(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-02-21
(54)【発明の名称】圧縮成形方法及び装置
(51)【国際特許分類】
B29C 43/58 20060101AFI20250214BHJP
【FI】
B29C43/58
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024540649
(86)(22)【出願日】2023-02-07
(85)【翻訳文提出日】2024-07-03
(86)【国際出願番号】 IB2023051072
(87)【国際公開番号】W WO2023152631
(87)【国際公開日】2023-08-17
(32)【優先日】2022-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521031501
【氏名又は名称】アイサパック ホールディング エスエー
【氏名又は名称原語表記】AISAPACK HOLDING SA
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】ブリドヴォー, フィリップ
(72)【発明者】
【氏名】ティオレイ, ブルーノ
【テーマコード(参考)】
4F204
【Fターム(参考)】
4F204AJ08
4F204AR07
4F204AR11
4F204FA01
4F204FB01
4F204FG08
4F204FJ09
4F204FN11
4F204FN15
4F204FQ01
(57)【要約】
【課題】溶融材料から製品を成形するための新規な成形方法及び成形装置を提供する。
【解決手段】ある分量の溶融材料から製品を成形するための成形方法及び装置であって、金型の一部の金型の別の部分への動作が所定の位置に制御され、圧縮動作がサイクル時間の5%~40%を占める、成形方法及び装置。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
投与ユニット(30)と、
少なくとも第1の部品及び第2の部品(13、14)から形成された少なくとも1つの金型と、
前記金型の前記部品の少なくとも一方が前記部品の他方に向かう圧縮動作を制御する電気モータ(4)と、
回転タレット(45)と、
成形力を規定するばね(5)と、
を少なくとも備える成形装置(1)を用いて、ある分量の溶融材料から製品を成形するための成形方法であって、
少なくとも前記電気モータ(4)及び前記投与ユニット(30)が前記成形装置(1)内の固定位置にあり、
前記金型の前記部品(13、14)の少なくとも一方が、前記タレット(45)と共に回転し、
前記成形方法が、
前記金型の前記部品(13、14)の一方が前記部品(13、14)の他方に向かう前記動作が所定の位置に制御され、かつ前記圧縮動作がサイクル時間の5%~40%を占めることを特徴とする、成形方法。
【請求項2】
前記金型の前記部品の互いに向かう接近動作を含み、前記接近動作が前記サイクル時間の10%~50%を占める、請求項1に記載の成形方法。
【請求項3】
前記サイクル時間の5%~50%を占める、圧力下で前記金型の前記部品を保持するステップを含む、請求項1又は2に記載の成形方法。
【請求項4】
前記サイクル時間の5%から25%の間で最大閉鎖速度に到達し、前記サイクル時間の65%~95%で一定速度に到達する、請求項1~3のいずれか一項に記載の成形方法。
【請求項5】
前記サイクル時間の2%から20%の間で最大閉鎖加速度に到達し、前記サイクル時間の10%から40%の間で最大閉鎖減速度に到達する、請求項1~4のいずれか一項に記載の成形方法。
【請求項6】
モータ(42)によって駆動される少なくとも開放動作及び閉鎖動作を有するバルブ(37)を有する投与ユニット(30)
を少なくとも備える成形装置を用いて、ある分量の溶融材料から製品を成形するための成形方法であって、
前記成形方法が、前記バルブ(37)の少なくとも前記開放動作が前記分量の前記材料に応じて制御され、かつ前記バルブの前記開放動作が前記サイクル時間の5%~70%を占めることを特徴とする、成形方法。
【請求項7】
前記バルブ(37)が、前記サイクル時間の20%~60%の間、閉位置に留まる、請求項6に記載の成形方法。
【請求項8】
前記バルブ(37)の前記閉鎖動作が、前記サイクル時間の5%~70%を占める、請求項6又は7に記載の成形方法。
【請求項9】
前記バルブ(37)の前記開放動作速度が、前記サイクル時間の2%~50%の時間に1つ以上の最大値を通過し、かつ前記バルブ(37)の前記閉鎖動作速度が、前記サイクル時間の30%~80%の時間に1つ以上の最大値を通過する、請求項6~8のいずれか一項に記載の成形方法。
【請求項10】
前記バルブ(37)の前記開放が少なくとも1つの加速及び減速段階を含み、かつ前記バルブ(37)の前記閉鎖が少なくとも1つの加速及び減速段階を含む、請求項6~9のいずれか一項に記載の成形方法。
【請求項11】
前記サイクル時間の0.5%から25%の間で前記バルブ(37)の前記開放動作の最大加速度に到達し、かつ前記サイクル時間の3%から45%の間で前記バルブ(37)の前記開放動作の最大減速度に到達する、請求項10に記載の成形方法。
【請求項12】
前記サイクル時間の25%から65%の間で前記バルブ(37)の前記閉鎖動作の最大加速度に到達し、かつ前記サイクル時間の35%から75%の間で前記バルブ(37)の前記閉鎖動作の最大減速度に到達する、請求項10又は11に記載の成形方法。
【請求項13】
モータ(42)によって駆動される少なくとも開放動作及び閉鎖動作を有するバルブ(37)を有する投与ユニット(30)と、
少なくとも第1の部品及び第2の部品(13、14)から形成された少なくとも1つの金型と、
前記金型の前記部品の少なくとも一方が前記部品の他方に向かう圧縮動作を制御する電気モータ(4)と、
回転タレット(45)と、
成形力を規定するばね(5)と
を少なくとも備える成形装置(1)であって、
少なくとも前記電気モータ(4)及び前記投与ユニット(30)が前記成形装置(1)内の固定位置にあり、
前記金型の前記部品(13、14)の少なくとも一方が前記タレット(45)と共に回転する、成形装置。
【請求項14】
前記ばね(5)が、前記モータ(4)と前記成形装置(1)との間に配置される、請求項13に記載の成形装置。
【請求項15】
前記ばね(5)が、前記回転タレット(45)と前記金型の前記部品(13、14)の一方との間に配置される、請求項13に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【対応する出願の参照】
【0001】
本PCT出願は、AISAPACK HOLDING SAの名義で2022年2月8日に出願された先の欧州特許出願第22155552.7号明細書に対する優先権を主張し、この先の欧州特許出願の内容は、参照によりその全体が本出願に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
本発明は、金型の2つの部分の間である分量の材料を圧縮することによって物品が得られる、材料の物品の圧縮成形に関する。本発明は、より詳細には、例えば練り歯磨き又は化粧品用のプラスチックチューブの製造に適用され、チューブは、肩部及びオリフィスを備えるヘッドに接合された可撓性円筒体から形成される。この場合、チューブヘッドが形成され、1回の作業で同時に本体に溶接される。チューブヘッドは、ダイアセンブリと呼ばれる下部ツーリングと、可撓性円筒体が嵌合されるマンドレルと呼ばれる上部ツーリングとの間で形成及び圧縮された、ある分量の溶融物から作製される。溶融物の温度は、溶融物がチューブ本体に溶接するような温度である。チューブ製造機では、いくつかの金型が通常、不連続な(又は連続的な)運動で駆動され、各金型はプロセスの異なる段階を経る(チューブ本体を装填する段階と、その分量のプラスチック材料を堆積させる段階と、圧縮成形する段階と、チューブを冷却し、離型し、及び取り出す段階)。本発明は、プレス及び投与ノズルの動作の特定の制御のおかげで、成形の品質を改善すること、及び/又は生産速度を増加させることを可能にする。
【背景技術】
【0003】
圧縮成形プロセス及びチューブパッケージを製造するための装置は、欧州特許第0297257号明細書、欧州特許第2364247号明細書、欧州特許第2018258号明細書及び欧州特許第2024153号明細書に記載されている。これらの文献は、生産されるパッケージの生産性及び品質を改善するための機械及びツールの変更を提案している。しかしながら、プロセスの主要な段階の制御、特に分量の圧縮の制御、及び分量の形成の制御は、かなり基本的なままであった。現在の近似制御システムは、すべての場合において最適な品質のパッケージの製造を可能にしない。本発明は、とりわけこの欠点を改善することを可能にする。
【0004】
米国特許出願公開第2008/044508号明細書は、プラスチックを成形するための装置であって、金型装置と、前記金型装置を移動させるように配置された作動システムと、前記作動システムと前記金型装置との間に介在する衝撃吸収装置とを備え、前記作動システムが電気機械式作動システムを備える、装置を開示している。
【0005】
スイス特許明細書第695674号は、プラスチック成形部品、特にパッケージ容器から注入された部品、好ましくはチューブパッケージ用ヘッドの製造のためのプロセスを開示している。
【0006】
米国特許出願公開第2020/055220号明細書は、冷却された金型が設置される少なくとも1つの割出しされた回転タレットと、前記タレットの周りに配置された少なくとも5つの固定ステーションとを備える射出オーバーモールド装置を開示しており、金型のキャビティにインサートを配置する作業、金型のキャビティにプラスチック材料を射出注入する作業、及び少なくとも部分的に冷却された物体を離型する作業を実行するためにそれぞれ使用される少なくとも第1のステーション、第2のステーション及び第3のステーションを含む。
【発明の概要】
【0007】
本発明は、一般に、金型の2つの部分の間である分量の材料を圧縮することによって物品が得られる、物品の圧縮成形に関する。
【0008】
本発明は、より具体的にはプラスチックチューブの製造に適用可能であり、前記チューブは、肩部及びオリフィスを備えるヘッドに接合された可撓性円筒体から形成される。この場合、チューブヘッドが形成され、1回の作業で同時に円筒体に溶接される。チューブヘッドは、可撓性円筒体が嵌合される金型の第1の部品と第2の部品との間に形成され圧縮されたある分量の溶融物から作製される。溶融樹脂の温度は、溶融物がチューブ本体に溶接するような温度である。チューブ製造機では、いくつかの金型が典型的には不連続(又は連続)運動で駆動され、各金型はプロセスの様々な段階(チューブ本体を装填する段階と、その分量のプラスチック材料を堆積させる段階と、形成されたヘッドを本体に圧縮成形及び溶接段階と、形成されたチューブを冷却し、離型し、及び排出する段階)を受ける。このような装置は、従来技術、例えば欧州特許第0297257号明細書、欧州特許第2364247号明細書、欧州特許第2018258号明細書及び欧州特許第2024153号明細書に記載されている。
【0009】
本発明の文脈において、各部品の幾何学的形状及び各成形材料に適合された正確な制御は、最適な品質のチューブパッケージを製造し、既知の方法及び前記方法によって得られた製品よりも実質的な改善をもたらすことが判明した。
【0010】
特に、分量の圧縮動作の制御は、この圧縮動作が1秒の何分の1かで実行される場合であっても、得られる成形されたチューブ肩部の品質に大きな影響を及ぼすことが判明した。
【0011】
分量が1秒の何分の1かで形成される場合であっても、投与バルブの開閉動作を制御することにより、分量の幾何学的形状、その規則性に影響を及ぼすことが可能になり、最終的に、そのような制御は、使用される材料とは無関係に得られる分量の品質に決定的な影響を及ぼすことも判明した。
【0012】
本発明によれば、これらの改善は、とりわけ、プレス及び投与ノズルのサーボモータ制御によって可能になる。1秒のうちの何分の1かで実行される動作のサーボ制御された位置により、最適な品質を達成し、作製されるチューブの材料(例えば、色、グレード、新しいリサイクル可能な、リサイクルされた、バイオソース又は生分解性樹脂など)及び幾何学的形状(例えば直径、楕円率など)に従ってプレス及び投与ユニットの動作の調整を適合させることが可能になる。
【0013】
本発明の原理は、処理温度範囲が低下した材料を有する圧縮成形チューブヘッドを製造するのに特に有利である。これは、例えば、高温の影響下でより迅速に分解するリサイクル樹脂、又は処理温度範囲が低下したバイオソースもしくは生分解性樹脂の場合に当てはまる。本発明は、投与ノズル及び圧縮速度の最適な制御のおかげで、これらの樹脂の過熱を回避し、結果として生じる欠陥を回避することを可能にする。この場合、本発明は、高速の成形圧縮速度のおかげで、金型内の分量の接触時間を短縮することを可能にする。
【0014】
本発明及びその原理は、従来の機器では使用することが不可能であるバイオソース又は生分解性樹脂などのより流動性の高い樹脂の使用について特に興味深い。本発明及びその原理は、そのような樹脂の粘度及び熱特性に従って圧縮速度を調整することを可能にし、例えば、充填の終わりの圧縮速度が十分に低下していないときにこれらの樹脂で発生するフラッシュ(可撓性円筒体に沿った材料のオーバーフロー)を回避することを可能にする。
【0015】
本発明及びその原理は、分量の成形プロセスの各瞬間又は段階で圧縮動作を制御することを可能にする。本発明は、例えば、一定速度で金型内を前進する材料前面の流れを有するように圧縮速度を調整することを可能にする。これにより、例えば、成形部品の幾何学的形状に関連する速度の大きな変動を回避することができ、その結果、これらの速度変動による欠陥の出現を回避することができる。
【0016】
本発明は、投与ノズルの開閉動作を制御することを可能にし、これは、得られる分量の幾何学的形状に直接影響を及ぼす。したがって、分量の幾何学的形状ならびに分量の形成時間を最適化することができる。例えば、非常に流動性の高い材料の場合、投与ノズルの迅速な開閉を有し、それによって重力によるクリープを制限するよりコンパクトな分量をもたらすことが有利である。
【0017】
本発明は、開放前の投与ノズル内の樹脂の圧力に起因する分量のバリを回避する。高速の初期開放速度のおかげで、バリは除去される。
【0018】
本発明は、質量の変動がほとんどない、すなわち質量の分散がより小さい連続的な分量を得ることを可能にする。分量の質量のこの小さな分散は、厚さの変動が小さい成形物体をもたらす。
【0019】
実施形態では、本発明は、
投与ユニットと、
少なくとも第1の部品及び第2の部品から形成された少なくとも1つの金型と、
金型の前記部品の少なくとも一方が前記部品の他方に向かう圧縮動作を制御する電気モータと、
回転タレットと、
成形力を規定するばねと
を少なくとも備える成形装置を用いて、ある分量の溶融材料から製品を成形するための成形方法に関し、
少なくとも電気モータ及び投与ユニットは成形装置内の固定位置にあり、
金型の前記部品の少なくとも一方はタレットと共に回転し、金型の前記部品の一方が前記部品の他方に向かう動作は所定の位置に制御され、好ましくは圧縮動作はサイクル時間の5%~40%を占める。
【0020】
実施形態では、本方法は、金型の前記部品の互いに向かう接近動作を含み、好ましくは接近動作はサイクル時間の10%~50%を占める。
【0021】
実施形態では、本方法は、好ましくはサイクル時間の5%~50%を占める、圧力下で金型の前記部品を保持するステップを含む。
【0022】
実施形態では、好ましくはサイクル時間の5%から25%の間で最大閉鎖速度に到達する。実施形態では、好ましくはサイクル時間の65%から95%の間で一定速度に到達する。
【0023】
実施形態では、最大閉鎖加速度に、好ましくはサイクル時間の2%~20%で到達し、及び/又は最大閉鎖減速度に、好ましくはサイクル時間の10%~40%で到達する。
【0024】
実施形態では、本発明は、
モータによって駆動される少なくとも開放動作及び閉鎖動作を有するバルブを有する投与ユニット
を少なくとも備える成形装置を用いて、ある分量溶融材料から製品を成形するための成形方法に関し、
少なくともバルブの開放動作はその分量の材料に応じて制御され、バルブの開放動作は好ましくはサイクル時間の5%~70%を占める。
【0025】
実施形態では、バルブは、好ましくはサイクル時間の20%~60%の間、閉位置に留まる。
【0026】
実施形態では、バルブの閉鎖動作は、好ましくはサイクル時間の5%~70%を占める。
【0027】
実施形態では、バルブの開放動作速度は、好ましくはサイクル時間の2%~50%の時間に1つ以上の最大値を通過し、及び/又はバルブの閉鎖動作速度は、好ましくはサイクル時間の30%~80%の時間に1つ以上の最大値を通過する。
【0028】
実施形態では、バルブの開放は、好ましくは少なくとも1つの加速及び減速段階を含み、ならびに/又はバルブの閉鎖は、好ましくは少なくとも1つの加速及び減速段階を含む。
【0029】
実施形態では、バルブの開放動作の最大加速度に、好ましくはサイクル時間の0.5%から25%の間で到達し、及び/又はバルブの開放動作の最大減速度に、好ましくはサイクル時間の3%から45%の間で到達する。
【0030】
実施形態では、バルブの閉鎖動作の最大加速度に、好ましくはサイクル時間の25%から65%の間で到達し、及び/又はバルブの閉鎖動作の最大減速度に、好ましくはサイクル時間の35%から75%の間で到達する。
【0031】
実施形態では、本発明は、
モータによって駆動される、少なくとも開放動作及び閉鎖動作を有するバルブを有する投与ユニットと、
少なくとも第1の部品及び第2の部品から形成された少なくとも1つの金型と、
金型の前記部品の少なくとも一方が前記部品の他方に向かう圧縮動作を制御する電気モータと、
回転タレットと、
成形力を規定するばねと
を少なくとも備える成形装置に関し、
少なくとも電気モータ及び投与ユニットは成形装置内の固定位置にあり、
かつ金型の前記部品の少なくとも一方はタレットと共に回転する。
【0032】
実施形態では、ばねは、モータと成形装置との間に配置される。
【0033】
実施形態では、ばねは、回転タレットと金型の前記部品の1つとの間に配置される。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【
図1】プレス動作の位置制御の例を示す。
図1は、ミリメートル単位のプレス動作(y軸、すなわち垂直軸)対秒単位の時間(x軸、すなわち水平軸)を示す。
【
図2】
図1に示すプレス動作の速度対時間を示す。
図2は、メートル毎秒単位のプレス動作の速度(y軸)を、秒単位の時間(x軸)の関数として示す。
【
図3】
図1に示すプレス動作の加速度対時間を示す。
図3は、メートル毎秒毎秒単位の圧縮動作の加速度(y軸)を、秒単位の時間(x軸)の関数として示す。
【
図4】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図5】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図6】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図7】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図8】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図9】本発明によるサーボドライブを有するチューブ圧縮装置及びシステムの例を示す。
【
図10】時間の関数としての計量バルブの動作の位置制御を示す。より具体的には、
図10は、秒単位の時間(x軸)の関数として、ミリメートル単位のバルブの開閉動作を示す。
【
図11】
図10に示すバルブ開閉動作の速度対時間を示す。より具体的には、
図11は、ミリメートル毎秒単位のバルブ動作の速度(y軸)を、秒単位の時間(x軸)の関数として示す。
【
図12】
図10に示すバルブ開閉動作の加速度対時間を示す。より具体的には、
図12は、ミリメートル毎秒毎秒単位のバルブ動作の加速度(y軸)を、秒単位の時間(x軸)の関数として示す。
【
図13】本発明によるサーボ駆動計量装置及びシステムの例を示す。
【
図14】本発明によるサーボ駆動計量装置及びシステムの例を示す。
【
図15】本発明による圧縮成形機の例の概略図を示す。
【
図16】本発明による圧縮成形機の例の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0035】
図1は、プレス動作の位置制御の例を示す。この図では、ミリメートル単位の圧縮軸に沿った動作(y軸)が、秒単位の時間(x軸)の関数として示されている。曲線21、22、及び23は、時間の関数としてのプレス動作の位置制御の3つの例を示す。これらの例から、プレス動作のサイクル時間は0.5秒であり、主に3つの異なる部分からなることを見ることができる。最初に、プレス1は、63ミリメートルの位置、すなわち開放かつ静止位置にある。第1の部分、いわゆる閉鎖段階では、圧縮軸に沿ったプレスツールの位置は、最大圧縮位置に対応する0に減少する。第2の部分、保持段階では、この最大圧縮位置が一定期間維持され、したがってプラトーを規定する。第3の部分、開放段階では、圧縮軸に沿ったプレスツールの位置が増加して、好ましくは初期静止位置に戻る。
【0036】
図1では、第1の部分におけるプレスツール1の位置値の減少は任意であり、プレスツールの動作が重力方向(下向き)もしくはその逆(上向き)又は別の方向であることを示していない。これは、金型の閉鎖、したがって分量の圧縮のみを示す。63mmの値も一例であり、限定と見なされるべきではない。機械の構造に応じて、他の値も可能である。
【0037】
曲線21は、最大圧縮位置にはサイクル時間の40%(0.2秒)で到達することを示し、一方で、この位置には、制御曲線22の場合はサイクル時間の30%(0.15秒)で、制御曲線23の場合はサイクル時間の50%(0.25秒)で到達する。制御曲線23では、分量の圧縮前の金型の閉鎖動作に対応する接近動作が非常に迅速に行われ(曲線の0~0.1秒の部分)、分量の圧縮はゆっくりと行われる(曲線の0.1s~0.25sの部分)。
【0038】
曲線21では、接近動作はサイクル時間の30%(曲線の0~0.15sの部分)を占め、分量の圧縮はサイクル時間の10%(曲線の0.15~0.20sの部分)を占め、プレスを開く前の圧力下での保持はサイクル時間の26%(曲線の0.2~0.33sの部分)を占め、プレスの開放動作はサイクル時間の34%(曲線の0.33~0.5sの部分)を占める。
【0039】
曲線22では、接近動作はサイクル時間の34%(曲線の0~0.12sの部分)を占め、分量の圧縮はサイクル時間の6%(曲線の0.12~0.15sの部分)を占め、プレスを開く前の圧力下での保持はサイクル時間の36%(曲線の0.15~0.33sの部分)を占め、プレスの開放動作はサイクル時間の34%(曲線の0.33~0.5sの部分)を占める。
【0040】
曲線23では、接近動作はサイクル時間の20%(曲線の0~0.1sの部分)を占め、分量の圧縮はサイクル時間の30%(曲線の0.1~0.25sの部分)を占め、プレスを開く前の圧力下での保持はサイクル時間の10%(曲線の0.25~0.3sの部分)を占め、プレスの開放動作はサイクル時間の40%(曲線の0.3~0.5sの部分)を占める。
【0041】
本発明によれば、接近動作は、サイクル時間の10%~50%、好ましくはサイクル時間の20%~35%を占める。
【0042】
本発明によれば、分量の圧縮動作は、サイクル時間の5%~40%、好ましくはサイクル時間の10%~30%を占める。
【0043】
本発明によれば、プレスによる圧力下での保持は、サイクル時間の5%~50%、好ましくはサイクル時間の10%~35%を占める。
【0044】
本発明によれば、プレスの開放動作は、サイクル時間の15%~45%、好ましくはサイクル時間の25%~40%を占める。
【0045】
本発明の文脈において、プレスの開放動作がタレットの回転を開始することに留意することが重要である。したがって、プレスの開放動作中、タレットの回転が行われる。
【0046】
本発明によれば、曲線23によって示されるような複雑なプレス1の動作をプログラムすることができる。この例では、初期位置から金型が分量と接触する前の位置まで、プレスの非常に迅速な閉鎖の第1の段階、次いで、その分量の材料の熱的及びレオロジー的特性に適合した速度プロファイルを有する分量の圧縮の第2の段階、次いで、保持の第3の段階、最後に、プレスの高速の開放の最終段階を採用することが特に有利である。
【0047】
図2は、
図1に示すプレス動作の速度対時間プロファイルの図である。この図では、メートル毎秒単位のプレス動作の速度(y軸)が、秒単位の時間(x軸)に対してプロットされている。
【0048】
図2では、速度が任意に負であり、プレス1の閉鎖速度に対応する第1の部分と、速度が正であり、プレス1の開放速度に対応する第2の部分とを区別する。
図2に示すサイクル時間は0.5秒である。静止位置に対応する最初及び最後の時点では、プレスは開位置にある。当然のことながら、閉鎖のための正の速度及び開放のための負の速度を用いて反転された場合を考慮することができ、
図2の説明の残りはそれに対応して反転される。
【0049】
曲線24、25及び26では、初期速度は0であり(プレス開放)、次いで金型の閉鎖に対応する負の最大値を通過して0に戻り(プレス閉鎖)、次いで速度は金型の開放に対応する正の最大値を通過して0に戻る(プレス開放)。
【0050】
曲線24では、最大閉鎖速度(-0.668m/s)に、時間0.089s、すなわちサイクル時間の17.8%で到達する。サイクル時間の40%に相当する時間0.2sでは、プレス動作の速度は0であり、金型は閉じている。サイクル時間の60%に相当する時間0.3sにおいて、速度はプレスの開放動作に対応して増加する。0.818m/sの最大開放速度には、時間0.403s、すなわちサイクル時間の80.6%で到達する。
【0051】
曲線25では、最大閉鎖(-0.818m/s)には、時間0.069s、すなわちサイクル時間の13.8%で到達する。サイクル時間の30%に相当する時間0.15sでは、プレス動作の速度は0であり、金型は閉じている。サイクル時間の60%に相当する時間0.3sにおいて、速度はプレスの開放動作に対応して増加する。0.818m/sの最大開放速度には、時間0.403s、すなわちサイクル時間の80.6%で到達する。
【0052】
曲線26では、最大閉鎖速度(-0.938m/s)に、サイクル時間の10.6%に相当する時間0.053sで到達する。0.1秒~0.25秒、すなわちサイクル時間の20%~50%の時間間隔では、プレスの閉鎖速度はほぼ一定であり、0.05m毎秒に等しい。この時間間隔において、分量の圧縮成形作業が実行される。サイクル時間の50%に相当する時間0.25sでは、プレス動作の速度は0であり、金型は閉じている。サイクル時間の60%に相当する時間0.3sにおいて、速度はプレスの開放動作に対応して増加する。0.841m/sの最大開放速度には、サイクル時間の75%に相当する時間0.375sで到達する。
【0053】
本発明によれば、プレスの最大閉鎖速度は、0.3~1.1m/s、好ましくは0.5m/s~1m/sに含まれる。
【0054】
本発明によれば、プレスの最大開放速度は、0.3~1.1m/s、好ましくは0.5m/s~1m/sに含まれる。
【0055】
本発明によれば、プレスの最大閉鎖速度に、サイクル時間の5%~25%、好ましくはサイクル時間の10%~20%で到達する。
【0056】
本発明によれば、プレスの最大開放速度には、サイクル時間の65%~90%、好ましくはサイクル時間の70%~85%で到達する。
【0057】
本発明によれば、プレスの一定速度に、サイクル時間の65%~90%、好ましくはサイクル時間の70%~85%で到達する。
【0058】
本発明の好ましい実施形態によれば、分量の圧縮成形は、0.01m/s~0.2m/s、好ましくは0.05m/s~0.1m/sの低速で行われる。
【0059】
図1の位置23の制御は、
図2に示すより高速の閉鎖速度26をもたらす。同様に、
図1に示す位置21の制御は、
図2に示すより低速の閉鎖速度24をもたらす。
【0060】
プレス動作の位置を制御する際には、移動速度だけでなく、プレスの加速度も考慮することが重要である。これらの加速度は、装置の慣性効果及び使用される電力によって制限することができる。これらの曲線は、
図2に示す速度曲線から導出されてもよい。
【0061】
図3は、
図1に示すプレス動作の加速度対時間プロファイルの図である。この図では、メートル毎秒毎秒単位のプレス動作の加速度(y軸)が、秒単位の時間(x軸)に対してプロットされている。
【0062】
図3に示す加速度曲線46、47、及び48は、プレスの閉鎖に関連する0s~0.2sの加速及び減速の第1の段階と、プレスの開放に関連する0.3s~0.5sの加速及び減速の第2の段階とを示す。
【0063】
曲線46では、閉鎖動作の最大加速度(-12.2m/s2)に、サイクル時間の7.8%に相当する時間0.039sで到達し、閉鎖動作の最大減速度(10.3m/s2)に、サイクル時間の25.6%に相当する時間0.128sに到達する。曲線46では、プレスの開放動作の最大加速度(15.3m/s2)に、サイクル時間の73.4%に相当する時間0.367sで到達し、開放動作の最大減速度(-18.1m/s2)に、サイクル時間の88.4%に相当する時間0.442sで到達することも観察される。
【0064】
曲線47では、閉鎖動作の最大加速度(-18.1m/s2)に、サイクル時間の6.2%に相当する時間0.031sで到達し、閉鎖動作の最大減速度(15.3m/s2)に、サイクル時間の22.2%に相当する時間0.106sで到達する。曲線47では、プレスの開放動作の最大加速度(15.3m/s2)に、サイクル時間の73.4%に相当する時間0.367sで到達し、開放動作の最大減速度(-18.1m/s2)に、サイクル時間の88.4%に相当する時間0.442sで到達することも観察される。
【0065】
曲線48では、閉鎖動作の最大加速度(-27.1m/s2)に、サイクル時間の5%に相当する時間0.025sで到達し、閉鎖動作の最大減速度(19.7m/s2)に、サイクル時間の16.2%に相当する時間0.081sで到達する。曲線48では、プレスの開放動作の最大加速度(16.3m/s2)に、サイクル時間の68.4%に相当する時間0.342sで到達し、開放動作の最大減速度(-18.1m/s2)に、サイクル時間の82.8%に相当する時間0.414sで到達することも観察される。
【0066】
本発明によれば、プレスの閉鎖動作の最大加速度及び減速度は、5~40m/s2、好ましくは10m/s2~30m/s2に含まれる。
【0067】
本発明によれば、プレスの開放動作の最大加速度及び減速度は、5~40m/s2、好ましくは10m/s2~30m/s2に含まれる。
【0068】
本発明によれば、プレスの閉鎖動作の最大加速度に、サイクル時間の2%から20%の間、好ましくはサイクル時間の4%から15%の間で到達する。
【0069】
本発明によれば、プレスの閉鎖動作の最大減速度に、サイクル時間の10%から40%の間、好ましくはサイクル時間の15%から30%の間で到達する。
【0070】
本発明によれば、プレスの開放動作の最大加速度に、サイクル時間の40%から85%の間、好ましくはサイクル時間の60%から80%の間で到達する。
【0071】
本発明によれば、プレスの開放動作の最大減速度に、サイクル時間の55%から95%の間、好ましくはサイクル時間の60%から90%の間で到達する。
【0072】
図1、
図2及び
図3に示すような他のプレス制御曲線を使用することができる。本発明は、速度プロファイルを分量の圧縮時、例えば、圧縮の開始時、又は金型キャビティがほぼ完全に充填された圧縮の終了時に調整することを可能にする。充填プロセスの終わりに、例えば、キャビティからの材料の流出を回避するために速度を低下させることができる。
【0073】
図4~
図8は、本発明によるサーボドライブを有するチューブ成形装置の例を示す。
【0074】
図4に示す圧縮装置は、少なくとも固定部2と可動部3とから構成されるプレス1を備え、可動部3は、金型の閉鎖動作中に固定部2と結合される。
【0075】
プレスの固定部は、電気モータ4、トグルシステム6、回転ガイド手段9、線形ガイド手段8、結合要素11a及び空気ばね5のおかげで、金型の閉鎖動作を正確かつ反復的に制御することを可能にする。制御が圧力によって行われる従来技術とは異なり、本発明は、したがってより予測可能でより正確であり、本発明の目的を達成することを可能にする位置制御を使用する。
【0076】
プレス3の可動部は、回転タレット45のフレーム10に取り付けられている(
図15参照)。プレス3の可動部は、上部金型部13、下部金型部14、並進ガイド手段8、及び空気圧シリンダ12からなる1組のモジュールを備える。これらのモジュールは、可動部の結合手段11bによって各成形サイクルでプレスの固定部に連続的に結合される。
【0077】
本発明の原理の利点は、いくつかの金型(可動部)にプレスの同じ電気的に制御された固定部を使用することである。これにより、精度が向上し、製造された部品間の分散が減少する。
【0078】
プレス2の固定部はまた、金型キャビティ15内で圧縮された分量の質量変動を吸収することを可能にする空気圧ばね5を含む。実際、金型の閉鎖動作は所定の位置に制御されるため、分量の質量の不可避の変動を吸収するために、部品の理論上の厚さ(分量の理論体積に対応する)よりも大きい金型の閉鎖動作を課す必要がある。本発明によれば、空気圧ばね5は、金型が充填され、プレスがその下方動作(金型閉鎖)を完了して所望の位置に到達すると圧縮される。空気ばね5は、金型がオーバーフローして成形部品に欠陥が形成されるのを防止する。本発明によれば、空気ばね5の剛性は、例えば、成形樹脂の粘度及び部品の幾何学的形状に従って調整されてもよい。空気ばね5の剛性及び他の特性を調整するために、他のパラメータが考慮されてもよい。
【0079】
図1に示すように、プレスの固定部2によって駆動される閉鎖及び圧縮動作は、0.15~0.25秒の間継続し、次いで初期位置への戻り動作が開始され、この戻り動作はプレスの開放動作に対応する。この動作は
図2にも見ることができ、
図2では、速度が0.3秒から正になることを観察することができ、方向の変化、すなわちプレスの開放動作を示している。空気圧シリンダ12は、プレスの固定部がもはや作動していないとき、すなわち本発明の例では0.3秒より後に、金型を閉じて圧力下に保つために使用される。これにより、タレット45の回転により、一方では成形部品の冷却を継続し、他方では新しい圧縮サイクルのために固定プレスの前に新しいモジュールを供給することが可能になる。
【0080】
空気圧シリンダ12はまた、部品が冷却されたときに金型を開くために使用され、成形部品をキャビティ15から取り外すことを可能にする。
【0081】
空気圧シリンダ12を使用して、投与後、閉鎖ストロークが大きいときに金型の閉鎖を開始することもできる。このようにして、プレスの固定部は、主に分量圧縮部分、すなわち短い圧縮ストロークにわたって使用することができる。分量の圧縮前の金型閉鎖部分は、製造される部品の品質に影響を及ぼさないため、動作のこの部分は空気圧シリンダ12によって行うことができる。
【0082】
図5は、本発明の別の実施形態を示し、空気ばね5は、
図4のような固定部2の代わりに可動部3に関連付けられている。これは、異なる幾何学的形状の部品が同じタレットに配置された金型上に製造される場合に有利である。そのような場合、各金型13、14の空気ばね5は、各金型に対して個別に設定されてもよい。
【0083】
図6は、
図4に示す装置と同様の成形装置であって、チューブヘッドなどのオリフィスを有する物体を作製するために使用される成形装置を示す。この装置では、可動部3はまた、物体のオリフィスの直径を画定するオリフィスピン16を備える。リング形状を有する分量が、オリフィスピン16の周りの金型の下部14に堆積される。金型を閉じると、上部13とオリフィスピン16との間の接触がオリフィスピンを駆動し、空気ばね17を圧縮する。代替的に、空気ばね17の代わりに機械ばねを使用してもよい。ばね17は、金型が閉じられたときにオリフィスピン16の端部と上部金型14との間の溶融物の通過を防止する。
【0084】
図7は、
図6のものと同様の成形装置を示し、金型13の上部はまた、上部ストッパ19及び下部ストッパ20に関連する摺動スリーブ18を有する。摺動スリーブ18は、成形部品の周辺品質を向上させるのに特に有利である。この摺動スリーブ18は、溶接部に形成されるビーディングを回避することによってチューブの美観を改善する。成形プロセスの開始時に、摺動スリーブ18はキャビティの中心で分量を捕捉する。成形中、キャビティ内の溶融樹脂の圧力により、摺動スリーブ18が上昇し、物体の周辺部を成形する。摺動スリーブ18は、その効果を最適化するために空気ばねと組み合わせることができる。
【0085】
図4~
図7は、固定部2が上部に示され、重力がプレス動作と同じ方向(すなわち、垂直)にある成形装置の例を示す。プレスが底部に位置する図示されていない反転システムは、本出願の枠組み内の本発明の変形形態である。当然のことながら、他の位置も使用されてもよい。
【0086】
図4~
図7は、分量が金型キャビティ15内に堆積される装置の例を示す。分量が金型の雄型部分13(例えばマンドレル)に堆積される具体的に示されていない同様の装置は、本出願の枠組み内の本発明の別の変形形態であり、同様に使用されてもよい。
【0087】
図8及び
図9は、分量がマンドレル上に堆積され、金型(金型の第2の部分)がプレスに固定された装置の例を示す。
【0088】
図8に示す圧縮装置は、少なくとも固定部2と可動部3とから構成されるプレス1を備え、可動部3は、金型の閉鎖動作中に固定部2と結合される。プレスの固定部は、電気モータ4、トグルシステム6、回転ガイド手段9、線形ガイド手段8、及び空気ばね5のおかげで、金型の閉鎖動作を正確かつ反復的に制御することを可能にする。制御が圧力によって行われる従来技術とは異なり、本発明は、したがってより予測可能でより正確であり、本発明の目的を達成することを可能にする位置制御を使用する。
【0089】
図8に見られるように、金型の上部、この例ではダイがプレス機構に取り付けられている。金型13の上部は、プレス2の固定部の一部である。
【0090】
図8に示す例では、金型は各プレスサイクルで開かれ、これは、金型を開いた後に部品が完全に冷却されないことを意味する。型を開いた後、成形部品は型14の下部に連結されたままである。成形部品の後冷却作業は、タレット(可動部3)の他のステーションで行うことができる。
【0091】
図9は、チューブヘッドなどのオリフィスを有する部品を成形するためのオリフィスロッド16も備える、
図8に示すものと同様の装置を示す。
【0092】
図10~
図14は、本発明による成形装置の投与部及びその制御を示す。
【0093】
図10~
図13は、投与ノズルの制御をより具体的に示す。この制御により、分量の質量及び幾何学的形状を調整することが可能になる。異なるレオロジー挙動を有する各材料について、この制御を調整することができる。したがって、より流動性の高い又はより粘度の高い樹脂を、より高い精度及び規則性で投与することができる。特に、本発明は、この正確な制御がなければ不可能であろうリサイクルされた、リサイクル可能な、バイオソース又は生分解性材料及びそれらの混合物の使用を可能にする。
【0094】
図10は、時間の関数としての計量バルブの動作の位置制御を示す。
図10は、ミリメートル単位のバルブの開閉動作(y軸)を、ミリ秒単位の時間(x軸)の関数として示す。制御曲線50、51、52、又は53の例は、本発明に関連する新しい可能性を示す。例えば、300ミリ秒のサイクル時間では、開放時間が多かれ少なかれ迅速に、例えば、制御曲線50については200ミリ秒で、又は制御曲線53については120ミリ秒で達成され得ることを見ることができる。制御曲線51、52、及び53上で変調された開放速度を採用することが可能であり、初期開放が非常に速く、その後開放速度が遅くなることも見ることができる。
【0095】
曲線50では、時間が0msに等しいとき、バルブは閉位置にある。0~200ms、すなわちサイクル時間の0%~40%では、曲線50は、バルブの開放段階に対応するストロークの増加を示す。この開放段階の間に、分量の第1の部分が押し出される。200ms~300ms、すなわちサイクル時間の40%~60%では、曲線50は、バルブの閉鎖に対応するストロークの減少を示す。バルブの閉鎖段階の間、分量の第2の部分が押し出され、分量が遮断される。最後に、300ms~500ms、すなわちサイクル時間の60%~100%では、バルブは閉位置にある。この段階の間、リザーバ39は次の分量のために充填される。
【0096】
曲線51では、時間が0msに等しいとき、バルブは閉位置にある。0~50ms、すなわちサイクル時間の0%~10%では、曲線51は、バルブの高速の開放に対応するストロークの第1の増加を示す。次いで、50~200ms、すなわちサイクル時間の10%~40%では、曲線51は、バルブの低速の開放に対応するストロークの第2の増加を示す。この低速の開放段階の間に、分量の第1の部分が押し出される。200ms~300ms、すなわちサイクル時間の40%~60%では、曲線50は、バルブの閉鎖に対応するストロークの減少を示す。バルブの閉鎖段階の間、分量の第2の部分が押し出され、分量が遮断される。最後に、300ms~500ms、すなわちサイクル時間の60%~100%では、バルブは閉位置にある。この段階の間、リザーバ39は次の分量のために充填される。
【0097】
曲線52では、時間が0msに等しいとき、バルブは閉位置にある。0~25ms、すなわちサイクル時間の0%~5%では、曲線51は、バルブの非常に高速の開放に対応するストロークの第1の増加を示す。次いで、50~200ms、すなわちサイクル時間の5%~40%では、曲線51は、バルブの低速の開放に対応するストロークの第2の増加を示す。この低速の開放段階の間に、分量の第1の部分が押し出される。200ms~300ms、すなわちサイクル時間の40%~60%では、曲線50は、バルブの閉鎖に対応するストロークの減少を示す。バルブの閉鎖段階の間、分量の第2の部分が押し出され、分量が遮断される。最後に、300ms~500ms、すなわちサイクル時間の60%~100%では、バルブは閉位置にある。この段階の間、リザーバ39は次の分量のために充填される。
【0098】
曲線53では、時間が0msに等しいとき、バルブは閉位置にある。0~25ms、すなわちサイクル時間の0%~5%では、曲線51は、バルブの非常に高速の開放に対応するストロークの第1の増加を示す。次いで、50~100ms、すなわちサイクル時間の5%~20%では、曲線51は、バルブの高速の開放に対応するストロークの第2の増加を示す。この高速の開放段階の間に、分量の第1の部分が押し出される。次に、100~200ms、すなわちサイクル時間の20%~40%では、曲線51は、バルブの開位置に対応するストロークのプラトーを示す。バルブのこの開位置の間、分量の第2の部分が押し出される。200ms~300ms、すなわちサイクル時間の40%~60%では、曲線50は、バルブの閉鎖に対応するストロークの減少を示す。バルブの閉鎖段階の間、分量の第3の部分が押し出され、分量が遮断される。最後に、300ms~500ms、すなわちサイクル時間の60%~100%では、バルブは閉位置にある。この段階の間、リザーバ39は次の分量のために充填される。
【0099】
本発明によれば、バルブの開放動作は、サイクル時間の5%~70%、好ましくはサイクル時間の10%~50%を占める。
【0100】
本発明によれば、バルブの開放動作は、異なる制御された開放速度で少なくとも1つの段階、好ましくは少なくとも2つの段階を有する。
【0101】
本発明によれば、バルブの閉鎖動作は、サイクル時間の5%~70%、好ましくはサイクル時間の10%~30%を占める。
【0102】
本発明によれば、バルブが閉位置に留まる時間は、サイクル時間の20%~60%、好ましくはサイクル時間の30%~50%を占める。
【0103】
図11は、
図10の位置制御曲線の速度プロファイルを示す。したがって、速度プロファイル54、55、56、及び57は、それぞれ
図7の位置制御曲線50、51、52、及び53に対応する。
図11は、ミリメートル毎秒単位のバルブ動作の速度(y軸)を、ミリ秒単位の時間(x軸)の関数として示す。
【0104】
位置50の制御曲線に対応する速度プロファイル54は、開放速度が100ミリ秒後に75ミリメートル毎秒の最大値を通過することを示す。反対に、速度プロファイル55、56、及び57は、速度の2つの最大値を示し、操縦の複数の可能性を示している。例えば、制御曲線53に対応する速度プロファイル57は、30ミリ秒後に280ミリメートル毎秒の第1の最大値を示し、次いで75ミリ秒後に55ミリメートル毎秒の速度の第2の最大値を示す。200ミリ秒後、速度プロファイルは負であり、計量バルブの閉鎖動作に対応する。
【0105】
曲線54、55、56、及び57では、初期速度は0であり(バルブ閉鎖)、次いで、バルブの開放に対応する少なくとも1つの正の最大値を通過して0に戻り(バルブ開放)、次いで、速度は、バルブの閉鎖に対応する負の最大値を通過して0に戻る(バルブ閉鎖)。
【0106】
曲線54では、バルブの初期速度が0であり、バルブが閉じていることが観察される。次いで、速度は増加し、時間100msで、すなわちサイクル時間の20%で最大開放速度(75mm/s)になる。サイクル時間の40%に相当する200msで、バルブ速度はゼロに戻り、バルブは開いている。200msから、速度はバルブの閉鎖動作に対応して負になる。最大閉鎖速度(15mm/s)に、時間250ms、すなわちサイクル時間の50%で到達する。サイクル時間の60%に相当する300msで、バルブはゼロに戻り、バルブは再び閉じている。300msから500msまで、バルブの速度は0のままである。
【0107】
曲線55では、バルブの初期速度が0であり、バルブが閉じていることが観察される。次いで、速度は増加し、時間32msで、すなわちサイクル時間の6.4%で第1の最大開放速度(138mm/s)になる。次いで、速度は低下し、時間120msで、すなわちサイクル時間の24%で第2の最大開放速度(36.7mm/s)になる。サイクル時間の40%に相当する200msで、バルブ速度はゼロに戻り、バルブは開いている。200msから、速度はバルブの閉鎖動作に対応して負になる。最大閉鎖速度(150mm/s)に、時間250ms、すなわちサイクル時間の50%で到達する。サイクル時間の60%に相当する300msで、バルブはゼロに戻り、バルブは再び閉じている。300msから500msまで、バルブの速度は0のままである。
【0108】
曲線56では、バルブの初期速度が0であり、バルブが閉じていることが観察される。次いで、速度は増加し、時間16msで、すなわちサイクル時間の3.2%で第1の最大開放速度(284mm/s)になる。次いで、速度は低下し、時間100msで、すなわちサイクル時間の20%で第2の最大開放速度(29.2mm/s)になる。サイクル時間の40%に相当する200msで、バルブ速度はゼロに戻り、バルブは開いている。200msから、速度はバルブの閉鎖動作に対応して負になる。最大閉鎖速度(150mm/s)に、時間250ms、すなわちサイクル時間の50%で到達する。サイクル時間の60%に相当する300msで、バルブはゼロに戻り、バルブは再び閉じている。300msから500msまで、バルブの速度は0のままである。
【0109】
曲線57では、バルブの初期速度が0であり、バルブが閉じていることが観察される。次いで、速度は増加し、時間16msで、すなわちサイクル時間の3.2%で第1の最大開放速度(284mm/s)になる。次いで、速度は低下し、時間72msで、すなわちサイクル時間の14.4%で第2の最大開放速度(61mm/s)になる。サイクル時間の24%に相当する120msで、バルブ速度はゼロに戻り、バルブは開いている。バルブの速度は、120ms~200ms、すなわちサイクル時間の24%~40%では0のままである。200msから、速度はバルブの閉鎖動作に対応して負になる。最大閉鎖速度(150mm/s)に、時間250ms、すなわちサイクル時間の50%で到達する。サイクル時間の60%に相当する300msで、バルブはゼロに戻り、バルブは再び閉じている。300msから500msまで、バルブの速度は0のままである。
【0110】
本発明によれば、バルブの最大開放速度は、10mm/s~500mm/s、好ましくは20mm/s~300mm/sに含まれる。
【0111】
本発明によれば、バルブの最大閉鎖速度は、10mm/s~500mm/s、好ましくは100mm/s~300mm/sに含まれる。
【0112】
本発明によれば、バルブの開放速度は、サイクル時間の2%~50%、好ましくはサイクル時間の3~40%の時間に1つ以上の最大値を通過する。
【0113】
本発明によれば、バルブの閉鎖速度は、サイクル時間の30%~80%、好ましくはサイクル時間の40~60%の時間に1つ以上の最大値を通過する。
【0114】
本発明によれば、バルブの開放速度は、サイクル時間の2%~50%、好ましくはサイクル時間の3~40%の時間に1つ以上の最大値を通過する。
【0115】
本発明によれば、バルブの速度は、サイクル時間の20%~70%を占める総持続時間、好ましくはサイクル時間の30%~60%を占める総持続時間にわたってゼロである。
【0116】
図12は、
図10に示すバルブの動作の加速度対時間プロファイルの図である。この図では、ミリメートル毎秒毎秒単位のバルブ動作の加速度(y軸)が、ミリ秒単位の時間(x軸)に対してプロットされている。
【0117】
図12に示す加速度曲線58、59、60及び61は、バルブの開放に関連する0ms~200msの加速及び減速の第1の段階と、バルブの閉鎖に関連する200ms~500msの加速及び減速の第2の段階とを示している。
【0118】
曲線58では、開放動作の最大加速度(1.16mm/s2)に、サイクル時間の9%に相当する時間44msで到達し、開放動作の最大減速度(-1.16mm/s2)に、サイクル時間の31%に相当する時間156msで到達する。曲線58では、バルブの閉鎖動作の最大加速度(-4.7mm/s2)に、サイクル時間の44%に相当する時間222msで到達し、閉鎖動作の最大減速度(4.7mm/s2)に、サイクル時間の56%に相当する時間278msで到達することも観察される。300msから500msまで、バルブの加速度は0のままである。
【0119】
曲線59では、開放動作の最大加速度(6.8mm/s2)に、サイクル時間の3.2%に相当する時間16msで到達し、開放動作の最大減速度(-6.8mm/s2)に、サイクル時間の9.6%に相当する時間48msで到達する。曲線58では、バルブの閉鎖動作の最大加速度(-4.7mm/s2)に、サイクル時間の44%に相当する時間222msで到達し、閉鎖動作の最大減速度(4.7mm/s2)に、サイクル時間の56%に相当する時間278msで到達することも観察される。300msから500msまで、バルブの加速度は0のままである。
【0120】
曲線60では、開放動作の最大加速度(28mm/s2)に、サイクル時間の1.6%に相当する時間8msで到達し、開放動作の最大減速度(-28mm/s2)に、サイクル時間の5.2%に相当する時間26msで到達する。曲線58では、バルブの閉鎖動作の最大加速度(-4.7mm/s2)に、サイクル時間の44%に相当する時間222msで到達し、閉鎖動作の最大減速度(4.7mm/s2)に、サイクル時間の56%に相当する時間278msで到達することも観察される。300msから500msまで、バルブの加速度は0のままである。
【0121】
曲線61では、バルブの開放動作の加速及び減速の2つの段階を明確に観察することができる。これらの2つの段階は、曲線59及び60では見えにくい。曲線61では、第1の段階の最大加速度(28mm/s2)に、サイクル時間の1.6%に相当する時間8msで到達し、第1の段階の最大減速度(-28mm/s2)に、サイクル時間の5.2%に相当する時間26msで到達する。第2の段階の最大加速度(2mm/s2)に、サイクル時間の10%に相当する時間52msで到達し、第2の段階の最大減速度(-2mm/s2)に、サイクル時間の20%に相当する時間102msで到達することも観察される。曲線61では、バルブの閉鎖動作の最大加速度(-4.7mm/s2)に、サイクル時間の44%に相当する時間222msで到達し、閉鎖動作の最大減速度(4.7mm/s2)に、サイクル時間の56%に相当する時間278msで到達することも観察される。300msから500msまで、バルブの加速度は0のままである。
【0122】
本発明によれば、投与バルブの開放動作の最大加速度及び減速度は、0.5m/s2~40mm/s2、好ましくは1mm/s2~30mm/s2に含まれる。
【0123】
本発明によれば、投与バルブの閉鎖動作の最大加速度及び減速度は、0.5m/s2~40mm/s2、好ましくは1mm/s2~30mm/s2に含まれる。
【0124】
本発明によれば、投与バルブの開放動作の最大加速度には、サイクル時間の0.5%~25%、好ましくはサイクル時間の1%~15%で到達する。
【0125】
本発明によれば、プレスの開放動作の最大減速度に、サイクル時間の3%から45%の間、好ましくはサイクル時間の5%から35%の間で到達する。
【0126】
本発明によれば、投与バルブの閉鎖動作の最大加速度に、サイクル時間の25%から65%の間、好ましくはサイクル時間の35%から55%の間で到達する。
【0127】
本発明によれば、投与バルブの閉鎖動作の最大減速度に、サイクル時間の35%から75%の間、好ましくはサイクル時間の45%から65%の間で到達する。
【0128】
本発明によれば、投与バルブの開放は、少なくとも1つの加速及び減速段階を含み、好ましくはいくつかの加速及び減速段階を含む。
【0129】
本発明によれば、投与バルブの閉鎖は、少なくとも1つの加速及び減速段階を含み、好ましくは1つの加速及び減速段階のみを含む。
【0130】
【0131】
図13は、少なくとも1つの押出ユニット31及び投与ノズル35を備える投与ユニット30を示す。
【0132】
押出アセンブリ31は、主に、温度制御されたバレル内に配置された押出スクリュー32と、樹脂がスクリュー内に供給されるホッパーとを備える。押出アセンブリは、計量装置35で混合される溶融樹脂を提供する。
図13に示す押出アセンブリはまた、スクリューによって供給される連続流量を投与ノズル35への不連続な供給速度に変換するためのアクチュエータ33を含む。したがって、空気圧シリンダ33は、スクリューの後方への動作(シリンダ33内の低圧P)によってスクリューの上流に樹脂を蓄積することと、次いでスクリューの前方への動作(シリンダ33内の高圧P)によって投与ノズル35内に樹脂を移送することとを交互に行うことを可能にする。空気圧シリンダ33は、有利には、樹脂蓄積段階中は閉じられ、樹脂移送段階中は開いている制御バルブ44に関連付けられる。
【0133】
投与ノズル35は、ノズル本体36と、オリフィス38を開閉するためのバルブ37とを有し、オリフィス38を通じて樹脂がリザーバ39から漏出して分量を形成する。
図13に示す例では、投与ノズル35はまた、バルブ軸上のステップ41を介して動くように設定されたピストン40を有する。本発明によれば、バルブ37及びピストン40は、電気モータ42によって駆動される。
図13に示す例では、電気モータ42は、バルブシャフトに取り付けられたラック43に接続されている。押出ユニット31及び投与ノズル35は、フレーム34に固定されている。製造中、投与ユニット30は、
図4~
図9に示すプレスの可動部3に対して固定位置にある。
【0134】
図13は、体積式投与装置、すなわち、材料の体積が制御された分量を生成する装置を示す。ピストン40の動作を誘発するバルブの制御された動作は、各投与作業でリザーバ39の体積を制御して空にすることを可能にする。
【0135】
図14は、代替的な投与ユニット30を示す。この例示的な装置では、分量の質量は、シリンダ33内の圧力Pと連動してバルブ37の動作を制御することによって定義される。シリンダ33内の空気圧Pの制御と併せて、
図10から
図12に示されるようなバルブの開閉動作の正確な制御は、制御された質量及び幾何学的形状の分量を得ることを可能にする。
図14に示す投与装置の例では、押出ユニット31はタンク39に直接接続されている。別の例では、パイロットバルブ(
図13の参照番号44を参照)が押出ユニット31と投与ノズル35との間に配置される。
【0136】
【0137】
図15は、圧縮成形機の一例の概略上面図である。この機械は、投与ユニット30と、金型13、14を搬送する回転タレット45と、プレス1と、排出装置(取出ステーション)とを備える。タレット45の割出しされた回転動作により、金型13、14は、
図15に示す投与、圧縮、冷却及び排出ステーションの前で連続的に停止する。本発明の好ましい実施形態によれば、タレット45は、不連続な回転動作によって駆動される。別の実施形態では、タレット45は、連続的な回転動作(一定の回転速度)によって駆動される。
【0138】
タレット45の割出しされたhb回転動作により、金型13、14は、
図15に示す投与、圧縮、冷却及び排出ステーションの前で連続的に停止する。本発明の好ましい実施形態によれば、タレット45は、不連続な回転動作によって駆動される。別の実施形態では、タレット45は、連続的な回転動作(一定の回転速度)によって駆動される。
【0139】
図16は、圧縮成形機の別の例の概略上面図である。国際公開第2017137079号に記載されているこの機械は、投与ユニット30と、金型13、14が固定されたサテライトタレット29を搬送する回転タレット45と、プレスと、装填及び取出装置/ステーションとを備える。この機械は、サテライトタレットが主タレットとは反対方向に回転することによって特徴付けられる。好ましい実施形態によれば、
図16に示す機械のタレット45は、連続的な回転動作によって駆動される。別の実施形態では、タレット45は、不連続な回転動作によって駆動される。
【0140】
本発明は、チューブヘッド、クロージャ、又はカプセルなどの他の種類のパッケージなどの単層又は多層分量の圧縮成形によって単層又は多層物体を製造することを可能にする。
【0141】
本明細書は、本発明の全容及び範囲を表すものとして意図されておらず、解釈されるべきでもない。本発明は、本明細書ならびに添付の図面及び本発明の詳細な説明に様々なレベルで詳細に記載されており、本発明の範囲に関する限定は、要素、構成要素などを含むか含まないかのいずれかによって意図されるものではない。本発明の追加の態様は、特に図面と併せて検討した場合に、詳細な説明からより容易に明らかになる。すべての値(時間、サイズ、パーセンテージなど)は、非限定的な例/値として本明細書に示されており、他のそのような値は、状況、機械及びその部品及び/又は成形される製品(そのサイズ、寸法など)のサイズ及び構成、成形される材料の量などに応じて可能である。
【0142】
さらに、例示的な実施形態は、本明細書に開示されるシステム及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解を提供するために記載されている。これらの実施形態の1つ以上の例が、添付の図面に示されている。当業者は、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示されるシステム及び方法が非限定的な例示的実施形態であり、本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ定義されるものではないことを理解するであろう。例示的な実施形態に関連して例示又は説明された特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせられてもよい。そのような修正形態及び変形形態は、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。従来の方法及びシステムに関するいくつかの問題が本明細書に記載されており、本明細書に開示された方法及びシステムは、これらの問題の1つ以上に対処し得る。これらの問題を説明することによって、当技術分野におけるそれらの知識に関する自認は意図されない。当業者は、特定の方法及びシステムが本発明の実施形態に関して本明細書に記載されているが、本発明の範囲はそのように限定されないことを理解するであろう。さらに、本発明をいくつかの実施形態と併せて説明してきたが、多くの代替形態、修正形態及び変形形態が、適用可能な技術分野の当業者には明らかであろう、又は明らかであることは明白である。したがって、本発明の趣旨及び範囲内にあるすべてのそのような代替形態、修正形態、均等物及び変形形態を包含することが意図されている。
【符号の説明】
【0143】
1…プレス、2…プレスの固定部、3…プレスの可動部、4…電気モータ、5…空気ばね、6…プレストグル、7…固定フレーム、8…線形ガイド、9…回転ガイド、10…可動フレーム、11a…固定部の結合要素、11b…可動部の結合要素、12…空気圧シリンダ、13…金型の上部、14…金型の下部、15…金型キャビティ、16…オリフィスピン、17…空気ばね、18…金型の摺動スリーブ、19…上側ストッパ、20…下側ストッパ、21…プレス位置制御曲線(低速)、22…プレス位置制御曲線(高速)、23…プレス位置制御曲線(最適)、24…プレス速度曲線(低速)、25…プレス速度曲線(高速)、26…プレス速度曲線(最適)、29…サテライトタレット、30…投与ユニット、31…押出ユニット、32…押出スクリュー、33…空気圧シリンダ、34…フレーム、35…投与ノズル、36…投与ノズル本体、37…計量バルブ、38…オリフィス、39…タンク、40…ピストン、41…段差部、42…電気モータ、43…ラック、44…バルブ、45…回転タレット、46…プレス加速度曲線(低速)、47…プレス加速度曲線(高速)、48…プレス加速度曲線(最適)、50…位置制御曲線(低速、200ms)、51…位置制御曲線(高速60ms、200ms)、52…位置制御曲線(高速30ms、200ms)、53…位置制御曲線(高速30ms、120ms)、54…速度制御曲線(低速、200ms)、55…速度制御曲線(高速60ms、200ms)、56…速度制御曲線(高速30ms、200ms)、57…速度制御曲線(高速30ms、120ms)、58…加速度制御曲線(低速、200ms)、59…加速度制御曲線(高速60ms、200ms)、60…加速度制御曲線(高速30ms、200ms)、61…加速度制御曲線(高速30ms、120ms)。
【国際調査報告】