JP3670334B2 - 流体塗布機 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的に流体塗布機の分野、特に、平らな流体の流れを繊維化し且つ繊維化された流体の流れを基体上で鋭く形成された均一な末端を備えた薄いコーティング・ストリップとして塗布するための非接触ダイを具備する流体塗布機に関する。
【0002】
【従来の技術】
高温溶融熱可塑性接着材は、数多くのタイプの製品を接着するために産業界で広く用いられ、特に瞬間的にセットできることが好まれる応用事例で役立っている。更に、数多くの応用事例に於いて、接着材は、その存在は基体の反対側の側面に明確に現れないように、十分に薄く塗布されなければならない。これらの応用事例では、幾つかの異なる設計の流体塗布機が開発されている。例えば、接着材は、接着材ビードの周囲に周辺的に離間される空気ジェットを介して空気を送ることに依って巻かれる直線状の接着材ビードとして分与される。そのタイプの塗布機は本発明の譲受人に発行されたアメリカ特許番号 Re.33,481 に開示されている。流体塗布機は、基体に対して予め設定されたパターンで接着材の押し出される流れを広げるように作用する接触ダイも含んでいる。接触ダイの1例は、本発明の譲受人も所有するアメリカ特許第 4,687,137 号に開示されている。
【0003】
更に最近の塗布機は非接触ダイのデザインであり、その例は本発明と同じ譲受人に譲渡されたアメリカ特許出願番号 07/910,784 に開示されている。ダイは、分与ゾーンまたはスロットを備え、分与ダイ出口で終了する、接着材分与ダイを含んでいる。ダイは、分与ダイ出口の各々側面に隣接し且つ各々の上に配置された繊維化スロットを形成するために、ダイに組み込まれている繊維化空気ダイを更に含んでいる。スロット付きのダイは高温溶融接着材の連続する平らな流れを分与ダイ・スロットを介して押し出す。同時に、高温空気は隣接する繊維化ダイ・スロットを介して分与される。高温空気は、押し出された接着材の連続する平らな流れに直撃して、それを切り裂くか或いは高温溶融接着材の断続する或いは繊維にされた(繊維化)流れに分離する。繊維化された接着材の流れは薄い均一なコーティングとして基体に塗布される。繊維化のための空気は、基体に薄いコーティングとして塗布される、繊維化された接着材の流れに関して希望された形状と広がり或いは制御機能を得るために、接着材分与サイクルで任意の組み合わせの各々繊維化のためのスロットに於いて、作動または起動される。
【0004】
前述のダイ・セットは、接着材が分与される分与ダイ・スロットを形成するために、その間で分与シムで互いに結合される対の分与ダイを含んでいる。対の繊維化ダイの各々は分与ダイの各々1つに取り付けられている。各々繊維化ダイは、繊維化ダイのコーナーを形成するために交差し且つその各々分与ダイの2つの表面に連なる2つの表面を備えている。分与と繊維化のダイは、交差する空気通路を備えた第1表面と向かい合って、圧縮空気通路の源を分与ダイを介して繊維化ダイ・スロットに接続する。そのうえ、空気と分与するダイは、分与ダイ出口の各々側面の繊維化ダイ出口で終了する繊維化スロットを形成するために作動的に接続される第2表面と向かい合っている。繊維化ダイの第2表面には、圧縮空気を繊維化ダイ・スロットに送って、繊維化ダイ出口から出すために、空気通路に接続されているオリフィスがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特許明細書に開示されているように、繊維化のためのダイは、繊維化ダイ・スロットを形成するために分与ダイの接続面を支える高精度に機械加工されたボスを含んでいる。このような構造は、要求された空気シールを形成するために金属部品間の接触に左右され、繊維化ダイ・スロットのサイズを変更するために、異なる繊維化ダイを製作し且つ要求するので難しくなり且つ高価になる。そのうえ、繊維化空気は、繊維化ダイを介して一般的に送られて、繊維化ダイの第1表面に形成される幅の広い溝または窪みに入る。空気の窪みが繊維化スロットと連なるように、空気の窪みはダイのコーナー末端の周囲と繊維化ダイの第2表面を横断して延在する。そこで、細長い穴が開けられたダイ・セットの圧縮空気の取扱は、特に複雑になり、製作を難しくして高価にする繊維化ダイの構成部品を要求することになる。
【0006】
前述の細長い穴が開けられたダイ・セットの繊維化ダイは、ダイ・セットの各々末端で1つのネジまたはファスナーを用いて分与ダイに締め付けられている。これらのネジは希望された締め付け力をダイの末端で与えるように作用するが、締め付け力はダイ・セットの末端から移動される距離に比例して弱くなる。例えば、ダイ・セットの中間点に於いて、繊維化と分与するダイの間の金属部分の接触の締め付け力は、高い信頼性の空気シールを与えるほど十分でない。
【0007】
前述の非接触スロット・ダイ・セットの場合、細長い穴が開けられている分与シムは分与ダイの反対側の表面間に位置している。分与シムはダイ出口の全長にわたって延在する長手方向の部材を具備している。細長い穴が開けられている分与シムは、ダイ出口に延在する下向きに突き出ているタブを更に含んでいる。細長い穴が開けられている分与シムは、分与ダイの反対側の表面との組み合わせで、接着材が放出される分与スロットを形成する。シム・タブは先端が尖っている末端で終了する直線状の側面を備えている。タブの直線状の側面は鋭くて凹凸のないコーティング末端を与えるように作用する。しかし、多重ゾーン・ダイ・セットを使用する時に、隣接するコーティング末端の位置を調整できる機能を備えていることが望まれる。
【0008】
数多くのコーティング応用事例は、接着材の流れと共に放出される圧縮空気が加熱されることを要求する。一般的に、空気は、カートリッジ・ヒーターがその全長にわたって延在する、一般的に長方形のマニフォルドを装着するヒーターに周囲の空気を通すことに依って、塗布機上で加熱される。マニフォルドは、空気がマニフォルドを通る際に、適正な熱交換が行われるように、希望されたパターンで接続されるその長手方向と幅部の両方に沿って穴が開けられている空気通路を更に備えている。ヒーターの製造中に、要求された通路の穴を開けることに依って生じたヒーター表面の開口部をシールする必要がある。通常は20〜30のこのような穴を満たさなければならない。これらの穴は、その目的のために販売されている市販のプラグを用いて最も頻繁に栓をされる。しかし、このようなプラグは高精度の機械加工と特殊な組立工具を一般的に要求する。更に、製造工程で、穴に栓がされない、不具合な穴に栓がされるか、または穴が不十分な状態で栓をされる可能性がある。更に、ヒーターが内部の清掃を要求する場合、プラグの除去と交換作業に時間がかかり経費的にも高価になる。従って、前述の構造の熱交換機は、製造費が比較的高価になり、維持も難しくなり、且つ不注意に依る製造エラーまたは不安定な動作の原因になる恐れもある。
【0009】
異なる接着材分与プロセス、例えば、直線状のビード分与や渦巻きビード分与や平らな流れの分与は同じ一般的な流体制御プロセスを備えている。高温溶融接着材は、源から接着材マニフォルドに依って受け取られ、マニフォルドに取り付けられているポンプに送られる。ポンプ出力はマニフォルドに接続されている。ポンプ出力はマニフォルド内部で補給プレートまたは戻りプレートに塗布機動作に基づいて配送される。補給プレートから、流体の流れは、流体を分与機構に送るバルブに依って制御される。戻りプレートはそこに組み込まれているバルブも具備していて、その出力は戻りプレートで終了する1つの戻りラインの流体の流れと併合する。しかし、各々異なる分与プロセスが接着材マニフォルドと補給と戻りプレートを使用し、それらは異なるパターンの接続インタフェースを接着材マニフォルドと補給と戻りプレートの間で要求する異なる接着材送りルートを具備している。そこで、異なるセットのマニフォルドと補給と戻りプレートを各々異なる分与プロセスに対して使用する必要がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前述の欠点を解決するために、本発明の塗布機は、繊維化するための空気を更に高い信頼性で導いて分与する非接触ダイ・セットを提供する。そのうえ、塗布機は繊維化空気を加熱する改善されたヒーターを含んでいる。発明は、異なる接着材分与器と共に使用できる改善された接着材マニフォルドを更に含んでいるので、異なる接着材マニフォルドを各々異なるプロセスに対して購入する必要性をなくする。本発明の流体塗布機の構成部品は、廉価に製造できて、組立も容易であり、信頼性も高い。
【0011】
本発明の原理に従って且つ説明された実施例に従って、流体塗布機の非接触式の細長い穴が開けられたダイ・セットは、繊維化シムを繊維化空気のダイと隣接する接着材分与ダイの間に用いて、繊維化空気のスロットを形成する。繊維化シムは繊維化ダイの全長にわたって延在する長手方向の部材を備えている。多重ゾーン非接触ダイの場合、繊維化シムは、長手方向の部材から繊維化ダイ出口にかけて延在する複数のタブも備えている。タブは、繊維化ダイの空気チャンバー間の繊維化ダイのポイントに位置して、繊維化ダイ出口内部の繊維化ゾーンまたはスロットを分離する。繊維化シムは、ギャップ、すなわち、繊維化スロットの厚みを定めて、繊維化スロットの一般的な形状の境界を定める。従って、繊維化シムは、そうしないと、希望されたギャップを繊維化スロットで得るために使用しなければならない繊維化ダイのボスを不要にする。繊維化ダイの使用は、繊維化ギャップが異なる厚みの繊維化シムを単純に用いて調整できる長所を提供することになる。
【0012】
発明の更なる実施例に於いて、空気は、繊維化ダイの第1表面から、繊維化ダイの各々の第2表面に形成されている空気チャンバーにいたる、内部通路に依って直接流れる。第2表面は繊維化スロットの片側の境界を定める。これらの内部空気通路の各々は、隣接する分与ダイ表面に圧縮空気ポートを備えて共通する位置で第1繊維化ダイ表面と交差する1端を備えている。空気通路の各々の第2末端は第2繊維化ダイ表面で空気チャンバーと交差する。発明の別の見解では、繊維化ダイの空気チャンバーに、第1表面と交差する複数の空気通路から圧縮空気が送られる。その複数の空気通路は、繊維化ダイを介して延在し、隣接する分与ダイ表面で複数の圧縮空気ポートと噛み合う。従って、本発明の繊維化ダイ・セットの製造と機械加工は、大幅に単純化されて廉価になり、ダイ・セット動作も更に高信頼性になる。
【0013】
発明の更なる実施例に於いて、クランプ部材は、分与ダイと分与シムを互いに締め付け、更に繊維化ダイと繊維化シムをそれらの各々分与ダイに締め付けるために用いられている。クランプ部材は、分与ダイの長手方向に離間されている複数のファスナーを用いて、分与ダイと分与シムを互いに締め付ける。これらのファスナーはダイ・スロットから取り外される分与ダイのポイントに位置している。そのうえ、繊維化シムを繊維化ダイと分与ダイの間に固定する締め付け力は、繊維化空気スロットを分離する繊維化シムのタブと揃うポイントでクランプ部材に位置する複数のセット・ネジに依って補強される。ネジは、繊維化ダイの各々の外面に対して強く締め付けられ、繊維化シムのタブに対して一定で効果的な力を与えるように作用する。クランプ部材とセット・ネジは、繊維化シムの全長だけでなく、隣接する繊維化スロット間の繊維化シムの各々のタブに沿って、繊維化シムを効果的にシールする長所を備えている。
【0014】
発明の更なる実施例に於いて、接着材と繊維化シムの両方のタブは先細りにされた側面を備えている。隣接するコーティングの末端の位置の調整は、タブの形状、例えば、タブの側面の先細りされる傾斜を変更することに依って制御される。異なる先細り傾斜のタブに依り、隣接するコーティングの末端は、ギャップのない、または特殊な応用事例に於いて、少しだけ重なり合う或いは僅かのギャップになるように互いに導かれる。そこで、タブの先細りされる側面は、高信頼性で柔軟性に富んだコーティング末端の調整機能を提供する長所を備えている。
【0015】
発明の更なる実施例に従って、熱交換機は圧縮された繊維化空気を加熱するために与えられている。熱交換機は、熱交換機のマニフォルドを長手方向に延在するカートリッジ・ヒーターを使用している。しかし、マニフォルドを介して穴を開けることは、厚み部、すなわち、マニフォルドの容積を定める最小寸法に限定される。更に、開けられる穴の末端はマニフォルドの対向する表面に置かれているスロットに依って接続される。平らで耐熱性のガスケットと平らなプレートは、対向する表面の各々に接続されているので、閉じられた流体通路をスロットに依って接続されている流体通路の末端間に与える。熱交換機は、曲がりくねった空気通路を備えているので、更に効果的な熱交換プロセスを提供する。更なる長所は、スロットが幾つかの構成で十字状に開けられた通路を接合するために用いられるので、異なる空気通路を熱交換機を介して与え、その各々が異なる熱伝導率を備えていることに依って実現される。従って、異なる空気流量と異なる温度が異なる接着材の流れに相応して使用できる。そのうえ、前述の構造は、遥かに廉価に製造できる熱交換機を提供する長所を備えている。
【0016】
更に別の実施例に於いて、発明は、接着材の通路が、補給プレートと戻りプレートと噛み合う際に接着材通路の寸法と空間的な関係と一致する寸法と特殊な関係を備えている、共通マニフォルドを含んでいる。従って、同じマニフォルドが、異なる接着プロセスが塗布機を用いて行われる時に使用できる。
【0017】
【実施例】
図1は、平らな接着材の流れを押し出して繊維質にし且つ繊維質にされた接着材の流れを基体に対する薄いコーティングとして塗布する多重ゾーン非接触ダイ・セットを具備する流体塗布機を図示している。塗布機10の一般的な構造は他の高温溶融接着材塗布機の構造と似ている。接着材マニフォルド14はベース・プレート16に接続されていて、マニフォルド14は高温溶融接着材の源にホースまたはパイプを用いて(図示されていない)接続される入力12を備えている。接着材はフィルター18を介してモーター・ポンプ・ユニット20に流れる。ポンプ20は、高温溶融接着材の1つの入力する流れを、複数、例えば、8つの調量される高温溶融接着材の流れに分割できる、幾つかの市販のポンプの1つになると思われる。これらの8つの調量される接着材の流れは、ポンプ20の出力オリフィスからマニフォルド14に接続されている。接着材の分与サイクル中に、8つの接着材の流れは、補給プレート22を介して、配送プレート28に組み込まれている複数の補給バルブ26に流れる。1つまたは複数の補給バルブ26は、配送プレート28の底部に接続されている多重ゾーン非接触ダイ・セット30の内部の対応するゾーンを介して流れる調量される高温溶融接着材の流れを送るように選別して開放される。補給バルブ26が閉じると、すなわち、そこを介する接着材の流れがなくなると、戻りプレート32に組み込まれている対応する戻りバルブ(図示されていない)が開放される。高温溶融接着材の流れは、戻りバルブを介して流れて、1つの共通戻りチャンネルと併合する。共通戻りチャンネルは接着材マニフォルド14に戻って接続し、高温溶融接着材は接着材マニフォルド14の出口34を流れてその補給部に戻される。
【0018】
多重ゾーン非接触ダイ・セット30は図2と3と4と5と5Aに更に詳細に図示されている。図3と4を見ると、左側の接着材分与ダイ50は、ピン54の位置を定めることに依って、右側の接着材分与ダイ52を基準にして位置設定される。接着材分与シム56は、接着材分与ダイ50と52の間で締め付けられて、接着材分与ダイ出口60の分与ダイ・ギャップ58の厚みを定める。分与ダイ50と52の組立構造は分与シム56と共に、高温溶融接着材が押し出される複数の接着材分与ゾーンまたはスロット62を有する接着材分与ダイ61として作動する。各々分与ダイ・スロットまたはゾーンは、左側の分与ダイ50の平面66と、分与シム56の長手方向部材70の長手方向末端68と、長手方向末端68から分与ダイ出口60に延在するタブ74の側面72と、右側の接着材分与ダイ52の表面75(図5を参照)から境界が定められる。
【0019】
図2に更に詳細に図示されるように、マニフォルド14の高温溶融接着材は、補給プレート22の通路78と、配送プレート28の通路80と、補給バルブ26と、出口通路88を介して流れる。右側の分与ダイ52は、配送プレート28の出口通路88に接続されている入り口通路90を介して高温溶融接着材を受け取る。図3を見ると、環状溝部96に位置するOリング94は、右側の分与ダイ52と配送プレート28の接合部に接着材シールを与えるように働く。第1接着材通路90は第2接着材通路98の末端と交差する。第2接着材通路98の他の末端は、右側の分与ダイ52の表面76に置かれている接着材チャンバー100と交差する。
【0020】
図5と5Aを見ると、分与ダイ52は、多重ゾーン・ダイ・セット30に於いて、各々ゾーンまたはスロットに付随する接着材チャンバー100を具備している。接着材チャンバーの全てが同じであり、各々チャンバー100は概ね三角形の形状であり、そこでは第2接着材通路98は三角形の形状の頂点102で接着材チャンバー100と交差している。更に、頂点102の反対側の三角形の側面104は概ね長方形の形状の接着材スロット106の長手方向の側面と交差して形状付けられている。高温溶融接着材は、通路90と第2接着材通路98と三角形の接着材チャンバー100を介して長方形の接着材スロット106に流れる。接着材は三角形の接着材チャンバー100の側面104を横断して接着材スロット106に、ほぼ一定の状態で流れることが重要である。従って、三角形の接着材チャンバー100は調整自在の深さを備えて、頂点102で最も深くなっている。従って、接着材が頂点102から反対側の側面104に流れると、それは、ほぼ一定の断面を流れるので、チャンバー100の側面104の長手方向にほぼ一定の流れになる。概ね三角形の接着材スロット106は、連続していて、高温溶融接着材の補給を接着材分与ゾーンまたはスロット62に与える。そこで、接着材は接着材分与ダイ出口60から連続する平らな流れとして放出される。流れの厚みは接着材分与シム56の厚みに依って定められ、流れの幅は分与スロットまたはゾーン62の幅である隣接するタブ74の側面72間の距離に依って定められる。例えば、応用事例に基づいて、接着材分与シムは約0.002〜0.006インチの範囲になる。隣接タブ74の反対側の側面72間の距離、すなわち、スロット106の長さは2インチより僅かだけ短くなる。タブの幅、すなわち、長方形スロット106間の距離は約0.040インチになる。長方形スロット106は、約0.010インチの深さで且つ約0.200インチの幅であ。接着材チャンバー100の後面101は、表面75から頂点102にかけて約7度の角度で先細りにされている。接着材分与ダイ50と52は、約17インチの長さであり、且つ8つの接着材チャンバー100をそれらの長手方向にわたって収容する。
【0021】
図4に図示されるように、分与ダイ50と52と分与シム56は、各々、左右のクランプ部材116と118に依って互いに締め付けられている。ファスナー120、例えばネジまたはボルトは、右側クランプ部材118と右側分与ダイ52と分与シム56と左側分与ダイ50を介して延在し、且つ左側クランプ部材116のネジ止めホール121に固定される。複数のファスナー120は、一定で且つ十分な分与シム・クランプ締め付け力を分与ダイ50と52の全長にわたって与えるために、分与ダイ50と52に沿って長手方向に位置している。
【0022】
左右の繊維化ダイ122と124は構造的に同じである。図3を見ると、繊維化ダイ122と124は、図4に図示されるファスナー126に依って各々分与ダイ50と52上で反対側の表面に接続されている第1表面146と147を備えている。更に、第1表面146と147は、各々第2表面160と161と交差して、各々のコーナー162と163を各々繊維化ダイ122と124に形成している。繊維化ダイ122と124は、各々第2表面160と161に配置された各々空気チャンバー154と156を具備している。本発明の多重ゾーン・ダイ・セットの場合、繊維化ダイ122と124の各々は複数の各々空気チャンバー154と156を具備している。例えば、繊維化ダイの各々は約17インチの長さであり、そこでは8つの空気チャンバーがそれらの長手方向に沿って配置されている。各々繊維化ダイ122と124の空気チャンバー154と156の全てが同じであり且つ殆ど長方形の形状をしている。空気チャンバー154と156の長さは、対応する接着材スロット106の長さと殆ど同じである、すなわち、2インチを僅かに下回る長さである。しかし、応用事例に基づいて、空気チャンバー154と156の長さは、その対応する接着材チャンバー100より少し短いか等しいか或いは少し長い。空気チャンバーの各々の幅は約0.125インチであり、空気チャンバー154と156は、各々閉じられた末端153と155を、空気チャンバーの中心線に沿って測定された時に約0.350インチの深さで備えている。
【0023】
ヒーターからの加熱空気が繊維化ダイ122と124の各々の空気チャンバーの各々に送られる機構は似ているので、1つだけの対の空気チャンバーに対する加熱空気の供給について説明する。各々空気チャンバー154と156の閉じられた末端153と155は第1繊維化空気通路142と144の1端と交差する。第1繊維化空気通路142と144の他端は、各々第1表面146と147と交差し、各々分与ダイ50と52に位置する第1分与ダイ空気通路128と130に接続している。溝部150と152に位置するOリング148は繊維化ダイ122と124の第1表面146と147と各々分与ダイ50と52の反対側の表面の間の接合部に於いて気密シールを与える。第1分与ダイ空気通路128と130は、配送プレート28に於いて第1空気補給通路132と134に順に接続されている。溝部138と140に位置するOリング136は、気密シールを分与ダイ50と52と配送プレート28の間で与えるように働く。図2に図示されるように、空気補給通路132と134は、配送プレート28に於いて空気入り口159で終了する第1空気配送通路157に接続している。
【0024】
図4を見ると、好ましくは前述と同様の構造を用いて、空気チャンバー154と156の各々は、空気チャンバー154と156の閉じられた末端と各々第1表面146と147の間を延在する各々繊維化ダイ122と124に第2繊維化空気通路164と165を備えている。第2繊維化空気通路164と165は第2分与ダイ通路167と169に接続されていて、それらは順に配送プレート28の第2空気補給通路に接続され、その1つは図6で第2空気補給通路171として図示されている。図6に更に図示されるように、第2空気補給通路171は、配送ブロック28に於いて空気入り口159と接続する第2空気配送通路173と交差し且つそれに依って加熱空気が送られる。第1と第2の空気配送通路157と173は、空気入り口159から分かれ、配送プレート28を介しても走行する高温溶融接着材チャンネル80の側面の周囲を延在する。図2に図示されるように、第1空気配送通路157は、配送プレート28を介して延在し、加熱空気を、第1空気補給通路134と第1分与ダイ通路130と繊維化空気通路144を介して右側の空気チャンバー156に送る、脚175を具備している。類似の状態で、第2空気配送通路173(図6)は、配送プレート28を介して延在し、加熱空気を、配送プレート28の空気補給通路(図示されていない)と第2分与ダイ空気通路169(図4)と第2繊維化空気通路165を介して右側の空気チャンバー156に送る、脚177を具備している。
【0025】
図3と4を見ると、左右の繊維化空気ダイ122と124の第2表面160と161は、各々分与ダイ50と52の滑らかで平らで外側に向かう表面166と168の反対側に位置している。第1繊維化空気シム170は表面160と166の間に位置し、第2繊維質化空気シム172は表面164と168の間に位置している。繊維化シム170と172は構造的に同じなので、それらの構造の詳細はシム170を基準にして説明される。長手方向の部材174は複数のタブまたは突出部176の1端に接続されている長手方向の末端部178を備えている。タブ176は隣接する空気チャンバー160の末端間の表面160を横断して延在している。そこで、分与ダイ出口の片側に位置する左側の繊維化ゾーンまたはスロット182は、空気チャンバー154のオリフィスまたは開口部、繊維化ダイ122の第2表面160の部分、繊維化シム174のタブ176の長手方向の末端178と側面、分与ダイ50の反対側の外側に向かうダイ表面166に依って境界が定められている。分与ダイ出口の他端に位置する右側の繊維化ゾーンまたはスロット184は、空気チャンバー156のオリフィスまたは開口部、繊維化ダイ124の第2表面161の部分、繊維化シム172のタブの長手方向末端と側面、調合ダイ52の反対側の外側に向かう表面168に依って境界が定められている。左右の繊維化ゾーンまたはスロット182と184は各々左右の繊維化空気出口186と188に連なる。繊維化空気は、空気の連続する平らな膜が繊維化空気出口186と188から均一に連続して分与されるように、各々空気チャンバー154と156に依って繊維化空気スロット184と186に送られる。空気チャンバー154の上部長手方向側面190は繊維化シム170の長手方向末端178とほぼ隣接している。空気チャンバー156の上部長手方向の側面は繊維化シム172と同じ関係を有している。更に、タブ176の自由端192は繊維化空気出口186と188の各々1つに向けて延在している。すなわち、自由端192は長手方向末端178とほぼ平行する末端を備えている。
【0026】
図4に図示されるように、左右の繊維化ダイ122と124の末端は、右側の繊維化ダイ124に組み込まれていて且つ左側の繊維化ダイ122にネジ止めされているファスナー194に依って互いに保持される。そのうえ、セット・ネジ196はクランプ部材116と118を介してネジ止めされている。セット・ネジ196は、クランプ部材116と118の各々の内側に向かう表面から突き出ているパッドまたはボス197を延在して通過している。セット・ネジ196は各々繊維化ダイ122と124の外側に向かう側面198と200を支えている。セット・ネジ196は、繊維化シム170と172のタブ176に隣接する予め設定されたポイントで繊維化ダイ122と124を支えるように位置している。そこで、セット・ネジは繊維化シム170と172を繊維化ダイ122と124とそれらの各々分与ダイ50と52の間で締め付ける一定で十分な力を与える。ファスナー202はダイ・セット30を配送プレート28に取り付けるために用いられる。
【0027】
使用中に、1つまたは複数の制御バルブ26は、開放して、1つまたは複数の高温溶融接着材の流れを、配送プレート28と右側の分与ダイ52を介して各々分与ゾーンまたはスロット62に与える。接着材は、これらのゾーンを流れて、接着材の1つまたは複数の連続する平らな薄いストリップとしてダイ出口60を介して押し出される。同時に、加熱された圧縮空気は、配送プレート28と分与ダイ50と52と各々繊維化ダイ122と124を介して繊維化ゾーンまたはスロット182と184に送られる。加熱された圧縮空気は、分与ダイ出口60の各々側面に隣接し且つ各々の上に位置する繊維化ダイ出口186と188を介して押し出される。接着材のように、空気は、繊維化出口186と188の長手方向に於いて均一な連続する平らな膜として押し出される。繊維化空気は、分与ダイ出口60から分与される接着材の連続する薄いストリップに直撃し、それらを切り裂く或いは分離するように作動する。その結果、一般的に長方形のストリップとして基体に塗布される高温溶融接着材の非連続性または繊維化された薄いストリップになる。本発明の多重ゾーン非接触ダイ・セット30は、ストリップを横断し且つストリップの末端に沿って接着材を均一に塗布する長所を備えている。更に、塗布された接着材ストリップは、側面の末端だけでなく、非常に鋭くて効果的に定められた立ち上がりと立ち下がり端を備えている。
【0028】
発明の別の様相に於いて、塗布された接着材ストリップの末端は各々分与シム56と繊維化シム170と172のタブ74と176の形状に依って調整される。分与と繊維質化のシムのタブは同じ構造なので分与シムだけ詳細に説明される。図5Aに最適に図示されるように、タブ74の側面72は長手方向の末端68から分与ダイ出口60にかけて先細りにされている。例えば、タブの幅、すなわち、その側面間の距離は長手方向の末端68で約0.050"である。ダイ出口60のタブ74の幅は約0.030"である。タブ74の側面72に依って形成されるテーパーだけでなく、他のパラメーターは、ストリップ間にギャップが生じないように、隣接するストリップ間の末端を調整するように変えられる。特殊な応用事例では、テーパーは、隣接するストリップの末端の僅かの重なり或いは僅かなギャップを与えるように調整される。図5Aに図示されるように、タブの末端はシムの長手方向の末端と殆ど平行する平らな末端を備えている。平らな末端の長さは、分与スロットの長さとテーパーの度合いと応用事例のパラメーター、例えば基体からの塗布機の距離の関数になる。しかし、それほど先端が尖っていなくて平らでない末端は、それだけ堅固で耐久性も高くなる。
【0029】
図2と6を見ると、改善されたヒーターが圧縮空気を加熱するために与えられている。ヒーター220は一般的に長方形のマニフォルド・ブロック222を具備している。カートリッジ・ヒーター224と226は、マニフォルド・ブロック222の反対側に位置し、その全長にわたってマニフォルド222を介して長手方向に延在している。明確に図示するために、ヒーター226と入り口230は異なる断面で図示されている。抵抗温度検出計228はヒーター・マニフォルド・ブロックの温度を表す帰還信号を与えるために用いられる。マニフォルドは、塗布機に依って分与される高温溶融接着材の流れの数に一般的に対応する数多くの独立した非交差空気通路232を含んでいる。独立した空気通路の全ては同じ構造なので、このような通路232の1つだけ詳細に説明する。空気は、入り口230に1端で接続され且つ圧縮空気の発生源(図示されていない)に他端で接続されている、ホースまたはパイプに依って入り口230に送られる。空気通路232は入り口230と空気出口234の間を延在している。マニフォルド222は、空気通路232がマニフォルド222の厚み部分に依って分離される反対側の表面238と240と交差する複数の短い平行する通り穴236の部分に装着されるように製作されている。定義から、厚みは長方形の形状の最小の側面の長さになる。この実施例では、空気通路232のおおまかな方向は通り穴236の中心線242と殆ど垂直に位置するマニフォルド222の幅部を横断して延在する。
【0030】
図6に図示されるように、通り穴236は2列に配置され、それらの中心線242はマニフォルド222の幅部を横断して延在する2本のほぼ平行する線に位置するポイントの軌跡を定める。選択された通り穴236は、マニフォルド222の表面238を介して機械加工または他の方法で処理される第1垂直スロット244に依って相互に接続される。第1スロット244は、交互に繰り返す対の通り穴236を接続して、U字形のチャンネルをマニフォルド222の幅部を横断して延在する通り穴の列の各々に形成する。更に、第2水平スロット246は、表面240に機械加工または処理されて、或る列の選択されたUチャンネルの末端を他の列のUチャンネルの隣接する末端に相互に接続するように作用する。従って、通り穴236とスロット244と246は、マニフォルド222の幅部を横断して入り口230と出口234の間で連続するチャンネルを形成する。耐熱材料製、例えばシリコン製の、ガスケット248と250はマニフォルド222の表面238と240に接続されている。プレート252と254は、各々表面238と240のスロット244と246をカバーし、スロットに依って接合される通り穴の末端を接続する閉じられた通路を与える。そこで、閉じられた気密通路が入り口230と出口234の間に与えられる。
【0031】
使用中に、本発明のマニフォルドは、最大の熱伝導とするために入り口230と出口234の間に曲がりくねった通路を与える。更に、通り穴236と相互接続スロット244と246は、異なる空気の流れに相応して異なる空気の流れ構成を与えるように調整できるので、個々の空気の流れが加熱される温度を変えることができる。更に、穴が開けられている通り穴232と相互接続スロット244と246を使用しているので、素早く且つ廉価に製作できる比較的単純な構造を与えることができる。
更なる実施例に於いて、発明は図7に詳細に図示される汎用接着材マニフォルド14を提供する。高温溶融接着材257の源は、マニフォルド14の接着材入力12にホースまたはパイプ259を用いて送られる。接着材は、補給チャンネル260に沿ってフィルター18を介して且つチャンネル262を介してポンプ20の入り口264に導かれる。ポンプは、高温溶融接着材を、ポート266の接着材マニフォルド14に入力される、複数、例えば8つの調量される接着材の流れとして戻す。ポート266の各々は、複数のクロス・チャンネル270の選択された1つと交差する長手方向のチャンネル268に接続されている。クロス・チャンネル270は長手方向のチャンネル268とほぼ垂直になる。クロス・チャンネル270はマニフォルド14の反対側の表面272と274と交差する。
【0032】
マニフォルド222の表面272は、チャンネル270と噛み合う補給プレート22の入力ポート273に高温溶融接着材を接続してそれを与える。同様に、表面274は、表面274と交差するポート270と噛み合う接着材ポート275を具備する戻りプレート32の表面に連なる。分与サイクル中に、戻りプレート32の、戻りバルブ、例えば戻りバルブ277は閉じられて、戻りプレート32を介する流れが封鎖され、補給プレート22の補給バルブ26が開くので、接着材は、補給プレート22のクロス・チャンネル270とポート273を介して流れることができる。高温溶融接着材は、開いている制御バルブ26を介して流体塗布機から、例えば、多重ゾーン非接触流体塗布機30から流れる。分与サイクルの最後で、補給プレート22の制御バルブ26は閉じられ、戻りプレート32の対応する制御バルブ277が開放される。従って、高温溶融接着材はクロス・チャンネル270を介して表面274と戻りプレート32のポート275に流れる。高温溶融接着材は、チャンネル279と開いている戻りバルブ277を介して、マニフォルド222の表面274の戻りチャンバー285と噛み合うポート283の戻りプレートで終了する共通線281に流れる。戻りチャンネル285の高温溶融接着材は、プロセス・バック圧力バルブ286を流れて、ポンプ・バック圧力バルブ287をバイパスし、高温溶融接着材257の源のパイプまたはホース・バック289に接続されている出口34と交差する。ポンプ・バック圧力バルブ287は、ポンプ入り口264の圧力を、キャビテーションを防止するためにポンプ20の最小圧力より高い圧力に高めるために用いられる。プロセス・バック圧力バルブ286は、戻りライン圧力が流体の分与時に補給ライン圧力と等しくなるように設定される。従って、分与サイクルの最後で、接着材の流れは、補給バルブ26から戻りバルブ277に、ほぼ一定の圧力で切り替えられる。
【0033】
マニフォルド14は、反対側の表面272と274のポート270が補給プレート22と戻りプレート32に於いてポート273と275と合うように設計されている。そこで、補給プレート22と戻りプレート32は表面272と274の何れかに接続されてもよい。更に、図7で仮想線で図示されるように、補給バルブ291と渦巻きビード分与ヘッド293を具備する補給プレート22aは同じ接着材配送マニフォルド14にも接続されてもよい。他の異なる接着材分与プロセスに使用するために適応される他の補給プレートは、表面272と274の何れかのポートと合うようにも設計されている。従って、マニフォルド14は、複数の接着材の流れを、異なる接着材分与プロセスに関連する複数の補給プレートのなかで任意に選択された1つに送るように用いられてもよい。
【0034】
本発明はかなり詳細に実施例を説明しながら述べられてきたが、特許請求の範囲をこのような詳細な説明に対して制約または任意の状態で限定することを意図されていない。更なる長所と変更は当業者に容易に自明のことと思われる。例えば、ダイ・セットのクランプ部材116と118は単一のゾーンまたはスロットを有するダイ・セット上で製作できるか、またはクランプ部材116と118は対の繊維化ダイを要求しない無繊維化ダイ・セット上で用いられる対の分与ダイを締め付けるために使用できる。更に、セット・ネジ196は、固定または調整可能なピン、または繊維化ダイの長手方向に沿う異なる長手方向のポイントでシール力を加えるように作用する任意の他の部品と交換できる。
【0035】
更に、ヒーター220のカートリッジ・ヒーター224と226は熱をマニフォルド222から逃がすために冷却装置または他の機械機構と交換できる。その応用事例の場合、熱は、マニフォルド222を通る空気から除去されるので、空気を冷却できる。そこで、ヒーター220は更に一般的に熱交換機と呼ぶことができる。
【0036】
発明は、その最も広い見解に於いて、従って、図示され説明された特殊な詳細な事項に限定されない。そこで、修正は、発明の精神と範囲から逸脱せずに実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多重ゾーン非接触ダイ・セットを含んでいる流体塗布機の等角図である。
【図2】図1の線2−2に沿う断面図であり、流体塗布機を介する高温溶融接着材と圧縮空気の流れを図示している。
【図3】図のブラケット内部の領域3−3の断面図であり、ダイ・セットを介する高温溶融接着材と圧縮空気の流れを示す拡大図である。
【図4】本発明の分解された多重ゾーン非接触ダイ・セットを示す等角図である。
【図5】高温溶融接着材が流れる接着材分与ダイを示す等角図である。
【図5A】別の角度から見た、図5のダイの拡大部分等角図である。
【図6】図2の線6−6に沿う部分縦断面図であり、本発明のヒーターと配送プレートとダイ・セットの内部の空気通路の構造を示す。
【図7】本発明の接着材配送マニフォルドと付随する戻りプレートとそれに動作的に接続されている補給プレートの、部分的な断面の、略等角図である。
【符号の説明】
10 塗布機
12 入力
14 マニフォルド
16 戻りプレート
18 フィルター
20 モーター・ポンプ・ユニット
22 補給プレート
26 補給バルブ
28 配送プレート
30 多重ゾーン非接触ダイ・セット
32 戻りプレート
50 左側接着材分与ダイ
52 右側接着材分与ダイ
54 ピン4
56 接着材分与シム
58 接着材ダイ・ギャップ
60 接着材分与ダイ出口
61 接着材分与ダイ
70 長手方向の部材

Claims (21)

  1. 複数の繊維化された流体の流れを生成すると共に、該複数の繊維化された流体の流れを基体に塗布する流体塗布機であって、
    分与ダイ出口に沿って末端間に配置される複数の分与スロットを形成すると共に、複数の流体の流れを分与する対の隣接する分与ダイと、
    対の繊維化ダイであって、繊維化ダイの各々は繊維化ダイ出口に沿って末端間に配置される複数の繊維化スロットを形成するために前記対の分与ダイに作動的に接続され、前記繊維化スロットの各々は前記分与スロットの1つの一側部に隣接し、前記繊維化スロットの複数の流体の流れに直撃して繊維化するための繊維化流体を分与する対の繊維化ダイと、
    対のシムであって、各々が、前記繊維化ダイの1つの一表面と、前記分与ダイの1つの表面であって前記一表面に隣接する表面と、の間に配置され、各シムが、
    各々の繊維化ダイの長さに沿って延在する長手方向の部材と、
    該長手方向の部材にほぼ平行な複数のタブであって、各々のタブが前記長手方向の部材の長手方向端部に接続される第1端部と、前記繊維化ダイ出口まで延在する第2端部と、を有する複数のタブと、
    を含んでいる対のシムと、
    対のクランプ部材であって、該クランプ部材の各々は前記繊維化ダイの1つを前記分与ダイの1つに締め付ける対のクランプと、
    前記クランプ部材の1つに配置され、前記分与ダイと前記分与シムを通って延在し、かつ前記クランプ部材間に前記対の分与ダイを固定するために別のクランプ部材に接続されており、それによって前記分与ダイ間に分与シムを締め付ける少なくとも1つの接合要素と、
    力を前記繊維化ダイの各々1つの予め設定されたポイントに加えるために前記クランプ部材の各々に作動的に結合され、それによって前記繊維化ダイの各々1つをその各々のシムに対して押圧して、該シムを前記繊維化ダイの1つとその各々の分与ダイとの間に強く締め付ける手段と、
    を備えることを特徴とする流体塗布機。
  2. 前記繊維化ダイの各々と、各々のシムと、各々の分与ダイと、が、前記繊維化ダイ出口に連なる複数の空気スロットを形成することを特徴とする請求項1に記載の流体塗布機。
  3. 前記繊維化ダイの各々は各々のシムの側面と接触する第1表面に複数のチャンバ−を有し、該複数のチャンバーの各々は前記複数の空気スロットの1つと交差することを特徴とする請求項2に記載の流体塗布機。
  4. 前記複数のタブの各々は、前記複数の空気チャンバーの隣接する1つのほぼ末端部に側部を有し、前記複数のタブの各々の側部はタブの一端から反対側の端部に向けて先細りにされていることを特徴とする請求項3に記載の流体塗布機。
  5. 前記複数のタブの反対側の端部は、前記長手方向の要素とほぼ平行な端部を備えていることを特徴とする請求項4に記載の流体塗布機。
  6. 前記繊維化ダイの各々が、
    繊維化スロットの片側を形成する第1表面であって、該第1表面は複数のチャンバーを具備し、該複数のチャンバーの各々は繊維化スロットの1つの近くに位置し且つそれと連なっている第1表面と、
    前記繊維化ダイのコーナーを形成するために前記第1表面と交差する第2表面と、
    前記第2表面と交差する一端を有する補給通路と、
    前記チャンバーと交差する第1末端と、前記補給通路の反対側の末端と交差する第2末端と、を備えた内部通路と、
    を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の流体塗布機。
  7. 前記繊維化ダイの各々が、
    少なくとも2つの補給通路であって、各々補給通路は前記第2表面と交差する一端を有する少なくとも2つの補給通路と、
    少なくとも2つの内部通路であって、各々ない部通路は前記チャンバーと交差する第1末端と、前記補給通路の1つの反対側の末端と交差する第2末端と、を備えた少なくとも2つの内部通路と、
    を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の流体塗布機。
  8. 流体を分与するための塗布機システムであって、
    流体の源に接続されているマニフォルド・ブロックであって、流体を流体の源からポンプ入口に導くための第1流体通路と、流体をポンプ出口からマニフォルドの対向する側部の出力ポートの第1と第2のセットに導くための第2流体通路を含んでいるマニフォルド・ブロックと、
    流体を受け取り且つポンプ出口に対する複数の圧縮された流体の流れを生成するためにポンプ入口に接続されているポンプと、
    マニフォルドの出力ポートの第1セットに作動的に接続されている第1の複数の入力ポートを具備する補給プレートであって、補給プレートは第1タイプの流体塗布を与える第1流体分与器に作動的に接続できる複数の出力ポートを更に具備し、補給プレートはマニフォルドの出力ポートの第1セットに作動的に接続できる入力ポートを具備し且つ各々流体分与器に動作的に接続できる複数の出力ポートを具備する複数の補給プレートの1つになり、各々流体分与器は異なるタイプの流体塗布を与える補給プレートと、
    複数の流体の流れを流体の源に選別して戻すためにマニフォルド・ブロックの第2セットのポートに作動的に接続されている戻りプレート・アセンブリーと、
    を備えることを特徴とする塗布機システム。
  9. 流体を分与するための塗布機システムであって、
    圧縮流体の源に接続されるように適合されているマニフォルド・ブロックであって、流体を圧縮流体の源からマニフォルドの出口ポートの第1と第2のセットに導くための流体通路を含んでおり、前記出口ポートの第2のセットは戻りプレートにおいて入口ポートに接続されるように適合されているマニフォルド・ブロックと、
    第1と第2の補給プレートであって、各補給プレートは、マニフォルドの出口ポートの第1セットに選択的に接続されている複数の入口ポートを含んでおり、前記第1の補給プレートは、第2の補給プレートに接続されている第2流体分与機によって提供される流体分与プロセスとは異なる流体分与プロセスを使用する圧縮流体の源から、選択的に流体を分与するために第1流体分与機に作動的に接続されている第1と第2の補給プレートと、
    を備えることを特徴とする塗布機システム。
  10. 流体を分与するための塗布機システムであって、
    流体の源に接続されているマニフォルド・ブロックであって、流体の源から流体を受け取るように適合されている第1通路を有しているマニフォルド・ブロックと、
    前記第1通路に接続され、流体をポンプから第1通路に導くためにポンプに接続されているポンプ入口と、
    ポンプから流体を受け取るためにポンプに接続されているポンプ出口と、
    ポンプ出口の第1群と流体的に連通しているマニフォルドの一側にある出口ポートの第1のセットと、
    ポンプ出口の第2群と流体的に連通しているマニフォルドの他側にある出口ポートの第2のセットであって、選択的に流体の源へ流体を戻す戻りプレートアッセンブリの複数の入口ポートに接続されている出口ポートの第2のセットと、
    第1と第2の補給プレートであって、各補給プレートは、複数の流体入口ポートと、少なくとも1つの流体出口ポートと、を備えると共に、補給プレートの複数の入力ポートをマニフォルドの出口ポートの第1のセットに接続するために選択的にマニフォルドの前記一側に取り付けることができ、
    第1の補給プレートの出口は、第2の補給プレートに作動的に接続され第2流体分与機によって提供される第2流体分与プロセスとは異なる第1流体分与プロセスを使用する流体の源から、流体を選択的に分与するために、該第1の補給プレートの出口に流体を渡すための第1流体分与機に作動的に接続されている第1と第2の補給プレートと、
    を備えることを特徴とする塗布機システム。
  11. 出口ポートの第2のセットが、流体を戻りプレートへ渡し、戻りプレートが流体をマニフォルドへ戻すことを特徴とする請求項10に記載の塗布機システム。
  12. 前記流体は高温溶融接着材であり、前記第1の補給プレートに接続される第1流体分与機により提供される第1流体分与プロセスが高温溶融接着材の繊維化されたストリップを提供することを特徴とする請求項10に記載の塗布機システム。
  13. 前記流体は高温溶融接着材であり、前記第2の補給プレートに接続される第2流体分与機により提供される第2流体分与プロセスが高温溶融接着材の渦巻きビードを提供することを特徴とする請求項12に記載の塗布機システム。
  14. 前記マニフォルドのポートの第1と第2のセットが、前記補給プレートと戻りプレートの入口ポートと結合しており、それによって補給プレートと戻りプレートがマニフォルドの両側に取り付けられることが許容されることを特徴とする請求項12に記載の塗布機システム。
  15. 前記補給プレートが、2つより多くの補給プレートを含んでいることを特徴とする請求項10に記載の塗布機システム。
  16. 前記マニフォルドの一側と、他側と、が、対向していることを特徴とする請求項10に記載の塗布機システム。
  17. 流体の源に接続されている塗布機システム用マニフォルド・ブロックであって、
    流体の源から流体を受け取るように適合された第1流体通路と、
    第1流体通路に接続され、該第1流体通路からポンプへ流体を渡すためにポンプに接続されているポンプ入口と、
    ポンプに接続され、ポンプから流体を受け取る複数のポンプ出口と、
    マニフォルドの一側にある出口ポートの第1のセットと、
    マニフォルドの他側にある出口ポートの第2のセットと、
    複数の第2流体通路であって、複数の第2流体通路の第1群が、ポンプ出口の第1のセットから前記出口ポートの第1のセットに流体を導き、複数の第2流体通路の第2群が、ポンプ出口の第2のセットから前記出口ポートの第2のセットに流体を導く複数の第2流体通路と、
    を含んで構成された塗布機システム用マニフォルド・ブロックにおいて、
    前記出口ポートの第1のセットは、異なる補給プレートにおいて複数の入口ポートに接続され、各異なる補給プレートは、異なる種類の流体塗布を提供する異なる分与機に作動的に接続され、
    前記出口ポートの第2のセットは、選択的に流体の源へ流体を戻すために、戻りプレートアッセンブリーにおいて複数の入口ポートに接続されている
    ことを特徴とする塗布機システム用マニフォルド・ブロック。
  18. 接着材の繊維化されたストリップを分与するための第1分与機、及び接着材の渦巻きビードを分与するための第2分与機に接着材を供給するための塗布機装置であって、
    接着材の圧縮された源と、
    作動的に接着材の源に接続される1の入口と、該入口と作動流体が連通する出口ポートの少なくとも2つのセットと、を備えた共通マニフォルドと、
    マニフォルドの出口ポートのセットの1つに選択的かつ作動的に接続される第1と第2の補給プレートと、
    を含んで構成される塗布機装置において、
    前記第1の補給プレートは、作動的に第1塗布機に接続され、出口ポートのセットの1つから当該第1の補給プレートを介して接着材を導き、第1塗布機を介して接着材の繊維化されたストリップを分与し、
    前記第2の補給プレートは、作動的に第2塗布機に接続され、出口ポートのセットの1つから当該第2の補給プレートを介して導き、第2塗布機を介して接着材の渦巻きビードを分与する
    ことを特徴とする塗布機装置。
  19. 戻りプレートが、作動的にマニフォルドの出口ポートの他のセットに接続されることを特徴とする請求項18に記載の塗布機装置。
  20. 複数の流体分与機に流体を分与する塗布機装置であって、
    出口ポートの第1と第2のセットを画成するマニフォルド・ブロックと、
    第1と第2の補給プレートであって、補給プレートの各々は、マニフォルドの出口ポートの第1のセットに作動的かつ選択的に接続された流体通路を備え、補給プレートの各々の流体通路は、異なる流体分与プロセスを提供する異なる流体分与機に作動的に接続される第1と第2の補給プレートと、
    を備えることを特徴とする塗布機装置。
  21. マニフォルドの出口ポートの第2のセットに接続される入口ポートと、流体の源と流体的に連通している出口ポートを備える戻りプレートと、を更に備えることを特徴とする請求項20に記載の塗布機装置。
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