JP2019042779A - Double belt press device and induction heating press module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダブルベルトプレス装置およびダブルベルトプレス装置に用いる誘導加熱プレスモジュールに関し、特に、繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)等の成形品を加熱プレスするダブルベルトプレス装置およびダブルベルトプレス装置に用いる誘導加熱プレスモジュールに関する。 The present invention relates to a double belt press device and an induction heating press module used in the double belt press device, and more particularly, to a double belt press device and a double belt press device for heating and pressing a molded article such as fiber reinforced thermoplastic (FRTP). The present invention relates to an induction heating press module.
従来の固定ローラ式加熱プレス装置では、ローラに巻き掛けられたベルトが対向配置され、その間に、FRTPやラミネートシートのような成形品を通すことにより、加熱およびプレスを行い、成形を行っていた。成形品の加熱は、ベルトに熱風を吹き付けることによりベルトを加熱する間接加熱方式で行われていた。また、熱風に代えて、熱流体を用いる場合もあった(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional fixed-roller type heat press apparatus, a belt wound around a roller is disposed oppositely, and a molded product such as FRTP or a laminate sheet is passed between them to perform heating and pressing to perform molding. . The molded product is heated by an indirect heating method in which the belt is heated by blowing hot air onto the belt. In some cases, a hot fluid is used instead of hot air (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、熱風や熱流体を用いてベルトを加熱する間接加熱方式では、加熱できる温度の上限や加熱装置の配置場所の制約により、加熱能力に限界があった。ダブルベルトプレス装置では、通常、ベルトの進行方向に沿って複数の加熱装置を配置してベルトを加熱するが、ベルトの温度が所定の設定温度に達するには、ベルトが移動して複数の加熱装置で加熱されることが必要であり、装置が大型化するという問題があった。 However, in the indirect heating method in which the belt is heated using hot air or a hot fluid, the heating capacity is limited due to the upper limit of the temperature at which heating can be performed and the restrictions on the location of the heating device. In a double belt press device, usually, a plurality of heating devices are arranged along the belt traveling direction to heat the belt. However, when the belt temperature reaches a predetermined set temperature, the belt moves and the plurality of heating devices are heated. There is a problem that the apparatus needs to be heated and the apparatus becomes large.
そこで、本発明は、固定ローラ式加熱プレス装置の加熱方式を、間接加熱から直接加熱に変更することにより、急速な加熱を可能にし、小型化、高効率化されたダブルベルトプレス装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a double belt press device that is capable of rapid heating by changing the heating method of the fixed roller type heat press device from indirect heating to direct heating, and is downsized and highly efficient. For the purpose.
本発明は、
複数の第1駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第1ベルトと、
第1ベルトの下側で、複数の第2駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第2ベルトと、
該第1ベルトと該第2ベルトとが対向する加圧領域に、該複数の第1駆動ローラの間および該複数の第2駆動ローラの間にそれぞれ配置された加圧装置と、を含み、
該加圧装置により該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品をプレスするダブルベルトプレス装置であって、
該加圧装置は、
筐体と、
該筐体に取り付けられ、該第1ベルトまたは該第2ベルトと接触する複数の加圧ローラと、
該加圧ローラの間に配置され、該第1ベルトまたは該第2ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱機と、を含むことを特徴とするダブルベルトプレス装置である。
The present invention
A first belt wound around a plurality of first drive rollers and traveling around,
A second belt that circulates around the plurality of second drive rollers on the lower side of the first belt;
A pressure device disposed between the plurality of first drive rollers and between the plurality of second drive rollers in a pressure region where the first belt and the second belt face each other;
A double belt press device for pressing a molded product between the first belt and the second belt by the pressure device;
The pressurizing device
A housing,
A plurality of pressure rollers attached to the housing and in contact with the first belt or the second belt;
And a induction belt heating device disposed between the pressure rollers and electromagnetically heating the first belt or the second belt.
また、本発明は、
複数の第1駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第1ベルトと、
第1ベルトの下側で、複数の第2駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第2ベルトと、を含み、
該第1ベルトと該第2ベルトとが対向する加圧領域で、該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品をプレスするダブルベルトプレス装置用の誘導加熱プレスモジュールであって、
該誘導加熱プレスモジュールは、
筐体と、
該筐体に取り付けられ、該第1ベルトまたは該第2ベルトと接触する複数の加圧ローラと、
該加圧ローラの間に配置され、該第1ベルトまたは該第2ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱機と、を含む加圧装置を有し、
該加圧装置により該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品を加熱プレスすることを特徴とする誘導加熱プレスモジュールでもある。
The present invention also provides:
A first belt wound around a plurality of first drive rollers and traveling around,
A second belt that wraps around a plurality of second drive rollers on the lower side of the first belt, and
An induction heating press module for a double belt press device that presses a molded product between the first belt and the second belt in a pressure region where the first belt and the second belt face each other,
The induction heating press module
A housing,
A plurality of pressure rollers attached to the housing and in contact with the first belt or the second belt;
An induction heater disposed between the pressure rollers and electromagnetically heating the first belt or the second belt;
It is also an induction heating press module characterized in that the molded product is heated and pressed between the first belt and the second belt by the pressure device.
本発明にかかるダブルベルトプレス装置およびダブルベルトプレス装置用の誘導加熱プレスモジュールでは、電磁誘導加熱を用いてベルトを直接加熱することにより、高効率で成形品の加熱が可能となる。この結果、ダブルベルトプレス装置の小型化、生産コストの削減が可能となる。 In the double belt press device and the induction heating press module for the double belt press device according to the present invention, the molded product can be heated with high efficiency by directly heating the belt using electromagnetic induction heating. As a result, it is possible to reduce the size of the double belt press device and reduce the production cost.
<実施の形態1>
図1は、全体が1000で表される、本発明の実施の形態1にかかるダブルベルトプレス装置の概略図である。図1に示すダブルベルトプレス装置1000では、複数のシート50a〜50eのラミネート構造からなる成形品50を加熱プレスして、ラミネートシートを形成する。矢印は成形品50の移動方向を示す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram of a double belt press apparatus according to a first embodiment of the present invention, the whole being represented by 1000. In the double
ダブルベルトプレス装置1000は、2つの第1駆動ローラ500aに巻き掛けられて周回走行する第1ベルト10aと、第1ベルト10aの下側で、2つの第2駆動ローラ500bに巻き掛けられて周回走行する第2ベルト10bとを有する。第1ベルト10aおよび第2ベルト10bは、エンドレスベルトからなることが好ましい。また、第1ベルト10aおよび第2ベルト10bは、電磁誘導加熱が可能な材料からなり、例えばステンレス鋼、特に、低炭素、マルテンサイト系、析出硬化系ステンレス鋼からなることが好ましい。
The double
また、ダブルベルトプレス装置1000は、成形品50を、所定の温度まで急速に加熱する誘導加熱プレスモジュール100と、所定の温度で成形品50を加熱プレスする加熱プレスモジュール200と、加熱プレスした成形品50を冷却する冷却ユニット300を有する。
The double
図2は、誘導加熱プレスモジュール100の概略図である。誘導加熱プレスモジュール100は、第1ベルト10aの上側で、2つの第1駆動ローラ500aの間に配置された第1加圧装置20aと、第2ベルト10bの下側で、2つの第2駆動ローラ500bの間に配置された第2加圧装置20bとを有する。
FIG. 2 is a schematic view of the induction
第1加圧装置20aは、第1筐体23aと、第1筐体23aに取り付けられて、第1ベルト10aと接触する複数の第1加圧ローラ25aを有する。第1加圧ローラ25aは、成形品50の移動に伴い転がる。第1加圧ローラ25aは、例えば鉄からなる。
The
第1加圧ローラ25aの間には、第1誘導加熱機21aが設けられている。第1誘導加熱機21aは、コイル(図示せず)を含み、コイルに高周波電流を供給することにより、ステンレス鋼からなる第1ベルト10aを電磁誘導加熱する。
A
同様に、第2加圧装置20bは、第2筐体23bと、第2筐体23bに取り付けられて、第2ベルト10bと接触する複数の第2加圧ローラ25bを有し、第2加圧ローラ25bは、成形品50の移動に伴い転がる。第2加圧ローラ25bの間には、第2誘導加熱機21bが設けられ、第2ベルト10bを電磁誘導加熱する。
Similarly, the
図2では、第1加圧装置20aの第1筐体23a、および第2加圧装置20bの第2筐体23bは、それぞれ4つの第1加圧ローラ25a、第2加圧ローラ25bと、その間に設けられた3つの第1誘導加熱機21a、第2誘導加熱機21bを有するが、これらの数に限定されるものではない。
In FIG. 2, the
第1加圧装置20aの上には、第1筐体23aを第1ベルト10a方向(矢印31の方向)に押すためのシリンダ30が設けられている。シリンダ30は、例えばエアシリンダや油圧シリンダからなる。シリンダ30以外の加圧手段を用いても構わない。
A
シリンダ30で第1筐体23aを第1ベルト10a方向(矢印31の方向)に押すことにより、第1加圧ローラ25aと第2加圧ローラ25bとの間で成形品50がプレスされる。
The molded
誘導加熱プレスモジュール100で、プレスしながら所定の成形温度まで加熱された成形品50は、所定の成形温度に維持された加熱プレスモジュール200に送られる。加熱プレスモジュール200では、ローラと加熱手段(図示せず)を用いて加熱プレスを行い、シート50a〜50eをプレス接合して、ラミネート構造の成形品(ラミネートシート)50とする。
The molded
加熱プレスモジュール200で加熱プレスされた成形品50は、最後に、冷却ユニット300に送られ、例えば液圧式プレスにより、プレスしながら冷却される。以上により、ラミネート構造の成形品(ラミネートシート)50が完成する。
The molded
なお、ここでは、複数のシート50a〜50eのラミネート構造からなる成形品50を加熱プレスして、ラミネートシートを形成する場合について説明したが、成形品50は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、バサルト繊維、その他無機系繊維、または高分子ポリマー繊維などの連続繊維もしくは長繊維を強化繊維に用いた繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)シートやフィルム、プラスチックシート、プリント基板の他、粉体や粒体、ラバー複合材料等であっても良い。また、ラミネートシートのラミネートプロセス、繊維強化熱可塑性プラスチックの含浸プロセスの他、加硫プロセス等のプロセスにも適用できる。
In addition, although the case where the molded
図3は、図2に示す誘導加熱プレスモジュール100を用いた場合の、第1ベルト10aと成形品50の温度変化を示す。実線Aは第1ベルト10aの温度、破線Bは成形品50の温度、矢印は成形品50の移動方向を示す。
FIG. 3 shows temperature changes of the
図3では、成形品50の温度を、予備加熱温度Tm1から、加熱プレスの設定温度Tm2まで昇温する。このため、第1ベルト10aの設定温度は、Tm2より高いTb1としている。第1ベルト10aは成形品50と共に、矢印の方向に一定の速度Vbで移動する。成形品50には、膜厚tmの繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)シートを用いる。
In FIG. 3, the temperature of the molded
図3に示すように、矢印方向に移動する第1ベルト10aが、3つの第1誘導加熱機21aにより電磁誘導加熱されることにより、設定温度のTb1に達する。これに伴って、成形品50の温度も、設定温度Tm2に達する。
As shown in FIG. 3, the
図4は、従来の温風加熱プレスモジュールと、本発明の実施の形態1にかかる誘導加熱プレスモジュール100を用いた場合の、プレスモジュール内での成形品50の移動距離と、その位置における第1ベルト10aと成形品50の温度を示す。図4において、縦軸は温度、横軸はプレスモジュールの入口からの距離(プレスモジュール内での移動距離)を示す。図4中、実線Aは第1ベルト10aの温度、破線Bは成形品50の温度を示す。
FIG. 4 shows the movement distance of the molded
プレスモジュール内では、成形品50は、一定の速度Vbで、矢印の移動方向に移動しながら、予備加熱温度Tm1から設定温度Tm2(上述のように第1ベルト10aの設定温度はTb1)まで加熱される。
In the press module, the molded
図4から分かるように、第1ベルト10aの温度が設定温度Tb1になるまでに成形品50が移動する距離は、従来の温風加熱モジュールではW2であるが、本発明の実施の形態1にかかる誘導加熱プレスモジュール100では、W2の約1/10のW1となる。即ち、誘導加熱プレスモジュール100では、第1ベルト10aを所定の設定温度Tb1に加熱するための移動距離(ベルト昇温長)が、従来の温風加熱モジュールに比べて約10分の1となる。言い換えれば、本発明の実施の形態1にかかる誘導加熱プレスモジュール100の加熱能力は、従来の温風加熱モジュールの約10倍となる。
As can be seen from FIG. 4, the distance that the molded
これに伴い、成形品50が予備加熱温度Tm1から設定温度Tm2に到達するまでの移動距離も、従来の温風加熱モジュールの2lに比較して、本発明の実施の形態1にかかる誘導加熱プレスモジュール100では約2分の1のlに低減できる。
Accordingly, the moving distance until the molded
このように、所定の設定温度になるまでの移動距離が短くなると、成形品50の移動方向におけるプレスモジュールの長さも短縮できる。
Thus, when the moving distance until the predetermined set temperature is reached, the length of the press module in the moving direction of the molded
上述のように、本発明の実施の形態1では、成形品50が予備加熱温度Tm1から設定温度Tm2に到達するまでの移動距離が、従来の温風加熱プレスモジュールの約2分の1となる。このため、誘導加熱プレスモジュール100の長さも約2分の1にすることができ、この結果、ダブルベルトプレス装置1000の小型化が可能となる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the moving distance until the molded
なお、ここでは、成形品50が予備加熱温度Tm1から設定温度Tm2まで加熱される場合に、誘導加熱プレスモジュール100の長さが約2分の1に短縮できる場合について説明したが、設定温度等により、短縮できる長さは変わる。しかしながら、いずれの場合においても、誘導加熱プレスモジュール100の長さは従来より短縮でき、ダブルベルトプレス装置1000の小型化が可能となる。
Here, the case where the length of the induction
また、熱風や熱流体を用いる間接加熱方式に比較して、本発明の実施の形態1のような、電磁誘導加熱装置を用いてベルト自体を直接加熱する直接加熱方式では、加熱効率が向上し、省エネ化、低コスト化が可能となる。 Compared with the indirect heating method using hot air or a hot fluid, the direct heating method in which the belt itself is directly heated using the electromagnetic induction heating device as in the first embodiment of the present invention improves the heating efficiency. , Energy saving and cost reduction are possible.
なお、予備加熱温度Tm1や設定温度Tm2、第1ベルト10aの移動速度Vb等の設定条件は、ダブルベルトプレスによって成形される繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)の強化繊維の種類、形状、膜厚、マトリックスとなる樹脂の加工条件、生産速度要求等に応じて決定される。
Note that the setting conditions such as the preheating temperature Tm1, the set temperature Tm2, and the moving speed Vb of the
<実施の形態2>
図5は、実施の形態1にかかる誘導加熱プレスモジュール100において、成形品50の先端部を第1ベルト10aと第2ベルト10bの間に挿入した状態を示す。図5中、図2と同一符合は同一または相当箇所を示す。
<Embodiment 2>
FIG. 5 shows the induction
連続した成形品50の生産開始時には、成形品50は先端部ほど膜厚が薄くなり、この膜厚の薄い先端部が誘導加熱プレスモジュール100に挿入される。このため、成形品50の加熱プレス開始時においては、図5のように、第1ベルト10aが撓んで、成形品50の上面に載る。この結果、第1加圧装置20aと第1ベルト10aの距離が大きくなり、第1誘導加熱機21aでは十分に第1ベルト10aを加熱できない場合が生じる。この場合、成形品50の加熱が不十分となり、成形品50の特性が劣化する場合もある。
When the production of the continuous molded
そこで、本発明の実施の形態2にかかる誘導加熱プレスモジュール150では、図6に示すように、第1誘導加熱機121aを台車構造とする。
Therefore, in the induction
図6は、本発明の実施の形態2にかかる誘導加熱プレスモジュール150の一部の概略図であり、図6中、図2と同一符合は、同一または相当箇所を示す。実施の形態2にかかる誘導加熱プレスモジュール150では、第1誘導加熱機121aは、車輪122aを備えた台車構造となっている。第1誘導加熱機121aは、第1筐体23aには固定されず上下方向に自由に移動できるようになっている。
FIG. 6 is a schematic diagram of a part of the induction
本発明の実施の形態2にかかる誘導加熱プレスモジュール150では、成形品50の膜厚が薄く、第1ベルト10aが第1筐体23aから離れた場合でも、第1誘導加熱機121aは、車輪122aにより常に第1ベルト10aの上に載った状態になっている。このため、第1誘導加熱機121aと第1ベルト10aとの距離をほぼ一定に保持でき、第1ベルト10aを制御性良く電磁誘導加熱できる。
In the induction
10a、10b 第1、第2ベルト
20a、20b 第1、第2加圧装置
21a、21b 第1、第2誘導加熱機
23a、23b 第1、第2筐体
25a、25b 第1、第2加圧ローラ
30 シリンダ
50 成形品
100、150 誘導加熱プレスモジュール
500a、500b 第1、第2駆動ローラ
1000 ダブルベルトプレス装置
10a, 10b First and
Claims (6)
第1ベルトの下側で、複数の第2駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第2ベルトと、
該第1ベルトと該第2ベルトとが対向する加圧領域に、該複数の第1駆動ローラの間および該複数の第2駆動ローラの間にそれぞれ配置された加圧装置と、を含み、
該加圧装置により該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品をプレスするダブルベルトプレス装置であって、
該加圧装置は、
筐体と、
該筐体に取り付けられ、該第1ベルトまたは該第2ベルトと接触する複数の加圧ローラと、
該加圧ローラの間に配置され、該第1ベルトまたは該第2ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱機と、を含むことを特徴とするダブルベルトプレス装置。 A first belt wound around a plurality of first drive rollers and traveling around,
A second belt that circulates around the plurality of second drive rollers on the lower side of the first belt;
A pressure device disposed between the plurality of first drive rollers and between the plurality of second drive rollers in a pressure region where the first belt and the second belt face each other;
A double belt press device for pressing a molded product between the first belt and the second belt by the pressure device;
The pressurizing device
A housing,
A plurality of pressure rollers attached to the housing and in contact with the first belt or the second belt;
A double belt press device comprising: an induction heater disposed between the pressure rollers and electromagnetically heating the first belt or the second belt.
第1ベルトの下側で、複数の第2駆動ローラに巻き掛けられて周回走行する第2ベルトと、を含み、
該第1ベルトと該第2ベルトとが対向する加圧領域で、該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品をプレスするダブルベルトプレス装置用の誘導加熱プレスモジュールであって、
該誘導加熱プレスモジュールは、
筐体と、
該筐体に取り付けられ、該第1ベルトまたは該第2ベルトと接触する複数の加圧ローラと、
該加圧ローラの間に配置され、該第1ベルトまたは該第2ベルトを電磁誘導加熱する誘導加熱機と、を含む加圧装置を有し、
該加圧装置により該第1ベルトと該第2ベルトとの間で成形品を加熱プレスすることを特徴とする誘導加熱プレスモジュール。 A first belt wound around a plurality of first drive rollers and traveling around,
A second belt that wraps around a plurality of second drive rollers on the lower side of the first belt, and
An induction heating press module for a double belt press device that presses a molded product between the first belt and the second belt in a pressure region where the first belt and the second belt face each other,
The induction heating press module
A housing,
A plurality of pressure rollers attached to the housing and in contact with the first belt or the second belt;
An induction heater disposed between the pressure rollers and electromagnetically heating the first belt or the second belt;
An induction heating press module characterized in that a press of a molded product is heated and pressed between the first belt and the second belt by the pressure device.
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