特表 2025-500577 押出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-09

(54)【発明の名称】押出装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/04 20060101AFI20241226BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

B29C45/04

B29C45/26

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539749

(86)(22)【出願日】2023-01-09

(85)【翻訳文提出日】2024-06-28

(86)【国際出願番号】 IB2023050149

(87)【国際公開番号】W WO2023131912

(87)【国際公開日】2023-07-13

(31)【優先権主張番号】22150745.2

(32)【優先日】2022-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521031501

【氏名又は名称】アイサパック ホールディング エスエー

【氏名又は名称原語表記】ＡＩＳＡＰＡＣＫ ＨＯＬＤＩＮＧ ＳＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】コルディエ， ローラン

(72)【発明者】

【氏名】ハム， ブノワ

(72)【発明者】

【氏名】エルマン， エティエンヌ

(72)【発明者】

【氏名】マッセイ， ジャン‐マニュエル

(72)【発明者】

【氏名】セヌーズ， フランキー

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202CA11

4F202CB01

4F202CC02

4F202CC05

4F202CL04

4F202CR06

4F202CR09

4F206JA07

4F206JC01

4F206JD04

4F206JF01

4F206JL02

4F206JM01

4F206JM04

4F206JM12

4F206JN15

4F206JQ31

4F206JQ81

4F206JQ90

(57)【要約】

【課題】２Ｄ又は３Ｄ品目の成形のための新規な装置を提供する。
【解決手段】本方法を実施するための２Ｄ又は３Ｄ品目の成形のための装置は、材料が供給される押出機（１０）と、少なくとも第１のシリンダ（１１）及び第２のシリンダ（１２）と、少なくとも第１の金型（１３）及び第２の金型（１３’）と、押出機をシリンダに、シリンダを金型に接続する回路（１４）と、成形品目を抜き出すための手段（１８、１９、１９’）とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のシリンダ（１１）及び第２のシリンダ（１２）に供給する少なくとも１つの押出機（１０）と、複数の金型（４１～５２）を備える回転バレル（２１）とを備え、前記バレルに対して固定され、すべての前記金型に共通であり、金型に供給するための射出点（２０）と、成形品目を金型から抜き出すための排出孔（２７）とを有する分配プレート（１７）をさらに備え、前記シリンダが、前記射出点（２０）を介して前記バレル（２１）の金型（４１～５２）を交互に充填し、前記バレルが、前記金型が満杯のとき、１つの割出し間隔だけ回転され、前記金型が、射出位置と形成された前記品目の抜出し位置との間で前記分配プレート（１７）によって封止的に閉鎖される、２Ｄ又は３Ｄ品目の成形のための装置。

【請求項2】

前記射出点と前記排出孔との間に配置され、前記分配プレート（１７）によって閉鎖された前記金型が、冷却領域で冷却される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記金型が、液体の浴への浸漬によって冷却される、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記冷却領域に配置された前記分配プレート（１７）の一部が冷却される、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記射出孔が、供給チャネルによって前記シリンダに接続される、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

シャッタノズルが、前記バレルの回転中に前記供給チャネルを閉鎖する、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記シリンダが、中断されない動作で前記押出機によって供給される、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記押出機が、絶えずに回転する少なくとも１つのスクリューを備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

前記押出機が、少なくとも１つの減圧領域を備え、前記領域が、製品から水分を除去するために、及び／又は繊維もしくは充填材を前記押出材料に導入するために使用される、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

各金型に関連付けられた排出器（１９）を備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の装置。

【請求項11】

前記排出器（１９）の位置が、前記金型の充填のレベルを測定するために使用される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記押出機に導入される前記材料の密度を増加させるための押込みシステムを備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載の装置。

【請求項13】

前記射出圧力が、前記分配プレートに対する前記バレルの回転中に、射出後に約１００バールに低下させられる、請求項１～１２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項14】

２Ｄ又は３Ｄ品目を製造するための方法であって、以下のステップ、即ち、
材料が、フレークの形態で１つ以上の供給源から供給され、その供給源に応じた材料の割合が、例えば製造される品目に応じて予め決定されるステップ、
前記フレークが、混合され、好ましくは圧縮され、次いで押出機に導入されるステップ、
任意選択的に、繊維などの材料が、前記押出機の入口及び／又はスクリューの中央部及び／又はスクリューの端部に添加されるステップ、
前記材料が押し出されるステップ、
前記押出材料が、交互に作動する一対の射出シリンダの第１の射出シリンダに導入されるステップ、
前記材料が、前記一対の射出シリンダの第２の射出シリンダから、回転システムに対して固定された分配プレートを通過する射出点を介して、いくつかの金型を有する前記回転システムに配置された可動金型内に射出されるステップ、
前記金型が、前記システムが摺動する前記分配プレートによって、前記回転システムを回転させることによって閉鎖されるステップ、
前記回転システムの前記金型が、前記システムの回転中に冷却されるステップ、
成形品目が、前記分配プレートを通過する抜出し点を介して抜き出されるステップ、
が実行される、方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法によって得られる２Ｄ又は３Ｄ品目。

【発明の詳細な説明】

【対応する出願】

【0001】

本出願は、ＡＩＳＡＰＡＣＫ ＨＯＬＤＩＮＧ ＳＡという名称で２０２２年１月１０日に出願された先の欧州特許出願番号２２１５０７４５．２の優先権を主張し、この先の出願の全内容は、参照により本出願に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は、熱可塑性合成材料、例えば、限定はしないが、様々な異なる供給源からの分類されていない熱可塑性合成材料を２Ｄ又は３Ｄ品目（「物品」とも呼ばれる）に変換するための装置（以下、「押出機」とも呼ばれる）及び方法に関し、合成材料は、スクリュー部材を含むスリーブ内で混合され、流体にされ、成形され、金型内で冷却され、品目の形態でこの金型から抜き出される。本発明はまた、本出願に記載の方法によって得られる製品に関する。

【背景技術】

【0003】

押出装置は、例えば、仏国特許出願公開第２４２８５１８号明細書に開示されている。

【0004】

仏国特許出願公開第２６１２８３１号明細書は、押出材料が分配部材の出口又は別の出口のいずれかで連続的に供給される押出機を開示しており、この押出機の後には、これらの２つの出口の一方に面し、次いで射出ステーションで他方に面して順次配置される２つの同心の金型バレルを有する成形機が続き、一方、他の金型が成形物品の射出ステーションに設置されるため、この機械は全体のサイズが小さく、製造能力が高い。

【0005】

独国特許出願公開第１０１１８４８６号明細書は、溶融物アキュムレータが可塑化ユニットとピストン射出ユニットとの間に配置されている射出成形機を開示している。各アキュムレータは、アキュムレータを互いに及び可塑化ユニットに接続する無弁ラインによって供給される入口を有する。各アキュムレータは、ピストン射出ユニット内に溶融物を押し込むために前方に移動するときに入口を閉鎖するピストンを有する。射出成形機では、溶融物アキュムレータは、可塑化ユニットとピストン射出ユニットとの間に配置される。各アキュムレータは、アキュムレータを互いに及び可塑化ユニットに接続する無弁ラインによって供給される入口を有する。各アキュムレータは、ピストン射出ユニット内に溶融物を押し込むために前方に移動するときに入口を閉鎖するピストンを有する。

【発明の概要】

【0006】

本発明の１つの目的は、公知の装置及び方法を改善することである。

【0007】

本発明の別の目的は、例えば、排他的ではないが合成材料から物品又は品目を製造するための装置及び方法を提案することである。典型的には、排他的ではないが、押出機に供給するために使用される材料は、粉砕材料及び／又はペレット及び／又はフレークを含む。本出願の文脈内で、これらの表現のいずれかは、均等物として、かつ限定するものではないが、使用される原材料を定義するために使用され得る。

【0008】

より具体的には、本発明の目的の１つは、特に、金型内の品目の連続的な動作及び中断されない製造を可能にする方法及び装置を提案することである。本発明の押出装置のような押出装置では、停止により、例えば装置を詰まらせ、ダウンタイムをもたらす可能性があるため、流れが遂次的に金型に供給するという事実にもかかわらず、押出材料が永続的な流れを有すること、及び金型が変更されているときに押出が継続することが重要である。したがって、サイクル時間を最適化し、時間がかかり、装置の動作に有害となり得る中断を防止することが求められている。

【0009】

本発明の文脈において、及び本発明の実施形態によれば、一定の流量の押出材料を供給することを可能にする製造ユニットが開発されている。

【0010】

本発明による製造ユニットは、バルクで低密度（一般に見かけ密度又はかさ密度と呼ばれる）を有するフレークを使用することを可能にする。フレークを押出機に供給するために、製造ユニットは、好ましくは、以下のいくつかの機能を有する押込みシステムを備える。
フレークを（重力の影響下で流動させずに）押出機に供給すること。
一定かつ高い流量を確保するように圧縮することによって、フレークの見かけ密度を増加させること。
押込みシステムにより、０．３未満の見かけ密度を有するフレークを使用して、一般に０．８～２の密度を有する品目を製造することができる。

【0011】

本発明による装置は、一実施態様では、いくつかの材料源を独立して分配することを可能にし、これにより、製造される品目の特性を調整することが可能になる。一実施形態によれば、供給装置は、様々な材料源の割合を決定する計量器械に結合されたいくつかの供給システムで構成される。次いで、異なる供給源に由来するフレークは混合され、続いて押出機に供給される前に押込みシステム内で圧縮される。

【0012】

本発明による装置はまた、装置によって製造される部品の剛性を高めるために、選択された供給源に由来するフレークと一緒に、制御された量で繊維を添加することを可能にする。製造ユニットにおけるこの添加は、スクリュー入口で、あるいはスクリューの中央部又は端部で押出機内で行われてもよい。繊維は、例えば、ガラス繊維、植物繊維（麻など）、綿繊維又は別の同等の材料などである。

【0013】

本発明の文脈において、押出スクリュー、移送／射出シリンダ又は供給チャネル内の制御されない脱気を防止するために、押出材料を制御された圧力下に保つことを可能にする製造ユニットが開発されている。したがって、本発明によれば、本装置は、押出材料の脱気を防止すること、あるいは押出材料の部分的又は全体的な脱気を行うことを可能にする。

【0014】

本発明の文脈において、好ましくは、供給チャネルによって押出機に接続され、押出機によって供給される材料の連続的な流れを金型に射出される溶融材料の不連続な流れに変換するための弁システムに関連付けられた、２つの移送／射出シリンダが使用される。本発明によれば、２つのシリンダは交互に作動し、第１のシリンダは、第２のシリンダが充填されている間に材料を金型内に射出し、その逆も同様である。

【0015】

本発明の文脈において、一度に１つの金型が供給され、各金型は、供給チャネル内の溶融材料の滞留を限定する単一の同じ供給チャネルによって充填される。本発明は、特に、バレル又はカルーセルタイプの回転システムに配置された可動金型により特徴付けられている。本発明の文脈において、金型は、好ましくは、温度が調節された水（又は別の適切な液体）で満たされたタンクに浸漬することによって冷却される。本発明は、製造が容易であり、したがって安価な単純な金型を使用することを可能にする。

【0016】

本発明の文脈において、金型は、少なくとも射出のための孔（「射出点」）と、成形品目の排出のための孔とを含む分配プレート上を摺動する。品目が金型のキャビティ内で冷却されている間、分配プレートはキャビティを閉鎖したままにする。より具体的には、以下の説明でより詳細に説明するように、分配プレートは、材料の射出中の金型の開放、冷却段階中の金型の閉鎖、及び成形品目の排出のための金型の再びの開放のいずれもを決定する。

【0017】

したがって、各金型に対する個々の射出の代わりに、すべての金型に対する単一の射出点が存在する。各金型に対する個々の閉鎖手段の代わりに、冷却段階におけるすべての金型に対する単一の閉鎖手段（すなわち、分配プレート）も提供される。

【0018】

本発明は、本発明のいくつかの実施形態の説明に従ってより明確に理解され、本出願に添付された図面は、本方法及び本機械を示す。

【0019】

実施形態では、本発明は、第１のシリンダ及び第２のシリンダに供給する少なくとも１つの押出機と、複数の金型を備える回転バレルとを備え、バレルに対して固定され、すべての金型に共通であり、金型に供給するための射出点と、成形品目を金型から抜き出すための排出孔とを有する分配プレートをさらに備え、シリンダが、射出点を介してバレルの金型を交互に充填し、バレルが、金型が満杯のとき、１つの割出し間隔だけ回転され、金型が、射出位置と形成された品目の抜出し位置との間で分配プレートによって封止的に閉鎖される、２Ｄ又は３Ｄ品目の成形のための装置に関する。

【0020】

実施形態では、射出点と排出孔との間に配置され、分配プレートによって閉鎖された金型は、好ましくは、冷却領域で冷却される。

【0021】

実施形態では、金型は、液体の浴に浸漬することによって冷却される。

【0022】

実施形態では、冷却領域に配置された分配プレートの一部は、冷却される。

【0023】

実施形態では、射出孔は、供給チャネルによってシリンダに接続される。

【0024】

実施形態では、シャッタノズルは、バレルの回転中に供給チャネルを閉鎖する。

【0025】

実施形態では、シリンダは、好ましくは中断されない動作で押出機によって供給される。

【0026】

実施形態では、押出機は、絶えずに回転する少なくとも１つのスクリューを備える。

【0027】

実施形態では、押出機は、少なくとも１つの減圧領域を備え、領域は、好ましくは、製品から水分を除去するために、及び／又は繊維もしくは充填材を押出材料に導入するために使用される。

【0028】

実施形態では、本装置は、各金型に関連付けられた排出器を備える。

【0029】

実施形態では、排出器の位置は、金型の充填のレベルを測定するために使用される。

【0030】

実施形態では、本装置は、押出機に導入される材料の密度を増加させるための押込みシステムを備える。

【0031】

実施形態では、射出圧力は、分配プレートに対するバレルの回転中に、射出後に約１００バールまで低下させられる。
実施形態では、本発明は、２Ｄ又は３Ｄ品目を製造するための方法であって、以下のステップ、
材料が、フレークの形態で１つ以上の供給源から供給され、その供給源に応じた材料の割合が、例えば製造される品目に応じて予め決定されるステップ、
フレークが、混合され、好ましくは圧縮され、次いで押出機に導入されるステップ、
任意選択的に、繊維などの材料が、押出機の入口及び／又はスクリューの中央部及び／又はスクリューの端部に添加されるステップ、
材料が押し出されるステップ、
押出材料が、交互に作動する一対の射出シリンダの第１の射出シリンダに導入されるステップ、
材料が、一対の射出シリンダの第２の射出シリンダから、回転システムに対して固定された分配プレートを通過する射出点を介して、いくつかの金型を有する回転システムに配置された可動金型内に射出されるステップ、
金型が、システムが摺動する分配プレートによって、回転システムを回転させることによって閉鎖されるステップ、
回転システムの金型が、システムの回転中に冷却されるステップ、
成形品目が、分配プレートを通過する抜出し点を介して抜き出されるステップ
が実行される、方法に関する。

【0032】

実施形態では、本発明は、本出願に記載の方法及び装置によって得られる２Ｄ又は３Ｄ品目に関する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明による装置を概略的に示し、装置を全体として示す。

【図2】本発明による装置を概略的に示し、分配プレートの両側の、バレル及び分配プレートの図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0034】

本発明は、異なる供給源に由来するフレークの形態で原材料を分配し、繊維などの充填材を組み込み、最後に、０．６を超える、好ましくは０．８を超える密度を有する均質で圧縮された混合物を得ることを可能にする。したがって、本発明による製造ユニットは、フレークの形態でバルク包装された異なる供給源からの材料を使用及び混合することを可能にする。各供給源は、清浄度、熱可塑性樹脂含有量、充填材含有量などのレベルに関して特徴付けられ得る。いくつかの供給源からの材料を組み合わせ、添加剤又は充填材を任意選択的に添加することにより、本発明による方法によって製造された品目の最終的な特性（剛性、耐衝撃性、経年変化）を最適化することができる。

【0035】

本発明による製造ユニットは、押出機の上流に、異なる材料源に適した分配手段と、均質な混合物を得るための手段と、最後に、押出機の入口でフレークの見かけ密度を増加させるために混合物を詰め込むための手段とを有する。

【0036】

好ましい分配装置は、計量手段及びミキサを備えたコンベヤベルトからなる。３％未満、好ましくは１％未満の計量精度が得られる。したがって、配合の正確な制御が得られる。分配手段はまた、押出スクリューを損傷するか又は弁を詰まらせる可能性がある、２ｍｍを超える、好ましくは１ｍｍを超える直径を有する鋼要素を分離して除去することを可能にする濾過システムを備える。濾過システムは、好ましくは磁性である。

【0037】

代替的な分配装置の一例は、重量バッチホッパ分配ユニットである。このタイプのシステムは、４つの材料源を分配することを可能にし、３％未満、好ましくは１％未満の分配精度を有する。しかしながら、ホッパ内の材料の流れは、時としてフレークの形状因子によって限定され、これにより、これらの装置の使用は限定される。

【0038】

本発明による装置は、好ましくは、ブレード、螺旋構造又はスクリューを備えたホッパ又はサイロミキサなどのミキサ器械を含む。この器械はまた、添加されている可能性がある繊維又は鉱物充填材などの充填材を分散させることを可能にする。あるいは、ミキサ器械は、リボンミキサである。ミキサ要素は、異なる材料源に由来するフレークと、ガラス繊維、麻繊維などの充填材との均質な混合物を得ることを可能にする。

【0039】

ミキサ要素は、フレークの形態の材料の混合物の見かけ密度を増加させることを可能にする詰込み装置に接続される。詰込み装置は、好ましくは、押出機の入口で材料を圧縮する「押込み」スクリューを備える。

【0040】

好ましい実施形態である本発明の第１の実施形態によれば、分配、混合及び詰込みの機能は、直列に配置された３つの異なる装置によって実行される。

【0041】

本発明の第２の実施形態によれば、混合及び詰込みの機能は、単一の装置によって実行される。

【0042】

本発明の第３の実施形態によれば、分配及び混合の機能は、単一の装置によって実行される。

【0043】

本発明の第４の実施形態によれば、分配、混合及び詰込みの機能は、単一の装置によって実行される。

【0044】

任意選択的に、分配、混合又は詰込み装置はまた、材料を乾燥させるために使用される。

【0045】

本発明の一態様は、粉砕材料から得られる品目の高い製造速度を可能にすることである。図１及び図２は、この目的のための装置及びその動作を示す。

【0046】

本発明による装置は、上述の、図１に示す押出装置の押出機１０に接続された分配、混合及び詰込み装置を備える。この押出装置は、交互に動作する２つの射出シリンダ１１、１２に接続されており、言い換えれば、一方が充填されている間、他方が材料を金型に射出し、その逆も同様である。３つの弁１５、１５’、１５”とシャッタ１６とのシステムは、スクリューの中断されない回転及び品目の同時射出成形を可能にする。回転バレル２１に配置された金型４１～５２のシステムは、製造される部品の質量流量を損なうことなく、長い冷却時間を有する固体部品の製造を可能にする。

【0047】

本発明による装置の動作を以下で詳細に説明する。

【0048】

図１は、本発明の一実施態様による機械を示す。機械は、好ましくは押出機１０を備える。このような押出機は、非常に多様な起源、組成、形状及び清浄度の材料に由来するフレークを取り込み、溶融し、可能な限り均質になるように材料をより完全に混合することを可能にし、ガラス繊維などの充填材及び添加剤を損傷せず、例えば可塑化の終わりに添加される天然繊維などの充填材を損傷しない。このような押出機は、材料を部分的又は完全に脱気するための、又は繊維もしくはタルクなどの鉱物充填材、もしくは染料、もしくは酸化防止剤、もしくはスリップ剤もしくは離型剤、もしくは重合剤もしくは架橋剤などの添加剤を組み込むための減圧領域を含むことができる。押出機１０は、高い材料流量を得ることを可能にする。

【0049】

スクリュープロファイルは、固体粒子を有する製品を加工するのに適している。これらのスクリューの剪断は、繊維への損傷を防止するために限定される。

【0050】

したがって、機械は、閉鎖弁１５、１５’、１５”を備える回路１４を介して材料を金型４１～５２に射出するための第１の射出シリンダ１１及び第２の射出シリンダ１２を備える。装置は、バレル２１に配置されたいくつかの金型４１～５２を含み、金型の数は４より大きく、好ましくは６より大きい。本発明によれば、バレル２１上の金型の数は、押出機の最大流量及び品目の冷却時間に応じて最適化される。したがって、バレル２１上の金型の数は、設備の最適な質量流量での製造のために最適化される。したがって、本発明は、製造される品目の体積にかかわらず、略一定の質量流量での製造を可能にする。

【0051】

３つの弁１５、１５’、１５”のシステムは、一定の流量を送達する押出スクリューの連続的な回転と共同して、射出シリンダ１１、１２のタンデム動作を可能にする。本発明による弁１５、１５”は、溶融材料が押出機から関連する射出シリンダ１１又は１２にそれぞれ向かう方向にのみ通過することを可能にする単動弁である。本発明による弁１５’は、第１の位置において射出シリンダ１１から金型に向かう方向にのみ、及び第２の位置において射出シリンダ１２から金型に向かう方向にのみ溶融材料が通過することを可能にする複動弁である。図１に示す本発明の好ましい実施形態によれば、弁１５、１５’、１５”は、押出機１０、シリンダ１１及びシリンダ１２によって生成される相対圧力によって制御される。したがって、シリンダ１１によって生成された圧力が、シリンダ１２によって生成された圧力よりも大きい押出機１０によって生成された圧力よりも大きいとき、弁１５”は開放され、弁１５は閉鎖され、弁１５’は、シリンダ１１に由来する材料が金型に向かって通過することを可能にする。したがって、この圧力構成は、押出機１０からシリンダ１２への第１の材料の流れ（シリンダ１２の充填）を生じさせ、また、シャッタ１６が開いている場合、シリンダ１１から金型１３への第２の材料の流れ（金型の充填）を生じさせる。シリンダ１２によって生成された圧力が、シリンダ１１によって生成された圧力よりも大きい押出機１０によって生成された圧力よりも大きいとき、対称的な構成が得られる。この場合、シリンダ１２が金型内に材料を射出する間、シリンダ１１は充填される。弁１５、１５’、１５”の圧力制御は、非常に堅牢であり、充填材の寸法に対して高度に充填され、均質な材料の流れを可能にするので有効である。好ましくは、弁１５、１５’、１５”は、ボール弁である。

【0052】

代替装置は、ピストン弁などの開度で制御される弁１５及び１５”を使用することにある。

【0053】

シャッタ１６は、金型が射出位置にあるとき、射出装置を金型のキャビティに接続することを可能にする。逆に、バレルの回転により金型が移動段階にあるとき、シャッタ１６は閉鎖され、移動中のバレルの射出チャネルを遮断する。

【0054】

分配プレート１７は、機械の高温部分（射出装置）と低温部分（金型を備えたバレル）との間の移行を確実にする装置の固定部分である。本発明によれば、金型４１～５２は、バレル２１の回転中に分配プレート１７上を摺動する。したがって、分配プレートに対する金型の角度位置に応じて、この金型は、遂次的に、射出位置（分配プレートは、材料が射出点２０を通過するための孔を有する）、次いで、冷却位置（分配プレートが射出点２０を塞ぎ、金型のキャビティを閉鎖する）、次いで、排出位置（分配プレートは、一プロファイルの形態で成形品目を排出するための孔を有する）にある。分配プレート１７のこれらの異なる機能は、分配プレート１７が固定されており、したがって、成形品目の射出、冷却又は抜出しのために金型を正しい位置に配置するのはバレル２１の回転であるという事実によって可能になる。

【0055】

好ましくは、分配プレート１７は、表面硬度を維持し、バレル２１の摺動を可能にするために表面処理を施される。処理は、例えば、焼戻し、窒化など、又は別の同等の処理であってもよい。

【0056】

したがって、一方では材料の滴下なしに射出を可能にし、同時に充填金型４１から材料が漏れることなく分配プレート１７とバレル２１との間の相対回転を可能にする、特に分配プレート１７とバレル２１との間の圧力は、本発明の実施形態に従って定義される。非限定的な例を以下に示す。

【0057】

本発明による金型は、好ましくは水が充填されたバレル２１内に配置される。したがって、バレル内に配置された例えば１２個の金型４１～５２が存在し得る。バレル２１の回転運動の１／１２の各回転時に、１つの金型は射出位置にあり、１つの金型は排出位置にあり、他の１０個の金型は冷却位置にある。バレル２１内に配置された金型４１～５２の利点は複数ある。金型４１～５２は、バレル２１のタンクに浸漬することによって冷却されるため、非常に単純である（金型ごとの冷却回路はない）。バレル２１及び金型４１～５２は、機械上で非常に迅速に変更することができるアセンブリを形成する。したがって、金型を変更するのに必要な時間が大幅に低減される。バレル２１上の金型の数を増加又は低減することも容易である。したがって、二倍小さい部品の場合、バレル内に１２個ではなく２４個の金型が存在し得る。バレル２１内の金型の数を最適化することにより、装置をその最大押出能力まで使用することが可能になる。したがって、好ましくは、バレル内の空の金型の数は、例えば排出と射出との間の１つの金型に限定される。

【0058】

機械はまた、各金型４１～５２のための抜出し器１８及び排出器ピストン１９を備える。

【0059】

本発明の実施形態は、特に以下の点で従来技術と区別される。

【0060】

押出材料は、固定された、分配プレート１７を通過する単一の射出点２０を介して到達する。それぞれ順番に充填されるために、射出点２０に面して配置されるように（好ましくは回転することによって）移動するのは金型４１～５２である。金型の数は、例えば、シリンダの数に等しくなるように限定されないが、独立している。金型は、回転し、バレル２１の各金型４１～５２を固定射出点２０の前に遂次的に配置するバレル２１内に配置される。この構造により、成形物品の冷却時間は機械の作業速度に影響を与えず、機械の動作は最適化することができる。機械のサイクルは、射出時間、及び金型内の圧力を低下させ、次の自由金型４１～５２を射出点２０の前に運ぶようにバレル２１の回転を可能にするのに必要な時間のみに依存する。

【0061】

部品を射出成形するための金型４１～５２は、可動部分（金型４１～５２自体を備えるバレル２１）及び固定部分（射出点２０を有する分配プレート１７）からなる。

【0062】

本発明によれば、好ましくは、分配プレート１７は冷却され、これにより、金型内の射出材料３１の閾値を設定することが可能になり、バレル２１と分配プレート１７との間の相対移動が促進される。

【0063】

冷却手段は、例えば、金型が移動する経路に沿って分配プレートに配置された水回路である。

【0064】

本発明によれば、排出器１９の位置を使用して、金型４１～５２の充填のレベルを測定することができる。具体的には、金型が満杯のとき、金型内の圧力が射出圧力を超えて急速に上昇し、射出点と同じ側の金型の入口に滴下が形成される。したがって、排出器１９の位置を測定することによって、金型が満杯のとき（又は少なくとも略満杯のとき）を容易に判定することができ、したがって、例えば射出を停止するか、又は射出圧力を充填の状態に応じて低下させることにより射出圧力を制御することによって、金型内の圧力の突然の上昇及び前記液滴の形成を防止することができる。

【0065】

図２は、バレル２１／分配プレート１７の対の例を示す。この図２において、左側の図は、金型４１～５２（図１のプレート１７の左側）及びバレル２１の側からの分配プレートの図であり、右側の図は、他方の側、すなわち射出ノズル２８と同じ側（図１のプレート１７の右側）からの分配プレート１７の図である。図２は、１２個の金型（４１～５２）を備えるバレル２１を示し、また、バレル２１に関連付けられた分配プレート１７を示す。図２は、分配プレートの面に対して摺動するバレルの面を示す。矢印５３は、固定された分配プレート１７に対するバレル２１の回転の方向を示す。

【0066】

バレルの金型４１は、射出位置、言い換えれば分配プレート上の位置２２に面して示されている。位置２２において、分配プレートは、射出材料３１の通過のための孔２０と、分配プレートとバレルとの間の材料の漏れを防止するために充填中にバレルの壁に押し付けられる射出ノズル２８とを有する。本発明によれば、すべての金型４１～５２は、同じ射出孔２０を介して充填される。

【0067】

バレルの金型４２～５０は、冷却段階、言い換えれば分配プレート上の位置２３に面して示されている。冷却位置２３において、分配プレートは、いくつかの金型（図２の金型４２～５０）の壁を一体的に形成する。本発明の別の特定の特徴は、金型が分配プレート１７に対して相対移動するという事実に関連する。したがって、本発明による金型４１～５０は、品目がキャビティ内で冷却されている間に、金型の壁の１つが封止されたままで分配プレート１７に対して摺動するという事実により特徴付けられている。

【0068】

バレルの金型５１は、図２に示す分配プレートの排出位置２４において図２に示されている。この位置では、冷却された品目は、抜出し器１８によって分配プレートの排出孔２７を介してキャビティから除去される。排出孔２７の断面は、排出の軸線に垂直に見た品目の断面以上である。本発明によれば、好ましくは、すべての品目は、同じ孔２７を介して金型から排出される。

【0069】

図２に示す金型５２は、排出位置２４と射出位置２２との間の分配プレート１７上の中間位置２５にある。金型５２のキャビティは空であり、次の射出に対して準備ができている。

【0070】

バレル２１は、割出し回転移動で駆動される。度単位の角度間隔は、バレルに装着される金型の数に依存し、３６０°を金型の数で割ったものに等しい。したがって、図２に示す例では、１２個の金型を含むバレルは、間隔ごとに３０度回転する。したがって、図示されていない次の回転移動中に、金型４１は冷却位置２３に移動し、金型５０は排出位置２４に移動し、金型５１は中間位置２５に移動し、金型５２は射出位置２２に移動する。

【0071】

記載された図から理解され得るように、２つのシリンダ１１、１２を使用する利点の１つは、機械が製造中のとき、金型が変更されているにもかかわらず、システムが中断なく動作することであり、金型を充填する間にシリンダの一方が空になるとき、他方のシリンダが次の金型を充填することを見越して充填され、金型が変更されたとき、供給シリンダが変更される。したがって、機械は、ダウンタイムなしで連続的に動作する。

【0072】

さらに、機械は、図に例として示すような１２個の射出金型に限定されず、バレル２１内に１２個より多い又は少ない金型を含むことができる。例えば、機械は、バレル２１内に８つの金型、又はさらには２４個の金型を含むことができる。

【0073】

機械は、特に以下の多くの利点をもたらす。

【0074】

押込みスクリューを使用して、押出機１０を充填することができる。このスクリューは、材料の密度を増加させることを可能にし、より高い押出機速度を保証する。

【0075】

各金型は独立して充填される。

【0076】

本方法に従って射出成形された部品は完成している（追加の動作なし）。

【0077】

弁１５、１５’、１５”は、押出機を低圧で回転させ、製品を高圧で射出成形することを可能にする。

【0078】

金型は、射出側で閉鎖されていない。最初に金型を閉鎖するのはシャッタ１６であり、次いで、金型はバレル２１の回転中に分配プレート１７によって閉鎖される。

【0079】

金型は、分配プレート１７と呼ばれる、すべての金型に共通の壁上を摺動することによって移動する。金型と分配プレート１７との間のこの相対移動は、射出サイクルにおいて実行される動作に従って金型の構成を変更することを可能にする。したがって、分配プレート１７は、少なくとも以下の３つの構成を有する。

【0080】

充填及び圧縮動作中、分配プレート１７は、射出材料３１の通過のための孔２０を有する。

【0081】

冷却動作中、分配プレート１７は、金型を遮断する。

【0082】

品目の排出の動作中、分配プレート１７は、品目の通過のための孔２７を有する。
本発明の実施形態によれば、本発明は、２Ｄ又は３Ｄ品目を製造するための方法、及びこの方法によって得られる物品に関する。本方法では、少なくとも以下のステップが実行される。
材料が、フレークの形態で１つ以上の供給源から供給され、その供給源に応じた材料の割合が、例えば製造される品目に応じて予め決定されるステップ、
フレークが、混合され、好ましくは圧縮され、次いで押出機に導入されるステップ、
任意選択的に、繊維などの材料が、押出機の入口及び／又はスクリューの中央部及び／又はスクリューの端部に添加されるステップ、
材料が押し出されるステップ、
押出材料が、交互に作動する一対の射出シリンダの第１の射出シリンダに導入されるステップ、
材料が、前記一対の射出シリンダの第２の射出シリンダから、回転システムに対して固定された分配プレートを通過する射出点を介して、いくつかの金型を有する回転システムに配置された可動金型内に射出されるステップ、
金型が、前記システムが摺動する分配プレートによって、前記回転システムを回転させることによって閉鎖されるステップ、
回転システムの金型が、前記システムの回転中に冷却されるステップ、
成形品目が、分配プレートを通過する抜出し点を介して抜き出されるステップ。

【0083】

本システムは、例えば、いくつかの金型を有するバレルを備え、一間隔ごとの（間隔は金型の数に依存する）バレルの各回転において、１つの金型が射出位置にあり、１つの金型が品目の排出（又は抜出し）位置にあり、他の金型のすべてではないにしても大部分が冷却位置にある。特定の構成では、射出位置と抜出し位置との間の距離及び回転の間隔に応じて、１つの金型（少なくとも）がバレルの１つ又はいくつかの回転間隔の間空のままであることが可能である。したがって、この金型は抜出し後は空であり、射出位置に達するまで充填されない。

【0084】

本方法の利点の１つは、サイクル時間が、固体部品の公知の方法に対して１５程度の係数で除算されることである。

【0085】

本方法の別の利点は、製造された部品が良好な表面外観を有し、滑らかで、ひけマークがないことである。

【0086】

本出願に記載の実施形態は、例示的な例として提示されており、限定的であると見なされるべきではない。他の実施形態は、例えば記載された手段と同等の手段を使用することができる。実施形態はまた、状況に応じて互いに組み合わされてもよく、ある態様で使用される手段が別の態様で使用されてもよい。例えば、使用される原材料は、他の材料と混合されたポリオレフィンに主に基づく材料であってもよい。プラスチック含有量は約９０～４０体積％程度であり、好ましくは粉砕材料は事前に選別されない。押出機は、二軸スクリュー押出機（例えば、２つの逆回転スクリューを有する）又は別の適切な押出機であってもよい。

【符号の説明】

【0087】

１０…押出機、１１…射出シリンダ、１２…射出シリンダ、１４…回路、１５…弁、１５’ …弁、１５” …弁、１６…シャッタ、１７…分配プレート、１８…抜出し器、１９…排出器ピストン、２０…射出孔、２１…バレル、２２…射出位置、２３…冷却位置、２４…排出位置、２５…中間位置、２６…臨界領域、２７…排出孔、２８…射出ノズル、３１…射出材料、４１～５２…金型、４１…射出位置にある金型、４２～５０…冷却位置にある金型、５１…排出位置にある金型、５２…中間位置にある金型、５３…バレルの回転の方向。

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの押出機（１０）と、第１のシリンダ（１１）と、第２のシリンダ（１２）と、を備え、前記少なくとも１つの押出機（１０）が前記第１のシリンダ（１１）及び前記第２のシリンダ（１２）に供給する、２Ｄ又は３Ｄ品目の成形のための装置であって、
前記装置が、複数の金型（４１～５２）を備える回転バレル（２１）をさらに備え、前記装置が、前記バレルに対して固定され、すべての前記金型に共通であり、金型に供給するための射出点（２０）と、成形品目を金型から抜き出すための排出孔（２７）とを有する分配プレート（１７）をさらに備え、前記第１のシリンダ（１１）及び前記第２のシリンダ（１２）が、前記射出点（２０）を介して前記バレル（２１）の前記複数の金型（４１～５２）の１つを交互に充填するように構成され、前記バレルが、前記金型が充填されているとき、１つの割出し間隔だけ回転され、前記金型が、射出位置と形成された前記品目の抜出し位置との間で前記分配プレート（１７）によって封止的に閉鎖される、装置。

【請求項2】

前記射出点と前記排出孔との間に配置され、前記分配プレート（１７）によって閉鎖された前記金型が、冷却領域で冷却される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記金型が、液体の浴への浸漬によって冷却される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記冷却領域に配置された前記分配プレート（１７）の一部が冷却される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記射出孔が、供給チャネルによって前記シリンダに接続される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

シャッタノズルが、前記バレルの回転中に前記供給チャネルを閉鎖する、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記シリンダが、中断されない動作で前記押出機によって供給される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記押出機が、絶えずに回転する少なくとも１つのスクリューを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記押出機が、少なくとも１つの減圧領域を備え、前記領域が、製品から水分を除去するために、及び／又は繊維もしくは充填材を前記押出材料に導入するために使用される、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

各金型に関連付けられた排出器（１９）を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記排出器（１９）の位置が、前記金型の充填のレベルを測定するために使用される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記押出機に導入される前記材料の密度を増加させるための押込みシステムを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記射出圧力が、前記分配プレートに対する前記バレルの回転中に、射出後に約１００バールに低下させられる、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

２Ｄ又は３Ｄ品目を製造するための方法であって、以下のステップ、即ち、
材料が、フレークの形態で１つ以上の供給源から供給され、その供給源に応じた材料の割合が、例えば製造される品目に応じて予め決定されるステップ、
前記フレークが、混合され、好ましくは圧縮され、次いで押出機に導入されるステップ、
任意選択的に、繊維などの材料が、前記押出機の入口及び／又はスクリューの中央部及び／又はスクリューの端部に添加されるステップ、
前記材料が押し出されるステップ、
前記押出材料が、交互に作動する一対の射出シリンダの第１の射出シリンダに導入されるステップ、
前記材料が、前記一対の射出シリンダの第２の射出シリンダから、回転システムに対して固定された分配プレートを通過する射出点を介して、いくつかの金型を有する前記回転システムに配置された可動金型内に射出されるステップ、
前記金型が、前記システムが摺動する前記分配プレートによって、前記回転システムを回転させることによって閉鎖されるステップ、
前記回転システムの前記金型が、前記システムの回転中に冷却されるステップ、
成形品目が、前記分配プレートを通過する抜出し点を介して抜き出されるステップ、
が実行される、方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法によって得られる２Ｄ又は３Ｄ品目。

【国際調査報告】