JP5906199B2 - コア層のブレイクスルーを制御する多層ポリマー製品の成形方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2010年3月8日に出願された、同時係属中の米国仮特許出願第61/311,704号に関係し、その優先権を主張するものである。この出願の全内容はその全体が参照により本明細書に援用される。
本発明は、多層プラスチック製品を形成するための共射出成形システムにおける複数の流動性ポリマーの流れの共押出に関する。内側および外側ポリマー流により包み込まれた内部コア流からなる複合ポリマー流が、射出システムの1つ以上のノズルで形成される。その複合ポリマー流は、内側層と外側層を有するスキン層によって覆われた内部コア層を有するプラスチック製品を形成するために使用される。内部コア層は内部コア流から形成され、内側および外側のスキン層はそれぞれ、内側流および外側流から形成される。
多くのプラスチック製品はサーモフォーミング成形加工によって形成される。こうした製品には、例えば、Jell-O(登録商標)カップ、ヨーグルトカップ、フルーツカップなどの一般的な容器、および(1)閉鎖底部と、該底部に結合された側壁と、開放端部とを有する本体部分と、(2)該側壁から半径方向外側または内側に延びるフランジ部またはリップ部などの突出部分と、を有する同様の容器が含まれる。当技術分野において、これらの容器は通常サーモフォーミング加工によって製造されている。
定義
本明細書に教示される本発明の例示的な実施形態をさらに説明するにあたって、さらなる明確さを可能にするために以下の定義が提供される。
本発明は、成形プラスチック製品を製造するための方法およびシステムを教示し、その成形プラスチック製品は、本体部分と、そこから半径方向および/または軸方向に延在する突出部分とを有し、その突出部分の末端部にまたはその近くに位置づけられたリーディングエッジをもつ内部層を含む。その内部層はポリマーの内側層と外側層に包み込まれている。突出部分は、分岐ジャンクションで主流路から分岐する、金型キャビティの下流分岐流路によって画定される。突出部分は本体部分から半径方向内側、外側または両側に突き出ていてよく、本体部分のまわりに円周方向に延在し得る。突出部分は対称または非対称の形状をもつことができる。突出部分は、得られるプラスチック製品の本体部分から突き出るまたは延在するフランジ、リップ、壁または他のいずれかの要素とすることができる。
当業者は、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識しているか、または単に通常の実験を用いるだけで確認することができるだろう。そのような均等物は以下の特許請求の範囲に包含されるものとする。
Claims (38)
- 本体部分と突出部分を有する成形プラスチック製品を生産するために、ポリマープラスチック材料の複数の流れを共押出する方法であって、以下の工程:
第1のポリマー材の内側流と外側流および第2のポリマー材の内部コア流を含む複合ポリマー流を形成する工程;
金型キャビティのゲート部から下流の金型キャビティの、主流路から分岐ジャンクションを通過する内部コア流の流れを選択的に制御するために、内側流と外側流を制御する工程;および
複合ポリマー流の金型キャビティへの流入中、主流路における第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を維持する工程;
を含む方法。 - 内側流と外側流を制御する工程が、第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を制御することを含む、請求項1記載の方法。
- 分岐ジャンクションが上流の主流路と下流の分岐流路の交差部に形成される、請求項1記載の方法。
- 内部コア流が分岐ジャンクションを通って下流の分岐流路へと選択的に流れる、請求項3記載の方法。
- 内部コア流が分岐ジャンクションを通って下流の分岐流路を通り越して選択的に流れる、請求項3記載の方法。
- 内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部にまたはその近辺に流れさせるために、内部コア流のリーディングエッジを制御する工程をさらに含む、請求項4記載の方法。
- 内部コア流のリーディングエッジを制御する工程によって、内部コア流のリーディングエッジが内側流と外側流によって形成されたフローフロントをブレイクスルーするのが防止される、請求項6記載の方法。
- 内部コア流のリーディングエッジが分岐流路の末端部でまたはその近辺で停止する、請求項6記載の方法。
- 内部コア流のリーディングエッジが、分岐流路の末端部でまたはその付近で内側流に向かってまたは外側流に向かって巻き付く、請求項6記載の方法。
- 内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部にまたはその近辺に流れさせるために内部コア流のリーディングエッジを制御する工程が、内側流と外側流の押出開始時間に対して内部コア流の押出開始時間を制御することを含む、請求項6記載の方法。
- 内部コア流の押出開始時間が内側流と外側流の押出開始時間に続いて発生する、請求項10記載の方法。
- 成形プラスチック製品が、閉鎖端部と、該閉鎖端部と反対側の開放端部を規定している、該閉鎖端部に結合された円筒形側壁と、該側壁から半径方向に突き出ている前記突出部分とを有する容器から成り、該突出部分がその突出部分の先端部分へと延びる第2のポリマー材で形成された内部層を含む、請求項1記載の方法。
- 内側流と外側流の第1のポリマー材が、突出部分の先端部分で第2のポリマー材の内部層を包み込む、請求項12記載の方法。
- 突出部分がリップ、フランジおよび別の円筒壁のいずれかを含む、請求項12記載の方法。
- 突出部分が円筒形側壁のまわりに円周方向に延びており、対称の形状を有する、請求項12記載の方法。
- 突出部分が円筒形側壁のまわりに円周方向に延びており、非対称の形状を有する、請求項12記載の方法。
- 多層プラスチック製品を射出成形するためのシステムであって、
複数の多層プラスチック製品を成形するための複数のキャビティを有する金型であって、該金型キャビティの少なくとも1つが主流路および分岐ジャンクションで主流路から分岐する分岐流路を有する、金型;
複数の多層プラスチック製品のそれぞれの少なくとも1層を形成するのに用いる第1のポリマー材を供給するための第1の材料供給源;
複数の多層プラスチック製品のそれぞれの少なくとも1層を形成するのに用いる第2のポリマー材を供給するための第2の材料供給源;
第1および第2のポリマー材を複数のキャビティのそれぞれに射出するための、金型の一部と連通している複数のノズル;
第1のポリマー材を第1の材料供給源から複数のノズルのそれぞれに分配するように構成された第1セットの流路;
第2のポリマー材を第2の材料供給源から複数のノズルのそれぞれに分配するように構成された第2セットの流路;および
第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御し、
少なくとも1つの金型キャビティにおいて分岐ジャンクションで主流路から分岐する分岐流路へ第2のポリマー材の内部コア流を選択的に向かわせるために、ノズルの1つで第1のポリマー材から形成される内側流と外側流の体積流量比を制御し、および
内側流および外側流の、少なくとも1つの金型キャビティへの流入中、主流路における第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を維持する、
ようにプログラムされたプロセッサ;
を含むシステム。 - 前記プロセッサが、内側流と外側流のフローフロントに対する内部コア流のブレイクスルーを回避するために、第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御するようにプログラムされる、請求項17記載のシステム。
- 前記プロセッサが、内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部にまたはその近辺に配置し、続いてそのリーディングエッジの流れを停止させて、内側流と外側流によって包み込まれたリーディングエッジを維持するために、第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御するようにプログラムされる、請求項17記載のシステム。
- 本体部分と突出部分を有する成形プラスチック製品を生産するために、ポリマープラスチック材料の複数の流れを共押出する方法を実行するためのコンピュータ実行命令を格納するコンピュータ読取可能媒体であって、以下の命令:
第1のポリマー材の内側流と外側流および第2のポリマー材の内部コア流を含む複合ポリマー流を形成するための命令;
金型キャビティのゲート部から下流の金型キャビティの、主流路から分岐ジャンクションを通過する内部コア流の流れを選択的に制御するために、内側流と外側流を制御するための命令;および
複合ポリマー流の金型キャビティへの流入中、主流路における第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を維持するための命令;
を格納する媒体。 - 内側流と外側流を制御するための命令が、第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を制御するための命令を含む、請求項20記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 分岐ジャンクションが上流の主流路と下流の分岐流路の交差部に形成される、請求項20記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流が分岐ジャンクションを通って下流の分岐流路へと選択的に流れる、請求項22記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流が分岐ジャンクションを通って下流の分岐流路を通り越して選択的に流れる、請求項22記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部にまたはその近辺に流れさせるために、内部コア流のリーディングエッジを制御するための命令をさらに含む、請求項23記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流のリーディングエッジを制御するための命令によって、内部コア流のリーディングエッジが内側流と外側流によって形成されたフローフロントをブレイクスルーするのが防止される、請求項25記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流のリーディングエッジが分岐流路の末端部でまたはその近辺で停止する、請求項25記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流のリーディングエッジが、分岐流路の末端部でまたはその付近で内側流に向かってまたは外側流に向かって巻き付く、請求項25記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部またはその近辺に流れさせるために内部コア流のリーディングエッジを制御するための命令が、内側流と外側流の押出開始時間に対して内部コア流の押出開始時間を制御するための命令を含む、請求項25記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内部コア流の押出開始時間が内側流と外側流の押出開始時間に続いて発生する、請求項29記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 成形プラスチック製品が、閉鎖端部と、該閉鎖端部と反対側の開放端部を規定している、該閉鎖端部に結合された円筒形側壁と、該側壁から半径方向に突き出ている前記突出部分とを有する容器から成り、該突出部分がその突出部分の先端部分へと延びる第2のポリマー材で形成された内部層を含む、請求項20記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 内側流と外側流の第1のポリマー材が、突出部分の先端部分で第2のポリマー材の内部層を包み込む、請求項31記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 突出部分がリップ、フランジおよび別の円筒壁のいずれかを含む、請求項31記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 突出部分が円筒形側壁のまわりに円周方向に延びており、対称の形状を有する、請求項31記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 突出部分が円筒形側壁のまわりに円周方向に延びており、非対称の形状を有する、請求項31記載のコンピュータ読取可能媒体。
- 多層プラスチック製品を射出成形するためのシステムであって、
複数の多層プラスチック製品を成形するための複数のキャビティを有する金型であって、該金型キャビティの少なくとも1つが主流路および主流路から分岐ジャンクションで分岐する分岐流路を有する、金型;
複数の多層プラスチック製品のそれぞれの少なくとも1層を形成するのに用いる第1のポリマー材を供給するための第1の材料供給源;
複数の多層プラスチック製品のそれぞれの少なくとも1層を形成するのに用いる第2のポリマー材を供給するための第2の材料供給源;
第1および第2のポリマー材を複数のキャビティのそれぞれに射出するための、金型の一部と連通している複数のノズル;
第1のポリマー材を第1の材料供給源から複数のノズルのそれぞれに分配するように構成された第1セットの流路;
第2のポリマー材を第2の材料供給源から複数のノズルのそれぞれに分配するように構成された第2セットの流路;
第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御するようにプログラムされたプロセッサ;
を含んでなり、
ここにおいて、前記複数のノズルのそれぞれが、第1のポリマー材から形成された内側流と外側流の体積流量比を制御し、少なくとも1つの金型キャビティにおいて分岐ジャンクションで主流路から分岐する分岐流路へ第2のポリマー材の内部コア流を選択的に向かわせるように、ならびに内側流および外側流の、少なくとも1つの金型キャビティへの流入中、主流路における第1のポリマー材の内側流対外側流の体積流量比を維持するように、構成された複数の流路を含む、システム。 - 前記プロセッサが、内側流と外側流のフローフロントに対する内部コア流のブレイクスルーを回避するために、第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御するようにプログラムされる、請求項36記載のシステム。
- 前記プロセッサが、内部コア流のリーディングエッジを分岐流路の末端部にまたはその近辺に配置し、続いてそのリーディングエッジの流れを停止させて、内側流と外側流によって包み込まれたリーディングエッジを維持するために、第1の材料供給源からの第1のポリマー材の押出開始時間に続いて第2の材料供給源からの第2のポリマー材の押出開始時間を制御するようにプログラムされる、請求項36記載のシステム。
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