(57)【要約】  補助射出ユニットからの成型用材料の溶融流の射出の開始を制御するための方法および装置である。主射出ユニットによってもたらされる第１の成型用材料の第１の溶融流の射出に関連した状態を検知するように、射出成型システム内にセンサが配置される。検知される第１の溶融流の射出に関連した状態である被検知状態が、予め選定される値で検出されたときに、補助射出ユニットからの第２の成型用材料の第２の溶融流の開始が行われる。被検知状態は、直接型センサによってもたらされるような第１の溶融流の圧力、速度、もしくは温度、間接型センサによってもたらされるようなホットランナー構成要素上の力もしくは歪み、または、機能センサによってもたらされるような射出成形システムにおける機能の発生であってよい。
2014509966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助射出ユニットからの成型用材料の溶融流の射出の開始を制御する方法であって、
射出成型システム内にセンサを配置して、主射出ユニットによってもたらされる第１の成型用材料の第１の溶融流の射出に関連した状態を検知する段階を備え、前記第１の溶融流は前記射出成型システムの第１の溶融物経路に沿って流れ、
検知される前記第１の溶融流の射出に関連した状態である被検知状態が、予め選定される値で検出されたときに、補助射出ユニットからの第２の成型用材料の第２の溶融流の射出を開始する段階を備え、前記第２の溶融流は前記射出成型システムの第２の溶融物経路に沿って流れる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記センサは、前記第１の溶融流と直接的に接触して当該溶融流の圧力および速度のうちの一方を検知する直接型センサであり、前記被検知状態の前記予め選定される値は、予め選定される圧力値および予め選定される速度値のうちの一方である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記直接型センサは、前記射出成型システムのスプルー・ブッシュ、マニホールド、ノズルおよび金型キャビティのうちの１つの溶融通路内で前記第１の溶融流と接触するように前記射出成型システム内に配置されている、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記センサは、前記射出成型システムのホットランナー構成要素の外側表面に沿って配置された間接型センサであり、前記被検知状態の前記予め選定される値は、前記主射出ユニットによる前記第１の溶融流の射出を受け入れる対応した前記ホットランナー構成要素に関連する、当該対応したホットランナー構成要素の測定可能な動きである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ホットランナー構成要素は、前記射出成型システムのスプルー・ブッシュ、マニホールドおよびノズルのうちの１つであり、前記測定可能な動きは、前記マニホールドと前記ノズルのうちの一方の撓みまたはゆがみである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記センサは機能センサであり、前記被検知状態の前記予め選定される値は、前記主射出ユニットによる前記第１の溶融流の射出に関連した前記射出成型システム内における機能の発生の検出である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記機能センサは、バルブピン・アクチュエータの予め選定される位置への動きの発生を検出するための位置センサである、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記機能センサは、前記射出成型システムのスプルー・ブッシュ上に取り付けられた、前記第１の溶融流の射出を開始するように前記主射出ユニットが前記スプルー・ブッシュと接触させられることの発生を検出するための歪みゲージである、請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記射出成型システム内にセーフティ・フィードバックセンサを配置することを更に備え、前記セーフティ・フィードバックセンサは、前記主射出ユニットによる前記第１の溶融流の射出が既に生じていることを確認するためのものである、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記被検知状態が前記予め選定される値で検出されたときに、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出を直接的に開始させる信号が送られる、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記被検知状態が前記予め選定される値で検出されたときに、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出の開始を予め設定される時間にわたって遅らせる信号が送られる、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記射出成型システムは、共射出成型および多材料成型のうちの一方の動作用に構成されている、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
補助射出ユニットからの成型用材料の溶融流の射出の開始を制御する方法であって、
主射出ユニットからの第１の成型用材料の第１の溶融流の射出を受け入れるホットランナー射出成型システムの第１の溶融物経路に沿ってセンサを配置する段階を備え、前記センサは前記第１の溶融流の状態を検知するように配置され、
前記第１の溶融流の状態が予め選定される値で検出されたときに、補助射出ユニットからの第２の成型用材料の第２の溶融流の射出を開始する段階を備え、前記第２の溶融流は前記ホットランナー射出成型システムの第２の溶融物経路に沿って流れる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
検知される前記第１の溶融流の状態である被検知状態が、圧力および速度のうちの一方であり、前記被検知状態の前記予め選定される値は、予め選定される圧力値および予め選定される速度値のうちの一方である、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の溶融流の前記被検知状態が圧力であり、
前記予め選定される圧力値に達して前記補助射出ユニットからの射出を開始する段階が既に生じた後に、
前記第１の溶融流の圧力を連続的に監視して、いつ最大射出圧力値、保持圧力値および減圧圧力値のうちの少なくとも１つに到達するかを判定する段階と、
前記第１の溶融流が、前記最大射出圧力値、前記保持圧力値および前記減圧圧力値のうちの少なくとも１つに達したとき、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出を調節する段階と、
を更に備えている、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記補助射出ユニットからの射出を開始する段階が既に生じた後に、
検知される前記第１の溶融流の状態を、予め設定される時間間隔で連続的に監視する段階と、
前記予め設定される時間間隔のうちの１つないし複数において、検知される前記第１の溶融流の状態に基づいて、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出を調節する段階と、
を更に備えている、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記センサは、前記第１の溶融流と直接的に接触している、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記センサは、前記射出成型システムのスプルー・ブッシュ、マニホールド、ノズルおよび金型キャビティのうちの１つの溶融通路内で前記第１の溶融流と接触するように前記射出成型システム内に定置されている、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
検知される前記第１の溶融流の状態が、前記予め選定される値で検出されたときに、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出を直接的に開始させる信号が送られる、請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
検知される前記第１の溶融流の状態が、前記予め選定される値で検出されたときに、前記補助射出ユニットからの前記第２の溶融流の射出の開始を予め設定される時間に渡って遅らせる信号が送られる、請求項１３記載の方法。
【請求項２１】
前記射出成型システム内にセーフティ・フィードバックセンサを定置することを更に備え、前記セーフティ・フィードバックセンサは、前記主射出ユニットによる前記第１の溶融流の射出が既に生じていることを確認するためのものである、請求項１３記載の方法。
【請求項２２】
前記射出成型システムは、共射出成型と多材料成型のうちの一方の動作用に構成されている、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、共射出や多材料の用途用の補助射出ユニットを有した射出成型システムに関する。より特定的には、本発明は、当該補助射出ユニットの閉ループ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成型の技術においては、単一のホットランナー射出成型ノズルを用いて、成型用材料の２つの溶融流を金型キャビティ内へと同時に、或いは逐次射出することが知られており、これは一般的に共射出と呼ばれている。第１の成型用材料の第１の溶融流は、主成型ユニットとも呼ばれ得る射出成型機によってもたらされてよい。一方、第２の成型用材料の第２の溶融流は、補助成型ユニットによってもたらされてよい。それら第１および第２の溶融流は、それぞれの射出ユニットから、マニホールドにおけるそれぞれ別々の第１および第２の溶融通路ないしランナー内へと送り出される。それら第１および第２の溶融通路ないしランナーは更に、ノズルにおけるそれぞれ別々の第１および第２の溶融通路と流体連通（流体が流通可能に連絡）している。後者の第１および第２の溶融通路を通じて、各溶融流が金型キャビティへと差し向けられる。
【０００３】
共射出成型動作中において、金型キャビティ内への第１および第２の溶融流それぞれの流れを制御することが、終始一貫した多層型部品を製造するためには非常に重要である。従来、成型プロセスの開ループ制御がもたらされてきた。その制御によれば、主射出ユニットによって、補助射出ユニットへ信号などが送られ得る。その信号などの受け取りが、補助射出ユニットによる第２の溶融流の射出開始のトリガー（切っ掛け）となる。そのトリガー信号は、主射出ユニットおよび補助射出ユニットによる第１および第２の溶融流の逐次ないし同時の射出を可能とするように調整され得る。開ループ制御の欠点は、次のような仕組みを何らもたらさないということである。即ち、その仕組みによって、主射出ユニットにより射出される第１の溶融流の流れによって呈される実際の成型状態が、補助射出ユニットにより射出される第２の溶融流の流れの開始、速度、および／または圧力に影響を与え得る、という仕組みである。そのような補助射出ユニットのリアルタイムでの閉ループ制御がなければ、終始一貫しない厚さ、および／または、不適切な／望ましくない相対位置の層を有する製品が製造されてしまうかもしれない。
【０００４】
多材料成型は、製品を作るのに必要な材料を供給するのに、主射出ユニットに加えて補助射出ユニットも用いられる、別の型式の成型動作である。それらの製品は、第１の堅い方の材料でできた柄と、第２の柔らかい方の材料のグリップ面とを有する歯ブラシや、空所のあるレンズの主要部分を形成する第１の色の部分（例えば、透明の材料）を有し、その空所内へ第２の色の部分（例えば、琥珀色の材料のもの）が成型されている自動車用レンズなどである。これらの型式の多材料成型の用途では、第２の材料が内部へと射出される空所を作り出すのに、「コアプル（core pull）」と呼ばれる引込み式コアが用いられてもよい。他の多材料成型動作では、複数の成型ステーションを伴った回転式可動プラテンが用いられてもよい。その可動プラテンは、各ステーションが金型の静止側と係合するやり方で、単一の製品上に様々な構造を成型する。また、スピンスタック成型は、多材料のオーバーモールド（重ね成型）を行う、もう一つのやり方である。そのスピンスタック成型においては、スタック（積重ね）金型の中央ブロックの異なる面が金型の静止側と係合して当該部品の異なる構造を画成するように、その中央ブロックが「ひっくり返った」り、回転したりする。それぞれの多材料の用途において、第１の成型用材料の第１の溶融流は射出成型機によってもたらされてよい。一方、第２の成型用材料の第２の溶融流は補助成型ユニットによってもたらされてよい。それは、上述した共射出成型動作と同様、対応する金型キャビティ内への第１および第２の溶融流それぞれの流れを制御することが、終始一貫した多材料成型や共射出成型の部品を製造するためには非常に重要であるようなものである。
【０００５】
そのようにして、補助射出ユニットからの第２の溶融流の、同期させた、或いは従属させた射出をもたらすように、主射出ユニットからの第１の溶融流における状態のリアルタイムでの連絡をもたらす射出成型システムに対するニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、補助射出ユニットからの成型用材料の溶融流の射出の開始を制御するための方法および装置を対象としている。一実施形態において、主射出ユニットによってもたらされる第１の成型用材料の第１の溶融流の射出に関連した状態を検知するように、射出成型システム内にセンサが配置される。検知される第１の溶融流の射出に関連した状態である被検知状態が、予め選定される値で検出されたときに、補助射出ユニットからの第２の成型用材料の第２の溶融流の開始が行われる。その被検知状態は、直接型センサによってもたらされるような第１の溶融流の圧力、速度もしくは温度、間接型センサによってもたらされるようなホットランナー構成要素上の力もしくは歪み、または機能センサによってもたらされるような射出成形システムにおける機能の発生であってよい。本発明の実施形態においては、被検知状態が予め選定される値に達したときに、補助射出ユニットからの第２の溶融流の射出を、直接的にか、あるいは時間の遅れを経て間接的にかのいずれかで開始させる信号が送られる。
【０００７】
本発明の前述した特徴、その他の特徴、および利点は、以下の、添付図面に描かれているような本発明の実施形態の説明から明らかになるであろう。添付図面（これらは本明細書に援用され、明細書の一部を成すものである）は更に、本発明の原理を説明するのに役立つと共に、当業者が本発明を作ったり使用したりできるようにするのに役立つ。これらの図面は一定の縮尺にはなっていない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による、補助射出ユニットの閉ループ制御を有する共射出成型システムの模式的表現。
【図２】本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、主射出ユニットからの成型用材料の第１の溶融流における射出の圧力または速度と、補助射出ユニットからの成型用材料の第２の溶融流における射出の圧力または速度との間の関係を時間に沿って示すグラフ。
【図３】本発明の逐次共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、主射出ユニットからの成型用材料の第１の溶融流における射出の圧力または速度と、補助射出ユニットからの成型用材料の第２の溶融流における射出の圧力または速度との間の関係を時間に沿って示すグラフ。
【図４】本発明のもう一つの同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、主射出ユニットからの成型用材料の第１の溶融流の射出におけるホットランナー構成要素上での力／歪みと、補助射出ユニットからの成型用材料の第２の溶融流における射出の圧力または速度との間の関係を時間に沿って示すグラフ。
【図５】本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、第２の成型流の予め設定される時間間隔でのフィードバック調整を有する、主射出ユニットからの成型用材料の第１の溶融流における射出の圧力または速度と、補助射出ユニットからの成型用材料の第２の溶融流における射出の圧力または速度との間の関係を時間に沿って示すグラフ。
【図６】本発明のもう一つの実施形態による、補助射出ユニットの閉ループ制御を有する多材料射出成型システムの模式的表現。
【図７Ａ】本発明の実施形態で説明される共射出方法によって成型される例示的なプリフォームを描いた図。
【図７Ｂ】本発明の実施形態で説明される共射出方法によって成型される例示的なプリフォームを描いた図。
【図７Ｃ】本発明の実施形態で説明される共射出方法によって成型される例示的なプリフォームを描いた図。
【図８】本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、射出段階毎のフィードバック調整を有する、主射出ユニットからの成型用材料の第１の溶融流における射出の圧力または速度と、補助射出ユニットからの成型用材料の第２の溶融流における射出の圧力または速度との間の関係を時間に沿って示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで、図面を参照して特定の諸実施形態を説明する。以下の詳細な説明は本来、単に例示的なものに過ぎず、本発明を、或いは本発明の適用や用途を限定することを意図するものではない。以下の説明において、「下流（側）」は、射出成型システムの射出ユニットから金型キャビティへの成型材料の流れの方向について用いられ、また当該システムの構成要素や構造における、それらを通じて射出ユニットから金型キャビティへと成型材料が流れる順序についても用いられる。これに対して、「上流（側）」は反対の方向について用いられる。本発明の実施形態の説明はホットランナー射出成型システムの共射出や多材料の用途の文脈におけるものであるが、本発明は、有用と思われる他の成型の構成に用いられてもよい。更に、前述した技術分野、背景、概要、または以下の詳細な説明に呈示された如何なる明示的な理論や暗示的な理論によっても束縛される意図は存在しない。
【００１０】
図１は、射出成型システム１００の模式的表現である。射出成型システム１００は、２つの別々の溶融物源Ｓ１，Ｓ２から、１つないし複数の金型キャビティ１０６まで溶融物を差し向けるための高温側部分１０１を含んでいる。金型キャビティ１０６は、高温側部分１０１と低温側部分１０３との間に形成されている。そのようにして、射出成型システム１００は、第１の成型用材料Ｓ１の第１の溶融流を金型キャビティ１０６へ供給するための主射出ユニット１０４と、第２の成型用材料Ｓ２の第２の溶融流を金型キャビティ１０６へ供給するための補助射出ユニット１０２とを含んだ共射出システムとなっている。本発明の一実施形態によれば、射出成型システム１００は、下記で説明するように補助射出ユニット１０２の閉ループ制御を含んでいる。一実施形態において、主射出ユニット１０４は射出成型機であり、補助射出ユニット１０２は、当該射出成型機と、それに保持された金型とのいずれかに結合されるか、或いは当該成型機の隣に定置されたフロアスタンド上に設置される補助射出ユニットである。代替的な実施形態においては、本明細書による射出成型システムが、複数の補助射出ユニットの閉ループ制御を含んでいる。
【００１１】
主射出ユニット１０４は、射出成型システム１００の第１組のホットランナーないし溶融通路１０８内へと第１の溶融流を送り出す。第１組のホットランナーないし溶融通路１０８は、高温側部分１０１内を、第１の注入口１０７と、金型キャビティ１０６の金型ゲート１０９との間で延びている。補助射出ユニット１０２は、射出成型システム１００の第２組のホットランナーないし溶融通路１１０内へと第２の溶融流を送り出す。第２組のホットランナーないし溶融通路１１０は、高温側部分１０１内を、第２の注入口１１１と、金型キャビティ１０６の金型ゲート１０９との間で延びている。当業者によれば、次のことが理解されるであろう。即ち、第１および第２組のホットランナー１０８，１１０が、様々なホットランナー構成要素の内部を延びるか、或いはそれらの構成要素によって画成され得る溶融通路であること、並びに、第１および第２の溶融流のそれぞれが、様々なホットランナー構成要素を通じて互いに分離して流れて、金型キャビティ１０６の直近ないし内部で互いに合流する、ということである。そして、様々なホットランナー構成要素は例えば、注入口ないしスプルーのブッシュ１２０，１２０’、マニホールド１２２などの１つないし複数のマニホールド、熱ゲート型ノズル１２４やバルブゲート型ノズル１２４’などの熱ゲート型やバルブゲート型のノズルといったものである、ということである。第１および第２の溶融通路１０８，１１０の一部が単一のマニホールド１２２内を延びるように示されているが、これは例示のつもりであって限定するものではない。当業者によれば、次のことも理解されるであろう。即ち、単純化のために、システム１００が２つの金型キャビティ１０６しか伴わずに示されている、ということである。また、製造される成型品の型式や数に応じて、それよりも多かったり少なかったりする金型キャビティ１０６が、それらのために供給される第１および第２の溶融流を受け入れるように定置されていてもよい、ということである。そして、システム１００に基づいた実際の射出成型システムが、熱ゲート型ノズル１２４しか有していなかったり、バルブゲート型ノズル１２４’しか有していなかったりしてもよく、図１に例示のつもりで描いたように各ノズルを１つないし複数有してはいなくてもよい、ということである。
【００１２】
主射出ユニット１０４と補助射出ユニット１０２との間での閉ループ動作を可能とするように、射出成型システム１００内でセンサ１１４が利用されている。図１に示す実施形態において、センサ１１４は、第１組のランナー１０８における第１の注入口１０７の直近に付着されている。センサ１１４は、ランナー１０８を通って流れる第１の溶融流と直接的に接触して、そこを通って流れる溶融物の状態を直接的に監視するように取り付けられた、直接型の溶融流センサである。センサ１１４は、第１組のランナー１０８を通って第１の溶融流が流れるときに、その圧力、温度、または速度などの溶融流の状態を監視するように選択されてよい。一実施形態において、センサ１１４は、主射出ユニット１０４によって射出される溶融物の圧力や速度などの、第１の溶融流の対応する状態の直読値を取得するように第１組のホットランナー１０８内に設置される、圧力センサまたは速度センサのうちの１つである。もう一つの実施形態において、当該センサは、第１の溶融流の状態の直読値を取得するように第１組のホットランナー１０８内に設置される温度センサである。その第１の溶融流の状態は、主射出ユニット１０４による溶融物の射出の結果として、その溶融物が第１組のホットランナー１０８を通じて流れる際の、当該溶融物の剪断加熱によるものと考えられる温度変化などである。図１において、センサ１１４について示された設置場所は、対応する溶融物注入口ないしスプルーのブッシュ１２０の溶融通路に沿った位置におおよそ対応している。これもまた図１に示す本発明の代替的な実施形態において、センサ１１４は、センサ１１４ａによって表されるようなマニホールド１２２の溶融通路に沿った場所や、センサ１１４ｂによって表されるようなノズル１２４’の溶融通路に沿った場所を含むように、第１の溶融流が高温側部分１０１内を流れる際の溶融物経路に沿った如何なる場所に配置されていてもよい。もう一つの実施形態において、直接型の溶融流センサは、コア・プレート１２６やキャビティ・プレート１２８にそれぞれ設置されたセンサ１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つである。これは、射出中に金型キャビティ１０６内における溶融物の対応する状態の直読値を取得するためである。
【００１３】
もう一つの実施形態においては、主射出ユニット１０４と補助射出ユニット１０２との間での閉ループ動作をもたらすのに、ホットランナー構成要素の外側表面に沿った箇所に設置される力／歪み（フォース／ストレイン）ゲージなどの間接型センサをシステム１００内で用いてもよい。マニホールド１２２上に取り付けて示されたセンサ１１４ｄと、ノズル１２４’上に取り付けて示されたセンサ１１４ｅとは、間接型センサである。それは、それらのセンサが、対応するホットランナー構成要素における測定可能な動きや変化として示される第１の溶融流の状態を間接的に検出するように、ノズル、マニホールド、または注入口延長部／スプルー・ブッシュなどのホットランナー構成要素の外側表面上に配置されているが故にである。当該構成要素の測定可能な動き（これは、第１組のランナー１０８内における溶融物の加圧の結果として生じる、射出成型システムの僅かなゆがみや撓みであってもよい）は、間接型センサ１１４ｄ，１１４ｅによって検出される被検知状態である。それらの間接型センサ１１４ｄ，１１４ｅは、主射出ユニット１０４によって射出されている第１の溶融流の状態を直接的に検知せねばならぬことなく、当該第１の溶融流の状態を間接的に示すであろう。
【００１４】
もう一つの実施形態において、主射出ユニット１０４と補助射出ユニット１０２との間での閉ループ動作をもたらすのに、射出成型システム１００内での機能の発生を検出する、射出成型システム１００内に配置された機能センサを用いてもよい。機能センサの例には、バルブゲート型ノズル１２４’と関連付けられたバルブピン・アクチュエータ位置センサ１１４ｆが含まれる。位置センサ１１４ｆは、バルブピン・アクチュエータが開放位置と閉鎖位置との間を循環する際に、当該アクチュエータの作動や、それに続いての当該アクチュエータに結合されたバルブピン１３０の作動などの機能を監視するように、システム１００内に配置される。バルブピン・アクチュエータは、主射出ユニット１０４によってもたらされる第１の溶融流の金型キャビティ１０６内への流れの制御のために、開放位置と閉鎖位置との間を循環するのである。そのようにして、機能センサ１１４ｆによって検出される被検知状態は、開放位置や閉鎖位置などの予め選定される位置へのバルブピン・アクチュエータの動きであってもよいのである。
【００１５】
機能センサのもう一つの例には、高温側部分１０１のホットランナー構成要素の上や、それらの構成要素同士の間に取り付けられる力／歪みゲージ、例えばマニホールド１２２の直近のスプルー・ブッシュ１２０上に取り付けて示されたセンサ１１４ｃが含まれる。センサ１４４ｃは、スプルー・ブッシュ１２０と接触させられる成型機ノズルの力を計測ないし検知する。図１に示すセンサ１１４ｃの位置は、特定の射出成型用途において特に有益なものとなり得る。その特定の用途においては、主射出ユニット１０４における成型機のノズル／キャリッジ（架台）が、各射出サイクル同士の間でホットランナー注入口１０７から後退させられるものである。もう一つの実施形態において、センサ１１４ｃは、注入口１０７の直近のスプルー・ブッシュ１２０上に取り付けられていてもよい。これらの型式の射出成型用途の例には、薄肉品目の成型および／またはスタック成型が含まれる。そのような用途においては、部品を排出するために金型が開かれたとき、成型機ノズルが注入口１０７から後退させられる。これは、熱ゲート型ノズル１２４から垂れる溶融物を最小限にするようにシステムを減圧するため、および／または、金型の閉鎖中におけるホットランナー・システムへの衝撃を緩和するためである。次の射出サイクルを開始するために金型が閉じられ、そこで成型機ノズルがホットランナー注入口１０７と接触させられ（これが機能センサ１１４ｃによって検出される被検知状態である）、主射出ユニット１０４の射出サイクルが開始される。
【００１６】
センサ１１４，１１４ａから１１４ｇ，１１４ｇ’によって表されるような上記センサ位置のそれぞれは、（金型キャビティ１０６内に示されるような）プラスチック・ボトルのプリフォームを成型するのに用いられるものなどの共射出成型の用途に適しているであろう。そのプリフォームでは、主射出ユニット１０４によってもたらされる表皮材の内側層と外側層との間に、補助射出ユニット１０２によってもたらされるバリア材の中間層が存在する。
【００１７】
一般的に、第１の溶融流の射出は主射出ユニット１０４によって開始され、第１組のランナー１０８を通じて流れる溶融物の状態が、センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｄ，１１４ｅ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの少なくとも１つによって、上述したように（直接的にか間接的にかのいずれかで）監視される。また、射出成型システムにおける１つないし複数の機能が、センサ１１４ｃと１１４ｆの少なくとも一方によって、上述したように（代わりに、或いは共に）監視されてもよい。センサ１１４から１１４ｇ’のうちの１つによる、溶融物の状態および／または射出成型システム１００の機能の連続的な監視によって、主射出ユニット１０４の実際の出力に対して補助射出ユニット１０２をリアルタイムにて従属させることが可能となる。より特定的には、第１の溶融流の（直接的ないし間接的な）被検知状態についての予め選定される値に達したとき、および／または、射出成型システムの機能の発生が生じたときに、第１の溶融流における実際の時間、速度、および／または圧力に関連した第２の溶融流の射出を開始せよとの信号が、補助射出ユニット１０２の制御装置１５０に送られる。本明細書による射出成型システムにおける代替的な実施形態では、第１の溶融流の（直接的ないし間接的な）被検知状態についての予め選定される値に達したとき、および／または、射出成型システムの機能の発生が生じたときに、複数の補助射出ユニット１０２のそれぞれの制御装置１５０に対して、第１の溶融流における実際の時間、速度、および／または圧力に関連した、各補助射出ユニット１０２からのそれぞれの溶融流の射出を開始せよとの信号が送られる。
【００１８】
一実施形態においては、第１の溶融流の（直接的ないし間接的な）被検知状態についての予め選定される値に達したとき、および／または、射出成型システムの機能の発生が生じたとき、制御装置１５０に対して信号が送られるが、その制御装置１５０は次に、補助射出ユニット１０２による第２の溶融流の射出を予め設定される時間だけ遅らせるようにタイマー１５２を始動させることとなる。補助射出ユニット１０２によってもたらされる第２の溶融流の射出の開始を、主射出ユニット１０４による第１の溶融流の（１つないし複数の）被検知状態に対して従属させることによって、第２の溶融流の射出の始動が、第１の溶融流における実際の時間、速度、および／または圧力に関連付けられる、ということが確保される。
【００１９】
図２は、本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、主射出ユニット１０４からの成型用材料の第１の溶融流における圧力「Ｐ」または速度「Ｖ」（「Ｉｎｊ Ｐ」）と、補助射出ユニット１０２からの成型用材料の第２の溶融流における圧力「Ｐ」または速度「Ｖ」（「Ｉｎｊ Ａ」）との間の関係を、時間「Ｔ」に沿って示すグラフである。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。この実施形態において、Ｉｎｊ Ｐが、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つによって検知されるような予め選定される圧力値ＰＳまたは予め選定される速度値ＶＳに達したときには、補助射出ユニット１０２の制御装置１５０に対してＩｎｊ Ａを開始せよとの信号がもたらされることとなる。Ｉｎｊ Ｐの開始とＩｎｊ Ａの開始との間には時間「Ｔ１」の遅れが生じるが、この遅れは、第１の溶融流における溶融物の圧力Ｐまたは速度Ｖが、予め選定される圧力値ＰＳまたは予め選定される速度値ＶＳに達するのに掛かる時間に対応している。Ｉｎｊ ＰおよびＩｎｊ Ａは、時間「Ｉｎｊ Ｔ」の間、継続する。その後、Ｉｎｊ ＰおよびＩｎｊ Ａは、金型キャビティ１０６の充填を可能とするのに十分な時間に渡って保持される。当業者によれば、射出の圧力および速度は、成型される部品の形状、寸法、および数、並びに当該部品を成型するのに用いられる樹脂によって左右される、ということが理解されるであろう。なお、全体の射出時間は、所定の時間ではなく、成型される部品の形状、寸法、および数のみならず、スクリューの動きなどの変数によっても変化する。
【００２０】
図１および図２を参照すると、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの少なくとも１つによって、第１の溶融流の被検知状態の予め選定される値が検出されたとき、当該センサは、補助ユニット１０４の開始の直接的なトリガーとなる信号を制御装置１５０に送る。もう一つの実施形態においては、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの少なくとも１つによって、第１の溶融流の被検知状態の予め選定される値が検出されたとき、当該センサは、タイマー１５２を起動させる信号を制御装置１５０に送る。そのタイマー１５２は次に、予め設定される時間の経過後に、補助ユニット１０４の開始のトリガーとなる。同様に、ホットランナー・システムの構成要素上の力や歪みの予め選定される値を検知することによって、主射出ユニット１０４からの溶融流の始動を間接的に検出するのに、間接型センサ１１４ｄ，１１４ｅを用いてもよい。その検出時には、第１の溶融流に関連した時間、速度、および圧力で補助射出ユニット１０４からの溶融流を（直ちにか、あるいはタイマー１５２の終了後かのいずれかで）開始させるであろう信号が、制御装置１５０に送られるであろう。
【００２１】
図３は、逐次共射出の実施形態による、図１のシステム１００によってもたらされ得るような、（射出サイクル・プロファイル（１），（１’）によって表される）第１および第２の射出サイクル中における主射出ユニット１０４からの成型用材料の第１の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖと、（射出サイクル・プロファイル（２）によって表される）補助射出サイクル中における補助射出ユニット１０２からの成型用材料の第２の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖとの間の関係を、時間Ｔに沿って示すグラフを描いている。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。図３に示した、描かれている逐次的な射出サイクル・プロファイル（１），（１’）および（２）は、主射出ユニット１０４によってもたらされる第１の材料の内側層および外側層と、補助射出ユニット１０２によってもたらされる第２の材料の中間層ないしバリア層とを有する成型品、例えばプリフォームなどを形成するのに適している。この実施形態においては、主射出ユニット１０４からの第１の材料の１回目の射出が、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの少なくとも１つによって検知されるような、また当該成型品の内側層または外側層の１回目の射出を描く射出サイクル・プロファイル（１）上に示すような、予め選定される圧力値「ＰＳ」または予め選定される速度値「ＶＳ」に達したときには、タイマー１５２を作動させる信号がもたらされることとなる。目下の非限定的な実施形態においては１回目の射出の完了直前に終わる、予め設定される時間「Ｔ１」の経過後には、当該成型品の中間層ないしバリア層をもたらすように（射出サイクル・プロファイル（２）によって描かれている）補助射出ユニット１０２からの第２の材料の射出が開始される。同様に、第２の材料の射出の完了直前に終わる第２の時間「Ｔ２」の経過後には、当該成型品の外側層または内側層をもたらすように（射出サイクル・プロファイル（１’）によって描かれている）主射出ユニット１０４からの第１の材料の２回目の射出が開始される。
【００２２】
図４は、同時共射出の実施形態による、図１の射出成型システム１００によってもたらされ得るような、（射出サイクル・プロファイル（１）によって描かれている）主射出ユニット１０４からの射出のために当該システム１００内のホットランナー構成要素が被る力／歪み（Ｆ／Ｓ）のプロファイルと、（射出サイクル・プロファイル（２）によって描かれている）補助射出ユニット１０２からの成型用材料の第２の溶融流の圧力または速度のプロファイルとの間の関係を時間Ｔに沿って示すグラフを描いている。図４に描かれた同時共射出プロファイルは、主射出ユニット１０４によってもたらされる第１の材料の内側層および外側層と、補助射出ユニット１０２によってもたらされる第２の材料の中間層ないしバリア層とを有する成型品、例えばプリフォームなどを形成するのに適している。
【００２３】
図４の実施形態において、主射出ユニット１０４からの第１の材料の射出は、注入口の構成要素１２０、マニホールド１２２、およびノズル１２４のうちの１つないし複数における撓みやゆがみとして示される、射出成型システム１００での測定可能な大きさの力／歪みを生じさせる。それらの注入口の構成要素１２０、マニホールド１２２、およびノズル１２４のうちの１つないし複数のそれぞれの表面上に配置された間接型センサ、例えば歪みゲージが、射出サイクル力／歪みプロファイル（１）上に示すような予め選定される大きさの力「ＦＳ」または歪み「ＳＳ」（これは、当該成型品の内側層または外側層を形成することとなる第１の材料の第１の溶融流の射出に対応する）を検出したときには、タイマー１５２を作動させる信号が制御装置１５０にもたらされることとなる。予め設定される時間Ｔ１の経過後には、当該成型品の中間層ないしバリア層をもたらすように（射出サイクル圧力／速度プロファイル（２）によって描かれている）補助射出ユニット１０２からの第２の材料の第２の溶融流の射出が開始される。
【００２４】
概して図２から図４の実施形態においては、監視される第１の溶融流の状態（圧力、速度、温度、力、または歪み）が、補助射出ユニット１０２からの第２の溶融流の射出を開始するのに適した予め選定される値まで上昇したときに、補助射出ユニット１０２の制御装置１５０に信号が送られる。当業者によれば、次のことが理解されるであろう。即ち、監視される第１の溶融流の状態（圧力、速度、温度、力、または歪み）が、予め選定される値まで上昇したとき、予め選定される値まで降下したとき、または予め選定される最大値や最小値に達したときなどの、射出サイクルを通じた任意の時点において、制御装置１５０に信号が送られるところの予め選定される値が生じ得る、ということである。
【００２５】
もう一つの実施形態において、主射出ユニット１０４によってもたらされる第１の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖは、検知されたそれぞれの圧力Ｐまたは速度Ｖに応じた補助射出の能動的な調節をもたらすように、主射出サイクルに渡っての様々な時間間隔の経過後に計測されてもよい。図５は、本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、予め設定される各時間間隔「Ｔｉ」後の能動的な調節を有する、（射出サイクル・プロファイル（１）によって表される）主射出ユニット１０４からの成型用材料の第１の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖと、（射出サイクル・プロファイル（２）によって表される）補助射出ユニット１０２からの成型用材料の第２の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖとの間の関係を、時間Ｔに沿って示すグラフを描いている。そのような実施形態は、補助射出ユニット１０２に対する、予め設定される時間間隔での第１の溶融流の被検知状態のフィードバックであって、それに基づいて、第２の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖに影響するであろうような第２の溶融流の射出の調節が行われるフィードバックをもたらす。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。
【００２６】
主射出ユニット１０４からの第１の材料の射出が、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つによって検知されるような予め選定される圧力値ＰＳまたは予め選定される速度値ＶＳに達したならば、補助射出ユニット１０２の制御装置１５０に対して第２の溶融流の射出を開始せよとの信号がもたらされることとなる。主射出ユニット１０４による射出の開始と、補助射出ユニット１０２による射出の開始との間には時間Ｔ１の遅れが生じるが、この遅れは、第１の溶融流における溶融物の圧力Ｐまたは速度Ｖが、予め選定される圧力値ＰＳまたは予め選定される速度値ＶＳに達するのに掛かる時間に対応している。第２の溶融流の射出をいつ開始すべきかについての単一の信号を補助射出ユニット１０２に送るのではなく、図５に描かれるように、補助射出の開始に対応した時間Ｔ１から始まる特定の各時間間隔Ｔｉの後（例えば、０．１秒の時間間隔の後）で、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つによってもたらされる圧力Ｐまたは速度Ｖの計測値を、制御装置１５０が能動的に監視するのである。補助射出ユニット１０２による射出の開始から、制御装置１５０は、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つからの直読値を、例えば０．１秒の時間間隔で取得し、そして、（射出サイクル・プロファイル（２）によって描かれるような）第１の溶融流の溶融物における各間隔での被検知状態に応じて（射出サイクル・プロファイル（２）によって描かれるような）第２の溶融流の圧力Ｐまたは速度Ｖを能動的に調整する信号を、補助射出ユニット１０２に送る。射出サイクル・プロファイル（２）によって描かれた第２の溶融流が、射出サイクル・プロファイル（１）によって描かれた第１の溶融流に対して比例的に調節されるように示されているが、これは例示のつもりであって限定するものではない。
【００２７】
図６は、射出成型システム６００の模式的表現である。射出成型システム６００は、２つの別々の溶融物源Ｓ１，Ｓ２から、１つないし複数の金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂまで溶融物を差し向けるための高温側部分６０１を含んでいる。金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂは、高温側部分６０１と低温側部分６０３との間に形成されている。本発明の一実施形態によれば、射出成型システム６００は、第１の成型用材料Ｓ１の第１の溶融流を金型キャビティ６０６ａへ供給するための主射出ユニット６０４と、第２の成型用材料Ｓ２の第２の溶融流を金型キャビティ６０６ｂへ供給するための補助射出ユニット６０２とを含んだ多材料射出成型システムとなっている。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。射出成型システム６００は、下記で説明するように補助射出ユニット６０２の閉ループ制御を含んでいる。一実施形態において、主射出ユニット６０４は射出成型機であり、補助射出ユニット６０２は、当該射出成型機と、それに保持された金型とのいずれかに結合されるか、或いは当該成型機の隣に定置されたフロアスタンド上に設置される補助射出ユニットである。
【００２８】
主射出ユニット６０４は、射出成型システム６００の第１組のホットランナーないし溶融通路６０８内へと第１の溶融流を送り出す。第１組のホットランナーないし溶融通路６０８は、高温側部分６０１内を、第１の注入口６０７と、金型キャビティ６０６ａの金型ゲート６０９ａとの間で延びている。例えばコア・プレート６２６を後退させたり、回動させたり、ぐるっと回したりすることによって、金型キャビティ６０６ｂをもたらすように金型が配置し直された後で、補助射出ユニット６０２は、射出成型システム６００の第２組のホットランナーないし溶融通路６１０内へと第２の溶融流を送り出す。第２組のホットランナーないし溶融通路６１０は、高温側部分６０１内を、第２の注入口６１１と、金型キャビティ６０６ｂの金型ゲート６０９ｂとの間で延びている。当業者によれば、次のことが理解されるであろう。即ち、第１および第２組のホットランナー６０８，６１０が、様々なホットランナー構成要素の内部を延びるか、或いはそれらの構成要素によって画成され得る溶融通路であること、並びに、第１および第２の溶融流のそれぞれが、対応する金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂまで、様々なホットランナー構成要素を通じて互いに分離して流れる、ということである。そして、様々なホットランナー構成要素は例えば、注入口ないしスプルーのブッシュ６２０，６２０’、マニホールド６２２，６２２’などの１つないし複数のマニホールド、熱ゲート型ノズル６２４ａ，６２４ｂやバルブゲート型ノズル６２４ａ’，６２４ｂ’などの熱ゲート型やバルブゲート型のノズルといったものである、ということである。第１および第２の溶融通路６０８，６１０の一部が互いに別々のマニホールド６２２，６２２’内を延びるように示されているが、これは例示のつもりであって限定するものではない。もう一つの実施形態においては、第１および第２の溶融通路６０８，６１０の一部が、図１の実施形態におけるような単一のマニホールド内を互いに分離して延びている。当業者によれば、次のことも理解されるであろう。即ち、単純化のために、システム６００が、多材料部品を２つだけ形成するように、２つの金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂしか伴わずに示されている、ということである。また、製造される成型品の型式や数に応じて、それよりも多かったり少なかったりする金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂ（図示せず）が、それらのために供給される第１および第２の溶融流を受け入れるように定置されていてもよい、ということである。なお、当業者によれば、システム６００に基づいた実際の射出成型システムが、熱ゲート型ノズル６２４ａ，６２４ｂしか有していなかったり、バルブゲート型ノズル６２４ａ’，６２４ｂ’しか有していなかったりしてもよく、図６に例示のつもりで描いたように各ノズルを１つないし複数有してはいなくてもよい、ということが理解されるであろう。
【００２９】
主射出ユニット６０４と補助射出ユニット６０２との間での閉ループ動作を可能とするように、射出成型システム６００内でセンサ６１４が利用されている。図６に示す実施形態において、センサ６１４は、第１組のランナー６０８における第１の注入口６０７の直近に付着されている。センサ６１４は、ランナー６０８を通って流れる第１の溶融流と直接的に接触して、そこを通って流れる溶融物の状態を直接的に監視するように取り付けられた、直接型センサである。センサ６１４は、第１組のランナー６０８を通って第１の溶融流が流れるときに、その溶融流の圧力、温度、または速度などの溶融流の状態を監視するように選択されてよい。一実施形態において、センサ６１４は、主射出ユニット６０４による溶融物の射出のためと考えられる圧力や速度の変化などの、第１の溶融流の対応する状態の直読値を取得するように第１組のホットランナー６０８内に設置される、圧力または速度センサのうちの１つである。もう一つの実施形態において、当該センサは、第１の溶融流の対応する状態の直読値を取得するように第１組のホットランナー６０８内に設置される温度センサである。その第１の溶融流の対応する状態は、主射出ユニット６０４による第１の溶融流の射出の結果として第１組のホットランナー６０８を通じて流れる際の当該溶融物の剪断加熱のためと考えられる温度変化などである。図６において、センサ６１４について示された設置場所は、対応する溶融物注入口ないしスプルーのブッシュ６２０の溶融通路に沿った位置におおよそ対応している。これもまた図６に示す本発明の代替的な実施形態において、直接型の溶融流センサは、センサ６１４ａによって表されるようなマニホールド６２２の溶融通路に沿った場所や、センサ６１４ｂによって表されるようなノズル６２４ａ’の溶融通路に沿った場所を含むように、第１の溶融流が高温側部分６０１内を流れる際の溶融物経路に沿った如何なる場所に配置されていてもよい。
【００３０】
もう一つの実施形態において、直接型の溶融流センサは、コア・プレート６２６やキャビティ・プレート６２８にそれぞれ設置されたセンサ６１４ｇ，６１４ｇ’のうちの１つである。これは、射出中に金型キャビティ６０６ａ，６０６ｂ内における溶融物の対応する状態の直読値を取得するためである。
【００３１】
もう一つの実施形態においてセンサは、ホットランナー構成要素の外側表面に沿った箇所に設置される力／歪み（フォース／ストレイン）ゲージ、例えばマニホールド１２２上に取り付けて示されたセンサ６１４ｄや、ノズル６２４ａ’上に取り付けて示されたセンサ６１４ｅなどであってもよい。センサ６１４ｄ，６１４ｅは、対応するホットランナー構成要素における測定可能な動きや変化として示される第１の溶融流の状態を間接的に検出するように、ノズル、マニホールド、または注入口延長部／スプルー・ブッシュなどのホットランナー構成要素の外側表面上に配置されているが故に、間接型のセンサである。当該構成要素の測定可能な動き（これは、第１組のランナー６０８内における溶融物の加圧の結果として生じる、射出成型システムの僅かなゆがみや撓みであってもよい）は、間接型センサ６１４ｄ，６１４ｅによって検出される被検知状態である。それらの間接型センサ６１４ｄ，６１４ｅは、主射出ユニット６０４によって射出されている第１の溶融流の状態を直接的に検知せねばならぬことなく、当該第１の溶融流の状態を間接的に示すであろう。
【００３２】
もう一つの実施形態において、センサは、射出成型システム６００内での機能の発生を検出するために射出成型システム６００内に配置された機能センサであってもよい。機能センサの例には、バルブゲート型ノズル６２４ａ’と関連付けられたバルブピン・アクチュエータ位置センサ６１４ｆが含まれる。その位置センサ６１４ｆは、バルブピン・アクチュエータが開放位置と閉鎖位置との間を循環する際に、当該アクチュエータの作動や、それと同時の当該アクチュエータに結合されたバルブピン６３０作動などの機能を監視するように定置される。バルブピン・アクチュエータは、主射出ユニット６０４によって供給される溶融物の金型キャビティ６０６ａ内への流れを制御するために、開放位置と閉鎖位置との間を循環するのである。そのようにして、機能センサ６１４ｆによって検出される被検知状態は、開放位置や閉鎖位置などの予め選定される位置へのバルブピン・アクチュエータの動きであってもよいのである。
【００３３】
機能センサのもう一つの例には、高温側部分６０１のホットランナー構成要素上に取り付けられる力／歪みゲージ、例えばマニホールド６２２の直近でスプルー・ブッシュ６２０上に取り付けて示されたセンサ６１４ｃが含まれる。それは、スプルー・ブッシュ６２０と接触させられる成型機ノズルの力が、センサ６１４ｃによって計測されることとなるようなものである。センサ６１４ｃの位置は、特定の射出成型用途において特に有益なものとなり得る。その特定の用途においては、主射出ユニット６０４における成型機のノズル／キャリッジが、各射出サイクル同士の間でホットランナー注入口６０７から後退させられるものである。もう一つの実施形態において、センサ６１４ｃは、注入口６０７の直近のスプルー・ブッシュ６２０上に取り付けられていてもよい。これらの型式の射出成型用途の例には、薄肉品目の成型および／またはスタック成型が含まれる。そのような用途においては、部品を排出するために金型が開かれたとき、成型機ノズルが注入口６０７から後退させられる。これは、熱ゲート型ノズル６２４から垂れる溶融物を最小限にするようにシステムを減圧するため、および／または、金型の閉鎖中におけるホットランナー・システムへの衝撃を緩和するためである。次の射出サイクルを開始するために金型が閉じられ、そこで、主射出ユニット６０４の射出サイクルが始まってもいいように、成型機ノズルがホットランナー注入口６０７と接触させられる（これが機能センサ６１４ｃによって検出される被検知状態である）。上記のセンサ６１４，６１４ａから６１４ｇ，および６１４ｇ’によって表されるセンサ位置のそれぞれが、例えば自動車用レンズの成型で用いられるような多材料成型の用途に適しているであろう。
【００３４】
本発明の実施形態による多材料射出成型の用途は、補助射出ユニット１０２からの射出のトリガーとなるための機能センサ６１４ｆを利用してもよい。より特定的には、機能センサ６１４ｆは、アクチュエータが開放位置と閉鎖位置との間を循環する際に、そのアクチュエータの作動や、それと同時のアクチュエータに結合されたバルブピン６３０の作動を監視するように定置される。そのアクチュエータは、主射出ユニット６０４によって供給される溶融物の金型キャビティ６０６ａ内への流れを制御するために、開放位置と閉鎖位置との間を循環するのである。一実施形態において、機能センサ６１４ｆは、主射出ユニット６０４によってもたらされる第１の溶融流と関連付けられるアクチュエータの開放位置を検出するように設定される。開放位置へのアクチュエータの移動を検出したならば、予め設定される期間を開始するためのタイマー６５２を始動させる信号が、制御装置６５０に送られる。その予め設定される期間には、主射出ユニット６０４と関連付けられる主射出サイクルの完了時に始まって、その間に金型キャビティ６０６ｂを作り出すように金型が変更される期間が含まれる。その金型の変更は、例えばコアを後退させたり、もう一つの金型部分と整列するように金型を回転させ／ひっくり返したりすることによって行われる。当該予め設定される期間の満了後に、補助射出ユニット６０２から第２組のホットランナー６１０を通じて金型キャビティ６０６ｂ内への２回目の射出サイクルが開始される。
【００３５】
本明細書で説明した実施形態については一般的に、図１の実施形態のセンサ１１４，１１４ａから１１４ｇ，および１１４ｇ’のうちの１つと、図６の実施形態のセンサ６１４，６１４ａから６１４ｇ，および６１４ｇ’のうちの１つ（例えば、対応する主射出ユニット１０４，６０４によって射出される第１の溶融流の状態を直接的に検知するように定置されたセンサ１１４，６１４）が、対応する補助射出ユニット１０２，６０２のプログラマブル・ロジックコントローラ（プログラム可能な論理制御装置：ＰＬＣ）１５０，６５０にアナログ信号（電流または０から１０Ｖの電圧）を伝達する。ＰＬＣ１５０，６５０は、そのアナログ信号をデジタル信号に変換するようにアナログ入力カードを有している。そのデジタル信号は、上述したように補助射出ユニット１０２，６０２に補助射出を開始させるトリガーとなるか、或いは、予め設定される時間だけ補助射出を遅らせることになるタイマー１５２，６５２を始動させることとなる。
【００３６】
多くの場合、射出成型産業における機械語規格が不十分であるせいで、補助射出ユニットが既存の射出成型機内へと組み込まれる度に、射出成型機と補助射出ユニットとの間での連絡を可能とするために射出成型機制御装置のある程度のカスタマイズが必要となる。その他の場合には、射出成型機によってもたらされるＥＵＲＯＭＡＰ信号やＳＰＩ信号によって助射出ユニットが起動される。いずれの場合も、補助射出ユニットにいつ始動すべきかを「知らせる」主射出ユニットからの出力信号を補助射出ユニットが受け取るためには、補助射出ユニットが射出成型機に結線接続される度に、ある量のカスタマイズ（これは多くの場合、時間の掛かるものである）を要する。理想的な環境下では、主射出ユニットの射出サイクルの開始に対する補助射出ユニットによる射出サイクルの開始時刻は、概して一定であるべきである。しかし、補助射出ユニットによる射出の開始を成型機からの信号に頼る場合には、主射出ユニットのプログラムされた、即ち所望の射出プロファイルに対する実際の射出プロファイルの如何なる変動も、補助射出ユニットの早すぎる開始と遅すぎる開始のいずれかの結果を招き得る。このことは、金型キャビティ内における２つの材料の不均一な厚さ、および／または、不適切な／望ましくない相対的な位置決めを引き起こし得る。
【００３７】
上記実施形態で説明したようにセンサ１１４，１１４ａから１１４ｇ，もしくは１１４ｇ’、またはセンサ６１４，６１４ａから６１４ｇ，もしくは６１４ｇ’を用いることの利点である、補助射出ユニット１０２，６０２の補助制御装置１５０，６５０が主射出ユニット１０４の成型機制御装置内へと結線接続される必要が無いということは、時間の節約をもたらすと共に、カスタマイズの必要性を取り除き、それにより本発明の諸実施形態に従って、当該システムを多くの射出成型用途に難なく適合できるようにする。
【００３８】
一実施形態では、主射出ユニット１０４，６０４による第１の溶融流の射出が実際に有効な射出として既に生じていることを確認することのできるセーフティ・フィードバックセンサが、本発明の実施形態において有用となり得る。それは、例えば補助射出ユニット１０２，６０２による射出の起動前に有効な射出サイクルが既に生じていることを制御装置１５０，６５０が保証する必要があるであろう場合などにおいてである。そのようなセーフティ・フィードバックセンサは、補助射出ユニット１０２，６０２が第２の材料の射出を始めるのが望ましくないときにそうしないであろう、ということを保証するだろう。例えば本発明の各実施形態は、主射出ユニット１０４，６０４と補助射出ユニット１０２，６０２との間の閉ループ制御をもたらすのに、センサ１１４，１１４ａから１１４ｇ，もしくは１１４ｇ’、またはセンサ６１４，６１４ａから６１４ｇ，および６１４ｇ’のうちの１つを用いることを企図しているが、第２のセンサがセーフティ・フィードバックセンサとして役立つ状態にて、２つのセンサを互いに関連させて用いてもよい。非限定的な例においては、機能センサ、例えばバルブピン・アクチュエータの開閉位置を判定するのに用いられるアクチュエータ・センサ１１４ｆ，６１４ｆなどが、制御装置１５０，６５０に信号を与える。そして、その制御装置１５０，６５０が、補助射出ユニット１０２，６０２の閉ループ制御をもたらすのに用いられる。バルブピンは時々、主射出ユニット１０４，６０４によって溶融物が何ら射出されていない時、例えば射出成型システム１００，６００の準備中などに、開放位置と閉鎖位置との間で作動させることができる。そこで、間接型センサ１１４ｅ，６１４ｅなどのセーフティ・フィードバックセンサを、ノズル１２４，６２４上の力／歪みを監視するのに用いることができる。その監視は、ノズル１２４，６２４上の歪みが、主射出ユニット１０４の有効な射出を示す、予め設定される値を満たすか、或いは超えない限り、補助射出ユニット１０２，６０２が射出するのを防ぐようなものである。そのような場合、間接型センサ１１４ｅ，６１４ｅは、射出が既に開始されていることを確認することによって、セーフティ・フィードバックセンサの役目を果たす。
【００３９】
図７Ａから図７Ｃは、本発明の実施形態による射出成型システム１００によってもたらされる同時共射出成型の適用例によって形成される成型部品７７０ａ，７７０ｂ，７７０ｃを描いている。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。射出成型機（図示せず）内での射出成型システム１００の準備中、オペレータは、特定部品の製作に関連した情報を、主射出ユニット１０４に関連付けられた成型機制御装置（図示せず）のユーザー・インターフェイスと、補助射出ユニット１０２に関連付けられた制御装置１５０のユーザー・インターフェイスとの両方へ入力する。図７Ａから図７Ｃは、その後の飲料容器などへのブロー成型のための、２０グラムのプリフォーム７７０ａ，７７０ｂ，７７０ｃの形成を描いている。それらのプリフォーム７７０ａ，７７０ｂ，７７０ｃは、主射出ユニット１０４によって供給される、部品総重量の９０％を構成するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の内側層および外側層に加えて、補助射出ユニット１０２によって供給される、部品総重量の残りの１０％を構成するエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）のバリア層を有している。一実施形態において、プリフォーム７７０ａ，７７０ｂ，７７０ｃは、３２個のキャビティを有する金型（図示せず）内で成型される。そのようにして、オペレータは、５７６グラム（１８ｇ×３２）の射出容量を射出するように主射出ユニット１０４を制御する入力を、射出成型機の制御装置に与えることとなる。そして、オペレータは、６４グラム（２ｇ×３２）の射出容量を射出するように制御装置１５０へ入力を行うこととなる。
【００４０】
当業者によって理解されるであろうように、射出成型システム１００の高温側部分１０１と低温側部分１０３とが、射出成型機の固定プラテンと可動プラテンとの間で互いに押付けられ合った状態で、主射出ユニット１０４から金型キャビティ１０６へ第１組のランナー１０８を通じて溶融物の１回目の射出が送り出される。上記実施形態で説明したように、制御装置１５０と連絡した少なくと１つの直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，および１１４ｇ’が、主射出ユニット１０４による第１の溶融流の射出に関連した溶融物の状態を直接的に検知するように定置されている。少なくと１つの直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，および１１４ｇ’が、第１の溶融流の状態の予め選定される値を検知したならば、制御装置１５０は、補助射出ユニット１０２に射出を開始せよとの信号を送る。或いは、当該予め選定される値に達しているという信号を受け取ったら、制御装置１５０は代わりにタイマー１５２を始動させることとなり、そのタイマー１５２が（プログラムされた遅れの後で）補助射出ユニット１０２に射出を開始せよとの信号を送ることとなる。主および補助射出ユニット１０４，１０２が、それらの必要な成型材料の射出を金型キャビティ１０６へ送り出してしまったならば、新たに成型された各成型品は、それらが十分に凝固してしまうまで金型１０６内で冷却される。次に、射出成型機の移動プラテンと固定プラテンとの分離によって高温側部分１０１と低温側部分１０３とが引き離され、そして新たに成型された各成型品が金型から排出される。次に、成型機のオペレータは、内側および外側層内でのバリア層の位置を見極めるために、新たに成型された成型品のうちの１つないし複数を検査することとなる。
【００４１】
例示的な実施形態において、補助射出ユニット１０２による第２の溶融流の射出を開始するための予め選定される値は、主射出ユニット１０４からの第１の溶融流の流れ始めに対応した、直接型センサによる１５，０００ＰＳＩの圧力の検出である。当該予め選定される値は、成型したプリフォームの検査後に調節されてもよい。その調節は、補助射出のトリガーとなるための予め選定される値を、例えば＋／−１０００ＰＳＩ単位で段階的に変化させるか、補助射出を遅らせることによってプリフォーム内でのバリア層の分布を制御するように、０．１０秒の増分でタイマー１５２をセットするかのいずれかによってなされてよい。代替的な実施形態においては、例えば１０，０００ＰＳＩの圧力が、０．５０秒でセットされたタイマー１５２を始動させるための予め選定される値である。そして、成型したプリフォームの検査後には、プリフォーム内でのバリア層の分布を制御するように、例えば＋／−０．１秒の増分単位でタイマーを調節することができる。
【００４２】
補助射出ユニット１０２が溶融物の射出を早く開始しすぎる場合には、図７Ａのプリフォーム７７０ａによって示すように、バリア材の不均一な分布が存在することとなる。その場合、バリア材の位置ＰＡが、プリフォームの本体を超えて、バリア材の必要ないねじの切られた部位の中まで延びている。このシナリオを考慮してオペレータは、もっと大きな予め選定される値をセンサ１１４が検知したときに補助射出ユニット１０２からの射出を開始せよ、との入力を制御装置１５０に与えることができる。或いは、オペレータは、制御装置１５０の射出遅延タイマー１５２を作動させることを選択してもよい。それは、センサ１１４が予め選定される値に達しているときに、補助射出ユニット１０２による第２の溶融流の射出をタイマー１５２が遅らせることとなるようなものである。反対に、補助射出材料の射出が遅く始まりすぎる場合には、図７Ｂにおけるプリフォーム７７０ｂのＰＢで示すように、プリフォームのゲートと本体の部位において不均一な分布が存在することとなる。このシナリオにおいては、オペレータは、センサ１１４が補助射出ユニット１０２に射出を開始せよとの信号を送る値であるところの予め選定される値を小さくすることができる。或いは、予め選定される値に達した後で射出を遅らせるのにタイマー１５２が用いられている場合には、オペレータは、補助射出ユニット１０２による射出を開始させる信号が送られるまでの経過時間の長さを短縮することができる。そのような調節能力の結果、主射出ユニット１０４による射出の開始に対する補助射出ユニット１０２による射出の開始についての支配権がオペレータに与えられることになる。それは、図７Ｃにおけるプリフォーム７７０ｃのＰＣで示すように所望のプリフォーム製品が製造されるまで、内側層と外側層の材料内でのバリア材の分布を難なく調節し得るようなものである。予め選定される値、および（それが用いられる場合には）時間の遅延が最適化されたならば、内側と外側の材料内でのバリア材の分布は、その後の成型サイクルを通じて全般的に一貫して保たれることとなる。
【００４３】
図８は、本発明の同時共射出の実施形態による、図１のシステムによってもたらされ得るような、予め選定される射出段階毎のフィードバック調整を有した、（射出サイクル・プロファイル（１）によって表される）主射出ユニット１０４からの成型用材料の第１の溶融流の圧力Ｐと、（射出サイクル・プロファイル（２）によって表される）補助射出ユニット１０２からの成型用材料の第２の溶融流の圧力Ｐとの間の関係を時間Ｔに沿って示すグラフである。他の諸実施形態の構造および態様が、目下の実施形態でしかるべく用いられてよい。この実施形態において、補助射出ユニット１０２によってもたらされる成型用材料の第２の溶融流の射出は、主射出ユニット１０４の射出サイクルの様々な段階に相関した第１の溶融流の被検知状態に応じて、第２の溶融流の圧力Ｐに影響するように変化させられる。例えば、第２の溶融流の射出は次のときに調節されてもよい。即ち、第１の溶融流が、予め選定される最大射出圧力値ＰＭＡＸ、保持圧力値ＰＨＯＬＤ、および減圧圧力値ＰＤＥＣＯＭＰのうちの１つないし複数の値に既に達したと検知されているときである。
【００４４】
本発明の一実施形態において、主射出ユニット１０４からの第１の溶融流の射出が、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つによって検知されるような予め選定される圧力値ＰＳに達したならば、補助射出ユニット１０２の制御装置１５０に対して第２の溶融流の射出を開始せよとの信号がもたらされることとなる。主射出ユニット１０４による射出の開始と、補助射出ユニット１０２の射出の開始との間には時間Ｔ１の遅れが生じるが、この遅れは、第１の溶融流における溶融物の圧力Ｐが、予め選定される圧力値ＰＳに達するのに掛かる時間に対応している。第２の溶融流の射出をいつ開始すべきかについての単一の信号を補助射出ユニット１０２に送るのではなく、上記実施形態のいくつかで説明したように、この実施形態による制御装置１５０は、直接型センサ１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｇ，１１４ｇ’のうちの１つによってもたらされるような第１の溶融流の被検知状態を連続的に監視する。それは、主射出ユニット１０４の射出サイクルの異なる段階において、当該被検知状態に応じて、補助射出ユニット１０２の射出サイクルをリアルタイムで連続的に変化させる、即ち調節することができるようなものである。図示の実施形態においては、射出サイクル・プロファイル（１）によって表されるような第１の溶融流の圧力Ｐが、予め選定される最大射出圧力値ＰＭＡＸに達したならば、射出サイクル・プロファイル（２）によって表されるような第２の溶融流の圧力を第１の溶融流の圧力に比例して低下させるように射出を調節せよ、との信号を制御装置１５０が補助射出ユニット１０２に送る。これに加えて、或いは、これに代えて、主射出ユニット１０４の直接型センサが、第１の溶融流の圧力が予め選定される保持圧力ないし充填圧力値ＰＨＯＬＤにあることを検知したならば、制御装置１５０は次の信号を補助射出ユニット１０２に送る。即ち、第２の溶融流の圧力を第１の溶融流の圧力よりも高い値にまで上昇させると共に、第１の溶融流の圧力が（例えば、システムの減圧中に）予め選定される減圧圧力値ＰＤＥＣＯＭＰまで低下したことを主射出ユニット１０４の直接型センサが検知するまで、その第２の溶融流の圧力を維持するように、射出を調節せよとの信号である。その時点で、制御装置１５０が再度、第２の溶融流の圧力をしかるべく低下させるように射出を調節せよとの信号を補助射出ユニット１０２に送ってもよい。
【００４５】
本発明の開示を考慮すれば、図２から図５、および図８に表された射出サイクル・プロファイルが、例示のつもりであって、本発明によって企図される射出サイクルについての限定となることは意図していない、ということが当業者によって理解されるであろう。また、本発明の開示を考慮すれば、補助射出ユニット１０２の開始を合図するための予め選定される値は、主射出１０４の射出サイクルにおける任意の時点で計測されて関連付けられるかもしれないのであって、図２から図５、および図８の射出サイクル・プロファイル（１）上に示された射出圧力の上昇中にだけ計測されて関連付けられるのではないかもしれない、ということが当業者によって理解されるであろう。例えば、図２を参照すると、主射出の圧力Ｐまたは速度Ｖは、ピーク圧力に達した後、射出サイクル・プロファイル（１）の圧力や速度が低下しつつある部分に沿った任意のところで計測されてもよい。
【００４６】
様々な実施形態を上記で説明してきたが、それらの実施形態は説明や例示としてのみ呈示されてきたのであって、限定としてではない、ということを理解されたい。１つの補助射出ユニットしか示されていないが、特定の成型用途によって複数の補助材料が必要とされる場合には、複数の補助射出ユニットが射出成型システムに用いられるかもしれない。同様に、それぞれの実施形態が、主射出ユニットを伴った成型機と共に用いられる補助射出ユニットを説明しているが、これもまた例示のつもりであって、限定するものではない、ということに留意されたい。
【００４７】
本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、それらの実施形態において形態や細部の様々な変更をなす事が可能である、ということは当業者には明らかであろう。かくして、本発明の広さや範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付した特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。本明細書で議論した各実施形態や本明細書で言及した各引用文献のそれぞれの特徴は、如何なる他の実施形態の特徴とも組み合わせて用いることができる、ということも理解されるであろう。本明細書で議論した全ての特許や刊行物は、全体として本明細書に援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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