專利名稱：用于家用電氣設(shè)備的模塊化結(jié)構(gòu)滾筒的制作方法
用于家用電氣設(shè)備的模塊化結(jié)構(gòu)滾筒
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新穎的、特別是模塊化設(shè)計(jì)的滾筒，該模塊化設(shè)計(jì)滾筒特別有利地用 作為家用電氣設(shè)備的、尤其用作衣物處理的那些設(shè)備的內(nèi)部零件。根據(jù)本發(fā)明，模塊化設(shè)計(jì) 滾筒由多個(gè)被幾何上不同地或相同地成形的單獨(dú)部件組成，所述單獨(dú)部件首先由熱塑性聚 合物制造成分開的零件，隨后組裝成滾筒。至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層、 用中間層和熱固化外層或者用中間層、裝飾層及熱固化外層層壓。本發(fā)明還涉及模塊化設(shè)計(jì)滾筒的生產(chǎn)方法、以及其用作轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)、洗衣機(jī)或 旋轉(zhuǎn)式脫水機(jī)的內(nèi)部零件的用途。。
背景技術(shù)：
迄今，使用于家用電氣設(shè)備，例如，轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)中的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)滾筒，為了滿足設(shè) 備所要求的壽命，其是由不銹鋼板金屬組成，因此它們能可靠地抵御由腐蝕性極強(qiáng)，例如高 溫、高水分含量、高濕度等的環(huán)境條件產(chǎn)生的嚴(yán)重壓力。EP1420103A2描述了一種模塊化結(jié)構(gòu)衣物干燥機(jī)滾筒的結(jié)構(gòu)，其中，通常使用的各 個(gè)金屬部件，如前壁、后壁及圓柱形筒體被相互聯(lián)鎖連接。然后，由塑料構(gòu)成的“衣物升降 器”插入到該滾筒中，并且在處理程序中使衣物作旋渦運(yùn)動(dòng)。然而，完全由塑料制成的洗衣 機(jī)滾筒，迄今還沒有達(dá)到任何用于實(shí)踐目的的既定狀態(tài)，因?yàn)閷ν搀w設(shè)定的在不利的溫度 條件下對于其硬度的嚴(yán)格要求，不允許有成本效益地制造由塑料制成的可以商用的設(shè)備的 內(nèi)部滾筒。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于滾筒的模塊化結(jié)構(gòu)，其可用作為旋轉(zhuǎn)滾筒，并 且首先結(jié)合了良好的穩(wěn)定性和其次結(jié)合了制作過程中的成本優(yōu)勢，以及還結(jié)合了再循環(huán)的 可能性。該目的尤其在于保持可獲得的技術(shù)上的可能性，包含簡單的處理方法和各個(gè)零件 的低成本制造，同時(shí)提供用作電氣設(shè)備(如轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)、洗衣機(jī)或旋轉(zhuǎn)式脫水機(jī))內(nèi)部零 件的滾筒，所述滾筒本質(zhì)上由熱塑性材料組成，優(yōu)選是由聚丙烯組成。具體而言，這種類型 的設(shè)計(jì)可能對于原材料成本(通過用塑料代替不銹鋼)、資本支出(因?yàn)殁k多加工被塑料零 件制造來取代，所述塑料零件制造來可被轉(zhuǎn)移到次級供應(yīng)商)、模型間的更容易轉(zhuǎn)變、以及 隔音(因?yàn)樵诠腆w隔音中塑料優(yōu)于金屬)提供特別優(yōu)勢。這個(gè)目的是通過模塊化設(shè)計(jì)滾筒實(shí)現(xiàn)的。所述模塊化設(shè)計(jì)滾筒由多個(gè)被幾何上不 同地或相同地成形的各個(gè)部件組成，各個(gè)部件首先由熱塑性聚合物制造成分開的零件，隨 后把部件組裝成滾筒，其中，至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層、用中間層和熱 固化外層或者用中間層、裝飾層及熱固化外層層壓。對于本發(fā)明的目的，“模塊化設(shè)計(jì)”特征旨在意味著，根據(jù)用于家用電氣設(shè)備的模 塊化結(jié)構(gòu)滾筒的已知結(jié)構(gòu)類推，該模塊化結(jié)構(gòu)滾筒的已知結(jié)構(gòu)由帶有開口的前壁、由多個(gè)片段和升降器組成的筒體部件以及后壁組成，根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)滾筒的這些單獨(dú)零件 或模塊的任意所需組合，在所有情況下這些零件或模塊被制造成單獨(dú)的部件，所述部件隨 后被很容易地組裝成成品滾筒。令人驚訝地，至少部分地用中間層和裝飾層、用中間層和熱固化外層或者用中間 層、裝飾層和熱固化外層層壓的這些部件的使用可以實(shí)現(xiàn)作為用于衣物處理的家用電氣設(shè) 備的內(nèi)部零件的滾筒。該滾筒的結(jié)構(gòu)完全是基于熱塑性聚合物，并且該滾筒仍具有足夠的 硬度，以可靠地承受滾筒在其正確使用中所處的特別不利的機(jī)械及熱條件。本發(fā)明的滾筒結(jié)構(gòu)首次允許了熱塑性原材料的特有性能的結(jié)合，特別是它們通過 擠壓、注射成型或其他形成過程的容易處理性，以及它們再循環(huán)的能力，同時(shí)具有低的部件 價(jià)格，具有實(shí)用的表面，所述實(shí)用的表面對良好的耐惡劣溫度條件和化學(xué)品能力、以及優(yōu)越 的耐磨性能方面實(shí)用。通過適當(dāng)?shù)亩鄬訉訅航Y(jié)構(gòu)方式還可能增加對成品零件的裝飾(顏 色、圖案)的可能性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過用裝飾層或熱固化層層壓，可顯著改善塑料試樣的硬度。這可以達(dá) 到迄今通過用于滾筒的純塑料解決方案所不能達(dá)到的硬度水平。這特別適用于滾筒處于相 對高溫的情況。在這里，具有由復(fù)合材料組成的單獨(dú)部件的本發(fā)明的模塊化結(jié)構(gòu)帶來了明 顯的優(yōu)勢。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)優(yōu)先使用具有雙側(cè)排列的中間層和裝飾層和/或熱固化層的雙側(cè) 實(shí)施方式，因?yàn)殡p側(cè)實(shí)施方式不僅在強(qiáng)度上具有最大增加，而且對于翹曲具有最低的可能 性。通過針對性地修改熱塑性聚合物，能夠使本發(fā)明的模塊化設(shè)計(jì)滾筒的性能在相當(dāng) 廣泛的范圍內(nèi)變化，提供礦物填料或增強(qiáng)的玻璃纖維，可以有效地改性熱塑性聚合物，并且 此時(shí)的機(jī)械性能因此可以匹配于對滾筒的要求，而對滾筒的表面性能和表面品質(zhì)沒有任何 負(fù)面影響。通過以下的描述和附圖，可以更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1揭示了由前壁(1)、圓柱形筒體(2)、具有穿孔環(huán)的后壁(3)以及衣物升降器 (4)組成的滾筒。虛線箭頭(5)表示部件是如何組合的。為簡化的原因，省略了安裝滾筒和 滾筒軸的圖示。圖2說明了作為筒體零件的部件的對接端(6)通過塑料型材(7)的結(jié)合，所述塑 料型材(7)被以升降器形式成形。左手邊的圖顯示了安裝程序之前的情況，其中虛線箭頭 (8)指示對接端(6)的運(yùn)動(dòng)方向，而右手邊的圖顯示了末端已連接在一起之后的結(jié)合過程。圖3說明了由四個(gè)被相同地成形的部件組成的圓柱形滾筒，所有部件均包括用于 形成帶有開口的前壁的片段(9)、用于形成筒體的片段(10)、用于形成后壁的片段(11)以 及用于形成衣物升降器的片段(12)。上圖顯示其中一個(gè)部件。底下左手邊的圖顯示組裝滾 筒之前在A-A面上的剖面，其中箭頭(13)指示部件是如何組合的。底下右手邊的圖顯示組 裝的滾筒在A-A面上的剖面。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的部件是由熱塑性聚合物制造的。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，熱塑性聚 合物是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯-I(PB-I)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、聚醚酮、聚酯 (如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚亞甲基萘酯)、聚環(huán) 烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚酰胺(PA)(如聚ε -己 內(nèi)酰胺或聚六亞甲基己二酰胺或聚六亞甲基癸二酰胺)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯、聚縮醛 (如聚甲醛(POM))、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物 (LCP)(例如液晶共聚酯、或聚苯硫醚(PPS))。也可能使用這些熱塑性聚合物的混合物作為 本發(fā)明的塑性材料。原則上，均聚物和共聚物適合作為熱塑性聚合物。丙烯和乙烯的或者乙烯或丙烯 和其他具有4到10個(gè)碳原子的烯烴的共聚物、或者苯乙烯和較小比例的丁二烯、α -甲基 苯乙烯、丙烯腈、乙烯咔唑或者丙烯酸或甲基丙烯酸或衣康酸的酯類的共聚物或三元共聚 物尤其值得在本文中提及。為了提高其生產(chǎn)的成本效率，熱塑性聚合物也可以包括來自于 提及的聚合物的再生材料，基于熱塑性聚合物的總重量，總計(jì)按重量達(dá)60%。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語聚甲醛(POM)理解為意指醛類的均聚物和共聚物。所述醛類例 如是甲醛或乙醛，但優(yōu)選是環(huán)狀縮醛。對于聚甲醛，它的特點(diǎn)是重復(fù)的碳氧鍵總代表分子鏈 的外觀。如果將聚酯用于本發(fā)明，優(yōu)選是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁 二醇酯(PBT)。兩者對苯二甲酸分別和乙二醇和丁二醇的高分子量酯化產(chǎn)物。合適的苯乙烯共 聚物特別是包括按重量計(jì)達(dá)45%、優(yōu)選包括按重量計(jì)達(dá)20%的以聚合單位形式合并的丙烯腈 共聚物。進(jìn)一步地，苯乙烯的三元共聚物包括按重量計(jì)達(dá)35%、特別是按重量計(jì)達(dá)20%的以聚 合單位形式合并的丙烯腈、以及包括按重量計(jì)達(dá)35%、優(yōu)選按重量計(jì)達(dá)30%的丁二烯。優(yōu)選地，熱塑性聚合物是聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯-1，其中特別優(yōu)選是 聚丙烯。根據(jù)本發(fā)明，聚丙烯理解為意指丙烯的均聚物和共聚物。合適的丙烯共聚物包括 按重量計(jì)達(dá)50%的與丙烯可共聚的進(jìn)一步單體，如具有2或4到8個(gè)碳原子的1-烯烴。如 果需要，也可以使用兩個(gè)或更多個(gè)共聚單體。合適的共聚物優(yōu)選是無規(guī)共聚物，但也可以是 嵌段共聚物。用于制備聚丙烯的聚合作用通?？梢栽?到100巴(0. 1到10兆帕)范圍的壓力 在懸浮或氣相狀態(tài)、且在有齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑體系的情況下實(shí)現(xiàn)。這 些催化劑體系，除了含鈦固體成分，優(yōu)選其還包括以有機(jī)鋁化合物及供電子化合物形式的 助催化劑。齊格勒-納塔催化劑體系通常包括含鈦固體成分，特別是三價(jià)或四價(jià)鈦的鹵化物 或醇化物、以及含鹵鎂化物、作為支持材料的無機(jī)氧化物(如硅膠)和供電子化合物。特別 地，羧酸衍生物或酮、醚、醇或有機(jī)硅化合物可以被提及作為供電子化合物。通過例如在ΕΡ0761696Α1中描述的已知過程，可以制備含鈦固體成分。適合于齊格勒-納塔催化劑體系的助催化劑，除了三烷基鋁，還可以是那些其中 有烷基團(tuán)被烷氧基團(tuán)或者被如氯或溴的鹵原子取代的化合物。烷基團(tuán)可以相同也可以不 同。直鏈或支鏈烷基團(tuán)也是適合的。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用其包括1到8個(gè)碳原子的烷基 團(tuán)的三烷基鋁化合物，例如三乙基鋁、三異丁基鋁、三辛基鋁或甲基-2-乙基鋁或它們的混 合物。
然而，在有茂金屬作為催化劑時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)聚丙烯的制備。茂金屬理解為意指絡(luò)合 物，其具有層結(jié)構(gòu)，且包括化學(xué)元素周期表子群中的金屬加上有機(jī)的(優(yōu)選是芳香族的)配 體。對于它們使用于制備聚丙烯，茂金屬配合物可方便地應(yīng)用于支持材料。用于制備齊格 勒_納塔催化劑中含鈦固體成分的無機(jī)氧化物，也已被證實(shí)可作為有用的支持材料。通常使用的茂金屬包括作為中心原子的鈦、鋯或鉿，其中優(yōu)選是鋯。中心原子通過 JI鍵結(jié)合到通過環(huán)戊二烯基團(tuán)體現(xiàn)的至少一個(gè)η體系。在絕大多數(shù)情況下環(huán)戊二烯基團(tuán) 配備有額外的取代基，通過該取代基可以控制催化劑的活性。優(yōu)選的茂金屬包括通過結(jié)合 到兩個(gè)π體系的兩個(gè)相同或不同的π鍵結(jié)合的中心原子，該π體系也可能同時(shí)會是相應(yīng) 芳香雜環(huán)體系的一部分。原則上，任何可以將中性茂金屬轉(zhuǎn)換成陽離子并可使其穩(wěn)定的化合物，都適合作 為茂金屬的助催化劑。此外，助催化劑或由其形成的陰離子不能再進(jìn)一步與形成的茂金屬 陽離子反應(yīng)，這在EP 0427697中有陳述。優(yōu)選使用的助催化劑是鋁化物和/或硼化物。一 種優(yōu)選使用的助催化劑是鋁化物，如明礬和/或烷基鋁。熱塑性聚合物還可包括按重量計(jì)占1 %到80 %、優(yōu)選按重量計(jì)占5 %到50 %、特別 優(yōu)選占按重量計(jì)10%到40%的加強(qiáng)填料。例如是硫酸鋇、磁鐵礦、硅鐵、氫氧化鎂、根據(jù)DIN 66115測量的平均粒度在0. 1到100微米范圍的滑石、木材、亞麻、白堊、玻璃珠、或者涂覆或 非涂覆的短或長的玻璃纖維，或者這些物質(zhì)的混合物。此外，熱塑性聚合物還可分別以有利 劑量包括其他的添加劑，如光穩(wěn)定劑、紫外穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑、色素、炭黑，潤滑油和加工助 劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等等。在優(yōu)選實(shí)施方式中，熱塑性聚合物是包括加強(qiáng)填料的聚丙烯。特別優(yōu)選的填料是 滑石或玻璃纖維且尤其是短玻璃纖維。合適的聚丙烯例如是用按重量計(jì)占10%到40%的 滑石加強(qiáng)的聚丙烯共聚物，并且是由占90到98摩爾百分比的丙烯、占2到10摩爾百分比的 乙烯和其他可選地具有4到8個(gè)碳原子的1-烯烴組成，所述滑石具有在230°C溫度和2. 16 千克負(fù)荷下根據(jù)DIN EN ISO 1133 2005測量的每10分鐘1到20克范圍的熔體流動(dòng)指數(shù) (MFR)。此外，適合用于制備本發(fā)明的滾筒的是用玻璃纖維且尤其用短玻璃纖維加強(qiáng)的聚丙 烯，所述玻璃纖維具有在230°C溫度和2. 16千克負(fù)荷下根據(jù)DIN EN ISO 1133 :2005測量的 每10分鐘10到200克、優(yōu)選每10分鐘20到100克、且特別是每10分鐘30到70克范圍 的熔體流動(dòng)指數(shù)(MFR)。這樣的聚丙烯可以是均聚物或共聚物，然而優(yōu)選是均聚物。玻璃纖 維的含量通常按重量計(jì)占10%到40%范圍。優(yōu)選地，玻璃纖維是以化學(xué)方法耦合(couple) 到聚丙烯矩陣。模塊化設(shè)計(jì)滾筒的至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層和/或熱固化 外層層壓。這樣的層壓結(jié)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域中是已知的，而且例如在EP 1060877A2或EP 1126069A2中描述了。如果模塊化設(shè)計(jì)滾筒的部件具有這樣的一個(gè)層壓結(jié)構(gòu)，則熱塑性聚合 物形成支持層。它可采取注射成型、擠出或壓縮成型的各種厚度及尺寸的板材的形式。支 持層的優(yōu)選層厚在0. 5到20毫米、特別是2到15毫米的范圍。中間層、裝飾層和/或熱固 化外層至少設(shè)置在支持層的一個(gè)表面上、但優(yōu)選是兩個(gè)表面上。中間層通常由熱塑性材料制造，優(yōu)選是由也用作為支持層部件的熱塑性材料制 造。中間層特別是一種其厚度為0. 001到1. 0毫米、特別是0. 005到0. 3毫米的薄膜或薄 的無紡布。用于中間層的另一種可能是由熱塑性材料制成的飽和樹脂無紡布或飽和樹脂薄膜。這里所用的樹脂特別是丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂或三聚氰胺樹脂。這里樹脂的 飽和度可達(dá)300 %，這意味著實(shí)際上中間層的整個(gè)表面具有完全樹脂飽和度，此時(shí)，樹脂重 量共計(jì)達(dá)到不合樹脂的中間層重量的300%。樹脂的飽和度優(yōu)選是15%到150%，尤其優(yōu)選 是80%到120%。通過這些組合，可在支持層和中間層之間產(chǎn)生特別可靠的結(jié)合。根據(jù)本 發(fā)明，中間層的重量在15到150克/平方米、優(yōu)選是30到70克/平方米的范圍。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，特別是如果支持層的熱塑性聚合物是聚丙烯，用于中間 層的熱塑性材料包括在有茂金屬作為催化劑參與的情況下制備的聚丙烯，其中被給予優(yōu)先 采用的是這樣的一種在有茂金屬參與的情況下制備的聚丙烯，所述茂金屬具有在230°C溫 度和2. 16千克負(fù)荷下，根據(jù)DIN EN ISO 1133 :2005測量的在每10分鐘10到60克范圍的 熔體流動(dòng)指數(shù)(MFR)。根據(jù)本發(fā)明，如果存在裝飾層，則裝飾層是設(shè)置在中間層上。裝飾層可由具有浮雕 或著色或兩者相結(jié)合的塑性材料組成，或者可以是一個(gè)預(yù)完成(pre-finished)的壓層。裝 飾層還可由紙或布或金屬或紙樣或布樣或金屬樣或木樣材料組成。裝飾層也可能已用丙烯 酸樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂或三聚氰胺樹脂樹脂化。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，裝飾層由金 屬(例如鋁或鋼箔)組成。用作為單組分或雙組分體系的由金屬制造的裝飾層通常不被熱 固化層覆蓋，但通過其自身形成外表面或被例如基于醇酸樹脂、丙烯酸樹脂或聚氨酯的保 護(hù)漆或涂料覆蓋。設(shè)置在裝飾層上，或者如果沒有裝飾層，則設(shè)置在中間層上的熱固化層，優(yōu)選由熱 固性塑料組成，例如，由用丙烯酸樹脂、用酚醛樹脂、用三聚氰胺樹脂或用脲醛樹脂飽和的 紙組成，在層狀復(fù)合材料生產(chǎn)期間通過暴露到壓力或熱量而交聯(lián)。熱固化層的重量通常在 15到150克/平方米、優(yōu)選在20到70克/平方米的范圍。滾筒由至少兩個(gè)部件、優(yōu)選是3到8個(gè)部件組成。部件可具有不同形狀。也可能 一些或所有部件具有相同形狀。一個(gè)部件的整個(gè)表面可以是單一的。然而，也可能一個(gè)部 件結(jié)合了不同類型的表面。滾筒可包括在功能和外觀上不同并且可彼此被有利地結(jié)合的單 獨(dú)部件。部件可以氣密方式相互結(jié)合，因此確保了部件彼此間無間隙結(jié)合，以致避免對衣 物的任何損壞并使泄漏流減到最小。這優(yōu)選是通過經(jīng)由焊接程序的結(jié)合而實(shí)現(xiàn)。也可考慮 其他結(jié)合技術(shù)，但在本發(fā)明中優(yōu)選是將單獨(dú)的零件彼此焊接，因?yàn)楹附舆^程制成氣密的滾 筒，這對于轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)中使用的滾筒是尤其需要的。如果部件之間不需要有氣密或液封連接，部件間的相互連接也可通過速動(dòng)連接產(chǎn) 生。這極大地簡化了組裝過程，因此更加經(jīng)濟(jì)，而且例如為了專門適應(yīng)滾筒的不同部件的性 能，還允許容易地結(jié)合由不同熱塑性聚合物制成的部件。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圓柱形筒體、前壁和/或后壁具有穿孔，例如，這可以優(yōu)
化空氣流。優(yōu)選地，滾筒是旋轉(zhuǎn)對稱的。滾筒可類似地構(gòu)造成如圖1中所示的由金屬制成的現(xiàn)有型式滾筒。優(yōu)選地，這種 滾筒的所有零件，具有開口的前壁1、圓柱形筒體2、后壁3和衣物升降器4是由相同的熱塑 性聚合物制造。圓柱形筒體2可制造成一個(gè)部件。然而，優(yōu)選地，圓柱形筒體2是由多于一個(gè)部件組成。在優(yōu)選實(shí)施方式中2到6個(gè)部件，且特別地4個(gè)部件組成圓柱形筒體2。形成圓柱形筒體2的部件通常無間隙地相互結(jié)合，以避免對所洗衣物的任何損壞 且把泄漏流減到最小。這通過例如借助于加熱工具焊接筒體零件的對接端、或通過使用由 金屬或塑料組成的連接型材(jointingprofile)、或者通過結(jié)合使用這兩種方法來實(shí)現(xiàn)。如 果使用由塑料組成的連接型材，板及型材的附加焊接也是可能的。此外，為了將此結(jié)合到干燥機(jī)中滾筒的機(jī)能所需要的升降器，可以通過使用型材 片段結(jié)合的概念。因此，本發(fā)明能以低成本生產(chǎn)出圓柱形筒體2而無需額外的部件。如果選擇焊接方法用于安裝過程，那么，對于在焊接這些部件以制成封閉的圓柱 體之前，將升降器4焊接到形成圓柱形筒體2的部件的表面上可能是優(yōu)越的。圖2揭示了升降器如何設(shè)計(jì)成塑料型材7，塑料型材7用于連接作為筒體零件的部 件的對接端6。塑料型材7以一種其一部分充當(dāng)衣物升降器的方式形成。因此，可能省略作 為筒體零件的部件與升降器的安裝中的任何焊接程序。然而，如果認(rèn)為這是可取的，當(dāng)然仍 然可能執(zhí)行焊接過程。可自由選擇所要使用的升降器或作為筒體零件的部件的數(shù)量。兩個(gè)升降器通常 與兩個(gè)部件相結(jié)合，但也完全可能將三或四個(gè)升降器與三或四個(gè)作為筒體零件的部件相結(jié)合。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)性能，設(shè)計(jì)成塑料型材的升降器可被設(shè)計(jì)具有對應(yīng)于滾 筒半徑的半徑。升降器和作為筒體零件的部件優(yōu)選是由相同類型的熱塑性聚合物組成。通常由多個(gè)部件組成的圓柱形筒體2然后被焊接到前壁1和后壁3部件，前壁1 和后壁3部件是分開生產(chǎn)的，優(yōu)選是通過注射成型生產(chǎn)。加熱工具焊接同樣可用于此目的。 然而，由于部件的旋轉(zhuǎn)對稱性，也可能使用旋轉(zhuǎn)焊接方法以將部件連接。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，滾筒的所有部件是被相同地成形。那意味著，每 個(gè)部件不僅提供圓柱形筒體的一部分，而且提供前壁的一部分、后壁的一部分以及升降器 的一部分。圖3說明了由四個(gè)被相同地成形的部件組成的圓柱形滾筒，所有部件均包括用 于形成具有開口的前壁的片段9、用于形成筒體的片段10、用于形成后壁的片段11、以及用 于形成衣物升降器的片段12。通過組裝這四個(gè)部件，獲得了具有帶開口的前壁、后壁和衣物 升降器的滾筒。因?yàn)榻M裝后的片段11充當(dāng)衣物升降器，因此不需要再生產(chǎn)分開的升降器。那可降 低工廠生產(chǎn)成本。可自由選擇用以制造滾筒的相同地被成形的部件的數(shù)量。為了避免在用 于制造部件的注射成型過程中任何不必要地增加脫模難度，應(yīng)該結(jié)合至少三個(gè)或更多個(gè)， 優(yōu)選是四個(gè)部件，但五個(gè)或更多個(gè)部件也是適合的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，形成圓柱形筒體的部件的片段是縱向構(gòu)型的，優(yōu)選 具有波紋型材。當(dāng)與沒有這種型材的筒體相比較時(shí)，縱向構(gòu)型增加了筒體沿縱軸的彎曲強(qiáng) 度，且可使用這種設(shè)計(jì)(作為構(gòu)型的形狀的函數(shù))用于相對較高的機(jī)械負(fù)荷，或者，如果合 適，可減小壁厚，或使用較低硬度材料。滾筒的至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層和/或熱固化外層層壓。優(yōu) 選地，層壓滾筒的內(nèi)表面導(dǎo)致提高耐磨性。這種層壓優(yōu)選地覆蓋整個(gè)內(nèi)表面。尤其優(yōu)選使 用用金屬箔的層壓作為裝飾層，這增加了額外的金屬外觀，即被終端用戶視為具有較高質(zhì)量的內(nèi)滾筒外觀，且通過內(nèi)側(cè)的適當(dāng)接地方式能避免靜電。而且，用穩(wěn)固地連接到熱塑性聚合物上的層來層壓滾筒內(nèi)表面或滾筒外表面或兩 個(gè)表面，極大地增加了滾筒的縱向彎曲強(qiáng)度。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，滾筒的兩個(gè)表面至少 部分地用中間層和裝飾層和/或熱固化外層層壓。滾筒外表面上的層壓可覆蓋整個(gè)表面或僅是部分表面。也可能僅層壓部分外表 面，優(yōu)選地采用帶有從滾筒的后壁向前壁、即朝滾筒縱軸的方向縱向地走向的條紋的層狀 結(jié)構(gòu)。這樣的層狀結(jié)構(gòu)，類似于在整個(gè)表面上的層壓，提高了沿縱軸的彎曲強(qiáng)度，然而對于 在圓周方向上的彎曲程序允許更容易很多的形變，例如，如果通過擠壓過程制造平面的片 段，然后彎曲成圓柱形狀。而且，具有層狀結(jié)構(gòu)的層狀體使得用較少的層壓材料有效提高了 沿縱軸的彎曲強(qiáng)度，并因此降低了材料成本。此外，如果滾筒的偏轉(zhuǎn)超負(fù)荷太高，以至于滾 筒有觸及容器壁的風(fēng)險(xiǎn)的情況下，滾筒外表面的最外面區(qū)域上的層壓還可能給旋轉(zhuǎn)滾筒帶 來一些應(yīng)急運(yùn)行性能。合適的層壓提供了較低的摩擦力，并極大地降低了將滾筒和容器無 意地焊接在一起的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是如果兩者都是由同一種熱塑性聚合物制成的話。優(yōu)選地， 筒體的外表面是用中間層、熱固化外層及可選地介于中間層和熱固化外層之間的裝飾層層 壓。本發(fā)明還提供了生產(chǎn)滾筒的方法。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，首先通過擠壓過程，制造作為筒體零件的部件，優(yōu)選是扁 平的，可選地帶有隨后的層壓，且之后彎曲成筒體的圓柱形形狀。必須選擇應(yīng)用的層壓結(jié) 構(gòu)，以便保持其受到彎曲應(yīng)力時(shí)的完整性。具體而言，必須在復(fù)合物中達(dá)到兩種根本不同的 性能。由于強(qiáng)度原因，需要滾筒的主要彎曲部分沿滾筒縱軸上的最小變形，但意圖是要減少 在圓周方向上的彎曲程序所需的工作(低成本)。大量實(shí)驗(yàn)驚奇地表明，如果用于層壓復(fù)合 物的起始材料包括一種相對軟的熱塑性聚合物，例如在被稱為CATALL0Y過程中由Basell 制成的聚丙烯，且在滾筒的外側(cè)上提供帶有縱向定位條紋的穩(wěn)定體系的這種起始材料，則 可以達(dá)到最佳結(jié)果，特別是高縱向硬度以及低圓周彎曲力。擠壓板的厚度是所需強(qiáng)度的函數(shù)。然而，它將不小于最小值0.5毫米。然后，橫向 板末端，例如，借助于加熱工具彼此縱向焊接，或者通過由金屬或塑料組成的連接型材相互 連接。如果使用由熱塑性聚合物組成的結(jié)合型材，板和型材的附加焊接也是可能的。然后 安裝升降器。這可通過一個(gè)插頭連接或者通過將各個(gè)部件彼此焊接來實(shí)現(xiàn)。升降器和形成 圓柱形筒體的部件優(yōu)選都是由同一類型的熱塑性聚合物組成。如果選擇焊接方法用于安裝過程，那么，它有利于在通過橫向板末端焊接或通過 插頭型型材結(jié)合這些部件以制成封閉的圓柱體之前，將升降器焊接到形成筒體的部件的表 面上。然后，筒體焊接到前壁和后壁部件，前壁和后壁部件優(yōu)選是通過注射成型分開地制成 的。如果形成筒體的部件具有穿孔，這些穿孔例如可應(yīng)用在擠壓過程下游的沖壓程序 中，或應(yīng)用在彎曲過程中。還可能通過注射成型，特別是插入膜或箔的背部注射成型，來制造形成筒體的部 件，尤其是如果通過將多個(gè)單獨(dú)的片段連接在一起來制作本發(fā)明的滾筒，則提前個(gè)別地制 作這些單獨(dú)的部分。在這種變形情況下，可以制作在此階段具有曲率的筒體部件，從而省去 任何額外的下游彎曲程序。升降器的可能整合，不會受到將各個(gè)部分連接在一起的下游程序的影響。還可能通過使用多腔模具同時(shí)制作多于一個(gè)部件，同時(shí)意味著在一個(gè)機(jī)械循環(huán) 中。本發(fā)明還提供了通過背部注射成型技術(shù)生產(chǎn)本發(fā)明的復(fù)合材料的方法。為了產(chǎn)生 來自于充當(dāng)支持層、中間層和裝飾層和/或熱固化層的熱塑性聚合物的可靠粘合，背部注 射成型技術(shù)使用用于其中一側(cè)的熱固化層和/或裝飾層及中間層的材料，作為用于其中一 半注塑模具的初始進(jìn)料，且在需要時(shí)，使用用于另一側(cè)的熱固化層和/或裝飾層及中間層 的材料，作為用于另一半注塑模具的初始進(jìn)料。用于中間層、裝飾層和/或熱固化層的材 料，通常以板樣結(jié)構(gòu)形式插入到模具中。一旦關(guān)閉模具，在150到330°C的溫度范圍，以及在 5到2500巴(=0. 5到250兆帕)壓力下，熱塑性聚合物被注入到中間層下面或雙側(cè)中間 層之間的腔內(nèi)。兩側(cè)的模具溫度通常為8到160°C。一旦在既定條件下注入了熱塑性聚合 物，模具就被冷卻到環(huán)境溫度。這個(gè)的冷卻時(shí)間在0. 01到5. 0分鐘的范圍內(nèi)。壓縮成型隨后的程序原則上是相同的。唯一不同的是，在層序中插入的各個(gè)箔的 下方、之間或頂端引入了球形的熱塑性材料，且其受到至少5巴(=0. 5兆帕)壓力、至少 100°C的雙側(cè)沖壓溫度、以及至少30秒的壓縮時(shí)間。同樣的方法已被證明非常成功地用在注射壓縮成型和傳遞成型中。本發(fā)明的滾筒適合用作為轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)、洗衣機(jī)或旋轉(zhuǎn)式脫水機(jī)的內(nèi)部零件，或 適用于任何其他的可有利地應(yīng)用滾筒狀物品的場合。它們特別適合用作為轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)的 內(nèi)部零件。如果將用玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯用作為部件的材料，則它們還特別適合用作為 洗衣機(jī)中的洗衣機(jī)滾筒。
權(quán)利要求
一種模塊化設(shè)計(jì)滾筒，其由多個(gè)被幾何上不同地或相同地成形的單獨(dú)部件組成，所述單獨(dú)部件首先由熱塑性聚合物制造成分開的零件，且隨后把部件組裝成滾筒，其中至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層、用中間層和熱固化外層或者用中間層、裝飾層和熱固化外層層壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒，其中，用于制造各個(gè)部件的熱塑性聚合物是從由聚丙 烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯-I(PB-I)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜、聚醚酮、聚酯、聚環(huán)烯烴、聚 丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯、聚縮醛、聚苯乙烯(PS)、 丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、以及聚苯硫醚(PPS)組成的組 中選擇，或者是這些的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾筒，其中，熱塑性聚合物包括按重量計(jì)占到80%、 優(yōu)選按重量計(jì)占5 %到50 %、尤其優(yōu)選是按重量計(jì)占10 %到40 %的加強(qiáng)填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾筒，其中，加強(qiáng)填料是硫酸鋇、磁鐵礦、硅鐵、氫氧化鎂、根 據(jù)DIN 66115測量的其平均粒度在0. 1到100微米范圍的滑石、木材、亞麻、白堊、或者玻璃 珠、或者涂覆或非涂覆的短或長的玻璃纖維、或者這些的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒，其中，所述單獨(dú)部件都是由相同的熱 塑性聚合物制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒，其中，滾筒的整個(gè)內(nèi)表面是用中間 層、裝飾層以及可選的熱固化外層或保護(hù)漆或涂料層壓，其中裝飾層是金屬箔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒，其中，筒體的整個(gè)外表面或筒體的 部分外表面是用中間層、熱固化外層以及可選地介于中間層和熱固化外層之間的裝飾層層壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒，其中，滾筒的每個(gè)部件被相同地成形。
9.一種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1到7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒的方法，其中，首先通過擠壓 過程制作形成筒體的部件，然后彎曲成筒體的圓柱形形狀，并且通過注射成型制造前壁和 后壁部件，然后將部件的末端相互結(jié)合。
10.一種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1到8中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒的方法，其中，首先通過注 射成型制造形成滾筒的部件，然后將部件的末端相互結(jié)合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)滾筒的方法，其中用于中間層和裝飾層、中間層和熱 固化外層或中間層、裝飾層和熱固化外層的材料，在所有情況下，以板樣結(jié)構(gòu)形式首先插入 模具，然后通過背部注射成型與用于支持層的熱塑性聚合物結(jié)合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到7中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的滾筒用作洗衣機(jī)、轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)或旋轉(zhuǎn)式 脫水機(jī)的內(nèi)部零件的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及模塊化設(shè)計(jì)滾筒、模塊化設(shè)計(jì)滾筒的生產(chǎn)方法、以及其用作轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)、洗衣機(jī)或旋轉(zhuǎn)式脫水機(jī)的內(nèi)部零件的用途。模塊化設(shè)計(jì)滾筒由多個(gè)被幾何上不同地或相同地成形的單獨(dú)部件組成，所述單獨(dú)部件首先由熱塑性聚合物制造成分開的零件，隨后把部件組裝成滾筒，其中，至少一個(gè)部件是至少部分地用中間層和裝飾層、用中間層和熱固化外層或者用中間層、裝飾層及熱固化外層層壓。
文檔編號D06F37/02GK101939477SQ200880118637
公開日2011年1月5日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者K·克萊姆, K·米勒 申請人:巴塞爾聚烯烴意大利有限責(zé)任公司