(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）溶融状態にある溶融熱可塑性材料を直接複数の成形機に連続供給する供給手段、
ｂ）供給導管によって供給手段からの材料を受ける、供給手段に接続されたディストリビューター、
ｃ）前記供給手段及び前記ディストリビューターの間の供給導管に設けられたリリーフ弁、
ｄ）材料を、加圧下にディストリビューターに供給する手段、
ｅ）ディストリビューターを複数の成形機の供給口に接続する、材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通過させる複数の導管、
ｆ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定であるように、供給材料を受け、それを成形物品に成形するように、時系列的に前記複数の成形機のそれぞれを作動させる手段、
ｇ）成形物品を吐出する手段、及び
ｈ）工程ｆ）及びｇ）を順に繰り返す手段
を含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造装置。
【請求項２】
供給導管に、ペレタイザーに接続されたバイパス導管を設け、それによって材料を選択された時間で転送するようにした請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】
材料がポリエステルである請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項４】
成形機が射出成形機である請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項５】
ａ）溶融状態にある溶融熱可塑性材料を直接複数の成形機に連続的に供給し、
ｂ）材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通過させる複数の導管を通して複数の成形機の供給口に前記溶融熱可塑性材料を分配し、
ｃ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定である、供給材料を受けるような、時系列的に前記複数の成形機の各供給口を開き、
ｄ）前記複数の成形機の少なくとも２つのそれぞれにおいて１個又はそれ以上の物品を成形し、そして
ｅ）成形後、各物品を吐出することを含んでなり、かつ
ｆ）溶融熱可塑性材料の前記供給手段と前記ディストリビューターとの間の供給導管に設けられたリリーフ弁で溶融熱可塑性材料を転送するようにした
ことを特徴とする成形熱可塑性物品の製造方法。
【請求項６】
導管が実質的に等しい長さを有する請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項７】
導管が実質的に等しい長さを有する請求の範囲第５項に記載の方法。
【請求項８】
供給手段の後でディストリビューターの前に配置されたミキサーを更に含む請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項９】
分配直前で溶融熱可塑性材料を混合することによって更に特徴づけられる請求の範囲第５項に記載の方法。
【請求項１０】
前記工程ａ），ｂ）及びｃ）において前記材料が実質的に一定の速度で実質的に中断されることなく流れる請求の範囲第５項に記載の方法。
【請求項１１】
ａ）縮合ポリマーを直接溶融熱可塑性材料の実質的に一定の流速での連続供給を生成せしめる供給手段、
ｂ）供給導管によって前記供給手段に接続されたディストリビューター（ここで、前記供給導管は供給手段からの実質的に中断されない流れを生ずるように配置されている）、
ｃ）前記供給手段及び前記ディストリビューターの間の供給導管に設けられたリリーフ弁（ここでリリーフ弁は前記流速が供給手段とディストリビューターとの間で実質的に一定に維持されるよう配置されている）、
ｄ）材料を、加圧下にディストリビューターに供給する手段、
ｅ）ディストリビューターを複数の成形機の供給口に接続する、実質的に等しい長さを有しかつ材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通過させる形状の複数の導管、
ｆ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定であるように、供給材料を受け、それを成形物品に成形するように、時系列的に前記複数の成形機のそれぞれを作動させる手段、
ｇ）成形物品を吐出する手段、並びに
ｈ）工程ｆ）及びｇ）を順に繰り返す手段
を含んでなる成形熱可塑性物品の製造装置。
【請求項１２】
前記リリーフ弁がペレタイザーに接続され、それによって前記材料を転送する請求の範囲第11項に記載の装置。
【請求項１３】
前記供給手段の前記ディストリビューターの前に配置されたミキサーを更に含む請求の範囲第11項に記載の装置。
【請求項１４】
ディストリビューターの前に配置されたミキサーによってディストリビューターに連続的に入る溶融熱可塑性材料の流れを均一にすることを更に含む請求の範囲第５項に記載の製造方法。
【請求項１５】
供給手段の後でディストリビューターの前に配置されたミキサーを更に含む請求の範囲第11項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、時系列（timed sequence）で作動している複数の成形機に、溶融熱可塑性材料を分配する方法及び装置に関する。本発明は特に、成形プラスチック物品を製造するために、溶融ポリエステル（通常、ポリエチレンテレフタレート又はそのコポリマー）を射出成形機に直接移送するのに適用可能である。
発明の背景
溶融熱可塑性材料からの殆どの成形物品の製造に於いて、材料を最初に固化させ、そしてペレット化することが一般的に実施されている。次いでペレットは貯蔵され、後に成形工程で使用される。本発明は特に、ポリエチレンテレフタレート（PET）のような縮合ポリマー及びその溶融状態にある材料を、材料の流れが実質的に一定であるように時系列で運転されている複数の成形機に直接移送することに関して有用である。
米国特許第4,470,796号は、プリフォーム又はその他の物品が、押出機によって供給される可塑化した樹脂の連続流から連続的に成形される中空プラスチック物品の製造方法及び製造装置に関係している。このプリフォームは複数個の金型内で連続的に成形され、直ちに金型から吹込成形装置に移送され、そこでプラスチック物品に吹込成形される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による溶融熱可塑性材料のフローパターンを示す図面である。
図２は、溶融熱可塑性材料が連続供給からディストリビューターを通って複数の成形機に連続的に供給される手段を示す図面である。
図３は、熱可塑性材料の流れを、成形機に至る導管に向けるディストリビューターの断面図である。
図４は、図３の線４−４に沿って切断した断面図である。
図５は、連続供給からの溶融熱可塑性材料の実質的に一定の流れを達成するためのシーケンスに於ける、成形機を作動させるシーケンスを示す図面である。
発明の詳細
本発明に従えば、ａ）溶融状態にある溶融熱可塑性材料を直接複数の成形機に連続供給する供給手段、
ｂ）供給導管によって供給手段からの材料を受ける、供給手段に接続されたディストリビューター、
ｃ）前記供給手段及び前記ディストリビューターの間の供給導管に設けられたリリーフ弁、
ｄ）材料を、加圧下にディストリビューターに供給する手段、
ｅ）ディストリビューターを複数の成形機の供給口に接続する、材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通過させる複数の導管、
ｆ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定であるように、供給材料を受け、それを成形物品に成形するように、時系列的に前記複数の成形機のそれぞれを作動させる手段、
ｇ）成形物品を吐出する手段、及び
ｈ）工程ｆ）及びｇ）を順に繰り返す手段
を含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造装置が提供される。
本発明の方法で特に有用なポリマーには、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）並びに約50モル％以下の変性二塩基酸及び／又はグリコールを含有するコポリエステルが含まれる。変性二塩基酸は、約２〜約40個の炭素原子を含有し、イソフタル酸、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、ダイマー酸、シス−又はトランス−１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸の種々の異性体等を含む。
非常に有用なナフタレンジカルボン酸には、２，６−、１，４−、１，５−又は２，７−異性体が含まれるが、１，２−、１，３−、１，６−、１，７−、１，８−、２，３−、２，４−、２，５−及び／又は１，８−異性体も使用することができる。この二塩基酸は酸の形で又は例えばジメチルエステルのようなそれらのエステルとして使用することができる。
典型的な変性グリコールは、約３〜約10個の炭素原子を含んでいてよく、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等を含む。１，４−シクロヘキサンジメタノールは、シス形若しくはトランス形又はシス／トランス混合物であってよい。
熱可塑性材料のインヘレント粘度（I.V.）は成形用に適していることが重要である。一般的に、I.V.は約0.65〜1.0、好ましくは約0.70〜0.90の範囲内である。本明細書で使用するI.V.は、フェノール60重量％及びテトラクロロエタン40重量％からなる溶媒100mL当たり0.50ｇのポリマーを使用して25℃で測定する。
図１を参照して、ディストリビューター18に至る導管20には好ましくは、リリーフ弁24を経てペレタイザー26に至るライン22が設けられており、これはスタートアップ又はシステムアップセット（upsets）の間に分配システムからの溶融熱可塑性材料を転送する（又は逃がす）ために有用である。この転送する材料は、処分又は後で使用するために一般的な方法で固化され、ペレット化することができる。
溶融熱可塑性材料は、均一性を確保するためにディストリビューター18に入る直前で、ミキサー19、好ましくはスタティックミキサー（その構造は当該技術分野でよく知られている）を通って流れる。
本明細書に記載された装置及び方法は、９個のステーションシステム（９台の成形機）を参照して一般的に記載するが、ステーションの数をこれには限定するものでないことはいうまでもない。例えば、２個のように僅かなものも使用できる。しかしながら、図１には、ステーションの残りは同様の構成であるとの理解で、３個だけのステーションを示す。
ディストリビューター18から、溶融材料は、導管28，30及び32を通って、それぞれ成形機34，36及び38の方に流れる。本発明に於いては必要ではないが、所望により材料がそれぞれインジェクター40，42及び44に入るとき、静的混合装置（図示せず）を使用することができ、保全又は修理のために機械を停止した後で廃棄材料を取り扱うために、パージライン46，48及び50を、それぞれ導管28，30及び32に接続することができる。
インジェクターは、所定のシーケンスで、時間調節された油圧システムによって、好ましくはラム又はそれぞれのプランジャーを動かして、ディストリビューター18から溶融材料を連続的に流すために、コンピュータシステムによる一般的な方法で運転され又は作動される。油圧システムは一般的であり、逆止弁54を通りアキュームレータ56を通る作動油を、それぞれインジェクター64，66及び68に作用するソレノイド作動三方弁58，60及び62の中に賦勢するシステムを介してポンプ52により運転される。作動油を所定の時系列でインジェクターの油圧シリンダーに供給するために、好ましくはコンピュータにより時系列で運転されるものがソレノイド弁である。流れ調節弁70，72及び74が油圧ライン76，78及び80の中に配置され、これらのラインは、それぞれバイパス82，84及び86と組み合わさって、溶融熱可塑性材料をそれぞれ金型90，92及び94の中に賦勢する方向に、インジェクター64，66及び68のピストンを賦勢するために十分な圧力で、作動油を通過させる。それぞれの射出行程が完了すると、ソレノイド弁は、溶融材料の圧力が、シリンダーに再充填するためにラムを押し戻すように作動される。これは、作動油を流れ調節弁パイパスを通して逆流させることによって行われる。
図３及び４を参照して、入口100並びに溶融熱可塑性材料の流れを個々の成形機に向けるための複数個の出口102，104，106，108，110及び112を有するディストリビューター18が示されている。ディストリビューター18は便宜的に、ときにはディストリビューターブロックと呼ばれるもの、即ち、入口100から出口102〜112に至る複数の通路を有するソリッドブロック（solid block）であってよい。ディストリビューターの内部の通路は、材料の流れからその中で生じる渦の可能性を低下させるために、緩やかに湾曲している。また、供給から成形機に至る全ての導管は、渦の可能性を低下させるために真っ直ぐであるか又は緩やかに湾曲している。更に、ディストリビューター及び導管の内側は平滑である。ディストリビューター18及び導管は、所望により、例えば、溶融熱可塑性材料を所望の温度に維持するための加熱材料が設けられたジャケットのような、一般的な加熱手段を使用することによって加熱することができる。
成形機は、プラスチック部品を製造するのに使用される一般的な射出成形機であってよい。これらの機械は、一般的な方法で、ある量の溶融熱可塑性材料を金型キャビティ内に射出し、成形物品を固化させ、そして成形物品をそれから吐出させ、その後このサイクルを繰り返すことによって運転される。成形物品の取り扱いは、時限方式で作動するロボットによるような当業者によく知られている一般的な方法によって行うことができる。
図５を参照して、それによって実質的に一定の材料の流れが達成される、各成形機のインジェクターラムの位置が示されている図面が示されている。前記のように、このラムは、油圧作動システムによって決定されるシーケンスで運転され、好ましくはプログラムされた方式で時間調節される。左の図面及びその符号は、９台の成形機のそれぞれのサイクル時間について示されている。しかしながら、単純化のために、５台だけの成形機、即ちサイクル図面の一つ置きに一つを、右の図面に示す。サイクル時間Ｔは、式Ｔ＝（ｎ×Ｗ×np）／Ｑ
（但し、ｎ＝成形機の数、Ｗ＝各プリフォームの重量、np＝機械当りのプリフォームの数、Ｑ＝全ポリマー流速である）
から計算され、例えば保全のために、１台の成形機が停止しているとき、Ｔは減少し、サイクル頻度は一定値Ｑを維持するために増加する。
典型的な時間は下記の通りである。
サイクル時間＝22秒
金型内へのポリマーの射出−Ti＝〜１秒
プリフォーム冷却の間の連続プレス
のための保持サイクル−Th＝〜（Ｔ−Ti）／２
充填サイクル、次の射出のための
キャビティの再充填ショット−Tf＝〜（Ｔ−Ti）／２
以上、本発明をその好ましい態様を特に参照して詳細に説明したが、その変形及び修正が本発明の精神及び範囲内で実施できることはいうまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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