[发明专利]用于微距调节聚合熔体成型缝型模具的控制系统

说明书

本发明公开一种用于微距调节聚合熔体成型缝型模具的控制系统，所述系统用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙，其包括具有在聚合物入口和熔体出口之间延伸的聚合物贮存器的缝型模具。熔体出口具有分别沿熔体出口纵向延伸的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘。多个致动器沿着第二边缘的长度上的多个位置移动第二边缘。第一边缘通过具有可调节轮廓的间隙与第二边缘间隔开。压力传感器与贮存器连通并测量贮存器中的聚合物的压力。具有算法的控制单元将间隙的轮廓与贮存器中的压力关联。算法用于生成控制信号以使间隙的轮廓均匀。

相关申请的交叉引用

本申请要求序列号为63/018,082，申请日为2020年04月30日的美国临时专利申请的权益，并通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明针对一种用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙的系统。

背景技术

在聚合物膜或片材成型、挤出涂布或层压应用领域中，离开缝型模具的熔体轮廓成型模唇的聚合物熔体在垂直于材料流动方向的方向上必须是均等的或平坦的。随着通过缝型模具的熔体轮廓成型模唇的聚合物熔体的流量增加，所导致的模具内部的压力增加，致使形成模具的熔体轮廓成型模唇膨胀或“蛤壳”(从图2A中所示的横截面变为图2B所示的横截面)。该膨胀的形状通常是抛物线形，并且中心处较两端的膨胀程度大。由于聚合物材料的流量增加以及由此所导致的在缝型模具内和横跨缝型模具的熔体轮廓成型模唇产生的压力增加，因此聚合物熔体的厚度与该膨胀效应直接相关。由于模具内部压力的增加使模具本体和熔体轮廓成型模唇变形，熔体轮廓成型模唇的膨胀或蛤壳使得熔体在中心处比两端部更重或更厚。

通常，对缝型模具的熔体轮廓成型模唇进行调整需要对形成的聚合物网状物进行重复且迭代的测量(例如，厚度测量)，对模具进行调整以及对成型聚合物网状物的重新测量。交叉网状物扫描装置需要时间来横穿成型聚合物网状物，而成型聚合物网状物需要更多的时间来确定准确的网状物轮廓测量。现有技术的熔体成型工艺无法在启动过程中精确地调节缝型模具的熔体出口。因此，现有的扫描设备只能在成膜生产线或系统达到稳态操作之后确定适合自动控制的交叉网状轮廓。因此，现有技术的聚合物网状物成型工艺在启动操作至稳态操作期间产生了聚合物网状物的极大浪费。

因此，本领域需要在系统达到稳态操作之前便可起作用以自动实现更平坦的聚合物网状物轮廓的系统。

发明内容

本文公开一种用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙的系统。所述系统包括具有聚合物入口(即，用于接收聚合物的入口)和熔体出口(即，用于排出已熔融的聚合物的出口)的缝型模具。聚合物贮存器(即，缝型模具中的贮存器，含有流经模具的聚合物)在聚合物入口和熔体出口之间延伸。熔体出口具有沿熔体出口纵向延伸的第一边缘和沿熔体出口纵向延伸的第二边缘。第二边缘与第一边缘相对。所述聚合物贮存器内的聚合物熔体在其离开所述熔体出口时开始凝固成部分成型聚合物熔体。所述第二边缘可选择性地沿所述第二边缘的长度方向上的多个位置移动。所述第一边缘通过一间隙与所述第二边缘间隔开，所述间隙具有在所述缝型模具的第一端和第二端之间延伸的可调节轮廓。多个致动器在锚定框架处固定至所述缝型模具上。每一个致动器均包括可延伸构件和与所述可延伸构件连通的驱动单元。所述可延伸构件响应于所述驱动单元产生的力而使所述第二边缘的一部分相对于所述第一边缘移动以调节所述间隙的轮廓。压力传感器与所述贮存器连通。压力传感器测量所述贮存器中的聚合物熔体的压力或刚好在所述贮存器前测量聚合物熔体的压力。控制单元接收由压力传感器测量的压力值。控制单元具有第一算法和自动轮廓控制算法。所述第一算法包括具有将所述间隙的轮廓与所述贮存器中的压力相关联的一组聚合物压力流量经验数据(即由与压力如何影响聚合物材料流量有关的观察或实验获得的并且以记录数据的形式呈现的信息)的软件。所述第一算法生成发送至自动轮廓控制算法的控制信号。所述自动轮廓控制算法生成致动器控制信号并发送至所述多个致动器中的每一个，以致使所述驱动单元移动所述可延伸构件以及致使所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间均匀。