JP2017533125A - シムスタック発泡ダイ - Google Patents

Abstract

フォームスラブを作製するためのシムスタック発泡ダイは、シムスタックを形成するために圧力下で一緒に層化された複数のシムを備え、シムは積み重ねられ、シムは組み合わされて作業面の複数のダイ開口を全体で画定し、シムスタック発泡ダイの主要本体を画定し、かつまた、複数のダイ開口と流体連通した複数のダイ空洞を画定する。シムスタック発泡ダイにより発泡される物品は、断熱若しくは防音、強化層及び／又は空間充填層など、様々な用途において使用される。

Description

発泡体は、断熱若しくは防音、強化層及び／又は空間充填層など、様々な用途において使用されている。

大まかな概要として、本明細書では、フォームスラブを作製するためのシムスタック発泡ダイが開示されている。本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明より明らかとなろう。しかしながら、かかる主題が、最初に出願された出願の特許請求の範囲において提示されたか、又は補正後の特許請求の範囲においてか、さもなければ特許審査中に提示されたかに関係なく、この広範な概要はいかなる場合にも請求可能な主題を限定するものとして解釈されるべきではない。

代表的なシムスタック発泡ダイの前面斜視図である。 代表的なシムスタック発泡ダイの前面斜視分解図である。 代表的なシムスタック発泡ダイの前面の一部の前方平面図である。 代表的なシムスタック発泡ダイの選択されたシムの前面斜視分解図である。 別の代表的なシムスタック発泡ダイの選択されたシムの前面斜視分解図である。

様々な図における類似の参照番号は、類似の要素を表す。一部の要素は、同一又は同等のものとして多数存在することがある。こうした場合、１つ以上の代表的な要素しか参照番号によって示されていない場合があるが、こうした参照番号は全てのこうした同一要素に適用されるものであることは理解されよう。特に指定されない限り、本文書における全ての図及び図面は、縮尺通りではなく、本発明の様々な実施形態を例示する目的で選択されている。特に、様々な構成要素の寸法は例示的な用語でしか記述されておらず、様々な構成要素の寸法間の関係は、そのような指示のない限り、図面から推測されるべきではない。

特性又は属性に対する修飾語として本明細書で使用する場合、用語「一般に」とは、特に具体的に定義されていない限り、この特性又は属性が当業者によって容易に認識されると思われるが、高度な近似を必要とするものではないこと（例えば、定量化可能な特性の場合、＋／−２０％の範囲内）を意味している。配置角度に関し、用語「ほぼ」とは、時計方向又は半時計方向３０°以内であることを意味する。用語「実質的に」とは、特に具体的に定義されていない限り、高度の近似（例えば、定量化可能な特性の場合、＋／−１０％の範囲内）を意味する。配置角度に関し、用語「実質的に」とは、時計方向又は半時計方向１０°以内であることを意味する。用語「本質的に」とは＋／−２％（配置角度に関しては＋／−２°）を意味し、「少なくとも本質的に」という語句は、「正確に」一致する、特定の場合を包含するものと理解される。しかしながら、「正確な」一致、又は例えば、同じ、等しい、同一、均一、一定などの用語を使用して特徴づけられる場合でさえも、絶対的な精度又は完全な一致を必要とするものではなく、特定の状況に適用可能な通常の許容誤差又は計測誤差の範囲内にあるものと理解される。当業者は、本明細書で使用する場合、「本質的に含まない」などの用語は、例えば日常的な洗浄手順に供される大規模な生産設備を使用する場合に生じ得るように、きわめて少量（例えば０．１％以下）の材料がある程度存在することを排除するものではないことを理解するであろう。特に可変パラメータの場合、数値パラメータ（寸法、比率など）へのあらゆる言及は、（別様に記載されない限り）多くのパラメータ測定値から得られる平均値を使用して計算されるものと理解される（例えば、開口部の長軸に沿って幅が変化する開口部に関し、開口部の長軸に沿ったいくつかの位置で開口部の幅が測定されてもよく、平均値がアスペクト比を計算する目的のために使用される）。

用語集
発泡ダイとは、溶融発泡性フローストリームの押し出し時に生じる圧力に耐えるように構成された、押し出しダイを意味する。発泡ダイの定義として、これは例えば、押し出し機から溶融フローストリームを受容するように構成された少なくとも１つのダイを備え、少なくとも１つのダイ空洞と流体連通する複数のダイ開口部を備える。

溶融発泡性フローストリームとは、溶融発泡性組成物を含む溶融フローストリームを意味する。いくつかの場合において、このようなフローストリームは、例えば、フローストリームの１つの層のみが発泡性組成物を含む、多層フローストリームであってもよい。

溶融発泡性組成物とは、発泡剤（例えば、気体又は液体などの物理的発泡剤、又は例えば高温で化学的に分解し得る化学的発泡剤であり、本明細書において以下により詳細に記載される）を含む、溶融熱可塑性有機ポリマー材料を意味する。

非発泡性とは、活性化可能な発泡剤を少なくとも本質的に含まない溶融組成物を意味する（例えば、これにより、溶融組成物の固化した製品は、少なくとも本質的に１．０に等しい相対密度を有する非発泡材料である）。

フォームとは、発泡プロセスが所望の度合いまで進んだ後に、溶融発泡性組成物を固化させることによって得られる有機ポリマーフォームを意味する。

フォームスラブとは、長さ及び長軸、横方向幅及び横方向軸、並びに厚さ及び厚さ軸を備える、フォーム物体を意味し、３つの軸は互いに垂直であり、スラブ幅は、スラブ厚さよりも大きい。フォームスラブの定義は、スラブの長軸に沿って、少なくとも本質的に、組成が均一である、ということである。フォームスラブは、高密度化（例えば、非フォーム）材料を、これがスラブのフォーム部分と同じ操作において作製される限りにおいて、スラブの一部として存在可能とし、これにより、この部分が全体的に均一なスラブを形成するようにする。

均一とは、溶融フローストリームの合体及び固化による、単一の操作において作製される物体（例えば、フォームスラブ）であって、かつこの物体を許容不可能に損傷又は破壊することなく部分へと分解することができない物体を意味している。一体型物体は、物体の全ての部分（例えば、層、部材など）が単一の操作（例えば、合体／固化）で作製され、互いに一緒にされ、その部分が互いに分離できないか、互いに取り外し不可能である限り、複合物体であってもよい。

複合フォームとは、主要なフォーム相に加えて、高密度化材料を含む、少なくとも１つの副次フォーム相を含む、一体型フォームスラブを意味する。

高密度化という用語は、複合フォームスラブの副次相を、複合フォームスラブの主要フォーム相から区別するために使用され、副次相が、主要フォーム相よりも少なくとも約１５％高い相対密度を呈することを意味する。用語「高密度化」とは、説明の利便性のために使用され、これは、「高密度化」材料がフォームであってはならないことを意味するものではなく、高密度化材料が最初低密度で作製され、後にその密度を増加させるように加工される材料であることを要件とするものではない。

（例えば、フォーム材料の）相対密度は、材料（例えば、空気充填セルを含むフォーム）の全体的な密度を、材料のセル壁を構成する物質の密度で割って得られる、無次元パラメータである。相対密度は、低減密度（reduced density）と称される場合がある。例えば、０．５ｇ／ｃｃの密度を有し、１．３５ｇ／ｃｃの密度を有するポリエステルから作製されるセル壁を含む、ポリエステルフォームにおいて、相対密度は約０．３７である。従来的な非発泡（及び非多孔性）材料に関し、相対密度は少なくとも本質的に、１．０と等しくなる。

ダイ開口部形状及びパターンに関する様々な用語（例えば、ダイ高さ、ダイ横方向軸、開口部高さ、及び横方向に隣接する、横方向に揃えた、及び横方向に合体したなどの用語の意味）は、本明細書において後に詳細に定義及び記載され、様々な図面を参照することによって補完される。例えば、高さ軸及びダイ高さなどの用語で使用される高さなどの用語、高さ軸に沿った方向を指すために使用される垂直という用語、例えば、高さ軸に沿った位置を示す上方／最上部、及び下方／最下部などの用語は、本明細書において示される代表的な図における記載の利便性のためのみに使用され、地球に対するいずれかの特定の向きを必要とするものではない。

シムスタック発泡ダイ
図１を参照し、本明細書において、シムスタック発泡ダイ１０１を形成するように圧力下で一緒に層化（積み重ね）された複数のシムによって構成される、発泡ダイ１０１が開示されている。シムが組み合わされて、発泡ダイの少なくともいくつかのダイ開口部１１０を全体で画定し、発泡ダイの主要本体１０２を画定し、また、ダイ開口部１１０の少なくとも一部と流体連通した少なくとも１つのダイ空洞（主要本体内）を画定する。

ダイ開口部の様々なパラメータ（例えば、幅、高さ、間隔、及び／又は長さ）が所望により選択されてもよい。これらは、ダイ開口部を通じた適切な圧力低下が達成されるように、例えば、溶融押し出し物、並びに設計及び動作パラメータと組み合わせて選択されてもよいことが理解される。すなわち、これらのパラメータは、溶融発泡性組成物内に存在する発泡剤の少なくとも実質的な量が（例えば、溶融発泡性フローストリーム１０１０が、ダイ開口部１１０を通じてダイ１から出る前に）恒久的に膨張しないよう、フォームを形成するために押し出される溶融発泡性組成物がダイ内で十分に高圧に維持されるように、調節することができる。（ダイ開口部内における、発泡剤のある程度の膨張は、発泡製品の所望の特性が達成される限りにおいて、許容され得る。）

この関連において、定義として、発泡ダイは、押し出しの通常の要件（例えば、溶融ポリマーフローストリームの漏れを生じることなく、高温に耐えるなど）を満たすことができるのに加えて、また発泡プロセスにおいて生じる加工条件に耐えなくてはならない。特に発泡ダイは、有用なフォームを形成する能力に許容不可能に影響するほど、活性化された（例えば、気体又は蒸気）発泡剤の漏れを呈してはならない（換言すると、発泡ダイは、活性化した発泡剤が溶融有機ポリマー材料と溶解した状態に維持するように、十分な内部圧力を維持することができなくてはならない）。したがって発泡ダイは、そこからの空気／蒸気（液体、溶融フローストリームに加えて）の漏れを防ぐか、又は最小化するためのより高い能力を有さなくてはならない。従来的な押し出しダイは、このダイがこのような能力を有するという特定の情報がない場合、必ずしも発泡ダイとみなすことができない場合があることに留意する。

上記のように、シムスタック発泡ダイは、圧力下でシムを一緒に層化することによって形成される。多数の開口シム２００及び多数のスペーサシム３００（それぞれ、以下に詳細に記載される）を、スタック内に、所定の順序で位置付け、これらをエンドブロック１５０と１５１との間（図１及び図２に示される）でクランピングして、発泡ダイ１０１を形成することによって達成することができる。この目的のため、１つ以上の貫通孔１５２が、エンドブロック１５０及び１５１に設けられてもよく、かつ１つ以上の貫通孔２２２及び３２２がそれぞれ、シム２００及び３００に設けられて、１つ以上の締結具（例えば、図面には示されていない、ボルト）を通すことを可能にする。このような構成により、エンドブロック１５０及び１５１の横方向内側表面１５６と、１５７との間で複数のシムをしっかりとクランプし、シムを互いに対して押し付けるように、エンドブロック１５０及び１５１を、横方向内側に（例えば、ダイ１０１の横方向軸に沿って）、互いに対して駆動させてもよい。図１及び図２の代表的な設計はしたがって、例えば、シムスタックを通り、かつ少なくとも部分的にエンドブロックを通る、ボルトの使用を可能にする。しかしながら、例えば、横方向内側に圧力をかけるために、エンドブロックの横方向最も外側に適用される外部クランプ（この外部クランプはエンドブロック又はシムを通過するいずれかの部分を必ずしも含まなくてもよい）を含む、任意の好適なクランプ構成が使用され得る（上記の構成の代わりに、又はこれに加えて）。

一方又は両方のエンドブロックが、（例えば、押し出し装置からの）溶融発泡性フローストリームを受容することができる、１つ以上の入力ポート１５４（図１及び図２の特定の設計においては不可視）を有してもよい。このような入力ポート１５４は、少なくとも１つのエンドブロック出力ポート１５３（例えば、エンドブロックの横方向内側面１５６に位置する）に流体連通してもよく、出力ポート１５３を通じ、溶融発泡性フローストリームが、発泡ダイの少なくとも１つのダイ空洞へと分配され得る。しかしながら、溶融発泡性フローストリームがシムスタック発泡ダイの少なくとも１つのダイ空洞に供給され得る方法は特に制限されず、任意の好適な構成が使用されてもよい。

シムとは、（発泡ダイの横方向軸（Ｉ）に沿った）シムの厚さよりも、少なくとも４倍大きい（ダイ開口部の溶融発泡性フローストリームの流れ方向に沿った）長さと、少なくとも２倍大きい（発泡ダイの高さ軸（ｈ）に沿った）高さを有する、シート状層を意味する。シムは、十分に機械的に強く、かつフォーム押し出しに伴う温度に耐える、任意の好適な材料で作製することができる。多くの実施形態において、スチール（例えば、ステンレススチール、ばね鋼など）は便利であるが、他の金属（例えば、青銅、真鍮、銅、ニッケル、すずなど）は、これらの特性が好適である限り、想到することができる。所望により、セラミックス、無機又は有機ポリマー材料などの材料は、これらの特性（例えば、押し出しに伴う温度に耐える能力）が好適である限り、使用することができる。特に好適な有機ポリマー材料には、例えば、ポリジメチルシロキサン及び関連する材料、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び関係する材料、ポリイミドなどが挙げられる。いくつかの実施形態において、（例えば、金属で作製された）比較的硬質で剛性のシムを、（例えば、ＰＴＦＥで作製された）それほど硬質でないシムと組み合わせて使用することができる。

シムは第１及び第２主要表面（例えば、開口シム２００の主要表面２０６及び２０７、並びにスペーサシム３００の主要表面３０６及び３０７）を呈し、これらは少なくとも本質的に平坦であり、かつ互いに対して本質的に平行であり、例えば、隣接するシムの表面の間の気体の漏れを最小化、又は排除するような方法で、シムを一緒に圧迫するのを容易にする。シム（例えば、以下でより詳細に記載される開口シム及びスペーサシム）は任意の好適な厚さを有し得る。様々な実施形態において、シムは、少なくとも約０．０５、０．１、０．２、０．４、１．０、２、又は４ｍｍの厚さを呈してもよい。更なる実施形態において、シムは最大約１０、８、６、５、４、３、２、１．０、０．５、０．４、又は０．２ｍｍの厚さを呈し得る。いくつかの場合において比較的厚い（例えば、数ｍｍ）のスペーサシムを使用することが特に便利であり得る。このような厚さのシムは、比較的高い曲げ剛性を有し得ることが理解される。しかしながら、このような厚さのシムであっても、シムの主要表面における十分な平坦性と平行度が達成される限り、好適に使用することができる。

本明細書において開示されるように、図２及び図３の代表的な実施形態において、開口シム２００及びスペーサシム３００は、ダイ開口部１１０を全体で画定するように、発泡ダイ１０１の横方向軸に沿って位置付けられる（積み重ねる）。図４の拡大分解図に詳細に例示されるように、用語「開口シム」は、シムが一緒に組み合わされるときに、ダイ開口部１１０の高さを画定する開口端部２０１を有する、少なくとも１つの開放端切り欠き部２２１を備える、シム２００を示すものとして使用される。特に、開口シム２００は、第１開口高さ画定縁部２０２及び第２開口高さ画定縁部２０３を備え、これらは開放端２０１及びしたがってダイ開口１１０の上方及び下方境界部を画定する。したがって、シムが一緒に重ねられたときに、縁部２０２と縁部２０３との間の距離は、ダイ開口（図３に例示される）の開口高さ（Ｈ_ｏ）を画定する。所望により、開放端切り欠き部は、例えば、ダイ開口付近に流れ制限をもたらして所望の圧力効果をもたらすために、図２及び図４に示されるように「ネック状」になっていてもよい。

用語「スペーサシム」は、（開口シムにより部分的に画定される）ダイ開口が少なくともスペーサシム３００の厚さによって横方向に離間されるように、一対の最も近接する開口シムの間（又は、以降に記載されるように、一対の最も近接する開口シム束の間）に配置されたシム３００を便利に表すために使用される。スペーサシムは、典型的には少なくとも１つの閉鎖端切り欠き部（例えば、図２及び図４に示される、シム３００の切り欠き部３２０）を備える。しかしながら、（本明細書における図面全てにおけるように）多くの実施形態において、スペーサシムは（例えば、開口シムのダイ開口の高さを画定するタイプの）開放端切り欠き部を備えないことがある。

シムの切り欠き部、並びに、シムの全体的な大きさ及び形状は、例えば、放電加工、レーザー加工、水ジェット切断など、任意の好適な方法によって設けることができる。用語「切り欠き部」とは、一方の主要表面から他方の主要表面まで、シムを通じて延びる貫通孔を便利に表すために使用される。開口部が実際の切断プロセスによって形成されることは必須ではない。開放端とは、シムスタックダイの作業面の一部を画定する、シムの縁部（例えば、２０４／２０５）まで延びる切り欠き部（例えば、２２１）を意味する。閉鎖端とは、シムスタックダイの作業面の一部を画定する、シムの縁部まで延びない切り欠き部（例えば、３２０）を意味する。

図３の代表的な実施形態に示されるように、スペーサシム３００’は、第１開口シム２００と第２の最も近接する開口シム２００’との間に横方向に位置付けられてもよい（すなわち、その間で横方向に挟持される）。（シム２００及び２００’は同一であり得（かつ多くの場合）同一であり、（’）の表示は、ここで、及び他所において、単に順序を容易に示すために使用されている）。このような場合、スペーサシム３００’の第１主要表面３０６は、開口シム２００の第１主要表面２０６と接触していてもよい。同様に、スペーサシム３００’の第２主要表面３０７は、第２開口シム２００’の第２主要表面２０７と接触していてもよい。スペーサシム３００’の厚さはしたがって、図３に示されるように、２つの開口１１０と１１０’との間に、縁部間距離（ｄ_ｅ）を画定する。２つの開口の間の中心間距離（ｄ_ｃ）は、スペーサシム３００’の厚さ＋２つの開口シム２００及び２００’の半分の厚さを組み合わせたものによって画定される。

図３に示されるように、開口シム２００及びスペーサシム３００を位置付ける際に、ダイ開口１１０の横方向縁部がスペーサシム３００’の第１主要表面３０６及びスペーサシム３００の第２主要表面３０７によって画定されることは明らかである。したがって、この一般的種類の構成により、開口シム２００及びスペーサシム３００は複数のダイ開口１１０を形成し、個別の開口部の寸法及びダイ開口の横方向間隔を規定するために、発泡ダイの横方向軸に沿って配置されてもよい（厳密には、発泡ダイ及びその横方向軸は、ダイを形成するようにシムが構成されるまでは存在しない）。

図１及び図２において最も明らかであるように、スペーサシム３００の前縁部３０１、並びに開口シム２００の上縁部２０４及び下縁部２０５は、発泡ダイ１０１の作業面１０３を全体で画定する（スペーサシム３００の前縁部３０１の部分３０２は、図３に見られるように、様々な開口１１０の間に位置する、作業面１０３の中実部分を画定する）。発泡ダイ１０１のアセンブリにおいて、発泡ダイ１０１を形成するためにシムが互いに押し付けられる前に、これらをできるだけ互いに緊密に位置合わせするために、シムが互いに重ねられ、これらの縁部及び縁部部分の全てを平坦面（例えば、振動テーブル）に対して当接させてもよい。

多くの実施形態において、各シム（例えば、各スペーサシム及び各開口シム）は、発泡ダイの高さ軸（ｈ）と少なくとも実質的に位置合わせされた、主要平面を呈してもよい（図１及び図２における代表的な実施形態において、シムの主要平面は、発泡ダイの高さ軸（ｈ）と少なくとも本質的に位置合わせされている）。このような構成は、横方向層化シムスタックと称される。多くの実施形態において、ダイ開口１１０の少なくとも一部が、発泡ダイの横方向軸（Ｉ）と少なくとも実質的に垂直に向けられ、発泡ダイの高さ軸（ｈ）と少なくとも実質的に位置合わせされた長軸を備える、細長い形状を呈し得る。（図１及び図２の代表的な実施形態において、ダイ開口の長軸は横方向軸（Ｉ）と少なくとも本質的に垂直であり、発泡ダイの高さ軸（ｈ）と少なくとも本質的に位置合わせされている。）

ダイ開口１１０は、所望の開口幅（Ｗ_ｏ）及び所望の開口高さ（Ｈ_ｏ）を呈してもよい（図３の代表的な実施形態に示されるように）。様々な実施形態において、ダイ開口は、少なくとも約０．１、０．２、０．４、０．５、０．６、０．８、１．０、１．５、又は２．０ｍｍの開口幅（Ｗ_ｏ）を呈してもよい。更なる実施形態において、ダイ開口は、最大約４、３、２、１．５、１．０、０．８、０．７、又は０．６ｍｍの開口幅（Ｗ_ｏ）を呈してもよい。様々な実施形態において、ダイ開口は、少なくとも約４、８、１２、１６、又は２０ｍｍの開口高さ（Ｈ_ｏ）を呈してもよい。更なる実施形態において、ダイ開口は最大約２００、１００、８０、４０、３０、２５、又は２０ｍｍの開口高さ（Ｈ_ｏ）を呈してもよい。様々な実施形態において、ダイ開口１１０は、少なくとも約１：１、１．５：１、２：１、４：１、８：１、１６：１、又は３２：１の開口高さ（Ｈ_ｏ）と開口幅（Ｗ_ｏ）のアスペクト比を呈し得る。更なる実施形態において、ダイ開口１１０は、最大約１００：１、７５：１、５０：１、２５：１、又は１０：１のアスペクト比を呈し得る。このようなアスペクト比は、（主要表面２０６と、２０７との間の）開口シムの厚さに対する、開口シム２００の開口部２０１の寸法を選択することによって確定できることが認識される。当然、下記の開口シム束を使用することによって、同様の効果を達成することができる。

任意の数のダイ開口１１０が存在し得る。少なくともいくつかの実施形態において、ダイ開口１１０の数及びその横方向間隔は、ダイ幅（横方向最も外側のダイ開口の横方向最も外側の縁部の間の距離）がダイ高さ（いずれかのダイ開口の垂直方向最も外側の縁部の間の距離）よりも大きくなるように、十分に大きいことがある。様々な実施形態において、ダイ幅とダイ高さの比率は、少なくとも約１．５：１、２：１、４：１、８：１、１６：１、２０：１、３０：１、又は４０：１であってもよい。

開口シム２００及びスペーサシム３００は、組み合わせると、ダイ開口１１０の少なくともいくつかと流体連通した、少なくとも１つのダイ空洞を全体でもたらす。図２及び図４から明らかであるように、スペーサシム３００の切り欠き部３２０、及び開口シム２００の切り欠き部２２１の部分２２０は、シムが一緒に組み合わされると、押し出し装置からの溶融発泡性フローストリームを受容するように構成された（例えば、フローストリームが一方又は両方のエンドブロックを通じて供給されることにより）、ダイ空洞を全体としてもたらす。図１及び図２、並びに特に図４は、例示を容易にするために、比較的少量のシムのみを示していることを強調する。実際のシムスタック発泡ダイは、これらの図に示されるものよりも遥かに多くのシムを含むことができる。（また、例示を明確にするため、図２及び図４のスペーサシム３００は、図１のスペーサシム３００と比較して薄くなっており、これらは全て例示的な図であり、本明細書における図はいずれも、縮尺どおりではない。）

実際のダイ空洞はしたがって、例えば、発泡ダイ１０１の横方向軸（Ｉ）に沿って、これらの図に示されているよりも遥かに長く延びていてもよい。それでも、図２及び図４の代表的な実施形態は、ダイ空洞が、溶融発泡性組成物が、少なくともほぼ、発泡ダイ１０１の横方向軸（Ｉ）に沿って流れるのを可能にする構成を例示している。スペーサシムの各切り欠き部３２０、及び開口シムの切り欠き部２２１の各部分２２０はしたがって、シムを一緒に重ねることによって形成されるダイ空洞の横方向「スライス」をもたらし得ることが理解される。（換言すると、ダイ空洞は、シムが全て一緒に組み合わされたときに、（それぞれ切り欠き部によりもたらされる）横方向スライスによって全体として形成される。）

ダイ空洞は規則的なチャネル（開口シム２００の開放端切り欠き部によりもたらされる）を備え、これを通じ、溶融発泡性組成物の一部が、ダイ空洞から異なるダイ開口１１０へと流れることができ、スペーサシム３００の中実部分３２１は、フローストリームがダイ空洞から個別のダイ開口１１０へと移動する際に、近接する溶融フローストリームの間の物理的セパレータとして機能する。

図２の代表的な実施形態は、横方向に最も近接するスペーサシム３００の対の間に、開口シム２００が単一開口シム２００として設けられる構成を示している。このような構成において、このような単一開口シム２００はそれぞれ、開口の幅（Ｗ_ｏ）を画定する厚さを含む。このような構成は図３に示されている。しかしながら、他の実施形態において、開口シム２００は、その間にいずれのスペーサシムも有することなく、互いに接触するようにして構成されても（積み重ねられても）よい（このような構成は、開口シム束と称される）。このような場合、開口シム束の開口シムの組み合わせた厚さは、開口の幅を画定することができる（例えば、それぞれ厚さが５０マイクロメートルである３つの開口シムを組み合わせると、幅１５０マイクロメートルの開口が生じ得る）。

同様に、図２の代表的な実施形態は、横方向に最も近接する開口シム２００の対の間に、スペーサシム３００が単一スペーサシム３００として設けられる構成を示している。このような構成において、各単一スペーサシム３００は、最も近接するダイ開口１１０の対の最も近接する横方向縁部間の距離（ｄ_ｅ）を画定する厚さを含む。このような構成は図３に示されている。しかしながら他の実施形態において、開口シム３００は互いに接触するようにして構成されても（積み重ねられても）よい（このような構成は、スペーサシム束と称される）。このような場合、スペーサシム束のスペーサシムの組み合わせた厚さは、最も近接するダイ開口の対の最も近接する横方向縁部間の距離（ｄ_ｅ）を画定する。したがって、いくつかの実施形態において、特定の厚さの単一の開口シムを使用する代わりに、合計厚さがこれと等しい開口シムの束を使用してもよい。単一のスペーサシムではなくスペーサシムの束の使用に対して、同様の検討が行われる。単一の（束ねていない）開口シム、及び／又は単一の（束ねていない）スペーサシムとの関連において記載された、いずれかの開口特性（例えば、開口高さ、幅、アスペクト比、間隔など）、又は発泡ダイ特性に関する本明細書におけるあらゆる記載もまた、スペーサシム及び／又は開口シムの束によって達成される開口及び発泡ダイに対して適用可能である。

このようなシムバンドリング構成は、異なる開口幅及び／又は開口間隔を含むシムスタック発泡ダイを容易に組み立てるのを可能にし得ることが理解される。積み重ねたシムの手法は一般的に、様々なダイ開口設計及び構成の効果を調べるために、容易に既存の発泡ダイを分解して、シムを追加若しくは除去するか、又は異なる厚さのシムと交換するのを可能にするという意味で、更なる利点をもたらす。任意の好適な数のシムが使用されてもよい。（しかしながら、いくつかの特定の実施形態において、例えば、比較的一定の、大量生産の場合において、大量の薄いシムを組み合わせるのではなく、比較的少量のシム（例えば、比較的厚い）を使用することが便利であり得ることが認識される。）様々な実施形態において、シムスタック発泡ダイ１０１は、少なくとも約５、１０、２０、４０、１００、２００、５００、１０００、２０００、又は４０００個のシムを含んでもよい（開口シム及びスペーサシムの両方を数える）。更なる実施形態において、シムスタック発泡ダイ１０１は、最大約１００，０００、５０，０００、１０，０００、６０００、３０００、２０００、１０００、６００、４００、２００、１００、８０、又は６０個の合計シムを含み得る。

シムスタック発泡ダイは、発泡ダイの上記要件を満たさなければならず、すなわち、有用なフォームを形成する能力に許容不可能なほどに影響するほど、活性化した（例えば、気体又は蒸気）発泡剤の漏れを呈してはならないことが、理解される。本明細書において記載される実施例において示されるように、例えば、合計約５００個のシムを含むシムスタックダイは、発泡ダイの要件を適切に満たし得ることが意外にも発見された。すなわち、多くの最も近接したシムの対の間に多くの潜在的な隙間漏れが存在する場合、発泡動作に伴う圧力下（例えば、５０００ｐｓｉ、１００００ｐｓｉ、又はそれ以上の範囲の圧力）で発泡ダイが動作する場合であっても、シムを互いに圧迫して（例えば、先に記載されたように）、そこからのいずれかの気体の（例えば、活性化された発泡剤の）漏れを実質的に又は本質的に完全に排除できることが意外にも発見された。

また、図１〜図４の代表的な実施形態は、各開口の高さ及び幅が単一の開口シム（あるいは、同一の開口シムの束）によって画定される単純な構成を表しており、ここで開口は全て同じ高さ及び幅であり、発泡ダイの横方向軸に沿って同一間隔で同一線上にある（開口の間の間隔は、単一のスペーサダイの幅、又はスペーサシムの束によって決定される）ことが理解される。更に、開口全てが一列になっている。

これらは、提示を簡便にするために含まれる、例示的な構成でしかないことが強調される。シムを一緒に積み重ねることによって達成できる限り、任意の所望の開口パターンを使用することができる。すなわち、これら全ての開口は、同一の高さ又は幅を有する必要はない。これらは正確に同一線上にある必要はなく、また正確に同間隔である必要もない。更に、これらは一列である必要もない。したがって例えば、開口は、互い違いの列、又は複数列で存在してもよい。

いくつかの実施形態において、シムスタック発泡ダイ１０１は、例えば、横方向に合体したフォームスラブを作製するために、ダイ開口１１０が横方向に位置合わせされたパターンになるように構成されてもよい。横方向に位置合わせされたダイ開口パターン、及びその用途は、本出願と同日に出願された、米国仮特許出願第６２／０６７，８８８号、表題「Ｆｏａｍｉｎｇ Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｅ」（代理人整理番号７５７３５ＵＳ００２）に詳細に記載されており、これは、本明細書において参照として全体が組み込まれる。

加えて、図１〜図４の代表的な実施形態は、シムの単純なシーケンスを使用した構成を表すものである。例えば、図２は、Ｓ−Ｏ−Ｓ−Ｏ−Ｓ−Ｏ−Ｓのシムシーケンスによる配置を示しており（ここで、及び他所において、Ｓは単一のスペーサシム、又はスペーサシムの単一の束を示しており、Ｏは、単一の開口シム、又は開口シムの単一の束を示す）、この時のスペーサシムの全てが互いに同一であり、開口シム全ては互いに同一である。したがってこの構成は、同一直線上の、同一の寸法及び形状で、かつ同一の間隔のダイ開口の、上記の単一の列を生じる。これは厳密に必要なわけではなく、多くのバリエーションが可能であることを強調する。例えば、異なる開口シムは、寸法の異なる、開口高さを画定する開放端２０１を有してもよく、及び／又は互いに異なる位置にある開放端を有してもよい（これにより、例えば、開口の互い違いの列、又は更に、２つ以上の開口の列が形成される）。異なるスペーサシムは、開口の間の間隔を変えるように、異なる厚さを有してもよい。

特定の実施形態において、開口シムの束は、例えば、図３に示される単純な、垂直な縁部の形状（矩形）以外の形状を有する開口を生じるように、開口シムの束が使用されてもよい。したがって、いくつかの実施形態において、多数の（例えば、同一でない）開口シムを一緒に束ねて、境界部が「ステップ状」の縁部であるダイ開口を形成してもよい。このようなステップ状縁部のダイ開口は、例えば、十字、Ｔ字型、両端がＴの形状（例えば、ドッグボーンに類似した形状）などの、任意の達成可能な形状を含み得る。開口シムの数が増加し、開口シムの厚さが低減すると、仔細に見ると、依然として縁部が「ステップ状」である線形の多角形であるが、例えば、全体的に非線型多角形に近づき得るダイ開口が生成され得ることが認識される。すなわち、このような開口は、「ジグラット」（フラクタル）状の縁部を呈してもよく、これは例えば、少なくとも、円形に類似の、楕円形に類似の、又は砂時計に類似の全体的形状を有し得る、開口境界部を画定する。（例えば、（例えば、放電加工などにより）シムの垂直でない縁部又は壁部をもたらすことにより、ほぼ同様の効果をもたらすことが可能であり得る。）必ずしも厳密に矩形の形状ではない多くのダイ開口は依然として、例えば、発泡ダイ１０１の横方向軸（Ｉ）と少なくとも実質的に垂直であり得る特定可能な長軸を備える、細長い形状を呈してもよい。このようなダイ開口はまた更に、計算可能なアスペクト比を有してもよく、このような計算には平均寸法が使用される。

図１〜図４の代表的な実施形態及びその説明は全て、単一のダイ空洞を含むシムスタック発泡ダイを含んでいる。（特定の構成、例えば、シムの数（図１では合計１３個のシム、図２では合計７個のシム、図４では合計４個のシム）は、例示を簡潔にするために選択されたのであり、必ずしも実施例において使用されるいずれかの構成を表すものではない。）他の実施形態において、多数（例えば、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上）のダイ空洞が存在し得る。特に、シムは組み合わせられて、ダイ開口の第１セットを全体として画定し、かつ第１溶融発泡性組成物を受容するように構成され、ダイ開口の第１セットと流体連通した第１ダイ空洞を全体として画定し得る。シムはまた組み合わせられて、ダイ開口の第２セットを全体として画定し、かつ第２溶融発泡性組成物を受容するように構成され、発泡ダイ開口の第２セットと流体連通した第２ダイ空洞を全体として画定し得る（例えば、第３又は第４空洞、及びそのダイ開口のセット、というように続く）。このような場合、例えば、第１及び第２ダイ空洞（及び存在する場合は他のダイ空洞）は、同じ溶融組成物を受容するように構成され得る（例えば、単一の押し出し機、又はタンデム形式の２つの押し出し機で供給される）。他の場合において、第１ダイ空洞は、第１押し出し機から溶融フローストリームを受容するように構成されてもよく、第２ダイ空洞は、第１押し出し機とは異なる第２押し出し機から溶融フローストリームを受容するように構成されてもよく、同様に続く。このような場合、例えば、複合フォームスラブを作製するために、異なるダイ開口セットから、異なる溶融組成物が放出されてもよい。特定の実施形態において、例えば、第１開口セットの開口から放出される溶融組成物を固化した結果であるフォームスラブの横方向幅にわたって離間している、例えば細長い部材（第２開口セットの開口から放出された溶融組成物の固化から生じる）を含む複合フォームスラブを作製するために、第２開口セットのダイ開口が、第１開口セットのダイ開口の間に組み込まれてもよい。

例えば上記の一般的な種類のプロセス及び装置によって作製することができる、例えば横方向に合体した一体型フォームスラブ及び横方向に合体した一体型複合フォームスラブなど、代表的なフォームスラブの詳細が、本出願と同日に出願された、米国仮特許出願第６２／０６７，８９６号、表題「Ｌａｔｅｒａｌｌｙ−Ｃｏａｌｅｓｃｅｄ Ｆｏａｍ Ｓｌａｂ」（代理人整理番号第７５７８９ＵＳ００２号）に詳細に記載されており、これは本明細書において参照としてその全体が組み込まれる。

多数のダイ空洞の設計は、図５の代表的な実施形態に関連して更に詳細に記載されてもよく、これは、２ダイ空洞シムスタック発泡ダイの選択されたシムの拡大分解図を示している。（当然、遥かに多くのシムが実際の発泡ダイにおいて存在してもよく、図５は単に、第１開口シム１２００及び第２開口シム２２００、並びに２つのスペーサシム１３００の、１つの代表的な繰り返し単位、すなわち、Ｏ_１−Ｓ−Ｏ_２−Ｓ繰り返し単位を表している。）

図５の代表的なスペーサシム１３００は、上記のスペーサシム３００とほぼ同様である（例えば、締結具を通すための切り欠き部１３２２、第１主要表面１３０６、及び第２主要表面１３０７、前縁部１３０１、並びに隣接するフローストリームを分離するバリア部分１３２１を備える）。しかしながら、各スペーサシム１３００が、第１（下方）ダイ空洞の横方向スライスを画定する第１（下方）切り欠き部１３２０と、第２（上方）ダイ空洞の横方向スライスを画定する第２（上方）切り欠き部１３３０とを含むという点において、スペーサシム１３００は上記スペーサシムとは異なる。代表的な開口シム１２００及び２２００は同様に、締結具を受容する切り欠き部１２２２及び２２２２、主要表面１２０６／１２０７、及び２２０６／２２０７、前縁部１２０４／１２０５及び２２０４／２２０５、並びに開放端１２０１／２２０１を有し、これら全てが実質的に、図４に関して記載された単一空洞構成の対応する特徴に関して記載されたとおりに機能する。しかしながら、第１開口シム１２００は、第１閉鎖端切り欠き部１２２０及び第２閉鎖端切り欠き部１２２６を有している。切り欠き部１２２６は単に上方ダイ空洞の横方向スライスをもたらすように機能し、これは以下の記載により明らかになる。切り欠き部１２２０は下方ダイ空洞の横方向スライスをもたらすが、スペーサシム１３００の下方切り欠き部１３２０及び開口シム１２００の開放端切り欠き部１２２１と共に機能し、下方ダイ空洞からダイ開口（シム１２００の開放端１２０１と対応する）へと溶融フローストリームを供給する。これは、開口部１２２５（開口シム１２００の「櫛状」構造１２２４の歯の間）がスペーサシム１３００の切り欠き部１３２０の部分１３２３と横方向で重複することにより可能となる。この構成は、溶融材料がダイ空洞（切り欠き部１２２０、１３２０、２２２６、及びこれと横方向に位置合わせされた、シムスタックの他のシムの他の切り欠き部によって全体でもたらされる）から開放端切り欠き部１２２１に、及びそこから開口部（ダイ開口）１２０１へと流れるのを可能にする。

同様の検討が、第１閉鎖端切り欠き部２２２６、及び第２閉鎖端切り欠き部２２２０を有する、第２開口シム２２００にも当てはまる。切り欠き部２２２６は単に、下方ダイ空洞の横方向スライスをもたらすように機能する。切り欠き部２２２０は上方ダイ空洞の横方向スライスをもたらすが、スペーサシム１３００の上方切り欠き部１３３０、及び開口シム２２００の開放端切り欠き部２２２１と共に機能し、上方ダイ空洞からダイ開口（シム２２００の開放端２２０１と対応する）へと溶融フローストリームを供給する。これは、開口部２２２５（開口シム２２００の「櫛状」構造２２２４の歯の間）が、スペーサシム１３００の切り欠き部１３３０の部分１３３３と横方向で重複することにより可能となる。この構成は、溶融材料がダイ空洞（切り欠き部１２２６、１３３０、２２２０、及びこれと横方向に位置合わせされた、シムスタックの他のシムの他の切り欠き部によって全体でもたらされる）から開放端切り欠き部２２２１に、及びそこから開口部（ダイ開口）２２０１へと流れるのを可能にする。

したがって、このような構成により、連続する（すなわち、横方向に近接する）ダイ開口（例えば、開放端１２０１及び２２０１により設けられる）にはそれぞれ、下方ダイ空洞及び上方ダイ空洞から溶融フローストリームが供給されることが明らかである。上記のように、所望により、異なるダイ空洞は異なる押し出し機から溶融フローストリームを受容してもよく、よって例えば、複合フォームスラブを作製するために使用することができる。ちなみに、本明細書において記載される構成（例えば、「歯」１２２４、及び２２２４を備える）は、溶融フローストリームがダイ空洞から開放端切り欠き部に（すなわち、ダイ開口に）流れるために必要な経路をもたらす一方で、発泡性組成物の押し出しに伴いシムが互いに圧迫されるときにシムのいずれかの曲げ又は変形を最小化するための支持をもたらすことに留意する。しかしながら、図５は代表的な実施形態を表し、かつ他の構成も同様に、多数のダイ空洞を含むシムスタック発泡ダイをもたらし得ることを強調する。

一般的な開示、及び上記の構成に基づいて、多くのバリエーションが可能である。いくつかの特定の実施形態において、シムの第１セットはそれぞれ、例えば、シムの上方部分に開放端切り欠き部を含み、これにより、これらのシムが、開口の第１（上方）セット（の上方及び下方縁部）を画定する。シムの第２セットはそれぞれ、例えば、シムの下方部分に開放端切り欠き部を含んでもよく、これにより、これらのシムが、開口の第２（下方）セットを画定する。シムの第１セットはそれぞれ、開口の第２セットと流体連通する第２ダイ空洞の横方向スライスをもたらす閉鎖端切り欠き部も含み得る。同様に、シムの第２セットはそれぞれ、開口の第１セットと流体連通する第１ダイ空洞の横方向スライスをもたらす閉鎖端切り欠き部も含み得る。第１セットのシムが例えば、第２セットのシムと交互である場合、各シムは、開口シムとして、またスペーサシムとしても機能し得る（例えば、第１セットのシムは、開口の第１（上方）セットの少なくとも１つの開口のための開口を画定するシムであり得、また開口の第２（下方）セットの２つの開口の間の横方向の縁部同士の間隔を画定し得る）。

上記は、シムスタックの少なくとも１つのシムが、開口シム及びスペーサシムの両方として機能し得る一般的構成の一例である。このような構成は、スペーサシムがダイ開口を画定する上でいずれの役割も果たさないことがある、上記の条件に対する許容可能な例外を示している。このような構成は、例えば、多数の列のダイ開口をもたらすことが所望される場合などにおいて、特に有用であり得る（ダイ開口の全てが共通のダイ空洞によって供給されるか、又はダイ開口の異なるセットが異なるダイ空洞により供給されるか、にかかわらず）。

発泡ダイ１０１は、特定の状況において、所望により、他のいずれかの補助的な装置を含んでもよい。例えば、支持構造が、組み合わせたシムダイの重量を支えるのを補助してもよい。所望により、例えば、エッジヒータなどの１つ以上の外部加熱器が、シムスタックと熱接触するように位置付けられてもよい（例えば、このような加熱器は、図１に示される種類のシムスタックの上部及び底部に当接してもよい）。所望により、１つ以上の内部加熱器（例えば、ロッドの形態）が、例えば、少なくともエンドロック内に延びる、及び／又はシムスタックの横方向長さ全体を通じて延びる、開口部内に挿入されてもよい。例えば、貫通孔２２２及び３２２の一方又は両方が、締結具ではなく、内部加熱器を受容してもよい。（図２及び図４における貫通孔２２２及び３２２の特定の構成は、例示であり、いずれかの所望のパターンに構成された任意の所望の数の貫通孔が、いずれかの目的のために使用されてもよい。）所望により、保護用ステンシル又はマスク（例えば、ダイ開口１１０と一致する開口部を有する、薄い金属プレート）が、発泡ダイの作業面１０３に当接してもよい。更に、発泡ダイ１０１を支持、移動、又は移送する際の容易性を向上させるために、１つ以上の持ち手、フックなどが設けられてもよい。

発泡ダイ１０１は、いずれかの好適な押し出し装置（例えば、タンデム式、又は平行式のいずれかで動作する、１つ以上の押し出し機を備える）、任意の好適な熱可塑性（溶融加工可能な）有機ポリマー（ポリエステル、ポリオレフィンなどが挙げられるがこれらに限定されない）、及びいずれかの好適な発泡剤（例えば、化学的又は物理的）と共に使用されてもよい。更に、発泡ダイ１０１は、未画定の空間に、又は例えば二重ベルトラミネーター（これにより、こうして形成されたフォームスラブの少なくとも一方の主要表面に基材が積層されてもよい）に、溶融発泡性押し出し物フローストリームを放出するために使用されてもよい。このような装置、材料、及び構成は、本出願と同日に出願された、米国仮特許出願第６２／０６７，８８８号、表題「Ｆｏａｍｉｎｇ Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｅ」（代理人整理番号７５７３５ＵＳ００２）に詳細に記載されている。

本明細書において開示される装置及び方法（例えば、多数のダイ空洞設計を含むもの）はまた、主要フォーム相、及び副次高密度化相を含む、複合フォームスラブを作製するために使用されてもよく、これもやはり、上記米国仮特許出願に詳細に記載されている。

例示的な実施形態のリスト
実施形態１は、シムスタックを形成するように圧力下で一緒に層化させた複数のシムを備える、溶融発泡性組成物を押し出すための発泡ダイであって、シムは組み合わされて、発泡ダイの作業面内に複数のダイ開口を全体で画定し、かつ押し出し装置から溶融発泡性組成物を受容するように構成された少なくとも１つのダイ空洞であって、ダイ開口と流体連通した少なくとも１つのダイ空洞を全体で画定する、発泡ダイである。

実施形態２は、シムスタックが少なくとも約２０個のシムを含む、実施形態１に記載の発泡ダイである。実施形態３は、シムスタックが少なくとも約２００個のシムを含む、実施形態１に記載の発泡ダイである。実施形態４は、複数のダイ開口のダイ開口は、発泡ダイの横方向軸に沿って一列で離間している、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態５は、発泡ダイの横方向軸に対して少なくとも実質的に垂直であり、発泡ダイの高さ軸と少なくとも実質的に位置合わせされた、長軸を備える、細長い形状を呈し、ダイ開口はそれぞれ、開口高さと開口幅のアスペクト比が少なくとも約４：１である、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態６は、複数のシムの各シムは、発泡ダイの厚さ軸に対して少なくとも実質的に平行な主要平面を有する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の発泡ダイである。

実施形態７は、複数のシムは、開口シムの第１シムセットを含み、各開口シムは、ダイ開口の高さを画定し少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する、少なくとも１つの開放端切り欠き部を含み、複数のシムはスペーサシムの第２シムセットを含み、スペーサシムはそれぞれ、ダイ開口の高さを画定する開放端切り欠き部を有さないが、少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する少なくとも１つの閉鎖端切り欠き部を含む、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態８は、少なくとも選択された開口シムがそれぞれ、一対の最も近接するスペーサシムの間に単一開口シムとして存在し、各選択された開口シムは少なくとも１つのダイ開口の開口幅を画定する厚さを含む、実施形態７に記載の発泡ダイである。実施形態９は、少なくとも選択された開口シムはそれぞれ、多数の開口シムの束として存在し、多数の開口シムの束の開口シムのいずれの間にもスペーサシムは存在せず、開口シムの束の開口シムの組み合わせた厚さは、少なくとも１つのダイ開口の開口幅を画定する、実施形態７に記載の発泡ダイである。

実施形態１０は、少なくとも選択されたスペーサシムがそれぞれ、一対の最も近接する開口シムの間に単一スペーサシムとして存在し、各選択されたスペーサシムは一対の最も近接するダイ開口の、最も近接する横方向縁部の間の、横方向縁部間の距離を画定する厚さを含む、実施形態７〜９のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態１１は、少なくとも選択されたスペーサシムはそれぞれ、多数のスペーサシムの束として存在し、多数のスペーサシムの束のスペーサシムのいずれの間にも開口シムは存在せず、スペーサシムの束のスペーサシムの組み合わせた厚さは、一対の最も近接するダイ開口の最も近接する横方向縁部の間の横方向縁部間距離を画定する、実施形態７〜９のいずれか１つに記載の発泡ダイである。

実施形態１２は、シムは組み合わせられて、発泡ダイの作業面にダイ開口の第１セットを全体として画定し、かつダイ開口の第１セットと流体連通した押し出し機から第１溶融発泡性組成物を受容するように構成された第１ダイ空洞を全体として画定し、シムは組み合わされて、発泡ダイの作業面にダイ開口の第２セットを全体として画定し、かつ発泡ダイ開口の第２セットと流体連通した押し出し機から第２溶融組成物を受容するように構成された第２ダイ空洞を全体として画定する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態１３は、第２ダイ空洞は、第１ダイ空洞が第１溶融発泡性組成物を受容するように構成されている押し出し機とは異なる押し出し機である、第２押し出し機から第２溶融組成物を受容するように構成され、第２溶融組成物は高密度化溶融組成物である、実施形態１２に記載の発泡ダイである。実施形態１４は、ダイ開口の第２セットの少なくとも選択されたダイ開口がそれぞれ、ダイ開口の第１セットのダイ開口の対の間で横方向に挟持されている、実施形態１２に記載の発泡ダイである。

実施形態１５は、ダイ開口が横方向に位置合わせされたダイ開口である、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態１６は、発泡ダイは、少なくとも１つの押し出し機を備え、かつ発泡ダイの少なくとも１つのダイ空洞に溶融発泡性フローストリームを連続的に供給するように構成されている、押し出し装置に流体接続されている、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の発泡ダイである。実施形態１７は、複数のシムは、開口シムの第１シムセットを含み、各開口シムは、ダイ開口の高さを画定し、かつ少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する、少なくとも１つの開放端切り欠き部を含み、少なくとも１つの開放端切り欠き部は、開放端切り欠き部の開放端と実質的に反対側の、開放端切り欠き部の終端部において、その間に空間が組み込まれた歯の線形アレイを備える櫛状構造を備える、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の発泡ダイである。

実施形態１８は、一体型フォームスラブの作製方法であって、方法は、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の発泡ダイの複数のダイ開口の少なくとも選択されたダイ開口を通じて溶融発泡性押し出し物フローストリームを連続的に放出する工程と、溶融発泡性押し出し物フローストリームを発泡、合体、及び固化させて単一の塊にし、スラブ幅及びスラブ厚さを有する一体型フォームスラブを形成する工程とを含む、方法である。

代表的な実施例
シムスタック発泡ダイは、図１及び図２に示される、一般的なタイプのものとして組み立てられたが、ただし、図５に示される一般的なタイプの２空洞シムが使用された。発泡ダイは、５０の横方向に位置合わせされた細長い開口を有し、これらは、図１に記載されるのとほぼ同様の方法で、上記のように形成された発泡ダイの横方向幅にわたり、一列で離間させた。それぞれ、１６ミルの開口幅（Ｗ_ｏ）及び６２５ミルの開口高さ（Ｈ_ｏ）を備える。この開口幅をもたらすため、（厚さ１６ミルの）単一の開口シムを使用するのではなく、開口シム束が使用され、各束は４ミル厚さの４つの開口シムを含んだ。およそ６０ミルの縁部間距離（ｄ_ｅ）で開口を離間させる（したがって、開口の中心間の距離（ｄ_ｃ）は７６ミルとなる）ために、スペーサシムが使用された。単一のスペーサシムを使用する代わりに、スペーサシム束が使用され、各束は２０ミル厚さの３つのシムを含んだ。

シムスタック発泡ダイはしたがって、合計３４７個のシム（各４つのシムの５０個の束で合計２００個の開口シムと、各３つのシムの４９個の束で合計１４７個のスペーサシム）を有し、全部で５０個のダイ開口を画定した。２５個の開口の第１セットは第１ダイ空洞と流体連通し、２５個の開口の第２セットは第２ダイ空洞と流体連通した。この代表的な実施例において、溶融発泡性フローストリームは第１ダイ空洞のみに供給される（そこから、ダイ空洞が流体連通する２５個の「アクティブ」なダイ開口の第１セットへと供給される）。したがって、最も近接するアクティブなダイ開口の各対には、そこからは溶融押し出し物が放出されない非アクティブな（不使用の）ダイ開口が組み込まれていることが理解されている。（厳密には、この動作モードにおいて、アクティブなダイ開口の各対は、純粋にスペーサシムによってのみではなく、その間に非アクティブなダイ開口をもたらす開口シムによっても離間した。）

したがって、要約すると、発泡ダイは、およそ１３６ミルの縁部間隔（及びおよそ１５２ミルの中心間隔）で配置された２５個のアクティブなダイ開口を画定し、およそ３．７４インチのアクティブダイ幅Ｗ_ｄをもたらす。（開口高さＨ_ｏ及びダイ高さＨ_ｄは、ダイ空洞の１つのみが使用されるということによって影響されない。）

全てのシムは、ステンレススチールを、ＥＤＭ（放電加工）により所望の形状へと切断し、所望により切り欠き部を設けることによって作製された。全てのシムは、シムスタックの切り欠き部（図５の一般的な種類の、１２２２、１３２２、及び２２２２と指定される）に４つのボルトを通すことによって一緒に保持された。これらのボルトは、空気動力トルクレンチを使用して、可能な限りのトルクで締められた。エッジヒータはダイの上部及び底部に連結された。従来的な方法で温度をモニタリングするために熱電対が使用された。

９５重量％の熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂（ＰＯＬＹＣＬＥＡＲ１１０１；Ａｕｒｉｇａ，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）、２重量％の化学発泡剤（Ｓｕｋａｎｏ ＴＡ１７−１０；Ｄｕｎｃａｎ，ＳＣ）、及び３重量％の鎖延長剤（Ｓｕｋａｎｏ Ｔｍｅ Ｓ６０６）を含む、発泡性組成物が調製された。発泡性組成物が１．２５”単軸スクリュー押し出し機に充填され、表１に掲載される条件で押し出された。

ダイは横方向軸が地表とほぼ水平になるようにして配置された。テイクアウェイベルト（takeaway belt）は、地表とほぼ水平に配置された、ダイの作業面の数センチメートル下に位置付けられた。溶融押し出し物がテイクアウェイベルトに回収されるように、ダイ開口から出る溶融押し出し物の流れる方向がテイクアウェイベルトの上面に向かって僅かに下方に傾く（水平より約１５°下の角度）ように向けられた。テイクアウェイベルトの速度はおよそ０．６フィート／分であった。

これらの条件において、合体距離（coalescence distance）（Ｄ_ｃ）は、ダイの作業面の数ｍｍ（例えば、１〜３ｍｍ）以内であるものと推定された。このように形成された、横方向に合体された一体型フォームスラブは、近似（平均）値で、０．３５ｇ／ｃｃ密度、５．８インチ幅、及び１．３インチ厚さを呈した。

実施例２
シムスタック発泡ダイは、代表的な実施例において記載される一般的な種類のものとして使用されたが、ダイは５０個のアクティブ開口を有し、それぞれ幅が２４ミル、高さが６２５ミルであった。単一開口シムを使用する代わりに、開口シム束が使用され、各束は４ミル厚さの６つの開口シムを含んだ。およそ８０ミルの縁部間距離（ｄ_ｅ）で開口を離間させる（したがって、開口の中心間の距離（ｄ_ｃ）は１０４ミルとなる）ために、スペーサシムが使用された。単一のスペーサシムを使用する代わりに、スペーサシム束が使用され、各束は２０ミル厚さの４つのシムを含んだ。

このダイ設計は合計４９６個のシムを有し、５．１インチの幅であった。２つの発泡性組成物が調製され、それぞれ、代表的な実施例と同じ組成物であった。発泡性組成物はそれぞれ、１．２５”単軸スクリュー押し出し機のホッパーに充填された。２つのこのような押し出し機が使用され、一方が、第１ダイ空洞及び第１ダイ開口セットに供給し、他方が第２ダイ空洞及び第２ダイ開口セットに供給する。したがって、この実施例において、全てのダイ開口はアクティブな開口であり、（２つの異なる押し出し機から供給されるが）全て同じ溶融発泡性組成物を供給される。

２つの組成物は、表２に掲載される条件で押し出される（押し出し機は同一の構成ではなく、これらは若干異なる条件で動作する）。

テイクアウェイベルトの速度はおよそ０．６フィート／分であった。これらの条件において、合体距離（Ｄ_ｃ）は、ダイの作業面の数ｍｍ（例えば、１〜３ｍｍ）以内であるものと推定された。このように形成された横方向に合体した一体型フォームスラブは、近似（平均）値として、０．３６ｇ／ｃｃ密度、５．５インチ幅、及び１．４インチ厚さを呈する。

実施例３
実施例２のシムスタック発泡ダイが使用された。２つの同一の発泡性組成物が調製され、それぞれ、９８重量％の高溶融強度ポリプロピレン（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＷＢ１４０ＨＭＳ；Ｖｉｅｎｎａ，Ａｕｓｔｒｉａ）、及び２重量％の、化学発泡剤（Ｒｅｅｄｙ ＦＰＥ−５０；Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）を含む。発泡性組成物はそれぞれ２つの１．２５”単軸押し出し機のホッパーに充填され、各押し出し機は実施例２と同じ方法で異なるダイ空洞に供給した。

２つの組成物は、表３に掲載される条件で押し出された。

テイクアウェイベルトの速度はおよそ０．６フィート／分であった。これらの条件において、合体距離（Ｄ_ｃ）は、ダイの作業面の数ｍｍ（例えば、１〜３ｍｍ）以内であるものと推定された。このように形成された横方向に合体した一体型フォームスラブは、近似（平均）値として、０．５４ｇ／ｃｃ密度、３．８インチ幅、及び０．６インチ厚さを呈する。

実施例４
シムスタック発泡ダイは、代表的な実施例において記載される種類のものとして組み合わされたが、ダイは５０個のアクティブ開口を有し、それぞれ幅が１６ミル、高さが６２５ミルであった。単一の開口シムを使用する代わりに開口シム束が使用され、各束は４ミル厚さの４つの開口シムを含んだ。およそ６０ミルの縁部間距離（ｄ_ｅ）で開口を離間させる（したがって、開口の中心間の距離（ｄ_ｃ）は７６ミルとなる）ために、スペーサシムが使用された。単一のスペーサシムを使用する代わりにスペーサシム束が使用され、各束は２０ミル厚さの３つのシムを含んだ。

このダイ設計は、合計３４７個のシムを有し、３．７４インチの幅であった。代表的な実施例と同じ組成物による、第１の発泡性組成物が調製された。ＰＥＴ−Ｇ（変性ポリエチレンテレフタレート−グリコール；ＥＳＴＡＲコポリエステル６７６３、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮ）である第２組成物が調製された。第２組成物は発泡性組成物であった。第１及び第２組成物はそれぞれ、第１及び第２の１．２５”押し出し機に供給され、表４に掲載される条件で加工された。

テイクアウェイベルトの速度はおよそ０．６フィート／分であった。これらの条件において、合体距離（Ｄ_ｃ）は、ダイの作業面の数ｍｍ（例えば、１〜３ｍｍ）以内であるものと推定された。このように形成された、横方向に合体された一体型複合フォームスラブは、近似（平均）値で、０．３２ｇ／ｃｃ密度、５．８インチ幅、及び０．７５インチ厚さを呈した。

実施例５
シムスタック発泡ダイは、代表的な実施例に記載されるタイプのものとして組み立てられた。単一１．２５”押し出し機を使用して、代表的な実施例と同じ発泡性組成物を単一空洞及びダイのダイセットに、代表的な実施例と同じ方法で供給された。発泡性組成物は、表５に掲載される、条件で加工された。

溶融押し出し物は、２．５フィート／分で実行する、二重ベルトラミネーター（Ｍｅｙｅｒ ＫＦＥ−Ｅ１５００；Ｍｅｙｅｒ ＧｍｂＨ，Ｒｏｔｚ，Ｇｅｒｍａｎｙ）上に送られた。下方ベルトは僅かにダイの作業面に向かって延び、作業面の数ｃｍ下に位置付けられて、溶融押し出し物が下方ベルト上に回収され、下方ベルトと上方ベルトとの間の空隙へと運搬された。２つの二軸配向されたＰＥＴフィルムが二重ベルトラミネーターに巻き出され、溶融押し出し／初期フォームが上方ＰＥＴフィルムと下方ＰＥＴフィルムとの間に挟持され、ＰＥＴフィルムが生じるＰＥＴフォームの各主要表面上に積層される。溶融押し出し物と接触する各ＰＥＴフィルムの表面は、米国特許出願第１４／３６３１３２号、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」に開示される一般的な方法により、フラッシュランプをあてておいた。

二重ベルトラミネーターは、表６に掲載される条件で操作された。

ベルト高さは、二重ベルトラミネーターの上部と底部との間の間隔である。二重ベルトラミネーターは、その長さのおよそ半分のところに内部ニップを有する。内部ニップパラメータは、ニップがベルトを圧迫する度合いとして定義される。例えば、１０ｍｍのベルト高さは空隙を１０ｍｍに設定し、１ｍｍ内部ニップ設定では、ニップの空隙は９ｍｍに設定される。

このように形成された横方向に合体した一体型フォームスラブは、近似（平均）値として、０．４０ｇ／ｃｃ密度（フォームコア）、６．０インチの幅、０．２５インチの厚さを呈する（これは、二重ベルトラミネーターのベルトによって、例えば、代表的な実施例と同じ程度膨張しないように拘束された）。

実施例６
シムスタック発泡ダイは、実施例４に記載される種類のものとして組み立てられた。実施例４と同じ組成物の第１及び第２組成物は、第１及び第２押し出し機によって加工された。しかしながら、第１及び第２フローストリームが異なるダイ開口のダイ空洞／セットに供給するのではなく、第１（発泡性）溶融フローストリーム及び第２（発泡不可能、ＰＥＴ−Ｇ）溶融フローストリームがダイへの共通の入り口で組み合わされて、発泡性組成物である内側層（図９の層１０１１と同様）、並びにＰＥＴ−Ｇの上方及び下方層（図９の層１０１２及び１０１３と同様）を備える多層フローストリームが形成された。表７に掲載される条件下で第１及び第２組成物が加工され、生じた溶融押し出し物は、フラッシュランプをあてたＰＥＴフィルムの上層及び下層と共に二重ベルトラミネーター内に回収される（実施例５に記載されるのと同様の方法）。

フラッシュランプをあてたフィルムはその後、このように形成されたフォームスラブの各主要表面上に存在するＰＥＴ−Ｇ表面層に積層された。このように形成された、横方向に合体された一体型複合フォームスラブ（これに積層されたＰＥＴフィルムを有する）は、近似（平均）値で、０．４５ｇ／ｃｃ密度（フォームコア）、３．０インチ幅、及び０．３７５インチ厚さを呈した。

実施例７
シムスタック発泡ダイは、代表的な実施例に記載されるタイプのものとして組み立てられた。９６重量％の高溶融強度ポリプロピレン（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＷＢ１４０ＨＭＳ）、及び４重量％の化学発泡剤（ＥｃｏＣｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｂｌｏｗｉｎｇ Ａｇｅｎｔ；Ｐｏｌｙｆｉｌ，Ｒｏｃｋａｗａｙ，ＮＪ）を含む発泡性組成物が調製された。発泡性組成物は、表８に掲載される条件で加工された。

溶融押し出し物は、２．７フィート／分で実行する二重ベルトラミネーター上に送られた。下方ベルトは僅かにダイの作業面に向かって延び、作業面の数ｃｍ下に位置付けられて、溶融押し出し物は下方ベルト上に回収され、下方ベルトと上方ベルトとの間の空隙へと運搬された。２つのガラス繊維補強ポリプロピレン（ＧＦＰＰ）フィルムが二重ベルトラミネーターに巻き出され、溶融押し出し／初期フォームが上方ＧＦＰＰフィルムと下方ＧＦＰＰフィルムとの間に挟持され、各ＧＦＰＰフィルムが溶融押し出し物の主要表面に積層された。（ＧＦＰＰフィルムは、Ｂｏｒｅａｌｉｓ Ｆｉｂｒｅｍｏｄ ＧＢ３０６ＳＡＦ（３５重量％、ガラス繊維）樹脂ペレットを使用して、標準的なキャストフィルム押し出し装置（単軸押し出し機、３ロールキャスティングステーション、及びワインダ）で作製された。）このように形成された、横方向に合体された一体型フォームスラブ（これに積層されたＧＦＰＰフィルムを有する）は、近似（平均）値で、０．５０ｇ／ｃｃ密度（フォームコア）、２．５インチ幅、及び０．３７５インチ厚さを呈した。

上記の実施例は、理解を明確にするためだけに示されたものであり、不必要な限定がそこから解釈されるべきではない。実施例に記載されている試験及び試験結果は、予測的なものではなく、あくまで例示的なものに過ぎないことが意図され、試験手順の変更により、異なる結果をもたらすことが予想され得る。実施例中の定量的値は全て、使用された手順に含まれる一般に公知の許容誤差の観点から近似値であることが理解される。本明細書において開示される特定の例示的な要素、構造、特長、詳細、構成などは、修正され得る、及び／又は多数の実施形態と組み合わされ得ることが、当業者には明らかであろう。こうした変更及び組合せは全て、本発明者によって、例示的な説明としての役割を果たすべく選択された代表的な設計としてのみならず、想到される発明の境界内に存在すると企図される。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載されている特定の例示的構造に限定されるべきではないが、むしろ少なくとも、特許請求の範囲の言語によって説明される構造、及びそれらの構造の等価物にまで拡大する。本明細書において代替物として肯定的に列挙されている要素はいずれも、望ましい任意の組合せにおいて、特許請求の範囲に明確に含まれることがあり、又は特許請求の範囲から除外されることがある。オープンエンド言語で本明細書に列挙されているいずれの要素又は要素の組合せ（例えば、を含む（comprise）、及びその派生語）も、クローズエンド言語（例えば、からなる（consist）、及びその派生後）及び一部クローズエンド言語（例えば、から本質的になる（consist essentially）、及びその派生語）で更に列挙されているとみなされる。様々な理論及び可能な機構が本明細書において議論され得るが、こうした議論は、いかなる場合も、特許請求可能な主題を制限するべきものではない。記載されているとおりの本明細書と、参照により本明細書に組み込まれている任意の文書の開示内容との間にいかなる不一致又は矛盾が存在する限り、記載されているとおりの本明細書が優先する。

Claims (18)

1. 溶融発泡性組成物を押し出すための発泡ダイであって、
   シムスタックを形成するように圧力下で一緒に層化させた複数のシムを備え、前記シムは組み合わされて前記発泡ダイの作業面内に複数のダイ開口を全体で画定し、かつ押し出し装置から溶融発泡性組成物を受容するように構成された少なくとも１つのダイ空洞であって前記ダイ開口と流体連通した少なくとも１つのダイ空洞を全体で画定する、発泡ダイ。
2. 前記シムスタックが少なくとも約２０個のシムを含む、請求項１に記載の発泡ダイ。
3. 前記シムスタックが少なくとも約２００個のシムを含む、請求項１に記載の発泡ダイ。
4. 前記複数のダイ開口の前記ダイ開口は、前記発泡ダイの横方向軸に沿って一列で離間している、請求項１に記載の発泡ダイ。
5. 前記ダイ開口はそれぞれ、前記発泡ダイの横方向軸に対して少なくとも実質的に垂直であり、前記発泡ダイの高さ軸と少なくとも実質的に位置合わせされた、長軸を備える、細長い形状を呈し、前記ダイ開口はそれぞれ、開口高さと開口幅のアスペクト比が少なくとも約４：１になっている、請求項１に記載の発泡ダイ。
6. 前記複数のシムの各シムは、前記発泡ダイの厚さ軸に対して少なくとも実質的に平行な主要平面を有する、請求項１に記載の発泡ダイ。
7. 前記複数のシムは、開口シムの第１シムセットを含み、各開口シムは、ダイ開口の高さを画定し前記少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する、少なくとも１つの開放端切り欠き部を含み、前記複数のシムはスペーサシムの第２シムセットを含み、前記スペーサシムはそれぞれ、ダイ開口の高さを画定する開放端切り欠き部を有さないが、前記少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する少なくとも１つの閉鎖端切り欠き部を含む、請求項１に記載の発泡ダイ。
8. 少なくとも選択された開口シムがそれぞれ、一対の最も近接するスペーサシムの間に単一開口シムとして存在し、各選択された開口シムは少なくとも１つのダイ開口の開口幅を画定する厚さを含む、請求項７に記載の発泡ダイ。
9. 少なくとも選択された開口シムはそれぞれ、多数の開口シムの束として存在し、前記多数の開口シムの束の前記開口シムのいずれの間にもスペーサシムは存在せず、前記開口シムの束の前記開口シムの組み合わせた厚さは、少なくとも１つのダイ開口の開口幅を画定する、請求項７に記載の発泡ダイ。
10. 少なくとも選択されたスペーサシムがそれぞれ、一対の最も近接する開口シムの間に単一スペーサシムとして存在し、各選択されたスペーサシムは一対の最も近接するダイ開口の、最も近接する横方向縁部の間の、横方向縁部間の距離を画定する厚さを含む、請求項７に記載の発泡ダイ。
11. 少なくとも選択されたスペーサシムはそれぞれ、多数の開口シムの束として存在し、前記多数のスペーサシムの束の前記スペーサシムのいずれの間にも開口シムは存在せず、前記スペーサシムの束の前記スペーサシムの組み合わせた厚さは、一対の最も近接するダイ開口の最も近接する横方向縁部の間の横方向縁部間距離を画定する、請求項７に記載の発泡ダイ。
12. 前記シムは組み合わされて、前記発泡ダイの前記作業面にダイ開口の第１セットを全体として画定し、かつ前記ダイ開口の第１セットと流体連通した押し出し機から第１溶融発泡性組成物を受容するように構成された第１ダイ空洞を全体として画定し、前記シムは組み合わされて、前記発泡ダイの前記作業面にダイ開口の第２セットを全体として画定し、かつ前記発泡ダイ開口の第２セットと流体連通した押し出し機から第２溶融組成物を受容するように構成された第２ダイ空洞を全体として画定する、請求項１に記載の発泡ダイ。
13. 前記第２ダイ空洞は、前記第１ダイ空洞が第１溶融発泡性組成物を受容するように構成されている前記押し出し機とは異なる押し出し機である、第２押し出し機から第２溶融組成物を受容するように構成され、前記第２溶融組成物は高密度化溶融組成物である、請求項１２に記載の発泡ダイ。
14. 前記ダイ開口の第２セットの少なくとも選択されたダイ開口がそれぞれ、前記ダイ開口の第１セットのダイ開口の対の間で横方向に挟持されている、請求項１２に記載の発泡ダイ。
15. 前記ダイ開口が横方向に位置合わせされたダイ開口である、請求項１に記載の発泡ダイ。
16. 前記発泡ダイは、少なくとも１つの押し出し機を備え、かつ前記発泡ダイの少なくとも１つのダイ空洞に溶融発泡性フローストリームを連続的に供給するように構成されている、押し出し装置に流体接続されている、請求項１に記載の発泡ダイ。
17. 前記複数のシムは、開口シムの第１シムセットを含み、各開口シムは、ダイ開口の高さを画定し、かつ前記少なくとも１つのダイ空洞の横方向スライスを画定する、少なくとも１つの開放端切り欠き部を含み、前記少なくとも１つの開放端切り欠き部は、前記開放端切り欠き部の開放端と実質的に反対側の、前記開放端切り欠き部の終端部において、その間に空間が組み込まれた歯の線形アレイを備える櫛状構造を備える、請求項１に記載の発泡ダイ。
18. 一体型フォームスラブを作製する方法であって、
    請求項１に記載の発泡ダイの前記複数のダイ開口の少なくとも選択されたダイ開口を通じて、溶融発泡性押し出しフローストリームを連続的に放出することと、
    前記溶融発泡性押し出し物フローストリームを発泡、合体、及び固化させて単一の塊にし、スラブ幅及びスラブ厚さを有する一体型フォームスラブを形成することと、を含む、方法。

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