(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホールド及びノズルを通過する中央溶融物溝と、
中央溶融物溝から半径方向に間隔を保って設けられた環状溶融物溝と、
環状溶融物溝と連通する第１溶融物部分と、中央溶融物溝と連通する第２溶融物部分とを有し、第１および第２溶融物部分がマニホールド内において合流するマニホールド内の第１溶融物通路と、
マニホールド内の中央溶融物溝と連通する第２溶融物通路とを有する多層成形用射出成形装置。
【請求項２】
第２溶融物通路を中央溶融物溝に連導接続する環状リング溝を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
中央溶融物溝から第１材料および第２材料流を受け取り、環状溶融物溝から第１材料流を受け取るキャビティを有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項４】
溶融物溝を密封する可動弁部材を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項５】
可動弁部材が環状溶融物溝を選択的に密封することを特徴とする請求項４に記載の射出成形装置。
【請求項６】
溶融物通路と連通する溶融物ミキサを有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項７】
中央穴を備えたノズルと、
第１材料流のための第１部分と、第１材料および第２材料流のための第２部分と、第１部分を第２部分に接続する流れ延長部とを備え、第２部分の少なくとも一部分がノズルの中央穴によって画定され、流れ延長部がノズルの中央穴の上流に位置する流れ開口部を備えた中央溶融物溝と、
第２材料流のための中央溶融物溝の周りで流れ延長部の流れ開口部を介して中央溶融物溝と接続される環状リング溝と、
中央溶融物溝から半径方向に間隔を保って設けられた環状溶融物溝とを有し、
環状溶融物溝の少なくとも一部分は、ノズル内部に位置するとともにノズル内の前面側開口部と連通し、
環状溶融物溝は、ノズル内の前面側開口部の近くで中央溶融物溝と連通する多層成形用射出成形装置。
【請求項８】
中央溶融物溝の第１部分が第１直径を有し、
中央溶融物溝の前記第２部分が第１直径より大きい第２直径を有することを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項９】
中央溶融物から第１材料および第２材料流を同時に受け取るキャビティを有することを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項１０】
中央溶融物溝内に配置された可動弁部材を有し、可動弁部材が中央溶融物溝からの第１および第２材料流を遮断可能であることを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
第１および第２材料流が中央溶融物溝の第２部分における可動弁部材に沿って流れることを特徴とする請求項１０に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
中央溶融物溝の第２部分が第１材料流と第２材料流を並列方向に維持することを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
ノズルの全長に亙って通過する中央穴によって少なくとも部分的に画定される、第１材料および第２材料流のための中央溶融物溝と、
第１材料流のためにノズル内において中央穴から半径方向に間隔を保って配置された環状溶融物溝と、
中央穴から第１材料および第２材料流を受け取り、環状溶融物溝から第１材料流を受け取るキャビティとを有し、
第１材料および第２材料は、ノズルの中央穴の全長に亙って一緒に流れる多層成形用射出成形装置。
【請求項１４】
中央穴内に配置された可動弁部材を有し、可動弁部材は、中央穴からキャビティへの第１および第２材料流を遮断可能であり、環状溶融物からキャビティへの第１材料流を遮断可能であることを特徴とする請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
中央溶融物溝が第１材料流と第２材料流を並列方向に維持可能であることを特徴とする請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１６】
第１材料を中央溶融物溝および環状溶融物の両方に供給するために用いられる溶融物通路に連通する溶融物ミキサを有することを特徴とする請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１７】
射出成形装置を用いた多層成形用射出成形方法において、
射出成形装置は、ノズルと、ノズルの全長に亙って通過する中央溶融物溝と、中央溶融物溝の周りに配置された環状溶融物溝とを有し、
多層成形用射出成形方法は、
第１材料を環状溶融物溝からキャビティ内へ射出するステップと、
次に第１材料および第２材料を中央溶融物溝を通ってキャビティへ射出するステップとを含む多層成形用射出成形方法。
【請求項１８】
可動弁部材を用いて中央溶融物溝からの第１および第２材料流を阻止するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の射出成形方法。
【請求項１９】
第１材料がポリエチレンテレフタレート又はポリプロピレンであることを特徴とする請求項１７に記載の射出成形方法。
【請求項２０】
第２材料がナイロン又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１９に記載の射出成形方法。
【請求項２１】
第１材料がポリエチレンテレフタレート又はポリプロピレンであり、第２材料がナイロン又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１７に記載の射出成形方法。
【請求項２２】
（ａ）  第１材料を中央溶融物溝から半径方向へ間隔を保って設けられた環状溶融物溝内に射出するステップと、
（ｂ）  キャビティ内への流れを阻止するためにバルブピンを用いて中央溶融物溝を閉塞するステップと、
（ｃ）  第１材料および第２材料を中央溶融物溝内へ射出するステップと、
（ｄ）  環状溶融物溝から第１材料をキャビティ内へ射出するステップと、
（ｅ）  バルブピンを引き出し、第１材料および第２材料を中央溶融物溝からキャビティ内へ射出するステップとを含み、ステップ（ｅ）が開始される前にステップ（ｄ）が開始されることを特徴とする多層成形用射出成形方法。
【請求項２３】
中央溶融物溝から第１および第２材料をキャビティ内へ同時に射出するステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の射出成形方法。
【請求項２４】
可動弁部材を用いて環状溶融物溝からの第１材料流を遮断するステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の射出成形方法。
【請求項２５】
ステップ（ｅ）が開始される時にステップ（ｄ）が実施されることを特徴とする請求項２２に記載の射出成形方法。
【請求項２６】
第１溶融物通路の少なくとも一部分を含むマニホールドを有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項２７】
中央溶融物溝の少なくとも一部分および環状溶融物溝の少なくとも一部分を含むノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項２８】
第１材料流のための環状溶融物溝を有し、環状溶融物溝は中央溶融物溝と接続され、環状溶融物溝の少なくとも一部分は、ノズル内部に位置するとともにノズル内の前面側開口部と連通し、環状溶融物溝は、ノズル内の前面側開口部の近くで中央溶融物溝と連通することを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項２９】
第１材料および第２材料は、ノズルの中央穴の全長に亙って一緒に流れることを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【請求項３０】
中央溶融物溝と、中央溶融物溝から半径方向に間隔を保って設けられた環状溶融物溝とを備えたノズルと、
第１材料をノズルに向けて導くための第１マニホールドと、
第１マニホールド内に位置する第１材料流のための第１溶融物通路であって、第１マニホールド内で第１溶融物分枝と第２溶融物分枝とに分割され、第１溶融物分枝は中央溶融物溝に接続され、かつ第２溶融物分枝は環状溶融物溝に接続された、第１溶融物通路と、
第２材料をノズルに向けて導くための第２マニホールドと、
第２マニホールド内に位置する第２材料流のための第２溶融物通路であって、中央溶融物溝に接続された第２溶融物通路とを有する多層成形用射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する分野）
本発明は多層製品、及び、当該製品を射出成形する装置および方法に関する。更に詳細には、３層ボトル予成形品およびクロージャ、これらを射出成形する装置および方法に関する。
【０００２】
（従来の技術）
食物用保護容器や飲料ボトル用予成形品、クロージャ（閉じた容器）などの多層成形製品を製造するための数個取射出成形装置（multi-cavity injection molding apparatus）が知られている。一種類の材料から成る１つ又は複数の層は一般に、成形製品を形成するために、別の種類の材料から成る１つ又は複数の層内、又は、それらと共に成形される。これらの層の少なくとも１つは、成形製品の内容物を保護するために、通常、バリヤ材料により形成される。バリヤ材料は高価であるので、成形製品には一般に非常に薄いバリヤ層のみが用いられる。この薄いバリヤ層は、一般に、成形製品の内容物に適した保護を提供するために、成形製品全体に亘って均一かつ平等に（即ち、充分に均衡を保って）配分されることが望ましい。
【０００３】
薄いバリヤ層を備えた３層予成形品の作成に用いられる射出成形装置の一例は、Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等へ許可された米国特許第４，９９０，３０１号に開示されている。Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等は、多層予成形品を形成するために、多重および選択的溶融物入口、通路、溝（チャネル）、及び、ゲートを備え、異なるマニホールド構成を必要とする射出成形装置を開示する。特に、Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等は、多層予成形品用キャビティに通じる中央溝に流通する１つのの大きい中央溶融物通路および３つの小さい環状溶融物通路の使用について開示する。用途に応じて、大きい中央溶融物通路または３つの小さい環状溶融物通路の１つのどちらかを、バリヤ材料用に選定可能である。Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等は、キャビティ内に既に配置されている予成形品材料の冷えた部分に対して直接、または、冷却された部分に加えて、もう一つの通路から予成形品材料の熱い部分をキャビティ内へ射出した後のどちらかで、バリヤ材料を選定済み通路からキャビティ内に射出する。
【０００４】
Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等によって開示済みの装置（デバイス）には幾つかの問題がある。第１に、Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等によって開示済みの射出成形装置は、多層予成形品を作成するための適用方法に応じて、多重溶融物入口、通路、溝、及び、同一マニホールドに対して幾つかの異なる構成を必要とするゲートを使用する。その結果として、Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等の射出成形装置は、製作および運転の両面において複雑かつ高価である。第２に、キャビティ内に既に配置されている予成形品材料の冷えた部分に対してバリヤ材料を直接射出することは、しばしば、成形された予成形品の中身を適切に保護しない不均一又は中断されたバリヤ層に帰着する。変化した不均一バリヤ層は予成形品を破裂（ブローアウト）させる問題を生じることもあり得る。第３に、予成形品材料の熱い部分を射出した後においてのみ、冷えた部分に加えてバリヤ材料をキャビティ内に射出することは、予成形品に関する射出行程（サイクル）または生産時間に追加時間を加えることになる。
【０００５】
最後に、Ｋｒｉｓｈｎａｋｕｍａｒ等によって開示済みの射出成形装置はバリヤ材料流用の大きい通路および小さい通路を使用する。大きい通路は、非常に多量の隔壁材料を高温度で保持し、それによってバリヤ材料の劣化を引き起こすので問題がある。一方、小さい通路は、バリヤ材料がキャビティに入る際に、バリヤ材料に高い圧力降下を生じさせ、それによって、既にキャビティに所在する予成形品材料を損傷または侵食することがあり得る。
【０００６】
薄いバリヤ層を備えた３層予成形品の作成に用いられる射出成形装置の他の諸例は、Ｋｏｂａｙａｓｈｉに許可された米国特許第４，９５７，６８２号、Ｎａｋａｍｕｒａ等に許可された米国特許第４，７４３，４７９号に開示されている。Ｋｏｂａｙａｓｈｉは２種材料３層予成形品を形成する方法を開示する。第１ステップにおいて、ＰＥＴが環状ノズル溶融物を通って成形キャビティ内へ射出される。第２ステップにおいて、ＥＶＯＨのバリヤ層が同一ノズルの中央溶融物溝を通って射出される。ＥＶＯＨの薄い層はキャビティ内においてのみＰＥＴ層内コアバリヤ層に分割されるので、キャビティ内におけるバリヤ層の均一性は一切制御不能である。また、射出されたバリヤ層は既にキャビティ内配置されたＰＥＴ層を最も容易に損傷または浸食するはずである。また、Ｋｏｂａｙａｓｈｉは予成形品内障壁コア層の位置制御手段を一切供給しない。
【０００７】
同様に、Ｎａｋａｍｕｒａ等は２種材料３層予成形品を生成する方法を開示する。この場合には、最初に、中央溶融物溝を通ってＰＥＴが射出される。一方、バリヤ層は、後で追加ＰＥＴと同時に個別環状溝から射出される。ただし、Ｎａｋａｍｕｒａ等により開示済みの方法は、既にキャビティ内に在るＰＥＴの冷えた部分に対して、ＥＶＯＨの薄い層を直接配置する。既に説明したように、この配置構成は、予成形品内における不規則、不均一、かつ不平衡なバリヤ層に帰着する。
【０００８】
従って、多重溶融物入口、通路、溝、および、ゲートを備えず、そのマニホルドの各々に関して単一構成をもつことにより、従来技術と関連する問題を克服する３層予成形品またはクロージャの射出成形装置および方法を持つことが望ましい。多重溶融物入口、通路、溝、及び、ゲート無しに３層予成形品またはクロージャを射出成形するための射出成形装置および方法は製造および運転の両面において比較的簡単かつ安価なはずである。
【０００９】
既にキャビティ内に配置されている予成形品材料の冷い部分に対して直接的に、又は、冷い部分に加えて予成形品材料の熱い部分のキャビティ内射出後のどちらかにおいてもバリヤ材料を射出しない３層予成形品またはクロージャを射出成形する装置および方法を持つことも望ましいはずである。この種の装置および方法は、予成形品またはクロージャに関するサイクル（行程）タイム又は生産時間を増大することなしに、更に平等かつ均一に配分されたバリヤ層、ひいては、３層予成形品またはクロージャの中身の更に良好な保護を備えた３層予成形品またはクロージャを提供するはずである。更に、バリヤ材料用の大きい、及び／又は、小さい通路または溝と関連する問題を回避する３層予成形品またはクロージャを射出成形する装置および方法をもつことは望ましいはずである。
【００１０】
更に、予成形品またはクロージャ内におけるバリヤ材料層の位置制御が可能な、３層予成形品またはクロージャ射出成形装置および方法を持つことは望ましいはずである。
【００１１】
（発明の概要）
本発明は、中央溶融物溝、及び、中央溶融物溝から半径方向に間隔を保つ環状溶融物溝を有する多層成形用射出成形装置を提供する。本装置は、更に、中央溶融物溝と導通する第１溶融物部分、及び、環状溶融物溝と導通する第２溶融物部分を備えた溶融物通路を有する。
【００１２】
更に、本発明は、第１材料流のための第１部分及び第１材料および第２材料流のための第２部分を備える中央溶融物溝、及び、第１部分と第２部分を接続する流れ延長部を有する多層成形用射出成形装置を提供する。また、流れ延長部は流れ開口部を備える。更に、本装置は、第２材料流のための中央溶融物溝を囲む環状リング溝を有する。また、環状リング溝は流れ延長部の流れ開口部と導通する。
【００１３】
更に、本発明は、第１材料および第２材料流のための中央溶融物溝、及び、第１材料流にための中央溶融物溝から半径方向に間隔を保つ環状溶融物溝を有する多層成形用射出成形装置を提供する。また、本装置は、中央溶融物溝からの第１材料および第２材料の流れを受け入れ、かつ、環状溶融物溝からの第１材料の流れを受け入れるキャビティを有する。
【００１４】
また、本発明は、第１溶融物部分および第２溶融物部分を備える溶融物通路内に材料を射出するステップを含む多層製品用射出成形方法を提供する。本方法は、更に、溶融物通路から溶融物通路の第１溶融物部分を通って材料の第１部分を中央溶融物溝内へ射出するステップを含む。更に、本方法は、溶融物通路から溶融物通路の第２溶融物部分を通って、中央溶融物溝から半径方向に間隔を保つ環状溶融物溝内に材料の第２部分を射出するステップを含む。
【００１５】
更に、本発明は、第１部分、第２部分、および、第１と第２部分を接続する流れ延長部を有する中央溶融物溝内に第１材料を射出するステップ、及び、中央溶融物溝を囲む環状リング溝内へ第２材料を射出するステップを含む多層製品の射出成形方法を提供する。また、本方法は環状リング溝から流れ延長部の流れ開口部を通って第２材料を中央溶融物溝内に射出するステップを含む。
【００１６】
更に、本発明は、第１材料および第２材料を中央溶融物溝内へ射出するステップ、及び、第１材料および第２材料を中央溶融物溝からキャビティ内へ射出するステップを含む多層製品の射出成形方法を提供する。更に、本方法は、中央溶融物溝から半径方向に間隔を保つ環状溶融物溝内へ第１材料を射出するステップ、及び、環状溶融物溝から第１材料をキャビティ内に射出するステップを含む。
【００１７】
（発明の実施の形態）
図面を参照すると、図１は、順次かつ同時共射出成形によって３層ボトル予成形品、クロージャ、又は他の製品を成形するための１つのノズル１０を備えた、本発明に係るバルブゲート付き数個取射出成形装置５の一部分の好ましい実施の形態を示す。説明を容易にするために、図１にはわずか１つのノズルだけが示されているが、任意の所要個数のノズル（即ち、１２、１６、又は４８）が本発明の装置と共に用いることが可能である。図１に示し、かつ以下に詳細に説明するように、各追加ノズルはノズル１０と同じ特徴を持つことが好ましい。
【００１８】
また、装置５は、ノズル１０の他に、前面側溶融物分配マニホールド１８、ノズル保持板２０、バックプレート２４、キャビティ保持板２８、及び後面側溶融物分配マニホールド９４を備えている。ノズル保持板２０及びバックプレート２４はマニホールドプレート２６と結合される。更に、装置５は、用途に応じてより多数個又は少数個のプレートを備えることがあり得るが、説明を容易にするために、上述したプレートのみが図１に示されていることを理解されたい。
【００１９】
ノズル保持板２０は前面側溶融物分配マニホールド１８とキャビティ保持板２８との間のマニホールドロケータ８８の端部８７の周りに位置している。ノズル保持板２０はノズル１０を受け入れるためのノズル着座用開口部５４を有している。射出成形装置の各ノズルに対して個別のノズル着座用開口部を設けることが好ましい。また、ノズル保持板２０は、それぞれのノズル着座用開口部５４内でノズル１０が回転することを防止するために、ノズル１０に隣接して回転防止カム９０を有することが好ましい。
【００２０】
ノズル１０の本体１２は前面側先端部３０及び後端部１４を有している。ノズルは、本体１２に巻き付けられている一体形の電気加熱エレメント５８によって加熱される。加熱エレメント５８は、ノズルの後端部の近くに配置された端子６０を有している。また、ノズル１０は、後端部１４から延びる放射状溶融物溝６４を有している。更に、ノズル１０は、ノズル１０の本体１２内に固定されて前面側先端部３０を形成するノズルゲートシール７３を有している。また、ノズルゲートシール７３は、ノズル１０の前面側先端部３０を通して材料の通過を可能にする前面側開口部７４を有している。
【００２１】
また、ノズルは、ノズルゲートシール７３内に固定されたライナスリーブ７０を有している。ライナスリーブ７０は、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４の近くでこれと位置合わせされた前面側開口部７５と、ノズル１０の後端部１４に対応する後端部７１とを有している。ライナスリーブ７０及びノズルシール７３は、それらの間に、ノズルゲートシール７３を貫いて延びる共に放射状溶融物溝６４と流体的に連通する環状溶融物溝７６を、一緒に形成する。ライナスリーブ７０は、材料の流れを放射状溶融物溝６４から環状溶融物溝７６へ向けるために、ノズルゲートシール７３に近接して傾斜フランジ８０を有することが好ましい。
【００２２】
更に、ライナスリーブ７０は、本体１２を貫いてノズル１０の後端部１４まで延びる中央穴６８を有している。ライナスリーブ７０の中央穴６８は細長いバルブピン１１０を受け入れるように設計されている。ただし、バルブピン１１０は、例えばバルブステム又はバルブスリーブなどのような他の適当なバルブ部材と容易に交換可能であることを理解されたい。また、中央穴６８は、バルブピン１１０の周りでノズル１０を貫いて材料が流れることを可能にするための中央溶融物溝７８の一部を画成する。図１に示すように、環状溶融物溝７６は中央溶融物溝７８から半径方向に間隔を保つ。
【００２３】
バルブピン１１０は、本体１１１、ヘッド１１２、及び、ヘッド１１２と反対側の前面側先端部１１６を有している。前面側先端部１１６は、図１、図４Ａ〜図４Ｅ及び図５に示すように直柱状でも、テーパがついていても（図示せず）、構わない。また、前面側先端部１１６は、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４内に適合するように設計されている。更に、以下に詳しく説明するように、バルブピン１１０は幾つかの異なる位置に前進及び後退することが可能である。
【００２４】
前面側溶融物分配マニホールド１８は、ノズル保持板２０と後面側溶融物分配マニホールド９４との間のマニホールドロケータ８８上に配置される。前面側溶融物分配マニホールド１８は一体形の電気加熱エレメント８６によって加熱され、その前面１６はノズル１０の後端部１４に当接する。また、前面側溶融物分配マニホールド１８は、バルブブシュ９８を受け入れるための凹部５２を有する少なくとも１つのブシュ着座用開口部５０と、ライナスリーブ７０の中央穴６８と連通する、直径１０４ａの少なくとも１つの溶融物穴１０４とを有する。中央穴６８と同様に、溶融物穴１０４はバルブピン１１０を受け入れるように設計され、バルブピン１１０の周りの材料の流れが前面側溶融物分配マニホールド１８を通過するよう中央溶融物溝７８の他の部分を画成する。前面側溶融物分配マニホールド１８は、装置５に用いられる各ノズル１０ごとにブシュ着座用開口部５０と溶融物穴１０４とを有することが好ましい。
【００２５】
更に、前面側溶融物分配マニホールド１８は、第１溶融物通路４２を有しており、この第１溶融物通路４２は、前面側溶融物分配マニホールド１８を通って前方に延びると共にノズル１０の放射状溶融物溝６４と連通する第１溶融物部分４３を有している。第１溶融物部分４３は、材料が第１溶融物通路４２から放射状溶融物溝６４内に流入し、次いで、ノズル１０の環状溶融物溝７６内に流入することを可能にする。従って、第１溶融物部分４３、及び、ひいては、第１溶融物通路４２は、放射状溶融物溝６４を通って環状溶融物溝７６と連通する。
【００２６】
また、前面側溶融物分配マニホールド１８は、前面側溶融物分配マニホールド１８を通って後方へ延びると共にブシュ着座用開口部５０と連通する、第２溶融物部分４４を有する。以下に更に詳細に説明するように、第２溶融物部分４４は、材料が、第１溶融物通路４２から、ブシュ着座用開口部５０に配置されたバルブブシュ９８内へと後方に流れることを可能にする。
【００２７】
図１に示すように、溶融物入口ノズル１３０は、ノズル保持板２０と反対側の前面側溶融物分配マニホールド１８に当接する。溶融物入口ノズル１３０は、溶融物入口ノズル１３０を貫いて前面側溶融物分配マニホールド１８内へ延びる主溶融物通路１３４を部分的に画成する中央穴１３２を有している。主溶融物通路は、前面側溶融物分配マニホールド１８の第１溶融物通路４２と、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの予成形材料２００を供給するための射出シリンダ（図示せず）とに流体的に連通している。溶融物入口ノズル１３０も同様に加熱エレメント１３６を有している。
【００２８】
同様に、装置５は、前面側溶融物分配マニホールド１８とバックプレート２４との間に、ただし、好ましくは間隔を保って、図１に示すように、マニホールドロケータ８８上に配置された後面側溶融物分配マニホールド９４を有する。後面側溶融物分配マニホールドは、溶融物入口ノズル１３０を受け入れるための中央穴９５を有している。同様に、後面側溶融物分配マニホールド９４は、例えばナイロン又はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）などのバリヤ材料３００を供給するための射出シリンダ（図示せず）と連通する第２溶融物通路１１８を有している。また、第２溶融物通路１１８は、後面側溶融物分配マニホールド９４から前方へ延びるＬ形部分１１９を有する。更に、後面側溶融物分配マニホールド９４は、前面側溶融物分配マニホールド１８の溶融物穴１０４と位置合わせされるブシュ穴１４９を有している。以下に更に詳細に説明するように、後面側溶融物分配マニホールド９４は一体形の電気加熱エレメント１００によって前面側溶融物分配マニホールド１８よりも低い作動温度で加熱され、２つのマニホールド１８、９４の間に設けられた空気空間１０１はこれらを熱的に分離する。
【００２９】
また、本発明に係る装置５は、マニホールド１８、９４の間に配置されると共に第１溶融物分配マニホールド１８のブシュ着座用開口部５０内に着座した、バルブブシュ９８を有する。製造を容易にするために、バルブブシュ９８は、１つの一体的な部品を形成するように互いにろうづけされた複数の部品によって構成されるこが好ましい。図１に示すように、バルブブシュ９８は、中間ヘッド部分１０３から前面側溶融物分配マニホールド１８の凹部５２内に向かって前方に延びる先端突出部１０２を有している。図２に示すように、先端突出部１０２と凹部５２は一緒に環状リング溝１０６を形成している。環状リング溝１０６は中央溶融物溝７８を囲む。また、バルブブシュ９８は、中間ヘッド部分１０３からブシュ穴１４９を通って後面側溶融物分配マニホールド９４内に向かって後方に延びる細長い後面側ステム部分１４８を有している。中間ヘッド部分１０３と前面側溶融物分配マニホールド１８との間に位置するダウエルピン１２６は、バルブブシュ９８を適所に正確に保持し、その回転を防止する。
【００３０】
また、バルブブシュ９８は、先端突出部１０２、中間ヘッド部分１０３、及びステム部分１４８を貫いて延びる中央穴１０８を有している。図２に示すように、中央穴１０８は、中央穴６８及び溶融物穴１０４と同様に、バルブピン１１０を受け入れるための第１直径１０８ａを有し、バルブピン１１０の周りの材料流れがバルブブシュ９８を貫いて通過するよう中央溶融物溝７８の一部分を画成する。ただし、中央穴１０８の第１直径１０８ａは、溶融物穴１０４の直径１０４より小さいことが好ましい。同様に、中央穴１０８は、バルブピン１１０をちょうど受け入れると共に材料の流れがバルブブシュ９８を通って後方に向かうことを防止するための第２直径１０８ｂを有している。
【００３１】
図３に示すように、バルブブシュ９８の中央穴１０８、及び前面側溶融物分配マニホールド１８の溶融物穴１０４は、中央溶融物溝７８の一部分を形成する流れ延長部１０５を介して一緒に結合される。流れ延長部１０５は、環状リング溝１０６と連通する環状流れ開口部１０９を有している。環状流れ開口部１０９は、溶融物穴１０４及び中心穴１０８のそれぞれの直径１０４ａ、１０８ａの差に実質的に等しくなるように寸法決定されることが好ましい。換言すれば、中央溶融物溝７８の幅は、中央溶融物溝内における他の材料の流れを妨害したり悪影響を及ぼしたりすることなしに、環状リング溝１０６からの追加の材料の流れを収容するように増大されることが好ましい。環状リング溝１０６から流れ出る材料の量は、環状流れ開口部１０９の寸法を増大（即ち、流量増加）、又は減少（即ち、流量減少）することによって制御可能であることを理解されたい。
【００３２】
図１及び図２に示すように、バルブブシュ９８は、Ｌ形の第１遷移溶融物通路１２２と、第２遷移溶融物通路８４とを有する。第１遷移溶融物通路１２２は、前面側溶融物分配マニホールド１８の第２溶融物部分４４、及びバルブブシュ９８の中間ヘッド部分１０３における環状通路１２３の両方に位置合わせされ、かつ、これらと連通する。また、図２に最もよく示されているように、環状通路１２３はバルブブシュ９８の中央穴１０８と連通する。従って、第２溶融物部分４４、ひいては、第１溶融物通路４２は、第１遷移溶融物通路１２２及び環状通路１２３を介して中央溶融物溝７８と連通する。
【００３３】
第２遷移溶融物通路８４は第２溶融物通路１１８のＬ形部分１１９及びバルブブシュ９８の先端突出部１０２の周りに配置された環状リング溝１０７の両方と連通する。環状リング溝１０７は、図２に最もよく示されるように、環状リング溝１０６と連通する。従って、Ｌ形部分１１９、ひいては、第２溶融物通路１１８は、第２遷移溶融物通路８４及び環状リング溝１０７を介して環状リング溝１０６と連通する。
【００３４】
本発明に係る装置５のバックプレート２４は、前面側溶融物分配マニホールド１８と反対側の後面側溶融物分配マニホールド９４に隣接するマニホールドロケータ８８上に配置される。バックプレート２４は、溶融物入口ノズル１３０を受け入れるための後面側溶融物分配マニホールド９４の中央穴９５と位置合わせされる中央穴２５を有している。更に、設置リング１６０は、後面側溶融物分配マニホールド９４と反対側のバックプレート２４に１つ又は複数のボルト１６２によって取り付けられることが好ましい。また、設置リング１６０は、溶融物入口ノズル１３０を受け入れるためのバックプレート２４の中央穴２５と位置合わせされる中央穴１６４を有している。
【００３５】
バックプレート２４は、後面側溶融物分配マニホールド９４のブシュ穴１４９と位置合わせされるピストン着座用開口部１５０を有することが好ましい。駆動機構１４６はピストン着座用開口部１５０内に配置される。駆動機構１４６は、ピストンシリンダ１５４と、バルブピン１１０のヘッド１１２をピストンシリンダ１５４へ接続するためのエンドキャップ１５５とを有する。図１に示すように、駆動機構１４６の作動に際して、ピストンシリンダ１５４及びエンドキャップ１５５はブシュ穴１４９の一部分内まで延びている。ピストンシリンダ１５４は、１つ又は複数のダクト（図示せず）を介して加えられた制御された流体圧力（即ち、オイル又は水）によって駆動されることが好ましい。ここでは油圧駆動機構のみについて説明するが、例えば電気機械式機構などの他の種類の駆動機構も本発明に係る装置と共に用いることが可能であることを理解されたい。
【００３６】
ピストンシリンダ１５４を前方に駆動することによって、バルブピン１１０は前方にキャビティ保持板２８に向かって前方に移動する。ピストンシリンダ１５４を全行程に亘って前方に移動させると、バルブピン１１０の前面側先端部１１６がノズルゲートシール７３の前面側開口部７４内に位置し、それによって、溶融物溝７６、７８とノズルゲートシール７３の前面側開口部７４との間の流体的な連通が遮断される。一方、ピストンシリンダ１５４を後方に駆動すると、バルブピン１１０はキャビティ保持板２８から離れる方向に後退する。ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４を越してピストンシリンダ１５４を後方に移動させると、バルブピン１１０の前面側先端部１１６がノズルゲートシール７３の前面側開口部７４から引き出され、それによって、環状溶融物溝７６とノズルゲートシール７３の前面側開口部７４との間の流体的な連通が確立される。更に、ライナスリーブ７０の前面側開口部７５を越してピストンシリンダ１５４を後方に移動させると、バルブピン１１０の前面側先端部１１６がライナスリーブ７０の前面側開口部７５を通り過ぎて後方に移動し、それによって、環状溶融物溝７６とノズルゲートシール７３の前面側開口部７４との間のみならず、中央溶融物溝７８とノズルゲートシール７３の前面側開口部７４との間の流体的な連通が確立される。
【００３７】
図１及び図５に示すように、本発明に係るキャビティ保持板２８は成形コア３７の周りにキャビティ３６を有している。キャビティ３６は、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４と位置合わせされたキャビティ開口部３８を有している。キャビティ３６は、成形される所望の製品に応じて任意個数の形状及び構成がとられる。図１に示すように、キャビティは、好ましくは（必要ではないが）、ねじ付き端部を有するボトル予成形品の形状であることが好ましい。キャビティ３６を変更することによって、異なる形状及び構成の他のボトル予成形品、又は、例えばクロージャなどのような、ボトル予成形品と異なる製品を成形することが可能であり、本発明は図に示すボトル予成形品に限らず、他の種類の予成形品であっても成形可能であることを理解されたい。
【００３８】
本発明に係る装置５、特にそのノズルは、１つ又は複数の加熱システム、冷却システム、及び、その構成要素及び装置を通って流れる材料を適当な温度に保つための断熱性の空気空間を有していることを理解されたい。適当な加熱システム、冷却システム、及び、本発明に係る装置のための断熱性の空気空間の例は、これらの全てが引用によりここに組み込まれている１９９７年１１月１３日提出の「Sprue Gated Five Layer Injection Molding Apparatus」（湯口ゲート付き５層射出成形装置）と題する米国特許出願第０８／９６９，７６４号、ならびに、Ｇｅｌｌｅｒｔへ許可された米国特許第５，０９４，６０３号、第５，１３５，３７７号、及び、第５，２２３，２７５号に記載されている。
【００３９】
次に、図４Ａ〜図４Ｅ及び図５を参照しながら、本発明に係る装置の動作について説明する。
３層ボトル予成形品のみの形成が図示及び記述されるが、異なる材料特性を持つ、例えばエンクロージュなどの他の種類の３層予成形品、又は予成形品とは異なる製品も、本発明に係る装置及び方法から結果として得られる製品であることを理解されたい。
【００４０】
図４Ａに示すように、本発明に係る方法は、ピストンシリンダ１５４の前方移動により、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４を通ってバルブピンを十分に挿入することによって開始される。その結果、環状溶融物溝７６、中央溶融物溝７８、及びノズルゲートシール７３の前面側開口部７４の間の流体的な連通が遮断される。この位置において、バルブピンは参照番号１１０ａによって識別される。次に、ノズル１０、前面側溶融物分配マニホールド１８、及び、溶融物入口ノズル１３０の加熱エレメント５８、８６、１３６にそれぞれ電力が供給され、主溶融物通路１３４及び第１溶融物通路４２内に配置された予成形品材料にとって作動温度となるように、これらを加熱する。予成形品材料としてＰＥＴが用いられる場合には、好ましい作動温度は約５６５度（華氏）である。
【００４１】
次に、図４Ｂに示すように、ピストンシリンダの後方移動によって、ノズルゲートシールの前面側開口部からバルブピンが引き出される。その結果、環状溶融物溝とノズルゲートシールの前面側開口部との間に流体的な連通が確立されるが、中央溶融物溝とノズルゲートシールの前面側開口部との間には流体的な連通が確立されない。この位置において、バルブピンは参照番号１１０ｂによって識別される。
【００４２】
次に、射出圧力が主溶融物通路１３４に加えられ、予成形材料の第１部分２００ａが第１溶融物通路４２を通って第１溶融物部分４３内へ押し込まれる。そこから、予成形品材料の第１部分２００ａは、第１溶融物部分４３と位置合わせされた放射状溶融物溝６４を通って環状溶融物溝７６内に流入し、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４ら出て、キャビティ開口部３８に入る。図４Ｂに示すように、予成形品材料の第１部分２００ａがキャビティ３６を満たすまで、射出圧力が加えられる。予成形品材料の第１部分２００ａは、それがキャビティ３６を満たすにつれて、冷却し始める。
【００４３】
次に、後面側溶融物分配マニホールド９４内の加熱エレメント１００に電力が供給され、第２溶融物通路１１８内に配置されたバリヤ材料３００にとって作動温度になるまで、それを加熱する。バリヤ材料にナイロンが用いられた場合の好ましい作動温度は約４００度（華氏）である。次に、図４Ｃに示すように、ピストンシリンダの後方移動により、バルブピンがライナスリーブ７０の前面側開口部７５から引き出される。その結果、環状溶融物溝とノズルゲートシールの前面側開口部との間だけでなく、中央溶融物溝とノズルゲートシールの前面側開口部との間にも流体的な連通が確立される。この位置において、バルブピンは参照番号１１０ｃによって識別される。
【００４４】
次に、射出圧力が主溶融物通路１３４に加えられ、予成形品材料の第２部分２００ｂが第１溶融物通路４２を通って第２溶融物部分４４内へ押し込まれ、予成形品材料の第３部分２００ｃは第１溶融物通路４２を通って第１溶融物部分４３に入る。そこから、予成形品材料の第２部分２００ｂは、まず第２溶融物部分４４と位置合わせされたＬ形の第１遷移溶融物通路１２２を通って流れ、バルブブシュ９８の環状通路１２３内に流入する。予成形品材料の第３部分２００ｃは、第１溶融物部分４３と位置合わせされた放射状溶融物溝６４を通って流れ、環状溶融物溝７６内に流入する。また、予成形品材料の第２部分２００ｂは環状通路１２３から流れ出て、キャビティ３６へ向けて中央溶融物溝７８内のバルブピン１１０の周りに流れ込む。
【００４５】
ほぼ同時に、射出圧力は第２溶融物通路１１８内のバリヤ材料３００に加えられ、バリヤ材料が第２溶融物通路１１８を通ってそのＬ形部分１１９に押し込まれる。そこから、バリヤ材料３００は第２遷移溶融物通路８４内に流入し、環状リング溝１０７を通って環状リング溝１０６に入る。図３に最もよく示されているように、バリヤ材料３００は環状リング溝１０６から流れ出て、流れ開口部１０９を通り、流れ延長部１０５内に入る。次に、バリヤ材料３００は中央溶融物溝７８内の予成形品材料の第２の部分２００ｂの流れと合流し、これを囲む。流れ開口部１０９は、前面側溶融物分配マニホールド１８の溶融物穴１０４及びバルブブシュ９８の中央穴１０８のそれぞれの直径１０４ａ、１０８ａの差に実質的に等しくなるように寸法決定されることが好ましく、バリヤ材料の流れは予成形品材料の第２部分の流れを中断しない。その結果、流れ延長部の前における予成形品材料の第２部分の流れの圧力は、流れ延長部の後における予成形品材料の第２部分の流れの圧力と実質的に同じである。更に、バリヤ材料は、図５に最もよく示されているように、予成形品材料の第２部分２００ｂと一緒に中央溶融物溝７８を通って流れるので、バリヤ材料に関して溝が大き過ぎるか、或いは、小さ過ぎることに起因する品質の低下及び圧力の降下の問題は回避される。
【００４６】
バリヤ材料３００と予成形品材料の第２部分２００ｂは一緒に中央溶融物溝７８を通って、バルブピン１１０の周りを流れ、ライナスリーブ７０の前面側開口部７５から流れ出る。ここで、バリヤ材料３００及び予成形品材料の第２部分２００ｂは合流し、環状溶融物溝７６から流れ出る予成形品材料の第３部分２００ｃによって囲まれる。この点において、予成形品材料の第３部分２００ｃ、バリヤ材料３００、及び予成形品材料の第２分２００ｂは依然として熱いままである。予成形品材料の第３部分２００ｃ、バリヤ材料３００、及び予成形品材料の第２部分２００ｂは、ノズルゲートシール７３の前面側開口部７４から同時に流出し、キャビティ開口部３８に流入する。これらの材料の同時的な流れは結果として得られる予成形品に関するサイクル又は生産時間の短縮を助ける。次に、熱い予成形品材料の第３部分２００ｃ、熱いバリヤ材料３００、及び熱い予成形品材料の第２部分２００ｂは、図４Ｃ及び図５に示すように、キャビティ３６内の冷却された予成形品材料の第１部分２００ａを分割する。射出圧力は、キャビティ３６が材料によって完全に満たされるまで第１及び第２溶融物通路４２、１１８に加えられる。
【００４７】
図５に最もよく示されているように、バリヤ材料３００は、バリヤ材料３００がキャビティ３６内に流入するにつれて、熱い予成形品材料の第２及び第３部分２００ｂ、２００ｃによって囲まれ、その中に埋め込まれる。その結果、熱い予成形品材料の第２及び第３部分２００ｂ、２００ｃは、キャビティ３６内で既に冷却された予成形品材料の第１部分２００ａからバリヤ材料３００を断熱する。この配置構成は結果として得られる予成形品の均等に配分された層を提供する。
【００４８】
更に、バリヤ材料３００は、熱い予成形品材料の第２及び第３部分２００ｂ、２００ｃによって囲まれるので、キャビティ内におけるバリヤ材料３００の配分及び位置は適切に制御される。換言すれば、バリヤ材料３００の配分及び位置決定はキャビティ、成形コア、及び／又は、キャビティ内に存在する既に冷却された予成形品材料にのみ依存するものではない。その代りに、キャビティ（即ち、結果として得られる予成形品）に対するバリヤ材料の配分及び位置決定は、バリヤ材料がキャビティ３６内に入る前に、溶融物溝によって制御及び平衡される。キャビティ（即ち、結果として得られる予成形品）内でのバリヤ材料の位置は、当該技術分野において知られているように、タイミング、温度及び圧力によって設定及び制御され得る。この配置構成は、バリヤ材料がキャビティ内で正しく配置及び平衡が保たれ、例えば、成形コア３７の位置合わせ不良又は位置ずれ（shifting）によって引き起こされることのあるキャビティ内におけるバリヤ材料の不均衡な配分及び不均衡な配置が回避されることを保証する。
【００４９】
図４Ｄに示すように、キャビティ３６が満たされた後で、バルブピンはピストンシリンダによって前方へ移動され、中央溶融物溝とライナスリーブの前面側開口部との間で材料の流れ及び流体的な連通が遮断される。図４Ｅに示すように、ピストンシリンダはバルブピンがノズルゲートシールの前面側開口部内に十分に挿入されるまで、バルブピンを前方に移動させ続け、それによって、環状溶融物溝とノズルゲートシールの前面側開口部との間の材料の流れ及び流体的な連通が遮断される。バルブピンはノズルからの材料の流れを遮断するので、予成形品又はバリヤ材料に加えられた射出圧力を解除する必要はない。一旦、キャビティが満たされ、材料の流れが中断すると、予成形品は、材料がキャビティから取り出されるのに十分な程度に凝固するまで冷却を継続する。
【００５０】
本発明に係る装置及び方法の結果として、ボトル予成形品１７０が、図６に示すように、作成される。ボトル予成形品１７０は、第１開口端１７１と、第１開口端と対面すると共にこれから間隔を保った第２閉口端１７２とを有している。第１開口端１７１はねじ１７３を有していることが必要ではないが好ましい。ボトル予成形品１７０は、例えばＰＥＴなどの予成形品材料による外側層１７４と、例えばＰＥＴなどの予成形品材料の内側層１７５と、予成形品材料の外側及び内側層１７４、１７５の間に設けられた、例えばナイロン又はＥＶＯＨなどのバリヤ材料によるコア層１７６とを有する。図６に示されているように、バリヤ材料のコア層１７６は、好ましくは、ボトル予成型品１７０のほぼ全域に亘って延びる。各層１７４、１７５、１７６は、限定的な意味を持つことなく、厚さ、重量及び全体の容量百分率（volume percentage）を含む幾つかの特質を持つ。
【００５１】
タイミング、及び／又は、予成形品又はバリヤ材料の量を変更することにより、外側層、内側層及びコア層１７４、１７５、１７６の特質も変更することが可能である。例えば、より多量の予成形品材料、即ち、第１、第２及び／又は第３部分２００ａ、２００ｂ、２００ｃをキャビティ３６内に射出することにより、より厚く、かつより重い、予成形品材料による外側層及び／又は内側層１７４、１７５を形成することが可能である。キャビティ、即ちボトル予成形品１７０に関して、一定の全容量を持つものと仮定すれば、予成形品材料の容量百分率は増大するはずであり、バリヤ材料３００の容量百分率は減少するはずである。他方、より多量のバリヤ材料をキャビティ内に射出することにより、より厚く、より重いバリヤ材料のコア層１７６を形成することが可能である。更にもう一度、キャビティ、即ちボトル予成形品に関して一定の全容量を持つものと仮定すれば、バリヤ材料の容量百分率は増大し、一方、予成形品材料の容量百分率は減少するはずである。
【００５２】
本発明に係る装置及び方法の結果として、図７に示すように、クロージャ１８０も作成することが可能である。予成形品材料（即ち、ＰＥＴ）は、例えばポリプロピレンなどのクロージャ用材料によって置き換えられることが好ましいという点を除けば、クロージャ１８０は、おそらくボトル予成形品１７０と同じ装置及び方法によって作成することが可能なはずである。クロージャ１８０は、ベース１８１と、ベースから外側へ延びる環状フランジ１８２とを有する。環状フランジ１８２は、ねじ山１８４付きの内部側辺１８３を有することが必要ではないが好ましい。また、クロージャ１８０は、例えばポリプロピレンなどのクロージャ用材料による外側層１８５と、例えばポリプロピレンなどのクロージャ用材料による内側層１８６と、クロージャの外側層及び内側層１８５、１８６の間に設けられた、例えばナイロン又はＥＶＯＨなどのバリヤ材料によるコア層１８７とを有している。図７に示すように、バリヤ材料のコア層１８７は、好ましくは、クロージャ１８０のベース１８１のほぼ全域に亘って延びる。各層１８５、１８６、１８７は、限定的な意味を持つことなく、厚さ、重量及び全容量百分率を含む幾つかの特質を持つ。
【００５３】
タイミング、及び／又は、クロージャ又はバリヤ材料の量を変更することによって、外側層、内側層及びコア層１８５、１８６、１８７の特質も変更することが可能である。例えば、より多量のクロージャ用材料、即ち、第１、第２及び／又は第３部分をキャビティ内に射出することにより、より厚く、より重いクロージャ用材料による外側層及び／又は内側層１８５、１８６を形成することが可能である。キャビティ、即ちクロージャ１８０に関して、一定の全容量を持つものと仮定すれば、クロージャ用材料の容量百分率は増大するはずであり、バリヤ材料の容量百分率は減少するはずである。他方において、より多量のバリヤ材料をキャビティ内に射出することにより、より厚く、より重いバリヤ材料のコア層１８７を形成することが可能である。更にもう一度、キャビティ、即ちクロージャに関して、一定の全容量を持つものと仮定すれば、バリヤ材料の容量百分率は増大し、クロージャ用材料の容量百分率は減少するはずである。
【００５４】
図１乃至図５において図示し、上述したバルブゲート付き装置５の他の実施の形態として、図８に、本発明に係る熱ゲート付き数個取射出成形装置４０５の一部分の好ましい実施の形態を示す。装置４０５は、ほんの少しの例外点を除けば装置５と同じであり、同様に作動する。冗長で不必要な反復説明を回避するために、装置４０５と装置５との間の差についてのみ、次に詳細に検討することとする。同様に、説明を容易にするために、装置４０５の構成要素の幾つかについてのみ図８において参照番号によって識別されるものとする。装置４０５において識別されていない構成要素は装置５の対応する構成要素と同じであることが好ましい。更に、装置５と同様に、装置４０５は、図６及び図７に示し、かつ上述したボトル予成形品１７０及びクロージャ１８０の両方を作成するために用いることが可能である。
【００５５】
装置４０５と装置５との間の主要な相違は、装置４０５がバルブピンを持たないことである。その結果、装置４０５は、バルブピンを制御するのでなく、第１及び第２溶融物通路に加えられる射出圧力を制御することによって操作される。換言すれば、材料の流れを遮断及び確立（開放）するためにバルブピンを前後に移動させる代りに、装置４０５は、材料の流れを遮断及び確立（開放）するために射出圧力の増減を用いる。その他の点では、装置４０５の動作及び方法は装置５の動作及び方法と同じである。
【００５６】
装置４０５はバルブピンを用いないので、装置５の或る構成要素は装置４０５にとって必要でない。例えば、装置４０５のバックプレート４２４はピストン着座用開口部１５０又は駆動機構１４６を有していない。同様に、装置４０５の後面側溶融物分配マニホールド４９４はブシュ穴１４９を有していない。更に、装置４０５のバルブブシュ４９８は、ステム部分１４８を有しておらず、バルブブシュ４９８は、環状通路１２３を貫いて延びることのない、ただ１つの直径１０８ａのみを有する中央穴５０８を有している。
【００５７】
図９は、本発明に係る前面側溶融物分配マニホールド６１８の他の実施の形態の部分図である。前面側溶融物分配マニホールド６１８は、僅かな例外を除けば、図１及び図８に示し、かつ上述した前面側溶融物分配マニホールド１８と同じであり、同じ態様で作動する。冗長及び不必要な反復説明を回避するために、前面側溶融物分配マニホールド６１８と前面側溶融物分配マニホールド１８との間の差のみについて次に詳細に検討することとする。
【００５８】
図９に示すように、前面側溶融物分配マニホールド６１８は、ブリッジ区分体７０５と、ブリッジ区分体７０５から間隔を保つサブマニホールド区分体７１０と、ブリッジ区分体７０５とサブマニホールド区分体７１０とを結合する溶融物リンク７１５とを有する。ブリッジ区分体７０５は溶融物入口ノズル１３０の主溶融物通路１３４と連通するブリッジ通路７０７を有し、サブマニホールド区分体７１０は第１溶融物通路４２と連通するサブマニホールド通路７１３を有し、溶融物リンク７１５はブリッジ通路７０７及びサブマニホールド通路７１３の両方と連通するリンク通路７１７を有している。本発明に用いる適当な溶融物リンクの一例は、引用によってここに明確に組み込まれる、米国特許第５，８４３，３６１号に開示されている。
【００５９】
図９に示すように、従来型の溶融物ミキサ７１９（又は、静的ミキサ）もリンク通路７１７内に配置されている。本発明における作動に際して、予成形品材料としてＰＥＴを用いることにより、或る量の望ましくないアセトアルデヒド（ＡＡ）が生成することがあり得る。更に、予成形品材料又はバリヤ材料がマニホールドの溶融物溝及び／又はノズルを通過する際に不均一な剪断応力が発生することがあり得る。この不均一な剪断応力は予成形品材料又はバリヤ材料を横断して不均一な温度分布を生じ、それによって、予成形品材料及びバリヤ材料によりキャビティ３６を均一に満たすことが困難になることがあり得る。ただし、溶融物ミキサ７１９はこれらの問題に対処し、これらの発生を防止し、これらの影響を軽減することを助ける。詳細には、溶融物ミキサ７１９は、ＡＡの生成量の減少を助け、材料の流れを横断する温度の均一性を改良する。従来の技術において知られた溶融物ミキサ又は静的ミキサは本発明で用いるように適応させることが可能である。適当な溶融物ミキサ又は静的ミキサの例は、全てが引用によりここに明確に組み込まれる、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、及び、本出願人によるＤＥ３２０１７１０出願に開示されている。
【００６０】
溶融物ミキサは、前面側溶融物分配マニホールド用の溶融物リンクのリンク通路内においてのみ図示されているが、溶融物ミキサ又は静的ミキサは本発明に係る装置全体を通じて幾つかの異なる場所で用いることが可能であることを理解されたい。例えば、溶融物ミキサは後面側溶融物分配マニホールド９４用の溶融物リンクのリンク通路内に配置することが可能である。更に、溶融物ミキサは、バルブブシュ９８の遷移溶融物通路８４、１２２内、及び／又は、ノズル１０の放射状溶融物溝６４内に配置することが可能である。
【００６１】
本発明に係る装置及び方法は、特定の利点を伴って、ボトル又は容器（コンテナ）用予成形品及びクロージャに適用することが可能である。本発明に係る射出成形装置及び方法が従来の技術の改良であることは、前述の説明及び添付の図面から容易に明白となろう。例えば、本発明に係る装置及び方法は、多重の溶融物入口、通路、溝（チャネル）及びゲートを必要としない。その代りに、本発明に係る装置及び方法は、３層予成形品及びクロージャを作成するために、２つの射出シリンダ、２つの溶融物通路、及び、１つのゲートのみを用いる。その結果、本発明は、製造及び操作の両面において比較的簡単かつ安価な多層射出成形装置及び方法を提供することによって、従来の技術による射出成形装置及び方法に関連した欠点を克服する。
【００６２】
また、本発明は、バリヤ材料をキャビティに射出する前に、熱い予成形品材料によって当該バリヤ材料を取り囲み、それによって、既にキャビティ内に配置されている予成形品材料の冷却された部分に対してバリヤ材料を直接射出することを回避することによって、従来の技術による射出成形装置及び方法の欠点を克服する。従って、本発明は、より良好な保護特性を持ち、より均等かつ一様に配分されたバリヤ層を有する３層予成形品及びクロージャを提供する。同様に、本発明は、従来の技術と異なり、最初に熱い予成形品材料をキャビティ内に注入した後でバリヤ材料を注入するのでなくて、バリヤ材料を取り囲む熱い予成形品材料と同時にバリヤ材料を注入するので、予成形品又はクロージャのためのサイクルタイムが最小限化され、延長されない。
【００６３】
本発明に関係する当該技術分野における当業者であれば、特に前述の教示を考察することにより、本発明の趣旨又は本質的な特性から逸脱することなしに本発明の原理を用いる、変形例及び他の実施の形態を得ることが可能なはずである。例えば、ボトル予成形品、及び／又は、クロージャのねじは、完全に除去されるか、又は、他の何等かの締め付け機能によって置き換え可能であるはずである。更に、キャビティ及び結果として得られるボトル予成形品、及び／又は、クロージャに関して、あらゆる任意の望ましい形状及び構成が、製造及び消費者の好みに応じて用いることが可能なはずである。同様に、製造及び消費者の好みは、本発明に係る装置及び方法の運用に関して、タイミング及び行程数を指示することがあり得る。同様に、既に述べたように、その狭い部分に関して溝を設けることなしに、その代りに、第２遷移溶融物通路を通過する材料の流れを可能にするために変更されたバルブピンは穴又はスロットを有することが可能である。従って、ここに記述された実施の形態は、全ての態様に関して単に説明的であって、限定的でなく、従って、本発明の範囲は、前述の記述によることなく、添付特許請求の範囲によって示される。従って、本発明は特定の実施の形態に関して記述されたが、構造、順序、材料等の変更が依然として本発明の範囲内に含まれることは、当該技術分野における当業者にとっては明白なはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る３層ボトル予成形品用のバルブゲート付き射出成形装置の断面図である。
【図２】  図１の射出成形装置のバルブブシュの部分展開断面図である。
【図３】  図２のバルブブシュの部分展開横断面図である。
【図４】  図４Ａ〜図４Ｅは本発明に係る方法を示す図１の装置のノズル及びキャビティの展開の横断面図である。
【図５】  図４Ｃの展開横断面図である。
【図６】  本発明に係る３層ボトル予成形品の横断面図である。
【図７】  本発明に係る３層クロージャの横断面図である。
【図８】  本発明に係る３層ボトル予成形品用の熱ゲート付き射出成形装置の横断面図である。
【図９】  本発明に係る他の前面側溶融物分配マニホールドの部分横断面図である。
【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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