【手続補正書】
【提出日】平成24年9月19日(2012.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】塑性化可能な材料および繊維状添加材から成形品を製造する装置および製造方法
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本発明は、２００８年１２月１０日に出願されたドイツ特許出願１０２００８０６１２７０．７の優先権を主張するものであり、その開示内容はここに明示的に、本願の対象とする。
【０００２】
本発明は、請求項１および請求項７の上位概念による、セラミックまたは粉状塊のような塑性化可能な物質及びプラスチックを加工するための、サイクルで動作する射出成形機において、塑性化可能な材料と繊維状添加材および／または充填物質から成形品を製造する装置および製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の装置およびこの種の方法は、繊維強化プラスチック部材を製造するための特許文献１から公知である。その装置では、たとえばガラス繊維、炭素繊維、またはアラミド繊維からなる繊維状添加材（補強材）が、進入チャネルを介して塑性ユニットから、溶融した塑性化可能な材料に直接供給される。この供給は、繊維状添加材のための投入開口部を介して行われ、この投入開口部は、搬送方向で塑性化可能な材料用の材料供給領域の後方に配置されている。投入開口部の領域には繊維進入溝が設けられており、これにより、塑性化ユニット内に配置された塑性化スクリュを介して繊維をせん断することができる。或いは進入チャネルの領域に、繊維束が供給可能であり、繊維材料を切断する切断ないし分離装置を設けることができる。
【０００４】
特許文献２から、溶解物を形成する塑性化アグリゲートの外で繊維をプラスチック溶解物に供給し、発生した溶解物・繊維混合体を集合室から空洞に射出することが公知である。繊維の付与された材料は、プラスチックをさらに溶解する前に蓄積され、次にこれが、空洞に前もって射出された繊維含有材料領域にコアとして射出される。同等の解決手段が、特許文献３から公知である。
【０００５】
特許文献４からは、繊維強化された材料を射出成形するための装置および方法が公知であり、ここでは対応する充填・補強材が塑性化可能な材料にまず添加される。このように処理された材料は次に、ミキサに供給され、ミキサが材料を射出成形工具に射出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ４２３６６６２Ｃ２
【特許文献２】ＤＥ１９７３４８３４Ｃ２
【特許文献３】ＤＥ２０２００５０２０７２８Ｕ１
【特許文献４】ＤＥ１９９０２９９０Ｃ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基本的に、付加的な充填物質により処理される材料への要求が高まっている。しかし材料製造業者の従来の出荷は、大量の買取りに制限されている。少量を、したがって個別の混合物を製造できるようにするためには、このような混和物を射出成形機で、個別の調整を実現するために直接処理できなければならない。
【０００８】
従来技術から出発して本発明の基礎とする課題は、冒頭に述べた形式の装置および方法をさらに改善し、射出成形機の周期で所期の投入が可能であるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は本発明により、請求項１および７の特徴を備える装置と方法によって解決される。
即ち、本発明の第１の視点により、プラスチック及びたとえば粉状物質のような他の塑性化可能な物質を加工するための、サイクルで動作する射出成形機を用いて、塑性化可能な材料と繊維状添加材および／または充填物質とから成形品を製造する装置であって、当該装置は、
・塑性化ユニットと、
・該塑性化ユニットに収容されており、塑性化可能な材料を塑性化し、配量投与するための塑性化スクリュと、
・塑性化可能な材料を塑性化ユニットに供給するための少なくとも一つの材料供給領域と、
・可塑化スクリュの搬送方向で塑性化可能材料のための材料供給領域の後方（下流）において、前記塑性化ユニットに配置された、繊維状添加材および／または充填物質のための投入開口部とを備える製造装置であって、
・溶解された塑性化可能な材料の溶解物に投入する前にすでに切断された繊維状添加材および／または充填物質を、前記塑性化ユニットで塑性化された材料に、配量投与中に投入開口部を介して投入するための機構であって、前記射出成形機のサイクルで動作する機構とを備える製造装置であって、
前記投入開口部は、配量投与中に繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構によって閉鎖可能であること、
を特徴とする成形品製造装置が提供される。
また、本発明の第２の視点により、プラスチック及びセラミックまたは粉状物質のような他の塑性化可能な物質を加工するための、サイクルで動作する射出成形機を用いて、塑性化可能な材料と繊維状添加材および／または充填物質から成形品を製造する方法であって
・塑性化可能な材料を、材料供給領域を介して塑性化スクリュの設けられた塑性化ユニットに、該塑性化可能な材料を塑性化し、配量投与するために供給するステップと、
・溶解された塑性化可能な材料の溶解物に投入する前にすでに切断された繊維状添加材および／または充填物質を、塑性可能な材料の搬送方向で材料供給領域の後方（下流）にある少なくとも一つの投入開口部を介して射出成形機のサイクルで、配量投与中に供給するステップとを有する製造方法であって、
前記投入開口部は、配量投与中に繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構によって閉鎖可能であること、を特徴とする成形品の製造方法が提供される。
【００１０】
ここで、繊維状添加材（ないし補強材）および／または充填物質は、塑性化ユニット内に、溶解（可塑化）したプラスチック材料へ直接投入される。この投入は具体的には配量投与中に行われる。すなわち塑性化ユニットへの入口は持続的に開放しているのではなく、必要に応じて閉鎖可能である。投入開口部は、繊維状添加材および充填物質を投入するための機構自体によって閉鎖される。この機構は、有利な構成では同時に、繊維状添加材を切断するための切断ないし分離装置とすることもできる。
【００１１】
好ましくは、繊維状添加材および充填物質を投入するための機構は制御して駆動され、このために制御装置が設けられている。制御装置は好ましくは、繊維状添加材または充填物質の投入量を、塑性材料の配量投与量に依存して制御する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
さらなる利点は、従属請求項および好ましい実施例の説明から明らかとなる。
即ち、本発明において以下の形態が可能である。尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
（形態１）プラスチック及びたとえば粉状物質のような他の塑性化可能な物質を加工するための、サイクルで動作する射出成形機を用いて、塑性化可能な材料と繊維状添加材および／または充填物質とから成形品を製造する装置であって、当該装置は、
・塑性化ユニットと、
・該塑性化ユニットに収容されており、塑性化可能な材料を塑性化し、配量投与するための塑性化スクリュと、
・塑性化可能な材料を塑性化ユニットに供給するための少なくとも一つの材料供給領域と、
・可塑化スクリュの搬送方向で塑性化可能材料のための材料供給領域の後方（下流）において、前記塑性化ユニットに配置された、繊維状添加材および／または充填物質のための投入開口部とを備える製造装置であって、
・溶解された塑性化可能な材料の溶解物に投入する前にすでに切断された繊維状添加材および／または充填物質を、前記塑性化ユニットで塑性化された材料に、配量投与中に投入開口部を介して投入するための機構であって、前記射出成形機のサイクルで動作する機構とを備える製造装置であって、
前記投入開口部は、配量投与中に繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構によって閉鎖可能であること。
（形態２）投入開口部の前方または該投入開口部に配置されており、少なくとも一つの繊維束が供給可能な切断ないし分離装置が、繊維状添加材を形成するため繊維束を切断するために少なくとも一つ設けられていることが好ましい。
（形態３）繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構は、同時に切断ないし分離装置であることが好ましい。
（形態４）繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構は、ピストン・シリンダユニットによって形成されていることが好ましい。
（形態５）繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構、ならびに切断ないし分離装置を制御し、プログラミング可能に操作するための制御装置が設けられていることが好ましい。
（形態６）制御装置は、塑性化可能な材料の配量投与量に依存して、繊維状添加材および／または充填物質の容積による投入を制御することが好ましい。
（形態７）プラスチック及びセラミックまたは粉状物質のような他の塑性化可能な物質を加工するための、サイクルで動作する射出成形機を用いて、塑性化可能な材料と繊維状添加材および／または充填物質から成形品を製造する方法であって
・塑性化可能な材料を、材料供給領域を介して塑性化スクリュの設けられた塑性化ユニットに、該塑性化可能な材料を塑性化し、配量投与するために供給するステップと、
・溶解された塑性化可能な材料の溶解物に投入する前にすでに切断された繊維状添加材および／または充填物質を、塑性可能な材料の搬送方向で材料供給領域の後方（下流）にある少なくとも一つの投入開口部を介して射出成形機のサイクルで、配量投与中に供給するステップとを有する製造方法であって、
前記投入開口部は、配量投与中に繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構によって閉鎖可能であること。
（形態８）繊維状添加材を作製するために、塑性化ユニットに配置された少なくとも一つの投入開口部の前方でまたは該投入開口部で、繊維束を切断することが好ましい。
（形態９）繊維状添加材を同じ機構により切断し、塑性化ユニットに投入することが好ましい。
（形態１０）繊維状添加材および／また充填物質を、とりわけ繊維状添加材の長さと量に関して制御装置によって制御し、プログラミングして投入することが好ましい。
（形態１１）繊維状添加材が容積で、塑性化可能な材料の配量投与量に依存して投入されることが好ましい。
【００１３】
以下、本発明の図面に示された実施例に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の射出成形ユニットの３次元斜視図である。
【図２】図１の射出成形ユニットの縦断面図である。
【図３】投入開口部が開放および閉鎖された、繊維状添加材および／または充填物質のための投入開口部の領域の拡大断面図である。
【図４】投入開口部が開放および閉鎖された、繊維状添加材および／または充填物質のための投入開口部の領域の拡大断面図である。
【実施例】
【００１５】
本発明を、添付図面に基づいて例として詳細に説明する。本実施例では一つの例しか取り扱われないが、これは本発明のコンセプトを特定の配置構成に限定するものではない。本発明を詳細に説明する前に、本発明は装置のそれぞれの構成部材、ならびにそれぞれの方法ステップに制限されるものではないことを述べておく。なぜならこれらの構成部材および方法は、変更することができるからである。ここに使用される概念は、特別の実施形態を説明するためにだけ特定のものであり、制限的には使用されない。とりわけ明細書または請求の範囲で単数または不定冠詞が使用される場合、全体的関連性が不明確にならない限り、それはそれらエレメント（構成要素）の複数にも関連するものと解される。
【００１６】
図面は、プラスチック射出成形機、またはプラスチック、およびセラミックもしくは粉状物質のような他の塑性材料を加工するための射出成形機の構成部分としての射出成形ユニットＳを示す。この射出成形ユニットＳは通常の構造を有する。すなわち、材料集合容器１９を介して塑性化ユニット１０に、材料供給領域（ないし供給口）１３を介して供給される可塑材料が塑性化ユニット１０で溶解（可塑化）され、射出成形型枠の図示しない空洞部に塑性化スクリュ（コンベヤ）１１によって射出され、これが割り当てられた形状成形ユニットに収容される。このために塑性化スクリュ１１は塑性化ユニット１０内で周期的な運動を行い、ここで塑性化スクリュはモータ群Ｍによって回転駆動されかつ軸方向に運動される。次に塑性材料は、ノズル２０を介して空洞部（キャビティ）に射出される。
【００１７】
プラスチック、およびセラミックまたは粉状物質のような他の可塑性材料に、繊維状添加材１２および／または充填物質が添加される。供給された材料は、塑性化ユニット１０内で処理される。すなわち溶解され配量投与（dosiert）される。繊維状添加材および／または充填物質のための少なくとも一つの投入開口部１４が、塑性化スクリュ１１の搬送方向で見て、材料供給領域１３の後方（下流）の塑性化ユニット１０に設けられている。投入開口部１４の領域には、好ましくはとりわけ繊維状添加材の処理時に、投入開口部１４の前方（上流）またはその内部に配置された切断ないし分離装置１７が設けられている。この切断ないし分離装置１７には少なくとも一つの繊維束が供給可能であり、繊維状添加材１２を形成するためにその繊維束を切断する。
【００１８】
図２によれば、投入開口部１４の領域に、射出成形機のサイクルで動作する機構１８であって、繊維状添加材１２および／または充填物質を、塑性化ユニット１０内で塑性化される材料に投入（導入）するための機構１８が設けられており、投入開口部１４は閉鎖可能である。これにより投入を、配量投与の過程中に行うことができる。これにより一方では、溶解された塑性化可能な材料を溶解物に投入する前に、繊維束１５をすでに切断することができ、常設の塑性化スクリュ１１で、プレスを制御または調整して行うことができる。制御装置Ｃによってプログラミング可能に制御して、繊維状添加材１２および／または充填物質の量、あるいは容積を、塑性化された材料の量に依存して添加することができる。繊維状添加材の量は、たとえば供給される繊維束の経路測定を介しても検出することができる。これにより、繊維状添加材および／または充填物質を、塑性化ユニット１０内で溶解したプラスチック材料に、配量投与中に制御およびプログラミングして直接投入することができる。したがって射出成形機で少量を直接処理することができる。
【００１９】
これらの実施例では、充填物質として長いガラス繊維の投入が実現される。代替の充填物質または代替の繊維も同様に使用可能である。この装置は、繊維束１５用の巻取り装置１６と、繊維状添加材１２および／または充填物質を投入するための機構１８を有する。この機構は、実施例ではピストン・シリンダユニットによって形成され、このことはとりわけ図３と４に明りょうに示されている。繊維状添加材および／または充填物質を投入するための機構１８は、同時に切断ないし分離装置１７であって良い。実施例では、供給された繊維束の長さと関連して繊維の長さを、スタンプ１８ａの切断エッジを介して決定することができる。繊維の切断は、繊維状添加材１２または充填物質を投入するための機構１８の切断エッジを介して行われる。これにより切断された繊維を、スクリュ配分投与経路のパラメータに依存して、または容積に依存して量的に制御して押し込むことができる。量は同時に、ピストン・シリンダユニットのスタンプ（ピストン）の行程（ストローク）に依存する運動にも依存する。
【００２０】
制御装置Ｃは、種々の信号線路を介して射出成形ユニットＳおよびそれらの部材と接続されている。制御装置Ｃを介して制御し、プログラミングして、繊維状添加材１２を投入するための機構１８および／または分離ないし切断装置１７を操作することができる。これによって、繊維状添加材および充填物質を、制御およびプログラミングして供給することができる。
【００２１】
本発明の方法によれば、塑性化可能な材料が、材料供給領域１３を介して、塑性化スクリュ１１の設けられた、塑性化可能な材料を塑性化し、配量投与するための塑性化ユニット１０に供給される。繊維状添加材１２および／また充填物質は、少なくとも一つの投入開口部１４に供給される。この投入開口部１４は、塑性化可能な材料の搬送方向で材料供給領域１３の後方（下流）に配置されている。投入開口部は塑性化ユニット１０に直接配置されており、したがって繊維状添加材１２および／また充填物質を射出成形機のサイクルで、溶解した塑性化可能な材料に配量投与する際に投入開口部１４を通して投入することができる。繊維状添加材１２は同じ機構により切断して、塑性化ユニット１０に投入することができる。これはたとえば図３と４にスタンプ１８ａと所属のピストン・シリンダユニットが機構１８として図示されている。繊維状添加材１２および／また充填物質は、とりわけ繊維状添加材および充填物質の長さと量に関して、制御装置Ｃによって制御し、プログラミングして投入することができる。投入は好ましくは、塑性化可能な材料の配量投与量に依存して、容積依存で行われる。投入開口部１４は、繊維状添加材１２を投入するための機構１８により必要に応じて閉鎖可能である。しかし投入開口部は、好ましくは同様に制御装置Ｃによって制御されて駆動される別の手段により閉鎖することもできる。
【００２２】
上記説明が、従属請求項と同等の分野において変化する種々異なる変形、変更および適合にしたがうことは自明である。
【符号の説明】
【００２３】
１０    塑性化ユニット
１１    塑性化スクリュ（スクリュコンベヤ）
１２    繊維状添加材（補強材）および／また充填物質
１３    材料供給領域
１４    投入開口部
１５    繊維束
１６    巻取り装置
１７    切断ないし分離装置
１８    １２を投入するための機構
１８ａ  スタンプ
１９    材料ホルダ
２０    ノズル
Ｃ      制御装置
Ｍ      モータユニット
Ｓ      射出成形ユニット