DE3225844A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen von schichten aus thermoplastischen kunststoffen oder heissschmelzklebstoffen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum auftragen von schichten aus thermoplastischen kunststoffen oder heissschmelzklebstoffen

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Schichten
  • aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei den bekannten Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen werden diese erwärmt und in die Formen von Spritzgießmaschinen zugeführt, wodurch sich Körper, auch Hohlkörper, nahezu beliebiger Form herstellen lassen.
  • Die erwärmten thermoplastischen Kunststoffe können auch mittels bekannter Extrusionsverfahren unter Verwendung spezieller Extrusionswerkzeuge zu Folien und Profilen verarbeitet werden, deren Dicke, Breite und Profil direkt von dem speziellen Extrusionswerkzeug abhängig sind.
  • Es ist auch bekannt, thermoplastischen Kunststoffen Treibmittel und Katalysatoren zuzumischen, um Hart- oder Weichschaumstoffe zu erzeugen, die jedoch nur in geschlossenen Formen zu Formkörpern mit reproduzierbaren Abmessungen verarbeitet werden können.
  • Es sind auch Heißschmelzklebstoffe bekannt, die in einer Heißschmelzvorrichtung mit einer Förderschnecke aufgeschmolzen und durch Düsen trangförmig ausgetragen werden.
  • Es sind auch Verfahren zum Beschichten von Textilstoffen bekannt, wobei ein pastenförmiger Kunststoff auf eine beheizte Walze aufgetragen und danach eine Gewebebahn mittels einer Anpreßrolle in den verflüssigten Kunststoff gepreßt wird.
  • Es ist insbesondere aus der Textilindustrie bekannt, thermoplastische Heißschmelzklebstoffe z.B. aus Polyamid oder thermoplastischen Polyestern nach der Polymerisation zum gegenseitigen Verkleben von Textilbahnen, -streifen oder dergleichen zu verwenden. Das polymerisierte Granulat wird unter großer Kälteeinwirkung zu einem feinen Pulver vermahlen und auf die zu verklebenden Bahnen aufgebracht, die dann aufeinandergelegt unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verklebt werden. Hierbei ist der Aufwand bei der Herstellung des Pulvers und die umweltunfreundliche Staubentwicklung bei der Weiterverarbeitung des Pulvers sehr hoch.
  • Bekannt ist auch ein elektrostatisches Pulverbeschichtungsverfahren; hiermit lassen sich jedoch nur sehr geringe und flächenmäRig sehr begrenzte Schichtstärken herstellen.
  • Es sind Farbspritzapparate in Pistolenform bekannt, durch die eine Farbe mittels steuerbarer Druckluft durch eine bezüglich der Austrittsmenge einstellbare Düse im Breit- oder Rundstahl versprüht werden kann.
  • Es sind auch Heißläuferdüsen bekannt, die die aufgeschmolzenenThermoplaste in ihrer Temperatur regulieren und als Strang in vorgegebene Spritzwerkzeugformen einschießen lassen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen anzugeben, die es erlauben, zwei- oder dreidimensionale Gegenstände beliebiger Art und Gestalt außen und innen mit einer beliebig starken gleichmäßigen oder musterförmigen Schicht zu versehen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw.
  • 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 8 und der Vorrichtung den Unteransprüchen 10 bis 15 zu entnehmen.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf eine Zeichnung und unter Anführung von Varianten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in stark schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen mittels erhitzter Druckluft.
  • Die Vorrichtung weist einen Schmelzbehälter 1 auf, in den durch einen Trichter 2 kontinuierlich ein thermoplastischer Kunststoff eingegeben werden kann. Der Behälter ist mit einer Heizung 3 versehen, durch die der jeweilige eingesetzte Kunststoff in den schmelzflüssigen Zustand versetzbar ist. Der im Behälter 1 aufgeschmolzene Kunststoff oder Heißschmelzklebstoff wird durch eine Förderschnecke 4 in die eigentliche Sprüheinrichtung 5 eingebracht. Die Sprüheinrichtung 5 weist einen zentralen, durch ein Rohr gebildeten Kanal 6 auf, dessen Eingang lösbar mit dem Ausgang des Behälters 1 verbunden ist und dessen Ausgang eine Düse 7 bildet. Koaxial im Kanal 6 ist eine axial verstellbare Nadel 8 angeordnet, die den Ausgang der Düse 7 verschließt bzw.
  • entsprechend ihrer Verstellung eine kleinere oder größere Öffnung zur mengenregulierten Abgabe von Kunststoffschmelze freigibt. Der Kanal 6 ist unter Belassung eines Hohlraumes 9 von einem rohrförmigen Gehäuse 10 umgeben. Im rlngförmigen Hohlraum 9 zwischen dem Rohr des Kanals 6 und dem Gehäuse 10 ist eine elektrische Heizung 11 zur Beheizung des Kanals 6 angeordnet. Der Hohlraum 9 ist an einer Seite mit der Zufuhrleitung 12 für ein erhitztes Druckgas vorzugsweise Druckluft, verbunden, an der anderen Seite setzt er sich in einem die Düse 7 umgebenden, mit dem Gehäuse 10 lösbar verbundenen Düsenkopf 13 gegebenenfalls unter Einschaltung einer Durchgangsverengung fort und endet in einer die Düse 7 umgebenden Zentralbohrung 14. Die Druckluft kann zu ihrer Erwärmung bzw. zur Einhaltung ihrer vorgegebenen Temperatur direkt über die Heizung 11 streichen.
  • Im Vorderteil des Düsenkopfes 13 sind an zwei sich diametral gegenüberliegenden Seiten zwei gegeneinander geneigt angeordnete düsenförmige Austrittsöffnungen 15, die über ein Kanalsystem 16 im Düsenkopf 13 und im Gehäuse 9 über ein Steuerventil 17 mit der Druckzufuhrleitung 12 verbunden werden können.
  • Die Vorrichtung weist auf dem gesamten Weg, den der geschmolzene Kunststoff bzw. ein erhitztes Druckgas in ihr zurücklegen muß, Thermoelemente 18 auf. Die Zufuhrschläuche für das erhitze Druckgas in die Zufuhrleitung 12 weisen ebenfalls Heizungen 19 auf, die in der Wandung des Schlauches oder im Innern des Schlauches freiliegend angeordnet sind. Mittels der Thermoelemente 18 und nicht dargestellterSteuerelemente für die Heizungen 3, 11, 19 wird eine vorgegebene einstellbare Temperatur, die der Temperatur des für eine Verarbeitung optimalen schmelzflüssigen Zustands des jeweiligen Kunststoffs bzw. Klebers entspricht, auf dem gesamten Weg konstant eingehalten. Derartige automatische Temperaturregelsysteme sind bekannt und werden daher nicht weiter erläutert.
  • Die Vorrichtung weist auch eine nicht dargestellte bekannte Luftsteuervorrichtung auf.
  • Der Düsenkopf 13 kann zusätzlich auch eine eigene oder eine mit der Heizung 11 verbundene nicht dargestellte Heizung aufweisen.
  • die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der im Behälter 1 aufgeschmolzene Kunststoff oder Schmelzkleber wird durch die Förderschnecke 4 aus dem Behälter 1 gegebenenfalls über beheizbare flexible Verbindungsleitungen dem Kanal 6 zugeführt, aus dem er durch die Düse 7 bei zurückgezogener Nadel 8 austritt. Auf dem gesamten Weg (Pfeile mit schwarzem Kopf) wird sichergestellt, daß die gewählte, einstellbare und optimale Verarbeitungstemperatur des jeweils eingesetzten Kunststoffes konstant eingehalten wird. Beim Austritt des schmelzflüssigen Kunststoffes bzw. Schmelzklebers aus der Düse 7 wird er durch die, durch die Zentralbohrung 14 austretende erhitzte Druckluft (Pfeile mit weißem Kopf) zu einem runden Strahl zerstäubt. Sofern ein flacher Strahl gewünscht wird, wird durch das Steuerventil 17 dem Kanalsystem 16 und damit den sich gegenüberliegenden Austrittsöffnungen 15 ebenfalls Druckluft zugeführt. Durch die austretenden Druckluftströme wird der Rundstrahl abgeflacht. Durch die Luftsteuerung wird bei stärkerer Luftzufuhr eine feinere und bei weniger Luftzufuhr eine mehr flockigere Zerstäubung erzielt. Neben der Funktion des Öffnens und Schließens wird durch die Nadel 8 auch die Mengenabgabe reguliert.
  • Es ist auch möglich, den geschmolzenen Kunststoff luftlos zu versprühen. Hierbei enthält die Vorrichtung einen Aufschmelzextruder, mit dem sich so hohe Drücke erzeugen lassen, daß der jeweilige Kunststoff so hoch komprimiert wird, daß sein Versprühen möglich ist. Der Aufschmelzextruder ist dann vorzugsweise direkt mit der Düse 7 und gegebenenfalls auch dem Düsenkopf 13 verbunden.
  • Das Versprühen kann aber auch durch Kombinieren des Versprühens mit einem Druckgas einerseits und mit dem fuftlosen Versprühen andererseits durchgeführt werden. Hierbei wäre die im Extruder zu erzeugende Komprimierung geringer und das erhitzte Druckgas (Druckluft) begünstigt das eigentliche Versprühen.
  • Wesentlich bei jedem Verfahren ist, daß die optimale schmelzflüssige Verarbeitungstemperatur des jeweiligen Kunststoffs bzw. Schmelzklebers vom Aufschmelzort bis zum Austritt aus der Sprühdüse konstant gehalten wird. Diese Bedingung muß durch die Beheizbarkeit aller Vorrichtungs-und Zufuhrteile und entsprechende überwachungs- und Regelvorrichtungen gewährleistet werden.
  • Die einzelnen Spritzeinrichtungen können entsprechend dem Anwendungsgebiet fest oder beweglich, einzeln, z.B. als Handpistolen, die auch an Galgen mit entsprechenden Ausgleichsgewichten aufgehängt sein können, oder zu mehreren, beispielsweise als Spritzbrücken oder Beschichtungsautomaten für Kabinen, angeordnet werden und können von Hand, automatisch oder durch Roboter bedient werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft zur Beschichtung von z.B. Textilstoffen mit Klebstoffen, zum Schutz gegen Beschädigungen von spröden und zerbrechlichen Gegenständen, wie z.B. Flaschen, aber auch von Gegenständen anderer Materialien, wie Metall und Holz, unter anderem auch zur Schall-, Wärme- und Stoßisolierung eingesetzt werden. Der Kunststoff kann flächig, aber auch in beliebigen, auch unterbrochenen und punktförmigen Mustern aufgetragen werden.
  • Als Kunststoffe sind alle Thermoplaste, wie z.B. Polystyrol, Polyvenylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide, Polycarbonate, thermoplastische Polyester, Polysulfon, Polytetrafluoräthylen, aber auch deren Legierungen geeignet.
  • Auch mit Füllstoffen wie Glasfasern, Glaskugeln und anderen Mineralstoffen versetzte Thermoplaste sind zum Versprühen einsetzbar.
  • L e e r s e i t e

Claims (15)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Auftragen von Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Heißschmelzklebstoffen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e: t daß der eingesetzte Kunststoff bzw. Heißschmelzklebstoff aufgeschmolzen, dann zerstäubt und versprüht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs bzw. Heißschmelzklebstoffs bis zum Moment seines Versprühens konstant gehalten wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen durch ein erhitztes Druckgas erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze-ichnet, daß das Versprühen luftlos erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas auf die gleiche Temperatur, wie sie der geschmolzene Kunststoff bzw. Heißschmelzklebstoff aufweist, erhitzt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen kombiniert luftlos unter Hochdruck einerseits und mit erhitztem Druckgas andererseits erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, die Temperatur und die Menge an Druckgas und/oder Kunststoff bzw. Heißklebstoff regelbar ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsprühen in beliebiger Schichtdicke auf beliebige Formkörper, Platten, Folien oder Textilbahnen erfolgt.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine beheizbare Schmelzeinrichtung für einen Kunststoff oder Heißschmelzklebstoff, eine eine Düse aufweisende beheizbare Sprühvorrichtung, eine beheizbare Zuführvorrichtung des geschmolzenen Materials in die Sprühvorrichtung, ein Temperaturmeß- und Temperaturregelsystem sowie Regelsysteme für die Zufuhr und Abgabe des geschmolzenen Materials und gegebenenfalls des erhitzten Druckgases aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine beheizbare Sprühpistole enthält.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühpistole mit einem Extruder verbunden ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühpistole mit einem Schmelzraum durch eine Förderschnecke (4) verbunden ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung eine beheizbare Düse ist, die mit einem Hochdruck-Extruder verbunden ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie Anschlüsse für erhitztes Druckgas und erhitzte Steuerluft aufweist, wobei die Anschlüsse und die Zuleitungen regelbar beheizbar sind.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Druckgas über die Heizung (11) der Sprühpistole geleitet ist.
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