複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置
【課題】複合合成樹脂生成装置に形成される成形品において生じる糸状の筋を防止する複合合成樹脂生成装置を提供する。
【解決手段】外側環状流路１１の溶融樹脂Ａを連続的に流出し、中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂ及び内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂからの溶融樹脂Ｂ，Ｃの流出を中断し又はその後に、内側環状流出口１４ｂに囲繞されている付加流出口９ｂを通して溶融樹脂を流出せしめ、内側環状流出口１４ｂからの溶融樹脂Ｃの流出を開始する前に、付加流出口９ｂからの溶融樹脂の流出を停止するようにした。
【解決手段】外側環状流路１１の溶融樹脂Ａを連続的に流出し、中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂ及び内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂからの溶融樹脂Ｂ，Ｃの流出を中断し又はその後に、内側環状流出口１４ｂに囲繞されている付加流出口９ｂを通して溶融樹脂を流出せしめ、内側環状流出口１４ｂからの溶融樹脂Ｃの流出を開始する前に、付加流出口９ｂからの溶融樹脂の流出を停止するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側溶融樹脂層とこの溶融樹脂層に包み込まれた少なくとも１層の内側溶融樹脂層とを含む複合溶融樹脂素材を形成するための複合合成樹脂生成方法及び複合合成樹脂生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空成形を加えて飲料用容器に成形される前成形体（一般にプリフォームと称されている）或いは容器蓋、或いはカップなどの容器本体を形成するための合成樹脂素材として、当業者には周知の如く、外側溶融樹脂層とこの外側溶融樹脂層に包み込まれた少なくとも１層の内側溶融樹脂層とを含む複合溶融樹脂素材が使用されることが少なくない。通常、外側溶融樹脂としては機械的特性及び衛生性に優れた合成樹脂が選定され、内側溶融樹脂としてはガスバリア性に優れた合成樹脂が選定される。
【０００３】
一般的に、複合溶融樹脂素材は、多層溶融樹脂内への内側溶融樹脂の間欠押出により形成される。
下記の特許文献１には、複合溶融樹脂素材のメイン層（特許文献１では主合成樹脂Ｒ１）を形成するメイン層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する内側排出口を有する溶融樹脂のシェル層（特許文献１では補助合成樹脂Ｒ２）を形成するシェル層形成溶融樹脂が流れる内側環状流路と、内側環状流路中に開口する最内側排出口を有する溶融樹脂のコア層（特許文献１では副合成樹脂Ｒ３）を形成するコア形成溶融樹脂が流れる最内側環状流路とを具備する複合溶融樹脂形成装置が開示されている。
最内側排出口には、これを選択的に開閉させるための開閉手段が付設されており、開閉手段による最内側排出口の開閉に応じて、シェル層形成溶融樹脂がコア層形成溶融樹脂をシェル状に被覆するようにして、外側溶融樹脂内に供給される。
【０００４】
下記の特許文献２には、溶融樹脂のメイン層を形成するメイン層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する外側排出口を有する溶融樹脂のサブ層を形成するサブ層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する内側排出口を有するコアを形成するコア形成溶融樹脂が流れる内側環状流路とを具備する複合合成樹脂生成装置が開示されている。
内側排出口には、これを選択的に開閉させるための開閉手段（開閉弁）と、サブ層形成溶融樹脂を間欠的に外側排出口に配設する間欠手段とが付設されている。開閉手段による内側排出口の開閉に応じて、内側環状流路から外側環状流路に材質の異なる溶融樹脂が流入して外側環状流路の溶融樹脂内にコア層形成溶融樹脂が間欠的に流入される。このコア層形成溶融樹脂が、外側環状流路の内側に流入される際に、サブ層形成溶融樹脂によって押圧変形されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４９３１８号公報
【特許文献２】ＷＯ ２００７／１２５７０１ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、間欠押出によってシェル層がコア層を被覆した状態で、メイン層の流れの中にほぼ等間隔に精度良く形成できる反面、各シェル層の間に、主としてシェル層材料が糸状に引き伸ばされる現象、いわゆる糸引きが生じる。
このような現象は、コア層およびシェル層を排出する環状流路を開閉する開閉弁の先端に付着したコア層およびシェル層材料が、メイン層材料の流れによって引き伸ばされることで生じる。
このような溶融樹脂をノズル開口部より排出した後、樹脂塊（ドロップ）へと切断する際に、糸引き部が切断されたとしても外層樹脂により内包されるため、外部へと露出することは無いが、圧縮成形後に筋状の痕となって残るため、何らかの方法により糸引きの発生そのものを防止または抑制できることが望ましい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複合合成樹脂生成装置に形成される成形品に糸状の筋が生じる、いわゆる糸引き現象を防止することができる複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複合合成樹脂生成方法は上記目的を達成するために、先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路中に、内側環状流出口を通して第一の溶融樹脂を間欠的に流出せしめると共に、該内側環状流出口を囲繞する外側環状流出口を通して第二の溶融樹脂を流出せしめ、該第一の溶融樹脂と該第二の溶融樹脂とを含む複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口から流出せしめ、該排出開口から流出せしめられた該複合溶融樹脂を該排出路の該排出開口に沿って切断することによって複合合成樹脂を生成する複合合成樹脂生成方法において、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を中断すると同時に又はその後に、該内側環状流出口に囲繞されている付加流出口を通して第三の溶融樹脂を流出せしめ、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を開始する前に、該付加流出口からの該第三の溶融樹脂の流出を停止するようにした。
上記複合合成樹脂生成方法は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に開閉弁が配設されており、該付加流出口は該開閉弁の先端に形成されているようにした。
上記複合合成樹脂生成方法は、該第二の溶融樹脂と該第三の溶融樹脂とは同一であることが好ましい。
本発明の複合合成樹脂生成装置は上記目的を達成するために、先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路と、該流出路中に開口する内側環状流出口を有する第一の溶融樹脂流路と、該流出路中に開口する外側環状流出口を有する第二の溶融樹脂流路と、該第一の溶融樹脂流路の該流出口を選択的に開閉するための開閉弁手段と、該流出路の該排出開口から流出せしめられた複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口に沿って切断するための切断手段と具備する複合合成樹脂生成装置において、該開閉弁は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に配設されており、該開閉弁にはその先端に形成された流出口を有する第三の溶融樹脂流路が配設されている。
上記複合合成樹脂生成装置は、該第三の溶融樹脂流路を選択的に遮断する遮断手段を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
開閉弁の排出開口の周囲に付着している糸引きを生じさせる残留溶融樹脂を、該残留溶融樹脂と異なる溶融樹脂を排出開口から流出させることよって、残留溶融樹脂を排出開口から流し落として、排出開口の周囲をクリーニングさせるとともに、残留溶融樹脂を糸状にすることなく、薄膜化させているので、圧縮成形時に形成された製品の糸引き現象を防止若しくは抑制することができる。したがって、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における複合合成樹脂生成装置に備えられているノズル本体の断面図である。
【図２】図１のノズル本体におけるノズル先端部の拡大断面図である（なお、ノズルブロック側のハッチングを省略している。図４も同じである）。
【図３】本発明の第１の実施形態（第２の実施形態でも引用）における複合合成樹脂生成装置がコア層とシェル層を形成する状態を示し、Ａは軸状開閉弁を上死点に位置させた状態の断面図、Ｂは軸状開閉弁を下死点に位置させたときの糸引きの発生開始状態の断面図、Ｃは軸状開閉弁の付加排出口から付加溶融樹脂を排出し糸引き部分を薄膜化させた状態の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における複合合成樹脂生成装置に備えられているノズル本体の先端部の拡大断面図である。
【図５】図４の一次側開閉手段及び二次側開閉手段の開閉と、付加溶融樹脂の圧力の関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態における複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わる複合溶融樹脂の供給装置のノズル本体を示している。
ノズル本体１は、複数の筒状ブロックから構成され、外側に位置する外側ブロック２と内側に位置する内側ブロック６とこれらのブロック２及び６の間に外側から内側へ順に配設される中間ブロック３，５とから構成されている。中間ブロック３，５及び内側ブロック６は、各々の外側に位置するブロックの内周部に嵌合するようにして配設されている。ブロック３，５，６の上部には蓋状の上部ブロック７が嵌合するように組み付けられている。
【００１２】
内側ブロック６の内部には上下方向に延びる中空部１６が形成され、中空部１６には軸状の開閉弁９が軸方向に摺動可能に配設されている。軸状開閉弁９を上下方向へ摺動可能に軸支するため、内側ブロック６の上部および下部にそれぞれ軸受け８ａおよび軸受け８ｂが配設されている。
外側ブロック２の内周面と中間ブロック３の外周面の間には外側環状流路１１が形成され、外側環状流路１１には、メイン層となる第二の溶融樹脂である外側溶融樹脂が圧送されるメイン層供給口１８が設けられている。中間ブロック３及び５の間には中間環状流路１２が形成され、中間環状流路１２にはサブ層となる中間溶融樹脂が圧送されるサブ層供給口１９が設けられている。中間ブロック５と内側ブロック６との間には内側環状流路１４が形成され、内側環状流路１４にはコア層となる第一の溶融樹脂である内側溶融樹脂が圧送されるコア層供給口２１が設けられている。
本実施形態では、第一の溶融樹脂である内側溶融樹脂を包含する中間溶融樹脂を設けているが、中間溶融樹脂を設けない場合が本発明の基本構成となる。また、中間溶融樹脂を包含する樹脂層をさらに設けて、複数の中間溶融樹脂を形成することも本発明では可能である。
【００１３】
図２に示すように、外側環状流路１１は、横断面形状が環状である導入部１１ａと横断面形状が円形である外側環状流出口１１ｂとを含んでいる。導入部１１ａの下流部は下方に向かって漸次半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１１ａの下流端は外側環状流出口１１ｂの上流端周縁部に接続されている。外側環状流出口１１ｂの下流側にはノズルの排出開口１１ｃが形成されている。
中間環状流路１２も、横断面形状が環状である導入部１２ａと横断面形状が円形である中間環状流出口１２ｂとを含んでいる。導入部１２ａの下流部は下方に向かって漸次半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１２ａの下流端は中間環状流出口１２ｂの上流端周縁部に接続されている。
【００１４】
中間環状流出口１２ｂは比較的短く、その下流端には外側環状流出口１１ｂが形成されており、かかる中間環状流出口１２ｂは上記外側環状流路１１の外側環状流出口１１ｂにおける合流口の上流端中央部に開口されている。
内側環状流路１４もまた、横断面形状が環状である導入部１４ａと横断面形状が円形である内側環状流出口１４ｂとを含んでいる。導入部１４ａの下流部は下方に向かって半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１４ａの下流端は内側環状流出口１４ｂに接続されている。内側環状流出口１４ｂは中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂの合流口における上流端に開口されている。
【００１５】
図２に示すように、外側環状流路１１のメイン層供給口１８（図１参照）は、外側溶融樹脂供給手段２６と接続されている。外側溶融樹脂供給手段２６は、押出機２７とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ２８とを含んでおり、押出機２７から押し出された溶融状態の外側溶融樹脂Ａがギアポンプ２８を介して外側環状流路１１に供給される。外側溶融樹脂Ａは、例えばポリエステルの場合には、特にポリエチレンテレフタレートが好都合であり、オレフィン系の場合には、ポリプロピレンが好適に使用される。
中間環状流路１２のサブ層供給口１９（図１参照）は、中間溶融樹脂供給手段２９に接続されている。中間溶融樹脂供給手段２９は、押出機３０とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３１とを含んでおり、押出機３０から押し出された溶融状態の中間溶融樹脂Ｂがギアポンプ３１を介して中間環状流路１２に供給される。中間溶融樹脂Ｂには、接着性樹脂（無水マレイン酸変性ポリプロピレン等）が好適に使用される。
内側環状流路１４のコア層供給口２１（図１参照）は、内側溶融樹脂供給手段３２に接続されている。内側溶融樹脂供給手段３２は、押出機３３とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３４とを含んでおり、押出機３３から押し出された溶融状態の内側溶融樹脂Ｃがギアポンプ３４を介して内側環状流路１４に供給される。内側溶融樹脂Ｃには、ガスバリア性樹脂（エチレンビニルアルコール共重合体等）が好適に使用される。
【００１６】
本発明に従って構成された装置においては、図１に示すように、上記導入部１４ａの下流端に配設されている内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流出口１２ｂを選択的に開閉せしめるための開閉手段３５が配設されている。開閉手段３５は軸状開閉弁９の上端部へと連結されており、軸状開閉弁９を開閉するように構成されている。開閉手段３５は、カム機構、駆動モータとネジ、あるいは流体圧シリンダ機構など、それ自体公知である物から構成することができる。
軸状開閉弁９がその軸方向に下降すなわち前進移動することによって、まず初めに内側環状流出口１４ｂを閉じ状態として内側環状流路１４の内側溶融樹脂Ｃの排出を停止させることができる。さらに軸状開閉弁９が下降することにより、中間環状流出口１２ｂを閉じ状態として、中間環状流路１２の中間溶融樹脂Ｂの排出を停止することができる。
【００１７】
次に、軸状開閉弁９が下死点へ到達後に上昇すなわち後退移動することによって、まず初めに中間環状流出口１２ｂを開状態に選択的に位置させることができる。軸状開閉弁９が開位置に位置せしめられると、導入部１２ａの下流端に配設されている中間環状流出口１２ｂが開かれて、導入部１２ａが中間環状流路１２に連通せしめられる。導入部１２ａに供給された中間溶融樹脂Ｂは、中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂを通り、ノズル本体１の複合流出路１１ｄに流入される。
さらに軸状開閉弁９が上昇することにより、内側環状流出口１４ｂを開状態に選択的に位置させることができる。軸状開閉弁９が開位置に位置せしめられると、導入部１４ａの下流端に配設されている内側環状流出口１４ｂが開かれて、導入部１４ａが内側環状流路１４に連通せしめられる。導入部１４ａに供給された内側溶融樹脂Ｃは、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂを通り、ノズル本体１の複合流出路１１dに流入される。
【００１８】
軸状開閉弁９の中心には、該軸状開閉弁９を軸方向へ貫通する付加流通路９ａが形成されている。この付加流通路に第三の溶融樹脂が流れる。本実施形態では第三の溶融樹脂として外側溶融樹脂を流している。
付加流通路９ａの先端（下端）の付加流出口９ｂは、常時開放され複合流出路１１ｄに臨んでいる。
付加流通路９ａの後端（上端）は、軸状開閉弁９が下死点に位置したときにのみ、外側溶融樹脂供給手段２６と接続され、外側溶融樹脂Ａが供給されるように、調整されている。すなわち、外側溶融樹脂供給手段２６は２系統に分流され、１系統は外側環状流路１４へ、もう１系統は軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａへと、それぞれ接続されている。
したがって、開閉手段３５の動作により軸状開閉弁９が下降し下死点に達すると、付加流通路９ａは外側溶融樹脂供給手段２６と接続され、溶融樹脂Ａは押出機２７、ギアポンプ２８を経て付加流通路９ａへと供給される。
これに対し、開閉手段３５により軸状開閉弁９が上昇し、付加流通路９aと樹脂供給手段２６との接続が切断されると、付加流通路９ａへの溶融樹脂の供給は遮断される。
【００１９】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
押出機２７，３０，３３を作動させて、各溶融樹脂Ａ〜Ｃをそれぞれノズル本体１へと供給する。サイクルのスタートを図３のＣに示す軸状開閉弁９が下方の下死点に位置する場合とする。この時、軸状開閉弁９は下死点にあるので、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂは閉じ状態となっている。この状態では、外側環状流路１１の外側溶融樹脂Ａのメイン層ｍが複合流出路１１ｄ内に供給されると同時に、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａは外側溶融樹脂供給手段２６へと接続されており、軸状開閉弁９の先端から、溶融樹脂Ａが吐出される（なお、スタート時であるので、この段階では図３のＣに示すコア層ｃとシェル層ｓはないものとする。次のサイクルで図示のように出現する）。
シェル層ｓに覆われたコア層ｃを形成するときは、図３のＡに示すように、軸状開閉弁９が上方へ後退移動して中間環状流出口１２ｂを開く。この状態では、外側溶融樹脂Ａの内側を流れる中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに囲まれるようにして複合流出路１１ｄ内に流出され、タイミングをはかって、軸状開閉弁９を上方の上死点まで後退移動させて、内側環状流出口１４ｂを開く。そして、コアとなる内側溶融樹脂Ｃの所定量が排出されたならば、軸状開閉弁９を下方へ前進移動させて内側環状流出口１４ｂを閉じる。こうして、中間溶融樹脂Ｂが内側溶融樹脂Ｃを内包するように形成している。
【００２０】
一方、軸状開閉弁９が環状流出口１２ｂ，１４ｂを開放しているときは、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと外側溶融樹脂供給手段２６との接続は切断されているため、付加流出口９ｂから溶融樹脂は流出しない。そして、さらに、軸状開閉弁９を下降させて中間環状流出口１２ｂを閉じると、中間溶融樹脂Ｂは間欠状態となり、内側溶融樹脂Ｃで形成されたコア層ｃを覆った中間溶融樹脂Ｂのシェル層ｓが外側溶融樹脂Ａの流れとともに、雨垂れ形状になって、複合流出路１１ｄを下方へ向かって流れる。
このように軸状開閉弁９により中間環状流出口１２ｂを閉鎖したとき、軸状開閉弁９の先端には内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが付着しているが、本実施形態では、軸状開閉弁９が下死点に到達すると、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと外側溶融樹脂供給手段２６が接続され、付加流出口９ｂより付加溶融樹脂Ａ１（外側溶融樹脂Ａと同じ）を流出させている。
【００２１】
糸引きを起こす軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは、主として付加流出口９ｂの開口の周囲に付着しているため、軸状開閉弁９が下死点に到達すると同時に付加溶融樹脂Ａ１が付加流出口９ｂから排出されると、糸引きを起こす内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂの内側に付加溶融樹脂Ａ１が流れ込むことによって内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは広げられて薄膜状になる。さらに、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから流し落として、付加流出口９ｂの周囲をクリーニングさせているので、付加流出口９ｂに内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが溜まることなく、糸引きの発生を防止できる。
このように図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルを繰り返し行うことにより、中間溶融樹脂Ｂにより内側溶融樹脂Ｃを好適に内包させると同時に、軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから排出する付加溶融樹脂Ａ１によりクリーニングするプロセスを、連続かつ安定して行うことが可能となる。
なお、開閉手段３５の開閉のタイミングは一例であって、ノズル本体１の流路構成および形状や、環状流路１１，１２，１４からの溶融樹脂Ａ〜Ｃの材質（樹脂種類、粘度）や流量、また装置構成などに応じて、適宜、開閉スピードやタイミングを調整することができる。
【００２２】
前述の図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルに形成された多層溶融樹脂は、ノズル排出開口１１cから排出されると、図示しないカッターにより多層溶融樹脂塊（以下ドロップと称する）へと切断される。切断は開閉手段３５のサイクルに同期して、繰り返し行われる。さらにカッターにより切断されたドロップは、同じく図示しない搬送手段を介して次工程の圧縮成形工程へと送られる。
【００２３】
次に、本発明の複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置における第２の実施形態について説明する。
上記第１の実施形態では、軸状開閉弁９の付加流通路９ａに供給する溶融樹脂を外側溶融樹脂供給手段２６を２系統に分流することにより供給した。これに対し、本第２の実施形態では別途付加流通路９ａへの溶融樹脂供給手段及び、これに付帯し間欠的に溶融樹脂を供給するための開閉手段を、独立して設けている。但し、それ以外の構成については上記第１の実施形態と同じであるため、上記第１の実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明し、詳細な説明は省略する。
【００２４】
図４に示すように、複合溶融樹脂の供給装置のノズル本体１は、複数の筒状ブロックから構成され、外側ブロック２、内側ブロック６、これらのブロック２及び６の間に外側から内側へ順に配設される中間ブロック３，５から構成されている。
内側ブロック６の内部には上下方向に延びる中空部１６が形成され、中空部１６には軸状の開閉弁９が軸方向に摺動可能に配設されている。
外側ブロック２の内周面と中間ブロック３の外周面の間には外側環状流路１１が形成され、外側環状流路１１には、メイン層溶融樹脂が圧送されるメイン層供給口１８が設けられている。中間ブロック３及び５の間には中間環状流路１２が形成され、中間環状流路１２にはサブ層溶融樹脂が圧送されるサブ層供給口１９が設けられている。中間ブロック５と内側ブロック６との間には内側環状流路１４が形成され、内側環状流路１４にはコア層溶融樹脂が圧送されるコア層供給口２１が設けられている。
【００２５】
図４に示すように、軸状開閉弁９の付加流通路９ａは、付加用溶融樹脂供給手段３７と接続されている。付加用溶融樹脂供給手段３７は、押出機３８とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３９とを含んでおり、押出機３８から押し出された溶融状態の付加用溶融樹脂Ｄがギアポンプ３９を介して付加流通路９ａに供給される。
軸状開閉弁９の上部は、それ自体を上下に摺動可能なように、一次側開閉手段４８に連結されている。第１の実施形態と同様に、軸状開閉弁９の中心に形成された、軸方向へ貫通する付加流通路９ａの先端（下端）の付加流出口９ｂは、常時開放され複合流出路１１ｄに臨んでいるとともに、付加流通路９ａの後端（上端）は、一次側開閉手段４８が動作することにより、軸状開閉弁９が下死点に位置したときにのみ、付加用溶融樹脂供給手段３７と接続され、溶融樹脂Ｄが供給されるように、調整されている。
【００２６】
一方、軸状開閉弁９に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７の間には、付加用溶融樹脂供給手段３７より圧送された溶融樹脂Ｄを、間欠的に付加流通路９ａへと送るための二次側開閉手段４９が配設されている。二次側開閉手段４９は樹脂流路中を摺動可能なように配設されたバルブピンと、バルブピンに接続されたそれ自体公知の方法による動力装置（カム機構、駆動モータとネジ、あるいは流体圧シリンダ機構など）とにより構成されており、バルブピンが摺動し樹脂流路が開閉されることで、溶融樹脂Ｄを間欠的に脈動させながら圧送することができる。
これらの開閉手段４８，４９は、相互に所定のタイミングで開閉動作を行えるよう、図示しない制御手段によって制御されている。したがって、一次側開閉手段４８及び二次側開閉手段４９の開閉によって、溶融樹脂Ｄは押出機３８、ギアポンプ３９を経て付加流通路９ａへ溶融樹脂Ｄを供給し、若しくは付加流通路９ａへの溶融樹脂Ｄの供給を遮断する。このような、付加用溶融樹脂供給手段３７、開閉手段４８，４９を備えたことが上記第１の実施形態とは異なる。
【００２７】
次に、本第２の実施形態の作用について説明する。
押出機２７，３０，３３によって、各溶融樹脂Ａ〜Ｃをノズル本体１へ供給するとともに、付加用押出機３８を作動させて、溶融樹脂Ｄを付加流通路９ａ側へ押出させる。サイクルのスタート時は図３のＣに示すように、軸状開閉弁９は下死点に位置するので、該軸状開閉弁９により、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂは、閉じ状態となっている。それに対し、軸状開閉弁９が下死点に位置することで、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７は接続されるよう調整されているので、この状態において、二次側開閉手段４９を開状態とすると、軸状開閉弁９の先端から、溶融樹脂Ｄが吐出される。その後、所定のタイミングで再び閉状態とすると、吐出は停止される。（なお、スタート時であるので、この段階では図３のＣに示すコア層ｃとシェル層ｓはないものとする。次のサイクルで図示のように出現する）。
【００２８】
次に、シェル層ｓに覆われたコア層ｃを形成するときは、図３のＡに示すように、軸状開閉弁９が上方へ後退移動して中間環状流出口１２ｂを開く。この状態では、外側溶融樹脂Ａの内側を流れる中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに囲まれるようにして複合流出路１１ｄ内に流出され、タイミングをはかって、軸状開閉弁９を上方の上死点まで後退移動させて、内側環状流出口１４ｂを開く。そして、コアとなる内側溶融樹脂Ｃの所定量が排出されたならば、軸状開閉弁９を下方へ前進移動させて内側環状流出口１４ｂを閉じる。そして、さらに、軸状開閉弁９を下降させて中間環状流出口１２ｂを閉じると、中間溶融樹脂Ｂは間欠状態となり、内側溶融樹脂Ｃで形成されたコア層ｃを覆った中間溶融樹脂Ｂのシェル層ｓが外側溶融樹脂Ａの流れとともに、雨垂れ形状になって、複合流出路１１ｄを下方へ向かって流れる。こうして、図３のＢに示すように、中間溶融樹脂Ｂが内側溶融樹脂Ｃを内包した状態を形成することができる。
【００２９】
このように再び図３のＣの状態に戻ったとき、軸状開閉弁９の先端には中間環状流出口１２ｂを閉じるときに内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが付着し、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに引き伸ばされるようにして糸引きが生じる。糸引きを防止するために、本実施形態では、軸状開閉弁９に形成された付加流出口９ｂから付加溶融樹脂Ｄを流出させている。
前述したように、軸状開閉弁９が下死点に位置するときに、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７は接続されるよう調整されているので、この状態において二次側開閉手段４９を開状態とすると、軸状開閉弁９の先端から溶融樹脂Ｄが吐出される。その後、所定のタイミングで二次側開閉手段４９を再び閉状態とすると、吐出は停止される。
【００３０】
この様子は、図５により確認することができる。この図５において、横軸は時間、第１の縦軸は一次側開閉手段４８による軸状開閉弁９の変位および、二次側開閉手段４９によるバルブピンの変位を表す。また、第２の縦軸は、図４においてＰで表された圧力計の値を表す。軸状開閉弁９が下死点にあるとき、すなわち、中間環状流出口１２ｂおよび内側環状流出口１４ｂが閉状態にあるとき、二次側開閉手段４９によりバルブピンが開閉すると、圧力計の値が大きく上昇し、溶融樹脂Ｄが圧送されている様子を確認することができる。
そして、図５に示されるように、図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルを繰り返し行うことにより、中間溶融樹脂Ｂにより内側溶融樹脂Ｃを好適に内包させると同時に、軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから排出する付加溶融樹脂Ｄによりクリーニングするプロセスを、連続かつ安定して行うことが可能となった。
【００３１】
図５に示す結果はあくまで一例であって、実際の使用に当たっては、ノズル本体１の流路構成および形状や、環状流路１１、１２、１４からの溶融樹脂Ａ〜Ｃの材質（樹脂種類、粘度）や流量、また装置構成などに応じて、一次側開閉手段４８と二次側開閉手段４９のタイミング、動作時間、変位などを、適宜調整することができる。また、付加溶融樹脂Ｄの樹脂流量や圧力についても、付加用溶融樹脂供給手段３７からの流量、配管径、形状等によって、適宜調整することが可能である。
これによって、図３のＣに示すように、付加溶融樹脂Ｄを付加流出口９ｂから、糸引きを起こす内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂの中心部へと排出した際に、付加溶融樹脂Ｄの量、流速、圧力を制御することで、付加流出口９ｂ付近に付着した残留中間溶融樹脂Ｂを効果的にクリーニングすると同時に、非常に薄膜化または分散させることで、糸引きを防止することができる。
【００３２】
本実施形態において、外側溶融樹脂Ａおよび付加溶融樹脂Ｄは、同一材質、もしくは少なくとも主成分が同一な材質を選択することが好ましい。その場合、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは、同じまたは類似した材質間に挟まれることにより、下流側へ流出した際には、従来のように内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが糸状に伸びることはなく、非常に薄膜化または分散された状態となっているために、圧縮成形後の成形品においては、糸引きの影響による痕も観察されることはなく、品質上全く影響のない状態とすることができる。
なお、溶融樹脂の圧縮成形機への搬送や圧縮成形工程については上記第１の実施形態と同じである。
上記のように、本第２の実施形態においては、付加溶融樹脂供給手段３７を設けることによって、付加溶融樹脂Ｄを大量に付加流通路９ａに供給することができ、さらに、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７との間に二次側開閉手段４９を設けることによって、付加流出口９ｂから付加用溶融樹脂Ｄをより的確に流出させることができる。
【００３３】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、本実施形態では溶融樹脂を外側環状流路１１、中間環状流路１２及び内側環状流路１４の３つの環状流路によって形成したが、外側環状流路と内側環状流路の２つの流路若しくは４以上の流路を有する押出し成形機のノズル本体にも本発明は適用が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１ ノズル本体
９ 軸状開閉弁
９ａ 付加流通路（第三の溶融樹脂流路）
９ｂ 付加流出口
１１ 外側環状流路
１１ｂ，１２ｂ，１４ｂ 環状流出口
１１ｃ ノズル排出開口
１２ 中間環状流路
１４ 内側環状流路
２６，２９，３２，３７ 溶融樹脂供給手段
２７，３０，３３，３８ 押出機
３５，４８，４９ 開閉手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側溶融樹脂層とこの溶融樹脂層に包み込まれた少なくとも１層の内側溶融樹脂層とを含む複合溶融樹脂素材を形成するための複合合成樹脂生成方法及び複合合成樹脂生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空成形を加えて飲料用容器に成形される前成形体（一般にプリフォームと称されている）或いは容器蓋、或いはカップなどの容器本体を形成するための合成樹脂素材として、当業者には周知の如く、外側溶融樹脂層とこの外側溶融樹脂層に包み込まれた少なくとも１層の内側溶融樹脂層とを含む複合溶融樹脂素材が使用されることが少なくない。通常、外側溶融樹脂としては機械的特性及び衛生性に優れた合成樹脂が選定され、内側溶融樹脂としてはガスバリア性に優れた合成樹脂が選定される。
【０００３】
一般的に、複合溶融樹脂素材は、多層溶融樹脂内への内側溶融樹脂の間欠押出により形成される。
下記の特許文献１には、複合溶融樹脂素材のメイン層（特許文献１では主合成樹脂Ｒ１）を形成するメイン層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する内側排出口を有する溶融樹脂のシェル層（特許文献１では補助合成樹脂Ｒ２）を形成するシェル層形成溶融樹脂が流れる内側環状流路と、内側環状流路中に開口する最内側排出口を有する溶融樹脂のコア層（特許文献１では副合成樹脂Ｒ３）を形成するコア形成溶融樹脂が流れる最内側環状流路とを具備する複合溶融樹脂形成装置が開示されている。
最内側排出口には、これを選択的に開閉させるための開閉手段が付設されており、開閉手段による最内側排出口の開閉に応じて、シェル層形成溶融樹脂がコア層形成溶融樹脂をシェル状に被覆するようにして、外側溶融樹脂内に供給される。
【０００４】
下記の特許文献２には、溶融樹脂のメイン層を形成するメイン層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する外側排出口を有する溶融樹脂のサブ層を形成するサブ層形成溶融樹脂が流れる外側環状流路と、外側環状流路中に開口する内側排出口を有するコアを形成するコア形成溶融樹脂が流れる内側環状流路とを具備する複合合成樹脂生成装置が開示されている。
内側排出口には、これを選択的に開閉させるための開閉手段（開閉弁）と、サブ層形成溶融樹脂を間欠的に外側排出口に配設する間欠手段とが付設されている。開閉手段による内側排出口の開閉に応じて、内側環状流路から外側環状流路に材質の異なる溶融樹脂が流入して外側環状流路の溶融樹脂内にコア層形成溶融樹脂が間欠的に流入される。このコア層形成溶融樹脂が、外側環状流路の内側に流入される際に、サブ層形成溶融樹脂によって押圧変形されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４９３１８号公報
【特許文献２】ＷＯ ２００７／１２５７０１ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、間欠押出によってシェル層がコア層を被覆した状態で、メイン層の流れの中にほぼ等間隔に精度良く形成できる反面、各シェル層の間に、主としてシェル層材料が糸状に引き伸ばされる現象、いわゆる糸引きが生じる。
このような現象は、コア層およびシェル層を排出する環状流路を開閉する開閉弁の先端に付着したコア層およびシェル層材料が、メイン層材料の流れによって引き伸ばされることで生じる。
このような溶融樹脂をノズル開口部より排出した後、樹脂塊（ドロップ）へと切断する際に、糸引き部が切断されたとしても外層樹脂により内包されるため、外部へと露出することは無いが、圧縮成形後に筋状の痕となって残るため、何らかの方法により糸引きの発生そのものを防止または抑制できることが望ましい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複合合成樹脂生成装置に形成される成形品に糸状の筋が生じる、いわゆる糸引き現象を防止することができる複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複合合成樹脂生成方法は上記目的を達成するために、先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路中に、内側環状流出口を通して第一の溶融樹脂を間欠的に流出せしめると共に、該内側環状流出口を囲繞する外側環状流出口を通して第二の溶融樹脂を流出せしめ、該第一の溶融樹脂と該第二の溶融樹脂とを含む複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口から流出せしめ、該排出開口から流出せしめられた該複合溶融樹脂を該排出路の該排出開口に沿って切断することによって複合合成樹脂を生成する複合合成樹脂生成方法において、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を中断すると同時に又はその後に、該内側環状流出口に囲繞されている付加流出口を通して第三の溶融樹脂を流出せしめ、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を開始する前に、該付加流出口からの該第三の溶融樹脂の流出を停止するようにした。
上記複合合成樹脂生成方法は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に開閉弁が配設されており、該付加流出口は該開閉弁の先端に形成されているようにした。
上記複合合成樹脂生成方法は、該第二の溶融樹脂と該第三の溶融樹脂とは同一であることが好ましい。
本発明の複合合成樹脂生成装置は上記目的を達成するために、先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路と、該流出路中に開口する内側環状流出口を有する第一の溶融樹脂流路と、該流出路中に開口する外側環状流出口を有する第二の溶融樹脂流路と、該第一の溶融樹脂流路の該流出口を選択的に開閉するための開閉弁手段と、該流出路の該排出開口から流出せしめられた複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口に沿って切断するための切断手段と具備する複合合成樹脂生成装置において、該開閉弁は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に配設されており、該開閉弁にはその先端に形成された流出口を有する第三の溶融樹脂流路が配設されている。
上記複合合成樹脂生成装置は、該第三の溶融樹脂流路を選択的に遮断する遮断手段を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
開閉弁の排出開口の周囲に付着している糸引きを生じさせる残留溶融樹脂を、該残留溶融樹脂と異なる溶融樹脂を排出開口から流出させることよって、残留溶融樹脂を排出開口から流し落として、排出開口の周囲をクリーニングさせるとともに、残留溶融樹脂を糸状にすることなく、薄膜化させているので、圧縮成形時に形成された製品の糸引き現象を防止若しくは抑制することができる。したがって、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における複合合成樹脂生成装置に備えられているノズル本体の断面図である。
【図２】図１のノズル本体におけるノズル先端部の拡大断面図である（なお、ノズルブロック側のハッチングを省略している。図４も同じである）。
【図３】本発明の第１の実施形態（第２の実施形態でも引用）における複合合成樹脂生成装置がコア層とシェル層を形成する状態を示し、Ａは軸状開閉弁を上死点に位置させた状態の断面図、Ｂは軸状開閉弁を下死点に位置させたときの糸引きの発生開始状態の断面図、Ｃは軸状開閉弁の付加排出口から付加溶融樹脂を排出し糸引き部分を薄膜化させた状態の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における複合合成樹脂生成装置に備えられているノズル本体の先端部の拡大断面図である。
【図５】図４の一次側開閉手段及び二次側開閉手段の開閉と、付加溶融樹脂の圧力の関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態における複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わる複合溶融樹脂の供給装置のノズル本体を示している。
ノズル本体１は、複数の筒状ブロックから構成され、外側に位置する外側ブロック２と内側に位置する内側ブロック６とこれらのブロック２及び６の間に外側から内側へ順に配設される中間ブロック３，５とから構成されている。中間ブロック３，５及び内側ブロック６は、各々の外側に位置するブロックの内周部に嵌合するようにして配設されている。ブロック３，５，６の上部には蓋状の上部ブロック７が嵌合するように組み付けられている。
【００１２】
内側ブロック６の内部には上下方向に延びる中空部１６が形成され、中空部１６には軸状の開閉弁９が軸方向に摺動可能に配設されている。軸状開閉弁９を上下方向へ摺動可能に軸支するため、内側ブロック６の上部および下部にそれぞれ軸受け８ａおよび軸受け８ｂが配設されている。
外側ブロック２の内周面と中間ブロック３の外周面の間には外側環状流路１１が形成され、外側環状流路１１には、メイン層となる第二の溶融樹脂である外側溶融樹脂が圧送されるメイン層供給口１８が設けられている。中間ブロック３及び５の間には中間環状流路１２が形成され、中間環状流路１２にはサブ層となる中間溶融樹脂が圧送されるサブ層供給口１９が設けられている。中間ブロック５と内側ブロック６との間には内側環状流路１４が形成され、内側環状流路１４にはコア層となる第一の溶融樹脂である内側溶融樹脂が圧送されるコア層供給口２１が設けられている。
本実施形態では、第一の溶融樹脂である内側溶融樹脂を包含する中間溶融樹脂を設けているが、中間溶融樹脂を設けない場合が本発明の基本構成となる。また、中間溶融樹脂を包含する樹脂層をさらに設けて、複数の中間溶融樹脂を形成することも本発明では可能である。
【００１３】
図２に示すように、外側環状流路１１は、横断面形状が環状である導入部１１ａと横断面形状が円形である外側環状流出口１１ｂとを含んでいる。導入部１１ａの下流部は下方に向かって漸次半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１１ａの下流端は外側環状流出口１１ｂの上流端周縁部に接続されている。外側環状流出口１１ｂの下流側にはノズルの排出開口１１ｃが形成されている。
中間環状流路１２も、横断面形状が環状である導入部１２ａと横断面形状が円形である中間環状流出口１２ｂとを含んでいる。導入部１２ａの下流部は下方に向かって漸次半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１２ａの下流端は中間環状流出口１２ｂの上流端周縁部に接続されている。
【００１４】
中間環状流出口１２ｂは比較的短く、その下流端には外側環状流出口１１ｂが形成されており、かかる中間環状流出口１２ｂは上記外側環状流路１１の外側環状流出口１１ｂにおける合流口の上流端中央部に開口されている。
内側環状流路１４もまた、横断面形状が環状である導入部１４ａと横断面形状が円形である内側環状流出口１４ｂとを含んでいる。導入部１４ａの下流部は下方に向かって半径方向内方に傾斜して延びており、導入部１４ａの下流端は内側環状流出口１４ｂに接続されている。内側環状流出口１４ｂは中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂの合流口における上流端に開口されている。
【００１５】
図２に示すように、外側環状流路１１のメイン層供給口１８（図１参照）は、外側溶融樹脂供給手段２６と接続されている。外側溶融樹脂供給手段２６は、押出機２７とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ２８とを含んでおり、押出機２７から押し出された溶融状態の外側溶融樹脂Ａがギアポンプ２８を介して外側環状流路１１に供給される。外側溶融樹脂Ａは、例えばポリエステルの場合には、特にポリエチレンテレフタレートが好都合であり、オレフィン系の場合には、ポリプロピレンが好適に使用される。
中間環状流路１２のサブ層供給口１９（図１参照）は、中間溶融樹脂供給手段２９に接続されている。中間溶融樹脂供給手段２９は、押出機３０とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３１とを含んでおり、押出機３０から押し出された溶融状態の中間溶融樹脂Ｂがギアポンプ３１を介して中間環状流路１２に供給される。中間溶融樹脂Ｂには、接着性樹脂（無水マレイン酸変性ポリプロピレン等）が好適に使用される。
内側環状流路１４のコア層供給口２１（図１参照）は、内側溶融樹脂供給手段３２に接続されている。内側溶融樹脂供給手段３２は、押出機３３とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３４とを含んでおり、押出機３３から押し出された溶融状態の内側溶融樹脂Ｃがギアポンプ３４を介して内側環状流路１４に供給される。内側溶融樹脂Ｃには、ガスバリア性樹脂（エチレンビニルアルコール共重合体等）が好適に使用される。
【００１６】
本発明に従って構成された装置においては、図１に示すように、上記導入部１４ａの下流端に配設されている内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流出口１２ｂを選択的に開閉せしめるための開閉手段３５が配設されている。開閉手段３５は軸状開閉弁９の上端部へと連結されており、軸状開閉弁９を開閉するように構成されている。開閉手段３５は、カム機構、駆動モータとネジ、あるいは流体圧シリンダ機構など、それ自体公知である物から構成することができる。
軸状開閉弁９がその軸方向に下降すなわち前進移動することによって、まず初めに内側環状流出口１４ｂを閉じ状態として内側環状流路１４の内側溶融樹脂Ｃの排出を停止させることができる。さらに軸状開閉弁９が下降することにより、中間環状流出口１２ｂを閉じ状態として、中間環状流路１２の中間溶融樹脂Ｂの排出を停止することができる。
【００１７】
次に、軸状開閉弁９が下死点へ到達後に上昇すなわち後退移動することによって、まず初めに中間環状流出口１２ｂを開状態に選択的に位置させることができる。軸状開閉弁９が開位置に位置せしめられると、導入部１２ａの下流端に配設されている中間環状流出口１２ｂが開かれて、導入部１２ａが中間環状流路１２に連通せしめられる。導入部１２ａに供給された中間溶融樹脂Ｂは、中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂを通り、ノズル本体１の複合流出路１１ｄに流入される。
さらに軸状開閉弁９が上昇することにより、内側環状流出口１４ｂを開状態に選択的に位置させることができる。軸状開閉弁９が開位置に位置せしめられると、導入部１４ａの下流端に配設されている内側環状流出口１４ｂが開かれて、導入部１４ａが内側環状流路１４に連通せしめられる。導入部１４ａに供給された内側溶融樹脂Ｃは、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂを通り、ノズル本体１の複合流出路１１dに流入される。
【００１８】
軸状開閉弁９の中心には、該軸状開閉弁９を軸方向へ貫通する付加流通路９ａが形成されている。この付加流通路に第三の溶融樹脂が流れる。本実施形態では第三の溶融樹脂として外側溶融樹脂を流している。
付加流通路９ａの先端（下端）の付加流出口９ｂは、常時開放され複合流出路１１ｄに臨んでいる。
付加流通路９ａの後端（上端）は、軸状開閉弁９が下死点に位置したときにのみ、外側溶融樹脂供給手段２６と接続され、外側溶融樹脂Ａが供給されるように、調整されている。すなわち、外側溶融樹脂供給手段２６は２系統に分流され、１系統は外側環状流路１４へ、もう１系統は軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａへと、それぞれ接続されている。
したがって、開閉手段３５の動作により軸状開閉弁９が下降し下死点に達すると、付加流通路９ａは外側溶融樹脂供給手段２６と接続され、溶融樹脂Ａは押出機２７、ギアポンプ２８を経て付加流通路９ａへと供給される。
これに対し、開閉手段３５により軸状開閉弁９が上昇し、付加流通路９aと樹脂供給手段２６との接続が切断されると、付加流通路９ａへの溶融樹脂の供給は遮断される。
【００１９】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
押出機２７，３０，３３を作動させて、各溶融樹脂Ａ〜Ｃをそれぞれノズル本体１へと供給する。サイクルのスタートを図３のＣに示す軸状開閉弁９が下方の下死点に位置する場合とする。この時、軸状開閉弁９は下死点にあるので、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂは閉じ状態となっている。この状態では、外側環状流路１１の外側溶融樹脂Ａのメイン層ｍが複合流出路１１ｄ内に供給されると同時に、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａは外側溶融樹脂供給手段２６へと接続されており、軸状開閉弁９の先端から、溶融樹脂Ａが吐出される（なお、スタート時であるので、この段階では図３のＣに示すコア層ｃとシェル層ｓはないものとする。次のサイクルで図示のように出現する）。
シェル層ｓに覆われたコア層ｃを形成するときは、図３のＡに示すように、軸状開閉弁９が上方へ後退移動して中間環状流出口１２ｂを開く。この状態では、外側溶融樹脂Ａの内側を流れる中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに囲まれるようにして複合流出路１１ｄ内に流出され、タイミングをはかって、軸状開閉弁９を上方の上死点まで後退移動させて、内側環状流出口１４ｂを開く。そして、コアとなる内側溶融樹脂Ｃの所定量が排出されたならば、軸状開閉弁９を下方へ前進移動させて内側環状流出口１４ｂを閉じる。こうして、中間溶融樹脂Ｂが内側溶融樹脂Ｃを内包するように形成している。
【００２０】
一方、軸状開閉弁９が環状流出口１２ｂ，１４ｂを開放しているときは、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと外側溶融樹脂供給手段２６との接続は切断されているため、付加流出口９ｂから溶融樹脂は流出しない。そして、さらに、軸状開閉弁９を下降させて中間環状流出口１２ｂを閉じると、中間溶融樹脂Ｂは間欠状態となり、内側溶融樹脂Ｃで形成されたコア層ｃを覆った中間溶融樹脂Ｂのシェル層ｓが外側溶融樹脂Ａの流れとともに、雨垂れ形状になって、複合流出路１１ｄを下方へ向かって流れる。
このように軸状開閉弁９により中間環状流出口１２ｂを閉鎖したとき、軸状開閉弁９の先端には内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが付着しているが、本実施形態では、軸状開閉弁９が下死点に到達すると、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと外側溶融樹脂供給手段２６が接続され、付加流出口９ｂより付加溶融樹脂Ａ１（外側溶融樹脂Ａと同じ）を流出させている。
【００２１】
糸引きを起こす軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは、主として付加流出口９ｂの開口の周囲に付着しているため、軸状開閉弁９が下死点に到達すると同時に付加溶融樹脂Ａ１が付加流出口９ｂから排出されると、糸引きを起こす内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂの内側に付加溶融樹脂Ａ１が流れ込むことによって内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは広げられて薄膜状になる。さらに、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから流し落として、付加流出口９ｂの周囲をクリーニングさせているので、付加流出口９ｂに内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが溜まることなく、糸引きの発生を防止できる。
このように図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルを繰り返し行うことにより、中間溶融樹脂Ｂにより内側溶融樹脂Ｃを好適に内包させると同時に、軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから排出する付加溶融樹脂Ａ１によりクリーニングするプロセスを、連続かつ安定して行うことが可能となる。
なお、開閉手段３５の開閉のタイミングは一例であって、ノズル本体１の流路構成および形状や、環状流路１１，１２，１４からの溶融樹脂Ａ〜Ｃの材質（樹脂種類、粘度）や流量、また装置構成などに応じて、適宜、開閉スピードやタイミングを調整することができる。
【００２２】
前述の図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルに形成された多層溶融樹脂は、ノズル排出開口１１cから排出されると、図示しないカッターにより多層溶融樹脂塊（以下ドロップと称する）へと切断される。切断は開閉手段３５のサイクルに同期して、繰り返し行われる。さらにカッターにより切断されたドロップは、同じく図示しない搬送手段を介して次工程の圧縮成形工程へと送られる。
【００２３】
次に、本発明の複合合成樹脂生成方法と複合合成樹脂生成装置における第２の実施形態について説明する。
上記第１の実施形態では、軸状開閉弁９の付加流通路９ａに供給する溶融樹脂を外側溶融樹脂供給手段２６を２系統に分流することにより供給した。これに対し、本第２の実施形態では別途付加流通路９ａへの溶融樹脂供給手段及び、これに付帯し間欠的に溶融樹脂を供給するための開閉手段を、独立して設けている。但し、それ以外の構成については上記第１の実施形態と同じであるため、上記第１の実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明し、詳細な説明は省略する。
【００２４】
図４に示すように、複合溶融樹脂の供給装置のノズル本体１は、複数の筒状ブロックから構成され、外側ブロック２、内側ブロック６、これらのブロック２及び６の間に外側から内側へ順に配設される中間ブロック３，５から構成されている。
内側ブロック６の内部には上下方向に延びる中空部１６が形成され、中空部１６には軸状の開閉弁９が軸方向に摺動可能に配設されている。
外側ブロック２の内周面と中間ブロック３の外周面の間には外側環状流路１１が形成され、外側環状流路１１には、メイン層溶融樹脂が圧送されるメイン層供給口１８が設けられている。中間ブロック３及び５の間には中間環状流路１２が形成され、中間環状流路１２にはサブ層溶融樹脂が圧送されるサブ層供給口１９が設けられている。中間ブロック５と内側ブロック６との間には内側環状流路１４が形成され、内側環状流路１４にはコア層溶融樹脂が圧送されるコア層供給口２１が設けられている。
【００２５】
図４に示すように、軸状開閉弁９の付加流通路９ａは、付加用溶融樹脂供給手段３７と接続されている。付加用溶融樹脂供給手段３７は、押出機３８とその下流に必要に応じて接続されたギアポンプ３９とを含んでおり、押出機３８から押し出された溶融状態の付加用溶融樹脂Ｄがギアポンプ３９を介して付加流通路９ａに供給される。
軸状開閉弁９の上部は、それ自体を上下に摺動可能なように、一次側開閉手段４８に連結されている。第１の実施形態と同様に、軸状開閉弁９の中心に形成された、軸方向へ貫通する付加流通路９ａの先端（下端）の付加流出口９ｂは、常時開放され複合流出路１１ｄに臨んでいるとともに、付加流通路９ａの後端（上端）は、一次側開閉手段４８が動作することにより、軸状開閉弁９が下死点に位置したときにのみ、付加用溶融樹脂供給手段３７と接続され、溶融樹脂Ｄが供給されるように、調整されている。
【００２６】
一方、軸状開閉弁９に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７の間には、付加用溶融樹脂供給手段３７より圧送された溶融樹脂Ｄを、間欠的に付加流通路９ａへと送るための二次側開閉手段４９が配設されている。二次側開閉手段４９は樹脂流路中を摺動可能なように配設されたバルブピンと、バルブピンに接続されたそれ自体公知の方法による動力装置（カム機構、駆動モータとネジ、あるいは流体圧シリンダ機構など）とにより構成されており、バルブピンが摺動し樹脂流路が開閉されることで、溶融樹脂Ｄを間欠的に脈動させながら圧送することができる。
これらの開閉手段４８，４９は、相互に所定のタイミングで開閉動作を行えるよう、図示しない制御手段によって制御されている。したがって、一次側開閉手段４８及び二次側開閉手段４９の開閉によって、溶融樹脂Ｄは押出機３８、ギアポンプ３９を経て付加流通路９ａへ溶融樹脂Ｄを供給し、若しくは付加流通路９ａへの溶融樹脂Ｄの供給を遮断する。このような、付加用溶融樹脂供給手段３７、開閉手段４８，４９を備えたことが上記第１の実施形態とは異なる。
【００２７】
次に、本第２の実施形態の作用について説明する。
押出機２７，３０，３３によって、各溶融樹脂Ａ〜Ｃをノズル本体１へ供給するとともに、付加用押出機３８を作動させて、溶融樹脂Ｄを付加流通路９ａ側へ押出させる。サイクルのスタート時は図３のＣに示すように、軸状開閉弁９は下死点に位置するので、該軸状開閉弁９により、内側環状流路１４の内側環状流出口１４ｂ及び中間環状流路１２の中間環状流出口１２ｂは、閉じ状態となっている。それに対し、軸状開閉弁９が下死点に位置することで、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７は接続されるよう調整されているので、この状態において、二次側開閉手段４９を開状態とすると、軸状開閉弁９の先端から、溶融樹脂Ｄが吐出される。その後、所定のタイミングで再び閉状態とすると、吐出は停止される。（なお、スタート時であるので、この段階では図３のＣに示すコア層ｃとシェル層ｓはないものとする。次のサイクルで図示のように出現する）。
【００２８】
次に、シェル層ｓに覆われたコア層ｃを形成するときは、図３のＡに示すように、軸状開閉弁９が上方へ後退移動して中間環状流出口１２ｂを開く。この状態では、外側溶融樹脂Ａの内側を流れる中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに囲まれるようにして複合流出路１１ｄ内に流出され、タイミングをはかって、軸状開閉弁９を上方の上死点まで後退移動させて、内側環状流出口１４ｂを開く。そして、コアとなる内側溶融樹脂Ｃの所定量が排出されたならば、軸状開閉弁９を下方へ前進移動させて内側環状流出口１４ｂを閉じる。そして、さらに、軸状開閉弁９を下降させて中間環状流出口１２ｂを閉じると、中間溶融樹脂Ｂは間欠状態となり、内側溶融樹脂Ｃで形成されたコア層ｃを覆った中間溶融樹脂Ｂのシェル層ｓが外側溶融樹脂Ａの流れとともに、雨垂れ形状になって、複合流出路１１ｄを下方へ向かって流れる。こうして、図３のＢに示すように、中間溶融樹脂Ｂが内側溶融樹脂Ｃを内包した状態を形成することができる。
【００２９】
このように再び図３のＣの状態に戻ったとき、軸状開閉弁９の先端には中間環状流出口１２ｂを閉じるときに内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが付着し、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが外側溶融樹脂Ａに引き伸ばされるようにして糸引きが生じる。糸引きを防止するために、本実施形態では、軸状開閉弁９に形成された付加流出口９ｂから付加溶融樹脂Ｄを流出させている。
前述したように、軸状開閉弁９が下死点に位置するときに、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７は接続されるよう調整されているので、この状態において二次側開閉手段４９を開状態とすると、軸状開閉弁９の先端から溶融樹脂Ｄが吐出される。その後、所定のタイミングで二次側開閉手段４９を再び閉状態とすると、吐出は停止される。
【００３０】
この様子は、図５により確認することができる。この図５において、横軸は時間、第１の縦軸は一次側開閉手段４８による軸状開閉弁９の変位および、二次側開閉手段４９によるバルブピンの変位を表す。また、第２の縦軸は、図４においてＰで表された圧力計の値を表す。軸状開閉弁９が下死点にあるとき、すなわち、中間環状流出口１２ｂおよび内側環状流出口１４ｂが閉状態にあるとき、二次側開閉手段４９によりバルブピンが開閉すると、圧力計の値が大きく上昇し、溶融樹脂Ｄが圧送されている様子を確認することができる。
そして、図５に示されるように、図３におけるＣ→Ａ→Ｂ→Ｃのサイクルを繰り返し行うことにより、中間溶融樹脂Ｂにより内側溶融樹脂Ｃを好適に内包させると同時に、軸状開閉弁９の先端に付着した内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂを付加流出口９ｂから排出する付加溶融樹脂Ｄによりクリーニングするプロセスを、連続かつ安定して行うことが可能となった。
【００３１】
図５に示す結果はあくまで一例であって、実際の使用に当たっては、ノズル本体１の流路構成および形状や、環状流路１１、１２、１４からの溶融樹脂Ａ〜Ｃの材質（樹脂種類、粘度）や流量、また装置構成などに応じて、一次側開閉手段４８と二次側開閉手段４９のタイミング、動作時間、変位などを、適宜調整することができる。また、付加溶融樹脂Ｄの樹脂流量や圧力についても、付加用溶融樹脂供給手段３７からの流量、配管径、形状等によって、適宜調整することが可能である。
これによって、図３のＣに示すように、付加溶融樹脂Ｄを付加流出口９ｂから、糸引きを起こす内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂの中心部へと排出した際に、付加溶融樹脂Ｄの量、流速、圧力を制御することで、付加流出口９ｂ付近に付着した残留中間溶融樹脂Ｂを効果的にクリーニングすると同時に、非常に薄膜化または分散させることで、糸引きを防止することができる。
【００３２】
本実施形態において、外側溶融樹脂Ａおよび付加溶融樹脂Ｄは、同一材質、もしくは少なくとも主成分が同一な材質を選択することが好ましい。その場合、内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂは、同じまたは類似した材質間に挟まれることにより、下流側へ流出した際には、従来のように内側溶融樹脂Ｃおよび中間溶融樹脂Ｂが糸状に伸びることはなく、非常に薄膜化または分散された状態となっているために、圧縮成形後の成形品においては、糸引きの影響による痕も観察されることはなく、品質上全く影響のない状態とすることができる。
なお、溶融樹脂の圧縮成形機への搬送や圧縮成形工程については上記第１の実施形態と同じである。
上記のように、本第２の実施形態においては、付加溶融樹脂供給手段３７を設けることによって、付加溶融樹脂Ｄを大量に付加流通路９ａに供給することができ、さらに、軸状開閉弁９の中心に配設された付加流通路９ａと付加用溶融樹脂供給手段３７との間に二次側開閉手段４９を設けることによって、付加流出口９ｂから付加用溶融樹脂Ｄをより的確に流出させることができる。
【００３３】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、本実施形態では溶融樹脂を外側環状流路１１、中間環状流路１２及び内側環状流路１４の３つの環状流路によって形成したが、外側環状流路と内側環状流路の２つの流路若しくは４以上の流路を有する押出し成形機のノズル本体にも本発明は適用が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１ ノズル本体
９ 軸状開閉弁
９ａ 付加流通路（第三の溶融樹脂流路）
９ｂ 付加流出口
１１ 外側環状流路
１１ｂ，１２ｂ，１４ｂ 環状流出口
１１ｃ ノズル排出開口
１２ 中間環状流路
１４ 内側環状流路
２６，２９，３２，３７ 溶融樹脂供給手段
２７，３０，３３，３８ 押出機
３５，４８，４９ 開閉手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路中に、内側環状流出口を通して第一の溶融樹脂を間欠的に流出せしめると共に、該内側環状流出口を囲繞する外側環状流出口を通して第二の溶融樹脂を流出せしめ、該第一の溶融樹脂と該第二の溶融樹脂とを含む複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口から流出せしめ、該排出開口から流出せしめられた該複合溶融樹脂を該排出路の該排出開口に沿って切断することによって複合合成樹脂を生成する複合合成樹脂生成方法において、
該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を中断すると同時に又はその後に、該内側環状流出口に囲繞されている付加流出口を通して第三の溶融樹脂を流出せしめ、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を開始する前に、該付加流出口からの該第三の溶融樹脂の流出を停止する、ことを特徴とする複合合成樹脂生成方法。
【請求項２】
該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に開閉弁が配設されており、該付加流出口は該開閉弁の先端に形成されている、請求項１記載の複合合成樹脂生成方法。
【請求項３】
該第二の溶融樹脂と該第三の溶融樹脂とは同一である、請求項１又は２記載の複合合成樹脂生成方法。
【請求項４】
先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路と、該流出路中に開口する内側環状流出口を有する第一の溶融樹脂流路と、該流出路中に開口する外側環状流出口を有する第二の溶融樹脂流路と、該第一の溶融樹脂流路の該流出口を選択的に開閉するための開閉弁手段と、該流出路の該排出開口から流出せしめられた複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口に沿って切断するための切断手段と具備する複合合成樹脂生成装置において、
該開閉弁は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に配設されており、該開閉弁にはその先端に形成された流出口を有する第三の溶融樹脂流路が配設されている、ことを特徴とする複合合成樹脂生成装置。
【請求項５】
該第三の溶融樹脂流路を選択的に遮断する遮断手段を備えている、請求項４記載の複合合成樹脂生成装置。
【請求項１】
先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路中に、内側環状流出口を通して第一の溶融樹脂を間欠的に流出せしめると共に、該内側環状流出口を囲繞する外側環状流出口を通して第二の溶融樹脂を流出せしめ、該第一の溶融樹脂と該第二の溶融樹脂とを含む複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口から流出せしめ、該排出開口から流出せしめられた該複合溶融樹脂を該排出路の該排出開口に沿って切断することによって複合合成樹脂を生成する複合合成樹脂生成方法において、
該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を中断すると同時に又はその後に、該内側環状流出口に囲繞されている付加流出口を通して第三の溶融樹脂を流出せしめ、該内側流出口からの該第一の溶融樹脂の流出を開始する前に、該付加流出口からの該第三の溶融樹脂の流出を停止する、ことを特徴とする複合合成樹脂生成方法。
【請求項２】
該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に開閉弁が配設されており、該付加流出口は該開閉弁の先端に形成されている、請求項１記載の複合合成樹脂生成方法。
【請求項３】
該第二の溶融樹脂と該第三の溶融樹脂とは同一である、請求項１又は２記載の複合合成樹脂生成方法。
【請求項４】
先端に排出開口を有する複合溶融樹脂流出路と、該流出路中に開口する内側環状流出口を有する第一の溶融樹脂流路と、該流出路中に開口する外側環状流出口を有する第二の溶融樹脂流路と、該第一の溶融樹脂流路の該流出口を選択的に開閉するための開閉弁手段と、該流出路の該排出開口から流出せしめられた複合溶融樹脂を該流出路の該排出開口に沿って切断するための切断手段と具備する複合合成樹脂生成装置において、
該開閉弁は、該内側環状流出口の内側に、該環状内側流出口を閉じる閉位置と該環状内側流出口を開放する開位置との間を移動自在に配設されており、該開閉弁にはその先端に形成された流出口を有する第三の溶融樹脂流路が配設されている、ことを特徴とする複合合成樹脂生成装置。
【請求項５】
該第三の溶融樹脂流路を選択的に遮断する遮断手段を備えている、請求項４記載の複合合成樹脂生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１０４８０７（Ｐ２０１１−１０４８０７Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５９８６５（Ｐ２００９−２５９８６５）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
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