專利名稱：整合的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱熔膠粘劑分配技術(shù)，更具體地涉及熔化和分配低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在膠粘劑工業(yè)中可利用的、用于加工熱熔膠粘劑的設(shè)備被設(shè)計和制造，以便在高壓和高溫下操作，例如，在高達450的溫度操作。這些裝置被設(shè)計為，加熱為熔融態(tài)熱熔膠粘劑，隨后該膠粘劑被轉(zhuǎn)移，施用在基材(substrate)表面。這樣的膠粘劑通常在高溫下應(yīng)用，即，高于300的溫度，高達約350或更高的溫度。
傳統(tǒng)的熱熔膠粘劑需要高于300的溫度，目的是確保所有組分完全熔化并且也為了達到令人滿意的應(yīng)用粘度。甚至在用傳統(tǒng)的設(shè)備加工傳統(tǒng)的熱熔膠粘劑時，存在著諸如粘合停滯(adhesive stagnation)和產(chǎn)生氣泡(air pocketing)的問題。這造成成焦和相關(guān)的過熱問題，這些問題不利地影響到分配性能。頻繁的停工時間、故障檢查和維修以及部件更換是必需的和昂貴的。對高溫的要求也增加了操作者在燒傷和吸入殘余揮發(fā)物方面的風(fēng)險。此外，高溫需要更多的能量，這對加工設(shè)備提出了更高的要求。
近來在膠粘劑化學(xué)方面的革新已經(jīng)產(chǎn)生了可以在較低溫度下應(yīng)用的膠粘劑，即，在低于300的溫度下應(yīng)用的膠粘劑。低應(yīng)用溫度膠粘劑的加工和分配需要對在加工傳統(tǒng)的熱熔膠粘劑時未遭遇的一些事項進行考慮。
首先，已知降低應(yīng)用溫度會增加傳統(tǒng)熱熔膠粘劑的黏度，導(dǎo)致對加工設(shè)備的更大損耗和磨損。這種膠粘劑被配制，以便達到低黏度和維持包裝完整性所需的性能之間的平衡。第二，低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑與增粘劑配制，所述增粘劑典型地是不穩(wěn)定的并且已知其會加速對加工設(shè)備的損耗。第三，由于它們的低加工溫度和熔點溫度需求，如果膠粘劑通過自動加料裝置輸送，認(rèn)為其會發(fā)生阻塞。第四，預(yù)期自動加料裝置上的分配管的長度比傳統(tǒng)加工設(shè)備中用來加工傳統(tǒng)熱熔膠粘劑的管更長，原因是傳導(dǎo)加熱和對流加熱以及對高溫揮發(fā)物的濃縮。
本領(lǐng)域中存在著對整合系統(tǒng)(integrated system)的需求，所述系統(tǒng)可以用來加工低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，用于例如，包裝操作，諸如用于紙盒(cartons)、箱子(cases)或盤(trays)的成型和/或密封和封閉操作。本發(fā)明滿足了這種需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了系統(tǒng)，其中被特定地配制為在290或更低的溫度、更典型地在160至260的溫度、甚至更典型地在190至250的溫度下應(yīng)用的熱熔膠粘劑，被運輸、熔化和分配。
與現(xiàn)有技術(shù)中的熱熔加工設(shè)備相比，本發(fā)明的整合系統(tǒng)的應(yīng)用令人驚異地延長了該設(shè)備、其電學(xué)元件的使用壽命和膠粘劑的適用期(pot life)。
本發(fā)明提供了用于加工低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑的整合系統(tǒng)，其包括低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑(low application temperature hot meltadhesive)，熔化槽(melt tank)，其具有適于接受所述膠粘劑的內(nèi)腔，和自動加料裝置(auto feed device)，其與所述熔化槽整合地連接，所述系統(tǒng)包括加熱部件，其被控制或程控，以便達到250的最大操作溫度。
在本發(fā)明的一種實施方案中，所述系統(tǒng)包括加料槽或貯存器(feed tank or reservoir)，用于維持供給固體形式的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，與所述加料槽連接的供給通道(supply passage)，用于將膠粘劑供給熔化槽的內(nèi)腔，供給口或進入口(supply port or inlet)，與所述熔化槽的內(nèi)腔相通并與供給通道相連，
包括加熱部件的熔化槽，噴嘴裝配口(nozzle mounting port)，其包括分配孔(dispensingorifice)，該分配孔通過閥門打開和關(guān)閉，和噴嘴，用于分配來自分配孔的熔融熱熔膠粘劑。
本發(fā)明的另一實施方案涉及應(yīng)用本發(fā)明系統(tǒng)的包裝方法。


圖1是熱熔分配系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了用于加工熱熔膠粘劑的整合系統(tǒng)。通過應(yīng)用低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，在現(xiàn)有技術(shù)中遭遇到的問題(例如，閥門的壽命，結(jié)焦等)被減輕或消除，并且由應(yīng)用低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑產(chǎn)生的預(yù)期問題出乎意料地解決了。
本發(fā)明提供了用于加工和分配低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑的整合系統(tǒng)。該系統(tǒng)在膠粘劑的加工和分配中有用，所述的膠粘劑被配制為在290或更低的溫度，更典型地在160至260的溫度，甚至更典型地在190至250的溫度應(yīng)用。這種膠粘劑可以被傳送、加工和分配，以更安全、更經(jīng)濟的方式應(yīng)用。
該系統(tǒng)包括低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑產(chǎn)品、帶有整合的水平控制(integrated level control)的熔化槽和高效自動分配裝置。
本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的膠粘劑產(chǎn)品不受特定限制，只要該膠粘劑可以被加工用于在低溫下的應(yīng)用即可。如本文中所用，低溫是指260或更低的溫度，更典型地是160至260的溫度，甚至更典型地是190至250。
在本發(fā)明實踐中可以使用幾乎任何低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑。適于在配制低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑中使用的基礎(chǔ)聚合物包括無定形聚烯烴、含乙烯聚合物和橡膠嵌段共聚物以及它們的摻合物?？梢詰?yīng)用基于乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、等規(guī)聚丙烯或無規(guī)聚丙烯、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、或苯乙烯-乙烯-丁烯的A-B-A或A-B-A-B嵌段共聚物或其混合物的熱熔膠粘劑組合物。也可以應(yīng)用任何上述基礎(chǔ)材料的摻合物，諸如乙烯丙烯酸正丁酯和乙烯乙酸乙烯酯以及乙烯乙酸乙烯酯和無規(guī)聚丙烯的摻合物，以制備熱熔膠粘劑組合物。在所有情況下，膠粘劑可以與增粘樹脂、油增塑劑、蠟和/或包括穩(wěn)定劑、抗氧化劑、色素和類似物質(zhì)在內(nèi)的其它傳統(tǒng)添加劑配制。
參照圖1，當(dāng)系統(tǒng)處于運行中時，固體形式的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，通過供給通道或管道2諸如管、軟管或類似裝置，從固體材料補給區(qū)(staging area)或固體材料庫1連續(xù)地進料、輸送或分配，進入熔化槽3，上述固體材料補給區(qū)或固體材料庫在本文中也稱為加料槽、鼓筒或料箱。
向熔化槽的傳送受到與該熔化槽整合地連接的自動加料裝置4或自動分配裝置的控制。所述自動加料裝置響應(yīng)于存在于熔化槽中的水平檢測器(level detector)自動地填充熔化槽。
在熔化槽中，加熱部件將其中含有的膠粘劑加熱到預(yù)先設(shè)定的溫度。本發(fā)明的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑和溫度控制裝置的應(yīng)用使得加料槽的位置可以與熔化槽更近。
使用整合的控制板來控制膠粘劑水平并防止溫度超過規(guī)定的溫度。典型地，控制裝置將被設(shè)定為防止溫度高于290。在一種實施方案中，控制裝置將被設(shè)定為防止溫度高于約250。在另一種實施方案中，控制裝置將被設(shè)定為防止溫度高于約160。
可響的報警裝置將優(yōu)選地存在，用于當(dāng)固體熱熔料箱為空、當(dāng)熱熔槽為空和當(dāng)溫度超出期望限值或預(yù)設(shè)限值時作出提示。
系統(tǒng)也將包括分配口、泵和輸送軟管5，用于將熔融物輸送到分配部位。通過應(yīng)用本發(fā)明的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑系統(tǒng)，從熔化槽到施用部位，熔融的熱熔膠粘劑可以出乎預(yù)料地被傳送多達10m，更典型地多達40m。
系統(tǒng)包括低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑、加料槽、用于接受固體膠粘劑的自動加料裝置，和熔化槽。自動加料裝置與加熱槽整合地連接。
供給連接物或通道運輸固體膠粘劑從供給鼓筒到自動加料裝置。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，固體形式的低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑通過自動分配裝置(自動加料裝置)自動地進入加熱的熔化槽，在該處，膠粘劑熔化并保持在預(yù)先確定的溫度。熔化的膠粘劑通過存在于熔化槽中的水平檢測器保持在預(yù)先確定的水平。隨后，熔化的膠粘劑通過含有由筏桿開關(guān)的分配孔的噴嘴裝配口、孔或出口，從熔化槽泵入噴嘴，以便分配該熔化的熱熔膠粘劑。
裝置和/或組成裝置的部件的形狀不受特定的限制。自動加料裝置和/或熔化槽包括單一的壁(例如，形狀是圓柱形)，或者多個壁(例如，是正方形、長方形或類似形狀)。
自動加料裝置與熔化槽整合地連接，并且這些系統(tǒng)組件可以用相同或不同的材料來制造。粒狀形式或其它此類常規(guī)形式的固體膠粘劑，通過膠粘劑進口閥被導(dǎo)入加料槽，例如，通過噴吹或其它常規(guī)方式?？梢允褂萌コ趯⒐腆w膠粘劑導(dǎo)入自動加料裝置的同時導(dǎo)入的空氣的裝置。如果需要，隔板或其它這樣的裝置可以在自動加料裝置中存在，其作用是將固體膠粘劑引導(dǎo)入熔化槽和/或使熱折流。
熔化槽包括加熱裝置，并且可以包含經(jīng)筒式加熱器或帶式加熱器加熱的柵格(grid)。在槽中可以應(yīng)用多個加熱部件，以便最優(yōu)化熔化和熔融加料速度。加熱器可以以這樣的方式放置，其向熱熔槽以及泵裝置中的膠粘劑提供熱量。可以使用可選地分離的數(shù)套加熱部件，以向熱熔槽中的膠粘劑和泵裝置中的膠粘劑提供熱量。加熱部件將被恒溫控制，并且將包括提供電能的電路。本發(fā)明的系統(tǒng)包括的熔化槽帶有能夠達到最大操作溫度290的加熱部件和控制裝置。
熔化槽通過單向止回筏與分配泵連接，單向止回筏允許材料進入泵的熔融室(在活塞的返回沖程上)，同時在處于泵的壓力之下時限制逆流(例如，由于活塞的前向泵送沖程)。分配也可以通過例如齒輪泵來實現(xiàn)。
本發(fā)明提供了用于自動加工和分配低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑的閉合系統(tǒng)，其中應(yīng)用自動加料裝置和水平傳感器，將熔化槽中的膠粘劑水平維持在預(yù)先確定水平的膠粘劑水平。閉合系統(tǒng)防止污染并且有助于保持工作區(qū)域安全和清潔。低應(yīng)用溫度膠粘劑的應(yīng)用出乎意料地延長了耗材部件如噴嘴、過濾器和組件的壽命，并且減少損耗軟管、氣動裝置、振蕩器、加料氣動組裝件以及控制卡、電源卡(power card)、恒溫器、RTD、水平傳感器控制板，是優(yōu)選的。
本發(fā)明將在下列實施例中被進一步描述，包含這些實施例的目的是為了舉例說明，而不意圖于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實施例 建立了兩個熱熔分配系統(tǒng)。其中一個指定為350裝置，用其加工傳統(tǒng)的工業(yè)(350)熱熔膠粘劑，所述膠粘劑在其應(yīng)用溫度下具有的黏度為800-1200cps。另一個指定為200裝置，用其加工低應(yīng)用溫度(200)熱熔膠粘劑，所述膠粘劑在其應(yīng)用溫度下具有的黏度是1200-1400cps。
每一系統(tǒng)通過軟管將膠粘劑泵出，所述軟管與含有四個不同組件類型(A-D)的部件，即，熱熔分配設(shè)備中應(yīng)用的四個不同類型的閥門相連，這些閥門向后指向槽中，并監(jiān)測它們的失效跡象。
結(jié)果總結(jié)在表1中，其中失效級1表示，由于部分的密封失效，出現(xiàn)部件“滴落(dripping)”或中度的不連續(xù)的膠粘劑滲漏的跡象。失效級2表示，由于災(zāi)難性的密封失效引起的連續(xù)的膠粘劑流滲漏。
表1
可以看到，當(dāng)應(yīng)用低應(yīng)用溫度膠粘劑時，全部四個部件類型都表現(xiàn)出壽命延長。
可以對本發(fā)明進行許多修改和變化而不背離其精神和范圍，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。本文描述的具體實施方案僅通過示例的方式提供，本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求，以及這些權(quán)利要求的等價物的全部范圍。
權(quán)利要求
1.整合系統(tǒng)，用于加工低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，包括低應(yīng)用溫度熱熔膠粘劑，熔化槽，其具有適于接受所述膠粘劑的內(nèi)腔，和自動加料裝置，其與所述熔化槽整合地連接，所述系統(tǒng)包括加熱部件，其被控制，以達到250的最大操作溫度。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被程控，以在約225或更低的溫度操作。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括加料槽，用于維持供給固體形式的所述膠粘劑，與所述加料槽連接的供給通道，用于將所述膠粘劑供給所述熔化槽的內(nèi)腔，供給口，其與所述熔化槽的內(nèi)腔相通并與所述供給通道相連，噴嘴裝配口，其包括由閥門打開和關(guān)閉的分配孔，和噴嘴，用于分配來自所述分配孔的熔融的熱熔膠粘劑。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述加熱室與分配泵相連。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中所述分配泵是活塞泵。
6.權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述分配泵是齒輪泵。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括一種裝置，借助該裝置，分配的熔融膠粘劑被運送到基材表面上，以用于最終的應(yīng)用用途。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述用于運送所述熔融膠粘劑的裝置是加熱的軟管。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括將固體膠粘劑導(dǎo)入到所述自動加料室的膠粘劑進入口閥門。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，包括自動維持膠粘劑水平的裝置。
全文摘要
一種自動加料的低應(yīng)用溫度熱熔應(yīng)用系統(tǒng)，包括熱熔槽、緊湊整合的自動加料裝置，并且在不超過260℉的溫度下操作。
文檔編號B05C5/04GK1958699SQ20061015999
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者J·A·梅哈菲, D·達克沃斯, J·賴伊 申請人:國家淀粉及化學(xué)投資控股公司