特表2022-552840マーブル模様の成形部品を製造する方法及び装置ならびに該装置を製造する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-20
(54)【発明の名称】マーブル模様の成形部品を製造する方法及び装置ならびに該装置を製造する方法
(51)【国際特許分類】
B29C 45/16 20060101AFI20221213BHJP
B29C 45/20 20060101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
B29C45/16
B29C45/20
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2022522864
(86)(22)【出願日】2020-10-13
(85)【翻訳文提出日】2022-06-15
(86)【国際出願番号】 EP2020078776
(87)【国際公開番号】W WO2021074150
(87)【国際公開日】2021-04-22
(31)【優先権主張番号】19203163.1
(32)【優先日】2019-10-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】20172936.5
(32)【優先日】2020-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508020155
【氏名又は名称】ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｃａｒｌ－Ｂｏｓｃｈ－Ｓｔｒａｓｓｅ ３８， ６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ ａｍ Ｒｈｅｉｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100100354
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
(74)【代理人】
【識別番号】100167106
【弁理士】
【氏名又は名称】倉脇 明子
(74)【代理人】
【識別番号】100194135
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 修
(74)【代理人】
【識別番号】100206069
【弁理士】
【氏名又は名称】稲垣 謙司
(74)【代理人】
【識別番号】100185915
【弁理士】
【氏名又は名称】長山 弘典
(72)【発明者】
【氏名】ヤコビ，ラインハルト
(72)【発明者】
【氏名】ホメス，アンゲリカ
(72)【発明者】
【氏名】ツァイハー，ズザンネ
(72)【発明者】
【氏名】ロイツ，ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】マイアーヘファー，ナターシャ マヌエラ
(72)【発明者】
【氏名】ヒメネス カサート，ラファエル
(72)【発明者】
【氏名】イモ，マルクス
(72)【発明者】
【氏名】シュヴェンディ，ザシャ ティム
(72)【発明者】
【氏名】ウルリヒ，レオンハルト
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AB12
4F206AF10
4F206JA07
4F206JB28
4F206JL02
4F206JM01
4F206JN04
4F206JQ57
4F206JQ81
(57)【要約】
本発明は、第１成形コンパウンド（１）と少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）が、スクリュー射出成形機（７）の射出ユニット（５）から射出成形型（９）に射出されるマーブル模様の成形品を製造する方法であって、
前記射出ユニット（５）はバレル（１１）と、スクリュー先端部（１５）を有するスクリュー（１３）と、ノズル（１７）とを有し、前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べて前記スクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記バレル（１１）内に配置され、前記第１成形コンパウンド（１）は第１ポリマーコンパウンドと第１着色剤とを有し、前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）はさらなるポリマーコンパウンドと任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを有する方法に関する。
本発明はさらに、マーブル模様の成形品を製造する装置と、該装置を製造する方法に関する。
【選択図】図１
前記射出ユニット（５）はバレル（１１）と、スクリュー先端部（１５）を有するスクリュー（１３）と、ノズル（１７）とを有し、前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べて前記スクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記バレル（１１）内に配置され、前記第１成形コンパウンド（１）は第１ポリマーコンパウンドと第１着色剤とを有し、前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）はさらなるポリマーコンパウンドと任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを有する方法に関する。
本発明はさらに、マーブル模様の成形品を製造する装置と、該装置を製造する方法に関する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１成形コンパウンド（１）と少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）が、スクリュー射出成形機（７）の射出ユニット（５）から射出成形型（９）に射出されるマーブル模様の成形品を製造する方法であって、前記射出ユニット（５）はバレル（１１）と、スクリュー先端部（１５）を有するスクリュー（１３）と、ノズル（１７）とを有し、前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べて前記スクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記バレル（１１）内に配置され、前記第１成形コンパウンド（１）は第１ポリマーコンパウンドと第１着色剤とを有し、前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）はさらなるポリマーコンパウンドと任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを有し、
前記方法は、
ａ）前記スクリュー（１３）が前記後方位置（２３）にあるときに、前記スクリュー（１３）に前記第１成形コンパウンド（１）の第１量を任意に供給するステップと、
ｂ）前記スクリュー（１３）を、前記後方位置（２３）から前記前方位置（２１）へ任意に前進させるステップと、
ｃ）前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量を、前記スクリュー（１３）に供給するステップと、
ｄ）前記スクリュー（１３）を回転させ、前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の少なくとも一部を、前記ノズル（１７）と前記スクリュー先端部（１５）の間の前記バレル（１１）内の空きスペース（２７）に搬送し、及び、前記スクリュー（１３）を前記前方位置（２１）から前記後方位置（２３）に移動させ、前記スクリュー（１３）の前記バレル（１１）内の前記第１成形コンパウンド（１）及び前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を可塑化するステップと、
ｅ）前記スクリュー（１３）が前記後方位置（２３）にあるときに、前記第１成形コンパウンド（１）の新たな第１量を前記スクリュー（１３）に任意に供給するステップと、
ｆ）前記スクリュー（１３）を前記後方位置（２３）から前記前方位置（２１）に前進させることにより、前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を前記バレル（１１）内の空きスペース（２７）から前記射出成形型（９）のキャビティ（２９）に射出するステップと、
ｇ）マーブル模様の成形品を得るように、前記射出成形型（９）内の前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を冷却するステップと、
ｈ）前記射出成形型（９）から前記マーブル模様の成形品を取り出すステップと、
を含み、
ステップｃ）～ｈ）は繰り返され、ステップｅ）はステップｆ）の前に実施され、ステップａ）は任意にステップｂ）の前に実施され、
ステップｅ）における前記第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給及び任意のステップａ）における前記第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給とは時間的又は空間的に分離されて実施される、方法。
【請求項2】
ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量の供給は、ステップｂ）における前記前進の後に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記キャビティ（２９）の内部容積（３３）に対する、前記成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）によって占有され得る前記バレル（１１）の最大内部空き容積（３１）の比率は１０以下である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記マーブル模様の成形品の質量に対する、前記第１成形コンパウンド（１）の第１量の質量と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量の質量の合計の比率は、０．５～１．５である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記第２量に対する前記第１量の質量比は、０．１未満、特に０．００１未満である、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）中の少なくとも１つのさらなる着色剤のさらなる濃度に対する前記第１成形コンパウンド（１）中の第１着色剤の第１濃度の比率は、２０超、特に、５０超である、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記第１ポリマーコンパウンド（１）及び／又は前記少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンド（３）は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリールエーテルスルホン（ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＰＳＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリブチレンセバケートテレフタレート（ＰＢＳｅＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアクリルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー（ＡＢＳ）のようなスチレン含有ポリマー、又はそれらの混合物からなる群より選択されるポリマーを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記第１成形コンパウンド（１）及び／又は前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）は、それぞれペレットの形で供給される、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
内部（３５）を有するバレル（１１）とスクリュー（１３）とノズル（１７）とを有する正確に１つの射出ユニット（５）を有する、マーブル模様の成形品を製造する装置であって、前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べてスクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記バレル（１１）内に配置され、
ノズルヘッド（３７）とノズル本体（３９）とを有する前記ノズル（１７）は、前記バレル（１１）に解放可能に接続され、前記ノズルヘッド（３７）は、各ダクト（４１）の第１端部（４３）において前記ノズル（１７）の出口開口部（４０）に、及び、各ダクト（４１）の第２端部（４５）において前記バレル（１１）の前記内部（３５）に接続された少なくとも２つのダクト（４１）を有し、
前記少なくとも２つのダクト（４１）は、前記ノズルヘッド（３７）を通って湾曲した態様で延びている、装置。
【請求項10】
前記ノズルヘッド（３７）が３つ～８つのダクト（４１）を有している、請求項９に記載の装置。
【請求項11】
前記ダクト（４１）は、それらの第１端部（４３）と第２端部（４５）の間で、互いから分離されている、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項12】
前記ダクト（４１）は、前記ノズルヘッド（３７）の半径横断面で、それぞれ円形、楕円形又は三角形の横断面（６３）を有している、請求項９～１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項13】
前記ノズルヘッド（３７）はインサート（４２）を有し、前記少なくとも２つのダクト（４１）は前記インサート（４２）に配置されている、請求項９～１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項14】
請求項９～１３のいずれか１項による装置を製造する方法であって、少なくとも前記ノズルヘッド（３７）又は少なくとも前記インサート（４２）は、付加製造法、特に３Ｄ印刷の手段によって製造される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マーブル模様の成形品を製造するための方法に関し、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドが、スクリュー射出成形機の射出ユニットから射出成形型(injection mold)に射出され、該射出ユニットは、バレルと、スクリュー先端部を有するスクリューと、ノズルとを備え、該スクリューは、回転可能であり、後方位置に比べてスクリュー先端部とノズルとの間の距離が短い前方位置と後方位置の間で、バレルの縦軸方向に移動可能なようにバレル内に配置され、該第１成形コンパウンドは第１ポリマーコンパウンド及び第１着色剤を含み、該少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、さらなるポリマーコンパウンドと、任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを含む。
【0002】
本発明はさらに、内部を有するバレルと、スクリューと、ノズルヘッド及びノズル本体を有するノズルとを備える射出ユニットを含み、該スクリュー（搬送スクリューとも呼ばれ得る）は回転可能であり、前方位置と後方位置との間でバレルの縦軸の方向に移動可能なようにバレル内に配置されている、マーブル模様の成形品の製造装置、及び該装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
マーブル模様の成形品は、通常、少なくとも１つのマーブル模様の見える面、すなわち模様化された、色の影、色のすじ、線及び構造などの表面効果を示す見える面を有している。マーブル模様の成形品では、存在する着色剤の少なくとも一部は均質に分布(distributed)されていない。マーブル模様の効果の形成は、異なる色と成形品のメインカラーの割合に依存する。マーブル模様の成形品は、視覚的に完全に同一ではないことがよくある。それらが色構造において繰り返しの認識パターンを示す場合、それらは再現可能マーブル模様を有する成形品と呼ばれることもできる。特に、メインカラー、影、及びメインパターンは、色の明るさにはばらつきが生じる(occur)可能性はあるが、再現性のあるマーブル模様の成形品で繰り返しの形で存在する。
【0004】
成形品の製造、特に粉末、ペレット、又は成形コンパウンド（それぞれ混合物の形態をとることがある）から作られるポリマー成形品の製造は、スクリュー射出成形機を用いて実現されることがよくある。着色ポリマー製品の製造のために、着色ポリマーペレットがよく使用され、又は、色中性ペレットが、押出機におけるポリマーの液化前又は液化中に、高顔料濃度を有する着色ポリマーペレットと混合される。通常、射出ユニットで使用される混合要素は、着色されていないベース材料と高濃度の着色剤を含むカラーペレットとからなる混合物が最大限の均質性で混合し、表面にすじがない部品が製造されることを確かにする。
【0005】
スクリュー射出成形機は、通常は、均一な可塑化を可能にし、そこでは、射出される成形コンパウンドは均質な温度を有する。マーブル模様の成形品の製造では、温度が均質であるにも拘わらず、射出される成形コンパウンドがまだ十分に混合されておらず、変化する色成分が完成品で見えるままであるということのために、この均質化は望ましくない。
【0006】
具体的には、色の進行及び色の分布の均一な繰り返しが狙いである再現性のあるマーブル模様の生成のために、使用される機械は、典型的には、マーブル模様を生成する少なくとも２つの成分が、別々に例えば２つの別々の射出ユニットで射出成形型に供給されるものである。
【0007】
また、マーブル模様の成形品を製造するためのものとして知られているのは、１つの射出成形型において２つの別々の射出ユニットからの成形コンパウンドを組み合わせることを可能にする装置、特にノズルである。
【0008】
２成分射出成形機での再現性のあるマーブル模様の成形品の製造は、２つの射出ユニットが必要であり、それぞれがスクリュー、バレル、供給装置、及びスクリューを動かすための対応する油圧装置を有する射出ユニットを作動させるため、複雑である。
【0009】
さらに、一成分射出成形機でマーブル模様の成形品を製造することは可能であるが、マーブル模様の再現性は保証されない、既知の射出成形機のインサート又はバレル、典型的には改変されたスクリューがある。
【0010】
ＡＴ４０６７５３Ｂは、ノズルの上流での変位体（トーピードとして知られている）の使用を記載している。変位体は、異なる表面構成を有し、マーブル模様効果を創出するために使用される。トーピードを有する短いスクリューの使用は、マーブル模様効果の効果を生じる不均質な溶融を生成する。
【0011】
ＤＥ２７１４５０９Ａ１は、ポリマー材料から作られるマーブル模様の成形品を製造するための装置を主題としており、そこでは、バレルの加熱可能部中の変位体が続いている１ゾーンショートスクリューが使用される。
【0012】
ＵＳ４，１７６，１５２は、前後に回転するバレルとスクリューを有する射出成形機を記載している。伝熱成層体がスクリューとバレルからの出口との間に配置されている。本体は、特に、その外周にフィン構造を有している。
【0013】
ＤＥ４２０４０１５Ａ１は、ノズルヘッドとベース部分からなる熱可塑性コンパウンドの射出ノズルを開示している。ノズルヘッドは、軸孔に開口する第２孔又は第２熱可塑性成形コンパウンドの供給を開閉することができるように、軸方向に移動可能である。
【0014】
ＤＥ１０２００４０５３５７５Ａ１は、同様に、射出成形機用のノズルに関連し、ここでは、２つの異なる組成と異なる色の樹脂が処理される。ノズル内の第１通路が、第１射出ユニットと連通し、ノズル内の第２通路が、第２射出ユニットと連通している。
【0015】
ＪＰ２００３ ２００４５６及びＪＰ２００５ ２６２７５９も、２つの別々の可塑化ユニットから来る２つの異なる樹脂を射出するためのノズルを記載している。
【0016】
ＴＷ４１１３１４Ｂは、円錐形ノズルが使用される、色進行を有するポリマー物品の製造方法を主題としている。
【0017】
ＤＥ４３３２２４２Ａ１は、射出成形法によってマーブル模様のポリマー物体を製造するための方法及び装置を開示しており、そこでは、色顔料はスクリューフライトの開始時に導入口に供給される。
【0018】
ＤＥ１００１３６１７Ａ１は、少なくとも１つのマーブル模様の可視面を有するポリマー物品を製造するための方法に関する。この目的のために、磁場の作用によって整列可能な固体粒子が、液化前又は液化中に熱可塑性ポリマーのコンパウンドに加えられる。
【0019】
ＥＰ１５５６１９８Ｂ１は、射出成形機のスクリュー先端部にある逆止弁を置き換えることができる混合要素を記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
本発明の目的は、マーブル模様の成形品の製造方法を提供することであり、発生したマーブル模様のパターンは再現性があることである。また、提案されているのは、マーブル模様の成形品を製造するための装置であって、マーブル模様の構成が制御された態様で可変であり、同時に、マーブル模様の高精細性及び再現性が達成され、異なる変更複雑さを有するが異なる模様に対して同じスクリュー射出成形機の使用が可能である、マーブル模様の成形品を製造するための装置である。
【課題を解決するための手段】
【0021】
この目的は、マーブル模様の成形品を製造する方法であって、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドがスクリュー射出成形機の射出ユニットから射出成形型に射出され、該射出ユニットは、バレルと、スクリュー先端部を有するスクリューと、ノズルとを備え、該スクリューは、回転可能であり、後方位置に比べてスクリュー先端部と前記ノズルとの間の距離が短い前方位置と後方位置の間で、前記バレルの縦軸方向に移動可能なように前記バレル内に配置され、該第１成形コンパウンドは第１ポリマーコンパウンド及び第１着色剤を含み、該少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、さらなるポリマーコンパウンドと、任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを含む、方法によって達成され、該方法は：
ａ）前記スクリューが前記後方位置にあるときに、前記スクリューに前記第１成形コンパウンドの第１量を任意に供給するステップと、
ｂ）前記スクリューを、前記後方位置から前記前方位置へ任意に前進させるステップと、
ｃ）前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量を、前記スクリューに供給するステップと、
ｄ）前記スクリューを回転させ、前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの少なくとも一部を、前記ノズルと前記スクリュー先端部との間の前記バレル内の空きスペースに搬送し、及び、前記スクリューを前記前方位置から前記後方位置に移動させ、前記バレル内の前記第１成形コンパウンド及び前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを可塑化するステップと、
ｅ）前記スクリューが前記後方位置にあるときに、前記第１成形コンパウンドの新たな第１量を前記スクリューに任意に供給するステップと、
ｆ）前記スクリューを前記後方位置から前記前方位置に前進させることにより、前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを前記バレル内の空きスペースから前記射出成形型のキャビティに射出するステップと、
ｇ）マーブル模様の成形品を得るように、前記射出成形型内の前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを冷却するステップと、
ｈ）前記射出成形型から前記マーブル模様の成形品を取り出すステップと、
を含み、
ここで、ステップｃ）～ｈ）は繰り返され、ステップｅ）はステップｆ）の前に実施され、ステップａ）は任意にステップｂ）の前に実施され、ステップｅ）における前記第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給及び任意でステップａ）における前記第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給とは時間的又は空間的に分離されて実施される。
ａ）前記スクリューが前記後方位置にあるときに、前記スクリューに前記第１成形コンパウンドの第１量を任意に供給するステップと、
ｂ）前記スクリューを、前記後方位置から前記前方位置へ任意に前進させるステップと、
ｃ）前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量を、前記スクリューに供給するステップと、
ｄ）前記スクリューを回転させ、前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの少なくとも一部を、前記ノズルと前記スクリュー先端部との間の前記バレル内の空きスペースに搬送し、及び、前記スクリューを前記前方位置から前記後方位置に移動させ、前記バレル内の前記第１成形コンパウンド及び前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを可塑化するステップと、
ｅ）前記スクリューが前記後方位置にあるときに、前記第１成形コンパウンドの新たな第１量を前記スクリューに任意に供給するステップと、
ｆ）前記スクリューを前記後方位置から前記前方位置に前進させることにより、前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを前記バレル内の空きスペースから前記射出成形型のキャビティに射出するステップと、
ｇ）マーブル模様の成形品を得るように、前記射出成形型内の前記第１成形コンパウンドと前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを冷却するステップと、
ｈ）前記射出成形型から前記マーブル模様の成形品を取り出すステップと、
を含み、
ここで、ステップｃ）～ｈ）は繰り返され、ステップｅ）はステップｆ）の前に実施され、ステップａ）は任意にステップｂ）の前に実施され、ステップｅ）における前記第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給及び任意でステップａ）における前記第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給とは時間的又は空間的に分離されて実施される。
【0022】
さらに提案されているのは、内部を有するバレルと、スクリューと、ノズルを含む正確に１つの射出ユニットを備え、前記スクリューは、回転可能であり、後方位置に比べてスクリュー先端部と前記ノズルとの間の距離が短い前方位置と後方位置の間で、前記バレルの縦軸方向に移動可能なように前記バレル内に配置され、ノズルヘッド及びノズル本体を含む前記ノズルが、前記バレルに解放可能に接続され、前記ノズルヘッドは、各ダクトの第１端部で前記ノズルの出口開口部に接続され及び各ダクトの第２端部で前記バレルの前記内部に接続された少なくとも２つのダクトを有し、前記少なくとも２つのダクトは前記ノズルヘッドを通って湾曲に延びている、マーブル模様の成形品の製造装置である。ノズルヘッドは、ノズルキャップと呼ばれることもある。出口開口部は、射出成形型に面するノズルの側面に配置される。出口開口部を通して、第１成形コンパウンドと少なくとも１つの成形コンパウンドは、射出成形型に射出される。
【0023】
マーブル模様の成形品を製造するために、本発明の方法を実行するための装置を使用することが優先される。本装置は、射出成形機、すなわち、一成分射出成形機である。
【0024】
第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの供給を時間的又は空間的に分離させることにより、可塑化中に第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの均質化は制限され、定義された色の境界と再現性のあるマーブル模様のパターンが製造される成形品で見える。第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの添加は、連続的又は離散的(discrete)を指すことができる。したがって、第１成形コンパウンドは、ノズルとスクリュー先端部の間の空きスペースに射出される前に、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド中に不均質に分布される。
【0025】
ノズルの形状に応じて、定義された、再現性のある、つまり繰り返し製造可能なパターンが、製造されるマーブル模様の成形品の少なくとも１つの可視面で確立される。
【0026】
再現性のあるマーブル模様のパターンとは、異なる成形品が互いに比較されたときに、それらが同じ方法及び同じ装置によって製造された場合に差異が人間の目では明確に違いとして感受されないパターンを意味すると理解される。本発明に従って製造される成形品は、確実に再現され、明白なパターンを有する。これは、特に、成形コンパウンドの定義された供給によって達成される。
【0027】
本発明に従って製造されるマーブル模様の成形品は、特に消費財分野における装飾目的に有用である。マーブル模様の成形品は、完全にマーブル模様付けされてもよく、又は、少なくとも１つのマーブル模様の可視面を含んでいてもよい。マーブル模様の成形品は、３次元であってもよく、又は平面的であってもよい。マーブル模様の成形品は、好ましくは、ボウル、皿、カップ、ハンドルもしくはトイレの便座などの家庭用品、ノートパソコンのカバー又は電話もしくはスマートフォンの保護ケースなどの消費財、回転ディスクもしくは回転コマなどの玩具、ボタンなどのファッション業界のアクセサリー、又は、バイザーもしくはカバーなどの車内装飾品である。
【0028】
第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、射出ユニットのバレルに供給され、スクリューの回転によって搬送方向にノズルに向かって前方に搬送される。これは、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを可塑化する。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドと、任意に第１成形コンパウンドは、ノズルとスクリュー先端部の間の空きスペースに蓄積し、スクリューをバレル内の後方位置に軸方向に後方に移動させる。好ましくは、本発明の方法で使用されるスクリュー射出成形機は、正確に１つの射出ユニットと、より好ましくは正確に１つのバレルと、さらに好ましくは正確に１つのスクリューを備える。本発明の装置は、好ましくは、正確に１つのバレルと、さらに好ましくは正確に１つのスクリューを備える。
【0029】
供給は、第１成形コンパウンド又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドが、例えば漏斗を介してバレルに、特にスクリューに到達することにより、計量としても参照される。第１成形コンパウンドと少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、時間的又は空間的に互いに分離して、部分として供給される。「部分として」とは、第１成形コンパウンド及び好ましくは少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドも、離散的な部分の形態で、すなわち第１量又は第２量の形態で不連続的にバレルに供給されることを意味する。
【0030】
可塑化は、スクリューによって第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドをノズル方向に搬送し分配すること、及び、少なくとも一部がそこで溶融することをも指す。好ましくは、第１成形コンパウンドの少なくとも一部と、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの少なくとも一部は、ステップｄ）の可塑化中に、完全に溶融される。
【0031】
ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給は、ステップｂ）におけるスクリューの前進の後に実施されることが好ましい。
【0032】
さらに好ましくは、ステップｃ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給、及び任意でステップａ）における第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｂ）の前進が開始される前に完了される。さらに、ステップｂ）における前進は、好ましくは、ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給が開始される前に、完了される。
【0033】
第１成形コンパウンドは、好ましくは、最初にスクリューと接触し、次に、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドと接触する。
【0034】
第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、別々に、直接バレルに、特に計量システムを備えたスクリューに直接供給されることができる。
【0035】
さらに好ましくは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給は、スクリューが前方位置にあるときに開始される。スクリューは、好ましくは、ノズル方向に最大限に動かされたときに、前方位置にある。
【0036】
少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド、特に少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量は、連続的に供給されることができる。好ましくは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量は、少なくともステップｄ）における可塑化中は、連続的に供給される。
【0037】
特に、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量及び任意でステップａ）における第１成形コンパウンドの第１量が、ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給から空間的に分離されて供給される場合、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量は、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給中、及び、任意にステップａ）における第１成形コンパウンドの第１量の供給中は、連続して供給されることが可能である。
【0038】
ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量及び任意にステップａ）における第１成形コンパウンドの第１量が、ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給から空間的に分離されて実施される場合、第１成形コンパウンドの第１量又は新たな第１量は、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量よりノズルからより長い距離で供給されることが好ましい。
【0039】
可塑化後、スクリューの回転は好ましくは停止され、そしてスクリューは搬送方向の前方位置に前進され、可塑化された第１成形コンパウンド及び可塑化された少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドが、ノズルを通して、射出成形型の内部としても参照されるキャビティに押し出される。
【0040】
スクリューが後方位置にある時におけるスクリューへの第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給は、射出の操作のリズム又はタイミングによってパターン形成の同期を実現し、したがって、連続的に製造されるマーブル模様の成形品のパターンの再現性を確かにする。より好ましくは、第１成形コンパウンドの第１量が供給される間、スクリューは後方位置に静止している。
【0041】
空きスペースへの射出前のノズルとスクリュー先端部の間に存在する、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド及び任意の第１成形コンパウンドを含む可塑化成形されたコンパウンドの体積は、ショット体積とも呼ばれる。
【0042】
ステップｆ）における射出の後、バレルは再び充填される。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量が供給され、再び可塑化が行われ、スクリューが後方位置に戻る。その後、第１成形コンパウンドの第１量が供給され、再び射出が行われる。
【0043】
可塑化は、好ましくは、ステップａ）において第１成形コンパウンドの第１量が供給されるときに、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド及び任意の第１成形コンパウンドについて、少なくとも１回、より好ましくは少なくとも２回、特に少なくとも４回完了されている。好ましくは、ステップａ）において第１成形コンパウンドの第１量が供給されるときに、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド及び任意に第１成形コンパウンドはバレル内に存在する。
【0044】
好ましくは、第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、バレルの後方部分に供給される。後方部分は、好ましくはバレルの全長の５０％以下、より好ましくはバレルの全長の２０％以下の、ノズルから離れたバレルの端部を意味すると理解される。第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、同じ位置又は異なる位置もしくは供給開口部でバレルに供給されることができる。より具体的には、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、同じ供給開口部の様々な位置でバレルに供給される。
【0045】
第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、粉末、ペレット又はプラスチックコンパウンドの形態で供給されてよい。第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、それぞれ、均質な混合物及び／又は不均質な混合物の形態をとってよい。
【0046】
好ましくは、第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、ペレットとして供給される。ペレットは、一般に、例えば円柱状又はレンズ状であり、好ましくは１ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは３ｍｍ～６ｍｍの最大長を有する、自由流動性固体状態材料を指す。
【0047】
第１成形コンパウンドは、第１ポリマーコンパウンドと第１着色剤を含む第１ペレット材料を含んでいることが好ましい。第１ペレット材料は、着色ペレット材料とも呼ばれることがあり、好ましくは上流ステップで製造される。第１成形コンパウンドは、マーブル模様付けバッチ又はマーブル模様付け濃縮物とも呼ばれることがある。
【0048】
特に、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、供給される前、少なくとも２つのさらなるペレット材料、特に第２ペレット材料及び第３ペレット材料を含む混合物を含むことができる。少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンドは、第２ペレット材料中に存在してよく、少なくとも１つのさらなる着色剤は、第３ペレット材料中に存在してよい。
【0049】
好ましくは、マーブル模様の成形品は、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドとから構成される。
【0050】
スクリューは、好ましくは、取入れ部、圧縮部及び計量部（排出部又は均質化部とも呼ばれることがある）を有する。
【0051】
スクリューは、好ましくは、シングルフライトスクリューである。スクリューは、特に、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドが搬送される、正確に１つのフライトを有する。さらに好ましくは、スクリューは、フラットスクリューフライトを有する。
【0052】
取入れ部のフライト深さはスクリュー外径の０．０５～０．１５倍、計量部のフライト深さはスクリュー外径の０．０２５～０．０７５倍が好ましい。圧縮率（スクリューの取入れ部のフライト容積対スクリューの計量部のフライト容積の間の比率を指す）は、好ましくは少なくとも２、より好ましくは２を超える。スクリューは、好ましくはスクリュー外径の２０倍から２３倍の範囲内の長さを有する。低スクリューフライトは、同じ直径に対して少ない材料が収容されるという利点を有する。
【0053】
本発明の装置のスクリューは、好ましくはノズルとスクリューフライトの間に配置された逆止弁を備えてよい。スクリュー先端部は、羽根、特に３～４つの羽根を有していてよい。
【0054】
射出ユニットは、好ましくは、加熱装置を備える。加熱装置は、バレルを完全に、好ましくは部分的に取り囲むことができる。ノズルもまた、加熱装置を含んでよい。加熱装置は、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの溶融を助ける。
【0055】
好ましくは、射出成形ステップｇ）における第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの冷却は、ステップｄ）におけるバレル内の第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの可塑化と同時に行われ、及び任意に、ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給と少なくとも部分的に同時に行われる。
【0056】
好ましくは、ステップｃ）～ｈ）は、複数のマーブル模様の成形品を連続的に製造するために、１回より多く、より好ましくは３回以上、さらに好ましくは４回以上、特に好ましくは５回以上繰り返される。好ましくは、ステップａ）～ｆ）は、指定された順序で実施される。
【0057】
さらに、ステップｆ）における射出は、好ましくはある射出頻度で繰り返され、各射出又は前進は１ショットと呼ばれることがある。さらに、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給は、好ましくはある供給頻度で繰り返される。供給頻度は、好ましくは、射出頻度から変化するが、１０％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは１％以下だけ変化するように選択される。これに対応して、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給は、特に好ましくは、ステップｆ）における射出のサイクルで実施される。この場合、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給は、好ましくは、ステップｆ）における射出から時間遅れで行われる。より好ましくは、供給頻度は、射出頻度と等しい。この場合、第１成形コンパウンドの第１量の供給は、常に、射出又は前進から同じ時間遅れで行われる。
【0058】
マーブル模様の成形品（単数）の場合、ステップｅ）における第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給及び／又はステップａ）における第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｃ）における少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量を供給する前又は後に実施され得る。
【0059】
第１成形コンパウンドと同様に、バレルは、少なくとも２つのさらなる成形コンパウンドを供給されることができ、それによってさらにマーブル模様のパターン（単数）を有する多色の成形品を製造することが可能である。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、複数の部分に分割されてよく、この場合、該複数の部分はそれぞれ連続的又は段階的に供給されることが好ましい。
【0060】
射出成形型は、様々な種類のゲートを含むことができる。好ましくは、射出成形型は、ホットランナー、スプルーゲート、フィルムゲート、ディストリビューター及びトンネルゲートからなる群から選択されるゲートを備える。射出成形型は、好ましくは、スプルーゲートを有する。
【0061】
ステップｆ）での射出後、保持圧力は、射出成形型内の成形品上のスクリューによって加えられ得る。保持圧力は、好ましくはステップｄ）での可塑化の前に加えられる。射出成形型の成形品上のスクリューによって保持圧力が加えられている間は、スクリューは、バレル内の前方位置にあるか、又は成形品の冷却過程における材料の収縮を補うように、より多くの可塑化された成形コンパウンドを射出成形型に押し込むために、搬送方向にまだ移動中であるのが好ましい。
【0062】
少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量は、好ましくは、保持圧力が射出成形型に加えられている間に、ステップｃ）で供給される。より好ましくは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量は、保持圧力の作用開始時にステップｃ）で供給される。
【0063】
好ましくは、キャビティの内部容積に対する、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドによって占有され得るバレルの最大内部空き容積の比率は、１５以下、より好ましくは１０以下、さらに好ましくは５以下、特に２～５である。バレルの最大内部空き容積は、メルトダクトと呼ばれることがある。バレルの最大内部空き容積は、好ましくは、バレルのシリンダー内部容積から、バレル内に存在するスクリューによって占有される容積を差し引いたものを表す。
【0064】
好ましくは、供給開口部の下、特にスクリュー上の内部空き容積は、第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド、又は、第１成形コンパウンドのペレット及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドのペレットによって、０体積％～８０体積％、より好ましくは１０体積％～５０体積％の範囲でのみ満たされる。これは、アンダーフィードとも呼ばれることができ、そこでは、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、スクリューによって搬送可能な最大質量流量と比較して減少した質量流量で供給される。
【0065】
これに対応して、バレル及びスクリューは、特に射出の前では、射出ユニットにおいて好ましくは１５ショット以下、より好ましくは１０ショット以下、さらに好ましくは５ショット以下、特に２～５ショットであるように設計される。
【0066】
小さいバレルの内部空き容積は、射出ユニットにおける第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの短い滞留時間を生じ、これは第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの均質な混合を妨げ、したがって、マーブル模様のパターンの生成を促進する。バレル内の第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの滞留時間は、好ましくは１秒～１５分、より好ましくは０．１分～４分、特に好ましくは０．５分～２分の範囲内である。
【0067】
本発明の方法の利点により、第１成形コンパウンドは、混合の程度をできるだけ制限するために、バレル内の少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドとできるだけ遅く接触する。対応するバレル小さな内部空き容積により、滞留時間の減少も、第１成形コンパウンドと少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの混合を最小限にする。
【0068】
好ましくは、マーブル模様の成形品の質量に対する、第１成形コンパウンドの第１量の質量と少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の質量の合計の比率は、０．５～１．５、より好ましくは０．８～１．２、さらに好ましくは０．９～１、特に好ましくは１である。この比率は、例えば、マーブル模様の成形品の製造において、少なくとも１つのスプルーが存在し、このスプルーも第１成形コンパウンド及びさらなる成形コンパウンドを含むが、製造後にマーブル模様の成形品から除去されてマーブル模様の成形品の一部ではない場合に、１よりも大きくなる。１未満の比率は、例えば、インサート、特に金属インサートが成形品に組み込まれる場合、又は異なる硬度を有し得る２成分成形品が製造され、最初に第１成分、次に第２成分（第１成分及び／又は第２成分がマーブル模様を有する）がキャビティに射出される場合に存在し得る。１に近い比率のおかげで、マーブル模様、特にリング又は頂点などのマーブル模様のパターンの個々の要素が、連続して製造されるマーブル模様の成形品において比較可能な位置に配置され、つまり、異なるマーブル模様の成形品にわたるマーブル模様の再現性が、特に特定の質量比が成形品のサイズ及び射出のリズムに一致するため、最適化されることを意味する。異なる射出操作による異なるパターンの隠蔽が回避される。
【0069】
これに対応して、各ショットは個別に添加されることが好ましく、１ショットの第１成形コンパウンドと同じショットの少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、空間的又は位置的に分離したステップｅ）及び任意にａ）又はｃ）において供給される。第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの添加は、好ましくは特定の量で行われ、すなわち、第１量及び第２量は、正確に１ショットのために十分である。
【0070】
好ましくは、第１量の第２量に対する質量比は、０．１未満、より好ましくは０．０１未満、特に０．００１未満である。第１成形コンパウンドは、ベースコンパウンドを構成する少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドにおいて、マーブル模様のパターンを形成する役割を果たす。
【0071】
好ましくは、第１成形コンパウンド中の第１着色剤の第１濃度の、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド中の少なくとも１つのさらなる着色剤のさらなる濃度に対する比率は、２０超、より好ましくは５０超、特に１００超である。これに対応して、第１着色剤が、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド中に任意に存在する少なくとも１つのさらなる着色剤よりも、第１成形コンパウンド中でより高い濃度である場合が好ましい。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドが第１成形コンパウンドと接触する前に、少なくとも１つのさらなる着色剤で既に着色されていてよい。
【0072】
好ましくは、第１成形コンパウンドは、第１成形コンパウンドに基づいて、１０質量％～６０質量％、より好ましくは２０質量％～４０質量％の第１着色剤を含んでいる。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドに基づいて、好ましくは０．１質量％～６質量％、より好ましくは０．２質量％～４質量％の少なくとも１つのさらなる着色剤を含んでいる。
【0073】
上述の濃度比により、マーブル模様のパターンの良好な視認性と鮮明さが確保され、パターンの再現性を助ける。
【0074】
第２量は、１つ又は複数のさらなる成形コンパウンドを含んでよい。第１ポリマーコンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンドは、好ましくは熱可塑性成形コンパウンドである。より好ましくは、第１ポリマーコンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンドは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリールエーテルスルホン（ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＰＳＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリブチレンセバケートテレフタレート（ＰＢＳｅＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアクリルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー（ＡＢＳ）などのスチレン含有ポリマー、又はそれらの混合物からなる群より選択されるポリマーを含む。少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド及び任意で第１成形コンパウンドは、充填された又は強化された成形コンパウンドであってよい。より具体的には、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド及び任意で第１成形コンパウンドは、タルク、ガラスビーズ、又は、ガラス繊維又は炭素繊維などの繊維、などの少なくとも１つの充填材を含んでいてよい。
【0075】
より好ましくは、第１ポリマーコンパウンド中に存在するポリマーは、少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンド中にも存在する。さらに好ましくは、第１ポリマーコンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンドはＰＢＴを含み；より好ましくは、第１ポリマーコンパウンド及び少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンドはＰＢＴを含む。
【0076】
第１着色剤及び／又は少なくとも１つのさらなる着色剤は、処理中に、第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドに可溶であってよく、又は不溶であってもよい。第１着色剤及び／又は少なくとも１つのさらなる着色剤は、好ましくは着色顔料である。第１着色剤は、好ましくは、黒色着色剤である。第１着色剤は、好ましくは、カーボンブラック又はニグロシンなどのジアミノフェナジンコンパウンドを含む。より好ましくは、第１着色剤は、カーボンブラック又はニグロシンなどの少なくとも１つのジアミノフェナジンコンパウンドからなる。少なくとも１つのさらなる着色剤は、好ましくは、青色着色剤、緑色着色剤、黄色着色剤、赤色着色剤、ベース着色剤、オレンジ色着色剤、白色着色剤、灰色着色剤、茶色着色剤、又は金色着色剤である。
【0077】
第１成形コンパウンド及び／又は少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの（それぞれが可塑化された形態における）粘度は、５０Ｐａ・ｓ～１０００Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。
【0078】
ノズルの上流における可塑化された成形コンパウンドの射出成形型への射出速度は、好ましくは２５ｃｍ３／ｓ超、より好ましくは５０ｃｍ３／ｓ～１００ｃｍ３／ｓ、特に６０ｃｍ３／ｓ～８０ｃｍ３／ｓ、例えば７０ｃｍ３／ｓである。背圧（典型的にはバレル内の空きスペースの圧力を指す）は、好ましくは１バール～１００バール、より好ましくは１０バール～７０バール、さらに好ましくは２０バール～５０バールである。
【0079】
ノズル温度は、好ましくは１５０℃～４５０℃であり、より好ましくは１８０℃～４００℃である。スクリュー先端における第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドは、好ましくは１５０℃～４５０℃、より好ましくは１８０℃～４００℃の範囲の温度を有する。射出圧力は、好ましくは４００バール～１０００バールである。
【0080】
ノズルヘッドは、好ましくは２つ～８つ、さらに好ましくは３つ～８つ、より好ましくは３つ～６つ、例えば３つ、４つ又は６つのダクトを有し、これらは、孔、通路又はボアとも呼ばれ得る。好ましくは、ダクトの半径横断面の中心は、互いに等距離にある。ダクトの形状、数及び配置は、生成されるマーブル模様パターンの幾何学形状に影響を与える。好ましくは、少なくとも２つのダクトは、ノズル本体の通路ボアによって各ダクトの第１端部に接続され、ノズル本体の通路ボアは、バレルの内部に接続される。これに関連して、「接続される」とは、流体的に接続されていることを意味すると理解され、これはまた、連通していると呼ばれ得る。
【0081】
好ましくは、ダクトは、その第１端部と第２端部との間では互いに離間している。より具体的には、少なくとも２つのダクトはそれぞれ、その第１端部によってノズルヘッドの前端面へ、及び、その第２端部によってノズルヘッドの後端面へ別々に開口している。より具体的には、少なくとも２つのダクトは、それらの第１端部とそれらの第２端部との間では、互いへの通路及び／又は開口を有していない。これに対応して、好ましくは、ダクト間で可塑化された成形コンパウンドの交換はノズルヘッド内で行われず、代わりに、第１成形コンパウンド及び少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドを含む可塑化された成形コンパウンドは、個々のダクトを通って別々に押し出される。これに応じて、好ましくは、ダクトを通して追加の混合は行われない。２つの別々のダクトは、このように、第１成形コンパウンドとさらなる成形コンパウンドの均質な混合を妨げ、したがって、再現性が支援される。
【0082】
少なくとも２つのダクトは、少なくとも本発明の方法において、ノズルヘッドを通って直線状及び／又は湾曲状の軌道で延びていてよく、又はそれぞれが特に少なくとも一部においてスパイラルを形成してもよい。マーブル模様の成形品を製造するための本発明の装置では、少なくとも２つのダクトは、ノズルヘッドを通って湾曲状に延びている。好ましくは、本発明の方法における少なくとも２つのダクトは、ノズルヘッドを通って湾曲状に延びている。さらに好ましくは、少なくとも２つのダクトは、ノズルヘッドを通って少なくとも部分的に湾曲状に、すなわち単に部分的に又は完全に湾曲状に延びている。
【0083】
少なくとも２つのダクトが、ノズルヘッドを通って真っ直ぐに延びている場合、ダクトはストレートボアと呼ばれることもできる。ここで、ダクトは、好ましくはノズルヘッドの縦軸に平行に延び、及び、好ましくはバレルの縦軸に平行に延びる。これらがヘッドの縦軸に対して傾斜して延びる少なくとも２つの直線ダクトの進行も可能である。傾斜は、可塑化された成形コンパウンドにわずかなねじれを与える(impose)。
【0084】
ダクトはまた、異なる横断面形状及び／又は異なる横断面サイズを有することもできる。
【0085】
好ましい実施形態では、少なくとも２つのダクトは、それぞれ少なくとも部分的にスパイラルを形成している。本発明の文脈におけるスパイラルは、ヘリカルラインとも呼ばれ得る３次元のスパイラルを意味すると理解される。少なくとも２つのダクトによってそれぞれ形成されたスパイラルのおかげで、可塑化された成形コンパウンドにねじれが課され、このねじれは、製造される成形品のマーブル模様のパターンに反映される。より具体的には、少なくとも２つのダクトはそれぞれ中心軸を有し、各ダクトの中心軸は、スパイラル形態でノズルヘッドの縦軸の周りに配置されている。さらに好ましくは、各位置における少なくとも２つのダクトの中心軸は、互いから同じ距離で配置され、さらに好ましくは、ノズルヘッドの縦軸からも同じ距離で配置される。あるいは、少なくとも２つのダクトの中心軸間の距離も変化してよく、搬送方向に増加又は減少してもよい。それぞれの場合における中心軸は、それぞれのダクトの横断面の中心を通る。スパイラルは、搬送方向に右巻きであっても左巻きであってもよい。
【0086】
少なくとも２つのダクトのうちの１つによってそれぞれ形成されるスパイラルは、好ましくは、同じ幾何学形状、例えば同じ傾斜及び巻数を有し、及び、ノズルヘッドの縦軸に関して半径角だけ互いにオフセットされている。前述の傾斜は、特に、例えば一定の傾斜及び一定の直径を有し、次のように定義される傾斜角である：
【数1】
【0087】
式中、α：傾斜角、Ｓ：完全に巻線で覆われたノズルヘッドの縦軸方向の距離であって、ピッチ高さとも呼ばれる、Ｄ：スパイラルの直径、である。
【0088】
スパイラルは、好ましくは、少なくとも１つの位置での７０°未満の傾斜を有する。
【0089】
少なくとも２つのダクトのうちの１つによって形成されるスパイラルは、それぞれの場合において、一定の傾斜を有していてよい。一定の傾斜は、好ましくは５°～６０°未満、さらに好ましくは１０°～４０°、特に好ましくは１５°～３０°の範囲内である。例えば、一定の傾斜は、２０°である。
【0090】
好ましくは、スパイラルは、少なくとも２つの異なる位置のそれぞれで異なる傾斜を有する。スパイラル上の少なくとも２つの異なる位置は、好ましくは、ノズルの出口開口部から異なる距離を有する。好ましくは、第１位置におけるスパイラルの第１傾斜は、第２位置におけるスパイラルの第２傾斜と少なくとも２０°異なり；好ましくは、第１傾斜と第２傾斜の差、特に最大差は、３０°超９０°未満であり、例えば６０°である。
【0091】
好ましくは、スパイラルの傾斜は、ノズルの出口開口部の方向に向かって減少する。例えば、スパイラルの傾斜は、例えば、可塑化された成形コンパウンドの搬送方向において、例えば、７０℃を超えるバレルに比較的近い第２端面における第１位置から、３０°未満のノズルの出口開口部に近い第１端面における第２位置へ、変化することができる。可塑化された成形コンパウンドの搬送方向での急傾斜から緩傾斜への変化、特に連続的な変化は、流れに関する好ましい進入と、同時に、少なくとも２つのダクトからの出口における顕著なねじりの適用を可能にする。
【0092】
好ましくは、スパイラルは旋回数(rotations)とも呼ばれる巻数を有し、巻数はさらに好ましくは０．２５超～５の範囲内である。これに対応して、スパイラルは、好ましくは、９０°超～１８００°の旋回角をカバーする。さらに好ましくは、巻数は０．２５超～３の範囲内であり、特に０．５０超～３の範囲内、例えば０．５１～２の範囲内である。
【0093】
少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは正確に３つのダクトがスパイラル形態である場合、各ダクトの第１端部は、さらなる実施形態において、好ましくは、ダクトの第２端部に対して４５°～１８０°、より好ましくは９０°～１８０°、特に好ましくは１１０°～１３０°、例えば１２０°の角度だけ半径方向にオフセットされている。スパイラル形態のダクトは、巻きボアと呼ばれることもある。
【0094】
少なくとも２つのダクトがそれぞれ少なくとも部分的にスパイラルを形成している場合、少なくとも２つのダクトはそれぞれ、例えば、スクリューフライト、又は、湾曲ボアとも呼ばれる巻きボアとして設計されることができる。
【0095】
少なくとも２つのダクトがスクリューフライトとして設計されている場合、少なくとも２つのダクトを互いから分離するノズルヘッドの一部は、複数の羽根を形成することができる。より具体的には、羽根の数は、少なくとも２つのダクトの数に等しく、この場合、ダクトは横断面においてランドによって互いから分離される。
【0096】
スクリューフライトとしての、少なくとも２つのダクト、好ましくは少なくとも３つのダクト、より好ましくは正確に３つのダクトの設計は、いずれの場合も、ノズルの中心縦軸に沿って半径方向に旋回する多羽根、好ましくは３羽根ランドが円筒形ボア、特に円筒形フローダクトボア内に配置されているように説明されることもできる。さらに好ましくは、少なくとも２つのダクトは、それぞれがそれぞれの外面の一部である、同心円状に配置された２つのシリンダーによって囲まれている。より具体的には、少なくとも２つのダクトは、同心円状に配置された同じ２つのシリンダーによって囲まれている。
【0097】
少なくとも２つのダクトは、異なる横断面形状及び／又は異なる横断面サイズを有していてよい。少なくとも２つのダクトは、好ましくは、同じ横断面形状及び同じ横断面サイズを有している。
【0098】
ダクトは、好ましくは、それぞれ、ノズルヘッドの半径横断面において、円形、楕円形、リングセグメント形、又は多角形、例えば六角形もしくは三角形などの横断面、好ましくは三角形横断面を有する。三角形横断面は、少なくとも１つの湾曲した側辺を有し得る。少なくとも１つの湾曲した側辺を有する三角形横断面は、例えば、少なくとも２つのダクト、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは正確に３つのダクトでの実施において、それぞれの場合に、１つのスクリューフライトの形をとる。リングセグメントは、好ましくは、１００°～１８０°の範囲内の角度をカバーする。特に、少なくとも２つのダクトの数が少なくとも４つである場合、リングセグメントの角度は１００°未満であり得る。ダクトが三角形横断面を有し、少なくとも２つのダクトの間に介在する壁がスクリューフライトとして形成されている場合、これは、ホットランナーが、円筒形の中央メルトダクトボア（その中に少なくとも２つのダクトを互いから分離する羽根に対応するスピンドルが配置されている）を有しているというように説明されることもできる。少なくとも２つのダクトがそれぞれ巻きボアとして設計されている場合、少なくとも２つのダクトはそれぞれ、好ましくは円形、楕円形又は多角形、例えば六角形の横断面を有する。
【0099】
少なくとも２つのダクトが配置されたノズルヘッドのセクションの横断面は、好ましくは、総面積に対する流動可能な面積の比率であって、４０％～８０％、さらに好ましくは５０％～７５％である開口率を有している。開口率の計算は、好ましくは、横断面、特に円形横断面に基づいており、その半径はノズルヘッドの縦軸から少なくとも２つのダクトの壁の最大距離に対応する。開口率は、例えば、それぞれが９０°～３０°の可変傾斜を有するスクリューフライトの形のスパイラルを形成する２つのダクトの場合には、６８％であり得、それぞれが９０°～３０°の可変傾斜を有するスクリューフライトの形のスパイラルを形成する３つのダクトの場合には、５１％であり得る。好ましくは、第１端面及び第２端面において、少なくとも２つのダクトに流入又は少なくとも２つのダクトから流出するのに利用可能な面積は、本質的に同じである。これに対応して、少なくとも２つのダクトの入口面積及び出口面積は、好ましくは、それぞれの場合において、入口面積に基づいて、好ましくは３０％未満、より好ましくは１０％未満、特に好ましくは５％未満だけ、互いに異なっている。これは、少なくとも２つのダクトの個々のダクトと、少なくとも２つのダクトの入口面積と出口面積の合計とに関連する。
【0100】
ノズルヘッドは、ワンピース型であってもよいし、マルチピース型であってもよい。「ワンピース型で」とは、より具体的には、ワンピース型部品が連続材料から製造され、特にいかなる結合も、例えば溶接継ぎ目及び／又ははんだ継ぎ目を有しないことを意味する。例えば、少なくとも２つのダクトの壁は、特にそれらが羽根の形態である場合、インサートの中空円筒形基本形状に、又は中央配置のインサートの完全な円筒形の部分に成形することができる。連続材料とは、ワンピース型部品全体にわたって均質な組成を有する材料を意味すると理解される。ワンピース型部品は、特に複数の層又は複数の部分で構成されておらず、及び／又は、さらなる材料のコーティングを有していない。
【0101】
ノズルヘッドは、好ましくは円筒形であるインサートを含み、少なくとも２つのダクトは、さらに好ましくはインサート内に配置される。したがって、異なるダクト進行を有し得る様々なインサートを有するノズルヘッドを使用することが可能であり、これにより、１マシーンにおけるマーブル模様パターンの構成の高い柔軟性を可能にする。異なるインサートは、ノズルヘッドにおいて必要に応じて交換され得る。インサートは、好ましくはノズルヘッド内の好ましくは中央の円筒形ボアと正確にフィットするように設計される。インサートの使用は、同じスクリュー射出成形機において迅速なシーケンスで異なるマーブル模様パターンの作成を可能にする。
【0102】
インサートは、さらに好ましくは、ワンピース型である。特に、好ましくは完全に閉じている少なくとも２つのダクトの外面、好ましくは全ての外面は、ワンピース型のインサートによって囲まれている。少なくとも２つのダクトの横断面において、第１端面及び第２端面は、インサートの材料を含まず、したがって、可塑化された成形コンパウンドは第１端面及び第２端面を通過できる。
【0103】
さらに、提案されているのは、本発明の装置を製造するための方法であり、そこでは、少なくともノズルヘッド又は少なくともインサートが、付加製造法、特に３Ｄ印刷の手段によって製造される。付加製造法による少なくとも２つのダクトの製造は、より複雑な、特に湾曲したスパイラル状の進行、例えばスクリューフライトを有するダクトの製造を可能にする。さらに、この製造は、鋳造部品の場合と同様に、マーブル模様パターンに好影響を与える表面粗さをもたらす。好ましくは、付加製造法は、それぞれの場合で０．０８ｍｍ～０．２ｍｍ、例えば０．１ｍｍの層高さを有する層を生成する。
【0104】
さらに、本発明の装置、又は少なくともノズルヘッド、もしくは少なくともインサートの製造は、付加製造法により、少なくとも２つのダクトを通る流れに利用され得るより大きな面積を達成するために、アンダーカットを生成することを可能にする。本発明の文脈でアンダーカットとは、インサートメルトダクトの直径が搬送方向で増加することを意味する。より具体的には、第２端面に配置される中央配置のインサートメルトダクトは、搬送方向に増大する直径を有することができる。
【0105】
付加製造法はまた、少なくとも２つのダクトがアンダーカットを有し、それぞれが特に０．５超の巻きを有するダクトの製造を可能にする。少なくとも２つのダクトに関するアンダーカットは、ダクトの横断面が軸方向投影で第１端面及び第２端面において重ならないことを意味すると、特に理解される。
【0106】
使用される付加製造法は、レーザー溶接法、又は、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）もしくは溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）などの溶融積層法を含んでよい。ノズル又はノズルの部品、特に少なくともノズルヘッド又は少なくともインサートの製造のために、材料として、金属射出成形供給材料（ＭＩＭ供給材料）、例えばＣａｔａｍｏｌｄ（登録商標）などを使用することが可能である。ＭＩＭ供給材料は、様々な鋼種、例えばステンレス鋼又は工具鋼などを含み、その結果、製造されるワンピース型部品、特にインサートは最終用途に特に適合させることができる。
【0107】
好ましくは、ノズル、ノズルヘッド及び／又は少なくともインサートは、金属含有粉末から製造される。さらに好ましくは、ノズル、ノズルヘッド及び／又は少なくともインサートは、組成物に基づいて、３０体積％～７０体積％、より好ましくは４０体積％～６０体積％の少なくとも１つの無機粉末と、３０体積％～７０体積％、より好ましくは４０％～６０体積％の少なくとも１つのバインダーを含む組成物から製造される。少なくとも１つの無機粉末の粒径は、好ましくは０．５μｍ～５０μｍ、より好ましくは０．１μｍ～３０μｍである。さらに、少なくとも１つの無機粉末は、好ましくは、金属、金属合金、セラミック材料の前駆体コンパウンド、又はそれらの混合物を含む。より好ましくは、少なくとも１つの無機粉末は、金属、金属合金、セラミック材料の前駆体コンパウンド、又はこれらの混合物からなる。少なくとも１つのバインダーは、好ましくは、ポリマー組成物、特にＰＯＭを含む。さらに好ましくは、少なくとも１つのバインダーは、ＰＯＭからなる。組成物は、ペレット又はフィラメントの形態で使用されることができる。
【0108】
ノズルは、ニードルバルブノズル又はオープンノズルとして設計されることができる。オープンノズルは、ノズルヘッドと、単一の直線状の中央ボアを有するノズル本体とを含む。ニードルバルブノズルのノズル本体は、ニードル用の受容装置を備えており、該受容装置は、好ましくは、２つのランドを介してノズル本体に接続されている。
【0109】
インサートと同様に、ノズルヘッドは、ノズルヘッド内のインサートの位置決め及び固定に役立ち得る１つ、２つ又はそれ以上のディスクを有してよい。より好ましくは、インサートは２つのディスクの間に配置される。ディスクは、好ましくは、中央ボアを有する。
【0110】
再現性あるようにマーブル模様の成形品を製造するための本発明の方法の実施のためには、任意の種類のノズルが使用可能である。モデルの構成に応じて、異なるモデリングパターンが成形品に生成される。
【0111】
例えば、ニードルバルブノズルの使用は、非常に顕著なマーブル模様パターンさえもたらす。マーブル模様パターンの特定の形状は、ニードルバルブノズルのホルダの形状、及び同様にスクリュー先端部の形状によって影響される。スクリュー射出成形機の内部の異なる形状構成のために、可塑化された成形コンパウンドに異なるウェルドラインが発生し、これはマーブル模様パターンを決定的に決定する。
【0112】
少なくとも２つのダクトを有するノズルヘッドは、オープンノズルと組み合わせて使用されることができる。中央ボアを有するノズルヘッドは、ニードルバルブモデルと組み合わせて使用されることができる。
【0113】
より具体的には、ノズルは、バレルよりも小さい外径を有する。ノズルは、特に、ねじ接続によってバレルに解放可能に接続されている。さらに、少なくとも１点において、ノズルの内部空き横断面は、バレルの内部空き横断面より小さい。バレルは、製造される製品に依存して異なる内径を有する。内径は、例えば、１０ｍｍ～１５０ｍｍの範囲内、又は２５ｍｍ～５０ｍｍの範囲内、例えば２５ｍｍ又は３０ｍｍの範囲内である。出口開口部は、例えば、１．５ｍｍ～１０ｍｍ、又は３ｍｍ～６ｍｍ、例えば５ｍｍの直径を有する通路を有する。
【0114】
少なくとも２つのダクトがないオープンノズルを使用した場合、円形の均一な色分布を見ることができる。オープンノズルのみを使用することによって発生する光学効果は、同心円と表され得る。少なくとも２つ、例えば３つ、４つ、又は６つのダクトが使用される場合、円形構造は妨げられ、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド中に第１成形コンパウンドのわずかな渦を見ることができる。ウェルドラインを発生させるダクトの数に対応する縞の数は明らかである。
【0115】
少なくとも２つのダクトを、円形又は楕円形の半径横断面を有するスパイラルとして実行することにより、少なくとも１つのさらなる成形組成物における第１成形組成物の渦が強化される。少なくとも２つのダクトがそれぞれスクリューフライトとして実行される場合、縞の形態の波が、非常に良好な再現性を有するマーブル模様パターンとして形成される。
【0116】
バレルに、第１成形コンパウンドだけでなく、少なくとも２つのさらなる成形コンパウンドを供給される場合、各さらなる成形コンパウンドは、さらなるポリマーコンパウンド及び任意の少なくとも１つのさらなる着色剤を含んでよい。さらなる成形コンパウンドは、少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドとともに、又はその前又はその後に、任意に直前又は直後にバレルに添加されることができる。少なくとも２つのさらなる成形コンパウンドは、連続的に供給されてよい。
【図面の簡単な説明】
【0117】
本発明の実施例は図面に示され、続く記載でさらに具体的説明される。本発明はここに記載された実施例及びそこで強調された面に限定されない。むしろその代わりに、請求項に記載された範囲内で、当業者の能力範囲内の多くの可能な変形が存在する。
【0118】
【図1】スクリュー射出成形機の第１概略図である。
【図2】スクリュー射出成形機の第２概略図である。
【図3】スクリュー射出成形機の詳細を示す図である。
【図4】ノズルヘッドを示す図である。
【図5】ノズルヘッドの詳細を示す図である。
【図6】ノズルヘッドの詳細の半径横断面図である。
【図7】ノズルヘッドの詳細のさらなる半径断面図である。
【図8】ノズルヘッドのさらなる実施形態を示す図である。
【図9】ノズルヘッドのさらなる実施形態の詳細の半径横断面図である。
【図10】ノズルヘッドのさらなる実施形態の詳細を示す図である。
【図11】ノズルヘッドのさらなる実施形態の詳細の半径横断面図である。
【図12】少なくとも２つのダクトの実施形態の正面図である。
【図13】少なくとも２つのダクトの実施形態の斜視図である。
【図14】少なくとも２つのダクトの実施形態の正面図である。
【図15】少なくとも２つのダクトの実施形態の斜視図である。
【図16】少なくとも２つのダクトの実施形態の正面図である。
【図17】少なくとも２つのダクトの実施形態の斜視図である。
【図18】少なくとも２つのダクトの実施形態の正面図である。
【図19】少なくとも２つのダクトの実施形態の斜視図である。
【図20】少なくとも２つのダクトの実施形態の正面図である。
【図21】少なくとも２つのダクトの実施形態の斜視図である。
【図22】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の正面図である。
【図23】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の斜視図である。
【図24】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の縦方向断面図である。
【図25】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の正面図である。
【図26】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の斜視図である。
【図27】少なくとも２つのダクトのさらなる実施形態の縦方向断面図である。
【図28】アンダーカットを有するインサートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0119】
図１は、射出ユニット５を含むスクリュー射出成形機７の概略図を示している。射出ユニット５は、バレル１１、スクリュー先端部１５を備えたスクリュー１３と、ノズルヘッド３７及びノズル本体３９を有するノズル１７を備える。スクリュー１３は、は回転可能であり、バレル１１の縦軸１９の方向に取り付けられている。スクリュー１３は、バレル１１内の後方位置２３にあり、距離２５がノズル１７とスクリュー先端部１５との間に延在し、したがって、バレル１１内のノズルとスクリュー先端部１５の間に空きスペース２７が存在する。
【0120】
ノズルヘッド３７、ノズル本体３９及び出口開口部４０を有するノズル１７は、内部容積３３を有するキャビティ２９を有する射出成形型９によって隣接されている。さらに、射出成形型９は、射出成形型９への入口開口部８と、キャビティ２９へのインレット６を有する。
【0121】
スクリュー１３は、計量部４７、圧縮部４９、及び取入れ部５１を有する。バレル１１は、縦軸１９を有する。スクリュー１３は、成形コンパウンドを搬送方向５２に空きスペース２７に搬送するために使用され得る。空きスペース２７は、バレル１１の内部３５の一部であり、バレル１１及びスクリュー１３に囲まれている。
【0122】
図２は、図１の図に本質的に対応する射出成形型９を有するスクリュー射出成形機７の第２概略図を示している。しかしながら、図２によるスクリュー１３は、バレル１１内の前方位置２１にある。図１と比較して、距離２５は、スクリュー１３の前進によって減少している。
【0123】
図３は、射出成形機７の詳細を示す。バレル１１内に存在するスクリュー１３の取入れ部５１の一部が示されている。バレル１１は、縦軸１９を有し、それに沿ってスクリュー１３が移動可能である。スクリュー１３は、図３によると図の後方位置２３にある。スクリュー１３の一部は、供給開口部５３の下にある。示された実施形態では、第１成形コンパウンド及びさらなる成形コンパウンド３は、供給開口部５３を介してスクリュー１３に供給される。供給開口部５３は、第１成形コンパウンド１を供給するための第１領域と、さらなる成形コンパウンド３を供給するための第２領域５７を有する。カバー５９により、第１領域５５と第２領域５７との間には第２距離６１があり、これによって、第１成形コンパウンド１は、さらなる成形コンパウンド３から空間的に分離して供給される。
【0124】
図４は、出口開口部４０を有するノズル１７のノズルヘッド３７を示している。３つのダクト４１を有するインサート４２はノズルヘッド３７には配置されている。ダクト４１は、それぞれスクリューフライトとして設計されている。各ダクト４１は、第１端部４３及び第２端部４５を有している。各ダクト４１の第１端部４３は出口開口部４０と連通し、各ダクト４１の第２端部４５は、ノズル１７に解放可能に接続されているバレル１１の内部３５と連通している。バレル１１は、図４には示されていないが；それは、出口開口部４０から離れたノズル１７の側でノズル１７に隣接している。
【0125】
【0126】
【0127】
図７は、図５によるインサート４２の半径断面図を示している。ダクト４１の三角形横断面６３は、第１観測面において実線の形態で明らかになっている。三角形横断面６３を有するダクト４１は、第１観測面の下にある平面で点線によっても示され、その結果、インサート４２におけるダクト４１の進行が明らかになっている。ランド６５は、ダクト４１を互いに分離する。
【0128】
図８は、ノズルヘッド３７のさらなる実施形態を示している。ダクト４１として４つの直線ボアを有するインサート４２が、ノズルヘッド３７内に配置されている。
【0129】
【0130】
図１０は、ノズルヘッド３７のさらに他の実施形態を示している。詳細は、ノズルヘッド３７内に配置され得るさらなるインサート４２を示している。インサート４２は、３つのダクト４１を有している。３つのダクト４１は、円形横断面６３を有し、それぞれがスパイラル状の湾曲を有している。各ダクト４１の第１端部４３は、ダクト４１の第２端部４５に対して１２０°だけ半径方向にオフセットされている。各ダクト４１の第１端部４３は、インサート４２が配置されているノズル１７の出口開口部４０に連通し、各ダクト４１の第２端部４５は、ノズル１７に解放可能に接続されているバレル１１（図１０には示されていない）の内部３５に連通している。
【0131】
【0132】
図１２から図２１は、インサート４２のさらなる５つの実施形態を示し、それらのそれぞれは、上面図又は斜視図で示されている。図１２から図２１において、各場合においてダクト４１はスパイラル７５を形成し、各ダクト４１の中心軸６７は各場合においてスパイラル７５の形態に配置され、巻き５０の特定の数を有している。
【0133】
図１２及び図１３によれば、インサート４２は、固体シリンダー７９によって互いに分割された３つのダクト４１を有している。スパイラル７５の傾斜は、搬送方向５２に、すなわち各ダクト４１の第２端部４５から第１端部４３に向かって減少している。第１位置４４には、第２位置４８よりも大きな傾斜がある。傾斜は、約９０°から約３０°の比較的緩やかな傾斜に変化する。これは、流れに関して好ましい進入と、出口において、すなわち各ダクト４１の第１端部４３において、可塑化された成形コンパウンドに加えられる著しいねじれと、を生じる。そこには一定の空き横断面６３があり、したがって一定の開口率がある。スパイラル７５はそれぞれ、半巻き５０を有し、したがって、２つのダクト４１の間のランド６５は第１端部４３及び第２端部４５と比較して１８０°回転している。
【0134】
【0135】
図１６及び図１７によるインサート４２は、スパイラル７５が一定の傾斜を有し、それぞれが、ランド６５が第１端部４３と比較して第２端部４５に向かって約１２０°回転するように、完全な巻き５０の約１／３のみを有することを除いて、図１４及び１５によるインサート４２に本質的に対応する。傾斜は約６０°である。
【0136】
【0137】
図２０及び図２１によるインサート４２は、図１２及び図１３によるインサート４２と類似している。第２位置４８よりも第１位置４４でより大きな傾斜を有するスパイラル７５の形態の３つのダクト４１がそれぞれ存在する。図２０及び２１によるインサート４２のダクト４１は、それぞれ部分的にスパイラル７５を形成し、ダクト４１の第１端部４３は第１端面８３に開口している。ダクト４１のさらなる部分は、直線的に延びており、第２端部４１によって第２端面８１に開口している。さらに、ダクト４１は、六角形横断面６３を有する。
【0138】
図２２、２３及び２４で上面図、斜視図及び縦方向断面図でそれぞれ示されるインサート４２は、ダクト４１が一定の楕円横断面６３を有することを除いて、図２５、２６及び２７によるインサート４２に本質的に対応する。楕円としての一定の横断面６３により、部分的に円形の横断面６３と比較して、横断面６３におけるより高い開口率が達成される。
【0139】
図２５、２６及び２７によるインサート４２は、ダクト４１が可変の横断面６３を有することを除いて、図２２、２３及び２４によるインサート４２に対応する。ダクト４１は、第２端部４５において、及びダクト４１の直線部分に沿っても円形横断面６３を有する。スパイラル７５では、横断面６３は、ダクト４１の中心軸６７の傾斜が縦軸１９に相関して増加するため、断面６３は円形状から扁平な楕円形状に変化する。
【0140】
図２８は、アンダーカット９１を有するインサート４２を示している。インサート４２は、３つのダクト４１を含み、それぞれのダクト４１は、可変傾斜を有するスパイラル７５を形成している。インサート４２において、インサートメルトダクト８５は、搬送方向５２にダクト４１の第２端面８１で終了している。インサートメルトダクト８５は、インサートメルトダクト８５の第１直径８７が、第２端面８１において、インサートメルトダクト８５の第２直径８９よりも小さくなるように、アンダーカット９１を有している。これに対応して、インサートメルトダクト８５の直径８７，８９は、搬送方向５２において増加する。
【0141】
実施例
実施例１ ボウルの製造
内径３０ｍｍのバレルを備えた１０００ｋＮのロック力を有する油圧式射出成形機でデザートボウルを製造するために、第１成形コンパウンドの第１量を各ボウルについて、すなわち各ショットについて提供した。第１成形コンパウンドは、ＰＢＴ中に２５質量％の濃度で黒色着色剤としてカーボンブラックを含む黒色ペレットで構成されていた。第１量は、０．０３ｇの質量を有していた。
実施例１ ボウルの製造
内径３０ｍｍのバレルを備えた１０００ｋＮのロック力を有する油圧式射出成形機でデザートボウルを製造するために、第１成形コンパウンドの第１量を各ボウルについて、すなわち各ショットについて提供した。第１成形コンパウンドは、ＰＢＴ中に２５質量％の濃度で黒色着色剤としてカーボンブラックを含む黒色ペレットで構成されていた。第１量は、０．０３ｇの質量を有していた。
【0142】
さらに、さらなる成形コンパウンドの第２量を各ボウルについて供給した。第２量は、５５．３２ｇの質量を有していた。さらなる成形コンパウンドは、第２量あたり、５５ｇの着色されていないＰＢＴペレット材料と、０．３２ｇの濃縮形態のさらなる着色剤を含有する着色されているＰＢＴペレット材料を含んでいた。さらなる成形コンパウンドはペレット混合物の形態であり、着色されていないＰＢＴペレット及び着色されているＰＢＴペレットはさらなる成形コンパウンド中で予め混合されていた。
【0143】
１０個のボウルが連続して製造され、そしてこのように本工程は数回繰り返された。
【0144】
第１成形コンパウンドの第１量は、後方位置（導入口から空のスクリューフライトが見える）にあるスクリューに加えられた。次に、スクリューを、射出用ノズルに向かって前方位置に移動させた。
【0145】
続いて、さらなる成形コンパウンドの第２量がスクリューに加えられた。スクリューがバレル内の前方位置にある間に、さらなる成形コンパウンドの第２量の添加を開始した。スクリューが回転し、第１成形コンパウンドとさらなる成形コンパウンドは、スクリューが後方位置に戻るまで、可塑化された。可塑化が終了したら、スクリューの回転を停止した。
【0146】
次に、第１成形コンパウンドの第１量が再びスクリューに供給された。次に、可塑化された成形コンパウンドが射出成形型に射出され、そのためにスクリューを前方位置に戻した、すなわち前進させた。射出後、さらなる成形コンパウンドの第２量を再び加え、可塑化を再び行った。
【0147】
対応するように製造されたボウルは、比較可能なマーブル模様パターン、すなわち再現性のあるマーブル模様を示した。
【0148】
同じ工程で、射出成形機の構成が、各構成で再現性のあるマーブル模様パターンを有する１０個のボウルを製造するために、それぞれの場合で変更された。ニードルバルブノズル又はオープンノズルをそれぞれの場合で使用した。ノズルヘッドは、それぞれの場合で、単一の中央ボア、３つのストレートボア、４つのストレートボア、６つのストレートボア、それぞれがスクリューフライトとして実行された３つのダクト、又はそれぞれがスパイラル状に湾曲した３つのダクトを備えていた。
【0149】
実施例２ 測定カップの製造
マルチカラーのマーブル模様の測定カップが、内径４０ｍｍのバレルとオープンノズルを備えた、１０００ｋＮのロック力の電気射出成形機で製造された。工程手順は、本質的に実施例１の工程手順に対応していた。
マルチカラーのマーブル模様の測定カップが、内径４０ｍｍのバレルとオープンノズルを備えた、１０００ｋＮのロック力の電気射出成形機で製造された。工程手順は、本質的に実施例１の工程手順に対応していた。
【0150】
各計量カップについて、すなわち各ショットについて、第１成形コンパウンドの第１量がそれぞれの場合に供給された。第１成形コンパウンドも、黒色ペレットからなり、第１量は０．０７ｇの質量を有していた。
【0151】
さらに、３つのさらなる成形コンパウンドの第２量が、計量カップごとに供給された。第２量は、３つの部分に分けられた。第２量の第１部分は、６８ｇのＰＢＴペレット材料と０．６７ｇの濃縮青色ＰＢＴペレット材料とからなる第２成形コンパウンドを含んでいた。第２量の第２部分は、６８ｇのＰＢＴペレット材料と０．６７ｇの濃縮緑色ＰＢＴペレット材料からなる第３成形コンパウンドを含んでいた。第２量の第３部分は、６８ｇのＰＢＴペレット材料と０．６７ｇの濃縮黄色ＰＢＴペレット材料からなる第４成形コンパウンドを含んでいた。全体として、供給された成形コンパウンドは、計量カップの質量に相当した。
【0152】
第１成形コンパウンドの第１量は、後方位置（導入口から空のスクリューフライトが見える）にあるスクリューに加えられた。次に、スクリューを、スクリュー上に既に存在する成形コンパウンドの射出のために、ノズルに向かって前方位置に移動させた。
【0153】
射出後、かつ、可塑化開始前に、第２量の第１部分を添加した。可塑化の全期間の最初の１／３が経過した後、第２量の第２部分を添加した。可塑化を継続し、可塑化の全期間の２／３の後に、第２量の第３部分を添加した。
【0154】
第２量の第３部分を添加した後、第１成形コンパウンドの第１量は、スクリューが回転しなくなり後方位置になるとすぐに、再び添加された。
【符号の説明】
【0155】
１ 第１成形コンパウンド
３ 少なくとも１つの成形コンパウンド
５ 射出ユニット
６ インレット
７ スクリュー射出成形機
８ 入口開口部
９ 射出成形型
１０ ゲートランナー
１１ バレル
１３ スクリュー
１５ スクリュー先端部
１７ ノズル
１９ 縦軸
２１ 前方位置
２３ 後方位置
２５ 距離
２７ 空きスペース
２９ キャビティ
３１ 内部空き容積
３３ 内部容積
３５ 内部
３７ ノズルヘッド
３８ 通路ボア
３９ ノズル本体
４０ 出口開口部
４１ ダクト
４２ インサート
４３ 第１端部
４４ 第１位置
４５ 第２端部
４７ 計量部
４８ 第２位置
４９ 圧縮部
５０ 巻き
５１ 取入れ部
５２ 搬送方向
５３ 供給開口部
５５ 第１領域
５７ 第２領域
５９ カバー
６１ 第２距離
６３ 横断面
６５ ランド
６７ 中心軸
７５ スパイラル
７９ 固体シリンダー
８１ 第２端面
８３ 第１端面
８５ インサートメルトダクト
８７ 第１直径
８９ 第２直径
９１ アンダーカット
３ 少なくとも１つの成形コンパウンド
５ 射出ユニット
６ インレット
７ スクリュー射出成形機
８ 入口開口部
９ 射出成形型
１０ ゲートランナー
１１ バレル
１３ スクリュー
１５ スクリュー先端部
１７ ノズル
１９ 縦軸
２１ 前方位置
２３ 後方位置
２５ 距離
２７ 空きスペース
２９ キャビティ
３１ 内部空き容積
３３ 内部容積
３５ 内部
３７ ノズルヘッド
３８ 通路ボア
３９ ノズル本体
４０ 出口開口部
４１ ダクト
４２ インサート
４３ 第１端部
４４ 第１位置
４５ 第２端部
４７ 計量部
４８ 第２位置
４９ 圧縮部
５０ 巻き
５１ 取入れ部
５２ 搬送方向
５３ 供給開口部
５５ 第１領域
５７ 第２領域
５９ カバー
６１ 第２距離
６３ 横断面
６５ ランド
６７ 中心軸
７５ スパイラル
７９ 固体シリンダー
８１ 第２端面
８３ 第１端面
８５ インサートメルトダクト
８７ 第１直径
８９ 第２直径
９１ アンダーカット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【手続補正書】
【提出日】2021-07-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１成形コンパウンド（１）と少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）が、スクリュー射出成形機（７）の射出ユニット（５）から射出成形型（９）に射出されるマーブル模様の成形品を製造する方法であって、前記射出ユニット（５）は中空バレル（１１）と、スクリュー先端部（１５）を有するスクリュー（１３）と、ノズル（１７）とを有し、前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べて前記スクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記中空バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記中空バレル（１１）内に配置され、前記第１成形コンパウンド（１）は第１ポリマーコンパウンドと第１着色剤とを有し、前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドはさらなるポリマーコンパウンドと任意の少なくとも１つのさらなる着色剤とを有し、
前記方法は、
ａ）前記スクリュー（１３）が前記後方位置（２３）にあるときに、前記スクリュー（１３）に前記第１成形コンパウンド（１）の第１量を任意に供給するステップと、
ｂ）前記スクリュー（１３）を、前記後方位置（２３）から前記前方位置（２１）へ前進させるステップと、
ｃ）前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量を、前記スクリュー（１３）に供給するステップと、
ｄ）前記スクリュー（１３）を回転させ、前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の少なくとも一部を、前記ノズル（１７）と前記スクリュー先端部（１５）の間の前記中空バレル（１１）内の空きスペース（２７）に搬送し、及び、前記スクリュー（１３）を前記前方位置（２１）から前記後方位置（２３）に移動させ、前記スクリュー（１３）の前記中空バレル（１１）内の前記第１成形コンパウンド（１）及び前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を可塑化するステップと、
ｅ）前記スクリュー（１３）が前記後方位置（２３）にあるときに、前記第１成形コンパウンド（１）の新たな第１量を前記スクリュー（１３）に任意に供給するステップと、
ｆ）前記スクリュー（１３）を前記後方位置（２３）から前記前方位置（２１）に前進させることにより、前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を前記中空バレル（１１）内の空きスペース（２７）から前記射出成形型（９）のキャビティ（２９）に射出するステップと、
ｇ）マーブル模様の成形品を得るように、前記射出成形型（９）内の前記第１成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）を冷却するステップと、
ｈ）前記射出成形型（９）から前記マーブル模様の成形品を取り出すステップと、
を含み、
ステップｃ）～ｈ）は繰り返され、ステップｃ）はステップｆ）の前に実施され、ステップａ）は任意にステップｂ）の前に実施され、
ステップｃ）における前記第１成形コンパウンドの新たな第１量の供給及び任意のステップａ）における前記第１成形コンパウンドの第１量の供給は、ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンドの第２量の供給とは時間的又は空間的に分離されて実施され、
ステップｃ）における前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量の供給は、ステップｂ）における前記前進の後に実施される、方法。
【請求項2】
前記キャビティ（２９）の内部容積（３３）に対する、前記成形コンパウンド（１）と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）によって占有され得る前記中空バレル（１１）の最大内部空き容積（３１）の比率は１０以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記マーブル模様の成形品の質量に対する、前記第１成形コンパウンド（１）の第１量の質量と前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）の第２量の質量の合計の比率は、０．５～１．５であり、この比率は、前記マーブル模様の成形品の製造において、少なくとも１つゲートが存在する場合は１より大きい、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記第２量に対する前記第１量の質量比は、０．１未満、特に０．００１未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）中の少なくとも１つのさらなる着色剤のさらなる濃度に対する前記第１成形コンパウンド（１）中の第１着色剤の第１濃度の比率は、２０超、特に、５０超である、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記第１ポリマーコンパウンド（１）及び／又は前記少なくとも１つのさらなるポリマーコンパウンド（３）は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリールエーテルスルホン（ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＰＳＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリブチレンセバケートテレフタレート（ＰＢＳｅＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアクリルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー（ＡＢＳ）のようなスチレン含有ポリマー、又はそれらの混合物からなる群より選択されるポリマーを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記第１成形コンパウンド（１）及び／又は前記少なくとも１つのさらなる成形コンパウンド（３）は、それぞれペレットの形で供給される、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
内部（３５）を有する中空バレル（１１）とスクリュー（１３）とノズル（１７）とを有する正確に１つの射出ユニット（５）を有する、マーブル模様の成形品を製造する装置であって、前記装置は正確に１つの中空バレル（１１）を有し、
前記スクリュー（１３）は回転可能であり、後方位置（２３）に比べてスクリュー先端部（１５）と前記ノズル（１７）との間の距離が短い前方位置（２１）と前記後方位置（２３）の間で、前記中空バレル（１１）の縦軸（１９）の方向に移動可能なように前記中空バレル（１１）内に配置され、
ノズルヘッド（３７）とノズル本体（３９）とを有する前記ノズル（１７）は、前記中空バレル（１１）に解放可能に接続され、前記ノズルヘッド（３７）は、各ダクト（４１）の第１端部（４３）において前記ノズル（１７）の出口開口部（４０）に、及び、各ダクト（４１）の第２端部（４５）において前記中空バレル（１１）の前記内部（３５）に接続された少なくとも２つのダクト（４１）を有し、
前記少なくとも２つのダクト（４１）は、前記ノズルヘッド（３７）を通って湾曲した態様で延びている、装置。
【請求項9】
前記ノズルヘッド（３７）が３つ～８つのダクト（４１）を有している、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記ダクト（４１）は、前記第１端部（４３）と前記第２端部（４５）の間で、互いから分離されている、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項11】
前記ダクト（４１）は、前記ノズルヘッド（３７）の半径横断面で、それぞれ円形、楕円形又は三角形の横断面（６３）を有している、請求項８～１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項12】
前記ノズルヘッド（３７）はインサート（４２）を有し、前記少なくとも２つのダクト（４１）は前記インサート（４２）に配置されている、請求項８～１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項13】
請求項８～１２のいずれか１項による装置を製造する方法であって、前記ノズルヘッド（３７）又は少なくとも前記インサート（４２）は、付加製造法、特に３Ｄ印刷の手段によって製造される、方法。
【国際調査報告】