专利名称：具有一体化的芯子和覆盖物的涂料滚筒及其制造方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将涂料涂刷到墙壁和类似物上的涂料滚筒的制造方法和设备。更具体地说，本发明涉及这样一种涂料滚筒的制造方法和设备，该滚筒具有通过单步连续工艺形成的热塑性(最好是聚丙烯)芯子。
背景技术：
已有技术涂料滚筒已被职业的或非职业的人员广泛地使用，以将涂料涂刷到墙壁、天花板和其它表面上。通常，滚筒是与一个施涂器一起使用的，该施涂器具有一手柄，手柄的末端是以用来固定滚筒的转动件。滚筒本身通常包括一涂料吸收和涂布用覆盖物，此覆盖物附连于一大致为圆柱形的芯子。覆盖物可以用例如羊毛或聚酯以及本领域众所周知的其它覆盖材料制成。
几年前，涂料滚筒是利用纸或硬纸板制的芯子来制造的。某些制造商仍然在制造这种纸制芯子的涂料滚筒。此类滚筒芯子的制造是众所周知的。然而，这样的芯子以及用它们制成的涂料滚筒经常会在使用或清洁过程中脱落，特别是在借助涂料溶剂(例如松节油或矿油精等本领域众所周知的溶剂)进行清洁的过程中尤其会发生这种情况。人们长期以来一直希望(至今仍然希望)制造出能耐受涂料溶剂的涂料滚筒。
用酚醛芯子(即，浸渍酚醛树脂的纸)代替纸制芯子来制作涂料滚筒是比较有利的。与纸或硬纸板制的同类物相比，这种涂料滚筒对涂料溶剂的耐受性要好得多。制造酚醛芯子的工艺也是众所周知的。例如，根据一种已有技术，可以这样来制作一种带有一次性使用部分的可重复使用的滚筒，即，先以某个角度将三个浸渍过酚醛树脂的纸条覆盖并螺旋卷绕到一芯轴上，以形成一不限长度的芯子。通常，酚醛纸条是成卷供应的，这种材料卷可以安装在芯轴上而连续地供应，当酚醛纸条脱离材料卷而供给时，对其外表面涂敷一层连续的热固性胶，从而使这些酚醛纸条在螺旋卷绕而形成芯子时能粘合在一起。不限长度的芯子由传送带向后传送，在一多级红外加热器中被加热，随后再对芯子的外表面涂敷一层热熔胶(例如聚酯)，并将一条连续的覆盖物螺旋卷绕到芯子上，在那里借助热熔胶固定到位。余下的步骤就是将不限长度的滚筒切成可用的尺寸，这通常是借助两个步骤来实现，即，先是用一个飞剪(fly away cutter)切割成例如65英寸的坯料，然后再用另一个切刀将坯料切割成可供使用的长度，例如7或9英寸。
以此方式形成的可重复使用芯子的显著缺陷是，由于要用一加热器将酚醛材料加热到预定温度，因而需要一个很长的装配线，显然，这样就需要在加热器工位的数量以及生产线的速度之间有一个折衷的选择。此外，虽然将这样获得的滚筒称之为“可重复使用的”(由于在其放入涂料溶剂时不会分离)，但如果在溶剂中放置时间过长，那么也会造成涂料滚筒破坏和/或分层。另外，酚醛芯子的制造工艺并不是一项环保的工艺。
授予Garcia的美国专利4,692,975揭示了另一种可重复使用的滚筒，该滚筒是利用一预成形的芯子来制造的，所述芯子由热塑性(例如聚丙烯)管状坯料制作而成。具体地说，该方法作了如下揭示，即，将一预成形的芯子安装到一旋转芯轴上，设置一可在平行于芯轴的方向上移动的支座，在该支座上设置一个直接加热源，以及相对于芯轴成一个角度供给一连续的织物条。所揭示的工序包括启动直接加热源开始对管状坯料的外表面进行加热，使所述支座相对于芯轴的转动定时地移动，以便将织物条以紧密螺旋的方式卷绕到塑料芯子的受热部分上。因此，塑料芯子的紧挨在织物条缠绕点之前的受热部分将受热软化，藉以使织物能在卷绕的过程中粘接于芯子。实际上，是将聚丙烯芯子表面的一部分用作粘合剂。Garcia专利所揭示之滚筒的一个优点是，覆盖物和芯子之间所形成的粘接是很强的，不会轻易地在暴露于涂料溶剂时分离。另一个优点是，该制造工序不需要另外涂敷粘合剂来将覆盖物粘合于芯子。然而，该专利还是有缺陷的。其一是，已有技术采用的是例如硬纸板或纸制的芯子，而Garcia工艺需要预成形的热塑性管状芯子，这是相当笨重的，因而运输成本较高并且难以搬运。另一个缺陷是，由于一定要使加热器(它沿着所述芯子移动至紧挨在织物条之前的位置上)尽量慢地移动以确保聚丙烯芯子软化(否则就不能粘接覆盖物)，因而可以预计到Garcia工艺在速度方面的限制。另外，对预成形的聚丙烯芯子直接加热会由热源带来制造时的危害，并且会由于加热过程中释放的烟和/或化学物质而造成危害。
授予本申请发明人的专利5,195,242解决了很多上述的问题，即，(ⅰ)将热塑性芯子形成在飞梭(fly)上，而不是采用预成形的芯子，以及(ⅱ)利用预加热的热塑性塑料来作为胶合剂，这两个措施都是为了通过将芯子施加于形成芯子的条来形成芯子，并且通过将覆盖物施加于芯子的外侧，然后再将覆盖物缠绕于芯子，藉以使其粘附于芯子。该专利揭示了这样一种工艺，即，将三个热塑性材料条(最好是聚丙烯)以相互叠置的方式缠绕于芯轴以形成一芯子，制作芯子的材料条通过涂敷液化的热塑性材料(最好还是聚丙烯)而相互粘接，而后再缠绕于芯轴。在芯子形成之后，将液化的热塑性塑料(最好还是聚丙烯)涂敷于芯子的外表面以及缠绕于其上的覆盖物。接下来的步骤众所周知，将最终获得的不限长度的滚筒切割至可用尺寸，这可以用如上所述的两个步骤来实现，即，先用一飞剪切割成较长的尺寸，再利用另一个切刀将此坯料切割至可供使用的长度。虽然该工艺能生产出基本上不受涂料溶剂影响的高质量的滚筒，但此工艺涉及利用多条热塑性材料，并需要对多个涂敷点施加液化的热塑性塑料。因此，这种工艺是很难建立的，需要在操作时进行很多持续不断的调节。
授予Bower的专利5,468,207揭示了一种类似于’242专利的连续工艺，只是在Bower专利中是利用直接加热来粘接热塑性塑料条的表面，而不是通过对塑料条涂敷液化的热塑性塑料来将它们相互粘接。另外，Bower专利是对芯子的表面直接加热来粘接覆盖物，不是先涂敷液化热塑性塑料再施加覆盖物。
尤其是在也授予本申请发明人的专利5,572,790中解决了上述工艺中的复杂问题。在这种已经变成目前滚筒制造业的实际标准的工艺中，不是通过将多个条以叠置方式缠绕于芯轴而后再粘附一覆盖物来形成芯子，而是仅将一单个的条缠绕于芯轴，从而使相邻的边缘以紧密排列或紧靠的方式来布置。随后，将液化的热塑性材料(最好是聚丙烯)涂敷于被卷绕条的暴露表面，再以足够的张力将覆盖物螺旋地卷绕到液化材料以及缠绕的条上，从而使织物可以平顺地铺设其上。同样地，与其它不限长度的滚筒的制造工序一样，可以先用飞剪将产品切割成比较长的长度，随后再切成供使用的长度。该工艺比本申请的发明人以前发明的方法更为有利，因为整个涂料滚筒是以单个工序形成的。由于只要用单个的条以及只要涂敷一次液化热塑性材料，所以使装配线更容易控制。然而，最终获得的滚筒质量较差。更具体地说，在所有这样的滚筒中都会有一个缺陷(成为其本身的一个弱点)，即，经常会在进出切割后滚筒的端部时发生问题，或者说使切割后滚筒的端部“不圆”。这是因为材料条的高张力记忆性趋向于使它们在高环箍强度下发生退绕或向“张开”方向移动。此外，为了实现多层卷绕滚筒所需的加硬的感觉，单条缠绕的卷筒通常是用较厚的塑料条来制作的。所用的塑料条越厚(特别是相对于芯子的直径而言)，在滚筒上的记忆效应就越显著。
在最近授权的一件专利申请中揭示了另一种用来制造热塑性塑料制的涂料滚筒的工艺。具体地说，5,862,591专利揭示了另一种通过单个步骤来形成一涂料滚筒的方法。在此方法中，没有采用热塑性塑料条，而是直接将一种液化的聚丙烯材料直接涂敷于一芯轴，而后再将一覆盖物置于其上。将液化的聚丙烯涂敷于芯轴会伴随有使同步性复杂的问题，并且在为形成聚丙烯芯子而涂敷液化层时，固有地存在着涂敷是否均匀的问题。与此方法相类似，例如在法国专利公开文献2.093,060中，已经有人作出将绒布织物置于受热芯子上的建议，其中是将绒布织物置于一热的、新鲜挤压成的芯子上。然而，可以相信，没有一个这样的系统已投入使用，这可能是因为控制收缩变化方面存在困难，这种收缩变化基本上会在受热芯子坯料或材料条坯料与一冷的(例如室温)的绒布织物接触并匹配时发生。
发明概要本发明的目的在于，提供一种用于形成一可重复使用的涂料滚筒的、改进的、复杂性较低的方法，所述滚筒由一层压的芯子和一完全与之成一体的覆盖物构成。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于制造涂料滚筒的简化工艺，该滚筒具有一由两个聚丙烯条形成的层压芯子。
本发明的另一个目的在于，提供一种在一个很小的装配区域内形成高质量涂料滚筒的方法和设备。
本发明的又一个目的在于，提供一种能通过一连续的工艺可靠地构造而成的、具有小横截面直径的涂料滚筒。
总地来说，本发明包括一种用于在单个连续的合成作业中制造涂料滚筒的方法。本发明的方法包括如下步骤使一第一热塑性材料条围绕一芯轴螺旋前进；使一第二热塑性材料条围绕第一热塑性材料条以相对于其连续偏移的方式螺旋前进；使一覆盖物围绕第二材料条螺旋前进；在第一材料条的外表面与第二材料条的内表面之间设置一粘合剂；在第二材料条的外表面与覆盖物的内表面之间设置一粘合剂；以及通过在覆盖物上施加一压缩力而获得一连续层压的涂料滚筒。
在本发明的一较佳实施例中，覆盖条和与其相邻并粘接的第二聚丙烯条相互之间横向地偏移，因而覆盖条横跨第二覆盖条的相邻的两个绕圈。这样可以提供附加的结构强度而维持滚筒的刚性。可以相信，这是制造小直径滚筒的一个重要因素，实际上不能通过已有技术的单条滚筒制造法来制造。
根据本发明制造的滚筒足以防止芯子材料张开，因而能制造小直径(不是通常的1.5英寸的芯子，而是0.5英寸的芯子)，使其具有适用的结构整体性，并且能防止条带的端部分离现象。
此外，与已有技术的单条制造法不同，若将本发明的芯子与覆盖物成整体的滚筒纵向切开，它不会弹性地张开，而是会保持原始的形状，这样就可以证明本产品的不同之处。
芯子和滚筒是通过一个步骤形成的，基本上在刚刚被压到冷却芯轴上之后就可以使滚筒成形。芯轴还可以作为将滚筒材料传向一飞剪的底座，所述飞剪几乎立即将滚筒切割成特定的长度尺寸。芯轴的直径变化取决于滚筒芯子的直径和最终获得的直径尺寸。
本发明的高质量滚筒是借助一简化的装配线和工艺来制造的，包括a)两个用于两聚丙烯条的送料器，b)一用于覆盖条的送料器，c)一用于激活一粘合剂层的加热器或用于涂敷一粘合剂层的挤压器，d)一固定冷却的芯轴，e)一传送装置(如一螺旋驱动皮带)，用以使所述不限长度的滚筒形成并前进，以及f)一切刀。
本发明包括一种利用两个热塑性材料条的新颖组合，同时形成层压芯子和涂料滚筒，因而提供了一种效果出人意料的方法以及用于制造这些高质量涂料滚筒的设备。
本发明的上述和其它的目的、特征和优点将通过以下结合附图所作的讨论而变得更加清楚。
附图简要说明
图1是适于制作本发明滚筒的设备的示意图；图2是用于制造本发明滚筒的第一较佳构造的放大示意图；图2a是图2被切除一部分后的示意图；图3是用于制造本发明滚筒的第二较佳构造的放大示意图；图4是用于制造本发明滚筒的第三较佳构造的放大示意图；图5是用于制造本发明滚筒的第四较佳构造的放大示意图；图6是用于制造本发明滚筒的第五较佳构造的放大示意图；图7是用于制造本发明滚筒的第六较佳构造的放大示意图；图8a和8b是分别根据已有技术和本发明制造而成的滚筒的立体图，它们已在图中被纵向地切开。
对本发明和较佳实施例的详细描述请参见各附图，在图1中，一滚筒形成设备10包括一固定芯轴1，该芯轴由冷却器5冷却，在芯轴上形成滚筒20。螺旋驱动的皮带2可在驱动滚筒2a和2b之间转动，并使成形的环状滚筒20沿着芯轴1移动至一飞剪3。
为便于在该申请中的讨论，术语“下游”是指进一步沿着滚筒制造工序进行(或者是更靠近飞剪3)的方向，而“上游”是指滚筒制造工序更往前(或者更离开飞剪3)的方向。
第一实施例在如图1所示的第一实施例中(图2示出了其中的细节，图2a是切除一部分后的详视图)，一连续的涂料滚筒是由一热塑性材料的内条21、一热塑性材料的外条22、一覆盖物23以及从一个或多个涂敷头4涂敷的粘合剂6。热塑性塑料最好是聚丙烯。覆盖物23可以是用于涂料滚筒的众所周知的织物，可以由聚酯制成。
内条21围绕芯轴1螺旋前进。文中所用的术语“螺旋”意指围绕一芯轴取向，使一材料条的某一圈的下游边缘相对于前一圈的上游边缘紧密排列或紧靠。在本领域众所周知，可以对内条21的内表面涂敷润滑剂(如5％的矿物油)，而后再将其缠绕于芯轴1。
外条22围绕内条21螺旋前进。较佳的是，当外条22和内条21沿芯轴1前进时，外条22的边缘偏离于内条21的边缘。外条22和内条21之间的偏离将导致外条22覆盖于内条21的上、下游边缘紧密排列或紧靠的部分。可以相信，在内条21和外条22之间有一个偏移可以获得强度较高的产品。业已发现，偏移量为内条21宽度的四分之一和四分之三能实现可接受的结果。
覆盖物23围绕外条22螺旋前进。
涂敷头4可以从一粘合剂材料源7提供一层粘合剂材料，粘合剂材料6最好是聚丙烯。粘合剂材料源7最好是一挤压器，但可以是包括熔化器在内的任何粘合剂材料源。涂敷头4可以是适于从材料源提供粘合剂材料6的任何型式，如喷嘴或模具。在一较佳实施例中，材料源7是一挤压器，而涂敷头4最好是一模具。
在形成滚筒之前，必须涂敷两层粘合剂材料6a、6b。第一层粘合剂材料6a是涂敷在内条21和外条22之间。第二层粘合剂材料6b是涂敷在外条22和覆盖物23之间。在一较佳实施例中，粘合剂材料6a涂敷于内条21的外表面，而粘合剂6b涂敷在外条22的外表面。第一和第二层粘合剂6a、6b可以从一单个的涂敷头4来涂敷。一单个的涂敷头4最好是安置在这样一个位置上，即，能允许粘合剂层6a、6b尽可能靠近覆盖物23地涂敷于内条21和外条22。较佳的是，粘合剂材料从涂敷头4分配时，其宽度平行于芯轴1的方向。应该注意不要让粘合剂6接触覆盖物23的外表面。可以相信，利用一单个的涂敷头4可以最简单地建立并获得最一致的结果，当然也可以利用两个或多个涂敷头来涂敷粘合剂层6a、6b。
在两个粘合剂层6a、6b硬化和凝固之前，皮带输送器2对覆盖物23的外表面施加压力，藉以对各部分赋予一向内的力，从而形成围绕芯轴的连续的滚筒。除了形成滚筒之外，皮带输送器2使这样形成的不限长度的滚筒沿芯轴移动，并使不限长度的滚筒连续的转动，而且使内外条21、22和覆盖物23向着并围绕芯轴移动。
内外条21、22的宽度和厚度、覆盖物23的宽度和绒面可以采取适合于制造所需滚筒的尺寸。例如，一具有直径1.5英寸的芯子和60-密耳(=1/1000英寸)的典型的高质量滚筒可以用下列材料来制造
宽度 厚度内条 2.750英寸 0.015英寸第一粘合剂层 2.750英寸 0.015英寸外条 2.750英寸 0.015英寸第二粘合剂层 2.750英寸 0.015英寸覆盖物 2.875英寸 所需的绒面一具有直径1.5英寸的芯子和80-密耳的典型的高质量滚筒可以用下列材料来制造宽度 厚度内条 2.750英寸 0.020英寸第一粘合剂层 2.750英寸 0.020英寸外条 2.750英寸 0.020英寸第二粘合剂层 2.750英寸 0.015英寸覆盖物 2.875英寸 所需的绒面一具有直径1.5英寸的芯子和90-密耳的典型的高质量滚筒可以用下列材料来制造宽度 厚度内条 2.750英寸 0.025英寸第一粘合剂层 2.750英寸 0.020英寸外条 2.750英寸 0.025英寸第二粘合剂层 2.750英寸 0.020英寸覆盖物 2.875英寸 所需的绒面在此，术语“wall”或“密耳”是指千分之一英寸。
除了众所周知的具有1.5英寸芯子的高质量滚筒之外，还希望制造出具有0.5英寸芯子的滚筒。业已发现，利用单条技术(如美国专利5,572,790)制造0.5英寸芯子的滚筒并不能获得让人满意的结果。相反，已发现本发明可以应用于具有0.5英寸芯子的滚筒的制造。一具有直径0.5英寸的芯子和60-密耳的滚筒可以用下列材料来制造
图8a
图8b
第三实施例现请转到第三实施例，图4示出了其细节，一连续的涂料滚筒是由一热塑性材料的内条21、一热塑性材料的外条22、一覆盖物23和一从两个涂敷头4a和4b涂敷的粘合剂(未图示)。热塑性材料最好是聚丙烯。覆盖物23可以是用于涂料滚筒的众所周知的织物，可以由聚酯制成。
第三实施例的区别在于，内外条21、22和覆盖物23的送给取向。该第三实施例由最短的装配线组成。内条21围绕芯轴1螺旋前进。众所周知，在将内条21缠绕于芯轴1之前，可以对其内表面施加润滑剂。外条22以相对于内条21偏移的方式围绕内条21螺旋前进。覆盖物23可以(但不一定非要如此)以相对于外条22偏移的方式围绕外条22螺旋前进。
在形成滚筒之前，需涂敷两层粘合剂材料。两个涂敷头4a、4b可从一材料源7(如一挤压器)提供粘合剂材料。涂敷头4a可对外条22的内表面施加第一粘合剂层，而涂敷头4b可对外条21的外表面施加第二粘合剂层。
在两个粘合剂层硬化和凝固之前，皮带驱动器2对覆盖物23的外表面施压，藉以对各部分施加向内的力，从而形成围绕芯轴的连续的滚筒。除了形成滚筒之外，皮带输送器2使这样形成的不限长度的滚筒沿芯轴移动，并使滚筒连续转动，而且使内外条21、22和覆盖物23向着并围绕芯轴移动。
第四实施例下面将结合图5来描述本发明的第四实施例，其中一连续的涂料滚筒是由一热塑性材料的内条21、一热塑性材料的外条22、一覆盖物23和一加热头4’来制造的。热塑性材料最好是聚丙烯。覆盖物23可以是用于涂料滚筒的众所周知的织物，可以由聚酯制成。
第一粘合剂层24出现在内条21的外表面上，而第二粘合剂层25出现在外条22的外表面上。这两个粘合剂层最好是由聚丙烯构成。虽然在该实施例中是这样描述的，但熟悉本领域的人员可以认识到，第一和第二粘合剂层24、25也可以分别设置于外条22和内表面和覆盖物23的内表面。唯一重要的是，加热头4’能激活粘合剂层24、25，而粘合剂层24、25将分别被夹设在内条21与外条22以及外条22与覆盖物23之间。
内条21围绕芯轴1螺旋前进。众所周知，在将内条21缠绕于芯轴1之前，可以对其内表面施加润滑剂。外条22以相对于内条21偏移的方式围绕内条21螺旋前进。覆盖物23以相对于外条22偏移的方式围绕外条22螺旋前进。
加热头4’可提供热量。加热头4’可以是一电加热器，它可以是气体操作的，或者可以是适于激活内外条21、22上的粘合剂层24、25的其它任何类型的加热器。(一粘合剂层是通过被液化而激活的，即，成为一粘滞的熔融状态。)在形成滚筒之前，需一个加热头4’激活第一和第二层粘合剂24、25。加热头4’最好是设置在这样一个位置上，即，可以使内外条21、22上的如图2中的符号A所表示的区域被激活。较佳的是，加热头4’取向成平行于芯轴1。应该小心不要让加热头4’发出的热量将覆盖物23的外表面加热到可熔化的程度或者会对其特性造成不利影响的程度。为了防止覆盖物23造成这样的损坏，覆盖物23围绕外条22从加热头4’向下游前进一圈。或者，可以采用一个防热罩(未图示)。虽然可以相信采用一个加热头4’能实现最简单的布置并获得最一致的效果，但也可以采用两个或多个加热源来激活粘合剂层。
在两个粘合剂层24、25硬化和凝固之前，利用一皮带驱动器2对覆盖物23的外表面施压，藉以对各部分施加向内的力，从而形成围绕芯轴的连续的滚筒。除了形成滚筒之外，皮带输送器2使这样形成的不限长度的滚筒沿芯轴移动，并使不限长度的滚筒连续的转动，而且使内外条21、22和覆盖物23向着并围绕芯轴移动。
第五实施例下面将结合图6来描述本发明的第五实施例，其中一连续的涂料滚筒是由一热塑性材料的内条21、一热塑性材料的外条22、一覆盖物23和一加热头4’来制造的。第五实施例与第四实施例的不同在于，覆盖物23偏离于外条22。在该实施例中，覆盖物23与加热头4’间隔一圈半。这是出于这样的考虑，即，覆盖物23更靠近加热头4’，但是不需要防热罩。第六实施例下面将结合图7来描述本发明的第六实施例，其中一连续的涂料滚筒是由一热塑性材料的内条21、一热塑性材料的外条22、一覆盖物23和两个加热头4a’、4b’来制造的。
第一粘合剂层24出现在外条22的内表面上，而第二粘合剂层25出现在外条22的外表面上。这两个粘合剂层最好是由聚丙烯构成。
内条21围绕芯轴1螺旋前进。外条22以相对于内条21偏移的方式围绕内条21螺旋前进。覆盖物23围绕外条22螺旋前进。加热头4a’、4b’可提供用来激活粘合剂层24、25的热量。加热头4a’、4b’可以是电加热器，可以是气体操作的，或者可以是适于激活内外条21、22上的粘合剂层24、25的其它任何类型的加热器。
在形成滚筒之前，需要由加热头4a’、4b’来激活第一和第二层粘合剂24、25。加热头4a’、4b’最好是设置在这样一个位置激活粘合剂层24、25，即，靠近外条22围绕内条21的那个点。较佳的是，加热头4a’、4b’取向为垂直于外条22的长度方向。应该小心不要让加热头4a’、4b’发出的热量将覆盖物23的外表面加热到可熔化的程度或者会对其特性造成不利影响的程度。可以采用一个防热罩(未图示)。
在两个粘合剂层24、25硬化和凝固之前，利用一皮带驱动器2对覆盖物23的外表面施压，藉以对各部分施加向内的力，从而形成围绕芯轴的连续的滚筒。除了形成滚筒之外，皮带输送器2使这样形成的不限长度的滚筒沿芯轴移动，并使滚筒连续的转动，而且使内外条21、22和覆盖物23向着并围绕芯轴移动。
虽然可以相信将两个粘合剂层24、25都设置在外条22上能获得最简单的布置并获得最一致的效果，但同样在本发明范围内的是，可以将第一粘合剂层24设置在内条21的第一粘合剂层24上。还是在本发明范围内的是，可以将第一粘合剂层24分开设置在外条22的内表面上以及设置在内条21的外表面上。在将粘合剂层24分开的情况下，可以采用多个加热头4a，也可以将单个的加热头4a’设置在内条21和外条22刚开始接触的位置上。
在利用所述的方法制作本发明的涂料滚筒时，希望使皮带驱动器2紧随着制造过程中覆盖物的卷绕点。较佳的是，皮带驱动器2紧紧跟随这样的卷绕点，以使皮带驱动器2在热塑性材料硬化和凝固之间能对各组成部分施加一物理作用力，藉以制成一不限长度的滚筒20。业已发现，使皮带驱动器2作用于尚未完全凝固的滚筒能提供一质量优良的滚筒20。
在本领域众所周知，在不限长度的滚筒20凝固之后，可以利用飞锯3将其切割至各种长度。
借助本发明，能使制造高质量涂料滚筒所需的装配线的整个长度是，芯轴1长度小于20英寸，在皮带驱动器和飞锯3之间的长度也小于20英寸。
除了能以具有最小生产线的设备来迅速地形成滚筒，所获得的滚筒还具有优良的结构整体性。如图8a和8b所示，纵向切开后的滚筒20(本发明)和20’(已有技术的单条卷绕滚筒)具有不同的形状。已有技术的滚筒20’在被纵向切开之后会受到一个保持在滚筒内的退绕力，弹性地张开成一个浅弯曲截面。这表示相对于芯子结构有恒定的箍紧力作用，趋向于使端部24与相邻的部分26显著地分开。除了有较高的箍紧力之外，就整体性以及正确构造而言，制造直径较小的单条滚筒几乎是不可能的。相反，本发明的滚筒20即使在滚筒芯子直径较小的情况下也只是张开一点点，甚至没有张开。可以相信，这至少部分地是由于通常较薄的多条层压而造成的。
本发明方法的一个意想不到的优点是，与利用单条技术(如美国专利5,572,790)来制造一个可堪媲美的滚筒所需的成本相比，本发明所需的成本要小得多。这种成本的节约出于这样的原因而实现的，即，挤压成条状的聚丙烯的成本比颗粒状的聚丙烯要昂贵得多，而后者可以被用在一挤压器中来形成粘合剂。在层压工艺中，需涂敷两个厚度在0.15英寸至0.25英寸之间的粘合剂层，而在单条工艺中，最厚的粘合剂层为0.25英寸。因此，几乎在制造任何滚筒时都能减少挤压聚丙烯的量，可以制造出成本较低的产品。
随着条带数量的增多，工艺的复杂性也增加。因此，制造由四个、五个或更多个条卷绕成的产品是不太可能的。此外，本发明可允许使用一单个的涂敷头来涂敷粘合剂。有三个或多个聚丙烯条的工艺需要至少两个涂敷头。
以上的实施例和参数选择是为了描述本发明。不必要也不希望描绘或限定出本发明的每一个可能的组合或实施例。本申请的发明人已经揭示了足够的信息供本领域的熟练人员来实施至少一个实施例，并且已经揭示了本申请的发明人目前认为是本发明最好的实施方式。本发明的最明显的变化形式包括关于内外条21、22和覆盖物23的布置或取向的变化，以及关于工作头4、4’、4a、4b的布置的变化。应该理解，以上的说明和附图仅仅是为了对本发明进行描述，不偏离本发明范围的各种构件、结构和步骤的可能变化均由所附权利要求书来限定。
权利要求
1．一种以单个连续整体作业来制造一涂料滚筒的方法，包括如下步骤a．先是成一角度地将第一聚丙烯条送给至一芯轴支承件，随后以一个相对于第一聚丙烯条偏移的方式来成一角度地将第二聚丙烯条送给至第一聚丙烯条的外表面上，并成一角度地将一涂料滚筒覆盖条送给至所述第二聚丙烯条的外表面上，b．在开始将各聚丙烯条送到芯轴上之后，使各送给的聚丙烯条沿着一围绕芯轴的转动方向以及同时沿着芯轴的长度方向移动，同时对第一和第二聚丙烯条连续地涂敷一粘合剂层，所述粘合剂横跨第一聚丙烯条之绕圈的暴露的外表面的至少一部分，以及与其相邻的第二聚丙烯条之绕圈的暴露的外表面的至少一部分，粘合剂层不与所述覆盖条的外表面相接触；其中，所述粘合剂层相对于第一和第二聚丙烯条相邻之绕圈的移动和涂敷可以在第一和第二聚丙烯条之间以及在第二聚丙烯条与覆盖条之间形成连续的粘接，藉以形成涂料滚筒的芯子和覆盖物。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆盖条和相邻的与之粘接的第二聚丙烯条横向地相互偏移，因而使覆盖条横跨第二聚丙烯条的相邻绕圈，这样就可以提供附加的结构强度而保持滚筒的刚性。
3．一种根据权利要求2所述的方法制造的涂料滚筒，其特征在于，所述芯子的直径不大于0.5英寸。
4．一种用于连续制造涂料滚筒的装配线，包括a．固定芯轴，b．两个用于将第一和第二聚丙烯条送给至芯轴的送料器，c．用于将一覆盖条送给至第二聚丙烯条外表面的送料器，d．用于分配具有一定宽度的液化聚丙烯的装置，所述聚丙烯横跨所述第一和第二聚丙烯条的相邻绕圈部分的宽度方向的至少一部分，e．当滚筒在芯轴上连续地形成时，用于使滚筒前进和转动的传送装置，以及f．一用于将滚筒部分切割成预定尺寸的切刀。
5．如权利要求4所述的装配线，其特征在于，它还包括一用于使所述固定芯轴冷却的冷却系统。
6．一种用于连续的制造多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下步骤围绕一芯轴来送给第一聚丙烯材料条；使所述第一聚丙烯材料条沿所述芯轴前进，同时使所述第一聚丙烯材料条围绕所述芯轴转动，从而螺旋地缠绕所述第一条；围绕所述第一聚丙烯材料条以相对于其连续偏移的方式来送给第二聚丙烯材料条，所述第二聚丙烯材料条的内表面具有一聚丙烯材料的液膜；围绕所述第二聚丙烯材料条来送给一覆盖条，所述覆盖条的内表面上具有一层粘合剂，藉以生成一个连续的多条层压式涂料滚筒。
7．一种用于制造一连续的多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下步骤围绕一芯轴来送给第一热塑性材料条；围绕所述第一热塑性材料条以相对于其偏移的方式来送给第二热塑性材料条；将粘合剂至少涂敷在所述第一材料条的某一圈的外表面的一部分上，所述第一材料条的下一圈的外表面的一相邻部分上，所述第二条的某一圈的基本上所有外表面上；围绕所述第二材料条来送给一覆盖物；以及在所述覆盖物上施加一压缩力，将所述覆盖物推向第二材料条，同时将所述第二材料条推向第一材料条，藉以生成一个连续的多条层压式涂料滚筒。
8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤在所述覆盖物上施加一转动力和一平行于所述芯轴的直线移动力，藉以推动所述连续的多条层压式涂料滚筒围绕所述芯轴转动并沿着所述芯轴移动。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述压缩力、转动力和直线移动力都是通过一螺旋皮带系统来施加的。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，它还包括如下步骤将所述连续的多条层压式涂料滚筒切割至各种长度。
11．如权利要求7所述的方法，其特征在于，它还包括如下步骤将所述连续的多条层压式涂料滚筒切割至各种长度。
12．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热塑性材料是聚丙烯。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粘合剂是液态聚丙烯。
14．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二材料条相对于所述第一材料条偏移的距离是所述第一材料条的1/4至3/4。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述覆盖物是以相对于所述第二材料条偏移的方式缠绕于所述第二材料条。
16．如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述覆盖物相对于所述第二材料条偏移的距离是所述第二材料条的1/4至3/4。
17．如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤在所述覆盖物上施加一转动力和一平行于所述芯轴的直线移动力，藉以推动所述连续的多条层压式涂料滚筒围绕所述芯轴转动并沿着所述芯轴移动。
18．如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述压缩力、所述转动力和所述直线移动力是利用一皮带来施加的。
19．如权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤将连续形成的涂料滚筒切割成基本上相同的长度；以及将基本上等长的滚筒切割成可供使用的长度。
20．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述覆盖物以相对于所述第二材料偏移的方式缠绕。
21．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径为0.5英寸至1.5英寸之间。
22．如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而可以形成一个内径为大约0.5英寸的滚筒。
23．一种用如权利要求22所述的方法制造的涂料滚筒。
24．一种涂料滚筒，包括一螺旋缠绕的聚丙烯内条，其形成的内径为大约0.5英寸；一螺旋缠绕层叠于所述内条的外条，所述层叠件是通过所述内外条之间的液态聚丙烯的硬化和凝固而形成的；一螺旋缠绕并附连于所述外条的覆盖物，该覆盖物是通过所述外条与覆盖物之间的液态聚丙烯的硬化和凝固而形成的。
25．一种用于连续地制造一多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下步骤使一第一聚丙烯材料条围绕一芯轴螺旋前进，该第一材料条具有一内表面和一外表面；在所述第一材料条与所述芯轴接触的位置上将一粘合剂涂敷于所述第一材料条的外表面；使一第二聚丙烯材料条围绕所述第一材料条螺旋前进，覆盖所述第一材料条上的粘合剂，所述第二材料条以相对于第一材料条偏移的方式螺旋缠绕，所述第二材料条具有一内表面和一外表面；对所述第二材料条的外表面涂敷一粘合剂；使一覆盖条围绕所述第二材料条螺旋前进，覆盖所述第二材料条外表面上的粘合剂；在所述覆盖物上施加一压缩力，将所述覆盖物推向所述第二材料条，同时将所述第二材料条推向所述第一材料条，这样就生成一个连续的层压式涂料滚筒。
26．如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤在所述覆盖物上施加一转动力和一平行于所述芯轴的直线移动力，藉以推动所述连续的多条层压式涂料滚筒围绕所述芯轴转动并沿着所述芯轴移动。
27．如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述压缩力、所述转动力和所述直线移动力都是通过一螺旋皮带系统施加的。
28．如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而形成一个内径约为0.5英寸的滚筒。
29．一种用如权利要求28所述的方法制造的涂料滚筒。
30．一种用于连续地制造一多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下步骤使聚丙烯材料的内条和外条围绕一芯轴以相互偏移的方式螺旋前进；在所述两个材料条之间以及在所述外条的外表面上涂敷液态的聚丙烯材料层；在液态聚丙烯硬化和凝固之前，将一覆盖物缠绕于所述外条，并在所述覆盖物上施加一压缩力以将所述覆盖物和两个材料条推向所述芯轴，这样就生成所述连续层压式涂料滚筒。
31．如权利要求30所述的方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤在所述覆盖物上施加一转动力和一平行于所述芯轴的直线移动力，藉以推动所述连续的多条层压式涂料滚筒围绕所述芯轴转动并沿着所述芯轴移动。
32．如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述压缩力、所述转动力和所述直线移动力都是通过一螺旋皮带系统施加的。
33．如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而形成一个内径约为0.5英寸的滚筒。
34．一种用如权利要求33所述的方法制造的涂料滚筒。
35．一种用于一不限长度的多条层压式涂料滚筒的连续工艺过程，包括如下步骤使一第一聚丙烯材料条围绕一芯轴前进，所述第一材料条具有沿其外表面的第一粘合剂层；使一第二聚丙烯材料条以相对于所述第一材料条偏移的方式围绕所述第一材料条前进，所述第二材料条具有沿其外表面的第二粘合剂层；使一覆盖物围绕所述第二材料条前进以及在前进着的第二材料条与所述第一材料条接触之前的一位置上，连续地激活前进着的第一粘合剂层；在前进着的覆盖物与所述第二材料条接触之前的一位置上，连续地激活前进着的第二粘合剂层；在所述覆盖物上施加一压缩力，以将所述覆盖物推向所述第二材料条，同时将所述第二材料条推向所述第一材料条，这样就生成所述连续的多条层压式涂料滚筒。
36．如权利要求35所述的工艺，其特征在于，所述粘合剂是聚丙烯
37．如权利要求36所述的工艺，其特征在于，所述压缩力是通过一螺旋皮带系统来施加的。
38．如权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述第二材料条与所述第一材料条偏移的距离是所述第一材料条的1/4至3/4。
39．如权利要求36所述的工艺，其特征在于，该工艺还包括如下步骤将连续形成的涂料滚筒切割成基本上相同的长度；以及将基本上等长的滚筒切割成可供使用的长度。
40．如权利要求36所述的工艺，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而形成一个内径为大约0.5英寸的滚筒。
41．一种用如权利要求40所述的工艺制造的涂料滚筒。
42．一种用于连续地生产一多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下涉骤使一第一聚丙烯材料条围绕一芯轴螺旋前进，该第一材料条具有一内表面和一外表面以及在其外表面上的第一粘合剂层；在所述第一材料条的内表面与芯轴接触的一位置上连续地激活所述第一粘合剂层；使一第二聚丙烯材料条围绕所述第一材料条螺旋前进并覆盖所述被激活的第一粘合剂层，所述第二材料条以相对于所述第一材料条偏移的方式螺旋地前进，所述第二材料条具有一内表面和一外表面以及在其外表面上的第二粘合剂层；在所述第二材料条的内表面与所述第一粘合剂层接触的一位置上连续地激活所述第二材料条上的第二粘合剂层；使所述覆盖条围绕所述第二材料条螺旋前进，覆盖所述第二材料条的外表面上的粘合剂；在所述覆盖物上施加一压缩力，将所述覆盖物推向所述第二材料条，同时将所述第二材料条推向所述第一材料条，这样就生成连续层压式涂料滚筒。
43．如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第一和第二粘合剂层是由一在相邻位置上的单个加热装置来激活的。
44．如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述压缩力是通过一螺旋皮带系统来施加的。
45．如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而可形成一内径约为0.5英寸的滚筒。
46．一种用如权利要求45所述的方法来制造的涂料滚筒。
47．一种用于连续地制造一多条层压式涂料滚筒的方法，包括如下步骤使聚丙烯材料的内条和外条以及一覆盖物围绕一芯轴以相对偏移的方式螺旋前进，所述内条的外表面和所述外条的内表面的至少其中之一包括一第一粘合剂层，所述外条的外表面和所述覆盖物的内表面的至少其中之一包括一第二粘合剂层；激活所述第一和第二粘合剂层；以及在所述第一和第二粘合剂层硬化和凝固之前，在所述覆盖物上施加一压缩力，以将所述覆盖物和两个材料条推向所述芯轴，这样就生成所述连续层压的涂料滚筒。
48．如权利要求47所述的方法其特征在于，所述压缩力、所述转动力和所述直线移动力都是由一螺旋皮带系统施加的。
49．如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述芯轴的直径是大约0.5英寸，因而可形成一内径约为0.5英寸的滚筒。
50．一种用如权利要求49所述的方法来制造的涂料滚筒。
全文摘要
一种可重复使用的多条层压式涂料滚筒及其制造方法。该方法包括如下步骤:使一第一聚丙烯材料条围绕一芯轴(21)前进;使一第二聚丙烯材料条以相对于第一材料条(22)偏移的方式围绕第一材料条前进;使一覆盖物围绕第二聚丙烯条(23)前进;在第一和第二聚丙烯条之间设置一第一粘合剂层(6)(最好是液化的聚丙烯);在第二聚丙烯条和覆盖物之间设置一第二粘合剂层(6);在覆盖物上施加一压缩力,将覆盖物推向第二材料条,同时将第二材料条推向第一材料条,这样就生成一个连续的层压式涂料滚筒。在涂料滚筒连续地形成之后,由一螺旋驱动的皮带系统(2)使其移向一切刀。随后,最好是在一精整工位将连续形成的滚筒切割至一定长度,随后再切割成最终所需尺寸的涂料滚筒。
文档编号B29C53/58GK1313793SQ00801067
公开日2001年9月19日 申请日期2000年5月4日 优先权日1999年5月4日
发明者钱德拉·塞卡 申请人:钱德拉·塞卡