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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelz- und Auftragsvorrichtung
mit einer Schmelzkammer, an deren einem Ende eine beheizbare Schmelzwand
mit mindestens einer Austrittsöffnung angeordnet ist und
einem in der Schmelzkammer verschiebbar gelagerter, kraftbetriebener
Förderkolben, wobei eine einen Schmelzkleber enthaltende
Verpackung, insbesondere Schmelzkleberpatronen in der Schmelzkammer
aufgenommen ist. Eine derartige Schmelz- und Auftragsvorrichtung
ist beispielsweise eine Kantenanleimmaschine (Edgebander), mit deren
Hilfe ein Kantenband an einer mit einem Dekormaterial versehenen
Tisch- oder Arbeitsplatte aus MDF-Platten oder Wabenplatten angeklebt
wird.
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Unter
Schmelzklebern, auch als „hot melts” oder als „Hotmelts” bezeichnet,
werden bei Raumtemperatur feste Polymere verstanden, die zur Auftragung
auf das Werkstück verflüssigt werden und die nach
dem Zusammenfügen der Werkstücke sofort erstarren.
Solche Schmelzklebstoffe basieren häufig auf Polyamiden,
Polyethylenen, amorphen Poly-α-olefinen, Ethylenvinylacetat-Copolymeren, Polyester,
Polyurethan oder Copolyamid-Elastomeren. Unterschieden wird zwischen
thermoplastischen und reaktiven Klebstoffen, wobei reaktive Klebstoffe während
oder nach der Abkühlung einer chemischen Vernetzungsreaktion
unterworfen sind. Im Falle beispielsweise eines Polyurethans (PUR)
kann die Abkühlung mit der Reaktion von im Polymer vorhandenen
Isocyanatgruppen mit der Umgebungsfeuchtigkeit zu einer weiteren
Vernetzung des Polymers beitragen. Vergleichbares gilt für
reaktive Polyolefine (POR), welche die Härtungstechnologie
der Silicone nutzen.
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Schmelzkleber
werden handelsüblich in Granulatform angeboten, wobei das
Granulat in Schmelzbehältern vor der Auftragung mehr oder
weniger in seiner Gesamtheit aufgeschmolzen wird. Dies führt
zu langen Aufheizphasen und einer entsprechenden Wärmebelastung
des Schmelzklebers. Als nachteilig hat sich dabei gezeigt, dass
der Schmelzkleber der Wärmebelastung über einen
langen Zeitraum ausgesetzt ist, wodurch es zu qualitativen Einbußen
durch Verkracken des Schmelzklebers kommen kann. Ferner kann es
zur Ausbildung von Gasblasen und Dämpfen kommen, die zu
einer Belästigung des Arbeitsumfeldes und möglicherweise zu
einer gesundheitsschädlichen Beeinflussung des Bedienungspersonals
führen. Ein fertigungsbedingter Wechsel der Schmelzklebersorte
erweist sich als aufwendig und bedingt eine lange Umrüstzeit
der Schmelz- und Auftragsvorrichtung.
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Eine
Weiterentwicklung ist demnach, dass der Schmelzkleber in Patronenform
eingesetzt wird, insbesondere als zylindrische Einheiten, die beispielsweise
durch Abschneiden von Stangen in verschiedenen Stärken
erhalten werden. In Schmelz- und Auftragsvorrichtungen wird die
Schmelzkleberpatrone in Kontakt mit einer Schmelzeinheit, beispielsweise
einer Schmelzwand, nur in einem kleinen Bereich geschmolzen. Eine
thermische Überbelastung des Materials kann weitgehend
vermieden werden.
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Allerdings
erweist sich der Vorschub einer im kalten Zustand festen Schmelzklebermasse
in zylindrischer Patronenform in der kanalförmigen Schmelzkammer
gegen die Schmelzeinheit als problematisch. Durch Wärmeleitung
und Wärmestrahlung wird an die Schmelzkleberpatrone vorzeitig Wärme
abgegeben, wobei es zu einem Anschmelzen der Patrone am Umfang kommen
kann. Der Klebstoff erweicht sich und wird damit klebfähig.
Die Schmelzkleberpatrone haftet demnach an der Innenwand der kanalförmigen
Schmelzkammer, wodurch ein Vorschub gegen die Schmelzeinheit behindert
wird. Der Behinderung des Vorschubs wird mit einer Erhöhung der
Vorschubkraft begegnet, wodurch die Patrone gestaucht wird. Es kommt
zu einer radialen Ausdehnung und der Vorschub wird zusätzlich
behindert.
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Reaktive
Schmelzkleber, insbesondere feuchtigkeitsvernetzende Polymere, werden
in einer Verpackung bereitgestellt, welche den Schmelzklebstoff
vor der Umgebungsfeuchtigkeit schützt, um eine vorzeitige
Reaktion zu verhindern. Aus dem Stand der Technik sind verbördelte
Metalldosen oder luftdicht schließende Kunststoffbehältnisse
bekannt.
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Aus
DE 27 31 799 ist ein Verfahren
zum Schmelzen und Auftragen von Schmelzkleber insbesondere bei Kantenanleimmaschinen
bekannt, wobei der feste Schmelzkleber in Form einer zylindrischen Patrone
in eine Schmelzkammer eingebracht wird. In der Schmelzkammer drückt
ein Förderkolben die Schmelzkleberpatrone gegen eine beheizbare Schmelzwand
mit einer Austrittsöffnung, wobei nur ein geringer Teil
des Schmelzklebers geschmolzen wird und unter Druck eines von einer
Vorschubeinheit bewegten Förderkolbens der Auftragsvorrichtung
zugeführt wird. Die Zylinderwand der Schmelzkammer ist aus
einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit
gefertigt und zumindest in der Nähe der Schmelzwand mit
einem antiadhäsiven Materials versehen, damit der Schmelzklebstoff
nicht an der Zylinderwand anklebt. Entsprechende zylindrische Schmelzkleberpatronen
stehen in einem Magazin zur Verfügung und werden der Schmelz-
und Auftragsvorrichtung zugeführt.
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Nachteilig
ist, dass die Schmelzkleberpatronen zunächst aus ihrer
Verpackung entnommen und in die Schmelz- und Auftragsvorrichtung
eingebracht werden, wobei es zu einem Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit
kommt. Insbesondere bei reaktiven Schmelzklebern ist ein Feuchtigkeitsausschluss
notwendig. Eine Beaufschlagung der Schmelz- und Auftragsvorrichtung
mit Schutzgas zur Vermeidung einer vorzeitigen Reaktion des reaktiven
Schmelzklebers mit der Feuchtigkeit der Umgebung ist allerdings
aufwendig und häufig nicht vorgesehen. Insbesondere bei
längeren Standzeiten der Schmelz- und Auftragsvorrichtung
besteht die Gefahr, dass der reaktive Schmelzkleber ausreagiert
oder es zu mindest zu einer Hautbildung kommt. Ferner besteht bei
einfachen Schmelz- und Auftragsvorrichtungen die Gefahr, dass die
herrschende Temperatur ein Verkracken des Schmelzklebers herbeiführt.
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Bei
Verwendung reaktiver Schmelzkleber hat sich gezeigt, dass eine Verschmutzung
einer Schmelz- und Auftragsvorrichtung ein Problem darstellt. Aufgrund
der bei höheren Temperaturen niedrigeren Viskosität
eines reaktiven Schmelzklebers gegenüber thermoplastischen
Schmelzklebern kommt es insbesondere zu einem Rückschlagen
des Schmelzklebers hinter den Förderkolben und damit zu
einer Verschmutzung der Anlage.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist demnach, eine Schmelz- und Auftragsvorrichtung
bereitzustellen, welche die vorhergehend genannten Nachteile vermeidet
und insbesondere das Einbringen und Bereitstellen des Schmelzklebers
unter weitgehender Vermeidung des Kontaktes mit der Atmosphäre
erlaubt.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Schmelz- und Auftragsvorrichtung,
umfassend eine einen Schmelzkleber enthaltende Verpackung, mit einer Schmelzkammer,
an deren einem Ende eine beheizbare Schmelzwand mit mindestens einer
Austrittsöffnung angeordnet ist und einen in der Schmelzkammer
verschiebbar gelagerten, kraftbetriebenen Förderkolben,
wobei die Verpackung des Schmelzklebers flexibel und an einer Seite
geöffnet in der Schmelzkammer angeordnet ist, wobei die Öffnung Richtung
Schmelzwand gerichtet ist.
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In
der Schmelz- und Auftragsvorrichtung wird der Schmelzkleber mit
seiner flexiblen Verpackung in die Schmelzkammer eingebracht, wobei
die Verpackung mindestens an einer Seite eine Öffnung aufweist.
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Die
Schmelz- und Auftragsvorrichtung umfasst eine Schmelzkammer mit
einer beheizbaren Schmelzwand, an der mindestens eine Austrittsöffnung
angeordnet ist. In die Schmelzkammer wird der Schmelzkleber beispielsweise
manuell eingebracht, wobei zuvor eine Seite der flexiblen Verpackung
geöffnet und die geöffnete Verpackung mit der Öffnung, der
mindestens einen Austrittsöffnung der Schmelzwand zugewandt,
eingebracht wird.
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Die
Schmelzkammer hat die Form eines zylindrischen Kanals, in welcher
eine Schmelzklebereinheit eingebracht wird, kann aber auch jede
beliebige andere Form aufweisen. Die Schmelzklebereinheit umfasst
eine Verpackung, in der die Schmelzklebermasse vorzugsweise in Form
einer zylindrischen Schmelzkleberpatrone aufgenommen ist. Die Verpackung
ist flexibel und vorzugsweise aus einer Verbundfolie gefertigt ist.
Die Verpackung wird vor dem Einbringen in die Schmelzkammer an mindestens
einer Seite geöffnet, beispielsweise durch Abschneiden
eines Teils der flexiblen Verpackung. Vorzugsweise ist eine Bodenfläche
entfernt. Dementsprechend ist bevorzugt, dass ein Boden der Verpackung unterhalb
der enthaltenen Schmelzkleberpatrone abgetrennt ist. Der verbleibende
Rest der Verpackung umhüllt die Schmelzkleberpatrone umfänglich.
Der Kontakt der Schmelzklebermasse mit der Umgebung wird deutlich
reduziert. Die an mindestens einer Seite geöffnete Verpackung
mit der enthaltenen Schmelzkleberpatrone wird in die Schmelzkammer
derart eingebracht, dass die Öffnung der flexiblen Verpackung zur
beheizbaren Schmelzwand weist. Ein aufwendiges Öffnen einer
Metalldose oder anderer Verpackung eines Schmelzklebstoffs und eine
Entnahme der Schmelzkleberpatrone aus der Verpackung sind nicht
erforderlich, wobei der Arbeitsablauf erleichtert wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung stellt die die Schmelzkleberpatrone umhüllende,
flexible Verpackung, beispielsweise in Form eines Verbundbeutels,
insbesondere in Form eines Rundbodenbeutels, eine Ummantelung der
Schmelzkleberpatrone bereit, wobei eine Art Isolierung der Schmelzklebermasse erreicht
wird. Der in der flexiblen Verpackung enthaltende Schmelzklebstoff
wird gegen die umgebende Atmosphäre weitgehend isoliert
und somit insbesondere im Wesentlichen vor Luftfeuchtigkeit geschützt. Eine
aufwendige Beaufschlagung der Schmelz- und Auftragsvorrichtung mit
Schutzgas ist nicht erforderlich.
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Ferner
kann die die Schmelzkleberpatrone umhüllende Verpackung
vorzugsweise eine thermische Isolierung bereitstellen, wobei die Übertragung von
Wärme an die Schmelzkleberpatrone über die Wandung
der Schmelzkammer reduziert wird. Ein vorzeitiges Anschmelzen des
Klebstoffs an der Wandung der Schmelzkammer wird vermieden, so dass es
nur zu einer geringen Haftung und geringen Reibung an der Wandung
der Schmelzkammer kommt. Der Vorschub der Schmelzklebereinheit in
Richtung auf die Schmelzwand wird nicht behindert.
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Der
in der flexiblen Verpackung enthaltende Schmelzklebstoff ist gegen
eine thermische Belastung in der Schmelzkammer geschützt,
die sich insbesonder bei längeren Standzeiten bemerkbar macht.
Ein Verkracken des enthaltenden Schmelzklebstoffs und eine Hautbildung
werden vermieden. Längere Standzeiten in der Schmelz- und
Auftragsvorrichtung sind erreichbar. Insbesondere für Schmelz-
und Auftragsvorrichtungen mit längeren Stillstandszeiten,
beispielsweise betrifft dies Kantenanleimmaschinen in kleineren
und mittleren Betrieben, ist dies von Bedeutung.
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Die
Schmelzklebereinheit, umfassend den in der flexiblen Verpackung
enthaltende Schmelzklebstoff, wird an einer Stirnseite durch Kontakt
mit einer beheizbaren Schmelzwand geschmolzen. Ein in der Schmelzkammer
verschiebbar gelagerter, kraftbetriebener Förderkolben
liegt an einer dazu entgegengesetzten Stirnseite der Schmelzklebereinheit
an und beaufschlagt diese mit Druck. Dadurch wird die Schmelzkleberpatrone
gegen die beheizbare Schmelzwand gepresst, wobei gewährleistet
wird, dass lediglich die Menge an Schmelzkleber geschmolzen wird,
die notwendig ist, um die gestellte Klebeaufgabe zu erfüllen.
Nach einem vollständigen Verbrauch des in einer Schmelzklebereinheit
enthaltenden Schmelzklebers verbleibt in der Schmelzkammer die leere
flexible Verpackung, welche leicht entfernt werden kann. Der dabei
entstehende Restmüll ist gering.
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Die
von der flexiblen Verpackung umhüllte Schmelzkleberpatrone
entfaltet eine abdichtende Wirkung. Insbesondere reaktive Schmelzklebstoffe weisen
im Gegensatz zu nichtreaktiven Schmelzklebstoffen eine niedrigere
Viskosität auf. Daraus ergeben sich Probleme hinsichtlich
der Verunreinigung einer Schmelz- und Auftragsvorrichtung, da der Schmelzklebstoff
aufgrund seines Fließverhaltens hinter den Förderkolben
gelangen kann. Die die Schmelzkleberpatrone umhüllende
flexible Verpackung stellt einen Schutz gegen dieses Rückschlagen
des Schmelzklebstoffes hinter den Förderkolben bereit.
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Die
flexible Verpackung ist vorzugsweise ein Verbundbeutel, umfassend
eine Verbundfolie. Die Verbundfolie ist entsprechend hitzebeständig,
so dass ein Befüllen der flexiblen Verpackung mit „Hotmelt”-Klebstoff
bei Temperaturen von über 150°C möglich
ist.
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Die
flexible Verpackung kann in Form eines Rundbodenbeutels gestaltet
sein mit einem Boden und einen mit dem Boden verbundenen beispielsweise
verschweißten Mantel. Der Mantel umschließt den beinhalteten
Schmelzklebstoff. Die flexible Verpackung ist derart gestaltet,
dass der Mantel über die beinhaltete Schmelzkleberpatrone
herausragt und an einem Ende geschlossen wird.
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Die
flexible Verpackung, welche beispielsweise aus einer Verbundfolie
gefertigt wird, zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität,
eine leichte Verarbeitung und eine ausreichende Hitzebeständigkeit aus.
Die Verbundfolie kann aus hochtemperaturbeständigen Materialien
gefertigt sein, beispielsweise aus Polyethylen(PE), Polypropylen
(PP), Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (PET). Die Verbundfolie
kann mehrschichtig aufgebaut sein, wobei eine Schicht eine Metalllage,
insbesondere aus Aluminium, ist. Eine Aluminiumfolie erlaubt bei
geringer Dicke eine einfache Verarbeitung und gibt dem Folienverbund
hohe Flexibilität und Wärmebeständigkeit. Eine
innere Schicht der Verbundfolie, die in Kontakt mit dem Schmelzklebstoff
steht, beispielsweise aus PET, PP, PA, verhindert ein Anhaften des
Schmelzklebstoffs am Verbundbeutel. Beispielsweise sind Materialverbunde
aus PP/Alu/PP, PET/Alu/PET, PP/Alu/PET, PP/Alu/PA und ähnliches
denkbar.
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Bevorzugte
Verpackungsmaterialien weisen somit zumindest eine Metalllage aus
einer Leichtmetallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie, auf.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Verbundfolie eine Kunststofflage
aus Polypropylen oder Polyethylenterephthalat als innere Schicht
umfasst. Die Verbundfolie weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von
0,05 bis 0,15 mm auf.
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Die
erfindungsgemäße Schmelz- und Auftragsvorrichtung
eignet sich beispielsweise als Kantenumleimmaschine.
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Der
Schmelzkleber bzw. Schmelzklebstoff kann aus den eingangs aufgeführten
Materialien bestehen. Vorzugsweise handelt es sich um ein Polymer
auf Basis eines feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethans.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben.
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Es
zeigen
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1 eine
schematisch dargestellte Schmelzkammer einer Schmelz- und Auftragsvorrichtung
mit einer eine Schmelzkleberpatrone enthaltenden Verpackung;
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2 eine
Verpackung für eine Schmelzkleberpatrone.
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1 zeigt
eine Schmelz- und Auftragsvorrichtung (1), welche insbesondere
zum Anbringen eines Kantenbands an einer Schmalseite einer Platte geeignet
ist. Die Schmelz- und Auftragsvorrichtung (1) umfasst eine
Schmelzkammer (2), welche in Form eines zylindrischen Kanals
ausgebildet ist. An einem Ende (4) der Schmelzkammer (2)
ist eine beheizbare Schmelzwand (6) angeordnet mit mindestens
einer Austrittsöffnung (8), aus welcher geschmolzener Schmelzldebestoff
einer Auftragseinheit (nicht im Detail dargestellt) zugeführt
wird. In der Schmelzkammer (2) ist verschiebbar gelagert
ein Förderkolben (10) aufgenommen, welcher mit
einem Kolben (12) eines Druckluftzylinders (14)
verbunden ist. Eine in der Schmelzkammer (2) aufgenommene
Schmelzldeberpatrone (in 1 nicht dargestellt) wird in
Richtung der beheizbaren Schmelzwand (6) gedrückt, wobei
eine an diese anliegende Stirnseite der Schmelzkleberpatrone geschmolzen
wird.
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Erfindungsgemäß ist
in der Schmelzkammer (2) eine Schmelzldebeeinheit aufgenommen,
umfassend eine flexible Verpackung (16) und einen Schmelzklebstoff
in Form einer Schmelzkleberpatrone (18). Die flexible Verpackung
(16) ist an einer Seite, die zur Schmelzwand (6)
weist, geöffnet. Der Förderkolben (10)
liegt an einer gegenüberliegenden Seite (20) an
der Schmelzklebereinheit an.
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2 zeigt
eine flexible Verpackung (16) gemäß der
vorliegenden Erfindung, welche als Verbundbeutel in Form eines Rundbodenbeutels
ausgebildet ist. Die flexible Verpackung (16) umfasst einen Boden
(22), der mit einem zylindrischen Mantel (24) verbunden
ist, beispielsweise verschweißt ist. In die flexible Verpackung
(16) ist der Schmelzklebstoff in Form einer zylindrischen
Schmelzkleberpatrone (18) aufgenommen.
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Wie
in 2 dargestellt, ragt ein Teil (26) der flexiblen
Verpackung (16) über die enthaltende Schmelzkleberpatrone
(18) hinaus. An einem oberen Ende (28) der flexiblen
Verpackung (16) ist diese verschlossen, beispielsweise
mit einer Schweißnaht. Der Teil (26) der flexiblen
Verpackung (16) kann oberhalb der enthaltenen Schmelzkleberpatrone
(18) mit einer Entlüftungsöffnung versehen
werden. Zum Öffnen der flexiblen Verpackung (16) wird
der Boden (22) kreisförmig ausgeschnitten und
entfernt. In die Schmelz- und Auftragsvorrichtung (1) wird
die an einer Seite geöffnete flexible Verpackung (16)
mit der enthaltenden Schmelzkleberpatrone (18) so in die Schmelzkammer
(2) eingesetzt, dass die geöffnete Seite gegen
die beheizbare Schmelzwand (6) gerichtet ist und der Förderkolben
(10) an der gegenüberliegenden Seite anliegt.
Der Förderkolben (10) presst die Schmelzklebereinheit
gegen die beheizbare Schmelzwand (6), wobei die Schmelzkleberpatrone (18)
an der Schmelzwand (6) geschmolzen wird und sich die flexible
Verpackung (16) unter dem Druck zusammenfaltet. Ist die
gesamte Schmelzkleberpatrone (18) abgeschmolzen, verbleibt
in der Schmelzkammer (2) die entleerte flexible Verpackung
(16), welche leicht entfernt werden kann.
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- 1
- Schmelz-
und Auftragsvorrichtung
- 2
- Schmelzkammer
- 4
- Schmelzkammerende
- 6
- Schmelzwand
- 8
- Austrittsöffnung
- 10
- Förderkolben
- 12
- Kolben
- 14
- Druckluftzylinder
- 16
- Verpackung
- 18
- Schmelzkleberpatrone
- 20
- Seite
der Schmelzklebereinheit
- 22
- Boden
der Verpackung
- 24
- Mantel
- 26
- überstehender
Teil der Verpackung
- 28
- Verschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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