JP3226651U - ポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材が引抜成形複合材料の変化に自己適応可能で、弾性部材と引抜成形複合材料との間の封止性を確保でき、かつ均一なコーティング膜を得られるポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置を提供する。【解決手段】引抜成形複合材料Ａを貫通させるためのボックス１０と、ボックスを通った引抜成形複合材料のオフセットを制限し、ボックス内部及び/又は外部に設けられた位置決め部材２０と、ボックスの一端に位置し且つ引抜成形複合材料表面のコーティング液がコーティング膜を形成させ、少なくとも位置決め部材の下流に設けられた膜形成アセンブリと、弾性部材３０を挟み、かつ、引抜成形複合材料を貫通させる第一逃がし空間が設けられた挟み機構４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本考案は、所定の形状に形成された引抜成形複合材料に対してオンラインコーティングするポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置に関する。

ポリウレタン引抜成形複合材料に耐候性不足という問題があり、特に屋外に長期間暴露された場合、その表面の樹脂層は粉末化したり、変色したり、繊維さえ露出したりしやすくなるため、通常は、ポリウレタン引抜成形複合材料をコーティングする必要がある。

ＵＳ５４９２５８３Ａには引抜成形複合材料のオンラインコーティング方法及び装置を公開し、該方法は引抜金型の後ろに、引抜形材に対してオンラインコーティングを行うためのコーティング金型を増設し、コーティング金型には引抜部材に均一なコーティングを施す装置を備え、最初にコーティングを塗付するコーティング室及び圧力下でコーティングを維持するためのコーティング金型の位置決め部材を備え、コーティング室から遠く離れた方向で断面積が小さくなる勾配があり、主に引抜部に沿った外表面におけるコーティングの圧力を、勾配により大幅に増加させることにより、部材をほぼ真中に位置させる。上記構造のコーティング金型には、以下の問題がある：

１、引抜金型がコーティング金型の内部に入れると、まず、引き抜かれた形材と引抜金型との間は隙間ばめであり、そして、形材と引抜金型の弾性変形が非常に小さいため、引抜金型または形材に弾性変形があったとしても、引抜金型と形材の間の隙間を補うことができず、したがって、コーティング液は引抜金型と形材との間の隙間に沿って形材に向かって流れることになる。次に、引抜金型が故障すると、コーティング金型を取り外す必要があるから、この場合に生産ライン全体を停止させなければいけない。

２、位置決め部材はコーティング金型の内部に取り付けられたものであり、このような構造には以下の問題がある：まず、位置決め部材がフレキシブル材料で作製されると、形材は位置決め部材を通る時、自体の重力作用の下で、形材が位置決め部材上に押さえられ、位置決め部材を変形させ、それによって形材と位置決め部材の上部に隙間が生じ、コーティング液を封止することができなくなり、上記コーティング金型は位置決め部材にフレキシブル材料を用いることを構造面で制限したことが明らかである。次に、位置決め部材が硬度の高い材料で作製されると、引き抜かれた形材に公差が存在するため、形材の寸法が位置決め部材の断面が最も小さい箇所の寸法よりも大きい場合、形材と位置決め部材が締まりばめになって、位置決め部材を通ることができず、または、形材の寸法が位置決め部材の断面が最も小さい箇所の寸法よりも小さい場合、形材と位置決め部材に隙間が生じさせ、コーティング液を封止することができなくなる。

３、上記構造のコーティング金型は、組み立て、クリニーング及びメンテナンスがいずれも不便である。

本考案は、封止性を確保できるポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置を提供する。

ポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置であって、 引抜成形複合材料を貫通させるためのボックスと、 ボックスを通った引抜成形複合材料のオフセットを制限し、そしてボックス内部及び/又は外部に設けられた位置決め部材と、 ボックスの一端に位置し且つ引抜成形複合材料表面のコーティング液がコーティング膜を形成させ、少なくとも位置決め部材の下流に設けられた膜形成アセンブリと、 そして、弾性部材を挟み、かつ、引抜成形複合材料を貫通させる第一逃がし空間が設けられた挟み機構と、を備え、 ここで、前記膜形成アセンブリは、引抜成形複合材料に対して均一なコーティング膜を施し且つコーティング液を封止し、そして、押出力を受けると弾性変形が発生する弾性部材を備え、弾性部材には、引抜成形複合材料を貫通させ且つ引抜成形複合材料の断面に合わせるキャビティが設けられる、ことを特徴とする。

本考案の利点は以下のとおりである、
位置決め部材は引抜成形複合材料に対して位置決め作用を形成するため、引抜成形複合材料の重力は弾性部材に作用することなく、弾性部材にとって、受けたのが引抜成形複合材料からの押出力のみであり、弾性部材に変形が発生し、そして、このような変形が引抜成形複合材料の各部分の変化に従って変わる（例えば、引抜成形複合材料の一端の公差と他端の公差が異なる）ものであるため、弾性部材は引抜成形複合材料の変化に自己適応可能であり、弾性部材と引抜成形複合材料との間の封止性を確保するだけでなく、得られたコーティング膜も均一にする。

図１は本考案におけるオンラインコーティング装置の組立図である。 図２は本考案におけるオンラインコーティング装置の断面図である。 図３は第一種ボックスの概略図である。 図４は位置決め部材の概略図である。 図５は弾性部材の概略図である。 図６は第一挟み板の概略図である。 図７は第二種ボックスの概略図である。 図８はポリウレタン引抜成形複合材料の引抜ラインの概略図である。 図９は切替機構とオンラインコーティング装置の組立図である。

実施例１
図１と図２に示すとおり、本考案のポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置１は、引抜成形複合材料Ａを貫通させるためのボックス１０と、ボックスを通った引抜成形複合材料のオフセットを制限する位置決め部材２０と、ボックスの一端に位置し且つ引抜成形複合材料Ａ表面のコーティング液でコーティング膜を形成する膜形成アセンブリを含む。位置決め部材２０はボックス１０の外部に位置し、位置決め部材２０がボックス１０の出口の下流に配置され、位置決め部材２０の下流に膜形成アセンブリが設けられ、即ち該膜形成アセンブリもボックス１０の出口の下流にあり、したがって、ボックス１０と位置決め部材２０及び膜形成アセンブリによって液塗布室１０ａが形成される。引抜成形複合材料Ａをよりよく位置決めするために、ボックス１０の入口部にも位置決め部材２０が配置される。

図３に示すとおり、ボックス１０にコーティング液の注入口１０ｂが設けられ、液塗布容器の中に配置されたコーティング液は注入口１０ｂから液体コーティング室１０ａの中に注入される。また、ボックス１０には排出口１０ｃも設けられ、コーティング液が排出口１０ｃから液体コーティング容器の中に還流し、したがって、液体コーティング容器と循環ボックス１０との間にコーティング液が循環し、これによってボックス１０内のコーティング液の凝固を避けることができる。また、ボックス１０内の底部に撹拌器（図２）を配置し、ボックスの外部にモーターを取り付けてもよく、モーターで撹拌器を駆動することにより、ボックス１０内のコーティング液の凝固を避けることもできる。

図２及び図４に示すとおり、位置決め部材２０はインラインコーティング装置を経た引抜成形複合材料Ａが移動時にずれないようにするためのものであり、位置決め部材２０の好ましい構造は、閉鎖されまたは閉鎖されていない第一枠状部材２１、支持部材２２を備え、支持部材２２の一端が第一枠状部材２１に接続され、支持部材２２の他端が引抜成形複合材料Ａに対して支持を形成する自由端である。

図２及び図４に示すとおり、支持部材２２は第一枠状部材２１上に突出した突起であり、支持部材２２が第一枠状部材２１の内穴の中に位置し、支持部材２２の一端が第一枠状部材２１の内穴壁に接続される。支持部材２２は引抜成形複合材料Ａに対して支持作用を形成するだけでなく、複数の支持部材２２によって引抜成形複合材料Ａが牽引方向に沿ってずれることが制限されるため、引抜成形複合材料Ａに対して案内作用を形成する。

図２及び図４に示すとおり、位置決め部材２０及び膜形成アセンブリがいずれもボックス１０の外部に露出され、これは位置決め部材２０及び膜形成アセンブリの放熱に役立つと同時に、設置、クリニーングまたは交換しやすくなる。

図２及び図４に示すとおり、支持部材２２の数量として複数を用いることにより、隣接した二つの支持部材２２の間に間隔空間２３が形成され、これらの間隔空間２３は、コーティング液をボックス１０と膜形成アセンブリとの間に自由に流すことにより、引抜成形複合材料Ａが支持部材２２を経た後、その表面が依然としてコーティング液によって浸漬されることを可能にするようにする。

図２及び図5に示すとおり、膜形成アセンブリは、弾性部材３０と、弾性部材を挟む挟み機構４０を備え、弾性部材３０は引抜成形複合材料Ａに対して均一なコーティング膜を施し且つコーティング液を封止し、そして、押出力を受けると弾性変形が発生するものであり、弾性部材３０には、引抜成形複合材料を通らせ且つ引抜成形複合材料Ａの断面に合わせるキャビティ３０ａが設けられる。

図２及び図８に示すとおり、引抜金型Ｃから引き出された引抜成形複合材料Ａが冷却機構（図示せず）によって冷却した（表面温度が３０から９０℃に冷却した）後、引抜成形複合材料Ａの表面にコーティング液が付いており、位置決め部材２０の作用によって、抜成形複合材料Ａが軸方向に沿って移動する時にずれることなく、引抜成形複合材料Ａがキャビティ３０ａを通る時、引抜成形複合材料Ａは弾性部材３０に対して押出作用力を発生させ、弾性部材３０が押出作用力を受けると弾性変形が発生し、それによって、引抜成形複合材料Ａと弾性部材３０に封止構造が形成され、さらに、引抜成形複合材料Ａの表面に付いている余分なコーティング液を弾性部材３０で擦ることにより、引抜成形複合材料Ａの表面に均一なコーティング膜が形成される。

弾性部材３０の材質はシリカゲル、ゴム、軟質ＰＶＣ、熱可塑性エラストマＴＰＥ／ＴＰＲのうちの一つであり、好ましくはシリカゲルを用い、シリカゲルで作った弾性部材３０は、硬度が異なるシリカゲルを選ぶことによって、コーティング膜の厚さを３５から４５ミクロンまでの期待値に制御するなど、異なる厚さのコーティング膜を取得することができる。また、弾性部材３０の厚さは０．５から５ｍｍである。

図２及び図５に示すとおり、弾性部材３０にはエンジ３１及び引抜成形複合材料Ａの圧力によって弾性変形が発生する変形部３２を備え、前記キャビティ３０ａが変形部３２上に配置され、変形部３２と位置決め部材２０との間には、変形時の変形部３２のための第二逃がし空間Ｂがあり、第二逃がし空間Ｂにより、弾性変形が生じた時に、位置決め部材２０が弾性部材３０を妨げることを防止できる。

図２及び図６に示すとおり、挟み機構４０には、引抜成形複合材料Ａを通らせるための第一逃がし空間が設けられる。挟み機構４０は第一挟み板４１、第二挟み板４２を含む。第一挟み板４１は弾性部材３０の片側に位置し且つ弾性部材３０に固定され、第二挟み板４２は弾性部材３０の反対側に位置し且つ弾性部材３０に固定され、好ましくは、弾性部材３０が接着剤によってそれぞれ第一挟み板４１と第二挟み板４２に固定され、接着剤としてシリカゲル接着剤を用いることが最適である。第一挟み板４１に第一逃がし穴４１ａが設けられ、第二挟み板４２に第二逃がし穴が設けられ、前記第一逃がし空間が第一逃がし穴４１ａと第二逃がし穴によって構成される。

図２及び図６に示すとおり、第一逃がし空間は変形部３２に対応する。引抜成形複合材料Ａが弾性部材３０を通る時、押出によって弾性部材３０に軸方向の作用力を与えるため、該軸方向の力を受けた弾性部材３０が変形し、したがって、弾性部材３０が軸方向に沿って変形した場合、第一挟み板４１と第二挟み板４２は第一逃がし空間を提供する。第一逃がし空間がなければ、軸方向の作用力を受ける時、弾性部材３０は変形できなくなった結果、封止を形成することができず、そして、均一にコーティング膜を形成できなくなる。

図２及び図６に示すとおり、第一挟み板４１と第二挟み板４２はいずれも弾性部材３０のエンジ３１を挟み且つ閉鎖されまたは閉鎖されていない第二枠状部材４３と、弾性部材３０に弾性変形が発生した場合に引抜成形複合材料Ａとの間に隙間の発生を制限する少なくとも一つの挟み部４４を備え、挟み部４４の一端と第二枠状部材４１とが接続されており、挟み部４４の他端は自由端である。第一挟み板４１と第二挟み板４２のエンジによって弾性部材３０のエンジ３１が挟まれる。

弾性部材３０は、引抜成形複合材料Ａが弾性部材３０を通る時に変形することが許可されるが、このような変形量は大きすぎてはいけず、大きすぎると、引抜成形複合材料Ａと弾性部材３０との間に隙間の発生を引き起こすため、変形部３２による挟み作用を第一挟み板４１と第二挟み板４２における挟み部４４で制限し、それによって、変形部３２の変形量を制限できる。挟み部４４の数は引抜成形複合材料Ａの形状によって決められる。

弾性部材３０を挟み機構に接着し固定した後、ボルトで挟み機構を位置決め部材２０及びボックス１０に接続する。ボックス１０、位置決め部材２０、第二枠状部材４３の外周面には、いずれもボルトを貫通させるための取付穴が設けられる。

また、インラインコーティング装置は引抜成形複合材料を通らせるための封止アセンブリ５０も備え、封止アセンブリ５０がボックス１０の他端であるボックス１０の入口に配置される。好ましくは、封止アセンブリ５０の構造として膜形成アセンブリと同じ構造を用いるが、ここで説明を省略する。このような封止アセンブリ５０の作用と従来技術との相違点は、位置決め部材２０が引抜成形複合材料Ａに対して支持を形成するものであるため、引抜成形複合材料Ａの重力が封止アセンブリ５０に作用することなく、それによって封止性を確保できることである。

実施例２
図７に示すとおり、位置決め部材２０はボックス１０の内部に配置され、位置決め部材２０とボックス１０が一体成形されるものであり、位置決め部材２０は突起部であり、好ましくは、このような突起部が複数配置される。位置決め部材２０がボックス１０の内部に位置するため、膜形成アセンブリはが依然としてボックス１０の外部に設けられ、そして、膜形成アセンブリがボックス１０に接続される。

実施例３
位置決め部材２０は実施例１と実施例２の組み合せであり、即ち、位置決め部材２０の一部は、実施例１のように、ボックス１０の外部に配置され、位置決め部材２０の別の部分は、実施例２のように、ボックス１０の内部に配置される。
また、第二枠状部材４３は非閉鎖状態であってもよく、例えば上記実施例１の第二枠状部材４３に基づいて切り欠きが開設される。

そして、引抜金型Ｃは一般的にポリウレタン複合材料の引抜成形に用いられ、引抜金型Ｃの下流にある冷却機構によって、成形後の引抜成形複合材料Ａを冷却させ、図８に示すとおり、上記各実施例に基づいてインラインコーティング装置１をポリウレタン複合材料引抜生産ラインに適用する場合、オンラインコーティング金型１をそれぞれ一つの切替機構３に接続することにより、オンラインコーティングユニット２が形成され、ここで、切替機構３はそれぞれフレーム６０に接続され、本実施例では、オンラインコーティングユニット２はそれぞれ二つのオンラインコーティング金型１と二つの切替機構３を備え、そのうち一つのオンラインコーティング金型１が動作ワークステーションに切り替えられるが、別のオンラインコーティング金型１は予備または点検修理ワークステーションに切り替えられる。当然ながら、二つのオンラインコーティング装置１を同時に動作ワークステーションに切り替えることができる。

ポリウレタン複合材料引抜生産ラインには、複数の異なるオンラインコーティングユニット２を配置することが可能であり、断面形状が異なる引抜成形複合材料Ａを引き抜く時、動作させる必要のあるオンラインコーティングユニット２を切替機構３によって動作ワークステーションに切り替え、そして、動作させる必要のない他のオンラインコーティングユニット２を予備または点検修理ワークステーションに切り替えることが可能である。オンラインコーティングユニット２はそれぞれ断面形状の異なる引抜成形複合材料Ａに適用されるため、同じ引抜ラインにおいて、断面形状が異なる引抜成形複合材料Ａをコーティングできる。

切替機構３としてエアシリンダー、油圧シリンダーなどの直線駆動器を用いられるが、これらの駆動器に対応するガス源や液体供給源を接続する必要があり、そして、制御装置及び電磁弁などの部材の協力がなければ動作できないため、コストが高く、したがって、好ましくは、本考案の切替機構３として以下の構造を用いる：

図９に示すとおり、切替機構は取付フレーム６１と、案内シート６２と、接続フレーム６３と、昇降レバー６４と、位置制限シート６５と、切替制御機構６６と、バネ６７と、カム６８とを備え、取付フレーム６１がフレーム６０に固定され、案内シート６２は取付フレーム６１の一端に配置され、取付フレーム６１の他端に接続アセンブリが設けられ、案内シート６２には、昇降レバー６４を貫通させるための通路が設けられる。

案内シート６２の通路を貫通した昇降レバー６４の一端が接続フレーム６３に固定され、接続フレーム６３はＵ字形とし、オンラインコーティング金型１におけるネジ穴のうちの二つまたは三つをボルトで組み立てた後、残りの一つの穴にボルトを設置せず、上記組み立てられたオンラインコーティング金型１を接続フレーム６３に接続し、ここで、オンラインコーティング金型１はボルトをめぐって回ることを避けるために、ボルト中央部の断面を多角形構造にし、そして、オンラインコーティング金型１における穴の形状はボルトの形状に合わせる。

昇降レバー６４の他端は接続アセンブリを貫通し、接続アセンブリは、接続シート６１ａと、雄ねじスリーブ６１ｂと、ナット６１ｃとを備え、雄ねじスリーブ６１ｂが接続シート６１ａを貫通し、ナット６１ｃと雄ねじスリーブ６１ｂがネジによって接続され、ナット６１ｃが接続シート６１ａに固定され、昇降レバー６４の他端と雄ねじスリーブ６１ｂが隙間ばめである。位置制限シート６５と昇降レバー６４が固定接続され、位置制限シート６５の一端にレバー状部材６５ａが設けられる。バネ６７の一端が位置制限シート６５に当接し、バネ６７の他端が接続アセンブリに当接し、好ましくは、バネ６７の他端が雄ねじスリーブ６１ｂに当接し、雄ねじスリーブ６１ｂでバネ６７の予備締め力を調整できる。

切替制御機構６６と取付フレーム６１が枢着され、切替制御機構６６にカム６８が固定され、カム６８とレバー状部材６５ａとの嵌合によって、バネ６７と位置制限シート６５及び接続アセンブリが当接するように維持される。切替制御機構６６は制御ハンドル及び回転軸で構成され、ハンドルと回転軸が固定され、軸受によって回転軸と取付フレーム６１が枢着され、回転軸にカム６８が固定される。

さらに、切替機構は案内部材６９、案内レバー７０を備え、案内シート６２に案内部材６９の一端が接続され、案内部材６９に案内穴または案内溝が設けられ、位置制限シート６５に案内レバー７０の一端が固定され、案内レバー７０の他端と案内穴または案内溝が隙間ばめである。

また、二つの微調整ナット７１を備え、ネジによって微調整ナット７１と昇降レバー６４が接続され、二つの微調整ナット７１の間に接続フレーム６３が締め付けられ、微調整ナット７１により、オンラインコーティング金型１の高さを調整できる。

図８及び図９に示すとおり、動作状態と予備または点検修理状態との間にオンラインコーティング金型１を切り替える必要がある場合、切替制御機構６６を回すことにより、カム６８を切替制御機構６６に従って回転させ、エネルギーがカム６８によってレバー状部材６５ａに伝達され、レバー状部材６５ａはエネルギーを位置制限シート６５に伝達し、バネ６７による弾性力に打勝つことで、位置制限シート６５は昇降レバー６４を上または下に向かって移動させ、さらに、接続フレーム６３及びオンラインコーティング金型１が昇降レバー６４に駆動されて上または下に向かって移動し、したがって、位置を切り替えるようにオンラインコーティング金型１を駆動するという目的を達成する。

Claims (10)

1. ポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置であって、
   引抜成形複合材料を貫通させるためのボックスと、
   ボックスを通った引抜成形複合材料のオフセットを制限し、そしてボックス内部及び/又は外部に設けられた位置決め部材と、
   ボックスの一端に位置し且つ引抜成形複合材料表面のコーティング液がコーティング膜を形成させ、少なくとも位置決め部材の下流に設けられた膜形成アセンブリと、
   そして、弾性部材を挟み、かつ、引抜成形複合材料を貫通させる第一逃がし空間が設けられた挟み機構と、を備え、
   ここで、前記膜形成アセンブリは、引抜成形複合材料に対して均一なコーティング膜を施し且つコーティング液を封止し、そして、押出力を受けると弾性変形が発生する弾性部材を備え、弾性部材には、引抜成形複合材料を貫通させ且つ引抜成形複合材料の断面に合わせるキャビティが設けられる、ことを特徴とする
   ポリウレタン引抜成形複合材料のオンラインコーティング装置。
2. 弾性部材は、エンジ及び引抜成形複合材料の圧力によって弾性変形が発生する変形部を備え、前記キャビティが変形部上に配置され、変形部と位置決め部材との間には、変形時の変形部のための第二逃がし空間がある、ことを特徴とする
   請求項１に記載のオンラインコーティング装置。
3. 変形部は、第一逃がし空間に対応する、ことを特徴とする
   請求項２に記載のオンラインコーティング装置。
4. さらに、引抜成形複合材料を貫通させるための封止アセンブリも備え、封止アセンブリがボックスの他端に設けられる、ことを特徴とする
   請求項１に記載のオンラインコーティング装置。
5. 弾性部材の材質は、シリカゲル、ゴム、軟質ＰＶＣ、熱可塑性エラストマーＴＰＥ／ＴＰＲのうちの一つである、ことを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載のオンラインコーティング装置。
6. 弾性部材と挟み機構を接着して固定した後、ボルトによって、挟み機構、位置決め部材とボックスを接続する、ことを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載のオンラインコーティング装置。
7. 位置決め部材は、
   閉鎖されまたは閉鎖されていない第一枠状部材と支持部材を備え、
   ここで、支持部材の一端は第一枠状部材に接続され、支持部材の他端は、引抜成形複合材料をガイドする自由端である、ことを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載のオンラインコーティング装置。
8. 挟み機構は、
   弾性部材の片側に位置し且つ弾性部材に固定され、そして、その上に第一逃がし穴が設けられた第一挟み板と、
   弾性部材の反対側に位置し且つ弾性部材に固定され、そして、その上に第二逃がし穴が設けられた第二挟み板と、を備え、
   ここで、第一逃がし穴と第二逃がし穴は前記第一逃がし空間を構成する、ことを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載のオンラインコーティング装置。
9. 第一挟み板と第二挟み板の両方は、
   弾性部材のエンジを挟み且つ閉鎖されまたは閉鎖されていない第二枠状部材と、
   弾性部材に弾性変形が発生した場合に引抜成形複合材料との間の隙間の発生を制限する少なくとも一つの挟み部と、を備え、
   ここで、挟み部の一端は第二枠状部材に接続され、挟み部の他端は自由端である、ことを特徴とする
   請求項８に記載のオンラインコーティング装置。
10. 膜形成アセンブリはボックスの外側に露出される、ことを特徴とする
    請求項１から４のいずれかに記載のオンラインコーティング装置。