(57)【要約】  射出成形物品(100)を成形するための金型(200)は、非対称部分を含む金型キャビティ(220)を備える。キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーは、金型キャビティの非対称部分の下流の多層流中に対称的な流動境界線をもたらすことができる。少なくとも1つのフローリーダーは、隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーでよい。多層流は内側、外側、及び内部層を含む。前述の金型を使用できる共射出成形装置及び方法が開示される。同様に、前述の金型、装置、及び方法から得ることのできる共射出成形物品及び容器が開示される。【選択図】図３Ａ
2014534915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)成形物品の構成を全体的に画定する少なくとも1種の第1材料であって、前記成形物品は、その射出成形中に第1材料の射出位置に関して非対称型部分を含む、前記第1材料、及び
(b)少なくとも1種の第1材料の内部に実質的に含められ、且つ成形物品の全体の95%を超えて延在する少なくとも1種の第2材料を含む多層射出成形物品であって;
非対称部分の通路であって、その通路に沿って、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約15%を超えない差で相違する、多層射出成形物品。
【請求項２】
少なくとも1種の第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料からなる、請求項１に記載の多層射出成形物品。
【請求項３】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が、異なる材料からなる、請求項１に記載の多層射出成形物品。
【請求項４】
少なくとも1種の第2材料が、少なくとも1種の第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項１に記載の多層射出成形物品。
【請求項５】
少なくとも1種の第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項１に記載の多層射出成形物品。
【請求項６】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項１に記載の多層射出成形物品。
【請求項７】
少なくとも1種の第2材料が、成形物品の少なくとも約99%にわたって延在する、請求項１〜６のいずれかに記載の多層射出成形物品。
【請求項８】
少なくとも1種の第2材料の少なくとも一部が、少なくとも1種の第1材料の内部で折り返される、請求項１〜６のいずれかに記載の多層射出成形物品。
【請求項９】
非対称部分の通路であって、その通路に沿って、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約10%を超えない差で相違する、請求項１〜６のいずれかに記載の多層射出成形物品。
【請求項１０】
非対称部分の通路であって、その通路に沿って、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約5%を超えない差で相違する、請求項１〜６のいずれかに記載の多層射出成形物品。
【請求項１１】
容器の外縁を画定する閉鎖端であって、前記閉鎖端は、閉鎖端の外縁の周囲に全面的に延在して、さらに閉鎖端と対向する容器の開放端を画定する容器側壁を画定する、前記閉鎖端、及び前記閉鎖端の外縁から延在する少なくとも1つの壁を備えた多層成形容器であって;
閉鎖端及び側壁が、閉鎖端上の射出位置で共射出され閉鎖端及び側壁の構成を全体的に画定する第1及び第2材料から形成され、第2材料が第1材料の内部に実質的に含められ、閉鎖端が射出位置に関して非対称であり、且つ開放端を実質的に気体不透過性の閉鎖部材(closure)で閉鎖して容器をシールにより閉鎖することが可能であり;
閉鎖端の非対称部分中の通路であって、その通路に沿って、第1及び第2材料が流動して成形容器を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約15%を超えない差で相違し;且つ
容器を前記閉鎖部材でシールすると、閉鎖された容器中への酸素の透過が約0.05ppm/日未満である;多層成形容器。
【請求項１２】
第1材料が、ポリエチレン、ポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料、及び接着剤を含む、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１３】
第1材料及び第2材料が、異なる材料からなる、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１４】
第2材料が、第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１５】
第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１６】
第1材料及び第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１７】
実質的に気体不透過性の閉鎖部材が、容器の開放端を密封的に閉鎖して閉鎖型容器を形成する、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１８】
閉鎖容器中への酸素の透過が、約0.005ppm/日/容器未満である、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項１９】
気体への暴露により分解する物質を収容する、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項２０】
閉鎖部材が、シール接触面で容器にシール可能であり、且つ第2材料が、閉鎖端、及びシール接触面によって画定される境界線内のシール可能な側壁の少なくとも約95%にわたって延在する、請求項１１に記載の多層成形容器。
【請求項２１】
閉鎖部材が、シール接触面で容器にシール可能であり、且つ第2材料が、閉鎖端、及びシール接触面によって画定される境界線内のシール可能な側壁の少なくとも約99%にわたって延在する、請求項２０に記載の多層成形容器。
【請求項２２】
閉鎖端の非対称部分の通路であって、その通路に沿って、第1及び第2材料が流動して成形容器を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約10%を超えない差で相違する、請求項１１〜２１のいずれかに記載の多層成形容器。
【請求項２３】
閉鎖端の非対称部分の通路であって、その通路に沿って、第1及び第2材料が流動して成形容器を形成する、前記通路の長さが、任意の隣接通路の長さと約5%を超えない差で相違する、請求項２２に記載の多層成形容器。
【請求項２４】
(a)流動性のある少なくとも1種の第1材料を、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成された金型キャビティであって、前記金型キャビティは、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称部分を含む、前記金型キャビティ中に射出すること;
(b)流動性のある少なくとも1種の第2材料を、金型キャビティ中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出すること;及び
(c)流動性のある少なくとも1種の第1材料及び流動性のある少なくとも1種の第2材料の流動を金型キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーで修正して、非対称部分の下流に対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させること;
を含む、多層物品の成形方法。
【請求項２５】
流動性のある少なくとも1種の第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料からなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
流動性のある少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が、異なる材料からなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
流動性のある少なくとも1種の第2材料が、流動性のある少なくとも1種の第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
流動性のある少なくとも1種の第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
流動性のある少なくとも1種の第1材料及び流動性のある少なくとも1種の第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させることが、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの少なくとも約99%にわたって流動させることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約10%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約5%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出される成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
流動性のある少なくとも1種の第2材料の金型キャビティ中への共射出を、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出後に遅延させることをさらに含む、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
(a)流動性のある少なくとも1種の第1材料を、複数の金型キャビティであって、前記複数の金型キャビティのそれぞれは、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成され、且つ流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称部分を含む、前記複数の金型キャビティを備えた装置中に射出すること;
(b)流動性のある少なくとも1種の第2材料を、装置中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出すること;
(c)流動性のある少なくとも1種の第1材料及び流動性のある少なくとも1種の第2材料の流動を複数の金型キャビティの非対称部分中のフローリーダーで修正して、非対称部分の下流に対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を複数の金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させること;をさらに含む、請求項２４〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
非対称型多層物品を成形するためのコンピュータが実施可能な命令を保持する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
流動性のある少なくとも1種の第1材料を、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成された金型キャビティであって、前記金型キャビティは、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称的である部分、及び非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む、前記金型キャビティ中に射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料を、金型キャビティ中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料の金型キャビティ中への共射出を、金型キャビティの非対称部分の下流の少なくとも1つのフローリーダーによって修正されるような流動の中に対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるための命令;を含む非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４２】
少なくとも1種の第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料からなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４３】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が、異なる材料からなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４４】
少なくとも1種の第2材料が、少なくとも1種の第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４５】
少なくとも1種の第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４６】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４７】
少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させることが、少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの少なくとも約95%にわたって流動させることを含む、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４８】
少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させることが、少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの少なくとも約99%にわたって流動させることを含む、請求項４７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項４９】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５０】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約10%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項４９に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５１】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約5%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項５０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５２】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出される成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５３】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５４】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５５】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５６】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５７】
流動性のある少なくとも1種の第1材料を、複数の金型キャビティを備えた装置であって、前記複数の金型キャビティのそれぞれは、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成され、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称的である部分、及び非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む、前記装置中に射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料を、装置中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料の装置中への共射出を、フローリーダーによって修正されるような流れの中に、金型キャビティの非対称部分の下流に対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を複数の金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるための命令;を含む、請求項４１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項５８】
(a)成形物品の構成を全体的に画定する少なくとも1種の第1材料であって、前記成形物品は、その射出成形中に第1材料の射出位置に関して非対称型部分を含む、前記第1材料;及び
(b)少なくとも1種の第1材料の内部に実質的に含められ、且つ成形物品の全体の95%を超えて延在する少なくとも1種の第2材料;を含む多層射出成形物品であって;
成形物品の非対称部分が、第1通路であって、その通路に沿って、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する、前記第1通路に関する第1厚さを特徴とし;
成形物品の非対称部分が、第2通路であって、その通路に沿って、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する、前記第2通路に関する第2厚さを特徴とし;且つ
成形物品の非対称部分が、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とする;多層射出成形物品。
【請求項５９】
少なくとも1種の第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料からなる、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６０】
少なくとも1種の第2材料が、少なくとも1種の第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６１】
少なくとも1種の第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６２】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６３】
少なくとも1種の第2材料が、成形物品の少なくとも約99%にわたって延在する、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６４】
少なくとも1種の第2材料の少なくとも一部が、少なくとも1種の第1材料の内部で折り返される、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６５】
第1厚さ、第2厚さ、及びなめらかな移行が、射出位置から共通な距離で測定される、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６６】
第1厚さ、第2厚さ、及びなめらかな移行が、射出位置を横切る第2ラインに垂直である第1ラインに沿って測定される、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６７】
第1厚さ、第1通路の長さ、第2厚さ、及び第2通路の長さが、射出成形中に、第1材料が第1通路の遠位端及び第2通路の遠位端を実質的に同時に出ていくことを示す、請求項５８に記載の多層射出成形物品。
【請求項６８】
容器の外縁を画定する閉鎖端であって、前記閉鎖端は、閉鎖端の外縁の周囲に全面的に延在して、さらに閉鎖端と対向する容器の開放端を画定する容器側壁を画定する、前記閉鎖端、及び閉鎖端の外縁から延在する少なくとも1つの壁を含む多層成形容器であって;
閉鎖端及び側壁が、閉鎖端上の射出位置で共射出され、閉鎖端及び側壁の構成を全体的に画定する第1及び第2材料から形成され、第2材料が、第1材料の内部に実質的に含められ、閉鎖端が、射出位置に関して非対称であり、且つ開放端を、容器をシールにより閉鎖するために実質的に気体不透過性の閉鎖部材で閉鎖可能であり;
閉鎖端の非対称部分が、第1通路であって、この通路に沿って、第1及び第2材料が流動して容器を形成する、前記第1通路に関する第1厚さを特徴とし;
閉鎖端の非対称部分が、第2通路であって、この通路に沿って、第1及び第2材料が流動して容器を形成する、前記第2通路に関する第2厚さを特徴とし;
閉鎖端の非対称部分が、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とし;且つ
容器を前記閉鎖部材でシールすると、閉鎖容器中への酸素の透過が約0.05ppm/日未満である;多層成形容器。
【請求項６９】
第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種、及び接着剤を含むプラスチック材料からなる、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７０】
第2材料が、第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７１】
第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７２】
第1材料及び第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７３】
実質的に気体不透過性の閉鎖部材が、容器の開放端をシールにより閉鎖して閉鎖容器を形成する、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７４】
閉鎖容器中への酸素の透過が、約0.005ppm/日/容器未満である、請求項６８に記載の多層成形容器。
【請求項７５】
閉鎖部材が、シール接触面で容器にシール可能であり、且つ第2材料が、閉鎖端、及びシール接触面によって画定される境界線内でシール可能な側壁の少なくとも約95%にわたって延在する、請求項６８〜７４のいずれかに記載の多層成形容器。
【請求項７６】
閉鎖部材が、シール接触面で容器にシール可能であり、且つ第2材料が、閉鎖端、及びシール接触面によって画定される境界線内でシール可能な側壁の少なくとも約99%にわたって延在する、請求項７５に記載の多層成形容器。
【請求項７７】
第1厚さ、第2厚さ、及びなめらかな移行が、射出位置から共通の距離で測定される、請求項６８〜７４のいずれかに記載の多層射出成形容器。
【請求項７８】
第1厚さ、第2厚さ、及びなめらかな移行が、射出位置を横切る第2ラインに対して垂直である第1ラインに沿って測定される、請求項６８〜７４のいずれかに記載の多層射出成形容器。
【請求項７９】
第1厚さ、第1通路の長さ、第2厚さ、及び第2通路の長さが、射出成形中に、第1材料が第1通路の遠位端及び第2通路の遠位端を実質的に同時に出ていくことを示す、請求項６８〜７４のいずれかに記載の多層射出成形容器。
【請求項８０】
非対称型多層物品を成形するためのコンピュータが実施可能な命令を保持する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
流動性のある少なくとも1種の第1材料を、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成された金型キャビティであって、前記金型キャビティは、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称的である部分、及び非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む、前記金型キャビティ中に射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料を、金型キャビティ中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出するための命令;及び
流動性のある少なくとも1種の第2材料の金型キャビティ中への共射出を、金型キャビティの非対称部分の下流の少なくとも1つのフローリーダーによって修正されるような流動の中に、対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるための命令;を含む非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８１】
少なくとも1種の第1材料が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも1種を含むプラスチック材料からなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８２】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料が、異なる材料からなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８３】
少なくとも1種の第2材料が、少なくとも1種の第1材料に比べて相対的により気体不透過性である、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８４】
少なくとも1種の第2材料が、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び乾燥剤の少なくとも1種を含む、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８５】
少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料の一方が、接着剤を含む、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８６】
少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的上全体にわたって流動させることが、少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの少なくとも約95%にわたって流動させることを含む、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８７】
少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させることが、少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの少なくとも約99%にわたって流動させることを含む、請求項８６に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８８】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項８９】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約10%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９０】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約5%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項８９に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９１】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出される成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項９０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９２】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９３】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９４】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９５】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９６】
流動性のある少なくとも1種の第1材料を、複数の金型キャビティであって、前記複数の金型キャビティのそれぞれは、流動性のある少なくとも1種の第1材料を含む成形物品を形成するように構成され、流動性のあるの少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称的である部分、及び非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む、前記複数の金型キャビティを備えた装置中に射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料を、装置中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出するための命令;
流動性のある少なくとも1種の第2材料の装置中への共射出を、金型キャビティの非対称部分の下流の少なくとも1つのフローリーダーによって修正されるような流動の中に、対称的な流動境界線をもたらし、且つ流動性のある少なくとも1種の第2材料を複数の金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるための命令;を含む、請求項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９７】
射出成形物品を成形するための金型であって、金型キャビティの非対称部分に、非対称部分の下流の多層流であって、前記多層流は、内側層、外側層、及び内部層を含む、前記多層流中に、対称的な流動境界線をもたらす少なくとも1つのフローリーダーを含む金型キャビティを備える、金型。
【請求項９８】
成形材料を少なくとも1つのフローリーダー中に射出するために構成された少なくとも1つの射出ゲートをさらに備え、且つ金型キャビティの非対称部分が、少なくとも1つの射出ゲートに関して非対称である、請求項９７に記載の金型。
【請求項９９】
少なくとも1つの射出ゲートが、金型キャビティの非対称部分に隣接して配置される、請求項９８に記載の金型。
【請求項１００】
少なくとも1つの射出ゲートが、金型キャビティの非対称部分から遠く離れて存在する、請求項９８に記載の金型。
【請求項１０１】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０２】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約10%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１０１に記載の金型。
【請求項１０３】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約5%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１０２に記載の金型。
【請求項１０４】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出される成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０５】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０６】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０７】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０８】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項９７に記載の金型。
【請求項１０９】
(a)金型キャビティの非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む金型キャビティを画定する金型;及び
(b)流動性のある少なくとも1種の第1及び第2材料を、金型キャビティ中に、しかも少なくとも1つのフローリーダーを通して共射出し、流動性のある第1及び第2材料を含む成形物品を形成するように構成された第1射出ゲート;を備えた共射出成形装置であって、
流動性のある第2材料が、流動性のある第1材料に対して内部に存在し、
少なくとも1つのフローリーダーが、非対称部分の下流に、流動性のある第1及び第2材料中に対称的な流動境界線をもたらすように構成される、共射出成形装置。
【請求項１１０】
少なくとも1つの射出ゲートが、金型キャビティの非対称部分に隣接して配置される、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１１】
少なくとも1つの射出ゲートが、金型キャビティの非対称部分から遠く離れて存在する、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１２】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する、可変厚フローリーダー及び複数のフローリーダーからなる群から選択される、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１３】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約10%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１１２に記載の共射出成形装置。
【請求項１１４】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約5%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１１３に記載の共射出成形装置。
【請求項１１５】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出される成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１６】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１７】
少なくとも1つのフローリーダーが、その少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１８】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１１９】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積より大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１２０】
第1射出ゲートが、共射出される流動性のある第1及び第2材料を、ゲートを通して受け入れるように構成された、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１２１】
第1射出ゲートからずれた第2射出ゲートをさらに備えた、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１２２】
流動性のある少なくとも1種の第2材料の第1射出ゲートによる金型キャビティ中への射出を、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるコントローラをさらに備えた、請求項１０９に記載の共射成形装置。
【請求項１２３】
(a)複数の金型キャビティであって、それぞれの金型キャビティは、その非対称部分に少なくとも1つのフローリーダーを含み、成形物品を形成するように構成されている、前記複数の金型キャビティを画定する装置;及び
(b)流動性のある少なくとも1種の第1及び第2材料を装置中に、しかもフローリーダーを通して共射出して、それぞれ、流動性のある第1及び第2材料を含み、流動性のある第2材料は流動性のある第1材料に対して内部に存在する、複数の成形物品を形成するように構成された第1射出ゲート;をさらに備え、
ここで、各金型キャビティ中のフローリーダーは、金型キャビティの非対称部分の下流に、流動性のある第1及び第2材料中に対称的な流動境界線をもたらすように構成される、請求項１０９に記載の共射出成形装置。
【請求項１２４】
64個の金型キャビティを画定する、請求項１２３に記載の共射出成形装置。
【請求項１２５】
64個を超える金型キャビティを画定する、請求項１２３に記載の共射出成形装置。
【請求項１２６】
(a)複数の射出ゲート;
(b)複数の開放容器からなる成形物品を形成するように構成された金型キャビティであって、前記金型キャビティは、複数の射出ゲートに関して非対称的である非対称部分、及び非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む、前記金型キャビティを画定する金型;を備えた共射出成形装置であって、
複数の射出ゲートが、流動性のある第1材料及び流動性のある第2材料を金型キャビティ中に、少なくとも1つのフローリーダーを通して共射出して、流動性のある第1及び第2材料を用いた成形物品を形成するように構成され;
流動性のある第2材料が、流動性のある第1材料に対して内部に存在し;
少なくとも1つのフローリーダーが、非対称部分の下流で流動性のある第1及び第2材料中に対称的な流動境界線をもたらすように構成される;共射出成形装置。
【請求項１２７】
複数の開放容器が、32個の開放容器からなる、請求項１２６に記載の共射出成形装置。
【請求項１２８】
複数の開放容器が、64個の開放容器からなる、請求項１２６に記載の共射出成形装置。
【請求項１２９】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１２６に記載の共射出成形装置。
【請求項１３０】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長から約10%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１２９に記載の共射出成形装置。
【請求項１３１】
少なくとも1つのフローリーダーが、それぞれ任意の隣接フローリーダーの流路長から約5%を超えない差で相違する流路長を有する複数のフローリーダーからなる、請求項１３０に記載の共射出成形装置。
【請求項１３２】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３３】
少なくとも1つのフローリーダーが、複数のフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された複数のフローリーダーからなる、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３４】
少なくとも1つのフローリーダーが、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とする可変厚フローリーダーからなる、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３５】
少なくとも1つのフローリーダーが、可変厚フローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３６】
少なくとも1つのフローリーダーが、可変厚フローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積よりも大きいように構成された可変厚フローリーダーからなる、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３７】
少なくとも1つのフローリーダーが、その下流に、少なくとも1つの射出ゲートを通って少なくとも1つのフローリーダー中に射出された成形材料の複合流の速度が金型キャビティの外縁に対して事実上垂直である流動境界線をもたらすように構成され、そのため複合流の速度ベクトルが有意な接線成分を有さない、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【請求項１３８】
流動性のある少なくとも1種の第2材料の第1射出ゲートによる金型キャビティ中への射出を、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるコントローラをさらに備えた、請求項１２６〜１３１のいずれかに記載の共射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中で教示される実施形態は、多層射出成形製品に関する。詳細には、該実施形態は、非対称型構成、及び他の層と異なる材料からなる内側層を有する多層製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形物品は、種々の目的で使用される。射出成形プラスチック製品は、一般に、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリプロピレン(PP)等の材料から作製される。図1に示すような(射出ゲート15の位置に関して)非対称型形状を有する物品10の場合、フローリーダー20、例えば、公称的な部分厚からの局所的な厚さの増加を利用して、金型における射出ゲート15から様々な方向への流動長さの相違を補償する。
【０００３】
PET及びPP等のプラスチック材料は、気体(例えば、酸素、窒素等)透過性である。気体の透過が望ましくない応用分野、例えば、食品、薬品、並びに気体へ暴露すると分解するその他の物質及び製品の場合、バリア材料がプラスチック材料と一緒に共射出される。典型的には、エチルビニルアルコール(EVOH)等のバリア材料が、PET/PP材料流の内部に射出されて、成形製品中でEVOH内部層を形成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、このような内部層を含む非対称型共射出成形容器を、既知の非対称成形技術を使用して、例えば、フローリーダーを利用して形成することを試みたが、得られる物品は、十分な気体不透過性を示さない。本発明者は、従来のフローリーダー技術を使用した場合、内部層が、有害な気体透過を防止するほど十分には成形製品中に延在しないことを見出した。物品のほんの小さな区域がバリア材料又は十分に厚いバリア材料を含まない場合でさえも、かなりの透過が起こる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中で教示される実施形態は、従来のフローリーダー技術を含む既知の非対称成形技術に関する前述の不都合と取り組む。本明細書中で教示される例示的な金型及び装置は、非対称型プラスチック成形物品をその内部材料層による優れたカバー範囲(coverage)を伴って製造するための共射出成形法において使用できる、改善されたフローリーダー技術を特色とする。本明細書中で教示されるのは、物品のシールされる又はシール可能な部分内の全表面積の95%〜100%にわたって延在するバリアカバー範囲を有する非対称型プラスチック成形物品をもたらす方式で内部コアの材料を流動させるための、例示的な金型、装置、方法、及び非一時的なコンピュータ可読プログラムである。本明細書中で教示される例示的な金型、装置、方法、及び非一時的なコンピュータ可読プログラムは、物品のシールされる又はシール可能な部分内の全表面積の99%〜100%にわたって延在するバリアカバー範囲を有する対称型プラスチック成形物品及び非対称型プラスチック成形物品を形成する際に使用するのに十分に適している。一部の例示的な物品としては、ヒートシール方法論を使用してシールすることのできる開放端を有する容器が挙げられる。
【０００６】
一態様において、射出成形物品を成形するための金型は、該金型キャビティの非対称部分中に少なくとも1つのフローリーダーを含む金型キャビティを備える。少なくとも1つのフローリーダーは、金型キャビティの非対称部分中の様々な厚さ及び/又は構成を画定する複数のフローリーダーからなる。多層流は、内側層、外側層、及び内部層からなる。少なくとも1つのフローリーダーは、キャビティの非対称部分の下流の多層流中に対称的な流動境界線をもたらす。
【０００７】
別の態様において、共射出成形装置は、金型及び第1射出ゲートを備える。金型は、非対称部分に少なくとも1つのフローリーダーを有する金型キャビティを画定する。第1射出ゲートは、流動性のある少なくとも1種の第1及び第2材料を金型キャビティ中に、しかも少なくとも1つのフローリーダーを通って共射出するように構成される。少なくとも1つのフローリーダーは、キャビティの非対称部分の下流に対称的な流動境界線をもたらすように構成される。装置は、それによって、流動性のある第1及び第2材料を含む成形物品を形成する。流動性のある第2材料は、物品中の流動性のある第1材料に対して内部に存在する。金型中の少なくとも1つのフローリーダー、及び生じる対称的な流動境界線により、装置は、物品の全表面積の95%を超えて内部に包埋された内部層を備えたプラスチック成型物品をもたらすことができる。上述の態様において、装置は、64個以上の金型キャビティを画定することができる。
【０００８】
別の態様において、共射出成形装置は、複数の射出ゲート、及び複数の開放容器からなる成形物品を形成するように構成された金型キャビティを画定する金型を備える。金型キャビティは、複数の射出ゲートに関して非対称的である非対称部分、及び該非対称部分に少なくとも1つのフローリーダーを備える。複数の射出ゲートは、流動性のある第1材料及び流動性のある第2材料を金型キャビティ中に、しかも少なくとも1つのフローリーダーを通して共射出して、流動性のある第1及び第2材料を用いて成形物品を形成するように構成される。流動性のある第2材料は、流動性のある第1材料に対して内部に存在する。少なくとも1つのフローリーダーは、非対称部分の下流の流動性のある第1及び第2材料中に対称的な流動境界線をもたらすように構成される。上述の態様において、複数の開放容器は、32個の開放容器、64個の開放容器、32〜64個の間の数の開放容器、又は64個を超える開放容器を包含することができる。
【０００９】
別の態様において、多層物品を成形する方法は、流動性のある少なくとも1種の第1材料を、流動性のある少なくとも1種の第1材料から成形物品を形成するように構成された金型キャビティ中に射出することを含む。金型キャビティは、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称型部分を含む。該方法は、さらに、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティ中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出することを含む。該方法は、さらに、流動性のある少なくとも1種の第1材料及び流動性のある少なくとも1種の第2材料の流動を金型キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーで修正して、非対称部分の下流に対称的な流動境界線をもたらし、流動性のある少なくとも1種の第2材料を、金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させることを含む。
【００１０】
別の態様において、非一時的なコンピュータ可読媒体は、コンピュータが実行可能な、非対称型多層物品を成形するための命令を保持する。媒体は、流動性のある少なくとも1種の第1材料を、流動性のある少なくとも1種の第1材料から成形物品を形成するように構成された金型キャビティ中に射出するための命令を含む。金型キャビティは、流動性のある少なくとも1種の第1材料の射出位置に関して非対称型部分、及び該非対称部分に少なくとも1つのフローリーダーを備える。媒体は、さらに、流動性のある少なくとも1種の第2材料を、金型キャビティ中に、しかも流動性のある少なくとも1種の第1材料に対して内部に共射出するための命令を含む。媒体は、さらに、流動性のある少なくとも1種の第2材料の金型キャビティ中への共射出を、非対称部分の下流の少なくとも1つのフローリーダーによって修正されるような流動中に対称的な流動境界線をもたらし、流動性のある少なくとも1種の第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算された時間差で、流動性のある少なくとも1種の第1材料の最初の射出の後に遅延させるための命令を含む。
【００１１】
上述のいずれの態様においても、少なくとも1つの射出ゲートは、金型キャビティの非対称部分に近接していても、それから遠く離れていてもよい。
【００１２】
上述のいずれの態様においも、金型キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーは、可変厚フローリーダーを含むことができる。可変厚フローリーダーは、第1流路に沿った第1厚さ、及び第2流路に沿った第2厚さを特徴とすることができる。可変厚フローリーダーは、さらに、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とすることができる。移行は、射出位置から共通の距離で測定することができる。別法として、移行は、射出位置を横切る第2ラインに垂直である第1ラインに沿って測定することができる。上述のいずれの態様においても、フローリーダーを、フローリーダー中に射出された成形材料の流動先端が、第1及び第2流路の遠位端を実質的に同時に出ていくように構成することができる。
【００１３】
上述のいずれの態様においても、少なくとも1つのフローリーダーは、金型キャビティの非対称部分中に異なる厚さ及び/又は構成を画定する複数のフローリーダーを含むことができる。上述のいずれの態様の非対称部分中の複数のフローリーダーも、隣接フローリーダーの流路長と約15%を超えない、約5%を超えない、又はその間のパーセンテージを超えない差で相違する流路長を有することができる。上述のいずれの態様においても、フローリーダーを、該フローリーダー中に射出された成形材料の流動先端が、フローリーダーの遠位端を実質的に同時に出ていくように構成することができる。上述のいずれの態様においても、フローリーダーを、成形材料の流動先端が、フローリーダーの遠位端を実質的に同一流速で出ていくように構成することができる。
【００１４】
上述のいずれの態様においても、少なくとも1つのフローリーダーを、少なくとも1つのフローリーダーの遠位端を出ていく内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除した商を乗算した積に実質的に等しい、及び/又はそれより大きいように構成することができる。上述のいずれの態様においても、金型キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーを、下流に対称的な流動境界線をもたらすように構成することができる。フローリーダーを、均一な又は均一でない対称的な流動境界線をもたらすように構成することができる。
【００１５】
上述のいずれの態様においても、第1材料と第2材料との複合流を、金型キャビティの非対称部分中で少なくとも1つのフローリーダーによって修正することができる。上述のいずれの態様においても、第2材料の流動開始を、ある時間差で第1材料の流動開始後に遅延させることができる。遅延時間は、少なくとも1つのフローリーダーによって修正されるような下流の流動中に、対称的な流動境界線をもたらし、且つ第2材料を金型キャビティの実質的に全体にわたって流動させるように計算することができる。
【００１６】
別の態様において、多層射出成形物品は、成形物品の構成を全体的に画定する少なくとも1種の第1材料を含む。成形物品は、射出成形中に第1材料の射出位置に関して非対称型部分を含む。射出成形物品は、さらに、少なくとも1種の第1材料の内部に実質的に含められ、成形物品の全体の95%超にわたって延在する少なくとも1種の第2材料を含む。成形物品の非対称部分中の通路長(その通路に沿って、少なくとも1種の第1及び少なくとも1種の第2材料が流動して成形物品を形成する)は、任意の隣接通路の長さと約15%超えない差で相違する。
【００１７】
別の態様において、多層射出成型物品は、少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料を含む。少なくとも1種の第1材料は、成形物品の構成を全体的に画定する。成形物品は、その射出成形中に第1材料の射出位置に関して非対称型部分を含む。少なくとも1種の第2材料は、少なくとも1種の第1材料の内部に実質的に含められ、成形物品の全体の95%超にわたって延在する。成形物品の非対称部分は、第1通路に関する第1厚さ及び第2通路に関する第2厚さを特徴とする(少なくとも1種の第1材料及び少なくとも1種の第2材料は、それらの通路に沿って流動して成形物品を形成する)。成形物品の非対称部分は、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とする。
【００１８】
別の態様において、多層成形容器は、その外縁を画定する閉鎖端、及び閉鎖端の外縁から延在する少なくとも1つの壁を備える。少なくとも1つの壁は、閉鎖端の外縁のまわりに全体的に延在する容器側壁を画定し、さらに、閉鎖端に対向する容器の開放端を画定する。閉鎖端及び側壁は、閉鎖端上の射出位置で共射出され、且つ閉鎖端及び側壁の構成を全体的に画定する第1及び第2材料から形成される。第2材料は、第1材料の内部に実質的に含められる。閉鎖端は、射出位置に関して非対称的である。開放端を、実質的に気体不透過性の閉鎖部材(closure)で閉鎖して、シールにより容器を閉鎖することができる。閉鎖端の非対称部分の通路長(第1及び第2材料は、その通路に沿って流動して成形容器を形成する)は、任意の隣接通路の長さと15%を超えない差で相違する。容器を閉鎖部材でシールすると、閉鎖された容器中への酸素の透過は、1日につき約0.05ppm未満である。
【００１９】
別の態様において、多層成形容器は、その外縁を画定する閉鎖端、及び閉鎖端の外縁から延在する少なくとも1つの壁を備える。少なくとも1つの壁は、閉鎖端の外縁のまわりに全体的に延在する容器側壁を画定し、さらに、閉鎖端に対向する容器の開放端を画定する。閉鎖端及び側壁は、閉鎖端上の射出位置で共射出され、且つ閉鎖端及び側壁の構成を全体的に画定する第1及び第2材料から形成される。第2材料は、第1材料の内部に実質的含められる。閉鎖端は、射出位置に関して非対称的である。開放端を、実質的に気体不透過性の閉鎖部材で閉鎖して、シールにより容器を閉鎖することができる。閉鎖端の非対称部分は、第1通路に関する第1厚さ及び第2通路に関する第2厚さを特徴とする(第1及び第2材料は、その通路に沿って流動して成形容器を形成する)。閉鎖端の非対称部分は、第1厚さから第2厚さへのなめらかな移行を特徴とする。容器を前記閉鎖部材でシールすると、閉鎖された容器中への酸素の透過は、1日につき約0.05ppm未満である。
【００２０】
上述のいずれの成形物品又は容器の部分も、上記の少なくとも1つのフローリーダー(複数可)に対応する。上述のいずれの成形物品又は容器においても、第2材料を、第1材料の内部で折り返すことができる。任意の上述の容器が前記閉鎖部材でシールされる場合、閉鎖された容器中への酸素の透過は、1日につき約0.05ppm未満であり得る。
【００２１】
上述のいずれの態様においても、内側及び外側層を形成する第1材料は、内部層を形成する第2材料と異なる材料でよい。上述のいずれの態様においても、内側及び外側層(複数可)を形成する第1材料は、射出成形に適したポリエチレン又はポリプロピレン等のプラスチック系材料でよい。上述の態様のいずれにおいても、第2材料は、内側層及び外側層の内部に実質的に含められるか包埋される。上述のいずれの態様においても、第2材料は、第1材料に比べて相対的により酸素不透過性である材料でよい。上述のいずれの態様においても、第2材料は、内側層及び外側層を形成する第1材料に比較して、気体、光、UV線、及び/又は電磁波に対して高められた不透過性を示す材料及び/又は組成物でよい。上述のいずれの態様においても、第2材料は、エチルビニルアルコール、ナイロン、酸素捕捉材料、及び/又は乾燥剤を含むことができる。上述のいずれの態様においても、非対称部分を有する共成形物品の内部層は、内側層及び外側層にわたって(例えば、間に)、既知の物品に比べてより大きな度合まで延在することができる。上述のいずれの態様においても、第1材料及び/又は第2材料は、接着剤を含むことができる。
【００２２】
本明細書中で教示されるコンピュータ化された例示的なシステム、方法、及び非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、材料の内部コアが、透過に暴露される全表面積の95%を超える範囲内に、例えば、物品のシールされる又はシール可能な部分の範囲内に包埋されたバリアカバー範囲を備えた非対称型プラスチック成型物品をもたらす方式で流動するように構成及び改作される。本明細書中で教示されるコンピュータ化されたシステム、方法、及び非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、さらに、材料の内部コアが、透過に暴露される全表面積の95%を超える範囲内に包埋されたバリアカバー範囲を備えた非対称型プラスチック成型物品をもたらす方式で流動するように構成及び改作される。一部の実施形態において、コンピュータが実施可能な命令を保持するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体が教示される。プロセッサによる命令の実行は、本明細書で教示されるような多層共成形物品の形成を制御する。プロセッサによる命令の実行は、厚さ及び構成を異にしてもよい複数のフローリーダーを有する非対称金型キャビティ中での複合材料流中への内部層材料の射出を制御し、射出を引き起こす。内部層材料は、生じる多層成形物品中にバリア層又は捕捉剤層を形成する。プロセッサによって例示的な命令を実行すると、生じる多層成形物品は、高いカバー範囲を備えて形成される。
【００２３】
本発明のその他の目的及び利点は、実施形態に関する次の詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】フローリーダーを含む従来技術による射出成形物品の上面図である。
【図２】酸素透過をバリアカバー範囲の関数として示す概略グラフである。
【図３Ａ】本明細書中で教示されるような実施形態による容器の透視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの容器の指定線に沿った概略断面図であるが、容器の壁厚は説明の目的で誇張されている。
【図４】本明細書中で教示されているような実施形態による別の容器の概略断面図である。
【図５Ａ】本明細書中で教示されるような実施形態による共射出成形システムにおける例示的な材料流の概略断面図である。
【図５Ｂ】本明細書中で教示される種々の実施形態による例示的な材料流の概略断面図である。
【図６Ａ】本明細書中で教示される種々の実施形態による例示的な材料流の説明図である。
【図６Ｂ】本明細書中で教示される種々の実施形態による図６Ａにおける例示的な材料流の別の説明図である。
【図７】図３Ａの容器の指定線に沿ったやや概略的な部分断面図であるが、容器の壁厚は説明の目的で誇張されている。
【図８】図７に示した断面を成形するための金型のやや概略的な部分断面図の実施形態を示す図である。
【図９】代わりの実施形態の金型のやや概略的な部分断面図である。
【図１０】さらに別の代わりの実施形態の金型のやや概略的な部分断面図である。
【図１１】別の実施形態の容器のための金型の平面図である。
【図１２】従来技術によるブランジ部分の拡大図である。
【図１３】図３Ｂに示したフランジ部分の拡大図である。
【図１４】図３Ｂに示したフランジ部分の代わりの実施形態の拡大図である。
【図１５】金型キャビティの環状通路に沿って流れる場合の、ポリマー複合流のファウンテンフロー効果の断面図である。
【図１６Ａ】ポリマー流の複合環状流の速度プロファイル、及びポリマー複合流の流動勾配にわたる相対速度差の断面図である。
【図１６Ｂ】ポリマー流の複合環状流の速度プロファイル、及びポリマー複合流の流動勾配にわたる相対速度差の断面図である。
【図１７】ノズル内の環状チャネルにわたって得られる流動分率(flow fraction)及び速度プロファイル曲線を説明するグラフである。
【図１８Ａ】金型キャビティのある部分における材料流の説明図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの断面における材料流の説明図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａに図示した金型キャビティのある部分における材料流の別の説明図である。
【図１９】金型キャビティ中へのポリマー材料流の例示的な体積速度を時間に対してプロットした線図である。
【図２０Ａ】図１８に図示した金型キャビティの部分に対応する、成形部品の一部の説明図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの成形部品の指定部分の断面図である。
【図２０Ｃ】図２０Ａの成形部品の指定部分の断面図である。
【図２１Ａ】本明細書中で教示される実施形態による、図１８に図示した金型キャビティの一部に対応する、成形部品の一部の説明図である。
【図２１Ｂ】本明細書中で教示される実施形態による、図２１Ａの成形部品の指定部分の断面図である。
【図２１Ｃ】本明細書中で教示される実施形態による、図２１Ａの成形部品の指定部分の断面図である。
【図２２】本明細書中で教示される種々の実施形態による例示的な成形システムの断面図を描いた図である。
【図２３】本明細書中で教示される例示的な実施形態を実行するのに適した例示的なコンピューティング環境を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図2は、共射出プラスチック成形製品の壁を通過する酸素透過を、製品のシールされる部分の被暴露壁の全表面積に対する内部バリアのカバー範囲の関数として表した酸素透過曲線50を概略的に図示している。図2は、また、シールされた容器内での物質の望ましくない分解を防止するための透過上限を表す目標透過速度60を図示している。図2のグラフと関連する内部層材料は、エチルビニルアルコール(EVOH)、MXD6ナイロン、又はその他の受動バリア材料からなることができ;EVOH、MXD6ナイロン、又はその他のバリア材料のいずれも酸素捕捉成分を有し、EVOH、MXD6ナイロン、又はその他のバリア材料のいずれも乾燥成分を有する。図2からわかるように、例示実施形態において、0.005ppmO2/日/容器(ppmは、容器中の液状内容物に基づいて計算される)である目標透過速度60を達成するには、99%を超えるカバー範囲が要求される。目標透過速度60は、容器内の個々の物質、容器の構成、及び所望される貯蔵寿命に依存するが(全透過は、双方向の速度、被暴露面積、及び時間の関数である)、本発明者は、示した目標透過速度60は食物を含む物品に関して典型的であると考える。さらに、透過速度は、また、暴露条件、及び若干程度は容器の壁厚に依存するが、食物貯蔵技術分野の当業者は、透過曲線50は、好ましくはないが典型的な貯蔵条件下の食物用容器に関して典型的であると考える。試験パラメーターの予想される変動は、類似の結果をもたらした。
【００２６】
食物及び所望の所蔵時間(貯蔵寿命)に応じて、目標透過速度60は、0.005ppm O2/日/容器に比べてより大きい又はより小さい桁の大きさ、すなわち0.05又は0.0005ppm O2/日/容器でよい。透過曲線50の勾配は、内部層材料の様々な種類及び厚さによって異なるが、当業者は、容器表面積のバリアカバー範囲のそれぞれ1%の減少で、透過速度のかなりの増加が起こることを認識するであろう。
【００２７】
図3Aは、本明細書中で教示される実施形態により目標透過速度を達成する容器100を示す。容器100は、底部105、チャンバー106を形成するために底部105の外縁から延在する側壁110を有し、この実施形態において、チャンバーは、一般に、カップ形状又はU字形状であり、開放端107、及び容器の開放端107で側壁110の外縁から延在するフランジ115を有する。図示した実施形態において、側壁110は、4つの丸みを帯びた曲がり角部分112、及び曲がり角部分112の間に延在する4つの直線部分113を有する。図3Aは、曲がり角部分112a及び112b並びに直線部分113a及び113bを図示する。しかし、容器100は、その意図した用途に所望されるように構成されることができ、この目的に、例えば所望の物質を入れるのに適した寸法及び構造的完全性を有する。当業者は、これを達成する方法を理解しているであろう。
【００２８】
容器100は、さらに、シール可能な表面を備えたシーリングゾーン120を含むことができる。図3Aに図示した実施形態において、シーリングゾーン120及びその表面は、フランジ115中に形成され、フランジ115の周囲を周回的に延在する。シーリングゾーン120の表面は、フランジ115の実質的に全体にわたって周回的に延在することができる。しかし、図3Aの実施形態において、シーリングゾーン120の表面は、フランジ115の内側部分のみを含む。シーリングゾーン120及びその表面は、天板(top)又は蓋等の取り外し可能な又は取り外しできない閉鎖部材(closure)(図示せず)に係合し、チャンバー106の開放端107を部分的又は完全に閉鎖するのに使用することができる。閉鎖部材それ自体は、実質的に気体不透過性でよい。この方式では、チャンバー106の開放端107を閉鎖して両方が容器の内容物を維持し、例えば、流動性物質を容器内に保持し、且つ望ましくない気体透過を防止することができる。
【００２９】
容器100は、既知であるような製造要件(例えば、熱膨張/収縮)を考慮して、例えばPET又はPP等のプラスチック系材料を金型キャビティ中に、内側層130及び外側層132(これらは、一緒になって、全体として容器又は製品の所望の最終形状になる)を形成するように射出することによって形成することができる。本明細書中で「内側」又は「外側」層と称され、図示した実施形態において、内側層130及び外側層132は、容器のそれぞれ内側及び外側を形成するにもかかわらず、それらの用語は、そのような使い方に限定されるとは解釈されない。むしろ、該用語は、単に、成形製品の壁又は「スキン」を形成するプラスチック系材料の部分を指す。外側層132及び内側層130の材料(複数可)は、当業者にとって公知であるように、位置140の射出ゲートを通って射出される。PET及びPPは通常的に使用される材料であるが、高密度ポリエチレン(HDPE)又はポリカーボネート(PC)等のその他の適切な材料も使用できること、及び様々な実施形態はその他のポリマー材料を使用できることを理解されたい。
【００３０】
図3Bは、図3Aの容器100の、図3A中で指示した線に沿った断面を示す。しかし、図3Bにおいて、容器の壁厚は、構造を説明するために誇張してある。図3Bからわかるように、容器100は、容器の実質的に全体にわたって延在するが、外側層132及び内側層130によって実質的に完全に囲まれた内部コア層150を有する。内部層150は、EVOH、ナイロン、MXD6ナイロン、酸素捕捉材料、乾燥剤、或いは気体例えば酸素が容器を通って、すなわち外側から内側へ、及びその逆で透過するのを十分に防止することが知られている又は知られるようになる可能性のあるその他の適切な材料等のバリア材料である。同様に、層150のバリア材料は、光、UV線、及び/又は電磁波が容器を通って透過するのを防止することができる。目標気体透過速度が小さい実施形態、例えば、酸素に対して高度に敏感な食品又はその他の材料のための容器では、内部層150は、容器100の被暴露表面の約99%以上に沿って延在することができる。一部の実施形態において、被暴露表面は、シール区域120の外縁内に存在するように画定された表面である。シール区域120は、シール材が接触して容器の開放端107をシールする、外側の表面、ゾーン、又は領域である。一部の実施形態において、被暴露表面は、シール接触表面120の外縁を超えて延在するように画定された表面である。
【００３１】
図2に示すように、内部層150によるこの高いカバー範囲は、予想される典型的な暴露条件中で、99%未満のカバー範囲と比較して気体透過を劇的に低減する。図3Bの特定の実施形態でわかるように、内部層150は、フランジ115中に延在する。この実施形態において、フランジ、及びそのためフランジ中の内部層150の一部は、容器の側壁110に対してある角度をなして、この場合、ほぼ直角で存在するが、フランジ中の内部層150の一部は、容器の被暴露区域に関するカバー範囲にほとんど寄与しない。他の実施形態において、容器及びフランジの構成に応じて、高い度合(例えば99%以上)のカバー範囲を含む所望の度合のカバー範囲を、フランジ115中に、又は有意にフランジ115中に延在する内部層150なしで得ることができる。さらに他の実施形態は、フランジ(又はその一部)が、気体がそれを通ってチャンバー106の中に又はチャンバーの外に透過できる被暴露区域を提供できる、フランジ構成を有することができる。このような実施形態において、内部層150は、フランジ115中に延在して、所望の度合のカバー範囲を提供することができる。さらに、開放端107が蓋又は閉鎖部材、例えばヒートシールによってシールされる実施形態において、内部層150は、十分な透過バリアを提供するのにシールを超えて延在する必要がない場合もある。
【００３２】
例を挙げれば、図4は、チャンバー106の開放端107を閉鎖する閉鎖部材125を有する容器100の別の実施形態を図示する。閉鎖部材125それ自体は、例えばホイル材料によって、典型的には実質的に気体不透過性である。例えば、食品用容器で使用するために一般的に知られ使用される蓋は、ヒートシールされる蓋である。このような蓋は、ホイル層、例えばアルミニウムホイルを含むことができ、シーリングゾーン120の表面区域内でフランジ115に接触するホイル層の少なくとも一部の上にプラスチック層の被覆を有する。プラスチック層は、典型的には、容器100と同一(又は類似の)材料である。閉鎖部材125をフランジ115に、シール接触表面120で、従来方法によって、例えばヒートシール、襞付け(crimping)、及びその他の公知の方法によってシールすることができる。従来のシール方法は、シーリングゾーン120の表面区域に閉鎖部材をシールするために、プラスチック層及び/又は隣接フランジ115材料を十分に軟化及び/又は融解させる熱及び加圧を必要とすることが多い。
【００３３】
気付くように、内部層150は、フランジの端部まで延在していない。しかし、当業者は、内部層を含まないフランジの被暴露部分が、容器100の被暴露全表面区域の極度に小さな部分であることを認識するはずである(図4中のフランジ115の厚さは、説明の目的で大きく誇張されている)。したがって、内部層150がフランジ115の外側外縁まで延在していることなしに、高度のカバー範囲の度合(例えば、99%以上)を含む所望のカバー範囲の度合を得ることができるが、一部の実施形態において、内部層は、フランジ115の外側外縁まで延在していてもよい。別の方式で、カバー範囲の度合は、閉鎖部材125が容器にシールされる位置、例えば、シール接触表面120の範囲内に存在する、シールされる又はシール可能な容器100の部分に最も関連する。十分な度合のカバー範囲が、シール接触表面、ゾーン又は領域の外側境界によって画定される区域内で、例えば、シール接触表面の範囲内で99%のカバー範囲で達成されるなら、所望の透過速度を達成することができる。図示した実施形態において、例えば、内部層150は、シール接触表面のマージンまで又はそれを超えて(この容器の構成では、マージンの内側に向かって放射状に)延在しており、その箇所を超えて内部層が延在することなしに、十分なカバー範囲が得られる。それにもかかわらず、実施形態を利用して、図2において点線で図示したように、内部層150を、シール接触面のマージンを超えてフランジの端部又はその近くまで準備することができる。
【００３４】
図示した実施形態は、カップ様形状を有するが、本発明は、シーリングゾーン120を使用して容器の一部をシールすることができる別の形状又は構成を有する、当業者によって認識されて当然である容器を想定している。例えば、側壁110がリップ(lip)を有するなら、そのリップは、代わりに、シーリングゾーン及びその表面を含むことができる。さらに、図4の実施形態は、閉鎖部材125によって閉じることのできる開放端107を有するが、異なる開放端を有する代わりの実施形態も想定される。図4の実施形態において、成形物品のシール可能な部分の表面区域は、基体105の表面区域、側壁110の表面区域、及び閉鎖部材125のシーリングゾーン120下に放射状に延在するフランジ115の一部の表面区域を含む。代わりの成形物品のシール可能部分の表面区域は、それらの形状又は構成、及びそれらがシールされる又はシールされることを意図した場所に応じて、様々に画定することができる。例えば、代わりの容器の実施形態のシール可能部分の表面区域は、フランジまで延在していなくてもよいが、代わりに、例えば、側壁のリップ中のシーリングゾーンまでだけに延在していてもよい。
【００３５】
図5Aに概略的に示すように、金型200は、金型部分210a、210bを有し、それらの間に金型キャビティ220が形成される。材料は、ノズルアセンブリから射出位置140の射出ゲートを通って、金型キャビティ220中に射出される。ノズルアセンブリは、内側材料、外側材料、及び内部材料から複合流300を形成する。該複合流300(特定の構成では、環状流でもよい)は、射出位置140から金型キャビティ220中に流れる。内側材料は、複合流300の内側流を形成し、内部材料は内部流150aを形成し、外側材料は外側流を形成する。複合流300は、金型キャビティ220中を移動する流動先端330を形成する。特定の時点で、複合流300は、2種の材料(内側及び外側)又は3種の材料(内側、外側及び内部)からなることができる。
【００３６】
内部材料の流れは、図5A中で150aとして示されている。外側層132及び内側層130の材料流の内部に内部層材料150を同時に射出することによって、成形物品中に内部層150を作り出すことができる。このような方法は、一般に公知であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、例えば、米国特許第6,908,581号及びその中に組み込まれている文献中に記載されている。
【００３７】
図5Aと同様、図5Bは、金型部分210a、210bを有し、それらの間に金型キャビティ220を形成する金型200を概略的に示す。以下でさらに詳細に考察するように、複合流300を形成する内側流と外側流との体積流量比率は、内部層流の流れが複合流300のゼロ速度勾配340(Vmax)からずれた流線に沿って、しかも複合流300の平均流速(Vave)に比べてより大きな速度を有する流線上を流れるように選択される。このことは、内部層材料の流れ150aが、流動先端330を突き抜ける(breaking through)のを防止する。むしろ、図5Bに示すように、内部層のリーディングエッジが複合流の先端330の直前に接近すると、内部層材料流150aは、折り返って流動先端330の背後に折り返し部分150bを形成し、複合流300の内側流及び外側流によって包まれたままである。内部層材料流150aをゼロ速度勾配からずらして出発させることによって、内部層は、流動先端に「追いつく」ことができ、ファウンテンフロー(fountain flow)及び折り返しを形成することができる。このことが、生じるプラスチック成形物品の99%〜100%のカバー範囲にわたって延在し、且つバリア又は捕捉剤による保護を提供できるバリア層又は捕捉層を形成する。内部層は、その部分の内側又は外側に向かって折り返しを作り出すゼロ速度勾配の位置の内側又は外側に配置することができる。
【００３８】
再び図3Aを参照して、容器の底部105は、射出ゲートの位置140aの位置の周りで対称でない。すなわち、射出ゲートの位置140aと底部105の外縁との間の距離は、底部105の外縁の周りで異なる。この実施形態において、この距離は、射出ゲートの位置140aから側壁の直線部分113aに垂直な流路に沿って最短であり、側壁の曲がり角部分112に垂直な流路に沿った最長まで増加し、側壁の直線部分113bに垂直な流路に沿ったもう1つの最短まで減少する。図3Aの実施形態において、容器100は、一般に、長方形の形状を有するので、射出位置140aから側壁の直線部分113bに垂直な流路の長さは、射出位置140aから側壁の直線部分113aに垂直な流路の長さに比べてより長い。しかし、当業者は、いずれの軸非対称形状も、異なる流路長をもたらすことを理解するであろう。
【００３９】
異なる流路長を補償するために、一般にはより長い流路の方向に延在する均一なより大きな厚さの金型キャビティ部分からなるフローリーダーを有する金型キャビティを利用することが知られている。しかし、本発明者は、このようなフローリーダーを使用することは、単層(単一材料)物品を製造するには十分であるが、望ましくない気体透過を防止するための内部層による十分なカバー範囲を有する多層(複数材料)物品をもたらさないことを見出した。本発明者は、このようなフローリーダーを使用してさえも、外側層材料の流れは、全般的な流動方向に対して横方向に流れ、内部層材料の流れを妨害し、内部層の適切な形成を妨げると立論する。したがって、既知のフローリーダー技術は、外側層材料の全般的な流れを十分に補償するが(単一材料の成形の場合のように)、これらの技術は、共射出成形で内部層材料をも使用する場合には不十分である。
【００４０】
本発明者は、流れに対して特定の効果をもたらすように設計された少なくとも1つのフローリーダーを金型キャビティの非対称部分中で利用することによって、十分なカバー範囲を提供する内部層を有する多層物品を成形できることを発見した。本明細書中で本発明に関して使用する場合、用語「フローリーダー」は、金型キャビティの公称設計厚さと異なる厚さを有する壁部分を意味し、その壁部分は、金型キャビティの中で流れを優先的に変えるように設計される。一部の実施形態において、本明細書中で教示されるフローリーダーは、変動する壁厚を有する壁部分を含む。一部の実施形態において、本明細書中で教示されるフローリーダーは、変動する壁厚の複数のセグメントを有する壁部分を含む。一部の実施形態において、第1壁厚からより厚い又はより薄い第2壁厚への比較的なめらかな移行、例えばテーパーのついた又は傾斜した移行が存在できる。一部の実施形態において、第1膜厚からより厚い又はより薄い第2壁厚への比較的急激な移行、例えば、段階的移行が存在できる。
【００４１】
フローリーダーの可変厚は、金型キャビティ中に射出され、金型キャビティの非対称部分中のフローリーダーを通過する材料(外側層材料及び内側層材料の双方並びに内部層材料を含めて)が、その下流に特定の条件を満たす流動境界線を形成するように選択することができる。可変厚フローリーダーを使用することによって、材料流を金型キャビティ中でより厳密に制御、調整し、内部層材料の改善された、より一様な流れを可能にし、より完全な内部層を形成することができる。付加的に又は代わりに、複数のフローリーダーのそれぞれの厚さは、金型キャビティ中に射出され、金型キャビティの非対称部分中の複数のフローリーダーを通過する材料(外側及び内側層材料の双方並びに内部層材料を含めて)が、その下流に特定の条件を満たす流動境界線を形成するように選択することができる。例えば、流動境界線の下流で、内側及び外側層材料並びに内部層材料は、実質的に同一時間、望ましくは実質的に同一流速(例えば、速度)で金型キャビティの外縁に到達することができる。したがって、種々の実施形態は、以前から知られているフローリーダー技術を使用する場合に比べて増加した内部層のカバー範囲を備えた共射出物品を提供することができる。それらの実施形態は、例えば、内部層による約99%を超えるカバー範囲を備えた高カバー範囲の物品を提供することができる。
【００４２】
金型キャビティの非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーの厚さは、金型キャビティ中に射出され、少なくとも1つのフローリーダーを通過し、且つフローリーダーの遠位端に存在する材料が金型キャビティ中で下流に対称的な流動境界線を形成するように選択することができる。同様に、金型キャビティの非対称部分中の複数のフローリーダーのそれぞれの厚さは、金型キャビティ中に射出され、複数のフローリーダーを通過し、且つフローリーダーの遠位端に存在する材料が金型キャビティ中で下流に対称的な流動境界線を形成するように選択することができる。対称的な流動境界線を通過する材料は、実質的に同一時間、望ましくは実質的に同一流速(例えば、速度)で金型キャビティの外縁に到達することができる。複数のフローリーダーを使用することによって、材料流を金型キャビティ中でより厳密に制御、調整し、より完全な内部層が形成されるように改善された内部層材料の流動を可能にする。したがって、種々の実施形態は、以前から知られているフローリーダー技術を使用する場合に比べて増加した内部層のカバー範囲を備えた共射出物品を提供することができる。それらの実施形態は、例えば、内部層による約99%を超えるカバー範囲を備えた高カバー範囲の物品を提供することができる。
【００４３】
本明細書中で教示されるような単一又は複数のフローリーダーは、下流に対称的な流動境界線をもたらすように構成することができる。特許請求の範囲及び本明細書中で教示される実施形態に関して使用する場合、用語「対称的な流動境界線」は、その境界線の下流で、複合流の先端速度(VF)が金型の外縁に対して実質的に垂直であり、且つ内部層のリーディングエッジの速度(VI)が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積[VF×(LI/LF)]に実質的に等しい、及び/又はその積より大きい、境界線を意味する。
【００４４】
本明細書中で教示される実施形態による多層流に関し、金型キャビティの非対称部分中の1つ以上のフローリーダーは、その下流の金型キャビティ中に、(1)複合流の速度が、金型キャビティの外縁に対して事実上垂直であり、そのため速度ベクトルが有意な接線成分を有せず、且つ(2)内部層のリーディングエッジが全外縁に沿ってキャビティの外縁の直前の所望の位置に到達するように、内部層のリーディングエッジの速度が、金型キャビティの外縁近辺の複合流の先端の速度に一様に比例している流動境界線をもたらすように理想的には構成される。この流動境界線は、対称的な流動境界線の第1の例である。しかし、当業者は、理想的な状態は、現実的制約下で完全に達成可能であることはまれであることを認識するであろう。
【００４５】
したがって、当業者は、本明細書中で教示される実施形態が、下流に理想に達しない流動状態をもたらすように構成された少なくとも1つのフローリーダーを使用する金型、成形装置及び成型方法、成形物品、並びに媒体を包含することを認識するであろう。例えば、本明細書中で教示される実施形態による多層流に関して、金型キャビティの非対称部分中の1つ以上のフローリーダーは、その下流の金型キャビティ中に、(1)複合流の速度が、金型キャビティの外縁に対して実質的に垂直であるが、その速度ベクトルが小さな接線成分を有し、且つ/又は(2)内部層のリーディングエッジの少なくとも一部が、それが、キャビティの外縁の直前の所望の位置に到達する前に折り返えるように、内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積より大きい流動境界線をもたらすように構成することができる。この流動境界線は、対称的な流動境界線の第2の例である。
【００４６】
別の例として、本明細書中で教示される実施形態による多層流に関して、金型キャビティの非対称部分中の1つ以上のフローリーダーは、その下流の金型キャビティ中に、(1)複合流の速度が、金型キャビティの外縁に対して実質的に垂直であるが、その速度ベクトルが小さな接線成分を有し、且つ/又は(2)内部層のリーディングエッジがキャビティの外縁の直前の所望の(たとえ理想的でなくても)位置に到達するように、内部層のリーディングエッジの速度が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に実質的に等しいか、それ未満である流動境界線をもたらすように構成することができる。この流動境界線は対称的な流動境界線の第3の例である。
【００４７】
前に考察したように、対称的な流動境界線の下流で、複合流の先端速度(VF)は、金型の外縁に対して実質的に垂直である。本開示の目的に関して、一様で対称的な流動境界線は、その下流で、内部層のリーディングエッジの速度(VI)が、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積[VF×(LI/LF)]に実質的に等しい、又はその積より大きい流動境界線を意味する。一様で対称的な流動境界線の下流で、内部層のリーディングエッジの速度(VI)は、異なる断面で、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積[VF×(LI/LF)]に実質的に等しくなく、又はその積より大きくもない。対照的に、異なる断面では、一様でも対称的でもない流動境界線の下流で、内部層のリーディングエッジの速度(VI)は、異なる断面で、複合流の先端速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積[VF×(LI/LF)]に実質的に等しいかより大きい。
【００４８】
図6Aは、金型キャビティ220の非対称部分中での材料流を概略的に示す。キャビティ220の非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダー(図示せず)は、キャビティの下流に対称的な流動境界線240を作り出す。複合流300の流動先端330は、射出位置(図示せず)から、金型キャビティ220の非対称部分中の少なくとも1つのフローリーダーを通って移動し、フローリーダー(複数可)の下流に対称的な流動境界線240を形成する。
【００４９】
多くの場合、対称的な流動境界線240と外縁250との間の流動距離は、一様であり、このような境界線は、一様で対称的な流動境界線と記述することができる。しかし、図6Aにおいて、対称的な流動境界線240とキャビティの外縁250との間の流動距離230a、230b、230cは、一様でない。例えば、図6Aにおいて対称的な流動境界線240とキャビティの外縁250との間の流動距離は、流動距離230b、230cで示したような側面に沿ってよりも曲がり角230aでより大きい。図6A中の境界線240は、それゆえ、一様でも対称的でもない流動境界線と記述される。境界線が一様であろうとなかろうと、流動の対称性及び内部リーディングエッジの対称性は、最も厳密な定義のもとでさえ、少なくとも1つのフローリーダーが、複合流及び内部流の双方に関して、流動距離(境界線とキャビティ外縁の間の)を対応する速度で除算した商が、境界線に沿ってほぼ等しいままである流れを作る場合に達成される。
【００５０】
図6Aにおいて対称的な流動境界線240と金型外縁250の間で、特定の流動条件が合致する。例えば、図6A中の流れは、対称的な流動境界線240と外縁250の間で、キャビティ外縁250に対して実質的に垂直である。さらに、図6Aにおいて複合流の先端330の接線速度は、対称的な流動境界線240と外縁250との間で、小さく、好ましくは事実上ゼロである。図6Aは、また、金型キャビティ220の非対称部分の外縁250から流動先端330よりもさらに遠い内部層材料流のリーディングエッジ150cを示す。複合流の先端330とキャビティ外縁250との間の距離は、図6A中で流動距離370(LF)と呼ばれる。対応する複合流の先端速度は、流動先端速度(VF)と略記される。内部層のリーディングエッジ150cとキャビティ外縁250との間のより大きな距離は、図6A中で流動距離380(LI)と呼ばれる。対応する内部層のリーディングエッジの速度は、内部速度(VI)と略記される。図6Bは、図6Aの指定位置での断面を示す。
【００５１】
流動距離370(LF)を流動先端速度(VF)で除算した商は、流動距離380(LI)を内部層のリーディングエッジの速度(VI)で除算した商より小さく、流動先端330は、内部層のリーディングエッジ150cが流動先端の直前に存在する前に外縁に達する。前述の状況下では、内部層による成形物品における所望のカバー範囲を得ることができない。しかし、成形物品が幅の広いフランジを有するなら、物品のシールされるべき部分に関して満たされる予定の内部材料の所望のカバー範囲のために内部層がフランジの外縁に達することが必要でない可能性がある。
【００５２】
流動距離370(LF)を流動先端速度(VF)で除算した商が、流動距離380(LI)を内部速度(VI)で除算した商に等しいなら、流動先端330及び内部層のリーディングエッジ150cは、外縁250に同時に到達する。当業者は、内部層のリーディングエッジ150cが、流動先端330とほぼ同時に外縁250に好ましくは到達することを理解するであろう。したがって理想的な状態は、前述の商が等しい場合に遭遇する。しかし、当業者は、4つ以上の物品を作り出すように構成された金型のすべての外縁250に沿ってこのような条件に遭遇することが、実際的な目標でなくてもよいことを認識するであろう。
【００５３】
当業者は、さらに、内部層のリーディングエッジの折り返しは、物品のシールされるべき部分まで延在する内部層のギャップであるのが好ましいことを理解するであろう。流動距離370(LF)を流動先端速度(VF)で除算した商が、流動距離380(LI)を内部速度(VI)で除算した商により大きい場合、内部層のリーディングエッジ150cは、流動先端330に到達し、流動先端330が外縁250に到達する前に折り返しが発生する。したがって、当業者は、所望の結果と関連する前述の商の間の関係をもたらすように構成された少なくとも1つのフローリーダー、或いは該関係をもたらすように一緒になって構成された複数のフローリーダーを含むことを理解するであろう。
【００５４】
本明細書中で教示される実施形態は、その非対称部分中で異なる厚さを有する成形製品を提供する。再び図3Aを参照すると、底部の部分105a、105b、105c、105d、105e、105f、105gのそれぞれは、隣接部分と異なる厚さを有する。図7は、図3の容器100の指定線に沿って得られる断面を概略的に示す。図3Aに比べてよりさらに、図7の容器100の底部105の壁厚は、説明の目的で誇張されている。
【００５５】
図8は、図7に示した断面を成形するのに使用できる金型キャビティ375を形成する金型370の断面を概略的に示す。図8で、金型キャビティ375の厚さは、図7と同様、誇張されて示されている。フローリーダー380a、380b、380c、380d、380e、380f、380gは、各フローリーダーを通って、その遠位端に出ていく材料が、金型の非対称部分の外縁の直前で対称的な流動境界線を形成するように選択された厚さを有する。対称的な流動境界線を通過する材料は、次いで、金型キャビティの非対称部分の外縁に実質的に同時に、望ましくは実質的に同一速度で到達することができる。
【００５６】
フローリーダー380a、380b、380c、380d、380e、380f、380gは、金型中に、射出用金型中にフローリーダーを形成するための既知の方法を使用することによって形成することができる。図8の実施形態において、隣接フローリーダー380cと380dとの間のエッジ又は移行部385は、比較的急峻であるか直角である。このような移行部の構成は、直角のエッジが多くの機械加工法、例えば、平削り(milling)によって計画通り形成され、付加的な加工処理を必要としないので、製作の助けとなる。
【００５７】
別法として、図9に示すように、拡大図で示される金型400において、隣接フローリーダー430a、430bの間の直角の移行部435(点線で示される)は、適切な手段によって、例えば、機械加工によって、輪郭加工した(contoured)、例えば、Rを付けた、面取りをした、丸みを付けた移行部435aを提供するように加工される。このような輪郭加工した移行部は、より急峻な移行部に比べて形成するのに付加的な加工を必要とする可能性があるが(製作方法に応じて)、円滑な材料流を提供することができる。
【００５８】
さらなる選択肢として、フローリーダーは、可変の又は変動する厚さを有することができる。図10に図示するように、金型500において、フローリーダー535(点線で示される)は、それぞれ厚さを異にする複数のセグメント530a、530b、530c、530dを有する。さらに他の実施形態において、フローリーダーは、不連続に又は急峻に画定されたセグメントのない変動する厚さを有するように構成することができる。また図10に示すように、フローリーダー535a(実線で示される)は、フローリーダー535に比べてよりなめらかな曲線を有する変動する厚さを有する。フローリーダーのこのようなセグメント化(segmenting)又は輪郭加工は、例えば、機械加工によって所望の形状を有する金型を提供することによって達成することができる。同様に、再び図9を参照すると、隣接フローリーダー430a、430b等の間の移行部を、例えば、移行部435を利用する金型の成形又は機械加工によって、フローリーダーを横切る金型のプロファイルが、図10に示す金型中のフローリーダー535aのように、より連続的であるように、輪郭加工することができる。
【００５９】
フローリーダーの構成(例えば、大きさ及び形状)は、金型キャビティの構成、最終的には成形物品の構成にかなりの程度まで依存する可能性がある。一般に、各フローリーダーを、材料流の部分をその期待される流路に沿って案内するように構成することができる。このことは流れの乱れを最小化する。例えば、図3Aの実施形態において、容器100の底部105は、一般に平面状であり、一般には一様な厚さである(フローリーダーを考慮しないで)。したがって、材料の大量の流れは、射出位置140から一般には放射状であると期待される。したがって、フローリーダーは、射出位置140から放射状に延在することができ、くさび形状の底部分105a〜105gを形成するようにくさび又はパイ形状を有する。しかし、当業者は、図3Aに示したものと異なる構成を有する成形物品(それゆえ、金型キャビティも)を用いて、期待される流路は放射状でない可能性があり、且つフローリーダーは、パイ形状でなくてもよいことを理解するはずである。当業者は、フローリーダーを、期待される流路に最も良好に適合するように形づくる方法を理解しているはずである。
【００６０】
金型中で使用予定のいくつかのフローリーダーの数を選択する必要がある。これに関して、より多数のフローリーダーは、より精密な流動制御を提供することができ、内部層によるより大きなカバー範囲を提供することができる。しかし、増加した数のフローリーダーは、より複雑な金型の製作、例えば多数の別個のフローリーダーを製作することを必要とする可能性がある。さらに、製作方法それ自体の制約のため、提供できるフローリーダーの数に関して事実上の上限が存在する可能性がある。例えば、金型中にフローリーダーを機械加工する実施形態において、機械加工装置の能力が、フローリーダーの限界数を規定する可能性がある。したがって、製作の容易性のため、所望のカバー範囲をもたらすことのできる最小数のフローリーダーを使用することができる。
【００６１】
上で考察したように、内部層における一様な外縁の形成に対する妨害は、金型キャビティ中の流路長の変動によって引き起こされる可能性がある。複数のフローリーダー又は少なくとも1つの可変厚フローリーダーの使用は、このことを、金型キャビティの厚さを、材料の流速、及び金型キャビティを通る、例えば非対称部分(複数可)中の流動時間がより一定であるように局所的に修正することによって、補償する。実際には、フローリーダー内の材料流路長は、金型の非対称的構成により変動する。例として図3Aの底部分105dを参照すると、その部分は一般にフローリーダー380d(図8)に対応するので、フローリーダーの中心に沿った、すなわち底部分105dの中心を形成する流路長は、フローリーダーがフローリーダー380c及び380eに隣接する流路に比べてより長い。このことは、底部分105dの中心が、底部分105c及び105eに隣接する底部分105dのエッジにおけるよりもより長い図3Aにおいて観察される。
【００６２】
この態様の典型は、図1に示すような従来から知られている単一厚さのフローリーダー構成において立証される。フローリーダー20中の流路長20a、20b、及び20cは、あまりに異なり、内部層による適切なカバー範囲の形成を許容しない。より多数のフローリーダーを使用することによって、フローリーダーは、より小さく、例えば、より狭くなり、フローリーダー内の流路長の変動が減少する。
【００６３】
さらに、より少数のフローリーダーを使用すると、隣接フローリーダーとの間の流路長(複数可)の相違がより大きくなり、フローリーダー間の流動特性のより大きい変動をもたらす。フローリーダーの厚さは、これを補償するのを助けるが、流路長の相違があまりに大きいと、内部層によるカバー範囲が十分でない可能性がある。したがって、フローリーダーの数それゆえ大きさは、隣接フローリーダー間の有害なほど大きな流動長さの相違を回避するように選択することができる。本発明者は、フローリーダーを、隣接フローリーダー間の流路長が約5%〜15%の範囲内であるように準備すると、十分な内部層が得られることを見出した。それにもかかわらず、流路長のその他の変動は、十分なカバー範囲をもたらすことができ、本明細書中で教示される実施形態の範囲に包含される。例えば、その厚さが流動要件により変動する単一のより大きなフローリーダーも、結果的に十分な内部層をもたらす。隣接の可変厚フローリーダーの場合、可変厚の相違が、大きな流路長の相違を補償するのに十分であるなら、流路長間の相違は、100%以上の程度でかなり大きくてもよい。当業者は、種々の実施形態の個々の応用分野に基づいて、例えば、限定されるものではないが、金型キャビティ及び成形物品の構成、使用される成形法(複数可)、利用される材料、金型作製能力、経済的考察、個々の応用分野に対して許容される耐容性等に基づいて、許容される流路長の変動を選択できるはずである。
【００６４】
いったんフローリーダーの構成が選択されると、各フローリーダーに対する材料の流動特性を決定することができる。上で考察したように、十分なカバー範囲を備えた内部層の形成における重要な要因は、フローリーダー中の内部層のリーディングエッジが、金型キャビティの非対称部分の外縁に実質的に同時に、且つ望ましくは実質的に同一流速で到達することである。非対称型外縁での流動時間及び流速は、各フローリーダーについて計算することができる。この計算は、既知の金型流動解析技術を利用できるので、当業者にとって既知であり且つ利用可能な種々の方法及びツールによって完遂することができる。例えば、選択された金型構成について材料流を模擬/モデル化する種々の市販ソフトウェアプログラムを利用できる。適切なコンピュータプログラムは、例えば一例として、マサチューセッツ州FraminghamのMoldflow社から入手できる。当業者は、現在入手可能である、又は将来入手可能になるその他の適切なコンピュータプログラムを認識するであろう。
【００６５】
一部の実施形態では、各フローリーダーの両端での圧力降下が利用される。一般に、圧力降下は、流速に逆相関する。表1に、10%の凍結(frozen)層厚を利用して成形され、0.54mmの公称流動厚さを提供する0.6mmの壁厚(例えば、最小設計厚さ)を有する成形物品の予言的(prophetic)実施例を示す。
【表１】
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【００６６】
表1に示すように、より長い流路は、材料流の速度低下に一般には相関するより大きな圧力降下をもたらすのが一般的である。フローリーダーの厚さを調節すること、例えば、厚さを増加させること、したがって材料流の厚さを調節することは、フローリーダー中での圧力降下を実質的に一様なレベルまで低下させる。上記実施例では、流動厚さを、すべてのフローリーダー中での圧力降下計算値が、公称流動厚さでの最低圧力降下計算値に実質的に等しいように増加させた。この実施例で、公称厚さでの最低圧力降下は、最短流路長のフローリーダー中で現われる。
【００６７】
別法として、材料流の抵抗(射出される材料と金型キャビティの壁との間の摩擦を包含することができる)を、例えば、既知法を使用して計算又は測定し、異なる流路長に沿った材料流をバランスさせるのを助ける金型厚さを求めるのに利用することができる。流動抵抗は、より長い流路長に沿ってより大きい。流路に沿って厚さを増すことによって、流動抵抗は一般に低下する。したがって、フローリーダー間、フローリーダーのセグメント間、又は変動する厚さのフローリーダー内のいずれにせよ、種々の厚さの流路を準備して、材料流が流路を実質的に同時に出ていくように、より長くより大きな抵抗性の流路中での流動抵抗を低下させることができる。
【００６８】
さらに他の実施形態において、フローリーダーの構成、例えば、厚さは、実験的に決定することができる。このような実施形態において、材料は、金型中に射出され、材料流の特性は、実験的に測定されるか、そうでなければ当業者にとって既知であるはずの手段を使用して求められる。次いで、実験結果を利用して、フローリーダーの構成を修正し、例えば、厚さを調整し、その結果を再び実験的に求めることができる。実験過程を、許容される結果、例えば、実質的に一貫した材料流特性に到達するまで継続することができる。
【００６９】
さらに、フローリーダーが、最初に非実験的に構成される場合でさえ、その構成を実験的に試験することができる。実験結果を使用して、非実験的なモデリングの結果を検証又は調整することができる。
【００７０】
さらに、成形物品における内部層によるカバー範囲は、実験的に評価することができる。この評価は、当業者によって認識されているような種々の方式で完遂することができる。非限定的な例ではあるが、このような方式の1つが、外側層材料と異なる観察可能な特性、例えば、色を有する内部層材料を準備することである。このような方法を使用する場合、物品内での、例えば対照をなす外側層内における内部層によるカバー範囲を視覚的に評価することができる。もう1つの方法は、成形物品における気体透過を評価することである(図2参照)。ここで説明した方法は、種々の評価方式を提供するが、当業者は、内部層によるカバー範囲を評価するその他の適切な方法を認識しているはずである。
【００７１】
当業者は、また、フローリーダーの構成に関する上記の方法論は、例示にすぎないことを理解しているはずである。種々の実施形態は、現在既知であるか、既知となるであろう任意の適切な方法論を利用することを想定している。当業者は、どんな方法論が種々の実施形態で使用するのに適しているかを認識しているはずである。
【００７２】
図3Aにおいて、底部105は、底部105の平面に沿って射出位置140を通過する任意の軸の周囲で対称であることに留意されたい。したがって、容器100は、射出位置140aで相交わる実質的に同一のくさび形状の四分円から構成される。四分円は、本来幾何学的に同一であるので、容器100の全体のためのフローリーダーは、四分円の1つのみを使用して型どることができる。換言すれば、他の四分円中の対応する位置のフローリーダーは、型どられた四分円中のフローリーダーと同様に製造することができる。このことは、容器全体を型どる必要性を回避し、型どりの過程を単純化する。
【００７３】
この例が、図11に示された容器600である。容器600は、容器100と類似しており、それゆえ、類似の部品は、「1」の代わりに「6」で始まる類似の参照番号で標識される。容器600の四分円600aは、容器600(図示せず)の他の4つの四分円に幾何学的に同一である、すなわち、それらの四分円は四分円600aの鏡像である。したがって、容器600のための金型の全体を、1つの四分円600aを使用して型どることができる。この例示的実施形態において、四分円600aのための型どりは、13個の理論上の底部分605a〜605mを利用し、金型の理論上の各底部分に対応するフローリーダーの厚さは、前に考察した方式で決定することができる。次いで、四分円600aに対応するフローリーダーのプロファイル(複数可)を、金型の残りの3つの四分円のために使用することができる。この方式で、すべての金型を、四分円600aの型どりに基づいて設計することができる。当業者は、この方法論を、2つ以上の実質的に同一の幾何学的セグメントに「分割可能」である任意の容器のために利用することができることを理解するであろう。逆に、成形物品が、同一又は極めて類似した幾何学的セグメントに「分割」できないなら、この方法論は、許容されない。
【００７４】
また、図11に示した型どりは、13個の底部分を利用しているといっても、金型の対応する部分が13個のフローリーダーを必ず含むことを必ずしも意味しないことに留意されたい。種々の状況によっては、異なる数のフローリーダーを指示又は助言することができる。例えば、決定された隣接フローリーダーの厚さは同一であってもよく、結果として、金型は、2つに代わってたった1つのフローリーダーを含むことができることもある。より具体的には、単なる例ではあるが、底部分605h、605i、605j及び605kに対応するフローリーダーの理論厚は、それぞれ、0.032インチ、0.029インチ、0.029インチ及び0.027インチであり、金型は、0.032インチ及び0.027インチの厚さを有するフローリーダー間に0.029インチの厚さのたった1つのフローリーダーを含む。さらに、隣接フローリーダー間の理論厚の相違が小さいので、別個のフローリーダーを準備することが不要であることもある。別法として、理論厚の平均を有する「複合型」フローリーダーを準備することができる。さらに、金型作製法に関して得ることのできる精度及び正確性も要因として含めることができる。すべてのこのような事例において、理論厚からの偏差によって引き起こされる任意の流動変動が、物品における透過性、例えばバリアカバー範囲に影響を及ぼすほど重要ではないことを保証するように調整された厚さを使用して流速を再計算することが望ましいことがある。
【００７５】
図3A及び図11に示した双方の実施形態において、側壁は、容器の周線を取り巻いて一貫した輪郭及び高さを有するので、側壁110、610に沿った流路長は実質的に等しい。したがって、内部層150の流動流が、対称的な流動境界線を通過した後に側壁110、610を形成する金型キャビティの部分に到達するなら、内部層材料150の流動先端は、金型の側壁部分に沿って所望の流動特性で前進し、幅広い内部層150を形成する。さらに、フランジ115が、図3Aの実施形態におけるように一貫した幅を有するなら、内部層材料150は金型キャビティのフランジ形成部分に沿って所望の流動特性で前進し、フランジ115中に幅広い内部層150を形成する。同様に、内部層150の流動流が、側壁110、610を形成する金型キャビティの部分に同時に且つ同一流速で到達するなら、内部層材料150の流動先端は、金型の側壁部分に沿って一貫して前進し、一貫した内部層150を形成する。さらに、フランジ115が図3Aの実施形態におけるように一貫した幅を有するなら、内部層材料150は、金型キャビティのフランジ形成部分に沿って一貫して前進し、フランジ115中に一貫した内部層150を形成する。上で言及したように、一部の実施形態において、フランジ中での、とりわけフランジ115の端部に向かった内部層150の形成は、透過に有意な影響を及ぼさない可能性がある。
【００７６】
一方、容器の側壁が一貫した輪郭又は構成を有さないなら、側壁の様々な位置の流路長は、相違する。このことは、このような事例の側壁(及びフランジ115)中での十分な内部層150の形成を省略することができ、前記のような本発明の原理を、金型の側壁形成部分に適用することもできる。同様に、図11の実施形態において、フランジ615は、幅の増加した区域を有し、流路長の増加をもたらす。再び、必要又は所望なら、種々の実施形態を実行して、相違する流路長を補償することができる。
【００７７】
さらに、図11の実施形態において、側壁610は、底部605に対して直角に配置されていないが、放射状に外側に拡がり続ける、すなわち、容器キャビティ606は、開放端607に向かって拡がる。流路長は、なお一貫しているが、側壁区域は、曲がり角部分612中で開放端607に向かって増加する。区域が増加するにつれて、曲がり角部分を形成するのに必要とされる材料の体積は、直線部分613a、613bに対して要求される体積よりも大きい。したがって、曲がり角部分612に材料を供給するフローリーダーを調整して、内部層材料150の流動先端の一貫した前進を提供するのに必要とされるよりも大きな体積流速を提供することができる。それらの体積が、これらの位置で側壁110、610の頂部から延在する区域中であまりに増加するような、類似の状況が、曲がり角部分112、612に隣接するフランジ115、615の区域に存在する。類似の補償的調整を行うことができる。
【００７８】
さらに、図1に示すように、容器100は、1つの射出ゲート位置15を有する。このことは、それが最も単純な製造方法を呈示するので、図1に示すような容器で典型的である。もちろん、本明細書中で教示されるフローリーダーの実施形態は、たった1つのゲートを使用して成形される容器に限定されるものではなく、本明細書中で教示されるフローリーダーの実施形態は、成形予定の個々の物品、金型の複雑性、及び当業者にとって理解されるその他の要因に応じて所望又は好まれる可能性のあるような、複数の射出ゲートの使用を想定し、その使用に応用可能であることを理解されたい。
【００７９】
内部層材料の流動が計算された流動特性から逸脱することによって、実際的な応用工程に変動が存在することがあることも理解されたい。このような工程の変動としては、単なる例ではあるが、当業者によって理解されるであろう、金型キャビティの寸法及び表面仕上げ、局所的温度変動、射出圧の変動、通常的に起こる流線の変動、使用される計算方法論の制約、内側、外側、及び/又は内部層材料の特性のロット間変動等における製造耐容性を挙げることができる。例として、図12に示すように、工程の変動は、内部層150が金型キャビティの外縁250に到達するのを妨害する場合があり、気体137が透過できる外側層132及び内側層130の上に非保護部分133を残す。このことは、図12を参照して例を挙げれば、内部層材料150が、流動先端に遅れをとり、かくして、内部層材料150がフランジに到達する前に、流動先端が金型キャビティの端部250(フランジ115の端部)に到達する場合に起こる可能性がある。
【００８０】
しかし、本発明者は、種々のフローリーダーの実施形態を実施する場合、これらの工程の変動は、大きなカバー範囲のバリア層の形成を著しく妨害することはないか、或いはバリアによる所望のバリアカバー範囲を得るように反復的に調整することができることを見出した。したがって、図13に示すように、大きなカバー範囲の内部層150を得ることができる。
【００８１】
フローリーダー技術並びに関連する金型、装置及び本明細書中で教示される実施形態の方法を、単独で、又は前に考察したような内部層の折り返し又は包み込みと一緒にして利用して、多層成形物品を形成することができる。したがって、種々の実施形態は、内部層材料の複合層流の流動先端を通る突き抜けを防止するために、折り返し、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,908,581号中に開示されている方法及び装置を利用することができる。再び図5Aを参照して、射出は、内部層材料150の流れが、材料流のゼロ速度勾配340(Vmax)からずれているが、なお平均流動速度(Vave)より大きな速度を有する流線上に存在するように実施される。図14に示すように、このことは、内部層材料150が流動先端330を突き抜けるのを防止する。むしろ、内部層材料150は、折り返され、外側層132及び内側層130の内部に留まる。
【００８２】
また、これらの折り返し工程を利用して、前に言及した工程の変動、とりわけ複数の金型キャビティを有する高生産量の製造システムでの変動を調整することができる。例えば、図12に示すような不完全なカバー範囲を調整するための1つの方策は、内部層材料150の射出パラメーター(射出のタイミング、位置、圧力等)を、内部層材料150が複合流の先端に遅れないように制御することである。しかし、前述の米国特許第6,908,581号中で考察されているように、このことは、流動先端からの内部層材料150の突き抜けを引き起こすことがある。逆に突き抜けが起きているなら、パラメーターを、内部層材料150が流動先端に追いつかないように調整することができる。しかし、このことは、例えば図12に示すように、不完全なカバー範囲をもたらすことがある。
【００８３】
折り返し工程を実施することは、これらの問題を軽減することができる。折り返し工程を利用して、射出パラメーターを、内部層材料150が、金型キャビティの端部に、突き抜けの懸念なしに成形物品の実質的に至る所に到達するように制御することができる。さらなる内部層材料150は、流動先端の背後で過剰な内部層材料150に適応するのに必要な程度まで折り返ることを単に継続し、この折り返しは、複数キャビティでの生産システム中の任意の1つ又は複数のキャビティの一部又は全部で起こる可能性がある。
【００８４】
ヒートシールを利用する実施形態において、折り返し工程は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2010年11月24日に出願の「HEAT-SEAL FAILURE PREVENTION METHOD and ARTICLE」と題する本発明者による米国特許出願第61/416,903号中に記載のように使用することができる。そこに記載のように、及び図14に示すように、内部層150は、ヒートシールを形成するフランジ115の表面と対向する外側層132の側面に向かってずらすことができる。この方式で、折り返し部分150aは、ヒートシールの構造的完全性を妨害しない。
【００８５】
蓋又はその他の閉鎖部材が容器100にヒートシールされるこのような実施形態において、ヒートシールそれ自体は、内部層150を含まないことに留意されたい。しかし、ヒートシールそれ自体は、典型的にとりわけその長さと比較して極めて薄い。さらに、蓋がフランジ115にシールされる実施形態において、内部層150とヒートシールされる蓋との間の被暴露全表面積は、特に、容器それ自体と比較して極めて小さく、ヒートシール区域を通る気体の透過は重要でない。
【００８６】
図15〜16A-Bは、所望のカバー範囲を達成するのに必要とされるような内部層の折り返しをもたらすように、本明細書に開示のフローリーダー技術と一緒になって強化することのできる材料流の特性を図示する。図15は、流動先端23の上流を流れる材料が、体積流速が中央で最も速く、ポリマー流と金型キャビティのチャネル壁との界面又はその近くで最も遅いような速度プロファイル350(VP)を有する、ファウンテンフロー効果を示す。
【００８７】
図16A及び16Bは、複合流が、点「A」で最も早く、点「B」及び「C」でより遅い、速度プロファイル350(VP)を示す。ゼロ速度勾配340は、流動速度が最大である点に存在する。ゼロ速度勾配の流線の流れは、流動先端の平均速度よりも大きいので、ゼロ速度勾配の点、又はその近くで射出された内部材料は、たとえ内部材料の射出が、内側及び外側層(PET、PC、HDPE、又はPP)の射出後に始まっても、一部の状況下で流動先端に「追いつき」、流動先端を通過し、スキンを突き抜ける。内部コア流の材料は、内部材料が複合ポリマー流の流動先端に到達した後に、突き抜ける。
【００８８】
図16Bは、初めにA、B及びC点の粒子がそれぞれ下流に移動するにつれて、それらは、速度プロファイル350のために、互いにさらに離れて移動することを示す。第2の時間が経過した後、粒子は、それぞれA1、B1及びC1と表示された新たな位置に移動している。第2の時間が経過した後、粒子は、それぞれA2、B2及びC2と表示された新たな位置に移動している。継続した時点での粒子の相対的位置は、速度プロファイル350の経時的な効果を立証している。A点での流速はB点での速度より大きいので、A点を出発する粒子は、時間経過とともにB点で出発する粒子よりもより遠くに移動する。同様に、B点の流速は、C点の速度より大きいので、B点で出発する粒子は、時間経過とともにC点で出発する粒子よりより遠くに移動する。
【００８９】
図17は、流速と平均流動速度との比率を、内側及び外側流動チャネル壁の間の輪半径の関数としてプロットしている。図17は、n=0.8(ここで、nは流体流れの非ニュートン累乗則モデルに関するパラメーターである)での、正規化された速度プロファイル350及び流体に関する内側及び外側の体積分率を示す。複合流の流れ(CF)に関するゼロ勾配340は、正規化速度プロファイル350上に印を付けられる。○印を付けた曲線は半径と内側円筒壁Tとの間の、内側壁から外側壁への内側流(IF)をプロットしている。△印を付けた曲線は、外側円筒壁と輪状半径との間の外側流(OF)をプロットしている。斜線の区域は、平均速度より大きく、且つゼロ速度勾配340から隔たった内部層の配置に関して許容される位置を示す。この区域に置かれた内部層材料は、部品の内側に重なり合う。グラフから、内側層の流動分率は、0.1〜0.45の範囲にあり得ることがわかる。外側層の流動分率は、0.9〜0.55の範囲にあり得る。内部層の厚さは、流動している層の厚さの約25%の厚さでよく、これは、流動分率0.1〜0.45の約35%である。斜線の区域がゼロ速度勾配340の反対側上にあるなら、内側層及び外側層の流動分率は、類似の大きさを有するが、逆である。
【００９０】
図18A〜図21Cは、不完全なフローリーダーによって生じる可能性のあるような不完全流、及びその流れの産物に対するタイミング調整の潜在的効果を図示する。図18A及び18Cは、キャビティ内の不完全流を説明するために選択された金型キャビティのセグメントを図示する。図18A及び18Bは、流動先端330で接線流を引き起こす状態を図示する。図18Cは、内部層のリーディングエッジ150cにたいする接線流の効果を図示する。図18A及び18Cにおいて、複合流300は、材料が位置140の射出ゲートで射出され、金型キャビティの外縁250に向かって移動する時点で始まる。図18A及び18Cにおいて、複合流300は、同一の3つのセグメント300a、300b及び300cに分割される。複合流300の流動先端330は、それが外縁250に実質的に垂直である方向で金型キャビティの外縁250に向かって移動するので、図18A、18B及び18C中に図示される。
【００９１】
図18Aに図示したように、各セグメントの流動先端速度(VF)は、ほぼ等しい。セグメント300a及び300cの流動先端速度(それぞれ、VFa及びVFc)は、中央セグメント300bに向かう小さな接線成分を有する。図18A中に図示したように、セグメント300aの流動先端速度の小さな接線成分(VTa)は、セグメント300aの複合流からセグメント300bの複合流中への材料の流動を引き起こす。同様に、セグメント300cの流動先端速度の小さな接線成分(VTc)は、セグメント300cの複合流からセグメント300bの複合流中への材料の流動を引き起こす。
【００９２】
図18Bは、図18Aに図示したキャビティセグメントでの流れ断面の図解である。図18Bは、流動先端330で生じるファウンテンフロー効果を図示する。図18Bは、さらに、ゼロ勾配速度でもよいセンターライン速度(VC)を図示する。隣接セグメントのセンターライン速度VCより大きい複合流300の1つのセグメントにおけるセンターライン速度VCは、より速く流動しているセグメント中に流動先端速度VTの接線成分を作り出す。
【００９３】
図18Bは、図18Aのセグメント300cの流れの断面を具体的に図示する。セグメント300bのセンターライン速度(VCb)より大きいセグメント300cのセンターライン速度(VCc)は、セグメント300cの流動先端速度(VTc)中に、図18A中に図示するようにセグメント300bに向かう接線成分を作り出す。セグメント300a中の複合流の断面図は、図18Bと類似している。セグメント300bのセンターライン速度(VCb)より大きいセグメント300aのセンターライン速度(VCa)は、同様に、セグメント300aの流動先端速度(VTa)中に、図18A中に図示するようにセグメント300bに向かう接線成分を同様に作り出す。
【００９４】
図18Cは、複合流300内の内部層のリーディングエッジ150cを図示する。詳細には、図18Cは、内部層のリーディングエッジ150cが、セグメント300bの流動先端330に、とりわけ、セグメント300a及び300cの流動先端330に対する内部層のリーディングエッジ150cの位置に比較して、遅れを取っていることを図示している。内部層のリーディングエッジ150cは、セグメント300a及び300cの流動先端速度VTの接線流動成分のため、セグメント300bで遅延する。図18Cは、対称的な流動境界線ではない流動境界線を図示する。
【００９５】
図18Bに戻ると、図18Bが、さらに、複合流300中の内部層のリーディングエッジ150cを図示していることに気付く。内部層のリーディングエッジ150cは、それ自体で速度(VI)を有する。リーディングエッジ速度VIに対する流動先端速度VFの比率は、内部層の流動センターラインからのずれによって求められる。したがって、内部層の流動センターラインからのずれは、所望の比率VF/VIを得るように選択することができる。例えば、リーディングエッジ速度VIがセンターライン速度VCにほぼ等しく、且つセンターライン速度VCが流動先端速度VFのほぼ1.3倍である場合、比率VF/VIは、約1割る1.3、又は約0.769である。内部層の流動センターラインからのずれを増大させると、リーディングエッジ速度VIが一般には減少し、したがって比率VF/VIを一般には増大させる。
【００９６】
図19は、金型キャビティ中へのポリマー流の体積流の経時的な例示的なプロットを図示する。図19の水平軸は、時間を表し、図19の鉛直軸は材料の体積流速を表す。図19の時間線は、ポリマーの金型キャビティ中への流動で始まる。曲線1710は、内側及び外側層ポリマーの合計の体積流速を図示する。流動は、曲線1710で図示したように、初めは急速に増加する。内側及び外側層のポリマーは、成形物品の内側及び外側層を形成する。図19で、内部層のポリマーは、曲線1720によって図示されるように、金型キャビティ中への流れに0.1秒後に添加される。内部層のポリマーは、成形物品の内部層を形成する。内側及び外側層のポリマーの最初の流動と内部層のポリマーの最初の流動との間の遅延は、遅延時間d1730と称される。遅延時間dは、本明細書中で教示される種々の実施形態で相違する。
【００９７】
図18Bに戻って、再び、図18Bが、複合流300中の内部層のリーディングエッジ150cを図示していることに気付く。図6A〜Bにおけるように、複合流の先端330とキャビティ外縁250との間の距離は、図18B中で流動距離370(LF)と称される。また、図6A〜Bにおけるように、内部層のリーディングエッジ150cとキャビティ外縁250との間のより大きな距離は、図18B中で流動距離380(LI)と称される。距離370の距離380に対する比率(LF/LI)は、内部層材料を金型キャビティ中に射出されたのポリマー流中に添加する際の遅延時間dによって決められる。
【００９８】
流動境界線が、成形システムのすべてのキャビティで一様であるなら、ほぼ0.1秒の遅延時間dは、内部層のリーディングエッジがすべてのキャビティ中の成形部品の外縁の直前まで流動することを可能にする。比率VF/VIが約0.769である図18Bに関する前記例に関して、遅延時間d1730がほぼ0.1秒であり、且つ流動先端が部品の外縁に到達するための時間が、図19中に図示したように0.4秒にわずかに満たない、すなわち、距離370の流動先端速度に対する比率が距離380のリーディングエッジの速度に対する比率に等しい[すなわち(LF/VF)=(LI/VI)]場合、距離370の距離380に対する比率(LF/LI)は、所定の内部層のずれに対して「理想的な」比率である。言い方を変えれば、内部層のリーディングエッジの速度は、複合流先端の速度に、内部層のリーディングエッジから金型の外縁までの流動距離を複合流の先端から金型の外縁までの流動距離で除算した商を乗算した積に等しい[すなわち、VI=VF×(LI/LF)]。理想的な事例では、複合流の先端が、内部層のリーディングエッジが、まさに流動先端に最も近くなる時に、金型キャビティの外縁に到達する。
【００９９】
流動境界線が、図18C中に図示したように任意の1つのキャビティ中で、又は複数キャビティ成形システム中のキャビティ間で一様に同じではないなら、遅延時間dを0.1秒未満に設定すると、比率LF/LIが「理想」比率より大きい成形部品(複数可)の部分(複数可)中に折り返しが生じる。距離370の距離380に対する比率(LF/LI)は、遅延時間dが0.1秒未満であるなら、より大きい。比率LF/LIがより大きい場合、流動先端300は、内部層のリーディングエッジ150cが流動先端330に最も近くなり、折り返した後に、外縁250に到達する。要するに、より小さな遅延時間dによって引き起こされることのできるより大きな比率LF/LIは、折り返しをより起こり易くする。記載のように、対称的でない流動境界線を、適切に減少する遅延時間dによって一様でない対称的な流動境界線であるようにすることができる。
【０１００】
一方、遅延時間dを、0.1秒を超えるように設定すると、距離370の距離380に対する比率(LF/LI)が減少する。比率LF/LIがより小さい場合、流動先端300は、内部層のリーディングエッジ150cが流動先端330に最も近くなる前に外縁250に到達し、得られる成形物品内での内部層150によるカバー範囲中に望ましくないギャップを取り残す可能性がある。
【０１０１】
図20A〜C及び図21A〜Cは、図18A及び18Cに図示した金型キャビティ中での異なる流動状態に由来する可能性のある代わりの成形部品の同一部分を図示している。図20及び21中の成形部品の外縁は、図18A〜Cの金型キャビティの外縁250に対応し、したがって、成形部品の外縁は、同様に250と称される。図20A及び21Aの成形部品の材料射出位置は、同様に、図18A及び18Cの金型キャビティの射出位置140に対応し、したがって、成形部品の射出位置は、同様に140と称される。図20A及び21Aは、それぞれ、3つのセグメント132a、132b、132cに分割され、それらのセグメントは、それぞれ図18Aの複合流部分300a、300b及び300cに対応する。
【０１０２】
図20A〜Cは、ほぼ0.1秒の遅延時間dで作り出される成形部品101の部分中の内部層のリーディングエッジ150cを図示している。しかし、成形部品101の製造において作り出される流動境界線は、成形システムの任意の1つのキャビティ中で、又は複数のキャビティの間で一様に同じものではない。したがって、図20Aの内部層のリーディングエッジ150cは、セグメント132a及び132c中に比べて、セグメント132 b中において外縁250からはるかにより遠くにある。図20Bは、図20Aのセグメント132bの断面図を示す。図20Cは、図20Aのセグメント132aの断面図を示す。図20Aのセグメント132cの断面図は、図20Cに類似し、図20Bと異なる。図20B中のリーディングエッジ150cと外縁250との間の距離を対応する図20C中の距離と比較することによりリーディングエッジ150cが、セグメント132a(又は132c)に比べて、セグメント132bにおいて外縁250からはるかにより遠くにあることが確認される。
【０１０３】
図21A〜Cは、図20A〜Cと同じ成形システムではあるが、一様でない対称的な流動境界線をもたらすに十分な0.1秒未満の遅延時間dで製造された成形部品100の部分中の内部層150を示す。図20Aのセグメント132b中の内部層と異なり、図21Aのセグメント132b中の内部層150は、成形部品の外縁に最も近い。図21Aの成形部品100の製造中に、セグメント132bの内部層のリーディングエッジ150cは、図20Aのように、セグメント132a及び132cのリーディングエッジ150cに遅れをとった。内部層のリーディングエッジ150cの前進部分は、初期には流動先端330に最も近くなるが、折り返して、セグメント132a及び132c中に折り返し部分150bを作り出す。
【０１０４】
図21Bは、図21Aのセグメント132bの断面図を示す。図21Bは、セグメント132b中に小さな折り返し部分150bを有する内部層150を示す。しかし、本明細書中で教示される他の実施形態は、遅れているセグメント中に内部層150の折り返し部分を含まない。図21Cは、図21Aのセグメント132aの断面図を示す。図21Aのセグメント132cの断面図は、図21Cに類似しているが、図21Bと異なる。図21Cは、製造中に、内部層のリーディングエッジ150cが流動先端330に到達し、セグメント132bのリーディングエッジ150cの遅延部分が外縁に最も近くなることを可能にするのに十分な大きさの折り返し部分150bを作り出す、成形部品100のセグメントを示す。図21A〜Cは、不完全流を修正するために折り返しを利用することが必要な場合に、遅延時間を調整して折り返しを作り出すことの効果を示す。
【０１０５】
図21A〜Cは、さらに、遅延時間の調整をフローリーダーと併せて利用して、得られる成形製品において内部層による所望のカバー範囲を提供する対称的な流動境界線を作り出す、いくつかの実施形態を示す。当業者は、多くの対称的でない成形部品に関して完全なフローリーダーを作り出すことが困難であることを承知しており、該技術を内部層による必要なカバー範囲を達成するために利用できることを認識できる。
【０１０６】
図22は、例示的な実施形態を実施するのに適した例示的なシステムを示す。共射出成形システム1000は、金型キャビティ中に少なくとも2種の材料を射出するように構成される。使用するのに適した材料としては、前に考察したすべての材料が挙げられる。共射出成形システム1000は、第1材料供給源1200、第2材料供給源1400、多岐管1600を備える。多岐管1600は、各ポリマー材料のための別個の多岐管からなることができる。共射出成形システム1000は、さらに、ノズルアセンブリ18A、18B、18C、18D、及び金型2400を備える。金型2400は、ゲート2420A、2420B、2420C、2420D、及びキャビティ2422A、2422B、2422C、2422Dを備える。図22において、各ノズルアセンブリ18は、ゲート2420及びキャビティ2422に対応する。例えば、ノズルアセンブリ18Aは、ゲート2420A及びキャビティ2422Aに対応する。当業者は、図22中に4つの金型キャビティが図示されているが金型2400は様々な数の金型キャビティを含むことができることを理解するであろう。例えば、金型2400は、64個までの任意の数の金型キャビティ又はそれ以上の金型キャビティを含むことができる。一実施形態において、金型2400中の各キャビティは、別個の成形物品を形成する。
【０１０７】
第1ポリマー材料は、第1材料供給源1200から、第2ポリマー材料は、第2材料供給源1400から、多岐管1600中に押し出され、ノズル18A、18B、18C、18D中で複合され、その後、金型キャビティ2422A、2422B、2422C、2422D中に射出される。第1及び第2ポリマー流は、複合されて、第1ポリマー材料が複合ポリマー流の内部コア流を形成すると同時に、第2ポリマー材料が複合流の内側及び外側流を形成するような環状複合ポリマー流を形成する。内側及び外側流は、環状複合ポリマー流がノズルから射出されるにつれて、内部コア流を包み込む。
【０１０８】
代わりの実施形態(図示せず)において、成形システム1000は、互いに連結されている複数の開放型容器を形成するように構成される。この実施形態では、金型2400が、複数の開放型容器をからなる成形物品を形成するように構成される。例えば、成形物品は、4、6、8個、又はそれ以上の開放型容器からなることができる。このような実施形態で、それぞれの容器を形成するのに専用のノズルアセンブリ又は射出ゲートが必要とされるわけではない。代わりに、単一のノズルアセンブリ及び射出ゲートで、連結された複数の成形容器を形成することができる。別法として、連結された容器を切り離して使用することができる。
【０１０９】
図23は、本明細書中で教示される例示的な実施形態を実施するのに適した例示的なコンピューティング環境を図示する。該環境は、共射出システム1000に、有線で、無線で、又は有線と無線の混成で連結された共射出制御デバイス900を含むことができる。共射出制御デバイス900は、非対称型容器のシールされる又はシール可能な部分の、又は本明細書中で教示される非対称型キャップの表面区域のシール可能部分の95%〜100%、さらには99%〜100%の範囲にわたるカバー範囲を提供するバリア層又は捕捉層を形成するために、実行可能なバリアカバレッジコード(Barrier Coverage Code)950を実行するようにプログラムできる。共射出制御デバイス900は、コンピュータが実行可能な例示的な実施形態を実行するための1つ以上の命令又はソフトウェアを格納するためのコンピュータが読み取り可能な1つ以上の媒体を含む。コンピュータが読み取り可能な媒体としては、限定はされないが、1種以上のハードウェアメモリ、有形の非一時的媒体等を挙げることができる。例えば、共射出制御デバイス900中に含められるメモリ906は、コンピュータが実行可能な命令又はソフトウェア、例えば、実行可能なバリアカバレッジコード950を実行及び達成するための命令を格納することができる。共射出制御デバイス900は、また、メモリ906中に格納されたソフトウェア及びシステムハードウェアを制御するためのその他のプログラムを実行するための、プロセッサ902及び1つ以上のプロセッサ(複数可)902'を備える。プロセッサ902及びプロセッサ(複数可)902'は、それぞれシングルコアプロセッサ又はマルチコアプロセッサ(904及び904')でよい。
【０１１０】
コンピューティングデバイス中のインフラとリソースを動的に共有できるように、共射出制御デバイス900中で仮想化(virtualization)を採用することができる。仮想化されたプロセッサは、また、記憶装置916中の実行可能なバリアカバレッジコード950及びその他のソフトウェアと共に使用することができる。複数のプロセッサ上で動作しているプロセスを処理するために仮想マシン914を準備することができ、その結果、そのプロセスは複数ではなくただ1つのコンピューティングリソースを使用しているように見える。複数の仮想マシンを、1つのプロセッサと共に使用することもできる。
【０１１１】
メモリ906は、コンピュータのシステムメモリ、又はDRAM、SRAM、EDO RAM等のランダムアクセスメモリを含むことができる。メモリ906は、そのうえ他の種類のメモリ又はそれらの組合せを含むことができる。
【０１１２】
ユーザーは、ユーザーインターフェース924又は他の任意のインターフェースを表示できるコンピュータモニター等の視覚的表示デバイス922を介して、共射出制御デバイス900と情報を交換することができる。視覚的表示デバイス922は、また、例示的な実施形態の他の態様又は要素、例えば、データベース等を表示できる。共射出制御デバイス900は、ユーザーからのインプットを受け取るために、キーボード又はマルチポイントタッチインターフェース908及びポインティングデバイス910、例えばマウス等の他のI/Oデバイスを含むことができる。キーボード908及びポインティングデバイス910は、視覚的表示デバイス922に接続することができる。共射出制御デバイス900は、その他の適切な通常的I/O周辺機器を含むことができる。共射出制御デバイス900は、さらに、オペレーティングシステム918及びその他の関連ソフトウェアを格納するための、及び実行可能なバリアカバレッジコード950を格納するための、ハードドライブ、CD-ROM、又はコンピュータが読み取り可能なその他の非一時的媒体等の格納デバイス916を含むことができる。
【０１１３】
共射出制御デバイス900は、限定はされないが、標準的な電話回線、LAN又はWANリンク(例えば、802.11、T1、T3、56kb、X.25)、ブロードバンド接続(例えば、ISDN、フレームリレー、ATM)、ワイヤレス接続、コントローラエリアネットワーク(CAN)、又は上記のいずれか又はすべてのいくつかの組合せを含む種々の接続を介して、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)又はインターネットにインターフェースするためのネットワークインターフェース912を含むことができる。ネットワークインターフェース912は、内蔵型ネットワークアダプター、ネットワークインターフェースカード、PCMCIAネットワークカード、カードバスネットワークアダプター、ワイヤレスネットワークアダプター、USBネットワークアダプター、モデム、又は認可コンピューティングデバイス900を通信能力のある任意の種類のネットワークにインターフェースするのに適し、且つ本明細書に記載の操作を実施するのに適した任意のその他のデバイスを含むことができる。さらに、共射出制御デバイス900は、ワークステーション、デスクトップコンピュータ、サーバー、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、或いは、通信能力があり且つ本明細書に記載の操作を実行するのに十分なプロセッサ能力及び記憶容量を有する他の形態のコンピューティングデバイス又はテレコミュニケーションデバイス等の任意のコンピュータシステムでよい。
【０１１４】
共射出制御デバイス900は、Microsoft(登録商標)Windows(登録商標)オペレーティングシステムのいずれかのバージョン、Unix(登録商標)及びLinux(登録商標)オペレーティングシステムの種々のリリース版、Macintoshコンピュータ用MacOS(登録商標)の任意のバージョン、任意の組み込みオペレーティングシステム、任意のリアルタイムオペレーティングシステム、任意のオープンソースオペレーティングシステム、任意のプロプライエタリオペレーティングシステム、モバイルコンピューティングデバイス用の任意のオペレーティングシステム、又はコンピューティングデバイス上で動作し本明細書中に記載の操作を実行する能力のある任意のその他のオペレーティングシステム等の、任意のオペレーティングシステムを動作させることができる。オペレーティングシステムは、ネイティブモード又はエミュレーションモードで動作することができる。
【０１１５】
バリアカバレッジコード950は、本明細書中で教示されるように、内側及び外側ポリマー流の体積流量を選択的に制御するように、内部コア材料流150aの位置を複合ポリマー流の流動先端速度と比較して制御するように、且つ内部コア流の押出し開始時刻を内側及び外側ポリマー流の押出し開始時刻と比較して制御するように共射出システム1000を制御するための、プロセッサ902によって実行される実行可能なコードを含む。すなわち、バリアカバレッジコード950は、内部コア材料流150aの流線を複合環状流300の平均速度より大きい速度を有する流動流線上に配置するように共射出システム1000を制御するための、プロセッサ902によって実行できる実行可能なコードを含む。したがって、内部層材料流150aは、ファウンテンフローに「追いつき」、折り返り、得られる成形物品中にバリア層又は捕捉層からなるカバー範囲を、物品のシール可能な又はシールされる区域の99%〜100%の範囲のカバー範囲で作り出すことができる。プロセッサ902によるバリアカバレッジコード950の実行は、共射出システム1000が、内部層材料流150aをゼロ速度勾配の位置の内側又は外側に配置し、それぞれ、得られる物品の内側又は外側に向かって折り返しを作り出することを可能にする。本明細書中で教示される方法及び共射出システムは、得られる成形容器の壁、フランジ及び閉鎖端によって形成されるシール可能な又はシールされる区域の99%〜100%に内部層が延在する、非対称型の食品又は飲料用容器の共射出成形を容易にする。シール可能な又はシールされる区域は、得られる成形物品のフランジ部分に配置することのできるシール区域120の表面まで延在する、得られる成形物品の内部部分によって画定される。
【０１１６】
本明細書中の教示に基づいて直接関係のある当業者が認識できるように、添付の特許請求の範囲中で規定されるような本発明の精神から逸脱することなしに、本開示による前記の及びその他の実施形態に対して多くの変更及び修正をなし得る。したがって、実施形態に関するこの詳細な説明は、限定する意味ではなく、例示として解釈すべきである。
【０１１７】
特許請求の範囲は、限定に関する特定の組合せを列挙するが、本発明が、各独立請求項を、単独で、及び明瞭に両立しないものを除いて関連する従属請求項中に表現された限定の可能な任意の組合せと併せて包含することは明白である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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