具有用于对物体涂覆流体的模块化非接触式喷嘴的流体涂覆装置

摘要

提供了一种流体涂覆装置(10)、喷嘴组件(22)和在材料绳(12)上涂覆流体的方法。所述流体涂覆装置包括涂覆头(16)和喷嘴组件。所述喷嘴组件包括用于容纳材料绳的导槽(34)。所述喷嘴组件进一步包括：与导槽隔开的孔口(28)，配置为将第一流体排放到所述绳上；以及，与所述孔口相邻的至少一个出口(29)，用于排放第二流体，以使其作用于所述第一流体。所述方法包括：将所述绳放置在导槽的封闭端，使所述绳与孔口隔开预定距离，以所述预定速度通过导槽供给所述绳，将第一流体从孔口涂覆在所述绳上，以及从所述至少一个出口排放第二流体。

说明书

背景技术

以下说明涉及一种具有向移动物体涂覆流体的模块化喷嘴的流体涂覆装置，特别地，涉及一种具有向一个或多个材料绳(strands of material)涂覆粘合剂的模块化非接触式喷嘴的流体涂覆装置。

无纺布是提供特定功能，例如，吸收性、拒液性、弹性、拉伸性、柔软性、强度、阻燃防护性、易清洗性、缓冲性、过滤性，被用作细菌屏障和无菌用途，的工程织物。与其他材料相结合，无纺布材料可提供具有多种特性的一系列产品，可单独使用，也可作为卫生服装、家纺、保健、工程、工业和消费品的部件。

可在无纺布材料上放置和粘合多个松紧绳，以(例如)允许物品或人周围的弹性配合。可利用胶纤维形式的粘合剂将绳粘合在无纺布上。在一种配置中，通过粘合剂涂覆装置上的喷嘴供给绳。喷嘴可包括多个出口，可通过该多个出口排放胶纤维。可通过单独出口排放第二流体，例如，空气，以控制胶纤维的涂覆，从而在绳经过喷嘴时胶纤维摇摆地跨越各个绳。特别地，用于排放空气的出口可被放置在排放胶纤维的出口的相对侧，从而使每个胶排放出口具有两个空气排放出口。在该配置下，绳与喷嘴的各个排放出口隔开大约5-8毫米(mm)。即，胶纤维通过该大约5-8mm的间隙排放以涂覆在绳上。

但是，由于排放出口与绳之间存在间距，难以确保排放的胶纤维充分地容纳在绳上。另外，难以确保绳被放置在粘合剂的最有效涂覆到其上的位置处。因此，排放的一部分胶纤维可能会被排放到绳之外，而非涂覆到绳上。这种情况一般称为过喷。过喷会导致胶在绳上的无效涂覆，从而使排放的一部分胶未被使用。继而，可能导致材料成本的增加。另外，胶涂覆图案可能无法精确地控制，导致在成品中增加蠕变。另外，为了在绳上获得可接受的胶涂层，经过喷嘴供给绳的速度不应超过400米每分钟(mpm)。

由此，需要提供一种具有模块化喷嘴的流体涂覆装置，该模块化喷嘴可在减少过喷的同时在较高速度下将流体(例如，粘合剂)以非接触方式涂覆到移动物体上。

发明内容

根据一个方面，提供了一种流体涂覆装置，包括涂覆头和与涂覆头流体连接的喷嘴组件。所述喷嘴组件包括配置为容纳材料绳的导槽。所述导槽包括开口端和封闭端。喷嘴组件还包括：与导槽隔开的孔口，所述孔口配置为将第一流体排放到绳上；以及与孔口相邻的至少一个出口，所述至少一个出口配置为排放第二流体，以使其作用于第一流体。所述导槽的封闭端限定挡块，所述挡块配置为使绳与孔口隔开预定距离，以便从孔口经过所述预定距离将第一流体排放到绳上。

根据另一个方面，提供了一种流体涂覆装置的喷嘴组件，所述喷嘴组件用于将至少一种流体涂覆到材料绳上。所述喷嘴组件包括导板，所述导板具有配置为容纳材料绳的导槽，所述导槽具有开口端和封闭端。所述喷嘴组件还包括配置为将第一流体排放到材料绳上的孔口，以及放置成与孔口相邻的至少一个出口，所述至少一个出口配置为排放第二流体，以控制第一流体在材料绳上的涂覆。所述导槽在所述绳的行进方向上与孔口隔开。所述导槽的封闭端限定挡块，所述挡块配置为使所述绳与孔口隔开预定距离，以便从孔口经过所述预定距离将第一流体排放到所述绳上。

根据又一个方面，提供了一种用喷嘴组件将流体涂覆在材料绳上的方法，所述喷嘴组件包括导槽，所述导槽配置为容纳经过导槽的物体。所述导槽包括开口端和封闭端。所述喷嘴组件进一步包括与封闭端隔开并配置为从其中排放第一流体的孔口，以及配置为从其中排放第二流体的至少一个出口。所述方法包括：将物体放置在导槽的封闭端，以使物体与孔口隔开预定距离；以预定速度通过导槽供给物体；将第一流体从孔口经过所述预定距离涂覆在物体上。所述方法进一步包括：从所述至少一个出口排放第二流体，以控制第一流体在所述绳上的涂覆。

根据以下说明，结合附图页，本公开的其他目的、特征和优点将显而易见，附图中的相似编号表示相似的部分、元件、部件、步骤和过程。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的具有非接触式喷嘴组件的流体涂覆装置的透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的流体涂覆装置的非接触式喷嘴组件的主视图；

图3是根据本发明的一个实施例的具有非接触式喷嘴组件的流体涂覆装置的透视图；

图4是根据本发明的一个实施例的具有非接触式喷嘴组件的流体涂覆装置的透视图；以及

图5是在物体上涂覆流体的方法的示意图。

具体实施方式

尽管本公开允许各种形式的实施例，但是附图中示出并且将在下面描述一个或多个实施例，应理解，本公开将视为仅为说明性的，并非旨在将本公开限制于所描述或所图示的任何特定实施例。

图1是根据本发明的一个实施例的流体涂覆装置10的透视图。流体涂覆装置10可用于在物体上涂覆流体。例如，流体涂覆装置10可在物体上涂覆第一流体F1(见图2)。第一流体F1可为粘性流体，该粘性流体是粘度在10至50,000厘泊(cps)之间的被加热或未被加热的液化材料。第一流体F1可为(例如)粘合剂，物体可为(例如)弹性或非弹性材料绳12。即，在一个实施例中，流体涂覆装置10是绳涂覆系统的一部分。可将粘合剂涂覆在绳12上，以使绳12可粘合在基底14上，例如，无纺布材料上。在一个实施例中，绳12可由弹性材料制成，在涂覆第一流体F1时，绳12可处于拉伸状态或松弛状态。材料绳12可为(例如)斯潘德克斯弹性纤维、橡胶或其他类似弹性材料。

根据本发明的一个实施例，流体涂覆装置10包括涂覆头16。涂覆头16可包括第一流体提供单元18、第二流体提供单元20和喷嘴组件22。第一流体提供单元18配置为容纳来自第一流体F1源(未示出)的第一流体F1，第二流体提供单元20配置为容纳来自第二流体源(未示出)的第二流体F2(如图2所示)。喷嘴组件22与第一流体提供单元18流体连接，即，流体连通。喷嘴组件22还可与第二流体提供单元20流体连接，即，流体连通。由此，喷嘴组件22可容纳来自第一流体F1提供单元18的第一流体F1和来自第二流体提供单元20的第二流体F2。

在某些实施例中，涂覆头16还可包括转接器24，转接器24固定在第一流体提供单元18与第二流体提供单元20的至少一个上。转接器24放置成与喷嘴组件22相邻，与喷嘴组件22流体连接，即，流体连通。另外，转接器24与第一流体提供单元18和第二流体提供单元20之一或两者流体连接，以使喷嘴组件22可通过转接器24容纳第一流体F1和第二流体F2。即，转接器24与第一流体提供单元18和第二流体提供单元20的至少一个以及喷嘴组件22流体连通。转接器24配置为使喷嘴组件22固定在其上，以使喷嘴组件22可相对于涂覆头16恰当地放置和定向，以便将第一流体F1涂覆在材料绳12上。应理解的是，本发明并不限于该配置，喷嘴组件22可固定在涂覆头16、转接器24或涂覆头16的其他相邻部件上。

涂覆头16还可包括流量控制模块26。流量控制模块26可包括一个阀门或一系列阀门，以调节分别来自第一流体提供单元18和第二流体提供单元20的第一流体F1和第二流体F2到喷嘴组件22的流量。在某些实施例中，转接器24和流量控制模块26实施为同一单元。该单元在第一和第二流体提供单元18,20之一或两者与喷嘴组件22之间提供粘合剂路径。该单元，即组合的转接器24和流量控制模块26，还可包括开始和停止粘合剂流动的阀门。

图2是根据本发明一个实施例的喷嘴组件22的主视图。如图2所示，喷嘴组件22包括至少一个孔口28。第一流体F1可通过孔口28排放，以涂覆在绳12上。孔口28可约为0.016-0.02英寸(in.)宽，但并不限于此。例如，孔口28的宽度可以变化以适应不同尺寸的绳12。可以理解的是，在孔口28的形状为圆形的实施例中，孔口28的宽度可指直径，或者在其他实施例中，可指跨越非圆形形状，例如，方形或矩形，的中心点测量的宽度。具有至少一个与每个材料绳12相关联的孔口28。在某些实施例中，具有一个与每个材料绳12相关联的孔口28。即，每个孔口28可将第一流体排放到相应的材料绳12上。

如上所述，第一流体F1可为粘合剂，例如，热熔胶。粘合剂可从孔口28以细丝或纤维的形式排放，以涂覆在绳12上。第一流体经过孔口28与绳12之间的间隙G1排放。在一个实施例中，间隙G1可为0-3mm，优选为1-2mm，或在另一个实施例中为0-2mm。第一流体F1可以作为基本连续的细丝或纤维从孔口28排放，但也可间歇地不连续排放，只要第一流体F1充分地涂覆到绳12上以允许绳12稳固地粘合在衬底14上。可加热涂覆头16以融化第一流体F1或将第一流体F1保持在熔化状态。例如，可加热第一流体提供单元18、第二流体提供单元20和/或喷嘴组件22，并且因此，它们可向外散热。涂覆头16还可包括加热器。

喷嘴组件22还可包括配置为排放第二流体F2的至少一个出口29。第二流体F2可为(例如)空气，并可用于在将第一流体涂覆在绳12上时控制第一流体的涂覆，或以其他方式作用于第一流体，以改变第一流体的排放路径。例如，第二流体可在涂覆第一流体时使其摆动。由此，第一流体可以所需图案的方式涂覆在绳12上。

在某种程度上可设置一至六个与每个孔口28相关联的空气出口29，该空气出口29用于控制或改变第一流体F1从孔口28的排放。优选地，多于一个出口29与每个孔口28相关联。可沿同一个面或线设置出口29和孔口28。可替代地，可沿与孔口28不同的线或面设置出口。在一个实施例中，有至少两个配置为排放第二流体F2并与排放第一流体F1的每个孔口28相邻的出口29。可从与每个孔口28相邻的出口29排放第二流体F2，以使第一流体F1摇摆，并以所需图案涂覆在绳12上。例如，第一流体F1可以基本为正弦形图案涂覆在绳12上。但是，本公开并不限于该配置，可以其他图案涂覆第一流体F1。例如，可由第二流体摇摆或摆动第一流体，从而以(例如)重复、不重复、不规则和/或不对称图案涂覆第一流体。在某些示例中，可从与孔口28相邻的出口29可替代地排放第二流体F2。即，可控制第二流体F2的排放，使其在出口29之间以交替或部分重叠的方式开始和停止，或可从出口29连续提供。如上所述，可从孔口28连续地或间歇性地排放第一流体F1。在第二流体F2的辅助或控制下将第一流体F1涂覆在绳12上时，可通过第二流体F2断开第一流体F1的连续流，从而间歇地将第一流体F1涂覆在绳上。

图3是根据本发明的一个实施例的流体涂覆装置10的透视图。参考图1和图3所示，流体涂覆装置10进一步包括绳啮合装置30。绳啮合装置30可与涂覆头16一体成型。可替代地，可利用合适的紧固件，包括但不限于螺栓、螺钉、铆钉、粘合剂、焊接等，将绳啮合装置30固定在涂覆头16或流体涂覆装置10的其他部件上。绳啮合装置30配置为啮合绳12，并根据流体涂覆装置10的线路状态(动态或静态)将绳12朝向或远离涂覆头16和喷嘴组件22移动，如下文进一步讨论的。

仍参考图1和图3，喷嘴组件22包括导板32，导板用于协助将绳12相对于喷嘴组件22的孔口28和出口放置。导板32包括可通过其供给绳12的至少一个导槽34。导槽34可形成为基本倒v形，其中导槽34的开口端36与倒v形的较宽部分对应，导槽的封闭端38与倒v形的较窄部分对应。封闭端38可作为绳12的限位块或挡块，以将绳12放置在相对于孔口28和出口的预期位置，从而涂覆第一流体F1。即，封闭端38可作为挡块，以将绳12放置为与孔口28相距预定距离或间隙G1。绳12可与封闭端38接触，或放置为靠近封闭端38。绳12与孔口28之间的预定距离或间隙G1是可使过喷减少或最小化的距离或间隙。在绳12的行进方向上，可将至少一个导槽34放置在喷嘴组件22的孔口28的前方。

根据本发明的一个实施例，至少一个导槽34可包括三个导槽34。但是，可以理解的是，导槽34的数量可改变，并不限于上述示例。每个导槽34与喷嘴组件22的对应孔口28相关联。即，每个导槽34与喷嘴组件22的对应孔口28基本对准。例如，在绳12的行进方向上，各个导槽34的封闭端38可与各个孔口28对准。每个导槽34配置为容纳不同的绳12，尽管可设想到每个导槽34内也可容纳多于一个绳12。

在一个实施例中，喷嘴组件22包括本体部分22a，导板32与本体部分22a单独成型。导板32可由固定在转接器24上的第一凸缘40和从第一凸缘40下垂的第二凸缘42构成。至少一个导槽34可形成于第二凸缘42。导板32可利用已知的紧固技术固定在转接器24上，并可独立于本体部分22a而移除，以进行更换和/或维修。可替代地，导板32可与喷嘴组件22的本体部分22a一体成型。例如，导板32可包括凸缘，凸缘从形成有导槽34的本体部分22a下垂。在另一个实施例中，可将导板32可移除地固定在喷嘴组件22上。即，在一个实施例中，可通过将导板32选择性地以可拆除的方式固定在喷嘴组件22的本体部分22a上以使导板32与喷嘴组件22一体成型。例如，可利用已知的合适的紧固件将导板32直接固定在本体部分22a上。由此，可将导板32独立于本体部分22a从喷嘴组件22上移除，以便进行更换或维修。

进一步参考图3，绳啮合装置30包括配置为支撑和/或引导绳12的啮合臂44。啮合臂44是可调节的，以在各个导槽34内移动绳12，从而相对于各个孔口28和出口精确地放置绳12。

图3示出了处于第一位置的啮合臂44。图4是啮合臂44处于第二位置的流体涂覆装置10的透视图。即，啮合臂44在如图3所示的第一位置与如图4所示的第二位置之间可调节。第一位置对应于啮合臂44与涂覆头16隔开第一距离的位置。第一距离足够大以防止或限制绳12由于涂覆头16和/或喷嘴组件22散发出的热量而被损坏(例如，烧穿)。例如，处于第一位置的啮合臂44可将绳12与涂覆头16的热源隔开大约3-5mm。在静态线路状态下，绳未被供给通过喷嘴组件22，当流体涂覆装置10处于静态线路状态时，将啮合臂44移动到第一位置，并将啮合臂44保持在第一位置可以是有利的。

第二位置对应于啮合臂44与涂覆头16隔开小于第一距离的第二距离的位置，以使绳12被移动为更靠近涂覆头16和各个孔口28。在一个示例中，啮合臂44的第二位置将绳放置在离各个喷嘴组件22的孔口28大约1-3mm处，更优选地，1-2mm处。即，啮合臂44的第二位置通常与间隙G1对应，通过间隙G1将第一流体F1涂覆在绳12上。当流体涂覆装置10处于动态线路状态时，将啮合臂44移动到第二位置，并将啮合臂44保持在第二位置可以是有利的，由此可将第一流体F1有效地涂覆在材料绳12上。

仍参考图3和图4，可利用致动组件48调节啮合臂44。致动组件48可为(例如)气控活塞50和气缸52。例如，活塞50可响应于将空气或其他气体引入气缸52而在气缸52内可移动。活塞50可直接或间接连接至啮合臂44，以便活塞50在气缸52内外的移动使啮合臂44朝向或远离涂覆头16移动。

仍参考图3和图4，喷嘴组件22可形成为模块化单元。即，可选择性地将喷嘴组件22从流体涂覆装置10上移除和固定在其上。例如，可选择性地将喷嘴组件22从涂覆头16上移除和固定在其上，更特别地，在某些实施例中，可选择性地将喷嘴组件22从转接器24上移除和固定在其上。由此，在需要或要求较新的或不同的喷嘴组件时，可更换喷嘴组件22。可利用至少一个固定元件74(图4)选择性地将喷嘴组件22从流体涂覆装置10上移除和可固定在其上。在一个示例性实施例中，喷嘴组件22包括至少一个从其中延伸的固定开口76，每个固定开口76配置为容纳各个固定元件74。

进一步参考图3和图4，在一个实施例中，喷嘴组件22可包括两个固定开口76，每个固定开口76配置为容纳各个固定元件74。但是，可以理解的是，固定开口76的数量并不限于上述示例。个别固定开口76可形成为通过喷嘴组件22延伸的开口或槽。开口或槽的外围可封闭，或具有沿喷嘴组件22的边缘的开放侧。固定元件74通过固定开口76延伸，并容纳在流体涂覆装置10的对应孔(未示出)内，以将喷嘴组件22固定在涂覆头16上。这允许流体涂覆装置10和喷嘴组件22的模块化设计，因此可在不改变或更换流体涂覆装置10上的额外零件的情况下更换喷嘴组件22。

在使用中，可经过喷嘴组件22，特别是经过孔口28供给至少一个绳12。如上所述，该至少一个绳12跨越绳啮合装置30的啮合臂44延伸。致动组件48对啮合臂44的移动将该至少一个绳12在对应导槽34内朝向孔口28移动到与孔口28相距大约0-2mm的位置，以便将粘合剂涂覆在绳12上。致动组件48还可在(例如)流体涂覆装置10处于静态线路状态期间控制啮合臂44，以使其移动远离孔口28。

可通过喷嘴组件18中的第一导管(未示出)将粘合剂容纳在孔口28中。第二流体F2或空气可通过第二导管(未示出)容纳在放置为与孔口28相邻的出口29中。粘合剂通过孔口28排放，从而涂覆在材料绳12上，并且空气可从出口29排放，以使粘合剂在涂覆期间摆动，以便在通过孔口28供给绳时跨越绳12涂覆粘合剂。粘合剂可作为细丝从孔口28排放，以涂覆在材料绳12上。

在上述示例中，绳12可由流体涂覆装置10以高于传统非接触式喷嘴涂覆的速度进行供给。例如，可以在400-1000mpm范围内的速度通过喷嘴组件22供给绳12。在一个示例中，线速可为400-800mpm，尤其可约为700mpm。这可与(例如)每分钟1000-1500件产品的生产率对应。与传统非接触式喷嘴组件相比，上述示例中的线速较高的部分原因是绳12距离孔口28较近。即，将材料绳放置为与各个孔口28相距较近距离(优选地，0-2mm)可增加线速，同时仍然保证在绳上涂覆充足的粘合剂。即，通过将材料绳12放置为更靠近孔口28可减少过喷，从而允许第一流体在材料绳12上的更有效的涂覆，继而允许以较高线速供给绳12。可通过绳啮合装置30和导槽34的封闭端38协助适当地放置绳12。另外，与传统非接触式配置相比，可增加孔口28的宽度，以更有效地涂覆第一流体。

如上所述，可通过出口排放第二流体F2，以控制第一流体F1或粘合剂在材料绳12上的涂覆。例如，第二流体F2可使第一流体F1摆动，从而以基本为正弦形图案将第一流体F1涂覆在材料绳12上。也可通过改变第二流体F2的排放来涂覆其他图案。使用正弦形图案，第一流体F1在绳12上的涂覆范围更广。另外，该图案可使绳12沿绳的长度以离散点或段的方式，而不是沿绳的整个长度，粘合在衬底14上。由此，绳可独立于衬底14在粘合点或段之间拉伸或松弛。

图5是将第一流体F1(例如，粘合剂)涂覆在移动物体(例如，材料绳)上的方法的示意图。方法通常如S200所示，并可在上述喷嘴组件18中进行。在一个实施例中，如S210所示，该方法包括：将物体或绳12放置在导槽的封闭端38，以使物体或绳与孔口28隔开预定距离或间隙G1。绳12可放置(例如)在距孔口28l-3mm处，更优选地，1-2mm处。在S220中，以预定速度通过导槽和孔口28供给物体或绳12。可以高达约1000mpm的速度由孔口供给绳24。在一个实施例中，孔口28以大约700mpm的速度供给物体或绳12。在S230中，将第一流体F1从孔口28涂覆在物体或绳12上。第一流体F1可为粘合剂，可以作为粘胶长丝从孔口28排放。可以非接触式方式将粘合剂涂覆在材料绳12上。在S240中，可从与孔口28相邻的至少一个出口29排放第二流体F2，以使第一流体F1摆动，从而以所需图案将第一流体F1涂覆在材料绳12周围。例如，第一流体F1可通过第二流体F2摆动，以使一流体F1以大致为正弦形图案涂覆在绳上。根据基底(即，无纺布材料或物体，其上将要粘合绳12)所需的涂覆量的不同，可在绳12的拉伸状态或松弛状态下将第一流体F1涂覆在绳12上。

在上述实施例中，喷嘴组件22形成为非接触式喷嘴组件。在非接触式喷嘴组件中，第一流体F1从孔口28经过间隙排放，从而被容纳在材料绳12上。即，在非接触式喷嘴中，在流体涂覆过程中，喷嘴，特别是排放第一流体F1的孔口，与绳12隔开。另外，在非接触式喷嘴中，第二流体F2可从与喷嘴组件22的各个孔口28相邻的至少一个出口排放。第二流体F2可用于控制第一流体F1在绳12上的涂覆，例如，在涂覆第一流体时使第一流体F1摆动。由此，第一流体F1可以所需图案涂覆在绳12上。另外，通过用第二流体F2控制第一流体F1的涂覆提供了压合效果以及绳周围的流体的移动，从而提供蠕变阻力和一致的带保持力。

进一步，在以上示例中，可以理解的是，绳12、孔口28、出口29和导槽34的数量可改变。例如，流体涂覆在某种程度上可以能够适应1至10个绳，但并不限于此。例如，导板32在某种程度上可包括1至10个导槽。可在喷嘴组件22上提供对应数量的孔口，以使至少一个孔口28与每个导槽34对应，并基本与其对准。可为每个孔口28提供至少一个出口29，如上所述。绳12可容纳在每个导槽34内。

涂覆有第一流体F1的绳12可涂覆和粘合在衬底14，即，无纺布材料上。无纺布材料可用于(例如)制造一次性卫生用品，包括，但不限于，婴儿尿布和套穿用品、成人尿布和失禁用品、女性卫生用品、医疗/医院用垫片、轻度失禁用品、擦拭巾，或利用弹性材料绳的卫生成品中使用的其他无纺布或膜压物体。

还应理解的是，对当前公开实施例进行的各种变化和修改对本领域的技术人员是显而易见的。只要不脱离本公开的主旨和范围，不减少其预期的优点，就可进行这些变化和修改。因此，旨在由所附权利要求涵盖这些变化和修改。