CN1958699B - 整合的低应用温度热熔胶粘剂加工系统 - Google Patents

Abstract

一种自动加料的低应用温度热熔应用系统，包括热熔槽、紧凑整合的自动加料装置，并且在不超过260°F的温度下操作。

Description

整合的低应用温度热熔胶粘剂加工系统

技术领域

本发明涉及热熔胶粘剂分配技术，更具体地涉及熔化和分配低应用温度热熔胶粘剂的系统。

背景技术

目前在胶粘剂工业中可利用的、用于加工热熔胶粘剂的设备被设计和制造，以便在高压和高温下操作，例如，在高达450的温度操作。这些装置被设计为，加热为熔融态热熔胶粘剂，随后该胶粘剂被转移，施用在基材(substrate)表面。这样的胶粘剂通常在高温下应用，即，高于300

的温度，高达约350

或更高的温度。

传统的热熔胶粘剂需要高于300

的温度，目的是确保所有组分完全熔化并且也为了达到令人满意的应用粘度。甚至在用传统的设备加工传统的热熔胶粘剂时，存在着诸如粘合停滞(adhesive stagnation)和产生气泡(air pocketing)的问题。这造成成焦和相关的过热问题，这些问题不利地影响到分配性能。频繁的停工时间、故障检查和维修以及部件更换是必需的和昂贵的。对高温的要求也增加了操作者在烧伤和吸入残余挥发物方面的风险。此外，高温需要更多的能量，这对加工设备提出了更高的要求。

近来在胶粘剂化学方面的革新已经产生了可以在较低温度下应用的胶粘剂，即，在低于300的温度下应用的胶粘剂。低应用温度胶粘剂的加工和分配需要对在加工传统的热熔胶粘剂时未遭遇的一些事项进行考虑。

首先，已知降低应用温度会增加传统热熔胶粘剂的黏度，导致对加工设备的更大损耗和磨损。这种胶粘剂被配制，以便达到低黏度和维持包装完整性所需的性能之间的平衡。第二，低应用温度热熔胶粘剂与增粘剂配制，所述增粘剂典型地是不稳定的并且已知其会加速对加工设备的损耗。第三，由于它们的低加工温度和熔点温度需求，如果胶粘剂通过自动加料装置输送，认为其会发生阻塞。第四，预期自动加料装置上的分配管的长度比传统加工设备中用来加工传统热熔胶粘剂的管更长，原因是传导加热和对流加热以及对高温挥发物的浓缩。

本领域中存在着对整合系统(integrated system)的需求，所述系统可以用来加工低应用温度热熔胶粘剂，用于例如，包装操作，诸如用于纸盒(cartons)、箱子(cases)或盘(trays)的成型和/或密封和封闭操作。本发明满足了这种需求。

发明内容

本发明提供了系统，其中被特定地配制为在290或更低的温度、更典型地在160

至260

的温度、甚至更典型地在190至250

的温度下应用的热熔胶粘剂，被运输、熔化和分配。

与现有技术中的热熔加工设备相比，本发明的整合系统的应用令人惊异地延长了该设备、其电学元件的使用寿命和胶粘剂的适用期(pot life)。

本发明提供了用于加工低应用温度热熔胶粘剂的整合系统，其包括：

低应用温度热熔胶粘剂(low application temperature hot meltadhesive)，

熔化槽(melt tank)，其具有适于接受所述胶粘剂的内腔，和

自动加料装置(auto feed device)，其与所述熔化槽整合地连接，所述系统包括加热部件，其被控制或程控，以便达到250

的最大操作温度。

在本发明的一种实施方案中，所述系统包括：

加料槽或贮存器(feed tank or reservoir)，用于维持供给固体形式的低应用温度热熔胶粘剂，

与所述加料槽连接的供给通道(supply passage)，用于将胶粘剂供给熔化槽的内腔，

供给口或进入口(supply port or inlet)，与所述熔化槽的内腔相通并与供给通道相连，

包括加热部件的熔化槽，

喷嘴装配口(nozzle mounting port)，其包括分配孔(dispensingorifice)，该分配孔通过阀门打开和关闭，和

喷嘴，用于分配来自分配孔的熔融热熔胶粘剂。

本发明的另一实施方案涉及应用本发明系统的包装方法。

附图说明

图1是热熔分配系统的示意图。

具体实施方式

本发明提供了用于加工热熔胶粘剂的整合系统。通过应用低应用温度热熔胶粘剂，在现有技术中遭遇到的问题(例如，阀门的寿命，结焦等)被减轻或消除，并且由应用低应用温度热熔胶粘剂产生的预期问题出乎意料地解决了。

本发明提供了用于加工和分配低应用温度热熔胶粘剂的整合系统。该系统在胶粘剂的加工和分配中有用，所述的胶粘剂被配制为在290

或更低的温度，更典型地在160

至260的温度，甚至更典型地在190

至250

的温度应用。这种胶粘剂可以被传送、加工和分配，以更安全、更经济的方式应用。

该系统包括低应用温度热熔胶粘剂产品、带有整合的水平控制(integrated level control)的熔化槽和高效自动分配装置。

本发明的系统中使用的胶粘剂产品不受特定限制，只要该胶粘剂可以被加工用于在低温下的应用即可。如本文中所用，低温是指260

或更低的温度，更典型地是160

至260的温度，甚至更典型地是190至250

。

在本发明实践中可以使用几乎任何低应用温度热熔胶粘剂。适于在配制低应用温度热熔胶粘剂中使用的基础聚合物包括无定形聚烯烃、含乙烯聚合物和橡胶嵌段共聚物以及它们的掺合物。可以应用基于乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、等规聚丙烯或无规聚丙烯、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、或苯乙烯-乙烯-丁烯的A-B-A或A-B-A-B嵌段共聚物或其混合物的热熔胶粘剂组合物。也可以应用任何上述基础材料的掺合物，诸如乙烯丙烯酸正丁酯和乙烯乙酸乙烯酯以及乙烯乙酸乙烯酯和无规聚丙烯的掺合物，以制备热熔胶粘剂组合物。在所有情况下，胶粘剂可以与增粘树脂、油增塑剂、蜡和/或包括稳定剂、抗氧化剂、色素和类似物质在内的其它传统添加剂配制。

参照图1，当系统处于运行中时，固体形式的低应用温度热熔胶粘剂，通过供给通道或管道2诸如管、软管或类似装置，从固体材料补给区(staging area)或固体材料库1连续地进料、输送或分配，进入熔化槽3，上述固体材料补给区或固体材料库在本文中也称为加料槽、鼓筒或料箱。

向熔化槽的传送受到与该熔化槽整合地连接的自动加料装置4或自动分配装置的控制。所述自动加料装置响应于存在于熔化槽中的水平检测器(level detector)自动地填充熔化槽。

在熔化槽中，加热部件将其中含有的胶粘剂加热到预先设定的温度。本发明的低应用温度热熔胶粘剂和温度控制装置的应用使得加料槽的位置可以与熔化槽更近。

使用整合的控制板来控制胶粘剂水平并防止温度超过规定的温度。典型地，控制装置将被设定为防止温度高于290。在一种实施方案中，控制装置将被设定为防止温度高于约250。在另一种实施方案中，控制装置将被设定为防止温度高于约160

。

可响的报警装置将优选地存在，用于当固体热熔料箱为空、当热熔槽为空和当温度超出期望限值或预设限值时作出提示。

系统也将包括分配口、泵和输送软管5，用于将熔融物输送到分配部位。通过应用本发明的低应用温度热熔胶粘剂系统，从熔化槽到施用部位，熔融的热熔胶粘剂可以出乎预料地被传送多达10m，更典型地多达40m。

系统包括低应用温度热熔胶粘剂、加料槽、用于接受固体胶粘剂的自动加料装置，和熔化槽。自动加料装置与加热槽整合地连接。

供给连接物或通道运输固体胶粘剂从供给鼓筒到自动加料装置。

在本发明的系统中，固体形式的低应用温度热熔胶粘剂通过自动分配装置(自动加料装置)自动地进入加热的熔化槽，在该处，胶粘剂熔化并保持在预先确定的温度。熔化的胶粘剂通过存在于熔化槽中的水平检测器保持在预先确定的水平。随后，熔化的胶粘剂通过含有由筏杆开关的分配孔的喷嘴装配口、孔或出口，从熔化槽泵入喷嘴，以便分配该熔化的热熔胶粘剂。

装置和/或组成装置的部件的形状不受特定的限制。自动加料装置和/或熔化槽包括单一的壁(例如，形状是圆柱形)，或者多个壁(例如，是正方形、长方形或类似形状)。

自动加料装置与熔化槽整合地连接，并且这些系统组件可以用相同或不同的材料来制造。粒状形式或其它此类常规形式的固体胶粘剂，通过胶粘剂进口阀被导入加料槽，例如，通过喷吹或其它常规方式。可以使用去除在将固体胶粘剂导入自动加料装置的同时导入的空气的装置。如果需要，隔板或其它这样的装置可以在自动加料装置中存在，其作用是将固体胶粘剂引导入熔化槽和/或使热折流。

熔化槽包括加热装置，并且可以包含经筒式加热器或带式加热器加热的栅格(grid)。在槽中可以应用多个加热部件，以便最优化熔化和熔融加料速度。加热器可以以这样的方式放置，其向热熔槽以及泵装置中的胶粘剂提供热量。可以使用可选地分离的数套加热部件，以向热熔槽中的胶粘剂和泵装置中的胶粘剂提供热量。加热部件将被恒温控制，并且将包括提供电能的电路。本发明的系统包括的熔化槽带有能够达到最大操作温度290的加热部件和控制装置。

熔化槽通过单向止回筏与分配泵连接，单向止回筏允许材料进入泵的熔融室(在活塞的返回冲程上)，同时在处于泵的压力之下时限制逆流(例如，由于活塞的前向泵送冲程)。分配也可以通过例如齿轮泵来实现。

本发明提供了用于自动加工和分配低应用温度热熔胶粘剂的闭合系统，其中应用自动加料装置和水平传感器，将熔化槽中的胶粘剂水平维持在预先确定水平的胶粘剂水平。闭合系统防止污染并且有助于保持工作区域安全和清洁。低应用温度胶粘剂的应用出乎意料地延长了耗材部件如喷嘴、过滤器和组件的寿命，并且减少损耗软管、气动装置、振荡器、加料气动组装件以及控制卡、电源卡(power card)、恒温器、RTD、水平传感器控制板，是优选的。

本发明将在下列实施例中被进一步描述，包含这些实施例的目的是为了举例说明，而不意图于以任何方式限制本发明的范围。

实施例

建立了两个热熔分配系统。其中一个指定为350

装置，用其加工传统的工业(350)热熔胶粘剂，所述胶粘剂在其应用温度下具有的黏度为800-1200cps。另一个指定为200

装置，用其加工低应用温度(200

)热熔胶粘剂，所述胶粘剂在其应用温度下具有的黏度是1200-1400cps。

每一系统通过软管将胶粘剂泵出，所述软管与含有四个不同组件类型(A-D)的部件，即，热熔分配设备中应用的四个不同类型的阀门相连，这些阀门向后指向槽中，并监测它们的失效迹象。

结果总结在表1中，其中失效级1表示，由于部分的密封失效，出现部件“滴落(dripping)”或中度的不连续的胶粘剂渗漏的迹象。失效级2表示，由于灾难性的密封失效引起的连续的胶粘剂流渗漏。

表1

失效级	部件类型	350循环(百万)	200循环(百万)	％改进
					1	A	32	42	31％
	B	32	45	38％
						C	42	54	29％
	D	30	89	199％
2	A	38	45	16％

	B	40	58	46％
						C	45	69	55％
	D	37	104	179％

可以看到，当应用低应用温度胶粘剂时，全部四个部件类型都表现出寿命延长。

可以对本发明进行许多修改和变化而不背离其精神和范围，这对本领域技术人员是显而易见的。本文描述的具体实施方案仅通过示例的方式提供，本发明仅受限于所附权利要求，以及这些权利要求的等价物的全部范围。

Claims (10)

1.整合系统，用于加工低应用温度热熔胶粘剂，包括：

低应用温度热熔胶粘剂，

熔化槽，其具有适于接受所述胶粘剂的内腔，和

自动加料装置，其与所述熔化槽整合地连接，

所述系统包括加热部件，其被控制，以达到250°F的最大操作温度，其中所述低应用温度为260°F或更低。

2.权利要求1的系统，其中所述系统被程控，以在225°F或更低的温度操作。

3.权利要求1的系统，包括：

加料槽，用于维持供给固体形式的所述胶粘剂，

与所述加料槽连接的供给通道，用于将所述胶粘剂供给所述熔化槽的内腔，

供给口，其与所述熔化槽的内腔相通并与所述供给通道相连，

喷嘴装配口，其包括由阀门打开和关闭的分配孔，和

喷嘴，用于分配来自所述分配孔的熔融的热熔胶粘剂。

4.权利要求1的系统，其中所述加热部件与分配泵相连。

5.权利要求4的系统，其中所述分配泵是活塞泵。

6.权利要求5的系统，其中所述分配泵是齿轮泵。

7.权利要求1的系统，还包括一种装置，借助该装置，分配的熔融胶粘剂被运送到基材表面上，以用于最终的应用用途。

8.权利要求7的系统，其中所述用于运送所述熔融胶粘剂的装置是加热的软管。

9.权利要求1的系统，包括将固体胶粘剂导入到所述自动加料装置的胶粘剂进入口阀门。

10.权利要求1的系统，包括自动维持胶粘剂水平的装置。

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