(57)【要約】【課題】所要の気泡を得ることができる発泡成形システム、金型、材料供給機及び発泡成形方法を提供する。【解決手段】発泡成形システムは、金型装置と、材料供給機と、対抗圧力供給装置とを備え、金型装置は、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって内側金型を覆う外側金型とを備え、内側金型と外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、材料供給機は、発泡成分を含む樹脂を内側金型のキャビティ内に充填し、対抗圧力供給装置は、キャビティ内に樹脂を充填する場合、内側金型を通じてキャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型装置と、
材料供給機と、
対抗圧力供給装置と
を備え、
前記金型装置は、
通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、
通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型と
を備え、
前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記材料供給機は、
発泡成分を含む樹脂を前記内側金型のキャビティ内に充填し、
前記対抗圧力供給装置は、
前記キャビティ内に樹脂を充填する場合、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給する発泡成形システム。
【請求項２】
前記内側金型は、
全部又は一部が通気性金属又は通気性セラミックである請求項１に記載の発泡成形システム。
【請求項３】
前記内側金型は、
前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項１又は請求項２に記載の発泡成形システム。
【請求項４】
前記金型装置は、
前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管を備え、
前記流体配管は、
前記外側金型に形成され、かつ前記内側金型に連通する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項５】
前記流体配管は、
前記内側金型のキャビティの周囲に配置されている請求項４に記載の発泡成形システム。
【請求項６】
前記金型装置は、
加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を備え、
前記媒体配管は、
前記外側金型に形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項７】
前記内側金型は、
通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、
前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、
前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項８】
前記複数の内側金型ブロックの前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項７に記載の発泡成形システム。
【請求項９】
前記複数の内側金型ブロックそれぞれを覆う外側金型それぞれには、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を形成してある請求項７又は請求項８に記載の発泡成形システム。
【請求項１０】
前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、
前記対抗圧力制御装置は、
保圧・冷却工程での所要時点で減圧する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１１】
前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、
前記対抗圧力制御装置は、
保圧・冷却工程での前記複数の内側金型ブロック毎の所要時点で減圧する請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１２】
前記対抗圧力制御装置は、
型開工程で前記対抗圧力供給装置から所定圧力の流体が供給されるように制御する請求項１０又は請求項１１に記載の発泡成形システム。
【請求項１３】
前記対抗圧力供給装置は、
空気、窒素ガス、炭酸ガス及びアルゴンガスを含む不活性ガス、又は水及びアルコールを含む液体の少なくとも一つの流体を供給する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１４】
発泡成形に用いる金型であって、
通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、
通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型と
を備え、
前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してある金型。
【請求項１５】
前記内側金型は、
前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項１４に記載の金型。
【請求項１６】
前記外側金型に対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が形成され、
前記内側金型に前記流体配管が連通する請求項１４又は請求項１５に記載の金型。
【請求項１７】
前記内側金型は、
通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、
前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、
対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する請求項１４に記載の金型。
【請求項１８】
発泡成形に用いる材料供給機であって、
通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体が供給された状態で前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填し、
前記キャビティ内を減圧し大気圧にした状態で成形品を取り出す材料供給機。
【請求項１９】
通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給し、
前記内側金型を通じて前記キャビティ内に流体が供給された状態で発泡成分を含む樹脂を前記キャビティ内に充填する発泡成形方法。
【請求項２０】
前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填した場合に、減圧速度又は減圧値の少なくとも一つを制御する請求項１９に記載の発泡成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形システム、金型、材料供給機及び発泡成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形はプラスチックの加工法の一つである。一般的なプラスチック成形の他に、発泡体の軽量、断熱性などの特徴を活かすべく、発泡性プラスチックを成形して多孔質プラスチックを得る発泡成形も用いられている。また、金属製品の加工法として、射出成形（プラスチック射出成形）と金属粉末冶金を組み合わせた製造技術である金属射出成形がある。
【０００３】
特許文献１には、金属射出成形の過程において、金型のキャビティ内に所定の圧力を有する逆圧ガスを供給してグリーン体にあてることにより、グリーン体の密度を高め、金属材料が推進されて射出される際に強靭になり、金属粉末を材料中でより均一にすることができる金属射出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６３１６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発泡成形の一つである射出発泡成形において、金型に発泡剤を含んだプラスチック溶液を注入する場合、キャビティの形状により、密閉した金型でも注入時圧力が低下し、発泡が進みながらプラスチック溶液が注入される。このため、先に発泡した部分の気泡が大きくなり、成形品内の気泡を所要の大きさにすることができない。そこで、特許文献１のような逆圧ガスをキャビティ内に供給して注入時圧力の低下を抑制することが考えられる。しかし、注入されたプラスチック溶液によってキャビティの一部が閉塞され、十分な逆圧を維持することができず、成形品内の気泡を所要の大きさにすることができない。キャビティの形状が複雑になると一層気泡の大きさを制御することが困難になる。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、所要の気泡を得ることができる発泡成形システム、金型、材料供給機及び発泡成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発泡成形システムは、金型装置と、材料供給機と、対抗圧力供給装置とを備え、前記金型装置は、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型とを備え、前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、前記材料供給機は、発泡成分を含む樹脂を前記内側金型のキャビティ内に充填し、前記対抗圧力供給装置は、前記キャビティ内に樹脂を充填する場合、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給する。
【０００８】
本発明に係る金型は、発泡成形に用いる金型であって、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型とを備え、前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してある。
【０００９】
本発明に係る材料供給機は、発泡成形に用いる材料供給機であって、通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体が供給された状態で前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填し、前記キャビティ内を減圧し大気圧にした状態で成形品を取り出す。
【００１０】
本発明に係る発泡成形方法は、通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給し、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に流体が供給された状態で発泡成分を含む樹脂を前記キャビティ内に充填する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所要の気泡を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の発泡成形システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の金型装置の正面側の要部構成の第１例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態の金型装置の側面側の要部構成の第１例を示す模式図である。
【図４】本実施の形態の内側金型の構成の一例を示す外観斜視図である。
【図５】本実施の形態の発泡成形システムの動作の第１例を示すタイムチャートである。
【図６】比較例としての金型を用いた場合の気泡の発生・成長の様子の一例を示す模式図である。
【図７】本実施の形態の金型を用いた場合の気泡の発生・成長の様子の一例を示す模式図である。
【図８】本実施の形態の金型装置の正面側の要部構成の第２例を示す模式図である。
【図９】本実施の形態の発泡成形システムの動作の第２例を示すタイムチャートである。
【図１０】本実施の形態の発泡成形システムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の発泡成形システム１００の構成の一例を示す模式図である。発泡成形システム１００は、金型装置５０、材料供給装置としての成形機３０、対抗圧力供給装置６０などを備える。また、発泡成形システム１００は、さらに、高温用温度調節装置１０、低温用温度調節装置２０、超臨界装置４０、及び制御装置７０を備える。
【００１４】
金型装置５０は、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型５１、及び通気性のない金属製であって内側金型５１を覆う外側金型５２などを備える。通気性金属は、微小な気孔が無数にあいている金属材料（多孔質金属を含む）であり通気性を有する。なお、通気性金属は、金属材料に微小な気孔が予め設けられている場合だけでなく、微小な気孔を加工によって形成する場合も含む。気孔の平均径（例えば、数十μｍ）、気孔率は適宜設定することができる。内側金型５１は、通気性金属に限定されるものではなく、通気性があるセラミックのような無機化合物を加熱処理し焼き固めた焼結体（成形体）でもよい。また、内側金型５１が通気性金属である場合、通気性金属の表面に通気性セラミックをコーティングしてもよい。以下では、内側金型５１が通気性金属であるとして説明する。内側金型５１と外側金型５２とは、はめ込み構造又は一体構造で構成することができる。内側金型５１と外側金型５２とを纏めて金型と称する。内側金型５１は、例えば、金属３Ｄプリンタを用いて、金属粉末をレーザ光により焼結させて通気性のある多孔質の金型として製作することができる。内側金型５１は、通気性金属素材を加工して製作してもよい。金型の詳細は後述する。
【００１５】
成形機３０は、発泡成分（例えば、発泡剤）を含む樹脂を内側金型５１のキャビティ５０１内に充填することができる。発泡成形には、溶解したガスから気泡を発生させる物理的方法と、分散させた発泡成分の熱分解や化学反応によって気泡を発生させる化学的方法がある。本実施の形態の発泡成形は、物理的方法及び化学的方法の両方を含むが、以下では、物理的方法（超臨界発泡）を例に挙げて説明する。
【００１６】
超臨界装置４０は、臨界発泡ユニット４１、タンク４２、圧縮機（不図示）などを備える。タンク４２には、発泡成形の発泡成分として用いられる窒素又は二酸化炭素のいずれか一方が収容されている。臨界発泡ユニット４１は、窒素又は二酸化炭素を加圧して超臨界流体とするとともに、所要の流量で配管４５を通じて成形機３０の超臨界流体注入部４６に送り出す。配管４５には、電磁弁４３、圧力センサ４４が設けられている。なお、窒素の臨界圧力は、例えば、３．３９ＭＰａであり、臨界温度は１２６Ｋ（−１４７．０℃）である。また、二酸化炭素の臨界圧力は７．３７ＭＰａであり、臨界温度は３０４．２Ｋ（３１．１℃）である。超臨界流体を発泡成分として用いることにより、樹脂に添加する場合に気体に比べて注入量を正確に計量することができる。また、超臨界状態となっているため、高圧となっており、大量の発泡成分を樹脂に溶解させることができる。
【００１７】
臨界発泡ユニット４１から送り出された超臨界流体は、成形機３０のバレル３３内圧力に応じた圧力に調整され、所定の時間だけ成形機３０に注入される。バレル３３とスクリュー３１は、超臨界流体を細かい液滴として溶融樹脂内に分散させ、その後の混合によって単一相溶解物を形成する。ノズルの先端に設けられたスプルブッシュ３２は、セラミックスなどで構成され、ノズルの温度と金型の温度とを分離（断熱）することができる。
【００１８】
物理的方法（物理発泡）は、高圧下で樹脂に超臨界流体を溶解させ、圧力低下によって溶解度を低下させることによって多数の気泡が発生・成長する。気泡は、例えば、金型内の樹脂が冷却固化することで成長が止まる。超臨界流体は、液体と気体の両方の性質を併せ持った状態の物体（流体）をいう。これにより、微細（例えば、気泡径が数μｍ以下）な気泡を有する成形品を得ることができる。以下では、超臨界流体として気体を例に挙げて説明するが、超臨界流体は気体に限定されるものではなく、液体でもよい。
【００１９】
対抗圧力供給装置６０は、ガスポンプ６１、タンク６２、ガスコンプレッサ（不図示）などを備える。タンク６２は、空気、窒素ガス、炭酸ガス、及びアルゴンガスを含む不活性ガスのいずれか一つを収容する。なお、超臨界流体として液体を用いる場合には、水又はアルコールなどを用いればよい。不活性ガスを用いると成形品の酸化を防止することができる。対抗圧力供給装置６０と金型（具体的には、内側金型５１）との間には、配管６４を接続してある。配管６４には、切替弁６３、圧力センサ６５が設けられている。
【００２０】
対抗圧力供給装置６０は、キャビティ５０１内に樹脂（単一相溶解物）が充填される場合に、配管６４、内側金型５１を通じてキャビティ５０１内に対抗圧力を有する気体（「カウンタープレッシャーガス」ともいう）を供給し、キャビティ５０１内に樹脂が充填された後に発泡を制御すべく減圧する。対抗圧力は、例えば、超臨界流体の臨界圧力付近の圧力（臨界圧力以上でも以下でもよい）であって、射出圧力よりも低い圧力とすることができる。対抗圧力供給装置６０から供給される対抗圧力を有する気体は、通気性金属（例えば、多孔質）の内側金型５１の無数の気孔を通じてキャビティ５０１内に面状に供給される。
【００２１】
これにより、注入された樹脂によってキャビティ５０１が複数の閉塞空間に分離されたとしても、それぞれの閉塞空間には、内側金型５１の無数の気孔から気体が面状に供給されるので、それぞれの閉塞空間の圧力を対抗圧力に維持することができ、キャビティ内の圧力を適切な値に制御することができる。これにより、先に発泡した部分の気泡が大きくなることを抑制することができ、気泡の大きさを均一化することができる。なお、冷却によって樹脂が固化すると、気泡の成長は停止する。このように、キャビティ内の圧力を制御することにより、所要の大きさの気泡を有する成形品を得ることができる。
【００２２】
外側金型５２の雄側と雌側それぞれには、分岐した送媒管１３と、分岐した返媒管２３とが接続されている。送媒管１３は、さらに中途で分岐し、分岐した一方の送媒管１３は、電磁弁１１を介して高温用温度調節装置１０に接続され、分岐した他方の送媒管１３は、電磁弁２１を介して低温用温度調節装置２０に接続されている。また、返媒管２３は、さらに中途で分岐し、分岐した一方の返媒管２３は、電磁弁１２を介して高温用温度調節装置１０に接続され、分岐した他方の返媒管２３は、電磁弁２２を介して低温用温度調節装置２０に接続されている。また、金型には、温度センサ５３、圧力センサ５４が設けられている。
【００２３】
制御装置７０は、発泡成形システム１００の動作を制御する装置であり、温度取得部７１、圧力取得部７２、弁開閉制御部７３、成形機制御部７４、対抗圧力制御部７５、及び超臨界制御部７６を備える。なお、制御装置７０は、複数の分離した装置で構成してもよい。なお、図１において、二点鎖線で示すラインは、制御装置７０との間の通信線（制御線）の一部を示す。
【００２４】
温度取得部７１は、温度センサ５３で検出した温度データを取得することができる。
【００２５】
圧力取得部７２は、圧力センサ４４、６５、５４で検出した圧力データを取得することができる。
【００２６】
弁開閉制御部７３は、電磁弁１１、１２、２１、２２、４３、切換弁（３方向切換弁）６３の開閉を制御することができる。
【００２７】
成形機制御部７４は、型締工程、射出工程、保圧・冷却工程、計量工程、型開工程、及び取出工程の各工程において、成形機３０の動作を制御することができる。
【００２８】
対抗圧力制御部７５は、対抗圧力制御装置としての機能を有し、対抗圧力供給装置６０の動作を制御することができる。具体的には、対抗圧力制御部７５は、溶融樹脂の充填前に所定の圧力をかけ、充填が完了する前後から保圧・冷却工程にかけて所要時点でキャビティ５０１内に供給した気体の圧力を下げる（減圧する）ことができる。また、対抗圧力制御部７５は、溶融樹脂を充填した後の保圧・冷却工程での溶融樹脂が冷却固化される所要時点でキャビティ５０１内に供給した気体の圧力を下げる（減圧する）ことができる。対抗圧力をキャビティ５０１内に加えることで、均一な気泡や所要の大きさの気泡を得ることができる。
【００２９】
超臨界制御部７６は、超臨界装置４０の動作を制御することができる。
【００３０】
次に、本実施の形態の金型（内側金型５１及び外側金型５２）の詳細について説明する。
【００３１】
図２は本実施の形態の金型装置５０の正面側の要部構成の第１例を示す模式図であり、図３は本実施の形態の金型装置５０の側面側の要部構成の第１例を示す模式図である。なお、図３では、便宜上、符号５５で示すガスケット、符号５６で示す断熱部材は省略している。内側金型５１は、雌側内側金型５１ａ及び雄側内側金型５１ｂを有し、金型を閉じた状態（型締状態）において、溶融樹脂が充填（注入）される空間であるキャビティ５０１が形成される。なお、雌側内側金型５１ａをキャビティとも称するが、本明細書では、キャビティ５０１を樹脂が充填（注入）される空間して説明する。また、図２では、キャビティ５０１の形状を便宜上、破線で示す矩形状で表しているが、実際には成形品の形状に応じて、製品部、ゲート、ランナー、スプールなどの溶融樹脂が流れ込む流路が複雑な形状をなしている。溶融樹脂の注入は、キャビティ５０１内の所要の位置とすることができ、注入方向は、図２の紙面に垂直な方向とすることができる。
【００３２】
前述のように、内側金型５１は、通気性金属である。具体的には、内側金型５１の全部又は一部を通気性金属とすることができる。例えば、内側金型５１のキャビティ５０１の形状が複雑な場合には、注入された溶融樹脂によって閉塞空間が多くできる可能性があるので、内側金型５１の全部を通気性金属とすることによって、すべての閉塞空間に対抗圧力を有する気体を面状に供給することができる。ここで、面状とは、通気ピンのように点状に通気する場合に限定されないという意味である。また、キャビティ５０１の形状が比較的単純である場合には、注入された溶融樹脂によって生じる閉塞空間が少ないと考えられるので、閉塞空間ができる箇所に対応させて、内側金型５１の一部を通気性金属とすることができる。
【００３３】
外側金型５２は、雌側外側金型５２ａ及び雄側外側金型５２ｂを有し、金型を閉じた状態（型締状態）において、内側金型５１を完全に覆うように形成されている。外側金型５２の内側金型５１の周囲には、ガスケット５５を設けている。また、外側金型５２を覆うように断熱部材５６が設けられている。
【００３４】
金型装置５０は、対抗圧力供給装置６０から供給される気体が供給される流体配管５１１を備える。流体配管５１１は、ノズルを介して配管６４に接続されている。流体配管５１１は、外側金型５２に形成され、かつ内側金型５１に連通する。これにより、対抗圧力を有する気体は、配管６４、流体配管５１１を通じて内側金型５１に供給され、内側金型５１の無数の気孔を通じてキャビティ５０１内に面状に供給される。
【００３５】
金型装置５０は、高温用温度調節装置１０からの加熱媒体及び低温用温度調節装置２０からの冷却媒体が流入する媒体配管５２１を備える。また、金型装置５０は、加熱媒体及び冷却媒体が流出する媒体配管５２１を備える。媒体配管５２１は、ノズルを介して送媒管１３に接続されている。媒体配管５２１は、ノズルを介して返媒管２３に接続されている。媒体配管５２１は、外側金型５２に形成されている。通気性金属の内側金型５１を覆う通気性のない金属製の外側金型５２に媒体配管５２１を形成することにより、無数の気孔に加熱媒体及び冷却媒体が入り込むことを防止して、通気性金属の内側金型５１を備える金型であっても、金型の温度調節を行うことができる。
【００３６】
図４は本実施の形態の内側金型５１の構成の一例を示す外観斜視図である。図４では、内側金型５１のうち、雌側内側金型５１ａの外観を示し、便宜上、３つの部分に分けて図示することにより、雌側内側金型５１ａ内の流体配管５１１の位置を分かるようにしている。図４に示すように、流体配管５１１を、雌側内側金型５１ａのキャビティ５０１の周囲に配置することができる。なお、図示していないが、雄側内側金型５１ｂ内にも流体配管５１１をキャビティ５０１に対向するように配置することができる。
【００３７】
内側金型５１のキャビティ５０１の周囲に流体配管５１１が配置されているので、対抗圧力を有する気体は、流体配管５１１を通じてキャビティ５０１の周囲まで供給され、そこからキャビティ５０１内までは内側金型５１の無数の気孔を通じて面状に供給されるので、キャビティ５０１内に対抗圧力を有する気体を確実に供給することができる。なお、図４に示すような流体配管５１１は、必須の構成ではない。
【００３８】
次に、本実施の形態の発泡成形システム１００の動作について説明する。
【００３９】
図５は本実施の形態の発泡成形システム１００の動作の第１例を示すタイムチャートである。発泡成形システム１００の動作を、型締工程、射出工程、保圧・冷却工程、計量工程、型開工程、及び取出工程の各工程に分けて説明する。
【００４０】
型締工程では、金型が閉められ、高温用温度調節装置１０用弁（電磁弁１１、１２）が開き（オン）し、金型は設定温度まで加熱され、設定温度が維持される。金型の温度を制御するのに高温用温度調節装置１０と低温用温度調節装置２０を用いている。射出時に金型を高温にすることで、スキン層の発生を遅らせ、転写性を上げることと、発泡ができる状態を保つことができる。そして冷却に切り替えて、金型内の樹脂を固化して発泡を停止することができる。セラミックをコーティングすることで、射出時断熱性がある時間確保され、スキン層の発生を軽減し、転写性を上げることができ、金型温度を低温用金型温度調節装置２０１台で発泡成形が可能となる。このセラミックコーティングは、キャビティ５０１表面全体であっても部分的であってもよい。型締工程の開始時点から所定時間が経過した時点で対抗圧力供給装置６０用切替弁（切替弁６３）が対抗圧力供給装置６０とキャビティ５０１とを接続し（オン）し、対抗圧力供給装置６０が配管６４に接続され、キャビティ５０１内に対抗圧力を有する気体を供給する。これにより、キャビティ５０１内は対抗圧力で維持される。なお、対抗圧力は、射出圧力よりも低く、臨界圧力付近の圧力（例えば、臨界圧力以上でもよく、臨界圧力以下でもよい）であればよい。また、対抗圧力は、均一な発泡状態に制御可能な圧力に設定してもよい。更には、切替弁６３を開（オン）にしたときからキャビティ５０１と大気と接続する閉動作（オフ）にする間、対抗圧力を一定値にしてもよく、徐々に圧力を降下させてもよく、あるいは徐々に圧力を上昇させてもよい。また、対抗圧力の昇圧と降圧を繰り返す等変動させてもよい。
【００４１】
射出工程では、成形機３０から溶融樹脂がキャビティ５０１に充填（注入）される。注入された溶融樹脂によってキャビティ５０１が複数の閉塞空間に分離されたとしても、それぞれの閉塞空間には、内側金型５１の無数の気孔から対抗圧力を有する気体が面状に供給され、キャビティ５０１内のそれぞれの閉塞空間の圧力を対抗圧力に維持することができ、また、圧力を適切に制御することができる。これにより、先に発泡した部分の気泡が大きくなることを抑制することができ、気泡の大きさを均一化することができる。
【００４２】
保圧・冷却工程では、高温用温度調節装置１０用弁（電磁弁１１、１２）が閉じ（オフ）し、低温用温度調節装置２０用弁（電磁弁２１、２２）が開く（オン）する。保圧・冷却固定では、キャビティ５０１内の圧力を維持しつつ金型が冷却される。
【００４３】
また、保圧・冷却工程中の所要の時点での計量工程では、次の射出のための計量が行われる。具体的には、溶融樹脂及び超臨界流体の計量が行われる。また、超臨界流体が分散された溶融樹脂を撹拌して、単一相溶解物が形成される。
【００４４】
保圧・冷却工程の開始時点ｔ１から所要時間経過した時点ｔ２において、対抗圧力供給装置６０用切替弁（電磁弁６３）を減圧に切り替える（オフにする）。これにより、キャビティ５０１内の圧力は対抗圧力から大気圧に低下する（減圧される）。溶融樹脂が冷却固化することで気泡の成長が止まる。
【００４５】
型開工程では、金型を開き、ガスエジェクタを起動（オン）する。具体的には、対抗圧力制御部７５は、対抗圧力供給装置６０から所定圧力の気体が供給されるように制御する。なお、図５では、対抗圧力供給装置６０の起動は図示していない。所定圧力は、金型内で固化した成形品を金型から離脱させる程度の圧力でよい。これにより、金型から成形品を取り出すためのエジェクタピンが不要となり、エジェクタピンによる成形品の変形やエジェクタピンによる跡（成形品の表面の白化）などを防止することができる。
【００４６】
取出工程では、成形品が金型から取り出されたことを確認し、その後、再度、型締工程以降の各工程が繰り返される。
【００４７】
次に、成形品の気泡の発生・成長について説明する。
【００４８】
図６は比較例としての金型を用いた場合の気泡の発生・成長の様子の一例を示す模式図である。比較例としての金型１５０は、通気性のない金属製である。図６の左図は、金型１５０を閉じた状態でキャビティ１５０１内に逆圧ガスが供給される（符号Ｂの矢印で示す方向から逆圧ガスが供給される。成形機から射出される溶融樹脂は、符号Ａで示す矢印のように、成形機のノズルからスプールに向かって射出される。
【００４９】
図６の左から２番目の図において、溶融樹脂Ｓがキャビティ１５０１内に注入され、キャビティ１５０１は、溶融樹脂Ｓで二つの空間１５０２、１５０３（図６の例では、便宜上、溶融樹脂Ｓより上側の閉塞空間１５０３と下側の空間１５０２の二つの空間を図示している）が生じる。空間１５０２では、逆圧ガスが供給されるので、空間１５０２内の圧力は所要値に維持される。一方、閉塞空間１５０３では、逆圧ガスが供給されないので、圧力低下が生じる。
【００５０】
図６の左から３番目の図において、圧力低下した閉塞空間１５０３に向かう上部の溶融樹脂Ｓ２では、圧力低下によって多数の気泡が発生・成長する。発生した気泡は、流動の進行とともにサイズが拡大し、気泡の大きさが所要の大きさ以上となる。一方、下部の溶融樹脂Ｓ１では、逆圧が維持されているので、気泡は所要の大きさとなる。
【００５１】
図６の右図に示すように、比較例では、成形品は、気泡が所要の大きさである部分（符号Ｓ１で示す）と気泡の大きさが所要値より大きくなり、かつ不均一となった部分（符号Ｓ２で示す）とが混在したようになり、全体としては、圧力が制御された良い発泡状態の部分と圧力が制御されていない悪い発泡状態の部分が混在し、品質上好ましくない。本実施の形態は、このような問題を解決することができる。
【００５２】
図７は本実施の形態の金型を用いた場合の気泡の発生・成長の様子の一例を示す模式図である。図７の左図は、金型（外側金型５２及び内側金型５１）を閉じた状態でキャビティ５０１内に対抗圧力を有する気体が供給される（符号Ｂの矢印で示す方向から気体が供給される。内側金型５１は、無数の気孔を有するので、キャビティ５０１を囲む内側金型５１の表面からキャビティ５０１内に向かって対抗圧力の気体が面状に供給される（図中、便宜上、破線の矢印で示す）。成形機３０から射出される溶融樹脂は、符号Ａで示す矢印のように、成形機３０のノズルからスプールに向かって射出される。
【００５３】
図７の左から２番目の図において、溶融樹脂Ｓがキャビティ５０１内に注入され、キャビティ５０１は、溶融樹脂Ｓで二つの空間（図７の例では、便宜上、溶融樹脂Ｓより上側の閉塞空間と下側の空間の二つの空間を図示している）が生じる。これら二つの空間では、内側金型５１の無数の気孔から対抗圧力を有する気体が供給されるので、各空間内の圧力は、対抗圧力で維持される。
【００５４】
図７の左から３番目の図において、上側の閉塞空間及び下側の空間に向かう溶融樹脂Ｓ１では、対抗圧力が維持されているので、気泡は所要の大きさとなる。すなわち、圧力低下によって多数の気泡が発生・成長するとともに、発生した気泡が、流動の進行とともにサイズが拡大することはない。
【００５５】
図７の右図に示すように、本実施の形態では、注入された溶融樹脂によってキャビティ５０１が複数の閉塞空間に分離されたとしても、それぞれの閉塞空間には、内側金型５１の無数の気孔から気体が供給されるので、それぞれの閉塞空間の圧力を対抗圧力に維持することができ、また、圧力を適切に制御することができる。これにより、先に発泡した部分の気泡が大きくなることを抑制することができ、気泡の大きさを均一化することができる。また、キャビティ内の発泡成分を含む樹脂を充填した場合に、減圧速度又は減圧値を制御することにより、所要の大きさの気泡を有する成形品を得ることができる。
【００５６】
図８は本実施の形態の金型装置５０の正面側の要部構成の第２例を示す模式図である。図８の例は、内側金型５１を複数（図８の例では、３個）のブロックに分けた構成である点で図２の例と相違する。図８に示すように、内側金型５１は、通気性のない金属製の壁５７１、５７２で区分された通気性金属の複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７を備える。通気性金属の複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７は、例えば、金属３Ｄプリンタを用いて、金属粉末をレーザ光により焼結させて金型を製作する場合、金属粉の結合状態を制御して通気性のある多孔質の金型として製作することができる。また、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７が通気性金属である場合、通気性金属の表面に通気性セラミックをコーティングしてもよい。
【００５７】
複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７それぞれには、流体配管５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃが連通する。３台の対抗圧力供給装置６０それぞれに接続された配管６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、それぞれノズルを介して流体配管５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃに接続されている。すなわち、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７それぞれには、３台の対抗圧力供給装置６０それぞれから対抗圧力を有する気体が供給される。
【００５８】
これにより、例えば、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７毎にキャビティ５０１内に溶融樹脂が充填され、冷却固化される所要時点に合わせて減圧するタイミングを変えることができる。これにより、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７それぞれのキャビティ５０１内の成形品の気泡を所要の大きさにすることができる。すなわち、成形品の所要の箇所の気泡の状態を所要の状態にすることができる。
【００５９】
複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７それぞれを覆う外側金型５２のそれぞれの所要の箇所には、加熱媒体及び冷却媒体が流れる媒体配管５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを形成してある。媒体配管５２１ａは、ノズルを介して送媒管１３ａ及び返媒管２３ａと接続され、媒体配管５２１ｂは、ノズルを介して送媒管１３ｂ及び返媒管２３ｂと接続され、媒体配管５２１ｃは、ノズルを介して送媒管１３ｃ及び返媒管２３ｃと接続されている。また、送媒管１３ａ及び返媒管２３ａに接続される第1の高温用温度調節装置１０及び低温用温度調節装置２０、送媒管１３ｂ及び返媒管２３ｂに接続される第２の高温用温度調節装置１０及び低温用温度調節装置２０、送媒管１３ｃ及び返媒管２３ｃに接続される第３の高温用温度調節装置１０及び低温用温度調節装置２０を備えることができる。
【００６０】
これにより、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７それぞれに対応させて金型の温度を調節することができ、例えば、キャビティの形状が複雑な場合であっても、金型全体として最適な温度に調節することができる。
【００６１】
図９は本実施の形態の発泡成形システム１００の動作の第２例を示すタイムチャートである。図９に示す第２例は、図８の第２例の構成を用いるものである。図５に例示した第１例のタイムチャートとの相違は、高温用温度調節装置１０及び低温用温度調節装置２０をそれぞれ３台備える点、対抗圧力供給装置６０を３台備える点、及び３台の対抗圧力供給装置６０の停止時点（オフ時点、図９の例では、時点ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３）を適宜設定することができる点である。
【００６２】
すなわち、対抗圧力制御部７５は、３台の対抗圧力供給装置６０それぞれから供給される気体の圧力を制御することができる。具体的には、対抗圧力制御部７５は、保圧・冷却工程での複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７毎の溶融樹脂が冷却固化される所要時点（図９の例では、時点ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３）で減圧することができる。これにより、複数の内側金型ブロック５１５、５１６、５１７毎に所要の大きさの気泡を得ることができ、成形品の所要の箇所の気泡の状態を所要の状態にすることができる。
【００６３】
図１０は本実施の形態の発泡成形システム１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上、処理の主体を制御装置７０として説明する。制御装置７０は、金型を締めた状態で高温用温度調節装置１０を起動する（Ｓ１１）。制御装置７０は、対抗圧力供給装置６０を起動して、内側金型５１のキャビティ５０１内に対抗圧力を有する気体を供給する（Ｓ１２）。
【００６４】
制御装置７０は、発泡成分を含む溶融樹脂を内側金型５１のキャビティ５０１内に充填（注入）する（Ｓ１３）。制御装置７０は、保圧・冷却工程の開始時点で高温用温度調節装置１０を停止し、低温用温度調節装置２０を起動する（Ｓ１４）。
【００６５】
制御装置７０は、保圧・冷却工程の開始時点から溶融樹脂が冷却固化されるまでの所要時間経過した時点で対抗圧力供給装置６０を停止する（Ｓ１５）。
【００６６】
制御装置７０は、保圧・冷却工程の所要の時点で計量工程を実施し（Ｓ１６）、型開工程にてガスエジェクタを作動し（Ｓ１７）、成形品を金型から取り出す（Ｓ１８）。制御装置７０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ１９）、処理を終了しない場合（Ｓ１９でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し、処理を終了する場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、処理を終了する。
【００６７】
本実施の形態の発泡成形システムは、金型装置と、材料供給機と、対抗圧力供給装置とを備え、前記金型装置は、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型とを備え、前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、前記材料供給機は、発泡成分を含む樹脂を前記内側金型のキャビティ内に充填し、前記対抗圧力供給装置は、前記キャビティ内に樹脂を充填する場合、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給する。
【００６８】
本実施の形態の発泡成形方法は、通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給し、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に流体が供給された状態で発泡成分を含む樹脂を前記キャビティ内に充填する。
【００６９】
発泡成形システムは、金型装置と、材料供給機と、対抗圧力供給装置とを備える。材料供給機は、例えば、射出成形機とすることができる。
【００７０】
金型装置は、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって内側金型を覆う外側金型とを備える。通気性金属は、微小な気孔が無数にあいている金属材料（多孔質金属を含む）であり通気性を有する。なお、通気性金属は、金属材料に微小な気孔が予め設けられている場合だけでなく、微小な気孔を加工によって形成する場合も含む。気孔の平均径（例えば、数十μｍ）、気孔率は適宜設定することができる。内側金型５１は、通気性金属に限定されるものではなく、通気性があるセラミックのような無機化合物を加熱処理し焼き固めた焼結体（成形体）でもよい。内側金型と外側金型とを纏めて金型と称する。内側金型は、例えば、金属３Ｄプリンタを用いて、金属粉末をレーザ光により焼結させて製作することができる。内側金型は、通気性金属素材を加工して製作してもよい。
【００７１】
材料供給機は、発泡成分を含む樹脂を内側金型のキャビティ内に充填する。発泡成形には、溶解したガスから気泡を発生させる物理的方法と、分散させた発泡成分の熱分解や化学反応によって気泡を発生させる化学的方法がある。物理的方法（物理発泡）は、高圧下で樹脂に液化ガスや超臨界流体を溶解させ、圧力低下あるいは加熱によって溶解度を低下させることによって気泡を発生させる。超臨界流体は、液体と気体の両方の性質を併せ持った状態の物体をいう。超臨界流体としては、例えば、窒素、二酸化炭素などを用いることができ、微細（例えば、気泡径が数μｍ以下）な気泡を得ることができる。
【００７２】
対抗圧力供給装置は、キャビティ内に樹脂が充填される場合に、内側金型を通じてキャビティ内に対抗圧力を有する気体を供給し、キャビティ内に樹脂が充填された後に発泡を制御すべく減圧する。対抗圧力は、例えば、超臨界流体の臨界圧力付近の圧力（臨界圧力以上でも以下でもよい）であって、射出圧力よりも低い圧力とすることができる。対抗圧力供給装置から供給される対抗圧力を有する気体は、通気性金属（例えば、多孔質）の内側金型の無数の気孔を通じてキャビティ内に面状に供給される。
【００７３】
これにより、注入された樹脂によってキャビティが複数の閉塞空間に分離されたとしても、それぞれの閉塞空間には、内側金型の無数の気孔から気体が面状に供給されるので、それぞれの閉塞空間の圧力を対抗圧力に維持することができ、また、圧力を適切に制御することができる。これにより、先に発泡した部分の気泡が大きくなることを抑制することができ、気泡の大きさを均一化することができる。
【００７４】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記内側金型は、全部又は一部が通気性金属又は通気性セラミックである。
【００７５】
内側金型は、全部又は一部が通気性金属又は通気性セラミックである。例えば、内側金型のキャビティの形状が複雑な場合には、注入された樹脂によって閉塞空間が多くできる可能性があるので、内側金型の全部を通気性金属又は通気性セラミックとすることができる。また、キャビティの形状が比較的単純である場合には、注入された樹脂によって生じる閉塞空間が少ないと考えられるので、閉塞空間ができる箇所に対応させて、内側金型の一部を通気性金属又は通気性セラミックとすることができる。
【００７６】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記内側金型は、前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。
【００７７】
内側金型の通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。セラミックをコーティングすることで、射出時断熱性がある時間確保され、スキン層の発生を軽減し、転写性を上げることができる。
【００７８】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記金型装置は、前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管を備え、前記流体配管は、前記外側金型に形成され、かつ前記内側金型に連通する。
【００７９】
金型装置は、対抗圧力供給装置から供給され流体が供給される流体配管を備え、流体配管は、外側金型に形成され、かつ内側金型に連通する。これにより、対抗圧力を有する流体は、流体配管を通じて内側金型に供給され、内側金型の無数の気孔を通じてキャビティ内に供給される。
【００８０】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記流体配管は、前記内側金型のキャビティの周囲に配置されている。
【００８１】
流体配管は、内側金型のキャビティの周囲に配置されている。内側金型のキャビティの周囲に流体配管が配置されているので、対抗圧力を有する流体は、流体配管を通じてキャビティの周囲まで供給され、そこからキャビティ内までは内側金型の無数の気孔を通じて供給されるので、キャビティ内に対抗圧力を有する流体を確実に供給することができる。
【００８２】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記金型装置は、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を備え、前記媒体配管は、前記外側金型に形成されている。
【００８３】
金型装置は、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を備え、媒体配管は、外側金型に形成されている。通気性金属又は通気性セラミックの内側金型を覆う通気性のない金属製の外側金型に媒体配管を形成することにより、無数の気孔に媒体が入り込むことを防止して、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型を備える金型であっても、金型の温度調節を行うことができる。
【００８４】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記内側金型は、通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する。
【００８５】
内側金型は、通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備える。通気性金属の複数の内側金型ブロックは、例えば、金属３Ｄプリンタを用いて、金属粉末をレーザ光により焼結させて金型を製作する場合、金属粉の結合状態を制御して製作することができる。
【００８６】
複数の内側金型ブロックそれぞれには、対抗圧力供給装置から供給される気体が供給される流体配管が連通する。これにより、例えば、複数の内側金型ブロック毎にキャビティ内に溶融樹脂が充填され、冷却固化される所要時点に合わせて減圧するタイミングを変えることができる。これにより、複数の内側金型ブロックそれぞれのキャビティ内の成形品の気泡を所要の大きさにすることができる。すなわち、成形品の所要の箇所の気泡の状態を所要の状態にすることができる。
【００８７】
本実施の形態の発泡成形システムは、前記複数の内側金型ブロックの前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。
【００８８】
複数の内側金型ブロックの通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。セラミックをコーティングすることで、射出時断熱性がある時間確保され、スキン層の発生を軽減し、転写性を上げることができる。
【００８９】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記複数の内側金型ブロックそれぞれを覆う外側金型それぞれには、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を形成してある。
【００９０】
複数の内側金型ブロックそれぞれを覆う外側金型それぞれには、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を形成してある。これにより、複数の内側金型ブロックそれぞれに対応させて金型の温度を調節することができ、例えば、キャビティの形状が複雑な場合であっても、金型全体として最適な温度に調節することができる。
【００９１】
本実施の形態の発泡成形システムは、前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、前記対抗圧力制御装置は、保圧・冷却工程での所要時点で減圧する。
【００９２】
対抗圧力供給装置から供給される気体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備える。対抗圧力制御装置は、保圧・冷却工程での所要時点で減圧する。例えば、大気圧に減圧することができる。減圧により、気泡の成長が停止するので、所要時点で減圧することにより、所要の大きさの気泡を得ることができる。
【００９３】
本実施の形態の発泡成形システムは、前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、前記対抗圧力制御装置は、保圧・冷却工程での前記複数の内側金型ブロック毎の所要時点で減圧する。
【００９４】
対抗圧力供給装置から供給される気体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備える。対抗圧力制御装置は、保圧・冷却工程での複数の内側金型ブロック毎の溶融樹脂が冷却固化される所要時点で減圧する。例えば、大気圧に減圧することができる。これにより、複数の内側金型ブロック毎に所要の大きさの気泡を得ることができ、成形品の所要の箇所の気泡の状態を所要の状態にすることができる。
【００９５】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記対抗圧力制御装置は、型開工程で前記対抗圧力供給装置から所定圧力の流体が供給されるように制御する。
【００９６】
対抗圧力制御装置は、型開工程で対抗圧力供給装置から所定圧力の気体が供給されるように制御する。所定圧力は、金型内で固化した成形品を金型から離脱させる程度の圧力でよい。これにより、金型から成形品を取り出すためのエジェクタピンが不要となり、エジェクタピンによる成形品の変形やエジェクタピンによる跡（成形品の表面の白化）などを防止することができる。
【００９７】
本実施の形態の発泡成形システムにおいて、前記対抗圧力供給装置は、空気、窒素ガス、炭酸ガス及びアルゴンガスを含む不活性ガス、又は水及びアルコールを含む液体の少なくとも一つの流体を供給する。
【００９８】
対抗圧力供給装置は、空気、窒素ガス、炭酸ガス、及びアルゴンガスを含む不活性ガス、又は水及びアルコールを含む液体の少なくとも一つの流体を供給することができる。不活性ガスを用いると成形品の酸化を防止することができる。
【００９９】
本実施の形態の金型は、発泡成形に用いる金型であって、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型とを備え、前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してある。
【０１００】
金型は、発泡成形に用いるものであり、通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、通気性のない金属製であって内側金型を覆う外側金型とを備える。通気性金属は、微小な気孔が無数にあいている金属材料（多孔質金属を含む）であり通気性を有する。なお、通気性金属は、金属材料に微小な気孔が予め設けられている場合だけでなく、微小な気孔を加工によって形成する場合も含む。気孔の平均径（例えば、数十μｍ）、気孔率は適宜設定することができる。内側金型５１は、通気性金属に限定されるものではなく、通気性があるセラミックのような無機化合物を加熱処理し焼き固めた焼結体（成形体）でもよい。内側金型と外側金型とを纏めて金型と称する。内側金型は、例えば、金属３Ｄプリンタを用いて、金属粉末をレーザ光により焼結させて通気性のある多孔質の金型として製作することができる。内側金型は、通気性金属素材を加工して製作してもよい。これにより、キャビティ内は、キャビティの周囲の内側金型の無数の気孔を通じて連通することが可能となる。
【０１０１】
本実施の形態の金型において、前記内側金型は、前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。
【０１０２】
内側金型の通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある。セラミックをコーティングすることで、射出時断熱性がある時間確保され、スキン層の発生を軽減し、転写性を上げることができる。
【０１０３】
本実施の形態の金型は、前記外側金型に対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が形成され、前記内側金型に前記流体配管が連通する。
【０１０４】
外側金型に対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が形成され、内側金型に流体配管が連通する。これにより、対抗圧力を有する流体は、流体配管を通じて内側金型に供給され、内側金型の無数の気孔を通じてキャビティ内に供給される。
【０１０５】
本実施の形態の金型において、前記内側金型は、通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する。
【０１０６】
内側金型は、通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、複数の内側金型ブロックそれぞれには、対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する。これにより、例えば、複数の内側金型ブロック毎にキャビティ内に溶融樹脂が充填され、冷却固化される所要時点に合わせて減圧するタイミングを変えることができる。これにより、複数の内側金型ブロックそれぞれのキャビティ内の成形品の気泡を所要の大きさにすることができる。すなわち、成形品の所要の箇所の気泡の状態を所要の状態にすることができる。
【０１０７】
本実施の形態の材料供給機は、発泡成形に用いる材料供給機であって、通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体が供給された状態で前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填し、前記キャビティ内を減圧し大気圧にした状態で成形品を取り出す。
【０１０８】
材料供給機は、通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体が供給された状態でキャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填し、キャビティ内を減圧し大気圧にした状態で成形品を取り出す。
【０１０９】
注入された樹脂によってキャビティが複数の閉塞空間に分離されたとしても、それぞれの閉塞空間には、内側金型の無数の気孔から流体が供給されるので、それぞれの閉塞空間の圧力を対抗圧力に維持することができ、また、圧力を適切に制御することができる。これにより、先に発泡した部分の気泡が大きくなることを抑制することができ、気泡の大きさを均一化することができる。また、減圧するタイミングに応じて所要の大きさの気泡を得ることができる。
【０１１０】
本実施の形態の発泡成形方法は、前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填した場合に、減圧速度又は減圧値の少なくとも一つを制御する。
【０１１１】
キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填した場合に、減圧速度又は減圧値の少なくとも一つを制御することにより、所要の大きさの気泡を有する成形品を得ることができる。
【０１１２】
上述のように、本実施の形態では、成形品の所要の部分の気泡のサイズを所要の大きさにすることができる。一般的に気泡のサイズが大きい部分では硬化した樹脂を柔らかくすることができ、気泡のサイズが小さい部分では樹脂を硬くすることができるので、成形品全体の中で硬さが所要通りに変化するような製品を得ることができる。
【０１１３】
上述の実施の形態では、雌側内側金型と雄側内側金型の両方が通気性金属であったが、これに限定されない。例えば、雌側内側金型（「キャビティ」ともいう）又は雄側内側金型（「コア」ともいう）のいずれか一方だけを通気性金属とし、他方を通気性のない金属製とすることもできる。
【０１１４】
なお、前述の実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  高温用温度調節装置
１１、１２、２１、２２、４３  電磁弁
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  送媒管
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  返媒管
２０  低温用温度調節装置
３０  成形機
４０  超臨界装置
４５、６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ  配管
５０  金型装置
５１  内側金型
５１１、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ  流体配管
５１５、５１６、５１７  内側金型ブロック
５２１、５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ  媒体配管
５０１  キャビティ
５２  外側金型
６０  対抗圧力供給装置
６３  切換弁
７０  制御装置
７１  温度取得部
７２  圧力取得部
７３  弁開閉制御部
７４  成形機制御部
７５  対抗圧力制御部
７６  超臨界制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型装置と、
材料供給機と、
対抗圧力供給装置と
を備え、
前記金型装置は、
通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、
通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型と
を備え、
前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記材料供給機は、
発泡成分を含む樹脂を前記内側金型のキャビティ内に充填し、
前記対抗圧力供給装置は、
前記キャビティ内に樹脂を充填する場合、前記内側金型を通じて前記キャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給する発泡成形システム。
【請求項２】
前記内側金型は、
全部又は一部が通気性金属又は通気性セラミックである請求項１に記載の発泡成形システム。
【請求項３】
前記内側金型は、
前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項１又は請求項２に記載の発泡成形システム。
【請求項４】
前記金型装置は、
前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管を備え、
前記流体配管は、
前記外側金型に形成され、かつ前記内側金型に連通する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項５】
前記流体配管は、
前記内側金型のキャビティの周囲に配置されている請求項４に記載の発泡成形システム。
【請求項６】
前記金型装置は、
加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を備え、
前記媒体配管は、
前記外側金型に形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項７】
前記内側金型は、
通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、
前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、
前記対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項８】
前記複数の内側金型ブロックの前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項７に記載の発泡成形システム。
【請求項９】
前記複数の内側金型ブロックそれぞれを覆う外側金型それぞれには、加熱及び／又は冷却媒体が流れる媒体配管を形成してある請求項７又は請求項８に記載の発泡成形システム。
【請求項１０】
前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、
前記対抗圧力制御装置は、
保圧・冷却工程での所要時点で減圧する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１１】
前記対抗圧力供給装置から供給される流体の圧力を制御する対抗圧力制御装置を備え、
前記対抗圧力制御装置は、
保圧・冷却工程での前記複数の内側金型ブロック毎の所要時点で減圧する請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１２】
前記対抗圧力制御装置は、
型開工程で前記対抗圧力供給装置から所定圧力の流体が供給されるように制御する請求項１０又は請求項１１に記載の発泡成形システム。
【請求項１３】
前記対抗圧力供給装置は、
空気、窒素ガス、炭酸ガス及びアルゴンガスを含む不活性ガス、又は水及びアルコールを含む液体の少なくとも一つの流体を供給する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の発泡成形システム。
【請求項１４】
発泡成形に用いる金型であって、
通気性金属又は通気性セラミックの内側金型と、
通気性のない金属製であって前記内側金型を覆う外側金型と
を備え、
前記内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記内側金型内に流体配管を配置してある金型。
【請求項１５】
前記内側金型は、
前記通気性金属の表面を通気性セラミックでコーティングしてある請求項１４に記載の金型。
【請求項１６】
前記外側金型に対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が形成され、
前記内側金型に前記流体配管が連通する請求項１４又は請求項１５に記載の金型。
【請求項１７】
前記内側金型は、
通気性のない金属製の壁で区分された通気性金属又は通気性セラミックの複数の内側金型ブロックを備え、
前記複数の内側金型と前記外側金型とは、はめ込み構造又は一体構造で構成してあり、
前記複数の内側金型ブロックそれぞれには、
対抗圧力供給装置から供給される流体が供給される流体配管が連通する請求項１４に記載の金型。
【請求項１８】
発泡成形に用いる材料供給機であって、
通気性のない金属製の外側金型で覆われた、通気性金属又は通気性セラミックであって内部に流体配管を配置してある内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体が供給された状態で前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填し、
前記キャビティ内を減圧し大気圧にした状態で成形品を取り出す材料供給機。
【請求項１９】
通気性のない金属製の外側金型で覆われた通気性金属又は通気性セラミックの内側金型のキャビティ内に対抗圧力を有する流体を供給し、
前記内側金型を通じて前記キャビティ内に流体が供給された状態で発泡成分を含む樹脂を前記キャビティ内に充填する発泡成形方法。
【請求項２０】
前記キャビティ内に発泡成分を含む樹脂を充填した場合に、減圧速度又は減圧値の少なくとも一つを制御する請求項１９に記載の発泡成形方法。