DE69713144T2

DE69713144T2 - Formen von kunststoffgegenständen durch veränderung ihrer zusammenstellung

Info

Publication number: DE69713144T2
Application number: DE69713144T
Authority: DE
Inventors: Rafael Kilim; Simcha Kilim
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: EP0946348B1; CN1080636C; CN1238718A; DE69713144D1; JP2001511079A; US6287491B1; EP0946348A1; AU5063798A; ES2177959T3; WO1998023433A1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Kunststoffgegenständen.

Hintergrund der Erfindung

Beim Kunststoffspritzgießen bildet geschmolzenes Kunststoffmaterial Schichten, wenn es den Formhohlraum befüllt. Das erste Material, das in den Hohlraum eintritt, bildet die Außenhaut des Gegenstandes, der geformt wird, und das übrige Material, das danach eintritt, fährt fort, die Kernschichten des Gegenstandes zu bilden. Diese Erscheinung hat man sich zunutze gemacht, indem man Doppelspritzgehäuse-Spritzgussmaschinen verwendet und der Reihe nach Materialien zum Bilden von Gegenständen, bei denen die Außenhaut aus einem vom Kern verschiedenen Material gebildet ist, das z. B. Farbstoff in die Außenhaut einverleibt, einspritzt und dann mit kostengünstigerem umgefärbtem Material befüllt, oder indem man die Außenhaut mit einem Kunststoffmaterial, das Füllstoffe enthält, die sonst eine unbefriedigende Oberflächenbeschaffenheit ergeben würden, anfüllt.
In der JP-A-5084733 ist eine Anordnung offenbart, bei der zwei separate Materialien durch zwei separate Einspritzer aufeinanderfolgend in einen Sammler eingespritzt werden und dann die Aufeinanderfolge durch einen Kolben aus dem Sammler in den Formhohlraum ausgestoßen wird, um Formgegenstände mit Schichten der unterschiedlichen Materialien zu erzeugen. Es ist ersichtlich, dass in dieser Anordnung die Materialien nur in eine Aufeinanderfolge gebildet werden, nachdem sie in separaten Einspritzern separat geschmolzen und plastifiziert worden sind. Die notwendige Vorrichtung ist kostspielig und kompliziert.
Die US-A-4 629 410 offenbart eine Doppeltrichter-Haltestruktur für eine Kunststoffspritzgussmaschine, die eim Umschalten von einem Material zu einem anderen ermöglicht, um eine Art von Marmorisierungseffekt zu erzielen, die aber kein vorbestimmtes Positionieren von Materialien im fertigen Formgegenstand ermöglicht.
Ein Nachteil von solchen Techniken besteht darin, dass die erforderliche Maschinerie kostspielig und kompliziert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen bereit, wobei jeder besagte Gegenstand mindestens einen vorbestimmten Teil von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Einführen eines festen Kunststoffaufgabematerials in eine Schneckenspeiseeinrichtung und Drehen der Schneckenspeiseeinrichtung, um das Aufgabematerial durch eine Schmelzzone vorwärtszutreiben, Vorwärtstreiben des resultierenden geschmolzen Kunststoffmaterials zu einer Formgebungseinrichtung, Formgebung des geschmolzenen Kunststoffmaterials in der Formgebungseinrichtung und Verfestigenlassen des Materials, um die Gestalt zu bewahren, wobei die Zusammensetzung des in die Formgebungseinrichtung eintretenden Materials zyklisch variiert wird, gekennzeichnet durch Überwachen der Bewegung der Schneckenspeiseeinrichtung und Steuern der Zufuhr von verschiedenen Aufgabematerialien in die Schneckenspeiseeinrichtung entsprechend der augenblicklichen kontrollierten Position der Schneckenspeiseeinrichtung, um die Zusammensetzung des Kunststoffaufgabematerials an einer von der Formgebungseinrichtung entfernten Position zyklisch zu variieren, wodurch die Zusammensetzung des in die Formgebungseinrichtung eintretenden Materials gesteuert wird, um den mindestens einen vorbestimmten Teil des Formgegenstandes von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung zu bilden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren eine Bereitstellung von aufeinanderfolgenden Schichten von Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung im in die Schneckenspeiseeinrichtung eintretenden Kunststoffmaterial, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt werden, dass ein vorbestimmter Teil von jedem Formgegenstand von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung ist.
Alternativ kann das Verfahren eine Bereitstellung von aufeinanderfolgenden Schichten von Materialien unterschiedlicher Zusammensetzung im Kunststoffmaterial an einer vorbestimmten Position entlang der Länge der Schnecke umfassen, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt werden, dass ein vorbestimmter Teil von jedem Formgegenstand von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung ist.
Vorzugsweise ist eines der Materialien ein erstes Kunststoffmaterial und ist das andere Material eine Kombination des ersten Materials und mindestens eines Zusatzmaterials, das ein physikalisches Merkmal oder Eigenschaft des ersten Materials ändern kann. Demgemäß könnte z. B. ein Teil der Oberfläche des Gegenstandes weicher gemacht werden als der übrige Gegenstand, indem bei anfänglichem Einspritzen in die Form nicht genügend vom weicheren Material eingeführt wird, um die ganze Formoberfläche zu bedecken.
Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung ist das Zusatzmaterial oder mindestens eines von den Zusatzmaterialien (da mehr als ein Zusatzmittel entweder gleichzeitig oder auf eine solche Weise eingeführt werden kann, dass zusätzliche aufeinanderfolgende Schichten von unterschiedlichen Merkmalen erzeugt werden) ein Treibmittel, und die Zeitsteuerung der Dosierung ist so, dass das Treibmittel nach der Bildung einer vom Treibmittel freien Oberflächenschicht in das Innere des Gegenstandes in der Form abgegeben wird, wodurch ein Formgegenstand erzeugt wird, dessen Kern aus Schaumkunststoffmaterial besteht (und folglich verhältnismäßig kostengünstig ist).
Alternativ kann Spritzblasformen durchgeführt werden, wobei eine erste Form als Spritzgussform verwendet wird und der resultierende Gegenstand in eine Blasform entfernt wird, während sich das Kunststoffmaterial noch strecken lässt, um in Berührung mit der Blasform aufgeblasen zu werden, um den fertigen Gegenstand, z. B. eine Kunststoffflasche, zu bilden. Auf diese Weise kann der resultierende hohle Gegenstand mit z. B. einer gesamten Oberflächenschicht aus einem Material oder Merkmal, das sich vom inneren Kern des Formlings unterscheidet, gebildet werden. Die Oberflächenschicht kann folglich eine Barriereschicht bilden, die den Inhalt der Flasche nicht beeinträchtigt oder durch ihn nicht beeinträchtigt wird, während der Kern, der für eine Berührung mit dem Flascheninhalt nicht geeignet sein mag, die Festigkeit der Flasche liefert.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen zur Verfügung, wobei jeder besagte Gegenstand mindestens einen vorbestimmten Teil von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Hindurchführen eines festen Kunststoffaufgabematerials durch eine Schmelzzone, Vorwärtstreiben einer Menge des resultierenden geschmolzenen Materials in eine Form, Verfestigenlassen des Kunststoffmaterials und Entfernen des Gegenstandes aus der Form, wobei die Zusammensetzung des in die Form eintretenden Materials zyklisch variiert wird, gekennzeichnet durch Überwachen eines Fortschreitens von Materialien durch die Schmelzzone und darauf ansprechendes Steuern der Aufeinanderfolge eines Einspeisens eines ersten und zweiten Aufgabematerials, um in dem in die Schmelzzone eintretenden Aufgabematerial an einer von der Form entfernten Position aufeinanderfolgende Schichten eines ersten und zweiten Materials bereitzustellen, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt werden, dass das erste und zweite Material vorbestimmte Teile von jedem Formgegenstand bilden.
Das oder jedes Material kann an den Aufgabetrichter einer Plastifizierungsschneckenvorrichtung abgegeben werden oder an einen Punkt entlang der Plastifizierungsschneckenvorrichtung.
Wo ein Zusatzmaterial verwendet wird, kann es aus solchen Materialien, wie Farbmitteln, Ultraviolettschutzmaterialien, Verstärkungsmaterialien, z. B. Glaspulver oder -fasern, und anderen Füllmitteln ausgewählt sein sowie Materialien, die die Härte, Rückprallelastizität oder Oberflächenbeschaffenheit des Kunststoffmaterials beeinflussen. Das Zusatzmittel kann in Form eines Pulvers, Granulats, einer Muttermischung, einer Paste oder einer Flüssigkeit vorliegen.
Da ein wenig Mischen der Materialien in der Plastifizierungsvorrichtung stattfindet, weisen die erzeugten Schichten keine scharf definierten Grenzen auf. Dies weist die vorteilhafte Wirkung auf, eine Haftung zwischen den Schichten zu verbessern, wodurch z. B. das Risiko einer Delamination vermieden wird. Wo eine kleine Dosis eines Zusatzmittels, wie z. B. eines Farbmittels, zu einem Ausgangskunststoffmaterial hinzugefügt wird, sind die Grenzen zwischen den gefärbten und nicht gefärbten Bereichen des fertigen Formgegenstandes sogar noch weniger scharf und können zu einer kontinuierlichen Variation zwischen einer maximalen und minimalen Konzentration eines Farbmittels führen. In diesem Fall kann die Zeitsteuerung des Zusatzmittels so eingerichtet sein, dass sich eine maximale Konzentration im Oberflächenbereich eines Spritzgussgegenstandes mit ein wenig Restfärbung des Innern des Gegenstandes ergibt. Obwohl man anführen kann, dass eine solche Färbung eine Vergeudung von Farbmittel darstellt, sind die Kostenvorteile gegenüber einem Formling in kontinuierlicher Farbe beträchtlich, und die Kosten einer Anpassung der Spritzgussvorrichtung, um eine Außenhautfärbung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, sind verhältnismäßig gering, was die mögliche geringfügig größere Farbmittelverwendung, verglichen mit Zwillingseinspritztechniken, weit überwiegt.
Im Fall von Aufeinanderfolgen von zwei oder mehr Materialien, die verwendet werden, können die Materialien von unterschiedlichen Kunststoffmaterialgüteklassen, z. B. weichere und härtere Materialien, oder von unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sein. Alternativ können ein oder beide Materialien ein Ausgangskunststoffmaterial mit Zusatzmitteln des vorstehend erwähnten Typs umfassen, die damit gemischt sind.
Das Kunststoffmaterial kann thermoplastisch oder wärmehärtbar sein. Synthetische und natürliche Kautschuke können gemäß dem Verfahren der Erfindung geformt werden, wobei ermöglicht wird, dass solche Gegenstände wie Schuhsohlen mit z. B. einer verschleißfesten Außenhaut und einem weichen Kern gebildet werden.
Man hat gefunden, dass in einigen Plastifizierungsmaschinen eine schärfere Grenze zwischen zwei verschiedenen Materialien in einer Aufeinanderfolge erzeugt werden kann, wenn das erste Material in die Schnecke eingeführt wird und das nächste Material nicht eingeführt wird, bis das erste mittels der Schnecke bis zu einem zum vorderen Ende der Schnecke benachbarten Punkt gefördert worden ist. Das zweite Material wird dann in Berührung mit dem ersten gefördert, bevor es zum Formgebungsprozess (Einspritzen oder Extrudieren) vorwärtsgetrieben wird.
Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Formen von Kunststoffgegenständen bereit, wobei jeder besagte Gegenstand mindestens einen vorbestimmten Teil von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung aufweist, wobei die Vorrichtung eine Einspritzvorrichtung zum Hindurchführen eines festen Kunststoffmaterials durch eine Schmelzzone und zum Vorwärtstreiben einer Menge des resultierenden geschmolzenen Materials in eine Form umfasst, umfassend an einer von der Form entfernten Stelle angeordnete Einrichtungen zum Überwachen eines Fortschreitens von Materialien durch die Schmelzzone und zum darauf ansprechenden Steuern der Aufeinanderfolge eines Einspeisens eines ersten und zweiten Materials, um in dem in die Schmelzzone eintretenden Material aufeinanderfolgende Schichten des ersten und zweiten Materials bereitzustellen, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt sind, dass das erste und zweite Material vorbestimmte Teile von jedem Formgegenstand bilden.
Die Vorrichtung kann ineinandergreifende Zwillingsschnecken umfassen, um das Kunststoffmaterial durch die Schmelzzone zu fördern.
Die Erfindung stellt weiter eine Vorrichtung zum Formen von Kunststoffgegenständen bereit, wobei jeder besagte Gegenstand mindestens einen vorbestimmten Teil von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung aufweist, wobei die Vorrichtung eine Einspritzvorrichtung umfasst, die eine Schneckenspeiseeinrichtung (3) zum Vorwärtstreiben eines festen Kunststoffmaterials durch eine Schmelzzone (5a) und zum Vorwärtstreiben des resultierenden geschmolzenen Kunststoffmaterials zu einer Formgebungseinrichtung zur Formgebung des geschmolzen Materials einschließt, gekennzeichnet durch Steuereinrichtungen zum Überwachen der Position der Schneckenspeiseeinrichtung und zum Steuern der Zufuhr von verschiedenen Aufgabematerialien in die Schneckenspeiseeinrichtung an einer von der Formgebungseinrichtung entfernten Stelle entsprechend der augenblicklichen kontrollierten Position der Schneckenspeiseeinrichtung, um die Zusammensetzung des in die Formgebungseinrichtung eintretenden Kunststoffmaterials zyklisch zu variieren, wodurch die Zusammensetzung des in die Formgebungseinrichtung eintretenden Materials gesteuert wird, um den mindestens einen vorbestimmten Teil des Formgegenstandes von einer vom übrigen Gegenstand verschiedenen Zusammensetzung zu bilden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Schnecke und eines Spritzgehäuses mit Aufgabetrichter;
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Kolbeneinspritzers;
Fig. 3 ist eine Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 1, aber einschließlich einer alternativen Trichteranordnung zum Einführen des Zusatzmittels;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der Erfindung spritzgegossenen Gegenstandes;
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht eines gemäß der Erfindung extrudierten röhrenförmigen Gegenstandes;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer spritzblasgeformten Flasche, die durch ein Verfahren gemäß der Erfindung erzeugt ist;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer in Längsrichtung zusammendrückbaren Flasche, die durch Extrusionsblasformen gemäß einem anderen Verfahren der Erfindung erzeugt ist;
Fig. 8 veranschaulicht einen Teil eines langgestreckten Extrusionsprofils, das durch ein Verfahren gemäß der Erfindung erzeugt ist;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines Einspritzers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Zwillingsschneckenvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Maschine einer Kombination von Schnecke und Kolben gemäß der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsformen

Mit Bezug zuerst auf Fig. 1 umfasst der Einspritzer einen Zylinder oder ein Spritzgehäuse 5, das eine Schnecke 10 enthält. Festes Kunststoffaufgabematerial in Form von Granulat wird der Schnecke mittels eines Trichters 8 zugeführt. Das Granulat wird durch die Schnecke entlang dem Spritzgehäuse fortbewegt, wobei es durch einen geheizten Abschnitt 5a hindurchtritt, wo das Material schmilzt. Schichten eines ersten festen Kunststoffmaterials 1 sind zwischen Schichten eines zweiten Kunststoffmaterials 2 von unterschiedlicher Zusammensetzung oder physikalischen Eigenschaften, z. B. Farbe, auf eine solche Weise verteilt, dass der Hohlraum 4 zwischen dem Schneckengang 3 der Schnecke 10 dann mit einer Aufeinanderfolge der Materialien 1 und 2 befüllt wird, wobei die Aufeinanderfolge entlang der Länge der Schnecke im Wesentlichen dieselbe bleibt, wenn die Materialien geschmolzen und plastifiziert werden. Die Materialien durchqueren den Ventilring 7 und werden in derselben Aufeinanderfolge an der Schneckenspitze 6 abgegeben und werden von dort in derselben Aufeinanderfolge in den Formhohlraum abgegeben.
Es ist ersichtlich, dass in Ersetzung für das zweite Kunststoffmaterial 2 verhältnismäßig kleine Dosen von modifizierenden Zusatzmitteln, wie z. B. Farbstoff, verwendet werden können. Im Fall von Farbstoff tritt das Kunststoffmaterial 1 mit der höchsten Konzentration des Zusatzmittels nach Plastifizierung zuerst in den Formhohlraum ein, um die gefärbte Oberflächenschicht des Formgegenstandes zu bilden.
In der Vorrichtung von Fig. 2 werden Chargen der zwei Materialien 1 und 2 in Schichten über einen Trichter 21 in den Zylinder 20 eingeführt und werden durch den Kolben 22 durch die geheizte Zone 23 vorwärtsgetrieben, um geschmolzen in derselben Aufeinanderfolge aus der Düse 24 hervorzukommen, wie die Materialien in den Trichter eingeführt wurden.
Fig. 3 stellt eine Anordnung dar, bei der zwei separate Trichter 30 und 31 in einen gemeinsamen Speisedurchlass 32 zum Spritzgehäuse 5 des Einspritzers einspeisen. Ein programmierbarer Kontroller 33 steuert die Reihenfolge eines Öffnens von Verschlussvorrichtungen 34 und 35, die den Fluss von körnigen Materialien aus den Trichtern 30 und 31 steuern, wodurch sie die richtig aufeinanderfolgend geordneten Schichten der Materialien 1 und 2 im Durchlass 32 erzielen. Der Kontroller 33 kann, wenn gewünscht, so aufgebaut sein, dass er z. B. Information über das Volumen der Formhohlräume und die Dicke der Schicht des zweiten Materials auf der Oberfläche der Formgegenstände empfängt und daraus die Dauer und Zeitgebung des Öffnens der Verschlüsse bestimmt, um die Materialien freizugeben.
Fig. 4 stellt einen spritzgegossenen Gegenstand mit einer Oberflächenschicht dar, die eine hohe Konzentration des Zusatzmaterials 2 und einen Kern des Ausgangskunststoffmaterials 1 enthält. Obwohl eine verhältnismäßig scharfe Grenze zwischen den beiden Materialien wiedergegeben ist, würde in der Praxis die Tendenz bestehen, dass Mischen auftritt, wobei die Konzentration des Zusatzmittels entfernt von der Oberfläche abnimmt. Das letzte Material zum Eintritt in den Formhohlraum muss auch gefärbt sein, um zu vermeiden, dass ein ungefärbter Pfropfen auf der Oberfläche des Gegenstandes zurückbleibt, entsprechend dem Eintritt in den Formhohlraum. Folglich stellt die notwendige Konzentrationssteigerung des Farbmittels gegen Ende des Spritzvorgangs in die Form auch sicher, dass die größte Konzentration wieder an der Oberfläche des nächsten Formlings, der im Hohlraum erzeugt wird, erzielt wird.
Fig. 5 stellt einen extrudierten Gegenstand in Form eines Rohres 50 dar, das alternierende Bereiche 51 und 52 von zwei verschiedenen Materialien, z. B. mit und ohne Zusatzmittel, entlang seiner Länge aufweist, was unterschiedliche Eigenschaften ergibt. Z. B. könnte es wünschenswert sein, Bereiche in einem Automobilschlauch von höherer oder geringerer Rückprallelastizität oder Steifigkeit vorliegen zu haben, und die Zugabe von unterschiedlichen Zusatzmitteln zum Ausgangskunststoffmaterial, das extrudiert wird, könnte dies erreichen.
Fig. 6 stellt eine blasgeformte Kunststoffflasche 60 dar, die gebildet ist durch: Spritzgießen in einen ersten kleinen Formhohlraum und dann Überführen des resultierenden hohlen Formlings in einen zweiten größeren Formhohlraum, bevor das Kunststoffmaterial vollständig gehärtet ist, und dann Aufbringen von Druckgas auf das Innere des Formlings, um ihn in Berührung mit dem neuen Hohlraum aufzublasen, um die endgültige Gestalt zu erzeugen. Der Teil des ersten Hohlraums, der den Hals 61 der Flasche bildet, ist im Wesentlichen derselbe wie der entsprechende Teil des zweiten Hohlraums, so dass der Halsteil mit größerer Genauigkeit und Righeit gebildet wird als die übrige Flasche. Die in den ersten Hohlraum eintretenden Materialien werden so aufeinanderfolgend geordnet, dass genügend von einem ersten Material in die Form eintritt, um sicherzustellen, dass, wenn ihm das zweite Material in den Hohlraum nachfolgt, das erste die ganze Oberfläche des Hohlraums bedeckt und das zweite Material einen Kern bildet. Folglich kann z. B. das Oberflächenmaterial so sein, dass es durch die Flüssigkeit, die in der Flasche enthalten sein soll, nicht beeinträchtigt wird, während das Kernmaterial Zugfestigkeit und/oder Righeit verleihen kann.
Fig. 7 veranschaulicht eine alternative Konfiguration einer blasgeformten Flasche 70, in der die Aufeinanderfolge der Materialien so gesteuert ist, dass ein Mittelteil 71 der Flasche aus einem Material von größerer Flexibilität gebildet ist als die übrige Flasche, so dass sie leichter zusammenschiebbar ist, wenn sich die Flasche im Gebrauch leert. Dies stellt sicher, dass der Luftraum über der Flüssigkeit in der Flasche so klein wie möglich gehalten wird, wodurch z. B. das Risiko einer Oxidation der Flüssigkeit reduziert wird.
Fig. 8 veranschaulicht, wie ein langgestreckter extrudierter Gegenstand mit alternierenden Längsbereichen 80 und 81 aus verschiedenen Materialien, z. B. von unterschiedlicher Flexibilität, Farbe oder anderen Eigenschaften, gebildet sein kann. Der Gegenstand kann z. B. ein Filament sein, das ein Textilfilament sein kann. In diesem letzten Fall kann das Filament in Garn inkorporiert sein, das spezielle Merkmale aufweist, wenn es versponnen (falls notwendig) und verwebt oder verstrickt ist.
In dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel weist der Schneckenplastifizierer 90 einen ersten Aufgabetrichter 91 an einem Ende der Schnecke und einen zweiten Aufgabetrichter 92 an einer Position hinter der Schmelzzone 93 auf, an der der Schneckengang 94 der Schnecke in der Form geändert ist, um eine Reduktion im Druck im Material zu bewirken, wodurch ermöglicht wird, dass zusätzliches Material unter Schwerkraft eingeführt wird, statt dass eine Druckeinbringung erforderlich ist. Der Fluss vom zweiten Trichter 92 wird durch Ventileinrichtungen 95 gesteuert, die wiederum durch einen programmierbaren Kontroller 96 gesteuert werden, um eine Aufeinanderfolge von Schichten im Material in der Schnecke des Materials vom ersten Trichter und Materials vom zweiten Trichter, das mit dem ersten Material vermischt wird, zu erzeugen.
Die in Fig. 10 dargestellte Zwillingsschneckenplastifizierungsvorrichtung 100 ist typisch für den Typ eines Plastifizierers, der zum Extrusionsformen verwendet wird, wobei das Material vom Plastifizierer kontinuierlich vorwärtsgetrieben wird, während sich die Schnecken 101 drehen. Die Schnecken 100 sind so angeordnet, dass sie sich in entgegengesetzten Richtungen drehen und ineinandergreifen. Ein erstes und zweites Material werden in den Pfad der Schnecken mittels Zwillingstrichtern 102 und 103 eingeführt, deren Austrag in die Schnecke durch Klappenventile 104 und 105 gesteuert wird, die durch einen programmierbaren Kontroller 106 gesteuert werden.
Die in Fig. 11 dargestellte Doppel-Schnecken- und Kolben- Vorrichtung ist der Typ von Maschine, der typischerweise für sehr hochvolumiges Formen mit Chargen von 1 kg bis 100 kg verwendet wird, die die Maschine vom Typ einer Kombination Schnecke/Kolben nicht leicht handhaben kann. In diesem Maschinentyp dreht sich eine kleine Schnecke 110 und plastifiziert mit hoher Geschwindigkeit, um einen großen Zylinder 111 zu versorgen, der einen separaten Einspritzkolben 112 darin aufweist. Der Kolben 112 bewegt sich rückwärts, um sich einer Zufuhr von Material aus der Schnecke 110 anzupassen, und dann, wenn die volle Charge geladen ist, wird der Kolben 112 nach vorne getrieben, um die Charge in die Form einzuspritzen.
Ein erstes und zweites Material werden mittels Trichtern 113 und 114 in der gewünschten Aufeinanderfolge in die Schnecke eingeführt, wobei jeder eine respektive Aufgabeschnecke 115 und 116 aufweist, um die Nachlieferungsgeschwindigkeit des Materials zu steuern, wobei die Aufgabeschnecken wiederum durch einen programmierbaren Kontroller 117 gesteuert werden. Die verschiedenen Materialien werden dem Zylinder 111 auf eine solche Weise zugeführt, dass sie Schichten darin bilden (obwohl diese in der zu derjenigen umgekehrten Reihenfolge abgelegt werden, in der sie in die Form eingespritzt werden). Der Kolben treibt die Materialien in der vorbestimmten Reihenfolge in die Form, so dass verschiedene Teile des fertigen Formgegenstandes unterschiedlich zusammengesetzt sind.
In jeder mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsform kann der Kontroller so angeordnet sein, dass er Steuerinformation von der Schnecke/Einspritzer oder Extruder empfängt. Z. B. kann das Schnecken-Start/Stopp-Signal als Grundlage zur Steuerung verwendet werden, wobei Einflussgrößen, wie z. B. Schneckenrücklaufzeit und Einspritzgewicht, für den speziellen Auftrag eingegeben werden. In einer alternativen Anordnung kann die Position der Schnecke verwendet werden, um Steuersignale für die Aufgabeschnecken zur Verfügung zu stellen, um ihre Zuführungsgeschwindigkeit zu steuern, wenn sich die Schnecke zurückbewegt. Information, wie z. B. Staudruck, Schneckenrücklaufgeschwindigkeit, Schneckenrücklaufzeit und Umdrehungsgeschwindigkeit können verwendet werden, um ein genaueres Einspeisen in die Schnecke bereitzustellen.

Claims

1. Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen, bei denen wenigstens ein vorbestimmter Teil eines jeden geformten Gegenstandes eine andere Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes besitzt, wobei das Verfahren umfasst: Einleiten eines festen Kunststoff-Zuführmaterials (1, 2) in eine Schraubenfördereinrichtung (3, 10) und Drehantreiben der Schraubenfördereinrichtung, um das Zuführmaterial durch eine Aufschmelzzone (5a) vorwärts zu treiben, Vorwärtstreiben des erhaltenen schmelzflüssigen Kunststoffmaterials zu einer Formungseinrichtung, Formen des schmelzflüssigen Kunststoffmaterials in der Formungseinrichtung und Verfestigenlassen des Materials, um die erhaltene Form beizubehalten, wobei die Zusammensetzung des Materials, das in die Formungseinrichtung eintritt, zyklisch variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Schraubenfördereinrichtung überwacht wird und die Zuführung unterschiedlicher Zuführmaterialien in die Schraubenfördereinrichtung entsprechend der augenblicklichen, bei der Überwachung festgestellten Position der Schraubenfördereinrichtung gesteuert wird, um so die Zusammensetzung des Kunststoffmaterials zyklisch an einer von der Formungseinrichtung entfernten Stelle zu variieren, wodurch die Zusammensetzung des in die Formungseinrichtung eintretenden Materials so gesteuert wird, dass der zumindest eine vorbestimmte Teil des geformten Gegenstandes aus einer anderen Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes geformt wird.

2. Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen, bei denen wenigstens ein vorbestimmter Teil eines jeden geformten Gegenstandes eine andere Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes besitzt, wobei das Verfahren umfasst: Leiten eines festen Kunststoff-Zuführmaterials (1, 2) durch eine Aufschmelzzone (5a), Vorwärtstreiben einer Menge des erhaltenen schmelzflüssigen Kunststoffmaterials zu einer Formungseinrichtung, Verfestigenlassen des Materials und Entfernen des Gegenstandes aus der Formungseinrichtung, wobei die Zusammensetzung des Materials, das in die Formungseinrichtung eintritt, zyklisch variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterbewegung der Materialien, die in die Aufschmelzzone (5a) eintreten, überwacht wird und die Abfolge der Zuführung erster und zweiter Zuführmaterialien infolge davon gesteuert wird, um so in dem in die Aufschmelzzone eintretenden Material an einer von der Formungseinrichtung entfernten Stelle sequenzielle Schichten erster und zweiter Materialien zu schaffen, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt wird, dass die ersten und zweiten Materialien vorbestimmte Teile jedes geformten Gegenstandes bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Zuführmaterial ein erstes Kunststoffmaterial und das andere Zuführmaterial eine Kombination des ersten Materials und wenigstens eines zusätzlichen Materials ist, das ein physikalisches Merkmal oder eine physikalische Eigenschaft des ersten Materials verändern kann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das zusätzliche Material ein Farbstoff ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das zusätzliche Material ein Ultraviolett-Schutzmaterial ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das zusätzliche Material ein Verstärkungsmateriab ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Verstärkungsmaterial aus Glaspulver oder Glasfasern besteht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das schmelzflüssige Material dadurch geformt wird, daß es in einen Formhohlraum eingespritzt wird, und die Veränderung in der Zusammensetzung derart ist, daß zumindest ein Teil einer Oberflächenschicht des geformten Gegenstandes andere physikalische Merkmale oder Eigenschaften besitzt als der Rest des Gegenstandes.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Blähmittel in das Innere des Gegenstandes in der Form nach der Bildung einer blähmittelfreien Oberflächenschicht abgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 bis 7, soweit sie von Anspruch 1 abhängen, bei dem das schmelzflüssige Material durch Extrudieren durch eine Düse geformt wird und bei dem die Veränderung in der Zusammensetzung des aus der Schraubenfördereinrichtung austretenden Materials derart ist, daß sich die Zusammensetzung sequentiell längs der Länge des extrudierten Gegenstandes ändert.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung des Zuführmaterials so variiert wird, daß sich eine fortschreitende Änderung in der Zusammensetzung des geformten Gegenstandes zwischen dem oder jedem Teil des Gegenstandes und dem Rest des Gegenstandes ergibt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schraubenfördereinrichtung (110) das schmelzflüssige Kunststoffmaterial zur Formvorrichtung mit Hilfe eines Injektionskolbens (112) und eines Zylinders (111) vorwärts treibt, der das von der Schraubenfördereinrichtung zugeführte Material ansammelt und dann periodisch das angesammelte Material zur Formungseinrichtung weitertreibt.

13. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffgegenständen, von denen jeder Gegenstand wenigstens einen vorbestimmten Teil aus einer anderen Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes besitzt, wobei die Vorrichtung eine Einspritzeinrichtung zum Hindurchleiten eines festen Kunststoffmaterials durch eine Schmelzzone (5a) und zum Vorwärtstreiben einer Menge des sich ergebenden geschmolzenen Kunststoffmaterials in eine Formungseinrichtung aufweist, enthaltend an einer von der Formungseinrichtung entfernten Stelle eine Einrichtung zum Überwachen der Weiterbewegung der Materialien durch die Schmelzzone und zum Steuern der Abfolge der Zuführung erster und zweiter Materialien infolge davon, um so in dem in die Schmelzzone eintretenden Material sequenzielle Schichten (1, 2) erster und zweiter Materialien zu schaffen, wobei die Größe und der Abstand der Schichten so gewählt werden, dass die ersten und zweiten Materialien vorbestimmte Teile jedes geformten Gegenstandes bilden.

14. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffgegenständen, von denen jeder Gegenstand wenigstens einen vorbestimmten Teil aus einer anderen Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes besitzt, wobei die Vorrichtung eine Einspritzeinrichtung mit einer Schraubenfördereinrichtung (3) zum Vorwärtstreiben von festem Kunststoffmaterial durch eine Schmelzzone (5a) und zum Vorwärtstreiben des sich ergebenden geschmolzenen Kunststoffmaterials zu einer Formungseinrichtung zum Formen des geschmolzenen Materials aufweist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Überwachen der Position der Schraubenfördereinrichtung und zum Steuern der Einführung unterschiedlicher Zuführmaterialien in die Schraubenfördereinrichtung an einer von der Formungseinrichtung entfernten Stelle entsprechend der augenblicklichen, bei der Überwachung festgestellten Position der Schraubenfördereinrichtung, um so die Zusammensetzung des in die Formungseinrichtung eintretenden Kunststoffmaterials zyklisch zu variieren, wodurch die Zusammensetzung des in die Schraubenfördereinrichtung eintretenden Materials so gesteuert wird, dass der zumindest eine vorbestimmte Teil des geformten Gegenstandes aus einer anderen Zusammensetzung als der Rest des Gegenstandes geformt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, die eine Trichtereinrichtung (30 bis 32, 101 bis 103, 113, 114) zum Zuführen von sequentiellen Schichten von Materialien mit unterschiedlicher Zusammensetzung in die Schraubenfördereinrichtung und Steuermittel (33 bis 35, 104 bis 106, 115 bis 117) aufweist, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung aufweist, die der Trichtereinrichtung zugeordnet ist, um die Größe und den Abstand der Schichten so zu steuern, daß ein vorbestimmter Teil eines jeden geformten Gegenstandes eine vom Rest des Gegenstandes unterschiedliche Zusammensetzung aufweist.