專利名稱：具有可膨脹室裝置的涂覆模具的制作方法
背景本發(fā)明一般涉及涂覆和擠出裝置。更特別地，本發(fā)明涉及可用于改變流體流出模具的轉(zhuǎn)移速率的涂覆和擠出裝置。
使用擠出模具形成薄膜及使用涂覆模具將流體涂覆到基底上是已知的。還公知的是將流體涂覆到在一系列分離片中的織物上，或間歇地擠壓薄膜(例如到冷卻滾筒上)。例如，一種間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滾筒對基底加壓。滾筒上的每個凸出表面將一塊涂覆流體轉(zhuǎn)移至基底。使用柔性板涂覆方法有許多限制。例如，為將多于一種類型的流體(例如不同顏色)涂覆至移動織物上的特定面積，需要一系列涂覆位置(通常需要較大滾筒)及位于每一涂覆位置后的干燥爐。流體通常通過涂覆/干燥、涂覆/干燥…涂覆/干燥過程來涂覆。因此，為涂覆多種流體，必須使用多臺較大昂貴的設(shè)備。此外，滾筒上的重復(fù)圖案每片流體的位置，并且在沒有改變凸出表面圖案、或除去或置換滾筒本身的情況下，各片間的空間不能改變。因此，片的總重復(fù)長度受到限制，并由柔性板圓筒的周圍設(shè)置。除了通過改變圓筒外，不能改變片大小。
公知的是提供一種涂覆裝置，其包括用于提供大部分流體至涂覆模具的主泵。使用定量泵在模具中加入和取回流體，從而分別開始和終止涂覆過程。換言之，主泵連續(xù)供應(yīng)流體，以保持涂覆過程，定量泵用于同時將流體加入模具或從中取出流體。
公知的是提供一種裝置，用于使用定量泵在織物材料上涂覆分散的片圖案，定量泵將涂覆流體從流體貯存器供應(yīng)至擠出(或涂覆)模具內(nèi)腔體。模具也可以包括單獨的活塞或與泵聯(lián)用的活塞，活塞可被移進(jìn)腔體或從中移出，以控制流體從擠出/涂覆模具流出。通常，通過使活塞移進(jìn)模具腔體，材料可從模具移出(例如至基底上)?；钊麖那惑w移出通常阻止流體從模具移出。這種構(gòu)思的一個實例是沖壓模具，其中用于推動模具中材料的驅(qū)動力由長、薄活塞直接提供，并沿模具的內(nèi)腔體及其長度設(shè)置。這種類型的涂覆裝置也可利用夾住的隔板，從而當(dāng)直接與活塞相連時，改變抽吸室內(nèi)的體積。上述裝置的困難在于使活塞或沖頭平穩(wěn)移動，而不會污染待涂覆或擠出的材料。
發(fā)明簡述本發(fā)明包括一種裝置，其包括具有一個施加槽的模具。該施加槽與模具腔體流體相通?？膳蛎浭已b置置于該模具腔體內(nèi)，并響應(yīng)于該可膨脹室裝置內(nèi)的壓力變化而改變體積。
本發(fā)明的另一方面是一種通過模具轉(zhuǎn)移液體的方法。提供涂覆模具。該模具包括至少一個與模具腔體流體相通的施加槽?？膳蛎浭已b置置于該腔體內(nèi)。通過改變該可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力驅(qū)動該可膨脹室裝置。從該施加槽以因該可膨脹室裝置的驅(qū)動受影響的可變速率傳輸液體。
本發(fā)明的另一方面是一種形成模具的方法。提供包括模具的裝置，該模具具有至少一個與模具腔體流體相通的施加槽。可膨脹室裝置置于該模具腔體內(nèi)。
附圖簡要說明結(jié)合下面的附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明，其中在幾個視圖中相同的附圖標(biāo)記指相同的結(jié)構(gòu)。


圖1是涂覆線路的部分立體圖，包括本發(fā)明的涂覆模具。
圖2是本發(fā)明涂覆模具和一些支撐設(shè)備的仰視圖，其中模具部分除去，以觀察可膨脹室裝置。
圖3是圖2的模具的剖視端面圖。
圖4是適用于本發(fā)明的控制機構(gòu)一個實施方案的示意圖。
圖5是適用于本發(fā)明的控制機構(gòu)第二實施方案的示意圖。
圖6是適用于本發(fā)明的控制機構(gòu)第三實施方案的示意圖。
本文公開的專利、專利申請和出版物在此引為參考(全部內(nèi)容)?？梢岳斫獾氖?，上述說明用于解釋而不用于限制。從上述說明中，本發(fā)明的各種修改和變化對于本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員是顯而易見的，而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)該理解不應(yīng)由所述的實施方案不適當(dāng)?shù)叵拗啤?br> 發(fā)明示例性實施方案詳細(xì)說明參考圖1，表明本發(fā)明涂覆線路10的部分立體圖，包括涂覆模具12。模具12用于將流體材料15的分離片14涂覆到織物16上，織物在遠(yuǎn)離滾筒18的“A”方向移動。應(yīng)該注意到，盡管涂覆過程表明在圖1中，但這僅是示例性的。本發(fā)明可在其他涂覆或擠出應(yīng)用中使用，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，本發(fā)明模具12可用于將流體擠出在冷卻滾筒上。模具12通常包括第一部分20和第二部分22。盡管描述和說明了兩部分模具12，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員應(yīng)該理解，有時更方便地是提供單塊模具或多塊模具。在所述的實施方案中，擠出機24通過材料供應(yīng)端口26將材料供應(yīng)至模具12，再涂覆到織物16上。提供連續(xù)或間歇流動進(jìn)入模具中的其他方法對于本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員是公知的，并被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在某些優(yōu)選的實施方案中，正位移泵27用于定量流動進(jìn)入材料供應(yīng)端口26，從而更精確地控制材料流動的起始和終止，并防止逆流回擠出機24。
下面結(jié)合圖2和圖3更詳細(xì)地討論，本發(fā)明可以協(xié)調(diào)流體材料15向模具12的傳輸，并控制可膨脹室裝置42在模具12中的體積(圖2所示)。可膨脹室裝置42內(nèi)的體積控制通常通過改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力實現(xiàn)。例如，流體可膨脹室裝置42內(nèi)的體積可被測量并變化(從而改變流體壓力)，以控制可膨脹室裝置42的體積，或者可直接測量并改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力，以控制可膨脹室裝置42的體積。經(jīng)過這種協(xié)調(diào)，可以實現(xiàn)對從模具12轉(zhuǎn)移流體材料15的時間的精確控制。圖1所示的實施方案利用處理控制器28(例如，可編程邏輯控制器)提供這種協(xié)調(diào)，控制器通過控制線路30與擠出機24相連。處理控制器28發(fā)出指令，以間歇地開始和終止流體材料15向模具12的傳輸，從而對織物16上的片14提供控制。此外，可以通過處理控制器28控制正位移泵27。盡管此說明描述的是移動織物上的分離片，但是本發(fā)明也可用于產(chǎn)生除了根本不涂覆的區(qū)域外涂覆厚度變化的區(qū)域。此外，除了連續(xù)無限長的織物外，也可用于將涂覆液體涂覆至分離物品。
在所示的實施方案中，處理控制器28通過控制線路32與控制裝置34相連，從而發(fā)出指令通過流體端口38調(diào)節(jié)可膨脹室裝置42內(nèi)的壓力(圖2所示)。例如，通過增加或減少可膨脹室裝置42內(nèi)的流體體積可以增大或減少可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力?？蛇x擇地，通過在可膨脹室裝置42內(nèi)插入機械柱塞，從而轉(zhuǎn)移可膨脹室裝置42內(nèi)的流體，可以增大或減少可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力。
放泄閥組40也可以與模具12連接，以從液壓系統(tǒng)除去系統(tǒng)。此外，應(yīng)該注意到的是，所述的處理裝置(例如，處理控制器控制裝置34和放泄閥組40)僅是說明性的。也可以使用控制和配置模具的其他實施方案，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。
圖2表明模具12和其一些支撐設(shè)備的仰視圖，并從模具12除去第二部分22(如圖1和圖3所示)?？膳蛎浭已b置的一個實施方案表示為42?，F(xiàn)在可以看到，第一部分20部分地限定模具腔體44。在所示的實施方案中，模具腔體44也由從附圖中除去的第二部分22限定，然而限定腔體的任何模具結(jié)構(gòu)都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該注意到的是，在所示的實施方案中，可膨脹室裝置42延伸穿越模具腔體44的全部寬度45，這對于本發(fā)明的大部分應(yīng)用而言是便利的。然而，其他終端應(yīng)用也可以配置可膨脹室裝置42，使得其僅延伸通過模具腔體44寬度的一部分或多部分。由模具腔體44的表面部分地限定的可膨脹室裝置42的實施方案也被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如彈性氣囊，使得通常與第一部分20或第二部分22的金屬壁邊緣密封。
可膨脹室裝置42通過流體端口38與流體壓力線路36流體相通。如前所述，通過改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體介質(zhì)49壓力可以改變裝置42的體積。換言之，流體介質(zhì)49與可膨脹室裝置42的壁42A配合(或“連接”)，使得流體壓力量的變化(例如由于流體介質(zhì)49的體積變化或由于流體介質(zhì)49的位移)反應(yīng)到可膨脹室裝置42的壁上，并使壁42A與壓力變化成比例地移動。這表現(xiàn)為，在壁42A的其他側(cè)上的壓力變化相對可膨脹室裝置42內(nèi)的壓力變化而言較小。利用流體介質(zhì)49將力傳遞至可膨脹室裝置42的壁42A(相對于例如機械連接)，由于力在全部流體內(nèi)傳遞并到達(dá)與流體介質(zhì)49配合或連接的壁42A的任何部分，所以可以實現(xiàn)力的傳遞，這種力在穿越與流體介質(zhì)49配合的壁42A所有面積上基本相等。力的傳遞以極高的速率發(fā)生。
在一個實施方案中，可膨脹室裝置42由聚合物管構(gòu)成(如圖所示)，但是任何適合的物理形狀都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于其特別容易從現(xiàn)有制備模具改變得到，尤其是在可膨脹室裝置42是聚合物管時的實施方案，這是由于通過在模具腔體44中鉆出通過模具12的壁44A的孔并插入裝置42中來安裝。此外，利用圓柱形的可膨脹室裝置42(例如管形)可以使每單位長度可膨脹室裝置42的體積變化，以響應(yīng)于可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力變化，并在模具腔體整個長度上基本相等。這使模具12可被設(shè)計成，使得驅(qū)動可膨脹裝置42可以均勻地沿縱向尺寸45從模具12中取出流體材料15。也可以預(yù)期到，可以使用薄壁金屬管或真空管，從而提高管對直徑變化的響應(yīng)性，因此使模具12具有較高水平的動力學(xué)性能。本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)也使模具內(nèi)的移動元件最小。本發(fā)明裝置允許流體材料15從模具12轉(zhuǎn)移出，而可膨脹室裝置42所需的潤滑油最少(如果有)。
材料供應(yīng)端口26包括與模具腔體44連接的出口46，使得待涂覆的流體材料15可以進(jìn)入模具腔體44。模具腔體44與狹槽區(qū)域48相通。如圖3所示，第一模具部分20的狹槽區(qū)域48與第二部分22一起限定施加槽50。在一個實施方案中，狹槽區(qū)域48在模具腔體44的全部寬度45在延伸。在其他實施方案中，狹槽區(qū)域48可以僅沿模具腔體44的寬度45的一部分延伸。
可以理解的是，放泄閥組40也與可膨脹室裝置42通過管道52流體相通。放泄閥組40是可選擇的，并不是本發(fā)明的所有涂覆系統(tǒng)都需要。然而，在液壓系統(tǒng)中，有時包括一種機構(gòu)，用于從液壓線路中清除氣體，以使系統(tǒng)響應(yīng)更敏感。適合的元件進(jìn)一步表明在圖4中。
如上所述，控制擠出機24和正位移泵27通常主要控制流體材料15從模具12中通過狹槽區(qū)域48轉(zhuǎn)移。然而，由于多種原因，如擠出機機構(gòu)的質(zhì)量、待轉(zhuǎn)移(即擠出或涂覆的)材料的質(zhì)量和粘度，僅使用泵27和/或擠出機24不能精確地控制材料流動的開始和終止。在本發(fā)明中，通過精確控制模具腔體44的體積，可膨脹室裝置42可用于精確控制流體材料15通過狹槽區(qū)域48轉(zhuǎn)移的開始、終止和速度。在所示的實施方案中，可以理解，可膨脹室裝置42內(nèi)的壓力突增是怎樣膨脹可膨脹室裝置42的直徑(虛線所示)，從而使可膨脹室裝置42在模具腔體44內(nèi)占據(jù)更大的體積，并在模具腔體44內(nèi)轉(zhuǎn)移流體材料15。因此，可膨脹室裝置42可以使流體材料15通過狹槽區(qū)域48傳輸。在一種應(yīng)用中，可膨脹室裝置42的這種“驅(qū)動”可以在基底上鋪上一塊材料。由于腔體44的可膨脹室裝置45的布置，模具腔體44的體積在模具腔體44的寬度45內(nèi)持續(xù)變化，流體材料通過模具的全部寬度均勻流出狹槽區(qū)域48而轉(zhuǎn)移。在片的后沿，可膨脹室裝置42內(nèi)的壓力突降和由此帶來的可膨脹室裝置42的體積下降(虛線所示)，使材料“吸回”，而沒有均勻地穿越狹槽區(qū)域48的全部寬度。還可以理解，在某些應(yīng)用中(例如尤其是當(dāng)模具尺寸較小且當(dāng)涂覆流體粘度較低時)，可膨脹室裝置42主要控制流體材料從模具12的轉(zhuǎn)移(即沒有利用泵27和/或擠出機24)。
參照圖3(圖2的涂覆模具12的剖視端面圖)，第一部分20與第二部分22連接，可以很容易地理解，這兩個模具部分怎樣限定模具腔體44和施加槽50，該施加槽具有通常沿腔體44寬度延伸的一定長度。在一個可預(yù)期的實施方案中，用于改變可膨脹室裝置42體積的流體介質(zhì)49是空氣，而在另一個實施方案中，流體介質(zhì)49是液體，如水或油。使用不可壓縮的流體作為流體介質(zhì)49(例如水或油)可為本發(fā)明提供附加的優(yōu)點，尤其當(dāng)使用體積位移裝置用作控制機構(gòu)34時。當(dāng)不可壓縮流體用作流體介質(zhì)49時，從可膨脹室裝置42加入或取出的流體介質(zhì)49的體積可被用于計算可膨脹室裝置42的位移，并由此計算模具腔體44中的流體材料15的體積。這是由于可膨脹室裝置42的體積變化與加到可膨脹室裝置42或從中取出的流體介質(zhì)49的量線性相關(guān)。
可以用硅樹脂、聚氨酯、氟彈性體如FluorelTM或VitonTM或可膨脹室裝置內(nèi)的流體、待涂覆的流體及涂覆溫度相容的任何其他材料制造可膨脹室裝置42。
圖4是控制機構(gòu)34一個實施方案的示意圖，其可改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體材料49的體積。表明混合氣動/液壓系統(tǒng)，其中液壓流體是工作流體，用于控制可膨脹室裝置42的體積。由于工作流體基本上不可壓縮，因此使用體積位移裝置60是方便的。正位移裝置60包括液壓汽缸62和通過共用桿66連接的氣壓汽缸64。氣壓汽缸64直接地包括行程限制器68和迫使桿66朝行程限制器運動的彈簧70。這種類型的裝置商業(yè)上可從Williams Instrument Company of Ivyland，PA以型號P250 V225 BTG購得。通過響應(yīng)于控制線路32的控制信號的電磁閥72可以方便地控制氣壓汽缸64。
在此實施方案中，液壓流體可從貯存器74方便地供應(yīng)至系統(tǒng)。溢流閥76和檢測閥78將流體從貯存器74導(dǎo)向液壓汽缸62。在所示的實施方案中，放泄閥組40包括溢流閥80和放泄閥82。在此實施方案中，可以監(jiān)測體積位移裝置60中的流體介質(zhì)49的體積，以控制可膨脹室裝置42的體積變化。在可膨脹室裝置42內(nèi)的流體介質(zhì)49的體積變化改變了可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力，從而改變了可膨脹室裝置42的體積。應(yīng)該理解，結(jié)合圖7所述的控制機構(gòu)34是一個可以用于本發(fā)明中的示例性實施方案。可以使用其他控制機構(gòu)34，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。
圖5是控制機構(gòu)134的第二實施方案的示意圖。在此實施方案中，表明使用與可膨脹室裝置42直接串聯(lián)的電磁閥72的氣動系統(tǒng)。在此實施方案中，從流體壓力線路36源(如工廠空氣壓力線路)提供空氣壓力(或其他可壓縮流體)，并通過電磁閥72，從而根據(jù)控制線路32的控制信號調(diào)節(jié)輸入可膨脹室裝置42的空氣壓力。也可以提供溢壓閥80。因此，在此實施方案中，監(jiān)測可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力，以控制可膨脹室裝置42的體積變化。
圖6是控制機構(gòu)234的第三實施方案的示意圖，使用與圖4所示基本上相同的元件，除了桿66直接延伸進(jìn)可膨脹室裝置42。將桿66延伸進(jìn)可膨脹室裝置42使得桿66轉(zhuǎn)移可膨脹室裝置42內(nèi)的流體介質(zhì)49，而不會從可膨脹室裝置42中加入或取出流體。改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體介質(zhì)49的位置會改變可膨脹室裝置42內(nèi)的流體壓力，從而改變可膨脹室裝置42的體積。
本發(fā)明通過提供用于涂覆或擠出的模具解決了上述裝置中固有的缺點，該模具包括模具腔體和相鄰的施加槽及腔體內(nèi)的可膨脹室裝置?？膳蛎浭已b置響應(yīng)于其體積的變化，改變其內(nèi)的流體壓力，并且優(yōu)選地可膨脹室裝置延伸基本上穿越模具腔體的全部寬度。在優(yōu)選的實施方案中，每單位長度可膨脹室裝置的體積變化響應(yīng)于其內(nèi)流體壓力的變化，并在模具腔體的全部寬度上基本相等。因此，在本發(fā)明一個實施方案中，該裝置與壓力控制機構(gòu)連接，并與可膨脹室裝置流體相通，用于控制可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力。
盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可以理解，在形式和細(xì)節(jié)上可以做出變化，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括具有至少一個施加槽的模具，該施加槽與模具腔體流體相通；及置于該模具腔體內(nèi)的可膨脹室裝置，其中該可膨脹室裝置響應(yīng)于該可膨脹室裝置內(nèi)的壓力變化而改變其體積。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置可延伸基本上穿越施加槽的整個長度。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置可延伸基本上穿越該模具腔體的全部寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每單位長度該可膨脹室裝置的體積變化響應(yīng)于其內(nèi)流體壓力的變化，并在該模具腔體的全部寬度上基本相等。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括與該可膨脹室裝置流體相通的壓力控制機構(gòu)，用于控制可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中該控制裝置包括體積位移裝置，用于控制該可膨脹室裝置內(nèi)的流體體積。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該流體是空氣。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該流體是液體。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置由該模具腔體的表面部分地限定。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置包括管。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置由聚合物構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該可膨脹室裝置由金屬構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中該管包括選自硅樹脂、聚氨酯和氟彈性體的材料。
14.一種通過模具轉(zhuǎn)移液體物料的方法，該方法包括提供模具，該模具包括至少一個與模具腔體流體相通的施加槽；將可膨脹室裝置置于該模具腔體內(nèi)；通過控制該可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力驅(qū)動該可膨脹室裝置；及從該施加槽以受該可膨脹室裝置的驅(qū)動影響的可變速率傳輸液體物料。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括延伸該可膨脹室裝置基本上穿越該模具腔體全部寬度的步驟。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該可膨脹室裝置由該模具腔體的表面部分地限定。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中用壓力控制機構(gòu)驅(qū)動該可膨脹室裝置，以精確控制從該施加槽轉(zhuǎn)移流體材料的時間。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該控制機構(gòu)是體積位移裝置。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中流體是空氣。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中流體是液體。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該可膨脹室裝置包括管。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該可膨脹室裝置由聚合物構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該可膨脹室裝置由金屬構(gòu)成。
24.一種形成模具的方法，包括如下步驟提供包括模具的裝置，該模具具有至少一個與模具腔體流體相通的施加槽；及將可膨脹室裝置置于該模具腔體內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括延伸該可膨脹室裝置基本上穿越該施加槽整個長度的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開一種裝置，其包括具有至少一個施加槽(48)的模具(12)。該施加槽與模具腔體(44)流體相通?？膳蛎浭?42)置于該模具腔體內(nèi)，并響應(yīng)于該可膨脹室裝置內(nèi)的壓力變化而改變體積。本發(fā)明的另一方面是一種通過模具轉(zhuǎn)移液體的方法。提供涂覆模具。該模具包括至少一個與模具腔體流體相通的施加槽?？膳蛎浭已b置置于該腔體內(nèi)。通過改變該可膨脹室裝置內(nèi)的流體壓力驅(qū)動該可膨脹室裝置。通過該模具傳輸液體，并從該施加槽相應(yīng)于該可膨脹室裝置的驅(qū)動間隔地傳輸。本發(fā)明的另一方面是一種形成模具的方法。提供包括模具的裝置，該模具具有至少一個與模具腔體流體相通的施加槽?？膳蛎浭已b置置于該模具腔體內(nèi)。
文檔編號B05C5/02GK1688395SQ03824528
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者米哈伊爾·L·佩庫羅烏斯基, 瓊·M·努瓦拉, 斯科特·L·斯利斯科 申請人:3M創(chuàng)新有限公司