专利名称：用于家用电气设备的模块化结构滚筒的制作方法用于家用电气设备的模块化结构滚筒迄今，使用于家用电气设备，例如，转筒式干燥机中的传统旋转滚筒，为了满足设 备所要求的寿命，其是由不锈钢板金属组成，因此它们能可靠地抵御由腐蚀性极强，例如高 温、高水分含量、高湿度等的环境条件产生的严重压力。EP1420103A2描述了一种模块化结构衣物干燥机滚筒的结构，其中，通常使用的各 个金属部件，如前壁、后壁及圆柱形筒体被相互联锁连接。然后，由塑料构成的“衣物升降 器”插入到该滚筒中，并且在处理程序中使衣物作旋涡运动。然而，完全由塑料制成的洗衣 机滚筒，迄今还没有达到任何用于实践目的的既定状态，因为对筒体设定的在不利的温度 条件下对于其硬度的严格要求，不允许有成本效益地制造由塑料制成的可以商用的设备的 内部滚筒。
图1揭示了由前壁(1)、圆柱形筒体(2)、具有穿孔环的后壁(3)以及衣物升降器 (4)组成的滚筒。虚线箭头(5)表示部件是如何组合的。为简化的原因，省略了安装滚筒和 滚筒轴的图示。图2说明了作为筒体零件的部件的对接端(6)通过塑料型材(7)的结合，所述塑 料型材(7)被以升降器形式成形。左手边的图显示了安装程序之前的情况，其中虚线箭头 (8)指示对接端(6)的运动方向，而右手边的图显示了末端已连接在一起之后的结合过程。图3说明了由四个被相同地成形的部件组成的圆柱形滚筒，所有部件均包括用于 形成带有开口的前壁的片段(9)、用于形成筒体的片段(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)。上图显示其中一个部件。底下左手边的图显示组装滚 筒之前在A-A面上的剖面，其中箭头(13)指示部件是如何组合的。底下右手边的图显示组 装的滚筒在A-A面上的剖面。然而，在有茂金属作为催化剂时，也可实现聚丙烯的制备。茂金属理解为意指络合 物，其具有层结构，且包括化学元素周期表子群中的金属加上有机的(优选是芳香族的)配 体。对于它们使用于制备聚丙烯，茂金属配合物可方便地应用于支持材料。用于制备齐格 勒_纳塔催化剂中含钛固体成分的无机氧化物，也已被证实可作为有用的支持材料。通常使用的茂金属包括作为中心原子的钛、锆或铪，其中优选是锆。中心原子通过 JI键结合到通过环戊二烯基团体现的至少一个η体系。在绝大多数情况下环戊二烯基团 配备有额外的取代基，通过该取代基可以控制催化剂的活性。优选的茂金属包括通过结合 到两个π体系的两个相同或不同的π键结合的中心原子，该π体系也可能同时会是相应 芳香杂环体系的一部分。原则上，任何可以将中性茂金属转换成阳离子并可使其稳定的化合物，都适合作 为茂金属的助催化剂。此外，助催化剂或由其形成的阴离子不能再进一步与形成的茂金属 阳离子反应，这在EP 0427697中有陈述。优选使用的助催化剂是铝化物和/或硼化物。一 种优选使用的助催化剂是铝化物，如明矾和/或烷基铝。热塑性聚合物还可包括按重量计占1 %到80 %、优选按重量计占5 %到50 %、特别 优选占按重量计10%到40%的加强填料。例如是硫酸钡、磁铁矿、硅铁、氢氧化镁、根据DIN 66115测量的平均粒度在0. 1到100微米范围的滑石、木材、亚麻、白垩、玻璃珠、或者涂覆或 非涂覆的短或长的玻璃纤维，或者这些物质的混合物。此外，热塑性聚合物还可分别以有利 剂量包括其他的添加剂，如光稳定剂、紫外稳定剂和热稳定剂、色素、炭黑，润滑油和加工助 剂、阻燃剂、发泡剂等等。在优选实施方式中，热塑性聚合物是包括加强填料的聚丙烯。特别优选的填料是 滑石或玻璃纤维且尤其是短玻璃纤维。合适的聚丙烯例如是用按重量计占10%到40%的 滑石加强的聚丙烯共聚物，并且是由占90到98摩尔百分比的丙烯、占2到10摩尔百分比的 乙烯和其他可选地具有4到8个碳原子的1-烯烃组成，所述滑石具有在230°C温度和2. 16 千克负荷下根据DIN EN ISO 1133 2005测量的每10分钟1到20克范围的熔体流动指数 (MFR)。此外，适合用于制备本发明的滚筒的是用玻璃纤维且尤其用短玻璃纤维加强的聚丙 烯，所述玻璃纤维具有在230°C温度和2. 16千克负荷下根据DIN EN ISO 1133 :2005测量的 每10分钟10到200克、优选每10分钟20到100克、且特别是每10分钟30到70克范围 的熔体流动指数(MFR)。这样的聚丙烯可以是均聚物或共聚物，然而优选是均聚物。玻璃纤 维的含量通常按重量计占10%到40%范围。优选地，玻璃纤维是以化学方法耦合(couple) 到聚丙烯矩阵。模块化设计滚筒的至少一个部件是至少部分地用中间层和装饰层和/或热固化 外层层压。这样的层压结构在本技术领域中是已知的，而且例如在EP 1060877A2或EP 1126069A2中描述了。如果模块化设计滚筒的部件具有这样的一个层压结构，则热塑性聚合 物形成支持层。它可采取注射成型、挤出或压缩成型的各种厚度及尺寸的板材的形式。支 持层的优选层厚在0. 5到20毫米、特别是2到15毫米的范围。中间层、装饰层和/或热固 化外层至少设置在支持层的一个表面上、但优选是两个表面上。中间层通常由热塑性材料制造，优选是由也用作为支持层部件的热塑性材料制 造。中间层特别是一种其厚度为0. 001到1. 0毫米、特别是0. 005到0. 3毫米的薄膜或薄 的无纺布。用于中间层的另一种可能是由热塑性材料制成的饱和树脂无纺布或饱和树脂薄膜。这里所用的树脂特别是丙烯酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺树脂。这里树脂的 饱和度可达300 %，这意味着实际上中间层的整个表面具有完全树脂饱和度，此时，树脂重 量共计达到不合树脂的中间层重量的300%。树脂的饱和度优选是15%到150%，尤其优选 是80%到120%。通过这些组合，可在支持层和中间层之间产生特别可靠的结合。根据本 发明，中间层的重量在15到150克/平方米、优选是30到70克/平方米的范围。在一种优选实施方式中，特别是如果支持层的热塑性聚合物是聚丙烯，用于中间 层的热塑性材料包括在有茂金属作为催化剂参与的情况下制备的聚丙烯，其中被给予优先 采用的是这样的一种在有茂金属参与的情况下制备的聚丙烯，所述茂金属具有在230°C温 度和2. 16千克负荷下，根据DIN EN ISO 1133 :2005测量的在每10分钟10到60克范围的 熔体流动指数(MFR)。根据本发明，如果存在装饰层，则装饰层是设置在中间层上。装饰层可由具有浮雕 或着色或两者相结合的塑性材料组成，或者可以是一个预完成(pre-finished)的压层。装 饰层还可由纸或布或金属或纸样或布样或金属样或木样材料组成。装饰层也可能已用丙烯 酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺树脂树脂化。在一种优选实施方式中，装饰层由金 属(例如铝或钢箔)组成。用作为单组分或双组分体系的由金属制造的装饰层通常不被热 固化层覆盖，但通过其自身形成外表面或被例如基于醇酸树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯的保 护漆或涂料覆盖。设置在装饰层上，或者如果没有装饰层，则设置在中间层上的热固化层，优选由热 固性塑料组成，例如，由用丙烯酸树脂、用酚醛树脂、用三聚氰胺树脂或用脲醛树脂饱和的 纸组成，在层状复合材料生产期间通过暴露到压力或热量而交联。热固化层的重量通常在 15到150克/平方米、优选在20到70克/平方米的范围。滚筒由至少两个部件、优选是3到8个部件组成。部件可具有不同形状。也可能 一些或所有部件具有相同形状。一个部件的整个表面可以是单一的。然而，也可能一个部 件结合了不同类型的表面。滚筒可包括在功能和外观上不同并且可彼此被有利地结合的单 独部件。部件可以气密方式相互结合，因此确保了部件彼此间无间隙结合，以致避免对衣 物的任何损坏并使泄漏流减到最小。这优选是通过经由焊接程序的结合而实现。也可考虑 其他结合技术，但在本发明中优选是将单独的零件彼此焊接，因为焊接过程制成气密的滚 筒，这对于转筒式干燥机中使用的滚筒是尤其需要的。如果部件之间不需要有气密或液封连接，部件间的相互连接也可通过速动连接产 生。这极大地简化了组装过程，因此更加经济，而且例如为了专门适应滚筒的不同部件的性 能，还允许容易地结合由不同热塑性聚合物制成的部件。在一种优选实施方式中，圆柱形筒体、前壁和/或后壁具有穿孔，例如，这可以优化空气流。优选地，滚筒是旋转对称的。滚筒可类似地构造成如图1中所示的由金属制成的现有型式滚筒。优选地，这种 滚筒的所有零件，具有开口的前壁1、圆柱形筒体2、后壁3和衣物升降器4是由相同的热塑 性聚合物制造。圆柱形筒体2可制造成一个部件。然而，优选地，圆柱形筒体2是由多于一个部件组成。在优选实施方式中2到6个部件，且特别地4个部件组成圆柱形筒体2。形成圆柱形筒体2的部件通常无间隙地相互结合，以避免对所洗衣物的任何损坏 且把泄漏流减到最小。这通过例如借助于加热工具焊接筒体零件的对接端、或通过使用由 金属或塑料组成的连接型材(jointingprofile)、或者通过结合使用这两种方法来实现。如 果使用由塑料组成的连接型材，板及型材的附加焊接也是可能的。此外，为了将此结合到干燥机中滚筒的机能所需要的升降器，可以通过使用型材 片段结合的概念。因此，本发明能以低成本生产出圆柱形筒体2而无需额外的部件。如果选择焊接方法用于安装过程，那么，对于在焊接这些部件以制成封闭的圆柱 体之前，将升降器4焊接到形成圆柱形筒体2的部件的表面上可能是优越的。图2揭示了升降器如何设计成塑料型材7，塑料型材7用于连接作为筒体零件的部 件的对接端6。塑料型材7以一种其一部分充当衣物升降器的方式形成。因此，可能省略作 为筒体零件的部件与升降器的安装中的任何焊接程序。然而，如果认为这是可取的，当然仍 然可能执行焊接过程。可自由选择所要使用的升降器或作为筒体零件的部件的数量。两个升降器通常 与两个部件相结合，但也完全可能将三或四个升降器与三或四个作为筒体零件的部件相结合。为了提高整个系统的旋转性能，设计成塑料型材的升降器可被设计具有对应于滚 筒半径的半径。升降器和作为筒体零件的部件优选是由相同类型的热塑性聚合物组成。通常由多个部件组成的圆柱形筒体2然后被焊接到前壁1和后壁3部件，前壁1 和后壁3部件是分开生产的，优选是通过注射成型生产。加热工具焊接同样可用于此目的。 然而，由于部件的旋转对称性，也可能使用旋转焊接方法以将部件连接。在本发明的一种优选实施方式中，滚筒的所有部件是被相同地成形。那意味着，每 个部件不仅提供圆柱形筒体的一部分，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。图3说明了由四个被相同地成形的部件组成的圆柱形滚筒，所有部件均包括用 于形成具有开口的前壁的片段9、用于形成筒体的片段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。通过组装这四个部件，获得了具有带开口的前壁、后壁和衣物 升降器的滚筒。因为组装后的片段11充当衣物升降器，因此不需要再生产分开的升降器。那可降 低工厂生产成本。可自由选择用以制造滚筒的相同地被成形的部件的数量。为了避免在用 于制造部件的注射成型过程中任何不必要地增加脱模难度，应该结合至少三个或更多个， 优选是四个部件，但五个或更多个部件也是适合的。在本发明的一个实施方式中，形成圆柱形筒体的部件的片段是纵向构型的，优选 具有波纹型材。当与没有这种型材的筒体相比较时，纵向构型增加了筒体沿纵轴的弯曲强 度，且可使用这种设计(作为构型的形状的函数)用于相对较高的机械负荷，或者，如果合 适，可减小壁厚，或使用较低硬度材料。滚筒的至少一个部件是至少部分地用中间层和装饰层和/或热固化外层层压。优 选地，层压滚筒的内表面导致提高耐磨性。这种层压优选地覆盖整个内表面。尤其优选使 用用金属箔的层压作为装饰层，这增加了额外的金属外观，即被终端用户视为具有较高质量的内滚筒外观，且通过内侧的适当接地方式能避免静电。而且，用稳固地连接到热塑性聚合物上的层来层压滚筒内表面或滚筒外表面或两 个表面，极大地增加了滚筒的纵向弯曲强度。在一种优选实施方式中，滚筒的两个表面至少 部分地用中间层和装饰层和/或热固化外层层压。滚筒外表面上的层压可覆盖整个表面或仅是部分表面。也可能仅层压部分外表 面，优选地采用带有从滚筒的后壁向前壁、即朝滚筒纵轴的方向纵向地走向的条纹的层状 结构。这样的层状结构，类似于在整个表面上的层压，提高了沿纵轴的弯曲强度，然而对于 在圆周方向上的弯曲程序允许更容易很多的形变，例如，如果通过挤压过程制造平面的片 段，然后弯曲成圆柱形状。而且，具有层状结构的层状体使得用较少的层压材料有效提高了 沿纵轴的弯曲强度，并因此降低了材料成本。此外，如果滚筒的偏转超负荷太高，以至于滚 筒有触及容器壁的风险的情况下，滚筒外表面的最外面区域上的层压还可能给旋转滚筒带 来一些应急运行性能。合适的层压提供了较低的摩擦力，并极大地降低了将滚筒和容器无 意地焊接在一起的风险，尤其是如果两者都是由同一种热塑性聚合物制成的话。优选地， 筒体的外表面是用中间层、热固化外层及可选地介于中间层和热固化外层之间的装饰层层 压。本发明还提供了生产滚筒的方法。在一种优选实施方式中，首先通过挤压过程，制造作为筒体零件的部件，优选是扁 平的，可选地带有随后的层压，且之后弯曲成筒体的圆柱形形状。必须选择应用的层压结 构，以便保持其受到弯曲应力时的完整性。具体而言，必须在复合物中达到两种根本不同的 性能。由于强度原因，需要滚筒的主要弯曲部分沿滚筒纵轴上的最小变形，但意图是要减少 在圆周方向上的弯曲程序所需的工作(低成本)。大量实验惊奇地表明，如果用于层压复合 物的起始材料包括一种相对软的热塑性聚合物，例如在被称为CATALL0Y过程中由Basell 制成的聚丙烯，且在滚筒的外侧上提供带有纵向定位条纹的稳定体系的这种起始材料，则 可以达到最佳结果，特别是高纵向硬度以及低圆周弯曲力。挤压板的厚度是所需强度的函数。然而，它将不小于最小值0.5毫米。然后，横向 板末端，例如，借助于加热工具彼此纵向焊接，或者通过由金属或塑料组成的连接型材相互 连接。如果使用由热塑性聚合物组成的结合型材，板和型材的附加焊接也是可能的。然后 安装升降器。这可通过一个插头连接或者通过将各个部件彼此焊接来实现。升降器和形成 圆柱形筒体的部件优选都是由同一类型的热塑性聚合物组成。如果选择焊接方法用于安装过程，那么，它有利于在通过横向板末端焊接或通过 插头型型材结合这些部件以制成封闭的圆柱体之前，将升降器焊接到形成筒体的部件的表 面上。然后，筒体焊接到前壁和后壁部件，前壁和后壁部件优选是通过注射成型分开地制成 的。如果形成筒体的部件具有穿孔，这些穿孔例如可应用在挤压过程下游的冲压程序 中，或应用在弯曲过程中。还可能通过注射成型，特别是插入膜或箔的背部注射成型，来制造形成筒体的部 件，尤其是如果通过将多个单独的片段连接在一起来制作本发明的滚筒，则提前个别地制 作这些单独的部分。在这种变形情况下，可以制作在此阶段具有曲率的筒体部件，从而省去 任何额外的下游弯曲程序。升降器的可能整合，不会受到将各个部分连接在一起的下游程序的影响。还可能通过使用多腔模具同时制作多于一个部件，同时意味着在一个机械循环 中。本发明还提供了通过背部注射成型技术生产本发明的复合材料的方法。为了产生 来自于充当支持层、中间层和装饰层和/或热固化层的热塑性聚合物的可靠粘合，背部注 射成型技术使用用于其中一侧的热固化层和/或装饰层及中间层的材料，作为用于其中一 半注塑模具的初始进料，且在需要时，使用用于另一侧的热固化层和/或装饰层及中间层 的材料，作为用于另一半注塑模具的初始进料。用于中间层、装饰层和/或热固化层的材 料，通常以板样结构形式插入到模具中。一旦关闭模具，在150到330°C的温度范围，以及在 5到2500巴(=0. 5到250兆帕)压力下，热塑性聚合物被注入到中间层下面或双侧中间 层之间的腔内。两侧的模具温度通常为8到160°C。一旦在既定条件下注入了热塑性聚合 物，模具就被冷却到环境温度。这个的冷却时间在0. 01到5. 0分钟的范围内。压缩成型随后的程序原则上是相同的。唯一不同的是，在层序中插入的各个箔的 下方、之间或顶端引入了球形的热塑性材料，且其受到至少5巴(=0. 5兆帕)压力、至少 100°C的双侧冲压温度、以及至少30秒的压缩时间。同样的方法已被证明非常成功地用在注射压缩成型和传递成型中。本发明的滚筒适合用作为转筒式干燥机、洗衣机或旋转式脱水机的内部零件，或 适用于任何其他的可有利地应用滚筒状物品的场合。它们特别适合用作为转筒式干燥机的 内部零件。如果将用玻璃纤维增强的聚丙烯用作为部件的材料，则它们还特别适合用作为 洗衣机中的洗衣机滚筒。

本发明涉及模块化设计滚筒、模块化设计滚筒的生产方法、以及其用作转筒式干燥机、洗衣机或旋转式脱水机的内部零件的用途。模块化设计滚筒由多个被几何上不同地或相同地成形的单独部件组成，所述单独部件首先由热塑性聚合物制造成分开的零件，随后把部件组装成滚筒，其中，至少一个部件是至少部分地用中间层和装饰层、用中间层和热固化外层或者用中间层、装饰层及热固化外层层压。