一种加工漆辊覆盖织物和条带材料的系统和方法与流程

本申请是于2018年5月1日提交的美国专利申请no.15/986,476的部分延续案，而美国专利申请no.15/986,476是于2017年8月14日提交的美国专利申请no.15/676,507的延续案，其全部公开内容通过引用并入本文。

本发明主要涉及漆辊制造领域，尤其涉及一种在制造漆辊的过程中使用穿孔面料的新型机器和工艺过程。

附图说明

从附图所示的优选实施例的以下描述中可以明显看出本发明的目的、特征和优点，其中附图中的参考字符在各个视图中指的是相同的部件。附图不一定是按比例绘制的，而是为了强调说明本发明的原理。

图1示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中使用单个挤出机通过双条带工艺来给两个涂覆器供给。

图2示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中使用分流装置通过双条带工艺将熔融材料引流到两个涂覆器上。

图3示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中分别使用两个单独的挤出机通过双条带工艺来供给两个相应的涂覆器。

图4示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中使用单个挤出机通过单条带工艺来给两个涂覆器供给。

图5示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中使用分流装置通过单条带工艺将熔融材料引流到两个涂覆器上。

图6示出了一张根据一个实施例用于制造漆辊的机器和工艺过程的俯视图，其中分别使用两个单独的挤出机通过单条带工艺来供给两个相应的涂覆器。

具体实施方式

现将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中有说明。以描述和附图是说明性的，不具有限制性。为了使得理解更全面，描述了大量具体的细节。然而，在某些情况下，为了避免模糊描述，对于公知的或常规的细节不做描述。本公开中引用的某个或一个实施例不一定是引用了同一实施例；并且，这样的引用指至少一个。

该机器和工艺程序可配置为使用与漆辊制造设备分开的设备中离线预穿孔的布套，或者可以配置成在漆辊制造过程时线上穿孔织物。参照图1，示出了根据一个实施例的漆辊制造系统101和用于制造漆辊的工艺。漆辊制造系统101包括连续分配可缠绕宽度的漆辊覆盖织物的覆盖分配器122，所述漆辊覆盖织物具有背侧和涂覆器侧。可以用织物支撑和推进装置124来支撑织物并在织物向前，背面朝上越过织物支撑装置前进时保持漆辊覆盖织物的宽度方向尺寸。

织物涂层涂覆器113被配置为将涂层施加到漆辊覆盖织物的背侧。如图所示，织物涂层涂覆器可以是位于与漆辊制造设备分开的设备处的机器的一部分，或者可以与漆辊制造机器和工艺相关联。织物涂层涂覆器定位为在织物由织物支撑和推进装置124支撑的同时将涂层涂覆到漆辊覆盖织物的背侧。应该注意的是，无论织物是否已经具有背衬，或者本工艺是否通过将涂层涂覆到未涂覆织物的背面而产生背衬，都将涂层涂覆到织物的背侧。织物涂层涂覆器可以被配置为将连续或非连续的材料涂层涂抹到漆辊覆盖织物上。非连续涂层的示例包括但不限于涂层材料的条带。此外，织物涂层应用可以被配置为除了涂层材料之外，还将诸如网格材料之类的附加材料施加到织物背侧。在一个实施例中，通过织物涂层涂覆器将网状材料和连续的材料涂层施加到漆辊盖材料上。在一个实施例中，通过织物涂层涂覆器将网状材料和非连续的材料涂层施加到漆辊盖材料上。压缩辊126位于织物涂层涂覆器的下游，并且被配置成在涂层已经被施加到漆辊覆盖织物的背侧之后对涂层施加压力。在一个实施例中，当织物由织物支撑和推进装置支撑时，压缩辊126被定位为在涂层上提供压力。在一个实施例中，压缩辊126定位成在织物支撑和推进装置支撑织物的位置下游的涂层上提供压力。在一个实施例中，织物支撑和推进装置124以例如45度的角度朝压缩辊126向下倾斜。在一个实施例中，织物支撑装置124的角度在30度和60度之间。在一个实施例中，织物支撑装置124的角度在20度和80度之间。在一个实施例中，织物支撑和推进装置124朝压缩辊126向上倾斜。在一个实施例中，压缩辊126在一个或多个附加漆辊或表面(未示出)的帮助下配置，以在织物支撑和推进装置支撑织物的区域下游的涂层上提供压力。在一个实施例中，两个或更多个漆辊之间的皮带(未示出)可以用作这样的表面(在这种情况下是曲面)，作为对压缩辊的辅助，从而允许在压缩辊126的较大部分上施加压力。

心轴121，其可以由心轴冷却器133冷却，以便于条带以螺旋方式围绕心轴移动，而不会将条带粘在心轴上并且具有较低的阻力。

第一和第二条带分配器116、118配备成连续分配第一和第二可缠绕宽度的条带材料117、119。引导系统(未示出)可用于引导第一和第二条带从第一和第二条带分配器缠绕在心轴上，并引导漆辊覆盖织物从织物支撑装置缠绕在第一和第二条带117、119上。第二条带119和/或第一条带117可以是实心条、穿孔条或浮雕条(例如，具有凹陷的的区域)。

粘合剂涂覆器115配置成将粘合剂(可以是胶水、聚合物或复合聚合物)涂覆在第一和第二可缠绕条带117、119的几乎所有外侧上，该位置在涂覆的漆辊覆盖织物125缠绕在第一和第二条带周围的位置上游。

压缩和推进装置129，用于在漆辊覆盖织物125缠绕在第一和第二条带117、119上之后，向内施加垂直于心轴的压力，并沿着心轴121推进第一和第二可缠绕条带和涂覆的漆辊覆盖织物。

在一个实施例中，该机器包括挤出机103，该挤出机103可以配备为通过y形适配器105挤出粘合剂材料。在一个实施例中，当材料通过y形适配器105挤出时，材料为熔融材料。在一个实施例中，熔融材料通过软管109和111被分别推送到织物涂层涂覆器113和条带涂层粘合剂涂覆器115。织物涂层涂覆器113和/或条带涂层涂覆器115可以包括用于将液体粘合剂涂覆到织物上的任何设备，包括模头、喷雾器、刷子、挤出机等。

材料的内带117和外带119以偏移关系围绕心轴121螺旋缠绕。在一个实施例中，偏移关系约为50％，即，一条带的中心在另一条带的中间以下或之上(视情况而定)的位置处缠绕。在一个实施例中，偏移关系至少为5％，以防止内带和外带的接缝对齐。5％的偏移关系指的是使接缝远离条带边缘至少5％的条带宽度。在一个实施例中，内带117的整个内表面与心轴121接触。在一个实施例中，外带119的任何部分都不接触心轴121。

内带117和外带119可以包括任何弹性材料，以便螺旋缠绕在心轴上。在一个实施例中，所述条带包括聚丙烯。在一个实施例中，条带包括聚丙烯和碳酸钙的化合物。条带的各种配方可以在申请人于2015年7月1日提交的第14/789，723号美国专利申请及其引用的参考文献中找到，其全部公开内容通过引用并入本文。挤出到织物上的树脂可以包括，例如(1)通用聚丙烯，(2)聚丙烯混合物，有效熔体流动速率(mfr)为20-140克/10分钟。(3)碳酸钙(caco3)和聚丙烯的混合，caco3的使用范围为10-66％caco3，或(4)碳酸钙与聚丙烯的混合物的混合(mfr高，范围为700-1400g/10min)，caco3范围为10-66wt％caco3，有效的总mfr为20-140g/10min。

在一个实施例中，内带117的外表面和外带119的外表面由条带涂层涂覆器115用粘合剂涂覆。在一个实施例(未示出)中，条带涂层涂覆器115包括两个分开的条带涂层涂覆器，一个用于涂覆两个带117、119中的每一个。因此，可以由相同的涂覆器或者在另一实施例中由两个分开的涂覆器来执行两条带的每一条带的外部的这种涂覆。如图1所示，一个或多个条带的涂覆由单个涂覆器执行。在一个实施例中，仅内带117的外表面由条带涂覆器115涂覆粘合剂。在一个实施例中，条带涂层涂覆器115将粘合剂涂抹到内带的外表面或外带的内表面，使得粘合剂在涂抹之后在内带和外带之间结束。在一个实施例中，条带涂层涂覆器115将粘合剂涂抹到内带的外表面或外带的内表面，使得粘合剂在涂抹之后在内带和外带之间结束，并且当外带119和涂覆织物覆盖物125聚集在心轴上时，不设置由织物涂覆器113涂覆的液体粘合剂。在一个实施例中，条带涂层涂覆器115将粘合剂涂抹到外带的外表面或涂覆织物125的内表面，使得粘合剂在涂覆后在外条和涂覆之间结束。在一个实施例中，涂覆外带119(或单条实施例中的唯一条)的外表面的一部分(而不是整个外表面)。在一个实施例中，外带119的整个外表面都被涂覆。在每种情况下，条带涂层涂覆器115可以被配置为将连续或非连续的材料涂层涂覆到条带。非连续涂层的示例包括但不限于材料的网状、涂层材料的条带。另外，条带涂覆器可以被配置为除了涂覆材料之外还涂抹其他材料，例如网状材料。在一个实施例中，网状材料和材料的连续涂层由条带涂层涂覆器115涂覆。在一个实施例中，网状材料是树脂网。在一个实施例中，只涂覆内带117的外表面的一部分。在一个实施例中，内带117的整个外表面都被涂覆。

在一个实施例中，覆盖织物材料123通过织物支撑和推进装置124输送。织物支撑和推进装置124可以可选地包括拉伸装置，诸如伸缩架，其中沿机器方向和/或横向拉伸织物(例如，通过一系列相继较宽的间隔销)，以打开织物的纤维之间的间隙。织物支撑和推进装置124可以被配置为在该装置支撑织物的至少一部分时间内保持织物的纵向和/或宽度尺寸。在一个实施例中，织物的纵向和/或宽度尺寸是拉伸尺寸，即，大于织物的原始尺寸。在一个实施例中，织物的纵向和/或宽度尺寸是未拉伸的尺寸。在一个实施例中，然后将织物材料123送入织物涂层涂覆器113下方或穿过织物涂层涂覆器113，在该涂覆器113中用织物粘合剂涂覆织物材料123。在一个实施例中，然后在织物支撑和推进装置124保持织物涂层涂覆器113的一个或多个尺寸的同时，将织物材料123送入织物涂层涂覆器113下面或穿过织物涂层涂覆器113。在一个实施例中，粘合剂与覆盖材料具有反应性(例如，热反应性)，因为在涂抹粘合剂时，无支撑的织物材料会改变尺寸。在一个实施例中，织物支撑和推进装置124抵抗该反应，并保持织物尺寸不变。在一个实施例中，通过阻挡反应，织物支撑和推进装置124允许更多的粘合剂填充织物中的间隙空间。在一个实施例中，通过阻挡反应，织物支撑和推进装置124在织物中产生更大的间隙空间，粘合剂可以流入其中。在一个实施例中，当织物保持尺寸(例如，拉伸或未拉伸)时涂覆粘合剂将允许额外的熔融粘合剂进入织物孔隙，从而锁定已知会脱落的漆辊织物纤维，从而减少通过该工艺制造的漆辊中的脱落。

穿孔漆辊140构造成在织物上穿孔，从而形成粘合剂可以流过的空间。在一个实施例中，穿孔漆辊140包括多个间隔开的穿孔器，这些穿孔器可以包括穿孔销，这些穿孔销可以打孔穿过织物，从而产生粘合剂可以流过的空间(例如，孔)。在一个实施例中，穿孔器在远端(远离穿孔漆辊)处是锋利的，并且被配置为使得它们可以延伸穿过织物的背衬层。为了使粘合剂充分渗透到织物中，应该考虑几个因素。大多数漆辊织物背衬的厚度约为0.30英寸至0.5英寸。在一个实施例中，机器、粘合剂和工艺被设计成使得粘合剂以该定量而不是更多的量穿透织物。通常希望树脂穿过背衬并帮助纤维粘附到树脂和织物背衬的其余部分。

在一个实施例中，穿孔漆辊上的穿孔器是比通常用于热穿孔的直径更宽的销。在一个实施例中，使用直径为0.010英寸至0.018英寸的穿孔销。直径在0.06英寸到0.08英寸之间的穿孔器可能无法提供足够大的面积让树脂穿透上述织物背衬。针头可以有浅锥度或深锥度，但穿孔直径最好保持不变。在一个实施例中，销彼此水平地、点对点地设置为间隔0.12英寸-0.24英寸距离，并且垂直地、点对点地设置为间隔0.16英寸-0.24英寸mm。

在一个实施例中，织物在其背衬面向穿孔漆辊的情况下通过穿孔漆辊下方，并且织物在穿过穿孔漆辊下方时由压缩辊支撑。压缩辊可以由多种材料制成，例如硅胶或密集包装的坦皮科纤维。

在一个实施例中，加热穿孔漆辊以更好地对织物背面进行穿孔以及更好地对织物进行加工。最适合穿透的温度在360华氏度到450华氏度之间，尽管使用的温度可能取决于穿孔织物的类型。可以使用内阻加热器，因为区域加热器可能会烧毁织物的纤维。

为了确保用于涂覆织物背面的树脂充分渗透织物背面并与纤维接触，应使用自由流动的树脂。在一个实施例中，使用具有100-400g/10min的有效(最终，在任何混合之后)熔体流动速率(mfr)范围的混合聚丙烯树脂。在一个实施例中，使用具有120-220g/10min的有效mfr范围的复合聚丙烯树脂。在一个实施例中，使用具有130-180g/10min的有效mfr范围的复合聚丙烯树脂。如果未将mfr树脂与填料材料混合在一起，则可以使用较低的mfr树脂；如果使用具有较大百分比的填料的复合材料，或者与可大大提高混合树脂粘度的填料一起使用，则可以使用较高的mfr树脂。因此，在一个实施例中，使用具有20-140g/10min的有效mfr的未混合树脂。在一个实施例中，使用与大百分比的填料(大于50wt％)混合的树脂，其有效mfr为140-400g/10min。填充剂可以包括例如碳酸钙。

在一个实施例中，穿孔器被配置为使得它们可以延伸穿过织物的背衬层并在其中产生空间或孔。在一个实施例中，在背衬中产生的空间或孔大体上是均匀间隔的。在一个实施例中，在背衬中产生的空间或孔通常在中心上均匀间隔1/8”和1/4”。在一个实施例中，空间或孔具有足够的大小以允许粘合剂进入并因此将漆辊纤维锁定在设置上。在一个实施例中，空间或孔的直径在1/32”和3/32”之间。在一个实施例中，空间或孔的跨度至少为1/64”，在一个实施例中，空间或孔的跨度不超过1/16”。在一个实施例中，空间或孔的直径不超过7/64”。在一个实施例中，空间或孔通常是圆形的，或者通常是方形的，或者通常是三角形的。在一个实施例中，当织物支撑和推进装置124在尺寸上保持织物时，穿孔漆辊140与织物接合。在一个实施例中，穿孔漆辊140包括多个间隔开的穿孔器，这些穿孔器实际上并不穿孔织物，而只是将织物的纱线推到一边，从而形成粘合剂可以流过的空间。这在针织面料上特别有用。在一个实施例中，可以提供穿孔漆辊，该穿孔漆辊不是织物支撑和推进装置124的一部分，而是位于其上游或下游。在一个实施例中，穿孔漆辊位于织物涂层涂覆器113的上游。在一个实施例中，不是辊形式的穿孔器用于在织物背衬上穿孔或重新排列纱线(例如，以产生孔隙)，当由织物涂层涂覆器113施加时，粘合剂可以进入其中。

在一个实施例中，当织物材料123被继续拉伸时，织物材料123在织物涂层涂覆器113下面或通过织物涂层涂覆器113输送。在一个实施例中，此后(例如，通过压缩辊126)施加压力。在一个实施例中，在粘合剂凝固之前(例如，通过压缩辊126)施加压缩力。在一个实施例中，所使用的粘合剂通过冷却(例如，熔融的聚合物)进行固化，并且压缩辊126帮助冷却粘合剂，从而有助于固化过程。在一个实施例中，压缩辊126保持在低于粘合剂温度的温度。在一个实施例中，压缩辊126被冷却以帮助凝固过程。在一个实施例中，压缩辊126保持在胶粘剂的温度或接近胶粘剂的温度，以防止压缩辊126导致胶粘剂凝固，并允许胶粘剂在制造过程中在较长时间内继续未固化(例如，直到它与外带119的外表面接触为止)。然后将涂覆织物125缠绕在外带119的外表面上。

在一个实施例中，在上述工艺中使用覆盖织物材料123之前，可以在覆盖织物材料123的背面涂抹胶水作为粘合剂。可选地，除了涂抹的织物粘合剂之外，还可以通过织物涂层涂覆器113将胶水涂抹在覆盖织物材料123的背面作为粘合剂。在一个实施例中，可以通过织物涂层涂覆器113将胶水涂抹在覆盖织物材料123的背面作为织物粘合剂。可以通过热熔机涂抹胶水，使用狭缝式挤压涂布将其滴在织物的背面，或者通过任何其他已知的涂覆方法来涂抹胶水。

形成的(但可能仍然固化的)漆辊覆盖材料管127可以由电动压缩和推进装置129驱动，该装置129可以包括皮带。形成的漆辊覆盖材料管127可以前进到飞锯131，其将管切割成多个长度。在一个实施例中，管的长度可以进一步切割成用作漆辊的长度。在一个实施例中，由飞锯131切割或进一步切割的管子的长度在用作漆辊之前完成。

在一个实施例中，织物涂层涂覆器113和条带涂层涂覆器115包括两个片材模具，每个模具具有适合于涂覆对象的宽度，如本文所述。在一个实施例中，织物涂层涂覆器具有足以覆盖所有或基本上所有织物背衬的片材模具。在一个实施例中，织物涂层涂覆器具有比织物背衬更宽的片材模具。在一个实施例中，前进的涂层织物125在其朝向心轴前进时被修剪，以去除多余的涂层。

在一个实施例中，织物涂层涂覆器113和条带涂层涂覆器115包括两个均为10.5英寸宽的片状模具。在一个实施例中，两个模具的宽度都在8到13英寸之间。在一个实施例中，织物涂层涂覆器模具的宽度为3.5英寸，条带涂层涂覆器模具的宽度为10.5英寸。在一个实施例中，织物涂层涂覆器模具的宽度在2至5英寸之间。在一个实施例中，条带涂层涂覆器模具的宽度在8到13英寸之间。在一个实施例中，条带涂层涂覆器的模具具有0.040英寸宽的模具间隙，并且织物涂层涂覆器的模具具有0.025英寸宽的模具间隙。在一个实施例中，条带涂层涂覆器的模具具有宽度在0.025至0.055英寸之间的模具间隙。在一个实施例中，织物涂层涂覆器的模具具有宽度在0.010至0.040英寸之间的模具间隙。在用于制造迷你辊的实施例中，条涂覆模具的宽度在3英寸到4.5英寸之间，织物条的宽在1英寸到1.5英寸之间。

图2示出了漆辊制造系统201的替代实施例，其中使用分流装置将熔融材料的流动引导到两个涂覆器。除了挤出机203将熔融材料馈送到分流装置205，分流装置205又将来自挤出机203的一部分熔融材料引导到软管109以及将一部分材料引导到软管111之外，该实施例大体上如以上参考图1所描述的那样操作。分流装置205可以是固定阀、变动阀、齿轮泵、y型适配器或可以在两个模头之间分割来自挤出机的流量的任何其他装置。在使用可变分流装置的实施例中，分流装置可以手动可变以控制馈送到软管109的熔融材料的比例和馈送到管软管的熔融材料的比例。或者，分流装置可以是动态控制的分流装置，其根据工艺的条件或变量设置这样的比例。这样的条件和变量包括例如温度、熔融材料的粘度和所使用的粘合剂的特定化合物。在一个实施例中，通过计算导出分流装置205的分流流量。在一个实施例中，测量分流装置205的下游分流流量，并将其用于控制进入软管109、111中的每一个的分流量。

图3示出了漆辊制造系统301的替代实施例，其中双挤出机303和304用于通过软管109和111分别向两个涂覆器113和115供应熔融材料。以此方式，可以使用不同的粘合剂或粘合剂的化合物来供给两个涂覆器，其中在挤出机303中使用覆盖粘合剂，在挤出机304中使用条带粘合剂。另外，该实施例同以上参考图1描述的方式类似的方式操作。

上述方法是在用于制造漆辊的双条带工艺的上下文中描述的。本领域技术人员将认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，相同或相似的方法可以用于单条带工艺、三条带工艺等。

图4示出了图1所示的双条带机器和工艺的单条带实施例401。图5示出了图2所示的双条带机器和工艺的单条带实施例501。图6示出了图3所示的双条带机器和工艺的单条带实施例601。除了用到了单条带117而不是双条带117和119之外，这些实施例通常都按照图1，2和3所示的描述来操作。在一个实施例中，在涂覆器115施加粘合剂之前或之后，将网状层施加到条带117。

在上面图1、2和3所示的双条带机器和工艺的实施例中，可以在内带和外带之间缠绕网状层。在一个实施例中，网状层可以缠绕在外层条带和涂层织物之间。在一个实施例中，网状层可以与它下面的条带(即，更靠近心轴)对准(即，不成偏移关系)。在一个实施例中，网状层可以与其上方的条带对准(即，远离心轴)。在一个实施例中，网状层可以相对于其下面的条带具有偏移关系。在一个实施例中，网状层可以相对于其上方的条带具有偏移关系。在一个实施例中，网状层、内带和外带各自彼此成偏移关系。

本发明相对于本发明人的现有专利的优点包括但不限于以下内容。应当注意，本发明的一些而非全部实施例提供了这里的每一个优点。本发明可以提供一种用于使用涂覆的织物来制造漆辊的单条带在线工艺，而不是双条带离线工艺，从而减少了所需的时间和浪费的材料。根据本发明操作的机器可被构造成使用较少的粘合材料。根据本发明的机器可以被配置为使用用于覆盖材料的粘合剂，该粘合剂的配制不同于用于剥离材料的粘合剂。根据本发明的机器和工艺有可能减少织物“脱落”，或者至少有可能在织物和漆辊心轴的其余部分(即用于粘合的带材和树脂)之间产生更牢固的粘结。

在本说明书中，提及“一个实施例”或“该实施例”意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本公开内容的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的不同地方的出现不一定都是指同一实施例，单独的或可选的实施例也不一定与其他实施例互斥。此外，描述了可以由一些实施例展示而不是由其他实施例展示的各种特征。类似地，描述了各种要求，这些要求可以是一些实施例的要求，但不是其他实施例的要求。

如在此使用的，特别是在权利要求书中，诸如第一和第二的顺序术语本身并不意在暗示顺序、时间或独特性，而是用于区分一个要求保护的构造与另一个构造。在上下文规定的一些使用中，这些术语可能暗示第一个和第二个是唯一的。例如，如果一个事件发生在第一次，而另一个事件发生在第二次，这并不意味着第一次发生在第二次之前。然而，在权利要求中提出第二次在第一次之后的进一步限制的情况下，上下文将要求第一次和第二次是唯一时间。类似地，在上下文如此规定或允许的情况下，顺序术语旨在被广泛地解释为使得两个关联的权利要求构造可以具有相同或不同的特征。

上述实施例和优选例是用于阐释本发明的。本专利既不需要也不打算概述或定义每一种可能的组合或实施例。本发明人公开了足够的信息以允许本领域技术人员实践本发明的至少一个实施例。以上描述和附图仅是本发明的说明性说明，并且在不脱离如以下权利要求中定义的本发明的范围的情况下，部件、结构和程序的改变是可能的。例如，在不背离本发明的情况下，可以以不同的顺序来实践以上和/或以下权利要求书中描述的元素和/或步骤和/或在所附权利要求中的步骤。因此，虽然参照本发明的实施例特别示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。