JP2012179502A - スロットノズル組立体及びシム板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体材料を押し出すスロットノズル組立体(1)であって、流体材料を押し出すスロット(9)と、複数の材料出口(5b)と、スロット(9)と複数の材料出口(5b)のそれぞれを連通する複数の材料分散通路(7)とを有し、複数の材料分散通路(7)のそれぞれのスロット(9)の長手方向における幅は、複数の材料出口(5b)のそれぞれからスロット(9)へ向かって拡大しているスロットノズル組立体(1)。
【選択図】図2
Description
図6は、従来のスロットノズル組立体41の分解斜視図である。図7は、図6の線VII―VIIに沿って取った従来のスロットノズル組立体41の縦断面図である。図8は、従来の後ノズルブロック43に取り付けられたシム板44を示す図である。
従来のスロットノズル組立体41は、前ノズルブロック42と、後ノズルブロック43と、前ノズルブロック42と後ノズルブロック43との間に配置されたシム板44とからなる。
縦溝通路46へ流れ込んだ発泡性溶融材料は、共通横溝通路48へ流れ込み、そして、スロット49へ流れ込む。最終的に、発泡性溶融材料は、スロットノズル組立体41の出口50から押し出される。出口50から押し出された発泡性溶融材料は、発泡して、搬送方向Xへ搬送されている基材55上に幅広の帯状の発泡層56を形成する。
図9は、従来のシム板44のシム開口部44bすなわちスロット49における発泡性溶融材料の流れ、及び基材(被塗物)55に塗布された発泡層56を示す説明図である。
図9に示すように、縦溝通路46の下方へ向かう発泡性溶融材料の縦流れVFは、共通横溝通路48へ流れ込んで左右方向へ向かう部分流れPFと下方のシム開口部44bへ向かう直接流れDFとに分かれる。隣接した縦溝通路46から共通横溝通路48へ流れ込んだ発泡性溶融材料の部分流れPFは、隣接した縦溝通路46の間の共通横溝通路48の中間点MPで出会って互いに衝突する。衝突して合わさった二つの部分流れPFは、下方へ向きを変えて、衝突流れCFとなる。衝突流れCFは、流れが遅く流量も少ない。このため、衝突流れCFにおいて、発泡性溶融材料内に溶け込んでいる気体の一部は、早期発泡してしまう。
一方、直接流れDFの流量及び流速は、比較的大きい。衝突流れCF、分散流れDSF、及び直接流れDFは、シム開口部44bすなわちスロット49へ流れ込む。それらの流れが出口50へ至るまでに、それらの流れの速度差は、比較的に低減される。しかし、それらの流れの速度は、それらの流れが出口50へ至るまでに均等にはならない。
すなわち、流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、前記流体材料を押し出すスロットと、複数の材料出口と、前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大している。
本実施例において、前、後、上、及び下という用語は、説明のために使用しており、本発明をそれらに限定するものではなく、前、後、上、及び下の示す方向は、装置に取り付けられたスロットノズル組立体の向きに応じて変わることがある。
スロットコートガン21は、スロットノズル組立体1と、制御モジュール23と、ガン本体24とからなる。スロットノズル組立体1は、発泡性溶融材料(流体材料)を押し出す。スロットノズル組立体1の下で、幅広の平坦な基材(被塗物)15は、スロットノズル組立体1に接触して、あるいは非接触で、矢印Xで示す方向に搬送される。
スロットノズル組立体1は、前ノズルブロック2と、後ノズルブロック3と、前ノズルブロック2と後ノズルブロック3との間に配置されたシム板4とからなる。前ノズルブロック2は、基材15の搬送方向Xの上流側に位置する。後ノズルブロック3は、基材15の搬送方向Xの下流側に位置する。
スロットノズル組立体1は、前ノズルブロック(第一ノズルブロック)2と、後ノズルブロック(第二ノズルブロック)3と、前ノズルブロック2と後ノズルブロック3との間に配置されたシム板4とからなる。
本実施例によれば、複数の下方へ拡大した材料分散通路7及び両側縁部4eの機能により、図5に示すように、発泡性溶融材料は、シム開口部4aすなわちスロット9の長手方向に均一に分散され、スロット9の長手方向における発泡性溶融材料の流量、流速、及び圧力の分布が効果的に均一化される。
これらの数値限定は、複数の下方へ拡大した材料分散通路7及び内方へ傾斜する側縁部4eを有するシム開口部4aの形状により発泡溶融材料の分配すなわち分散を均一に維持し、必要な圧力を維持してスロット9(シム開口部4a)内での早期発泡を防止し、スロット9内の流量又は圧力の差を減少させ、材料分散通路7の谷部4dの近傍の合流点Mにおける衝突流れによる筋の発生を最小限に抑え、スロット9の長さDを小さくするための適切な範囲を定める。
気体含有ホットメルト
粘度:10,000cps〜100,000cps
温度:100℃〜200℃
制御モジュール23のそれぞれからスロットノズル組立体1へ供給される気体含有ホットメルトの塗布量:30cc/m2〜200cc/m2
小型のノズルにするためのシム開口形状を決定する各要素についての適正な数値範囲(下限値と上限値を設定する)
Pは、後ノズルブロック3に形成された隣接する縦溝通路6の間の間隔を示す。本実施例において、隣接する縦溝通路6の間の間隔Pは、等しい。しかし、間隔Pは、必ずしも等間隔である必要はない。例えば、複数の制御モジュール3から供給される発泡性溶融材料の流量が異なる場合には、異なる流量に応じて、間隔Pを変更してもよい。
Aは、シム開口部4aの頂部4cから出口10までの距離を示す。
本実施例において、P/Aは、1.06である。
間隔Pが大きすぎると、前ノズルブロック2に設けられた材料出口5bの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体1の内部で圧力差が発生しやすくなる。
距離Aを小さくすると、スロット9の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路7の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口5bから供給された発泡性溶融材料が合流点M(図5)で合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
間隔Pに比べて距離Aが長すぎると、スロット9の長さDが長くなるので、スロットノズル組立体1自体の寸法が大きくなる。
距離Aに比べて間隔Pが小さい場合、材料出口5bの数が増えた場合と同様の効果を奏する。すなわち、発泡性溶融材料の分布が均一化される方向へ向かう。したがって、P/Aの下限値は、0に限りなく近い。
P/A は、1.25以下が好ましい。
Bは、シム開口部4aに形成された山形切欠部4bの頂部4cと谷部4dの間の距離を示す。
本実施例において、B/Aは、0.3である。
距離Bに比べて距離Aが長すぎると、スロット9の長さDが長くなるので、スロットノズル組立体1自体の寸法が大きくなる。
距離Aに比べて距離Bが長すぎると、材料出口5bから合流点Mまでの距離が長くなる。その結果、山形切欠部4bの谷部4dから出口10までの距離Cが短くなる。距離Cが短すぎると、スロット9の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路7の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口5bから供給された発泡性溶融材料が合流点Mで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
B/A は、0.2〜0.7が好ましい。
本実施例において、P/Bは、3.57である。
P/Bが小さいほど、山形切欠部4bの頂部4cと谷部4dを結ぶ辺の鉛直線に対する角度θが小さくなり、合流点Mでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防ぎやすい。しかし、距離Bが大きすぎると、材料出口5bから合流点Mまでの距離が長くなる。その結果、材料出口5bから供給された発泡性溶融材料が合流点Mで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。さらにまた、距離Bが大きすぎると、距離Cが短すぎるので、スロット9の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路7の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口5bから供給された発泡性溶融材料が合流点Mで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
P/Bが大きいほど、角度θが大きくなり、合流点Mで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。
また、間隔Pが大きすぎると、前ノズルブロック2に設けられた材料出口5bの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体1の内部で圧力差が発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層の厚さが不均一になる。
P/Bは、1.8〜6.25が好ましい。
なお、角度θは、間隔Pと距離Bとに応じて変化する。
Rは、谷部4dの曲率半径を示す。
本実施例において、曲率半径Rは、10mmである。
曲率半径Rが小さくなると、角度θが小さくなり、合流点Mで衝突流れが発生しやすくなる。
曲率半径Rが大きすぎると、材料出口5bから真横へ発泡性溶融材料が流れることになり、直接流れ同士が衝突するおそれがある。このような衝突流れは、基材上に塗布された発泡層に筋を発生させる原因になる。
曲率半径Rは、5〜20mmが好ましい。
本実施例において、C/Aは、0.7である。
C/Aが大きすぎると、角度θが大きくなるので、合流点Mで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。一方、距離Cが大きい場合には、発泡性溶融材料が出口に到るまでに発泡性溶融材料の流量及び流速が均一化されやすいので、筋の発生を防止しやすいこともある。しかし、距離Cが大きすぎるとスロットノズル組立体が大きくなり好ましくない。
C/Aが小さいと、角度θが小さくなるので、合流点Mでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防止しやすい。しかし、距離Cが小さすぎると、スロット9の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路7の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口5bから供給された発泡性溶融材料が合流点Mで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
C/Aは、0.3〜0.8が好ましい。
α =10〜40度
本実施例において、絞り傾斜角αは、31.35度である。
絞り傾斜角αが小さすぎると、従来技術と同様にシム開口部4aの両側縁部4eの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。このため、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。
絞り傾斜角αが大きすぎると、側縁部4eの長さが長くなる。このため、長くなった側縁部4eの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。絞り傾斜角αが小さすぎる場合と同様に、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。また、長くなった側縁部4eのために、発泡性溶融材料がスロット内部の両端部で滞留する。
内方傾斜角αは、10〜40度が好ましい。
また、山形溝穴が形成されたノズルブロックとシム板と組み合わせて、シム板を交換することにより、スロットの幅、長さ、又は厚さ(間隔)を変更できるようにしてもよい。
シム板を使用せずに、ノズルブロックに複数の材料分散通路を形成した場合には、生産現場などにおけるシム板の組み付け不良などの人為的ミスを防止できるという効果を奏する。
本実施例によれば、スロットノズル組立体の通路内の流体材料の流量分布、速度分布、又は圧力分布を改善することができる。
2 前ノズルブロック(第一ノズルブロック)
3 後ノズルブロック(第二ノズルブロック)
4 シム板
4a シム開口部
4b 山形切欠部
4c 頂部
4e 側縁部
5b 材料出口
6 縦溝通路
7 材料分散通路
8 共通横溝通路
9 スロット
Claims (9)
- 流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、
前記流体材料を押し出すスロットと、
複数の材料出口と、
前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、
前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大していることを特徴とするスロットノズル組立体。 - 前記スロットと前記複数の材料出口との間に設けられ、前記複数の材料分散通路と連通する共通横溝通路を有することを特徴とする請求項1に記載のスロットノズル組立体。
- 前記複数の材料出口とそれぞれ対向し、前記共通横溝通路に連通する複数の縦溝通路を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のスロットノズル組立体。
- 前記スロットは、前記スロットの幅が前記スロットの出口へ向かって縮小する先細りになっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
- 前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックと、前記第一ノズルブロックと前記第二ノズルブロックとの間に配置されたシム板とからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
- 前記複数の材料分散通路は、前記シム板に形成された複数の山形切欠部により画定されることを特徴とする請求項5に記載のスロットノズル組立体。
- 前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックとからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
- 前記複数の材料分散通路は、前記第一ノズルブロック又は前記第二ノズルブロックに形成された複数の山形溝穴により画定されていることを特徴とする請求項7に記載のスロットノズル組立体。
- 流体材料を押し出すスロットノズル組立体に使用されるシム板であって、
前記流体材料を押し出すスロットを画定するシム開口部と、
前記シム開口部に連通して形成された複数の山形切欠部とを有し、
前記シム板の幅方向における前記複数の山形切欠部のそれぞれの幅は、前記シム開口部の出口へ向かって拡大しており、
前記シム開口部の両側縁部は、前記シム開口部の前記出口へ行くにつれて前記シム開口部の幅が小さくなるように内方へ傾斜しており、
前記シム板が前記スロットノズル組立体に組み込まれたときに、前記複数の山形切欠部の頂部が前記スロットノズル組立体の複数の材料出口に対向して配置され、前記複数の山形切欠部は、前記複数の材料出口のそれぞれを前記スロットへ連通する複数の材料分散通路を画定することを特徴とするシム板。
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