DE2823898A1

DE2823898A1 - Verfahren zur kontinuierlichen erzeugung einer heisschmelzklebstoffpatrone

Info

Publication number: DE2823898A1
Application number: DE19782823898
Authority: DE
Inventors: Robert L Ornsteen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1978-12-14
Also published as: US4093485A; JPS53149232A; GB1594870A; FR2393044A1

Description

Robert L. ORNSTEEN, Maine, V.St.A.

Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung einer Heißschmelzklebstoffpatrone

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kunststoffextrusionsverfahren und insbesondere auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung einer Heißschmelzklebstoff patrone mit einer nichtklebrigen thermoplastischen äußeren Hülle.

In Heißschmelzklebstoffpistolen, wie sie in der US-PS 3 877 610 gezeigt sind, befindet sich der Heißschmelzklebstoff in der Form einer zylindrischen Patrone, die in die Pistolenkammer zum Schmelzen und zur Abgabe aus der Pistolenspritzdüse eingeführt wird. Die Klebstoffpatrone ist aus einem homogenen Klebstoffmaterial mit einem bestimmten Schmelzpunkt und bestimmten Kleb-

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eigenschaften gebildet. Viele Klebstoffmaterialien sind bei Raumtemperatur verhältnismäßig weich und haben klebrige Oberflächeneigenschaften und lassen sich schwierig zu einer bestimmten Außenabmessung formen. Die Außenabmessung einer Klebstoffpatrone, üblicherweise der Durchmesser einer zylindrischen Patrone, muß innerhalb enger Toleranzen gehalten werden, um einen geeigneten Pistolenbetrieb nicht zu beeinträchtigen. Wenn der Patronendurchmesser zu groß ist, kann sich die Patrone in der Pistolenkammer nicht frei bewegen und den Vortrieb der Patrone in Anlage an die Heizeinrichtung innerhalb der Kammer zum Schmelzen des Vorderendes der Patrone verhindern. Wenn der Patronendurchmesser zu gering ist, kann geschmolzener Klebstoff in der Pistolenkammer zum Rückstau im Zwischenraum zwischen der unterbemessenen Patrone und der umgebenden Kammerwand neigen. Als Ergebnis kann sich die Kammer verstopfen, und die Patrone kann innerhalb der Kammer klemmen, wodurch ein weiterer Vortrieb der Patrone zur Erhitzung und Abgabe verhindert wird.

kontinuierliche

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die/Erzeugung einer Heißschmelzklebstoffpatrone mit einer thermoplastischen Außenschicht zu ermöglichen, die eine genau bemessene Patrone mit nichtklebrigen Oberflächeneigenschaften ergibt. Eine solche Patrone mit einer äußeren nichtklebrigen thermoplastischen Schicht ist bekannt, wurde jedoch bisher nach einer schubweisen Technik hergestellt, die sich nicht für eine kontinuierliche und unaufwendige Massenproduktion anbietet.

Gemäß einer bisher von der Anmelderin angewandten Technik wird eine nichtklebrige thermoplastische Hülle

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in einem steifen Pappe- oder anderen Behälter angeordnet und anschließend mit geschmolzenem Heißschmelzklebstoff gefüllt. Nach der Erstarrung des Klebstoffs werden dieser und die ihn umgebende Hülle aus dem Stützbehälter entfernt. Diese Technik ist auf die Bildung verhältnismäßig kurzer Klebstofflängen brauchbarer Patronenabmessung oder einer größeren Abmessung begrenzt, die danach zu brauchbaren Patronen geschnitten wird. Außerdem erfodert diese Technik die Verwendung eines Abstützungsbehälters, der später entfernt werden muß.

Es würde nützlich sein, eine Heißschmelzpatrone mit einer nichtklebrigen Außenschicht nach einem kontinuierlichen Extrusionsverfahren herzustellen; jedoch waren die bekannten Extrusionsprozesse aufgrund der besonderen Eigenschaften der Heißschmelzklebstoffe nicht befriedigend. Gemäß einem gewöhnlich als Nach-Ubetfziehen bezeichneten bekannten Extrusionsverfahren wird ein thermoplastisches Material durch eine Kaliberform zur Bildung einer gewünschten Gestalt extrudiert. Das extrudierte Material läuft dann durch eine zweite Form zur Aufbringung eines Überzugs.

Diese bekannte Technik ist für Heißschmelzmaterialien aufgrund der Klebrigkeit des Materials, seiner niedrigen Viskosität und seiner sehr langsamen Erhärtungseigenschaften nicht geeignet. Eine Formbeständigkeit läßt sich insbesondere für größere Durchmesser nicht einhalten, und daher kann so eine genau bemessene Klebstoffpatrone nicht hergestellt werden. Nach einem anderen,

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-s-

Co-Extrusion genannten bekannten Extrusionsverfahren speisen zwei Extruder einen Querspritzkopf zur gleichzeitigen Extrusion eines Kerns und einer diesen umgebenden äußeren Hülle. Bei diesem letzteren Verfahren muß das Kernmaterial bei einer viel niedrigeren Temperatur als das Hüllenmaterial extrudiert werden, um eine kontinuierliche Formbeständigkeit beizubehalten und eine Verformung der Hülle zu vermeiden. Die zur Bildung eines homogenen Heißschmelzkerns erforderlichen hohen Temperaturen machen dieses bekannte Extrusionsverfahren ungeeignet.

Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung einer Heißschmelzklebstoffpatrone mit einer nichtklebrigen thermoplastischen äußeren Hülle, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

Kontinuierliche Extrusion einer hohlen Hülle aus nichtklebrigem thermoplastischen Material,

Formung der kontinuierlich extrudierten Hülle zu einer bestimmten Außenabmessung,

Abkühlen der Hülle in einen erstarrten erhärteten Zustand und

Einführung eines Heißschmelzklebstoffs in die hohle Hülle an einem Punkt stromab der ursprünglichen Extrusion der Hülle, wo sie zu einem im wesentlichen erstarrten erhärteten Zustand abgekühlt ist.

Die so erhaltene Heißschmelzklebstoffpatrone bleibt

von genauer Abmessung und Form, wobei die umgebende, relativ schnell erhärtende

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Hülle eine nichtklebirige .äußere Oberfläche liefert. Das kontinuierlich extrudierte Erzeugnis wird dann in gewünschte Längen geschnitten, um einzelne Patronen zur Verwendung in Klebstoffabgabepistolen zu liefern.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert;darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Pig. 2 eine weitere Seitenschnittansicht dieser Vorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittaufsicht einer alternativen

Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die getrennte Hülle nach Fig. 3.

Man erkennt in Fig. 1 und 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens zur kontinuierlichen Erzeugung einer Heißschmelzklebstoffpatrone gemäß der Erfindung. Es ist eine Kaliberform 10 mit einem Einlaßrohr 12 zum Einführen eines thermoplastischen, nichtklebrigen Materials aus einem Extruder 14. vorgesehen. Ein Kanal 26 mit einer Einlaßöffnung 15 und einer zentralen Öffnung 16 ist durch die Kaliberform 10 vorge-

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sehen, um das Einführen eines thermoplastischen Kernmaterials aus einem zweiten Extruder 30 zu ermöglichen. Die Kaliberform 10 funktioniert in bekannter Weise zur Extrusion einer kontinuierlichen hohlen Hülle 18. Die Hülle 18 kann in einer Auswahl von Formen in Abhängigkeit von der geplanten Verwendung ausgebildet werden. Erfindungsgemäß wird eine hohle Hülle 18 aus einem thermoplastischen, nichtklebrigen Material, wie z. B. Polyäthylen, gebildet, wobei die Hülle aus der ringfömigen Öffnung 11 der Kaliberform 10 extrudiert wird. Die hohle Hülle wird durch eine Schlichtungs- bzw. Bemessungsvorrichtung 22 gezogen, die eine unter Abständen angebrachte Gruppe von Bemessungsplatten 20 enthält, die sich durch eine innerhalb der Vorrichtung 22 vorgesehen Vakuumkammer 21 erstrecken.

Die Vakuumkammer 21 treibt die hohle Hülle 18 in Anlage an den umgebenden Platten 20, die längs der Vakuumkammer unter Abständen angeordnet sind und zueinander ausgerichtete Öffnungen aufweisen, durch die die Hülle 18 gezogen wird, wobei die Öffnungen eine bestimmte Abmessung zur Bemessung der Hülle aufweisen. Die Vakuumkammer enthält außerdem ein Wasserbad 17 zum Abkühlen der Hülle 18 in einen erstarrten erhärteten Zustand an einem Punkt stromab der Kaliberform 10. Der Extruder, das Wasserbad und die Vakuumbemessungevorrichtung sind sämtlich von bekanntem Aufbau und im Handel erhältlich. Die Vorrichtung 22 kann beispielsweise ein Druckunterschiedkalibrator sein, der von Gatto Manufacturing Corporation, Hauppauge, Long Island hergestellt wird.

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Zur Durchführung des neuen Verfahrens erstreckt sich ein Kernabgaberohr 24 vom Extruder 30 durch den Kanal 26 und aus der zentralen öffnung 16 der Form 10 heraus in die extrudierte Hülle 18, wobei das Ende 28 des Rohres 24 an einer Stelle stromab der Form 10 angeordnet wird, wo sich die Hülle in einem erstarrten erhärteten Zustand und von gewünschter Abmessung befindet. Allgemein wird zunächst die Hülle 18 kontinuierlich gebildet und in den erstarrten erhärteten Zustand abgekühlt, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Das Kernabgaberohr 24 wird dann von der Form 10 in die gebildete und erhärtete Hülle 18 zur Abgabe des Heiföschmelzklebstoffs ausgestreckt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Rohr 24 kann von Teleskopaufbau zur gleitbaren Anordnung der ausstreckbaren Länge in die Hülle 18 sein. Ein Ring 9 ist am Ende des Rohres 24 zur Erleichterung der Längseinstellung vorgesehen. Alternativ kann das Kernabgaberohr 24 feststehend sein, und der Extruder 30 kann gleitbar montiert sein, um das Ende 28 des Rohres 24 in die erwähnte Stromablage zu bringen. Weiter können auch Rohre unterschiedlicher Längen zur Anpassung an besondere Extrusionserfordernisse verwendet werden.

Ein Heißschmelzklebstoffkernmaterial 40, wie z. B. 50 Teile ihylenvinylacetat und 50 Teile klebrigmachendes Harz, wird vom Extruder 30 oder einer anderen thermischen Pumpeinrichtung durch das Kernabgaberohr 24 extrudiert oder gepumpt und aus dem Rohrende 28 in das Innere der Hülle 18 abgegeben, um die Hülle vollständig zu füllen. Die Hülle 18 kann sich während des Einführens des Heißschmelzklebstoffkerns in die Hülle nicht verformen, da

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- ίο -

die Hülle am Punkt der Abgabe des Kernmaterials erhärtet und zusätzlich in das Wasserbad JL7 eingetaucht ist.

Der Kern 40 mit der ihn umgebenden Hülle 18 wird während des Transports durch das Wasserbad 17 unter Bildung einer erstarrten Patrone _5_0 genauer Außenabmessung und mit einer thermoplastischen Außenschicht aus nichtklebrigem Material abgekühlt. Die kontinuierlich extrudierte Patrone JjO kann dann durch eine herkömmliche Wasserwanne geführt und anschließend in gewünschte Längen geschnitten werden, um einzelne Patronen zur Verwendung in Abgabepistolen oder anderen Heißschmelzklebstoff abgabevorrichtungen zu erhalten. ■ _-

Das beschriebene neue Verfahren läßt sich auch zur Bildung einer Heißschmelzklebstoffpatrone mit ungleichen Kernmaterialien anwenden. In diesem Fall kann man eine Mehrzahl der erwähnten Kernabgaberohre 24 vorsehen, um jedes Kernmaterial κοη einem gesonderten Extruder in getrennte, in der extrudierten Hülle gebildete Kammern einzuspeisen. Beispielsweise ist in Fig. 3 eine kontinuierliche Hülle 19 mit einer mittig angeordneten Trennwand 31 dargestellt, die sich axial längs der Hüllenlänge unter Bildung zweier getrennter Kammern 23 und 25 erstreckt. Diese Hülle wird in bekannter Weise durch eine Kaliberform 41 mit einer ringförmigen öffnung 82 und einer Vertikalöffnung 83 gebildet. Ein Querschnitt der Hülle 19 ist in Fig. 4 dargestellt. Ein Kanal 60 mit einer Einlaßöffnung 62 und zwei zentralen öffnungen 64 ist durch die Kaliberform 4l vorgesehen, um das Einführen zweier ungleicher thermoplastischer Kernmaterialien 70, 72 aus zugehörigen Extrudern 37 und 39 zu ermöglichen.

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- ii -

Die Hülle 19 wird mittels der gleichen, vorher bezüglich der Hülle 18 beschriebenen Vorrichtung 22 abgekühlt und auf eine bestimmte Außenabmessung geformt. Zwei Kernabgaberohre 33 und 35 erstrecken sich von den Extrudern 37 bzw. 39 durch die Form ¹H und in die zugehörigen Kammern 23 und 25· Die Kernabgaberohre 33 und 35 sind,wie das beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Abgaberohr 24, bis zu einer Stelle stromab der Form 4l angeordnet, an der die Hülle 19 im erstarrten Zustand und von geeigneter Bemessung ist.

Ungleiche Heißschmelzklebstoffkernmaterialien 70 und 72 werden aus den zugehörigen Extrudern 37 und 39 in die Kernabgaberohre 33 und 35 extrudiert oder gepumpt und aus dem zugehörigen Rohrende 78 bzw. 79 in das Innere der Kammern 23 und 25 abgegeben, um die Hülle 19 vollständig zu füllen. Die erhaltene Heißschmelzklebstoffpatrone 51 kann dann durch eine herkömmliche Wasserwanne geleitet und danach in gewünschte Längen geschnitten werden.

Dank der Erfindung kann man eine weite Auswahl von Heißschmelzklebstoffmaterialien ohne Rücksicht auf deren klebrigen Oberflächeneigenschaften oder deren Viskosität verwenden. Die einstückig gebildete Hülle liefert eine nichtklebrige äußere Oberfläche und hält die gesamten Patronen in einem Zustand vorbestimmter Abmessung.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispielsbeschreibung beschränkt, sondern umfaßt alles im Rahmen der Ansprüche liegende.

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Claims

Ansprüche

Ii Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung einer Vjteißschmelzklebstoffpatrone mit einer nichtklebrigen thermoplastischen äußeren Hülle, g e k e η η ζ e i c h η et durch folgende Verfahrensschritte:

Kontinuierliche Extrusion einer hohlen Hülle (18) aus nichtklebrigem thermoplastischen Material,

Formung der kontinuierlich ■ extrudierten Hülle (18) zu einer bestimmten Außenabmessung,

Abkühlen der Hülle (18) in einen erstarrten erhärteten Zustand und

Einführung eines Heißschmelzklebstoffs (40) in die hohle Hülle (18) an einem Punkt (28) stromab der ursprünglichen Extrusion der Hülle, wo sie zu einem im wesentlichen erstarrten erhärteten Zustand abgekühlt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißschmelzklebstoff (40) durch einen Teil der zur bestimmten Außenabmessung geformten Hülle (l8) bis zum Einführungspunkt (28) in die Hülle gefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß man die Heißschmelzklebstoffpatrone (50) in gewünschte bestimmte Längen schneidet.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Material Polyäthylen verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pörderverfahrensschritt das Einführen eines Speiserohres (24) in die Hülle (18) bis an eine bestimmte Stelle stromab deren anfänglichen Extrusion und das Einführen des Heißschmelzklebstoffes (50) in die Hülle (18) vom Stromabende (28) des Speiserohres (24) umfaßt.
6. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung einer Heißschmelzklebstoff patrone mit einer nichtklebrigen thermoplastischen äußeren Hülle, die ungleiche gesonderte Heißschmelzmaterialien enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Kontinuierliche Extrusion einer Hülle (19) aus nichtklebrigem thermoplastischen Material mit zwei getrennten Kammern (23, 25),

Formung der kontinuierlich extrudierten Hülle (19) zu einer bestimmten Außenabmessung,

Abkühlen der Hülle (19) in einen erstarrten erhärteten Zustand,

Einführung eines ersten Heißschmelzklebstoffs (70) in die erste Kammer (23) an einem Punkt (78) stromab der ursprünglichen Extrusion der Hülle (19), wo sie zu einem im wesentlichen erstarrten erhärteten Zustand abgekühlt ist, und

Einführung eines zweiten Heißschmelzklebstoffs (72) in die zweite Kammer (25) an einem Punkt (79) stromab der ursprünglichen Extrusion der Hülle (19), wo sie zu einem im wesentlichen erstarrten erhärteten Zustand abgekühlt ist. 809850/6878