具有一體化的芯子和覆蓋物的塗料滾筒及其製造方法和設備的製作方法
2023-06-10 08:28:01 3
專利名稱：具有一體化的芯子和覆蓋物的塗料滾筒及其製造方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將塗料塗刷到牆壁和類似物上的塗料滾筒的製造方法和設備。更具體地說，本發明涉及這樣一種塗料滾筒的製造方法和設備，該滾筒具有通過單步連續工藝形成的熱塑性(最好是聚丙烯)芯子。
背景技術：
已有技術塗料滾筒已被職業的或非職業的人員廣泛地使用，以將塗料塗刷到牆壁、天花板和其它表面上。通常，滾筒是與一個施塗器一起使用的，該施塗器具有一手柄，手柄的末端是以用來固定滾筒的轉動件。滾筒本身通常包括一塗料吸收和塗布用覆蓋物，此覆蓋物附連於一大致為圓柱形的芯子。覆蓋物可以用例如羊毛或聚酯以及本領域眾所周知的其它覆蓋材料製成。
幾年前，塗料滾筒是利用紙或硬紙板制的芯子來製造的。某些製造商仍然在製造這種紙制芯子的塗料滾筒。此類滾筒芯子的製造是眾所周知的。然而，這樣的芯子以及用它們製成的塗料滾筒經常會在使用或清潔過程中脫落，特別是在藉助塗料溶劑(例如松節油或礦油精等本領域眾所周知的溶劑)進行清潔的過程中尤其會發生這種情況。人們長期以來一直希望(至今仍然希望)製造出能耐受塗料溶劑的塗料滾筒。
用酚醛芯子(即，浸漬酚醛樹脂的紙)代替紙制芯子來製作塗料滾筒是比較有利的。與紙或硬紙板制的同類物相比，這種塗料滾筒對塗料溶劑的耐受性要好得多。製造酚醛芯子的工藝也是眾所周知的。例如，根據一種已有技術，可以這樣來製作一種帶有一次性使用部分的可重複使用的滾筒，即，先以某個角度將三個浸漬過酚醛樹脂的紙條覆蓋並螺旋卷繞到一芯軸上，以形成一不限長度的芯子。通常，酚醛紙條是成卷供應的，這種材料卷可以安裝在芯軸上而連續地供應，當酚醛紙條脫離材料卷而供給時，對其外表面塗敷一層連續的熱固性膠，從而使這些酚醛紙條在螺旋卷繞而形成芯子時能粘合在一起。不限長度的芯子由傳送帶向後傳送，在一多級紅外加熱器中被加熱，隨後再對芯子的外表面塗敷一層熱熔膠(例如聚酯)，並將一條連續的覆蓋物螺旋卷繞到芯子上，在那裡藉助熱熔膠固定到位。餘下的步驟就是將不限長度的滾筒切成可用的尺寸，這通常是藉助兩個步驟來實現，即，先是用一個飛剪(fly away cutter)切割成例如65英寸的坯料，然後再用另一個切刀將坯料切割成可供使用的長度，例如7或9英寸。
以此方式形成的可重複使用芯子的顯著缺陷是，由於要用一加熱器將酚醛材料加熱到預定溫度，因而需要一個很長的裝配線，顯然，這樣就需要在加熱器工位的數量以及生產線的速度之間有一個折衷的選擇。此外，雖然將這樣獲得的滾筒稱之為「可重複使用的」(由於在其放入塗料溶劑時不會分離)，但如果在溶劑中放置時間過長，那麼也會造成塗料滾筒破壞和/或分層。另外，酚醛芯子的製造工藝並不是一項環保的工藝。
授予Garcia的美國專利4,692,975揭示了另一種可重複使用的滾筒，該滾筒是利用一預成形的芯子來製造的，所述芯子由熱塑性(例如聚丙烯)管狀坯料製作而成。具體地說，該方法作了如下揭示，即，將一預成形的芯子安裝到一旋轉芯軸上，設置一可在平行於芯軸的方向上移動的支座，在該支座上設置一個直接加熱源，以及相對於芯軸成一個角度供給一連續的織物條。所揭示的工序包括啟動直接加熱源開始對管狀坯料的外表面進行加熱，使所述支座相對於芯軸的轉動定時地移動，以便將織物條以緊密螺旋的方式卷繞到塑料芯子的受熱部分上。因此，塑料芯子的緊挨在織物條纏繞點之前的受熱部分將受熱軟化，藉以使織物能在卷繞的過程中粘接於芯子。實際上，是將聚丙烯芯子表面的一部分用作粘合劑。Garcia專利所揭示之滾筒的一個優點是，覆蓋物和芯子之間所形成的粘接是很強的，不會輕易地在暴露於塗料溶劑時分離。另一個優點是，該製造工序不需要另外塗敷粘合劑來將覆蓋物粘合於芯子。然而，該專利還是有缺陷的。其一是，已有技術採用的是例如硬紙板或紙制的芯子，而Garcia工藝需要預成形的熱塑性管狀芯子，這是相當笨重的，因而運輸成本較高並且難以搬運。另一個缺陷是，由於一定要使加熱器(它沿著所述芯子移動至緊挨在織物條之前的位置上)儘量慢地移動以確保聚丙烯芯子軟化(否則就不能粘接覆蓋物)，因而可以預計到Garcia工藝在速度方面的限制。另外，對預成形的聚丙烯芯子直接加熱會由熱源帶來製造時的危害，並且會由於加熱過程中釋放的煙和/或化學物質而造成危害。
授予本申請發明人的專利5,195,242解決了很多上述的問題，即，(ⅰ)將熱塑性芯子形成在飛梭(fly)上，而不是採用預成形的芯子，以及(ⅱ)利用預加熱的熱塑性塑料來作為膠合劑，這兩個措施都是為了通過將芯子施加於形成芯子的條來形成芯子，並且通過將覆蓋物施加於芯子的外側，然後再將覆蓋物纏繞於芯子，藉以使其粘附於芯子。該專利揭示了這樣一種工藝，即，將三個熱塑性材料條(最好是聚丙烯)以相互疊置的方式纏繞於芯軸以形成一芯子，製作芯子的材料條通過塗敷液化的熱塑性材料(最好還是聚丙烯)而相互粘接，而後再纏繞於芯軸。在芯子形成之後，將液化的熱塑性塑料(最好還是聚丙烯)塗敷於芯子的外表面以及纏繞於其上的覆蓋物。接下來的步驟眾所周知，將最終獲得的不限長度的滾筒切割至可用尺寸，這可以用如上所述的兩個步驟來實現，即，先用一飛剪切割成較長的尺寸，再利用另一個切刀將此坯料切割至可供使用的長度。雖然該工藝能生產出基本上不受塗料溶劑影響的高質量的滾筒，但此工藝涉及利用多條熱塑性材料，並需要對多個塗敷點施加液化的熱塑性塑料。因此，這種工藝是很難建立的，需要在操作時進行很多持續不斷的調節。
授予Bower的專利5,468,207揭示了一種類似於』242專利的連續工藝，只是在Bower專利中是利用直接加熱來粘接熱塑性塑料條的表面，而不是通過對塑料條塗敷液化的熱塑性塑料來將它們相互粘接。另外，Bower專利是對芯子的表面直接加熱來粘接覆蓋物，不是先塗敷液化熱塑性塑料再施加覆蓋物。
尤其是在也授予本申請發明人的專利5,572,790中解決了上述工藝中的複雜問題。在這種已經變成目前滾筒製造業的實際標準的工藝中，不是通過將多個條以疊置方式纏繞於芯軸而後再粘附一覆蓋物來形成芯子，而是僅將一單個的條纏繞於芯軸，從而使相鄰的邊緣以緊密排列或緊靠的方式來布置。隨後，將液化的熱塑性材料(最好是聚丙烯)塗敷於被卷繞條的暴露表面，再以足夠的張力將覆蓋物螺旋地卷繞到液化材料以及纏繞的條上，從而使織物可以平順地鋪設其上。同樣地，與其它不限長度的滾筒的製造工序一樣，可以先用飛剪將產品切割成比較長的長度，隨後再切成供使用的長度。該工藝比本申請的發明人以前發明的方法更為有利，因為整個塗料滾筒是以單個工序形成的。由於只要用單個的條以及只要塗敷一次液化熱塑性材料，所以使裝配線更容易控制。然而，最終獲得的滾筒質量較差。更具體地說，在所有這樣的滾筒中都會有一個缺陷(成為其本身的一個弱點)，即，經常會在進出切割後滾筒的端部時發生問題，或者說使切割後滾筒的端部「不圓」。這是因為材料條的高張力記憶性趨向於使它們在高環箍強度下發生退繞或向「張開」方向移動。此外，為了實現多層卷繞滾筒所需的加硬的感覺，單條纏繞的捲筒通常是用較厚的塑料條來製作的。所用的塑料條越厚(特別是相對於芯子的直徑而言)，在滾筒上的記憶效應就越顯著。
在最近授權的一件專利申請中揭示了另一種用來製造熱塑性塑料制的塗料滾筒的工藝。具體地說，5,862,591專利揭示了另一種通過單個步驟來形成一塗料滾筒的方法。在此方法中，沒有採用熱塑性塑料條，而是直接將一種液化的聚丙烯材料直接塗敷於一芯軸，而後再將一覆蓋物置於其上。將液化的聚丙烯塗敷於芯軸會伴隨有使同步性複雜的問題，並且在為形成聚丙烯芯子而塗敷液化層時，固有地存在著塗敷是否均勻的問題。與此方法相類似，例如在法國專利公開文獻2.093,060中，已經有人作出將絨布織物置於受熱芯子上的建議，其中是將絨布織物置於一熱的、新鮮擠壓成的芯子上。然而，可以相信，沒有一個這樣的系統已投入使用，這可能是因為控制收縮變化方面存在困難，這種收縮變化基本上會在受熱芯子坯料或材料條坯料與一冷的(例如室溫)的絨布織物接觸並匹配時發生。
發明概要本發明的目的在於，提供一種用於形成一可重複使用的塗料滾筒的、改進的、複雜性較低的方法，所述滾筒由一層壓的芯子和一完全與之成一體的覆蓋物構成。
本發明的另一個目的在於，提供一種用於製造塗料滾筒的簡化工藝，該滾筒具有一由兩個聚丙烯條形成的層壓芯子。
本發明的另一個目的在於，提供一種在一個很小的裝配區域內形成高質量塗料滾筒的方法和設備。
本發明的又一個目的在於，提供一種能通過一連續的工藝可靠地構造而成的、具有小橫截面直徑的塗料滾筒。
總地來說，本發明包括一種用於在單個連續的合成作業中製造塗料滾筒的方法。本發明的方法包括如下步驟使一第一熱塑性材料條圍繞一芯軸螺旋前進；使一第二熱塑性材料條圍繞第一熱塑性材料條以相對於其連續偏移的方式螺旋前進；使一覆蓋物圍繞第二材料條螺旋前進；在第一材料條的外表面與第二材料條的內表面之間設置一粘合劑；在第二材料條的外表面與覆蓋物的內表面之間設置一粘合劑；以及通過在覆蓋物上施加一壓縮力而獲得一連續層壓的塗料滾筒。
在本發明的一較佳實施例中，覆蓋條和與其相鄰並粘接的第二聚丙烯條相互之間橫向地偏移，因而覆蓋條橫跨第二覆蓋條的相鄰的兩個繞圈。這樣可以提供附加的結構強度而維持滾筒的剛性。可以相信，這是製造小直徑滾筒的一個重要因素，實際上不能通過已有技術的單條滾筒製造法來製造。
根據本發明製造的滾筒足以防止芯子材料張開，因而能製造小直徑(不是通常的1.5英寸的芯子，而是0.5英寸的芯子)，使其具有適用的結構整體性，並且能防止條帶的端部分離現象。
此外，與已有技術的單條製造法不同，若將本發明的芯子與覆蓋物成整體的滾筒縱向切開，它不會彈性地張開，而是會保持原始的形狀，這樣就可以證明本產品的不同之處。
芯子和滾筒是通過一個步驟形成的，基本上在剛剛被壓到冷卻芯軸上之後就可以使滾筒成形。芯軸還可以作為將滾筒材料傳向一飛剪的底座，所述飛剪幾乎立即將滾筒切割成特定的長度尺寸。芯軸的直徑變化取決於滾筒芯子的直徑和最終獲得的直徑尺寸。
本發明的高質量滾筒是藉助一簡化的裝配線和工藝來製造的，包括a)兩個用於兩聚丙烯條的送料器，b)一用於覆蓋條的送料器，c)一用於激活一粘合劑層的加熱器或用於塗敷一粘合劑層的擠壓器，d)一固定冷卻的芯軸，e)一傳送裝置(如一螺旋驅動皮帶)，用以使所述不限長度的滾筒形成並前進，以及f)一切刀。
本發明包括一種利用兩個熱塑性材料條的新穎組合，同時形成層壓芯子和塗料滾筒，因而提供了一種效果出人意料的方法以及用於製造這些高質量塗料滾筒的設備。
本發明的上述和其它的目的、特徵和優點將通過以下結合附圖所作的討論而變得更加清楚。
附圖簡要說明
圖1是適於製作本發明滾筒的設備的示意圖；圖2是用於製造本發明滾筒的第一較佳構造的放大示意圖；圖2a是圖2被切除一部分後的示意圖；圖3是用於製造本發明滾筒的第二較佳構造的放大示意圖；圖4是用於製造本發明滾筒的第三較佳構造的放大示意圖；圖5是用於製造本發明滾筒的第四較佳構造的放大示意圖；圖6是用於製造本發明滾筒的第五較佳構造的放大示意圖；圖7是用於製造本發明滾筒的第六較佳構造的放大示意圖；圖8a和8b是分別根據已有技術和本發明製造而成的滾筒的立體圖，它們已在圖中被縱向地切開。
對本發明和較佳實施例的詳細描述請參見各附圖，在圖1中，一滾筒形成設備10包括一固定芯軸1，該芯軸由冷卻器5冷卻，在芯軸上形成滾筒20。螺旋驅動的皮帶2可在驅動滾筒2a和2b之間轉動，並使成形的環狀滾筒20沿著芯軸1移動至一飛剪3。
為便於在該申請中的討論，術語「下遊」是指進一步沿著滾筒製造工序進行(或者是更靠近飛剪3)的方向，而「上遊」是指滾筒製造工序更往前(或者更離開飛剪3)的方向。
第一實施例在如圖1所示的第一實施例中(圖2示出了其中的細節，圖2a是切除一部分後的詳視圖)，一連續的塗料滾筒是由一熱塑性材料的內條21、一熱塑性材料的外條22、一覆蓋物23以及從一個或多個塗敷頭4塗敷的粘合劑6。熱塑性塑料最好是聚丙烯。覆蓋物23可以是用於塗料滾筒的眾所周知的織物，可以由聚酯製成。
內條21圍繞芯軸1螺旋前進。文中所用的術語「螺旋」意指圍繞一芯軸取向，使一材料條的某一圈的下遊邊緣相對於前一圈的上遊邊緣緊密排列或緊靠。在本領域眾所周知，可以對內條21的內表面塗敷潤滑劑(如5％的礦物油)，而後再將其纏繞於芯軸1。
外條22圍繞內條21螺旋前進。較佳的是，當外條22和內條21沿芯軸1前進時，外條22的邊緣偏離於內條21的邊緣。外條22和內條21之間的偏離將導致外條22覆蓋於內條21的上、下遊邊緣緊密排列或緊靠的部分。可以相信，在內條21和外條22之間有一個偏移可以獲得強度較高的產品。業已發現，偏移量為內條21寬度的四分之一和四分之三能實現可接受的結果。
覆蓋物23圍繞外條22螺旋前進。
塗敷頭4可以從一粘合劑材料源7提供一層粘合劑材料，粘合劑材料6最好是聚丙烯。粘合劑材料源7最好是一擠壓器，但可以是包括熔化器在內的任何粘合劑材料源。塗敷頭4可以是適於從材料源提供粘合劑材料6的任何型式，如噴嘴或模具。在一較佳實施例中，材料源7是一擠壓器，而塗敷頭4最好是一模具。
在形成滾筒之前，必須塗敷兩層粘合劑材料6a、6b。第一層粘合劑材料6a是塗敷在內條21和外條22之間。第二層粘合劑材料6b是塗敷在外條22和覆蓋物23之間。在一較佳實施例中，粘合劑材料6a塗敷於內條21的外表面，而粘合劑6b塗敷在外條22的外表面。第一和第二層粘合劑6a、6b可以從一單個的塗敷頭4來塗敷。一單個的塗敷頭4最好是安置在這樣一個位置上，即，能允許粘合劑層6a、6b儘可能靠近覆蓋物23地塗敷於內條21和外條22。較佳的是，粘合劑材料從塗敷頭4分配時，其寬度平行於芯軸1的方向。應該注意不要讓粘合劑6接觸覆蓋物23的外表面。可以相信，利用一單個的塗敷頭4可以最簡單地建立並獲得最一致的結果，當然也可以利用兩個或多個塗敷頭來塗敷粘合劑層6a、6b。
在兩個粘合劑層6a、6b硬化和凝固之前，皮帶輸送器2對覆蓋物23的外表面施加壓力，藉以對各部分賦予一向內的力，從而形成圍繞芯軸的連續的滾筒。除了形成滾筒之外，皮帶輸送器2使這樣形成的不限長度的滾筒沿芯軸移動，並使不限長度的滾筒連續的轉動，而且使內外條21、22和覆蓋物23向著並圍繞芯軸移動。
內外條21、22的寬度和厚度、覆蓋物23的寬度和絨面可以採取適合於製造所需滾筒的尺寸。例如，一具有直徑1.5英寸的芯子和60-密耳(=1/1000英寸)的典型的高質量滾筒可以用下列材料來製造
寬度 厚度內條 2.750英寸 0.015英寸第一粘合劑層 2.750英寸 0.015英寸外條 2.750英寸 0.015英寸第二粘合劑層 2.750英寸 0.015英寸覆蓋物 2.875英寸 所需的絨面一具有直徑1.5英寸的芯子和80-密耳的典型的高質量滾筒可以用下列材料來製造寬度 厚度內條 2.750英寸 0.020英寸第一粘合劑層 2.750英寸 0.020英寸外條 2.750英寸 0.020英寸第二粘合劑層 2.750英寸 0.015英寸覆蓋物 2.875英寸 所需的絨面一具有直徑1.5英寸的芯子和90-密耳的典型的高質量滾筒可以用下列材料來製造寬度 厚度內條 2.750英寸 0.025英寸第一粘合劑層 2.750英寸 0.020英寸外條 2.750英寸 0.025英寸第二粘合劑層 2.750英寸 0.020英寸覆蓋物 2.875英寸 所需的絨面在此，術語「wall」或「密耳」是指千分之一英寸。
除了眾所周知的具有1.5英寸芯子的高質量滾筒之外，還希望製造出具有0.5英寸芯子的滾筒。業已發現，利用單條技術(如美國專利5,572,790)製造0.5英寸芯子的滾筒並不能獲得讓人滿意的結果。相反，已發現本發明可以應用於具有0.5英寸芯子的滾筒的製造。一具有直徑0.5英寸的芯子和60-密耳的滾筒可以用下列材料來製造
圖8a
圖8b
第三實施例現請轉到第三實施例，圖4示出了其細節，一連續的塗料滾筒是由一熱塑性材料的內條21、一熱塑性材料的外條22、一覆蓋物23和一從兩個塗敷頭4a和4b塗敷的粘合劑(未圖示)。熱塑性材料最好是聚丙烯。覆蓋物23可以是用於塗料滾筒的眾所周知的織物，可以由聚酯製成。
第三實施例的區別在於，內外條21、22和覆蓋物23的送給取向。該第三實施例由最短的裝配線組成。內條21圍繞芯軸1螺旋前進。眾所周知，在將內條21纏繞於芯軸1之前，可以對其內表面施加潤滑劑。外條22以相對於內條21偏移的方式圍繞內條21螺旋前進。覆蓋物23可以(但不一定非要如此)以相對於外條22偏移的方式圍繞外條22螺旋前進。
在形成滾筒之前，需塗敷兩層粘合劑材料。兩個塗敷頭4a、4b可從一材料源7(如一擠壓器)提供粘合劑材料。塗敷頭4a可對外條22的內表面施加第一粘合劑層，而塗敷頭4b可對外條21的外表面施加第二粘合劑層。
在兩個粘合劑層硬化和凝固之前，皮帶驅動器2對覆蓋物23的外表面施壓，藉以對各部分施加向內的力，從而形成圍繞芯軸的連續的滾筒。除了形成滾筒之外，皮帶輸送器2使這樣形成的不限長度的滾筒沿芯軸移動，並使滾筒連續轉動，而且使內外條21、22和覆蓋物23向著並圍繞芯軸移動。
第四實施例下面將結合圖5來描述本發明的第四實施例，其中一連續的塗料滾筒是由一熱塑性材料的內條21、一熱塑性材料的外條22、一覆蓋物23和一加熱頭4』來製造的。熱塑性材料最好是聚丙烯。覆蓋物23可以是用於塗料滾筒的眾所周知的織物，可以由聚酯製成。
第一粘合劑層24出現在內條21的外表面上，而第二粘合劑層25出現在外條22的外表面上。這兩個粘合劑層最好是由聚丙烯構成。雖然在該實施例中是這樣描述的，但熟悉本領域的人員可以認識到，第一和第二粘合劑層24、25也可以分別設置於外條22和內表面和覆蓋物23的內表面。唯一重要的是，加熱頭4』能激活粘合劑層24、25，而粘合劑層24、25將分別被夾設在內條21與外條22以及外條22與覆蓋物23之間。
內條21圍繞芯軸1螺旋前進。眾所周知，在將內條21纏繞於芯軸1之前，可以對其內表面施加潤滑劑。外條22以相對於內條21偏移的方式圍繞內條21螺旋前進。覆蓋物23以相對於外條22偏移的方式圍繞外條22螺旋前進。
加熱頭4』可提供熱量。加熱頭4』可以是一電加熱器，它可以是氣體操作的，或者可以是適於激活內外條21、22上的粘合劑層24、25的其它任何類型的加熱器。(一粘合劑層是通過被液化而激活的，即，成為一粘滯的熔融狀態。)在形成滾筒之前，需一個加熱頭4』激活第一和第二層粘合劑24、25。加熱頭4』最好是設置在這樣一個位置上，即，可以使內外條21、22上的如圖2中的符號A所表示的區域被激活。較佳的是，加熱頭4』取向成平行於芯軸1。應該小心不要讓加熱頭4』發出的熱量將覆蓋物23的外表面加熱到可熔化的程度或者會對其特性造成不利影響的程度。為了防止覆蓋物23造成這樣的損壞，覆蓋物23圍繞外條22從加熱頭4』向下遊前進一圈。或者，可以採用一個防熱罩(未圖示)。雖然可以相信採用一個加熱頭4』能實現最簡單的布置並獲得最一致的效果，但也可以採用兩個或多個加熱源來激活粘合劑層。
在兩個粘合劑層24、25硬化和凝固之前，利用一皮帶驅動器2對覆蓋物23的外表面施壓，藉以對各部分施加向內的力，從而形成圍繞芯軸的連續的滾筒。除了形成滾筒之外，皮帶輸送器2使這樣形成的不限長度的滾筒沿芯軸移動，並使不限長度的滾筒連續的轉動，而且使內外條21、22和覆蓋物23向著並圍繞芯軸移動。
第五實施例下面將結合圖6來描述本發明的第五實施例，其中一連續的塗料滾筒是由一熱塑性材料的內條21、一熱塑性材料的外條22、一覆蓋物23和一加熱頭4』來製造的。第五實施例與第四實施例的不同在於，覆蓋物23偏離於外條22。在該實施例中，覆蓋物23與加熱頭4』間隔一圈半。這是出於這樣的考慮，即，覆蓋物23更靠近加熱頭4』，但是不需要防熱罩。第六實施例下面將結合圖7來描述本發明的第六實施例，其中一連續的塗料滾筒是由一熱塑性材料的內條21、一熱塑性材料的外條22、一覆蓋物23和兩個加熱頭4a』、4b』來製造的。
第一粘合劑層24出現在外條22的內表面上，而第二粘合劑層25出現在外條22的外表面上。這兩個粘合劑層最好是由聚丙烯構成。
內條21圍繞芯軸1螺旋前進。外條22以相對於內條21偏移的方式圍繞內條21螺旋前進。覆蓋物23圍繞外條22螺旋前進。加熱頭4a』、4b』可提供用來激活粘合劑層24、25的熱量。加熱頭4a』、4b』可以是電加熱器，可以是氣體操作的，或者可以是適於激活內外條21、22上的粘合劑層24、25的其它任何類型的加熱器。
在形成滾筒之前，需要由加熱頭4a』、4b』來激活第一和第二層粘合劑24、25。加熱頭4a』、4b』最好是設置在這樣一個位置激活粘合劑層24、25，即，靠近外條22圍繞內條21的那個點。較佳的是，加熱頭4a』、4b』取向為垂直於外條22的長度方向。應該小心不要讓加熱頭4a』、4b』發出的熱量將覆蓋物23的外表面加熱到可熔化的程度或者會對其特性造成不利影響的程度。可以採用一個防熱罩(未圖示)。
在兩個粘合劑層24、25硬化和凝固之前，利用一皮帶驅動器2對覆蓋物23的外表面施壓，藉以對各部分施加向內的力，從而形成圍繞芯軸的連續的滾筒。除了形成滾筒之外，皮帶輸送器2使這樣形成的不限長度的滾筒沿芯軸移動，並使滾筒連續的轉動，而且使內外條21、22和覆蓋物23向著並圍繞芯軸移動。
雖然可以相信將兩個粘合劑層24、25都設置在外條22上能獲得最簡單的布置並獲得最一致的效果，但同樣在本發明範圍內的是，可以將第一粘合劑層24設置在內條21的第一粘合劑層24上。還是在本發明範圍內的是，可以將第一粘合劑層24分開設置在外條22的內表面上以及設置在內條21的外表面上。在將粘合劑層24分開的情況下，可以採用多個加熱頭4a，也可以將單個的加熱頭4a』設置在內條21和外條22剛開始接觸的位置上。
在利用所述的方法製作本發明的塗料滾筒時，希望使皮帶驅動器2緊隨著製造過程中覆蓋物的卷繞點。較佳的是，皮帶驅動器2緊緊跟隨這樣的卷繞點，以使皮帶驅動器2在熱塑性材料硬化和凝固之間能對各組成部分施加一物理作用力，藉以製成一不限長度的滾筒20。業已發現，使皮帶驅動器2作用於尚未完全凝固的滾筒能提供一質量優良的滾筒20。
在本領域眾所周知，在不限長度的滾筒20凝固之後，可以利用飛鋸3將其切割至各種長度。
藉助本發明，能使製造高質量塗料滾筒所需的裝配線的整個長度是，芯軸1長度小於20英寸，在皮帶驅動器和飛鋸3之間的長度也小於20英寸。
除了能以具有最小生產線的設備來迅速地形成滾筒，所獲得的滾筒還具有優良的結構整體性。如圖8a和8b所示，縱向切開後的滾筒20(本發明)和20』(已有技術的單條卷繞滾筒)具有不同的形狀。已有技術的滾筒20』在被縱向切開之後會受到一個保持在滾筒內的退繞力，彈性地張開成一個淺彎曲截面。這表示相對於芯子結構有恆定的箍緊力作用，趨向於使端部24與相鄰的部分26顯著地分開。除了有較高的箍緊力之外，就整體性以及正確構造而言，製造直徑較小的單條滾筒幾乎是不可能的。相反，本發明的滾筒20即使在滾筒芯子直徑較小的情況下也只是張開一點點，甚至沒有張開。可以相信，這至少部分地是由於通常較薄的多條層壓而造成的。
本發明方法的一個意想不到的優點是，與利用單條技術(如美國專利5,572,790)來製造一個可堪媲美的滾筒所需的成本相比，本發明所需的成本要小得多。這種成本的節約出於這樣的原因而實現的，即，擠壓成條狀的聚丙烯的成本比顆粒狀的聚丙烯要昂貴得多，而後者可以被用在一擠壓器中來形成粘合劑。在層壓工藝中，需塗敷兩個厚度在0.15英寸至0.25英寸之間的粘合劑層，而在單條工藝中，最厚的粘合劑層為0.25英寸。因此，幾乎在製造任何滾筒時都能減少擠壓聚丙烯的量，可以製造出成本較低的產品。
隨著條帶數量的增多，工藝的複雜性也增加。因此，製造由四個、五個或更多個條卷繞成的產品是不太可能的。此外，本發明可允許使用一單個的塗敷頭來塗敷粘合劑。有三個或多個聚丙烯條的工藝需要至少兩個塗敷頭。
以上的實施例和參數選擇是為了描述本發明。不必要也不希望描繪或限定出本發明的每一個可能的組合或實施例。本申請的發明人已經揭示了足夠的信息供本領域的熟練人員來實施至少一個實施例，並且已經揭示了本申請的發明人目前認為是本發明最好的實施方式。本發明的最明顯的變化形式包括關於內外條21、22和覆蓋物23的布置或取向的變化，以及關於工作頭4、4』、4a、4b的布置的變化。應該理解，以上的說明和附圖僅僅是為了對本發明進行描述，不偏離本發明範圍的各種構件、結構和步驟的可能變化均由所附權利要求書來限定。
權利要求
1．一種以單個連續整體作業來製造一塗料滾筒的方法，包括如下步驟a．先是成一角度地將第一聚丙烯條送給至一芯軸支承件，隨後以一個相對於第一聚丙烯條偏移的方式來成一角度地將第二聚丙烯條送給至第一聚丙烯條的外表面上，並成一角度地將一塗料滾筒覆蓋條送給至所述第二聚丙烯條的外表面上，b．在開始將各聚丙烯條送到芯軸上之後，使各送給的聚丙烯條沿著一圍繞芯軸的轉動方向以及同時沿著芯軸的長度方向移動，同時對第一和第二聚丙烯條連續地塗敷一粘合劑層，所述粘合劑橫跨第一聚丙烯條之繞圈的暴露的外表面的至少一部分，以及與其相鄰的第二聚丙烯條之繞圈的暴露的外表面的至少一部分，粘合劑層不與所述覆蓋條的外表面相接觸；其中，所述粘合劑層相對於第一和第二聚丙烯條相鄰之繞圈的移動和塗敷可以在第一和第二聚丙烯條之間以及在第二聚丙烯條與覆蓋條之間形成連續的粘接，藉以形成塗料滾筒的芯子和覆蓋物。
2．如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述覆蓋條和相鄰的與之粘接的第二聚丙烯條橫向地相互偏移，因而使覆蓋條橫跨第二聚丙烯條的相鄰繞圈，這樣就可以提供附加的結構強度而保持滾筒的剛性。
3．一種根據權利要求2所述的方法製造的塗料滾筒，其特徵在於，所述芯子的直徑不大於0.5英寸。
4．一種用於連續製造塗料滾筒的裝配線，包括a．固定芯軸，b．兩個用於將第一和第二聚丙烯條送給至芯軸的送料器，c．用於將一覆蓋條送給至第二聚丙烯條外表面的送料器，d．用於分配具有一定寬度的液化聚丙烯的裝置，所述聚丙烯橫跨所述第一和第二聚丙烯條的相鄰繞圈部分的寬度方向的至少一部分，e．當滾筒在芯軸上連續地形成時，用於使滾筒前進和轉動的傳送裝置，以及f．一用於將滾筒部分切割成預定尺寸的切刀。
5．如權利要求4所述的裝配線，其特徵在於，它還包括一用於使所述固定芯軸冷卻的冷卻系統。
6．一種用於連續的製造多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下步驟圍繞一芯軸來送給第一聚丙烯材料條；使所述第一聚丙烯材料條沿所述芯軸前進，同時使所述第一聚丙烯材料條圍繞所述芯軸轉動，從而螺旋地纏繞所述第一條；圍繞所述第一聚丙烯材料條以相對於其連續偏移的方式來送給第二聚丙烯材料條，所述第二聚丙烯材料條的內表面具有一聚丙烯材料的液膜；圍繞所述第二聚丙烯材料條來送給一覆蓋條，所述覆蓋條的內表面上具有一層粘合劑，藉以生成一個連續的多條層壓式塗料滾筒。
7．一種用於製造一連續的多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下步驟圍繞一芯軸來送給第一熱塑性材料條；圍繞所述第一熱塑性材料條以相對於其偏移的方式來送給第二熱塑性材料條；將粘合劑至少塗敷在所述第一材料條的某一圈的外表面的一部分上，所述第一材料條的下一圈的外表面的一相鄰部分上，所述第二條的某一圈的基本上所有外表面上；圍繞所述第二材料條來送給一覆蓋物；以及在所述覆蓋物上施加一壓縮力，將所述覆蓋物推向第二材料條，同時將所述第二材料條推向第一材料條，藉以生成一個連續的多條層壓式塗料滾筒。
8．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如下步驟在所述覆蓋物上施加一轉動力和一平行於所述芯軸的直線移動力，藉以推動所述連續的多條層壓式塗料滾筒圍繞所述芯軸轉動並沿著所述芯軸移動。
9．如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述壓縮力、轉動力和直線移動力都是通過一螺旋皮帶系統來施加的。
10．如權利要求9所述的方法，其特徵在於，它還包括如下步驟將所述連續的多條層壓式塗料滾筒切割至各種長度。
11．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，它還包括如下步驟將所述連續的多條層壓式塗料滾筒切割至各種長度。
12．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述熱塑性材料是聚丙烯。
13．如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述粘合劑是液態聚丙烯。
14．如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述第二材料條相對於所述第一材料條偏移的距離是所述第一材料條的1/4至3/4。
15．如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述覆蓋物是以相對於所述第二材料條偏移的方式纏繞於所述第二材料條。
16．如權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述覆蓋物相對於所述第二材料條偏移的距離是所述第二材料條的1/4至3/4。
17．如權利要求13所述的方法，其特徵在於，該方法還包括如下步驟在所述覆蓋物上施加一轉動力和一平行於所述芯軸的直線移動力，藉以推動所述連續的多條層壓式塗料滾筒圍繞所述芯軸轉動並沿著所述芯軸移動。
18．如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述壓縮力、所述轉動力和所述直線移動力是利用一皮帶來施加的。
19．如權利要求17所述的方法，其特徵在於，該方法還包括如下步驟將連續形成的塗料滾筒切割成基本上相同的長度；以及將基本上等長的滾筒切割成可供使用的長度。
20．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述覆蓋物以相對於所述第二材料偏移的方式纏繞。
21．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑為0.5英寸至1.5英寸之間。
22．如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而可以形成一個內徑為大約0.5英寸的滾筒。
23．一種用如權利要求22所述的方法製造的塗料滾筒。
24．一種塗料滾筒，包括一螺旋纏繞的聚丙烯內條，其形成的內徑為大約0.5英寸；一螺旋纏繞層疊於所述內條的外條，所述層疊件是通過所述內外條之間的液態聚丙烯的硬化和凝固而形成的；一螺旋纏繞並附連於所述外條的覆蓋物，該覆蓋物是通過所述外條與覆蓋物之間的液態聚丙烯的硬化和凝固而形成的。
25．一種用於連續地製造一多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下步驟使一第一聚丙烯材料條圍繞一芯軸螺旋前進，該第一材料條具有一內表面和一外表面；在所述第一材料條與所述芯軸接觸的位置上將一粘合劑塗敷於所述第一材料條的外表面；使一第二聚丙烯材料條圍繞所述第一材料條螺旋前進，覆蓋所述第一材料條上的粘合劑，所述第二材料條以相對於第一材料條偏移的方式螺旋纏繞，所述第二材料條具有一內表面和一外表面；對所述第二材料條的外表面塗敷一粘合劑；使一覆蓋條圍繞所述第二材料條螺旋前進，覆蓋所述第二材料條外表面上的粘合劑；在所述覆蓋物上施加一壓縮力，將所述覆蓋物推向所述第二材料條，同時將所述第二材料條推向所述第一材料條，這樣就生成一個連續的層壓式塗料滾筒。
26．如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該方法還包括如下步驟在所述覆蓋物上施加一轉動力和一平行於所述芯軸的直線移動力，藉以推動所述連續的多條層壓式塗料滾筒圍繞所述芯軸轉動並沿著所述芯軸移動。
27．如權利要求26所述的方法，其特徵在於，所述壓縮力、所述轉動力和所述直線移動力都是通過一螺旋皮帶系統施加的。
28．如權利要求25所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而形成一個內徑約為0.5英寸的滾筒。
29．一種用如權利要求28所述的方法製造的塗料滾筒。
30．一種用於連續地製造一多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下步驟使聚丙烯材料的內條和外條圍繞一芯軸以相互偏移的方式螺旋前進；在所述兩個材料條之間以及在所述外條的外表面上塗敷液態的聚丙烯材料層；在液態聚丙烯硬化和凝固之前，將一覆蓋物纏繞於所述外條，並在所述覆蓋物上施加一壓縮力以將所述覆蓋物和兩個材料條推向所述芯軸，這樣就生成所述連續層壓式塗料滾筒。
31．如權利要求30所述的方法，其特徵在於，該方法還包括如下步驟在所述覆蓋物上施加一轉動力和一平行於所述芯軸的直線移動力，藉以推動所述連續的多條層壓式塗料滾筒圍繞所述芯軸轉動並沿著所述芯軸移動。
32．如權利要求31所述的方法，其特徵在於，所述壓縮力、所述轉動力和所述直線移動力都是通過一螺旋皮帶系統施加的。
33．如權利要求30所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而形成一個內徑約為0.5英寸的滾筒。
34．一種用如權利要求33所述的方法製造的塗料滾筒。
35．一種用於一不限長度的多條層壓式塗料滾筒的連續工藝過程，包括如下步驟使一第一聚丙烯材料條圍繞一芯軸前進，所述第一材料條具有沿其外表面的第一粘合劑層；使一第二聚丙烯材料條以相對於所述第一材料條偏移的方式圍繞所述第一材料條前進，所述第二材料條具有沿其外表面的第二粘合劑層；使一覆蓋物圍繞所述第二材料條前進以及在前進著的第二材料條與所述第一材料條接觸之前的一位置上，連續地激活前進著的第一粘合劑層；在前進著的覆蓋物與所述第二材料條接觸之前的一位置上，連續地激活前進著的第二粘合劑層；在所述覆蓋物上施加一壓縮力，以將所述覆蓋物推向所述第二材料條，同時將所述第二材料條推向所述第一材料條，這樣就生成所述連續的多條層壓式塗料滾筒。
36．如權利要求35所述的工藝，其特徵在於，所述粘合劑是聚丙烯
37．如權利要求36所述的工藝，其特徵在於，所述壓縮力是通過一螺旋皮帶系統來施加的。
38．如權利要求37所述的工藝，其特徵在於，所述第二材料條與所述第一材料條偏移的距離是所述第一材料條的1/4至3/4。
39．如權利要求36所述的工藝，其特徵在於，該工藝還包括如下步驟將連續形成的塗料滾筒切割成基本上相同的長度；以及將基本上等長的滾筒切割成可供使用的長度。
40．如權利要求36所述的工藝，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而形成一個內徑為大約0.5英寸的滾筒。
41．一種用如權利要求40所述的工藝製造的塗料滾筒。
42．一種用於連續地生產一多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下涉驟使一第一聚丙烯材料條圍繞一芯軸螺旋前進，該第一材料條具有一內表面和一外表面以及在其外表面上的第一粘合劑層；在所述第一材料條的內表面與芯軸接觸的一位置上連續地激活所述第一粘合劑層；使一第二聚丙烯材料條圍繞所述第一材料條螺旋前進並覆蓋所述被激活的第一粘合劑層，所述第二材料條以相對於所述第一材料條偏移的方式螺旋地前進，所述第二材料條具有一內表面和一外表面以及在其外表面上的第二粘合劑層；在所述第二材料條的內表面與所述第一粘合劑層接觸的一位置上連續地激活所述第二材料條上的第二粘合劑層；使所述覆蓋條圍繞所述第二材料條螺旋前進，覆蓋所述第二材料條的外表面上的粘合劑；在所述覆蓋物上施加一壓縮力，將所述覆蓋物推向所述第二材料條，同時將所述第二材料條推向所述第一材料條，這樣就生成連續層壓式塗料滾筒。
43．如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述第一和第二粘合劑層是由一在相鄰位置上的單個加熱裝置來激活的。
44．如權利要求43所述的方法，其特徵在於，所述壓縮力是通過一螺旋皮帶系統來施加的。
45．如權利要求42所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而可形成一內徑約為0.5英寸的滾筒。
46．一種用如權利要求45所述的方法來製造的塗料滾筒。
47．一種用於連續地製造一多條層壓式塗料滾筒的方法，包括如下步驟使聚丙烯材料的內條和外條以及一覆蓋物圍繞一芯軸以相對偏移的方式螺旋前進，所述內條的外表面和所述外條的內表面的至少其中之一包括一第一粘合劑層，所述外條的外表面和所述覆蓋物的內表面的至少其中之一包括一第二粘合劑層；激活所述第一和第二粘合劑層；以及在所述第一和第二粘合劑層硬化和凝固之前，在所述覆蓋物上施加一壓縮力，以將所述覆蓋物和兩個材料條推向所述芯軸，這樣就生成所述連續層壓的塗料滾筒。
48．如權利要求47所述的方法其特徵在於，所述壓縮力、所述轉動力和所述直線移動力都是由一螺旋皮帶系統施加的。
49．如權利要求47所述的方法，其特徵在於，所述芯軸的直徑是大約0.5英寸，因而可形成一內徑約為0.5英寸的滾筒。
50．一種用如權利要求49所述的方法來製造的塗料滾筒。
全文摘要
一種可重複使用的多條層壓式塗料滾筒及其製造方法。該方法包括如下步驟:使一第一聚丙烯材料條圍繞一芯軸(21)前進;使一第二聚丙烯材料條以相對於第一材料條(22)偏移的方式圍繞第一材料條前進;使一覆蓋物圍繞第二聚丙烯條(23)前進;在第一和第二聚丙烯條之間設置一第一粘合劑層(6)(最好是液化的聚丙烯);在第二聚丙烯條和覆蓋物之間設置一第二粘合劑層(6);在覆蓋物上施加一壓縮力,將覆蓋物推向第二材料條,同時將第二材料條推向第一材料條,這樣就生成一個連續的層壓式塗料滾筒。在塗料滾筒連續地形成之後,由一螺旋驅動的皮帶系統(2)使其移向一切刀。隨後,最好是在一精整工位將連續形成的滾筒切割至一定長度,隨後再切割成最終所需尺寸的塗料滾筒。
文檔編號B29C53/58GK1313793SQ00801067
公開日2001年9月19日 申請日期2000年5月4日 優先權日1999年5月4日
發明者錢德拉·塞卡 申請人:錢德拉·塞卡