DE102012204426A1 - Apparatus and method for spray coating an article with a hot melt adhesive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sprühbeschichten eines Gegenstands (13) mit einem Heißkleber (S), mit einer ersten Düse (10) und einer zweiten Düse (11), wobei die erste (10) und die zweite Düse (11) so angeordnet sind, dass ein aus der ersten Düse (10) austretender erster Schmelzestrahl (St1) und ein aus der zweiten Düse (11) austretender zweiter Schmelzestrahl (St2) in einem spitzen Winkel (α) aufeinandertreffen, so dass sich ein Sprühfächer (SF) ausbildet, und wobei eine Temperaturhalteeinrichtung (8, 12, 14) zum Halten der ersten und der zweiten Düsen (10, 11) auf einer vorgegebenen Solltemperatur im Bereich von 120°C bis 250°C vorgesehen ist.The invention relates to a device for spray-coating an article (13) with a hot-melt adhesive (S), comprising a first nozzle (10) and a second nozzle (11), the first (10) and the second nozzle (11) being arranged in this way in that a first melt jet (St1) emerging from the first nozzle (10) and a second melt jet (St2) emerging from the second nozzle (11) meet at an acute angle (α), so that a spray fan (SF) is formed, and wherein a temperature holding device (8, 12, 14) for holding the first and the second nozzles (10, 11) at a predetermined set temperature in the range of 120 ° C to 250 ° C is provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sprühbeschichten eines Gegenstands mit einem Heißkleber.The invention relates to an apparatus and a method for spray coating an article with a hot melt adhesive.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben werden, welche ein präzises Aufbringen eines Heißklebers auf einen Gegenstand mittels Sprühen ermöglichen. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll die Festigkeit einer Klebeverbindung verbessert werden. The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a device and a method are to be specified, which enable a precise application of a hot melt adhesive to an object by means of spraying. According to a further object of the invention, the strength of an adhesive bond is to be improved.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9 und 11 bis 17.This object is solved by the features of
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Sprühbeschichten eines Gegenstands mit einem Heißkleber vorgeschlagen mit einer ersten Düse und einer zweiten Düse, wobei die erste und die zweite Düse so angeordnet sind, dass ein aus der ersten Düse austretender erster Schmelzestrahl und ein aus der zweiten Düse austretender zweiter Schmelzestrahl in einem spitzen Winkel aufeinandertreffen, so dass sich ein Sprühfächer ausbildet, und wobei eine Temperaturhalteeinrichtung zum Halten der ersten und der zweiten Düse auf einer vorgegebenen Solltemperatur im Bereich von 80°C bis 250°C vorgesehen ist.According to the invention, a device for spray-coating an article with a hot-melt adhesive is proposed, comprising a first nozzle and a second nozzle, the first and second nozzles being arranged such that a first melt jet emerging from the first nozzle and one from the second nozzle emerging second melt jet meet at an acute angle, so that forms a Sprühfächer, and wherein a temperature retaining means for holding the first and the second nozzle at a predetermined target temperature in the range of 80 ° C to 250 ° C is provided.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es im Gegensatz zum Stand der Technik erstmals möglich, einen Heißkleber in Form eines flachen Sprühfächers auf einen Gegenstand aufzutragen. Das schafft neue Freiheiten beim Auftragen eines Heißklebers mittels Sprühbeschichtung. Es ist beispielsweise möglich, die Heißkleber linienförmig aufzutragen. Ferner können relativ gut begrenzte Beschichtungsbereiche auf dem Gegenstand hergestellt werden. Der Sprühfächer wird erfindungsgemäß durch ein Aufeinandertreffen zweier Schmelzestrahlen hergestellt. In Abkehr vom Stand der Technik wird dazu keine Druckluft verwendet. Eine unter Verwendung der vorgeschlagenen Vorrichtung hergestellte Klebeverbindung weist eine verbesserte Festigkeit auf. – Abgesehen davon kann mit der Erfindung der "Over-spray" minimiert werden. Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht also ein besonders effizientes Sprühbeschichten eines Gegenstands mit einem Heißkleber.With the proposed device, in contrast to the prior art, it is possible for the first time to apply a hot glue in the form of a flat spray fan to an object. This creates new freedom when applying a hot melt adhesive by means of spray coating. It is possible, for example, to apply the hot melt linearly. Furthermore, relatively well-defined coating areas can be produced on the article. The Sprühfächer is produced according to the invention by a meeting of two melt jets. In contrast to the prior art, no compressed air is used for this purpose. An adhesive bond made using the proposed device has improved strength. - Apart from that can be minimized with the invention of the "over-spray". The proposed device thus enables a particularly efficient spray coating of an article with a hot melt adhesive.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der spitze Winkel 10° bis 80°, vorzugsweise 20° bis 60°. Der erste und der zweite Schmelzestrahl sind weiterhin vorteilhafterweise bezüglich eines Treffpunkts der beiden Schmelzestrahlen symmetrisch angeordnet, d. h. der erste und der zweite Schmelzestrahl weisen bis zum Punkt des Aufeinandertreffens im Wesentlichen die gleiche Länge auf. Sie treffen infolgedessen mit etwa derselben Temperatur aufeinander, wodurch sich ein besonders homogener Sprühfächer ausbildet.According to an advantageous embodiment of the invention, the acute angle is 10 ° to 80 °, preferably 20 ° to 60 °. The first and the second melt jet are further advantageously arranged symmetrically with respect to a meeting point of the two melt jets, d. H. the first and second melt jets have substantially the same length to the point of impact. As a result, they hit each other at about the same temperature, which forms a particularly homogeneous Sprühfächer.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Temperaturhalteeinrichtung eine die Düsen umgebende thermische Isolierung. Es hat sich gezeigt, dass zum Halten der Düsen auf der vorgegebenen Solltemperatur schon eine thermische Isolierung der Düsen ausreichend sein kann. Zur thermischen Isolierung können herkömmliche temperaturbeständige Isoliermaterialien verwendet werden, deren Temperaturleitfähigkeit geringer ist als die Temperaturleitfähigkeit eines zur Herstellung der ersten und/oder zweiten Düse verwendeten Materials. Bei dem Isoliermaterial kann es sich beispielsweise um Mineralwolle, keramische Fasermatten oder dgl. handeln.According to an advantageous embodiment, the temperature-retaining device comprises a thermal insulation surrounding the nozzles. It has been shown that even a thermal insulation of the nozzles can be sufficient for holding the nozzles at the predetermined setpoint temperature. For thermal insulation, it is possible to use conventional temperature-resistant insulating materials whose thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of a material used to produce the first and / or second nozzle. The insulating material may be mineral wool, ceramic fiber mats or the like, for example.
Die Temperaturhalteeinrichtung kann ferner eine Heizvorrichtung, z. B. Heizbänder oder dgl., umfassen, welche die Düsen zumindest abschnittsweise umgeben. Damit werden die Düsen auf einer zum Auftragen des Heißklebers erforderlichen Temperatur gehalten. The temperature retaining device may further comprise a heating device, e.g. As heating bands or the like., Which surround the nozzles at least in sections. Thus, the nozzles are maintained at a temperature necessary for applying the hot melt adhesive.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Düse jeweils mit ihrem stromaufwärtigen Ende mit einem Ventil verbunden. Das Ventil ermöglicht es beispielsweise, den Sprühfächer taktweise zu erzeugen. Damit können mit hoher Geschwindigkeit eine Vielzahl von Gegenständen nacheinander mit Heißkleber beschichtet werden.According to a further embodiment, the first and the second nozzle are each connected at their upstream end with a valve. The valve makes it possible, for example, to generate the spray fan intermittently. Thus, a variety of objects can be successively coated with hot melt at high speed.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine weitere Heizvorrichtung zum Beheizen des Ventils vorgesehen. Die am Ventil vorgesehene weitere Heizvorrichtung kann z. B. zum Beheizen der, vorzugsweise mit einer thermischen Isolierung versehenen, Düsen verwendet werden. In diesem Fall kann die Heizvorrichtung zum Beheizen der Düsen auch weggelassen werden. Damit vereinfacht sich der Aufbau der Vorrichtung. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a further heating device for heating the valve is provided. The valve provided on the other heater can, for. B. for heating, preferably provided with a thermal insulation, nozzles are used. In this case, the heater for heating the nozzles may also be omitted. This simplifies the structure of the device.
Des Weiteren kann die Temperaturhalteeinrichtung eine mit den Heizvorrichtungen und/oder der weiteren Heizvorrichtung verbundene Regeleinrichtung zum Halten der Düsen auf der Solltemperatur umfassen. Damit kann die Vorrichtung jederzeit einsatzbereit gehalten werden. Bei einer Unterbrechung der Sprühbeschichtung kommt es nicht zu einem Einfrieren des Heißklebers in den Düsenkanälen. Mittels der vorgeschlagenen Regelung wird überdies eine Überhitzung der Düsen vermieden.Furthermore, the temperature-retaining device may comprise a control device connected to the heating devices and / or the further heating device for holding the nozzles at the desired temperature. Thus, the device can be kept ready for use at any time. If the spray coating is interrupted, the hot glue will not freeze in the nozzle channels. By means of the proposed regulation, moreover, overheating of the nozzles is avoided.
Stromaufwärts der Düsen ist vorteilhafterweise eine Schmelzvorrichtung zum Schmelzen eines festen Heißkleberausgangsmaterials vorgesehen. Upstream of the nozzles is advantageously provided a melting device for melting a solid hot melt starting material.
Ferner kann stromaufwärts der Düsen eine Druckerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen Drucks auf die Schmelze vorgesehen sein. Es kann sich dabei um eine zur Förderung thermoplastischer Schmelzen geeignete herkömmliche Pumpe handeln. Die Druckerzeugungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise zwischen das Ventil und die Schmelzvorrichtung eingeschaltet. Mittels der Druckerzeugungsvorrichtung wird auf die Schmelze ein Druck von 2 bis 10 bar, vorzugsweise 3 bis 6 bar, aufgebracht.Further, upstream of the nozzles, a pressure generating device may be provided for generating a predetermined pressure on the melt. It may be a conventional pump suitable for conveying thermoplastic melts. The pressure generating device is expediently connected between the valve and the melting device. By means of the pressure generating device, a pressure of 2 to 10 bar, preferably 3 to 6 bar, is applied to the melt.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird ein Verfahren zum Sprühbeschichten eines Gegenstands mit einem Heißkleber mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
Schmelzen eines Heißkleberausgangsmaterials,
Ausstoßen des geschmolzenen Heizklebers durch eine erste Düse und eine zweite Düse,
so dass ein aus der ersten Düse austretender erster Schmelzestrahl und ein aus der zweiten Düse austretender zweiter Schmelzestrahl in einem spitzen Winkel derart aufeinandertreffen, dass sich ein Sprühfächer ausbildet,
wobei die Düsen auf einer vorgegebenen Solltemperatur im Bereich von 80°C bis 250°C gehalten werden.In accordance with another aspect of the invention, a method is provided for spray coating an article with a hot melt adhesive, comprising the steps of:
Melting a hot melt starting material,
Ejecting the molten heating adhesive through a first nozzle and a second nozzle,
such that a first melt jet emerging from the first nozzle and a second melt jet emerging from the second nozzle meet at an acute angle such that a spray fan is formed,
wherein the nozzles are maintained at a predetermined set temperature in the range of 80 ° C to 250 ° C.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem "Heißkleberausgangsmaterial" um einen physikalisch abbindenden Klebstoff. Ein solcher Klebstoff liegt bei Raumtemperatur meist in fester, einkomponentiger Form vor. Er enthält in der Regel keine oder nur geringe Lösemittelanteile. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Heißkleberausgangsmaterial um einen Thermoplast, beispielsweise Polyamid, gesättigte Polyester oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate. Das Heißkleberausgangsmaterial kann Zusätze, wie klebrig machende Harze, Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Streckmittel oder Wachse enthalten. Des Weiteren werden unter dem Begriff "Heißkleberausgangsmaterial" auch reaktive Schmelzklebstoffe verstanden, welche physikalisch und chemisch abbinden. Es handelt sich dabei um Einkomponentensysteme, bei denen der Heißkleber z. B. unter Einwirkung von UV-Licht, Feuchtigkeit oder Wasserdampf aushärtet, welcher im zu beschichtenden Gegenstand oder in der Umgebung vorhanden ist. Als reaktiver Schmelzklebstoff kann beispielsweise Polyurethan-(PUR-)Schmelzklebstoff verwendet werden, welcher unter Feuchtigkeitseinwirkung chemisch aushärtet.For the purposes of the present invention, the "hot melt starting material" is a physically setting adhesive. Such an adhesive is usually at room temperature in solid, one-component form. It usually contains no or only small proportions of solvent. Preferably, the hot melt starting material is a thermoplastic, for example polyamide, saturated polyester or ethylene-vinyl acetate copolymers. The hot melt starting material may contain additives such as tackifying resins, plasticizers, stabilizers, antioxidants, fillers, extenders or waxes. Furthermore, the term "hot melt starting material" is also understood to mean reactive hot melt adhesives which bind physically and chemically. These are one-component systems in which the hot melt z. B. cures under the action of UV light, moisture or water vapor, which is present in the article to be coated or in the environment. As a reactive hot melt adhesive, for example polyurethane (PUR) hot melt adhesive can be used, which hardens chemically under the action of moisture.
Wegen der vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens wird auf die zur Vorrichtung beschriebenen Merkmale verwiesen, welche gleichermaßen Ausgestaltungen des Verfahrens bilden können.Because of the advantageous design features of the method, reference is made to the features described for the device, which may equally form embodiments of the method.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Bei der in
Die erste
Die Funktion der Vorrichtungen wird nunmehr unter zusätzlicher Bezugnahme auf
Mittels der ersten Heizvorrichtung
Die Schmelze S gelangt stromabwärts des Ventils
Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Sprühfächer SF ist "flach", d. h. eine senkrecht zur Auftreffbreite B sich erstreckende Dicke beträgt vorteilhafterweise das 1- bis 10-Fache, vorzugsweise das 2- bis 6-Fache des Durchmessers der Schmelzestrahlen St1, St2 am Austritt der Düsen
Mit dem Bezugszeichen Z ist eine Symmetrieebene bezeichnet. Bei der in
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es aber auch sein, dass die erste
Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich insbesondere zum Auftragen eines Heißklebers auf nichtgewebte oder auch gewebte Gegenstände
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Behälter container
- 22
- Zuführvorrichtung feeder
- 33
- erste Heizvorrichtung first heating device
- 44
- erste Leitung first line
- 55
- Pumpe pump
- 6 6
- zweite Leitung second line
- 77
- Ventil Valve
- 88th
- zweite Heizvorrichtung second heating device
- 99
- dritte Leitung third line
- 1010
- erste Düse first nozzle
- 1111
- zweite Düse second nozzle
- 1212
- dritte Heizvorrichtung third heating device
- 1313
- Gegenstand object
- 1414
- thermische Isolation thermal insulation
- SS
- Schmelze melt
- SFSF
- Sprühfächer spray fan
- St1St1
- erster Schmelzestrahl first melt jet
-
St2
St 2 - zweiter Schmelzestrahl second melt jet
- TT
- Treffpunkt meeting point
- αα
- Winkel angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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