制造片材产品的系统和方法 |
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申请号 | CN201280007645.7 | 申请日 | 2012-01-31 | 公开(公告)号 | CN103348060A | 公开(公告)日 | 2013-10-09 |
申请人 | 佐治亚-太平洋消费产品有限合伙公司; | 发明人 | 周洪量; | ||||
摘要 | 一种用于制造片材产品的系统包括:第一可转动辊子组件,其能操作以通过该第一可转动辊子组件的外表面排出加压 流体 ;以及第二可转动辊子组件,其具有靠近第一可转动辊子组件的所述外表面布置的外表面,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件能操作以在相反的方向上转动,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件在两者间限定了间隙,一片材与第一可转动辊子组件的外表面和第二可转动辊子组件的外表面相 接触 地通过该间隙,排出的加压流体能操作以冲击片材的表面并且分离第一可转动辊子组件的外表面与片材之间的接触。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于制造片材产品的系统,该系统包括: |
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说明书全文 | 制造片材产品的系统和方法[0001] 优先权 [0002] 该非临时申请以于2011年2月15日申请的具有相同名称的美国临时专利申请号61/443,013为基础。这里要求美国临时专利申请号61/443,013的优先权,其披露的内容通过引用并入本申请中。 技术领域[0003] 这里所披露的主题涉及用于制造片材产品的系统和方法。 背景技术[0005] 在一些制造工艺中,片材产品可以相对较薄,在片材产品中的水分含量高时导致低的抗拉强度。在这些工艺中,可以将具有相对高抗拉强度的纺织背衬或织物机械地粘附到湿的片材产品或者与湿的片材产品接触。接触湿的片材产品的纺织背衬的使用使湿的片材产品能够经历许多机械和化学自动化过程,包括例如用辊子或其他机械装置施加张力,同时避免了破坏或撕裂湿的片材产品。发明内容 [0006] 根据本发明的一个方面,一种用于制造片材产品的系统包括:第一可转动辊子组件,其能操作以通过该第一可转动辊子组件的外表面排出加压流体;以及第二可转动辊子组件,其具有靠近第一可转动辊子组件的所述外表面布置的外表面,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件能操作以在相反的方向上转动,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件在两者间限定了间隙,一片材与第一可转动辊子组件的外表面和第二可转动辊子组件的外表面相接触地通过该间隙,排出的加压流体能操作以冲击片材的表面并且分离第一可转动辊子组件的外表面与片材之间的接触。 [0007] 根据本发明的另一个方面,一种用于制造片材产品的系统包括:第一可转动辊子组件,其能操作以通过该第一可转动辊子组件的外表面排出加压流体;以及第二可转动辊子组件,其具有靠近第一可转动辊子组件的所述外表面布置的外表面,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件能操作以在相反的方向上转动,第二可转动辊子组件和第一可转动辊子组件在两者间限定了间隙,具有包括片材产品的第一表面和包括织物部分的第二表面的片材通过该间隙,所述织物部分与第一可转动辊子组件的外表面接触,所述片材产品与第二可转动辊子组件的外表面接触,排出的加压流体能操作以冲击片材产品的表面并且分离织物部分与片材产品之间的接触。 [0008] 根据本发明的另一个方面,一种用于制造片材产品的方法包括:使第一辊子组件在第一方向上转动;使第二辊子组件在第二方向上转动,第二方向与第一方向相反;使片材与第一辊子组件的外表面和第二辊子组件的外表面相接触地通过由第一辊子组件的外表面和第二辊子组件的外表面限定的间隙;以及通过第一辊子组件的外表面排出加压流体流,使得该加压流体流冲击在片材上并且在片材上施加力。 附图说明[0011] 图1A示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示例性实施方式的侧视图。 [0012] 图1B示出了根据本发明的一个实施方式的系统的替代性示例性实施方式的侧视图。 [0013] 图2示出了图1A的系统的第一辊子组件的示例性实施方式的一部分的透视图。 [0014] 图3示出了图2的第一辊子组件的示例性实施方式的局部剖视透视图。 [0015] 图4示出了图2的第一辊子组件的流体排出部分的正视图。 [0016] 图5示出了沿着图4的线5-5的流体排出部分的截面视图。 [0017] 图6示出了系统的一个替代性示例性实施方式。 [0018] 图7示出了图6的片材产品和织物的示例性布置的细节视图。 [0019] 图8示出了系统的另一个替代性示例性实施方式。 [0020] 详细描述通过参照附图的示例解释了本发明的实施方式以及优点和特征。 具体实施方式[0021] 片材产品通常利用包括许多辊子和滚筒的系统制造,这些辊子和滚筒移动并引导片材产品通过各个制造阶段的路径。片材产品通过制造路径从接触一个辊子或滚筒到另一个的过渡由于例如片材产品的厚度、水分含量和抗拉强度变得复杂;当片材产品移动通过这些制造阶段时上述参数中的每个都可能发生变化。因此,改进片材产品在制造路径中的在不同接触表面之间的过渡是所需的。 [0022] 正如这里使用的术语“片材产品”包括天然的和/或人造的布或纸片材。片材产品可以包括纺织品和无纺品。存在许多无纺物制造工艺,它们可以是湿法或干法。一些示例包括水力交缠布(有时称做水刺布)、无尘纸、干法造纸非织造布、纺粘织物、机梳制品、纸巾以及熔喷无纺布片材产品。此外,片材产品可以包含可以从天然源,比如木质纸浆纤维获得的纤维状纤维素材料,以及具有连接到聚合物主链的氢氧基团的其他纤维材料。这些包括用氢氧基团改性的玻璃纤维和人造纤维。片材产品的示例包括但不局限于手帕、餐巾纸、棉纸、卷纸、毛巾或其他纤维、薄膜、聚合物或单丝产品。 [0023] 图1A示出了系统100的示例性实施方式。该系统100例如在一些实施方式中可以是更大制造系统的子系统的一部分。在这方面,该系统100包括协作地接合第二辊子组件104的第一辊子组件102(部分剖切示出)以及加压流体源105,比如压缩空气、气体或其他类型的加压流体。在一个实施方式中,该系统100包括导向组件106和驱动辊子组件108。 [0024] 在操作时,片材产品101作为连续的片材移动通过系统100。片材产品101接触正在绕转动轴线113转动的第一辊子组件102并且通过由第一辊子组件102和第二辊子组件104限定的间隙115。片材产品101接触正在绕转动轴线117转动的第二辊子组件104,并且与第二辊子组件104相接触地移动通过所述间隙115。在示出的实施方式中,第一辊子组件102和第二辊子组件104在正如由箭头103和107表示的相反的方向上转动。该第一辊子组件102包括与加压流体源105连通的一个或多个固定端口110。这些端口110能操作以排出由箭头111表示的加压流体,比如具有由箭头111表示的流动路径的压缩空气、气体或蒸汽。加压流体能操作以在片材产品101上施加力,该力在靠近由第一辊子组件102和第二辊子组件104限定的间隙115的区域中偏压片材产品101远离第一辊子组件102的外表面并朝向第二辊子组件104的外表面偏压。由第一辊子组件102和第二辊子组件104限定的间隙115的尺寸使得可以在片材产品101上施加压缩力。由第一辊子组件102和第二辊子组件104施加在片材产品101上的压缩力以及由加压流体施加的偏压力辅助克服机械力,比如表面张力或者第一辊子组件102和片材产品101之间的粘力。(可以在片材产品101上施加额外的力来辅助片材产品101从第一辊子组件上分离——比如由第二辊子组件104的外表面施加的粘力和/或由第二辊子组件104的转动施加在片材产品101上的张力。)一旦片材产品101从第一辊子组件102分离并且接触第二辊子组件104,该片材产品101绕第二辊子组件104的转动轴线转动(第二辊子组件104可以用于例如辅助将水分从片材产品 101移除)。导向组件106包括例如辅助将片材产品101与第二辊子组件104分离以脱离接触的金属带或其他合适的机械装置。在示出的实施方式中,驱动辊子组件108包括一对与片材产品101接触的辊子。驱动辊子组件108的辊子转动并且在片材产品101上施加张力和压缩力,将片材产品牵引通过该驱动辊子组件108。 [0025] 图1B示出了类似于上面描述的(图1A的)系统100的系统的一个替代性示例性实施方式。在这方面,示出的实施方式包括刀片组件120。该刀片组件120可以例如由金属、陶瓷或塑料材料构成。在操作时,该刀片组件120可以接触第二辊子组件104并且施加有助于将片材产品101机械地从第二辊子组件104上释放的力。 [0026] 图2示出了第一辊子组件102的示例性实施方式的一部分的透视图。该第一辊子组件102包括滚筒部202,该滚筒部202在一个实施方式中的形状是管状的并且包括与滚筒部202的外表面206和滚筒部202的内表面208连通的多个端口204。在一个实施方式中,例如由机械连杆装置和驱动组件203驱动滚筒部202,使其绕转动轴线201转动。第一辊子组件102包括流体排出部210。该流体排出部210布置在部分地由滚筒部202的内表面208限定的内腔中,并且相对于滚筒部202的转动保持基本固定不动。流体排出部210和滚筒部202可以通过例如轴承、轴衬或者允许滚筒部202绕流体排出部210转动的其他类型机械装置机械地连接。该流体排出部210包括与孔212连通的(下面描述的)一个或多个端口,这些端口能操作以接收来自于加压流体源105的加压流体,比如空气,并且从这些端口排出加压流体使得该加压流体通过滚筒部202中的所述多个端口204。加压流体冲击片材产品101并且在片材产品101上施加力(上面在图1A中描述的)。流体排出部210相对于第二辊子组件104的布置以恒定角度排出加压流体流。 [0027] 图3示出了第一辊子组件102的示例性实施方式的局部剖视透视图。流体排出部210包括与孔212和加压流体源105连通的端口302。该端口302可以类似于上面所述的(图1的)端口110。可以靠近孔212布置密封件305,其能操作以对流动路径中的排出的流体进行导向,以冲击滚筒部202的一部分。该密封件305可以接触滚筒部202的内表面并且可以包括例如陶瓷、金属或柔性塑料材料。 [0028] 图4示出了流体排出部210的正视图。示出的实施方式包括在流体排出部210中布置为狭缝或沟槽的端口302。图5示出了沿着图4的线5-5的流体排出部210的截面视图。 [0029] 图6示出了系统700的替代性示例性实施方式。该系统700包括第一辊子组件102(部分剖切地示出)和第二辊子组件104。该片材产品101附接(或接触)织物701(附接(或接触)织物701的片材产品101可以共同地或者各自单独地限定片材703),该织物用作片材产品101的相对高的抗拉强度的背衬。 [0030] 图7图示了片材产品101和织物701的布置的示例性实施方式。织物701包括例如纺织材料或网眼织物材料,其具有足以使至少一部分加压空气渗过该织物701的孔隙率。用于说明目的的织物701示出为具有均匀的轮廓。织物701的替代性实施方式例如可以包括接触片材产品101的具有波浪形或预定轮廓表面的织物701。织物70的预定轮廓表面可以用于形成具有纹理表面或轮廓的片材产品101。参见图6,系统700可以包括粘附剂喷射组件704,其从粘附剂源706接收加压液体粘附剂。在操作时,织物701和片材产品101以连续片材的形式移动通过该系统700。该系统700能操作以将织物701从片材产品 101上分离并且从片材产品101移除水分。在这方面,粘附剂喷射组件704将粘附剂喷射在第二辊子组件104的外表面803上,在第二辊子组件104上形成发粘的粘附剂薄膜。该第二辊子组件104可以通过例如热源或可包括蒸汽、加热气体、对流或微波装置的元件705加热。被加热的第二辊子组件104能操作,以当片材产品101与第二辊子组件104一起转动时从片材产品101移除水分。可以在第二辊子组件104上方布置顶罩部602。顶罩部602可以接收热气体,比如来自于热源604的空气。热气体能操作以加热片材产品101。 [0031] 参见图7,当第一辊子组件102的滚筒部202转动时,织物701的表面接触第一辊子组件102。滚筒部202的转动将织物701和片材产品101拉入由滚筒部202和第二辊子组件104限定的具有宽度(x)的间隙115中。片材产品101的表面805接触第二辊子组件104的外表面803。滚筒组件202和第二辊子组件104在片材产品101上施加压缩力。从流体排出部210的端口302(图3)排出具有由箭头111表示的流动路径的加压流体。加压流体穿过织物701并且冲击片材产品101,从而在片材产品101上施加沿箭头810的方向的、朝向第二辊子组件104的力,辅助将织物701从片材产品101上分离。通过滚筒部202的转动,以一角度拉动织物701远离片材产品101,同时由第二辊子组件104的转动施加的力辅助将片材产品101从织物701上分离。 [0032] 如上所述,多个力用于将织物701从片材产品101上分离并且辅助片材产品粘附到第二辊子组件104上。当滚筒部202转动时,由织物701的布置施加的机械力将织物701拉离片材产品101。由滚筒部202和第二辊子组件104施加在片材产品101上的压缩力方便了片材产品101与第二辊子组件104的外表面803的粘附。施加到第二辊子组件104的外表面803的粘附剂薄膜辅助保持片材产品101与第二辊子组件104之间的接触。从流体排出部210排出的加压空气通过织物701并冲击在片材产品101上,进一步辅助了片材产品101粘附到第二辊子组件104上。加压空气的力增加了在箭头801的方向上施加的力并且允许相对少的粘附剂和/或表面积施加到第二辊子组件104的外表面803。随着片材产品101粘附到第二辊子组件104,可以通过例如加热第二辊子组件104、导致片材产片101的水分含量减少来将水分从片材产品101移除。干燥工艺之后将片材产品101与第二辊子组件104分离,并且可以进入后续的制造工艺,比如额外的干燥工艺、纹理化工艺和最终的包装工艺。 [0033] 图8示出了类似于上述图6的示出的实施方式的系统的替代性实施方式。示出的实施方式包括类似于上面在图1B中描述的刀片组件的刀片组件120。 [0034] 虽然已经结合仅有限数量的实施方式详细地描述了本发明,但是应该容易理解的是本发明并不局限于这些披露的实施方式。而是,可以修改本发明以结合这里没有描述的任何数量的变型、变化、替代方式或者等价方式,但是它们与本发明的精髓和范围是相称的。另外,虽然已经描述了本发明的各个实施方式,但是应该理解的是本发明的方面可以仅包括一些所描述的实施方式。因此,本发明并不视为由之前的描述限定,而是仅由所附的权利要求的范围限定。 |