JP3217200U - 発泡体加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充満した均一な微細気泡を有し、従来のＰＶＣ管と同じ管径、長さにおいて、更に少ない材料で同じ寸法の発泡管材を製造し、比較的少ない生産コストで更に利潤を獲得できる発泡体加工装置を提供する。
【解決手段】発泡体加工装置は、微細発泡押出機１、冷却器２、ローラ牽引器３及び巻き取り機４を含み、発泡基材及び発泡剤を微細発泡押出機１に入れ、加熱後の発泡基材に溶融、液体状を形成させ、且つ発泡剤を要求発泡基材に溶解し、微細気泡を拡散し、均一な微細気泡を含む発泡体を押出成型し、且つ冷却器２の冷却によって降温され、ローラ牽引器３が降温発泡体の周側を圧延し、最後に、巻き取り機４で発泡体をバンドル状に巻き取る。
【選択図】図１

Description

本考案は、発泡体を製造する加工装置に関し、コストを節減する効果を有する。

ポリビニルクロリド（Poly Vinyl Chloride：PVC）を用いて、管体を製造することは、長らくよく見られる選択の１つであり、以下、ＰＶＣ管を略記する。ＰＶＣ管は、加工過程によってその製品の硬度を変化させ、大きくＰＶＣ軟管、ＰＶＣ硬管の２種に分類される。従って、ＰＶＣ軟管は、極めて良好な屈曲特性を有し、環境に応じて設置され、適当な位置を調整することに適合する。ＰＶＣ硬管の応用は、相当に広く、例えば、電気機器電信工程、下水道工程等である。また、ＰＶＣ管の施工は、簡易であり、施工費用が低く、耐酸、耐アルカリ、耐腐蝕性を有し、化学工業に用いることに適合する。

近年では、関連製造業者が大幅に増加し、ＰＶＣ管が大量生産されており、互いの商業競争において、往々にして販売価格を抑える方向へ向き、ＰＶＣ管の売値は、既にＰＶＣ材料を購入するコストに相当接近しており、且つ各業者が生産するＰＶＣ管は、重量単位ごとのＰＶＣ材料が生産できるＰＶＣ管の長さは大体同じであるので、その他の添加剤及び生産コストを除き、それがもたらすことができる利潤は、小規模製造業者が獲得できる利潤は相当限られ、長期的にＰＶＣ管の製造に依存して業者の運営を維持することは非常に困難である。

前記説明から分かるように、現在のＰＶＣ管の製造、販売において、その売値は、相当製造コストに近くなっており、獲得利潤が相当低く、如何に製品製造コストを下げるか、製品製造コストを下げた後に、各種その製品の物性を向上させる添加剤を加え、更に優れた製品を作るかということは、本考案者の研究開発の要点である。

特開2016-159403号公報

本考案の目的は、超臨界微細発泡成形技術によって、発泡剤及び予め発泡した基材を混練し、温度制御操作し、発泡体を均一な微細気泡で満たさせ、従来のＰＶＣ管と同じ管径、長さを取得させ、更に少ない材料を使用して同じ寸法の発泡体を製造し、比較的少ない生産コストで更に利潤を得る発泡体加工装置を提供することである。また、本考案が従来のＰＶＣ管と同じ材料の重量で製造する時、比較的長いＰＶＣ管を提供することができる。前記発泡体は、発泡水管であり、ストリップ状発泡体に製造することもできる。

前記の目的及び効果を達成する為、本考案の発泡体加工装置は、ベース、押出管、制御部、ホッパー及びダイヘッドを有し、該押出管及び制御部は、該ベースに間隔をおいて設置し、該ホッパー及び該第ヘッドは、それぞれ該押出管の両端に対応し、該ホッパーは、発泡基材及び発泡剤を入れ、且つ押出管に進入させることに用いられ、該押出管は、互いに連なる１つの予熱部、１つの発泡部を含み、該押出管の予熱部及び発泡部の周側にその軸方向に沿って複数の加熱板を、間隔をおいて設置し、押出管に熱を伝達し、発泡基材を予熱し、発泡基材の溶融、発泡温度に到達させることに用い、発泡剤は、溶融発泡基材に分散溶解し、該ダイヘッドから微細気泡を押し出して拡散し、均一な微細気泡を含む発泡体を成型し、該複数の加熱板は、制御部の複数の制御ボタンにより信号制御し、該ダイヘッド、押出管の予熱部及び発泡部に複数の温度センサを設置し、且つ該複数の温度センサは、それぞれ温度信号を該制御部の複数の温度表に伝送し、該発泡部の温度は、ダイヘッドの温度より大きい、微細発泡押出機と、冷却槽を有し、且つ該冷却槽の両端は、それぞれ入力孔及び出力孔を設け、該入力孔及び出力孔は、それぞれ発泡体を冷却槽に入れ、冷却槽から出し、且つ冷却槽に注入する複数の冷却管を更に有し、且つ該複数の冷却管は、冷却液を輸送することに用いられ、発泡体を直接接触式冷却して降温させることができる冷却器と、少なくとも一対の上下ローラを有し、該少なくとも１対の上下ローラにより降温後の発泡体の周側を圧延し、牽引するローラ牽引器と、発泡体をバンドル状に回転巻き取りするための回転ベースを有する巻き取り機と、を含み、前記発泡体は、発泡パイプ又はストリップ状発泡体である。

前記発泡体加工装置において、該押出管の発泡部温度は、予熱部温度以上である。

前記発泡体加工装置において、前記微細発泡押出機のベースに間隔をおいて設置されるファンドラムを更に含み、該制御部の該複数の制御ボタンと電気接続し、且つ該複数のファンドラムは、該押出管の発泡部周側へ気流制御温度を出力する。

前記発泡体加工装置において、該ローラ牽引器の下ローラは、発泡体周側に回転接触するための凹溝を環状に設置し、該冷却器の冷却槽は、複数のホイールを間隔をおいて設置し、該複数のホイールは、発泡体を回転伝送し、入力孔から出力孔方向へ移動させることに用いられる。

発泡基材は、ポリビニルクロリド（Poly Vinyl Chloride，PVC）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）、ポリカーボネート（Polycarbonate，PC）、ポリエチレン（polyethylene，PE）又はポリウレタン（Polyurethane，PU）であり、発泡剤は、アジドジメチルスルファミド、ジフェニルスルホニルジフェニルエーテルまたはジニトロソペンタメチルテトラミンであり、発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤１〜６ｇを使用する。

そのうち、発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤用量０．１〜０．６ｇを使用し、発泡体が含む微細気泡量を増加し、発泡体の重量を１〜３倍に低減し、低い倍数の発泡を形成する。

本考案の発泡体加工装置は、超臨界微細発泡成形技術によって、発泡剤及び予め発泡した基材を混練し、温度制御操作し、発泡体を均一な微細気泡で満たさせ、従来のＰＶＣ管と同じ管径、長さを取得させ、更に少ない材料を使用して同じ寸法の発泡体を製造し、比較的少ない生産コストで更に利潤を得ることができる。

本考案の発泡体加工装置の説明図である。 図１の本考案の微細発泡押出機の拡大説明図である。 図１の冷却器の拡大説明図である。 本考案のもう１つの実施例の発泡体の加工装置の説明図である。 本考案のもう１つの実施例の発泡体の断面説明図である。

図１〜図３に示すように、発泡体加工装置は、微細発泡押出機１、冷却器２、ローラ牽引器３及び巻き取り機４を含む。

該微細発泡押出機１は、ベース１１、押出管１２、控制部１３、ホッパー１４及びダイヘッド１５を有する。該押出管１２及び控制部１３は、該ベース１１に間隔をおいて設置され、該ホッパー１４及び該ダイヘッド１５は、それぞれ該押出管１２の両端に対応し、該ホッパー１４は、発泡基材と発泡剤を入れ、且つ押出管１２に進入させ、該押出管１２は、互いに連なる１つの予熱部１２１、１つの発泡部１２２を含み、該押出管１２の予熱部１２１及び発泡部１２２周側にその軸方向に沿って複数の加熱板１２３を間隔をおいて設置し、押出管１２内に熱を伝達し、発泡基材を予熱し、発泡基材の溶融、発泡温度に到達させることに用いられ、発泡剤は、溶融発泡基材中に溶解され、該ダイヘッド１５から均一な微細発泡を含む発泡体５を押し出し成型し、該複数の加熱板１２３は、制御部１３の複数の制御ボタン１３１により信号を制御し、該ダイヘッド１５、押出管１２の予熱部１２１及び発泡部１２２は、複数の温度センサ１５１、１２４を設置し、且つ該複数の温度センサ１５１、１２４は、それぞれ温度信号を該制御部１３の複数の温度表１３２を伝送し、制御ボタン１３１を操作した後、加熱板１２３は、押出管１２に対して温度を上昇させ、該発泡部１２２の温度をダイヘッドの温度より高くさせる。

該冷却器２は、冷却槽２１を有し、且つ該冷却槽２１の両端にそれぞれ入力孔２２及び出力孔２３を有し、該入力孔２２及び出力孔２３は、それぞれ発泡体５を冷却槽２１に入れ、冷却槽２１から出すことに用いられ、且つ該冷却器２は、更に、冷却槽２１に注入する複数の冷却管２４を有し、且つ該複数の冷却管２４は、冷却液を輸送することに用いられ、直接発泡体５を接触式で冷却させ降温できる。該ローラ牽引器３は、少なくとも一対の上下ローラ３１，３２を有し、該少なくとも一対の上下ローラ３１．３２により降温後の発泡体５周側を連続圧延し、牽引する（ここでは、２対の上下ローラ３１，３２が間隔をおいて配列される）。該巻き取り機４は、回転ベース４１を有し、発光体５をバンドル状に回転巻き取りすることに用いられる。前記発光体５は、発泡パイプを例とするが、ストリップ状発泡体として製造することもできる。

本考案の発泡体加工装置の操作方式は、発泡基材と発泡剤をホッパー１４から押出管１２に入れ、且つ押出管１２周側の加熱板１２１が内部に熱を伝え、押出管１２内の発泡基材が溶融、流体状を形成し、且つ発泡剤が要求発泡基材中に溶解されて微細気泡を拡散し、該ダイヘッド１５から均一な微細気泡を含む発泡体５を押し出し成型し、冷却器２の冷却液に浸して降温し、上下ローラ３１，３２が降温した発泡体５周側を圧延して牽引し、最後に巻き取り機４の回転ベース４１により発泡体５にバンドル状を呈する。

従って、本考案は、発泡剤（その温度及び圧力を制御した条件下で）が溶融発泡基材中に溶解されて微細気泡を拡散し、発泡体５に均一な微細気泡を充満させ、従来のＰＶＣ管と同じ管径、長さにおいて、更に少ない材料を使用して同じ寸法の発泡管材を製造し、これにより、本考案の目的及び効果を達成し、同時に材質の軽量（資源節約）を兼ね備えさせ、且つ発泡剤の数を調整することによって更に発泡体の重量を調整することができる（即ち、軽量化又は長さ又は体積の増加）。

本考案の発泡体加工装置の関連部材の構成及び細部の特徴を更に説明する。複数のファンドラム１２５を更に含み、該微細発泡押出機１のベース１１に間隔をおいて設置され、該制御部１３の該複数の制御ボタン１３１と電気接続し、且つ該複数のファンドラム１２５は、それぞれ該押出管１２の発泡部１２２の周側（本実施例は、押出管１２下方向きを例とする）に向け、気流を出力し、ファンドラム１２５の動作によって気流で発泡部１２２の温度を調節できる。該複数の温度センサ１２４は、該押出管１２の予熱部１２１及び発泡部１２２に部分的にそれぞれ取り付けられる。該発泡部１２２の温度は、ダイヘッド１５の温度よりも大きい。

また、該ローラ牽引器３の下ローラ３２は、発泡体５の周側に回転接触するための凹溝３２１を環状に設置し、凹溝３２１によって発泡体５の周側に対応して圧延して牽引する。

図２に示すように、該冷却器２の冷却槽２１は、複数のホイール２５（ここでは、３つのホイール２５を例とする）を間隔をおいて設置し、該複数のホイール２５は、発泡体５を回転輸送し、入力孔２２から出力孔２３の方向へ移動させる。

前記発泡基材は、ポリビニルクロリド（Poly Vinyl Chloride，PVC）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）、ポリカーボネート（Polycarbonate，PC）、ポリエチレン（polyethylene，PE）又はポリウレタン（Polyurethane，PU）である。

本考案が採用する発泡剤は、有機化学発泡剤であり、発泡剤は、アゾ類(ADCA)（Azodicarbonamide）アゾジメチルエトキシムC2H4O2N4（発泡剤AC）、アシルヒドラジン類発泡剤（OBSH）ジスルホンアミドジフェニルエーテルまたはニトロソ系（DPT発泡剤）、H発泡剤とも呼ばれるジニトロソペンタメチルテトラミンを含み、発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤１〜６ｇを使用する。このほか、発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤用量０．１〜０．６ｇを使用することもでき、発泡体が含む微罪気泡量を増加させ、発泡体重量を１〜３倍に低減し、低い倍数の発泡を形成し、現段階の高い発泡緩衝材料の製造方式と異なる。

説明すべきこととして、上記考案の実施例は、発泡剤がアゾ類（ADCA）、アシルヒドラジン類発泡剤（OBSH）及びニトロソ系（DPT発泡剤）の三種を開示している。そのうち、発泡剤（AC）は、高効率発泡剤は、ゴム、ポリエチレン及びポリマー樹脂等の工業に広く応用され、それは、有機発泡剤において、最もよく用いられる１種であり、添加剤がない時、その熱分解したガス生成物は、主にN2CO2である。発泡剤（AC）のガス発生量が高く、分散性が良好であり、N2又はCO2の放出を主とする。金属酸化物、有機酸及び鉛、亜鉛及びカドミウム等の塩が純発泡剤（AC）に対して分解温度を下げる作用を有する。アシルヒドラジン類発泡剤（OBSH）ジスルホンアミドジフェニルエーテルは、毒性が極めて低く、食品に接触する包装材料に適し、電気絶縁性能が良好である。ニトロソ系（DPT発泡剤）は、H発泡剤とも呼ばれ、化学成分は、ジニトロソペンタメチルテトラミンであり、スポンジゴムの製造に広く応用され、可塑化ＰＶＣのスタンパ、ブロー成形発泡に用いることもできる。無臭でジメチルホルムアミドとジメチルスルホキシドに可溶である。前記有機化学発泡剤の毒性は低いので、発泡体５の生産に運用時に含有量が極めて低いとしても依然として無毒な環境の製品であることができ、従って、その製造生産過程及び最終製品は、環境にとって相当に保護でき、優良であることができる。

本考案は、更にもう１つの実施例を有し、それは、上記実施例と異なり、発泡体が発泡パイプではなく、ストリップ状発泡体は、発泡パイプに比較して硬度が若干高く、巻き取り機を使用することに適合せず、カッティングコレクタ６を採用するように変更し、図４に示すように、それは、所定の長さの発泡体５に切断することに用いられるカッティングナイフ６１、及び切断後の発泡体５を輸送して重ねて収集することに用いられるコレクタベース６２を有する。また、微細発泡押出機１のダイヘッド１５内のプラスチック金型によって、図５（Ａ）〜（Ｈ）に示す中空円形、実心円形、中空矩形、実心矩形、Ｌ字形、馬の蹄形、薄片形、複数の中空間隔を帯びた薄片形等の発泡体５を製造することができ、前記発泡体５の部分は、発泡床板、発泡壁板、発泡ドア板、発泡断熱板又は建築物の装飾等の多くの用途に運用することができる。

以上の実施例による本考案の詳細な説明は本考案の範囲を制限するものではない。本技術に熟知する者が、本考案の範囲内にて行う変更や調整を行っても、本考案の重要な意義は失われず、本考案の範囲に含まれる。

１ 微細発泡押出機
１１ ベース
１２ 押出管
１２１ 予熱部
１２２ 発泡部
１２３ 加熱板
１２４ 温度センサ
１２５ ファンドラム
１３ 制御部
１３１ 制御ボタン
１３２ 温度表
１４ ホッパー
１５ ダイヘッド
１５１ 温度センサ
２ 冷却器
２１ 冷却槽
２２ 入力孔
２３ 出力孔
２４ 冷却管
２５ ホイール
３ ローラ牽引器
３１ 上ローラ
３２ 下ローラ
３２１ 凹溝
４ 巻き取り機
４１ 回転ベース
５ 発泡体
６ カッティングコレクタ
６１ カッティングナイフ
６２ コレクタベース

Claims (5)

1. ベース、押出管、制御部、ホッパー及びダイヘッドを有し、該押出管及び制御部は、該ベースに間隔をおいて設置し、該ホッパー及び該第ヘッドは、それぞれ該押出管の両端に対応し、該ホッパーは、発泡基材及び発泡剤を入れ、且つ押出管に進入させることに用いられ、該押出管は、互いに連なる１つの予熱部、１つの発泡部を含み、該押出管の予熱部及び発泡部の周側にその軸方向に沿って複数の加熱板を、間隔をおいて設置し、押出管に熱を伝達し、発泡基材を予熱し、発泡基材の溶融、発泡温度に到達させることに用い、発泡剤は、溶融発泡基材に分散溶解し、該ダイヘッドから微細気泡を押し出して拡散し、均一な微細気泡を含む発泡体を成型し、該複数の加熱板は、制御部の複数の制御ボタンにより信号制御し、該ダイヘッド、押出管の予熱部及び発泡部に複数の温度センサを設置し、且つ該複数の温度センサは、それぞれ温度信号を該制御部の複数の温度表に伝送し、該発泡部の温度は、ダイヘッドの温度より大きい、微細発泡押出機と、
   冷却槽を有し、且つ該冷却槽の両端は、それぞれ入力孔及び出力孔を設け、該入力孔及び出力孔は、それぞれ発泡体を冷却槽に入れ、冷却槽から出し、且つ冷却槽に注入する複数の冷却管を更に有し、且つ該複数の冷却管は、冷却液を輸送することに用いられ、発泡体を直接接触式冷却して降温させることができる冷却器と、
   少なくとも一対の上下ローラを有し、該少なくとも１対の上下ローラにより降温後の発泡体の周側を圧延し、牽引するローラ牽引器と、
   発泡体をバンドル状に回転巻き取りするための回転ベースを有する巻き取り機と、
   を含み、前記発泡体は、発泡パイプ又はストリップ状発泡体である、発泡体加工装置。
2. 前記押出管の発泡部の温度は、予熱部の温度以上であり、
   前記微細発泡押出機のベースに間隔をおいて設置されるファンドラムを更に含み、該制御部の該複数の制御ボタンと電気接続し、且つ該複数のファンドラムは、該押出管の発泡部周側へ気流制御温度を出力し、
   該ローラ牽引器の下ローラは、発泡体周側に回転接触するための凹溝を環状に設置し、
   該冷却器の冷却槽は、複数のホイールを間隔をおいて設置し、該複数のホイールは、発泡体を回転伝送し、入力孔から出力孔方向へ移動させることに用いられる、請求項１に記載の発泡体加工装置。
3. 発泡基材は、ポリビニルクロリド（Poly Vinyl Chloride，PVC）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）、ポリカーボネート（Polycarbonate，PC）、ポリエチレン（polyethylene，PE）又はポリウレタン（Polyurethane，PU）であり、発泡剤は、アジドジメチルスルファミド、ジフェニルスルホニルジフェニルエーテルまたはジニトロソペンタメチルテトラミンであり、発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤１〜６ｇを使用する、請求項２に記載の発泡体加工装置。
4. 発泡基材１ｋｇ当たり発泡剤用量０．１〜０．６ｇを使用し、発泡体が含む微細気泡量を増加し、発泡体の重量を１〜３倍に低減し、低い倍数の発泡を形成する、請求項２に記載の発泡体加工装置。
5. ベース、押出管、制御部、ホッパー及びダイヘッドを有し、該押出管及び制御部は、該ベースに間隔をおいて設置し、該ホッパー及び該第ヘッドは、それぞれ該押出管の両端に対応し、該ホッパーは、発泡基材及び発泡剤を入れ、且つ押出管に進入させることに用いられ、該押出管は、互いに連なる１つの予熱部、１つの発泡部を含み、該押出管の予熱部及び発泡部の周側にその軸方向に沿って複数の加熱板を、間隔をおいて設置し、押出管に熱を伝達し、発泡基材を予熱し、発泡基材の溶融、発泡温度に到達させることに用い、発泡剤は、溶融発泡基材に分散溶解し、該ダイヘッドから微細気泡を押し出して拡散し、均一な微細気泡を含む発泡体を成型し、該複数の加熱板は、制御部の複数の制御ボタンにより信号制御し、該ダイヘッド、押出管の予熱部及び発泡部に複数の温度センサを設置し、且つ該複数の温度センサは、それぞれ温度信号を該制御部の複数の温度表に伝送し、該発泡部の温度は、ダイヘッドの温度より大きい、微細発泡押出機と、
   冷却槽を有し、且つ該冷却槽の両端は、それぞれ入力孔及び出力孔を設け、該入力孔及び出力孔は、それぞれ発泡体を冷却槽に入れ、冷却槽から出し、且つ冷却槽に注入する複数の冷却管を更に有し、且つ該複数の冷却管は、冷却液を輸送することに用いられ、発泡体を直接接触式冷却して降温させることができる冷却器と、
   少なくとも一対の上下ローラを有し、該少なくとも１対の上下ローラにより降温後の発泡体の周側を圧延し、牽引するローラ牽引器と、
   所定の長さの発泡体に切断するカッティングナイフと、切断後の発泡体を輸送し、重ねて収集するコレクタベースを有するカッティングコレクタと、
   を含み、前記発泡体は、ストリップ状発泡体である、発泡体加工装置。