JP2001519734A - ガス導入 - Google Patents

ガス導入

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JP2001519734A JP54128198A JP54128198A JP2001519734A JP 2001519734 A JP2001519734 A JP 2001519734A JP 54128198 A JP54128198 A JP 54128198A JP 54128198 A JP54128198 A JP 54128198A JP 2001519734 A JP2001519734 A JP 2001519734A
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Abstract

(57)【要約】 射出成形機のシリンダヘッド(8)は、横断方向の穴(20)を有し、その中に、圧力調整器(23)を有するガスボンベ(22)に連結されたガス導入装置(21)が螺合されている。装置は本体(24)を有し、その本体は、ポペットバルブ(25)を、シリンダヘッドを通る通路に開口した相補的形状の穴(26)内に支持している。スプリング(27)が、常態ではポペットバルブを閉鎖している。システム(7)の制御下にある制御バルブ(28)が、ポペットバルブの上流に設けられている。ガスは、吸引後、プラスチック材の射出室内への供給のためにスクリュー回転の前に射出成形機の射出室内に導入される。射出時、材料は、それに加えられたガスと共に射出される。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス導入 〔発明の技術分野〕 本発明は、品物を形成するために、金型内に溶融プラスチック材を射出するに 先立って、その材料内にガスを導入する方法に関する。 〔発明の背景技術〕 従来の射出成形では、溶融プラスチック材が金型内に射出され、そこでそれは 固化し、そして成形品の排出のために金型が開けられる。シンプレス社(Cinpre s Limited)は、種々の特許、例えば国際公開No.WO93/23228にお いて、成形品内にボイドを与えるために、プラスチック材の供給と同時に又はそ の後にノズルを介してガスを金型内に注入することを提案しており、これによっ てプラスチック材の使用量が節約される。同様の効果は、例えば英国特許No. GB2010168Aに記載されるように、プラスチック材にブロー剤を注入す ることにより以前から得られている。この場合、ブロー剤は、既定の高温で分解 して窒素ガスを放出するものである。その分解反応は発熱反応であり、従ってこ のタイプのブロー剤は発熱反応性ブロー剤として知られている。 吸熱性ブロー剤として知られる第二のタイプのブロー剤が存在する。これらの ブロー剤は化学反応に頼るものであり、二酸化炭素又はその他のガスを遊離し、 それらのガスはその後、溶融したプラスチック材内に溶解する。ガスが溶液から 出てくる時、プラスチック材内で吸熱作用が生じる。これは、成形された品物を 冷却すると言う付加的な利点を有し、成形サイクル時間を改善する。 本出願人は、その国際出願No.PCT/GB96/01706において、ブ ロー剤の使用方法について記述した。これは、金型を完全に或いは部分的に開い た状態で、品物の厚い部位を、金型の部分的ギャップにより与えられる以上の厚 さにまで発泡させるものである。さらにまた、本出願人は、その英国特許出願N o.9624162.5において、実質的に全ての品物を実質的に円形の断面に まで発泡させるための同様の使用方法について記述した。 〔発明の開示〕 本発明の目的は、ガスを、ブロー剤として作用するように導入する方法を提供 することにあり、その方法は、化学ブロー剤やノズルを通じてガスを金型内に直 接注入する方法に頼らないものである。それは、むしろ、射出成形機内、又は金 型入口若しくは溶融プラスチック材の金型キャビティへの射出点よりも上流にあ る射出成形機の金型内における溶融プラスチック材に対するガスの添加に依存し ている。ガスは、材料と混合され、通常は材料中に溶解して、プラスチック材と 共に金型キャビティ内に射出されることになろう。 本発明によれば、内部空間をピストンにより制限された射出成形機の各サイク ルの間に、ガスを、溶融プラスチック材に添加する方法が提供される。その方法 は、 ピストンの後方移動時に、ガスを、ピストンの前方の空間に導入する工程と、 溶融プラスチック材をその空間内に供給する工程と、 その空間から溶融プラスチック材を添加ガスと共に排出させ、それを成形キャ ビティ内に射出させるために、その空間にピストンを介して射出圧力を与える工 程と から構成される。 好ましくは、ガスは、大気圧及び大気温度下で気体である物質からなり、それ は好ましくは二酸化炭素である。炭化水素や他のガスも適しているかもしれない 。さらに、ガスは、水のように、大気圧及び大気温度下で液体であるが、溶融プ ラスチック材の高い温度下では気体である物質でもよいと考えられる 一つの実施態様では、射出成形機は、射出室内で往復運動するように適合され ていない可塑化スクリューと、射出室内で往復運動するように適合された射出ピ ストンを備えた発射ポットとを有する。他の実施態様では、射出成形機は、射出 室内で往復運動するように適合された可塑化スクリューを有している。これら両 方の実施態様において、ガスは、射出成形機の各サイクルの間に射出室内に導入 される。 通常、射出圧力は、射出後、金型キャビティが開かれる前に保持圧力まで減少 させられ、そして射出室内の圧力は、ガスを射出室内に導入するために、保持圧 力以下に減少させられる。さらに、ガスは、射出及び保持圧力の付与の後、減圧 若しくは吸引中、又はそれらの後に導入されることもあり得る。 ガスを実際に導入するために、二つの代替可能な方法が考えられる。両方の場 合共に、ガスは当初、高圧である。第一の代替例では、ガスは、導入時に、高圧 のために射出ピストン又は可塑化スクリューを制御量だけ逆方向に駆動する。第 二の代替例では、射出ピストン又は可塑化スクリューは、ピストン又はスクリュ ーを往復運動させるための射出成形機の機構により、制御量だけ引き戻され、そ れによって制御量のガスが射出室内に導入される。両方の代替例において、制御 量のガスが射出室内に導入される。また、両方の代替例において、ガスは、その 貯蔵圧力又は調圧器で減圧されたそれより低い圧力で導入されてもよい。好まし くは、圧力は第二の代替例の場合には引き下げられ、それによって、導入される ガスの量が厳密に制御されることができる。計量の容易さ及びポンプの必要性の 回避の両方の点で、ガスを貯蔵圧力又はそれより低い圧力で導入する能力が重要 な利点であることは注目されるべきである。 都合の良いことに、射出ピストン又は可塑化スクリューが動かされ或いは引き 戻されるストロークは、背圧の付与により、ガスの導入後に再び少なくとも部分 的に縮められる。これは、ガスを元の体積の何分の一かに圧縮し、それをプラス チック材中で溶液となるように促すことになる。そこで、背圧は、巻戻り(wind back)及び射出室へのプラスチック材の供給の間、保持される。この工程の間中 、プラスチック材は、スクリュー前方の構造により、ガスと混合される。 ガスは、射出室内に、金型キャビティから離れた射出室のシリンダヘッドの側 部まで直接導入されてもよい。さらに、ガスは、シリンダヘッド又はシリンダヘ ッドと成形キャビティを組み込んだ金型工具との間のノズルを介して、射出空間 に導入されることもできる。また、ガスは、可塑化スクリューの軸方向に導入さ れてもよいと考えられる。さらに別の代替例として、ガスは、成形キャビティを 組み込んだ金型工具内の流路を介して射出空間に導入されることもできる。 ガスがスクリューの軸方向に導入される場合、そのガスは、巻戻り中及び/又 は巻戻りの終わりに断続的に導入されてもよいと考えられる。このような導入は 、ガス及び溶融物の管理下にガスを分配するために、溶融物の異なる部分に対し て行われよう。 射出室への充填後に、背圧が、好ましくは、より高い圧力に増加させられ、そ の場合、溶融物へのガスの溶解を促進するために、遮断バルブは未だ閉鎖されて いる。 シリンダヘッドが遮断バルブを有するか、さもなければ金型工具が機械的な遮 断ゲートを有している。何れの場合も、バルブやゲートは、好ましくは、ガスの 導入中、閉鎖されている。 好ましくは、ガスと溶融物は混合され、さらにはミキサーを通過させることに より、射出の間中、混合される。 ガスの導入のために、二つの装置、即ち射出室、シリンダヘッド、ノズル、又 は金型工具内の流路内に開口した逆止ポペットバルブと、ボペットバルブとガス 供給源との間にある制御バルブとが考えられる。他の装置は、射出室、シリンダ ヘッド、ノズル、又は金型工具内の流路内に開口した制御可能な入口バルブであ る。制御可能な入口バルブは、金型の開放時にシリンダヘッド、ノズル、又は金 型工具内の流路を閉塞する。 本発明の他の視点によれば、本発明の方法を実施するための射出成形機が提供 される。その射出成形機は、補助出力を組み込んだ制御システムを有し、それは 、ガスをピストンの後退運動時にピストン前方の空間に導入するための手段を作 動させるために適合され、配置される。 ガス導入手段が射出成形機に組み込まれてもよく、その手段は、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結され、補助出力により制 御される制御バルブと、 制御バルブに連結された逆止ポペットバルブであって、射出成形機の射出室の 壁、シリンダヘッド又はノズル内に設けられ、且つ制御バルブが開いてガス圧力 がポペットバルブの開放抵抗に打ち勝つのに十分の大きさにある時にガスが射出 室内に流入することを許容するように配置された逆止ポペットバルブと からなるものである。 また、ガス導入手段は、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結された制御可能な入口バ ルブであって、その開口が補助出力により制御可能であり、射出成形機の射出室 の壁、シリンダヘッド又はノズル内に設けられ、ガスが射出室内に流入すること を許容するように配置された制御可能な入口バルブ とからなるものである。 好ましくは、射出成形機は、後退時に閉鎖されたままになるように適合された 可塑化スクリューリングバルブを含んでいる。これは、ガスを射出室内に引き入 れることができ、その場合にプラスチック材がリングバルブを通過して、ガスで 満たされるべき空間内に流入することがないようにする利点を有している。 好ましい実施態様では、 リング及びスクリューの前金具の一方は、 少なくとも一つのL形溝を有し、そのL形溝の長リム部は実質的にスクリュー と整合されると共に、短リム部は浅いスクリュー角に設定され、 リング及びスクリューの前金具の他方は、 L形溝内に係合する、対応する数のピンを有し、 その場合に、 射出時に、リングバルブの前方にあるプラスチック材が、ピンを長リム部から 離れて短リム部に沿って、バルブを閉鎖するように進行させ、 ガス導入時に、特にスクリューが引き戻される時に、リングバルブは閉鎖され たままであり、 プラスチック材を供給するための、スクリューの巻戻り時に、スクリューのバ レルとリングバルブとの間の抗力が、ピンを短リム部に沿って長リム部内へと逆 方向に移動させ、バルブを開放してプラスチック材をバルブを通過して流動させ るようにしている。 ガス導入手段が射出成形機と一体化されている構成の代替案として、そのガス 導入手段は、射出成形機と結合された金型と一体化されてもよく、それは、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結され、補助出力により制 御される制御バルブと、 制御バルブに連結された逆止ポペットバルブであって、金型工具の流路の壁内 に設けられ、且つ制御バルブが開いてガス圧力がポペットバルブの開放抵抗に打 ち勝つのに十分の大きさにある時に、ガスを射出室内に流入させ得るように配置 された逆止ポペットバルブと からなるものである。 また、その結合体は、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結された制御可能な入口バ ルブであって、その開口が補助出力により制御可能であり、金型工具の流路の壁 に設けられ、ガスが射出室内に流入することを許容するように配置された制御可 能な入口バルブ とからなるものであってもよい。 本発明の第三の視点によれば、前記結合体を構成する金型工具が提供される。 本発明の方法は、本出願人の国際出願No.PCT/GB96/01706又 は英国特許出願No.9624162.5に記載される成形品の発泡方法に併合 されてもよい。或いは、プラスチック材に溶解されたガスが使用されてもよく、 これにより、金型の開放後における金型工具の変形や品物の変形を生じることな しに、品物をブローして金型工具を完全に満たし、プラスチック材の使用量を節 約すると共に仕上り成形品における収縮痕を回避するものである。さらに、プラ スチック材に溶解されたガスは、より浅い抜け勾配の使用を可能にし、単に、金 型工具からの成形品の放出を容易にするために使用されてもよい。溶融物に対す るガスの添加は、単に、射出溶融物の内部冷却を与えるために用いられてもよく 、その場合、ガスが成形品からの蒸発において潜熱を奪うものである。 〔図面の説明〕 本発明を理解しやすくするために、ここでは、本発明の様々な特定の実施態様 を、実施例により、添付図面を参照して説明する。添付図面において、 図1は、本発明の方法を実施するために適合された往復運動スクリュー式射出 成形機の図解的な側断面図である。 図2は、図1の射出成形機の射出室内にスクリューが前進した時における、射 出ノズル、シリンダヘッド及び可塑化スクリュー前端についての拡大した前記と 同様の図である。 図3は、ガス導入装置についてのさらに拡大した前記と同様の図である。 図4(a)〜(e)は、射出成形機の射出サイクルを通して逐次的に変化する 可塑化スクリュー、遮断バルブ及びガス導入バルブの位置を図解的に示している 。 図5は、本発明に使用される金型工具の図解的な断面図である。 図6は、本発明の方法を実施するために適合された発射ポット式射出成形機に ついての図1と同様の図である。 図7(a)及び(b)は、図1の射出成形機のための特別のリングバルブの側 面図である。 図8は、リングバルブの作用についての図解である。 〔発明の実施態様〕 始めに図1〜4を参照すると、図1に示される往復運動スクリュー式射出成形 機1は射出室3を画成するシリンダ2を有し、その中には可塑化スクリュー4が 配置されている。スクリューは、射出ピストン−シリンダユニット5により往復 運動可能とされ、回転駆動ユニット6に連結されている。ユニット5、6及び射 出成形機全体はコンピュータ制御システム7により制御される。 シリンダ2の前端には、シリンダヘッド8がボルト止めされている。それは、 貫通穴10を閉鎖するために、システム7の制御下にある遮断バルブ9を組み入 れている。射出ノズル11は、その穴12を貫通穴10と接続させるように、シ リンダヘッドに螺合されている。ノズルの前端14はドーム形に形成され、二部 からなる金型工具の内のキャビティ部16における相補的な凹部と係合している 。金型工具のキャビティは射出成形機の固定プラテン17に支持され、一方、コ ア部18は可動プラテン19に支持されている。 シリンダヘッド8は、横断方向の穴20を有し、その中に、圧力調整器を有す るガスボンベ22に連結されたガス導入装置21が螺合されている。その装置は 本体24を有し、その本体は、ポペットバルブ25を、シリンダヘッドを通る流 路に開口した相補的形状の穴26内に支持している。スプリング27が、常態で はポペットバルブを閉鎖している。システム7の制御下にある制御バルブ28が 、ポペットバルブの上流に設けられている。 可塑化スクリュー4は従来公知であり、ねじ山30を有し、谷の径31がスク リューの先端方向に増大している。後者のスクリュー先端は、往復移動するバル ブリング33を支持する前金具32を有している。スクリューの前進移動時に、 リングは、プラスチック材をその前方で封止するように作用する座台に向って移 動する。スクリューの復帰移動時は、リングが先端フィン35に向って移動し、 それらの間でスロット36が材料を前方に流動させるように設けられている。図 7(a)、7(b)及び図8を参照すると、リングバルブは、スクリューが引き 戻される時は閉じたままにされるような適合性を備えている。前金具32は、フ ィン35と面取りされたディスク37(このディスクに向ってリング33が相補 性面取り部38において封止するものであるが)との間において、三つのL形溝 39を穿設されたリングの中に一部分を有している。L形溝は、長リム部40を スクリューの長さ方向軸と整合させると共に、短リム部41を、長リム部40を 横切る浅いスクリュー角と整合させている。短リム部のスクリュー角は、可塑化 スクリューのそれよりも浅いが、同じ巻きである。運転では使用されないが、後 述するような組立てを可能にするために、L形溝は、長リム部と平行なもう一つ の端部リム42を有している。リングは、内部に突出した三つのピン43を有し 、これらがL形溝と係合する。ピンの前面44は、短リム部のスクリュー角と同 じ角度であり、他方、その後面はわん曲している。前金具は、そのようなスクリ ューにねじ止めされている。それへの組合せ前に、リングが、ピン43を補助リ ム42の中に通過させることにより加えられ、短リム部41を経由して長リム部 40へと進行する。リングは、フィン35と接触することにより停止させられる 。この位置において、さらに別の溝46が、プラスチック材がリングを通って流 動することを許容している。そして、前金具は、面取りされたディスク37を介 在させて、スクリューに組み合わせられることが可能になる。 射出成形機それ自体の動作は後述されるとしても、リングバルブの動作をここ で説明することは好都合である。スクリューによるプラスチック材の供給に際し て、長リム部内におけるピンの正に説明された位置から(図8の43A参照)、そ れらは、射出圧力が加えられた時にリングと共に逆方向に移動する。材料は、リ ングの前方に大きな圧力を及ぼし、それによって、短リム部のスクリュー角が浅 いにもかかわらず、ピンが短リム部に入るようにリングが逆方向に移動し、回動 する(図8の43B参照)。そして、リングがディスク37に対して封止する。リ ングの回動は、(スクリューねじの感じで)最初は急角度をなすリムの間にあるコ ーナー47により促進される。射出後、スクリューの回動に伴なう後退が生じる が、リングは閉鎖されままである。そこで、ガスが下記のように引き込まれるこ とができる。スクリューの回転時に、リングは、最初、スクリューのバレルによ り引きずられ、その結果として、リングが前金具を中心として回動すると共にピ ンがL形溝の角部へと移動する。材料の供給によりリングが前方に押圧され、ピ ンが、この段落の冒頭に言及された出発点である長リム部内に移動する。 射出成形機の動作を、特に図4(a)〜4(f)を参照して以下に説明する。 金型の開放、射出室3及び穴10、12内におけるプラスチック材の減圧、可 塑化スクリュー4の最初の後退(図4(a)中の矢印4A参照)の後、シリンダヘ ッド8内の遮断バルブ9が閉鎖されると共にガス制御バルブ28が開放され、こ れはガス圧力をポペットバルブ25の背後に導き、それによりポペットバルブが 開口する。ここで二つの代替方法が得られる。どちらの場合も、ピストン‐シリ ンダユニット5における油圧の開放時に、スクリューが、圧力調整器23により 調整されたボンベ22からのガスの圧力により逆方向に駆動されてもよい。その 運動(図4(B)の矢印4B参照)、従って射出室に入るガスの量は、ユニット 5についての運動を停止させることにより制御されてもよい。或いは、そして特 に、正確に制御された、より小さなガスの量が許容される必要がある場合に、そ れはより低い圧力に調整され、スクリューは所要量だけ引き戻される(再度、矢 印4B参照)。ガス制御バルブ28はその後閉鎖され、ポペットバルブ25が閉 じる。その結果、射出室は、スクリューの前方においてガスで満たされる。ガス が二酸化炭素である場合の典型的なガス圧力は30〜50バールである。この圧 力は、イタリアのブレシアにあるビーエムビーSpA社製のBMB成形機上にお いてスクリューを逆方向に駆動するものであり、この成形機上で我々はその開発 研究を実施してきた。ガスは、スクリューを引き戻すことにより、より低い圧力 で導入されてもよい。もし、低過ぎる圧力が使用されると、ポペットバルブは、 その前方にあるプラスチック材の抵抗に抗して容易に開かないかもしれない。 我々の原型の射出成形機では、それは小さく、6mmの直径を有する。より低い 圧力のために、シリンダヘッド内で、図5に関して以下に記載される積極制御ガ ス入口バルブが使用されることはより理解し得るところである。 次に、射出室内において50バールのオーダーの圧力を維持するために、ピス トン−シリンダユニット5により背圧が加えられる。ガスの圧力が背圧よりも著 しく低い場合、スクリューが前進すると共にガスが圧縮される。(図4(c)の 矢印4C参照)。次に、スクリューに回転駆動が加えられ、プラスチック材50 をスクリューに沿ってそれを越え、シャトルバルブ33を過ぎたところに供給す る。先端フィン35は材料をかき混ぜると共にガスと混合するように作用する。 後者のガスは、プラスチック材中に漸次溶解する。 スクリューの巻戻りが、プラスチック材を次の射出動作に要する量が貯留する まで射出室内に供給させつつ、一定に保持され或いは変動し得る背圧に抗して持 続する。巻戻りの間、材料はガスと混合し、ガスが溶解し続け、そしてスクリュ ーは逆方向に移動する(図4(d)の矢印4D参照)。巻戻りの後、背圧が20 0バールのオーダーの溶解圧力まで増加させられるが、50〜500バールの間 の溶解圧力が有効であり得ると予測される。この圧力は、短時間(これは適用に 応じて変動し得る)、保持される。その後、圧力を1500バールのオーダーの 射出圧力まで増加させ、シリンダヘッドのバルブが開口されると共に材料が金型 内に射出される(図4(e)の矢印4E参照)。 射出時、本出願人の国際出願No.PCT/GB96/01706に係る発明 に従って金型開放までの時間が制御され、仕上り成形品の薄壁部分、即ち底部5 1及び側壁52に対応する金型ボイドの部分内におけるプラスチック材の固化を 引き起こす一方、厚壁部分における材料、即ち成形品のリム54は、表皮が固化 材料で覆われているものの中心部は液体のままである。金型開放時に、これらの 部分の拘束が解除され、ガスが、なお液状の材料を発泡させながら溶液から放出 し、そして断面が膨張して品物を硬化させる。射出圧力は、特に薄壁部分におい て、金型を不完全に充填するように或いは少なくとも高圧でそれを充填しないよ うに制御されてもよく、それによって、薄壁部分に、これらの部分が完全に固化 する前に多少の泡形成が生起し得るものである。(そのような固化は、薄壁部分 における金型開放後の発泡を避けるために、金型開放前に必要とされる。)この 泡形成は、同じ壁厚さを有する泡なしの成形品と比較して、成形品の重量軽減を 可能にする利点を有する。 本発明に係る方法は、本出願人の国際出願No.PCT/GB96/0170 6に係る発明と協働して使用されることに限定されるものではない。それは、一 定の壁厚さ或いは実際に相違する壁厚さを有する品物の成形に用いることができ 、泡形成が射出後で金型開放前に成形品内で生じるような状態において溶融物内 へのガスの導入を可能にする。 さらに、本出願人の国際出願No.PCT/GB96/01706に係る発明 と協働して及びそれなしでの両方の場合において、成形品表面へのガスの移動が 成形品の金型からの分離を助けるものであり、特に、従来の抜き勾配の必要性を 軽減することに有用である。 次に、図5を見ると、そこには、本発明のために適合された金型工具100が 示されている。それはキャビティ部116とコア部118とを有し、そして従来 の射出成形機に使用されるように意図され、ガス導入装置121を制御して、射 出成形機の射出サイクルにおける適当なポイントで作動させるために補助制御用 出力を利用している。その装置は、一つの補助制御により制御されるガス制御バ ルブ128を有する。それは、装置21のポペットバルブの代りに、ガス導入ピ ン151を備え、それはキャビティ部116の穴152内に保持されている。ピ ンは、もう一つの補助制御により制御される空気圧アクチュエータ153により 移動可能である。その後退位置において、ピンの末端154が穴152内に後退 させられる。その前進位置において、キャビティ部116を通るプラスチック材 のために、ピンは流路155を横切って延びている。ピンの端部は、流路を完全 に閉鎖すると共にガスをそこから射出成形機の射出室方向に向けることができる ようにドーム形を呈している。ピンは、ガスのための軸方向の穴156を有し、 その穴をオリフィス157に連通させている。穴156の端部にあるオリフィス 内には、逆止バルブ158が配置されている。これにより、後退時にプラスチッ ク材が穴152に充満すれば、それは入ることができずに穴156を閉塞するこ とが確保される。 運転に際して、吸引後、シリンダヘッド遮断バルブの閉鎖前に、ピンが前進さ せられる。ガス制御バルブ128が開かれ、可塑化スクリューが導入ガスの圧力 で吹き返されるか、ガスを流入させ得るように後退させられ。十分なガスが一度 射出室内に入れば、ピンが後退し、遮断バルブが閉鎖される。そして、プラスチ ック材が前述のように供給される。射出は、金型工具が二つの型穴160を有し 、それらに、ホットランナー161と空気圧アクチュエータ163により制御さ れる機械的遮断ゲート162とにより材料供給されるという事実を考慮して、そ の時間が決められる。また、溶融ミキサー164も組み込まれている。かくして 、スクリューの回転後にシリンダヘッド遮断バルブが開き、流路全体とホットラ ンナーが射出圧力まで加圧される。これにより、流路内のガスが溶液へと変化す る。ゲートが開かれた時、溶融物がミキサーを通過してより均一にされ、その後 、二つのキャビティ160内に射出される。 本発明は、前記の実施態様の細部に限定されるものではない。ガス導入装置は 、射出成形機のノズル内に配置されてもよい。その装置は、それがシリンダヘッ ド内にある時、遮断バルブの何れの側に設けられてもよい。バルブの下流側は、 射出成形機の周期中におけるある種の圧力変動からポペットバルブを保護し、バ ルブの上流側は、全ての射出ガスが射出室内に導入されることを確保している。 また、ガス導入装置は、射出室内に配置されてもよい。 さらに別の代替例では、ポペットバルブを可塑化スクリューの先端に設け、ガ スが可塑化スクリュー内の穿孔を介して導入される。この代替例は、ガスの導入 後に背圧を再度付与するために、巻戻りを阻止し、スクリューを後退させる工程 を導入することにより、ガスを射出室の種々の部分に導入することができる利点 を有している。 本発明は、二酸化炭素ガスの使用に限定されるものではない。例えば、アルゴ ンのような不活性ガスと同様に、ブタンのようなオレフィンガスが使用されても よい。さらに、射出成形工程に必要とされる高温でガス状である液体が使用され てもよい。例えば、水が使用可能であってもよいと予想されるが、水に関しては 試験されていない。 さらに、本発明は、往復運動スクリュー式射出成形機との使用に限定されるも のではない。図6は、溶融物を射出室203と一体の蓄圧室又は発射ポット20 0に供給する非往復運動式の可塑化スクリュー204を有する射出成形機を示し ている。これは、図1の射出成形機のシリンダヘッドへの導入と同様の方法で発 射ポットにガスを導入するために作動させられるガス導入装置228を装備して いる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU, LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,N Z,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI ,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US, UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 内部空間をピストンにより制限された射出成形機の各サイクルの間に、 ガスを、溶融プラスチック材に添加する方法において、 ピストンの後方移動時に、ガスを、ピストンの前方の空間に導入する工程と、 溶融プラスチック材をその空間内に供給する工程と、 その空間から溶融プラスチック材を添加ガスと共に排出させ、それを成形キャ ビティ内に射出させるために、その空間にピストンを介して射出圧力を与える工 程と からことを特徴とする溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 2. ガスが、大気圧及び大気温度下で気体である物質からなり、好ましくは 二酸化炭素である請求項1に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 3. ガスが、大気圧及び大気温度下で液体である物質である請求項1に記載 の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 4. 射出成形機が、射出室内で往復運動するように適合されていない可塑化 スクリューと、射出室内で往復運動するように適合された射出ピストンを備えた 発射ポットとを有し、ガスが、射出成形機の各サイクルの間に射出室内に導入さ れる請求項1、2又は3に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 5. 射出成形機が、射出室内で往復運動するように適合された可塑化スクリ ューを有し、ガスが、射出成形機の各サイクルの間に射出室内に導入される請求 項1、2又は3に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 6. 射出圧力が、射出後、金型キャビティが開かれる前に保持圧力まで減少 させられ、射出室内の圧力が、ガスを射出室内に導入するために、保持圧力以下 に減少させられる請求項4又は5に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方 法。 7. ガスが、射出後及び保持圧力が付与される場合におけるその付与の後、 減圧若しくは吸引中、又はそれらの後に導入される請求項4、5又は6に記載の 溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 8. ガスが高圧であり、導入時に、高圧のために射出ピストン又は可塑化ス クリューを制御量だけ逆方向に駆動し、それによって制御量のガスが射出室内に 導入されるようにした請求項4〜7の何れか1項に記載の溶融プラスチック材へ のガスの添加方法。 9. 高圧が、ガスの貯蔵される圧力、又はガスが導入のために調圧器で減圧 されたそれより低い圧力である請求項8に記載の溶融プラスチック材へのガスの 添加方法。 10. ガスが高圧であり、射出ピストン又は可塑化スクリューが、ピストン又 はスクリューを往復運動させるための射出成形機の機構により、制御量だけ引き 戻され、それによって制御量のガスが射出室内に導入される請求項4〜7の何れ か1項に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 11. 高圧が、ガスの貯蔵される圧力より低い圧力であり、ガスが導入のため に調圧器でその圧力まで減圧される請求項10に記載の溶融プラスチック材への ガスの添加方法。 12. 射出ピストン又は可塑化スクリューが動かされ或いは引き戻されるスト ロークが、射出室内への溶融プラスチック材の供給中における背圧の付与により 、ガスの導入後に再び少なくとも部分的に縮められる請求項4〜11の何れか1 項に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 13. ガスが、射出室内に、金型キャビティから離れた射出室のシリンダヘッ ドの側部まで直接導入される請求項4〜12の何れか1項に記載の溶融プラスチ ック材へのガスの添加方法。 14. ガスが、射出室のシリンダヘッド又はシリンダヘッドと成形キャビティ を組み込んだ金型工具との間のノズルを介して射出空間に導入される請求項4〜 12の何れか1項に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 15. シリンダヘッドが遮断バルブを有し、このバルブが、ガスの導入中、閉 鎖される請求項13又は14に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 16. ガスが、成形キャビティを組み込んだ金型工具内の流路を介して射出空 間に導入される請求項4〜12の何れか1項に記載の溶融プラスチック材へのガ スの添加方法。 17. 金型工具が機械的な遮断ゲートを有し、このゲートが、ガスの導入中、 閉鎖される請求項16に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 18. 溶融プラスチック材と添加ガスとが、シリンダヘッド若しくはノズルで 又は金型工具内で、ミキサーを通過させることにより混合される請求項13〜1 7の何れか1項に記載の溶融プラスチック材へのガスの添加方法。 19. ガスが、射出室、シリンダヘッド、ノズル、又は金型工具内の流路内に 開口した逆止ポペットバルブ、及びポペットバルブとガス供給源との間にある制 御バルブを通して導入される請求項13〜18の何れか1項に記載の溶融プラス チック材へのガスの添加方法。 20. ガスが、射出室、シリンダヘッド、ノズル、又は金型工具内の流路内に 開口した制御可能な入口バルブである請求項14〜18の何れか1項に記載の溶 融プラスチック材へのガスの添加方法。 21. 制御可能な入口バルブが、金型の開放時にシリンダヘッド、ノズル、又 は金型工具内の流路を閉塞する請求項20に記載の溶融プラスチック材へのガス の添加方法。 22. 請求項1〜21の何れか1項に記載の方法を実施するための射出成形機 であって、補助出力を組み込んだ制御システムを有し、その補助出力が、ガスを ピストンの後退運動時にピストン前方の空間に導入するための手段を作動させる ために適合され、配置されるようにしたことを特徴とする射出成形機。 23. 請求項19に記載の方法を実施するための請求項22に記載の射出成形 機において、ガス導入手段が射出成形機に組み込まれており、そのガス導入手段 が、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結され、補助出力により制 御される制御バルブと、 制御バルブに連結された逆止ポペットバルブであって、射出成形機の射出室の 壁、シリンダヘッド又はノズル内に設けられ、且つ制御バルブが開いてガス圧力 がポペットバルブの開放抵抗に打ち勝つのに十分の大きさにある時にガスが射出 室内に流入することを許容するように配置された逆止ポペットバルブと からなることを特徴とする射出成形機。 24. 請求項20に記載の方法を実施するための請求項22に記載の射出成形 機において、ガス導入手段が射出成形機に組み込まれており、そのガス導入手段 が、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結された制御可能な入口バ ルブであって、その開口が補助出力により制御可能であり、射出成形機の射出室 の壁、シリンダヘッド又はノズル内に設けられ、ガスが射出室内に流入すること を許容するように配置された制御可能な入口バルブ とからなることを特徴とする射出成形機。 25. 入口バルブは、それが開いている時、シリンダヘッド又はノズルを閉塞 するように適合された請求項24に記載の射出成形機。 26. 後退時に閉鎖されたままになるように適合された可塑化スクリューリン グバルブを含む請求項22〜25の何れか1項に記載の射出成形機。 27. リング及びスクリューの前金具の一方が、 少なくとも一つのL形溝を有し、そのL形溝の長リム部は実質的にスクリュー と整合されると共に、短リム部は浅いスクリュー角に設定され、 リング及びスクリューの前金具の他方は、 L形溝内に係合する、対応する数のピンを有し、 その場合に、 射出時に、リングバルブの前方にあるプラスチック材が、ピンを長リム部から 離れて短リム部に沿って、バルブを閉鎖するように進行させ、 ガス導入時に、特にスクリューが引き戻される時に、リングバルブは閉鎖され たままであり、 プラスチック材を供給するための、スクリューの巻戻り時に、スクリューのバ レルとリングバルブとの間の抗力が、ピンを短リム部に沿って長リム部内へと逆 方向に移動させ、バルブを開放してプラスチック材をバルブを通過して流動させ るようにしたことを特徴とする請求項26に記載の射出成形機。 28. 請求項22、又は請求項25〜27の何れか1項に記載の射出成形機で あって、請求項19に記載の方法を実施するためにそれらに付加されたものにお いて、ガス導入手段が金型工具に組み込まれると共に射出成形機が金型工具と結 合されており、その結合体が、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結され、補助出力により制 御される制御バルブと、 制御バルブに連結された逆止ポペットバルブであって、金型工具の流路の壁内 に設けられ、且つ制御バルブが開いてガス圧力がポペットバルブの開放抵抗に打 ち勝つのに十分の大きさにある時に、ガスを射出室内に流入させ得るように配置 された逆止ポペットバルブとからなることを特徴とする射出成形機。 29. 請求項22、又は請求項25〜27の何れか1項に記載の射出成形機で あって、請求項20に記載の方法を実施するためにそれらに付加されたものにお いて、ガス導入手段が金型工具に組み込まれると共に射出成形機が金型工具と結 合されており、その結合体が、 好ましくは圧力調整器を備えた高圧ガス供給源と、 ガス供給源にそれからの流出量を制御するために連結された制御可能な入口バ ルブであって、その開口が補助出力により制御可能であり、金型工具の流路の壁 内に設けられ、ガスが射出室内に流入させ得るように配置された制御可能な入口 バルブ とからなることを特徴とする射出成形機。 30. 入口バルブが、その閉鎖時に、壁内にバルブが設けられた流路を閉塞す るように適合された請求項29に記載の射出成形機。 31. 金型工具が機械的な遮断ゲートを有する請求項29又は30に記載の金 型工具と結合された射出成形機。 32. 金型工具がその流路内にミキサーを有する請求項29、30又は31に 記載の金型工具と結合された射出成形機。 33. 請求項28〜32の何れか1項に記載の金型工具と結合された射出成形 機を構成する金型工具。
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