專利名稱:多孔滾筒涂液工具及方法
本發(fā)明關(guān)于涂覆液體材料的工具和方法，包括(但并不限于)熱溶型液體和粘接劑，把這些可以有很大粘度變化范圍的液體涂到表面上(下面通稱之為卷料)，特別是使用新穎的多孔滾筒表面來作這種涂覆。
各種熱溶型和其它液體裝置和涂覆器曾被用來在卷料表面作連續(xù)的、間斷的、和圖案的涂覆，包括帶有定量泵液供應(yīng)系統(tǒng)的開縫噴咀工具，如在我的在先美國(guó)專利第3，595，204和4，277，301中所說的，和換向筒形工具如在美國(guó)專利3，294，060中所說的。
下面要說的本發(fā)明被發(fā)現(xiàn)可通過穿過多孔筒狀殼或滾筒的定量液體在涂覆時(shí)有很大的靈活性，可以直接涂和不直接涂或轉(zhuǎn)涂一種或多種熱溶或室溫液體，包括高粘度熱溶，以及減少先有技術(shù)的壓力降，并可隨意作連續(xù)、間斷、或圖案涂覆。
本發(fā)明的一個(gè)目的是，通過使用多孔滾筒定液量涂覆提供一種涂液的新的工具和方法以改進(jìn)操作。
另一個(gè)目的是提供一種新的和改進(jìn)的涂覆器，它可以作同時(shí)的圖案涂覆和具有不同涂液量的條紋;用不同涂液材料作連續(xù)、圖案、和條紋同時(shí)涂覆;以及隨后的和疊加的液體涂覆。
其他的和進(jìn)一步的目的將在下面講到，特別是在后面的權(quán)利要求
中進(jìn)行描述。
總之，廣義來說，本發(fā)明涉及一種用液體材料涂覆卷料的方法，它包括，把這液體材料沿著預(yù)定的縱向路徑用連續(xù)或間歇的定流量泵動(dòng)，使它從橫向的部位出來，把這橫向出來的液體收集在一個(gè)沿著并包圍該路徑的容積內(nèi)，把這液體從該容積中通過包在該容積外的多孔表面排出，相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)該多孔表面以及液體從該路徑排出的該部位，把通過多孔表面排出的液體縱向地涂到橫向通過的該卷料上去，通過多孔表面的孔把定量的液體涂到卷料上。在器具形式方面，本發(fā)明的液體涂覆器的組成有，一個(gè)裝置用來連續(xù)地或間歇地把涂液沿一根縱向延伸的管子泵送，這管子的一端通過一個(gè)孔它被調(diào)節(jié)成使液體橫向排出，一個(gè)圓柱環(huán)形的容積包圍著這管子，它的開口用來接受排出的液體，一個(gè)圓柱形多孔殼包在圓柱形容積的外面組成一個(gè)液體分配滾筒，一個(gè)裝置用來相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)管子和它的液體排出孔以及這個(gè)滾筒，以使排出的液體沿著容積作圓筒形的分布，以及一個(gè)裝置用來轉(zhuǎn)動(dòng)該滾筒把通過多孔殼分配出來的液體涂到被橫向拉過滾筒的卷料裝置上。優(yōu)先和最佳實(shí)施例和改進(jìn)后面要詳述。
本發(fā)明將參照附圖加以說明;
圖1A和圖1B是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的新式多孔滾筒工具的分解橫剖面圖;
圖2是相似于圖1A的一個(gè)改進(jìn)的多個(gè)部位多孔滾筒工具;
圖3A和3B是工具所使用的標(biāo)準(zhǔn)的和不同多孔(微孔)量的多孔殼的放大橫向部分剖面圖;
圖4A和4B顯示使用圖1A和圖2中形式的工具可以得到的單個(gè)和多個(gè)寬度的重復(fù)涂覆圖案;
圖5A，5B和5C是用本發(fā)明來轉(zhuǎn)涂的典型工具的輪廓的簡(jiǎn)略側(cè)視圖，依次為轉(zhuǎn)涂，直接涂和不同材料涂;
圖6是這種轉(zhuǎn)涂和/或直接涂的較詳細(xì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，適用于連續(xù)整體涂(圖7A)和圖案，例如帶有間歇性橫向條紋的連續(xù)性縱向條紋(圖7B);
圖8是相似于圖6的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，顯示一個(gè)多頭供應(yīng)不同材料的涂覆系統(tǒng)，適用于間歇性不同材料條紋的圖案涂覆和/或連續(xù)條紋涂覆(圖9);
圖10是一個(gè)相似的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，顯示一個(gè)改進(jìn)的多頭供應(yīng)系統(tǒng)，適用于用兩種不同的材料作整體的涂覆，如一個(gè)在另一個(gè)上面(圖11)。
參看圖1A和1B，一個(gè)優(yōu)先的多孔滾筒工具結(jié)構(gòu)被顯示出，用以把涂液從一個(gè)在旋轉(zhuǎn)接頭2上的單個(gè)供應(yīng)室沿著一根縱向延伸的管子2′連續(xù)地或間歇地泵送，管子2′連通到一個(gè)在圓柱形內(nèi)供應(yīng)滾筒管4中的橫向徑向延伸的孔2″-進(jìn)口2′最好軸向沿著滾筒4延伸，而孔2″卻是橫向地排出液體。一個(gè)同軸的圓柱環(huán)形容積6包圍著滾筒管4并接受在2″排出的液體。容積4的同軸外層包著一個(gè)圓柱形多孔殼8，用燒結(jié)金屬，網(wǎng)之類做成，下面還要詳細(xì)講，而管4和它的液體排出孔2″能相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)以把液體沿著容積的里面分布以使它充滿液體，同時(shí)使液體沿著多孔殼8的縱向均勻分布。多孔殼8可用均勻的燒結(jié)金屬組成，如20微米孔，如圖3A中所示，或者用多個(gè)不同孔徑的殼，如圖3B中所示，如10微米孔的外殼占總殼厚的10%，以及100微米孔的內(nèi)殼占總殼厚的其余部分。這種不同微孔的結(jié)構(gòu)將減少高粘度材料的壓力降，如10，000-30，000cps在室溫下定量通過多孔金屬殼時(shí)，多孔殼滾筒8的外表面不但可以在多孔程度上有不同，也可以在表面制備上不同，如圖1A中的8′，以得到預(yù)定圖案的涂覆，如重復(fù)涂覆橫條或縱邊條紋和間歇的橫條如圖4A。圖案可以用特種蝕刻把加工過表面的孔封閉而記錄到滾筒表面上去。
多孔的燒結(jié)金屬圓筒以前曾被用于各種不同的用途，如軸承，吸油芯和濾芯等等，合適的燒結(jié)不銹鋼，蒙乃爾和相似的多孔體具有10，20或40微米孔徑，殼厚在3/8英寸的，曾被成功地用作完全不同的用途，即作為一個(gè)粘性液體定量涂覆滾筒。其中有美國(guó)康涅狄克州發(fā)民屯市的毛特冶金公司的1400系列。這種獨(dú)特的用途在圖5A和5B中更清楚地表示出來，相應(yīng)地顯示出這種多孔的工具滾筒8被用來在移動(dòng)的卷料上轉(zhuǎn)涂和直接涂。在圖5A中，多孔滾筒8接觸著一個(gè)橡膠面的鋼制滾筒10旋轉(zhuǎn)，滾筒10把多孔分配滾筒8上的涂液轉(zhuǎn)到在滾筒10和下面的層壓滾筒12之間移動(dòng)的卷料上去。層壓滾筒12的轉(zhuǎn)向和滾筒10相反，它是用來使卷料確實(shí)壓著工作滾筒以轉(zhuǎn)送液體。多孔滾筒8的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)送或工作滾筒10相反，最好兩者的表面速度相同，因此兩者不是同步旋轉(zhuǎn)就是按一定比例旋轉(zhuǎn)。工作滾筒的速度和卷料相同或比它略低以得到涂抹表面。典型的速度是卷料速度的95%。在圖5B中是另一種情況，即多孔滾筒8自己直接地接觸著卷料，此卷料在滾筒8和一個(gè)相反地旋轉(zhuǎn)的下面的層壓滾筒12之間移動(dòng)，層壓滾筒12保證卷料確實(shí)地接觸著多孔滾筒。在這種直接涂覆中，多孔滾筒8和卷料同速以進(jìn)行圖案印涂;或比卷料速度略低以進(jìn)行整個(gè)寬度涂覆或連續(xù)條紋(長(zhǎng)度方向和卷料相同)涂覆以產(chǎn)生一個(gè)涂抹表面。5A和5B的系統(tǒng)允許整體或連續(xù)條紋和圖案涂覆的單次涂覆。
比圖5中簡(jiǎn)略顯示的更完整的系統(tǒng)被畫出在圖6中，這是用于熱溶粘接劑，正如上面所講的幾個(gè)專利中所公開了的和其它已知的涂覆同一類型，從斗1進(jìn)入的料通過濾器3到達(dá)正排量定量泵5(這和上述的幾個(gè)專利相同)把液料由7送到三通閥9(這和我的美國(guó)專利4，565，217中所說的一樣)然后供應(yīng)給多孔滾筒系統(tǒng)8的旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)口2。到濾器進(jìn)口的回路反饋顯示于11。定量泵5被一個(gè)數(shù)字式泵驅(qū)動(dòng)器13所控制，驅(qū)動(dòng)器13被連接到一個(gè)以卷料為基準(zhǔn)的磁性探頭15，使泵的速度和卷料的速度一致。整體的或連續(xù)的涂覆和連續(xù)的縱向條紋和間歇的橫向條紋圖案被顯示于圖7A和7B中。
多寬度多孔滾筒工具被顯示于圖2中，顯示出多個(gè)進(jìn)口供應(yīng)部分和旋轉(zhuǎn)接頭2，多寬度連續(xù)的內(nèi)部供應(yīng)滾筒4，在各個(gè)鄰近的滾筒之間有連續(xù)的部位分隔器4′以分隔各自的連續(xù)容積和多孔滾筒殼部分。圖4B顯示出典型的示例的多寬度重復(fù)涂覆圖案。
回過來說說上面所講的本發(fā)明的靈活性，本發(fā)明能用不同的涂層重量同時(shí)作條紋或其它的圖案的涂覆，或者用不同的液體涂覆材料同時(shí)作整體的，條紋或圖案涂覆，圖5C就是這種不同材料涂覆所用作參照的簡(jiǎn)略實(shí)施改進(jìn)例。這個(gè)設(shè)計(jì)能允許同時(shí)作不同涂層重量的條紋或圖案涂覆。兩個(gè)多孔滾筒的組合能允許在一個(gè)涂層上再涂上一層，或兩個(gè)相同的或不同的液體并排涂覆，或同一種液體涂成不同的涂層重復(fù)，以適合特殊的涂覆圖案。在圖5C中，多孔滾筒8(例如用＃1花紋)被示出接觸著相反旋轉(zhuǎn)的工作滾筒10的上側(cè)部分，在滾筒10和層壓滾筒12之間有移動(dòng)著的卷料。第二個(gè)多孔滾筒8′(例如用＃2花紋或不同的涂層重量或材料)同時(shí)地接觸著工作滾筒10的對(duì)側(cè)。多孔滾筒8和8′可以和工作滾筒10作等速運(yùn)轉(zhuǎn)或作微小差速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果需要，滾筒10也可以對(duì)卷料作微小差速運(yùn)轉(zhuǎn)。
在圖8中顯示出這種不同材料或差速運(yùn)行的完整的系統(tǒng)，其中第二多孔滾筒8′被示出由第二正排量定量泵5′供料，供料通過7′到達(dá)第二個(gè)三通閥9′，再送入第二多孔滾筒裝置8′，并有一根回路管11′通到濾器3的進(jìn)口。向多孔滾筒8供料的泵5被示出是一個(gè)雙頭排出定量泵，它有兩根供應(yīng)管7和7A。圖9顯示出間歇的不同涂層重復(fù)條紋(供應(yīng)管7′-如2密耳的涂層)和連續(xù)的縱向側(cè)條紋(供應(yīng)管7和7A-如1密耳的涂層)的示例圖案涂覆。
如上面提到的，本發(fā)明的靈活性也包括用兩種不同的液體涂覆材料作多次涂覆，如在圖11中所示的一種涂層在另一種的上面。圖10的系統(tǒng)能用和圖8相似的結(jié)構(gòu)，但具有分開的料斗1和1′以及泵5和5′，以用于不同的液體材料。
本發(fā)明的多孔滾筒涂覆技術(shù)能用于室溫下的液體和工作溫度為350°F的熱溶型液體以及其它溫度范圍的液體涂覆操作。可以在多孔滾筒組合內(nèi)裝上加熱件，或把多孔金屬材料8用作電導(dǎo)或電阻件以接受加熱電流。典型的抗熱材料是鎳鉻合金。
工業(yè)上應(yīng)用熱溶圖案涂覆的例子是香煙制造業(yè)。典型的是濾咀包紙的粘合，這種濾咀紙把過濾件和香煙連接起來，使用參變長(zhǎng)方形的粘接圖案，其中間部分沒有粘接劑。目前制香煙機(jī)的工作速度是每分鐘7000支，它體現(xiàn)了傳統(tǒng)的聚乙烯樹脂粘結(jié)劑的干燥極限。任何進(jìn)一步的增加生產(chǎn)線的速度阻止香煙各部分的成功粘結(jié)和干燥。本發(fā)明中用熱溶涂層代替樹脂粘結(jié)劑能使生產(chǎn)速度進(jìn)一步提高。熱溶涂層的厚度為1密耳，使香煙各部分得到合適的接合。
除了上述的涂層之外，本發(fā)明對(duì)室溫下的材料特別適用，如硅膠，醋酸脂聚乙烯和其它的粘接涂料，對(duì)于熱溶材料如環(huán)氧乙烯包裝封固材料也特別適用。
內(nèi)行熟手還可對(duì)此作進(jìn)一步的改進(jìn)，但這些改進(jìn)都被認(rèn)為是包括在下面權(quán)利要求
的精神和范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種用液體材料涂覆卷料的方法包括，把這種液體材料用連續(xù)的或者間歇的定量泵沿著一條預(yù)定的縱向路徑泵送，使它排出于一個(gè)橫向的區(qū)域，把這橫向排出的液體接納在沿著和包圍著該路徑的容積內(nèi)，把這液體從該容積通過和該容積同軸的包圍著該容積的多孔表面排出，相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)該多孔表面和液體從該路徑排出的該區(qū)域，把從多孔表面縱向排出的液體涂在橫向移動(dòng)通過的卷料上，使卷料涂上定量流出多孔表面孔的液體。
2.如權(quán)利要求
1中的方法，其特征為，該容積和它的外圍的多孔表面是同軸的圓柱形，和卷料橫著相交，該容積呈環(huán)形它和該多孔的表面組成一個(gè)圓柱形的滾筒。
3.如權(quán)利要求
2中的方法，其特征為，該涂覆是把多孔表面的滾筒接觸在移動(dòng)著的卷料上旋轉(zhuǎn)而造成的。
4.如權(quán)利要求
3中的方法，其特征為，該卷料在相反方向旋轉(zhuǎn)的多孔表面滾筒和層壓滾筒之間被移動(dòng)的。
5.如權(quán)利要求
2中的方法，其特征為，該涂覆是通過把該多孔表面滾筒接觸到一個(gè)相反旋轉(zhuǎn)的工作滾筒，工作滾筒接觸到卷料并把從該孔中排出的液體轉(zhuǎn)送給卷料而造成的。
6.如權(quán)利要求
3中的方法，其特征為，該多孔表面滾筒的旋轉(zhuǎn)速度和卷料的速度基本相同或成一定的比例。
7.如權(quán)利要求
5中的方法，其特征為，該多孔表面滾筒和工作滾筒用基本相同的速度或成一定比例的速度旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求
5中的方法，其特征為，多孔表面滾筒和工作滾筒相對(duì)的轉(zhuǎn)速是基本同步的或是有微小差速，而該工作滾筒相對(duì)于卷料的速度是基本同步的或是有微小差速。
9.如權(quán)利要求
5中的方法適用于多個(gè)涂層，其特征為，第二個(gè)排出液體的多孔表面滾筒也同時(shí)地旋轉(zhuǎn)著接觸在工作滾筒上，和第一個(gè)多孔表面滾筒的接觸點(diǎn)不在一起，以便用第二種液體來涂覆卷料。
10.如權(quán)利要求
9中的方法，其特征為，第二個(gè)多孔表面滾筒相對(duì)于工作滾筒的轉(zhuǎn)速是基本同步的或是有微小差速。
11.如權(quán)利要求
5中的方法，其特征為，一個(gè)第二排出液體多孔表面滾筒基本上同時(shí)把第二種液體涂覆在卷料上。
12.如權(quán)利要求
1中的方法，其特征為，該多孔表面的多孔性至少在表面分布或程度上按預(yù)定的圖案而變化以提供圖案形的涂覆。
13.如權(quán)利要求
12中的方法，其特征為，該多孔性只存在于該多孔表面的被隔開的部分，以提供隔開的條紋涂覆。
14.如權(quán)利要求
11中的方法，其特征為，在多孔滾筒表面上的多孔性圖案至少在表面分布或程度上有變化，以便沿著卷料用第一和第二液體造成不同的涂覆圖案。
15.如權(quán)利要求
14中的方法，其特征為，至少一個(gè)該多孔表面用多孔部分形成圖案以產(chǎn)生至少一個(gè)縱向的橫向的分隔開的涂覆條紋。
16.如權(quán)利要求
1中的方法，其特征為，該多孔表面被加熱以便從沿著該路徑來的熱溶液體之類能進(jìn)行分配。
17.如權(quán)利要求
16中的方法，其特征為，該多孔表面是用導(dǎo)電的材料做的，而加熱是由于電流通過而造成的。
18.如權(quán)利要求
17中的方法，其特征為，多孔表面的溫度是被監(jiān)測(cè)著的，而電流由此被控制著。
19.如權(quán)利要求
1中的方法，其特征為，進(jìn)一步方法的完成是用多個(gè)液體路徑，以便把各液體橫向地排出在連接著的縱向區(qū)域，這些區(qū)域把容積分成相應(yīng)的多個(gè)連接著的縱向部分，這些縱向部分各有包圍著它自己的多孔表面，而各縱向部分又互相分開密封著，各自由相應(yīng)的液體路徑中接受液體。
20.如權(quán)利要求
11中的方法，其特征為，液體被選擇和該滾筒的轉(zhuǎn)速被調(diào)節(jié)以產(chǎn)生至少一個(gè)同時(shí)發(fā)生的不同液體涂層重量的圖案涂覆和條紋;或一個(gè)不同液體涂覆材料同時(shí)發(fā)生的連續(xù)的圖案涂覆和條紋;或連接的和重疊的液體涂覆。
21.涂液工具由下列各部組成，一種裝置用來連續(xù)地或間歇地把涂覆液體沿著一根縱向延伸的管子泵送，該管通到一個(gè)可調(diào)節(jié)的孔，以便把液體橫向排出，一個(gè)包圍著這根管子的圓柱環(huán)形容積，其空位用來接納排出的液體，一個(gè)包圍在這個(gè)圓柱環(huán)形容積外面的圓柱形多孔殼組成的液體分配滾筒，一種裝置用來把管子和它的液體排出孔以及沿著容積圓柱形地分配排出液體的滾筒作相對(duì)旋轉(zhuǎn)，一種裝置用來轉(zhuǎn)動(dòng)該滾筒和把分配通過多孔殼的液體涂到被橫向拉過滾筒的卷料裝置上。
22.如權(quán)利要求
21中的工具，其特征為，涂層裝置包括一種裝置用來把滾筒的多孔殼直接地接觸到卷料一面的一個(gè)區(qū)域上，使這卷料的該表面涂上液體，該區(qū)域的反面則有一個(gè)配合工作的滾筒嚙合著。
23.如權(quán)利要求
21中的工具，其特征為，涂覆裝置包括接觸著多孔殼滾筒并和它以相反方向旋轉(zhuǎn)的工作滾筒裝置，這工作滾筒裝置接觸著卷料表面的一個(gè)區(qū)域，把通過多孔殼分配出來的液體轉(zhuǎn)送到卷料的該表面上去，在該區(qū)域的反面，嚙合著一個(gè)配合工作的滾筒。
24.如權(quán)利要求
23中的工具，其特征為，另一個(gè)液體分配多孔殼滾筒被采用來同時(shí)接觸著工作滾筒裝置的和第一多孔殼滾筒接觸的地點(diǎn)以外的地點(diǎn)，在卷料上提供另一個(gè)液體涂覆。
25.如權(quán)利要求
21中的工具，其特征為，多孔殼被做成這樣的圖案，以提供一個(gè)隔開的多孔部分，其尺寸上的分布和多孔性的程度可以變化。
26.如權(quán)利要求
21中的工具，其特征為，有多個(gè)縱向延伸的涂液管裝置，各裝置橫向地排出液體在連接著的縱向區(qū)域上，液體進(jìn)入相應(yīng)的連接著的圓柱形的環(huán)形容積，各容積有相應(yīng)的多孔殼，有裝置被提供來把各容積和相鄰的容積分開密封。
27.如權(quán)利要求
21中的工具，其特征為，多孔殼是用燒結(jié)金屬或網(wǎng)做成。
28.如權(quán)利要求
23中的工具，其特征為，液體和滾筒的轉(zhuǎn)速被選擇使卷料上造成至少一個(gè)用不同液體涂層重量同時(shí)產(chǎn)生的圖案涂覆和條紋;或用不同液體涂覆材料同時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)的圖案涂覆和條紋;或連接的和重疊的液體涂覆。
專利摘要
涂覆材料的定量涂覆，用于室溫到熱溶的涂覆和粘接劑，通過使用對(duì)液體來說是多孔的滾筒工具的單獨(dú)使用或多個(gè)組合來轉(zhuǎn)送或直接涂覆，包括同時(shí)的連續(xù)或間歇圖案和同時(shí)的不同涂液量圖案涂覆或不同材料涂覆。
文檔編號(hào)B05C1/10GK86103204SQ86103204
公開日1987年9月9日 申請(qǐng)日期1986年5月9日
發(fā)明者弗雷德里克·S·麥金太爾 申請(qǐng)人:艾庫(kù)米特實(shí)驗(yàn)室公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan