(57)【要約】  動物用チューに関する樹脂、及び改良スクリューを利用した動物用チューの直接射出成形の方法に関連する。例えば、このスクリューには付加的なフライトまたは大きな移行帯が組み込まれる。また、樹脂の粒径は２０００マイクロメートル未満である。
2009511065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物用チューの直接射出成形を行う方法において、
改良スクリューを含む射出成形機に樹脂を導入し、前記改良スクリューは第一の長さＬ１を持つ移行帯および第二の長さＬ２を持つ供給帯を備え、ここでＬ１＞０．５×Ｌ２である段階と；
前記樹脂から動物用チューを形成する段階と；を備えた方法。
【請求項２】
さらに前記改良スクリューは第三の長さＬ３を持つ計量帯を備え、ここでＬ３＞０．５×Ｌ２である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記供給帯は第一のチャネル深さＣＤ１を持ち、および前記計量帯は第二のチャネル深さＣＤ２を持ち、ここでＣＤ１＞２．０×ＣＤ２である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記樹脂はでんぷんを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記樹脂は小麦グルテンを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記樹脂は動物性由来の材料を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記樹脂は熱可塑性材料を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記樹脂はゴム材料を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記樹脂は植物を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記樹脂は２０００マイクロメートル未満の粒径を持つ粒子を備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
動物用チューの直接射出成形を行う方法において、
改良スクリュー及び／またはバレルを含む射出成形機に樹脂を導入し、前記改良スクリュー及び／またはバレルは５マイクロインチの表面粗さＲａを持つ段階と；
前記樹脂から動物用チューを形成する段階と；を備えた方法。
【請求項１２】
動物用チューの直接射出成形を行う方法において、
改良スクリューを含む射出成形機に樹脂を導入し、前記改良スクリュー第一のフライト及び第二のバリヤーフライトを備える段階と；
前記樹脂から動物用チューを形成する段階と；を備えた方法。
【請求項１３】
前記改良スクリューはある長さを持ち、前記第二のバリヤーフライトは前記長さの一部に沿って伸びた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一のフライトは第一のピッチＰ１を持ち、前記第二のフライトは第二のピッチＰ２を持ち、ここでＰ２≧１．０１×Ｐ１である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一のフライトは外径ＯＤ１を持ち、前記第二のバリヤーフライトは外径ＯＤ２を持ち、ここでＯＤ２＝ｆ×ＯＤ１でありｆ＝０．５〜１．０である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
動物用チューの直接射出成形を行う方法において、
改良スクリューを含む射出成形機に樹脂を導入し、前記樹脂は約２０００マイクロメートル未満の粒径を持つ樹脂である段階と；
前記樹脂から動物用チューを形成する段階と；を備えた方法。
【請求項１７】
前記樹脂は粒径分布を持ち、粒子の約６０％より多くは４４マイクロメートル未満である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記樹脂は粒径分布を持ち、粒子の約７５％より多くは１４９マイクロメートル未満である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
さらに前記樹脂を導入する段階は、添加物の導入を備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記樹脂は１〜６０重量％の範囲の水分を備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記樹脂はでんぷんを備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記樹脂は小麦グルテンを備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記樹脂は動物性由来の材料を備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記樹脂は熱可塑性材料を備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記樹脂はゴム材料を備えた、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記樹脂は植物を備えた、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００５年１０月１４日に出願された米国一部継続出願シリアル番号１１／２５１，２６１号に基づいて優先権を主張する。上記特許出願は２００５年８月５日に出願された米国実用新案登録出願番号１１／１９８，８８１号の一部継続であり、これらの特許出願の内容はここに参考として組み込まれている。
【０００２】
本発明は動物用チュー（噛みもの）組成物の形成に係り、特に、食用イヌ用チューのような動物用チューの形成に適した樹脂の溶融加工に利用される改良スクリュー設計および樹脂の直接射出成形に関する。
【背景技術】
【０００３】
イヌの幅広い好みやニーズに合うようにそれぞれ構成が調整された、消化が良く及び／または栄養のある食用イヌ用チューの開発に関する多くの公知文献が公開されている。以下の例となる公開に注目する。：米国特許第６，１８０，１６１号明細書“Ｈｅａｔ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｅｄｉｂｌｅ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，１５９，５１６号明細書“Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｅｄｉｂｌｅ  Ｓｔａｒｃｈ”；米国特許第６，１２６，９７８号明細書“Ｅｄｉｂｌｅ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，１１０，５２１号明細書“Ｗｈｅａｔ  ａｎｄ  Ｃａｓｅｉｎ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｔｅｘｔｕｒｅ”；米国特許第６，０９３，４４１号明細書“Ｈｅａｔ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｐｅａｎｕｔ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，０９３，４２７号明細書“Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ  Ｂａｓｅｄ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，０８６，９４０号明細書“Ｈｉｇｈ  Ｓｔａｒｃｈ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，０６７，９４１号明細書“Ａｎｉｍａｌ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第６，０５６，９９１号明細書“Ｔｕｒｋｅｙ  ａｎｄ  Ｒｉｃｅ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ  Ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｔｅｘｔｕｒｅ”；米国特許第５，９４１，１９７号明細書“Ｃａｒｒｏｔ  Ｂａｓｅｄ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第５，８２７，５６５号明細書“Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ａｎ  Ｅｄｉｂｌｅ  Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ”；米国特許第５，３３９，７７１号明細書“Ａｎｉｍａｌ  Ｃｈｅｗ  Ｔｏｙ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ａｎｉｍａｌ  Ｍｅａｌ”；米国特許第５，２４０，７２０号明細書“Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｔｅｘｔｕｒｅ”；米国特許第５，２００，２１２号明細書“Ｄｏｇ  Ｃｈｅｗ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ  Ｔｅｘｔｕｒｅ．”。また、米国特許第６，１６５，４７４号明細書“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｐａｔｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｎｕｔｒｉｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｔｏｙ”と米国特許第５，４１９，２８３号明細書“Ａｎｉｍａｌ  Ｃｈｅｗ  Ｔｏｙ  ｏｆ  Ｓｔａｒｃｈ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ”にも注目する。これらの公知文献により、でんぷんベースの成形組成物と成形法の制限的でない実施例が提供される。
【特許文献１】米国特許第６，１８０，１６１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１５９，５１６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１２６，９７８号明細書
【特許文献４】米国特許第６，１１０，５２１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０９３，４４１号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０９３，４２７号明細書
【特許文献７】米国特許第６，０８６，９４０号明細書
【特許文献８】米国特許第６，０６７，９４１号明細書
【特許文献９】米国特許第６，０５６，９９１号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，９４１，１９７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，８２７，５６５号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，３３９，７７１号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，２４０，７２０号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，２００，２１２号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，１６５，４７４号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，４１９，２８３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の態様は、改良スクリューを利用した動物用チューの直接射出成形の方法に関するものである。本発明の形成方法は、改良スクリューを備えた射出成形機への樹脂の導入に関するものであり、改良スクリューは、第一の長さＬ１を持つ移行帯と第二の長さＬ２を持つ供給帯備え、Ｌ１＞０．５×Ｌ２であり、樹脂から動物用チューを形成する。
【０００５】
射出成形機の改良スクリュー及び／またはバレルはコーティングされ、５マイクロインチよりも大きな表面粗さ（ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｉｎｉｓｈ  ｖａｌｕｅ）“Ｒａ”を与えうる。さらに改良スクリューはスクリューの全体または一部に少なくとも２つのフライトを備えてもよい。
【０００６】
本発明の他の態様は、およそ２０００マイクロメートル未満の粒径を持つ動物用チューの直接射出成形の方法に関するものである。この粒子はさらに粒径分布を持ち、３０〜５０ｌｂ／立方フィートのかさ密度を持ってもよい。さらに、樹脂は１〜２０重量％の湿度を持ってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本願にて、本発明による実施形態を記述することにより、本発明の特徴と利点が説明される。この記述は添付の図とあわせて考察される。
【０００８】
本発明は、動物用チューの成形に適した樹脂の直接射出成形に利用されうる改良スクリュー設計に関連する。改良スクリュー設計は、樹脂のせん断と溶融混合を促進するために提供されてよい。樹脂はでんぷんのような食用の樹脂でよい。加熱処理の１サイクルにさらすことによって目的の形状を形成するために、樹脂は、制御された粒径を持ち、制御された水分量を持ってよい。
【０００９】
樹脂は粒径分布を持ち、粒子の全てまたは一部はおよそ２．０ミリメートル（ｍｍ）、または２０００マイクロメートル未満であり、全粒径の範囲は２０００マイクロメートルより小さくてよい。例として、樹脂の粒径はおよそ５００マイクロメートル未満、５００マイクロメートルから１マイクロメートルの間のいずれの値または範囲であり、２５０マイクロメートル未満、１４９マイクロメートル未満、４４マイクロメートル未満、等も含んでよい。ある実施形態では、およそ９５％を超える粒子は１４９マイクロメートル未満であり、およそ６０％を越える粒子は４４マイクロメートル未満である。他の実施形態では、およそ９７％を超える粒子は２５０マイクロメートル未満であり、およそ７５％を越える粒子は１４９マイクロメートル未満である。さらに、樹脂のかさ密度は３０〜５０ｌｂ／立方フィートの範囲内であってよく、この範囲内であれば、例えば、４０〜４５ｌｂ／立方フィート、３８〜４０ｌｂ／立方フィート、３５〜３８ｌｂ／立方フィートといったどのような範囲でもよい。
【００１０】
樹脂には、天然または植物由来である任意のでんぷんまたは炭水化物を含んでよい。でんぷんには、アミロース及び／またはアミロペクチンを含んでよく、植物から抽出されてよい。限定するものではないが、この植物には、ジャガイモ、米、タピオカ、コーン、およびライ麦、小麦、オート麦のような穀物が含まれうる。でんぷんは、果物、ナッツと根茎、またはクズウコン、グアーガム、イナゴマメ、アラカチャ、そば、バナナ、大麦、キャッサバ、こんにゃく、葛、アンデスカタバミ、サゴ、ソルガム、サツマイモ、タロイモ、ヤムイモ、ソラマメ、レンティル、エンドウ豆からも抽出されてよい。でんぷんは、樹脂組成物内におよそ３０〜９９％の範囲で存在してよく、この範囲であればおよそ５０％、８５％等を上回るレベルといったどのような値でもよい。
【００１１】
本願に利用するでんぷんは生でんぷんでよく、加熱環境下において樹脂を形成する押し出し、または他のタイプの溶融加工段階のような、事前の熱的な成形過程がないものとして考えてよい。また、生でんぷん自体は天然のものであり、抽出と物理的または化学的加工により原形に回復される、未改質のでんぷんと理解してよい。また、生でんぷんは、さまざまな粒径の粉状でよく、上述したように、ひき臼及び／またはふるいにかけられると理解してよい。また生でんぷんは、さまざまな水分含量を持ちうると理解されるべきである。ある実施形態では、生でんぷん内には１〜６０％の範囲の水分が存在してよく、この範囲であれば、４０％、２０％、１０％等のようなどのような値でもよい。従って、射出成形に関して本願にて利用する“直接の”という言葉は、射出成形前に樹脂に対し事前の熱的な成形過程を行わない樹脂（例えばでんぷん）の成形に関して言及したものと理解すべきである。しかしながら、事前の熱的な成形過程を意味しない、例えば乾燥を目的として、本願における樹脂（例えばでんぷん）は加熱されてよい。
【００１２】
本願に利用する樹脂組成物は、以下の商標名にてＭａｎｉｌｄｒａ  Ｇｒｏｕｐ  ＵＳＡ社から提供されうる。：食品用小麦のでんぷんを精製した“ＧＥＭＳＴＡＲ  １００”；食品用小麦のでんぷんを精製した“ＧＥＭＳＴＡＲ  １００＋”；小麦粉から抽出したグルテンの低温度乾燥による粉末製品“ＧＥＭ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＷＥＳＴ  ＶＩＴＡＬ  ＷＨＥＡＴ  ＧＬＵＴＥＮ”；オーガニック小麦粉から抽出したグルテンの低温度乾燥による粉末製品“ＯＲＧＡＮＩＣ  ＧＥＭ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＷＥＳＴ  ＶＩＴＡＬ  ＷＨＥＡＴ  ＧＬＵＴＥＮ”；オーガニック小麦粉から抽出した小麦のでんぷん“ＯＲＧＡＮＩＣ  ＧＥＭＳＴＡＲ  １００”；及び／または、アルファ化オーガニック小麦粉“ＯＲＧＡＮＩＣ  ＧＥＭＧＥＬ  １００”。さらに、樹脂組成物は以下の商標名にてＡＤＭ社から提供されうる。小麦の樹脂組成物である“ＥＤＩＧＥＬ  １００”；未改質の食品用小麦でんぷんである“ＡＹＴＥＸ  Ｐ”。
【００１３】
他の樹脂の使用を検討してもよい。例えば、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステルアミド、天然ゴム、イソプレーン、ネオプレン、熱可塑性エラストマー等のような熱可塑性またはゴム材料を使用してもよい。カゼイン、変性または加水分解カゼイン、コラーゲン、変性または加水分解コラーゲン、生皮、ゼラチン、動物性ミールのような他の動物性タンパク質製品、といった他の動物性由来である樹脂材料を検討してもよい。グルテン、植物性物質、ナッツ粉、ペーストまたはビッツのようなナッツ、果物等のような植物性由来である樹脂材料でもよい。
【００１４】
樹脂にはセルロースを含んでよい。例えば、セルロースは多糖類炭水化物からなる長鎖ポリマーでよい。また、セルロースは植物から生成または抽出されてよい。セルロースは、樹脂組成物のおよそ１〜１５重量％の範囲でよく、この範囲であれば４％、１０％、１１％等といったいずれの値にて樹脂組成物に組み込んでよい。
【００１５】
乳化剤または界面活性剤を樹脂組成物に組み込んでもよい。乳化剤は、樹脂組成物のおよそ１〜１０重量％の範囲でよく、この範囲であれば３％、４％等を含むいずれの値にて存在してよい。例えば、界面活性剤にはレシチンを含んでよく、卵黄または大豆といったものから抽出または生成されてよい。
【００１６】
樹脂組成物には可塑剤を含んでもよい。例えば、可塑剤にはグリセリンを含んでよい。可塑剤は、およそ１５〜３０％の範囲で組み込んでよく、この範囲であれば１５％、２１％、２７％等を超えるレベルといったどのような値でもよい。
【００１７】
保湿剤を樹脂組成物に組み込んでもよい。例えば、保湿剤にはオート麦繊維を含んでよい。保湿剤は、樹脂組成物のおよそ０．１〜５重量％の範囲で組み込んでよく、この範囲であれば１％、２５％等を含むどのような値でもよい。保湿剤は材料内に水を吸収させる、いずれの添加物であると考えてよい。
【００１８】
樹脂組成物には水を含んでもよい。水は、樹脂組成物のおよそ１〜４０重量％の範囲でよく、この範囲であれば４％、２０〜４０％、１０〜２０％等を含むいずれの値にて組成物に取り入れてよい。製品が形成された後、水は樹脂組成物の１〜２０重量％の範囲で存在してよく、この範囲であれば２０％以下、４％、５〜１０％等のようなどのような値でもよい。
【００１９】
樹脂組成物には栄養補助食品を含んでよい。栄養補助食品には発酵した大豆を利用してよい。発酵した大豆の栄養補助食品は、バイオフード社（Ｂｉｏ  Ｆｏｏｄ，Ｌｔｄ．）、パインブロック（Ｐｉｎｅ  Ｂｒｏｏｋ，Ｎ．Ｊ．）から入手でき、一般商標Ｓｏｙｎａｔｔｏ（登録商標）で販売される。発酵した大豆は、樹脂組成物のおよそ１〜４０重量％の範囲で存在し、この範囲であれば１０％、２０％等を含むどのような値でもよい。Ｓｏｙｎａｔｔｏ（登録商標）製品については、以下の他の入手可能な組成物と比較を含め、さらに明確に記載する。
【００２０】
【表１】
2009511065.tif 000003
【表２】
2009511065.tif 000004
【００２１】
表１、表２から分かるように、Ｓｏｙｎａｔｔｏ（登録商標）は、発酵した大豆種の中に、タンパク質、ミネラル、ビタミンを備えてよい。発酵プロセスにより、“ｂａｋｅｒｓ  ｙｅａｓｔ”または“ｂｒｅｗｅｒｓ  ｙｅａｓｔ”として一般に知られている出芽酵母が製品に注入されてよい。出芽酵母は、小麦粉または生パン内に存在し、二酸化炭素とアルコールを生成する発酵糖として、より伝統的に知られている。従って、出芽酵母と共に、タンパク質、１つ以上のミネラル、及び１つ以上のビタミンが樹脂組成物内に存在しうると理解すべきである。
【００２２】
本願に利用する発酵した大豆製品には、高濃度のグリシタイン、ダイゼインおよびゲニステインを含んでよく、他のより広く知られている大豆食品源よりも数百パーセント多く存在すると伝えられている。グリシタイン、ダイゼインおよびゲニステインは、フラボノイドのイソフラボン類に属し、エストロゲン様生物活性を含む非ステロイド化合物に由来する植物であるため、植物エストロゲンに分類してもよい。
【００２３】
本発明に関連し、発酵した大豆製品の直接射出成形は、最終的に成形された形状において大豆製品の活性を尊重するという利点を提供しうる。具体的に、直接射出成形では、発酵した大豆製品の品質は実質的には低下せず、その栄養価は実質的には変化しないままである。
【００２４】
樹脂組成物には酵素、及び／又は補酵素も含んでよく、これらは同様に、バイオフード社（Ｂｉｏ  Ｆｏｏｄ，Ｌｔｄ．）、パインブロック（Ｐｉｎｅ  Ｂｒｏｏｋ，Ｎ．Ｊ．）から入手でき、ＢＴ−ＣｏＱ１０（登録商標）の商標で販売される。これは生物学的な形質転換（発酵した）細胞のミトコンドリアの補酵素であると伝えられており、コエンザイム  Ｑ１０、酸化防止剤、ファイトニュートリエントおよび補酵素無機栄養素および他の細胞成分を含む。酵素、及び／又は補酵素は樹脂組成物の０．１〜１０重量％の範囲で存在してよく、この範囲であれば１％、５％等のようなどのような値でもよい。
【００２５】
伝えられるところによれば、コエンザイム  Ｑ１０は主として体内で合成される脂溶性の化合物であり、食品中で消費され、ミトコンドリアのＡＴＰ合成に必要とされる。発酵した補酵素は、ジヒドロベンゼンのジケトン誘導体である環状結晶化合物Ｃ６Ｈ４Ｏ２の２つの異性体のいずれかであるユビキノンとして知られている化合物系に属しているとも伝えられている。細胞膜とリポタンパク質内の酸化防止剤としても機能してもよい。
【００２６】
他の添加物を組成物に取り入れてもよい。これらの添加物には、植物性の物質、果物性の物質、生皮、ナッツ、ナッツビッツまたは落花生粉のようなナッツ粉、および動物性食品または魚加工品、副産物、粗びき粉または消化物を含んでよい。グルテンを樹脂組成物に組み込んでもよい。グルテンはとうもろこしまたはコーンおよび小麦のような穀物から抽出される不水溶性タンパク質合成物と考えてよい。これらの添加物は、樹脂組成物のおよそ０．１〜５０重量％の範囲で個々にまたは累積的に存在してよく、この範囲であれば０．１〜５．０％、１５％、２５％等を含むどのような値でもよい。
【００２７】
さらに、香料、ハーブ、ハーブの抽出物、ビタミン、ミネラル、着色剤、酵母製品、大豆製品、誘引物質等を樹脂組成物に組み込んでもよい。酵母製品には、出芽酵母のような栄養酵母またはビール酵母、クリュイベロミセス・マルシアヌス（ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅ  ｍａｒｘｉａｎｕｓ）のような乳用の（ｄａｉｒｙ）酵母、またはサッカロマイセスファメンタティ（ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉ）のようなブドウ酒酵母を含んでよい。表１、表２に載っているように、大豆製品には発酵した大豆または他の大豆製品を含んでよい。誘引物質には、動物性または魚の消化物のような本願に記載した化合物や、または樹脂組成物に対する動物の興味を増大させうる他の化合物を含んでよい。これらの添加物は、樹脂組成物のおよそ０．０１〜２５重量％の範囲で個々にまたは累積的に存在してよく、この範囲であれば０．０１〜０．５％、１０％、２０％等を含むどのような値でもよい。組成物はカルシウム炭素を含んでもよい。カルシウム炭素はおよそ５〜１０％の範囲で存在してよい。
【００２８】
樹脂組成物の添加物は、図１に示す射出成形機１００のバレルに、ホッパーまたは他の供給装置１０２を通して直接導入してもよい。ロス・イン・ウェイト・ミキサー／フィーダー、オージェ（ａｕｇｅｒ）フィーダー、ベンチュリ（ｖｅｎｔｕｒｉ）ローダー等を含め、添加物を射出成形バレルに導入する様々な供給装置を検討してもよい。一般的に、射出成形機１００は、供給部１０６、スクリュー１０８およびアウトプットノズル１１０を含むバレル１０４を備えると当業者は認識している。バレル１０４は、供給部１０６からノズル１１０に伸びるバレル内に、多数の温度制御帯１１２、１１４、１１６、１１８を含んでよい。射出成形機は、一つ以上のキャビティ１２２を持つモールド１２０を含んでよい。またさらに、通気式バレル及び／または通気式モールドを含むことにより、成形機には通気孔をつけてよい。
【００２９】
それぞれの帯において、温度調整を変えてもよい。例えば、引例となるある実施形態においては、成形機バレルは４つの帯を含んでよく、帯１である１１２は供給部１０６に最も近く、および帯４である１１８はノズル１１０に最も近い。帯１である１１２はおよそ１５０°Ｆ未満に設定してよく、およそ４６〜１５０°Ｆ、４６〜７０°Ｆの範囲等を含むおよそ３５〜１５０°Ｆの範囲のどのような値でもよい。同様に、帯２である１１４はおよそ７０〜１５０°Ｆの範囲に設定されてよく、この範囲であればどのような値でもよく、帯３である１１６はおよそ５０〜３００°Ｆの範囲に設定され、この範囲であればどのような値でもよく、帯４である１１８はおよそ２００〜３７５°Ｆの範囲に設定され、この範囲であればどのような値でもよい。ノズル１１０はおよそ２５０〜３９０°Ｆの範囲に設定されてよく、この範囲であればどのような値でもよい。モールド１２０の内部に存在するブッシング１２４は２５０〜４２５°Ｆの範囲に設定されてよく、この範囲であればどのような値でもよく、モールド１２０は３５〜６５°Ｆの範囲に設定されてよく、この範囲であればどのような値でもよい。
【００３０】
成形機１００のバレル１０４に導入されるとすぐに、樹脂組成物が形成されるモールド１２０に向けてスクリュー１０８が材料を運ぶにつれて、樹脂と添加物は混合されてよい。モールド１２０は樹脂組成物を冷ましうる。成形されおよび通気されるとすぐに、樹脂組成物は、樹脂組成物のおよそ１〜２０重量％の範囲の水を含んでよく、この範囲であれば１０％、１５％等のどのような値でもよい。樹脂組成物は、射出成形キャビティにおいて製造することが出来るあらゆる形状に成形してよい。
【００３１】
樹脂組成物に優れた温度の及び／または機械的な相互作用を提供するために、スクリュー１０８の設計もまた変えてよい。特に、スクリューは、材料に高いせん断応力を与えうる。図２ａに示すように、スクリュー１０８には、スクリューの長さＬに沿って伸びる多くの帯を含んでよい。例えば、スクリューには、供給帯２１０、移行帯２１２および計量帯２１４を含んでよい。供給帯２１０は、バレル１０４内のホッパーまたは他の供給装置１０２に最も近くてよく、計量帯はノズル１１０に最も近くてよい。従って、供給帯は、供給部１０６から固体材料を運ぶ働きをしてもよい。
【００３２】
スクリューの全体の長さＬを同じサイズに維持するように、供給帯２１０、移行帯２１２および計量帯２１４の長さを調節してよい。供給帯２１０の長さは減少してよく、移行帯及び／又は計量帯２１２、２１４の長さは増加してよい。従って、スクリューは、第一の長さＬ１を持つ移行帯および第二の長さＬ２を持つ供給帯を含んでよく、ここでＬ１＞ｆ×Ｌ２である。同様に、計量帯は長さＬ３を持ってよく、ここでＬ３＞ｆ×Ｌ２である。前記の式において、“ｆ”は、０．５および０．６、０．７から１０．０に至るようなより大きな値でよく、この範囲であればどんな値でもよい。
【００３３】
スクリュー内の固体の運搬は、内部のバレル表面またはスクリューの谷底部の表面の表面粗さを増大させることにより改善されうる。粗さの増大により、樹脂組成物とバレル壁との間の摩擦係数が増加してもよい。スクリュー及び／またはバレル壁の表面をコーティングすることにより、粗さが増大してもよい。表面粗さは、およそ５マイクロインチよりも大きな値Ｒａを持ってよく、この範囲あれば９、３０、４２等のようなそれを上回るどのような範囲でもよい。“Ｒａ”の変数は算術平均であり、全ての頂点および谷間の平均を表す。低い値は平滑に仕上げられたこと示す。
【００３４】
スクリュー１０８には、供給帯２１０から計量帯２１４に伸びるスクリューの軸α（ファントム画法にて示す）の周りにらせん状にラッピングされた一つ以上のフライト２１６を含んでよい。フライト２１６は、多数のチャネル２１８を画定してもよい。図２ｂを参照すると、スクリュー１０８は、フライトの表面によって画定される外径ＯＤと、スクリューの谷底部を形成するチャネルによって画定される谷径ＲＤを含む。チャネルの深さＣＤはフライトの上端とスクリューの谷底部の間の距離である。外径または内径は、スクリューの長さによって変えてよい。別の言い方をすれば、スクリューの外径ＯＤまたは谷径ＲＤの一貫した減少または増加が発生してよい。あるいは、通気のような目的に応じたスクリューの長さにより、外径ＯＤまたは谷径ＲＤの任意の減少または増加が発生してよい。
【００３５】
スクリューにおいて、フライト部の長さと径の比は１０：１から４０：１の範囲としてよい。図２ａに示すように、一般的に、スクリューのフライト部の長さＦＬは、フライト（複数のフライト）を組み込むスクリューの長さに関連する。径はスクリューの外径ＯＤ（再度図２ｂを参照）を参照する。また、図２ｂに示すように、フライトはおよそ１５．０〜２０．０度のらせん角度φを持ってよい。
【００３６】
また、スクリューの圧縮比は増加してよい。圧縮比は、スクリューの供給帯および計量帯の間におけるチャネルの深さの違いに関連する。ある実施形態では、圧縮比はおよそ２：１よりも大きくてよく、３．５：１、４：１等を上回るどのような値でもよい。
【００３７】
さらに、スクリューには、バリヤーフライトおよび他の混合ヘッドまたはフライトを含んでもよい。図３に示すように、バリヤー帯３１０は、本願におけるメインフライト３１２およびバリヤーフライト３１４のような二つ以上のフライトを持つスクリューの一部に関連する。メインフライトおよびバリヤーフライトは共にスクリューの周りに巻きつけられてもよい。
【００３８】
バリヤーフライトは、可変ピッチＰまたはメインフライトと同様なピッチを持ってよい。一般的に、ピッチＰは、スクリューの一巻きによって区切られるフライト上の二つの地点間の軸方向の距離に関連する。例えば、バリヤーフライトのピッチＰｂはメインフライトのピッチＰｍよりも大きくてよく、ここでＰｂ＞ｄ×Ｐｍであり、ｄはおよそ１．０１またはこれよりも大きく、１．１、１．５等のようなそれを上回るどのような値でもよい。
【００３９】
バリヤーフライトは、切り落とされ、ポリマー溶解をあるチャネルから他のチャネルへ運ぶことが出来るメインフライトよりも小さな外径ＯＤｂを持ってよい。固体は、十分に小さいまたは完全に溶解していない限り、フライトを通り抜けることが出来ない場合がある。例えば、バリヤーフライトＯＤｂはメインフライトＯＤの径よりも小さくてよい。従って、ＯＤｂはｘ×ＯＤに等しくてよく、ここでｘは０．５〜０．９９となりうる。また、ＯＤｂはメインフライトのＯＤと等しくてもよい。
【００４０】
バリヤーフライトとのチャネル深さＣＤもまた、メインフライトと同じまたは異なっていてもよい。例えば、バリヤーフライトとのチャネル深さは、メインフライトのチャネル深さよりも大きくてもよく、またチャネル深さはスクリューの長さによって増加または減少してもよい。バリヤー帯は、スクリューの全体のフライト部の全長（図２に示すＦＬ）にわたってよく、あるいは、一つまたは二つの帯の長さ、または一つの帯の一部だけといったスクリューの一部にわたってもよい。
【００４１】
混合ヘッド、帯、フライトには、分散的な混合エレメントおよび配分的な混合エレメントを含んでよい。分散的な混合エレメントは、塊またはゲルを減少させるために用いてよい。混合エレメントはフルートまたはスプラインでよい。スプラインまたはフルートは水平に、垂直にまたは長手方向のスクリュー軸αに対しある角度をなして配列されてよい。またこのエレメントはブリスターリングの形でもよい。
【００４２】
配分的な混合エレメントはバレル内における材料の速度のプロフィールを乱すために用いてよい。様々な大きさおよび形状または小さなランドのピンは、ピンの混合部またはパイナップルの混合部を含むスクリューのおよそ軸の半径方向に配列してよい。穴のあるチャネルまたは狭いチャネルを利用してもよく、または移動型混合部キャビティとして利用してもよい。ポリマー組成物がバレルから出る前およびモールドに入る前に、これを十分混合するために、これらのエレメントは単一でまたは組み合わせて利用してよい。
【００４３】
本発明を図に示し説明することで、前述の内容が開示された。しかし、本明細書に記述した内容は、本明細書に添付した特許請求の範囲にて説明される発明の範囲を制限するものではないと考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】射出成形機の実施形態例
【図２ａ】スクリューの実施形態例
【図２ｂ】スクリューの実施形態例
【図３】付加的なフライトを備えるスクリューの一部の実施形態例
【符号の説明】
【００４５】
１００    射出成形機
１０２    供給装置
１０４    バレル
１０６    供給部
１０８    スクリュー
１１０    アウトプットノズル
１１２、１１４、１１６、１１８    温度制御帯
１２０    モールド
１２２    キャビティ
１２４    ブッシング
２１０    供給帯
２１２    移行帯
２１４    計量帯
２１６    フライト
２１８    チャネル
３１０    バリヤー帯
３１２    メインフライト
３１４    バリヤーフライト
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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