JP2017538598A - 強化プラスチック部品の製造のための方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、強化プラスチック部品の製造のための方法及び装置であって、以下の工程を有する。a)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内に少なくとも1つの補強材料を準備する工程、b)少なくとも1つの出発材料を容器(100)に準備する工程、c)成形装置(11、21、41)へ容器(100)を挿入する工程、d)少なくとも1つの出発材料を容器(100)からキャビティ(16、24,43)へ導入する工程、ここで、少なくとも1つの出発材料が少なくとも1つの補強材料を少なくとも或る程度浸透する、e)少なくとも1つの出発材料を少なくとも1つの補強材料で硬化させ強化プラスチック部品を得る工程、及び、f)強化プラスチック部品を脱型する工程。本発明は更に、強化プラスチック部品を製造するための装置及びアセンブリに関する。【選択図】図1

Description

本発明は、反応系としての少なくとも1種の出発材料及び少なくとも1種の補強材料から強化プラスチック部品を製造するための方法、装置、及びアセンブリに関する。
反応系の処理は、通常、比較的複雑なプロセスの実行と関連する。部品の品質及びその再現性に決定的な要因は、混合物の形成(出発物質、活性化剤及び触媒の比、及びこれらの混合)並びに環境効果(例えば、水分及び光等)からの系の保護である。使用される部品は、一般に、“乾燥”、すなわち悪影響を有する物質を排除して処理しなければならない。このプロセスの複雑な実行には、しばしば、機械技術の広範な専門知識におけるプロセッサによる比較的高い投資が必要とされる。部品交換の洗浄コストが高いことによる柔軟性の制限は、プラント利用率を低下させることがある。また、長いサイクルタイムは、反応射出成形(RIM)及び樹脂トランスファー成形(RTM)技術の幅広い使用を制限する。
RIMプロセスは、長い歴史を持ち、関連する標準的な作業にも記載されている(非特許文献1参照)。液体反応部品は、加熱された容器に貯蔵され、精密ポンプによって、加熱されたラインを介して混合ヘッドに運ばれる。場合によっては、反応系が混合ヘッドと容器との間を循環する。プロセス中の材料の切り替えは複雑であり、容器、計量ポンプ、搬送ライン、及び混合ヘッドを例として、高い洗浄コストがかかる。また、高温で長時間放置すると反応性が低下するため、多量の出発材料が浪費される原因ともなる。そうでなければ、系が十分に反応せず、部品中に高い残留モノマー含量が残るので、個々の系部品と空気との接触(及び結果としての酸化)も避けなければならない。容器、ポンプ、搬送ライン、及び混合ヘッドを一定温度に保つために、プラントの個々の部品を加熱するために、さらに大量のエネルギーが必要である。
特許文献1には、計量ポンプが2つの反応部品を直接注入ノズルを介して金型内に運び、金型内で向流法によってそれらを互いに混合する特別な方法が記載されている。この場合も、材料の切り替えは上記の問題と関連している。
特許文献2には、射出成形機における熱可塑性繊維複合材料の製造方法が記載されている。ここの2つの部品は、2つの射出成形アセンブリにおいてモノマー形態で別々に利用可能である。一方の部品は活性化剤を含み、他方の部品は触媒を含む。アセンブリは、部品の加熱だけでなく、混合チャンバへの部品の搬送にも役立つ。円滑な操作のためには、アセンブリを水平に対してある角度で取り付ける必要がある。通常、アセンブリを混合チャンバ及び型に接続するホースラインも存在する。射出成形機は特化した設計であり、したがって高いレベルの投資が必要である。機械はRIMプロセスでのみ使用可能である。標準的な射出成形アプリケーションで記述されている形式では使用できない。第1に、流体システムはスクリュウで搬送することが困難であるという問題があり、第2に、ピストンを使用する注入システムは、モノマーシステムの非常に低い粘度に関連する問題の影響を非常に受け易い。
DE2361452 A1 EP2572851 A1
Domininghaus、Hans and Elsner、Peter and Eyerer、Peter and Hirth、Thomas(eds.)、Kunststoffe: Eigenschaften und Anwendungen [Plastics: properties and applications]、7 th edn., Springer-Verlag、Berlin、Heidelberg、2008.
これに照らして、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、出発材料を簡単な方法で確実に処理して強化プラスチック部品を得ることができる方法を提供することにある。本発明の別の目的は、対応する装置と、強化プラスチック部品を製造するためのアセンブリとを提供することにある。
この目的は、本発明の第1の態様では、以下の工程を含む強化プラスチック部品の製造方法によって達成される。
a)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内に少なくとも1つの補強材料を準備する工程、
b)少なくとも1つの出発材料を容器(100)に準備する工程、
c)成形装置(11、21、41)への容器(100)を挿入する工程、
d)少なくとも1つの出発材料を容器(100)からキャビティ(16、24、43)へ導入する工程、ここで、少なくとも1つの出発材料が少なくとも1つの補強材料を少なくとも或る程度浸透する、
e)少なくとも1つの出発材料を少なくとも1つの補強材料と硬化させ強化プラスチック部品を得る工程、及び、
f)強化プラスチック部品を脱型する工程。
前記目的は、本発明の第2の態様では、以下のものを有する強化プラスチック部品を製造するための装置により達成される。
−補強材料を受けるための成形装置(11、21、41)の1つのキャビティ(16、24,43)、
−少なくとも1つの出発材料のための少なくとも1つの容器(100)を受けるための収容デバイス、
−容器(100)からの少なくとも1つの出発材料の輸送のための輸送装置(4)、
−少なくとも1つの出発材料のための、収容デバイスとキャビティ(16、24、43)との間に配置された混合ユニット(3)。
本発明は、本質的にいかなる広範囲な洗浄操作も必要ないので、異なる反応システムを一つの同じ装置内で直接連続して処理することができるという点で、既知のRIM/RTMプロセスの柔軟性を著しく高めるという利点を有する。すなわち、洗浄動作は本質的にキャビティ(16、24、29、43、44)に限定される。したがって、部品の小型化及び極小化を実現することが可能である。
装置の特徴が、本発明の方法の文脈において以下の説明にも列挙されている限り、これらは、好ましくは、本発明の装置に関するものであり、以下により詳細に定義される。同様に、デバイスの文脈において言及され得るプロセスの特徴は、好ましくは、本発明のプロセスに関する。
本発明の1つの実施の形態におけるコンテナ100の図である。 容器100を有する本発明の1つの実施の形態における成形装置11の一部の図である。 2つの容器100a、100bを有する本発明の1つの実施の形態における成形装置11の一部の図である。 本発明の1つの実施の形態における成形装置11の一部の図である。 本発明の1つの実施の形態における成形装置21の一部の図であり、立方体モールド21の形態をとる。 本発明の1つの実施の形態における成形装置41の一部の図であり、ターンテーブル型41の形態をとる。 本発明の他の実施の形態における容器100の図である。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明は、まず、強化プラスチック部品の製造方法を提供する。方法は以下の工程を有する。
a)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内に少なくとも1つの補強材料を準備する工程、
b)少なくとも1つの出発材料を容器(100)に準備する工程、
c)成形装置(11、21、41)へ容器(100)を挿入する工程、
d)少なくとも1つの出発材料を容器(100)からキャビティ(16、24,43)へ導入する工程、ここで、少なくとも1つの出発材料が少なくとも1つの補強材料を少なくとも或る程度浸透する、
e)少なくとも1つの出発材料を少なくとも1つの補強材料で硬化させ強化プラスチック部品を得る工程、及び、
f)強化プラスチック部品を脱型する工程。
“出発材料”の表現は、反応によってポリマーを形成するために必要とされる任意の部品を意味する。ここで使用される“出発材料”の表現は、モノマー及びオリゴマーだけでなく低重合体、並びにモノマー、オリゴマー及び低重合体のそれぞれ前架橋段階を特に含む本発明のモノマー又はオリゴマー出発材料に関する。簡単のため、表現“出発物質”は、以下では常に使用される。
ポリマーは、任意に、必要とされる付加物質の全てを含むただ1つの部品のみを介して形成することもできるが、温度が低すぎるために、反応が妨げられる。2つの出発材料の場合、1つ以上の部品の混合物は、例えば、モノマー1とモノマー2、モノマー1及び触媒とモノマー1及び活性剤、モノマー1及び触媒とモノマー2及び活性剤、又はその任意の所望の変形である。
本発明の目的のために、“成形装置”という表現は、キャビティ内への出発材料の導入及びそのキャビティ内での硬化を可能にする装置を意味する。使用される成形装置(11、21、41)は、原則として、比較的従来型の装置、例えば、本発明に適切であるように変更された射出成形装置である。
成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、29、44)は、本質的に、製造される部品のネガティブ形状、特に必要なスプルーを有する正確なネガティブ形状である。キャビティ(16、24、43)は、ここで、部品の取り外しを容易にする離型剤のコーティングを有することが可能である。
工程a)において、補強材料は、好ましくは、成形装置(11、21、41)において、可撓性、半剛性又は剛性の形態で提供される。
キャビティ(16、24、43)は、ここでは、射出成形型、単純(圧縮)型、箔被覆を有する半殻、又は二重壁構造(織物又は箔)によって形成することができる。 1つの特定の実施の形態において、キャビティ(16、24、43)は、補強材料、特に補強繊維それ自体によって形成することが可能である。
本発明では、貯蔵のためだけでなく、キャビティ(16、24、43)への少なくとも1つの出発材料の輸送及び導入のために設計された容器(100)内に、工程b)において少なくとも1つの出発材料が提供される。本発明の容器(100)は、貯蔵及び輸送中に外部の影響(例えば、空気、大気湿分、光の内側放射)から少なくとも1つの出発材料を保護する密閉容器として有利に構成される。容器は、特に、少なくとも1つの出発材料を確実に受け取るために、本質的に安定した形態を有する。成形装置(11、21、41)に関して、本発明の容器(100)は、成形装置(11、21、41)の一部ではない外部容器を表す。それは、本発明の方法の前に、好ましくは少なくとも1つの出発材料の製造者の建物で直接満たされ、閉鎖され、そして本発明の製造中まで再び開放されることがない。
本発明の容器(100)は、特に、使い捨て容器であっても良い。空になると、それは廃棄のために送ることができ、又は例として、完成した部品に補強リブ(30)の形態で残すことができる。もし容器(100)が比較的大きなユニットである場合、これは多目的容器であることが好ましく、任意に預金が支払われる多用途容器であることが好ましい。この実施の形態は、容器(100)が処理装置によって洗浄される必要がないという利点を有する。代わりに、製造者はその責任を負う。
本発明の容器(100)の実質的な利点は、少なくとも1つの出発材料が、その製造後に直接的な環境効果からの保護を有し、これがキャビティ(16,24)に導入される瞬間まで残ることである。少なくとも1つの出発材料の正確な計量は、製造者を離れる前にさえ保証することができる。予備乾燥又は前処理、例えば、処理前の少なくとも1つの出発材料の洗浄/濾過は、必要ない。
本発明の容器(100)は、工程c)において成形装置(11、21、41)に適切に挿入される。この目的のために、好ましくは、容器(100)用に設けられた適切な大きさのレセプタクル/ホルダと、容器(100)からキャビティ(16、24、43)への少なくとも1つの出発材料の接続部がある。本発明の容器(100)は、工程c)における挿入の間に依然として閉じたままであり、少なくとも1つの出発材料がこのようにして更に保護される。
少なくとも1つの出発材料の粘度は、キャビティ(16、24、43)に導入する直前に、容器(100)内で直接的に工程d)において確立することができる。容器(100)とキャビティ(16、24、43)との間の距離が短いために、少なくとも1つの出発材料の放置時間が短く、したがって本発明では、加熱されたタンク及び従来技術のラインには何の要求もない。キャビティ(16、24、43)に入るための少なくとも1つの出発材料によって移動される短い距離のために、前記材料の特定の温度を非常に正確に維持することが可能である。したがって、より短い反応時間を有する反応系を使用することが可能であり、従来技術よりもサイクル時間を短くすることが可能である。
工程d)における少なくとも1つの出発材料の導入は、好ましくは、少なくとも1つの出発材料をライン又はポンプを通すことなく、容器(100)からキャビティ(16、24、43)内に直接行われる。工程d)において、少なくとも1つの出発材料は、混合ユニット(3)を通過する可能性がある。本発明によれば、少なくとも1つの出発材料がキャビティ(16、24、43)に導入されるように、閉鎖した容器(100)は工程d)においてのみ開放される。
本発明で使用される少なくとも1つの出発材料の粘度は、比較的低く1mPa・sから1000mPa・s、好ましくは3mPa・sから500mPa・s、特には5mPa・sから200mPa・sである。したがって、従来の射出成形装置では取り扱いが困難である。しかしながら、問題のない取扱いは、本発明の特徴によって可能である。特に、低粘度のために、少なくとも1つの出発材料は、本質的に、キャビティ(16、24、43)内に設けられた補強材料を完全に浸透して均質な部品を確保することができる。
少なくとも1つの出発材料は、キャビティ(16、24、43)への導入後に、完成部品の付加的な重量の減少をもたらす発泡構造が生成されるように、添加剤、例えば発泡剤を含むことができる。
工程e)におけるキャビティ(16、24、43)内の少なくとも1つの出発材料の硬化は、系の反応性によって達成され、キャビティ(16、24、43)の適切な温度によって補助及び/又は加速され得る。
工程f)における完成部品の離型時には、上述したように、前記容器を部品内に機能性要素(30)として残さない限り、容器(100)もスプルーと共に装置から取り外される。
先行技術において必要であり、出発材料及び任意に添加剤の計量を含む製造工程は、本発明では、実際の製造工程から、好ましくは直接的に少なくとも1つの出発材料の製造者に直接的に置き換わる。少なくとも1つの出発材料が容器(100)から、場合によっては混合ユニット(3)を通ってキャビティ(16、24、43)に直接導入されるので、成形装置(11、21、41)内の少なくとも1つの出発材料が移動する距離は、更に著しく減少する。このようにして、そして任意に以下に記載される多くの他の特徴を介して、強化プラスチック部品の製造プロセスはかなり単純化される。
本発明の方法を使用する場合、従来のRIM/RTM装置で使用される貯蔵容器及び計量ポンプ、搬送ライン、又は混合ヘッドを洗浄する必要はない。すべての残留物は、スプルー及び容器(100)と共に取り出され、除去され、続く製造サイクルを妨害又は汚染することは不可能である。
少なくとも1つの出発材料のプロセッサは、反応系の化学に関する深い専門知識を必要とせず、完成した部品の品質及び製造方法の再現性を確実にするためにそのような専門知識が不可欠ということでもない。プロセスに関わるエンジニアリングは更に非常に簡単であり、慎重な設計のために、プロセッサからのレベルの低い知識のみが要求される。これは、製造者から配される出発材料及び場合により添加物を有する容器を介して、及び強化プラスチック部品の製造のための本発明のアセンブリ、すなわち適切に設計された“コンストラクションキット”を介して達成される。
本発明の方法の別の利点は、特に高い柔軟性を提供することである。完成部品の材料の変更は、困難なく例として可能である。異なる反応系は、相互に悪影響を及ぼすことなく、直接的に連続して多かれ少なかれ処理することができる。ある部品から次の部品に色を変更することも可能である。コスト効率の高い製造は、実際には個々のユニットまで拡張することができる。
本発明の方法は、出発材料が容器(100)中に、任意に他の添加剤と一緒に存在する単一成分系で特に有利であり、硬化、すなわち所望の部品の製造を温度によって完全に制御することが可能である。
方法の更に進んだ実施の形態は、工程b)において、第1の容器(100a)内に少なくとも1つの第1の出発材料と、第2の容器(100b)内に1つの第2の出発材料とを提供する。したがって、容器(100)について上述したことは、第1の容器(100a)及び第2の容器(100b)に適用される。この実施の形態は、2つ以上の出発材料で作られた反応系に有利である。なぜなら、これらは、それぞれ別々に容器(100a、100b)に貯蔵され、輸送され、本発明の方法で使用されるからである。したがって、2つの異なる出発材料を異なる温度に予熱し(例えば、粘度を確立するために)、又は2つの容器(100a、100b)に異なる色を提供することが可能である。それぞれの場合、成形装置(11、21、41)への材料の供給量を変化させる能力が増加する。
少なくとも2つの出発材料が使用される場合、工程c)及び/又は工程d)の前に、少なくとも第1の容器(100a)又は容器(100)の第1のチャンバ(1)からの第1の出発材料と、第2の容器(100b)又は容器(100)の第2のチャンバ(2)からの第2の出発材料が、混合ユニット(3)において互いに混合されることは、反応に有利であることがより証明されている。このようにして、出発材料がキャビティ(16、24,43)内に導入される前に既に適切に混合されていることがまず保証される。第2に、反応速度が増加することが保証される。
少なくとも2つの出発材料の混合は、衝撃法又は向流法による適切な圧力発生器の助けを借りて達成することができる。少なくとも2つの出発材料は、キャビティ(16、24、43)への導入の間に、更に混合され得る。代替的に、又は付加的に、混合は、キャビティ(16、24、43)の上流のランナー(15)において、例えば、スタティックミキサー又は開放気孔構造(発泡構造)を介して達成又は強化することができる。ランナー(15)の表面及び/又は形状は、乱流を生じ、少なくとも2つの出発材料の混合の強度を増加させるように構成することができる。
本発明の方法の利点は、射出成形プロセスの柔軟性が、同じ金型内の別の(反応性の)部品の添加によって増加することである。更に、本発明の方法は、圧縮プロセス(すなわち、射出成形なし)にも使用することができる。
本発明の方法の別の利点は、出発材料が、特定の部品又は複数の部品の調製された部分に提供されることである。 1つの好ましい実施の形態では、これは、少なくとも1つの出発材料の体積、又は第1の出発材料及び第2の出発材料の体積の合計は、本質的に、成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)の占領されていない体積に対応することで達成される。
この文脈における“実質的に”という表現は、キャビティ(16、24、43)を充填するために実際に必要とされる量に沿って、方法の信頼性を提供するために存在する前記要求量の2%から30%、好ましくは5%から20%、特別には10%から15%が更に存在する。実際には、製造方法に必要とされ、提供される量には、一般に既にこの安全マージンが含まれている。スプルー、フラッシュ、コンテナ内で未使用のまま残っている量等で消費される出発材料はこのように考慮される。この実施の形態のおかげで、不均衡に大量の材料を使用する必要がなく、又は廃棄物として未使用の材料を廃棄する必要なしに個々の部品を製造することも可能である。好ましくは、容器(100)又は容器(100a、100b)の一部とすることができる混合ユニット(3)も取り外して廃棄する。
本発明で使用される特定の種類の反応系では、工程c)の前に、工程d)において、又は工程e)の前に、出発材料を、特に熱的に、化学的に、及び/又は機械的に活性化することが有利であることが判明した。ここでは、様々な活性化手段、例えば、化学活性化剤の供給と、出発材料の加熱とを組み合わせることも可能である。出発物質は活性化される(一般に1回)。
出発材料は、容器(100)を成形装置(11、21、41)に挿入する前に(工程c)、例えば、オーブン内で容器(100)の加熱により熱的に容器(100)内で活性化できる。この活性化と同時に粘度の確立を達成することができる。
代替的に、キャビティ(16、24、43)への導入中に(工程d))、例えば、容器(100)とキャビティ(16、24、43)の間のスタティックミキサー(すなわち混合ユニット(3))を介して機械的に、又は適切に温度制御されたキャビティ(16、24、43)を介して熱的に、活性化することができる。もし2つの出発材料(任意に添加物を含む)がキャビティ(16、24、43)に導入されている場合、これらを混合することによっても化学的活性化を引き起こすことができる。
(熱)活性化の別の可能性の例は、硬化(工程e)の前に活性化が達成されるように、出発材料の導入後のキャビティ(16、24、43)の温度制御である。
更に、少なくとも2つの出発材料は、それらを活性化し、及び/又は方法に望ましい粘度を確立するために、それぞれの容器(100a、100b)において異なる温度で予熱されることが可能である。別のより高度な実施の形態では、前記予熱は、実際の装置の外部で、例えば容器(100a、100b)を装置に挿入する前に、適切なオーブン内で行うこともできる。
同様に、活性剤及び/又は触媒が少なくとも1つの出発材料に既に付加的に含まれていることが有利であり得る。活性化剤及び/又は触媒の理想的な分布、したがって反応の理想的な進行は、実際の製造方法の前に既に保証されている。これは、出発材料が周囲温度で貯蔵されて輸送され、活性化が装置(11、21、41)のすぐ横のオーブン内で熱的に、及び/又は材料が所定の位置、すなわち装置(11、21、41)内にあるときにのみ機械的に開始される場合、特に有利である。
少なくとも2つの出発材料が別々の容器(100a、100b)で使用される1つの方法の実施の形態では、とりわけ貯蔵中の出発材料の安定性の点で、第1の容器(100a)中の第1の出発材料は付加的に活性化剤を有し、及び/又は第2の容器(100b))中の第2の出発材料は付加的に触媒を含むことが有利である。上述したように少なくとも2つの出発材料を互いに混合するとすぐに活性化及び/又は触媒作用が行われる。
本発明の別の実施の形態では、上記の代替として、工程c)において少なくとも1つの活性化剤及び/又は少なくとも1つの触媒を、少なくとも1つの出発材料に添加することが可能である。この代替は、例えば、系の活性化及び反応が室温程度の低い温度で起こるため、出発材料、活性化剤、及び/又は触媒の化学に関連する理由で特に採用することができる。一例として、活性化剤及び/又は触媒を含む別の容器(100)を通って少なくとも1つの出発材料をキャビティ(16、24、43)に導入することが可能である。
織物、敷物、ロービング、編物、編組布、及びそれらの組み合わせからなる群からの補強材料の選択は、製造される部品の性質及びその使用又は応用に依存する。この選択は、有利には、補強材料のそれぞれの繊維をキャビティ(16、24、43)内に理想的に配置することを可能にする。
工程d)における容器(100)からキャビティ(16、24、43)への少なくとも1つの出発材料の導入は、容器(100)内のすくなくとも1つの出発材料に作用するピストン(4)によって、キャビティ(16、24、43)内の減圧によって、又はスクイズロールによって、各々の場合に、有利に達成することができる。したがって、補強材料の飽和時間又は含浸時間としても知られる浸透時間を、例えば、ピストン(4)が移動する速度によって決定することが可能である。或いは、浸透率は、キャビティ(16、24、43)内に(可変)減圧を確立することによって、変更し、適切に調節することができる。
更に、2つのプレート又は圧搾ロール間で容器(100)を規定の方法で、すなわち所定の速度で“圧搾”することが可能である。別の代替案は、容器(100)への圧縮空気の適用である。
容器(100)に準備された少なくとも1つの出発材料に加えられる圧力は、キャビティ(16、24、43)内に可能な限り完全に導入するのに十分であることが重要である。この目的のために、各容器(100)及び/又はキャビティ(16、24、43)内のフローチャネルは特別な設計とすることができる。
少なくとも1つの出発材料を受容するための本発明の容器(100)の設計は、出発物質の性質及び量に依存して異なり得る。特に、容器は、管状バッグ、二重チャンバーバッグ、カートリッジ、カプセル、ドラム、ビーカー、容器、パッド及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。本発明によれば、管状バッグ、二重チャンバーバッグ、カートリッジ又はカプセルが、容器(100)又は容器(100a、100b)として好ましい。
本発明の方法の1つの特別に好ましい実施の形態において、工程b)において提供される少なくとも1つの出発材料は、カプロラクタムを含む。特に、それは2つのコンポーネントを提供することができ、その1つは活性化剤を有するカプロラクタムであり、その1つは触媒を有するカプロラクタムである。
本発明の方法は、ポリアミドマトリックスを有する連続繊維強化部品の製造に特に適している。エポキシ樹脂及びポリウレタン樹脂と比較して低いカプロラクタムベースの反応系の粘度(約5mPa・s)は、補強繊維の浸潤を助ける。したがって、特に大表面積及び薄肉の部品の浸透を、より効率的に、すなわち比較的低い充填圧力及びより短いサイクル時間で達成することが可能である。カプロラクタムの重合によって製造されたポリアミドは、熱可塑性物質として、加熱すると成形加工することができ、したがって、特に多段工程で更に加工することもできる。本発明の方法を従来の射出成形と組み合わせることにより、異なる充填材料及び異なる補強材料を必要とするが、同一又は関連するマトリックスを有する個々の部品要素を製造することが可能になる。これは、機能的要素と支持的要素との間の適合性に好ましい効果をもたらす。したがって、例として、短繊維強化リブと連続繊維強化積層体との間の良好な接着性を生み出すこと、及び部品全体を再研削又はリサイクルすることが可能である。
本発明の方法のための上記の説明及び設定は、以下に記載される本発明の装置及び以下に記載されるアセンブリの組立に有効である。同様に、本発明の装置についての以下の観察及び設定は、本発明の方法に対応して有効である。
本発明は、第2に、強化プラスチック部品を製造するための装置を提供し、
−補強材料を受けるための成形装置(11、21、41)の1つのキャビティ((16、24、43)、
−少なくとも1つの出発材料のための少なくとも1つの容器(100)を受けるための収容デバイス、
−容器から少なくとも1つの出発材料の輸送のための輸送装置(4)、及び、
−少なくとも1つの出発物質のための、収容デバイスとキャビティ(16、24、43)との間に配置された混合ユニット(3)、を有する
既に上述したように、成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)は、本質的に、製造される部品のネガティブ形状を有する。
本発明の収容デバイスは、少なくとも1つの容器(100)を受け入れ、正確に位置決めして固定するように設計されている。収容デバイスは、少なくとも1つの容器(100)を受け入れるための自由容積と、少なくとも1つの容器(100)を固定するための形状嵌合又は圧入機構とを有する。プラント制御システムによって能動的に起動されるか、又は受動的に起動されると、機構は、少なくとも1つの出発材料の輸送の後に、少なくとも1つの容器(100)を固定するか解放することができる。
本発明の1つの開発において、収容デバイスは、輸送装置(4)と共にコンストラクションアセンブリを形成することができる。
出発材料は、本発明の容器(100)内に貯蔵され輸送され、そこからキャビティ(16、24、43)に直接導入される。出発材料の製造から最終的に加工されるまでの間、それは環境の影響から保護される。
輸送装置(4)の設計は変更可能であり、この装置は、容器(100)及びその中に存在する少なくとも1つの出発材料に作用するピストン(4)を含むことが有利である。ここで、ピストン(4)を動かす速度は、広い範囲内で調節することが可能である。更に、容器(100)を2つのプレートの間で、又は所定の方法で圧搾ロールによって“圧搾”することが可能である。同様に、輸送装置(4)は、キャビティ(16、24、43)内に減圧を生成し、したがって出発材料に作用する装置とすることができる。ここで輸送装置(4)は、別の装置(例えば減圧用、圧搾ロール用)又は容器(100)の一部(例えばピストン(4))の形態を取ることができる。
本発明の混合ユニット(3)は、特に、少なくとも1つの出発材料と混合された添加剤が存在する場合、または2つ以上の出発材料が処理される場合に、少なくとも1つの出発材料の強力な混合を保証する。混合ユニット(3)は、使用後に廃棄するために送られる使い捨て混合ユニットとして設計することも可能である。
本発明の装置は、成形装置(11、21,41)内の少なくとも1つの出発材料によって移動される従来技術で必要とされる距離を著しく短縮する。このようにして、及び任意に以下に記載される多くの他の特徴により、強化プラスチック部品の製造装置はかなり単純化される。必要な投資が低減され、したがって、本発明の装置は、より広い範囲のユーザに関心があり、費用効果が高い。
特に、従来のRIM/RTM装置で使用されている貯蔵容器及び計量ポンプ、又は搬送ライン及び混合ヘッドは存在しない。これらは使用後にクリーニングする必要がある。
本発明の装置の別の利点は、例として、完成部品の材料の問題のない切替えを可能にする高い柔軟性である。容器(100)内への、及びキャビティ(16、24、43)の直ぐ上流の位置への必要な装置の置き換えのおかげで、本発明は、従来の装置、すなわち射出成型装置にも適用することができる。
1つの特別な実施の形態では、成形装置の設計は、ターンテーブル型(41)又は立方体型(21)の設計とすることができ、これらは従来の射出成形プロセスから公知である。この金型(21、41)は、コア−プーラー装置を備える従来の射出成形装置に使用される。コアプーラーは、少なくとも1つの容器(100)に圧力を加え、少なくとも1つの出発材料をキャビティ(16、24、43)に導入する働きをする。次いで、ターンテーブル型(41)又は立方体型(21)を回転させ、次いで部品を標準の熱可塑性樹脂でオーバーモールドする。リブ、補強材、及び締結用の他の機能要素(30)等を材料上に成形することができる。ターンテーブル型(41)又は立方体型(21)用の適切な制御システムを備えた従来の射出成形装置では、2つの異なる(高分子)材料から製作された部品を製造することが可能である。オーバーモールド材料は、例として、靱性が改変された材料であっても良い。
金型(21、41)の側面の1つは、RIM硬化プロセスのために高い温度を供給することができ、他方の面は、従来の熱可塑性材料でオーバーモールドするためのより低い温度を供給する。したがって、ほぼ平坦な表面のRIM部品を機能化することは非常に容易である。
本発明の装置の更に進んだ実施の形態では、収容デバイスは、少なくとも1つの容器(100)内の少なくとも1つの出発材料の活性化のための少なくとも1つの装置を含む。この装置は、例として、ヒーター、機械的ミキサー、又は光を照射するための装置であっても良い。
本発明の装置の迅速で危険のない操作のために、混合ユニット(3)が少なくとも1つの容器(100)に一体化されることが有利であることが判明した。これは、最初に、複雑なクリーニングを必要とするミキシングヘッドを節約する。この実施の形態は、特に、容器(100)が2つ以上の出発材料が存在する2つ以上のチャンバ(1、2)を有する場合に有用である。
本発明の別の変形は、例として、それぞれの容器(100)からの2つ
の出発材料が、2つの容器の内の1つ容器の混合ユニット(3)において結合することを提供する。したがって、2つの容器(100)の内の1つの混合ユニット(3)を省略することも可能である。
より進んだ実施の形態では、本発明の装置は、成形装置(21、41)の少なくとも1つの第1キャビティ(24、43)及び1つの第2キャビティ(29、44)を備えることができ、少なくとも1つの第1キャビティ(289、44)の容積は、少なくとも1つの第2キャビティ(29、44)のそれとは異なる。特に、少なくとも1つの第2キャビティ(24、43)の容積はより大きい。このより進んだ実施の形態は、射出成形プロセスによる機能要素の成形を可能にする。
本発明は、第3に、以下の構成要素を含む強化プラスチック部品の製造のためのアセンブリを提供する。
i)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内の少なくとも1つの補強材料、
ii)少なくとも1つの容器(100)中の少なくとも1つの出発材料、及び、
iii)少なくとも1つの出発材料に有効な少なくとも1つの活性化剤、及び/又は少なくとも1つの出発物質に有効な少なくとも1つの触媒。
少なくとも1つの補強材料は、少なくとも1つの出発材料に対して化学的及び/又は物理的に適切な表面改質を有する。
より詳細には、アセンブリは、
i)少なくとも1つの出発材料に対して化学的及び/又は物理的に調整された表面改質を有する少なくとも1つの補強材料、
ii)少なくとも1つの容器(100)中の少なくとも1つの出発材料、及び、
iii)少なくとも1つの出発材料に有効な少なくとも1つの活性化剤、及び/又は少なくとも1つの出発材料に有効な少なくとも1つの触媒、を有する。
本発明の目的のために、“アセンブリ”という用語は、エンドユーザ又はプロセッサに提供される一種のキットを意味する。製造者(サプライヤ)は、エンジニアリングサポートと共に補強材料と反応システムで構成される完全なパッケージをプロセッサに提供できる。プロセッサは、熱可塑性プラスチックの例として前記プロセッサによって慣習的に使用されている方法及び装置と似た方法及び装置で、反応系を処理することができる。プロセッサの詳細なプロセス専門知識は、部品の品質とプロセスの再現性を決定する決定的な要素ではない。これは、材料、及び出発材料の均一性及び反応性、したがってプロセスの実質的な部分についての責任を負う製造者により提供される。本発明のアセンブリは、容易に貯蔵及び輸送することができ、互いに独立して存在する構成要素i)、ii)及びiii)により高度に管理可能である。
補強材料及び出発材料の例は、本発明の方法に関連して既に上部で与えられている。
補強材料の表面改質のための本発明の例は、繊維/マトリックス結合を改善するために、反応系に適合した繊維サイズ(繊維コーティング)を含む。
少なくとも1つの出発材料としてのカプロラクタムの場合、活性化剤の例には、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ウンデカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、及び、トリルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4'-メチレンビス(フェニルイソシアネート)、4,4'-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート、又はヘキサメチレンジイソシアネートのイソクヌラート、BASF SEからのBasonat(登録商標)HI 100等の他のポリイソシアネート、エチルアロファネート等のアロファネート、又はそれらの混合物が含まれる。好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネート及びイソホロンジイソシアネートであり、特別にはヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。ジイソシアネートは、モノイソシアネートで置き換えても良い。
適切な代替活性化剤には、ブチレンアシルクロライド、ブチレンジアシルブロミド、ヘキサメチレンアシルクロライド、ヘキサメチレンアシルブロミド、オクタメチレンアシリルクロライド、オクタメチレンアシルブロミド、デカメチレンアシルクロライド、デカメチレンアシルブロミド、ドデカメチレンアシルクロライド、ドデカメチレナシルブロミド等のシアシルハライド、及びトリレンジアシルクロライド、トリレンメチレンジアシルブロミド、イソホロンジアシルクロライド、イソホロンジアシルブロミド、4,4'-メチレンビス(フェニル)アシルクロライド、4,4'-メチレンビス(フェニル)アシルブロミド、4,4'-メチレンビス(シクロヘキシル)アシルクロライド、4,4'-メチレンビス(シクロヘキシル)アシルブロミド等の芳香族ジアシルハライド、又はそれらの混合物が含まれる。好ましくは、ヘキサメチレンジアシルクロライド、ヘキサメチルジアシルブロミド又はそれらの混合物であり、特別にはヘキサメチレンジアシルクロライドが好ましい。ジアシルハライドは、モノアシルハライドで置き換えても良い。
更に代替の活性化剤として、N,N'-ヘキサン-1,6-ジイルビス(ヘキサヒドロ-2-オキソ-1H-アゼピン-1-カルボキサミド)(市販品Bruggolen(登録商標)C 20)が好ましい。
触媒の例には、カプロラクタム酸ナトリウム、カプロラクタム酸カリウム、臭化カプロラクタム酸マグネシウム、塩化カプロラクタム酸マグネシウム、ビスカプロラクタム酸マグネシウム、水素化ナトリウム、金属ナトリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムプロポキシド、ナトリウムブトキシド、水素化カリウム、カリウム金属、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムプロポキシド及びカリウムブトキシドが含まれる。触媒は、好ましくは、水素化ナトリウム、金属ナトリウム、カプロラクタム酸ナトリウムを含む群から選択される。特に好ましいものは、カプロラクタム酸ナトリウム(例えば、カプロラクタム中のカプロラクタムナトリウムが18質量%の溶液である市販製品Bruggolen(登録商標)C10)である。
本発明は、ポリマー製造のための全ての反応系を含む。好ましい系は、EP−、PU−及びPA−RIM系であり、アニオン性PA系は、繊維の飽和時の粘度が低いため、特に適している。
他の目的、特徴、利点、及び可能性のある応用は、図面を参照して本発明の実施例の以下の説明から明らかであり、ここで個々に又は所望の組み合わせで記載及び/又は描写されている特徴の全ては、請求項に記載されているか、他の請求項を参照するかに関わりなく、本発明の主題の一部である。
図面は、本発明の特定の実施の形態を記載しているが、これに限定されない。例えば、複数の容器100を有する他の実施の形態も考えられ、排除されない。
用語“成分”が以下で言及される場合、この用語は個々の(純粋な)出発材料に関連するだけでなく、活性剤、触媒等の添加剤を有する出発材料にも関係する。本発明の目的のために、唯1つ部品が、容器100の1つのチャンバに常に設けられている。
図1は、合計3つのチャンバ1、2、3を有する密閉された容器100を示している。2つの部品A及びBがチャンバ1及び2に別々に存在する。優先破断部位6における分離壁5の穿孔は、例えばピストン4を用いて圧力を加えることに伴い、2つの出発材料を混合ユニットとして設計されたチャンバ3に流入させ、その中で互いに混合させることができる。圧力が更に増加すると、弁7が開き、混合された部品A及び部品Bが成形装置のキャビティ(ここには図示していない)に入る。
混合ユニットとして設計されたチャンバ3は、部品A及びBが導かれて混合されるフォームを含むことができる。同様に、チャンバ3はスタティックミキサーを含むことができる。本発明の更に進んだ実施の形態では、優先的な破壊部位6は、混合ノズルの形態を取ることができる。
図2aは、本発明の装置11における容器100を示しており、この装置のために以下で使用される別の用語は“金型”である。容器100の位置は、分離平面13へのアクセスを有する第1の金型半体12にある。第2の金型半体14には、容器100をキャビティ16に接続するランナ15がある。本実施の形態では、第1の金型半体12が加熱される。場合によっては、容器の周りの領域のみで加熱され、これは2つの温度T及びTによって示される。この高金型半体12のおかげで、容器100を部品AおよびBの反応温度より高い温度に加熱することが可能である。容器100内の例えばピストン4(ここには図示していない)に力Fを加えると、優先破断部位6が破損するような圧力を容器100内に生成し、部品A及びBの混合を開始する。
図2bは、2つのチャンバ1、2を有する容器100の代わりに、各々が1つのチャンバを有する2つの別個の容器100a、100bが設けられている、図2aに示す実施の形態の変形例を示す。
図3は、分離平面13によって分離された2つの金型半体12、14を有する金型11を示す。部品のためのランナー15とキャビティ16は、第1の金型半体12の容器100に沿って示されている。部品A及びBの注入、それらの混合、補強材料(ここには図示していない)が予め設けられているキャビティ16への材料の充填、及び硬化の後、スプルー及び容器100と共に部品を容易に取り外すことができる。
図4は、立方体型21を有する1つの特定の実施の形態を示している。この中において、反応系としての少なくとも1つの出発材料及び少なくとも1つの補強材料から平面部品を生成する第1の工程の後、第2の工程において射出成形によってリブ及び締結要素により機能化を達成する。型21は、3つの部分、すなわち、容器100を受け入れる空間を有し、補強材料を受けるための容器100とキャビティ24との間のランナー15を有する可動の非回転側22と、垂直軸の周りに回転する可動部25と、射出成形機の射出側に設けられた固定部26とを備えている。型21は、異なる容積を有する2つのキャビティ24、29を形成する。キャビティ24は平坦な表面を有し、機能的要素はない。対照的に、固定型部分26のキャビティ29は、リブ30又は類似の機能要素用の切欠きを有する。
注入ユニット27は図式的に示されている。別のランナー28を介して、それは、機能要素用の切欠きを有するキャビティ29への接続部を有する。前記ランナー28を介して、図示されていない平面部品の上に追加のリブ30又は他の機能要素を注入し、可動部25の移動によりキャビティ24から大きなキャビティ29に移送されることが可能である。
立方体型21は、サイクル時間を著しく短縮することができるように、材料の供給、成形工程及び除去のために4つまでの位置を設けることができるという利点を有する。図4において描写を簡略化するために、これは材料供給ユニット及び除去ユニットを省略している。ここでは、側部22、可動部25及び固定部26の温度が、異なる温度に保つことが可能である。例えば、出発材料を活性化させるために、側部22の温度を固定部26の温度よりも高くしている。
図5は、ターンテーブル型41を有する1つの特定の実施の形態を示す。動作モードは、図4を参照して説明した変形例のものと同様である。図5に示す変形例の場合、型41の型半体42は、水平軸を中心に回転する。2つのキャビティ43、44が発生する。少なくとも1つの出発材料と少なくとも1つの補強材料で作られた平坦な表面の部品の製造の第1の工程は、キャビティ43内で進行する。上記の場合と同様に、キャビティ44には、リブ30又は他の機能的要素のための付加的な切欠きがある。キャビティ44は、ランナー28を介して射出成形機の射出アセンブリ27への接続部を有する。機能的要素は、射出成形工程である第2の工程によって材料上に成形することができる。反応部品A及びBを有する容器100の位置は、型41の上部にある。Xで示された線に沿って、ターンテーブル型41の固定部分に熱分離面を設けることも可能であり、ここでもまた、異なる温度を達成することが可能である。
図6は、ピストン4の配置が、混合ユニット3が最初は容積を有していないようにされた容器100の他の実施の形態を示す。ピストン4のピストンロッド8に対する牽引の適用は、2つの部品A及びBがピストン4の開口部50a、50bを通って混合ユニット3に入ることを可能にする。完全な混合が完了すると、ピストン4は、左手側に戻って移動する。開口部50a、50bは、閉じられ(片側操作)、2つの混合部品A及びBが今度はキャビティ内に押し込まれる。
本発明の各容器100の設計は、その中に存在する反応コンポーネントの計量された量が、場合により1つ以上の他の反応コンポーネントと一緒に、製造すべき部品に既に必要な量であり、したがって、分量は1つの部品又は同一の部品の全体数に対して正確に充分な量である。
容器100自体は、様々な材料から製造することができる。容器100の材料が出発材料に対して不活性であり、これを環境効果から保護することが重要である。ポリアミド又は金属が好ましい。
本発明の方法及び本発明の装置により、日常使用に必要な多種多様な製品を強化プラスチック部品の形態で製造することができ、これは特殊用途にも適用できる。特別に、個々のユニットまで拡張する少数のユニットに適用できる。例えば、医療技術、具体的には人工器官、及びスポーツ部門、例えば特定の身体形状に適合する副木、又は保護要素、又は靴のインサートに見出される。
従来技術と比較して著しく単純化された製造方法は、とりわけ、プレスにおける熱可塑性又は熱硬化性繊維複合材料部品のために本発明を使用することが可能である。
反応系の処理及びここでのプロセスの過程は、現在使用されている標準的なプロセスに基づいている(例えば、Wolfgang Kaiser, Kunststoffchemie fuer Ingenieure[ Plastics chemistry for engineers] 10/2011, page 190, ISBN: 978-3-446-43047-1 参照)。ここで部品を生産するための反応システムの使用は、化学的及び物理的プロセスに基づいている。2つの組み合わせにより、“別注部品”の実現が可能になる。
RIMコンポーネントは、一般に、種々の追加の物質(特に、触媒及び活性化剤)の存在下での液体コンポーネントの混合によって製造される。ここでの特性プロファイルは、特に、コンポーネントの性質及び機能性、コンポーネントの混合挙動、及び選択された追加物質の組み合わせによって決定される。
具体例において、コンポーネントである、容器100の第1のチャンバ1内の活性化剤としてのN、N'-ヘキサン-1,6-ジイルビス(ヘキサヒドロ-2-オキソ-1H-アゼピン-1-カルボキサミド)(Bruggolen(登録商標)C 20)を有するカプロラクタム、及び、容器100の第2のチャンバ2内の触媒としてのプロラクタム酸ナトリウム(Bruggolen(登録商標)C10)を有するカプロラクタムは、ピストン4と混合ユニット3を用いて加熱混合された後、この混合物はキャビティ内で織られた補強繊維を飽和するために用いられる。部品の除去及び容器100の除去後、異なる熱安定化系及びカラーを有する部品を有する新鮮な容器100を単に必要とする製品の切り替えを行うことが可能である。容器100が挿入されると、新たな飽和処理を開始することができた。
従来の方法を使用する比較実験では、貯蔵容器、ホース、及び混合ヘッドを含む系全体のフラッシングが必要である。実験室での操作では、上記のシステムコンポーネントをクリーンにするため圧縮空気を使用し、そして各供給ラインを5kgの純粋なカプロラクタムで洗い流すことによって達成される。クリーニングカプロラクタムの溶融に必要な時間は、ここでのクリーニングプロセスに要する時間の大部分を占め、1時間である。

Claims (16)

  1. 強化プラスチック部品を製造するための方法であって、以下の工程を有することを特徴とする方法。
    a)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内に少なくとも1つの補強材料を準備する工程、
    b)少なくとも1つの出発材料を容器(100)に準備する工程、
    c)成形装置(11、21、41)へ容器(100)を挿入する工程、
    d)少なくとも1つの出発材料を容器(100)からキャビティ(16、24,43)へ導入する工程、ここで、少なくとも1つの出発材料が少なくとも1つの補強材料を少なくとも或る程度浸透する、
    e)少なくとも1つの出発材料を少なくとも1つの補強材料で硬化させ強化プラスチック部品を得る工程、及び、
    f)強化プラスチック部品を脱型する工程。
  2. 工程b)において、少なくとも1つの第1の出発物質が第1の容器(100a)に提供され、1つの第2の出発物質が第2の容器(100b)に提供される請求項1に記載の方法。
  3. 工程d)の前に、第1の容器(100a)又は容器(100)の第1のチャンバ(1)からの少なくとも第1の出発材料と、第2の容器(100b)又は容器(100)の第2のチャンバ(2)からの第2の出発材料が混合ユニット(3)内で互いに混合される請求項2に記載の方法。
  4. 少なくとも1つの出発材料の体積は、本質的に、成形装置(11、21、42)のキャビティ(16、24、43)の非占有体積に対応する請求項1から3の何れか1項に記載の方法。
  5. 工程c)の前、工程d)において、又は工程e)の前に、出発材料が、特に熱的に、化学的に、及び/又は機械的に活性化される請求項1から4の何れか1項に記載の方法。
  6. 少なくとも1つの出発材料が、活性化剤及び/又は触媒を付加的に含む請求項1から5の何れか1項に記載の方法。
  7. 第1の容器(100a)内の第1の出発材料が活性化剤を付加的に含み、及び/又は第2の容器(100b)内の第2の出発材料が付加的に触媒を含む請求項2から6の何れか1項に記載の方法。
  8. 工程c)において、少なくとも1つの活性化剤及び/又は少なくとも1つの触媒が、少なくとも1つの出発材料に添加される請求項1から5の何れか1項に記載の方法。
  9. 工程d)における導入が、ピストン(4)によって、キャビティ(16)内の減圧によって、又は圧搾ロールによって達成され、容器(100)内の少なくとも1つの出発材料に作用する請求項1から8の何れか1項に記載の方法。
  10. 容器(100)が、管状バッグ、二重チャンバーバッグ、カートリッジ、カプセル、ドラム、ビーカー、シリンダー、容器、パッド及びそれらの組み合わせから成る群から選択される請求項1から9の何れか1項に記載の方法。
  11. 工程b)において提供される少なくとも1つの出発材料がカプロラクタムを含む請求項1から9の何れか1項に記載の方法。
  12. 強化プラスチック部品を製造するための装置であって、
    −補強材料を受けるための成形装置(11、21、41)の少なくとも1つのキャビティ(16、24,43)、
    −少なくとも1つの出発材料のための少なくとも1つの容器(100)を受けるための収容デバイス、
    −容器(100)からの少なくとも1つの出発材料の輸送のための輸送装置、及び、
    −少なくとも1つの出発材料のための、収容デバイスとキャビティ(16、24、43)との間に配置された混合ユニット(3)、を有する装置。
  13. 前記収容デバイスは、少なくとも1つの容器内の少なくとも1つの出発材料の活性化のための少なくとも1つの装置を有する請求項12に記載の装置。
  14. 混合ユニット(3)が少なくとも1つの容器(100)に一体化されている請求項12又は13に記載の装置。
  15. 成形装置(21、41)の少なくとも1つの第1のキャビティ(24、43)と1つの第2のキャビティ(29、44)とを備え、少なくとも1つの第1のキャビティ(29、44)の体積は、少なくとも1つの第2のキャビティ(24、43)の体積と異なる請求項12から14の何れか1項に記載の装置。
  16. 強化プラスチック部品の製造のためのアセンブリであって、以下の構成要素を有するアセンブリ。
    i)成形装置(11、21、41)のキャビティ(16、24、43)内の少なくとも1つの補強材料、
    ii)少なくとも1つの容器(100)中の少なくとも1つの出発材料、
    iii)少なくとも1つの出発材料に有効な少なくとも1つの活性化剤、及び/又は少なくとも1つの出発物質に有効な少なくとも1つの触媒、
    ここで少なくとも1つの補強材料は、少なくとも1つの出発材料に化学的及び/又は物理的に適切な表面改質を有する。
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