(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機用の金型アセンブリであって、
第１の金型側と、第２の金型側とであって、前記第１の金型側と前記第２の金型側とが、それらの間に金型キャビティを画定する、第１の金型側と第２の金型側と、
前記第１の金型側と直接接触して配置される第１の金型支持板とを有し、
前記金型アセンブリは、更に、
射出成型プロセス時に前記第１の金型側から熱を除去するための冷却システムを備え、前記冷却システムは１つ以上の冷却流体流路を有し、
前記第１の金型支持板は複数の突出部を有し、前記冷却流体流路は前記突出部の中まで延在するが、前記第１の金型側には延在せず、前記第１の金型側は前記突出部に嵌まることを特徴とする金型アセンブリ。
【請求項２】
前記冷却システムが、１つ以上の冷却流体流路を通って閉ループ冷却循環路で循環する冷却流体を有する、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項３】
前記閉ループ冷却循環路が、前記第１の金型支持板に限定される、請求項２に記載の金型アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の金型支持板が、前記第１の金型側と前記第２の金型側のうちの一方の平均熱伝導率より大きい平均熱伝導率を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の金型アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イジェクション成形、より詳細には、簡略型冷却システムを有するイジェクション成形に関する。
【背景技術】
【０００２】
イジェクション成形は、溶融可能材料で作製された部品、最も一般的には熱可塑性ポリマーで作製された部品の大量生産に一般に用いられる技術である。繰返しイジェクション成形プロセスの間、プラスチック樹脂（ほとんどの場合、小さなビーズ又はペレットの形）が、熱、圧力、及び剪断力をかけた状態で樹脂ビーズを溶融させるイジェクション成形機に導入される。次に、溶融樹脂は、特定のキャビティ形状を有する金型キャビティに強制的に注入される。イジェクションされたプラチクが成形型キャビティ中の圧力下で保持され、冷却され、次いで成形型のキャビティ形状を本質的に複製した形状を有する固化した部品として取り出される。成形型自体が、単一のキャビティ又は複数のキャビティを有してもよい。各キャビティは、溶融樹脂の流れをキャビティ内に導くゲートによって流路に接続されることがある。したがって、典型的なイジェクション成形手順は、（１）イジェクション成形機内でプラスチックを加熱し、それを圧力下で流し、（２）閉じられた２つの金型半体の間に画定された金型キャビティ内に溶融プラスチックを注入し、（３）圧力をかけた状態でプラスチックをキャビティ内で冷却し硬化させ、（４）金型半体を開いて部品を金型から取り出す、という４つの基本操作を含む。
【０００３】
溶融プラスチック樹脂は、金型キャビティに注入され、プラスチック樹脂は、プラスチック樹脂がゲートから最も遠いキャビティ内の位置に達するまで、イジェクション成形機によってキャビティに押し込まれる。これにより得られる部品の長さ及び壁厚は、金型キャビティの形状の結果である。
【０００４】
イジェクション成形機で使用される金型は、これらの高い溶融圧力に耐えることができなければならない。更に、金型を形成する材料は、金型がその寿命の間に実行することが予測されるサイクルの総数に対して、最大周期ストレスに耐えることができる疲労限度を有しなければならない。結果として、金型製造業者は、典型的には、３０Ｒｃ以上、より多くの場合５０Ｒｃ以上の硬度を有する工具鋼などの、高硬度を有する材料から、金型を形成する。これらの高硬度材料は、プラスチックイジェクションプロセス中に金型構成要素が互いに押し付けられた状態を保持するために必要とされる、高い締付圧に耐えるように耐久性があり、装備されている。更に、これらの高硬度材料は、成形表面間の繰り返し接触とポリマー流による摩耗に良く耐え得る。
【０００５】
薄壁消費生活用品を生産する高生産イジェクション成形機（つまり、クラス１０１及びクラス１０２成形機）はもっぱら、高硬度材料から作製される金型の大部分を有する金型を使用する。高生産イジェクション成形機は、典型的には、５００，０００個以上の部品を製造する。工業的品質生産成形機は、少なくとも５０，０００個の部品、好ましくは１，０００，０００個の部品、より好ましくは５，０００，０００個の部品、更に好ましくは１０，０００，０００個の部品を生産するように設計されなければならない。これらの高生産イジェクション成形機は、生産量を増加するための多数個取り金型と複合冷却システムを有する。上記の高硬度材料は、低硬度材料よりも繰り返しの高圧型締め及びイジェクション操作に耐え得る。しかしながら、ほとんどの工具鋼などの高硬度材料は、概して１３８４ジュール／時間−ｃｍ−℃（２０ＢＴＵ／ＨＲ  ＦＴ  °Ｆ）未満である比較的低い熱伝導率を有し、そのため、熱が溶融プラスチック材料から高硬度材料を通って冷却液に伝わる時に、冷却時間が長くなる。
【０００６】
サイクル時間を低減するために、高硬度材料から作製される金型を有する典型的な高生産イジェクション成形機は、金型内で冷却流体を循環させる、比較的複雑な内部冷却システムを含む。これらの冷却システムは、成形部品の冷却を加速し、したがって、機械が所与の時間でより多くのサイクルを完了させることを可能にし、それは、生産率、したがって、生産される成形部品の総量を増加させる。しかし、これらの冷却システムは、イジェクション成形を複雑にし、コストを増加させる。いくつかのクラス１０１金型において、１００万又は２００万個以上の部品を生産し得り、これらの金型は、「超高生産金型」と呼ばれることがある。４００トン以上の大型プレスで作動するクラス１０１金型は、業界で「４００クラス」金型と呼ばれることがある。
【０００７】
高硬度材料は、一般的に機械加工がかなり難しい。結果として、既知のハイスループットイジェクション成形金型は、形成のために長い機械加工時間及び高価な機械加工設備、並びに応力を緩和し、材料の硬度を最適化するために高価かつ時間のかかる機械加工後工程を必要とする。これらの複雑な金型の中の冷却流路のフライス切削及び／又は成形加工は、典型的な高スループットイジェクション成形金型の製造に更なる時間とコストを加えることになる。
【０００８】
伝統的な高硬度金型において、機械加工の複雑さと冷却効率との間には相反関係がある。冷却流路は、できるだけ金型キャビティに近づけて加工することが理想的である。加えて、等角冷却が望ましく、最も効果的である。しかし、成形面に近い等角冷却流路の加工は難しく、時間がかかり、コストがかかる。一般的に、金型面の約５ｍｍ以内にある冷却流路の加工が、現実的な限界値として考えられている。この現実的な限界値は、冷却流体と、熱伝導率が低い熱間塑性加工潤滑液との間にある材料のために低減する。従来の加工技術並びに従来の金型材料（つまり、高硬度と低熱伝導率）によって、所与の金型に対する周期時間と冷却効率の下限が設定されていた。
【０００９】
更に、冷却ラインを金型面に近づけて配置するためには、金型内の冷却ラインの精密加工を必要とする。金具は、イジェクション成形機の締付け具内に配置する時に金具支持板によって支持されるので、流体シールは、（流体循環システム（例えば、ポンプ）が、金型の外になくてはならないため）冷却ラインが金型支持板から金型に移行する位置に配置される必要がある。これらの流体シールは機能しなくなり、冷却流体が逃げることになる。この結果、部品の冷却が不完全になり、不良部品を生じたり、又は金型内のプラスチックが冷却流体で汚染され、望ましくない。
【００１０】
更に、冷却流路の加工の現実的な限界は、金型内の不均一な冷却をもたらす。その結果、金型キャビティ内に、温度勾配が生じる。多くの場合、金型表面の温度は、１０℃以上変動し得る。金型内の温度の大きなばらつきは、成形部品の欠陥につながり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面に示された実施形態は、本質上実例及び例示的なものであり、「特許請求の範囲」によって定義された内容を制限するものではない。例示的な実施形態の以下の詳細は、以下の図面と共に読むと理解することができ、図面中、同様の構造は同様の参照番号により示される。
【図１】本開示に従って構築されるイジェクション成形機の概略図を示す。
【図２】図１のイジェクション成形機で形成される薄壁部品の一実施形態を示す。
【図３】図１のイジェクション成形機の金型における金型キャビティのキャビティ圧力と時間の関係を示すグラフである。
【図４】図１のイジェクション成形機の金型アセンブリの一実施形態の断面図である。
【図５Ａ】金具支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する様々な金型の異なる図を示す。
【図５Ｂ】金具支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する様々な金型の異なる図を示す。
【図５Ｃ】金具支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する様々な金型の異なる図を示す。
【図５Ｄ】金具支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する様々な金型の異なる図を示す。
【図５Ｅ】金具支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する様々な金型の異なる図を示す。
【図６】金型側に延在する金型支持板内に加工された複数の冷却ラインを有する金型アセンブリの断面図を示す。
【図７】バッフルを含む冷却ラインのクローズアップ断面図を示す。
【図８】少なくとも２つの異なる軸に沿って加工された複数の冷却ラインを含む金型アセンブリの斜視断面図を示す。
【図９】少なくとも２つの異なる加工軸に沿って加工された複数のスルーボア冷却ラインを有する金型アセンブリの斜視断面図を示す。
【図１０】複数の冷却ラインであって、そのうちの少なくとも１つが、終端で互いに接続して非終端冷却ラインを形成し、それぞれが異なる加工軸に沿って加工されている２本の終端冷却ラインによって形成される、複数の冷却ラインを有する金型アセンブリの斜視一部透過図を示す。
【図１１】能動冷却動的部分を有する金型アセンブリの斜視図を示す。
【図１２Ａ】非線形、非同軸状、又は非平面的冷却流路を備える少なくとも１つの冷却ラインを有する金型アセンブリの斜視図を示す。
【図１２Ｂ】非線形、非同軸状、又は非平面的冷却流路を備える少なくとも１つの冷却ラインを有する金型アセンブリの斜視図を示す。
【図１３】簡略型冷却システムを有する成形型を内蔵するキューブ金型の一実施形態を示す。
【図１４】蒸気圧縮式蒸発冷却システムの一実施形態を示す。
【図１５】蒸発冷却システムの別の実施形態を示す。
【図１６Ａ】少なくとも部分的に金型支持板内に収容されている蒸発冷却システムの一実施形態を示す。
【図１６Ｂ】少なくとも部分的に金型支持板内に収容されている蒸発冷却システムの代替実施形態を示す。
【図１７】外部蒸発冷却システムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は概して、イジェクション成形によって製品を生産するシステム、機械、製品、及び方法に関し、より具体的には、低一定圧力イジェクション成形によって製品を生産するシステム、製品、及び方法に関する。
【００１３】
熱可塑性材料の溶融圧力に関して本明細書で用いる用語「低圧」とは、４１．４ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）以下であるイジェクション成形機のノズル付近の溶融圧力を意味する。他の好適な溶融圧としては、例えば、３４．５ＭＰａ（５０００ｐｓｉ）未満、３１．０ＭＰａ（４５００ｐｓｉ）未満、２７．６ＭＰａ（４０００ｐｓｉ）未満、及び２０．７ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）未満が挙げられる。例えば、溶融圧は、約６．９ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）〜４１．１ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）未満、約１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）〜約３７．９ＭＰａ（５５００ｐｓｉ）、約１３．８ＭＰａ（２０００ｐｓｉ）〜約３４．５ＭＰａ（５０００ｐｓｉ）、約１７．２ＭＰａ（２５００ｐｓｉ）〜約３１．０ＭＰａ（４５００ｐｓｉ）、約２０．７ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）〜約２７．６ＭＰａ（４０００ｐｓｉ）、及び約２０．７ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）〜４１．１ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）未満の範囲内の実質的に一定圧で維持され得る。
【００１４】
熱可塑性材料の溶融圧に関して本明細書で使用するとき、用語「実質的に一定圧」とは、基線溶融圧からのずれが、熱可塑性材料の物理的特性においてる重要な変化を生じないことを意味する。例えば、「実質的に一定圧」としては、融解熱可塑性材料の粘度が大きく変化することがない圧力変化が挙げられるが、これに限定されない。この点に関して、用語「実質的に一定」とは、基線溶融圧からの約３０％のずれを含む。例えば、用語「約３１．７ＭＰａ（４６００ｐｓｉ）の実質的に一定圧」とは、約４１．４ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）（３１．７ＭＰａ（４６００ｐｓｉ）より３０％高い）〜約２２．１ＭＰａ（３２００ｐｓｉ）（３１．７ＭＰａ（４６００ｐｓｉ）よりも３０％低い）の範囲内の圧力変動を含む。溶融圧が、前述の圧力から３０％以下で変動する限りにおいて、実質的に一定であると考えられる。例えば、実質的に一定圧は、約０％〜約３０％、約２％〜約２５％、約４％〜約２０％、約６％〜約１５％、及び約８％〜約１０％で、溶融圧から変動することができる（増加又は減少のいずれかとして）。他の好適な変動量としては、０、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、及び３０％、又はこれらのパーセンテージの数値のいずれかによって形成される任意の範囲が挙げられる。
【００１５】
詳細に図面を参照すると、図１は、大量に薄壁部品を生産するための例示の低一定圧力イジェクション成形装置１０（例えば、クラス１０１若しくは１０２イジェクション金型、又は「超高生産性金型」）を示す。イジェクション成形装置１０は、一般に、イジェクションシステム１２と型締システム１４とを含む。熱可塑性材料は、熱可塑性ペレット１６の形態でイジェクションシステム１２に導入され得る。熱可塑性ペレット１６は、ホッパ１８に入れられてもよく、このホッパ１８は、熱可塑性ペレット１６をイジェクションシステム１２の加熱バレル２０に供給する。熱可塑性ペレット１６は、加熱バレル２０に供給された後、往復スクリュー２２によって加熱バレル２０の端部まで押されてもよい。加熱バレル２０の加熱及び往復スクリュー２２による熱可塑性ペレット１６の圧縮は熱可塑性ペレット１６を溶融させ、溶融熱可塑性材料２４を形成する。溶融熱可塑性材料は、典型的には、約１３０℃〜約４１０℃の温度で処理される。
【００１６】
往復スクリュ２２は、溶融熱可塑性材料２４をノズル２６に向かって押し、熱可塑性材料のショットを形成し、それは、金型２８の金型キャビティ３２内に注入される。溶融熱可塑性材料２４は、ゲート３０を通ってイジェクションされてもよく、このゲート３０は、溶融熱可塑性材料２４の流れを金型キャビティ３２に向けて方向付ける。金型キャビティ３２は、金型２８の第１及び第２の金型部品２５、２７の間で形成され、第１及び第２の金型部品２５、２７は、プレス又は型締ユニット３４による圧力下で一緒に保持される。プレス又は締付ユニット３４は、溶融熱可塑性材料２４が金型キャビティ３２に注入されている間、第１及び第２の金型部品２５、２７を一緒に保持するために、成形プロセス中、約６．９ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）〜約４１．４ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）の範囲で締付力を加える。これら型締力を支援するために、型締システム１４は、金型フレーム及び金型ベースを含有してもよく、この金型フレーム及び金型ベースは、約１６５ＢＨＮを超える、好ましくは２６０ＢＨＮ未満の表面硬度を有する材料から形成されるが、以下に更に説明されるように、材料が容易に機械加工可能な限り、２６０を超える表面硬度ＢＨＮ値を有する材料が使用されてもよい。
【００１７】
溶融熱可塑性材料２４のショットが金型キャビティ３２内にイジェクションされると、往復スクリュー２２は前方への移動を停止する。溶融熱可塑性材料２４は、金型キャビティ３２の形状を取り、溶融熱可塑性材料２４は、熱可塑性材料２４が固化するまで金型２８の内部で冷却する。一旦熱可塑性材料２４が固化すると、プレス３４が第１及び第２の金型部品２５、２７を放出し、第１及び第２の金型部品２５、２７が互いに離れ、完成部品が金型２８から押し出され得る。金型２８は、全体的な生産率を高めるために、複数の金型キャビティ３２を備えていてもよい。
【００１８】
コントローラー５０は、センサ５２及びスクリュコントロール３６と通信できるよう接続されている。コントローラー５０は、マイクロプロセッサ、メモリ、及び１つ以上の通信リンクを含んでいてもよい。コントローラー５０は、ワイヤ接続５４、５６を介して、それぞれセンサ５２とスクリュコントロール３６に接続されてもよい。他の実施形態では、コントローラー５０は、無線接続、機械的な接続、水圧式接続、空気的接続、又はコントローラー５０がセンサ５２及びスクリュコントロール３６の双方と通信することを可能にする当業者に既知である任意の他のタイプの通信接続を介して、センサ５２及びスクリュコントロール５６に接続されてもよい。
【００１９】
図１の実施形態において、センサ５２は、ノズル２６内の溶融熱可塑性材料２４の溶融圧を（直接的又は間接的に）測定する圧力センサである。センサ５２は、コントローラー５０に送信される電気信号を発生する。次いでコントローラー５０は、スクリュコントロール３６に、ノズル２４内で溶融熱可塑性材料２４の実質的に一定の溶融圧を維持する速度で、スクリュ２２を前進させるよう命令する。センサ５２は溶融圧を直接的に測定することができるのと同時に、センサ５２は、溶融圧の指標である温度、粘度、流速等の溶融熱可塑性材料２４の他の特性も測定することができる。同様に、センサ５２は、ノズル２６内に直接的に配置される必要はなく、むしろセンサ５２は、ノズル２６と流動的に接続される注入システム１２又は金型２８内の任意の場所に配置されてもよい。センサ５２が、ノズル２６内に配置されない場合、適切な補正因子を測定された特性に適用され、ノズル２６内の溶融圧を算定されてもよい。更に他の実施形態では、センサ５２は、ノズルと流体接続される必要はない。むしろ、センサは、第１と第２の金型部品２５、２７との間の金型分割線において型締システム１４によって生じた型締力を測定することができる。
【００２０】
稼働中の閉ループコントローラー５０が図１に示されているが、他の圧力調整装置が閉ループコントローラー５０の代わりに使用されてもよい。例えば、圧力調整弁（図示せず）又は圧力逃がし弁（図示せず）が、溶融熱可塑性材料２４の溶融圧を調整するよう、コントローラー５０に置き換わってもよい。より具体的には、圧力調整弁及び圧力逃がし弁は、金型２８の圧力過剰を防止することができる。金型２８の過加圧を防止するための別の代替機構は、過加圧状態が検出されると作動する警報である。
【００２１】
図２を参照すると、例としての成形部品１００が示されている。成形部品１００は薄肉部品である。成形部品は、流路の厚さＴで割られた流路の長さＬが１００（すなわち、Ｌ／Ｔ＞１００）を超える場合、概ね薄壁であると考えられる。Ｌ／Ｔ比率の増加に伴い、本明細書で説明されている簡略冷却を有する低一定圧力イジェクション成形機及び金型は益々有利となる。特に、Ｌ／Ｔ＞２００又はＬ／Ｔ＞２５０を有する部品の場合、溶融熱可塑性材料は金型キャビティを通過して進んで、高可変圧力イジェクション成形機に比べて金型キャビティを熱可塑性材料でより確実にふさぐため、有利である。流路の長さＬは、ゲート１０２から流路端部１０４までで測定される。薄壁部品は、特に、消費生活用品業界と、健康管理及び医療用品業界で普及している。
【００２２】
薄壁部品は、イジェクション成形においてある特定の障害を示す。例えば、流路の薄さは、材料が流路端部１０４に達する前に溶融熱可塑性材料を冷却する傾向がある。冷却が起こると、熱可塑性材料は凝固し、それ以上流れなくなり、部品は不完全となる。この問題を克服するため、従来型イジェクション成形機は、典型的には１０３．４ＭＰａ（１５，０００ｐｓｉ）を超える非常に高い圧力で溶融熱可塑性材料を金型にイジェクションし、それにより、溶融熱可塑性材料は、冷却及び凝固する機会を有する前に金型キャビティを急速に充填する。このことは、熱可塑性材料の製造業者が非常に高い圧力でイジェクションするように指導する理由の１つである。従来型のイジェクション成形機が高圧で可塑性材料を金型にイジェクションするもう１つの理由は、剪断力の増加であり、剪断力が増加すると、本明細書で考察されているように、流動特性が増加する。これらの非常に高いイジェクション圧力は、金型２８及び供給システムを形成するために、非常に硬い材料の使用を必要とする。
【００２３】
従来のイジェクション成形機は金型を作製するために、工具鋼又は他の硬い材料を使用する。これらの工具鋼は、非常に高いイジェクション圧力に耐えるのに十分に頑丈である一方で、工具鋼は、比較的不十分な熱導体である。結果として、非常に複雑な冷却システムは、金型キャビティが充填される時の冷却時間を強化するために、金型に機械加工され、それは、サイクル時間を低減し、金型の生産性を増加させる。しかしながら、これらの非常に複雑な冷却システムは、金型作成プロセスに多大な時間及び費用を付加する。
【００２４】
本発明者らは、ずり減粘熱可塑材（最小限にずり減粘の熱可塑材でさえ）が、任意の有意な悪影響なく、低く実質的に一定の圧力で、金型２８に注入され得ることを発見した。これらの材料の例としては、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン）、熱可塑性エラストマー、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタレート）、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ（アクリロニトリルーブタジエンースチレン）、ポリ（乳酸）、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミド、ポリアセタール、エチレン−α−オレフィンゴム、及びスチレン−ブタジエンースチレンブロックコポリマーから成るポリマー及びコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。実際に、低く実質的に一定の圧力で成形される部品は、従来の高圧力で成形される部品と比較して、いくつかの優れた特性を示す。この発見は、より高いイジェクション圧力がより良好であることを教示する生産業内の従来の知恵と完全に矛盾している。理論によって束縛されることなく、低く実質的に一定の圧力で、溶融熱可塑性材料を金型２８に注入することは、金型を通ってゲートから金型キャビティの最も遠い部分に前進する、熱可塑性材料の連続的流動フロントを作成すると考えられている。低レベルの剪断力を維持することによって、熱可塑性材料は、そうでなければ従来の高圧力イジェクション成形システムで可能と考えられるものよりもはるかに低い温度及び圧力で、液体及び流動可能なままである。
【００２５】
ここで図３を参照すると、従来の高圧力イジェクション成形プロセスに対する典型的な圧力−時間曲線が、破線２００によって示される。対照的に、開示された低一定圧力イジェクション成形機に対する圧力−時間曲線が、実線２１０によって示される。
【００２６】
従来のケースでは、溶融圧力は、１０３．４ＭＰａ（１５，０００ｐｓｉ）を大きく上回るまで急激に上昇し、その後、第１の期間２２０にわたって比較的高圧（１０３．４ＭＰａ（１５，０００ｐｓｉ）超過）に保たれる。第１の期間２２０は、溶融プラスチック材料が金型キャビティに流れ込む充填時間である。その後、溶融圧力は減少し、第２の期間２３０にわたって、６８．９ＭＰａ（１０，０００ｐｓｉ）のより低いが、それでもなお比較的高い圧力で保持される。第２の期間２３０は、金型キャビティの中の全ての間隙が埋戻されるのを確実にするように溶融圧力が維持される填塞時間である。従来の高圧力イジェクション成形システム中の金型キャビティは、流路の端部からゲートへと戻って充填される。結果として、種々の固化段階におけるプラスチックは、互いの上でパッキングされ、上述のように、最終製品における不整合を引き起こし得る。更に、固化の様々な段階におけるプラスチックの従来の填塞は、いくつかの非理想的材料特性、例えば、成形応力、ヒケ、及び最適でない光学特性をもたらす。
【００２７】
一方で、一定の低圧力イジェクション成形システムは、単一の期間２４０にわたって、実質的に一定の低圧力で、溶融プラスチック材料を金型キャビティに注入する。イジェクション圧力は、４１．４ＭＰａ（６，０００ｐｓｉ）未満である。実質的に一定の低圧力を使用することによって、溶融熱可塑性材料は、流路を通ってゲートから流路の端部に向かって前進する、連続的メルトフロントを維持する。したがって、プラスチック材料は、流路に沿ったあらゆる場所で均一性を維持し、より均一で一貫した最終製品が得られる。比較的均一のプラスチック材料で金型を充填することによって、最終成形部品は、従来の成形部品よりも良好な機械及び光学特性を有する結晶構造を形成し得る。非晶質ポリマーも、優れた機械的及び／又は光学的特性を有する構造を形成し得る。更に、低一定圧力で成形される部品のスキン層は、従来の成形部品のスキン層とは異なる特性を示す。結果として、低一定圧力で成形される部品のスキン層は、従来の成形部品のスキン層よりも良好な光学特性を有することができる。
【００２８】
ノズル内で実質的に一定の低い（例えば、４１．４ＭＰａ（６０００ｐｓｉ）未満）溶融圧力を維持することによって、より機械加工可能な材料が金型２８を形成するために使用されてもよい。例えば、図１に示す金型２８は、１００％以上のミリング機械加工指数（例えば、１００〜１０００％、１００〜９００％、１００〜８００％、１００〜７００％、１００〜６００％、１００〜５００％、１００〜４００％、１００〜３００％、１００〜２５０％、１００〜２２５％、１００〜２００％、１００〜１８０％、１００〜１６０％、１００〜１５０％、１００〜１４０％、１００〜１３０％、１００〜１２０％、１００〜１１０％、１２０〜２５０％、１２０〜２２５％、１２０〜２００％、１２０〜１８０％、１２０〜１６０％、１２０〜１５０％、１２０〜１４０％、１２０〜１３０％、１４０〜４００％、１５０〜３００％、１６０〜２５０％、又は１８０〜２２５％、又は、これらのパーセント数値のいずれかによって形成される任意の範囲など）、１００％以上の穴ぐり機械加工指数（例えば、１００〜１０００％、１００〜９００％、１００〜８００％、１００〜７００％、１００〜６００％、１００〜５００％、１００〜４００％、１００〜３００％、１００〜２５０％、１００〜２２５％、１００〜２００％、１００〜１８０％、１００〜１６０％、１００〜１５０％、１００〜１４０％、１００〜１３０％、１００〜１２０％、１００〜１１０％、１２０〜２５０％、１２０〜２２５％、１２０〜２００％、１２０〜１８０％、１２０〜１６０％、１２０〜１５０％、１２０〜１４０％、１２０〜１３０％、１４０〜４００％、１５０〜３００％、１６０〜２５０％、又は１８０〜２２５％、又はこれらのパーセント数値のいずれかによって形成される任意の範囲など）、１００％以上のワイヤＥＤＭ機械加工指数（例えば、１００〜１０００％、１００〜９００％、１００〜８００％、１００〜７００％、１００〜６００％、１００〜５００％、１００〜４００％、１００〜３００％、１００〜２５０％、１００〜２２５％、１００〜２００％、１００〜１８０％、１００〜１６０％、１００〜１５０％、１００〜１４０％、１００〜１３０％、１００〜１２０％、１００〜１１０％、１２０〜２５０％、１２０〜２２５％、１２０〜２００％、１２０〜１８０％、１２０〜１６０％、１２０〜１５０％、１２０〜１４０％、１２０〜１３０％、１４０〜４００％、１５０〜３００％、１６０〜２５０％、又は１８０〜２２５％、又はこれらのパーセント数値のいずれかによって形成される任意の範囲など）、２００％以上のグラファイトシンカー機械加工指数（例えば、２００〜１０００％、２００〜９００％、２００〜８００％、２００〜７００％、２００〜６００％、２００〜５００％、２００〜４００％、２００〜３００％、２００〜２５０％、３００〜９００％、３００〜８００％、３００〜７００％、３００〜６００％、３００〜５００％、４００〜８００％、４００〜７００％、４００〜６００％、４００〜５００％、又はこれらのパーセント数値のいずれかによって形成される任意の範囲など）、又は１５０％以上の銅シンカー機械加工指数（例えば、１５０〜１０００％、１５０〜９００％、１５０〜８００％、１５０〜７００％、１５０〜６００％、１５０〜５００％、１５０〜４００％、１５０〜３００％、１５０〜２５０％、１５０〜２２５％、１５０〜２００％、１５０〜１７５％、２５０〜８００％、２５０〜７００％、２５０〜６００％、２５０〜５００％、２５０〜４００％、２５０〜４００％、２５０〜３００％、又はこれらのパーセント数値のいずれかによって形成される任意の範囲など）、を有する材料から形成し得る。機械加工指数は、様々な材料のミリング、穴ぐり、ワイヤＥＤＭ及びシンカーＥＤＭ試験に基づく。機械加工指数を決定するための試験方法は、以下で更に詳細に説明される。材料の試料に対する機械加工指数の実施例は、以下の表１にまとめられている。
【００２９】
【表１】
0005973656.tif 000002
【００３０】
金型２８を形成するために、容易に機械加工可能な材料を使用すると、製造時間が大幅に低減され、したがって製造費用の低下をもたらす。更に、これらの機械加工可能な材料は概して、工具鋼よりも良好な熱伝導率を有し、それは、冷却効率を上げ、複雑な冷却システムの必要性を低減する。
【００３１】
これらの容易に機械加工可能な材料の金型２８を形成するとき、良好な熱伝導特性を有する、容易に機械加工可能な材料を選択することも有利である。２０７５  Ｊｏｕｌｅ／ｈｒ−ｃｍ−℃（３０ＢＴＵ／ＨＲ  ＦＴ  °Ｆ）を超える熱伝導率を有する材料が特に有利である。特に、これらの材料は、（Ｊｏｕｌｅ／ｈｒ−ｃｍ−℃（ＢＴＵ／ＨＲ  ＦＴ  °Ｆ）で測定された）、３０〜２００、３０〜１８０、３０〜１６０、３０〜１４０、３０〜１２０、３０〜１００、３０〜８０、３０〜６０、３０〜４０、４０〜２００、６０〜２００、８０〜２００、１００〜２００、１２０〜２００、１４０〜２００、１６０〜２００、１８０〜２００、４０〜２００、４０〜１８０、４０〜１６０、４０〜１４０、４０〜１２０、４０〜１００、４０〜８０、４０〜６０、５０〜１４０、６０〜１４０、７０〜１４０、８０〜１４０、９０〜１４０、１００〜１４０、１１０〜１４０、１２０〜１４０、５０〜１３０、５０〜１２０、５０〜１１０、５０〜１００、５０〜９０、５０〜８０、５０〜７０、５０〜６０、６０〜１３０、７０〜１３０、８０〜１３０、９０〜１３０、１００〜１３０、１１０〜１３０、１２０〜１３０、６０〜１２０、６０〜１１０、６０〜１００、６０〜９０、６０〜８０、６０〜７０、７０〜１３０、７０〜１２０、７０〜１１０、７０〜１００、７０〜９０、７０〜８０、７０〜１１０、７０〜１００、７０〜９０、７０〜８０、８０〜１２０、８０〜１１０、８０〜１００、又は８０〜９００の熱伝導率、又は熱伝導率のこれらの数値のいずれかによって形成される任意の範囲の熱伝導率を有し得る。例えば、良好な熱伝導率を有する、容易に機械加工可能な材料としては、Ａｌｃｏａ  ＱＣ−１０、Ａｌｃａｎ  Ｄｕｒａｍｏｌｄ  ５００、及びＨｏｋｏｔｏｌ（Ａｌｅｒｉｓから入手可能）が挙げられるが、これらに限定されない。良好な熱伝導率を有する材料は、熱可塑性材料からの熱を、金型の外へとより効率的に伝達する。結果として、より単純な冷却システムが使用され得る。
【００３２】
マルチキャビティ金型アセンブリ２８の一実施例が、図４に示されている。マルチキャビティ金型は概して、溶融熱可塑性材料をノズル２６から個々の金型キャビティ３２に誘導する、供給マニホールド６０を含む。供給マニホールド６０は、湯口６２を含み、それは、溶融熱可塑性材料を１つ以上のランナ又は供給チャネル６４に誘導する。各ランナは、複数の金型キャビティ３２に供給してもよい。高生産性金型は、４個以上の金型キャビティ３２、時には３８４個以上の金型キャビティ３２を有し得り、多くの場合、加熱ランナー６４も有し得る。いくつかの実施形態の一定低圧イジェクション成形機は、人為的平衡型供給システム又は非平衡型供給システムなどの非自然平衡型供給システムを有し得る。
【００３３】
ドリリング及びミリング機械加工性指数試験方法
以下に記載される注意深く制御された試験方法で代表的な材料を試験することによって、上記の表１に列挙されるドリリング及びミリング機械加工性指数を決定した。
【００３４】
材料の一片を穿孔又は粉砕するために必要とされるスピンドル負荷を測定することによって、各材料に対する機械加工性指数を決定し、全ての他の機械条件（例えば、マシンテーブル供給速度、スピンドルｒｐｍ等）は、種々の材料間で一定に保持された。スピンドル負荷は、ドリリング又はミリングデバイスに対して、１４００ｒｐｍで７５ｆｔ−ｌｂの、測定されたスピンドル負荷の最大スピンドルトルク負荷に対する割合として報告される。１１１７鋼に対するスピンドル負荷と試験材料に対するスピンドル負荷との間の割合として、指数百分率を計算した。
【００３５】
試験ミリング又はドリリングマシンは、Ｈａｓｓ  ＶＦ−３マシニングセンタであった。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
【表３】
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【００３８】
全試験に対して、「フラッドブラスト」冷却を使用した。冷却剤は、Ｋｏｏｌｒｉｔｅ  ２２９０であった。
【００３９】
ＥＤＭ機械加工性指数試験方法
以下に記載される注意深く制御された試験方法で代表的な材料を試験することによって、上記の表１に列挙されるグラファイト及び銅シンカーＥＤＭ機械加工性指数を決定した。
【００４０】
範囲（詳細は以下）を種々の試験金属に焼き付ける時間を測定することによって、種々の材料に対するＥＤＭ機械加工性指数を決定した。１１１７鋼に焼き付ける時間の、同一範囲を他の試験材料に焼き付けるために必要とされる時間に対する割合として、機械加工性指数百分率を計算した。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
【表５】
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【００４３】
【表６】
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【００４４】
開示された低一定圧力イジェクション成形機は、容易に機械加工可能な材料から構築される金型を有利に利用する。結果として、開示されている低一定圧力イジェクション成形品（及び、従って開示されている低一定圧力イジェクション成形機）は、より低コストで且つより高速に生産し得る。加えて、開示された低一定圧力イジェクション成形機は、より広いプラテン幅、タイバーの間隔の増加、タイバーの除去、より速い運動を促進するためのより軽量の構造物、及び非自然平衡供給システム等、より可撓性の支持構造及びより適応性のある送達構造を利用することが可能である。したがって、開示された低一定圧力型イジェクション成形機は、送達の必要性に合うように改善され得、特定の成形部品に対してより容易にカスタマイズ可能である。
【００４５】
更に、開示されている低一定圧力型イジェクション金型（例えば、１つ以上の金型側と１つ以上の金型支持板を含む金型）は、従来型の高圧イジェクション金型において見られる冷却システムに対して簡略型冷却システムを有し得る。この簡略型冷却システムは、より速やかに且つより容易に製造できるので、従来型の冷却システムよりは経済的である。加えて、簡略型冷却システムは、使用する冷却材の量が少ないので、成形作業時の冷却コストを更に低減する。いくつかの場合、簡略型冷却システムは、金型支持板の中に単独で配置し得り、冷却システムを変更せずに金型側を変更し得る。要約すると、開示されている低一定圧力型イジェクション成形金型は、従来の高速イジェクション成形金型に見られる従来型の複雑な冷却システムに比べて、より経済的であり、より効果的である。
【００４６】
概して、金型支持板は、金型側を物理的に支持し、補強する。２つ以上の金型側（または、成形コア）が金型キャビティを画成する。金型支持板は、金型側の長さ及び幅に沿って連続して接触することによって金型側を支持し得る。あるいは、金型支持板は、金型側と断続的な又は部分的な物理的接触によって金型を支持し得る。このような断続的なまたは部分的な物理的接触は、（ｉ）負荷耐久接触を特定の位置（例えば、補強部位に集中する）、（ｉｉ）熱交換又は熱流の一部の位置を金型側の特定の部分と金型支持板との間に向ける、又は（ｉｉｉ）所与の装置の特別な要求に適応させる、などの様々な理由のために用いられ得る。金型支持板は、成型プロセス全体にわたって金型側と接触したままであってもよく、又は、金型支持板は、成型プロセスの特定の期間の間、金型側から完全に分離してもよい。更に、金型支持板は、互いに固定された２つ又はそれ以上の個別片で形成されてもよい。金型支持板は、熱伝導率が高い（例えば、２０７５  Ｊｏｕｌｅ／ｈｒ−ｃｍ−℃（３０ＢＴＵ／ｈｒ  Ｆｔ  °Ｆ））材料で作製し得る。いくつかの実施形態において、金型支持板は、金型側の材料より高い熱伝導率を有する材料、又はその逆の熱伝導率を有する材料から作製し得る。更に他の実施形態において、金型支持板は、金型側の熱伝導率と同じ熱伝導率を有し得る。一実施例において、金型支持板は、ＣｕＢｅで作製し得り、金型支持板の、例えば、アルミニウム合金６０６１  Ａｌ及び７０７５  Ａｌなどのアルミニウムで作製し得る金型側と接触する少なくとも一部は、ＣｕＢｅで作製しうる。図に示されている金型支持板は、概して、一片の材料で形成されているが、他の実施形態において、金型支持板は、互いに固定された類似または異なる複数の片から形成し得る。
【００４７】
全てのスロットの冷却システムは、システムの冷却複雑度レベルにおいて分類し得り、冷却複雑度ゼロは、もっとも単純な冷却システムを表し、より上位の冷却複雑度レベルは、進行的により複雑な冷却システムを表す。このシステムの冷却システム分類は以下でより詳細に考察されている。しかし、従来型の高生産性消費者製品イジェクション成形機（例えば、クラス１０１及び１０２成形機）は、サイクル時間を低減し、生産性を向上させるために複雑な冷却システムを用いている。概して、高生産性消費者製品イジェクション成形機は、複雑な冷却システム（つまり、レベル４又はそれ以上の冷却システム複雑度レベル）を有する。レベル０からレベル３の冷却複雑度レベルは、概して、高硬度、低熱伝導性材料で作製された金型を含む、従来型の高生産性イジェクション成形金型に十分な冷却性能をもたらさない。
【００４８】
開示されている低一定圧力イジェクション成型金型は、冷却複雑度レベル３以下、好ましくは、従来型の高圧イジェクション成形機と比べて、生産コストを低減し、効率を高めるレベル３、２または１の冷却複雑度レベルを有する冷却システムを備える点で有利である。
【００４９】
本明細書で用いられている冷却複雑度レベルゼロの金型アセンブリは、能動冷却システムを有さない金型アセンブリとして定義されている。換言すれば、冷却複雑度ゼロの金型アセンブリは、熱が金型側を通過し、金型支持板を通過し、最終的には金型アセンブリを取り囲む大気中に出される、受動的冷却に限られる。冷却複雑度レベルゼロの金型は、典型的には、サイクル時間が比較的長い（冷却速度が遅いので、金型内のプラスチックが凝固するのに相当の時間がかかるため）。その結果、高生産性消費者製品金型（例えば、クラス１０１〜１０２成形機で使用される金型）は、冷却複雑度がゼロの金型を使用しない。
【００５０】
ここで、図５Ａ〜５Ｅを参照すると、異なる実施形態の冷却複雑度レベル１の金型アセンブリ３２８（及び／又は異なる実施形態の金型アセンブリ内金型支持板）が示されている。金型アセンブリ３２８は、第１の側３７２と、第２の側３７４を有する金型３７０を備え得る。第１の側３７２と第２の側３７４は、その間に金型キャビティ３７６を形成する。第１の側３７２は、第１の金型支持板３７８によって支持され得り、第２の側３７４は、第２の金型支持板３８０によって支持され得る。第１の金型支持板３７８と第２の金型支持板３８０は、成型プロセス時に作動して第１の側３７２と第２の側３７４を移動するプレス（非表示）に取付けられ得る。１つ以上の冷却ライン３８２は、１つ以上の金型支持板３７８、３８０の中に形成し得る。第１の側３７２と第２の側３７４は、熱伝導率が高い材料で作製されているので、熱は、プラスチックを金型キャビティ３７６内で許容時間内に冷却するのに十分な速さで第１の側と第２の側を通って金型支持板３７８、３８０に流れる。
【００５１】
金型支持板３７８、３８０は、金型支持板３７８、３８０から離れて金型３７０に向かって外向きに延在するポスト又は突出部３８１を有し得る。冷却ライン３８２は、突出部３８１の中まで延在し得る。金型３７０は、金型が突出部３８１の周囲（図５Ｂ）、内側（図５Ｃ）、又は上（図５Ｄ及び５Ｅ）に嵌り得るように相補的な機構を有し得る。このようにして、冷却ライン３８２は、冷却ライン３８２を金型３７０の中まで又は第１の金型側３７２及び第２の金型側３７４の中まで延在させることなくに、金型キャビティに近づけて配置され得る。その結果、金型支持板３７８、３８０は、様々な異なる金型キャビティ形状を有する金型を受容し得る。このようにして、金型は、冷却ラインを第１の側３７２及び／又は第２の側に一体化することなく形成し得り、金型３７０の製造コストを低減する。
【００５２】
従来型の高出力消費者製品イジェクション成形アセンブリは、２つの高硬度、低熱伝導率材料によって形成される金型キャビティ内でプラスチックを適正に冷却しないため、冷却複雑性レベルが１の金型アセンブリを用いない。冷却複雑度レベルが１の金型アセンブリは、冷却ライン３８２を形成するために１つ以上の加工軸が必要とされる場合でも、金型支持板３７８、３８０内に全ての能動冷却ライン３８２を収容するとして定義される。図５Ａ〜５Ｅの実施例において、金型は、スタック金型、キューブ金型、シャトル金型、ヘリコプター金型、回転プラテンを有する金型、又は、必要に応じて、生産性を高める他のマルチキャビティ金型であってもよい。
【００５３】
ここで図６を参照すると、冷却複雑度レベル２の金型アセンブリ３２８が示されている。冷却複雑度レベル２の金型アセンブリは、図６の実施形態における冷却ライン３８２が、少なくとも１つの金型支持板３７８、３８０を貫通し、少なくとも１つの金型側３７２、３７４の中まで延在している点を除いては、（即ち、金型支持板３７８、３８０を貫通している冷却ライン３８２のみに対向している）、図５Ａ〜５Ｅの冷却複雑度レベル１の金型アセンブリ３２８と同じである。冷却ライン３８２は、終端３８４を有する。しかし、各冷却ライン３８２は、単一の加工軸に平行な軸に沿って加工されている。冷却ライン３８２は、冷却流体が冷却ライン３８２を流れやすくするために、図７でより詳細に示されているようにバッフル３８２を有する。冷却複雑度レベル２の金型アセンブリは、冷却ラインを金型キャビティの金型面に近づけて加工するだけの柔軟性を有さないため、高出力消費者製品イジェクション成形機（つまり、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）では使用されなかった。したがって、冷却複雑度レベル２の金型アセンブリは、高硬度、低熱伝導率金型を有する従来型の高出力金型アセンブリを十分に冷却しない。
【００５４】
ここで図８を参照すると、冷却複雑度３の金型アセンブリ３２８の一実施形態が示されている。冷却複雑度３の金型アセンブリ３２８は、少なくとも２つの異なる加工軸を有する冷却流路３８２によって形成される。少なくとも１つの冷却ライン３８２は、２つの異なる加工軸と終端を有する。より詳細には、冷却ライン３８２は、湾曲部、即ち、カーブを有し得る。例えば、冷却ライン３８２は、金型アセンブリ３２８の開閉ストロークＳに実質的に平行な第１の加工軸と、第１の加工軸に対して角度を設けられている第２の加工軸を有し得る。冷却複雑度レベル２の金型アセンブリと同様に、冷却複雑度３の金型アセンブリは、冷却ラインを金型キャビティの金型面に近づけて加工するだけの柔軟性を有さないため、高出力消費者製品イジェクション成形機（つまり、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）では使用されなかった。したがって、冷却複雑度レベル２の金型アセンブリは、高硬度、低熱伝導率金型を有する従来型の高出力金型アセンブリを十分に冷却しない。
【００５５】
ここで図９を参照すると、冷却複雑度レベル４の金型アセンブリ３２８が示されている。冷却複雑度４の金型アセンブリ３２８は、複数の冷却ライン３８２と、終端３８４を有する第１の冷却ライン３８２ａと、終端を有さない貫通穴である第２の冷却ライン３８２ｂとを含む。第１の冷却ライン３８２ａは、金型支持板３７８から第１の金型側３７２の中まで延在し、第２の冷却ライン３８２ｂは、第１の金型側３７２を貫通して延在する。第１の冷却ライン３８２ａの加工軸は、第２の冷却ライン３８２ｂの加工軸とは異なる。換言すると、冷却ライン３８２は、形成するための少なくとも２つの異なる加工軸を有する。冷却複雑度レベル４の金型アセンブリは、金型キャビティ形状が非常に単調な金型アセンブリを有する一部の高出力消費者製品イジェクション成形機（例えば、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）で使用されていた。
【００５６】
ここで図１０を参照すると、冷却複雑度レベル５の金型アセンブリ３２８が示されている。冷却複雑度レベル５の金型アセンブリ３２８は、２つの異なる加工軸を有する貫通穴である第１の冷却ライン３８２を含む。図１０に示されているように、第１の冷却ライン３８２は、互いに角度を設けて対向し、接合部又はカーブ３９４で合流する第１のセクション３９０と第２のセクション３９２とを含む。成型部品の内部の位置で合流する必要がある２つの異なる軸を有する第１の冷却ライン３８２の加工には高精度でより高価な装置を必要とし、製造時間も長くなる。しかし、冷却複雑度５の金型アセンブリ３２８は、冷却ラインは一時のカスタム化に優れているため、高出力消費者製品イジェクション成形機（例えば、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）に使用されていた。このようにして、冷却ラインは、複雑度がより低い冷却複雑度金型アセンブリに比べて金型キャビティにより近づけて配置し得る。その結果、より複雑な冷却複雑度の金型アセンブリが、高硬度、低熱伝導率材料で作製された従来型のイジェクション成形に見られる低熱伝導率の欠点を少なくとも部分的に相殺し得る。
【００５７】
ここで図１１を参照すると、冷却複雑度レベル６の金型アセンブリ３２８が示されている。冷却複雑度６の金型アセンブリは、少なくとも１つの能動冷却動的成形品３９８も有する冷却複雑度が１〜５の金型アセンブリである。冷却流路の動的成形品内での形成には高い精度を必要とする。更に、能動冷却動的成形部品３９８は、金型アセンブリ３２８の動作時に動的成形部品３９８とともに移動する複雑な通流機構を必要とする。冷却複雑度６の金型アセンブリは、高出力消費者製品イジェクション成形機（例えば、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）で使用されていた。
【００５８】
ここで図１２Ａ及び１２Ｂを参照すると、冷却複雑度７の金型アセンブリ３２８が示されている。冷却複雑度７の金型アセンブリ３２８は、少なくとも１つの等角冷却キャビティ３９９を有する冷却複雑度２から６の金型アセンブリである。等角冷却キャビティ３９９は、最大能動冷却を提供するために金型キャビティの外周を少なくとも部分的に補完する。等角冷却キャビティ３９９は、非線形、非同軸上、及び／又は非平面的であってもよい。等角冷却キャビティ３９９は、形成するために複雑な加工を必要とする。加えて、等角冷却キャビティ３９９は、形成に相当の時間を要する。その結果、冷却複雑度７の金型アセンブリは、非常に高価であり、一般的に、非常に入り組んだ部品形状を有する高出力消費者製品イジェクション成型機用に予約される。
【００５９】
本明細書で説明されている簡略型冷却システムは、図１３に示されているキューブ金型４２８を有するイジェクション成形機などの事実上任意のタイプの従来型イジェクション成形機に組込まれ得る。
【００６０】
ここで図５Ａ〜５Ｅに戻ると、レベル１冷却複雑度レベルイジェクション成形機は、蒸発冷却システムを有し得る。蒸発冷却システムは、液体を基準とした冷却システムと比べると、熱を除去する効率が高い。いくつかの実施例において、蒸発冷却システムは、液体を基準とした冷却システムと比べると、熱を除去する効率が１００倍高く、又は、５００倍高い場合がある。本明細書に記載されているイジェクション成形アセンブリは、熱伝導率が高い材料で作成されているので、蒸発冷却システムを有することによって熱除去を高める一方、（冷却ラインを金型キャビティから更に離すことによって）より簡略化された冷却システムを有し得る。冷却ラインを金型キャビティから離すことによって金型側全体にわたって温度分布がより均一になる。有利なことに、レベル１の冷却複雑度金型アセンブリは、冷却流体ラインが金型側の中まで延在しないので、金型支持板と金型側との間に複雑な動的シールを必要としない。その結果、レベル１冷却複雑度レベル金型アセンブリは、冷却流体を金型側の中まで延在させる必要がある従来型の金型アセンブリに比べて、より堅牢であり、故障しにくい。
【００６１】
概して、蒸発冷却システムは、従来型の全流体冷却システムに比べてより多くの熱を金型アセンブリから抽出するために、冷却流体における相変化を利用している。局所的な圧力差を利用することによって、循環流体は、液体と気層の間を交互に入れ替わる。液体から気層への移行は、非常に吸熱的である。液体冷却流体が（金型支持板又はエバポレータなどの）高温領域を通過する時、冷却流体は金型支持板から熱を吸収して、層を気体に変化する。気体は、この後、凝縮器などの低温領域を通過し、そこで熱が気体から周囲に移動される。この熱移動により、気体が凝結されて液体に戻り、金型支持板に送り戻されて更に熱を吸収し、このサイクルが繰り返される。蒸発冷却システムは、従来型の全流体冷却システムに比べて、１０倍、１００倍、又は５００倍の熱除去効率を有し得る。
【００６２】
より具体的には、冷凍式蒸気圧縮冷却システム５００が図１４に示されている。蒸気圧縮冷却システム５００は、冷却循環路５１４の冷却ライン５１２ａ、ｂ内の冷却流体の圧力を増加し、ボイル＝シャルルの法則（つまり、ｐ1Ｖ1／Ｔ1＝ｐ2Ｖ2／Ｔ2）によって冷却流体の温度を冷却ライン５１２ａにおいて上昇させる、コンプレッサ５１０を有する。圧縮された高温冷却流体は、凝縮器５１６の熱交換器に進入する。高温冷却流体は、大気（または他の媒体）と熱を交換し、冷却流体は、その蒸発温度以下に冷却し、液状に凝結する。その後、液体冷却流体は、冷却ライン５１２ｂを通過して膨張弁５２０に移動し、そこで冷却液の容積が増加して、冷却液の圧力が低下し、その結果、再びボイル＝シャルルの法則によって冷却流体が少なくとも部分的に蒸発する。一部の冷却流体は、液体と気体状冷却流体の混合体が、冷却ライン５１２ｃを通ってエバポレータ５２２に移動するように蒸発し得る。一実施形態において、金型支持板はエバポレータ５２２を備え得る。金型支持板は、冷却流体を金型支持板を通過して移動して金型支持板から熱を除去するための１つ以上の冷却流路を有し得る。エバポレータの表面は、エバポレータ５２２内の冷却流体に比べると、比較的暖かい。このようにして、熱はエバポレータ（例えば、金型支持板）から冷却流体に移動され、その結果、残りの冷却流体の大半が蒸発される。
【００６３】
熱を交換し、エバポレータ５２２から蒸発した後、冷却流体は冷却ライン５１２ｄを通ってコンプレッサ５１０に移動し、このプロセスが繰り返される。エバポレータ５２２と、コンプレッサ５１０と、凝縮器５１６と、膨張弁５２０は、全て、冷却ライン５１２ａ〜ｄによって流体接続されている。いくつかの実施形態において、冷却循環路５１４全体は、エバポレータ５２２又は金型支持板の中または上部に配置し得る。他の実施形態において、金型支持板は、（金型支持板内に配置された１つ以上の冷却流路を有する）エバポレータ５２２を備え得り、コンプレッサ５１０と、凝縮器５１６と、膨張弁５２０のうちの少なくとも１つが金型支持板から物理的に切り離し得るが、冷却ライン５１２ａ〜ｄを介して金型支持板に流体接続される。
【００６４】
図１５は、イジェクション成形機で使用し得る蒸発冷却システム６００の一実施形態を示す。蒸発冷却システム６００は、図１４の蒸発冷却システムと同じ要素を有し、各要素は１００単位で増える参照番号を有する。蒸発冷却システム６００は、コンプレッサ６１０と、凝縮器６１６と、膨張弁６２０と、イジェクション金型６２２とを有し、それらすべてが複数の冷却ライン６１２ａ〜ｄを介して流体接続され、閉ループ冷却循環路６１４を形成する。図１５の実施形態において、イジェクション金型６２２自体、より具体的には、イジェクション金型６２２の金型支持板がエバポレータを形成する。
【００６５】
イジェクション金型６２２を通過して流れる冷却流体は、イジェクション金型６２２から熱を除去し、イジェクション金型内の溶融プラスチックを冷却する。増強された冷却性能を有する蒸発冷却システム６００は、冷却液体のみを冷却流路を通って移動する従来の冷却システムに比べてより迅速に熱を除去することによってイジェクション金型６２２のサイクル時間を短縮する。
【００６６】
ここで図１６Ａを参照すると、イジェクション金型の金型支持板４７８内に配置される蒸発冷却システム７００の別の実施例が示されている。蒸発冷却システム７００は、金型支持板４７８内にチャンバ７１０を有する。水などの蒸発性液体７１２が、チャンバ７１０内に配置される。パーコレータチューブ７１４が、チャンバ７１０のリザーバ部をチャンバ７１０の凝縮部７１８に接続する。パーコレータチューブ７１４は、水のチャンバ７１０の底部からチャンバ７１０の上部への移動を促進する。冷却された凝縮器７２０は、チャンバ７１０の上部付近に配置され得る。（図１６の右に位置する）金型側の熱が金型支持板４７８を温めると、リザーバ部７１６の液体水が蒸発し、チャンバを通って凝縮部７１８に向かって上向きに移動する。この蒸発プロセスによって、金型支持板４７８から、したがって、金型支持板４７８に隣り合う金型側から熱が除去される。水蒸気が凝縮器７２０に到達すると、熱は、再び、水蒸気から凝縮器７２０に移動し、水蒸気は凝結して液状に戻る。この液体水は、チャンバ７１０の側部を下って、リザーバ部７１６に向かって流れる。一部の液体水は、チャンバの側壁から再び蒸発し、一部の液体水は、再蒸発する前にリザーバ部７１６に到達する。チャンバ７１０の側壁からの蒸発を高めるために、液体水と側壁との間の表面張力を増大することによって液体水の側壁に対する保持力を高めるコーティングを側壁に施し得る。パーコレータチューブ７１４を通って凝縮部７１８に戻される水を調節するために、制御可能な熱源７２２を、任意で、金型支持板４７８内に配置し（又は、金型支持板４７８に取り付け）得る。
【００６７】
図１６Ｂは、蒸発冷却システム８００の一代替実施形態を示す。図１６Ａの蒸発冷却システム７００の要素に類似している蒸発冷却システム８００の要素は、図１６Ａの要素より１００大きい参照番号を有する。図１６Ｂの蒸発冷却システム８００における主な違いは、追加の回収部８３０が、凝縮部８１８とリザーバ部８１６との間でチャンバ８１０内に垂直向きに配置されていることである。回収部８３０は、より大きい（又はより長い）金型支持板の液体水の回収と再蒸発を促進し得る。
【００６８】
図示されていないが、図１４、１５、１６Ａ、及び１６Ｂの蒸発（及び蒸気圧縮）冷却システム５００、６００、７００、８００は、冷却流体の相対圧力を下げるために真空システムを有し得る。冷却流体の相対圧力が下がると所与の冷却流体の蒸発温度が下がる（他の全ての要素は同じである）。逆に、蒸発（及び蒸気圧縮）冷却システム５００、６００、７００、及び８００は、冷却流体の相対的圧力を増加するために加圧システムを有し得る。冷却流体の相対的圧力が上昇すると、所与の冷却流体の蒸発温度が上昇する（他の全ての要素は同じである）。このようにして、蒸発温度は、典型的には特定の金型が経験する温度に調節し得る。
【００６９】
蒸発冷却システムは、冷却剤（例えば、クロロフルオロカーボン、クロロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロクロロオレフィン、炭化水素、ハイドロオレフィン、パーフロロカーボン、パーフルオロオレフィン、パークロロカーボン、パークロロオレフィン、ハロン／ハロアルカン、及びこれらの混合物）、水、グリコール、ポリエチレングリコール、アルコール、又は水銀などの、多くの異なる種類の冷却流体を使用し得る。上記の冷却材に類似した冷却性能、及び／又は物理的若しくは化学的特性を有する他の冷却材を使用し得る。同様に、０Ｐａ（０ｐｓｉ）（つまり、完全に真空）〜約１３．８ＭＰａ（２，０００ｐｓｉ）の圧力下で約０℃〜約２００℃の間の温度に曝されると相変化する他の冷却流体も使用し得る。いくつかの場合、界面活性剤も冷却流体に加え得る。一部の蒸発冷却システムは、真空システムを利用して異なる圧力を生成し得り、他の蒸発冷却システムは、圧縮機を利用して異なる圧力を生成し得る。
【００７０】
更に他の実施形態において、蒸発冷却システムは、大気中液体蒸発を利用して熱を除去し得る。開示されている金型アセンブリは、熱伝導率が高い材料で作製されているので、一部の冷却複雑度ゼロの金型アセンブリでは、金型支持板又は金型側の外面に冷却液を単に噴霧することが可能であり、冷却液は、液が熱を吸収すると蒸発して、金型支持板又は金型側を冷却する。これらのタイプのシステムで有利に使用し得る液体の１つのタイプは、蒸留水である。蒸留水は、金型支持板又は金型側に残留物を残すことなく完全に蒸発する。いくつかの実施形態において、金型支持板又は金型側の表面積を増加して蒸発と熱除去をさらに促進するために、フィン又はラジエータ構造体を使用し得る。
【００７１】
大気中液体蒸発を利用する蒸発冷却システム９００の一実施形態が図１７に示されている。金型９１０は、第１の金型側９２５と第２の金型側９２７とを有し得る。第１の金型支持板９７８と第２の金型支持板９７８は、ぞれぞれ、第１の金型側９２５と第２の金型側９２７に隣接して配置し得る。スプレーバー９１１は、金型支持板９７８、９８０のうちの一方及び／又は金型側９２５、９２７のうちの一方の近くに配置し得る。スプレーバー９１０は、液体（例えば、水）を加圧してスプレーバー９１０に送るポンプ９１２に流体接続される。液体は、噴霧した液体が金型支持板９７８、９８０及び金型側９２５、９２７のうちの一方の外面を覆うように、ノズル９１４から噴霧される。液体が外面を覆うので、金型支持板９７８、９８０及び／又は金型側９２５、９２７からの熱が液体を蒸発させ、それによって、金型支持板９７８、９８０、及び／又は金型側９２７、９２７を冷却する。蒸発しない液体は、滴り落ち、液体回収領域、即ちサンプ９４０で回収され得る。サンプ９４０は、蒸発しない液体を回収するための領域、即ちリザーバである。戻りライン９４２は、サンプ９４０からポンプ９１２に延在して、水を散布９４０からスプレーバー９１１戻す。ポンプは、また、サンプ９４０内の液面に関係なく、水が常にスプレーバー９１１に供給できるように液体供給源９４４にも接続し得る。
【００７２】
図１７に示されている実施形態において、蒸発した液体は単に大気に排出され、蒸発して失われた液体を補うために、新しい液体が液体供給源９４４を通って供給される。他の実施形態において、金型全体９１０は、閉鎖された環境内に配置され得り、蒸発した液体は、凝縮されサンプ９４０に戻され得る。
【００７３】
開示されている金型アセンブリは、金型支持板の中に完全に制限された冷却流路を有する冷却システムを備え得る。その結果、開示されているシステムは、動的シール（例えば、移動部品間のシール）を必要とせず、冷却流体が大気中に逃げる、即ち大気中に放出されるリスクが低減される。
【００７４】
上記のように、本明細書で開示されている、レベル１冷却複雑度金型用の冷却システムは、金型支持板のうちの一方以上の中にのみ冷却流路を含む。換言すれば、第１の金型側か第２の金型側のいずれかに冷却流路がない。その結果、冷却システム内の全てのシールは、事実上静止しており、非常に堅牢である。つまり、軟らかくて、動的なシールを必要とする、開示されている冷却システムにおいて相互に移動する構成要素間にシールがない。このようにして、結果的に冷却流体を放出することになるシール破損の可能性がないので、開示されている冷却システムは、危険な、有害な、又は高価な冷却流体（「新規な冷却流体」と呼ばれることがある）を使用し得る。一部の危険な、有害な、又は高価な冷却流体は、従来の冷却流体に比べて、優れた熱吸収性を有し得る。しかし、これらの、危険な、有害な、又は高価な冷却流体は、シールが破損（特に、移動部品間の動的シールの破損）し、冷却流体が大気中に放出される恐れがあるために、以前は、イジェクション成型用の冷却システムには用いられなかった。開示されている冷却システムで（大気中に漏れる恐れが非常に低いため）現在使用し得る特に有用な、危険な、有害な、又は高価な冷却流体には、暖房用オイル、油圧油、グリコール、セシウム、水銀、カリウム（２５℃で熱伝導率が約４２Ｗ／ｍＫのもの）、鉛ビスマス共晶合金、ナトリウムカリウム合金、ナトリウムカリウムセシウム合金、鉛ビスマスなどが挙げられる。
【００７５】
望ましい冷却流体は、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有し得る。より望ましい冷却流体は、約１Ｗ／ｍＫ〜約４２Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有し得る。いくつかの望ましい冷却液は、約５℃〜約１６０℃の温度で、流動性を持つ粘性（例えば、１００，０００ｃｐｉ以下）を保持する。有害な又は危険な冷却流体に加えて、比較的高価な非有害性冷却流体も開示されている冷却システムで使用し得る。１つのかかる高価ではあるが有用な冷却流体は、蒸留水であって、開示されている冷却システムの内部構成要素を腐食させないという有利性がある。しかし、蒸留水は、シールの破損のために失われた蒸留水を絶えず交換する必要があることから、従来型の高生産性イジェクション成形システムでは用いられなかった。そのようにして失われた水のために、一般的に、補充用の蒸留水を生産するための蒸留プラントを必要としたが、競争の激しい消費者生活用品イジェクション成形業界では法外な費用がかかるものである。
【００７６】
開示されている冷却複雑度レベル１の金型から動的シールをなくすことによって、広範囲の冷却流体を使用し得る。上記のように、いくつかの潜在的に有害な、危険な、又は高価な冷却流体が使用され得る。加えて、ナノ流体が冷却流体として使用され得る。ナノ流体は、キャリア液全体に拡散されたナノ粒子として公知の小さなナノ寸法の粒子を有する水などのキャリア液を含む。固体材料（例えば、酸化銅、アルミナ、二酸化チタン、カーボンナノチューブ、シリカ、又は同または銀ナノロッドを含む金属）のナノ粒子は、キャリア液中に拡散され得り、キャリア液単体と比べて、結果的に生じる冷却材の熱伝導性能を高める。この性能向上率は、理論的に３５０％程度であり得る。いくつかの実施例において、ナノ流体は、キャリア液単体の熱伝導率より５０％〜１００％高い熱伝導率を有することが実験的に示されている。また、ナノ流体は、従来の冷却流体に比べて、熱流速の著しい増加を示す。一実施例において、ナノ流体は、エチレングリコールと銅ナノ粒子を含み得り、２５℃で約１．４Ｗ／ｍＬの熱伝導率を有する。
【００７７】
例えば、０．５ｖｏｌ．％で直径５５±１２ｎｍ、平均長さ１２．８マイクロメートルの銅ナノロッドは、水の熱伝導率を６８％増加し得り、０．５ｖｏｌ．％の銅ナノロッドは、エチレングリコールをベースとした冷却材の熱伝導率を９８％増加した。０．１％のアルミナナノ粒子は、水の臨界熱流束を約７０％増加し得る。
【００７８】
レベル１冷却複雑度の金型におけるシールは、本質的に（静止シールであるため）非常に堅牢なので、動的（より軟らかい）シールをより急速に劣化させる傾向があるナノ流体何のナノ粒子に対してはるかに優れた耐性を有する。結果として、開示されている冷却複雑度レベル１の金型は、ナノ粒子を使用して伝熱率を高め、結果的に冷却効率を高め得る。望ましいナノ流体は、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有し得る。キャリア流体に追加し得るナノ粒子の例としては、酸化銅、アルミナ、二酸化チタン、窒化ホウ素ナノチューブ、カーボンナノチューブ、カーボンウラニウムナノロッド、銅ナノロッドが挙げられる。加えて、これらのナノ流体は、従来の冷却流体に比べて、熱容量が大きい。その結果として、ナノ流体が従来の冷却流体に比べて単位体積当たりより多くの熱を除去できるように流体の循環速度を遅くし得る。このようにして、かかるシステムに必要とされる全体的な冷却流体の容積を減らし、それに相応して、全体的なコストと冷却システムの複雑性を低減し得る。
【００７９】
この熱伝導率の増加と全体的な流体容量の低減によって、ナノ流体を使用する一部の冷却複雑度レベル１の金型は、ナノ流体が、ナノ流体を十分冷却し得るだけの長い時間、熱交換器内に滞留するので、輻射熱形熱交換器を利用して金型支持板を通過して循環する前にナノ流体を冷却し得る。
【００８０】
いくつかのレベルゼロ冷却複雑度の金型において、金型は、熱の大気への対流／伝導によって完全に冷却され得る。ラジエータフィンを金型支持板又は金型側上に形成して、大気に対する熱の対流を高め得る。加えて、ファンなどの気体移動装置は、金型上及び／又はラジエータフィン上の大気ガスを移動して、伝導による熱放出を更に高め得る。
【００８１】
概して、本開示の低等圧イジェクション成形機は、上記のように熱伝導率が高い材料から製作された金型及び／又は金型アセンブリを有する。この高い熱伝導率により、開示されている低等圧イジェクション成形機、金型、金型アセンブリは、冷却複雑度レベル３又は下位の金型アセンブリを用いて、事実上、任意の部品形状について成形部品を冷却できる。成形部品の冷却には、冷却複雑度レベル２の金型アセンブリを使用することが好ましい。成形部品の冷却には、冷却複雑度レベル１の金型アセンブリを使用することがより好ましい。一部の部品形状については、冷却複雑度レベルゼロの金型アセンブリでさえ使用し得る。冷却複雑度レベル３又はより下位の金型アセンブリは、高硬度、低熱伝導率の材料で製作された従来型のイジェクション成形の場合、より複雑な冷却システムが要求された超高出力消費者製品イジェクション成形機（例えば、クラス１０１〜１０２イジェクション成形機）においてさせ使用され得る。その結果として、開示されている低等圧イジェクション成形と金型アセンブリ、及びそれに伴うイジェクション成形機は、製造コストが廉価である一方、金型のサイクル時間を短縮し、複雑度の低い冷却システムが少なくとも部分的に可能であるため金型生産性を高める。
【００８２】
高熱伝導率材料から製作される金型は、イジェクション成型プロセス時の温度分布が従来型の金型に比べて均一であるという更なる利点を有する。換言すれば、金型内の部位ごとの温度のばらつきが少ない。その結果、熱伝導率が高い金型で製造された部品は従来型の金型で製造された部品に比べて、内部応力が少ない（及び、結晶構造がより均一である）。このより低い内部応力とより均一な結晶化度が低い部品の反り率をもたらす。従来型の金型において、金型キャビティは、不均質な温度勾配による部品の反りを相殺するように設計されている場合が多いが、これは、従来型金型アセンブリのコストと複雑度を増大する。特定の相殺を完了するには、反復的な、時間のかかる試行プロセスを必要とする。高熱伝導率金型においては、より均一な冷却によって内部応力がより均一であるため、成形部品に大きな反りがないので、金型キャビティは、反りを相殺するように設計される必要がない。このようにして、従来型金型の設計において用いられた反復相殺プロセスは回避し得り、製造コストと時間を更に低減し得る。
【００８３】
「実質的に」、「約」、及び「およそ」という用語は、特別の定めのない限り、本明細書において、任意の定量的な比較、値、測定値、又は他の表現に帰属される場合がある、不確定の固有度を表すために利用される得ることに留意すべきである。これらの用語はまた、本明細書では、定量的表現が、問題となる対象物の基本的機能に変化をもたらすことなく、記載の基準から変動する程度を表すためにも利用される。特に本明細書中で定義されている場合を除き、「実質的に」、「約」、及び「およそ」という用語は、記載された基準値の２０％以内の範囲にある定量的な比較、値、測定値、又は他の表現を意味する。
【００８４】
本明細書で例示及び記載された製品の様々な実施形態が、低一定圧力イジェクション成形プロセスによって作製されてもよいことはここで明らかである。本明細書では、消費財を含む製品又は消費財製品自体を特に参照したが、本明細書で検討した低一定圧力イジェクション成形方法が、消費財産業、外食産業、運送業、医療産業、玩具産業等で使用される製品と共に使用するために好適であり得ることは明らかである。更に、本明細書に開示された教示が、金型内の装飾、インサート成形、金型内組立品等と組み合わされて、スタック金型、回転及びコアバック金型を含む多数の材料の金型の構成体において使用され得ることが、当業者であれば理解されるであろう。
【００８５】
本明細書で開示されている実施形態のうちのいずれかの一部または全ては、以下で説明されている実施形態を含む、当該技術分野において既知の他の実施形態の一部または全てと組み合わせ得る。
【００８６】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，０４５号「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ａｔ  Ｌｏｗ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」（申請者の事例１２１２７）で開示され、ＵＳ  ２０１２−０２９４９６３  Ａ１として公開されている、低等圧におけるイジェクション成形の実施形態と併用し得る。
【００８７】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，０４７号「Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｏｒ  ａ  Ｌｏｗ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」（申請者の事例１２１２８）で開示され、ＵＳ  ２０１２−０２９１８８５  Ａ１として公開されている、圧力制御の実施形態と併用し得る。
【００８８】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年２月２４日に出願された米国特許出願第６１／６０２，７８１号「Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄ  Ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」（申請者の事例１２１２９Ｐ）で開示されている簡略型冷却システムの実施形態と併用し得る。
【００８９】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，０７３号「Ｎｏｎ−Ｎａｔｕｒａｌｌｙ  Ｂａｌａｎｃｅｄ  Ｆｅｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ａｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｕｓ」（申請者の事例１２１３０）で開示され、ＵＳ  ２０１２−０２９２８２３  Ａ１として公開されている、非自然平衡型供給システムの実施形態と併用し得る。
【００９０】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，１９７号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ａｔ  Ｌｏｗ，Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」（申請者の事例１２１３１Ｑ）で開示され、ＵＳ  ２０１２−０２９５０５０  Ａ１として公開されている、低圧、実質的に等圧におけるイジェクション成形の実施形態と併用し得る。
【００９１】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，１７８号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ａｔ  Ｌｏｗ，Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」（申請者の事例１２１３２Ｑ）で開示され、ＵＳ  ２０１２−０２９５０４９  Ａ１として公開されている、低圧、実質的に等圧におけるイジェクション成形の実施形態と併用し得る。
【００９２】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年２月２４日に出願された米国特許出願第６１／６０２，６５０号「Ｈｉｇｈ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃｏ−Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」（申請者の事例１２３６１Ｐ）で開示されている共イジェクション成形プロセスの実施形態と併用し得る。
【００９３】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２日に出願された米国特許出願第６１／６４１，３４９号「Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄ  Ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｒ  ａ  Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｅｘｏｔｉｃ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ」（申請者の事例１２４５３Ｐ）で開示されている簡略型冷却システムの実施形態と併用し得る。
【００９４】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年５月２１日に出願された米国特許出願第１３／４７６，５８４「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｗａｌｌ  Ｐａｒｔｓ」（申請者の事例１２４８７）で開示されている、薄壁部品の成形の実施形態と併用し得る。
【００９５】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年１１月８日に出願された米国特許出願第１３／６７２，２４６号「Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄ  Ｗｉｔｈ  Ｆａｉｌ  Ｓａｆｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」（申請者の事例１２６５７Ｐ）で開示されているフェイルセーフメカニズム付き成形の実施形態と併用し得る。
【００９６】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年１１月２０日に出願された米国特許出願第１３／６８２，４５６号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ａ  Ｈｉｇｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ」（申請者の事例１２６７３Ｐ）で開示されている高生産性成形の実施形態と併用し得る。
【００９７】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年１１月２０日に出願された米国特許出願第６１／７２８，７６４号「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ａｎｄ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ  Ｃａｓｔｏｒ  Ｏｉｌ」（申請者の事例１２７６４Ｐ）で開示されている特定の熱可塑材の成形の実施形態と併用し得る。
【００９８】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年１１月２１日に出願された米国特許出願第６１／８７２９，０２８号「Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｓｉｚｅ  Ｒｕｎｎｅｒ  ｆｏｒ  ａｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄ  Ｓｙｓｔｅｍ」（申請者の事例１２６７７Ｐ）で開示されているランナーシステムの実施形態と併用し得る。
【００９９】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、２０１２年３月１７日に発行されたされた米国特許第５，７２８，３２９号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  ａ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｉｎｔｏ  ａ  Ｍｏｌｄ  Ｃａｖｉｔｙ」（申請者の事例１２４６７ＣＣ）で開示されている成形プロセスの制御の実施形態と併用し得る。
【０１００】
本開示の実施形態は、本明細書に参照によって組込まれている、１９９８年２月１０日に発行された米国特許第５，７１６，５６１号「Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」（申請者の事例１２４６７ＣＲ）で開示されている成形プロセスの制御の実施形態と併用し得る。
【０１０１】
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ミリメートル」として開示される寸法は、「約４０ミリメートル」を意味するものである。
【０１０２】
任意の相互参照又は関連特許若しくは関連出願を包含する本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、その全てを本明細書中に参照により組み込まれる。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の全ての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書において、用語の任意の意味又は定義の範囲が、参考として組み込まれた文書中の同様の用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書中で用語に割り当てられる意味又は定義に準拠するものとする。
【０１０３】
本明細書では特定の実施形態を図示し説明したが、請求内容の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行うことができることを理解されたい。更に、本明細書で請求内容の様々な態様を述べたが、そのような態様は組み合わせで利用されなくてもよい。したがって、添付の「特許請求の範囲」は、請求内容の範囲内のそのような全ての変更及び修正を含むものとする。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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