JP4511036B2 - 流動材料を電気的に制御する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、流動材料を電気的に制御する方法および装置に関し、単一成分または多成分、本質的にはプラスチックまたはエラストマなどのポリマベース材料が帯電され、電界中で３次元のモールド／目標物に向かって噴霧される。
【０００２】
現在、たとえば自動車塗装では、いわゆる静電塗装を採用することが通常である。該塗装は、通常金属ベース塗装材料を用いて行われ、塗装材料の帯電および電界中の噴霧は、充分に均質に達成され、自動車には全体に充分厚い塗装膜が与えられる。しかしながらこの種の処理では、特にプラスチックベース材料に関して用いられたとき、この種の材料を該処理にうまく適用できないので、実際のところ充分な信頼性をともなって実施するには不都合がある。一方、噴霧されるプラスチックに、塩素／グリコールベース材料などの適切な極性／比抵抗調整材料を用いて電荷を与えることは全く周知である。しかしながらこのことにもかかわらず、プラスチック材料のこの種の電気的処理は、これまで充分な信頼性をともなって実施することができなかったために、手袋、コンドームなどの従来の薄肉の一般物品は、今日でも、主に従来の浸漬処理を用いて製造されている。
【０００３】
一方、国際特許公報ＷＯ９４／２２５９４号は特に、異なる形状を有する対象物の塗装方法を開示しており、該方法は、低温硬化かつ不活性な、たとえば溶剤を含まない樹脂を含む多成分材料が、対象物の表面に静電気的に塗布され、その後少なくとも１液材料が、樹脂が硬化する前に噴霧されている。
【０００４】
引用された公報は、上述の作業を行う具体的な解決手段を示しておらず、大部分は、塗装するための様々な他の動作原理を開示している。引用された公報に記載されている技術に基づいて、特に樹脂ベースの電気的処理可能な流動材料が、特に複数次元の形状の物品に、該物品の各領域／箇所が所望の材料の厚みを正確に備えるように適用されることは、実際には確認できない。該材料の厚みは、樹脂ベースまたはプラスチックベース材料を電気的に処理する観点から、一番問題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題に対する明白な解決策を提供することであり、したがって利用可能な先行技術を実質的に高めることである。この目的を達成するために、本発明の方法は、所定の電位に設定されるべきモールド／目標物であって、２以上の相互に異なる電圧に設定されるべき処理ブロックを備えるモールド／目標物を用いて、モールド／目標物表面の各部分／領域が、噴霧サイクル（II）において所望の厚みの材料層を形成するように、特に、噴霧される材料粒子の経路と、材料粒子に影響する電界とを調整することを主に特徴とする。
【０００６】
本発明の方法は、その技術的機能性および適用性を含むいくつかの重要な利点を提供しており、この利点によって、この種の電気的処理に関して、プラスチックベースの製造材料を用いる場合であっても、ほとんどの異なる適用例で充分に信頼できる結果を特に初めて提供できる。この方法の有用性は、本発明のモールドが、モールド内に含まれる処理ブロックにおける数学的に定められた異なる電圧によって、実際の処理の最終結果が、正確に所望どおりに材料の厚みを決定できることである。本発明の方法では、塗装されるべき対象物、またはその対象物から製造されるべき物品などの処理されるべき目標物が、所望の領域において実質的に異なる肉厚を意図的に備えることも可能である。さらに、上述の方法を従来の方法、たとえば静電気的に適用することも基本的には可能であり、モールドの様々な処理ブロックにおける予め定める電圧レベルは、噴霧サイクル全体を通して本質的に一定に保持される。一方、噴霧サイクルの間、１以上の処理パラメータを連続的または周期的に変化させて、噴霧処理を動的に制御して用いることも可能である。
【０００７】
本発明の方法の好適な適用は、方法に向けられた従属項に示される。
本発明は、上述の方法に従って動作する装置に関し、装置に向けられた独立項の前提項でさらに詳細に定義付けられている。装置の主な特徴は、上述の請求項の特徴項に示される。
【０００８】
本発明の装置によって提供される最も重要な利点は、その動作および機能に技術的信頼性を有するとともに、ほとんどの種々の適用例に有効であることである。まず第一に、本発明の装置の基本概念は、装置内に含まれる制御部が、たとえば数学的に予め定める電圧レベルに、モールド内に含まれる別個の処理ブロックの設定を可能して、実際の噴霧処理が、特定の時間内に処理／製造されるモールド／目標物の各表面／壁面への完全に制御された流動材料を生成できるようにすることにある。処理の特徴に応じて、制御部を、たとえば基本的な従来の方法に従って配置することができ、モールドの別個の処理ブロックにおける予め定める電圧レベルを全噴霧サイクルを通して、実質的に一定にするように、いわゆる静電気的に動作させる。一方、制御部を動的にすることも可能であり、ある処理パラメータを、連続的または噴霧処理の間、オン／オフ方式を用いて変化させる。本発明の装置によって得られる重要な他の利点は、多成分材料を処理するときであっても、完全な仕上がり結果を達成するために、１噴霧サイクルを用いるだけで可能となり、したがって色合いまたは表面張力、表面強さなどのその他の機械的／物理的特性に関して、適切に混合された処理材料を用いた場合、あらゆる仕上げ処理が不要となる。
【０００９】
本発明の装置の好適な実施形態は、装置に向けられた従属項に示される。
本発明は、明細書中で添付の図面を参照して、さらに詳細に説明されるであろう。
【００１０】
本発明は、流動材料を電気的に制御する方法に関しており、該方法において、単一成分または多成分、本質的にはプラスチックやエラストマなどのポリマベース材料１を帯電させ（Ｉ）、電界Ｅ中で３次元のモールド２／目標物３に向かって噴霧される（II）。本発明の方法は、所定の電位に設定されたモールド（２）／目標物（３）であって、相互に異なる電圧レベルに設定されるべき２以上の処理ブロック（Ｌｉ）を備えるモールド（２）／目標物（３）を用いて、モールド／目標物表面の各部分／領域が、前記噴霧サイクル（II）において所望の厚みの材料層を形成するように、特に、噴霧される材料粒子の経路と、材料粒子に影響する電界とを調整する。
【００１１】
まず第一に、本発明の方法は、処理すべき特定の目標物、たとえば図２に示される手袋を前もってモデル化し、これが目標物の重要な各箇所／領域に対する計算された、またはいわゆる表にされた最適電圧レベルを決定する基準として用いられ、これらの領域で得られた異なる電圧レベルは、流動材料を制御する実際の噴霧（II）の間、電界を増強または抑制する。上述の特徴は、適切に配置されたワイヤまたは類似の導電性表面を用いて、各処理ブロック内に全く容易に集約できることである。
【００１２】
該方法の好適な適用例において、処理は静電界中で実施され、モールド２／目標物３内の別個の処理ブロックＬｉ₁〜Ｌｉ₇の予め定める異なる電圧レベルは、全噴霧サイクルを通して実質的に一定に保持される。
【００１３】
さらに、他の好適な適用例において、噴霧処理（II）の間、体積流量、粘度などの噴霧される流動材料などの１以上の処理パラメータを変化させることによって、処理は動電界中で実施される。しかしながら実際には最も簡単な方法は、噴霧される材料の電荷および／またはモールド２／目標物３の電圧レベルなどの電界Ｅを変化させることであろう。さらに噴霧処理（II）の間、処理ブロックＬｉの電圧レベルを、予め定める最小および最大電圧レベルの範囲内で、動的に変化させることが可能である。したがってこのことにおいて、たとえばモールド内の特定の処理ブロックＬｉの電圧レベルを、噴霧処理または他の処理の間、オン／オフ方式だけによって連続的に変化させることは可能である。さらなる該方法の好適な適用例において、必要であれば、所望の作用を増強するために、細いエアジェットまたはエアフローなどの機械的制御を用いて、噴霧される材料粒子の制御を達成することができる。
【００１４】
さらに、特に図１に示される動作原理に関して、たとえばシリンダＳで圧縮された多成分材料の各成分１ａ，１ｂは最初に加熱部０１によって加熱され、その後に該材料は、スプレーベルなどの噴霧部４を用いて混合されて（０２）、帯電され（Ｉ）、材料噴霧される（II）。
【００１５】
先行技術の解決手段とは異なり、上述の方法にしたがって動作する該装置は、特に所定の電位に設定され、たとえば図２に示される方法で、相互に異なる電圧レベルに設定されるべきいくつかの処理ブロックＬｉを備えるモールド２／目標物３を含む。さらに好適な実施形態において、概略図１に従う該装置は、噴霧される材料の体積流量または粘度など、および／または噴霧される材料の電荷および／またはモールド２／目標物３の電圧レベルなどの電界Ｅなどの１以上の処理パラメータを変化させる制御部Ｃを含む。
【００１６】
上述のように、静的に動作するように、制御部Ｃを適合させることは可能であるが、噴霧処理（II）の間、予め定める最小および最大電圧レベルの間で、モールド２／目標物３内の特定の処理ブロックＬｉの電圧レベルを連続的に変化させて、動的に動作するように、制御部Ｃを適合させることも可能である。
【００１７】
特に図１に示される基本動作図に関して、該装置は、シリンダＳによって圧縮された基礎材料の各成分１ａ，１ｂを加熱する加熱部０１と、スプレーベルなどの処理部４とを含み、該処理部４は、前記材料を混合し（０２）、帯電させ（Ｉ）、準備された製造材料１から材料噴霧（II）を作る装置である。
【００１８】
本発明は、上述の明細書中の記載に限定されないことは自明であるが、基本的な発明の概念の範囲内で大きな変更を加えることは可能である。したがって本発明の方法を、噴霧サイクルの直後に、モールドからピースを取外す／分離すると完成品となるように、表面仕上げ、またはある特定の様式のピースの製造に用いることが可能である。特にこの種の適用例に鑑みて、本発明は、特に出願人の同時係属特許出願「薄肉物品の製造方法および装置（Method and apparatus for
manufacturing a thin-walled article）」において開示された動作様式に適用可能である。さらに本発明の方法および装置は、剛性３次元製品／塗装とともに当然同様の弾性製品にも使用可能である。実際の処理において、装置の電圧レベルは、特定の目的を最良の方法で達成するように選択可能であるが、原則的には、約１００ｋＶの最大電圧で出願人によって試験された装置が、多くの異なる処理において充分に良好な最終結果を達成することができる。勿論、２以上の噴霧部、たとえば相互に対向する噴霧部を用いることによって、および／またはモールドを噴霧サイクルの間、連続的にまたは周期的に移動させることによって処理を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法および装置の動作原理を示す。
【図２】 本発明の方法および装置と関連するモールドの有用性を一例として示す。

Claims (8)

1. 流動材料を電気的に制御する方法であって、ポリマベース材料（１）を帯電させる工程と、電界（Ｅ）中で、３次元のモールド（２）または目標物（３）に向かって、帯電されたポリマベース材料（１）を噴霧する工程とを含み、前記モールド（２）または目標物（３）は２以上の処理ブロック（Ｌｉ）を備え、前記各処理ブロック（Ｌｉ）に向けてポリマベース材料（１）を噴霧する工程において、電界（Ｅ）は、各処理ブロック（Ｌｉ）に予め定める異なる電圧を設定することによって形成されることを特徴とする方法。
2. 各処理ブロック（Ｌｉ）に設定される電圧は、前記噴霧工程の間、実質的に一定に保持され、前記電界（Ｅ）は、静電界であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記噴霧工程の間、噴霧されるポリマベース材料（１）の体積流量、噴霧されるポリマベース材料（１）の粘度、噴霧されるポリマベース材料（１）の電荷および各処理ブロック（Ｌｉ）に設定される電圧のうち少なくとも１以上の処理パラメータを変化させることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. エアジェットまたはエアフローのいずれかを用いることによって、噴霧されるべきポリマベース材料粒子の制御が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. 加熱部（０１）によって前記ポリマベース材料（１）の各成分（１ａ，１ｂ）を加熱する工程と、前記ポリマベース材料（１）の各成分（１ａ，１ｂ）を混合する工程とをさらに含み、前記ポリマベース材料（１）を噴霧するために、スプレーベルが用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 流動材料を電気的に制御する装置であって、ポリマベース材料（１）の各成分（１ａ，１ｂ）をそれぞれ圧縮する１以上のシリンダと、前記各成分（１ａ，１ｂ）を混合してポリマベース材料（１）を生成し、該ポリマベース材料（１）を帯電させ、帯電したポリマベース材料（１）を噴霧する処理部（４）と、予め定める異なる電圧に設定されるべき２以上の処理ブロック（Ｌｉ）を備える３次元のモールド（２）または目標物（３）とを含み、前記処理部（４）は、前記処理ブロック（Ｌｉ）に向けて帯電したポリマベース材料（１）を噴霧することを特徴とする装置。
7. 噴霧されるポリマベース材料（１）の体積流量、噴霧されるポリマベース材料（１）の粘度、噴霧されるポリマベース材料（１）の電荷および各処理ブロック（Ｌｉ）に設定される電圧のうち少なくとも１以上の処理パラメータを変化させる制御部（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記ポリマベース材料（１）の各成分（１ａ，１ｂ）を加熱する加熱部（０１）をさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載の装置。

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