專利名稱：用于模制塑料和復(fù)合彩色物件的色調(diào)變化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及模制方法、模制控制方法和模制部件。 更具體地，本發(fā)明涉及用于模制彩色(multi-colored)塑料和復(fù)合材料物件 的控制顏色變化和顏色順序的方法，該方法不但適用于模制多種彩色部件， 而且其尤適用于模制這樣的部件，該具有一定程度的受控隨機(jī)性，從而;f莫擬 石板、大理石和其它石料的天然色彩和/或石紋，或模仿木料的彩色紋理。
背景技術(shù)：
已知很多方法用于模制彩色塑料和復(fù)合材料物件。下面簡要描述兩種這 樣的方法，以及每種方法的某些已知的缺點(diǎn)和缺陷。
液體顏料注入法(Liquid Color Injection)。該方法中，有機(jī)顏料液直接注 入到注入成型機(jī)的螺桿部分。這導(dǎo)致在最終產(chǎn)品上產(chǎn)生顏色條紋(steaking) 和旋渦(swirling)。該方法的一些缺陷包括下述內(nèi)容因?yàn)椴蛔匀坏男郎u和不 自然的顏色過渡，不可能始終如一地獲得模仿例如自然存在的石板的逼真的 外觀。有機(jī)顏料在陽光中不能很好的保持，并且長期曝露在紫外線下易于褪 色和脫色。對于該方法，也不可能實(shí)現(xiàn)足夠的控制水平以得到具有上述所需 隨機(jī)性的真實(shí)自然的外觀。 一次僅一種產(chǎn)品可以通過所述注入成型機(jī)，所以 需要機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)清除和關(guān)閉以更換顏料。此外，有機(jī)顏料液的母料成本高， 導(dǎo)致較高成本的模制產(chǎn)品。
顏泮十母^l7條紋劑丸劑法(Color Concentrates/Streaker Pellets)。采用該方 法，濃縮的顏料用于給待模制的材料加上條紋。將該有顏色的材料從加料斗 添加并且在桶中以不同溫度熔化，產(chǎn)生條紋或浮散(blooming)效果。該方法 的一些缺陷包括下面的內(nèi)容與液體顏料注入法一樣，因?yàn)椴蛔匀坏男郎u和不自然的顏色過渡，不可能始終如一地獲得模仿例如自然存在的石板的逼真 外觀。同樣，也不可能實(shí)現(xiàn)足夠的控制水平以獲得具有上述所需隨機(jī)性的真 實(shí)自然的外觀。另外， 一次僅一種產(chǎn)品可以通過，所以需要機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)清除 和關(guān)閉以更換顏料。此外，所述條紋劑在成本上^艮高，導(dǎo)致較高成本的才莫制產(chǎn)品。
還已知許多其它模制彩色塑料和復(fù)合材料物件的方法。然而，沒有一種 現(xiàn)有方法能消除上述缺陷，模制出具有隨機(jī)石紋等效果給人以天然存在的材 #+的感覺的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的目的在于提供新的且獨(dú)特的用于模制彩色塑料和復(fù)合材料 物件的控制顏色變化和顏色順序的方法。過程控制建立在待模制件的參數(shù)和 所需的顏色變化上。
本發(fā)明更詳細(xì)的目的在于提供新的且獨(dú)特的方法，該方法控制將不同有
顏色的材料(coloredmaterial)以順序的方式供給到模制設(shè)備中，所述方式使得 在模制件中得到可預(yù)見的隨機(jī)顏色分布。該方法總體包括除了受控的混合 外，在實(shí)際上不混合顏色的情況下，輸送不同的有顏色的模制材料，以在模 制件中獲得附加的顏色。
控制顏色變化的方法不限于用于特定類型的模制，而是在所有類型的模 制方法中均適用，包括但不限于吹塑成型、高壓注射成型、低壓注射成型、 擠出成型、輥成型、和壓縮成型。
控制顏色的方法還可以用于所有種類的彩色模制件，并且使得可以在這 些物件中產(chǎn)生獨(dú)特的顏色組合和順序。在一個實(shí)施方式中，該方法使得可以 制造這樣的復(fù)合材料屋頂瓦片(composite roofing tile),其以彩色石紋排序以 模仿石板瓦片。采用所述控制顏色變化的方法能夠才莫制這樣的物件，其具有 逼真和高度需要的顏色混合以及目前用現(xiàn)有模制技術(shù)無法得到的外觀。為得 到諸如大理石的其它石料的逼真外觀，以石紋形式將顏色排序，或者將顏色 排序以產(chǎn)生模仿各種木材外觀的逼真顏色紋理。結(jié)果，得到了具有迄今沒有 的色彩的產(chǎn)品，其中在模制過程中獨(dú)特地控制了隨機(jī)顏色變化。
所述控制顏色變化的方法進(jìn)一步適用于采用^[艮多不同類型的塑料、橡膠 和復(fù)合材料的模制。合適材料的實(shí)例包括(但不限于)HDPE、橡膠、聚丙歸和聚乙烯，以及PVC、聚苯乙烯、乳膠。例如，這些材料可以以純的形式、共
混物或復(fù)合材料的形式使用，諸如，還含有橡膠的HDPE復(fù)合材料。本發(fā)明
使用的復(fù)合材料形式通常包括用填料混合的聚合物。填料可以是其它工藝的 副產(chǎn)物，諸如木屑、紙漿、稻殼和其它不需要的材料，以制成有用的材料。 還可以用特定的填料以賦予復(fù)合材料某些需要的特性，諸如增強(qiáng)的強(qiáng)度、耐 久性或耐燃性。
與現(xiàn)有模制技術(shù)相比，本發(fā)明的控制顏色變化的方法實(shí)現(xiàn)了以下的益處
和優(yōu)點(diǎn)。(a)模制物件中的隨機(jī)顏色圖案完全處于所述控制顏色變化的方法的 控制之下，因此可以以可預(yù)見的隨機(jī)性制造。這使得能夠模制具有真實(shí)自然 外觀的部件。(b)不同于單色物件，采用現(xiàn)有方法混合批量或多種條紋劑以獲 得彩色物件，不能得到例如仿制石板中的大理石紋理，而可能導(dǎo)致涉及顏色 的質(zhì)量缺陷，諸如有斑點(diǎn)或不真實(shí)的顏色混合或漩渦。通過該方法內(nèi)在的顏 色分解功能(color breakup function),使供給到模制設(shè)備的顏色之間排序，而 不是像多數(shù)現(xiàn)有模制方法 一樣羅列實(shí)地顏色，本發(fā)明的控制顏色變化的方法 有助于消除這些類型的問題。(c)由于內(nèi)在的顏色分解，該方法使得仍可以利 用有色彩變化的產(chǎn)品。利用現(xiàn)有的方法，這些產(chǎn)品反而可能會被遺棄。然而， 利用由本發(fā)明的方法帶來的受控隨機(jī)性，顏色的自然轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)性的外觀提 供了有利的因素，相反，利用現(xiàn)有的方法，顏色具有生硬的顏色轉(zhuǎn)變，并且 這樣的變化因?yàn)椴煌怀?，因此看起來像是缺陷?d)可以在模制物件中實(shí) 現(xiàn)更真實(shí)、逼真的色彩，這樣的色彩利用現(xiàn)有技術(shù)不能獲得。(e)不像在一些 現(xiàn)有模制技術(shù)中那樣，不用將特定的添加劑添加到才莫制材料中，且不用相關(guān) 的設(shè)備，就能完成所述模制物件中的上色結(jié)果。(f)可手動或自動地"在工作 中(onthefly)"改變顏色順序，以減少或消除利用現(xiàn)有方法的這種改變期間 的停機(jī)時間。(g)利用例如三色設(shè)置就能夠?qū)崿F(xiàn)無限的顏色順序而沒有停機(jī)時 間，并且通過按下進(jìn)料系統(tǒng)控制器的按鈕就可以進(jìn)行改變。(h)可以有規(guī)律地 均勻混合顏色以產(chǎn)生不同的實(shí)地顏色，例如混合黑色和赤褐色以產(chǎn)生紅棕色 (burgundy-brown)，而且也沒有模制設(shè)備的停機(jī)時間。(i)與現(xiàn)有技術(shù)相比， 所述控制顏色變化的方法帶來成本的節(jié)約，因?yàn)榭梢允褂幂^便宜的著色材 料，和因?yàn)榕c必須為每種不同的產(chǎn)品更換原料和清洗機(jī)器的現(xiàn)有技術(shù)相比該
方法產(chǎn)生的廢棄產(chǎn)品(即，不滿足所需產(chǎn)品的重復(fù)圖案或隨機(jī)性的物件)的量 最小。當(dāng)利用現(xiàn)有技術(shù)更換多次顏色時，機(jī)器將具有閑置時間，導(dǎo)致?lián)p失生產(chǎn)時間。利用本發(fā)明的顏色變化方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所有這些項(xiàng)目均可 減少。(j)此外，在本發(fā)明中使用的著色材料可以為具有優(yōu)異的耐紫外線性的 氧化物材料，使得所述模制產(chǎn)品長期暴露在日光下仍保持它們的顏色完整 性。
通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它的方面、目的和優(yōu) 點(diǎn)將變得更明顯。
簡單來說，所述控制顏色變化的方法包括以順序的方式將不同的有顏色 的材料供給到模制設(shè)備中，該方法防止顏色顯著混合并且在模制物件中實(shí)現(xiàn) 可預(yù)見的或可控制的隨機(jī)色彩。該方法采用 一種或多種控制模塊和能將不同 顏色的模制材料在顏色間最小混合的情況下供給到模制設(shè)備中的材料處理 設(shè)備。
彩色模制件的控制顏色變化的方法的實(shí)施方式包括指定在模制件中使 用的顏色數(shù)量、在模制件中顏色的近似比例、以及在模制件中顏色的順序； 確定為模制件而要填充的總量(包括要填充的和然后從模制品中修剪或去除 的任何區(qū)域)；用因數(shù)調(diào)整總模制量(total mold volume)以獲得非整數(shù)倍的該 量；和在與經(jīng)調(diào)整的總量有關(guān)的所需比例下、以所需的順序重復(fù)地將各個顏 色(color)供給到模制設(shè)備。結(jié)果，生產(chǎn)了多種具有受控的隨機(jī)色彩的彩色模 制件。


圖1是說明用于常規(guī)模制設(shè)備時本發(fā)明的控制顏色變化方法的優(yōu)選實(shí) 施方案的流程圖。
圖2是示于圖1的流程圖中的一個進(jìn)料器和某些相關(guān)組件的側(cè)^L圖。 圖3是三個模制件的透視圖，所述模制件利用示于圖1的控制顏色順序 和顏色變化的方法被可預(yù)見性地但又是隨機(jī)性地帶色。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的控制顏色變化的方法的其他實(shí)施方案的流程圖。
盡管本發(fā)明允許有各種調(diào)整和另外的結(jié)構(gòu)，但是已經(jīng)在附圖中示出并且 在下文中詳述了特定的實(shí)施方式。然而，應(yīng)該理解，并不是要將本發(fā)明限制 為公開的具體形式，而是相反，而是要覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所 有調(diào)整、另外的結(jié)構(gòu)、另外的方法和等同物。
具體實(shí)施例方式
為了說明，本發(fā)明的控制顏色變化的方法的一個實(shí)施方式示于圖1的流 程，其中單線連接表示組件間的操作性連通(例如，電的、光的、數(shù)字的等)， 雙線表示物料流。如前所述，控制顏色變化的方法包括以防止顏色顯著混合 并在模制件中實(shí)現(xiàn)可預(yù)測的或可控制的隨機(jī)色彩的順序和方式將不同有顏 色的材料供應(yīng)到模制設(shè)備中。
參考圖1，示出的模制設(shè)置包括進(jìn)料系統(tǒng)IO，其將不同有顏色的材料 供應(yīng)到生產(chǎn)具有受控隨機(jī)性的彩色模制件14的模制設(shè)備12，例如(但不限于) 注射成型機(jī)。在這種情況下，該進(jìn)料系統(tǒng)包括三個螺桿進(jìn)料器，用于在模制 方法中使用最高三種有顏色的材料A、 B和C。通常，進(jìn)料器包括加料斗18， 和控制材料從該加料斗的流出量的材料加載器20(參見圖2)。作為注射成型 機(jī)的典型標(biāo)準(zhǔn)部件，螺旋傳動器22在其加熱材料的同時使該材料朝著注入 模具入口 12a向前移動。系統(tǒng)中進(jìn)料器的數(shù)量將確定可以在不使顏色混合的 情況下使用的顏色的最大數(shù)量。結(jié)合模制設(shè)備的操作，通過過程控制模塊24 控制進(jìn)料系統(tǒng)的運(yùn)行。
進(jìn)料系統(tǒng)10和控制模塊24配置成當(dāng)模制設(shè)備12要求材料填充模具空 腔以模制件14時，將有顏色的材料A、 B和C以預(yù)定的順序從各進(jìn)料器16 供應(yīng)到模具入口 12a。該控制顏色變化的方法的這一基本運(yùn)行特性與常規(guī)模 制方法相反，所述常規(guī)模制方法利用填充有共混在一起的基礎(chǔ)材料和濃縮顏 料的單個加料斗，或者其中兩種或多種有顏色的材料同時供應(yīng)到模具入口 。 通過當(dāng)模制設(shè)備需要材料時從各個進(jìn)料器向模制設(shè)備進(jìn)料，可以消除在常規(guī) 材料進(jìn)料系統(tǒng)中不同的有顏色的材料A、 B和C通常發(fā)生共混的情況。
在過程開始后，該控制模塊24發(fā)送控制信號(CS1)以使第 一顏色(例如， 材料A)進(jìn)料通過其相關(guān)進(jìn)料器16。該第一顏色進(jìn)料其設(shè)定的時間(或直到已 供應(yīng)了預(yù)定量的材料)或直到該材料積聚并觸發(fā)模具入口 12a處的高濃度傳 感器(high level sensor)28。如杲該高濃度傳感器被觸發(fā)，則過程控制模塊停 止該進(jìn)料系統(tǒng)并使成型機(jī)消耗來自模具入口的材料。 一旦材料基本消耗完， 模具入口中的低濃度傳感器(low levd sensor)30被觸發(fā)，指示該過程控制器
開始供應(yīng)額外的材料。當(dāng)所有預(yù)定量的材料A都已供應(yīng)時，該過程控制模塊 24停止運(yùn)行第一材料，并且發(fā)送控制信號(例如，CS2或CS3)以啟動加料順 序中的下一顏色。然而，直到之前的顏色消耗到足以觸發(fā)低濃度傳感器時，下 一顏色才會啟動。這使得材料在模制設(shè)備中的混合保持最d 、化。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，該進(jìn)料器16配備有單獨(dú)的驅(qū)動馬達(dá)和控制模塊32 用于分別對螺旋傳動器22進(jìn)行速度校正，并且加料斗18設(shè)置有用于材料加 載器20的單獨(dú)的控制模塊26 。過程控制模塊24通過控制信號CS,'(其中i= 1 -3) 與進(jìn)料器控制模塊32進(jìn)行通訊以控制進(jìn)料器的速度，并通過控制信號CSj 與加載器控制模塊26進(jìn)行通訊以控制材料從加料斗落下，另外，還協(xié)同模 制設(shè)備12的運(yùn)行，與控制顏色變化的方法中采用的部件的時序和運(yùn)行進(jìn)行 配合。通過精確地控制在所述方法中使用的每種有顏色的材料的量，單獨(dú)的 加料斗控制模塊26使得可以更精細(xì)地調(diào)節(jié)該方法。各種控制模塊均可以應(yīng) 用在例如單一過程控制單元的各個控制單元中或模塊中。
在本發(fā)明的 一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所使用的著色材料是具有優(yōu)異的耐紫 外線性的氧化物材料，從而模制產(chǎn)品長期暴露在日光中仍能保持它們的色彩 完整性。
僅作為實(shí)例，合適的、低成本的、容易獲得的Genisis KBMS-10MRA 單元已成功用作具有Pro Rate加料斗、進(jìn)料器和進(jìn)料控制器的整體過程控制 器。當(dāng)然，有很多可購買獲得的或本領(lǐng)域技術(shù)人員能設(shè)計(jì)出的能夠滿足本發(fā) 明的運(yùn)行需要的控制單元。
為有助于控制顏色變化的方法，成型機(jī)可以配合有非標(biāo)準(zhǔn)的深切低剪切 螺桿22以使該材料通過在螺旋傳動器中同時進(jìn)行的加熱過程以很少的混合 向前移動。還可以通過控制材料注入到模具中時的旋轉(zhuǎn)螺桿速度和運(yùn)行壓力 來將混合水平控制到低的狀態(tài)。在一個原型機(jī)中，使用三種顏色赤褐色、 綠色和灰色。利用三種顏色，在生產(chǎn)中容易地制造出七種不同的彩色產(chǎn)品而 不用停止和清潔該機(jī)器。
如前所述，所述控制顏色變化的方法還包括以在模制件中實(shí)現(xiàn)可預(yù)見的 或可控制的隨機(jī)色彩的方式供應(yīng)不同的有顏色的材料。當(dāng)然，這將依賴于在 模制品中顏色的數(shù)量和所需的比例，以及其它因素。具體來說，實(shí)施所述控 制顏色變化的方法包括以下
1)指定(確定、選擇等)
a) 在模制件中要使用的顏色的數(shù)量("N")，
b) 在模制件中顏色的大致比例("R1 ->N"),
c) 在模制件中顏色的順序("S1》N");2) 確定(演算、計(jì)算、估計(jì)等)模制件需要填充的總量("V"),即總的才莫
制量，包括要填充和然后從模制產(chǎn)品中修整或去除的任何區(qū)域；
3) 用因數(shù)"F"調(diào)整(修正、計(jì)算等)該總模制量以獲得其非整數(shù)倍(例如， "V承二v承f"或V*="V+(V*f)");和
4) 重復(fù)地以以下方式將各個顏色供應(yīng)到模制設(shè)備以制造多種模制件 以所需的順序，以保持不同顏色的基本顏色完整性的方式(如上所述)，和以 所需的大致比例但與經(jīng)調(diào)整的總模制量相關(guān)(即，作為其函 數(shù))("Rl-〉N承f(Rl-〉N, V*)")。
這樣， 一旦知道模制量，那么所述控制顏色變化的方法包括以下的材料 供應(yīng)和模制過程中的可變的或可受控的參數(shù)
1) 指定顏色N(數(shù)量)、R^n(比例)和S^n(順序)；
2) 用因數(shù)F(非整數(shù))調(diào)整V0寞制量)以獲得V*;和
3) 以順序S^n和R^^并以保持不同顏色的基本顏色完整性的方式， 重復(fù)地供應(yīng)顏色1》N到模制設(shè)備。
下面的實(shí)施例展示該控制顏色變化的方法的實(shí)施方式。 實(shí)施例1:用總量為30磅(包括修整的區(qū)域)的材料在有兩個空腔的模具 中模制具有順序排列的兩種顏色(A、 B)的模制件，其中大致比例為60%的A 與40%的B。利用10%的增加因數(shù)調(diào)整該30磅的量以獲得33磅經(jīng)調(diào)整的 總量。經(jīng)調(diào)整的模制量抵銷了制造期間的顏色替換(placement)以防止在最終 產(chǎn)品中明顯的重復(fù)顏色布置。采用與經(jīng)調(diào)整的總量相關(guān)的所述60%與40%的 比例，按如下所述將所述兩種顏色供應(yīng)到模制設(shè)備中19.8磅的第一顏色(A), 然后13.2磅的第二顏色(B)，接下來19.8磅的A和13.2磅的B，在模制產(chǎn)品 的生產(chǎn)過程中重復(fù)該顏色順序。如果模具的兩個空腔順序填充，則得到的模 制件中的顏色分布如下第一個物件-19.8A, 10.2B;第二個物件^3B, 19.8A, 7.2B;第三個物件=6B, 19.8A, 4.2 B;并且以此類推，直到在第 12個物件中基本重復(fù)第一個物件的顏色分布。然而，在為第12個物件進(jìn)料 時或之前，編程使一個參數(shù)(如量調(diào)整因數(shù)或顏色分布比例)改變生效，甚至 能防止在模制件的顏色圖案中這中不頻繁的重復(fù)。
實(shí)施例2:除了利用實(shí)施例1的比例的倍數(shù)因數(shù)確定顏色順序之外，采 用實(shí)施例1的模具和參數(shù)生產(chǎn)物件。在本實(shí)施例中，將60%-40%比例的顏色 順序分為30% A、 20% B、 30% A、 20% B。在本實(shí)施例中，將該材料按如下所述供應(yīng)到模制設(shè)備中9.9磅的第一顏色(A), 6.6磅的第二顏色(B), 9.9 磅的A， 6.6磅的B，以此類推。本實(shí)施例得到具有與實(shí)施例1相同的總顏 色比例，但在各物件中具有更頻繁的顏色過渡的模制部件。如果同時填充實(shí) 施例1的模具的兩個空穴，將得到相同的比例和順序。
實(shí)施例3:利用實(shí)施例1的模具，但是利用三種顏色(A、 B、 C)采用兩 種不同的顏色變化比例生產(chǎn)物件。第一比例是20%的顏色A、 20。/。的顏色B 和60%的顏色C,接下來為30%的顏色A、 30%的顏色B和40%的顏色C 的第二比例，然后重復(fù)該第一和第二顏色順序比例。在這種情況下，按如下 將材料重復(fù)地供應(yīng)到才莫制設(shè)備中6.6磅的第一顏色(A)、 6.6磅的第二顏色 (B)、 19.8磅的第三顏色(C)，接下來9.9磅的顏色A、 9.9磅的顏色B、 13.2 磅的顏色C。釆用兩種或更多種的顏色順序提供在模制物件中進(jìn)一步的隨機(jī) 性顏色變化。
實(shí)施例4:利用實(shí)施例1的模具和實(shí)施例2的顏色順序生產(chǎn)物件，但是 利用10%降低因數(shù)調(diào)整30磅的總量以獲得27磅的經(jīng)調(diào)整的總量。然后，以 8.1磅的第一顏色(A)、 5.4磅的第二顏色(B)、 8.1磅的第一顏色、5.4磅的第 二顏色，以此類推，重復(fù)地將該有顏色的材料供應(yīng)到模制方法。
通過例如有意地同時供應(yīng)兩種(或更多種)顏色以獲得額外的排序混合 的顏色而不用在單獨(dú)的進(jìn)料器中提供這種顏色，可以實(shí)現(xiàn)控制顏色變化的方 法的實(shí)施方案的進(jìn)一步調(diào)整。該方法的任何可變的或可控制的參數(shù)都可以由 操作者手動改變或"在工作中，，改變而不必停止該模制方法，或通過在該過 程控制器中編程以自動改變從而在該方法中的特定時間(例如，制造特定數(shù) 量的物件后或處理特定次數(shù)的運(yùn)行順序后)自動生效。
圖3是三個模制件(14a、 14b、 14c)的透視圖，它們以圖l表示的顏色排 序方法隨機(jī)帶色。在這種情況下，這些是由以下模制方法制成的最先的三個 件，該方法供應(yīng)了三種顏色，其中經(jīng)調(diào)整的模制量超過實(shí)際模制量的10%, 且顏色比例和順序?yàn)?0%的A、 60%的B和30%的C。
圖1所示的模制設(shè)置利用這樣的進(jìn)料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所需的顏色變化控制， 該系統(tǒng)采用用于不同顏色的獨(dú)立的進(jìn)料器。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，可以以很 多方式完成這樣的材料處理功能，并且普通的進(jìn)料設(shè)備可以用于或改型為以 控制顏色變化的方法中規(guī)定的量和比例供應(yīng)不同的有顏色的材料，而不用混 合不同的顏色。在這方面，設(shè)置該進(jìn)料系統(tǒng)以控制不同材料的輸入并以最小的混合供應(yīng)不同的材料。這樣的顏色傳輸控制，通?？梢酝ㄟ^如圖1的新的 材料處理設(shè)備的配置，或通過精細(xì)調(diào)整或物理改變現(xiàn)有的設(shè)備來完成。
下面的實(shí)施例說明適于控制顏色變化的方法的材料處理的另外的實(shí)施 方式，應(yīng)該理解，該方法可以應(yīng)用于其他類型的進(jìn)料系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在使 不同的顏色順序供應(yīng)時不混合的情況下，將有顏色的材料輸送到模制設(shè)備。
例如，大多數(shù)塑料或橡膠擠出機(jī)的材料處理和進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)置成通過筒和 螺桿設(shè)計(jì)的高速旋轉(zhuǎn)來迅速且有效地混合供應(yīng)的材料，所述螺桿設(shè)計(jì)當(dāng)它朝 著模制設(shè)備向前推進(jìn)該材料時起攪拌器的作用。利用該基本類型的設(shè)備實(shí)施 本發(fā)明，包括控制螺旋驅(qū)動器的速度以限制不同的有顏色的材料的混合，
和/或通過增加擠出機(jī)內(nèi)螺桿的尺寸和/或角度以不混合而是以"大口咬住(big bite)"的方式以有限的混合使該材料迅速向前。然后，以控制顏色變化的方 法中上述比例和量規(guī)定的用量將該不同的有顏色的材料供應(yīng)到擠出機(jī)，其中 總模制設(shè)定為用于一個模制件供應(yīng)通過擠壓機(jī)的量或其整數(shù)倍。
在壓縮成型中，如果使用擠出機(jī)生產(chǎn)彩色物件，則可應(yīng)用前述段落中描 述的進(jìn)料系統(tǒng)中的技術(shù)。或者，如果將不同的有顏色的材料像通常在熱固性 材料的情況中進(jìn)行的那樣以"碎屑"或者"固體型"材料供應(yīng)到模具中，則 調(diào)整或控制該材料進(jìn)料系統(tǒng)以按照由所述比例和量的規(guī)定供應(yīng)順序的材料 量。
作為進(jìn)一步的實(shí)施例，圖4示出模制設(shè)置的另外的實(shí)施方式。該系統(tǒng)與 圖l所示的系統(tǒng)相似，除了三個加料斗供應(yīng)到單一的進(jìn)料器16，并且材料傳 輸?shù)郊恿隙返目刂苾H通過到加料斗控制器的控制信號(CSi')。該另外的系統(tǒng)的 優(yōu)點(diǎn)包括由于較少的設(shè)備帶來的較低的成本。該另外的系統(tǒng)的缺陷包括對將 不同的顏色供應(yīng)到模制設(shè)備的較少的控制。該設(shè)置還表現(xiàn)出這樣的潛能即 在某種程度上增加了兩種顏色間的過渡中的顏色混合，這對于某些物件來說 是需要的。
以上說明清楚地表明，本發(fā)明給本領(lǐng)域帶來了新的和獨(dú)特的控制顏色變 化和顏色順序的方法，該方法實(shí)現(xiàn)了在模制彩色塑料和復(fù)合材料物件中可預(yù) 測的隨機(jī)顏色分布，因此，能夠獲得模制品中獨(dú)特的顏色表現(xiàn)。該方法中的 變量可以在模制操作期間調(diào)節(jié)以在模制件中賦予額外的控制和隨機(jī)性?？梢?調(diào)整該方法中的配比、先后順序等，直到在模制的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)所需的外觀。 該方法可用于多種類型的模制方法、物件和材料，且通過調(diào)整設(shè)備的精細(xì)調(diào) 節(jié)可以用于現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)備，以允許以最小的混合供應(yīng)有顏色的材料。
權(quán)利要求
1.一種用于采用模制設(shè)備制造塑料和復(fù)合材料彩色模制件的控制顏色變化的方法，該方法包括a)指定i)用于模制件中的顏色數(shù)量，ii)在模制件中顏色的大致比例，和iii)在模制件中顏色的順序；b)確定經(jīng)調(diào)整的量，該量為與所述模制件相關(guān)的總模制量的非整數(shù)倍；c)在與經(jīng)調(diào)整的量有關(guān)的所述比例下、以所述順序?qū)⒏黝伾┙o到模制設(shè)備；然后d)進(jìn)行下列之一i)重復(fù)所述將各顏色供給到模制設(shè)備，或ii)(a)再次指定所述顏色數(shù)量、所述大致比例或所述順序之一，或(b)再次確定所述經(jīng)調(diào)整的量；然后重復(fù)所述將各顏色供給到模制設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1的改變顏色變化的方法，其中與模制件相關(guān)的總模 制量包括被填充以及然后從模制件修整或去除的模制區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求1的改變顏色變化的方法，其中模制設(shè)備包括模制件 的擠出機(jī)，且總模制量是用于一個模制件的通過擠出沖幾供應(yīng)的量或其整數(shù)倍。
4. 如權(quán)利要求1的改變顏色變化的方法，其中所述供應(yīng)還包括單獨(dú) 地控制各顏色到模制設(shè)備中的供應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求4的改變顏色變化的方法，其中模制設(shè)備包括用于各 顏色的公共入口 ，并且其中所述供應(yīng)還包括感應(yīng)入口內(nèi)各顏色的濃度，和 響應(yīng)于此控制下一顏色的供應(yīng)，以協(xié)助保持兩種顏色間的顏色完整性。
6. —種用于模制彩色物件的系統(tǒng)，包括 a)模制設(shè)備；b) 能單獨(dú)地供應(yīng)兩種或更多種有顏色的材料到該模制設(shè)備的進(jìn)料系統(tǒng)；c) 過程控制模塊，其被編程為控制該進(jìn)料系統(tǒng)，從而以物件的總才莫 制量的非整數(shù)倍確定的有順序的比例重復(fù)傳輸有顏色的材料。
7. 如權(quán)利要求6限定的系統(tǒng)，其中該進(jìn)料系統(tǒng)包括用于每種有顏色 的材料的單獨(dú)的加料斗、單獨(dú)的進(jìn)料器和單獨(dú)的材料流量控制模塊。
8. 如權(quán)利要求7限定的系統(tǒng)，其中該模制設(shè)備包括高和低濃度輸入 傳感器，其提供信號到該過程控制模塊以協(xié)助控制所述有顏色的材料傳輸 到模制設(shè)備中。
9. 如權(quán)利要求6限定的系統(tǒng)，其中該進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為在基本 不混合的狀態(tài)下將有顏色的材料傳輸?shù)皆撃Ｖ圃O(shè)備中。
10. 如權(quán)利要求9限定的系統(tǒng)，其中該進(jìn)料系統(tǒng)包括將有顏色的材料 傳輸?shù)皆撃Ｖ圃O(shè)備的螺旋傳動器，該螺旋傳動器是能以基本不混合的狀態(tài) 使所述材料朝該著模制設(shè)備向前移動的深切、低剪切的驅(qū)動器。
全文摘要
一種用于在彩色模制件中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)顏色變化的方法，包括以防止顏色的顯著混合的預(yù)設(shè)順序和方式，和以與模制件有關(guān)的量的非整數(shù)倍相關(guān)的預(yù)設(shè)比例，將單獨(dú)的顏色供應(yīng)到模制設(shè)備中。
文檔編號B29C47/00GK101568421SQ200680040893
公開日2009年10月28日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者比利鮑勃·J·布爾 申請人:比利鮑勃·J·布爾