CN1688395A - 具有可膨胀室装置的涂覆模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种装置，其包括具有至少一个施加槽(48)的模具(12)。该施加槽与模具腔体(44)流体相通。可膨胀室(42)置于该模具腔体内，并响应于该可膨胀室装置内的压力变化而改变体积。本发明的另一方面是一种通过模具转移液体的方法。提供涂覆模具。该模具包括至少一个与模具腔体流体相通的施加槽。可膨胀室装置置于该腔体内。通过改变该可膨胀室装置内的流体压力驱动该可膨胀室装置。通过该模具传输液体，并从该施加槽相应于该可膨胀室装置的驱动间隔地传输。本发明的另一方面是一种形成模具的方法。提供包括模具的装置，该模具具有至少一个与模具腔体流体相通的施加槽。可膨胀室装置置于该模具腔体内。

Description

具有可膨胀室装置的涂覆模具
背景
本发明一般涉及涂覆和挤出装置。更特别地，本发明涉及可用于改变流体流出模具的转移速率的涂覆和挤出装置。
使用挤出模具形成薄膜及使用涂覆模具将流体涂覆到基底上是已知的。还公知的是将流体涂覆到在一系列分离片中的织物上，或间歇地挤压薄膜(例如到冷却滚筒上)。例如，一种间歇地涂覆基底的方法是使用柔性板涂覆方法。柔性板涂覆方法使用表面凸出的滚筒对基底加压。滚筒上的每个凸出表面将一块涂覆流体转移至基底。使用柔性板涂覆方法有许多限制。例如，为将多于一种类型的流体(例如不同颜色)涂覆至移动织物上的特定面积，需要一系列涂覆位置(通常需要较大滚筒)及位于每一涂覆位置后的干燥炉。流体通常通过涂覆/干燥、涂覆/干燥…涂覆/干燥过程来涂覆。因此，为涂覆多种流体，必须使用多台较大昂贵的设备。此外，滚筒上的重复图案每片流体的位置，并且在没有改变凸出表面图案、或除去或置换滚筒本身的情况下，各片间的空间不能改变。因此，片的总重复长度受到限制，并由柔性板圆筒的周围设置。除了通过改变圆筒外，不能改变片大小。
公知的是提供一种涂覆装置，其包括用于提供大部分流体至涂覆模具的主泵。使用定量泵在模具中加入和取回流体，从而分别开始和终止涂覆过程。换言之，主泵连续供应流体，以保持涂覆过程，定量泵用于同时将流体加入模具或从中取出流体。
公知的是提供一种装置，用于使用定量泵在织物材料上涂覆分散的片图案，定量泵将涂覆流体从流体贮存器供应至挤出(或涂覆)模具内腔体。模具也可以包括单独的活塞或与泵联用的活塞，活塞可被移进腔体或从中移出，以控制流体从挤出/涂覆模具流出。通常，通过使活塞移进模具腔体，材料可从模具移出(例如至基底上)。活塞从腔体移出通常阻止流体从模具移出。这种构思的一个实例是冲压模具，其中用于推动模具中材料的驱动力由长、薄活塞直接提供，并沿模具的内腔体及其长度设置。这种类型的涂覆装置也可利用夹住的隔板，从而当直接与活塞相连时，改变抽吸室内的体积。上述装置的困难在于使活塞或冲头平稳移动，而不会污染待涂覆或挤出的材料。
发明简述
本发明包括一种装置，其包括具有一个施加槽的模具。该施加槽与模具腔体流体相通。可膨胀室装置置于该模具腔体内，并响应于该可膨胀室装置内的压力变化而改变体积。
本发明的另一方面是一种通过模具转移液体的方法。提供涂覆模具。该模具包括至少一个与模具腔体流体相通的施加槽。可膨胀室装置置于该腔体内。通过改变该可膨胀室装置内的流体压力驱动该可膨胀室装置。从该施加槽以因该可膨胀室装置的驱动受影响的可变速率传输液体。
本发明的另一方面是一种形成模具的方法。提供包括模具的装置，该模具具有至少一个与模具腔体流体相通的施加槽。可膨胀室装置置于该模具腔体内。
附图简要说明
结合下面的附图进一步阐明本发明，其中在几个视图中相同的附图标记指相同的结构。
图1是涂覆线路的部分立体图，包括本发明的涂覆模具。
图2是本发明涂覆模具和一些支撑设备的仰视图，其中模具部分除去，以观察可膨胀室装置。
图3是图2的模具的剖视端面图。
图4是适用于本发明的控制机构一个实施方案的示意图。
图5是适用于本发明的控制机构第二实施方案的示意图。
图6是适用于本发明的控制机构第三实施方案的示意图。
本文公开的专利、专利申请和出版物在此引为参考(全部内容)。可以理解的是，上述说明用于解释而不用于限制。从上述说明中，本发明的各种修改和变化对于本领域所属技术人员是显而易见的，而不会脱离本发明的保护范围，应该理解不应由所述的实施方案不适当地限制。
发明示例性实施方案详细说明
参考图1，表明本发明涂覆线路10的部分立体图，包括涂覆模具12。模具12用于将流体材料15的分离片14涂覆到织物16上，织物在远离滚筒18的“A”方向移动。应该注意到，尽管涂覆过程表明在图1中，但这仅是示例性的。本发明可在其他涂覆或挤出应用中使用，而不会脱离本发明的精神和范围。例如，本发明模具12可用于将流体挤出在冷却滚筒上。模具12通常包括第一部分20和第二部分22。尽管描述和说明了两部分模具12，但是本领域所属技术人员应该理解，有时更方便地是提供单块模具或多块模具。在所述的实施方案中，挤出机24通过材料供应端口26将材料供应至模具12，再涂覆到织物16上。提供连续或间歇流动进入模具中的其他方法对于本领域所属技术人员是公知的，并被认为在本发明的范围内。例如，在某些优选的实施方案中，正位移泵27用于定量流动进入材料供应端口26，从而更精确地控制材料流动的起始和终止，并防止逆流回挤出机24。
下面结合图2和图3更详细地讨论，本发明可以协调流体材料15向模具12的传输，并控制可膨胀室装置42在模具12中的体积(图2所示)。可膨胀室装置42内的体积控制通常通过改变可膨胀室装置42内的流体压力实现。例如，流体可膨胀室装置42内的体积可被测量并变化(从而改变流体压力)，以控制可膨胀室装置42的体积，或者可直接测量并改变可膨胀室装置42内的流体压力，以控制可膨胀室装置42的体积。经过这种协调，可以实现对从模具12转移流体材料15的时间的精确控制。图1所示的实施方案利用处理控制器28(例如，可编程逻辑控制器)提供这种协调，控制器通过控制线路30与挤出机24相连。处理控制器28发出指令，以间歇地开始和终止流体材料15向模具12的传输，从而对织物16上的片14提供控制。此外，可以通过处理控制器28控制正位移泵27。尽管此说明描述的是移动织物上的分离片，但是本发明也可用于产生除了根本不涂覆的区域外涂覆厚度变化的区域。此外，除了连续无限长的织物外，也可用于将涂覆液体涂覆至分离物品。
在所示的实施方案中，处理控制器28通过控制线路32与控制装置34相连，从而发出指令通过流体端口38调节可膨胀室装置42内的压力(图2所示)。例如，通过增加或减少可膨胀室装置42内的流体体积可以增大或减少可膨胀室装置42内的流体压力。可选择地，通过在可膨胀室装置42内插入机械柱塞，从而转移可膨胀室装置42内的流体，可以增大或减少可膨胀室装置42内的流体压力。
放泄阀组40也可以与模具12连接，以从液压系统除去系统。此外，应该注意到的是，所述的处理装置(例如，处理控制器控制装置34和放泄阀组40)仅是说明性的。也可以使用控制和配置模具的其他实施方案，而不会脱离本发明的精神和范围。
图2表明模具12和其一些支撑设备的仰视图，并从模具12除去第二部分22(如图1和图3所示)。可膨胀室装置的一个实施方案表示为42。现在可以看到，第一部分20部分地限定模具腔体44。在所示的实施方案中，模具腔体44也由从附图中除去的第二部分22限定，然而限定腔体的任何模具结构都在本发明的范围内。应该注意到的是，在所示的实施方案中，可膨胀室装置42延伸穿越模具腔体44的全部宽度45，这对于本发明的大部分应用而言是便利的。然而，其他终端应用也可以配置可膨胀室装置42，使得其仅延伸通过模具腔体44宽度的一部分或多部分。由模具腔体44的表面部分地限定的可膨胀室装置42的实施方案也被认为在本发明的范围内，例如弹性气囊，使得通常与第一部分20或第二部分22的金属壁边缘密封。
可膨胀室装置42通过流体端口38与流体压力线路36流体相通。如前所述，通过改变可膨胀室装置42内的流体介质49压力可以改变装置42的体积。换言之，流体介质49与可膨胀室装置42的壁42A配合(或“连接”)，使得流体压力量的变化(例如由于流体介质49的体积变化或由于流体介质49的位移)反应到可膨胀室装置42的壁上，并使壁42A与压力变化成比例地移动。这表现为，在壁42A的其他侧上的压力变化相对可膨胀室装置42内的压力变化而言较小。利用流体介质49将力传递至可膨胀室装置42的壁42A(相对于例如机械连接)，由于力在全部流体内传递并到达与流体介质49配合或连接的壁42A的任何部分，所以可以实现力的传递，这种力在穿越与流体介质49配合的壁42A所有面积上基本相等。力的传递以极高的速率发生。
在一个实施方案中，可膨胀室装置42由聚合物管构成(如图所示)，但是任何适合的物理形状都在本发明的范围内。本发明的一个优点在于其特别容易从现有制备模具改变得到，尤其是在可膨胀室装置42是聚合物管时的实施方案，这是由于通过在模具腔体44中钻出通过模具12的壁44A的孔并插入装置42中来安装。此外，利用圆柱形的可膨胀室装置42(例如管形)可以使每单位长度可膨胀室装置42的体积变化，以响应于可膨胀室装置内的流体压力变化，并在模具腔体整个长度上基本相等。这使模具12可被设计成，使得驱动可膨胀装置42可以均匀地沿纵向尺寸45从模具12中取出流体材料15。也可以预期到，可以使用薄壁金属管或真空管，从而提高管对直径变化的响应性，因此使模具12具有较高水平的动力学性能。本发明装置的结构也使模具内的移动元件最小。本发明装置允许流体材料15从模具12转移出，而可膨胀室装置42所需的润滑油最少(如果有)。
材料供应端口26包括与模具腔体44连接的出口46，使得待涂覆的流体材料15可以进入模具腔体44。模具腔体44与狭槽区域48相通。如图3所示，第一模具部分20的狭槽区域48与第二部分22一起限定施加槽50。在一个实施方案中，狭槽区域48在模具腔体44的全部宽度45在延伸。在其他实施方案中，狭槽区域48可以仅沿模具腔体44的宽度45的一部分延伸。
可以理解的是，放泄阀组40也与可膨胀室装置42通过管道52流体相通。放泄阀组40是可选择的，并不是本发明的所有涂覆系统都需要。然而，在液压系统中，有时包括一种机构，用于从液压线路中清除气体，以使系统响应更敏感。适合的元件进一步表明在图4中。
如上所述，控制挤出机24和正位移泵27通常主要控制流体材料15从模具12中通过狭槽区域48转移。然而，由于多种原因，如挤出机机构的质量、待转移(即挤出或涂覆的)材料的质量和粘度，仅使用泵27和/或挤出机24不能精确地控制材料流动的开始和终止。在本发明中，通过精确控制模具腔体44的体积，可膨胀室装置42可用于精确控制流体材料15通过狭槽区域48转移的开始、终止和速度。在所示的实施方案中，可以理解，可膨胀室装置42内的压力突增是怎样膨胀可膨胀室装置42的直径(虚线所示)，从而使可膨胀室装置42在模具腔体44内占据更大的体积，并在模具腔体44内转移流体材料15。因此，可膨胀室装置42可以使流体材料15通过狭槽区域48传输。在一种应用中，可膨胀室装置42的这种“驱动”可以在基底上铺上一块材料。由于腔体44的可膨胀室装置45的布置，模具腔体44的体积在模具腔体44的宽度45内持续变化，流体材料通过模具的全部宽度均匀流出狭槽区域48而转移。在片的后沿，可膨胀室装置42内的压力突降和由此带来的可膨胀室装置42的体积下降(虚线所示)，使材料“吸回”，而没有均匀地穿越狭槽区域48的全部宽度。还可以理解，在某些应用中(例如尤其是当模具尺寸较小且当涂覆流体粘度较低时)，可膨胀室装置42主要控制流体材料从模具12的转移(即没有利用泵27和/或挤出机24)。
参照图3(图2的涂覆模具12的剖视端面图)，第一部分20与第二部分22连接，可以很容易地理解，这两个模具部分怎样限定模具腔体44和施加槽50，该施加槽具有通常沿腔体44宽度延伸的一定长度。在一个可预期的实施方案中，用于改变可膨胀室装置42体积的流体介质49是空气，而在另一个实施方案中，流体介质49是液体，如水或油。使用不可压缩的流体作为流体介质49(例如水或油)可为本发明提供附加的优点，尤其当使用体积位移装置用作控制机构34时。当不可压缩流体用作流体介质49时，从可膨胀室装置42加入或取出的流体介质49的体积可被用于计算可膨胀室装置42的位移，并由此计算模具腔体44中的流体材料15的体积。这是由于可膨胀室装置42的体积变化与加到可膨胀室装置42或从中取出的流体介质49的量线性相关。
可以用硅树脂、聚氨酯、氟弹性体如FluorelTM或VitonTM或可膨胀室装置内的流体、待涂覆的流体及涂覆温度相容的任何其他材料制造可膨胀室装置42。
图4是控制机构34一个实施方案的示意图，其可改变可膨胀室装置42内的流体材料49的体积。表明混合气动/液压系统，其中液压流体是工作流体，用于控制可膨胀室装置42的体积。由于工作流体基本上不可压缩，因此使用体积位移装置60是方便的。正位移装置60包括液压汽缸62和通过共用杆66连接的气压汽缸64。气压汽缸64直接地包括行程限制器68和迫使杆66朝行程限制器运动的弹簧70。这种类型的装置商业上可从Williams Instrument Company of Ivyland，PA以型号P250 V225 BTG购得。通过响应于控制线路32的控制信号的电磁阀72可以方便地控制气压汽缸64。
在此实施方案中，液压流体可从贮存器74方便地供应至系统。溢流阀76和检测阀78将流体从贮存器74导向液压汽缸62。在所示的实施方案中，放泄阀组40包括溢流阀80和放泄阀82。在此实施方案中，可以监测体积位移装置60中的流体介质49的体积，以控制可膨胀室装置42的体积变化。在可膨胀室装置42内的流体介质49的体积变化改变了可膨胀室装置42内的流体压力，从而改变了可膨胀室装置42的体积。应该理解，结合图7所述的控制机构34是一个可以用于本发明中的示例性实施方案。可以使用其他控制机构34，而不会脱离本发明的精神和范围。
图5是控制机构134的第二实施方案的示意图。在此实施方案中，表明使用与可膨胀室装置42直接串联的电磁阀72的气动系统。在此实施方案中，从流体压力线路36源(如工厂空气压力线路)提供空气压力(或其他可压缩流体)，并通过电磁阀72，从而根据控制线路32的控制信号调节输入可膨胀室装置42的空气压力。也可以提供溢压阀80。因此，在此实施方案中，监测可膨胀室装置42内的流体压力，以控制可膨胀室装置42的体积变化。
图6是控制机构234的第三实施方案的示意图，使用与图4所示基本上相同的元件，除了杆66直接延伸进可膨胀室装置42。将杆66延伸进可膨胀室装置42使得杆66转移可膨胀室装置42内的流体介质49，而不会从可膨胀室装置42中加入或取出流体。改变可膨胀室装置42内的流体介质49的位置会改变可膨胀室装置42内的流体压力，从而改变可膨胀室装置42的体积。
本发明通过提供用于涂覆或挤出的模具解决了上述装置中固有的缺点，该模具包括模具腔体和相邻的施加槽及腔体内的可膨胀室装置。可膨胀室装置响应于其体积的变化，改变其内的流体压力，并且优选地可膨胀室装置延伸基本上穿越模具腔体的全部宽度。在优选的实施方案中，每单位长度可膨胀室装置的体积变化响应于其内流体压力的变化，并在模具腔体的全部宽度上基本相等。因此，在本发明一个实施方案中，该装置与压力控制机构连接，并与可膨胀室装置流体相通，用于控制可膨胀室装置内的流体压力。
尽管结合优选实施方案说明了本发明，但是本领域所属技术人员可以理解，在形式和细节上可以做出变化，而不会脱离本发明的精神和范围。

Claims (25)

1.一种装置，其包括：
具有至少一个施加槽的模具，该施加槽与模具腔体流体相通；及
置于该模具腔体内的可膨胀室装置，其中该可膨胀室装置响应于该可膨胀室装置内的压力变化而改变其体积。
2.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置可延伸基本上穿越施加槽的整个长度。
3.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置可延伸基本上穿越该模具腔体的全部宽度。
4.如权利要求1所述的装置，其中每单位长度该可膨胀室装置的体积变化响应于其内流体压力的变化，并在该模具腔体的全部宽度上基本相等。
5.如权利要求1所述的装置，还包括与该可膨胀室装置流体相通的压力控制机构，用于控制可膨胀室装置内的流体压力。
6.如权利要求5所述的装置，其中该控制装置包括体积位移装置，用于控制该可膨胀室装置内的流体体积。
7.如权利要求1所述的装置，其中该流体是空气。
8.如权利要求1所述的装置，其中该流体是液体。
9.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置由该模具腔体的表面部分地限定。
10.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置包括管。
11.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置由聚合物构成。
12.如权利要求1所述的装置，其中该可膨胀室装置由金属构成。
13.如权利要求10所述的装置，其中该管包括选自硅树脂、聚氨酯和氟弹性体的材料。
14.一种通过模具转移液体物料的方法，该方法包括：
提供模具，该模具包括至少一个与模具腔体流体相通的施加槽；
将可膨胀室装置置于该模具腔体内；
通过控制该可膨胀室装置内的流体压力驱动该可膨胀室装置；及
从该施加槽以受该可膨胀室装置的驱动影响的可变速率传输液体物料。
15.如权利要求14所述的方法，还包括延伸该可膨胀室装置基本上穿越该模具腔体全部宽度的步骤。
16.如权利要求1所述的方法，其中该可膨胀室装置由该模具腔体的表面部分地限定。
17.如权利要求14所述的方法，其中用压力控制机构驱动该可膨胀室装置，以精确控制从该施加槽转移流体材料的时间。
18.如权利要求17所述的方法，其中该控制机构是体积位移装置。
19.如权利要求14所述的方法，其中流体是空气。
20.如权利要求14所述的方法，其中流体是液体。
21.如权利要求14所述的方法，其中该可膨胀室装置包括管。
22.如权利要求14所述的方法，其中该可膨胀室装置由聚合物构成。
23.如权利要求14所述的方法，其中该可膨胀室装置由金属构成。
24.一种形成模具的方法，包括如下步骤：
提供包括模具的装置，该模具具有至少一个与模具腔体流体相通的施加槽；及
将可膨胀室装置置于该模具腔体内。
25.如权利要求24所述的方法，还包括延伸该可膨胀室装置基本上穿越该施加槽整个长度的步骤。
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