專利名稱：制造薄壁制品的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造薄壁制品的方法，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(tài)在電場中被噴涂。
目前，通常例如在汽車的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)的薄壁普通制品例如手套、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，在國際專利公告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，而使得噴涂周期的直接結果為在將制品從模具中取出之后就是一個最終產品或者制品的每個區(qū)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(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，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制造出薄壁制品，在這個噴涂周期以后，在將該制品從所述模具中取出/分離出后至少在其外觀上就是一個成品。
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)明的實用性基于下述事實，即在原理上，一個單獨的噴涂周期即使對于制造一個完好的成品而言也是足夠的，當采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(yōu)選方式采用本發(fā)明的方法時，還可以有意制成其在某些區(qū)域的壁厚不同于其它區(qū)域壁厚的制品。另外，本發(fā)明的方法可以以一種常規(guī)的方式實施，例如以所謂的靜電方式，使得根據(jù)在此方法中優(yōu)選采用的實施方案，模具中所包括的各個處理塊中的預定電位在整個噴涂周期內能基本上保持恒定。另一方面，對此還可以利用動態(tài)控制的噴涂工藝，使得在噴涂周期中可以連續(xù)或周期性地改變一個或多個工藝參數(shù)和/或移動模具。
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。本發(fā)明設備所提供的另一個優(yōu)點是其中所包括的模具可以制造大多數(shù)的各種各樣的產品，該模具能從所制造出的制品上取下/分離，并且取決于待制造的給定制品而為陰?；蜿柲?。在本設備的優(yōu)選實施方案中，還可以采用模具中包含的處理塊，并將各處理塊的電位設定成彼此不同，在實際的噴涂工藝中，這種以數(shù)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/制造的給定靶的壁，以便例如實現(xiàn)材料厚度的上述變化。取決于所處理的制品，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(tǒng)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涂周期中基本上保持恒定。另一方面，還可以使所述控制單元動態(tài)化，使得在噴涂周期中某些工藝參數(shù)可以連續(xù)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(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)明涉及一種制造薄壁制品的方法，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(tài)在電場E中被噴涂。通過噴涂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中制造薄壁制品，在該噴涂周期Ⅱ以后，在將該制品從模具2中取出/分離后，該制品至少在其外觀上而言就是一個成品。
在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施中，通過在電場E中將制造材料噴涂到一個被設定在一定電位下的開口模具2中來制造出一個三維薄壁制品。在本方法的另一種優(yōu)選的實施方案中，利用調節(jié)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硅酮基、聚烯烴基和/或相應的媒劑，特別是易于將成品從模具2中取出/分離出。在另一種優(yōu)選的實施方案中，待噴涂材料的表面張力相對于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(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述方法用于通過在電場E中將制造材料1噴涂Ⅱ到被設定在一定電位下的開口模具2中來制造一種彈性制品，例如服裝、避孕套、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(yōu)選實施方案中，通過加熱單元01加熱制造材料1，此后，通過處理單元4例如噴涂罩等的操作，使多組分制造材料的成分1a、1b混合成02，使制造材料1帶電Ⅰ和被噴涂Ⅱ。
在一優(yōu)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制造制品的所需壁厚，其中該各個處理塊可被設定成彼此明顯不同的電位，例如通過采用圖2所示的原理。
在本方法的另一種優(yōu)選實施方案中，通過采用兩個或多個基本上面對面設置的處理單元4，通過在噴涂狀態(tài)Ⅱ下移動模具2，和/或通過在噴涂周期Ⅱ中改變一個或多個工藝參數(shù)例如制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，來制造出制品。
首先，本方法的上述實施方案基于以下事實，即待處理的一個給定靶、例如圖2中所示的一個手套預先被制成模型，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。通過在每個處理塊中使用金屬絲或適當包含的類似導電表面，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并不象傳統(tǒng)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，并且該模具2可從將帶電材料流噴涂Ⅱ到模具2之后形成的制品上取下/分離開，該制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，并且還包括例如為噴射罩等的處理單元4、用于混合02所述成分，使所述成分帶電Ⅰ，并由制備的制造材料1產生材料噴涂Ⅱ。
在一個優(yōu)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用于在噴涂周期Ⅱ中改變一個或多個工藝參數(shù)，例如制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(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(fā)明的方法和設備可以用于制造剛性的三維制品，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
1．一種制造薄壁制品的方法，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(tài)在電場(E)中被噴涂，其特征在于，通過噴涂(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)中制造薄壁制品，在該噴涂周期(Ⅱ)以后，在將該制品從模具(2)中脫模/剝離后，該制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，其特征在于，通過在電場(E)中將制造材料(1)噴涂(Ⅱ)到一個被設定在一定電位下的開口模具(2)中來制造出一個三維薄壁制品。
3．一種如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用調節(jié)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硅酮基、聚烯烴基和/或相應的媒劑，特別是易于將成品從模具(2)中脫模/剝離出，和/或將待噴涂材料(1)的表面張力相對于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，其特征在于，通過在電場(E)中將制造材料(1)噴涂(Ⅱ)到被設定在一定電位下的開口模具(2)來制造一種彈性制品，例如服裝、手套、避孕套等。
5．一種如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，通過加熱單元(01)的操作來加熱制造材料(1)，此后，通過處理單元(4)例如噴涂罩等的操作，使多組分制造材料的成分(1a、1b)被混合(02)，使制造材料(1)帶電(Ⅰ)和被噴涂(Ⅱ)。
6．一種如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，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制造制品的所需壁厚，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，其特征在于，所述制品如下所述被制造出，即通過采用兩個或多個基本上面對面設置的處理單元(4)，通過在噴涂狀態(tài)(Ⅱ)下移動模具(2)，和/或通過在噴涂周期(Ⅱ)中改變一個或多個工藝參數(shù)例如制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。
8．一種制造薄壁制品的設備，該設備擬用于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(tài)在電場(E)中噴涂，其特征在于，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涂(Ⅱ)到其中之后所形成的制品上取下/分離開，并且該制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)用于加熱制造材料(1)，該處理單元用于將多組分制造材料的成分(1a、1b)混合(02)，用于使制造材料(1)帶電(Ⅰ)和由其產生材料噴涂(Ⅱ)。
10．一種如權利要求8或9所述的設備，其特征在于，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)用于在噴涂周期(Ⅱ)中改變一個或多個工藝參數(shù)，例如制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(fā)明涉及一種制造薄壁制品的方法,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(tài)在電場(E)中被噴涂。通過噴涂(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)中制造薄壁制品,在該噴涂周期(II)以后,在將該制品從模具(2)中脫模/剝離后,該制品至少在其外觀上而言就是一個成品。本發(fā)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(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