JP4283541B2 - 多層プラスチック品の射出成形 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル押出機及びそれに類する機器を介して複数の流動するポリマー（または重合体）プラスチックストリームを射出成形装置や類似の装置に共押出して、多層の塑性物（以下、プラスチック品）を形成することに関連する。この多層のプラスチック品において、内側コアは、そのプラスチック品の内部層と外部層によって包まれている。より詳しくは、本発明は、最終的なプラスチック品の層の特性、相対的な厚さ及び位置に関してより高い柔軟性を達成するために、層の相対的な体積流量を制御することに関する。さらに詳しくは、本発明は、1999年6月２２日に発行された「Apparatus For Throttle-Valving Control For The Co-Extrusion of Plastic Materials As Interior Core Streams Encased by Outer And Inner Streams For Molding And The Like」と題する本発明者による先行米国特許第5,914,138号に記載されたタイプの共押出プロセス（但し、これに限定されるわけではない）に特に有用である。

多層成形に共通の問題は、流動するポリマーストリームが、ホットランナーノズル（hot runner nozzle）を通って流れ、及び／または、成形品を形成する成形キャビティに流れる込む際に、内側のコア層（以下、内側コア層）がそのストリームの速度プロファイル（または速度分布。以下同じ）のゼロ勾配の近くにない場合に、その内側コア層の先端部（または前縁部。以下同じ）が均一に貫入するように維持することである。例えば、米国特許第4,895,504号及び第4,892,699号に開示されたタイプのシステムのような従来技術による先細り状の先端部の流れとは異なり、上記の本発明者による先行米国特許には、異なる材料の流れストリームを結合して、溶融物送出システムにおいて、射出成形キャビティ内の結合ストリームの速度プロファイルと同様の結合ストリームの速度プロファイルを実現し、それによって、生成された成形品における均一性を確保することが教示されている。

内側コア層が、速度プロファイルのゼロ勾配の近くにないときに、そのコア層の先端部の貫入を均一に維持するというこの問題は、コア層がプラスチック品の中央面（または中央平面）に集中していない状態で、多層成形品を形成することが要求される場合に特に難しいものになる。

例えば、２材料−３層プリフォーム成形では、吹込成形（またはブロー成形。以下同じ）容器のバリア特性を強化するために、その容器の内部側壁または外部側壁のどちらかに、より近接したバリア（障壁または遮断）層またはスカベンジャー層を設けることが望ましい場合がある。３材料−４層プリフォーム成形でも、この先端部に関する問題は、内側コア層の一方の体積流量が、他方の内側コア層の体積流量よりも大きいときに特に生じる。

他の現在共通する問題も、２つの他のポリマーの層からなる成形品に再利用プラスチック（PCR）を使用する際に起こる。現行技術は、５層物を生成する装置及び方法を使用することによって、この３つの材料の組み合わせを実施する。しかしながら、このような５層技法の場合は、成形のサイクルタイムが、その物を１つの材料だけから成形する場合に比べてかなり長くなる。さらに、そのような５層成形技法による成形品は、第２のポリマーの、未使用の表面薄層（スキン層）及び中央のPCR層への接着が弱い場合に、層間剥離を被る。

本発明は、後述する技法によって、上記の問題及び制限、とりわけ、上記の従来技術によるシステムに存在するそれらの問題及び制限を解決するものであり、その後述する技法とは、内側コア層ストリームの流れが開始された後に、内部層及び外部層の相対的な体積流量を変化させ、または、その相対的な体積流量の変動を制御することを可能にするものである。
米国特許第5,914,138号明細書 米国特許第4,895,504号明細書 米国特許第4,892,699号明細書

したがって、本発明の主な目的は、上記問題及び上記制限を被らず、内部層、外部層及び内側層またはコア層を有する多層ポリマープラスチック品（または多層塑性品）を成形するための新規かつ改良された方法及び装置を提供することであり、コアの位置をシフトし、及び、プラスチック品の内部層及び外部層の相対的な厚みを制御するといった手段で、内部層及び外部層の相対的な体積流量を制御することによってそのような問題及び制限を防止することである。

他の目的は、内側コア層流の初期部分の間に、結合された速度プロファイルのゼロ勾配において内側コア層の先端部を射出し、次に、内部層及び外部層の相対的な体積流量を変化させて、後の方、すなわち、内側コア流の後続する部分を、結合された流速プロファイルのゼロ勾配からオフセットさせる（隔置させる）ための新規な装置及び方法を提供することである。

さらに他の目的は、内部層の体積流量または外部層の体積流量を制限して、内側コア層の尾部を、５０％流線の内側または外側にシフトして、ノズルを通して成形される部分中に入れるための新規な装置及び方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、４層に成形される３つの材料からなる成形品を製造するための新規な方法及び装置を提供することである。

他の目的は、そのような装置において、一方の内側コア層の流れが開始する前に、もう一方の内側コア層の先端部を結合されたストリームの速度プロファイルのゼロ勾配のところで射出するという新規な作用を提供することである。

その他の及びさらなる目的については、以下で説明することとするが、それらは、特許請求の範囲に、より十分に記載されている。

本発明の重要な局面の１つから要約すると、本発明は、ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出して成形品を製造するために、複数のプラスチック材料を共押出するための方法を含む。この方法は、内側コアのための被覆プラスチック材料層として機能するプラスチック材料の内部及び外部ストリーム内において、生成された成形プラスチック品の内側コアとして機能することになる少なくとも１つの内側ストリームとともに、プラスチック材料のストリームを共押出しにより流すステップと、その流れるストリーム（流動ストリーム）を、長手（または軸または縦）方向に延びる管状の押出機ノズル内にありかつそれに沿った同心の環状流路に沿ってキャビティのゲート領域まで流すステップと、押出しの横方向の流速プロファイルにおける勾配がほぼゼロの領域で、コアストリームの流れが開始されるように、その流れるストリームを最初に調整するステップと、コア層のゼロ勾配の流れが開始された後に、内部層ストリームと外部層ストリームの相対的な体積流量の比を変化させて、コア層の流れ（コア層流）をゼロ勾配からオフセットさせて、コア層をそれが内部または外部の環状流の境界の一方に近付くようにシフトさせ、それによって成形品を製造するステップであって、コア層の大部分が、プラスチック品の内壁または外壁の一方の方にその他方よりも近くなるステップ、を含む。

好適かつ最良の態様の設計及び構成については、より詳細に後述する。

添付の図面を参照して本発明を以下に説明する。

本発明者による上記共押出に関する先行特許では、少なくとも２つのポリマープラスチック（または高分子可塑性材）材料が３層結合流れストリームとして提供される。２つの材料とは、環状ストリームとして射出された内部及び外部流れストリーム層（IL及びOL）から、最終的な成形製品、成形品、成形部分の最終的な外部及び内部成形被覆層を形成する第１の材料Ｌと、被覆材料の内部及び外部環状ストリームに包まれた、射出された同心環状内側ストリームから形成された製品の中間部、内部または内側のコアを形成する第２の材料（Ｉ）である。

好適な装置は、射出成形キャビティに関して複数プラスチックストリーム共押出機を利用する。この場合、押出機はそのキャビティの内部にそれに沿って、リストリクタまたはスロットルピン、ロッド、または要素とともに設けられている。この要素は、外部及び内部ストリーム層に包まれた内側コアストリーム、及び、押出機及びキャビティ内の横方向の流速プロファイルにおけるゼロ勾配の領域にあるコアストリームで形成された、結合されたプラスチック材料のストリームを、同一の広がりを持つ対応する同心の環状流れストリーム層中に押し込む。このストリーム層は、最終的には、押出機にゲート接続されたキャビティに互いに逆の横方向に分離される。

図１Ａは、長手方向に延びる押出機ノズルＮの略断面図であり、ノズルＮには、結合部Ｃの下流の流れリストラクタＴとして作用する中央長手方向のスロットル針またはピンが設けられており、包み込まれた内側環状コアストリームIAと共に、同心の内部及び外部環状ストリーム層IL及びOLの、押出機内における中断されない連続的な環状流を提供してゲートＧに送り込む。次に、結合されたストリームＡは、前述したように、横方向に分離されて、互いに逆の横方向に射出されて成形キャビティ（CAV）中に入る。このCAVは、ビンなどの円柱形容器を成形するのに適した形状として例示的に示されている。本発明者の上記先行特許に記載されているように、その他の形状のキャビティの型を他の製品のために使用することもでき、さまざまなプラスチック材料、なかでも、より詳しく後述するように、たとえば、ポリエチレン、PET、及び他のプラスチック及びポリマー組成物を使用することができる。

本発明者による先行特許にさらに教示されていることであるが、図１Bに示すように、コア層の先端部を環状流の周辺部３６０°にわたって均一に維持し、コア層の流れがキャビティに入るときに、コア層がキャビティ内に均一に分布することを確実にするために、コア層は、ゼロ勾配の速度プロファイル（Ｏ）において実質的に流れることが多くの用途において極めて望ましい。この場合、速度の最高点は、一般的に、流れの中央ライン（中心線）上にある。また、材料の５０パーセントがストリームライン（流線）の内側にあり、５０パーセントがストリームラインの外側にあり、ゼロ勾配は、ちょうど５０パーセントストリームラインにおいて生じる。

図１Cは、結合された内部流及び外部流（一番上の曲線）、内部層（IL）流（破線で示す曲線）、及び、内側コア層流（一番下の曲線）の体積流量を時間の関数として示すグラフである。この図には、内側コア層流の開始からの時間と、コア層の先端部が押出機を出て成形キャビティに入る前の中間の時間をそれぞれ表す時間Ａ及びＢが示されている。図１Ｄは、図１Ａに似た長手方向の断面図であり、時間Ｂにおいて部分的に充填された状態にある。図１Ｅは、完全に充填されたキャビティを示しており、コア層が、キャビティ内の流れのライン長の大部分にわたって延びて、キャビティの１８０°の部分において均一な先端部を有しており、コア層が、成形品の中央部の５０％ストリームラインに配置されて分布した状態を例示している。

本発明者の先行特許は、また、スロットルまたは制限用ピン（絞りピン）を動かして、結合領域の下流側の結合された流れストリームの内部環状流層対外部環状流層とにおける外部層材料の比率を変化させることを開示している。外部層の相対的な量を変えることにより、成形キャビティ内のコア（内側）層の位置をシフトさせて、成形品または成形部分の両面において外部層の厚さが制御された部分を製造する。外部層流が、内部または外部環状流層のどちらかに向かって偏った場合には、成形された部分における外部層の厚さは、その偏った環状層から成形された対応する面上で同様に偏るであろう。内部環状流層からの材料は、キャビティへのゲートの向こう側にあるキャビティ壁によって成形される部分の表面層を形成し、外部環状流層からの材料は、ゲートに隣接するキャビティ壁によって成形される部分の表面層を形成する。

可動のスロットルバルプピンの使用は、一般的には、各射出中に、内部環状流層と外部環状流層とにおける外部層材料の相対的な割合を変えることが有利な場合に適切なものとなる。成形される部分の両面における層の相対的な厚さを互いに一定の割合に留めることができる場合には、この実施形態は、動かないスロットルバルブピンを使用する。

そのような３層成形品についての典型的な射出タイムラインは以下のとおりである。

本発明者による先行特許に記載されているように、内部環状層と外部環状層の材料の量の相対的な割合（比率）を変えて等しくない被覆厚を得る代わりに、内部層と外部層の体積流量が等しい（比が１）流れ処理を開始する場合には、これにより、より詳しく後述するように、所望のゼロ勾配の速度プロファイルに沿って、内側またはコア層流の初期部分が開始されること、及び、この場合、連続した流れの間に、内部層流と外部層流との比を変えて、コア層をシフトさせることができる、ということが発見された。

本発明によれば、このように、コア層流は、ゼロ勾配の速度プロファイルにおいて開始され、この場合、結合された流れ（以下、結合流ともいう）内の内部層及び結合流内の外部層はいずれも、コア材料層が導入されるときに同じ体積流量を有する。コア層をそのように導入してコア層の先端部を形成したすぐ後に、本発明は、内部層流対外部層流の比を変えて、残りの部分（好ましくは、キャビティに流れ込むコア層の約９０〜９５パーセント）が、成形品の外側の境界壁または内側の境界壁に向かってシフトするように配置する。このようにして、ゼロ勾配の速度プロファイルについて知得しているいう有利な点を、コア層の位置を都合よくシフトさせることと組み合わせることにより成形品の機能が強化される。この場合、内部層対外部層の体積流量のシフトにより、コア層の位置がシフトする。

上述したように、図１Ｂは、本発明者の上記特許で説明されたタイプのノズルに関する動作を示す。この動作によれば、ほぼ５０：５０という内部流（IF）対外部流（OF）の比を生成するなどのためにスロットルピン調整を利用し、内側層流（IL）の先端部を結合された速度プロファイル（以下、結合速度プロファイルともいう）のゼロ勾配に配置し、流速に起因する先端部の偏りが成形品に生じないようにすることができる。

図２は、図１Ｂと類似の動作を示す図である。ここでは、スロットルピン調整は、内部流と外部流との比が図１Ｂの５０：５０の比ではなく、４０：６０を達成するよう配置されており、結合速度プロファイルのゼロ勾配の近くに内側層ILの先端部を配置する。これにより、本発明者の先行特許にも記載されているように、成形品において、小さいが、許容可能な先端部の偏りが得られる。

図２Ａは、図１Ｂの動作について図１Ｃと関連して説明したのと同じタイプの、図２の動作に関する体積流量のグラフであり、図２Ｂ及び図２Ｃは、時間Ｂにおいて部分的に充填されたノズルキャビティ流の状態と完全に充填されたキャビティをそれぞれ示したものである。

図３は、図２に類似する動作であるが、それとは逆に、内部流対外部流の比が６０：４０である場合を示す。この場合も、本発明者の上記特許に開示されているように、コア層（CF）はゼロ勾配の近くに留まり、ごく小さいが許容できる先端部の偏りを生じ、今度は、外壁に向かう。したがって、内壁または外壁のどちらかに向かって壁厚のほぼ１０パーセントだけコア層をシフトすることにより、妥当かつ許容可能な先端部の偏りが依然として維持される。図３Ａ、Ｂ及びＣは、上述した図２Ａ、Ｂ及びＣにそれぞれ対応するが、図３の動作に関連するものである。

しかしながら、図４には、内部流対外部流の流量比が２５：７５に調節された状態のものが示されている。この場合、コア層流CFは、結合速度プロファイルのゼロ勾配から十分に離れるようにオフセットされており、これにより、大きな先端部の偏り（これは、許容できない成形品を形成する）を生成するコア層の速度分布の偏りを生じてしまう。図２Ａ、Ｂ及びＣにそれぞれ示すタイプに対応する図４Ａ、Ｂ及びＣには、図４の状態についての動作が同様に示されている。

図５は、内部流対外部流の比が７５：２５である場合を示しているが、これもまた、成形品に形成される偏りを示している。図５Ａ、Ｂ及びＣは、図２Ａ、Ｂ及びＣにそれぞれ対応するが、流れΔν（図５Ｂ）に大きな偏りΔｌ（図５Ｃ）を生じる、図５の状態について示している。

しかしながら、前述したように、本発明の背景にある発見によれば、製造された成形品に、速度の偏りにより引き起こされる許容できない先端部の偏りが生じさせることなく、コア層を有用な目的のために実際にシフトさせることができる。この新規な結果を達成するための重要な動作上の要件が図６に示されている。この要件には、前述したように、図６の領域Iにおけるように、内側コア層の先端部を結合速度プロファイルのゼロ勾配に配置するために、内部流（IF）対外部流（OF）の比がほぼ５０：５０であるときに、コアまたは内側層流の初期部分が生じることを確実にするための初期スロットルピン調整または他の流れリストリクタ（フローリストリクタ）調整を利用することが含まれる。その流れが領域Ｉで十分に（物品を成形するために流れることになるコア材料のうちの数パーセント、好ましくは約（±）５パーセントのオーダーの流れ）確立されると、図６の場合のように、領域IIにおける引き続くスロットルピン調整または他の流れリストリクタ調整が、内部流対外部流の比を増加させ、その結果、内側コア層の先端部をシフトさせるということがわかった。生成された成形品（この場合は、約８０：２０の比であり、成形品内のコア層流の長さIIIの大部分が外壁に近い方に延びている）は、速度の偏りによって引き起こされる先端部の偏りを生じることはなく、依然として、成形品において均一な先端部の製造が可能である。しかし、この場合は、前述した及び後述する目的のためにコア層の長さの大部分（例えば９５％）は、外壁に向かってシフトされる。

位置決め可能なコア層に関するそのような目的のうちの１つは、障壁層（バリア層）として用いることである。この場合、湿度（または湿気）感知（または感応）型の障壁層が、円柱形のビン型容器やそれに類するものなどの成形品内に必要とされる場合がある。内容物に対して同じ障壁（バリア）効果を与えるために、障壁層を容器の外壁に向かって、液状の内容物から遠ざかるようにシフトさせ、したがって、障壁層の性能を高めることが可能で、かつ、障壁材料の量を少なくすることも可能な相対湿度がより低い環境にあるようにシフトさせることができることは利点になりうる。他の例は、酸素スカベンジング層の使用に関するものであり、そのスカベンジング（または取り除くこと。以下同じ）能力は、より高い相対湿度にすることによって、及び／または、外壁ではなく内容物に近づけることによって高めることができる。さらに、より厚い容器の外部層によって、その外部層がより薄い場合よりも酸素の浸透（または透過。以下同じ）をより少なくすることでき、したがって、外部からスカベンジング層への酸素の移動を遅くさせることができる。内容物により近いスカベンジング層のスカベンジング能力により、また、充填プロセス中に、容器の内容物に残された残留酸素が除去される。

本発明は、あらゆる種類のポリマーに有効であるが、ポリエチレンテレフタラート（polyethylene terephthalate：PET）は容器の表皮材料として極めて望ましく、ナイロン及びエチレン・ビニル・アルコール（ethylene vinyl alcohol）は障壁特性に有用であり、スカベンジャー材料には、BP-Amocoの「Amasorb」、及びMXD6ナイロンとコバルトのような重金属との化合物、または、エチレン・ビニル・アルコールなどの生成物が含まれる。ここで、コバルトは、材料を通って酸素が浸透できるようにするのではなく、酸素との化学的スカベンジング反応において、ナイロンまたはアルコールを酸素に反応させる。また、上記のものの組み合わせにより、障壁特性とスカベンジャー特性の両方が得られる。ポリマーへの金属粉の組み込みにより、電磁エネルギー障壁層もまた設けることができる。本発明の技術によれば、コア層の任意の所望の位置及び成形品の内部層及び外部層の任意の相対的な厚さを、上述したように内部層及び外部層の相対的な体積流量を制御することにより、実際に容易に得ることができる。

このことは図６Ａのグラフに示されているが、この図では、内部層流の増加（破線の曲線で示す階段部Ｓ^１）が、Ｓ^１の左側にある５０：５０の内部層流対外部層流の比を有するコア流の開始点Ｓの後の時間Ａで生じている。図６の充填されたキャビティに示すように、ほぼすべてのコア長を外壁に向かってシフトさせることにより、成形品に先端部の偏りが存在しなくなり、この場合、先端部は、ゼロ勾配の位置に留まる。

図６Ａ、Ｂ及びＣの逆の動作が図７Ａ、Ｂ及びＣに示されている。ここでは、内側コア層流の初期部分Ｉが、内部流量と外部流量の比がほぼ５０：５０に調整されている間に生じ、コア層の先端部を結合速度プロファイルのゼロ勾配に配置した後、スロットルピンまたは他の流れリストリクタを調整して、この場合も、内側層の先端部をシフトすることなく、内部流対外部流の流量比を減少させる。この場合、コア層の大部分が、同じ８０：２０の比で内壁に向かってシフトされ、速度の偏りによる先端部の偏りが生じない（図７Ｃ）成形品が生成される。

図６、図６Ａ〜Ｃ、７、７Ａ〜Ｃに示すような本発明のシステムについての典型的な射出タイムラインは以下のとおりである。

さらに、本発明は、中空の容器のような成形品の一方の側または他方の側にコア層をシフトし、及び、内部層及び外部層の厚さを相対的に変化させるだけでなく、コア層を成形品の他の位置にシフトして戻すことも可能にする。この例は、図８に図示した動作に関する図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄに、また、図９に図示した動作に関する図９Ａ〜９Ｄに示されている。

本発明のこの実施形態による図８及び図８Ａ〜Ｄを先ず参照すると、流れは、ゼロ勾配の速度プロファイルにおいて開始し（図８ＡのＩ−図８の一番上の曲線）、（図８の時間ＡとＢの間のＳ_１において）内部層流を減少させることによりコア層を内壁に向かってシフトさせる（図８ＢのII〜III）。さらに、流れの終わりの近く（時間ＣとＤの間）で、外部層流と同じになるまで内部層流を増加させて（図８のＳ_２）、（図８ＣのII’における）コア層を（図８ＣのIII’における）ゼロ勾配のプロファイルまでシフトして戻し、これによって、図８Ｄに示す形状を生成する。

図８の動作の有用な目的は、構造に関して考慮したことにある。障壁層またはコア層が内壁により近く配置された状態で、成形品のある部分に、成形品の剥離などの機械的な故障を生じさせる可能性のある強い圧力が加えられる場合がある。第２に、コア流の末端部の厚さ及び形状を制御することが重要である場合がある。例えば、成形品の最後の部分を凍結または凝固させることが重要な場合がある。高温のプラスチックの冷たいキャビティ中への射出成形により、成形品を、内部表面から内側層に向かって凍結または凝固させる。この場合、５０パーセントのストリームラインに沿ってキャビティに入る材料の最終的な流れを制御することが有利である。

図８及び図８Ｂ〜Ｄは、このように、コア流の大部分が内側の境界壁に向ってシフトする様子を示している。ここで、先端部と後端部（または後縁部）または末端部のいずれも、ゼロ勾配上にある。

これまで、本発明を成形ビンまたは円柱形状の容器の用途に関して説明したが、本発明の技術は、さらなる例示として、平面形状の成形品を含む、他の形状の物品または物体を成形するのにも同様に有効である。図８Ｅ〜Ｉには、そのような平面形状の成形品に対する用途が例示されているが、これらの図は、中空ビンまたはそれに類するものについての上述の図８及び図８Ａ〜８Ｄにそれぞれ対応する。

同じように、図９及び図９Ａ〜図９Ｄに示す本発明の実施形態において、流れは、ゼロ勾配の速度プロファイルにおいて開始し（図９ＡのＩ−図９のグラフの一番上の曲線）、（図９の時間ＡとＢの間のＳ_１ ^１において）内部層流を増加させることによりコア層を外壁に向かってシフトさせる（図９ＢのII〜III）。さらに、流れの終わりの近く（時間ＣとＤの間）で、外部層流と同じになるまで内部層流を減少させて（図９のＳ_２ ^１）、（図９ＣのII’における）コア層を（図９ＣのIII’における）ゼロ勾配のプロファイルまでシフトして戻し、これによって、図９Ｄに示す形状を生成する。

図９及び図９Ｂ〜Ｄは、このように、コア流の大部分が外壁に向ってシフトする様子を示している。ここで、先端部と後端部（または後縁部）または末端部のいずれも、ゼロ勾配上にある。

図８、８Ａ〜Ｄ、及び、図９、９Ａ〜Ｄのシステムについて有用な射出タイムラインは以下のとおりである。

図１０Ａ〜Ｃは、ノズルＮの上から見た略図であり、内部層流、外部層流、コア層流すなわち内側層流（それぞれIE、OE、及びCE）をそれらのそれぞれのソース（図１０Ｂ及びＣ）から供給し、中央のスロットルピン入口ポイントTEを囲む入口流路（またはエントリーフローチャンネル）またはポートを示している。この流路の配置は、４つのノズルアレイを含む図１０Ｂ及び１０Ｃに具体的に示されており、外部及び内部層ソースO/IS、コアすなわち内側層ソースCSからそれぞれ、平衡３層流れシステムの形態で最初に供給される。ソースO/ISからの外部及び内部層プラスチック流は、Ｓ^１で２つの整合する流れストリームに分割され、次に、Ｂ^１で分岐して、上方及び下方のノズル対の各々の外部層OE及び内部層IEに対する入口流路に並列（または同時）に至る。同様に、コア層ソースCSは分岐して、２対のノズルのコア流路CEに平衡のとれた状態で至る。

周知の電気式、油圧式、または、手動式バルブなどの流れリストリクタ制御部が、図１０ＢのFRに実質的に示されており、外部層供給流路の各々に配置され、本発明の上述の流れをシフトする目的のために、予め選択された時間に外部層流と内部層流との相対的な比を変えるよう同時に（または同期して）動作する。同様に、図１０Ｃにおいて、同じ制御を実施することができるが、この場合、流れリストリクタ制御部FRは、材料を各ノズルの内部層に送る各ノズル内または各最終流路内の内部層供給流路に配置される。したがって、図１１Ａ及びＢの実施形態では、流れリストリクタ制御部は、流量比を変えるために、外部層と内部層をそれぞれ供給する最も共通する供給流路に挿入された状態で図示されている。

図１２Ａ、Ｂ及びＣは、供給流路における３つの異なる位置にあるピン形流れリストリクタを動作させる単純だが効果的な手段を示す略図である。図１２Ａは、リストリクタピンが流路にわずかに挿入されている状態の最も制限（絞り）の小さな位置を示し、図１２Ｂ及び１２Ｃは、それより流れ制限の大きな制限位置及び最も流れ制限の大きい制限位置をそれぞれ示している。これらは、上記において示唆したように、ランナーシステムの最も共通の流路（図１１Ａ及びＢ）において実施することができ、または、所望ならば、ノズルへの最も共通でない流路（図１０Ｂ及びＣ）において実施することができ、所望であれば他の箇所で実施することができる。この場合も、上述したように、リストリクタの挿入及び引き抜き制御を、周知の方式、例えば、電気式または油圧式のもので、流れの開始または終わりに関する各々の位置のタイミング制御を施して自動的に実施することができる。これらすべてをFRにおいて概略的に示すことが意図されている。

ここで、このようなノズルの流路における流れ及び制限（絞り）構造に対する具体的な実際上の設計に目を向けるために図１３を参照する。この図には、本発明者による上記先行米国特許第5,914,138号（の図１６）に示された形態の好適な中空ノズル押出機構成の断面が示されており、その構成において、マニホルド（または多岐管）からの流れが、中央の長手方向に可動のスロットルバルブピンT-T^１を囲む平坦な円盤状の３層流れ結合領域C-FDを通って実現され、この場合、環状流が結合されて、成形キャビティCAVにゲート接続される。平坦な円盤状構造FDは、スロットルピンTを囲み、結合された流れストリームの内部層のための内部流路壁Ｃ’を形成する４つの平坦な円盤から構成される。上記本発明者による特許で説明されているように、流路Ｃ_１’、Ｃ_２’、Ｃ_３’等を、円盤FDの３つのあわせ面の間に均一に形成して、各流れ層を分散させて、各流路から結合部Ｃの領域へのそれぞれの材料の均一な流れを生じさせる。このようにして、結合された流れストリームの各層は、それが、結合手段から押出加工用スロットルノズル及びゲートＧを介してキャビティCAVに入るように流れるときに、均一に環状に配置される。可動式のスロットルバルブピンT-T^１は、上方の調整リストリクタ−制御ロッドR（これは、また、ある意味では、スロットルピン構造の一部でもある）の制御下、結合領域Ｃの下流側の結合された流れストリームの外部環状流層に対する内部環状流層内の外部層材料の割合を変える。すでに説明したように、本発明の上述した目的のために、外部層の相対的な量を変えることによって、コア（内側）層の位置がシフトされる。

上記図１３の実施形態では、ノズル内部ハウジングE内を軸方向に可動なリストリクタロッドRが、内部層供給流路Ｃ_１’直近のR^１において示されている。これは、円盤状流路Ｃ_１’、 Ｃ_２’等が、本発明の原理に従う初期のコア層流のために、内部層流を外部層流を対してバランスさせる（平衡させる）ために開いた状態であるニュートラル（中間）の位置である。図１４及び図１５の拡大図では、本発明のコアのシフト制御ために、スロットルバルブTをロッドRによって上方の位置R’’まで調整し、外部層流量に対して内部流量を増加させている。このR’’は最も流量制限の小さい位置でり、図１５には、それより制限の大きな位置（制限が最大の位置）がR’’’において示されている。

図１６Ａ及び１６Ｂは、３材料ポリマープラスチックストリーム用に使用されるときの図１３、１４及び１５のノズルの特定の環状層流を除き、図１０Ａ〜Ｃに類似の供給流路を示す略図である。内部及び外部ストリームは、ノズル内で分割されて、内部及び外部の環状被覆層を形成する。この場合、内部及び外部層流のソースO/ISは、ここでも、ノズル入口供給流路に分岐するが、第１の内側層ソースCS_１の分岐は、入口供給流路CE_１に至り、破線で示すように、第２の内側層ソースCS_２の分岐は、入口流路CE_２に至る。第１の内側層ストリーム（No.1）は、したがって、ノズルＮに向けて送られて内部層に隣接する内側環状層を形成する。第２の内側層ストリーム（No.2）は、ノズル内に送られて外部層に隣接する内側環状層を形成する。

２材料−３層プリフォーム成形の例を示したが、本発明の技術は、前述のように、材料及び成形される層の数には制限されない。本発明は、また、例えば、３材料−４層プリフォーム成形にも同様に極めて有効であるということを既に指摘した。そのような用途が、中空容器（物品または物体）を成形する場合について図１７、図１７Ａ〜Ｄ、図１９及び図１９Ａ〜Ｄに、平面形状物品を成形する場合について図１８、図１８Ａ〜Ｄ、図２０及び図２０Ａ〜Ｄに、それぞれ示されている。

３つの材料を成形して４層物を形成するために本発明を適用することに関連して、典型的な用途は、２つの内側層から構成されるプラスチック容器に対するものであろう。一方の内側層は、ガススカベンジャー特性を有するガス障壁用（またはガス遮断用）に通常選択され、もう一方の内側層は、構造層（structural layer）または再利用層（recycled layer）のような他の特性用に選択される。ガス遮断及び／またはガススカベンジャー特性は、２つの内側層のこの一方の先端部の、成形物体の周辺部における浸透が均一であることを要求する。この均一な浸透は、この一方の（第１の）内側層流れを、他方の（第２の）内側層の流れが開始する前に開始することによって実現することができ、これによって、この最初に流れる内側層の先端部が、速度プロファイルのゼロ勾配において開始するようにすることができる。次の第２の内側層の流れの開始が、第１の内側材料の後の流動部分をゼロ勾配からオフセットさせるが、ゼロ勾配における第１の内側層の初期の流れによって、均一な先端部が確立される。

図１７には、第１の流動内側層Ｃ１（この場合、成形される物体の最も外側にある内側層）が時間Ｓ_１で流れ始める。第２の流動内側層Ｃ２（この場合、最も内側にある内側層）が時間Ｓ２で流れ始めるが、これは、また、結合された内部層流及び外部層流の流量の減少に対応する。図１７Ａは、図１７の時間Ａにおける、ノズル及び部分的に充填されたキャビティ内の流れを示す。この時間Ａは、時間Ｓ１とＳ２の間にある。第１の流動内側層Ｃ１の先端部は、結合された流速プロファイルのゼロ勾配にあり、したがって、成形物体における均一な浸透を確保する。図１７Ｂは、図１７の時間Ｂにおいて部分的に充填されたキャビティを示す。第１の流動内側層Ｃ１の先端部はゼロ勾配上に留まるが、第１の流動内側層の後の流動部分は、第２の流動内側層Ｃ２によってゼロ勾配から移動されて、押出機の壁により近付く。図１７Ｃは、図１７の時間Ｃにおけるノズル及びキャビティ内の流れの位置を示す。第２の流動内側層は、時間Ｓ３においてその流れを中止し、これによって、第１の流動内側層の最後の流れ部分が、Ｓ４で終わる直前にゼロ勾配に戻れるようにする。図１７Ｄは、第１の流動内側層の後端部が、図１７の時間Ｃの後で、結合された内部層流及び外部層流の継続する流れによってキャビティ内に射出されたときの充填されたキャビティを示す。充填されたキャビティは、第１の流動内側層が、同時に起こる第２の流動内側層の流れに対応する充填されたキャビティの部分において外壁の方により近いことを示している。

図１９、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ及び１９Ｄは、この例において、第１の流動内側層Ｃ１が最も内側にある内側層であり、第２の流動内側層Ｃ２が最も外部にある内側層であるという点を除けば、図１７及び１７Ａ〜Ｄに概念的に類似している。他のすべての特徴は、図１７及び１７Ａ〜Ｄの場合に類似しているが、充填されたキャビティにおいて、第１の流動内側層は、同時に起こる第２の流動内側層の流れに対応するキャビティの部分における成形部分の内壁により近くなっている。

図１７及び１７Ａ〜Ｄと１９及び１９Ａ〜Ｄの両方の実施形態において、Ｃ１の最後の部分が速度プロファイルのゼロ勾配に沿って流れることができるようにするために、Ｃ２は、Ｃ１が終わる前に終わるものとして図示されている。しかしながら、Ｃ１を、Ｃ２の終了の前またはそれと同時に終了させることができる（但し、このような終了シーケンスによって成形物体の所望の特性が改善される場合）ことも本発明の範囲内のものである。

図１７及び１９の動作に関するグラフは、第２の流動内側層の流れの開始に対応して、時間Ｓ２において、結合された内部層流及び外部層流の流量が減少するのを示している。各流動層の厚さは、全ての層が同時に流れる時間における、全ての層の全体積流量を基準とした各層の全体積流量に対する各層の体積流量に正比例する。最も内側の内側層及び最も外側の内側層の、成形品または成形物のそれぞれの内壁及び外壁への近接度は、全ての層が同時に流れる時間中に、結合された内部層及び外部層の流量を多くするかまたは少なくすることによって変えることができる。

そのような内側層の各々の相対的な厚さ及び位置は、最終的な成形物の特性を改善するよう選択される。たとえば、内側層の１つがガススカベンジャーである場合は、ガススカベンジャー層の選択された位置を、典型的には、図１９及び１９Ａ〜Ｄの最も内側の内側層Ｃ１にして、容器の外部層を通ってスカベンジャーに入るガスの浸透率を少なくし、及び、容器の内容物からのガスのスカベンジング率を上げることができる。そのような位置は、スカベンジャー層の目的が、容器外の大気からのガスの浸透を吸収することである場合には、実際に、容器の内容物の保存寿命を延ばすことになるであろう。他の例として、図１７の最も外側の内側層Ｃ1の位置では、前述のEVOHまたはMXD6ナイロンのような湿度（または湿気）感応性ガス障壁層を飲料内容物の１００％の相対湿度から遠ざけるように移動させることによって、そのような障壁層の性能を高めることができる。ここで、この飲料は、容器の周囲の相対湿度がより低い大気に近い方の壁内のある位置まで容器を満たすことになる。

そのような３材料−４層品を成形するための典型的な射出タイムラインは以下に示すとおりである。ここで、図１７、１７Ａ〜Ｄ、及び、図１９、１９Ａ〜Ｄに示すように、第１の内側層の先端部が、速度プロファイルのゼロ勾配上にほぼ確立され、次に、第２の内側層が射出され、その射出は、第１の内側層の射出が終了する前に終了する。

前述したように、上記図１８、１８Ａ〜Ｄ及び図２０、２０Ａ〜Ｄの平面形状物品を含む、他の形状の物体または物品も、本発明の技術によって成形することができる。

上記本発明の技術で形成可能な例示的な物品、ポートまたは製品を図２１Ａ〜２４Ｃに示す。

図２１Ａは、開口した上部とふさがった底部を有するプラスチック成形円柱状中空容器を示す。図２１Ｂは、容器の軸方向の中心線（破線で示す）で切り取った容器の断面を示す。ここで、内側層の先端部は、成形される壁の中心線上にあり、この中心線は、その部分を形成したプラスチックが成形キャビティ中へ流れている間（たとえば、図７Ａ〜Ｃの形成プロセス）における速度プロファイルのゼロ勾配に対応している。内側層の先端部は実質的にその部分の壁の中心線上にあるが、内側層の他の部分は、中心線から物品の内壁表面に向かってオフセットしている（偏っている）。

図２１Ｃ及びＤには変形形態が示されている。図２１Ｃでは、内側層の後端部が実質的にその部分の中心線上にあり、図２１Ｄの追加の内側層（たとえば、図１９Ｂを参照）は、他方の内側層の先端部ほど遠くまでは延びない先端部を有しており、また、その他方の内側層よりもゲート（または口）から離れて終了する後端部を有する。図示されていないが、一方の内側層の先端部が、他方の内側層の先端部を越えて伸びるような成形品、及び、両方の内側層の後端部が、ゲートからほぼ同じ距離だけ離れて終了するような成形品も可能である。

他の例として、図２２Ｄには、図２２の多層品から形成された吹込成形中空容器が示されている。図２２及び２２Ｄの部分Ａ、Ｂ及びＣの断面が、図２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃにそれぞれ拡大されて示されている。図２２は、（図６Ａ〜Ｃに示すように）壁の中心線上に内側層の先端部を有し、内側層の他の部分が中心線から外壁の表面に向かってオフセットしている成形プリフォームを示す。図示のように、物品の終わりの部分の壁部において、内側層の先端部は実質的に壁の中心線上にあり、内側層の他の部分は、中心線から外壁の表面に向かってオフセットしている。内部層が中心線から外壁表面の方にオフセットしている、容器の側壁の部分の壁の断面が図２２Ｂに示されている。図２２Ｃは、内側層の後端部が物品の中心線からオフセットして終了している容器の基部の部分の断面を示す。

図２３Ｄの吹込成形容器において（その成形プリフォームは図２３に示されている）、内側層の後端部は、図２２のプリフォームとは異なり、実質的に壁の中心線上にある。図２３Ａ及び２３Ｂは、前述の図２２Ａ及び２２Ｂにそれぞれ類似しているが、図２３の変形形態である。図２３Ｃは、図２３Ｄの容器の基部のある部分の断面Ｃであり、内側層の後端部は実質的に壁の中心線上で終わっている。

さらに他の変形例が、吹込成形して図２４Ｄの容器を形成することが可能な４層成形品及び図２４の断面で示されている（図１７〜１９を参照）。一方の内側層の先端部及び後端部は実質的にその部分の中心線上にあり、図２４Ａ及び２４Ｂにより明確に示されているように、他方の内側層の先端部及び後端部を越えてそれぞれ延びている。図示していないが、第１の内側層の先端部が、第２の内側層の先端部を越えて延びるような吹込成形用の、及び、両方の内側層の後端部が、ゲートからほぼ同じ距離のところで終わるような吹込成形用の、４層成形品が可能である。図示していないさらに他の成形品は、第２の内側層の後端部が、第１の内側層の後端部を越えて延び、第１の内側層の先端部が、第２の内側層の先端部を越えて延びるものである。

さらに、吹込成形により図２２Ｄに類似の容器を形成するために、前述の図２１Ｂ、２１Ｃまたは２１Ｄの層分布を、図２２のプリフォームに類似の物品に成形することも可能である。同様に、図２２、２３及び２４の層分布を、図２１に類似の物品に成形することも可能である。さらに、これらの図示した層分布の任意のものを、平坦なプレート（図１８及び２０を参照）、凹状のディスク（円盤）、容器の蓋及び栓、及び、当業者の想像力によってのみ制限される他の形状といった、他の形状の物品に成形することができる。

流れ制御装置の他の標示（または符号）を使用することも可能であり、他の更なる変更態様を当業者は想到することであろうが、そのような変更態様は、特許請求の範囲において規定された本発明の思想及び範囲内に入るべきものである。

上記本発明者による先行特許に記載されたタイプのノズルの長手方向の略断面図であり、中央の長手方向のリストリクタ（絞り弁）またはスロットルピンを使用して、射出されたプラスチックの同心環状流を中空の押出機ノズルの壁の内部付近を流れるようにしている。 内部流量と外部流量の比が５０：５０の場合について、図１Ａのノズル内における環状流路（環状チャンネル）の両端にわたって得られたフローフラクション（流れの部分）及び速度プロファイル曲線を例示するグラフである。縦座標は、流速と平均流速の比を内部ノズル壁と外部ノズル壁の間の環状部の半径の関数としてプロットしたものであり、中央の実線のカーブＶＰは、その比をプロットしたものであって、コアストリームＣＦ（斜線で区切られた縦方向のストリップ）についてのゼロ勾配を示す。円形のマーカーのある曲線は、内壁から外壁までの半径とスロットルピンTの間の流れＩＦをプロットしたものであり、三角形のマークのある曲線は、外壁と環状部の半径との間の流れＯＦをプロットしたものである。 結合された内部層及び外部層流、内部層流、及び内側コア層流の体積流量の相対的なタイミング及び割合を示すグラフである。 図１Ａに類似しているが、図１Ｂの条件において、絞られたノズルから供給されて部分的に充填された成形キャビティの状態を示す。 図１Ａに類似しているが、図１Ｂの条件において、絞られたノズルから供給されて完全に充填された成形キャビティの状態を示す。 図１Ｂに対応するが、内部流量と外部流量の比が４０：６０の場合の図である。 図１Ｃに対応するが、内部流量と外部流量の比が４０：６０の場合の図である。 図１Ｄに対応するが、内部流量と外部流量の比が４０：６０の場合の図である。 図１Ｅ対応するが、内部流量と外部流量の比が４０：６０の場合の図である。 図２に対応するが、内部流量と外部流量の比が６０：４０の場合の図である。 図２Ａに対応するが、内部流量と外部流量の比が６０：４０の場合の図である。 図２Ｂに対応するが、内部流量と外部流量の比が６０：４０の場合の図である。 図２Ｃに対応するが、内部流量と外部流量の比が６０：４０の場合の図である。 図２と類似の速度プロファイルのグラフであるが、比が２５：７５の場合の図である。 図２Ａに対応するが、比が２５：７５の場合の図である。 図２Ｂに対応するが、比が２５：７５の場合の図である。 図２Ｃに対応するが、比が２５：７５の場合の図である。 図２と類似の速度プロファイルのグラフであるが、比が７５：２５の場合の図である。 図２Ａに対応するが、比が７５：２５の場合の図である。 図２Ｂに対応するが、比が７５：２５の場合の図である。 図２Ｃに対応するが、比が７５：２５の場合の図である。 図１Ａ、２、３、４及び５と類似のフローフラクション及び速度プロファイルを示すが、本発明の方法を取り入れた図である。コア層流の初期部分が５０：５０の比で生じ、大部分の流れが８０：２０の比で生じて、先端部に偏倚を生じることなくコアが外壁に向かってシフトしている。 図５Ａと類似しているが、図６によって表される本発明の動作状態を説明する図である。 図５Ｂと類似しているが、図６によって表される本発明の動作状態を説明する図である。 図５Ｃと類似しているが、図６によって表される本発明の動作状態を説明する図である。 図６に対応する図であり、図６と逆の状態の場合の本発明の動作を示す。初期流量比５０：５０の後、内部流量と外部流量の比が初期のコア層の先端部をシフトさせることなく減少し、コア層が内部層に向かってシフトする。 図６Ａに対応する図であり、図６と逆の状態の場合の本発明の動作を示す。初期流量比５０：５０の後、内部流量と外部流量の比が初期のコア層の先端部をシフトさせることなく減少し、コア層が内部層に向かってシフトする。 図６Ｂに対応する図であり、図６と逆の状態の場合の本発明の動作を示す。初期流量比５０：５０の後、内部流量と外部流量の比が初期のコア層の先端部をシフトさせることなく減少し、コア層が内部層に向かってシフトする。 図６Ｃに対応する図であり、図６と逆の状態の場合の本発明の動作を示す。初期流量比５０：５０の後、内部流量と外部流量の比が初期のコア層の先端部をシフトさせることなく減少し、コア層が内部層に向かってシフトする。 図３Ａと類似のグラフであり、図８Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに示すように、コアが、流れの終わりの前にシフトして戻される点で異なる。 図８Ｂ、Ｃ及びＤと共に元のコアが内壁に向かってシフトし、及び、内壁から遠ざかるようにシフトする様子を示す。 図８Ａ、Ｃ及びＤと共に元のコアが内壁に向かってシフトし、及び、内壁から遠ざかるようにシフトする様子を示す。 図８Ａ、Ｂ及びＤと共に元のコアが内壁に向かってシフトし、及び、内壁から遠ざかるようにシフトする様子を示す。 図８Ａ、Ｂ及びＣと共に元のコアが内壁に向かってシフトし、及び、内壁から遠ざかるようにシフトする様子を示す。 図８と類似の図であるが、平面形状の成形品を製造する場合を示す。 図８Ａと類似の図であるが、平面形状の成形品を製造する場合を示す。 図８Ｂと類似の図であるが、平面形状の成形品を製造する場合を示す。 図８Ｃと類似の図であるが、平面形状の成形品を製造する場合を示す。 図８Ｄと類似の図であるが、平面形状の成形品を製造する場合を示す。 図６Ａと類似のグラフであり、図９Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに示すように、コアが、流れの終わりの前にシフトして戻される点で異なる。 図９Ｂ、Ｃ及びＤと共に元のコアが内壁から遠ざかるようにシフトし、及び、内壁に向かってシフトする様子を示す。 図９Ａ、Ｃ及びＤと共に元のコアが内壁から遠ざかるようにシフトし、及び、内壁に向かってシフトする様子を示す。 図９Ａ、Ｂ及びＤと共に元のコアが内壁から遠ざかるようにシフトし、及び、内壁に向かってシフトする様子を示す。 図９Ａ、Ｂ及びＣと共に元のコアが内壁から遠ざかるようにシフトし、及び、内壁に向かってシフトする様子を示す。 図９と類似の図であるが、平面形状の成形品の成形に関する。 図９Ａと類似の図であるが、平面形状の成形品の成形に関する。 図９Ｂと類似の図であるが、平面形状の成形品の成形に関する。 図９Ｃと類似の図であるが、平面形状の成形品の成形に関する。 図９Ｄと類似の図であるが、平面形状の成形品の成形に関する。 内部流、外部流及びコア流の入口流路、及び、本発明のコアシフト効果を得るために内部流路の流量／外部流路の流量（比）を変化させるための流れリストラクタ制御を示す略平面図である。 内部流、外部流及びコア流の入口流路、及び、本発明のコアシフト効果を得るために内部流路の流量／外部流路の流量（比）を変化させるための流れリストラクタ制御を示す略平面図である。 内部流、外部流及びコア流の入口流路、及び、本発明のコアシフト効果を得るために内部流路の流量／外部流路の流量（比）を変化させるための流れリストラクタ制御を示す略平面図である。 流れリストラクタ制御が、外部層及び内部層にそれぞれ供給する最も共通する流路内に配置された状態を示す図である。 流れリストラクタ制御が、外部層及び内部層にそれぞれ供給する最も共通する流路内に配置された状態を示す図１１Ａと類似の図である。 ピン形フロー絞り要素の略図である。 ピン形フロー絞り要素の略図である。 ピン形フロー絞り要素の略図である。 本発明を実施するために好適なノズル−流れ制御装置の断面図である。 図１３のノズル動作の流れ制御位置を変えた状態の拡大断面図である。 図１３のノズル動作の流れ制御位置を変えた状態の拡大断面図である。 図１０Ａに類似の図であるが、内部及び外部の環状被覆層を形成するために、３つの材料のストリーム用の流路を各ノズルに供給することに関する図である。 図１０Ｂ及び１０Ｃに類似の図であるが、内部及び外部の環状被覆層を形成するために、３つの材料のストリーム用の流路を各ノズルに供給することに関する図である。 ３材料−４層品を製造するための本発明の技術の適用を示す図であり、２つの異なる３材料−４層流れシステムの結合された外部及び内部層流、最も内側の内側層流及び最も外側の内側層流について、体積流量の相対的なタイミング及び割合を例示している。 図１７のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１７のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１７のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１７のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１７に類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１７Ａに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１７Ｂに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１７Ｃに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１７Ｄに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 ３材料−４層品を製造するための本発明の技術の適用を示す図であり、２つの異なる３材料−４層流れシステムの結合された外部及び内部層流、最も内側の内側層流及び最も外側の内側層流について、体積流量の相対的なタイミング及び割合を例示している。 図１９のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１９のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１９のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１９のグラフに示す３材料−４層品を製造するための本発明の適用を示す図である。 図１９に類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１９Ａに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１９Ｂに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１９Ｃに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 図１９Ｄに類似の図であるが、円柱形状の容器またはそれに類するものではなく、平面形状の成形品を成形することに関する図である。 本発明の技術によってプリフォーム２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄから形成することが可能なタイプの容器の例を示す。 プリフォームを示す。 プリフォームを示す。 プリフォームを示す。 プリフォームを示す。 図２２のセグメントＡの拡大断面図である。 図２２のセグメントＢの拡大断面図である。 図２２のセグメントＣの拡大断面図である。 本発明の技術によってプリフォーム２２から形成することが可能なタイプの容器の例を示す。 プリフォームを示す。 図２３のセグメントＡの拡大断面図である。 図２３のセグメントＢの拡大断面図である。 図２３のセグメントＣの拡大断面図である。 本発明の技術によってプリフォーム２３から形成することが可能なタイプの容器の例を示す。 プリフォームを示す。 図２４のセグメントＡの拡大断面図である。 図２４のセグメントＢの拡大断面図である。 図２４のセグメントＣの拡大断面図である。 本発明の技術によってプリフォーム２４から形成することが可能なタイプの容器の例を示す。

Claims (55)

1. ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出して成形品を製造するために複数のポリマープラスチック材料を共押出しするための方法において、
   少なくとも１つの内側ストリームを有するポリマープラスチック材料のストリームを共押出しにより流すステップであって、該少なくとも１つの内側ストリームは、コアのための被覆壁プラスチック材料層として機能するプラスチック材料の内部層及び外部層ストリームの内側において、成形プラスチック品のコア層として機能することからなる、ステップと、
   流動する前記ポリマープラスチック材料のストリームを、長手方向に延びる管状の押出機ノズル内をこのノズルに沿って前記キャビティのゲート領域まで、同心の環状流路に沿って流すステップと、
   前記コア層が、押出しの横方向流速プロファイルのほぼゼロ勾配の領域において流れを開始するように、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームを初めに調整するステップと、
   前記コア層の前記ゼロ勾配における流れが開始された後で、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの相対的な体積流量の比を変えることにより、前記コア層の流れを前記ゼロ勾配からオフセットさせ、及び、前記コア層を前記内部層ストリームまたは前記外部層ストリームの境界の一方に近付くようにシフトさせ、これによって、成形品を製造するステップであって、前記コア層の大部分が、成形される物品の内壁または外壁の一方に他方よりも近付くことからなる、ステップ
   を含む、方法。
2. 前記内部層または外部層の相対的な厚さが、前記比にほぼ対応して変化する、請求項１の方法。
3. 押出しが終了する前に、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームの流量比を変えて、前記ゼロ勾配にほぼ沿うように、前記コア層の流れの末端部をシフトして戻すことからなる、請求項１の方法。
4. 前記コア層の流れのうちの少しの割合の部分が最初に流れた後で、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの比を変える、請求項１の方法。
5. 前記前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームを初めに調整するステップによって、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームが、ほぼ同じ体積流量で流れ始める、請求項１の方法。
6. 前記流すステップが、縦方向のピンを、押出機内に押出機に沿って配置して、結合されたストリームを前記同心の環状流路中に流し込むことによって実施される、請求項１の方法。
7. 前記内部層ストリーム及び外部層ストリームの相対的な体積流量比が、前記押出機内のストリームのそれぞれの流路を相対的に制限することによって制御される、請求項１の方法。
8. 前記相対的な流れの制限のタイミングが、（１）前記コア層の流れが開始してからすぐ、（２）前記コア層の流れの終了間近、のいずれかまたは両方と同時に起こるように制御される、請求項７の方法。
9. 前記相対的な流れの制限のタイミングが、前記成形キャビティへの前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームの流れの中間点で制御される、請求項７の方法。
10. 前記相対的な流れの制限が、前記押出機内の内部層ストリームまたは外部層ストリーム中に流れリストリクタを挿入することによって実施される、請求項７の方法。
11. 前記内部層ストリーム、前記外部層ストリーム及び前記内側ストリームが、それぞれの材料ソースから押出機ノズルのそれぞれの入口流路に供給され、前記流れリストリクタが、ソース流路、またはノズル入口流路の近く、の一方に挿入される、請求項７の方法。
12. 複数の同様のノズルに、それぞれの材料ソースから同時に同じように供給し、流れリストリクタが、各ノズルの対応する内部層入口流路または外部層入口流路の近く、または前記ソースからの共通の供給流路に挿入される、請求項１１の方法。
13. 前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームは、同じプラスチック材料ソースから供給され、前記内側ストリームを形成するプラスチックコア材料ストリームは、それとは異なるソースから供給され、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームによって包まれた前記コア材料ストリームの環状の同一の広がりを持つストリームは、前記ゲート領域の近くで結合されて、前記成形キャビティ中に互いに逆の横方向に、側方に射出される、請求項１の方法。
14. 請求項１３の方法によって形成された成形品が中空のプラスチック容器であり、この容器の内壁及び外壁によって包まれた前記コア層が、ガス流が前記容器の壁を通り抜けるのを妨げ、及び／または、酸素を取り除くといった目的のために、障壁層として機能する材料からなる、請求項１３の方法。
15. 前記内部層ストリームを形成する内部層材料、前記外部層ストリームを形成する外部層材料、及び、前記内側ストリームを形成する２つの内側層材料またはコア層材料からなる３材料プラスチック品を成形する請求項１の方法であって、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームが、ノズル内で分割されて内部環状被覆壁層と外部環状被覆壁層を形成し、前記内側ストリームの一方が、ノズル内に送られて前記内部層に隣接する内側環状層を形成し、前記内側ストリームの他方が、ノズル内に送られて前記外部層に隣接する内側環状層を形成する、請求項１の方法。
16. ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出して、内壁層及び外壁層に包まれたコア層を有する成形品を製造するために、複数のプラスチック材料を共押出しするための方法において、
    前記コア層を包むプラスチック材料の内部層ストリーム及び外部層ストリームを共押出しにより流して、それらのストリームを前記ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出するステップと、
    初めに、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの体積流量の比がほぼ５０：５０の状態で流れを開始して、前記コア層が、押出しの横方向流速プロファイルのほぼゼロ勾配の中央面流域において流れるようにするステップと、
    流れの大部分について、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの相対的な体積流量比を変えて、前記コア層の流れを前記中央面からオフセットさせ、及び、前記コア層が、内部流境界と外部流境界の一方に近くなるようにシフトし、これによって、成形品を製造するステップであって、成形される物品内のコア層の大部分が、成形される物品の内壁または外壁に近付くことからなる、ステップ
    を含む。方法。
17. 前記比が、前記キャビティ中への前記コア層の流れの末端部の近くで、ほぼ５０：５０に戻るように変えられる、請求項１６の方法。
18. 前記比が、前記コア層の流れのうちの少しの割合の部分が最初に流れた後で変えられる、請求項１６の方法。
19. 前記比が、さらに、前記コア層が、前記ゲート領域に継続して流れて型に入っている間に変えられる、請求項１６の方法。
20. 前記比が、前記コア層の流れの末端部近くでほぼ５０：５０に戻るよう変えられて、前記コア層の流れが再び前記ゼロ勾配にほぼ沿うように、該コア層の流れを復帰させる、請求項１９の方法。
21. 前記コア層の材料が、ガスの浸透制御、ガスのスカベンジング、及び電磁シールドのうちの少なくとも１つといったバリア機能特性のために選択される、請求項１６の方法。
22. ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出して、内壁層及び外壁層に包まれたコア層を有する成形品を製造するために、複数のプラスチック材料を共押出しするための装置において、
    プラスチック材料をそのソースから受け取り、及び、その材料を前記コア層を包むプラスチック材料の内部層ストリーム及び外部層ストリームとして共押出しにより流して、それらのストリームを前記ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出するための長手方向に延びた押出機ノズルと、
    初めに、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの体積流量の比がほぼ５０：５０の状態で流れを開始して、前記コア層が、押出しの横方向流速プロファイルのほぼゼロ勾配の中央面領域において流れるようにするための流れ制御手段と、
    流れの大部分について、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの相対的な体積流量比を変えて、前記コア層の流れを前記中央面からオフセットさせ、及び、前記コア層を前記内部層ストリームの境界と前記外部層ストリームの境界の一方に近くなるようにシフトし、これによって、キャビティ内に成形品が製造されるように、前記流れ制御手段を調整するための手段であって、成形される物品内の前記コア層の大部分が、成形される物品の内壁と外壁のうちの一方に近付くことからなる、手段
    を備える、装置。
23. 前記流れ制御手段が、前記流量比を、前記キャビティ中への前記コア層の流れの末端部の近くで、ほぼ５０：５０に変えて戻すように調整される、請求項２２の装置。
24. 前記流れ制御手段が、前記比を、前記コア層の流れのうちの少しの割合の部分が最初に流れた後で変えるよう作動される、請求項２２の装置。
25. 前記流れ制御手段が、前記比を、前記コア層が前記ゲート領域に継続して流れている間に変えるよう調整される、請求項２２の装置。
26. 前記流れ制御手段が、前記比を、前記コア層の流れの末端部近くでほぼ５０：５０に変えて戻して、前記コア層の流れが再び前記ゼロ勾配にほぼ沿うように、該コア層の流れを復帰させるよう調整される、請求項２５の装置。
27. 前記コア層の材料が、湿度制御、ガスの透過度、ガスのスカベンジング、及び電磁シールドのうちの少なくとも１つといったバリア機能特性のために選択される、請求項２２の装置。
28. ゲート領域を通して成形キャビティ中に射出して成形品を製造するために複数のプラスチック材料を共押出しするための装置において、
    プラスチック材料をそのソースから受け取り、及び、前記材料を１つの内側ストリームとともに内部層ストリーム及び外部層ストリームとして共押出しにより流すための、入口流路を備える長手方向に延びる管状の押出ノズルであって、前記１つの内側ストリームは、コアのための被覆壁プラスチック材料層として機能するプラスチック材料の前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームの内側において、プラスチック成形品のコア層として機能することからなる、ノズルと、
    前記内部層ストリーム、前記外部層ストリーム、及び前記内側ストリームを、長手方向に延びる管状の押出機ノズル内をそれに沿って、前記キャビティのゲート領域まで、同心の環状流路に沿って流すための長手方向のスロットル手段と、
    前記コア層が、押出しの横方向流速プロファイルのほぼゼロ勾配の領域において流れを開始するように、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームを初めに調整するための手段と、
    前記コア層の前記ゼロ勾配における流れが開始された後で、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの相対的な体積流量の比を変えることにより、前記コア層の流れを前記ゼロ勾配からオフセットさせ、及び、前記コア層を前記内部層ストリームまたは前記外部層ストリームの境界の一方に近付くようにシフトさせ、これによって、成形品を製造するよう動作可能な手段であって、前記コア層の大部分が、成形される物品の内壁または外壁の一方に他方よりも近付くことからなる、手段
    を備える、装置。
29. 前記内部層または外部層の相対的な厚さが、前記比にほぼ対応して変化させられる、請求項２８の装置。
30. 前記調整するための手段が、押出しが終了する前に、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの流量比を変えて、前記ゼロ勾配にほぼ沿うように、前記コア層の流れの末端部をシフトして戻すよう制御される、請求項２８の装置。
31. 前記調整するための手段が、前記コア層の流れのうちの少しの割合の部分が最初に流れ始めた後で、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームの前記比を変えることからなる、請求項２８の装置。
32. 前記調整するための手段が、初めに、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームを、ほぼ同じ体積流量で流し始めるようにする、請求項２８の装置。
33. 前記調整するための手段が、結合されたストリームを前記同心の環状流路中に流し込むための軸状ピンから構成される、請求項２８の装置。
34. 前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームの相対的な体積流量比が、押出機内のそれぞれのストリームの流路に配置されたリストリクタによって制御される、請求項２８の装置。
35. 前記リストリクタによる前記相対的な流れの制限のタイミングを、前記コア層の流れが開始してからすぐ、及び、前記コア層の流れの終了間近、のいずれかまたは両方と同時に起こるように制御するための手段を備える、請求項３４の装置。
36. 前記相対的な流れの制限のタイミングを、前記成形キャビティへの前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームの流れの中間点で制御するための手段を備える、請求項３５の装置。
37. 前記相対的な流れの制限が、前記内部層ストリームまたは前記外部層ストリーム中に流れリストリクタを挿入するための手段によって実施される、請求項３５の装置。
38. 前記内部層ストリーム、前記外部層ストリーム及び前記内側ストリームが、それぞれの材料ソースからノズルのそれぞれの入口流路に供給され、前記流れリストリクタが、（１）ソース流路、または（２）ノズル入口流路の近く、の一方に挿入される、請求項２８の装置。
39. 複数の同様のノズルを備え、それらのノズルに、それぞれの材料ソースから同時に同様に供給し、流れリストリクタ手段が、各ノズルの対応する内部層入口流路または外部層入口流路、または前記ソースからの共通の供給流路に挿入される、請求項２８の装置。
40. 前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリームは、同じプラスチック材料ソースから供給され、前記内側ストリームを形成するプラスチックコア材料ストリームは、それとは異なるソースから供給され、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームによって包まれた前記コア材料ストリームの環状の同一の広がりを持つストリームは、前記ゲート領域の近くで結合されて、前記成形キャビティ中に互いに逆の横方向に、側方に射出される、請求項２８の装置。
41. 請求項４０の装置によって形成される成形品が中空のプラスチック容器であり、前記コア層が、湿気の流れを妨げ、及び／または、ガスが前記容器の壁を通り抜けるのを妨げ、及び／または、酸素との化学的結合を介して酸素を取り除くといった目的のために、障壁層として機能する材料からなる、請求項４０の装置。
42. 前記内部層ストリームを形成する内部層材料、前記外部層ストリームを形成する外部層材料、及び前記内側ストリームを形成する２つの内側層材料またはコア層材料からなる３材料プラスチック品を成形する請求項２８の装置であって、前記内部層ストリームと前記外部層ストリームが、ノズル内で分割されて内部環状被覆壁層と外部環状被覆壁層を形成し、前記内側ストリームの一方が、ノズル内に送られて前記内部層に隣接する内側環状層を形成し、前記内側ストリームの他方が、ノズル内に送られて前記外部層に隣接する内側環状層を形成する、請求項２８の装置。
43. 複数の同様の押出機ノズルを備え、それらのノズルは、それぞれの材料ソースから同時に同様に供給され、流れ制限が、各ノズルへの対応する内部層入口流路及び外部層入口流路、または、前記ソースからの共通の供給流路に挿入される、請求項１の方法。
44. ２つの内側ストリームが、前記内部層ストリーム及び前記外部層ストリーム内を流れ、前記内側ストリームの一方の流れが、他方の内側ストリームの流れの前に開始し、それの先端部が、前記ゼロ勾配上で開始し、前記他方の内側ストリームの続く流れの開始により、前記一方の内側ストリーム流の後の流れ部分が前記ゼロ勾配からオフセットし、前記ゲート領域を介する前記一方の内側ストリームの前記成形キャビティ中への射出が完了する前に、前記他方の内側ストリームの前記成形キャビティ中への射出を完了し、前記ゼロ勾配における前記内側ストリームの射出を終了することからなる、請求項１の方法。
45. 前記内部層ストリーム、前記外部層ストリーム及び前記内側ストリームの材料が、４層成形品を形成する３つの成形材料からなる、請求項４４の方法。
46. 前記内側ストリームの各々の相対的厚さ及び位置が、成形品の特性を高めるために選択される、請求項４５の方法。
47. 一番内側の前記内側ストリームはガススカベンジング材料からなり、これによって、前記成形品の外壁を通るガスの浸透率を低減し、及び、スカベンジャー材料が、前記成形品の外部から透過するガスを吸収するよう意図されている場合には、前記成形品の内容物からのガススカベンジングの割合を増加させることからなる、請求項４６の方法。
48. 一番外側の前記内側ストリームは、湿度感応性のガス障壁材料からなり、これによって、そのような障壁を、成形品を囲む外気に近い方の、成形品内の位置に配置する、請求項４６の方法。
49. 前記成形品が、ビン、平面形状の物品などの円柱形状の中空容器の１つである、請求項４４の方法。
50. 前記コア層が、１対の内側ストリームから構成され、前記調節手段は、前記内側ストリームの対の一方が、他方の内側ストリームの前に流れ始めるようにすることができ、この場合に、その先端部は、前記ゼロ勾配上で開始し、前記調整手段は、続く前記他方の内側ストリームの流れの開始によって、前記ゲート領域を通って前記成形キャビティ中に入る前記一方の内側ストリームの後ろの流れ部分をオフセットできるようにし、前記ゼロ勾配上における前記一方の内側ストリームの射出を終了することからなる、請求項２２の装置。
51. 前記内部層ストリーム、前記外部層ストリーム及び前記内側ストリームの材料が、４層成形品を形成する３つの成形材料からなる、請求項５０の装置。
52. 前記内側ストリームの各々の相対的厚さ及び位置が、成形品の特性を高めるために選択される、請求項５１の装置。
53. 一番内側の前記内側ストリームはガススカベンジング材料からなり、これによって、前記成形品の外壁を通るガスの浸透率を低減し、及び、スカベンジャー材料が、前記成形品の外部から透過するガスを吸収するよう意図されている場合には、前記成形品の内容物からのガススカベンジングの割合を増加させることからなる、請求項５２の装置。
54. 一番外側の前記内側ストリームは、湿度感応性のガス障壁材料からなり、これによって、そのような障壁を、成形品を囲む外気に近い方の、成形品内の位置に配置する、請求項５２の装置。
55. 前記成形品が、ビン、平面形状の物品などの円柱形状の中空容器の１つである、請求項５０の装置。

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