて
液状ポリマーに圧力降下をもたらすような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用
通路を含み、そして前記チャネルが、成形チャンバーの方向に断面寸法が増大す
る気泡成長区域を前記核形成用通路と前記成形チャンバーとの間に含む、微孔質
成形ポリマー材料を製造するためのシステム。 - 【請求項２５】 前記核形成用通路が、ポリマー材料と発泡剤との液状単一
相溶液が40ポンド流体/時間より大きい速度にて核形成用通路を通過するときに
、 少なくとも約0.3GPa/秒の圧力降下速度にて液状ポリマーに圧力降下をもたらし
、前記ポリマー材料中に核形成を引き起こすような長さ寸法と断面寸法を有する
、請求項24記載のシステム。 - 【請求項２６】 微孔質成形ポリマー材料の前駆体を受け取るよう組立・配
置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結
しているチャネルを有する成形システムを含み、このとき前記チャネルが、ポリ
マー材料と発泡剤との液状単一相溶液がシステムが構築されている速度にて核形
成用通路を通過するときに、微孔質核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて
液状ポリマーに圧力降下をもたらすような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用
通路を含み、前記核形成用通路が、少なくとも約1.5:1の幅対高さ比を有する、
微孔質成形ポリマー材料を製造するためのシステム。 - 【請求項２７】 前記核形成用通路が少なくとも約2.0:1の幅対高さ比を有
する、請求項26記載のシステム。 - 【請求項２８】 前記核形成用通路が少なくとも約5.0:1の幅対高さ比を有
する、請求項26記載のシステム。 - 【請求項２９】 前記核形成用通路が少なくとも約10:1の幅対高さ比を有す
る、請求項26記載のシステム。 - 【請求項３０】 前記核形成用通路が少なくとも約20:1の幅対高さ比を有す
る、請求項26記載のシステム。 - 【請求項３１】 微孔質成形ポリマー材料の前駆体を受け取るよう組立・配
置された入口、成形チャンバー、および前記入口と前記成形チャンバーとを連結
しているチャネルを有する成形システムを含み、このとき前記チャネルが、ポリ
マー材料と発泡剤との液状単一相溶液がシステムが構築されている速度にて核形
成用通路を通過するときに、微孔質核形成を引き起こすに足る圧力降下速度にて
液状ポリマーに圧力降下をもたらすような長さ寸法と断面寸法を有する核形成用
通路を含み、前記核形成用通路が、成形チャンバーのある1方向の寸法に等しい
幅を有する、微孔質成形ポリマー材料を製造するためのシステム。 - 【請求項３２】 約0.075インチ以下の断面寸法と少なくとも約5%のボイド
体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物品を含む物品
。 - 【請求項３３】 少なくとも約10%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３４】 少なくとも約15%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３５】 少なくとも約20%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３６】 少なくとも約30%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３７】 少なくとも約40%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３８】 少なくとも約50%のボイド体積を有する、請求項32記載の
物品。 - 【請求項３９】 約0.050インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分
を含む、請求項32記載の物品。 - 【請求項４０】 約0.025インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分
を含む、請求項32記載の物品。 - 【請求項４１】 約0.010インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分
を含む、請求項32記載の物品。 - 【請求項４２】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも25%が
前記部分を構成する、請求項32記載の物品。 - 【請求項４３】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも50%が
前記部分を構成する、請求項32記載の物品。 - 【請求項４４】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の100%が前記部分を
構成する、請求項32記載の物品。 - 【請求項４５】 前記成形ポリマーフォーム物品が微孔質材料を含む、請求
項32記載の物品。 - 【請求項４６】 約0.075インチ〜約0.125インチの断面寸法と少なくとも約
10%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物
品を含む物品。 - 【請求項４７】 少なくとも約20%のボイド体積を有する、請求項46記載の
物品。 - 【請求項４８】 少なくとも約30%のボイド体積を有する、請求項46記載の
物品。 - 【請求項４９】 少なくとも約40%のボイド体積を有する、請求項46記載の
物品。 - 【請求項５０】 少なくとも約50%のボイド体積を有する、請求項46記載の
物品。 - 【請求項５１】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも25%が
前記部分を構成する、請求項46記載の物品。 - 【請求項５２】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも50%が
前記部分を構成する、請求項46記載の物品。 - 【請求項５３】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の100%が前記部分を
構成する、請求項46記載の物品。 - 【請求項５４】 前記成形ポリマーフォーム物品が微孔質材料を含む、請求
項46記載の物品。 - 【請求項５５】 約0.125インチ〜約0.150インチの断面寸法と少なくとも約
15%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物
品を含む物品。 - 【請求項５６】 少なくとも約20%のボイド体積を有する、請求項55記載の
物品。 - 【請求項５７】 少なくとも約30%のボイド体積を有する、請求項55記載の
物品。 - 【請求項５８】 少なくとも約40%のボイド体積を有する、請求項55記載の
物品。 - 【請求項５９】 少なくとも約50%のボイド体積を有する、請求項55記載の
物品。 - 【請求項６０】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも25%が
前記部分を構成する、請求項55記載の物品。 - 【請求項６１】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも50%が
前記部分を構成する、請求項55記載の物品。 - 【請求項６２】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の100%が前記部分を
構成する、請求項55記載の物品。 - 【請求項６３】 前記成形ポリマーフォーム物品が微孔質材料を含む、請求
項55記載の物品。 - 【請求項６４】 約0.150インチ〜約0.350インチの断面寸法と少なくとも約
20%のボイド体積とを有する少なくとも一部分を含んだ成形ポリマーフォーム物
品を含む物品。 - 【請求項６５】 少なくとも約30%のボイド体積を有する、請求項64記載の
物品。 - 【請求項６６】 少なくとも約40%のボイド体積を有する、請求項64記載の
物品。 - 【請求項６７】 少なくとも約50%のボイド体積を有する、請求項64記載の
物品。 - 【請求項６８】 少なくとも約60%のボイド体積を有する、請求項64記載の
物品。 - 【請求項６９】 少なくとも約70%のボイド体積を有する、請求項64記載の
物品。 - 【請求項７０】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも25%が
前記部分を構成する、請求項64記載の物品。 - 【請求項７１】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の少なくとも50%が
前記部分を構成する、請求項64記載の物品。 - 【請求項７２】 前記成形ポリマーフォーム物品の区域の100%が前記部分を
構成する、請求項64記載の物品。 - 【請求項７３】 前記成形ポリマーフォーム物品が微孔質材料を含む、請求
項64記載の物品。 - 【請求項７４】 前記成形ポリマーフォーム物品が、約0.150インチ〜約0.2
00インチの断面寸法を有する少なくとも一部分を含む、請求項64記載の物品。 - 【請求項７５】 複数の気泡を含んでいて、気泡総数の少なくとも70%が150
ミクロン未満の気泡サイズ有するという成形ポリマー物品、を含む物品。 - 【請求項７６】 気泡総数の20%未満が800ミクロンより大きい気泡サイズを
有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項７７】 気泡総数の20%未満が500ミクロンより大きい気泡サイズを
有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項７８】 気泡総数の20%未満が200ミクロンより大きい気泡サイズを
有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項７９】 少なくとも10%のボイド体積を有する、請求項75記載の物
品。 - 【請求項８０】 少なくとも20%のボイド体積を有する、請求項75記載の物
品。 - 【請求項８１】 少なくとも30%のボイド体積を有する、請求項75記載の物
品。 - 【請求項８２】 少なくとも40%のボイド体積を有する、請求項75記載の物
品。 - 【請求項８３】 少なくとも50%のボイド体積を有する、請求項75記載の物
品。 - 【請求項８４】 気泡総数の少なくとも80%が150ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項８５】 気泡総数の少なくとも90%が150ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項８６】 気泡総数の少なくとも95%が150ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項８７】 気泡総数の少なくとも99%が150ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項８８】 気泡総数の少なくとも70%が100ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項８９】 気泡総数の少なくとも80%が100ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項９０】 気泡総数の少なくとも90%が100ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項９１】 気泡総数の少なくとも95%が100ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項９２】 気泡総数の少なくとも99%が100ミクロン未満の気泡サイズ
を有する、請求項75記載の物品。 - 【請求項９３】 三次元に対応した3つの交差主軸を有する三次元ポリマー
フォーム物品を含む物品であって、このとき第1の軸に関連した前記三次元のう
ちの1つが、第2の垂直軸に沿った位置の関数として変化し、前記三次元ポリマー
フォーム物品が、約0.125インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部分を含
み、少なくとも約20%のボイド体積を有する、前記物品。 - 【請求項９４】 ポリマー物品前駆体を受け取るように造られた上流端での
入口と下流端での出口とを有するバレル、このとき前記バレルは、発泡剤を発泡
剤供給源からバレル中の前記前駆体中に導入して、前駆体物質と発泡剤との混合
物をバレル中にて形成させるための、発泡剤供給源と流体連結可能な発泡剤ポー
トを上流端と下流端との間に含む; 発泡剤供給源に連結された入口とバレルに連結された出口とを有する計量装置
、このとき前記計量装置は、発泡剤供給源から発泡剤ポートまでの発泡剤の質量
流量を計量すべく組立・配置されている;および バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入れるための、バレルの出
口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含むシステム。 - 【請求項９５】 成形チャンバーによって受け入れられる前駆体物質と発泡
剤との混合物が単一相溶液を構成する、請求項94記載のシステム。 - 【請求項９６】 発泡剤の質量流量が、前駆体物質と発泡剤との混合物の重
量を基準として約0.1%〜約25%である、請求項94記載のシステム。 - 【請求項９７】 発泡剤の質量流量が0.01ポンド/時間〜70ポンド/時間であ
る、請求項94記載のシステム。 - 【請求項９８】 発泡剤の質量流量が0.2ポンド/時間〜12ポンド/時間であ
る、請求項94記載のシステム。 - 【請求項９９】 発泡剤の質量流量を±0.3%以内に制御することができる、
請求項94記載のシステム。 - 【請求項１００】 発泡剤が二酸化炭素を含む、請求項94記載のシステム。
- 【請求項１０１】 発泡剤が窒素を含む、請求項94記載のシステム。
- 【請求項１０２】 発泡剤がヘリウムを含む、請求項94記載のシステム。
- 【請求項１０３】 下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出
装置のバレル中に送り込む工程; 発泡剤を、発泡剤の質量流量によって計量された速度にて前記流れ中に導入し
て、液状ポリマー物品前駆体と発泡剤との混合物を形成させる工程; および 液状ポリマー物品前駆体の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー
中に注入する工程; を含む、ポリマーフォーム物品を形成する方法。 - 【請求項１０４】 液状ポリマー物品前駆体と発泡剤との混合物が単一相溶
液を構成する、請求項103記載の方法。 - 【請求項１０５】 発泡剤の質量流量が、前駆体物質と発泡剤との混合物の
重量を基準として約1%〜25%である、請求項103記載の方法。 - 【請求項１０６】 発泡剤の質量流量が0.04ポンド/時間〜70ポンド/時間で
ある、請求項103記載の方法。 - 【請求項１０７】 発泡剤の質量流量が0.2ポンド/時間〜12ポンド/時間で
ある、請求項103記載の方法。 - 【請求項１０８】 発泡剤の質量流量を±0.3%以内に制御することができる
、請求項103記載の方法。 - 【請求項１０９】 発泡剤が二酸化炭素を含む、請求項103記載の方法。
- 【請求項１１０】 発泡剤が窒素を含む、請求項103記載の方法。
- 【請求項１１１】 発泡剤がヘリウムを含む、請求項103記載の方法。
- 【請求項１１２】 ポリマー物品前駆体を受け取るように造られた上流端で
の入口と下流端での出口とを有するバレル、このとき前記バレルが、複数のオリ
フィスを有する発泡剤ポートを上流端と下流端との間に含み、前記発泡剤ポート
は、発泡剤を発泡剤供給源からバレル中の前駆体中に個々のオリフィスを介して
導入して、バレル中にて前駆体物質と発泡剤との混合物を形成させるために発泡
剤供給源と流体連結可能である; および バレルからの前駆体物質と発泡剤との混合物を受け入れるための、バレルの出
口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含むシステム。 - 【請求項１１３】 前記発泡剤ポートが少なくとも10個のオリフィスを含む
、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１４】 前記発泡剤ポートが少なくとも40個のオリフィスを含む
、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１５】 前記発泡剤ポートが少なくとも100個のオリフィスを含
む、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１６】 前記発泡剤ポートが少なくとも300個のオリフィスを含
む、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１７】 前記発泡剤ポートが少なくとも500個のオリフィスを含
む、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１８】 前記発泡剤ポートが少なくとも700個のオリフィスを含
む、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１１９】 前記バレルが複数の発泡剤ポートを含む、請求項112記
載のシステム。 - 【請求項１２０】 個々の発泡剤ポートが、12時位置、3時位置、6時位置、
および9時位置にてバレルの周縁に配置されている、請求項119記載のシステム。 - 【請求項１２１】 前記システムが、バレル中にて回転するように造られた
スクリューをさらに含み、前記スクリューが、スクリューの本体から突き出てい
る少なくとも1つのフライトを含み、スクリューが回転するときにフライトが個
々のオリフィスを周期的に通過する、請求項112記載のシステム。 - 【請求項１２２】 前記スクリューが2個以上のフライトを含む、請求項121
記載のシステム。 - 【請求項１２３】 オリフィスを通る発泡剤の流れを妨害するために、前記
フライトが、スクリューが回転するときに周期的にオリフィスをふさぐように組
立・配置されている、請求項121記載のシステム。 - 【請求項１２４】 1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約0.5回通過の
速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項121記載のシステム。 - 【請求項１２５】 1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約1回通過の速
度にて個々のオリフィスを通過する、請求項121記載のシステム。 - 【請求項１２６】 1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約1.5回通過の
速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項121記載のシステム。 - 【請求項１２７】 1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約2回通過の速
度にて個々のオリフィスを通過する、請求項121記載のシステム。 - 【請求項１２８】 発泡剤供給源に連結された入口とバレルに連結された出
口とを有する計量装置をさらに含み、前記計量装置は、発泡剤供給源から発泡剤
ポートまでの発泡剤の質量流量を計量すべく組立・配置されている、請求項112
記載のシステム。 - 【請求項１２９】 下流方向に流れているポリマー物品前駆体の流れを押出
装置のバレル中に送り込む工程; 発泡剤供給源からの発泡剤を、バレルと発泡剤供給源とを流体連結している発
泡剤ポートにおける複数のオリフィスを介して前記流れ中に導入して、前駆体物
質と発泡剤との混合物を形成させる工程; および 前駆体物質の混合物を、バレルに流体連結された成形チャンバー中に注入する
工程; を含む、ポリマー物品を形成する方法。 - 【請求項１３０】 前記発泡剤ポートが少なくとも10個のオリフィスを含む
、請求項129記載の方法。 - 【請求項１３１】 前記発泡剤ポートが少なくとも100個のオリフィスを含
む、請求項129記載の方法。 - 【請求項１３２】 前記発泡剤ポートが少なくとも500個のオリフィスを含
む、請求項129記載の方法。 - 【請求項１３３】 前記発泡剤ポートが少なくとも700個のオリフィスを含
む、請求項129記載の方法。 - 【請求項１３４】 前記バレルが複数の発泡剤ポートを含む、請求項129記
載の方法。 - 【請求項１３５】 個々の発泡剤ポートが、12時位置、3時位置、6時位置、
および9時位置にて押出機バレルの周縁に配置されている、請求項134記載の方法
。 - 【請求項１３６】 バレル内で回転するように組立・配置されたスクリュー
の少なくとも1つのフライトと共に個々のオリフィスを周期的に通過することを
さらに含む、請求項129記載の方法。 - 【請求項１３７】 オリフィスを通る発泡剤の流れを妨害するために、前記
フライトが、スクリューが回転するときに周期的にオリフィスをふさぐように組
立・配置されている、請求項136記載の方法。 - 【請求項１３８】 少なくとも1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約0.
5回通過の速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項136記載の方法。 - 【請求項１３９】 少なくとも1つのフライトが、1秒当たり少なくとも約1
回通過の速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項136記載の方法。 - 【請求項１４０】 少なくとも1つのフライトが、1秒当たり少なくとも1.5
回通過の速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項136記載の方法。 - 【請求項１４１】 少なくとも1つのフライトが、1秒当たり少なくとも2回
通過の速度にて個々のオリフィスを通過する、請求項136記載の方法。 - 【請求項１４２】 ポリマー物品前駆体中に導入される発泡剤の質量流量を
計量する工程をさらに含む、請求項136記載の方法。 - 【請求項１４３】 微孔質材料の前駆体と発泡剤とを蓄積するように組立・
配置されていて出口を含むアキュムレータ; 微孔質材料の前駆体を前記アキュムレータの出口を介して周期的に注入するよ
うに組立・配置されたインジェクター; および 前記アキュムレータの出口と流体連通している入口を有していて、微孔質材料
の前駆体を受け入れるように組立・配置された成形チャンバー; を含む、射出成形微孔質材料を製造するためのシステム。 - 【請求項１４４】 前記アキュムレータが、押出機のバレル内に遠位区域を
含み、前記インジェクターが、前記バレル内で往復運動するように組立・配置さ
れた押出スクリューを含む、請求項143記載のシステム。 - 【請求項１４５】 前記アキュムレータが、押出機の出口と流体連通状態の
入口を有するハウジングを含み、前記インジェクターが、前記ハウジング内で往
復運動するように組立・配置されたプランジャーを含む、請求項143記載のシス
テム。 - 【請求項１４６】 微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤の装入物を蓄積す
る工程; および 前記装入物を成形チャンバー中に注入する工程; を含む方法。 - 【請求項１４７】 装入物を注入する工程が、往復運動している押出スクリ
ューを押出機のバレル内にて下流方向に移動させて装入物を成形チャンバー中に
強制的に送る工程を含む、請求項146記載の方法。 - 【請求項１４８】 装入物を注入する工程が、往復運動しているプランジャ
ーを、装入物を蓄積するように組立・配置されたハウジング内にて移動させて装
入物を成形チャンバー中に強制的に送る工程を含む、請求項146記載の方法。 - 【請求項１４９】 流動性物質を成形チャンバー中に送り込むことによって
、そして成形チャンバーの形状と本質的に同じ形状を有する微孔質物品が成形チ
ャンバー内で形成されるのを可能にすることによって造られ、約0.125インチ以
下の断面寸法を有する少なくとも一部分を含む微孔質成形ポリマー物品、を含む
物品。 - 【請求項１５０】 少なくとも約5%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５１】 少なくとも約10%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５２】 少なくとも約15%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５３】 少なくとも約20%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５４】 少なくとも約25%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５５】 少なくとも約30%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５６】 前記微孔質成形ポリマー物品が、成形チャンバーの内面
に対応していて、ヒトの肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない表面を有する、
請求項149記載の物品。 - 【請求項１５７】 少なくとも約50%のボイド体積を有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１５８】 残留状態の化学発泡剤もしくは化学発泡剤の反応副生物
を、約0.1重量%以上の化学発泡剤を使用して発泡された物品において本質的に見
られる量より少ない量にて含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１５９】 約0.100インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部
分を含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１６０】 約0.075インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部
分を含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１６１】 約0.050インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部
分を含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１６２】 約0.025インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部
分を含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１６３】 約0.010インチ以下の断面寸法を有する少なくとも一部
分を含む、請求項149記載の物品。 - 【請求項１６４】 約100ミクロン未満の平均気泡サイズを有する、請求項1
49記載の物品。 - 【請求項１６５】 約30ミクロン未満の平均気泡サイズを有する、請求項14
9記載の物品。 - 【請求項１６６】 約50ミクロンの最大気泡サイズを有する、請求項149記
載の物品。 - 【請求項１６７】 約5ミクロンの最大気泡サイズを有する、請求項149記載
の物品。 - 【請求項１６８】 前記微孔質材料が本質的に独立気泡である、請求項149
記載の物品。 - 【請求項１６９】 流動性物質を成形チャンバー中に送り込むことによって
、そして成形チャンバー中で微孔質物品が形成されるのを可能にすることによっ
て造られ、三次元に対応した3つの交差主軸を有し、約0.125インチ以下の断面寸
法を有する少なくとも一部分を含み、このとき第1の軸に関連した前記三次元の
うちの1つが第2の垂直軸に沿った位置の関数として変化するという微孔質三次元
ポリマー物品、を含む物品。 - 【請求項１７０】 前記微孔質ポリマー物品が射出成形される、請求項149
または169に記載の物品。 - 【請求項１７１】 熱可塑性ポリマーを金型中に送り込むことによって、そ
して金型中で微孔質ポリマー物品が形成されるのを可能にすることによって前記
微孔質ポリマー物品が形成される、請求項149または169に記載の物品。 - 【請求項１７２】 発泡ポリマー材料と発泡剤の装入物を蓄積する工程; 前記装入物の少なくとも約2%を画定している装入物の第1部分を、前記装入物
の平均温度より少なくとも約10℃高い温度に加熱する工程; および 前記装入物を成形チャンバー中に注入する工程; を含む方法。 - 【請求項１７３】 ノズルを介して成形チャンバーと流体連通しているアキ
ュムレータを供給し、前記アキュムレータと前記ノズル中に装入物を蓄積する工
程、このとき装入物の第1部分がノズル中に存在する; およびノズルをアキュム
レータの温度より高い温度に加熱し、これによって装入物の第1部分を、装入物
の平均温度より少なくとも10℃高い温度に加熱する工程; を含む請求項172記載
の方法。 - 【請求項１７４】 発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤を受け入れるための
入口と出口とを有するアキュムレータ; 前記アキュムレータの出口と流体連通している入口を有する成形チャンバー;
および システムの運転時に、前記成形チャンバーに近接したアキュムレータの第1セ
クションを、アキュムレータの平均温度より少なくとも約10℃高い温度に加熱す
るよう組立・配置された、前記アキュムレータと連動する加熱装置; を含む、射出成形ポリマー材料を製造するためのシステム。 - 【請求項１７５】 前記第1セクションがアキュムレータと成形チャンバー
とを連結しているノズルである、請求項174記載のシステム。 - 【請求項１７６】 発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤をアキュムレータの
入口に供給するように組立・配置された押出機をさらに含む、請求項175記載の
システム。 - 【請求項１７７】 発泡剤を本質的に含有しない液状ポリマー材料を含んだ
第1部分と、発泡剤と液状ポリマー材料との混合物を含んだ第2部分とを含む装入
物を、成形チャンバーに流体連結されたアキュムレータ中に蓄積する工程; アキュムレータからの装入物を成形チャンバー中に注入する工程; および 微孔質ポリマー物品を成形チャンバー中に形成する工程; を含む方法。 - 【請求項１７８】 発泡剤を本質的に含有しない液状ポリマー材料を含んだ
装入物の第1部分と、発泡剤と液状ポリマー材料との混合物を含んだ装入物の第2
部分とを、成形チャンバーに流体連結されたアキュムレータ中に導入する工程;
および アキュムレータからの装入物を成形チャンバー中に注入する工程; を含む方法。 - 【請求項１７９】 前記アキュムレータが押出機の出口と流体連結された入
を含む、請求項177または178に記載の方法。 - 【請求項１８０】 前記アキュムレータが、ポリマー・プロセス・スクリュ
ーより下流にて押出機のバレル内に配置されている、請求項177または178に記載
の方法。 - 【請求項１８１】 成形チャンバー、および前記成形チャンバーに近接した
第1部分と、前記第1部分により成形チャンバーからある間隔を置いて位置する第
2部分とを有する、前記成形チャンバーと流体連通しているアキュムレータを含
んだ成形システムを供給することを含み、このとき前記蓄積工程が、アキュムレ
ータの第1部分における装入物の第1部分と、アキュムレータの第2部分における
装入物の第2部分とを蓄積することを含む、請求項177記載の方法。 - 【請求項１８２】 発泡ポリマー材料の前駆体を受け入れるための、そして
前記前駆体から液状ポリマー材料を生成するように組立・配置された入口、押出
機からの液状ポリマー材料を移送するように配置された第1の出口、物理的発泡
剤の供給源と連結可能な、前記第1の出口より下流の発泡剤入口、液状ポリマー
前駆体と発泡剤との混合物を生成するように組立・配置された、前記発泡剤入口
より下流のミキシング区域、および液状ポリマー前駆体と発泡剤との混合物を移
送するように配置された、前記ミキシング区域より下流の第2の出口、を有する
押出機; および 前記押出機の第1の出口と流体連結された第1の入口と、前記押出機の第2の出
口と流体連結された第2の入口とを有するアキュムレータ; を含む、射出成形ポリマー材料を製造するためのシステム。 - 【請求項１８３】 ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状
単一相溶液を放出するように造られている、押出機出口端での出口を有する押出
機; および 前記押出機の出口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含み、前記単一相溶液を押出機出口から成形チャンバー入口まで移送するよう
に、そして成形チャンバーの充填時に前記単一相溶液を核形成して、核形成され
た微孔質ポリマー材料前駆体を成形チャンバー内に形成するように組立・配置さ
れた、射出成形微孔質材料を製造するためのシステム。 - 【請求項１８４】 ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない均一液状
単一相溶液を受け入れるように組立・配置されたポリマー受け入れ用端部、核形
成されたポリマー材料を放出するように組立・配置された核形成ポリマー放出用
端部、および前記受け入れ端部と前記放出端部とを連結している流体通路、を有
する核形成用通路を含む、請求項183記載のシステム。 - 【請求項１８５】 前記放出用端部が成形チャンバーと連通している、請求
項184記載のシステム。 - 【請求項１８６】 前記放出用端部により成形チャンバーのオリフィスが画
定されている、請求項185記載のシステム。 - 【請求項１８７】 前記システムが、液状ポリマーと発泡剤との均一混合物
を、少なくとも約0.1GPa/秒の速度で前記通路を通過させながらある圧力降下速
度に付すことができる、請求項186記載のシステム。 - 【請求項１８８】 前記の囲われた通路および前記成形チャンバーと流体連
通していて、所定量の核形成ポリマー材料を蓄積するように、そして前記所定量
の核形成ポリマー材料を前記成形チャンバー中に注入するように組立・配置され
たアキュムレータをさらに含む、請求項183記載のシステム。 - 【請求項１８９】 前記成形チャンバーが、核形成ポリマー材料を高圧にて
収容するように組立・配置されており、これによって高圧での気泡の成長が抑制
される、請求項183記載のシステム。 - 【請求項１９０】 前記成形チャンバーが、核形成ポリマー材料を高圧にて
収容するように流体により加圧される、請求項189記載のシステム。 - 【請求項１９１】 前記成形チャンバーが、核形成ポリマー材料を高圧にて
収容するように機械的に加圧される、請求項189記載のシステム。 - 【請求項１９２】 押出材料の前駆体を受け入れるように造られた入口およ
び核形成されていない発泡剤と前記前駆体との液状混合物を放出するように造ら
れた出口を有するバレル; 発泡剤の供給源と連結可能なオリフィス; および 前記バレル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー; を含む押出システム。 - 【請求項１９３】 発泡剤の供給源と連結可能な少なくとも2つのオリフィ
スをさらに含む、請求項192記載の押出システム。 - 【請求項１９４】 前記少なくとも2つのオリフィスが、バレルの軸に沿っ
て縦方向に配置されている、請求項193記載の押出システム。 - 【請求項１９５】 前記スクリューが往復運動するときに、核形成されてい
ない発泡剤を少なくとも2つのオリフィスを介してバレル中に連続的に導入する
ための手段をさらに含む、請求項194記載の押出システム。 - 【請求項１９６】 核形成されていない発泡剤と前記前駆体との液状混合物
を受け入れるように造られた入口を有する、前記第1のバレルと縦一列に並んで
連結された第2のバレル; および 前記バレル内での往復運動のために取り付けられたスクリュー; をさらに含む、請求項192記載の押出システム。 - 【請求項１９７】 発泡ポリマー材料の前駆体と発泡剤との液状単一相溶液
を、押出装置と流体連通しているアキュムレータから成形チャンバー中に前記溶
液を核形成しながら注入して、核形成された混合物を生成させる工程; および 前記混合物が成形チャンバー中にてポリマーフォーム物品として固化するのを
可能にする工程; を含む方法。 - 【請求項１９８】 前記ポリマーフォーム物品が微孔質である、請求項197
記載の方法。 - 【請求項１９９】 前記核形成混合物が気泡成長を受けるのを可能にする工
程; 前記混合物がエンクロージャーの形状にて固化し、これによりエンクロージ
ャーの形状の微孔質ポリマー物品が形成されるのを可能にする工程; および前記
微孔質ポリマー物品がエンクロージャーの形状を保持するのを可能にしつつ、前
記微孔質ポリマー物品を前記エンクロージャーから取り出す工程; を含む、請求
項197記載の方法。 - 【請求項２００】 前記流れを前記エンクロージャー中に通しつつ、核形成
を引き起こすに足る速度にて、前記流れをある圧力降下に連続的に付すことによ
って前記流れを連続的に核形成する工程を含む、請求項199記載の方法。 - 【請求項２０１】 固化した微孔質物品をエンクロージャーから取り出す工
程; および 約10分未満の時間経過後にて、エンクロージャー中に第2の核形成混合物を供
給し、前記第2の混合物がエンクロージャーの形状にて固化するのを可能にし、
そして第2の微孔質固化物品をエンクロージャーから取り出す工程; をさらに含む、請求項197記載の方法。 - 【請求項２０２】 前記時間が約1分未満である、請求項201記載の方法。
- 【請求項２０３】 前記時間が約20秒未満である、請求項199記載の方法。
- 【請求項２０４】 エンクロージャーの複数部分を加熱する工程をさらに含
む、請求項197記載の方法。 - 【請求項２０５】 エンクロージャー全体を加熱する工程をさらに含む、請
求項204記載の方法。 - 【請求項２０６】 前記混合物がエンクロージャーの形状にてある程度固化
して、第1の微孔質ポリマー物品がエンクロージャーの形状で形成されるのを可
能にする工程; 前記微孔質ポリマー物品をエンクロージャーから取り出す工程;
および前記第1の微孔質ポリマー物品の複数部分がさらに膨張して、エンクロー
ジャーの形状より大きい部分を含んだ形状を有する第2の微孔質ポリマー物品が
形成されるのを可能にする工程; をさらに含む、請求項205記載の方法。 - 【請求項２０７】 押出スクリューがバレル内にて軸方向に移動しつつある
状態にてポリマー押出装置の押出機バレル中に発泡剤を注入する工程、を含む方
法。 - 【請求項２０８】 スクリューがバレル内にて近位を移動し、液状ポリマー
物品前駆体が、オリフィスに近接した前記液状前駆体の発泡剤高含量区域を生成
するに足る時間にわたって本質的に軸方向に静止している状態にて、そして前記
発泡剤高含量区域より上流に前記液状前駆体の発泡剤低含量区域が確実に形成さ
れている状態にて、スクリューのミキシング区域に近接した押出機バレルにおい
て、オリフィスからの液状ポリマー物品前駆体中に発泡剤を注入する工程; およ
び スクリューを遠位に進めて、オリフィスの下流に発泡剤低含量区域を設ける工
程; を含む、請求項207記載の方法。 - 【請求項２０９】 スクリューを遠位に進めつつ、先ず発泡剤低含量前駆体
を、次いで発泡剤高含量前駆体をエンクロージャー中に注入する工程; および前
記前駆体がエンクロージャー中にて固化するのを可能にする工程; を含む、請求
項208記載の方法。 - 【請求項２１０】 エンクロージャーの中央部分に発泡剤高含量前駆体区域
を確実に形成させつつ、エンクロージャーの内壁に近接した発泡剤低含量前駆体
区域を確実に形成させる工程を含む、請求項209記載の方法。 - 【請求項２１１】 スクリューを遠位に進めつつ、先ず発泡剤高含量前駆体
を、次いで発泡剤低含量前駆体をエンクロージャー中に注入する工程; および前
記前駆体がエンクロージャー中にて固化するのを可能にする工程; を含む、請求
項208記載の方法。 - 【請求項２１２】 エンクロージャーの中央部分に発泡剤低含量前駆体区域
を確実に形成させつつ、エンクロージャーの内壁に近接した発泡剤高含量前駆体
区域を確実に形成させる工程を含む、請求項211記載の方法。 - 【請求項２１３】 押出スクリュー内のルーメンからの発泡剤を、スクリュ
ー・フライトの外表面におけるオリフィスを通してポリマー押出装置のバレル中
に注入する工程を含む方法。 - 【請求項２１４】 押出スクリューを往復運動させながら、押出スクリュー
内のルーメンからの発泡剤をバレル中に注入する工程を含む、請求項213記載の
方法。 - 【請求項２１５】 押出スクリュー内のルーメンからの発泡剤を、バレル中
のポリマー物品の液状前駆体中に注入する工程を含む、請求項213記載の方法。 - 【請求項２１６】 ポリマー押出装置のバレル内にて往復運動できるように
組立・配置された、請求項213記載の押出スクリュー。 - 【請求項２１７】 前記ルーメンがスクリューの近位端からオリフィスまで
延びている、請求項213記載の押出スクリュー。 - 【請求項２１８】 前記オリフィスがスクリュー・フライトの外表面上に存
在する、請求項213記載の押出スクリュー。 - 【請求項２１９】 押出装置のバレル中に液状ポリマー物品前駆体を確実に
形成させる工程; 前記液状前駆体の一部をバレルから取り出す工程; 前記液状前駆体の一部と発泡剤とを混合して、液状前駆体の一部と発泡剤との
混合物を形成させる工程; および 前記混合物をバレル中に導入する工程; を含む方法。 - 【請求項２２０】 前記前駆体の一部をバレル中の第1のオリフィスから同
時に取り出す工程; および前記混合物を前記第1のオリフィスより下流の第2のオ
リフイスを介してバレル中に導入し、これによって液状前駆体の発泡剤低含量部
分より下流の液状前駆体の発泡剤高含量部分を確実に形成させる工程; を含む請
求項219記載の方法。 - 【請求項２２１】 液状前駆体の発泡剤高含量部分と発泡剤低含量部分を金
型中に注入する工程をさらに含む、請求項220記載の方法。 - 【請求項２２２】 液状成形材料前駆体をもたらすように組立・配置された
押出機バレルを有する押出機; 所望する微孔質ポリマー物品の形状を内表面として有する成形チャンバー; お
よび バレル中の上流オリフイス、バレル中の別の下流オリフィス、および発泡剤の
供給源と流体連通しているミキシングチャンバー; を含む、射出成形材料を製造するためのシステム。 - 【請求項２２３】 0.025インチ未満の厚さを有する成形ポリマーフォーム
物品。 - 【請求項２２４】 前記物品が微孔質である、請求項223記載の成形物品。
- 【請求項２２５】 少なくとも約106気泡/cm3の密度を有する、請求項224記
載の成形物品。 - 【請求項２２６】 約0.125インチ未満の内側寸法を有する部分を含んだ金
型中にポリマー材料と超臨界流体との混合物を導入する工程; および前記ポリマ
ー材料が金型中で固化するのを可能にする工程; を含む、成形ポリマー部品を形
成するための方法。 - 【請求項２２７】 前記の導入工程と可能工程が10秒未満の時間で行われる
、請求項226記載の方法。 - 【請求項２２８】 約0.050インチ未満の内側寸法を有する部分を含んだ金
型中にポリマー材料と超臨界流体との混合物を導入する工程を含む、請求項226
記載の方法。 - 【請求項２２９】 少なくとも2種の異なる溶融ポリマー成分と超臨界流体
発泡剤との混合物を確実に形成させる工程; および 前記混合物を押し出して、前記少なくとも2種の成分の非離層フォームを形成
させる工程; を含む方法。 - 【請求項２３０】 少なくとも2種のポリマー成分と超臨界流体発泡剤との
核形成されていない単一相溶液を確実に形成させる工程; および前記溶液を急激
な圧力降下に付して、前記溶液に対し核形成を起こさせる工程; を含む、請求項
229記載の方法。 - 【請求項２３１】 少なくとも2種の異なった成分のそれぞれが少なくとも
約1重量%の量にて存在する、請求項230記載の方法。 - 【請求項２３２】 単一相溶液に対して核形成を起こさせつつ、単一相溶液
を成形チャンバー中に押し出す工程; および前記フォームが成形チャンバー内で
形成されるのを可能にする工程; を含む、請求項229記載の方法。 - 【請求項２３３】 ポリマー材料と発泡剤との単一相溶液を開放状態の金型
中に注入し、金型を閉じ、そして微孔質物品を前記金型の形状にて形成させる工
程を含む方法。 - 【請求項２３４】 ポリマー材料と発泡剤との核形成されていない単一相溶
液を確実に形成させる工程; 前記溶液に対して核形成を起こさせつつ前記溶液を成形チャンバー中に導入す
る工程; 金型に亀裂を入れ、これによって気泡の成長が起こるのを可能にする工程; お
よび 成形チャンバーの形状と類似の形状を有するが、成形チャンバーより大きい微
孔質ポリマー物品を回収する工程; を含む方法。 - 【請求項２３５】 微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤を放出するように
造られた出口端での出口を有する押出機; および 前記押出機の出口と流体連通している入口を有する成形チャンバー; を含み、微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤を成形チャンバー中に周期的に注
入するように組立・配置された、射出成形微孔質材料を製造するためのシステム
。 - 【請求項２３６】 微孔質ポリマー材料の前駆体と発泡剤との核形成されて
いない均一液状単一相溶液を押出機中において形成させる工程; および 前記溶液に対して核形成を起こさせつつ成形チャンバーに前記溶液を充填して
、核形成された微孔質ポリマー材料前駆体を成形チャンバー中に形成させる工程
; を含む、微孔質ポリマー物品の成形法。 - 【請求項２３７】 少なくとも約50:1の長さ対厚さ比を有する射出成形ポリ
マー部品を含んだ物品であって、前記ポリマーが約10未満のメルトインデックス
を有する前記物品。 - 【請求項２３８】 前記ポリマー物品がポリスチレンを含む、請求項237記
載の物品。 - 【請求項２３９】 長さ対厚さ比が少なくとも約75:1である、請求項237記
載の物品。 - 【請求項２４０】 長さ対厚さ比が少なくとも約100:1である、請求項237記
載の物品。 - 【請求項２４１】 長さ対厚さ比が少なくとも約150:1である、請求項237記
載の物品。 - 【請求項２４２】 少なくとも約120:1の長さ対厚さ比を有する射出成形ポ
リマー部品を含んだ物品であって、前記ポリマーが約40未満のメルトインデック
スを有する前記物品。 - 【請求項２４３】 前記ポリマー材料がポリオレフィンである、請求項242
記載の物品。 - 【請求項２４４】 長さ対厚さ比が少なくとも約150:1である、請求項242記
載の物品。 - 【請求項２４５】 長さ対厚さ比が少なくとも約175:1である、請求項242記
載の物品。 - 【請求項２４６】 長さ対厚さ比が少なくとも約200:1である、請求項242記
載の物品。 - 【請求項２４７】 長さ対厚さ比が少なくとも約250:1である、請求項235記
載の物品。 - 【請求項２４８】 少なくとも約5%のボイド体積を有する射出成形ポリマー
フォームを含んでいて、肉眼で見えるスプレーや渦巻を含まない表面を有する物
品。 - 【請求項２４９】 液状ポリマー材料/発泡剤混合物を成形チャンバー中に
注入し、前記混合物が成形チャンバー中において微孔質ポリマー物品として固化
するのを可能にし、そして固化した微孔質ポリマー物品を成形チャンバーから取
り出す工程; および 約10分未満の時間の経過後に第2のポリマー/発泡剤混合物を成形チャンバー中
に供給し、前記混合物が成形チャンバー中にて別の微孔質ポリマー物品として固
化するのを可能にし、そして前記別の微孔質ポリマー物品を成形チャンバーから
取り出す工程; を含む方法。 - 【請求項２５０】 前記時間が約1分未満である、請求項249記載の方法。
- 【請求項２５１】 前記時間が約20秒未満である、請求項249記載の方法。
- 【請求項２５２】 ポリマー材料/発泡剤混合物を約400°F未満の溶融温度
にて成形チャンバー中に注入する工程; および 少なくとも約5%のボイド体積と少なくとも約50:1の長さ対厚さ比を有する固体
ポリマーフォーム物品を成形チャンバー中にて成形する工程; を含む方法。 - 【請求項２５３】 前記ポリマー物品が0.5インチ未満の厚さを有する、請
求項252記載の方法。 - 【請求項２５４】 前記溶融温度が約380°F未満である、請求項252記載の
方法。 - 【請求項２５５】 前記溶融温度が約300°F未満である、請求項252記載の
方法。 - 【請求項２５６】 前記溶融温度が約200°F未満である、請求項252記載の
方法。 - 【請求項２５７】 前記の長さ対厚さ比が少なくとも約100:1である、請求
項252記載の方法。 - 【請求項２５８】 成形チャンバーに亀裂を入れた後に、前記溶液を成形チ
ャンバー中に連続的に導入する工程を含む、請求項234記載の方法。
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