JPH06505678A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 射出成形装置と方法 発明の背景 本発明は熱可塑性プラスチックの射出成形全般に関し、より具体的には、各種工 業で有用な、大型パーツの発泡射出成形用の発泡射出成形装置と方法に関する。

射出成形法は、種々な形状、寸法、および物性の成形プラスチックパーツを生産 する上で、現在考えられる最も生産性か高く適用範囲の広い方法の一つである。

不幸にして、大略２５ポンドを越えるパーツを生産する場合には、プロセスの効 率を低下させる諸問題か生じる。大型の構造パーツを生産する際の包括的な効率 を改善することは、本発明の目的の一つである。

射出成形機には、１オンスの射出能力のものから、８００オンスのショットが可 能な非常に大型のユニットまである。成形機のプロセスの全体は、通常、成形機 と余分の型の他に、材料の顆粒化装置や投入装置、およびパーツ取りたし装置等 の補助的な必須装置が含まれる。

典型的な射出成形機は、二つの基本的な部分からなる。

即ち、（１）冷えた固形のプラスチック原料を溶かすことによって粘稠な液体と し、次にそれをチューブ状の”ランナーシステム”を介して極めて高い圧力（通 常１５．０００から２０．０００ｐｓｉ）で型内に圧送する射出ユニット、およ び（２）型の固定タイプの半分と可動タイプの半分とを支持するクランプユニッ トである。

クランプは、前回鋳込んだパーツを取り除くために型を開き、次に閉じて、次回 のパーツを射出して固化させる間は型をクランプで締め付けておく。

今日優勢を占める射出システムは、スクリュータイプである。本発明は、このタ イプの射出システムの運転効率を改善するための方法と装置を得ることにある。

クランプ機構を操作する上で最も広範に使われている方法としては、（１）トグ ルタイプ、（２）直線型油圧タイプ、および（３）ハイドロメカニカルタイプが ある。

クランプ力は、溶けたプラスチックを高圧で射出される間、型が開こうとする傾 向を抑さえるのに必要である。

トグルタイプは、小さな油圧シリンダーの力を何倍かに増加させるトグルリンク 機構の運動を利用している。このシステムは、クランプ圧力が５０から５００ト ンの機械に最も採用されている。直線型油圧クランプ機構は、型を開は閉めし締 め付は圧を掛けるために大型のフルストロークの油圧シリンダーを採用している 。このシステムはあらゆるサイズの機械に見られるが、２００トン以上から現状 の最大機の範囲において最もポピユラーである。ハイドロメカニカルタイプのク ランプ機構は、型を開は閉めする小型のシリンダーと締め付は圧をいっばいに加 える、より大径でショートストロークの一つかそれ以上のシリンダーを利用して いる。このタイプのクランプ機構は、主にクランプ圧力が１００（ｌン以上の機 械で使われて来た。

十分な屯数のクランプを掛けるための方法は、機械の中心に大きなシリンダーを 一つ置いたものから、機械のタイロッドに働く４つの小さなシリンダーを使った ものがある。

したかって、クランプを締めた状態で維持するためのクランプ力を減少させる射 出成形法に改良することが出来たら極めて有益である。クランプ圧力が高ければ 、型自身にもそれだけ高い強度が必要になり、結果的に型が非常に大型なものに なる。以下で論する通り、型が大きければ必ずそれだけ型からの熱放散が大きく なる。

射出成形機は、一般に５つのパラメータで寸法分類される＝　（１）型を保持す るテーブルの寸法、（２）テーブルのストローク長、（３）型を閉じた状態で維 持するクランプ力、（４）射出容量（射出可能な溶融プラスチックの最大量（シ ョットサイズ））、および（５）可塑性付与速度（プラスチックか溶解される速 度）。一旦、パーツの寸法とキャビティ数が決められたら、型のレイアウトかで き上がり、射出成形機の物理的寸法とストロークが決定される。他のパラメータ については、材料、プロセスについての知識、および、その機械で実施される試 験によって得られる数多くの判断を必要とする。

通常の成形サイクルでは、プラスチック材料が調整され、溶解されると、蓄積さ れた後に型内に射出される、または、いきなり型のキャビティに射出され、冷却 され、そして型から外される。以上のサイクルは、射出の終端でエネルギーが注 入される大型の熱交換システムとみなすことができ；材料が移された型でエネル ギーは除去される（冷却）。射出終端における不必要な熱付加は必要な冷却時間 を増やす結果を呼び、これは生産されるパーツか大型であれば顕著となる。

壁部が非常に薄い場合を除いて、一般に冷却時間はサイクルのトータル時間のな かで最大の部分を占める。直接的に必要となる時間要素を要約すれば：　（１） 型の閉鎖とクランプによる締め付け；　（２）溶解されたプラスチックの射出： 　（３）パーツの冷却；および（４）パーツ取り外しのための、クランプの解除 と型の開放。

多くの熱可塑性プラスチックと熱硬化性樹脂が射出成形可能である。プロセスは 迅速で、再現性の高いパーツか得られる。しかし、満足の行く製品を得るために は、樹脂の性状と射出成形プロセスの性格か極めて重要である。普通は、温度の 関数としての”溶融物”　（溶融されたプラスチック）粘度はポリマーの最も重 要な性状である。殆どのポリマー溶融物では、粘度はまた剪断速度にも依存する 。これは理解しておくべき重要な性状である。

なぜならば、断面積が狭ければ、それによって剪断力が大きくなる可能性があり 、したがって得られる粘度か異なってくるという現象が型のキャビティ内で起こ るからである。

射出成形された物品は、溶融物の流れと垂直な方向と比較すると、流れと平行な 方向においてより優れた性状を有するのか普通である（異方性）。これは、分子 鎖の配列の優先度に起因するものである。異方性の程度は、溶融物の温度が低下 するほど高まる。また、入口付近の溶融物温度は流速に影響を与え、温度が高け れば鋳込まれた材料の異方性は増大するのか普通である。このように、高温、か つ、低圧力で操業することが有利である。

しかし既に論じた通り、温度が高いと冷却時間が実質的に長くなるので、サイク ル時間の増大が著しい。

非常に大型で、構造的に健全で、しかし軽量のパーツは、今日の多くの製造メー カーにとって関心の的である。

工業分野によっては、例えば自動車工業では反応射出成形、即ちＲＩＭを採用し ている。ＲＩＭは適当な機械的な装置と、適切に組合わされた化学的なシステム からなる完結された成形システムを使用しており、大型パーツの迅速で経済的な 生産を実現する。この技術では、非常に正確に体積を制御することの可能なポン プが使われている。高圧によって材料に充分なエネルギーを付加するので、ショ ット間に溶剤やエアーフラッシュが不要で型に直付は可能な衝撃式混合ヘッド構 造内での完全混合が可能となる。この機械は、高い処理速度を有し、２５から３ ０ボンド以上のエラストマー状の材料を必要とするが、極めて短時間の内に大き な型キャビティーを充填可能である。

以上に紹介した努力は非常に特筆すべきものであるが、地下貯蔵タンクや他の大 型で、構造的に信頼できる製品等の構造物を生産するには、さらに大型のパーツ の生産か必要になる。ＲＩＭ射出成形では、処理装置は実際、型ユニット内で起 こる複雑な化学反応を使っているため、結果的に、必要な再現性を得るために温 度と材料の流れを充分に制御する必要かある。もう一つの欠点は、温度制御か、 内容物の反応性だけでなく、それらのボンピングや混合性にも影響を与える点で ある。さらに、ＲＩＭは靭性や強度が高く大形（約３０ボンド以上）のパーツを 生産するには適していない。このように、ＲＩＭ以外の技術がめられている。

熱可塑性プラスチック材料を射出成形する場合は、最終製品の”ブローファクタ ー”を制御するために、ポリマー溶融物内にガスを射出することがメーカーによ って試みられてきた。ここで言う”ブローファクター”とは、最終的なポリマー 製品中で空いたスペースの占めるパーセンテージを意味する。例えば、固形樹脂 １ボンドが与えられたとすれば、２５％のブローファクターとは、０゜７５ポン ドの樹脂か与えられた体積中に充填されているだけということを意味する。メー カーによって、最終製品内のブローファクターを制御する臨界ファクターとして のポリマー溶融物の圧力と温度、および射出ガス量が調査されている。表面のス キンが硬化し、溶融した材料が中心に閉じ込められるような厚肉パーツには、冷 却をゆっくり行うことか必要である。もし、パーツが型から外される時点（”エ ジェクション”）でスキンが充分厚くなければ、パーツは大きく縮み、歪んで、 内部に大きな空洞をもったまま硬化するだろう。冷却が急速過ぎれは、鋳込みに よるストレスの閉じ込めと鋳込まれたパーツの歪みか大きくなる。このように従 来法による大型パーツの射出成形では冷却速度を正確に決定し、制御しなければ ならない。非常に大型の、例えば３０ポンド以上のパーツでは、プラスチックが 型の末端に達する際にプラスチックの冷却が生じる。この冷却に比例して粘度か 増大するので、製品を完全に成形するためにより大きな射出力が必要になる。こ の冷却効果を克服するために、射出するガスの量を制御する試みがメーカーによ って試みられてきたが、これらの方法は満足の行くものではなかった。しばしば 、最終製品に厚いスキンが生じ、そこから内部の空洞域へ唐突に移り変わってい た。換言すれば、最終的なブローファクターが型の空洞部に占めるパーセンテー ジとして正確に必要な通りの値であっても、実際の製品は、上で述べたように大 きく縮み、歪み、あるいは内部に大きな空洞を有したまま硬化する。

以上の方法の欠点を克服する改良された発泡射出成形の方法と装置を開発するこ とは有利であろう。特に、発泡射出成形のプロセスにおいて塑性付与する押し出 し装置を連続的に使うことによってより効果的に動かすことは有利であろう。さ らに、もし、型や型のゲートアセンブリを効果的な設計にして鋳込みサイクル時 間が短縮され、機械自身のサイクル時間を支配するパーツ冷却時間が短縮できれ ば、有利であろう。

発明の要約 従来の方法と装置に必要であった長い冷却時間を削減することによって、製品を 型から外さねばならないタイミングより先に型を射出鋳込みステーションから外 すことができるために、型からポリマー発泡物を損失することの無い、プロセス と装置か見い出され、サイクル時間か著しく短縮された。さらに、以下で説明す る方法とアキュムレータを使って塑性付与押出し装置を連続的に運転することか でき、また効率を考慮した型のゲートアセンブリーとポリマー発泡装置によって 最終製品のブローファクターが正確に制御できる。このプロセスでは、ポリマー 溶融物か高温に、したがって低粘度に保たれているので従来型のプレスを必要と しないが、必要ならば従来型のプレスを使用しても良い。この装置と方法は、単 一タイプの再生可能な熱可塑性プラスチック、または、二つか、それ以上の熱可 塑性プラスチックを含む、多くの種類の熱可塑性原材料に適している。

本発明の発泡射出成形プロセスは、固形ポリマーを塑性付与してポリマー溶融物 にするステップ、および、そのポリマー溶融物を、伸縮可能な入口とその入口に 取付けられた実質的に窪んだピストンとを有するアキュムレータ内に蓄積するス テップからなる。この新規なアキュムレータは、塑性付与押出し板が連続的に、 即ち、より効率的に運転されるように溶融物を貯蔵している、なぜなら機械内に 型か無い間は押出し装置は閉鎖される必要はないからである。さらに重要な点は 、アキュムレータに最初に入ってきたポリマー溶融物は、アキュムレータから最 初に出ていくので、ポリマー溶融物の変質や無駄か大いに減少する点である。こ のプロセスにはさらにポリマー溶融物を混合域に圧送するステップと、ポリマー 溶融物を混合域内でバブル状のガスと結合させるステップが含まれる。このバブ ルは、所定の寸法を有した溶融ポリマー発泡物を形成している。ポリマー発泡物 は、その後剪断部または剪断域を進み、そこでポリマー発泡物的に射出されたガ スの泡寸法を低下させたり維持させたりする。そしてポリマー発泡物は、オペレ ータの手によって型温度、射出圧力、およびポリマー発泡物中の射出気泡の寸法 を同時に調節された型内に射出されるため、最終のポリマー発泡物製品のブロー ファクターを従来法では不可能なレベルで制御する。

射出成形法においてポリマー溶融物内に使われるガスは一般にポリマー溶融物に 対して不活性であるが、ポリマー溶融物と何らかの形で反応するガスや混合ガス が使われる場合がある。これらは不利な結果をもたらす場合がある。例えば、酸 素は殆どのポリマー、特に二重結合、エーテル結合、あるいは第三炭素を有する ポリマーを酸化によって変質させる。もし酸化防止が不可欠で無ければ、通常の 工場内エアかガスとして使用できる。適用例によっては、窒素のような布中で入 手可能でスペックの判明している封入ガスが好ましい。ガスには少量の水分が含 まれていても良いが、ポリマーがウレタンや脂肪族エステル類のような加水分解 可能なリンクを有していれば、水分を減らすための注意が必要である。好適なガ スは水分か少なく、実質的に乾燥していると判断されるものである。

上述したように、本プロセスの一つの利点は、新規なアキュムレータ装置の動作 によって、塑性付与のための押出し装置を連続的に運転させる点にある。他の利 点は、型自身か従来のこの種装置で推奨されていたよりも高い温度に保たれてい る点である。従来から知られている方法と装置では、型を長時間冷却せずに済む ことによって鋳込みサイクルを減少させるため、射出温度をポリマーの溶融温度 より上の、出来るだけ低い温度にしである。

実際に本発明では、使用する型の壁厚を減らし、使用する射出圧力を低減させ、 使用温度を上昇させ、新規のゲートアセンブリを使い、”先入れ先出し”アキュ ムレータを使い、以下で論じている気泡ポンプを使うことによって鋳込みサイク ル時間を短縮している。

他の利点は、気泡ポンプを使うことによってブローファクターが非常に正確に制 御できる点である。ガスはギヤポンプの出口に正確に射出され、これによってガ スを高剪断領域にてポリマー溶融物中に注入する。これによって泡を均一に分散 させ、ガスチューブ中のガスの脈動を起こさせ、そこでガスはギヤポンプのブレ ードがガスの注入される位置を通過する毎に交互に圧縮と膨張を受ける。そこで ポリマー発泡物は、ポリマー溶融物中の泡の寸法を縮められながら剪断域を通過 する。そして発泡した溶融物は、何時でもポリマー発泡物が加温された型に達す れば池内の圧力によって膨張する状態にある。したがって、最大規模のパーツの 型のキャビティーの最末端部でも型内で膨張する気泡が到達する。型の壁に最も 接近したポリマー発泡物中の泡は実際に合体しており、膨張した発泡物で圧縮さ れ破壊されてスキン領域を形成するので、このスキン領域の厚みは制御可能であ る。残った発泡物は鋳込まれたパーツの壁の中心に向かって、次第により大きな 泡の領域を形成する。この泡寸法の漸進的な変化は、従来法の目標の一つ（たっ たが果たされなかった。これは、本文中に記載された装置と方法によって極めて 正確に実現される。最終製品のブローファクターは主に泡ポンプの出力を調節す ることによって、約１％から約８０％の範囲、好ましくは約２０％から約６０％ の範囲で制御可能である。

ブローファクターの制御方法は、さらに、固形プラスチックを溶融して所定温度 のポリマー溶融物を形成するステップ；所定の制御された量のポリマー溶融物を 発泡領域に流動させるステップ；所定体積の気泡を発泡領域でポリマー溶融物と 結合させて所定のブローファクターを持ったポリマー発泡物を形成するステップ ；および、ポリマー発泡物を複数の交互に並んだ、複数の孔を備えた押出し板と 回転ブレードを有する剪断領域を通過させるステップ；という形にも記載可能で ある。押出し板は各板が同じ寸法の孔を有していても良いし、あるいは、好適実 施例としては各連なった押出し板が次第に小径の孔を有する。ブローファクター を制御する方法は、さらに、ポリマー発泡物を型内に射出するステップ；型内の 発泡物を膨張させて、実質的に泡の無いスキン領域と鋳込まれた製品の中心に向 かって気泡の体積が増大する領域とを形成するステップ；および、最終的な射出 成形製品を形成するために冷却するステップからなる。

成る実施例では、サイクル時間を減らしブローファクターを制御する方法として 、アキュムレータから溶融プラスチックを受け取る入口および体積と圧力を正確 に制御可能な出口とを備えたギヤポンプを利用している。ギヤポンプの出口には 、気泡をポリマー溶融物中に注入してポリマー発泡物を形成するための導管が取 付けられている。ポリマー溶融物発泡装置は、さらに、気泡を形成するための複 数のシリンダーを備えた気泡ポンプからなる。シリンダーはカムで駆動されるピ ストンを有する。

気泡ポンプの各シリンダーは、各シリンダーから気泡を放出するためのリードバ ルブを備えている。気泡は、導発泡物射出の装置と方法の他の特徴は、ゲートバ ルブ駆動チューブ；ゲートバルブ駆動チューブと軸芯を共にするゲートバルブ用 ノーズ保持ロッド；および、保持ロッドに取り外し可能に取付けられた、内面に 複数の歯を有する窪んたゲートノーズからなる型ゲートアセンブリにある。この 装置によって、ポリマー発泡物は型内で膨張することが可能となり、これによっ てポリマー溶融物か型キャビティの最末端に到達できる。一方、その間にポリマ ー発泡物が、実際に膨張して射出ゲートを通って型キャビティから出ていくこと は防がれる。ゲートバルブ駆動チューブと保持ロッドは好ましくは個々に駆動さ れ、保持ロッドは駆動チューブ内で軸芯方向に動くのが好ましい。ゲートノーズ の内面と外面は概して筒状で歯を有し、内面の歯はボールベアリングを受けるの に適しており、外面は型自身の突起を受けるのに適している。

ボールベアリングはゲートノーズの歯および保持ロッドと合っており、上記した ように、ゲートノーズを除去するのに有利になっている。除去可能なゲートノー ズの構造のために、製品を型から外さねばならない時点に先んじて、型とノーズ を鋳込みステーションから除去でき、ポリマー発泡物の損失かなく、サイクル時 間か実質的に減らされる点は、本発明の重要な特徴の一つである。

発泡射出成形プロセスの他の特徴は、シリンダー；および、伸縮式の入口セクシ ョン；密封シリンダー内部にある実質的に窪んだピストンからなるアキュムレー タにある。アキュムレータピストンの外面は密封シリンダーの内面形状と合って おり、ピストンは調節可能な孔を含んだヘッドを備えている。この孔の調節は、 やはり上記孔と類似の孔を有したピストンヘッド中の固定板に隣接して設けられ て開口を有する、一つかそれ以上の回転可能な調節板を使うことによって行われ る。したがって、開口の断面積が調節されるので、アキュムレータから排出され るポリマー溶融物の量が変更可能となる。これは本質的には、塑性付与押出し装 置を交互のｏｆｆ１０ｎモードではなく、連続的に運転させることを可能にする ために、装置全体の効率的な運転を許すゲートの機構に依存している。

この発明性のある射出成形の装置と方法の他の特徴は、以下の説明とも合わせて 、図面を参考に記載されるだろう。

図面の簡単な説明 図１は本発明に基づく発泡射出成形プロセスの概念図である； 図２は本発明に基づくアキュムレータの正面断面図である。

図３は図２に示したアキュムレータの、ピストンヘッド内に位置する調節可能な 板の孔を示す断面図である；図４は発泡領域と剪断領域の一部断面図で、ギヤポ ンプ、混合領域、剪断領域、押出し板、および回転ブレードを示す； 図５はポリマー発泡射出成形のポリマー発泡および剪断領域の一部断面斜視図で ある； 図６は泡ポンプの断面図である： 図７は図６の泡ポンプの一つのシリンダーの断面図で、個々の泡またはガスの脈 動を形成するリードバルブを示す； 図８は本発明に基づくゲートアセンブリの詳細断面図である： 図９−１２は、図８のゲートアセンブリの種々な動作位置を示し、ノーズピース か除去可能であることが判る；および 図１３は移行ブロックの部分分解斜視図であり、剪断領域、移行ブロック、およ びゲート延長チューブ、それと対応するゲートアセンブリが一つの実施例中でど のように構成されているかを示す。

好適実施例の説明 図１は、発泡射出成形プロセスの運転中のアセンブルした状態を、概念図ではあ るか示している。類似の図中の類似の特徴は同一の番号を与えである。即ち、図 １は、出口４を備えたアキュムレータ３に所定温度でポリマー溶融物を送る塑性 付与押し出し装置２を有する、発泡射出成形プロセスｌを示している。図１には さらに、発泡領域５、発泡領域５から供給を受ける剪断領域７、および型ゲート アセンブリ９か示されている。プロセスを完成させるのは型自身１１であり、こ れは本発明においてはいがなる寸法、形状でも良いことは了承されるであろう。

しかし、本発明の装置と方法は、２５ボンドまたはそれ以上の重量の製品の発泡 射出成形に非常に適合する二重量の上限は、概して顧客の要求次第である。同業 者であれば、この装置を使って射出成形できるパーツに重量の下限は本質的に無 いことが判るだろう。型１１から出される完成製品の寸法は、極端に大型のプラ スチックパーツをハンドリングできるかという実施的な面と顧客の需要からしか 制限を受けない。

図１についてさらに詳しく記載すれば、これは、ダイス１３を通してポリマー溶 融物を押し出す押出し装置２（ポリマー溶融物はアキュムレータ入口バイブ１５ を通過する）、アキュムレータ３、およびアキュムレータ出口４を備えている。

さらに図１には、ギヤポンプ１９に直接導かれているアキュムレータ出口バイブ １７か示されている。（他の好適実施例ではアキュムレータ出口１７は、顕著に 縮められているか、全く抹消されている。）ギヤポンプは矢印か示す方向に回転 する二つのギヤを有する。気泡ポンプ２１は、そこからギヤポンプ１９の出口ま で導かれている複数のガス導管２３を有している。

ポリマー溶融物は、このようにギヤポンプ１９を通過し、発泡領域５て気泡を取 り込み、そして剪断領域７を通過する。剪断領域７は、孔６７を有する押出し板 ２５（図５を参照）と回転ブレード２７を備える。

押出し板２５と回転ブレード２７間の間隔は、通常は略一定であるが、変更でき る。ある好適な実施例では、押出し板２５と回転ブレード２７間の間隔は非常に 小さく、約５ｍｍから約１０ｍｍのオーダーである。

押出し板２５中の孔６７の寸法と数は、決定的なものではなく、複数の押出し板 間においてのみでなく、各押出し板の中で異なっていても良い。孔６７は、約０ ．０３０インチ（０、８ｍｍ）から約０．１２５インチ（３、５ｍｍ）の範囲が 好ましい。孔６７の具体的な数は、もちろん押出し板２５と回転ブレード２７双 方の径に依存し、流体力学に明るい同業者の技術か示す範囲内であり、唯一の決 定的な面としては、ポリマーが装置内を流れる際に、過剰な圧力が掛からないよ うに充分な孔を備えておくべきという点である。

剪断領域の全体は加熱帯２９を介して加熱されるので、押し出し装置２から型ア センブリ１１まで通過する間、ポリマー溶融物の全体は所定温度に維持され、従 来知られている方法に見られる、溶融物が型のキャビティに流れる際に幾分か冷 たくなるのと対照的である。プロセス中に存在する、ポリマー溶融物と接触する 全ての構成部品は、オペレータによって決定される種々なプロセス条件に基づい て望まれる、実質的にはポリマー溶融物の温度に維持されている。ある好適実施 例では、ポリマー発泡物かポリプロピレンで調合されている場合、成形装置の温 度範囲は約２５０°Ｆから約５２５°Ｆで、もっと好ましくは約３７５°Ｆから 約４２５°Ｆである。

図２と３に言及すれば、図２は、本発明によるアキュムレータの正面断面図を示 す。一般例として３で表されたアキュムレータは、シリンダー１６、カップ状の ピストン３５、ピストンヘッド３５ａに設けられた調節孔３７、および孔３８ａ を備えカップ状ピストン３５内で回転可能な調節板３８を有する。ピストン３５ は、通常アキュムレータ３の内面と合う外面形状を有する。アキュムレータ３の 物理的形状と寸法は、成形機の要求によって変わって良いことは理解されるであ ろう。このアキュムレータの実施例は、塑性付与押出し装置２からポリマー溶融 物を受けるための伸縮式の入口セクション３９を有することで完結している。図 １−３かられかるように、アキュムレータ３上の、このタイプの伸縮式人口３９ は、たとえ型アセンブリ１１が長期間にわたって図１に示されたようにプロセス 上になくても、塑性付与押出し装置が連続的に、かつ”先入れ先出し”モードで 運転されるのを許す。これによって塑性付与押出し装置がより効率的に運転でき 、プラスチックの無駄を減らすことかできる。なぜならば、射出成形装置では断 続的な運転や先入れ先だしの流動パターンからの離脱は、電力の過剰消費やプラ スチックの変質を起こす良く知られた原因であるからである。

調節板３８は、孔３８ａが全体にあるいは部分的にピストンヘッド３５ａの孔３ ７に対して揃えられても良いし、全く揃わないても良い（図３は、判りやすさを 考えて、夫々の孔か全く揃っていないものを示す）。孔の揃い方は、型１１内へ の溶融物の流れが押出し装置２からの溶融物生産量より大きい場合は、圧力Ｐ１ が常に圧力Ｐ２（図２を参照）よりも大きく、これによってギヤポンプ１９かア キュムレータ３からのポリマー溶融物を受け入れる時に、ピストン３５か図２で 矢印が指す下向きに動くようにオペレータによって選択される。このようにして 一つの型が必要な量で充填されて鋳込みステーションへの流れかストップすると 、Ｐ２がＰｌより高くなりピストン３５は図２で示される二つの矢印の内の上向 きに動く。当業者ならば当然思い付くと思われるが、孔が一つの一枚板による設 計でも同じポリマーを使って連続生産か可能であり、これも本発明の範囲内にあ る。

図４は、混合領域と発泡領域の断面を示す。図４に示された実施例は、一般例と して５で示される発泡領域、および剪断領域７に導かれる拡張した発泡領域７を 含む。

剪断領域７は、回転ブレード２７を取付けるための剪断領域軸８を含む。剪断領 域軸８は押出し板２５を貫通しており、それらの上に支持されている。さらに詳 述すると、図４は、ガス導管用プレート１４およびこれを剪断面１２に保持する ための保持ボルト１４１を示す。気泡導管２３は導管用プレート１４を貫通する ように表現されており、気泡導管２３はギヤポンプ１９のギヤ１８の出口に末端 を有する。このように導管２３を通るガスの脈動または泡は、図４の３３で示さ れた最大剪断位置でポリマー溶融物中に射出される。これによって、ポリマー中 の高度に分断されたガスが確保され、拡張領域６を通過する際に圧力が幾分低下 してもポリマー溶融物はガスを保持し、内部に孔を備えた押出し板２５を通過し て、その後、好ましくは直ちに剪断板２７を通過する。このようにポリマー発泡 物は、一連の剪断運動を受けることによって気泡がさらに縮小され、型内におけ るガスの膨張を妨げる、ポリマー溶融物内の大きい泡やポケットへの合体が防止 される。

図４にはさらに、押出し板保持ボルト２６、スペースバー２８、および加熱帯２ ９が示されており、加熱帯２９はポリマー発泡物が剪断領域７を通過する際に温 度を維持する。ポリマー溶融物が型アセンブリーに接近する時の温度、剪断、圧 力、およびガス体積を正しく維持することで最終成形製品のブローファクターを 高度に制御することが可能になる点は、本発明の極めて重要な特徴である。本発 明のプロセスに従えば、最終製品のブローファクターは、成形温度、圧力、およ びポリマー発泡物中の気泡の寸法又は体積を調節することで制御可能である。

この制御のレベルは本文中で表現されてはいないが、冷却時に収縮したり歪んだ りしない大型の構造パーツを製造する際に、極めて有利である。例えば、最終的 な発泡射出成形製品の無泡領域の厚みは、ギヤポンプ１９を経ての射出圧力を高 めることと、圧送されるポリマー量を増やすことのいずれによっても制御可能で ある。あるいは、その代わりに、ブローファクターは成形温度を高めて無泡領域 を増大させることによっても制御できるかも知れない。温度を高めればガスが膨 張し、泡が型の壁面近くで破壊される。他の制御用の選択肢としては、ポリマー 発泡物を作る際の射出されるガス量を減らすことがある。これら４つのパラメー タ、成形温度、成形圧力、ポリマー発泡物中のガス量、およびガス泡の寸法は、 最終製品の物性を大きく支配する。

ブローファクターは、約１％から約８０％の範囲で制御可能であるのか好ましい 。さらに好ましくは、ブローファクターは約２０％から約６０％の範囲で制御可 能なのが良い。このように、もし使われる樹脂の比重が判っていたら、例えばポ リプロピレンならば約０．９４から約０．９９の範囲にあるが、そして、もし顧 客が特定の寸法に対して達成したいと考えている具体的な発泡射出成形製品の重 量か判れば、顧客の重量と寸法に正確に合うようにブローファクターを調節する ことができる。

しかし、重量と寸法が正確に制御可能であるのみでなく、成形されたパーツの構 造的な一体性もまた本発明のブローファクター制御によって制御できる。ギヤポ ンプと泡ポンプは、正の排除型の運動量伝達装置であるので結合されるポリマー 溶融物とガスの量は正確に制御可能であり、剪断領域によってポリマー溶融物中 のガス分散も制御可能であり、これによって高度に均一なポリマー発泡物か形成 される。これは、結果的に最終製品の無泡領域またはスキン領域厚みを大いに制 御することにつながる。無泡領域から比較的大きな泡の領域への漸進的な変化は 、固化した大型製品の収縮や歪みを防止するために重要である。一般にパーツが 大きいほど構造上の厚い外皮を必要とするか、大きなパーツはど収縮が大きいの で、本文中に記載されている方法と装置によって高度に制御、達成することが望 まれる。

ブローファクターを制御するための、さらに他に、ただし、多分もっと煩わしい 方法が考えられるが、それは、押出し板の孔寸法、回転ブレードの回転速度、お よび押出し板と回転ブレード間の個々の間隔がオンラインで、即ち発泡物を型に 射出しながら調節可能というものである。押出し板と回転ブレード間の間隔は、 不必要な摩擦かない範囲で可能な限り小さいのか好ましい。通常の間隔は約Ｏｍ ｍから約２０ｍｍが好ましく、より好ましくは約Ｏｍｍから約１５ｍｍである。

図５について言及すれば、混合領域５、剪断領域７、および気泡ポンプ２１の部 分断面斜視図が示されている。

ガス導管２３は、ガスポンプ２１の各シリンダー４３から導かれ、ギヤポンプ出 口３３の周囲にある個々の気泡入口の孔３１、即ちギヤポンプ１９のブレードに よって引き起こされる最大渦流、脈動、および摺曲地点で完結しているように示 されている。（判りやすさを考えて、全ての導管２３を示すのは避けた。図示さ れていない導管２３も、図１に示されているようにシリンダー４３の”バンク” から導かれているが、判りやすさを考えて図４と５には示されていない。）図５ に示されているように、剪断板２５はポリマー発泡物が通過する孔６７を備えて いる。図５に示された重要な特徴は、押出し板／回転ブレード間の間隔６９であ る（図５では本質的にＯになっている）。間隔６９は、約Ｏから約２０ｍｍのい かなる程度でも良いが、回転ブレードは押出し板２５に対して本質的に近接して いるのが好ましい。この実施例では、内部に気泡を含んだポリマー溶融物が溶融 物中の当初の気泡の寸法よりも幾分か小さな孔を備えた押出し板２５を通過する と、ポリマー発泡物は回転ブレード２７で促されることによって直ちに高剪断領 域を通過することが理解されるだろう。はとんどのポリマー溶融物は、剪断によ って粘性の上昇を示すだろうが、装置全体は加熱帯２９によって加熱され続ける ので粘度は制御されたレベルに保たれる。小さな気泡を有することの利点は、粘 性増大による欠点を補って余りある。通常は、泡は約０．０１ｃｃから約０．２ ０ｃｃの範囲、さらに好ましくは約０．０１ｃｃから約０．１Ｏｃｃの範囲の体 積を有する。

ポリマー溶融物中への注入プロセスに使われるガスは、ポリマー溶融物に対して 不活性のものでも反応するものでも良く、そして単一ガスでも良いし、複数のガ スの複合でも良い。ポリマー溶融物と何らかの形で反応するガスや混合ガスは、 不利な結果をもたらす場合がある。例えば、酸素は殆どのポリマー、特に二重結 合、エーテル結合、あるいは第三炭素を有するポリマーを酸化によって変質させ る。もし酸化防止が不可欠で無ければ、通常の工場内エアがガスとして使用でき る。適用例によっては、窒素のような車中で入手可能で知られたスペックと一致 する封入ガスが好ましい。ガスには少量の水分が含まれていても良いが、ポリマ ーがウレタンや脂肪族エステル類のような加水分解可能なリンクを有していれば 、水分を減らすための注意か必要である。好適なガスは水分か少なく、実質的に 乾燥したものと考えられている。

多くの場合、工場内エアはエアトウールを運転するのに一般的に使われる入手易 さという理由で、また封入ガスに比較して安価であるという理由で好適なガスで ある。

本発明の気泡ポンプは、図６の断面図中に一つの実施例を示しである。図４と５ に示された８本の気泡導管２３からなる気泡ポンプ２１からのガス出口が、４１ で示されている。泡ポンプ２１はシリンダー４３を有し、シリンダーはシリンダ ー腔４４とピストン４５を有する。ピストン４５は、カム４７がカム軸４８上で 回転する時にシリンダー腔内を往復する。各シリンダー４３は、図７で判るよう に、シリンダー排出板４９を有する。個々のピストン４５が個々の排出板４９に 向かって動く時に、ガスは圧縮されてシリンダー出口５５を通過し、導管２３を 通過し、混合領域に行く。図７によれば、シリンダー排出板は弾性フラップ５１ を有し各シリンダー内にリードバルブを形成する。カム４７が回転すると各ピス トンは、フラップ５１が当初のシールされた位置からガスを放出する伸びた位置 に動かされるまでの間、ガスを各シリンダー４３内で圧縮する。放出されたガス は連続的ではなく、むしろ脈動的または気泡形状である。フラップ５１の弾性の 制御レベルによってポリマー発泡物中に入っていく脈動の体積を正確に制御する ことが可能となる。

さらに、放射状の設計になっているため、異なった時間にギヤポンプ出口の異な った位置でガスが脈動としてポリマー溶融物中に入っていくようにも出来る。

そのような高いレベルの制御は、発明者の知るかぎり公知ではなく、また他の発 泡装置にも開示されていない。

気泡ポンプの排出圧は、約３００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉの範囲で良いが、 約３００ｐｓｉから約５００ｐｓｉの範囲か好ましい。さらに、泡は約０．０１ ｃｃから約０．２０ｃｃの範囲の体積を有するのが好ましく、さらに、約０．０ １ｃｃから約０．１Ｏｃｃの範囲がより好ましい。したがって、これらの要求に 合致すれば、いかなる構造用の材料でも本気泡ポンプ構造として有効である。例 えば、シリンダー用の材料としての選択は通常の炭素鋼で、一方リードバルブは 金属合金、銅、またはポリプロピレンまたは、ポリテトラフルオロエチレン等の 高強度フルオロポリマー等のプラスチックで良い。

図８を見ると、ゲートアセンブリは、ゲートノーズ７７の保持と排出を行う機構 を軸芯方向に包含したゲート延長チューブ７６を備えている。ゲートノーズ７７ はゲートノーズ軸７８に除去可能に取付けられており、ゲートノーズ軸はボルト ８１ａを介してゲートバルブ駆動チューブ８１に恒久的に取付けられている。ゲ ートバルブ駆動チューブ８１は、これに対応して、下記に示す機能を持つ拡張し た空洞部分を有するゲートヘッド８２を備える。ゲートヘッド拡張部８２ａは、 内部にゲートバルブノーズ保持ロッド８３を軸芯方向に、かつ移動可能に有する 。ガスケット８４が、ゲートバルブ駆動チューブ８１を下記に説明するゲートプ レート８０に対してシールするために取付けられている。図８に示したように、 ゲートノーズ７７は内面に内側溝８５を有し、ポールベアリング８７か動いてそ れらの溝の中に出入りするのを許す。

ボールベアリング８７は、さらにゲートノーズ軸７８内で、図９から図１２を参 考に説明される状態で移動可能である。他の種々なガスケットも類似の機能を持 っており、８８として集合的に示されている。型保持ビン９３は、ポリマー発泡 物通路１５１を有した型１５０をゲートプレート８０上に保持しており、ゲート プレート８０は、ボルト８６を介してゲート延長チューブフランジ７６ａに保持 されている。図８に示された、他の成形ステーションのパーツには、型のゲート ９５および型ゲートアダプタプレートとボルト締めのアセンブリ９７が含まれる 。

型が射出成形機から取り出された後は、揺動ボルトアセンブリ９９によって型ゲ ートアダプタプレートとボルト締めのアセンブリは型から遠くへ揺動可能となっ ている。

この実施例では、加熱帯２９はゲート延長チューブ７６の周囲全体を覆っている 。

図９から図１２では、型ゲートアセンブリの動作が説明されている。動作は、本 プロセスで使われる各型毎に繰り返し可能な４つのステップて説明される。ゲー トノーズ７７は、本プロセスで使用される型ゲートアダプタプレート９７のいず れにも合うように設計されているため、型の寸法が異なっても異なった寸法のゲ ートノーズ７７にする必要はない。（判りやすくする目的で図９にしか詳細な参 照番号は加えられていないが、図１０−１２中の同じパーツにも同じ番号が使用 されるべきである点を了承されたい。）図９では、ゲートバルブノーズ保持ロッ ド８３はゲートバルブ駆動チューブ８１内で同軸状に垂直向きの軸芯方向に動く ことに注目、即ち、ゲートノーズ保持ロッド８３内の径方向の拡張部８３ａはゲ ートバルブ駆動チューブ８１のノツチ８１ｂに接当している。この第１位置では 、ボールベアリング８７の少なくとも一部がゲートノーズ７７の内部溝８５の内 面内部に留まっているような位置まで動いていることに注目。

（ゲートノーズ外部溝−７８は中をボールベアリング８７か動ける貫通孔を有す ることに注目、ただし貫通孔には明白性を考えて番号が付けられていない。）図 １０に示されるように、ゲートバルブ駆動チューブ８１とゲートバルブノーズ保 持ロッド８３が軸芯方向に同時に動いてポリマー発泡物の図９に示された矢印方 向の流れを止めると、ゲートノーズ７７の外面上のゲートノーズ外部溝８５ａが 型保持ビン９３上の型保持ビン突起９４と係合する。図９は、ポリマー発泡物が 型内に流れている時の型ゲートアセンブリの位置を示し、一方、図１０は、ポリ マー発泡物が型を既に部分的に充填して、型内へのポリマー発泡物の流れを封止 ガスケット８４と８８を使って終了させるのが望まれる時点でのゲートアセンブ リの位置を示す。この段階は、通常は型のキャビティが完全充填の約６０％から 約９５％、より好ましくは約７５％から約９０％達成されている時点で起こる。

気泡内のガス圧のために発泡物は膨張し型のキャビティの残余を満たす（”フリ ーライズ）。フリーライズはオペレータによって正確に調節可能であるため、同 じ装置を使って種々なスキン厚みやブローファクターが得られる。図１０に示さ れるように、ゲートバルブノーズ保持ロッド８３はゲートバルブ駆動チューブ８ １内で軸芯方向の位置を変わっていない。

図１１と１２を見ると、ここではゲートバルブノーズ保持ロッド８３が図１１に 示された矢印方向に動かされている。この動きによってゲートバルブノーズ保持 ロッドの径方向の窪み８３ｂ（図９）は、ボールベアリング８７を部分的に受け 入れる位置まで動かされる。既に述べた通り、ボールベアリング８７はゲートノ ーズアーバー７８中の孔８５を通過して動く。図１１と１２の位置では、ボール ベアリング８７はその径の一部もゲートノーズ内部溝８５の内部に置いておらず 、そして同時に、ゲートノーズ７７の外側にあるゲートノーズ外部溝８５ａか型 保持ビンの突起９４によって係合される（図９）。

図１１から図１２への進行に当たっては、型ゲートアセンブリ９５と型１５０（ 図示されず）は、型がポリマー溶融物を容積に対して所定のパーセントだけ満た した状態のまま、機械から外される準備が整っている。型ゲートアセンブリ９５ は、図１２に矢印で示された方向に動かされる。ゲートノーズ保持ロッドの径方 向の拡張部８３ａはゲートバルブ駆動チューブのノツチ８１ｂ（図９）から離れ る向きに動かされる。このようにして、型ゲートアセンブリ９５と型１５０が射 出成形機から正しく除去された時、ゲートノーズ７７は型のゲート９５とともに 残る。このシーケンスの最終ステップとして新たなゲート７７（図示せず）がゲ ートノーズアーバー７８上に挿入され、新たな異なった型アセンブリが機械に取 付けられ、ポリマー溶融物が新しい型に流れ込めるように、ゲートバルブ駆動チ ューブ８１とゲートバルブノーズ保持ロッド８３が、図９に示された矢印と反対 方向に動く。

混合／剪断領域とゲート延長チューブ７６間の接続の厳密な形状は決定的なもの ではないが、ゲート延長チューブ７６は通常剪断領域軸８に対して略９０°に突 出している。ゲート延長チューブ７６とゲートバルブ駆動チューブ８１などは、 通常は混合／剪断領域の面に対して平行な面に置かれていて、これは単にゲート バルブ駆動チューブ８１、ゲートバルブノーズ保持ロッド８３、および剪断領域 ８の駆動手段がアクセス可能であることを考えた配置である。型ゲートアセンブ リと剪断領域の駆動機構は、公知技術中に良く知られており通常は購入物品であ る。例えば剪断領域軸は、普通の電動機、ギヤボックス、および駆動ベルトアセ ンブリによって駆動可能である。この配列によって剪断領域軸８の回転速度が、 したがって回転ブレードの回転速度も制御可能となる。

さらに、ゲートバルブ駆動チューブ８１とゲートバルブノーズ保持ロッド８３は 共通の軸芯上で動く油圧ピストンでも駆動されるが、これら油圧機構は通常は購 入物品でおる。ゲート延長チューブ、ゲートバルブ駆動チューブ、ゲートノーズ 延長ロッド等、構造パーツの材料は公知技術で良く知られており、通常は炭素鋼 または３１６ステンレスのように、多（の種類のステンレス鋼の一つで良い。

剪断領域と型ゲートアセンブリとの通常の接続領域が、図１３で一般的な例とし て移行ブロック１００の形で示されている。図１３では、ポリマー溶融物は剪断 領域出口１０３を通過し、実質的に略窪んだ構造の移行ブロックを通過する。ポ リマー発泡物はその後、移行プロック出口１０５を通過してゲート延長チューブ ７６に入る。

ゲート延長チューブ７６は、フランジ７６ａとｂを有しているため移行ブロック １００と型ゲートアセンブリ９５に連結可能であ、る。ゲートバルブ駆動チュー ブ８１の径はゲート延長チューブ７６の径より小さく、ポリマー発泡物がゲート バルブ駆動チューブ８１の回りに流れ込むのを許す。図１３から判るように、移 行ブロック１００の配置は、それに従って剪断領域軸８とゲートバルブ駆動チュ ーブ８１の駆動手段およびゲートバルブノーズ保持ロッド８３を、操作やメンテ ナンスがやり易いように配置することを許すように決められている。（アセンブ リのための駆動装置は、図１３には示されていないが公知技術中て良く知られて いる。）図１３に示された実施例では、移行ブロック１００はアルミニウム製で あるが、他の炭素鋳鉄、鋼、またはステンレス鋼などの材料も適している。アル ミニウムは機械加工が簡単に出来る点、およびその固有の優れた熱的性質のため 温度変化に追随しやすいという理由で殆どの目的に適するという利点がある。

移行ブロックのフランジ１１１と出口１１３は、ゲート延長チューブ７６の内径 よりも小さいか等しい径を有しているので、ポリマー発泡物は移行ブロック１０ ０を通り、ゲート延長チューブ７６を通過する時に、ゲートバルブ駆動チューブ がその中で共通軸芯上を動くことが出来る。移行ブロックのフランジ１１１は、 ゲート延長チューブフランジおよび移行ブロック各々の孔１０７．１０９と合う ボルト孔１１２を有する。同業者にとっては、ボルトの配置はメーカーがプロセ ス中で採用したい圧力次第で、そしてポリマー発泡物の漏れを防止できる圧力に したがって、均等に間隔を置いても良いし、不均等に配置してもよい。さらに、 ゲートアセンブリ、即ちゲートバルブ駆動チューブ８１等と剪断領域軸８の間の 相対角度は、略９０°の他にも変えられることに注目されたい。

本文中で記載される射出成形装置の種々な構成パーツ用の構造材料は、一般的に 射出成形機に使われている材°料と類似している。同様に、気泡ポンプに使われ る材料も公知技術に見られるどのような圧縮装置に使われる材料で良い。アキュ ムレータ３、ピストン３５、伸縮式人口３９、およびアキュムレータ３の他の種 々なパーツは、発泡射出プロセスで採用される成形温度と成形圧力に耐えられる 材料ならば良い。ステンレスや高クロム鋼のような新種の合金が要求されるかも 知れないが、通常は、その価格のために炭素鋼が好まれる。繰り返すが、材料の 選択は具体的なプロセス如何に依存する。ただし、ポリプロピレンをポリマー発 泡物にして成形する際は、一般に材料は炭素鋼が選択される。多くの品目は布中 で入手可能である：ギャポンプ、ガスケット、ポールベアリング、電動機、ギヤ ボックス、および電動機のカップリング、ヒーターバンド、駆動ベルトとプーリ 、およびリードバルブがその例である。

以上の記述は、主に説明の目的で提供されたものである。構造やプロセスの種々 なエレメントをなす材料、構成、配置および形状をさらに改良、修正すること等 は、本発明の精神と範囲からはみ出ることなく導かれることは、同業者にとって は自明と考えられる。例えば、ブローファクターを制御し、ここに記載されたプ ロセスのサイクル時間を短縮するには、′開ループの人為的に制御するシステム よりは、むしろ自動化された”閉ループ”制御システムか使用可能であろう。適 した閉ループシステムには、ポリマー発泡物と型の温度、気泡含有量、およびポ リマー発泡物粘度等の入力情報を入れ、剪断領域の回転ブレードの回転速度や気 泡ポンプからの出力を調節する監視制御コンピュータが含まれる。制御機構の他 のバリエーションも構想することができ、これらも添付された請求範囲内にある と考えられる。

ＦＩＧ　６゜ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ　Ｂ。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成５年４月３０日

Claims (60)

【特許請求の範囲】
1. １．固化製品のブローファクターを正確に制御可能な発泡熱可塑性樹脂射出成形 方法であって、前記方法は、固形ポリマーをポリマー溶融物にまで塑性付与する こと； 伸縮可能な入口と前記入口に取付けられた内部ピストンを有するアキュムレータ に前記ポリマー溶融物を蓄積することであり、前記ピストンはヘッドを有してお り、前記ピストンヘッドは前記アキュムレータの内部にある前記ポリマー溶融物 と隣接している；前記ポリマー溶融物を混合領域に送ること；ポリマー発泡物を 形成させるために、前記混合領域で前記ポリマー溶融物を所定の寸法の気泡と結 合させること； 前記ポリマー発泡物内の気泡寸法を低下させて均一化されたポリマー発泡物を形 成するために、前記ポリマー発泡物を剪断すること； 前記均一になったポリマー発泡物をモールド内に射出すること； 型温度、圧力、および均一化されたポリマー発泡物内の気泡の寸法と体積を調整 することにより前記固化製品のブローファクターを制御すること；および前記均 一化されたポリマー発泡物を固化すること；からなる。
2. ２．前記塑性付与ステップが、複数の成形ショットを通じて連続的に実施される 請求項１の方法。
3. ３．前記ピストンが、常に前記ポリマー溶融物の上表面に隣接して位置すること を許すための一つ或いはそれ以上の所定寸法の孔を前記ピストンヘッドが有して いるため、前記アキュムレータに入ってくる最初のポリマーが前記アキュムレー タを最初に出ていくことが許される請求項１の方法。
4. ４．前記剪断が、複数の互い違いに並んだ押し出し板と回転ブレードからポリマ ーを押し出すことからなる請求項１の方法。
5. ５．前記制御が、前記最終的な発泡射出成形製品の無泡領域の厚さを増大、もし くは低減させることからなる請求項１の方法。
6. ６．前記制御が、前記無泡領域を増大させるために射出圧力と、押し出されるポ リマー溶融物の量を増大させることからなる請求項５の方法。
7. ７．前記制御が、前記無泡領域を増大させるために型温度を高めることからなる 請求項５の方法。
8. ８．前記制御が、前記ポリマー発泡物を形成するための射出された気体量を低減 させることからなる請求項５の方法。
9. ９．前記制御が、前記無泡領域を増大させるために、射出圧力の増大と前記ポリ マー溶融物内へ射出される気体量の低減を同時に行うことからなる請求項５の方 法。
10. １０．前記制御が、前記無泡領域を増大させるために、型温度と型圧力の増大を 同時に行うことからなる請求項５の方法。
11. １１．前記ブローファクタが、約１％から約８０％の範囲である請求項１の方法 。
12. １２．前記ブローファクタが、約２０％から約６０％の範囲である請求項１の方 法。
13. １３．複数の大型の構造プラスチックを発泡射出成形するのためのサイクルタイ ムを低減させる方法であって、前記方法は、 型を鋳込ステーシヨンと異なった位置で所定温度に熱すること； アキュムレータにポリマー溶融物を蓄積することであり、前記ポリマー溶融物は 上表面を有する；前記アキュムレータが、型の体積を部分的に溝たすのに充分な 体積のポリマー溶融物を有する時、前記型を前記鋳込ステーシヨンに脱着可能に 取付けること；所定の最終製品ブローファクターを提供するのに適したポリマー 発泡物を形成するために、前記ポリマー溶融物を所定寸法の気泡と結合させるこ と；泡状の気体を含んだポリマー発泡物を、前記溶融物が略前記所定温度に留ま っている間に、前記型内に射出すること； 前記射出ステップの後、前記ポリマー発泡物が略所定温度に留まっている間に、 前記型を前記鋳込ステーシヨンから直ちに取り外すこと； 前記プレス用のシヨット毎のサイクルタイムが実質的に減少させるために、前記 型を前記鋳込ステーシヨンから離れた位置で冷却すること； からなる。
14. １４．前記蓄積が、内部ピストンを有したアキュムレータ内にポリマー溶融物を 連続的に流し込むことからなり、前記ピストンは一つもしくはそれ以上の所定寸 法の孔を備えたヘッドを有している請求項１３の方法。
15. １５．前記アキュムレータに最初に入ったポリマー溶融物が最初に出ていくよう に、前記アキュムレータが、さらに前記内部ピストンに取付けられた伸縮可能な 入口を有し、前記ピストンが常に前記ポリマー溶融物の上表面に隣接して位置す ることを許す請求項１４の方法。
16. １６．前記射出は、前記ポリマーが前記型に入る前に、前記ポリマーを発泡領域 と剪断領域から押し出すことからなる請求項１３の方法。
17. １７．前記発泡領域が、入口と出口を備えたギヤポンプを含み、前記ポリマー内 に気体を射出して前記ポリマー発泡物が形成されるように、前記ギヤポンプの出 口にはガス導管が備えられている請求項１６の方法。
18. １８．前記剪断領域が、複数の所定距離だけ離隔して互い違いに並んだ押出し板 と回転ブレードを有し、前記押出し板は前記ポリマーフォームが通過する複数の 孔を有する請求項１６の方法。
19. １９．前記取り外しが、取り外し可能な型プラグを前記型の型入口に取付け、こ れによって前記型が成形ステーシヨンから取り外される時に前記発泡ポリマー溶 融物を型内に閉じ込めることからなる請求項１３の方法。
20. ２０．大型のポリマー発泡物射出成形製品内のブローファクターを制御する方法 であって、前記方法は、固形プラスチックに塑性付与し所定温度でポリマー溶融 物を作ること； 所定量の前記ポリマー溶融物を発泡領域に流し込むこと； 所定のブローファクターを備えたポリマー発泡物を作るために、前記発泡領域内 で、各泡が或る体積を有する所定量の気泡を前記ポリマー溶融物と結合させるこ と； 前記ポリマー発泡物に、複数の互い違いに並んだ複数の孔を備えた押し出し板と 回転ブレードを有する剪断領域内を流動させること； 前記ポリマー溶融物が前記発泡領域と剪断領域内を流れる時に前記ポリマーを略 前記所定温度に保持すること； 前記ポリマー発泡物を型内に射出すること；略無泡のスキン領域と前記気泡の体 積が前記鋳込み製品の中心に向かつて次第に増大する領域を作るために、前記発 泡物を型内で膨張させること；および前記発泡射出成形製品を作るために冷却す ること；からなる。
21. ２１．前記ブローファクターが、約１％から約８０％の範囲である請求項２０の 方法。
22. ２２．前記ブローファクターが、約２０％から約６０％の範囲である請求項２０ の方法。
23. ２３．前記押出し板の孔の寸法が、最初の押し出し板から最後の押し出し板に向 かつて減少する請求項２０の方法。
24. ２４．前記保持が、前記ポリマー発泡物が前記発泡および剪断領域を流れる時に 加熱することからなる請求項２０の方法。
25. ２５．前記所定量のポリマー溶融物の発泡領域内への流し込みが、アキュムレー タから溶融物を引き取るギヤポンプによる請求項２０の方法。
26. ２６．前記結合が、気泡を前記ポリマー溶融物内に流入させることからなる請求 項２０の方法。
27. ２７．前記押し出し板中の孔が、最初の押し出し板から最後の押し出し板まで略 同じ径である請求項２０の方法。
28. ２８．前記射出が、前記ポリマー発泡物を、前記型に取り外し可能に取付けられ たノーズピースを備えたゲートアセンブリ内を流動させることからなる請求項２ ０の方法。
29. ２９．前記ゲートアセンブリの前記ノーズピースは、内面と外面に歯を備えた実 質的に窪んだ部材である請求項２８の方法。
30. ３０．ポリマー溶融物発泡装置であって、この装置は、カムで駆動されるピスト ンを備えた、気泡を作るための複数のシリンダーを有する気泡ポンプ；入口と出 口を備えたポリマー溶融物用ギヤポンプ；および 前記シリンダーから前記ギヤポンプに通じ、前記ギヤポンプの出口の円周付近に ある個々の地点で終わるガス導管； からなる。
31. ３１．前記複数のシリンダーが、さらに各シリンダー内に設けられた排出板を有 していて、前記排出板は、往復する際に泡がシリンダーから出ていくことを許す 弾性フラップ手段を有する請求項３０のポリマー溶融物発泡装置。
32. ３２．前記泡ポンプが、排出圧力を調節可能である請求項３０のポリマー溶融物 発泡装置。
33. ３３．前記調節可能な排出圧力が、約３００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉの範囲 である請求項３０のポリマー溶融物発泡装置。
34. ３４．前記調節可能な排出圧力が、約３００ｐｓｉから約５００ｐｓｉの範囲で ある請求項３０のポリマー溶融物発泡装置。
35. ３５．前記泡が、約０．０１ｃｃから約０．３０ｃｃの範囲の体積を有する請求 項３０のポリマー溶融物発泡装置。
36. ３６．前記泡が、約０．０１ｃｃから約０．２０ｃｃの範囲の体積を有する請求 項３０のポリマー溶融物発泡装置。
37. ３７．複数の互い違いに並んだ押し出し板と回転プレードからなり、前記押し出 し板はポリマー発泡物が通過する孔を有する発泡ポリマー剪断装置。
38. ３８．前記各回転ブレードは対応する押し出し板から等間隔で離隔されており、 前記孔と前記押し出し板は最初の押し出し板から最後の押し出し板に向かつて減 少する請求項３７の装置。
39. ３９．前記押し出し板と回転ブレードの間の間隔が、約０ｍｍから約２０ｍｍま での範囲である請求項３８の装置。
40. ４０．前記間隔が、約０ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲である請求項３９の装置 。
41. ４１．内部のカムによって駆動されるピストンを備えた複数のシリンダーからな り、前記シリンダーが所定の体積を備えた不連続な気泡の脈動の形成を許す排出 手段を有する気体ポンプ。
42. ４２．前記排出手段が、往復することによって前記不連続な気泡体積を形成する 弾性フラップを備えたプレートからなる請求項４１の気体ポンプ。
43. ４３．排出圧力を調節可能である請求項４２の気体ポンプ。
44. ４４．前記調節可能な排出圧力が、約３００ｐｓｉから約１０００ｐｓｉの範囲 である請求項４３の気体ポンプ。
45. ４５．前記調節可能な排出圧力が、約３００ｐｓｉから約５００ｐｓｉの範囲で ある請求項４３の気体ポンプ。
46. ４６．前記不連続な気体の体積が、約０．０１ｃｃから約０．２０ｃｃの範囲で ある請求項４２の気体ポンプ。
47. ４７．前記不連続な気体の体積が、約０．０１ｃｃから約０．１０ｃｃの範囲で ある請求項４２の気体ポンプ。
48. ４８．発泡射出成形用のゲートノーズアセンブリであって、このアセンブリは、 ゲートバルブ駆動用チューブ； 前記ゲートバルブ駆動用チューブ内で軸芯をともにするゲートバルブノーズ保持 ロッド；および前記保持ロッドに取り外し可能に取付けられており、内面と外面 に複数の歯を有する実質的に窪んだゲートノーズ； からなる。
49. ４９．前記ゲートバルブ駆動チューブと前記保持ロッドとが個別に駆動される請 求項４８のアセンブリ。
50. ５０．前記保持ロッドが、前記駆動チューブ内で軸芯方向に動くのに適している 請求項４８のアセンブリ。
51. ５１．前記ゲートの内面と外面が実質的に筒状であり、前記歯がボールベアリン グを受けるのに適している請求項４８のアセンブリ。
52. ５２．前記ゲートノーズが、型内にジャストフィットする外面形状を有している 請求項４８のアセンブリ。
53. ５３．封入シリンダーと伸縮可能な入口部からなり、前記入口部は前記封入シリ ンダー内のピストンに連結されている、射出成形製品を生産するのに有利なアキ ュムレータ。
54. ５４．前記ピストンが、前記封入シリンダーの内面形状に合った外面を有する実 質的に窪んだカップからなり、前記ピストンはさらに一つもしくはそれ以上の孔 を備えたヘッドを有する請求項５３のアキュムレータ。
55. ５５．前記ピストンヘッドが、ピストンヘッドの内部にマウントされた回転可能 な調節板に前記孔を備えており、前記ピストンヘッドが常に前記アキュムレータ 内に入っているポリマー溶融物の上表面に隣接して位置するべく前記調節板が逆 圧の調節を許す請求項５４のアキュムレータ。
56. ５６．請求項１の方法によって生産される製品。
57. ５７．請求項１３の方法によって生産される製品。
58. ５８．請求項２０の方法によって生産される製品。
59. ５９．少なくとも５ｐｓｉの調節可能な排出圧力を有する請求項３０のポリマー 溶融物の発泡装置。
60. ６０．少なくとも５ｐｓｉの調節可能な排出圧力を有する請求項４３のポリマー 溶融物の発泡装置。