WO2022118662A1

WO2022118662A1 - ガス供給装置、射出成形機および発泡成形方法

Info

Publication number: WO2022118662A1
Application number: PCT/JP2021/042339
Authority: WO
Inventors: 章弘内藤; 拓也油布
Original assignee: 株式会社日本製鋼所
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-06-09
Also published as: US20240017452A1; TW202235247A; DE112021006310T5; CN116472157A; KR20230117727A; JP2022089258A

Abstract

射出成形機（１）の射出装置（２）は、ガス注入口（３０）が設けられている加熱シリンダ（１８）と、スクリュ（１９）とからなり、ガス供給装置（５）をガス注入口（３０）に接続する。ガス供給装置（５）はガス供給源（３３）と、ガス圧力調整部（３４）とから構成する。ガス圧力調整部（３４）は、ガス供給源（３３）からのガスをガス注入口（３０）に注入するときにガス圧力を調整して供給する。具体的には、成形サイクルにおいてガス圧力を変えるようにし、計量工程（６１）において高圧にする。つまり、ガス圧力を昇圧する昇圧期間（７１）を少なくともその一部が計量工程（６１）と重複するようにする。

Description

ガス供給装置、射出成形機および発泡成形方法

　本発明は、射出材料に二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気あるいはメタンやブタンなどの炭化水素等のガスを注入して発泡成形品を成形する射出成形機において、ガスを供給するガス供給装置、ガス供給装置を備えた射出成形機、および発泡成形方法に関するものである。

　物理発泡剤つまり高圧のガスを利用して発泡成形品を得る発泡成形方法は、ガス供給装置を備えた射出成形機によって実施する。射出成形機は、例えば特許文献１に記載されているように、加熱シリンダとスクリュとから構成されている。加熱シリンダ内はスクリュの形状に応じて複数の区間に区分されている。すなわち、加熱シリンダは、上流から下流に向かって、第１の圧縮区間、飢餓区間、第２の圧縮区間を備えている。加熱シリンダには飢餓区間に対応するようにガス注入口が設けられている。ガス供給装置は、このガス注入口に接続されている。

　樹脂は加熱シリンダ内をスクリュによって上流から下流に送られて溶融され、第１の圧縮区間で混錬される。ついで飢餓区間において樹脂の圧力が低下する。ガス供給装置から供給されるガスがガス注入口経由で飢餓区間に注入される。ガスが注入された樹脂は第２の圧縮区間で混錬・圧縮され、ガスが樹脂に溶解する。このような樹脂がスクリュの先端に送られ、計量される。スクリュを駆動して樹脂を金型に射出する。樹脂に溶解しているガスが金型内で発泡して発泡成形品が得られる。

日本国特開２０２０－１１０９９１号公報

　発泡成形方法を実施する場合、十分な量のガスを樹脂に溶解させることが好ましい。ガスが十分に溶解した樹脂を射出すると金型内で発生する気泡の数が増加し、気泡が緻密で微細な品質の高い発泡成形品が得られるからである。十分な量のガスを効率よく樹脂に溶解させるには、比較的高圧のガスをガス注入口から注入する必要がある。しかしながら、ガスを高圧で供給すると第１の圧縮区間における樹脂のシ-ルが破られてガスが加熱シリンダ内を上流側から漏れる逆流が発生し易くなる問題がある。

　本開示において、発泡成形において十分な量のガスを効率よく樹脂に溶解させ、ガスの逆流が発生しにくいガス供給装置、射出成形機および発泡成形方法を提供する。

　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

　本開示は、発泡成形用の射出成形機に設けるガス供給装置を対象とする。射出成形機の射出装置は、ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、スクリュとからなり、ガス供給装置はこのガス注入口に接続されている。ガス供給装置はガス供給源と、ガス圧力調整部とから構成する。ガス圧力調整部は、ガス供給源からのガスをガス注入口に注入するとき、ガス圧力を調整して供給するようにする。ガス圧力調整部は、成形サイクルにおいてガス圧力を変えるようにし、ガス圧力を昇圧する昇圧期間は少なくともその一部が計量工程と重複するようにする。

　本開示によると、ガス供給装置のガス圧力調整部によってガス圧力が変化するようになっており、ガス圧力が昇圧する昇圧期間が計量工程と重複するようになっている。したがって、計量工程で樹脂が上流から下流に送られているときに高圧のガスが樹脂に供給されるので効率よくガスが樹脂に溶解する。そしてこのときには樹脂が上流から下流に流れるので、ガスの逆流は発生しにくいという効果が得られる。

本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。本実施の第１の形態に係るガス供給装置を備えた射出装置の正面断面図である。本実施の第２の形態に係るガス供給装置を備えた射出装置の正面断面図である。本実施の第３の形態に係るガス供給装置を備えた射出装置の正面断面図である。本実施の第４の形態に係るガス供給装置を備えた射出装置の正面断面図である。従来のガス供給装置を備えた射出装置の正面断面図である。本実施の形態に係る発泡成形方法を実施したときの、ガス圧力、スクリュ回転数、スクリュ位置、ガス必要量のそれぞれの成形サイクル内における変化を示すグラフである。本実施の他の形態に係る発泡成形方法を実施したときの、ガス圧力、スクリュ回転数、スクリュ位置、ガス必要量のそれぞれの成形サイクル内における変化を示すグラフである。従来の発泡成形方法を実施したときの、ガス圧力、スクリュ回転数、スクリュ位置、ガス必要量のそれぞれの成形サイクル内における変化を示すグラフである。

　以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

　本実施の形態を説明する。
＜射出成形機＞
　本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、ベッドＢに設けられている型締装置２と射出装置３とガス供給装置５とから概略構成されている。ガス供給装置５は本実施の形態において特徴的な装置であり、後で詳しく説明する。

＜型締装置＞
　型締装置２は直圧式から構成することもでき、型開閉する機構についてその種類は限定されない。本実施の形態に係る型締装置２はトグル式からなる。すなわち、型締装置２は、固定盤７と、可動盤８と、型締ハウジング９と、型締ハウジング９と固定盤７とを連結しているタイバ-１０、１０、…と、トグル機構１１とから構成されている。型締装置２は、金型１３、１４が固定盤７と可動盤８とに設けられている。トグル機構１１を駆動すると金型１３、１４が型締めされるようになっている。

＜射出装置＞
　本実施の形態に係る射出装置３は物理発泡剤つまりガスを使用した発泡成形用の射出装置になっており、図１にはその外観が簡略的に、そして図２には断面図で示されている。射出装置３は加熱シリンダ１８と、この加熱シリンダ１８に入れられているスクリュ１９とから構成されている。スクリュ１９は、上流側から下流側に向かってフライトの溝深さが変化しており、加熱シリンダ１８内が複数の区間に区分されている。すなわち加熱シリンダ１８内は、上流側から、樹脂が供給され溶融する供給区間２２、溶融した樹脂が圧縮される第１の圧縮区間２３、溝深さが深く樹脂の圧力が低下する飢餓区間２４、そして第２の圧縮区間２５に区分されている。加熱シリンダ１８には上流にホッパ２７が、そして先端には射出ノズル２９が設けられ、飢餓区間２４に対応する位置には内部にガスを注入するガス注入口３０が設けられている。

　射出成形機１には図１に示されているようにコントローラ３１が設けられている。型締装置２、射出装置３、および後で詳しく説明する本実施の形態に係るガス供給装置５は、コントローラ３１に接続され、コントローラ３１によって制御されるようになっている。

＜従来のガス供給装置＞
　本実施の形態に係るガス供給装置５を説明する前に、従来のガス供給装置１０１について説明する。従来のガス供給装置１０１は、図６に示されているように、ガス供給源つまりガスボンベ１０２と、このガスボンベ１０２から供給される高圧のガスを低圧の２次圧力に減圧する減圧弁１０３と、２次圧力が供給される管路に必要に応じて設けられる逆止弁１０４と、同様に必要に応じて設けられる開閉弁１０６とから構成されている。２次圧力にされたガスがガス注入口３０から加熱シリンダ１８内に注入されるようになっている。

　従来のガス供給装置１０１によってガスを供給して発泡成形の成形サイクルを実施するときの様子が、図９のグラフに示されている。成形サイクルの計量工程１１０において、スクリュ回転数１１１は所定の回転数で回転し、樹脂が計量されてスクリュ位置１１２は計量工程１１０において実質的に直線状に後退する。計量工程１１０が完了するとスクリュ回転数１１１は０になり、スクリュ位置１１２は一定になる。

　ところで計量工程１１０において樹脂は上流から送られてきて飢餓区間２４においてガスが供給され、下流に送られる。計量工程では、上流から流れてきた樹脂にガスが徐々に溶解しながら下流側に送られる。このため、ガスは一時的に大量に消費されることになり、ガス圧力１１４は計量工程１１０において一時的に低下する。ガスボンベ１０２から供給されるガスは、減圧弁１０３で減圧されて一定圧力の２次圧力に制御されているはずである。しかしながら、一時的に大量に消費されたガスを補うようガスが高速で配管を流れることにより、圧力の損失が発生するので、それによってガス圧力１１４が一時的に低下することになる。樹脂が必要とするガス量がグラフ１１５に示されており、計量工程１１０において大量に必要としている。計量工程１１０において一時的に低下する圧力は、例えば０．２～０．３MPａとなり、その分だけ樹脂に溶融するガスの量が少なくなってしまう。大型の成形機ではガス消費量が多いため、ガス圧力の低下は、さらに大きくなる可能性もある。本実施の形態に係るガス供給装置５は、この現象を防止するように構成されている。

＜本実施の第１の形態に係るガス供給装置＞
　本発明に係るガス供給装置５は色々な実施の形態を採ることができるが、最初に、図２に示されている、第１の実施の形態に係るガス供給装置５Ａを説明する。ガス供給装置５Ａは、ガス供給源としてのガスボンベ３３、３３と、ガス供給源から供給されるガスの圧力を調整するガス圧力調整部３４とから構成されている。ガス圧力調整部３４には、従来のガス供給装置１０１にはない構成が設けられている。すなわちガス圧力を高圧に調整する高圧調整部３６と、低圧に調整する低圧調整部３７である。

　高圧調整部３６は、ガスボンベ３３から供給される高圧のガス圧力である供給源圧力を減圧する高圧減圧弁３８を備えている。この高圧減圧弁３８の下流の管路は分岐しており、分岐した部分が低圧調整部３７になっている。この低圧調整部３７には低圧減圧弁３９が設けられている。供給源圧力で供給されるガスは高圧減圧弁３８によって減圧され、さらに低圧減圧弁３９によって減圧される。高圧減圧弁３８によって減圧される圧力は供給源圧力より低いが、低圧減圧弁３９によって減圧される圧力である低圧より高いので、本明細書ではこのガス圧力を高圧と表現している。

　高圧調整部３６においては高圧減圧弁３８の下流の管路に高圧側逆止弁４１と高圧側開閉弁４４とが設けられている。低圧調整部３７においても低圧減圧弁３９の下流の管路に低圧側逆止弁４２と低圧側開閉弁４５とが設けられている。なお、図２には示されていないが、これらの開閉弁４４、４５はコントローラ３１（図1参照）によって操作されるようになっている。高圧側開閉弁４４と低圧側開閉弁４５のそれぞれの下流の管路は、合流してガス注入口３０に接続されている。

　第１の実施の形態に係るガス供給装置５Ａにおいて、ガスボンベ３３、３３が接続されている配管にはガスの供給源圧力を検出する供給源圧力計４７が設けられている。高圧調整部３６には高圧のガスを検出する高圧圧力計４８が設けられている。低圧調整部３７には低圧のガスを検出する低圧圧力計４９が設けられている。またガス注入口３０に接続されている管路には注入されるガスの圧力を検出する注入圧圧力計５１が設けられている。

　このような第１の実施の形態に係るガス供給装置５Ａにおいて、予め高圧減圧弁３８、低圧減圧弁３９は、それぞれが調整する高圧、低圧のガス圧力が所望の圧力になるように設定してある。したがって、ガス注入口３０から加熱シリンダ１８内に供給されるガスのガス圧力は、低圧側開閉弁４５を閉じて高圧側開閉弁４４を開くと高圧になり、低圧側開閉弁４５を開いて高圧側開閉弁４４を閉じると低圧になる。なお、この実施の形態において低圧側開閉弁４５は必ずしも必須ではない。これは、低圧側逆止弁４２が設けられているので、高圧のガスが低圧調整部３７に逆流することはないからである。つまり、本実施の形態では、低圧側開閉弁４５あるいは逆止弁４２のどちらか一方があれば良いことになる。これは、高圧調整部３６と低圧調整部３７を含む場合は、以降の実施形態でも同様である。

＜本実施の形態に係る発泡成形方法＞
　本実施の第１の形態に係るガス供給装置５Ａを備えた本実施の形態に係る射出成形機１によって実施する発泡成形方法は、端的に言うと成形サイクルにおいて能動的にガス圧力を変化させる方法である。具体的には、計量工程においてガス圧力を昇圧し、他の工程において降圧する。計量工程では樹脂が加熱シリンダ１８内を上流から下流に流れるため、ガスが加熱シリンダ１８内を逆流するおそれがない。この計量工程でガスを昇圧して高圧にするので、効率よく大量のガスを樹脂に溶解させることができる。計量工程が完了すると加熱シリンダ１８内における樹脂の流れが停止するのでガスが逆流する可能性がある。このときにガスを降圧して低圧にするので逆流を防止できる。発泡成形方法について、図２及び図７を参照しながらさらに説明する。

　図７には成形サイクルにおける、各種データの変化が示されている。まずスクリュ回転数６２は、成形サイクルの計量工程６１において一定の回転数で回転し、他の工程においては０になる。スクリュ位置６３は射出工程６５において急激に低下し、その後ほぼ一定に推移し、計量工程６１において緩やかに増加し、計量工程６１の完了後に一定になる。

　ところでガスはガス注入口３０から注入される。つまり飢餓区間２４において樹脂が注入される。ガスの溶解量が０あるいは少ない樹脂に対してガスは大量に溶解し、ガスが十分に溶解した樹脂にはわずかしか溶解しない。計量工程６１においてはガスが溶解していない新しい樹脂が加熱シリンダ１８内の上流から連続的に流れてくるので、ガスの消費量は大きい。一方、加熱シリンダ１８内を樹脂が流れない他の工程においてはガスの消費量は減少する。つまりガスの必要量は変化する。符号６７のグラフは、成形サイクルにおけるガスの必要量の変化を示している。

　本実施の形態に係る発泡成形方法は、ガスの必要量６７が、大きいときガスを高圧で供給し、小さいとき低圧で供給するようになっている。符号６８のグラフはガス圧力の変化を示している。計量工程６１以外の工程では、第１の実施の形態に係るガス供給装置５Ａにおいて、コントローラ３１は、低圧側開閉弁４５を開くと共に高圧側開閉弁４４を閉じて、低圧のガスを供給する。計量工程６１の開始に先立って、コントローラ３１は、符号６９のタイミングで低圧側開閉弁４５を閉じると共に高圧側開閉弁４４を開いて高圧のガスを供給する。ガス圧力６８は速やかに高圧に変化する。すなわちガス圧力は昇圧する。これにより、大量のガスを効率よく樹脂に注入することができる。ガス溶解量およびガス溶解速度は、ガス圧力に比例するためである。つまり、ガス溶解量はガス圧力により制御される。

　コントローラ３１は、計量工程６１の完了後、所定の規定時間後に低圧側開閉弁４５を開くと共に高圧側開閉弁４４を閉じて、低圧のガスの供給に切り替える。このタイミングが符号７０で示されている。すなわちガス圧力を降圧する。ガスの圧力は緩やかに低下する。その後、ガス圧力は低圧で安定する。これにより、ガスの逆流が防止される。また、圧力が低下しすぎると、昇圧期間７１中に樹脂に溶解したガスは樹脂から分離して発泡し始めるが、ガス圧力を低圧に維持することで加熱シリンダ１８内での発泡を防止できる。なお、この実施の形態に係る発泡成形方法では、ガスの圧力が高圧になる期間、つまり昇圧期間７１は、計量工程６１を含んでそれより若干長めになっている。

　本実施の形態はこれに限定されない。例えば、ハイサイクル成形などで計量時間が極端に短い場合、低圧のガスに切り替える代りに、ガス供給を停止しても良い。サイクルが短いため、実質的に圧力降下が少なく、低圧に切替えるのと同様の効果を得られるためである。この場合、低圧調整部３７は必ずしも必要なく、高圧調整部３６だけでガス供給装置５を構成しても良い。

＜本実施の第２の形態に係るガス供給装置＞
　ガス供給装置５は色々な変形が可能である。図３には第２の実施の形態に係るガス供給装置５Ｂが示されている。第１の実施の形態と同様の部材、部品には同じ符号を付して説明を省略する。この実施の形態に係る射出装置３Ｂには、２個のガス注入口、つまり第１、２のガス注入口３０ａ、３０ｂが設けられている。第２の実施の形態に係るガス供給装置５Ｂは、これら第１、２のガス注入口３０ａ、３０ｂにガスを注入するようになっている。

　第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態に係るガス供給装置５Ｂにも高圧調整部３６と低圧調整部３７が設けられているが、これらは上流側から完全に２系統に分離している。つまり、それぞれに対応してガスボンベ３３ａ、３３ｂが別々に設けられ、それぞれの供給源圧力計４７ａ、４７ｂが設けられている。このような高圧調整部３６からの管路と、低圧調整部３７からの管路は、それぞれ第１のガス注入口３０ａと、第２のガス注入口３０ｂとに接続されている。

　ただし、高圧調整部３６からの管路と低圧調整部３７からの管路には、途中にバイパス管５２が設けられ、このバイパス管５２にはバイパス開閉弁５３が設けられている。そして、高圧調整部３６からの管路で、バイパス管５２より下流側には、第１の開閉弁５４が、低圧調整部３７からの管路で、バイパス管５２より下流側には、第２の開閉弁５５がそれぞれ設けられている。

　第２の実施の形態に係るガス供給装置５Ｂは色々な方法で運転が可能になっている。成形サイクルにおいてバイパス開閉弁５３を常に閉状態にして運転する場合、高圧のガスは常に第１のガス注入口３０ａからのみ、低圧のガスは常に第２のガス注入口３０ｂからのみ加熱シリンダ１８内に注入されることになる。計量工程６１においてコントローラ３１は、高圧側開閉弁４４と第１の開閉弁５４とを開いて高圧のガスを供給する。また、他の工程においてコントローラ３１は、これらの開閉弁４４、５４を閉じて、低圧側開閉弁４５と第２の開閉弁５５とを開いて低圧のガスを供給するようにする。

　バイパス開閉弁５３を常に開状態にして運転する場合、第１、２のガス注入口３０ａ、３０ｂのいずれにも高圧のガスと低圧のガスとを供給できる。つまり、高圧側開閉弁４４を開いて低圧側開閉弁４５を閉じると高圧のガスが供給され、高圧側開閉弁４４を閉じて低圧側開閉弁４５を開くと低圧のガスが供給される。なお、第１、２の開閉弁５４、５５の開閉状態によって、第１、２のガス注入口３０ａ、３０ｂの両方に同時にガスを注入することもできるし、いずれか一方だけにガスを注入することもできる。射出成形機１では計量工程中にスクリュ１９は軸方向に移動するため、スクリュ１９の構成と位置、そしてガス注入口３０ａ、３０ｂの配置によっては、ガス注入口３０ａ、３０ｂが飢餓区間２４から外れる可能性がある。そのような場合でも、ガス注入口３０ａ、３０ｂを軸方向に離間した配置にして、スクリュ位置に応じて第１、２の開閉弁５４、５５の一方の開く方を選択することで、飢餓区間２４の適切な位置にガスを供給し続けることができる。

　本実施の形態においては、様々な変形例が可能である。バイパス開閉弁５３を常に開放して使用する代わりに、バイパス開閉弁５３をなくしてバイパス管５２としてしても良いし、バイパス開閉弁５３を常に閉じて使用する代わりに、バイパス管５２をなくしても良い。バイパス管５２をなくした場合は、第１、２の開閉弁５４、５５はなくしても良い。

＜本実施の第３の形態に係るガス供給装置＞
　図４には第３の実施の形態に係るガス供給装置５Ｃが示されている。第１の実施の形態と同様の部材、部品には同じ符号を付して説明を省略する。この第３の実施の形態に係るガス供給装置５Ｃは、高圧調整部３６は高圧ピストンによって駆動されるシリンジ５６からなり、低圧調整部３７の下流に接続されている。このシリンジ５６は十分な量の低圧のガスを貯留することができ、ピストンを駆動するとこれが圧縮されて高圧のガスを供給できるようになっている。つまりシリンジ５６は、ガスを昇圧する昇圧機構になっている。そのため、計量工程６１においてコントローラ３１は、低圧側開閉弁４５を閉じた後、シリンジ５６を駆動してガスを昇圧して高圧のガスを供給すればよい。

　昇圧機構のガスの圧力制御手段は特に限定されないが、例えば、ピストンの駆動力とピストンの断面積から圧力を求めて制御しても良いし、ピストンの下流側に圧力計をつけて圧力をフィ-ドバック制御しても良い。

＜本実施の第４の形態に係るガス供給装置＞
　図５には第４の実施の形態に係るガス供給装置５Ｄが示されている。第１の実施の形態と同様の部材、部品には同じ符号を付して説明を省略する。この第４の実施の形態に係るガス供給装置５Ｄは、ガス供給源が窒素ガス発生装置８０とガスを圧縮するブースターポンプ８１とから構成されている。このガス供給源からの管路には、自動圧力調整機能付き減圧弁８３が設けられている。この減圧弁８３はコントローラ３１（図１参照）からの指令によって設定圧力を変更することができる。この減圧弁８３の下流には圧力計８４、逆止弁８５、開閉弁８６が設けられガス注入口３０に接続されている。計量工程においては自動圧力調整機能付き減圧弁８３においてガスを高圧にして供給し、他の工程においては低圧にして供給する。

＜他の実施の形態に係る発泡成形方法＞
　第３の実施の形態に係るガス供給装置５Ｃ、あるいは第４の実施の形態に係るガス供給装置５Ｄによって運転する場合、ガスの圧力を高圧、中圧、低圧等のように３段階以上にして供給することもできる。図８には、３段階にガスの圧力を変化させて供給する発泡成形方法における各データの変化が示されている。すなわち、昇圧期間は、ガス圧力６８が中圧の昇圧期間７１ａと、ガス圧力６８が高圧の昇圧期間７１ｂと、からなる。ガス圧力６８は、計量工程６１に先立って符号６９ａのタイミングで低圧から中圧に切り替える。ついで計量工程６１が開始された後に符号６９ｂのタイミングでガスの圧力を中圧から高圧に切り替える。計量工程６１が完了するより若干前に符号７０のタイミングで高圧から低圧に切り替えると、その後ガス圧力６８は緩やかに低圧に変化する。さらに、ガス圧力６８の昇圧、降圧は滑らかに実施してもよい。すなわち計量工程６１中に除々に圧力を上げていっても良い。また、第１、２の実施の形態において昇圧機構を高圧調整部３６に設け、計量工程６１中に３段階あるいはそれ以上に分けて圧力を調整するなどの変形例も可能である。

＜他の変形例＞
　本実施の形態に係る射出成形機１、および本実施の形態に係る発泡成形方法は他にも色々な変形が可能である。例えばガス注入口３０にはガス供給装置５からの管路が直接接続されているように説明したが、ガス注入口３０の近傍に小容積のバッファを設けてもよい。このバッファがクッションになってガス圧力の急激な変化を抑制できる。しかし、本発明で最大の効果を得るためには、バッファは高圧調整部３６の高圧側逆止弁４１と高圧側開閉弁４４との間に設ける方が望ましい。高圧側開閉弁４４より下流側、つまりガス注入口３０付近にバッファを設けると、圧力を高圧あるいは低圧に切替えた際に、バッファの緩衝作用により圧力の切替に時間を要するためである。一方で、高圧調整部３６にバッファを設けると、高圧側開閉弁４４を開いて圧力を低圧から高圧に切替えた直後の高圧調整部３６の圧力低下を抑制し、加熱シリンダ１８内の昇圧を速く行うことができる。

　また、例えば第１の実施の形態に係るガス供給装置５Ａにおいて、すでに説明したように低圧側逆止弁４２を省略してもよいし、あるいは低圧側逆止弁４２を省略する代わりに逆止弁４１、４２を省略することもできる。

　また、図２に示されているガス供給装置５Ａや、図４に示されているガス供給装置５Ｃを、図３に示されている、ガス注入口が２つ設けられた構成の射出装置３Ｂに組み合わせることもできる。このようにする場合、ガス供給装置を出た配管を、２つに分岐させて、２つのガス注入口のそれぞれに至るようにする。また、図３に示すガス供給装置５Ｂで、バイパス開閉弁５３が設けられていない構成であってもよい。

　発泡成形方法については、計量工程６１に先立ってガスの圧力を高圧に昇圧するように説明したが、計量工程６１の開始と同時あるいは計量工程６１の開始より遅らせて昇圧するようにしてもよい。成形サイクルにおいてガスを昇圧する昇圧期間７１は、計量工程６１と、少なくとも一部が重複するようにすればよい。また計量工程６１以外の工程において、ガスは低圧にする、つまり降圧すると説明したが、ガスの供給を停止してもよい。ただし、圧力が下がり過ぎると加熱シリンダ１８内で昇圧期間７１中に樹脂に溶解したガスが分離して発泡し始めるため、発泡が発生しない程度に、ガスの圧力が維持されている必要はある。

　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

　ここで、上述した本発明に係るガス供給装置、射出成形機および発泡成形方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［２６］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
　ガス注入口（３０）が設けられている加熱シリンダ（１８）と、
　前記加熱シリンダ（１８）内で駆動可能に設けられているスクリュ（１９）と、を備えた射出装置（３）に設けられ、
　ガス供給源（１０２）と、
　前記ガス供給源（１０２）からのガスの圧力を調整して前記ガス注入口（３０）に供給するガス圧力調整部（３４）と、を備え、
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようにし、ガス圧力を昇圧する昇圧期間は計量工程と少なくとも一部が重複するようにする、ガス供給装置（５）。
［２］
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、［１］に記載のガス供給装置（５）。
［３］
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、［１］または［２］に記載のガス供給装置（５）。
［４］
　前記ガス供給源（１０２）は１本または複数本のガスボンベ（３３）からなる、［１］～［３］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［５］
　前記ガス注入口（３０）は前記加熱シリンダ（１８）に２個以上設けられている、［１］～［４］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［６］
　前記ガス圧力調整部（３４）は１個または複数個の減圧弁（３８、３９）を備えている、［１］～［５］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［７］
　前記ガス圧力調整部（３４）は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整部（３６）と、低圧に調整する低圧調整部（３７）とを備えている、［１］～［６］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［８］
　前記高圧調整部（３６）は、バッファを備えている、［１］～［７］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［９］
　前記ガス圧力調整部（３４）は、ガス圧力を昇圧する昇圧機構（５６）を備えている、［１］～［８］のいずれかの項に記載のガス供給装置（５）。
［１０］
　金型（１３、１４）を型締する型締装置（２）と、
　樹脂を射出する射出装置（３）と、を備え、
　前記射出装置（３）は、ガス注入口（３０）が設けられている加熱シリンダ（１８）と、
　前記加熱シリンダ（１８）内で駆動可能に設けられているスクリュ（１９）と、
　ガス供給源（１０２）と、
　前記ガス供給源（１０２）からのガスの圧力を調整して前記ガス注入口（３０）に供給するガス圧力調整部（３４）と、を備え、
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようになっており、ガス圧力を昇圧する昇圧期間が計量工程と少なくとも一部が重複するようになっている、
　射出成形機（１）。
［１１］
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、［１０］に記載の射出成形機（１）。
［１２］
　前記ガス圧力調整部（３４）は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、［１０］または［１１］に記載の射出成形機（１）。
［１３］
　前記ガス供給源（１０２）は１本または複数本のガスボンベ（３３）からなる、［１０］～［１２］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１４］
　前記ガス注入口（３０）は前記加熱シリンダ（１８）に２個以上設けられている、［１０］～［１３］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１５］
　前記ガス圧力調整部（３４）は１個または複数個の減圧弁（３８、３９）を備えている、［１０］～［１４］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１６］
　前記ガス圧力調整部（３４）は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整部（３６）と、低圧に調整する低圧調整部（３７）とを備えている、［１０］～［１５］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１７］
　前記高圧調整部（３６）は、バッファを備えている、［１０］～［１６］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１８］
　前記ガス圧力調整部（３４）は、ガス圧力を昇圧する昇圧機構（５６）を備えている、［１０］～［１７］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１９］
　ガス注入口（３０）が設けられている加熱シリンダ（１８）と、
　前記加熱シリンダ（１８）内で駆動可能に設けられているスクリュ（１９）と、
　ガス供給源（１０２）と、を備えた射出成形機（１）において発泡成形品を得る発泡成形方法であって、
　前記ガス供給源（１０２）からのガスはガス圧力調整処理によって圧力を調整して前記ガス注入口（３０）から前記加熱シリンダ（１８）に供給するようにし、
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようになっており、ガス圧力を昇圧する昇圧期間が計量工程と少なくとも一部が重複するようになっている、発泡成形方法。
［２０］
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、［１９］に記載の発泡成形方法。
［２１］
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、［１９］または［２０］に記載の発泡成形方法。
［２２］
　前記ガス供給源（１０２）は１本または複数本のガスボンベ（３３）からなる、［１９］～［２１］のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
［２３］
　前記ガス注入口（３０）は前記加熱シリンダ（１８）に２個以上設けられている、［１９］～［２２］のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
［２４］
　前記ガス圧力調整処理は１個または複数個の減圧弁（３８、３９）によりガス圧力を調整する、［１９］～［２３］のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
［２５］
　前記ガス圧力調整処理は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整処理と、低圧に調整する低圧調整処理とを備えている、［１９］～［２４］のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
［２６］
　前記ガス圧力調整処理は、ガス圧力を昇圧する昇圧処理を備えている、［１９］～［２５］のいずれかの項に記載の発泡成形方法。

　本出願は、2020年12月4日出願の日本特許出願（特願2020-201506）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、ガス供給装置のガス圧力調整部によってガス圧力が変化するようになっており、ガス圧力が昇圧する昇圧期間が計量工程と重複するようになっている。したがって、計量工程で樹脂が上流から下流に送られているときに高圧のガスが樹脂に供給されるので効率よくガスが樹脂に溶解する。そしてこのときには樹脂が上流から下流に流れるので、ガスの逆流は発生しにくい。この効果を奏する本発明は、ガス供給装置、射出成形機および発泡成形方法に関して有用である。

　　１　　　射出成形機　　　　　　　　２　型締装置
　　３　　　射出装置　　　　　　　　　５　ガス供給装置
　１８　　　加熱シリンダ　　　　　　１９　スクリュ
　２２　　　供給区間　　　　　　　　２３　第１の圧縮区間
　２４　　　飢餓区間　　　　　　　　２５　第２の圧縮区間
　３０　　　ガス注入口　　　　　　　３１　コントロ-ラ
　３３　　　ガスボンベ　　　　　　　３４　ガス圧力調整部
　３６　　　高圧調整部　　　　　　　３７　低圧調整部
　３８　　　高圧減圧弁　　　　　　　３９　低圧減圧弁
　４１　　　高圧側逆止弁　　　　　　４２　低圧側逆止弁
　４４　　　高圧側開閉弁　　　　　　４５　低圧側開閉弁
　４７　　　供給源圧力計　　　　　　４８　高圧圧力計
　４９　　　低圧圧力計　　　　　　　５１　注入圧圧力計
　６１　　　計量工程　　　　　　　　６２　スクリュ回転数
　６３　　　スクリュ位置　　　　　　６５　射出工程
　６７　　　ガスの必要量　　　　　　６８　ガス圧力
　７１　　　昇圧期間

Claims

　ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、
　前記加熱シリンダ内で駆動可能に設けられているスクリュと、を備えた射出装置に設けられ、
　ガス供給源と、
　前記ガス供給源からのガスの圧力を調整して前記ガス注入口に供給するガス圧力調整部と、を備え、
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようにし、ガス圧力を昇圧する昇圧期間は計量工程と少なくとも一部が重複するようにする、ガス供給装置。
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、請求項１に記載のガス供給装置。
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、請求項１または２に記載のガス供給装置。
　前記ガス供給源は１本または複数本のガスボンベからなる、請求項１～３のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　前記ガス注入口は前記加熱シリンダに２個以上設けられている、請求項１～４のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　前記ガス圧力調整部は１個または複数個の減圧弁を備えている、請求項１～５のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　前記ガス圧力調整部は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整部と、低圧に調整する低圧調整部とを備えている、請求項１～６のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　前記高圧調整部は、バッファを備えている、請求項７のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　前記ガス圧力調整部は、ガス圧力を昇圧する昇圧機構を備えている、請求項１～８のいずれかの項に記載のガス供給装置。
　金型を型締する型締装置と、
　樹脂を射出する射出装置と、を備え、
　前記射出装置は、ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、
　前記加熱シリンダ内で駆動可能に設けられているスクリュと、
　ガス供給源と、
　前記ガス供給源からのガスの圧力を調整して前記ガス注入口に供給するガス圧力調整部と、を備え、
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようになっており、ガス圧力を昇圧する昇圧期間が計量工程と少なくとも一部が重複するようになっている、
　射出成形機。
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、請求項１０に記載の射出成形機。
　前記ガス圧力調整部は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、請求項１０または１１に記載の射出成形機。
　前記ガス供給源は１本または複数本のガスボンベからなる、請求項１０～１２のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス注入口は前記加熱シリンダに２個以上設けられている、請求項１０～１３のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス圧力調整部は１個または複数個の減圧弁を備えている、請求項１０～１４のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス圧力調整部は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整部と、低圧に調整する低圧調整部とを備えている、請求項１０～１５のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記高圧調整部は、バッファを備えている、請求項１６のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス圧力調整部は、ガス圧力を昇圧する昇圧機構を備えている、請求項１０～１７のいずれかの項に記載の射出成形機。
　ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、
　前記加熱シリンダ内で駆動可能に設けられているスクリュと、
　ガス供給源と、を備えた射出成形機において発泡成形品を得る発泡成形方法であって、
　前記ガス供給源からのガスはガス圧力調整処理によって圧力を調整して前記ガス注入口から前記加熱シリンダに供給するようにし、
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルにおいてガス圧力を変化させるようになっており、ガス圧力を昇圧する昇圧期間が計量工程と少なくとも一部が重複するようになっている、発泡成形方法。
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルの計量工程の完了の規定時間前、完了時、あるいは完了から規定時間後にガス圧力を降圧する、請求項１９に記載の発泡成形方法。
　前記ガス圧力調整処理は成形サイクルにおいてガス圧力を２段階以上に切り替える、請求項１９または２０に記載の発泡成形方法。
　前記ガス供給源は１本または複数本のガスボンベからなる、請求項１９～２１のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
　前記ガス注入口は前記加熱シリンダに２個以上設けられている、請求項１９～２２のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
　前記ガス圧力調整処理は１個または複数個の減圧弁によりガス圧力を調整する、請求項１９～２３のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
　前記ガス圧力調整処理は少なくともガス圧力を高圧に調整する高圧調整処理と、低圧に調整する低圧調整処理とを備えている、請求項１９～２４のいずれかの項に記載の発泡成形方法。
　前記ガス圧力調整処理は、ガス圧力を昇圧する昇圧処理を備えている、請求項１９～２５のいずれかの項に記載の発泡成形方法。