CN104349889B - 将树脂糊涂布到载体膜的方法和刮刀装置以及树脂垫设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在载体膜上涂布树脂糊的方法和刮刀设备，以及用于制造树脂片的树脂片装置。本发明中的方法基本上包含如下步骤：通过供给设备将树脂糊供给至刮刀单元内，所述供给设备包含排出口，树脂糊通过排出口而由供给设备供给至刮刀单元内，所述刮刀单元包含刮刀；并且使所述载体膜在基体表面上运动通过形成于刮刀和基体表面之间的刮刀间隙，由此通过所述刮刀将树脂糊涂布在载体膜上，排出口定位成浸入至位于刮刀单元内的树脂糊内。所述刮刀设备的特征在于排出口在刮刀设备的运行期间定位成浸入至刮刀单元内的树脂糊内。用于制造树脂片、特别是SMC的树脂片装置基本上包含如上所述的刮刀设备。
Description
技术领域
本发明涉及在载体膜上涂布树脂糊的方法和刮刀装置。本发明还涉及一种树脂垫设备。
根据本发明的方法和根据本发明的刮刀装置被特别地用于在直接过程中制造纤维增强的成型部件(片状成型料，SMC)或者用于将反应性树脂糊涂布在载体材料上。
背景技术
根据SMC方法制造的成型部件为热固性纤维化合物材料，它们由于良好的机械性能和低成本而被广泛地使用。用于在直接过程中制造纤维增强模制部件(SMC)的方法在EP 1 386 721 A1的说明中公开，其中，树脂垫设备内的制造顺序为从树脂基体的各个组分的混合至在连续操作中成型部件的压制过程。
如在图1中所示的，在EP 1 386 721 A1的说明书中公开的发生于树脂垫设备1内的从树脂基体9的各个组分的混合至连续操作中成型部件的压制过程的制造顺序包括如下的方法步骤：通过精确计量的各组分的集中混合而制造的树脂基体9最终被添加有快速反应增稠剂，树脂基体9随后根据需要而被散布在树脂基体施加区域A中，并且按比例地借助刮刀4和7刮到通过转向滑轮22引导的底带2上和同样通过转向滑轮22引导的顶带3上，从而形成具有对应厚度的树脂基体层5和8；切割玻璃6和/或长纤维被定量到至少下树脂基体层5上，并且在挤压和浸渍段B内、于下辊子11和上辊子12之间将两个树脂基体层5和8结合之后形成连续树脂垫10；连续树脂垫10随后为了熟化过程而被引导通过经调温的增厚过渡存储单元14，其中位于增厚段C内的熟化过程由通过时间以及封闭的增厚过渡存储单元14内的热量来控制；最后，通过切割机构17而切成切割垫18的树脂垫10可以通过供给带19馈送到进一步加工之处或者在成型压机20内被压制为成型部件21。
用于在直接过程中制造纤维增强模制部件(SMC)的另一种方法在WO2011/057807 A1的说明书中公开。
WO 2011/101927的说明书进一步公开了用于供给用于纤维增强的胶合剂结构面板的胶合剂浆的装置，它包含可旋转地安装的倾斜箱(Auflaufkasten，翻转箱)。胶合剂浆通过供给管路而被供给至倾斜箱，其中供给管路被安装在可沿倾斜箱的长度、横向于轨道方向来回移动的车上。
用于印刷装置的着色辊的刮刀色箱例如公开于DE 10 2006 025 325 A1和DE 10 2005 049 090 A1的说明书，借助刮刀色箱将印刷油墨施加至墨水吸附辊。
在直接过程中用于制造纤维增强模制部件(SMC)的刮刀，例如在图1中作为刮刀4和7标记的部件，通常被设置为刮刀单元，如在图2中通过实施例的方式所示的，其中树脂糊作为薄膜通过刮刀51而被施加至移动的载体膜55。
使刮刀单元填充有通常存在为粘稠糊并且在下文还将被称为树脂糊的树脂基体通过附连到刮刀单元50中央的简单的进料软管53而发生于半成品的常规制造中，从而从上方供给新的树脂糊。树脂糊作为树脂糊54在刮刀单元50内积聚在载体膜55上。在刮刀单元50下方取出载体膜55导致刮刀单元50内的树脂糊会经历滚动57，如在图2中通过环形箭头所示。在刮刀单元50内被置于滚动57的树脂糊54可被称为树脂卷。
因为SMC制造中的直接过程需要相对短的半成品熟化时间，所以树脂糊的加速或快速增厚或粘度增加就是必须的，从而使化合物能够在压制工具内直接加工。这种所需的快速增厚导致刮刀单元内的树脂糊材料时间上非常关键，因为其在相对短的时间内、特别是在约10分钟内硬化。
粘度的加速提高对刮刀单元的供料提出了新的挑战，其在许多情况中无法或者不能完全地由静态的、独立的填充管来完成。
认识到树脂卷在刮刀单元内的滚动运动会导致使新引入至刮刀单元内的树脂糊被供给至树脂卷的外部，并由此在其外周缘上随树脂卷的滚动而一起运动，从而始终仅新引入至刮刀单元内的树脂糊会从树脂卷的表面沉积至载体膜上并且拉至该载体膜上，同时位于树脂卷内的更早的树脂糊材料会留在树脂卷的中间区域内并且继续增厚，其在图3中以黑色示出为增厚的树脂糊材料58。在设备运行期间，正在增厚和已经增厚的树脂糊材料的区域58持续地增长，这导致增厚的卷的重量的提高，并由此导致排挤进一步供给的新的树脂糊材料，直至到达刮刀单元的后壁52，以及由此受迫阻塞刮刀单元间隙59，这会导致制造的中断。然而，甚至是小的、但过重的树脂卷对制造来说同样是有害的，这可能由于其自重会导致树脂通过刮刀间隙59的脉动并因此不均匀的出料。
发明内容
因此，本发明的目标在于提供防止阻塞刮刀间隙并因此防止中断制造的方法和刮刀装置。
本发明的另一个目的在于提供防止积聚在树脂卷内的增厚的树脂糊材料的积聚的方法和刮刀装置。
最后，本发明提供了树脂垫设备，其适用于优选在直接过程中与快速增厚树脂糊一起操作，并且适用于能够持续地运行来制造特别是纤维增强树脂垫。
本发明的这些和其它的目的通过下述方法、下述刮刀装置和下述树脂垫设备来实现。
在第一方面，本发明涉及用于将反应性树脂糊施加至载体膜上的方法，包含如下步骤：通过供给装置将树脂糊供给至刮刀单元内，其中所述供给装置包含排出口，树脂糊通过该排出口从供给装置供给至刮刀单元内，并且其中所述刮刀单元包含刮刀，使载体膜在基体表面上运动通过形成于刮刀和基体表面之间的刮刀间隙，在此通过刮刀将树脂糊涂布(aufstreichen)在载体膜上，其中排出口定位成浸入位于刮刀单元内的树脂糊内。
刮刀单元的操作控制的填充通过所述方法而实现。还可以实现的是，树脂糊材料在刮刀单元的所有区域内的停留时间为基本上一致的。这就提出了一个主要的优点，用以实现一致质量的将要被制造的SMC半成品的目的。
特别优选地，将排出口定位成使得位于刮刀单元内的树脂糊材料会经历从通过供给设备而引入的位置至树脂卷的外部边缘的螺旋运动。
供给设备优选地沿着基本上平行于刮刀延伸的横轴移动、特别是直至刮刀单元的侧壁。
在这一点上还有用的是，提供平行于载体膜的排出方向的交替运动，由此导致填充管或者排除口沿刮刀的例如锯齿形、Z字形和/或环形的运动样式。
供给设备可由至少一个填充管构成，排出口形成于该填充管的端部处。
所供给的树脂糊的量还优选以非接触方式而被检测，特别是通过激光传感器。排出口可定位在载体膜上方的如下高度，即，该高度为位于刮刀单元内的树脂糊的高度的1/3至2/3之间，特别优选的是位于树脂糊高度的一半处。
在第二方面，本发明涉及用于将反应性树脂糊供给至载体膜上的刮刀装置，其中所述装置包含刮刀单元和用于将树脂糊供给至刮刀单元的供给设备，其中所述刮刀单元包含刮刀和基体表面，在刮刀和基体表面之间形成有刮刀间隙，载体膜可以运动通过该刮刀间隙，从而使得树脂糊可以通过刮刀而被涂布，其中供给设备包含排出口，用以将树脂糊供给至刮刀单元，其中排出口定位成使得其在刮刀装置的运行期间浸入至位于刮刀单元内的树脂糊内。
供给设备优选地包含驱动机构，以使排出口沿基本上平行于刮刀的横轴运动，这特别是基本上在刮刀单元的整个宽度上进行。
供给设备可以由至少一个填充管构成，其中排出口形成于填充管的一个端部处。所述排出口可定位于载体膜上方的如下高度处，即，该高度为位于刮刀单元内的树脂糊高度的1/3至2/3之间，优选约为树脂糊高度的一半处。
排出口优选设置在载体膜上方15至20mm之间的高度处，和/或距离刮刀5至10mm的位置处。
刮刀装置还优选包含传感器、特别是激光传感器，以非接触式获悉所供给材料的量。
本发明在第三方面涉及具有至少一个刮刀装置的树脂垫设备。
刮刀装置或者树脂垫设备可被独立地操作，但是还特别地适用于执行所述方法。
附图说明
本发明主题的其它有利的方法和实施方式在下文通过参考附图被描述于说明书中，其中：
图1示出根据现有技术的树脂垫设备；
图2示出根据现有技术的将树脂糊材料供给到刮刀单元内；
图3示出由积聚的、增厚的树脂糊材料形成的卷；
图4示出根据本发明的实施方式将树脂糊材料供给到刮刀设备的刮刀单元内，并且
图5示出填充管沿着横轴的运动以及填充管的可能的调节和/或倾斜运动。
具体实施方式
图4示出根据本发明的优选实施方式的刮刀装置。附图描述的刮刀装置包含刮刀61，其与后壁62一起形成刮刀单元60。优选呈在其端部处具有排出口68的填充管63形式的供给设备用于供给新的树脂糊材料，并将所述材料引入至刮刀单元60内。所引入的树脂糊64积聚在刮刀单元60内。载体膜65抵靠在基体表面66上地沿排出方向24运动通过在基体表面66和刮刀61之间形成的刮刀间隙69或者在载体膜65和刮刀61之间形成刮刀间隙的情况下运动，从而使得位于刮刀单元60内的树脂糊64借助刮刀61而被刮涂到载体膜65上，其中具有对应于刮刀间隙69高度的厚度的树脂基体层58形成于载体膜65上。
如在图4中所示的，填充管63的排出口68以这样的方式而被设置，即在连续操作中，排出口68浸入至位于刮刀单元60中的树脂糊64内。排出口68优选被浸入位于刮刀单元60内的树脂糊64高度的1/3至2/3之间的高度处。在特别优选的方式中，填充管63的排出口68浸入到树脂糊64内中心位置。如在图4中所示的，填充管63以垂直的方式而被基本上垂直地定向。还可设想以相对于垂线呈一定角度来设置填充管63。因此，填充管63例如可倾斜成使排出口68在沿横轴70运动的方向上凸出，并且实际上沿运动方向被挤压至树脂糊64内。类似地，填充管63例如可倾斜成使排出口68在沿横轴70运动的方向71上拖在后面(nacheilen，滞后)并且在一定程度上紧随其后(nachziehen，紧跟着)。还可设想，通过合适的驱动机构而被驱动的填充管63会在这样的两个倾斜位置72之间变化(图5)。
对于前述的排出口68浸入树脂糊64内的位置，通过供给设备供给的新的树脂糊材料被直接引入树脂糊64或树脂卷的内部，由此，已经位于树脂卷的所述内部区域内的树脂糊材料从该内部区域内被挤出。与由载体膜65的排出所导致的、刮刀单元60内的树脂卷的滚动一起，这使得树脂卷内的树脂糊64经历螺旋状的流动运动，该运动随后被称为螺旋运动67。以此方式，位于树脂卷内部的树脂糊材料会逐步朝向树脂卷的外边缘运动，从而最终涂布在载体膜65上。
以这种方式可避免，在树脂卷的中间形成树脂糊材料58留在其中并继续增厚的死区。
为了(规则地)在刮刀单元的整个宽度上实现在图4中所示的螺旋运动67，如在图5中所示的，优选的是将填充管63与驱动装置(未示出)联接，该驱动装置使填充管63沿与刮刀61平行并且平行于基体表面66或载体膜65的横轴70进行横向运动，如通过箭头所示(运动方向71)。在此特别优选的是，填充管63以横向运动沿横轴70基本上移动到刮刀单元60的侧壁73，从而使得所期望的螺旋运动67和所期望的混合作用也被实现。以此方式，新的树脂糊材料通过排出口68而在树脂卷的整个长度上被相继引入至其中心。此外，填充管63的横向运动使得填充管63以其浸入树脂糊64的端部段而将混合作用引入树脂糊64内，这又实现了更好的充分混合以及促进树脂糊材料在树脂卷内的流动。树脂糊材料的增厚的危险以这种方式被消除。
作为前述步骤的结果，在对刮刀单元60供料时，可实现刮刀单元60的操作控制的填充。进一步实现的是，树脂糊材料在刮刀单元60的所有区域中的停留时间为基本上一致的。这具有一个较大的优点，以实现SMC半成品的质量的SMC半成品的目标。
所引入的树脂糊材料的量优选通过传感器(未示出)以非接触方式进行检测。这允许检查和/或控制所引入的树脂糊材料。激光传感器可被用作为传感器。传感器能以固定的方式相对于刮刀单元60布置。可替换地，传感器可被连接至供给设备，并与所述设备一起运动。由此可以以简单的方式实现，传感器获悉相对于填充管64和排出口68存在的树脂糊材料。此外，可提供从上方、在刮刀的一部分或者整个宽度上的线性或平面的测量。
如已在上文所提及的，特别优选的是排出口68从中间被浸入至树脂卷。所述中心定位例如可以相对于在刮刀单元60内形成的树脂卷高度而确定。该高度取决于树脂填充材料混合物的配方、特别是由此调节的树脂糊64的粘度。在更高粘度配方的情况中，在刮刀单元内形成更高的树脂卷，并且在低粘度的情况中在刮刀单元内形成更低的树脂卷。树脂卷的高度例如约为30至40mm。
与此无关，特别优选的是排出口68定位在载体膜65上方约15至20mm的高度处。
实验示出，在由排出口68的边缘或者填充管的边缘进行测量时，排出口68距离刮刀61约5至10mm的范围被证明为特别合适的。因此，优选运动的横轴70以这样的方式而被设定，即、排出口68在载体膜65上方的这种高度处和/或距离刮刀61的这种距离而运动。横轴70可被设计为固定的轴。替代地，还可设想，横轴可以相对于其与刮刀61的距离和/或与载体膜65的距离而被调节。这对于如下设备是特别有利的，即、根据生产订单，可采用不同的树脂填充材料混合物的配方、例如各个不同的成型部件21。
载体膜65的宽度可以依赖于所期望的生产量和制造宽度而选择。小设备可以具有400至800mm之间的制造宽度，其中载体膜65为此可具有900mm的宽度。载体膜65在排出方向24上的运动速度取决于设备制造速度，并由此取决于SMC的生产量。所述速度可以在0.6至3.5m/分钟之间变化。
在载体膜65上涂布的树脂糊64或树脂基体层5/8的高度或厚度可以取决于将要被实现的树脂垫10的每单位面积重量来选择。树脂糊64通过刮刀单元60以1毫米的厚度而涂布在载体膜65上。
如已在上文所描述的，本发明的目的通过将填充管63的排出口68在树脂卷内浸入式定位并且优选通过填充管63的附加横向运动而被实现。除了填充管63，不再需要其它部件。这提供了额外的优点，即尽可能少的部件并且因此尽可能小的表面会与树脂糊材料相接触，在这些部件和表面上会形成有材料沉积物，并且会负面地影响该过程。
此外可避免通过额外的其它部件使刮刀单元区域不太好进入，这特别是在可用空间在树脂垫设备1的该区域中相对较小的情况下将是不利的(对比图1)。
上述的刮刀装置可例如用作为树脂垫设备1内的刮刀4和/或刮刀7，如在图1中所示的。
附图标记列表：
1 树脂垫设备
2 底带
3 顶带
4 刮刀
5 树脂基体层
6 切割玻璃(由粗纱和/或长纤维构成)
7 刮刀
8 树脂基体层
9 树脂基体
10 树脂垫
11 辊(下)
12 辊(上)
14 增厚-过渡存储单元
17 切割机构
18 切割垫
19 供给带
20 成型压机
21 成型部件
22 转向滑轮
24 排出方向
50 刮刀单元
51 刮刀
52 后壁
53 供给软管
54 树脂糊
55 载体膜
56 基体区域
57 滚动
58 树脂糊材料(增厚的)
59 刮刀间隙
60 刮刀单元
61 刮刀
62 后壁
63 填充管
64 树脂糊
65 载体膜
66 基体区域
67 螺旋运动
68 排出口
69 刮刀间隙
70 横轴
71 运动方向
72 倾翻位置
73 侧壁
A 树脂基体施加区域
B 挤压和浸渍段
C 增厚段
Claims (19)
1.一种用于将反应性树脂糊施加至载体膜上的方法，所述方法包含如下步骤：
通过供给设备将树脂糊(64)供给至刮刀单元(60)内，其中所述供给设备具有排出口(68)，树脂糊(64)通过所述排出口从供给设备供给至刮刀单元(60)内，并且其中所述刮刀单元(60)具有刮刀(61)，
使载体膜(65)在基体表面(66)上运动通过形成于刮刀(61)和基体表面(66)之间的刮刀间隙(69)，并且在此通过刮刀(61)将树脂糊涂布在载体膜(65)上，
其特征在于，所述排出口(68)定位成浸入至位于刮刀单元(60)内的树脂糊(64)内，其中，已经位于树脂卷的内部区域内的树脂糊从该内部区域中被挤出。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括使供给设备沿基本上平行于刮刀(61)延伸的横轴(70)运动。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，供给设备沿所述横轴(70)基本上运动达到刮刀单元的侧壁。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，供给设备由至少一个填充管(63)构成，排出口(68)形成于所述填充管的端部处。
5.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，还包含以非接触方式检测所引入的树脂糊(64)的量。
6.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，排出口(68)定位在载体膜(65)上方的如下高度处，所述高度为位于刮刀单元(60)内的树脂糊(64)的高度的1/3至2/3之间。
7.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，排出口(68)定位成使位于刮刀单元(60)内的树脂糊(64)经历从通过供给设备引入的位置至树脂卷的外部边缘的螺旋运动(67)。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于，通过激光传感器检测所引入的树脂糊(64)的量。
9.根据权利要求6的方法，其特征在于，填充管(63)的排出口定位在树脂糊(64)高度的一半处。
10.一种用于将反应性树脂糊施加至载体膜的刮刀装置，其中该刮刀装置包含刮刀单元(60)和用于将树脂糊(64)供给至刮刀单元(60)的供给设备，其中刮刀单元(60)包含刮刀(61)和基体表面(66)，在刮刀和基体表面之间形成有刮刀间隙(69)，载体膜(65)能运动通过所述刮刀间隙，从而使得树脂糊(64)能通过刮刀(61)而被涂布，其中供给设备包含排出口(68)，从而将树脂糊(64)供给至刮刀单元(60)，其特征在于，
排出口(68)定位成使得其在刮刀装置的运行期间浸入至位于刮刀单元(60)内的树脂糊(64)内，其中，已经位于树脂卷的内部区域内的树脂糊从该内部区域中被挤出。
11.根据权利要求10的刮刀装置，其特征在于，供给设备包含驱动机构，以使得所述排出口(68)沿着基本上平行于刮刀(61)的横轴(70)运动。
12.根据权利要求11的刮刀装置，其特征在于，排出口(68)沿着横轴(70)的运动基本上在刮刀单元(60)的整个宽度上进行。
13.根据权利要求10-12中任一项的刮刀装置，其特征在于，供给设备由至少一个填充管(63)构成，其中排出口(68)形成于所述填充管的一端处。
14.根据权利要求10-12中任一项的刮刀装置，其特征在于，排出口设置在载体膜(65)上方的如下高度处，所述高度为位于刮刀单元(60)内的树脂糊(64)的高度的1/3至2/3之间。
15.根据权利要求10-12中任一项的刮刀装置，其特征在于，排出口(68)定位在位于载体膜(65)上方15至20mm的高度处，和/或距离刮刀(61)5至10mm的位置处。
16.根据权利要求10-12中任一项的刮刀装置，其特征在于，进一步包含传感器，从而以非接触方式检测所引入的材料量。
17.根据权利要求14的刮刀装置，其特征在于，排出口设置在载体膜(65)上方的如下高度处，所述高度为位于树脂糊(64)的高度的一半处。
18.根据权利要求16的刮刀装置，其特征在于，所述传感器为激光传感器。
19.一种树脂垫设备(1)，包含根据权利要求10至18任一项的至少一个刮刀装置。
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