專利名稱：電力控制材料流的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電力控制材料流的方法和設備，其中單或多組分(基本上聚合物基的)材料例如塑料、彈性體等被帶電和在電場中噴涂到一個三維的模具/靶上。
目前，通常例如在汽車噴漆中采用所謂的靜電涂覆。這種涂覆通常是利用金屬基的涂覆材料實現(xiàn)的，其電荷和在一電場中的噴涂在所討論的涂覆中可以足夠均質(zhì)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于在實踐中以足夠的可靠性加以實施，特別是當采用塑料基的材料時，因為這種材料在上述處理中的可涂覆性較差。另一方面，眾所周知，通過采用合適的極性/電阻率調(diào)節(jié)材料例如氯/乙二醇基材料等為待噴涂的塑料提供電荷。然而，盡管如此，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(guī)的薄壁普通制品如手套、避孕套等還必須用傳統(tǒng)的浸漬方法大量制造的原因。
另一方面，在國際專利公開WO94/22594中公開了一種用于涂覆特別是其形狀變化的制品的方法，它是基于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涂覆到一個物品的表面上，之后，在樹脂固化之前將至少一種流體材料噴涂到該樹脂上。
所引證的公開文獻并沒有展示任何實現(xiàn)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涂層的工作原理。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涂覆于一個多維形狀的制品上而使得制品的每個區(qū)域/點將被精確提供有所需的材料厚度，由此，特別是在電處理樹脂基或塑料基的材料方面這仍舊是一個中心問題。
本發(fā)明的目的是提供一種對上述問題的決定性的補救方法，并因此顯著改善可獲得的現(xiàn)有技術。為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明方法的主要特征在于，該方法利用被設定在一定電位下的一個模具/靶，其設有被設定成電位彼此不同的兩個或多個處理塊，特別是用于使被噴涂的材料粒子流與對其產(chǎn)生作用的電場相協(xié)調(diào)，而使得在噴涂周期Ⅱ中，模具/靶的表面的每個部分/區(qū)域形成所需厚度的材料層。
本發(fā)明的方法具有某些主要優(yōu)點，包括例如其技術上的可操作性和可應用性，借此，實際上其首次就可以提供一種在大多數(shù)的各種應用中足夠可靠的結果，即使對上述類型的電處理采用塑料基的制造材料時也是如此。本發(fā)明的應用性基于下述事實，即本發(fā)明的模具借助于其中所包含的各處理塊的以數(shù)學方式確定的不同電位能夠精確地確定材料的厚度，而使得實際處理的最終結果將如所需要地一樣精確。本發(fā)明的方法還能夠使待處理的靶、例如一個待涂覆的物體或一個由其制造的制品以明顯不同的壁厚被有意地設置在所需的區(qū)域。另外，基本上可以以傳統(tǒng)方式例如以靜電方式實施該方法，使得在整個噴涂周期中，模具中各個處理塊的預定電位被基本上保持恒定。另一方面，對此還可以利用可動態(tài)控制的噴涂工藝，這樣可以在噴涂周期中連續(xù)或周期性地改變一個或幾個工藝參數(shù)。
在方法從屬權利要求中陳述了本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)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。該設備的主要特征在所述權利要求中的特征部分有所陳述。
本發(fā)明的設備所提供的最重要的優(yōu)點包括其操作和功能上的技術可靠性以及在大多數(shù)各種應用中的實用性。首先，本發(fā)明設備的基本構思在于以下事實其中所包含的控制單元能夠將模具中所包含的各個處理塊設定在例如以數(shù)學方式預定的電位上，使得實際的噴涂工藝能夠在給定時間內(nèi)產(chǎn)生射向待處理/制造的模具/靶的各表面/壁的絕對受控的材料流。根據(jù)工藝的性質(zhì)，可以將控制單元例如按照基本上傳統(tǒng)的方法設置以進行所謂靜電式的操作，而使得在整個噴涂周期中，模具中各個處理塊的預定電位被基本上保持恒定。另一方面，還可以使所述控制單元動態(tài)化，使得在噴涂過程中某些工藝參數(shù)可以連續(xù)或以有/無(on/off)原則改變。本發(fā)明設備的另一個基本優(yōu)點在于，即使在處理多組分材料時也可以僅使用一個噴涂周期來獲得一個完好的成品，因此，當采用例如在顏色或其它機械/物理特性如表面張力、表面強度等方面適當混合的處理材料時，它不一定需要任何類型的精處理操作，在設備從屬權利要求中陳述了本發(fā)明設備的優(yōu)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(fā)明，其中

圖1示出本發(fā)明的方法和設備的操作原理，以及圖2借助于例子示出在本發(fā)明的方法和設備中采用的模具。
本發(fā)明涉及一種電力控制材料流的方法，其中單或多組分(基本上聚合物基)的材料1例如塑料、彈性體等被帶電Ⅰ和在電場E中噴涂Ⅱ到一個三維的模具2/靶3上。本發(fā)明的方法采用了被設定在一定電位下的模具2/靶3，其設有被設定成彼此電位不同的兩個或多個處理塊Li，特別是用于使被噴涂的材料粒子流與對其產(chǎn)生作用的電場E相協(xié)調(diào)，這樣使得在噴涂周期Ⅱ中，模具/靶的表面的每個部分/區(qū)域形成所需厚度的材料層。
首先，本發(fā)明的方法基于以下事實，即待處理的一個給定靶、例如圖2中所示的一個手套先被制成模型，并且被用作用以確定一個靶的各關鍵點/區(qū)域的所計算的或所謂表列最佳電位的基礎，使得在這些區(qū)域所建立的不同電位用以在實際噴涂Ⅱ時加強或抑制電場以對材料流進行控制。通過適當設置的金屬絲或類似導電表面，在每個處理塊中可以相當簡單地實現(xiàn)上述結構。
在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方案中，在靜電場中進行處理，使得在整個噴涂周期中模具2/靶3中各個處理塊Li1-Li7預定的不同電位基本上被保持恒定。
另外，在一個優(yōu)選的替換性實施方案中，通過在噴涂過程Ⅱ中改變一個或幾個工藝參數(shù)例如被噴涂材料流的體積流量、粘度等來在動態(tài)電場中進行處理。然而，在實踐中，最簡單的方法可能是改變電場E、例如待噴涂材料的電荷和/或模具2/靶3的電位。另外，可以在噴涂過程Ⅱ中將處理塊Li的電位在預定最小和最大電位的限度內(nèi)動態(tài)地改變。因此，在這一方面，可以在噴涂過程中連續(xù)地改變例如模具中給定處理塊Li的電位，或者僅以有/無(on/off)原則改變。在本方法的另一個優(yōu)選實施方案中，可以通過采用機械控制例如窄的空氣射流等來控制被噴涂的材料顆粒，以便根據(jù)需要增強所需的作用。
另外，特別是參照圖1所示的操作原理，例如用筒體S壓縮的多組分成分1a、1b首先用加熱單元01加熱，此后這些材料通過例如為噴涂罩等的噴涂單元4而被混合02在一起，使其帶電Ⅰ并且作為材料噴射流Ⅱ被輸送。
按照上述方法操作的設備并不象現(xiàn)有技術的技術方案那樣，而是包括一個特別是被設定在一定電位下的模具2/靶3，并且例如按照圖2所示的原理設有幾個被設定成電位彼此不同的處理塊Li。另外，在一個優(yōu)選的實施方案中，該設備按照基本簡圖1包括一個控制單元C，用以改變一個或多個工藝參數(shù)，例如被噴涂材料的體積流量、其粘性等，和/或改變電場E、例如被噴涂材料的電荷和/或模具2/靶3的電位。
可以采用控制單元C以如上所述靜態(tài)操作，或者另一方面還可動態(tài)操作，例如使得在噴涂過程Ⅱ中，模具2/靶3中的給定處理塊/各塊Li的電位在預定的最小和最大電位范圍內(nèi)連續(xù)地改變。
特別是參照圖1所示的基本操作簡圖，該設備包括一個加熱單元01以及一個例如為噴涂罩等的處理單元4，該加熱單元擬用于加熱由筒體S壓縮的基本成分1a、1b，該處理單元用于將所述材料混合02在一起，用于使其帶電Ⅰ，并且用于由所制備的制造材料1產(chǎn)生材料噴涂Ⅱ。
顯然本發(fā)明并不限于上述或所說明的實施方案，而是可以在本發(fā)明的基本構思范圍內(nèi)進行較多的改進。因此，顯而易見，本發(fā)明的方法可以應用于例如表面精整或某些類型的部件制造中，使得在噴涂周期以后將該部件從模具中取出/分離出后，該部件就構成一個最終的產(chǎn)品。特別是在這種類型的應用中，本發(fā)明特別適用于在本申請人的共同未決的專利申請“制造薄壁制品的方法和設備”中公開的那種操作。而且，顯而易見，本發(fā)明的方法和設備可以用于制造剛性的三維制品/涂層，也可以制造類似的彈性制品。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。當然，也可以通過采用兩個或多個彼此面對面的噴涂單元和/或通過在噴涂周期中連續(xù)或周期性地移動模具來實施上述處理。
權利要求
1．一種電力控制材料流的方法，其中單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)例如塑料、彈性體等被帶電(Ⅰ)和在電場(E)中被噴涂(Ⅱ)到一個三維的模具(2)/靶(3)上，其特征在于，本方法采用了被設定在一定電位下的模具(2)/靶(3)，其設有被設定成彼此電位不同的兩個或多個處理塊(Li)，特別是用于使被噴涂的材料流與對其產(chǎn)生作用的電場(E)相協(xié)調(diào)，而使得在噴涂周期(Ⅱ)中模具/靶的表面的每個部分/區(qū)域形成所需厚度的材料層。
2．一種如權利要求1所述的方法，其特征在于，在靜電場中進行處理，使得在整個噴涂過程(Ⅱ)中模具(2)/靶(3)中各個處理塊(Li)的預定不同電位基本上被保持恒定。
3．一種如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過在噴涂過程(Ⅱ)中改變一個或幾個工藝參數(shù)例如被噴涂材料流的體積流量、粘度等，和/或改變電場(E)、例如被噴涂材料的電荷和/或模具(2)/靶(3)中處理塊(Li)的電位來在動態(tài)電場中進行所述處理。
4．一種如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述處理以動態(tài)方式實施而使得在噴涂(Ⅱ)過程中模具(2)/靶(3)中一個或多個處理塊(Li)的電位在預定最小和最大電位限度內(nèi)變化。
5．一種如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，通過采用機械控制例如窄的空氣射流等實現(xiàn)對被噴涂材料顆粒的控制。
6．一種如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，通過加熱單元(01)對制造材料(1)進行加熱，之后通過例如為噴涂罩等的處理單元(4)使多組分制造材料的成分(1a、1b)相互混合(02)，使該制造材料(1)帶電(Ⅰ)，并且形成材料噴涂(Ⅱ)。
7．一種電力控制材料流的設備，其擬用于使單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)例如塑料、彈性體等帶電(Ⅰ)和在電場(E)中噴涂(Ⅱ)到一個三維的模具(2)/靶(3)上，其特征在于，本設備包括被設定在一定電位下的模具(2)/靶(3)，其設有被設定成彼此電位不同的兩個或多個處理塊(Li)，特別是用于使被噴涂的材料流與對其產(chǎn)生作用的電場(E)相協(xié)調(diào)，使得在嘖涂過程(Ⅱ)中，模具/靶的表面的每個部分/區(qū)域形成所需厚度的材料層。
8．一種如權利要求7所述的設備，其特征在于，所述設備包括一個控制單元(C)，用以改變一個或多個工藝參數(shù)，例如被噴涂材料的體積流量、粘性等，和/或改變電場(E)、例如被噴涂材料的電荷和/或模具(2)/靶(3)中各處理塊(Li)的電位。
9．一種如權利要求8所述的設備，其特征在于，所述控制單元(C)適于在噴涂(Ⅱ)過程中使得模具(2)/靶(3)中一個或多個處理塊(Li)的電位在預定的最小和最大電位限度內(nèi)變化。
10．一種如權利要求7-9中任一項所述的設備，其特征在于，所述設備包括一個加熱單元(01)和一個例如為噴涂罩等的處理單元(4)，該加熱單元(01)對制造材料(1)進行加熱，該處理單元(4)將多組分制造材料的成分(1a、1b)相互混合(02)，使該制造材料(1)帶電(Ⅰ)，并且由其產(chǎn)生材料噴涂(Ⅱ)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力控制材料流的方法,其中單或多組分的基本上聚合物基的材料(1)例如塑料、彈性體等被帶電(I)和在電場(E)中噴涂(II)到一個三維的模具(2)/靶(3)上。本發(fā)明的方法采用了被設定在一定電位下的模具(2)/靶(3),其設有被設定成彼此電位不同的兩個或多個處理塊(Li),特別是用于使被噴涂的材料流與對其產(chǎn)生作用的電場(E)相協(xié)調(diào),使得在噴涂周期(II)中模具/靶的表面的每個部分/區(qū)域形成所需厚度的材料層。本發(fā)明還涉及一種按照該方法操作的設備。
文檔編號B29C41/52GK1301198SQ99806196
公開日2001年6月27日 申請日期1999年4月28日 優(yōu)先權日1998年5月15日
發(fā)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