CN101941285A - 热熔胶生产控制方法及流水线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热熔胶生产控制方法与一种热熔胶生产流水线，流水线由前道混熔装置、恒压装置与定量泵、热交换装置、成形模具、冷却装置与后处理装置串联组成。本发明通过对热熔胶成形生产过程中的供料系统以及工艺参数两方面进行精确控制，不仅能提高最终成形之圆柱热熔胶尺寸稳定性与外观质量，更能提升圆柱热熔胶制程能力及产量，实现圆柱热熔胶的高质量、规模化的全自动流水线生产。

Description

热熔胶生产控制方法及流水线

技术领域

本发明涉及热熔胶生产控制领域，尤其是一种圆柱状热熔胶生产控制方法及流水线。

背景技术

热熔胶是一种广泛使用的化工粘结产品，使用时以热熔状态附着于欲粘结处，冷却并固化后起接着连接作用，应用范围包含饰品、玩具、手工艺品、缓冲材、包装、木器装配或电子业等。热熔胶有条状、棒状、圆柱状、粒状及片状等，圆柱状热熔胶通常利用热熔胶枪进行加热熔化作业，热熔胶枪操作方便、使用安全，热熔胶的胶条尺寸需配合热熔胶枪规格。若圆柱热熔胶尺寸不稳定，过大或过小，则无法配合热熔胶枪规格进行生产使用；或者在连续生产过程中发生供胶量不稳定，影响自动化生产或者导致被粘结产品的质量问题。因此圆柱状热熔胶的尺寸控制是热熔胶生产技术中重要的一环。

通常圆柱状热熔胶采用挤出成形，熔融状态的热熔胶原料通过模头挤出至冷却水槽，遇水冷却即固化形成圆柱热熔胶，但是由于热熔胶冷却过程不易控制，因此导致生产之圆柱热熔胶尺寸偏差大，尤其是截面真圆度难以控制；热熔胶棒在快速水冷的过程中，表面和内部包裹有大量气泡难以及时排出，导致冷却后的胶条表面出现气泡凹陷或者形成凸出颗粒，不仅外观质量差，而且凸出颗粒会在热熔胶枪中卡住，导致热熔胶枪无法正常使用。现有技术的热熔胶生产设备普遍比较简单，无法实现高质量、自动化的大规模生产。

发明内容

本申请人针对上述现有圆柱热熔胶生产中产品尺寸不稳定、气泡多、质量差等缺点，提供一种热熔胶生产控制方法及流水线，从而提高最终成形之圆柱热熔胶尺寸的稳定性，提高质量与生产效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种热熔胶生产控制方法，包括以下步骤：

第一步：将热熔胶原料进行混合融熔搅拌；

第二步：热熔胶原料通过恒压装置与定量泵定量挤出；

第三步：热熔胶原料在热交换装置中进行再次搅拌与冷却；

第四步：热熔胶原料通过模具挤出成形为圆柱热熔胶。其进一步特征在于：

还包括以下步骤：

第四步：挤出成形时对圆柱热熔胶除气泡；

第五步：对圆柱热熔胶进行冷却与表面处理；

第六步：裁切为合适长度的胶条。

所述第三步中热熔胶原料在热交换装置出口处为膏体状态，粘度范围为100,000mPa·s～500,000mPa·s，温度范围为80℃～100℃；

所述膏状热熔胶原料优选的粘度范围为200,000mPa·s～350,000mPa·s；

所述第一步中热熔胶原料混合融熔搅拌温度范围为120℃～170℃。

一种按照上述热熔胶生产控制方法进行热熔胶生产的流水线，所述流水线由前道混熔装置、恒压装置与定量泵、热交换装置、成形模具、冷却装置与后处理装置串联组成。其进一步特征在于：

所述恒压装置为一腔体，进口前端设置有进料泵，检测口设置有压力传感器，连接压力控制器对所述进料泵进行控制，排料口连接回流管路，在回流管路上加装有球阀；在所述恒压装置出口端并联设置至少一定量泵，所述定量泵为齿轮泵；

所述热交换装置包括中心轴相互平行的外管与多根内管，内外管之间填充冷却液，所述内管为热熔胶原料通路，内管内部设置有螺旋叶片；

所述成形模具口部设置有除气泡装置，所述除气泡装置与模具之间存在间隙，除气泡装置内部设置有腔体，通过抽水出口与外部水泵连接；

所述后处理装置包括表面涂覆装置、除水装置、牵引机或裁切机。

本发明通过对热熔胶成形生产过程中的供料系统以及工艺参数两方面进行精确控制：在供料阶段设置恒压装置，确保了后续多个定量泵的背压稳定并且一致，使供料连续充裕不会发生断料缺料；恒压装置出口设置的定量泵保证各路挤出量相同一致，从而确保后续的胶条尺寸稳定与一致性；通过采用热交换器对温度、粘度等工艺参数进行控制，使出口端膏状胶料在合适的粘度范围与温度范围内通过模具挤出，胶条可以得到迅速均匀的冷却，从而大大提高了圆柱热熔胶的质量。

本发明在模具出口端设置除气泡装置，利用快速流动的水流带走容易在热熔胶条表面产生缺陷的气泡，可以有效提高最终产品的外观与质量。

本发明不仅能提高最终成形之圆柱热熔胶尺寸稳定性与外观质量，更能提升圆柱热熔胶制程能力及产量，实现圆柱热熔胶的高质量、规模化的全自动流水线生产。

附图说明

图1为本发明的控制方法流程图；

图2为本发明的控制方法与流水线的示意图；

图3为本发明的恒压装置的原理图；

图4为本发明的恒压装置与热交换装置立体图；

图5为本发明的热交换装置的主视图；

图6为图5中A-A截面的剖视图；

图7为图5中内管的示意图；

图8为本发明的模具与除气泡装置的主视图；

图9为本发明的表面处理装置主视图；

图10为本发明的牵引机示意图；

图11为本发明的裁切机示意图。

具体实施方式

下面结合附图，综合说明本发明所述的热熔胶生产控制方法与流水线的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明所述的热熔胶生产控制方法由以下步骤组成：

第一步：将热熔胶原料进行混合融熔搅拌。热熔胶原料100在混合搅拌槽101a与101b或搅拌炉内混合融熔搅拌，融熔时热熔胶温度控制在约120℃～170℃之间。

第二步：将液态热熔胶原料泵入恒压装置2，然后通过恒压装置出口的定量泵挤出。融熔搅拌后之热熔胶原料100置于储存冷却槽201进行冷却，然后通过储存冷却槽201出口处的进料泵202泵入恒压装置203。如图3所示，恒压装置203为一腔体，通过进料泵202从进口209泵入热熔胶原料100，在腔体检测口设置有压力传感器206，对腔内压力进行检测，并将检测结果通过压力控制器205转化为控制信号对进料泵202进行控制，当压力不足时开启进料泵202进行供料，而过压时则关闭进料泵202，同时通过排料口208与回流管路207将多余热熔胶原料100回流至储存冷却槽201，在回流管路207上加装有一个不锈钢夹套球阀210，由该球阀210之开关大小来支持恒压装置内部压力平衡；通过上述机制确保恒压装置203内部保持恒定均匀的压力。在恒压装置203的底部出口并联设置有至少一个定量泵204，如图2中设置了六个并联的定量泵204，定量泵204可以采用齿轮泵204a～204f，可以同时挤出六道热熔胶通路，各泵由变频器控制，达到稳定出胶量，出胶速度可为40毫升/圈；齿轮泵与控制变频器均为现有技术，可以从市场上直接购得。

本发明设置恒压装置203的作用是保证后续多个定量泵204的背压稳定并且一致，而且供料充裕，不发生断料；而定量泵204的作用是保证挤出量相同一致，从而确保后续的胶条尺寸稳定与一致性。

第三步：热熔胶原料在热交换装置3中进行再次搅拌与冷却。热交换装置3包括热交换器301与外部冷却器，如图2、图4所示，各路齿轮泵204a～204f挤出的热熔胶原料100进入各路独立的热交换器301a～301f，将原料100再次搅拌及充裕冷却以形成膏状，依据生产经验，膏状的热熔胶原料可以实现稳定成形。热交换器301出口处膏状的粘度范围为100,000mPa·s～500,000mPa·s，优选粘度范围为200,000mPa·s～350,000mPa·s，膏状原料温度控制在80℃～100℃之间。

如图5至图7所示，本发明的热交换器301包括外管304与多根内管308，上述内外管的中心轴相互平行，在外管304与内管308之间填充冷却液307，冷却液307从冷却液入口305进入，并从冷却液出口303排出，其流动方向与从内管308的进口302进入并由出口306流出的热熔胶原料100的流动方向相逆，具有较好的冷却效果。如图7所示，在内管308的内部设置有螺旋叶片309，采用不锈钢条状片材螺旋绕制制作，可以强制进入内管308的热熔胶原料100螺旋输送。

本发明采用热交换装置3对热熔胶原料进行再次搅拌与冷却，使胶料组分更为均匀；本发明的热交换器301内部设置有多根较细内管308，可以使每一根内管中的原料都得到充分的热交换，从而在出口端的温度一致，避免了采用单根较粗内管引起的换热不均，内部中心温度大大高于外围温度的情况；同时内管308内部设置有螺旋叶片309使得膏状的热熔胶原料可以更充分的进行搅拌与混合，出胶更为均匀。通过对出口端的膏状胶料控制合适的粘度范围与温度范围，使胶料在后续的模具挤出时可以迅速均匀的冷却，从而大大提高了圆柱热熔胶的成形质量；避免了现有技术中熔融搅拌后的高温原料直接挤入水槽，外表面迅速固化冷却结壳，内部的空气来不及排出从而产生大量的气孔，同时内部原料在后续冷却过程中因得不到后续原料的补充，也产生大量缩孔，这些由于不均匀的快速冷却导致的产品质量问题。

第四步：热熔胶原料通过模具401挤出形成圆柱热熔胶，通过模具口部的除气泡装置402进行除气泡。如图8所示，从热交换器301的多道内管308流出的热熔胶原料100进入模具401，根据模具的口部形状挤出成形为圆柱热熔胶102；在模具401的出口端套设有除气泡装置402，除气泡装置402与模具之间存在间隙404，除气泡装置402内部设置有腔体403并设置有抽水出口405，抽水出口405与外部水泵连接。在实际挤出过程中，由于模具口部设置在水中，因此胶条在挤出冷却时不仅内部会排出气泡，而且水受热也会产生大量的水气，这些气体如果不能及时排出，则会形成气泡406聚集在模具口部的胶条表面，在胶条继续推送过程中残留在胶条表面，在表面张力的作用下会在胶条制品表面形成凸起，严重影响产品质量；本发明通过水泵进行抽水，水从两侧间隙404进入并汇入腔体403，从抽水出口405排出，由于水流很快，因此可以及时带走大量积聚在胶条表面的气泡406，从而避免气泡残留在圆柱热熔胶表面形成凸起，影响产品质量。

第五步：对圆柱热熔胶进行水冷却，对胶条表面进行防粘着、除水等表面处理。从模具口部挤出的圆柱热熔胶102进入冷却水槽501进行水冷，冷却水槽501包含一约20米长的冷却水槽及冰水机组；经过冷却的胶条102进入抗粘着剂槽502中进行表面处理，这是因为胶条内部含有增粘剂组分，在长时间存储后或者堆叠包装时会析出，导致胶条相互粘连，因此需要在胶条表面涂覆上一层较薄的抗粘着剂，通常为水性硅胶。如图9所示，由于胶条102具有良好的弹性与韧性，因此本发明在抗粘着剂槽502中高低设置有多组定滑轮504，将胶条102弯曲成V形，使其全部浸入抗粘着剂液面505，达到均匀涂覆的目的，相比于常用的喷淋或者抹擦涂覆的方式，本发明采用的浸入方式可以更均匀高质量的进行涂覆，同时可以有效节约抗粘着剂，在胶条102斜向上升过程中，多余的抗粘着剂会回流回槽中，从而没有任何浪费，抗粘着剂利用有效率基本可以达到100％。完成涂覆的胶条经过如图10所示的除水装置槽503，利用空气将表面水分吹干。

第六步：裁切为合适长度的胶条。圆柱热熔胶102除了挤压时的推送力之外，主要依靠如图10、图11所示的牵引机601的牵引力实现送进；牵引机601主要为上下两个皮带组件，依靠皮带与胶条102之间的摩擦力作为牵引力。牵引机601除了提供牵引力以外，同时也起到矫形作用，提高胶条轴向的直线度。从牵引机601出口推送出来的胶条102进入裁切机602，裁切至所需要的长度，进入后续检验、包装与出货流程。牵引机可由一伺服马达控制，用于控制合适的速度；裁切机也可由伺服马达控制，与牵引速度实现同步。

表1为本发明制备的圆柱热熔胶的外观检验记录表，如表1所示，表中数据显示圆柱热熔胶直径尺寸均控制在一定范围之内；所有Cp皆大于1.33，故皆达到最高级之标准；多数数据显示制程能力(CPK)可达到A、B级以上；本发明不仅能提高最终成形的圆柱热熔胶尺寸稳定性，更能大大提升圆柱热熔胶制程能力及产量。表1中制程精密度Cp＝(USL-LSL)/6σ，其中USL为规格上限(Upper Specification Level)、LSL为规格下限(Lower Specification Level)、σ为量测数据之标准差，并且Cp系以1.33≤Cp、1.00≤Cp＜1.33、0.83≤Cp＜1.00、Cp＜0.83等标准依次分级。制程能力Cpk＝Cp(1-Ca)，并且Ca＝(X-μ)/[(USL-LSL)/2]，其中X为量测数据的平均值、μ为规格中间值，并且1.67≤Cpk为A+级、1.33≤Cpk＜1.67为A级、1.00≤Cpk＜1.33为B级、0.67＜Cp≤1.00为C级、Cp＜0.67为D级。PPM为制程不良率。直通率(First PassYield，FPY)＝无缺点产品件数/投入产品件数。

表1圆柱热熔胶尺寸检验记录表

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种热熔胶生产控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：将热熔胶原料进行混合融熔搅拌；

第二步：热熔胶原料通过恒压装置与定量泵定量挤出；

第三步：热熔胶原料在热交换装置中进行再次搅拌与冷却；

第四步：热熔胶原料通过模具挤出成形为热熔胶条。

2.按照权利要求1所述的热熔胶生产控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：

第四步：挤出成形时对热熔胶条除气泡；

第五步：对热熔胶条进行冷却与表面处理；

第六步：裁切为合适长度的胶条。

3.按照权利要求1所述的热熔胶生产控制方法，其特征在于：所述第三步中热熔胶原料在热交换装置出口处为膏体状态，粘度范围为100,000mPa·s～500,000mPa·s，温度范围为80℃～100℃。

4.按照权利要求3所述的热熔胶生产控制方法，其特征在于：所述膏状热熔胶原料优选的粘度范围为200,000mPa·s～350,000mPa·s。

5.按照权利要求1所述的热熔胶生产控制方法，其特征在于：所述第一步中热熔胶原料混合融熔搅拌温度范围为120℃～170℃。

6.一种按照权利要求1所述热熔胶生产控制方法进行热熔胶生产的流水线，其特征在于：所述流水线由前道混熔装置、恒压装置与定量泵、热交换装置、成形模具、冷却装置与后处理装置串联组成。

7.按照权利要求6所述热熔胶生产的流水线，其特征在于：所述恒压装置为一腔体，进口前端设置有进料泵，检测口设置有压力传感器，连接压力控制器对所述进料泵进行控制，排料口连接回流管路，在回流管路上加装有球阀；在所述恒压装置出口端并联设置至少一定量泵，所述定量泵为齿轮泵。

8.按照权利要求6所述热熔胶生产的流水线，其特征在于：所述热交换装置包括中心轴相互平行的外管与多根内管，内外管之间填充冷却液，所述内管为热熔胶原料通路，内管内部设置有螺旋叶片。

9.按照权利要求6所述热熔胶生产的流水线，其特征在于：所述成形模具口部设置有除气泡装置，所述除气泡装置与模具之间存在间隙，除气泡装置内部设置有腔体，通过抽水出口与外部水泵连接。

10.按照权利要求6所述热熔胶生产的流水线，其特征在于：所述后处理装置包括表面涂覆装置、除水装置、牵引机或裁切机。

Images