JPH06344412A - 物品上へ熱可塑性ポリマーの較正形材を押出すための方法および装置 - Google Patents
物品上へ熱可塑性ポリマーの較正形材を押出すための方法および装置Info
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Abstract
正形材を押出すための方法および装置に関する。 【構成】 熱可塑性ポリマーは押出機内で溶融され、加
熱圧力ホースを介してロボットにより誘導される押出機
ヘッドへ供給され、押出機ヘッドにより押出されて板ガ
ラス上に付着される。各押出作業の終了時に、押出機ヘ
ッドへ送られる材料流は維持されかつ押出機ヘッド内の
切替え弁によりダイオリフイスの領域に設けられた出口
オリフイスへ再送されて連続的な押出作業が開始され
る。再送された材料流は押出機ヘッド上に配設されかつ
カップリング片へ連結されたパイプコネクタから送られ
る。このようにして集められた材料はペレット化されて
押出機の供給ホッパへフィードバックされる。
Description
ーの所定異形材を押出すための方法に関し、物品が自動
処理ユニットのプロセス域において各工程に位置決めさ
れ、押出機中の溶融ポリマーを加熱圧力ホースによって
自動処理ユニットから給送されかつ押出ダイを具備した
加熱押出機ヘッドへ供給し、かつ物品上へ押出して付着
させる方法に関する。本発明は更にこの方法を実行する
ための適宜装置に関する。
たはフレーム部を押出すめの方法としてEP 0 52
4 092 A1に記載されている。この明細書から熱
可塑性ポリマー、特に熱可塑性エラストマーの形材を他
の物品上へ、例えば、車のドア、運転手の保護カバーま
たはサンルーフ上へシーリング形材として、またいずれ
かの物品上へシーリング形材またはフレーム形材として
付設することは既知である。
施した後で物品から押出機ヘッドを上昇させる時または
その前に、溶融ポリマーの相当流量は押出機の駆動モー
タの制御により遮断され、かつ次の物品を位置決めした
後に押出機を物品上へ下降させ、物品上へ移動を開始す
るときにのみ再運転される。物品がプロセステーブル上
で交換され、タイムスパン中に系内の相当量の流れが遮
断されるこの運転モードは欠点から解放されていない。
この系の慣性のために、溶融材料および加熱ホースは高
圧下で所定の弾性変形を生じ、かつ押出機の溶融と測定
動作がかかる不連続運転では不規則になり、これが欠陥
形材および欠陥運転に繋がる。
方法において生産の信頼性を高め、生産サイクルを短縮
化して、押出形材の品質の全体的改善を図る方法を開発
することを課題とする。
の本発明による方法は、物品を自動処理ユニットのプロ
セス領域において位置決めし、押出機内の溶融熱可塑性
ポリマーを加熱圧力ホースにより自動処理ユニットによ
り誘導しかつ押出ダイを具備した加熱押出機ヘッドへ供
給し、かつその物品上へ押出して付着させる、物品上へ
熱可塑性ポリマーの較正形材を押出すための方法に関す
る。この方法において、各押出作業の終了時の上記物品
から上記押出機ヘッドを上昇する時に、上記圧力ホース
内の材料流を中断することなく維持し、かつ続く押出作
業の開始時まで上記押出ダイの近傍において上記押出機
内に設けられた出口オリフイスへ上記押出機ヘッドから
送ることを特徴とする。
が維持され、それにより中断されることなくかつ変化す
ることのない定常的工程条件が設定される。特に、上記
押出機の均一温度動作、溶融動作、および測定動作、ま
たその系全体として均一圧力および均一流量がこの手段
によって達成される。全ての必須プロセスパラメタのこ
の定常性の結果として、規定の所望断面を有する形材が
各押出工程の開始から精確に製造されかつ物品上への押
出工程の終了時点においても押出形材はその規定断面を
保持する。
材料流は廃棄される。しかし、押出機ヘッドから流出し
たこの材料が返還され、特に押出機へフィードバックさ
れるのが至便である。例えば、溶融状態で押出機ヘッド
内のオリフイスから出てきた材料をポンプによって加熱
パイプから押出機へ直接的にフィードバックすることに
よりこれを可能にすることができる。材料を返還するた
めの他の可能性としては、押出機ヘッド内のオリフイス
から出てきた材料を再度ペレット化して、得られたペレ
ットを、例えば気送装置によって、押出機へフィードバ
ックする方法がある。このペレットは、当然ながら先ず
貯蔵され、そしてその後にその工程へフィードバックさ
れるか、または適宜、他の目的に使用できる。
流の2つの異なる流路内、即ち、押出機からの通路内の
圧力ホースによる流れ抵抗は、一方で板ガラスの表面上
を摺動する押出ダイに対する流れ抵抗、他方で押出機の
通路内において圧力ホースによるバイパス内を案内され
る材料流のバイパスパイプラインから出口点までの流れ
抵抗は同一である。これは、例えば、パイプラインの流
れ断面、パイプラインの温度、およびポンプによるバイ
パスライン内の材料の移送等が少なくともある程度まで
この条件を満たすために相互に対応して設置されかつ適
合するものでなければならない。
機ヘッドから上記出口オリフイスへ送られる材料流は上
記押出機へフィードバックされる。上記押出機ヘッドか
ら上記出口オリフイスへ送られる材料流はポンプにより
溶融状態で加熱パイプラインから上記押出機へ供給され
る。上記押出機ヘッドから上記出口オリフイスへ送られ
る材料流は冷却かつペレット化されてよい。上記ペレッ
トは気送装置により上記押出機の供給ホッパへフィード
バックされる。
処理ユニット、上記自動処理ユニットにより誘導されか
つ電気的に加熱された押出ダイを具備した押出機ヘッ
ド、押出機、上記押出機と上記加熱押出ダイとを連結す
る圧力ホース、および上記自動処理ユニットおよびその
プロセスシーケンスを制御する中央制御ユニットから成
る。この装置は、上記押出機ヘッドが上記押出ダイの近
傍に材料流の出口オリフイス、および材料流を上記押出
ダイから上記出口オリフイスへの、またはその反対方向
への移送のために上記制御ユニットにより制御される切
替え弁を有することを特徴とする。
て他方の出口オリフイスに対して一方の出口オリフイス
を閉鎖と同時に開放することのできる構造の三方弁であ
ることを特徴とする。上記三方弁の弁プラグは弁プラグ
を受ける上記弁ハウジングの中空スペースよりも小さい
直径を有し、それにより弁プラグと弁ハウジングの中空
スペースの内壁との間にシェル状中空スペースを形成
し、かつ弁プラグは材料流の入口チャンネルとして働き
かつ弁プラグ内で直角に曲折したチャンネルと合体する
中空ピボットピンにより取り付けられていて、出口オリ
フイスは1終了位置で封止ショルダにより出口ボアへ連
結され、かつチャンネルは弁プラグの回転運動により封
止ショルダを離れた後に中空スペースへ向かって開放
し、次いで出口チャンネルへ連結されることを特徴とす
る。三方弁の弁プラグは上記弁ハウジングの中空スペー
ス内に設けられていて、上記入口チャンネルの反対側の
上記出口ボアと連通するボアを有し、チャンネルはこの
ボアの入口端部を横切り、かつ三方弁の切替え後に上記
入口チャンネルと上記出口チャンネルを連結するもので
あってよい。上記出口オリフイスおよびその連続パイプ
コネクタ内で上記出口オリフイスの下流に連結されたチ
ャンネルはこの通路内で生じる圧力損失が上記押出ダイ
を流れるときに生じる圧力損失に対応するような寸法で
ある。更に、ポンプを具備しかつ上記押出機へ通じる加
熱移送パイプ装置を有し、上記パイプ装置のパイプ開放
部はカップリング片を具備するものであってよく、この
カップリング片は押出サイクル後に上記押出機ヘッドの
出口であるパイプコネクタが上記パイプ開放部と当接す
るように上記押出機ヘッドの停止位置に隣接して配設さ
れている。上記押出機ヘッドが停止位置の時に上記押出
機ヘッドの出口オリフイスから送られる材料流を受ける
ペレット装置を更に有するものであってよい。上記ペレ
ット装置には上記押出機の供給ホッパに通じかつ上記ペ
レットを気送装置により移送することのできるパイプラ
イン系が連結されていてよい。
様について更に詳細に説明する。
の実質的矩形、湾曲板ガラス1が示され、その縁部上へ
熱可塑性エラストマーの枠形材が押出される。しかし、
上述のごとく、この方法は以下に説明の用途と異なる他
の目的に使用できる。枠形材3は板ガラス1の縁部上に
供給される。板ガラス1は可動支持体2上に設置され、
かつ枠形材3が押出される加工ステーションへ連続的に
移送される。板ガラス1は図示されていない先行ワーク
ステーションで形材を押出す領域の表面を注意深く浄化
しかつ適宜接着促進系を被覆することにより準備され
る。
ット5が設けられており、ロボット5のマニピュレータ
ヘッド6上には較正ダイオリフィス10を有する押出ダ
イ9を具備した押出機ヘッドが設置されている。この加
工ステーションにおいて、加工される板ガラス1は注意
深く位置決めされる。板ガラス1が適性位置に設置され
ると同時に、押出機ヘッドがロボット5により所定移送
プログラムに従って板ガラス1の縁部に沿って案内され
る。この作業において、ロボット5は制御ライン13を
介して中央制御ユニット12により制御される。
よって、熱可塑性エラストマーは板ガラス1へ押出さ
れ、適当であれば、適宜温度で予備加熱される。押出ダ
イ9は電気加熱要素11を具備し、この要素によりダイ
本体が熱可塑性ポリマーの押出に必要な温度で加熱され
る。押出される熱可塑性ポリマーはペレットとしてスク
リュー押出機17の供給ホッパ1へ導入され、そこで溶
融されて高圧下で押出機ヘッドへ供給される。スクリュ
ー押出機17のスクリューを含むバレル18は複数の加
熱リング19に囲繞されており、この加熱リングはその
中でねじ回転しながら必要温度までバレル18を加熱す
る。
の間は電気的に加熱された高圧ホース22により連結さ
れる。高圧ホース22は作業温度で略250バレルの圧
力に耐え得るように装備されなければならない。他方、
高圧ホース22は押出機ヘッドの運動に追従できる充分
な可撓性を有するものでなければならない。軸回転自在
のパイプジョイント23がホース22の始めと終りの各
端部に介在するのが至便であり、押出中の押出機ヘッド
が板ガラス1のまわりを循環する時に押出機ヘッドへ捻
じり力が伝達されるのを防止する。
口オリフィス28は押出機ヘッド上で側方向へ設けられ
ている。この出口オリフイス28には、パイプコネクタ
29が連結されている。押出機ヘッド上には三方弁30
が配設されていて、これは2終了位置間で位置決めモー
タ31により軸回転する。図示された終了位置におい
て、チャンネル26へ送られる相当量の材料流は押出ダ
イ9へ送られ、そこからダイオリフィス10へ流れる。
他の終了位置において、押出ダイ9との関係は遮断され
る。その代わりに、チャンネル26が出口チャンネル2
8へ連結されて、この位置で三方弁30により材料流は
パイプコネクタ29へ流れる。位置決めモータ31によ
る三方弁30の切替えは制御ライン14を介して中央制
御ユニット12により行われ、その時点で板ガラス1上
ヘの形材3の押出は完了し、かつ押出機ヘッドは板ガラ
ス1から上昇する。
過する材料流の流れチャンネルは、パイプコネクタ29
の孔に関する限り、このチャンネルを材料流が通過する
時に発生する圧力損失が上記ダイを材料流が通過する時
に発生する圧力損失に対応するような寸法にするのが至
便である。このようにして、最適状態が達成される。押
出作業終了時の三方弁30の切替え後直ちに、押出機ヘ
ッドは板ガラス1上の所定停止位置へ移動し、パイプコ
ネクタ29はカップリング片33へ連結される。パイプ
コネクタ29を通過する材料流はカップリング片33を
通り、それに連結されたパイプラインを通って押出機1
7へ戻る。
ライン35はカップリング片33へ連結されている。こ
のパイプライン35はパイプ内の材料流が溶融状態を維
持する温度で適宜加熱コイルにより保持されているの
で、材料流はパイプライン35内で押出機17へ送られ
る。パイプライン系35内に材料流を維持するために、
例えば、モータ38により駆動する歯車ポンプ37が上
記パイプライン系内に設けられる。駆動モータ38は、
制御ライン39を介して中央制御ユニット12により、
パイプコネクタ29を介して押出機ヘッドとカップリン
グ片33とが連結されている限りパイプライン35内の
材料流が移動するように制御される。
形材を押出すための系は図1の例示態様のものと同一で
ある。従って、図1と同一参照番号を使用する。カップ
リング片33に対して、停止位置でパイプコネクタ29
が押出機ヘッドへ連結されるのに対して、この場合には
供給ホッパ43上で開放している加熱パイプ42が連結
される。熱可塑性ポリマーはペレットの形態でパイプ4
2から送られてホッパ43へ落下する。ホッパ43の下
にはファン44が配設されており、これは該ペレットを
パイプライン系45から押出機17の供給ホッパ16へ
気送し、そこで該ペレットは再溶融されて形材の押出に
使用される。
証した熱可塑性エラストマーとして、特に、SANTOPRENE
の名称で市販されているイソタクチックポリプロピレン
およびエチレンプロピレンジエンラバーの熱可塑性ポリ
オレフィンエラストマーがある。上述のごとく、押出系
内の高圧および圧力ホース22と熱可塑性エラストマー
の弾性特性のために、切替え弁30の切替え工程の制御
は重要である。例えば、上記弁の切替え中に上記系内に
圧力サージが発生してはならない。切替え段階に切替え
弁内の材料流の遮断が、非常に簡単なものであっても、
押出機17のねじによる連続的材料の移動により発生す
る場合には、圧力ホース22内の圧力は上昇する。これ
はホース22を僅かに弾性伸張させかつホース22内の
ポリマーを僅かに弾性圧縮することに繋がる。板ガラス
1上への形材の押出工程の開始時に形材の開始時に予定
されていない材料蓄積が圧力上昇の結果として明らかに
発生する。これは形材の開始から終了への移行領域にお
いて再現可能な連続的ポスト形成を不可能にする。しか
し、本発明においてこれは自動化された方法により至便
に行われる。
は、切替え工程中にこの種の圧力サージの発生を確実に
防止する設計になっている。この目的に適した異なる態
様の三方弁が図3から8に示されており、それについて
以下に簡単に説明する。図3から5の切替え弁30の態
様において、球状プラグ49が弁ハウジング48内に設
けられている。球状プラグ49は軸A-A を中心に軸回転
自在であり、1側で位置決めモータ31の回転スピンド
ル50へ連結されかつ他側にハウジング48内に設けら
れた管状ピボットピン51を有する。管状ピボットピン
51の前開口部は材料流の入口チャンネル26へ連結さ
れるので、ピボットピン51を流れる材料流はプラグ4
9のチャンネル52へ流れる。プラグ49内のチャンネ
ル52はプラグ49内で直角に曲折しており、図3のプ
ラグ49の角位置において、チャンネル52の出口オリ
フイス53は弁ハウジング48内のボア54上に精確に
設置される。ボア54は押出ダイ9の供給チャンネルを
形成する。
8は球状プラグ49よりも大きい直径を有し、球状シェ
ル形中空スペース60はプラグ49とハウジング48の
壁との間に形成されている。ボア54上には環状ショル
ダがあるのみである。環状ショルダはこの点でプラグ4
9に対してチャンネル54を封止する働きをする。図3
のプラグ49の位置において、チャンネル52を通る材
料流は完全に押出ダイ9へ送られる。
転運動中、材料流は中断されない。出口オリフイス53
の一部がボア54と連通する間、出口オリフイス53の
他部は環状ショルダ61のまわりの封止面から離れて、
出口チャンネル28へ連通する球状シェル形中空スペー
ス60へ開放する。ボア54の入口オリフイスが閉鎖す
るまで、材料流はこの様にして中空スペース60から出
口チャンネル28へ遮断されることなく送られる。図5
の終了位置において、プラグ49の出口オリフイス53
は最終的にチャンネル28の入口オリフイスと正反対側
へ設けられ、ここではボア54の入口オリフイスは完全
に閉鎖される。
弁32により達成できる。この場合、入口チャンネル2
6、押出される熱可塑性材料のための弁ハウジング64
への開口部は円筒状プラグ65の上へ垂直、特にボア5
4の垂直延長内に設置され、ここから材料は押出ダイ9
へ流れる。これに対応して、プラグ65は、図6の位置
において入口チャンネル26と出口ボア54を連続させ
る連続ボア66を形成する。プラグ65は位置決めモー
タ31により軸A-A を中心に所定角度αを回転する。
は平坦になる、もしくは頂点で開口しかつボア66に対
して直角に延在するチャンネル68を形成する。図6の
位置で、このチャンネル68はハウジング64の内壁6
7により閉鎖され、それによりチャンネル26からハウ
ジングへ入る材料はボア66のみを流れる。しかし図7
に示されたように、切替え工程の開始直後に、ボア66
とボア54との断面間を流れる材料流はプラグ65の軸
運動の程度により減少し、チャンネル68の開口部が側
出口チャンネル28に対して開放すると、入口チャンネ
ル26からの材料流は増量し、チャンネル68から出口
チャンネル28へ変化なく流れる。図8に示されたよう
に、プラグ65の終了位置において、チャンネル68は
入口チャンネル26と出口チャンネル28へ完全に連通
し、他方、出口ボア54へ流れる材料流は完全に遮断さ
れる。そこで、押出されている材料はパイプコネクタ2
9およびそこへ連結されたパイプラインを介して押出機
17へフィードバックする。
置決めモータ31により反対方向へ軸回転し、出口開口
部であるボア54、従って、押出ダイ9へ材料流の中断
を伴うことなく再び連結される。
う工程を実施するための装置の全体を概略的に示す説明
図である。
伴う工程を実施する装置の他の態様の全体的概略図であ
る。
を具備した押出機ヘッド部分断面を有する斜視図であ
る。
え弁の断面斜視図である。
弁の断面斜視図である。
え弁を具備した押出機ヘッドの断面斜視図である。
弁の断面斜視図である。
断面斜視図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 物品を自動処理ユニットのプロセス領域
において位置決めし、押出機内の溶融熱可塑性ポリマー
を加熱圧力ホースにより自動処理ユニットにより誘導し
かつ押出ダイを具備した加熱押出機ヘッドへ供給し、か
つその物品上へ押出して付着させる、物品上へ熱可塑性
ポリマーの較正形材を押出すための方法において、各押
出作業の終了時の上記物品から上記押出機ヘッドを上昇
する時に、上記圧力ホース内の材料流を中断することな
く維持し、かつ続く押出作業の開始時まで上記押出ヘッ
ドから上記押出ダイの近傍で上記押出機内に設けられた
出口オリフィスヘ送ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 上記押出機ヘッドから上記出口オリフイ
スへ送られる材料流を上記押出機へフィードバックする
ことを特徴とする、請求項1の方法。 - 【請求項3】 上記押出機ヘッドから上記出口オリフイ
スへ送られる材料流を溶融状態でポンプにより加熱パイ
プラインから上記押出機へ供給することを特徴とする、
請求項2の方法。 - 【請求項4】 上記押出機ヘッドから上記出口オリフイ
スへ送られる材料流を冷却かつペレット化することを特
徴とする、請求項1の方法。 - 【請求項5】 上記ペレットを気送装置により上記押出
機の供給ホッパへフィードバックすることを特徴とす
る、請求項4の方法。 - 【請求項6】 自動処理ユニット(5)、自動処理ユニ
ット(5)により誘導されかつ電気的に加熱された押出
ダイ(9)を具備した押出機ヘッド、押出機(17)、
押出機(17)を加熱押出ダイ(9)へ連結する加熱圧
力ホース(22)、および自動処理ユニット(5)およ
びプロセスシーケンスを制御する中央制御ユニット(1
2)を具備した請求項1から5のいずれか1の方法を実
施するための装置において、上記押出機ヘッドは押出ダ
イ(9)の近傍に材料流の出口オリフイス(28)、お
よび材料流の押出ダイ(9)から出口オリフイス(2
8)への、またはその反対方向への移送のために制御ユ
ニット(12)により制御される切替え弁(30,3
2)を有することを特徴とする装置。 - 【請求項7】 上記切替え弁(30,32)はその弁プ
ラグの回転運動によって他方の出口オリフイス(54,
28)に対して一方の出口オリフイス(28,54)を
閉鎖と同時に開放することのできる構造の三方弁である
ことを特徴とする、請求項6の装置。 - 【請求項8】 上記三方弁(30)の弁プラグ49は弁
プラグ(49)を受ける弁ハウジング(48)の中空ス
ペース(58)よりも小さい直径を有し、それにより弁
プラグ(49)と弁ハウジング(48)の中空スペース
(58)の内壁との間にシェル状中空スペース(60)
を形成し、かつ弁プラグ(49)は材料流の入口チャン
ネルとして働きかつ弁プラグ(49)内で直角に曲折し
たチャンネル(52)と合体する中空ピボットピン(5
1)により取り付けられていて、チャンネル(52)の
出口オリフイス(53)は1終了位置で封止ショルダ
(61)により出口ボア(54)へ連結され、かつチャ
ンネル(52)は弁プラグ(49)の回転運動により封
止ショルダ(61)を離れた後に中空スペース(60)
へ向かって開放し、次いで出口チャンネル(28)へ連
結されることを特徴とする、請求項7の装置。 - 【請求項9】 三方弁(32)の弁プラグ(65)は弁
ハウジング(64)の中空スペース内に設けられてい
て、入口チャンネル(26)の反対側の出口ボア(5
4)と連通するボア(66)を有し、チャンネル(6
8)はボア(66)の入口端部を横切り、かつ三方弁
(32)の切替え後に入口チャンネル(26)と出口チ
ャンネル(28)を連結することを特徴とする、請求項
7の装置。 - 【請求項10】 上記出口オリフイス(28)およびそ
の連続パイプコネクタ(29)内で上記出口オリフイス
の下流に連結されたチャンネルはこの通路内で生じる圧
力損失が押出ダイ(9,10)を流れるときに生じる圧
力損失に対応するような寸法であることを特徴とする、
請求項6から9のいずれか1の装置。 - 【請求項11】 ポンプ(37)を具備しかつ押出機
(17)へ通じる加熱移送パイプ装置(35)を更に有
し、上記パイプ装置の開放部はカップリング片(33)
を具備し、上記カップリング片は押出サイクル後に上記
押出機ヘッドのパイプコネクタ(29)が上記パイプ装
置の開放部と当接するように上記押出機ヘッドの停止位
置に隣接して配設されていることを特徴とする、請求項
6から10のいずれか1の装置。 - 【請求項12】 上記押出機ヘッドが停止位置の時に上
記押出機ヘッドの出口オリフイス(28)から送られる
材料流を受けるペレット装置(42,43)を更に有す
ることを特徴とする、請求項6から10のいずれか1の
装置。 - 【請求項13】 上記ペレット装置(42,43)には
押出機(17)の供給ホッパ(16)に通じるパイプラ
イン系(45)が連結されかつそこから上記ペレットは
気送装置により移送されることを特徴とする、請求項1
2の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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DE4315469:7 | 1993-05-10 |
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JPH06344412A true JPH06344412A (ja) | 1994-12-20 |
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