(57)【要約】【課題】  吐出部に断面がほぼ円形に形成された流路を通して下方に開口する出口から流動体を吐出するに際して、ドローダウンを回避することができる流動体吐出方法及び装置、並びに流動体の適正吐出判定方法及び装置を提供する。【解決手段】  吐出部１１ａに形成された断面がほぼ円形の流路を通して鉛直下方に開口する出口から流動体としての溶融樹脂を吐出する際に、出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）が、吐出条件としての流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、製品体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足する値であれば、溶融樹脂塊１にはドローダウンが生じず、吐出された溶融樹脂塊１のその後の処理を良好にすることができる。Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）    但し、Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９【選択図】  図１
2005067159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）を、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足する値に定めることから成る流動体吐出方法。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【請求項２】
前記流動体は、成形可能な熱可塑性合成樹脂であることから成る請求項１に記載の流動体吐出方法。
【請求項３】
前記吐出部から吐出された前記熱可塑性合成樹脂は、前記出口から吐出後直ちに又は吐出後搬送された後に、前記熱可塑性合成樹脂を圧縮形成するための成形型のキャビティ内に配置するため、前記出口において溶融樹脂塊に切り出されることから成る請求項２に記載の流動体吐出方法。
【請求項４】
断面がほぼ円形の流路が形成されると共に鉛直下方に開口する出口を有し前記流路を通して流動体を前記出口から吐出可能な吐出部を備え、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）は、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足する値に定められていることから成る流動体吐出装置。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【請求項５】
前記流動体は、成形可能な熱可塑性合成樹脂であることから成る請求項４に記載の流動体吐出装置。
【請求項６】
前記吐出部の前記出口には、前記熱可塑性合成樹脂を前記出口から吐出後直ちに又は吐出後搬送した後に、前記熱可塑性合成樹脂を圧縮形成するための成形型のキャビティ内に配置するため、吐出された前記熱可塑性合成樹脂を溶融樹脂塊に切り出すカッタが配設されていることから成る請求項５に記載の流動体吐出装置。
【請求項７】
吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）が、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足することによって前記流動体の適正な吐出を判定することから成る流動体の適正吐出判定方法。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【請求項８】
前記流動体は、成形可能な熱可塑性樹脂であることから成る請求項７に記載の流動体の適正吐出判定方法。
【請求項９】
吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）と、前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）から成る吐出条件とを入力する入力部、下記の関係式を記憶する記憶部、前記入力部から入力された前記吐出径Ｄ０と前記吐出条件とを前記記憶部から読み出された前記関係式に代入して演算する演算部、前記演算部での演算結果に基づいて前記吐出径Ｄ０と前記吐出条件とが前記関係式に定める関係を満足するか否かを判定する判定部、及び前記判定部の判定結果を出力する出力部を備えることから成る流動体の適正吐出判定装置。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【請求項１０】
前記流動体は、成形可能な熱可塑性樹脂であることから成る請求項７に記載の流動体の適正吐出判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、吐出された流動体のその後の処理を良好にするための流動体吐出方法及び装置、並びに流動体の適正吐出判定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＥＴボトルやカップなどの合成樹脂の容器や、その容器のための前成形体（以下、「プリフォーム」と称する。）、容器の口部を閉鎖する合成樹脂製の閉蓋具を成形する一つの方法として、溶融樹脂塊を雌型金型と雄型金型との協働によって成形する圧縮成形がある。容器や閉蓋具の成形において、吐出装置から押し出される溶融樹脂は略柱形状の溶融樹脂塊に切り出され、雌型金型に形成されているキャビティ内に配置される。キャビティ内の溶融樹脂塊に対して金型コアである雄型金型を押し込んで圧縮成形することにより、溶融樹脂塊は容器や閉蓋具、並びにそれらの前成形体であるプリフォームに成形される。プリフォームは、成形された後、ブロー成形などの後工程により、最終製品形状に成形される。
【０００３】
溶融樹脂を吐出してプリフォームを圧縮成形する成形工程の概念図が、図１０に示されている。図１０に示すように、溶融樹脂の吐出装置１０は、溶融樹脂を押し出すダイヘッド１１と、ダイヘッド１１の吐出部１１ａの出口に配設されているカッタ１２とを備えている。カッタ１２は、ダイヘッド１１から押し出された溶融樹脂を吐出部１１ａの出口のところで切断して、溶融樹脂塊１を切り出す。ダイヘッド１１の下方には、溶融樹脂塊１を受け入れる雌型金型１３が配置されている。雌型金型１３内には、後述するプリフォーム２の胴部及び閉塞底部を形成するための略円筒状の内面１５及び底面１６を有し、上方が開口したキャビティ１４が形成されている。雌型金型１３は、溶融樹脂を吐出する吐出部１１ａの下方に配置されている。本成形工程の最初の工程Ｉにおいて、吐出装置１０から押し出し供給されカッタ１２によって切り出された溶融樹脂塊１は、下方に位置する雌型金型１３のキャビティ１４内に直接に落下・投入される。図示していないが、切り離された溶融樹脂塊１を支持、搬送し、別位置に配置されている雌型金型１３のキャビティ１４内に配置することもできる。溶融樹脂塊１は、多層プリフォームを成形するため、例えばガスバリヤ性の樹脂を内部に包み込んだ複数種類の樹脂から成る溶融樹脂塊とすることもできる。
【０００４】
溶融樹脂塊１がキャビティ１４内に配置された雌型金型１３は、成形工程ＩＩに示すように、コア金型である雄型金型１７と同軸上に配置される。雄型金型１７は、天板部１８と、天板部１８の中央下面から真下に延びキャビティ１４に挿入可能なコア部１９と、天板部１８の周囲に水平方向に開閉可能に取り付けられた口部成形のための口部成形型２０とを備えており、これらは一体的に上下に昇降動可能となっている。次の成形工程ＩＩＩにおいて、雄型金型１７が下降して、雌型金型１３と雄型金型１７とが協働し、コア部１９と天板部１８で閉鎖されたキャビティ１４とによって、溶融樹脂塊１が後述するプリフォーム２に圧縮成形される。プリフォーム２の成形完了後、次の成形工程ＩＶにおいて、雄型金型１７がプリフォーム２と共に雌型金型１３から引き上げられ、口部成形型２０が水平方向に開きコア型１９が取り外されることで、口部３を持つプリフォーム２が取り出される。成形工程ＩＩＩにおいては、雄型金型１７が下降する代わりに雌型金型１３が上昇してもよく、雄型金型１７が下降すると同時に雌型金型１３が上昇してもよい。
【０００５】
キャビティ１４内に配置される溶融樹脂塊１は、略円柱状の形状に成形されている。図１０に示すように、溶融樹脂塊１の外径と、キャビティ１４の内径との間には、圧縮成形を考慮して適宜隙間が形成されており、キャビティ１４内に溶融樹脂塊１が配置された後に、雌型金型１３内とプリフォーム２との軸中心性が崩れないようにすることで、雄型金型１７による圧縮で周方向のどの位置においても均一な樹脂流動が生じて良好なプリフォームが得られる。
【０００６】
吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を形成し、そうした流路を通して出口から流動体を吐出するに際しては、流動体は当初は円柱状に吐出されるが、先に吐出された部分の自重によって、円柱状の長さ方向中間部分が括れて細径化する、所謂、ドローダウン現象が生じる。このドローダウン現象の生じる規模が大きくなると、成形型に投入するときの流動体塊の姿勢や投入形状が正常な流動体塊から大きく逸脱してしまうので、その後のブリフォームの成形にも異常を来すという問題がある。また、吐出された流動体塊を支持、搬送して別位置に配置された成形型内の所望の位置に配置する場合には、ドローダウン現象を生じた流動体塊は正常に支持することができず、流動体塊の現実的な搬送ができないという問題がある。更には、ドローダウン現象を生じない条件を試行錯誤で探し出そうとすると、適正な吐出部の出口口径に辿り着くまでに長い時間と手間がかかり、試行用とはいえ、少なからずの量の流動体を消費する等の問題もある。
【０００７】
内外層樹脂中に分子量の比較的小さい中間層を内封した多層プリフォームが提案されており、溶融樹脂押出工程、溶融樹脂切断工程、多層プリフォーム成形のための圧縮成形工程及び成形された多層プリフォームの冷却工程を行う圧縮成形装置が開示されている（特許文献１）。また、バージン樹脂と再生樹脂を別個に押し出して同一の雌型内に供給し、雌型と雄型とによって圧縮成形する多層プリフォームの製造方法が開示されており、雌型に充填された二種類の溶融樹脂塊を、雄型及びネック型を用いて圧縮成形して、多層プリフォームを形成している（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−３９５３１号公報（段落［００４９］〜［００５７］, 図１、図２）
【特許文献２】特開２００２−２４８６７５号公報（段落［００１５］〜［００１９］, 図４、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路が形成された吐出部のその流路を通して出口から流動体を吐出する際に、流動体塊のその後の成形等の処理を支障なく実行するため、流動体塊の括れが過度になるドローダウン現象を生じることなく流動体を吐出することを可能にする条件を見い出す点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、流動体塊の括れが過度になるドローダウン現象が生じるのを回避して、吐出された流動体塊のその後の処理を良好にする流動体吐出方法及び装置、並びに流動体の適正吐出判定方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明による流動体吐出方法は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）を、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足する値に定めることから成っている。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【００１１】
また、この発明による流動体吐出装置は、断面がほぼ円形の流路が形成されると共に鉛直下方に開口する出口を有し前記流路を通して流動体を前記出口から吐出可能な吐出部を備え、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）は、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足する値に定められていることから成っている。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【００１２】
この流動体吐出方法及び流動体吐出装置によれば、吐出径Ｄ０（ｃｍ）を、吐出条件としての流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた上記の関係式を満足する値に定めているので、吐出部から吐出される流動体塊は長さ方向中間位置において過度に括れることがない。それゆえ、吐出された流動体塊の取扱いが容易となり、成形型内に直接に又は把持手段で把持した状態で搬送した後に投入しても、流動体塊の形状や姿勢が崩れず、その後の成形においても不良品を作ることがない。なお、上記の関係式は、吐出条件の下で流動体の吐出を数値解析によってシミュレーションし、ドローダウンが生じない範囲として定められる。
【００１３】
この流動体吐出方法及び流動体吐出装置において、前記流動体は、成形可能な熱可塑性合成樹脂とすることができる。熱可塑性合成樹脂としては、代表的にはポリエチレンやポリプロピレン、ポリエステルなどのような、容器や容器の口部を閉鎖する閉蓋具を成形する際に用いられる合成樹脂が挙げられる。また、ここで用いられる熱可塑性合成樹脂は、単一成分の樹脂である必要はなく、複数の成分からなるブレンドされた樹脂、共重合された樹脂でもよく、また無機物を混練したものでも良い。さらには単一、もしくは複数の樹脂からなる樹脂を２種以上を組み合わせて構成してもよい。樹脂が単一成分のみで構成されていない場合、樹脂粘度ηや密度ρなどの流動体の物性値はその全体としての粘度、密度の値を用いる。
【００１４】
この流動体吐出方法において、前記吐出部から吐出された前記熱可塑性合成樹脂を、前記出口から吐出後直ちに又は吐出後搬送された後に、前記熱可塑性合成樹脂を圧縮形成するための成形型のキャビティ内に配置するため、前記出口において溶融樹脂塊に切り出すことができる。また、この流動体吐出装置において、前記吐出部の前記出口には、前記熱可塑性合成樹脂を前記出口から吐出後直ちに又は吐出後搬送した後に、前記熱可塑性合成樹脂を圧縮形成するための成形型のキャビティ内に配置するため、吐出された前記熱可塑性合成樹脂を溶融樹脂塊に切り出すカッタを配設することができる。吐出部から吐出された熱可塑性合成樹脂を出口において溶融樹脂塊に切り出すことで、溶融樹脂塊を吐出後直ちに又は吐出後搬送された後に成形型のキャビティ内に配置することができる。配置された熱可塑性合成樹脂は、成形型によって所望の形状に圧縮形成される。
【００１５】
この発明による流動体の適正吐出判定方法は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）が、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）を用いた下記に示す関係式を満足することによって前記流動体の適正な吐出を判定することから成っている。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【００１６】
また、この発明による流動体の適正吐出判定装置は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、前記出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）と、前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、流動体塊の体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）から成る吐出条件とを入力する入力部、下記の関係式を記憶する記憶部、前記入力部から入力された前記吐出径Ｄ０と前記吐出条件とを前記記憶部から読み出された前記関係式に代入して演算する演算部、前記演算部での演算結果に基づいて前記吐出径Ｄ０と前記吐出条件とが前記関係式に定める関係を満足するか否かを判定する判定部、及び前記判定部の判定結果を出力する出力部を備えることから成っている。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
【００１７】
この流動体の適正吐出判定方法及び装置によれば、吐出装置の運転開始に先立って、使用する流動体の種類に応じて、ドローダウンを生じることなく流動体を吐出させることができるか否かを予め判断することが可能となる。したがって、試行錯誤で調整を繰り返す時間と手間を省くことができると共に、無駄ともなってしまう流動体の消費等を回避することができる。
【００１８】
この流動体の適正吐出判定方法及び装置において、前記流動体を、成形可能な熱可塑性樹脂とすることができる。熱可塑性合成樹脂としては、代表的にはポリエチレンやポリプロピレン、ポリエステルなどのような、容器や容器の口部を閉鎖する閉蓋具を成形する際に用いられる合成樹脂が挙げられる。また、ここで用いられる熱可塑性合成樹脂は、既に記述したように、単一成分の樹脂である必要はなく、複数の成分からなるブレンドされた樹脂であっても、また、複数の樹脂からなる樹脂を２種以上を組み合わせて構成された樹脂であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明による流動体吐出方法及び装置は、上記のように流路の出口の吐出径を、吐出条件を用いて求めた限界値よりも大きく設定するので、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、流動体の中間部分が過度に括れる、所謂、ドローダウン現象が生じるのを回避することができる。したがって、吐出部から吐出された流動体塊を成形型にそのまま配置する場合は勿論のこと、支持、搬送する場合にも、流動体塊の形状が大きく崩れることがなく、圧縮成形等のその後の処理を良好にすることができる。
【００２０】
また、この発明による流動体の適正吐出判定方法及び装置は、上記のように流路の出口の吐出径を吐出条件を用いて求めた限界値と比較することができるので、使用する流動体の吐出条件に応じて、流動体塊の過度の括れであるドローダウンを生じることなく流動体を吐出させることができるか否かを、実際に吐出装置の運転を行うに先立って予め判断することができる。したがって、試行錯誤によってドローダウンを生じない吐出を得るための吐出径と吐出条件とについての調整を繰り返す時間と手間を省くことができると共に、無駄ともなってしまう流動体の消費等を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による流動体吐出方法及び装置、並びに流動体の適正吐出判定方法及び装置の実施例を説明する。図１は、この発明に関し、流動体吐出についてのドローダウンの定義及び計算機によるドローダウンのシミュレーションの様子を説明する説明図、図２は図１に示すドローダウンの定義に基づいて数値解析シミュレーションした結果の一例を示す表及びグラフである。
【００２２】
図１に示すように、流動体としての溶融樹脂は、塊（以下、「溶融樹脂塊」という）１の状態で吐出部１１ａであるダイノズルから押し出されるが、図１（ａ）は、溶融樹脂塊１が吐出部１１ａの出口から吐出されようとする吐出当初の状態を示している。図１（ｂ）に示すように、溶融樹脂塊１は吐出が進むにつれて重力の影響により先端が加速し、長さ方向（吐出方向）の中間の部分の径が細くなる。最細部の径をＤｍｉｎ（ｃｍ）とすると、溶融樹脂塊１の現実的な搬送を実現可能にするには、最細部の径Ｄｍｉｎは、吐出部１１ａの出口における吐出径の３分の２以下にはならないことが経験的に判明している。したがって、吐出径をＤ０（ｃｍ）とすると、最細部の径Ｄｍｉｎは、次の関係式を満たす必要がある。
Ｄｍｉｎ＞Ｄ０×２／３                                        ・・・（１）
【００２３】
溶融樹脂塊１の吐出条件を決定するためには、溶融樹脂塊１の流体特性としては、その密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）が挙げられ、その他の条件として溶融樹脂塊１の体積（製品体積）Ｖ（ｃｍ3 ）、吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）、重量ｍ（ｇ）、及び吐出速度Ｑ（ｃｍ3 ／ｓ）を挙げることができる。
【００２４】
図２のシミュレーション結果に示すように、数値解析は、溶融樹脂塊１の流体特性として、粘度η、密度ρ、吐出径Ｄ０、及び吐出速度Ｑについて様々な組合せで行った。その結果の１例が図２に示されている。図２のグラフにおいて、横軸に吐出速度Ｑを取り、縦軸にドローダウンまでの時間Ｔ、即ち、式（１）に示すように最細部の径Ｄｍｉｎが吐出径Ｄ０の２／３までに細径化するまでの時間（ｓ）を取って、吐出径Ｄ０をパラメータとして、シミュレーション結果がプロットされている。この結果から、吐出速度Ｑが小さいほど、また吐出径Ｄ０が大きいほど、ドローダウンまでの時間Ｔが長くなることが判る。
【００２５】
図３は、シミュレーション結果について、吐出径Ｄ０とドローダウンまでの時間Ｔとの関係を示すグラフである。即ち、図３には、粘度ηを３０００Ｐｏｉｓｅｓとし、密度ρを１．１（ｇ／ｃｍ3 ）とした場合におけるシミュレーション結果が、吐出径Ｄ０を横軸に取り、ドローダウンまでの時間Ｔを縦軸に取ったグラフにおいて、吐出速度Ｑ（ｃｍ3 ／ｓ）をバラメータとしてプロットされている。図３からは、吐出径Ｄ０とドローダウンまでの時間Ｔとは比例関係にあることが判る。したがって、時間Ｔは、吐出径Ｄ０を用いて次の式（２）に表すことができる。また、上記比例関係の比例定数Ｃは、吐出速度Ｑに依存した値であることも判る。
Ｔ＝Ｃ×Ｄ０                                                  ・・・（２）
【００２６】
図４は、シミュレーション結果について、比例定数Ｃと吐出速度Ｑとの関係を示すグラフである。即ち、図４には、粘度ηと密度ρについて図３の場合と同じ条件下におけるシミュレーション結果が、吐出速度Ｑの対数を横軸に取り比例定数Ｃの対数を縦軸に取ったグラフに示されている。図４からは、吐出速度Ｑの対数と比例定数Ｃの対数とは良い直線関係にあることが判る。
【００２７】
図５は、比例定数Ｃに対する溶融樹脂塊の粘度ηと密度ρとの影響を示すグラフである。図５（ａ）には、粘度ηを図３の場合と同じ３０００Ｐｏｉｓｅｓとしたときのシミュレーション結果が、吐出速度Ｑの対数を横軸に取り比例定数Ｃの対数を縦軸に取ったグラフに示されている。密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）については、１．１のみならず、０．９と０．７とした場合もプロットされている。密度を小さくするほど比例定数Ｃは大きくなり、ドローダウンまでの時間Ｔが長くなるという予想通りのことが理解されるが、どの密度でも吐出速度Ｑの対数と比例定数Ｃの対数とは略同じ傾きを有する直線関係にあることが判る。また、図５（ｂ）には、密度ρを変えずに、粘度ηを変えたときのシミュレーション結果が、吐出速度Ｑの対数を横軸に取り比例定数Ｃの対数を縦軸に取ったグラフに示されている。粘度ηについては、１０００，３０００，１００００Ｐｏｉｓｅｓとした場合の結果がプロットされており、粘度ηが高いほどドローダウンまでの時間Ｔが長くなるという予想通りのことが理解されるが、どの粘度ηでも吐出速度Ｑの対数と比例定数Ｃの対数とは略同じ傾きを有する直線関係にあることが判る。これらの傾きの平均値（−０．５）を採用することによって、比例定数Ｃの対数を、次の式（３）として得ることができる。
ＬｏｇＣ＝−０．５×ＬｏｇＱ＋ｂ（ρ）＋ｃ（η）              ・・・（３）
ここで、ｂ（ρ）は比例定数Ｃの対数において寄与する密度ρの影響項であり、ｃ（η）は比例定数Ｃの対数において寄与する粘度ηの影響項である。
【００２８】
図６は、式（３）における比例定数Ｃに関して、密度ρの影響項（密度係数）ｂ（ρ）と粘度ηの影響項（粘度係数）ｃ（η）との関係を示すグラフである。図６（ａ）は、粘度ηを３０００Ｐｏｉｓｅｓとしたとき、横軸に密度ρを取り、縦軸に影響項ｂ（ρ）を取ったグラフであり、密度ρを変えたときの影響項ｂ（ρ）がプロットされている。図６（ａ）から、ｂ（ρ）は密度ρの一次関数であることが判る。図示の例では、ｂ（ρ）は下記の式（４）で表すことができる。
ｂ（ρ）＝−０．３×ρ＋α    （αは定数）                    ・・・（４）
同様に、図６（ｂ）は、密度ρを１．１（ｇ／ｃｍ3 ）としたとき、横軸に粘度ηを取り、縦軸に影響項ｃ（η）を取ったグラフであり、粘度ηを変えたときの影響項ｃ（η）がプロットされている。図６（ｂ）から、ｃ（η）は粘度ηの対数の一次関数であることが判る。図示の例では、ｃ（η）は下記の式（５）で表すことができる。
ｃ（η）＝０．５３×Ｌｏｇη＋β    （βは定数）              ・・・（５）
式（４）と式（５）とから、ｂ（ρ）とｃ（η）との和は、次式（６）で表すことができる。
ｂ（ρ）＋ｃ（η）＝−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９  ・・・（６）
したがって、比例定数Ｃの対数は、式（３）と式（６）とから、次の式（７）に表される。
ＬｏｇＣ＝−０．５×ＬｏｇＱ−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
・・・（７）
【００２９】
溶融樹脂塊１がドローダウンするまでの時間Ｔは、既に式（２）で比例定数Ｃと吐出径Ｄ０との積で表されている。一方、製品体積Ｖと、吐出サイクルｆとから、１回の吐出に費やされる時間、即ち、吐出時間Ｔｍは次式（８）で表され、吐出速度Ｑは次式（９）で表される。
Ｔｍ＝６０／ｆ                                                ・・・（８）
Ｑ＝Ｖ×Ｔｍ＝６０×Ｖ／ｆ                                    ・・・（９）
時間Ｔが吐出時間Ｔｍより長ければ、溶融樹脂塊１が臨界的なドローダウンをする前に溶融樹脂塊１は切り出されて、次の工程に移行されるので、切り出された溶融樹脂塊がドローダウンをすることはない。したがって、次の式（１０）が得られる。
Ｃ×Ｄ０＞Ｔｍ＝６０／ｆ
Ｄ０＞６０／（ｆ×Ｃ）                                      ・・・（１０）
式（７）において、ＬｏｇＣ＝Ａと置くと、Ｃ＝１０A となるので、式（１０）は次式（１１）となり、式（７）は式（１２）で表わされる。
Ｄ０＞６０／（ｆ×１０A ）                                  ・・・（１１）
但し、
Ａ＝−０．５×Ｌｏｇ（６０×Ｖ／ｆ）−０．３×ρ＋０．５３×Ｌｏｇη−０．９
・・・（１２）
式（１１）の右辺は、ドローダウンを起こす吐出径の最小限界値と考えることができる。吐出径Ｄ０が吐出径の最小限界値よりも大きければ、溶融樹脂塊１はドローダウンを生じることなく適正に吐出され且つ切断されて、次の処理へと移行させることができる。
【００３０】
図７には、この発明による流動体の適正吐出判定方法の一例を示すフローチャートが示されている。吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、事前に以下のフローチャートを実行して、流動体が適正に吐出されるか否かを判定することができる。
先ず、吐出径Ｄ０と、吐出条件としての前記流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、製品体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）が入力される（ステップ１、「Ｓ１」と略す。以下、同様）。
Ｓ１で入力された吐出条件を上記の式（１２）に代入して、Ａの値を求める（Ｓ２）。  Ｓ１で入力された吐出径Ｄ０と吐出条件、及びＳ２で求めたＡの値を用いて、Ｅ＝Ｄ０−６０／（ｆ×１０A ）の値を算出する（Ｓ３）。
Ｓ３で求めたＥの値が正であるかを判定する（Ｓ４）。
Ｓ４でのＥの判定が正であれば、流動体の吐出においてドローダウンは生じないと判定される（Ｓ５）。
Ｓ４でのＥの判定が負又はゼロであれば、流動体の吐出においてドローダウンが生じると判定される（Ｓ６）。
Ｓ５及びＳ６の結果に基づいて、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ７）。
Ｓ７で終了しない場合には、Ｓ１に戻って、再度繰り返す。
【００３１】
図８は、この発明による流動体の適正吐出判定装置の一例を示すブロック図である。図８に示す流動体の適正吐出判定装置３０は、吐出部に断面がほぼ円形に形成され且つ鉛直下方に開口する出口を有する流路を通して流動体を吐出するに際して、流動体の吐出がドローダウンを生じることなく行われるか否かを判定する装置である。適正吐出判定装置３０は、吐出部の出口の吐出径Ｄ０（ｃｍ）と、流動体の密度ρ（ｇ／ｃｍ3 ）、粘度η（Ｐｏｉｓｅｓ）、製品体積Ｖ（ｃｍ3 ）及び吐出サイクルｆ（個／ｍｉｎ）から成る吐出条件とを入力する入力部３１、上記（１１）及び（１２）の関係式を記憶する記憶部３２、入力部３１から入力された吐出径Ｄ０と吐出条件とを記憶部３２から読み出された関係式に代入して演算する演算部３３、演算部３３での演算結果に基づいて吐出径Ｄ０と吐出条件とが関係式に定める関係を満足するか否かを判定する判定部３４、及び判定部３４の判定結果を出力する出力部３５を備えている。適正吐出判定装置３０は、例えばパーソナルコンピュータにおいて実現することができ、この場合、入力部３１はキーボードやテンキー等の入力手段、記憶部３２は各種のメモリ、演算部３３及び判定部３４は中央処理装置、出力部３５はＣＲＴや液晶を含む各種ディスプレイ或いはプリンタなどから構成することができる。
【実施例】
【００３２】
本発明に基づき、流体の吐出条件からドローダウンするまでの時間を予測し、実験の結果と比較することにより、本発明の妥当性を確認した。実験に使用した流体は粘度が３４００（Ｐｏｉｓｅｓ）、密度が１．１２（ｇ／ｃｍ3 ）の特性を持つ溶融ポリエステル樹脂である。また、流体の吐出条件は以下の組合せで行った。
（１）吐出径がφ３０ｍｍである場合、吐出速度Ｑを８．７０、１５．００、４．３５（ｃｍ3 ／ｓ）とした組合せ
（２）吐出径がφ３８ｍｍである場合、吐出速度Ｑを７．１４、１３．９９、２２．３２（ｃｍ3 ／ｓ）とした組合せ
本発明で用いた式（２）に上記条件を当てはめたときのドローダウンするまでの時間Ｔと、実験により測定されたドローダウンするまでの時間との結果を図９のグラフに示すが、このグラフから、ドローダウンするまでの時間が正確に予測できていることが判る。これにより、使用する材料や成形品の体積、形状等が変更になった場合でも、適切な吐出条件を導くまでの試行錯誤の時間や手間を省くことができ、試作の回数や無駄な材料消費を減らすことができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に関し、流動体吐出についてのドローダウンの定義及び計算機によるドローダウンのシミュレーションの様子を説明する説明図である。
【図２】図１に示すドローダウンの定義に基づいて数値解析シミュレーションした結果の一例を示す表及びグラフである。
【図３】図１に示すシミュレーション結果について、吐出径Ｄ０とドローダウンまでの時間Ｔとの関係を示すグラフである。
【図４】図１に示すシミュレーション結果について、比例定数Ｃ（対数）と吐出速度Ｑとの関係を示すグラフである。
【図５】比例定数Ｃ（対数）に対する溶融樹脂塊の粘度ηと密度ρとの影響を示すグラフである。
【図６】比例定数Ｃに関して、密度ρの影響項ｂ（ρ）と粘度ηの影響項ｃ（η）との関係を示すグラフである。
【図７】この発明による流動体の適正吐出判定方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】この発明による流動体の適正吐出判定装置の一例を示すブロック図である。
【図９】流動体がドローダウンするまでの時間についての本発明による予測値と実験値を示すグラフである。
【図１０】流動体を溶融樹脂塊としたときの、プリフォームの成形に適用されている吐出装置の概念図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    溶融樹脂塊（流動体塊）        ２    プリフォーム
１０  吐出装置
１１  ダイヘツド                    １１ａ  吐出部
１２  カッタ                        １３    雌型金型
１４  キャビティ          １５  内面            １６  底面
１７  雄型金型            １８  天板部          １９  コア部
２０  口部成形型
３０  適正吐出判定装置              ３１  入力部
３２  記憶部                        ３３  演算部
３４  判定部                        ３５  出力部
Ｄｍｉｎ  溶融樹脂塊の最細部の径    Ｄ０  吐山径
ρ    溶融樹脂の密度                η    溶融樹脂の粘度
Ｖ    製品体積                      ｆ    吐出サイクル
Ｑ    吐出速度
Ｔ    ドローダウンまでの時間        Ｔｍ  吐出時間
Ｃ    比例定数
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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