製造薄壁製品的方法和設備的製作方法

2023-10-21 11:43:12 1

專利名稱：製造薄壁製品的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造薄壁製品的方法，其中單或多組分(基本上聚合物基的)材料例如塑料、彈性體等以帶電狀態在電場中被噴塗。
目前，通常例如在汽車的噴漆中採用所謂的靜電塗覆。這種塗覆通常是利用金屬基的塗覆材料實現的，其電荷和在一電場中的噴塗在所討論的塗覆中可以足夠均質的方式獲得，從而車輛整體可以具有足夠厚的漆層。然而，上述類型的處理不便於在實踐中以足夠的可靠性加以實施，特別是當採用塑料基的材料時，因為這種材料在上述處理中的可塗覆性較差。另一方面，眾所周知，通過採用合適的極性/電阻率調節材料例如氯/乙二醇基材料等為待噴塗的塑料提供電荷。然而，儘管如此，塑料材料的這種電處理迄今還不能以足夠的可靠性進行，這就是為何例如常規的薄壁普通製品例如手套、保險套等還必須用傳統的浸漬方法大量製造的原因。
另一方面，在國際專利公告WO94/22594中公開了一種用於塗覆特別是其形狀變化的製品的方法，它是基於將其中一種為冷卻固化劑、另一種為惰性成分的多組分材料例如無溶劑的樹脂靜電塗覆到一個物品的表面上，之後，在樹脂固化之前將至少一種流體材料噴塗到該樹脂上。
所引證的公開文獻並沒有展示任何實現上述任務的具體技術方案，其主要公開了各種可替換的用以提供塗層的工作原理。在所引證的公開文獻中所描述的技術基礎上，實際上不可能確保尤其使樹脂基的可電處理的材料流特別是塗覆於一個多維形狀的製品上，而使得噴塗周期的直接結果為在將製品從模具中取出之後就是一個最終產品或者製品的每個區域/點將被提供有精確所需的材料厚度，由此，特別是在電處理塑料基材料方面這仍舊是一個中心問題。
本發明的目的是提供一種對上述問題的決定性的補救方法，並因此顯著改善可獲得的現有技術。為了實現這個目的，本發明方法的主要特徵在於，通過將帶電的材料噴射到與設定在一定電位下的模具相接觸來在電場中製造出薄壁製品，在這個噴塗周期以後，在將該製品從所述模具中取出/分離出後至少在其外觀上就是一個成品。
本發明的方法具有某些主要優點，包括例如其技術上的可操作性和可應用性，藉此，實際上其首次就可以提供一種在大多數的各種應用中足夠可靠的結果，即使對上述類型的電處理採用塑料基的製造材料時也是如此。本發明的實用性基於下述事實，即在原理上，一個單獨的噴塗周期即使對於製造一個完好的成品而言也是足夠的，當採用在例如顏色或如表面張力、表面強度、顏色等其它機械/物理特性方面適當混合好的處理材料時，其不一定需要任何精處理操作。當以優選方式採用本發明的方法時，還可以有意製成其在某些區域的壁厚不同於其它區域壁厚的製品。另外，本發明的方法可以以一種常規的方式實施，例如以所謂的靜電方式，使得根據在此方法中優選採用的實施方案，模具中所包括的各個處理塊中的預定電位在整個噴塗周期內能基本上保持恆定。另一方面，對此還可以利用動態控制的噴塗工藝，使得在噴塗周期中可以連續或周期性地改變一個或多個工藝參數和/或移動模具。
在方法從屬權利要求中陳述了本發明方法的優選實施方案。
本發明還涉及一種根據本方法操作的設備，在設備獨立權利要求的前序部分中更加詳細地加以說明。該設備的主要特徵在所述權利要求中的特徵部分有所陳述。
本發明的設備所提供的最重要的優點包括其操作和功能上的技術可靠性。本發明設備所提供的另一個優點是其中所包括的模具可以製造大多數的各種各樣的產品，該模具能從所製造出的製品上取下/分離，並且取決於待製造的給定製品而為陰模或陽模。在本設備的優選實施方案中，還可以採用模具中包含的處理塊，並將各處理塊的電位設定成彼此不同，在實際的噴塗工藝中，這種以數學方式預定的電位能夠使得完全控制的材料流噴向被處理/製造的給定靶的壁，以便例如實現材料厚度的上述變化。取決於所處理的製品，還可以將設備設有控制單元，該控制單元原則上例如按照傳統的、即例如以所謂的靜電方式操作，從而在模具中各處理塊的預定電位在整個噴塗周期中基本上保持恆定。另一方面，還可以使所述控制單元動態化，使得在噴塗周期中某些工藝參數可以連續或以有/無(on/off)原則改變。
在設備從屬權利要求中陳述了本發明設備的優選實施方案。
在下面的說明書中，將參考附圖更加詳細地描述本發明，其中

圖1示出本發明的方法和設備的操作原理，以及圖2藉助於例子示出在本發明的方法和設備中採用的模具。
本發明涉及一種製造薄壁製品的方法，其中單或多組分(基本上聚合物基)的材料1例如塑料、彈性體等以帶電狀態在電場E中被噴塗。通過噴塗Ⅱ帶電Ⅰ的材料使之與被設在一定電位下的模具2相接觸來在電場E中製造薄壁製品，在該噴塗周期Ⅱ以後，在將該製品從模具2中取出/分離後，該製品至少在其外觀上而言就是一個成品。
在本發明的另一種優選實施中，通過在電場E中將製造材料噴塗到一個被設定在一定電位下的開口模具2中來製造出一個三維薄壁製品。在本方法的另一種優選的實施方案中，利用調節表面張力的表面活性劑對所述模具2的表面進行處理，該表面活性劑例如為矽酮基、聚烯烴基和/或相應的媒劑，特別是易於將成品從模具2中取出/分離出。在另一種優選的實施方案中，待噴塗材料的表面張力相對於模具的表面張力被調整到一個能夠產生均勻的薄材料厚度的水平。
另外，在本發明的優選實施方案中，所述方法用於通過在電場E中將製造材料1噴塗Ⅱ到被設定在一定電位下的開口模具2中來製造一種彈性製品，例如服裝、保險套、或例如圖2所示的手套。
在特別是參照圖1所示操作原理的本方法的另一種優選實施方案中，通過加熱單元01加熱製造材料1，此後，通過處理單元4例如噴塗罩等的操作，使多組分製造材料的成分1a、1b混合成02，使製造材料1帶電Ⅰ和被噴塗Ⅱ。
在一優選的實施方案中，通過使模具2設有兩個或多個處理塊Li，可在任意給定點獲得待製造製品的所需壁厚，其中該各個處理塊可被設定成彼此明顯不同的電位，例如通過採用圖2所示的原理。
在本方法的另一種優選實施方案中，通過採用兩個或多個基本上面對面設置的處理單元4，通過在噴塗狀態Ⅱ下移動模具2，和/或通過在噴塗周期Ⅱ中改變一個或多個工藝參數例如製造材料或其組分的體積流量、粘度等，和/或改變電場E、例如在模具中的一個或多個處理塊Li的電位，來製造出製品。
首先，本方法的上述實施方案基於以下事實，即待處理的一個給定靶、例如圖2中所示的一個手套預先被製成模型，並且被用作用以確定一個靶的各關鍵點/區域的所計算的或所謂表列最佳電位的基礎，使得在這些區域所建立的不同電位用以在實際噴塗Ⅱ時加強或抑制電場以對材料流進行控制。通過在每個處理塊中使用金屬絲或適當包含的類似導電錶面，所討論的模具可以被相當簡單地組裝出來。
按照上述方法操作的設備並不象傳統的技術方案那樣，而是特別包括一個可以被設定在一定電位的模具2，並且該模具2可從將帶電材料流噴塗Ⅱ到模具2之後形成的製品上取下/分離開，該製品至少在其外觀上而言是一個成品。
尤其是參照圖1所示的基本操作簡圖，該設備包括一個加熱單元01、擬用來加熱通過筒體S壓縮的基本成分1a、1b，並且還包括例如為噴射罩等的處理單元4、用於混合02所述成分，使所述成分帶電Ⅰ，並由製備的製造材料1產生材料噴塗Ⅱ。
在一個優選的實施方案中，所述設備包括一個其內具有兩個或多個處理塊Li的模具2和/或一個控制單元C，該處理塊Li的電位可被設定成基本上彼此不同，該控制單元C用於在噴塗周期Ⅱ中改變一個或多個工藝參數，例如製造材料或其組分的體積流量、粘度等，和/或改變電場E、例如模具2中一個或多個處理塊Li的電位。
顯然本發明並不限於上述或所說明的實施方案，而是可以在本發明的基本構思範圍內進行較多的改進。因此，顯而易見，本發明的方法可以應用於在本申請人的共同未決專利申請「電力控制材料流的方法和設備」中更加詳細討論的那種操作。而且，顯而易見，本發明的方法和設備可以用於製造剛性的三維製品，也可以製造類似的彈性製品。在實際處理中，本設備的電位可以被選擇成用來以最佳可能方式達到任何給定的目的，但是原則上由申請人測定的最大電壓約為100kV的那種設備能夠在各種處理中達到足夠好的最終結果。
權利要求
1．一種製造薄壁製品的方法，其中單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)、例如塑料、彈性體等以帶電狀態在電場(E)中被噴塗，其特徵在於，通過噴塗(Ⅱ)帶電Ⅰ的材料使之與被設在一定電位下的模具(2)相接觸來在電場(E)中製造薄壁製品，在該噴塗周期(Ⅱ)以後，在將該製品從模具(2)中脫模/剝離後，該製品至少在其外觀上而言就是一個成品。
2．一種如權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過在電場(E)中將製造材料(1)噴塗(Ⅱ)到一個被設定在一定電位下的開口模具(2)中來製造出一個三維薄壁製品。
3．一種如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，利用調節表面張力的表面活性劑對所述模具(2)的表面進行處理，該表面活性劑例如為矽酮基、聚烯烴基和/或相應的媒劑，特別是易於將成品從模具(2)中脫模/剝離出，和/或將待噴塗材料(1)的表面張力相對於模具的表面張力調整到一個能夠產生均勻的薄材料厚度的水平。
4．一種如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，通過在電場(E)中將製造材料(1)噴塗(Ⅱ)到被設定在一定電位下的開口模具(2)來製造一種彈性製品，例如服裝、手套、保險套等。
5．一種如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，通過加熱單元(01)的操作來加熱製造材料(1)，此後，通過處理單元(4)例如噴塗罩等的操作，使多組分製造材料的成分(1a、1b)被混合(02)，使製造材料(1)帶電(Ⅰ)和被噴塗(Ⅱ)。
6．一種如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，通過使模具(2)設有兩個或多個處理塊(Li)來在任意給定點獲得待製造製品的所需壁厚，其中該各個處理塊可被設定成彼此明顯不同的電位。
7．一種如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，所述製品如下所述被製造出，即通過採用兩個或多個基本上面對面設置的處理單元(4)，通過在噴塗狀態(Ⅱ)下移動模具(2)，和/或通過在噴塗周期(Ⅱ)中改變一個或多個工藝參數例如製造材料或其組分的體積流量、粘度等，和/或改變電場(E)、例如在模具(2)中的一個或多個處理塊(Li)的電位。
8．一種製造薄壁製品的設備，該設備擬用於將單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)例如塑料、彈性體等以帶電狀態在電場(E)中噴塗，其特徵在於，所述設備包括一個被設定在一定電位下的模具(2)，該模具(2)可以從在將帶電材料流噴塗(Ⅱ)到其中之後所形成的製品上取下/分離開，並且該製品至少在其外觀上而言就是一個成品。
9．一種如權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述設備包括一個加熱單元(01)和一個例如為噴塗罩等的處理單元(4)，該加熱單元(01)用於加熱製造材料(1)，該處理單元用於將多組分製造材料的成分(1a、1b)混合(02)，用於使製造材料(1)帶電(Ⅰ)和由其產生材料噴塗(Ⅱ)。
10．一種如權利要求8或9所述的設備，其特徵在於，所述設備包括一個其內具有至少兩個處理塊(Li)的模具(2)和/或一個控制單元(C)，該處理塊(Li)的電位可被設定成基本上彼此不同，該控制單元(C)用於在噴塗周期(Ⅱ)中改變一個或多個工藝參數，例如製造材料或其組分的體積流量、粘度等，和/或改變電場(E)、例如模具(2)中一個或多個處理塊(Li)的電位。
全文摘要
本發明涉及一種製造薄壁製品的方法,其中單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)、例如塑料、彈性體等以帶電狀態在電場(E)中被噴塗。通過噴塗(II)帶電的材料使之與被設在一定電位下的模具(2)相接觸來在電場(E)中製造薄壁製品,在該噴塗周期(II)以後,在將該製品從模具(2)中脫模/剝離後,該製品至少在其外觀上而言就是一個成品。本發明還涉及一種按照該方法操作的設備。
文檔編號B29C41/52GK1301199SQ99806197
公開日2001年6月27日 申請日期1999年4月28日 優先權日1998年5月15日
發明者利奧·哈特賈薩羅, 賈科·瓦爾坦倫 申請人:利奧·哈特賈薩羅, 賈科·瓦爾坦倫