(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  それぞれが内部に形成された複数のキャビティを有する、第一モールドブロックと、第二モールドブロックと、第三モールドブロックとを、前記第一モールドブロックが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックとの間に配置された状態に閉じられたとき、前記第一モールドブロック内に形成された前記キャビティが、前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロック内に形成されたキャビティに重なって、複数の円弧形状のキャビティを形成するようになっており、更に、前記第二モールドブロックと第三モールドブロックのそれぞれに可動に接続された一組のスライドキャリアと、該スライドキャリアのそれぞれに固定された複数の内側コアとが設けられたスタックモールドを射出成形機に配置する段階と、
（ｂ）  成形品のそれぞれに中空内部を形成するために前記各内側コアが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックに形成された前記キャビティの一つに配置されるように前記スライドキャリア対の両方を動かし、次いで前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを前記第三モールドブロックに対して動かすことによって前記スタックモールドを閉じる段階と、
（ｃ）  前記円弧形状のキャビティに溶融材料を導き、前記材料を固める段階と、
（ｄ）  前記第三モールドブロックから離れるように前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを動かし、前記スライドキャリア対の両方を前記円弧形状キャビティから離れるように外方向に動かすことによって前記スタックモールドを開く段階と、
からなる、円弧形状中空品を射出成形する方法。
【請求項２】
前記双方のスライドキャリア対が円弧状通路に沿って可動であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各スライドキャリアは、１０°から９０°の角度で前記円弧状通路に沿って可動であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックが前記第三モールドブロックから離れるように動き始めた後に、各スライドキャリアは前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックから離れるように動くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スライドキャリアのそれぞれは、油圧で作動することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スタックモールドは、３秒から８秒の間、閉じ位置のままであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スタックモールドは、２０秒以下のサイクル時間で作動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スタックモールドは、１５秒以下のサイクル時間で作動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スタックモールドは、作動中に９０°Ｆの温度に維持されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）  それぞれが内部に形成された複数のキャビティを有する第一モールドブロックと、第二モールドブロックと、第三モールドブロックとを、前記第一モールドブロックが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックとの間に配置された状態に閉じられたとき、前記第一モールドブロック内に形成された前記キャビティが、前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロック内に形成されたキャビティと重なって、複数の円弧形状のキャビティを形成するようになっており、更に前記第二モールドブロックと第三モールドブロックのそれぞれに可動に接続された一組のスライドキャリアと、該スライドキャリアのそれぞれに固定され、それぞれが前記射出成形品において中空内部を形成するように一つの前記円弧状キャビティ内に配置できる複数の内側コアとが設けられたスタックモールドを射出成形機に配置する段階と、
（ｂ）  成形品のそれぞれに中空内部を形成するために前記各内側コアが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックに形成された前記キャビティの一つに配置されるように前記スライドキャリア対の両方を動かし、次いで前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを前記第三モールドブロックに対して動かすことによって前記スタックモールドを閉じる段階と、
（ｃ）  前記円弧形状のキャビティに溶融材料を導き、前記材料を固める段階と、
（ｄ）  前記第三モールドブロックから離れるように前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを動かし、前記内側コアが前記円弧形状キャビティから取り除かれるように前記円弧通路に沿って前記スライドキャリア対の両方を動かすことによって前記スタックモールドを開く段階と、
（ｅ）  前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックから前記射出成形品を取り出す段階と、
からなる、円弧形状中空品を射出成形する方法。
【請求項１１】
各スライドキャリアが、１０°から９０°の角度で円弧通路に沿って可動であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックが前記第三モールドブロックから離れるように動き始めると、各スライドキャリアは、前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックから離れるように動くことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
溶融材料は、１、０００から２、０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の範囲内の圧力で前記スタックモールドに導かれることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
溶融材料は、１、４００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の圧力で前記スタックモールド内に導かれることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶融材料はプラスチックであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
（ａ）  それぞれが内部に形成された複数のキャビティを有する第一モールドブロックと、第二モールドブロックと、第三モールドブロックとを、前記第一モールドブロックが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックとの間に配置された状態に閉じられたとき、前記第一モールドブロック内に形成された前記キャビティが、前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロック内に形成されたキャビティに重なって、複数の円弧形状のキャビティを形成するようになっており、更に前記第二モールドブロックと第三モールドブロックのそれぞれに可動に接続された一組のスライドキャリアと、該スライドキャリアのそれぞれに固定され、それぞれが前記射出成形品において中空内部を形成するように一つの前記円弧状キャビティ内に配置できる複数の内側コアとが設けられたスタックモールドを射出成形機に配置する段階と、
（ｂ）  成形品のそれぞれに中空内部を形成するために前記各内側コアが前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックに形成された前記キャビティの一つに配置されるように前記スライドキャリア対の両方を動かし、次いで前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを前記第三モールドブロックに対して動かすことによって前記スタックモールドを閉じる段階と、
（ｃ）  前記円弧形状のキャビティに溶融材料を導いて、該材料を固める段階と、
（ｄ）  所定の時間の間、前記スタックモールドを閉位置に維持する段階と、
（ｅ）  前記第三モールドブロックから離れるように前記第一モールドブロックと前記第二モールドブロックを動かし、前記内側コアが前記円弧形状キャビティから取り除かれるように前記円弧通路に沿って前記スライドキャリア対の両方を動かすことによって前記スタックモールドを開く段階と、
（ｆ）  前記第二モールドブロックと前記第三モールドブロックから前記射出成形品を取り出す段階と、
からなる、円弧形状中空品を射出成形する方法。
【請求項１７】
前記スライドキャリアのそれぞれは、油圧的に作動することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記スタックモールドは、２０秒以下のサイクル時間で作動されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記スタックモールドは、作動中に９０°Ｆの温度に維持されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
溶融材料は、１、４００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の圧力のもとで前記スタックモールドに導かれることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、円弧形状の射出成形中空品に関する。より詳細には、本発明は内側チューブとともに組み立てられて、曲線状のタンポンアプリケータを形成する円弧形状の外側チューブを射出成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、タンポンアプリケータは、生理用タンポンを女性の膣内に配置するために、女性に使用される一般的な手段である。このようなアプリケータの多くは、はめ込み式に共に取りつけられている二つの中空の円筒形チューブからなる。このようなタンポンアプリケータは、タンポンを含む外側チューブと、この外側チューブからタンポンを出すのに用いられる内側チューブとを含んでいる。アプリケータは、紙、板紙、被覆された紙、或いはプラスチックのような様々な材料から構成することができる。
今日まで、直線状の円筒形軸線を備えた、タンポンアプリケータの外側チューブが製造されてきた。このことは、特に、合成、又は熱可塑性樹脂から射出成形される外側チューブに当てはまる。内部が中空である円弧形状品を形成できるモールドを作り出し、設計して、形成することが非常に困難であることが一つの理由である。このようなモールドを形成し、維持することはまた非常に費用がかかる。成形品を損傷することなく円弧状のキャビティに内側コアを挿入したり、引き出したりできるモールドを設計することが望まれる。一アプローチには、多数の可動部材を用いてモールドを構成することがある。しかしながら、２つの隣接する可動部分間の継ぎ手によって、溶融材料が流れ込む領域が形成される。２つの隣接可動部分の表面が精密許容差に仕上げられていないときには、溶融材料がこの領域に流れ込み、最終製品の外側表面上にバリ線を形成する。このようなバリ線は、受け入れることができるものではなく製品を廃棄しなければならない。
【０００３】
射出成形円弧形状中空品に伴う他の問題は、商業ベースでの稼働に必要とされる高速度で、このような物品を成形することはかなり困難なことである。押し出し成形工程とは異なり、射出成形はサイクル時間に依存するバッチ操作である。全サイクルでは、モールドを閉じ、溶融材料を導き、製品を形成するために材料を冷却して固め、モールドを開き、仕上げられた製品を取り除く工程を含む。サイクル時間が増大するにつれて、１分あたりに成形できる製品の数が減少する。物品の数はモールドの大きさによっても制限される。６４キャビティ以上を有する大型のモールドを形成して操作するのは困難である。このような大型のモールドでは、かなり高い型締圧を送り、モールドの全表面にわたって均等な温度分布を維持するのに複雑な制御が必要とされる射出成形機が必要である。モールドがキャビティ間で様々な温度で操作される場合には、キャビティによっては、完全な製品を形成することができず、その結果、無駄が増える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の問題のために、射出成形された円弧形状のタンポンアプリケータを市場で売り出すことは誰もできなかった。
効率的な方法における、商業ベースの速度で、かつ比較的低コストで射出成形された円弧形状中空品の方法が発明された。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
簡潔にいえば、本発明は、円弧形状中空品を射出成形する方法に関する。この方法は、射出成形機にスタックモールドを配置する段階を含む。スタックモールドは、第一、第二及び第三モールドブロックを有しており、第一モールドブロックは第二モールドブロックと第三モールドブロックとの間に配置されている。各モールドブロックは、該モールドブロックの内部に形成された複数のキャビティを有する。複数の円弧形キャビティを形成するためにスタックモールドを閉じるときに、第一モールドブロックに形成されたキャビティが第二及び第三モールドブロックに形成されたキャビティと重なるように設計されている。スタックモールドは、更に第二モールドブロックと第三モールドブロックのそれぞれにに可動に結合した一対のスライドキャリアと、このスライドキャリアのそれぞれに固定された複数の内側コアを含んでいる。
スライドキャリア対の双方を最初に動かすことによって、スタックモールドが閉じ、各内側コアが第一モールドブロック内の一つの円弧形状キャビティに配置されて、各成形品における中空内部を形成できる。次いで、第一及び第二モールドブロックが第三モールドブロックに対して動く。溶融材料は、円弧形状キャビティに導かれ、固めることができる。次いで、スタックモールドが、第三モールドブロックから離れるように第一及び第二モールドブロックを動かし、円弧形状キャビティから内側コアを取り除くために、双方のスライドキャリア対を外方向に動かすことによってスタックモールドが開く。次いで、射出成形品はスタックモールドから取り除くことができる。
【０００６】
本発明の目的は、概して、円弧形状品を射出成形するための方法を提供することである。本発明のより詳細な目的は、内側チューブと組み立てられて曲線状のタンポンアプリケータを形成できる円弧形状の外側チューブを射出成形する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、円弧形状の中空品を射出成形する効率的な方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、曲線状チューブを手早くかつ安く射出成形する方法を提供することである。
本発明のまた他の目的は、比較的薄い側壁を有する円弧形状中空品を射出成形する方法を提供することあである。
更に、本発明の他の目的は、スタックモールド内で円弧形状の中空品を射出成形する方法を提供することである。
本発明の他の目的と利点は、次の説明と添付の図面において当業者により明白になるであろう。
【０００７】
【実施例】
図１を参照すると、積み重ね成形モールド１２を内部に有する射出成形装置１０が示されている。本明細書の目的のために、射出成形機１０は、プラスチックのような熱可塑性、或いは合成樹脂から成形品を成形することができる。ポリエチレンとポリプロピレンは、射出成形できる２つのプラスチック材料である。
射出成形機１０は、油圧シリンダ１６を支持するベース１４を含んでいる。油圧シリンダ１６は、ピストンロッド１８を往復運動の状態で、かつ高圧で前後に動かすことができる。所望であれば、往復運動可能なピストンロッドをそれぞれ有する２つか３つ以上のより小さいシリンダに油圧シリンダ１６を代えることができる。射出成形機１０は、第一プラトン２０と第二プラトン２２との間にそれぞれ膨大な圧力をかけることができる。一般的に、射出成形機の印加可能な圧力は数トンである。例えば、様々な大きさの射出成形機が入手可能であり、そのうちのいくつかは約１５トンから約２、０００トンの圧力を供給できる。必要とされる圧力量は、利用されるモールドの大きさと、最終製品の大きさ及び形状と、成形される材料と、サイクル時間等に依存する。タンポンアプリケータの外側チューブとして用いることのできる円弧形状の中空品を射出成形するために、２００トン以上の圧力を送ることのできる射出成形機を３２個のキャビティモールドに用いることができる。２００トンから４００トンの範囲内の射出成形機が好ましい。この成形機であればより小さい機械よりも効率的に操作でき、より大きなキャビティモールドを処理することができるからである。
【０００８】
第一の可動プラトン２０がピストンロッド１８の自由端に固定されている。プラトンは、平坦な部材か、複数のボルト孔を有する板である。このボルト孔は板を貫通して形成されており、モールドのブロックを容易に板に取りつけることができる。第一プラトン２０は、ピストンロッド１８に沿って左右に移動する。
第二のプラトン２２も射出成形機１０内にある。第二プラトン２２は、第一プラトン２０に平行に整列しており、プラトン２０から間隔をおいて離れている。第二プラトンは静止部材である。第二プラトン２２は、一対のバー３２、３４に支持されており、このバーは、一対のレール２４、２６によって支持されている。支持レール２４と２６は、ベース１４に固定されることができる。タイバー３２、３４が固定されて設けられており、第一プラトン２０がその表面を摺動可能である。第一プラトン２０にはローラ（図示せず）、或いはタイバー３２、３４上でプラトンを可動させるための他の種類の機構が設けられている。
二本のタイバー３２、３４は、別のタイバー２８、３０と協働して、プラトンを互いに整列するように維持する。四本のタイバー２８、３０、３２、及び３４は、第一プラトン２０の各角に近接してそれぞれ形成された開口３６、３８、４０及び４２を貫通し、かつ第二プラトン２２の各角に近接してそれぞれ形成された開口４４、４６、４８及び５０を貫通する。タイバー２８、３０、３２、及び３４は第一プラトン２０と第二プラトン２２の双方を完全に貫通しており、第一プラトン２０が最大に動くことのできるのに充分な長さまで、第一プラトン２０の左側に延びる。四本のタイバー２８、３０、３２及び３４は、２本の支持レール２４と２６の他に、垂直方向のフレーム部材１５によって支持されている。四本のタイバー２８、３０、３２及び３４は第一プラトン２０と第二プラトン２２を支持し整列させる。第二プラトン２２は、これを貫通して形成された軸線方向の開口５２を有しており、この目的を簡単に述べる。
【０００９】
スタックモールド１２は、第一プラトン２０と第二プラトン２２との間に配置されている。このスタックモールド１２の詳細の構成は以下に説明する。
射出成形機１０は、多量の固形定ペレットを保持できる一つか二つ以上のホッパー５４を含んでおり、最終円弧形状品が成形される。様々な種類の合成樹脂と熱可塑性樹脂、及びこれらの混合物を用いることができる。線密度が低いポリエチレンペレットが好ましい。何故ならば、この材料は、容易に入手可能であり、比較的安価であり、かつ容易に射出成形できるからである。低線密度のポリエチレンは、ダウケミカル社から商業的に入手可能である。コード番号ダウレックス（Ｄｏｗｌｅｘ）＃２５０３として販売されている低線密度ポリエチレンがすぐれた機能を果たす。ペレットは、サイズが小さく、通常直径が０．６３５センチメートル（１／４インチ）以下である。ペレットは幾何学的にいかなる形状でもよい。球形及び円筒形状のペレットが最も一般的である。一つのホッパ５４のみが図１に示されているが、別のホッパが、別のペレットを保持するのにあってもよく、ポリエチレンペレットと組合せ可能である。例えば、美的な特性を増大させるために着色剤、即ち白色体質顔料を成形品に添加してもよい。着色剤はアンパセット社から入手可能である。タンポンアプリケータを形成するのに好ましい白色体質顔料は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）である。モールドブロックから最終製品を容易にとりはずせるように、スリップ剤を添加してもよい。適当なスリップ剤は、ウイトコ─ハムコ社から入手可能なＫｅｍｉｍｉｄｅＥである。
【００１０】
熱可塑性、或いは合成樹脂ペレットは、透明か不透明である。いろいろな製品のためには、材料は水分散性、または水溶性でなければならない。タンポンアプリケータのためには、熱可塑性材料は、光崩壊可能であり、紫外線崩壊可能であり、生分解性であり、又は組成可能であることが望ましい。タンポンアプリケータの最終製品の円弧形状外側チューブは、従来のトイレシステムにおいて水で流されなければならず、室温以下、又は室温か、それ以上の温度に維持された水で分離することができる。
特殊な種類のプラスチックを得るために、２つか３つ以上の異なる種類の合成樹脂、或いは熱可塑性樹脂を共に混合することが可能である。例えば、水分散可能である製品を成形することを望む場合には、異なるホッパ５４にそれぞれ保持された２つの異なる種類の材料を混合する必要がある。
ホッパ５４に含まれたペレットは、給送機構５６に送られ、そこでは、ペレットが所定量で組み合わされる。給送機構５６は、細長い通路５９を内部に形成した円筒形バレル５８を含んでいる。通路５９内には、往復運動を行うオーガ給送ねじ６０が配置されている。給送ねじ６０は、オーガを回すように間断なく回転することができる。公知の多くの給送機構の一つによって接続されたモータ６２により給送ねじ６０が回転運動を行う。給送ねじ６０は、その一端部に形成された円錐形先端６４を有しており、第二プラトン２２に形成された開口５２と軸線方向に整列している。給送ねじ６０の先端６４は、中空スプルーバー６６の端部に挿入されるように設計されている。スプルーバー６６は、開口５２内に可動に配置されており、スタックモールド１２の中央領域に固定されている。スプルーバーの取りつけにおける正確な場所とその機能は以下に述べる。
【００１１】
給送ねじ６０の外縁のまわりには、ヒータ６８があり、プラスチックペレットが円錐形先端６４の方向に搬送されるときに、プラスチックペレットの温度を上昇させることができる。固形ペレットが給送ねじ６０によって前方に移動するにつれて、固形ペレットはペレットの溶融温度か、それ以上の温度に近づく温度にまで加熱される。温度が上昇することによって、固定ペレットが溶融し、溶融流体になり、給送ねじ６０の円錐先端６４を通ってスプルーバーに流れ込むことができる。プラスチックペレットが加熱される正確な温度は、使用される特定の合成樹脂、または熱可塑性樹脂の溶融点に依る。温度は、また材料が加熱される時間の長さ、給送ねじ６０の速度、加熱される材料の量、用いるヒータの種類等にも依る。どんな場合でも材料を燃やしてはならない。何故ならば、燃焼によって材料がスタックモールド１２に流れないようにするからである。
線密度の低いポリエチレンに対して、バレル５８の温度を約３００°Ｆ（華氏度）から５５０°Ｆの範囲内とできる。低線密度ポリエチレンのバレル５８内におけるより好ましい温度範囲は、約３３０°Ｆから約３９０°Ｆであり、バレル５８内の最も好ましい温度範囲は、約３５０°Ｆから約３８０°Ｆである。
【００１２】
射出成形機１０は、更にシリンダ７０から外方向に延びる細長いピストンロッド７２を有する油圧シリンダ７０を含んでいる。ピストン７４は、ピストンロッド７２の一端に固定されており、給送ねじ６０の一端に結合されている。ピストン７４は、往復運動の方法で可動であり、図示したように給送ねじ６０をバレル５８内で左に押すことができる。左へのピストン７４の運動は、約２００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）から２、５００ポンド／平方インチの範囲内の圧力で、給送ねじ６０からスプルーバー６６に所定量の溶融プラスチックを送る。３２個のキャビティモールドが用いられるときに、約１、４００ポンド／平方インチの圧力が、タンポンアプリータの一部分として有効な円弧形中空チューブを成形するのに好ましい。ピストン７４は戻りストロークのときに右に戻りつつ、円錐形先端６４の後方に溶融材料の準備を行う。新しい材料が給送機構５６に導かれるにつれて、モータ６２はオーガタイプの給送ねじ６０を回転させ、溶融材料は円錐形先端６４に向かって前方に進む。溶融材料が円錐形先端６４の後方に積み重なるときに、溶融材料はピストン７４を右方向に移す。
スタックモールド１２は、第一プラトン２０と第二プラトン２２との間に配置されている。スタックモールド１２は、第一モールドブロック７６、第二モールドブロック７８、及び第三モールドブロック８０を備えている。第一、即ち中央モールドブロック７６は、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０との間に配置されている。第一ブロック７６は可動であり、二つの対向して整列した表面８２と８４を有する。各表面８２と８４は、内部に形成された複数のキャビティ８６を備えている。円弧形状品が成形されるべきときに、各キャビティ８６は曲線状、即ち円弧形状となる。第二モールドブロック７８は、第一プラトン２０に固定されており、プラトン２０とともに動く。第三モールドブロック８０は第二プラトンに固定されているので静止することになる。ボルトとクランプを第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０を所定位置に固定して、位置づけするために用いることができる。各第二モールドブロック７８と第三モールドブロック７８と８０のそれぞれは、内部に形成された複数のキャビティ８８を有している。キャビティ８８は、スタックモールド１２が閉じるときに、第一モールドブロック７６に形成されたキャビティ８６と並び、重なるように設計されている。キャビティ８６と８８の大きさ、深さ、及び形状は、最終射出成形品の外側の輪郭の雌型を形成するように設計されている。キャビティ８６と８８は高研磨仕上げとすることができる。
【００１３】
タンポンアプリケータのための円弧形状の外側チューブを成形するために、第一モールドブロック７６の各表面８２、８４内のキャビティの数と、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０内のキャビティの数を等しく形成することが効率的である。良い結果を得るためには、第一モールドブロック７６の各表面８２、８４内には１６個、即ち３２個のキャビティを形成する。同じ数のキャビティ８８が第二及び第三モールドブロック７８、８０内に形成できる。１６個のキャビティ８８が第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０にあるときには、射出成形性機１０の各サイクルの間に、全部で３２個の製品が射出成形できる。３２個のキャビティ８８が第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０のそれぞれにある場合には、射出成形性機１０の各サイクルの間に、全部で６４個の製品が射出成形できる。このようにより多くのキャビティを有するモールドブロックを使用することによって、１サイクルにつきより多くの製品を形成できることは明らかである。
第一モールドブロック７６は、第二モールドブロック７８に向かって外方向に延びる各角に隣接して固定された４つのガイドピン９０と、第三モールドブロック８０の方向に外方向に延びる各角に近接して固定された４つの別のガイドピン９２を含んでいる。ガイドピン９０と９２は、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０のそれぞれに配置されたブッシュに受け取られる。ガイドピン９０と９２は、スタックモールド１２の３つのブロック７６、７８、及び８０の間の物理形な結合を行い、キャビティ８６と８８が軸線方向に整列させるようにする。
【００１４】
第一モールドブロック７６は、更に回転運動と線状運動を互いに変換するラック及びピニオン機構９４を含んでいる。機構９４は、第一ラック９６、第二ラック９８、ピニオン１００を備えている。第一ラック９６は、一端において第一モールドブロック７６に摺動可能であり、他端において第三モールドブロック８０に固定されている。第二ラック９８は、一端において第一モールドブロック７６に摺動可能であり、他端において第二モールドブロック８０に固定されている。ラックとピニオン機構９４によって、第一モールドブロック７６が第三モールドブロック８０の方向に、或いはこれから離れて移動する距離と等しい距離だけ、第二モールドブロック７８を第一モールドブロック７６の方向に、或いはこれから離れるように移動することができる。第一モールドブロック７６が第三モールドブロック８０の方向に、或いはこれから離れて動くと、同時に第二モールドブロック７８は、第一モールドブロック７６の方向に、或いはこれから離れるように動く。第二モールドブロック７８は、同時間の間に、実質的に第一モールドブロック７６が動いた距離の２倍動く。ラックとピニオン機構９４によって、三つのモールドブロック７６、７８、８０が非常に短い時間の間に開閉できる。このことは重要である。何故ならば、スタックモールド１２を開閉するのに必要な時間を短くできるのであれば、製品を成形するのに必要なサイクル時間を短縮できるからである。
【００１５】
上述したように、中空スプルーバー６６は、第二プラトン２２内に形成された開口５２内の位置にある。第三モールドブロック８０は、開口５２と軸線方向に整列する同じ大きさの開口１０２を含んでいる。スプルーバー６６は、これら双方の開口５２と１０２を通り、第一モールドブロック７６の表面８４の中央に形成された開口１０４と係合する。スプルーバー６６は、第一モールドブロック７６に固定されており、第一モールドブロックとともに動く。スプルーバーの一部分が常に開口５２内にあるように、第二プラトン２２の右側に延びる充分な長さを有する。スプルーバー６６は、電子加熱エレメントを含んでおり、プラスチック材料が常に溶融状態でスプルーバー内にあるようにする。第一モールドブロック７６が第三モールドブロック８０に対して押されると、スプルーバー６６は、右側に動く。これによって、スプルーバー６６は円錐形先端６４と係合でき、給送ねじ６０がピストン７４によって左に押されるときに、溶融プラスチック材料のための連続した通路が形成される。次いで、溶融プラスチック材料が円錐形先端６４の右側に位置したチャンバから計測され、スプルーバー６６の方に押しつけられる。この作用により、スプルーバー６６内にある等しい量の溶融プラスチック材料が第一モールドブロック７６内に形成された中央開口１０４に射出される。
【００１６】
スタックモールド１２が閉位置にあるときに、溶融プラスチック材料は、圧力がかけられて射出される。閉位置において、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０内に形成されたキャビティ８８は、第一モールドブロック７６内に形成されたキャビティ８６と並ぶ。キャビティ８６と８８の重なり合った部分によって最終成形品の外側形状に似た円弧形状のモールドキャビティを形成する。このことは、溶融プラスチック材料がキャビティ８６、８８に入ると、材料がキャビティを完全に充たすことを意味する。
溶融されたプラスチック材料は、第一モールドブロック７６内に構成された複数の小さい直径の通路を通って中央開口１０４からキャビティ８６と８８の重なりによって形成された空隙領域に送られる。スタックモールド１２内にこのような通路を形成することは、射出成形機のためのスタックモールドを形成する技術において公知である。スタックモールド１２は加熱されて、溶融プラスチック材料を様々なキャビティ８６に送ることは、当業者には公知のように一般的にホットランナーシステムと言われる。
図１と図２を参照すると、スタックモールド１２は、第二モールドブロック７８に可動に結合された第一の組のスライドキャリア１０６、１０８と、第三モールドブロック８０に結合された第二の組のスライドキャリア１１０、１１２とを含んでいる。スライドキャリア１１２は、斜視図の角度の点から図１に図示されていない。各スライドキャリア１０６、１０８、１１０、及び１１２は、これらの下部表面上に形成された一組のピン１１４と、上部表面上に形成された一組のピン１１５とを有する。各組のピン１１４と１１５はローラベアリング（図示せず）が設けられており、ピン１１４と１１５は、円弧形状の溝１１６と１１７内に可動に保持される。ピン１１４と１１５は、約１０°から約９０°の角度で、より好ましくは、約１５°から約４５°の角度で更に最も好ましくは、約３０°の角度で対応する溝１１６と１１７内を円弧形通路に沿って動くことができる。正確な角度は、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０に対してスライドキャリア１０６、１０８、１１０、及び１１２をそれぞれ動かすのに、どれだけの移動が必要とされるかによる。
【００１７】
各スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２は、アクチュエータ１２０と第二モールドブロック７８或いは第三モールドブロック８０の上部表面に配置されたピン１２２との間に取りつけられる連結機構１１８を含んでいる。アクチュエータ１２０は、空気シリンダ、電気的に作動するシリンダ、或いはモータ、カム等の機械装置とすることができる。
各スライドキャリア１０６、１０８、１１０、及び１１２は、テーパ上のインタロックによって所定の位置に固定された、複数の細長い内側コア１２４を含んでいる。各内側コア１２４は、各最終成形品の内側形状に適合した円弧形状である。内側コアは、プラスチックが積層しないようにベーパホーン仕上げ、或いは艶消しした表面を有していなければならない。艶消し仕上げがなされる場合にはその艶消しは、内側コアが円弧形状キャビティから引き抜かれる方向と同方向になされなければならない。第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０が、１６個のキャビティを含んでいるときには、各スライドキャリア１０６、１０８、１１０、及び１１２は、スライドキャリアに固定された８個の内側コア１２４を有する。キャリア８８が第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０内で２つの垂直列に整列するのが好ましい。各スライドキャリア１０６、１０８、１００及び１１２は第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０のそれぞれに形成された２列のキャビティ８８内の一つの列との並ぶように垂直方向に配置された８個の内側コア１２４を含んでいる。各内側コア１２４は、最終射出成形品内に中空内部を形成するように円弧形状キャビティ８６の一つに配置されることができる。
【００１８】
アクチュエータ１２０が、最初に作動されると、連結機構１１８が円弧形状通路１１６と１１７に沿ってピン１１４と１１５を介して各スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２を移動させることになる。これにより、各スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２が第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０双方の垂直方向中央線に向かって内側に動くことができる。この作動は、各内側コア１２４をキャビティ８８の一つと位置あわせする。この位置決めは、“一回プル（Ｓｉｎｇｌｅ  ｐｕｌｌ）”といわれ、内側コアを形成するために２つの重なり部材を有することが必要な“２回プル（Ｄｏｕｂｌｅ  ｐｕｌｌ）とは異なる。一回プルは、スタックモールド１２を経済的に作動させる機器的なものである。何故ならば、モールドブロック７６、７８、及び８０につきかなり多数のキャビティ８８が存在できるからである。一回プルの設計は、より複雑なものであるが、可動部分をより少なくすることができる。
スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２が内側に動いた後に、第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８は閉位置に動く。第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８は、ラック及びピニオン機構９４の作動によって同時に閉じる。スタックモールド１２が閉じた時に、第一モールドブロック７６の第二表面８４は第三モールドブロック８０に接触し、第二モールドブロック７８は、第一モールドブロック７６の第一表面に接触する。簡単にいえば、全ての三つのブロック７６、７８、及び８０は結びつけられて、物理的に接触する。
【００１９】
工程
図３を参照すると、円弧形中空品を射出成形するための工程が開示されている。この工程は、スタックモールドが第一プラトン２０と第二プラトン２２との間に配置され、閉位置の状態で開始することを述べている。溶融材料は、非常に高い圧力で、スタックモールド１２によって形成された円弧形状キャリア８８に導かれる。様々な通路を通って溶融キャビティ８８に溶融材料を押し出すのに用いられた圧力は、約１、０００から約２、０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）であり、好ましくは約１、４００ポンド／平方インチである。この力は、油圧シリンダ７０、ピストンロッド７２、図１に示したように、オーガを前方、即ち左に押すことによって給送ねじ６０の円錐形先端６４から溶融材料を吐き出させるピストン７４との作動によって発生する。所定量の溶融材料がオーガの前方に保持されて、ピストン７４の各ストロークで、スプルーバー６６に射出される。溶融材料は、加熱されたスプルーバー６６に入り込み、既にスプルーバー６６にある溶融材料を第一モールドブロック７６に形成された開口１０４を通って前方に動くようにする。この作動によって、ピストン７４の各ストロークの際の第一モールドブロック７６と給送ネジ６０に所定量の溶融材料が送られる。
【００２０】
必要とされる溶融材料の正確な量は、時間の前に計算されなければならない。この計算は、モールドキャビティ８８の大きさ、キャビティ８８の数、各キャビティ８８を充填するのに必要な材料の量、開口１０４とキャビティ８８の間の通路の長さ及び直径等にかなり依存する。次いで、全てのキャビティ８８を充填するのに必要な溶融材料の量は給送ねじ６０の大きさと直径及びピストン７４のストロークに因数分解される。次いで、給送機構５６と油圧シリンダ７０は、溶融材料の正確な量がスタックモールド１２の各サイクル毎に供給されるように、コンピュータによって調整され制御される。コンピュータは、最適な温度でスタックモールド１２を制御し、かつ維持することもでき、更に溶融材料を正確な時間で精密にスタックモールド１２に給送できる。
溶融材料がキャビティ８８内にあると、溶融材料が固まるのにかかる時間を最小にするようにスタックモールド１２の温度を調整することができる。“調整”という用語は、スタックモールド１２の温度が一定温度に維持される、即ちモールドを冷却することによって温度を事実上低くし、溶融材料をより早く固めることができることを意味するときに用いられる。約９０°Ｆでスタックモールド１２の温度を維持することによって溶融材料は、２、３秒のうちに固まることがわかった。
【００２１】
線密度の低いポリエチレンに対して、溶融材料を固めるのに必要な時間は、比較的短い。例えば約３秒から約１０秒であり、より好ましくは約５秒以下である。冷却時間はできるだけ短くしなければならない。最終成形品の大きさと形状、スタックモールド１２の温度、溶融材料の温度、或いは他のパラメータ全てが冷却時間に影響を及ぼすことを忘れてはならない。スタックモールド１２は、冷水のような冷却剤をモールドブロック７６に送る冷却通路を含んでおり、材料を固めるのに必要な時間を短縮できる。
材料が固まった後に、第三モールドブロック８０から離れるように第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８を動かすことによってスタックモールドは開く。第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８はラック・ピニオン機構９４の作動によって同時に動く。第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８が所定量約１３０ミリーメートル（約５．１インチ）開くと、スライドキャリア１０６、１０８、１０８、１１０及び１１２はアクチュエータ１２０によって第二及び第三モールドブロックから離れるように外方向に動くように作動することができる。言い換えると、第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８が第三モールドブロック８０から離れるように動き始めると、スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２が第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８とともに同時に開く。スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２に沿って第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８の双方を同時に動かすことは、スタックモールド１２を開くのに必要な時間の長さを短縮することになる。時間が重要でない場合には、スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２は、第一モールドブロック７６と第二モールドブロック７８が完全に開いた後に開くことができる。スライドキャリア１０６、１０８、１１０及び１１２は外方向に動くので、内側コア１２４は成形品から同時に引き出される。この“一回プル”特性はサイクル時間の短縮を助けることになる。
【００２２】
成形品は、第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０内に形成されたモールドキャビティ８８内に保持される。第二モールドブロック７８と第三モールドブロック８０内に可動に保持される以外のエジェクタピン（図示せず）が最終成形品をモールドキャビティから分けるのに用いることができる。設計によっては、最終製品がそれ自身でモールドキャビティ８８から落ちることができ、これによりエジェクタピンを用いる必要がない。しかしながら、取り出し機構が最終品を射出成形機１０から取り出すのに用いられる場合には、スタックモールド１２が次のサイクルのために閉じる前に、全ての成形品が取り除かれるようにエジェクトピンを用いることは効果的である。
ひとつの完全なサイクルを成功させるためのスタックモールド１２の全サイクル時間が２０秒以下であり、より好ましくは約１７秒以下であり、更に最も好ましくは約１５秒以下である。このことは、最終成形品の費用を下げるのに役立つ。完全なサイクルは、スタックモールド１２を閉じ、溶融材料を各モールドキャビティに射出し、溶融材料を固め、スタックモールドを開き、最終製品を取り除く工程を含む。このサイクルにおいて、スタックモールド１２は約３秒から約８秒間、閉じ位置のままとしなければならない。
【００２３】
図４と図５を参照すると、円弧形タンポンアプリケータ１２６が円弧形状で中空の外側端部領域１２８と円弧形状の中空の内側チューブ１３０から構成されて示されている。二つのチューブ１２８と１３０は、はめ込み式に組み立てられている。吸収性タンポン１３２は大きい方の外側がチューブ１２８内に収納されており、内側チューブ１３０を外側チューブ１２８に押し出すことによって女性の膣内に挿入することができる。タンポン１３２が女性の膣内に挿入されると、アプリケータ１２６は捨てることができる。引出しストリング１３４は、タンポン１３２に固定されており、体液が集積されるとタンポン１３２を女性の膣から取り除く手段となる。米国特許第５、２６７、９５３号は、曲線上のタンポンアプリケータの働きを述べており、本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。
本発明は、詳細な実施例に関して述べてきたが、前述の記載によって、多くの他の変更例及び変形例が当業者にとって明らかであろう。従って、本発明は、請求の範囲の精神と範囲から逸脱することなく他の変更例と変形例を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】スタックモールドを内部に備えた射出成形機の斜視図であり、開位置状態を示している。
【図２】第二モールドブロックに形成されたモールドキャビティと噛み合うように設計された、８個の内側コアを備えたスライドキャリアを示す、図１の線２─２に沿ったスタックモールドの部分図である。
【図３】円弧形状中空品を射出成形する方法のフロー線図である。
【図４】はめ込み式に組み立てられた外側チューブと内側チューブを備えた曲線状のタンポンアプリケータの側図である。
【図５】外側チューブに収納された生理用タンポンを示す、図４に示された曲線状のタンポンアプリケータの断面図である。
【符号】
１０  射出成形機
１２  スタックモールド
１４  ベース
１６  油圧シリンダ
１８  ピストンロッド
２０  第一プラトン
２２  第二プラトン
２８、３０、３２、３４  タイバー
４４、４６、４８、５０  開口
５４  ホッパ
５８  バレル
６０  給送ねじ
６４  先端
７０  シリンダ
７２  ピストンロッド
７４  ピストン
７６  第一モールドブロック
７８  第二モールドブロック
８０  第三モールドブロック
８２、８４  表面
８６、８８  キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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