專(zhuān)利名稱(chēng)：用于涂敷熱熔融粘接劑或其它熔融聚合物的分段模具的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為1998年3月13日、申請(qǐng)序號(hào)為60／077，780的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的延續(xù)。
把熱熔融粘接劑沉積到基體上已經(jīng)用于包括手巾、衛(wèi)生巾、手術(shù)布以及類(lèi)似物等的各種應(yīng)用中。該技術(shù)是從如美國(guó)專(zhuān)利US 4，687，137中所公開(kāi)的線(xiàn)性噴珠的應(yīng)用，到如在美國(guó)專(zhuān)利US 4，891，249中所公開(kāi)的氣助式沉積，再到如在美國(guó)專(zhuān)利US 4，949，668和US 4，983，109中所公開(kāi)的螺旋沉積而逐步發(fā)展而成。最近，熔融噴吹模具已經(jīng)適用于熱熔融粘接劑的應(yīng)用中(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US 5，145，689)。
為了使使用者在選擇模具的有效長(zhǎng)度上提供靈活性，組合式模具被提出。對(duì)于短的模具長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，只有少數(shù)模塊需要被安裝在一個(gè)歧管塊上(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利No．5，618，566)。較長(zhǎng)的模具可以通過(guò)把更多的模塊添加到該歧管塊上來(lái)獲得。美國(guó)專(zhuān)利US 5，728，219描述了這些模塊可以設(shè)有不同類(lèi)型的模具噴頭或噴嘴，以使得不僅能選擇長(zhǎng)度，還能選擇沉積圖案。
目前，最常采用的粘接劑涂敷器是間歇式操作的氣助式模具。這些模具包括熔融噴吹模具，螺旋噴嘴和噴霧噴嘴。
熔融噴吹是這樣一種工藝，在該工藝中利用高速熱空氣(通常指的是“主空氣”)把從一個(gè)模具中擠出的細(xì)絲吹到一個(gè)收集器上以形成一個(gè)無(wú)紡織物網(wǎng)，或吹到一個(gè)基體上以形成一種粘接劑圖案、一個(gè)涂層或合成物。該工藝采用了一種模具，該模具具有(a)多個(gè)形成在一個(gè)三角形模具噴嘴的頂端的開(kāi)口(如孔)；以及(b)位于側(cè)面的通風(fēng)板，這些通風(fēng)板限定出會(huì)聚空氣通道 。所著多排熔融聚合物從開(kāi)口中以多條細(xì)絲的形式被擠出，來(lái)自空氣通道的會(huì)聚高速熱空氣接觸到這些細(xì)絲，并且通過(guò)拖曳力將它們向下拉伸，以形成微小尺寸的細(xì)絲。在某些熔融噴吹模具中，這些開(kāi)口以狹縫的形式存在。在任一設(shè)計(jì)中，這些模具噴嘴適于形成一排細(xì)絲，這些細(xì)絲一旦與熱空氣會(huì)聚層接觸，就以一種隨意的圖案被帶到并沉積在一個(gè)收集器或一個(gè)基體上。
熔融噴吹技術(shù)最初是為生產(chǎn)無(wú)紡織物而發(fā)展的，但是最近已經(jīng)應(yīng)用于把粘接劑熔融噴吹到基體上了。
從氣助式模具擠壓出來(lái)的細(xì)絲可以是連續(xù)的或非連續(xù)的。對(duì)于本發(fā)明的用途來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“細(xì)絲”可以與術(shù)語(yǔ)“纖維”互換使用，并指的是連續(xù)的和非連續(xù)的細(xì)線(xiàn)。
另一種常用的模具頭是一種螺旋噴霧噴嘴。螺旋噴霧噴嘴(例如在美國(guó)專(zhuān)利US 4，949，668和US 5，102，484中所描述的那些噴嘴)基于下述原理工作，即一種熱塑性粘接劑細(xì)絲通過(guò)一個(gè)噴嘴擠壓出來(lái)，同時(shí)許多熱空氣流以一定角度噴射到這些擠出的細(xì)絲上，以向其施加一種環(huán)形或螺旋運(yùn)動(dòng)。因此，這些細(xì)絲在從擠出噴嘴移動(dòng)到基體的同時(shí)呈現(xiàn)出一種擴(kuò)展的螺旋錐形圖案。當(dāng)該基體相對(duì)于噴嘴在加工方向上移動(dòng)的時(shí)候，一種環(huán)形、盤(pán)旋形或螺旋狀的珠滴便被連續(xù)地沉積在該基體上了，沿著基體的移動(dòng)方向，每一個(gè)循環(huán)周期相對(duì)于前一周期移動(dòng)一定距離。該熔融噴吹模具噴嘴提供了較好的覆蓋率，而螺旋噴嘴則提供了更好的邊緣控制效果。
其它粘接劑涂敷器包括有老式的非氣助式噴嘴，例如噴珠噴嘴和涂敷噴嘴。
每個(gè)模具單元的主要部件，即歧管段和模塊均設(shè)有(a)用于把空氣輸送到噴嘴中的空氣通道；以及(b)用于把一熔融聚合物輸送到噴嘴中的聚合物流動(dòng)通道。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該噴嘴是一種設(shè)有一排孔和側(cè)面空氣出口(狹縫)的熔融噴吹模具噴嘴。這樣，通過(guò)該熔融噴吹模具噴嘴就可以擠出一排細(xì)絲，它們與熱空氣會(huì)聚層接觸，熱空氣使這些細(xì)絲變細(xì)或向下拉伸，以使其尺寸微小化。如下面詳細(xì)描述的那樣，該噴嘴也可以是一螺旋或噴霧噴嘴。實(shí)際上，該模具組件可以包括具有多個(gè)不同類(lèi)型噴嘴的分段單元。
這些分段模具單元通過(guò)相互連接幾個(gè)相同的歧管段而裝配在一起，其中，每一段的空氣通道和聚合物流動(dòng)通道都是流體相通的。在裝配狀態(tài)下，相互連接的歧管段以一種一體化管道的方式工作。在每個(gè)歧管段上安裝一個(gè)模具模塊，該模塊與其它模具模塊相結(jié)合，從而形成一排。因此，熔融的聚合物以一排細(xì)絲的形式從該模塊組中被擠出，并沉積在一個(gè)位于該組件下方的移動(dòng)基體上。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每一個(gè)模塊設(shè)有一個(gè)氣動(dòng)閥，以可選擇地打開(kāi)和關(guān)閉聚合物流動(dòng)通道。用于驅(qū)動(dòng)該閥的儀表空氣是通過(guò)每一個(gè)歧管段輸送到該模塊中的。這些閥可以單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)或作為一組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這取決于儀表空氣通道和所采用的控制閥的數(shù)量。
本發(fā)明的分段模具組件與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)(a)模具模塊可以通過(guò)僅從一個(gè)組裝好的歧管段中拿掉一個(gè)已有的模塊并換上一個(gè)新的模塊的方式進(jìn)行替換。這一特點(diǎn)使得其不僅可以替換有缺陷的模塊，而且可以改變模具噴嘴。
(b)模具組件的長(zhǎng)度決定了模具排出部分的有效長(zhǎng)度(即噴嘴列的長(zhǎng)度)。在現(xiàn)有技術(shù)中，模具長(zhǎng)度由必須執(zhí)行的歧管長(zhǎng)度決定。例如，需要構(gòu)造一個(gè)歧管，以容納最大數(shù)量的模塊。然而，往往是只需要小于最大數(shù)量的模塊。這就意味著，必須封閉幾個(gè)歧管段(即那些沒(méi)有模塊的歧管段)。在本發(fā)明中，歧管只由有效的歧管段(即那些上面安裝有模塊的歧管段)組成。
(c)所述歧管段基本上是相同的并且是可替換的，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這些小歧管段的機(jī)加工要比龐大的整體歧管的機(jī)加工容易得多。
(d)如果一個(gè)歧管段被堵住了或被損壞了，那么它可以很容易地用一個(gè)新的歧管段替換。
(e)在某些操作中，現(xiàn)有技術(shù)中的整體歧管可能含有未使用的聚合物流動(dòng)通道(例如在有效模具長(zhǎng)度基本上小于歧管長(zhǎng)度的情況下)。這些位于管道末端的未使用的通道將部分地或全部地被堵住。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的模具組件的這些和其他優(yōu)點(diǎn)將是很明顯的。


圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個(gè)分段熔融噴吹模具的頂部平面圖，示出了聚合物的流動(dòng)線(xiàn)路。
圖2為所述分段模具的頂部平面圖，示出了處理空氣(主空氣)的流動(dòng)線(xiàn)路。
圖3為分段模具的一個(gè)前部正視圖，示出了把細(xì)絲排出到一個(gè)基體上的過(guò)程。
圖4為沿圖1的4-4平面剖開(kāi)的放大剖視圖，示出了分段歧管的中間部分。
圖5為沿圖1的5-5平面剖開(kāi)的一個(gè)剖視圖，示出了分段歧管的端板。
圖6為沿圖1的6-6平面剖開(kāi)的一個(gè)剖視圖，示出了與圖5中所示相對(duì)的分段歧管的端板。
圖7為沿圖4的7-7平面剖開(kāi)的一個(gè)剖視圖，示出了聚合物的流動(dòng)通道。
圖8為沿圖4的8-8平面剖開(kāi)的一個(gè)剖視圖，示出了處理空氣的流動(dòng)通道。
優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明參照?qǐng)D1，2和3，本發(fā)明的熔融噴吹模具10包括多個(gè)由歧管段11和模塊12構(gòu)成的并列單元15。在圖1，2和3中，對(duì)于6個(gè)分段結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這些歧管段標(biāo)有標(biāo)號(hào)11A至11F，并且模具模塊標(biāo)有標(biāo)號(hào)12A至12F。
在圖4和8中，歧管段標(biāo)有標(biāo)號(hào)11。應(yīng)該理解，所有歧管段基本上是相同的。
在圖1、2和3中所示的實(shí)施例中，每個(gè)模具單元15包括一個(gè)歧管段11、一個(gè)安裝在其上的模具模塊12、以及一個(gè)用于控制熔融聚合物通過(guò)該模具段的閥致動(dòng)器20。如圖3所示，每個(gè)模具塊12具有一個(gè)模具噴嘴13，該模具噴嘴把細(xì)絲14排出到一個(gè)移動(dòng)基體(或收集器)上，從而在基體上以一定程度的隨意方式形成一層細(xì)絲或細(xì)絲的一種圖案。
下面將詳細(xì)說(shuō)明每一個(gè)主要部件歧管段、模具組件以及控制部件。模具模塊優(yōu)選的模具模塊12是在美國(guó)專(zhuān)利US 5，618，566和US 5，728，219中所描述的那種類(lèi)型的模塊，這些文獻(xiàn)在這里作為參考。然而，應(yīng)該理解的是，也可以采用其它類(lèi)型的模具模塊。例如參見(jiàn)申請(qǐng)日為1998年2月10日，申請(qǐng)序列號(hào)為No．09／021，426，且標(biāo)題為“具有快速更換的模具噴嘴的模具”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)。
從圖4中可以最好地看出，每一個(gè)模具模塊12包括一個(gè)模體16和一個(gè)模具噴嘴13。模體16在其內(nèi)部形成有一個(gè)上圓形凹槽17和一個(gè)下圓形凹槽18，這兩個(gè)凹槽由一個(gè)窄的開(kāi)口19相互連通。上凹槽17限定了一個(gè)圓柱形腔室23，該腔室在其頂部被一個(gè)有螺紋的塞子24封閉。安裝在腔室23中的一個(gè)閥部件21包括有活塞22，它具有從其中垂下的閥桿25。該活塞22可在腔室23中往復(fù)移動(dòng)，它具有限制其向上移動(dòng)的調(diào)節(jié)銷(xiāo)24a。如28處所示，在不同表面的交界處可以采用普通的O形環(huán)進(jìn)行液密封。
在模體16的壁中形成有側(cè)孔26和27，以分別在活塞22的上方和下方與腔室23連通。如下面詳細(xì)描述的那樣，側(cè)孔26和27用來(lái)向／從活塞22的每一側(cè)面引導(dǎo)空氣(指的是儀表氣體或空氣)。
安裝在下凹槽18中的是一個(gè)帶有螺紋的閥插入部件30，該部件具有一個(gè)在其中軸向延伸并在下端終止于閥部分32中的中心開(kāi)口31。該插入件30的下部具有減小了的直徑并與限定在面向下方的腔34中的模體內(nèi)壁結(jié)合在一起。插入件30的上部36抵靠著凹槽18的頂表面，并具有多個(gè)(如4個(gè))形成在其中并與中心開(kāi)口31相通的圓周孔37。一個(gè)環(huán)形凹槽環(huán)繞著與孔37相連通的上部36延伸。
閥桿25延伸穿過(guò)模體開(kāi)口19和插入件30的軸向開(kāi)口31，并且終止在端部40處，該端部適于布置在閥口32上。閥桿25和開(kāi)口31之間的環(huán)形間隙45足以讓熔融聚合物從那里流過(guò)。閥桿25的端部40與活塞22一起位于口32上，并且處于如圖4所示的腔室23中的下方位置。如下所述，該閥的致動(dòng)使閥桿端部40離開(kāi)口32(打開(kāi)位置)，從而使熔融聚合物從那里流過(guò)。熔融的聚合物從歧管11通過(guò)側(cè)孔38、通過(guò)孔37、通過(guò)環(huán)形間隙45，然后通過(guò)口32排入模具噴嘴組件13中。如圖所示，可以采用普通的O形環(huán)作為不同表面的界面。
模具噴嘴組件13包括四個(gè)部件的疊加一個(gè)閥片41，一個(gè)模具噴嘴42，以及兩塊通風(fēng)板43a和43b。該組件13在用螺栓50安裝到模體16上之前可以進(jìn)行預(yù)裝配和調(diào)整。
閥片41是一個(gè)其中形成有一個(gè)中心聚合物開(kāi)口44的薄金屬部件。如圖4所示，兩排氣孔49位于開(kāi)口44的側(cè)面。當(dāng)安裝在模體16的下安裝表面上時(shí)，閥片41蓋住腔34，并限定出一個(gè)空氣腔室，同時(shí)，氣孔49提供了可使空氣從腔34中排出的出口。開(kāi)口44通過(guò)一個(gè)位于其間的O形環(huán)與開(kāi)口32相通，該O形環(huán)在圍繞開(kāi)口32的界面處形成一個(gè)液密封?？?9與形成在模具噴嘴42中的氣孔57對(duì)齊。
該模具噴嘴42包括一個(gè)基板部件，該基板部件與閥片41、模體16的安裝表面、以及可以與該基板一體成形的三角鼻形件52一起延伸。
該鼻形件52在頂點(diǎn)56處終止，它具有一排在那里隔開(kāi)的孔53。
通風(fēng)板43a和43b在位于鼻形件52側(cè)面，并且限定了在鼻形件52頂部排出空氣的會(huì)聚狹縫?？諝?指處理空氣)直接被導(dǎo)入到鼻形件52的對(duì)側(cè)，進(jìn)入會(huì)聚狹縫，并且當(dāng)會(huì)聚空氣層到達(dá)鼻形件52的頂部并在與從排孔53中擠出的細(xì)絲14接觸時(shí)從那里排出。
圖4中所公開(kāi)的類(lèi)型的模塊12在上面引用的美國(guó)專(zhuān)利US 5，618，566中進(jìn)行了詳細(xì)的描述。在本發(fā)明中，還可以采用在美國(guó)專(zhuān)利US 5，728，219和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)Nos．08／820，559、09／021，426中公開(kāi)的模塊。還可以采用其它類(lèi)型的模塊。這些模塊可以從噴嘴中發(fā)送出熔融的纖維、螺旋線(xiàn)、小珠、噴霧或聚合物涂料。因此，該模塊可以設(shè)有各種噴嘴，包括熔融噴嘴，噴霧噴嘴，噴珠噴嘴以及涂敷噴嘴。歧管如圖1-3所示，分段歧管11包括端板61和62，它們之間具有多個(gè)位于其間的中間段11A-F。端板61和62被設(shè)計(jì)成在該模具的每一個(gè)端部處提供液密封，同時(shí)在64處為聚合物熔融體提供一個(gè)進(jìn)口，并在66處為處理空氣提供一個(gè)進(jìn)口。進(jìn)口64可以具有可移動(dòng)的濾筒68，用于從熔體流中去除雜質(zhì)。如在下面詳細(xì)地描述的那樣，端板62中的空氣入口67供應(yīng)空氣，該空氣指的是用于相應(yīng)地操作模具模塊112A-F中的控制閥20A-F的儀表空氣。
如圖1、2、5和6所示，端板62具有帶螺紋的螺栓孔71a-d，該螺栓孔與中間板11A中的埋頭螺栓孔72a-d(在圖1和2中僅示出了71a和71b)成一直線(xiàn)。端板61具有埋頭孔73a-d，該孔與中間板11F中的螺紋孔74a-d(只示出了74a、74b)成一直線(xiàn)。因此，埋頭螺栓79把端板62與板11A聯(lián)結(jié)起來(lái)，并留下將中間板11B與11A聯(lián)結(jié)起來(lái)的平接表面81，以及用于把端板62與中間板11F聯(lián)結(jié)起來(lái)的平接表面82。
相鄰的中間段11A-F通過(guò)交替地設(shè)置螺紋孔和埋頭螺栓孔的方式由螺栓85連接在一起。如圖4中所示，中間段11D具有四個(gè)埋頭螺栓孔86a-d以及四個(gè)帶螺紋的螺栓孔87a-d。板11C和11E位于板11D的側(cè)面并且具有螺栓孔，這些螺栓孔與孔86a-d和87a-d成一直線(xiàn)，然而埋頭孔和帶螺紋孔在側(cè)面板中的布置方式是可互換的。因此，板11D中的埋頭鉆孔86a-d將與板11C中的帶螺紋孔成一直線(xiàn)，并且?guī)菁y孔87a-d將與板11E中的埋頭孔成一直線(xiàn)(參見(jiàn)圖1和2)。這種在相鄰板中使埋頭孔和帶螺紋孔交替布置的設(shè)計(jì)在模具的整個(gè)長(zhǎng)度上重復(fù)。埋頭孔86a-d具有足夠的深度，因此，螺栓85的頭部不會(huì)伸出中間段的外部側(cè)表面，并且因此使相鄰部分的相鄰表面在螺栓85被擰緊時(shí)可以保持平齊。螺栓85的固緊在相鄰板之間建立起一種金屬-金屬的液密封。還可以采用O形環(huán)來(lái)密封相鄰板。聚合物流動(dòng)參照?qǐng)D1，4和7，中間段11A-F具有中間聚合物流動(dòng)通道91(參見(jiàn)圖4)，這些通道在用螺栓連接在一起的時(shí)候限定出一條在模具長(zhǎng)度上延伸的連續(xù)流動(dòng)通道92。聚合物通道92與歧管段11A-F互連。一聚合物熔融流體通過(guò)入口64進(jìn)入模具并流進(jìn)通道92中。每一塊中間板具有一個(gè)孔93A-F(參見(jiàn)圖7)，通過(guò)該孔從通道92導(dǎo)入第二連續(xù)通道94和孔96A-F，這些孔96A-F是歧管段的出口并把聚合物輸送到平行的模具模塊12A-F中。通道96A-F的出口與每一個(gè)模具模塊的聚合物入口38(參見(jiàn)圖4)對(duì)齊。中間板11A-F的側(cè)表面和端板61和62被精加工，從而如已描述的那樣，當(dāng)通過(guò)螺栓85把這些板連接在一起的時(shí)候，就在交界處建立了一種液密封。
這樣，熔融的聚合物就通過(guò)板61在64處進(jìn)入到模具中，充入通道92，平行地流過(guò)孔93A-F，充入連續(xù)通道94，平行地流過(guò)孔96A-F，然后通過(guò)通道38進(jìn)入到模具模塊12A-F中(參見(jiàn)圖4)。如已描述的那樣，進(jìn)入到模具模塊中的聚合物被擠出，以形成細(xì)絲14。這種使聚合物通過(guò)多個(gè)平行孔在兩個(gè)連續(xù)通道92和94之間流動(dòng)的聚合物歧管設(shè)計(jì)可使整個(gè)模具長(zhǎng)度上的流動(dòng)保持均衡。加熱元件97將聚合物保持在合適的操作溫度下。處理空氣參照?qǐng)D2、4、5和6。加熱的處理空氣通過(guò)入口66進(jìn)入，該入口66與沿著端板62內(nèi)壁形成的槽101(圖6)對(duì)齊。中間段11A-F具有多個(gè)孔102a-d，這些孔限定出經(jīng)過(guò)整個(gè)模具長(zhǎng)度的連續(xù)流動(dòng)通道103a-d，如圖2所示(只示出了103c，103d)?？諝馔ǖ?03a-d與歧管段11A-F互連。通道103a-d的入口與槽101對(duì)齊，這樣進(jìn)入槽的空氣將流過(guò)從板62到板61的模具長(zhǎng)度。通道103a-d的出口與板61中的槽106對(duì)齊，該槽使空氣轉(zhuǎn)向并輸送到通道103e，f中，從而沿著模具的長(zhǎng)度在與通道103a-d相反的方向流動(dòng)。通道103e，f的出口與形成在板62中的槽107對(duì)齊，該槽接受空氣并使該空氣轉(zhuǎn)向，以沿著模具的長(zhǎng)度通過(guò)通道103g向回流動(dòng)，從而就排出到端板61的槽108中。槽108給通道103h供氣，并且一部分空氣沿著模具長(zhǎng)度通過(guò)通道103h向回流動(dòng)，而剩余的空氣則朝著板61中的歧管排出通孔109流動(dòng)。借助于通道103h返回到板62中的空氣朝著歧管排出通孔111流動(dòng)。這樣，空氣在被排出到模具模塊之前沿著模具的長(zhǎng)度流動(dòng)三至四次。中央加熱元件112將多次通過(guò)的空氣加熱到操作溫度。圖2中的箭頭128指的是空氣流動(dòng)的方向。因?yàn)樘幚砜諝獾臏囟纫染酆衔锏墓ぷ鳒囟雀?，所以在?1、62和11A-F中設(shè)有隔離孔115，以隔絕歧管的聚合物流動(dòng)通道與處理空氣流動(dòng)通道之間的熱流。
如圖2和8所示，處理空氣沿著歧管通孔109和111的兩側(cè)朝著歧管的排出方向流動(dòng)。板11A-F具有限定出空氣通道113的孔，該空氣通道在模具的長(zhǎng)度方向上延伸。通孔109和111從相對(duì)側(cè)排出并進(jìn)入到通道113中，該通道113通向平行的孔114A-F，而這些孔反過(guò)來(lái)通向模具模塊112A-F中的相應(yīng)空氣入口39。如已描述的那樣，空氣流過(guò)模具模塊，并且作為會(huì)聚空氣層被排出到在模具噴嘴頂部56擠出的細(xì)絲14上。儀表空氣每一個(gè)模具模塊包括一個(gè)閥組件21，該閥組件通過(guò)作用在活塞22上方或下方的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)。儀表空氣分別通過(guò)形成在每一塊中間板11A-F中的管線(xiàn)116和117被供應(yīng)到位于閥活塞22每一側(cè)的頂部和底部空氣腔室中(參見(jiàn)圖4)。帶有電子控制器120D的三通電磁閥20D控制著儀表空氣的流動(dòng)。儀表空氣入口118是一條在整個(gè)模具長(zhǎng)度上的連續(xù)流動(dòng)通道。每塊板中的通道119將該空氣平行地輸送到電磁閥20A-F中的每一個(gè)(如圖4中所示)。該閥根據(jù)閥21的打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)從而將該空氣輸送到通道116或117中。如圖4中所示，壓縮的儀表空氣借助于管線(xiàn)116被輸送到活塞的頂部，其作用是使活塞向下，而控制器20D同時(shí)借助于管線(xiàn)117和122將活塞下面的空氣腔室與排氣口121相通。在下面的活塞中，閥桿25位于口32上，從而將聚合物流動(dòng)通道向模具噴嘴關(guān)閉。在開(kāi)啟位置中，電磁閥20D會(huì)通過(guò)管線(xiàn)117把壓縮空氣輸送到活塞22的下側(cè)，并同時(shí)通過(guò)管線(xiàn)124使活塞的上側(cè)與排氣口123相通?；钊旅娴膲毫κ够钊蛏喜⑹归y桿25抬起，以使聚合物流動(dòng)通道與模具噴嘴相通。因此，在該優(yōu)選的模式中，每一個(gè)模具模塊具有一個(gè)單獨(dú)的電磁閥，這樣就能通過(guò)每一個(gè)模具模塊單獨(dú)地控制聚合物的流動(dòng)。在這個(gè)模式中，相應(yīng)地與通道116和117相交的側(cè)孔126和127是被堵住的。
在一個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例中，可以采用一個(gè)電磁閥來(lái)啟動(dòng)多個(gè)相鄰模具模塊中的閥21。在這種結(jié)構(gòu)中，孔116和117的頂部(標(biāo)號(hào)為116a和117a)是被堵住的并且側(cè)孔126和127是打開(kāi)的。側(cè)孔126和127是連續(xù)的孔并且會(huì)與每一條管線(xiàn)116和117相交以被控制。因此，在關(guān)閉的位置中，壓縮空氣會(huì)通過(guò)孔126被同時(shí)輸送到所有的模具模塊中，而孔127會(huì)與排氣孔相通。使儀表空氣反向流動(dòng)，以打開(kāi)該閥。裝配和操作如上所述，本發(fā)明的模塊化模具組件10可以根據(jù)特定的操作需要而制造。如在圖1、2和3中舉例說(shuō)明的那樣，在組件10中采用了六個(gè)模具部分11A-F，每一個(gè)模具部分寬度約為0．75英寸。如上所述，歧管段11用螺栓連接在一起，并且安裝有加熱元件。加熱元件的長(zhǎng)度根據(jù)所采用的歧管段的數(shù)量進(jìn)行選擇，并且延伸通過(guò)大部分的歧管段。模塊12可以在與歧管段11連通之前或之后安裝在每一個(gè)歧管段11上，并且該模塊可以包括上述任意類(lèi)型的噴嘴13。圖3顯示出了四個(gè)帶有熔融噴吹模具噴嘴的模塊12和兩個(gè)帶有螺旋噴嘴的端部模塊。
本發(fā)明的特殊優(yōu)點(diǎn)在于(a)可以使一個(gè)噴吹模具的結(jié)構(gòu)具有寬范圍可能長(zhǎng)度的可互換歧管段及自包含模塊；并且(b)可以采用多種模具噴嘴(如熔融噴吹、螺旋或噴珠涂敷器)，以獲得一個(gè)預(yù)定的和變化的圖案?？勺兓哪＞唛L(zhǎng)度以及粘性圖案在不同應(yīng)用中對(duì)于把粘接劑涂敷到不同尺寸的基體上是很重要的。下面的尺寸和數(shù)量說(shuō)明了本發(fā)明的分段模具結(jié)構(gòu)的多樣性。模具組件寬的范圍 優(yōu)選的范圍 最佳模式單元數(shù)量(15)2-1，000 2-100 5-50每一單元(15)的長(zhǎng)度(英寸)0．25-1．50″ 0．5-1．00″ 0．5-0．8″孔(53)的直徑(英寸) 0．005-0．050″ 0．01-0．040″ 0．015-0．030″孔／英寸*5-50 10-40 10-30噴嘴(13)的不同類(lèi)型 2-4 2-32*對(duì)于狹縫，指每英寸細(xì)絲把管線(xiàn)、儀表和控制裝置連接起來(lái)并開(kāi)始操作。通過(guò)管線(xiàn)64把一熱熔融粘接劑輸送到模具10中，通過(guò)管線(xiàn)66把處理空氣輸送到該模具中，然后通過(guò)管線(xiàn)67輸送儀表空氣或氣體。
如上所述，驅(qū)動(dòng)控制閥打開(kāi)每一個(gè)模塊12的口32，使熔融的聚合物流過(guò)每一個(gè)模塊12。在熔融噴吹模塊15中，該熔融的聚合物流過(guò)歧管通道91、93、94、96，通過(guò)側(cè)面通道38，通過(guò)通道37和環(huán)形間隙45，然后通過(guò)口32進(jìn)入模具噴嘴組件13中。該熔融的聚合物在模具噴嘴13中橫向分布并通過(guò)孔53排出成并排的細(xì)絲14。其間多道處理空氣通過(guò)歧管通道103流入狹縫109和111，并在通道103中被加熱，然后通過(guò)113，并通過(guò)口114A-F被相應(yīng)地輸送到模塊20A-F中?？諝馔ㄟ^(guò)口39進(jìn)入每一個(gè)模塊12，流經(jīng)孔49和57并進(jìn)入狹縫，在模具噴嘴的鼻形件52頂部或附近作為匯集空氣層排出。該匯集空氣層與從孔53中排出的細(xì)絲14接觸，并且通過(guò)拖曳力使它們延伸，并以一種隨意的方式把它們涂敷到下面的基體上。這樣，就在基體上形成了一層均勻的熔融噴吹材料涂層。
在每一個(gè)位于側(cè)面的噴霧噴嘴模塊12中，聚合物流和空氣流基本上是一樣的，不同之處在于噴嘴頂端。在螺旋噴嘴中，一根單絲被擠出，并且空氣被噴射，以在該單絲上形成一個(gè)漩渦。該漩渦的作用是把該單絲向下拉并以重疊的漩渦形式把它涂敷到基體上，如上面引用的美國(guó)專(zhuān)利US．5，728，219中所述。
典型的操作參數(shù)如下聚合物熱熔融粘接劑模具和聚合物的溫度280°F-325°F空氣的溫度280°F-325°F聚合物流速0．1-10克／孔／分鐘熱空氣流速0．1-2SCFM／英寸涂敷 0．05-500g／m2如上所述，模具組件10可以用于熔融噴吹任何聚合物材料，但是熔融噴吹粘接劑優(yōu)選為聚合物。這些粘接劑包括EVA’s(如20-40wt％VA)。這些聚合物的粘性通常比那些在熔融噴吹網(wǎng)中所采用的要低?？梢允褂玫钠胀崛廴谡辰觿┌切┰诿绹?guó)專(zhuān)利4，497，941，4，325，853和4，315，842中公開(kāi)的粘接劑，這些文件中公開(kāi)的粘接劑在這里被引用，并作為參考。優(yōu)選的熱熔融粘接劑包括以粘接劑為基礎(chǔ)的SIS和SBS成塊共聚物。這些粘接劑以不同比例包含成塊共聚物、增粘劑和油類(lèi)。上述粘接劑只是以舉例的方式給出。當(dāng)然，也可以采用其它種類(lèi)的粘接劑。
雖然已經(jīng)參考熔融噴吹熱熔融粘接劑對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明還可以在網(wǎng)的制造中用于熔融噴吹聚合物。該模具噴嘴的尺寸在某些特征上與上面引用的美國(guó)專(zhuān)利5，145，689和5，618，566中所描述的有一點(diǎn)小的差異。
典型的熔融噴吹網(wǎng)成形樹(shù)脂包括一個(gè)寬范圍的聚烯烴，例如丙烯和乙烯均聚物和共聚物。特殊的熱塑性塑料包括乙烯丙烯酸共聚物，尼龍，聚酰胺，聚酯，聚苯乙烯，聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚三氟氯乙烯，聚氨基甲酸酯，聚碳酸酯，硫化硅，以及聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，瀝青和上述材料的混合物。優(yōu)選的樹(shù)脂為聚丙烯。因?yàn)椴粩嗟亻_(kāi)發(fā)出來(lái)新的和改進(jìn)的熔融噴吹熱塑性樹(shù)脂，所以上面所列化合物并不意味著一種限定。
本發(fā)明還可以方便地應(yīng)用于用熱塑性塑料對(duì)基體或物體進(jìn)行涂敷。
這些熱塑性聚合物、熱熔融粘接劑或在熔融噴吹網(wǎng)中所采用的那些材料可以通過(guò)包括擠壓機(jī)、計(jì)量泵和類(lèi)似物等的多種公知裝置輸送到模具中。
權(quán)利要求
1．一種分段模具組件，包括(a)多個(gè)歧管段，每個(gè)歧管段具有形成在其中的一個(gè)聚合物流動(dòng)通道以及一個(gè)空氣流動(dòng)通道；這些歧管段以并列關(guān)系相互連接，其中所述空氣通道和聚合物通道分別流體連通；(b)一個(gè)模具模塊，該模塊包括一個(gè)安裝在每個(gè)歧管段上的模體，該模體具有分別和與其相關(guān)聯(lián)的歧管段的聚合物流動(dòng)通道及空氣流動(dòng)通道流體連通的一個(gè)聚合物流動(dòng)通道和一個(gè)空氣流動(dòng)通道；以及一個(gè)安裝在模體上的模具噴頭或噴嘴，該模具噴頭或噴嘴具有和與其相關(guān)聯(lián)的模體的聚合物流動(dòng)通道流體連通的聚合物流動(dòng)通道，以接受熔融的聚合物，并從那里排出一條細(xì)絲或多條細(xì)絲；(c)用于輸送一熔融聚合物到至少一個(gè)歧管段中的裝置，從而該熔融聚合物通過(guò)這些歧管段被分配，并流過(guò)每一個(gè)模具模塊，以一條細(xì)絲或多條細(xì)絲的形式從每個(gè)模具噴頭或噴嘴中排出；(d)用于把空氣輸送到至少一個(gè)歧管段中的裝置，從而空氣就分布在這些相互連接的歧管段中并流過(guò)每一個(gè)模具模塊，然后通過(guò)模具噴頭或噴嘴排出。
2．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，所述模具噴頭或噴嘴可從由熔融噴吹模具噴嘴、螺旋噴霧噴嘴、噴霧噴嘴、噴珠噴嘴以及涂敷噴嘴組成的組中進(jìn)行選擇。
3．如權(quán)利要求2所述的模具組件，其特征在于，至少一個(gè)模塊上的模具噴嘴是一熔融噴吹模具噴嘴。
4．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，每個(gè)模塊上的模具噴嘴是氣助式的，它具有形成在其中的空氣通道，所述模具噴嘴的空氣通道與安裝該噴嘴的模體的空氣通道流體連通。
5．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，每個(gè)模塊具有一個(gè)安裝在其中的氣動(dòng)閥，以打開(kāi)和關(guān)閉其中的聚合物流動(dòng)通道，而且每個(gè)歧管段具有形成在其中的儀表空氣流動(dòng)通道，用于把空氣輸送到該氣動(dòng)閥中并從該氣動(dòng)閥中輸送出去，所述組件還包括用于可選擇地把空氣輸送到歧管段的空氣通道中并從該空氣通道中輸送出去的控制裝置。
6．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，所述歧管段是相同的。
7．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，該組件包括2-100個(gè)模具段。
8．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，每一個(gè)歧管段和安裝在其上的模塊的寬度為0．25-1．5英寸。
9．如權(quán)利要求1所述的模具組件，其特征在于，每一個(gè)歧管段包括用于加熱聚合物和空氣的電加熱器，其中，一個(gè)特定的歧管段的空氣通道與其它歧管段的空氣通道是流體連通的，從而空氣在流到安裝在該特定歧管段上的模塊之前流經(jīng)每一個(gè)歧管段。
10．一種熔融噴吹模具，包括(a)一個(gè)具有至少兩個(gè)歧管段的歧管，每個(gè)歧管段具有一個(gè)聚合物流動(dòng)通道以及一個(gè)空氣流動(dòng)通道，這些聚合物通道和空氣流動(dòng)通道分別相互連接；(b)一個(gè)固定到每個(gè)歧管段上的模具模塊，每個(gè)模塊具有一聚合物流動(dòng)通道，該聚合物流動(dòng)通道和與其相關(guān)聯(lián)的歧管段的流動(dòng)通道對(duì)齊，以及一空氣流動(dòng)通道，該空氣流動(dòng)通道和與其相關(guān)聯(lián)的歧管段的空氣通道對(duì)齊，一個(gè)模具噴頭或噴嘴，用于把聚合物以一條細(xì)絲或多條細(xì)絲排出，以及一個(gè)氣流排出口，用于把空氣輸送到所述一條或多條細(xì)絲的每一側(cè)；(c)用于把一熔融聚合物輸送到至少一個(gè)歧管段中的裝置，從而使該熔融聚合物流過(guò)相互連接的每個(gè)歧管段的聚合物通道中，并被輸送到相關(guān)聯(lián)的模具模塊中；(d)用于把空氣輸送到至少一個(gè)相互相連的歧管段中的裝置，從而該空氣流過(guò)每一個(gè)歧管段并被輸送到相關(guān)的模具模塊中。
11．如權(quán)利要求10所述的熔融噴吹模具，其特征在于，它包括有閥裝置，以用于獨(dú)立地且可選擇地控制熔融聚合物流過(guò)每一個(gè)模具模塊。
12．一種分段模具組件，包括有多個(gè)以并列關(guān)系相互連接的分離氣助式模具單元，每個(gè)模具單元包括(a)一個(gè)歧管段，其中形成有(ⅰ)一個(gè)空氣通道，(ⅱ)一個(gè)聚合物流動(dòng)通道，以及(ⅲ)一個(gè)儀表空氣流動(dòng)通道；(b)一個(gè)模具模塊，它具有一個(gè)可拆卸地安裝在歧管段上的模體以及一個(gè)安裝在模體上的氣助式模具噴頭或噴嘴，所述模體中形成有(ⅰ)一個(gè)空氣通道，(ⅱ)一個(gè)聚合物流動(dòng)通道，以及(ⅲ)一個(gè)儀表空氣流動(dòng)通道，這些通道分別與歧管段的空氣通道、聚合物流動(dòng)通道和儀表空氣流動(dòng)通道流體連通，所述模體還具有安裝在其中的氣動(dòng)閥，用于打開(kāi)和關(guān)閉聚合物流動(dòng)通道，該氣動(dòng)閥與儀表空氣流動(dòng)通道流體連通；所述模具噴嘴具有(ⅰ)一個(gè)空氣通道以及(ⅱ)一個(gè)聚合物流動(dòng)通道，這些通道分別與所述模體的空氣通道和聚合物流動(dòng)通道流體連通；(c)用于可選擇地把空氣輸送到歧管段的空氣通道中并從該空氣通道輸送出去，以致動(dòng)所述氣動(dòng)閥的裝置。
13．如權(quán)利要求12所述的分段模具組件，其特征在于，該模具組件包括5-50個(gè)模具單元。
全文摘要
一種分段模具組件(10),包括多個(gè)并列的分離單元(15)。每個(gè)模具單元包括一歧管段(11)和一安裝在其上的模具模塊(12)。這些歧管段(11)相互連接且用于把處理空氣和熔融聚合物輸送到模塊(12)中。每個(gè)模塊(12)包括一噴嘴(13),所述的熔融聚合物通過(guò)該噴嘴被擠出成一排細(xì)絲(14)。來(lái)自該組模塊(12)的細(xì)絲(14)被沉積在一基體或收集器上。該模具組件優(yōu)選用于把熱熔融粘接劑涂敷到一基體上,但也可用于生產(chǎn)熔融噴吹網(wǎng)。
文檔編號(hào)D01D5/08GK1292733SQ99803951
公開(kāi)日2001年4月25日 申請(qǐng)日期1999年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月13日
發(fā)明者馬丁·A·艾倫 申請(qǐng)人:諾德森公司