專利名稱：用于涂覆受控圖樣的液體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及空氣輔助式液體分配系統(tǒng)，更具體的說，涉及用于以細(xì)絲形式分配受控圖樣的熱熔膠或其他粘性液體的設(shè)備。
背景技術(shù)：
各種類型的液體分配系統(tǒng)利用工藝空氣(process air)或圖樣空氣(pattern air)來在粘性液體上產(chǎn)生所需的移動、拉絲、或其他結(jié)果。這些系統(tǒng)可包括熱熔膠分配設(shè)備或其他用于分配粘性液體絲的設(shè)備。該設(shè)備根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可以產(chǎn)生很多不同的圖樣，例如漩渦圖樣、正弦圖樣、鋸齒圖樣、以及其他的往復(fù)圖樣，這些圖樣與直線涂膠的情況相比，在襯底上形成了較寬的粘合接觸面積。其他的圖樣包括隨機(jī)的細(xì)絲布置，諸如傳統(tǒng)的熔噴技術(shù)，以及在涂覆在例如線條上時利用能夠在粘結(jié)點(diǎn)間斷開的細(xì)絲而產(chǎn)生離散粘結(jié)點(diǎn)的其他較新的技術(shù)。
本發(fā)明能夠總的涉及粘性液體分配系統(tǒng)，諸如用于施加或涂覆熱塑性材料的熔化器或涂覆單元、受控拉絲技術(shù)、熔噴技術(shù)、以及其他使用合適設(shè)備的諸如以上所述的技術(shù)。當(dāng)向移動的襯底上涂覆熱塑性粘合劑或稱為熱熔膠圖樣時，存在粘性問題，特別是在襯底的速度發(fā)生轉(zhuǎn)變的過程中。例如，當(dāng)襯底的線速度增大時，向涂覆器供給粘合劑的齒輪泵將運(yùn)轉(zhuǎn)得更快，從而使粘合劑以更高的速率供給到更快移動的襯底上。類似的，工藝空氣的壓力也將增大，以保持粘合劑圖樣的連續(xù)性。不幸的是，由于在液壓系統(tǒng)中的響應(yīng)延遲，空氣壓力將比液壓壓力增大得快，這可能導(dǎo)致暫時性的不連續(xù)的粘合劑圖樣被涂覆在襯底上，直到在涂覆器中出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的液體和空氣壓力。該系統(tǒng)的液壓部分通常具有較慢的響應(yīng)時間，因?yàn)檎澈蟿﹪娍诤拖到y(tǒng)中其他的液體通道有一定的長度，且空氣本質(zhì)上就比諸如熱熔膠的粘性液體更快速地響應(yīng)于壓力變化。該不連續(xù)的粘合劑圖樣可導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷或產(chǎn)生不能達(dá)到最佳產(chǎn)品品質(zhì)的區(qū)域。
因此，希望提供一種液體涂覆系統(tǒng)以及相應(yīng)的方法，能夠在分配工藝中液體的壓力發(fā)生變化的過程中更連續(xù)地保持粘合劑圖樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的提供了一種用于以空氣輔助的形式分配受控圖樣的液體材料的設(shè)備。該圖樣可以更為連續(xù)地被保持，不受液體壓力變化的影響，在非本發(fā)明的情況下，這種液體壓力變化將負(fù)面地影響該圖樣并導(dǎo)致施加到襯底上的圖樣不連續(xù)。
更具體地說，該設(shè)備包括具有出口的泵，用于以可變的壓力供給液體。液體涂覆器與該泵相連，用于接納液體并包括用于排出液體的噴嘴。涂覆器中的工藝空氣輸入口接納加壓的工藝空氣，噴嘴中的工藝空氣排出口將加壓的工藝空氣在排出的液體處排出。液體流道從泵的出口延伸到噴嘴。壓力傳感器位于液體流道中，檢測流道中液體的壓力。該傳感器隨后產(chǎn)生指示所檢測到的液體壓力的信號?？刂破髋c壓力傳感器相連并直接、或通過其他的控制構(gòu)件間接地接納該信號，并且根據(jù)接到的信號來改變從涂覆器中排出的工藝空氣的壓力。
泵的出口優(yōu)選地連接于歧管，且壓力傳感器可以例如位于歧管中或位于涂覆器中。工藝空氣的壓力優(yōu)選地在檢測到液體流道中的液體壓力增大以后增大。相反也成立，即，在檢測到液體流道中的液體壓力減小以后，控制系統(tǒng)使工藝空氣的壓力減小。在優(yōu)選實(shí)施例中，可調(diào)的壓力控制閥連接到工藝空氣輸入口并且構(gòu)造成接納加壓工藝空氣并將加壓工藝空氣引導(dǎo)到工藝空氣輸入口。該壓力控制閥還電連接到控制器，并接受來自控制器的命令以改變引導(dǎo)到工藝空氣輸入口的工藝空氣壓力。
本發(fā)明還涵蓋了分配受控圖樣的液體材料的方法。總的來說，該方法涉及將襯底移動通過一涂覆器。液體以第一液體壓力從涂覆器向襯底排放。工藝空氣也以第一空氣壓力從涂覆器排出到已排出的液體處。當(dāng)?shù)谝灰后w壓力改變到不同的第二液體壓力時，這種壓力上的改變將被檢測，并因而將空氣壓力調(diào)節(jié)為不同的第二空氣壓力。
為了判斷用作第二空氣壓力的合適的值，該控制器可例如根據(jù)一種適于具體應(yīng)用的算法來計算第二空氣壓力，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)信息在存儲于存儲器中的查閱表中為第二空氣壓力選擇一個值。
本發(fā)明的其他的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下對于本發(fā)明的一個示意性優(yōu)選實(shí)施例參照附圖進(jìn)行的具體描述將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。


附圖是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造而成的熱熔膠分配設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的熱熔膠分配系統(tǒng)10。該系統(tǒng)總體包括熔化器單元12，用于接納固體或半固體的熱塑性熱熔膠材料。熔化器單元12包括歧管14、泵16、以及作為熔化器單元的一部分的可編程邏輯控制器(PLC)單元18。可供選擇的，熔化器單元12的這些部分可以是分開的構(gòu)件。常見的熱熔涂覆器20可以用于實(shí)施本發(fā)明，例如，可包括液體歧管或服務(wù)區(qū)塊22，空氣歧管24以及閥模塊26。根據(jù)需要的用途，涂覆器閥模塊26可以是例如任何數(shù)目的各種類型的閥模塊，一個例子是，俄亥俄州Westlake市諾信公司提供的CF200模塊。閥模塊26從空氣歧管24接納工藝空氣以及從液體歧管或服務(wù)區(qū)塊22接納熔化的、加壓的液體，并將液體以希望的、空氣輔助的方式分配到襯底30上。該液體能夠以如箭頭32所示的細(xì)絲形式涂覆，并在從與模塊26的噴嘴40相連的對應(yīng)的孔或出口36、38中排出后，在被排出時被箭頭34所示的工藝空氣沖擊。如上所述，可以在任何需要的襯底上，諸如在平坦的片材或線材上產(chǎn)生任何數(shù)目的各種液體圖樣。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，可以在諸如熔化器單元的液體源與涂覆器20之間的液體流道中的任何地方設(shè)置液體壓力傳感器。如圖所示，壓力傳感器46可以設(shè)置在歧管14或，可供選擇地，可將壓力傳感器48設(shè)置在涂覆器20中，在這種情況下，該涂覆器20可以是與歧管或與閥模塊26相連的服務(wù)區(qū)塊22。從壓力傳感器46或48獲取的壓力信號通過模擬輸入50送到熔化器PLC 18。隨后該信號通過計算或查表而被調(diào)節(jié)，以判斷對于工藝空氣34最優(yōu)的工藝空氣壓力設(shè)定點(diǎn)。該信號從PLC 18利用模擬輸入傳送到壓力控制閥52。通過控制通往壓力控制閥52的電流，通往工藝空氣歧管24的輸出壓力可根據(jù)PLC 18送出的指令而進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，從空氣源54接收的加壓空氣可以調(diào)節(jié)成使得從噴嘴40排出的工藝空氣34變化得盡可能與噴嘴40排出的液體32的液壓壓力變化得一樣快。總的來說，當(dāng)液體壓力增大時，工藝空氣壓力將受指令而成比例增大，且當(dāng)液體壓力減小時，從噴嘴40排出的工藝空氣壓力將類似地受指令而成比例減小。
根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力來判斷最優(yōu)工藝空氣壓力的一個示例性方式涉及在較低液壓壓力(HL)下對熱熔膠分配系統(tǒng)的操作，并且，通過就調(diào)節(jié)工藝空氣壓力(AL)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)的方法，主觀地判斷哪種工藝空氣壓力能夠給出所需的粘合劑圖樣。在該步驟之前或之后，該系統(tǒng)還以較高的液壓壓力(HH)進(jìn)行工作，且工藝空氣壓力被調(diào)節(jié)到一水平(AH)，直到獲得需要的粘合劑圖樣。該控制器隨后能夠被編程以根據(jù)在系統(tǒng)正常工作中存在的液壓壓力(HEXT)來判斷所需的工藝空氣壓力(AREQ)?？梢允褂每刂破魉褂玫乃惴▉碓O(shè)定所要求的工藝空氣壓力，其中HL＝低液壓壓力HH＝高液壓壓力
AL＝低工藝空氣壓力AH＝高工藝空氣壓力HEXT＝系統(tǒng)工作期間存在的液壓壓力AREQ＝所需的工藝空氣壓力示例性的算法為AREQ＝[(HEXT-HL)*(AH-AL)/(HH-HL)]+AL盡管本發(fā)明已經(jīng)通過各種優(yōu)選實(shí)施例的說明進(jìn)行了解釋，且盡管這些實(shí)施例是以某種細(xì)節(jié)進(jìn)行說明的，但申請人并不意在將所附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制于這些細(xì)節(jié)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其他的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)也是顯然的。本發(fā)明的各種特征可以單獨(dú)使用或以若干種結(jié)合的方式來使用，這取決于使用者的需要和喜好。以上是本發(fā)明的說明，以及已知的實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方法。但是，本發(fā)明本身應(yīng)該僅由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于分配受控圖樣的液體材料的設(shè)備，包括具有出口的泵，用于以可變的壓力供給液體；與所述泵相連的液體涂覆器，用于接納液體并包括用于排出液體的噴嘴、用于接納加壓的工藝空氣的工藝空氣輸入口、以及在所述噴嘴中用于將加壓的工藝空氣在排出的液體處排出的工藝空氣排出口；從所述泵的所述出口延伸到所述噴嘴的液體流道；位于所述液體流道中的壓力傳感器，該壓力傳感器檢測所述流道中液體的壓力，且該傳感器產(chǎn)生指示所檢測到的液體壓力的信號；以及與所述壓力傳感器相連的控制器，該控制器接納該信號并且根據(jù)接到的信號來改變從涂覆器中排出的工藝空氣的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述泵的所述出口接合于一歧管，且所述壓力傳感器位于所述歧管中。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述壓力傳感器位于所述涂覆器中。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，在檢測到液體流道中的液體的壓力增大以后，所述控制器增大該工藝空氣的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，在檢測到液體流道中的液體的壓力減小以后，所述控制器減小該工藝空氣的壓力。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括連接到工藝空氣輸入口的可調(diào)的壓力控制閥，其構(gòu)造成接納加壓的工藝空氣并將加壓的工藝空氣引導(dǎo)到所述工藝空氣輸入口，所述壓力控制閥還電連接到所述控制器，并接受來自所述控制器的命令以改變引導(dǎo)到所述工藝空氣輸入口的工藝空氣的壓力。
7.一種分配受控圖樣的液體材料的方法，包括從涂覆器中以第一液體壓力排出液體；從涂覆器中以第一空氣壓力在排出的液體處排放工藝空氣；將第一液體壓力改變?yōu)椴煌牡谝灰后w壓力；檢測第二液體壓力；以及根據(jù)對第二液體壓力進(jìn)行的檢測，將第一氣體壓力改變?yōu)椴煌牡诙諝鈮毫Α?br> 8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述液體為由熔化器單元供給的熱塑性材料，該熔化器單元具有泵，該泵帶有連接于一歧管的出口，該方法還包括將液體以第一壓力從歧管供給到涂覆器；以及在歧管中檢測第二液體壓力。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在涂覆器中檢測第二液體壓力。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，第二液體壓力大于第一液體壓力，且第二空氣壓力大于第一空氣壓力。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，第二液體壓力小于第一液體壓力，且第二空氣壓力小于第一空氣壓力。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將第一空氣壓力改變?yōu)椴煌牡诙諝鈮毫Φ牟襟E還包括基于一種算法來計算第二空氣壓力。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將第一空氣壓力改變?yōu)椴煌牡诙諝鈮毫Φ牟襟E還包括根據(jù)存儲于存儲器中的查閱表來決定第二空氣壓力。
全文摘要
一種用于分配受控圖樣的液體材料的設(shè)備，液體材料諸如熱熔膠，該設(shè)備包括泵、與泵相連的液體涂覆器、位于涂覆器與泵之間的液體流道中的壓力傳感器、以及與壓力傳感器相連的控制器。該泵以可變的壓力將液體供給到液體涂覆器。該壓力傳感器檢測液體的壓力并產(chǎn)生指示所檢測到的壓力的信號。該控制器接收該信號并根據(jù)接受到的信號來改變從涂覆器排出的工藝空氣的壓力。
文檔編號B05C11/10GK1806936SQ20061000623
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日
發(fā)明者魯本·布羅克, 格雷格·克拉克, 保羅·施米特 申請人:諾信公司