JP2009101613A - 複合合成樹脂素材供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複合合成樹脂素材形成装置1は、ノズル手段2の排出口に至る排出路9、該排出路9に接続された下流端を有する外側流路4、排出路9に接続された下流端を有する内側流路8、外側流路4を通して外側合成樹脂aを流動させるための外側合成樹脂供給手段、内側流路8を通して内側合成樹脂bを流動せしめる内側合成樹脂供給手段、及び該内側流路の下流端を間欠的に開閉するためのロッド弁30を具備している。そして、排出路9の断面積は、中流部領域(大径部34)が上流部領域(小径部33)及び下流部領域(縮径部35)よりも断面積が大きく形成されている。
【選択図】図2
Description
図4に示すように、樹脂供給装置51は、合成樹脂素材として、将来的に外側のメイン層を形成するための外側溶融樹脂を供給する外側流路52と、この外側流路の外側溶融樹脂に包み込まれて将来的に内側のコア層を形成するための内側溶融樹脂を供給する内側流路53とを備えている。樹脂供給装置の中央には、上下動が可能なロッド弁54が設けられ、図示の状態にある下降した位置によって内側流路53を閉塞することができ、上昇することによって内側流路53を開放する。内側流路53の内側溶融樹脂は、下流側のノズル本体55の排出通路56の上側で外側流路52と合流する。
通常、メイン層57としては機械的特性及び衛生性に優れた合成樹脂が選定され、コア層58としてはガスバリヤー性に優れた合成樹脂が選定される。
下記の特許文献1には、プリフォームのメイン層を形成するメイン層形成溶融樹脂が流れる最外側流路と、最外側流路中に開口する外側排出口を有し、プリフォームのシェル層(中間層)を形成するシェル層形成溶融樹脂が流れる外側流路と、外側流路中に開口する内側排出口を有するコア層を形成するコア形成溶融樹脂が流れる内側流路とを具備する複合溶融樹脂供給装置が開示されている。
コア層58が球形状である場合は、溶融樹脂を圧縮成形するときに、方向性がどの向きでも一致する利点があるが、コア層58が円錐形状や傘形状に変形するとコア層58が所望の形状にならない欠点がある。
また、複合合成樹脂素材を形成するために、コア層58の作成ピッチを短くすれば、生産能率を向上させることができるが、コア層58の作成ピッチを短縮すると、コア層同士が接触して、これが糸引きとなって現れる。したがって、コア層58のピッチをどのような間隔で形成するかは、品質を向上させ生産能率を上げるためにも重要である。
上記合成樹脂素材形成装置の断面積は、A1=A3とすることができる。
上記合成樹脂素材形成装置の断面積をA2=1.5A1乃至2.5A1の範囲とすることがより好ましい。
上記合成樹脂素材形成装置は、該排出路が該上流部と該中間部との間に介在され断面積がA1からA2まで漸次増大する第一の介在部、及び該中流部と該下流部との間に介在され断面積がA2からA3まで漸次減少する第二の介在部を含むようにすることが好ましい。
上記合成樹脂素材形成装置の該排出路断面形状は円形であり、該内側流路の下流端の断面形状も円形であり、該外側流路の下流端の断面形状は円形又は円環形状とすることができる。
上記合成樹脂素材形成装置は、1サイクル時間をt、該内側流路の下流端の内径をd、該排出路を流動する複合合成樹脂の流量をQ、該排出路の該上流部の内径をDとすると、
また、[数1]の関係を満たすことによって、コア層が前後のコア層との接触が防止され、糸引きを防止できるようになった。
初めに、ノズルの排出路において、コア層が上述した円錐形状又は傘形状に変形されるのかを考察してみた。
複合合成樹脂素材供給装置の排出路を流れる溶融樹脂を線形な層流粘性流体と考えれば、以下のハーゲン・ポアズイユの[数3]で示すことができる。
そこで、コア層18の中心部の速度と外側の速度が変わらないような排出路を有する複合合成樹脂素材供給装置を提案してみた。以下、このような複合合成樹脂素材供給装置について説明する。
内側流路8も、横断面形状がリング状である導入部8aと横断面形状が円形である排出部8bとを含んでいる。導入部8aの下流部は下流に向かって半径方向内方に傾斜して延びており、導入部8aの下流端は排出部8bに接続されている。排出部8bは比較的短く、その下流端は、外側流路4の排出部4bに合流する。そして、内側流路8の下流端の断面積は外側流路4の下流端の断面積及び排出流路9の上流端の断面積よりも小さく、内側流路8の下流端は該外側流路4の排出部4b又は該排出流路9の上流端部内に位置されている。
ただし、それらが同径である必要はなく、小径部33についても上流側の断面積A1から下流側へ向かって漸次増大し、中間位置にて大径部34が最大断面積A2となって、この最大断面積A2の部分から漸次縮小して下流側の断面積A3に連続するような形状であっても良い。したがって、小径部33、大径部34及び縮径部35の領域の境界が区別できないものであってもよいが、上述したようにA2>A1及びA2>A3を満足する必要がある。
断面積は、A2=1.5A1乃至2.5A1とすることが好ましい。
内側流路8の上流端は内側合成樹脂供給手段22に接続されている。内側合成樹脂供給手段22は、押出機24とその下流に接続されたギアポンプ26とを含んでおり、押出機24から押し出された溶融状態の内側合成樹脂bがギアポンプ26を介して内側流路8に供給される。
内側合成樹脂供給手段22も連続的に作動させるのが好都合であり、ロッド弁30は開位置と閉位置とに交互に位置させるようにしている。ロッド弁30が開位置に位置する時には、内側合成樹脂供給手段22から内側流路8に供給された内側合成樹脂bは、外側流路4の排出路4bに流入させられる。ロッド弁30が閉位置に位置している時には、内側流路8の排出部8bが閉じられ、従って内側合成樹脂bが外側流路4の排出部4bに流入することはない。
コア層18が大径部34の領域に押し出されると、排出流路9の直径が大きくなるので、中心側と内壁側の速度差に比べ、全体が中心側に位置するコア層18は速度差が軽減されるので、大径部34の長さが比較的長くてもコア層18の変形を抑えることができる。コア層18が縮径部35まで押し出されると、縮径部35で排出流路9は直径が減縮されているが、縮径部35の長さが全体として短いので、コア層18の変形を極力抑えることができる。
排出流路9の吐出口9aから排出された溶融樹脂は、コア層18の間が図示しない搬送装置のカッターで切断されて、搬送装置によって、圧縮成形機に供給されてプリフォームが成形され、その後ブロー成形された容器となる。コア層18が球形に近い形状を維持することによって、コア層18がどの方向に成形されても、均一となり高品質のプリフォームを形成することができる。
コア層18を間欠吐出するためには、コア層18の直径がdである場合は、1サイクルtで距離d以上進む必要がある。
したがって、コア層18の平均流速vについて、下記の式がなりたつ。
v>d/t [式4]
一方、溶融樹脂の流量をQとし、排出口4cの断面積をAとし、排出口4cの吐出部の直径をD、円周率をπとすると、下記の式がなりたつ。
v=Q/A=4Q/πD2 [式5]
[式4]の左辺に[式5]を代入すると、
d/t<4Q/πD2 [式6]
Dを求めるように、[式6]を整理すると、[数1(請求項6参照)]のような関係式が求められる。
例えば、コア層18の直径dが8mm、1サイクルが0.6secの場合、[式4]より、コア層(及びメイン層17)の平均流速vが1secあたり13.4mm以上進まないとコア層18のピッチを確保することができない。
これを加味して、溶融樹脂の流量Qを例えば、8×103mm3/secとすると、これを[数1]に代入すると、吐出口9aの直径Dを27mm以下とすれば、コア層18が前後を流れるコア層18に接触することなく、糸引きを防止することができる。
なお、一旦、コア層を前後のコア層18と隔離すると、コア層間にメイン層17が介在するので、大径部において、流速が小さくなってもコア層同士が接触することは妨げられる。
例えば、上記実施形態では、外側流路4及び内側流路8の2つの流路を有する樹脂供給装置1について説明したが、特許文献1のように、外側流路4と内側流路8の間に中側流路を形成し、内側流路のコア層の全体を包むシェル層を有し、該コア層とシェル層とで形成されるシェル層にも適用が可能である。
すなわち、内側排出口にはこれを選択的に開閉させるための開閉手段などのロッド弁と、シェル層形成溶融樹脂を間欠的に中側排出口に配設する間欠手段とが付設されており、ロッド弁による内側排出口の開閉に応じて、内側流路から中側流路に間欠的に流入して、コア層が中側流路のシェル層に包まれ、かかるコア層及びシェル層形成溶融樹脂が外側流路の内側に流入される際に、メイン層形成溶融樹脂に包まれるようにする。このような、3層構造の樹脂についても、初期の形状を維持することができる。
さらには、4以上の流路を有する樹脂供給装置についても適用が可能である。
2 ノズル手段
4 外側流路
8 内側流路
9 排出流路
17 メイン層
18 コア層
33 小径部
34 大径部
34a 拡径部
34b 中央領域
34c 縮小部
35 縮径部
a 外側合成樹脂
b 内側合成樹脂
Claims (6)
- 排出口に至る排出路、該排出路に接続された下流端を有する外側流路、該排出路に接続された下流端を有する内側流路、該外側流路を通して外側合成樹脂を流動せしめるための外側合成樹脂供給手段、該内側流路を通して内側合成樹脂を流動せしめる内側合成樹脂供給手段、及び該内側流路の下流端を間欠的に開閉するための開閉手段を具備し、該内側流路の下流端の断面積は該外側流路の下流端の断面積及び該排出路の上流端の断面積よりも小さく、該内側流路の下流端は該外側流路の下流端部又は該排出路の上流端部内に位置されており、内側合成樹脂が外側合成樹脂で囲繞された状態の複合合成樹脂が該排出口から排出される複合合成樹脂素材形成装置において、
該排出路は断面積がA1である上流部、断面積がA2である中流部及び断面積がA3である下流部を含み、A2>A1及びA2>A3である、ことを特徴とする合成樹脂素材形成装置。 - 該断面積がA1=A3である、請求項1記載の合成樹脂素材形成装置。
- A2=1.5A1乃至2.5A1である、請求項1または2記載の合成樹脂素材形成装置。
- 該排出路が該上流部と該中間部との間に介在され断面積がA1からA2まで漸次増大する第一の介在部、及び該中流部と該下流部との間に介在され断面積がA2からA3まで漸次減少する第二の介在部を含む、請求項1から3までのいずれかに記載の合成樹脂素材形成装置。
- 該排出路断面形状は円形であり、該内側流路の下流端の断面形状も円形であり、該外側流路の下流端の断面形状は円形又は円環形状である、請求項1から4までのいずれかに記載の合成樹脂素材形成装置。
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JP2003039531A (ja) * | 2001-05-23 | 2003-02-13 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 多層プリフォーム及びそれを用いた多層ボトル |
JP2005342904A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 多層構造体及びその製造方法 |
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