JP7723665B2 - プラスチック材料製の部材を製造するための射出成形方法及び装置 - Google Patents

Description

本願に記載されている実施形態は、プラスチック材料の２層を重ね合わせたものを有するボディを備えた部材を製造するための方法及び装置に関するものである。

かかる部材は特に収容体として、又は例えばケトル、トースター、掃除機、コーヒーマシン、ブレンダ、又はアイロン等の家庭用機器の筐体として使用するために適したものである。

本発明はさらに、上記部材を備えたプラスチック材料製の部材及び家庭用機器又はレセプタクルにも関する。

家庭用機器の分野では、決定的な美的外観を提供するために、少なくとも部分的に互いに重なり合うプラスチック材料の２つ以上の層を有する部材又は仕上処理を施されたオブジェクトを製造することが知られている。かかる部材は、例えば家庭用の機器又はカラフェ、ボウル等の物品又はオブジェクトの外部構造を形成するために使用することができるが、上記物品又はオブジェクトの具体例は限定列挙ではない。

魅力的で認識可能な審美的外観を提供して市場における類似のソリューションよりも傑出すべく、家庭用機器のデザイン及び製造において消費者の好みを満足させるための審美的研究に対する注目が一層強くなっていることも知られている。

例えば、ケトルの収容体となる部材であって、透明なプラスチック材料の第１の層と、金属材料の第２の層と、を備えており、当該第２の層には複数の貫通孔が形成されており、当該貫通孔を通して第１の層ひいてはケトル内部自体が視認可能である部材が知られている。

しかし、この解決手段は第１の層と第２の層とを別個に作製してから、その後に互いに結合して繋ぎ合わせる必要があり、このことによって相互間の結合及び密閉に問題が生じる。

上記の審美的研究はまた、２層を重ね合わせて一体にオーバーモールド成形したものから成るプラスチック材料製の外部構造を備えた家庭用機器の製造にも繋がるものであった。

家庭用機器の部材を製造する方法であって、第１の層のプラスチック材料を射出した後に第２の層のプラスチック材料を射出する方法も知られている。例えば、第１の射出層は透明材料とし、第２の層は着色及び／又は不透明材料とすることができる。

特に、第２の層の材料は、製造される部材の外表面の全部に対して一部にのみ射出することができ、これにより、最終製品の外観を満足のいく求められた審美的外観とするために第１の射出層の少なくとも一部を視認可能に維持することができる。あるいは、第１の層の射出材料を着色及び／又は不透明とすると共に、第２の層を透明又は半透明の材料とし、その下の層の射出材料を視認可能とすることができる。

あるいは、使用される材料は、食品との接触に不適切であるため第１の層に使用できない機械的及び／又は熱的及び／又は審美的なタイプの技術的特徴を有する。

材料の第１の層の全部を材料の第２の層によって覆ったものを備えた、例えばボウル又はカトラリー取っ手等の物品も知られており、この物品の第１の層は第２の層の厚さより厚く、構造的部材として働くのに対し、第２の層は審美的な表面仕上部として働く。

第２の層の材料を第１の層の材料に重ねてオーバーモールド成形することは問題となり得る。実際、第１の層に第２の層をオーバーモールド成形する際に第１の層の「洗い流し」現象が生じることがあり、審美的な問題に繋がる。この問題は特に、外側の層の少なくとも一部が透明である場合に目立つ。

第１の層の材料を射出するステップの直後に第２の材料を射出するステップを行ういわゆる二材射出成形法（bi-injection process）の場合、材料のオーバーモールド成形は一層複雑となり得る。

第２の材料が溶融する温度に起因して、実際には、その下にある既に射出された材料の層が、冷却速度が低い部位において二次的に不所望に溶融することがあり得る。

内側の層の再溶融の問題を防ぐため、外側の層に用いられる材料の融点より高い融点を有する材料により内側の層を作製する解決手段が公知となっている。

かかる解決手段は、ユーザにあまりオープンでなく馴染みのないより高級な材料を内側の層に使用することになり得るものであり、その結果としてコストの高騰に繋がる。

欧州特許出願公開第２３３３４２１号明細書、米国特許第５０４５２６８号明細書、特開２０１９－２０２５３７号公報には、２つの材料の二材射出成形によりプラスチック材料製の部材を製造する方法が記載されている。

特開昭６３－３１７３１５号公報にはライトのカバーを製造するためのプラスチック材料製の部材が記載されており、これはダイヤモンドカット仕上げを有する。

米国特許出願公開第２０１０／１２４００２号明細書には、ビデオカメラ用のプラスチック材料製の部材が記載されている。

米国特許出願公開第２０１６／３７４４８８号明細書には、プラスチック材料製のカトラリーが記載されている。

上記文献に記載されている解決手段は、特にケトル又はトースター等の家庭用機器の筐体や収容体等のプラスチック材料製の部材であって、収容体が１００℃以上の温度に耐えるために適したプラスチック材料製の部材を製造するために適したものではない。

従って、従来技術の欠点のうち少なくとも１つを解消できるプラスチック材料製の部材を製造するための方法を完成させる必要がある。

また、他の一目的は、高速で高い生産性と効率とを実現可能とするプラスチック材料製の部材を製造するための方法を提供することである。

本発明の他の一目的は、内側の層と外側の層とを備えたプラスチック材料製の部材の製造方法であって、内側の層の生じる可能性のある「洗い流し」作用や再溶融を防ぐことができる製造方法を完成させることである。

他の一目的は、着色した内側層と光沢のある透明な外側層とを備えた部材であって実質的に欠陥の無い部材を作製できるプラスチック材料製の部材の製造方法を完成させることである。

他の一目的は、高効果で経済的なプラスチック材料製の部材の製造方法であって、高い生産性を達成すると同時に全体コストを抑えることができる製造方法を完成させることである。

本願出願人は、従来技術の欠点を解消して上記及び他の目的及び利点を達成すべく考案及び試験を行って本発明を実現した。

本発明は独立請求項に記載され、その特徴が記載されている。従属請求項は、本発明の他の特徴又はその主な発明的思想の変形形態を記載している。

本発明は上記目的に即して、収容体、家庭用の機器の筐体、外殻、外部構造及び／若しくは外部ボディ、又はその少なくとも一部を構成するために適したプラスチック材料製の部材を製造するための方法及び装置に関するものである。

本発明の部材の適用例には例えば、ケトル、トースター、掃除機、電動ブラシ、ブレンダ、電子レンジ、電気オーブン、フライヤ、ティーポット、コーヒーマシン、アイスクリーム製造機、ニーダー（こね機）、及びヘアドライヤ等の家庭用機器が含まれ得る。

本発明の部材は、第１の材料の内側の第１の層と、当該内側の第１の層の少なくとも一部を覆う第２の材料の外側の第２の層と、を備えたプラスチック材料製のボディを有する。

一部の実施形態では、第２の層は第１の層の全部を覆う。

一部の実施形態では、外側の第２の層の厚さは内側の第１の層の厚さより大きい。

一部の実施形態では、部材は筒状の形状を有し、当該筒状の形状は円形、多角形、若しくは楕円形の断面を有し、又は、直線区間と曲線区間とを組み合わせた周を有する。さらに、部材の断面は軸方向の推移に沿って不変又は変動的とすることができ、凹部又は凸部を有することができる。

一部の実施形態では、第１の材料は不透明、又は単色、又は複数色とすると共に、第２の材料は少なくとも部分的に透明とすることができ、これにより第２の材料を通して不透明な第１の層を視認可能とすることができる。これにより、最終的な部材に一部凸状の三次元的な外観を与えることができる。

他の実施形態では、透明な外側の第２の層は少なくとも軸方向において、内側の第１の層の端縁からはみ出す。かかる実施形態により、部材は透明な周部ストリップを有することとなり、これにより透明さ及び明るさの効果が奏される。

一部の実施形態では、外側の第２の層は内側の層の端縁からはみ出して、それ自体でボディの１つ又は複数の一部分を形成することができ、例えばケトル若しくはカラフェの場合には注ぎ口若しくは取っ手を形成することができ、又はその他装飾部分を形成することができる。

本発明のプラスチック材料製の部材を製造するための方法は、
－パンチと第１の受け型との間に画定された第１の成形容積に、第１の射出温度及び第１の射出圧力を含む第１の動作パラメータで第１のプラスチック材料を射出して、第１の厚さを有する内側の第１の層を作製する第１の射出ステップと、
－第１のステップで得られた内側の層と第２の受け型との間に画定された第２の成形容積に、第２の射出温度及び第２の射出圧力を含む第２の動作パラメータで第２のプラスチック材料を射出して、第２の厚さを有する外側の第２の層を作製する第２のステップと、
を有し、
第２の厚さは、内側の第１の層の第１の厚さより大きい。

外側の第２の層の厚さを内側の第１の層の厚さより大きくすることにより、第２の材料の充填流に対する抵抗を低減し、これにより当該材料のいわゆる剪断応力現象を軽減することができ、成形型の壁や第１の層の材料へのこすれに起因する第２の材料の機械的摩擦により生じるおそれのある審美的欠陥の形成を阻止することができる。

第２の層の厚さを第１の層の厚さより大きくすることにより、その表面に、プラスチック材料製の部材に格別で際立った審美的外観を与える三次元の仕上部を得ることも可能になる。

一部の実施形態では、第１の材料と第２の材料とは同質の物理的特性を有する。

好適な実施形態では、第１の材料は不透明であると共に第２の材料は少なくとも部分的に透明であることにより、第２の材料を通して第１の層を視認可能とすることができる。

不透明な材料と透明な材料とを組み合わせることにより、最終的な部材に一部凸状の三次元的な外観を与えることができる。

一部の実施形態では、第２の射出ステップの動作パラメータは第１の射出ステップの動作パラメータとは異なる。

一部の実施形態では、第２の射出温度又は第２の射出圧力のうち少なくとも１つは、対応する第１の射出温度及び第１の射出圧力より低い。

かかる実施形態により、第１の層にかかる温度／圧力での応力が低減することによって、第１の材料の生じる可能性のある洗い流し作用や再溶融が阻止され、これにより第２の材料に生じる可能性のあるコンタミネーションが阻止される。

一部の実施形態では、第２の射出温度及び第２の射出圧力の両方が、第１の射出温度及び第１の射出圧力よりそれぞれ低い。

一部の実施形態では、第２の射出温度は第１の射出温度より５～１０％低い。

第２の層の厚さをより大きくすることにより、第２の材料の量が多くなって第２の成形容積を充填する際に熱を維持することができるので、不所望の接合線を生じさせることなく射出温度を低減することができる。

一部の実施形態では、第２の射出圧力は第１の射出圧力より１０～３０％低い。

第２の成形容積の厚さは第１の成形容積の厚さより大きいので、上記実施形態により、第２の材料流をより低い圧力で生成することも可能になる。

一部の実施形態では本方法は、第１の材料の第１の層を第１の冷却温度に冷却すると共に、第２の材料の第２の層を、第１の冷却温度より低い第２の冷却温度に冷却する。

本発明はさらに、上述のようなプラスチック材料製の部材を製造するための装置にも関し、当該装置は、パンチ、第１の受け型及び第１の射出ユニットを備えた第１の成形アセンブリと、第２の受け型及び第２の射出ユニットを備えた第２の成形アセンブリと、を備えており、パンチ及び第１の受け型は、当該パンチと当該第１の受け型との間に第１の幅を有する第１の成形容積を画定するために適したものであり、第１の射出ユニットは第１の成形容積に第１のプラスチック材料を射出するように構成されており、第２の受け型は、材料の第１の層と合わさって第２の幅を有する第２の成形容積を画定するために適したものであり、第２の射出ユニットは第２の成形容積に第２のプラスチック材料を射出するように構成されている。

本発明の一側面では、第２の幅は第１の幅より大きい。

一部の実施形態では、第１の射出ユニットは、第１のプラスチック材料を第１の射出温度に加熱するように構成された加熱手段と、第１の材料を第１の射出圧力で射出するように構成された射出装置と、を備えており、第２の射出ユニットは、第２のプラスチック材料を第２の射出温度に加熱するように構成された加熱手段と、第２の材料を第２の射出圧力で射出するように構成された射出装置と、を備えている。

一部の実施形態では、第１及び第２の加熱手段は互いに独立して作動及び調整されることができるものである。

他の実施形態では、第１の成形ユニットは第１の冷却回路を備えると共に、第２の成形ユニットは第１の冷却回路から独立した第２の冷却回路を備えており、第１の冷却回路及び第２の冷却回路は、第１のプラスチック材料及び第２のプラスチック材料をそれぞれの冷却温度に冷却するように選択的に設定可能であり、第２の冷却温度は第１の冷却温度より低い。

添付図面を参照して以下の一部の実施形態の説明を読めば、本発明の上記及び他の側面、特徴及び利点が明らかとなる。この一部の実施形態は限定列挙ではなく例示列挙である。

家庭用機器に適用される本発明の一実施形態の部材の概略図であり、本事例で示されている家庭用機器はケトルである。 図１の切断線 II－II に沿った断面図である。 図２の一部の拡大細部図である。 別の家庭用機器に適用される本発明の他の一実施形態の部材の概略図であり、本事例では当該別の家庭用機器はトースターである。 本発明の他の実施形態の部材の細部の立体図である。 他の実施形態の部材の一部の立体図である。 他の実施形態の部材の一部の立体図である。 一部の実施形態のプラスチック材料製の部材を製造するための装置の概略図である。 第１の材料を射出する第１のステップの終了時における本発明の部材の垂直断面図である。 第２の材料を射出する第２のステップの終了時における本発明の部材の垂直断面図である。 第１の射出ステップ中の図５の装置の拡大細部図である。 切断線 IX－IX に沿った図５の装置の断面図である。 図９の拡大細部図である。 図６の線 X－X に沿った断面図である。 切断線 XI－XI に沿った図５の装置の断面図である。 図７の線 XII－XII に沿った断面図である。

ここで、本発明の可能な実施形態について詳細に言及する。添付の図面には、これら実施形態のうち１つ又は複数の例が示されている。各例は、本発明の例示として提供されるものであり、本発明を限定すると解釈すべきものではない。

これらの実施形態を説明する前に、明確にすべきこととして、本発明の適用は、添付の図面を参照する以下の説明に記載の部材の詳細な構造や配置に限定されるものではない。以下の説明は他の実施形態も提供することができ、他の種々の態様で生産又は実施できるものである。さらに明確にすべきこととして、本願にて用いられている文言や用語はあくまで説明目的のためであり、本発明を限定するとみなしてはならない。

添付の図面を使用して、収容体、家庭用の機器５０の筐体、外殻、外部構造及び／若しくは外部ボディ、若しくはその少なくとも一部、又は例えばボウル、カラフェ、魔法瓶等の他のオブジェクトを構成するために適したプラスチック材料製の部材１０の実施形態を説明する。

以下の説明では、ケトル５０Ａ及びトースター５０Ｂ等の家庭用機器を例に挙げて説明するが、本発明の部材１０は、収容体、又は、掃除機、電動ブラシ、ブレンダ、電子レンジ、電気オーブン、フライヤ、ティーポット、コーヒーマシン、アイスクリーム製造機、ニーダー、ヘアドライヤ、アイロン等の他の種類の家庭用機器の筐体となることができると解される。

本発明の部材１０は、内側の第１の層１１と、内側の第１の層１１と少なくとも部分的に重なる第２の外側の層１２と、を備えている。

一部の実施形態では、部材１０は第１の層１１及び第２の層１２の２層のみを備える。

好適な実施形態では、第１の層１１及び第２の層１２は例えば耐熱ポリマー材料等のプラスチック材料製とすることができる。

可能な実施形態では、第１の層１１と第２の層１２とは、同様の性質や特性を有する材料により作製することができる。

可能な実施形態では、第１の層１１と第２の層１２とは、異質の性質や特性を有する材料により作製することができる。

例えば食品処理用の家庭用機器等に適用可能な一部の実施形態では、第１の層１１及び第２の層１２は、食品分野の用途に適した例えばポリプロピレン等の樹脂により作製することができる。

可能な実施形態では、第１の層１１のみが食品分野の用途に適したものであるのに対し、第２の層１２は当該用途に適したものではない。

他の実施形態では、用途に応じて、第１の層１１及び／又は第２の層１２は異なる性質の熱可塑性樹脂により作製することができる。

一部の実施形態では、第１の層１１を不透明な第１の材料により、又は単色若しくは複数色で作製すると共に、第２の層１２を少なくとも部分的に透明な第２の材料により作製することにより、当該第２の材料を通して内側の不透明な第１の層１１を視認可能とすることができる。

層が透明又は半透明とは、層の全厚を光放射が透過することができ、層の向こうに位置する物体が視認可能であることを意味する。

これにより、一部凸状となった三次元の外観を最終的な部材１０に与えることができる。

一部の実施形態では、第１の層１１及び第２の層１２は二材射出成形法によって作製することができる。

一部の実施形態では、第１の層１１は第１の厚さＳ１を有し、第２の層１２は第１の厚さＳ１より大きい第２の厚さＳ２を有する。

一部の実施形態では、第１の厚さＳ１及び第２の厚さＳ２は各層の最大厚さとして定義することができる。

有利には、第２の層１２の第２の厚さＳ２と第１の層１１の第１の厚さＳ１との比は１．０５～２．５の範囲、より好適には１．１～２の範囲とすることができる。

第１の層１１は第１の表面１３を有し、第１の表面１３は部材１０の内表面となり、使用時に家庭用機器５０の内部を向く。

第１の層１１はまた、第１の表面１３とは反対側に第２の表面１４を有し、第２の表面１４に外側の第２の層１２が接触して配置される。

一部の実施形態では内側の第１の表面１３は、凹凸の無い滑らかで一様な推移を有することができる。

第２の層１２は、内表面１３とは反対側に外表面１５を有し、外表面１５は使用時に部材１０の外表面となり、ひいては、部材１０の適用先である家庭用機器５０の外表面となる。

一部の実施形態では、外表面１５は三次元の仕上部を有すると共に、複数の審美的なレリーフ１６が突出する少なくとも一部分を有し、このレリーフ１６は部材１０に満足のいく審美的外観を与えるために適したものである。

例えば図１，２，３，４，４ａ及び４ｂ等に示されている可能な実施形態の例のレリーフは、複数の平行なリブ状、バブル、半球状、ダイヤモンド状加工部、又は他の幾何学的若しくは非幾何学的形状の審美的なレリーフ１６を含むことができる。

特に、外表面１５は凸部１７と凹部１８とを交互に有し、これにより部材１０に三次元の外観が与えられると共に、全体的に家庭用機器５０に三次元の外観が与えられる。

一部の実施形態では、凸部１７及び凹部１８はそれぞれ、部材１０の内表面１３における異なる厚さの部位に対応する。

可能な実施形態では、凸部１７は、互いに実質的に平行に隣り合う垂直リブとして形成される。

可能な変形形態では、水平若しくは斜めに配置されたリブ、又は螺旋状若しくは渦巻状の推移の凸部若しくはレリーフを設けることができる。

図４ａに示された他の一実施形態では、凸部１７は、均等又は所望の配置に分布して隣り合う半球又はバブルの部分として形成することができる。

図４ｂに示された他の一実施形態では、凸部１７は多角形ベースの角錐形に形成することができ、本具体例の矩形型の場合、隣り合って形成することができる。

不図示の他の変形形態では、レリーフ１６は他の形状とすることができ、また、例えば花形、ハート形等の非幾何学的形状とすることもできる。

一部の実施形態では、部材１０は筒状の形状を有することができる。

部材１０の断面は要望又は用途に応じて、円形、多角形又は楕円形とすることができ、又は、直線区間と曲線区間とを組み合わせた周を有することができる。

さらに、部材１０の断面は軸方向の推移に沿って不変又は変動的とすることができ、凹部又は凸部を有することができる。

他の実施形態では、部材１０を開曲線状とし、他の同様の部材１０に接続して収容体若しくは家庭用機器５０の筐体となるように構成し、又は異なる部材に接続して収容体若しくは筐体となるように構成することもできる。

一部の実施形態では、外側の第２の層１２は内側の第１の層１１の全部を覆う。

他の可能な実施形態では、第２の層１２は外側端縁２３を有し、この外側端縁２３は軸方向Ｘにおいて、第１の層１１の内側端縁２４からはみ出す。

具体的には、本実施形態では、実際に第２の層１２の一部が軸方向に第１の層１１から突出する。

このようにして部材１０は、第２の材料により作製された単層の周部ストリップ２５を有し、この周部ストリップ２５はとりわけ透明型である。この透明な周部ストリップ２５は、部材１０に明るい三次元の外観を与える。

他の実施形態では第２の層１２は、例えばケトル５０Ａの注ぎ口５１又は取っ手５２等の他のパーツにおいて部材１０の本体に対して延在することができ、これにより一層の軽快感を与えることができる。一部の実施形態では、内側の第１の層１１は、その厚さに形成された充填通路又はキャビティ１９を有する。

充填通路又はキャビティ１９の形状及び位置は、外表面１５の凹部１８の形状及び位置に対応する。

特に充填キャビティ１９は、審美的レリーフ１６により形成される第２の層１２の外表面１５の形状、すなわち凸部１７と凹部１８とを交互に配することにより形成される第２の層１２の外表面１５の形状に追従するように、第１の層１１の厚さに第２の表面１４に対応して作製することができる。

換言すると、第１の層１１の第２の表面１４は、充填キャビティ１９を挟む平坦部１９ａを有し、その形状及び位置は第２の層１２の凸部１７及び凹部１８の形状及び位置とそれぞれ一致する。

第１の厚さＳ１は、凹部１８に当たる充填キャビティ１９に対応する最小値Ｓ１_ｍｉｎと、第２の層１２の凸部１７に当たる平坦部１９ａに対応する最大値Ｓ１_ｍａｘと、を有する。

筒状の部材１０の場合、各充填キャビティ１９は、それぞれ対応する凹部と径方向において当たることとなる。

レリーフ１６の形状及びサイズに応じて、第１の厚さＳ１は、最小値Ｓ１_ｍｉｎと最大値Ｓ１_ｍａｘとに直接変化することができ、又は中間値をとることができる。

一部の実施形態では、最大値Ｓ１_ｍａｘは最小値Ｓ１_ｍｉｎより２０～５０％大きくすることができる。

有利には充填キャビティ１９は、凸部１７と凹部１８との厚さの差の少なくとも一部を補償することができる。

換言すると、平均値に対して例えば１０～２０％程度の僅かな偏差を除いて、外側の第２の層１２は部材１０の横寸法に沿って実質的に不変の厚さであり、又はいずれの場合においても実質的に不変の平均厚さである。

内側の第１の層１１は、部材１０の横方向における平均厚さが変動的となっている。

一部の実施形態では、充填キャビティ１９が設けられた第２の表面１４の部分と充填キャビティ１９が設けられていない第２の表面１４の部分との間に挟まれた移行部位２０は、図３等に示されているようにベベル状に形成することができる。

有利には、ベベル状の移行部位２０により、第２の材料を射出して第２の層１２を作製するステップ中に熱の集中を阻止し、又は少なくとも抑えることができ、ひいては第１の層１１を作製する第１の材料の不所望の再溶融を阻止し、又は少なくとも抑えることができる。

このようにして、第２の材料の流れにより機械的なこすれが生じることによる浸食も低減される。

一部の実施形態では、部材１０は透明窓２２を備えることができ、この透明窓２２は、ユーザがこれを通して向こう側を見るために適したものである。

例えばケトル５０Ａの場合、この透明窓２２によってユーザが、部材１０から成る収容体に入った水の液面高さを確認することができる。

他の適用態様では、窓２２は、家庭用機器の他の可能な特徴、例えば５０Ｂのトースターのサーモスタット又はタイマー等をユーザが見ることができるように構成することができる。

他の実施形態では、窓２２は、ユーザが家庭用機器５０の可能な内部パーツを見るため、及び／又は調理中の製品を視認可能とするため、又は掃除機の集塵容器内の粉塵の蓄積状態を見るためのものとすることができる。

一部の実施形態では、窓２２は、外側の透明な第２の層１２によって直接作製することができる。

特に、第１の層１１は、作製しようとしている窓２２の形状と実質的に同一形状の開口２１又はスロットを有することができる。

実際に第１の層１１を覆う第２の層１２は、第１の層１１とは対照的に、開口２１又はスロットを完全に覆うように、外表面１５と連続して作製することができる。

可能な解決手段では、部材１０は窓２２に応じて第２の層１２に、当該窓２２を通してより良好に視認可能となるように異なる表面仕上部、例えば実質的に平坦で滑らかな仕上部等を設けることができる。

上述のようにして作製された窓２２は、その気密シールを保証できるいかなる特定のアセンブリも、いかなるパッキングその他の装置も要しないという利点を奏する。実際、上述のようにして作製された窓２２は最大限の密閉を保証し、家庭用機器内の可能性のある液体、蒸気又は粉塵が内部から外部に漏出することを阻止し、またその逆に、外部環境から内部環境に侵入することも阻止する。

ここで図５～１２を参照して説明する実施形態は、部材１０を製造するための装置２６にも関するものである。

装置２６は、第１の層１１を作製するために構成された第１の成形アセンブリ２７と、第２の層１２を作製するために構成された第２の成形アセンブリ２８とを備えている。

装置２６の一実施形態では、第１の成形アセンブリ２７は第２の成形アセンブリ２８の隣に隣接し、近接して配置される。

一部の実施形態では、第１の成形アセンブリ２７及び第２の成形アセンブリ２８は前後に連続して配置され、時間的に直接順番に動作して仕上処理済み部材１０を１つの工程で作製するように構成することができる。

一部の実施形態では、第１の成形アセンブリ２７はパンチ２９と第１の成形受け型３０と第１の射出ユニット３１とを備えており、パンチ２９及び第１の成形受け型３０は、協働して両者間に第１の成形容積Ｖ１を画定するために適したものであり、第１の射出ユニット３１は第１の成形容積Ｖ１に第１のプラスチック材料を射出するように構成されている。

一部の実施形態では、第１の成形容積Ｖ１は、第１の層１１の第１の厚さＳ１と一致する第１の最大幅Ｗ１_ｍａｘを有する。

一部の実施形態では、第１の射出ユニット３１は第１のプラスチック材料を第１の射出温度Ｔ１まで加熱するように構成された第１の加熱手段５３を備える。

一部の実施形態では、パンチ２９は、部材１０の第１の層１１の内表面１３の形状のネガ型となるように構成されたコントラスト面３２を有する。

一部の実施形態では、コントラスト面３２は実質的に一様で滑らかとすることができる。

例えば、部材１０がケトル５０Ａを製造するために適したものである場合、パンチ２９は実質的に円錐台状とすることができ、部材１０がトースター５０Ｂを製造するために適したものである場合、パンチ２９は四角形の断面を有する平行六面体の形状とすることができる。

第１の受け型３０は、第１の層１１の第２の表面１４の形状のネガ型となる第１の成形面３３を備えている。

一部の実施形態では、第１の成形受け型３０は１つ又は複数の第１の成形側部３７を備えることができ、この第１の成形側部３７は、使用時に隣り合って位置決めされて第１の成形受け型３０の１つの第１の成形面３３となるように構成されている。

一部の実施形態では、第１の成形面３３の少なくとも一部は、使用時に第１の成形容積Ｖ１の内部に突出する第１の成形リッジ３８を有する。

第１の成形リッジ３８は、第１の層１１に形成される充填キャビティ１９の形状のネガ型となる。

一部の実施形態では、第２の成形アセンブリ２８は第２の成形受け型３４を備えており、第２の成形受け型３４は部材１０の外表面１５の形状のネガ型となるために適した第２の成形面３５を有する。

第２の成形受け型３４は、使用時に材料の第１の層１１の第２の表面１４と協働して、当該第２の成形受け型３４と第２の表面１４との間に第２の成形容積Ｖ２を画定するために適したものである。

一部の実施形態では、第２の成形容積Ｖ１は、第２の層１２の第２の厚さＳ２と一致する第２の幅Ｗ２_ｍａｘを有し、第２の幅Ｗ２_ｍａｘは第１の幅Ｗ１_ｍａｘより大きい。

一部の実施形態では、第２の幅Ｗ２_ｍａｘと第１の幅Ｗ１_ｍａｘとの比は１．０５～２．５、好適には１．１～２である。

第２の成形アセンブリ２８はさらに、第２の成形容積Ｖ２に第２のプラスチック材料を射出するように構成された第２の射出ユニット３６を備えている。

一部の実施形態では第２の射出ユニット３６は、第２のプラスチック材料を第２の射出温度Ｔ２まで加熱するように構成された第２の加熱手段５４を備える。

一部の実施形態では、第１の加熱手段５３と第２の加熱手段５４とは互いに独立して作動及び調整されることができる。

一部の実施形態では、第２の成形受け型３４は１つ以上の第２の成形側部３９を備える。

特に、第２の成形側部３９は、使用時に隣り合って位置決めされて第２の成形受け型３４の１つの第２の成形面３５となるように構成されている。

一部の実施形態では、上記の第２の成形面３５の少なくとも一部分に、複数のキャビティ４０ａが各成形レリーフ４０ｂと交互になるように作製されている。

特に、キャビティ４０ａ及び成形レリーフ４０ｂは、外表面１５に設けられた審美的レリーフ１６の形状のネガ型となることができるようにされている。

よって、キャビティ４０ａ及び成形レリーフ４０ｂの形状及びサイズは、外表面１５の凸部１７及び凹部１８の形状及び最終サイズに対応したものとなる。

キャビティ４０ａ及び成形レリーフ４０ｂは、第１の成形受け型３０の成形リッジ３８に対応したものとなっている。

換言すると、第２の成形受け型３４のキャビティ４０ａ及び成形レリーフ４０ｂの形状、サイズ及び位置は、第１の成形受け型３０の成形リッジ３８の形状、サイズ及び位置と整合している。

特に、成形レリーフ４０ｂは使用時に、成形リッジ３８の位置に対応する位置に配置される。

一部の実施形態では、第１の成形側部３７及び第２の成形側部３９は、異なる審美的形状を有する部材１０を同一の装置２６により製造することができるように交換可能となっている。

例えば、部材１０に施そうとする最終外観に応じて、それぞれ異なる表面仕上部を有する第１の成形側部３７及び第２の成形側部３９の複数のセットを設けることができる。

他の実施形態では、第１の成形アセンブリ２７は、第１の層１１に第１の材料の無い開口２１又はスロット又は空所部を形成すると同時にパンチ２９と第１の受け型３０とを互いに分離した状態に維持する少なくとも１つの結合突起４１を有する。

一部の実施形態では、少なくとも１つの結合突起４１は第１の成形側部３７のうち１つに設けられている。

特に、結合突起４１はパンチ２９と協働して第１の成形容積Ｖ１の一部を閉じ込めて制限し、この場所への第１の材料の侵入を阻止するように形成されている。

一部の実施形態では、パンチ２９のコントラスト面３２の仕上部及び光沢を保存するため、結合突起４１はパンチ２９との結合接触が最小限となるように形成される。

例えば図８等を参照して説明する一部の実施形態では、結合突起４１は少なくとも１つの突起当接部４２を有し、これは、パンチ２９のコントラスト面３２と接触して位置決めされて、パンチ２９と、対応する第１の成形面３３との間に空きスペース又はキャビティ４３を形成するために適したものである。

他の実施形態では、結合突起４１をパンチ２９に設けることができ、その際には、パンチ２９と当該パンチ２９の第１の受け型３０との間に、より具体的にはコントラスト面３２に沿ってキャビティ４３を形成することがあり得る。

例えば図１０等を参照して説明する一部の実施形態では、結合突起４１は、第１の成形容積Ｖ１からキャビティ４３を隔絶してこれを画定するために適した一対の当接部４２又は１つの環状の当接部を備えることができる。

当接部４２は、使用時にパンチ２９の表面３２に当接して突っ張り、キャビティ４３の気密シールを保証するように構成されている。

このようにして第１の成形容積Ｖ１は、第１の層１１における開口２１が設けられた対応する部位において制限される。

一部の実施形態では、キャビティ４３は、パンチ２９及び第１の受け型３０の相対向する各面間の距離として定義される高さを有し、当該高さは数十マイクロメートル～数百マイクロメートルである。

一部の実施形態では、当接部４２の幅は数百マイクロメートル、例えば０．２～１．５ｍｍ等である。

０．２～０．９ｍｍの値の幅により、パンチ２９と受け型３０との接触を最小限に抑え、より大きな領域のキャビティ４３を得ることができる。

例えば０．９～１．５ｍｍ等、幅の値を僅かに大きくすると、キャビティ４３の領域が若干減少するという欠点があるがそれだけであり、閉鎖力が比較的小さい場合であっても、又は所要加工精度が低い場合、パンチ２９と受け型３０との気密シールを保証することができる。

一部の実施形態では、形成しようとする開口２１の形状及びサイズに応じて１つ又は複数の結合突起４１を設けることができ、結合突起４１が複数の場合には互いに同一又は異なる形状を有する。

例えば、ケトル５０Ａに適用される部材１０の場合、水位を確認するための窓２２を形成するために適した第１の結合突起４１（図１０）と、注ぎ口５１を形成するための第２の結合突起４１と、透明な周部ストリップ２５を形成するための第３の結合突起４１（図１０）と、を設けることができる。

一部の実施形態では、当接部４２は、部材１０に形成しようとする窓２２の形状に応じた形状とすることができる。

他の実施形態では、当接部４２は、第１の層１１の端縁２４の形状を定める形状とすることができる。

パンチ２９と第１の成形受け型３０との間に存在するキャビティ４３により、数回の成形サイクル後であっても、パンチ２９のコントラスト面３２の仕上部及び光沢を保存することができるという利点が奏される。

一部の実施形態では、第１の射出ユニット３１及び第２の射出ユニット３６はそれぞれ少なくとも１つの射出装置４４と少なくとも１つの射出通路４５とを備えており、射出通路４５は、各射出装置４４を第１の射出容積Ｖ１又は第２の射出容積Ｖ２のいずれか１つと流体接続できるものである。

一部の実施形態では、各射出ユニット３１，３６ごとに複数の射出装置４４を設けることも可能である。

一部の実施形態では、少なくとも１つの射出通路４５は第１の成形側部３７のうち少なくとも１つと第２の成形側部３９のうち少なくとも１つとに形成される。

一部の実施形態では、装置２６は各成形アセンブリ２７，２８ごとにそれぞれ第１の冷却回路４６と第２の冷却回路４７とを備えることができる。

一部の実施形態では、第１の冷却回路４６及び第２の冷却回路４７は互いに独立しており、第１の層１１及び第２の層１２を相異なる各対応する冷却温度Ｔ３，Ｔ４にそれぞれ冷却するように構成されている。

一部の実施形態では、第１の冷却回路４６は第１の層１１を第１の冷却温度Ｔ３に冷却するように構成されていると共に、第２の冷却回路４７は第２の層１２を、第１の冷却温度Ｔ３より低い第２の冷却温度Ｔ４に冷却するように構成されている。

第１の冷却回路４６は、図面に示されていない公知の形式の１つ又は複数の冷却通路４８と、冷媒をポンピングするためのユニット、又は冷却循環路を備えた熱交換器、を備えている。

第２の冷却回路４７は、図面に示されていない公知の形式の１つ又は複数の冷却通路４９と、冷媒をポンピングするためのユニット、又は冷却循環路を備えた熱交換器、を備えている。

一部の実施形態では、冷却通路４８，４９は第１の成形側部３７及び／又は第２の成形側部３９及び／又はパンチ２９のうち少なくとも１つを貫通するように形成することができる。

特に、冷却通路４８，４９は例えば水、エマルジョン及び／又は油等の冷媒を通すように構成されている。

ここで図５～１２を参照して説明する実施形態は、部材１０を製造するための方法にも関するものである。

この方法は、第１のプラスチック材料を射出して第１の厚さＳ１を有する第１の層１１を作製する第１のステップと、
－第２のプラスチック材料を射出して、第１の厚さより大きい第２の厚さＳ２を有する第２の層１２を作製する第２の射出ステップと、を有する。

一部の実施形態では、本方法は第１の動作パラメータで第１の材料を射出し、第１の動作パラメータとは異なる第２の動作パラメータで第２の材料を射出する。

一部の実施形態では、第１の層１１に対して第２の層１２の厚さを別の大きな厚さとして第２の層１２を作製することにより、より低い温度及び圧力の加工パラメータを使用することができ、これにより表面の安定性及び明るさを改善すること、つまり後収縮ステップにおいて生じる可能性のある変形を低減することができる。

一部の実施形態では、本方法はパンチ２９と第１の成形受け型３０との間に第１の成形容積Ｖ１を画定するように当該パンチ２９と第１の成形受け型３０とを相互間で位置決めし、このように画定された第１の容積Ｖ１に第１の材料を射出する。第１の成形容積Ｖ１は、図５の右手と図９とに示すように、パンチ２９のコントラスト面３２と第１の成形面３３との間に画定される。

一部の実施形態では、本方法は規定の温度及び圧力パラメータで第１の材料を射出する。

一部の実施形態では、本方法は（少なくともプロピレンの場合）１５０℃～２６０℃の第１の温度Ｔ１で第１の材料を射出する。

他の実施形態では、第１の温度Ｔ１は１２０℃～２４０℃、好適には１６０℃～２２０℃、さらに好適には１８０℃～２００℃の範囲である。

一実施形態では本方法は、７００ｋｇ／ｃｍ²～１３００ｋｇ／ｃｍ²の第１の圧力Ｐ１で第１の材料を射出する。

他の実施形態では、第１の圧力Ｐ１は７５０ｋｇ／ｃｍ^２～１２５０ｋｇ／ｃｍ^２、より好適には８００ｋｇ／ｃｍ^２～１２００ｋｇ／ｃｍ^２とすることができる。

第１の射出工程により、部材１０の第１の層１１を得ることができる（図６及び図１０）。

一部の実施形態では、本方法は第１の射出ステップにおいて、第１の層１１を第１の冷却温度Ｔ３に冷却することを含むことができる。

一部の実施形態では、本方法は第１の層１１を冷却するため、第１の冷却回路４６内において冷媒を循環させて第１の受け型３０及び／又はパンチ２９のうち少なくとも１つを冷却することを含むことができる。

一部の実施形態では、本方法は、３５℃～５５℃、より好適には４０℃～５０℃の範囲の第１の冷却温度Ｔ３を用いる。

その後、本方法はパンチ２９表面に形成された第１の層１１と共にパンチ２９を第２の成形アセンブリ２８内に配置する。ここで第２の受け型３４は、第１の層１１の第２の表面１４と合わさって第２の成形容積Ｖ２を画定するように位置決めされる。

第２の成形容積Ｖ２は、例えば図７の右手側及び図１１等に示すように、充填キャビティ１９を有する第１の層１１の第２の表面１４と第２の成形面３５との間に画定される。

その後、本方法は、第２のプラスチック材料を第２の射出温度Ｔ２及び第２の射出圧力Ｐ２で第２の成形容積Ｖ２に射出する第２の射出ステップを有する。

可能な一実施形態では、第２の射出ステップは第１の射出ステップの直後である。

一実施形態では、本方法は、第１の射出温度Ｔ１より低い第２の温度Ｔ２を使用する。

好適な一実施形態では、第２の射出温度Ｔ２は第１の射出温度Ｔ１の０．９０倍～０．９５倍の範囲である。換言すると、第２の射出温度Ｔ２は第１の射出温度Ｔ１より５～１０％低い。

一実施形態では、第２の圧力Ｐ２は有利には、第１の圧力Ｐ１より低くすることができる。

一実施形態では、第２の射出圧力Ｐ２は第１の圧力Ｐ１の０．７０倍～０．９０倍の範囲とすることができる。換言すると、第２の圧力Ｐ２は第１の圧力Ｐ１より１０～３０％低い。

第２の射出ステップは、部材１０の外側の第２の層１２を作製する。

一部の実施形態では、本方法は第２の射出ステップにおいて、第２の層１２を第２の冷却温度Ｔ４に冷却することを含むことができる。

一部の実施形態では、本方法は第２の層１２を冷却するため、第２の冷却回路４７内において冷媒を循環させて第２の受け型３４及び／又はパンチ２９のうち少なくとも１つを第２の冷却温度Ｔ４まで冷却することを含むことができる。

一部の実施形態では、第２の冷却温度Ｔ４は第１の冷却温度Ｔ３より１５％～２５％低くすることができる。

好適な一実施形態では、第２の冷却温度Ｔ４は２５℃～４５℃、より好適には３０℃～４０℃の範囲とすることができる。

本方法は他の実施形態では、凸部１７と凹部１８とを交互に有する三次元の仕上部を外表面１５に備えた外側の第２の層１２を作製する。

他の実施形態では、本方法は少なくとも１つの透明窓２２を作製する。

窓２２を作製するため、本方法は第１の層１１に開口２１又はスロットを形成し、第２の射出ステップにおいて当該開口２１又はスロットを第２の材料により覆う。この第２の材料は、本具体例では透明な材料である。

一部の実施形態では、本方法は第２の射出ステップの終了時に成形パンチ２９と第２の成形受け型３５とを切り離して部材１０を取り出す。

＜実施例＞
本願出願人は実証試験を行い、第１の層１１の厚さＳ１と第２の層１２の厚さＳ２との差に依存して射出温度Ｔ１，Ｔ２及び冷却温度Ｔ３，Ｔ４並びに射出圧力Ｐ１及びＰ２を考察対象の範囲内で変化させることが可能であることを実証した。

以下の表１は、第１及び第２の射出ステップにおいて使用できる、厚さＳ１，Ｓ２の比に対応した加工温度及び圧力の可能な比を示す。

上記にて説明した部材１０、装置２６及び方法については、本発明の分野及び範囲から逸脱することなく、各部分又は各ステップの改良及び／又は追加を行うことが可能であることが明らかである。

また、一部の具体例を参照して本発明を説明したが、当業者であれば確実に、特許請求の範囲に記載の特徴を有する部材１０、装置２６及び方法の他の多くの均等形態を達成できるので、かかる均等形態は全て、特許請求の範囲に記載の保護範囲に属することも明らかである。

Claims (7)

1. ケトル（５０Ａ）又はトースター（５０Ｂ）等の家庭用機器（５０）の収容体を形成するために適した筒状の形状を有するプラスチック材料製の部材（１０）を製造するための方法であって、
   パンチ（２９）と第１の受け型（３０）との間に画定された第１の成形容積（Ｖ１）に、第１の射出温度（Ｔ１）及び第１の射出圧力（Ｐ１）を含む第１の動作パラメータで第１のプラスチック材料を射出して、第１の厚さ（Ｓ１）を有する第１の層（１１）を作製する第１の射出ステップと、
   前記第１の射出ステップで得られた前記第１の層（１１）と第２の受け型（３４）との間に画定された第２の成形容積（Ｖ２）に、第２の射出温度（Ｔ２）及び第２の射出圧力（Ｐ２）を含む第２の動作パラメータで第２のプラスチック材料を射出して、第２の厚さ（Ｓ２）を有する第２の層（１２）を作製する第２の射出ステップと、
   を有し、
   前記第２の射出ステップは前記第１の射出ステップの直後に行われる方法において、
   前記第２の層（１２）の前記第２の厚さ（Ｓ２）は前記第１の層（１１）の前記第１の厚さ（Ｓ１）より大きく、
   前記第２の射出ステップの前記動作パラメータのうち少なくとも１つは、前記第１の射出ステップの前記動作パラメータのうち対応するパラメータより低く、
   前記第２の射出温度（Ｔ２）は前記第１の射出温度（Ｔ１）より５～１０％低く、又は、前記第２の射出圧力（Ｐ２）は前記第１の射出圧力（Ｐ１）より１０～３０％低く、
   前記第１の射出ステップにおいて前記第１の成形容積（Ｖ１）内の前記第１のプラスチック材料を第１の冷却温度（Ｔ３）に冷却し、前記第２の射出ステップにおいて前記第２の成形容積（Ｖ２）内の前記第２のプラスチック材料を、前記第１の冷却温度（Ｔ３）より１５％～２５％低い第２の冷却温度（Ｔ４）に冷却する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記第１の射出温度（Ｔ１）は１２０℃～２６０℃の範囲内であり、前記第２の射出温度（Ｔ２）は前記第１の射出温度（Ｔ１）より５～１０％低い、
   請求項１記載の方法。
3. 前記第１の射出圧力（Ｐ１）は７００ｋｇ／ｃｍ^２～１３００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲内であり、前記第２の射出圧力（Ｐ２）は前記第１の射出圧力（Ｐ１）より１０～３０％低い、
   請求項１又は２記載の方法。
4. 前記第１の冷却温度（Ｔ３）は３５℃～５５℃であり、前記第２の冷却温度（Ｔ４）は前記第１の冷却温度（Ｔ３）より１５～２５％低い、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の記載の方法。
5. 単色又は複数色の第１の不透明材料と、少なくとも部分的に透明な第２の材料とを使用して、外側の透明な前記第２の層（１２）を通して内側の不透明な前記第１の層（１１）を視認可能とすることができる、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 第１の層（１１）と第２の層（１２）とを有するプラスチック材料製の部材（１０）を製造するための装置であって、
   前記装置は、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を実施するために適したものであり、
   パンチ（２９）、第１の受け型（３０）及び第１の射出ユニット（３１）を備えた第１の成形アセンブリ（２７）と、第２の受け型（３４）及び第２の射出ユニット（３６）を備えた第２の成形アセンブリ（２８）と、を備えており、
   前記第１の受け型（３０）は、前記パンチ（２９）と前記第１の受け型（３０）との間に第１の幅（Ｗ１_ｍａｘ）を有する第１の成形容積（Ｖ１）を画定するために適した第１の成形面（３３）を有し、
   前記第１の射出ユニット（３１）は前記第１の成形容積（Ｖ１）に第１のプラスチック材料を射出して第１の層（１１）を得るように構成されており、
   前記第２の受け型（３４）は前記部材（１０）の前記第１の層（１１）と合わさって、第２の幅（Ｗ２_ｍａｘ）を有する第２の成形容積（Ｖ２）を画定するために適した第２の成形面（３５）を有し、
   前記第２の射出ユニット（３６）は前記第２の成形容積（Ｖ２）に第２のプラスチック材料を射出して第２の層（１２）を得るように構成されている装置において、
   前記第２の幅（Ｗ２_ｍａｘ）は前記第１の幅（Ｗ１_ｍａｘ）より大きく、
   前記第１の射出ユニット（３１）は、前記第１のプラスチック材料を前記第１の射出温度（Ｔ１）に加熱するように構成された第１の加熱手段（５３）を備えていると共に、前記第２の射出ユニット（３６）は、前記第２のプラスチック材料を第２の射出温度（Ｔ２）に加熱するように構成された第２の加熱手段（５４）を備えており、
   少なくとも前記第１の加熱手段（５３）及び前記第２の加熱手段（５４）は互いに独立して作動及び調整されることが可能であり、
   前記第１の成形アセンブリ（２７）は第１の冷却回路（４６）を備えると共に、前記第２の成形アセンブリ（２８）は、前記第１の冷却回路（４６）から独立した第２の冷却回路（４７）を備えており、
   前記第１の冷却回路（４６）及び前記第２の冷却回路（４７）は、前記第１のプラスチック材料及び前記第２のプラスチック材料をそれぞれの冷却温度（Ｔ３，Ｔ４）に冷却するように選択的に設定可能である
   ことを特徴とする装置。
7. 前記第２の成形容積（Ｖ２）の前記第２の幅（Ｗ２_ｍａｘ）と前記第１の成形容積（Ｖ１）の前記第１の幅（Ｗ１_ｍａｘ）との比は１．０５～２．５である、
   請求項６記載の装置。