JP6882842B2 - 熱交換装置、液体接着剤システム、及び関連する方法 - Google Patents

Description

本発明は、包括的には、液体接着剤システムに関し、より詳細には、液体接着材を塗布温度まで加熱する熱交換装置に関する。

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年９月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／８７８２５４号（係属中）の優先権を主張する。この米国仮特許出願の開示は、引用することにより、本明細書の一部をなす。

ホットメルト接着材の断熱性は、ある量のホットメルト接着材に熱を効果的に伝達することに関して、課題を呈する。詳細には、液体ホットメルト接着材がヒーター付近の領域において、より高温になる傾向がある。しかし、ホットメルト接着材はいくらか断熱的であるため、ヒーターによって付与される熱は、容易にはホットメルト接着材中に伝達されず、結果として、ヒーターから遠距離にある液体接着材は、より低温になる傾向がある。さらに、液体接着材は、総じて熱分布を促進するようには流れない。

本発明の実施形態は、熱交換装置、接着剤システム、及び関連する方法に関する。詳細には、本熱交換装置は、液体接着材を接着用途（adhesive bonding application）に好適な塗布温度まで加熱するように構成される。本熱交換装置は、吐出装置に直接的に又は間接的に結合される。本熱交換装置は、薄いスリット部を有する流体通路を備える。この薄いスリット部を通して液体接着材が送られ加熱される。有利には、液体接着材の温度を、液体接着材が熱交換装置に到達する前はより低い温度に維持し、それにより、液体接着材を加熱するのに消費されるエネルギーを低減することができる。有利には、液体接着材をより低い温度に維持することにより、温度上昇による劣化の影響を回避又は減少することもできる。さらに、熱交換装置中に延在する流体通路の形状及び流体通路の薄いスリット部は、液体接着材の均一で十分な加熱を促進する傾向がある。

本発明の１つの実施形態によれば、液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱する熱交換装置が提供される。本熱交換装置は、液体接着材の流れを受け取るように構成される入口と、前記接着用途に向けて、前記液体接着材を吐出装置に供給するように構成される出口とを有する本体を備える。本熱交換装置は、前記本体内に画定され、前記入口と前記出口とを接続するとともに、前記液体接着材の流れを受け取るように構成される流体通路を更に備える。該流体通路は、前記入口と前記出口との間に流体流れ方向に沿う長さの薄いスリット部を有し、該薄いスリット部は、前記流体流れ方向に対して横断方向に第１の寸法及び第２の寸法を更に有する。該薄いスリット部の該第１の寸法及び前記長さは、該第２の寸法よりも実質的に大きい。本熱交換は、前記本体に熱結合されるとともに、前記薄いスリット部を通り流れる前記液体接着材を前記塗布温度まで加熱するように構成される加熱素子を更に備える。

本発明の別の実施形態によれば、液体接着剤システムが提供される。本液体接着剤システムは、ある供給量の液体接着材を供給するように構成される接着剤供給源と、接着用途において前記液体接着材を吐出するように構成される吐出装置とを備える。本液体接着剤システムは、前記接着剤供給源及び前記吐出装置に結合されるとともに、前記接着剤供給源からの前記液体接着材を前記吐出装置による前記接着用途に好適な塗布温度まで加熱するように構成される、熱交換装置を更に備える。本液体接着剤システムは、前記熱交換装置及び前記接着剤供給源に結合されるコントローラーを更に備える。該コントローラーは、前記熱交換装置を制御し、前記液体接着材を前記塗布温度まで加熱させるように、また、前記接着剤供給源を制御し、前記熱交換装置において、前記液体接着材が前記塗布温度まで加熱される前は、前記接着用途に不適であるように、前記液体接着材が前記塗布温度を下回る温度に維持されるように構成される。

本発明の別の実施形態によれば、接着用途に対して液体接着材を吐出する方法が提供される。本方法は、液体接着材を、接着剤供給源から熱交換装置に、そして該熱交換装置の流体通路の薄いスリット部を通して送ることを含む。本方法は、前記熱交換装置の前記流体通路内の前記液体接着材を前記接着用途に好適な塗布温度まで加熱することを更に含む。前記液体接着材が、前記熱交換装置において加熱される前は前記接着用途に不適であるように、該液体接着材を前記熱交換装置において加熱される前は前記塗布温度を下回る温度に維持する。本方法は、前記液体接着材を前記熱交換装置から吐出装置に送ることと、前記吐出装置を用いて前記液体接着材を吐出することとを更に含む。

本発明の様々な更なる特徴及び利点は、添付の図面と併せて例示的な実施形態の以下の詳細な記載を検討すれば、当業者にはより明らかとなる。

本発明の一実施形態に従って構成され、液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱するように構成されている熱交換装置を示す等角図である。 図１の線２−２に沿って、入口と、出口と、入口と出口との間の流体通路とを含む図１の熱交換装置の内部特徴部を示す概略断面図である。 図２の線３−３に沿って、流体通路の薄いスリット部を含む図１の熱交換装置の内部特徴部を更に示す概略断面図である。 本発明の別の実施形態に従って構成される熱交換装置と、吐出装置と、この吐出装置を制御する制御装置とを含むアセンブリを示す等角図であって、この熱交換装置は、液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱するように構成されている。 熱交換装置の外壁を取り除いた状態の図４の熱交換装置を示す等角図である。 熱交換装置の入口及び出口と、入口と出口との間の流体通路とを含む図４のアセンブリの特徴部を示す概略断面図である。 図６の線７−７に沿って、流体通路の薄いスリット部を含む図４の熱交換装置の内部特徴部を示す概略断面図である。 図６の線８−８に沿って、流体通路の薄いスリット部を含む図４の熱交換装置の内部特徴部を示す概略断面図である。 本発明の更なる一実施形態に係る液体接着剤システムの概略図である。 本発明の更なる一実施形態に係る液体接着剤システムの概略図である。

本明細書に援用されるとともに本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を示し、上記で述べた本発明の包括的な説明及び以下で述べる実施形態の詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。

図面を包括的に参照すると、液体接着材が吐出装置によって吐出される前に、その液体接着材を加熱するのに有用である、例示的な熱交換装置が示されている。詳細には、これらの熱交換装置は、液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱するように構成される。これらの熱交換装置は、薄いスリット部を有する流体通路を備える。この薄いスリット部を通して液体接着材が送られ加熱される。薄いスリット部は、液体接着材が速やかに十分に加熱される領域を呈する。以下の記載から明らかになるように、これらの熱交換装置は、液体接着材をこれらの熱交換装置によって接着用途に向けた塗布温度まで加熱する前までは、より低温に維持することを可能にする。

本明細書において用いられるように、液体接着材という用語は、少なくとも２つの一般的なタイプの接着用途に用いられる前に加熱される液体接着材を示す。第１のタイプの液体接着材は、固体又は半固体の未溶融ホットメルト接着材が加熱及び溶融されて、液状のホットメルト接着材を形成するときに作られる。第２のタイプの液体接着材は、室温条件において、液体、すなわち流動するように概ね液状である。

図１〜図３から始めると、熱交換装置１０は、通常、入口１４及び出口１６を有する本体１２を備える。入口１４は、液体接着材を供給する接着剤供給源１８等から液体接着材の流れを受け取るように構成される。接着剤供給源１８は、熱交換装置１０の上流の構成要素を包括的に含み、例えば、タンク、グリッド、リザーバー、マニホールド、及びホースのうちの任意のもの又は全てを含むことができる。接着剤供給源１８は、任意選択的に液体接着材を加熱してもよい。熱交換装置１０の本体１２の出口１６は、熱交換装置１０において加熱された液体接着材を吐出装置２０に供給するように構成される。

本体１２には、流体通路２２が画定され、流体通路２２は入口１４と出口１６とを接続する。熱交換装置１０は、流体通路２２を通り流れる液体接着材を加熱するように構成される。流体通路２２は、入口部２４と、出口部２６と、入口部２４と出口部２６との間に位置する薄いスリット部２８とを有する。これらの部分２４、２６、２８の全ては、入口１４と出口１６との間の流体流れ方向に沿う長さを有する。詳細には、入口部２４は長さ３０を有し、出口部２６は長さ３２を有し、薄いスリット部２８は長さ３４を有する。伝熱工学の法則に基づき、薄いスリット部２８は、他の流体流れ部に比較して、単数又は複数の最も高いヌセルト数を有することが理解される。

図示の実施形態では、本体１２は概ね同心に構成される本体セグメントを含む。この本体セグメントには、第１の本体セグメント４０と、第２の本体セグメント４２と、第３の本体セグメント４４とが含まれる。図２及び図３を参照すると、第１の本体セグメント４０は概ね、第２の本体セグメント４２及び第３の本体セグメント４４の双方の径方向外側にある。第２の本体セグメント４２は、第１の本体セグメント４０の第１の端部４６付近で第１の本体セグメント４０内に支持される。このように、第２の本体セグメント４２は概ね、第１の本体セグメント４０の径方向内側にある。

第３の本体セグメント４４は、第１の本体セグメント４０の第２の端部４８付近で第１の本体セグメント４０内に支持される。第３の本体セグメント４４は、第２の本体セグメント４２内にも支持される。このように、第３の本体セグメント４４は概ね、第１の本体セグメント４０及び第２の本体セグメント４２の径方向内側にある。

第１の本体セグメント４０は、略六角形状の外面５０を有する。本体１２については、第１の本体セグメント４０を含めて、他の形状構成が可能であることが理解される。第１の本体セグメント４０は、図示のように、第２の本体セグメント４２及び第３の本体セグメント４４に係合するようにコンター加工（contoured）される内面５２も有する。第１の本体セグメント４０の外面５０と内面５２との間に、加熱素子５６を収める穴５４が形成される。それにより、加熱素子５６は本体１２に熱結合される。図示の実施形態では、第１の本体セグメント４０は、６つまでの加熱素子５６を収める６つの穴５４を有するが、異なる数の穴及び加熱素子を用いることもできる。加熱素子５６を本体１２に熱結合するのに、他の構成が可能であることが理解される。本体１２の本体セグメント４０、４２、４４を含めて、本体１２は、加熱素子５６によって生成される熱が、本体１２を通して、流体通路２２を通り流れる液体接着材まで伝達されるように、伝熱材料で形成してもよい。

第２の本体セグメント４２は、第１の本体セグメント４０の第１の端部４６付近に位置する基部６０を有する。出口１６は基部６０にある。また、流体通路２２の出口部２６は、概ね基部６０内に画定される。

また、第２の本体セグメント４２は、基部６０から第１の本体セグメント４０の第２の端部４８に向かって延在する延在部６２を有する。延在部６２は、略開放円筒形状であり、外面６４及び内面６６を有する。延在部６２は、末端部６８において終端する。

第３の本体セグメント４４は、略開放円筒形状であり、外面７０及び内面７２を有する。第３の本体セグメント４４は、末端部７４において終端する。流体通路２２の入口部２４は、概ね第３の本体セグメント４４の内面７２の内側に画定される。

流体通路２２の薄いスリット部２８は、第３の本体セグメント４４と第２の本体セグメント４２との間、及び第２の本体セグメント４２と第１の本体セグメント４０との間において、部分的に画定される。詳細には、第３の本体セグメント４４の外面７０と第２の本体セグメント４２の内面６６との間に、薄いスリット部２８の第１の区間８０が画定される。第３の本体セグメント４４の末端部７４付近で、遷移部８２が、入口部２４を第１の区間８０に接続する。

第２の本体セグメント４２の外面６４と第１の本体セグメント４０の内面５２との間に、薄いスリット部２８の第２の区間８４が画定される。第２の本体セグメント４２の末端部６８の付近で、遷移部８６が薄いスリット部２８の第１の区間８０と第２の区間８４とを接続する。

薄いスリット部２８の第２の区間８４は、遷移部８８によって流体通路２２の出口部２６に接続される。したがって、薄いスリット部の長さ３４は、概して、第１の区間８０及び第２の区間８４の長さを含む。

したがって、流体通路２２は本体１２内で迂曲路をたどる。このことは、所与のサイズの本体１２について、流体通路２２の長さを増大し、また、流体通路２２を通り流れる液体接着材をいくらか混合する役目を果たす場合がある。また、流体通路２２の長さを増大することにより、流体通路２２における液体接着材の滞留時間が増大する場合がある。

液体接着材は、以下のように熱交換装置１０を通り流れる。最初に、液体接着材は、入口１４に入り、流体流れ方向に流体通路２２の入口部２４に入り、出口１６に向かって流れる。液体接着材は、入口部２４から、遷移部８２を通って、薄いスリット部２８の第１の区間８０に流れ込む。液体接着材は、第１の区間８０から、遷移部８６に向かって、薄いスリット部２８の第２の区間８４に流れ込む。液体接着材は、第２の区間８４から、遷移部８８を通って、出口部２６に流れ込む。最終的に、液体接着材は、出口部２６を通り流れ、出口１６を通って出る。液体接着材は、薄いスリット部２８を含む流体通路２２を通り流れる際に加熱される。

特に図３を参照すると、薄いスリット部２８の特徴部が更に示されている。再度述べるが、薄いスリット部２８は、第１の区間８０及び第２の区間８４を有する。図３は、流体通路２２における流体流れ方向に対して横断方向の断面図を示している。この図に示されているように、薄いスリット部２８の第１の区間８０は、第３の本体セグメント４４の外面７０と第２の本体セグメント４２の内面６６との間に画定される。また、薄いスリット部２８の第２の区間８４は、第２の本体セグメント４２の外面６４と第１の本体セグメント４０の内面５２との間に画定される。

入口部２４は、流体流れ方向に対して横断方向の、略円形状の輪郭を有する。この輪郭は、高さ寸法９０及び幅寸法９２を特徴とする。入口部２４の輪郭は略円形であるため、高さ寸法９０と幅寸法９２とは、略等しい。高さ寸法９０と幅寸法９２とが等しいか、又は略等しい限り、入口部２４について他の形状の輪郭も可能である（これは、例えば、正方形状、矩形状、又は楕円形状の輪郭のとき当てはまる）。

出口部２６は、図３には示されていないが、流体流れ方向に対して横断方向の、略円形状の輪郭を有する点において、入口部２４と同様である。出口部２６も、入口部２４に関して上述したように、等しいか、又は略等しい高さ寸法及び幅寸法を特徴とする。

また、図３は、薄いスリット部２８の第１の区間８０及び第２の区間８４が、流体流れ方向に対して横断方向の環形状の輪郭を有することを示している。これらの環形状は、それぞれ、第１の区間８０及び第２の区間８４の環形状の円周である第１の寸法９４、９６を特徴とする。これらの環形状は、それぞれ、第１の区間８０及び第２の区間８４の環形状の径方向厚さである第２の寸法９８、１００も特徴とする。環形状の円周９４、９６は、径方向厚さ９８、１００よりも実質的に大きい。さらに、薄いスリット部の長さ３４と、薄いスリット部の第１の区間８０及び第２の区間８４の長さとは、全て、径方向厚さ９８、１００よりも実質的に大きい。

流体通路２２の薄いスリット部２８は、熱交換装置１０内の、本体１２の大表面積部が比較的少量の液体接着材に接触する領域を呈する。このような条件下で、熱は、速やかかつ効果的に本体１２から液体接着材に伝達される。詳細には、本体１２から伝達される熱は、薄いスリット部２８の、それぞれ径方向厚さ９８、１００の第１の区間８０及び第２の区間８４を通り流れる全ての量の液体接着材にわたって拡散する。それにより、第１の区間８０及び第２の区間８４内を流れる液体接着材は均一かつ十分に加熱される。結果として、液体接着材が局所的かつ不均一に加熱される可能性は低く、熱交換装置１０は、液体接着材の加熱に対する有利な制御を提供する。

図２に示されているように、熱交換装置１０は、流体通路２２を通り流れる液体接着材の温度、特に出口１６から出る液体接着材の温度を測定する温度センサー１０２を備えることができる。図示の実施形態では、温度センサー１０２は、本体１２の第２の本体セグメント４２において、本体１２に結合されている。温度センサー１０２は、液体接着材が熱交換装置１０によって少なくとも部分的に加熱された後に、その液体接着材の温度を測定する場所に位置することが有利である。例えば、図示のように、温度センサー１０２は、薄いスリット部２８の第２の区間８４を出口部２６に接続する遷移部８８付近に位置する。液体接着材は、遷移部８８に到達するとき、大部分ではなくとも少なくとも部分的に加熱されている。温度センサー１０２は、加熱素子５６のうちのいずれか１つに対するよりも、（自身の流体通路２２に最も近い点において）流体通路２２に対して近接していることも留意される。温度センサー１０２が、接着剤流体流路、すなわち流体通路２２に近接することの別の付加的な限定として、センサー１０２から流体通路２２までの最短距離は、流体通路２２の全長の１／１０未満、好ましくは、流体通路２２の全長の１／２０未満であるものとする。上述したように、薄いスリット部２８は、流体通路２２を通り流れる液体接着材の均一で十分な加熱を促進する。結果として、温度センサー１０２によって取得される温度測定値は、液体接着材が熱交換装置１０によって少なくとも部分的に加熱された後の、液体接着材の温度を正確に反映する。温度センサー１０２は、他の好適な場所に位置させることもできることが理解される。

いくつかの実施形態において、温度センサー１０２は、熱交換装置１０が測定された温度値に速やかに応答することができるような場所に位置する。特に、温度センサー１０２は、流体通路２２内を流れる液体接着材の温度を測定するように、ある場所に位置させることができる。この場所では、（１）液体接着材がこの場所から出口１６まで流れるのにかかる時間が、（２）流体通路２２内を流れる液体接着材の温度を熱交換装置１０が所望の温度に変化させるのにかかる時間に略等しい。

次に図４〜図８を参照すると、アセンブリ１１０が、熱交換装置１１２と吐出装置１１４と吐出装置１１４を制御する制御装置１１６とを含む。図示のように、熱交換装置１１２は、吐出装置１１４に直接結合される。吐出装置１１４は、吐出開口１１８からの液体接着材の流れを制御する内部弁機構を備える。吐出装置１１４の弁機構は、この弁機構の動作を制御する制御装置１１６の空気導管１２０、１２２に結合される。

熱交換装置１１２は、入口１３２及び出口１３４を有する本体１３０を備える。入口１３２は、液体接着材を供給する接着剤供給源１３６等から、液体接着材の流れを受け取るように構成される。接着剤供給源１３６は、熱交換装置１１２の上流の構成要素を包括的に含み、例えば、タンク、グリッド、リザーバー、マニホールド、及びホースのうちの任意のもの又は全てを含むことができる。接着剤供給源１３６は、液体接着材を任意選択的に加熱してもよい。熱交換装置１１２の出口１３４は、吐出装置１１４の入口に直接結合されて、熱交換装置１１２において加熱された液体接着材を吐出開口１１８を通して吐出されるよう吐出装置１１４に直接供給するように構成される。

流体通路１４０は本体１３０に画定され、流体通路１４０は入口１３２と出口１３４とを接続する。熱交換装置１１２は、流体通路１４０を通り流れる液体接着材を加熱するように構成される。流体通路１４０は、入口部１４２と、出口部１４４と、入口部１４２と出口部１４４との間の薄いスリット部１４６とを有する。これらの部分１４２、１４４、１４６の全ては、入口１３２と出口１３４との間の流体流れ方向に沿う長さを有する。詳細には、入口部１４２は長さ１４８を有し、出口部１４４は長さ１５０を有し、薄いスリット部１４６は長さ１５２を有する。

本体１３０は、第１の外壁１５４と、第１の外壁１５４に概ね対向する第２の外壁１５６とを有する。また、本体１３０は、第１の外壁１５４と第２の外壁１５６との間に、第１の外壁１５４及び第２の外壁１５６から離間（spaced from）して位置するブロック体１５８も備える。ブロック体１５８は、第１の外壁１５４と第２の外壁１５６とにそれぞれ面する外面１６０、１６２を有する。

また、本体１３０は、基部１６６に概ね対向する頂部１６４を有し、ブロック体１５８は、概ね頂部１６４と基部１６６との間に位置している。流体通路１４０の入口１３２及び入口部１４２は、概ね頂部１６４にある。流体通路１４０の出口１３４及び出口部１４４は、概ね基部１６６にある。

ブロック体１５８の外面１６０、１６２間に、加熱素子１７０を収める穴１６８が形成される。それにより、加熱素子１７０は本体１３０に熱結合される。図示の実施形態では、ブロック体１５８は、２つまでの加熱素子１７０を収める２つの穴１６８を有するが、異なる数の穴及び加熱素子を用いることもできる。加熱素子１７０を本体１３０に熱結合する他の構成が可能であることが理解される。

本体１２と同様に、本体１３０は、穴１６８内の加熱素子１７０によって生成される熱が、本体１３０を通して、流体通路１４０を通り流れる液体接着材に伝達されるように、伝熱材料で形成してもよい。

ブロック体１５８と、第１の外壁１５４及び第２の外壁１５６のうちの少なくとも一方又は双方との間に、流体通路１４０の薄いスリット部１４６が画定される。詳細には、第１の外壁１５４と、ブロック体１５８の外面１６０との間に、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２が画定される。第２の外壁１５６と、ブロック体１５８の外面１６２との間に、薄いスリット部１４６の第２の区間１７４が画定される。第１の区間１７２及び第２の区間１７４は、流体通路１４０に沿う予備（alternative）路を呈し、そのため、薄いスリット部の長さ１５２は、第１の区間１７２及び第２の区間１７４のうちのいずれの長さとも略等しい。

遷移部１７６は、流体通路１４０の入口部１４２を薄いスリット部１４６の第１の区間１７２に接続する。同様に、遷移部１７８は、流体通路の入口部１４２を薄いスリット部１４６の第２の区間１７４に接続する。遷移部１７６、１７８は、本体１３０の頂部１６４内に概ね位置する。

本体１３０の他方の端に向かって、遷移部１８０は、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２を流体通路１４０の出口部１４４に接続する。同様に、遷移部１８２は、薄いスリット部１４６の第２の区間１７４を流体通路１４０の出口部１４４に接続する。遷移部１８０、１８２は、本体１３０の基部１６６内に概ね位置する。

液体接着材は、遷移部１７６、１７８を通り（薄いスリット部１４６に入り）、遷移部１８０、１８２を通って（薄いスリット部から）流れることは、流体通路１４０を通り流れる液体接着材をいくらか混合する役目を果たす場合がある。

任意選択的に、図６に示されているように、熱交換装置１１２は、流体通路１４０を通り流れる液体接着材を濾過するフィルター１９０を備えることができる。フィルター１９０は、流体通路１４０の出口部１４４に結合され、流体通路内を流れる液体接着材を濾過する。

液体接着材は、以下のように熱交換装置１１２を通り流れる。最初に、液体接着材は、入口１３２に入り、流体流れ方向に流体通路１４０の入口部１４２に入り、出口１３４に向かって流れる。液体接着材は、入口部１４２から、（１）遷移部１７６を通って、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２に流れ込むか、又は、（２）遷移部１７８を通って、薄いスリット部１４６の第２の区間１７４に流れ込む。液体接着材は、第１の区間１７２及び第２の区間１７４から、遷移部１８０、１８２を通って、流体通路１４０の出口部１４４に流れ込む。液体接着材は、出口部１４４に入り、備えられる場合、フィルター１９０を通り流れる。最終的に、液体接着材は、出口部１４４を通り流れ、出口１３４から出て、吐出装置１１４の入口において直接受け取られる。液体接着材は、薄いスリット部１４６内を含めて、流体通路１４０を通り流れる際に加熱される。

流体通路１４０の薄いスリット部１４６は、熱交換装置１１２内の本体１３０の大表面積部が比較的少量の液体接着材に接触する領域を呈する。このような条件下で、上述したように、熱は、速やかかつ効果的に本体１３０から液体接着材に伝達される。詳細には、本体１３０から伝達された熱は、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２及び第２の区間１７４を通り流れる全ての量の液体接着材にわたって拡散する。それにより、第１の区間１７２及び第２の区間１７４内を流れる液体接着材は均一に十分に加熱される。結果として、液体接着材が局所的かつ不均一に加熱される可能性は低く、熱交換装置１１２は、液体接着材の加熱に対する有利な制御を提供する。

図６及び図７に示されているように、アセンブリ１１０又は熱交換装置１１２は、流体通路１４０を通り流れる液体接着材の温度、特に出口１３４から出る液体接着材の温度を測定する温度センサー１９６を備えることができる。図示の実施形態では、温度センサー１９６は、本体１３０に、本体１３０のブロック体１５８において概ね加熱素子１７０間に結合されている。温度センサー１９６は、液体接着材が熱交換装置１１２によって少なくとも部分的に加熱された後に、その液体接着材の温度を測定する場所に位置することが有利である。例えば、図示のように、温度センサー１９６は、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２及び第２の区間１７４付近の、概ね入口部１４２と出口部１４４との間の中間に位置する。液体接着材は、この場所に到達するとき、大部分にではなくとも少なくとも部分的に加熱されている。上述したように、薄いスリット部１４６は、流体通路１４０を通り流れる液体接着材の均一で十分な加熱を促進する。結果として、温度センサー１９６によって取得される温度測定値は、液体接着材が熱交換装置１１２によって少なくとも部分的に加熱された後の、液体接着材の温度を正確に反映する。温度センサー１９６は、他の好適な場所に位置させることもできることが理解される。

いくつかの実施形態において、温度センサー１９６は、熱交換装置１１２が測定された温度値に速やかに応答することができるような場所に位置される。特に、温度センサー１９６は、流体通路１４０内を流れる液体接着材の温度を測定するように、ある場所に位置させることができる。この場所では、（１）液体接着材がこの場所から出口１３４まで流れるのにかかる時間が、（２）流体通路１４０内を流れる液体接着材の温度を熱交換装置１０が所望の温度に変化させるのにかかる時間に略等しい。

図８を参照すると、薄いスリット部１４６の特徴部が更に示されている。図８は、流体通路１４０における流体流れ方向に対して横断方向の断面図を示している。ブロック体１５８は、第１の外壁１５４と第２の外壁１５６との間に、第１の外壁１５４及び第２の外壁１５６から離間して位置する。第１の外壁１５４と、ブロック体１５８の外面１６０との間に、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２が画定される。第２の外壁１５６と、ブロック体１５８の外面１６２との間に、薄いスリット部１４６の第２の区間１７４が画定される。

また、図８は、薄いスリット部１４６の第１の区間１７２及び第２の区間１７４が、流体流れ方向に対して横断方向の、四辺形状の輪郭を有することを示している。これらの四辺形状は、概ね同様であり、四辺形の幅である第１の寸法１９２と、四辺形の厚さである第２の寸法１９４とを特徴とする。四辺形状の幅１９２は、厚さ１９４よりも実質的に大きい。さらに、薄いスリット部の長さ１５２は、厚さ１９４よりも実質的に大きい。

次に図９及び図１０を参照すると、液体接着剤システム２００が、概して、接着剤供給源２０２と、吐出装置２０６と、熱交換装置２０８とを備える。液体接着剤システム２００は、任意選択的には、図示のように、接着剤溶融装置２０４を備えることができる。

接着剤供給源２０２は、吐出装置２０６によって吐出される液体接着材を供給するように構成される。接着剤溶融装置２０４は、存在する場合、接着剤供給源２０２の一部とすることができ、固体又は半固体の未溶融ホットメルト接着材を溶融し、液体接着材を形成するように構成される。

吐出装置２０６は、熱交換装置２０８を介して接着剤供給源２０２に結合され、接着用途において液体接着材を吐出するように構成される。詳細には、熱交換装置２０８は、接着剤供給源２０２（又は、適切な場合、接着剤溶融装置２０４）及び吐出装置２０６に結合される。熱交換装置２０８は、液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱するように構成される。熱交換装置２０８は、例えば、上述した熱交換装置１０、１１２のうちのいずれかと同様とすることができる。

熱交換装置２０８が熱交換装置１０と同様である場合、図９に示されているように、液体接着材が被加熱ホース２１０を通って熱交換装置２０８から吐出装置２０６に流れるように、熱交換装置２０８の出口と吐出装置２０６の入口との間に被加熱ホース２１０が延在する。

熱交換装置２０８が熱交換装置１１２と同様である場合、図１０に示されているように、熱交換装置２０８の出口は、液体接着材が熱交換装置２０８から吐出装置２０６に直接供給されるように、吐出装置２０６の入口に直接結合される。

また、液体接着剤システム２００は、コントローラー２１０を備えることができる。図示のように、コントローラー２１０は、接着剤供給源２０２及び熱交換装置２０８に結合される。接着剤溶融装置２０４が備えられる場合、コントローラー２１０は、接着剤溶融装置２０４にも結合することができる。コントローラー２１０は、熱交換装置２０８を制御して、液体接着材を塗布温度まで加熱させるように構成される。コントローラー２１０は、接着剤供給源２０２（及び、適切な場合、接着剤溶融装置２０４）を制御して、液体接着材が、熱交換装置２０８において塗布温度まで加熱される前は接着用途に不適であるように、液体接着材を塗布温度よりも低い温度に維持させるようにも構成される。コントローラー２１０は１つのコントローラーとして示されているが、コントローラー２１０は、接着剤供給源２０２と、熱交換装置２０８と、接着剤溶融装置２０４とに対する複数のコントローラーを含み、本明細書に記載されているこれらの要素を制御することができることが理解される。

使用の際、ホットメルト接着剤システム２００は、接着用途に向けて液体接着材を吐出するように用意される。いくつかの実施形態において、ある供給量の固体又は半固体の未溶融ホットメルト接着材を、接着剤溶融装置２０４によって溶融し、液体接着材を形成する。これらの実施形態又は他の実施形態において、ある供給量の固体又は半固体の未溶融ホットメルト接着材は、華氏３００度未満等、塗布温度未満の温度に加熱してもよい。

液体接着材は、接着剤供給源２０２（又は接着剤溶融装置２０４）から熱交換装置２０８に送られる。液体接着材は、熱交換装置２０８（再び述べるが、熱交換装置１０、１１２のうちのいずれかと同様とすることができる）の流体通路２２、１４０の薄いスリット部２８、１４６を通して送られる。流体通路２２、１４０における液体接着材は、塗布温度まで加熱される。いくつかの実施形態において、特に、ある供給量の固体又は半固体の未溶融ホットメルト接着材を溶融することによって作られる液体接着材の場合、塗布温度は華氏３５０度よりも高くてもよい。

次に、液体接着材は、熱交換装置２０８から吐出装置２０６に送られる。次に、吐出装置２０６は、接着用途に向けて液体接着材を吐出するために用いられる。

熱交換装置２０８が熱交換装置１０と同様である場合、液体接着材は、熱交換装置２０８と吐出装置２０６との間の被加熱ホース２１０を通して送られる。

塗布温度における液体接着材は、接着用途に好適である。しかし、液体接着材は、熱交換装置２０８において塗布温度まで加熱される前は塗布温度を下回る温度に維持される。それにより、液体接着材は、熱交換装置において塗布温度まで加熱される前は接着用途に不適である。上述したように、コントローラー２１０等のコントローラーは、熱交換装置２０８並びに接着剤供給源２０２（及び、備えられる場合、接着剤溶融装置２０４）を制御して、液体接着材が、熱交換装置２０８において塗布温度まで加熱されるが、熱交換装置２０８に到達する前は、塗布温度を下回る温度に維持されるように動作させることができる。

本明細書に開示されているように、有利には、液体接着材が熱交換装置に到達するまで、塗布温度を下回る温度に液体接着材を維持することにより、液体接着材に対する高温によって引き起こされる劣化の影響を回避することができる。さらに、熱交換装置の上流にあるホットメルト接着剤システムの構成要素（接着剤供給源又は接着剤溶融装置等）をより低い温度で動作させることにより、エネルギーを節約することができる。さらに、流体通路の薄いスリット部を用いることにより、熱交換装置は薄いスリット部を通り流れる液体接着材を均一に十分に加熱する。

本発明を本発明の特定の実施形態の記載によって説明し、これらの実施形態をかなり詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲の範囲をそのような詳細に限定するか又はいかようにも制限することは意図しない。本明細書において検討される種々の特徴は、単独で又は任意の組合せで用いてもよい。更なる利点及び変更形態が当業者には容易に明らかとなる。したがって、本発明はそのより広範な態様では、図示及び記載される特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示的な例に限定されない。したがって、包括的な発明の概念の範囲又は趣旨から逸脱することなくそのような詳細から逸脱してもよい。

Claims (11)

1. 液体接着材を接着用途に好適な塗布温度まで加熱する熱交換装置であって、
   前記液体接着材の流れを受け取るように構成される入口と、前記接着用途に対して前記液体接着材を吐出装置に供給するように構成される、第１の方向に沿って前記入口に対向する出口と、を有する本体と、
   前記本体内に画定され、前記入口と前記出口とを接続するとともに、前記液体接着材の流れを受け取るように構成される流体通路であって、前記入口と前記出口との間に流体流れ方向に沿う長さを有する薄いスリット部を有する流体通路と、
   前記本体に熱結合されるとともに、前記薄いスリット部を通り流れる前記液体接着材を前記塗布温度まで加熱するように構成される加熱素子と、
   を備え、
   該薄いスリット部は、少なくとも第１の部分と前記第１の部分に概ね平行であって、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って前記第１の部分と少なくとも部分的に整列する第２の部分とを有し、前記第１の部分は第１の流れ方向と前記第１の流れ方向に沿った第１の長さとを有し、前記第２の部分は前記第１の流れ方向に対向する第２の流れ方向と前記第２の流れ方向に沿った第２の長さとを有し、前記第１の部分及び前記第２の部分は、それぞれ前記第１の流れ方向及び前記第２の流れ方向に対して横断方向にそれぞれ第１の寸法及び第２の寸法を更に有し、
   前記第１の部分の第１の寸法及び前記第１の長さは、前記第１の部分の第２の寸法よりも大きく、前記第２の部分の第１の寸法及び前記第２の長さは、前記第２の部分の第２の寸法よりも大きく、
   前記薄いスリット部の輪郭は環形状であり、前記第１の寸法は該環形状の円周であり、前記第２の寸法は該環形状の径方向厚さである、熱交換装置。
2. 前記本体に熱結合されるとともに、前記薄いスリット部を通り流れる前記液体接着材を前記塗布温度まで加熱するように構成される、１つ又は複数の追加の加熱素子を更に備える、請求項１に記載の熱交換装置。
3. 前記流体通路は、前記入口と前記薄いスリット部との間の入口部と、前記薄いスリット部と前記出口との間の出口部と、を有し、該入口部及び該出口部は、前記流体流れ方向に沿う長さと、前記流体流れ方向に対して横断方向の、第３の寸法及び第４の寸法を有する輪郭とを有し、前記第３の寸法は前記第４の寸法より大きい、請求項１に記載の熱交換装置。
4. 前記本体に結合され、前記流体通路を通り流れる前記液体接着材の温度を測定する温度センサーを更に備える、請求項１に記載の熱交換装置。
5. 前記温度センサーは、前記加熱素子に対するよりも、前記流体通路に対して近接する、請求項４に記載の熱交換装置。
6. 前記温度センサーから前記流体通路までの最短距離は、前記流体通路の全長の１／１０未満である、請求項４に記載の熱交換装置。
7. 前記温度センサーはある位置に位置させ、該位置では、前記液体接着材が該位置から前記出口まで流れるのにかかる時間が、前記熱交換装置が、前記流体通路内を流れる前記液体接着材の前記温度を、所望の温度に変化させるのにかかる時間に略等しい、請求項４に記載の熱交換装置。
8. 前記本体は、概ね同心に構成される第１の本体セグメント、第２の本体セグメント、及び第３の本体セグメントを含み、該第２の本体セグメントは、概ね該第１の本体セグメントの径方向内側にあり、該第３の本体セグメントは、概ね該第２の本体セグメントの径方向内側にあり、
   前記流体通路の前記薄いスリット部は、前記第１の本体セグメントと前記第２の本体セグメントとの間に画定される、請求項１に記載の熱交換装置。
9. 前記入口は前記第３の本体セグメントにあり、前記出口は前記第２の本体セグメントにある、請求項８に記載の熱交換装置。
10. 前記薄いスリット部は、前記第２の本体セグメントと前記第３の本体セグメントとの間に更に画定される、請求項８に記載の熱交換装置。
11. 前記加熱素子は、前記第１の本体セグメントの穴に位置する、請求項８に記載の熱交換装置。

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