(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表皮材の溶融流を通すための表皮材溶融通路と、芯材の溶融流を通すための芯材溶融通路とを有した射出成型ノズルと、
前記ノズルの下流側端部に連結されたノズル先端部と、
を備えた共射出成型装置であって、
前記ノズル先端部は、
前記ノズルの表皮材溶融通路から表皮材の溶融流を受け入れるための中央表皮材溶融流路と、
前記ノズルの芯材溶融通路から芯材の溶融流を受け入れるための環状の芯材溶融流路と、
半径方向に延びる１つまたは複数のトンネル通路を介して流体が流れるように中央表皮材溶融流路に接続された環状の外側層溶融流路と、
を画成しており、
前記中央表皮材溶融流路によって受け入れられた表皮材の溶融流の一部が、前記１つまたは複数のトンネル通路を通じて前記外側層溶融流路へ差し向けられ、前記１つまたは複数のトンネル通路は、芯材の溶融流を横切り、
前記中央表皮材溶融流路からの表皮材の溶融流と、前記芯材溶融流路からの芯材の溶融流と、前記外側層溶融流路からの表皮材の溶融流とが、金型ゲートへ入る前に、当該共射出成型出装置のゲート部位内で互いに結合する、共射出成型装置。
【請求項２】
前記ノズルの縦方向の穴の中を延びるように配置されて、前記ノズルの前記穴を前記表皮材溶融通路と前記芯材溶融通路とに分割する管状のスリーブであって、前記スリーブの内側表面によって前記表皮材溶融通路が画成され、それと同心の前記芯材溶融通路が前記スリーブの外側表面と前記ノズルの前記穴との間で画成される、前記スリーブと、
前記スリーブによって画成された前記ノズルの前記表皮材溶融通路と、それと縦方向に整列した前記ノズル先端部の前記中央表皮材溶融流路とを貫いてスライド可能に配置されたバルブピンであって、ゲート閉鎖位置と、少なくとも１つの部分後退位置と、完全後退位置との間で作動可能な前記バルブピンと、
を更に備えた、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ノズル先端部は、このノズル先端部の前記中央表皮材溶融流路を画成する先端分割器を含んでおり、前記先端分割器は、この先端分割器の下流側端部を貫くとともに前記金型ゲートと軸線方向に整列した中央開口を含んでおり、この中央開口を貫いて前記バルブピンがスライド可能に配置されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記先端分割器は上流側延長部を含んでおり、この上流側延長部は、前記ノズル先端部の前記中央表皮材溶融流路と前記ノズルの前記表皮材溶融通路との間の流体連通をもたらすように前記スリーブの下流側端部内に受け入れられる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記ノズル先端部は先端キャップを含み、この先端キャップは、その内側表面の少なくとも一部分が、前記先端分割器の外側表面との間で環状の前記芯材溶融流路の下流側部分を画成するように前記先端分割器の外側表面から離れており、前記先端キャップは、この先端キャップの下流側端部を貫く中央開口を含んでおり、この中央開口は、この中央開口を貫いて前記バルブピンがスライド可能に配置されるように、前記先端分割器の前記中央開口および前記金型ゲートと軸線方向に整列している、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記ノズル先端部は、ネジ付きの先端保持器を介して前記ノズルの下流側端部内に固定されており、前記先端保持器は、前記先端キャップの外側表面との間に前記環状外側層溶融流路を画成するように当該外側表面から離れている内側表面を有している、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記１つまたは複数のトンネル通路は、前記先端分割器および前記先端キャップに設けられるとともに軸線方向に整列した横穴により形成されている、請求項５記載の装置。
【請求項８】
前記ノズル先端部は、前記先端キャップと接触する下流側端部がある先端基部を含んでおり、この先端基部は、前記ノズル先端部内を延びる前記スリーブのセグメントの外側表面から離れた内側表面を有し、これらの外側表面および内側表面の間に前記環状芯材溶融流路の上流側部分が画成されている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記先端分割器と、前記先端キャップと、前記先端基部とが、互いに蝋付けされて前記ノズル先端部を形成している、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のトンネル通路は少なくとも部分的には、管状の延長構成部品によって画成されており、この延長構成部品は、前記先端分割器と前記先端キャップとの間に画成された前記芯材溶融流路を横切るように、前記先端分割器と前記先端キャップとの間を延びている、請求項５記載の装置。
【請求項１１】
自らを貫いて延びる縦方向の穴があるノズル本体を有した射出成型ノズルと、
前記ノズルの前記穴内を延びるように配置されて、前記ノズルの前記穴を、表皮材の溶融流を通すための表皮材溶融通路と、芯材の溶融流を通すための芯材溶融通路とに分割する管状のスリーブであって、前記表皮材溶融通路が前記スリーブの内側表面によって画成され、前記芯材溶融通路が前記スリーブの外側表面と前記ノズルの前記穴との間で画成される、前記スリーブと、
前記ノズル本体に連結されたノズル先端部と、
前記ノズル先端部を前記ノズル本体の下流側端部に固定するための先端保持器と、
前記ノズルと前記ノズル先端部とを貫いてスライド可能に配置されたバルブピンと、
を備えた共射出成型装置であって、
前記ノズル先端部は、
前記ノズルの前記表皮材溶融通路から表皮材の溶融流を受け入れるための中央表皮材溶融流路を画成する先端分割器であって、この先端分割器の下流側端部を貫くとともに金型ゲートと軸線方向に整列した中央開口を有している、前記先端分割器と、
先端キャップであって、この先端キャップの内側表面の少なくとも一部分が、前記ノズルの前記芯材溶融通路から芯材の溶融流を受け入れるための芯材溶融流路の少なくとも一部を前記先端分割器の外側表面との間に画成するように前記先端分割器の前記外側表面から離れており、かつ、この先端キャップの下流側端部を貫く中央開口を有し、この中央開口が、前記先端分割器の前記中央開口および前記金型ゲートと軸線方向に整列している、前記先端キャップと、
前記先端保持器は、前記中央表皮材溶融流路から表皮材の溶融流の一部を受け入れるための外側層溶融流路を前記先端キャップの外側表面との間に画成するように当該外側表面から離れている内側表面を有し、
前記バルブピンは、その下流側端部が前記金型ゲート内に嵌ることができるように、前記先端分割器の前記中央開口と前記先端キャップの前記中央開口とをそれぞれ貫いて延びており、
前記先端分割器の前記中央開口と前記先端キャップの前記中央開口とに対して前記バルブピンが完全に後退させられたときには、前記中央表皮材溶融流路、前記芯材溶融流路および前記外側層溶融流路からのそれぞれの溶融流が、前記金型ゲートへ向かって流れるとともに、前記金型ゲートへ入る前に前記ノズル先端部の下流側で互いに結合する、共射出成型装置。
【請求項１２】
前記外側層溶融流路が、１つまたは複数のトンネル通路を介して流体が流れるように中央表皮材溶融流路に接続されており、これにより前記中央表皮材溶融流路から受け入れられた表皮材の溶融流の一部が、半径方向に延びる前記１つまたは複数のトンネル通路を通じて前記外側層溶融流路へ差し向けられる、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のトンネル通路は、前記先端分割器および前記先端キャップに設けられるとともに芯材の溶融流を横切る軸線方向に整列した横穴によって形成されている、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のトンネル通路は少なくとも部分的には、管状の延長構成部品によって画成されており、この延長構成部品は、前記先端分割器と前記先端キャップとの間に画成された前記芯材溶融流路を横切るように、前記先端分割器と前記先端キャップとの間を延びている、請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記先端分割器と、前記先端キャップと、トンネルの前記延長構成部品とが、互いに蝋付けされてノズル先端部を形成している、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記ノズル先端部は、前記先端キャップと接触する下流側端部がある先端基部を含んでおり、この先端基部は、前記ノズル先端部内を延びるスリーブのセグメントの外側表面から離れた内側表面を有し、これらの外側表面および内側表面の間に前記環状芯材溶融流路の上流側部分が画成されている、請求項１４記載の装置。
【請求項１７】
前記バルブピンは、ゲート閉鎖位置と、少なくとも１つの部分後退位置と、完全後退位置との間で作動可能となっている、請求項１１記載の装置。
【請求項１８】
前記バルブピンが前記ゲート閉鎖位置にあるときには、前記バルブピンの先端案内セグメントが、前記中央表皮材溶融流路内の表皮材の溶融流と前記芯材溶融流路内の芯材の溶融流とが金型ゲートへ向かって流れるのを妨げるように、前記先端分割器の前記中央開口と前記先端キャップの前記中央開口とを塞いでいる、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記バルブピンが少なくとも１つの部分後退位置にあるときには、前記ノズル先端部の前記外側層溶融流路からの溶融流のみが前記金型ゲートを通じて流れることができるように、前記バルブピンの前記先端案内セグメントが前記先端分割器の前記中央開口と前記先端キャップの前記中央開口とを塞ぎつつ、前記バルブピンの前記下流側端部が前記金型ゲートから外れている、請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記バルブピンが前記少なくとも１つの部分後退位置にあるときには、前記バルブピンの前記下流側端部が、前記先端分割器の前記中央開口内に突き出て、この中央開口を通る表皮材の溶融流のわずかな絞りまたは制限を生じさせる、請求項１７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
この出願は、２０１０年９月２１日に出願された米国特許出願第６１／３８４，９８４号、２０１０年１０月８日に出願された米国特許出願第６１／３９１，４１２号、および２０１０年１０月２２日に出願された米国特許出願第６１／４０５，９４９号の利益、並びに、これらの出願に対する優先権を主張するものであり、これらの出願のそれぞれ全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、射出成型に関し、より特定的には、複数の成型用材料溶融流の金型ゲートを通じた金型キャビティ内への流れを制御する共射出（コ・インジェクション，coinjection）ホットランナー射出成型システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
射出成型技術においては、単一のホットランナー射出成型ノズルを用いて、２つの成型用材料の溶融流を金型キャビティ内へと同時に、或いは逐次射出することが知られており、一般的に共射出と呼ばれている。ノズルを通じた金型ゲートとそれに続く金型キャビティ内への２つ以上の溶融流の流れを制御する従来の手法は、次のことによってもたらされてきた。即ち、互いに異なる溶融物通路と並ぶようにノズルのバルブピン部材を回動させることによって、或いは、ノズルにおけるバルブピン部材と（このバルブピン部材を取り囲む）１つまたは複数のバルブスリーブ部材とを開放位置と閉鎖位置との間で軸線方向に往復動させることによってである。２つ以上の溶融流の同時ないし逐次の射出をもたらすのに、軸線方向に往復動されるバルブピン部材とバルブスリーブ部材とを利用する多くのシステムが開発されてきた。しかし、それらのような構成には、射出成型システムにおける高温側の製造、組立、および操作に複雑さを加えてしまうだけでなく、往復動の不精確さや、溶融物同士を十分に分離した状態に保つことの困難さなどの不完全性がないわけではない。それらのようなシステムにおけるもう１つの不完全性は、バルブスリーブ部材および／またはバルブピン部材を金型ゲートと心合わせすること（そのような心合わせは、射出技術の改善やゲート摩耗の低減にとって重要である）が難しいということである。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書の諸実施形態は、ホットランナー射出成型ノズルへ表皮材の溶融流と芯材の溶融流とをもたらす共射出成型装置を対象としている。そのノズルは、表皮材の溶融流を受け入れるための中央表皮材溶融流路と、芯材の溶融流を受け入れるための環状芯材溶融流路と、環状外側層溶融流路とを画成するノズル先端部を含んでいる。中央表皮材溶融流路からの表皮材の溶融流の一部が、芯材の溶融流を横切る１つまたは複数のトンネル通路を通じて外側層溶融流路へと差し向けられる。中央表皮材溶融流路からの表皮材の溶融流は、成型品の内側層を形成するために金型キャビティへと差し向けられる。また、芯材溶融流路からの芯材の溶融流は、成型品の芯層ないしバリア層を形成するために金型キャビティへと差し向けられる。そして、外側層溶融流路からの表皮材の溶融流は、成型品の外側層を形成するために金型キャビティへと差し向けられる。これら３つの溶融流は、金型ゲートを通じて金型キャビティへ入る前に、ノズル先端部の中かゲート部位の中のいずれかで互いに結合するようになっている。
【０００５】
本発明の前述した特徴や、その他の特徴、および利点は、添付図面に描かれているような本発明の実施形態の下記説明から明らかになるであろう。添付図面（これらは本明細書に援用され、明細書の一部を成すものである）は更に、本発明の原理を説明するのに役立つと共に、当業者による本発明の作製や使用を可能とするのに役立つ。これらの図面は一定の縮尺にはなっていない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一部断面で示す、共射出ホットランナー射出成型システムの斜視図。
【図１Ａ】本明細書の一実施形態による、図１の射出成型システムにおけるスリーブ構成部品の断面図。
【図２】図１のシステムの正面図。
【図３】図１のシステムから取り外して示す、ホットランナー射出成型ノズルの平面図。
【図３ＡＡ】ゲートを通る第１層の流れ、第２層の流れ、および第３層の流れを許容する完全開放位置ないし完全後退位置にあるノズルのゲート部位における、図３のＸ−Ｘ線に沿って切った拡大断面図。
【図３Ａ】ゲート閉鎖位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図３Ｂ】ゲートを通る第１層の流れを許容する部分開放位置ないし部分後退位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図３Ｃ】ゲートを通る第１層の流れ、第２層の流れ、および第３層の流れを許容する完全開放位置ないし完全後退位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図３Ｄ】ゲートを通る第１層の流れ、第２層の流れ、および第３層の流れを許容する完全開放位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＹ−Ｙ線に沿って切った断面図。
【図４Ａ】ゲート閉鎖位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図４Ｂ】ゲートを通る第１層の流れを許容する部分開放位置ないし部分後退位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図４Ｃ】ゲートを通る第１層の流れ、第２層の流れ、および第３層の流れを許容する完全開放位置ないし完全後退位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＸ−Ｘ線に沿って切った断面図。
【図４Ｄ】ゲートを通る第１層の流れ、第２層の流れ、および第３層の流れを許容する完全開放位置にあるバルブピンを示す、ノズルのゲート部位における図３のＹ−Ｙ線に沿って切った断面図。
【図５】本明細書のもう１つの実施形態によるノズルのゲート部位の拡大断面図。
【図６】本明細書のもう１つの実施形態による共射出ホットランナー射出成型システムの断面図。
【図６Ａ】閉鎖位置にあるバルブピンおよびスリーブを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図６Ｂ】金型ゲートを通る第１の成型用材料の内側層と外側層の流れを許容する開放位置ないし後退位置にあるバルブピンを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図６Ｃ】バルブピンのみならずスリーブも開放位置ないし後退位置にあって、第１の成型用材料の内側層と外側層との間にゲートを通って第２の成型用材料の中間層が流れるのを許容していることを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図７Ａ】閉鎖位置にあるバルブピンおよびスリーブを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図７Ｂ】金型ゲートを通る第１の成型用材料の内側層と外側層の流れを許容する開放位置ないし後退位置にあるバルブピンを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図７Ｃ】バルブピンのみならずスリーブも開放位置ないし後退位置にあって、第１の成型用材料の内側層と外側層との間にゲートを通って第２の成型用材料の中間層が流れるのを許容していることを示す、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図８】本明細書のもう１つの実施形態による、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図。
【図９】本明細書のもう１つの実施形態によるノズルのゲート部位の拡大断面図。
【図１０】本明細書のもう１つの実施形態によるゲート部位内にある図９のノズルを描く図。
【図１１】本明細書のもう１つの実施形態によるノズルのゲート部位の断面図。
【図１２】本明細書のもう１つの実施形態によるノズルのゲート部位の断面図。
【図１３】本明細書のもう１つの実施形態による共射出ホットランナー射出成型システムの一部分の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここで、図面を参照して本発明の特定の諸実施形態を説明するが、同様の参照符合は、同一ないしは機能的に類似した要素を示している。以下の説明において、「下流（側）」は、射出成型機の射出ユニットから、射出成型システムの金型における金型キャビティへの成型材料の流れの方向について用いられ、また、それらの構成要素や構造を通じて射出ユニットから金型キャビティへと成型用材料が流れる順序についても用いられる。これに対して、「上流（側）」は反対の方向について用いられる。以下の詳細な説明は、全くもって例示的なものに過ぎず、本発明を限定したり、本発明の適用や用途を限定したりすることを意図するものではない。本明細書の実施形態の説明はホットランナー射出成型システムの文脈におけるものであるが、本発明は、有用と思われる他の成型の用途に用いられてもよい。当該成型用途の非限定的な例には、液状シリコーンゴムなどのような熱硬化性樹脂の成型が含まれる。更に、前述した技術分野、背景、概要、または以下の詳細な説明に呈示された如何なる明示または暗示の理論によっても束縛される意図は存在しない。
【０００８】
図１は、本明細書の一実施形態によるホットランナー共射出装置１００を一部断面で示す斜視図であり、図２は共射出装置１００の側面図である。共射出装置１００が、射出成型機（図示せず）において成型システムの低温側、即ちキャビティ側と合わさるように設計された当該成型システムの高温側を構成するものである、ということを当業者は理解するであろう。また、共射出装置１００が、例えば支持プレート、マニホールド・プレート、および／またはキャビティ・プレートなどの様々な金型プレート（図示せず）の中に収容される、ということも当業者は理解するであろう。
【０００９】
共射出装置１００は、マニホールド１０２を含んでいる。そのマニホールド１０２は、第１の溶融物注入口ないしスプルー１０６を通じて第１の溶融物源（図示せず）から成型用表皮材の溶融流を受け入れるための第１組のランナーないし溶融通路１０４を有している。また、マニホールド１０２は、第２の溶融物注入口ないしスプルー１１０を通じて第２の溶融物源（図示せず）から成型用芯材の第２の溶融流を受け入れるための第２組のランナーないし溶融通路１０８をも有している。第１および第２組のマニホールド・ランナー１０４，１０８は、表皮材と芯材との溶融流同士がマニホールド１０２内で結合することのないよう、互いに独立していて連通し合ってはいない。第１および第２組のマニホールド・ランナー１０４，１０８の長さ、直径や幅、および全体的な形状は、特定の用途や、成型用の表皮材と芯材の量や性質によって左右される。マニホールド１０２には、第１および第２の溶融流それぞれの成型用の表皮材および芯材の温度を維持するために加熱器（図示せず）が設けられている。一実施形態において、表皮溶融流の表皮材は、プラスチック・ボトル用のキャップなどの成型品における内側と外側の層を成型するための主材ないし表面材であり、芯溶融流の芯材は、成型品の内側と外側の表層同士の間に配置される中間層、バリア層、ないしは充填層を成型するためのバリア材である。マニホールド１０２は、断熱用空隙によって囲まれて冷却金型プレート（図示せず）内に設置されている。位置決めリング１１２や様々なプレッシャー・ディスク１１４，１１６によって、稼働中に空隙内でのマニホールド１０２の位置が保たれる。
【００１０】
４つのホットランナー・バルブゲート型ノズル１２０を有した共射出装置１００が示されている。各ノズル１２０は、マニホールド１０２の下流側表面１０１から、それぞれの金型ゲート・インサート１２２までの間を延びている。各金型ゲート・インサート１２２は、それぞれの金型ゲート１２４を画成している。共射出装置１００のゲート部位および金型ゲート１２４は、金型ゲート・インサート１２２によって形成されているが、これは限定ではなくて例示のつもりである。それは、当業者が次のことを認識するであろうからである。即ち、本発明の範囲から逸脱することなく、ゲート部位が、代わりに１つまたは複数の他の射出成型構造によって画成されていてもよく、例えば金型キャビティ・プレート内に画成された金型ゲートやゲート部位などであってもよい、ということである。通常通り、各バルブゲート型ノズル１２０は、とりわけ、ノズル本体１２１、ノズル加熱器１２３、熱電対１２９、および当業者に知られているであろうような他の構成要素を含んでいる。ノズル本体１２１は、概して円柱状であって、これもまた概して円柱状の縦穴１４６を含んでいる。各ノズル１２０の縦穴１４６は、マニホールド１０２の縦穴１４０と整列させられ（同心に並べられ）ている。マニホールド１０２およびノズル１２０の縦穴１４０，１４６をそれぞれ貫通して、作動可能なバルブピン１２６がスライド自在に延びている。図１および図２においては、バルブピン１２６の先端部分１２８が金型ゲート１２４から外れた、即ち後退した状態で示されている。各バルブピン１２６の頭部分１３０が、作動プレート１３４内に保持されたそれぞれのバルブピン連結器１３２に対して、当業者に知られているであろうようなやり方で連結されている。一実施形態においては、作動プレート１３４に続いて、それに連結された各バルブピン１２６が、それぞれの開放位置と閉鎖位置との間で作動される。この作動は、例えばカナダ、オンタリオ州、ジョージタウンのモールド−マスターズ・リミテッドから入手可能なＥ−ドライブ（E-Drive：商標）システムによってもたらされるシンクロプレート・バルブピン作動などの、電動サーボモータ駆動によって行われる。この電動サーボモータ駆動は、オペレータによるバルブピン１２６のストローク距離の調節を可能とする。もう１つの実施形態においては、バルブピンの逐次駆動をもたらすソレノイド・アクチュエータを用いてもよい。様々な他の実施形態においては、バルブピンが逐次に駆動されるのを可能とする任意のバルブピン作動システムを用いてもよい。バルブピン１２６は、ピン本体セグメント１２７へと段付きになった、即ち細くなった密封セグメント１２５を含んでいる。そのピン本体セグメント１２７は、図３ＡＡに示すように、先端案内セグメント１３１へと段付きになって、即ち細くなっていて、その案内セグメント１３１が今度は、その下流側端部の所で先端部分１２８へと段付きになって、即ち細くなっている。一実施形態（図示せず）において、バルブピン１２６は、本実施形態に示すよりも多いか若しくは少ないセグメントを有している。
【００１１】
４つのバルブゲート型ノズル１２０および関連構成要素を有した共射出装置１００が示されているが、この構成は単に例示として役立つものに過ぎない。本発明の原理を変えることなく、もっと多い、或いはもっと少ないバルブゲート型ノズルおよび関連構成要素が、難なく用いられ得るからである。更に、アクチュエータ・プレートを手段とするバルブピン作動もまた、例示によって示されたものであって、限定によって示されたものではない。もう１つの実施形態においては、各バルブピンが、シリンダ内に収容されたピストンなどの個別のアクチュエータに対して連結される。
【００１２】
マニホールド１０２および各ノズル１２０は、バルブピン１２６が内部をスライドできるように延びるそれぞれの穴１４０，１４６を通して、長く延びたスリーブ１３６を受け入れられるようにされている。図１、図１Ａ、および図２を参照すると、スリーブ１３６は、半径方向へ延びる頭部セグメント１４２を有した、長く延びる管状構造である。その頭部セグメント１４２は、プレッシャー・ディスク１１６とマニホールド１０２の上流側表面１０３との間に嵌り込み、或いは挟み込まれている。スリーブ１３６は、マニホールドの穴１４０の中を延びる密封セグメント１３８と、マニホールドの穴１４０内で始まってノズルの穴１４６の中を延びる溶融通路セグメント１４４とを有している。スリーブの密封セグメント１３８は、半径方向頭部セグメント１４２から、マニホールドの穴１４０とランナー１０８との間の交差部まで延びる外径ＯＤ１を有している。下記で議論するようにランナー１０８から受け入れた溶融流を差し向けるため、スリーブの密封セグメント１３８の下流側端部上に分流面１９７が形成されている。密封セグメント１３８とマニホールドの穴１４０との間の締まりばめ（これが溶融物の漏洩を防止するのを助ける）をもたらすよう、密封セグメント１３８の外径ＯＤ１は、マニホールドの穴１４０の直径と略等しくなるような寸法にされている。スリーブ１３６の溶融通路セグメント１４４は、密封セグメントの第１の外径ＯＤ１よりも小さい第２の外径ＯＤ２によって画定されている。その第２の外径ＯＤ２は実質的に、分流面１９７の所で始まって、当該セグメント１４４の下流側端部１４３まで続いている。またスリーブの密封セグメント１３８は、密封内径ＩＤ１も含んでいる。その密封内径ＩＤ１は、バルブピンの密封セグメント１２５の外径と略等しいが、それでも、その中でのバルブピン１２６のスライド移動は許容するような寸法にされている。またスリーブ１３６は、密封内径ＩＤ１よりも大きい内径ＩＤ２も有している。その内径ＩＤ２は、側方開口１４８に略隣接して始まって、側方開口１４８の下流側を、スリーブ１３６の残りの長さに渡って下流側端部１４３まで続いている。
【００１３】
スリーブ１３６の側方開口１４８は、マニホールドの第１組のランナー１０４と表皮材溶融通路１５０との間の流体連通（流体が流通可能な連絡）をもたらすように、マニホールドの穴１０４の中で位置を定められている。その表皮材溶融通路１５０は、固定されたスリーブ１３６の中に画定され、即ち当該スリーブ１３６によって画定された内径ＩＤ２を有している。ランナー１０４から受け入れられた表皮材の溶融流は、表皮材溶融通路１５０を通って、その内部を延びるバルブピンの本体セグメントおよび案内セグメント１２７，１３１の周囲を流れ、ノズル先端部１５４の中でスリーブの下流側端部１４３から送り出される。その際、下記でより詳細に説明するように、表皮溶融流は２つの溶融流へと分かれることができる。図１Ａに破線で示すように、スリーブの溶融通路セグメント１４４の外側表面１５６と、マニホールドおよびノズルの穴１０４，１４６との間で、芯材溶融通路１５２が画成されている。また、スリーブの溶融通路セグメント１４４の外側表面１５６と、ノズル先端部１５４の内側表面１６０との間で、芯材溶融流路１７２が画成されている。従って、スリーブ１３６は事実上、マニホールドの穴１０４およびノズルの穴１４６を、表皮材溶融通路１５０が環状の芯材溶融通路１５２によって取り囲まれた状態で２つの同心状の溶融通路へと分割しているのである。これも図１Ａに破線で示すように、芯材溶融通路１５２は、第２組のマニホールド・ランナー１０８の吐出口１５８から芯材の溶融流を受け入れて、この芯材の溶融流をノズル先端部１５４の中で排出するように、当該吐出口１５８と流体連通（流体が流通可能に連絡）している。その際、下記でより詳細に説明するように、芯材の溶融流は、表皮材の溶融流の中を、或いは表皮材の溶融流同士の間を流れるように差し向けられる。そのように、スリーブ１３６は、表皮材およびバリア材の溶融流がマニホールド１０２からノズル先端部１５４の様々な溶融流路内へと流れるときに、それらの溶融流同士を互いに分離した状態に保つための流れ分離器の役目を果たす。
【００１４】
図３は、共射出装置１００から取り外して示した、図１のノズル１２０のうちの１つの平面図である。図３ＡＡ、図３Ａから図３Ｃ、および図４Ａから図４Ｃは、図３のＸ−Ｘ線に沿って切ったノズル１２０のノズル先端部およびゲート部位の断面図である。図３Ｄおよび図４Ｄは、図３のＹ−Ｙ線に沿って切ったノズル１２０のノズル先端部およびゲート部位の断面図である。図３ＡＡに示すゲート部位の拡大図を参照すると、ノズル先端部１５４は、第１の部分、即ち先端基部１６２と、第２の部分、即ち先端分割器１６４と、第３の部分、即ち先端キャップ１６６とを含んでいる。これらの部分１６２，１６４，１６６は、ノズル本体１２１の下流側端部、即ち前端部内のネジ付穴１７０の中のネジ付き先端保持器１６８によって保持されている。その保持は、ノズル本体１２１内の凹状肩部１１９と、対応する先端基部１６２上の凸状肩部１６１とによって補助されると共に、先端基部１６２および先端キャップ１６６と先端保持器１６８との互いに対応する表面同士の間の接触部位１６３，１６５の形状によって補助されている。他の連結案、例えば蝋付けなどを用いてもよい。先端保持器１６８は、密封部分１６７をも含んでいる。この密封部分１６７は、ゲート・インサート１２２に対して嵌り込み、或いは密着して、先端保持器１６８とゲート・インサート１２２との間の断熱用空隙１７１へ成型材料が進入するのを防止する。先端キャップ１６６と先端保持器１６８それぞれの下流側表面１７５，１７７は、ゲート１２４を取り囲むゲート部位の中の隙間ないし「半球形」部位１６９によって、ゲート・インサート１２２から間隔を置かれている。
【００１５】
スリーブ１３６の内径ＩＤ２は、先端分割器１６４の上流側セグメント１３９上をスライドするように寸法が決められている。そのスライドは、ノズル１２０の表皮材溶融通路１５０および芯材溶融通路１５２を、ノズル先端部１５４内の対応する溶融流路と流体連通させるためのものである。より特定的には、先端基部１６２は、芯材溶融流路１７２の上流側部分を画成するようにスリーブ１３６の外側表面１５６と向かい合った内側表面１６０を含んでいる。また、先端分割器および先端キャップ１６４，１６６は、芯材溶融流路１７２の下流側部分を画成している。ノズル先端部１５４の芯材溶融流路１７２は、スリーブの芯材溶融通路１５２から芯材の溶融流を受け入れて、この溶融流を、先端キャップ１６６の下流側端部を貫いて形成された中央開口１８２を通じてゲート１２４へと流れるように差し向ける。先端分割器１６４は、ノズル先端部１５４内の中央表皮材溶融流路１７４をも画成している。この表皮材溶融流路１７４は、スリーブの表皮材溶融通路１５０から表皮材の溶融流を受け入れて、この表皮材の溶融流を分割して表皮材の外側層と内側層の流れを形成する。表皮材の外側層流れは、複数のトンネル通路１７８へ進入して、ノズル先端部の外側層溶融流路１８０内へと出て行く。各トンネル通路１７８は、先端分割器１６４と先端キャップ１６６とに設けられた、互いに隣接して軸線方向に整列した横穴によって造り出されている。外側層溶融流路１８０は、先端キャップ１６６の外側表面と先端保持器１６８の内側表面との間で形成されている。その後、表皮材の一部が、外側層溶融流路１８０を通じてゲート１２４へと差し向けられる。各トンネル通路１７８は、中央表皮材溶融流路１７４内の成型材料の全体的な流れに対して成型材料を横向きないし外向きに流すことを可能とするという点において、横方向ないし半径方向に延びているとみなしてもよい。その上、各トンネル通路１７８は、芯材溶融流路１７２および／または、その流路１７２を通って流れる芯材の溶融流を横切るものと、或いは横切っていると考えてもよい。各トンネル通路１７８は、穴、スリット、孔、開口、或いは、中央表皮材溶融流路１７４と外側層溶融流路１８０とを接続するのに適した、先端分割器１６４と先端キャップ１６６とを貫く他の如何なる型式の通路構造であってもよい。表皮材の内側層の流れは、先端分割器１６４の下流側端部を貫いて形成された中央開口ないし中央通路１７６と、軸線方向に整列した先端キャップ１６６の中央開口１８２とを通ってノズル先端部１５４を出て、金型ゲート１２４へ向かって流れる。各中央開口１７６，１８２は、下記でより詳細に説明するように、それらの開口を貫いてバルブピン１２６がスライド式に配置されるよう、金型ゲート１２４と軸線方向に整列している。
【００１６】
バルブピン１２６の先端部分１２８は、図３ＡＡにおいて、ゲート１２４から後退して、即ち引き出されて、ノズル先端部１５４の先端分割器１６４の中央開口１７６内に置かれた状態で示されている。先端分割器の中央開口１７６は、バルブピンの先端部分１２８よりも広くなっている。その結果、そのような位置においては、図３Ｃ、図４Ｃ、図３Ｄ、および図４Ｄを参照して下記でより詳細に説明するように、中央開口１７６を通じて中央表皮材溶融流路１７４から表皮材の流れが出て行くことになる。
【００１７】
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｄは、それぞれ対応する着色した図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄと同じ、ノズル先端部およびゲート部位内の構成要素とバルブピンの位置を示している。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄは、各バルブピン位置における表皮材および芯材の流れを描いている。図３Ａおよび図４Ａにおいて、バルブピン１２６の先端部分１２８はゲート１２４内に嵌り、バルブピン１２６の案内セグメント１３１は、先端分割器１６４と先端キャップ１６６の中央開口１７６，１８２内に嵌っている。それは、芯材溶融流路１７２、中央表皮材溶融流路１７４、または外側層溶融流路１８０から金型キャビティ（図示せず）内へと、表皮材と芯材のいずれも流入できないようにである。図４Ａに示すように、表皮材溶融通路１５０内の成型用表皮材は、外側層溶融流１８８と内側層溶融流１８６とを形成するように分割されることとなる。その外側層溶融流１８８は、先端迂回用トンネル通路１７８を通じて、中央表皮材溶融流路１７４を出て外側層溶融流路１８０および半球形部位１６９の中へ流入する。また、ノズル先端部１５４内の内側層溶融流１８６は、第２のノズル先端部の中央開口１７６が塞がれなくなったときに中央表皮材溶融流路１７４を出て行くこととなる。図４Ａにおける外側の溶融通路１５２内の成型用芯材は、ノズル先端部の芯材溶融流路１７２内の芯材溶融流１８４を形成する。その芯材溶融流路１７２は、先端キャップの中央開口１８２が塞がれなくなったときに、当該芯材がゲート１２４へと流れることとなる所である。
【００１８】
図３Ｂおよび図４Ｂにおいて、バルブピン１２６の先端部分１２８はゲート１２４から外れた後退位置にあるが、バルブピン１２６のノズル先端部案内セグメント１３１は、先端分割器１６４と先端キャップ１６６の中央開口１７６，１８２内に嵌ったまま、即ち当該開口１７６，１８２を塞いだままである。それは、表皮材の外側層溶融流１８８だけが、ゲート１２４を通じて金型キャビティ（図示せず）内へと流入できるようにである。その外側層溶融流１８８は、中央表皮材溶融流路１７４から、先端分割器のトンネル通路１７８、外側層溶融流路１８０、および半球形部位１６９を通じて、金型ゲート１２４へと進む。
【００１９】
図３Ｃおよび図４Ｃにおいて、バルブピン１２６の先端部分１２８はゲート１２４から外された完全後退位置にあって、バルブピン１２６の先端部案内セグメント１３１は、先端分割器の中央開口１７６と先端キャップの中央開口１８２の両方を塞がないように外された、即ち引き抜かれた状態にある。バルブピンの先端部分１２８がこのようにして完全に後退したときには、表皮材の内側層溶融流１８６と芯材溶融流１８４とが、表皮材の外側溶融流１８８と同時に、ゲート１２４を通じて金型キャビティ（図示せず）内へと流入できるようになる。内側層溶融流１８６は、中央の表皮材溶融流路１７４から先端分割器の中央開口１７６を通って流れ、その後、ノズル先端部の芯材溶融流路１７２から流れてくる芯材溶融流１８４と合流する。それは、内側層溶融流１８６が芯層溶融流１８４の内側で中央に置かれ、或いは本質的に芯層溶融流１８４によって取り囲まれた状態で、内側層溶融流１８６と芯層溶融流１８４とが、先端キャップ１６６の中央開口１８２を通って出て行くようにである。そのようにして先端キャップの中央開口１８２を出た後、内側層溶融流１８６と芯層溶融流１８４とは、同時に半球形部位１６９を通じてゲート１２４へと流れる表皮材の外側層溶融流１８８と合流する。それにより、略同心状の内側層溶融流１８６と芯層溶融流１８４とが、外側層溶融流１８８によって実質的に取り囲まれて、それら３つの溶融流同士が共射出装置１００のゲート部位直近の半球形部位１６９内で互いに結合し、それからゲート１２４を通じて金型キャビティへ同時に進入する。このようにして、ノズル先端部１５４の各構成要素は、３つの溶融流が同時に半球形部位１６９を通って流れてゲート１２４へ進入するときに、表皮材の外側層と内側層の溶融流１８８，１８６同士の間に芯層溶融流１８４の位置を定めることができるのである。そのように、共射出装置１００は、表皮材とバリア材との同時射出を通じて、芯材の中間層と共に、第１の材料、即ち表皮材の内側層と外側層とを含んだ成型品を形成することができるのである。そして、その同時射出は、より速いサイクルタイムを可能とし、また薄肉成型の適用を容易にもするのである。
【００２０】
従って、本明細書の実施形態によれば、共射出装置１００のバルブピン１２６が、２段階のストロークを有するように、そして、それにより、ノズル先端部１５４と協力して、流入する２つの溶融流の一方を、互いに分離した２つの溶融流へと分割することによって、ゲート１２４の所で３つの溶融流パターンを造り出すように、作動されるのである。本明細書の一実施形態による方法においては、バルブピン１２６の最初のストロークによって、バルブピンの先端部分１２８がゲート１２４から外されて、表皮材、例えばポリプロピレン（ＰＰ）がゲート１２４の所でＰＰの第１層の流れを引き起こすのを可能とする。一方、バルブピンの先端案内セグメント１３１は、芯材層、例えばエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などのバリア材の流れがノズル先端部の芯材溶融流路１７２を通じて流れないようにしている。バルブピン１２６の２番目のストロークによって、バルブピンの先端部分１２８がノズル先端部の芯材溶融流路１７２の上流側まで後退させられて、ＥＶＯＨのバリア層の流れを引き起こすと共に、先端分割器１６４の中央開口１７６の上流側まで後退させられて、ＰＰの内側層の流れをも引き起こす。前述したようなやり方にて、ＥＶＯＨの第２の層が、ゲート１２４内でＰＰの内側層と外側層との間に定置されるように芯材溶融流路１７２を出て行く。
【００２１】
本明細書の一実施形態においては、成型品内での表皮材の内側層と外側層に対するバリア材の芯層の位置を制御するために、バルブピン１２６のストローク距離を調整してもよい。バルブピン１２６が図３ＡＡに示すように定置されたときには、先端分割器１６４の中央開口１７６内に先端部分１２８が突き出て、中央開口１７６を通る表皮材の内側層溶融流１８６の軽い絞り、即ち制限を生じさせる。そのような中央開口１７６を通る表皮材の内側層の流れの制限は、外側層溶融流路１８０と半球形部位１６９とを通る外側層溶融流１８８として差し向けられる表皮材の増加という結果になる。中央開口１７６を通じてゲート１２４へと差し向けられる表皮材の容積に比べて、外側層溶融流路１８０と半球形部位１６９とを通じてゲート１２４へと差し向けられる表皮材の容積を増加させることによって、バリア層の溶融流１８４は、内側層溶融流１８６に対してより大きな容積の外側層溶融流１８８によって内側へ動かされることとなる。そのようにして、結果として生じる成型品においては、バリア材の芯層が、表皮材の内側層と外側層との間で、成型品の内側表面により近づいて定置されることとなる。これとは逆に、バルブピン１２６が図３Ｃ、図３Ｄ、図４Ｃ、および図４Ｄに示すように定置された、即ち更に大きく上流側へ後退した位置にあるときには、先端分割器１６４の中央開口１７６が広く開放されて、表皮材の内側層溶融流１８６が中央開口１７６を通じて自由に流れるのを可能とする。このことは、外側層溶融流路１８０と半球形部位１６９とを通る外側層溶融流１８８として差し向けられる表皮材に比べての、内側層溶融流１８６として差し向けられる表皮材の増加という結果になる。外側層溶融流路１８０と半球形部位１６９とを通じてゲート１２４へと差し向けられる表皮材の容積に比べて、中央開口１７６を通じてゲート１２４へと差し向けられる表皮材の容積を増加させることによって、バリア材の芯材溶融流１８４は、外側層溶融流１８８に対してより大きな容積の第２の溶融流１８６によって外側へ動かされることとなる。そのようにして、結果として生じる成型品においては、バリア材の芯層が、表皮材の内側層と外側層との間で、成型品の外側表面により近づいて定置されることとなる。
【００２２】
稼働中にオペレータや自動式検査装置が、表皮材の内側層と外側層に対する芯層の位置について、新たに成型された物品を検査してもよい。成型品の芯層が不十分な態様や望ましくない態様で定置されていると分かったときには、前の段落で説明したようなやり方で表皮材の内側層と外側層に対するバリア層の位置を変更するように、バルブピン１２６の後退位置を調節すべく作動機構１３２のｅ−ドライブにオペレータが指示してもよい。
【００２３】
図３Ｄおよび図４Ｄは、バルブピン先端部分１２８が図３Ｃおよび図４Ｃに示すような完全後退位置にある状態での、図３のＹ−Ｙ線に沿って切ったノズル１２０のノズル先端部およびゲート部位の断面図である。図３Ｄおよび図４Ｄにおいて、先端分割器１６４の各トンネル通路１７８は、先端キャップ１６６におけるそれぞれの側壁開口１９０を通じて、ノズル先端部１５４の外側層溶融流路１８０と流体連通するように示されている。一実施形態において、先端分割器１６４と先端キャップ１６６とは、図３Ｄおよび図４Ｄに示す互いの接触面に沿って相互に蝋付けされていてもよい。その結果、先端分割器１６４の各トンネル通路１７８と、先端キャップ１６６におけるそれぞれの側壁開口１９０との整列状態が保たれる。
【００２４】
図３Ｄとの比較において図３ＡＡを参照すると、当業者によって次のことが理解されるであろう。即ち、先端分割器１６４が、スリーブの芯材溶融通路１５２から芯材の溶融流を受け入れるための芯材溶融流路１７２の上流側部分をも含んでいるということである。目下の実施形態においては、先端分割器１６４および先端キャップ１６６内の互いに隣接した穴が、互いに９０度の間隔を置いた４つのトンネル通路１７８を半径方向に造り出している。また、４つの縦穴１９２が、トンネル通路１７８同士の間で先端分割器１６６を貫通して、その周囲での芯材溶融流の流れを可能とするように延びている。このようにして、各トンネル通路１７８は、芯材溶融流路１７２および／または、そこを通って流れる芯材溶融流１８４を横切るものと、或いは横切っていると考えてもよい。
【００２５】
図５は、本明細書のもう１つの実施形態によるノズル５２０のゲート部位の拡大断面図である。前述したノズル１２０から変わらないままのノズル５２０の構造に対しては同じ参照符合が用いられる。そのようにして、それらの構造はそれ以上説明しない。スリーブ５３６とノズル先端基部５６２との間で画成された芯材溶融流路５７２の上流側部分は、スリーブ５３６の下流側端部５４３の直近において拡張されており、その直近の芯材溶融流路５７２の下流側部分における拡張された上流側部位と協力して、環状の減圧チャンバないし減圧部位５９４を形成している。芯材の溶融流は、ノズルの先端分割器５６４の縦穴５９２へ進入する前に、その減圧チャンバ５９４内へと流入する。同様にして、ノズルの先端分割器５６４の縦穴５９２から溶融流が出る位置で芯材溶融流路５７２の下流側部分を拡張することによって、環状の減圧チャンバ５９６が形成されている。この減圧チャンバ５９６は、ノズルの先端キャップ５６６とノズルの先端分割器１６４の少なくとも一方から材料を取り除くことによって作られる。ノズルの先端分割器５６４の縦穴５９２を通って差し向けられる溶融流は、環状の減圧チャンバ５９６内で再結合し、それからゲート１２４へ向かう途中で芯材溶融流路５７２の残りの部分を通って流れる。その芯材溶融流路５７２の残りの部分は、芯材の溶融流を、ノズルの先端キャップ５６６の中央開口５８２へ向かって曲げる。
【００２６】
図６は、本明細書のもう１つの実施形態によるホットランナー共射出装置６００の断面図を描いている。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。図６Ａから図６Ｃおよび図７Ａから図７Ｃは、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図である。図６Ａおよび図７Ａは、閉鎖位置にあるバルブピンおよびスリーブを示し、図６Ｂおよび図７Ｂは、金型ゲートを通る第１の成型用材料の内側層と外側層の流れを許容する開放位置ないし後退位置にあるバルブピンを示している。そして、図６Ｃおよび図７Ｃは、バルブピンのみならずスリーブも開放位置ないし後退位置にあって、第１の成型用材料の内側層と外側層との間にゲートを通って第２の成型用材料の中間層が流れるのを許容していることを示している。
【００２７】
図６を参照すると、共射出装置６００は、支持プレート６０７、種々の金型プレート６０９，６０９’，６０９''、キャビティ・プレート６１１、ヨーク・プレート６１３、およびマニホールド６０２を含んでいる。キャビティ・プレート６１１（図示を容易にするために簡素化された形態で描かれている）は、複数の金型キャビティ６３３を部分的に画成している。ヨーク・プレート６１３は、金型プレート６０９と支持プレート６０７とによって取り囲まれている。マニホールド６０２は、冷却金型プレート６０９，６０９’内に設置され、位置決めリング６１２とバルブ・ディスク６１６とで維持された断熱用空隙によって囲まれている。共射出装置６００は、各金型ゲート６２４にそれぞれ対応したホットランナー・ノズル６２０を更に含んでいる。各金型ゲート６２４は、金型プレート６０９’，６０９''内に配置されたそれぞれの金型ゲート・インサート６２２によって画成されている。共射出装置６００のゲート部位および金型ゲート６２４は金型ゲート・インサート６２２によって形成されているが、これは限定ではなくて例示のつもりである。それは、当業者が次のことを認識するであろうからである。即ち、本発明の範囲から逸脱することなく、ゲート部位が、代わりに１つまたは複数の他の射出成型構造によって画成されていてもよく、例えば金型キャビティ・プレート内に画成された金型ゲートやゲート部位などであってもよい、ということである。
【００２８】
各ノズル６２０は、縦方向にスライド可能なスリーブ６３６と、バルブピン６２６（図面ではハッチングが付けられていない）とを受け入れられるようになっている。ヨーク・プレート６１３内に配置されているのが、バルブピン・アクチュエータ６３２である。各バルブピン・アクチュエータ６３２は、各々のノズル６２０のバルブピン６２６をそれぞれ作動させるためのものである。支持プレート６０７内に配置されているのが、ヨーク・プレート６１３を作動させるためのヨークプレート・アクチュエータ６１５である。ヨーク・プレート６１３内には、スライド可能な各スリーブ６３６の上流側頭部６４２が固定されている。支持プレート６０７は、取り付けられた各ヨークプレート・アクチュエータ６１５へ流体を供給するための、少なくとも１つの流体通路６１７を含んでいる。また、ヨーク・プレート６１３は、取り付けられた各バルブピン・アクチュエータ６３２へ流体を供給するための、少なくとも１つの流体通路６１７’を含んでいる。
【００２９】
マニホールド６０２は、第１の溶融注入口ないしスプルー（図示せず）を通じて第１の溶融物源（図示せず）から成型用表皮材の第１の溶融流を受け入れるための第１組のランナーないし溶融通路６０４を含んでいる。また、マニホールド６０２は、第２の溶融注入口ないしスプルー（図示せず）を通じて第２の溶融物源（図示せず）から成型用芯材の第２の溶融流を受け入れるための第２組のランナーないし溶融通路６０８を有している。第１および第２組のマニホールド・ランナー６０４，６０８は、第１および第２の溶融流同士がマニホールド６０２内で結合することのないよう、互いに独立していて連通し合ってはいない。第１および第２組のマニホールド・ランナー６０４，６０８の長さ、直径や幅、および全体的な形状は、特定の用途や、第１および第２の成型用材料の量や性質によって左右される。マニホールド６０２には、第１および第２の溶融流それぞれの第１および第２の成型用材料の温度を維持するための加熱器（図示せず）が設けられている。一実施形態において、第１の溶融流の表皮材は、プラスチック・ボトル用のキャップなどの成型品における内側と外側の層を成型するための主材ないし表面材であり、第２の溶融流の芯材は、成型品における内側と外側の層同士の間の中間層、バリア層、ないしは充填層を成型するためのバリア材である。
【００３０】
各バルブゲート型ノズル６２０は、とりわけ、ノズル本体６２１、ノズル加熱器６２３、ノズル先端部６５４（下記で詳細に説明する）、および当業者に知られているであろうような他の構成要素を含んでいる。ノズル本体６２１は、概して円柱状であって、これもまた概して円柱状の縦穴６４６を含んでいる。各ノズル６２０の縦穴６４６は、マニホールド６０２の縦穴６４０と整列させられている。マニホールド６０２およびノズル６２０の縦穴６４０，６４６をそれぞれ貫通して、作動可能なバルブピン６２６がスライド自在に延びている。バルブピン６２６の先端部分６２８は、金型ゲート６２４の中に嵌るような寸法にされている。バルブピン１２６と同様、バルブピン６２６は、バルブピン・アクチュエータ６３２から自らの先端部分６２８へと延びるにつれて直径の小さくなる複数のセグメントを含んでいてよい。図６Ａに示すように、バルブピン６２６は、このバルブピンの先端部分６２８を金型ゲート６２４と心合わせするために、下記で説明するように複数の心合わせフィン６９３に当たって摺動する拡径部位６３５を含んでいる。それらの心合わせフィン６９３は、ノズル先端部６５４における先端分割器６６４の内側表面から突き出ている。
【００３１】
スリーブ６３６は、マニホールド６０２およびノズル６２０の穴６４０，６４６、並びにノズル先端部６５４の穴６６０の中に、スライド可能に配置されている。スリーブ６３６は、スリーブ１３６に関して説明したのと同様のやり方で、表皮材溶融通路６５０を画成すると共に、環状の芯材溶融通路６５２と、環状の芯材溶融流路の上流側部分６７２ａとを形成する、中空の管状構造である。芯材溶融通路６５２は、スリーブ６３６の外側表面６５６と、マニホールド６０２およびノズル６２０の穴６４０，６４６との間でそれぞれ形成される。また芯材溶融流路の上流側部分６７２ａは、外側表面６５６と、ノズル先端部６５４の穴６６０との間で形成される。表皮材溶融通路６５０は、スリーブ１３６の側方開口１４８と同様の、スリーブ６３６の上流側部分で縦方向に延びるスロット６４８を通じて、マニホールド６０２の第１組のランナー６０４と連通している。また、芯材溶融通路６５２は、マニホールド６０２の第２組のランナー６０８と連通している。スロット６４８は、スリーブ６３６が、後退した上流側位置と延び出た下流側位置とに定置され、或いはそれらの上流側位置と下流側位置との間で作動されるときに、溶融流が表皮材溶融通路６５０へと続くことができるように、その寸法と、第１組のランナー６０４に対する向きとが決められている。一実施形態において（本明細書その全体が組み込まれるフェアリー（Fairy）への米国特許第７，５２７，４９０号明細書で説明されているようなやり方で）、バルブピン６２６は、スリーブ６３６のスロット６４８を塞いでマニホールド６０２の第１組のランナー６０４からの溶融流を止められるように寸法が決められた外径を、その上流側セグメントに含んでいてもよい。
【００３２】
図６Ａから図６Ｃ、および図７Ａから図７Ｃを参照すると、ノズル先端部６５４は、先端基部６６２と、先端分割器６６４と、先端キャップ６６６とを含んでいる。これらの部分６６２，６６４，６６６は、ノズル本体６２１の下流側端部、即ち前端部内のネジ付穴の中のネジ付き先端保持器６６８によって保持されている。その保持は、ノズル先端部１５４の構成要素に関して前述したようなやり方で、ノズル本体６２１内の凹状肩部と、対応する先端基部６６２上の凸状肩部とによって補助されると共に、先端基部６６２および先端キャップ６６６と先端保持器６６８との互いに対応する表面同士の間の接触部位の形状によって補助されている。他の連結案、例えば蝋付けなどを用いてもよい。先端保持器６６８は、密封部分６６７をも含んでいる。この密封部分６６７は、ゲート・インサート６２２に対して嵌り込み、或いは密着して、先端保持器６６８とゲート・インサート６２２との間の断熱用空隙６７１へ成型材料が進入するのを防止する。先端キャップ６６６と先端保持器６６８それぞれの下流側表面６７５，６７７は、ゲート６２４を取り囲む隙間ないし「半球形」部位６６９によって、ゲート・インサート６２２から間隔を置かれている。
【００３３】
先端基部６６２は、芯材溶融流路の上流側部分６７２ａを画成するようにスリーブ６３６の外側表面６５６と向かい合った内側表面６６０を含んでいる。また、先端分割器および先端キャップ６６４，６６６は、芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを画成している。ノズル先端部６５４における芯材溶融流路の上流側および下流側部分６７２ａ，６７２ｂは、下記で説明するように、スリーブ６３６が後退させられたとき、芯材溶融通路６５２からの芯材の溶融流を受け入れて、この溶融流をゲート６２４へと差し向ける。先端分割器６６４は、ノズル先端部の表皮材溶融流路６７４をも画成している。この表皮材溶融流路６７４は、表皮材溶融通路６５０から表皮層材の溶融流を受け入れて、この溶融流を分割して表皮材の第１の外側層流れと第２の内側層流れとを形成する。図７Ａを参照すると、表皮材の外側層流れは、先端分割器および先端キャップ６６４，６６６のトンネル通路ないし開口７７８，７７８’をそれぞれ通って表皮材溶融流路６７４から出て、ノズル先端部の外側層溶融流路６８０へ進入する。外側層溶融流路６８０は、先端キャップ６６６の外側表面と先端保持器６６８の内側表面との間で形成されている。この外側層溶融流路６８０を通じて、外側層流れがゲート６２４へと差し向けられる。各トンネル通路７７８，７７８’は、ノズル先端部の表皮材溶融流路６７４内の表皮層材の全体的な流れに対して成型材料を横向きないし鋭角に流すことを可能とするという点において、横方向ないし半径方向に延びているとみなしてもよい。各トンネル通路７７８，７７８’は、穴、スリット、孔、開口、または他の如何なる型式の通路構造であってもよい。表皮材の内側層の流れは、先端分割器６６４の中央開口ないし通路６７６を通って表皮材溶融流路６７４を出て、ゲート６２４へ向かって流れる。
【００３４】
スリーブ６３６は、開口６９５を開閉する下流側端部６４３を有している。その開口６９５は、芯材溶融流路の上流側部分６７２ａの、芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂおよび金型ゲート６２４との溶融物連通（溶融物が流通可能な連絡）のためのものである。その下流側端部６４３による開閉は、スリーブ６３６が、開放・後退位置と閉鎖・前進位置とを有すると考えてもよいようなものである。スリーブ６３６の下流側セグメント６３７の内径は、スリーブ６３６が開放位置と閉鎖位置との間で動く際に先端分割器６６４の上流側セグメント６３９の外側表面上をスライドするように寸法が決められている。
【００３５】
図６Ａから図６Ｃを参照すると、内側層流れ６８６と外側層流れ６８８とを形成する表皮材が一連のプラス記号、即ち「＋」によって描かれ、芯層溶融流６８４を形成する芯材が一連の点、即ち「・」によって描かれている。図６Ａおよび図７Ａにおいて、バルブピン６２６の先端部分６２８はゲート６２４内に嵌り、スリーブ６３６の下流側端部６４３は先端キャップ６６６に当たって着座して、芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを塞いでいる。それは、ノズル先端部の表皮材、芯材、または外側層の各溶融流路６４７，６７２ｂ，６８０から如何なる溶融流も溶融キャビティ６４０内へは流入しないようにである。図６Ｂおよび図７Ｂにおいて、バルブピン２２６の先端部分６２８はゲート６２４から外れた後退位置にあるが、スリーブ６３６の下流側端部６４３は、芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを塞いだままである。それは、表皮材の内側層および外側層の溶融流６８６，６８８だけが、ゲート６２４を通じて溶融キャビティ６４０内へと流入できるようにである。その外側層溶融流６８８は、表皮材溶融流路６７４から、トンネル通路６７８，６７８’、外側層溶融流路６８０、および半球形部位６６９を通じて、ゲート６２４へと進む。
【００３６】
図６Ｃおよび図７Ｃにおいて、バルブピン６２６の先端部分６２８はゲート６２４から外されて、スリーブ６３６の下流側端部６４３は芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを塞がないように後退した、即ち引き抜かれた状態にある。それは、表皮材の内側層および外側層の溶融流６８６，６８８が、芯材ないしバリア材の芯層溶融流６８４と一緒に、ゲート１２４を通じて溶融キャビティ６３３内へと流入できるようにである。図６Ｃにおいて、表皮材溶融通路６５０内の成型用材料は、トンネル通路７７８，７７８’を通じて表皮材溶融流路６７４から出て外側溶融流路６８０および半球形部位６６９内をゲート６２４へと流れる外側層溶融流６８８を形成すると共に、表皮材溶融流路６７４を通ってゲート６２４へと流れる内側層溶融流６８６を形成するように分かれる。一実施形態において、表皮材の内側層および外側層の溶融流が金型キャビティへと流れるときに、表皮材の流れを選択的に変化させるよう、バルブピン６２６を逐次に前進させたり後退させたりしてもよい。図６Ｃにおいて芯溶融流路の上流側部分６７２ａへ供給される芯材は、当該上流側部分６７２ａと芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂとの間の開口６９５が開放されたときに、当該下流側部分６７２ｂを通ってゲート６２４へと流れる芯層溶融流６８４をもたらす。このようにして、ノズル先端部６５４の各構成要素は、３つの溶融流が同時に半球形部位６６９を通って流れてゲート６２４へ進入するときに、表皮材の内側層と外側層の溶融流６８６，６８８同士の間に芯材の芯層溶融流６８４の位置を定めることができるのである。そのように、共射出装置６００は、表皮材と芯材との同時射出を通じて、第２の材料、即ち芯材の芯層と共に、第１の材料、即ち表皮材の内側層と外側層とを含んだ成型品を形成することができるのである。そして、その同時射出は、より速いサイクルタイムを可能とし得るし、また薄肉成型の適用を容易にもし得る。
【００３７】
図８は、本明細書のもう１つの実施形態による、図６に描いたゲート部位Ａの拡大断面図である。図８の実施形態に示す全ての構造は、バルブピン８２６がより大径の下流側セグメント８３１を含んでいる点を除けば、先の実施形態で説明したのと同様である。より大径なバルブピンの下流側セグメント８３１は、ノズル先端部の表皮材溶融流路６７４を通って流れる表皮材の内側層溶融流の体積を減少させ、それにより、ノズル先端部の外側溶融流路６８０を通って流れる表皮材の外側層溶融流の体積、即ち残量を増大させる。
【００３８】
図６および図８の引込み（後退）式スリーブ型共射出装置は同時成型の適用を行うものと考えられるが、本明細書による他の実施形態においては、当該装置が逐次成型の適用を行うように操作されてもよい。より特定的には、表皮材の内側層および外側層の溶融流のみがゲート６２４を通じて溶融キャビティ６４０内へと流入できるよう、バルブピン６２６が図６Ｂおよび図７Ｂに示すように後退させられてもよい。それから、スリーブ６３６の下流側端部６４３が、芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを塞がないように後退させられて図６Ｃおよび図７Ｃに示すように定置された状態で、内側層および外側層の溶融流を形成するために用意された表皮材源が停止される。それは、芯材の芯層溶融流のみがゲート６２４を通じて溶融キャビティ６４０内へと流入できるようにである。その後、スリーブ６３６の下流側端部６４３が、もう一度芯材溶融流路の下流側部分６７２ｂを塞ぐように前進させられて、当該部分６７２ｂへの芯層溶融流を停止させる。そして、表皮材の内側層および外側層の溶融流が、再びゲート６２４を通じて溶融キャビティ６４０内へと流入できるようにされる。
【００３９】
図９は、本明細書のもう１つの実施形態による、バルブゲート型ノズル９２０におけるゲート部位の拡大断面図である。ノズル９２０は、とりわけ、第１および第２の溶融通路９５０，９５２を画成するノズル本体９２１、ノズル先端部９５４、および当業者に知られているであろうような他の構成要素、例えば加熱器や熱電対などを含んでいる。ノズル９２０の第１の溶融通路９５０は、様々なホットランナー構成要素（図示せず）を介して、第１の溶融物源から成型用表皮材の第１の溶融流を受け入れる。また、ノズル９２０の第２の溶融通路９５２は、様々なホットランナー構成要素（図示せず）を介して、第２の溶融物源から成型用の第２の材料の第２の溶融流を受け入れる。
【００４０】
ノズル先端部９５４は、第１の部分９６２と、第２の部分９６４と、第３の部分９６６とを含んでいる。これらの部分９６２，９６４，９６６は、ノズル本体９２１の下流側端部、即ち前端部内のネジ付穴９７０の中のネジ付き先端保持器９６８によって保持されている。ノズル先端部の第１、第２、および第３の部分９６２，９６４，９６６の各々は、概して管状の延長部を伴ったフランジ付上流側端部を含んでいる。それらの延長部や上流側端部は、互いに積み重なって相互間にノズル先端部の様々な溶融流路を画成するように寸法が決められている。より特定的には、ノズル先端部の第１の部分９６２は、フランジ付端部９４１と管状延長部９４５とを有している。また、ノズル先端部の第２の部分９６４は、フランジ付端部９５１と管状延長部９５５とを有している。そして、ノズル先端部の第３の部分９６６は、フランジ付端部９８１と管状延長部９８５とを有している。各フランジ付端部９４１，９５１，９８１は、互いにおおよそ等しい外径で、互いの上に積み重なって、先端保持器９６８によってノズル本体９２１の凹状肩部９１９に対して保持されている。その先端保持器９６８は、フランジ付端部９８１の接触部位９６３に対して作用する。ノズル先端部における第１の部分９６２のフランジ付端部９４１は、中央、中間、および外側の溶融流路９７４，９７２，９８０の第１の上流側セグメント９７４’，９７２’，９８０’を画成している。また、ノズル先端部における第２の部分９６４のフランジ付端部９５１は、中間および外側の溶融流路９７２，９８０の第２の上流側セグメント９７２''，９８０''を画成している。そして、ノズル先端部における第３の部分９６６のフランジ付端部９８１は、外側溶融流路９８０の第３の上流側セグメント９８０'''を画成している。第１の上流側セグメント９７４’，９８０’、並びに第２および第３の上流側セグメント９８０''，９８０'''は、ノズル９２０の第１の溶融通路９５０から受け入れた第１の溶融流を内側層と外側層の溶融流へと分割するように当該通路９５０と流体連通している。第１および第２の上流側セグメント９７２’，９７２''は、ノズル９２０の第２の溶融通路９５２から第２の溶融流を受け入れるように当該通路９５２と流体連通しているが、その第２の溶融流は、ノズル先端部９５４の残部を通過する際に中間層溶融流となる。
【００４１】
ノズル先端部における第１、第２、および第３の部分９６２，９６４，９６６の管状延長部９４５，９５５，９８５は、一方が他方の中へと同心状に収まって、それらの対応する表面同士の間にノズル先端部の溶融流路９７２，９８０を画成するように、全体として外径が拡大されて行くようになっている。より特定的には、第１の部分９６２の管状延長部９４５は、第２の部分９６４の管状延長部９５５の中に収まって、互いの間に中間溶融流路９７２を画成するように寸法が決められている。管状延長部９４５は、その外側表面に肩部９４９を含んでいる。その肩部９４９は、第２の材料の中間層溶融流を中間溶融流路９７２内へと下流側に差し向けるように、第１および第２の上流側セグメント９７２’，９７２''と流体連通している。肩部９４９は、管状延長部９４５を取り囲んでいて、第１の部分９６２の縦軸線に対して鋭角をなす平面上にある。これは、肩部９４９の最も上流側の箇所にて第２の上流側セグメント９７２''から中間層溶融流を受け入れて、この溶融流を肩部９４９の壁に沿って中間溶融流路９７２内へと下流側に差し向けるように、当該肩部９４９を定置するためである。ノズル先端部における第１の部分９６２の管状延長部９４５は、中央溶融流路９７４をも画成している。この中央溶融流路９７４を貫通して、バルブピン９２６がスライド可能に延びている。中央溶融流路９７４は、第１の上流側セグメント９７４’から表皮材の内側層溶融流を受け入れるように、当該セグメント９７４’と流体連通している。第２の部分９６４の管状延長部９５５は、第３の部分９６６の管状延長部９８５の中に収まって、互いの間に外側溶融流路９８０を画成するように寸法が決められている。管状延長部９４５と同様に、管状延長部９５５は外側表面に肩部９５９を含んでいる。その肩部９５９は、表皮材の外側層溶融流を外側溶融流路９８０内へと差し向けるように、第１、第２、および第３の上流側セグメント９８０’，９８０''，９８０'''と流体連通している。肩部９５９は、管状延長部９５５を取り囲んでいて、第１の部分９６２の縦軸線に対して鋭角をなす平面上にある。これは、肩部９５９の最も上流側の箇所にて第３の上流側セグメント９８０'''から外側層溶融流を受け入れて、この溶融流を肩部９５９の壁に沿って外側溶融流路９８０内へと下流側に差し向けるように、当該肩部９５９を定置するためである。
【００４２】
ノズル先端部９５４における中央、中間、および外側の各溶融流路９７４，９７２，９８０は、それぞれ環状吐出口９４７，９５７，９８７を有している。各吐出口９４７，９５７，９８７は、そこから半球形部位９６９内へと各溶融流を差し向ける。その各溶融流の差し向けは、中間溶融流路９７２からの中間層溶融流が、内側と外側の溶融流路９７４，９８０からの内側層と外側層の溶融流同士の間に定置されるように行われる。中間溶融流路９７２の環状吐出口９５７は、射出サイクル中に第２の材料、即ちバリア材の溶融流が止められたときに当該第２の材料の「流出」を防止するのを助けるように、中央溶融通路９７４へ向かって僅かに傾けられている。より特定的には、環状吐出口９４７を通じて中央溶融通路９７４を出て行く内側層材料は、射出サイクル中に第２の材料の溶融流が止められたときに、内側層と外側層の溶融流へ中間層材料が入り続けるのを防止すべく、環状吐出口９５７の所で中間層材料を喰い切る（剪断する）ように作用し得る。
【００４３】
図９において、バルブピン９２６は、ゲート・インサート９２２の金型ゲート９２４に嵌って当該金型ゲートを閉鎖する先端部分９２８を有している。その金型ゲート９２４の閉鎖は、当該ゲートを通じて如何なる溶融物も流れないように行われる。バルブピンの先端部分９２８が金型ゲート９２４から後退し、即ち外されて、第１および第２の溶融流のそれぞれが射出されているときには、先の諸実施形態に関して上記で同様に説明したように、次のことが行われる。即ち、ノズル先端部９５４における中央、中間、および外側の各溶融流路９７４，９７２，９８０から、それぞれ環状吐出口９４７，９５７，９８７を通じて出て行く内側層、中間層、および外側層の溶融流は、当該共射出装置のゲート部位における半球形部位９６９内で互いに結合し、金型ゲート９２４を通じて金型キャビティ９３３内へと同時に流入して、３層型の成型品を形成するのである。当業者によって、次のことが理解されるであろう。即ち、図１の実施形態に示したバルブピン作動システムの操作を改変することなどによって、バルブピン９２６が、従来のやり方にて開放・後退位置と閉鎖・嵌入位置との間で作動されてもよい、ということである。
【００４４】
図１０は、本明細書のもう１つの実施形態によるゲート部位内にある図９のノズル９２０を描いている。ノズル９２０は、内側層、中間層、および外側層の溶融流を半球形部位１０６９内へと送り出すノズル先端部９５４を含んでいる。それらの溶融流の送り出しは、半球形部位９６９への内側層、中間層、および外側層の溶融流の送り出しに関して先に上記で議論したようなやり方で行われる。図１０の実施形態においては、互いに結合した溶融流を半球形部位１０６９から金型ゲート１０２４を通じて金型キャビティ１０３３へと送り出すのに、３ピース型加熱式金型ゲート・インサート１０２２が利用されている。より特定的には、第１の金型ゲート部品１０２２Ａが、その内部にノズル先端部９５４の下流側端部を受け入れる。その受け入れは、第１の金型ゲート部品１０２２Ａの内側表面に先端保持器９６８が密封接触して、両者間に半球形部位１０６９が画成されるように行われる。その半球形部位１０６９は、ノズル先端部９５４における中央、中間、および外側の各溶融流路９７４，９７２，９８０から、それぞれ環状吐出口９４７，９５７，９８７を通じて出て行く内側層、中間層、および外側層の溶融流を受け入れる。第１の金型ゲート部品１０２２Ａの吐出口１０５３は、互いに結合した内側層、中間層、および外側層の溶融流を、第２の金型ゲート部品１０２２Ｂの溶融流路１０８３を通じて送り出す。第２の金型ゲート部品１０２２Ｂは、その外側表面内の溝１０７９の中に嵌っている加熱要素１０７３によって加熱される。加熱される第２の金型ゲート部品１０２２Ｂは、互いに結合した内側層、中間層、および外側層の溶融流が溶融流路１０８３を通って流れる際に、それらの溶融流の温度の操作を可能とする。このことは、特定の成型用途において望ましいものとなり得る。本明細書の一実施形態においては、ノズル９２０内の背圧を増大させるために、第２の金型ゲート部品１０２２Ｂの温度をノズルの温度に比べて低下させてもよい。このことは、互いに結合したばかりの溶融流を安定させるのを助けるかもしれない。もう１つの実施形態においては、第２の金型ゲート部品１０２２Ｂの温度をノズル９２０の温度に比べて上昇させてもよい。このことは、互いに結合した内側層、中間層、および外側層の溶融流が溶融流路１０８３を通って流れる際に、それらの溶融流の粘性を低下させ、それにより、互いに結合した材料の速度を増大させ得る。このことは、互いに結合したばかりの溶融流を安定させるのを助けるかもしれない。第２の金型ゲート部品の溶融流路１０８３は、互いに結合した溶融流を、第３の金型ゲート部品１０２２Ｃの金型ゲート１０２４へと差し向ける。
【００４５】
図１０の実施形態において、バルブピン１０２６は、第３の金型ゲート部品１０２２Ｃの金型ゲート１０２４に嵌る先端部分１０２８を有している。その先端部分１０２８の嵌り方は、金型ゲートが閉鎖されて、当該ゲートを通じて如何なる溶融物も流れないようなものである。バルブピンの先端部分１０２８が金型ゲート１０２４から後退して、第１および第２の溶融流のそれぞれが射出されているときには、先の諸実施形態に関して上記で同様に説明したように、次のことが行われる。即ち、ノズル先端部９５４における中央、中間、および外側の各溶融流路９７４，９７２，９８０から、それぞれ環状吐出口９４７，９５７，９８７を通じて出て行く内側層、中間層、および外側層の溶融流は、ゲート部位の直近の半球形部位１０６９内で互いに結合し、第１の金型ゲート部品１０２２Ａの吐出口１０５３と、第２の金型ゲート部品１０２２Ｂの溶融流路１０８３とを通って、第３の金型ゲート部品１０２２Ｃの金型ゲート１０２４を通じて金型キャビティ１０３３内へと同時に流入して、３層型の成型品を形成するのである。当業者によって、次のことが理解されるであろう。即ち、図１の実施形態に示したバルブピン作動システムの操作を改変することなどによって、バルブピン１０２６が、従来のやり方にて開放・後退位置と閉鎖・嵌入位置との間で作動されてもよい、ということである。
【００４６】
金型ゲートの第１および第２の部品１０２２Ａ，１０２２Ｂは、任意の適当な締結具によって、或いは蝋付けによって互いに固締されていてもよい。加熱される金型ゲートの第２の部品１０２２Ｂは、冷却される金型ゲートの第３の部品１０２２Ｃとの間で画成される断熱用空隙１０８９の中で、当該第３の部品１０２２Ｃ内に嵌り込んでいる。その嵌り込みは、金型ゲートの第２の部品１０２２Ｂが、密封表面１０９１の所でのみ、金型ゲートの第３の部品１０２２Ｃとの接触を成すようなものである。金型ゲートの第１の部品１０２２Ａは、金型プレート１００９内に位置して、このプレート１００９との接触を成している。また、金型ゲートの第３の部品１０２２Ｃは、金型キャビティ・プレート１０１１内に位置して、このプレート１０１１との接触を成している。金型ゲートの第２の部品１０２２Ｂは、金型ゲートの第１および第３の部品１０２２Ａ，１０２２Ｃによって金型プレート１００９および金型キャビティ・プレート１０１１から熱的に絶縁されるように、それらのプレート１００９，１０１１同士の間を延びている。
【００４７】
図１１は、本明細書のもう１つの実施形態によるノズル１１２０のゲート部位の断面図である。本明細書で説明した他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。また、前述したノズル１２０から変わらないままのノズル１１２０の構造に対しては同じ参照符合が用いられる。そのようにして、それらの構造はそれ以上説明しない。ノズル先端部１５４および先端保持器１６８と同様、ノズル１１２０のノズル先端部１１５４は、先端基部１１６２と、先端分割器１１６４と、先端キャップ１１６６とを含んでいる。これらの部分１１６２，１１６４，１１６６は、ノズル本体１２１の下流側端部の中のネジ付き先端保持器１１６８によって保持されている。その保持は、先端キャップ１１６６と先端保持器１１６８それぞれの下流側表面１１７５，１１７７が、ゲート１２４を取り囲む半球形部位１１６９によって、ゲート・インサート１２２から間隔を置かれた状態でなされている。
【００４８】
先端基部１１６２は、ノズル先端部１１５４内を通る芯材溶融通路１５２の部分を画成するようにスリーブ１３６の外側表面と向かい合った内側表面を含んでいる。先端分割器および先端キャップ１１６４，１１６６は、芯材溶融流路１１７２を画成している。この芯材溶融流路１１７２は、芯材溶融通路１５２から芯材の溶融流を受け入れて、この溶融流を、先端キャップ１１６６の中央開口１１８２を通じてゲート１２４へと差し向ける。先端分割器１１６４は、中央表皮材溶融流路１１７４をも画成している。この表皮材溶融流路１１７４は、スリーブの表皮材溶融通路１５０から溶融流を受け入れて、この表皮材の溶融流を、トンネル通路１１７８から出て表皮材の外側層流れを形成すると共に先端分割器１１６４の中央開口１１７６から出て表皮材の内側層流れを形成するように差し向ける。その表皮材の内側層流れは、金型ゲート１２４へ向かって流れる際に、先端キャップ１１６６の中央開口１１８２をも通過する。
【００４９】
各トンネル通路１１７８は、中央表皮材溶融流路１１７４と流体連通した流入口と、外側層溶融流路１１８０と流体連通した吐出口とを有している。外側層溶融流路１１８０は、先端キャップ１１６６の外側表面と、先端保持器１１６８の内側表面との間で形成されている。各トンネル通路１１７８は、短い管状の構成部品である個別のトンネル通路延長部１１９９によって画成された下流側部分を含んでいる。各トンネル通路延長部１１９９は、先端分割器１１６４の対応する端ぐり穴の中に固定された上流側端部と、芯材溶融流路１１７２を跨いで先端キャップ１１６６内の穴を貫通する長さとを有している。そのように定置されたとき、各トンネル通路延長部１１９９の吐出口は、外側層溶融流路１１８０と流体連通している。その外側層溶融流路１１８０を通じて、各トンネル通路１１７８によって受け入れられた一部の表皮材の溶融流がゲート１２４へと差し向けられる。各トンネル通路１１７８は、中央表皮材溶融流路１１７４内の成型材料の全体的な流れに対して成型材料を横向きないし外向きに流すことを可能とするという点において、横方向ないし半径方向に延びているとみなしてもよい。その上、各トンネル通路延長部１１９９および／または、それによって画成される各トンネル通路１１７８は、芯材溶融流路１１７２および／または、その流路１１７２を通って流れる芯材の溶融流を横切るものと、或いは横切っていると考えてもよい。更に図１１の実施形態においては、先端分割器１１６４が、先端分割器１６４の縦穴１９２のような縦穴を有してはいない。それは、芯材の溶融流が、芯材溶融流路１１７２内で、各トンネル通路延長部１１９９の外側表面の回りや、それらの外側表面同士の間を流れることができるからである。
【００５０】
図１１において、バルブピン１２６の先端部分１２８はゲート１２４内に嵌っており、先端案内セグメント１３１は、先端分割器１１６４と先端キャップ１１６６の中央開口１１７６，１１８２内に嵌っている。それは、芯材溶融流路１１７２、中央表皮材溶融流路１１７４、または外側層溶融流路１１８０のいずれからも、表皮材と芯材のいずれも金型キャビティ（図示せず）内へは流入できないようにである。図３Ａから図３Ｄ、および図４Ａから図４Ｄに関して説明した実施形態でそうであるように、バルブピン１２６の、金型ゲート１２４からの、次に中央開口１１７６，１１８２を通じての選択的な後退によって、芯材溶融流路１１７２からの芯層溶融流の流れだけでなく、表皮材溶融流路１１７４と外側層溶融流路１１８０からのそれぞれ表皮材の内側層と外側層の同時な流れが可能となる。その際、共射出装置のゲート部位直近の半球形部位１１６９内で当該３つの溶融流同士が互いに結合した後、ゲート１２４を通じて金型キャビティ（図示せず）へ同時に入って行く。このようにして、先の諸実施形態に関して上記で同様に説明したように、本実施形態によって３層型の成型品の形成が可能となる。
【００５１】
図１２は、本明細書のもう１つの実施形態によるノズル１２２０のゲート部位の断面図である。本明細書で説明した他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。また、前述したノズル１２０から変わらないままのノズル１１２０の構造に対しては同じ参照符合が用いられる。そのようにして、それらの構造はそれ以上説明しない。ノズル１２２０は、ネジ付き先端保持器１２６８によってノズル本体１２１の下流側の穴内に保持された、多ピース型ノズル先端部１２５４を有している。ノズル先端部１２５４は、複数のトンネル通路延長部１２９９だけでなく、先端基部１２６２、先端分割器１２６４、および先端キャップ１２６６を含んでいる。これらの部分１２６２，１２６４，１２６６，１２９９が互いに蝋付けなどで固定されて、ノズル先端部１２５４を通る一連のノズル先端部の溶融流路を形成している。より特定的には、先端分割器および先端キャップ１２６４，１２６６は、芯材溶融流路１２７２を画成している。この芯材溶融流路１２７２は、芯材溶融通路１５２から芯材の溶融流を受け入れて、この溶融流を、先端キャップ１２６６の中央開口１２８２を通じてゲート１２２４へと差し向ける。先端分割器１２６４は、表皮材溶融流路１２７４をも画成している。この表皮材溶融流路１２７４は、スリーブの表皮材溶融通路１５０から溶融流を受け入れて、この表皮材の溶融流を、トンネル通路１２７８から出て表皮材の外側層流れを形成すると共に先端分割器１２６４の中央開口１２７６から出て表皮材の内側層流れを形成するように差し向ける。その表皮材の内側層流れは、金型ゲート１２２４へ向かって流れる際に、先端キャップ１２６６の中央開口１２８２をも通過する。上記で描写した諸実施形態とは対照的に、先端基部１２６２の構造は、先端保持器１２６８と先端キャップ１２６６との間をゲート部位内にまで延びている。それは、先端キャップ１２６６の外側表面と向かい合った先端基部１２６２の内側表面が、外側層溶融流路１２８０を画成するようにである。その外側層溶融流路１２８０は、トンネル通路１２７８から表皮材の外側層流れを受け入れて、この外側層流れを、先端基部１２６２の中央開口１２９４を通じて金型ゲート１２２４へと送り出すためのものである。
【００５２】
ノズル先端部１２５４における先端基部１２６２、先端分割器１２６４、および／または先端キャップ１２６６のそれぞれは、熱伝導性材料や高熱伝導性材料、例えばベリリウム銅などで作られている。本実施形態においては、外側層溶融流路１２８０が、先の諸実施形態におけるようなノズル先端部の構成部品とそれより断熱性の大きい先端保持器との間ではなく、ノズル先端部１２５４における２つの熱伝導性の構成部品同士の間で形成されている。このため、外側層溶融流路１２８０を通る表皮材の外側層流れは、例えば流動するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に関連付けられる運転温度のような、特定の高分子材料のためのより高い運転温度や、それに近い温度のままであり得る。更に、表皮材溶融流路１２７４から送り出される表皮材の内側層流れと、芯材溶融流路１２７２から送り出される芯材の流れのそれぞれが、金型ゲート１２２４へ向かって流れる際に、先端基部１２６２の中央開口１２９４をも通過しなければならない。それは、３つの溶融流同士が、冷却された金型ゲートへ進入する前に、高温のノズル先端部１２５４内で効果的に結合するようにである。これは、ＰＥＴの成型品のために望ましい構成である。ゲート１２２４の部位における先端基部１２６２からの熱損失を防止するために、先端基部１２６２の下流側表面とゲート・インサート１２２２との間にベスペル（登録商標）などの断熱性キャップ１２９８を定置して、両者間の接触を防止してもよい。
【００５３】
各トンネル通路１２７８は、表皮材溶融流路１２７４と流体連通した流入口と、外側層溶融流路１２８０と流体連通した吐出口とを有している。図１２の実施形態において、トンネル通路１２７８は、ノズル先端部１２５４の上流側端部に近接して定置されており、先端分割器１２６４によって形成されてはいない。その代わり、各トンネル通路１２７８は、短い管状の構成部品である個別のトンネル通路延長部１２９９によって画成されている。各トンネル通路延長部１２９９は、先端分割器１２６４の対応する穴の中に固定された上流側端部と、先端キャップ１２６６の対応する穴の中に固定された下流側端部とを有し、それらの端部同士の間で芯材溶融流路１２７２を跨ぐ長さになっている。そのように定置されたとき、各トンネル通路延長部１２９９の流入口および吐出口は、表皮材溶融流路１２７４および外側層溶融流路１２８０とそれぞれ流体連通している。各トンネル通路１２７８は、表皮材溶融流路１２７４内の成型材料の全体的な流れに対して成型材料を横向きないし外向きに流すことを可能とするという点において、横方向ないし半径方向に延びているとみなしてもよい。更に図１２の実施形態においては、先端分割器１２６４が、先端分割器１６４の縦穴１９２のような縦穴を有してはいない。それは、芯材の溶融流が、芯材溶融流路１２７２内で、各トンネル通路延長部１２９９の外側表面の回りや、それらの外側表面同士の間を流れることができるからである。
【００５４】
図１２において、バルブピン１２２６の拡張された先端案内セグメント１２３１が、先端分割器１２６４、先端キャップ１１６６、および先端基部１２６２の中央開口１２７６，１２８２，１２９４内に嵌っている。それは、ノズル先端部の表皮材溶融流路１２７４、芯材溶融流路１２７２、または外側層溶融流路１２８０のいずれからも、表皮材と芯材のいずれも金型キャビティ（図示せず）内へは流入できないようにである。バルブピン１２２６の先端部分１２２８の、金型ゲート１２２４からの、次に各中央開口１２７６，１２８２，１２９４を通じての後退によって、芯材溶融流路１２７２からの芯層溶融流の流れだけでなく、表皮材溶融流路１２７４と外側層溶融流路１２８０からのそれぞれ表皮材の内側層と外側層の同時な流れが可能となり、それにより３層型の成型品の形成が可能となる。
【００５５】
共射出装置１００は、金型ゲート１２４を画成する１ピース型の金型ゲート・インサート１２２を伴って示されているが、他の実施形態は、例えば図１０の実施形態に示すような多ピース型の金型ゲート・インサート構成要素を有していてもよい。或いは、金型ゲート・インサートを有しておらず、その代わり、単に金型プレート内のウェル（湯溜）を有していてもよい。なお、本発明の範囲から逸脱することなく、金型ゲート・インサート１２２は、金型キャビティの一部をもたらす表面を有していても、いなくてもよく、冷却流体を循環させて金型キャビティ内の成型材料の凝固を促進するための冷却通路（図示せず）を含んでいても、いなくてもよい。
【００５６】
上述した各実施形態は、第１および第２の溶融流が、それぞれのマニホールド・ランナーから、システムの金型ゲートへ延びる内側および外側のそれぞれの溶融通路内へと直接的に差し向けられるのを描写している。しかし、他の実施形態においては、表皮材および芯材の溶融流をそれぞれのマニホールド・ランナーから受け入れて、それらの溶融流を、当該ランナーと流体連通したホットランナー・ノズルの表皮材および芯材のそれぞれの溶融通路へと差し向けるための溶融通路を、バルブピン・ブッシュが含んでいてもよい。本明細書の実施形態で用いられるように適合させ得る具体例としてのバルブピン・ブッシュ１３１６が、図１３に開示されている。バルブピン・ブッシュ１３１６は、ホットランナー・マニホールド１３０２とノズル１２０との間に定置されており、スリーブ１３３６を受け入れるために自らを貫いて延びる穴１３４０ａを含んでいる。そのスリーブ１３３６が、今度はバルブピン１２６を案内する。図１３の実施形態において、スリーブ１３３６は、スリーブの管状本体１３３６ａとは別個の構成要素である頭部セグメント１３４２を含んでいる。運転条件下での熱膨張を吸収するために、２つの構成要素同士の間に隙間が存在している。同様に、運転条件下での熱膨張を吸収するために、バルブピン・ブッシュ１３１６の案内延長部１３１６ｃとマニホールド１３０２の穴１３４０ｂとの間に隙間が存在している。バルブ・ブッシュ１３１６と上記で議論した一連の隙間とは、バルブピン１２６のゲートとの心合わせに影響を与えることなくマニホールド１３０２の熱膨張が生じるように考慮したものである。
【００５７】
ブッシュ１３１６は、マニホールド１３０２の第１組の溶融通路１３０４から表皮材の溶融流を受け入れるための表皮材溶融通路１３１６ａと、マニホールド１３０２の第２組の溶融通路１３０８から芯材の溶融流を受け入れるための芯材溶融通路１３１６ｂとを含んでいる。表皮材溶融通路１３１６ａは、開口１３４８を通じてノズル１２０の表皮材溶融通路１５０へ表皮材の溶融流を移送し、芯材溶融通路１３１６ｂは、ノズル１２０の芯材溶融通路１５２へ芯材の溶融流を移送する。一実施形態において、バルブピン・ブッシュ１３１６は、熱膨張中の安定性を確保するために、ノズル１２０に対してボルト止めなどによって固定されていてもよい。本明細書の実施形態において、バルブピン・ブッシュ１３１６は加熱器を含んでいてもよい。
【００５８】
上述した可動式スリーブの実施形態のうち任意のものを、ガスアシスト射出成型の用途で用いられるように適合させてもよい。そのような実施形態においては、芯材が、ポリマー材料に代えて、窒素などのガスになるであろう。そのガスが、製造される成型品に中間層材料として供給されるであろう。
【００５９】
また、上述した実施形態のそれぞれを、金型キャビティ内で第１および第２の成型用材料の同時射出を行うものとして説明した。しかし、本明細書の実施形態によるシステムは、特定の成型用途、例えば厚肉部品の成型において実行可能であり得るように、第１および第２の成型用材料の逐次射出を行うように作動されてもよい。
【００６０】
本明細書で説明した共射出装置の構成要素のための材料は、鋼鉄、工具鋼（Ｈ１３）、銅合金、ベリリウム銅、チタン、チタン合金、セラミック、高温重合体や、それらに類した材料を含む。一実施形態において、ノズルの先端基部はＴＺＭ（チタンジルコニアモリブデン）やモリブデンで作られていてよく、またノズルの先端保持器はもちろん先端分割器や先端キャップの部品も、それぞれＨ１３で作られていてよい。
【００６１】
本発明による様々な実施形態を上記で説明してきたが、それらの実施形態は説明や例示としてのみ呈示されてきたのであって、限定としてではない、ということを理解されたい。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、それらの実施形態において形態や細部の様々な変更をなす事が可能である、ということは当業者には明らかであろう。かくして、本発明の広さや範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付した特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。本明細書で議論した各実施形態や本明細書で言及した各引用文献のそれぞれの特徴は、如何なる他の実施形態の特徴とも組み合わせて用いることができる、ということも理解されるであろう。本明細書で議論した全ての特許や刊行物は全体として本明細書に援用される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３ＡＡ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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