制造薄壁制品的方法和设备

本发明涉及一种制造薄壁制品的方法，其中单或多组分(基本上聚合 物基的)材料例如塑料、弹性体等以带电状态在电场中被喷涂。

目前，通常例如在汽车的喷漆中采用所谓的静电涂覆。这种涂覆通常 是利用金属基的涂覆材料实现的，其电荷和在一电场中的喷涂在所讨论的 涂覆中可以足够均质的方式获得，从而车辆整体可以具有足够厚的漆层。 然而，上述类型的处理不便于在实践中以足够的可靠性加以实施，特别是 当采用塑料基的材料时，因为这种材料在上述处理中的可涂覆性较差。另 一方面，众所周知，通过采用合适的极性/电阻率调节材料例如氯/乙二醇 基材料等为待喷涂的塑料提供电荷。然而，尽管如此，塑料材料的这种电 处理迄今还不能以足够的可靠性进行，这就是为何例如常规的薄壁普通制 品例如手套、避孕套等还必须用传统的浸渍方法大量制造的原因。

另一方面，在国际专利公告WO94/22594中公开了一种用于涂覆特别 是其形状变化的制品的方法，它是基于将其中一种为冷却固化剂、另一种 为惰性成分的多组分材料例如无溶剂的树脂静电涂覆到一个物品的表面 上，之后，在树脂固化之前将至少一种流体材料喷涂到该树脂上。

所引证的公开文献并没有展示任何实现上述任务的具体技术方案，其 主要公开了各种可替换的用以提供涂层的工作原理。在所引证的公开文献 中所描述的技术基础上，实际上不可能确保尤其使树脂基的可电处理的材 料流特别是涂覆于一个多维形状的制品上，而使得喷涂周期的直接结果为 在将制品从模具中取出之后就是一个最终产品或者制品的每个区域/点将 被提供有精确所需的材料厚度，由此，特别是在电处理塑料基材料方面这 仍旧是一个中心问题。

本发明的目的是提供一种对上述问题的决定性的补救方法，并因此显 著改善可获得的现有技术。为了实现这个目的，本发明方法的主要特征在 于，通过将带电的材料喷射到与设定在一定电位下的模具相接触来在电场 中制造出薄壁制品，在这个喷涂周期以后，在将该制品从所述模具中取出 /分离出后至少在其外观上就是一个成品。

本发明的方法具有某些主要优点，包括例如：其技术上的可操作性和 可应用性，借此，实际上其首次就可以提供一种在大多数的各种应用中足 够可靠的结果，即使对上述类型的电处理采用塑料基的制造材料时也是如 此。本发明的实用性基于下述事实，即：在原理上，一个单独的喷涂周期 即使对于制造一个完好的成品而言也是足够的，当采用在例如颜色或如表 面张力、表面强度、颜色等其它机械/物理特性方面适当混合好的处理材 料时，其不一定需要任何精处理操作。当以优选方式采用本发明的方法时， 还可以有意制成其在某些区域的壁厚不同于其它区域壁厚的制品。另外， 本发明的方法可以以一种常规的方式实施，例如以所谓的静电方式，使得 根据在此方法中优选采用的实施方案，模具中所包括的各个处理块中的预 定电位在整个喷涂周期内能基本上保持恒定。另一方面，对此还可以利用 动态控制的喷涂工艺，使得在喷涂周期中可以连续或周期性地改变一个或 多个工艺参数和/或移动模具。

在方法从属权利要求中陈述了本发明方法的优选实施方案。

本发明还涉及一种根据本方法操作的设备，在设备独立权利要求的前 序部分中更加详细地加以说明。该设备的主要特征在所述权利要求中的特 征部分有所陈述。

本发明的设备所提供的最重要的优点包括其操作和功能上的技术可靠 性。本发明设备所提供的另一个优点是其中所包括的模具可以制造大多数 的各种各样的产品，该模具能从所制造出的制品上取下/分离，并且取决 于待制造的给定制品而为阴模或阳模。在本设备的优选实施方案中，还可 以采用模具中包含的处理块，并将各处理块的电位设定成彼此不同，在实 际的喷涂工艺中，这种以数学方式预定的电位能够使得完全控制的材料流 喷向被处理/制造的给定靶的壁，以便例如实现材料厚度的上述变化。取 决于所处理的制品，还可以将设备设有控制单元，该控制单元原则上例如 按照传统的、即例如以所谓的静电方式操作，从而在模具中各处理块的预 定电位在整个喷涂周期中基本上保持恒定。另一方面，还可以使所述控制 单元动态化，使得在喷涂周期中某些工艺参数可以连续或以有/无 (on/off)原则改变。

在设备从属权利要求中陈述了本发明设备的优选实施方案。

在下面的说明书中，将参考附图更加详细地描述本发明，其中

图1示出本发明的方法和设备的操作原理，以及

图2借助于例子示出在本发明的方法和设备中采用的模具。

本发明涉及一种制造薄壁制品的方法，其中单或多组分(基本上聚合 物基)的材料1例如塑料、弹性体等以带电状态在电场E中被喷涂。通过 喷涂Ⅱ带电Ⅰ的材料使之与被设在一定电位下的模具2相接触来在电场 E中制造薄壁制品，在该喷涂周期Ⅱ以后，在将该制品从模具2中取出/ 分离后，该制品至少在其外观上而言就是一个成品。

在本发明的另一种优选实施中，通过在电场E中将制造材料喷涂到一 个被设定在一定电位下的开口模具2中来制造出一个三维薄壁制品。在本 方法的另一种优选的实施方案中，利用调节表面张力的表面活性剂对所述 模具2的表面进行处理，该表面活性剂例如为硅酮基、聚烯烃基和/或相 应的媒剂，特别是易于将成品从模具2中取出/分离出。在另一种优选的 实施方案中，待喷涂材料的表面张力相对于模具的表面张力被调整到一个 能够产生均匀的薄材料厚度的水平。

另外，在本发明的优选实施方案中，所述方法用于通过在电场E中将 制造材料1喷涂Ⅱ到被设定在一定电位下的开口模具2中来制造一种弹 性制品，例如服装、避孕套、或例如图2所示的手套。

在特别是参照图1所示操作原理的本方法的另一种优选实施方案中， 通过加热单元01加热制造材料1，此后，通过处理单元4例如喷涂罩等 的操作，使多组分制造材料的成分1a、1b混合成02，使制造材料1带电 Ⅰ和被喷涂Ⅱ。

在一优选的实施方案中，通过使模具2设有两个或多个处理块Li，可 在任意给定点获得待制造制品的所需壁厚，其中该各个处理块可被设定成 彼此明显不同的电位，例如通过采用图2所示的原理。

在本方法的另一种优选实施方案中，通过采用两个或多个基本上面对 面设置的处理单元4，通过在喷涂状态Ⅱ下移动模具2，和/或通过在喷 涂周期Ⅱ中改变一个或多个工艺参数例如制造材料或其组分的体积流 量、粘度等，和/或改变电场E、例如在模具中的一个或多个处理块Li的 电位，来制造出制品。

首先，本方法的上述实施方案基于以下事实，即：待处理的一个给定 靶、例如图2中所示的一个手套预先被制成模型，并且被用作用以确定一 个靶的各关键点/区域的所计算的或所谓表列最佳电位的基础，使得在这 些区域所建立的不同电位用以在实际喷涂Ⅱ时加强或抑制电场以对材料 流进行控制。通过在每个处理块中使用金属丝或适当包含的类似导电表 面，所讨论的模具可以被相当简单地组装出来。

按照上述方法操作的设备并不象传统的技术方案那样，而是特别包括 一个可以被设定在一定电位的模具2，并且该模具2可从将带电材料流喷 涂Ⅱ到模具2之后形成的制品上取下/分离开，该制品至少在其外观上而 言是一个成品。

尤其是参照图1所示的基本操作简图，该设备包括一个加热单元01、 拟用来加热通过筒体S压缩的基本成分1a、1b，并且还包括例如为喷射 罩等的处理单元4、用于混合02所述成分，使所述成分带电Ⅰ，并由制备 的制造材料1产生材料喷涂Ⅱ。

在一个优选的实施方案中，所述设备包括一个其内具有两个或多个处 理块Li的模具2和/或一个控制单元C，该处理块Li的电位可被设定成 基本上彼此不同，该控制单元C用于在喷涂周期Ⅱ中改变一个或多个工 艺参数，例如制造材料或其组分的体积流量、粘度等，和/或改变电场E、 例如模具2中一个或多个处理块Li的电位。

显然本发明并不限于上述或所说明的实施方案，而是可以在本发明的 基本构思范围内进行较多的改进。因此，显而易见，本发明的方法可以应 用于在本申请人的共同未决专利申请“电力控制材料流的方法和设备”中 更加详细讨论的那种操作。而且，显而易见，本发明的方法和设备可以用 于制造刚性的三维制品，也可以制造类似的弹性制品。在实际处理中，本 设备的电位可以被选择成用来以最佳可能方式达到任何给定的目的，但是 原则上由申请人测定的最大电压约为100kV的那种设备能够在各种处理中 达到足够好的最终结果。