JP6959321B2 - 積層型スロットダイ組立体 - Google Patents

Description

接着剤ホットメルトシステムは、ホットメルト接着剤を基材上に塗布するアプリケーターを備えることができる。従来のアプリケーターは、供給ブロックと、アダプターと、アダプターに固定されたノズルとを備える。ノズルは、ホットメルト接着剤を基材に直接塗布する接触型ノズルとして構成されたダイ組立体として形成することができる。

図１〜図３を参照すると、既知のダイ組立体１０は、アダプター１２と、接着剤を供給するためのスロット１６を有するシム１４と、ダイプレート１８とを備えることができる。シム１４は、アダプター１２とダイプレート１８との間に配置されている。既知の組立体１０において、接着剤は、アダプター１２の複数の導管２０内に受け取られ、概ねシム１４及びダイプレート１８に向かう方向「Ｄ」に移送される。シム１４は、複数の流体開口２２を有し、各流体開口は、アダプター１２のそれぞれの導管２０に対応するとともに、対応する導管２０から接着剤を受け取るように構成される。ダイプレート１８は、複数の入口２４を有し、各入口２４は、シム１４のそれぞれの流体開口２２に対応するとともに、対応する流体開口２２から接着剤を受け取るように構成される。各入口２４は、ダイプレート１８内に形成された横断方向チャネル２６に流体接続され、横断方向チャネル２６は、横断方向「Ｔ」に延在する。横断方向チャネル２６は、シム１４のスロット１６に流体接続され、それにより、接着剤を横断方向チャネル２６からスロット１６内に受け取り、ダイ組立体１０から吐出することができる。図１〜図３に示されているように、ダイ組立体１０は、ダイ組立体をまとめてクランプする第１の締結具２８と、ダイ組立体をアプリケーターの隣接する構成要素に固定する第２の締結具３０とを備えることができる。

既知のダイ組立体において、アダプター及びダイプレートは、硬化された金属又は鋼から形成される。ダイプレートは、通例、フライス加工によって機械加工され、複数の入口及び横断方向チャネルを形成する。一方、接着剤がダイプレート内で所望の流れパターンを達成するためのプレナムを含む、入口の所望のパターンを、横断方向チャネルとともに機械加工することは、時間がかかり、労働集約的であり、高価である。他の既知のダイアセンブリにおいて、入口、プレナム、及びチャネルの所望のパターンは、アダプター、又はアダプター及びダイプレートの双方において機械加工され、これにより、上記で示した同じ欠点をもたらす。

したがって、既知のダイアセンブリよりも迅速かつ安価に製造することができるスロットダイ組立体を提供することが望ましい。

１つの態様によれば、流体を物品上に供給するスロットダイ組立体が提供される。スロットダイ組立体は、流体を受け取るように構成されたアダプター導管を有するアダプター本体と、複数のシムプレートを有するシムパッケージとを備える。シム導管が、シムパッケージ内に形成され、アダプター導管と流体連通するように配置される。シム導管は、アダプター導管から流体を受け取るように構成される。シムパッケージは、シム導管と流体連通するように配置された接続導管と、接続導管と流体連通するように配置されたリザーバーと、リザーバーと流体連通するように配置されたスロットとを更に備える。スロットは、スロットダイ組立体から流体を供給するように構成される。スロットダイ組立体は、シムパッケージに対して当接関係で配置されたダイプレートを更に備える。

本開示の他の目的、特徴、及び利点は、添付図面と併せることで、以下の記載から明らかになる。図面において、同様の符号は、同様の部分、部材、構成要素、ステップ、及びプロセスを指す。

既知のダイ組立体の分解斜視図である。 図１の既知のダイ組立体の分解透視斜視図である。 図１のダイ組立体の側面図である。 本明細書に記載の一実施形態に係る積層型シムスロットダイ組立体の分解斜視図である。 図４の線５−５に沿った、図４のスロットダイ組立体の断面図である。

本開示は、種々の形態の実施形態に適用可能であるが、１つ以上の実施形態が図面に示されるとともに以下に記載される。ここで、本開示は単に例示とみなされ、本開示を記載又は図示の任意の特定の実施形態に限定することは意図されていないことが理解される。

図４は、本明細書に記載の一実施形態に係る積層型シムスロットダイ組立体１１０の分解斜視図である。図４を参照すると、スロットダイ組立体１１０は、概して、アダプター本体１１２と、積層型シムパッケージ１１４と、ダイプレート１１６とを備え、これらは第１の方向「Ｄ１」に連続して配置される。１つの実施形態において、第１の方向は、機械方向（machine direction：流れ方向）に対して概ね反対とすることができる。ここで、機械方向とは、基材又は物品がスロットダイ組立体１１０に対して移動する方向である。積層型シムパッケージ１１４は、当接関係で配置されるとともに、アダプター本体１１２とダイプレート１１６との間に配置される複数のシムを備える。

アダプター本体１１２は、供給源（図示せず）から流体、例えばホットメルト接着剤を受け取るように構成された１つ以上のアダプター導管１１８を有する。１つの実施形態において、アダプター導管１１８は、異なる供給源から異なる流体を受け取ることができる。シムパッケージ１１４は、１つ以上の個別のシム導管１２０を有し、各シム導管１２０は、シムプレートのうちの１つ以上に形成された整列した孔１２２によって集合的に形成される。１つの実施形態において、各シム導管１２０は、それぞれのアダプター導管１１８と流体連通するように整列及び配置され、それにより、１つ以上のシム導管１２０は、対応するアダプター導管１１８から流体を受け取るように構成される。流体は、シム導管１２０内を概ね第１の方向「Ｄ１」に流れることができる。他の実施形態において、所望の数のシム導管１２０がそれぞれのアダプター導管１１８と流体連通して配置されているのであれば、シム導管１２０の数はアダプター導管１１８の数に対応しなくてもよい。

シムパッケージ１１４は、１つ以上の個別の接続導管１２４を更に有し、各接続導管１２４は、それぞれのシム導管１２０と流体連通するように整列及び配置される。１つの実施形態において、１つ以上の接続導管１２４は、アダプター本体１１２から最も遠いシムプレートに形成される。図４には単一のシムプレートのみが示されているが、複数のシムプレートに１つ以上の接続導管１２４が形成されていてもよいことが理解される。１つの実施形態において、１つ以上の接続導管１２４は、実質的にスロットダイ組立体１１０の高さ方向「Ｈ」に延在する。さらに、１つの実施形態において、１つ以上の接続導管１２４は、実質的に三角形の形状とし、その三角形状の頂点において又は頂点付近でシム導管１２０から流体を受け取り、流体が三角形状の底辺に向かって高さ方向「Ｈ」に流れるように配向することができる。したがって、流体が底辺に向かって流れるとき、流体は、接続導管１２４の横幅の増大に対応して、横断方向「Ｔ」にも流れる。概ね円形、長円形、楕円形、正方形、長方形、Ｕ字形、Ｔ字形、又はそれらの反転形状等を含む、他の好適な形状も想定される。

１つの実施形態において、１つ以上の接続導管１２４が形成される単数又は複数のシムプレートが、ダイプレート１１６に当接することができ、ダイプレート１１６が裏材又は支持プレートとして機能し、流体が第１の方向「Ｄ１」にシムパッケージ１４を越えて流れることを防ぐようになっている。すなわち、ダイプレート１１６は、流体導管を伴わずに形成することができる。したがって、ダイプレート１１６は、流体が流れることができる導管、チャネル、プレナム、又は他の特徴部を機械加工することなく形成することができる。ダイプレート１１６及び／又はアダプター本体１１２は、硬化鋼又は他の同様の好適な材料から作製することができる。１つの実施形態において、ダイプレート１１６及びアダプター本体１１２は、限定はしないが、例えば、硬化された工具鋼及びＤ２硬化鋼等の工具鋼を含む金属材料又は鋼材料から形成することができる。

シムパッケージ１１４は、シムプレートのうちの１つ以上に配置された１つ以上の個別のリザーバー１２６を更に備える。１つの実施形態において、各リザーバー１２６は、横断方向「Ｔ」に延在するとともに１つ以上のシムプレートにおいて互いに整列する、１つ以上の細長いチャネル１２７として形成される。各リザーバー１２６は、接続導管１２４のうちの１つ以上と流体連通するように配置される。したがって、１つ以上のリザーバー１２６のうちの各リザーバー１２６は、１つ以上の接続導管１２４から流体を受け取るように構成される。リザーバー１２６は、複数のシムプレート内に延在し、第１の方向「Ｄ１」に対して概ね反対方向の流体流を内部に有するように構成されることが好ましい。１つの実施形態において、リザーバー１２６のうちの１つ以上は、接続導管１２４の横幅よりも大きな横幅を有し、それにより、リザーバー１２６内に受け取られる流体も、横断方向「Ｔ」に流れる。

リザーバー１２６のサイズ又は容積は、シムパッケージ１１４及びスロットダイ組立体１１０の製造及び／又は組立て中に、所望に応じて変更することができる。より小さなリザーバー１２６は、物品上への流体の堆積の開始及び停止に関して、より速い反応を可能にすることができ、一方、より大きなリザーバー１２６は、ウェブの横方向（すなわち、横断方向）の分布を増大させることができる。リザーバーのサイズ又は容積は、流体の粘度に応じて変更することもできる。例えば、大きなリザーバーが用いられる場合、粘度の高い材料に対してより良好な流れ特性を実現することができ、一方、より小さなリザーバーは、低粘度の流動性材料に好適とすることができる。

また、シムパッケージ１１４は、１つ以上のスロット１２８を有し、このスロット１２８を通して、流体をスロットダイ組立体１１０から吐出して、物品（図示せず）上に堆積させることができる。各スロット１２８は、１つ以上のリザーバー１２６と流体連通するように配置され、このリザーバー１２６から流体を受け取るように構成される。１つの実施形態において、スロット１２８は、アダプター本体１１２の最も近くの当接しているシムプレートに形成される。しかし、本開示は、この形態に限定されず、スロット１２８を有するプレートとアダプター本体１１２との間に更なるシムプレートが配置されてもよいことが理解される。さらに、１つ以上のスロット１２８は、互いに隣接及び当接するか又は他のシムによって離間される、複数のシムプレートに形成することができることが理解される。離間したシムプレートにスロット１２８が形成される一実施形態においては、流体を更なるスロットに運ぶために、シムパッケージ１１４内に更なる導管（図示せず）を形成することができる。１つの実施形態において、スロット１２８は、スロットに流体接続された対応するリザーバー１２６と実質的に等しい横幅を有することができる。他の実施形態では、リザーバー１２６は、対応するスロット１２８よりも大きな横幅を有するか又はその逆であってもよい。

１つの実施形態において、シムパッケージ１１４は、例えば、６つのシム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６を備えることができ、この場合、第１のシム２０１がアダプター本体１１２に隣接及び当接し、第６のシム２０６がダイプレート１１６に隣接及び当接する。第２のシム〜第５のシム２０２、２０３、２０４、２０５は、それぞれ、第１のシム２０１と第６のシム２０６との間に連続して配置される。１つの実施形態において、１つ以上のシム導管１２０を、第１のシム〜第５のシム２０１、２０２、２０３、２０４、２０５に形成することができる。接続導管１２４は、第６のシム２０６に形成することができ、リザーバー１２６は、第２のシム〜第５のシム２０２、２０３、２０４、２０５に形成することができ、スロット１２８は、第１のシム２０１に形成することができる。しかし、本開示は、この形態又は上述したシムの数に限定されないことが理解される。例えば、シムパッケージ１１４は、より少数のシム又は更なるシムを備えてもよく、シム導管１２０及び／又はリザーバー１２６は、より少数のシム又は更なるシムに形成してもよい。さらに、接続導管１２４及びスロット１２８は、複数のシムに形成することができる。

上述したように、リザーバー１２６のサイズ又は容積は、シムプレートの製造及び／又はシムパッケージ１１４及びスロットダイ組立体１１０の組立て中に、所望の動作特性及び／又は流体流特性に応じて変更することができる。例えば、リザーバー１２６のサイズ又は容積は、組立て中、細長いチャネル１２７を有するシムプレートを、シムパッケージ１１４に追加する又はシムパッケージ１１４から取り除くことによって制御することができる。細長いチャネル１２７を有するシムプレートを追加することによって、リザーバー１２６の容積を増大させることができ、一方、細長いチャネルを有するシムプレートを取り除くことで、リザーバーの容積が低減する。例えば、図４を更に参照すると、細長いチャネル１２７を有する第２のプレート〜第５のプレート２０２、２０３、２０４、２０５と同様又は同一に形成された更なるシムプレートを、プレート２０２、２０３、２０４、２０５の間に及び／又はプレート２０２、２０３、２０４、２０５に直接隣接及び当接させて追加し、リザーバー１２６の容積を増大させることができる。反対に、シムプレート２０２、２０３、２０４、２０５のうちの１つ以上をシムパッケージから取り除き、リザーバー１２６の容積を低減させることができる。したがって、製造後、シムパッケージ１１４に対して個々のシムプレートを挿入するか又は取り除くことにより、リザーバー１２６のサイズ又は容積を増減させることができる。加えて又は代替的に、シムプレートにおける細長いチャネル１２７のサイズは、リザーバー１２６の所望のサイズ又は容積を達成するために製造中に変更することができる。

１つの実施形態によれば、動作時、ダイプレート１１６と、シムパッケージ１１４と、アダプター本体１１２とは、好ましくはスロットダイ組立体１１０を貫通する好適な締結具を用いてまとめてクランプされる。したがって、上述の導管によって画定される流体流路は、流体の漏れを防ぐように実質的に又は完全にシールすることができる。流体は、アダプター本体１１２の１つ以上のアダプター導管１１８内に受け取られ、概ね第１の方向「Ｄ１」において、シムパッケージ１１４のそれぞれのシム導管１２０に向けられる。流体は、シム導管１２０内を概ね第１の方向「Ｄ１」に、それぞれの接続導管１２４へと流れる。流体は、接続導管１２４内を高さ方向「Ｈ」に流れ、またいくつかの実施形態では、横断方向「Ｔ」にも流れることができる。その後、流体は、１つ以上の接続導管１２４から１つ以上のリザーバー１２６へと向けることができる。１つの実施形態において、個々のリザーバー１２６は、接続導管１２４のうちの１つ又は２つ以上から流体を受け取ることができる。流体は、１つ以上のリザーバー１２６内を、横断方向「Ｔ」に、及び第１の方向「Ｄ１」とは概ね反対の方向に１つ以上のスロット１２８へと流れ、流体を物品上に供給することができる。１つの実施形態において、１つ以上のスロット１２８は、接着剤の所望の塗布パターンに応じて、横方向又は横断方向に離間したスロットとして形成することができる。

したがって、上記実施形態では、流体流路は、アダプター導管１１８と、シム導管１２０と、接続導管１２４と、リザーバー１２６とによって形成することができる。流体流路は、完全にアダプター本体１１２及びシムパッケージ１１４内に形成され、ダイプレート１１６内には延在しない。したがって、ダイプレート１１６は、導管、リザーバー、チャネル、流体プレナム、又は他の流体流路特徴部を特定のパターンで機械加工することなく、大量生産することができる。１つの実施形態において、スロットダイ組立体１１０は、５つの流体流路を有することができる。しかし、本開示は、そのような形態に限定されず、スロットダイ組立体１１０は、所望に応じて、より少数の流体流路又は更なる流体流路を有して製造することができる。

さらに、上記実施形態では、シムパッケージ１１４は、他のシムパッケージ１１４と交換可能であるように、モジュール式とすることができる。したがって、スロット１２８の異なる形態（例えば、スロットの幅、位置、数）を有する異なるシムパッケージ１１４を、単一のアダプター本体１１２／ダイプレート１１６の対とともに交換可能に用いて、異なる流体塗布パターンを提供することができる。

図４を更に参照すると、また上述したように、ダイプレート１１６は、流体導管、リザーバー、チャネル、プレナム、又は同様の流体流特徴部を機械加工されることなく形成することができる。１つの実施形態において、ダイ組立体１１０をまとめてクランプする及び／又はダイ組立体１１０を塗布装置に固定する締結ボアのみが、ダイプレート１１０に穿孔される場合があり、そのため、ダイプレート１１０は、この穿孔を除いて一様な連続体である。

シムパッケージ１１４の個々のシムプレートは、レーザー切断加工によって形成することができる。例えば、１つ以上のシム導管１２０、１つ以上の接続導管１２４、１つ以上のリザーバー１２６、及び１つ以上のスロット１２８を、シムへとレーザー切断加工することができる。締結穴又はボアを、シムプレートにレーザー切断加工することもできる。１つの実施形態において、シムプレートは、ステンレス鋼又は他の同様の好適な材料により形成することができる。したがって、ダイ組立体の製造時間は、流体導管、流路、プレナム、チャネル等をダイプレート内に機械加工する必要性を低減又は排除することによって大幅に低減することができる。加えて、上述の実施形態のシムのレーザー切断加工は、ダイプレートの機械加工と比較して製造コストを大幅に低減することができる。このように、シムパッケージ１１４内に所望のパターンで流路を形成することにより、流路のパターンがダイプレート及びアダプターの一方又は双方に機械加工される既知のダイアセンブリと比較して、コスト及び時間の節約を実現することができる。本開示は、シムプレートをレーザー切断加工することに限定されないことが理解される。例えば、シムプレートは、代替的に、又はレーザー切断加工と併せて、ダイカット、ウォータージェット切断、ブレード切断、フライス加工、ドリル穿孔、及び他の好適なプロセス、又はそれらの組合せによって形成することができる。

図５は、本明細書に記載の一実施形態に係るスロットダイ組立体１１０の側面図である。図５を参照すると、アダプター本体１１２、シムパッケージ１１４、及びダイプレート１１６は、連続して当接関係で配置される。アダプター本体１１２と、シムパッケージ１１４と、ダイプレート１１６とは、ボルト等の第１の好適な締結具（図示せず）を用いて互いにクランプすることができ、スロットダイ組立体１１０は、ボルト等の別の好適な締結具（図示せず）を用いて、アプリケーターの隣接した構成要素に固定することができる。図３に示されている既知のダイ組立体と比較して、本願の積層型シムプレートスロットダイ組立体１１０の幅（図３及び図５の左から右で示される）は、１つの実施形態において、僅かに大きくなる場合がある。

本明細書で参照される全ての特許は、本開示の文章内に明示されているか否かにかかわらず、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

本開示において、数量を特定しないもの（the words "a" or "an"）は、単数及び複数の双方を含むものと解釈される。反対に、複数のものに対する参照は、適切な場合、単数を含むものとする。

上述の記載から、本発明の新規の構想の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、数多くの変更及び変形を実施することができることがわかるであろう。図示の特定の実施形態に対して一切の限定が意図されず、又は暗示もされないことを理解されたい。本開示は、添付の特許請求の範囲によって、特許請求の範囲内にある全ての変更を包含するように意図される。

Claims (9)

1. ホットメルト接着剤を物品上に供給するスロットダイ組立体であって、
   ホットメルト接着剤を受け取るように構成された複数のアダプター導管を有するアダプター本体と、
   前記複数のアダプター導管と流体連通するように配置されるとともに、前記複数のアダプター導管から前記ホットメルト接着剤を受け取るように構成された複数のシム導管を有する複数のシムプレートを備える、シムパッケージであって、該シムパッケージは、前記複数のシム導管と流体連通するように配置された複数の接続導管と、該複数の接続導管と流体連通するように配置されたリザーバーと、該リザーバーと流体連通するように配置されたスロットとを更に備え、該スロットは、該スロットダイ組立体から前記ホットメルト接着剤を吐出するように構成される、シムパッケージと、
   前記シムパッケージに対して当接関係で配置されたダイプレートと、
   を備え、
   前記複数のシム導管のそれぞれは、実質的に前記アダプター本体から前記ダイプレートに向かう第１の方向に前記ホットメルト接着剤を向ける複数のホットメルト接着剤流路の一部分を画定し、前記リザーバーは、実質的に前記第１の方向に対して反対方向に前記ホットメルト接着剤を向ける複数のホットメルト接着剤流路の他の部分を画定する、スロットダイ組立体。
2. 前記複数のホットメルト接着剤流路は、前記複数のアダプター導管、前記複数のシム導管、前記複数の接続導管、前記リザーバー、及び前記スロットによって画定され、前記複数のホットメルト接着剤流路は、前記ダイプレート内には形成されない、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
3. 前記シムパッケージの前記シムプレートは、レーザー切断加工、ダイカット、ウォータージェット切断、ブレード切断、フライス加工、及びドリル穿孔のうちの１つ以上によって形成される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
4. 前記シムプレートはステンレス鋼から作製される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
5. 前記アダプター本体及び前記ダイプレートのうちの少なくとも一方は、硬化金属から作製される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
6. 前記アダプター本体及び前記ダイプレートのうちの少なくとも一方は、工具鋼から作製される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
7. 前記複数の接続導管は、実質的に高さ方向に前記ホットメルト接着剤を向けるように構成される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。
8. 前記複数の接続導管は、実質的に横断方向に前記ホットメルト接着剤を向けるように構成される、請求項７に記載のスロットダイ組立体。
9. 前記リザーバーは、実質的に横断方向に前記ホットメルト接着剤を向けるように構成される、請求項１に記載のスロットダイ組立体。

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