JP2007230087A - 射出発泡成形装置および射出発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、可塑化能力を低下させたり過度のせん断を与えることなく、成形材料を適切に可塑化でき、また、ガスを逆流させることなく、成形材料をガスと適切に混合することが可能な射出発泡成形装置および射出発泡成形方法を提供する。
【解決手段】射出発泡成形装置は、供給された成形材料を可塑化する可塑化シリンダ１と、可塑化された成形材料にガスを混合する混合シリンダ２と、混合シリンダ２にガスを供給するガス供給手段３と、可塑化シリンダ１から可塑化された成形材料を混合シリンダ２に連通させる連通部４と、ガスが混合された成形材料を成形型９に射出する射出装置５とを備え、可塑化シリンダ１と混合シリンダ２が、それぞれ、スクリュ10、20を軸周りに制御可能に回転駆動するモータ11、21とを有し、また、連通部４に設けられたチェック弁６と、少なくとも可塑化シリンダ１の背圧を制御する背圧制御弁７と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出発泡成形装置に関し、特に、成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出する射出発泡成形装置および射出発泡成形方法に関するものである。

溶融可塑化された成形材料にガスを混合させて成形型に射出し、成形品に微細な気泡を無数に形成する射出発泡成形が従来から行われている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に開示された射出成形装置は、シリンダーと、その内部に配されたスクリューと、スクリュの後端部に連結された計量装置を備えたスクリュ駆動装置と、シリンダーの後端上部に立設された原料ホッパーと、シリンダー内に非反応性のガスを送るガス注入装置とを有している。また、特許文献１には、スクリュが、後端から先端に樹脂溶融部分、溶融樹脂未充満化部分およびガス含浸部分から構成されていること（００３１）、ガス含浸部分の前端部および樹脂溶融部分の前端部には、スクリュ軸径より大径のチェックリングがそれぞれ設けられ、溶融樹脂が後方へ逆流するのを防いでいること（００３８）などが記載されている。そして、特許文献１には、射出成形機のシリンダー内にて回転するスクリューによって溶融状態になった樹脂に非反応性ガスを供給し含浸させ、ガス含浸溶融樹脂を計量し、計量樹脂を金型キャビティー内へ射出して発泡成形品を得る方法において、シリンダー内のガス供給口近傍の樹脂圧力を低下させ、ガス供給口から非反応性ガスをシリンダー内に注入するガス注入工程と、注入した非反応性ガスを溶融樹脂の剪断と混練により同樹脂に含浸させながらガス含浸溶融樹脂をシリンダー先端の溶融樹脂貯留部に送りつつ同貯留部の樹脂圧力を高くするガス分散溶解工程とを含むことなどを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が開示されている。

また、別の従来の一般的な射出発泡成形装置は、図４に示すように、シリンダ１００’の内部に嵌挿されたスクリュ１０１’と、スクリュ１０１’をその軸周りに回転駆動するモータ１０２’と、シリンダ１００’内で可塑化された成形材料に混合されるべきガスを供給するガス供給手段３’と、シリンダ１００’の射出装置（図１における射出装置５を参照）と接続されるノズル１０３’に設けられた背圧制御弁１０４’と、を備えたものも知られている。シリンダ１００’の内部に嵌挿されているスクリュ１０１’は、その中間部に設けられたチェックリング１０６’から後方（図４の右方）に位置する可塑化領域Ａ（上記特許文献１の樹脂溶融部分に相当する。以下、前段ともいう）と、チャックリング１０６’から前方（図４の左方）に位置する混合領域Ｂ（上記特許文献１の溶融樹脂未充満化部分およびガス含浸部分に相当する。以下、後段ともいう）と、が形成されている。

この射出発泡成形装置では、前段においてホッパ１００ａ’から投入された成形材料がスクリュ１０１’の回転によって可塑化領域Ａを前方に向かって搬送される間に、混連されるとともに圧縮・加熱されて溶融可塑化し、チェックリング１０６’を介して可塑化領域Ａから混合領域Ｂに流動してガスと混合され、背圧制御弁１０４’により背圧を制御されて射出装置へと送られる。このとき、図４の下方にグラフで示すように、成形材料の圧力は、後段Ｂに供給されたガスなどが前段Ａに逆流しないようにするため、前段Ａの後半から後段Ｂの直前（すなわちチェックリング１０６’の後方端）でガスの供給圧力よりもかなり高くなるように設定されている（シリンダ１００’全体の中で最大圧力となる）。また、後段Ｂにおいては、成形材料にガスを混合するために、チェックリング１０６’に近い後方では成形材料の圧力をガスの供給圧力よりも低く、また、背圧制御弁１０４’に近い前方ではガスの供給圧力よりも高く且つ前段Ａでの最高圧力よりも低くなるように設定されている。このように、シリンダ１００’内における成形材料の適切な圧力は、可塑化領域等Ａと混合領域Ｂ等とで異なり、また、各領域Ａ，Ｂ内でも異なる。

ところで、シリンダ１００’内における成形材料の圧力は、スクリュ１０１’のデザインとその回転速度とに依存するが、成形中にシリンダ１００’内での成形材料を適切な圧力に調整するためには、スクリュ１０１’のデザインを変更することは不可能であるため、従来から一般に、スクリュ１０１’の回転速度を制御することにより成形材料の圧力を調整していた。

特開２００３−１９１２７２号公報

従来の技術にあっては、上述した特許文献１と図４に示した射出発泡成形装置とのいずれにおいても、樹脂溶融部分（特許文献１）あるいは可塑化領域Ａ（図４）と、溶融樹脂未充満化部分およびガス含浸部分（特許文献１）あるいは混合領域Ｂ（図４）とを、単一のスクリュ１０１’で形成し、かかるスクリュ１０１’を単一のモータ１０２’で回転駆動するものであった（以下、特許文献１と図４に示された射出発泡成形装置とをまとめて、一軸スクリュ型射出発泡成形装置という）。すなわち、上記従来の一軸スクリュ型射出発泡成形装置にあっては、スクリュ１０１’の回転速度が全域にわたって等しいこととなる。そのため、シリンダ１００’内での成形材料の圧力を各領域に応じて適切に調整することができなかった。そして、一般的には、可塑化領域Ａにおいて高く設定された圧力に合わせてスクリュ１０１’の回転速度を遅く調整しており、そのため、混合領域Ｂにおけるスクリュ１０１’の回転速度が設定よりも遅くなり、ガスを成形材料と均等に充分混合することができないという問題があった。

また、上記従来の一軸スクリュ型射出発泡成形装置にあっては、後段Ｂに供給されたガスや溶融可塑化された成形材料がスクリュ１０１’の中間部に設けられたチェックリング１０６’から前段Ａへと逆流しないようにするために、上述したように、前段Ａのチェックリング１０６’近くの圧力を高く設定していることから、前段Ａで成形材料が過度のせん断を受けて分解し易くなるという問題や、成形材料を単位時間あたりに可塑化できる能力を高くすることができないなどの問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、可塑化能力を低下させたり、過度のせん断を与えることなく、成形材料を適切に可塑化することが可能であり、また、ガスを逆流させることなく、成形材料をガスと適切に混合することが可能な射出発泡成形装置および射出発泡成形方法を提供することを目的とする。

請求項１の射出発泡成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出する射出発泡成形装置であって、内部にスクリュが嵌挿されており供給された成形材料を可塑化する可塑化シリンダと、内部にスクリュが嵌挿されており可塑化された成形材料にガスを混合する混合シリンダと、該混合シリンダにガスを供給するガス供給手段と、可塑化シリンダから可塑化された成形材料を混合シリンダに連通させる連通部と、を備えており、前記可塑化シリンダと混合シリンダ内に配置された各スクリュをそれぞれ軸周りに制御可能に回転駆動するモータと、連通部に設けられたチェック弁と、少なくとも前記可塑化シリンダの背圧を制御する背圧制御弁と、を有することを特徴とするものである。
請求項２の射出発泡成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度が速く設定されていると共に、前記可塑化シリンダ内の圧力が前記混合シリンダ内の圧力よりも高く設定されていることを特徴とするものである。
請求項３の射出発泡成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出する射出発泡成形方法であって、供給された成形材料を、背圧制御弁を有する可塑化シリンダでその背圧を調整しつつ溶融し、該可塑化シリンダとチェック弁を介して接続された混合シリンダで、ガス供給手段から供給されるガスと混合して、成形型のキャビティへ射出することを特徴とするものである。
請求項４の射出発泡成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明において、前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度を速く駆動すると共に、前記可塑化シリンダ内の圧力を前記混合シリンダ内の圧力よりも高く制御することを特徴とするものである。

請求項１の発明では、成形材料を可塑化シリンダに投入し、その内部に嵌挿されたスクリュをモータにより軸周りに回転駆動して、混練しながら前方に搬送し溶融可塑化する。このとき、モータは、適量の成形材料を溶融可塑化するのに適した回転速度でスクリュを駆動するよう制御される。また、成形材料は、背圧制御弁により可塑化シリンダ内でその背圧が過度に高くなることなく調整された状態で充分に溶融可塑化され、連通部を介して混合シリンダに供給される。混合シリンダでは、ガス供給手段からガスが供給されると共に、その内部に嵌挿されたスクリュをモータにより軸周りに回転駆動して、成形材料とガスを混練しながら前方に搬送して混合する。ガスは、成形材料内に微細で且つ均等な大きさの気泡として残留する。このとき、モータは、成形材料とガスを混合するのに適した回転速度でスクリュを駆動するよう制御される。また、混合シリンダに供給されたガスは、連通部に設けられたチェック弁により可塑化シリンダへの逆流が確実に阻止される。ガスと混合された成形材料は、成形型に射出される。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、可塑化シリンダのスクリュが混合シリンダよりも遅い回転速度で回転駆動され、また、可塑化シリンダが混合シリンダよりも高く且つ過度なせん断が成形材料に加わらない高さの圧力に設定されていることにより、可塑化シリンダ内で成形材料が充分且つ適切に溶融可塑化される。一方、混合シリンダでは、成形材料は、スクリュが可塑化シリンダよりも速い回転速度で回転駆動され、また、可塑化シリンダよりも低い圧力に設定されていることにより、ガスと充分且つ適切に混合される。
請求項３の発明では、背圧制御弁を有する可塑化シリンダ内に成形材料を供給し、その背圧を適切に調整しつつスクリュを適切な速度で回転駆動する。成形材料は、適切な量が可塑化シリンダ内で混練されながら前方に搬送され、充分に溶融可塑化される。そして、溶融可塑化された成形材料を、可塑化シリンダからチェック弁を介して接続された混合シリンダへと流動させ、混合シリンダ内のスクリュを回転駆動して、ガス供給手段から供給されるガスを成形材料と混練しながら前方に搬送して混合する。このとき、混合シリンダのスクリュは、成形材料とガスを混合するのに適した回転速度で駆動するよう制御される。そのため、ガスは、成形材料内に微細で且つ均等な大きさの気泡として残留する。また、混合シリンダに供給されたガスは、チェック弁により可塑化シリンダへの逆流が確実に阻止される。ガスと混合された成形材料は、成形型に射出される。
請求項４の発明では、請求項３に記載の発明において、可塑化シリンダのスクリュを混合シリンダよりも遅い回転速度で回転駆動し、また、可塑化シリンダを混合シリンダよりも高く且つ過度なせん断が加わらない高さの圧力に設定することにより、可塑化シリンダ内で成形材料が充分且つ適切に溶融可塑化される。一方、混合シリンダでは、スクリュを可塑化シリンダよりも速い回転速度で回転駆動し、また、可塑化シリンダよりも低い圧力に設定することにより、成形材料がガスと充分且つ適切に混合される。

請求項１の発明によれば、内部にスクリュが嵌挿されており供給された成形材料を可塑化する可塑化シリンダと、内部にスクリュが嵌挿されており可塑化された成形材料にガスを混合する混合シリンダと、該混合シリンダにガスを供給するガス供給手段と、可塑化シリンダから可塑化された成形材料を混合シリンダに連通させる連通部と、を備えており、前記可塑化シリンダと混合シリンダ内に配置された各スクリュをそれぞれ軸周りに制御可能に回転駆動するモータと、連通部に設けられたチェック弁と、少なくとも前記可塑化シリンダの背圧を制御する背圧制御弁と、を有するという簡単な構成で、可塑化能力を低下させたり、過度のせん断を与えることなく成形材料を適切に可塑化することが可能であり、また、ガスを逆流させることなく、成形材料をガスと適切に混合することが可能な射出発泡成形装置を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度が速く設定されていると共に、前記可塑化シリンダ内の圧力が前記混合シリンダ内の圧力よりも高く設定されていることにより、可塑化シリンダ内で成形材料を充分且つ適切に溶融可塑化することが可能であり、また、混合シリンダ内で成形材料をガスと充分且つ適切に混合することが可能な射出発泡成形装置を提供することができる。
請求項３の発明によれば、供給された成形材料を、背圧制御弁を有する可塑化シリンダでその背圧を調整しつつ溶融し、該可塑化シリンダとチェック弁を介して接続された混合シリンダで、ガス供給手段から供給されるガスと混合して、成形型のキャビティへ射出するという簡単な構成で、可塑化能力を低下させたり、過度のせん断を与えることなく成形材料を適切に可塑化することが可能であり、また、ガスを逆流させることなく、成形材料をガスと適切に混合することが可能な射出発泡成形方法を提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明において、前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度を速く駆動すると共に、前記可塑化シリンダ内の圧力を前記混合シリンダ内の圧力よりも高く制御することにより、可塑化シリンダ内で成形材料を充分且つ適切に溶融可塑化することが可能であり、また、混合シリンダ内で成形材料をガスと充分且つ適切に混合することが可能な射出発泡成形方法を提供することができる。

本発明の射出発泡成形装置の実施の一形態を、図１に基づいて説明する。
本発明の射出発泡成形装置は、概略、成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出するもので、内部にスクリュ１０が嵌挿されており供給された成形材料を可塑化する可塑化シリンダ１と、内部にスクリュ２０が嵌挿されており可塑化された成形材料にガスを混合する混合シリンダ２と、混合シリンダ２にガスを供給するガス供給手段３と、可塑化シリンダ１から可塑化された成形材料を混合シリンダ２に連通させる連通部４と、ガスが混合された成形材料を成形型９に射出する射出装置５と、を備えており、可塑化シリンダ１と混合シリンダ２が、それぞれ、スクリュ１０、２０を軸周りに制御可能に回転駆動するモータ１１、２１と、を有しており、また、連通部４に設けられたチェック弁６と、少なくとも可塑化シリンダ１の背圧を制御する背圧制御弁７と、を有している。なお、以下の説明において、後方とは図の右方を指し、前方とは図の左方を指すこととする。

可塑化シリンダ１は、内部に嵌挿されたスクリュ１０と、スクリュ１０を回転駆動するモータ１１と、内部に成形材料を供給するホッパ１２と、成形材料の背圧を制御する背圧制御弁７と、を備えている。可塑化シリンダ１の外周には、必要に応じてバンドヒータなどの加熱手段を密着させて設けることができる。スクリュ１０の周面には、螺旋状に形成されたフライト１０ａが連続して突設されており、その軸１０ｂはホッパ１２と対応する後方から前方に向かって径が大きくなる（すなわち、可塑化シリンダ１の内周面とスクリュ１０の軸１０ｂとにより形成される空間が後方から前方に向かって小さくなる）よう形成されており、これによって例えば、後方から前方に向かってフィードゾーンとコンプレッションゾーンとメータリングゾーンとが順次構成される。モータ１１は、その回転速度が制御可能なサーボモータなどによって構成されており、図１に示した実施の形態では、回転駆動軸がスクリュ１０の後端に接続されている。なお、必要に応じて、モータ１１とスクリュ１０との間に、モータ１１の回転駆動を所定の比で減速してスクリュ１０を回転駆動させるために、減速手段を介装することもできる。

混合シリンダ２は、内部に嵌挿されたスクリュ２０と、スクリュ２０を回転駆動するモータ２１と、この実施の形態の場合成形材料の背圧を制御する背圧制御弁８と、を備えている。混合シリンダ２の外周には、必要に応じてバンドヒータなどの加熱手段を密着させて設けることができる。スクリュ２０の周面には、螺旋状に形成されたフライト２０ａが連続して突設されており、その軸２０ｂは、ガスを成形材料に効果的に含浸させることができるように、例えば可塑化シリンダ１のスクリュ１０と同様に、後方から前方に向かって径が大きくなる（すなわち、混合シリンダ２の内周面とスクリュ２０の軸２０ｂとにより形成される空間が後方から前方に向かって小さくなる）よう形成されている。モータは２１、その回転速度が制御可能なサーボモータなどによって構成されており、図１に示した実施の形態では、回転駆動軸がスクリュ２０の後端に接続されている。なお、必要に応じて、モータ２１とスクリュ２０との間に、モータ２１の回転駆動を所定の比で減速してスクリュ２０を回転駆動させるために、減速手段を介装することもできる。

ガス供給手段３は、炭酸ガスなどの不活性ガスが充填されたボンベと、必要に応じてガスボンベのガスを所定の圧力に減圧調整するレギュレータと、ガスの供給・遮断を制御する開閉バルブとを備えている。ガス供給手段３の管路３０は、混合シリンダ２の後方に接続されている。

連通部４は、可塑化シリンダ１の背圧制御弁７が設けられたノズル１３と、混合シリンダ２の後端とを連通するもので、その混合シリンダ２の近傍にチェック弁６が介装されている。

射出装置５は、この実施の形態の場合、混合シリンダ２のノズル２３と管路５０により連通されている。射出装置５は、計量された成形材料を所定の圧力で射出するプランジャ５１と、成形型９のスプルーブッシュに対して接合（ノズルタッチ）および退避するノズル５２と、を備えている。ノズル５２は、成形材料の射出と遮断を切り替えるシャットオフバルブ５３を備えている。さらに、射出装置５は、管路５０とプランジャ５１との間の成形材料の流通と遮断を切り替える開閉バルブ５４を備えている。プランジャ５１はプランジャスリーブ５５内に軸方向に摺動可能に嵌挿されたプランジャピストン５６と、このプランジャピストン５６を軸方向に駆動する油圧シリンダなどの駆動手段５７と、を備えている。

以上のように構成された射出発泡成形装置では、各シリンダ１、２の温度、モータ１０、２０の回転速度、背圧制御弁７、８による各シリンダ１、２の背圧、ガス供給手段３のレギュレータおよび開閉バルブ、射出装置５のプランジャ５１の駆動手段５７およびシャットオフバルブ５３などが制御手段によって任意に制御される。

次に、本発明の射出発泡成形方法を、上述したように構成された射出発泡装置を用いる場合によって、その作動と共に説明する。
本発明の射出発泡成形方法は、概略、成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型９に射出するものであって、供給された成形材料を、背圧制御弁７を有する可塑化シリンダ１でその背圧を調整しつつスクリュ１０を回転させて溶融する可塑化工程と、この可塑化シリンダ１とチェック弁６を介して接続された混合シリンダ２に溶融された成形材料を流動させて、混合シリンダ２のスクリュ２０を回転させると共に混合シリンダ２にガス供給手段３からガスを供給して成形材料にガスを混合する混合工程と、成形型９のキャビティへガスが混合された成形材料を射出する射出工程と、を有するものである。さらに、可塑化シリンダ１のスクリュ１０の回転速度よりも混合シリンダ２のスクリュ２０の回転速度を速く駆動するよう制御すると共に、可塑化シリンダ１内の圧力を混合シリンダ２内の圧力よりも高く制御するものである。

射出発泡成形を開始するにあたり、最初に、射出装置５のプランジャピストン５６は前進限に位置しており、ノズル５２のシャットオフバルブ５３は閉じている。なお、可塑化シリンダ１と連通部４と混合シリンダ２と射出装置５の内部には、それぞれ前の成形サイクルにおける成形材料が残留しているものとし、一成形サイクルで可塑化工程と混合工程と射出工程とがそれぞれ平行して行われるものとする。

可塑化シリンダ１のホッパ１２からペレット状の樹脂などからなる成形材料を投入し、モータ１１の駆動によりスクリュ１０を回転させると、成形材料は可塑化シリンダ１内で混練されながらスクリュ１０のフィードゾーンからコンプレッションゾーンへと搬送され、コンプレッションゾーンでせん断圧縮されて温度上昇し半溶融状態から溶融状態に移行し、メータリングゾーンで完全に溶融状態となる。このとき、可塑化シリンダ１の背圧はセンサなどの検知手段によって検知されており、制御手段がこの検知結果に基づいて背圧制御弁７およびモータ１１の回転速度を制御する。したがって、可塑化シリンダ１の背圧が確実に適切な圧力に制御される。

可塑化シリンダ１で溶融可塑化された成形材料は、連通部４を介して混合シリンダ２の後方に供給される。混合シリンダ２の後方には、ガス供給手段３から炭酸ガスなど所定の不活性ガスが所定の圧力で供給されている。混合シリンダ２に供給された時点での成形材料の圧力は、混合シリンダ２内に供給されるガスよりも低くなるように制御されている。連通部４の混合シリンダ２近傍にチェック弁６が設けられていることにより、ガス供給手段３から混合シリンダ２に供給されたガスや混合シリンダ２内で混練されている成形材料が可塑化シリンダ１に逆流するのを確実に防止することができる。混合シリンダ２のスクリュ２０がモータ２１によって回転駆動されていることにより、成形材料はガスと共にスクリュ２０と混合シリンダ２の内壁との間の空間で圧縮されて混合されながら前方に搬送される。このとき、混合シリンダ２の背圧はセンサなどの検知手段によって検知されており、制御手段がこの検知結果に基づいて背圧制御弁８およびモータ２１の回転速度を制御する。したがって、混合シリンダ２の背圧が確実に適切な圧力に制御される。混合シリンダ２でガスを混合された成形材料は、管路５０を介して射出装置５に供給される。このとき、射出装置５の開閉バルブ５４は、開状態に制御されている。

なお、前段の可塑化シリンダ１と後段の混合シリンダ２を比較すると、その内部の圧力、スクリュ１０、２０の回転速度が異なるよう制御されている。すなわち、前段の可塑化シリンダ１では、後段の混合シリンダ２と比較して、内部の圧力が比較的高圧で、スクリュ１０の回転速度が比較的低速に制御されており、単位時間あたりに成形材料が充分に且つ分解することなく適切に溶融可塑化される。一方、後段の混合シリンダ２では、前段の可塑化シリンダ１と比較して、内部の圧力が比較的低圧で、スクリュ２０の回転速度が比較的高速に制御されており、成形材料にガスが充分に且つ均等に混合される。

そして、射出装置５のガスが混合された成形材料は、射出装置５の開閉バルブ５４を介してプランジャスリーブ５５内に流動し、駆動手段５７のプランジャピストン５６を所定位置まで後退させる（計量）。次いで、ノズル５２を成形型９のスプルーブッシュにノズルタッチさせると共に、開閉バルブ５４を閉じ、シャットオフバルブ５３を引いて開状態とし、駆動手段５７によりのプランジャピストン５６を前進駆動すると、プランジャスリーブ５５内で計量されたガス混合済の成形材料がノズル５２から成形型９のキャビティ内に所定の速度、所定の圧力で射出されて、微細な気泡を無数に有する成形品が成形されることとなる。

次に、本発明の射出発泡成形装置の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施の形態（図１）と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における射出装置５は、混合シリンダ２と一体に設けられている。すなわち、スクリュ２０の後端には、可動盤５８が設けられている。可動盤５８は、そのほぼ中央をモータ２１の駆動軸が貫通しており、この駆動軸と接合されているスクリュ２０を相対回転可能にスラスト支持している。可動盤５８の両端には、油圧シリンダなどの駆動手段５９の作動ロッドが接合されている。図２に示した実施の形態の場合、混合シリンダ２の前方にガスを混合された成形材料が所定量貯留されるのにしたがって、駆動手段５９の作動ロッドが所定位置まで伸長することとなり、また、駆動手段５９の作動ロッドを退縮させるよう駆動することにより、可動盤５８を介してスクリュ２０がモータ２１と共に前進移動して、ガスと混合され混合シリンダ２の前方に貯留された成形材料が、ノズル２３からノズルタッチされた成形型９のキャビティ内に所定量射出されることとなる。なお、混合シリンダ２のノズル２３にも、上述した実施の形態（図１）における射出装置５のノズル５２と同様に、シャットオフバルブ５３を設けることもできる。

次に、本発明の射出発泡成形装置の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。なお、上述した第１および第２の実施の形態（図１、２）と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
この実施の形態における射出装置は、可塑化シリンダ１と混合シリンダ２とが、連続した一体で形成されている。すなわち、シリンダ１００の後方（図３の右方）は可塑化シリンダ１として機能し、前方（図３の左方）は混合シリンダ２として機能する。そして、シリンダ１００の軸方向中間部には、可塑化シリンダ１の成形材料の背圧を制御する背圧制御弁７と、可塑化シリンダ１へのガスなどの逆流を防止するチェック弁６と、可塑化シリンダ１から混合シリンダ２に成形材料を流動させる連通部４と、が設けられている。なお、この実施の形態においては、混合シリンダ２のスクリュ２０を回転駆動するためのモータ２１は、混合シリンダ２の径方向外側に配置されており、例えば傘歯車など、スクリュ２０の軸方向とモータ２１の回転軸の軸方向とを異ならせる軸方向変換伝動機構２４を介してスクリュ２０の後端と接続されている。

この実施の形態では、従来の一軸スクリュ型射出発泡成形装置（図４）と比較して、可塑化シリンダ１と混合シリンダ２の２段に分割して、各シリンダ１、２のスクリュ１０、２０を個別のモータ１１、２１によりその回転速度をそれぞれ個別に制御可能としたので、成形材料を最適な回転速度で駆動されるスクリュ１０により充分に可塑化することができ、また、可塑化された成形材料に最適な回転速度で駆動されるスクリュ２０によりガスを均等に混合することができる。そして、連通部４にチェック弁６を設けると共に、少なくとも可塑化シリンダ１の背圧を制御するための背圧制御弁７を設けたことにより、可塑化シリンダ１での成形材料の圧力を従来の技術のように過度に上昇させて分解し易くすることなく、適切且つ正確な圧力で可塑化させることができ、しかも、混合シリンダ２から可塑化シリンダ１にガスなどが逆流するのを確実に防止することができる。

また、可塑化シリンダ１のスクリュ１０の回転速度を混合シリンダ２のスクリュ２０の回転速度よりも遅く駆動するよう制御すると共に、可塑化シリンダ１内の圧力を成形材料が分解しない程度に混合シリンダ２内の圧力よりも高く制御することにより、可塑化シリンダ１において高い可塑化能力の運転で成形材料を充分に溶融可塑化することができ、また、混合シリンダ２において成形材料にガスを均等に混合することができる。

本発明の発泡射出成形装置の第１の実施の形態を示した概要図である。 本発明の発泡射出成形装置の第２の実施の形態を示した概要図である。 本発明の発泡射出成形装置の第３の実施の形態を示した概要図である。 従来の一般的な発泡射出成形装置を示した概要図である。

符号の説明

１：可塑化シリンダ、 ２：混合シリンダ、 ３：ガス供給手段、 ４：連通部、 ５：射出装置、 ６：チェック弁、 ７：背圧制御弁、 ８：背圧制御弁、 ９：成形型、 １０：スクリュ、 １１：モータ、 ２０：スクリュ、 ２１：モータ、 ５１：プランジャ

Claims (4)

1. 成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出する射出発泡成形装置であって、
   内部にスクリュが嵌挿されており供給された成形材料を可塑化する可塑化シリンダと、内部にスクリュが嵌挿されており可塑化された成形材料にガスを混合する混合シリンダと、該混合シリンダにガスを供給するガス供給手段と、可塑化シリンダから可塑化された成形材料を混合シリンダに連通させる連通部と、を備えており、
   前記可塑化シリンダと混合シリンダ内に配置された各スクリュをそれぞれ軸周りに制御可能に回転駆動するモータと、連通部に設けられたチェック弁と、少なくとも前記可塑化シリンダの背圧を制御する背圧制御弁と、を有することを特徴とする射出発泡成形装置。
2. 前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度が速く設定されていると共に、
   前記可塑化シリンダ内の圧力が前記混合シリンダ内の圧力よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形装置。
3. 成形材料を可塑化させるとともにガスを混合して成形型に射出する射出発泡成形方法であって、
   供給された成形材料を、背圧制御弁を有する可塑化シリンダでその背圧を調整しつつ溶融し、該可塑化シリンダとチェック弁を介して接続された混合シリンダで、ガス供給手段から供給されるガスと混合して、成形型のキャビティへ射出することを特徴とする射出発泡成形方法。
4. 前記可塑化シリンダのスクリュの回転速度よりも前記混合シリンダのスクリュの回転速度を速く駆動すると共に、前記可塑化シリンダ内の圧力を前記混合シリンダ内の圧力よりも高く制御することを特徴とする請求項３に記載の射出発泡成形方法。
   

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