JP2001524037A - 熱融解材料で蜂の巣構造体を製造するための方法およびその方法を実施する装置 - Google Patents

熱融解材料で蜂の巣構造体を製造するための方法およびその方法を実施する装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、シートの長手方向端とチャンバの壁との間にシールを製造し、複数のスロットダイスを使用して、連続的に、冷却チャンバ(4)の内側に並行にある熱融解性材料のシート(31)を押出成形し、チャンバ内及びダイス側に配置される端部から、各シート(31)の両側に配置される多様な区画、真空と冷却の送出の順に製造され、同じシートの2つの側に配置される2つの区画のうち一つが真空にされされて、もう一方が冷却の送出にさらされ、逆にその次の段階に、シートを変形させ、セル(36)を変形して、その区画を一組で溶接するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 熱融解材料で蜂の巣構造体を製造するための方法およびその方法を実施する装置 本発明に係る目的は、例えば熱可塑性あるいはゴム製である熱融解性材料で蜂 の巣構造体を作る方法及びその方法を実施する装置を提供するものである。 本発明に係る蜂の巣構造体は、例えば、セルがシートの面に垂直であるような 複数のシートであり、単純な蜂の巣構造体あるいは蜂の巣状の核心を持つサンド イッチ構造体であることが可能である。 4つの工程で本質的に得られる熱融解性材料で作られた蜂の巣構造体はよく知 られている。 第1工程は、粘着性のオフセットシートを使用し、フィルムの一方を粘着的に 結合し、その時蜂の巣構造体を得るために引き延ばし操作を行う。これは、実施 するのに非常高価である一括製造技術である。 第2工程は、熱可塑性シートを熱成形して行われる。これは一括製造技術であ り、セルは必然的にテーパ状になり、得られた構造の厚さは非常に薄く限定され たものである。 第3の工程は、複合的なモールドの内側構造にモールドを射出して行われるも のである。この場合も一括技術であり、作り出されたパーツの大きさは制限され ている。 第4の工程は、切り抜いて作られるセルを有し、多少なりとも複雑性を備えた 熱可塑性材料を押出形成するも のである。ゆえに、セルは押出方向の長手方向に向いている。必然的に押出成形 後、材料を薄片に切断し、押出方向に対して薄片を90°に方向転換し、パネル を形成するため、針穴開け(needle punch)材料あるいは熱可塑性シートの波形材 料のような追加材料を加えるかまたは加えないかによって、粘着性結合あるいは 熱融解の何れかを選択し、互いに薄片を固定する。 このように、この技術は実施するのが複雑であり、パネルを構成する最終製品 を完成させるためにオフライン操作を必要とする。 すでに画定された蜂の巣構造体は、非常に良好な内因的特性を有し、それは一 方では、蜂の巣構造体から起因するものであり、他方では、熱溶融性材料の特性 に起因するものである。これらの特性、特に、大部分が放射形状に形成され、あ ることによる浸透性であると同様に、圧縮においる機械的強さ、低重量、再利用 性、熱成形性、有益な熱伝導共同作用、非腐食性を有する。故にこれらの構造体 は、建物や公共事業はもちろん、自動車産業、海軍、航空学、鉄道など、多様な 産業に応用されており、さらに、サンドイッチ構造体の製造は有益には、簡便な デザインであるセル状形他とゴムタイプのエラストマーとの置き換えられる。 ドイツ国特許明細書第1779330号は、熱可塑性のストランドが互いに並行に押 し出し形成され、また、熱気圧効果のために一組が接触されるように偏向させる クロスリ ンクの管状ネットを製造する方法を記載したものである。この技術は、蜂の巣管 状構造体を製造するのに適していない。 本発明の目的は、いかなるオフライン操作も必要としない、パネルを形成する 構造を連続的に製造することを可能にし、このパネルは蜂の巣構造体である核心 を備えたサンドイッチ構造体を構成している蜂の巣構造体のようなものを製造す る方法と装置を提供するものである。本発明のもう一つの目的は、製造過程にお いて構造体を作っている間、構造体の寸法と同様にセルの形態を多様にすること が可能であり、得られた構造の厚さが容易に調整できることである。 この目的のための本発明に係る方法は、シートの長手方向端とチャンバの壁と の間にシールを製造し、多様なシートがそれらシート間で、チャンバの壁を備え て区画に画定され、 多数のスロットダイスを使用して、連続的に冷却チャンバの内側に並行である 熱融解性材料製の複数のシートを押出成形し、 押出成形シートをそれらの全ての高さの位置で溶接を実施するため、1組で変 形あるいは誘引されるように、チャンバ内及びダイス側に配置される端部から製 造され、 冷却剤を備え、上記区画と代替する他の全ての区画をダイス側に配置される端 部のから充填し、 冷却チャンバ内に凝固された蜂の巣構造体を得るため に、チャンバ内でセルが押出方向に垂直になるような構造において、真空の製造 と冷却剤を使った充填とを各区画において交互に行うことよって構成される。 この技術は、押出成形ダイスから直接、押出方向に垂直であるセルを伴い、構 造を連続的に産出する限りにおいて非常に有益である。結果的、それは例えば、 パネル形成において、いかなるオフライン操作も必要なく直接パネルが得られ、 非常に大きな寸法のダイス蜂の巣構造体から産出することが可能である。 2つのシートによって画定される区画に真空をつくると、区画は一緒に集まり 、それらのすべての高さに溶接が行われることが確実となる。 熱調節冷却剤を備えた隣り合った区画に送給することが可能であると、溶接した 後、構造体が冷却チャンバで固まるのが確実となる。 本発明にかかる、粘着性結合あるいは溶接フィルムの技術を上回る利点の一つ は、シートの溶接部分が非溶接部分とほぼ同じ高さであり、その結果、構造体の 大きさを減少させている。構造が軽量であることは重要な特徴である。この目的 は、本発明の係る方法は、互いに溶接される後方の領域におけるシートの厚さを 減らすように、ジャーク引張体(a jerked pull)を冷却チャンバーから離して、 構造体に圧力をかけて構成するものである。 2つの隣り合うシート間に代替的に真空冷却剤送給サイクルを適用するのと同 様の押出割合で操作中に多様な パラメータを調整することによって、規則あるいは不規則のポリゴンあるいは、 同じダイスを備えた楕円形、円形あるいは卵形を有する多様な形のセルが可能で ある。 この方法を実施する装置は、シートを連続的に形成するために幾つかの並行ス ロットを備えたコートハンガーダイスに粘着状態にある熱融解性材料を送出する 押出機を備え、各スロットは、熱伝導性材料製の2つの円錐型片で画定され、ま たは各々が円錐型片で作られ、真空源と冷却源とに連続して接続され得る溝であ り、 この装置はまた、得られた構造体の高さと同じ高さであり、後方のセル方向に 、その構造体と同じ幅であり、矩形交差部分を持つ管状冷却チャンバで構成され 、 ポンプと真空ポンプと方向制御弁とを使用して冷却剤を引き出す冷却剤タンク が、シートの両側に配置された多様な区画にポンプを接続する回路と同様に、2 つのポンプに連結され、各々区画を真空源と冷却源とに接続するものである。 いかなる場合も、本発明は、以下に加熱溶解性材料で作られた蜂の巣構造体を 製造するための本方法を実施するための装置の一実施例を示す添付図面と詳細な 説明とを参照することよって理解され、それらは本発明を限定するものではなく 、 第1図は、装置の全体図であり、 第2図は、第1図の線II−IIの拡大断面図であり、 第3図は、蜂の巣構造体を形成するために、ダイス型 と出口構造との分解斜視図であり、 第4図は、蜂の巣構造体を形成するための出口構造の別の実施例の斜視図であ り、 第5図及び第6図は、真空をつくると同時にシートの各側に位置する多様な区 画に冷却剤を供給する方向制御の2つの図を示し、 第7図及び第8図は、本発明に係る方法の使用を入手するのに可能な2つタイ プの蜂の巣構造体の2つの斜視図を示す。 第1図は、圧力下でペースト状態の熱可撓性あるいはゴム性エラストマーのよ うな熱可溶性材料を、例えばコートハンガーダイス3によって大きな幅に分配し 、送出を可能にする押出成形装置2を備える装置を示す。図面、特に第2図にお いて示されるように、ダイスの幅は本発明に係る方法を示すために制限され簡略 的に取り扱われ、同じ幅を大きく越えるためにたくさんのセルの入手が可能とな っている。 ダイス3の下流に配置されたチャンバ4は、加圧することによって蜂の巣構造 体を形成し、冷却するものである。図示される実施例によれば、このチャンバー 4は水6の入ったタンク5に少なくとも一部分浸されている。チャンバ4の後方 に配置される引張部7は二つのローラ8で構成され、それらは、互いに向かい合 って駆動し、蜂の巣構造体9の2つの面を支持する。タンク5の下流に配置され るタンク10は、蜂の巣構造体9の2つの面 に薄膜を形成させるように、2つのリール13から繰り出される2つのカバーシ ートを連続溶接するためのものである。最終的に装置10の下流にはスラブを形 成するように、押出方向を横切る方向に蜂の巣構造体を切断する切断装置14が 導入される。 ダイス3は、第2図及び第3図に詳細に示すように、ブロック15を備える。 材料が粘性状態で送出されるブロック15の中央は、垂直スロット16が並行に 並んで構成され、各々は隣り合った円錐型片17によって画定され、その頂点は 上流に向かっている。それら円錐型片17は熱絶縁材料で作られ、ポリイミドの ように良好な機械特性を有し、例えば金、銀あるいは銅をベースとした熱移転性 材料を備えた複数のスロットに先行する区域を覆う。この熱転移部あるいは円錐 型片17は選択的に加熱手段とを組み合わせることができる。これは、熱溶融性 材料に急速に送出されるように、冷却区域に関して熱勾配を小さくするためある いは熱溶融性材料を形成する以前に、凝固温度に達しないようにするため、後方 の形成点において、熱が上流で回復することを可能としている。スロット16が 並行であると、これらのスロット16は並行シートを形成することができる。こ れは、形成される蜂の巣構造体のセルの幅の半分に対応し隣り合う2つのスロッ ト16の間に間隔が置かれることを意味している。蜂の巣構造体は2つの出口組 立体18によって形成され、円錐型片のインブリケーションを可能とす るため、及び液圧回路の閉鎖を確実にするために、ダイス3に対して組立体18 の垂直位置であればどこでも、ダイスの円錐型片17に補完的コーン部分19を 備えている。これは各組立体18はダイス3に垂直方向に調整可能なように搭載 されるためであり、つまり形成される構造体のセルの方向において、薄い構造に 調整されることが可能である。2つの組立体18が、セルに垂直である蜂の巣構 造体の2つの面である支持区域の向かい合う表面20、22によって画定される 。 表面20はダイスの出口から形成及び冷却チャンバ4へ収束することを示し、 チャンバの上部壁と下部壁は2つの出口組立体18の表面22で構成される。そ の範囲において、一つのシートはスロット16の出口における高さが32mmなの で、例えば、表面22は30mmに分割される。32mm〜30mmの通路は傾斜面2 0によって作られる。多様なシートによって画定される区画と区画との間に完全 なシールが作られるので、ダイス3とチャンバ22の上部壁と下部壁とによって 産出するシートの長手方向縁と長手方向縁との間が非常に近接することによって 利益が得られる。この外殻によって、第7図で示すように単純な蜂の巣構造体を 得ることができる。 第4図の実施例に示されるように、各要素18の傾斜面20は、各シートを形 成するために、スロット16に向いた凹部面23を有する。このように、2つの 面22の間のセパレーションよりも実質的の高いシートを製造 するのが可能であり、結果的に面22に対して折り重ねられて上部及び下部の端 部が生じる。円錐部分17は、スロット16から離れたシートの各側に配置され 、縦長溝が下流に向かって開口する。各溝が2つのダクト25あるいは26を介 して、マニフォールド27あるいは28各々に接続する。仮に溝がダクト25を 介してマニフォールド27に接続すれば、各々隣り合った溝はダクト26を介し てマニフォールド28に接続される。各マニフォールド27及び28は、方向制 御弁29を介して連続して、真空ポンプ30及び冷却剤送給ポンプ32に接続さ れ、この冷却剤は装置33によって温度調節されるタンク5に入っている水6で 構成される。方向制御弁の位置によって、所定の溝24のため、溝24を真空ポ ンプ30に接続し、この溝24が開口した区画を画定する2つのシートの間に真 空を生成し、また、ポンプ32を介してタンク5から溝24に冷却材を送給する 。 冷却の値は、送給ダクトで低下する圧力の値にほぼ対応する圧力が送られ、1 バール(1バール=105パスカル)の割合で行われる。この真空の値は、装置 に使用される高度、温度等の条件下で、冷却剤の表面張力の限界に達しない程度 の状態で可能な限り高くなる。この真空は約0.6バールである。 第5図及び第6図は、例として2箇所における6方向制御弁を図示している。 第5図に図示される位置は、マニフィールド28は真 空源30に接続され、マニフィールド27がポンプ32に接続され、冷却剤を送 給される。第6図では逆配置で適用される。 圧力が低下するのを押さえるために、チャネルに大きな交互部分を形成するた めに、溝34は出口組立体18に作られ、この組立体18はダイスの中央部分の 溝24と相互に影響し合い、前記大きな交互部分は、真空の製造とシートに画定 された区画に冷却剤を導入することとを連続的に行うことを可能とする。 実際には、2つのシートの間の区画に真空が挿入されると、2つのシートは一 緒に溶接される。冷却剤は水からできており、各シートの一つの面上の材料を冷 却し、構造体が冷却チャンバで凝固することを強化している。真空の反転と溝2 4の連続的な冷却送給現象とが起こると、セルが構成され、第7図で示されるよ うな構成体が得られる。 また、冷却チャンバ4は2つの壁35によって後方を閉鎖され、押出シートの 最も外側に2つにシールが製造される。 ゆえに、冷却チャンバはシールされ、その限りにおいて、漏れ出ることない溝 24によって水が送出されるに従って加圧される。 形成・冷却チャンバ4は水によって加圧されるので、セル36に入っている水 は減圧され、チャンバ4から離れたタンク5に送られる。一度処理が行われると 、押出 部7に分配可能である。これは冷却剤の圧力が、サイクルにおけるマニフォール ド27、28によって送出され、押出成形部から来る熱溶解材料の圧力よりも小 さいため、シールチャンバ4の反応力は、チャンバから離れて形成される蜂の巣 構造体にかかり、続いて、ダイスの出口で引っ張る力を提供する。ここでの利点 は、真空あるいは冷却送給の各セル形成サイクルと逆行のため、この出口が急に 引っ張られることである。結果的に、シートの溶接部分がさらに引かれ、その結 果、溶接されていない部分より薄くなり、形成される順に構造の重さが減ってい くことになる。必要な量よりもより多くの、上部薄膜の一部と下部薄膜の一部を 備えた半球形セルあるはセル37のような特別な形のセルを作り出すために、低 速度引っ張り部と冷却剤送給部との特徴を組み合わせることは可能であり、その 結果、第4図に図示される出口組立体のような外形をえることができる。第8図 に図示される構成体は、蜂の巣構造体の核心であり、浸透性薄膜を備える。 チャンバ4のシールは、良好な摩擦の共同作用を有する材料、例えばエラスト マーフォーム製の壁を作ることによって作られる。 冷却剤は、例えばポリプロピレンのような約30℃の温度のものが適当であり 、これはダイスから離れて熱融解性材料を急冷する現象効果を避けるためにであ り、材料の変形を防ぎ、急激な冷却によって、溶接を起こすも のである。本発明における方法において、真空側のシート面は十分に冷却されず 、そのため真空から圧力が引き出されるので、もう一つのシートに接触するかあ るいは低圧力をかけることによって、溶接が可能である。 冷却剤によって提供される冷却温度は、最終的に冷却チャンバの中の構造体を 凝固するのに十分である。 方法を実施するための装置に関しては、固体片を機械加工する、あるいは分離 要素を並置することによって、ダイスと出口との両方を製造するのが可能である 。 前述に明らかなように、本発明は、現在の技術を越えて非常に進歩したもので あり、単純なデザインを有し、構造を連続的に得られることを可能とする蜂の巣 構造体を提供するものであり、また押出方向に垂直になるようにセルが方向付け られ、このため、下流で切断された後、直接使用する大きなスラブを得ることが 可能であり、あるいは薄膜を形成するシートを覆って直ぐにコーティングするこ とができる。 言うまでもなく、本発明は、この方法を実施する単一の方法あるいは例を限定 しない上述した装置の単一実施例で限定されるものではなく、また、反面この発 明についての多様な例を取り込むものである。このように、特に、円錐部分17 、19は平面あるいは半球状に近い形の部分と取り替えることが可能であり、ま た本発明の範囲から離れることなく、方向制御弁は異なるタイプ、例えば回転弁 が可能であり、また、ダイスは、コートハン ガーダイスから分離されたスロットを有することが可能である。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.シートの長手方向端とチャンバの壁との間にシールを製造し、多様なシート がそれらシート間で、チャンバ(1)の壁を備えて区画に画定され、 多数のスロットダイスを使用して、連続的に冷却チャンバ(4)の内側に並行で ある熱融解性材料製の複数のシートを押出成形し、 押出成形シートをそれらの全ての高さの位置で溶接を実施するため、1組で変 形あるいは誘引されるように、チャンバ内及びダイス側に配置される端部から製 造され、 冷却剤を備え、上記区画と代替する他の全ての区画をダイス側に配置される端 部のから充填し、 冷却チャンバ内に凝固された蜂の巣構造体を得るために、チャンバ内でセルが 押出方向に垂直になるような構造において、真空の製造と冷却剤を使った充填と を各区画において交互に行うことを特徴とする熱融解材料で蜂の巣構造体を製造 するための方法。 2.冷却剤が温度調整可能である水であることを特徴とする請求の範囲1に記載 の製造方法。 3.熱可塑性物質の使用を含むことを特徴とする請求の範囲1または2に記載の 製造方法。 4.一方ではシートの長手方向端とチャンバの2つの壁(22)との間に、他方 では2つの外面シートとチャンバのもう2つの壁(35)との間にシールを生成 するために、 加圧された冷却チャンバ(4)内で並行シート(31)を押出形成して構成す ることを特徴とする請求の範囲1〜3の何れか1項に記載の製造方法。 5.冷却チャンバよりも高い形成シート(31)で構成されることを特徴とする 請求の範囲1〜4の何れか1項に記載の製造方法。 6.互いに溶接するような後方領域におけるシートの厚さを減らすために、冷却 チャンバ(4)をジャーク引張体(a jerked pull)から離す構造体で作用するこ とを特徴とする請求の範囲1〜5の何れか1項に記載の製造方法。 7.各区画において約0.6バール(1バール=105パスカル)の圧力を瞬間的 に引き出すことを特徴とする請求の範囲1〜6の何れか1項に記載の製造方法。 8.シート(31)を連続的に形成するために幾つかの並行スロット(16)を備 えたコートハンガーダイス(3)に粘着状態にある熱融解性材料を送出する押出機 (2)を備え、各スロット(16)は、熱伝導性材料製の2つの円錐型片(17 )で画定され、または各々が円錐型片で作られ、真空源(30)と冷却源(32 )とに連続して接続され得る溝(24)であり、 この装置はまた、得られた構造体の高さと同じ高さであり、後方のセル方向に 、その構造体と同じ幅であり、矩形交差部分を持つ管状冷却チャンバ(4)で構 成され、 ポンプ(32)と真空ポンプ(30)と方向制御弁(2 9)とを使用して冷却剤を引き出す冷却剤タンク(5)が、シートの両側に配置 された多様な区画にポンプを接続する回路(25,26,27,28)と同様に 、2つのポンプ(30,32)に連結され、各々区画を真空源(30)と冷却源 (32)とに接続することを特徴とする請求の範囲1〜7の何れか1項に記載の 方法を実施するための装置。 9.ダイスのスロット(16)の一方の側に配置された各円錐型片(17)が熱 転移材料を覆い、加熱手段を備えることを特徴とする請求の範囲8に記載の装置 。 10.冷却チャンバ(4)が少なくとも部分的に、水の入った冷却タンク(5) に浸され、チャンバから離れて通過する蜂の巣構造体を介して、タンク(5)に 入った水が、セル(34)を形成し凝固させるためにチャンバの内側でシート( 1)を形成し冷却することを容易にする冷却剤を構成することを特徴とする請求 の範囲8また9に記載の装置。 11.ダイスは、ダイスの円錐型片(17)に補完的な円錐形(19)を有する 2つの出口組立体(18)に結合し、ダイスには溝(24)が開口し、連続的に 真空を製造し、冷却剤を送給し、2つの組立体の円錐部分(19)がダイスの円 錐部に適合し、スロットの何れかの側ではシート(31)を形成し、 2つの組立体はセルに対して垂直な蜂の巣構造体の2つの面をそれら向かい合う 面によって画定されることを特 徴とする請求の範囲8から10の何れか1項に記載の装置。 12.2つの出口組立体(18)の向かい合った面(20)が、ダイスの出口か ら冷却チャンバー(4)に向かって収束するダイスに結合することを特徴とする 請求の範囲11に記載の装置。 13.2つの出口組立体の向かい合った面(20)は、各シートの出口に面する 凹状面を有することを特徴とする請求の範囲12に記載の装置。 14.蜂の巣構造体の厚さを調整可能にするために、2つの出口組立体(18) が、セル(34)の方向のダイスに対して調節可能であるように搭載されること を特徴とする請求の範囲11〜13の何れか一項に記載の装置。 15.冷却チャンバ(4)の下流に、反対方向に作動し、セルに垂直である蜂の 巣構造体の2つの面に支持される2つのロール(8)で構成された引張り装置( 7)を備えることを特徴とする請求の範囲8〜14の何れか一項に記載の装置。 16.冷却チャンバ(4)の下流に、スラブを形成するために押出方向を横切っ て蜂の巣構造体を切断する装置(14)が備えられることを特徴とする請求の範 囲8〜15の何れか一項に記載の装置。 17.冷却チャンバ(4)の下流に、薄膜を形成する2つのカバーシート(12 )で連続的に蜂の巣構造体の両面に溶接を行う装置(10)が備えられることを 特徴と する請求の範囲8〜16の何れか一項に記載の装置。 18.浸透可能な薄膜(38)で被膜される蜂の巣構造の核心(36)を備えた 構造を備え、 一方ではシートの長手方向端とチャンバの2つの壁(22)との間に、他方で は2つの外面シートとチャンバのもう2つの壁(35)との間にシールを生成す るために、 加圧された冷却チャンバ(4)内で並行シート(31)を押出形成して構成す ることを特徴とする製造方法で得られる製品。
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