使用缓慢固化的粘合剂制造多孔材料的方法和设备

摘要

多孔结构由轮子(28)上的细长管状结构形成。向细长管状材料的外表面涂抹至少一纵向行的缓慢固化粘合剂。然后材料绕着收集器轮子(44，28)卷绕，其方式是使粘合剂位于细长管状材料的覆盖表面之间并且形成收集器上的多孔结构。多孔结构在粘合剂完全固化之前由收集器切割而成，并且置于平面(9)上，在平面上时粘合剂完全固化。

权利要求

1.一种用于制造蜂窝状结构的方法，包括：

提供具有外表面的细长管状结构，

向细长管状结构的外表面涂抹至少一纵向行粘合剂，粘合剂是缓 慢固化的粘合剂，在至少一个小时内不会完全固化，绕着收集器卷绕细长管状结构，卷绕的方式为使粘合剂位于细长 管状结构的覆盖表面之间并将覆盖表面粘合在一起由此在收集器上形 成多孔结构，对多孔结构进行至少一次横向切割，切割是在粘合剂完全固化之 前进行的，在粘合剂完全固化之前将多孔结构置于平面上，并且当多孔结构置于平面上时，允许粘合剂完全固化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，管状结构是从机织织 物、非纺织织物、针织物和薄膜组成的组中选取的一种材料。

3.如权利要求1所述的方法，还包括将多孔结构的至少一部分连 接至头部导轨。

4.如权利要求1所述的方法，还包括切割多孔结构形成多个宽度 更小的多孔结构。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当多孔结构在平面上 时切割多孔结构。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘合剂是固化时间至 少为4小时的聚氨酯粘合剂。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘合剂具有至少为4 小时的固化时间。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，收集器是在上面卷绕 了细长管状结构的轮子。

9.用于形成多孔结构的设备，包括：

管状材料的供给装置，

轮子，所述轮子具有四个平面，所述管状材料卷绕在所述平面上，位于供给装置和轮子之间的驱动机构，该驱动机构从供给装置拉 动管状材料，并且将管状材料导向轮子，位于供给装置和轮子之间的胶水涂抹器，胶水涂抹器具有装有缓 慢固化的粘合剂的贮存器，该缓慢固化的粘合剂完全固化需要至少两 小时，以及位于轮子附近的工作台，所述工作台的大小设计成可以接收已经 由绕着轮子卷绕的管状材料形成的多孔结构的至少一部分，然后切割 多孔结构从而从轮子上移去多孔结构。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，轮子具有至少为10 米的直径。

11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，轮子是椭圆的，具有 大直径和小直径，大直径不大于小直径的两倍。

12.如权利要求9所述的设备还包括位于供给装置和胶水涂抹器之 间的储存器，储存器包含管状材料在其上经过的多个轮子，轮子界定 了管状材料经过储存器时所遵循的路径，储存器设计成使至少一个轮 子可以相对于另一个轮子移动从而改变至少一段路径的长度。

13.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述工作台可以从轮 子下方的位置移到远离轮子的位置处。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于制造多孔材料特别是用于窗户遮盖的多孔 材料。

背景技术

多孔窗户遮盖物在本领域中是众所周知的。这些产品具有一系列 相互连接的单元，通常由织物材料制成。通常，通过折叠和粘合薄板 材料或带状材料生成多孔结构来形成这些产品，或者通过连接两个平 行薄板之间的一系列网板而形成。
一种多孔窗户遮盖物通过如下的方式形成，即折叠材料平板的边 缘并且粘合自由边缘从而形成一个单元或多个多孔结构，然后使单元 在彼此的顶部上堆叠并且粘合形成多孔窗户遮盖物。然后就可以将单 元切割成将安装它的窗户的宽度。在授予Colson的编号为4,631,108 和4,450,027的相关美国专利中公开了一种用于由连续长度的薄塑料 薄膜制造可扩展的蜂窝状绝缘板的方法和设备。通过将薄膜相对的侧 面边缘折叠到一侧上来将薄膜折叠成管状结构。粘合剂涂抹到此种结 构的至少一个侧面上。然后管状结构在恒定的张力下以有效且均匀的 方式绕着旋转臂连续地卷绕，该方式可以消除内应力，否则就会产生 歪曲或折叠。管状结构在一个或者多个平面上以多层的方式连续堆叠， 以便消除会在成品中产生折叠或歪曲的任何弯曲。设备包括初始弯折 组件，其中一对隔开的尖锐的轮子被压入薄膜从而形成均匀的皱褶， 薄膜材料将会在该皱褶中折叠。还包括在中间部分上在褶皱处折叠侧 面边缘的折叠组件和通过机械方式卷边的挤压组件。设备包括加热设 置组件，用于将塑料薄膜材料加热至充分高的温度，以便使材料失去 弹性并且变成具有充分的塑性从而永久地设定其中的折叠。驱动组件 拉动塑料薄膜经过折叠和加热设置组件，并且正位移泵通过涂抹器供 给液体粘合剂沉积到折叠的管状塑料膜的表面上。泵由薄膜驱动组件 驱动，以便薄膜上粘着材料的沉积速率始终与薄膜经过设备的移动速 率成正比，从而保持均匀的粘合剂液滴以便在完成的板状产品上净切 割粘合线。设备包括可旋转的堆叠臂，它具有通过曲线端部连接起来 的两个间隔开的平面。当薄膜以多层的形式均一地堆叠在旋转臂或堆 叠底座上时，张力和速度控制组件使薄膜保持恒定的张力。在绕着臂 卷绕了足够数量的薄膜之后，就对堆叠进行切割以便从臂上移去已经 形成的多孔结构。
Colson公开的方法和设备的重要缺点是仅仅在平面上形成的多 孔材料才能用作窗户遮盖产品。原因是位于堆叠在臂的弯曲端部的材 料中的单元保持了它们的某些曲率。如果这种材料连接至头部导轨并 且悬吊在窗户前面，那么单元将会很显眼并且外观没有吸引力。然而， Colson公开的过程和机器在商业上仍然继续得到了应用。用户简单地 扔弃这些从臂的弯曲端部切割下来的材料。在这个过程中，从旋转臂 的端部切割下的原始材料的15％至20％被扔弃是很常见的现象。这个 过程的另一个限制也导致产生废品。从臂平面上切割下的材料堆叠的 宽度不大于每个平面的长度。当端部置于它的最低位置时，堆叠的高 度由臂的端部和制造厂地板之间的距离来限定。在堆叠从旋转臂上移 去之后，它们必须被切割以提供板状多孔材料，材料的宽度和长度与 要制造的形状的尺寸相等。通常可以从每个堆叠上切割出两块或更多 块板。然而，整个堆叠都用来制造所期望的板却是很少见的。20％至 25％的堆叠会成为被扔弃的过量材料。因此，在Colson公开的过程和 机器中所使用的35％至45％的原始材料会被扔弃。
Rasmussen在美国专利No.3,963,549中公开了用于制造多孔产品 的另一种方法和设备。在这种方法中，材料绕着两个隔开的滚筒缠绕。 在缠绕之前在材料上涂抹多行粘合剂。这样，材料的覆盖表面就在粘 合线处粘结在一起形成多孔结构。在收集了期望数量的材料之后，就 从设备上切割材料并且移去材料。结果与Colson的发明所制造的类 似。在滚筒上形成的结构是弯曲的，不能用于窗户遮盖品。
用于制造蜂窝状材料的另一种方法由Schnebly在美国专利No. 4,732,630中公开了，其中，在轮子上卷绕具有连续长度的材料。具有 连续长度的材料沿着相对的侧边部分折叠成大体上扁平的管状形式。 然后首先加热材料，向加热的材料涂抹液体状态的粘合剂并且冷却材 料使粘合剂固化，通过这样来沿着连续长度的材料涂抹粘合剂。然后， 上面具有固化粘合剂的折叠管状材料绕着导轨进行缠绕，方式为使管 状材料以多个连续层的形式一层沉积在另一层上，并且多行粘合剂置 于邻近的层之间。然后沿径向切割缠绕层并且在它们从导轨上移去时 置于沿垂直方向排列的堆叠中。接下来，沿垂直方向堆叠的层被加热 至启动粘合剂线并且使层粘结在一起的足够高的温度。最后，堆叠的 管状材料冷却形成整个管状的可扩展的蜂窝状材料堆叠。这个过程很 耗费时间并且很昂贵，因为材料和粘合剂必须加热两次。另一个问题 是材料和粘合剂以不同的速率膨胀和收缩。因此，多孔结构会产生折 叠，折叠的数量取决于使用的材料和粘合剂的位置。如果单元是对称 的并且粘合剂沿着单元的纵向中心线，那么就会产生少量的折叠。这 种过程不能应用于制造带小突片的(tabbed)单元。
Colson、Rasmussen和Schnebly公开的方法和设备的主要优点是 它们的生产能力。机器可以以相对较高的速度运转，从而材料以大约 500至1000英尺每分钟的速度进行缠绕。因此，对于机器而言，需要 迅速地由管状结构生产多孔产品，并且不存在较高的废弃率。该过程 应该能产生所有样式单元的没有折叠的多孔结构。

发明内容

本发明提供了一种由缠绕在轮子或类似的收集器上的细长管状结 构制造蜂窝状结构的方法。在材料置于轮子上之前，向细长管状材料 的外表面涂抹至少一行纵向的缓慢固化粘合剂。绕着收集器卷绕细长 管状结构，卷绕的方式为使粘合剂位于细长管状材料的覆盖表面之间 并且在收集器上形成多孔结构。在粘合剂完全固化之前，在已经绕着 收集器卷绕的细长管状结构上进行至少一次横向切割。在粘合剂完全 固化之前，从收集器上移去蜂窝状结构并且将它置于平面上。当蜂窝 状结构置于平面上时，粘合剂完全固化。如果进行单次切割从轮子上 移去多孔结构，结构的宽度就会与轮子的周长相对应。因为当堆叠在 平面上时粘合剂会发生固化，所以堆叠中的任何初始曲率都会减小， 原因是重力的作用会使堆叠展平。应该发生足够的展平，这样，堆叠 中材料的曲率才不会显眼。
本发明优选使用轮子或类似的收集器，其中曲面具有至少为16.5 英尺或5米的半径。得到的多孔结构约为100英尺宽，这样，就可以 沿着堆叠上选取的任何线切割成多段，段的长度与要生产的多孔形状 的宽度相等。收集器上卷绕的数目决定每段的长度。
轮子并不需要一定是标准的圆形。实际上，在本发明的优选实施 例中，使用了具有通过弯角连接起来的四个平直侧面的轮子，角的半 径为1英尺或0.34米。
阅读在附图中所示的本发明的某些优选实施例的说明之后，本发 明的其它目的和优点将会变得更加显而易见。

附图说明

图1是本发明中用于形成本发明的多孔结构的优选方法的框图。
图2是本发明中用于制造多孔结构的优选设备的侧视图。
图3是本发明中用于制造多孔结构的第二优选设备的侧视图。

具体实施方式

过程的开始是供给可以缠绕在收集器上的细长多孔结构。这种多 孔结构可以通过任意方式形成。例如Colson所公开的那样，管状结构 可以由带子制成，带子在即将卷绕到收集器上之前折叠成管状。管状 材料通过挤压而形成，而不是由带子制成的。可以使用单独制成的管 状材料卷。
参见图1，提供或者形成管状材料1的供给。管状材料经过一个 或多个胶粘头，胶粘头在管状材料的外表面涂上至少一行粘合剂，如 方框2所示。粘合剂具有一定粘性，但并没有完全固化。然后材料缠 绕在收集器上形成多孔结构，如方框3所示。在期望数量的材料已经 卷绕到收集器上之后就停下来，并且对多孔结构进行至少一次横向切 割，如方框4所示。这个步骤在粘合剂完全固化之前进行。在下一个 步骤5中，多孔结构置于平面上并且粘合剂完全固化。因为在多孔结 构置于平面上时粘合剂还没有完全固化，所以没有设置在缠绕步骤中 对单元施加的任何弯曲。因此，当多孔结构置于平面上时，单元几乎 失去所有的弯曲。由于这个原因，所以在最终的多孔结构中，单元看 上去没有曲率。在粘合剂完全固化之后，多孔结构被切割成具有期望 宽度的多个片段，以便制成多孔的形状。虽然在图1中切割步骤6显 示为发生在多孔结构已经从收集器上切割出之后，但是这些最终的切 割可以作为从收集器上移走结构这个过程的一部分。
轮子上形成的多孔结构可以是单个单元或多个单元结构。另外， 可以沿着与堆叠的前部和后部平行的一个或多个平面切割多孔结构。 可以由单个单元结构形成两个折叠板。如果初始的堆叠是双单元或三 单元结构，那么，平面切割可以产生板、单个单元或双单元结构。
可以使用如图2所示的机器通过全自动过程生产这里公开的多孔 结构。在这台机器中，管状材料的供给配设在一个或多个辊子8上， 该辊子的直径通常约为4英尺或1.2米。管状材料从供给辊子8导向 制造机器10。在材料进入机器10时，它经过从辊子8上拉动材料的 驱动机构12。然后材料被导向储存器20。储存器具有两个固定的轮子 或辊子21和23以及一个可移动轮子或辊子22。轮子22连接到臂24 的端部。臂可枢转地连接到框架上。液压缸26配设成可以使连同轮子 22的臂24的端部上下移动。这样，在轮子21和23之间，由链状线 30表示的管状材料的路径长度就可以延长或者缩短。在材料缠绕到轮 子28上之前，胶粘系统29将胶水滴涂到管状材料上。因为缠绕到轮 子上的材料上存在至少一滴胶水滴，所以当材料卷绕到轮子上形成多 孔结构时，重叠的表面在粘合线处粘结在一起。可以定位一滴或多滴 胶水滴来产生对称或不对称的单元。例如，单元可以形成D形，并且 单元的前壁大于后壁。当已经绕着轮子卷绕了期望的数量的材料时， 机器就停下来。然后切割堆叠从轮子上移去多孔结构。工作台9位于 轮子28附近用来提供一个平面，至少一部分多孔结构在从轮子上切下 之后可以置于该平面上。工作台可以设计成在已经从轮子上切割出结 构之后，并且在轮子已经停止接收多孔结构之后移到轮子下方。
根据置于轮子上的材料的数量，以及轮子转动的速度，从管状材 料接收胶水滴直到堆叠置于工作台上，经过的时间可以是二十分钟至 大于一个小时。当管状材料卷绕到轮子上时，本发明的过程中使用的 粘合剂保持最初的设置。然而，不到堆叠置于工作台上之后，不会进 行最终的设置。当堆叠最初置于工作台上时，粘合剂可以缓慢移动， 从而允许堆叠中的单元展平。如果需要的话，可以在堆叠的顶部上放 置重物，促使或者加速粘合剂的蠕动和单元的展平。在粘合剂完全固 化之后，堆叠被切割成具有选定尺寸的板，并且每个板连接至头部导 轨并且通常也连接至底部导轨。然后提供提升缆绳来完成预定形状。 这个工作可以在工作台9上进行。
优选轮子的直径至少为33英尺或大约10米。如果使用单次切割 从轮子上切割的话，直径为33英尺或10米的轮子将产生长度接近104 英尺或大约10米的多孔结构。因此，操作者希望在多孔结构在轮子上 时使用两次或者更多次切割，以便产生易于处理的更短的长度。对于 一些材料可以使用直径再稍微减小一些的轮子。然而，当它们在轮子 上形成时，直径小于15英尺或4.5米的轮子易于在单元上形成这种曲 率，从而当织物置于平面上时会产生折叠而不是现出完全笔直的形状。 如果需要的话，轮子可以在管状材料进行卷绕的圆周上具有平面。这 种轮子可以是椭圆的而不是圆形的。然而，这种轮子的大直径与小直 径的比应该不大于二。本发明优选的轮子具有四个平面，如图3中的 机器40所示。
参见图3，机器40具有第一部分41，其中织物辊子7和8形成管 状结构，机器还具有第二部分42，其中管状结构缠绕到收集器上。当 织物带进入拉动传送带69时，它们被转动并且折叠成V形。它们在 形成管的缆股形成组件66下方经过，然后行进到第二拉动传送带69a 上。管状结构绕着轮子91、92和93遵循如点线所示的路径70到达支 撑在滑动臂45上的涂抹轮子组件，其中滑动臂45在轨道96上运行。 涂抹轮子组件具有胶水涂抹器98，涂抹器98向管状结构涂敷胶水然 后将管状结构导向到收集器轮子44上。收集器轮子44具有通过弯角 连接起来的四个扁平侧面。
管状结构通过连接至滑动组件45的涂抹轮子43施加到收集器上。 这个臂可以朝向收集器和远离收集器移动，以便适应转动轮子发生变 化的直径。弹簧(未显示)将涂抹轮子43保持在收集器轮子44上。 管状结构始终与收集器轮子以90度的角度相交。因此，由涂抹轮子 43施加的将管状结构挤压到在收集器上的材料上的压力在收集器的 所有转动期间大体上不变。因此，邻近结构之间的胶水滴在宽度上应 该是均匀的。在收集器轮子上配设了轨道144。连接至滑块45的销(未 显示)骑在轨道中，使滑块45和涂抹轮子43与收集器轮子44对齐。 臂46可以移动轮子91。轮子92在轨道95中可动从而提供储存器或 浮动器。浮动器使网板在通过机器的第一部分41时的速度保持恒定。 本发明还提供了变速电动机来转动收集器轮子。传感器可以监视收集 器轮子44的位置和管状材料移动经过机器的速度。然后这些传感器中 的信息由控制器进行处理，该控制器向电动机传送信号来改变速度。 本发明优选提供主传动，而不是依赖传感器。主传动连接至在管形成 步骤中驱动网板的拉动传送带96和96a中的电动机，并且连接至驱动 轮子收集器44的电动机。该连接可以是机械连接但优选是电连接。因 此，可以通过改变主传动的速度来提高或减小机器的速度。转动收集 器轮子的电动机由包含软件的控制器来控制，该软件改变收集器轮子 的旋转速度从而适应轮子直径发生的变化。机器可以在腹板和管状结 构以200至500英尺每分钟的速度行进的速度下运转。
收集器轮子44的轮缘145不是平面的而是沿着纵向和横向都呈弯 曲状。纵向曲率优选为每104英寸改变1英寸。在收集器的一个优选 实施例中轮缘的平直部分是柔性的。为每个平面段提供了螺钉146， 使段的中心能够上下移动。这样，就可以生成凹的或凸的曲率。因为 收集器轮子上的堆叠在中间会比较厚，如果向管状结构涂抹单行胶水 线的话，横向的曲率可以是凹的。如果向管状材料涂抹多行胶水线的 话，那么堆叠的中心就会有较少的材料。在这种状态下，在轮缘上设 置凸的横向曲率。另一种选择是在模拟曲面的轮缘上提供多个销。
目前可用的有慢固化粘合剂，这种粘合剂在涂抹时具有粘性但是 在长达几个小时的时间内都不会硬化。粘合剂的选取要根据形成管状 材料的织物而定。由Forbo制造的芳香族聚氨酯湿固化粘合剂可以用 于非纺织织物。这是一种聚氨酯粘合剂，在最初的十分钟内完全硬化 至它的强度的约70％，但是在两到四个小时内都不会彻底固化。这种 方法中使用的粘合剂的固化时间必须足够长，从而使多孔结构在粘合 剂完全固化之前能够从轮子上移走并且置于平面上。对于任何商业操 作，固化时间必须是至少一小时，优选至少为两至四个小时。时间可 以更长，但是通常短于一天。虽然本发明优选使用聚氨酯粘合剂，但 是固化较慢的聚酯粘合剂也可以使用。不希望使用必须经过烘热固化 的粘合剂，因为这还需要附加的处理。
虽然已经显示并且描述了本发明的特定优选实施例，但是应该清 楚地理解，本发明并不限于此，它还可以包含在如下的权利要求的范 围内。