特許 6870079 マルチ材料ホットランナーノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870079

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】マルチ材料ホットランナーノズル

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/16 20060101AFI20210426BHJP

   B29C 45/20 20060101ALI20210426BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/16

   B29C45/20

   B29C45/26

【請求項の数】31

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-518474(P2019-518474)

(86)(22)【出願日】2017年9月14日

(65)【公表番号】特表2019-534180(P2019-534180A)

(43)【公表日】2019年11月28日

(86)【国際出願番号】CA2017051082

(87)【国際公開番号】WO2018064751

(87)【国際公開日】20180412

【審査請求日】2019年5月28日

(31)【優先権主張番号】62/404,280

(32)【優先日】2016年10月5日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】595155303

【氏名又は名称】ハスキー インジェクション モールディング システムズ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＳＫＹ ＩＮＪＥＣＴＩＯＮ ＭＯＬＤＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107401

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 誠一郎

(72)【発明者】

【氏名】ヤンコブ，ピーター

(72)【発明者】

【氏名】ケイア，ウィリアム スティーブン

【審査官】 ▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２３５７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０９９９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２４７７３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−１９８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１６６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３７８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１４３７３３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０７２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５１６１６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融物を金型キャビティ（２４４）に送達するための共射出ノズル（２１６）を有する射出成形機であって、該共射出ノズルは、
内側流路（２２０ａ）と、外側流路（２２０ｃ）と、該内側流路及び該外側流路の間に少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）とを有するノズル本体と、
前記内側流路内に摺動可能に収容され、開放位置と１つ以上の閉鎖位置との間で移動可能であるバルブステム（２３４）と、
を備え、
第１の閉鎖位置において、前記バルブステムは、前記内側流路の出口（２３６ａ）を閉鎖するが、前記外側流路の出口（２３６ｃ）または前記少なくとも１つの中間流路の出口（２３６ｂ）は閉鎖せず、
前記内側流路および前記少なくとも１つの中間流路のそれぞれの出口は、互いに直接隣り合っていると共に、前記少なくとも１つの中間流路および前記外側流路のそれぞれの出口は、互いに直接隣り合っており、
前記内側流路、前記外側流路および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｂ）は、前記共射出ノズル（２１６）の下流端部に位置づけられる組み合わせ領域（２４０）において互いに交差しており、
前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）は、前記外側流路（２２０ｃ）の前記出口（２３６ｃ）に対して実質的に垂直であるが、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）の前記出口（２３６ｂ）に対しては実質的に垂直ではなく、
前記バルブステムが前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）の上流にあるとき、前記少なくとも１つの中間流路から流出する溶融物の流れは、前記外側流路から流出する溶融物の流れおよび前記内側流路から流出する溶融物の流れと同時に交差する、射出成形機。

【請求項2】

前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）の前記出口（２３６ｂ）を通る平面は、前記内側流路（２２０ａ）の長手方向軸から９０度未満の角度で位置付けされている、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）の前記出口（２３６ｂ）を通る前記平面は、前記内側流路（２２０ａ）の前記長手方向軸から約２５度〜７５度の角度で位置付けされている、請求項２に記載の射出成形機。

【請求項4】

開放位置において、溶融物は、前記内側流路、前記外側流路および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｂ）の各々から流出することができる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項5】

前記複数の流路（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ）は、同心円状に配置されている、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項6】

前記ノズル本体は、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）と前記外側流路（２２０ｃ）とを分離する第１の先端ピース（２３９）を含み、該第１の先端ピースの下流端部（２３８）は、前記少なくとも１つの中間流路および前記外側流路の前記それぞれの出口（２３６ｂ、２３６ｃ）間の第１のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第１のナイフエッジ（２３８ａ）を含む、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項7】

前記ノズル本体は、前記内側流路（２２０ａ）と前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）とを分離する第２の先端ピース（２４２）を含み、該第２の先端ピースの下流端部（２４１）は、前記内側流路および前記少なくとも１つの中間流路の前記それぞれの出口（２３６ａ、２３６ｂ）間の第２のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第２のナイフエッジ（２４１ａ）を含む、請求項６に記載の射出成形機。

【請求項8】

前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の半径は、前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の半径と同一である、請求項７に記載の射出成形機。

【請求項9】

前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の半径は、前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の半径とは異なる、請求項７に記載の射出成形機。

【請求項10】

前記内側流路（２２０ａ）の下流端部（２４３）は、前記内側流路の残りの部分よりも小さい直径を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項11】

前記内側流路（２２０ａ）の前記下流端部（２４３）の前記直径は、前記バルブステム（２３４）の直径に対応する、請求項１０に記載の射出成形機。

【請求項12】

第１の溶融材料は、前記内側流路および前記外側流路（２２０ａ、２２０ｃ）のそれぞれを介して前記金型キャビティ(２４４)に送達される、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項13】

第２の溶融材料は、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）を介して前記金型キャビティ（２４４）に送達され、該第２の溶融材料は、前記第１の溶融材料とは異なる、請求項１２に記載の射出成形機。

【請求項14】

第２の閉鎖位置において、前記バルブステム（２３４）は、前記内側流路、前記少なくとも１つの中間流路、および前記外側流路（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ）の出口（２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ）を閉鎖する、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項15】

溶融物を金型キャビティ（２４４）に送達するための共射出ノズル（２１６）を有する射出成形機であって、該共射出ノズルは、
第１および第２の先端ピース（２３９、２４２）、内側流路（２２０ａ）、外側流路（２２０ｃ）、および該内側流路及び該外側流路の間に少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）とを有するノズル本体であって、前記複数の流路は、同心円状に配置され、前記第１の先端ピースは、前記少なくとも１つの中間流路と前記外側流路とを分離し、前記第２の先端ピースは、前記内側流路と前記少なくとも１つの中間流路とを分離する、ノズル本体と、
前記内側流路内に摺動可能に収容され、開放位置と１つ以上の閉鎖位置との間で移動可能であるバルブステム（２３４）と、
を備え、
第１の閉鎖位置では、前記バルブステムは、前記内側流路の出口（２３６ａ）を閉鎖するが、前記外側流路の出口（２３６ｃ）または前記少なくとも１つの中間流路の出口（２３６ｂ）は閉鎖せず、
前記第１の先端ピースの下流端部（２３８）は、前記少なくとも１つの中間流路および前記外側流路の前記出口間の第１のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第１のナイフエッジ（２３８ａ）を含み、
前記第２の先端ピースの下流端部（２４１）は、前記少なくとも１つの中間流路および前記内側流路の前記出口間の第２のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第２のナイフエッジ（２４１ａ）を含み、
前記内側流路、前記外側流路および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｂ）は、前記共射出ノズル（２１６）の下流端部に位置づけられる組み合わせ領域（２４０）において互いに交差しており、
前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）は、前記外側流路（２２０ｃ）の前記出口（２３６ｃ）に対して実質的に垂直であるが、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）の前記出口（２３６ｂ）に対しては実質的に垂直ではなく、
前記バルブステムが前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）の上流にある前記開放位置において、前記少なくとも１つの中間流路から流出する溶融物の流れは、前記外側流路から流出する溶融物の流れおよび前記内側流路から流出する溶融物の流れと同時に交差する、射出成形機。

【請求項16】

前記内側流路（２２０ａ）および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｂ）は、互いに隣り合っていると共に、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）および前記外側流路（２２０ｃ）のそれぞれの出口（２３６ｂ、２３６ｃ）は、互いに隣り合っている、請求項１５に記載の射出成形機。

【請求項17】

前記第１および第２のナイフエッジ（２３８ａ、２４１ａ）は、好ましくは約０．０３ｍｍ〜０．６ｍｍのその先端における半径を含む、請求項１５または１６に記載の射出成形機。

【請求項18】

前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）は、約０．３ｍｍの半径を含み、前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）は、約０．１ｍｍの半径を含む、請求項１５に記載の射出成形機。

【請求項19】

前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の前記半径は、前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の前記半径と同一である、請求項１７に記載の射出成形機。

【請求項20】

前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の前記半径は、前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の前記半径とは異なる、請求項１７に記載の射出成形機。

【請求項21】

第２の閉鎖位置において、前記バルブステム（２３４）は、前記内側流路、前記少なくとも１つの中間流路、および前記外側流路（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ）の前記出口（２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ）を閉鎖する、請求項１５に記載の射出成形機。

【請求項22】

溶融物を金型キャビティ（２４４）に送達するための共射出ノズル（２１６）を有する射出成形機であって、該共射出ノズルは、
内側流路（２２０ａ）、外側流路（２２０ｃ）、および該内側流路及び該外側流路の間に少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）とを有するノズル本体と、
前記内側流路内に摺動可能に収容され、開放位置と１つ以上の閉鎖位置との間で移動可能であるバルブステム（２３４）と、
を備え、
第１の閉鎖位置において、前記バルブステムは、前記内側流路の出口（２３６ａ）を閉鎖するが、前記外側流路の出口（２３６ｃ）または前記少なくとも１つの中間流路の出口（２３６ｂ）は閉鎖せず、
前記バルブステムが前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）の上流にある前記開放位置において、前記少なくとも１つの中間流路から流出する溶融物の流れは、前記外側流路から流出する溶融物の流れ及び前記内側流路から流出する溶融物の流れと同時に交差し、
前記内側流路、前記外側流路および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｂ）は、前記共射出ノズル（２１６）の下流端部に位置づけられる組み合わせ領域（２４０）において互いに交差しており、
前記内側流路（２２０ａ）の前記出口（２３６ａ）は、前記外側流路（２２０ｃ）の前記出口（２３６ｃ）に対して実質的に垂直であるが、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）の前記出口（２３６ｂ）に対しては実質的に垂直ではない、射出成形機。

【請求項23】

前記内側流路（２２０ａ）および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｂ）は、互いに隣り合っていると共に、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）および前記外側流路（２２０ｃ）のそれぞれの出口（２３６ｂ、２３６ｃ）は、互いに隣り合っている、請求項２２に記載の射出成形機。

【請求項24】

前記内側流路、前記外側流路および前記少なくとも１つの中間流路（２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｂ）のそれぞれの出口（２３６ａ、２３６ｃ、２３６ｂ）は、同心円状に配置されている、請求項２２に記載の射出成形機。

【請求項25】

前記外側流路および前記内側流路（２２０ｃ、２２０ａ）から流出する溶融物の前記流れは、第１の溶融材料を含む、請求項２２に記載の射出成形機。

【請求項26】

前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）から流出する溶融物の前記流れは、第２の溶融材料を含み、該第２の溶融材料は、前記第１の溶融材料とは異なる、請求項２５に記載の射出成形機。

【請求項27】

前記ノズル本体は、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）及び前記外側流路（２２０ｃ）を分離する第１の先端ピース（２３９）と、前記少なくとも１つの中間流路および前記外側流路の前記出口（２３６ｂ、２３６ｃ）間の第１のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第１のナイフエッジ（２３８ａ）を有する前記第１の先端ピースの下流端部（２３８）とを含む、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項28】

前記ノズル本体は、前記少なくとも１つの中間流路（２２０ｂ）及び前記内側流路（２２０ａ）を分離する第２の先端ピース（２４２）と、前記少なくとも１つの中間流路および前記内側流路の前記出口（２３６ｂ、２３６ａ）間の第２のアールを付けたエッジに向けてテーパー状になる第２のナイフエッジ（２４１ａ）を有する該第２の先端ピースの下流端部（２４１）とを含む、請求項２７に記載の射出成形機。

【請求項29】

前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の半径は、前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の半径と同一である、請求項２８に記載の射出成形機。

【請求項30】

前記第１のナイフエッジ（２３８ａ）の半径は、前記第２のナイフエッジ（２４１ａ）の半径とは異なる、請求項２８に記載の射出成形機。

【請求項31】

第２の閉鎖位置において、前記バルブステム（２３４）は、前記内側流路、前記少なくとも１つの中間流路、および前記外側流路（２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ）の前記出口（２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ）を閉鎖する、請求項２２に記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示された実施形態は、概して射出成形機に関し、より詳細には複数の成形材料を金型キャビティに送達するノズルに関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機は、例えば飲料容器にブロー（吹込）成形可能な種類のプリフォーム（予備成形体）のようなプラスチック成形部品を製造するために使用される。典型的には、ホットランナーは、ホット溶融物をスプルーブッシュから１つ以上のノズルに送達するマニホールドを含み、この１つ以上のノズルは、結果的に溶融物を個々の金型キャビティに送達する。一部のホットランナーでは、ノズルを通る成形材料の流れは、ノズルの先端部でゲートを開閉するために前後に作動されるバルブステムによって制御される。

【0003】

一部の射出成形機は、共射出(co-injection)などによって、２つ以上の溶融物層および／または２つ以上の種類の溶融物を金型キャビティに分配するように構成されたノズル組立体を含んでもよい。例えば、ノズル組立体は、中間溶融材料を間に挟んで、内側及び外側溶融物流を成形部品に分配するように構成されてもよい。そのような例では、内層および外層は第１の溶融材料を含むことができ、中間溶融材料は第２の異なる溶融材料であってもよい。

【発明の概要】

【0004】

一実施形態によれば、溶融物を金型キャビティに送達するための共射出ノズルを有する射出成形機が開示される。共射出ノズルは、内側流路と、外側流路と、内側流路及び外側流路の間に少なくとも１つの中間流路とを有するノズル本体と、内側流路内に摺動可能に収容されかつ１つの開放位置と１つ以上の閉鎖位置との間で移動可能なバルブステムとを含む。第１の閉鎖位置において、バルブステムは内側流路の出口を閉鎖するが、外側流路の出口または少なくとも１つの中間流路の出口は閉鎖しない。内側流路、外側流路および少なくとも１つの中間流路のそれぞれの出口は、互いに直接隣り合っている。

【0005】

別の実施形態によれば、溶融物を金型キャビティに送達するための共射出ノズルを有する射出成形機が開示される。共射出ノズルは、第１および第２の先端ピースと、内側流路と、外側流路と、内側流路及び外側流路の間に少なくとも１つの中間流路とを有するノズル本体と、内側流路内に摺動可能に受容されかつ１つの開放位置と１つ以上の閉鎖位置との間で移動可能であるバルブステムとを含む。流路は同心円状に配置され、第１の先端ピースは少なくとも１つの中間通路と外側通路とを分離し、第２の先端ピースは内側通路と少なくとも１つの中間通路とを分離する。第１の閉鎖位置において、バルブステムは内側流路の出口を閉鎖するが、外側流路の出口または少なくとも１つの中間流路の出口は閉鎖しない。第１の先端ピースの下流端部は、少なくとも１つの中間流路のおよび外側流路の出口間の第１のアールを付けた(radiused)エッジに向かってテーパー状になる第１のナイフエッジを含む。第２の先端ピースの下流端部は、少なくとも１つの中間流路および内側流路の出口間の第２のアールを付けたエッジに向かってテーパー状になる第２のナイフエッジを含む。

【0006】

さらに別の実施形態によれば、溶融物を金型キャビティに送達するための共射出ノズルを有する射出成形機が開示される。共射出ノズルは、内側流路と、外側流路と、内側流路及び外側流路の間に少なくとも１つの中間流路とを有するノズル本体と、内側流路内に摺動可能に収容されかつ１つの開放位置および１つ以上の閉鎖位置との間を移動可能であるバルブステムとを含む。第１の閉鎖位置において、バルブステムは内側流路の出口を閉鎖するが、外側流路の出口または少なくとも１つの中間流路の出口は閉鎖しない。開放位置において、少なくとも１つの中間流路から流出する溶融物の流れは、外側流路から流出する溶融物の流れおよび内側流路から流出する溶融物の流れと同時に交差する。

【0007】

前述の概念、および以下で論じる追加の概念は、本開示がこの点に関して限定されるものではないため、任意の適切な組み合わせで構成され得ることを理解されたい。

【0008】

本教示の前述および他の態様、実施形態、および特徴は、添付の図面と併せて以下の説明からより完全に理解することができる。
添付の図面は、一定の縮尺で描かれることを意図していない。図面では、様々な図に示されている同一またはほぼ同一の構成要素はそれぞれ、同じ参照番号で表されている。分かりやすくするために、すべての構成要素がすべての図面で番号表示されているとは限らない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】共射出ノズルによって成形された従来技術のプリフォームの概略断面図である。

【図1B】共射出ノズルによって成形された従来技術のプリフォームの概略断面図である。

【図2】従来技術による共射出ノズルの概略断面図である。

【図3】従来技術によるホットランナーの概略断面図である。

【図4】バルブステムが開放位置にある状態の一実施形態による共射出ノズルの概略断面図である。

【図5】ノズル内の溶融物流路からの溶融物の流れを示す、図４の共射出ノズルの下流端部の拡大概略断面図である。

【図6】バルブステムが第１の閉鎖位置にある状態の図４の共射出ノズルの概略断面図である。

【図7】バルブステムが第２の閉鎖位置にある状態の図４の共射出ノズルの概略断面図である。

【図8】一実施形態による図４の共射出ノズルの下流端部の拡大概略断面図である。

【図9A】中間層を金型キャビティ内へ射出後、溶融物が中間溶融物流路内でピンチオフされている様子を示す説明図である。

【図9B】中間層を金型キャビティ内へ射出後、溶融物が中間溶融物流路内でピンチオフされている様子を示す説明図である。

【図9C】中間層を金型キャビティ内へ射出後、溶融物が中間溶融物流路内でピンチオフされている様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

射出成形機は、例えば飲料容器にブロー成形可能な種類のプリフォームのようなプラスチック成形部品を製造するために使用される。典型的には、このような射出成形機は、溶融物とも呼ばれる、溶融成形材料をノズルまで通過させ、そして溶融物を個々の金型キャビティに通過させるマニホールドを含む。いくつかのホットランナでは、ノズルは、共射出などによって、２つ以上の種類の溶融物を同じ金型キャビティ内に通過させるように配置されている。例えば、共射出ノズルは中間層を間に挟んで、内層と外層を分配することができる。そのような例では、中間層はバリア材料（例えば、酸素バリア材料）などのコア材層を含むことができ、コア材層は成形物品の内容物を外部の汚染（例えば、酸化）から保護することを意図してもよい。上記から分かるように、内層および外層は第１の溶融材料から形成される一方で、中間層は第２の溶融材料から形成されてもよく、第２の溶融材料は第１の溶融材料とは異なる。

【0011】

図１Ａに示すように、プリフォーム１００は、プリフォームのネック１０４からプリフォームの底部１０６まで延在する封入中間層１０２を含んでもよい。理論に束縛されることを望むものではないが、この中間層を封入する際には、中間層の射出終了時などの所定の時間に中間溶融材料の流れを閉止することが必要である。図１Ｂに示すように、第２の溶融材料の流れが適時に閉止されない場合、中間層はプリフォームの底部で完全には形成されないであろう。例えば、中間層の一部、または２つ以上の中間層が、プリフォームの底部１０６に封入されてしまうことがある。あるいは、別の例では、プリフォームの底部に中間層が存在しないこともある。上記から分かるように、そのようなプリフォームでは、底部は不均一であり、したがって不安定であり得る。さらに、中間層の一部がノズル内に残り、その後の射出を汚染する可能性がある。

【0012】

溶融物を金型キャビティに通過させるのに使用される共射出ノズルの一例は、米国特許出願公開第２０１４／０３２７１７６号に記載され、かつ図２に示されている。図２に示すように、このノズルは、各流路の出口が互いに離間している、３つの溶融物流路１５ａ〜１５ｃと、溶融物の流れを開始および停止するために往復動するバルブステムとを含む。しかしながら、そのようなノズルは、全ての点で満足のいく解決策を提供するわけではない。

【0013】

例えば、出願人は、共射出ノズルの溶融物流路の出口を互いに隣接して設置することによって、様々な利点が実現され得ることを認識した。本明細書での目的のために、互いに隣接する出口を有することは、第１の出口と第２の出口との間に十分なスペースがないように第１の出口が第２の出口の直接隣り合わせに配置されることを意味している。出願人はまた、内側溶融物流路の出口が外側溶融物流路の出口に対して実質的に垂直であるが、１つ以上の中間溶融物流路の出口に対して実質的に垂直ではない場合に利点が実現され得ることを認識した。出願人はまた、中間流路および外側流路の出口間および／または中間流路および内側流路の出口間に鋭いエッジ（例えばナイフエッジ）を有することによって利点が実現され得ることも認識した。出願人はさらに、中間溶融物流路から流出する溶融物が内側および外側溶融物流路から流出する溶融物と同時に交差するときに利点が実現され得ることを認識した。

【0014】

後述するように、そのような構成は、より効率的な方法で、中間流路からの溶融物流がピンチオフ（閉塞）すなわち閉止されることを可能にし得る。理論に拘束されることを望むものではないが、これは内側および外側溶融物流からの最小量のフラッシング(flushing)につながる可能性があり、それは封入プロセスの最後に外側または内側溶融物流（たとえばコア材料の）の残留汚染を低減または排除さえし得る。例えば、ピンチング中に内側および外側溶融物流路からの溶融物が中間溶融物流路に流れ込む可能性があり、いったん中間層がプリフォームに射出されると、残留溶融物が中間流路から流出することを低減し得るまたは排除さえし得る。そのような構成はまた、中間層がプリフォームの底部までずっと延びていない非封入プロセスにおいて、中間層のトレーリングエッジ（終端縁）（例えば、プリフォームの底部近くの縁部）の長さを短縮することができる。例えば、中間流は、より効率的な方法でピンチオフされ得るので、中間層の終端縁の長さは射出プロセス中により正確にサイズ調整され得る。

【0015】

そのために、本明細書に開示されている実施形態は、内側および外側溶融物流路と、それらの中間に配置された１つ以上の中間溶融物流路とを有する共射出ノズルを有するホットランナを含む。そのような実施形態では、バルブステムは内側流路内に摺動可能に受容され、かつ溶融物の流れを開始および停止するために前後に往復運動することができる。いくつかの実施形態では、バルブステムは第１の閉鎖位置に移動して内側流路のみの溶融物流を閉止してもよい。後述するように、バルブステムは、外側流路および１つ以上の中間流路からの溶融物の流れを可能にしながら内側流路の溶融物流を閉止するように構成されてもよい。上記からわかるように、そのような実施形態では、バルブステムがかかる閉鎖位置にあるとき、溶融物は中間流路と外側流路の両方から流れる必要はない。例えば、バルブステムが第１の閉鎖位置にあるとき、溶融物は外側流路のみから流れることができる。いくつかの実施形態では、バルブステムは、ノズルからの溶融物流を閉止するために第２の閉鎖位置に移動することができる。例えば、バルブステムは、内側、中間、および外側流路からの溶融物流を閉止するためにゲートを閉鎖するように移動し得る。

【0016】

いくつかの実施形態では、内側流路は外側流路に対して実質的に垂直であるが、１つ以上の中間流路に対して実質的に垂直ではない。例えば、中間流路の出口は、内側流路の長手方向軸から９０°未満（例えば、約２５°〜７５°）の角度だけ偏位(offset)されてもよい。いくつかの実施形態では、ノズルは、中間流路から流出する溶融物が内側流路および外側流路から流出する溶融物と同時に交差するように配置される。

【0017】

ここで図面を参照すると、図３は、第１のプレート１１０（バッキングプレートとしても知られる）、第２のプレート１１２（モールドプレートとしても知られる）、マニホールド１１４、バルブゲートノズル１１６、アクチュエータ１１８、および溶融物流路１２０を含む典型的なバルブゲート式ホットランナー１０８を示す。第１および第２のプレート１１０、１１２は、よく知られているように、鋼合金から製造され互いに結合されてもよい。いったん結合されると、第１および第２のプレート１１０、１１２はマニホールドポケット１２２を画定し、その中にマニホールド１１４が置かれる。マニホールド１１４は、通常スプルーブッシュ１２４に接続されている入口から出口（通常ドロップ１２６と呼ばれる）に溶融物を搬送するように構成された１つ以上の溶融物流路１２０を含む。スプルーブッシュ１２４は、射出ユニット（既知であり図示せず）のマシンノズル（既知であり図示せず）と結合されてもよい。

【0018】

図３のノズル１１６は、それぞれ同じマニホールド１１４によって供給される単一の溶融物流路１２０を有するように図示されているが、ノズルが２つ以上の溶融物流路１２０を有してもよいことが理解されるであろう（例えば、共射出ノズルを有する）。上記からさらにわかるように、単一のマニホールドが各ノズル内の溶融物流路に溶融物を供給するものとして示されているが、ホットランナーは各ノズルに溶融物を供給する２つ以上のマニホールドを含んでもよい。例えば、第１のマニホールドは第１の溶融材料を第１および第２の溶融物流路に供給する一方で、第２のマニホールドは第２の溶融材料を第３の溶融物流路に供給してもよい。

【0019】

既知であるように、ノズル１１６は、第２のプレート１１２のノズル孔１２８内に支持受容されてもよく、マニホールド１１４（または複数のマニホールド）のドロップ１２６と動作可能に接続されてもよい。これにより、ノズル１１６は、ドロップ１２６からの溶融物を受容することができる。ノズル先端１３０はまた、金型アセンブリ（既知であるが図示せず）の金型ゲート内に受容されてもよく、それにより溶融物がノズル１１６から金型アセンブリの金型キャビティ（金型ゲート１３２を介して）に流動してもよい。この図には２つのノズル１１６が示されているが、当業者は、ホットランナーが１つのみのノズルを含んでもよく、あるいは３つ以上のノズルを含んでもよいことを理解するであろう。

【0020】

また既知であるように、バルブゲートノズルは、バルブステムを後退させて閉鎖しかつ前進させて開放するように開発されたにもかかわらず、バルブステム１３４は、後退開放位置と前進閉鎖位置との間で選択的に移動されるようにバルブゲートノズル１１６と関連付けられてもよい。そのため、本明細書に記載の実施形態は、バルブステム閉鎖の方向に限定されない。バルブステム１３４は、バッキングプレート１１０から金型キャビティ（図示せず）まで延在してもよく、バルブステム１３４の上流端部１０９はアクチュエータ１１８に接続されている。上記からわかるように、アクチュエータ１１８は、図示されるように、空気圧式、油圧式、または電動式であってもよい。

【0021】

ここで、本開示による共射出ノズル２１６の一実施形態を示す、図４を参照する。図４に示すように、ノズルは、内側溶融物流路２２０ａと、環状外側溶融物流路２２０ｃと、内側溶融物流路及び外側環状溶融物流路の間に配置された環状中間溶融物流路２２０ｂとを含む。上記からわかるように、この実施形態では１つの中間溶融流路のみが示されているが、他の実施形態では、ノズルは２つ以上の中間流路を含んでもよい。例えば、ノズルは、内側流路と外側流路との間に２つ以上の中間流路を含んでもよい。上記からさらに分かるように、これらの流路の各々は溶融物を同じ金型キャビティに供給することができる。

【0022】

図４に示すように、内側、中間、および外側溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃは互いに隣り合わせに位置決めされている。すなわち、内側、中間、および外側溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃのそれぞれの出口２３６ａ〜２３６ｃは、それらの間に十分な間隔がないように互いに直ぐ隣りに位置決めされている。例えば、中間および外側溶融物流路を分離する溶融物先端ピース２３９の下流端部２３８は、中間および外側流路２２０ｂ、２２０ｃの出口２３６ｂ、２３６ｃ間にアールを付けたエッジ部に向かってテーパー状になるナイフエッジ２３８ａを有するように配置されてもよい。同様のナイフエッジ２４１ａはまた、内側流路２２０ａおよび中間流路２２０ｂの出口２３６ａ、２３６ｂ間の第２の溶融物先端ピース２４２の下流端部２４１に形成されてもよい。一実施形態では、各ナイフエッジ２３８ａ、２４１ａは、その先端に微小なアール部または面取り部を有してもよい。先端の半径は、好ましくは約０．０３ｍｍ〜０．６ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．３ｍｍの範囲のサイズである。一実施形態では、ナイフエッジ２３８ａのアール状先端は０．３ｍｍであってもよく、ナイフエッジ２４１ａのアール状先端は０．１ｍｍであってもよい。ナイフエッジは異なっていてもよいが、いくつかの実施形態では、中間流路と外側流路との間のナイフエッジ２３８ａは、中間流路と内側流路との間のナイフエッジ２４１ａと同じであってもよい。上記からわかるように、本発明はこの点に関して限定されないので、そのようなナイフエッジを確立するために他の適切な寸法が採用されてもよい。

【0023】

いくつかの実施形態では、内側、中間、および外側溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃの出口２３６ａ〜２３６ｃは、組み合わせ領域２４０において互いに交差してもよい。そのような実施形態では、図５に示すように、溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃから流出する溶融物は、この組み合わせ領域２４０内で互いに交差してもよい。いくつかの実施形態では、図５に示すように、ノズルは、中間流路２２０ｂの出口２３６ｂから流出する溶融物（矢印ｂ参照）が、外側流路２２０ｃの出口２３６ｃから流出する溶融物（矢印ｃ参照）および内側流路２２０ａの出口２３６ａから流出する溶融物（矢印ａ参照）と同時に交差するように配置される。上記からわかるように、他の実施形態では、内側流路および中間流路から流出する溶融物（矢印ａおよびｂを参照）は、外側流路から流出する溶融物（矢印ｃを参照）と交差する前に互いに交差してもよい、あるいは中間流路および外側流路から流出する溶融物（矢印ｂおよびｃを参照）は、内部流路から流出する溶融物（矢印ａを参照）と交差する前に互いに交差してもよい。

【0024】

図４に戻って参照すると、いくつかの実施形態では、内側、中間、および外側溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃは、互いに対して同心円状に配置されてもよい。本明細書の目的のために、同心円状配置は、内側溶融物流路が実質的に円錐台形でありかつ中間溶融物流路の内部に入れ子になり、中間溶融物流路は結果として実質的に準半球形状となりかつ外側溶融物流路の内部に入れ子になり、外側溶融物流路はまた実質的に準半球形状となることを意味している。上記からわかるように、他の実施形態では、溶融物流路のうちの１つ以上が異なる配置を有してもよい。例えば、中間および外側溶融物流路の一方または両方が代わりに円錐台形状であってもよく、かつ／または内側溶融物流路が円筒形状であってもよい。

【0025】

図４および図６〜図７に示すように、ノズルは、内側流路２２０ａ内に摺動可能に収容され、かつ既知であるように、前後に往復動して溶融物流を停止および開始することができるバルブステム２３４を含む。いくつかの実施形態では、図４に示すように、バルブステム２３４が上流位置すなわち開放位置にあるとき、溶融物は内側、中間および外側溶融物流路２２０ａ〜２２０ｃのそれぞれから流出することができる。そのような実施形態では、当業者によって理解されるように、溶融物流はまた、好適なアクチュエータを介して制御されてもよい。例えば、バルブステム２３４が開放位置にあっても、第１の溶融材料のみが内側および外側流路２２０ａ、２２０ｃに流入または流出することができる。後述するように、第２の溶融材料は、後の時点で中間流路に流入または流出することができる。

【0026】

図６は、ノズル先端部の下流端部において、バルブステム２３４が第１の閉鎖位置にある状態のノズルを示す。一実施形態では、図６に示すように、バルブステム２３４が第１の閉鎖位置にあるとき、バルブステム２３４は内側流路からの溶融物流を遮断するだけである。そのような実施形態では、内側流路の下流端部２４３は、残りの溶融物流路よりも小さい直径を有してもよく、内側流路の下流端部２４３の直径は、バルブステム２３４の直径に対応する。その結果、バルブステム２３４が下流方向（例えば、矢印Ｄで示すようにゲートに向かって）に移動すると、バルブステムは内側流路２２０ａの出口を閉鎖することができる。

【0027】

図７に示すように、バルブステム２３４は、ゲート２３２においてバルブステム２３４が第２の閉鎖位置に達するまで下流方向に移動し続けることができる（Ｄと表示された矢印を参照）。そのような第２の閉鎖位置において、バルブステムは、内側、中間および外側流路２２０ａ〜２２０ｃの各々から金型キャビティ２４４までの溶融物流を閉止することができる。いくつかの実施形態では、ゲートは、金型キャビティ２４４の上流部分に形成されてもよい。

【0028】

他の実施形態と同様に、既知であるように、金型キャビティ内への溶融物流もまた、射出スクリューまたはシューティングポットのいずれかによる射出圧力制御によって制御されてもよい。例えば、一実施形態では、図示のように、バルブステム２３４が最初に第１の閉鎖位置に移動されると、溶融物は外側流路２２０ｃのみから流出し続けることができる。次いで、時間を遅らせて、溶融物が外側流路２２０ｃから流出し続ける間に、第２の溶融材料を加圧して溶融物を中間流路内に、そして中間流路から金型キャビティ内に送達してもよい。

【0029】

ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態では、内側流路２２０ａは、外側流路２２０ｃの出口２３６ｃに対して実質的に垂直になるように配置されている。言い換えれば、内側流路２２０ａの長手方向軸Ｘは、外側流路２２０ｃの出口２３６ｃの長手方向軸Ｚに対して実質的に垂直であってよい。そのような実施形態では、図８にも示すように、中間流路２２０ｂの軸Ｙは、内側流路の長手方向軸Ｘに対して垂直である必要はない。例えば、他の適切な構成も可能であるが、中間流路２２０ｂの軸Ｙは、内側流路２２０の軸から９０°未満（例えば、約２５°〜７５°の範囲で、４５°など）だけ偏位されてもよい。

【0030】

上記と同様に、図８にも示すように、中間流路２２０ｂの出口２３６ｂを通る平面の軸Ａは、内側流路の長手方向軸Ｘから偏位されてもよい。例えば、各出口２３６ｂを通過する平面の軸Ａは、他の適切な構成も可能であるが、９０°未満の角度θ（例えば、約２５°〜７５°の範囲で、４５°など）だけ長手方向軸から偏位されてもよい。

【0031】

ここで図９Ａを参照すると、内側流路および外側流路内への溶融物の流動を許可し続けながら、中間流路からの溶融物がピンチオフされて溶融物流を閉止する流動シミュレーションが示されている。この図に示されるように、上述の特徴部のうちの１つ以上を含めることによって、中間流路内の溶融物流を急速にピンチオフさせる（例えば閉止させる）ことができる。例えば、中間流路の溶融物流は約１．５秒で閉止することができる。さらに、この例に示されるように、中間流路２２０ｂのピンチオフされる溶融物流は、異なる構成を有するノズルで起こり得るものと比較して、小さなテール２４４（例えば、長さ約６ｍｍ）を含む。例えば、出口がすべて隣接しているわけでなく、外側流路が内側流路に対して実質的に垂直ではない、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、中間流路は効率的には閉止されず、また、テールも小さくはなかった。例えば、図９Ｂでは、テールの長さは約２０ｍｍであり、ピンチングは１．７１秒で発生する。図９Ｃでは、テールの長さは約１０ｍｍであり、ピンチングは約１．６４秒で発生する。

【0032】

また図９Ａにも示すように、中間流路のピンチング時に、内側流路２２０ａおよび外側流路２２０ｃから流れる溶融物の一部が中間流路に流れ込む可能性がある。上記からわかるように、内側および外側溶融物流路からの溶融物のそのような動きによって、中間流路内を流れる溶融物による汚染を最小限に抑えることができる。

【0033】

別の実施形態によれば、ノズルから金型キャビティへ溶融物を分配する方法が開示される。そのような方法は、例えば、プリフォームの内層および外層内に中間層を封入するために使用され得る（例えば、図１Ａ参照）。いくつかの実施形態では、ノズルは内側流路、１つ以上の中間流路、および外側流路を含み、各流路はそれぞれの出口を有する。そのような実施形態では、バルブステムが内側流路内に摺動可能に受容されかつ溶融物流を開始および停止するために前後に移動可能である。いくつかの実施形態では、第１のマニホールドが溶融物を内側および外側溶融物流路に送達し、第２のマニホールドが溶融物を中間溶融物流路に送達する。そのような実施形態では、本方法は、バルブステムを上流方向に移動させることを含む。次に、第１の溶融材料は、内側流路および外側流路内を通り、その結果として金型キャビティに流れ込む。バルブステムは、次いで下流方向に第１の閉鎖位置まで移動させることができ、そこでバルブステムは、外側流路から溶融物を流出可能にしながら内側流路からの溶融物流を遮断する。第２の溶融材料は、次いで中間流路に流入および流出する（例えば、金型キャビティまで）一方で、第１の溶融物は外側流路から流出し続ける。中間層の射出が終了した後、射出圧力を下げ、中間流路の溶融物流を中間流路内でピンチオフすることができる。引き続いて、バルブステムを再び開放位置に移動させて、溶融物を内側流路と外側流路の両方に流入および流出可能にして射出成形プロセスを完了させることができる。バルブステムは、次いでゲートにおける第２の閉鎖位置に移動させることができ、そこでバルブステムは内側、中間および外側流路の各々からの流れを遮断する。

【0034】

本教示を様々な実施形態および実施例と併せて説明してきたが、本教示がそのような実施形態または実施例に限定されることを意図するものではない。それどころか、本教示は、当業者によって理解されるような、様々な代替形態、修正形態、および均等物を包含する。したがって、上記の明細書および図面は一例として示したにすぎない。

【0035】

本発明の様々な態様は、単独で、組み合わせで、または上述した実施形態において具体的に論述されていない様々な構成で使用することができ、したがって本発明の様々な態様は、その適用において上記の明細書に記載されたまたは図面に描写された構成要素の詳細および構成に限定されない。例えば、一実施形態に記載の態様は、他の実施形態に記載の態様と任意の方法において組み合わせてもよい。

【0036】

また、本発明は方法として具現化することができ、その例が提供された。本方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けられてもよい。これに応じて、実施形態は、図示されているものとは異なる順序で動作が実行されるように構成されてもよく、例示的な実施形態において順次動作として示されているとしても、いくつかの動作を同時に実行することを含んでもよい。

【0037】

クレーム要素を修飾するためにクレームにおける「第１」、「第２」、「第３」などの序数の用語の使用は、それ自体では、あるクレーム要素の別のクレーム要素に対する優先度、先行、順序あるいはある方法の動作が実行される時間的順序を含意しないが、複数のクレーム要素を区別するために、ある名称を持つ一つのクレーム要素と同じ名称を持つ別の要素（序数用語の使用がなかった場合）とを区別するための表示として単に使用されている。

【0038】

また、本明細書で使用されている表現および用語は説明を目的としており、限定と見なされるべきではない。本明細書における「含む」、「備える」、または「有する」、「含有する」、「伴う」、およびそれらの変形形態の使用は、その後に列挙される項目およびそれらの均等物、ならびに追加の項目を包含することを意味している。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】