CN1228721A - 用于改进的涂敷模具的密封系统 - Google Patents

Abstract

一种用于交替地将不同液体涂料涂布在一移动织品上的改进涂敷模具,该模具包括一模具体,此模具体具有一用于打开及关闭各用于将不同液体涂料从各集流腔提供给一细长涂敷孔的流动通道。转换杆,流动通道和集流腔均基本上与模具的涂敷孔同宽并且大体平行于该涂敷孔,从而可以实现不同涂敷材料的快速更换。

Description

用于改进的涂敷模具的密封系统

本发明涉及一种用于将一液体涂层如压合胶粘剂涂敷在一移动板或织品上的改进涂敷模具。

压合标签通常包括一背纸或背膜，一薄层通常由硅有机树脂制成的脱离材料，一压合胶粘剂层和一表层纸或塑料层，该层通常被称作″表面材料″。

压合标签通常由长的连续的标签坯材带卷制成，这些带材被印上或标上所需的标记，之后被分割成单个标签。

制造连续压合标签带通常采用图1所示工艺。如该图所示，背纸10的连续板或织品从纸卷12上连续展开，穿过背压标记站14，经硅有机树脂涂敷站16，进入固化箱18，在该箱内硅有机树脂脱离层被烘干并固化。在一些系统中，标记站14在硅有机树脂涂敷站16之后。而后，该织品被送入模具涂敷站20，在该站一薄层压合胶粘剂被涂敷在硅有机树脂上。之后，该织品被送入一干燥箱24，将压合胶粘剂烘干到一有点粘的状态。也可以通过冷却，如当采用一热熔粘合剂时，使压合胶粘剂固化。当织品从干燥箱24出来后，被送入迭合站26，在该站织品贴上一层从表面材料供给装置30连续抽出的表面材料28。最后，所得织品绕在产品轮31上。

在粘合剂涂敷站20处，为了将压合胶粘剂涂敷在织品10上，通常采用一涂敷模具，例如图2示意性表明的涂敷模具。如该图所示，织品10从一支持轮32上绕过以使织品10上的硅有机树脂层面对涂敷模具34。该涂敷模具34包括一个涂敷孔36，此孔基本垂直织品10移动方向布置，此孔的宽度约与织品10的宽度相等。在本文中，″宽度″指的是经过模具涂敷孔之织品10的移动方向的横向尺寸。压合胶粘剂从一在涂敷孔36整个宽度上与用于分配压合胶粘剂的集流腔40相通的输入孔38提供给涂敷孔36。集流腔40经一细长的窄开口或″前合型面″44和一更窄的细长开口或″合型面″48与涂敷孔36相通。

在上述形式的涂敷模具中，集流腔20，前合型面44和合型面48通常是基本平行模具的涂敷孔布置并且两者宽度基本相同。相对于其厚度，前合型面44通常很长(也即在对应涂敷材料流动方向上的尺寸)。例如，该前合型面的长/厚比通常在约25/1到50/1之间，而合型面的长/厚比通常在约50/1到100/1之间。在图1和2所示的模具中，前合型面44约为750μM厚1英寸长，而合型面48则为约100到200μM厚0.75英寸长。

基本平行于它们的对应涂敷孔且与其宽度基本相同的集流腔，前合型面和合型面广泛用在涂敷模具上，因为它们易于在要涂敷织品的整个宽度上均匀输出液体涂料。同时，合型面通常是可调的以便被涂敷涂层的厚度可以按照需要调节。

图1和2所示的常用制造工艺可以在一较宽的生产速度范围内工作。例如，上述布置方式的已商业化的实施例采用1米宽或更宽的织品以每分钟50至500米速度工作并不稀奇。此外，此种制造压合标签的工艺中可以采用许多种不同的压合胶粘剂。例如，为此目的可以采用热熔粘合剂，熔剂型粘合剂以及乳胶型粘合剂。对于每种类型的粘合剂还可以采用不同的组分。此外，利用上述涂敷模具及技术，还可以将除压合胶粘剂外其它许多种不同的液体涂层涂敷在移动织品上。

在商业化生产中，经常需要从一种压合胶粘剂转换为另一种压合胶粘剂以满足顾客的要求和其它性能的需要。当前，此种转变通过在模具输入孔的上游将前面使用的压合胶粘剂转换为一种新的压合胶粘剂而达到。同时，模具通常要关闭，有时在供入新粘合剂之前还需向模具通入一合适的清洁液体，例如肥皂水对其进行清洁。在某些例子中，操作人员将一填隙片或其它装置穿过涂敷孔以确保其中不留下粘合剂。

在商业化生产中，由于织品卷10的质量较大而且需要将织品10的移动速度保持恒定，因此习惯作法是在更换压合胶粘剂所需的两到3分钟内仍保持织品移动。由于更换粘合剂期间生产的织品所涂敷的压合胶粘剂的量不合要求，甚至就根本没涂上粘合剂，因此在此期间生产的织品通常被当作废品处理掉了。以每天的通常生产量来计算，这就意味着每次更换要损失100到1000米产品。所以，急需一种能够比常用装置更快地更换压合胶粘剂的新的涂敷模具。

就此而言，能够同时处理两种或更多种压合胶粘剂的涂敷模具已是公知的。例如VonErdberg的美国专利US3,480,998和Cloeren的美国专利US4,152,387所公开的涂敷模具。但是，这些模具是用来连续形成多层涂层的，而不是为了交替地形成单独一层涂层。因此，它们不能完全消除某一层的(形成)流动也不能实现快速更换，而这正是减少或消除当前实际生产中大量废品所必需的。

GaryMaier的美国专利US4,756,271公开了一种涂敷模具，此模具的确允许从一种压合胶粘剂更换到另一利压合胶粘剂以交替形成单层涂层。但是，在此种模具中，密封模具以防止一种压合胶粘剂泄漏到另一种压合胶粘剂是一个问题。

在能够处理多种粘合剂的模具中一种压合胶粘剂泄漏到另一种压合胶粘剂中可以会导致废品。同时，压合胶粘剂可能会滞留在模具的“死区”，之后变硬，从而使模具不能正常工作。采用Mailer的美国专利所述的模具后，此问题会变得愈加严重，因为此模具中一个或多个流体通道被关闭的时间更长。

上述Mailer的美国专利所述的模具采用了一个旋转凸轮以实现不同粘合剂间的更换。在更换期间，凸轮的表面或引导边缘要从通向涂敷孔的输出通道滑过。采用此种设计后，有效的密封很难实现，因为当凸轮在不同涂敷位置之间移动时设置于凸轮引导边缘的任何密封装置一直被磨损着。

因此，就需要一种模具，这种模具不仅允许一种粘合剂向另一种粘合剂快速的更换，而且能够在很小或无泄漏情况下工作更长的时间。

根据本发明，设置一种改进的涂敷模具，此模具包括两个用于接收两种不同涂敷液体如两种压合胶粘剂的集流腔，两条独立的连通各集流腔与模具前合型面的通道，及一关闭装置以用于打开和关闭这两条通道以使两集流腔中的涂敷液体交替流入模具前合型面和涂敷孔。模具中的每一集流腔及与模具前合型面相通的每一对应流体通道基本平行于涂敷孔布置，并且宽度也基本与涂敷孔的宽度一致。此外，关闭装置适于通过一快速动作打开和关闭各流体通道。另外，还设置一密封装置以密封本发明模具之模具体上的关闭装置以防止两种涂敷液体的渗漏。

由于本发明涂敷模具的集流腔和相连的流动通道均平行于涂敷孔且与其宽度相等，因此每种涂敷液体都被沿涂敷孔的长度方向上尽可能均匀地输送给涂敷孔。还有，由于关闭装置以一快速动作打开和关闭各流体通道，所以粘合剂之间的转换非常迅速，从而尽可能地减小了废品的产生。再有，由于装在本发明涂敷模具之模具体上的关闭装置带有一密封装置，因此模具内两种涂敷液体互渗以及涂敷液体渗向外面的现象基本被消除。

结果，本发明涂敷模具可以在0.1到1.0秒的时间内从一种涂敷液体转换为另一种涂敷液体。这就等于通常产生的废品仅为1到3米而不是当前实际中的100到1000米。此外，由于基本消除了涂敷液体的渗漏，因此在不保养或者略做保养或不关闭情况下本发明涂敷模具可以工作很长一段时间。这更有利于提高生产率和降低废品率。

通过参照如下附图可以更容易地理解本发明：

图1是用于制造标签坯料带的现有技术装置的简图；

图2是图1所示装置中所用的现有技术涂敷模具的简图；

图3是本发明改进的涂敷模具的简图；

图4是图3所示改进的涂敷模具的端视图；

图5是图3和4所示涂敷模具中所用的转换杆或关闭装置的部分透视简图；

图6是图3所示改进的涂敷模具之模具本体中用于密封图5所示转换杆的最佳密封装置的结构简图；

图7是示出图5所示转换杆与图3、4和5所示改进模具的其它构件之间相互关系的透视简图；

图8是图3所示改进涂敷模具之集流腔的透视形状简图；及

图9是一涂敷系统的简图，该涂敷系统包括本发明改进的涂敷模具以及其它附件。

如图3所示，本发明涂敷模具由图标50总体示出，其包括一个细长的模具本体52，该模具体52的宽度与要被涂敷的织品宽度基本相等。模具体52包括一中央部54，一顶部56和一底部58。顶部56和底部58之间限定了一个细长的窄开口或前合型面60。前合型面60与上模唇64和下模唇66之间限定的合型面62相通。

上模唇64和下模唇66的外边缘限定了一个涂敷孔68，液体材料从该涂敷孔68由模具50涂敷在移动的要被涂敷的织品上。根据通常的作法，上模唇64和下模唇66可以被调节以便合型面68的厚度，也即通过涂敷孔68涂敷在移动织品上的液体材料的量可以按照需要进行调节。当然，如果需要，一个或上下两个模唇可以是固定的。

为了交替地将第一和第二液体涂料提供给涂敷孔68，模具体52的中央部分54上限定了第一输入孔69和第二输入孔70。第一输入孔69与由模具体52之中央部分54上的细长凹槽限定的第一集流腔72相通。以同样方式，第二输入孔70与由模具体52之中央部分54上的一细长开口或通道限定的第二集流腔74相通。集流腔72和74中的每一个都基本平行于涂敷孔68并且它们的宽度也与涂敷孔68的宽度基本相同。此外，如果需要，集流腔72和74中的每一个还可以被限定在模具之顶部56和底部58上而不是中央部54上。

为了改变集流腔72内通入前合型面60的液体涂料，设置了一个第一液体通道或转换前合型面76。该第一液体通道76由两全等表面限定，其一由模具中央部分54之引导端78限定，另一个则由一关闭装置或关闭构件限定，该关闭装置或关闭构件在如图所示具体实施例中由一个第一转换杆80构成。同样，第二集流腔74也通过第二液体通道或转换前合型面82与前合型面60相通，该第二液体通道或转换前合型面82也由两个全等表面限定，其一由模具中央部分54之引导端78形成，另一个则由第二转换杆84限定。第一和第二液体通道76和82以及对应的转换杆80和84，与集流腔72和74一样，也是基本平行于涂敷孔68并且他们的宽度也与涂敷孔68的相同。

第一驱动器86包括一个与第一转换杆80连为一体的活塞杆88(见图5)和一用于在活塞杆88上产生一磁力，气动力或液动力的施力装置90。除此之外还可以采用机械驱动器，例如非对称凸轮。施力装置90可以完全两个动作变化，因而可以将转换杆80在模具上体部56内向上或向下移动以打开和关闭第一液体通道76。同样，第二驱动器92也包括一活塞杆(图中未示)和一用于在打开和关闭位置间移动第二转换杆84以允许和阻止液体涂料流过第二液体通道82的施力装置94。

在通常工况下，转换杆80和84中的一个处于打开位置，而另一个则处于关闭位置。因而，在任一时刻，仅有一种从输入孔69和70输入的液体涂料流入前合型面60，合型面62和涂敷孔68。此外，通过由驱动器86和92驱动两转换杆使其位置互换，可以非常快地从一种液体涂料转换为另一种液体涂料。换句话说，由于转换杆80和84的行程较短，而且施力装置90和94能够快速移动这些转换杆，因此液体通道76和82适于快速打开和快速关闭。所以，例如，在一液体通道76和78为500到5000μm厚的模具内，这种转换可以在0.01到1.0秒内完成。

图5详细示出了转换杆80和84的结构。如图所示，转换杆80包括一个刚性体构件96，该构件具有一引导端98和一从动端100。引导端98包括一平的倾斜表面，该表面与模具中央部54的引导端78一起限定了第一液体通道76。此外，刚性体构件96限定了一个上游侧表面102和一个下游侧表面104，这两个表面相互平行并且一同平行于活塞88。采用这种结构以后，在驱动器86的驱动下转换杆80可滑动地在模具上部56内移动。

图7进一步示出了转换杆80与模具50其它构件的相互位置关系，可以理解，转换杆84与模具内的其它对应构件的相互关系也如此。如图7所示，转换杆80适当安装在沿平行于侧表面102和104的方向滑动以此来打开和关闭第一液体通道76。还有，液体通道76的下游端106延伸到前合型面60的上游端108。此外，第一集流腔72和第一液体通道76通过第一集流腔前合型面107相互连通，第一集流腔72紧靠第一液体通道76。所谓的紧靠指的是在合理的机加工工差下第一集流腔72尽可能地贴近液体通道76(也即第一集流腔前合型面107尽可能地短)。换句话说，集流腔72不能过于紧靠液体通道76以致于任何机加工偏差都将导致集流腔前端不应有的磨损，从而造成模具50因磨损而损坏。但是，在考虑了这种限制的前提下，集流腔72应尽可能紧靠液体通道76。同时，最好尽可能精确地加工转换杆80和84尤其是这些转换杆的伸出端，这样以来转换杆通道76和82在接入前合型面60的伸出(outlend)端实际上就不会存在死区。

为了防止本发明涂敷模具50处理的液体材料发生泄漏，设置了一密封系统，该系统由图标110总体示出。如图5,6和7所示，该密封系统110包括一个第一主密封装置112和第一辅密封装置114，第一密封装置(主、辅)都限定在侧杆80之上游侧表面102内。一流体密封装置116设置于主辅密封装置112和114之间，该装置116与一以低压如5psig连续或间歇供应清洁流体如水的供给源相连，该清洁流体从输出口(图中未示)被当作废弃物连续排出或再循环。该密封系统110还包括一个第二主密封装置118，第二辅密封装置120和第二流体密封装置122，所有这些装置都设置在转换杆80的下游侧面104上。如图6所示，每一主辅密封装置都为材料带124的形式，这些材料带基本平行于涂敷孔68布置并且与涂敷孔基本上一样长。这些密封装置中的任一个，在横截面上，最好包括一由弹性材料如塑料或合成橡胶制成的“U“形构件，该构件支撑着一个细长的弹片构件或起初柔软的聚合物绳索126，该构件或绳索126将“U“形构件124的支腿128和130向外撑开。在如图所示实施例中，支腿130包括齿132以用于和其内滑动地容纳着转换杆80的模具顶部分56的支撑表面133相接合。密封系统110基本上消除了转换杆80和84及其相对应的模具体部分之间的液体涂料发生的泄漏现象。这就可以有效地防止由于这些区域上所涂的液体变硬而导致被迫关闭模具50，当液体涂料为压合胶粘剂时这种变硬就可能会发生。

如图5和7所示，转换杆80的端面也平行于活塞88布置，在如图所示实施例中，该端面垂直于转换杆的侧表面102和104。上模部分56还限定了用于滑动地接纳这些转换杆端面的配合面，这些配合面也平行于活塞88布置。为了防止液体涂料从转换杆80之端面与上模体部分56之配合面之间泄漏，采用了与上述相同的密封系统。但是，在本发明最佳实施例中，通过用合适的材料例如纤维增强Teflon^的平板或软金属如黄铜或铜来形成这些配合表面就可以将它们有效地密封。

采用前述结构以后，本发明涂敷模具可以达到一种非常快的从一种液体涂料向另一种液体涂料的转换。这一点至少部分是由于转换杆80和84仅在一很小的打开和关闭位置间的距离内以很快的动作移动。

但是，能取得如此效果还得益于液体通道76和82以及集流腔72和74基本平行于涂敷孔68布置并且与涂敷孔68宽度基本一致。如图3,4,5和6所示，液体通道76和82在前合型面60和集流腔72与74之间分别有效地形成“转换前合型面”。此外，集流腔72和74通过对应的集流腔前合型面与液体通道76和82相通，图7示出了一条集流腔前合型面107。如所公知的，前合型面与集流腔大体平行于它们对应的涂敷孔布置并与对应涂敷孔宽度相等，这样做有利于在要被涂敷织品之整个宽度上涂敷材料的均匀计量与分配。因此，发明人的模具中形成的液体通道76和82作为附加的“前合型面”可直接增进对应转换杆打开后涂敷材料流的均匀化。这样，基本上缩短了新涂敷材料流达到稳定工作状态所需的时间，从而进一步减少了废品量。

本发明涂敷模具之所以能达到不同涂敷组分间的快速切换的另一个原因在于集流腔72和74，液体通道76和82及前合型面60三者之间空间距离很近。正是由于这种很近的空间距离，所以实际上不存在未用涂料滞留或遗留的死区域。因此，基本上消除了清除模具中滞留的固化涂料所消耗的无用时间。

本发明涂敷模具之另一个重要特征在于其保养相对容易。这主要是由于消除了泄漏，而之所以能够消除这种泄漏又是由于采用了一定数量的不同设计特征(如上所述)。例如，集流腔和前合型面与流体通道76和82紧靠配置减少了滞留液体涂料的死区域。此外，密封系统110，以及上述的端面密封系统，基本上防止了液体涂料滞留于转换杆侧表面和端面与接纳这些转换杆的对应模具体部分的配合表面之间。还有，这些特征允许涂敷模具50以基本无故障的状态工作更长一段时间，并且同时允许以简单且容易的方式实现不同涂敷液体之间的极快速切换。

图9示出了本发明一最佳实施例，该实施例中本发明涂敷模具50设置一个用以清洁集流腔72和74的清洁系统以及一个用于控制转换模具与该清洁系统之工作的自动控制系统。如该图所示，模具50的第一输入孔69通过适当的管路与第一液体涂料源132及清洁液体源134相连。同时设置了与一自动控制器(图中未示)相连的控制阀136和138以按照需要允许和阻止第一液体涂料流和清洁液体流进入输入孔69。

在图9所示涂敷模具50内的集流腔72的外端设置有输出孔，该输出孔通过适当的管路与废液排出口(图中未示)相连，并且设置了控制阀140和142以便按照需要允许和阻止集流腔72内的流体从这些出口流出。

如图9所示，第二输入孔70与同样一套装置相连以向集流腔74供应第二涂敷液体和清洁液体。

在工作中，自动控制系统使涂敷模具50的第一驱动器86打开转换杆80，并且控制阀136使第一液体涂料经上述方式从供给源132流入并通过模具50。当需要向第二液体涂料切换时，自动控制系统使第一驱动器86移动转换杆80从而关闭第一液体通道76。与此同时，自动控制系统使第二驱动器92移动转换杆84打开第二液体通道82。基本上同一时刻，控制阀136被关闭以停止第一涂敷液体流向模具50，通过打开与第二涂敷液体源相连的对应控制阀该第二涂敷液体开始流入模具50。

差不多同一时间，本发明装置的清洁系统被驱动以将液体涂料从集流腔72内清除出去。此步骤由自动控制系统打开控制阀138,140和142完成。结果，来自供给源134的清洁溶剂从第一输入孔69流入集流腔72而后从处于其外端的两出口流出集流腔72。执行一合适时间段后，自动控制系统关闭控制阀138,140和142使清洁剂的流动终止从而完成清洁工作。如果要将涂敷模具的操作转回到第一涂敷液体时，只需反向执行上述操作即可，而当集流腔72处于工作模式以将第一涂敷液体供应给要被涂敷的织品时，集流腔74被清洗。

装备如图9所示清洁系统的本发明涂敷模具的一个特别之优点在于此种装置的灵活性要比以前的系统高得多。这是因为当模具被清洗之后可以在模具的其它通道仍处于工作状态时将第一和第二涂敷液体之外的第三种涂敷液体通入模具的非工作通道。因此，可以理解，本发明涂敷模具当装备一如图9所示清洁系统时可以处理三种，四种，实际上无限制种类的不同涂敷材料，而且在两个连续的涂敷运行之间也不必关闭模具。

尽管上面已描述了本发明的几个实施例，但是可以理解，在不背离本发明精神和范围的前提下可以对它们做出许多修改。例如，本发明涂敷模具可以设置有一个加热构件和/或用于接收和流通一导热流体的通道以及相应的用于控制在模具内被处理液体涂料之温度的温度控制系统。此外，模具控制系统可以建造成在每次切换中以略微不同的定时移动转换杆80和82，因为在某些实施例中这样做可以产生有益的效果或提高性能。同时，控制系统可以设计成允许两个转换杆同时打开和关闭。这样不仅允许同时涂敷多层液体涂层，而且有利于清洁和冲洗模具。所有这些修改都要包括在由后附权利要求所限定的本发明范围内。

Claims (8)

1．一种用于将多种液体材料交替地涂布于一移动织品之表面上以在其上形成一均匀涂层的模具，该模具包括：

一模具体，该模具体限定了第一和第二输入孔，一细长的涂敷孔，及第一和第二液体通道以将所述涂敷孔分别与所述第一和第二输入孔相通，及

用于交替地关闭所述第一和第二通道的关闭装置，该装置包括至少一个可以在所述模具体内滑动的关闭构件，该关闭构件包括在其至少一个可滑动表面上的密封装置以防止所述第一和第二液体材料从所述模具中泄漏出去。

2．如权利要求1所述的模具，其特征在于：所述关闭构件是一个大体平行于所述涂敷孔布置的转换杆，该转换杆的长度基本上与所述涂敷孔的长度相同。

3．如权利要求2所述的模具，其特征在于：所述密封装置横过所述转换杆的长度。

4．如权利要求3所述的模具，其特征在于：所述密封装置包括一个主密封装置，该主密封装置包括至少一个可压缩材料带。

5．如权利要求4所述的模具，其特征在于：所述关闭装置包括一个用于关闭所述第一通道的第一关闭构件和一用于关闭所述第二通道的第二关闭构件。

6．如权利要求5所述的模具，其特征在于：所述关闭构件的每一个都包括一个转换杆，该转换杆可以在一打开位置和一关闭位置之间滑动，每一转换杆都具有一主密封装置，一辅密封装置和置于二者间的液体密封装置，所述主密封装置包括一第一可压缩材料带，所述辅密封装置包括一第二压缩材料带。

7．如权利要求6所述的模具，其特征在于：所述关闭构件的每个都具有两个基本平行于所述涂敷孔的主滑动表面，每一所述主滑动表面都设置有主、辅及液体密封装置，这些密封装置基本在所述转换杆的整个长度上延伸。

8．如权利要求7所述的模具，其特征在于：所述主和辅密封装置中至少一个包括一柔性塑料或弹性材料带和一可压缩带，所述柔性塑料或弹性材料带具有一“U“形横截面，所述可压缩带在其“U“形横剖面的“U”结构内被支撑。

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