Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von marmorierten Formteilen, wobei eine erste Formmasse und mindestens eine weitere Formmasse aus einer Einspritzeinheit einer Schneckenspritzgussmaschine in ein Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden, wobei die Ein spritzeinheit einen Hohlzylinder, eine Schnecke mit einer Schneckenspitze und eine Düse um fasst und die Schnecke rotierbar und in Richtung einer Längsachse des Hohlzylinders zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stellung beweglich in dem Hohlzylinder angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen der Schneckenspitze und der Düse in der vorderen Stellung kleiner ist als in der hinteren Stellung, und wobei die erste Formmasse eine erste Polymermas se und ein erstes Färbemittel enthält und die mindestens eine weitere Formmasse mindestens eine weitere Polymermasse und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Färbemittel enthält.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen um fassend eine Einspritzeinheit, die einen Hohlzylinder mit einem Innenraum, eine Schnecke und eine Düse mit einem Düsenkopf und einem Düsenkörper umfasst, wobei die Schnecke, die auch als Förderschnecke bezeichnet werden kann, rotierbar und in Richtung einer Längsachse des Hohlzylinders zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stellung beweglich in dem Hohlzylinder angeordnet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.

Ein marmoriertes Formteil weist typischerweise mindestens eine marmorierte, also gemusterte Sichtfläche auf, die Oberflächeneffekte wie Farbschattierungen, farbige Schlieren, Linien und Strukturen zeigt. In marmorierten Formteilen ist zumindest ein Teil von enthaltenen Färbemitteln nicht gleichmäßig verteilt. Die Ausbildung der Marmorierungseffekte ist von den Anteilen ver schiedener Farben sowie der Grundfarbe des Formteils abhängig. Marmorierte Formteile sind häufig optisch nicht vollständig identisch. Wenn sie ein wiederkehrendes Erkennungsmuster in der Farbstruktur erkennen lassen, können sie auch als Formteile mit reproduzierbarer Marmo rierung bezeichnet werden. Insbesondere die Grundfarbe, die Schattierungen und das Grund muster liegen an reproduzierbar marmorierten Formteilen wiederkehrend vor, wobei Ab weichungen in der Helligkeit der Farbgebung auftreten können.

Zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Kunststoff-Formteilen aus Pulvern, Granulaten oder Formmassen, die jeweils als Mischungen vorliegen können, werden häufig Schnecken spritzgussmaschinen eingesetzt. Für die Herstellung von farbigen Kunststoffteilen wird häufig eingefärbtes Kunststoffgranulat verwendet oder farbneutrales Granulat mit eingefärbtem Kunst stoffgranulat mit hoher Pigmentkonzentration vor oder während der Verflüssigung des Kunst- Stoffs in einem Extruder gemischt. Üblicherweise werden Mischelemente in Einspritzeinheiten eingesetzt, die dafür sorgen, dass sich die Mischungen, bestehend aus einem nicht eingefärb ten Basismaterial und einem eingefärbten, eine hohe Konzentration an Färbemitteln enthalten den Granulat, möglichst homogen mischen und Bauteile ohne Schlieren auf der Oberfläche erzeugt werden.

Schneckenspritzgussmaschinen ermöglichen üblicherweise eine gleichmäßige Plastifizierung, bei der die einzuspritzende Formmasse eine gleichmäßige Temperatur besitzt. Bei der Her stellung von marmorierten Formteilen ist diese Flomogenisierung insofern unerwünscht, als dass zwar die Temperatur gleichmäßig ist, die einzuspritzende Formmasse aber nicht vollstän dig durchmischt ist, so dass noch wechselnde farbliche Komponenten im Fertigteil sichtbar bleiben.

Gerade zur Herstellung von reproduzierbaren Marmorierungsmustern, bei denen eine gleich förmige Wiederholung des Farbverlaufs und der Farbverteilung angestrebt wird, werden üb licherweise Maschinen eingesetzt, in denen mindestens zwei die Marmorierung erzeugende Komponenten getrennt, beispielsweise auf zwei separaten Spritzeinheiten, dem Spritzguss werkzeug zugeführt werden.

Zur Herstellung von marmorierten Formteilen sind ferner Vorrichtungen bekannt, insbesondere Düsen, die es ermöglichen, Formmassen aus zwei getrennten Einspritzeinheiten in einem Spritzgusswerkzeug zu vereinen.

Die Herstellung von reproduzierbar marmorierten Formteilen in Zwei-Komponenten-Spritzguss- maschinen ist aufwendig, da zwei Spritzeinheiten benötigt werden und betrieben werden müssen, die jeweils eine Schnecke, einen Zylinder, Zuführvorrichtungen und entsprechende Hydraulik zur Bewegung der Schnecke aufweisen.

Darüber hinaus sind Einsätze für Hohlzylinder von Spritzgussschneckenmaschinen üblicher weise mit modifizierter Schnecke bekannt, die die Herstellung von marmorierten Formteilen auf einer Ein-Komponenten-Spritzgussmaschine erlauben, aber keine Reproduzierbarkeit von Marmorierungsmustern gewährleisten.

AT 406753 B beschreibt die Verwendung von einer Düse vorgeschalteten Verdrängungskör pern, die als Torpedos bekannt sind. Die Verdrängungskörper weisen eine unterschiedliche Oberflächengestaltung auf und werden zur Erzeugung von Marmoriereffekten verwendet. Durch den Einsatz von Kurzschnecken mit Torpedos werden inhomogene Schmelzen erzeugt, die den Marmoriereffekt bewirken.

DE 27 14 509 A1 hat eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen aus Kunst stoffmaterial zum Gegenstand, wobei eine Einzonen-Kurzschnecke eingesetzt wird, an die sich in einer beheizbaren Zone eines Zylinders ein Verdrängungskörper anschließt. US 4,176,152 beschreibt eine Spritzgussmaschine mit einem Zylinder und einer hin- und her gehenden rotierbaren Schnecke. Ein Wärmeübergangs- und Stratifikationskörper ist zwischen der Schnecke und einem Auslass des Zylinders angeordnet. Der Körper weist insbesondere eine Rippenstruktur auf seinem äußeren Umfang auf.

DE 42 04 015 A1 offenbart eine Spritzdüse für eine thermoplastische Masse, die aus einem Düsenkopf und einem Basisteil besteht. Der Düsenkopf ist axial verschiebbar, so dass eine in eine axiale Bohrung mündende zweite Bohrung zur Zufuhr einer zweiten thermoplastischen Formmasse geöffnet und verschlossen werden kann.

DE 10 2004 053 575 A1 betrifft ebenfalls eine Düse für Spritzgussmaschinen, wobei Harze zweier verschiedener Zusammensetzungen und unterschiedlicher Farbe verarbeitet werden.

Ein erster Durchgang in der Düse kommuniziert mit einer ersten Einspritzeinheit und ein zweiter Durchgang in der Düse kommuniziert mit einer zweiten Einspritzeinheit.

Auch JP 2003 200456 und JP 2005262759 beschreiben Düsen zum Einspritzen von zwei ver schiedenen Harzen, die zwei getrennten Plastifiziereinheiten entstammen.

TW 411314 B hat ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffartikeln mit Farbverlauf zum Ge genstand, wobei eine konische Düse eingesetzt wird.

DE 43 32242 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorier ten Kunststoffobjekten mittels eines Spritzgussverfahrens, wobei Farbpigmente an einer Einfüh rungsöffnung am Schneckenganganfang zugeführt werden.

DE 100 13 617 A1 ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffteils mit mindestens einer marmorierten Sichtfläche gerichtet. Dazu werden der Masse eines thermoplastischen Kunststoffs vor oder während der Verflüssigung durch Magnetfeldeinwirkung ausrichtbare Fest körperteilchen zugesetzt.

EP 1 556 198 B1 beschreibt ein Mischelement, das eine Rückstromsperre an der Schnecken spitze einer Spritzgussmaschine ersetzen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung von marmorierten Formteilen bereitzustellen, wobei das erzeugte Marmorierungsmuster reproduzierbar ist. Ferner wird eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen vorgeschlagen, mit der die Gestaltung des Marmorierungsmusters gezielt variierbar ist und gleichzeitig eine hohe Ausprä gung und Reproduzierbarkeit des Marmorierungsmusters realisiert wird und ein Einsatz dersel ben Schneckenspritzgussmaschinen für unterschiedliche Muster mit geringem Modifikations aufwand möglich ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von marmorierten Formteilen, wo bei eine erste Formmasse und mindestens eine weitere Formmasse aus einer Einspritzeinheit einer Schneckenspritzgussmaschine in ein Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden, wobei die Einspritzeinheit einen Hohlzylinder, eine Schnecke mit einer Schneckenspitze und eine Düse umfasst und die Schnecke rotierbar und in Richtung einer Längsachse des Hohlzylinders zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stellung beweglich in dem Hohlzylinder angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen der Schneckenspitze und der Düse in der vorderen Stellung kleiner ist als in der hinteren Stellung, und wobei die erste Formmasse eine erste Polymermasse und ein erstes Färbemittel enthält und die mindestens eine weitere Formmasse mindestens eine weitere Polymermasse und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Färbe mittel enthält, umfassend die folgenden Schritte: a) gegebenenfalls Zuführen einer ersten Menge der ersten Formmasse auf die Schnecke, wenn sich die Schnecke in der hinteren Stellung befindet, b) gegebenenfalls Vorschießen der Schnecke aus der hinteren Stellung in die vordere Stellung, c) Zuführen einer zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse auf die Schnecke, d) Plastifizieren der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse in dem Hohlzylinder, wobei die Schnecke rotiert und zumindest ein Teil der ersten Form masse und zumindest ein Teil der mindestens einen weiteren Formmasse in einen Frei raum in dem Hohlzylinder zwischen der Düse und der Schneckenspitze gefördert wer den und wobei sich die Schnecke von der vorderen Stellung in die hintere Stellung be wegt, e) Zuführen einer neuen ersten Menge der ersten Formmasse auf die Schnecke, wenn sich die Schnecke in der hinteren Stellung befindet f) Einspritzen der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse aus dem Freiraum in dem Hohlzylinder in eine Kavität des Spritzgusswerkzeugs, wobei die Schnecke aus der hinteren Stellung in die vordere Stellung vorschießt, g) Abkühlen der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse in dem Spritzgusswerkzeug, so dass ein marmoriertes Formteil entsteht und h) Entfernen des marmorierten Formteils aus dem Spritzgusswerkzeug, wobei die Schritte c) bis h) wiederholt werden, Schritt e) vor Schritt f) durchgeführt wird und ge gebenenfalls Schritt a) vor Schritt b) durchgeführt wird und wobei das Zuführen der neuen ers ten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) und gegebenenfalls das Zuführen der ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt a) zeitlich oder räumlich separat von dem Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) durchgeführt wird.

Darüber hinaus wird eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen vor geschlagen, umfassend genau eine Einspritzeinheit, die einen Hohlzylinder mit einem Innen raum, eine Schnecke und eine Düse umfasst, wobei die Schnecke rotierbar und in Richtung einer Längsachse des Hohlzylinders zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stel lung beweglich in dem Hohlzylinder angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen der Schne ckenspitze und der Düse in der vorderen Stellung kleiner ist als in der hinteren Stellung und wobei die Düse, umfassend einen Düsenkopf und einen Düsenkörper, mit dem Hohlzylinder lösbar verbunden ist und der Düsenkopf mindestens zwei Kanäle aufweist, die an einem ersten Ende jeden Kanals mit einer Austrittsöffnung der Düse und an einem zweiten Ende jeden Ka nals mit dem Innenraum des Hohlzylinders verbunden sind, wobei die mindestens zwei Kanäle gekrümmt durch den Düsenkopf verlaufen. Der Düsenkopf kann auch als Düsenkappe bezeich net werden. Die Austrittsöffnung ist auf einer dem Spritzgusswerkzeug zugewandten Seite der Düse angeordnet. Durch die Austrittsöffnung werden die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt.

Bevorzugt wird die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Her stellung von marmorierten Formteilen eingesetzt. Die Vorrichtung ist eine Spritzgussmaschine, namentlich eine Ein-Komponenten-Spritzgussmaschine.

Durch die zeitliche oder räumliche Trennung der Zuführung der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse wird die Homogenisierung von der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse während des Plastifizierens limitiert, so dass definierte Farbgrenzen und reproduzierbare Marmorierungsmuster im hergestellten Formteil sichtbar sind. Die Zugabe der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Form masse kann auch als sequentiell oder diskret bezeichnet werden. Entsprechend liegt die erste Formmasse inhomogen verteilt in der mindestens einen weiteren Formmasse vor dem Ein spritzen in dem Freiraum zwischen der Düse und der Schneckenspitze vor.

In Abhängigkeit der Geometrie der Düse stellt sich ein definiertes, reproduzierbares, also wie derholt herstellbares Muster auf mindestens einer Sichtfläche des hergestellten marmorierten Formteils ein.

Als reproduzierbare Marmorierungsmuster werden Muster verstanden, deren Abweichungen, wenn unterschiedliche Formteile miteinander verglichen werden, für das menschliche Auge nicht als deutlich unterschiedlich wahrgenommen werden, wenn sie mit demselben Verfahren und derselben Vorrichtung erzeugt wurden. Die erfindungsgemäß hergestellten Formteile wei sen Muster auf, die zuverlässig wiederkehren und erkennbar sind. Dies wird insbesondere durch die definierte Zuführung der Formmassen erzielt.

Die erfindungsgemäß hergestellten marmorierten Formteile sind insbesondere für dekorative Zwecke im Verbrauchsgüterbereich einsetzbar. Die marmorierten Formteile können vollständig marmoriert ausgeführt sein oder mindestens eine marmorierte Sichtfläche umfassen. Die mar morierten Formteile können dreidimensional oder flächig ausgebildet sein. Bevorzugt sind die marmorierten Formteile Haushaltsgegenstände wie Schalen, Teller, Becher, Griffe oder Toilettensitze, Konsumgüter wie Laptop-Cover oder Schutzhüllen für Telefone oder Smart- phones, Spielwaren wie Kreiselscheiben oder Kreisel, Accessoires in der Modebranche wie Knöpfe oder dekorative Elemente im Fahrzeuginnenraum wie Sichtblenden oder Abdeckungen. Die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse werden dem Flohlzylinder der Einspritzeinheit zugeführt und durch Rotation der Schnecke in Förderrichtung nach vorne zu der Düse hin gefördert. Dabei werden die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, plastifiziert. Die mindestens eine weite re Formmasse und gegebenenfalls die erste Formmasse stauen sich in dem Freiraum zwischen der Düse und der Schneckenspitze und schieben die Schnecke axial nach hinten in die hintere Stellung in dem Flohlzylinder. Bevorzugt umfasst die im erfindungsgemäßen Verfahren einge setzte Schneckenspritzgussmaschine genau eine Einspritzeinheit und mehr bevorzugt genau einen Flohlzylinder und weiter bevorzugt genau eine Schnecke. Die erfindungsgemäße Vorrich tung umfasst bevorzugt genau einen Flohlzylinder und weiter bevorzugt genau eine Schnecke.

Das Zuführen kann auch als Dosieren bezeichnet werden, wobei die erste Formmasse bezie hungsweise die mindestens eine weitere Formmasse beispielsweise über einen Trichter in den Flohlzylinder und insbesondere auf die Schnecke gelangen. Die erste Formmasse und die min destens eine weitere Formmasse werden portionsweise zeitlich oder räumlich voneinander ge trennt zugeführt. Portionsweise bedeutet, dass die erste Formmasse und bevorzugt auch die mindestens eine weitere Formmasse diskontinuierlich in Form von diskreten Portionen, also in Form der ersten Menge beziehungsweise der zweiten Menge, dem Flohlzylinder zugeführt wer den.

Das Plastifizieren wird auch als Aufdosieren bezeichnet, wobei die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse in Richtung der Düse von der Schnecke gefördert und dabei zumindest teilweise aufgeschmolzen werden. Bevorzugt werden zumindest ein Teil der ersten Formmasse und zumindest ein Teil der mindestens einen weiteren Formmasse vollstän dig während des Plastifizierens in Schritt d) aufgeschmolzen.

Das Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) wird bevorzugt nach dem Vorschießen der Schnecke in Schritt b) durchgeführt.

Weiter bevorzugt ist das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) und gegebenenfalls das Zuführen der ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt a) abge schlossen, bevor das Vorschießen in Schritt b) beginnt. Weiterhin ist bevorzugt das Vorschie ßen in Schritt b) abgeschlossen, bevor das Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) beginnt.

Bevorzugt kommt die erste Formmasse erst mit der Schnecke und dann mit der mindestens einen weiteren Formmasse in Kontakt.

Die erste Formmasse und/oder die mindestens eine weitere Formmasse können mit einem Do siersystem separat direkt in den Flohlzylinder und insbesondere direkt auf die Schnecke zuge führt werden. Weiter bevorzugt beginnt das Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse, wenn sich die Schnecke in der vorderen Stellung befindet. Die Schnecke befindet sich bevorzugt in der vorderen Stellung, wenn sie maximal in Richtung der Düse bewegt wurde.

Die mindestens eine weitere Formmasse, insbesondere die zweite Menge der mindestens ei nen weiteren Formmasse, kann kontinuierlich zugeführt werden. Bevorzugt wird die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse zumindest während des Plastifizierens in Schritt d) kontinuierlich zugeführt.

Insbesondere, wenn die neue erste Menge der ersten Formmasse in Schritt e) und gegebenen falls die erste Menge der ersten Formmasse in Schritt a) räumlich separat von dem Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) zugeführt werden, kann die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse während dem Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) und gegebenenfalls während dem Zu führen der ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt a) kontinuierlich zugeführt werden.

Wenn die neue erste Menge der ersten Formmasse in Schritt e) und gegebenenfalls die erste Menge der ersten Formmasse in Schritt a) räumlich separat von dem Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) durchgeführt werden, wird die neue erste Menge oder die erste Menge der ersten Formmasse bevorzugt mit einem größeren Abstand zur Düse zugeführt als die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse.

Nach dem Plastifizieren wird bevorzugt die Rotation der Schnecke gestoppt, und die Schnecke wird in Förderrichtung nach vorn in die vordere Stellung bewegt, so dass die plastifizierte erste Formmasse und die plastifizierte mindestens eine weitere Formmasse durch die Düse in die Kavität, die auch als Innenraum bezeichnet werden kann, des Spritzgusswerkzeugs gedrückt werden.

Durch das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse auf die Schnecke, in dem Moment, wenn sich die Schnecke in der hinteren Stellung befindet, wird eine Synchronisation der Musterbildung zum Rhythmus oder Takt des Einspritzvorgangs erreicht und somit die Re produzierbarkeit des Musters auf nacheinander hergestellten marmorierten Formteilen sicher gestellt. Mehr bevorzugt ist die Schnecke in der hinteren Stellung in Ruhe, während die erste Menge der ersten Formmasse zugeführt wird.

Das Volumen der plastifizierten Formmasse umfassend die mindestens eine weitere Form masse und gegebenenfalls die erste Formmasse, die sich vor dem Einspritzen in dem Freiraum zwischen der Düse und der Schneckenspitze befindet, wird auch als Schussvolumen bezeich net.

Im Anschluss an das Einspritzen in Schritt f) wird der Hohlzylinder wieder befüllt. Die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse wird zugeführt, es wird erneut plastifiziert und die Schnecke bewegt sich zurück in die hintere Stellung. Danach wird die erste Menge der ersten Formmasse zugeführt und es wird erneut eingespritzt.

Bevorzugt ist das Plastifizieren bereits mindestens einmal, mehr bevorzugt mindestens zwei mal, insbesondere mindestens viermal mit der mindestens einen weiteren Formmasse und ge gebenenfalls mit der ersten Formmasse abgeschlossen, wenn die erste Menge der ersten Formmasse in Schritt a) zugeführt wird. Bevorzugt befinden sich bereits die mindestens eine weitere Formmasse und gegebenenfalls die erste Formmasse in dem Hohlzylinder, wenn die erste Menge der ersten Formmasse in Schritt a) zugeführt wird.

Bevorzugt werden die erste Formmasse und/oder die mindestens eine weitere Formmasse ei nem hinteren Teil des Flohlzylinders zugeführt. Als hinterer Teil wird auf einer der Düse abge wandten Seite des Flohlzylinders bevorzugt nicht mehr als 50% einer Gesamtlänge des Flohlzy linders, mehr bevorzugt nicht mehr als 20% einer Gesamtlänge des Flohlzylinders verstanden. Die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse können dem Flohlzylinder an derselben oder an verschiedenen Positionen beziehungsweise Zuführöffnungen zugeführt werden. Insbesondere werden die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Form masse dem Flohlzylinder an verschiedenen Positionen in derselben Zuführöffnung zugeführt.

Die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse können in Form von Pulvern, Granulaten oder plastischen Massen zugeführt werden. Die erste Formmasse und/oder die mindestens eine weitere Formmasse können jeweils als homogene und/oder hete rogene Mischung vorliegen.

Bevorzugt werden die erste Formmasse und/oder die mindestens eine weitere Formmasse als Granulat zugeführt. Als Granulat bezeichnet man im Allgemeinen einen rieselfähigen Feststoff, der beispielsweise zylinderförmig oder linsenförmig ist und bevorzugt eine maximale Länge von 1 mm bis 10 mm, mehr bevorzugt von 3 mm bis 6 mm aufweist.

Bevorzugt umfasst die erste Formmasse ein erstes Granulat, das die erste Polymermasse und das erste Färbemittel enthält. Das erste Granulat kann auch als eingefärbtes Granulat bezeich net werden, das bevorzugt in einem vorgelagerten Schritt hergestellt wird. Die erste Formmasse kann auch als Marmorierungsbatch oder Konzentrat bezeichnet werden.

Insbesondere die mindestens eine weitere Formmasse kann vor der Zuführung eine Mischung umfassen, die mindestens zwei weitere Granulate aufweist, insbesondere ein zweites Granulat und ein drittes Granulat. Die mindestens eine weitere Polymermasse kann in dem zweiten Gra nulat und das mindestens eine weitere Färbemittel kann in dem dritten Granulat enthalten sein.

Bevorzugt besteht das marmorierte Formteil aus der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse. Bevorzugt weist die Schnecke eine Einzugszone, eine Kompressionszone und eine Metering- zone, die auch als Ausstoßzone oder Homogenisierungszone bezeichnet werden kann, auf.

Die Schnecke ist bevorzugt eine eingängige Schnecke. Die Schnecke weist insbesondere ge nau einen Gang auf, in dem die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse gefördert werden. Weiter bevorzugt weist die Schnecke einen flachen Schneckengang auf.

Die Gangtiefe in der Einzugszone beträgt bevorzugt das 0,05- bis 0,15-fache des äußeren Schneckendurchmessers und die Gangtiefe in der Meteringzone das 0,025- bis 0,075-fache des äußeren Schneckendurchmessers. Ein Kompressionsverhältnis, das ein Verhältnis zwi schen einem Gangvolumen der Einzugszone der Schnecke zu einem Gangvolumen der Mete ringzone der Schnecke bezeichnet, beträgt bevorzugt mindestens 2, mehr bevorzugt mehr als 2. Bevorzugt weist die Schnecke eine Länge in einem Bereich von dem 20-fachen bis 23- fachen des äußeren Schneckendurchmessers auf. Ein niedriger Schneckengang bietet den Vorteil, dass weniger Material bei gleichem Durchmesser aufgenommen wird.

Die Schnecke der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Rückstromsperre umfassen, die bevorzugt zwischen der Düse und dem Schneckengang angeordnet ist. Die Schneckenspitze kann Flügel, insbesondere 3 bis 4 Flügel, aufweisen.

Die Einspritzeinheit umfasst bevorzugt eine Heizvorrichtung. Die Heizvorrichtung kann den Hohlzylinder vollständig, bevorzugt teilweise, umschließen. Auch die Düse kann eine Heizvor richtung aufweisen. Die Heizvorrichtung unterstützt das Aufschmelzen der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse.

Bevorzugt wird das Abkühlen der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse in dem Spritzgusswerkzeug in Schritt g) zeitgleich mit dem Plastifizieren der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse in dem Hohlzylinder in Schritt d) und gegebenenfalls zumindest teilweise zeitgleich mit dem Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) durchgeführt.

Bevorzugt werden die Schritte c) bis h) mehr als einmal wiederholt, mehr bevorzugt mehr als dreimal, weiter bevorzugt mehr als viermal und insbesondere bevorzugt mehr als fünfmal, um mehrere marmorierte Formteile hintereinander herzustellen. Bevorzugt werden die Schritte a) bis f) in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.

Ferner wird das Einspritzen in Schritt f) bevorzugt mit einer Einspritzfrequenz wiederholt, wobei jedes Einspritzen oder Vorschießen als ein Schuss bezeichnet werden kann. Weiterhin wird das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) bevorzugt mit einer Zu führfrequenz wiederholt. Bevorzugt wird die Zuführfrequenz so gewählt, dass sie nicht mehr als 10%, weiter bevorzugt nicht mehr als 5% und insbesondere bevorzugt nicht mehr als 1%, von der Einspritzfrequenz abweicht. Entsprechend wird das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) insbesondere bevorzugt im Takt des Einspritzens in Schritt f) durchgeführt. Hierbei wird das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt e) bevorzugt zeitlich versetzt zum Einspritzen in Schritt f) ausgeführt. Mehr bevorzugt ist die Zuführfrequenz gleich der Einspritzfrequenz. In diesem Fall wird die erste Menge der ersten Formmasse immer im gleichen zeitlichen Versatz zum Einspritzen beziehungsweise Vorstoßen ausgeführt.

Für ein marmoriertes Formteil kann das Zuführen der neuen ersten Menge der ersten Form masse in Schritt e) und/oder das Zuführen der ersten Menge der ersten Formmasse in Schritt a) vor oder nach dem Zuführen der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) durchgeführt werden.

Neben der ersten Formmasse können dem Flohlzylinder auch mindestens zwei weitere Form massen zugeführt werden, wodurch mehrfarbige Formteile erzeugt werden können, die zusätz lich ein Marmorierungsmuster aufweisen. Die mindestens eine weitere Formmasse kann in mehrere Portionen aufgeteilt werden, wobei die mehreren Portionen bevorzugt jeweils suk zessive also schrittweise nacheinander zugeführt werden.

Das Spritzgusswerkzeug kann einen Anguss verschiedenen Typs umfassen. Bevorzugt umfasst das Spritzgusswerkzeug einen Anguss ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Fleiß kanal, einem Kegelanguss, einem Bandanguss, einem Verteiler und einem Tunnelanguss. Be vorzugtweist das Spritzgusswerkzeug einen Kegelanguss auf.

Nach dem Einspritzen in Schritt f) kann ein Nachdruck von der Schnecke auf das Formteil in dem Spritzgusswerkzeug ausgeübt werden. Bevorzugt wird der Nachdruck vor dem Plastifizie ren in Schritt d) ausgeübt. Während ein Nachdruck von der Schnecke auf das Formteil in dem Spritzgusswerkzeug ausgeübt wird, befindet sich die Schnecke bevorzugt in der vorderen Stellung im Flohlzylinder oder noch in Bewegung in Förderrichtung, um mehr plastifizierte Formmasse in das Spritzgusswerkzeug zu drücken, so dass Materialschwindungen beim Ab kühlen des Formteils ausgeglichen werden.

Bevorzugt wird die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) zuge führt, während der Nachdruck auf das Spritzgusswerkzeug ausgeübt wird. Mehr bevorzugt wird die zweite Menge der mindestens einen weiteren Formmasse in Schritt c) zugeführt, wenn mit der Ausübung des Nachdrucks begonnen wird.

Bevorzugt beträgt ein Verhältnis von einem maximalen inneren freien Volumen des FHohlzylin- ders, das von der erster Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse einge nommen werden kann, zu einem inneren Volumen der Kavität nicht mehr als 15, mehr bevor zugt nicht mehr als 10, weiter bevorzugt nicht mehr als 5 und insbesondere von 2 bis 5. Das maximale innere freie Volumen des Flohlzylinders kann auch als Schmelzekanal bezeichnet werden. Bevorzugt beschreibt das maximale innere freie Volumen des Flohlzylinders das zylin derförmige innere Volumen des Flohlzylinders abzüglich des Volumens, das von der Schnecke eingenommen wird, die sich in dem Flohlzylinder befindet. Bevorzugt ist das innere freie Volumen unterhalb der Zuführöffnung und insbesondere auf der Schnecke nur zu 0 Vol.-% bis 80 Vol.-%, mehr bevorzugt von 10 Vol.-% bis 50 Vol.-% mit der ersten Formmasse und/oder der mindestens einen weiteren Formmasse beziehungsweise mit dem Granulat der ersten Formmasse und/oder dem Granulat der mindestens einen weiteren Formmasse gefüllt. Dies kann auch als Unterfütterung bezeichnet werden, wobei die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse mit reduziertem Massenstrom zuge führt werden im Vergleich zu einem maximal mit der Schnecke förderbaren Massenstrom.

Entsprechend sind der Flohlzylinder und die Schnecke so ausgelegt, dass sich bevorzugt nicht mehr als 15, mehr bevorzugt nicht mehr als 10, weiter bevorzugt nicht mehr als 5 und insbe sondere von 2 bis 5 Schuss, insbesondere vor dem Einspritzen, in der Einspritzeinheit befinden.

Durch ein geringes inneres freies Volumen des Flohlzylinders ergibt sich eine kürzere Verweil zeit für die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse in der Einspritzein heit, was einer homogenen Durchmischung der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse entgegenwirkt und somit die Erzeugung eines Marmorierungsmusters fördert. Die Verweilzeit der ersten Formmasse und/oder der mindestens einen weiteren Form masse in dem Flohlzylinder liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 Sekunde bis 15 Minuten, mehr bevorzugt von 0,1 Minuten bis 4 Minuten, insbesondere bevorzugt von 0,5 Minuten bis 2 Minuten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die erste Formmasse so spät wie möglich mit der mindestens einen weiteren Formmasse in dem Flohlzylinder in Kontakt gebracht, um das Aus maß der Durchmischung möglichst zu beschränken. Auch die Reduzierung der Verweilzeit durch ein entsprechendes kleines inneres freies Volumen des Flohlzylinders minimiert die Durchmischung von der ersten Formmasse mit der mindestens einen weiteren Formmasse.

Bevorzugt beträgt ein Verhältnis von der Summe aus der Masse der ersten Menge der ersten Formmasse und der Masse der zweiten Menge der mindestens einen weiteren Formmasse zu der Masse des marmorierten Formteils 0,5 bis 1 ,5, mehr bevorzugt 0,8 bis 1 ,2, weiter bevorzugt 0,9 bis 1 , insbesondere 1 . Dieses Verhältnis ist zum Beispiel größer als 1 , wenn bei der Fierstel lung des marmorierten Formteils mindestens ein Anguss vorliegt, der auch die erste Formmas se und die weitere Formmasse umfasst, aber nach der Fierstellung von dem marmorierten Formteil entfernt wird und nicht Teil des marmorierten Formteils ist. Ein Verhältnis von kleiner als 1 kann zum Beispiel vorliegen, wenn Einleger, insbesondere Metalleinleger, in das Formteil integriert werden oder Zwei-Komponenten-Formteile, die unterschiedliche Flärten aufweisen können, erzeugt werden, bei denen zunächst eine erste Komponente und dann ein zweite Komponente in die Kavität gespritzt wird, wobei die erste Komponenten und/oder die zweite Komponente eine Marmorierung aufweisen. Durch ein Verhältnis nahe 1 ist die Marmorierung, insbesondere einzelne Elemente des Marmorierungsmuster wie Ringe oder Spitzen, an hinter einander hergestellten marmorierten Formteilen örtlich vergleichbar positioniert, die Reprodu zierbarkeit der Marmorierung über verschiedene marmorierte Formteile wird also optimiert, ins besondere, da die spezifischen Massenverhältnisse an die Größe des Formteils und den Rhythmus des Einspritzens angepasst sind. Ein Überdecken verschiedener Muster aus ver schiedenen Einspritzvorgängen wird vermieden.

Entsprechend ist bevorzugt, dass jeder Schuss einzeln zugegeben wird, wobei die erste Form masse für einen Schuss und die mindestens eine weitere Formmasse für denselben Schuss in den räumlich oder örtlich getrennten Schritten e) und gegebenenfalls a) beziehungsweise c) zugeführt werden. Die Zugabe der ersten Formmasse und der mindestens einen weiteren Formmasse erfolgt bevorzugt in konkreten Mengen, wobei die erste Menge beziehungsweise die zweite Menge ausreichend für genau einen Schuss ist.

Bevorzugt beträgt ein Massenverhältnis von der ersten Menge zu der zweiten Menge weniger als 0,1 , mehr bevorzugt weniger als 0,01 und insbesondere weniger als 0,001. Die erste Form masse dient der Ausbildung des Marmorierungsmusters in der mindestens einen weiteren Formmasse, die die Basismasse darstellt.

Bevorzugt beträgt ein Verhältnis von einer ersten Konzentration des ersten Färbemittels in der ersten Formmasse zu einer weiteren Konzentration des mindestens einen weiteren Färbe mittels in der mindestens einen weiteren Formmasse mehr als 20, mehr bevorzugt mehr als 50 und insbesondere mehr als 100. Entsprechend ist es bevorzugt, wenn das erste Färbemittel in der ersten Formmasse höher konzentriert ist als das mindestens eine weitere Färbemittel, das gegebenenfalls in der mindestens einen weiteren Formmasse enthalten ist. Die mindestens eine weitere Formmasse kann bereits mit dem mindestens einen weiteren Färbemittel einge färbt sein, bevor die mindestens eine weitere Formmasse mit der ersten Formmasse in Kontakt kommt.

Bevorzugt enthält die erste Formmasse 10 Gew.-% bis 60 Gew.-%, mehr bevorzugt 20 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bezogen auf die erste Formmasse, des ersten Färbemittels. Die mindestens eine weitere Formmasse enthält bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 6 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,2 Gew.-% bis 4 Gew.-%, bezogen auf die mindestens eine weitere Formmasse, des mindestens einen weiteren Färbemittels.

Durch die genannten Konzentrationsverhältnisse ist eine gute Erkennbarkeit und Schärfe des Marmorierungsmusters gewährleistet, was die Reproduzierbarkeit der Muster unterstützt.

Die zweite Menge kann eine oder mehrere weitere Formmassen umfassen. Bevorzugt sind die erste Polymermasse und/oder die mindestens eine weitere Polymermasse thermoplastische Formmassen. Mehr bevorzugt enthalten die erste Polymermasse und/oder die mindestens eine weitere Polymermasse ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyoxymethylen (POM), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylen- terephthalat (PBT), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyarylethersulfonen (PSU, PESU, PPSU), thermoplastischen Polyurethanen (TPU), Polybutylenadipatterephthalat (PBAT), Poly- butylensuccinat (PBS), Polylactid (PLA), Poly butylen sebacat terephthalat (PBSeT), Polylactic- acid (PLA), Poly ethylene naphtalate (PEN), Polyacryl methacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Styrol enthaltenden Polymeren wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder Mischun gen davon. Die mindestens eine weitere Formmasse und gegebenenfalls die erste Formmasse können gefüllte oder verstärkte Formmassen sein. Insbesondere können die mindestens eine weitere Formmasse und gegebenenfalls die erste Formmasse mindestens einen Füllstoff wie Talkum, Glaskugeln oder Fasern wie Glasfasern oder Kohlenstofffasern enthalten.

Mehr bevorzugt ist ein in der ersten Polymermasse enthaltenes Polymer auch in der min destens einen weiteren Polymermasse enthalten. Weiter bevorzugt umfasst die erste Polymer masse und/oder die mindestens eine weitere Polymermasse PBT, mehr bevorzugt umfassen die erste Polymermasse und die mindestens eine weitere Polymermasse PBT.

Das erste Färbemittel und/oder das mindestens eine weitere Färbemittel können in der ersten Formmasse und/oder in der mindestens einen weiteren Formmasse während des Verfahrens löslich oder unlöslich sein. Bevorzugt sind das erste Färbemittel und/oder das mindestens eine weitere Färbemittel Farbpigmente. Bevorzugt ist das erste Färbemittel ein schwarzes Färbe mittel. Das erste Färbemittel umfasst bevorzugt Ruß wie Carbon Black oder eine Diamino- phenazin-Verbindung wie Nigrosin. Mehr bevorzugt besteht das erste Färbemittel aus Ruß wie Carbon Black oder mindestens einer Diaminophenazin-Verbindung wie Nigrosin. Das mindes tens eine weitere Färbemittel ist bevorzugt ein blaues Färbemittel, grünes Färbemittel, gelbes Färbemittel, rotes Färbemittel, beiges Färbemittel, oranges Färbemittel, weißes Färbemittel, graues Färbemittel, braunes Färbemittel oder goldenes Färbemittel.

Die Viskosität der ersten Formmasse und/oder der mindestens einen weiteren Formmasse, jeweils in plastifizierter Form liegt bevorzugt in einem Bereich von 50 Pa-s bis 1000 Pa-s.

Die Einspritzgeschwindigkeit der plastifizierten Formmassen von der Düse in das Spritzguss werkzeug beträgt bevorzugt mehr als 25 cm ³ /s, mehr bevorzugt von 50 cm ³ /s bis 100 cm ³ /s, insbesondere von 60 cm ³ /s bis 80 cm ³ /s, zum Beispiel 70 cm ³ /s. Der Staudruck, der üblicher weise den Druck in dem Freiraum in dem Flohlzylinder bezeichnet, beträgt bevorzugt 1 bar bis 100 bar, mehr bevorzugt 10 bar bis 70 bar und weiterbevorzugt 20 bar bis 50 bar.

Eine Düsentemperatur beträgt bevorzugt von 150°C bis 450°C, mehr bevorzugt von 180°C bis 400°C. Die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse weisen bevorzugt an der Schneckenspitze eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 450°C, mehr bevorzugt von 180°C bis 400°C auf. Der Spritzdruck beträgt bevorzugt 400 bar bis 1000 bar.

Bevorzugt weist der Düsenkopf 2 bis 8, weiter bevorzugt 3 bis 8, mehr bevorzugt 3 bis 6, zum Beispiel 3, 4 oder 6 Kanäle, die auch als Löcher, Durchgänge oder Bohrungen bezeichnet wer den können, auf. Bevorzugt weisen Mittelpunkte der radialen Querschnittsflächen der Kanäle gleiche Abstände zueinander auf. Die Form, die Anzahl und die Anordnung der Kanäle nehmen Einfluss auf die Geometrie des erzeugten Marmorierungsmusters. Bevorzugt sind die mindes tens zwei Kanäle mit dem ersten Ende jeden Kanals mit einer Durchgangsbohrung im Düsen körper verbunden und die Durchgangsbohrung im Düsenkörper ist mit dem Innenraum des Hohlzylinders verbunden. „Verbunden sein“ ist in diesem Zusammenhang als fluidisch verbun den sein zu verstehen, das auch als Kommunizieren bezeichnet werden kann.

Bevorzugt sind die Kanäle zwischen ihrem ersten Ende und ihrem zweiten Ende voneinander getrennt. Insbesondere münden die mindestens zwei Kanäle jeweils separat mit ihrem ersten Ende in eine vordere Endfläche des Düsenkopfes und mit ihrem zweiten Ende in eine hintere Endfläche des Düsenkopfes. Insbesondere weisen die mindestens zwei Kanäle zwischen ihrem ersten Ende und ihrem zweiten Ende keine Durchgänge und/oder Durchlässe zueinander auf. Entsprechend findet bevorzugt in dem Düsenkopf kein Austausch von plastifizierter Formmasse zwischen den Kanälen statt, sondern die plastifizierte Formmasse, die die erste Formmasse und die mindestens eine weitere Formmasse umfasst, wird separat durch die einzelnen Kanäle gedrückt. Entsprechend findet bevorzugt durch die Kanäle keine zusätzliche Durchmischung statt. Die zwei getrennten Kanäle wirken also einer homogenen Durchmischung der ersten Formmasse mit der weiteren Formmasse entgegen, so dass die Reproduzierbarkeit unterstützt wird.

Die mindestens zwei Kanäle können gerade, zumindest gemäß dem erfindungsgemäßen Ver fahren, und/ oder auf einer gekrümmten Bahn durch den Düsenkopf verlaufen beziehungsweise jeweils, insbesondere mindestens teilweise, eine Spirale bilden. In der erfindungsgemäßen Vor richtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen verlaufen die mindestens zwei Kanäle gekrümmt durch den Düsenkopf. Bevorzugt verlaufen die mindestens zwei Kanäle gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gekrümmt durch den Düsenkopf. Die mindestens zwei Kanäle verlaufen weiter bevorzugt zumindest teilweise gekrümmt, also lediglich teilweise oder vollstän dig gekrümmt, durch den Düsenkopf.

Wenn die mindestens zwei Kanäle gerade durch den Düsenkopf verlaufen, können die Kanäle auch als gerade Bohrungen bezeichnet werden. Dabei verlaufen die Kanäle bevorzugt parallel zu einer Längsachse des Düsenkopfes und bevorzugt parallel zu einer Längsachse des Hohlzy linders. Ein Verlauf der mindestens zwei geraden Kanäle, wobei diese im Verhältnis zu der Längsachse des Düsenkopfes geneigt verlaufen, ist auch möglich. Durch die Neigung wird ein leichter Drall auf die plastifizierten Formmassen aufgeprägt.

Die Kanäle können ferner unterschiedliche Querschnittsgeometrien und/oder unterschiedliche Querschnittsgrößen aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die mindestens zwei Kanäle jeweils mindestens teilweise eine Spirale. Unter einer Spirale wird im Rahmen der Erfindung eine dreidimensionale Spirale verstanden, die auch als Schraubenlinie bezeichnet werden kann. Durch die mittels der mindestens zwei Kanäle jeweils gebildete Spirale wird ein Drall auf die plastifizierte Formmasse aufgeprägt, der sich in dem Marmorierungsmuster des hergestellten Formteils widerspiegelt. Insbesondere weisen die mindestens zwei Kanäle jeweils eine Mittelachse auf, wobei die Mit telachse des jeweiligen Kanals in Form der Spirale um die Längsachse des Düsenkopfes ange ordnet ist. Weiter bevorzugt sind die Mittelachsen der mindestens zwei Kanäle an jeder Position mit gleichem Abstand zueinander und weiter bevorzugt auch mit gleichem Abstand von der Längsachse des Düsenkopfes angeordnet. Alternativ kann der Abstand der Mittelachsen der mindestens zwei Kanäle zueinander auch variieren und in der Förderrichtung zunehmen oder abnehmen. Die Mittelachse verläuft jeweils durch die Flächenschwerpunkte der Querschnitts flächen des jeweiligen Kanals. Die Spirale kann in Förderrichtung rechtsdrehend oder linksdre hend ausgeführt sein.

Bevorzugt weisen die Spiralen, die jeweils von einem der mindestens zwei Kanäle gebildet werden, die gleiche Geometrie, wie Steigung und Anzahl an Windungen, auf, und sind zueinan der um einen radialen Winkel bezüglich der Längsachse des Düsenkopfes versetzt angeordnet. Als Steigung wird insbesondere der Steigungswinkel angegeben, der zum Beispiel bei konstan ter Steigung und konstantem Durchmesser wie folgt definiert ist: mit cc Steigungswinkel, S: Weg in Richtung der Längsachse des Düsenkopfes, der bei einer vollständigen Windung zurückgelegt wird und auch als Ganghöhe bezeichnet werden kann, und D: Durchmesser der Spirale.

Bevorzugt weist die Spirale an mindestens einer Position eine Steigung von weniger als 70° auf.

Die Spirale, die jeweils von einem der mindestens zwei Kanäle gebildet wird, kann eine kon stante Steigung besitzen. Die konstante Steigung liegt bevorzugt in einem Bereich von 5° bis weniger als 60°, weiter bevorzugt von 10° bis 40° und insbesondere bevorzugt von 15° bis 30°. Zum Beispiel beträgt die konstante Steigung 20°.

Bevorzugt weist die Spirale an mindestens zwei unterschiedlichen Positionen jeweils unter schiedliche Steigungen auf. Die mindestens zwei unterschiedlichen Positionen auf der Spirale haben bevorzugt einen unterschiedlichen Abstand von der Austrittsöffnung der Düse. Bevorzugt unterscheidet sich eine erste Steigung der Spirale an einer ersten Position von einer zweiten Steigung der Spirale an einer zweiten Position um mindestens 20°, bevorzugt beträgt eine Diffe renz, insbesondere eine maximale Differenz, von der ersten Steigung und der zweiten Steigung mehr als 30° und weniger als 90°, zum Beispiel 60°.

Bevorzugt nimmt die Steigung der Spirale in Richtung der Austrittsöffnung der Düse ab. So kann sich die Steigung der Spirale beispielsweise in Förderrichtung der plastifizierten Form masse von einer ersten Position zum Beispiel an einer zweiten Endfläche, in relativer Nähe zum Hohlzylinder, von größer als 70° zu einer zweiten Position an einer ersten Endfläche, nahe der der Austrittsöffnung der Düse, von weniger als 30° verändern. Die Änderung, insbesondere die kontinuierliche Änderung, von einer steilen Steigung zu einer flachen Steigung in Förderrichtung der plastifizierten Formmasse ermöglicht einen strömungsgünstigen Einlauf und gleichzeitig die Aufbringung eines starken Dralls am Auslauf aus den mindestens zwei Kanälen. Bevorzugt weist die Spirale eine Anzahl von Windungen, die auch als Umdrehungen bezeichnet werden können, auf und weiter bevorzugt liegt die Anzahl der Windungen in einem Bereich von mehr als 0,25 bis 5. Entsprechend legt die Spirale bevorzugt einen Drehwinkel von mehr als 90° bis 1800° zurück. Weiter bevorzugt liegt die Anzahl der Windungen in einem Bereich von mehr als 0,25 bis 3, insbesondere in einem Bereich von mehr als 0,50 bis 3, zum Beispiel in einem Bereich von 0,51 bis 2.

Wenn die mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, mehr bevorzugt genau drei Kanäle spi ralförmig ausgeführt sind, ist das erste Ende jeweils eines Kanals in einerweiteren Ausfüh rungsform bevorzugt radial um einen Winkel von 45° bis 180°, mehr bevorzugt von 90° bis 180° und besonders bevorzugt von 110° bis 130°, zum Beispiel 120°, gegenüber dem zweiten Ende des Kanals versetzt. Die spiralförmig ausgeführten Kanäle können auch als gewundene Boh rungen bezeichnet werden.

Wenn die mindestens zwei Kanäle jeweils mindestens teilweise eine Spirale bilden, können die mindestens zwei Kanäle zum Beispiel jeweils als Schneckengang oder gewundene Bohrung, die auch als gekrümmte Bohrung bezeichnet werden kann, ausgeführt sein.

Sind die mindestens zwei Kanäle als Schneckengang ausgeführt, kann ein Teil des Düsenkop fes, der die mindestens zwei Kanäle voneinander trennt, mehrere Flügel bilden. Insbesondere ist die Anzahl an Flügeln gleich der Anzahl der mindestens zwei Kanäle, die in diesem Fall im Querschnitt durch einen Steg voneinander getrennt sind.

Die Ausführung der mindestens zwei Kanäle, bevorzugt mindestens drei, mehr bevorzugt ge nau drei Kanäle, jeweils als Schneckengang kann auch so beschrieben werden, dass in einer zylindrischen Bohrung, insbesondere einer zylindrischen Fließkanalbohrung, ein mehrflügeliger, bevorzugt dreiflügeliger Steg angeordnet ist, der entlang einer zentralen Längsachse der Düse in radialer Richtung gedreht wird. Weiter bevorzugt sind die mindestens zwei Kanäle durch zwei konzentrisch angeordnete Zylinder, die jeweils Teile der jeweiligen Mantelfläche darstellen, be grenzt. Insbesondere sind die mindestens zwei Kanäle durch dieselben zwei konzentrisch an geordneten Zylinder begrenzt.

Die mindestens zwei Kanäle können verschiedene Querschnittsgeometrien und/oder verschie dene Querschnittsgrößen aufweisen. Bevorzugt weisen die mindestens zwei Kanäle die gleiche Querschnittsgeometrie und die gleiche Querschnittsgröße auf.

Bevorzugt weisen die Kanäle in einem radialen Querschnitt des Düsenkopfes jeweils eine run de, ellipsoide, ringsegmentförmige oder mehreckige wie hexagonale oder dreieckige Quer schnittsfläche auf, bevorzugt eine dreieckige Querschnittsfläche. Die dreieckige Querschnitts fläche kann mindestens eine gekrümmte Seitenlinie aufweisen. Eine dreieckige Querschnittsflä che mit mindestens einer gekrümmten Seitenlinie liegt beispielsweise bei der Ausführung der mindestens zwei Kanäle, bevorzugt mindestens drei, mehr bevorzugt genau drei Kanäle, als jeweils ein Schneckengang vor. Das Ringsegment deckt bevorzugt einen Winkel in einem Be reich von 100° bis 180° ab. Insbesondere wenn die Anzahl der mindestens zwei Kanäle min destens vier beträgt kann der Winkel des Ringsegments kleiner als 100° sein. Weisen die Kanä le einen dreieckigen Querschnitt auf und sind Zwischenwände zwischen den mindestens zwei Kanälen als Schneckengang ausgeführt, so kann dies auch so beschrieben werden, dass der Heißkanal eine zylinderförmige zentrale Schmelzekanalbohrung aufweist, in dem eine Spindel, die den Flügeln entspricht, angeordnet ist, die die mindestens zwei Kanäle voneinander trennt. Sind die mindestens zwei Kanäle jeweils als gewundene Bohrung ausgeführt, weisen die min destens zwei Kanäle bevorzugt jeweils eine runde, ellipsoide oder mehreckige wie hexagonale Querschnittsfläche auf.

Die Querschnittsfläche des Abschnitts des Düsenkopfes, in dem die mindestens zwei Kanäle angeordnet sind, weist bevorzugt ein Öffnungsverhältnis auf, das das Verhältnis von durch- strömbarer Fläche zur Gesamtfläche darstellt und 40% bis 80%, weiter bevorzugt 50% bis 75% beträgt. Die Berechnung des Öffnungsverhältnisses basiert bevorzugt auf einer, insbesondere runden, Querschnittsfläche, deren Radius dem maximalen Abstand einer Wand der mindestens zwei Kanäle von der Längsachse des Düsenkopfes entspricht. Das Öffnungsverhältnis kann zum Beispiel 68% betragen im Fall von zwei Kanälen, die jeweils eine Spirale in Form eines Schneckengangs mit variabler Steigung von 90° bis 30° bilden und 51 % im Fall von drei Kanä len, die jeweils eine Spirale in Form eines Schneckengangs mit variabler Steigung von 90° bis 30° bilden. Bevorzugt sind die durchströmbaren Flächen in der ersten Endfläche und in der zweiten Endfläche in die mindestens zwei Kanäle beziehungsweise aus den mindestens zwei Kanälen im Wesentlichen gleich groß. Entsprechend weichen die Eintrittsflächen und die Aus trittsflächen der mindestens zwei Kanäle bevorzugt um weniger als 30%, mehr bevorzugt um weniger als 10% und insbesondere bevorzugt um weniger als 5% voneinander ab, jeweils be zogen auf die Eintrittsfläche. Dies betrifft die einzelnen der mindestens zwei Kanäle sowie die Summe der Eintrittsflächen beziehungsweise Austrittsflächen der mindestens zwei Kanäle.

Der Düsenkopf kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein. Einstückig ausgeführt wird insbesondere dahingehend verstanden, dass das eine einstückig ausgeführte Bauteil aus ei nem kontinuierlichen Material hergestellt ist und insbesondere keine Verbindungen, zum Bei spiel Schweißnähte und/oder Lötnähte, aufweist. So können zum Beispiel die Wände der min destens zwei Kanäle, insbesondere, wenn diese als Flügel ausgeführt sind, an eine hohlzylind rische Grundform des Einsatzes oder an einen zentral angeordneten vollzylindrischen Teil des Einsatzes angeformt sein. Unter einem kontinuierlichen Material wird ein Material verstanden, das über das gesamte einstückig ausgeführte Bauteil eine homogene Zusammensetzung auf weist. Das eine einstückig ausgeführte Bauteil ist insbesondere nicht aus mehreren Schichten oder mehreren Bauteilen zusammengesetzt und/oder weist keine Beschichtungen aus einem weiteren Material auf.

Bevorzugt umfasst der Düsenkopf einen Einsatz, der bevorzugt zylinderförmig ist, wobei die mindestens zwei Kanäle weiter bevorzugt in dem Einsatz angeordnet sind. Entsprechend kann ein Düsenkopf mit wechselnden Einsätzen, die unterschiedlich verlaufende Kanäle aufweisen, eingesetzt werden, was eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Marmorierungsmuster auf einer Maschine ermöglicht. Die verschiedenen Einsätze können je nach Bedarf in dem Düsen kopf ausgetauscht werden. Der Einsatz ist bevorzugt passgenau mit einer bevorzugt zentralen zylinderförmigen Bohrung in dem Düsenkopf ausgeführt. Durch Verwendung des Einsatzes können unterschiedliche Marmorierungsmuster in schneller Abfolge auf der gleichen Schne ckenspritzgussmaschine hergestellt werden.

Der Einsatz ist weiter bevorzugt einstückig ausgeführt. Insbesondere sind Mantelflächen, be vorzugt alle Mantelflächen, der mindestens zwei Kanäle, die bevorzugt vollständig geschlossen sind, von dem einen einstückig ausgeführten Einsatz begrenzt. Die erste Endfläche und die zweite Endfläche sind im Querschnitt der mindestens zwei Kanäle frei von Material des Einsat zes, so dass die plastifizierte Formmasse durch die erste Endfläche und die zweite Endfläche hindurchtreten kann.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Fierstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschla gen, wobei zumindest der Düsenkopf oder zumindest der Einsatz mit einem additiven Verfah ren, insbesondere mittels 3D-Druck, hergestellt wird. Die Fierstellung der mindestens zwei Ka näle mit einem additiven Verfahren ermöglicht, dass Kanäle mit komplexeren, insbesondere gekrümmten spiralförmigen, Verläufen, zum Beispiel als Schneckengang, erzeugt werden kön nen. Fernerführt diese Fierstellung ähnlich wie bei Gussbauteilen zu einer Oberflächenrauhig keit, die einen positiven Effekt auf die Marmorierungsmuster hat. Bevorzugt werden mit dem additiven Verfahren Schichten mit einer Schichthöhe von jeweils 0,08 mm bis 0,2 mm, zum Bei spiel 0,1 mm, erzeugt.

Ferner ist es durch die Fierstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zumindest des Düsen kopfes oder zumindest des Einsatzes, mittels des additiven Verfahrens möglich, einen FHinter- schnitt zu erzeugen, um eine größere durchströmbare Fläche der mindestens zwei Kanäle zu erzielen. Unter dem FHinterschnitt wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass ein Durch messer eines Einsatzschmelzekanals in Förderrichtung zunimmt. Insbesondere kann ein zentral angeordneter Einsatzschmelzekanal, der an der zweiten Endfläche angeordnet ist, einen Durchmesser aufweisen, der in Förderrichtung zunimmt.

Durch das additive Verfahren ist es weiterhin möglich Kanäle herzustellen, wobei die min destens zwei Kanäle einen FH interschnitt und insbesondere jeweils mehr als 0,5 Windungen aufweisen. Unter einem FHinterschnitt ist bezüglich der mindestens zwei Kanäle insbesondere zu verstehen, dass die Querschnittsflächen eines Kanals an der ersten Endfläche und an der zweiten Endfläche in axialer Projektion keine Überschneidung haben.

Als additive Verfahren können Laserschweißverfahren oder Schmelzschichtungsverfahren wie Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) eingesetzt werden. Zur Fierstellung der Düse oder Teilen der Düse, insbesondere zumindest des Düsenkopfes oder zumindest des Einsatzes, kann insbesondere ein Metal Injection Molding Feedstock (MIM Feedstock), zum Beispiel Catamold®, als Material eingesetzt werden. MIM Feedstock Materia- lien enthalten verschiedene Stahltypen wie zum Beispiel Edelstäle oder Werkzeugstähle, so dass das hergestellte einstückige Bauteil, insbesondere der Einsatz, gezielt an den Verwen dungszweck angepasst werden kann.

Bevorzugt wird die Düse, der Düsenkopf und/oder mindestens der Einsatz aus einem Metall enthaltenden Pulver hergestellt. Weiter bevorzugt wird die Düse, der Düsenkopf und/oder min destens der Einsatz aus einer Zusammensetzung hergestellt, die, bezogen auf die Zusammen setzung, 30 Vol-% bis 70 Vol-%, mehr bevorzugt 40 Vol-% bis 60 Vol-%, mindestens eines an organischen Pulvers und 30 Vol-% bis 70 Vol-%, mehr bevorzugt 40 Vol-% bis 60 Vol-%, min destens eines Bindemittel enthält. Die Partikelgröße des mindestens einen anorganischen Pul vers beträgt bevorzugt von 0,5 pm bis 50 gm, mehr bevorzugt von 0,1 pm bis 30 pm. Ferner umfasst das mindestens eine anorganische Pulver bevorzugt ein Metall, eine Metalllegierung, eine Vorläuferverbindung eines keramischen Materials oder Mischungen daraus. Mehr bevor zugt besteht das mindestens eine anorganische Pulver aus einem Metall, einer Metalllegierung, einer Vorläuferverbindung eines keramischen Materials oder Mischungen daraus. Bevorzugt umfasst das mindestens eine Bindemittel eine Polymerzusammensetzung, insbesondere POM. Weiter bevorzugt besteht das mindestens eine Bindemittel aus POM. Die Zusammensetzung kann als Granulat oder Filament eingesetzt werden.

Die Düse kann als Nadelverschlussdüse oder offene Düse ausgeführt sein. Eine offene Düse umfasst den Düsenkopf und den Düsenkörper, die eine einzige gerade zentrale Bohrung besit zen. Der Düsenkörper einer Nadelverschlussdüse umfasst eine Aufnahmevorrichtung für eine Verschlussnadel, die bevorzugt über zwei Stege mit dem Düsenkörper verbunden ist.

Neben dem Einsatz kann der Düsenkopf eine, zwei oder mehrere Scheiben aufweisen, die zur Positionierung und Fixierung des Einsatzes im Düsenkopf dienen können. Besonders bevorzugt ist der Einsatz zwischen zwei Scheiben angeordnet. Die Scheiben weisen bevorzugt eine zent rale Bohrung auf.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von reproduzierbar marmorierten Formteilen ist jegliche Art von Düse einsetzbar. In Abhängigkeit der Gestaltung der Düse werden unterschiedliche Marmorierungsmuster auf den Formteilen erzeugt.

So führt bereits die Verwendung einer Nadelverschlussdüse zu einem stark ausgeprägten Marmorierungsmuster. Die konkrete Form des Marmorierungsmusters wird durch die Geometrie der Flalterung der Nadelverschlussdüse beeinflusst, ebenso durch die Gestaltung der Schneckenspitze. Durch unterschiedliche geometrische Gestaltung der Einbauten der Schneckenspritzgussmaschine werden unterschiedliche Fließnähte in der plastifizierten Form masse erzeugt, die das Marmorierungsmuster maßgeblich bestimmen.

Der Düsenkopf mit mindestens zwei Kanälen kann in Kombination mit einer offenen Düse ein gesetzt werden. Düsenkopfe mit einer zentralen Bohrung können in Kombination mit einer Na delverschlussdüse eingesetzt werden. Insbesondere weist die Düse einen kleineren äußeren Durchmesser als der Hohlzylinder auf. Die Düse ist insbesondere lösbar mittels einer Schraubverbindung mit dem Hohlzylinder ver bunden. Ferner ist zumindest an einer Stelle eine innere freie Querschnittsfläche der Düse klei ner als eine innere freie Querschnittsfläche des Hohlzylinders. Der Hohlzylinder hat in Abhän gigkeit des herzustellenden Produktes unterschiedliche innere Durchmesser. Der innere Durch messer liegt zum Beispiel in einem Bereich von 10 mm bis 150 mm oder von 25 mm bis 50 mm wie 25 mm oder 30 mm. Die Austrittsöffnung weist zum Beispiel einen Durchgang mit einem Durchmesser von 1 ,5 bis 10 mm, oder von 3 bis 6 mm wie 5 mm, auf.

Bei Verwendung einer offenen Düse ohne die mindestens zwei Kanäle ist eine kreisförmige gleichmäßige Farbverteilung sichtbar. Der optische Effekt, der vom Einsatz ausschließlich einer offenen Düse erzeugt wird, kann als konzentrische Kreise beschrieben werden. Werden min destens zwei wie 3, 4 oder 6 Kanäle verwendet, so wird die kreisförmige Struktur durchbrochen und leichte Verwirbelungen der ersten Formmasse in der mindestens einen weiteren Form masse sind sichtbar. Eine Anzahl von Streifen, die der Anzahl von Kanälen entspricht, welche Fließnähte erzeugen, ist erkennbar.

Durch Ausführung der mindestens zwei Kanäle als Spiralen mit runder oder ellipsoider radialer Querschnittsfläche werden Verwirbelungen der ersten Formmasse in der mindestens einen wei teren Formmasse verstärkt. Sind die mindestens zwei Kanäle jeweils als Schneckengang aus geführt, so bilden sich streifenförmige Wellen als Marmorierungsmuster mit einer sehr guten Reproduzierbarkeit.

Werden dem Hohlzylinder neben der ersten Formmasse mindestens zwei weitere Formmassen zugeführt, kann jede weitere Formmasse jeweils eine weitere Polymermasse und gegebenen falls mindestens ein weiteres Färbemittel enthalten. Die weiteren Formmassen können zusam men mit oder zeitlich vor oder nach, gegebenenfalls direkt vor oder direkt nach der mindestens einen weiteren Formmasse dem Hohlzylinder zugegeben werden. Die mindestens zwei weite ren Formmasse können auch kontinuierlich zugeführt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist inner halb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen mög lich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. Es zeigen:

Figur 1 eine erste schematische Darstellung einer Schneckenspritzgussmaschi ne, Figur 2 eine zweite schematische Darstellung einer Schneckenspritzgussma schine,

Figur 3 einen Ausschnitt einer Schneckenspritzgussmaschine, Figur 4 einen Düsenkopf, Figur 5 einen Ausschnitt eines Düsenkopfes, Figur 6 einen radialen Querschnitt des Ausschnitts des Düsenkopfs, Figur 7 eine weitere radiale Schnittansicht des Ausschnitts des Düsenkopfes, Figur 8 eine weitere Ausführungsform eines Düsenkopfs, Figur 9 einen radialen Querschnitt eines Ausschnitts der weiteren Ausführungs form des Düsenkopfs,

Figur 10 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Düsenkopfs,

Figur 11 einen radialen Querschnitt des Ausschnitts der weiteren Ausführungs form des Düsenkopfs,

Figuren 12 bis 21 jeweils eine Draufsicht beziehungsweise eine perspektivische Ansicht verschiedener Ausführungsformen der mindestens zwei Kanäle,

Figuren 22 bis 27 jeweils eine Draufsicht, eine perspektivische Ansicht beziehungsweise einen Längsschnitt zweier weiterer Ausführungsformen der mindestens zwei Kanäle und

Figur 28 einen Einsatz mit Hinterschnitt.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schneckenspritzgussmaschine 7, die eine Einspritzeinheit 5 umfasst. Die Einspritzeinheit 5 umfasst einen Hohlzylinder 11 , eine Schnecke 13 mit einer Schneckenspitze 15 und eine Düse 17 mit einem Düsenkopf 37 und einem Düsen körper 39. Die Schnecke 13 ist rotierbar und in Richtung einer Längsachse 19 des Hohlzylin ders 11 gelagert. Die Schnecke 13 befindet sich in einer hinteren Stellung 23 im Hohlzylinder 11 , wobei sich ein Abstand 25 zwischen der Düse 17 und der Schneckenspitze 15 erstreckt, so dass ein Freiraum 27 zwischen der Düse und der Schneckenspitze 15 in dem Hohlzylinder 11 vorliegt.

An die Düse 17, die den Düsenkopf 37, den Düsenkörper 39 und eine Austrittsöffnung 40 auf weist, schließt sich ein Spritzgusswerkzeug 9 mit einer Kavität 29 an, die ein inneres Volumen 33 besitzt. Ferner besitzt das Spritzgusswerkzeug 9 eine Eintrittsöffnung 8 in das Spritzguss werkzeug 9 und einen Einlass 6 in die Kavität 29.

Die Schnecke 13 weist eine Meteringzone 47, eine Kompressionszone 49 und eine Einzugszo ne 51 auf. Der Hohlzylinder 11 besitzt eine Längsachse 19. Mit der Schnecke 13 können Form massen in einer Förderrichtung 52 in den Freiraum 27 gefördert werden. Der Freiraum 27 ist Teil des Innenraums 35 des Hohlzylinders 11 , der von dem Hohlzylinder 11 und der Schnecke 13 begrenzt wird.

Figur 2 zeigt eine zweite schematische Darstellung einer Schneckenspritzgussmaschine 7 mit einem Spritzgusswerkzeug 9, die im Wesentlichen der Darstellung von Figur 1 entspricht. Je doch befindet sich die Schnecke 13 gemäß Figur 2 in einer vorderen Stellung 21 in dem Hohl zylinder 11. 1m Vergleich zu Figur 1 wurde der Abstand 25 durch ein Vorstoßen der Schnecke 13 verringert.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer Schneckenspritzgussmaschine 7. Ein Teil einer Einzugszo ne 51 einer Schnecke 13, die sich in einem Hohlzylinder 11 befindet, ist dargestellt. Der Hohl zylinder 11 besitzt eine Längsachse 19, entlang derer die Schnecke 13 beweglich ist. Die Schnecke 13 befindet sich in der Darstellung gemäß Figur 3 in einer hinteren Stellung 23. Ein Teil der Schnecke 13 befindet sich unterhalb einer Zufuhröffnung 53. In der dargestellten Aus führungsform werden eine erste Formmasse und eine weitere Formmasse 3 durch die Zufuhr öffnung 53 der Schnecke 13 zugeführt. Die Zufuhröffnung 53 weist einen ersten Bereich 55 zur Zuführung der ersten Formmasse 1 und einen zweiten Bereich 57 zur Zuführung der weiteren Formmasse 3 auf. Durch eine Abdeckung 59 liegt ein zweiter Abstand 61 zwischen dem ersten Bereich 55 und dem zweiten Bereich 57 vor, wodurch die erste Formmasse 1 räumlich separat von der weiteren Formmasse 3 zugeführt wird.

Figur 4 zeigt einen Düsenkopf 37 einer Düse 17 mit einer Austrittsöffnung 40. In dem Düsen kopf 37 ist ein Einsatz 42 angeordnet, der drei Kanäle 41 aufweist. Die Kanäle 41 sind als je weils ein Schneckengang ausgeführt. Jeder Kanal 41 weist ein erstes Ende 43 und ein zweites Ende 45 auf. Das erste Ende 43 jedes Kanals 41 kommuniziert mit der Austrittsöffnung 40 und das zweite Ende 45 jeden Kanals 41 kommuniziert mit einem Innenraum 35 eines Hohlzylinders 11 , der lösbar mit der Düse 17 verbunden ist. Der Hohlzylinder 11 ist in Figur 4 nicht dargestellt, er schließt sich auf der der Austrittsöffnung 40 abgewandten Seite der Düse 17 an die Düse 17 an.

Figur 5 zeigt eine Halbschnittansicht des Einsatzes 42, der in dem Düsenkopf 37 gemäß Figur 4 angeordnet ist.

Figur 6 zeigt einen radialen Querschnitt des Ausschnitts des Düsenkopfs 37 gemäß der Figuren 4 und 5. Der Einsatz 42 weist drei Kanäle 41 , deren erstes Ende 43 erkennbar ist, mit jeweils einer dreieckigen Querschnittsfläche 63 auf. Figur 7 zeigt eine radiale Schnittansicht des Einsatzes 42 gemäß Figur 5. Die dreieckigen Quer schnittsflächen 63 der Kanäle 41 sind mit durchgezogenen Linien in einer ersten Sichtebene erkennbar. Ebenso sind die Kanäle 41 mit ihren dreieckigen Querschnittsflächen 63 in einer weiteren Ebene durch gestrichelte Linien dargestellt, die unterhalb der ersten Sichtebene liegt, so dass der Verlauf der Kanäle 41 in dem Einsatz 42 erkennbar ist. Durch die Stege 65 sind die Kanäle 41 voneinander getrennt.

Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Düsenkopfs 37. In dem Düsenkopf 37 ist ein Einsatz 42 angeordnet, der vier gerade Bohrungen als Kanäle 41 besitzt.

Figur 9 zeigt einen radialen Querschnitt des Einsatzes 42 gemäß Figur 8. Die Kanäle 41 be sitzen runde Querschnittsflächen 63.

Figur 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Düsenkopfs 37. In dem Ausschnitt ist noch ein weiterer Einsatz 42 dargestellt, der in dem Düsenkopf 37 angeordnet sein kann. Der Einsatz 42 weist drei Kanäle 41 auf. Die drei Kanäle 41 besitzen runde Querschnittsflächen 63 und sind jeweils spiralförmig gekrümmt. Ein erstes Ende 43 jeweils eines Kanals 41 ist radial um 120° gegenüber einem zweiten Ende 45 des Kanals 41 versetzt. Das erste Ende 43 jeden Kanals 41 kommuniziert mit einer Austrittsöffnung 40 einer Düse 17, in der der Einsatz 42 an geordnet, und das zweite Ende 45 jeden Kanals 41 kommuniziert mit einem Innenraum 35 ei nes Hohlzylinders 11 , der lösbar mit der Düse 17 verbunden ist und der in Figur 10 nicht darge stellt ist.

Figur 11 zeigt einen radialen Querschnitt des Einsatzes 42 gemäß Figur 10. Die runden Quer schnittsflächen 63 der drei Kanäle 41 sind sichtbar.

Die Figuren 12 bis 21 zeigen fünf weitere Ausführungsformen eines Einsatzes 42, die jeweils in einer Draufsicht beziehungsweise in perspektivischer Ansicht dargestellt sind. In den Figuren 12 bis 21 bilden die Kanäle 41 jeweils eine Spirale 75, wobei die Mittelachse 67 jeden Kanals 41 jeweils in Form der Spirale 75 angeordnet ist und eine bestimmte Anzahl an Windungen 50 aufweist.

Gemäß den Figuren 12 und 13 weist der Einsatz 42 drei Kanäle 41 auf, die durch einen Vollzy linder 79 voneinander abgetrennt sind. Die Steigung der Spiralen 75 nimmt in Förderrichtung 52, also von dem zweiten Ende 45 zu dem ersten Ende 43 jeden Kanals 41 , ab. An einer ersten Position 44 liegt eine größere Steigung als an einer zweiten Position 48 vor. Die Steigung än dert sich von ca. 90° zu einer relativ flachen Steigung von ca. 30°. Dadurch ergeben sich ein strömungsgünstiger Einlauf sowie ein starker Drall, der an einem Auslauf, also am ersten Ende 43, jeden Kanals 41, auf die plastifizierte Formmasse aufgeprägt wird. Es liegt eine konstante freie Querschnittsfläche 63 und damit ein konstantes Öffnungsverhältnis vor. Die Spiralen 75 weisen jeweils eine halbe Windung 50 auf, so dass ein Steg 65 zwischen zwei Kanälen 41 um 180° im Vergleich vom ersten Ende 43 und zweiten Ende 45 gedreht wird. Der Einsatz 42 gemäß Figuren 14 und 15 entspricht dem Einsatz 42 gemäß den Figuren 12 und 13 mit dem Unterschied, dass lediglich zwei Kanäle 41 vorliegen.

Der Einsatz 42 gemäß Figuren 16 und 17 entspricht im Wesentlichen dem Einsatz 42 gemäß den Figuren 14 und 15 mit dem Unterschied, dass die Spiralen 75 eine konstante Steigung aufweisen und lediglich jeweils nur ca. ein Drittel einer vollständigen Windung 50 aufweisen, so dass der Steg 65 um ca. 120° im Vergleich vom ersten Ende 43 zum zweiten Ende 45 gedreht wird. Die Steigung beträgt ca. 60°.

Der Einsatz 42 gemäß Figuren 18 und 19 entspricht im Wesentlichen dem Einsatz 42 gemäß den Figuren 16 und 17 mit dem Unterschied, dass die Spiralen 75 1 ,5 Windungen 50 aufwei sen, so dass eine Steigung von ca. 20° vorliegt.

Der Einsatz 42 gemäß Figuren 20 und 21 ist ähnlich zu dem Einsatz 42 gemäß den Figuren 12 und 13. Es liegen drei Kanäle 41 in Form jeweils einer Spirale 75 vor, die in einer ersten Positi on 44 eine größere Steigung als in einer zweiten Position 48 aufweisen. Die Kanäle 41 des Ein satzes 42 gemäß den Figuren 20 und 21 bilden jeweils teilweise eine Spirale 75 und die ersten Enden 43 der Kanäle 41 münden in eine erste Endfläche 83. Ein weiterer Teil der Kanäle 41 verläuft gerade und mündet mit dem zweiten Ende 45 in eine zweite Endfläche 81. Ferner wei sen die Kanäle 41 eine hexagonale Querschnittsfläche 63 auf.

Der Einsatz 42, der in einer Draufsicht, in perspektivischer Ansicht und in einem Längsschnitt in den Figuren 22, 23 beziehungsweise 24 dargestellt ist, entspricht im Wesentlichen dem Einsatz 42 gemäß den Figuren 25, 26 und 27 mit dem Unterschied, dass die Kanäle 41 eine konstante ellipsoide Querschnittsfläche 63 aufweisen. Durch eine konstante Querschnittsfläche 63 als Ellipse wird ein höheres Öffnungsverhältnis in der Querschnittsfläche 63 im Vergleich zu einer teilweise runden Querschnittsfläche 63 erzielt.

Der Einsatz 42 gemäß den Figuren 25, 26 und 27 entspricht im Wesentlichen dem Einsatz 42 der Figuren 22, 23 und 24 mit dem Unterschied, dass die Kanäle 41 eine veränderliche Quer schnittsfläche 63 aufweisen. An dem zweiten Ende 45 besitzen die Kanäle 41 eine runde Quer schnittsfläche 63 und auch entlang des gerade verlaufenden Teils der Kanäle 41. In der Spirale 75 verändert sich die Querschnittsfläche 63 von einer runden Form zu einer abgeplatteten ellip- soiden Form, da eine Neigung der Mittelachsen 67 der Kanäle 41 im Verhältnis zur Längsachse 19 zunimmt.

Figur 28 zeigt einen Einsatz 42, der einen Hinterschnitt 91 aufweist. Der Einsatz 42 umfasst drei Kanäle 41 , die jeweils eine Spirale 75 mit einer variablen Steigung bilden. In dem Einsatz 42 endet in Förderrichtung 52 ein Einsatzschmelzekanal 85 an einer zweiten Endfläche 81 der Ka näle 41. Der Einsatzschmelzekanal 85 weist den Hinterschnitt 91 auf, so dass ein erster Durchmesser 87 des Einsatzschmelzekanals 85 kleiner ist ein zweiter Durchmesser 89 des Einsatzschmelzekanals 85 an der zweiten Endfläche 81. Entsprechend nimmt der Durchmesser 87, 89 des Einsatzschmelzekanals 85 in der Förderrichtung 52 zu. Beispiele

Beispiel 1 Herstellung von Schalen

Zur Herstellung von Kompottschalen auf einer hydraulischen Spritzgussmaschine mit 1000 kN Zuhaltekraft, umfassend einen Zylinder mit 30 mm Innendurchmesser, wurde pro Schale, also pro Schuss, jeweils eine erste Menge einer ersten Formmasse bereitgestellt. Die erste Form masse bestand aus einem schwarzen Farbgranulat, das Carbon Black als schwarzes Färbe mittel mit einer Konzentration von 25 Gew.-% in PBT enthielt. Die erste Menge wies eine Masse von 0,03 g auf.

Des Weiteren wurde für jede Schale eine zweite Menge einerweiteren Formmasse bereitge stellt. Die zweite Menge wies eine Masse von 55,32 g auf. Die weitere Formmasse umfasste pro zweiter Menge 55 g eines ungefärbten PBT-Granulats sowie 0,32 g eines eingefärbten PBT-Granulats, das ein weiteres Färbemittel in konzentrierter Form enthielt. Die weitere Form masse lag als Granulatgemisch vor und das ungefärbte PBT-Granulat und das eingefärbte PBT-Granulat waren in der weiteren Formmasse vorgemischt.

Zehn Schalen wurden hintereinander hergestellt, so dass das Verfahren mehrmals wiederholt wurde.

Eine erste Menge der ersten Formmasse wurde auf die Schnecke, die sich in einer hinteren Stellung befand und deren leerer Schneckengang an der Einführungsöffnung sichtbar war, ge geben. Dann wurde die Schnecke zum Einspritzen in eine vordere Stellung zur Düse bewegt.

Anschließend wurde eine zweite Menge der weiteren Formmasse auf die Schnecke gegeben. Die Zugabe der zweiten Menge der weiteren Formmasse wurde begonnen, während sich die Schnecke in der vorderen Position in dem Hohlzylinder befand. Die Schnecke rotierte und die erste Formmasse und die weitere Formmasse wurden plastifiziert bis die Schnecke sich wieder in der hinteren Stellung befand. Mit Abschluss des Plastifizierens wurde die Rotation der Schnecke gestoppt.

Erneut wurde dann eine erste Menge der ersten Formmasse der Schnecke zugeführt. Dann wurden die plastifizierten Formmassen in ein Spritzgusswerkzeug eingespritzt, wozu die Schnecke wieder in die vordere Stellung bewegt wurde, also vorschoss. Nach dem Einspritzen wurde erneut eine zweite Menge der weiteren Formmasse zugegeben und es wurde erneut plastifiziert.

Entsprechend hergestellte Schalen zeigten ein vergleichbares Marmorierungsmuster, also eine reproduzierbare Marmorierung. Bei gleichem Verfahrensablauf wurde die Konfiguration der Spritzgießmaschine jeweils für die Herstellung von zehn Schalen variiert, wobei die Marmorierungsmuster für jeweils eine Konfigu ration reproduzierbar waren. Es wurde jeweils eine Nadelverschlussdüse oder eine offene Düse eingesetzt. Der Düsenkopf umfasste entweder eine einzelne zentrale Bohrung, drei gerade Bohrungen, vier gerade Bohrungen, sechs gerade Bohrungen, drei jeweils als Schneckengang ausgeführte Kanäle oder drei jeweils spiralförmig gekrümmte Kanäle.

Beispiel 2 Herstellung von Messbechern

Auf einer elektrischen Spritzgussmaschine mit 1000 kN Zuhaltekraft, umfassend einen Zylinder mit 40 mm Innendurchmesser und eine offene Düse, wurden mehrfarbige, marmorierte Mess becher hergestellt. Der Verfahrensablauf entsprach im Wesentlichen dem Verfahrensablauf von Beispiel 1 .

Pro Messbecher, also pro Schuss wurde jeweils eine erste Menge einer ersten Formmasse bereitgestellt. Die erste Formmasse bestand auch aus dem schwarzen Farbgranulat und die erste Menge wies eine Masse von 0,07 g auf.

Weiterhin wurde für jeden Messbecher eine zweite Menge von drei weiteren Formmassen be reitgestellt. Die zweite Menge war in drei Portionen unterteilt. Eine erste Portion der zweiten Menge enthielt eine zweite Formmasse bestehend aus 68 g eines PBT-Granulats und 0,67 g eines konzentriert blau eingefärbten PBT-Granulats. Eine zweite Portion der zweiten Menge enthielt eine dritte Formmasse bestehend aus 68 g des PBT-Granulats und 0,67 g eines kon zentriert grün eingefärbten PBT-Granulats. Eine dritte Portion der zweiten Menge enthielt eine vierte Formmasse bestehend aus 68 g des PBT-Granulats und 0,67 g eines konzentriert gelb eingefärbten PBT-Granulats. Insgesamt entsprachen die bereitgestellten Formmassen der Masse des Messbechers.

Eine erste Menge der ersten Formmasse wurde auf die Schnecke, die sich in einer hinteren Stellung befand und deren leerer Schneckengang an der Einführungsöffnung sichtbar war, ge geben. Dann wurde die Schnecke zum Einspritzen von bereits auf der Schnecke befindlicher Formmasse in eine vordere Stellung zur Düse bewegt.

Nach dem Einspritzen und vor dem Beginn der Plastifizierung wurde die erste Portion der zwei ten Menge hinzugegeben. Nach dem ersten Drittel der Gesamtdauer der Plastifizierung wurde die zweite Portion der zweiten Menge zugegeben. Die Plastifizierung wurde fortgesetzt und die dritte Portion der zweiten Menge wurde nach dem zweiten Drittel der Gesamtdauer der Plastifi zierung zugegeben.

Nach Zugabe der dritten Portion der zweiten Menge wurde erneut eine erste Menge der ersten Formmasse zugeführt, sobald sich die Schnecke nicht mehr in Rotation und in der hinteren Stellung befand. Bezugszeichenliste

I erste Formmasse

3 mindestens eine weitere Formmasse

5 Einspritzeinheit

6 Einlass

7 Schneckenspritzgussmaschine

8 Eintrittsöffnung

9 Spritzgusswerkzeug

10 Angusskanal

I I Hohlzylinder 13 Schnecke

15 Schneckenspitze 17 Düse 19 Längsachse 21 vordere Stellung 23 hintere Stellung 25 Abstand 27 Freiraum 29 Kavität

31 inneres freies Volumen 33 inneres Volumen 35 Innenraum

37 Düsenkopf

38 Durchgangsbohrung

39 Düsenkörper

40 Austrittsöffnung

41 Kanäle

42 Einsatz

43 erstes Ende

44 erste Position

45 zweites Ende

47 Meteringzone

48 zweite Position

49 Kompressionszone

50 Windungen

51 Einzugszone

52 Förderrichtung

53 Zufuhröffnung 55 erster Bereich 57 zweiter Bereich 59 Abdeckung

61 zweiter Abstand Querschnittsfläche

Steg

Mittelachse Spirale Vollzylinder zweite Endfläche erste Endfläche Einsatzschmelzekanal erster Durchmesser zweiter Durchmesser Hinterschnitt