(57)【要約】【課題】　　　　　　とりわけ粘性の大きい材料であっても糸引きや後滴下を生ぜず、整然とした生産物の詰め込みを行うことができる充填装置の提供。【解決手段】　　　　　分与装置から紐状形態で延出され、生産物紐状体を切断する切断装置によって最終分与されるとりわけ化学工業組成物等の粘性材料生産物の充填装置において、前記切断装置は、レーザを有し、該レーザのレーザビーム（１５）は、生産物紐状体の延伸方向に対する横断方向に指向され、かつ最終分与するために前記生産物紐状体（１２）を貫通する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　分与装置から紐状ないし帯状形態で取出され、生産物紐状体を切断する切断装置によって最終分与される、とりわけ化学工業組成物等の、粘性材料生産物の充填装置において、
　前記切断装置は、レーザを有し、該レーザのレーザビーム（１５）は、生産物紐状体の延在方向に対する横断方向に指向され、かつ最終分与するために前記生産物紐状体（１２）を貫通するよう構成されること
　を特徴とする充填装置。
【請求項２】
　前記生産物紐状体（１２）を一の側面から該一の側面に対向する側面に向って切断するために、レーザビーム（１５）と該生産物紐状体（１２）とを相対的に運動させる運動装置を備えること
　を特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
　前記レーザビーム（１５）は、位置固定的かつ連続的に照射されること、及び
　前記生産物紐状体（１２）は、前記レーザビーム（１５）を横断するように運動するよう構成されること
　を特徴とする請求項２に記載の充填装置。
【請求項４】
　前記レーザビーム（１５）は、前記生産物紐状体（１２）を切断するために断続的に該生産物紐状体（１２）へ指向されること
　を特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項５】
　前記生産物紐状体（１２）の切断に際し、分離時に糸を引かないこと、分離後に材料が滴下しないこと又は切断部位が整然としていること、の少なくとも何れか１つが達成されるよう、前記レーザビーム（１５）のエネルギ密度及び該生産物紐状体（１２）との接触時間が、該生産物紐状体（１２）の材料及び厚みに基づいて調節されること
　を特徴とする請求項１〜４の一に記載の充填装置。
【請求項６】
　前記レーザビーム（１５）を放射するレーザは、ＣＯ２レーザから構成されること、
　を特徴とする請求項１〜５の一に記載の充填装置。
【請求項７】
　粘性材料生産物の分与充填体の製造方法であって、
　請求項１〜６の一に記載の充填装置により粘性材料を容器（１３）へ分与すること
　を特徴とする製造方法。
【請求項８】
　前記粘性材料は、流動状態で前記容器（１３）へ排出されること
　を特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
　前記粘性材料は、水希釈状／易流動性から中程度の粘性の生産物から構成されること
　を特徴とする請求項７又は８に記載の製造方法。
【請求項１０】
　前記粘性材料は、半固体的な硬さを有する難流動性でゲル状の組成物から構成されること
　を特徴とする請求項７又は８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、粘性材料の充填装置ないし分与装置に関し、特に分与装置から紐状（ないし帯状）形態で取出され、生産物紐状体を切断する切断装置によって最終分与状態にされる、とりわけ化学工業組成物等の粘性材料生産物の充填装置に関する。
【０００２】
　化学工業組成物（生産物）という概念は、ここでは、流動体の形態で充填装置によって分与装置から紐状（ないし帯状）の形状で取出されるとりわけ化学工業的に製造される粘性生産物を全て含む。最終分与のために、この生産物紐状体は、特殊な装置によって切断ないし切離される。とりわけ、本発明は、以下に詳細に説明するように従来種々の態様で実現されていた問題の充填装置の切断装置に関する。なお本発明において「紐状」の語は、「帯状」も含むものとする。
【背景技術】
【０００３】
　冒頭で述べた種類の充填装置は、幾つか知られている（例えば特許文献１及び２参照）。これら既知の充填装置は、生産物紐状体を切断するために、分与パイプの形態での分与装置と受容容器との間に配設される機械装置を有する。
【０００４】
　冷却され且つ連続している複数のホットメルト包装体をレーザで各包装体に切断することも知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
　液体含有物質のレーザ切断装置も知られている（例えば特許文献４文献参照）。
【０００６】
　ところで、流動性を有する組成物に適用される充填原理（例えば、ピストン押出分与法（Dosierung）、膜技術、予設定される圧力室特性のための圧力依存性時間制御注出法、誘導流量測定法、重量測定による受容容器への重量注出分与法等が考慮の対象となる）に依存することなく、充填装置（ここでは分与装置をも意味する）と受容容器との間での充填物（ここでは、粘性材料とも表現される）の分離ないし切断が必要とされる。このような充填物の切断は、従来、例えばシリンダ状の充填パイプ（その注出口に弁座が配設されている）によって行われていた。
【０００７】
　この充填パイプは、当該充填パイプと組をなすラムないしプランジャを介して注出（押出）方向又はその反対方向に、注出プロセスの終了時に密閉され、充填物の分離ないし切断が達成される。他の分離（切断）技術として回転摺動原理（Drehschiebeprinzip）が既知であるが、それによると、回転する弁のコック（Ventilkueken）が、注出路を開閉する。充填物を分離（切断）するためには、充填パイプと生産物との間の粘着／凝着も好適であり、この方法では、分与過程後の（充填物の）分離（切断）は必要とされない。この既知の原理は、空気／不活性ガス支援式自由吹出（吹付）（Freiblasen）によって支援され得る。或いは、充填パイプの再現可能な残滓排出（ドレイン）を達成するために、重力を利用することもできる。
【０００８】
　更に、問題の充填装置のための切断装置として、充填物延出方向に対する横断方向に運動する回転刀又は特殊な切断部材も考慮の対象となる。
【０００９】
　切断プロセスが再現可能であること、（切断時ないし切断後）充填物の一部が（充填パイプから）滴下（後滴下）することなく切断が行われること、（切断時）充填パイプ内の充填物からその一部が糸（生産物糸）を引くように漏脱しないこと、目的たる（受容容器の充填開口の）縁まで一杯に充填することを保証するために充填物の切断部位（切断面）が整然とした状態で充填パイプないし充填容器内へ吸い込まれることが、上述の切断原理如何にかかわらず切断プロセスにとって重要である。
【００１０】
【特許文献１】ドイツ実用新案DE 92 08 679 U1
【特許文献２】ドイツ実用新案DE 92 17 784 U1
【特許文献３】国際公開WO 94/13451 A1
【特許文献４】ドイツ特許DE 39 04 281 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
　少なくとも小さい充填サイクル及び低粘性材料に対しては、上述のほぼ全ての切断装置は、これらの条件を充足することができる。しかし、問題となるのは、（単位時間当りの）より大きいサイクル回数（即ち高速処理）（Taktzeiten）が必要な場合、及び／又は充填（分与）されるべき材料がより大きい粘性を有する場合である。とりわけ粘性がより大きい材料の場合、生産物の糸の生成（の阻止）を、従来の切断装置は保証することができない。
【００１２】
　それゆえ、本発明の課題は、クリティカルな材料（従来技術では処理が困難ないし不可能であった材料）の場合であっても、とりわけ生産物の糸が生じないような整然とした最終分与を保証し、かつ更に従来の切断装置で可能であったよりも（単位時間当り）大きいサイクル回数（短時間化）を可能にする、冒頭で述べた種類の充填装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
　上述の課題を解決するために、本発明の一視点によれば、分与装置から紐状（ないし帯状）の形態で取出され、生産物紐状体を切断する切断装置によって最終分与（endportionieren）されるとりわけ化学工業組成物（生産物）等の、粘性材料生産物の充填装置が提供される。この充填装置において、前記切断装置は、レーザを有し、該レーザのレーザビームは、生産物紐状体の延在方向に対する横断方向に指向され、かつ最終分与するために前記生産物紐状体を貫通するよう構成されることを特徴とする（形態１・基本構成）。
【発明の効果】
【００１４】
　本発明の独立請求項１により、所定の課題として掲げた効果が上述のとおり達成される。即ち、本発明の充填装置により、とりわけ粘性の大きい材料であっても糸引きや後滴下を生ぜず、整然とした生産物の充填を行うことができる（基本構成）。また、本発明の充填装置は、接着材料などの高粘性組成物の分与充填体の製造にも適する（請求項７）。
　更に、各従属請求項により、付加的な効果が夫々達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
　以下に、本発明の好ましい実施の形態を示すが、これらは従属請求項の対象でもある。
　（２）　上記の充填装置において、生産物紐状体を一の側面から該一の側面に対向する側面に向って切断するために、レーザビームと生産物紐状体とを相対的に運動させる運動装置を備えることが好ましい（形態２）。
　（３）　上記の充填装置において、前記レーザビームは、位置固定的かつ連続的に照射されること、及び前記生産物紐状体は、前記レーザビームを横断するように運動することが好ましい（形態３）。
　（４）　上記の充填装置において、前記レーザビームは、（前記生産物紐状体の延在方向に対する直交方向に）前記生産物紐状体を横断するよう案内されることが好ましい（形態４）。
　（５）　上記の充填装置において、前記レーザビームは、前記生産物紐状体を切断するために断続的に該生産物紐状体へ指向（照射）されることが好ましい（形態５）。
　（６）　上記の充填装置において、前記生産物紐状体の切断に際し、（分離時に）糸を引かないこと、分離後に材料が滴下（後滴下）しないこと又は切断部位が整然としていること、の少なくとも何れか１つが達成されるよう、前記レーザビームのエネルギ密度及び該生産物紐状体との接触時間が、該生産物紐状体の材料及び厚みに基づいて調節されることが好ましい（形態６）。
　（７）　上記の充填装置において、前記レーザビームを放射するレーザは、ＣＯ２レーザから構成されることが好ましい（形態７）。
　（８）　接着材料等の粘性材料生産物の充填体の製造方法によれば、上記形態（１）〜（７）の一に記載の充填装置により、粘性（接着）材料は容器へ分与される（形態８）。
　（９）　上記の充填体製造方法において、前記粘性（接着）材料は、流動状態で前記容器へ取出されることが好ましい（形態９）。
　（１０）　上記の充填体製造方法において、前記粘性（接着）材料は、水希釈状（水状希薄性：wasserduenne）／易流動性から中程度の粘性の生産物から構成されることが好ましい（形態１０）。
　（１１）　上記の充填体製造方法において、前記粘性（接着）材料は、半固体的な硬さを有する難流動性でゲル状の生産物から構成されることが好ましい（形態１１）。
【００１６】
　問題の充填装置のための従来の切断装置とは異なり、本発明では、生産物紐状体を切断するためにレーザビームが使用される。所望の目的のためにレーザビームを使用することにより、充填装置の切断装置に対する冒頭で述べた要求の全て（生産物の糸が形成されないことを含む）が充足されるだけではなく、レーザ（ビームの照射）に基づく本発明による無接触作動式切断装置は、従来の切断装置よりも著しく大きい（単位時間当りの）サイクル回数（高速化）を実現可能にすることが明らかとなった。
【００１７】
　それゆえ、これまで当業者の間では、とりわけ化学工業生産物の生産物紐状体等の粘性材料を切断するためには、当該材料の炭化（焦損）を考慮に入れなければならないため材料切断に適する比較的大きいエネルギ密度を有するレーザを使用することはできないという先入観があったので、本発明の充填装置のこの特別な性能は、当業者の通常の知識を大きく超えるものである。しかしながら、このような炭化（焦損）は、この場合、とりわけ粘着物質生産物の充填との関係においては、確認できないものであった。これに対する実証的な説明は、未だなされていない。しかしながら、例えば生産物は液体（特に水）を含む場合、生産物紐状体を貫通するレーザビームの周囲に、液相（これは一次的には水であるが、生産物のその他の構成物質の蒸気圧依存（蒸発可能）成分も含まれ得る）の蒸発（これは、温度（熱）の制限（上昇阻止）と関係する）が生じるというレーザ切断装置のこの挙動に基づくと考えられる。換言すれば、炭化（焦損）が起こらないよう生産物の構成物質を熱から十分に保護するようにレーザ切断時の温度制限に寄与するいわば一種の（水）蒸気クッション（シールド）が、レーザビームによる生産物紐状体の切断の際、レーザビームの周囲に形成されるのである。
【００１８】
　以下に示す利点は、本発明のレーザ切断装置に資するものとして考えることができる：エネルギの大きいレーザビームにより、生産物紐状体との接触時間を低減することが可能である。切断温度は、上述した（水）蒸気シールドの効果によって、生産物の化学成分がレーザビームによって害されない程度に低下される。（例えば切断刀（カッタ）のように装置の部材と切断対象とが機械的に接触しない）無接触レーザ切断装置によって、切断過程中に機械的磨耗は生じない。本発明のレーザ切断により、更に、衛生状態（周囲の汚染状態）の改善が保証され、このため清掃コストは低減し、効率も改善される。本発明のレーザ切断装置は、糸引き（Fadenziehen）を行う傾向がある中程度の粘性を有する化学工業生産物との関連においてとりわけ有利であることが判明した。というのは、本発明のレーザ切断装置により、この糸引きは完全に阻止されるからである。上述の利点に基づき、本発明のレーザ切断装置は、とりわけいわゆる難充填性の充填物に対して好適である。
【００１９】
　本発明の有利な一展開形態によれば、生産物紐状体の切断は、レーザビームが生産物紐状体の一方の側面から他方の側面へと移動するレーザビームと生産物紐状体との間の相対運動によって行われる。ここで付言すると、生産物紐状体は任意の断面を有し得る。レーザビームと生産物紐状体との間のこの相対運動は、本発明の一実施形態によれば、連続的に照射される位置固定（一定軌道）のレーザビームが形成され、この場合、生産物紐状体がレーザビーム中を（横断的に）運動する。これとは反対に、レーザビームを生産物紐状体中を横断させることも可能である。更なる一形態によれば、生産物紐状体を切断するために、レーザビームは、不連続的（断続的）に生産物紐状体に指向（照射）されることも可能であり、これによって、生産物紐状体が切断されるべき場合にのみその都度レーザビームを生産物紐状体に照射することが保証される。
【００２０】
　本発明の有利な一展開形態によれば、糸引きの不形成、（切断後の材料成分の）滴下（後滴下）の不生成、又は整然とした切断部位の少なくとも何れか１つが達成されるよう生産物紐状体が切断されるように、レーザビームのエネルギ密度及びレーザビームの生産物紐状体との接触（照射）時間が、生産物紐状体の材料（成分）及び厚みに基づいて調節される。
【００２１】
　レーザとしては、必要なエネルギ密度を生成できるものであればどのレーザでも原則的に使用可能である。本発明の充填装置に対して好ましいレーザの例としては、ＣＯ２レーザが挙げられる。
【００２２】
　本発明の充填装置の好ましい使用態様の例を、上記形態（８）〜（１１）に示した。これによると、本発明の充填装置は、接着材料等の粘性材料を受容容器へ分与する際、最終分与（分与充填）のために当該粘性（接着）材料を流動（液体）状態で容器へ分与するよう使用されると有利である。本発明の充填装置は、同様に、水希釈状（wasserduenne）／易溶性から中程度の粘性を有する生産物、並びに半固体的粘稠度（粘性）を有し難流動性かつゲル状の生産物たる接着材料に対する使用にも適合する。
【実施例】
【００２３】
　以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、発明の理解を容易にするためのものであって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な修正・変更等を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。なお、この点に関しては補正・訂正後においても同様である。
【００２４】
　図１に、レーザ切断装置の部分を主として示した本発明の充填装置の一例を示した。充填装置は、その底部が分与パイプ１１で終端する分与容器１０を有し、分与パイプ１１は、注出空間（分与容器）１０と連携し、好ましくは３〜５０mmの直径を有する。ここでは詳細には説明しないが、ピストンの作用により、分与（注出）されるべき生産物、とりわけ化学工業生産物（組成物）は、図１の分与パイプ１１中の矢印によって明確に示されるように分与容器１０から分与パイプ１１へと導かれ、次のピストン行程経過時に分与パイプ１１から生産物紐状体（ないし帯状体）１２として分与（注出）される。分与パイプ１１から押出された後、生産物紐状体１２のプロフィール（輪郭）は、分与パイプ１１の円形断面に応じた円形を維持せず、とりわけ充填されるべき物体、即ち、この実施例の場合、その長手方向に関し分与パイプ１１に対し同心的にかつ該分与パイプ１１の下方に配置されるシリンダ状生産物受容容器１３までの距離に応じて変化する。分与パイプ１１の下端部と受容容器１３の上端部との間の距離は、好ましくは１〜５０mmである。
【００２５】
　生産物紐状体１２を上述の要求を充足しつつ（紐状体１２の延伸方向に対する）横断方向に切断するために、レーザ（図には詳細には示していない）として構成される切断装置が配設される。このレーザからのレーザビームは、射出ミラー１４を介して射出され、生産物紐状体（の延伸方向）に対する横断方向へ指向される（向けられる）。レーザビーム１５は、生産物紐状体１２を貫通した後、ミラー１６に入射し、該ミラー１６によって所定の角度だけ偏向される（部分レーザビーム１５’参照）。当該偏向後、レーザビーム（部分レーザビーム１５’）はビームトラップ１７に入射し、このビームトラップ１７において、レーザのエネルギは、該ビームトラップ１７を還流ないし滞留する冷水（冷却水）によって放散され、場合によっては熱エネルギとして使用される。
【００２６】
　本発明によれば、レーザビーム１５のエネルギ密度、並びにレーザビーム１５と生産物紐状体１２との接触時間は、生産物紐状体１２が糸引きや後滴下を生ぜず、整然とした切断部位を有するよう切断されるように、生産物紐状体１２の材料（成分）及び厚み（Staerke）に基づいて調節される。かくして、生産物材料は、切断後、整然と受容容器１３内へ吸い込まれ、受容容器１３を難なくその（充填物受容開口の）縁まで充填することができる。
【００２７】
　レーザビーム１５と生産物紐状体１２は、切断運動により生産物紐状体１２を切断するために、例えば円軌道（この軌道上では、分与容器１０及び分与パイプ１１は、多数の配置をとり得る）に沿った分与容器１０及び分与パイプ１１の運動によって構成される相対運動を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】レーザ切断装置の部分を主として示した本発明の充填装置の一例の模式図。
【図１】
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