WO1989003756A1 - Multilayer forming nozzle - Google Patents

Description

明 細 書 発明の名称 多 層 成 形 用 ノ ズ ル 技術分野 こ の発明 は 断面構造が多層 の 台成樹脂成形品 を射 出成形 す る場合 に 用 い ら れる多層成形用 ノ ズルに 関 する も の であ る 。 背景技術 従来の多層成形用 ノ ズル は 、 先端中央 に 口 部を有す る ノ ズル本体内 に 、 複数の樹脂路を同心円 に 備え 、 各樹脂路 の 異な っ た 溶融樹脂を 、 上記 ノ ズル口部か ら キ ヤ ビ テ ィ 射出 す る こ と ができ る多重 ノ ズルか ら な る 。

合成樹脂成形品 の多層化 は 、 中間層 と し て 介在 す る樹脂 に よ っ て 、 飲料用 容器 と し て の薄肉成形品 の品質を一段 と 向上さ せ得るもので あ る が 、 中 間層 が介在 す る た め に 、 単 層 に 比べ て 耐衝撃性が低下 し た り 、 コ ス ト 高 と な る な ど の 問題を有する 。

そ こ で従来の 2 重 ノ ズルや 3 重ノ ズルを 用 い 、 中間 層 と な る溶融樹脂の射出圧力 や 時間 、 射 出 タ イ ミ ン グな ど を制 御 し て 、 中間層を部分的に有す る成形品 の射出成形を試み たが、 樹脂圧の関係か ら 中間層を所定の範囲内 に成形する こ と はきわめて困難であ っ た 。

ま た特開昭 60 - 348 1 9 号公報 に記載されて いる よ う に 、 多重の樹脂路の中央路を可動 して 、 各樹脂路の オ リ フ ィ ス を選択的に 開閉 し て溶融樹脂の制御を行う多重ノ ズルも あ るが 、 射出のた め に オ リ フ ィ スを通 っ て 中央路に入る溶融 樹脂の流れを制御す る特別な弁装置が必要であ り 、 ま たそ の弁装置は機搣的に操作さ れるな ど、 ノ ズル と し てきわめ て 複雑な構造を有 する 。 発明の開示 この発明 は上記従来の多重ノ ズルの問題点を解決する た め に考え ら れたものであ っ て 、 その 目 的は 、 簡単な構造で 中間層 とな る溶融樹脂の流路を樹脂圧 に よ り 作動す るパル プ部材 に よ り 開閉 し 、 こ れに よ り 溶融樹脂の射 出成形を行 つ て 、 多層か ら単層或は単層か ら多雇への切換を常に正確 に 実施 し得る新たな多層成形用 ノ ズルを提供する こ と に あ る 。

上記目 的に よ る こ の発明 は 、 ノ ズル本体の内部に射出口 を周 じ く す る第 1 樹脂路 ど第 2 樹脂路及び第 3 樹脂路 と を 同心円 に備えた 3 重ノ ズルに おいて 、 第 2樹脂路のロ部内 側 に 位置する中央の第 3 樹脂路のロ部を、 該第 3 樹脂路 と 第 2 樹脂路 と の樹脂圧に よ り 進退移動 して 、 第 2 樹脂路を

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3 開閉 するバルブ部材 に よ り 構成す る か 、 ま た は第 Ί 樹脂路 の内側 に 位置す る中 間 の第 2 樹脂路の ロ 部を 、 該第 2 樹 S la 路 と 第 1 樹脂路の樹脂圧に よ り 進退移動 し て 、 第 2 樹脂路 Ϊ を開閉す るバルブ部材 に よ り 構成 し て 、 こ れ に よ り 従来の 問題点を解決 し て な る 。

上記構成に おいて 、 射出圧を加 え ら れた各樹脂路 の溶融 樹脂 は 、 各樹脂路 のロ部か ら ノ ズル口 部を経て キ ヤ ピ テ ィ に 同時 に 射出 さ れる 。 こ の射出途中 に お い て 第 2 樹脂路の 射 出圧を 除 く と 、 第 Ί 樹脂路 ま た は第 3 樹脂路 の樹脂圧 に 0 よ り バルブ部材が前進 ま た は後退移動 し て 、 第 2 樹脂路を 閉鎖 し 、 第 2 樹脂路か ら の溶融樹脂の流出 を阻止す る 。 こ のた めキ ヤ ビ テ ィ へ の射出 は第 1 と 第 3 樹脂路 の溶融樹脂 のみ と な る 。

ま た 第 2 樹脂路 に射出圧を加える と 、 バルブ部材 に おけ5 る受圧面積の差か ら 、 バルブ部材が後退 ま た は前進移動 し て 第 2 樹脂路 が開放 さ れ、 溶融樹脂 は他の樹脂路 の溶融樹 脂 と共 に キ ヤ ビ テ ィ に に 射出さ れる 。

し た が っ て 、 第 Ί と 第 3 樹脂路 の溶融樹脂を同種 と し 、 第 2 樹脂路の溶融樹脂を他種に す る と 、 そ こ に 生ず る成形0 品 は 2 種 3 層部分 と 単層部 と か ら構成さ れた も の と な る 。

更 に こ の発明を 図示の例 に よ り 詳細 に 説明す る 。 図面 の簡単な説明

図面 は こ の発 明 に係る多層成形'用 ノ ズルの実施例 を示す も ので 、 第 1 図 は第 1 実施例 の断面図 、 第 2 図 は第 2 実施 例の断面.図 、 第 3 図は ^ ッ 卜 ラ ンナ ープロ ッ ク に装着 し た 断面図、 第 4 図及び第 5 図 は成形工程を示す断面図 、 第 6 図か ら第 8 図 は有底プリ フ ォ ー ム と容器の断面図である 。 発明を実施する ための最良の形態

1 は先端面中央に射出口 2 を開設 し た ノ ズル本体で 、 内 部 に第 1 樹脂路 3 、 第 2 樹脂路 4 、 第 3 樹脂路 5 の各樹脂 路を周心円 に有す る 。

上記各樹脂路は 、 側部 に スぺ ーサを有す る中空の第 1 コ ァ部材 6 及び第 2 コ ア部材 7 を 、 ノ ズル本体 1 の後端開口 か ら願次 ノ ズル本体内 に挿嵌 し て形成されて いる 。

第 1 図 に示す 3 重ノ ズルは、 射出口 2 と接続 し た第 1 樹 脂路 3 の 口部 3aの内側 に 、 第 2 樹脂路 4 の口部 4 aを設け 、 更に 第 3 樹脂路 5 の口 部 5 aを第 2 樹脂路 4 の口 部 4 aの内側 に設け る と とも に 、 口部 5 aをバルブ部材 8 に よ り 構成 して なる 。

上記バルブ部材 8 は 、 第 2 コ ア部材 7 の先端部内側 に出 没自在 に挿嵌 した環体か ら なる 。 このパルブ部材 8 の内径 は 、 第 1 樹脂路 3 の口部内径 と ほぼ等 し く 、 第 3 樹脂路 5 の直径よ り も小径に形成さ れ、 かつ先端面 8 a 及び後端面 8 はテ ーパー面 に形成さ れて 、 それぞれ樹脂圧が作 用 す る よ う に して ある 。

こめ両端面 8 a , 8 b に お け る受圧面積の比は投影面 に おいて 、

0 . 5ぐ 第 2 樹脂路 第 3 樹脂路 < 4

なる範囲が好ま し く 、 上記関係式を満足す る限 り 、 バルブ 部材 8 は射出時に おける第 2 樹脂路 4 の樹脂圧に よ り 、 後 端面 8 b に第 3 樹脂路 5 の樹脂圧が加わ っ て いて も 、 第 2 コ ア部材 7 の先端部内 に没入 し 、 第 2 樹脂路 4 の開放を雜 持す るが 、 第 2 樹脂路 4 の射出圧が制御さ れて 、 樹脂圧が 著 し く 低下す る と 、 後端面 8 D に 作用 し て い る第 3 樹脂路 5 の樹脂圧に よ り 、 パルブ部材 8 は即座 に 前進 し て 、 第 2 樹脂路 4 を閉鎖する 。

し た が っ て 、 バルブ部材 8 は 、 両端面 に作用 す る樹脂圧 の差 に応 じ て第 2 樹脂路 4 の開 閉動作を な し 、 第 2 樹脂路 4 か ら の溶融樹脂の射出 を 制御 する 。

第 2 図 に示す 3 重ノ ズルは 、 第 1 樹脂路 3 の樹脂圧をも つ て 、 第 2 樹脂路 4 の開閉 を 行い得る よ う に 構成 し た もの で あ っ て 、 パルブ部材 8 は第 Ί コ ア部材 6 の先端部内 に 出 没自 在 に挿嵌 して あ る 。

ま た こ の場合に は 、 バルブ部材 8 の後退 に よ り 第 2 樹脂 路 4 を閉鎖する関係上 、 上記第 2 コ ア部材 7 の先端部 7 a を縮怪し て先端を第 1 樹脂路 3 の先ま で延設 し 、 口部 3 aの 内側 に第 3 樹脂路 5 の口部 5 aを 臨ま せ る と と も に 、 先端部 側面 に て 第 2 樹脂路 4 を 開 口 さ せ 、 そ の口部 4 1を第 1 コ ア 部材 6 の先端内に 揷嵌 し た 、 第 2 コ ア 部材 7 の先端部周囲 のバルブ部材 8 に よ り 構成 し て な る 。 こ のバルブ部材 8 の 内径 は第 2 コ ア部材 7 の先端部外径 よ り も大径で 、 第 2 コ ァ部材 7 と の間に第 2 樹脂路 4 の一部を形成 し 、 後端面 8 b が第 2 コ ア部材 7 の外側面に形成 し たテーパー肩部 9 と 接 し た とき 、 第 2 樹脂路 4 を閉鎖する よ う に して ある 。

ま たテーパー面に形成 し たパルブ部材 8 の先端面 8 a と 後端面 8 b に おける受圧面積の比は投影面に おいて 、

0. 5 <第 2樹脂路ノ第 1 樹脂路 ぐ 4

なる範囲が好ま しい 。

上記各樹脂路に 供給さ れる材料樹脂は、 成形品 に応 じて 任意に選択され、 3 種 5 層の場合 に は 、 各樹脂路 に異な つ た材料樹脂が供給される 。 ま た 2種 3 層 の成形品を射 出成 形する場合に は、 第 1 樹脂路 3 と第 3 樹脂路 5 の材料樹脂 が同一種類のもの となる 。

上記 3 重ノ ズルは、 第 3 図 に示す よ う に 、 そ の所要数を ホ ッ ト ラ ンナ ーブ ロ ッ ク 1 0に装着 して用 い ら れる 。 こ の実 施例 は 2 種 3 層 の成形品を成形す る場合であ っ て 、 ホ ッ 卜 ラ ンナ ーブ ロ ッ ク 1 0の内部に は 、 側部 に並設 し た スプルブ シ ュ 1 1， 12とそれぞれ接続 し たホ ッ ト ラ ンナ ー 1 3， 1 4が設 け て あ り 、 そ の ホ ッ 卜 ラ ンナ ー 1 3と第 2 樹脂路 4 と を 、 ま たホッ ト ラ ンナ ー 1 4と第 3 樹脂路 5 、 ホ ッ ト ラ ンナー 1 4の 分岐路 1 5と第 1 樹脂路 3 と を接続 し て 、 第 1 及び第 3 樹脂 路 3 ， 5 か ら同種の材料樹脂を、 ま た第 2 樹脂路 4 か ら は 異種の材料樹脂を射 出できる よ う に して ある 。

次に第 1 図に示す 3 重ノ ズルを用 いて 、 中間層 を有す る 3 層成形品の成形 に付いて 説明する 。

まず第 1 樹脂路 3 と第 3 樹脂路 5 と に 射出圧を加 えて 同 一 Ί — 一溶融樹脂 A , A の射出 を行う と 、 第 2 樹脂路 4 と第 3 樹 脂路 5 と の圧力差か ら 、 射出 と 同時に バルブ部材 8 が溶融 樹脂 と共 に前進 し て 、 第 4 図 に示す よ う に 第 2 樹脂路 4 を 閉鎖す る 。

こ れに よ り キ ヤ ビテ ィ 1 6への射 出 は同一溶融樹脂 A , A のみ とな り 、 第 2 樹脂路 4 の異な っ た 溶融樹脂 B は射 出さ れない 。

次 に 所定量の溶融樹脂 A , A の射 出 が 完了 し た 時点で 、 そ の射 出 を継続 し つ つ 第 2 樹脂路 4 に 射 出圧を加 え る と 、 バルブ部材 8 に お け る受圧面積の差か ら 、 第 4 図 に 示す よ う に 、 パルプ部材 8 が後退 し て第 2 樹脂路 4 を 開放 し 、 異 な っ た 溶融樹脂 B が第 1 と 第 3 樹脂路 3 , 5 か ら の溶融樹 脂 A , A の間 に割 り 込む よ う に 流出 し 、 更 に 射出口 2 か ら 溶融樹脂 A , A と共 に キ ヤ ビ テ ィ 1 6に 射出 さ れる 。

上記射出 を最後 ま で行う と 、 全体が 3 層 の成形品 が成形 さ れるが 、 途中で第 2 樹脂路 4 の射出圧を 新つ と 、 そ の 時 点に おけ る樹脂圧 の差か ら 、 バルブ部材 8 が 、 第 5 図 に示 す よ う に 、 第 3 樹脂路 5 の樹脂圧 に よ っ て 再度前進 し 、 第 2 樹脂路 4 を閉鎖す る 。

こ の た め射出 は途中か ら再び同一 溶融樹脂 A , A の み と な り 、 単層 に 成形さ れる 。 ま た第 2 樹脂路 4 か ら射出さ れ る溶融樹脂 B は 、 溶融樹脂 A， A の中央 に 位置す る よ う に な る ので 、 キ ヤ ビテ ィ 内 を充塡移動 し て い る と き に 、 ·型面 と接す る溶融樹脂 A , A の表面 に 、 冷 £P に よ る ス ン層 が 生 じ て も 、 そ の スキ ン層 の影響を受け る の が遅 く 、 溶融樹 脂 B は途中でスキン層を形成 し 難い 。

第 6 図 に示す成形品 20は 、 口部 2 1にの み第 2樹脂路 4 の '溶融樹脂 B を射出充塡 して 3 層 と な し 、 頃部 22及び底部 23 を溶融樹脂 A のみに よる単層 と な し た有底プ リ フ ォ ー ムで 鎮線はその有底プ リ フ ォ ームか ら延伸吹込成形された容器 30を示す 。 - ま た第 7 図 に示す成形品 40は 、 頃部 42に のみ第 2 樹脂路 4 の溶融樹脂 B を射出充塡 し て 3 層 とな し 、 口部 41及び底 部 43を溶融樹脂 A のみに よ る単層 とな し た有底プ リ フ ォ ー ムで 、 鎖線はその有底プ リ フ ォ ー ムか ら延伸吹込成形さ れ た容器 5 0を示す 。

更に第 8 図 に示す成形品 60は 、 底部 63に の み第 2 樹脂路 4 の溶融樹脂 B を射出充塡 して 3 層 と な し 、 口部 6 1及び ¾ 部 62を溶融樹脂 A のみに よ る単層 と な し た有底プ リ フ ォ ー ムで 、 鎖線はその有底プ リ フ ォ ー ム か ら延伸吹込成形さ れ た容器 7 0を示す 。

上記溶融樹脂 A と して 用 い ら れる材料樹脂は 、 ポ リ ェ チ レンテ レ フ タ レー 卜 など射出延伸吹込成形が可能な樹脂で よ く 、 ま た溶融樹脂 B と し て は 、 メ タ キ シ レ ン基含有ポ リ アミ ド 、 エチ レン ビニルアルコ ー ル、 ハ イ 二 卜 リ ルな どの パ リ ヤ ー性 に優れた樹脂 、 或はポ リ カ ー ポネ ー 卜 、 U ポ リ マ ーな ど の耐熱性を有する樹脂が 、 そ こ に成形された容器 の用途に応 じ て 用 い ら れる 。

た と えば第 6 図 に示す容器 30に お け る口部 3 1の多層化 は 中間層 34を形成す る樹脂をポ リ カ ー ボネ ー 卜 と し た とき 、 ポ リ エチ レ ン テ レ フ タ レ ー 卜 の みか ら な る場合 に 比べ て著 し く 耐熱性が向上 し 、 加熱充塡 に 際す る口部変化を 防止す る 。

同様 に 容器 70 ( 第 8 図 ) に お け る底部 73を U ポ リ マ ー の 中間層 74に よ り 多層化 し た際に は 、 底部 73の耐熟性が向上 し 、 炭酸入 り 果汁を充塡後に熱処理 し て も 、 単層 の底部の よ う に 中央部が突 出変形す る よ う な こ と がない

更 に ま た 第 7 図 に 示す容器 50の よ う に 、 頃部 52の みをメ タ キ シ レ ン基含有ポ リ ア ミ ド な ど の 中間層 54で 多層化 し た あ ので は 、 バ リ ヤ ー 性が 向上 し 、 ま た 底部を多層化 し た際 の層間剥離が防止さ れ、 中 間層 54に 用 い ら れる高価な樹脂 の節減をち図る こ と がでぎ る 。

次 に 第 Ί 図 に示す 3重 ノ ズル に よ る成形条件の 1 例 を下 記 に 示す 。

0 各樹脂路の断面積

第 1 樹 脂 路 )4.56 脑

第 2 樹 脂 路 59.69 廳

第 3 樹 脂 路 21.2 ύ 膽 2

0 射 出 口 の 直 径 .0〜 .0顧

Ο パルプ部材の受圧面積 （ 投影面積 ）

第 2 樹脂路側 （ 先端面 ） 25.13 賺

第 3 樹脂路側 （ 後端面 〉 21.23 瞧

0 材 料 樹 脂

第 Ί 及び第 3樹脂路

ポ リ エ タ レ ンテ レ フ タ レ ー 卜 第 2 樹脂路

S M ナィ ロ ン

0 射 出 圧

第 1 及び第 3 樹脂路

一次圧力

二次'圧力

第 2 樹 脂 路 1 00 /ig / 産業上の利用 可能性 こ の発明 は上述の よ う に 、 ノ ズル本体内 に第 Ί か ら第 3 の樹脂路を同心円 に備え 、 第 2 樹脂路を他の樹脂路の樹脂 圧に よ つ て作動するパルプ部材に よ り 閉鎖 し て 第 2 樹脂路 か ら の溶融樹脂の射出を制御 し 、 こ れに よ り 該溶融樹脂 に よ る中間層 の形成位置を任意 に。叉 Εでぎる ょ ラ に な し た こ とか ら 、 成形品の口部 、 照部ま た は底部のみ多層化する こ と がでぎる 。 ま た 中間層 の位置を中央に設定する こ と あで ぎるので 、 多層成形体を射出成形する上に おいてそ の効果 は多大であり 、 産業上おぎわめて有効で広 く 利用 さ れるも のである 。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) ノ ズル本体の内部に配設 し た第 1 と 第 2 の コ ア部材 をも っ て 、 射出口 を周 じ く す る第 Ί 樹脂路 と 第 2 樹脂路及 び第 3 樹脂路 と を同心円 に形成 し た 3 重 ノ ズル に お いて 、 第 2 樹脂路のロ部内側 に位置す る中央の第 3 樹脂路のロ部 を 、 該第 3 樹脂路 と第 2 樹脂路 と の樹脂圧 に よ り 進退移動 し て 、 第 2 樹脂路を 開 閉す るバルプ部材 に よ り 構成 し て な る こ と を特徴 と す る多層成形用 ノ ズル 。

( 2 ) ノ ズル本体の 内部に配設 し た第 1 と 第 2 の コ ア部材 をも っ て 、 射出口 を同 じ く す る第 1 樹脂路 と第 2 樹脂路及 び第 3 樹脂路 と を同心円 に形成 し た 3 重 ノ ズル に おい て 、 第 1 樹脂路の内側 に 位置す る 中間 の第 2 樹脂路 のロ部を 、 該第 2 樹脂路 と 第 1 樹脂路の樹脂圧に よ り 進退移動 し て 、 第 2 樹脂路を開閉 す るパルブ部材 に よ り 構成 し て な る こ と を特徴 と す る多層成形用 ノ ズル 。

( 3 ) 上記第 2 コ ア部材の先端部を縮径 し て 先端 を第 1 樹 脂路 ま で延設 し 、 口部の内側 に 第 3 樹脂路 の ロ 部を 臨ま せ る と と も に 、 先端部側面に て 第 2 樹脂路を開 口 さ せ 、 そ の 口部を第 1 コ ア部材の先端内 に 挿嵌 し た 、 第 Ί コ ア部材の 先端部周囲のバルブ部材に よ り 構成 し 、 そ の バルブ部材の 後端面が第 2 コ ア部材の外側面 に 形成 し た テ ー パ ー 肩部 と 接 し て 、 第 2 樹脂路を閉鎖す る特許請求の範囲第 2 項記載 の多層成形用 ノ ズル 。

( 4 ) 上記バルブ部材 は 、 第 2 コ ア部材 の先端部内側 に 出 没自在 に挿嵌 した環体か らな り 、 バルブの内径は第 1 樹脂 路のロ部内径 とほぼ等 し く 、 第 3 樹脂路の直径よ り も小径 に形成され、 かつ先端面及び後端面はテーパー面に形成さ れて 、 その両端面に おけ る受圧面積の比は投影面積で 、

0. 5ぐ第 2 樹脂路 Z第 3 樹脂路 ぐ 4

なる範囲 にある特許請求の範囲第 1 項記載の多層成形用 ノ ズル。

( 5 ) 上記バルブ部材は第 1 コ ア部材の先端部内側に出没 自在 に挿嵌 し た環体から な り 、 パルブ内径は第 2 コ ア部材 の先端部外径ょ り も大き く 形成されて 、 第 2 コ ア部材 との 間 に第 2 樹脂路の一部を形成 し 、 テーパー面に形成された バルブ部材の先端面 と後端面 に お ける受圧面積の比は投影 面において 、

0 . 5 <第 2樹脂路 第 1 樹脂路 ぐ 4

なる範囲 に ある特許請求の範囲第 2 項第 3 項記載の多層成 形用 ノ ズル 。