JP4669626B2 - 熱可塑性プラスチックの処理及び更なる加工のための装置 - Google Patents

熱可塑性プラスチックの処理及び更なる加工のための装置 Download PDF

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カプファー クラウス
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コペリオン ゲーエムベーハー
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性プラスチックの処理及び更なる加工のための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般形式の装置で利用可能であり且つ更に加工すべき熱可塑性プラスチックが処理されるスクリュー型混合ユニットは、これまで常に連続的に作用されている。この場合に、プラスチック、例えばペレットの形態のプラスチックが供給され、溶融されそして添加剤、フィルタ及び補強剤、例えばガラス粗糸と混合される。他方では、下流の加工ユニット、例えばプレス又は射出成形機が間欠的に、すなわち不連続的に間欠的な作用方式で作用される。
【０００３】
これらの作用方式が異なるため、これらの加工ユニットを、スクリュー型混合ユニットで溶融されて処理されたプラスチック材料の一回の熱加工が行われるように、すなわち間欠的な冷却と繰り返される加熱なしで行われるようにスクリュー型混合ユニットと組み合わせることができない。しかしながら、シート又はフィルムの製造において、一回の熱で製造すること、すなわちスクリュー型混合ユニットで処理され且つ溶融されたプラスチック材料の直接の連続的な更なる加工は可能であり周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶融されて処理されたプラスチック材料の間欠的な一回の熱加工が可能であるように一般形式の装置を具体化することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、請求項１に記載の特徴により達成される。本発明の要旨は、計量装置のようなその周辺の組立体を有するスクリュー型混合ユニットも同様に間欠的に作用され、しかも加工ユニットのサイクル時間（サイクルタイム）で正確に作用されることにある。また、スクリュー型混合ユニットが故障なく働き且つ溶融されて処理されたプラスチック材料が常に同じ温度と品質を有するために、請求項１に記載の特徴が存在する場合に特に有利である。
【０００６】
請求項２から請求項４に記載の事項からは、従来の技術と反対に、スクリュー型混合ユニットの作用において短いサイクル時間が可能であることが明らかになるだろう。
【０００７】
本発明による装置の更に有利な実施の形態と更なる開発が請求項５から１２に記載の事項から明らかになるだろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に見られる装置は、スクリュー型混合ユニットとしての二軸押出し機１を有し、そのハウジング２それ自体は基礎３に支持されている。２つのスクリュー５、５’がハウジング２に設けられた孔４、４’に配置されている。スクリュー５、５’は分岐伝導装置７を経て電動機６によりそれらの軸線８、８’を中心として回転駆動される。
【０００９】
処理すべきプラスチック材料のために供給ホッパー９がハウジング２の上流端部に配置されており、プラスチック材料は最初の計量装置１０を経てホッパー９へ供給される。最初の計量装置１０は比例ベルト秤であることができ、その連続的な秤ベルト１１は最初の計量モータ１２により駆動可能である。スクリュー５、５’の搬送方向１３において、供給ホッパー９には、ハウジング２の中に開口する第二の計量装置１４が後置されている。これは計量する二軸型スクリューでもよい。この二軸型スクリューは第二の計量モータ１５により駆動される。
【００１０】
搬送方向１３において第二の計量装置１４の下流に連続的な粗糸１７のための入口１６が設けられている。粗糸１７はコイル１８から巻き戻されて、入口１６を通ってハウジング２の中へ供給される。ガス抜き１９がこの入口１６の下流に設けられている。
【００１１】
ハウジング２の下流端部に、ダイヘッド２０が設けられ、このダイヘッド２０には更に、電気的な切断駆動部２２により駆動可能である切断ユニット２１が後置されている。この切断ユニット２１には、電動機２４により駆動されるコンベヤベルト２５を有する搬送装置２３が割り当てられている。搬送装置２３の下流に、加工ユニットとしてプレス２６が設けられている。プレス２６は通例液圧で作用される雄型２７を有し、液圧の供給は電動機２８により駆動可能である液圧ポンプを経て行われる。プレス２６は断続的に作用する。
【００１２】
二軸押出し機１は例えば（米国特許第 6,042,260号に対応する）ヨーロッパ特許第 0 852 533号から知られている。粗糸１６の供給も公知であり、すなわち（米国特許第 5,879,602号に対応する）ヨーロッパ特許第 0 835175 号から知られている。
【００１３】
スクリュー５、５’を作用させるモータ６、第一の計量装置１０を作用させる第一の計量モータ１２、第二の計量装置１４を作用させる第二の計量モータ１５、電気的切断装置２２、搬送装置２３を作用させる電動機２４及びプレス２６を作用させる電動機２８は共通の制御ユニット２９により制御され、この制御ユニットに前記の電動機が一点鎖線で示した制御ラインを経て接続されている。
【００１４】
図２による実施の形態では、押出し機１が図１による代表的実施例と同じように具体化されている。この押出し機には、プランジャ射出成形機３０の形態の加工ユニットが後置され、プランジャ射出成形機３０はハウジング２に結合された射出シリンダ３１を有し、この射出シリンダには射出プランジャ３２が間欠的に作用するように配置されている。射出プランジャ３２は通例液圧で駆動される。
【００１５】
関連した液圧供給ユニットの作用のために、電動機３３が設けられ、この電動機も制御ユニット２９により制御される。射出シリンダ３１から、ダイ３４が射出型３５の中に開口しており、その放出装置３６は放出駆動部３７により作用され、この放出駆動部３７も同様に制御ユニット２９により制御される。
【００１６】
図１と２による装置の作用方法を、時間ｔに関してモータ６、１２、１５の速度ｎを示す図３と関連して次に説明する。第一の計量装置１０により、ポリマー、例えばペレットの形態のポリマーを押出し機１に供給してスクリュー５、５’により剪断し且つ熱の供給により溶融する。第二の計量装置１４により、フィラー、例えばタルクを加える。更に、ガラス粗糸１７を入口１６より供給し、押出し機１の中へ供給して、静かに切断して長いファイバー部分にする。押し出される混合されたポリマーのガス抜きがガス抜き１９を通じて行われる。押出し機１における混合は大体連続的であるが、下流の加工ユニットにおける更なる加工は不連続である。図１による実施の形態では、溶融ストランド３８として排出されるプラスチック材料が切断ユニット２１により切断され、そして溶融シート３９の形態で、プレス２６に間欠的に供給され、プレス２６ではシートが通常の仕方で成形される。
【００１７】
プレス２６のサイクルに対応してシート３９を製造するために、押出し機１もすべての関連したユニットと共に間欠的に作用され、すなわち溶融ストランド３８を切断することにより単独の溶融シート３９だけを製造しなければならない場合には、単独の溶融ストランド３８が押し出される。スクリュー５及び第一の計量装置１０と第二の計量装置１４は、溶融シート３９の製造のために必要な溶融ストランド３８を押し出さなければならないときにのみ作用される。
【００１８】
図３は経過を示す。プレス２６のサイクル時間はｔＴにより表される。押出し機のサイクル時間ＴＥはどんな場合でもｔＴより小さいので、シート３９はプレス２６に個々に供給することができる。図３に見られるように、モータ６及びモータ１２と１５のための速度上昇時間ｔＨ及び減速時間ｔＢが等しいので、スクリュー５の完全な作用速度への速度上昇及び計量装置１０と１４の停止から完全な作用速度への速度上昇も及び対応して停止への減速も絶対的に同期して行われることは非常に重要である。このようにして、押出し機１は一定のフィルタ含有量で稼働され且つ計量工程を完全に一様に行うことが可能である。
【００１９】
その都度の制御は射出成形機３０のサイクルにより行われ、そのサイクルを経て切断ユニット２１の駆動部２２及び搬送装置２３のモータ２４も制御される。
【００２０】
押出し機の作用方式に関する限りでは、図２による実施の形態は図１による実施の形態と相違しない。この場合には、しかしながら、モータ６の制御及び第一の計量モータ１２と第二の計量モータ１５の制御は射出成形機３０の側から行われ、すなわち放射駆動部３７によるか又はモータ３３により行われる。
【００２１】
押出し機１で混合された溶融物は冷たくならず、加工ユニットで又は加工ユニットに供給される前に再び加熱する必要はなく、押出し機１で吸収された熱で更に加工することができる。
【００２２】
サイクル時間ｔＴについては、ｔＴ≦５分が適用されるが、好ましくはｔＴ≦２分であり、特に好ましくはｔＴ≦４０秒である。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工ユニットとしてプレスを有する本発明による装置を示す。
【図２】加工ユニットとして射出成形機を有する本発明による装置を示す。
【図３】時間に関して速度をプロットして示す本装置の作用ダイアグラムである。
【図４】図１の線IV-IVに沿って押出し機を切断した横断面図である。
【符号の説明】
１ スクリュー型混合ユニット
２ ハウジング
５，５’ スクリュー
６ 電動機
１０，１４ 計量装置
１２，１５ 計量モータ
１６ 粗糸用入口
１７ 粗糸
２１ 切断ユニット
２３ 搬送装置
２６，３０ 加工ユニット
２６ プレス
２８ 駆動部
２９ 制御ユニット
３０ プランジャ射出成形機

Claims (12)

  1. 熱可塑性プラスチックの処理及び更なる加工のための装置にして、
    スクリュー型混合ユニット（１）と、当該スクリュー型混合ユニット（１）の直ぐ下流にあり且つ間欠的にサイクル時間ｔＴで駆動可能な加工ユニット（２６，３０）と、制御ユニット(２９)とを備えて構成され、
    上記混合ユニットは、ハウジング（２）と、このハウジング（２）に配置された少なくとも一つのスクリュー（５，５’）と、当該少なくとも一つのスクリュー（５，５’）と連結された電動機（６）と、計量モータ（１２，１５）を備えた少なくとも一つの計量装置（１０，１４）とを有しており、
    上記加工ユニットはサイクル時間ｔＴで作用することができる駆動部（２８）を有しており、
    上記制御ユニットは、上記少なくとも一つのスクリュー（５，５’）の作動に供される電動機（６）と接続され、少なくとも一つの計量装置（１０，１４）の計量モータ（１２，１５）と接続され、且つ加工ユニット（２６，３０）の駆動部（２８）と接続されている装置において、
    上記制御ユニット（２９）は、溶融ストランドが押し出されるべき時且つその時に限り、電動機（６）及び上記少なくとも一つの計量モータ（１２，１５）を加工ユニット（２６，３０）のサイクル時間ｔＴにより間欠的に起動するために構成されること、
    上記制御ユニット（２９）は、少なくとも一つのスクリュー（５、５’）を作用させるための電動機（６）と少なくとも一つの計量モータ（１２，１５）とが同一の速度上昇時間ｔ Ｈ を有するように構成されること、及び、
    上記制御ユニット（２９）は、少なくとも一つのスクリュー（５，５’）を作用させるための電動機（６）と少なくとも一つの計量モータ（１２，１５）とが同一の減速時間ｔ Ｂ を有するように構成されること、
    を特徴とする装置。
  2. サイクル時間ｔＴがｔＴ≦５分であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. サイクル時間ｔＴがｔＴ≦２分であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. サイクル時間ｔＴがｔＴ≦４０秒であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. スクリュー型混合ユニット（１）が第一の計量装置（１０）と第二の計量装置（１４）とからなることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の装置。
  6. スクリュー型混合ユニット（１）が粗糸（１７）のための入口（１６）を有することを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の装置。
  7. 加工ユニットはプランジャ射出成形機（３０）であることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載の装置。
  8. 加工ユニットはプレス（２６）であることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載の装置。
  9. 間欠的に駆動可能な切断ユニット（２１）がスクリュー型混合ユニット（１）の下流に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 間欠的に駆動可能な搬送装置（２３）がプレス（２６）の上流に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
  11. スクリュー型混合ユニット（１）が二軸機械であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  12. スクリュー型混合ユニット（１）が二軸押出し機であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
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