JP2012516796A - 個人消費者用ケア製品およびその容器のための微細発泡射出成形の処理過程 - Google Patents
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-
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-
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-
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-
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-
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Abstract
【解決手段】射出成形の方法が微細気泡の材料を生み出す。この方法において、ポリマーが溶かされ臨界を超過した流体と混ぜ合わされて、単相のポリマー気体の溶液を生成する。この溶液は、ノズルを通して型の中へ注入される。ノズルを通して注入される時、(臨界を超過した流体からの)溶液の中の気体は、ポリマーから現れる。それはその後、凝固する。溶液から現れることにおいて、気体は、微細気泡の構造をもたらす核生成の気泡をもたらす。発泡材料は、微細気泡の核生成により生成された微細気泡の構造を有するポリマーを備えている。微細気泡は、臨界を超過した液体をポリマーの溶液の中に撒き散らすことによって生成される。その時、ポリマーは圧力低下に晒される。女性用衛生製品は、発泡したポリマーから製造される。
【選択図】図1
Description
標準的なLDPEの樹脂は、標準的な緑のLDPEに基づく一束と一緒に混ぜ合わされて、潤滑剤、スリップ剤、着色料、および分散剤のような不活性剤と一緒にバランスさせた98.4パーセントのLDPEを含んだ混合物を生成する。この樹脂の製剤は、この例の全てのテストの標本である部品において用いられて、LDPE樹脂混合物として知られていた。この樹脂は、射出成形の試行において用いられて、以下のような実験の手順を用いてテストの標本である部品を作った。すなわち、
射出成形の機械、アーブルグ320Sオールラウンダー55トン(アーブルグ社、ニューイングトン、コネチカット州)
型:ASTM D638 伸張テストの棒
冷却温度は、摂氏38度
臨界を超過した流体の注入のユニットは、トレクセル社のもの(ウォバーン、マサチューセッツ州)
窒素が、臨界を超過した流体として用いられた。
窒素の注入の流速は、0.05乃至0.06キログラム/時
窒素の投与の時間は、1.5秒だった。
臨界を超過した流体の重量パーセントは、0.15乃至0.17だった。
(投与のサイズによって制御された。)
材料は、LDPEプレイテックス樹脂の混合物だった。
サイクル時間は、約55秒だった。
かなりの部分が複雑である4つの空洞のホットランナー成形が、図1において示されるような給電および伝送のシステムを含んだアーブルグ320S射出成形システムに対して機械的かつ電気的の両方において繋がれた。丸められて円のようにされたノズルが、LDPEのプラスチックを注入するために用いられた。ホットランナーマニホールドを加熱する電気的な領域は、温度のコントローラー(バージニア州のステアリングのガンマフラックス社から購入可能である)によって制御された。型は、流入温度が摂氏10乃至22度である冷却水を用いた冷却システムで冷却された。他のパラメータは、既に上述した伸張性の棒の成形に対するものと同様であった。
型が開くのに先立って起動するように設定され、および型が閉じるのに先立って元に戻る、コアプルオプション
空気で動作することによる部品の排出
1秒当たり20乃至40立方センチメーターの流速
摂氏約210乃至216度(華氏410乃至420度)の胴体および成形の温度
1分当たり13.0メーターの円周方向の速度
50乃至100バールの背圧
10.3立方センチメーターの体積の窒素を投入
臨界を超過した流体の処理過程、すなわち臨界を超過した流体の搬送圧力
窒素を成形部品に組み込むための胴体の中の溶解圧力よりも高い約1.4メガパスカルを維持
0.3乃至0.7秒の注入するための時間
0秒の詰め込むための時間
6乃至15秒の冷却のサイクル時間
冷却時間よりも長い約8乃至10秒の全体のサイクル時間
わずかな処理過程の違いのために、C4の比較参照データの部品はC6の部品と比較して、重量が約5パーセント高かった。
E1の部品は、C4の部品よりも重量が約5パーセント低かった。
臨界を超過した流体の処理過程により生産されたペタルは、フラッシングを全く生み出さなかった。そして、何の問題も記述されなかった(例えば、ペタルをタンポンアプリケータの中に閉じることに伴って何の問題もなかった)。
表面の品質においてわずかな違いが記述された。殊に、臨界を超過した流体の処理過程の部品(E1−E4)に対する胴体の表面は、比較した部品(C4−C6)に対するものよりも粗かった。5パーセントのPTFEを用いて作られた部品に対しては、違いが少なかった。殊により短い冷却時間において実行された例については、違いが少なかった。
長期の期間における寸法の安定性は、適切であることが分かった。
上述の例2と同じ4つの空洞のホットランナー成形が、付加的なタンポンアプリケータの胴体を作るために用いられた。この特定の4つの空洞の成形において、空洞のうちの2つが、例2に対して用いられたものと同じである。これらの2つの空洞によって作られたタンポンアプリケータの胴体は、レギュラーの、平均的な、もしくはより広く用いられているタンポン(「スーパーの吸収性」のタンポン)よりも大きい吸収性を有するタンポンに相当する。他の2つの胴体は、よりスレンダーな胴体として作られた。すなわち、より小さな、レギュラーの、もしくは低い吸収性のタンポンに対して典型的に用いられるより小さな直径の胴体である。型は、これらの2つの空洞のセットのいずれかが用いられることを許容するように形作られている。しかし、4つ全部一度にではない。さらに、レギュラーもしくはより低い吸収性のタンポンの胴体に用いられる2つの空洞は、非常にスムーズな磨き上げあげられた仕上げを提供するために、ダイヤモンドで磨かれた。より吸収性の高いタンポンに相当する胴体に対する空洞は、ダイヤモンドで磨かれた。数百のタンポンの胴体が、いくつかの条件の設定に対して作られた。この条件は、例2で説明されたものと大まかに類似しているが、微細気泡が生成された胴体に対して部品のより低い重量を得るために、ショットのサイズと温度のプロファイルがわずかに調整された。条件は、以下の表6に提供されている。
(ノート、すなわち全てのケースにおいて、アーボルグ320射出成形機が用いられた。それは、例2において説明済みである。ここでは、2つの異なる空洞の設定が用いられた。それらは、「スーパー」もしくは「スレンダー」の型として指定された。)
Claims (40)
- 微細気泡の材料を生成する射出成形の方法であって、
ポリマーを溶かすステップと、
前記溶かされたポリマーを臨界を超過した流体と混合して単相のポリマー気体の溶液を生成するステップと、
前記単相のポリマー気体溶液を型に注入して、前記ポリマーを凝固させるステップと
を備え、
ノズルの前後における圧力の低下は、前記臨界を超過した流体が気泡の核生成を行うことをもたらし、それによって前記ポリマーの中の微細気泡の核生成の構造は、前記ポリマーが単相であるかのように見えるようにする
方法。 - 前記臨界を超過した流体を加えた後であって、前記単相のポリマー気体の溶液を前記ノズルを通して注入する前において、前記単相のポリマー気体の溶液をポリマーの融点よりも10度以上高い温度で保つステップをさらに備える
請求項1に記載の方法。 - 前記臨界を超過した流体を加えた後であって、前記単相のポリマー気体の溶液を前記ノズルを通して注入する前において、前記単相のポリマー気体の溶液をポリマーの融点よりも0度以上かつ20度以下だけ高い温度で保つステップをさらに備える
請求項1に記載の方法。 - ポリマーがLDPEであり、温度が摂氏190度以上かつ摂氏230度以下の範囲に入る
請求項1に記載の方法。 - 前記型において品物を形成するステップをさらに備える
請求項1に記載の方法。 - 前記品物を形成する総サイクル時間が3秒以上かつ100秒以下の範囲に入る
請求項5に記載の方法。 - 前記品物を形成する総サイクル時間が3秒以上かつ20秒以下の範囲に入る
請求項5に記載の方法。 - 前記品物を形成する総サイクル時間が4秒以上かつ15秒以下の範囲に入る
請求項5に記載の方法。 - 形成される前記品物が、タンポンアプリケータの胴体である
請求項5に記載の方法。 - 前記ポリマーに着色料を組み込ませるステップをさらに備える
請求項1に記載の方法。 - 酸化防止剤、潤滑剤、スリップ剤、美的な品質を高める物質、顔料、乳白剤、衝撃改質剤、充填剤、粘土、ナノレベルの粘土、難燃剤、絶縁材料、およびもしくは加工助剤のうちの1以上を添加剤として前記ポリマーの中に組み込ませるステップをさらに備える
請求項1に記載の方法。 - 前記ポリマーを凝固させるステップは、少なくとも0.012インチの厚さを有する部品を生産し、
部品の厚さに対する流動長の比率は少なくとも200対1である
請求項1に記載の方法。 - 核生成の微細気泡により生成される微細気泡の構造を有するポリマーを備え、
前記微細気泡は、前記ポリマーの溶液が圧力の低下に晒される場合に、臨界を超過した流体を前記ポリマーの前記溶液の中に拡散することによって生成される
発泡構造。 - 前記発泡構造は、タンポンアプリケータの胴体である
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記ポリマーに加えられる着色料をさらに備える
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記ポリマーに組み込まれる、酸化防止剤、潤滑剤、スリップ剤、美的な品質を高める物質、顔料、充填剤、衝撃改質剤、粘土、ナノレベルの粘土、難燃剤、絶縁材料、および加工助剤のうちの1以上をさらに備える
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記ポリマーは、ポリオレフィン、ポリオレフィンと他の熱可塑性プラスチックとの混合物、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ゴム、ポリラクチド、ポリアルカネート、および熱可塑性のデンプンをベースとした樹脂の混合物から成るグループから選ばれる
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記ポリマーは、低密度のポリエチレンである
請求項17に記載の発泡構造。 - 前記臨界を超過した流体は、窒素、二酸化炭素、およびそれらの混合物から成るグループから選ばれる
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記臨界を超過した流体は、0.05重量パーセント以上かつ1重量パーセント以下の範囲に入る窒素である
請求項13に記載の発泡構造。 - 前記臨界を超過した流体は、0.15重量パーセント以上かつ0.45重量パーセント以下の範囲に入る窒素である
請求項13に記載の発泡構造。 - 部品の厚さが0.01インチ以上である
請求項13に記載の発泡構造。 - 少なくとも70パーセントの低密度のポリエチレンと0.1パーセント以上かつ20パーセント以下の範囲に入るPTFEおよびPFAのうちの少なくとも一つとの混合物をさらに備える
請求項18に記載の発泡構造。 - ポリマーの溶解物の中で臨界を超過した流体をかき混ぜることによって生成された微細気泡の構造を有する発泡ポリマーを備える
女性用衛生器具。 - 前記ポリマーは、ポリオレフィン、ポリオレフィンと他の熱可塑性物質との混合物、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ゴム、ポリラクチド、ポリアルカネート、および熱可塑性のデンプンをベースとした樹脂の混合物から成るグループから選ばれる
請求項24に記載の女性用衛生器具。 - 前記ポリマーは、低密度のポリエチレンである
請求項24に記載の女性用衛生器具。 - 前記女性用衛生器具は、タンポンアプリケータの胴体である
請求項24に記載の女性用衛生器具。 - 部品の厚さは、少なくとも0.01インチ以上である
請求項27に記載の女性用衛生器具。 - 前記微細気泡の構造の気泡のサイズの平均は、5マイクロメーター以上かつ200マイクロメーター以下の範囲に入る
請求項24に記載の女性用衛星器具。 - 前記器具は、0.003インチ以上かつ0.10インチ以下の範囲に入る厚さを有する壁面によって画定される
請求項24に記載の女性用衛生器具。 - 前記ポリマーに組み込まれる、着色料、酸化防止剤、潤滑剤、スリップ剤、美的な品質を高める物質、顔料、染料、乳白剤、衝撃改質剤、充填剤、粘土、ナノレベルの粘土、難燃剤、および加工助剤のうちの1以上をさらに備える
請求項24に記載の女性用衛生器具。 - 少なくとも80パーセントの低密度のポリエチレンと0.1パーセント以上かつ10パーセント以下の範囲に入るPTFEおよびPFAのうちの少なくとも一つとの混合物をさらに備える
請求項26に記載の女性用衛生器具。 - 女性用衛生器具を射出成形する方法であって、
小粒の状態のベースとなるポリマーを供給するステップと、
前記ベースとなるポリマーをスクリュー伝送部分に加えるステップと、
臨界を超過した気体を前記スクリュー伝送部分に加えるステップと、
前記ベースとなるポリマーと前記臨界を超過した気体とを組み合わせるステップと、
前記組み合わせられたベースとなるポリマーと臨界を超過した気体とを型の中へ注入して、実質的に連続的な熱可塑性の相のマトリックスを有する成形された女性用衛生器具を提供するステップと
を備える方法。 - 前記ベースとなるポリマーを供給するステップは、熱可塑性物質と、着色料、潤滑剤、スリップ剤、充填剤、粘土、ナノレベルの粘土、乳白剤、顔料、衝撃改質剤、難燃剤、絶縁物質、および加工助剤からなるグループから選ばれる少なくとも一つの添加物とを混ぜ合わせる工程を有する
請求項33に記載の方法。 - 前記ベースとなるポリマーを前記スクリュー伝送部分に加えるステップは、前記ベースとなるポリマーをホッパーを通して加える工程を有する
請求項33に記載の方法。 - 前記スクリュー伝送部分へ加えられた前記ベースとなるポリマーを加熱するステップをさらに備える
請求項33に記載の方法。 - 前記ベースとなるポリマーを加熱するステップは、可塑化するスクリューを用いて前記ベースとなるポリマーを変形する工程を有する
請求項36に記載の方法。 - 前記ベースとなるポリマーを加熱するステップは、電気的な熱源を用いて前記スクリュー伝送部分を加熱する工程を有する
請求項36に記載の方法。 - 前記組み合わされたベースとなるポリマーと臨界を超過した気体とを型の中に注入するステップにおいて、さらに前記成形された女性用衛生器具の中に中空コアを供給する工程を備える
請求項33に記載の方法。 - 女性用衛生製品において用いられる複合物であって、
94重量パーセント以上かつ97重量パーセント以下の範囲に入る量の低密度ポリエチレンと、
4重量パーセント以下の量の着色料と、
2重量パーセント以下の量のオレアミドと
を備え、
前記女性用衛生製品は、微細発泡射出成形の処理過程を用いて製造される
複合物。
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