(57)【要約】  共射出成形システム制御装置及び方法は、好ましくは、第２の溶融物への圧力を低減して、好ましくは第１の溶融物の比較的小量部を共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルの遠位部から共射出ノズル中の第２の溶融物チャネルの遠位端に流入させるように構成される流れ制御構造及び／又はステップを含む。これは、第１の溶融物の次のショットが射出されるときに、多量の第２の溶融物が金型キャビティ中に引き込まれないようにする。
2008504150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共射出成形システム制御装置であって、
第１の溶融物を共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから該共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル中に流すように構成される流れ制御構造
を備える、共射出成形システム制御装置。
【請求項２】
前記流れ制御構造は、前記第１の溶融物を前記共射出ノズルの前記第１の溶融物チャネルから弁ゲートを通して該共射出ノズル中の前記第２の溶融物チャネル中に流すように構成される、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項３】
前記流れ制御構造は、第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物を減圧させるように構成される、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項４】
前記流れ制御構造は、
第２の溶融物シューティングポットと、
第２の溶融物シューティングポットピストンと、
該第２の溶融物シューティングポットピストンを、前記第２の溶融物シューティングポット内の前記第２の溶融物への圧力を低減する方向に移動させるように構成される作動構造と
を備える、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項５】
前記流れ制御構造は、
弁棒と、
弁棒ピストンと、
弁棒ピストンアクチュエータと、
該弁棒ピストンアクチュエータ及び前記作動構造を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備える、請求項５に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項６】
前記弁棒を保持するように構成される前記共射出ノズルをさらに備える、請求項５に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項７】
共射出用金型であって、
ゲートを有する金型キャビティと、
第１の溶融物チャネル及び第２の溶融物チャネルを有し、（ｉ）前記金型ゲート及び前記第１の溶融物チャネルを通して第１の溶融物を前記金型キャビティ中に射出し、且つ（ｉｉ）前記金型ゲート及び前記第２の溶融物チャネルを通して第２の溶融物を前記金型キャビティ中に射出するように構成される共射出ノズルと、
前記金型ゲートを開閉するように構成される弁棒と、
前記第１の溶融物を前記第１の溶融物チャネルに提供するように構成される第１のホットランナーマニフォルドと、
前記第２の溶融物を前記第２の溶融物チャネルに提供するように構成される第２のホットランナーマニフォルドと、
前記第１の溶融物が前記金型キャビティ中に射出される前に、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物への圧力を低減するように構成される減圧構造と
を備える、共射出用金型。
【請求項８】
減圧構造は、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物への圧力を、前記第１の溶融物の一部を前記第２の溶融物チャネルの一部に流入させる程度まで低減するように構成される、請求項７に記載の共射出用金型。
【請求項９】
前記第１の溶融物を前記第１のホットランナーマニフォルド中に射出するように構成される第１のシューティングポットと、
前記第１の溶融物を前記第１のシューティングポットから排出するように構成される第１のシューティングポットピストンと、
前記第２の溶融物を前記第２のホットランナーマニフォルド中に射出するように構成される第２のシューティングポットと、
前記第２の溶融物を前記第２のシューティングポットから排出するように構成される第２のシューティングポットピストンと
をさらに備え、
前記減圧構造は、前記第２のシューティングポットピストンを前記第２のシューティングポットから所定距離だけ後退させることにより、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減する、請求項７に記載の共射出用金型。
【請求項１０】
前記減圧構造は、前記第２のシューティングポットが充填された後、且つ前記第２のシューティングポットピストンにより排出される前に、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減する、請求項９に記載の共射出用金型。
【請求項１１】
第１の射出ユニットから前記第１のホットランナーマニフォルドへの前記第１の溶融物の流れを制御するように構成される第１の逆止め弁と、
第２の射出ユニットから前記第２のホットランナーマニフォルドへの前記第２の溶融物の流れを制御するように構成される第２の逆止め弁であって、前記減圧構造が前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減するときに、前記第２の射出ユニットへの前記第２の溶融物の逆流を防ぐように構成される第２の逆止め弁と
をさらに備える、請求項１０に記載の共射出用金型。
【請求項１２】
前記第２の逆止め弁は非球形形状を有する弁閉鎖トーピードを含む、請求項１１に記載の共射出用金型。
【請求項１３】
共射出ノズルにおいて、第１の溶融物が該共射出ノズルを通して射出されるときに第２の溶融物の一部が金型キャビティ中に射出されないようにする方法であって、
前記共射出ノズル中の前記第２の溶融物への圧力を低減するステップであって、それによって前記第１の溶融物の一部を前記共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから該共射出ノズル中の第２の溶融物チャネルの遠位端中に流す、圧力を低減するステップを含む、方法。
【請求項１４】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットピストンを第２の溶融物シューティングポットから、前記第１の溶融物を前記第２の溶融物チャネルの前記遠位端中に流すのに十分な距離だけ後退させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧力を低減するステップは、前記第２の溶融物シューティングポットに前記第２の溶融物が充填された後であるが、該第２の溶融物シューティングポットが排出される前に行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
第１の溶融物及び第２の溶融物を使用して多層成形品を射出成形する方法であって、
共射出ノズル中の第１の溶融物チャネル、弁ゲートを通して金型キャビティ中に前記第１の溶融物を射出するステップであって、それによって前記成形すべき品物の第１の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、
前記共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル、前記弁ゲートを通して前記金型キャビティ中に前記第２の溶融物を射出するステップであって、それによって前記成形すべき品物の第２の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、
前記第２の溶融物への圧力を低減するステップであって、それによって前記第２の溶融物の遠位部を前記第２の溶融物チャネルの遠位端から離れるように移動させる、圧力を低減するステップと
を含む、多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１７】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットが充填されている間、且つ該第２のシューティングポットが排出される前に行われる、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１８】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットピストンを移動させて前記第２の溶融物シューティングポット内の前記第２の溶融物への圧力を低減することによって行われる、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１９】
第１の溶融物シューティングポットが充填されている間、且つ該第１の溶融物シューティングポットが排出される前に前記第１の溶融物への圧力を低減するステップをさらに含む、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融物を共射出ホットランナーシステムに供給する制御装置及び方法に関する。好ましくは、本発明は動的クランプ供給（ＣＤＦ：Dynamic Clamp Feed）を利用して共射出シューティングポットのうちの少なくとも１つを動作させて、少なくとも２つの溶融物材料を金型キャビティ中に射出する。好ましくは、溶融物材料のうちの１つは、プロセス中にその他の材料のうちの１つのノズル溶融物チャネル中に逆流させられる。好ましくは、この減圧ステップはシューティングポットの再充填後に行われる。
【背景技術】
【０００２】
［発明の背景］
共射出成形は通常、積層壁構造を有する多層プラスチック包装品の成形に使用される。各層は通常、単一ノズル構造内の異なる環状通路又は円形通路を通過し、各層は部分的に、同じゲートを通って順次射出される。共射出ホットランナーシステムによっては、１つのプラスチック樹脂材料を計量して、成形サイクルにおいてマルチキャビティ金型の各キャビティに正確な分量のその樹脂が収容されるようにするシューティングポットを備えるものがある。このようなシステムは、成形プロセス中に溶融物に対して補足的な圧力を加えるためにもシューティングポットを使用する場合もある。このようなシステムでは、逆止め弁が多くの場合に使用されて、金型キャビティへの樹脂の射出中にシューティングポットへの樹脂の逆流を防ぐ。
【０００３】
共にKrishnakumarに付与された米国特許第４，６０９，５１６号及び同第４，９９０，３０１号には、シューティングポットを使用するホットランナーシステムを利用する共射出成形プロセスが開示されている。これら両方の特許には、複数の材料が金型キャビティ中に射出される順番を示すシーケンスチャートが開示されている。
【０００４】
Schadに付与された米国特許第６，１５２，７２１号には、共射出ホットランナーシステムのシューティングポットを動作させるためのシューティングポットアクチュエータ機構が開示されている。
【０００５】
しかし、現在の共射出ノズル／シューティングポット構成では、異なる成形サイクルステップ中に逆止め弁と弁ゲートとの間に捕捉された樹脂材料は、圧力がかかったままの状態である。これは多くの場合、樹脂の弁ゲート及び／又は金型キャビティへの望ましくない垂れ落ち又は漏れに繋がる。より詳細には、弁ゲートステムが後退して次の第１の樹脂のショットを射出するときに、共射出ノズルの溶融物チャネル内の第２の樹脂に圧力がかかったままである場合、第２の樹脂の一部が溶融物チャネルの前面、ひいては恐らくゲートエリア中に移動する。次いで、次の第１の樹脂のショットがゲートを通って移動すると、この第１の樹脂のショットは第２の樹脂のその部分を巻き込む（drag）。第１の樹脂のショット中に第２の樹脂が存在すると、欠陥パーツに繋がる恐れがある。既知の分野においては、逆止め弁と弁ゲートとの間でのこの圧力の蓄積を軽減するいかなる手段も開示されていない。圧力軽減弁として作用する新しい構造を採用することは、成形機に複雑な機械的構造を追加することになり、これは製造コスト及び保守コストの増大に繋がる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、必要なのは、成形サイクル中に逆止め弁と弁ゲートとの間の蓄積圧力を軽減することができる共射出成形制御構造である。好ましくは、このような解決策では、実装して保守する必要のある新しいハードウェア及び／又はソフトウェアは最小限のものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［発明の概要］
本発明の利点は、関連分野の課題を解消し、成形サイクル中に逆止め弁と弁ゲートとの間の蓄積圧力を軽減する共射出成形機の制御システムを提供することである。好ましくは、制御システムは、共射出ノズルの第２の溶融物チャネル中の第２の樹脂への圧力を低減して、小量の第１の樹脂を弁ゲート中、ひいては恐らく共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル中に流し、それによって圧力を等化させ、次の第１の樹脂のショットが射出されるときに第２の樹脂がキャビティ中に引き込まれないようにするようになっている。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、第１の溶融物を共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル中に流すように構成された流れ制御構造を備える共射出成形システムの制御装置のための構造及び／ステップの新規の組み合わせが提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、ゲートを有する金型キャビティ並びに第１の溶融物チャネル及び第２の溶融物チャネルを有する共射出ノズルを備える共射出用金型のための構造及び／ステップの新規の組み合わせが提供される。共射出ノズルは、（ｉ）金型ゲート及び第１の溶融物チャネルを通して第１の溶融物を金型キャビティ中に射出し、且つ（ｉｉ）金型ゲート及び第２の溶融物チャネルを通して第２の溶融物を金型キャビティ中に射出するように構成される。弁棒が金型ゲートを開閉するように構成される。第１のホットランナーマニフォルドが第１の溶融物を第１の溶融物チャネルに提供するように構成され、第２のホットランナーマニフォルドが第２の溶融物を第２の溶融物チャネルに提供するように構成される。減圧構造が、第１の溶融物が金型キャビティ中に射出される前に、第２のホットランナーマニフォルド中の第２の溶融物への圧力を低減するように構成される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、共射出ノズルにおいて、第１の溶融物が共射出ノズルを通して射出されるときに第２の溶融物の一部が金型キャビティ中に射出されないようにする方法のためのステップの新規の組み合わせが提供される。共射出ノズル中の第２の溶融物への圧力は低減されて、第１の溶融物の一部を共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから共射出ノズル中の第２の溶融物チャネルの遠位端の中に流れさせる。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、第１の溶融物及び第２の溶融物を使用して多層成形品を射出成形する方法のためのステップの新規の組み合わせであって、（ｉ）共射出ノズル中の第１の溶融物チャネル及び弁ゲートを通して金型キャビティ中に第１の溶融物を射出するステップであって、それによって成形すべき品物の第１の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、（ｉｉ）共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル及び弁ゲートを通して金型キャビティ中に第２の溶融物を射出するステップであって、それによって成形すべき品物の第２の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、（ｉｉｉ）第２の溶融物への圧力を低減するステップであって、それによって第２の溶融物の遠位部を第２の溶融物チャネルの遠位端から離れるように移動させる、低減するステップとを含む多層成形品を射出成形する方法のためのステップの新規の組み合わせが提供される。
【００１２】
本発明の現時点で好ましい特徴の例示的な実施形態について添付図面を参照しつつこれより説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
１．導入
本発明について、プラスチック樹脂共射出成形機が共射出ノズルを通して「Ａ」樹脂及び「Ｃ」樹脂を金型内に射出するいくつかの実施形態に関連してこれより説明する。
【００１４】
簡潔に、本発明の好ましい実施形態は、射出ノズル中の第２の樹脂の溶融物の流れる方向を逆にする、好ましくは成形サイクル中に第１の樹脂を第２の樹脂の共射出ノズル溶融物チャネル中に流すことを提供する。これは第２の樹脂への圧力を低減し、第２の樹脂の金型キャビティへの望ましくない伝達を防ぐ。この流れ反転は、シューティングポットの再充填後に第２の樹脂を減圧し、それによって第２の樹脂を逆に流れるようにして樹脂への圧力を等化することにより実現することができる。好ましくは、減圧機構はボール逆止め弁と併せて動作し、それによって逆止め弁が、逆に流れる第２の樹脂が第２のインジェクタユニットに流入しないようにする。したがって、このような減圧制御構成では、外部機構又は他のハードウェアを実装する必要がなく、自己完結型であり、減圧量及び／又は圧力を可変制御することができる。特定の好ましい実施形態では、成形加工されたトーピードを逆止め弁閉鎖物として使用して、樹脂の流れ性能及び反応性を向上させることができる。
【００１５】
２．好ましい実施形態の構造
図１〜図８は、多層壁を有する成形パーツ又は成形品を生成する成形サイクル中の各種段階でのシステムでの共射出ホットランナー金型及びその細部のいくつかの概略断面図を示す。図１０は成形プロセスでの各ステップを順番に示し、図１〜図８に対応するシーケンスチャートを示す。
【００１６】
図１を参照すると、金型はコアブロック１０、キャビティブロック１１を備え、コアブロック１０及びキャビティブロック１１は共に金型キャビティ１２を形成する。共射出ホットランナーノズル１３は、樹脂「Ａ」を運ぶ第１の溶融物チャネル１４及び樹脂「Ｃ」を運ぶ第２の溶融物チャネル１５を備える。ノズルはヒータ１６によって動作温度に保たれ、位置決め絶縁体１７によってキャビティブロック１１内で位置決めされ、バネパック１８によって付勢されてマニフォルドと封止接触する。ノズル１３は、シリンダ２１中のピストン２０によって作動して、溶融物チャネル１４及び１５を金型キャビティ１２に接続するゲート２２を開閉する弁棒１９も備える。
【００１７】
金型は２つのホットランナーマニフォルドを有する。第１のホットランナーマニフォルド３０は樹脂「Ａ」を取り扱い、ヒータ３１により樹脂「Ａ」の最適動作温度に保たれる。第１のホットランナーマニフォルド３０には、樹脂「Ａ」を第１の機械射出ユニット３３から運ぶ第１のスプルー３２が取り付けられる。第１のホットランナーマニフォルド３０には、第１のシューティングポットピストン３５を含む第１のシューティングポット３４も取り付けられる。第２のホットランナーマニフォルド４０は樹脂「Ｃ」を取り扱い、第２のヒータ４１によって樹脂「Ｃ」の最適動作温度に保たれる。第２のホットランナマニフォルド４０には、樹脂「Ｃ」を第２の機械射出ユニット４３から運ぶ第２のスプルー４２が取り付けられる。第２のホットランナマニフォルド４０には、第２のシューティングポットピストン４５を含む第２のシューティングポット４４も取り付けられる。第２のホットランナーマニフォルド４０は、補足要素４６によって付勢されて第１のホットランナーマニフォルド３０から離れて離間され、第１のマニフォルド及び第２のマニフォルドの組み合わせ構成が部品の熱膨張に対処できるようにする。
【００１８】
第１のホットランナーマニフォルド３０及び第２のホットランナーマニフォルド４０は両方とも、ボルト（図示せず）等の締結手段によりキャビティブロック１１に結合されるマニフォルドプレート５０に位置決めされる。マニフォルド３０及び４０は両方とも、それぞれの溶融物チャネルがノズル１３内のそれぞれの相手方の溶融物チャネルと位置合わせされて封止されるようにノズル１３に対して封止され、弁棒１９が開き、各シューティングポットピストン３５及び４５が作動すると樹脂「Ａ」及び「Ｃ」をそれぞれシューティングポット３４及び４４から金型キャビティ１２に運ぶ。
【００１９】
マニフォルドプレート５０は、機械静止プラテン５３に締結されたマニフォルドバッキングプレート５２に取り付けられたガイドピン５１上に位置決めされ、ガイドされる。第１の射出ユニット３３が第１のシューティングポット３４に樹脂「Ａ」を充填すると、シューティングポットへの樹脂の流入により、図１に示すように、マニフォルド／キャビティブロックアセンブリがマニフォルドバッキングプレート５２から離れて距離「ｂ」だけ変位する。（移動プラテン６３に取り付けられた）カラム６７を介しての機械クランプピストン６０の作動により、金型アセンブリは静止プラテン５３に向かって移動し、それによって距離「ｂ」をなくし、（マニホルドバッキングプレート５２及び／又は静止プラテン５３に固定接続される）第１のシューティングポットピストン３５に樹脂「Ａ」を第１のシューティングポット３４から第１のホットランナー溶融物チャネル７０を通してノズル１３中の第１の溶融物チャネル１４中に、それによって金型キャビティ１２中に射出させる。第１の供給チャネル３７中の第１のボール逆止め弁３６が、射出された樹脂の、第１の射出ユニット３３への逆流を防ぐ。第１の射出ユニット３３は、マニフォルド３０及びキャビティブロック１１のこういった移動中に、第１の射出ユニット３３に接続された第１のシリンダ５４及び静止プラテン５３に接続された第１のピストン５５により第１のスプルー３２との封止接触を保つ。
【００２０】
第２のシューティングポットピストン４５は、機械の移動プラテン６３の背後に取り付けられるとともに第２のシリンダ６９に配置された第２のピストン６８によって移動するプレート６２に接続されたロッド６１によって作動する。第２の射出ユニット４３が第２のシューティングポット４４に樹脂「Ｃ」を充填すると、シューティングポットへの樹脂の流入により、プレート６２により樹脂「Ｃ」の所定のショットサイズに位置決めされているロッド６１に接触するまで、第２のシューティングポットピストン４５を第２のホットランナーマニフォルド４０から離して変位させる。プレート６２の前方向移動により、ロッド６１は第２のシューティングポットピストン４５を前進させ、樹脂「Ｃ」を第２のシューティングポット４４からマニフォルド４０内の第２のホットランナーチャネル６４、ノズル１３内の第２の溶融物チャネル１５を介し、開口した弁ゲート２２を介して金型キャビティ１２に排出させる。第２の供給チャネル６６内の第２のボール逆止め弁６５は、第２の射出ユニット４３への射出された樹脂の逆流を防ぐ。第２の射出ユニット４３は金型アセンブリの上に取り付けられ、金型の可動セクションと共に移動し、それによって成形サイクル全体を通して第２のスプルー４２との封止接触を保つ。
【００２１】
逆止め弁３６及び６５は好ましくは、ボール閉鎖物の直径の少なくとも２倍の縦方向長さを有する逆止め弁チャンバ内で移動する閉鎖物としてボールを使用する。代替の実施形態では、逆止め弁チャンバの長さはボール直径の３倍以上であってもよく、最も好ましくはチャンバの長さはボール直径のおよそ２倍であってもよい。ボールはここで、延長された逆止め弁チャンバ内で延長された長さを移動するため、これは、対応するシューティングポット内のショットサイズを低減することなく、対応するホットランナー溶融物チャネル中の樹脂にいくらかの減圧を提供する。この代替の実施形態では、ボール直径が逆止め弁チャンバの内径に厳密に合致して、ボールの周囲のいかなる樹脂の流れも遮断することが好ましい。
【００２２】
さらなる代替の実施形態では、逆止め弁閉鎖物は、向上した樹脂流制御を提供するためにボール以外の形状を有してもよい。たとえば、閉鎖物は１つ又は複数の円錐形の端部を有する円筒体を含んでよい。又は、閉鎖物は、逆止め弁チャンバの対応する形状と協働して樹脂の精密な流れ制御を実現するように構成された空気力学的に流線形の形状を有してもよい。このような閉鎖物は、閉鎖物に配置されて樹脂を通過させ、それによって特定の状況下でさらにより精密な樹脂の流れ／圧力制御を提供する１つ又は複数の縦方向スロットを有してもよい。これら代替の「トーピード」形状は、そこを流れる樹脂の差別的且つ／又は可変圧力制御のために使用することができる。たとえば、トーピードはその長さにわたって圧力差を有するように設計してもよい。
【００２３】
各種機械要素（たとえば、第１の射出ユニット３３及び第２の射出ユニット４３、クランプピストン６０、プレート６２、第２のピストン６８及びシリンダ６９等）の移動を制御するために、任意のタイプのコントローラ又はプロセッサ１００を使用して既知の各種のアクチュエータ（図示せず）を制御してもよい。たとえば、１つ又は複数の汎用コンピュータ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ゲートアレイ、アナログ回路、専用デジタルプロセッサ及び／又はアナログプロセッサ、ハードワイヤード回路等が、入力を受け取り、本明細書において述べる各種の制御可能な部品に出力を提供することができる。このようなコントローラ又はプロセッサのうちの１つ又は複数を制御するための命令は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気媒体、光学媒体、光磁気媒体等の任意の望ましいコンピュータ可読媒体に、及び／又は任意の望ましいデータ構造で記憶することができる。
【００２４】
３．第１の実施形態のプロセス
動作に際して、成形サイクルは図１に示す構成、すなわちシューティングポット３４及び４４の両方にそれぞれの樹脂が充填され、弁ゲート１９が閉じられ、金型コアブロック１０及び金型キャビティブロック１１が閉じられている状態で開始される。図２は成形サイクルでの次のステップを示す。弁ゲート１９は弁棒ピストン２０によって開かれており、機械クランプピストン６０が作動されてカラム６７を移動させ、移動プラテン６３、金型コアブロック１０、金型キャビティブロック１１、並びにマニホルドアセンブリを、距離「ｂ」がなくなるまで静止プラテン５３に向かって移動させる。この動作により第１のシューティングポットピストン３５が変位し、それによって第１のシューティングポット３４内の樹脂「Ａ」が、第１のホットランナ溶融物チャネル７０及びノズル１３中の第１の溶融物チャネル１４を介して金型キャビティ１２中に射出される。この計量された樹脂「Ａ」の第１のショットは、金型キャビティ１２を少なくとも部分的に充填する。
【００２５】
図３は成形サイクルでの次のステップを示す。プレート６２が作動してロッド６１を第２のシューティングポットピストン４５に対して押し、ピストン４５は第２のシューティングポット４４内の樹脂「Ｃ」を、第２のホットランナマニホルド４０中の第２のホットランナ溶融物チャネル６４及びノズル１３中の第２の溶融物チャネル１５を介して金型キャビティ１２中に射出する。この計量された樹脂「Ｃ」の第２のショットは、好ましくは、先に計量された樹脂「Ａ」のショット内を流れて樹脂「Ａ」をキャビティに沿ってさらに押し、パーツ内の多層壁を既知の様式でセットアップする。これまでに射出された樹脂の総量は、好ましくは、金型キャビティ１２を部分的にのみ充填する。
【００２６】
次いで、第１の射出ユニット３３は樹脂「Ａ」の第２のショット（総計で３回の樹脂ショット）を、第１のスプルー３２中の第１のスプルー溶融物チャネル７１、第１のシューティングポット３４中の第１の逆止め弁供給チャネル３７を通して直接射出し、それによって第１のボール逆止め弁３６中のボールを示すように開位置まで押す。次いで、樹脂「Ａ」の第２のショットは、第１のホットランナーマニフォルド３０中の第１のホットランナー溶融物チャネル７０を通り、最終的にノズル１３中の第１の溶融物チャネル１４を介して移動して、金型キャビティ１２を充填して詰める。金型はこのときにクランプピストン６０によって締め付けられて閉じられるため、シューティングポットピストン３５に対して作用する、第１のスプルー溶融物チャネル７１を通して流れる溶融物の圧力は、型締力によりピストン３５を移動することができないため、シューティングポット３４に入ることができない。
【００２７】
好ましい実施形態による減圧特徴を図４により詳細に示す。減圧ステップは好ましくは、第３のショットが射出され、充填段階が開始された後に行われる。もちろん、減圧は、特定の射出用途に応じていつどの溶融物チャネル／シューティングポットの組み合わせでも行うことができる。図４は、成形サイクルの次の段階での図１の金型のノズルアセンブリ１３を示し、開位置の弁棒１９及び樹脂「Ａ」がノズル１３の「Ｃ」樹脂の溶融物チャネル１５中に押し戻されているところを示す。これは、プレート６２を後退させてロッド６１を第２のシューティングポットピストン４５からわずかに離れて（たとえば、１，０ｍｍ）「プレプルバック（pre-pullback）」位置と呼ばれる所定位置まで引き込むことにより実現される。ノズル１３の「Ａ」溶融物チャネル１４中の加圧樹脂は、成形サイクルのこの時点で開口したゲート２２を介して成形品に詰められており、「Ｃ」シューティングポット内の圧力が「Ａ」樹脂の充填圧力と釣り合うまで、「Ａ」樹脂の小量の遠位部を第１の溶融物チャネル１４の遠位端から、及び／又はキャビティ１２から、及び／又はゲート２２からノズル１３内の「Ｃ」溶融物チャネル１５中に出させる。したがって、「Ｃ」樹脂の遠位部は上方に、且つ第２の溶融物チャネル１５の遠位端から離れて移動し、次の「Ａ」樹脂のショットが射出されるときに多量の「Ｃ」樹脂が金型キャビティに流入しないようにする。
【００２８】
樹脂「Ｃ」のこの減圧逆流中、「Ｃ」樹脂のボール逆止め弁６５は「Ｃ」樹脂が「Ｃ」インジェクタユニット４３中に逆流しないようにし、その結果、「Ｃ」シューティングポットピストン４５は、この「プレプルバック」位置にあるプレート６２によって保持されるロッド６１に接触するまで後退する。小量の「Ａ」樹脂をノズル１３中の「Ｃ」チャネル１５に流入させることにより、次の成形サイクルの開始時に（「Ａ」樹脂の第１のショットが射出されるときに）、「Ｃ」樹脂がその第１のショットに混ざらない。これは、「Ａ」樹脂の第１のショットが「Ｃ」樹脂でまったく汚染されないため有利であり、そうでなければ、成形品がギャップ又は穴のある層を有して、欠陥パーツを生成する可能性がある。「Ｃ」樹脂ノズル溶融物チャネル中に小量の「Ａ」樹脂が存在することは、「Ｃ」樹脂の次のショットが「Ａ」樹脂の第１のショットをすでに含む金型キャビティ中に射出されることになるため不利ではない。
【００２９】
図５は、短い期間の充填圧力が第１の射出ユニット３３により保たれた後、弁棒１９がピストン２０によって閉じられ、成形パーツが引き続き冷却される、成形サイクルの次の段階を示す。
【００３０】
図６は成形サイクルでの次のステップを示す。成形品又は成形パーツの冷却中、「Ｃ」シューティングポット４４のショットサイズは、ロッド６１を所定の「引き戻し（pull back）」位置までさらに後退させることによってセットされる。これは、第２のシリンダ６９内で動作してプレート６２を所定位置に後退させる第２のピストン６８によって行われる。成形パーツが引き続き冷却されているとき、第２のシューティングポット４４に、第２のインジェクタ４３が第２のスプルー溶融物チャネル７４を通して樹脂「Ｃ」を供給することによって樹脂「Ｃ」が再充填される。弁棒１９は閉位置にあるため、流入してきた樹脂「Ｃ」は第２のシューティングポット４４中のみに流入することができ、それによって第２のシューティングポットピストン４５がロッド６１及びプレート６２に接触するまで第２のシューティングポットピストン４５を変位させ、それによってショットサイズを所定サイズに制限する。ピストン４５はロッド６１により移動を抑止されるため、残留圧力が第２のシューティングポット４４内に残る。別法として、「Ｃ」シューティングポット４４の再充填は、「Ａ」樹脂シューティングポット３４の再充填と同時に行うことができ、これは両方のマニフォルド３０及び４０（並びにそれぞれの射出ユニット３３及び３４）が独立して動作することができるためである。第２のシューティングポット４４が再充填された後、プレート６２が作動してロッド６１を引き続き後退させて、第２のシューティングポット４４中の樹脂「Ｃ」を減圧し、それによって図７に示すようにロッド６１の遠位端がキャビティブロック１１から出る。これは、図８に示すように、金型が開いたときにロッド６１が金型の見切り線を越えて露出しないことを保証する。
【００３１】
図７は、所定の冷却期間後、クランプピストン６０が減圧され、第１の射出ユニット３３が第１の逆止め弁供給チャネル３７を通して樹脂「Ａ」を供給することによって第１のシューティングポット３４に樹脂「Ａ」が再充填されることを示す。弁棒１９は閉位置にあるため、流入してくる樹脂「Ａ」は第１のシューティングポット３４中にのみ流入することができ、それによって第１のシューティングポットピストン３５を変位させ、これは次に、可動金型部（コアブロック１０、キャビティブロック１１、マニフォルド３０及び４０、並びにマニフォルドプレート５０）及び移動プラテン６３をマニフォルドバッキングプレート５２から離れるように押し、図７に示すように空間「ｂ」を作り出す。クランプピストン６０の位置は、所定の位置で停止して「Ａ」シューティングポット３４のショットサイズをセットするように制御される。したがって、流入してくる樹脂「Ａ」が第１のシューティングポット３４を充填すると、シューティングポットシリンダはクランプピストン６０により移動を抑止されるため、残留圧力が内部に残る。「Ｃ」シューティングポットは、まだ再充填されていない場合、代替のサイクルイベントとして上述したように「Ａ」シューティングポットの再充填と同時に再充填することができる。
【００３２】
図８は成形サイクルでの最終ステップを示す。成形パーツは取り出すのに十分冷却されているため、金型が開き、第１のシューティングポット３４中の樹脂「Ａ」を減圧させ、成形パーツ７３は従来通りにコアブロック１０から取り出される。ロッド６１が後退して見切り線からなくなっている（clear）ため、必要であれば、ロボットが取り出されたパーツを取り上げられることに留意されたい。シューティングポット３４及び４４の両方は再充填されており、金型が閉じてサイクルを続けるときに射出する準備ができている。
【００３３】
図９は、「Ｃ」シューティングポット制御プレート８０及びその作動手段８１（好ましくは、示すようにピストン及びシリンダ）が金型の金型コア半体１０内に構成される代替の実施形態を示す。また、「Ｃ」樹脂インジェクタユニット８２が「Ａ」樹脂インジェクタユニット８５と並んで取り付けられ、成形サイクル全体を通してシリンダ手段８４により「Ｃ」マニフォルドスプルー８３と封止接触した状態に保たれる。
【００３４】
図１０は、完全な成形サイクルを表すイベントのシーケンスチャートを示す。示すように、成形サイクルは、金型コア１０及び金型キャビティ１１が閉じ、シューティングポット３４及び４４にそれぞれの樹脂「Ａ」及び「Ｃ」が充填されている状態で開始する。空間「ｂ」が可動ホットランナーマニフォルド３０及び４０とマニフォルドプレート５０との間にセットされる。その後、弁棒１９が開き、ゲート２２を開く。次いで、クランプピストン６０が組み合わせられたコアブロック、キャビティブロック、及びホットランナーマニフォルドをマニフォルドプレート５０に向かって押し、計量された樹脂「Ａ」のショットを第１のシューティングポット３４からキャビティ１２中に射出する。クランプピストン６４が把持力（clamp tonnage）を加えて、樹脂「Ａ」の所定のショットがキャビティ１２中に適宜射出されることを保証する。次いで、ピストン６８及びシリンダ６９がプレート６２及びロッド６１を駆動して、樹脂「Ｃ」を第２のシューティングポット４４からキャビティ１２中に排出する。樹脂「Ａ」の第２のショットが第１の射出ユニット３３により、金型キャビティが充填されるまで射出される。次いで、第１の射出ユニット３３は短い間、充填圧力を保つ。好ましくは、上述したようにプレート６２の逆方向移動により樹脂「Ｃ」が減圧される。すなわち、上述したように、ピストン６８及びシリンダ６９がプレート６２及びロッド６１を後退させ、第２のシューティングポットピストン４５を後退させ、小量の樹脂「Ａ」をノズル１３中の「Ｃ」樹脂の溶融物チャネル１５に流入させる間、第１の射出ユニット３３が射出圧力を保持する。
【００３５】
次いで、弁棒１９が前方向に移動し、弁ゲート２２を閉じる。この構成では、成形パーツは冷却される。パーツが冷却されている間、プレート６２は、「Ｃ」樹脂の次の計量ショットのために所定位置に後退する。次いで、第２の射出ユニット４３は第２のシューティングポット４４に樹脂「Ｃ」を再充填する。次いで、「Ｃ」樹脂のシューティングポット４４は減圧され、「Ｃ」射出ユニット４３が回復する。このプロセス中の、金型が締め付けられていないいかなるときでも、上述したように「Ａ」射出ユニット３３が「Ａ」シューティングポット３４を再充填し、ホットランナーマニフォルド３０及び４０を静止プラテン５３から距離「ｂ」だけ離す。「Ａ」シューティングポット３４は距離「ｂ」の操作によって減圧することができ、次いで「Ａ」射出ユニット３３が回復する。最後に、金型が開き、成形パーツが取り出される。
【００３６】
４．結論
本発明による有利な諸特徴は、以下を含む：
・樹脂の１つが逆方向に流れて他の樹脂の１つのノズルアセンブリ中の溶融物チャネルに流入する共射出成形プロセス。
・再充填後且つ排出前にシューティングポットの少なくとも１つが減圧される共射出成形プロセス。
【００３７】
したがって、説明したのは、成形サイクル中に逆止め弁と弁ゲートとの間の樹脂への圧力の蓄積を軽減して、金型キャビティへの望ましくない樹脂の射出を防ぐことができる共射出成形制御システムである。
【００３８】
添付図面において概略的に示す、又はブロックで示す個々の部品はすべて、射出成形分野において既知であり、それぞれの特定の構造及び動作は本発明の動作及び本発明を実施する最良の形態にとって重要ではない。
【００３９】
本発明を、現時点で好ましい実施形態であると考えられるものに関して説明したが、本発明は、開示される実施形態に限定されないことを理解されたい。これとは対照的に、本発明は、添付の特許請求の範囲内に含まれる各種の変更及び等価構成を包含することが意図される。添付の特許請求の範囲は、このような変更並びに等価の構造及び機能をすべて包含するように最も広い解釈に従うべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好ましい実施形態による共射出ホットランナー金型の概略断面図であり、両方のシューティングポットが充填され、金型が閉じている状態の成形サイクルの開始時を示す図である。
【図２】成形サイクルの次の段階での図１の金型の概略断面図であり、クランプがシューティングポットのうちの１つを作動させて「Ａ」樹脂を金型中に射出しているところを示す図である。
【図３】成形サイクルの次の段階での図１の金型の概略断面図であり、移動プラテンの背後にあるプレートがシューティングポットのうちの他方を作動させて「Ｃ」樹脂を金型中に射出しているところを示す図である。
【図４】成形サイクルの次の段階での図１の金型のノズルアセンブリの概略断面図であり、開位置にある弁棒及び樹脂「Ａ」がノズルアセンブリの「Ｃ」樹脂チャネル中に押し戻されているところを示す図である。
【図５】成形サイクルの次の段階での図４の実施形態のノズルアセンブリの概略断面図であり、閉位置にある弁棒を示す図である。
【図６】成形サイクルの次の段階での図１の金型の概略断面図であり、閉じた弁ゲート、冷却中の成形パーツ、及び「Ｃ」ショットサイズのセットを示す図である。
【図７】成形サイクルの次の段階での図１の金型の概略断面図であり、「Ａ」インジェクタユニットが「Ａ」シューティングポットを充填しており、「Ｃ」インジェクタユニットが「Ｃ」シューティングポットを充填している、又は充填したところを示す図である。
【図８】成形サイクルの次の段階での図１の金型の概略断面図であり、開位置の金型及びパーツが取り出されているところを示す図である。
【図９】金型の第２の実施形態の概略断面図であり、金型構造に組み込まれた「Ｃ」シューティングポットアクチュエータ及び「Ａ」インジェクタユニットに並んで取り付けられる「Ｃ」インジェクタユニットを示す図である。
【図１０】成形プロセスの各ステップを示すシーケンスチャートである。
【図１】
2008504150.tif 000003
【図２】
2008504150.tif 000004
【図３】
2008504150.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008504150.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008504150.tif 000011
【図１０】
2008504150.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月18日(2006.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共射出成形システム制御装置であって、
流れ制御構造からなり、
前記流れ制御構造は、使用中にプレプルバック位置に対して操作可能であり、
前記プレプルバック位置は、第１の溶融物を共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから該共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル中に流すことを許す、
共射出成形システム制御装置。
【請求項２】
前記流れ制御構造は、前記第１の溶融物を前記共射出ノズルの前記第１の溶融物チャネルから弁ゲートを通して該共射出ノズル中の前記第２の溶融物チャネル中に流すように構成される、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項３】
前記流れ制御構造は、第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物を減圧させるように構成される、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項４】
前記流れ制御構造は、
第２の溶融物シューティングポットと、
第２の溶融物シューティングポットピストンと、
該第２の溶融物シューティングポットピストンを、前記第２の溶融物シューティングポット内の前記第２の溶融物への圧力を低減する方向に移動させるように構成される作動構造と
を備える、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項５】
前記流れ制御構造は、
弁棒と、
弁棒ピストンと、
弁棒ピストンアクチュエータと、
該弁棒ピストンアクチュエータ及び前記作動構造を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備える、請求項１に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項６】
前記弁棒を保持するように構成される前記共射出ノズルをさらに備える、請求項５に記載の共射出成形システム制御装置。
【請求項７】
共射出用金型であって、
ゲートを有する金型キャビティと、
第１の溶融物チャネル及び第２の溶融物チャネルを有し、（ｉ）前記金型ゲート及び前記第１の溶融物チャネルを通して第１の溶融物を前記金型キャビティ中に射出し、且つ（ｉｉ）前記金型ゲート及び前記第２の溶融物チャネルを通して第２の溶融物を前記金型キャビティ中に射出するように構成される共射出ノズルと、
前記金型ゲートを開閉するように構成される弁棒と、
前記第１の溶融物を前記第１の溶融物チャネルに提供するように構成される第１のホットランナーマニフォルドと、
前記第２の溶融物を前記第２の溶融物チャネルに提供するように構成される第２のホットランナーマニフォルドと、
前記第１の溶融物が前記金型キャビティ中に射出される前に、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物への圧力を低減するように構成される減圧構造と
を備える、共射出用金型。
【請求項８】
減圧構造は、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物への圧力を、前記第１の溶融物の一部を前記第２の溶融物チャネルの一部に流入させる程度まで低減するように構成される、請求項７に記載の共射出用金型。
【請求項９】
前記第１の溶融物を前記第１のホットランナーマニフォルド中に射出するように構成される第１のシューティングポットと、
前記第１の溶融物を前記第１のシューティングポットから排出するように構成される第１のシューティングポットピストンと、
前記第２の溶融物を前記第２のホットランナーマニフォルド中に射出するように構成される第２のシューティングポットと、
前記第２の溶融物を前記第２のシューティングポットから排出するように構成される第２のシューティングポットピストンと
をさらに備え、
前記減圧構造は、前記第２のシューティングポットピストンを前記第２のシューティングポットから所定距離だけ後退させることにより、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減する、請求項７に記載の共射出用金型。
【請求項１０】
前記減圧構造は、前記第２のシューティングポットが充填された後、且つ前記第２のシューティングポットピストンにより排出される前に、前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減する、請求項９に記載の共射出用金型。
【請求項１１】
第１の射出ユニットから前記第１のホットランナーマニフォルドへの前記第１の溶融物の流れを制御するように構成される第１の逆止め弁と、
第２の射出ユニットから前記第２のホットランナーマニフォルドへの前記第２の溶融物の流れを制御するように構成される第２の逆止め弁であって、前記減圧構造が前記第２のホットランナーマニフォルド中の前記第２の溶融物の圧力を低減するときに、前記第２の射出ユニットへの前記第２の溶融物の逆流を防ぐように構成される第２の逆止め弁と
をさらに備える、請求項１０に記載の共射出用金型。
【請求項１２】
前記第２の逆止め弁は非球形形状を有する弁閉鎖トーピードを含む、請求項１１に記載の共射出用金型。
【請求項１３】
共射出ノズルにおいて、第１の溶融物が該共射出ノズルを通して射出されるときに第２の溶融物の一部が金型キャビティ中に射出されないようにする方法であって、
前記共射出ノズル中の前記第２の溶融物への圧力を低減するためのプレプルバック位置に成分を操作するステップであって、それによって前記第１の溶融物の一部を前記共射出ノズル中の第１の溶融物チャネルから該共射出ノズル中の第２の溶融物チャネルの遠位端中に流す、圧力を低減するステップを含む、方法。
【請求項１４】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットピストンを第２の溶融物シューティングポットから、前記第１の溶融物を前記第２の溶融物チャネルの前記遠位端中に流すのに十分な距離だけ後退させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記圧力を低減するステップは、前記第２の溶融物シューティングポットに前記第２の溶融物が充填された後であるが、該第２の溶融物シューティングポットが排出される前に行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
第１の溶融物及び第２の溶融物を使用して多層成形品を射出成形する方法であって、
共射出ノズル中の第１の溶融物チャネル、弁ゲートを通して金型キャビティ中に前記第１の溶融物を射出するステップであって、それによって前記成形すべき品物の第１の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、
前記共射出ノズル中の第２の溶融物チャネル、前記弁ゲートを通して前記金型キャビティ中に前記第２の溶融物を射出するステップであって、それによって前記成形すべき品物の第２の層の少なくとも一部を形成する、射出するステップと、
前記第２の溶融物への圧力を低減するステップであって、それによって前記第２の溶融物の遠位部を前記第２の溶融物チャネルの遠位端から離れるように移動させる、圧力を低減するステップと
を含む、多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１７】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットが充填されている間、且つ該第２のシューティングポットが排出される前に行われる、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１８】
前記圧力を低減するステップは、第２の溶融物シューティングポットピストンを移動させて前記第２の溶融物シューティングポット内の前記第２の溶融物への圧力を低減することによって行われる、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【請求項１９】
第１の溶融物シューティングポットが充填されている間、且つ該第１の溶融物シューティングポットが排出される前に前記第１の溶融物への圧力を低減するステップをさらに含む、請求項１６に記載の多層成形品を射出成形する方法。
【国際調査報告】
2008504150.tif 000013
2008504150.tif 000014