(57)【要約】【課題】ポリマー溶融体を加工する射出成形機又は射出成形型用のニードル式遮断ノズル１を有する装置を提供すること。【解決手段】この装置は、溶融体の流れのためのチャンネル２、チャンネルの出口に設けられたノズル３、チャンネル内に案内されノズルを遮断する遮断ニードル４、及びニードル駆動装置５として遮断ニードルを動かすピストン６を有する駆動シリンダ５’を含む。この構成において、ピストンは、流体作動媒体の手段によって駆動されることができる。駆動シリンダは、チャンネル内部に配置されており、流体作動媒体が圧縮ガスでありその圧力が５０ｂａｒより大きい液圧装置の一部である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー溶融体を加工するための射出成形機用又は射出成形工具用のニードル式遮断ノズル（１）を有する装置であって、該装置が、溶融体を流すためのチャンネル（２）と、前記チャンネルの出口に設けられたノズル（３）と、前記ノズルを遮断するために前記チャンネル内に案内される遮断ニードル（４）と、駆動シリンダ（５’）及びピストン（６）を有する前記遮断ニードルを動かすためのニードル駆動装置（５）とを含み、前記遮断ニードルに連結されている前記ピストンが、流体作動媒体によって駆動可能である装置において、
前記駆動シリンダが、前記チャンネル内部に配置されており、
前記駆動シリンダが、前記流体作動媒体が圧縮ガスであってその圧力が５０ｂａｒより大きい液圧装置の一部であることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記駆動シリンダ（５’）から逃げる前記作動媒体によるポリマー溶融体の小さな汚染に関して、製造される射出成形品の品質への影響に問題のない材料が流体作動媒体として選ばれ、この問題のない品質への影響に関して、
ａ）ポリマー溶融体の吸収したガスが射出成形品内に溶融しており、とりわけ、射出成形品の製造後、拡散によって前記射出成形品から気化する場合、又は
ｂ）ポリマー溶融体の吸収したガスが、単独で又は他の発泡剤とともに物理的発泡剤として働き、射出成形品内に小さな気泡を形成する場合の少なくとも２つの場合が特徴づけられることを特徴とする、請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記ガスが、ＣＯ２、Ｎ２、空気、不活性ガス、水蒸気、又はこれらのガスの少なくとも２つの混合物であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された装置。
【請求項４】
前記圧縮ガスが、超臨界にある熱力学的状態にあることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された装置。
【請求項５】
前記ニードル式遮断ノズル（１）又はあるニードル式遮断ノズル（１）が、可塑化シリンダの先端に遮断部材を形成し、及び／又は前記ニードル式遮断ノズル若しくはあるニードル式遮断ノズルが、ホット・チャンネル内に配置され、とりわけ、前記ホット・チャンネルが複数の溶融体チャンネル（２）のうちの１つであることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された装置。
【請求項６】
前記駆動シリンダ（５’）が、前記流体作動媒体用の局所計量ステーションに連結されていることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された液圧のニードル式遮断ノズル（１）を有する装置を含む射出成形機を有する設備において、前記ニードル式遮断ノズルが可塑化シリンダの下流に配置され、とりわけ、前記ニードル式遮断ノズルが前記可塑化シリンダの先端に遮断部材を形成することを特徴とする、設備。
【請求項８】
含浸ユニットが、前記可塑化シリンダと前記ニードル式遮断ノズル（１）との間に配置され、前記含浸ユニットに前記ニードル式遮断ノズルが組み込まれ、及び前記含浸ユニット内でポリマー溶融体に物理的発泡剤を含浸できるようになっていることを特徴とする、請求項７に記載された設備。
【請求項９】
圧縮ガス用の容器が設けられ、前記ガスが、前記ニードル式遮断ノズル（１）用の作動媒体としても含浸用の発泡剤としても使用できるものであることを特徴とする、請求項８に記載された設備。
【請求項１０】
前記ポリマー溶融体が、複数のホット・チャンネルの液圧のニードル式遮断ノズル（１）を通り、近接して配置されている送り込み地点を介して滝状の態様で成形型に供給されることができるようになっており、互いに隣接する前記送り込み地点が、前記駆動シリンダ（５’）の直径に対して、それらのシリンダ直径の最も大きいものの５倍よりもそれぞれ小さい間隔で配置され、及びそれらの間隔又はそのひとつひとつが前記シリンダ直径の２倍よりも小さく、とりわけ、構造的設計の結果として可能な程度まで最小化された値をとることを特徴とする、請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載された設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載された射出成形機用のニードル式遮断ノズル（ｎｅｅｄｌｅ  ｓｈｕｔ−ｏｆｆ  ｎｏｚｚｌｅ）を有する装置に関するものであり、また、射出成形機及び本発明による装置を有する設備にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
会議報告書（国際年次大会射出成形２００４（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｕａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｕｌｄｉｎｇ  ２００４）、ＶＤＩ出版（ＶＤＩ  Ｖｅｒｌａｇ）、デュッセルドルフ（Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ）、２００４年、第３５７頁〜３６７頁）には、プラスチック射出成形品の製造に使用されるホット・ランナ技術に関連して最新成果の概略が記載されている。この技術は、射出成形型内における加熱ランナに関するものである。複雑な射出成形型においては、複数の密接に配置されたチャンネルをそれぞれが有するランナ・システムが使用されている。溶融プラスチックは、制御された方法で、ランナ・システムを通って射出成形型の様々な領域、いわゆる「金型キャビティ」、又は金型キャビティの複数の領域にも入れられる。溶融体案内チャンネルの加熱器によって、チャンネル内に入っている溶融体が凝固しないようにされる。有利には、ホット・ランナ技術を用いた射出成形品上へランナ部又はスプルーは作製されず、それにより一般的に射出成形の速さ（ｃａｄｅｎｃｅ）をより速くしランナ部分の除去を不要にさせる。各ホット・チャンネルの開口部又は開口部の上流にノズルが設けられ、ノズルを通る溶融体の流れはニードル弁によって影響を受け、具体的には遮断されることができる。有利には、この種類のホット・チャンネル・ノズルは、ニードル式遮断ノズルとして設計され、そのニードルは、加圧流体によって能動的に開けられすなわち開放され、または能動的に閉じられることができる。
【０００３】
ニードル式遮断ノズルの遮断ニードルは、気体作動媒体を用いて気体圧により、又は作動媒体として油を用いて油圧により、例えば遮断ニードルに作用するレバーを動かす駆動シリンダを用いることによって、開位置又は閉位置にされることができる。射出成形機に用いられる既知の遮断部材は、可塑化アグリゲート（ｐｌａｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｇｇｒｅｇａｔｅ）の先端に配置され、気体圧ニードル駆動装置を有するニードル式遮断ノズルである。このニードル駆動装置には、使用可能な広い空間がなくてはならない。圧縮率の大きい気体作動媒体はさらに不利である。ホット・チャンネル・ノズルにおいてすでに実現されている油圧のニードル式遮断ノズルでは、必要な空間は、より狭くてすむ。この構成において、作動媒体すなわち油圧油の圧縮率は比較的小さい方が有利である。しかし、油圧油を用いて動かされるそうしたニードル駆動装置においては、空間の必要性は、特定の場合では依然として非常に大きい。その場合とは、例えば、ポリマー溶融体がホット・チャンネル・システムを用いた成形型内に滝状（ｃａｓｃａｄｅ−ｌｉｋｅ）の態様で供給される場合である。この種類のホット・チャンネル・システムにおいては、ホット・チャンネルの送り込み箇所が密に配置されることが望ましく不可欠でさえある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ニードル駆動装置が空間の必要性に関して既存の気体圧による解決策より有利に設計されている、ニードル式遮断ノズルを有する装置を製作することである。この目的は、基本的には、液圧を用いて解決することができる。しかし、既知の解決策は、前に述べた目的に関して依然として不十分である。この目的は、請求項１に定義されている装置によって果たされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ポリマー溶融体を加工する射出成形機又は射出成形型用のニードル式遮断ノズルを有する装置が提供される。この装置は、溶融体の流れのためのチャンネル（流路）、そのチャンネルの出口のところに設けられたノズル、弁を遮断するためにチャンネル内に案内される遮断ニードル、及びニードル駆動装置として遮断ニードルを動かすピストンを有する駆動シリンダを含む。この構成において、ピストンは、流体作動媒体によって駆動されることができる。駆動シリンダは、チャンネル内部に配置され、流体作動媒体が圧縮ガスであってその圧力が５０ｂａｒより大きい液圧装置の一部である。
【０００６】
圧縮ガスは、圧縮率が比較的小さく、したがって液圧作動媒体として考えることができる。理想気体の場合、５０ｂａｒにおける圧縮率は、２×１０−７Ｐａ−１である（圧縮率ｘ＝（∂ρ／∂ｐ）Ｔ  ρ―１＝ｐ−１）。窒素Ｎ２は、ほぼ理想気体である。
【０００７】
従属請求項２から請求項６までは本発明による装置の有利な実施例に関するものである。請求項７から請求項１０まではそれぞれ本発明による装置を含む射出成形機を有する設備についてのものである。
【実施例】
【０００８】
以下の図を参照することにより本発明を説明する。
【０００９】
図１および図２を参照すると（２つの図のうちの一方が他方に対して長手方向軸線のまわりに９０°回転されている）、射出成形機用の本発明によるニードル式遮断ノズル１は、以下の構成部材、すなわち、動作している間、その中をポリマー溶融体がノズル３へ流れるチャンネル２と、溶融体チャンネル２内に供給されノズル３を遮断することによって溶融体の流れを止める遮断ニードル４と、魚雷（ｔｏｒｐｅｄｏ）形駆動シリンダ５’及びピストン６を有する、遮断ニードル４を動かすニードル駆動装置５とを含む。ピストン６は、耐熱性シール６０を有し、軸４０を介して遮断ニードル４に連結されている。本発明によれば、ピストンは、圧縮ガスである作動媒体によって駆動され、その圧力は５０ｂａｒより大きい。ガスの圧力は、最大６００ｂａｒまでの圧力から選ぶことができる。
【００１０】
駆動シリンダ５’は、液圧装置の一部であり、通路５１、５２を介して図示されていないさらに別のこの装置の構成部材に連結されている。（両方向矢印８ａ、８ｂは流体作動媒体の移送を示す）。通路５１、５２はウェブ７を通っており、ウェブ７は、耐久性のある連結部５０を介してチャンネル壁部２０（又はハウジング２０）に固定されている。通路５２は、駆動シリンダ５’の中央長手方向穴部に開口している。この穴部は、外端で閉じている。有利には、魚雷形駆動シリンダ５’は、２つ以上のウェブ７を介してチャンネル壁部２０に連結される。動作している間は、チャンネル壁部２０は、図示されていない加熱装置によって、ポリマー溶融体が良好な流動性を有する温度に保たれる。駆動シリンダ５’の後ろに形成されているチャンネル２の領域２１は、可塑化アグリゲート（又は可塑化シリンダ）への連結部として図示されていない形に形成されている。
【００１１】
作動媒体は、チャンネル内部に配置されている駆動シリンダ５’からシール（密封材）５４を通って逃げることができ、その結果ポリマー溶融体の汚染度を小さくできる。したがって、有利には、この汚染を考慮して、製造される射出成形品の品質への影響について問題のない材料が作動媒体に選ばれる。品質への影響が問題とならない場合として、以下の少なくとも２つの場合が特徴づけられる。
ａ）ポリマー溶融体の吸収したガスが、射出成形品内に溶けたままである。汚染は、射出成形品の完成後に気化、特に拡散によって逃げることができる。
ｂ）ポリマー溶融体の吸収したガスが、単独で又は他の発泡剤とともに物理的発泡剤として働き気泡を形成する。
【００１２】
シール５４は、３段式ワイパ・リング（ｗｉｐｅｒ  ｒｉｎｇ）として設計される。このワイパ・リングによって、軸４０の表面に付着した溶融体が駆動シリンダ５’のシリンダ空間内に入らないようにされる。
【００１３】
流体作動媒体として、ＣＯ２、Ｎ２、空気、希ガス、水蒸気、又はこれらのガス（又は水蒸気）のうちの少なくとも２つの混合物を使用することができる。圧縮ガスは、（作動シリンダ内において）超臨界にある熱力学的状態にあることができる。
【００１４】
ニードル式遮断ノズル１は、可塑化シリンダの先端（ヘッド）に遮断手段を形成することができ、且つ／又は加熱チャンネル内に配置されることができる。設備は、ニードル式遮断ノズル１をそれぞれが含む複数の溶融体チャンネルを含むことができる。
【００１５】
駆動シリンダは、流体作動媒体用の局所計量ステーション（ｌｏｃａｌ  ｍｅｔｅｒｉｎｇ  ｓｔａｔｉｏｎ）に連結されることができる。容器又はアキュムレータを圧縮ガス用に設けることができる。このガスは、ニードル式遮断ノズル用の流体作動媒体としてだけでなく、含浸用の発泡剤としても使用されることができる。
【００１６】
液圧駆動のニードル式遮断ノズルを有する本発明による装置を含む有利な設備において、ニードル式遮断ノズルは、可塑化シリンダの下流に配置されることができる。具体的には、このニードル式遮断ノズル１は、可塑化シリンダの先端に遮断部材を形成することができる。
【００１７】
本発明による別の設備において、ポリマー溶融体は、複数のホット・チャンネルを通って滝（カスケード）のような態様で成形型に供給される。この構成において、送り込み地点（ポイント）又はゲートは、既知の設備よりも密に配置されることができる。互いに隣接する送り込み地点は、駆動シリンダの直径に対して、それらのシリンダ直径の最も大きいものの５倍よりもそれぞれ小さい間隔、又はそれらの間隔のひとつひとつがシリンダ直径の２倍よりも小さい間隔で配置されることができる。特定の場合において、間隔は、ホット・チャンネルの構造設計の結果として可能な程度まで最小化された最小値をとる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】長手方向に切断された溶融体チャンネルを有する本発明によるニードル式遮断ノズルの図。
【図２】図１のニードル式遮断ノズル及び長手方向に切断された駆動シリンダの異なる図。
【符号の説明】
【００１９】
１  ニードル式遮断ノズル
２  チャンネル
３  ノズル
４  遮断ニードル
５  ニードル駆動装置
５’  駆動シリンダ
６  ピストン
７  ウェブ
５１、５２  通路
５４  シール
６０  耐熱性シール
【図１】
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【図２】
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