JP2007525347A6 - 多層ドーズ - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮成型によって多層物体の製造を目的とする、対称軸を有する多層ドーズに関する。独創的なドーズは、第一の合成樹脂と、第一の樹脂中に封入され、ドーズの容積の20％未満を占有する薄い機能層（３）を具備する。多層ドーズは、層（３）が、対称軸の周囲を回転する物体のシェルを形成することと、層と前記軸との間の距離が可変であることを特徴とする。

Description

本発明は、多層ドーズの圧縮成型により多層物体を実現するための方法に関する。

米国特許第4 876 052号明細書は、機能層３が合成樹脂２の内部に全体的に封入されることを特徴とする、円筒型多層ドーズを記載する（図１）。機能性樹脂と外部樹脂は性質が異なる。例えば、機能性樹脂は、優れたガス防壁特性を有するが、外層を形成する樹脂は、その機械及び衛生特性で選定される。これらの多層ドーズは、多層物体が前記ドーズの圧縮成型により取得されることを可能にする。しかしながら、米国特許第4 876 052号明細書に記載された方法に従って取得された物体は、物体に大きな割合の機能性樹脂を必要とし、それによって第一には高額に設定された価格になっていることと、第二には機械的応力に対する抵抗が低くなっていることの；二つの重大な欠点を生じている。機能性樹脂と外部樹脂との間の接着の欠如は、物体の堅さを低減し、また外層の剥離の危険を引き起す。米国特許第4 876 052号明細書の別の欠点は、樹脂２と３の個々の分量が最適に調整できないことに在る。本発明の説明においてさらに下記に示されるように、これらの分量は、物体の幾何学的形状とドーズの圧縮中の流動とにより調整される。

日本特許第2098415号明細書は、合成樹脂２が機能性樹脂３の側面のみを覆うことを特徴とする、複合ドーズ（図２）から開始する圧縮成型による多層物体の実現を提案する。自身の対称軸に沿ったこのドーズの圧縮成型は、合成樹脂２が機能性樹脂３を部分的に封入することを特徴とする多層構造を有する物体を形成する。しかしながら、日本特許第2098415号明細書に記載の二つの樹脂から実現される多層物体は、第一には、機能性樹脂３を、物体の全表面積の少なくとも10％を超える物体の中心の表面領域に晒すことと、第二には、樹脂の全体量の少なくとも30％に達する機能性樹脂３の分量を必要とすることの；二つの重大な欠点を有する。これは、一方では高額に設定された価格を有する物体を、また他方においては主に物体の中心において大幅に改良された機械特性を有する物体を形成する。日本特許第2098415号明細書の別の欠点は、樹脂２と３の個々の分量が最適に調整できず、これらの分量が、物体の幾何学的形状とドーズの圧縮中の流動とにより調整されることにある。

日本特許第2098415号明細書には、前述の欠点を部分的に解消するために３層を含むドーズ（図３）を使用することが提案されている。このドーズは、ドーズの中心部分を形成する第一の樹脂と、第一の樹脂の側面のみを覆う機能性樹脂３と、機能性樹脂の側面のみを覆う第三の樹脂２とにより構成される。自身の対称軸に沿うこの複合ドーズの押しつぶしは、多層物体を生成する。三層ドーズの使用は、使用される機能性樹脂３の分量を低減する利点を有し、また単一樹脂２を含む同一物体に対し僅かに改良された機械特性を有する物体を生成する。この方法は、接着層が異なる性質の樹脂の間に追加されることを可能にし、それによって物体の結合と堅さを改良している。しかしながら、機能性樹脂３は、物体の表面領域の少なくとも10％の表面領域に及ぶ対称軸に近接する防壁性のない多層物体を生成する多層物体の中心部分を覆わない。防壁樹脂層３により覆われない物体のこの中心領域は、物体の防壁性能を弱め、またこの解決法をさほど効果的にしない。

スイス特許出願第01619/04号明細書は、圧縮成型多層ドーズ（図４）から実現された多層物体を記載する。この特許出願に記載された物体は、ジグザグ形の二重折り曲げ部を形成する機能層の部分を特徴とする多層構造を有する。機能層は物体全体に、中心部分においてさえ正確に配分される。スイス特許出願第01619/04号明細書に記載される多層物体を実現するための方法は同様に、機能層の厚みの制御を可能にする。接着層を、物体の表面を形成する樹脂と機能性樹脂との間に追加できる。しかしながら、ドーズの圧縮は、方法と具体的な成型装置を必要とする。この方法は特に、基本的な圧縮工程に対応して、モールドの二つの部分を相対的に動かす、追加的なダイス工具の移動を必要とする。高速成型の場合に、スイス特許出願第01619/04号明細書に記載されるような圧縮装置を使用することは、弊害をもたらすことが多い。

本発明は、前述の問題を解消することにより、多層物体を圧縮成型により実現することを可能にする。具体的に言うと、この方法は、単層物体を実現するために使用される装置と変わらない圧縮装置の使用を可能にする。

本発明は、圧縮成型による多層物体の実現のための対称軸を有する多層ドーズから成り、第一の合成樹脂と、前記第一の樹脂に封入された薄い機能層とにより構成され、前記機能層はドーズの容積の20％未満を占有していて、多層ドーズは、機能層が対称軸の周囲で回転体のシェルを形成することと、層から対称軸までの距離が可変であることを特徴としている。

本発明のさらなる理解は、下記の添付の図面により図示される事例の詳細説明から得られる。

本発明は、図５に提示される概念に従って多層ドーズを実現することから成る。このドーズは、ドーズを形成する第一の合成樹脂と、第一の樹脂中に封入され、対称軸Ｚ上の位置にそって対称軸までの距離Ｒ及び厚みＥが変化する薄い層を形成する少なくとも一つの第二の樹脂とにより構成される。この種のドーズは、成型された物体中の防壁樹脂層の配置、ならびにこの層の厚みを一緒に最適化することを可能にする。

以前に記載されたドーズのさらなる理解を得るために、ドーズの圧縮中の樹脂の流動（図６）を考察することが必要である。この流動は主に、圧縮中の樹脂のレオロジ特性、ならびに物体の幾何学的形状に従属する。図６は、この流動がダイス工具の壁の付近よりも壁の間の中ほどでより速いことを示す。ダイス工具の壁に近接すると、小片の移動速度はゼロに向かうが、せん断変形量は大きくなる傾向がある。逆に、壁の間の中ほどでは、小片の速度は、最大限にあり、またせん断変形量は最小限にある。流動中、機能樹脂層は引きずられ、また速度分布の位置に従って不均一に変形される。物体中の機能性樹脂層の最終位置は従って、ドーズ中の機能層の最初の位置と、流動中に受ける変形量の和とにより決定される。

図７a―７ｃは、この方法に従って取得された多層物体の限界を示し、かつ本発明の主題をさらに理解するために、日本特許第2098415号明細書に提案されたようなドーズの圧縮を図示する。図７aは、日本特許第2098415号明細書に従って実現された三層ドーズを示す。このドーズは、ドーズの中心部分を形成する第一の樹脂４と、第一の樹脂の側面のみを覆う機能性樹脂３と、機能性樹脂の側面のみを覆う第三の樹脂２を含む。このドーズは、Ｈ１として引用される高さと、外径Ｒ１と、機能層の半径方向位置Ｒを有する。このドーズの圧縮は、図７ｂに図示される中間段階を生ずる。図７ｂは、ある程度に圧縮されたドーズ中の機能層の変形を示す。この層は、物体の周縁に向かって、即ち物体の中心部分を機能層により被覆できないことを意味する流動の方向に変形されるようになることに注意することが重要である。中間段階において、機能層が、材料の最前部から依然として遠く離れていて、中間段階において取得された物体が、周縁の同一高さで防壁性を有しないことを示すことが分ることも興味深い。図７ｃは、ドーズの圧縮を受けて取得された物体を図示する。機能層３は、物体の端部に拡大したが、物体の周縁の同一の高さで封入されたままである。図７ｃにより示されるように、機能層は、物体の中心部分内に拡大しない。この方法に従って取得された物体はそれ故に、自身の中心部分に防壁性を有しない欠点を有する。

図７ｃに提示されるような物体を、図７ａに図示されるようなドーズから実現した。実験結果を、図８にプロットした。物体の表面領域はＳ_Pで標示され、機能層により被覆されない多層物体の中心表面領域はＳで標示され、物体の厚みはＥで標示され、ドーズの厚みはＨ１で標示される。比率Ｈ１/Ｅは、圧縮率を表す。図８は、機能層により被覆されない表面領域の割合S/Ｓ_Pが、圧縮率Ｈ１/Ｅの関数として如何に変化するかを示す。割合S/Ｓ_Pは、圧縮比２０についてさえ10％より大きい。この結果から、最良のシナリオの場合に、機能層は物体の表面領域の90％を覆うことが分る。その表面領域の90％を機能性材料により被覆させた物体の防壁特性の測定から、この物体は、本発明に従って実現され、かつその表面領域の100％を機能層により被覆させた同一物体よりも少なくとも10倍以上のガス透過性があることが分る。これらの結果は、基本の樹脂よりも100倍小さい透過性の機能性樹脂を使用して取得された。

図９は、本発明に対応する多層ドーズの第一の事例を示す。このドーズは、機能性樹脂層３に封入された第一の樹脂層４を具備し、前記機能性樹脂層３自体は、ドーズ１の外表面５を形成する樹脂層２に封入されている。機能層の端部７と７´は各々、１地点で一緒になり、その結果層４は、機能層３中に全体的に封入される。ドーズ中の機能層の本配置は、物体の表面領域の100％、即ち周縁と中心が圧縮を受けて被覆されることを可能にする。これは、二つの端部７と７´で一種の閉鎖ポケットを形成し、かつドーズのほぼ中ほどまで配置される腹１０を形成する、図９に図示される形状に従うドーズ中の機能層の配置を形成する。腹の半径方向位置は任意ではなく、物体とドーズとの幾何学的形状により調整される。腹１０の正確な半径方向位置は、層を物体の周縁に拡大することを可能にし、また機能層が物体中に封入され続けることを確実にする。実験から、ドーズ中の機能層の腹の半径方向位置は、圧縮率と、物体の幾何学的形状と、樹脂のレオロジとの関数であることが分った。

このドーズの圧縮から取得された多層物体の事例は、図１０に図示される。この物体は、機能性樹脂の二重層を物体の表面全体に被覆しておく特性を有する。この物体は、単層ドーズから同一物体を実現するために使用される圧縮装置に対し何らの変更を必要としない単純な圧縮装置において、多層ドーズを圧縮することにより取得される。図１０に図示されるような対称軸の同一の位置での多層物体の詳細な観察から、機能性樹脂の端部７と７´は層の表面に垂直な一種のピークを形成することが分る。

図１１は、本発明が図９に図示されるような三層ドーズに限定されないことを示す。図１１に図示されるような５層から成るドーズは、防壁層３ａの両側の接着層３ｂと３ｃの挿入が異なる性質の樹脂を結合することを可能にすると同時に、多層物体の剥離もしくは分離の潜在的な問題を予防する異なる層間の優れた接着を確実にするので特に有利である。接着と防壁の層は類似の状態にあり、かつ少量である。機能層３を形成する接着層３ｂ及び３ｃと防壁層３ａとの集合体は、ドーズを形成する全樹脂量のほぼ15％未満の樹脂量、また10％以下の分量を占有するのが好ましい。

図１２ａと１２ｂは、本発明が図９に図示されるような円筒型ドーズに限定されず、これらのドーズが穴を含む多層物体の実現のために環状でもよいことを示す。図１２ａと１２ｂに表されるような環状多層ドーズは、例えば管のヘッドなどの穴を含む多層物体を実現するために特に有利である。図１２ａに表されるドーズは、ドーズの圧縮が周縁と中心とに向かう共同流動を生ずるとき使用されるが、ドーズ１２ｂはドーズの圧縮が周縁に向かう流動のみを生ずるときに使用される。

図１３は、１２ａに表されるような多層ドーズの圧縮成型により実現された管のヘッドを示す。物体の厚みの中に、物体の表面領域の全体を覆う二重の機能層を見出すことができる。機能層は物体の周縁と穴の所まで拡大するが、全体的に封入されたままである。両方向の層の拡大を制御するために、ドーズ内部の機能層の幾何学的形状と位置を調整することが必要である。

図９と１２に表されるドーズと類似のドーズを実現できる。図１４は、自身はドーズの外表面５を形成する樹脂層２により封入される、機能性樹脂３の薄い層により横方向に封入された樹脂層４を含む多層ドーズを示す。機能樹脂層３は、両端部で開口を形成する半径Ｒ_minが、機能層の腹を形成する最大半径Ｒ_maxの80％以下であって、またＲ_minが半径Ｒ_maxの10％未満であるのが好ましい、両端部で開放している西洋梨の形の軸対称な幾何学的形状を有する。図１４に表されるドーズは、機能性樹脂層が円筒型形状を形成することを特徴とする日本特許第2098415号明細書に提案されるドーズ（図３）と著しく異なる。日本特許第2098415号明細書に記載されるようなドーズの押出しは、図３のような完全には円筒型でないが僅かに変形される機能性樹脂層の幾何学的形状を形成できる。この機能層の僅かな変形は、押出し機から抜け出す際の応力緩和（膨潤現象）とドーズが自分自身の重さで垂れ下がるようにする重力との複合効果により自然に起る。ドーズのこれらの変形は、最小半径Ｒ_minが最大半径Ｒ_maxの80％よりも大きいことを特徴とする機能層の形状を形成できる。以前に示したように、この種のドーズは、物体の中心の表面領域が機能層により被覆されないため、優れた不透過性を有する多層物体を形成できない。本発明は、防壁層により被覆される物体の表面領域を大幅に増大することにより多層物体の不透過性の改良を可能にする。さらに下記に説明されるように、図１４に表されるような多層ドーズの実現は、特殊な装置を必要とし、また日本特許第2098415号明細書に提示される方法に従っては実現できない。

下記に説明される多層物体を実現するための方法は、プラグ、もしくはふた、もしくはプリフォーム、もしくは現実には管の肩部などの物体を実現するために特に有利である。この方法を、スラブの形のプリフォームを実現するために使用できることも有利であり、これらのスラブは次に、多層物体を形成するために熱成形もしくは吹き込み熱成形に使用される。

図９と、１１と、１２と、１４に表されるドーズを、多くの方法に従って実現できる。これらの異なる方法は、多層構造を形成し、かつ多層構造の中心層４を形成する樹脂が少なくとも可変な流速を用いて押出されるように樹脂を共押出しする工程から成る共通要素を有する。

ドーズを実現するための第一の方法は、図１５に図示される。この方法を用いて、図１４に表される型のドーズに対応する多層ドーズを実現できる。この方法は、図１５に表されるような多層ロッドを連続的に共押出しする工程から成る。ドーズの外表面を形成する層２の流速と機能層の流速は一定である。一方、ドーズの内層を形成する層４の流速は、最大値と最小値の間を周期的に変動する。流動変動の周期性は、ドーズの長さに対応する波長を規定し、また同様に多層ロッドの切断の回数を規定する。この方法は、極めて高速で多層ドーズを実現するために特に有利である。図１５に図示される実現方法は同様に、機能性樹脂３中に全体的に封入される層４を有するドーズを実現することを可能にする。このため、樹脂層４は、最大流速とゼロ流速との間で周期的に変動する流速を有する必要がある。

ドーズを実現するための第二の方法は、図１６に図示される。この方法は、樹脂層２と４の流速が周期的かつ逆位相で変化し、その結果全体の流速は一定もしくは弱く変動することだけが図１５に図示される方法と異なる。多層ロッドは、層２と４の流速の周期的変化により調整される頻度で共押出し装置から抜け出す際に切断される。この方法は、全体流速の過度で急激な変化に関連する欠点（押出しの不安定性、オレンジ皮の表面性状）を回避するために有利であることが多い。共押出し装置から抜け出す際の層２と４の流動変動は、図１５に示されるように制御信号がストロボされる場合でさえほぼ緩やかである。この現象は、装置中の樹脂の慣性と関連する。適正な装置の使用により流動変動を革新的に制御することも可能である。

図１７は、図１６に記載の方法に従って取得できる多層ロッドを図示する。共押出し装置から抜け出す際の多層ロッドの周期的切断は、多層ドーズを取得することを可能にする。多層ロッドは、機能層を一定速度で押出すことと、樹脂層２と４を周期的かつ逆位相で変化する流速で押出すこととにより取得される。樹脂層４の流速は、最大流速とゼロ流速との間を周期的に変動し、機能性樹脂層の内部に樹脂層４の全体的封入をもたらしている。

図１８は、図９に表される多層ドーズと同一の多層ドーズを実現するための方法を図示する。この方法は、樹脂層４と、機能層３と、ロッドの外表面を形成する樹脂層２を具備する多層ロッドを共押出しする工程から成る。樹脂層２と４の流速は、周期的かつ逆位相で変化する。ロッドの外層を形成する樹脂２の流速は、最小値と最大値の間を周期的に変動する。機能層３の流速は周期的に変化し、また期間ｔ１の間はゼロ値を有する。層４の流速は同様に、周期的に変化し、また期間ｔ２の間はゼロ値を有する。層の流動変動は、ドーズの生産回数に一致する回数で達成される。期間ｔ１の間は、外層２のみが押出され、期間（ｔ２−ｔ１）の間は、層２と３のみが押出される。

図１４に図示されるような多層ドーズを実現するための別の方法は、不連続な共押出し工程から成り、共押出しされる樹脂の全体流速は、最大値とゼロ値との間を変動し、期間中にドーズされる材料の分量は、一つのドーズに対応していることを特徴とする。この実現方法は、図１９に図示される。期間ｔ１の際には、共押出しされる全体流速は、ゼロであり、また期間（ｔ２−ｔ１）の際には、樹脂２と３のみが押出され、層４を機能性樹脂層３の内部に封入することを可能にする。方法１９に記載の多層ドーズを実現するための方法は、多層ドーズの容積計量、ひいてはドーズの卓越した規則性を可能にする有利性を有する。

本発明は、３層の多層ドーズを実現するための方法に限定されない。例えば、図１１に図示されるような５層のドーズの実現のために、図１８に図示される方法に類似の制御方法が使用される。

同様に、本発明は、実現されることが可能になっている、例えば円筒型ドーズと、環状ドーズを実現するための方法に限定されない。

図１５−１８に図示され、多層ロッドもしくは管を共押出しする工程と、一つ以上の層の流速を周期的に変更し、次にドーズを形成するように多層ロッドもしくは管を周期的に切断する工程から成る方法に従って多層ドーズを実現するために、多くの装置が使用される。装置は、溶融樹脂を共押出しヘッド内に供給するように、複数の押出し機に接続される少なくとも一つの共押出しヘッドと、一つ以上の層の流速を周期的に変更するための手段を具備する。

図２０は、多層ドーズを実現するための装置の事例を図示する。この装置は、樹脂２と、３と、４の個々の供給用のダクト１１と、１２と、１３を具備し、樹脂３は、機能層を形成し、また樹脂２と４は、ドーズの外層と内層を個々に形成している。ダクト１１と、１２と、１３は、適当な周知の手段により押出し機に接続される。装置は、各層を周辺全体に適切に配分できる分配器１４も具備する。例えば、らせん状分配器、もしくはカルジオイド形状の分配器もしくは二つ以上の用途を兼ねた分配器などの数種の分配器を使用できる。装置はコネクタ１５を具備し、コネクタの形状を変更することによりロッドもしくは押出された管の形状を改良することができる。装置は、樹脂層２と、３と、４の共通の分岐合流点１６を有するのが好ましい。この共通の分岐合流点１６は、層２と４の個々の流速を変更することにより機能層３の位置の容易な変更を可能にする。装置は、樹脂層２と４の流速を周期的に変更できる手段１７と１８を特徴とする。ラム１７と１８の交互移動は、層２と４の流速の迅速で周期的な変化を可能にする。ラムの降下移動は、圧力の上昇、またその結果として層の流速の増大を引き起こす。逆に、ラムの上昇は圧力の降下を起し、かつ層の流速を低減する。効果を大きくするため、ラムを、ラムの上流側に位置する第一と、ラムの下流側に位置する第二の、一つもしくは二つの閉止弁と接続できる。ラムを、機械的にもしくはシリンダによって作動できる。本発明は、前述の装置に限定されない。ラムと閉止弁は、機能層３と同様に関係する。図２０に記載された装置と類似の装置が、５層ドーズを実現するために使用される。

図２１は、圧縮成型により多層物体を実現するための、別の特に有利な多層ドーズを図示する。このドーズは、ドーズの内部部分を形成する第一の樹脂層４と、樹脂層４を封入する機能性樹脂の薄い層と、ドーズの外層を形成し、かつ機能性樹脂層３を封入する樹脂層２を具備する。機能層３は、西洋梨の形の三次元の軸対称な形状を形成し、また対称軸に近接して位置し、小さな僅かに円錐状の開口を形成する端部７を有する。層３は、前記端部７の反対側に位置する対称軸の一点で交差する。

これらの多層ドーズは、モールド中で前記ドーズの圧縮成型により多層物体を形成するために特に有利である。図２２は、図２１に表されるドーズから実現された多層物体を示す。この物体は、物体の壁中に封入された二重の機能層３ａと３ｂを含み、前記機能層は物体の対称軸の同一高さに不連続部を有している。この不連続部は、物体の機能層３ｂ中で小径の孔の形をとる。この孔は、機能層３の端部７に対応する。機能層３ｂ中の前記孔の直径は、10mm未満の値であり、また大体は3mm未満である。図２１に表されるドーズから取得された多層物体は、物体の表面に全く存在しない第一の層３ａ、ならびに開口を有し、かつ場合によっては物体の表面上に存在する第二の層３ｂを有する。衛生上と多層物体２２の性能に関連する理由によって、層３ｂが、充填製品と接触する物体の表面側に置かれないことが好ましい。

本発明は、図２１のような３層を有するドーズに限定されない。特に層間の接着を改良するように、多数の層を有するのが有利である。この意味において、図２１に表される機能層３を、複数の薄く平行な層の集合体として見なすことができる。例えば、機能層はそれ自体で、防壁樹脂の層が二つの接着樹脂の層の間に挿まれている３層を含有できる。

図２１に表される多層ドーズを実現するための方法は、図２３ａ−２３ｄに図示される。この方法は、多層ドーズを成型する工程から成り、また空洞の容積が前記空洞内に供給される樹脂の分量と共に変化する、移送モールド１９の可変な空洞内に、樹脂が連続的に供給されことを特徴とする。これらのドーズを次に、多層物体を実現するように圧縮モールド内に溶融状態で移送させる。図２３ａは、樹脂で充填される前の移送モールド１９を示す。ケーシング２０aと、ラム２０ｂと、カバー２１は移送モールド１９を構成し、また穴２２により創出された開口を有する空洞を形成する。樹脂が供給される前に、空洞の容積は低減される。方法は、まづ第一にドーズの外層を形成する樹脂２を供給する工程から成る。図２３ｂは、穴２２を通って供給され、ラム２０の移動を起し、かつ供給される樹脂の容量に比例して移送モールド１９の空洞の容積の増大を一緒に誘発する樹脂２を示す。方法は次に、機能性樹脂３を移送モールド１９内に供給する工程から成る。図２３ｃは、樹脂３の供給と、モールド中に既にある樹脂２の内部へのその拡大を示す。方法は最終的に、ドーズの内層を形成する樹脂４を供給する工程から成る。図３ｄは、樹脂４の供給と、ラム２０の移動と一緒に機能層３の内部へのその拡大を図示する。

溶融状態の多層ドーズは次に、移送モールドから圧縮モールドへ移送される。移送モールドは、図２４aから２４ｃまでに簡単に図示される。図２４ａに図示される、この方法の第一の段階は、多層ドーズの底面と接触する表面のカバー２１を分離しもしくは開放する工程から成る。ドーズは次に、図２４ｂに図示されるようなラム２０ｂによって移送モールド１９から排出される。図２４ｃは、圧縮モールド２３の空洞中に挿入された多層ドーズを示す。

多層ドーズは、圧縮モールド２３内に移行の際は、圧縮成型を可能にし、かつ欠陥を予防するように、溶融状態である必要がある。このため、移送モールド１９の温度と、移送モールド中のドーズの滞留時間との制御は、極めて重要である。移送モールド１９を構成する部品の温度は、ドーズの離型と、圧縮前にドーズが再溶融するに充分に薄いドーズの表皮の形成を一緒に可能にするように調整される必要がある。移送モールドの温度は、溶融樹脂の温度に近づくように可能な限り高くする必要があり、また移送モールド中の滞留時間は可能な限り短くする必要がある。

圧縮モールド内への多層ドーズの排出は、図２４に図示される方法以外の方法により達成できる。例えば、対称軸に垂直なケーシング２０ａ中の側部開口は、ドーズの容易な抽出を可能にする。

図２５a−２５ｃは、多層ドーズの圧縮を図示する。図２５ａは、モールド２３の空洞中のドーズの配置を示す。図２５ｂは、ドーズを圧縮し、かつ多層物体を形成するプランジャ２４の落下を示す。図２５ｃは、取得される多層物体を図示する。

成型されたドーズから多層物体を実現するための装置は、図２６に図式的に表される。この装置は、モールドを具備する第一の回転式コンベヤ２５と、ドーズを圧縮するための手段と、成型された物体を排出するための手段とにより構成される。この装置は同様に、移送モールド１９を具備する第二の回転式コンベヤ２５と、移送モールド内に樹脂を連続して供給するための手段と、樹脂が前記モールド内に供給されるとき移送モールドの空洞の容積を増大するための手段と、圧縮モールド内にドーズを移送するための手段とにより構成される。ドーズの移送は、移送モールドと圧縮モールドとの軌道の接触点で達成される。装置はさらに、回転式コンベヤを回転移動させる手段と、パラメータを調整しかつ制御するための手段を具備する。

移送用回転式コンベヤ２６の説明は、図２７に図示される。この回転するコンベヤは、移送モールド１９を運搬する。回転式コンベヤ２６の回転の際に、モールド１９は、第一の供給チャネル２８と、第二の供給チャネル２９と、第三の供給チャネル３０の上方を連続的に通過する。前記供給チャネル２８と、２９と、３０は調整され、また押出し機に接続される。移送モールド１９がチャネルに沿って通過するとき、チャネル内に圧力下で供給される樹脂は、前記モールドの空洞を満たす。図２７から、チャネル２８と、２９と、３０の上方を連続的に通過するモールドは、個々のチャネル内に供給される樹脂により連続的に充満することが分る。従って、樹脂２と、３と、４を、個々にチャネル２８と、２９と、３０内に供給することにより、図２１に表されるドーズと同一のドーズが取得される。移送モールド１９の空洞内に供給される樹脂の個々の分量を、チャネル２８と、２９と、３０の個々の長さＬ１と、Ｌ２と、Ｌ３、ならびに各樹脂の供給圧力により調整できる。

本発明に従って実現された物体は、特に有利な防壁性を有する。本発明に従って実現された物体の大部分が、物体の表面領域、具体的に言うと物体の対称軸に近接する表面領域を充分に被覆する機能層を有することを認めることにより、これをある程度説明できる。

本発明の要旨の範囲内で使用される樹脂は、現在使用されている熱可塑性樹脂、また具体的には包装業界において使用される樹脂に対応する。機能層３を形成するために使用される防壁樹脂のうちで、エチレン・ビニル・アルコール（EVOH）共ポリマと、ナイロン-MXD６などのポリアミドと、アクリルニトリル-メチル・アクリレート共ポリマ（BAREX）と、PVDFなどのフッソ化ポリマを列挙できる。これに関連して、ドーズの層２と４のために使用される数種の樹脂、ポリエチレン（PE）と、ポリプロピレン（PP）と、ポリスチレン（PS）と、ポリアミド（PA）と、ポリエステル（PET）も列挙できる。このリストは網羅的でない。樹脂の選定においては、近似する粘度を有する製品を選定することが重要である。一般的に、操作温度で、10未満の粘度比を有する樹脂を使用するのが好適であり、また3未満の粘度比が選定されるのが好ましい。

本発明は同様に、前記ドーズの容積の少なくとも80％を形成する樹脂中に個々に封入されている、複数の機能層を具備する多層ドーズに関する。本発明によれば、少なくとも一つの機能層は、対称軸まで可変な距離を有する。複数の機能層を具備するドーズの使用は、極めて高い生産速度において有利であることが多い。実際には、極めて高い速度で、流速の大きな変化を達成することは困難である。第二の機能層は、ドーズの対称軸上で心出しされ、ドーズ中のこの層の半径方向位置は、層の圧縮が、一方がもう一方の上部に一部置かれ、また連続層の特性と類似の特性を形成する二つの独立の機能層を有する多層物体を形成するようになっている、管状形状から成ることが多い。第二の機能層は同様に、対称軸までの可変な距離を保有できる。特に関心のあるドーズは、類似の二つの機能層を有する。

本発明は、プリフォームもしくはプラグなどの多層物体の実現のために特に関心を引いている。

本明細書に提示される事例において、ドーズと物体は単純な形状から成るが、本発明は、ドーズと物体のいかなる形状にも関連するのは明らかである。

本発明に従って取得された物体は、物体の周縁の同一の高さに少なくとも一つの折り曲げ部を形成する機能層３を含む。物体の対称軸に近接する第二の折り曲げ部を含む物体も取得できる。機能層のジグザグ配置が、物体中に達成可能である。

本発明は、ドーズ中に配分された単一の機能層３を用いて記載された。全てが前記ドーズの対称軸上で心出しされている、複数の機能層３を具備するドーズも同様に使用される。取得された多層物体は、機能層の一方がもう一方の上部に一部置かれ、かつ物体の全体に配分されることを特徴とする。

他のドーズ形状が使用される。自身の表面の一部に凹面を有するドーズは特に有利であることが分った。そのようなドーズ形状は、多層物体中の機能層の優れた配分を容易にする。

食品用に用いる包装体もしくは包装部品の実現は、優れた衛生特性を必要とする。従って、機能層３が充填製品と直接接触しないのが望ましい場合が多い。機能層３をドーズ中に全体的に封入するのが有利であり、従って前記機能層は物体中に全体的に封入される。

あるいは、防壁層の一端だけが封入されなくすることが可能である。

図１は、圧縮成型により多層物体を実現するために従来技術に記載された多層ドーズを説明する図のうち、米国特許第4 876 052号明細書に従って実現された二層ドーズを示す。 図２は、圧縮成型により多層物体を実現するために従来技術に記載された多層ドーズを説明する図のうち、日本特許第2098415号明細書に使用された二層ドーズを示す。 図３は、圧縮成型により多層物体を実現するために従来技術に記載された多層ドーズを説明する図のうち、日本特許第2098415号明細書に記載され、３層を含むドーズを図示する。 図４は、圧縮成型により多層物体を実現するために従来技術に記載された多層ドーズを説明する図のうち、スイス特許出願第01619/04号明細書に記載された環状多層ドーズを示す。 図５は、本発明の一般概念による多層ドーズを示す。 図６は、ドーズの圧縮中の材料流動と速度分布を図示する。 図７は、日本特許第2098415号明細書に記載されるようなドーズの圧縮、ならびに取得された多層物体を図示する。 図８は、日本特許第2098415号明細書に従って取得された多層物体の限界を示す。 図９は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に対応するドーズの第一の事例を図示する。 図１０は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、図９に記載されたドーズの圧縮を受けて取得された多層物体を示す。 図１１は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に従い、かつ５層を具備して実現されたドーズを示す。 図１２ａは、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に属する環状ドーズを図示する。 図１２ｂは、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に属する環状ドーズを図示する。 図１３は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、 図１２ａに示されたドーズの圧縮から取得された多層物体を表す。 図１４は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に属するドーズの別の事例である。 図１５は、図９と、１１と、１２と、１４に記載されるようなドーズを実現できる方法を説明する図のうち、層のうちの一つの流速が、周期的に変化することによってドーズを実現するための第一の方法を図示する。 図１６は、図９と、１１と、１２と、１４に記載されるようなドーズを実現できる方法を説明する図のうち、二層の流速が周期的かつ逆位相で変化することによって、ドーズを実現するための第二の方法を示す。 図１７は、図９と、１１と、１２と、１４に記載されるようなドーズを実現できる方法を説明する図のうち、多層ドーズを実現するために使用され、また図１６に記載された実現方法を用いて実現できる多層ドーズを図示する。 図１８は、図９と、１１と、１２と、１４に記載されるようなドーズを実現できる方法を説明する図のうち、全ての層の流速が、周期的かつ僅かに変動する全体流速を伴って変化することによって、多層ドーズを実現するための第三の方法を図示する。 図１９は、図９と、１１と、１２と、１４に記載されるようなドーズを実現できる方法を説明する図のうち、各層の流速が周期的に変化することと、全体流速は周期的にゼロであることによって、多層ドーズを実現するための別の方法を示す。 図２０は、多層ドーズの事例と、それらの実現方法と、使用される装置の事例を表す図のうち、本発明に記載の多層ドーズを実現できる装置を図示する。 図２１は、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、本発明に対応する多層ドーズの別の型を示す。 図２２は、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に記載のドーズの圧縮から取得された多層物体を示す。 図２３ａは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に記載のドーズを実現するための方法を図示する。 図２３ｂは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に記載のドーズを実現するための方法を図示する。 図２３ｃは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に記載のドーズを実現するための方法を図示する。 図２３ｄは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に記載のドーズを実現するための方法を図示する。 図２４ａは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、ドーズを圧縮モールド内に移送するための方法を示す。 図２４ｂは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、ドーズを圧縮モールド内に移送するための方法を示す。 図２４ｃは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、ドーズを圧縮モールド内に移送するための方法を示す。 図２４ｄは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、ドーズを圧縮モールド内に移送するための方法を示す。 図２５ａは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、圧縮装置中のドーズの圧縮を図示する。 図２５ｂは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、圧縮装置中のドーズの圧縮を図示する。 図２５ｃは、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、圧縮装置中のドーズの圧縮を図示する。 図２６は、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、多層ドーズを実現するために使用される装置の一般概念を示す。 図２７は、多層ドーズと、実現方法と、装置の別の事例を表す図のうち、図２１に表されるドーズを実現するための装置を示す。

Claims (8)

1. 圧縮成型による多層物体の実現のための、対称軸を有する多層ドーズであって、
   第一の合成樹脂と、前記第一の樹脂中に封入され、前記ドーズの容積の20％未満を占有する薄い機能層（３）とにより構成されるものにおいて、
   前記層（３）は、前記対称軸の周囲で回転体のシェルを形成することと、前記層から前記対称軸までの距離は、可変であることを特徴とする、
   対称軸を有する多層ドーズ。
2. 比率（Ｒ_min-Ｒ₀）/(Ｒ_max-Ｒ₀)は、0.8未満であり、Ｒ_maxとＲ_minは各々、前記機能層から前記対称軸までの最大と最小の距離であり、またＲ₀は、前記対称軸の周囲で心出しされた穴の半径であり、前記Ｒ₀の値は次の関係式：０≦Ｒ₀＜Ｒ_minに従うことを特徴とする、請求項１に記載の対称軸を有する多層ドーズ。
3. 前記機能層自体は、二つの接着樹脂層の間に封入される防壁樹脂の層を具備する多層構造を形成することを特徴とする、請求項１−２のいずれか一項に記載の対称軸を有する多層ドーズ。
4. 複数の機能層を具備する、請求項１−３のいずれか一項に記載の対称軸を有する多層ドーズ。
5. 対称軸を有する多層ドーズの圧縮成型により取得された多層物体であって、
   前記ドーズは、第一の合成樹脂と、前記第一の樹脂中に封入される薄い機能層３とにより構成され、前記層３は、前記ドーズの容積の20％未満を占有するものにおいて、
   前記多層ドーズは、層（３）が、対称軸の周囲で回転体のシェルを形成することと、前記層から前記対称軸までの距離が可変であることを特徴とする、
   多層物体。
6. 前記溶融状態の樹脂の多層ロッドもしくは管を共押出しする工程と、次に前記溶融状態のロッドもしくは管を周期的に切断する工程から成り、
   前記工程は、前記少なくとも一つの層の流速が周期的に変化し、前記流速の周期性が、前記切断の周期性と等しいことを特徴とする、請求項１−４のいずれか一項に記載の軸対称な多層ドーズの製造用の工程。
7. 前記二つの層の流速は、周期的かつ逆位相で変化することを特徴とする、請求項６に記載の軸対称な多層ドーズの製造用の工程。
8. 前記溶融状態の少なくとも二つの樹脂を、モールドの空洞内に連続的に注入する工程と、次に前記溶融状態のドーズを、前記モールドの空洞から排出する工程と、前記空洞の容積を、前記注入された樹脂の容積に比例して変更する工程から成る、請求項１−４のいずれか一項に記載の軸対称な多層ドーズの製造用の工程。

Images