(57)【要約】本発明は、バイオポリマー材料でできた玩具組立要素に関する。本発明はまた、上記玩具組立要素を製造する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオポリマー材料でできた玩具組立要素。
【請求項２】
前記玩具組立要素は
、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の加工によって製造される、請求項１に記載の玩具組立要素。
【請求項３】
前記玩具組立要素は、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の射出成形及び／又は付加製造によって製造される、請求項２に記載の玩具組立要素。
【請求項４】
前記バイオベースポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選択される、請求項２又は３に記載の玩具組立要素。
【請求項５】
前記ハイブリッド型バイオベースポリマーは、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ジフェニルイソソルビド、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）及びスチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）からなる群から選択される、請求項２又は３に記載の玩具組立要素。
【請求項６】
前記リサイクルされたポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリトリメチレンフラノエート（ＰＴＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、変性熱可塑性オレフィン（ｍＴＰＯ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、スチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）及びポリケトン（ＰＫ）からなる群から選択される、請求項２又は３に記載の玩具組立要素。
【請求項７】
前記樹脂中のバイオベースポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項８】
前記樹脂中のハイブリッド型バイオベースポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項２〜７のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項９】
前記樹脂中のリサイクルされたポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項２〜８のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項１０】
前記樹脂中の総炭素含有率当たりのバイオベース炭素の含有率は、少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、例えば少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項１１】
前記玩具組立要素は、ＬＥＧＯ（商標）サイズ又はＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの玩具組立要素である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項１２】
前記バイオポリマー材料の弾性率は、ＩＳＯ  ５２７に従って測定した場合に、少なくとも１５００ＭＰａ、好ましくは少なくとも２０００ＭＰａである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の玩具組立要素。
【請求項１３】
ａ）少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂を準備する工程と、
ｂ）前記樹脂を加工する工程と、
を含む、玩具組立要素を製造する方法。
【請求項１４】
前記バイオベースポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記樹脂中のバイオベースポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ハイブリッド型バイオベースポリマーは、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ジフェニルイソソルビド、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）及びスチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）からなる群から選択される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記樹脂中のハイブリッド型バイオベースポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記リサイクルされたポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリトリメチレンフラノエート（ＰＴＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、変性熱可塑性オレフィン（ｍＴＰＯ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、スチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）及びポリケトン（ＰＫ）からなる群から選択される、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記樹脂中のリサイクルされたポリマーの量は、該樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）である、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記玩具組立要素は、少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の射出成形及び／又は付加製造によって製造される、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオポリマー材料でできた玩具組立要素に関する。本発明はまた、上記玩具組立要素を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
玩具組立要素は、長年にわたって製造及び販売されている。従来、そのような玩具組立要素は、ＡＢＳ等の石油ベースポリマーでできていた。しかしながら、石油資源の減少及び地球温暖化の影響についての懸念の高まりにより、玩具組立要素だけでなく他の種類の玩具の製造に使用される持続可能な代替材料の開発が奨励されている。今日、石油ベースポリマーを生産するための再生可能な代替策は１つしかなく、それはバイオマスを再生可能資源として使用して生産されるバイオベースポリマーの使用である。
【０００３】
玩具組立要素の１つの種類は、上側に凸部が設けられ、下側に相補形の円筒部が設けられた旧来の箱形の組立ブロックとして特徴付けることができる。そのような箱形の組立ブロックは、特許文献１で初めて開示され、今日では、２つのサイズ、すなわち旧来のＬＥＧＯ（商標）サイズ及びより大きなＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズで製造及び販売されている。
【０００４】
例えば中国の玩具会社のBanBao社によって、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズと同様のサイズの幾つかの玩具組立ブロックが市場に導入されている。これらの組立ブロックは、再生可能資源としてサトウキビを使用してポリエチレンが生産されている持続可能なバイオベースポリエチレン材料でできているとして販売されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３，００５，２８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旧来のＬＥＧＯ（商標）サイズの玩具組立要素は、まだ持続可能なバイオベース材料では生産されていない。ＬＥＧＯ（商標）サイズのブロックの製造には、幾つもの理由から、より大きなＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの玩具組立ブロックの製造に比べてより大きな課題がある。これらの理由の１つは、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックよりもＬＥＧＯ（商標）ブロックの方がブロックの表面特徴に関する要件が厳しいことに関するものである。
【０００７】
一般的に、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズのブロックは２歳から５歳までの子供向けの玩具として使用するために製造され、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックの主な需要は、ブロックが崩れることなく或る場所から別の場所に移動することができる耐久性のある構築物を製作せずに、ブロックを積み重ねることである。それに対して、ＬＥＧＯ（商標）ブロックは、構築用ブロックとして製造され、すなわち、ＬＥＧＯ（商標）ブロックの目的は、ブロックが崩れることなく或る場所から別の場所に移動することができるより大きな耐久性のある構築物を製作することである。したがって、ＬＥＧＯ（商標）ブロックの連結力は、人がブロックの組立及び分解をするのに必要とされる労力を示し、ブロックが何年にもわたり大きな耐久性のある構築物で組立てられたままに留まる能力も示す重要な特徴である。
【０００８】
本発明の発明者らは、これらの課題を克服したことから、現在、ブロックが崩れることなく或る場所から別の場所に移動することができる耐久性のある構築物を製作することを可能にする表面特徴を有するバイオポリマー材料で玩具組立ブロックを製造することができる。玩具組立要素は、射出成形の使用及び付加製造によって製造することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、バイオポリマー材料でできた新規の玩具組立要素に関する。本発明の発明者らは、驚くべきことに、ＬＥＧＯ（商標）サイズの玩具組立要素を、少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の加工によって製造することができることを見出した。
【００１０】
第１の態様では、本発明は、バイオポリマー材料でできた玩具組立要素に関する。
【００１１】
第２の態様では、本発明は、バイオポリマー材料でできた玩具組立要素を製造する方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＬＥＧＯ（商標）サイズの旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックを示す図である。
【図２】ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、バイオポリマー材料でできた玩具組立要素に関する。
【００１４】
本明細書で使用される「玩具組立要素」という用語には、上側に凸部が設けられ、下側に相補形の円筒部が設けられた箱形の組立ブロックの形の旧来の玩具組立要素が含まれる。旧来の箱形の玩具組立ブロックは、特許文献１で初めて開示され、ＬＥＧＯ（商標）及びＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）という商品名で広く販売されている。この用語には、ＬＥＧＯグループ以外の会社によって生産され、したがってＬＥＧＯの商標以外の商標で販売されている他の類似の箱形の組立ブロックも含まれる。
【００１５】
「玩具組立要素」という用語にはまた、互いに互換性があるため互いに相互連結することができる典型的には複数の組立要素を含む玩具組立セットの一部をなす他の種類の玩具組立要素も含まれる。そのような玩具組立セットも、例えばＬＥＧＯ（商標）ブロック、ＬＥＧＯ（商標）テクニック、及びＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）等のように商標ＬＥＧＯとして販売されている。これらの玩具組立セットの幾つかは、玩具組立フィギュアを含み、これらの玩具組立フィギュアは下側に相補形の円筒部を有するので、フィギュアを玩具組立セット内の他の玩具組立要素に連結することができる。そのような玩具組立フィギュアも「玩具組立要素」という用語に包含される。この用語には、ＬＥＧＯグループ以外の会社によって生産され、したがってＬＥＧＯの商標以外の商標で販売されている類似の玩具組立要素も含まれる。
【００１６】
玩具組立要素は、多岐にわたる形状、サイズ及び色が取り揃えられている。ＬＥＧＯ（商標）ブロックとＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックとの間の違いの１つは、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックが全ての寸法においてＬＥＧＯ（商標）ブロックのサイズの２倍であるというサイズである。上側に４×２個の凸部を有する旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロックのサイズは、約３．２ｃｍの長さ、約１．６ｃｍの幅、及び約０．９６ｃｍの高さ（凸部を除いて）であり、各凸部の直径は約０．４８ｃｍである。それに対して、上側に４×２個の凸部を有するＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックのサイズは、約６．４ｃｍの長さ、約３．２ｃｍの幅、及び約１．９２ｃｍの高さ（凸部を除いて）であり、各凸部の直径は約０．９６ｃｍである。
【００１７】
上述の寸法及びサイズは、玩具組立要素が互いに「互換性があるため相互連結することができる」ように、変動は最大でも１％であり得る。
【００１８】
一般に、より大きいＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックと比べてより小さいＬＥＧＯ（商標）ブロックを生産する場合に寸法精度に対する要求はより高くなる。それというのも、より小さいブロックは、ブロックを何度も容易に組立及び分解することが可能でありつつも、ブロックが何年にもわたり大きな耐久性のある構築物で組立てられたままに留まる能力を有するように、共にぴったり嵌まることがより重要であるためである。
【００１９】
また、凸部と相補形の円筒部との間の面圧は、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックよりもＬＥＧＯ（商標）ブロックの方が高い。したがって、耐摩耗性、耐引掻性及びクリープ／応力緩和に関する材料への要求は、ＬＥＧＯ（商標）ブロックを生産する場合により大幅に高い。
【００２０】
本明細書で使用される「ＬＥＧＯ（商標）サイズ」又は「ＬＥＧＯ（商標）サイズの玩具組立要素」という用語は、図１に示される旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロック又はＬＥＧＯ（商標）ブロックと同じサイズの凸部及び／又は相補形の円筒部を有し、ＬＥＧＯ（商標）又はＬＥＧＯ（商標）テクニックの商標で販売される玩具組立セットの一部をなす任意の他の種類の玩具組立要素のいずれかである玩具組立要素を意味する。この用語にはまた、同様又は類似の形状及びサイズであるが、ＬＥＧＯグループ以外の会社によって生産され、したがってＬＥＧＯの商標以外の商標で販売されている類似のブロックも含まれる。
【００２１】
本明細書で使用される「ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズ」又は「ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの玩具組立要素」という用語は、図２に示される旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）玩具組立ブロック又はＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）ブロックと同じサイズの凸部及び／又は相補形の円筒部を有し、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）の商標で販売される玩具組立セットの一部をなす任意の他の種類の玩具組立要素のいずれかである玩具組立要素を意味する。この用語にはまた、同様又は類似の形状及びサイズであるが、ＬＥＧＯグループ以外の会社によって生産され、したがってＬＥＧＯの商標以外の商標で販売されている類似のブロックも含まれる。
【００２２】
本発明の一実施形態では、玩具組立要素は、旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロックである。本発明の別の実施形態では、玩具組立要素は、旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロック、又は互いに互換性があるため互いに相互連結することができ、また旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロックと互換性があるため、旧来の箱型のＬＥＧＯ（商標）玩具組立ブロックと相互連結することができる、典型的には複数の組立要素を含む玩具組立セットの一部をなす任意の他の種類の玩具組立要素である。更に別の実施形態では、玩具組立要素は、ＬＥＧＯ（商標）サイズの玩具組立要素である。
【００２３】
本発明の一実施形態では、玩具組立要素は、旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）玩具組立ブロックである。本発明の別の実施形態では、玩具組立要素は、旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）玩具組立ブロック、又は互いに互換性があるため互いに相互連結することができ、また旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）玩具組立ブロックと互換性があるため、旧来の箱形のＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）玩具組立ブロックと相互連結することができる、典型的には複数の組立要素を含む玩具組立セットの一部をなす任意の他の種類の玩具組立要素である。更に別の実施形態では、玩具組立要素は、ＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの玩具組立要素である。
【００２４】
好ましい実施形態では、玩具組立要素は、玩具構築要素である。本明細書で使用される「玩具構築要素」という用語は、ブロックが崩れることなく或る場所から別の場所に移動することができる大きな耐久性のある構築物の一部を形成するブロックとして使用することができるように所望の表面特徴を有する玩具組立要素を意味する。玩具構築要素は、どのような形状、サイズ及び色であってもよく、すなわち、玩具構築要素は、その表面特徴が、ブロックが崩れることなく或る場所から別の場所に移動することができる耐久性のある玩具構築物の一部を形成することを可能にする限りは、ＬＥＧＯ（商標）サイズ及びＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの両方で上記に定義された任意の玩具組立要素と同じであってもよい。
【００２５】
玩具組立要素は、バイオポリマー材料でできており、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の加工によって製造される。本明細書で使用される「バイオポリマー材料」という用語は、少なくとも１種のバイオベースポリマー又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の加工後に得られる材料を意味する。この用語には、少なくとも１種のバイオベースポリマー又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂の射出成形又は付加製造の後に得られた材料が含まれる。
【００２６】
特に、玩具組立要素は、射出成形若しくは付加製造のいずれかによって又は射出成形と付加製造との組合せによって製造される。
【００２７】
玩具組立要素の射出成形は、玩具組立ブロックを製造する従来の方法である。この製造技術は何年にもわたり使用されており、当業者に非常によく知られている。
【００２８】
近年、例えば高分子材料で物体を造形するための新しい付加製造技術が開発された。本明細書で使用される「付加製造する」又は「付加製造される」という用語は、付加的方式で、すなわち基材上若しくは新たに付加された材料上に新たな材料を付加することによって、基材上若しくは先行して固化された液体層若しくは液滴上で薄い液体層若しくは液滴を繰り返し固化させることによって、又は基材上若しくは先行してプリントされたプラスチック材料上に熱可塑性高分子材料で繰り返しプリントすることによって、又はプラスチック材料を、例えばレーザーを使用することにより付加的方式で繰り返しろう付けすることによって、ブロックが造形されることを意味する。
【００２９】
幾つかの実施形態では、玩具組立要素は射出成形によって製造される。他の実施形態では、玩具組立要素は付加製造によって製造される。更に他の実施形態では、玩具組立要素は、射出成形と付加製造との組合せによって製造される。そのような製造技術の組合せは、例えば、国際公開第２０１４／００５５９１号に記載されており、そこでは、旧来の射出成形された箱形の組立ブロックの表面上に材料を積層方式で付加することによって、高度なデザイン個性を備えた玩具組立要素が製造される。
【００３０】
玩具組立要素へと加工される樹脂は少なくとも１種のバイオベースポリマー又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む、又は該樹脂はリサイクルされたポリマーを含む。
【００３１】
本明細書で使用される「バイオベースポリマー」という用語は、バイオマスに由来するモノマーの化学的重合又は生化学的重合によって生産されるポリマーを意味する。バイオベースポリマーとしては、バイオマスに由来する１種類のモノマーの重合によって生産されるポリマーだけでなく、バイオマスに由来する少なくとも２種の異なるモノマーの重合によって生産されるポリマーも挙げられる。
【００３２】
好ましい実施形態では、バイオベースポリマーは、全てがバイオマスに由来するモノマーの化学的重合又は生化学的重合によって生産される。
【００３３】
バイオベースポリマーは、３つの群に分けることができる：
１．生化学的重合によって、すなわち、例えば微生物の使用によって生産されるポリマー。モノマーは、基質としてバイオマスを使用して生産される。そのようなポリマーの例としては、ポリヒドロキシバレレート及びポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）等のポリヒドロキシアルカノエートが挙げられる。
２．化学的重合によって、すなわち、化学合成によって生産されるポリマー。モノマーは、基質としてバイオマスを使用して生産される。そのようなポリマーの例としては、ポリ乳酸が挙げられる。
３．植物に由来するポリマー。該ポリマーは、典型的には成長の間に植物内部の生化学的過程によって生産される。該ポリマーは、単離されて、任意に引き続き変性される。そのようなポリマーの例としては、例えば酢酸セルロース等の変性セルロースが挙げられる。
【００３４】
幾つかの実施形態では、バイオベースポリマーは生化学的重合によって生産される。他の実施形態では、バイオベースポリマーは化学的重合によって生産される。更に他の実施形態では、バイオベースポリマーは生化学的重合又は化学的重合によって生産される。また他の実施形態では、バイオベースポリマーは植物に由来する。
【００３５】
バイオベースポリマーとしては、石油ベースポリマーと同じ分子構造を有するが、バイオマスに由来するモノマーの化学的重合又は生化学的重合によって生産されたポリマーも挙げられる。
【００３６】
本明細書で使用される「石油ベースポリマー」という用語は、石油、石油副産物又は石油由来原料に由来するモノマーの化学的重合によって生産されるポリマーを意味する。例としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート及びポリメチルメタクリレートが挙げられる。
【００３７】
本明細書で使用される「ハイブリッド型バイオベースポリマー」という用語は、少なくとも１種のモノマーがバイオマスに由来し、少なくとも１種のモノマーが石油、石油副産物又は石油由来原料に由来する少なくとも２種の異なるモノマーの重合によって生産されるポリマーを意味する。重合方法は、典型的には化学的重合方法である。
【００３８】
本明細書で使用される「リサイクルされたポリマー」という用語は、スクラップ又は廃プラスチックを回収し、それを有用な高分子材料に再処理することによって得られたポリマーを意味する。リサイクルされた高分子材料は、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又は石油ベースポリマーを含み得る。この用語は、メカニカルリサイクルされたポリマー及びケミカルリサイクルされたポリマーの両方を対象に含める。「メカニカルリサイクルされたポリマー」という用語は、溶融し、任意にアップグレードすることでポリマー鎖長を増加させた後に、後続の射出成形過程又は射出成形前の配合過程で使用されるペレット等に成形された高分子材料を意味する。「ケミカルリサイクルされたポリマー」という用語は、例えば微生物の使用により高分子材料をそのモノマー及び／又はオリゴマーに化学的に分解し、モノマー／オリゴマーを精製した後に、モノマー／オリゴマーを重合してリサイクルされたポリマーを得ることによって得られる高分子材料を意味する。
【００３９】
幾つかの実施形態では、前記バイオベースポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選択される。
【００４０】
一実施形態では、バイオベースポリマーはセルロース系材料ではない。別の実施形態では、バイオベースポリマーはポリエチレン（ＰＥ）ではない。更に別の実施形態では、バイオベースポリマーはポリプロピレン（ＰＰ）ではない。
【００４１】
幾つかの実施形態では、前記ハイブリッド型バイオベースポリマーは、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ジフェニルイソソルビド、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）及びスチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）からなる群から選択される。
【００４２】
幾つかの実施形態では、石油ベースポリマーは、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、変性熱可塑性オレフィン（ｍＴＰＯ）及びスチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）からなる群から選択される。
【００４３】
幾つかの実施形態では、前記リサイクルされたポリマーは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリトリメチレンフランジカルボキシレート（ＰＴＦ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ（ヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリブチレンフラノエート（ＰＢＦ）、ポリトリメチレンフラノエート（ＰＴＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート−イソフタル酸コポリマー（ＰＥＴ−ＩＰＡ）、ポリエチレンテレフタレートナフタレン（ＰＥＴＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、変性熱可塑性オレフィン（ｍＴＰＯ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、熱可塑性デンプン（ＴＰＳ）、ジフェニルイソソルビド、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレートアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、スチレン−エチレン−ブチレン−エチレン（ＳＥＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）及びポリケトン（ＰＫ）からなる群から選択される。
【００４４】
幾つかの実施形態では、樹脂は１種のバイオベースポリマーを含み、ハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。他の実施形態では、樹脂は２種のバイオベースポリマーを含み、ハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。更に他の実施形態では、樹脂は３種のバイオベースポリマーを含み、ハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。また他の実施形態では、樹脂は４種、５種、６種又は７種のバイオベースポリマーを含み、ハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。
【００４５】
幾つかの実施形態では、樹脂は１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含み、バイオベースポリマーを含まない。他の実施形態では、樹脂は２種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含み、バイオベースポリマーを含まない。更に他の実施形態では、樹脂は３種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含み、バイオベースポリマーを含まない。また他の実施形態では、樹脂は４種、５種、６種又は７種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含み、バイオベースポリマーを含まない。
【００４６】
幾つかの実施形態では、樹脂は１種のバイオベースポリマー及び１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。他の実施形態では、樹脂は２種のバイオベースポリマー及び１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。更に他の実施形態では、樹脂は３種のバイオベースポリマー及び１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。他の実施形態では、樹脂は１種のバイオベースポリマー及び２種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。更に他の実施形態では、樹脂は１種のバイオベースポリマー及び３種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。
【００４７】
幾つかの実施形態では、樹脂は少なくとも１種のリサイクルされたポリマーを含み、バイオベースポリマー及びハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。他の実施形態では、樹脂は少なくとも１種のリサイクルされたポリマー及び少なくとも１種のバイオベースポリマーを含み、ハイブリッド型バイオベースポリマーを含まない。他の実施形態では、樹脂は少なくとも１種のリサイクルされたポリマー及び少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含み、バイオベースポリマーを含まない。更に他の実施形態では、樹脂は少なくとも１種のリサイクルされたポリマー及び少なくとも１種のバイオベースポリマー及び少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマーを含む。
【００４８】
幾つかの実施形態では、樹脂中のバイオベースポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）、例えば樹脂の総重量を基準に少なくとも３０％（重量／重量）、例えば少なくとも４０％（重量／重量）である。幾つかの実施形態では、樹脂中のバイオベースポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも５０％（重量／重量）、例えば少なくとも６０％（重量／重量）、例えば少なくとも７０％（重量／重量）、例えば少なくとも８０％（重量／重量）、例えば少なくとも９０％（重量／重量）、例えば少なくとも９５％（重量／重量）である。
【００４９】
他の実施形態では、樹脂中のハイブリッド型バイオベースポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）、例えば樹脂の総重量を基準に少なくとも３０％（重量／重量）、例えば少なくとも４０％（重量／重量）である。幾つかの実施形態では、樹脂中のハイブリッド型バイオベースポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも５０％（重量／重量）、例えば少なくとも６０％（重量／重量）、例えば少なくとも７０％（重量／重量）、例えば少なくとも８０％（重量／重量）、例えば少なくとも９０％（重量／重量）、例えば少なくとも９５％（重量／重量）である。
【００５０】
更に他の実施形態では、樹脂中のリサイクルされたポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）、例えば樹脂の総重量を基準に少なくとも３０％（重量／重量）、例えば少なくとも４０％（重量／重量）である。幾つかの実施形態では、樹脂中のリサイクルされたポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも５０％（重量／重量）、例えば少なくとも６０％（重量／重量）、例えば少なくとも７０％（重量／重量）、例えば少なくとも８０％（重量／重量）、例えば少なくとも９０％（重量／重量）、例えば少なくとも９５％（重量／重量）である。
【００５１】
幾つかの実施形態では、樹脂は、リサイクルされたポリマー及び石油ベースポリマーの混合物であって、樹脂中のリサイクルされたポリマーの量が樹脂の総重量を基準に少なくとも２５％（重量／重量）、例えば樹脂の総重量を基準に少なくとも３０％（重量／重量）、例えば少なくとも４０％（重量／重量）である、混合物を含む。幾つかの実施形態では、樹脂中のリサイクルされたポリマーの量は、樹脂の総重量を基準に少なくとも５０％（重量／重量）、例えば少なくとも６０％（重量／重量）、例えば少なくとも７０％（重量／重量）、例えば少なくとも８０％（重量／重量）、例えば少なくとも９０％（重量／重量）、例えば少なくとも９５％（重量／重量）である。
【００５２】
ハイブリッド型バイオベースポリマーはまた、その総炭素含有率当たりのバイオベース炭素の含有率によっても特徴付けることができる。幾つかの実施形態では、ハイブリッド型バイオベースポリマー中のバイオベース炭素の含有率は、総炭素含有率を基準に少なくとも２５％、例えば少なくとも３０％又は少なくとも４０％である。他の実施形態では、ハイブリッド型バイオベースポリマー中のバイオベース炭素の含有率は、総炭素含有率を基準に少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、例えば少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％である。
【００５３】
本明細書で使用される「バイオベース炭素」という用語は、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマーの一部を形成するモノマーの生産において基質として使用されるバイオマスを起源とする炭素原子を指す。ハイブリッド型バイオベースポリマー中のバイオベース炭素の含有率は、ＡＳＴＭ  Ｄ６８６６又はＣＥＮ／ＴＳ  １６１３７又は同等のプロトコルで指定される炭素１４同位体含有率によって決定され得る。
【００５４】
リサイクルされたポリマーはまた、その総炭素含有率当たりのバイオベース炭素の含有率によっても特徴付けることができる。幾つかの実施形態では、リサイクルされたポリマー中のバイオベース炭素の含有率は、総炭素含有率を基準に少なくとも２５％、例えば少なくとも３０％又は少なくとも４０％である。他の実施形態では、リサイクルされたポリマー中のバイオベース炭素の含有率は、総炭素含有率を基準に少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、例えば少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％である。
【００５５】
また、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂は、その総炭素含有率当たりのバイオベース炭素の含有率によっても特徴付けることができる。幾つかの実施形態では、樹脂中のバイオベース炭素の含有率は、樹脂中の総炭素含有率を基準に少なくとも２５％、例えば少なくとも３０％又は少なくとも４０％である。他の実施形態では、樹脂中のバイオベース炭素の含有率は、樹脂中の総炭素含有率を基準に少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、例えば少なくとも７０％、例えば少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％又は少なくとも９５％である。
【００５６】
玩具組立要素は、ＬＥＧＯ（商標）サイズ又はＬＥＧＯ（商標）ＤＵＰＬＯ（商標）サイズの玩具組立要素である。好ましい実施形態では、玩具組立ブロックはＬＥＧＯ（商標）サイズの玩具組立ブロックである。
【００５７】
玩具組立要素は、特にそれらの構築要素としての機能のために弾性変形に耐え得ることが重要である。したがって、バイオポリマー材料の弾性率は、ＩＳＯ  ５２７に従って測定した場合に、少なくとも１５００ＭＰａ、例えば少なくとも１７００ＭＰａ、好ましくは少なくとも２０００ＭＰａであるべきである。
【００５８】
本発明はまた、
ａ）少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂を準備する工程と、
ｂ）前記樹脂を加工する工程と、
を含む、玩具組立要素を製造する方法に関する。
【００５９】
上記方法で準備され加工される適切な樹脂としては、上記の樹脂が挙げられる。
【００６０】
幾つかの実施形態では、上記少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂は、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを、例えば滑剤、耐衝撃改質剤、難燃剤、可塑剤、充填材、着色剤、スリップ剤、表面改良剤、成核剤、相溶化剤及び酸化防止剤等の他の添加剤と混合することによって準備される。任意に、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを、樹脂の一部を形成する他のポリマーと混合することもできる。
【００６１】
他の実施形態では、少なくとも１種のバイオベースポリマー及び／又は少なくとも１種のハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを含む樹脂は、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーを石油ベースポリマーと混合することによって準備される。
【００６２】
更に他の実施形態では、樹脂は、例えばポリ乳酸等の１種のみのバイオベースポリマーでできている。そのような場合に、樹脂の準備のために混合は必要とされず、樹脂は、供給業者から購入した樹脂を単に開梱することにより準備される。他の実施形態では、樹脂は１種のみのハイブリッド型バイオベースポリマーでできており、その場合にも樹脂の準備のために混合は必要とされない。更に他の実施形態では、樹脂はリサイクルされた高分子材料でできており、その場合にも樹脂の準備のために混合は必要とされない。
【００６３】
幾つかの実施形態では、玩具組立要素は射出成形によって製造される。そのような実施形態では、バイオベースポリマー及び／又はハイブリッド型バイオベースポリマー及び／又はリサイクルされたポリマーと他の添加剤及び／又は他の石油ベースポリマーとの混合は、樹脂を射出成形機に供給する前に行うことができる。幾つかの実施形態では、混合は乾式混合工程として実施され得る。他の実施形態では、混合は、射出成形工程の前に押出機中での配合工程を使用することによって実施され得る。代替的に、混合は、樹脂を射出成形機に供給する間に実施され得る。
【００６４】
幾つかの実施形態では、玩具組立要素は付加製造によって製造される。付加製造技術の適切な例は、玩具組立要素が液体ベースの付加製造、トナーベースの付加製造、粉末ベースの付加製造又は粒体ベースの付加製造等の光重合付加製造又は熱可塑性プラスチック付加製造によって造形される付加製造技術である。
【実施例】
【００６５】
以下の実施例で、玩具組立ブロックを射出成形又は付加製造によってどのように製造するかを説明する。実施例１及び実施例２で製造されたブロックを次に、「ブロック組立試験」によって試験した。この試験では、２つのブロックを組立及び分解する際の摩擦結合力が評価される。実施例３で製造されたブロックを次に、「落下試験」及び「シャルピーＶノッチ試験」によって試験した。これらの試験では、射出成形されたブロックの衝撃強さが評価される。
【００６６】
ブロック組立試験
目的：或る特定の材料で生産された旧来のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロック（試験片）を組み立て、その後分解するのに要する肉体的な労力を評価して評点を付ける。
【００６７】
試験者：試験者は平均的成人である。
【００６８】
試験条件：試験は、屋内で２０℃〜２５℃の温度及び２０％〜６５％の相対湿度で実施されるべきである。
【００６９】
試験片：試験は、関連材料で生産された同様の色の２つのＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックで行われる。生産後に、試験片は屋内条件で２０℃〜２５℃の温度及び２０％〜６５％の相対湿度で貯蔵されるべきである。
【００７０】
試験：試験は、生産後２日間〜１０日間以内に実施される。試験では、２つの試験片を使用し、一方のブロックの上側ともう一方のブロックの下側とを揃えた後に、それらを上側の全ての凸部及び下側の全ての円筒部を用いて組立及び分解する。試験者は、手でねじらずに、続けて合計１０サイクルにわたって試験ブロックを組み立て、直ちに分解する。各サイクルについて、試験者は以下に指定される試験評点を書き留める。
【００７１】
採点：最初の２回の組立／分解サイクルの採点は無視する。最終的な試験評点は、サイクル３〜サイクル１０について得
られた平均評点として報告される。
【００７２】
【表１】
2021504066.tif 000003
【００７３】
組み立てられた１組のブロックを手で分解することができない場合に、その試験片はこの試験ではＮＤの評点が付けられる。
【００７４】
玩具組立要素の製造に使用するのに許容可能な材料は、３〜７の範囲内の平均試験評点が付けられることとなる。
【００７５】
ＡＢＳで生産された市販のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックは、定義により５の評点が付けられる。
【００７６】
落下試験
目的：或る特定の材料で生産された旧来のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロック（試験片とも呼称される）の衝撃強さを、様々な高さから鉄製重錘を試験ブロック上に落下させて、試験片が破損する特定の高さを決定することによって評価する。旧来のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックは、図１に示されている。
【００７７】
試験者：試験者は平均的成人である。
【００７８】
試験条件：試験は、屋内で２０℃〜２５℃の温度及び２０％〜６５％の相対湿度で実施されるべきである。
【００７９】
試験片：試験は、関連材料で生産された同様の色の旧来のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックで行われる。生産後に、試験片は屋内条件で２０℃〜２５℃の温度及び２０％〜６５％の相対湿度で貯蔵されるべきである。
【００８０】
試験装置：試験装置は、安全規格ＥＮ  ７１−１：２０１４の機械的特性及び物理的特性、セクション８．７；衝撃試験に記載される装置と同様である。様々な指定された落下高さから試験片上に重錘を落下させる。重錘には、落下前に所与の位置に保持するための心棒が備え付けられており、その心棒内には切り離し機構が内蔵されており、スプリット（split）を引くことで落下のタイミングを制御することができる。重錘の保持具は垂直ロッドに接続されており、落下高さはこの垂直ロッドの上下に重錘の保持具をスライドさせることによって制御される。重錘／心棒の総重量は１．００ｋｇであり、重錘は８ｃｍの直径を有する。試験片を保持する試験装置の台板は鉄製である。
【００８１】
試験：試験は、生産後２日間〜１０日間以内に以下の手順に従って実施される：
重錘を、重錘の底が台板の１０ｃｍ上方にある位置に固定する。
試験片を、上側の連結用凸部を下向きにして、下側の相補形の円筒部を上向きにして台板上に重錘の真下に置く。
重錘を試験ブロック上へと落下させ、そのブロックを破損の徴候、すなわち破壊又は亀裂について検査する。
試験片が破損の徴候を示さない場合は、重錘を再び保持具に配置し、重錘の高さを２ｃｍだけ増やす。
新しい試験片を上記のように重錘の下に配置し、重錘をもう一度切り離した後に、試験片を検査する。
この手順を繰り返し、試験片が破損する或る特定の高さに達するまで２ｃｍ刻みで重錘高さを増やす。この高さで新しい２つ目の試験片を試験し、この試験片も破損した場合には、その重錘高さを破損高さとして記録する。２つ目の試験片が破損しない場合には、重錘高さを２ｃｍだけ更に増やして、新しい試験片を試験する。
最後の破損高さを、２つの連続した破損を引き起こす重錘高さとして記載する。
【００８２】
シャルピーＶノッチ試験
６．０×４．０×５０．０ｍｍ３（Ｂ×Ｗ×Ｈ）の寸法を有する試験されるべき関連材料での成形されたプラスチック棒を、ＩＳＯ  １７９−１／１  ｅＡに従ってノッチ切断機（ＺＮＯ、Zwick社、ドイツ）を用いて０．５ｍｍのノッチ先端径で切断した。ノッチ付き試験片を、Ｖノッチを振り子の反対側にして配置し、振り子衝撃装置（ＨＯＴ、Zwick社、ドイツ）においてＩＳＯ  １７９−１：２０１０に記載される原理に従って試験した。
【００８３】
実施例１：ＬＥＧＯ（商標）サイズの射出成形された玩具組立ブロックの製造
ポリ乳酸（ＰＬＡ）材料（３１００ＨＰ、Natureworks社から購入）を８０℃で６時間乾燥させた。その後、その材料を３０ｍｍのスクリューを備えたArburg社製のＡｌｌｒｏｕｎｄｅｒ  ４７０  Ｅ  １０００−４００射出成形機によりＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックへと射出成形した。
【００８４】
射出成形パラメーターは以下の通りであった：
ＰＬＡの溶融温度：１９０℃
金型温度：１１０℃
保圧：６００ｂａｒ
冷却時間：６０秒
【００８５】
製造された２×４組立ブロックを、ブロック組立試験に記載された手順に従って５人で試験した。平均試験評点は１０であった。
【００８６】
そのブロック組立試験の評点は、ブロックの組立及び分解が可能であるものの、製造された玩具組立ブロックの表面摩擦が高いため、後に２つの組み立てられたブロックを過度の労力を要することなく分解することができるように許容可能な表面摩擦を有する玩具組立要素を製造するために、試験されたＰＬＡ樹脂の更なる変性が必要とされることを示している。
【００８７】
実施例２：ＬＥＧＯ（商標）サイズの付加製造された玩具組立ブロックの製造
一般的に、玩具組立要素は、以下の説明を用いて造形することができる：
デジタルＣＡＤファイルは、３Ｄプリンター／付加製造（ＡＭ）装置によって読み込むことができるＳＴＬ、３ＭＦ等のようなファイル形式で保存する必要がある。このファイルは、関連のプリンターのスライスソフトウェアにインポートする必要がある。ファイルは、仮想的に小さな水平レイヤーへとカットされる。これらのレイヤー／スライスの厚みは、プリンターの解像度に依存する。レイヤー内の追加のツールパスは、選択されたＡＭ技術に依存する。液滴ベースのＡＭ技術の場合は、ツールパスは、むしろ液滴の堆積パターン又は行列である。その後に、旧来のＬＥＧＯ（商標）２×４ブロックは、各々のＡＭ技術において積層により生産されることとなる。
【００８８】
オーバーハング又は他の複雑な形状を有する要素を製造するためには、サポート構造物が必要となる場合がある。この構造は同じ材料でできていても又はサポート材から作られていてもよい。製造／堆積工程は上記の造形材料の場合と同様である。唯一の違いは、このサポート構造物を後に除去する必要があることである。除去工程は、液体中で又はチャンバー内にて手動で、半自動的に又は更には完全自動工程のいずれかで行うことができる。
【００８９】
粒体付加製造技術を使用する玩具組立ブロックの製造
ＬＥＧＯ（商標）２×４玩具組立ブロックをARBURG社のＦｒｅｅｆｏｒｍｅｒにおいてＰＬＡ（３１００ＨＰ、Natureworks社から購入）でプリントするために、２つのパラメーターセットを調節する必要がある。装置側では、均一に押出される球形の液滴形状のためのパラメーターセットが必要とされる。Ｆｒｅｅｆｏｒｍｅｒは、材料、圧力及びスクリューの動作に関する半自動調節システムであるが、幾つかのパラメーターは手動で設定する必要がある。ソフトウェア側では、ノズルにより液滴が堆積されるツールパスを規定するために、正確なパラメーターセットで玩具組立要素をスライスする必要がある。
【００９０】
装置パラメーターセット：
Ｔチャンバー＝６０℃
Ｔノズル＝２００℃
Ｔゾーン２＝１８０℃
Ｔゾーン１＝１５５℃
吐出の程度＝７４％
【００９１】
スライスパラメーターセット：
連続押出の送り速度＝４０
不連続押出の送り速度＝４０
液滴のアスペクト比＝１．０４
輪郭線コンターの数＝１
内側補正係数＝０．２
ソーティング＝中から外
輪郭線コンターとのエリア充填オーバーラップ率（area filling overlap）＝５０％
開始角度＝４５゜
増分角度＝９０゜
充填度＝９５％
【００９２】
製造された２×４組立ブロックを、ブロック組立試験に記載された手順に従って５人で試験した。平均試験評点は２であった。
【００９３】
そのブロック組立試験の評点は、ブロックの組立及び分解が可能であるものの、ブロックの連結は緩く、ブロックの分解に殆どないし全く労力を必要としないことを示している。
【００９４】
そのブロック組立試験の評点は、製造された玩具組立ブロックの表面摩擦が低いため、ブロックの連結があまり緩くならないように許容可能な表面摩擦を有する玩具組立要素を製造するために、試験されたＰＬＡの更なる変性が必要とされることを示している。
【００９５】
実施例３：ＰＥＴ樹脂を使用するＬＥＧＯ（商標）サイズの射出成形された玩具組立ブロックの製造
以下のグレードのＰＥＴを試験した：
０．８２ｄｌ／ｇのＩＶを有する商用グレードのポストコンシューマーｒＰＥＴ  ＣＢ−６０２Ｒ（Far Eastern New Century（FENC）社によって供給される）
０．７７ｄｌ／ｇのＩＶを有する部分的にバイオベースのボトルグレードのＰＥＴ  ＣＢ−６０２ＡＢ（Far Eastern New Century（FENC）社によって供給される）（このグレードでは、ＭＥＧモノマーがバイオベースである）
【００９６】
以下のグレードの耐衝撃改質剤を試験した：
エチレン、ブチルアクリレート及びグリシジルメタクリレート（エポキシド官能性）の反応性ランダムターポリマーであるＬｏｔａｄｅｒ（商標）ＡＸ８７００（Arkema社によって供給される）
エチレン、ブチルアクリレート及び無水マレイン酸（無水物官能性）の反応性ランダムターポリマーであるＬｏｔａｄｅｒ（商標）３４３０（Arkema社によって供給される）
シリコーン−アクリレート及びグリシジルメタクリレート（エポキシド官能性）から構成される反応性ゴムであるＭｅｔａｂｌｅｎ（商標）Ｓ−２２００（三菱ケミカル株式会社によって供給される）。
【００９７】
ＰＥＴ試料を１５０℃で５０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの水分含量になるまで乾燥させた。乾燥させたＰＥＴ試料を５０℃未満に外気冷却させたら、以下の表に記載される量で試料を耐衝撃改質剤と乾式配合し、押出（二軸スクリュー、Labtech Engineering Company Ltd社、タイ）後に、射出成形（Arburg社、Ａｌｌｒｏｕｎｄｅｒ  ４７０  Ｅ  １０００−４００、３０ｍｍのスクリュー、ドイツ）を介して加工した。
【００９８】
金型は、残念なことに実験中に壊れため取り替えた。したがって、試験３−１及び試験３−２で生産されたブロックは、試験３−３及び試験３−６で生産されたブロックとは異なる金型を使用して射出成形した。１つ目の金型（試験３−１及び試験３−２で使用された）では、或る特定の壁厚及び支持リブを有するブロックが生産されるのに対して、２つ目の金型（試験３−３〜試験
３−６で使用された）では、壁厚が増加しているが、支持リブを有しないブロックが生産される。したがって、１つ目の金型を使用して生産されたブロックの衝撃強さを、２つ目の金型を使用して生産されたブロックの衝撃強さと直接的に比較することはできない。
【００９９】
【表２】
2021504066.tif 000004
【０１００】
射出成形パラメーターは、以下の通りであった：
溶融温度：２９５℃
ホットランナー温度：３００℃
金型温度：２０℃
【０１０１】
得られた２×４ブロック及び衝撃試験棒を上記のように落下試験及びシャルピーＶノッチ試験においてそれぞれ試験した。結果を以下の表に示す。
【０１０２】
【表３】
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【０１０３】
それらの結果は、リサイクルされたＰＥＴ及びハイブリッド型バイオベースＰＥＴポリマー、すなわちモノマー（ＭＥＧ）の１つがバイオマスを基質として使用して生産されたＰＥＴを含む樹脂を射出成形することによって、玩具組立要素を生産することができることを示している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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