JPH0760186A - 軸線を中心として回転する物体を被覆するための方法および装置 - Google Patents

軸線を中心として回転する物体を被覆するための方法および装置

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JPH0760186A
JPH0760186A JP6194631A JP19463194A JPH0760186A JP H0760186 A JPH0760186 A JP H0760186A JP 6194631 A JP6194631 A JP 6194631A JP 19463194 A JP19463194 A JP 19463194A JP H0760186 A JPH0760186 A JP H0760186A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリウレタンを形成する反応混合物により軸
線を中心として回転する物体の無傷のコーチングを経済
的に作成しうるよう被覆方法を改善することを目的とす
る。 【構成】 塗布ノズルとして、回転軸線に対し平行に角
度αで配置されたシートダイを使用し、反応混合物の反
応速度と相対的移動とを回転物体の周速に同期させて、
順次の渦巻が鱗ケールの形態で重なりかつ互いにシーム
レスとして接続するよう構成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軸線を中心として回転す
る物体を被覆するための方法および装置に関するもので
あり、相対的移動を物体とノズルとの間の回転軸線の方
向に生ぜしめ、ノズルはポリウレタンを形成する反応混
合物を噴出して塗布が螺旋渦巻にて行われるようにす
る。
【０００２】
【従来の技術】この方法による回転物体の被覆は一般公
知である。この方法を用いて、着脱自在なコアもしくは
マンドレルの被覆により中空物体（特にパイプ）を生産
することができる。たとえば物体もしくはノズルの周速
およびその供給速度などのパラメータに応じて困難が生
ずる。特に、エアブリスタおよび不充分な個々の渦巻の
接触という危険が生ずる。したがって反応混合物をキャ
リヤテープに施すと共に、このテープをコアの周囲に巻
き付け、個々の渦巻の間に存在する空隙部を反応混合物
で埋めるコアの被覆により、パイプを生産すべく試みが
既になされている（たとえばヨーロッパ特許第５２３，
５０９号参照）。空隙部に対するこの追加充填により、
プロセス工学および機械装置の経費が相当高くなる。さ
らに、この方法はキャリヤテープを省略しえないので物
体の被覆には適していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、無傷
なコーチングを経済的に作成しうるよう前記方法を改善
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、回転軸線に対し平行に角度αにて配置されたシート
ダイを使用し、相対的移動と反応混合物の反応速度とを
回転物体の周速に同期させて順次の渦巻が鱗の形態で重
なると共に互いにシームレスとして接続するよう構成し
て解決される。本明細書にてシートダイとは、反応混合
物がシート状の流れとして噴出されるようスリットの形
態の出口を備えたダイを意味する。このスリットは１
０：３００、好ましくは１００：２５０の長さと幅との
比を有することができる。この新規な方法は、ポリウレ
タンエラストマーによりローラ（たとえばスチール工
業、原料取扱工業、輸送工業および製紙工業に使用され
る）を被覆するのに特に適している。さらに、外側コー
チングを有するパイプも工業部門および沖合部門につき
本発明の方法で生産することができ、さらに研磨用品を
液圧移送するための内側コーチングを有するパイプも作
成することができる。必要に応じ、被覆すべき表面には
予め付着促進剤を施すこともできる。
【０００５】さらにパイプまたは他の中空物体も、着脱
自在なコアを被覆することにより本発明の新規な方法に
したがって製造することができる。この場合、離型剤を
コアに施し或いはコアを離型箔で包囲せねばならない。
最後に、この新規な方法は硬質ポリウレタンフォームよ
りなる断熱ジャケットをパイプに施すべく使用すること
もできる。公知の方法と比較して、渦巻は並列せずに重
なるよう施される。実際には、本発明を用いる際エアブ
リスタの形成および個々の渦巻間の付着欠如が予想され
るであろう。極めて驚くことにエアブリスタは発生せ
ず、しかも渦巻はクラストもしくはシームを形成するこ
となく互いに合体して充分平滑な被覆表面を形成する。
この新規な方法は軸線対称の物体を内側および外側被覆
するのに適するだけでなく、長さおよび／または断面に
わたり直径変動を示す物体を被覆するにも使用すること
ができる。この方法はコンピュータ制御により実施する
ことができる。不規則形状の物品の場合、被覆すべき物
体の表面から同距離かつ同じ傾斜で常に存在するようシ
ートダイを案内する必要がある。シートダイの幅によ
り、物体の不均一形状に関し限界が存在する。さらに、
所望箇所にて角度αを変化させることにより種々の被覆
厚さを達成することもできる。
【０００６】この方法の重要なパラメータは、シートダ
イから放出させる際の反応混合物の粘度である。所望の
被覆厚さを得るには、しばしばノズルの形状を変化させ
る必要がある。この理由から、形状が異なる毎にシート
ダイを交換し或いはスリットの高さおよびスリットの幅
を調整自在となるよう設計することも必要であるが、こ
れは極めて困難であることが判る。何故なら、これには
ノズルの内側を相応に適合させる必要があるからであ
る。ノズルのスリットから流出する混合物の放出速度を
どこでも同一にし、さらに流出する混合物がスリットの
各点にて同じ熟成となるよう確保するシートダイを使用
するのが特に有利である。一般に低粘度の場合はスリッ
トの高さをより小さくしうるのに対し、高い粘度ではよ
り大とせねばならない。このようにしてノズルにおける
圧力勾配を比較的低く保つことができ、したがって反応
成分を投入する際に高圧混合ヘッドを必要とせず、一般
に安価な低圧混合ヘッドがこれら要件を満す。勿論、高
圧混合ヘッドも使用することができる。これら高圧混合
ヘッドは低圧混合ヘッドに比べ放出ピストンにより自己
清浄されるという利点を有する。
【０００７】重なる渦巻は、物理的および少なくとも１
部には化学的の両者で合体する。外側コーチングの場
合、収縮応力が収縮を生ぜしめて反応の発熱性によりも
たらされる熱膨脹に対抗するよう作用する。その結果、
剪断応力が生じてクラストもシームも形成されないよう
にする。この方法は、著しく変化した直径を有する物体
を被覆もしくは作成するのに適している。大直径の場合
は、小直径のものよりもゆっくり反応する系を用いる。
物体を内側被覆するには過度の収縮応力が生じないよう
発熱反応を調整すべきであり、すなわちできるだけ高い
程度まで予備反応された物品を使用すべきである。換言
すれば、イソシアネートプレポリマーを使用すべきであ
る。新規な方法によれば、好ましくはガラス微小球、中
空ガラス微小球および長さ約６ｍｍまでのガラス繊維の
形態の充填剤を含有する系を処理することも可能であ
る。粗大メッシュの布テープ、ガラス繊維ロービング、
ワイヤなどもコーチングまで加工することができる。
【０００８】角度αは、好ましくは被覆の際に形成され
るショルダーの角度に適合させる。このことは、ショル
ダーの角度を計算し或いは実験的に決定しうるので予め
既知であることを意味する。角度は、被覆すべき表面に
対しシートダイを設定する角度と同じ角度で設定され
る。このようにして始動時から所望厚さが得られるまで
の時間の他に、施す箇所からノズル開口部までの均一な
距離が得られる。この距離は好適には１〜１０ｍｍであ
る。好ましくは角度αは５〜４０°であり、２５°未満
の角度αが特に好適である。この新規な方法を実施する
特に有利な方法によれば、シートダイを回転軸線に対し
平行な面に整列させて、ノズルから放出させた際のフィ
ルムコーチングが巻き付け角度にしたがって偏位するよ
うにする。この手段により、エアブリスタを含まない高
品質のコーチングが得られる。この点に関し、シートダ
イは好適には外側被覆の場合は上方向に回転する上部１
／４に配置され、内側被覆の場合には上方向に回転する
下部１／４に配置する。これは特に、渦巻の相互接続を
促進させる。施すべきコーチングの最大直径における周
速は、好ましくは反応混合物がシートダイから流出する
速度より低くなるよう調整される。この手段を用いるこ
とにより、施されたコーチングの縁部におけるブリスタ
の形成が避けられる。
【０００９】反応混合物は好ましくは０．３秒間〜１０
分間の注入時間で処理される。この注入時間を有する反
応混合物は特に良好に処理することができ、他の工程パ
ラメータと組合せて充分平滑な表面を有するコーチング
を確保する。このことは、個々の鱗状に重なった渦巻が
互いに合体して均質コーチングを形成することを意味す
る。塗布操作の開始時点にて、被覆厚さを先ず最初に構
築せねばならない。ローラコーチングの場合は、その後
の有用なコーチング幅を越えて、増大および減少するコ
ーチング厚さの領域がこの有用幅の範囲外となるような
程度まで突出するコーチング幅が常に必要とされる。ポ
リウレタンを形成する反応混合物により軸線を中心とし
て回転する物体を被覆するための新規な装置はベアリン
グと物体の回転ドライブとシートダイとを必要とし、シ
ートダイには物体の回転軸線に対し平行に作用する供給
ドライブを設け、或いは回転軸線に対し平行な方向に作
用する供給ドライブを物体に割当る。この新規な特徴
は、シートダイが被覆すべき物体の表面と一緒になって
供給の方向とは反対方向に開口する鋭角αを形成する点
にある。この結果、新規な方法につき記載した有利な作
用が得られる。
【００１０】以下、パイプの外側被覆の実施例およびパ
イプの内側被覆の実施例を示す添付図面を参照してさら
に説明する。図１および図２において、パイプ１を回転
装置（図示せず）に装着する。パイプ１の長手軸線の方
向に、シートダイ３を備えた混合ヘッド２を長手方向に
変位自在となるよう配置する。一定速度にて供給を行な
う。シートダイをパイプの長手方向に整列させ、パイプ
の外側壁部と一緒になって１５°の角度αを形成する。
これは、上方向に回転するパイプ１の１／４より上方に
頂点に対し８５°の角度βにて配置される。施される混
合物の層を参照符号４として示す。図３および図４にお
いて、パイプ３１はローラ３２に装着されてローラ３３
により回転させる。被動ローラ３４に装着されたジブ３
５をパイプ３１により押圧して、このジブに対しシート
ダイ３７を備えた混合ヘッド３６を取付ける。シートダ
イ３７はパイプの長手方向にてパイプ３１の最下部に整
列し、パイプの内側壁部と一緒になって８°の角度αを
形成する。施される混合物の層を参照符号３８として示
す。
【００１１】
【実施例】以下、限定はしないが実施例により本発明を
さらに説明し、ここで部数および％は特記しない限り全
て重量による。実施例１ ２４０ｍｍのコア直径を有するスチール製ローラを砂吹
し、次いで約７５ｇ／ｍ2 の２−成分付着促進剤をロー
ル掛けにより被覆した。ローラの通路長さは１４００ｍ
ｍである。２３ｍｍの厚さを有するポリウレタンエラス
トマー層を、１２５ｍｍ×０．６ｍｍのシートダイによ
り下記する組成に対応する反応混合物を塗布して施し
た。ローラに平行になるようノズルをその長手方向に固
定し、垂直方向に対し１５°で傾斜させて下縁部をロー
ラの表面より約５ｍｍ上方に懸垂した。反応混合物の衝
撃点をローラの水平軸線に対し約８５°に位置せしめ
た。回転速度は１３ｍｉｎ-1とし、供給速度は２０８ｍ
ｍ／ｍｉｎとし、全生産量は４２７０ｇ／ｍｉｎとし
た。
【００１２】反応混合物を２種の成分から作成した。成
分Ａはトリメチルプロパンと酸化プロピレン（８５重量
％）と酸化エチレン（１５重量％）とよりなる８５重量
部のＯＨ価３５のポリエーテルと、１５重量部のジエチ
ルトルエンジアミン（異性体混合物）と、０．０５重量
部のジアザビシクロオクタンとで構成した。成分Ａは２
５℃にて１０５０ｍＰａｓの粘度を有した。成分Ｂは
１，２−プロピレングリコールと酸化プロピレンとより
なるＯＨ価５６のポリエーテルと、７９重量部のジフェ
ニルメタンジイソシアネート（７０重量％の４，４′−
ＭＤＩおよび３０重量％の２，４′−ＭＤＩ）とで構成
した。反応生成物は１２．２重量％のＮＣＯ含有量と２
５℃にて１６００ｍＰａｓの粘度とを有した。 混合比： １００重量部の成分Ａ ８４重量部の成分Ｂ 可使寿命：５秒間 エラストマーの性質： 硬度（ショアＡ）９０ 引張強さ（ＭＰａ）２０ 引裂伸び率（％）４５０
【００１３】実施例２ ２６０ｍｍのコア直径を有するスチール製ローラに、厚
さ２２ｍｍのコーチングを施した。ローラの回転速度を
約２８ｍｉｎ-1とし、シートダイの供給速度を約１８２
ｍｍ／ｍｉｎとした。シートダイの入射角度αを１７°
に設定した。反応混合物を３種の成分から作成した。成
分Ａは９．８重量％のＮＣＯ含有量を有する１００重量
部のプレポリマー（４，４′−ジフェニルメタンジイソ
シアネートと分子量２０００のポリエーテルカーボネー
トとから作成）で構成した。成分Ｂは１９．５重量部の
ジアミン３，５−ビス−チオメチルトルエンジアミン
（主として２，４−ジアミノ化合物）で構成した。成分
Ｃは１．５重量部のジエチルトルエンジアミン（６３０
のＮＨ価を有する）と３．５重量部と分子量２０００の
ポリエーテルカーボネートとよりなる５重量％の混合物
で構成した。この方法においては、成分Ａを９０℃の温
度にて３０００ｇ／ｍｉｎの生産量で投入し、成分Ｂを
２５℃の温度にて５８５ｇ／ｍｉｎの生産量で投入し、
さらに成分Ｃを５０℃の温度にて１５０ｇ／ｍｉｎの生
産量で投入した。
【００１４】実施例３ この実施例は、３６０ｍｍの公称幅と５０００ｍｍの長
さとを有するスチール製パイプに厚さ１５ｍｍを有する
磨耗保護性の内側コーチングを施すよう行なった。実施
例１におけると同じ組成を用いた。新たに砂吹きした表
面上に付着促進剤を、噴霧および／またはロール掛けに
より８０ｇ／ｍ2 の量で施した。１時間にわたる所定の
空気乾燥時間の後、機械操作される混合ヘッド（これは
支持体に取付けて、パイプに対し平行に配置されたシー
トダイ（１００×０．６ｍｍ）を装着した）を１０°の
角度で傾斜させ、パイプ中に水平方向でパイプの内側表
面から測定し５ｍｍの下縁部からのクリアランスを以て
３００ｍｍ／ｍｉｎの供給速度にて通過させた。パイプ
を回転装置に固定し、３６ｍｉｎ-1の回転速度で回転さ
せた。混合ヘッドの混合室には成分Ａを２８６０ｇ／ｍ
ｉｎの生産量で投入すると共に成分Ｂを２４００ｇ／ｍ
ｉｎの生産量で投入し、さらにこれらを攪拌により連続
混合した。被覆操作は１７分間後に停止させた。
【００１５】以上、本発明を例示の目的で詳細に説明し
たが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思
想および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうる
ことが当業者には了解されよう。以下、本発明の実施態
様を要約すれば次の通りである：
【００１６】１． 軸線を中心として物体を回転させる
と同時に前記物体を前記軸線に対し平行な方向に移動さ
せ、物体の移動および回転に際しポリウレタン反応混合
物を螺旋渦巻で塗布が行われるようノズルを介して噴出
させ、反応混合物を回転軸線に対し並行に角度αで配置
されたシートダイに噴出させることにより反応混合物の
反応速度と相対的移動とを回転物体の周速と同期させて
順次の渦巻が鱗の形態で重なって互いにシームレスとし
て接続するようにし、さらに反応混合物を前記シートダ
イから前記物体上へ流出させることを特徴とする物体の
被覆方法。 ２． 角度αが、被覆の過程で形成されるショルダーの
角度に適合する上記第１項に記載の方法。
【００１７】３． 施すべきコーチングの最大直径にお
ける周速を、反応混合物がシートダイから流出する速度
よりも小さく調整する上記第１項に記載の方法。 ４． 反応混合物が０．３秒間〜１０分間の注入時間を
有する上記第１項に記載の方法。 ５． ポリウレタンを形成する反応混合物により軸線を
中心として回転する物体を被覆する装置において、ベア
リングと物体の回転ドライブとシートダイとを備え、シ
ートダイには物体の回転軸線に対し平行に作用する供給
ドライブを設け、または回転軸線に対し平行な方向に作
用する供給ドライブを物体に割当て、シートダイは被覆
すべき物体の表面と共に供給方向とは反対方向に開口す
る鋭角αを形成することを特徴とする物体の被覆装置。 ６． シートダイが回転軸線に対し平行な面に整列する
上記第５項に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】 パイプを外側被覆するための装置の縦断面
図、
【図２】 図１の装置の正面図、
【図３】 パイプを内側被覆するための装置の縦断面
図、
【図４】 図３の装置の正面図。
【符号の説明】
１ パイプ ２ 混合ヘッド ３ シートダイ ４ 混合物の層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０５Ｄ 7/22 Ａ 8720−4Ｄ (72)発明者 デイルク・ブリユーニング ドイツ連邦共和国デイー51379 レーフエ ルクーゼン、アルトシユタツトシユトラー セ 180 (72)発明者 クラウス・レツカー ドイツ連邦共和国デイー51061 ケルン、 ハーフエルカムプ ４ (72)発明者 ハンス−デイーター・ルプレヒト ドイツ連邦共和国デイー51061 ケルン、 プフアルレル−マイバウム−ヴエーク 27 (72)発明者 ハインツ・ミユーラー ドイツ連邦共和国デイー51373 レーフエ ルクーゼン、ブツヘンヴエーク 16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸線を中心として物体を回転させると同
    時に前記物体を前記軸線に対し平行な方向に移動させ、
    物体の移動および回転に際しポリウレタン反応混合物を
    螺旋渦巻で塗布が行われるようノズルを介して噴出さ
    せ、反応混合物を回転軸線に対し並行に角度αで配置さ
    れたシートダイに噴出させることにより反応混合物の反
    応速度と相対的移動とを回転物体の周速と同期させて順
    次の渦巻が鱗の形態で重なって互いにシームレスとして
    接続するようにし、さらに反応混合物を前記シートダイ
    から前記物体上へ流出させることを特徴とする物体の被
    覆方法。
  2. 【請求項２】 ポリウレタンを形成する反応混合物によ
    り軸線を中心として回転する物体を被覆する装置におい
    て、ベアリングと物体の回転ドライブとシートダイとを
    備え、シートダイには物体の回転軸線に対し平行に作用
    する供給ドライブを設け、または回転軸線に対し平行な
    方向に作用する供給ドライブを物体に割当て、シートダ
    イは被覆すべき物体の表面と共に供給方向とは反対方向
    に開口する鋭角αを形成することを特徴とする物体の被
    覆装置。
JP19463194A 1993-07-30 1994-07-28 軸線を中心として回転する物体を被覆するための方法および装置 Expired - Lifetime JP3683601B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4325653.8 1993-07-30
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