JPS62268618A

JPS62268618A - 成形装置

Info

Publication number: JPS62268618A
Application number: JP62115736A
Authority: JP
Inventors: ロバート　デイ．　シュアド; ポール　ピイ．　ブラウン
Original assignee: HASUKII INJIEKUSHIYON MOORUDEINGU SYST Ltd
Current assignee: HASUKII INJIEKUSHIYON MOORUDEINGU SYST Ltd
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1987-11-21
Also published as: EP0246512B1; AU4260389A; DE3750489D1; EP0246512A3; CA1291610C; AU579768B2; AU7268887A; AU618409B2; US4717324A; EP0246512A2; DE3750489T2; JPH0416053B2; BR8702360A; ATE111013T1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、多層射出成形に関し、特に、最適処理温度
が実質的に異なる二種以上の成形材料から成形される中
空成形品及びプリフォーム等の多層射出成形品、その成
形方法、その成形装置並びにその成形用ノズルに関する
ものである。

［従来の技術］二種以上の樹脂を金型キャビティ内に同時又は順次に射
出して多Ｍ（二つ以上のＦＪ）構造の製品を成形する多
層射出成形は、例えば、ザ　アメリカン　カン　カンパ
ニー（Ｔｈｅ　Ａｍｅｒｔｃａｎ　Ｃａｎ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）に付与された米国特許第４．４９７．６２１号、
第４，５１８．３４４号、第４．５２５．１３４号及び
第４．５２６．８２１号に開示されているように既に公
知である。これらの特許は、それぞれの樹脂用に独立し
た通路を設ける構成を開示しているが、各樹脂をその最
適処理温度に維持した状態で押出機若しくは他の樹脂供
給源から金型キャビティ内に搬送する構成若しくは方法
については何ら開示していない、しかしながら、樹脂を
それぞれの最適処理温度に維持することは、−の樹脂の
最適処理温度が他の樹脂の品質を劣化させるような場合
に特に重要である。

例えば、多層構造を有する中空製品若しくはプリフォー
ムをエチレン　ビニル　アルコール共１１　合体（ｅ　
ｔｈｙｌｅｎｅ　ｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｃｏｐ
ｏｌｙｍｅｒ：以下ＥＶＯＨと略称する）とポリエチレ
ン　テレフタ−）　（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｔａ
ｒｅｐｈＬｈａｌａｔｅ：以下ＰＥＴと略称する）から
成形することがしばしば要求されるが、ＥＶＯＨの最適
処理温度は４００〜４４０°Ｆであり、ＰＥＴの最適処
理温度は５００〜５５０°Ｆであるため、先に述べたよ
うに、ＥｖＯＨとＰＥＴをそれぞれの最適処理温度に維
持しないと一方が他方の品質を劣化させることとなり、
従って、欠陥品が生まれることとなる。

この結果、この種の装置及び方法においては、従来から
、最適処理温度が異なる広範囲の樹脂を用いることに起
因する上記弊害を最小限にするために幾多の工夫が行わ
れてきた。大別すると、その一つは、樹脂を迅速に処理
することにより滞留時間を短縮して品質の劣化を最小限
にしようとするものであり、他の一つは、最適処理温度
が実質的に同一である樹脂を用いることにより問題の解
決を図ろうとするものである。

［発明が解決しようとする問題点］しかし乍ら、従来の方法及びＨａにおいては、−の樹脂
の処理温度に起因する他の樹脂の品質劣化を減少させる
ことはできるが、最適処理温度が実質的に同一である樹
脂を用いる場合以外は品質劣化を完全に防ぐことはでき
ず、また、最適処理温度が実質的に同一の樹脂を用いる
場合には、樹脂の選択範囲が著しく制限されるため所望
のバリヤ特性若しくは他の物理特性に基づいて樹脂を任
意に選択することができない。

そこで、本発明の目的は従来に於ける上記問題点を解決
して、最適処理温度が実質的に異なる二種類以上の樹脂
から成形される場合であっても１、所望のバリヤ特性若
しくは他の物理特性を有する多層射出成形品、その成形
方法及び装置、並びにその装置に用いるノズルアセンブ
リを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本発明の第一の発明によ
る多層射出成形品は、実質的に異なる温度で処理される
べき複数の成形材料から構成されており、該？ｊ１１に
の成形材料をそれぞれ前記各処理温度に維持された個別
の通路を介して成形型キャビティ内に導入することによ
り成形するようにしたことを特徴としている。

また、本発明の第二の発明による多層射出成形品の成形
方法は、実質的に異なる温度で処理されるべき複数の成
形材料を成形型キャビティ内に連続的に射出して二つ以
上の層を有する成形品を成形する方法において、第一の
成形材料を前記キャビティ内に導入する第一の工程と、
第二の成形材料を前記キャビティ内に導入する第二の工
程と、前記第一の成形材料を前記キャビティ内に導入し
てバッキングする第三の工程とを含み、前記成形材料の
種類の少なくとも二倍の層数を形成するようにしたこと
を特徴としている。

更に、本発明の第三の発明による多層射出成形品の成形
方法は、実質的に異なる温度で処理されるべき複数の成
形材料から複数の層を連続的に形成する射出成形方法に
おいて、前記各成形材料を収容する独立した成形材料供
給源を設炒る工程と、少な（とも一つの成形型を設ける
工程と、前記独立した各供給源から成形型に連絡する独
立した通路を含むホットランナシステムを設ける工程と
、前記各成形材料を前記供給源から前記成形型に至るま
で前記処理されるべき温度に維持する工程とから構成さ
れることを特徴としている。

また更に、本発明の第四の発明による多層射出成形品の
成形ＨＲは、複数の層を有する成形品若しくはプリフォ
ームを成形するための射出成形装置において、各々がノ
ズルを有する少なくとも一つの成形型と、処理温度が実
質的に異なる複数の成形材料の各々を独立した供給源か
ら前記ノズルに供給する通路手段を有するホットランナ
システムと、前記各成形材料をその供給源から前記ホッ
トランナシステム及び前記ノズルを介して前記成形型に
至るまで所望の温度に維持するための加熱手段とから構
成されることを特徴としている。

更にまた、本発明の第五の発明によるノズル構造は、二
種以上の成形材料から成形品若しくはプリフォームを成
形するために、成形型キャビティ内への前記成形材料の
流入を許容するゲートと有するノズル構造であって、各
々が前記ゲートに連通しているとともに相互に実質的に
熱伝導を絶縁された複数の独立した通路を有しているこ
とを特徴としている。

［作　用］本発明においては、実質的に異なる所定温度で処理され
るべき複数の成形材料が、各々の所定温度を維持した状
態で成形型キャビティ内に導入される。従って、−の成
形材料を処理すべき所定温度が他の成形材料に影響を与
えることがない。

【実　施　例］以下に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の好適実施例によるデュアルホットラ
ンナシステムＳの概略を示している。このシステムＳに
は、最適処理温度の異なる二種類の熱可恒性樹脂ＰＥＴ
及びＥＶＯ）ｌがそれぞれ樹脂供給源である押出機Ａ及
び押出＠Ｂから供給される。

尚、本実施例においては二つの樹脂供給源を用いている
が、零発叫はこれに限定されるものではなく、より多く
の供給源を用いてもよい、また、本実施例においては樹
脂としてＰＥＴとＥＶＯＨを用いているが、本発明はこ
れに限定されるものでもない。

ｇｔ図において、システムＳ中、押出１１Ａに連絡する
通路は実線て示してあり、押出ＪＩＢに連絡する通路は
破線で示しである。押出１１Ａに連絡する通路はＰＥＴ
の最適処理温度である５００〜５５０°　Ｆに保温され
ており、また、押出１１Ｂに連絡する通路はＥＶＯＨの
最適処理温度である４００〜４４０°Ｆに保温されてい
る。

金型１１，１２．１３．１４はそれぞれ多層射出成形用
ノズル１Ｂ、１７，１８，１９に連絡しており、これら
のノズルはそれぞれ通路２Ｌ　２２．２３，２４を介し
て、即ち、マニホールドＭａを介して押出機Ａに連絡し
ている。スプールバルブ２６．２７．２８．２９はそれ
ぞれ対応するシューテイングポット、即ち、インジェク
タ１ンシリンダ３１．３２．３３．３４へのＰＥＴの供
給を制御する。同様に、ノズル１６．１７．１８．１９
はそれぞれ通路３６．３７．３８．３９を介して、即ち
、マニホールドＭｂを介して押出１１１Ｂに連絡してい
る。スプールバルブ４Ｌ　４２．４３．４４はそれぞれ
対応するシューティングボブト、１即ち、インジェクシ
クンシリンダ４６．４７．４８．４９へのＥｖＯＨの供
給を制御する。

０、′ｒＲ１図においては、システムＳは二つの樹脂供
給源から供給される樹脂を四つの金型に搬送する構成と
して示されているが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば、二つ以上の樹脂供給源から１６乃至４
８の金型キャビティ内に樹脂を供給することも可能であ
る。

第２図は、第１図のシステムＳ中、何れか一つの金型に
対応する部分の断面図を示している。

マニホールドブロック５１は、ヒーティングメンバ５２
−５２により５００〜５５０’Ｆに保温されており、押
出機Δから押し出された樹脂は通路５３を介してマニホ
ールドブロック５１内に導入される０通路５４と直交し
てスプールバルブ、卯ち、ロータリバルブ５６が配設さ
れており、このロータリパルプ５６には透孔６２が軸線
に直交して形成されている。ロータリバルブ５６は、リ
ンク機構５７により回転駆動されることにより通路５４
とインジェクシフンシリンダ５９のリザバー５８及び通
路６３との連絡をＩＩＩＩＩＩする。第２図の状態にお
いては、通路５４とリザバー５８及び通路６３との連絡
はロータリバルブ５６により遮断されている。インジェ
ク！／１１ンシリンダ５９内にはピストン６１が摺動可
ｎに挿人されている。また、リザバー５８は、通路６３
を介してノズルアセンブリ６４と連絡している。

マニホールドセグメント６５は、マニホールドブロック
５１に固定されており、ヒーティングメンバ６６−６６
によってＥＶＯＨの最適処理温度である４００〜４４０
°Ｆに保７ｆｉされる。マニホールドセグメント６５に
は、押出４ｍＢから押し出されるＥＶＯＨが通路６７を
介して導入されろ０通路６７と直交してスプールバルブ
、即ち、ロータリバルブ７２が配設されており、このロ
ータリバルブ７２には、軸線と直交して透孔が形成され
ている。ロータリバルブ７２は、リンク機構８０により
回転駆動され、通路６７とピストン７１を備えたインジ
ェクシａンシリンダ６９のリザバー６８との連絡、及び
、リザバー６８と通路７０との連絡を制御する。第２図
に示すように、スプールバルブ７２が通路６７を遮断し
ている時、通路７０は切欠部７５を介してリザバー６８
とノズルアセンブリ６４とを連絡する。スプールバルブ
７２が通路６７を開放している時、通路７０はリザパー
６８からも通路６７からも遮断された状態となる。

第３図は、第２図に示すノズルアセンブリ６４を上下逆
にした状態で示している。スピゴット７３はマニホール
ドブロック５１とヒーティングメンバ５２−５２の近傍
において当接しており、マニホールドブロック５１を介
してヒーティングメンバ５２−５２により保温される。

スピゴット７３内には通路７４が形成されており、ＰＥ
Ｔはこの通路７４を介してノズルゲート７６に供給され
る。尚、スピゴット７３は、例えば、ベリリウム鋼（ｂ
ｅｒｙｌｌｉｕｍ　ｃｏｐｐｅｒ）のような熱良導性の
金属から製造されることが好ましい、スピゴット７３は
、最小限の軸受面７７．７Ｂにおいてハウジング７９に
よって支持されており、ハウジング７９は、実質的にそ
の全長に亘ってエアギャップ８１によりスピゴット７３
から離間している。このエアギャップ８１により、スピ
ゴット７３からハウジング７９への熱（５００〜５５０
°　Ｆ）の伝導は行われず、この結果、ハウジング７９
内に形成された通路８０内をノズルゲート７６に向かっ
て移動するＥＶＯＨはその最適処理温度（４００〜４４
０”　Ｆ）に維持される。

以下に、本実施例の動作を可を追って説明する。

ホットランナシステムＳへの樹脂の供給を開始するに当
たり、まず、押出４１Ａ％Ｂ及びシューテイングポット
５９．６９を清掃する０次に、押出機Ａ、Ｂを対応する
マニホールドに対して作動位置にセットし、バルブステ
ム８３及びスプールバルブ５６，７２を開状態にして、
ＰＥＴ及びＥＶＯＨをそれぞれシューテイングポット５
９．６９のリザバー５８．６８内に充填する０次に、バ
ルブステム８３を開状態とし、金型キャビティ内の樹脂
を除去した後、金型を閉塞し、！！２Ｎ伏コとする０次
いで、バルブステム８３を開状態とすることにより準備
が完了し、その後、以下のシーケンスを自動的に行う。

まず、スプールバルブ５６が閉状態となり、ピストン６
１が参照符号１００で示される位置まで前進して、一定
量のＰＥＴを通路６３及びノズルゲート７６を介して金
型キャビティ内に射出する。こうして、第４図Ｆに示す
ように、ＰＥＴの第１回目の射出が完了する。

ピストン６１は前進位Ｗ１１００に保持されて通路６３
からリプバー５８内へのＰＥＴの逆流を防止する。

このＰＥＴの逆流は、次にピストン７１が駆動されてＥ
Ｖ　Ｏ）Ｉを射出する口に、この射出圧力によって３発
されるものである。

次に、スプールバルブ７２が閉状態となり、押出ａｌＢ
とリザバー６８との連絡を遮断するとともにリザバー６
８と通路７０とを連絡する。ピストン７１が参照符号１
０１で示される位置まで前進し、一定量のＥＶＯＨを通
路７０及びノズルゲート７６を介して金型キャビティ内
に射出する。こうして、第４図Ｓに示すように、ＥＶＯ
Ｈの第１回目の射出（第２回目のｓＩ脂射出）を完了し
、金型キャビティ内に三層の樹脂が形成される。尚、第
１回目及び１２回目の射出により金型キャビティ内に導
入された樹脂の体積は、金型キャビティの全容積よりも
小さい。

次いで、スプールバルブ７２が回転駆動されて通路７０
が遮断される。一方、スプールバルブ５６は開状態とな
り、これにより、押出４ｍＡから金型キャビティ内にＰ
ＥＴが供給され、金型キャビティ内をバッキングする。

こうして、第２回目のＰＥＴの射出（第３回目の樹脂射
出）が完了し、第４図Ｔに示すように、五層の樹脂が金
型キャビティ内に形成される。このようにして、二種類
の樹脂を用いて五層の樹脂が形成されることになる。

この間、ピストン６１は前進位置１００に保持されてお
り、リザバー５８への樹脂の流入を阻止している。

上記バフキングが完了すると、パルプステム８３は閉位
置に移動し、ピストン６１は開放されて移動可能なｉＩ
Ｊ、Ｂとなる。この結果、押出４ｍＡからのＰＥＴは、
ピストン６１をスト、バＳａ（第２図）と当接する位置
まで後退移動させることによりリプバー５８内に再充填
される。ストッパＳａの設定位置によりリプバー５８内
に導入されるＰＥＴの量が制御決定される。

同様にして、ストッパＳｂ（第２図）の設定位置により
リプバー６８内に導入されるＥＶＯＨの量が制御決定さ
れる。リプバー６８内へのＥＶＯＨの再充填は、上記Ｐ
ＥＴによるバッキングの口に、スプールパルプ７２を開
くことにより行われる。即ち、スプールバルブ７２が開
くと、押出４１１ＢからのＥＶＯＨは・、ピストン７１
をスト１バｓｂに当接する位置まで後退移動させ、これ
により、リプバー６８内にスト７パｓｂの設定位置によ
り決定される量だけ再充填される。

一定時間冷却した後、金型が開放され、周知の手段によ
り成形品が取り出される。

上記サイクルを繰り返すことにより、多層構造の成形品
を連続的、且つ、自動的に成形することができる。

尚、本実施例において、上記動作は、第１図に示す全て
の金型１１．１２．１３．１４について、若しくは、成
形機のデザイン及び生産要求等によって決定されるいか
なる数の金型についても同時に進行するものである。但
し、これを同時に行わない構成とすることも勿論可能で
ある。

［効　果］上記のように本発明においては、実質的に異なる所定温
度で処理されるべき複数の成形材料が、各々の所定温度
を維持した状態で成形型キャビティ内に導入される構成
としたので１、−の成形材料の処理温度により他の成形
材料の品質低下を招くといった従来技術の欠点を解消す
ることができる。この結果、成形品に要求される所望の
バリヤ特性若しくは他の物理特性に応じて、使用する樹
脂を任！！ニ選択することができ、従って、所望の物理
特性を備えた多層成形品を提供することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例によるホットランナシス
テムを示す概略図、■２　図は、第１図に示すホットラ
ンナシステムの部分断面図、第３図は、第１図に示すホ
ットランナシステムに用いるノズルアセンブリの断面図
、第４図は、金型キャビティ内における樹脂の状態を示
す断面図である。１１．１２．１３．１４．、、金型１６．１７．１８．１９．、、ノズル２１．２２．２３．２４．、、通路３６．３７．３８．３９．、、通路２６．２７．２８．２９．、、スプールバルブ４１．４
２．４３．４４．、、スプールバルブ５６．７２．、、
スプールバルブ３１．３２．３３．３４．、、シューテイングポット又
はインジェクシタンシリンダ４６．４７．４８．４９．、、シューテイングポット又
はインジェクシマンシリンダ５１、、、マニホールドブロック５２．６６、、、　　ヒーティングメンバ５３．５４．
６３．６７．７０．７４．８０．、、通路５７、ｇｏ、
、、　　リンク機構５８．６８．、、　　リザバー６１．７１．、、　　ピストン６４、、、ノズルアセンブリ６５、、、マニホールドセグメント７３、、、スピゴツトア６、、、ノズルゲート７９、、、ハウジング８３、、、パルブステム

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質的に異なる温度で処理されるべき複数の成形
材料から構成されており、該複数の成形材料をそれぞれ
前記各処理温度に維持された個別の通路を介して成形型
キャビティ内に導入することにより成形される多層射出
成形品。
（２）実質的に異なる温度で処理されるべき複数の成形
材料を成形型キャビティ内に連続的に射出して二つ以上
の層を有する成形品を成形する方法において、第一の成
形材料を前記キャビティ内に導入する第一の工程と、第
二の成形材料を前記キャビティ内に導入する第二の工程
と、前記第一の成形材料を前記キャビティ内に導入して
バッキングする第三の工程とを含み、前記成形材料の種
類の少なくとも二倍の層数を形成するようにしたことを
特徴とする多層射出成形品の成形方法。
（３）実質的に異なる温度で処理されるべき複数の成形
材料から複数の層を連続的に形成する射出成形方法にお
いて、前記各成形材料を収容する独立した成形材料供給
源を設ける工程と、少なくとも一つの成形型を設ける工
程と、前記独立した各供給源から成形型に連絡する独立
した通路を含むホットランナシステムを設ける工程と、
前記各成形材料を前記供給源から前記成形型に至るまで
前記処理されるべき温度に維持する工程とから構成され
ることを特徴とする多層射出成形品の成形方法。
（４）前記複数の成形材料を、前記ホットランナシステ
ムと連通するノズルを介して前記成形型内に導入する工
程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
の成形方法。
（５）前記複数の成形材料を、前記ホットランナシルテ
ムと連通する複数のノズルの各々を介して前記各成形型
内に導入する工程を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第３項に記載の成形方法。
（６）前記各処理温度を前記ノズル内において維持する
手段を設ける工程を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第４項に記載の成形方法。
（７）前記各通路を開閉するバルブ手段を前記ホットラ
ンナシステム内に設ける工程を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載の成形方法。
（８）前記各通路に連通して充填用ピストンを設ける工
程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
の成形方法。
（９）前記充填用ピストンを、前記バルブ手段と前記成
形型キャビティ間に設ける工程を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第８項に記載の成形方法。
（１０）前記バルブ手段と前記ノズル間に少なくとも一
つの充填用ピストンを設けることを特徴とする特許請求
の範囲第９項に記載の成形方法。
（１１）複数の層を有する成形品若しくはプリフォーム
を成形するための射出成形装置において、各々がノズル
を有する少なくとも一つの成形型と、処理温度が実質的
に異なる複数の成形材料の各々を独立した供給源から前
記ノズルに供給する通路手段を有するホットランナシス
テムと、前記各成形材料をその供給源から前記ホットラ
ンナシステム及び前記ノズルを介して前記成形型に至る
まで所望の温度に維持するための加熱手段とから構成さ
れることを特徴とする多層射出成形品の成形装置。
（１２）前記通路手段は、前記各成形材料用に独立した
複数の通路を形成していることを特徴とする特許請求の
範囲第１１項に記載の成形装置。
（１３）前記通路の各々はシューティングポットに連絡
していることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記
載の成形装置。
（１４）前記シューティングポットに導入される前記成
形材料の体積を制御決定する手段と含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１３項に記載の成形装置。
（１５）前記通路の各々は、前記成形材料の前記シュー
ティングポットへの流入を制御するバルブ手段を備えて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の
成形装置。
（１６）前記バルブ手段はスプールバルブであることを
特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の成形装置。
（１７）前記加熱手段は、前記各通路を所定温度に維持
するために前記各通路用に個別に設けられたヒーティン
グメンバであることを特徴とする特許請求の範囲第１２
項に記載の成形装置。
（１８）前記スプールバルブを駆動するための駆動手段
が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
６項に記載の成形装置。
（１９）前記ホットランナシステムは、第一の通路を含
む第一のマニホールドセグメントと第二の通路を含む第
二のマニホールドセグメントを有する複数のマニホール
ドセグメントを含んでいることを特徴とする特許請求の
範囲第１２項に記載の成形装置。
（２０）前記第一及び第二の通路をそれぞれ異なる温度
に維持するために、前記マニホールドセグメントに関連
して加熱手段が設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第１９項に記載の成形装置
（２１）二種以上の成形材料から成形品若しくはプリフ
ォームを成形するために、成形型キャビティ内への前記
成形材料の流入を許容するゲートを有するノズル構造で
あって、各々が前記ゲートに連通しているとともに相互
に実質的に熱伝導を絶縁された複数の独立した通路を有
していることを特徴とするノズル構造。
（２２）前記複数の通路を前記ゲートに至るまで各々実
質的に異なる所定温度に維持するための加熱手段が設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第２１項に
記載のノズル構造。
（２３）前記一の通路に関連する加熱手段はマニホール
ドセグメントであり、前記他の通路に関連する加熱手段
は別個のヒーティングメンバであることを特徴とする特
許請求の範囲第２２項に記載のノズル構造。
（２４）ハウジングと、該ハウジング内に設けられたス
ピゴット若しくはスリーブと、前記ハウジングと前記ス
ピゴット間に前記スピゴットの軸線方向に離間して設け
られて前記ハウジングと前記スピゴット間に環状の絶縁
用エアギャップを形成するベアリング手段とを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第２１項に記載のノズル構
造。
（２５）第一の通路が前記スピゴット内に形成されてお
り、第二の通路が前記ハウジング内に形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２４項に記載のノズル
構造。