JP4096308B2 - 射出成形用ホットランナー金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外層、内層および少なくとも１層の中間層を有する多層成形品を成形するための、射出成形用ホットランナー金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、特許文献１は、多層構造の壁を備えた製品や予備成形体（プリフォーム）を成形するための射出成形装置に関する発明を記載したものであり、ホットランナーに、樹脂を貯めて押出すための射出ポット等、あるいは樹脂の流れを遮断するためのスプールバルブを設置した金型構造についての記載がある。
【０００３】
また、特許文献２は２種３層のプリフォームを多数個取りするための多層プリフォームの射出成形用ホットランナー金型に関する発明を記載したものであり、特に中間層の射出成形を多重ノズルごとに開閉バルブを兼ねる射出プランジャを採用して行なうことで、ランナーの長短による圧力損失を排除し、ノズル数が増しても中間層の定量化が可能で、同時に成形される多数の製品の中間層の成形を設定通りに行ない得るとしている。
【０００４】
図６は２種３層の射出成形装置の代表的な成形品である試験管状の形状をしたプリフォーム１０１の一例を示すものであり、中間にガスバリア性の高いバリア樹脂から形成されるバリア樹脂層１０３を形成することにより、このプリフォーム１０１を２軸延伸ブロー成形して、例えば外部からの酸素の進入量を極く小さくして内容物の酸化劣化の進行を抑制する等、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＥＴ樹脂という）単独では実現困難な機能を有した壜体を提供することができる。
【０００５】
図８は、図７に示された射出パターンによる金型キャビティ１ａ内における樹脂の流動を示したものであり、図８（ａ）は射出パターンのＥ時点直前での状態であり、ＰＥＴ樹脂のみが充填された状態を示す、Ｅ時点でバリア樹脂の射出が開始し、Ｅ〜Ｆ時点間ではＰＥＴ樹脂の間にバリア樹脂が挟まれた積層状態で金型キャビティに充填され（図８（ｂ）参照）、Ｆ時点でバリア樹脂の射出が停止され再びＰＥＴ樹脂のみの充填となり、射出工程を終了（図８（ｃ）参照）、図６に示される積層状態のプリフォーム１０１を得ることができる。
【０００６】
このように成形されたプリフォーム１０１では図６からも分かるように必ずしもプリフォーム１０１を形成する壁すべてが積層状態であるわけでなく、特に壜体への２軸延伸ブロー成形後も延伸変形することなく比較的肉厚で、ＰＥＴ樹脂層１０２単独であってもガスバリア性の確保が可能な口部１０４は、その一部又は全域においてバリア樹脂層１０３のない部分とする場合が多い。
【０００７】
図６のプリフォーム１０１の例ではバリア樹脂層１０３の先端を、ガスバリア性能と材料コストのバランスを考えて、口部１０４の略中央高さ位置にしており、バリア樹脂層１０３の先端位置１０８、バリア樹脂層１０３の厚さを高精度に制御することが求められている。
【０００８】
また、ＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形壜体、所謂ＰＥＴボトルは、耐熱性を付与するため口部１０４の熱結晶化処理を実施して、内容物を高温で充填する等の用途にも多く使用されるが、この熱結晶化処理工程における口部１０４の口径等の寸法変化をバラツキなく一定にするためも特に口部１０４近傍におけるバリア樹脂層１０３の先端位置１０８を高精度に制御する必要がある。
【０００９】
また、図７の射出パターンのＦ時点、すなわちバリア樹脂の射出終了時点において、バリア樹脂の金型キャビティ１ａへの流動が瞬時に止まらないと、所謂切れが悪い状態となって、この場合には底部１０７の底面壁部分にもバリア層１０３が不均一な状態で形成され、ガスバリア性能と材料コストの面で悪影響を与えると共に、バリア樹脂層１０３の不均一な存在により壜体の底部１０７が不均一に変形して接地状態が安定しない、さらには機械的強度が低下する等の問題も発生する。
【００１０】
前述した特許文献１には、ホットランナーシステムにおいて樹脂流路に逆流が生じることを解消するような、機械的に作動するスプールバルブについての記載があり、このスプールバルブは横方向への貫通孔を有した円柱状体を樹脂流路を横断するように設置した構造であり、円柱の軸心周りの回転により樹脂の流動をオン／オフする機構である。
【００１１】
しかしながら、たとえば図７の射出パターンを例にして説明すると、バリア樹脂の射出が終了するＦ時点近傍で電気信号を送り何らかの駆動装置で円柱を回転させ、貫通孔を樹脂流動方向に直角になるようにして樹脂の逆流を防止するが、駆動装置を起動するタイミングを精度高く前もって設定することは困難であり、スプールバルブの回転中も樹脂は逆流するので、バリア樹脂の射出が終了した時点Ｆで瞬時に流路を塞ぐことは困難であり、プリフォーム１０１の口部４におけるバリア樹脂層１０３の先端位置、底部１０７における形成領域、またバリア樹脂層全体の重量および厚さの分布を高精度に制御することはし難い（図６も参照）。
【００１２】
また特許文献２に記載される、開閉バルブを兼ねる射出プランジャについても上記特許文献１のスプールバルブと同様の理由で、バリア樹脂層の形成を高精度に制御することはし難く、また実施するとしても高度なタイミング調整が必要であり、バルブの構造も摺動部を有した複雑なものとなり樹脂の滞留等による焼けの発生等メンテナンスの点からも問題がある。
【００１３】
【特許文献１】
特公平５−１１７３３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０１７９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、上記した従来技術における問題点を解消して、ホットランナーにおいて射出パターンに対応して瞬時に樹脂の逆流を止める機構を簡単な構造で実現することにあり、もって特には中間層の厚さおよび形成領域が高度に制御された多層構造の成形品を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項１記載の発明の手段は、
外層、内層および少なくとも１層の中間層を有する多層成形品を成形するための射出成形用金型であって、
少なくとも２種類の異なる樹脂が個別に供給される樹脂供給口と、
金型製品部と、
この金型製品部のキャビティ内に少なくとも２種類の異なる樹脂を、射出してキャビティ内に積層構造を構成する様充填する多重ノズルと、
前記樹脂供給口と多重ノズルを接続する少なくとも２本のホットランナーと、
を有すること、
少なくとも中間層を形成する樹脂が流動するホットランナー若しくは多重ノズル側流路の一方の流路であって且つ他方の流路との接続点近傍に、多重ノズル側からの樹脂の流動を止めるチェックバルブを設置すること、にある。
【００１６】
請求項１記載の上記構成の金型においては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルを介して射出され、金型キャビティを充填する。
【００１７】
上記の成形過程において特には壜体等の容器を成形する場合には多くの場合中間層が外部に露出しないように、まず内外層用樹脂が樹脂供給口から供給され、遅れて中間層用樹脂が同様に樹脂供給口から供給され、規定の中間層用樹脂の量を金型キャビティに充填後この供給を停止して、更に内外層用樹脂が継続して供給され成形品を得る。
【００１８】
ここで、中間層用樹脂の供給を停止した際には、金型内の中間層用樹脂を供給するラインの圧力が低下するので、射出中の内外層用樹脂が多重ノズル内の合流部から中間層用樹脂の流路内にも進入しようとするが、この進入しようとする内外層用の樹脂の圧力により、瞬時にチェックバルブが移動し流路をシール状に塞いで逆止弁としての機能を発揮する。
【００１９】
このようにして、中間層用樹脂の供給終了のタイミングで瞬時にチェックバルブにより中間層用樹脂のホットランナーにおける樹脂の流路を遮断することができるので内外層用樹脂の進入量を極く少量に抑制することができ、下記のような作用効果が発揮される。
【００２０】
すなわち、
１．多重ノズルにおいて、中間層用樹脂流路への内外層用樹脂の進入量を極く少量とすることができ、そのため中間層用樹脂の金型キャビティへの充填量のバラツキを小さくすることができる。
２．上記１．により、中間層用樹脂層の形成領域（位置）、重量、厚さ分布等を設定どおりに、高精度に実現することができる。
３．中間層用樹脂の供給終了時点における中間層用樹脂の所謂切れが良好となり、たとえば壜体容器の底部等の樹脂が最後に充填される部分における中間層の形成領域を一定に制御することができる。
４．電気的信号による制御システム、あるいは回転駆動部等を使用することなくチェックバルブという単純な構造で流路の圧力により直接流路を開閉する制御システムであるので、タイミング調整等の手間も無く、また耐久性に優れているのでメンテナンスが容易であり、高い生産性を維持しながら使用することができる。
【００２２】
また、チェックバルブと多重ノズル内の合流部間の流路が長く、また流路にある樹脂量が多いと圧力の伝達に時間が懸かる、あるいは樹脂の粘弾性的な効果等の理由により、内外層用の樹脂の進入量およびそのバラツキが大きくなるので、可能な限り流路を短くする、すなわち請求項１記載の構成のようにチェックバルブを多重ノズル若しくはホットランナー側流路の一方の流路であって且つ他方の流路との接続点に隣接させて設置することが好ましい。
【００２３】
請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズルから積層状に共射出して充填すること、にある。
【００２４】
請求項２記載の上記構成の金型においては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルで合流しながら積層状に共押出しされ、金型キャビティを充填する。
【００２５】
請求項３記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、外層、内層を形成する樹脂が流動するホットランナー若しくは多重ノズル側流路に、多重ノズルからの樹脂の流動を止めるチェックバルブを設置してなること、請求項４記載の発明の手段は、前記請求項３記載の発明において、少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズルから逐次射出して充填することによりキャビティ内に積層構造を構成すること、にある。
【００２６】
請求項３及び４記載の発明においては、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを配することにより、逐次射出成形を可能とし、同様に内外層流路へもバリア層形成樹脂の逆流を防止することができ、より安定した品質の製品を得ることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明の手段は、請求項１乃至４のいずれか１つの発明において、外層および内層をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で、中間層をバリア樹脂で形成したプリフォームを成形するための金型であること、２ケの樹脂供給口とそれぞれに連結する２本のホットランナーを有し、多重ノズルを３つの円環状流路を同心円状に備えた構成とすること、にある。
【００２８】
請求項５記載の上記構成の金型により得られたプリフォームを２軸延伸ブロー成形することにより、中間層にバリア樹脂層が形成された積層壜体を提供することができるが、前述したチェックバルブの作用効果により主として下記のような効果が発揮される。
【００２９】
すなわち、
１．バリア樹脂層の重量、厚さ分布、および形成領域を高度に制御することができ、一定のバリア樹脂の使用量で、よりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができる。
２．口部におけるバリア樹脂層の先端位置を、高精度に予め設定された一定の高さ位置とすることができ、口部の熱結晶化処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
３．バリア樹脂の射出終了時点におけるバリア樹脂層の所謂切れが良好となり、プリフォームの底部でのバリア樹脂層の形成位置を均一に制御することができ、ブロー成形された壜体の底部の均一な変形を抑えることができ、安定した接地性を確保することができる。
【００３０】
なお、外層および内層を構成するポリエステル系樹脂として前出のＰＥＴ以外にポリブチレンテレフタレート他が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂としてはポリエチレンやポリプロピレン他が代表的な樹脂として挙げられる。
【００３１】
また、前記バリア樹脂層を構成する合成樹脂としては、メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂、非晶質ポリエステル樹脂、エチレンナフタレート−エチレンテレフタレート共重合樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、環状ポリオレフィンなどが使用可能であり、或いは、バリア樹脂に酸素吸収機能を付加する為に同樹脂層に遷移金属触媒を含有させたものを使用することも可能であり、内外層・中間バリア層共に公知の樹脂を適宜選択可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１〜図５は本発明のホットランナー金型の一実施例を示すものである。図１はホットランナーシステムを概念的に示す、説明図であり、（本実施例の装置は実際には２４ケの金型製品部１を有するものであるが、図中にはそのうちの４ケを描いている。）、また本実施例の金型は外層および内層の両表面層がＰＥＴ樹脂で、中間層がバリア樹脂で形成されるプリフォーム１０１（図６参照）を成形するためのものである。
【００３３】
樹脂供給装置Ａから供給されるＰＥＴ樹脂はホットランナー１３〜１６を経て、また樹脂供給装置Ｂから供給されるバリア樹脂はホットランナー１７〜２０を経て予め設定されたタイミングで多重ノズル５〜８に供給され、この多重ノズル部５〜８内で２種の樹脂を合流させて金型製品部１〜４に充填する。
【００３４】
上記樹脂供給装置Ａ、Ｂには、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の装置が使用される。
【００３５】
バリア樹脂が供給されるホットランナー１７〜２０の多重ノズル５〜８への接続点近傍には、ボール弁による逆流防止機能を有するチェックバルブ９〜１２が付設されている。尚、チェックバルブ９〜１２は多重ノズル５〜８側に付設することもできる。
【００３６】
以降、図１中の最上部のホットランナー１３、１７、チェックバルブ９、多重ノズル５および金型製品部１について説明する。図２は多重ノズル５部分の縦断面図であり、先端に金型製品部１を取りつけた状態で示したものであるが、シャットオフピン２９の上下により金型製品部１の金型キャビティ１ａへの樹脂の流動をオン、オフしている。
【００３７】
この多重ノズル５はシャットオフピン２９のガイドとなるシャトオフピンガイ２５およリングマンドレル２４、２３、２２を同心円状に最外側のリング２７で組付け結合して、外側から内側に向けてＡ１流路３５、Ｂ１流路３７およびＡ２流路３６の、３ケの円環状の流路を形成している。
【００３８】
また、外側のリングマンドレル２２にはノズルヒーター２８が外装され、製品金型１との断熱のために多重ノズル５の先端には断熱リング２１が付設されている。また製品金型１は２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム１０１（図６参照）を成形するための金型キャビティ１ａを有する。
【００３９】
図３は上述した多重ノズル５と共にホットランナー１３、１７が形成されたホットランナーブロック３１を組み合わせた状態を示したものである。このホットランナーブロック３１は埋め込みヒーター等で適宜に温度調整されるが、必要に応じてホットランナーブロック３１をたとえば２分割してホットランナー１３とホットランナー１７を個別に温度調整する。
【００４０】
樹脂供給装置Ａから供給されるＰＥＴ樹脂は、スプルーブッシュであるＡ樹脂供給口３２ａから、Ａ流路３３（ホットランナー１３）、多重ノズル５内のＡ樹脂導入路２６ａ、２つのマニホールド２６ａ１、２６ａ２、および２つの円環状のＡ１流路３５、Ａ２流路３６からなるＰＥＴ樹脂供給ラインを経て合流部３８から金型キャビティ１ａに充填される。
【００４１】
一方、樹脂供給装置Ｂから供給されるバリア樹脂は、スプルーブッシュであるＢ樹脂供給口３２ｂから、Ｂ流路３４、チェックバルブ９、多重ノズル５内のＢ樹脂導入路２６ｂ、マニホールド２６ｂ１および円環状のＢ１流路３７からなるバリア樹脂供給ラインを経て、合流部３８でＰＥＴ樹脂の２つの円環状のＡ１流路３５およびＡ２流路３６の間に合流して金型キャビティ１ａに充填される。なお、ここでＢ流路３４とチェックバルブ９によりホットランナー１７が形成されている。
【００４２】
図４はチェックバルブ９を示すものであり、このチェックバルブ９は２ケのハウジング４１ａ、４１ｂ内に形成された、内周面に４本の溝状流路４３を有する円管状の流路にボール（鋼球）４２が収納された構造である。
【００４３】
図５はこのチェックバルブ９の作用機構を示すものであり、樹脂供給装置Ｂから中間層用樹脂、すなわちバリア樹脂を射出中はボール４２が左側に移動（図５（ａ）参照）、樹脂は溝状流路４３を通って多重ノズル５に供給される。
【００４４】
また、バリア樹脂の射出を停止すると、まだ射出中のＰＥＴ樹脂の圧力により、合流部３８近傍からバリア樹脂供給ラインに存するバリア樹脂を介して（図３参照）、ボール４２が右側に移動して流路断面をシール部４４でシール状に塞ぐ（図５（ｂ）参照）。
【００４５】
図６は本発明のホットランナー金型で成形される代表的な成形品である試験管状の形状をした２軸延伸ブロー成形壜体の中間製品であるプリフォーム１０１の一例を示すものであり、内外層を形成するＰＥＴ樹脂層１０２と中間層を形成するバリア樹脂層１０３の積層構造を有し、熱充填等の耐熱性を要求される用途では、口部１０４は別工程で熱による結晶化処理が施される。
【００４６】
図７は図６に示されるプリフォーム１０１を成形するための、ＰＥＴ樹脂およびバリア樹脂の射出パターンの一例を横軸を時間軸、縦軸を射出速度として極く概略的に示したものであり、また図８はこの射出パターンによる金型キャビティ１ａ内における樹脂の流動を示した説明図である。
【００４７】
図８（ａ）は射出パターンのＥ時点直前での状態であり、ＰＥＴ樹脂のみが充填された状態を示す、Ｅ時点でバリア樹脂の射出が開始し、Ｅ〜Ｆ時点間ではＰＥＴ樹脂の間にバリア樹脂が挟まれた積層状態で金型キャビティ１ａに充填され（図８（ｂ）参照）、Ｆ時点でバリア樹脂の射出が停止され再びＰＥＴ樹脂のみの充填となり、射出工程を終了（図８（ｃ）参照）、図６に示されるプリフォーム１０１を得ることができる。
【００４８】
上記図７の射出パターンおよび図８の充填過程における樹脂の状態を詳細に見ると次のようである。すなわち、ＰＥＴ樹脂が射出され遅れてバリア樹脂が射出され、規定のバリア樹脂の量が金型キャビティ１ａ内に充填された後もＰＥＴ樹脂が継続して射出さるが、この際バリア樹脂供給ライン（図３中のＢ樹脂供給口３２ｂ〜Ｂ１流路３７にかけての流路）の圧力が低下するので、射出中のＰＥＴ樹脂が多重ノズル部５内の合流部３８からバリア樹脂流路であるＢ１流路３７内にも進入する。（図３参照）
【００４９】
しかしながら、この進入しようとするＰＥＴ樹脂の圧力により、瞬時にチェックバルブ９のボール４２が移動し流路をシール部４４でシール状に塞いで逆止弁としての機能を発揮するので（図５（ｂ）参照）、図７の射出パターンにおけるＦ時点におけるバリア樹脂の射出終了のタイミングで瞬時にチェックバルブ９前後のバリア樹脂の流路を遮断することができ、ＰＥＴ樹脂の進入量を極く少量に抑制することができる。
【００５０】
このため、図６のプリフォーム１０１において、特には、バリア樹脂層１０３が形成される領域、その層厚さ、またリーディングエッジと称される口部４での先端位置１０８を各ショット毎に精度高く予め設定した通りにすることができ、一定のバリア樹脂の使用量でよりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができると共に、口部４の熱処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
【００５１】
なお、チェックバルブ９から多重ノズル５の先端の合流部３８に到るバリア樹脂の流路が長くまた、流路にある樹脂量が多いと圧力の伝達に時間が懸かる、あるいは樹脂の粘弾性的な効果等の理由により、内外層用の樹脂の進入量およびそのバラツキが大きくなるので、可能な限り流路を短くすることが好ましいく、本実施例では多重ノズル５に隣接してチェックバルブ９を設置している。
【００５２】
なお、本実施例における説明は２種３層の積層構造を有したプリフォームを成形する金型についてのものであるが、勿論のことではあるが積層構造はこの実施例に限定されるものでなく、本発明の金型の作用効果は中間層を有するプリフォームについて一般的に発揮されるものである。
【００５３】
たとえば３種５層の積層構造を有したプリフォーム等用の金型においては、２本ある中間層用樹脂の流路の両方にチェックバルブを付設することが可能であるし、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを付設し、射出の形態を逐次射出による２種５層積層プリフォームの成形用金型とすることも可能であり、さらに層構成を増やすことも可能である。
【００５４】
また、チェックバルブはボール弁に限るものではなくバルブの動きに差異が無い限りは公知の弁を選択することができる。
【００５５】
また、本発明の金型はプリフォーム用に限定されるものでなく、一般的な積層構造を有した成形品において使用することができ、本発明に拠れば中間層の形成領域等を高度に制御できるので、積層構造による機能、外観、あるいはコストパーフォーマンス向上を高度に達成することができる。
【００５６】
さらには、多重ノズルにおける流路は円環状に限定されるものでもなく、たとえば中間層用樹脂の流路の断面を薄板矩形状とすることにより、成形品の予め設定した範囲に帯状の中間層を高精度に形成することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、特には中間層用樹脂の供給終了のタイミングで瞬時にチェックバルブにより流路を遮断することができ、中間層用樹脂流路への内外層用の樹脂の進入量を極く少量とすることができ、中間層用樹脂層の形成領域（位置）、重量、厚さ分布等を設定どおりに、高精度に実現することができる。
【００５８】
また、電気的信号による制御システム、あるいは回転駆動部等を使用することなく弁という単純な構造で流路の圧力により直接流路を開閉する制御システムであるので、タイミング調整等の手間も無く、また耐久性に優れているのでメンテナンスが容易であり、高い生産性を維持しながら使用することができる。
【００５９】
また、チェックバルブと多重ノズル内の合流部間の流路を可能な限り短くすることにより、圧力の伝達時間を短くすることができ、また樹脂の粘弾性効果による変形をより小さくすることができるので、内外層用樹脂の中間層用樹脂通路への進入量およびそのバラツキをより小さくすることができる。
【００６０】
請求項２記載の発明にあっては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルで合流しながら積層状に共押出しされ、金型キャビティを充填され、安定した樹脂量の供給ができる。
【００６１】
請求項３及び４記載の発明にあっては、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを配することにより、逐次射出成形を可能とし、同様に内外層流路へもバリア層形成樹脂の逆流を防止することができ、より安定した品質の製品を得ることができる。
【００６２】
請求項５記載の発明にあっては、外層および内層をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で、中間層をバリア樹脂で形成されるプリフォームでは、バリア樹脂層の重量、厚さ分布、および形成領域を高度に制御することができ、一定のバリア樹脂の使用量で、よりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができる。
【００６３】
また、口部におけるバリア樹脂層の先端位置を、高精度に予め設定された一定の高さ位置とすることができ、口部の熱結晶化処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
【００６４】
また、バリア樹脂の射出終了時点におけるバリア樹脂層の所謂切れが良好となり、プリフォームの底部でのバリア樹脂層の形成位置を均一に制御することができ、ブロー成形された壜体の底部の均一な変形を抑えることができ、安定した接地性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホットランナー金型の一実施例のホットランナーシステムを概念的に示す、説明図。
【図２】本発明のホットランナー金型の一実施例における多重ノズルを示す、断面図。
【図３】本発明のホットランナー金型の一実施例において多重ノズルとホットランナーブロックを組付けた状態を示す、断面図。
【図４】図３中のチェックバルブを取り出して示す、断面図。
【図５】図４に示すチェックバルブの作用機構を示す、説明図。
【図６】プリフォームの一例を一部縦断して示す、正面図。
【図７】図６のプリフォームを成形するための射出パターンの一例を示す、説明図。
【図８】図６のプリフォームの成形における、金型キャビティへの充填過程を示す、説明図。
【符号の説明】
１（２、３、４） ； 金型製品部
１ａ ； 金型キャビティ
５（６、７、８） ； 多重ノズル
９（１０、１１、１２） ； チェックバルブ
１３（１４、１５、１６） ； ホットランナー（表面層樹脂用）
１７（１８、１９、２０） ； ホットランナー（中間層樹脂用）
Ａ ； 樹脂供給装置（表面層樹脂用）
Ｂ ； 樹脂供給装置（中間層樹脂用）
２１ ； 断熱リング
２２、２３、２４ ； リングマンドレル
２５ ； シャットオフピンガイド
２６ａ； Ａ樹脂導入路
２６ｂ； Ｂ樹脂導入路
２６ａ１、２６ａ２、２６ｂ１ ； マニホールド
２７ ； リング
２８ ； ノズルヒーター
２９ ； シャットオフピン
３０ ； プレート
３１ ； ホットランナーブロック
３２ａ ； Ａ樹脂供給口
３２ｂ ； Ｂ樹脂供給口
３３ ； Ａ流路
３４ ； Ｂ流路
３５ ； Ａ１流路
３６ ； Ａ２流路
３７ ； Ｂ１流路
３８ ； 合流部
４１ａ、４２ｂ ； ハウジング
４２ ； ボール
４３ ； 溝状流路
４４ ； シール部
１０１ ； プリフォーム
１０２ ； ＰＥＴ樹脂層
１０３ ； バリア樹脂層
１０４ ； 口部
１０５ ； ネックリング
１０６ ； 胴部
１０７ ； 底部
１０８ ； 先端位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、外層、内層および少なくとも１層の中間層を有する多層成形品を成形するための、射出成形用ホットランナー金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、特許文献１は、多層構造の壁を備えた製品や予備成形体（プリフォーム）を成形するための射出成形装置に関する発明を記載したものであり、ホットランナーに、樹脂を貯めて押出すための射出ポット等、あるいは樹脂の流れを遮断するためのスプールバルブを設置した金型構造についての記載がある。
【０００３】
また、特許文献２は２種３層のプリフォームを多数個取りするための多層プリフォームの射出成形用ホットランナー金型に関する発明を記載したものであり、特に中間層の射出成形を多重ノズルごとに開閉バルブを兼ねる射出プランジャを採用して行なうことで、ランナーの長短による圧力損失を排除し、ノズル数が増しても中間層の定量化が可能で、同時に成形される多数の製品の中間層の成形を設定通りに行ない得るとしている。
【０００４】
図６は２種３層の射出成形装置の代表的な成形品である試験管状の形状をしたプリフォーム１０１の一例を示すものであり、中間にガスバリア性の高いバリア樹脂から形成されるバリア樹脂層１０３を形成することにより、このプリフォーム１０１を２軸延伸ブロー成形して、例えば外部からの酸素の進入量を極く小さくして内容物の酸化劣化の進行を抑制する等、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＥＴ樹脂という）単独では実現困難な機能を有した壜体を提供することができる。
【０００５】
図８は、図７に示された射出パターンによる金型キャビティ１ａ内における樹脂の流動を示したものであり、図８（ａ）は射出パターンのＥ時点直前での状態であり、ＰＥＴ樹脂のみが充填された状態を示す、Ｅ時点でバリア樹脂の射出が開始し、Ｅ〜Ｆ時点間ではＰＥＴ樹脂の間にバリア樹脂が挟まれた積層状態で金型キャビティに充填され（図８（ｂ）参照）、Ｆ時点でバリア樹脂の射出が停止され再びＰＥＴ樹脂のみの充填となり、射出工程を終了（図８（ｃ）参照）、図６に示される積層状態のプリフォーム１０１を得ることができる。
【０００６】
このように成形されたプリフォーム１０１では図６からも分かるように必ずしもプリフォーム１０１を形成する壁すべてが積層状態であるわけでなく、特に壜体への２軸延伸ブロー成形後も延伸変形することなく比較的肉厚で、ＰＥＴ樹脂層１０２単独であってもガスバリア性の確保が可能な口部１０４は、その一部又は全域においてバリア樹脂層１０３のない部分とする場合が多い。
【０００７】
図６のプリフォーム１０１の例ではバリア樹脂層１０３の先端を、ガスバリア性能と材料コストのバランスを考えて、口部１０４の略中央高さ位置にしており、バリア樹脂層１０３の先端位置１０８、バリア樹脂層１０３の厚さを高精度に制御することが求められている。
【０００８】
また、ＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形壜体、所謂ＰＥＴボトルは、耐熱性を付与するため口部１０４の熱結晶化処理を実施して、内容物を高温で充填する等の用途にも多く使用されるが、この熱結晶化処理工程における口部１０４の口径等の寸法変化をバラツキなく一定にするためも特に口部１０４近傍におけるバリア樹脂層１０３の先端位置１０８を高精度に制御する必要がある。
【０００９】
また、図７の射出パターンのＦ時点、すなわちバリア樹脂の射出終了時点において、バリア樹脂の金型キャビティ１ａへの流動が瞬時に止まらないと、所謂切れが悪い状態となって、この場合には底部１０７の底面壁部分にもバリア層１０３が不均一な状態で形成され、ガスバリア性能と材料コストの面で悪影響を与えると共に、バリア樹脂層１０３の不均一な存在により壜体の底部１０７が不均一に変形して接地状態が安定しない、さらには機械的強度が低下する等の問題も発生する。
【００１０】
前述した特許文献１には、ホットランナーシステムにおいて樹脂流路に逆流が生じることを解消するような、機械的に作動するスプールバルブについての記載があり、このスプールバルブは横方向への貫通孔を有した円柱状体を樹脂流路を横断するように設置した構造であり、円柱の軸心周りの回転により樹脂の流動をオン／オフする機構である。
【００１１】
しかしながら、たとえば図７の射出パターンを例にして説明すると、バリア樹脂の射出が終了するＦ時点近傍で電気信号を送り何らかの駆動装置で円柱を回転させ、貫通孔を樹脂流動方向に直角になるようにして樹脂の逆流を防止するが、駆動装置を起動するタイミングを精度高く前もって設定することは困難であり、スプールバルブの回転中も樹脂は逆流するので、バリア樹脂の射出が終了した時点Ｆで瞬時に流路を塞ぐことは困難であり、プリフォーム１０１の口部４におけるバリア樹脂層１０３の先端位置、底部１０７における形成領域、またバリア樹脂層全体の重量および厚さの分布を高精度に制御することはし難い（図６も参照）。
【００１２】
また特許文献２に記載される、開閉バルブを兼ねる射出プランジャについても上記特許文献１のスプールバルブと同様の理由で、バリア樹脂層の形成を高精度に制御することはし難く、また実施するとしても高度なタイミング調整が必要であり、バルブの構造も摺動部を有した複雑なものとなり樹脂の滞留等による焼けの発生等メンテナンスの点からも問題がある。
【００１３】
【特許文献１】
特公平５−１１７３３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０１７９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、上記した従来技術における問題点を解消して、ホットランナーにおいて射出パターンに対応して瞬時に樹脂の逆流を止める機構を簡単な構造で実現することにあり、もって特には中間層の厚さおよび形成領域が高度に制御された多層構造の成形品を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項１記載の発明の手段は、
外層、内層および少なくとも１層の中間層を有する多層成形品を成形するための射出成形用金型であって、
少なくとも２種類の異なる樹脂が個別に供給される樹脂供給口と、
金型製品部と、
この金型製品部のキャビティ内に少なくとも２種類の異なる樹脂を、射出してキャビティ内に積層構造を構成する様充填する多重ノズルと、
前記樹脂供給口と多重ノズルを接続する少なくとも２本のホットランナーと、
を有すること、
少なくとも中間層を形成する樹脂が流動するホットランナー若しくは多重ノズル側流路の一方の流路であって且つ他方の流路との接続点近傍に、多重ノズル側からの樹脂の流動を止めるチェックバルブを設置すること、にある。
【００１６】
請求項１記載の上記構成の金型においては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルを介して射出され、金型キャビティを充填する。
【００１７】
上記の成形過程において特には壜体等の容器を成形する場合には多くの場合中間層が外部に露出しないように、まず内外層用樹脂が樹脂供給口から供給され、遅れて中間層用樹脂が同様に樹脂供給口から供給され、規定の中間層用樹脂の量を金型キャビティに充填後この供給を停止して、更に内外層用樹脂が継続して供給され成形品を得る。
【００１８】
ここで、中間層用樹脂の供給を停止した際には、金型内の中間層用樹脂を供給するラインの圧力が低下するので、射出中の内外層用樹脂が多重ノズル内の合流部から中間層用樹脂の流路内にも進入しようとするが、この進入しようとする内外層用の樹脂の圧力により、瞬時にチェックバルブが移動し流路をシール状に塞いで逆止弁としての機能を発揮する。
【００１９】
このようにして、中間層用樹脂の供給終了のタイミングで瞬時にチェックバルブにより中間層用樹脂のホットランナーにおける樹脂の流路を遮断することができるので内外層用樹脂の進入量を極く少量に抑制することができ、下記のような作用効果が発揮される。
【００２０】
すなわち、
１．多重ノズルにおいて、中間層用樹脂流路への内外層用樹脂の進入量を極く少量とすることができ、そのため中間層用樹脂の金型キャビティへの充填量のバラツキを小さくすることができる。
２．上記１．により、中間層用樹脂層の形成領域（位置）、重量、厚さ分布等を設定どおりに、高精度に実現することができる。
３．中間層用樹脂の供給終了時点における中間層用樹脂の所謂切れが良好となり、たとえば壜体容器の底部等の樹脂が最後に充填される部分における中間層の形成領域を一定に制御することができる。
４．電気的信号による制御システム、あるいは回転駆動部等を使用することなくチェックバルブという単純な構造で流路の圧力により直接流路を開閉する制御システムであるので、タイミング調整等の手間も無く、また耐久性に優れているのでメンテナンスが容易であり、高い生産性を維持しながら使用することができる。
【００２２】
また、チェックバルブと多重ノズル内の合流部間の流路が長く、また流路にある樹脂量が多いと圧力の伝達に時間が懸かる、あるいは樹脂の粘弾性的な効果等の理由により、内外層用の樹脂の進入量およびそのバラツキが大きくなるので、可能な限り流路を短くする、すなわち請求項１記載の構成のようにチェックバルブを多重ノズル若しくはホットランナー側流路の一方の流路であって且つ他方の流路との接続点に隣接させて設置することが好ましい。
【００２３】
請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズルから積層状に共射出して充填すること、にある。
【００２４】
請求項２記載の上記構成の金型においては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルで合流しながら積層状に共押出しされ、金型キャビティを充填する。
【００２５】
請求項３記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、外層、内層を形成する樹脂が流動するホットランナー若しくは多重ノズル側流路に、多重ノズルからの樹脂の流動を止めるチェックバルブを設置してなること、請求項４記載の発明の手段は、前記請求項３記載の発明において、少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズルから逐次射出して充填することによりキャビティ内に積層構造を構成すること、にある。
【００２６】
請求項３及び４記載の発明においては、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを配することにより、逐次射出成形を可能とし、同様に内外層流路へもバリア層形成樹脂の逆流を防止することができ、より安定した品質の製品を得ることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明の手段は、請求項１乃至４のいずれか１つの発明において、外層および内層をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で、中間層をバリア樹脂で形成したプリフォームを成形するための金型であること、２ケの樹脂供給口とそれぞれに連結する２本のホットランナーを有し、多重ノズルを３つの円環状流路を同心円状に備えた構成とすること、にある。
【００２８】
請求項５記載の上記構成の金型により得られたプリフォームを２軸延伸ブロー成形することにより、中間層にバリア樹脂層が形成された積層壜体を提供することができるが、前述したチェックバルブの作用効果により主として下記のような効果が発揮される。
【００２９】
すなわち、
１．バリア樹脂層の重量、厚さ分布、および形成領域を高度に制御することができ、一定のバリア樹脂の使用量で、よりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができる。
２．口部におけるバリア樹脂層の先端位置を、高精度に予め設定された一定の高さ位置とすることができ、口部の熱結晶化処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
３．バリア樹脂の射出終了時点におけるバリア樹脂層の所謂切れが良好となり、プリフォームの底部でのバリア樹脂層の形成位置を均一に制御することができ、ブロー成形された壜体の底部の均一な変形を抑えることができ、安定した接地性を確保することができる。
【００３０】
なお、外層および内層を構成するポリエステル系樹脂として前出のＰＥＴ以外にポリブチレンテレフタレート他が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂としてはポリエチレンやポリプロピレン他が代表的な樹脂として挙げられる。
【００３１】
また、前記バリア樹脂層を構成する合成樹脂としては、メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂、非晶質ポリエステル樹脂、エチレンナフタレート−エチレンテレフタレート共重合樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、環状ポリオレフィンなどが使用可能であり、或いは、バリア樹脂に酸素吸収機能を付加する為に同樹脂層に遷移金属触媒を含有させたものを使用することも可能であり、内外層・中間バリア層共に公知の樹脂を適宜選択可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１〜図５は本発明のホットランナー金型の一実施例を示すものである。図１はホットランナーシステムを概念的に示す、説明図であり、（本実施例の装置は実際には２４ケの金型製品部１を有するものであるが、図中にはそのうちの４ケを描いている。）、また本実施例の金型は外層および内層の両表面層がＰＥＴ樹脂で、中間層がバリア樹脂で形成されるプリフォーム１０１（図６参照）を成形するためのものである。
【００３３】
樹脂供給装置Ａから供給されるＰＥＴ樹脂はホットランナー１３〜１６を経て、また樹脂供給装置Ｂから供給されるバリア樹脂はホットランナー１７〜２０を経て予め設定されたタイミングで多重ノズル５〜８に供給され、この多重ノズル部５〜８内で２種の樹脂を合流させて金型製品部１〜４に充填する。
【００３４】
上記樹脂供給装置Ａ、Ｂには、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の装置が使用される。
【００３５】
バリア樹脂が供給されるホットランナー１７〜２０の多重ノズル５〜８への接続点近傍には、ボール弁による逆流防止機能を有するチェックバルブ９〜１２が付設されている。尚、チェックバルブ９〜１２は多重ノズル５〜８側に付設することもできる。
【００３６】
以降、図１中の最上部のホットランナー１３、１７、チェックバルブ９、多重ノズル５および金型製品部１について説明する。図２は多重ノズル５部分の縦断面図であり、先端に金型製品部１を取りつけた状態で示したものであるが、シャットオフピン２９の上下により金型製品部１の金型キャビティ１ａへの樹脂の流動をオン、オフしている。
【００３７】
この多重ノズル５はシャットオフピン２９のガイドとなるシャトオフピンガイ２５およリングマンドレル２４、２３、２２を同心円状に最外側のリング２７で組付け結合して、外側から内側に向けてＡ１流路３５、Ｂ１流路３７およびＡ２流路３６の、３ケの円環状の流路を形成している。
【００３８】
また、外側のリングマンドレル２２にはノズルヒーター２８が外装され、製品金型１との断熱のために多重ノズル５の先端には断熱リング２１が付設されている。また製品金型１は２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム１０１（図６参照）を成形するための金型キャビティ１ａを有する。
【００３９】
図３は上述した多重ノズル５と共にホットランナー１３、１７が形成されたホットランナーブロック３１を組み合わせた状態を示したものである。このホットランナーブロック３１は埋め込みヒーター等で適宜に温度調整されるが、必要に応じてホットランナーブロック３１をたとえば２分割してホットランナー１３とホットランナー１７を個別に温度調整する。
【００４０】
樹脂供給装置Ａから供給されるＰＥＴ樹脂は、スプルーブッシュであるＡ樹脂供給口３２ａから、Ａ流路３３（ホットランナー１３）、多重ノズル５内のＡ樹脂導入路２６ａ、２つのマニホールド２６ａ１、２６ａ２、および２つの円環状のＡ１流路３５、Ａ２流路３６からなるＰＥＴ樹脂供給ラインを経て合流部３８から金型キャビティ１ａに充填される。
【００４１】
一方、樹脂供給装置Ｂから供給されるバリア樹脂は、スプルーブッシュであるＢ樹脂供給口３２ｂから、Ｂ流路３４、チェックバルブ９、多重ノズル５内のＢ樹脂導入路２６ｂ、マニホールド２６ｂ１および円環状のＢ１流路３７からなるバリア樹脂供給ラインを経て、合流部３８でＰＥＴ樹脂の２つの円環状のＡ１流路３５およびＡ２流路３６の間に合流して金型キャビティ１ａに充填される。なお、ここでＢ流路３４とチェックバルブ９によりホットランナー１７が形成されている。
【００４２】
図４はチェックバルブ９を示すものであり、このチェックバルブ９は２ケのハウジング４１ａ、４１ｂ内に形成された、内周面に４本の溝状流路４３を有する円管状の流路にボール（鋼球）４２が収納された構造である。
【００４３】
図５はこのチェックバルブ９の作用機構を示すものであり、樹脂供給装置Ｂから中間層用樹脂、すなわちバリア樹脂を射出中はボール４２が左側に移動（図５（ａ）参照）、樹脂は溝状流路４３を通って多重ノズル５に供給される。
【００４４】
また、バリア樹脂の射出を停止すると、まだ射出中のＰＥＴ樹脂の圧力により、合流部３８近傍からバリア樹脂供給ラインに存するバリア樹脂を介して（図３参照）、ボール４２が右側に移動して流路断面をシール部４４でシール状に塞ぐ（図５（ｂ）参照）。
【００４５】
図６は本発明のホットランナー金型で成形される代表的な成形品である試験管状の形状をした２軸延伸ブロー成形壜体の中間製品であるプリフォーム１０１の一例を示すものであり、内外層を形成するＰＥＴ樹脂層１０２と中間層を形成するバリア樹脂層１０３の積層構造を有し、熱充填等の耐熱性を要求される用途では、口部１０４は別工程で熱による結晶化処理が施される。
【００４６】
図７は図６に示されるプリフォーム１０１を成形するための、ＰＥＴ樹脂およびバリア樹脂の射出パターンの一例を横軸を時間軸、縦軸を射出速度として極く概略的に示したものであり、また図８はこの射出パターンによる金型キャビティ１ａ内における樹脂の流動を示した説明図である。
【００４７】
図８（ａ）は射出パターンのＥ時点直前での状態であり、ＰＥＴ樹脂のみが充填された状態を示す、Ｅ時点でバリア樹脂の射出が開始し、Ｅ〜Ｆ時点間ではＰＥＴ樹脂の間にバリア樹脂が挟まれた積層状態で金型キャビティ１ａに充填され（図８（ｂ）参照）、Ｆ時点でバリア樹脂の射出が停止され再びＰＥＴ樹脂のみの充填となり、射出工程を終了（図８（ｃ）参照）、図６に示されるプリフォーム１０１を得ることができる。
【００４８】
上記図７の射出パターンおよび図８の充填過程における樹脂の状態を詳細に見ると次のようである。すなわち、ＰＥＴ樹脂が射出され遅れてバリア樹脂が射出され、規定のバリア樹脂の量が金型キャビティ１ａ内に充填された後もＰＥＴ樹脂が継続して射出さるが、この際バリア樹脂供給ライン（図３中のＢ樹脂供給口３２ｂ〜Ｂ１流路３７にかけての流路）の圧力が低下するので、射出中のＰＥＴ樹脂が多重ノズル部５内の合流部３８からバリア樹脂流路であるＢ１流路３７内にも進入する。（図３参照）
【００４９】
しかしながら、この進入しようとするＰＥＴ樹脂の圧力により、瞬時にチェックバルブ９のボール４２が移動し流路をシール部４４でシール状に塞いで逆止弁としての機能を発揮するので（図５（ｂ）参照）、図７の射出パターンにおけるＦ時点におけるバリア樹脂の射出終了のタイミングで瞬時にチェックバルブ９前後のバリア樹脂の流路を遮断することができ、ＰＥＴ樹脂の進入量を極く少量に抑制することができる。
【００５０】
このため、図６のプリフォーム１０１において、特には、バリア樹脂層１０３が形成される領域、その層厚さ、またリーディングエッジと称される口部４での先端位置１０８を各ショット毎に精度高く予め設定した通りにすることができ、一定のバリア樹脂の使用量でよりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができると共に、口部４の熱処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
【００５１】
なお、チェックバルブ９から多重ノズル５の先端の合流部３８に到るバリア樹脂の流路が長くまた、流路にある樹脂量が多いと圧力の伝達に時間が懸かる、あるいは樹脂の粘弾性的な効果等の理由により、内外層用の樹脂の進入量およびそのバラツキが大きくなるので、可能な限り流路を短くすることが好ましいく、本実施例では多重ノズル５に隣接してチェックバルブ９を設置している。
【００５２】
なお、本実施例における説明は２種３層の積層構造を有したプリフォームを成形する金型についてのものであるが、勿論のことではあるが積層構造はこの実施例に限定されるものでなく、本発明の金型の作用効果は中間層を有するプリフォームについて一般的に発揮されるものである。
【００５３】
たとえば３種５層の積層構造を有したプリフォーム等用の金型においては、２本ある中間層用樹脂の流路の両方にチェックバルブを付設することが可能であるし、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを付設し、射出の形態を逐次射出による２種５層積層プリフォームの成形用金型とすることも可能であり、さらに層構成を増やすことも可能である。
【００５４】
また、チェックバルブはボール弁に限るものではなくバルブの動きに差異が無い限りは公知の弁を選択することができる。
【００５５】
また、本発明の金型はプリフォーム用に限定されるものでなく、一般的な積層構造を有した成形品において使用することができ、本発明に拠れば中間層の形成領域等を高度に制御できるので、積層構造による機能、外観、あるいはコストパーフォーマンス向上を高度に達成することができる。
【００５６】
さらには、多重ノズルにおける流路は円環状に限定されるものでもなく、たとえば中間層用樹脂の流路の断面を薄板矩形状とすることにより、成形品の予め設定した範囲に帯状の中間層を高精度に形成することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、特には中間層用樹脂の供給終了のタイミングで瞬時にチェックバルブにより流路を遮断することができ、中間層用樹脂流路への内外層用の樹脂の進入量を極く少量とすることができ、中間層用樹脂層の形成領域（位置）、重量、厚さ分布等を設定どおりに、高精度に実現することができる。
【００５８】
また、電気的信号による制御システム、あるいは回転駆動部等を使用することなく弁という単純な構造で流路の圧力により直接流路を開閉する制御システムであるので、タイミング調整等の手間も無く、また耐久性に優れているのでメンテナンスが容易であり、高い生産性を維持しながら使用することができる。
【００５９】
また、チェックバルブと多重ノズル内の合流部間の流路を可能な限り短くすることにより、圧力の伝達時間を短くすることができ、また樹脂の粘弾性効果による変形をより小さくすることができるので、内外層用樹脂の中間層用樹脂通路への進入量およびそのバラツキをより小さくすることができる。
【００６０】
請求項２記載の発明にあっては、少なくとも２種類の異なる樹脂が、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の樹脂供給装置から樹脂供給口に供給され、ホットランナーを経て多重ノズルに供給され、この多重のノズルで合流しながら積層状に共押出しされ、金型キャビティを充填され、安定した樹脂量の供給ができる。
【００６１】
請求項３及び４記載の発明にあっては、内外層を構成する樹脂流路側にもチェックバルブを配することにより、逐次射出成形を可能とし、同様に内外層流路へもバリア層形成樹脂の逆流を防止することができ、より安定した品質の製品を得ることができる。
【００６２】
請求項５記載の発明にあっては、外層および内層をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で、中間層をバリア樹脂で形成されるプリフォームでは、バリア樹脂層の重量、厚さ分布、および形成領域を高度に制御することができ、一定のバリア樹脂の使用量で、よりガスバリア性の高い、すなわちコストパーフォーマンスの高い壜体を提供することができる。
【００６３】
また、口部におけるバリア樹脂層の先端位置を、高精度に予め設定された一定の高さ位置とすることができ、口部の熱結晶化処理による寸法変化の制御された壜体を高い生産性を確保しながら提供することできる。
【００６４】
また、バリア樹脂の射出終了時点におけるバリア樹脂層の所謂切れが良好となり、プリフォームの底部でのバリア樹脂層の形成位置を均一に制御することができ、ブロー成形された壜体の底部の均一な変形を抑えることができ、安定した接地性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホットランナー金型の一実施例のホットランナーシステムを概念的に示す、説明図。
【図２】本発明のホットランナー金型の一実施例における多重ノズルを示す、断面図。
【図３】本発明のホットランナー金型の一実施例において多重ノズルとホットランナーブロックを組付けた状態を示す、断面図。
【図４】図３中のチェックバルブを取り出して示す、断面図。
【図５】図４に示すチェックバルブの作用機構を示す、説明図。
【図６】プリフォームの一例を一部縦断して示す、正面図。
【図７】図６のプリフォームを成形するための射出パターンの一例を示す、説明図。
【図８】図６のプリフォームの成形における、金型キャビティへの充填過程を示す、説明図。
【符号の説明】
１（２、３、４） ； 金型製品部
１ａ ； 金型キャビティ
５（６、７、８） ； 多重ノズル
９（１０、１１、１２） ； チェックバルブ
１３（１４、１５、１６） ； ホットランナー（表面層樹脂用）
１７（１８、１９、２０） ； ホットランナー（中間層樹脂用）
Ａ ； 樹脂供給装置（表面層樹脂用）
Ｂ ； 樹脂供給装置（中間層樹脂用）
２１ ； 断熱リング
２２、２３、２４ ； リングマンドレル
２５ ； シャットオフピンガイド
２６ａ； Ａ樹脂導入路
２６ｂ； Ｂ樹脂導入路
２６ａ１、２６ａ２、２６ｂ１ ； マニホールド
２７ ； リング
２８ ； ノズルヒーター
２９ ； シャットオフピン
３０ ； プレート
３１ ； ホットランナーブロック
３２ａ ； Ａ樹脂供給口
３２ｂ ； Ｂ樹脂供給口
３３ ； Ａ流路
３４ ； Ｂ流路
３５ ； Ａ１流路
３６ ； Ａ２流路
３７ ； Ｂ１流路
３８ ； 合流部
４１ａ、４２ｂ ； ハウジング
４２ ； ボール
４３ ； 溝状流路
４４ ； シール部
１０１ ； プリフォーム
１０２ ； ＰＥＴ樹脂層
１０３ ； バリア樹脂層
１０４ ； 口部
１０５ ； ネックリング
１０６ ； 胴部
１０７ ； 底部
１０８ ； 先端位置
Claims (5)
- 外層、内層および少なくとも１層の中間層を有する多層成形品を成形するための射出成形用金型であって、少なくとも２種類の異なる樹脂が個別に供給される樹脂供給口（３２ａ、３２ｂ）と、金型製品部（１）と、該金型製品部（１）のキャビティ（１ａ）内に前記少なくとも２種類の異なる樹脂を、射出してキャビティ（１ａ）内に積層構造を構成する様充填する多重ノズル（５）と、前記樹脂供給口（３２ａ、３２ｂ）と多重ノズル（５）を接続する少なくとも２本のホットランナー（１３、１７）とを有し、少なくとも前記中間層を形成する樹脂が流動するホットランナー（１７）若しくは多重ノズル（５）側流路の一方の流路であって且つ他方の流路との接続点近傍に、多重ノズル（５）側からの樹脂の流動を止めるチェックバルブ（９）を設置してなる射出成形用ホットランナー金型。
- 少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズル（５）から積層状に共射出して充填する請求項１記載の射出成形用ホットランナー金型。
- 外層、内層を形成する樹脂が流動するホットランナー（１３）若しくは多重ノズル（５）側流路に、多重ノズル（５）からの樹脂の流動を止めるチェックバルブ（９）を設置してなる請求項１記載の射出成形用ホットランナー金型。
- 少なくとも２種類の異なる樹脂を多重ノズル（５）から逐次射出して充填することによりキャビティ（１ａ）内に積層構造を構成する請求項３記載の射出成形用ホットランナー金型。
- 外層および内層をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で、中間層をバリア樹脂で形成したプリフォームを成形するための金型であって、２ケの樹脂供給口（３２ａ、３２ｂ）とそれぞれに連結する２本のホットランナー（１３、１７）を有し、多重ノズル（５）を３つの円環状流路を同心円状に備えた構成とした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の射出成形用ホットランナー金型。
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