【手続補正書】
【提出日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【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】
周期的に動作できるポリマー処理システムにおいて、
バレル内に配設されたスクリューであって、該スクリューと該バレルとの間にポリマー処理空間が画成されており、該スクリューの、長さと直径との比（L:Dの比）は、約24:1以下である、スクリューと、
発泡剤注入ポートに接続された発泡剤供給源であって、当該発泡剤供給源から前記ポリマー処理システム内のポリマー材料へ発泡剤を流入させ得る、発泡剤供給源とを備える、ポリマー処理システム。
【請求項２】
該ポリマー処理システムは、周期的にポリマー材料を成形型の中へ射出注入する動作、または、周期的にポリマー材料をダイから射出する動作を実行できる、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項３】
少なくとも２つの発泡剤注入ポートを備える、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項４】
前記発泡剤注入ポートが、前記バレルに設けられる、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項５】
前記スクリューが前記バレル内で往復動する、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項６】
該ポリマー処理システムが、既存のポリマー処理システムに改造を施して構成したシステムである、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項７】
前記スクリューが、前記発泡剤注入ポートの上流側に位置する規制要素を備えており、当該規制要素は、射出注入サイクルまたは射出サイクルの少なくとも一部の実行中に、ポリマー材料ないし発泡剤が該規制要素を通過して上流側へ流れることを規制するように構成される、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項８】
前記スクリューは、当該スクリューの下流側の端部に先端弁を備えており、当該先端弁は、弁が開いた状態でポリマー材料が該先端弁を通過して下流側への流れを許容し、弁が閉じた状態でポリマー材料が該先端弁を通過して上流側への流れを規制する、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項９】
前記スクリューは、約20:1〜約24:1の範囲内にあるL:Dの比を備える、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１０】
前記発泡剤注入ポートの中に装着される発泡剤注入部材を備えており、当該発泡剤注入部材には、前記発泡剤供給源から前記ポリマー処理空間へ流入する発泡剤が通過する少なくとも１つのオリフィスが形成されている、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１１】
前記発泡剤注入部材は、当該発泡剤注入部材の中に複数のオリフィスを備える、請求項１０記載のポリマー処理システム。
【請求項１２】
前記発泡剤供給源と前記ポリマー処理空間とを接続している通路中に、注入弁が配設されており、当該注入弁は、発泡剤が該注入弁を通過して流れることを許容する開弁状態と、発泡剤ないしポリマー材料が該発泡剤注入弁を通過して流れることを阻止する閉弁状態とを備える、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１３】
前記注入弁が、前記発泡剤注入ポートの中に装着される注入アセンブリの一部を構成している、請求項１２記載のポリマー処理システム。
【請求項１４】
前記発泡剤が、二酸化炭素または窒素である、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１５】
前記システムの構成要素に接続された制御システムを備えており、当該制御システムは、少なくとも１つの構成要素から入力を受け取り、少なくとも１つの構成要素へ出力を送出するように構成される、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１６】
射出成形型を備えており、当該射出成形型が前記ポリマー処理空間に接続されるキャビティを画成する、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１７】
前記ポリマー処理システムが、微細気孔材料を製造するように構成される、請求項１記載のポリマー処理システム。
【請求項１８】
ポリマー処理システムにおけるポリマー材料の処理方法において、
スクリューとバレルとの間に画成されたポリマー処理空間内においてポリマー材料を搬送する工程であって、該スクリューの、長さと直径との比（L:D比）は約24:1以下である、搬送する工程と、
前記ポリマー処理システム内のポリマー材料へ発泡剤を注入する工程であって、ポリマー材料と発泡剤とから成る混合物を調製する、注入する工程と、
ポリマー材料と発泡剤とから成る前記混合物を成形型の中へ射出注入するか、または、該混合物をダイから射出する、工程とを備える、処理方法。
【請求項１９】
前記ポリマー処理空間内において、発泡剤とポリマー材料とから成る単一相の溶融物を形成する工程を備える、請求項１８記載の処理方法。
【請求項２０】
発泡体製品を形成する工程を備える、請求項１８記載の処理方法。
【請求項２１】
微細気孔製品を形成する工程を備える、請求項２０記載の処理方法。
【請求項２２】
システムの改造方法であって、
第１システムの第１スクリューを、長さと直径との比（L:Dの比）が約24:1以下の交換用スクリューに交換する工程を備え、バレル中に装着される前記交換用スクリューを含む改造されたシステムを与え、当該改造されたシステムは、周期的にポリマー材料を成形型の中へ射出注入する動作、または、周期的にポリマー材料をダイから射出する動作を実行でき、微細気孔製品を形成する、改造方法。
【請求項２３】
ポリマー材料の処理のための前記既存のシステムのバレル中にポートを形成する工程を含む、請求項２２記載の改造方法
【請求項２４】
ポリマー材料の処理のための前記既存のシステムのバレルを、内部にポートが形成される交換用バレルに交換する工程を含む、請求項２２記載の改造方法。
【請求項２５】
前記交換用スクリューは、前記第１スクリューの長さと略々同じである長さを有する、請求項２２記載の改造方法。
【請求項２６】
前記交換用スクリューの直径は、前記第１スクリューの直径と略々同じである、請求項２２記載の改造方法。
【請求項２７】
前記第１スクリューと前記交換用スクリューとは、約20:1〜約24:1の範囲内にあるL:Dの比を有する、請求項２２記載の改造方法。
【請求項２８】
前記交換用スクリューの直径は、前記第１スクリューの直径より小さい、請求項２２記載の改造方法。
【請求項２９】
前記システムは射出成形システムであり、当該射出成形システムが成形型を備えており、該成形型は、エクストルーダの吐出口に接続されるキャビティを画成する、請求項２２記載の改造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、広くはポリマー発泡体材料の処理に関し、より詳しくは、長さと直径との比（L:D比）の小さいスクリューを備えたポリマー処理システムと、ポリマー処理システムの改造方法並びにポリマー処理システムの使用方法とに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
従来の射出成形システムやブロー成形システムは、一般的に、微細気孔材料を製造するために必要とされている、以上に列挙した様々な工程の、その全てに対応し得る能力を備えてはいない。また一般的に、従来のその種の成形システムは、それらの設計時に意図した一連の動作条件が、微細気孔材料の製造にはそぐわないものとなっている。それゆえ、微細気孔材料を製造するためには、微細気孔材料の製造に適した特別の構造を備えた成形システムを、新規に設計して製作するようにしていた。そして、そのように新規に設計された射出成形システムないしブロー成形システムは、例えば、L:D比の比較的大きな（例えば28:1以上）スクリューを備えたものであった。このようにL:D比が比較的大きいスクリューは、ポリマー材料と発泡剤とから成る混合物を十分に混練する能力と、その混合物を高圧下に維持する能力とを備えたものであり、これら２つの能力は、微細気孔材料を調製する上で特に望まれる能力である。しかしながら、L:D比の大きなスクリューは、既存の射出成形システムやブロー成形システムを構成している機器には、適合し難いという問題がある。更に、L:D比の大きなスクリューを備えた成形システムは、それを新規に製作する場合でも、また、既存の成形システムに改造を施して構成する場合でも、多大のコストを要するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、ポリマー処理システムとそれに関連した方法とを提供するものである。本発明の基本を成す認識のうちには、射出成形システムやブロー成形システム（それらは、微細気孔材料を製造するためのものではない既存のシステムでよい）に、L:D比の小さなスクリューを組み合わせることによって、微細気孔ポリマー材料の製造を行えるという認識がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、その１つの実施の形態においては、周期的にポリマー材料を成形型の中へ射出注入する動作、または、周期的にポリマー材料をダイから射出する動作を実行するポリマー処理システムを提供するものである。このポリマー処理システムは、バレル内に配設されたスクリューを備えており、該スクリューと該バレルとの間にポリマー処理空間が画成されている。前記スクリューの、長さと直径との比（L:D比）は、約24:1以下である。このポリマー処理システムは更に、発泡剤注入ポートに接続された発泡剤供給源を備えており、該発泡剤供給源から前記ポリマー処理空間内のポリマー材料へ発泡剤を流入させ得るようにしてある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、その別の実施の形態においては、ポリマー材料の処理方法を提供するものである。この方法においては、長さと直径との比（L:D比）が約24:1以下のスクリューとバレルとの間に画成されたポリマー処理空間内において、ポリマー材料を搬送する。この方法においては更に、前記ポリマー処理空間内のポリマー材料へ発泡剤を注入して、ポリマー材料と発泡剤とから成る混合物を調製し、ポリマー材料と発泡剤とから成る前記混合物を成形型の中へ射出注入するか、または、該混合物をダイから射出する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、その別の実施の形態においては、長さと直径とを有する第１スクリューを装備したエクストルーダを備えた、ポリマー材料の処理のための既存のシステムに改造を施す改造方法を提供するものである。前記システムは、周期的にポリマー材料を成形型の中へ射出注入する動作、または、周期的にポリマー材料をダイから射出する動作を実行して微細気孔ポリマー材料を調製するシステムである。この改造方法においては、前記第１スクリューを、長さと直径との比（L:D比）が約24:1以下の交換用スクリューに交換する。また、発泡剤供給源をポートに接続することによって、該発泡剤供給源から、前記交換用スクリューを前記バレル内に配設したことで前記交換用スクリューと前記バレルとの間に画成されたポリマー処理空間へ、発泡剤を流入させるための通路を形成する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、その別の実施の形態においては、周期的にポリマー材料を成形型の中へ射出注入する動作、または、周期的にポリマー材料をダイから射出する動作を実行するポリマー材料の処理のための既存のシステムに改造を施す改造方法を提供するものである。前記システムは、長さと直径とを有する第１スクリューを装備したエクストルーダを備えている。この方法においては、前記第１スクリューを、該第１スクリューと略々同じ長さであって、長さと直径との比（L:D比）が約24:1以下の交換用スクリューに交換する。前記交換用スクリューは、該交換用スクリューをバレル内に配設したときに該バレルに形成されている発泡剤注入ポートの上流側に位置する規制要素を備えている。この規制要素は、射出注入サイクルまたは射出サイクルの少なくとも一部の実行中に、ポリマー材料が該規制要素を通過して上流側へ流れることを規制するように構成されている。前記交換用スクリューは更に、その下流側の端部に先端弁を備えている。この先端弁は、ポリマー材料が該先端弁を通過して下流側へ流れようとするとき開弁状態となりその流れを許容し、ポリマー材料が該先端弁を通過して上流側へ流れようとするとき閉弁状態となりその流れを規制するものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以下に提示する成形システムは、L:D比の小さなスクリューを備えた、射出成形システムないしブロー成形システムである。また、以下に提示する成形システムは、微細気孔ポリマー材料を製造する能力を備えた成形システムである。以下に提示する成形システムのうちには、既存のポリマー処理システムである成形システムに改造を施して構成する成形システムも含まれる。その改造内容は、既存の成形システムの既存の構成要素に対して改造を施す（例えば、機械加工を施したり、別のものに交換する）ことも含まれ、また、既存の成形システムに新たな構成要素を付加することとも含まれる。具体的には、その改造内容には通常、ポリマー処理用の既存のスクリューを、以下に詳細に説明するような、微細気孔材料を処理するために必要とされる要件を満たすように設計した新規なスクリューに交換することも含まれる。或いはまた、以下に提示する成形システムのうちには、新規に製造する成形システムも含まれる。既存の成形システムに改造を施して構成するものであれ、また、新規に製造するものであれ、本発明に係る成形システムは、微細気孔材料を処理することのできるL:D比の大きな成形システムを新規に製造することに比べれば、格段に低コストで実現することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１に模式図で示したのは、本発明に係る改造方法に従って改造を施す前の、既存の射出成形システム１０ａである。また、この図に示示した射出成形システム１０ａは、射出成形法によって非発泡体ポリマー材料から成る製品を製造するための射出成形システムである。射出成形システム１０ａのエクストルーダ１２ａは、ポリマー処理用のスクリュー１４ａを備えており、このスクリュー１４ａは、バレル１６ａの中で回転することによって、このスクリューとバレルとの間に画成されたポリマー処理空間２０ａ内において、ポリマー材料を下流方向１８ａへ搬送する。スクリュー１４ａのL:D比は、例えば24:1以下である。典型的な成形サイクルにおいては、その開始時に、スクリュー１４ａを、バレル１６ａの下流側の端部２２ａに位置させる。供給するポリマー材料は、通常はペレットの形態の材料であり、ホッパー２４ａから、孔２６ａを通ってポリマー処理空間２０ａの中へ供給される。バレル１６ａの外面には、１つないし幾つかのヒータ装置２８ａが取付けられており、かかるヒータ装置によって、バレル１６ａを加熱する。スクリュー１４ａが回転することによって、ポリマー材料の可塑化が行われると共に、そのポリマー材料がバレル内のスクリュー１４ａより下流側の領域３０ａへ搬送される。ポリマー材料は、この領域３０ａに蓄積して行き、それに伴って、バレル内においてスクリューをその軸心方向に、上流側へと押動する。十分な量のポリマー材料が蓄積したならば、スクリューの回転を停止させ、それによって上流側へのスクリューの移動も停止する。続いて、スクリューをその軸心方向に、下流側へ移動させることにより、蓄積したポリマー材料をエクストルーダの射出口３２ａから、射出成形型３６ａのキャビティ３４ａの中へ射出注入する。射出成形型３６ａ内のポリマー材料が冷却した後に、射出成形型を開いてポリマー製品を取出すことによって、非発泡体ポリマー製品の製造が完了する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図２に示したのは、本発明の１つの実施の形態に係る射出成形システム１０ｂであり、この射出成形システム１０ｂは、既存の射出成形システムに改造を施して構成した射出成形システムである。射出成形システム１０ｂに対して施した改造は、微細気孔材料を製造する能力を付与するための改造である。射出成形システム１０ｂは、エクストルーダ１２ｂ内のポリマー処理空間２０ｂの中のポリマー材料へ発泡剤を注入するための、発泡剤注入システム４０を備えている。バレル１６ｂには、改造を施して、注入すべき発泡剤を流入させるための発泡剤注入ポート４２を設けてある。スクリュー１４ｂは、規制要素４４を備えており、この規制要素４４は、発泡剤注入ポート４２の上流側に位置するようにしてある。スクリュー１４ｂは、発泡剤注入ポート４２の位置に対応する部分が、払拭セクション４６として構成されており、また、発泡剤注入ポート４２の下流側に位置する部分が、混練セクション４８として構成されている。スクリュー１４ｂは更に、その下流側の端部に、先端弁４９を備えている。これらの、規制要素４４、払拭セクション４６、混練セクション４８、及び先端弁４９については、後に更に詳細に説明する。また、これも後に詳細に説明するように、スクリュー１４ｂは、比較的小さなL:D比を有するものであり、このスクリュー１４ｂの長さ、及び／または、L:D比は、既存のスクリュー１４ａの長さ、及び／または、L:D比と、略々同じものとすることができる。エクストルーダの吐出口と、成形型のキャビティ３４ｂとの間には、ノズル遮断弁５０を設けてある。射出成形システム１０ｂには、更に、この射出成形システム１０ｂの１つまたは複数の構成要素（例えば、発泡剤注入システム４０、エクストルーダ１２ｂ、等々）の動作を制御するための、制御システム５２を装備するようにしてもよい。後に更に詳細に説明するように、既存の成形システムに対して施す以上の改造内容は、微細気孔材料を用いた製品の形成を好適に行えるようにするためのものであり、それら改造の目的は様々であるが、特に重要な目的は、エクストルーダ内のポリマー材料への発泡剤の注入を制御できるようにすること、また、エクストルーダ内で発泡剤とポリマー材料とから成る均一な混合物を調製できるようにすること、それに、核形成工程を開始するまで、混合物の圧力を十分高圧に維持できるようにすることなどである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
既存の成形システムに改造を施して構成する成形システムは、図２に示した改造内容の全てを含むのではない実施の形態とすることもある。更に、既存の成形システムに改造を施して構成する成形システムは、ブロー成形システムとすることもでき、また、上で説明したものとは異なった種類の射出成形システムとすることもできる。更に、本発明は、既存の成形システムに改造を施して構成する成形システムのみならず、新規に製造する成形システムも提供するものである。新規に製造する成形システムは、図２に示した成形システムと同様に、例えば、L:D比の小さなスクリューを備えたものとすることもでき、これについては後に更に詳細に説明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
発泡剤注入ポート４２を設けるバレル上の位置は、ポリマー処理空間内のポリマー材料と発泡剤とから成る混合物を成形型へ射出注入する前に、その混合状態を均一にすることのできる位置を選択する。このような発泡剤注入ポート４２を設ける位置は、スクリューの特定のセクションに対する相対位置が、所定の相対位置となるような位置とするのもよく、これについては後に詳細に説明する。L:D比が24:1のスクリューを用いた成形システムでは、そのスクリュー上の上流側端部からの距離がスクリュー直径の約16〜約18倍の範囲内の位置に対応した、バレル上の位置に、発泡剤注入ポート４２を設けるとよい。また、L:D比が20:1のスクリューを用いた成形システムでは、そのスクリュー上の上流側端部からの距離がスクリュー直径の約12〜約16倍の範囲内の位置に対応した、バレル上の位置に、発泡剤注入ポートを設けるとよい。ただし、発泡剤注入ポートを設ける位置をこれら範囲外の位置にすることで好適な結果が得られる場合もあり得る。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
既述のごとく、スクリュー１４ｂのL:D比は、24:1以下とすることができる。この条件は、既存の成形システム１０ａに装備されている既存のスクリュー１４ａをスクリュー１４ｂに交換する可能性を高めるため、改造方法を容易なものとする。従来の、微細気孔処理システムを新規に製造する際のL:D比と比べて、24:1というL:D比の値は、より小さなものとなっている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
スクリュー１４ｂが、既存のスクリュー１４ａと実質的に同じ長さ、及び／または、実質的に同じ直径、及び／または、実質的に同じ長さと直径との比（L:D比）を有するような実施の形態としてもよい。特に、既存のバレル１６ａに機械加工を施して、バレル１６ｂを構成するようにした実施の形態では、そのスクリュー１４ｂを、既存のスクリュー１４ａと実質的に同じ長さを有するものとすることが好ましい（更に、長さ、直径、及びL:D比が、実質的に同じであるものとすれば、なお好ましい）。スクリュー１４ｂの長さ、直径、及びL:D比の具体的な値は、個々の成形システムに応じて様々に設定されるものである。場合によっては、スクリュー１４ｂのL:D比を、約20:1〜約24:1の範囲内にすることもある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
スクリュー１４ｂの直径を、既存のスクリュー１４ａの直径より小さなものとすることもあり得る。例えば、スクリュー１４ｂを、既存のスクリュー１４ａと長さが同じであって、直径がそれより小さいスクリューとする場合には、それによって、L:D比が大きくなるため、既述のごとく、発泡剤とポリマー材料との混合が、より強力に行われるようになる。また、その場合には、スクリュー１４ｂのL:D比を、約24:1〜約28:1の範囲内にすることもあり得る。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
スクリュー１４ｂの構成は、図面に示し本明細書に説明している構成以外の構成とすることも可能である。例えば、スクリューは、図５に示した全てのセクションを備えていなくてもよい。場合によっては、スクリューを、払拭セクション、混練セクション、または先端バルブを備えていない構成とすることもあり得る。また、スクリューが、以上に説明しなかったその他のセクションを備えているようにすることも、あり得ることであり、例えば、減圧領域を備えているようにすることもあり得る。また、場合によっては、スクリューのL:D比が、以上に例示した範囲以外の値となるようにすることもあり得る。