JP2001501553A

JP2001501553A - ポリマー用マイクロ波加工装置

Info

Publication number: JP2001501553A
Application number: JP10516708A
Authority: JP
Inventors: パルビズナザリアン，イザック; マルーフィアン，イラ; ドデュック―ケニッグ，ハナ; ケニッグ，シュムエル
Original assignee: エイチピーエムスタドコ，インコーポレイテッド
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2001-02-06
Also published as: WO1998014314A1; EP0938407A1; AU4655297A; CA2266616A1; KR20000048778A

Abstract

(57)【要約】マイクロ波エネルギーを用いて非常に迅速で効率的なポリマー材料の溶融および／またはソフト化を行う、ポリマー加工装置およびその方法。迅速な溶融および／またはソフト化が行われた後、溶融ポリマーは、所望のように、射出成形用金型、押出し成形用金型等に運搬するために加圧される。マイクロ波による溶融は非常に迅速に行われるので、本発明によって、サイクルタイムがかなり低滅される。さらに、マイクロ波エネルギーを用いて溶融を行うことは、経済的に有利である。マイクロ波エネルギー源は一般的に、従来技術の溶融システムよりも、コストが低く、エネルギーをより効率的に用いるからである。

Description

【発明の詳細な説明】ポリマー用マイクロ波加工装置（発明の分野）本発明は、ポリマーを溶融し、次に溶融ポリマーを射出成形用金型、押出し成形用金型等の使用する個所に搬送する、ポリマー加工装置およびその方法に関する。より詳細には、本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて１つのチャンバ内で溶融を行い、他の独立して加圧可能なチャンバから溶融ポリマーを使用する個所に搬送する、ポリマー加工装置およびその方法に関する。（発明の背景）熱可塑性および熱硬化性ポリマー樹脂から形成される商品は、至る所で見られ、途方もなく幅広い様々な用途に用いられている。ポリマー商品は、広範囲にわたって様々に用いられているにもかかわらず、その大部分は、略同様の加工技術を用いて形成されている。例えば、典型的な成形処理において、ポリマー樹脂は、固体のペレットにした形で供給される。このポリマー樹脂のペレットは、まず溶融またはソフト化され、次に溶融またはソフト化した材料が、押出し成形用金型またはモールド金型に接触し、その中でポリマーが、意図する商品の成形品または押出し成形した形状を呈する。射出成形に関して、サイクルタイムとは、集合的に、まず与えられたポリマー樹脂の充填材料を溶融し、次に溶融ポリマーを金型内に運搬し、溶融物を金型内で固化させて成形品を形成し、最後に金型を開いて成形品を取り外すのにかかる時間のことを言う。一般的に、サイクルタイムは速いほうが望ましい。単位時間当たりに生産できる成形品の出力が高くなるからである。サイクルタイムに影響を与える要因の１つは、ポリマー材料の溶融に用いる技術に関係する。溶融方法によっては、溶融に必要な時間が比較的長く、従って、サイクルタイムに悪影響を与えるものがある。さらに、溶融方法によっては、エネルギーを効率的に用いず、必要なエネルギー量が増大し、従って、よりエネルギー効率のよい処理と比較して溶融にかかる費用が増大するものがある。溶融方法によっては、複雑および／または高価な機械類も必要とし、従ってポリマー加工に関係するコストがさらに増大するものもある。例えば、従来技術の射出成形および押出し成形の方法は、溶融を行うのに、主に加熱されている材料の熱伝導率に依存しているものが多い。このような方法を用いると、伝熱率に制限があるために、ポリマー材料の流量、および従ってポリマー処理装置全体の流量も制限される。従来技術の加熱はまた、通常、加工されている材料の体積全体にわたって不均一に加熱する結果となり、このような不均一性は通常、加熱されている材料を絶え間なく動かしたり撹拌することによって克服しなければならない。従って、ポリマー樹脂をより高速で溶融またはソフト化してサイクルタイムを低減することができるような方法を提供することが望ましい。また、そのような方法がエネルギーをより効率的に用い、機械類がより簡単で安価で、ポリマー加工のコストを低減できるようになっていれば望ましい。サイクルタイムに影響を与える他の要因は、溶融ポリマーを溶融チャンバから射出成形用金型または押出し成形用金型に運搬するのに用いる技術である。より高速で運搬を行ってサイクルタイムを低減することができるような方法を提供することが望ましい。また、そのような方法が、機械類がより簡単で安価で、ポリマー溶融物を運搬するコストが低減できるようになっていれば望ましい。（発明の概要）本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて非常に迅速で効率的なポリマー材料の溶融および／またはソフト化を行う、ポリマー加工のシステムおよび方法を有利に提供する。マイクロ波加熱の重要な利点の１つは、ポリマー材料を体積測定的に加熱することができるということである。すなわち、熱は、熱伝導によってではなく、放射によって材料の断面の至る所に伝わるということである。伝熱率は、加熱されている材料の熱伝導率によって制限されないので、伝熱ははるかに高速で行われる。マイクロ波による溶融は非常に迅速に行われるので、本発明によって、サイクルタイムがかなり低減される。さらに、マイクロ波エネルギーを用いて溶融を行うことは、経済的に有利である。本発明のシステムは、従来技術の溶融システムよりもより効率的であるからである。マイクロ波加熱によってまた、加熱の均一性も改良される。さらに、本発明の好適な実施形態は、互いに独立して加圧することができる、別個の溶融および計量チャンバを含む。この方法によって、まず比較的低圧の下でマイクロ波溶融が行われるが、計量チャンバ内の溶融ポリマーは、押出し成形、射出成形等により適当な第２の比較的高い圧力に加圧することができる。これによって、装置の構造および構成が非常に簡単になる。射出成形操作が適切となる本発明の好適な実施形態において、ピストンまたは溶融ポンプを用いて、溶融ポリマーを加圧し、計量チャンバから射出成形用金型の空洞内に運んでもよい。従来より多く用いられているスクリュではなく、ピストンまたは溶融ポンプを用いてこのような運搬を行うことによって、サイクルタイムおよび機械類のコストがかなり低減される。本発明の好適な実施形態は、導管を通ってポリマー材料を連続的に流し運搬することを含む。この導管は、ポリマーの通路としてだけではなく、ポリマーが運搬される通路と実質的に一致する通路に沿ってマイクロ波エネルギーがその中で伝搬する、単一モードのマイクロ波空洞部としての役割もする。従って、ポリマーは、電界、従って加熱効率が最大である領域において、導管を通って流れる。従って、この方法によって、より高速で、効率的で、柔軟なポリマー溶融の可能性が提供される。例えば、極性のポリマーであっても非極性のポリマーであっても、本発明の方法を用いて、迅速かつ連続的に溶融することができる。これとは対照的に、多くのポリマー、特に非極性のポリマーは、多数モードのマイクロ波空洞部を通ってポリマーを運搬することを含む連続的処理において合理的な時間内にマイクロ波で溶融するのは困難であることが多い。他の利点として、本発明の単一モードのマイクロ波空洞部における滞留時間もまた、単に空洞の長さを調整するだけで、容易に制御することができる。例えば、滞留時間を増大するためには、空洞部の長さを増大すればよく、材料の流量を減少させる必要は一切ない。マイクロ波エネルギー束を含む導管を通るポリマーの連続的な流れを含む、以前に提案された計画の多くは、流れの導管の壁に近い部分と比較して、中心に配置される部分ほど過熱する傾向がある。このように加熱が不均一であると、その部分のポリマーが燃えてしまったり、その他劣化するおそれが生まれる。本発明の好適な実施形態は、マイクロ波を通すライナー（例えば、石英等の低損失セラミック）に依存して、このような欠点を両方とも克服している。ライナーによって、ポリマーの流れを、マイクロ波エネルギー分布が十分均一な導管領域にとどめるのに役立つので、ポリマーが燃えたりその他劣化することは容易に回避される。１態様において、本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む組成を加工する方法に関する。この組成を含む充填材料が、空洞内に運搬され、そこで、ポリマーを溶融するのに効果的な条件の下でマイクロ波エネルギーが照射される。溶融ポリマーは次に、空洞部から、独立して加圧可能な計量チャンバに運搬される。溶融ポリマーは次に、計量チャンバから、使用する場所に搬送される。他の態様において、本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む組成を加工することができる装置に関する。装置は、マイクロ波加工空洞部を形成する導電性ハウジングを含む。マイクロ波エネルギー源は、空洞部と動作的に連結されており、充填材料が空洞内にある間に、ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、その充填材料にマイクロ波エネルギーを照射することができるようになっている。チャンバは空洞部と流体連通しており、溶融ポリマーを空洞部からそのチャンバに運搬することができるようになっている。運搬機構は、溶融ポリマーを使用する場所に搬送できるような方法で、チャンバと動作的に連結されている。他の態様において、本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む組成を加工する方法に関する。ポリマー樹脂を含む充填材料を保持する第１の空洞部を含む回転可能な部材が設けられる。この回転可能な部材は第１の位置まで回転し、空洞部が、ポリマーを含む供給物と連絡するようになっている。供給物からのポリマーを含む充填材料が、空洞部内に送出される。充填材料を空洞部内に送出した後、この充填材料に、実質的にすべてのポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、マイクロ波エネルギーが照射される。この照射ステップは、回転可能な部材が回転して第１の位置から遠ざかった後に起こる。ポリマーの溶融後、少なくとも溶融ポリマーの一部が、計量チャンバに運搬される。溶融ポリマーは、計量チャンバから、使用する場所に搬送される。他の態様において、本発明は、マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む組成を加工する方法に関する。回転可能な部材が設けられ、この回転可能な部材は、第１、第２、および第３の空洞部を含み、この回転可能な部材の回転によって、それぞれの空洞部が、加工サイクルの連続的な送出、照射、および運搬の各位置を順次取り、このサイクルは、回転可能な部材が回転する間それぞれの空洞部において繰り返され、送出位置にある１つの空洞部では、ポリマーを含む充填材料を受け取ることができ、照射位置にある１つの空洞部では、照射中その組成の充填材料を保持し、運搬位置にある１つの空洞部では、実質的に溶融したポリマー樹脂を含む充填材料を保持する。実質的に溶融していないポリマー樹脂を含む充填材料は、送出位置にある空洞部に送出される。照射位置に配置された空洞内に保持された充填材料は、その充填材料のポリマー樹脂のすべてを実質的に溶融するのに十分な量のマイクロ波エネルギーで、照射される。運搬位置にある空洞部内に保持された充填材料の少なくとも一部は、計量チャンバに運搬され、この空洞部が、ポリマー樹脂を含むさらなる充填材料を受け取ることができるようにする。計量チャンバからの充填材料は、成形される商品に対応する形状を有する内容積を有する金型に射出される。回転可能な部材は、回転して、それぞれの空洞部が加工サイクルの次の対応する位置に連続的に前進するようになっている。ステップ(b)〜(f)が、複数回繰り返される。他の態様において、本発明は、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む組成を加工する装置に関する。装置は、その組成の充填材料を保持する空洞部を含む回転可能な部材を含む。マイクロ波エネルギー源は、空洞部と動作的に連結されており、ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、その空洞部内の充填材料にマイクロ波エネルギーを照射することができるようになっている。計量チャンバが空洞部と流体連通できるようになっており、充填材料を空洞部から計量チャンバに運搬することができる。第１の運搬機構は、装置内に動作的に配置されており、充填材料を計量チャンバから使用する場所に搬送できるようになっている。（図面の簡単な説明）本発明の上述および他の特徴および利点、およびそれらを達成する方法は、添付の図面と共に以下の本発明の実施形態の説明を参照することによって、より理解されよう。図面において：図１は、本発明によるポリマーを溶融するシステムの概略図である；図２は、本発明の１実施形態によるポリマー加工装置の概略斜視図である；図３は、照射位置にある空洞部を示す、図２の実施形態において用いられる主要加工ユニットの側断面図である；図４は、送出位置にある空洞部を示す、図２の実施形態のホッパーおよび主要加工ユニットの側断面図である；図５は、運搬位置にある空洞部を示す、図２の実施形態の運搬シリンダ、射出機構、および主要加工ユニットの側断面図である；図６は、本発明の他の実施形態によるポリマー加工装置の側断面図である；および図７は、本発明の他の実施形態によるポリマー加工装置の側断面図である。（発明の詳細な説明）本発明の様々な態様を、図１ないし７に示す本発明の具体的な実施形態を参照して説明する。しかし、以下に開示する実施形態は、網羅的である、すなわち、本発明を以下の詳細な説明において開示される厳密な形式に限定するようには意図されていない。図１は、本発明の原理を組み込んだポリマー加工装置１０の概略図である。装置１０は、少なくとも１つのポリマー樹脂を含む供給原料１２を溶融し、次に、溶融ポリマーを、射出成形用金型、押出し成形用金型等であってもよいが、使用する場所（個所）１４に送出するようになっている。好ましくは、装置１０を用いて、射出成形または押出し成形に適当であることがわかっている非常に様々な熱硬化性および熱可塑性ポリマー樹脂を加工することができる。もっとも、射出成形の用途には、一般に熱可塑性材料を用いるのが好ましい。本発明の実施に適当なこのような熱可塑性および／または熱硬化性材料の例には、ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリエーテル；ポリエステル；ブタジエンおよびスチレンを含む共重合体；アクリロニトリル、ブタジエン、およびスチレンを含む共重合体（ＡＢＳ）；ポリウレタン；ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂；ポリアミド（「ナイロン」と呼ばれる様々なポリアミド樹脂等）；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；ポリイミド、ポリアミドイミド；加硫ゴム（合成および天然）；ポリテトラフルオロエチレンおよびポリフッ化ビニリデン等のフッ化ポリオレフィン；ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂；ポリスルホン、アセタール樹脂；ビスマルイミド(bismaleimide)樹脂；セルロース樹脂、ケトンをベースにした樹脂；液晶ポリマー；メラミン−ホルムアルデヒド樹脂；ポリカーボネート；ポリエーテルイミド；ポリメチルペンテン等のポリアルキレン樹脂；ニトリル樹脂；ポリフタルアミド；シリコーン樹脂；ユリア樹脂；スルホンをベースにした樹脂；その組み合わせ等が含まれる。このような樹脂の説明については、例えば、Modern Plastics編集、McGraw-Hill，Inc.，1994のPlastics Handbookを参照されたい。一般的に、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ、ポリイミド、加硫ゴム、ＡＢＳ、等の比較的極性であるポリマーは、自然と十分なマイクロ波エネルギーを吸収する傾向があり、マイクロ波エネルギーを吸収する添加剤を用いることなくマイクロ波溶融を行うことができるようになっている。他方、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、高衝撃(high impact)ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、アリル樹脂、スチレン樹脂、等の比較的非極性のポリマーは、自然にはかなりの量のマイクロ波エネルギーを吸収することはない。その結果、そのような材料にマイクロ波エネルギーのみを照射しても、そのような非極性の材料の所望の溶融またはソフト化を達成するのに効果的ではない。従って、いかなるそのような非極性ポリマー樹脂も、効果的な量のマイクロ波を吸収する添加剤、すなわち当業者に「増感材」と呼ばれているものと混合させることが好ましい。好ましくは、そのような添加剤がマイクロ波エネルギーを吸収し、それによって添加剤が加熱される。そのような熱は、次に非極性ポリマー樹脂に伝熱し、ポリマー樹脂が所望のように溶融またはソフト化する。添加剤がポリマーのバルク量を通じて均質に分配される場合には、この伝熱は非常に迅速である。マイクロ波を吸収する添加剤は、一般的に、マイクロ波エネルギーを吸収しそれによって加熱され、次に結果として得られる熱エネルギーを加工されるポリマー材料に伝熱することができるものであれば、いかなる固体または液体の極性化合物またはそのような化合物の組み合わせであってもよい。そのような添加剤は、有機であっても無機であってもよい。有機極性化合物は、モノマーであっても、オリゴマーであっても、ポリマーであってもよい。マイクロ波を吸収する添加剤として用いるのに適当な代表的な材料の部類の例には、静電防止剤としての役割を果たすいかなる材料、炭素繊維、金属粉末、塗料(paint)の組成に用いられるタイプの退色防止剤(color retardants)、一般に塗料の組成において用いられる紫外線吸収材料、Ｍｇ（ＯＨ）₂等の金属水酸化物、ＣａＳｏ₄・Ｈ₂ＯやＭｇＳｏ₄・Ｈ₂Ｏ等のその他無機塩、脂肪酸、脂肪酸エステル、水、グリセリルエステル、アルコール、アミド、アミン、エタノールアミン等の水酸化(hydroxylated)アミン、アルキレングリコール、第四アンモニウム塩、ポリエチレングリコールおよびポリビニルアルコール等の平均分子量が２００から８０００の範囲にある低分子量極性ポリマーおよびオリゴマー、これらの組み合わせ等も含まれる。食品グレードの製品には、Ｍｇ（ＯＨ）₂等のＦＤＡ認可の添加剤が特に好ましい。適当な量のマイクロ波を吸収する添加剤の選択は、加工するポリマー樹脂、用いる添加剤の素性、マイクロ波の周波数、マイクロ波エネルギー源のパワー出力レベル、等の様々な要因によって決まる。適当な量のマイクロ波を吸収する添加剤の選択において、十分な添加剤がポリマー樹脂と結合して、樹脂の実質的に完全な溶融、または所望の程度のソフト化が行われるようにするべきである。用いるマイクロ波を吸収する添加剤が少なすぎる場合には、溶融またはソフト化の程度が不十分になってしまう可能性がある。他方、多すぎる場合には、結果として得られるポリマー商品の物理的特性が損なわれる可能性がある。さらに、用いる添加剤が多すぎる場合には、発生する熱が多すぎて、ポリマーが劣化したり燃えてしまう可能性がある。一般的に、本発明の実施において、重量で１００部のポリマー樹脂当たり、重量で０．０１から約２０部、好ましくは０．０１から約５部の添加剤を用いるのが適当であろう。マイクロ波を吸収する添加剤は、いかなる所望の都合のよい方法で供給原料１２と混合してもよい。例えば、添加剤が液体の場合には、ポリマーのペレットと液体を、ペレットを液体でコーティングするために、一緒に「前もってタンブリング」してもよい。または、添加剤が固体の場合には、添加剤とポリマーを一緒に混ぜ合わせて、成分を均質な混合状態にしてもよい。マイクロ波エネルギーを吸収する添加剤を用いて非極性ポリマー樹脂をマイクロ波エネルギーで加熱できるようにすることは、技術上既に述べられている。例えば、米国特許番号第４，２８８，３９９号、４，３６０，６０７号、４，４００，４８３号、４，８４０，７５８号、および５，４４６，２７０号を参照されたい。装置１０は一般的に、その中で供給原料１２がマイクロ波エネルギーを用いて溶融される、マイクロ波空洞部１６によって表される動作の第１ステップ、および、その中で溶融供給原料が使用する場所１４への輸送のために加圧される動作２２の第２ステップを含む。この「多ステップ」の方法によって、マイクロ波溶融を比較的低圧で行うことができ、マイクロ波溶融および輸送のための加圧がマイクロ波空洞部において行われる単一ステップの装置と比較して、マイクロ波空洞部１６の構成が非常に簡単なものになる。マイクロ波空洞部１６は一般的に、空洞を電気的に遮蔽する導電性材料で形成された壁によって規定されており、それによって、マイクロ波がマイクロ波空洞部１６から漏れることが実質的に防止される。このような材料の代表例は技術上公知であり、耐腐食性金属、金属アロイ、電子化合物、これらの組み合わせ、等を含む。このような金属の好適な例は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ダイカスト亜鉛、これらの組み合わせ、等を含む。マイクロ波空洞部１６は、単一モードのマイクロ波空洞部であっても、多数モードのマイクロ波空洞部であっても所望のものでよい。「モード」という用語は、マイクロ波空洞部内部で発生する具体的な電磁場のパターンのことをいう。モードのパターンは主に、空洞内部の幾何学的形状および空洞内で伝搬する電磁エネルギーの波長に支配される。多数モードの空洞部とは、一般的に、例えば家庭用電子レンジ等の、マイクロ波エネルギーの波長と比べて比較的大きいマイクロ波空洞部のことをいう。多数モードのマイクロ波空洞部は一般的に、いくぶんランダムな傾向がある多数モードのパターンを含む。従って、多数モードの空洞の至る所において、電界の強さは通常ランダムであり、制御が困難である。多数モードの空洞内で材料を加熱する場合、加熱の不均一性は、材料を絶え間なく動かしたり撹拌することによって改善することができる。これとは対照的に、単一モードのマイクロ波空洞部とは、非常に規則的で予測可能な傾向がある単一のはっきりしたモードのパターンのみを支持することができる、上述のものよりも小さな空洞のことをいう。単一モードの空洞部内で材料を加熱する場合、加工している材料を絶え間なく動かしたり撹拌する必要なしに、良好な加熱の均一性が得られる。多数モードの空洞部と比べて、単一モードの空洞においては、加熱はかなり均一であり、制御が容易である。本発明の実施において、単一モードのマイクロ波空洞部は、一般的に連続的処理における使用がより適当であり（例えば、図６および図７に関して以下に説明する本発明の実施形態を参照されたい）、多数モードのマイクロ波空洞部は、一般的にバッチ処理における使用がより適当である（例えば、図２〜図５に関して以下に説明する本発明の実施形態を参照されたい）。マイクロ波空洞部１６は、いかなる適当な形状および寸法であってもよい。マイクロ波空洞部１６の厳密な構成は、例えばマイクロ波エネルギーの周波数、溶融を行うのに必要な滞留時間、空洞部１６が多数モード動作を意図したものであるのか単一モード動作を意図したものであるのか、空洞部１６がバッチ処理を意図したものであるのか連続的処理を意図したものであるのか等を含む、様々な要因によって決まる。しかし、円筒形状の空洞部であれば、マイクロ波源１８が供給するマイクロ波エネルギーの周波数において共振するのに効果的な寸法にすることが比較的容易であり、マイクロ波空洞部１６において均一なエネルギー分布を促進することができるので、本発明の好適なマイクロ波空洞部１６は、円筒形状である。動作モードによって、マイクロ波は、このような円筒形状の空洞部の長さ方向の軸に沿って、このような軸に略垂直に、またはこのような軸とある角度をなして、所望のように伝搬することができる。本発明の特に好適な実施形態において、マイクロ波空洞部１６は、形状が円筒形であり、電界を空洞部の軸と平行に配置する単一モードのパターンを提供するように構成されている。すると、加熱されている材料は、加熱効率を最大にするために、軸および電界と一直線をなして空洞部内を伝わる。より好ましくは、加熱性能をさらに最適化するために、本発明の円筒形状で単一モードのマイクロ波空洞部は、ピークの電界が空洞部の中心軸に存在し、他のピークが中心軸の周りに環を形成する、いわゆるＴＭ₀₂₀モードの構成を有する。従って、どちらのピークにおける電界も、円筒形の空洞部の中心軸と平行である。オプションとして、マイクロ波空洞部１６を規定する導電性の壁の内面の少なくとも一部、好ましくは実質的にすべては、十分反射率が高く、ポリマー溶融中に発生する放射熱エネルギーの少なくとも一部が反射してマイクロ波空洞部１６内に戻り、加工されているポリマー樹脂のより効果的な溶融を促進するようになっている。空洞部の壁の内面は、好ましくは、実際的な状況が許す限り高い反射率を有する。技術的に広い観点からは、表面の反射率はできるだけ高い方がよいが、そのレベルを超えると、反射率特性をさらに改良することによってもたらされる性能のインクリメントな改良が、その改良を達成するのにかかる余分なコストに見合わない、反射率のレベルが存在する。好ましくは、特に非極性ポリマーを加工している場合に、マイクロ波エネルギーおよび反射した放射エネルギーの両方を組み合わせて用いることで、マイクロ波エネルギーのみを用いる場合よりもはるかに良好な溶融性能が提供される。例えば、非極性ポリマーには、比較的大量のマイクロ波エネルギーを吸収する添加剤がその非極性ポリマーに混ぜ合わせられたりその他組み込まれていなければ、マイクロ波エネルギーのみを照射しても溶融しないものもある。しかし、マイクロ波空洞部の壁の内面の反射率が高く、マイクロ波エネルギーと反射した放射エネルギーの両方を用いて溶融が行われる場合には、多くの種類の非極性ポリマーを、このような添加剤の量を少なくしても溶融することができる。場合によっては、反射した放射エネルギーの量が十分大きく、マイクロ波エネルギーを吸収する添加剤が全く用いなくてもよい。いかなる技術上公知の技術を用いてマイクロ波空洞部の壁の内面を所望のレベルの反射率特性にしてもよい。例えば、１つの方法として、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、等で形成された導電性の空洞の壁の内面を磨いて、このような表面の反射率特性を高めることができる。他の方法として、壁の内面を磨く代わりに、内面を金、銀、ニッケル等の本来的に反射率の高い材料でコーティングすることができる。反射率を高めるために表面処理を行うことが望ましいかどうかの決定は、１つには、マイクロ波空洞部１６が形成されている材料のタイプによって決まる。一方、意図された動作状況において壁の損失が比較的小さい材料については、反射率を高めるためのいかなる表面処理も必要とされない。意図された動作状況に置いて壁の損失が比較的大きい材料については、表面処理がより望ましいかもしれない。例えば、アルミニウムで形成されたマイクロ波空洞部は、高Ｑの用途において優れた性能があり、いかなる種類の表面処理も必要としなくてもよい。しかし、アルミニウムよりも強く、高い内圧にさらされる空洞部にはより良好であるステンレス鋼は、アルミニウムよりも壁の損失が大きい。従って、磨いたり、および／またはニッケル、金、またはプラチナの仕上げを塗布することを含む表面処理が、ステンレス鋼の空洞については望ましい。本発明の実施において、マイクロ波空洞部１６の内面の反射率特性は、放射率に換算して量的に規定することができる。放射率とは、ある表面からの放射の、同じ温度における黒体が放出する放射と比較した比のことをいう。放射率が低い材料は、抵抗率が高い材料よりも反射率が高い。本発明のために、マイクロ波空洞部１６の内面の放射率は、好ましくは０．１よりも小さく、より好ましくは０．０５以下である。溶融用マイクロ波エネルギーは、マイクロ波源１８によって、導波管２０を通ってマイクロ波空洞部１６に供給される。本発明の実施形態において、マイクロ波エネルギーとは、電波よりも長いが赤外線よりも短い波長を特徴とする電磁放射のことをいう。好適なマイクロ波は、波長が約１ｍｍ（約３００ＧＨｚ）から約５０ｃｍ（約０．６ＧＨｚ）であることを特徴とする。より好適なマイクロ波は、マイクロ波の周波数が約０．９ＧＨｚから約５ＧＨｚの範囲、好ましくは約０．９１５ＧＨｚまたは約２．４５ＧＨｚ、になるような波長を有する。最も実際的なマイクロ波源２０を選択する場合に考慮すべき最も一般的な要因は、動作周波数、パワーの要求事項、出力波形、およびコストである。たいていの場合、大きさや重量は二の次であるが、これらの要因は、空間が制限されていたりメンテナンスの容易性が非常に重要な場合には見過ごすべきではない。動作周波数に関して、マイクロ波源１８は、マイクロ波源１８がある範囲のマイクロ波周波数を発生することができるように調整可能であってもよい。または、マイクロ波源１８は、単一の周波数のみを特徴とするマイクロ波を発生する「普遍的（universal）」なタイプのものであってもよい。2.45ＧＨｚまたは0.915 ＧＨｚのどちらかのマイクロ波を発生するマイクロ波源が、経済的な価格で多数の商業的源から広く入手可能であるので、「普遍的」なタイプのマイクロ波源１８を用いるのが好ましい。2.45ＧＨｚで動作するマイクロ波源がより好ましい。マイクロ波源２０は、適当なパワー出力を有して、マイクロ波エネルギー源２０が、加工されているポリマー樹脂を所望のように溶融またはソフト化するのに十分な出力レベルでマイクロ波エネルギーを照射することができるべきである。他方、用いる出力が高すぎると、ポリマー樹脂が劣化したり燃えてしまう可能性がある。マイクロ波エネルギー源の適当なパワー出力の適切な選択は、用いられている具体的なマイクロ波エネルギー源２０、加工されているポリマー樹脂等の様々な要因によって決まる。しかし一般的に、利用できるパワー出力レベルが約０．５ｋＷから約５００ｋＷの範囲のものが、本発明の実施において適当であろう。溶融特性が異なる非常に様々のポリマーを加工するフレキシビリティーを持たせるために、マイクロ波エネルギー源１８のパワー出力レベルがそのような広範囲にわたって制御可能に可変であることが好ましい。具体例として、2.45ＧＨｚのマイクロ波源は、最も普通には５００ワットから６ｋＷの範囲のパワー出力で利用可能であるが、いくつかのメーカは、出力が３０ｋＷまでのユニットを提供している。６ｋＷで動作するユニットが好ましい。マイクロ波源２０からの出力波形は、その出力スペクトルと直接関係し、マイクロ波のパワーを高Ｑの負荷に送出する場合には重要な要因である。家庭用電子レンジに普通に見られる電源を利用したより安価な発生器は、パルス波形を有し、パルス速度(pulse rate)は電力線の周波数（米国においては６０Ｈｚ）に等しく、出力スペクトルの帯域幅は約５ＭＨｚである。これとは対照的に、スイッチモードの電源を利用する高性能発生器は、リップルが非常に低く、すなわちＣＷ波形を有し、典型的な出力スペクトルの帯域幅は約２５０ｋＨｚである。有用な経験則として、加熱されている負荷の結合帯域幅(coupling bandwidth)の半分に過ぎないスペクトル帯域幅を有するマイクロ波源を用いるということがある。例えば、Ｑ係数が４０００であることを特徴とするポリエチレンは、2.45ＧＨｚで動作する場合には結合帯域幅（△ｆ）が６１３ｋＨｚである。動作安定性を良好にするためには、マイクロ波源の出力スペクトル帯域幅が３００ｋＨｚに過ぎないということが必要である。これよりもスペクトル出力が広いいかなる発生器を用いても、結合効率および／または動作安定性が低減する結果となろう。従って、そのような能力のあるリップルの低い発生器が好ましい。導波管２０は通常、管状の構造であり、マイクロ波をマイクロ波源１８からマイクロ波空洞部１６に運ぶいかなる適当な断面を有していてもよい。好適な導波管２０は、断面が、正方形、長方形、または円形のいずれかである。マイクロ波空洞部１６を規定するのに用いる壁と同様に、導波管２０は一般的に、耐腐食性金属、金属アロイ、電子化合物、これらの組み合わせ、等の導電性材料で形成されている。好適な導波管は、アルミニウム、ステンレス鋼、および／または銅を含む。導波管２０は、そうあるのが望ましかったり、アプリケータの搭載位置とマイクロ波発生器の搭載位置との間の公差の蓄積を見込むのに必要な場合には、柔軟性を有するものであってもよい。また、柔軟性を有する導波管２０は、搭載位置と搭載位置との間に動きが必要な場合にも用いることができる。しかし、導波管２０が柔軟性を有する場合には、その金属構造が繰り返し動くために、疲労によって破損してしまう可能性がある。設計ステップにおいては、金属構造のいかなる部分も曲げの間に公布句点に達しないようにするのに十分たわみ量を制限するように注意を払わねばならない。ほとんどすべてのマイクロ波パワー送出装置では、負荷のインピーダンスを導波管すなわちマイクロ波発生器のインピーダンスに整合させるための装置が必要である。この装置がなければ、負荷に結合したマイクロ波のパワー量は部分的に低減する可能性がある。最も普通の形のこの装置は、導波管スタブ同調器であるが、絞り(irises)等の他の形式の装置も用いられる。導波管同調器は、マイクロ波のパワーが送出されている間に整合を調整するのが便利であるために、広く用いられている。同調器は、手動操作のものも自動操作のものも利用可能である。手動の同調器は、負荷から反射したマイクロ波のパワー量を監視する電力計をオペレータが観察する間に、１つ以上のスタブ、またはねじを切ったロッドを導波管内に回し人れることによって調整する。同調は、反射したパワーが最小になったときに行われる。自動の同調器も、本質的には同じように操作されるが、スタブをモータで駆動し、最新のエレクトロニクスを用いて反射したパワーを監視してそれに応じてスタブを調節するという点が異なる。手動の同調器と自動の同調器のどちらを選択するかは、装置のコストよりもむしろ処理の要求事項によって決まる度合いが高い。パワーが高Ｑの負荷に送出されている場合、同調器は、発生器からのパワー出力が変化するときには、調整過程でよく必要とされるように、調整が必要なことが多い。発生器が出力パワーを変化させると、その搬送周波数もまた、ゼロからフルの出力に３０ＭＨｚも変化する（これは、マグネトロンを利用するマイクロ波発生器すべての特性である）。負荷のＱが４０００であり、結合帯域幅が６００ｋＨｚのみである場合には、パワー出力が少し変化しただけでも、負荷への結合が完全に損失してしまう結果になる可能性がある。同様に、特性インピーダンスが絶え間なく変化したり経時的に徐々に変化するような動的過程においては、その過程を通じて結合を維持するために、絶え間なく同調器を調整することが必要である。こういった状況の下では、手動の同調器よりも自動の同調器の方が、便利で使いやすいために、好ましいことが多い。市販の同調器の大部分は、手動であれ自動であり、インピーダンス整合をより多用途にするために、３つまたは４つのスタブを有している。場合によっては、単一のスタブのみを用いてすべての同調の要求事項を達成することも可能であるかもしれない。そのような場合には、この部品の必要事項について、かなりの量のコストを低減することができる。しかし、単一のスタブのみを用いることができるかどうかは、所望される実際の装置の構成により実験的に決められる。大部分の工業用マイクロ波加熱装置に通常用いられる他の部品は、マグネトロン（実際にマイクロ波エネルギーを作り出す装置）を反射したパワーから保護するのに用いる導波管アイソレータである。アイソレータは、反射したパワーをマグネトロンから遠ざかる方向に向ける導波管サーキュレータ、および反射したパワーを吸収し散逸させるダミー負荷を含む。これら２つの要素は、別個の部品として存在して一緒になって働くことが多いが、単一の部品として一緒に組み込まれたものもいくつかのメーカから入手可能である。同調するために、反射したパワーを計測する手段もまた望ましい。導波管パワー結合器と計器は、加熱装置に組み込むことができる別個の部品として人手可能であるが、これらはまた、アイソレータの一部(feature)としても人手可能である。その上に取り付けが行われる装置の構成によっては、他の色々な導波昔部品もまた望ましいかもしれない。こういった部品は通常、マイクロ波エネルギーが角を曲がるように向ける１つ以上のエルボを有する堅固な導波管の短い部分を含む。ほとんどいかなる構成も可能である。図２〜図５は、本発明のポリマー処理装置３０の好適な１実施形態の具体的な構成である。装置３０には、ホッパー３６、主要加工ユニット３８、運搬シリンダ４０、および射出機構４２を含む、４つの主要部品が設けられている。図２〜図５の装置３０は、これら４つの部品をそれぞれ１つずつのみ有する者として示しているが、装置２０の出力能力を増大するために、１つ以上のさらなるホッパー、主要加工ユニット、運搬シリンダ、および／または射出機構もまた設けてもよい。主要加工ユニット３８は、円筒形状であり、ホッパ３６内に設けられた原料供給物３２から受け取られるポリマー樹脂を含む充填材料を溶融するのに用いられる。主要加工ユニット３８は、ハウジング頂部４４、中央プレート部４６、およびハウジング底部４８を含む。中央プレート部４６は、回転軸４９の周りに回転可能であり、従って、主要加工ユニット３８に、加工するポリマーの充填材料の送出、溶融、および運搬を促進する回転可能部材を設ける。図示の好適な実施形態において、ハウジングの頂部および底部４４、４８は固定されており、回転しない。中央プレート部４６は、ハウジング頂部４４に近接して配置された軸方向頂面５１、およびハウジング底部４８に近接して配置された軸方向底面５３を含む。中央プレート部４６の軸方向頂面５１には、第１、第２、および第３の空洞部５０、５２、５４が設けられて、加工するポリマー樹脂の充填材料をそれぞれ保持するようになっている。ホッパー３６および運搬シリンダ４０は、ハウジング頂部４４の頂面４７上に、約１２０度離れて配置されている。ホッパー３６と運搬シリンダ４０との中間には、マイクロ波エネルギー源を有する主要加工ユニット３８が設けられている。図１に示すように、マイクロ波エネルギー源のうちの少なくとも一部21は、ハウジング頂部２４内に配置されている。マイクロ波エネルギー源は、中央プレート部４６がこれら空洞部のうちの１つがマイクロ波エネルギー源部４１の下方に配置されるような位置に回転すると、空洞部５０、５２、または５４のうちの１つの内容物にマイクロ波エネルギーを向けることができる。装置３０は、ハウジング頂部４４内に配置されたマイクロ波エネルギー源部分４１を有するように構成されているが、他の構成もまた用いることができる。例えばマイクロ波エネルギー源部分４１は、ハウジング頂部４４内に配置するのではなく、ハウジング底部４８内の同様の位置に配置してもよい。または、マイクロ波エネルギー源の一部を、ハウジング頂部および底部４４、４８の両方内に、この２つの部分が協同して間にある空洞部の内容物にマイクロ波エネルギーを照射するような方法で、配置してもよい。さらに他の実施例において、マイクロ波エネルギー源の少なくとも一部を、中央プレート部内の、それぞれの空洞部の外縁の周りに配置してもよい。さらに他のとり得るものとして、マイクロ波源は、完全に装置３０の外部であるが、適当な導波管によって装置３０と動作的に連結されていてもよい。従って、中央プレート部４６が回転軸４９の周りを回転することによって、それぞれの空洞部５０、５２、および５４が、ポリマー加工サイクルの連続的な送出、照射、および運搬位置を連続して通る。この加工サイクルは、中央プレート部４６が回転する間それぞれの空洞部５０、５２、および５４によって連続的に繰り返される。図４において一番よくわかるように、サイクルの送出位置は、空洞部５０の位置に対応している。空洞部５０は、供給物３２からの充填材料を空洞部５０に送出することができる位置に回転している。図４の実施例において、ホッパー３４の真下に配置された空洞部５０は、送出位置にある。送出を促進するために、ハウジング頂部４４には、ホッパ３６と送出位置にある空洞部５０とが連絡するようにする貫通開口部５５が設けられている。好ましくは、制御手段（図示せず）が設けられて、供給物３２から開口部５５を通って送出される１回分ずつの量およびタイミングをオペレータが制御することができるようになっている。用いる制御手段の種類は、非常に重要であるということはなく、従来技術での実際に従って、いかなるそのような手段を用いてもよい。図３において一番よくわかるように、照射位置は、空洞部５２の位置に対応している。空洞部５２は、空洞部５２の内容物をマイクロ波エネルギー源部分４１によってマイクロ波エネルギーで照射することができる位置に回転している。図３の実施例において、マイクロ波エネルギー源部分４１の真下に配置された空洞部５２は、送出位置にある。ポリマー樹脂を含む充填材料を保持する空洞部５２がこの位置にある場合、その充填材料をマイクロ波エネルギーで照射することによって、ポリマー樹脂が溶融する。好ましくは、このような溶融は、非常に迅速に、従来技術の溶融技術を用いた場合よりもはるかに素早く行われる。図５において一番よくわかるように、運搬位置は、空洞部５４の位置に対応している。空洞部５４は、運搬シリンダ４０の作動を用いて空洞部５４の内容物を射出機構４２に運搬することができる位置に回転している。運搬シリンダ４０には、シリンダ穴５８を形成しているハウジング５６が設けられている。シリンダ穴５８内で上下に往復運動をすることができるピストン６０もまた、設けられている。ハウジング頂部４４には、シリンダ穴５８の内部容積を運搬位置にある空洞部５４に連結する貫通開口部６２が設けられている。運搬位置にある空洞部５４は、通路６４によって射出機構４２内部と流体連通している。通路は、貫通開口部６３および伝導部６５から形成されている。その結果、ピストン６０が下向きに動くと、溶融した充填材料が運搬空洞部から通路６４を通って射出機構４２に押し込まれる。射出機構４２は、計量した量の溶融した充填材料を保持する、計量チャンバ６７を取り囲むハウジング６６を含む。射出機構４２にはさらに、ハウジング６６内で射出機構４２の長さ方向の軸に沿った方向に往復運動をすることができるピストン６８が設けられている。ピストン６８は、矢印７０の向きにピストンが動くことによって溶融ポリマー３４が出力通路７２を通るように、配置されている。溶融ポリマーは、出力通路７２から、押出し成形用金型（図示せず）や射出成形用金型の内部容量（図示せず）等の使用する個所に向けることができ、モールド金型の容量は、形成する商品の形状に対応する形状を有する。好適な実施形態によれば、加工するポリマー樹脂を含む供給物３２は、ホッパー３６内に設けられる。ポリマー処理中、中央プレート部46は、空洞部５０、５２、および５４のそれぞれが送出、照射、および運搬位置のうちの１つに来るまで回転する。通常、定常状態の動作中は、送出位置にある空洞部は、ポリマー樹脂を含む充填材料を受け取ることができ、照射位置にある空洞部は、溶融する準備のできた固体のポリマー樹脂を含む充填材料を保持し、運搬位置にある空洞部は、射出機構４２に運搬する準備のできた実質的に溶融したポリマー樹脂の充填材料を保持する。従って、中央プレート部46がそのような位置にある間は、実質的に溶融していないポリマー樹脂を含む充填材料は、送出位置にある空洞部５０に送出され、照射位置に配置された空洞部52内に保持された充填材料は、その充填材料のポリマー樹脂の実質的にすべてを溶融するのに十分な量のマイクロ波エネルギーで照射され、運搬位置にある空洞部内に保持された充填材料５４の少なくとも一部は、計量チャンバ６７に運搬され、空洞部５４が、加工サイクルの次の段階におけるポリマー樹脂を含む次の充填材料を受け取ることができるようにする。そうすると、計量チャンバ６２からの充填材料は、所望のように、成形される商品に対応する形状を有する内部容積を含むモールド金型（図示せず）に射出する、または押し出し成形用金型を通して押し出すことができる。運搬位置にある充填材料が計量チャンバ６７に運搬された後、中央プレート部４６は、空洞部５０、５２、および５４が加工サイクルの次の位置に前進するまで回転し、次に送出、照射、運搬、および射出段階が繰り返される。加工サイクルは、所望の回数繰り返すことができる。図６は、本発明の他の実施形態のポリマー加工装置１００を示す。装置１００は、溶融され次に使用する場所（図示せず）に送出されるポリマー材料を含む供給物１０２を連続的に加工するようになっている。装置１００は、溶融ユニット１０４、および、導管１０６によって溶融ユニット１０４に動作的に連結された運搬ユニット１０６を含む。溶融は溶融ユニット１０４内で行われ、溶融ポリマーは次に、使用する場所への運搬用に、運搬機構１０６内で加圧される。溶融ユニット１０４は、側壁１１４、底部１１６、頂部１１８、および内部仕切り１２０から形成された、導電性で円筒形のハウジング１１２を含む。内部仕切り１２０は、ハウジング１１２を、供給ゾーン１２２と溶融ゾーン１２４とに分割する。内部仕切り１２０の中央領域には、供給物１０２が供給ゾーン１２２から溶融ゾーン１２４内へと通ることができるようにしている複数の開口部を含む穴あきプレート１２６が取り付けられている。好ましくは、内部仕切り１２０および穴あきプレート１２６は、導電性材料から形成されていて、溶融ゾーン１２４の頂部において電気的遮蔽が行われるようになっている。オプションとして、溶融動作中に発生する過剰な熱を運び去るために、冷却ジャケット（図示せず）をハウジング１１２の外部上に設けてもよい。供給ゾーン１２２は、ハウジング１１２内に動作的に支持された回転可能な供給スクリュ１２８、および、供給部の内径を規定するブシュ部材１３０を含む。ブシュ部材１３０は、好ましくは硬化鋼から形成されている。ブシュ部材１３０は、溶接、リベット締め、接着剤での接合、プレスばめ等を含む何らかの適当な技術によってハウジング１１２に固着される。ホッパー１３４内に供給された供給物１０２の充填材料１３２は、重力によりブシュ部材１３０の内面１３１、供給部材のねじ山１３８、および中央部材１４０によって形成されるらせん形チャンバ１３６内に送られる。供給スクリュ１２８が回転することによって、充填材料１３２が穴あきプレート１２６を通って溶融ゾーン１２４内に入る。供給速度は、供給スクリュ１２８の回転速度を調整することによって容易に制御することができる。一般的に、供給スクリュ１２８の回転が高速になるほど、供給速度も速くなる。好ましくは、供給スクリュ１２８は、ポリマー材料の溶融ユニット１０４を通る流れが実質的に連続的で定常状態に維持できるような速度で回転する。溶融ゾーン１２４は、導波管１３９によってマイクロ波源１３７に動作的に連結された、円筒形状で単一モードのチャンバ１４０を含む。１つのマイクロ波源１３７および導波管１３９のみを示しているが、１つ以上の位置においてチャンバ１４０と連結された１つ以上の導波管と組み合わせた１つ以上のマイクロ波源もまた用いることができる図示の好適な実施形態において、チャンバ１４０は、溶融ユニット１０４に運搬されるポリマー材料の通路としての役割をするだけでなく、空洞部１４０はまた、単一モードのマイクロ波空洞部としての役割もする。従って、マイクロ波とポリマー材料の両方が、チャンバ１４０の長さ方向の軸と実質的に整列した通路に沿って運ばれる。好適な実施形態において、チャンバ１４０を形成するハウジング１１２の内面１４１、１４２、１４５、および／または１４７の少なくとも一部は、十分反射率が高く（例えば、０．１、好ましくは０．０５、よりも小さい放射率を特徴とする）、マイクロ波だけでなく、溶融動作中に発生する放射エネルギーもいくらか反射してチャンバ１４０内に戻り、溶融性能が高められる。チャンバ１４０の直径は、一般的に、チャンバ１４０の一方の側の内面１４１とチャンバ１４０の他方の側の内面１４２との間の距離によって決定される。チャンバ１４０の長さは、チャンバ１４０への入口におけるプレート１２６とチャンバ１４０からの出口に配置されたプレート１４４との距離によって決定される。溶融ゾーン１２４の一方の側の内面１４１と溶融ゾーン１２４の他方の側の内面１４２との間で測定したチャンバ１４０の直径は、好ましくは、加工に用いられているマイクロ波の波長の整数倍に等しい。チャンバ１４０の直径をこのようにすることによって、確実にマイクロ波がチャンバ１４０の内部で共振して、エネルギー分布が均一になり溶融性能が効率的になるのに役立つ。好ましくは、このような直径は、マイクロ波の波長の２から５倍、より好ましくは２から３倍、である。例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波について、チャンバ１４０の直径は、好ましくは１０．７５ｃｍである。チャンバ１４０等のマイクロ波空洞部の適当な幾何学的形状特性を決定する原理は、例えば、Metaxas, "Industrial Microwave heating",Peter Peregrinus Ltd.,Lodon(1983)に説明されている。チャンバ１４０の長さは、直径ほど非常に重要であるということはない。実際、チャンバ１４０の長さは、ポリマーのチャンバ１４０内での滞留時間が溶融を行うのに十分長くなるのであれば、いかなる適当な所望の長さでもよい。チャンバ１４０の好適な長さは、加熱されている材料の容積内の所望の電界の強さによって決定することができる。電界の強さは、加熱の速度が合理的なものになるよう十分高くあるべきであるば、チャンバ１４０内で絶縁破壊および電気放電（アーク発生）の結果になるほど高くあるべきではない。この目的を達成するために、好適な電界は、６ｋＷ程度のパワーレベルについて約３７５ｋＶ／ｍ程度である。この場の強さであって、２．４５ＧＨｚのマイクロ波エネルギーが６ｋＷのパワー出力レベルで用いられている装置については、長さが２０ｃｍから１００ｃｍ、好ましくは約４０ｃｍから５０ｃｍの範囲であるチャンバ１４０を用いることが、広範囲の異なるポリマーを加工するのに適当であろう。一般的に、Metaxas,"Industrial Microwave heating",Peter Per egrinus Ltd.,Lodon(1983)の７２ページを参照されたい。本発明の特に好適な実施形態において、チャンバ１４０内には、マイクロ波を通すライナー（１５０）が設けられている。マイクロ波を通すライナー１５０を用いることによって、加工されている流れる材料が、マイクロ波エネルギー分布が最大であるチャンバ１４０のコア領域にとどめられる。従って、ライナー１５０によって、このような材料のより均一な加熱、運搬、および溶融が促進される。ライナー１５０がなければ、側壁１１４に近いポリマー材料は低温になり過ぎる可能性があり、その一方で、チャンバ１４０の中央に位置するポリマー材料は高温になり過ぎる可能性がある。その結果として生じる温度勾配は、溶融ゾーン１２４を通る流れ特性に悪影響を与える傾向を有する可能性がある。このポリマー材料はまた、燃えたりその他劣化する可能性もある。ライナー１５０は、側壁１１４に近接して設けられるが、底部１１６のすべてに沿っているわけではない。底部１１６のこのような部分に近接するところにはライナーは不要である。ポリマー材料は通常、チャンバ１４０のその部分に達する時点までには完全に溶融しているからである。ライナー１５０は一般的に、マイクロ波がライナー１５０を通って動くときに比較的小さな割合のマイクロ波エネルギーを吸収するだけでなく、実質的に耐熱性(temperature resistant)でもあるマイクロ波を通す材料から形成されており、溶融動作中に材料が変形、溶融、その他劣化しないようになっている。本明細書内では、「マイクロ波を通す」という用語は、ＡＳＴＭＤ２５２０−９５マイクロ波周波数および温度１６５０℃における固体絶縁性材料の複素誘電率（誘電性の定数）、試験方法Ｂ（１９９７）により試験した場合のその材料の相対複素誘電率が、その材料を通って動いているマイクロ波エネルギーの、１％よりも小さい、より好ましくは０．０１％よりも小さい、等である、ということを意味する。ライナー１５０を形成するのに適当な非常に様々な耐熱性でマイクロ波を通す材料が公知であり、いわゆる低損失セラミック、石英、ガラス、磁器、アルミナ、これらの組み合わせ等が含まれる。ライナー１５０の壁の厚さは、チャンバ１４０の直径、ライナー１５０を形成している材料、マイクロ波源１３７のパワー出力設定、マイクロ波源１３７が発生するマイクロ波放射の周波数等を含む様々な要因によって決まる。２．４５ＧＨｚおよび６ｋＷで動作する、本発明の好適な実施形態において、チャンバ１４０の直径が１０．７５ｃｍであり、ライナー１５０が石英または低損失セラミックで形成されている場合、ライナー１５０を壁の厚さが２．４から２．７ｃｍ、好ましくは２．５５から２．６５ｃｍ、の範囲になるように形成すると適当であろう。供給スクリュ１２８の回転速度によって、一般的にチャンバ１４０内の圧力が決定される。好ましくは、チャンバ１４０内での溶融は、ポリマー材料をチャンバ１４０を通って運搬するのに十分な力が発生するのに効果的な比較的低圧で行われる。特に、ポリマー材料の流量を加熱速度と整合させて、材料がプレート１２６を通ってチャンバ１４０に入ってくる速度が材料がプレート１４４を通ってチャンバ１４０を出る速度と実質的に同一になるようにすることが、特に望ましい。しかし、力が小さすぎると、チャンバ１４０内での滞留時間が長くなり過ぎて、加工されているポリマー材料が燃えてしまったりその他劣化してしまう可能性がある。他方、圧力が高すぎると、ポリマー供給速度が十分な溶融を行うには速すぎてしまう。従って、チャンバ１４０内での溶融は、好ましくは約２ｋｇ／ｃｍ²から約４０ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは２ｋｇ／ｃｍ²から２０ｋｇ／ｃｍ²、の範囲の比較的低圧の下で行われる。本発明の実施において、チャンバ１４０内で材料に印加される圧力は、チャンバ１４０の出口ポート、すなわちプレート１４４、における材料の圧力として決定してもよい。溶融後、溶融ポリマーは、溶融ユニット１０４から導管１０８を通って運搬ユニット１０６に運搬される。溶融ポリマーの、溶融ユニット１０４と運搬ユニット１０６との間での運搬は、重力、ポンプ、等いかなる適当な動機(motivating) 手段を用いて行ってもよい。図６に示すように、溶融ポンプ１１０を用いてこのような運搬を行っている。溶融ポンプ１１０は、少なくとも２つの重要な役割をしている。第１に、溶融ポンプ１１０は、運搬ユニット１０６に運搬される溶融材料の流量を制御するのに投立つ。さらに、溶融ポンプは、溶融材料を均質化するのにも役立つ。溶融ポンプ１１０が好ましいが、逆止め弁等他の装置もまた用いることができる。運搬ユニット１０６は、の溶融した充填材料を保持する、計量チャンバ１５４を取り囲む円筒形のハウジング１５２を含む。運搬ユニット１０６にはさらに、ハウジング１５２内で運搬ユニット１０６の長さ方向の軸に沿った方向に往復運動をすることができるピストン１５６が設けられている。ピストン１５６は、矢印１５８の向きにピストン１５６が動くことによって溶融ポリマー１６０が出口通路１６２を通って使用する場所に進むように、配置されている。ピストン１５６の動作は、それぞれのピストンサイクルで１回ずつ、断続的な方法で作動して、溶融ポリマーを使用する場所に進ませるので、ピストン１５６を組み込んだ運搬ユニット１０６は、射出成形の用途に最も効果的に用いられる。他方、溶融ポリマーを押し出し成形用金型を含む使用する場所に供給することが所望される場合には、溶融ポリマーの連続的な供給物を使用する場所に運搬するために、ピストン１５６の代わりに溶融ポンプその他同様の運搬装置を用いることができる。計量チャンバ１５４は、チャンバ１４０と別個でありチャンバ１４０に関して独立して加圧可能であるので、溶融動作の性能に影響を与えることなく、射出成形または押し出し成形に適当な比較的高圧を計量チャンバ１５４内に作り出すことができる。例えば、１０ｋｇ／ｃｍ²から２０００ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは５００ｋｇ／ｃｍ²から１０００ｋｇ／ｃｍ²の範囲の比較的高圧を、計量チャンバ１５４内で容易に作り出せる一方で、これよりも低圧がチャンバ１４０内では維持される。図７は、図６のポリマー加工装置１００と略同様の本発明の他の実施形態のポリマー加工装置２００を示す（例えば、図６にも見られる図７の部品はすべて、図６の対応する部品と同じ識別番号がついているが、図７の識別番号は、添え字「Ａ」も含むという点が異なる）が、装置２００はさらにチャンバ１４０Ａ内に配置されたコア部材２０２も含むという点が異なる。コア部材２０２は、プレート１２６Ａからプレート１４４Ａまで延びており、ポリマー材料を環状の方法でチャンバ１４０Ａを通って案内する内面を規定する表面２０４を有する。コア部材２０２を用いることによってさらに、共振するマイクロ波のエネルギー分布が最も均一なチャンバ１４０Ａの環状領域に流れる材料をとどめて装置２００の加熱性能が最適化される。好ましくは、コア部材２０２は、上に規定したようなマイクロ波を通す材料からできており、コア部材２０２が存在しても溶融性能が全く妨げられないようになっている。チャンバ１４０Ａが２．４５ＧＨｚで動作し内径が１０．７５ｃｍのＴＭ₀₂₀モードの空洞部であり、ライナー１５０が石英でできていて厚さが約２．４から２．７ｃｍの範囲にある場合には、コア部材２０２の半径は好ましくは、１．８から約２ｃｍの範囲であってもよい。図６または図７に示す本発明の実施形態を用いた場合に、異なる材料および加工条件について加熱性能を最適化することができるように、ライナー１５０（または場合によっては１５０Ａ）および／またはコア部材２０２（もしある場合には）は、独立して取り外し可能であり、必要に応じて異なる大きさの部品をチャンバ１４０（または１４０Ａ）内の所定位置に挿入することができるようになっていることが望ましいかもしれない。このようにすれば、加工されているポリマーがいかなる種類であっても、加熱性能を最適化することができる。他方、製造の実施可能性からは、ある範囲の動作条件にわたってある範囲の材料について一般的に良好な加熱性能を有する特性を持つ、取り外し不可能なライナーおよび／またはコア部材を用いることが望ましいかもしれない。ライナー（ライナー１５０または１５０Ａ等）および／またはコア部材（コア部材２０２等）を含む本発明の実施形態において、このような部品の一方または両方がチャンバ１４０（または場合によっては１４０Ａ）の軸の周りを回転可能であって、材料の運搬または混合を促進してもよい。ライナーとコア部材の両方が存在し回転可能な場合は、これらの部材は、連結して回転するようにしても、反対方向に回転するようにしても、これら両方の回転をするようにしても、所望のようにしてよい。本発明を好適な実施形態に関して説明したが、本発明は、本会寺の精神および範囲内でさらに変形することができる。従って、本出願は、その一般的な原理を用いた本発明のいかなる変化、使用、または何かに適合させたものも包含するように意図されている。さらに、本出願は、本発明が属する技術において公知例または慣用例に含まれる範囲かつ添付の請求の範囲の限定内にあるものから得られるものも包含するように意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者マルーフィアン，イラアメリカ合衆国カリフォルニア 91364 ウッドランドヒルズデルモレノドライブ 4513 (72)発明者ドデュック―ケニッグ，ハナイスラエル国 34987 ハイファホランドストリート 25 (72)発明者ケニッグ，シュムエルイスラエル国 34987 ハイファホランドストリート 25

Claims

【特許請求の範囲】１．マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工する方法において、（ａ）前記混合物からなる充填材料がマイクロ波エネルギーで照射されるように、前記充填材料を空洞部内に運搬し、（ｂ）前記充填材料が前記空洞部内にある間に、前記ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で前記充填材料にマイクロ波エネルギーを照射し、（ｃ）前記溶融ポリマーを前記空洞部から計量チャンバに運搬し、（ｄ）前記溶融ポリマーを前記計量チャンバから使用する場所に運搬する、各ステップを有することを特徴とする加工方法。２．前記空洞部は、単一モードのマイクロ波空洞部であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。３．前記空洞部は、単一モードのマイクロ波空洞部であり、ステップ（ａ）は、前記マイクロ波エネルギーが前記空洞部内で伝搬する通路と実質的に一致する通路に沿って前記充填材料を運搬することを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。４．前記空洞部は、多数モードのマイクロ波空洞部であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。５．ステップ（ｂ）は、第１の圧力範囲内にある前記充填材料に対して第１の圧力を印加する間に起こり、ステップ（ｄ）は、第２の圧力範囲内にある前記充填材料に対して第２の圧力を印加する間に起こり、前記第２の圧力が前記第１の圧力よりも高いことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。６．前記第１の圧力範囲は、約２ｋｇ／ｃｍ²から約２０ｋｇ／ｃｍ²までにわたり、前記第２の圧力範囲は、約１０ｋｇ／ｃｍ²から約２０００ｋｇ／ｃｍ²までにわたることを特徴とする請求の範囲第５頂に記載の方法。７．前記第１の圧力範囲は、約３ｋｇ／ｃｍ²から約１０ｋｇ／ｃｍ²までにわたり、前記第２の圧力範囲は、約５００ｋｇ／ｃｍ²から約１０００ｋｇ／ｃｍ² までにわたることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。８．ステップ（ａ）および（ｂ）は、実質的に定常状態の条件の下で前記充填材料を前記空洞部を通って運搬する間に起こることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。９．ピストンを含む運搬機構は、前記計量チャンバに動作的に連結されて、前記ピストンの動きによって前記溶融ポリマーを前記計量チャンバから前記使用する場所に運搬できるようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１０．前記使用する場所が、前記計量チャンバと流体連通するように配置された射出成形用金型の空洞部であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１１．前記使用する場所が、前記計量チャンバと流体連通するように配置された押出し成形用金型であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１２．前記空洞部は、導電性のハウジング内のチャンバであり、前記ハウジングの内面の少なくとも一部にマイクロ波を通す材料がライニングとして設けられ、前記チャンバ内に運搬された前記充填材料が前記ハウジングの部分と直接接触しないようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１３．前記マイクロ波を通す材料は、石英、低損失セラミック、ガラス、磁器、およびこれらの組み合わせの中から選択された材料を含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。１４．前記充填部材が前記空洞部を通って運搬される環状の通路を形成できるような方法で、コア部材が前記空洞部内に配置され、前記コア部材がマイクロ波を通す材料を含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。１５．前記コア部材のマイクロ波を通す材料が、石英、低損失セラミック、ガラス、磁器、およびこれらの組み合わせの中から選択された材料を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。１６．前記充填材料は、非極性ポリマーからなり、かつ前記充填材料をマイクロ波エネルギーで照射することによって前記ポリマーが溶融するのに十分な量のマイクロ波エネルギーを吸取する添加剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１７．前記充填材料が、重量で１００部の前記ポリマー樹脂をベースにして、重量で約０．０１から約２０部の添加剤を含む前記マイクロ波エネルギーを吸収することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。１８．前記ポリマーが熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の方法。１９．（ａ）前記溶融した充填材料を前記計量チャンバから前記射出成形用金型の前記空洞部に運搬し、（ｂ）前記溶融した充填材料が前記金型の前記空洞部内で固化できるようにし（ｃ）前記固化した商品を前記金型から取り外す、各ステップをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１０頂に記載の方法。２０．マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工可能な装置において、（ａ）マイクロ波加工を行う空洞部を形成する導電性のハウジングと、（ｂ）前記空洞部と動作的に連結されており、前記混合物の充填材料が前記空洞部内にある間に、前記ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、前記充填材料にマイクロ波エネルギーを照射することができるマイクロ波エネルギー源と、（ｃ）前記空洞部と流体連通しており、前記溶融ポリマーを前記空洞部から運搬可能になっているチャンバと、（ｄ）前記チャンバ内の溶融ポリマーを使用する場所に運搬できるような方法で、前記チャンバと動作的に連結されている運搬機構と、を含んでいることを特徴とする加工装置。２１．前記マイクロ波加工を行う空洞部が、単一モードのマイクロ波空洞部であることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。２２．前記マイクロ波加工空洞部が、前記混合物が前記ハウジング内に配置された単一モードのマイクロ波空洞部であり、前記マイクロ波エネルギーがそれに沿って前記空洞部内で伝搬する通路と実質的に一致する通路に沿って前記ハウジングを通って前記混合物を運搬できるようになっていることを特徴とする請求の範囲第２０頂に記載の装置。２３．前記空洞部は、多数モードのマイクロ波空洞部であることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。２４．前記運搬機構は、前記チャンバに動作的に連結されたピストンを含み、前記ピストンの動きによって前記溶融ポリマーを前記チャンバから前記使用する場所に運搬できるようになっていることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。２５．前記使用する場所は、前記計量チャンバと流体連通するよう配置された射出成形用金型の空洞部であることを特徴とする請求の範囲弟２０項に記載の装置。２６．前記使用する場所は、前記計量チャンバと流体連通するよう配置された押出し成形用金型であることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。２７．少なくとも前記ハウジングの内面の一部に沿うマイクロ波を通す材料をさらに含み、前記マイクロ波加工を行う空洞部内に運搬された充填材料が前記ハウジングの部分と直接接触しないようになっていることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。２８．前記マイクロ波を通す材料は、石英、低損失セラミック、ガラス、磁器、およびこれらの組み合わせの中から選択された材料を含むことを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の装置。２９．前記充填材料が前記空洞部を通って運搬される環状の通路を形成するのに有効な方法で前記空洞部内に配置されたコア部材をさらに含み、前記コア部材がマイクロ波を通す材料を含むことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の方法。３０．マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工する方法において、（ａ）ポリマー樹脂を含む充填材料を保持する第１の空洞部を含む回転可能な部材を設け、（ｂ）前記空洞部が前記ポリマーを含む供給物と連絡するように、前記回転可能な部材を第１の位置まで回転し、（ｃ）前記ポリマーを含む充填材料を前記供給物から前記空洞部に送出し、（ｄ）前記充填材料を前記空洞部に送出した後、前記充填材料に、実質的にすべての前記ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、マイクロ波エネルギーを照射し、この照射ステップは、前記回転可能な部材が回転して前記第１の位置から遠ざかった後に起こるようになっており、（ｅ）前記ポリマーの溶融後、少なくとも前記溶融ポリマーの一部を計量チャンバに運搬し、さらに、（ｆ）前記溶融ポリマーを前記計量チャンバから使用する場所に運搬する、各ステップ含んでいることを特徴とする加工方法。３１．前記回転可能な部材が、第１の位置、第２の位置、および第３の位置を含む複数の位置に回転可能であり、前記充填材料を前記空洞部に送出するステップ（ｃ）が、前記回転可能な部材が前記第１の位置にあるときに起こり、前記空洞部内の前記充填材料に照射するステップ（ｄ）が、前記回転可能な部材が前記第２の位置にあるときに起こり、前記充填材料を前記空洞部から前記計量チャンバに運搬するステップ（ｅ）が、前記回転可能な部材が前記第３の位置にあるときに起こることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。３２．前記回転可能な部材が、第１の位置および第２の位置を含む複数の位置に回転可能であり、前記充填材料を前記空洞部に送出するステップ（ｃ）が、前記回転可能な部材が前記第１の位置にあるときに起こり、前記空洞部内の前記充填材料に照射するステップ（ｄ）が、前記回転可能な部材が前記第１の位置から前記第２の位置に回転しているときに起こり、前記充填材料を前記空洞部から運搬するステップ（ｅ）が、前記回転可能な部材が前記第２の位置にあるときに起こることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。３３．前記回転可能な部材は、実質的に円筒形であって第１および第２の軸方向の面を有し、前記空洞部は、前記充填材料を受け取るために、前記回転可能な部材の前記第１の軸方向の面と開放状態で連通できることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。３４．前記回転可能な部材は、前記回転可能な部材の前記第１の軸方向の面に近接して配置されたハウジング頂部、および前記回転可能な部材の前記第２の軸方向の面に近接して配置されたハウジング底部を含むハウジング内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第３３項に記載の方法。３５．前記充填材料が、ピストンの動きによって前記空洞部から前記計量チャンバに運搬されることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。３６．前記充填材料が、ピストンの動きによって前記計量チャンバから前記使用する場所に運搬されることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の方法。３７．マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工する方法において、（ａ）第１、第２、および第３の空洞部を含む回転可能な部材を設け、この回転可能な部材の回転によって、それぞれの前記空洞部が、加工サイクルの連続的な送出、照射、および運搬の各位置を順次取り、このサイクルが前記回転可能な部材が回転するときそれぞれの空洞部により連続的に繰り返され、前記送出位置にある１つの空洞部は、前記ポリマーを含む充填材料を受け取ることができ、前記照射位置にある１つの空洞部は、照射中前記混合物の充填材料を保持し、前記運搬位置にある１つの空洞部は、実質的に溶融したポリマー樹脂を含む充填材料を保持し、（ｂ）実質的に溶融していないポリマー樹脂を含む充填材料を、前記送出、工程にある前記空洞部に送出し、（ｃ）前記充填材料の前記ポリマー樹脂のほぼすべてを溶融するのに十分な量のマイクロ波エネルギーを用いて、前記照射位置に配置された前記空洞部内に保持された前記充填材料を照射し、（ｄ）前記空洞部がポリマー樹脂を含むさらなる充填材料を受け取ることができるように、前記運搬位置にある前記空洞部内に保持された前記充填材料の少なくとも一部を計量チャンバに運搬し、（ｅ）成形される商品に対応する形状を有する内部容積を有する金型内に前記計量チャンバからの前記充填材料を射出し、（ｆ）前記回転可能な部材を回転して、それぞれの前記空洞部が加工サイクルの次の対応する位置に連続的に前進し、（ｇ）ステップ（ｂ）ないし（ｆ）を複数回繰り返す、各ステップを含んでいることを特徴とする加工方法。３８．少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工する装置において、（ａ）前記混合物の充填材料を保持する空洞部を含む回転可能な部材と、（ｂ）前記ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で前記空洞部内の前記充填材料にマイクロ波エネルギーを照射することができるように、前記空洞部と動作的に連結されたマイクロ波エネルギー源と、（ｃ）前記充填材料を前記空洞部から前記計量チャンバに運搬することができるように、前記空洞部と流体連通できる計量チャンバと、（ｄ）前記充填材料を前記計量チャンバから使用する場所に運搬できるように、前記装置内に動作的に配置された第１の運搬機構と、を含んでいることを特徴とする加工装置。３９．前記回転可能な部材は、第１の位置、第２の位置、および第３の位置を含む複数の位置に回転可能であり、前記回転可能な部材が前記第１の位置にあるときに、前記充填材料が前記空洞部に送出可能であり、前記回転可能な部材が前記第２の位置にあるときに、前記空洞部内の前記充填材料に照射可能であり、前記回転可能な部材が前記第３の位置にあるときに、前記封入物を前記空洞部から前記計量チャンバに運搬可能であることを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の装置。４０．前記回転可能な部材は、第１の位置および第２の位置を含む複数の位置に回転可能であり、前記回転可能な部材が前記第１の位置にあるときに、前記充填材料が前記空洞部に送出可能であり、前記回転可能な部材が前記第１の位置から前記第２の位置に回転しているときに、前記充填材料に前記空洞部内で照射可能であり、前記回転可能な部材が前記第２の位置にあるときに、前記充填材料を前記空洞部から前記計量チャンバに運搬可能であることを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の装置。４１．前記回転可能な部材が、回転可能であって、第１、第２、および第３の空洞部を含み、前記回転可能な部材の回転によって、それぞれの前記空洞部が、加工サイクルの連続的な送出、照射、および運搬の各位置を順次取り、このサイクルが、前記回転可能な部材が回転する間それぞれの前記空洞部により連続的に繰り返され、前記送出位置にある１つの空洞部が、ポリマー樹脂を含む充填材料を受け取ることができ、前記照射位置にある１つの空洞部が、照射中充填材料を保持し、前記運搬位置にある１つの空洞部が、実質的に溶融したポリマー樹脂を含む充填材料を保持することを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の装置。４２．前記溶融ポリマー樹脂を含む前記充填材料の少なくとも一部を前記空洞部から前記計量チャンバに運搬できるように、装置内で動作的に配置された第２の運搬機構をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の装置。４３．前記第１の運搬機構が、この運搬機構内に動作的に配置されたピストンを含み、前記運搬ピストンの動きによって前記充填材料を前記計量チャンバから前記使用する場所に運搬することができるようになっていることを特徴とする請求の範囲第３８項に記載の装置。４４．マイクロ波エネルギーを用いて、少なくとも１つの溶融可能なポリマーを含む混合物を加工することができる装置において、（ａ）材料供給ポートから材料出口ポートまでにわたる長さを有するマイクロ波加工を行う空洞部を形成する導電性ハウジングと、（ｂ）前記空洞部と動作的に連結されており、前記マイクロ波加工空洞部の長さに沿って単一モードの方法で前記マイクロ波エネルギーが伝搬するようになっており、前記混合物の充填材料が前記空洞部内にある間に、前記ポリマーを溶融するのに有効な条件の下で、前記充填材料に前記マイクロ波エネルギーを照射できるマイクロ波エネルギー源と、（ｃ）前記ハウジングの内面の少なくとも一部に沿う、マイクロ波を通す材料と、を含んでいることを特徴とする加工装置。４５．前記導電性ハウジングは、円筒形状であることを特徴とする請求の範囲第４４項に記載の装置。４６．前記マイクロ波を通す材料は、石英、低損失セラミック、ガラス、磁器、およびこれらの組み合わせの中から選択された材料を含むことを特徴とする請求の範囲第４４項に記載の装置。４７．前記装置が、前記充填材料が前記空洞部を通って運搬される環状の通路を形成するのに有効な方法で前記空洞部内に配置されたコア部材をさらに含み、前記コア部材がマイクロ波を通す材料を含むことを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の方法。