CN103419318A - 用于制造塑料件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造塑料件的装置（20），尤其是用于制造热塑性的塑料件，所述装置具有：用于液化和混合聚合物原料（V）和活化剂（A）的第一塑化螺杆（1），用于液化和混合聚合物原料（V）和催化剂（K）的第二塑化螺杆（2），至少两个分别具有模具（6）的合模单元（3、4、5），用于将聚合物原料（V）连同活化剂（A）从第一塑化螺杆（1）输送到所述至少两个合模单元（3、4、5）的第一分配装置（7），和用于将聚合物原料（V）连同催化剂（K）从第二塑化螺杆（2）输送到所述至少两个合模单元（3、4、5）的第二分配装置（8）。

Description

用于制造塑料件的装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造塑料件的装置、尤其是用于制造热塑性的塑料件的装置。
背景技术
多年以来，在塑料件制造的领域内已知非常不同的设备和方法。在此，一方面存在方案，其中颗粒材料在塑化螺杆中熔化并随后注射到模具的腔中并在那里冷却和硬化。另一方面，也能以在不同设备中处理的的基本成分进行运作，所述基本成分接着在腔前或在腔中混合并且在那里充分反应形成塑料件。制造塑料件的所述第二方案的例子由EP 1 847 367 A2给出。EP 2 213 444 A2也示出了热固性塑料的加工，在所述热固性塑料中，两种彼此交联或反应的成分进行混合。
在所述已知的设备中大多使用大型容器，至少两种基本成分在所述容器中始终被备好，并且通过泵输送到腔中。这里也已知中央设备，在所述中央设备中，提供了包括多个冲压机和合模单元的大型收集容器。在此不利的是，各单独的成分经常非常长时间地停留在所述大型容器中，由此所述成分的质量和因此反应能力可能减弱。所述中央设备也大多构成为环形管路，由此产生高的停留时间。
发明内容
因此，本发明的任务在于，避免在反应性注塑的过程中的已知缺点。尤其是应该缩短高的停留时间、保持高的熔体质量，并且尽可能独立的和精确的注射应该是可能的。
由构成在先权利的、申请人所有的、在后公开的A 850/2011已知一种用于在注塑机中制造塑料件、尤其是纤维增强的热塑性的塑料件的方法，其中各单独的相互反应的成分（聚合物原料+活化剂或聚合物原料+催化剂）分别在塑化螺杆中液化和混合。为了获得更大的产量，必须具有多个这种各具有两个塑化螺杆和一个合模单元的设备。由于每个合模单元必须总是具有两个塑化螺杆，所以这在装备上是非常耗费的。
因此，本发明的另一个任务在于，必须动用尽可能少的整体投资获取高产量。因此，用于制造塑料件、尤其是热塑性的塑料件的整个装置应该尽可能有效地运行，并且能以低投资费用被购置。
所述任务通过具有权利要求1的特征的装置解决。据此，所述装置包括：用于液化和混合聚合物原料和活化剂的第一塑化螺杆和用于液化和混合聚合物原料和催化剂的第二塑化螺杆，至少两个分别具有模具的合模单元，用于将聚合物原料连同活化剂从第一塑化螺杆输送到所述至少两个合模单元的第一分配装置和用于将聚合物原料连同催化剂从第二塑化螺杆输送到所述至少两个合模单元的第二分配装置。与已知的用于制造热固性塑料件的中央设备相比，获得突出的优点，即不需要大量的基本成分始终保持在“文火加热
Figure BDA00003239737800021
”中，由此质量损失小得多。另一个突出的优点在于，对于多个在设备中联合的合模单元，在生产车间中只需要设置一个具有两个塑化螺杆的中央塑化单元。
原则上也不应该排除，在塑化螺杆的后面还设置有泵或其他的引入装置。当然优选设定，所述两个塑化螺杆分别布置在塑化缸中，其中，聚合物原料连同催化剂和聚合物原料连同活化剂能通过相应的塑化螺杆引入到模具中，其中，各塑化螺杆能分别通过驱动单元相对于塑化缸旋转地和平移地运动。因此，一方面通过塑化螺杆的旋转运动能实现原料与活化剂或催化剂的良好的混匀，并且另一方面通过所述塑化螺杆的直线的或者说平移的注射运动能实现适宜的注射。
根据待制造的塑料件的尺寸，在一个合模单元中可以构成有多个腔，用于制造多个塑料件。因此优选设定，每个合模单元具有一个模具，在所述模具中构成有至少一个腔。
塑料件的生产车间可以具有非常不同的规模和形式。因此，塑化螺杆和合模单元的布置应该尽可能对所述的形式和规模理想地进行匹配。在此，一种方案是，各分配装置从塑化单元串行地依次引导到各单独的合模单元中。由于适宜的注射和适宜的使用，所以无需回流管路。这种串行布置的缺点主要在于，在注射到串行最后的合模单元中的过程中，基本成分必须经过相对长的行程。因此优选设定，各分配装置分别具有：从第一和/或第二塑化螺杆导出的主管路，分配器，以及在分配器与每个合模单元之间的分支管路，所述主管路通入所述分配器。
根据第一实施方案，可为此设定，分支管路直接通入腔中，并且聚合物原料连同活化剂能与聚合物原料连同催化剂分开地引入模具中。为了确保将基本成分有针对性地从中央塑化单元输送到确定的合模单元中，可优选设定，分配装置的分配器具有打开至少一个分支管路的控制滑动件。
但根据另一种实施方案也可以设定，分支管路通入布置在每个合模单元中或上的混合头中，所述混合头优选布置在每个合模单元的模具中，其中，聚合物原料连同活化剂以及聚合物原料连同催化剂能通过相应的分支管路输送给混合头并且在混合状态下能从混合头引入到腔中。因此，全部的分配装置在各塑化螺杆与混合头之间始终是打开的。由于聚合物原料连同活化剂或催化剂从塑化螺杆出发始终处于一定的压力之下，所以可以通过打开所述混合头中的一个进行对腔的填充。
由于根据生产车间的规模，各管路也可能是很多米长的，所以经常在从塑化单元到合模单元的过程中在被输送的基本成分中出现温度损失。因此优选设定，至少分配装置的分支管路能通过调温装置进行温度调节。为此例如可能将加热带或类似物集成到分支管路的护套中。
附图说明
下面借助于对附图的说明、参考以唯一的附图描述的实施例对本发明的其他详情和优点进行详细解释。附图如下：
图1根据本发明的用于制造塑料件的装置的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性示出装置20，该装置具有三个合模单元3、4和5，一个具有塑化螺杆1和2的塑化单元以及两个分配装置7和8。每个合模单元3、4、5具有沿横梁18引导的可运动的夹模板16。在该可运动的夹模板16与固定的夹模板17之间分别夹紧模具6的半模。在模具6中至少构成有一个腔9。此外，在模具6的区域中分别设置一个混合头15。
对于制造热塑性的塑料件需要的材料在塑化单元中被处理。为此，例如通过填料漏斗将聚合物原料V连同活化剂A引入到第一塑化螺杆1与其塑化缸19之间的空间中。聚合物原料V连同催化剂K也被引入第二塑化螺杆2与其塑化缸19之间的空间中。塑化螺杆1、2由驱动单元M旋转地驱动，用于混合。驱动单元M例如可以是电动机。但塑化螺杆1和2不仅可以用于混合，而且还可以用于注射。为此，相应的塑化螺杆1和2可以相对于塑化缸19直线地运动。在塑化缸19中或围绕该塑化缸，也可以分别设置调温装置，用于获得理想的混合温度和之后的反应温度。
经混合的材料从第一塑化螺杆1经由虚线描绘的分配装置7到达各单独的合模单元3、4和5的混合头15。为此，主管路10从塑化单元的尖端引导到分配器11。分支管路12、13和14从分配器11引导到相应的混合头15。以同样的方式，以实线描绘的分配装置8从塑化螺杆2导出，其中，首先主管路10将塑化螺杆2或者说塑化螺杆的塑化缸10与分配器11连接起来。接着，分支管路12、13和14再次引导到混合头15。一旦各混合头15中的一个打开，则聚合物原料V连同活化剂A和聚合物原料V连同催化剂K在这一个混合头中相互混合，并且随后到达腔9中，这些成分在该腔中充分反应并且硬化形成热塑性的塑料件。
通过所述实施方式，可以对每次注射进行单独的计量。也可以实现与不同注射条件的匹配。通过所述的中央设备还可以出色地充分利用各基本成分的低粘度，以利用多于一个用于制造热塑性的塑料件的成型设备（合模单元3、4、5）。此外，稀液状的成分允许以低的压力需求的非常长的流动行程。聚合物原料V例如可以是用于聚酰胺6（PA6）的己内酰胺和用于聚酰胺12（PA 12）的氮杂环十三烷-2-酮（Laurinlactam）。作为活化剂A，对于PA 6例如可以使用固态的己内酰胺钠（Natriumcaprolactam）。作为用于PA 6的催化剂K，例如可以使用溶解在己内酰胺中的被抑制的（blockiert）异氰酸盐。
此外，所示的解决方案还具有以下优点，即仅需要输入管路而不需要如在树脂传递模塑系统（Resin-Transfer-Mould-Systemen）中已知的回流管路。通过先入先出原则，也得到各基本成分的短的停留时间。每个模具的准确且可单独调节的注射过程也是可能的。当然，原则上也可以设置不同的压力传感器、温度传感器或类似的监控单元，其测量数据优选在控制单元或调节单元中汇总。塑化螺杆1和2的驱动单元M也能由该控制单元或调节单元控制和/或调节，也许分配器11以及混合头15也能由该控制单元或调节单元控制和调节。
不应该排除的是，使用多于两个塑化螺杆例如用于混合三种成分。原则上也可能，各成分的混合已经在分配装置的区域中发生。在此，仅需考虑，由于各成分已经在分配装置中进行的交联，通常例如通过冲刷分配装置的所述区域进行清洗。

Claims (9)

1.用于制造塑料件的装置（20），尤其是用于制造热塑性的塑料件，所述装置具有：用于液化和混合聚合物原料（V）和活化剂（A）的第一塑化螺杆（1），用于液化和混合聚合物原料（V）和催化剂（K）的第二塑化螺杆（2），至少两个分别具有模具（6）的合模单元（3、4、5），用于将聚合物原料（V）连同活化剂（A）从第一塑化螺杆（1）输送到所述至少两个合模单元（3、4、5）的第一分配装置（7），和用于将聚合物原料（V）连同催化剂（K）从第二塑化螺杆（2）输送到所述至少两个合模单元（3、4、5）的第二分配装置（8）。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个合模单元（3、4、5）具有一个模具（6），在所述模具中构成有至少一个腔（9）。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，两个塑化螺杆（1、2）分别布置在塑化缸（19）中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，聚合物原料（V）连同催化剂（K）和聚合物原料（V）连同活化剂（A）能通过相应的塑化螺杆（1、2）引入到模具（6）中，各塑化螺杆（1、2）能分别通过驱动单元（M）相对于塑化缸（19）旋转地和平移地运动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，分配装置（7、8）分别具有：从第一或第二塑化螺杆（1、2）导出的主管路（10），分配器（11），以及在分配器（11）与每个合模单元（3、4、5）之间的分支管路（12、13、14），所述主管路（10）通入所述分配器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，至少分配装置（7、8）的分支管路（12、13、14）能通过调温装置进行温度调节。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，分配装置（7、8）的分配器具有打开至少一个分支管路（12、13、14）的控制滑动件。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，分支管路（12、13、14）直接通入腔（9）中，并且聚合物原料（V）连同活化剂（A）能与聚合物原料（V）连同催化剂（K）分开地引入腔（9）中。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，分支管路（12、13、14）通入布置在每个合模单元（3、4、5）中和/或上的混合头（15）中，所述混合头优选布置在每个合模单元的模具（6）中，其中，聚合物原料（V）连同活化剂（A）以及聚合物原料（V）连同催化剂（K）能通过相应的分支管路（12、13、14）输送给混合头（15）并且能在混合状态下从混合头（15）引入到腔（9）中。
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