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DE60024609T2 - Apparat zur herstellung von klebstoff-patronen - Google Patents

Apparat zur herstellung von klebstoff-patronen Download PDF

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DE60024609T2
DE60024609T2 DE60024609T DE60024609T DE60024609T2 DE 60024609 T2 DE60024609 T2 DE 60024609T2 DE 60024609 T DE60024609 T DE 60024609T DE 60024609 T DE60024609 T DE 60024609T DE 60024609 T2 DE60024609 T2 DE 60024609T2
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DE
Germany
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molten
pump
thermoplastic adhesive
temperature
adhesive
Prior art date
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Expired - Lifetime
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DE60024609T
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DE60024609D1 (de
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H. Gerhard HAAS
Anthony Saenz
R. Timothy SUMNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jowat Lobers und Frank GmbH and Co KG
Original Assignee
Jowat Lobers und Frank GmbH and Co KG
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Extrudieren von Kunststoffmaterialien und insbesondere eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung bzw. Formgebung von Schmelzklebstoffpatronen bzw. -kartuschen.
  • Kommerzielle Schmelzklebstoffe werden häufig in einer Vielfalt von Herstellungsverfahren eingesetzt. Diese Verfahren umfassen das Aufbringen bzw. Befestigen von Möbelverkleidungen bzw. -beschichtungen, Verpackungsausklebern bzw. -etiketten und Profilabdeckungen. Üblicherweise werden diese Klebstoffe in Patronen- bzw. Kartuschenform bereitgestellt, welche Zylinder eines gehärteten Klebstoffs mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 20 mm aufweisen. In Abhängigkeit von dem chemischen Aufbau des Klebstoffs werden die Zylinder in kontinuierlicher Weise durch einen herkömmlichen Extruder extrudiert, wobei ein zum Extrudieren von Kunststoffen vergleichbares Verfahren eingesetzt wird. Dies galt jedoch nur für kleinere Größen. Die kleineren Größen benötigen üblicherweise keine externe bzw. äußere Unterstützung, da die meisten der Zusammensetzungen schnell abkühlen und aushärten. Patronen mit größerem Durchmesser, d.h. größer als etwa 43 mm, benötigten zum Herstellen der gewünschten Form und zur Gewährleistung einer ausreichenden Abkühlzeit eine Einzelform. Beispielsweise werden Klebstoffe, wie geringklebriges ("low tack") Ethylenvinylacetat (EVA) zuerst granuliert und anschließend in einen Extruder überführt.
  • Jedoch können einige kommerzielle thermoplastische Schmelzklebstoffe, wie hochklebriges ("high tack") Ethylenvinylacetat (EVA) oder amorphe Polyalphaolefine (APAO) nicht in herkömmlicher Weise extrudiert werden. Dies ist damit begründet, daß diese Zusammensetzungen dermaßen "klebrig" sind, daß die Granalien bzw. Körnchen miteinander verklumpen und der Kunststoff nicht extrudiert werden kann. Das heißt, daß die aus diesen Klebstoffen gebildeten Granalien bzw. Körnchen nicht ohne weiteres bzw. bereitwillig fließen, sondern eine zusammenhängende Masse bilden, welche den Fülltrichter des Extruders verstopft. Diese Klebstofftypen müssen unter Verwendung eines diskontinuierlichen bzw. chargenweisen Verfahrens ("batch"-Verfahren) hergestellt bzw. geformt werden, welches das Befüllen einer Reihe von zylindrischen Formen mit geschmolzenem Klebstoff umfaßt. Die Formen werden gekühlt, und der Klebstoff wird zugeschnitten ("getrimmt") und aus der Form entfernt.
  • Selbst mit den erhältlichen besten Automatisierungseinrichtungen beträgt der maximale Durchsatz bei Verwendung dieses diskontinuierlichen Verfahrens zwischen etwa 31,75 und 45,36 kg (70 und 100 Pfund) pro Stunde. Zudem ist das diskontinuierliche Verfahren arbeitsintensiv und führt zu einer großen Menge an Ausschußklebstoff, welcher rezykliert werden muß. Zudem würde es wünschenswert sein, daß der Granulierschritt eliminiert werden könnte.
  • Das Dokument US-A-5,865,927 offenbart eine Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff, eine Pumpe stromabwärts der Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff zur Bereitstellung eines geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffstromes, einen Sieb- bzw. Spaltfilter zur Vermeidung des Austrags von Verunreinigungen in den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom und eine temperaturregelbare Leitung stromabwärts der Pumpe zur Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Schmelzstromes. Jedoch wird der geschmolzene Schmelzstrom auf eine Temperatur abgesenkt, bei welcher er geformt werden kann und dann durch eine in geeigneter Weise bemessenen Runddüse wird dieser stromabwärts extrudiert. Das geformte Extrudat wird dann an ein Beschichtungssystem weitergeführt, wo es mit einem Material beschichtet wird, welches erwärmt wird und zurückfließt, um eine nichtklebrige bzw. klebefreie Beschichtung auf dem Klebstoffkern herzustellen.
  • Weiterhin beschreibt die US-A-4,093,485 ein Verfahren zur Herstellung bzw. Formgebung einer Schmelzklebstoffpatrone mit einer nichtklebrigen, äußeren thermoplastischen Beschichtung. Die Schmelzklebstoffpatrone wird durch Extrudieren einer Hülse bzw. Hülle eines nichtklebrigen thermoplastischen Materials mit vorgegebener außenseitiger Abmessung geformt, wobei die Hülse zur Abbindung bzw. Aushärtung des thermoplastischen Materials abgekühlt und ein Schmelzkleber in die Hülse eingebracht wird. Jedoch offenbart dieses Dokument keine temperaturregelbare Leitung, durch welche der geschmolzene Klebstoffschmelzstrom ausgetragen wird. Somit wird eine differenzierte Temperaturregelung gemäß einem ersten und zweiten Erwärmungsbereich in bezug auf die temperaturregelbare Leitung in diesem Dokument nicht beschrieben.
  • Somit besteht ein Bedarf, eine Vorrichtung zur Herstellung von thermoplastischen Klebstoffpatronen bereitzustellen, welche kontinuierlich verfährt und bei welcher gleichzeitig eine Granulierung des thermoplastischen Klebstoffs vor Verwendung nicht erforderlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Kunststoffkörpers gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit. Weitere spezifische Ausführungsformen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Ansprüche 2 bis 20.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Klebstoffpatrone gemäß dem unabhängigen Anspruch 21 bereit. Eine weitere spezifische Ausführungsform ist Gegenstand des entsprechenden abhängigen Anspruchs 22.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von thermoplastischen Klebstoffpatronen bzw. -kartuschen. Eine Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff stellt eine Zufuhr eines geschmolzenen Klebstoffs zu einer Pumpe stromabwärts der Zufuhr für den thermoplastischen Klebstoff bereit. Die Pumpe stellt dann einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom bereit, welcher durch einen Sieb- bzw. Spaltfilter stromabwärts der Pumpe geführt werden kann, um den Austrag von Verunreinigungen in den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom von der Pumpe zu vermeiden. Eine temperaturregelbare Leitung stromabwärts der Pumpe senkt dann die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffschmelzstromes knapp oberhalb seines Erweichungspunktes ab.
  • Eine kontinuierliche Formgebungseinrichtung ist stromabwärts der Schmelzpumpe zur Aufnahme des geschmolzenen Kunststoffschmelzstromes von der Schmelzpumpe angeordnet, um die thermoplastische Klebstoffpatrone kontinuierlich herzustellen. Die kontinuierliche Formgebungseinrichtung umfaßt eine Zufuhr für geschmolzenes Formmaterial und einen Düsenkopf zur Aufnahme des geschmolzenen Formmaterials und zur Verarbeitung bzw. Formgebung einer kontinuierlichen Form. Gemäß einer Ausführungsform kühlt ein Abkühlbereich stromaufwärts des Austrags der Schmelzpumpe und stromabwärts des Düsen kopfes das geschmolzene Formmaterial unterhalb der Temperatur seines Erweichungspunktes ab, um die kontinuierliche Form vor Aufnahme des geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffs zu formen bzw. herzustellen.
  • Der Abkühlbereich kann eine Vakuumkammer zur Aufnahme des geschmolzenen Formmaterials von dem Düsenkopf und zum auswärtsgerichteten Ausdehnen der Außenwand der kontinuierlichen Form aufweisen. Eine Kalibrieranordnung kann die kontinuierliche Form zur Regelung des auswärtsgerichteten Ausdehnens der Außenwand der kontinuierlichen Form umgeben. Schließlich kann eine Kühlflüssigkeit das geschmolzene Formmaterial zur Abkühlung und Verfestigung des Formmaterials umgeben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kühlt ein zweiter Abkühlbereich stromabwärts des Auslasses der Schmelzpumpe den in die kontinuierliche Form ausgetragenen geschmolzenen Kunststoffschmelzstrom unterhalb der Temperatur seines Erweichungspunktes ab, um den thermoplastischen Klebstoff innerhalb der kontinuierlichen Form zu formen.
  • Zusätzlich befördert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Fördereinrichtung stromabwärts der Abkühlbereiche die kontinuierliche Form und den Klebstoff stromabwärts mit einer Geschwindigkeit, welche proportional zur Austragsrate des geschmolzenen Kunststoffmaterials in die kontinuierliche Form ist.
  • Schließlich entfernt gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform eine Schneidevorrichtung stromabwärts der Fördereinrichtung die kontinuierliche Form von dem thermoplastischen Klebstoff und schneidet den Klebstoff für die nachfolgende Verwendung in vorgegebene Längen.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von thermoplastischen Klebstoffpatronen bereitzustellen. Die Vorrichtung umfaßt: Eine Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff; eine Pumpe stromabwärts der Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff zur Bereitstellung eines geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstromes; gegebenenfalls einen Siebfilter (Spaltfilter) stromabwärts der Pumpe zur Vermeidung des Austrags von Verunreinigungen in den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom von der Pumpe; eine temperaturregelbare Leitung stromabwärts der Pumpe zur Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Kunststoffschmelzstromes knapp oberhalb seines Erweichungspunktes; und eine kontinuierliche Formgebungseinrichtung stromabwärts der Schmelzpumpe zur Aufnahme des geschmolzenen Plastikschmelzstromes von der Schmelzpumpe.
  • Dieser und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann nach dem Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Berücksichtigung der Figuren ersichtlich.
  • 1 stellt ein Schemadiagramm einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von thermoplastischen Klebstoffpatronen nach der vorliegenden Erfindung dar; und 2 stellt eine vergrößerte Teilansicht der Abkühlkammer der in 1 gezeigten vorliegenden Erfindung dar.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den einzelnen Ansichten. Gleichermaßen ist es in der nachfolgenden Beschreibung so zu verstehen, daß Ausdrücke wie "vor", "hinter", "links", "rechts", "aufwärts", "abwärts" und dergleichen geläufige Ausdrücke sind und nicht als einschränkende Begriffe ausgelegt werden sollen.
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren im allgemeinen und 1 im speziellen ist es so zu verstehen, daß die Abbildungen zu Zwecken der Beschreibung einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform dienen und nicht dazu vorgesehen sind, die Erfindung hierauf zu begrenzen. Wie es am besten in 1 zu sehen ist, ist eine in erfindungsgemäßer Weise aufgebaute Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von thermoplastischen Klebstoffpatronen, im allgemeinen mit 10 bezeichnet, dargestellt. Das System 10 umfaßt zwei bedeutsame Untervorrichtungen: Eine Schmelzpumpe 12 und eine kontinuierliche Formgebungseinrichtung 14.
  • Die Schmelzpumpe 12 umfaßt eine Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff, welche einen Klebstoffmischer 22 umfaßt, in welchem die Klebstoffkomponenten zunächst zur Herstellung einer Klebstoffschmelze ge schmolzen werden. In Abhängigkeit von dem jeweils hergestellten Klebstoff kann die Temperatur in dem Mischer zwischen etwa 93,33 °C und 232,22 °C (200 °F und 450 °F) variieren. Die Schmelze wird mittels einer Pumpe 30 zu einem Schmelzvorratstank 28 überführt. Sowohl der Mischer 22 als auch der Vorratstank 28 sind isoliert und können mit einer Ummantelungsheizvorrichtung mit heißem Öl ausgestattet sein, um den Klebstoff in einem geschmolzenen Zustand zu belassen. Eine zweite Pumpe 18 ist mit einem Vorratstank 28 verbunden. Der Vorratstank 28 ist wünschenswerterweise auf einer höheren Ebene als die Pumpe 18 angebracht, um eine Gefällezuführung zu der Pumpe zu schaffen und um sicherzustellen, daß die Pumpe 18 mit einem ausreichend positiven Ansaugtrichter versehen ist. Ein Vorfilter 29 kann auf der Ansaugseite der Pumpe 18 bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Pumpe 18 eine positive Verdrängungspumpe und besonders bevorzugt eine Zahnradpumpe. Pumpen vom Typ Zahnrad weisen den Vorteil einer genauen Volumenregulierung auf, was in bezug auf die Durchführung der vorliegenden Erfindung wichtig ist.
  • Die Pumpe 18 trägt zu einem stromabwärtigen Filter 20 aus, welcher wünschenswerterweise ein im Bereich des Kunststoffextrudierens wohlbekannter gepackter Doppelsiebfilter ist. Der Filter dient zum entfernen jeglicher nichtgeschmolzener Klebstoffbestandteile oder teilchenförmiger Körper aus dem Schmelzstrom. Alternativ kann ein kontinuierlicher Filter verwendet werden, wie er beispielsweise von Gneuß, Bad Oeynhausen, Deutschland und Matthews, NC erhältlich ist. Der Vorteil eines kontinuierlichen Filters liegt darin, daß seine Verwendung kurzzeitige Fließunterbrechungen verhindert, welche Probleme stromabwärts des Filters verursachen können.
  • Der noch geschmolzene Klebstoff strömt bzw. fließt dann zu einem temperaturregelbaren System, welches einen ersten Erwärmungsbereich am Einlaß des Wärmeaustauschers 34 umfaßt. Obwohl angenommen wird, daß jeder geeignete Wärmeaustauscher entsprechend arbeiten kann, wird eine insbesondere wünschenswerte Konstruktion durch einen Röhrenwärmeaustauscher dargestellt, welcher Wasser als Kühlmittel zum Abkühlen des Schmelzstromes knapp oberhalb des Erweichungspunktes des geschmolzenen Klebstoffs aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können Wärmeöl als Wärmemittel und Wasser als Abkühlmittel verwendet werden. Somit bildet der Wärmeaustauscher an seinen Ausgang einen zweiten Bereich niedrigerer Temperatur.
  • Der Ausdruck "Erweichungspunkt" bezieht sich auf das "Ring und Kugel"-Testverfahren gemäß dem ASTM-Testverfahren E28 (06.03). Typische Erweichungspunkte für verschiedene Schmelzklebstoffe, welche nach der vorliegenden Erfindung herstellt werden können, sind nachfolgend in Tabelle 1 gezeigt. Diese Zusammensetzungen sind erhältlich von Jowat Corporation, Highpoint, NC.
  • Tabelle 1:
    Figure 00070001
  • Eine genaue Temperaturkontrolle durch den Wärmeaustauscher 34 ist erwünscht, da es beobachtet worden ist, daß in bezug auf Klebstoffe mit kristalliner Struktur der geschmolzene Klebstoff stärker dazu neigt, sich an den Röhren des Wärmeaustauschers zu verfestigen, so daß darauf eine isolierende Schicht gebildet wird. Es ist einfach zu verstehen, daß dieser Isolator die einwandfreie Leistung des Wärmeaustauschs behindert. Der Wärmeaustauscher 34 kann weiterhin einen internen statischen Mischer umfassen, um durch diesen einen turbulenten Klebstofffluß und somit einen wirksameren Wärmeaustausch zu schaffen.
  • Von dem Wärmeaustauscher 34 wird der erweichte Klebstoff 35 zu einer kontinuierlichen Formgebungseinrichtung 14 geführt. Die kontinuierliche Formgebungseinrichtung 14 umfaßt eine Zufuhr für geschmolzenes Formmaterial 51, welches zu einem Querspritzkopf 52 geführt wird, um ein kontinuierliches thermoplastisches geschmolzenes Formmaterial 53 zur Herstellung des Klebstoffprofils 35 herzustellen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist der innenseitige Durchmesser des thermoplastischen geschmolzenen Formmaterials 53 beim Verlassen des Querspritzkopfes 52 größer als derjenige der Leitung, Röhre oder Zuleitung 19, durch welche der geschmolzene Klebstoff durch die Pumpe 18 ausgetragen wird.
  • Jedes geeignete thermoplastische Material kann für das kontinuierliche geschmolzene Formmaterial 53 verwendet werden, solange die Erweichungstemperatur des Formmaterials größer ist als die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Klebstoffs, wobei Polyethylen niedriger Dichte bevorzugt ist. Ein zu diesem Zweck geeigneter Querschnittskopfextruder ist ein Modell DS 50H, erhältlich von Davis-Standard, Somerville, NJ.
  • Das formbildende thermoplastische Material verläßt den Düsenkopf 52 in einem geschmolzenen Zustand. Der erweichte Klebstoff und das thermoplastische Material treten dann in eine Abkühlkammer 54 ein, welche unter Vakuum gehalten wird. Die Abkühlkammer 54 enthält ein Kühlmittelbad 57, welches die Form 53 vollständig umgibt und unmittelbar bei ihrem Eintritt in die Kammer härtet. Wünschenswerterweise ist die Kühlflüssigkeit gekühltes Wasser, welches auf eine Temperatur zwischen 0 °C und 10 °C (32 °F und 50 °F) gehalten wird. Andere Kühlflüssigkeiten, welche in bezug auf den Klebstoff und das Formmaterial kompatibel sind, können verwendet werden. In der Kammer ist ein Vakuum zwischen 15,24 und 63,5 cm (6 und 25 in) Wassersäule eingestellt. Es wurde gefunden, daß niedrigere Vakuumbereiche als 15,24 cm (6 in) Wassersäule in einigen Fällen zu einer instabilen Form führen. Größere Vakuumbereiche als 63,5 cm (25 in) Wassersäule scheinen die Formstabilität nicht wesentlich zu erhöhen. Aufgrund des Vakuums dehnt sich die thermoplastische Form aus, um eine nachfolgend beschriebene Kalibrieranordnung 58 zu berühren.
  • Wie es am besten in 2 zu sehen ist, ist ein erster Abkühlbereich 55 in der Kammer zwischen dem Kammereingangspunkt und einem Punkt stromabwärts des Eingangs festgelegt, an dem die Form ausreichend gehärtet ist, um den erweichten Klebstoff ohne Schmelzen der Form zu beinhalten bzw. aufzunehmen. Somit ist der Abkühlbereich 55 an einem Punkt stromaufwärts eines Austragsauslasses der Austragsleitung 19 der Klebstoffpumpe angeordnet, so daß der erweichte Klebstoff von dem Austragsauslaß in eine kontinuierliche, gehärtete Röhre des Formmaterials ausgetragen wird. Da die Form eine dünne Haut bzw. Schale aus thermoplastischem Material umfaßt, ist auch sie nach ihrer Härtung flexibel.
  • Der Klebstoff füllt den innenseitigen Durchmesser der Form vollständig aus, da ein geringer Gegendruck zweckmäßigerweise bei Verfahrensanlauf geschaffen wird, um ein Eintauchen der Pumpenaustragsleitung 19 in den Klebstoff zu erreichen. Wünschenswerterweise dehnt sich der Klebstoff stromaufwärts nach dem Ende dem Austragsrohr für eine kurze Abmessung aus (d. h. der Kleber wird um das Rohr hinterfüllt). Es wurde ermittelt, daß diese Anordnung das Füllen des Rohrs verbessert. Die Flußrate des Klebstoffs ist innerhalb enger Grenzen geregelt, um diesen Eintauch- bzw. Flutungsmenge aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann bei einer zu hohen Flußrate des Klebstoffs eine übermäßige Hinterfüllung auftreten, und der Klebstoff kann den Luftraum zwischen der Außenseite der Pumpenaustragsleitung 19 und der Form vollständig ausfüllen und die kontinuierliche Form zerstören.
  • Es wurde gefunden, daß Pumpen vom Typ Zahnrad eine ausreichende Leistungsfähigkeit aufweisen, um die zuvor beschriebenen Erfordernisse zu erfüllen. Zahnradpumpen transportieren genaue Flüssigkeitsmengen mit jeder Drehung der Pumpenelemente. Somit ermöglicht eine Regelung der Pumpengeschwindigkeit eine genaue Regelung der Flußrate des Klebstoffs. Wie zuvor angeführt, wird eine genaue Regelung zur Aufrechterhaltung des Eintauchens des Pumpenaustrags benötigt, jedoch können zukünftige Verbesserungen des Extruderaufbaus einen Ersatz der Zahnradpumpen ermöglichen, wenn die Flußrate ausreichend geregelt werden kann.
  • Der außenseitige Durchmesser der Form und indirekt der außenseitige Durchmesser des Klebstoffprofils wird durch eine Kalibrieranordnung 58 geregelt, welche eine Vielzahl von voneinander beabstandeten ringförmigen Plastikringen bzw. axial beabstandeten Führungsringen aufweist. Die Mittelachse eines jeden Ringes fluchtet mit der Achse des Klebstoffprofils. Das Vakuum in dem Abkühlbereich führt dazu, daß sich das geschmolzene Formmaterial ausdehnt, so daß es in Kontakt mit den Ringen verbleibt. Wie zu sehen ist, nimmt der Ringabstand im allgemeinen zu, wenn die Form bzw. der Klebstoff durch die Vakuumkammer verläuft, da weniger Unterstützung erforderlich ist, wenn die Form aushärtet. Die Vakuumkammer kann gleichermaßen eine Vielzahl von Tragrollen stromabwärts der Kalibrieranordnung 58 aufweisen, um ein Durchhängen bzw. Nachgeben des Klebstoffprofils zu verhindern.
  • Ein zweiter Abkühlbereich ist ausgehend von dem Punkt festgelegt, an dem die Form ausreichend erhärtet ist, um den Klebstoff zu tragen. In diesem zweiten Abkühlbereich wird der Klebstoff bis zu seinem Erhärten bzw. Aushärten abgekühlt. Der zweite Abkühlbereich erstreckt sich über die verbleibende Länge der Abkühl- oder Vakuumkammer 54 und erstreckt sich zu der zweiten Abkühlkammer 56. Die zweite Abkühlkammer 56 ist gleichermaßen mit einem Bad aus gekühltem Wasser ausgestattet. Zusätzliche Abkühlkammern können – sofern erwünscht – stromabwärts der zweiten Abkühlkammer 56 bereitgestellt werden. Es wird angenommen, daß eine Zunahme an Abkühlkammern eine Erhöhung des Klebstoffdurchsatzes ermöglicht.
  • Eine Fördereinrichtung 60 ist stromabwärts der letzten Abkühlkammer zum Heraus- bzw. Abziehen des formummantelten Klebstoffs von der Pumpe angeordnet. Eine geeignete Fördereinrichtung ist das Modell 210 6P-48, erhältlich von Conaire, Pittsburgh, PA. Diese Fördereinrichtung 60 umfaßt obere und untere flexible kontinuierliche Bänder, welche die oberen und unteren Oberflächen des Klebstoffprofils erfassen.
  • Eine Schneidevorrichtung 62 schneidet das kontinuierliche Klebstoffprofil in patronengroße Abschnitte zur Verwendung in einer Vielzahl von kommerziellen Klebstoffapplikatoren. Eine zur Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignete Schneidevorrichtung ist das Modell SC5, ebenfalls erhältlich von Conaire.
  • Bestimmte Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich für den Fachmann während des Lesens der vorangehenden Beschreibung. Beispielhaft könnten anorganische und organische Füllstoffe der Schmelze zugegeben werden, um die Endeigenschaften der Patronen zu verändern. Gleichermaßen könnte EVA mit einem niedrigen Schmelzindex bzw. -punkt zur Bildung der kontinuierlichen Formhaut verwendet werden, welche es ermöglichen würde, daß die Haut auf der extrudierten EVA-Klebstoffpatrone verbleibt. Obwohl der bevorzugte Querschnitt der Patrone rund ist, könnte auch eine ovale Form hergestellt werden. Es sollte verstanden werden, daß sämtliche dieser Modifikationen und Verbesserungen hier zu Zwecken der Kürze und Lesbarkeit ausgelassen wurden, sich aber genau im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche befinden.

Claims (22)

  1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Kunststoffkörpers, welcher eine thermoplastische Klebstoffpatrone aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30); b) eine Pumpe (18) stromabwärts der Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30) zur Bereitstellung eines geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstromes (35); c) eine temperaturregelbare Leitung (19) stromabwärts der Pumpe (18), durch welche der geschmolzene Klebstoffschmelzstrom (35) von der Pumpe (18) ausgetragen wird, zur Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Klebstoffschmelzstromes (35) knapp oberhalb seines Erweichungspunktes, wobei die temperaturregelbare Leitung (19) mindestens einen ersten Erwärmungsbereich am Einlaß der Leitung (19) und einen zweiten Erwärmungsbereich am Auslaß der Leitung umfaßt und wobei die Temperatur der temperaturregelbaren Leitung (19) mittels eines die Leitung (19) umgebenden röhrenförmigen Wärmeaustauschers (34) gesteuert wird; und d) eine kontinuierliche Formgebungseinrichtung (14) stromabwärts der Pumpe (18) zur Aufnahme des aus der temperaturregelbaren Pumpenaustragsleitung (19) ausgetragenen geschmolzenen Klebstoffschmelzstromes (35), wobei die kontinuierliche Formgebungseinrichtung (14) eine Zufuhr für geschmolzenes Formmaterial (51) und einen Düsenkopf (52) zur Aufnahme des geschmolzenen Formmaterials (53) und zu dessen Verarbeitung bzw. Formgebung zu einem kontinuierlichen Formmaterial, in welches der geschmolzene Klebstoffschmelzstrom (35) kontinuierlich von der Pumpenaustragsleitung (19) ausgetragen wird, aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Düsenkopf (52) ein Querspritzkopf ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen ersten Abkühlbereich (55) stromaufwärts des Austragsauslasses der Pumpenaustragsleitung (19) und stromabwärts des Düsenkopfes (52) zur Abkühlung des geschmolzenen Formmaterials (53) unterhalb seiner Erweichungspunkttemperatur, um die kontinuierliche Form herzustellen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Abkühlbereich (55) eine Vakuumkammer (54) zur Aufnahme des geschmolzenen Formmaterials (53) von dem Düsenkopf (52) und zum auswärtsgerichteten Ausdehnen der Außenwand der kontinuierlichen Form, eine die kontinuierliche Form umgebende Kalibrieranordnung (58) zur Steuerung der auswärtsgerichteten Ausdehnung der Außenwand der kontinuierlichen Form und eine das geschmolzene Formmaterial (53) umgebende Kühlflüssigkeit aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kalibrieranordnung (58) eine Mehrzahl von axial beabstandeten Führungsringen aufweist..
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Mehrzahl von axial beabstandeten Führungsringen zur Bereitstellung einer zusätzlichen Unterstützung des stromaufwärts angeordneten Abschnitts der Außenwand der kontinuierlichen Form variabel beabstandet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, weiterhin aufweisend mindestens einen zweiten Abkühlbereich stromabwärts des Austragsauslasses der Pumpenaustragsleitung (19) zur Abkühlung des in die kontinuierliche Form ausgetragenen geschmolzenen Klebstoffschmelzmaterials unterhalb seiner Erweichungspunkttemperatur, um den Kunststoffkörper herzustellen bzw. zu formen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin aufweisend eine Fördereinrichtung (60) stromabwärts des Abkühlbereichs zum stromabwärts gerichteten Fördern des Kunststoffkörpers mit einer Geschwindigkeit, welche proportional zur Austragsrate des geschmolzenen Klebstoffschmelzmaterials in die kontinuierliche Form.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend eine Schneidevorrichtung (62) stromabwärts der Fördereinrichtung (60) zum Schneiden des Kunststoffkörpers in Patronen (Kartuschen) vorgegebener Länge.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Austragsauslaß der Pumpenaustragsleitung (19) stromabwärts von dem Punkt, an welchem das geschmolzene Formmaterial (53) unterhalb seiner Erweichungspunkttemperatur zur Herstellung der kontinuierlichen Form abgekühlt ist, angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Austragsgeschwindigkeit der Pumpe (18) proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit welcher das geschmolzene Formmaterial (53) zu der kontinuierlichen Form verarbeitet wird.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30) eine Klebstoffzufuhr und einen Hochtemperaturmischer (22) zur Herstellung des geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffs aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Temperatur des Hochtemperaturmischers (22) zur Herstellung des geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffs ausreichend oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Klebstoffs liegt, um ein freies Fließen des thermoplastischen Klebstoffs zu ermöglichen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, weiterhin aufweisend einen Vorratstank (28) stromabwärts des Hochtemperaturmischers (22), eine Überführungspumpe (30) zwischen dem Mischer (22) und dem Vorratstank (28) zur Überführung des geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffs von dem Mischer (22) zu dem Vorratstank (28) und eine Heizeinrichtung zur Aufrechterhaltung der Temperatur des geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffs ausreichend oberhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Klebstoffs, um ein freies Fließen des thermoplastischen Klebstoffs zu ermöglichen.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Pumpe (18) stromabwärts der Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30) zur Bereitstellung eines geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstromes (35) eine positive Verdrängungspumpe ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die positive Verdrängungspumpe (18) eine Zahnradpumpe ist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Siebfilter (Spaltfilter) (20) stromabwärts der Pumpe (18) zur Vermeidung des Austrags von Verunreinigungen in den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom (35) von der Pumpe (18).
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Siebfilter (20) ein Doppelsiebfilter ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Siebfilter ein kontinuierlicher Rotationsfilter ist.
  20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der die Leitung (19) umgebende röhrenförmige Wärmeaustauscher (34) einen statischen Mischer zur Herstellung eines turbulenten Flusses zur Verbesserung der Temperatursteuerung aufweist.
  21. Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Klebstoffpatrone (Klebstoffkartusche), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a) Bereitstellung einer Zufuhr für einen geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30); b) Bereitstellung eines geschmolzenen thermoplastischen Klebstoffschmelzstromes (35), wobei eine Pumpe (18) stromabwärts der Zufuhr für den geschmolzenen thermoplastischen Klebstoff (22, 28, 30) verwendet wird; c) Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Klebstoffschmelzstromes (35) knapp oberhalb seines Erweichungspunktes, wobei eine tem peraturregelbare Leitung (19) stromabwärts der Pumpe (18) verwendet wird, wobei die temperaturregelbare Leitung (19) mindestens einen ersten Erwärmungsbereich am Einlaß der Leitung (19) und einen zweiten Erwärmungsbereich am Auslaß der Leitung (19) umfaßt und wobei die Temperatur der temperaturregelbaren Leitung (19) mittels eines die Leitung (19) umgebenden röhrenförmigen Wärmeaustauschers (34) gesteuert wird; d) Bereitstellung einer Zufuhr für geschmolzenes Formmaterial (51); e) Verarbeitung bzw. Formgebung des geschmolzenen Formmaterials (53) zu einer kontinuierlichen Form; und f) kontinuierliches Formen des von der Pumpe (18) stammenden geschmolzenen Klebstoffschmelzstromes (35) durch Austragen des geschmolzenen Klebstoffschmelzstromes (35) in die Form, während diese kontinuierlich hergestellt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin aufweisend den Schritt des Filterns von Verunreinigungen aus dem von der Pumpe (18) stammenden thermoplastischen Klebstoffschmelzstrom (35).
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