JP4842322B2 - プラスチックおよび複合材料の多色物品を成形するための色変化制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形方法、成形制御方法および成形物品に関する。より詳細には、本発明は、多色のプラスチックおよび複合材料物品を成形するための色変化および色順序の制御方法に関する。この方法は、多くの多色部品を成型するのに適切であるが、粘板岩、大理石および他の岩石の天然色、大理石模様もしくはその両方、または木材の色や木目を模するものなど、ある程度の制御された無秩序が望ましい部品を成形するのに特に有用である。

多色のプラスチックおよび複合材料物品を成形する多くの方法が知られている。２つのそのような方法について、各々の方法に関する一定の既知の欠点および短所も加え、以下に簡潔に記載する。

液状着色剤注入。これは、有機着色剤の液体が射出成形プレスのスクリュー部分に直接注入される方法である。これによって、最終製品上に有色の条（ｓｔｒｅａｋｉｎｇ）や渦巻を生じさせる。この方法には、次のような幾つかの短所が存在する。すなわち、渦巻が不自然であることや、色の遷移が不自然であることのため、例えば、天然の粘板岩を模した実物らしい外観を一貫して得ることは不可能である。有機着色剤は日光に充分には耐えられず、長きに渡るＵＶ暴露の下では退色および変色する傾向にある。また、この方法において上述の所望の無秩序を伴う真の自然な外観を可能とする、適切な制御レベルを達成することも不可能である。射出成形機には一度に１つの製品しか流すことができないので、色を切り替えるには、標準的な機械の清掃や停止が必要である。加えて、有機着色剤の濃縮液は費用が高く、費用の高い成形品を生じる。

着色剤の濃縮液／ストリーカーペレット。この方法では、成型される材料に条を付けるために、濃縮された着色剤が用いられる。この着色材料はホッパーにて添加され、バレルにおいて様々な温度で融解し、条を付ける効果またはブルーム効果を生じる。この方法には、次のような幾つかの短所が存在する。すなわち、液状着色剤注入法におけるように、渦巻が不自然であることや、色の遷移が不自然であることのため、例えば、天然の粘板岩を模した実物らしい外観を一貫して得ることは不可能である。同じく、上述の所望の無秩序を伴う真の自然な外観を可能とする、適切な制御レベルを達成することが不可能である。また同じく、一度に１つの製品しか流すことができないので、色を切り替えるには、標準的な機械の清掃や停止が必要である。加えて、ストリーカーは費用が高く、費用の高い成形品を生じる。

多色のプラスチックおよび複合材料物品を成形する他の多くの方法が知られている。しかしながら、従来の方法では、無秩序な大理石模様または類似の効果を有する天然の材料を連想させる部品の成形における上述の欠点は除去されない。

本発明の目的は、多色のプラスチックおよび複合材料物品を成形するための、新規かつ独特な色変化および色順序の制御方法を提供することである。方法の制御は、成形される物品および所望の色変化のパラメータにしたがって確立される。

本発明のより詳細な目的は、成形物品に予測可能な無秩序な色分配を生じる順序により、成形装置に対する様々な着色材料の供給を制御する、新規かつ独特な方法を提供することである。この方法には、一般に、成形物品において追加の色を得るための制御された混
合を除き、ほぼ着色剤の混合なしで様々な着色成形材料を配給することが含まれる。

色変化制御方法は、特定の種類の成形による使用に限定されず、次に限定されないが、ブロー成形、高圧射出成形、低圧射出成形、押出成形、ロールフォーミングおよび圧縮成形を含む、すべての種類の成形方法において有用である。

また、色変化制御方法はすべての種類の多色成形物品に対して適用可能であり、そのような物品において独特な色の組合せおよび順序の作成を可能とする。一実施形態では、この方法によって、粘板岩タイルを模するように着色された大理石模様を有するような順序に並べられた複合材料の屋根タイルの製造が可能となる。この色変化制御方法を利用することによって、現在の成形技術では現在利用可能でない、実物らしくかつ非常に望ましい色のブレンドおよび表現を有する、そのような物品の成形が可能となる。色は、大理石など、他の岩石材料の実物らしい表現の大理石模様を有する順序に並べられることが可能であり、あるいは、様々な木材の外観を模する実物らしい色の木目を生成する順序に並べられることが可能である。その結果は、成形中に独特に制御される無秩序な色変化を有する、以前には利用不可能であった製品着色である。

さらに、この色変化制御方法は、多くの様々な種類のプラスチック、ゴムおよび複合材料を用いる成形に関しても有用である。適切な材料の例には（以下に限定されないが）、ＨＤＰＥ、ゴム、ポリプロピレンおよびビニールや、ＰＶＣ、ポリスチレン、ラテックスが含まれる。これらは、純粋な形態、ブレンド、または例えばゴムも含むＨＤＰＥ複合材料など、複合材料の形態で用いられる。本明細書において用いられる複合材料形態には、一般に、フィラーと混合された重合体が含まれる。フィラーは、木粉、紙スラッジ、米殻、および有用な材料を製造する他の望ましくない材料など、他の処理からの副産物であることが可能である。また、複合材料において、強化された強度、耐久性または難燃性など一定の望ましい特性を与えるように、フィラーが指定されてもよい。

現在の成形技術と比較して、本発明の色変化制御方法では次の利点および長所が得られる。（ａ）成形物品における無秩序な色パターンは、色変化方法の完全な制御下にあるため、予測可能に無秩序に製造可能である。これによって、真に自然な外観を有する部品の成形が可能となる。（ｂ）単色の物品と異なり、多色物品を得るために従来の方法によって複数のバッチまたはロットのストリーカーを混合することによって、例えば、模擬粘板岩における大理石模様の条の代わりに、染みもしくは実物らしくない色のブレンドまたは渦巻など、色に関連する品質の苦情が発生することがある。本発明の色変化制御方法では、最近の成形法のようにソリッドカラーを配色する代わりに、成形装置へ供給されている複数の色を順番に並べることにより、既に色分解機能が方法に組み込まれていることによって、これらの種類の問題の除去が補助される。（ｃ）この方法では、組み込みの色分解のために依然として着色の変化を用いることが可能となる。従来の方法では、これらの製品は廃棄される場合がある。しかしながら、本発明の方法による制御された無秩序では、長所として、色の自然な変化によって無秩序な外観が加えられる。従来の方法によるソリッドに変化する色の節（ｖｅｒｓｅ）およびそのような変化は、異なっているように目立つため、欠陥のように見える。（ｄ）成形物品において、現在の技術を用いては現在利用可能でない、より実物らしい活き活きとした着色が得られる。（ｅ）一部の現在の成形技術において必要とされるような、成形物品に対する特別な添加剤や、それに関連した機器なしで、成形物品に着色が行われる。（ｆ）着色剤の順序は、手動または自動の両方で「運転中に」変更可能であり、成形装置の休止時間が低減または除去される。従来の方法では、そうした変更は成形装置の休止時間に行われる。（ｇ）例えば、３色設定を用いて、休止時間なしで無制限な色の順序が得られ、この変更は供給システムの制御上でのボタンの押下によって行なわれる。（ｈ）やはり成形装置の休止時間なしで、黒および赤褐色（
ｔｅｒｒａ ｃｏｔｔａ）など様々なソリッドカラーを生成してバーガンディブラウンを生成するように、着色剤を交互に均一に混合することが可能である。（ｉ）より高価でない着色剤を用いることが可能であるため、また、この方法による廃棄品（すなわち、所望の製品の反復パターンまたは無秩序を満たさない物品）の量は、各々の異なる製品のために原料を切り替える必要があり機械を清掃する最小限の節であるため、この色変化制御方法によって、現在の技術と比較して費用が削減される。従来の方法では着色剤を切り替える回数が多く、機械は空き時間を有し、製造時間の損失が生じる。本発明の色変化方法では、従来の方法と比較して、これらの項目すべてが低減される。（ｊ）加えて、本発明において用いられる着色剤は、優れた耐ＵＶ性を有する酸化物材料であることが可能であるので、成形品は日光に対する長期曝露を通じて自身の色の完全性を維持する。

簡潔には、この色変化制御方法には、着色剤の混合をほぼ防止し、成形物品において予測可能または制御可能な無秩序な着色を達成する順序および手法により、成形装置に様々な着色材料を供給することが含まれる。この方法では、１つ以上の制御モジュールと、着色剤間を最小限にしか混合せずに成形装置へ様々な着色成形材料を供給可能な材料取扱装置とを利用する。

多色成形物品用の色変化制御方法の実施形態には、次が含まれる。すなわち、成形物品において用いられる着色剤の数、成形物品における着色剤の近似比および成形物品における着色剤の順序を指定する工程と、物品を成形するために充填する総容積（充填された後に成形物品から切り取られるまたは除去される成形領域を含む）を決定する工程と、係数によって総型容積を修正し、その総型容積の非整数倍を取得する工程と、修正した総容積に関連して所望の比で所望の順序により成形装置に個々の着色剤を反復的に供給する工程と、からなる。結果は、制御されたランダムな着色を有する複数の多色成形物品の製造である。

図示の目的のため、本発明による色変化制御方法の一実施形態を図１のフローチャートに示す。ここで、構成要素間の動作通信（例えば、電気、光、デジタルなど）は一重線の接続によって表し、材料の流れは二重線によって表す。上述のように、この色変化制御方法には、着色剤混合をほぼ防止し、成形物品において予測可能または制御可能な無秩序な着色を達成する順序および手法により、成形装置に様々な着色材料を供給することが含まれる。

図１を参照すると、示した成形設定は、成形装置１２へ様々な着色材料を供給するための供給システム１０を含む。成形装置１２は、射出成形機など（これに限定されない）であり、制御された無秩序を有する多色成形物品１４を製造する。この例では、供給システムは、成形プロセスにおいて３つ以下の着色材料Ａ，Ｂ，Ｃを流すための３つのスクリュードライブフィーダ１６を含む。一般に、フィーダは、ホッパー１８と、ホッパーからの材料の流出を制御する材料ローダー２０（図２を参照）とを備える。通常、射出成形機の標準部品であるスクリュードライブ２２は、材料を加熱すると同時に、射出型入口１２ａの方へ材料を前進させる。システムにおけるフィーダの数によって、混合せずに流すことの可能な着色剤の最大数が確立される。供給システムの動作は、成形装置の動作と協働する処理制御モジュール２４によって制御される。

供給システム１０および制御モジュール２４は、物品１４の成形用の型キャビティを充填するために成形装置１２が材料を要求すると、成形可能な着色材料Ａ，Ｂ，Ｃを個別のフィーダ１６から型入口１２ａへ予め確立された順序で供給するように構成されている。色変化制御方法のこの基本的な動作特性は、ブレンドされる基材および濃縮された着色剤が一緒に充填された１つのホッパー、すなわち、２つ以上の着色材料が型入口へ同時に供
給される１つのホッパーを用いる従来の成形プロセスと対照的である。成形装置が材料を必要とするときに個別のフィーダから成形装置に供給することによって、従来の材料供給システムにおいて通常発生する、様々な着色材料Ａ，Ｂ，Ｃをブレンドすることが除去される。

処理の開始時、その関連するフィーダ１６を通じて第１の着色剤（例えば、材料Ａ）を流すように、制御モジュール２４は制御信号（ＣＳ１）を送る。第１の着色剤は、その所定の時間（または所定の体積の材料が供給されるまで）、あるいは材料が蓄積し、型入口１２ａの高レベルセンサ２８を始動させるまで流れる。高レベルセンサが始動される場合、プロセス制御モジュールは供給システムを停止させ、成形装置に型入口からの材料を消費させる。材料がほぼ消費されると、型入口の低レベルセンサ３０が始動され、追加の材料の供給を開始するよう処理コントローラに指示する。所定の体積の材料Ａがすべて供給されたとき、プロセス制御モジュール２４は第１の材料の流出を停止し、制御信号（例えば、ＣＳ２またはＣＳ３）を送って、その順序における次の着色剤を流すことを開始させる。しかしながら、先の着色剤が低レベルセンサを始動させるのに充分に消費されるまで、次の着色剤は開始されない。これによって、型装置における材料の混合が最小限に保持される。

好適な実施形態では、フィーダ１６は、個別の運転モータと、スクリュードライブ２２の個別の速度較正用の制御モジュール３２とを備え、ホッパー１８は材料ローダー２０のための個別の制御モジュール２６を備える。プロセス制御モジュール２４は、制御信号ＣＳ_ｉ’（ここで、ｉ＝１〜３）によってフィーダ制御モジュール３２と通信し、フィーダの速度を制御する。また、制御信号ＣＳ_ｉによってローダー制御モジュール２６と通信し、ホッパーからの材料の落下を制御し、他の場合には、成形装置１２の動作とともに、この色変化制御方法において利用される構成要素のタイミングおよび動作を調整する。この方法によって流される各着色材料の体積を精密に制御することによって、個別のホッパー制御モジュール２６がこの方法をさらに精密に調整することが可能となる。様々な制御モジュールは、個別の制御装置に実装されることも可能であり、例えば、単一のプロセス制御ユニットの複数のモジュールに実装されることも可能である。

本発明の好適な一実施形態では、用いられる着色材料は優れた耐ＵＶ性を有する酸化物材料であるので、成形品は日光に対する長期曝露を通じて自身の色の完全性を維持する。
単なる例として、適切な低価格の容易に利用可能なＧｅｎｉｓｉｓ ＫＢＭＳ−１０ＭＲＡ装置が、Ｐｒｏ Ｒａｔｅホッパー、フィーダおよびフィードコントローラを備える全処理コントローラとして成功裏に用いられた。当然のことながら、本発明の動作要件を満たす市販の多くの制御装置や当業者によって設計可能な制御装置が存在する。

色変化制御方法を補助するため、成形装置には、スクリュードライブにおける同時の加熱過程によって、ごくわずかな混合しか伴わずに材料を前進させるような、標準的でない、刻みの深い低剪断のスクリュー２２を取り付けることができる。また、材料が型へ注入されるスクリュー回転速度および動作圧力を制御することによって、混合レベルを低い条件に制御することも可能である。１つの試作品装置では、赤褐色、緑色および灰色の３つの着色剤を用いた。機械を停止し清掃する必要なく、３つの着色剤を用いて、７つの様々な多色製品が容易に製造される。

上述のように、この色変化制御方法には、成形物品において予測可能または制御可能な無秩序な着色を達成するように、様々な着色材料を供給することが含まれる。これは、当然のことながら、成形物品における着色剤の数および所望の比や他の因子にも依存する。詳細には、色変化制御方法の実施には次が含まれる：
１）次を、すなわち、
ａ）成形物品において用いられる着色剤の数（「Ｎ」）、
ｂ）成形物品における着色剤の近似比（「Ｒ１−＞Ｎ」）、および
ｃ）成形物品における着色剤の順序（「Ｓ１−＞Ｎ」）、
を指定（確立、選択など）する工程、
２）充填された後に成形物品から切り取られるまたは除去される領域を含め、物品を成形するために充填する総体積（「Ｖ」）、すなわち、総型容積を決定（算出、計算、推定など）する工程、
３）係数「Ｆ」によって総型容積を修正（訂正、算出など）し、その非整数倍を取得する（例えば、「Ｖ^＊＝Ｖ＊Ｆ」またはＶ^＊＝「Ｖ＋（Ｖ＊Ｆ）」）工程、
４）様々な着色剤の実質的な色の統合性を維持するように（上述のように）、かつ、ほぼ所望の、ただし修正された総型容積に関連する（すなわち、関数である）比（「Ｒ１−＞Ｎ^＊＝ｆ（Ｒ１−＞Ｎ，Ｖ^＊）」）で、所望の順序により成形装置に個々の着色剤を反復的に供給し、複数の成形物品を製造する工程。

したがって、型の容積が既知となると、色変化方法には、材料供給および成形方法において、次の変数または制御可能なパラメータが含まれる：
１）着色剤を指定：Ｎ（数）、Ｒ_１−＞Ｎ（比）およびＳ_１−＞Ｎ（順序）、
２）係数Ｆ（非整数）によってＶ（型容積）を修正し、Ｖ^＊を取得、および、
３）様々な着色剤の実質的な色の統合性を維持するように、順序Ｓ_１−＞ＮおよびＲ_１−＞Ｎ ^＊で、成形装置に着色剤１−＞Ｎを反復的に供給。

以下の実施例には、この色変化制御方法の実施形態を示す。
実施例１：材料約１３．６ｋｇ（３０ポンド）分の全容積（切り取られる領域を含む）を有する２キャビティの型に、ほぼ６０％のＡ対４０％のＢの近似比で２つの色（Ａ，Ｂ）が順番に配置されるように成型される物品。約１３．６ｋｇ（３０ポンド）分の容積を１０％の増加係数によって修正し、約１５．０ｋｇ（３３ポンド）分の修正済み全容積を得た。最終製品における目立った反復的な配色を防止するために、修正済み型容積によって生産中の色配置がずらされる。修正済み全容積に関連する６０％対４０％の比を利用すると、２つの着色剤が次のように成形装置に供給される：約８．９８ｋｇ（１９．８ ｌｂ）分の第１の着色剤（Ａ）、次いで約５．９９ｋｇ（１３．２ ｌｂ）分の第２の着色剤（Ｂ）、続いて約８．９８ｋｇ（１９．８ ｌｂ）分のＡ、約５．９９ｋｇ（１３．２
ｌｂ）分のＢ。成形物品の製造を通じてこの着色剤の順序が反復される。これによって、２つの型キャビティが連続的に充填される場合、第１２番目の物品において第１の物品の色の分配がほぼ反復されるまで、成形物品において次のような色の分配が生じる：第１の物品＝１９．８のＡ，１０．２のＢ；第２の物品＝３のＢ，１９．８のＡ，７．２のＢ；第３の物品＝６のＢ，１９．８のＡ，４．２のＢ、など。しかしながら、第１２番目の物品に対する供給以前に効果を示すようにパラメータ（容積修正係数または色分配比など）のうちの１つの変化をプログラムすることによって、成形物品の色パターンにおけるそのような稀な反復までも防止される。

実施例２：色の順序が実施例１の比の倍数によって確立されることを除き、実施例１の型およびパラメータを用いて物品が製造される。この実施例では、６０％−４０％の比の色順序が、３０％のＡ，２０％のＢ，３０％のＡ，２０％のＢへと分割される。この実施例では、材料は成形装置へ次のように供給される：約４．４９ｋｇ（９．９ ｌｂ）分の第１の着色剤（Ａ）、約２．９９ｋｇ（６．６ ｌｂ）分の第２の着色剤（Ｂ）、約４．４９ｋｇ（９．９ ｌｂ）分のＡ、約２．９９ｋｇ（６．６ ｌｂ）分のＢ、など。この実施例では、全体の色の比は実施例１による物品と同じであるが、各物品における色の変化がより頻繁な成形品が得られる。実施例１の型の２つのキャビティを同時に充填した場合、同じ比および順序が得られる。

実施例３：物品は実施例１の型を用いて、ただし、３つの着色剤（Ａ，Ｂ，Ｃ）を用い、２つの異なる色変化比を利用して製造される。第１の比は、２０％の着色剤Ａ、２０％の着色剤Ｂおよび６０％の着色剤Ｃであり、次いで、第２の比、すなわち、３０％の着色剤Ａ、３０％の着色剤Ｂおよび４０％の着色剤Ｃが続き、その後、第１、第２の色順序の比を通じて反復される。この例では、材料は成形装置に次のように反復的に供給される：約２．９９ｋｇ（６．６ ｌｂ）分の第１の着色剤（Ａ）、約２．９９ｋｇ（６．６ ｌｂ）分の第２の着色剤（Ｂ）、約８．９８ｋｇ（１９．８ ｌｂ）分の第３の着色剤（Ｃ）、次いで、約４．４９ｋｇ（９．９ ｌｂ）分の着色剤Ａ、約４．４９ｋｇ（９．９ ｌｂ）分の着色剤Ｂ、約５．９９ｋｇ（１３．２ ｌｂ）分の着色剤Ｃ。２つ以上の色順序を利用することによって、さらに、成形物品において無秩序な色変化が提供される。

実施例４：製品は、実施例１の型を用いて、実施例２の色順序で製造される。ただし、約１３．６ｋｇ（３０ポンド）分の容積を１０％の減少係数によって修正し、約１２．２ｋｇ（２７ポンド）分の修正済み全容積を得た。次いで、着色材料は、約３．６７ｋｇ（８．１ ｌｂ）分の第１の着色剤（Ａ）、約２．４５ｋｇ（５．４ ｌｂ）分の第２の着色剤（Ｂ）、約３．６７ｋｇ（８．１ ｌｂ）分の第１の着色剤、約２．４５ｋｇ（５．４ ｌｂ）分の第２の着色剤、など、成形処理に反復的に供給される。

色変化制御方法の実施形態のさらなる修正は、別個のフィーダにそのように着色剤を提供することなく、追加の順序通りに並べられた混合された色を得るために、例えば、意図的に２つの（または２つ以上の）着色剤を同時に供給することによって得られる。また、オペレータは、成形処理を停止させる必要なく、処理の任意の変数または制御可能なパラメータを手動でまたは「動作中に」変更すること、または、処理中の指定の時間（例えば、指定数の物品を流した後、あるいは指定数の順序の流れを処理した後）に自動的に効果を示すように処理コントローラへプログラムすることによって、自動的に変更させることが可能である。

図３は、図１により識別される色順序方法の結果として無秩序に着色される３つの成形物品（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の斜視図である。この例では、これらは実際の型容積より１０％高く修正した型容積により、１０％のＡ、６０％のＢおよび３０％のＣの色の比および順序で３つの着色剤を供給した成形プロセスからの最初の３つの物品である。

図１に示す成形設定では、様々な着色剤に対し別個のフィーダを利用する供給システムを用いて所望の色変化制御が行われる。当業者には、この材料取扱機能が多くの手法によって行われ得ること、また、様々な着色剤をブレンドすることなく、色変化制御方法において指定される体積および比により様々な着色材料を供給するように共通の供給装置を用いることまたは変更することが可能であることが認識される。これに関して、供給システムは、様々な材料の入力を制御し、最小限の混合で様々な材料を供給するように設定される。通常、図１に示すような新たな材料取扱装置の指定によって、または既存の装置に対し精密調整を行うこともしくは物理的変更を加えることによって、この着色剤輸送制御を行うことが可能である。

以下の例には、色変化制御方法に適切な材料取扱の代替の実施形態を示す。この方法は、複数の着色材料が成形装置へ順番に供給されるとき、様々な色をブレンドすることなくそれらの着色材料を輸送することが可能である、他の種類の供給システムに対して適用可能であることが理解される。

例えば、大抵のプラスチックまたはゴムの押出成形機の材料取扱・供給システムは、高速回転するバレルや、成形装置の方へ材料を前進させるように押す混合機のように作用するスクリュー設計によって、供給される材料を迅速かつ効率的に混合するように設定され
ている。この基本型の装置を用いる本発明の実施には、様々な着色材料の混合を制限するようにスクリュードライブの速度を制御すること、混合するのではなく、制限された混合で材料を迅速に前進させる「大きな咬合（ｂｉｇ ｂｉｔｅ）」を有するように押出成形機のスクリューの寸法または角度を増大すること、またはその両方が含まれる。次いで、様々な着色材料は、総型容積の指定が１つの成形物品のために押出成形機を通じて供給される体積またはその整数倍である色変化制御方法により、上述の比および容積によって記述される量で押出成形機に供給される。

圧縮成形において、押出成形機が多色の物品を製造するために用いられる場合、先の段落の供給システムにおける技術が適用可能である。あるいは、様々な着色材料が、通常、熱硬化性材料とともに供給されるように、「クラム（ｃｒｕｍｂ）」または「固体の（ｓｏｌｉｄ−ｔｙｐｅ）」材料として型へ供給される場合、材料供給システムは記載の比および容積によって記述されるような順序に並べられた量の材料を供給するように修正または制御される。

さらなる例として、成形設定の代替の実施形態を図４に示す。このシステムは、単一のフィーダ１６へ３つのホッパーが供給すること、およびフィーダに対する材料配給の制御がホッパーコントローラに対する制御信号（ＣＳ_ｉ’）のみによることを除き、図１に示すシステムに類似する。この代替のシステムの長所には、装置がより少ないために費用がより少ないことが含まれる。この代替のシステムの短所には、型装置への様々な着色剤の供給に対する制御がより少ないことが含まれる。この設定では、２つの着色剤間の遷移中に着色剤の混合が幾らか増加する可能性も存在するが、これは一部の物品においては望ましい場合がある。

上述より、本発明によって、多色のプラスチックおよび複合材料物品を成形する際に予測可能な無秩序な色の分配を達成する、新規かつ独特な色変化および色順序の制御方法がもたらされ、したがって、成形物品において独特な色の表現を得ることが可能となることは明らかである。この方法における変数は、成形物品において追加の制御および無秩序を与えるように、成形動作中に調整可能である。成形品において所望の外観が得られるまで、方法における配合、順序などを変更することが可能である。この方法は多くの種類の成形方法、物品および材料に適用可能であり、着色材料が最小限の混合で供給されることを可能とするように装置の精密調整を修正することによって、既存の従来の装置においても利用可能である。

従来の成形装置と共に利用される本発明による色変化制御方法の好適な実施形態を示すフローチャート。 １つのフィーダおよび図１のフローチャートにより識別される一定の関連する構成要素の側面図。 図１により識別される色順序および色変化制御方法により予測可能にかつ無秩序に着色される３つの成形物品の斜視図。 本発明による色変化制御方法の代替の実施形態を示すフローチャート。

Claims (10)

1. 成形装置を用いてプラスチックおよび複合材料の多色成形物品を製造するための色変化制御方法であって、
   ａ）次のｉ）〜ｉｉｉ）を指定する工程、すなわち、
   ｉ）成形物品において用いられる着色剤の数、
   ｉｉ）成形物品において用いられる着色剤の重量比、および、
   ｉｉｉ）成形物品において用いられる着色剤の順序、を指定する工程と、
   ｂ）前記物品に関連する総型容積の非整数倍である修正容積を決定する工程と、
   ｃ）修正容積に関連して前記比で前記順序により成形装置に個々の着色剤を供給する工程と、
   ｄ）次のｉ）およびｉｉ）うちの１つの工程、すなわち、
   ｉ）成形装置に個々の着色剤を供給する前記工程を反復する工程、および
   ｉｉ）（ａ）着色剤の数、重量比または順序のうちの１つを再び指定した後、または、（ｂ）修正容積を再び決定した後、成形装置に個々の着色剤を供給する前記工程を反復する工程、のうちの１つの工程と、
   からなる方法。
2. 前記物品に関連した総型容積は、充填された後に成形物品から切り取られるまたは除去される成形領域を含む請求項１に記載の方法。
3. 成形装置は前記物品を成型するための押出成形機を含み、総型容積は１つの成形物品のために押出成形機を通じて供給される容積またはその整数倍である請求項１に記載の方法。
4. 前記供給する工程は、成形装置に対する個々の着色剤の供給を個別に制御する工程を含む請求項１に記載の方法。
5. 成形装置は個々の着色剤に対する共通の入口を備え、前記供給する工程は、同入口における各着色剤のレベルを感知する工程と、同レベルに応じて次の着色剤の供給を制御し、２つの着色剤の間の色の統合性を維持するのを補助する工程とを含む請求項４に記載の方
   法。
6. 多色物品を成形するためのシステムであって、
   ａ）成形装置と、
   ｂ）成形装置へ２つ以上の着色材料を個別に供給することの可能な供給システムと、
   ｃ）前記物品の総型容積の非整数倍に基づき確立された重量比で、該重量比の順序に従って、成形装置に着色材料の反復的な配給を行うよう供給システムを制御するようにプログラムされた、プロセス制御モジュールと、からなるシステム。
7. 供給システムは、着色材料の各々について、個別のホッパー、個別のフィーダおよび個別の材料フロー制御モジュールを備える請求項６に記載のシステム。
8. 成形装置は、成形装置に対する着色材料の配給を制御するのを補助するようにプロセス制御モジュールへ信号を送る高・低レベル入力センサを備える請求項７に記載のシステム。
9. 供給システムは、ほぼ混合のない条件により成形装置に着色材料を配給するように構成されている請求項６に記載のシステム。
10. 供給システムは成形装置に着色材料を配給するためのスクリュードライブを備え、スクリュードライブは、ほぼ混合のない条件により成形装置の方に材料を前進させることの可能な、刻みが深く、かつ、剪断の少ないドライブである請求項９に記載のシステム。

Images