JP2004148167A - 粘性流体材料の塗布方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触式スロットノズルを用いて凹凸のある被塗物に粘性流体材料を塗布する際に、粘性流体材料が接触式スロットノズルに堆積するの防止するための粘性流体材料の塗布方法を提供する。
【解決手段】粘性流体材料を塗布する方法において、被塗物を所定の搬送方向へ移動させ、スロットが設けられたノズルを移動している被塗物に接触させ、粘性流体材料をスロットから吐出して被塗物へ塗布し、所定の搬送方向においてスロットの下流側で、加熱された加圧ガスを噴射して、スロットから被塗物へ塗布された粘性流体材料を、噴射された加圧ガスにより被塗物へ押し付けるようにした。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凹凸のある被塗物に接触するスロットノズルを用いて被塗物へ粘性流体材料を塗布する方法及び装置に関する。本発明は、特に、セルフクリーニングエアー噴射機構を備えた接触スロットノズルを用いて被塗物に粘性流体材料を塗布する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホットメルト接着剤を吐出するためのスロットを設けたノズルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、紙おむつ表面に接触してローションを塗布するためのスロットコートガンにおいて、ガンの塗布面にローションが付着するのを防止するため、接触部にセルフクリーニング機構を取り付けているものもある（例えば、非特許文献１参照。）これによりローションの雫が紙おむつの上に落ちない工夫がされている。しかし、ローション用のスロットコートガンは、ホットメルト接着剤のような高粘性溶融材料を不織布に接触塗布する方法に用いるのには適していない。
また、スロットノズルから吐出される接着剤の供給を遮断するときに、接着剤の切れが悪いために接着剤の尾の部分が発生する場合がある。この尾の部分の発生を防止して、接着剤の切れをよくするために、被塗物の搬送方向の上流側で、ジェットエアーを供給するノズル装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−１２９１７７号公報（第４頁、第２図乃至第４図）
【非特許文献１】
小坂芳治，「肌荒れを防止する紙おむつ表面へのローション塗布」，ＮＯＮＷＯＶＥＮＳ ＲＥＶＩＥＷ，１９９９年９月，第１０巻，第３号，通巻第４３号，ｐ．２０−２１
【特許文献２】
特開平４−６６１５８号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スロットノズルは、面状塗布に適しており、特に、接触式のスロットノズルは、塗布材料が飛散しにくいという利点があるため、広く用いられている。しかし、接触式のスロットノズルの使用は、表面が平らなウエブへの材料の塗布に限られていた。
衛材業界では、近年特に商品の肌触りのソフト感を大変重要視している故に、紙おむつや生理用ナプキンなどの被塗物は、ソフトで表面の凹凸が大きいものが主流になってきている。すなわち、紙おむつや生理用ナプキンに使用される不織布の表面には、毛羽立ち、あるいは、スパンボンド、ヒートシールなどによりエンボスが形成されて凹凸がある。この様に凹凸のある不織布に、接触式のスロットノズルによりホットメルト接着剤を塗布しようとすると、ホットメルト接着剤のぼた落ちが発生して、見栄えが悪いという問題があった。また、ソフトな材料の被塗物は伸びも大きく、塗布の際の機械方向の張力が小さいために間欠塗布が難しいという問題もある。なお、非接触式のノズルを使用すれば、接着剤の塗布が容易になるが、その反面、非接触式のノズルを使用した場合には、接着剤の大気中への飛散がある程度ある。そこで、接触式のスロットノズルの使用が要求されている。
【０００５】
図６は、従来の接触式スロットノズル１３０により、表面に凹凸のある不織布１５０にホットメルト接着剤１４０を塗布する様子を示す図である。
接触式スロットノズル１３０は、フロントブレード１３１とリアブレード１３２とからなる。フロントブレード１３１とリアブレード１３２との間には、スロット１３５が形成されている。
不織布１５０は、矢印Ｘで示す搬送方向に移動されている。
接触式スロットノズル１３０は、移動している不織布１５０に接触して、スロット１３５からホットメルト接着剤１４０を吐出する。スロット１３５が不織布１５０と接触しているときは、ホットメルト接着剤１４０ａは、不織布１５０に充分に塗布される。しかし、不織布１５０の凹部１５０ａにおいては、スロット１３５から吐出されたホットメルト接着剤１４０ｂは、凹部１５０ａの底部と接触しないため不織布１５０に転写されずに、ノズル１３０の下流側に付着してしまうことがある。ノズル１３０の下流側に付着したホットメルト接着剤１４０ｃは、堆積して、ビルドアップとなり、これが落ちることにより、ぼた落ちが発生する。ここで、接触式ノズルによる塗布工程中に発生するホットメルト接着剤のノズルへの蓄積を「ビルドアップ」と称している。このぼた落ちは、製品の見栄えを悪くするという問題がある。
【０００６】
あるいは、図７に示すように、不織布２５０が、二枚の不織布２５０ａ、２５０ｂから成り、不織布２５０ａと不織布２５０ｂとの間に、伸縮性部材２６０が設けられている場合がある。この場合には、伸縮性部材２６０の部分に凸部２５０ｃが形成される。
図８は、不織布２５０を矢印Ｘで示す搬送方向に移動させながら、不織布２５０にスロットノズル２３０を接触させてホットメルト接着剤２４０を塗布するときの状態を示している。凸部２５０ｃの両端部の外側で、スロットノズル２３０が不織布２５０から離れてしまうため、不織布２５０に転写されなかったホットメルト接着剤２４０がスロットノズル２３０の搬送方向下流側の面に付着し堆積する。図９は、スロットノズル２３０を搬送方向下流側から図８の矢印ＩＸに沿って見た図である。堆積したホットメルト接着剤２４０は、ビルドアップ２４０ａとなり、これが落ちることにより、ぼた落ちが発生する。
【０００７】
非特許文献１に開示されているセルフクリーニング機構を有するスロットコートガンは、ローションなどの低粘度液体材料の塗布には適している。しかし、ホットメルト接着剤のような高温の高粘度液体材料を塗布しようとすると、ホットメルト接着剤が冷えてしまうという問題があり、高温の高粘度液体材料の塗布には適していなかった。
【０００８】
また、特許文献１に示すようなスロットノズルは、ウエブ上に面状に塗布材料を塗布する方法として広く利用されているが、それは連続的な塗布に限られていた。
塗布材料を急速に断続できる開閉弁をそのようなスロットノズルに設けることで、個別の必要場所のみに塗布材料を塗布可能となり塗布材料の消費量の大幅削減、カッター寿命の飛躍的な延長をもたらすことができた。
しかし、その断続スロットノズルは、塗布中にリッブ後縁に形成された材料が塗布停止時に引きずり出されるため、塗布中のダレ、出終わりのエッジの不揃い、引きずり等の不良エッジとなることがあり、ウエブとノズル間距離、ウエブ張力等の設置調整と、塗布材料の成分配合の調整等の微妙な機械初期調整でダレ、不良エッジの発生を防ぐ必要があった。
【０００９】
特許文献２は、間欠塗布に使用されるスロットノズルから吐出される接着剤の供給を遮断するときに発生する接着剤の尾の部分を除去するために、被塗物の搬送方向においてスロットノズルの上流側にエアーを噴き出す空気孔を設けている。接着剤を吐出するノズル孔の上流側で空気孔からジェットエアーを供給することにより、接着剤の尾の部分を除去している。しかし、空気孔はノズル孔の上流側にあるため、ノズル孔の下流側に堆積したビルドアップを除去することはできない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する為に本発明では次のような粘性流体材料を塗布する方法とした。
すなわち、粘性流体材料を塗布する方法において、被塗物を所定の搬送方向へ移動させ、スロットを有するノズルを移動する被塗物に接触させ、粘性流体材料を前記スロットから吐出して被塗物へ塗布し、前記所定の搬送方向において前記スロットの下流側で、加熱された加圧ガスを噴射して、前記スロットから被塗物へ塗布された粘性流体材料を、噴射された加圧ガスにより被塗物へ押し付けることを特徴とした。
【００１１】
加熱された加圧ガスをスロットの下流側で噴射することにより粘性流体材料の溜まりの発生を防ぎ、粘性流体材料を被塗物に均一に面状に塗布することができる。
【００１２】
加圧ガスは、外部から加熱された圧縮空気などの加圧ガスをノズルへ直接導入してもよいし、ガン本体の内部に設けられた加熱器及びマニホルドを通過して、加熱された加圧ガスをノズルへ導入してもよい。外部から導入するタイプは、液及び水溶性樹脂用途であり、ガン本体での加熱タイプは、主にホットメルト樹脂用途である。
【００１３】
加圧ガスは、カーテン状で常時噴射されているとよい。ノズルの下流側後縁部に堆積しようとする粘性流体材料は、下流側後縁部から常時噴き出す加圧ガスの流れによって被塗物に向かって吹き付けられるので、ノズル下流側後縁部に堆積しない。ノズル下流側後縁部に粘性流体材料が堆積しないので粘性流体材料のダレ、出終わりエッジの不良が無くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の粘性流体材料の塗布方法に使用される塗布装置１の概略図である。塗布装置１は、ホットメルト接着剤などの粘性流体材料を供給するための粘性流体材料供給源２及び圧縮空気などの加圧ガスを供給するための加圧ガス供給源３に接続されている。塗布装置１は、ガン本体１０と、マニホルド２０と、ノズル３０とから成る。ガン本体１０の内部には、ノズル３０から吐出される粘性流体材料の吐出開始及び停止を制御するための弁１２が設けられている。弁１２は、導管４を介して粘性流体材料供給源２と流体連通している。弁１２からの粘性流体材料は、マニホルド２０に設けられた導管５を介してノズル３０へほぼ均等に分配される。ガン本体１０の内部には、ノズル３０から噴射される加圧ガスを加熱するための加熱器１４が設けられている。加熱器１４は、導管６を介して加圧ガス供給源３と流体連通している。加熱器１４からの加圧ガスは、マニホルド２０に設けられた導管７を介してノズル３０へほぼ均等に分配される。
【００１５】
図２は、ノズル３０の断面斜視図である。ノズル３０は、フロントブレード３１、リアブレード３２、及びエアーリップ３３により構成されている。フロントブレード３１の一面には、矩形のくぼみ３１ａが設けられており、くぼみ３１ａは、フロントブレード３１の被塗物と接触する面３１ｂで開放されている。フロントブレード３１とリアブレード３２をネジ３４で締め付けたときに、粘性流体材料を吐出するためのスロット３５が形成される。なお、フロントブレード３１とリアブレード３２の間にパターンブレード（不図示）を設けて、スロットを構成してもよい。くぼみ３１ａは、リアブレード３２に設けられた導管３２ｃを介して、リアブレード３２に設けられたポート３２ａに流体連通されている。ポート３２ａは、マニホルド２０に設けられた導管５と接続されて、粘性流体材料を受ける。
【００１６】
エアーリップ３３の一面には、矩形のくぼみ３３ａが設けられている。エアーリップ３３とリアブレード３２をネジ３６で締め付けたときに、加圧ガスを噴射するための開口３７が形成される。くぼみ３３ａは、エアーリップ３３に設けられたエアーチャンバー３３ｂと導管３３ｃを介して、リアブレード３２に設けられたポート３２ｂに流体連通されている。ポート３２ｂは、マニホルド２０に設けられた導管７と接続されて、加圧ガスを受ける。
【００１７】
図３は、ノズル３０の底面図である。矢印Ｘで示す被塗物の搬送方向において、加圧ガスの開口３７は、粘性流体材料のスロット３５の下流側に配置されている。矢印Ｘで示す被塗物の搬送方向にほぼ直交する方向における開口３７の長さＬ２は、スロット３５の長さＬ１よりも０．１〜５ｍｍほど長く設定されている。スロット３５の長さＬ１よりも開口３７の長さＬ２を長くすることにより、スロット３５の端部から吐出される粘性流体材料がリアブレード３２及びエアーリップ３３に付着することを確実に防止できる。
【００１８】
図４及び図５は、本発明により粘性流体材料４０が被塗物５０に塗布される様子を示す図である。被塗物５０は、紙おむつ、生理用ナプキンなどの不織布である。被塗物５０の表面には、毛羽立ち、あるいは、スパンボンド、ヒートシールなどによりエンボスが形成されて凹凸がある。
【００１９】
図４において、被塗物５０は、矢印Ｘで示す搬送方向に移動させられている。ノズル３０は、移動する被塗物５０に接触して配置されている。ノズル３０のスロット３５から粘性流体材料４０が吐出されて、被塗物５０上に面状に塗布される。被塗物５０上に塗布された粘性流体材料４０に向けて、開口３７から加熱された加圧ガスが矢印Ａで示すように噴射される。被塗物上に塗布された粘性流体材料は、噴射された加圧ガスにより被塗物に押し付けられる。なお、開口３７は、スロット３５よりも上方に距離Ｈだけ高い位置に配置されている。距離Ｈは、数十μｍから数ｍｍあればよい。開口３７へ供給される加圧ガスの温度は、粘性流体材料の温度（粘性流体材料がホットメルト接着剤等の場合はその溶融温度は５０〜２５０℃）よりも１０〜２０℃ほど高くなるように調整されている。
【００２０】
図５は、被塗物５０の表面の凹部５０ａに粘性流体材料４０が塗布される様子を示している。スロット３５から吐出された粘性流体材料４０は、被塗物の搬送方向Ｘにおいてスロット３５の下流側にある開口３７から噴射される加熱加圧ガスＡにより凹部５０ａの中へ押し込まれて、被塗物５０に押し付けられる。したがって、凹部５０ａにおいても、粘性流体材料４０が確実に被塗物５０に塗布されるので、粘性流体材料４０がリアブレード３２やエアーリップ３３に付着するのを防止できる。ゆえに、付着した粘性流体材料が堆積してビルドアップを形成し、そのビルドアップがぼた落ちするという従来技術における問題点を解消することができるという効果を奏する。
【００２１】
なお、開口３７へ供給される加圧ガスの圧力は、０．０５×１０^５Ｐａ〜３．０×１０^５Ｐａほど大気圧よりも高く調整されているとよい。加圧ガスの圧力が０．０５×１０^５Ｐａよりも小さいと、スロット３５から吐出された粘性流体材料４０を凹部５０ａに確実に押し込むことができなくなるからである。加圧ガスの圧力が３．０×１０^５Ｐａよりも大きいと、スロット３５から吐出された粘性流体材料４０を吹き飛ばしてしまい、被塗物５０に塗布することができなくなるからである。
【００２２】
加圧ガスとしては、スロット３５から吐出する粘性流体材料４０が例えばホットメルト接着剤の場合等、通常は圧縮空気が用いられるが、吐出する粘性流体材料４０の性質、性状によって使い分けることができる。例えば粘性流体材料４０が引火性の場合には加圧された窒素ガスや炭酸ガスなどの加圧された不活性ガスを使用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スロットから吐出された粘性流体材料は、スロットの下流側にある開口から噴射される加熱不活性ガスにより凹凸のある被塗物の凹部の中へ押し込まれて、確実に塗布される。したがって、粘性流体材料がノズルに付着して堆積してビルドアップを形成することを防止できる。故に、粘性流体材料のビルドアップがぼた落ちするという従来技術における問題点を解消することができるという効果を奏する。
【００２４】
さらに、本発明によれば、ポーラスなウエブ材料に対し、カーテン状の加圧ガスで導かれる粘性流体材料がウエブ材料の深層まで拡散される（接着剤塗布の場合は接着力の向上）という効果、段のついたウエブ、凹凸の大きなウエブなどにおいて、スロットノズルが接触しているウエブのスロットノズルから離れた部分のウエブに対しても的確に粘性流体材料を塗布できるという効果も奏することができる。
【００２５】
なお、スロット及び開口は、多数の孔の集合体と置き換えても、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粘性流体材料の塗布方法に使用される塗布装置の概略図。
【図２】ノズルの断面斜視図。
【図３】ノズルの底面図。
【図４】本発明により粘性流体材料が被塗物に塗布される様子を示す図。
【図５】被塗物の表面の凹部に粘性流体材料が塗布される様子を示している図。
【図６】従来の接触式スロットノズルにより、表面に凹凸のある不織布にホットメルト接着剤を塗布する様子を示す図。
【図７】二枚の不織布の間に伸縮性部材を配置した不織布の断面図。
【図８】従来のスロットノズルにより、凸部を有する不織布にホットメルト接着剤を塗布する様子を示す図。
【図９】スロットノズルを搬送方向下流側から図８の矢印ＩＸに沿って見た図。
【符号の説明】
１ 塗布装置
２ 粘性流体材料供給源
３ 加圧ガス供給源
１０ ガン本体
１２ 弁
１４ 加熱器
２０ マニホルド
３０ ノズル
３５ スロット
３７ 開口
５０ 被塗物
５０ａ 凹部
Ｘ 被塗物の搬送方向

Claims (6)

1. 粘性流体材料を塗布する方法であって、
   被塗物を所定の搬送方向へ移動させ、
   スロットを有するノズルを移動する被塗物に接触させ、
   粘性流体材料を前記スロットから吐出して被塗物へ塗布し、
   前記所定の搬送方向において前記スロットの下流側で、加熱された加圧ガスを噴射して、前記スロットから被塗物へ塗布された粘性流体材料を、噴射された加圧ガスにより被塗物へ押し付けることを特徴とする方法。
2. 被塗物の表面には凹凸があり、表面の凹部に粘性流体材料が押し込まれるように、被塗物へ塗布された粘性流体材料に対して加熱された加圧ガスを噴射することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記所定の搬送方向にほぼ直交する方向に、前記スロットの長さよりも大きい幅を有する加圧ガスの流れを噴出することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 被塗物から離れて配置された開口から加圧ガスを噴射することを特徴とする請求項１乃至３に記載の方法。
5. 粘性流体材料を塗布するための装置であって、
   所定の搬送方向へ移動される被塗物に接触可能なノズルと、
   前記ノズルを支持するためのガン本体と、
   粘性流体材料を前記ノズルへ供給するための材料供給手段と、
   加圧ガスを前記ノズルへ供給するためのガス供給手段とからなり、
   前記ガン本体の内部に、加圧ガスを加熱するための加熱器が設けられており、前記ノズルは、粘性流体材料を吐出するためのスロットと、前記所定の搬送方向において前記スロットの下流側に配置され、前記加熱器により加熱された加圧ガスを噴射するための開口とを有し、
   これによって、前記スロットから被塗物へ塗布された粘性流体材料を、噴射された加圧ガスにより被塗物へ押し付けることを特徴とする装置。
6. 粘性流体材料を塗布するためのノズルであって、
   前記ノズルは、所定の搬送方向へ移動される被塗物に接触して被塗物へ粘性流体材料を塗布するためのものであり、
   前記ノズルは、ガン本体の内部に設けられた加熱器により加熱された加圧ガスを受けるマニホルドに取り付けられるように構成されており、
   前記ノズルは、粘性流体材料を吐出するためのスロットと、前記所定の搬送方向において前記スロットの下流側に配置され、前記マニホルドからの加熱された加圧ガスを噴射するための開口とを有することを特徴とするノズル。

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