JP2003519730A - 熱可塑性ウエブ材料の切片を接合する方法および装置 - Google Patents

熱可塑性ウエブ材料の切片を接合する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、熱可塑性ウエブ材料からなる多数の切片（７）を接合して膨張可能な切片ブロック（２）を形成する方法であって、方法工程の手順を繰り返すことによってブロックを構成するようにした方法に関する。また、高速によるブロック形成を許容する装置も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、熱可塑性ウエブ材料、特に熱可塑性合成繊維からなるフリース材料
、の多数の切片（Abschnitten）を接合して、膨張可能な切片ブロック（Abschni
ttsblock）にする方法に関する。また、本発明は熱可塑性ウエブ材料の多数の切
片を接合する装置に関する。
【０００２】 本発明の課題は、熱可塑性ウエブ材料、特に熱可塑性合成繊維フリースからの
切片を接合して、膨張可能な切片ブロックにし、この切片ブロックをさらに軽量
の構造材料に加工できるようにする方法を提供することである。この方法により
、接着剤を使用したり、ウエブ材料のはぜ継ぎ（Faltpraegungen）を行ったりす
ることなしに、少ないコストで製造でき、膨張させ得るブロック材料を提供する
。さらに、高い生産速度を許容する膨張可能なブロック材料を製造するための装
置を提供する。本発明のその他の利点は以下の説明から明らかとなる。
【０００３】 この課題は冒頭に記載した方法において、本発明により次の工程によって解決
される。すなわち、 ａ）形成された切片ブロックの最後の切片に対して間隔を置いて平行な位置に第
１の切片をもたらし、 ｂ）第１の切片と最後の切片の表面上で互いに向き合う第１の条片を材料の溶接
温度に加熱し、 ｃ）各ブロックの第１の切片と最後の切片とを一緒にして両切片の第１の条片が
衝合するようにして、第１の切片を最後の切片に押し付けて溶接し、 ｄ）第２の切片を第１の切片に対して平行な位置にもたらしてそれらの平面側が
互いに向き合うようにし、 ｅ）第１の切片と第２の切片の表面上で、第１の条片に対して条片幅のほぼ２倍
だけずれて互いに向き合う第２の条片を材料の溶接温度に加熱し、 ｆ）第２の切片と第１の切片とを一緒に合わせて第２の条片が衝合するようにし
、そして第２の切片を第１の切片に押し付けて溶接し、 ｇ）それ以降の切片でａ）からｆ）までの工程を多数回繰り返す。
【０００４】 この方法により、接着剤を使用したり、ウエブ材料のはぜ継ぎ（Praegefaltun
gen）を行ったりすることなしに、膨張可能なホブ（Hobe）材料が提供される。
この方法は高い生産速度を達成するのに適している。この方法の前段で、ウエブ
から接合すべき個々の切片を形成する工程を挿入できる。しかし、切片が完成し
た状態で供給される場合は、直ちに切片から出発してもよい。この方法が対象と
する製品はホブ材料であり、所要スペースが少ないために二次加工者または最終
加工者に供給される。もちろんホブ材料を本発明によって製造した直後に膨張さ
せることも可能である。本発明の方法により、切片を所定のタイミングで付加し
てホブ材料ブロックを形成する。この場合、ブロックの断面積は切片の大きさに
よって決まる。材料の幅（最初のウエブ材料の幅に相応）は、最大５．２０ｍま
たはそれ以上であってよい。形成されたブロック材料の高さは、ウエブ切片の自
由に選択できる幅に相応する。
【０００５】 本発明による方法の好適な実施形態に従い、工程ｃ）およびｆ）で付加すべき
切片と形成された切片ブロックとを一緒にするために互いに接近する方向で動か
す。そうすることによって後続の接触および溶接のためにより長い押圧時間が与
えられるが、これは溶接にとって有利である。
【０００６】 本発明による方法の好適な実施形態により、工程ｃ）およびｆ）で付加された
切片および切片ブロックをそれらが接触している間および／または接触した後で
、切片の厚さだけ生産方向と同じ方向に動かす。これにより、切片を付加すると
同時に、ブロックは切片の厚さだけ生産方向にさらに動く。
【０００７】 形成された切片ブロックを生産方向に対して垂直な把持圧力で保持することが
好都合である。把持圧力は、ブロック索の、ブロック形成が行われる前部領域に
わたって作用する。把持圧力は調節可能であるので、新しい切片をブロックに押
し付けて溶接する際に達成し得る溶接圧力の調節を可能にする。
【０００８】 膨張可能なハニカム材料を形成するために、工程ａ）からｇ）によって形成さ
れたブロックを変形可能になるまで加熱し、切片に対して直角に、すなわち生産
方向に膨張させることが合理的である。
【０００９】 驚くべきことに、ホブ材料ブロックは形成直後に加熱して膨張させることがで
き、しかもそれによって溶接面が裂けたり、その他の損傷を被ったりしないこと
が分かった。この場合、膨張を目的として変形可能になる温度まで加熱するが、
この温度は、溶接温度を大幅に下回る。ポリプロピレン繊維からなるフリース材
料の場合、溶接温度は１２０℃以上、たとえば１６５℃であるが、たとえば７５
〜８５℃に加熱すれば十分である。
【００１０】 形成されたブロックを赤外線で加熱するのが好都合である。この場合に加熱は
、ブロック索がすでに部分的に膨張している領域で行うと有利である。熱放射（
またはその他の熱媒体）は部分膨張によって形成された隙間に向けられているの
で、ブロックの全断面でかなり一様な加熱が達成される。
【００１１】 切片を円弧状の軌道上で切片ブロックの前の溶接位置に所定のタイミングで搬
送することが好都合である。このようにすることによってロータ上で複数の切片
を相前後して搬送し、高い生産速度を達成することができる。
【００１２】 さらにこの課題は、熱可塑性ウエブ材料の多数の切片を膨張可能な切片ブロッ
クに接合する装置により解決され、この装置は、本発明により形成された切片ブ
ロックを収容する通過マガジンと、通過マガジンの前に配置されたロータ（Roto
r）とを有しており、当該ロータの外周に ａ）切片の全幅にわたる切片支持体、 ｂ）切片支持体に付属し、切片支持体と当該切片支持体から後退した位置との間
で移動可能な条片加熱装置、および ｃ）切片支持体に付属している押圧装置 からなるステーションが多数配設されていることを特徴とする。押圧装置は、ロ
ータ回転装置中で、切片支持体の後に配置されるのが好ましい。
【００１３】 ロータは通過マガジンと受取ステーション（Uebernahmestation）との間に配
置されている。ロータは定置受取ステーションで仕上げ裁断された切片それぞれ
をその都度受け取り、これらをすでに形成されている切片ブロックを収容する通
過マガジンの前まで搬送する。この通過マガジンの前の位置で、搬送されてきた
切片と事前に形成されている切片ブロックとの溶接が行われる。ロータ上に配置
されたステーションは複数の機能を有している。これらのステーションは個々の
切片をその都度受け取って、通過マガジンの前の溶接位置に搬送する。それらは
最後にブロック化された切片と、このブロック化された切片の前に搬送されてき
て位置決めされた切片との互いに向き合う面を加熱し、さらにブロックの前に位
置決めされた切片をブロックに押し付ける。
【００１４】 本発明による装置の好適な実施形態に従い、ロータは偶数のステーションを装
備されており、条片加熱装置が１つのステーションから次のステーションに対し
て軸方向で交互にずらされている。こうすることにより、ブロック内で相前後す
る切片に対応してずらされた溶接条片を設けることができる。次いで、ホブブロ
ックは膨張によって正六角形のハニカム断面を有するハニカム材料に膨張できる
。ロータ上のステーションの偶数は、ロータの大きさに応じて自由に選択できる
。合理的な数は、たとえば６個または８個である。ハニカム材料を製造する場合
、隣り合うステーションの条片加熱装置のずれは溶接条片の幅の２倍に相応する
。押圧装置は切片支持体の全幅にわたって延びることができる。しかしまた押圧
装置は溶接条片の幅のみで押し付けることもできる。この場合、押圧装置は条片
加熱装置と同様にステーション毎に交互にずらされている。
【００１５】 好適な実施形態に従い、空気圧で作動する切片支持体内に、負圧源に接続可能
な孔が形成されている。受取ステーションでは、切片が切片支持体により吸引さ
れて、受け取られる。通過マガジンの前の溶接位置では条片加熱装置による切片
の加熱が行われた後で負圧が遮断されるので、切片は切片支持体から解放され、
その直後に押圧装置によってブロックに押し付けられてブロック化され得る。
【００１６】 条片加熱装置は櫛状に形成された多数の加熱要素を有しており、これらの加熱
要素がステーション毎に互いに溶接条片の幅の２倍だけずらされている。ロータ
上の条片加熱装置は、幅が異なり、それに応じて櫛状加熱要素の間隔も異なって
いる別の加熱装置と交換できる。このようにすることによってハニカム寸法を変
えることができる。
【００１７】 押圧装置はローラとして形成されていることが好都合である。これらのローラ
は調整可能なばね支承を備えることができるので、溶接条片に沿った押圧を、通
過マガジン内における切片ブロックの把持に応じて変えることができる。
【００１８】 ホブ材料から膨張したハニカム材料を形成しようとする場合は、通過マガジン
の後段に加熱装置と少なくとも１つの膨張ローラ対が接続されている。加熱装置
は片面または両面で作用する赤外線放射器であってよい。熱放射が溶接条片の方
向に行われるか、もしくは部分膨張の後では形成されたチャンネルの方向に行わ
れると合理的である。膨張ローラはブラシローラか、または他のフレキシブルな
（nachgiebig）材料で被覆されたローラであり、膨張したブロック索を損傷する
ことなく把捉できる。
【００１９】 以下に、本発明による装置の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２０】 図１は、本発明によって製造されたホブ材料ブロック２を案内するための台１
を示す。台１の前端部には把持装置（図示しない）を有する通過マガジン３があ
る。この把持装置により、生産方向に対して直角に作用する調節可能な把持圧力
をブロック２に加えることができる。通過マガジン３を有する台１はある機構（
図示しない）により矢印４の方向で駆動されて往復移動できる。生産方向で通過
マガジン３の後ろには、ホブブロック２の上側に向けられた赤外線放射器５が配
置されており、これによりブロック２を変形温度まで加熱することができる。生
産方向で台１の後ろには、膨張ローラ対１５が配置されていて、ブロック索と係
合しており、このブロック索を通過マガジン３から引き抜きながら膨張させる。
図示の実施形態では膨張ローラ１５は剛毛ローラとして形成されている。上側と
下側のローラ１５の間隔はブロック２の高さと所望の押圧力に応じて調節可能で
ある。生産方向で膨張ローラ対１５の後ろには搬送ベルト１６が配置されていて
、膨張したブロックを受け取って搬出する。
【００２１】 通過マガジン３と切片マガジン７との間には、切片の全幅にわたって延びるロ
ータ６が回転可能に支承されている。ロータは所定のタイミングで作動する駆動
装置（図示しない）と接続されている。ロータの外周には６個のステーションが
均等に配設されており、これらのステーションによってそれぞれ１個のウエブ切
片が搬送され、溶接条片を装備されて通過マガジン３の前でブロック２に押し付
けられる。各々のステーションは主に３個のユニット、すなわち半径方向に移動
可能なバー状の切片支持体８、切片支持体８の前で接線方向に移動可能な条片加
熱装置９およびローラ状の押圧装置１０を有している。これら３個のユニットは
ロータ６のほぼ全幅にわたって（図示の平面に対して直角に）延びている。切片
支持体８と櫛状条片加熱装置９の移動は、空気圧駆動装置（図示しない）によっ
て行われ、中央制御される。押圧装置１０は一般にばね弾性的に負荷されるロー
ラからなる。このローラは、ロータ回転の過程で溶接条片を設けた切片を上方か
ら下方に向かってホブブロック２に押し付け、それによってブロックとの溶接を
完全なものにする。
【００２２】 この装置の作業法は、次の通りである。切片マガジン７の前で条片加熱装置１
２が後退すると切片支持体８が作動して、切片マガジン７から１つの切片を受け
取る。ロータ６が矢印１１の方向に回転する間にすでに条片加熱装置１２が引き
出され、受け取られた切片が切片支持体８と加熱装置１２の櫛状要素との間に位
置する。このとき切片支持体８は、条片加熱装置１２から引き戻された位置にあ
る。このステーションが３回のタイミング後に通過マガジン３の前に位置すると
すぐに、一方では切片を有する切片支持体８が、他方では通過マガジン３とブロ
ック２とを有する台１が互いに接近する方向に動かされて、これらに櫛状条片加
熱装置１２が接触できるようになる。このとき櫛状条片加熱装置１２は切片支持
体８における切片とブロック２との間に引き戻される。このとき接触によって切
片とブロック２との互いに向き合う面上に溶接条片が形成される。最後に、切片
を有する切片支持体８と、ブロック２を有する通過マガジン３とが接近する方向
にさらに動かされて、両者の溶接条片が衝合する。次いで切片支持体８と通過マ
ガジン３とは再び引き離されて、ロータ６はさらに１工程すすむ。このときこの
ステーションの押圧装置１０のローラが溶接された切片に載り、それによって新
たな押圧が形成されてブロック２が切片の厚さだけ送られる。以上の過程は、ロ
ータの次のステーションがブロック２の前で止まるとすぐに繰り返される。
【００２３】 図２は、条片加熱装置の端面図を示しており、条片加熱装置の櫛状加熱要素１
２は切片の溶接に必要な温度に電気的に加熱される。
【００２４】 図３に掲載された写真は、ブロック２が、領域ａにおける膨張していない状態
（ホブ材料）から、領域ｂの部分的に膨張した状態を経て、領域ｃのほぼ完全に
膨張した状態に移行する様子を示している。領域ｂで赤外線放射器５による加熱
が少なくとも部分的に行われるので、熱放射はブロック２の内部にも到達し得る
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 装置全体の概略図である。
【図２】 櫛状の条片加熱装置の拡大した正面図である。
【図３】 形成されたブロック索が膨張段階にあるのを示す写真である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年１月８日（２００２．１．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】 本発明は、熱可塑性ウエブ材料、特に熱可塑性合成繊維からなるフリース材料
の多数の切片（Abschnitten）を接合して、膨張可能な切片ブロック（Abschnitt
sblock）にする方法に関する。また、本発明は熱可塑性ウエブ材料の多数の切片
を接合する装置に関する。 ＣＨ６８４５８９は、定置枚葉紙マガジン内に積み重ねた印刷用枚葉紙を１枚
１枚にさばく方法および装置を開示している。この装置は互いに隔てた２枚の円
板を有しており、これらの円板上に遊星状（planetaer）に駆動されるドラム状
連行部材７が設けられている。これらの連行部材７の周囲に案内ベルトが緊張し
て当接していて、連行部材と摩擦係合するように結合されており、そうすること
によってパイルから抜き取られた印刷用枚葉紙は連行部材と案内ベルトとの間で
確実に搬送される。運転中、印刷用枚葉紙はドラム状連行部材により吸盤の作用
下に剥ぎ取られて１枚１枚にさばかれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B154 AA09 AB20 BA48 BB18 BB47 BB62 BC16 DA13 4F100 AK07A BA01 DC02A DG13A EC032 EG002 EJ172 EJ432 JB16A

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性ウエブ材料、特に熱可塑性合成繊維からなるフリー
    ス材料の多数の切片を接合して、膨張可能な切片ブロックにする方法であって、 ａ）形成された切片ブロックの最後の切片に対して間隔を置いて平行な位置に第
    １の切片をもたらし、 ｂ）第１の切片と最後の切片の表面上で互いに向き合う第１の条片を材料の溶接
    温度に加熱し、 ｃ）ブロックの第１の切片と最後の切片とを一緒にして両切片の第１の条片が衝
    合するようにして、第１の切片を最後の切片に押し付けて溶接し、 ｄ）第２の切片を第１の切片に対して平行な位置にもたらしてそれらの平面側が
    互いに向き合うようにし、 ｅ）第１の切片と第２の切片の表面上で、第１の条片に対して条片幅のほぼ２倍
    だけずれて互いに向き合う第２の条片を材料の溶接温度に加熱し、 ｆ）第２の切片と第１の切片とを一緒に合わせて第２の条片が衝合するようにし
    、そして第２の切片を第１の切片に押し付けて溶接し、 ｇ）それ以降の切片でａ）からｆ）までの工程を多数回繰り返す、 熱可塑性ウエブ材料の切片を接合する方法。
  2. 【請求項２】 工程ｃ）およびｆ）で付加すべき切片と形成された切片ブロ
    ックとを一緒にするために互いに接近する方向で動かすことを特徴とする、請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 工程ｃ）およびｆ）でブロックを、結合すべき切片と接触し
    ている間および／または接触した後で切片の厚さだけ生産方向に動かすことを特
    徴とする、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 形成された切片ブロックを生産方向に対して直角な把持圧力
    で保持することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 ハニカム材料を形成するために、形成されたブロックを変形
    可能になるまで加熱し、切片に対して垂直に膨張させることを特徴とする、請求
    項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 ブロックを赤外線で加熱することを特徴とする、請求項５記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 ブロックがすでに部分的に膨張している領域で加熱が行われ
    ることを特徴とする、請求項５または６記載の方法。
  8. 【請求項８】 切片を所定のタイミングで円弧状の軌道により切片ブロック
    の前の溶接位置に搬送することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１
    項記載の方法。
  9. 【請求項９】 熱可塑性ウエブ材料の多数の切片を接合して、膨張可能な切
    片ブロックにする装置において、 形成された切片ブロック（２）を収容する通過マガジン（３）と、通過マガジ
    ン（３）の前に配置されたロータ（６）とを有しており、ロータ外周に ａ）切片の全幅にわたる切片支持体（８）、 ｂ）切片支持体（８）に付属し、切片支持体（８）と当該切片支持体から後退し
    た位置との間で移動可能な条片加熱装置（９、１２）、および ｃ）切片支持体（８）に付属している押圧装置 からなるステーションが多数配設されていることを特徴とする、熱可塑性ウエブ
    材料の多数の切片を接合して膨張可能な切片ブロックにする装置。
  10. 【請求項１０】 ロータ（６）が偶数のステーションを装備されており、条
    片加熱装置（９、１２）が１つのステーションから次のステーションに対して軸
    方向で交互にずらされていることを特徴とする、請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 押圧装置（１０）が条片加熱装置（９、１２）と同様にず
    れていることを特徴とする、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 空気圧で作動する切片支持体（８）内に、負圧源に接続可
    能な孔（８ａ）が形成されていることを特徴とする、請求項９から１１までのい
    ずれか１項記載の装置。
  13. 【請求項１３】 条片加熱装置（９、１２）が櫛状に形成された多数の加熱
    要素（１２）を有しており、これらの加熱要素（１２）が互いに溶接条片の幅の
    ２倍だけずらされていることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか１
    項記載の装置。
  14. 【請求項１４】 押圧装置（１０）がローラとして形成されていることを特
    徴とする、請求項９から１３までのいずれか１項記載の装置。
  15. 【請求項１５】 通過マガジン（３）の後段に加熱装置（１５）と少なくと
    も１つの膨張ローラ対（１５）が接続されていることを特徴とする、請求項９か
    ら１４までのいずれか１項記載の装置。
  16. 【請求項１６】 押圧装置（１０）がロータ回転方向で切片支持体（８）の
    後ろに配置されていることを特徴とする、請求項９から１５までのいずれか１項
    記載の装置。
  17. 【請求項１７】 押圧装置が半径方向に移動可能な切片支持体（８）を有し
    ていることを特徴とする、請求項９から１３までのいずれか１項記載の装置。
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