(57)【要約】  熱硬化性ポリマーの製造方法及び該製造方法を用いた分配機。前記製造方法は、計量ステップ、特に、各要素の質量流量の較正を含み、これは、操作または入力エラーのない信頼性の高いキャリブレーションを保証し、オペレーターの時間を節約するために、完全に自動的に実装される。【選択図】図２
2021524394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの成分を含む熱硬化性ポリマーの製造方法であって、前記製造方法は、少なくとも以下のステップを含む：
分配機の制御ユニットは各成分の計量を制御し、
前記制御ユニットは、前記分配機の混合チャンバ内の各成分を搬送するように少なくとも１つの搬送部材に命令し、
前記制御ユニットは、計量された前記成分を混合するように前記混合チャンバの混合要素に命令し、
前記制御ユニットは、金型内または容器内で得られた混合物を分配するように分配デバイスに命令し、
前記製造方法は、各成分の少なくとも１つの較正ステップを含み、当該較正ステップは、
ａ）前記制御ユニットは、成分の実体積を得るために、前記分配機の計量装置上に配置された容器に、初期パラメータによって決定された成分の試験量を流し込むために混合ヘッドに命令し、
ｂ）前記分配機の前記計量装置はステップａ）で得られた前記実体積を計量し、
ｃ）前記制御ユニットは、所定の流し込み時間中にデフォルトで決定される、ポンプサイズ、ポンプ速度および重力値との間で、初期関係データを用いて、ステップｂ）で用いられる初期パラメータから決定される理論質量と、ステップａ）で用いられる初期パラメータから決定された実体積の実質量とを比較し、
ｄ）前記制御ユニットは、ステップｃ）の比較から補正係数を決定し、
ｅ）前記制御ユニットは、ステップｄ）で得られた前記補正係数を用いて、出力流量とポンプ速度との間の最終関係データにおける前記初期関係データを修正する、ことを含み、
前記較正ステップは、異なるパラメータのセットによって定義された少なくとも１つの測定点について実施され、
計量ステップは、要素の所望の質量流量を得るためにポンプ速度を制御することによって実施され、前記制御ユニットは、ステップｅ）で得られる前記最終関係データを用いて前記ポンプ速度を制御する、
製造方法。
【請求項２】
前記初期パラメータは、
ポンプ速度および／または注入時間および／またはポンプ圧力であり得る、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記較正ステップは、
様々な測定点について実施することができる、
請求項１または請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
ステップａ）〜ステップｅ）が連続して実施される、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
各注入口に動圧調整器を使用することにより、圧力は、もはや初期パラメータではないので、前記測定点は異なるポンプ速度のみである、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
ステップｇ）を含み、ここで、前記制御ユニットは、各構成要素の最終的な関係データの履歴を記録するメモリを備える、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
ステップｈ）を含み、ここで、前記制御ユニットは、すでに較正された構成要素を認識するために最終的な関係データの履歴の記録を使用し、
ステップｉ）を含み、ここで、前記制御ユニットは、ステップｈ）で使用された記録に応じて較正調整および／または圧力調整の指示を示唆する、
請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記分配機および前記制御ユニットは、
前記金型によって生成される異なる背圧を有する複数の調合物、複数の出力を分配するようになっている、
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
例えば低圧力計及び混合機である分配機であって、
前記分配機は、少なくとも２つの異なる成分に基づいて熱硬化性ポリマーを製造するように構成され、前記分配機は、少なくとも、
制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続される、マンーマシンインタフェースと、
少なくとも２つの構成要素のための少なくとも２つの注入口、並びに、前記少なくとも２つの構成要素のそれぞれのための回路及び出口を備える混合ヘッドと、
前記構成要素の流れを制御するように構成されるポンプと、
前記構成要素を一緒に混合するように構成される混合要素を備える混合チャンバと、
前記混合チャンバ内で得られた混合物を分配するように構成される分配装置と、を含み、
前記分配機は、少なくとも非アクティブ位置から移動可能であるように構成される、統合された計量装置を含み、
前記計量装置が、前記分配装置内に配置され、
前記計量装置が、並進および／または回転によって前記分配装置から突出して少なくとも１つのアクティブ位置にあり、
前記計量装置が、前記アクティブ位置において前記混合ヘッドの下に配置され、前記制御ユニットに接続され、
前記制御ユニットが前記計量装置を制御するように構成される、
ことを特徴とする、分配機。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の製造方法を実施するように構成された、
請求項９に記載の分配機。
【請求項１１】
動圧調整器を含む、
請求項９又は請求項１０に記載の分配機。
【請求項１２】
前記動圧調整器は使用時に、プロセスによって前記混合ヘッドの下流で生成される圧力とは独立して、一定の圧力レベルを維持することができる、
請求項１１に記載の分配機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧力計及び混合機によって実施される熱硬化性ポリマーの製造方法に関し、好ましくは、自動較正のステップを含む製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数の反応性成分を有する配合物に基づくポリウレタンまたは他の熱硬化性ポリマーを処理するための低圧分配機は、従来、分配機、計量混合機または鋳造機とも呼ばれ、広く知られている。
【０００３】
前記分配機は構成要素回路を含み、各回路は、ポリマー配合物の１つの構成要素に対応する。各構成要素回路は構成要素を液化し、構成要素を液体または所望の粘度に維持するために加熱されることが多く、構成要素を液体形態で収容する貯蔵タンクを備える。各構成要素回路は、混合ヘッドと、ポンプと、混合ヘッドに配置された三方弁に通じる第１のホースまたはダクトと、貯蔵タンクに戻る第２のホースまたはダクトとを備えることができる。各々の構成要素の流れを恒久的に再循環させ、混合ヘッドに向かい貯蔵タンクに戻って均一な温度および一定の流量を得ることは有利である。
【０００４】
一般に、処理化学物質がコンパクトポリウレタン配合物（ＣＰＵ）のような少量の反応性化学物質を含む場合、および機械が異なる出力および背圧で広範囲の配合物を処理することができる場合、正確な重量比ひいては目標化学量論比を得るために、各成分の流量を正確に調整することが極めて重要である。
【０００５】
三方弁が開くと、構成要素は、混合室に流入し、高速で回転する動的混合タービンを介して混合され、空気を導入することなく構成要素を混合することができる。次いで、液体反応性混合物は、金型開放キャビティ内に自由に分配されるか、または、閉鎖金型の底部に接続されたホースを通して注入され、次いで、一般に１０バール未満の背圧を生成し得る。
【０００６】
さらに、ポンプは内部漏れを有し、これは、その品質、圧送される製品の粘度、およびその作動圧力および回転速度に応じて、多かれ少なかれ厳しくなり得る。所定の粘度の場合、流量は線形ではなく、圧力と速度に依存する。各構成要素の正確で一貫した流れを得るために、古典的な技術が広く使用されており、質量流量を決定し、ポンプ速度を調整するために、決定された時間に各構成要素を手動で秤量することに基づいている。この技術は、構成要素の各々の量が機械から引き出されるので、「較正方法」または「外部較正」として知られている。この制限は使用される幾何学的形状および成形方法に応じて様々な背圧レベルを生成しながら、金型または容器内で得られる混合物の様々な出力で様々な組の比率を分配することが機械に想定される場合である。パラメータの各セットに対して較正点を実行することは長すぎるであろう。
【０００７】
校正方法は手動であることが多い。各構成要素についての理論的作業圧力が設定され、オペレータは、一般に、各構成要素について分配された製品の２つの異なる時間で、平均速度で、または製剤の１つの速度で計量され、次いで、マン・マシン・インターフェースを介して、得られた重量を機械上にキーイング（ｋｅｙｉｎｇ）する。機械が作動圧力の異なる複数の比率、出力を分配している場合、ポンプの偏差が一定であることが近似として考えられる。機械の適切な設定は、オペレータ、計量操作に対する注意、はかりの精度によって決まる。機械にリンクされたスケールを使用する改良された装置が提案されているが、計量操作はオペレータによって、成分ごとに行われたままである。
【０００８】
特に効率的な圧力制御が利用可能でない場合、代替技術を使用することができ、前記技術は頻繁な較正を回避し、鋳造中に機械出力を自動的に調整するために、構成要素回路のそれぞれに流量計、体積流量計または質量流量計のいずれかを装備して構成される。質量流量計はより堅牢であるのでしばしば好ましいが、この技術は高価である。
【発明の概要】
【０００９】
以上のことを踏まえ、本発明の狙いは、高価ではなく、手動操作なしに、特に計量ステップにおいて正確な精度で自動的に実施される製造方法を提供することである。
【００１０】
この目的のために、本発明の目的は少なくとも２つの成分を含む熱硬化性ポリマーの製造方法であり、前記製造方法は、少なくとも以下のステップを含む：
分配機の前記制御ユニットは各成分の計量を制御し、
前記制御ユニットは、前記分配機の混合チャンバ内の各成分を搬送するように少なくとも１つの搬送部材に命令し、
前記制御ユニットは、計量された前記成分を混合するように前記混合チャンバの混合要素に命令し、
前記制御ユニットは、金型内または容器内で得られた混合物を分配するように分配デバイスに命令し、
前記製造方法は、各成分の少なくとも１つの較正ステップを含み、当該較正ステップは、
ａ）前記制御ユニットは、成分の実体積を得るために、前記分配機の計量装置上に配置された容器に、初期パラメータによって決定された成分の試験量を流し込むために混合ヘッドに命令し、
ｂ）前記分配機の前記計量装置はステップａ）で得られた前記実体積を計量し、
ｃ）前記制御ユニットは、所定の流し込み時間中にデフォルトで決定される、ポンプサイズ、ポンプ速度および重力値との間で、初期関係データを用いて、ステップｂ）で用いられる初期パラメータから決定される理論質量と、ステップａ）で用いられる初期パラメータから決定された実体積の実質量とを比較し、
ｄ）前記制御ユニットは、ステップｃ）の比較から補正係数を決定し、
ｅ）前記制御ユニットは、ステップｄ）で得られた前記補正係数を用いて、出力流量とポンプ速度との間の最終関係データにおける前記初期関係データを修正する、ことを含み、
前記較正ステップは、異なるパラメータのセットによって定義された少なくとも１つの測定点について実施され、
前記計量ステップは、要素の所望の質量流量を得るためにポンプ速度を制御することによって実施され、前記制御ユニットは、ステップｅ）で得られる前記最終関係データを用いて前記ポンプ速度を制御する。
【００１１】
この製造方法及び本発明の分配機によって、計量ステップ、特に質量流量の較正が完全に自動的に実施される。さらに、本発明の前記分配機は操作または入力エラーのない信頼性のある較正を保証し、オペレータ時間を節約する。
【００１２】
本発明の特徴によれば、初期パラメータは、ポンプ速度および／またはポンプ作動圧力であり得る。
【００１３】
本発明の特徴によれば、較正ステップは、ポンプ速度範囲及び／又はポンプ作動圧力に対して規則的に又は不規則に分布された、好ましくは３〜８個の測定点のための、いくつかの測定点に対して実施することができる。有利には、それぞれの測定点について、選択されたポンプ速度に関連する修正係数がステップｄ）によって決定され、制御ユニットに組み込まれたメモリーのような記録手段によって制御ユニットに記録される。
【００１４】
本発明の特徴によれば、各測定点は、全ポンプ速度範囲および圧力範囲を最適化された方法でカバーするように構成される。
【００１５】
本発明の特徴によれば、ステップａ）〜ｅ）は連続して実施される。
【００１６】
本発明の特徴によれば、各注入口に動圧調整器を使用することにより、圧力は、もはや初期パラメータではないので、測定点はポンプ速度が異なるだけである。したがって、測定点はポンプ作動圧力が好ましくは動圧調整器を介して制御されるので、種々のポンプ速度に対してのみ実施され、これは、プロセスによって混合ヘッドの下流で発生する圧力とは独立して一定の圧力レベルを維持することができる。
【００１７】
本発明の特徴によれば、制御ユニットは、較正ステップの履歴を記録するように構成されたメモリを備える。この機能により、品質保証、生産トラブルシューティング及び整備分析が可能になる。有利には、製造方法がステップｇ）を含み、ここで、制御ユニットのメモリは各構成要素の各測定点についての最終的な関係データの履歴を記録する。
【００１８】
本発明の特徴によれば、ステップｈ）を含み、ここで、前記製造方法は、前記制御ユニットは最終的な関係データの履歴の記録を使用し、ステップｉ）を含み、ここで、前記制御ユニットは、ステップｈ）において使用される記録に応じて、較正調整および／または圧力調整のための指示を示唆する。この特徴は、オペレータが厳密なプロセスに従うのを助け、正確で信頼性のあるプロセスを提供することを可能にする。
【００１９】
本発明の特徴によれば、較正調整は、較正ステップの実装頻度の評価とすることができる。例えば、較正ステップが所定の期間の間に実施されない場合、制御ユニットは正確なパラメータで作業するために、前記較正ステップを実施することを示唆する。有利には、作業者が較正ステップの実施頻度を設定することができる。
【００２０】
本発明の特徴によれば、分配機および制御ユニットは複数の調合物を分配するようになっており、複数の出力は、金型によって生成される異なる背圧を有する。
【００２１】
本発明の別の目的は、例えば低圧力計及び混合機、の分配機を提供することであり、分配機は、少なくとも２つの異なる成分に基づいて熱硬化性ポリマーを製造するように構成され、少なくとも以下を含む：
制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続される、マンーマシンインタフェースと、
少なくとも２つの構成要素のための少なくとも２つの注入口、並びに、前記少なくとも２つの構成要素のそれぞれのための回路及び出口を備える混合ヘッドと、
前記構成要素の流れを制御するように構成されるポンプと、
前記構成要素を一緒に混合するように構成される混合要素を備える混合チャンバと、
前記混合チャンバ内で得られた混合物を分配するように構成される分配装置と、を含み、
前記分配機は、少なくとも非アクティブ位置から移動可能であるように構成される、統合された計量装置を含み、
前記計量装置が、前記分配装置内に配置され、
前記計量装置が、並進および／または回転によって前記分配装置から突出して少なくとも１つのアクティブ位置にあり、
前記計量装置が、前記アクティブ位置において前記混合ヘッドの下に配置され、前記制御ユニットに接続され、
前記制御ユニットが前記計量装置を制御するように構成される。
【００２２】
計量装置を内蔵したこの分配機によって、計量装置は、オペレータに呼びかけることなく、構成部品の重み付け体積の質量に対する重み付け値を収集する制御ユニットに直接接続されるので、正確で信頼性のある重み付け値を収集することが可能である。
【００２３】
本発明の特徴によれば、本発明の分配機は、本発明の製造方法を実施することを可能にする。
【００２４】
本発明の特徴によれば、分配機は、動圧調整器を備える。動圧制御と組み合わせたキャリブレーション処理により、成形によって発生する圧力がポンプに与える影響を排除できるため、多配合、各種出力、鋳造方法を優れた精度で分配するために、速度に応じたポンプのキャリブレーションが可能になる。動圧調整器によって、ポンプ速度のみがパラメータセットに残る。
【００２５】
本発明の特徴によれば、分配機の動圧調整器はプロセスによって混合ヘッドの下流で発生する圧力とは独立して一定の圧力レベルを維持することができる。
【００２６】
本発明の特徴によれば、動圧調整器は、調節可能な力または付勢部材を有する可動ピストンを用いて材料の流れを制限するように構成され、その結果、下流側の圧力の任意の増加は上流側の全圧力がほぼ一定のままであるように、制限された領域を増加させる。動圧調整器は、オペレータが様々な鋳造作業中に必要とされるよりも大きな余分な作業圧力を加えることを可能にし、下流の任意の追加の背圧が調整器を自己調整させ、ポンプのための一定の上流作業圧力を維持するようにする。したがって、各コンポーネントの圧力を定義された十分なレベルに設定し、外部校正および対応する出力調整を慎重に行うことができる。次に、機械は鋳造方法および背圧が何であっても、比を保ちながら、作業期間中に各コンポーネントの一貫した出力を正確に送り出すことになる。
【００２７】
本発明の特徴によれば、計量装置は、一端に重み付けセンサを支持するアームを備える。
【００２８】
本発明の特徴によれば、容器が重み付けセンサ上に位置決めされると、該容器の存在が検出され、制御ユニットは、そのような情報を受け取って較正ステップを開始する。
【００２９】
本発明は、本発明の実施形態を例として以下の図面に基づいて説明する、以下の詳細な明細書によって、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、出力流量とポンプ速度との間の初期関係データ、最終関係データおよび補正係数のない関係データのグラフである。
【図２】図２は、本発明の分配機の側面図である。
【図３】図３は、本発明の分配機の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図２および図３に示される本発明の分配機１００は、低圧力計及び混合機である。分配機１００は、以下に詳述する製造方法を実施することによって、少なくとも２つの異なる構成要素に基づいて熱硬化性ポリマーを製造するように構成される。
【００３２】
本発明によれば、図２および図３に示すように、分配機１００は、制御ユニット１０１と、制御ユニット１０１に接続されたマン・マシン・インターフェース１０２とを備える。分配機１００は、少なくとも２つの成分のための少なくとも２つの注入口１０３ａと、少なくとも２つの成分の各々のための回路１０３ｂとを備えた混合ヘッド１０３を備える。成分は容器１０７に貯蔵される。分配機１００は、混合ヘッド１０３に到達する成分の流れを制御するように構成されたポンプ１０４と、成分を一緒に混合するように構成された混合要素（図示せず）を装備した混合チャンバ１０５と、混合チャンバ１０５内で得られた混合物を金型または容器（図示せず）内に分配するように構成された分配デバイス（図示せず）とをさらに備える。
【００３３】
本発明によれば、分配機１００は、摺動可能に一体化された計量装置１０６を備える。計量装置１０６は、その一端に重み付けセンサ１０６ｂが配置されたアーム１０６ａを備える。計量装置１０６は、（図２に点線で示されている）少なくとも非アクティブ位置から移動可能であるように構成されている。計量装置１０６は、分配機１００に配置されている。計量装置１０６は、並進および／または回転によって分配機１００から少なくとも１つのアクティブ位置まで突出する。図２及び図３に示すように、計量装置１０６は、アクティブ位置において混合ヘッド１０３の下に配置される。
【００３４】
制御ユニット１０１は、混合ヘッド１０３、好ましくは動圧調整器１０３ａを備えるその注入口、ポンプ１０４、計量装置１０６、混合チャンバ１０５、マン・マシン・インターフェース１０２などの分配機１００のすべての要素を制御するように構成される。
【００３５】
熱硬化性ポリマーを製造するために、分配機１００は、上述した製造方法を実施する。第１に、オペレータは、較正すべき構成要素を選択または入力する必要がある。この選択またはこのエントリは、マン・マシン・インターフェース１０２を介して制御ユニット１００内で実施することができる。次いで、注入口１０３ａに動圧調整器が装備されていることが好ましい場合、オペレータは、鋳造プロセスに必要な背圧よりも高い作業圧力を調整することができる。
【００３６】
そして、制御ユニット１０１は、部品毎の校正ステップに携わる。これを行うために、制御ユニットは、計量装置１０６に対して、アクティブ位置に移動するように命令するか、またはオペレータが計量装置１０６をアクティブ位置に移動させる。計量装置１０６が一旦アクティブ位置になると、制御ユニット１０１は図２および図３に見られるように、実際の体積の成分を得るために、分配機１００の計量装置１０６上に配置された容器１内の初期パラメータによって決定された試験量の成分を混合ヘッド１０３に注ぐように命令する。この順序は、容器１が計量装置１０６上で検出された場合にのみ実行される。容器１が重み付けセンサ１０６ｂ上に配置されると、該容器１の存在が検出され、制御ユニット１０１は、このような情報を受信して、較正ステップを開始する。
【００３７】
成分の試験量が注入され、計量装置１０６は、成分の前記試験量の実際の体積を計量する。計量装置１０６は、重み情報を制御ユニット１０１に送る。
【００３８】
制御ユニット１０１は、出力流量とポンプ速度との間の初期関係データを使用することによって、実際の容積の実際の質量と、初期パラメータから決定される理論質量とを比較する。初期関係データは図１において、二乗ドットで表される補間曲線を介して示されているが、実際の質量は三角形で表されている。非線形偏差をより良く表示するために、簡略化目的のために、偏差は乗算係数で示され、決定された重力値は１である。偏差は、×印で表され、実出力と理論出力との間の差を示す。
【００３９】
次いで、制御ユニット１０１は較正のために決定されたポンプ速度で補正係数を決定し、グラフにおいて、全ポンプ速度の３０％であり、偏差に対応して、グラフ２％上にある。
【００４０】
偏差は一定ではなく、ポンプ速度によって変化する場合があるため、より良い結果を得るために、較正ステップは、異なるポンプ速度の設定によって定義されるいくつかの測定点に対して実施される。好ましい実施形態では、動圧調整器によって各構成部品の圧力が安定している場合、異なる圧力で較正点を実行する必要はない。ポンプ速度パラメータのみが、全ての必要な補正係数を得るのに十分である。ポンプ速度範囲の各ゾーンについて、制御ユニットは、成分の処方に従って、質量流量および生成物の量を送達するための適切な補正係数を考慮に入れて、成分を測定することができるであろう。
【００４１】
構成要素のすべての測定点が較正されるとき、オペレータの選択に応じて、制御ユニットは、他の構成要素に対して同じ較正手順を行うことができる。
【００４２】
次に、制御ユニットは、分配機１００の混合チャンバ１０５内の各成分を搬送するために少なくとも１つの搬送部材に命令し、計量された成分を混合するために混合チャンバ１０５の混合要素に命令する。最後に、得られた混合物は、型または容器に分配または注入される。
【００４３】
本発明は、異なる出力でかつ金型によって発生する異なる背圧で広範囲の調合物を処理することができる３又は４成分機械の例において、あらゆる低圧力計及び混合機に適用することができる。この機械に動圧調整器が装備されている場合、本発明は従来の方法と比較して優れた精度で、新規で、（測定点数が３〜８点のみであって）単純な、自動較正方法を提供する。
【００４４】
明らかに、本発明は、添付の図面を用いて説明され、表される実施形態に限定されない。特に、各要素の構成の観点から、または技術的等価物の置換によって、本発明の範囲を全て離れることなく、変更が可能である。
【図１】
2021524394.tif 000003
【図２】
2021524394.tif 000004
【図３】
2021524394.tif 000005
【国際調査報告】
2021524394.tif 000006
2021524394.tif 000007