(57)【要約】【課題】チューブのように特性が非均質な製品を押出ダイアセンブリを用いて製造する方法を提供する。【解決手段】間欠的に作動するインジェクタを利用し、２つまたはこれを超える数のインジェクタが、材料の連続的な流れを保持するように、材料を射出する。ただ１つだけ用いられる流量コントローラは、複数のインジェクタから流出する材料の流れをすべて律する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに第１のインジェクタ、および第２のインジェクタを具備する押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために、前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程とを含む製品の製造方法。
【請求項２】
前記押出ダイアセンブリは、加圧型ダイアセンブリであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２のインジェクタは、往復スクリュー型インジェクタであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに第１のインジェクタ、および第２のインジェクタを具備する押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記第１のインジェクタに第１の未溶融の材料を導入する工程と、前記第２のインジェクタに第２の未溶融の材料を導入する工程と、前記第１の未溶融の材料を前記第１のインジェクタの中で第１の溶融材料に溶融させる工程と、前記第２の未溶融の材料を前記第２のインジェクタの中で第２の溶融材料に溶融させる工程と、前記第１の溶融材料を前記第１のインジェクタから前記射出ヘッドの先端部の周りに射出する工程と、前記第２の溶融材料を前記第２のインジェクタから前記射出ヘッドの先端部の周りに射出する工程と、前記第１の溶融材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第２の溶融材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程とを含む製品の製造方法。
【請求項５】
前記押出ダイアセンブリは、加圧型ダイアセンブリであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１および第２のインジェクタは、往復スクリュー型インジェクタであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
射出ヘッドの先端部、ダイ、流量コントローラ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを具備する押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記第１のインジェクタに第１の材料を導入する工程と、前記第２のインジェクタに第２の材料を導入する工程と、前記流量コントローラを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記流量コントローラを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程とを含む製品の製造方法であって、前記流量コントローラは、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタから射出された材料を受け取り、前記第２の材料が第２のインジェクタから射出されるときに残留している材料が、前記第１のインジェクタから流出するのを防止し、また前記第１の材料が第１のインジェクタから射出されるときに残留している材料が、前記第２のインジェクタから流出するのを防止するようになっている方法。
【請求項８】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが、等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
射出ヘッドの先端部およびダイを収容するハウジングと、インジェクタとを備える押出ダイアセンブリであって、前記インジェクタは、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに材料を射出するようになっている押出ダイアセンブリ。
【請求項１１】
前記射出ヘッドの先端部とダイの間を流れる材料を誘導することのできるバルブを含む脇道が、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする請求項１０記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１２】
前記射出ヘッドの先端部とハウジングのいずれか一方が、他方の回りを回転するようになっている請求項１０記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１３】
前記ダイは、加圧型ダイであることを特徴とする請求項１０記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１４】
前記インジェクタは、往復スクリュー型インジェクタであることを特徴とする請求項１０記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１５】
射出ヘッドの先端部、ダイ、流量コントローラ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリであって、前記第１のインジェクタは、前記流量コントローラを介した後、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに材料を射出し、他方前記第２のインジェクタは、前記流量コントローラを介した後、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに材料を射出し、前記流量コントローラは、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタから射出された材料を受け取り、前記第２の材料が第２のインジェクタから射出されるときに、残留している材料が前記第１のインジェクタから流出するのを防止し、また前記第１の材料が第１のインジェクタから射出されるときに、残留している材料が前記第２のインジェクタから流出するのを防止するようになっている押出ダイアセンブリ。
【請求項１６】
前記第１および第２のインジェクタは、ともに往復スクリュー型インジェクタであることを特徴とする請求項１５記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１７】
前記流量コントローラのシャフトは、その温度勾配を制御するようになっていることを特徴とする請求項１５記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１８】
前記流量コントローラは、前記第１のインジェクタまたは第２のインジェクタから流出した余剰材料を再循環させるための流出溝を有することを特徴とする請求項１５記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項１９】
先端部とダイを有する射出ヘッドと、流量コントローラ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリであって、前記流量コントローラは、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタから射出された材料を受け取り、前記第２の材料が第２のインジェクタから射出されるときに、残留している材料が前記第１のインジェクタから流出するのを防止し、また前記第１の材料が第１のインジェクタから射出されるときに、残留している材料が前記第２のインジェクタから流出するのを防止するようになっている押出ダイアセンブリ。
【請求項２０】
前記射出ヘッドは、ともに加圧型ダイ用の射出ヘッドであることを特徴とする請求項１９記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１および第２のインジェクタは、ともに往復スクリュー型インジェクタであることを特徴とする請求項１９記載の押出ダイアセンブリ。
【請求項２２】
ハウジング、このハウジングに収容される射出ヘッドの先端部およびダイ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程とを含む製品の製造方法。
【請求項２３】
前記射出ヘッドの先端部とダイの間を流れる材料を誘導することができる脇道が、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記射出ヘッドの先端部とハウジングのいずれか一方が、他方の回りを回転するようになっている請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに前記先端部の回りに第１の材料と第２の材料をそれぞれ射出する第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリと、前記第１の材料と第２の材料を混合してブレンド材料を生成させる手段と、前記ブレンド材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出し、製品を形成する手段とを含む製造装置。
【請求項２６】
射出ヘッドの先端部、ダイ、再循環路、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに前記ダイへ向けて第１の材料を送り出すために、前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに前記ダイへ向けて第２の材料を送り出すために、前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料の一部を、前記再循環路を通して再循環させ、前記ダイから排出する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項２７】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項３０】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記第１のインジェクタに第１の未溶融の材料を導入する工程と、前記第２のインジェクタに第２の未溶融の材料を導入する工程と、前記第１の未溶融の材料を前記第１のインジェクタの中で第１の溶融材料に溶融させる工程と、前記第２の未溶融の材料を前記第２のインジェクタの中で第２の溶融材料に溶融させる工程と、前記第１の溶融材料を前記第１のインジェクタから前記射出ヘッドの先端部の周りに射出する工程と、前記第２の溶融材料を前記第２のインジェクタから前記射出ヘッドの先端部の周りに射出する工程と、前記第１の溶融材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第２の溶融材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項３１】
射出ヘッドの先端部、ダイ、流量コントローラ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記第１のインジェクタに第１の材料を導入する工程と、前記第２のインジェクタに第２の材料を導入する工程と、前記流量コントローラを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記流量コントローラを通して前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法であって、前記流量コントローラは、前記第１のインジェクタおよび第２のインジェクタから射出された材料を受け取り、前記第２の材料が第２のインジェクタから射出されるときに残留している材料が前記第１のインジェクタから流出するのを防止し、また前記第１の材料が第１のインジェクタから射出されるときに残留している材料が前記第２のインジェクタから流出するのを防止するようになっている方法。
【請求項３２】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
ハウジング、このハウジング内に設けられる射出ヘッドの先端部およびダイ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地、および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項３５】
射出ヘッドの先端部、ダイ、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第１の材料を射出するために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに第２の材料を射出するために、前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１の材料と第２の材料を混合してブレンド材料を生成させる工程と、前記第１および第２の材料を、前記ダイを通して前記射出ヘッドの先端部から送り出す工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項３６】
射出ヘッドの先端部、ダイ、再循環路、ならびに第１のインジェクタおよび第２のインジェクタを備える押出ダイアセンブリを用意する工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに前記ダイへ向けて第１の材料を送り出すために前記第１のインジェクタを用いる工程と、前記射出ヘッドの先端部の周りに前記ダイへ向けて第２の材料を送り出すために前記第２のインジェクタを用いる工程と、前記第１および第２の材料の一部を、前記再循環路を通して再循環させ、前記ダイから排出する工程と、前記第１および第２の材料から、医療用品、電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、人工芝、布地および靴紐の少なくとも１つを製造する工程とを含む製品の製造方法。
【請求項３７】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
流体を供給するチューブまたはカテーテルの少なくとも一方である医療用品であって、第１の硬度を有する第１の材料からなる一定の長さを有する第１の部分と、第２の硬度を有する第２の材料からなる一定の長さを有する第２の部分とからなり、前記２つの部分は一体に結合され、またダイを通す射出プロセスを経て形成されることにより、各部分をつなぎ合わせた長さを有する医療用品。
【請求項４０】
電気ケーブル、ホース、圧縮装着チューブ、熱収縮チューブ、および靴紐の少なくとも一つである消費財であって、第１の硬度を有する第１の材料からなる一定の長さを有する第１の部分と、第２の硬度を有する第２の材料からなる一定の長さを有する第２の部分とからなり、前記２つの部分は一体に結合され、またダイを通す射出プロセスを経て形成されることにより、各部分をつなぎ合わせた長さを有する消費財。
【請求項４１】
人工芝および布地の少なくとも一方である消費財であって、第１の硬度を有する第１の材料からなる一定の長さを有する第１の部分と、第２の硬度を有する第２の材料からなる一定の長さを有する第２の部分とからなり、前記２つの部分は一体に結合され、またダイを通す射出プロセスを経て形成されることにより、各部分をつなぎ合わせた長さを有し、さらに一体に結合された各部分は、特性の異なる部分が隣りに配置されている消費財。
【請求項４２】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４３】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４４】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４５】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４６】
前記第１および第２の材料は、互いに異なる材料であることを特徴とする請求項４１記載の方法。
【請求項４７】
前記第１および第２の材料は、同じ材料であるが等級が互いに異なるものであることを特徴とする請求項４１記載の方法。
【請求項４８】
請求項２９記載の方法によって製造された製品。
【請求項４９】
請求項３０記載の方法によって製造された製品。
【請求項５０】
請求項３１記載の方法によって製造された製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特性が不均質な製品、およびこの製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特性が不均質な製品とは、硬度、摩擦係数、弾性等の特性が全体として不均質な製品をいう。例えば、医療用カテーテルは、部分ごとに硬度が不均質となるように形成される。このようなカテーテルは、可撓性と硬度について、操作に必要な条件を満たすように、長さ方向において可撓性が異なるものが開発されている。
【０００３】
硬度が不均質な製品は、最近では、硬度特性が不均質な長手の製品を製造するための、「ＩＬＣ」 (Interrupted Layer Co-extrusion;「特性移行部を積層状とする同時押出し」)と呼ばれる特別な押出しプロセスによって形成されている。特許文献１および２は、このようなＩＬＣプロセスを詳細に説明している。これらの特許の内容は、その全体を本明細書において参考としている。
【０００４】
チューブのような長い製品を形成する際には、公知のプロセスによれば、押出ダイアセンブリが用いられる。「非加圧型ダイ」アセンブリの場合は、材料の先端部分を、ダイの出口面と同一平面をなすように、同時押出射出ヘッドの端部まで延ばすか、またはダイの出口面を越えて延ばすことが必要となる。「加圧型ダイ」アセンブリの場合は、材料の先端部分は、ダイの出口面よりも後退した位置におかれる。
【０００５】
ＩＬＣプロセスにおいては、チューブ、電気ケーブル等の押出成形品は、通常の回転押出機によって製造される。ついで、この回転押出機から押出されたポリマーの流れは、モジュレータを介して供給される。通常は、硬度が異なる材料の流れ（ポリマーの流れ）それぞれについて、２台のモジュレータが用いられる。主たるモジュレータは、ポリマーの流れを導き、他方バックアップ用のモジュレータは、残存するポリマーを減らす役割を果たす。
【０００６】
公知のプロセスにおいては、まず製品を形成するために、ポリマーの流れを同時押出機の射出ヘッドに導き、その後ポリマーを廃棄フロアに流れるように導く。
【０００７】
ＩＬＣプロセスは、特定の不均質材料からなる製品を製造する場合には好都合であるが、問題も多い。ＩＬＣプロセスにおいては、２種類のポリマーを用いるシステムの場合は、約４５３ｇ（１ポンド）のカテーテルをつくるのに、約４５３ｇ（約１ポンド）のスクラップが生じる。スクラップの発生率は、５種類のポリマーを用いるシステムにおいては、製品約４５３ｇ（１ポンド）当たり約１，８１２ｇ（４ポンド）になる。典型的な押出成形においては、通常のスクラップ発生率は、製品約４５３ｇ（１ポンド）当たり約４５３ｇ（１ポンド）にとどまることを勘案すると、ＩＬＣにおけるスクラップの多くは、ポリマーを廃棄用として流出させる際に生じるとみられる。
【０００８】
ＩＬＣプロセスの他の課題は、モジュレータの故障やポリマー流出物の固化等のため、製品の収率が低いことである。ポリマー流出物の量に変動があると、所望の回数の製造ができないこともある。また、高温のポリマーが常時廃棄フロアに流れ込むため、ＩＬＣプロセスの操作は、非常に厄介である。
【０００９】
不均質性がより強く要求される製品の場合、２種類のポリマーを用いるシステムによって得られる製品は、特性の特性移行部が十分な柔軟性を有しない。しかし、ＩＬＣプロセスにおいて３種類以上のポリマーを使用するのは、実際的ではない。信頼性の低いモジュレータをあまりにも多く使わなければならないからである。
【００１０】
チューブのように、硬度が不均質な押出成形品を製造する公知のプロセスの場合、製品は、曲げ応力を加えたときに折れやすくなる。また、硬度が異なる材料から形成される部分の間の特性移行部における特定の箇所で、ひび割れが生じやすくなる。
【００１１】
製品の特性移行部で生じるひび割れの問題は、特性移行部の端における最後の層が薄くて硬いために生じる。薄くて硬い層は、押出機の射出ヘッドを用いてポリマーの流れを形成する場合には、避けることができない。公知の技術においては、硬質ポリマーと軟質ポリマーの硬度の比が所定の値を超えると、これらの混合物からなる構造体はひび割れを起こしやすくなる。このひび割れ現象は、カテーテルのような薄い壁体を有する製品の場合に顕著である。
【００１２】
公知のプロセスのもう一つの欠点は、製品の特性移行部の長さを変更する場合に、時間がかかり過ぎることである。すなわち、特性移行部の長さを変更する場合、製造ラインの稼動を止め、部品を交換し、その後新しい特性移行部の長さが適切なものかどうかを見るため、製造ラインを再稼動する。もし特性移行部の長さが適切でないときは、適切な長さとなるまで、上述の工程を繰り返さなければならない。
【００１３】
不均質な材料からなる製品を製造する公知のプロセスにおいては、過剰な量のコア（心材）スクラップが生じるという大きな欠点がある。多くのコアスクラップは、製造ラインの追出し工程で生じる。追出し工程においては、次の実際の製造に係る工程が開始できるよう、残留している硬質の材料（心材用）を、軟質の材料によって排除する。
【００１４】
コアスクラップを減らすためには、残留している硬質ポリマーを迅速に排除するため、軟質ポリマーの流量を増加させなければならない。また、心材の使用量を少なくするため、追出し工程においては、成形品の中心部（コア）の流速を十分に遅くしなければならない。しかし、このような対策は、公知技術においては講じることは不可能である。ＩＬＣのような押出プロセスにおいては、チューブのような長手の製品を製造する場合、中心部の流速は、ポリマーの流量に非常に近くなることが周知となっている。
【００１５】
換言すれば、ポリマーの流量が増加すると、中心部の流速は速くなる。すなわち、中心部の流速を遅くしながら、同時にポリマーの流量を増加させることは不可能である。これは、カテーテルのようなポリマー製の壁体を有する製品の場合に、よく当てはまる。
【００１６】
公知技術の課題は、ポリマー製の薄い壁体を有する製品を製造するために、加圧型ダイアセンブリのような押出ダイアセンブリを使用する場合、製品の中心部の速度が、主たる流路におけるポリマーの流量を概ね律するという点にある。簡単にいうと、製品の中心部の速度が速くなり、この中心部がダイの開口部から引き出すポリマーの量が多くなればなるほど、主たる流路におけるポリマーの流量は増加する。
【特許文献１】
米国特許第５，５３３，９８５号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，６２２，６６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、チューブのように特性が不均質な製品を形成する場合に、公知のプロセスで生じていた大量の廃棄ポリマーを減らすことができる方法を提供することである。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、３種類またはこれを超える種類のポリマーを含有する軟質の製品を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、再現性が良好で、故障が少なく、かつ定常状態を良好に保って実施することができる、特性が不均質な製品の製造方法を提供することである。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、清浄性を保って、特性が不均質な製品を製造することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的は、押出ダイを通して材料を送り出すのに、公知のＩＬＣプロセスで用いられた押出機の代わりに、インジェクタを用いる本発明の方法によって達成される。公知の押出機は、一定の速度で進むポリマーの定常的な流れを送り出すが、本発明で用いるインジェクタは、圧力を制御した中で、ポリマーを間欠的に送り出す。
【００２２】
２つまたはこれを超える数のインジェクタが、ポリマーの連続的な流れを保持するため、１回分のポリマーを射出する。本発明のポリマーインジェクタを用いる実施形態によれば、インジェクタを通して、溶融したポリマー等の１回分の材料の送り出すため、往復スクリューの後端に高圧をかけてスクリューを前方に押し出す。
【００２３】
ついで、スクリューの後端にかける圧力を、残留しているポリマーを追い出すために低下させる。この後、スクリューは、インジェクタに溶融したポリマーを充填するため、回転しながら、ゆっくりと後退する。
【００２４】
本発明は、単一の流量コントローラにインジェクタから流出する材料の流れすべてを制御させる新しい方法を提供する。
【００２５】
硬度が不均質な製品のように特性が不均質な製品を製造する本発明の方法の一実施形態によれば、チューブ、ケーブル等の長手の製品を製造するため、２つまたはこれ以上の数の、間欠的に作動するインジェクタを用いる。本発明においては、インジェクタにおけるポリマーの流量を精度よく制御するという課題を一気に解決するため、インジェクタと組み合わせることができる加圧型ダイのような押出ダイアセンブリを用いるのが好ましい。
【００２６】
公知のＩＬＣプロセスによれば、モジュレータの半数は、押出機から流出したにも拘らず残留している材料を減らすために用いられる。しかし、本発明に係るインジェクタの減圧工程においては、モジュレータの半数は、不要になる。この不要になる半数のモジュレータは、ただ１つの流量コントローラで置き換えられる。
【００２７】
本発明はまた、公知技術では避けられないひびが生じないようすることができる、チューブのように特性が不均質な製品を製造する方法を提供する。
【００２８】
本発明はまた、端部に柔軟性がある医療用カテーテルのような、特性が不均質な製品を製造する方法を提供する。
【００２９】
本発明はまた、公知技術よりも短時間で特性移行部の長さを変えることができる、特性が不均質な製品を製造する方法を提供する。
【００３０】
本発明に係る押出ダイアセンブリは、材料が通過する際に、この材料を十分に混合することができる射出ヘッドを備えている。本発明によって製造される製品は、特性の異なる材料のブレンドからなる特性移行部を有する。
【００３１】
硬度が不均質な製品のように、特性が不均質な製品を製造するため、本発明においては、チューブや電気ケーブルのような製品を製造するときに、射出ヘッドに材料のブレンドを形成することについて特徴を有する。すなわち、特性が互いに異なる材料が十分に混合され、新しい型の特性移行部が形成される。
【００３２】
本発明によれば、硬度が不均質なチューブのように特性が不均質な製品を製造するための押出ダイアセンブリにおいて、従来よりも追出し工程で消費される材料を少なくすることができる方法が提供される。
【００３３】
本発明によれば、硬度が不均質なチューブのように特性が不均質な製品を製造するための押出ダイアセンブリにおける追出し工程において、材料の流量を増加させ、同時に心材の速度を遅くすることができる方法が提供される。
【００３４】
本発明によれば、硬度が不均質なチューブのように特性が不均質な製品を製造するための押出ダイアセンブリにおいて、製品の端部をより軟質にすることができる方法が提供される。
【００３５】
本発明によれば、硬度が不均質なチューブのように特性が不均質な製品を製造するための押出ダイアセンブリにおいて、従来は軟質部分に残留していた硬質層を、残留しないようにすることができる方法が提供される。
【００３６】
本発明によれば、材料の流量増加と心材の進行速度の減速を同時に実現することができる押出ダイアセンブリが提供される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、チューブのように特性が非均質な製品を押出ダイアセンブリを用いて製造する方法置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下の説明においては、本発明の好ましい実施形態を例示する添付の図面を参照する。ただし、他の実施形態も可能であり、押出ダイアセンブリの構造あるいは機能について変更を加えることができることは理解されると思う。
【００３９】
図１は、インジェクタ付きの押出ダイアセンブリにおいて、チューブのような長手の製品を形成する本発明のシステムを示す。ワイヤのような心材50は、ワイヤのリール50ａから射出ヘッド51を介して所定の速度で引き出される。同時に、ペレット52a，52bの形状をした２つの異なる種類のポリマーが、２つのポリマーインジェクタ53aと53bにおいて、それぞれ溶融したポリマーの流れに転換される。これらの溶融したポリマーは、ポリマーインジェクタ53aと53bによって押出され、コアの周りで連続したマルチポリマーの外被を形成し、コアを効果的に被覆する。
【００４０】
これらのポリマーは、一定の周期で間欠的に送り出される。心材50の周りで連続的なポリマーの外被が形成されるのは、このようにポリマーが周期的に繰返して送り出されるからである。ポリマーによって被覆されたコアは、ついでこのポリマーを固化するために冷却され、さらに長さを測定された後、製品として回収される。
【００４１】
図２に示す実施形態の場合、製品の全長56は、約１５２ｃｍ（６０インチ）である。また、ポリマーの外被55を有する製品の直径は約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）であり、心材50の直径は約０．０８ｃｍ（０．０３インチ）である。
【００４２】
図３に示すように、チューブ59を製造するため、心材50が抜き取られることもある。この実施形態の場合、製品の全長60は、約１７９ｃｍ（７０インチ）であり、ポリマーの壁体59からなる製品の直径61は、約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）である。
【００４３】
各ポリマーがそれぞれ異なる硬度を有するときは、形成される製品は、部分ごとに異なる硬度を有するようになる。硬質部分と軟質部分との間の特性移行部は、多くの用途において求められるように、硬度が徐々に変化し、滑らかで、途切れ箇所のないように形成される。
【００４４】
本発明のシステムは、チューブのような長手の製品や硬度が不均質な製品のように、長手でかつ特性が不均質な製品、およびポリマー製の薄い壁体を有する製品を形成するのに有益である。
【００４５】
図４は、心材50と外被59が、矢印62で示すように通過する非加圧型の押出ダイ162を示す。射出ヘッド51は、インジェクタから流出したポリマーの２つの流れ63と64を、分枝65,66,67および68へ導く。ポリマーのこれらの流れは、心材50の周りで外被59を形成するように仕向けられる。ポリマーの流れがダイの開口部162を通過する箇所では、部材69が、ダイの出口面と垂直方向においてほぼ一致する位置に配置される。
【００４６】
図５は、心材50と外被59が矢印62で示すように通過する、加圧型の押出ダイ162を示す。ダイの開口部と共働する部材69は、外被形成の作用が、非加圧型のダイとは異なる箇所で発揮されるように、ダイの開口部から後退した位置にある。
【００４７】
図４と図５に示す射出ヘッド51は、ポリマーの流れ63と64を形成するポリマーインジェクタ53aと53bと同じような役割を果たす。往復スクリュー型の典型的なポリマーインジェクタ53aまたは53bを図６に、その典型的な作用を図７Ａと図７Ｂにそれぞれ示す。往復するスクリュー70は、単に例として取り上げたものである。業界で周知のプランジャ型のような他の型も使用することができる。
【００４８】
図７Ａにおいては、高圧72が、スクリュー70の後端71に作用し、流量コントローラ54を介して、射出ヘッド51に向けて溶融ポリマーの１回分を送り出すよう、スクリューを前方に移動させる。
【００４９】
図７Ｂにおいては、ポリマーの流れが流量コントローラ54によって停止される前に、射出ヘッドにポリマーの流れが残留しないよう、スクリュー70の後端71に加えられる圧力73を減少させる。バルブ74が閉止された後、スクリュー70は、スクリュー70の前方における溶融ポリマーの貯蔵スペースを、追加のペレット52aまたは52bが溶融して充填するよう、回転しながらゆっくりと後退する。
【００５０】
この後の工程においては、スクリュー70は、回転と後退を停止し、次の製造サイクルに向けて待機する。
【００５１】
このように、ポリマーは、第１の工程において流量コントローラ54を通過して押出ダイアセンブリの射出ヘッド51に流れ込むか、または第２の工程において流れを完全に止めるかのいずれかであり、材料が浪費されることはない。廃棄フロアに流れ出す材料はなく、廃棄フロアには、溶融して取扱いが厄介な材料は存在しない。
【００５２】
インジェクタ53a,53bを有効に使用するプロセスには、いくつかの特徴がある。２つ以上のインジェクタを用いる場合には、コアの周りで連続的なポリマー外被を形成するため、ポリマーの射出を繰り返すことができる。
【００５３】
上述のインジェクタは、射出成形プロセスで使用されるインジェクタと比べると、共通点と相違点を有している。共通点は、金型または型枠を用いないことである。相違点は、本発明における射出の圧力が、射出成形における約１．３８×１０８Ｐａ（２０，０００ｐｓｉ）と比べると非常に低く、約３．４５×１０７Ｐａ（５０００ｐｓｉ）にとどまることである。
【００５４】
ある実施形態においては、ただ１つの流量コントローラ54が、インジェクタ53a,53bから流入するすべての材料の流れ63,64を制御するのに用いられる。
【００５５】
公知のＩＬＣプロセスにおいては、モジュレータの半数は、残留する材料を減らすために用いられる。しかし、本発明によれば、このモジュレータの半数は、インジェクタの圧力73を減少させる工程においては不要である。そのため、モジュレータの半数を、図８〜図１０に示した単一の流量コントローラ54で置き換えることができる。
【００５６】
単一の流量コントローラ54は、正確に機械加工した金属部品によって構成するのが好ましい。軸方向において互いに平行な、２つの離間した連結溝77,78を備えたシャフト76が、ステップモータまたはサーボモータによって、矢印79で示す向きに、所定の回転と停止を行う。ステップモータまたはサーボモータは単なる例示であり、当業者には自明のように、シャフト76を駆動できるものであれば、どのような型のモータも用いることができる。
【００５７】
図８に示すように、コントローラ54のハウジングに穿設された孔80および81、ならびに82および83の２つの組は、複数のポリマーの流路63,64と連結される。
【００５８】
連結溝77または78が、ハウジングの上部に設けられた１組の孔と対向する位置まで、シャフト76が回転すると、ポリマーの流れは、インジェクタ53aまたは53bから、その孔と連結した流路を通って射出ヘッド51へ向かう。孔と連結していない流路は、遮断されている。シャフト76の周りには、ポリマーが１つの流れから他の流れへ混入するのを防止するため、３つの廃棄溝84が設けられている。これらの廃棄溝は、ハウジングに穿設された廃棄孔85に連結されている。換言すれば、流れから漏れ出たポリマー同士が混ざり合うのではなく、流れから漏れ出たポリマーは、すべて廃棄孔85から流出する。インジェクタ53aと53bは、流量コントローラ54と同期される。
【００５９】
他の実施形態においては、図１０に示すように、インジェクタ54は、シャフト76の軸方向の温度勾配を制御するため、すなわちシャフト76のハウジング側の端部を、ポリマーを流すため十分高温に保ち、かつモータ側の端部を、モータを損傷しないよう十分低温に保つため、ブースタヒータ86とウォータクーラ87を備えている。
【００６０】
本発明によれば、３種類またはこれを超える種類のポリマーからなる、硬度が不均質のチューブは、非常に柔軟性に富む特性移行部を有する。本発明においては、信頼性の高い流量コントローラをただ１つだけ用いるため、特性が不均質な長手の製品も、モジュレータが頻繁に故障するという公知のＩＬＣプロセスに見られた問題を起こさずに、製造することができる。
【００６１】
きわめて柔軟性の高いチューブとしては、カテーテルやマイクロカテーテル等があるが、これらに限定されるものではない。
【００６２】
医療用カテーテルのような硬度が不均質の製品は、大きなニーズがあり、厚さが約０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）〜約０．５１ｍｍ（０．０２インチ）の、ポリマー製の薄い単一の壁体を有する。このような製品の場合、内径と外径の調整が重要となる。また、ポリマーの流出速度に過度の変動が生ずるのは、好ましくない。
【００６３】
図５に示すように、心材50が射出ヘッド51を通過する際、ポリマーもこれに付着して引き出される。射出ヘッドとコアの隙間が狭いダイは、コアに付着して外部に引き出されるポリマーの量を制限するよう、漉き取りゲートのように作用する。
【００６４】
ダイ内部の高圧は、ポリマーを押出す方向に働くが、射出ヘッドとコアの隙間が非常に狭いため、この圧力は、ポリマーを外部に押出すことについては、限られた効果しかない。その結果、図５に示すように加圧型押出ダイが用いられたときには、インジェクタが定常的な稼動をしない場合にあっても、コアの排出速度が一定であるため、ポリマーの流出速度は一定に保たれる。
【００６５】
インジェクタの速度制御は、例えば線形電圧‐距離ドランスデューサのような業界で周知の装置を用いて行うことができる。
【００６６】
図１１〜図１３に示す実施形態は、２種類の材料からなり、第１の材料の濃度は、特性移行部の始点におけるほぼ１００％から、特性移行部の終点におけるほぼ０％まで徐々に変化している。換言すれば、図１１においては、第１の材料100は、特性移行部102において、第２の材料101によって徐々に希釈されていく。特性移行部の全長は、符号103により示されている。
【００６７】
図１２においては、第１の材料104は、第２の材料105に対して、食い込んだ部分を有している。このように希釈が漸次進行していく箇所106は、矢印107によって示される領域内で見られる。
【００６８】
図１３においては、第１の材料108は、第２の材料109によって徐々に希釈されていく。希釈領域110は、矢印111によって区画される。図１１〜図１３においては、特性移行部における黒い点は、単に硬質ポリマーの濃度を示すもので、ポリマーの混合物（ブレンド）中における硬質ポリマーの形状を示すものではない。
【００６９】
図１４〜図１７は、公知技術を示す。図１４〜図１７においては、チューブ112の径は約１．５２ｍｍ（０．０６０インチ）である。このチューブにおいては、硬質ポリマー113から特性移行部114を経て、軟質ポリマー115に至るようになっている。分かるやすくするため、これらの図に示す寸法は、正しい尺度にはなっていない。ただし、図１４は、硬質の薄層116を正しい尺度で示す。
【００７０】
硬質ポリマーからなる硬質の薄層116は、符号120で示す点で終わる。この点より先は、軟質ポリマー117からなる軟質層のみが存在する。
【００７１】
特性が不均質な製品を製造する本発明のシステムの１つの実施形態を、図１８〜図２５に示す。
【００７２】
図１８に示す、相対的に回転する射出ヘッドの先端部121とハウジング123の間、および図２１に示す、射出ヘッド122の先端部とハウジング124の間が、ポリマーの混合領域となる。材料を混合するための回転は、所望により、一定の速度で行うことも、変化する速度で行うことも、また間欠的に行うこともできる。
【００７３】
上述の相対的な回転は、射出ヘッドの先端部121と回転ハウジング123の間で行われる。他の実施形態においては、ハウジング１２４は固定され、射出ヘッドの先端部121が回転する。
【００７４】
公知のプロセスにおいては、特性移行部は、ポリマーのパターン化された流れによって形成されるが、本発明によって形成される製品は、パターン化されたポリマーの流れが途切れることによって形成される。したがって、各ポリマーの流れは合流し、十分に混合されたブレンドが形成される。
【００７５】
図１８は、回転するハウジング123を有する、ポリマーのブレンドを形成するための射出ヘッド125を示す。モータ126は、ギヤ127を駆動させるが、このギヤ127は、ハウジング123を、固定された先端部121の回りで回転させる。
【００７６】
図１９は、射出ヘッド125におけるポリマーのブレンドを調整する調整チューブの拡大図である。軟質ポリマーと硬質ポリマーは、それぞれ調整チューブ130の内側領域128と外側領域129を流れ、固定された先端部121と回転するハウジング123の間の空間131に流れ込む。２種類のポリマーがそれぞれ内側領域128と外側領域129を流れることとしているのは、単なる例示のためである。ポリマーが流れる領域の数は、いくつでもよい。ポリマーは、ダイ231を通って流れ、医療用カテーテルや電気ケーブル（心材のあるものまたはないもの）等の製品を形成する前に、固定された先端部121と回転するハウジング123の間の相対的な回転によって、十分に混合される。
【００７７】
図２０Ａは、ポリマーを混合する射出ヘッド先端の表面132を示す。分かりやすくするため、射出ヘッドの先端を開き、平坦な表面となるように展開して示す。この表面132には、隆起した領域または棒状の「ボス」133と、くぼんだ領域134が設けられているため、ポリマーの流れは、十分に混合される。ただし、ここに示した隆起した棒状の「ボス」133と、くぼんだ領域134とは、単なる例示のためである。スタッド（鋲）のような周知技術の多くは、本発明においてポリマーを混合するのに用いることができる。
【００７８】
図２０Ｂは、ポリマーを混合するための射出ヘッド135の先端部における、隆起した領域とくぼんだ領域を有する表面を側面から視た断面図である。
【００７９】
本発明のもう一つの利点は、硬度が不均質な製品のために、優れた特性をもつ特性移行部を形成できることに加えて、特性移行部の長さを、製造中に、機械や製造ラインを停止することなく、調整できることである。このため、公知のプロセスより短い時間で種々の製品を生み出すことができる。
【００８０】
図１９は、それぞれ内側領域128と外側領域129を流れる、異なる性質の材料からなる調整チューブを例示したものである。製品の特性移行部の長さは、調整チューブ130の位置を先端に近づけることによって容易に短くすることができる。
【００８１】
図２１は、回転する先端部122を備えた、ポリマーを混合するための先端136を示す。この実施形態においては、モータ137とギヤ138は、先端部122を直接駆動し、この先端部１２２は、ハウジングに対して回転する。軟質のポリマーと硬質のポリマーは、各流路139と140を通って流れ、ついで、先端部122の回転によって互いに混合される。
【００８２】
図２２は、ポリマーのブレンドを形成する射出ヘッド先端部122の拡大図である。軟質と硬質の各溶融したポリマーは、流路141と142を通って、回転する先端部122とハウジング123の間にある空間67に注ぐ。ポリマー材料が２つの流路141と142を通ることとしてあるのは、単に例示のためである。流路の数はいくつでもよい。この図には、先端部122を通過する心材50も示されている。
【００８３】
２つのポリマーは、ダイ143を通過して、医療用カテーテルや電気ケーブルのような製品が形成される前に、回転する先端部122と固定されたハウジング123との間の相対的な回転運動によって十分に混合される。
【００８４】
好ましい実施形態に係る図２２においては、溶融したポリマー同士が混合される先端部においては、ポリマーの流れを十分に混合させることができる螺旋状のスクリュー溝144が設けられている。
【００８５】
図２３は、図２２の変形例に係る射出ヘッドの受け部145を示す。
【００８６】
図２４は、回転する先端部121において、スクリュー溝144が設けられ、かつ心材のないチューブを製造するために矩形とされた、回転する先端部の前端領域を示す。図２５は、回転する先端部121において、スクリュー溝144が設けられ、かつ心材の外被を形成するためにテーパ付けされた前端領域を示す。
【００８７】
図２１〜図２３に示すように、ポリマーを混合するために螺旋状の溝を用いる場合、公知のＩＬＣプロセスにおいては、先端部の回転速度を押出機の回転速度と同期させることが必要である。しかし、硬度が不均質な製品をつくるときでも、本発明のプロセスにおいては、そのような同期は必要ない。
【００８８】
ここで、ポリマーの混合とは、近年プラスチック産業で通常行われているように、特性が異なる材料同士の物理的な混合を意味する。
【００８９】
ポリマーのブレンドは、２種類の化合物の個々の分子が互いに移動する水やアルコール中での混合とは異なる。ポリマーのブレンドにおいては、そのような分子よりはるかに大きなポリマーの塊、房状物または布片状のものが互いに絡み合う。あるポリマーブレンドにおいては、両ポリマーが、互い絡み合わずに、それぞれ布片または繊維状の塊として存在するが、これら１つ１つの布片または塊は非常に小さいため、十分に混合されたポリマーブレンドの場合、低倍率の光学顕微鏡では明瞭に識別して視ることはできない。
【００９０】
しかし、高電圧の電子顕微鏡を用いると、１つ１つの塊も視ることができるようになる。例えば、公知のプロセスによる硬度が不均質なチューブにおいては、２０倍の顕微鏡を通して視た図１４に示すように、チューブの特性移行部には純粋な硬質ポリマーからなる層が見られる。
【００９１】
しかし、本発明による製品の「硬質層」は、同じ電圧の電子顕微鏡で観察すると、チューブの軸方向に沿って、硬質材料の色の強度が低下しており、軟質ポリマーによって徐々に希釈されることが分かる。これは、本発明に係るポリマーのブレンドは、複数のポリマーの流れの合流によって得られる混合物であり、均質な希釈を実現するよう、十分に混合されているからである。
【００９２】
公知のプロセスによる製品は、純粋の硬質ポリマーまたは軟質ポリマーからなる層しかなく、ポリマーのブレンドも、硬質ポリマーが希釈された領域も存在しない。
【００９３】
本発明のさらに他の実施形態によれば、製品の特性を向上させるため、ブレードやコイルのような補強材を用いることもできる。
【００９４】
本発明の他の効果は、ポリマー同士を十分に混合することにより、チューブのねじり剛さが向上することであろう。本発明においては、チューブの片側だけにおいて特性を不均質とするのではなく、ポリマー同士を十分に混合し、チューブの不均質な特性がチューブ全体に広がるようにする。これが、チューブをスクリねじったときに、トルクを伝達する際の障壁となるのである。
【００９５】
ポリマー同士の混合は、射出ヘッドの先端と、この先端の回りにおけるハウジングとの相対的な回転によって行うことを説明してきたが、ポリマーを十分に混合するためには、心材を回転させるなど他の機構も用いることができる。
【００９６】
さらに、硬度が不均質なポリマー等、硬度が不均質な材料について説明してきたが、摩擦係数が不均質な製品など、硬度以外の特性が不均質な製品も、本発明によって製造することができる。
【００９７】
図２６と図２７は、公知のプロセスによる加圧型の同時押出ダイアセンブリを示す。このアセンブリを操作する際には、心材50を左方に向けて移動し、コアと外被55からなり、硬度が不均質なポリマーを形成するよう、ポリマーをダイ51から流出させる（図２７参照）。
【００９８】
図２９Ａ〜図２９Ｆは、１つの製造サイクルの開始から終了までを示す。図２９Ａ〜図２９Ｃおよび図２９Ｆは、被覆された心材を製造する、製品の実際の製造に係る（浄化以外の）工程を示す。カテーテルを製造する場合、被覆された心材を切断し、心材を取り除いた後、カテーテルとして使用する。
【００９９】
図２９Ｄと図２９Ｅは、残留している硬質ポリマー166を軟質ポリマー167によって徐々に押出し、次の製造サイクルに向けて待機する追出し工程を示す。
【０１００】
図２８に示すように、被覆された心材の一部は、追出し工程においてコアスクラップ150となる。製品の全長151には、第１の材料からなる部分152、特性移行部153、および第２の材料からなる部分154が含まれている。
【０１０１】
コアスクラップ150を減らすための実施形態においては、本発明では、押出ダイの射出ヘッド169に、材料の流れのかなりの部分を方向転換させる脇道168を用いる。
【０１０２】
図３１Ａ〜図３１Ｆは、本発明を利用した製造プロセスを示す。図３１Ａ〜図３１Ｃは、製品の実際の製造に係る工程を示す。図３１Ａ〜図３１Ｃは、図２９Ａ〜図２９Ｆに示した公知のＩＬＣプロセスとほぼ同じである。しかし、本発明においては、図３１Ｄと図３１Ｅに示す追出し工程がある。
【０１０３】
本発明における脇道168は、残留している材料を、もう一つの材料が高速で流れて迅速に押し出すことができるよう、ポリマーの流れのかなりの部分を方向転換させる。このようにすると、追出し工程を短縮して、コアスクラップの量を減らすことができる。追出し工程における心材170の進行速度も、コアスクラップの量を減らせるよう、減速される。
【０１０４】
本発明に係る、特性が不均質な製品の製造時にコアスクラップを減少させるシステムの一実施形態を、図３０および図３１Ａ〜図３１Ｆに示す。
【０１０５】
押出ダイ156における射出ヘッド169は、先端部155、脇道168、この脇道168を通る材料の出口171、および脇道168と出口171をつなぐ連結路173を備えている。脇道168には、追出し工程において残留している硬質ポリマーを一掃する際に、ポリマーの流れの一部を、脇道168を通して廃棄ないし再循環させるために、射出ヘッド169と連結路173と間に、脇道168を構成する隙間174が設けられている。
【０１０６】
本発明に係る押出ダイアセンブリを、ポリマーの流れを用いて説明したのは、単に例示のためである。本発明に係る押出ダイアセンブリを用いて製品を製造するには、他の材料も用いることができる。材料の流路を所望により開閉するため、自動制御されるバルブ163が設けられ、このバルブは、本発明に係るプロセスの各工程と同期される。
【０１０７】
図２９Ａ〜図２９Ｆは、公知のＩＬＣ技術における実際の製造に係る工程と追出し工程を示す。
【０１０８】
図２９Ａに示す工程においては、硬質ポリマー166が流れ始める。しかし、この工程では、軟質ポリマー167は流れないが、残留している軟質ポリマーは、ダイ5１を通って完全に押し出される。
【０１０９】
図２９Ｂにおいては、硬質ポリマー166は、残留している軟質ポリマーとともに特性移行部153を形成するよう、流れを継続する。
【０１１０】
図２９Ｃにおいても、軟質ポリマー167は流れず、硬質ポリマー167だけがダイ51を通って流れる。ここで実際の製造に係る工程は終了し、ついで図２９Ｄ〜図２９Ｅの追出し工程が始まる。
【０１１１】
図２９Ｄにおいては、硬質ポリマー166は流れを止め、軟質ポリマー167が流れ始めて、ダイ51を通して硬質ポリマーを追出す。硬質ポリマーが完全に追出されない限り、この硬質ポリマーと軟質ポリマーが混じり合った部分は、廃棄物またはコアスクラップ150となる。
【０１１２】
図２９Ｅに示す工程においても、軟質ポリマー167は流れを続け、硬質ポリマーが完全に追出され、軟質ポリマーだけがダイを通過するようになるまで、追出し工程が継続する。
【０１１３】
図２９Ｆは、新しい製造に係る工程の開始を示す。
【０１１４】
図３１Ａ〜図３１Ｆは、本発明の方法における実際の製造に係る工程と追出し工程を示す。
【０１１５】
図３１Ａ〜図３１Ｃに示す実際の製造に係る工程は、脇道168が設けられていること以外は、図２９Ａ〜図２９Ｃに示した行程と同じである。
【０１１６】
図３１Ａにおいては、硬質ポリマー166が流れる。軟質ポリマー１６７は流れないが、残留している軟質ポリマー167は、ダイ51を通って流れる。この間バルブ175は閉じているため、本発明に係る脇道168は、働かない。
【０１１７】
図３１Ｂにおいても、硬質ポリマー166は、残留している軟質ポリマーとともに特性移行部153を形成するよう、流れを継続する。この間もバルブ175は閉じているため、本発明に係る脇道168は、依然として働いてない。
【０１１８】
図３１Ｃにおいても、軟質ポリマー167は流れ図、硬質ポリマー166だけがダイ51を通って流れる。本発明に係る脇道168は、依然として働いていない。
【０１１９】
図３１Ｄにおいては、硬質ポリマー166は流れを停止し、軟質ポリマー167が流れを開始する。軟質ポリマーは、硬質ポリマーを追出す。硬質ポリマーが完全に追出されない限り、この硬質ポリマーと軟質ポリマーが混じり合った部分は廃棄物（コアスクラップ）150となる。この工程においては、バルブ175が開放し、かなりの量のポリマーが唇状の追出しギャップを通って流れるようになるため、脇道168は働く。軟質ポリマーは、コアスクラップを減らすため、追出し工程にかかる時間を短縮して、残留している硬質ポリマーを迅速に追出すよう、速い速度で流れる。
【０１２０】
図３１Ｅにおいては、軟質ポリマーが高速で流れを継続する。硬質ポリマーが完全に追出されたら、図３１Ｆに示すように、脇道168の機能を停止させ、軟質ポリマーだけがダイ51を通って流れるようにする。図３１Ｄと図３１Ｅの追出し工程においては、心材の使用量が少なくなるよう、心材170は、遅く進められる。
【０１２１】
図３２は、本発明によって被覆され、コアスクラップ150となる部分が、はるかに短くなった心材50を示す。本発明による効果は、図２８に示した公知のＩＬＣプロセスによって被覆された心材と比較すれば明らかとなる。
【０１２２】
追出し工程においては、大部分のポリマーは、ダイの開口ではなく、唇状の追出しギャップを通って流れる。このため、コアの進行速度が遅いために、ダイの開口を通るポリマーの流れは減少するが、唇状の追出しギャップを通るポリマーの流れが高速であるため、主たる流路（ダイの開口）を介して、迅速な追出しが行われる。
【０１２３】
このように、本発明によれば、公知のＩＬＣ技術に比べて、追出し工程にかかる時間が格段に短縮され、コアスクラップ150となる部分は顕著に短くなる。
【０１２４】
本発明は、所望により、ポリマーの流速を一定にしても、変化させても、あるいは間欠的にポリマーを流すようにしても実施することができる。ポリマーの流れのうち、少なくとも脇道に流れる部分は、再循環させることができる。本発明はまた、コアのない、いわゆるフリーチューブの製造において、特性移行部の特性を迅速に変化させたりする場合にも、適用することができる。
【０１２５】
本発明のさらに他の利点は、実際の製造に係る工程（図３１Ａ〜図３１Ｃ）において、脇道８３を働かせ、脇道を通るポリマーの流速を調整することにより、特性が不均質な製品における特性移行部の長さの迅速な調整が可能となることである。
【０１２６】
本発明のさらに他の利点は、硬度が不均質な製品における可撓部分の表面に残留しているごく薄い硬質層を除去して、硬度が不均質な製品の可撓部分をより柔軟にできることである。この効果は、マイクロカテーテルのような製品においては重要である。
【０１２７】
医療用カテーテルのためのチューブは、内径が約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）〜約１．０２ｃｍ（０．４０インチ）、好ましくは約０．０２ｃｍ（０．００８インチ）〜約０．５１ｃｍ（０．２０インチ）である。また、外径は約０．０２５ｃｍ（０．０１インチ）〜約１．５２ｃｍ（０．５０インチ）、好ましくは約０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）〜約０．５４ｃｍ（０．２５インチ）である。特性移動部の長さは、約０．２５ｃｍ（０．１インチ）〜約１０１．５ｃｍ（４０インチ）、好ましくは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）〜約５０．８ｃｍ（２０インチ）である。カテーテル自体の長さは、約１０．２ｃｍ（４インチ）〜約５０８ｃｍ（２００インチ）、好ましくは約１５．２ｃｍ（６インチ）〜約３８１ｃｍ（１５０インチ）である。
【０１２８】
チューブは、一般には内径が約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）〜約１５．２ｃｍ（６インチ）、好ましくは約０．１８ｃｍ（０．０７インチ）〜約７．６２ｃｍ（３インチ）である。また、外径は約０．１８ｃｍ（０．０７インチ）〜約１７．８ｃｍ（７インチ）、好ましくは約０．２０ｃｍ（０．０８インチ）〜約８．８９ｃｍ（３．５インチ）である。特性移動部の長さは、約０．２５ｃｍ（０．１インチ）〜約１０１．５ｃｍ（４０インチ）、好ましくは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）〜約５０．８ｃｍ（２０インチ）である。
【０１２９】
電気ケーブルは、外径が約０．０２５ｃｍ（０．０１インチ）〜約１５．２ｃｍ（６インチ）、好ましくは約０．０５０ｃｍ（０．０２インチ）〜約１０．２ｃｍ（４インチ）である。また、内径（ポリマー製外被）は約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）〜約１４．０ｃｍ（５．５インチ）、好ましくは約０．０２ｃｍ（０．００８インチ）〜約９．５３ｃｍ（３．７５インチ）である。特性移動部の長さは、約０．２５ｃｍ（０．１インチ）〜約１０１．５ｃｍ（４０インチ）、好ましくは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）〜約５０．８ｃｍ（２０インチ）である。
【０１３０】
本発明において使用することができる材料としては、ナイロン（ポリアミド）、ペバックス(Pebax)、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリスチレン、アクリル性ポリマー、液晶ポリマー、これらポリマーのコポリマーおよびターポリマー、ならびにこれらポリマーのブレンド、ポリ塩化ビニル等がある。複数の材料を射出する際には、上述の材料から選択することも、また同じ材料で互いに等級の異なるものを選択することもできる。
【０１３１】
これまでは、硬度が不均質なポリマーのように、硬度が不均質な材料について説明してきたが、摩擦係数のような他の特性が不均質な材料も、本発明において用いることができる。
【０１３２】
本発明によって製造することができる医療用品としては、第１の長さを有する第１の部分が、第１の硬度を有する材料からなり、また第２の長さを有する第２の部分が第２の硬度を有する材料からなる、流体供給用のチューブまたはカテーテルがある。上記２つの長さの部分は、一体に結合され、ダイを通す射出プロセスを経て形成される。したがって、このような製品は、各長さ部分をつなぎ合わせた長さを有する。
【０１３３】
電気ケーブル、ホース、圧縮して装着するチューブ、熱収縮が可能なチューブ、靴紐などの消費財も、本発明によって製造することができる。
【０１３４】
人工芝や布地も、本発明によって製造することができる。これらの製品も、２つの長さ部分が、一体に結合され、ダイを通す射出プロセスを経て形成される。したがって、このような製品は、各長さ部分をつなぎ合わせた長さを有する。一体に結合された各長さ部分は、特性の異なる部分が隣りに配置され、全体として人工芝や布地が形成される。
【０１３５】
硬度が不均質となるように、本発明の製造方法により製造される製品には、医療目的とは関係のない製品や、医療関連目的の製品も含まれる。医療目的の製品には、特性が不均質であることを要する様々な種類のカテーテルや他の器具、医薬品等の供給装置、導管などがある。
【０１３６】
上述の電気製品には、ひずみを生じない電気コード類が含まれる。このようなコードは折り曲げることができ、通信ケーブルもこの一種である。プリンタやコンピュータ用の電気ケーブルも、本発明によって製造することができる。
【０１３７】
本発明は、圧縮して嵌めつけることにより迅速に装着することができる「軟質チューブ」の製造にも適用できる。スウェージロック(Swagelock；商標)嵌合のような、圧縮装着は、種々の産業において、特に高性能が要求される分野で広く用いられている。本発明の前は、上述のような装着が可能なのは、特別な連結機構のため、硬質のチューブのみであった。
【０１３８】
本発明によって製造される、硬質の端部をもつ「軟質チューブ」は、このような圧縮装着にも適用することができる。このような「軟質チューブ」は、捩れや変形にも耐えることができるため、非常に使い勝手がよい。本発明によって製造されるチューブは、圧縮装着が行われている様々な用途に適用することができる。
【０１３９】
本発明によって製造することができる。使い勝手のよい「熱収縮」チューブ、または一部を熱収縮可能としたチューブは、コンピュータハードウエア、通信網、電気ケーブルの接続等の分野で広く用いられている。熱収縮すると、捩れが少なくなり、密封性が改善され、腐食が少なくなって、一般に使い勝手がよくなる。このようなチューブは、電気部品の接続や、ヘアドライヤにおけるケーブルアセンブリに適用することができる。
【０１４０】
本発明によって製造できる製品には、さらに「先端が軟質の人工芝」がある。本発明に基づいて製造される「先端が軟質の人工芝」を用いると、アスリート（競技者）に負担が少なく、けがを起こしにくくなる。
【０１４１】
本発明によって製造できる製品には、その外「ベルベット状」の布地がある。本発明によって先端が軟質とされた織物用繊維（短く切り取った繊維）は、さわり心地が超軟質で「ベルベット状」の感触が得られる一方、擦り切れに対しても強い耐性のある布地を形成することができる。動物を殺すことなく、本発明の方法を用いて製造される毛皮は、クロテンの毛皮より柔らかい、新しいノンアニマルの毛皮であり、−４０度の酷寒にも耐えることができる。
【０１４２】
また、本発明の方法によれば、「子供や高齢者にとっても結びやすい靴紐」を製造することができる。この結びやすい靴紐は、次のような利点を有する。
ａ）靴の紐孔に通しやすい。
ｂ）指の強さが弱くても結ぶことができる。
ｃ）結び目が自然にほどけることがない。
【０１４３】
硬度が不均質な靴紐は、紐孔に通しやすい硬質の端部と、結び目をつくりやすい軟質の中間部と、使用中は結び目が締まったままで、他方引っ張ったときには容易にほどけるよう注意深く調整した摩擦係数を有する表面とを備えている。
【０１４４】
本発明の方法によれば、他にも、捩れないガーデンホースや他のチューブ製品、延長コードなどを製造することができる。このようなチューブ類は、収納時に容易に束ねることができるため有用である。
【０１４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、これらは単なる例示にすぎない。本発明は、本明細書で開示した実施形態に限られるものではない。上述の説明から多くの変形例が可能になると思う。本発明の技術的範囲は、上述の説明によってではなく、特許請求の範囲の記載によって定められる。
【０１４６】
本明細書においては、特定の実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変形例を導き出すことができると思う。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明全体の構成を示すブロック図である。
【図２】不均質な硬度を有するチューブを示す断面図である。
【図３】多種類のポリマーで被覆された中心部を示す断面図である。
【図４】非加圧型押出ダイの射出ヘッドを示す断面図である。
【図５】加圧型押出ダイの射出ヘッドを示す断面図である。
【図６】材料のインジェクタを示す断面図である。
【図７Ａ】典型的なインジェクタの作動工程を示す断面図である。
【図７Ｂ】典型的なインジェクタの作動工程を示す断面図である。
【図８】ただ１つの流量コントローラを示す斜視図である。
【図９】図８に示すコントローラの側面図である。
【図１０】図８と図９に示すコントローラのうち温度勾配が制御なものを示す側面図である。
【図１１】本発明のプロセスを用いて形成された硬度が不均質なチューブにおける、ポリマーが混合された硬度特性移行部を示す模式図である。
【図１２】本発明のプロセスを用いて形成された硬度が不均質なチューブにおける、ポリマーが混合され楔効果を有する硬度特性移行部を示す模式図である。
【図１３】本発明のプロセスを用いて形成された硬度が不均質なチューブにおける、ポリマーが混合されテーパ効果を有する硬度特性移行部を示す模式図である。
【図１４】公知のプロセスを用いて形成された、適切な比で硬度が不均質となっているチューブを示す模式図である。
【図１５】公知のプロセスを用いて形成された硬度が不均質のチューブを示す、直径を２０倍に拡大し、硬度の特性移行部を１／４に縮小した模式図である。
【図１６】公知のプロセスを用いて形成された硬度が不均質のチューブを示す、直径を２０倍に拡大し、硬度の特性移行部を１／４に縮小した、もう一つの模式図である。
【図１７】公知のプロセスを用いて形成された硬度が不均質のチューブを示す、直径を２０倍に拡大し、硬度の特性移行部を１／４に縮小した、さらに他の模式図である。
【図１８】ポリマー混合用射出ヘッドを、回転するハウジングとともに示す断面図である。
【図１９】ポリマー混合用射出ヘッドにおける硬度の調整可能なチューブを示す、図１８の拡大図である。
【図２０Ａ】ポリマー混合用射出ヘッドの先端部の表面の側面とこの展開状態を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａに示すポリマー混合用射出ヘッドの先端部の断面図である。
【図２１】先端部が回転するポリマー混合用射出ヘッドの断面図である。
【図２２】図２１に示すポリマー混合用射出ヘッドの台座がない型のものを示す断面図である。
【図２３】図２１に示すポリマー混合用射出ヘッドの台座がある型のものを示す断面図である。
【図２４】チューブ製造のための、側面視矩形で遊動回転する先端部の前端を示す側面図である。
【図２５】中心部形成のための、側面視テーパ形状で遊動回転する先端部の前端を示す側面図である。
【図２６】公知の押出ダイ射出ヘッドの前端を示す断面図である。
【図２７】公知の押出ダイにおけるダイ近傍のポリマー流路を示す断面図である。
【図２８】公知の不均質な硬度を有するポリマーで中心部を被覆した製品を示す断面図である。
【図２９Ａ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図２９Ｂ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図２９Ｃ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図２９Ｄ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図２９Ｅ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図２９Ｆ】チューブのような長手の製品を形成する公知の押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図３０】本発明の押出ダイ射出ヘッドの前端を示す断面図である。
【図３１Ａ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図３１Ｂ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図３１Ｃ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図３１Ｄ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける追出し工程の一部を示す断面図である。
【図３１Ｅ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける追出し工程の一部を示す断面図である。
【図３１Ｆ】チューブのような長手の製品を形成する、本発明に係る押出ダイにおける製造工程の一部を示す断面図である。
【図３２】本発明の方法により、不均質な硬度を有するポリマーで中心部を被覆した製品を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１４８】
50 心材
50aリール
51射出ヘッド
52a，52b ペレット
53a,53bポリマーインジェクタ
54流量コントローラ
55外被
59チューブ
63,64ポリマーの流れ
70スクリュー
72高圧
74バルブ
76シャフト
77,78連結溝
80,81,82,83 孔
84廃棄溝
85廃棄孔
162ダイの開口部
【図１】
2004535950.tif 000003
【図２】
2004535950.tif 000004
【図３】
2004535950.tif 000005
【図４】
2004535950.tif 000006
【図５】
2004535950.tif 000007
【図６】
2004535950.tif 000008
【図７Ａ】
2004535950.tif 000009
【図７Ｂ】
2004535950.tif 000010
【図８】
2004535950.tif 000011
【図９】
2004535950.tif 000012
【図１０】
2004535950.tif 000013
【図１１】
2004535950.tif 000014
【図１２】
2004535950.tif 000015
【図１３】
2004535950.tif 000016
【図１４】
2004535950.tif 000017
【図１５】
2004535950.tif 000018
【図１６】
2004535950.tif 000019
【図１７】
2004535950.tif 000020
【図１８】
2004535950.tif 000021
【図１９】
2004535950.tif 000022
【図２０Ａ】
2004535950.tif 000023
【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2004535950.tif 000027
【図２４】
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【図２５】
2004535950.tif 000029
【図２６】
2004535950.tif 000030
【図２７】
2004535950.tif 000031
【図２８】
2004535950.tif 000032
【図２９Ａ】
2004535950.tif 000033
【図２９Ｂ】
2004535950.tif 000034
【図２９Ｃ】
2004535950.tif 000035
【図２９Ｄ】
2004535950.tif 000036
【図２９Ｅ】
2004535950.tif 000037
【図２９Ｆ】
2004535950.tif 000038
【図３０】
2004535950.tif 000039
【図３１Ａ】
2004535950.tif 000040
【図３１Ｂ】
2004535950.tif 000041
【図３１Ｃ】
2004535950.tif 000042
【図３１Ｄ】
2004535950.tif 000043
【図３１Ｅ】
2004535950.tif 000044
【図３１Ｆ】
2004535950.tif 000045
【図３２】
2004535950.tif 000046
【国際公開パンフレット】
2004535950.tif 000047
2004535950.tif 000048
2004535950.tif 000049
2004535950.tif 000050
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2004535950.tif 000061
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2004535950.tif 000096
2004535950.tif 000097
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004535950.tif 000098
2004535950.tif 000099
【国際調査報告】
2004535950.tif 000100
2004535950.tif 000101
2004535950.tif 000102