特許 6843919 射出成形装置のスクリュ及び射出成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6843919

(24)【登録日】2021年2月26日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】射出成形装置のスクリュ及び射出成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 44/00 20060101AFI20210308BHJP

   B29C 44/34 20060101ALI20210308BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   B29C44/00 D

   B29C44/34

   B29C45/00

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-95647(P2019-95647)

(22)【出願日】2019年5月22日

(62)【分割の表示】特願2018-505352(P2018-505352)の分割

【原出願日】2017年2月13日

(65)【公開番号】特開2019-177696(P2019-177696A)

(43)【公開日】2019年10月17日

【審査請求日】2019年5月22日

(31)【優先権主張番号】特願2016-50500(P2016-50500)

(32)【優先日】2016年3月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】317015179

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154586

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 正広

(74)【代理人】

【識別番号】100139941

【弁理士】

【氏名又は名称】川津 幸恵

(72)【発明者】

【氏名】遊佐 敦

(72)【発明者】

【氏名】山本 智史

(72)【発明者】

【氏名】後藤 英斗

【審査官】 石塚 寛和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７４２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０００５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１０７９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４４／００−４４／６０、４５／００−４５／２４、

４５／４６−４５／６３、４５／７０−４５／７２、

４５／７４−４５／８４、６７／２０

Ｃ０８Ｊ ９／００−９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリュの形状によって、その後方から前方にかけて可塑化シリンダ内に、樹脂が圧縮されるようになっている圧縮ゾーンと、樹脂の圧力が低下するようになっている飢餓ゾーンと、樹脂が圧縮されるようになっている再圧縮ゾーンとが形成され、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤が注入されるようになっている、射出成形装置のスクリュであって、
前記スクリュには、
前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に、樹脂の逆流を防止するシール機構と、
該シール機構の下流側に該シール機構に隣接して、樹脂を減圧する減圧部及び樹脂を圧縮する圧縮部を有する流動速度調整ゾーンと、が設けられていることを特徴とする射出成形装置のスクリュ。

【請求項2】

前記スクリュの前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記圧縮部のスクリュフライト深さが前記減圧部のスクリュフライト深さより浅いことを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置のスクリュ。

【請求項3】

前記スクリュの前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記減圧部のスクリュの軸の直径は、前記圧縮ゾーンに位置する部分のスクリュの軸の直径の最大値よりも小さく、前記圧縮部のスクリュの軸の直径は、前記減圧部のスクリュの軸の直径の最小値よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置のスクリュ。

【請求項4】

前記スクリュは、前記流動速度調整ゾーンに、複数の前記減圧部及び複数の前記圧縮部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形装置のスクリュ。

【請求項5】

可塑化シリンダと、
前記可塑化シリンダに物理発泡剤を供給する物理発泡剤供給機構と、
前記可塑化シリンダ内部に回転自在に設けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記スクリュと、を備えた発泡成形体を製造する射出成形装置であって、
前記可塑化シリンダには、前記飢餓ゾーンに前記物理発泡剤供給機構からの物理発泡剤を導入するための導入口が形成されていることを特徴とする射出成形装置。

【請求項6】

前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持し、
前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、飢餓状態の前記樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させ、
前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記樹脂を発泡成形体に成形する請求項５に記載の射出成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形装置のスクリュ及び射出成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、超臨界状態の窒素や二酸化炭素を物理発泡剤として用いた射出発泡成形方法が研究及び実用化されている（特許文献１〜３）。これら特許文献１〜３によれば、物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法は以下のように行われる。まず、物理発泡剤を密閉された可塑化シリンダに導入し、可塑化溶融した樹脂に接触分散させる。物理発泡剤が超臨界状態になる程度に可塑化シリンダ内を高圧に維持しつつ、物理発泡剤の分散した溶融樹脂を計量し、金型内に射出充填する。溶融樹脂に相溶していた超臨界流体は、射出充填時に急減圧されガス化し、溶融樹脂が固化することで気泡（発泡セル）が成形体内部に形成される。これらの射出発泡成形方法では、物理発泡剤は樹脂内圧よりも少し高い圧力で計量され、計量後、可塑化シリンダ内に導入される。よって物理発泡剤の溶融樹脂への溶解量は、物理発泡剤の導入量で決定される（導入量制御）。

【0003】

また、特許文献４には、物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法において、成形の途中で溶融樹脂中に含まれる物理発泡剤を一部分離し、可塑化シリンダ（混練装置）の外へ排気する方法が開示されている。特許文献４では、物理発泡剤を排気するベントが形成され、且つベントが形成された領域（減圧ゾーン）の圧力を一定に保持する機構を有する混練装置が開示されている。この方法によれば、物理発泡剤の溶融樹脂への溶解量は、減圧ゾーンにおける背圧弁の圧力によって決定される（圧力制御）。したがって、上述した特許文献１〜３に開示されるように、物理発泡剤の可塑化シリンダへの注入量を正確に制御する必要はない。

【0004】

特許文献５及び６にも、物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法において、物理発泡剤を可塑化シリンダに圧力制御で導入する方法が開示されている。特許文献５及び６では、可塑化シリンダ内に溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーンを設け、飢餓ゾーンに物理発泡剤を導入する。

【0005】

特許文献５及び６に開示される製造装置は、従来の一般的な製造装置と同様に、物理発泡剤の導入口の内径が小さく、その導入口は、逆止弁等により間欠的に開放する構造である。従来の物理発泡剤を用いる製造装置がこのような構造である理由は、以下である。第１に、可塑化シリンダ内への物理発泡剤の導入の際、高温の溶融樹脂との接触により物理発泡剤の温度は急激に上昇し、物理発泡剤の導入量が不安定になる弊害が生じる。このため、従来の製造装置では、物理発泡剤の流路を細く絞り、物理発泡剤の流量を制御して導入量の安定化を図ろうとした。第２に、このような細い流路に溶融樹脂が逆流すると、直ちに流路が塞がれて機能しなくなる虞がある。このため、物理発泡剤の導入口は常時開放とするのではなく、逆止弁や注入弁等を設けて、間欠的に開放する構造とした。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第２６２５５７６号公報

【特許文献2】特許第３７８８７５０号公報

【特許文献3】特許第４１４４９１６号公報

【特許文献4】特開２０１３−１０７４０２号公報

【特許文献5】特開２００１−３４１１５２号公報

【特許文献6】特開２００４−２３７５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１〜３の物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法では、溶融樹脂中の物理発泡剤の濃度が高いと、溶融樹脂と物理発泡剤が相分離する虞がある。このため、物理発泡剤の濃度を飽和溶解度の１／５〜１／１０程度に下げる必要があった。そして、このように溶融樹脂中の物理発泡剤の濃度を飽和溶解度に対して低い割合としながらも、金型への射出充填時に多くの発泡核を形成するために、可塑化シリンダへ導入する物理発泡剤を高圧力に設定し導入量を正確に計量する必要があった。これは、物理発泡剤の供給機構を複雑化し、装置のイニシャルコストを高める要因となっていた。

【0008】

一方、特許文献４の物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法では、上述の混練装置の採用により、物理発泡剤の一部排気後に、溶融樹脂中の物理発泡剤濃度を飽和溶解度（飽和濃度）近くまで高めることが可能であり、比較的低い圧力の物理発泡剤を用いて多くの発泡核を形成できる。しかし、特許文献４の射出発泡成形方法は、減圧ゾーンの圧力を一定に保持するために、スクリュを逆回転することで減圧ゾーンを他のゾーンから遮断するシール機構を有する。そのため、スクリュが長くなる、スクリュを逆回転するため可塑化計量時間が長くなる等の課題を有していた。

【0009】

特許文献５及び６の射出発泡成形方法は、圧力制御により物理発泡剤を可塑化シリンダに導入するため、物理発泡剤の導入量を正確に計量する必要はない。また、引用文献４に開示されるようなシール機構を必ずしも設ける必要はない。しかし、本発明者らの検討によれば、特許文献５及び６に開示されるように可塑化シリンダ内の飢餓ゾーンへの物理発泡剤の導入を間欠的に行った場合、飢餓ゾーンにおける圧力が変動し、この結果、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）を精密に制御できない虞がある。

【0010】

この主原因は、物理発泡剤を間欠的に可塑化シリンダに導入するため、物理発泡剤の導入量が不十分であるためと推測される。しかし、上述したように、導入される物理発泡剤と溶融樹脂との温度差の問題や、溶融樹脂逆流の問題が存在するため、特許文献５及び６に開示される構造の装置を用いて、物理発泡剤の導入量を増加させて安定化を図ることは困難であった。

【0011】

本発明は、上記課題を解決するものであり、物理発泡剤の複雑な制御装置を省略又は簡略化でき、更に物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）を単純な機構により安定化できる発泡成形体を製造可能な射出成形装置、及び該射出成形装置のスクリュを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様に従えば、スクリュの形状によって、その後方から前方にかけて可塑化シリンダ内に、樹脂が圧縮されるようになっている圧縮ゾーンと、樹脂の圧力が低下するようになっている飢餓ゾーンと、樹脂が圧縮されるようになっている再圧縮ゾーンとが形成され、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤が注入されるようになっている、射出成形装置のスクリュであって、前記スクリュには、前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に、樹脂の逆流を防止するシール機構と、該シール機構の下流側に該シール機構に隣接して、樹脂を減圧する減圧部及び樹脂を圧縮する圧縮部を有する流動速度調整ゾーンと、が設けられていることを特徴とする射出成形装置のスクリュが提供される。

【0013】

第１の態様において、前記スクリュの前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記圧縮部のスクリュフライト深さが前記減圧部のスクリュフライト深さより浅くてもよい。前記スクリュの前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記減圧部のスクリュの軸の直径は、前記圧縮ゾーンに位置する部分のスクリュの軸の直径の最大値よりも小さく、前記圧縮部のスクリュの軸の直径は、前記減圧部のスクリュの軸の直径の最小値よりも大きくてもよい。前記スクリュは、前記流動速度調整ゾーンに、複数の前記減圧部及び複数の前記圧縮部を有してもよい。

【0014】

本発明の第２の態様に従えば、可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダに物理発泡剤を供給する物理発泡剤供給機構と、前記可塑化シリンダ内部に回転自在に設けられた第１の態様の前記スクリュと、を備えた発泡成形体を製造する射出成形装置であって、前記可塑化シリンダには、前記飢餓ゾーンに前記物理発泡剤供給機構からの物理発泡剤を導入するための導入口が形成されていることを特徴とする射出成形装置が提供される。

【0015】

第２の態様において、前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、飢餓状態の前記樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させ、前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記樹脂を発泡成形体に成形してもよい。

【0016】

本発明の第１の参考態様に従えば、発泡成形体の製造方法であって、上流から順に、可塑化ゾーンと、流動速度調整ゾーンと、飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤を導入するための導入口が形成された可塑化シリンダを用い、前記製造方法は、前記可塑化ゾーンにおいて、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とすることと、前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記溶融樹脂の流動速度を調整することと、前記飢餓ゾーンにおいて、前記流動速度調整ゾーンで流動速度を調整した前記溶融樹脂を飢餓状態とすることと、前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持することと、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、前記飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させることと、前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記溶融樹脂を発泡成形体に成形することとを含む製造方法が提供される。

【0017】

本参考態様においては、前記飢餓ゾーンにおいて、前記物理発泡剤を含む加圧流体で前記溶融樹脂を加圧してもよい。また、前記発泡成形体の製造中、常時、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持してもよい。本参考態様においては、前記導入口の内径が、前記可塑化シリンダの内径の２０％〜１００％であってもよい。また、前記導入口を常時、開放していてもよい。本参考態様においては、前記可塑化シリンダは、前記導入口に接続する導入速度調整容器を有し、前記製造方法は、前記物理発泡剤を含む加圧流体を前記導入速度調整容器に供給することを更に含み、前記導入速度調整容器から、前記飢餓ゾーンに前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体を導入してもよい。前記導入速度調整容器の容積が、５ｍＬ〜１０Ｌであってもよい。

【0018】

本参考態様においては、更に、前記導入口から前記溶融樹脂が膨出することを検出することと、前記導入口から前記溶融樹脂が膨出することを検出したとき、前記可塑化シリンダの駆動を停止することを含んでもよい。また、化学発泡剤が、前記熱可塑性樹脂中に０．１重量％〜３重量％含まれていてもよい。本参考態様においては、前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記溶融樹脂の減圧及び圧縮を行うことにより、前記溶融樹脂の流動速度を調整してもよいし、前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記溶融樹脂の流動方向に沿って、前記溶融樹脂の流動速度を徐々に上昇させることにより、前記溶融樹脂の流動速度を調整してもよい。また、前記流動速度調整ゾーンにおいて、前記溶融樹脂の流動方向に沿って、前記溶融樹脂の圧力を徐々に下げることにより、前記溶融樹脂の流動速度を調整してもよい。

【0019】

本発明の第２の参考態様に従えば、発泡成形体を製造する製造装置であって、内部に回転自在に設けられた可塑化スクリュを備え、熱可塑性樹脂が可塑化溶融されて溶融樹脂となる可塑化ゾーンと、前記溶融樹脂の流動速度を調整する流動速度調整ゾーンと、前記溶融樹脂が飢餓状態となる飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤を導入するための導入口が形成された可塑化シリンダと、前記導入口に接続する導入速度調整容器と、前記導入速度調整容器に接続し、前記導入速度調整容器を介して前記可塑化シリンダに物理発泡剤を供給する物理発泡剤供給機構とを有し、前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、前記飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させ、前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記溶融樹脂を発泡成形体に成形することを特徴とする製造装置が提供される。

【0020】

本参考態様においては、前記導入口の内径が、前記可塑化シリンダの内径の２０％〜１００％であり、前記導入速度調整容器の容積が、５ｍＬ〜１０Ｌであってもよく、前記導入口が、常時、開放されている導入口であってもよい。また、前記導入速度調整容器が、前記導入口から前記溶融樹脂が膨出することを検出する膨出検出機構を備えていてもよい。本参考態様においては、前記可塑化シリンダは、前記流動速度調整ゾーンの上流に前記溶融樹脂を圧縮する圧縮ゾーンを更に有し、前記可塑化スクリュは、前記流動速度調整ゾーンに位置する部分に減圧部及び圧縮部を有し、前記減圧部のスクリュの軸の直径は、前記圧縮ゾーンに位置する部分のスクリュの軸の直径の最大値よりも小さく、前記圧縮部のスクリュの軸の直径は、前記減圧部のスクリュの軸の直径の最小値よりも大きくてもよい。また、前記可塑化スクリュは、前記流動速度調整ゾーンに位置する部分に切欠きが形成されたスクリュフライトを有してもよい。また、流動速度調整ゾーンにおいて、前記可塑化スクリュの軸の直径が上流から下流に向って連続的に小さくなっていてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明のスクリュを備える射出成形装置によって実施可能な発泡成形体の製造方法は、物理発泡剤の溶融樹脂への導入量、導入時間等を制御する必要が無い。よって、本発明のスクリュを備える射出成形装置は、複雑な制御装置を省略又は簡略化でき、装置コストを削減できる。更に、本発明のスクリュを備える射出成形装置は、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）を単純な機構により安定化できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態の発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。

【図2】実施形態で用いる発泡成形体の製造装置を示す概略図である。

【図3】実施形態で用いる導入速度調整容器の概略図である。

【図4】実施形態で用いる可塑化シリンダ内に設けられる可塑化スクリュの概略図である。

【図5】図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態で用いる可塑化シリンダ内に設けられる可塑化スクリュの他の例の概略図である。

【図6】流動速度調整ゾーンを有さない可塑化シリンダ内に設けられる可塑化スクリュの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態の発泡成形体の製造方法について説明する。

【0024】

（１）発泡成形体の製造装置
まず、本実施形態で用いる発泡成形体を製造する製造装置について説明する。本実施形態では、図２に示す製造装置（射出成形装置）１０００を用いて発泡成形体を製造する。製造装置１０００は、主に、スクリュ（可塑化スクリュ）２０が回転自在に内設された可塑化シリンダ２１０と、物理発泡剤を可塑化シリンダ２１０に供給する物理発泡剤供給機構であるボンベ１００と、金型２５１が設けられた型締めユニット２５０と、可塑化シリンダ２１０及び型締めユニット２５０を動作制御するための制御装置（不図示）を備える。可塑化シリンダ２１０内において可塑化溶融された溶融樹脂は、図２における右手から左手に向かって流動する。したがって本実施形態の可塑化シリンダ２１０内部においては図２における右手を「上流」または「後方」、左手を「下流」または「前方」と定義する。

【0025】

可塑化シリンダは、上流側から順に、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化ゾーン２１、溶融樹脂を圧縮する圧縮ゾーン２２、溶融樹脂の流動速度を調整する流動速度調整ゾーン２５及び溶融樹脂を飢餓状態とする飢餓ゾーン２３とを有する。

【0026】

「飢餓状態」とは、溶融樹脂が飢餓ゾーン２３内に充満せずに未充満となる状態である。したがって、飢餓ゾーン２３内には、溶融樹脂の占有部分以外の空間が存在する。また、飢餓ゾーン２３に物理発泡剤を導入するための導入口２０２が形成されており、導入口２０２には、導入速度調整容器３００が接続している。ボンベ１００は、導入速度調整容器３００を介して可塑化シリンダ２１０に物理発泡剤を供給する。

【0027】

尚、製造装置１０００は、流動速度調整ゾーン２５及び飢餓ゾーン２３を１つしか有していないが、本実施形態に用いられる製造装置は、これに限定されない。例えば、溶融樹脂への物理発泡剤の浸透を促進するために、流動速度調整ゾーン２５及び飢餓ゾーン２３、更に飢餓ゾーン２３に形成される導入口２０２を複数有し、複数の導入口２０２から物理発泡剤を可塑化シリンダ２１０に導入する構造であってもよい。また、製造装置１０００は射出成形装置であるが、本実施形態に用いられる製造装置は、これに限定されず、例えば、押出成形装置であってもよい。

【0028】

（２）発泡成形体の製造方法
まず、可塑化シリンダ２１０の可塑化ゾーン２１において、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする（図１のステップＳ１）。熱可塑性樹脂としては、目的とする成形体の種類に応じて種々の樹脂を使用できる。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂）、ポリフェニレンスルファイド、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ポリカプロラクトンなどの熱可塑性樹脂、及びこれらの複合材料を用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱可塑性樹脂にガラス繊維、タルク、カーボン繊維、セルロースナノファイバーなどの各種有機又は無機フィラーを混練したものを用いることもできる。熱可塑性樹脂には、発泡核剤として機能する無機フィラーや溶融張力を高める添加剤を混合することが好ましい。これらを混合することで、発泡セルを微細化できる。本実施形態の熱可塑性樹脂は、必要に応じてその他の汎用の各種添加剤を含んでもよい。

【0029】

また、本実施形態の熱可塑性樹脂は、汎用の化学発泡剤を含んでもよい。化学発泡剤を少量含有することで、発泡性能を補完することができる。化学発泡剤としては、熱可塑性樹脂が可塑化溶融する温度で分解し、発泡ガスを発生するものであれば特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン及びアゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤；クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸及びニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム及び炭酸アンモニウムなどの無機炭酸化合物との混合物；クエン酸ニ水素ナトリウム及びシュウ酸カリウムなどのポリカルボン酸の塩を用いることができる。これらの化学発泡剤は、単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。分解時に発生する副生成物の観点からは、炭酸水素塩などの無機系発泡剤が好ましく、特に炭酸水素ナトリウムが好ましい。炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩の分解時の副生成物は、主に二酸化炭素と水であり、製造装置や金型を汚染する虞が少ない。

【0030】

化学発泡剤は、熱可塑性樹脂中に、０．１重量％〜３重量％含まれることが好ましく、０．１重量％〜１重量％含まれることがより好ましく、０.１重量％〜０．５重量％含まれることが更により好ましい。樹脂材料中の化学発泡剤の含有量が０．１重量％以上であれば十分に発泡性能を補完することができ、３重量％以下であれば、化学発泡剤の副生成物に起因する汚染物（コンタミネーション）が金型や押出ダイ等に付着する虞もない。

【0031】

本実施形態では、図２に示すスクリュ２０が内設された可塑化シリンダ２１０内で熱可塑性樹脂を可塑化溶融する。可塑化シリンダ２１０の外壁面にはバンドヒータ（図示せず）が配設されており、これにより可塑化シリンダ２１０が加熱され、更にスクリュ２０の回転による剪断発熱も加わり、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される。

【0032】

次に、飢餓ゾーン２３に一定圧力の物理発泡剤を導入し、飢餓ゾーン２３を前記一定圧力に保持する（図１のステップＳ２）。

【0033】

物理発泡剤としては、加圧流体を用いる。本実施形態において「流体」とは、液体、気体、超臨界流体のいずれかを意味する。また、物理発泡剤は、コストや環境負荷の観点から、二酸化炭素、窒素等が好ましい。本実施形態の物理発泡剤の圧力は比較的低圧であるため、例えば、窒素ボンベ、二酸化炭素ボンベ、空気ボンベ等の流体が貯蔵されたボンベから、減圧弁により一定圧力に減圧して取り出した流体を用いることができる。この場合、昇圧装置が不要となるので、製造装置全体のコストを低減できる。また、必要であれば所定の圧力まで昇圧した流体を物理発泡剤として用いてもよい。例えば、物理発泡剤として窒素を使用する場合、以下の方法で物理発泡剤を生成できる。まず、大気中の空気をコンプレッサーで圧縮しながら窒素分離膜を通して窒素を精製する。次に、精製した窒素をブースターポンプやシリンジポンプ等を用いて所定圧力まで昇圧し、物理発泡剤を生成する。

【0034】

飢餓ゾーン２３に導入する物理発泡剤の圧力は一定であり、導入される物理発泡剤と同一の一定圧力に飢餓ゾーン２３の圧力は保持される。この物発泡剤の圧力は、１ＭＰａ〜１５ＭＰａであることが好ましく、２ＭＰａ〜１０ＭＰａであることがより好ましく、２ＭＰａ〜８ＭＰａであることが更により好ましい。溶融樹脂の種類により最適な圧力は異なるが、物理発泡剤の圧力を１ＭＰａ以上とすることで、発泡させるのに必要な量の物理発泡剤を溶融樹脂内に浸透させることができ、１５ＭＰａ以下とすることで、装置負荷を低減できる。尚、溶融樹脂を加圧する物理発泡剤の圧力が「一定である」とは、所定圧力に対する圧力の変動幅が、好ましくは±１０％以内、より好ましくは±５％以内であることを意味する。飢餓ゾーンの圧力は、例えば、可塑化シリンダ２１０の導入口２０２に対向する位置に設けられた圧力センサ（不図示）により測定される。

【0035】

本実施形態では、図２に示すように、ボンベ１００から導入速度調整容器３００を介し、導入口２０２から飢餓ゾーン２３へ物理発泡剤を供給する。物理発泡剤は、減圧弁１５１を用いて所定の圧力に減圧された後、昇圧装置等を経ることなく、導入口２０２から飢餓ゾーン２３で導入される。本実施形態では、可塑化シリンダ２１０に導入する物理発泡剤の導入量、導入時間等を制御しない。そのため、それらを制御する機構、例えば、逆止弁や電磁弁等を用いた駆動弁は不要であり、導入口２０２は、駆動弁を有さず、常に開放されている。本実施形態では、ボンベ１００から供給される物理発泡剤により、減圧弁１５１から、導入速度調整容器３００を経て、可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３まで、一定の物理発泡剤の圧力に保持される。

【0036】

物理発泡剤の導入口２０２は、従来の製造装置の物理発泡剤の導入口と比較して内径が大きい。このため、比較的低圧の物理発泡剤であっても、可塑化シリンダ２１０内に効率良く導入できる。また、溶融樹脂の一部が導入口２０２に接触して固化した場合であっても、内径が大きいため、完全に塞がることなく導入口として機能できる。一方、導入口２０２の内径が大き過ぎると、溶融樹脂の滞留が発生して成形不良の原因となり、また、導入口２０２に接続する導入速度調整容器３００が大型化して装置全体のコストが上昇する。具体的には、導入口２０２の内径は、可塑化シリンダ２１０の内径の２０％〜１００％であることが好ましく、３０％〜８０％であることがより好ましい。または、可塑化シリンダ２１０の内径に依存せず、導入口２０２の内径は、３ｍｍ〜１００ｍｍが好ましく、５ｍｍ〜５０ｍｍがより好ましい。

【0037】

導入口２０２に接続する導入速度調整容器３００は、一定以上の容積を有することで、可塑化シリンダ２１０へ導入される物理発泡剤の流速を緩やかにし、導入速度調整容器３００内に物理発泡剤が滞留できる時間を確保できる。加熱させた可塑化シリンダ２１０の近傍に滞留することで、物理発泡剤は加温され、物理発泡剤と溶融樹脂との温度差が小さくなり、物理発泡剤の溶融樹脂への溶解量（浸透量）を安定化できる。即ち、導入速度調整容器３００は、バッファー容器として機能する。一方で、導入速度調整容器３００は、その容積が大きすぎると、装置全体のコストが上昇する。導入速度調整容器３００の容積は、飢餓ゾーン２３に存在する溶融樹脂の量にも依存するが、５ｍＬ〜１０Ｌであることが好ましく、１０ｍＬ〜１Ｌがより好ましい。導入速度調整容器３００の容積をこの範囲とすることで、コストを考慮しながら物理発泡剤が滞留できる時間を確保できる。

【0038】

また、後述するように物理発泡剤は溶融樹脂に接触して浸透することにより、可塑化シリンダ２１０内で消費される。飢餓ゾーン２３の圧力を一定に保持するために、消費された分の物理発泡剤が導入速度調整容器３００から飢餓ゾーン２３へ導入される。導入速度調整容器３００の容積が小さすぎると、物理発泡剤の置換頻度が高くなるため、物理発泡剤の温度が不安定となり、その結果、物理発泡剤の供給が不安定になる虞がある。したがって、導入速度調整容器３００は、１〜１０分間に可塑化シリンダにおいて消費される量の物理発泡剤が滞留できる容積を有することが好ましい。

【0039】

尚、導入速度調整容器３００は、可塑化シリンダ２１０と別個体の容器であってもよいし、可塑化シリンダ２１０と一体に形成され、可塑化シリンダ２１０の一部を構成してもよい。また、本実施形態では、飢餓ゾーン２３に物理発泡剤のみを導入するが、本発明の効果に影響を与えない程度に、物理発泡剤以外の他の加圧流体を同時に飢餓ゾーン２３に導入してもよい。この場合、飢餓ゾーン２３に導入される物理発泡剤を含む加圧流体は、上述の一定圧力を有する。

【0040】

次に、溶融樹脂を可塑化ゾーン２１から、圧縮ゾーン２２、流動速度調整ゾーン２５を経て、飢餓ゾーン２３へ流動させる。溶融樹脂は、圧縮ゾーン２２において圧縮された後、流動速度調整ゾーン２５において流動速度が調整され（図１のステップＳ３）、飢餓ゾーン２３において飢餓状態となる（図１のステップＳ４）。以下に、圧縮ゾーン２２、流動速度調整ゾーン２５及び飢餓ゾーン２３のそれぞれゾーンについて、更に各ゾーンで行う本実施形態の発泡成形体の製造方法の各工程について説明する。

【0041】

まず、圧縮ゾーン２２について説明する。本実施形態では、圧縮ゾーン２２を飢餓ゾーン２３の上流に設けることにより、飢餓ゾーン２３において溶融樹脂を飢餓状態とする。飢餓状態は、飢餓ゾーン２３の上流から飢餓ゾーン２３への溶融樹脂の送り量と、飢餓ゾーン２３からその下流への溶融樹脂の送り量とのバランスで決定され、前者の方が少ないと飢餓状態となる。本実施形態では、圧縮ゾーン２２を飢餓ゾーン２３の上流に設けることにより、この状態を実現する。

【0042】

圧縮ゾーン２２には、上流側に位置する可塑化ゾーン２１よりもスクリュ２０の軸の直径（スクリュ径）を大きく（太く）し、スクリュフライトを段階的に浅くした大径部分２０Ａを設け、更に、大径部分２０Ａの下流側の端部にリング２６を設ける。リング２６は半割り構造であり、それら２分割してスクリュ２０に被せて設置する。スクリュの軸の直径を大きくすると、可塑化シリンダ２１０の内壁とスクリュ２０のクリアランスが縮小し、下流に送る樹脂供給量を低減できるため、溶融樹脂の流動抵抗を高められる。また、スクリュ２０にリング２６を設けることによっても同様に溶融樹脂の流動抵抗を高められる。したがって、本実施形態において、大径部分２０Ａ及びリング２６は、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構である。また、リング２６は、上流側への物理発泡剤の逆流も抑制できる。このため、リング２６は、圧縮ゾーン２２とその下流の流動速度調整ゾーン２５との間に設けることが好ましい。

【0043】

圧縮ゾーン２２に設けられる溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ供給される樹脂流量を制限するために一時的に溶融樹脂が通過する流路面積を縮小させる機構であれば、特に制限されない。本実施形態では、スクリュの大径部分２０Ａ及びリング２６の両方を用いたが、片方のみ用いてもよい。また、流動抵抗を高める機構として、例えば、飢餓ゾーン２３と比較して、スクリュフライトのピッチを狭めた部分、フライトの数を増やした部分、フライトの巻方向を逆にした部分をスクリュ２０に設けてもよい。

【0044】

溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリング等としてスクリュに設けてもよいし、スクリュの構造の一部としてスクリュと一体に設けてもよい。溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリング等として設けると、リングを変更することにより溶融樹脂の流路であるクリアランス部の大きさを変更できるので、容易に溶融樹脂の流動抵抗の大きさを変更できるという利点がある。

【0045】

また、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構以外に、溶融樹脂の逆流を防止する逆流防止機構（シール機構）を設けることによっても、飢餓ゾーン２３において溶融樹脂を飢餓状態にできる。例えば、物理発泡剤の圧力により上流側に移動可能なリング、鋼球等のシール機構が挙げられる。但し、逆流防止機構は駆動部を必要とするため、樹脂滞留の虞がある。このため、駆動部を有さない流動抵抗を高める機構の方が好ましい。

【0046】

次に、流動速度調整ゾーン２５について説明する。本実施形態では、圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３の間に、流動速度調整ゾーン２５を設ける。流動速度調整ゾーン２５の上流の圧縮ゾーン２２における溶融樹脂の流動速度と、下流の飢餓ゾーン２３における溶融樹脂の流動速度とを比較すると、飢餓ゾーン２３における溶融樹脂の流動速度の方が早い。例えば、図６に示すスクリュ９０を用いた可塑化シリンダでは、圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３とが隣接して配置される。スクリュ９０を用いた可塑化シリンダにおいても、飢餓ゾーン２３において溶融樹脂を飢餓状態とすることは可能であるが、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ溶融樹脂が流動するとき、流動速度は急激に上昇する。本発明者らは、圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３の間に、緩衝ゾーンとなる流動速度調整ゾーン２５を設け、この急激な溶融樹脂の流動速度の変化（上昇）を抑制することにより、製造される発泡成形体の発泡性が向上することを見出した。

【0047】

溶融樹脂の流動速度は、例えば、可塑化スクリュ２０の流動速度調整ゾーン２５に位置する部分に、溶融樹脂の流動速度を調整する機構を設けることにより、調整することができる。本実施形態では、図２及び図４に示す可塑化スクリュ２０を用いる。可塑化スクリュ２０は、上流から順に、大径部分２０Ａと、減圧部２０Ｃと、圧縮部２０Ｄと、小径部分２０Ｂとを有する。大径部分２０Ａは圧縮ゾーン２２に位置し、減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄは流動速度調整ゾーン２５に位置し、小径部分２０Ｂは飢餓ゾーン２３に位置する。減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄが、溶融樹脂の流動速度を調整する機構に相当する。減圧部２０Ｃは、上流から下流に向って連続的にスクリュ径（スクリュの軸の直径）が小さく（細く）なり、それに伴いスクリュフライトの深さが連続的に深くなる。圧縮部２０Ｄは、その上流部分及び下流部分と比較して、スクリュ径が大きく、スクリュフライトの深さが浅い。即ち、本実施形態では、減圧部２０Ｃのスクリュ２０の軸の直径は、圧縮ゾーン２２に位置する部分のスクリュ２０の軸の直径の最大値（大径部分２０Ａ）よりも小さい。そして、圧縮部２０Ｄのスクリュ２０の軸の直径は、減圧部２０Ｃのスクリュ２０の軸の直径の最小値よりも大きい。圧縮ゾーン２２から流動速度調整ゾーン２５に流動してきた溶融樹脂は、スクリュフライトの深さが深い減圧部２０Ｃにおいて減圧された後、スクリュフライトの深さが浅い圧縮部２０Ｄにより再圧縮され、その後、飢餓ゾーン２３へ流動する。流動速度調整ゾーン２５において、溶融樹脂を減圧及び圧縮（加圧）することで、流動速度調整ゾーン２５における溶融樹脂の滞留時間が確保できる。これにより、流動速度調整ゾーン２５は緩衝ゾーン又は溶融樹脂滞留ゾーンとして働き、溶融樹脂の流動速度を調整し（図１のステップＳ３）、この結果、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ流動する溶融樹脂の急激な流動速度の上昇を抑制できる。

【0048】

尚、本実施形態で用いたスクリュ２０は、減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄを１組しか有さないが、減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄを複数組有して、複数回、溶融樹脂の減圧及び圧縮を繰り返してもよい。また、スクリュ２０において、減圧部２０Ｃのスクリュ径は上流から下流に向って連続的に小さくなるが、この構成に限定されない。減圧部２０Ｃのスクリュ径は大径部分２０Ａ及び圧縮部２０Ｄのスクリュ径より小さければ、減圧部２０Ｃにおいて溶融樹脂の減圧は可能である。したがって、例えば、図５（ａ）に示すように、減圧部２０Ｃのスクリュ径は、一定の大きさ（太さ）であってもよい。

【0049】

圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３の間に緩衝ゾーンとなる流動速度調整ゾーン２５を設けることで、発泡成形体の発泡性が向上する理由の詳細は不明であるが、流動速度調整ゾーン２５に溶融樹脂が滞留することにより物理発泡剤と溶融樹脂の接触時間が長くなることが一因ではないかと推測される。物理発泡剤は、飢餓ゾーン２３に導入されるが、上流に位置する流動速度調整ゾーン２５にも拡散し、そこで溶融樹脂と接触する。これにより、より多くの物理発泡剤が溶融樹脂に溶解する。また、流動速度調整ゾーン２５を設けることで、下流の飢餓ゾーン２３において溶融樹脂の飢餓状態をより安定に維持し易くなる。これによっても、物理発泡剤と溶融樹脂の接触が促進され、より多くの物理発泡剤が溶融樹脂に溶解する。更に、本実施形態においては、スクリュ２０の圧縮部２０Ｄにより溶融樹脂が圧縮されることによっても、物理発泡剤の溶融樹脂への溶解が促進されると推測される。

【0050】

上述のように、図２に示す装置１０００では、図４に示す可塑化スクリュ２０の流動速度調整ゾーン２５に位置する部分に、減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄを設けることによって、即ち、スクリュフライトの深さを変化させることによって、更に換言すれば、スクリュ径の大きさ（太さ）を変化させることによって溶融樹脂の流動速度を調整するが、本実施形態はこれに限定されない。流動速度調整ゾーン２５において、溶融樹脂の流動速度を調整できる構成であれば、任意の構成の可塑化スクリュを用いることができる。例えば、飢餓ゾーン２３と比較して、スクリュ２０のフライトのピッチを狭める、フライトの数を増やす、フライトの巻方向を逆にする等によっても、流動速度調整ゾーン２５における溶融樹脂の流動速度を調整できる。

【0051】

また、図５（ｂ）に示すスクリュ２０ｂは、流動速度調整ゾーン２５に位置する部分に、複数の切欠きｎが形成されたスクリュフライトＦを有する。複数の切欠きｎが形成されたスクリュフライトＦが、溶融樹脂の流動速度を調整する機構に相当する。スクリュフライトに切欠きが設けられていると溶融樹脂は流動し難いため、流動速度調整ゾーン２５に溶融樹脂が滞留する。これにより、流動速度調整ゾーン２５は緩衝ゾーン又は溶融樹脂の滞留ゾーンとして働き、溶融樹脂の流動速度を調整し（図１のステップＳ３）、この結果、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ流動する溶融樹脂の急激な流動速度の上昇を抑制できる。また、スクリュ２０ｂには、複数の切欠きｎが形成されたスクリュフライトにより、所謂、ラビリンス構造が形成されてもよい。この場合、ラビリンス構造が、溶融樹脂の流動速度を調整する機構に相当する。ラビリンス構造により、溶融樹脂は、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ向かって、流動速度を徐々に上げながら流動速度調整ゾーン２５を通過する。これにより、流動速度調整ゾーン２５は、上流の圧縮ゾーン２２の溶融樹脂の流動速度を徐々に速めて、急激な流動速度の変化無しに、下流の飢餓ゾーン２３へ溶融樹脂を送ることができる。また、圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３とでは、樹脂圧力にも差ができる。圧縮ゾーン２２は樹脂圧力が高く、飢餓ゾーン２３は樹脂圧力が低い。溶融樹脂は、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ向かって、圧力を徐々に下げながら流動速度調整ゾーン２５を通過する。これにより、流動速度調整ゾーン２５は、上流の圧縮ゾーン２２の溶融樹脂の圧力を徐々に下げ、急激な樹脂圧力の変化無しに、下流の飢餓ゾーン２３へ溶融樹脂を送ることができる。この観点からは、流動速度調整ゾーン２５は、溶融樹脂圧力の徐減圧ゾーンでもある。

【0052】

また、図５（ｃ）に示すスクリュ２０ｃのように、スクリュの流動速度調整ゾーン２５に位置する部分は、複数の切欠きｎが形成されたスクリュフライトＦを有し、更に、スクリュ径が上流から下流に向って連続的に小さくなっていてもよい。

【0053】

本実施形態において、溶融樹脂の流動方向における流動速度調整ゾーン２５の長さは、可塑化シリンダ２１０の内径の１倍〜６倍が好ましく、２倍〜４倍がより好ましい。流動速度調整ゾーン２５の長さがこの範囲であれば、十分に、溶融樹脂の速度を調整できる。ここで、流動速度調整ゾーン２５の長さとは、例えば、スクリュ２０において、リング２６の下流側で且つ小径部分２０Ｂの上流側の部分の長さである。図４に及び図５（ａ）に示すスクリュ２０及び２０ａにおいては、流動速度調整ゾーン２５の長さは、溶融樹脂の流動方向における減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄの長さの合計である。

【0054】

次に、飢餓ゾーン２３について説明する。上述したように、圧縮ゾーン２２から流動速度調整ゾーン２５を経て飢餓ゾーン２３に供給される樹脂流量が低下し、飢餓ゾーン２３においては、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）となる（図１のステップＳ４）。溶融樹脂の飢餓状態を促進するために、スクリュ２０は、圧縮ゾーン２２に位置する部分と比較して、即ちリング２６の上流側の部分と比較して、飢餓ゾーン２３に位置する部分の軸の直径が小さく（細く）、且つスクリュフライトが深い構造（小径部分２０Ｂ）を有する。

【0055】

本実施形態では、飢餓ゾーン２３における溶融樹脂の飢餓状態を安定化させるために、可塑化シリンダ２１０へ供給する熱可塑性樹脂の供給量を制御してもよい。熱可塑性樹脂の供給量が多すぎると飢餓状態を維持することが困難となるからである。例えば、汎用のフィーダースクリュを用いて、熱可塑性樹脂の供給量を制御する。

【0056】

更に、本実施形態の製造方法は、導入口２０２から溶融樹脂が膨出することを検出することと、導入口２０２から溶融樹脂が膨出することを検出したとき、可塑化シリンダ２１０を含む製造装置１０００の駆動を停止することを含んでもよい。飢餓ゾーン２３は、スクリュ２０のフライトが深く、堆積する樹脂量が少ないため、導入口２０２の内径が大きくとも、溶融樹脂が導入口２０２から膨出することは少ない。しかし、以下に述べる理由により、本実施形態の成形装置１０００は、導入口２０２からの溶融樹脂の膨出することを検出する膨出検出機構を備えることが好ましい。飢餓ゾーン２３において、溶融樹脂の飢餓状態を維持するためには、圧縮ゾーン２２における樹脂の流動性（流れ易さ）と飢餓ゾーン２３における流動性に一定以上の差がある必要がある。この流動性の差を得るために、圧縮ゾーン２２に供給される溶融樹脂の量、流動抵抗となるリング２６の外径、計量条件等の最適化が必要である。一旦、安定な成形条件を見出せば安定した成形が行なえるが、最適な成形条件に到るまでは、導入口２０２から溶融樹脂が膨出する虞がある。したがって、特に発泡成形体を量産する場合には、量産前に、膨出検出機構を備えた成形機を用いて製造条件を最適化することが好ましい。

【0057】

本実施形態では、導入速度調整容器３００に加圧雰囲気においても樹脂の膨出を安定に機械的に検出できる膨出検出機構３１０を設ける。図３に示すように、導入速度調整容器３００は、下部が導入口２０２に接続し、内部に物理発泡剤が滞留する空間３８を有する円筒状の本体３０と、本体３０に接続して空間３８密閉し、空間３８に連通する貫通孔３７が形成されている蓋３１とを有する。空間３８には、配管１５４によりボンベ１００が接続し、配管１５４を介して物理発泡剤が供給される。物理発泡剤が滞留するため、空間３８は常に加圧状態である。加圧状態の空間３８を確実に密閉するため、蓋３１はシール３６を有する。導入速度調整容器３００が備える膨出検出機構３１０は、空間３８及び貫通孔３７内に配置され、ベントから膨出する溶融樹脂が接触することにより、その位置が上方向に変位する検出ロッド３２（移動部材）と、貫通孔3７を塞ぐように蓋３１の上に配置され、検出ロッド３２の位置変位を非接触で高精度に検出する磁気センサ３３（検出部）とを有する。磁気センサ３３は、信号線３４により成形装置１０００の制御装置（不図示）に接続する。

【0058】

検出ロッド３２は、上部が貫通孔３７内に保持され、下部が貫通孔３７から空間３８内に延び、更に下端部３２ａは導入口２０２内に挿入される。また、検出ロッド３２は、上端部に永久磁石３５を有する。検出ロッド３２は、周囲の部品に干渉されずに無負荷で貫通孔３７内に保持されているため、加圧雰囲気下においても容易に上方向（磁気センサ３３に向かう方向）に移動できる。

【0059】

導入口２０２から溶融樹脂が膨出しようとした場合、溶融樹脂はロッド３２の下端部３２ａに接触し、検出ロッド３２を上方向に押し上げる。これに伴い永久磁石３５の位置も上方向に変位する。磁気センサ３３は、永久磁石３５の僅かな位置変位を非接触で高精度に検出し、信号線３４を介して製造装置１０００の制御装置（不図示）に信号を送る。これにより制御装置は樹脂の膨出を検出する。そして、制御装置はエラー信号を発信して、可塑化シリンダ２１０を含む製造装置１０００の駆動を停止させる。これにより、導入速度調整容器３００の空間３８が溶融樹脂で満杯となり、蓋３１を本体３０から取り外せない等のトラブルを防げる。

【0060】

本実施形態において、溶融樹脂の流動方向における飢餓ゾーン２３の長さは、溶融樹脂と物理発泡剤との接触面積や接触時間を確保するために長いほうが好ましいが、長すぎると成形サイクルやスクリュ長さが長くなる弊害生じる。このため、飢餓ゾーンの長さは、可塑化シリンダ２１０の内径の２倍〜１２倍が好ましく、４倍〜１０倍がより好ましい。また、飢餓ゾーン２３の長さは、射出成形における計量ストーロークの全範囲を賄うことが好ましい。即ち、溶融樹脂の流動方向における飢餓ゾーン２３の長さは、射出成形における計量ストーロークの長さ以上であることが好ましい。溶融樹脂の可塑化計量及び射出に伴ってスクリュ２０は前方及び後方に移動するが、飢餓ゾーン２３の長さを計量ストーロークの長さ以上とすることで、発泡成形体の製造中、常に、導入口２０２を飢餓ゾーン２３内に配置する（形成する）ことができる。換言すれば、発泡成形体の製造中にスクリュ２０が前方及び後方に動いても、飢餓ゾーン２３以外のゾーンが、導入口２０２の位置に来ることはない。これにより、導入口２０２から導入される物理発泡剤は、発泡成形体の製造中、常に、飢餓ゾーン２３に導入される。このように十分且つ適当な大きさ（長さ）を有する飢餓ゾーンを設け、そこに一定圧力の物理発泡剤を導入することで、飢餓ゾーン２３を一定圧力により保持し易くなる。本実施形態においては、飢餓ゾーン２３の長さは、図２に示すように、スクリュ２０において、スクリュ２０の軸の直径及びスクリュフライトの深さが一定である部分の長さ、即ち、スクリュ２０の小径部分２０Ｂの長さである（図４参照）。

【0061】

次に、飢餓ゾーン２３を一定圧力に保持した状態で、飢餓ゾーン２３において飢餓状態の溶融樹脂と一定圧力の前記物理発泡剤とを接触させる（図１のステップＳ５）。即ち、飢餓ゾーン２３において、溶融樹脂を物理発泡剤により一定圧力で加圧する。飢餓ゾーン２３は溶融樹脂が未充満（飢餓状態）であり物理発泡剤が存在できる空間があるため、物理発泡剤と溶融樹脂とを効率的に接触させることができる。溶融樹脂に接触した物理発泡剤は、溶融樹脂に浸透して消費される。物理発泡剤が消費されると、導入速度調整容器３００中に滞留している物理発泡剤が飢餓ゾーン２３に供給される。これにより、飢餓ゾーン２３の圧力は一定圧力に保持され、溶融樹脂は一定圧力の物理発泡剤に接触し続ける。

【0062】

従来の物理発泡剤を用いた発泡成形では、可塑化シリンダに所定量の高圧の物理発泡剤を所定時間内に強制的に導入していた。したがって、物理発泡剤を高圧力に昇圧し、溶融樹脂への導入量、導入時間等を正確に制御する必要があり、物理発泡剤が溶融樹脂に接触するのは、短い導入時間のみであった。これに対して本実施形態では、可塑化シリンダ２１０に物理発泡剤を強制的に導入するのではなく、飢餓ゾーン２３の圧力が一定となるように、一定圧力の物理発泡剤を連続的に可塑化シリンダ内に供給し、連続的に物理発泡剤を溶融樹脂に接触させる。これにより、温度及び圧力により決定される溶融樹脂への物理発泡剤の溶解量（浸透量）が、安定化する。また、本実施形態の物理発泡剤は、常に溶融樹脂に接触しているため、必要十分な量の物理発泡剤が溶融樹脂内に浸透できる。これにより、本実施形態で製造する発泡成形体は、従来の物理発泡剤を用いた成形方法と比較して低圧の物理発泡剤を用いているのにもかかわらず、発泡セルが微細である。

【0063】

また、本実施形態の製造方法は、物理発泡剤の導入量、導入時間等を制御する必要が無いため、逆止弁や電磁弁等の駆動弁、更にこれらを制御する制御機構が不要となり、装置コストを抑えられる。また、本実施形態で用いる物理発泡剤は従来の物理発泡剤よりも低圧であるため装置負荷も小さい。

【0064】

本実施形態では、発泡成形体の製造中、常に、飢餓ゾーン２３を一定圧力に保持する。つまり、可塑化シリンダ内で消費された物理発泡剤を補うために、前記一定圧力の物理発泡剤を連続的に供給しながら、発泡成形体の製造方法の全ての工程が実施される。また、本実施形態では、例えば、連続で複数ショットの射出成形を行う場合、射出工程、成形体の冷却工程及び成形体の取出工程が行われている間も、次のショット分の溶融樹脂が可塑化シリンダ内で準備されており、次のショット分の溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で加圧される。つまり、連続で行う複数ショットの射出成形では、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の物理発泡剤が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で常時、加圧された状態で、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む、射出成形の１サイクルが行われる。同様に、押出成形等の連続成形を行う場合にも、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の物理発泡剤が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で常時、加圧された状態で成形が行われる。

【0065】

次に、物理発泡剤を接触させた溶融樹脂を発泡成形体に成形する（図１のステップＳ６）。本実施形態で用いる可塑化シリンダ２１０は、飢餓ゾーン２３の下流に、飢餓ゾーン２３に隣接して配置され、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる再圧縮ゾーン２４を有する。まず、可塑化スクリュ２０の回転により、飢餓ゾーン２３の溶融樹脂を再圧縮ゾーン２４に流動させる。物理発泡剤を含む溶融樹脂は、再圧縮ゾーン２４において圧力調整され、可塑化スクリュ２０の前方に押し出されて計量される。このとき、可塑化スクリュ２０の前方に押し出された溶融樹脂の内圧は、可塑化スクリュ２０の後方に接続する油圧モータ又は電動モータ（不図示）により、スクリュ背圧として制御される。本実施形態では、溶融樹脂から物理発泡剤を分離させずに均一相溶させ、樹脂密度を安定化させるため、可塑化スクリュ２０の前方に押し出された溶融樹脂の内圧、即ち、スクリュ背圧は、一定に保持されている飢餓ゾーン２３の圧力よりも１〜４ＭＰａ程度高く制御することが好ましい。尚、本実施形態では、スクリュ２０前方の圧縮された樹脂が上流側に逆流しないように、スクリュ２０の先端にチェックリング５０が設けられる。これにより、計量時、飢餓ゾーン２３の圧力は、スクリュ２０前方の樹脂圧力に影響されない。

【0066】

発泡成形体の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出発泡成形、押出発泡成形、発泡ブロー成形等により成形体を成形できる。本実施形態では、図２に示す可塑化シリンダ２１０から、金型２５１内のキャビティ２５３に、計量した溶融樹脂を射出充填して射出発泡成形を行う。射出発泡成形としては、金型キャビティ２５３内に、金型キャビティ容積の７５％〜９５％の充填容量の溶融樹脂を充填して、気泡が拡大しながら金型キャビティを充填するショートショット法を用いてもよいし、また、金型キャビティ容積１００％の充填量の溶融樹脂を充填した後、キャビティ容積を拡大させて発泡させるコアバック法を用いてもよい。得られる発泡成形体は内部に発泡セルを有するため、熱可塑性樹脂の冷却時の収縮が抑制されてヒケやソリが軽減され、低比重の成形体を得られる。

【0067】

以上説明した本実施形態の製造方法では、物理発泡剤の溶融樹脂への導入量、導入時間等を制御する必要がないため、複雑な制御装置を省略又は簡略化でき、装置コストを削減できる。また、本実施形態の発泡成形体の製造方法は、飢餓ゾーン２３を一定圧力に保持した状態で、飢餓ゾーン２３において、飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤とを接触させる。これにより、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）を単純な機構により安定化できる。

【実施例】

【0068】

以下、本発明について実施例を用いて更に説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。

【0069】

［実施例１］
本実施例では、熱可塑性樹脂としてミネラル強化ポリアミド６（ＰＡ６）を用い、物理発泡剤として窒素を利用して発泡成形体を製造した。

【0070】

（１）製造装置
本実施例では、上述した実施形態で用いた図２に示す製造装置１０００を用いた。製造装置１０００の詳細について説明する。上述のように、製造装置１０００は射出成形装置であり、可塑化シリンダ２１０と、物理発泡剤を可塑化シリンダ２１０に供給する物理発泡剤供給機構であるボンベ１００と、金型２５１が設けられた型締めユニット２５０と、可塑化シリンダ２１０及び型締めユニット２５０を動作制御するための制御装置（不図示）を備える。

【0071】

可塑化シリンダ２１０のノズル先端２９には、エアシリンダの駆動により開閉するシャットオフバルブ２８が設けられ、可塑化シリンダ２１０の内部を高圧に保持できる。ノズル先端２９には金型２５１が密着し、金型２５１が形成するキャビティ２５３内にノズル先端２９から溶融樹脂が射出充填される。可塑化シリンダ２１０の上部側面には、上流側から順に、熱可塑性樹脂を可塑化シリンダ２１０に供給するための樹脂供給口２０１及び物理発泡剤を可塑化シリンダ２１０内に導入するための導入口２０２が形成される。これらの樹脂供給口２０１及び導入口２０２にはそれぞれ、樹脂供給用ホッパ２１１、導入速度調整容器３００が配設される。導入速度調整容器３００には、ボンベ１００が、バッファータンク１５３、減圧弁１５１及び圧力計１５２を介して、配管１５４により接続する。また、可塑化シリンダ２１０の導入口２０２に対向する位置には、圧力をモニターするセンサ（不図示）が設けられている。

【0072】

スクリュ２０は、熱可塑性樹脂の可塑化溶融を促進し、溶融樹脂の計量及び射出を行うため、可塑化シリンダ２１０内において回転及び進退自在に配設されている。スクリュ２０は、図４に示すように、上流側から大径部分２０Ａと、減圧部２０Ｃと、圧縮部２０Ｄと、小径部分２０Ｂとを有する。また、可塑化シリンダ２１０内には、上流側から順に、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される可塑化ゾーン２１、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる圧縮ゾーン２２、溶融樹脂の流動速度を調整する流動速度調整ゾーン２５、溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーン２３、飢餓ゾーンにおいて減圧された溶融樹脂が再度圧縮される再圧縮ゾーン２４が形成される。

【0073】

製造装置１０００において、可塑化シリンダ２１０の内径は３５ｍｍであり、導入口２０２の内径は８ｍｍであった。したがって、導入口２０２の内径は、可塑化シリンダ２１０の内径の約２３％であった。導入速度調整容器３００の容積は、約８０ｍＬであった。また、溶融樹脂の流動方向における流動速度調整ゾーン２５の長さ（減圧部２０Ｃ及び圧縮部２０Ｄの長さの合計）は７０ｍｍであった。したがって、流動速度調整ゾーン２５の長さは、可塑化シリンダ２１０の内径の２倍であった。また、溶融樹脂の流動方向における飢餓ゾーン２３の長さ（小径部分２０Ｂの長さ）は２１０ｍｍであった。したがって、飢餓ゾーン２３の長さは、可塑化シリンダ２１０の内径の６倍であった。また、本実施例では、キャビティ２５３の大きさが１００ｍｍ×２００ｍｍ×３ｍｍである金型を用いた。

【0074】

（２）発泡成形体の製造
本実施例では、ボンベ１００として、窒素が１４.５ＭＰａで充填された容積４７Ｌの窒素ボンベを用いた。まず、減圧弁１５１の値を４ＭＰａに設定し、ボンベ１００を開放し、容積０．９９Ｌのバッファー容器１５３、減圧弁１５１、圧力計１５２、更に導入速度調整容器３００を介して、可塑化シリンダ２１０の導入口２０２から、飢餓ゾーン２３へ４ＭＰａの窒素を供給した。成形体の製造中、ボンベ１００は常時、開放した状態とした。

【0075】

可塑化シリンダ２１０において、バンドヒータ（不図示）により、可塑化ゾーン２１を２２０℃、圧縮ゾーン２２を２４０℃、飢餓ゾーン２３を２２０℃、再圧縮ゾーン２４を２４０℃に調整した。そして、樹脂供給用ホッパ２１１から熱可塑性樹脂の樹脂ペレット（東洋紡製、グラマイドＴ７７７−０２）を供給し、スクリュ２０を正回転させた。これにより、可塑化ゾーン２１において、熱可塑性樹脂を加熱、混練し、溶融樹脂とした。スクリュ２０を背圧６ＭＰａ、回転数１００ｒｐｍにて正回転することにより、溶融樹脂を可塑化ゾーン２１から圧縮ゾーン２２に流動させ、更に、流動速度調整ゾーン２５及び飢餓ゾーン２３に流動させた。

【0076】

溶融樹脂は、スクリュ大径部分２０Ａ及びリング２６と、可塑化シリンダ２１０の内壁との隙間から流動速度調整ゾーン２５を経て、飢餓ゾーン２３へ流動するため、飢餓ゾーン２３への溶融樹脂の供給量が制限された。これにより、リング２６の上流側の圧縮ゾーン２２においては溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、下流側の飢餓ゾーン２３においては、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）となった。また、溶融樹脂は、飢餓ゾーン２３に流動する手前（上流側）の流動速度調整ゾーン２５において、減圧及び圧縮されることで流動速度が調整され、その後、飢餓ゾーン２３へ流動した。飢餓ゾーン２３では、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）であるため、溶融樹脂が存在しない空間に導入口２０２から導入された物理発泡剤（窒素）が存在し、その物理発泡剤により溶融樹脂は加圧された。

【0077】

更に、溶融樹脂は再圧縮ゾーン２４に送られて再圧縮され、可塑化シリンダ２１０の先端部において１ショット分の溶融樹脂が計量された。その後、シャットオフバルブ２８を開放して、キャビティ２５３内に、キャビティ２５３の容積の９０％の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填して平板形状の発泡成形体を成形した（ショートショット法）。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、１０秒とした。成形サイクルは１８秒であり、ソリッド成形体（無発泡の成形体）の成形サイクルと同等の値であった。

【0078】

以上説明した成形体の射出成形を連続して１００ショット行い、１００個の発泡成形体を得た。１００個の発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ（不図示）により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に４ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３へ供給される窒素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、４ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、４ＭＰａの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び１００個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン２３において、窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。また、１００個の発泡成形体の製造中、膨出検出機構３１０は溶融樹脂の膨出を検出せず、飢餓ゾーン２３の状態が安定であったことが確認された。

【0079】

得られた１００個の発泡成形体の重量ばらつきを標準偏差（σ）を重量平均値（ａｖｅ.）で割った値（σ／ａｖｅ．（％））で評価した。その結果、（σ／ａｖｅ．）＝０．２１％であった。同様の評価をソリッド成形体（無発泡の成形体）で行ったところ、（σ／ａｖｅ．）＝０．２２％で、本実施例と同等の値であった。この結果から、本実施例の発泡成形体の重量安定性は、ソリッド成形体と同等であることがわかった。

【0080】

本実施例では、ソリッド成形体と比較して比重が約１０％程度軽く、ソリが矯正された発泡成形体を連続的に安定して製造できた。比重低減率は、物理発泡剤の溶解量（浸透量）に影響を受けると考えられる。この結果から、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）が安定化していたことがわかった。また、分離したガスが成形体表面にて転写して表面性を悪化させるスワールマークは、僅かな発生にとどまっていた。更に、得られた発泡成形体断面の発泡セル状態を観察した。この結果、発泡セルの平均セル径は１０μｍと微細であることがわかった。

【0081】

［実施例２］
本実施例では、物理発泡剤として二酸化炭素用いた。したがって、物理発泡剤供給装置であるボンベ１００として、圧力６ＭＰａ液体二酸化炭素ボンベを用いた。そして、減圧弁１５１の値を４．５ＭＰａに設定した。それ以外は、実施例１と同様の方法により、連続して１００個の発泡成形体を製造した。

【0082】

発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ（不図示）により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に４．５ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３へ供給される二酸化炭素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、４．５ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、４．５ＭＰａの二酸化炭素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び１００個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン２３において、二酸化炭素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。また、１００個の発泡成形体の製造中、膨出検出機構３１０は溶融樹脂の膨出を検出せず、飢餓ゾーン２３の状態が安定であったことが確認された。

【0083】

得られた１００個の発泡成形体の重量ばらつきを標準偏差（σ）を重量平均値（ａｖｅ.）で割った値（σ／ａｖｅ．（％））で評価した。その結果、（σ／ａｖｅ．）＝０．２４％であった。同様の評価をソリッド成形体（無発泡の成形体）で行ったところ、実施例１の場合と同様に、（σ／ａｖｅ．）＝０．２２％であり、本実施例と同等の値であった。この結果から、本実施例の発泡成形体の重量安定性は、ソリッド成形体と同等であることがわかった。

【0084】

本実施例では、ソリッド成形体と比較して、比重が約１０％程度軽く、ソリが矯正された発泡成形体を連続的に安定して製造できた。この結果から、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）が安定化していたことがわかった。更に、得られた発泡成形体断面の発泡セル状態を観察した。この結果、発泡セルの平均セル径は５０μｍと実施例１と比較して大きかった。本実施例と実施例１との発泡セルの大きさの相違は、物理発泡剤の種類の相違に起因すると推測される。

【0085】

本実施例の結果から、物理発泡剤として二酸化炭素を用いた場合も、飢餓ゾーン２３の圧力保持を簡便な方法で行うことができ、物理発泡剤として窒素を用いた実施例１と同様の効果を得られることが分かった。

【0086】

［実施例３］
本実施例では、熱可塑性樹脂として、無機フィラーを含むポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いた。また、減圧弁１５１の値を８ＭＰａに設定し、発泡体成形方法としてコアバック法を用いた。それ以外は、実施例１と同様の方法により、発泡成形体を製造した。

【0087】

無機フィラーなどの強化材を含まないＰＰ樹脂ペレット（プライムポリマー製、プライムポリプロ Ｊ１０５Ｇ）と、無機フィラーとしてタルクを８０重量％含むマスターバッチペレット（出光ライオンコンポジット製、ＭＰ４８０）とを重量比率が８０：２０となるように混合した。実施例１と同様に、樹脂供給用ホッパ２１１から混合した樹脂材料を樹可塑化シリンダ２１０内へ供給し、可塑化シリンダ２１０内で樹脂材料を可塑化計量した。シャットオフバルブ３６を開放して、キャビティ２５３内にキャビティ２５３の容積の１００％の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填し、その３秒後に、型締めユニット２５０を後退駆動させてキャビティ容積が１００％から２００％に拡大するように金型を開いて発泡成形体を成形した（コアバック法）。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、３０秒とした。尚、本実施例ではコアバック法を用いたため、ショートショット法を用いた実施例１と比較して、成形体の肉厚が増え断熱効果が高くなるため、冷却時間を実施例１より長くした。

【0088】

以上説明した成形体の射出成形を連続して３０ショット行い、３０個の発泡成形体を得た。発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ（不図示）により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に８ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３へ供給される窒素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、８ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、８ＭＰａの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び３０個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン２３において、窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。

【0089】

本実施例では、ソリッド成形体と比較して、比重が約４８％程度軽く、ソリが矯正された発泡成形体を連続的に安定して製造できた。この結果から、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）が安定化していたことがわかった。また、得られた発泡成形体の表面状態を観察した。分離したガスが成形体表面に転写して表面性を悪化させるスワールマークは、僅かな発生にとどまっていた。更に、得られた発泡成形体断面の発泡セル状態を観察した。コア層近傍における発泡セルの平均セル径は２０μｍと微細であった。

【0090】

［実施例４］
本実施例では、化学発泡剤を含む熱可塑性樹脂を用いた。熱可塑性樹脂としては無機フィラーを含むポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用い、化学発泡剤としては炭酸水素ナトリウムを用いた。物理発泡剤として二酸化炭素用いた。物理発泡剤供給装置であるボンベ１００として、圧力６ＭＰａ液体二酸化炭素ボンベを用い、減圧弁１５１の値を３ＭＰａに設定した。また、発泡体成形方法としてコアバック法を用いた。それ以外は、実施例１と同様の方法により、発泡成形体を製造した。

【0091】

無機フィラーなどの強化材を含まないＰＰ樹脂ペレット（プライムポリマー製、プライムポリプロ Ｊ１０５Ｇ）（ペレットＡ）と、無機フィラーとしてタルクを８０重量％含むマスターバッチペレット（出光ライオンコンポジット製、ＭＰ４８０）（ペレットＢ）と、炭酸水素ナトリウムの粉末を２０重量％含むマスターバッチペレット（三協化成社製、セルマイクマスターバッチ）（ペレットＣ）とを用い、ペレットＡとペレットＢとの重量比率が８０：２０、炭酸水素ナトリウムの含有量が１．０重量％となるように混合した。

【0092】

実施例１と同様に、樹脂供給用ホッパ２１１から樹脂材料を可塑化シリンダ２１０内へ供給し、可塑化シリンダ２１０内で樹脂材料の可塑化計量を行った。シャットオフバルブ３６を開放して、キャビティ２５３内にキャビティ２５３の内容積の１００％の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填し、その３秒後に、型締めユニット２５０を後退駆動させてキャビティ容積が１００％から２００％に拡大するように金型を開いて発泡成形体を成形した（コアバック法）。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、３０秒とした。尚、本実施例ではコアバック法を用いたため、ショートショット法を用いた実施例１と比較して、成形体の肉厚が増え断熱効果が高くなるため、冷却時間を実施例１より長くした。

【0093】

以上説明した成形体の射出成形を連続して３０ショット行い、３０個の発泡成形体を得た。発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ（不図示）により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に３ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３供給される二酸化炭素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、３ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、３ＭＰａの二酸化炭素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。

【0094】

本実施例では、ソリッド成形体と比較して、比重が約３５％程度軽く、ソリが矯正された発泡成形体を連続的に安定して製造できた。この結果から、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量（浸透量）が安定化していたことがわかった。また、得られた発泡成形体の表面状態を観察した。分離したガスが成形体表面に転写して表面性を悪化させるスワールマークは、僅かな発生にとどまっていた。更に、得られた発泡成形体断面の発泡セル状態を観察した。発泡セルの平均セル径は８０μｍであった。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明のスクリュを備える射出成形装置は、物理発泡剤に関わる装置機構を簡略化できる。また、発泡性に優れた発泡成形体を低コストで、効率よく製造できる。

【符号の説明】

【0096】

２０ スクリュ
２１ 可塑化ゾーン
２２ 圧縮ゾーン
２３ 飢餓ゾーン
２４ 再圧縮ゾーン
２５ 流動速度調整ゾーン
２６ リング
１００ ボンベ
２１０ 可塑化シリンダ
２５０ 型締めユニット
３００ 導入速度調整容器
１０００ 製造装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】