JP2005313166A - 傾斜マニホールド及び吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体及びプロセス空気を加熱すべくマニホールドの内部に設けられた加熱器は、マニホールドの下面が高温になる。
【解決手段】 液体を基板上に吐出するための装置であって、離間した前面及び後面と、前面と後面との間に延在する下面とを備え、水平向きに配置されたマニホールド本体を含む装置である。下面は、基板における少なくとも一部分の上に位置させる。マニホールド本体の前面には、少なくともひとつの吐出モジュールが取り付けられていて、液体を基板上に吐出するための吐出端を備える。吐出端は、前面における下縁と下面における前縁とに近接して配置される。マニホールド本体における下面は、前縁から後縁に向けて、上方向に傾斜していて、前面を垂直向きに配置し、マニホールド本体の下方に基板を水平向きに配置したとき、下面と基板との間の距離は前方から後方へ徐々に大きくなっている。下面が傾斜するので、基板を同じ角度で装置に近づけることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的には、液体材料を吐出する装置に関し、より詳しくは、液体材料を基板上に吐出するための塗布装置に関する。

加熱された液体を基板上に精密に塗布するために、様々な液体吐出装置が開発されている。液体材料をフィラメント又はその他のパターンの形態にて供給するための吐出装置は公知である。これらの吐出装置は、従来より、おむつや衛生ナプキン、外科用の被覆生地、及びその他の基板の製造において、様々な基板に、例えばホットメルト接着剤などの熱可塑性物質を塗布するために使用されている。代表的には、液体材料と加圧されたプロセス空気とを吐出装置に供給して、該吐出装置にて両者を加熱してから、これらを基板に塗布を行う１又は複数の吐出モジュールに分配している。加熱された液体材料は吐出モジュールから放出され、加熱加圧されたプロセス空気を吐出された液体へ向けて導くことで、吐出された液体材料を細めたり引き下ろしたりして、液体材料が基板に塗布される際の液体材料のパターンを制御している。

図３に模式的に示した、従来の液体吐出装置においては、代表的に、加圧空気と液体材料とを加熱して、吐出モジュールに分配するために、マニホールドが使用されている。マニホールドは一般に、ブロック状の形態になっていて、一対の対向する前面及び後面と、一対の対向する端面と、対向する上面及び下面とを有している。マニホールドは、代表的にはその前面に、複数の吐出モジュールを着脱可能に結合させて取り付けられるように構成されている。吐出モジュールは、液体の入口とプロセス空気の入口とを備えていて、これらはマニホールドにおける液体出口及びプロセス空気出口に連通している。吐出モジュールはさらに、空気圧式又は電気的に動作するバルブ組立体を備えていて、液体の量を精密に計量し、計量された量を小さい直径の吐出オリフィスから放出し、放出された液体材料は、オリフィスの下方に配置されて移動する基板上に塗布される。吐出端は一般的に、マニホールドの下面に隣接している。液体付着の制御及び精度を高めるためには、基板とモジュールの吐出端との間の距離は、最小にすることが望ましい。この結果、マニホールドと、マニホールドの下方を通り過ぎる基板との間の距離は、一般的に短くなる。しかしながら、従来の液体吐出装置においては、マニホールドの下面と基板との間の距離が短いために、いくつかの不都合があった。

ひとつの不都合は、液体及びプロセス空気を加熱すべくマニホールドの内部に設けられた加熱器は、マニホールドの下面をも、極めて高温にすることである。このために、マニホールドの下方を通り過ぎる基板も加熱される。基板が加熱されると、基板の材料の熱的及び構造的特性に対して、例えば脆弱化などの影響を与える。さらに、基板が加熱されると、塗布された液体の硬化時間が長くなって製造の次工程に影響したり、基板上の塗布パターンが広がったりして、特定の用途によっては、所望のないし許容可能な液体塗布がまったく得られないことになる。

別の不都合は、弾性ストランドを基板上に塗布するようなある種の用途において、ストランドが吐出モジュールに向けて供給される角度は、ストランドが吐出オリフィスを通り抜けるとき、ストランドのコーティングに影響することである。従来の吐出装置においては、ストランドが吐出オリフィスに向かう角度は、マニホールドによって制限されていて、このためにストランドのコーティング効率に影響していた。さらに別の不都合は、今日の吐出装置においては、基板及び吐出モジュールの保守修理が困難なことである。例えば、基板、とりわけマニホールドの直下にある基板の部分を、加熱されたマニホールドに触れずに、整列ないし調整することは、しばしば困難である。さらに、吐出モジュールを保守修理する場合には、液体が基板上にしたたり落ちるのを防ぐため、モジュールの液体を排出するためのドリップ・パンを代表的に用いている。このため、吐出モジュールを基板に対して持ち上げることが必要になるが、そのため、所望の確立された塗布高さ及び塗布パターンは乱される。
米国特許第６０８９４１３号明細書

従来技術による吐出装置についての、上述したような様々な不都合を解決できるような、改良された液体材料吐出装置を求める要望が存在している。

本発明は、液体を基板上に吐出するための装置を提供する。このため、装置は、間隔を隔てられた前面及び後面と、前面と後面との間に延在する下面とを備えてなる、水平向きに配置されたマニホールド本体を含む。下面は、基板の少なくとも一部分の上に位置するようになっている。マニホールド本体の前面には、少なくともひとつの吐出モジュールが取り付けられていて、液体を基板上に吐出するための吐出端を備えている。吐出端は、前面における下縁と下面における前縁とに近接して配置されている。マニホールド本体の少なくとも実質的な下面の一部は、前面における下縁に近接した箇所から、後面における下縁に近接した箇所へ向けて上方向に傾斜していて、前面を垂直向きに配置し、マニホールド本体の下方に基板を水平向きに配置したとき、下面と基板との間の距離が前方から後方へ徐々に大きくなっている。マニホールド本体は、前部及び／又は後部に、傾斜していない下面部分を含んでいて、傾斜していない部分に隣接させて又は傾斜していない部分の間に、傾斜した部分を備えていても良い。下面は、約１０〜約４５゜の角度にて傾斜していて、好ましくは約３０゜の角度にて傾斜している。

本発明の特徴及び目的については、添付図面に関連させた以下の詳細な説明によって、さらに容易に理解できるであろう。

図１を参照すると、本発明による例示的な、液体材料吐出装置１０が示されている。液体材料吐出装置１０は、一体的なマニホールド本体１２を備えていて、該マニホールド本体は、詳しくは後述されるような、様々な液体吐出装置の構成部品が取り付けられるように形成され機械加工されている。マニホールド本体１２は、対向して配置された前面１４及び後面１６と、対向して配置された上面１８及び下面２０と、対向して配置された端部２２及び２４とを有している。

マニホールド本体１２の前面１４には、固定具２８によって、複数の液体吐出モジュール２６が固定されている。吐出モジュール２６は、オン／オフ式のモジュールであって、内部にバルブ構造を備え（図２参照）、液体材料を１又は複数のフィラメント又はビーズの形態にて選択的に吐出させる。このタイプの例示的なモジュールは、本願出願人に公式に譲渡された特許文献１に開示されているので、同出願の全体をここで参照して引用する。

個々のモジュール２６には、マニホールド本体１２を介して、ホットメルト接着剤などの液体材料と、加圧されたプロセス空気とが供給されて、液体材料のビーズやフィラメントは基板３０上に吐出される。基板３０は、可動式のコンベア装置（図示せず）に沿って配置され、該コンベア装置によって、基板３０は、矢印ＭＤにて示す如く、マニホールド本体１２の下面２０及び吐出モジュール２６の下方を通り抜ける。基板は、図１に示す如く、パネルの形態になっていて、マニホールド本体の長さにさしわたる幅になっている。しかしながら、本発明はそのように限定されるものではなく、当業者に知られているように、基板は一般的に、例えば個別の弾性ストランドを含むような、接着剤を塗布される任意の材料でも良い。吐出装置１０はさらに、液体材料加熱器３２と、プロセス空気加熱器３４とを備えていて、プロセス空気と液体材料とを加熱する。マニホールド本体１２には、モジュール２６に供給される液体材料から汚染物を濾過して取り出すためのフィルタ３６が据え付けられている。

次に、図２を参照すると、図１に示した液体吐出装置１０について、横断面図が示されている。プロセス空気は、加圧空気源（図示せず）から吐出装置１０に供給されて、相互に連結された一連の通路を経由して、個々のモジュール２６へ導かれる。プロセス空気は、マニホールド本体１２の後面１６に形成された、空気入口ポート３８を介して、吐出装置１０に導入される。空気入口ポート３８には取付具４０が結合されていて、加圧空気源に結合された空気配管を、容易に取り付けられるようになっている。プロセス空気は、加熱器３４によって加熱される。

加熱された後のプロセス空気は、マニホールド本体１２の内部を貫通して、列をなした液体吐出モジュール２６に対して平行な方向に沿って延通しているような、分配通路４２に流入する。マニホールド本体１２の前面１４には、複数の空気出口通路４４が形成され、該通路は空気分配通路４２につながっており、これらによって、プロセス空気は、空気分配通路４２から、出口通路４４を通って、マニホールド本体１２の前面１４に固定された各モジュール２６へ供給される。出口通路４４は、マニホールド本体１２の前面１４における、プロセス空気出口４６にて終端している。各モジュール２６は、プロセス空気入口４８を備えていて、これらの入口は、吐出モジュール２６がマニホールド本体１２の前面１４に固定されたとき、プロセス空気出口４６に対面して連通する。

引き続き図２を参照すると、液体材料は、マニホールド本体１２の後面１６及び／又はマニホールド本体１２の側面２２に設けられている液体材料入口ポート５２に結合された、取付具５０を介して、マニホールド本体１２に供給される。液体入口ポート５２は、マニホールド本体１２の後面１６に形成されているフィルタキャビティ５４につながっていて、該キャビティのサイズは、流入する液体材料から汚染物を取り除くためのフィルタ３６を受け入れられるように定められている。フィルタ３６は、キャビティ５４の上端をシールするためのＯリング５６を有している。

液体材料は、円周方向に間隔を隔てられた入口５８を通ってフィルタ３６の中に入り、フィルタ３６を循環して通った後、濾過された液体材料は、フィルタキャビティ５４の底部６０へ向けて排出される。次に、液体材料は、フィルタキャビティ５４に連通している液体分配通路６２に流入するが、該液体分配通路は、列をなした液体吐出モジュール２６に隣接するように、マニホールド本体１２の長手方向に沿って延在していて、プロセス空気分配通路４２に対して平行に設けられている。マニホールド本体１２の前面１４から形成された複数の液体出口通路６４は、液体分配通路６２につながっていて、これらによって、液体材料は、液体分配通路６２から、液体出口通路６４を流れて、マニホールド本体１２の前面１４に取り付けられた各吐出モジュール２６へ供給される。液体出口通路６４は、マニホールド本体１２の前面１４に設けられた液体出口６６にて終端している。各モジュール２６は、液体入口６８を備えていて、これらの入口は、吐出モジュール２６がマニホールド本体１２の前面１４に固定されたとき、液体出口６６に対面して連通する。

液体が、通路５４，６２，６４を含む液体通路を通り抜けると、液体は液体加熱器３２によって加熱される。液体材料は、吐出モジュール２６の内部に形成された様々な液体通路を経て、吐出モジュール２６における１又は複数の液体吐出オリフィス７０から吐出されるが、これについては当業者に良く知られている通りである。

上述したように、プロセス空気と液体とは、マニホールド本体１２に設けられた加熱器３２及び３４によって加熱された後に、吐出モジュール２６に供給される。これらの加熱器３２及び３４は、しばしば高出力の加熱器であって、その結果、マニホールド本体１２の様々な表面を高温にさせる。図３に模式的に示すように、従来技術による吐出装置８８は、代表的に、液体分配部分９０ａと、液体分配部分９０ａの下方に配置されたプロセス空気分配部分９０ｂとを有しているような、マニホールド本体９０から構成されている。マニホールド本体９０の下面９２は、基板９４に対面し、基板９４に対して略平行に延在していて、基板は、マニホールド９０と、マニホールド本体９０の前面９８に沿った１又は複数の吐出モジュール９６との下方を通り抜ける。吐出モジュール９６の吐出端１００は、代表的に、下面９２に隣接している。基板９４に対する液体付着の精度を制御するために、吐出端１００は基板９４に隣接して配置される。その結果、マニホールド本体９０の下面９２もまた、基板９４に隣接するように配置される。高温である下面９２は、マニホールド本体９０の下方を通り抜ける基板９４を加熱して、このことが、前述したような各種の不都合な結果をもたらす。

図２に明瞭に示されているように、本発明においては、下面における少なくとも実質的な部分１０１が、上方向に傾斜しているような、下面２０を含んでいる。下面２０は、前面１４における下縁と下面２０における前縁とが交差している前方の縁１０４から、後面１６における下縁と下面２０における後縁とが交差している後方の縁１０２へと、上方向に傾斜している変形例としては、下面２０は、前部及び／又は後部に、傾斜していない下面部分を含んでいて、傾斜していない部分に隣接させて又は傾斜していない部分の間に、傾斜した部分１０１を備えていても良い。例えば、図２に示す如く、下面２０は、前方交差縁１０４に隣接した、傾斜していない前方部分１０５を含んでいて、傾斜部分１０１は前面１４の近くから開始している。このように、交差縁１０２が交差縁１０４よりも上方に位置することで開空洞１０６が形成されて、下面２０と基板３０との間の距離は、前方から後方へ徐々に大きくなっている。マニホールド本体１２の下方において基板３０が水平面に沿って給送されるとき、基板３０と交差縁１０４との間の距離は第１の距離であり、基板３０と交差縁１０２との間の距離である第２の距離は、第１の距離に比べて大きくなっている。マニホールド本体１２の下面２０と基板３０との距離が増大することによって、マニホールド本体１２による基板３０に対する加熱は抑制される。さらに、開空洞１０６のために、マニホールド本体１２の下方においては気流が増加して、マニホールドによる基板３０に対する加熱の影響はさらに減少する。下面２０は、約１０〜約４５゜の角度にて傾斜していて、好ましくは約３０゜の角度にて傾斜している。

図４に示すように、マニホールド本体１２の下面２０が傾斜して、開空洞１０６が形成されているために、基板３０ａは、吐出モジュール２６に対して斜めに通り過ぎることができる。このことは、Ｖ字形ノッチの吐出モジュールを用いて、ＬＹＣＲＡストランドをコーティングするような、ある種の用途においては有利である。こうした用途においては、基板３０ａが吐出モジュール２６に接近して通り抜ける角度が、液体による基板のコーティングの効率に影響する。図４に示すように、本発明によるマニホールド本体１２は、傾斜した下面２０を有しているので、ＬＹＣＲＡストランドなどの基板３０ａは、斜めに、吐出モジュール２６を通り抜けることができる。例えば、基板３０ａは、マニホールド本体１２の下面２０に対して略平行になるように、吐出モジュール２６に近づくことができる。

マニホールド本体１２の下面２０を傾斜させることによって形成される開空洞１０６は、追加的な利点を有する。例えば、マニホールド本体１２の下方にある基板３０に対して、メンテナンス作業員による良好なアクセスが得られる。従って、基板３０について、これを整列させたり、その他の調整をしたりする必要がある場合には、マニホールド本体１２に対する不慮の接触を回避しつつ、マニホールド本体１２の下方にある基板３０にアクセスすることが可能であって、所望の処置を実行することができる。さらに、いったん生産が開始した後には、マニホールド／吐出モジュールの塗布器を基板３０に対して動かすことは望ましくないが、というのは、それにより、確立した塗布高さ、パターン、及び塗布工程の再現性が影響を受けるためである。吐出モジュール２６のメンテナンス中には、モジュール２６は、マニホールド本体１２から取り外されて液体は排出される。これに際し、基板３０上に液体がしたたり落ちるのを防ぐため、代表的には、ドリップ・パン（図示せず）が用いられる。従来技術による例えば図３に示した吐出装置においては、ドリップ・パンを吐出モジュール９６の下方に配置することは困難であったので、塗布装置を基板９４に対して移動させる必要があった。しかしながら、本発明においては、開空洞１０６によって吐出モジュール２６に対するアクセス性が向上しているので、塗布装置と基板との相対的な位置を乱すことなく、モジュール２６の下方にドリップ・パンを配置することが可能である。

本発明による様々な実施形態を例示して、充分に詳細であると考えられる程度に開示したけれども、特許請求の範囲をそうした詳細に限定することをなんら意図したものではない。追加的な利点や変形例は当業者にとって明らかである。従って、本発明の広義による観点は、特定の詳細事項や、代表的な装置及び方法、並びに図示説明した例示に限定されるものではない。よって、出願人が考えている発明の概念の範囲及び精神から逸脱せずに、そうした詳細に変更を加えることができるものである。

この明細書の一部を構成するものとして組み入れられた添付図面は、本発明の実施形態を例示しているものであって、前述した発明の概要、並びに詳細な説明と併せて、好ましい実施形態についての詳細を説明する上で役に立つものである。

本発明による例示的な液体吐出装置を示した斜視図である。 図１の線２−２に沿って示した、液体吐出装置の横断面図である。 図３は、従来技術による液体吐出装置を示した模式図である。 図２と同様な横断面図であるが、基板が傾斜している様子を示している。

Claims (11)

1. 液体を基板上に吐出するための装置であって、この装置が、
   離間した前面および後面と、該前面と該後面との間に延在し、基板の少なくとも一部分の上に位置するようにされた下面とを備える水平向きに配置されたマニホールド本体と、
   前記前面に取り付けられた少なくともひとつの吐出モジュールであって、液体を該基板上に吐出するための吐出端を備え、前記吐出端は前記前面における下縁と前記下面における前縁とに近接して配置されるような吐出モジュールと、
   下面の一部であって、該前面を垂直向きに配置し該マニホールド本体の下方に基板を水平向きに配置した際に、前記下面と基板との間の距離が前方から後方へ徐々に大きくなるように、前記前面における前記下縁に近接した箇所から前記後面における前記下縁に近接した箇所へ向けて上方向に傾斜をつけた下面の一部とを備えることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、
   前記下面の一部は、前記前面に対して垂直である平面に対し、約１０〜約４５゜の角度にて上方向に傾斜していることを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記下面の一部は、前記前面に対して垂直である平面に対し、約３０゜の角度にて上方向に傾斜していることを特徴とする装置。
4. 液体とプロセス空気とを吐出モジュールに分配するようなマニホールドであって、
   離間した前面および後面と、該前面と該後面との間に延在し、基板の少なくとも一部分の上に位置するようにされた下面とを備える水平向きに配置されたマニホールド本体であって、前記前面は少なくとも一の吐出モジュールを運搬するように構成されているマニホールド本体と、
   下面の一部であって、該前面を垂直向きに配置し該マニホールド本体の下方に基板を水平向きに配置した際に、前記下面と基板との間の距離が前方から後方へ徐々に大きくなるように、前記前面における前記下縁に近接した箇所から前記後面における前記下縁に近接した箇所へ向けて上方向に傾斜をつけた下面の一部とを備えることを特徴とするマニホールド。
5. 請求項４に記載のマニホールドであって、
   前記下面の一部は、前記前面に対して垂直である平面に対し、約１０〜約４５゜の角度にて上方向に傾斜していることを特徴とするマニホールド。
6. 請求項５に記載のマニホールドであって、
   前記下面の一部は、前記前面に対して垂直である平面に対し、約３０゜の角度にて上方向に傾斜していることを特徴とするマニホールド。
7. 前縁と後縁とを備えた下面と、少なくともひとつの吐出モジュールが取り付けられている前面とを有しているような、加熱されたマニホールド本体を用いて、接着剤を基板上に吐出するための方法であって、
   下面における前縁の下方において、該前縁から第１の距離に該基板を移動させる工程と、
   下面における後縁の下方において、該後縁から第２の距離に基板を移動させる工程であって、該第２の距離が該下面から該基板への熱伝達を減少させるように第１の距離よりも大きくする工程と、
   吐出モジュールから基板上に接着剤を吐出させる工程とを備えることを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   該基板を移動させる工程は、該下面における後縁から前縁の方向に、基板を移動させる工程を備えることを特徴とする方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、
   該基板を移動させる工程は、マニホールド本体の下面の下方において、水平に基板を移動させる工程を備えていることを特徴とする方法。
10. 離間した前面および後面と、前面と後面との間に延在する下面と、前面に取り付けられた少なくとも一の吐出モジュールと、前面における下縁に近接した箇所から、後面における下縁に近接した箇所へ向けて上方向に傾斜する下面の一部とを有するマニホールド本体を用いて、接着剤を基板上に吐出するための方法であって、
    マニホールド本体の下面の下方において、基板をある角度で移動させる工程であって、該基板が該上方向に傾斜した下面の一部に対して略平行となっている工程と、
    吐出モジュールから基板上に接着剤を吐出させる工程と、
    を備えていることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法であって、
    前記方法において、下面の下方において、基板を斜めに移動させる段階は、
    下面の下方において、約３０゜の角度にて、基板を移動させる段階、
    を備えていることを特徴とする方法。
    

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