CN103298594B - 粉末涂装装置及生产可热塑性变形半成品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于从含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形半成品坯件的粉末涂装装置(P)，其包括在底部处打开的粉末容器(B)和穿孔模板(L)，该穿孔模板被设置在粉末容器下方并且与粉末容器(B)间隔开，穿孔模板(L)具有一个或多个孔切口，其中，粉末容器(B)被刚性连接到穿孔模板(L)并且能够竖直下降至辅助支撑件或下降至距辅助支撑件不超过5mm的距离处，并且粉末容器(B)能够在其下端处借助于水平关闭板(S)关闭，水平关闭板(S)的厚度比粉末容器(B)和穿孔模板(L)之间的距离略小，其中，关闭板(S)能够在水平面中移位，使得板交替地关闭和暴露粉末容器(B)的下端。

Description

粉末涂装装置及生产可热塑性变形半成品的方法
技术领域
本发明涉及粉末涂装装置及生产用作加强元件的可热塑性变形半成品的方法。
背景技术
长时间以来，已知在鞋、衣服及包装行业中使用热塑性加强材料来成型并且维持形状。
根据早期的方法，它们被生产成幅并且冲压出所需的形状，以用作成形加强材料，例如，在制造鞋时，并且其边缘被削薄(削尖)以防止显出未加固“鞋面材料”的过渡印记。
坯件通常借助于热冲压杆烫至鞋面上，并且能够在热作用下热塑性变形，并且在冷却后负责维持鞋的形状。
热塑性幅材能够通过将织物片状材料浸渍到水性塑料分散液中来提供，在干燥后，所述织物片状材料通常在一侧或两侧上提供有热熔物，或者通过挤出成型来提供，并且同样能够在其表面上提供热熔物，并且还可以通过粉末烧结方法烧结，其中在织物载体存在或者不存在的情况下熔融并且烧结熔融塑料粉末或者含有这些塑料粉末的粉末混合物。
该成幅方法的特别不利之处在于，由于在冲压期间产生废料而导致增加的材料消耗，所述废料有必要被处置或再循环。此外，不能够在单个操作中生产具有削尖边缘的产品。
DE 26 21 195 A1公开了增强的材料，该增强的材料通过将塑料、具有在50μm至500μm范围内的限定粒度分布的填料及任选的其他辅助材料的粉末混合物涂装于织物载体或辅助支撑件上，使所述粉末混合物熔融、烧结，并且随后使其平滑而制得。通过将粉末填料的粒度分布调整至塑料粉末的粒度分布(100-500μm)，能够制得具有增加的填料含量的粉末混合物，所述粉末混合物相应地具有改进的刚度以及改进的粘度，使得防止了塑料熔融物渗透到织物载体或者辅助支撑件。
DE 33 47 237 A1描述了三维加强部件的生产，其通过借助于期望的加强部件形式的丝网印模模板将可熔融塑料粉末涂装至接收带或辅助支撑件上，接着使其熔融，并且随后借助于特殊压力装置将其直接转移至鞋面上。
具体的缺点是粉末涂装装置的复杂导引，该粉末涂装装置在丝网印刷板上以刮擦运动行进，并且在边缘处压实引入的粉末，这是不期望的。
在很多方面都具有不足的该方法由DE35 39 573B中描述的发明来改良或替换。
由此，替代通常受到网眼以及最大粒度的限制并且由于网纱产生了不均匀的粉末涂装的丝网印刷方法，提出使用具有一个或多个所需加强材料形式的孔切口的模板(穿孔模板)来涂装粉末。
该穿孔模板被直接安装于接收带(辅助支撑件)上并且横向于接收带的运动方向，并且被安装成使得其能够下降到所述接收带上。
该穿孔模板的尺寸被设定成使得被引导到其上并且填充有热塑性粉末混合物的刮刀箱(doctor box)在该多孔板的该多孔板被降低到接收带上的位置处，交替地从左侧“停放位置”行进到右侧“停放位置”：这种类型的运动也能够被称为拉或推。在这种情况下，穿孔模板上的每个孔切口分别填充有热塑性粉末混合物。
在引入粉末后，将穿孔模板与刮刀箱一起在停放位置中被提升，直至所涂装的粉末由接收带移动至下一保持位置，即加热区，以便再次下降用于下一个应用操作。
该方法的不利之处在于刮刀箱在穿孔模板的切口上擦拭或者刮擦，即，热塑性粉末混合物从被移动的粉末柱填充到孔切口中并且在孔切口的边缘处被移除。其不利之处在于，不能精确地控制所涂装的粉末的量，并且因此能够在一侧上发生粉末涂装不均匀，并且特别地还由于刮擦运动(关闭运动)，在穿孔模板的孔切口中由热塑性粉末混合物形成的坯料的边缘被压实。然而，与此相反，在实际操作中所希望的是，加强元件具有削薄的或者削尖的边缘。此外，该粉末涂装装置在水平和竖直方向必须以复杂的运动来引导，因此粉末涂装装置是复杂的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供改进的粉末涂装装置和用于生产可热塑性变形半成品的改进方法，其中该装置旨在能够以技术上容易的方式生产，特别地执行简单的单维度平移运动，并且能够利用该装置取得改进的可热塑性变形半成品，所述可热塑性变形半成品能够容易地适于不断改变的关于形状、物理性质，特别是刚度及化学特性方面的市场需求。
该目的通过这样一种粉末涂装装置来实现，该装置用于从含有可熔塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形半成品坯件，该装置包括向下开口的粉末容器B和穿孔模板L，所述穿孔模板L布置在所述粉末容器B下方并且与所述粉末容器B间隔开，所述穿孔模板L具有一个或多个孔切口，所述装置的特征在于，粉末容器B与穿孔模板L刚性连接并且能够竖直下降至辅助支撑件或下降到距所述辅助支撑件5mm的最大距离处，并且所述粉末容器B在其下端处能够借助于水平关闭板S关闭，所述水平关闭板S的厚度比在粉末容器B和穿孔模板L之间的距离略小，其中关闭板S能够在水平面上移动，使得所述关闭板S在粉末容器B的下端处交替地关闭和再打开粉末容器B。
因此，根据本发明提供了一种粉末涂装装置，该粉末涂装装置包括粉末容器B以及与粉末容器B刚性连接的穿孔模板L。包括粉末容器B以及与粉末容器B刚性连接的穿孔模板L的粉末涂装装置P被构造成使得其执行简单的竖直平移运动，以能够下降到辅助支撑件上或者下降到距辅助支撑件通常至多5mm的短距离处，粉末混合物被涂装在所述辅助支撑件上。
穿孔模板L被布置在粉末容器B下方并且与粉末容器B间隔开，即，与粉末容器B间隔一段距离。
原则上，对于粉末容器B的几何形状以及容量方面不存在限制；关键的是，粉末容器B在其下端具有开口，所述开口足够大以允许足够的含有可熔融塑料粉末的粉末混合物慢慢进入穿孔模板L的孔切口中，从而使得所述孔切口在经济上合理的时间内被填充。因此，粉末容器B必须具有足够的体积以确保可以提供具有足够静压力以在经济上可接受的时间内填充孔开口的粉末管柱。
例如，粉末容器B的几何形状可以是圆柱形并且向下缩窄。
在又一优选实施例中，粉末容器B能够被形成为平行六面体，并且同样以漏斗状的方式缩窄，优选地在其下部区域中以漏斗状的方式缩窄。
以与关闭板S滑动接触的方式布置在关闭板S下方且与粉末容器B刚性连接的穿孔模板L具体地是平面板，已经从所述平面板切出一个或多个孔切口。因此，所述穿孔模板L是负模板(negative stencil)，其包括与待被生产的半成品的几何形状对应的且通过横梁而连接在一起的孔切口。穿孔模板L必须足够稳定(即，刚硬)以便能够承受粉末管柱的压力而不变形。
为此，能够使用特定的塑料例如PVC，或板，并且对于更大系列每个使用金属模板。
穿孔模板L能够包括具有适于待被生产的半成品的多种不同几何形状的较大孔切口的基本或通用模板，其被用作用于待被设置在其顶上且与通用模板相比具有更小的孔切口且特别地适于所需半成品的一个或多个特殊模板的支撑装置。
所需数目的孔切口能够以空间节省的方式设置在穿孔模板上，但是必须确保以下的材料(即，横梁)依然足够稳定以便承受粉末管柱而不变形。应该确保孔切口足够远地间隔开以使得由被引入到各个切口中的塑料粉末形成的坯件不会结合在一起，尤其是在随后的施加热的加工过程中不会熔合在一起。
穿孔模板L的厚度特别地在0.2-2.0mm的范围中，特别优选在0.5-0.8mm的范围中。
刚性连接到穿孔模板L的粉末容器的竖直行程有利地尽可能低，且优选最大为5mm。
粉末容器B能够在其下开口处由关闭板S关闭，所述关闭板S被布置成能够在粉末容器B的下端和穿孔模板L之间的水平面中移动，并且所述关闭板S交替地以粉末密封的方式关闭粉末容器B的下端，并且再次打开粉末容器B的下端。关闭板S应该被选择成尽可能地薄，以在切断粉末管柱期间尽可能地避免不希望的刮擦效应，但是关闭板S也必须足够厚以确保其足够的刚度。为达到这个终极目的，优选使用不锈钢或碳纤维加固的塑料材料来制成。
已经证实，关闭板S具有在0.5-5mm的范围中的厚度，特别是具有约4mm的厚度是有效的。
关闭板S优选形成有向上倾斜的切割刃，以进一步减少不希望的刮擦动作及坯件的各个区域中的塑料粉末的关联的不希望压实。
在特别优选实施例中，粉末涂装装置具有均与穿孔模板L刚性连接的两个或更多个粉末容器B，所述两个或更多个粉末容器B均能够在其下端处由能够在水平面中移动的水平关闭板S关闭。
优选接连地布置两个或更多个粉末涂装装置P的结果是，能够实现大量的改进并且能够使用具有不同性能，特别是不同硬度和粒度的粉末混合物，并且因此能够设定所生产的可热塑性变形半成品的结构。如果利用穿孔模板的不同尺寸的切口将不同粉末涂装“在彼此的顶部上”，则能够组合不同的性能。具体地，能够以目标方式设定硬度，例如，能够提供中间较硬而边缘处较软的半成品。
粉末涂装装置的该优选实施例具有以下优势，即能够将相同的粉末混合物引入到所有的粉末容器B中，因此能够更快地填充孔切口，并且其进一步确保了这在粉末柱的移动尽可能少的情况下发生，从而使得由塑料粉末制成的或由含有可熔融塑料粉末的粉末混合物制成的依旧易碎的坯件不会失去其形状。
此外，利用粉末涂装装置的该实施例，还能够在每一情形中使用不同的穿孔模板，使得能够以目标方式设定所获得的半成品的形状。
本发明的另一个目的是用于从含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形半成品的方法，所述含有可熔融塑料粉末的粉末混合物通过粉末涂装装置P来涂装，所述粉末涂装装置P包括向下开口的粉末容器B和穿孔模板L，所述穿孔模板L被布置在粉末容器B下方并且与粉末容器B间隔开，所述穿孔模板L具有一个或多个孔切口，其中在水平辅助支撑件上形成坯件，
－所述坯件通过施加热而被熔融并且被烧结，从而生产可热塑性变形半成品，
所述方法的特征在于：
－以如下方式获得坯件：将与穿孔模板L刚性连接并且在其下端处借助于水平关闭板S关闭的粉末容器B最远地降低到水平辅助支撑件H或者下降距辅助支撑件H与加强材料的期望厚度对应的距离，所述水平关闭板的厚度稍微小于粉末容器B和穿孔模板L之间的距离，此后，
－在大致平行于水平辅助支撑件的平面中移动水平关闭板S，并且打开粉末容器B的下端，使得粉末混合物慢慢进入并且填充到穿孔模板L中的孔切口中，此后，
－将水平关闭板S再次移回到该水平关闭板S在粉末容器B的下端处关闭粉末容器B的位置中。
根据本发明的粉末涂装装置及根据本发明的方法不局限于可使用的含有可热熔塑料粉末的粉末混合物。例如对应于在DE 26 21 195A1中详细描述的可熔融塑料粉末和粉状填料的混合物能够被用作粉末混合物，其中所述粉状填料具有50-600μm，特别是100-400μm的粒度分布，该粒度分布与塑料粉末的粒度分布相当。然而，根据本发明，塑料粉末还可以不用填料地使用或者与以其它塑料颗粒混合的混合物使用。在最后提及的实施例中的“其它”塑料颗粒是在较高温度范围内熔融的聚合物，因此在未熔解状态中承担填料的功能。合适的混合物例如是高压聚乙烯与低压聚乙烯的混合物，以及由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚乙烯制成的混合物。在这点，还要提及聚已酸内酯和离子键树脂作为合适的具有低熔点的塑料材料。当然还可以使用木粉、软木粉、白垩、云母、硅质土和其它有机和无机物质作为填料。
含有可熔融塑料粉末的粉末混合物被涂装到水平辅助支撑件上，所述辅助支撑件特别地可以是非粘的，优选地是涂覆有特氟纶的织物带，并且所述辅助支撑件向前输送在将粉末混合物涂装到孔切口中之后获得的坯件，以使得所述坯件能够被施加热来熔融并且被烧结从而赋予由穿孔模板预先确定的形状。
总之，本发明提供了一种粉末涂装装置，所述粉末涂装装置用于从可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形的半成品的坯件，所述粉末涂装装置包括向下开口的粉末容器，和穿孔模板，所述穿孔模板被布置在所述粉末容器下方并且与所述粉末容器间隔开，所述穿孔模板具有一个或多个孔切口，其特征在于，
所述粉末容器被刚性连接到所述穿孔模板，并且所述粉末容器能够竖直下降至与辅助支撑件一样远或竖直下降到距辅助支撑件至多5mm的距离处，并且
所述粉末容器能够在所述粉末容器的下端处借助于水平的关闭板关闭，所述关闭板的厚度比所述粉末容器和所述穿孔模板之间的距离略小，其中所述关闭板能够在水平面中移动，使得所述关闭板交替地关闭和再打开所述粉末容器的下端，
其中所述穿孔模板具有0.2至2.0mm的范围中的厚度，并且
所述关闭板具有0.5至5mm的范围中的厚度。
优选地，所述关闭板具有向上倾斜的切割刃。
优选地，刚性连接到所述穿孔模板的所述粉末容器的竖直行程至多为10mm。
优选地，所述粉末涂装装置包括两个或更多个粉末容器，所述粉末容器均被刚性连接到穿孔模板，总是具有能够在水平面中移动并且交替地关闭和再打开所述粉末容器的下端的一个水平的关闭板。
优选地，所述穿孔模板具有0.5至0.8mm的范围中的厚度。
优选地，所述关闭板具有约4mm的厚度。
本发明还提供了一种用于从可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形的半成品的方法，
所述可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物由粉末涂装装置来涂装，所述粉末涂装装置包括向下开口的粉末容器，和穿孔模板，所述穿孔模板被布置在所述粉末容器下方并且与所述粉末容器间隔开，所述穿孔模板具有一个或多个孔切口，其中坯件形成在水平的辅助支撑件上，
所述坯件通过施加热而被熔融并且被烧结，从而生产所述可热塑性变形的半成品，其特征在于，
以如下方式获得所述坯件：将所述粉末容器降低到与所述水平的辅助支撑件一样远或降低至距所述水平辅助支撑件与加强材料的期望厚度相对应的距离，所述粉末容器刚性连接到所述穿孔模板并且在所述粉末容器的下端处通过水平关闭板关闭，该关闭板的厚度比所述粉末容器与所述穿孔模板之间的距离略小，此后，
所述水平关闭板在大致平行于所述水平辅助支撑件的平面中移动并且打开所述粉末容器的下端，使得所述粉末混合物慢慢进入并且填充所述穿孔模板中的孔切口，此后，
将所述水平关闭板再次移回到所述水平关闭板在所述粉末容器的下端处关闭所述粉末容器的位置中，
其中所述穿孔模板具有0.2至2.0mm的范围中的厚度，并且
所述关闭板具有0.5至5mm的范围中的厚度。
优选地，所述穿孔模板具有0.5至0.8mm的范围中的厚度。
优选地，所述关闭板具有约4mm的厚度。
附图说明
下文中将参照附图对本发明进行更详细的解释，其中，具体地：
图1示出根据本发明的粉末涂装装置P的优选实施例的示意图，及
图2是显示本发明的具有两个粉末容器B和两个关闭板S的粉末涂装装置P的另一示意图。
具体实施方式
粉末容器B以与穿孔模板L间隔开的方式被布置并且与穿孔模板L刚性连接。粉末容器B和穿孔模板L在竖直方向是可以移动的。关闭板S能够在粉末容器B和穿孔板L之间的中间空间水平移动，并且例如可以是循环织物带的辅助支撑件H被布置在粉末涂装装置P下方。
图2中的示意图示出了根据本发明的粉末涂装装置的另一优选技术方案，其具有两个平行六面体粉末容器B，每个平行六面体粉末容器B均能够在其底部处由关闭板S关闭。
穿孔模板L在图中没有被示意。

Claims (9)

1.一种粉末涂装装置(P)，所述粉末涂装装置(P)用于从可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形的半成品的坯件，所述粉末涂装装置(P)包括向下开口的粉末容器(B)，和穿孔模板(L)，所述穿孔模板(L)被布置在所述粉末容器(B)下方并且与所述粉末容器(B)间隔开，所述穿孔模板(L)具有一个或多个孔切口，其特征在于，
所述粉末容器(B)被刚性连接到所述穿孔模板(L)，并且所述粉末容器(B)能够竖直下降至与辅助支撑件(H)一样远或竖直下降到距辅助支撑件(H)至多5mm的距离处，并且
所述粉末容器(B)能够在所述粉末容器(B)的下端处借助于水平的关闭板(S)关闭，所述关闭板(S)的厚度比所述粉末容器(B)和所述穿孔模板(L)之间的距离略小，其中所述关闭板(S)能够在水平面中移动，使得所述关闭板(S)交替地关闭和再打开所述粉末容器(B)的下端，
其中所述穿孔模板(L)具有0.2至2.0mm的范围中的厚度，并且
所述关闭板(S)具有0.5至5mm的范围中的厚度。
2.根据权利要求1所述的粉末涂装装置(P)，其特征在于，所述关闭板(S)具有向上倾斜的切割刃。
3.根据权利要求1或2所述的粉末涂装装置(P)，其特征在于，刚性连接到所述穿孔模板(L)的所述粉末容器(B)的竖直行程至多为10mm。
4.根据权利要求1或2所述的粉末涂装装置(P)，其特征在于，所述粉末涂装装置(P)包括两个或更多个粉末容器(B)，所述粉末容器(B)均被刚性连接到穿孔模板(L)，总是具有能够在水平面中移动并且交替地关闭和再打开所述粉末容器(B)的下端的一个水平的关闭板(S)。
5.根据权利要求1或2所述的粉末涂装装置(P)，其特征在于，所述穿孔模板(L)具有0.5至0.8mm的范围中的厚度。
6.根据权利要求1或2所述的粉末涂装装置(P)，其特征在于，所述关闭板(S)具有约4mm的厚度。
7.一种用于从可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物生产用作加强元件的可热塑性变形的半成品的方法，
所述可熔融塑料粉末或含有可熔融塑料粉末的粉末混合物由粉末涂装装置(P)来涂装，所述粉末涂装装置(P)包括向下开口的粉末容器(B)，和穿孔模板(L)，所述穿孔模板(L)被布置在所述粉末容器(B)下方并且与所述粉末容器(B)间隔开，所述穿孔模板(L)具有一个或多个孔切口，其中坯件形成在水平的辅助支撑件上，
所述坯件通过施加热而被熔融并且被烧结，从而生产所述可热塑性变形的半成品，其特征在于，
以如下方式获得所述坯件：将所述粉末容器(B)降低到与所述水平的辅助支撑件一样远或降低至距所述水平辅助支撑件与加强材料的期望厚度相对应的距离，所述粉末容器(B)刚性连接到所述穿孔模板(L)并且在所述粉末容器(B)的下端处通过水平关闭板(S)关闭，该关闭板(S)的厚度比所述粉末容器(B)与所述穿孔模板(L)之间的距离略小，此后，
所述水平关闭板(S)在大致平行于所述水平辅助支撑件的平面中移动并且打开所述粉末容器(B)的下端，使得所述粉末混合物慢慢进入并且填充所述穿孔模板(L)中的孔切口，此后，
将所述水平关闭板(S)再次移回到所述水平关闭板(S)在所述粉末容器(B)的下端处关闭所述粉末容器(B)的位置中，
其中所述穿孔模板(L)具有0.2至2.0mm的范围中的厚度，并且
所述关闭板(S)具有0.5至5mm的范围中的厚度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述穿孔模板(L)具有0.5至0.8mm的范围中的厚度。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述关闭板(S)具有约4mm的厚度。
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