(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと、
ノズルに連通する中心融成物チャンネル（７８）であつて、第１材料（２５０）の流れのための第１部分（１０８）と、第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れのための第２部分（１０４）と、流れ開口（１０９）を有し第１部分（１０８）と第２部分（１０４）を接続するための流れ延長部分（１０５）とを有し、第２部分（１０４）はノズルに延び、第１部分（１０８）は第１直径（１０８ａ）を有し、第２部分（１０４）は第１直径（１０８ａ）より大きい第２直径（１０４ａ）を有し、第２直径（１０４ａ）は第２部分（１０４）の長さに沿って一定である中心融成物チャンネル（７８）と、
第２材料（３００）の流れのための中心融成物チャンネル（７８）の回りで流れ延長部分（１０５）の流れ開口（１０９）を介して中心融成物チャンネル（７８）と連通する環状リングチャンネル（１０６）と、
中心融成物チャンネル（７８）から放射方向に離間されてノズルに連通する第３材料（２００）の流れのための環状融成物チャンネル（７６）とを有することを特徴とする多層成形品の射出成形装置。
【請求項２】
流れ開口（１０９）は、第１直径（１０８ａ）と第２直径（１０４ａ）の差にほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項３】
中心融成物チャンネル（７８）から第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れを同時に受けるための型穴（３６）を有することを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項４】
中心融成物チャンネル（７８）の中に位置し、中心融成物チャンネル（７８）からの第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れを遮断する可動弁部材（１１０）を有することを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項５】
融成物ミキサ（７１９）を有することを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項６】
中心融成物チャンネル（７８）の第２部分（１０４）は、第１材料（２５０）の流れと第２材料（３００）の流れを並流方向に保持することを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項７】
流れ開口（１０９）は、ノズル方向を向いていることを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項８】
ノズルと、
ノズルを通して延びる中心融成物チャンネル（７８）と、
中心融成物チャンネル（７８）から放射方向に離間されノズルを通して延びる環状融成物チャンネル（７６）と、
環状融成物チャンネル（７６）に連通され第３材料（２００）を送り出すための第１融成物通路（４２）と、
中心融成物チャンネル（７８）に連通され第１材料（２５０）を送り出すための第２融成物通路（４４）と、
中心融成物チャンネル（７８）に連通され第２材料（３００）を送り出すための第３融成物通路（１１８）と、
中心融成物チャンネル（７８）の中に位置され、環状融成物チャンネル（７６）からの流れと中心融成物チャンネル（７８）からの流れを阻止する第１位置と、中心融成物チャンネル（７８）からの流れを阻止するが環状融成物チャンネル（７６）からの流れを通す第２位置と、環状融成物チャンネル（７６）からの流れと中心融成物チャンネル（７８）からの流れを通す第３位置との間を動く可動弁部材（１１０）とを有することを特徴とする多層成形品の射出成形装置。
【請求項９】
中心融成物チャンネル（７８）からの第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れを受け、環状融成物チャンネル（７６）からの第３材料（２００）の流れを受けるための型穴（３６）を有することを特徴とする請求項８に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項１０】
中心融成物チャンネル（７８）は、中心融成物チャンネル（７８）の回りの環状リングチャンネル（１０６）を介して第３融成物通路（１１８）に連通することを特徴とする請求項８に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項１１】
ノズルと、
ノズルを通して延びる第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れのための中心融成物チャンネル（７８）と、
中心融成物チャンネル（７８）から放射方向に離間されノズルを通して延びる第３材料（２００）の流れのための環状融成物チャンネル（７６）と、
中心融成物チャンネル（７８）からの第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れを受け、環状融成物チャンネル（７６）からの第３材料（２００）の流れを受けるための型穴（３６）と、
中心融成物チャンネル（７８）の中に位置され、第１位置と第２位置との間を動く可動弁部材（１１０）とを有し、
可動弁部材（１１０）は、第１位置にある時、中心融成物チャンネル（７８）から型穴（３６）への流れを阻止し、第２位置において、環状融成物チャンネル（７６）から型穴（３６）への流れを通すことを特徴とする多層成形品の射出成形装置。
【請求項１２】
可動弁部材（１１０）は、第２位置にある時、環状融成物チャンネル（７６）から型穴（３６）への流れを阻止することを特徴とする請求項１１に記載の多層成形品の射出成形装置。
【請求項１３】
ａ）  第３材料（２００）を第１融成物通路（４２）から中心融成物チャンネル（７８）から放射方向に離間された環状融成物チャンネル（７６）の中に射出する段階と、
ｂ）  第１材料（２５０）を第２融成物通路（４４）から中心融成物チャンネル（７８）の中に射出する段階と、
ｃ）  第２材料（３００）を第３融成物通路（１１８）から中心融成物チャンネル（７８）の中に射出する段階と、
ｄ）  第３材料（２００）を環状融成物チャンネル（７６）から型穴（３６）の中に射出する段階と、
ｅ）  第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）から型穴（３６）の中に射出する段階とを有し、
段階ｄは段階ｅの前に始まり、第３材料（２００）と第１材料（２５０）と第２材料（３００）は互いに異なる材料であることを特徴とする多層成形品の射出成形方法。
【請求項１４】
型穴（３６）は、第１材料（２５０）と第２材料（３００）が型穴（３６）に射出される時に所定量の第１材料（２５０）を収容していることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項１５】
第１材料（２５０）と第２材料（３００）は、型穴（３６）の中に同時に射出されることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項１６】
第３材料（２００）と第１材料（２５０）と第２材料（３００）は、型穴（３６）の中に同時に射出されることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項１７】
第２材料（３００）を第３材料（２００）と第１材料（２５０）との間に射出する段階を有することを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項１８】
中心融成物チャンネル（７８）からの第１材料（２５０）と第２材料（３００）の流れを可動弁部材（１１０）によって遮断する段階を有することを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項１９】
環状融成物チャンネル（７６）からの第３材料（２００）の流れを可動弁部材（１１０）によって遮断する段階を有することを特徴とする請求項１８に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２０】
第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）の中で並流方向に保持する段階を有することを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２１】
第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）の中で中心融成物チャンネル（７８）の中に位置する少なくとも１つの融成物ミキサ（７１９）によって混合する段階を有することを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２２】
第３材料（２００）は、生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２３】
第１材料（２５０）は、再生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２４】
第２材料（３００）は、ナイロンまたはエチレンビニルアルコールであることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２５】
第３材料（２００）は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであり、第１材料（２５０）は、再生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであり、第２材料（３００）は、ナイロンまたはエチレンビニルアルコールであることを特徴とする請求項１３に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２６】
ａ）  第１材料（２５０）を第１部分（１０８）と第２部分（１０４）と第１部分（１０８）と第２部分（１０４）を接続する流れ延長部分（１０５）とを有し一端を弁ピン（１１０）によって封止できる中心融成物チャンネル（７８）の中に射出する段階と、
ｂ）  第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）の中に射出する段階と、
ｃ）  第３材料（２００）を中心融成物チャンネル（７８）から放射方向に離間された一端を弁ピン（１１０）によって封止できる環状融成物チャンネル（７６）の中に射出する段階と、
ｄ）  弁ピン（１１０）を第１位置に動かし、第３材料（２００）を環状融成物チャンネル（７６）から型穴（３６）の中に流す段階と、
ｅ）  弁ピン（１１０）を第２位置に動かし、第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）から型穴（３６）の中に流す段階とを有し、段階ｅと段階ｆは互いに独立して行われることを特徴とする多層成形品の射出成形方法。
【請求項２７】
第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）の第２位置において結合する段階を有することを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２８】
第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）から型穴（３６）の中に同時に射出する段階を有することを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項２９】
第３材料（２００）を環状融成物チャンネル（７６）から型穴（３６）の中に第１材料（２５０）と第２材料（３００）を中心融成物チャンネル（７８）から型穴（３６）の中に同時に射出する段階を有することを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項３０】
第１材料（２５０）は、再生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項３１】
第２材料（３００）は、ナイロンまたはエチレンビニルアルコールであることを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項３２】
第３材料（２００）は、生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【請求項３３】
第１材料（２５０）は、再生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであり、第２材料（３００）は、ナイロンまたはエチレンビニルアルコールであり、第３材料（２００）は、生ポリエチレンテレフタレートまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項２６に記載の多層成形品の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、多層製品およびこの多層製品を射出成形する方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、４層のビンプレフォームおよび蓋と、その射出成形装置および射出成形に関するものである。
【０００２】
（従来の技術）
食品の保護容器、飲料ビンのプレフォームおよび蓋などの多層成形製品を製造するための多層射出成形装置は公知である。代表的には１層または複数層の１つの材料が他の材料の１つまたは複数の層の中において一緒に成形されて成形品を成形する。通常これらの層の少なくとも１層が成形製品の内容物を保護するためのバリヤ材料から成るバリヤ層である。バリヤ材料は高価であるので、代表的には成形製品において非常に薄いバリヤ層のみが使用される。一般に成形製品の内容物を適切に保護するためには、この薄いバリヤ層が成形製品全体に均一にまた均等に分布される（すなわち、よく均衡されている）ことが望ましい。
【０００３】
クリシュナクマールなどに発行された米国特許第4,990301号に記載の薄いバリヤ層を備えた４層プレフォームを製造するために使用される射出成形装置の一例において、クリシュナクマールほかは、相異なるマニホルド構造を必要とする多数の選択的融成物導入口、チャンネルおよびゲートを有する多層プレフォームの射出成形装置を開示している。さらに詳しくは、クリシュナクマールなどは１つの大きな中心融成物通路と、多層プレフォームのキャビテイの中に開く中心チャンネルの中に流入する３本の小さい環状融成物通路とを使用する構造を開示している。用途に従って前記の大きな中心融成物通路、または小さな３本の環状融成物通路のいずれか１つをバリヤ物質のために選択することができる。クリシュナクマールなどは、型穴の中に予め配置されたプレフォーム材料の冷却部分に対して直接に、または冷却された部分のほかにプレフォーム材料の熱い部分を他の通路から型穴の中に射出した後に、選択された通路からバリヤ材料を型穴の中に射出する。
【０００４】
クリシュナクマールなどによって開示された装置についてはいくつかの問題点がある。第１に、クリシュナクマールによって開示された射出成形装置は、融成物導入口、通路、チャンネルおよびゲートを使用し、これは用途に従って多層プレフォームを形成するために同一のマニホルドについて二、三の相異なる構造を必要とする。その結果、クリシュナクマールなどの射出成形装置は製造と操作が複雑で高価である。第２に、予め型穴の中に配置されたプレフォーム材料の冷却部分に対して直接にバリア材料を射出する結果、しばしば不均質なまたは中断されたバリア層を生じ、これは成形プレフォームの内容物を適切に保護しない。また、変質した不均質なバリア層はプレフォームの膨らましに関する二、三の問題点を示す。第３に、型穴の中に、冷却された部分のほか、プレフォーム材料の熱い部分を射出した後においてのみバリア材料を射出することはプレフォームの射出サイクルの追加時間を生じまたは製造時間を延長させる。
【０００５】
最後にクリシュナクマールによって開示された射出成形装置はバリア物質の流れに対して大小の複数の通路を使用する。大きな通路は、過度に多量の高温バリア材料を保持してバリア材料の劣化を生じるので問題がある。他方小さい通路は、バリア材料が型穴の中に入る時にこのバリア材料の大きな圧力降下を生じて、型穴中にすでに存在するフレーム材料を損ないまたは洗い流す可能性がある。
【０００６】
薄いバリア層を有する４層プレフォームを製造するために使用される射出成形装置の他の例がナカムラに発行された米国特許第５，１４１，６９５号に開示されている。前記のクリシュナクマールなどと同様に、ナカムラは３つの材料、４層プレフォームの製造方法において、プレフォーム材料が最初に環状融成物チャンネルを通して射出され、バリア層はその後から、中心融成物チャンネルを通して射出されたプレフォームとバリア材料の混合物と同時に別個の環状融成物チャンネルから射出される。多数の環状融成物チャンネルを使用し、これが射出成形装置の複雑さとコストを追加することのほかに、ナカムラによって開示された方法はすでに型穴の中に存在するプレフォーム材料の冷却された部分に対して直接に薄いバリア層を配置する。さきに説明したように、この構造の結果、プレフォームの内部に凹凸のある不均質なまた不平衡なバリア層を生じる。さらに、ナカムラの方法において使用されるバリア材料の小さな環状融成物チャンネルはバリア材料が型穴の中に入る際に高い圧力降下を生じる事により、すでに型穴の中に存在するプレフォーム材料に損傷を生じる。
【０００７】
従って、多数の融成物導入口、通路、チャンネルおよびゲートを有することなくまた各マニホルドについて単一の構造を有するようにして、先行技術に伴う前記の問題点を克服した４層プレフォームまたは蓋の射出成形装置並びに成形方法を有する事が好ましい。このように多数の融成物導入口、通路、チャンネルおよびゲートを有しない４層プレフォームまたは蓋の射出せけ装置まは成形方法はその製造と操作が簡単になりまたコストが低下するであろう。
【０００８】
またすでに型穴の中に配置された１つのプレフォーム材料の冷却部分に対して直接に、または冷却部分のほかに他のプレフォーム材料の熱い部分を型穴の中に射出した後にバリア材料を射出することのないようにした４層フレームまたはふたの射出成形装置および成形法を有することは望ましい。このような装置はさらに平坦な均質に分布されたバリア層を有する４層プレフォームまたは蓋を提供し、従ってプレフォームまたは蓋の製造サイクルまたは製造時間を増大することなくプレフォームの内容物または蓋を防護改良するであろう。さらにまたバリア材料の大小の通路またはチャンネルに伴う問題点を避ける４層プレフォームまたは蓋の射出成形装置および射出成形方法が望ましい。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、ノズルと、ノズルに連通する中心融成物チャンネルであつて、第１材料の流れのための第１部分と、第１材料と第２材料の流れのための第２部分と、流れ開口を有し第１部分と第２部分を接続するための流れ延長部分とを有し、第２部分はノズルに延び、第１部分は第１直径を有し、第２部分は第１直径より大きい第２直径を有し、第２直径は第２部分の長さに沿って一定である中心融成物チャンネルと、第２材料の流れのための中心融成物チャンネルの回りで流れ延長部分の流れ開口を介して中心融成物チャンネルと連通する環状リングチャンネルと、中心融成物チャンネルから放射方向に離間されてノズルに連通する第３材料の流れのための環状融成物チャンネルとを有することを特徴とする多層成形品の射出成形装置を提供する。
【００１０】
さらに本発明は、ノズルと、ノズルを通して延びる中心融成物チャンネルと、中心融成物チャンネルから放射方向に離間されノズルを通して延びる環状融成物チャンネルと、環状融成物チャンネルに連通され第３材料を送り出すための第１融成物通路と、中心融成物チャンネルに連通され第１材料を送り出すための第２融成物通路と、中心融成物チャンネルに連通され第２材料を送り出すための第３融成物通路と、中心融成物チャンネルの中に位置され、環状融成物チャンネルからの流れと中心融成物チャンネルからの流れを阻止する第１位置と、中心融成物チャンネルからの流れを阻止するが環状融成物チャンネルからの流れを通す第２位置と、環状融成物チャンネルからの流れと中心融成物チャンネルからの流れを通す第３位置との間を動く可動弁部材とを有することを特徴とする多層成形品の射出成形装置を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、ノズルと、ノズルを通して延びる第１材料と第２材料の流れのための中心融成物チャンネルと、中心融成物チャンネルから放射方向に離間されノズルを通して延びる第３材料の流れのための環状融成物チャンネルと、中心融成物チャンネルからの第１材料と第２材料の流れを受け、環状融成物チャンネルからの第３材料の流れを受けるための型穴と、中心融成物チャンネルの中に位置され、第１位置と第２位置との間を動く可動弁部材とを有し、可動弁部材は、第１位置にある時、中心融成物チャンネルから型穴への流れを阻止し、第２位置において、環状融成物チャンネルから型穴への流れを通すことを特徴とする多層成形品の射出成形装置を提供する。
【００１２】
また本発明は、ａ）  第３材料を第１融成物通路から中心融成物チャンネルから放射方向に離間された環状融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｂ）  第１材料を第２融成物通路から中心融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｃ）  第２材料を第３融成物通路から中心融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｄ）  第３材料を環状融成物チャンネルから型穴の中に射出する段階と、ｅ）  第１材料と第２材料を中心融成物チャンネルから型穴の中に射出する段階とを有し、段階ｄは段階ｅの前に始まり、第３材料と第１材料と第２材料は互いに異なる材料であることを特徴とする多層成形品の射出成形方法を提供する。
【００１３】
さらに本発明は、ａ）  第１材料を第１部分と第２部分と第１部分と第２部分を接続する流れ延長部分とを有し一端を弁ピンによって封止できる中心融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｂ）  第２材料を中心融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｃ）  第３材料を中心融成物チャンネルから放射方向に離間された一端を弁ピンによって封止できる環状融成物チャンネルの中に射出する段階と、ｄ）  弁ピンを第１位置に動かし、第３材料を環状融成物チャンネルから型穴の中に流す段階と、ｅ）  弁ピンを第２位置に動かし、第１材料と第２材料を中心融成物チャンネルから型穴の中に流す段階とを有し、段階ｅと段階ｆは互いに独立して行われることを特徴とする多層成形品の射出成形方法を提供する。
【００１６】
（発明の実施の形態）
好ましい実施態様の詳細な説明
付図について説明すれば、図１は順次のまた同時的共射出によって４層ビンプレフォーム、蓋またはその他の製品を成形するため、１つのノズル１０を備えた本発明の弁ゲート付き多型穴式射出成形装置５の一部の好ましい実施態様を示す。図面の簡略化のために図１には１つのノズルしか図示されていないが、本発明の装置については所望数のノズル（すなわち１２、１６または４８）を使用することができる。好ましくは追加的ノズルは、図１に図示の下記に説明するノズル１０と同一の特徴を有する。
【００１７】
射出成形装置５は、ノズル１０のほかに、前側融成物分配マニホルド１８、ノズル保持板２０、背板２４、型穴保持板２８および後方融成物分配マニホルド９４を有する。好ましくは、ノズル保持板２０と背板２４はマニホルド板２６と一緒に接合される。装置５はその用途に応じてこれより多数のまたは少数の板を有することができる。図面を簡単にするため、図１には前記の板のみが図示されている。
【００１８】
ノズル保持板２０は前方融成物マニホルド１８とキャビテイ保持板２８との間においてマニホルドロケータ８８の端８７の回りに配置される。ノズル保持板２０はノズル１０を受けるためのノズルシート開口５４を有する。好ましくは射出成形装置の各ノズルについてそれぞれ１つのノズルシート開口が備えられる。ノズルがそれぞれのノズルシート開口５４の内部において回転することを防止するため、ノズル保持板２０は好ましくはノズル１０に続いてノズル回転防止カム９０を有する。
【００１９】
ノズル１０は先端３０と後端１４とを有する本体１２を含む。このノズル１０は本体１２の回りに巻き付けられた一体的電熱素子５８によって加熱される。加熱素子５８はノズルの後端の近くに配置された端子６０有する。またノズル１０はその後端１４から延在する放射方向融成物チャンネル６４を有する。さらにノズル１０はノズルゲートシール７３を有する。ゲートシール７３はノズル１０の本体１２の中に固着されて前端部３０を成す。ノズルゲートシール７３は、ノズル１０の前端３０から融成物を排出するための前方開口７４を有する。
【００２０】
またノズル１０はノズルゲートシール７３の中に固着されたライナースリーブ７０を有する。ライナースリーブ７０はノズルゲートシール７３の前方開口７４と整列された前方開口７５と、ノズル１０の後端１０に対応する後端７１とを有する。ライナースリーブ７０とノズルシール７３がその間に環状融成物チャンネル７６を形成し、このチャンネル７６はノズルゲートシール７３全体に延在しまた放射方向融成物チャンネル６４と流体連通している。好ましくはまたライナースリーブ７０はノズルゲートシール７３の後方に傾斜フランジ８０を有して、放射方向融成物チャンネル６４からの融成物流を環状融成物チャンネル７６の中に送る。
【００２１】
さらにライナースリーブ７０は中心孔６８を有し、この中心孔６８は本体１２全体に延在してノズル１０の後端１０に達する。ライナースリーブ７０の中心孔６８は細長い弁ピン１１０を受けるように設計されている。また中心孔６８は、融成物を弁ピン１１０の回りに流しノズル１０を通すための中心融成物チャンネル７８の一部を画成する。図１に図示のように、融成物チャンネル７６は中心融成物チャンネル７８から放射方向に離間されている。
【００２２】
弁ピン１１０は本体１１１と、ヘッド１１２と、このヘッド１１２と反対側の先端１１６とを有する。先端１１６は図１、図４Ａ−４Ｅおよび図５に図示のように直角に切断され、またはテーパを備えることができる（図示されていない）。また前端１１６はノズルゲートシール７３の前方開口７４の内部に嵌合するように設計される。さらに、弁ピン１１０は下記に詳細に説明するように二、三の相異なる位置まで前進後退させられることができる。
【００２３】
前方融成物分配マニホルド１８はノズル保持板２０と後方融成物マニホルド１４との間においてマニホルドロケータ８８の上に配置されている。前方融成物マニホルド１８は一体的電熱素子８６によって加熱され、その正面１６はノズル１０の後端１４に当接する。前方融成物マニホルド１８は、弁ブシュ９８を受けるための凹部５２を有する少なくとも１つのブシュシート開口５０と、少なくとも１つの融成物孔１０４とを有する。この融成物孔１０４は直径１０４ａを有し、ライナースリーブ７０の中心孔６８と連通する。融成物孔１０４は中心孔６８と同様に弁ピン１１０を受けるように設計され、この弁ピン１１０の回りと前方融成物分配マニホルド１８を通して融成物を流すための中心融成物チャンネル７８の他の部分を画成する。好ましくは前方融成物分配マニホルド１８は、装置５の中に使用される各ノズルについてブシュシート開口５０と融成物孔１０４とを有する。
【００２４】
さらに、前方融成物分配マニホルド１８はＬ型融成物部分４３を有する第１融成物通路４２を有する。この融成物部分４３は前方融成物分配マニホルド１８を通して前方に延在しノズル１０の融成物チャンネル６４と連通する。融成物部分４３は、融成物第１通路４２から放射方向融成物チャンネル６４の中に流し、次にノズル１０の環状融成物チャンネル７６の中に流す。従って、融成物部分４３と従って第１融成物通路４２は放射方向融成物チャンネル６４を通して環状融成物チャンネル７６と連通している。
【００２５】
図１に図示のように融成物導入ノズル１３０がノズル保持板２０と反対側において前方融成物分配マニホルド１８に当接する。融成物導入ノズル１３０は中心孔１３２を有し、この中心孔１３２は部分的に主融成物通路１３４を画成し、この融成物通路１３４は融成物導入ノズル１３０全体に延在して前方融成物分配マニホルド１８の中まで延在する。主融成物通路１３４は、融成物分配マニホルド１８の第１融成物通路４２、およびポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）などの生プレフォーム材料２００を供給するための射出シリンダ（図示されていない）に流体連通する。融成物導入ノズル１３０は加熱素子１３６を有する。
【００２６】
前方融成物分配マニホルド１８は第２融成物通路４４を有し、この第２通路４４のＬ型融成物部分４５は前方融成物分配マニホルド１８を通して後方に延在して、ブシュシート開口５０と連通する。また、循環ＰＥＴなどの循環プレフォーム材料２５０を供給するために、第２融成物通路４４が射出シリンダ（図示されていない）と連通している。循環プレフォーム材料は、生プレフォーム材料よりも安価で、経済的でまた環境に優しいので好んで使用される。融成物部分４５は循環プレフォーム材料を、第２融成物通路４４から下記に説明するようにブシュシート開口５０の中に着座した弁ブシュ９８の中に逆方向に流すことができる。
【００２７】
また装置５は後方融成の分配マニホルド９４を含み、このマニホルド９４は図１に図示のように前方融成物分配マニホルド１８と背板２４との間に、しかしこれらから離間してマニホルドロケータ８８の上に配置されている。後方融成物分配マニホルド９４は融成物導入ノズル１３０を受けるための中心孔９５を有する。後方融成物分配マニホルド９４はまた第３融成物通路１１８を有し、この通路１１８は射出シリンダ（図示されていない）と連通してナイロンまたはエチレンビニルアルコ−ル（「ＥＶＯＨ」）などのバリヤ材料３００を供給する。また第３融成物通路１１８は、後方融成物分配マニホルド９４から前方に延在するＬ型部分１１９を有する。さらに、後方融成物分配マニホルド９４は、前方融成物分配マニホルド１８の融成物孔１０４と整列されたブシュ孔１４９を有する。下記に詳細に説明されるように、後方融成物分配マニホルド９４は一体的伝熱素子１００によって、前方融成物分配マニホルド１８よりも低い作動温度まで加熱され、また２つのマニホルド１８、９４の間に備えられたエアスペース１０１がそれらの間の断熱を成す。
【００２８】
また本発明の装置５は弁ブシュ９８を含み、この弁ブシュ９８はマニホルド１８、９４の間に配置され、第１融成物分配マニホルド１８のブシュシート開口５０の中に着座される。弁ブシュ９８はその製造を容易にするため、好ましくは複数の構成部分からなり、これらの各部がロウ付けされて単一の一体的部品を成す。図１に図示のように弁ブシュ９８の先端突起１０２は、中心ヘッド部分１０３から前方融成物分配マニホルド１８の凹部５２の中に前方に延在する。図２に図示のように、先端突起１０２と凹部５２はその間に環状リングチャンネル１０６を形成する。この環状リングチャンネルが中心融成物チャンネル７８を包囲する。また弁ブシュ９８は細長い後方ステム部分１４８を有し、このステム部分は中心ヘッド部分１０３からブシュ孔１４９を通して後方融成物分配マニホルド９４の中まで後方に延在する。中心ヘッド部分１０３と前方融成物分配マニホルド１８との間に配置されただぼピン１２６が弁ブシュ９８を正確に配置してその回転を防止する。
【００２９】
弁ブシュ９８は中心孔１０８を有し、この中心孔１０８は先端突起１０２、中心ヘッド部分１０３およびステム部分１４８を通して延在する。図２に図示のように、中心孔１０８は前記の中心孔６８および融成物孔１０４と同様に第１直径１０８ａを有し、この第１直径が弁ピン１１０を受けまた中心融成物チャンネル７８の一部を画成して融成物を弁ピン１１０の回りにと弁ブシュ９８を通して流す。しかしながら、中心孔１０８の第１直径１０８ａは融成物孔１０４の直径１０４の直径１０４よりも小さい事が好ましい。また中心孔１０８は第２直径１０８ｂを有し、この第２直径は弁ピン１１０を丁度受けて、弁ブシュ９８を通して後方への融成物流を防止する。
【００３０】
図３に示すように、弁ブシュ９８の中心孔１０８と前方融成物分配マニホルド１８の融成物孔１０４が流延長部１０５と合併されて、中心融成物チャンネル７８の一部を形成する。流延長部１０５は環状リングチャンネル１０６と連通した環状流開口１０９を有する。好ましくは環状流開口１０９は融成物孔１０４と中心孔１０８のそれぞれの直径１０４ａ、１０８ａの実質的に差に等しいサイズを有する。言い換えれば、中心融成物チャンネル７８の幅は好ましくは環状リングチャンネル１０６からの追加的融成物流を収容する程度に増大されるが、中心融成物チャンネル中の他の融成物流を阻害しまたは影響しない。また環状リングチャンネル１０６から流出する材料の量は環状流開口１０９のサイズを増大し（すなわち流量の増大）または減少（すなわち流量の減少）する事によって制御することができることを了解されたい。
【００３１】
図１乃至図２に図示のように、弁ブシュ９８はＬ型第１移行融成物通路１２２と、第２移行融成物通路８４とを有する。第１移行融成物通路１２２は前方融成物分配マニホルド１８の第２融成物通路４４の融成物部分４５および弁ブシュ９８の中心ヘッド部分１０３中の環状通路１２３と整列し連通している。また図２に図示のように環状通路１２３は弁ブシュ９８の中心孔１０８と連通している。従って、融成物部分４５、従って第２融成物通路４４は第１移行融成物通路１２２および環状通路１２３を通して中心融成物チャンネル７８と連通する。
【００３２】
第２移行融成物通路８４は、第３融成物通路１１８のＬ型部分１１９および弁ブシュ９８の先端突起１０２の回りに配置された環状リンググループ１０８と連通する。また図２に図示のように、環状リンググループ１０７は環状リングチャンネル１０６と連通する。従って、Ｌ型部分１１９、従ってまた第３融成物通路１１８は、第２移行融成物通路８４および環状リンググループ１０７を通して、環状リングチャンネル１０６と連通する。
【００３３】
本発明の装置５の背板２４は前方融成物分配マニホルド１８と反対側の後方融成物分配マニホルド９４に隣接してマニホルドロケータ８８上に配置される。背板２４は中心孔２５を有し、この中心孔は融成物同様ノズル１３０を受けるために後方融成物分配マニホルド９４の中心孔９５と整列されている。さらに、ロケータリング１６０が背板２４に対して、融成物分配マニホルド９４の反対側に１つまたは複数のボルト１６２によって取り付けられる。またロケータリング１６０は中心孔１６４を有し、この中心孔は背板２４の中心孔２５と整列されて融成物導入ノズル１３０を受ける。
【００３４】
背板２４は好ましくはピストンシート開口１５０を有し、この開口１５０は後方融成物分配マニホルド９４のブシュ孔１４９と整列される。ピストンシート開口１５０の中に作動機構１４６が配置されている。作動機構１４６はピストンシリンダ１５４と、弁ピン１１０のヘッド１１２をピストンシリンダ１５４に連結するためのエンドキャップ１５５を含む。作動機構１４６の動作に際して、ピストンシリンダ１５４とエンド基部１５５が図１に図示のようにブシュ孔１４９の一部の中に延在する。ピストンシリンダ１５４は、好ましくは１つまたは複数のダクト（図示されていない）を通して供給される制御された流体圧（すなわち、油または水）によって駆動される。本明細書において油圧作動機構は図示されているが、他の型の作動機構、例えば電気機械的機構を本発明の装置について使用できるものと了解されたい。
【００３５】
ピストンシリンダ１５４を前方に駆動すると、弁ピン１１０が前方に、型穴保持板２８に向かって移動する。ピストンシリンダ１５４を前方に移動させると、弁ピン１１０の前端１１６がノズルゲートシール７３の正面開口７４の中に着座させられて、融成物チャンネル７６、７８とノズルゲートシール７３の正面開口７４との間の流体連通を遮断する。他方、ピストンシリンダ１５４を後方に駆動すれば弁ピン１１０が型穴保持板２８から後方に移動させられる。ピストンシリンダ１５４を後方にノズルゲートシール７３の正面開口７４を越えて移動させると、弁ピン１１０の前方先端１１６がノズルゲートシール７３の正面開口７４から引き戻される事により、環状融成物チャンネル７６とノズルゲート７３の正面開口７４との間に流体連通を生じる。さらにピストンシリンダ１５４をライナースリーブ７０の正面開口７５を越えて後方に移動させると、弁ピン１１０の前方先端１１６がライナースリーブ７０の正面開口７５を越えて移動させられる事により、環状融成物チャンネル７６とノズルゲートシール７３の正面開口７４との間の流体連通のみならず、中心融成物チャンネル７８とノズルゲートシール７３の正面開口７４との間の流体連結を成す。
【００３６】
図１と図５に図示のように、本発明の型穴保持板２８は成形コア３７の回りに型穴３６を有する。型穴３６はノズルゲートシール７３の正面開口７４と整列された型穴開口３８を有する。型穴３６は成形される所望の製品に対応して任意数の形状と構造とを有することができる。図１に図示のように、この型穴は好ましくは、必ずしも必要ではないが、ネジ山を有する末端を備えたビンプレフォームの形状を有する。型穴３６を変更する事により、種々の形状または構造のその他のビンプレフォーム、またはビンプレフォームと異なる蓋などの製品を成形することができ、本発明は図示のビンプレフォームまたはその他の型のプレフォームに限定されるものではない。本発明の装置５、特にそのノズルはその部品および装置中を流れる材料の適正温度を保持するために加熱システム、冷却システムおよび断熱エアスペースを有することができる。本発明の装置の適当な加熱システム、冷却システム、エアスペースの例は１９９７，１１月１３日に出願された「Sprue Gated Five Layer Injection Molding Apparatus」と題する米国特願第０８／９６９，７６４号、およびゲルバート等の米国特許第5,094,603号、第5,135,377号および第5,223,375号に記載されている。これらのすべての特許をここに引例とする。
【００３７】
本発明の装置の動作を図４Ａ−４Ｅおよび図５について説明する。
４層ビンプレフォームの形成のみを付図について説明するが、前記以外の材料特性を有する蓋などのプレフォーム以外の他の型のプレフォームまたは製品が本発明の装置および方法によって得られることを理解されたい。
【００３８】
図４Ａに図示のように、本発明の方法は弁ピンがピストンシリンダ１５４の前進運動によって完全にノズルゲートシール７３の正面開口７４を通して挿入された状態から始まる。その結果、環状融成物チャンネル７６、中心融成物チャンネル７８およびノズルゲートシール７３の正面開口７４の間の第１連通が遮断される。この位置において、弁ピンは参照数字１１０ａによって図示されている。
【００３９】
次に電力がノズル１０の加熱素子５８、８６、１３６、正面融成物分配マニホルド１８および融成物導入ノズル１３０に対してそれぞれ加えられて、これらの素子を主融成物通路１３４および第１融成物通路４２の中に配置された生プレフォーム材料および第２融成物通路４４の中に配置された循環プレフォーム材料の作動温度まで加熱する。生プレフォーム材料および循環フレーム材料としてＰＥＴが使用されるならば、好ましい作動温度は約５６５゜Ｆである。
【００４０】
次に弁ピンは図４Ｂに図示のようにピストンシリンダの後退運動によってノズルゲートシールの正面開口の外に引き出される。その結果環状融成物チャンネルとノズルゲートシールの正面開口との間に流体連通が確立されるが、中心融成物チャンネルとノズルゲートシールの正面開口との間においては確立されない。この位置において、弁ピンは最小数字１１０ｂで表示される。
【００４１】
次に射出圧力が主融成物通路１３４に加えられて、生プレフォーム材料の第１部分２００ａを第１融成物通路４２を通して融成物部分４３の中に押し込む。そこから、生プレフォーム材料の第１部分２００ａが融成物部分４３と整列された放射方向融成物チャンネル６４を通って環状融成物チャンネル７６の中に入り、ノズルゲートシール７３の正面開口７４を出て、型穴開口３８の中に入る。射出圧力は図４Ｂに図示のように生プレフォーム材料の第１部分２００ａが型穴３６を満たすまで加えられる。生プレフォーム材料の第１部分２００ａが型穴３６を満たすに従って冷却し始める。
【００４２】
次に電力が後方融成物分配マニホルド９４の中の加熱素子１００に対して加えられてこれを第３融成物通路１１８の中に配置されたバリヤ物質３００の作動温度まで加熱する。バリヤ物質としてナイロンが使用される場合、好ましい開口温度は約４００゜Ｆである。次に、弁ピンは図４Ｃに図示のようにピストンシリンダの後退運動によってライナースリーブ７０の第１開口７５から引き出される。その結果流体連通が環状融成物チャンネルとノズルゲートシールの正面開口との間のみならず、中心融成物チャンネルとノズルゲートシールの正面開口との間にも確立される。この位置において、弁ピンは参照数字１１０ｃによって図示されている。
【００４３】
次に射出圧力が主融成物通路１３４に加えられて生プレフォーム材料の第２部分２００ｂを第１融成物通路４２を通してその融成物部分４３の中に押し込む。そこから生プレフォーム材料の第２部分２００ｂが第１融成物部分４３と整列された放射方向融成物チャンネル６４を通って、環状融成物チャンネル７６の中に流入する。また射出圧力が第２融成物通路４４の中の循環プレフォーム材料２５０に加えられて、この循環プレフォーム材料を第２融成物通路４４を通してその融成物部分４５の中に押し込む。循環プレフォーム材料２５０はそこから、第２融成物通路４４の融成物部分４５と整列したＬ形第１移行融成物通路１２２を通って、弁ブシュ９８の環状通路１２３の中に流入する。また循環プレフォーム材料２５０は環状通路１２３から中心融成物チャンネル７８の中に入り、型穴３６に向かって弁ピン１１０の回りを流れる。
【００４４】
ほぼ同時点に、射出圧力が第３融成物通路１１８の中のバリア材料３００に対して加えられて、このバリア材料を第３融成物通路１１８を通ってそのＬ形部分１１９の中に押し込む。そこから、バリア材料３００は第２移行融成物通路８４の中に入り、環状リンググルーブ１０７を通って環状リングチャンネル１０６に入る。図３において最もよく見られるように、バリア材料３００は環状リングチャンネル１０６から流開口１０９を通って、流延長部１０５の中に入る。そこでバリア材料３００は中心融成物チャンネル７８の中の循環プレフォーム材料２５０の流と合流しこれを包囲する。流れ開口１０９は好ましくはそれぞれ正面融成物分配マニホルド１８の融成物孔１０４と弁ブシュ９８の中心孔１０８の直径１０４ａ、１０８ａの差違に実質的に等しいサイズを有するので、バリア材料の流れは循環プレフォーム材料の流れを遮断しない。その結果、流れ延長部の前の循環プレフォーム材料の流れ圧は流れ延長部５の循環プレフォーム材料の流れ圧と実質的に等しくなる。さらに図５に図示のように、バリア材料は循環プレフォーム材料と共に中心融成物チャンネル７８を通って流れるので、バリア材料の過度に大きなチャンネルまたは過度に小さなチャンネルによって生じる劣化の問題および圧力降下の問題が避けられる。
【００４５】
バリア材料３００と循環プレフォーム材料２５０は一緒に中心融成物チャンネル７８を通して流れ、弁ピンの回りを流れ、次にライナースリーブ７０の正面開口７５から出る。この場合バリア材料３００と循環プレフォーム材料２５０は合流して、環状融成物チャンネル７６から流出する生プレフォーム材料の第２部分２００ｂによって包囲される。この時点において、生プレフォーム材料の第２部分２００ｂ、バリア材料３００および循環プレフォーム材料２５０はすべてなお熱い状態にある。生プレフォーム材料の第２部分２００ｂと、バリア材料３００と循環プレフォーム材料２５０とが一緒になって同時的にノズルゲートシール７３の正面開口７４から流出し、型穴開口３８の中に入る。これらの材料の同時的流れが得られるプレフォームのサイクル時間または製造時間を低減させる。次に、図４Ｃと図５に図示のように、熱い生プレフォーム材料の第２部分２００ｂと、熱いバリア材料３００と、熱い循環プレフォーム材料２５０とが型穴３６の中の冷たい生プレフォーム材料の第１部分を分割する。型穴３６が材料によって完全に満たされるまで第１、第２および第３融成物通路４２、４４、１１８に対して射出圧力が加えられる。
【００４６】
図５に最も見られるように、バリア材料３００は型穴３６の中に流入する際に生プレフォーム材料と熱い生プレフォーム材料の第２部分２００と熱い循環プレフォーム材料２５０とによって包囲されその中に埋め込まれる。その結果熱い生材料の第２部分２００ｂと熱い循環プレフォーム材料２５０が、すでに型穴３６の中にある冷たい生プレフォーム材料の第１部分２００ａからバリア材料３００を断熱する。この構造は得られるプレフォームの中に均等にまた均一に分配されたバリア材料層を生じる。
【００４７】
さらに、バリア材料３００は熱い生プレフォーム材料の第２部分２００ｂと熱い循環プレフォーム材料２５０とによって包囲されているので、型穴中のバリア材料３００の分配と配置が適正に制御される。言い替えれば、バリア材料３００の分配と配置は単に型穴、金型のコアおよび／または型穴中にすでに存在する冷たいフレーム材料のみに依存するのではない。そうではなくて、型穴に対するバリア材料の分配と配置および従って得られるプレフォームはバリア材料が型穴３６の中に入る前に融成物チャンネルによって制御され平衡される。また型穴内部のバリア材料の位置と従って得られるプレフォームは業界公知のようにタイミング、温度および圧力を調整する事によって設定され制御される。このような構造は、バリア材料が型穴内部に正確に配置され平衡されることを保証し、また例えば型穴コア３７の不配列またはずれによって生じるような型穴内部のバリア材料の不平衡分配および配置が避けられる。
【００４８】
型穴３６が充填された後に図４Ｄに図示のように弁ピンがピストンシリンダによって前進させられて、中心融成物チャンネルとライナースリーブの正面開口との間の材料流と流体の連通を遮断する。図４Ｅに図示のように、ピストンシリンダは弁ピンが完全にノズルゲートシールの正面開口の中に挿入されるまで弁ピンを前方に動かし続ける事により、また環状融成物チャンネルとノズルゲートシールの第１開口との間の材料流と流体連通を遮断する。弁ピンがノズルからの材料流を遮断するので、プレフォーム材料またはバリア材料に対して加えられる圧を解除する必要はない。型穴が充填され材料流が停止するやいなや、プレフォームは材料が型穴から型出しするのに十分な程度に固化されるまで冷却しつづける。
【００４９】
本発明の装置および方法の実施の結果として、図６に示すようにビンプレフォーム１７０が形成される。ビンプレフォーム１７０は第１開放端部１７１と、この開放端部から反対側に離間された第２閉鎖端部１７２とを有する。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１開放端部１７１はネジ山１７３を有する。またビンプレフォーム１７０は生ＰＥＴなどの生プレフォーム材料の外側層１７４と、生ＰＥＴなどの生プレフォーム材料の内側層１７５と、生プレフォーム材料の外側層および内側層１７４、１７５の間のナイロンまたはＥＶＯＨなどのバリア材料のコア層１７６と、バリア材料のコア層１７６と生プレフォーム材料の内側層１７５との間の循環ＰＥＴなどの循環プレフォーム材料の中間層１７７とを有する。図６に図示のようにバリア材料のコア層１７６と循環プレフォーム材料の中間層１７７はビンプレフォーム１７０の実質的に全体に延在する事が好ましい。各層１７４、１７５、１７６、１７７は例えばその厚さ、重量および全体積に対する％（「体積％」）などの数種の特性を有する。
【００５０】
またタイミングおよび／またはプレフォーム材料またはバリア材料の量を変更する事により、外側、内側、コアおよび中間の各層１７４、１７５、１７６、１７７の特性を変動することができる。例えば、型穴３６の中への生プレフォーム材料の第１部分および／または第２部分２００ａ、２００ｂの射出量を増大する事により、生プレフォーム材料のより厚くまたより重い外側および／または内側層１７４、１７５を形成することができる。型穴の容積全体、従ってビンプレフォーム１７０の容積を一定と仮定して、生プレフォーム材料の体積パーセントが増大されると共に、バリア材料３００と循環プレフォーム材料２５０の体積パーセントが低減させられる。他方、型穴の中により多量のバリア材料を射出する事により、バリア材料のより厚くより重いコア層１７６を形成することができる。また再び型穴、従ってビンプレフォームの容積全体を一定として、バリア材料の体積パーセントが増大され、他方生および循環プレフォーム材料の体積パーセントが低減される。同様に、型穴の中により多量の循環プレフォーム材料を射出する事により、循環プレフォーム材料のより厚くまたより重い中間層１７７を形成することができる。型穴、従ってビンプレフォームの容積全体を一定として、循環プレフォーム材料の体積パーセントが増大されると、バリア物質および生プレフォーム材料の体積パーセントが増大される。
【００５１】
また図７に図示のように本発明の装置および方法を使用して、蓋１８０を形成することができる。蓋１８０はビンプレフォーム１７０と同一の装置および方法によって製造することができるが、好ましくはプレフォーム材料（すなわちＰＥＴ）の代わりにポリプロピレンなどの蓋材料が使用される。蓋１８０はベース１８１と、このベースから外側に延在する環状フランジ１８２とを有する。環状フランジ１８２は内側層１８３を有し、好ましくは、必要ではないが、ネジ山１８４を備える。蓋１８０は、生ポリプロピレンなどの生蓋材料の外側層１８５と、生ポリプロピレンなどの生蓋材料の内側層１８６と、生蓋材料の外側層および内側層１８５、１８６の間に配置されるナイロンまたはＥＶＯＨなどのバリア材料のコア層１８７と、バリア材料のコア層１８７と生蓋材料の内側層１８６との間に配置された循環ポリプロピレンなどの循環蓋材料の中間層１８８とを有する。バリア材料のコア層１８７と循環蓋材料の中間層は好ましくは図７に図示のように蓋１８０のベース１８１の実質的全面において延在する。各層１８５、１８６、１８７、１８８は、その厚さ、重量および全体積パーセント（「体積パーセント」）などの数種の特性を有する。
【００５２】
蓋材料またはバリア材料のタイミングおよび／または量を変動する事により、外側、内側、コアおよび中間の各層１８５、１８６、１８７、１８８の特性も変更される。例えば生蓋材料の第１および／または第２部分をより多量に型穴の中に射出する事により、より厚くまたより重い生蓋材料の外側および／または内側層１８５、１８６を形成することができる。型穴、従って蓋１８０の体積全体を一定と仮定して、生蓋材料の体積パーセントが増大されれば、バリア材料および循環蓋材料の体積パーセントが低減される。他方、型穴の中により多量のバリア材料を射出する事により、バリア材料のより厚くまた事により重いコア層１８７が形成される。再び型穴の体積全体を一定と仮定して、型穴、従って蓋の体積全体を一定として、バリア物質の体積全体が増大されると、生および循環蓋材料の体積パーセントが低下する。
【００５３】
図１乃至図５に図示説明された弁ゲートソース５の他の実施態様として、図８は本発明のゲート加熱式多型穴射出成形装置４０５の一部の好ましい実施態様を示す。この装置４０５は少数の部分を除いて装置５と同様であって、同様に作動する。冗長さと不必要な反復を避けるため、これらの装置４０５と５の相違点のみを下記に説明する。同様に説明を簡単にするため、図８においては装置４０５の部品の一部のみに参照数字を付けた。好ましくは、この装置４０５の参照数字を付けられていない部品は装置５の対応部品と同様である。また、装置４０５は装置５と同様に、前記の図６乃至図７に示したビンプレフォーム１７０と蓋１８０の両方の製造のために使用することができる。
【００５４】
装置４０５と装置５の第１の相違点は、装置４０５が弁ピンを有しないことにある。その結果、装置４０５は弁ピンを制御するのでなく、第１および第２融成物通路に対して加えられる射出圧を制御する事によって作動される。言い替えれば、材料流を切断しまた確立するために弁ピンを前後に移動させるのでなく、装置４０５は射出圧を増減して材料流を遮断しまたは確立する。その他の点においては、装置４０５の操作および方法は装置５の操作および方法と同一である。
【００５５】
装置４０５は弁ピンを使用しないのであるから、装置５の二、三の部品は装置４０５についててはもはや必要ではない。例えば装置４０５の背板４２４はピストンシート開口１０５または作動機構１４６を有しない。同様に装置４０５の構成融成物分配マニホルド４９４はブシュ孔１４９を有しない。さらに、装置４０５の弁ブシュ４９８はステム部分１４８を有せず、また弁ブシュ４９８の中心孔５０８は環状通路１２３を通して延在しない直径１０８ａのみを有する。
【００５６】
図９は本発明の正面融成物分配マニホルド６１８の多の実施態様の部分図である。この融成物分配マニホルド６１８は図１と図８に図示の前述の融成物分配マニホルド１８と同形であって同様作動するが二、三の相違点がある。冗長さと不必要な反復を避けるため、正面融成物分配マニホルド６１８と融成物分配マニホルド１８との相違点のみを下記に説明する。
【００５７】
図９に図示のように、正面融成物分配マニホルド６１８はブリッジ部分７０５と、このブリッジ部分７０５から離間されたサブマニホルド部分７１０と、これらのブリッジ部分７０５とサブマニホルド部分７１０とを接合する融成物リンク７１５とを含む。ブリッジ部分７０５は融成物導入ノズル１３０の主融成物通路１３４と連通したブリッジ通路７０７を有し、サブマニホルド部分７１０は第１融成物通路４２と連通したサブマニホルド通路７１３を有し、また融成物リンク７１５はブリッジ通路７０７およびサブマニホルド通路７１３と連通したリンク通路７１７を有する。本発明について使用されるのに適した融成物リンクの一例は米国特許第５，８４３，３６１号に記載され、この特許をここに引例とする。
【００５８】
また図９に図示のように通常の融成物ミキサ７１９（または静的ミキサ）がリンク通路７１７の中に配置されている。本発明の操作中に、プレフォーム材料についてＰＥＴを使用するので、若干量の望ましくないアセトアルデヒド（「ＡＡ」）を発生するの可能性がある。さらにプレフォーム材料またはバリア材料がマニホルドおよび／またはノズルの融成物チャンネルを流れる際に不均一な剪断応力が発生する可能性がある。このような不均一な剪断応力はプレフォームまたはバリア材料の断面にそって不均一な温度分布を生じ、このようにして型穴３６にプレフォーム材料とバリア材料を均一に分布するために二、三の問題を生じる。しかし融成物ミキサ７１９がこれらの問題に対応してこれらの現象の発生またはその効果を防止するのに役立つ。さらに詳しくは、融成物ミキサ７１９はＡＡの発生量を低下させるのに役立ち、材料流断面全体に温度を均等に分布させる。先行技術において公知の任意の融成物ミキサまたは静的ミキサは本発明について使用するのに適している。適当な融成物ミキサまたは静的ミキサの例は米国特許第4,541,982号、米国特許第4,965,028号、米国特許第5,262,119号および出願人にＪＤＥ3201710出願に開示され、これらのすべての文献をここに引例とする。
【００５９】
正面融成物分配マニホルドの融成物リンクのリンク通路においてのみ１つの融成物ミキサが図示されているが、本発明の装置全体に種々の箇所に複数融成物ミキサまたは静的ミキサを使用できるものと了解されたい。例えば、後方融成物分配マニホルド９４の融成物リンクのリンク通路の中に１つの融成物ミキサを配置することができる。さらに、弁ブシュ９８の移行融成物通路８４、１２２の中にまた／あるいはノズル１０の放射方向融成物チャンネル６４の中にそれぞれ融成物ミキサを配置することができる。
【００６０】
図10に図示のように、図８に図示の前記の熱ゲート付き射出成形装置４０５の中心融成物チャンネル７８の中にも１つまたは複数の融成物ミキサを配置することができる。好ましくは、第１融成物ミキサ７１９ａが、バリア材料３００を循環プレフォーム材料２５０と混合するために中心融成物チャンネル７８の中に、環状リングチャンネル１０６の近くに配置する。さらに、または他の実施態様として、バリア材料３００を循環プレフォーム材料２５０と混合するためにノズルゲートシール７３の正面開口７４の近くに中心融成物チャンネル７８の中も第２融成物ミキサ７１９ｂが配置される。図10においては第１融成物ミキサ７１９ａと第２融成物ミキサ７１９ｂの両方が図示されているが、本発明の熱ゲートと付き射出成形装置についてはそのいずれか一方または両方を使用できるものと了解されたい。
【００６１】
ビンまたは容器のプレフォームおよび蓋について本発明の装置および方法を特に効果的に使用することができる。本発明の装置および方法によって形成された４層プレフォームおよび蓋は内容物を保護するための信頼できる成形製品を与える。さらに、循環プレフォーム材料の使用はプレフォームおよび蓋の製造コストを低下させる。
【００６２】
本発明による射出成形装置および射出成形は先行技術に対する改良をなすことは前記の説明および付図から明らかである。例えば、本発明の装置および方法は多数の融成物導入口、通路、チャンネルおよびゲートを必要としない。それどころか、本発明の装置および方法は４層プレフォームおよび蓋の製造のために２つの射出シリンダ、２つの融成物通路および１つのゲートのみを使用する。その結果、本発明は操作と製造の比較的簡単でコストのかからない多層射出成形装置および成形法を提供する事により、先行技術の射出成形装置および成形法に伴う多くの問題点を克服する。
【００６３】
また本発明は、バリア材料を型穴の中に射出する前に熱いプレフォーム材料をもって包囲し、予め型穴の中に配置されたプレフォーム材料の冷却した部分に直接にバリア材料を射出することを避ける事によって、先行技術射出成形装置および成形法の問題点を克服する。従って本発明は、優れた保護特性を有するさらに均等にまた均質に分配されたバリア層を有する４層プレフォームおよび蓋を提供する。同様に先行技術と相違して、本発明は型穴の中に熱いプレフォーム材料を最初に射出した後ではなく、バリア材料を包囲する熱いプレフォーム材料と同時に射出するので、プレフォームまたは蓋のサイクル時間が短縮され、増大されない。
【００６４】
本発明に関する当該先行技術の当業者は、本発明の主旨の範囲内において、特に前記の教示を考慮して本発明の原則を使用して任意の変更なしまたその他の実施態様をなすことができる。例えば、ビンプレフォームおよび／または蓋のネジ山を全部除去しまたは他のなんらかの締結装置を使用することができる。さらに、メーカおよび消費者の好みに従って、型穴およびビンプレフォームおよび／または蓋について任意の望ましい形状および構造を使用することができる。同様にメーカおよび消費者の好みに従って本発明の装置および方法の操作のタイミングとサイクル数が決定される。また、他のプレフォーム材料、バリア材料またはその混合物の代わりに循環プレフォーム材料を使用することができる。本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その主旨の範囲内において変更実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ４層ビン製造用の本発明の弁ゲート付き射出成形装置の断面図。
【図２】  図１の継手成形装置の弁ブシュの一部の分解断面図。
【図３】  図２の弁ブシュの一部の分解断面図。
【図４】  図４Ａ〜図４Ｅは、本発明の方法を説明するための図１の装置のノズルおよび型穴の分解断面図。
【図５】  図４Ｃの分解断面図。
【図６】  本発明の４層ビンプレフォームの断面図。
【図７】  本発明の４層蓋の断面図。
【図８】  ４層ビンプレフォーム製造用の本発明による熱ゲート付き射出成形装置の断面図。
【図９】  本発明の他の正面融成物分配マニホルドお部分的断面図。
【図１０】  融成物ミキサを備えた図８の熱ゲート付き射出成形装置の断面図。
【符号の説明】
５  射出成形装置
１１  第３融成物通路
３６  型穴
４２  第１融成物通路
４４  第２融成物通路
７６  環状融成物チャンネル
７８  中心融成物チャンネル
１０４  中心融成物チャンネル（７８）の第２部分
１０５  流れ延長部分
１０６  環状リングチャンネル
１０８  中心融成物チャンネル（７８）の第１部分
１０９  流れ開口
２００  第３材料
２５０  第１材料
３００  第２材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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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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