(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形物品を形成するための装置において、モールドキャビティ空間（３２、３４）および前記モールドキャビティ空間と連通したモールドゲート（４４、４６）を有する少なくとも１つの射出モールド（１２）を含み、前記少なくとも１つの射出モールドに溶融材料の少なくとも１つの流れを供給するための射出ノズル（２４、２６）を含み、前記射出ノズルは、前記モールドゲートと整合する少なくとも１つのノズル出口を有しており前記モールドゲートと少なくとも１つのノズル出口との間に位置決めされるとともに少なくとも１つのオリフィス（５０、５２、８６、８８、１０６、１１２、１２６、１２８、１４２、１５２、１６８、１７０、２８６、２９０、２９２、２９４、３１０、３１２、３４６、３４４、５０′、５２′）を有する移動自在なバルブゲート手段（４８、７４、７６、９０、１０４、１１０、１２０、１４０、２８４、１４０′、４８′、１５０、１６６）を含み、前記バルブゲート手段を、前記少なくとも１つのオリフィスが前記少なくとも１つのノズル出口および前記モールドゲートと連通して前記少なくとも１つの出口から前記モールドゲートへの溶融材料の流れが可能になる第１の位置と、前記少なくとも１つのノズル出口から前記モールドゲートへの流れが阻止される第２の位置との間で移動させるための手段（５６、５８、８２、８４、９６、９８、１７１、１７３、１３０、１３２）を含み、および前記バルブゲート手段は、前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動の際に溶融材料が前記バルブゲート手段に担持され前記バルブゲート手段とともに移動してスラグを形成してしまうことがないような厚さを有するように構成されて前記モールドゲートと前記ノズル出口との間に位置決めされていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記バルブゲート手段が式Ｔmin＝４Ｖmin／（πＤ2）
但し、Ｔmin＝最小厚さＶmin＝オリフィスの最小容積、およびＤ＝オリフィスの直径により規定される厚さＴminを有する、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】
前記バルブゲート手段が、少なくとも１つのオリフィスを有するブレード（４８、７４、７６、９０、１０４、１１０、１２０、１４０、２８４、１４０′、４８′）からなる、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項４】
前記ブレード（４８、７４、７６、９０、１０４、１１０、１２０、１４０、２８４、１４０′、４８′）が前記モールドゲートに対して垂直な方向にスライド可能である、請求の範囲第３項記載の装置。
【請求項５】
前記バルブゲート手段の厚さが０．０１から２ｍｍである、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項６】
前記バルブゲート手段に接触する前記物品の一部（６８）を有するプラスチック物品（６０）が前記モールドキャビテイ内で形成され、前記バルブゲート手段と接触する前記物品の一部が平坦であり前記物品内にニットラインが形成されず、かつモールドゲートに隣接した領域において成形された物品内に結晶化が発生しない、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項７】
溶融材料が漏れることなく前記ブレードのスライドを可能ならしめるための規制されたクリアランスを前記射出ノズルと前記射出モールドとの間に含んでいる、請求の範囲第４項記載の装置。
【請求項８】
各オリフィス（１０６）が、バルブゲート手段の材料とは異なる材料（１０８）で裏打ちされている、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項９】
各オリフィス（１１２）が分割されたオリフィスを提供するために切換弁（１１４）を含んでいる、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１０】
フレーム（１１６）により支持された複数のブレード（１２０）を含んでいる、請求の範囲第４項記載の装置。
【請求項１１】
モールドキャビティ空間（１０７）内に溶融材料を射出するための複数の射出ノズル（１０１、１０３、１０５）をさらに含み、各前記射出ノズルは出口を有しており、
前記バルブゲート手段は複数のオリフィス（１０９、１１１、１１３）を有する柔軟性のあるブレード（９０）からなり、および
前記オリフィスのそれぞれが第１の位置にある前記出口のそれぞれの１つに位置合わせされており、前記射出ノズルから前記モールドキャビティ空間内への前記溶融材料の流れが可能となる、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１２】
前記バルブゲート手段が反対方向に移動自在な２つのブレード（３４０、３４２）からなり、各前記ブレードがオリフィス（３４４、３４６）を有している、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１３】
各前記射出ノズル（１３４、１３４′、２０２）が、成形される複数の材料を収容するための複数の通路（１３６、１３８、１３６′、１３８′、２７０、２７２、２７４）を有し、
各前記通路が出口内で終わっている、ことをさらに含み、および
前記モールドゲート（２８２′）が前記出口と組み合わせるための複数の通路（３００、３０２、３０４）を有している、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１４】
各前記射出ノズルが、成形される複数の材料を収容するための複数の通路を有し、前記バルブゲート手段がオリフィスを有する移動自在なブレードからなり、前記ブレードの移動により前記複数の材料が前記オリフィスを通して逐次的に前記モールドゲートに射出される、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１５】
各前記射出ノズルが、成形される複数の材料を収容するための複数の通路を有し、前記バルブゲート手段が２以上のオリフィス（２９０、２９２、２９４、３１０、３１２、１４２′）を有する移動自在なブレード（２８４、１４０’）からなり、前記ブレードの移動により前記複数の材料が前記オリフィスを通して逐次的又は同時に前記モールドゲートに射出される、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１６】
前記バルブゲート手段が、前記溶融材料が前記少なくとも１つのオリフィスを通って流れる際に前記溶融材料を加熱するための手段（３２０）、および前記少なくとも１つのオリフィスを通って流れる前記溶融材料の温度を感知するための手段を含んでいる、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１７】
前記バルブゲート手段が少なくとも１つのオリフィス（４６）を有するブレード（４８）からなり、前記加熱手段および前記感知手段が各前記オリフィスに隣接する前記ブレードの面に適用される、請求の範囲第１６項記載の装置。
【請求項１８】
前記バルブゲート手段が少なくとも１つの前記オリフィス（１５２）を有する円板（１５０）からなり、前記円板が前記第１の位置と前記第２の位置との間で回転移動される、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１９】
前記射出ノズルが、前記射出ノズルを通る前記溶融材料の主要な流れに対し垂直に位置決めされた複数の出口（１６２、１６４）を含んでおり、前記バルブゲート手段が該出口の数と等しい数のオリフィス（１６８、１７０）を有する回転自在な部材（１６６）からなり、および前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記部材を回転するためのラック・ピニオン手段（１７１、１７３）をさらに含んでなる、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項２０】
前記バルブゲート手段がブレード（４８′）からなり、前記ブレードがその屈曲を防止するために十分な厚さを備えた第１の部分と、第２の厚さを有する少なくとも１つの第２の部分を有しており、該第２の厚さは前記ブレードの第１の位置と第２の位置との間の移動の際に溶融材料が前記ブレードに担持され前記ブレードとともに移動してスラグを形成することがないような厚さとされている、請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項２１】
各前記第２の部分はそれぞれのモールドゲート内の開口（４００）と組み合わされるオリフィス（５０′、５２′）を有しており、
前記オリフィスは直径（Ｄ）を有しており、
クリアランス（４０２）を形成するために各前記第２の部分はそのそれぞれのモールドゲートの範囲より大きい長さ（Ｌ）を有しており、および
前記クリアランスは前記オリフィスの前記直径より大きい、請求の範囲第２０項記載の装置。
【請求項２２】
射出成形するための方法において、
射出ノズル（２４、２６）から少なくとも１つのノズル出口を経て前記少なくとも１つのノズル出口と整合するモールドゲートを通って射出モールド（１２）のモールドキャビティ空間（３２、３４）に少なくとも１つの溶融材料を供給するステップを含み、および
オリフィス（５０、５２、８６、８８、１０６、１１２、１２６、１２８、１４２、１６８、１５２、１７０、２８６、２９０、２９２、２９４、３１０、３１２、３４６、３４４、５０′、５２′）を備えた移動自在なバルブゲート手段（４８、７４、７６、９０、１０４、１１０、１２０、１４０、２８４、１４０′、４８′、１５０、１６６、３４０、３４２）をモールドゲートと前記少なくとも１つのノズル出口との間で位置決めし、前記オリフィスが前記少なくとの１つのノズル出口およびモールドゲートと連通して前記少なくとも１つの出口から前記モールドゲートへの溶融材料の流れが可能となる第１の位置と、前記少なくとも１つのノズル出口から前記モールドゲートへの流れを阻止する第２の位置との間で、前記バルブゲート手段を移動させるステップを含み、該バルブゲート手段を移動させるステップは、前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動の際に溶融材料が前記バルブゲート手段に担持され前記バルブゲート手段とともに移動してスラグを形成してしまうことがないような厚さを有する前記バルブゲート手段を前記モールドゲートと前記少なくとも１つのノズル出口との間で移動させることを含む、方法。
【請求項２３】
前記位置決めするステップがオリフィスを有するバルブブレード（４８、７４、７６、１０４、１１０、１２０、１４０、２８４、１４０′、４８′）を設けることからなり、前記バルブゲート手段を移動させるステップが前記バルブブレードをスライドさせることからなる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項２４】
前記バルブゲート手段の厚さＴminを式
Ｔmin＝４Ｖmin／（πＤ2）      （１）
但し、Ｔmin＝最小厚さ
Ｖmin＝オリフィスの最小容積、および
Ｄ＝オリフィスの直径
によって規定することを含む、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項２５】
前記ブレードを前記モールドゲートに対して垂直な方向にスライドさせることを含む、請求の範囲第２３項記載の方法。
【請求項２６】
前記モールドゲートの領域内でプラスチック物品が結晶化なしで形成される、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項２７】
プラスチック物品（６０）が前記モールドキャビティ空間内で前記バルブゲート手段と接触する前記物品の一部（６８）を備えて形成され、前記バルブゲート手段と接触する前記物品の一部が平担であり、前記物品内にニットラインが形成されない、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項２８】
前記射出ノズルと前記射出モールドとの間に規制されたクリアランスを設けるステップをさらに含み、前記バルブゲート手段に溶融材料の漏れなしに移動することを可能とさせる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項２９】
前記位置決めするステップが前記ノズル出口と前記モールドゲートとの間に少なくとも１つのオリフィス（１５２）を有する円板（１５０）を設けることを含んでなり、また前記移動させるステップが前記円板を前記第１の位置と前記第２の位置との間で回転することを含んでなる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項３０】
前記射出ノズル（１６０）が複数の出口（１６２、１６４）を有し、前記位置決めするステップが、前記出口の数と等しい数のオリフィス（１６８、１７０）を有する回転自在な部材（１６６）を設けることをさらに含んでなり、および
前記移動させるステップが、前記回転自在な部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で回転させることをさらに含んでなる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項３１】
成形される異なる材料を収容するための複数の通路を有する射出ノズル（２０２、１３４、１３４′）を設けるステップをさらに含み、各通路はノズル出口内で終わっており、
前記位置決めするステップは単一のオリフィス（１４２、２８６）を有する移動自在なバルブブレート（２８４、１４０、１４０′）を前記モールドゲートと前記ノズル出口との間で位置決めすることを含んでなり、および
前記オリフィスが前記出口の異なるものと逐次的に位置合わせされるように記ブレードを移動することにより前記異なる材料を前記モールドゲートに逐次的に供給することを含んでなる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項３２】
成形される異なる材料を収容するための複数の通路を有する射出ノズル（２０２、１３４′）を設けるステップをさらに含み、各通路はノズル出口内で終わっており、
前記位置決めするステップは、複数のオリフィス（２９０、２９２、２９４、３１０、３１２、１４２’）を有する移動自在なバルブブレード（２８４、１４０′）を前記モールドゲートと前記ノズル出口との間で位置決めすることを含んでなり、および
前記オリフィスの１つが前記出口の異なる１つと逐次的に位置決めされる位置の間で前記ブレードを移動することにより前記モールドゲートに前記異なる材料を逐次的に供給することをさらに含んでなる、請求の範囲第２２項記載の方法。
【請求項３３】
前記オリフィスの多数のもの（３１０、３１２）が前記出口の多数のものと位置合わせされる位置に前記ブレードを移動することにより前記モールドゲートに異なる材料を同時に供給することをさらに含んでなる、請求の範囲第３２項記載の方法。
【請求項３４】
複数の物品を射出成形するためのシステムにおいて、
複数のモールドキャビティ空間（２０４）を含み、
各前記モールドキャビティ空間はモールドゲート（１４３、１４３′、２８２、２８２′）を有しており、
前記モールドゲートを経て前記モールドキャビティ空間のそれぞれに少なくとも２つの溶融材料（Ａ、Ｂ、Ｃ）を供給するための手段（１３４、１３４′、２０２）を含み、
前記モールドゲートと前記供給手段との間において移動自在なバルブゲート手段（１４０、１４０′、２８４）を含み、
前記移動可能なバルブゲート手段は複数のオリフィス（１４２、１４２’、２８６、３１０、３１２）を有しており、
前記オリフィスが前記モールドゲートと連通して前記モールドキャビティ空間のそれぞれへの前記溶融材料の少なくとも１つの流れが可能になる少なくとも１つの開位置と、前記モールドキャビティ空間への前記溶融材料の流れが阻止される閉位置と間で前記バルブゲート手段を移動させるための手段（５６、５８）を含み、
前記バルブゲート手段は、前記開位置と閉位置の移動の際に溶融材料が前記バルブゲート手段に担持され前記バルブゲート手段とともに移動してスラグが形成してしまうことがないような厚さを有するように構成されて前記モールドゲートと前記供給手段との間に位置決めされていることを特徴とするシステム。
【請求項３５】
前記バルブゲート手段が複数のオリフィスを有するブレードからなる、請求の範囲第３４項記載のシステム。
【請求項３６】
前記供給手段が複数の射出ノズルからなり、前記ノズルのそれぞれが少なくとも２つの異なる材料を収容するための少なくとも２つの通路（１３６、１３８、１３６′、１３８′、２７０、２７２、２７４）を有しており、
複数の押出機（Ａ、Ｂ、Ｃ）をさらに含み、
前記押出機はホットランナチャネルを経て前記射出ノズル（２０２）のそれぞれと連通しており、および
前記押出機のそれぞれは前記材料の１つを前記射出ノズルのそれぞれに供給している、請求の範囲第３４項記載のシステム。
【請求項３７】
前記材料のそれぞれが前記バルブゲート手段内の前記オリフィスを経て前記モールドキャビティ内に逐次的に供給される、請求の範囲第３６項記載のシステム。
【請求項３８】
前記材料のそれぞれが前記バルブゲート手段内の前記オリフィス（２９０、２９２、３１０、３１２）を経て前記モールドキャビティ空間内に同時に供給される、請求の範囲第３６項記載のシステム。
【請求項３９】
各前記射出ノズルが少なくとも２つの異なる材料を収容するための少なくとも２つの通路（１３６、１３８、１３６′、１３８′、２７０、２７２、２７４）を有しており、各通路が個々のノズル出口（１３７、１３９、１３７′、１３９′、２７６、２７８、２８０）内で終わっている、請求の範囲第３６項記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
関連出願の相互参照
本出願は１９９７年３月２０日に出願された、米国仮出願第６０／０４４、４５４の利益を要求する。
発明の背景
本発明は、種々の形状の射出成形品に有用である革新的なモールドバルブゲート装置およびモールドバルブゲート方法を含む、溶融材料から物品を形成するための改良された方法および装置に関するものである。
加熱されたプラスチック材料において、そのソースからモールドキャビティ空間への流れを調整するために種々のバルブ構成が従来技術において提案されている。多くの場合、モールドゲートを通りモールドキャビティ空間内への、ホットランナないしコールドランナのノズル間のメルトつまり溶融物の流れの調整は、ノズルのメルトチャンネル内に配置されたバルブシステムを使用して良好に行われている。このバルブシステムは、モールドキャビティ空間へのメルトのアクセスを開閉するために、一般的にはモールドバックプレート内に配置された、起動手段によって駆動される。この手法は、単一あるいは多材料を使用して成形された、吹き込み自在なプリフォームのような、要求される物品を形成するために使用される多数個取り金型に適用された場合にはいくつかの欠点がある。１つの欠点は、システムが多数のバルブステムの使用を必要とすることである。このような構成では、全てのバルブステムが同時に開閉することを確保するときにステムの個々の駆動が問題を生じる。第２に、バルブステムによって溶融樹脂の流れが分れる傾向があり、このために好ましくないニットライン（knit line）ができてしまう。さらに、ステムの駆動は、少なくとも２つの材料が同じキャビティ空間内に射出される際に多材料（multimaterial）の射出ノズルに対して非常に問題となる。最初の２つの問題を解決することを意図した１つの公知の手法は、ゲートオリフィスからなる水平式バルブゲート構成を使用することである。ゲートオリフィスはＬｅｅに付与された米国特許第４，１０８，９５６号に示されている。
Ｌｅｅの特許に開示された手法はあまり効率的ではない。この特許は上記した第１および第２の欠点を解決しているが、モールドの設計および操作を簡略化していない。実際には、この手法はモールドの設計および操作の両方を複雑化させている。Ｌｅｅに示されたバルブ構成は、少なくとも１つの開口を有する往復移動自在なスライド部材を使用することを含んでいる。スライド部材は、ホットランナあるいは射出ノズルのような加熱されたプラスチック材料のソースとモールドゲートとの間に置かれている。これらの特許のいずれからも明らかなように、移動自在なバルブは、バルブがバルブ開からバルブ閉の位置に動く際に成形されたプラスチック材料のホットスラグを運ぶ。冷却ステップの間に、このスラグは固化する。バルブ開口内にこのようなスラグが存在するので、バルブ開口からこれを取り除くための追加の特別な機構を装置に含ませる必要がある。バルブ開口からスラグが取り出されない場合、スラグはゲート領域に戻され次のショットでキャビティ空間内に送り込まれる。多くの場合、これは成形された物品の装飾および強度特性を低下させることから受容されないことである。これは、２以上の異なる材料の混合を回避しなければならない多材料の成形においてより致命的なことである。
Ｌｅｅの特許には、バルブ開口からコールドスラグを取り除くために、空気圧の作用による手段（旧式のバルブステムを移動させるために使用される同様な手段と同様に複雑である）によって駆動される移動自在な機械式取出ユニットが成形機上に位置決めされている。Ｌｅｅには示されていないが、スラグをモールドから取り除くために他の手段をさらに使用しなければならない。本出願の譲受人により製造される１６より多くのキャビティを有するモールドのような、多数個取り金型を利用したシステムにおいてこのような手段を使用することは非常に困難である。例えば、移動自在な機械式取出装置を収容するためにはモールドが非常に大きく且つ重くなってしまう。さらに、スラグを確実に各開口から取出すことを確認するために別の検出手段が必要となる。
Ｌｅｅ特許に開示されたような機械には、スラグが成形された物品を作るために使用されたであろう浪費物ないし廃物であることから、さらに経済的な欠点がある。スラグの除去および浪費の問題に加えて、これらのシステムには、溶融プラスチック材料がバルブ表面と隣接するモールドプレート表面およびホットランナのハウジング表面の間を流れるという潜在的な問題がある。溶融プラスチック材料がこれらの表面の間を流れて内部に入った場合、プラスチック材料が固化した場合には、バルブおよび機械自体の操作が中断される。
Ｌｅｅの後者のバルブゲート構成は、Ｂｉｅｌｆｅｌｄｔに付与された米国特許第３，６３２，７２９号に示されているように、機械の射出ノズルからモールドへのメルトの流れを制御するために以前から使用されている。当然であるが、Ｌｅｅ特許に示されたバルブ構成は、本出願の譲受人に譲渡され、また本明細書中に組み込まれる、米国特許第４，８６３，６６５号、第５，２００，２０７号、第５，１４３，７３３号、第５，１１２，２１２号、第４，８６３，３６９号、第４，８０８，１０１号、第４，７７５，３０８号、第４，７１７，３２４号、第４，７０１，２９２号、および第４，６５７，４９６号に開示されたような、多材料の射出ノズルのバルブゲート処理のために使用あるいは適用することは考えられない。Ｌｅｅの手法は、種々の材料からなる多くの浪費を生じるために、多材料の成形には有用ではない。さらに、２以上のタイプのスラグを処理する必要性により、技術的および価格的の両方で利用が不可能である。
従来技術ではまた、パリソン（プリフォーム）から結晶化したゲート痕跡を取り除くために往復移動自在な切刃を使用することが知られている。このようなシステムはＡｏｋｉに付与された米国特許第４，３８０，４２３号に示されている。Ａｏｋｉの特許は既に成形した物品からスプルを取り除くことを意図したものであるが、成形作業後に切断する必要のある結晶化されたゲート痕跡を形成することなしに、ホットランナシステムからモールドゲートへの溶融材料の流れをどのように開閉するのかという重大な問題は意図していない。Ｌｅｅのスラグと同様に、Ａｏｋｉに示された結晶化されたゲート痕跡は高価な樹脂を著しく浪費し、上記した問題を引き起こす。
よって、多材料の射出ノズルのための、より簡単でより効率的なモールドゲート構成が必要とされている。同様に、ホットランナまたはコールドランナシステムないし射出ノズルからモールドゲートへの溶融材料の流れを、成形される材料を浪費することなく遮断できる、多数あるいは単一の材料を射出するためのモールドバルブゲート構成が必要とされている。さらに、バルブから成形されたプラスチック材料を取除くための移動式および／または機械式の取出しユニットを含める必要のない、モールドバルブゲート構成が必要されている。
発明の要約
本発明の主要な目的は、改良された物品を射出成形するために製造、駆動およびサービスが容易である、ホットランナおよびコールドランナノ射出ノズルを駆動させるためのより簡単でより効率的なバルブゲート装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、バルブゲート手段が射出ノズルの外側に位置しているバルブゲート装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、固定された開口を有する最小容積のゲートオリフィスを含む薄い、移動自在なブレードつまり板状部材がバルブゲートステムの代わりに使用される、バルブゲート装置および方法を提供することにある。
本発明の他の主要な目的は、射出プロセスの間に移動自在なゲートオリフィスにより溶融材料の流れから転換される材料が実質的に無い、バルブゲート装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記した特性を有する単一の材料および多材料のためのより簡単でより効率的なバルブゲート方法および装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、単一材料あるいは多材料から作られたプラスチック物品を実質的にゲート痕跡なしで成形する装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、単一材料あるいは多材料から作られたプラスチック物品を結晶化なしで成形する装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ニットラインなしでプラスチック物品を成形する装置および方法を提供することにある。
本発明は、１以上のキャビティ空間に向かう管状の流れパターンを好ましくは有する少なくとも１つの溶融材料の流れをガイドする１以上のモールドにおいて実施される。より詳しくは、本発明は、単一材料あるいは多材料の射出ノズルの外側に位置された薄い移動自在なバルブゲート構成、および単一材料あるいは多材料の射出ノズルからモールドキャビティ空間への溶融材料の移送の間に溶融流れから転換される材料が実質的にない、モールドにおけるバルブゲート処理（valve gating）つまりバルブ開閉する方法を開示している。したがって、バルブゲート手段つまりバルブ開閉手段の移動により生成される残留物質は実質的にない。本発明によれば、モールド内に残留する材料のスラグが実施的に無いので、多くの特長が得られる。例えば、モールドは設計および製造がずっと簡単であり、機械的あるいは移動自在なパーツがより少なく、組み立て、操作およびサービスが容易であり、物品をモールドした後に除去または切断するために別の装置を必要とすることがない。さらに、溶融材料が浪費されることが殆どなく、よってより小さく、清浄な室内環境においてモールドを操作することができる。その上、成形された製品はより高い機械抵抗およびより高い美観価値を有している。
本発明によれば、概略的には、１以上のモールドキャビティ空間およびモールドキャビティ空間と連通したモールドゲートを有する射出モールドを含み、モールドゲートと一致ないし一列に並んだ少なくとも１つのノズル出口を有する射出モールドキャビティ空間内に溶融プラスチック材料を供給するための１以上の射出ノズルを含み、モールドゲートと少なくとも１つのノズル出口の間に位置決めされるとともに最小容積を有するオリフィスを備えたオリフィスを内部に有するブレートのような移動自在なバルブゲート手段を含み、バルブゲート手段を、オリフィスがノズル出口およびモールドゲートと連通して少なくとも１つの出口からモールドゲートへの溶融プラスチックの流れが許容される第１の位置と、少なくとも１つのノズル出口からモールドゲートへの流れを阻止する第２の位置との間で移動するための手段を含んでなり、および、第１の位置と第２の位置との間のバルブゲート手段の移動の間にバルブゲート手段により運搬あるいは転換されるプラスチック材料が実質的にないようにバルブゲート手段が十分に薄い構成である、成形された物品を形成するための装置が提供される。
本発明によれば、射出ノズルから少なくとも１つのノズル出口を経て射出モールドのモールドキャビティ空間に少なくとも１つのノズル出口と実質的に一致ないし一列に並んだモールドゲートを通って少なくとも１つの溶融材料を供給するステップを含み、および内部にオリフィスを備えた、薄い、移動自在なバルブゲート手段をモールドゲートと少なくとも１つのノズル出口との間に位置決めするとともにこのバルブゲート手段を、オリフィスが少なくとも１つのノズル出口およびモールドゲートと連通して少なくとも１つの出口からモールドゲートへの溶融プラスチックの流れが許容される第１の位置と、少なくとも１つのノズル出口からモールドゲートへの流れを阻止する第２の位置との間で移動させ、第１の位置と第２の位置との間でのバルブゲート手段の移動の間において溶融プラスチック材料が薄いバルブゲート手段により実質的に移送されないようにすることにより、成形の間における溶融プラスチック材料の浪費ないし廃物を実質的に防止するステップを含んでなる、成形された物品を形成するための方法が提供される。
本発明の装置および方法は、２以上の材料をモールドキャビティ空間内に射出するための多材料射出ノズルを含む射出成形システムにおいて特に有用であることが見出だされた。本発明のバルブゲート手段は、バルブゲート手段が種々の位置の間を移動する際に成形された材料を実質的に運ぶことがなくて処分すべき残留材料が発生しないように十分に薄いと共に、材料をモールドキャビティ空間内への逐次的な排出あるいは材料のモールドキャビティ空間内への同時的な排出を許容するために設計される。多材料を射出するときには、本発明によるバルブゲート手段は２以上のゲートオリフィスを有している。
本発明の別の特徴によれば、好ましくは、バルブゲート手段はモールドキャビティ空間に対して非常に接近して位置決めされ、これにより残留スプルあるいはゲート痕跡の高さが最小になる。他の特徴によれば、好ましくは、ゲート手段はモールドオリフィスまたはゲートに隣接した成形品の領域内に実質的に結晶化が生じないような、温度に維持される。ＰＥＴのような材料を射出するとき、成形品内にニットラインは形成されない。バルブゲート手段は、好ましくは柔軟性ないし可撓性のある、単一のブレート、反対方向に移動する複数のブレード、ディスク部材、あるいはカップ状部材とすることができる。バルブゲート手段を、個々にあるいは全て一緒に移動するための、種々の駆動手段をその一側あるいは両側上に設けることができる。さらに、本発明においては射出ノズルのメルトチャンネルの内側にバルブステムが存在しないので、成形品にはニットラインがなく、遥かに速い射出サイクルを達成することができる。
本発明の別の特徴および特長は以下に説明されている。
【図面の簡単な説明】
本発明は添付図面を考慮してより容易に理解されるものである。
図１は、本発明による多数個取り金型システムの断面図であり、
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明によるバルブブレードの、それぞれ上面図および斜視図であり、
図３は、本発明のノズル、ブレードおよびモールドの拡大した、詳細な説明図であり、
図４は、本発明により調整され成形された物品のプリフォームの一部の断面図であり、
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、個々のバルブゲート手段が各モールドキャビティ上で動作する本発明の別の実施形態を示した説明図であり、
図６Ａは、本発明によるバルブゲート構成の他の実施形態を示した説明図であり、
図６Ｂは、多射出ノズルシステムにおいて使用するための本発明によるバルブゲート構成を示した説明図であり、
図７Ａ−７Ｄは、本発明の別のブレードの構成を示した説明図であり、
図８は、同時に移動する多数のブレードを支持するためのフレーム組立体を示した説明図であり、
図９Ａ−９Ｄは、本発明の別の実施形態を示した説明図であり、
図１０は、２つの材料を逐次あるいはコインジェクション（coinjection）で供給するために有用なさらに別の実施形態を示した説明図であり、
図１１は、ディスク形状のバルブゲートシステムの上面図であり、
図１２は、エッジゲートノズル（edge gate nozzle）および回転バルブゲート構成の断面図であり、
図１３は、本発明によるバルブゲート構成を含む３材料のホットランナノズルシステムの斜視図であり、
図１４は、図１３の実施形態において使用される３材料ノズルの断面図であり、
図１５は、図１３の３材料ノズルで使用できるバルブゲートブレードの底面図であり、
図１６は、図１３の３材料ノズルで使用できるバルブゲートブレードの他の実施形態であり、
図１７は、図１６の３材料ノズルで使用できる３つのスロットのモールドゲートの断面図であり、
図１８は、図１３のシステムを使用して製造される３材料のプリフォームの断面図であり、
図１９は、本発明によるバルブゲート構成を有する別の２材料のノズルシステムの断面図であり、
図２０は、図１９のシステムにおいて使用されるバルブゲートブレードの上面図であり、
図２１は、図１９のシステムを使用して製造される２材料のプリフォームの断面図であり、
図２２は、熱電対およびヒータが組込まれたバルブゲートブレードの図式的な説明図であり、
図２３Ａ−２３Ｃは、２つのブレードのゲート構成を例示した説明図であり、
図２４Ａ−２４Ｃは、多数の厚さを有するバルブゲートブレードの使用を例示した説明図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の好ましい実施形態によれば、バルブゲートシステムは新規で柔軟性のある、薄いバルブブレードであり、ブレードの両側において可動の新規な起動手段を使用して優先的に駆動される。起動手段はブレードおよび内部のゲートオリフィスを引いてモールドゲートよび射出ノズル出口と位置合せ（整列）され、または位置合せされない。このようにして、バルブブレードのスライド移動の間においてバルブゲート内には軸方向の、機械的な、または圧縮応力が発生することがない。本発明の他の実施形態において、バルブゲート手段は、バルブブレードだけの一端において可動である、僅かにより堅くて、薄いバルブブレードにより形成されている。これは、ブレードまたはキャビテーションの低いモールドへの粘着性が少ない粘着性の材料に推奨される。バルブブレードのスライド移動は、樹脂のような溶融材料の流れ面に対して、およびモールドゲートに対して略垂直な面内で生じる。モールドゲートの開口は溶融材料の流れに対して略平行な軸を有している。
本発明によれば、バルブゲート手段は、それが各位置の間を移動する際に成形される材料を実質的に運ぶことがない。この目的を達成するため、ゲートバルブ手段は最小の厚さを有する必要がある。最小の厚さは、バルブゲート手段内の各オリフィスが材料の最小容積を保持するように、および好ましくは材料を保持しないように選択される。直径（Ｄ）を有するゲートオリフィスの水平移動つまり横移動ないし側方移動の間にこれにより累積される材料の容積は次式により決定される。
0004125792.tif 000002
モールドの冷却の間にコールドスラグとなる溶融材料が実質的に保持されないようにするためには、オリフィスの容積が最小であることが必要である。これは少なくとも３つの方法において達成される。つまり、直径Ｄを最小とすること、ゲート領域においてブレードの厚さＴを最小とすること、あるいはこれらを共に最小とすることである。オリフィスの直径が特定の値を有しなければならないことを考慮した実際的な考察において、ブレードの厚さをスラグの形成を防止するために十分な厚さとする選択がなされる。よって、ブレードの実際の厚さは以下の式（１）により決定される。
Ｔmin＝４Ｖmin／（πＤ2）              （１）
ここで、Ｔmin＝最小厚さ、
Ｖmin＝オリフィスの最小容積、および
Ｄ＝オリフィスの直径である。
同じく現実的な手法を使用して、同様に、ゲート領域におけるブレードＴminの厚さは多くの場合にはオリフィスの直径Ｄより小さくなければならない。
Ｔmin＜Ｄmin
バルブゲート手段の厚さＴminは、浪費スラグを生成することなく、またバルブゲート手段が開位置および閉位置の間を移動する際に上記の溶融材料が移送されることなく、熱い溶融プラスチック材料の流れをシャットオフつまり閉止する。バルブゲート手段は０．０１から２ｍｍの厚さを有する。種々の溶融樹脂、種々の射出形成パラメータ、種々の駆動手段、ブレード用の種々の材料および種々のモールドデザインを使用した実験によれば、しかしながら、０．３ｍｍより小さい厚さのバルブゲート手段は、バルブゲート手段内のオリフィスにより実質的に材料が保持されないようになる。
本発明によれば、ゲート処理シーケンスにおける開閉の間に駆動ピストンがバルブブレードを１方向あるいは２方向のいずれかに引いている。本発明によるスライド自在なバルブブレードは、多数個取り金型において効率的に使用され、全てのメルトチャンネルを同時に閉止するように動作する。
当業技術において公知のように、射出モールドにおいては、一般的に、ノズルとモールドキャビティとの間の連通を阻止する２つのタイプの方法がある。所謂熱ゲート手法においては、モールドキャビティへの溶融樹脂の流れは、射出成形ステップの後でモールドを開く前にモールドゲート領域を「フリージング」することにより遮断される。所謂バルブゲート手法においては、メルトチャンネル内に位置された可動式のバルブゲートステムがゲートを開および閉止するために駆動される。どちらの方法もいくつかの欠点がある。熱ゲート手法においては、ゲートの冷却をするためにモールドゲートの大きさが小さい直径に規制される。同様に、動作温度および圧力ウインドが多くの用途をカバーしない領域に規制される。バルブゲート手法においては、メルトチャンネル内のステムの存在によって成形品内に所謂ニットラインが生じる。これらはいくつかの用途において、特に、所謂ゲート痕跡を非常に小さくする必要があり且つ実質的に結晶化をなくす必要がある成形品の場合には効率的に使用することができない。
図１は、モールドキャビティプレート１２およびモールドコアプレート（図示せず）を有する多数個取り金型組立体１０を示したものである。モールドキャビティプレート１２は１以上のモールドキャビティ空間３２および３４を含んでいる。機械式ノズル１６は溶融樹脂をマニホールド２０内に位置したホットランナチャネル１８に供給する。ノズル１６および／またはマニホールドには、ホットランナチャンネル内のプラスチック材料の温度を適正に維持するために複数の加熱要素２２を含ませることができる。ホットランナチャンネル１８は、メルトチャンネル２８、３０をそれぞれ含む射出ノズル２４、２６に溶融プラスチック材料を供給する。モールドキャビティ空間３２および３４はモールドキャビティプレート１２とモールドコア３６および３８とにより形成されている。冷却チャンネル４０、４２は、それぞれ、ソース（図示せず）から冷却用媒体が供給されており、溶融材料を固化するために使用される。モールド組立体の構成要素の残りは当業分野においては公知であり、本明細書では説明しない。
射出ノズル２４、２６は溶融プラスチックをそれぞれモールドゲート４４、４６を通ってモールドキャビティ３２、３４に供給する。
図２Ａおよび図２Ｂに詳細に示された、内部にオリフィス５０、５２を含んでいるスライド式バルブブレード４８は、射出ノズル２４、２６とモールドキャビティ空間３２および３４の間に設けられている。ブレード４８は、ブレードのオリフィス５０、５２がそれらの個々のメルトチャンネルおよびモールドキャビティと一致ないし一列に並んだときに溶融チャネル２８、３０とモールドキャビティ３２、３４との間の連通を開くため、および一致しないときには上記連通を閉じるために、ブレード４８の両側上でシリンダ５６、５８により駆動されて矢印５４の方向に横にスライドする。
ブレード４８の厚さ６０は最小であり、一般的には０．０２から２ｍｍであり、これにより、射出プロセスの後にゲートを閉じるためにブレードがスライドするときにプラスチック材料（コールドスラグ）が転換することがなくなる。ブレード６２の幅は特定のモールドデザイン構成に依存する。ノズル２４とモールド１２との間のクリアランス６４を規制することで（図３の拡大図を参照）、ブレード４８がノズルとモールドとの間をスライドできるが、射出の間におけるプラスチック材料の漏れを防止することができる。ブレードは、柔軟性があるが、その両側が支持されているので、堅い状態でありそのスライド移動の間に曲がることはない。
図４に示したように、得られた成形されたプラスチック物品６６においては、最小の厚さ７０および幅７２であって、実質的なものではないゲート痕跡６８を含んでいる。
図５Ａに示された実施形態においては、個々のシリンダ８２、８４によって一側つまり片側だけからそれぞれ個々に駆動される、個々のノズル７８、８０を開閉するために、より短い個々のブレード７４、７６が使用されている。図５Ｂおよび図５Ｃには、オリフィス８６、８８と共に個々のブレード７４、７６の上面図を示されている。より短い、個々のブレードは柔軟性がより小さく、また一側だけから容易に駆動される。
図６Ａには、別の、ローラ９２、９４上を通過しシリンダ９６、９８により駆動される単一のブレード９０を備えた小型の実施形態が示されている。図６Ａにおいて他の構成要素は示されていない。このような駆動手法の利点は、ピストンがモールド分離ラインに対して垂直であり、モールドの大きさを低減できることである。
図６Ｂは、さらに別の、小型の実施形態を示したものであり、この場合、単一のブレード９０はローラ９２、９４上を通過するとともにシリンダ９６、９８により駆動される。この実施形態においては、３つの離間したモールドゲート１１５を通って単一の、大きな、屈曲したキャビティ空間１０７内に溶融材料を供給するために３つの射出ノズル１０１、１０３、および１０５がある。溶融材料がキャビティ空間１０７内に同時に流れるようにするために、ブレード９０には、射出ノズル１０１、１０３および１０５の出口と対応するモールドゲート１１５を位置合わせするための３つのオリフィス１０９、１１１、１０３が設けられている。この構成は、車のバンパーのように曲面を有する大きな部品に対して推奨される。
図７Ａ−７Ｄには別のブレードの構成が示されている。図７Ａにはオリフィス１０６を有するブレード１０４の上面図が図７Ｂには同じく側面図が示されており、各開口には異なる特性を得るためにブレードの材料とは異なる材料１０８が裏打ちされている。
図７Ｃおよび図７Ｄには、単一のモールドキャビティ内に２以上の材料を射出するために使用できる分割されたオリフィスを提供するために、内側に切換弁（diverter）を含むオリフィス１１２を備えたブレード１１０の上面図および側面図が示されている。
図８に示した実施形態において、ラック１１８により支持されピニオン（図示せず）により移動されるフレーム１１６は、複数のモールド用のフレームとともに前後に移動する多数のブレード１２０を支持している。
図９Ａ−９Ｄには、摩擦車のような、機械式手段を使用したオリフィス１２６、１２８を有するブレード１２２、１２４を作動するための異なる機構が示されている。
図１０の実施形態では、それぞれ異なるプラスチック材料ＡおよびＢのための２つのチャンネル１３６、１３８およびノズル出口１３７および１３９を有するノズル１３４が示されている。ブレード１４０は単一の開口１４２を有している。ブレード１４０は、オリフィス１４２が、第１の位置において出口１３７およびモールドゲート１４３に位置合わせされるとともに第２の位置において出口１３９およびモールドゲート１４３に位置合わせされるように移動される。ブレード１４２はさらに、オリフィス１４２が出口１３７あるいは出口１３９のいずれとも位置合わせされないように移動する。この構成により、材料Ａを供給し次いで材料Ｂを供給することが可能となる。ブレード１４０は上記した機構のいずれかを使用して移動される。あるいは、ブレード１４０は、材料ＡおよびＢがオリフィス１４２を経て同時にモールドゲート１４３内に供給されるように位置決めされる。多くの用途においては、一方の材料がコアを形成し、他方の材料が表皮を形成する。プリフォームの用途においては、一方の材料をバージンＰＥＴ、他方の材料をリサイクルされたＰＥＴとすることができる。
ブレードの代わりに、バルブゲート手段は図１１に示したようなディスクつまり円板１５０とすることができる。上記同様に、ゲート用の円板１５０はノズル出口１５４とモールドゲート（図示せず）の間に位置決めされる。ゲート用のディスク１５０は１以上のオリフィス１５２を有している。オリフィス１５２の数は、ゲート用のディスク１５０が協働するノズル出口およびモールドゲートの数に依存する。ディスク１５０が多数のオリフィス１５２を有する場合、オリフィスは単一のノズルをバルブゲート処理するために使用されるか、あるいは２以上のノズルを同時にバルブゲート処理するために使用される。さらに、ディスク１５０が多数のオリフィス１５２を有する場合には、オリフィスを異なる大きさにすることができる。ゲート用のディスク１５０の直径は、これが協働するノズル出口およびモールドゲートの構成により決定される。
動作においては、ゲート用のディスク１５０は、好ましくは、オリフィス１５２がノズル出口およびモールドゲートと位置合わせされて溶融プラスチック材料がノズル出口からモールドキャビティ内にモールドゲートを経て流れることができる第１の位置と、オリフィスがノズル出口およびモールドゲートと位置合わせされない第２の位置との間で回転する。ゲート用のディスク１５０を第１の位置と第２の位置との間で回転するために、当業分野において公知であるいずれかの適切な手段（図示せず）を使用することができる。例えば、ディスク１５０を作動するためにラック・ピニオン機構を使用することができる。部材１５０を溶融プラスチック材料の漏れなしに回転させるために、各射出ノズル出口とモールドゲートとの間のクリアランスが規制される。
ディスク形状の部材１５０の厚さは、上記の式により決定される。ディスク形状の部材１５０は、この部材の第１および第２の位置の間の移動の間にディスク形状の部材により実質的にプラスチック材料が運ばれず、またオリフィス１５２内にプラスチック材料のスラグが形成されないように、十分に薄いものである。これにより、溶融プラスチック材料の浪費がなくなる。また、構成要素間で取られてディスク形状の部材の動作を妨害するプラスチック材料もなくなる。
図１２には、溶融材料の主要な流れに対して垂直に位置決めされた１以上の出口１６２、１６４を有するエッジゲートノズル１６０をバルブゲート処理するために使用される、本発明の他の実施形態を示されている。この実施形態において、バルブゲート手段は回転自在なカップ形状のゲート部材１６６から構成されている。図１２に示したように、ゲート部材１６６は側壁１７２および１７４内にオリフィス１６８および１７０を有している。各オリフィス１６８、１７０は出口１６２および１６４のそれぞれの１つおよび各モールドゲート（図示せず）と連通している。
ゲート部材１６６は、好ましくは、オリフィス１６８、１７０がノズル出口１６２およびモールドゲートと位置合わせされて溶融プラスチック材料がノズル出口からモールドキャビティにモールドゲートを経て流れることができる第１の位置と、オリフィス１６８、１７０がノズル出口１６２、１６４およびモールドゲートと位置合わせされない第２の位置との間で回転する。ゲート部材１６６を第１の位置と第２の位置との間で回転するために、当業分野において公知であるいずれかの適切な手段（図示せず）を使用することができる。例えば、ラック部１７３を有する細長い作動用ブレードが設けられる。ラック部１７３はゲート部材１６６に接続されたピニオン１７１と噛み合っている。ブレード１７５には、これを前後に移動するための適切な手段（図示せず）が接続されており、これによりゲート部材１６６がラック１７３およびピニオン１７１の動作を経て回転する。多数個取り金型においては、各ノズル１６０はゲート部材１６６により取り囲まれており、また作動用ブレードは各ゲート部材１６６のピニオンと相互作用する。ゲート部材１６６を溶融プラスチック材料の漏れなしに回転させるために、各射出ノズル出口とモールドゲートとの間のクリアランスが規制される。
側壁１７２、１７４の厚さは上記の式により決定される。各側壁は、ゲート部材１６６の第１および第２の位置の間の移動の間に側壁により実質的にプラスチック材料が運ばれず、またオリフィス１６８および１７０内にプラスチック材料のスラグが形成されないように、十分に薄いものである。これにより、溶融プラスチック材料の浪費がなくなる。また、構成要素間で取られてゲート部材１６６動作を妨害するプラスチック材料もなくなる。
本発明のバルブゲート構成は、図１８および図２１に示された多数材料のプリフォームのような多数材料物品を形成するために多数材料がモールドキャビティ空間内に供給される射出成形システムにおいて特に有用であることが見出だされた。次に図１３を参照して、同図には、３つの異なる材料から作られた物品を形成することができる射出成形システム２００が示されている。このシステム２００は、本明細書に組込まれる、米国特許第４，８６３，６６５号に記載されている。このシステム２００は溶融材料の３つのソース、つまり押出機Ａ、Ｂ、およびＣを含んでいる。押出機Ｂから先導されるホットランナシステムの部分は実線で示されており、押出機Ｃから始まるシステムの同様な部分は破線で示されており、押出機Ａから始まるシステムの同様な部分は点線で示されている。一般的な動作において、物品の外面を形成するためにバージンＰＥＴのような、押出機Ａからの第１の材料は、モールドキャビティ空間２０４内に最初に射出される。その後、ＥＶＯＨバリア樹脂のような、押出機Ｃからの第２の材料がモールドキャビティ空間２０４内に射出される。その後、リグラウンドＰＥＴ（reground PET）あるいは他の所望の充填樹脂のような、押出機Ｂからの第３の材料がモールドキャビティ空間２０４内に射出される。
押出機Ｂは、加熱されたマニホールド２０６に溶融材料Ｂを供給し、一方、マニホールド２０６はホットランナあるいはチャネル２１０、２１２、２１４、および２１６を経て射出ノズル２０２とそれぞれ連通する。参照番号２１８、２２０、２２２、および２２４は、射出ポット（shooting pot）ないし射出シリンダ２２６、２２８、２３０および２３２の充填を制御するために動作するスプールバルブを示している。
同様に、第２の材料Ｃを供給する、ホットマニホールド２３４は、押出機Ｃからホットランナないしチャンネル２３６、２３８、２４０および２４２を経て各ノズル２０２に導かれている。スプールバルブ２４４、２４６、２４８、および２５０は射出ポット２５２、２５４、２５６、および２５８の充填を制御する。
第３の材料Ａを供給する、ホットマニホールド２６０は、押出機Ａからホットランナ２６２、２６４、２６６、および２６８を経て各ノズル２０２に直接的に導かれている。
３つの材料をノズル２０２に供給するためのシステムの動作は′６６５特許に詳しく説明されており、本明細書では繰り返さない。
次に、図１４を参照して、各射出ノズルは、材料Ｂ、Ａ、およびＣのための３つの通路２７０、２７２、および２７４をそれぞれ含んでいる。通路２７０、２７２、および２７４はそれぞれ、開口２７６、２７８および２８０内で終わっている。さらに、通路２７０の中心軸は通路２７２の中心軸から距離ＤABだけ離れており、また通路２７２の中心軸は通路２７４の中心軸から距離ＤACだけ離れている。このシステムはさらに、溶融材料がモールドキャビティ空間２０４内に流れることを可能とするためのモールドゲート２８２を含んでいる。
システム２００は、しかしながら、本発明による水平移動、つまり横移動ないし側方移動が自在であるバルブゲート用のブレード２８４を含んでいる点が、米国特許第４，８６３，６６５号に示されたシステムとは異なっている。図１４および図１５に示したように、ブレード２８４は射出ノズル出口２７６、２７８および２８０とモールドゲート２８２との間に位置決めされている。上記と同様に、バルブゲート用のブレード２８４の移動の間にそれによって運ばれる溶融材料が実施的に無いように、ブレード２８４は十分に薄いものである。
ブレード２８４には各射出ノズル２０２のためのオリフィス２８６が設けられてる。ブレードはシリンダ（図示せず）により横に移動され、これにより各オリフィス２８６が個々の射出ノズル２０２内で出口２７６、２７８と逐次位置合わせされる。使用される１つのシーケンスは、各オリフィス２８６を出口２７８と位置合わせさせて、材料Ａがモールドゲート２８２、従ってモールドキャビティ空間２８２内に供給することである。その後、各オリフィス２８６は出口２７６と位置合わせするために移動され、材料Ｂがモールドゲート２８２を経てモールドキャビティ空間２０４内に供給される。その後、各オリフィスが出口２８０と位置合わせされて、材料Ｃがモールドゲート２８２を経てモールドキャビティ空間２０４内に流れる。最後に、ブレード２８４は、各オリフィス２８６がそれぞれの射出ノズル２０２内の出口２７６、２７８および２８０のいずれとも位置合わせされない位置に移動され、モールドキャビティ空間２０４への溶融材料の流れは遮断される。
図１６に示したように、バルブゲート用のブレード２８４は、上記した射出シーケンス、並びに次のシーケンス、つまり射出Ｃ／射出Ａ＋Ｂあるいは射出Ａ＋Ｂ／射出Ｃあるいは射出Ａ−Ｂ−Ｃを逐次行うことが可能な、特定の距離ＤABおよびＤACで離された３つのオリフィス２９０、２９２、および２９４を備えたセクションつまり部分を有している。
図１７には、図１４の射出ノズルで使用できる他のタイプのモールドゲート２８２′が例示されている。図示したように、モールドゲート２８２′は、出口２７６、２７８、および２８０とそれぞれ位置合わせされる３つの通路３００、３０２および３０４を有している。
図１８には、図１３−図１６のシステムを使用して製造できる材料Ａ、Ｂ、およびＣにより形成される３材料のプリフォームが例示されている。
図１９を参照して、本図は２つの材料ＡおよびＢを射出するための射出ノズル１３４′を例示したものである。射出ノズル１３４′は図１０に示されたものと類似しており、通路１３６′を有し、出口１３７′および１３９′内でそれぞれ終わっている。材料ＡおよびＢは出口１３７′および１３９′およびモールドゲート１４３′を経てモールドキャビティ空間内に供給される。上記と同様に、バルブゲート用のブレード１４０′は、材料ＡおよびＢを逐次射出させるためのオリフィス１４２′を有している。図１９および図２０に示したように、ブレード１４０′には、材料ＡおよびＢを同時に供給させるために配列された２つのオリフィス３１０および３１２を有するセクションが同様に設けられている。このような構成は次の射出シーケンスを達成するために使用される。（１）射出Ａ／射出Ａ＋Ｂ、および（２）射出Ｂ／射出Ａ＋Ｂ。バルブゲート用のブレード１４２′はさらに別のシーケンスを行うために使用される。図１９および図２０のゲートバルブ構成を使用して製造できる２つの材料のプリフォームを図２１に示した。
射出の間に追加の加熱およびより良い温度制御を必要とするいくつかの樹脂材料がある。このような場合、バルブゲート構成にヒータおよび熱電対を設けることが好ましい。これをどのように行うかについて上記の実施形態の１つの内容で説明するが、本明細書において説明したいずれのバルブゲート構成においてもヒータおよび熱電対を組込むことができることは勿論である。
図２２を参照して、横式バルブゲート用のブレード４８には、薄膜ヒータのようなヒータ３２０、および熱電対がその表面の１つに設けられている。ヒータ３２０は、樹脂材料が正しく射出されるために必要な熱を樹脂材料が受けることを確保するために使用される。熱電対３２２は、オリフィス４６の近くにおける温度を測定を行い、これにより射出システムにより良い温度制御を達成させるものである。熱電対３２２は、薄膜熱電対のような、当業分野におて公知であるいずれかの適切な熱電対である。ヒータ３２０および熱電対３２２は、当業分野において公知であるいずれかの適切な方法でブレード４８の表面上に取り付けないし置かれる。
次に図２３Ａ−図２３Ｃを参照して、単一のバルブゲート用のブレードを使用する代わりに、特定の用途においては反対方向に移動する２つのブレード３４０および３４２を使用することが好ましい。図に示したように、ブレード３４０および３４２は、オリフィス３４４および３４６が位置合わせされない第１の位置（図２３Ｂ）から、オフィス３４４および３４６が位置合わせされて射出ノズル３４８からの材料がモールドキャビティ空間（図示せず）内に流れることができる第２の位置（図２３Ｃ）まで移動することができる。ブレード３４０および３４２を第１および第２の位置の間で移動するため、当業分野において公知である適切な手段（図示せず）が使用される。この手法は、スラグの形成を防止するためにブレードの最適な厚さを選択する際の融通性がより大きくなる。
種々のブレード構成を一定の厚さを有するものとして示したが、図２４Ａ−図２４Ｃに示したような多数の厚さＴおよびＴminを有するブレードを使用することも可能である。これは、特定の用途においては、スラグの形成を防止するために必要な臨界の厚さＴminがモールドゲートおよびそのオリフィス４００の近くだけ必要とされるからである。このような構成においては、第１の厚さＴは、横移動の間にその屈曲を防止するのに十分な強度をブレード４８′に与えるために選択される。スラグの形成を避けるために必要とされる、第２の厚さＴminは、各モールドゲート用のオリフィス４００の近くにあるブレードの部分に制限される。厚さＴminを有するブレード４８′のこれらの部分はブレードのオリフィス５０′、５２′を含んでいる。先に説明したように、第２の厚さはスラグの形成を防止するために選択される。これは、同様に、射出パラメータあるいは成形される材料を関数として変化される。
図２４Ａおよび図２４Ｃから明らかなように、厚さＴminは、ゲートオリフィス４００の範囲Ｍよりも大きな長さＬだけ延在している。これにより、オリフィス５０′、５２′の直径Ｄより少なくとも僅かに大きいクリアランス４０２が形成され、溶融材料がノズル出口４０４を通ってモールドキャビティ空間４０６内にモールドゲート用のオリフィス４００を経て流れることができるバルブ開位置から、各射出ステップの後に漏れなしにこのような流れが停止するバルブ閉位置へのブレード４８′の水平移動が可能となる。図２４Ｂから明らかなように、クリアランス４０２を設ける必要性のために、オリフィス５０′および５２′は長さＬの中点に対してオフセットしている。
本発明は、本発明を実施するための最良形態の単なる例示である上記説明および図示した実施形態に限定されるものではなく、形状、大きさ、部品の構成および動作の詳細などにおいて変更が可能である。本発明は、添付の請求の範囲により規定されるこのような全ての変更例を包含するものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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