JP7667828B2 - 液体接着剤の流れを監視するシステム及び方法 - Google Patents

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［関連出願の相互参照］
本願は、２０１６年４月４日に出願された米国仮特許出願第６２／３１８，１１４号明細書の利益を主張し、この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。

本開示は、包括的には、ホットメルト接着剤システムに関し、より詳細には、ホットメルト接着剤システムから吐出されるホットメルト接着剤又は他の流動性の液体材料の量を監視するように構成された接着剤追跡システムに関する。

熱可塑性ホットメルト接着剤又は他の流動性材料を吐出する吐出システムは、製造及び包装業において広く用いられている。例えば、ホットメルト接着剤は、とりわけ、カートン封止、ケース封止、トレイ形成、パレット安定化、及び不織布用途に用いられる場合がある。通常、ホットメルト接着剤は、接着剤メルターのタンク又はホッパー等の接着剤供給部に収容され、接着剤供給部から提供される。それに応じて、ホットメルト接着剤は、加熱、溶融され、ホットメルト接着剤を製品又は基材に塗布する吐出アプリケーター又は他のアプリケーター等のディスペンサーに圧送される。

通常、液体ホットメルト接着剤を方向付けて複数の流れストリームにし、ホースを通してディスペンサーへと出力するのに、マニホールドが用いられる。ピストンポンプ等の異なるタイプのポンプが、マニホールドを含むホットメルト接着剤システムを通して液体ホットメルト接着剤を駆動する。計量システムは、ホットメルト接着剤吐出システムにおけるホットメルト接着剤の流れを監視することができる。従来の計量システムは、通常、吐出システムの各それぞれの放出口と流体連通し、各出口を通る液体材料の流れを個別に監視することができるようになっている。この構成は、低吐出流量に適しており、１つの液体放出口を通る流れの制限が、残りの液体放出口からの液体の流れに影響を与えないことを保証する。

しかしながら、各液体放出口に個別の流量計を設置するコストは、特に、４～６つのアプリケーターを備え得る吐出システムには経済上実際的ではない。その上、複数の流量計は、構成部品の多さから、より多くのメンテナンスコストを必要とする。更に、従来の計量システムは、既存の吐出システムに後付け可能でない。

したがって、例えば、全ての製品に吐出される接着剤の量を監視する、ホットメルト接着剤システムのマニホールドと直接流体連通する単一の流量計を設けることで、これらの欠点に対処する、ホットメルト接着剤吐出ユニットとともに用いる計量システムが必要とされている。

１つの実施態様において、ホットメルト接着剤の出力を監視する接着剤追跡システムが開示される。接着剤追跡システムは、流入口及び流出口を有する流量計を備える。流量計は、流出口から流出する接着剤の量を測定するように構成される。接着剤追跡システムは、接着剤を出力するように構成されたマニホールドを更に備える。マニホールドは、流量計と流体連通する。接着剤追跡システムはまた、接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成された少なくとも１つの製品検出器と、流量計及び少なくとも１つの製品検出器と通信する制御装置とを備える。制御装置は、接着剤の製品への塗布の開始時間及び終了時間を求め、開始時間から終了時間までに流量計の流出口から流出する接着剤の量を受信し、その接着剤の量を製品に関連付けるように構成されたプロセッサを備える。

別の実施態様において、ホットメルト接着剤の流れを監視する方法が開示される。本方法は、少なくとも１つの製品検出器を用いることにより、接着剤が塗布される製品の存在を検出することと、接着剤を製品に塗布する開始時間及び終了時間を求めることと、マニホールドと流体連通する流量計を用いて、マニホールドから吐出される接着剤の量を測定することによって、開始時間から終了時間までに製品に塗布される接着剤の量を求めることと、接着剤の量を製品に関連付けることとを含む。

別の実施態様において、接着剤供給部と、マニホールドと、ヒーターと、吐出アプリケーターに接続された少なくとも１つのホースとを備えるホットメルト接着剤システムにおいて用いられる流量計が開示される。流量計は、中空中央凹部と、マニホールドからホットメルト接着剤を受け取るように構成された流入口通路と、ホットメルト接着剤をマニホールドに戻すよう放出するように構成された流出口通路とを有するハウジング本体を備える。流量計は、ハウジング本体に取外し可能に取り付けられるとともに、ハウジング本体の中空中央凹部に近接する平坦な内面を有するハウジングカバーも備える。流量計は、中空中央凹部内に設けられ、ハウジング本体とハウジングカバーとの間に回転可能に固定された一対の回転可能な歯車と、流量計を通って流れるホットメルト接着剤の量を測定するように構成された少なくとも１つのセンサーとを更に備える。

別の実施態様において、ホットメルト接着剤システムは、固形又は半固形のホットメルト接着剤を保持する接着剤供給部と、固形又は半固形のホットメルト接着剤を溶融して液体ホットメルト接着剤にする、接着剤供給部に関連付けられるヒーターと、接着剤供給部と流体連通する第１のマニホールドと、ヒーターから第１のマニホールドに液体ホットメルト接着剤を圧送するポンプと、空気供給部からポンプへの空気の流れを調節する空気圧レギュレーターと、液体ホットメルト接着剤を基材に塗布するように構成された少なくとも１つの接着剤アプリケーターと、液体ホットメルト接着剤の出力を監視する接着剤追跡システムとを備える。

ホットメルト接着剤システムの概略図である。 図１のホットメルト接着剤システムの吐出ユニット及び接着剤追跡システムの背面斜視図である。 図１のホットメルト接着剤システムの吐出ユニット及び接着剤追跡システムの流量計の背面斜視図である。 接着剤追跡システムの概略図である。 流量計の上面斜視図である。 流量計の上面分解斜視図である。 流量計の底部の斜視図である。 流量計の部分的に分解された底面斜視図である。 流量計のハウジングカバーの底面の平面図である。 図８の線９－９に沿ったハウジングカバーの断面図である。 吐出ユニットに直接取り付けられた補助マニホールドを備える接着剤追跡システムの一実施態様の背面斜視図である。 吐出ユニットに対して遠隔に取り付けられた補助マニホールドを備える接着剤追跡システムの一実施態様の背面斜視図である。 補助マニホールドの斜視図である。 図１１Ａの補助マニホールドに接続される流量計の斜視図である。 本開示に係る空気圧レギュレーターの正面図である。 図１２Ａの空気圧レギュレーターの側面図である。

図１に示されているように、ホットメルト接着剤システム１０は、ペレット等の固形又は半固形のホットメルト接着剤２４ａを収容し、溶融する接着剤供給部２２と、接着剤供給部２２に接続されたマニホールド２６と、制御装置２８と、ユーザーインターフェース２９とを備える吐出ユニット２０を備える。接着剤供給部２２は、とりわけ、タンク式メルター又はグリッドリザーバーメルター（grid and reservoir melter）とすることができる。溶融の際、接着剤供給部２２に格納された固形又は半固形のホットメルト接着剤２４ａは、液体ホットメルト接着剤２４へと変化する。接着剤供給部２２は、側壁３０と、取外し可能なカバー３１と、接着剤供給部２２内のホットメルト接着剤２４ａ及び液体ホットメルト接着剤２４を溶融及び加熱する１つ以上の接着剤供給部ヒーター３４を備えるベース３２とを備える。ベース３２に近接する接着剤供給部出口３６は、マニホールド２６の入口４０に接続する通路３８に結合する。

マニホールド２６は、マニホールド２６が接着剤供給部２２の側壁３０に取り付けられるようにして、ホットメルト接着剤システム１０の吐出ユニット２０に直接一体化することができる。そのような一体のマニホールド２６を備える吐出ユニット２０は、図２Ａ及び図２Ｂに示されている。更に詳細に後述するように、他の実施態様において、補助マニホールドは、吐出ユニット２０に直接又は間接的に取り付けることで、他のホットメルト接着剤システムに後付けすることができる。

図１を再び参照すると、縦型ピストンポンプ（図示の通り）又は歯車ポンプ等の容積式ポンプ（positive-displacement pump）５８が、接着剤供給部２２からマニホールド２６に液体ホットメルト接着剤２４を圧送するためにマニホールド２６に結合され、そこで、液体ホットメルト接着剤２４が別個の流れに分けられる。ポンプモーター５９は、ポンプ５８を駆動する。マニホールド２６は、スペーサー４１によって接着剤供給部２２の側壁３０に取り付けられ、接着剤供給部２２のマニホールド２６からの断熱をもたらすのに十分な距離４２だけ接着剤供給部２２から離間している。マニホールド２６は、加熱されるホース４６を嵌め込むことができる複数の出口ポート４４を有し、ホース４６は、アプリケーター４８、５０に液体接着剤２４を供給するために、１つ以上の接着剤アプリケーター４８、５０に取り付けられる。図１は、マニホールド２６に物理的に近接した接着剤供給部２２を示しているが、ホットメルト接着剤の供給源がマニホールドとは物理的に離れた他の構成も可能である。そのような構成では、２つ以上のポンプを用いて、接着剤供給部２２から最終塗布点に向けてホットメルト接着剤を移動させることができる。

図３に概略的に示されているように、マニホールド２６は、複数の流れストリームを生成することができ、それらの複数の流れストリームは、対応する加熱されたホース４６によってアプリケーター４８、５０に運ばれる。アプリケーター４８、５０は、液体ホットメルト接着剤２４を、カートン、パッケージ、又は他の物体等の製品に吐出／塗布するように構成された１つ以上の接着剤吐出モジュール５４を備える。接着剤吐出モジュール５４は、アプリケーターヒーター５３を備えるアプリケーター本体５１に取り付けられ、フレーム５２に支持される。ホットメルト接着剤システム１０は、図１に示されているように、２つのアプリケーター４８、５０を備え、吐出ユニット２０の各側に１つのアプリケーターが位置するが、接着剤システム１０の他の実施態様は、異なる数のアプリケーター、吐出モジュール、及び他の形態を用いることができる。

また、図１に示されているように、マニホールド２６は、接着剤供給部２２と制御装置２８との間で、接着剤供給部２２に隣接して位置する。マニホールド２６がユニット２０の中央に位置する他の形態を用いることもできることが理解されるであろう。マニホールド２６の出口ポート４４は、実質的に吐出ユニット２０の中心に配置され、所与の出口ポート４４からユニット２０のタンク側又は制御装置側への距離が、実質的に同じになっている。出口ポート４４のこの中心型配置は、吐出ユニット２０の両側に位置する吐出アプリケーター４８、５０に液体接着剤２４を供給するのに同じ長さのホース４６を用いることを可能にする。マニホールド２６は、接着剤供給部ヒーター３４とは別個であり、制御装置２８によって独立して制御することができるマニホールドヒーター５６を備えることができる。接着剤供給部２２及びマニホールド２６を加熱するのに、単一のヒーターを用いることができることが理解されるであろう。

吐出ユニット２０は、吐出ユニット２０の電源供給部及び電子制御部を収容する制御装置２８を備える。ホース４６は、各ホース４６に関連付けられるコードセット６２によって、制御装置２８に電気的に結合される。制御装置２８は、接着剤供給部ヒーター３４、マニホールドヒーター５６、ホース４６、及びアプリケーターヒーター５３を個々に監視及び調整し、接着剤供給部２２内に収容された固形又は半固形の接着剤２４ａを溶融し、アプリケーター４８、５０に供給されるとともに接着剤吐出モジュール５４によって吐出される接着剤２４の適切な粘度を保証するように、液体接着剤２４の温度を維持する。

ホットメルト接着剤システム１０の加熱機構に関して、制御装置２８は、接着剤供給部ヒーター３４、マニホールドヒーター５６、及びアプリケーターヒーター５３、更には任意のホースヒーターを含むヒーターに電気的に結合される。また、制御装置２８は、接着剤供給部ヒーター３４、マニホールドヒーター５６、アプリケーターヒーター５３、及び任意のホースヒーターに関連付ける又は含むことができる、ホットメルト接着剤システム１０内の種々の温度センサーに結合することができる。制御装置２８は、接着剤供給部ヒーター３４、マニホールドヒーター５６、アプリケーターヒーター５３、及び任意のホースヒーターを個々に監視及び調整し、接着剤供給部２２内に収容された固形又は半固形のホットメルト接着剤２４ａを溶融し、アプリケーター４８、５０に供給されるとともに接着剤吐出モジュール５４によって吐出される液体ホットメルト接着剤２４の適切な粘度を保証するように、（溶融された）液体ホットメルト接着剤２４の温度を維持する。例えば、制御装置２８は、温度センサーから温度情報を受信し、ヒーター制御命令を各ヒーターに送信して、温度を調整する。そのようなヒーター制御命令は、ホットメルト接着剤システム１０における任意のヒーター又は全てのヒーターの温度を上下させることができる。

ポンプ５８は、接着剤供給部２２の外部に位置し、空気供給部６１から空気を受け取る空気圧レギュレーター７０に接続される。より詳細には、空気圧レギュレーター７０は、吐出ユニット２０に取り付けられるとともに、空気供給部６１に接続される。いくつかの実施態様において、ポンプ５８は、マニホールド２６に取り付けることができ、マニホールドヒーター５６によって加熱することができる。この構成は、より大きなタンク開口６０を可能にし、タンク用量を増加させ、ポンプ５８を加熱するのに必要な時間を低減する。更に、流量計８０を、マニホールド２６に取り付けることができる。流量計８０は、各センサーに関連付けられるそれぞれのコード６３ａ、６３ｂによって制御装置２８に電気的に結合される一対のセンサーを備える。光センサー等の少なくとも１つの製品検出器９０も、制御装置２８に電気的に結合される。

マニホールド２６、流量計８０、製品検出器９０、制御装置２８、及びユーザーインターフェース２９は、動作中、有用なシステムデータ及びアラームをユーザーに提供するために、吐出される接着剤の総量及び製品ごとに吐出される接着剤の平均量を含め、製品又は基材に塗布される接着剤を監視する接着剤追跡システム３７の構成要素である。図３を再び参照すると、接着剤追跡システム３７及びその制御に関する更なる特徴が開示されている。ポンプ５８は、接着剤供給部２２からマニホールド２６へと液体ホットメルト接着剤２４を進め、そこで、液体ホットメルト接着剤２４が複数の流れストリームに分けられる。マニホールド２６は、内部を通る液体ホットメルト接着剤２４の流量を測定する流量計８０を備える。他の実施態様において、流量計８０は、ホース４６の端部に取り付けることができる。流量計８０は、ユーザーにフィードバックを与えるために、制御装置２８及びユーザーインターフェース２９と電気通信する少なくとも１つの流量センサー８８を用いて、流量情報を収集する。いくつかの実施態様において、クワドラチャ出力（直交出力）を与える一対の流量センサー８８ａ、８８ｂが設けられる。この理由は、ピストンポンプのストローク中、材料が実際には逆向きにも流れるため、高レベルの精度を維持するために、クワドラチャ出力によって、この逆流を順流から減算することを可能にするためである。逆流のない歯車ポンプを用いる実施態様では、単一のセンサーで十分である。

ユーザーインターフェース２９は、制御装置２８と連動し、ホットメルト接着剤システム１０の加熱機能に関する情報をユーザーに提供する。例えば、ユーザーインターフェース２９は、接着剤温度、ヒーター温度等に関する情報を提示する。ユーザーインターフェース２９は、ホットメルト接着剤システム１０の加熱に関連するパラメーターを調整する制御部も含む。更に、ユーザーインターフェース２９及び制御装置２８は、より詳細に後述するように、接着剤追跡システム３７に関する情報もユーザーに提供する。

図２Ａ及び図２Ｂを再び参照すると、ホットメルト接着剤システムの吐出ユニット２０が示されており、マニホールド２６、制御装置２８、及びユーザーインターフェース２９が含まれている。図２Ａにおいて、マニホールド２６は、マニホールドが加熱されているときにユーザーを火傷から守る断熱ジャケット２６ａを有することが示されている。図２Ｂにおいて、マニホールド２６は、カバー２６ａを有しない状態で示されており、マニホールド２６と流体連通する流量計８０が露わになっている。

接着剤追跡システム３７は、接着剤の出力を直接測定する流量計８０を用いる。いくつかの実施態様において、流量計８０は、マニホールド２６に取外し可能に接続することができる。図４～図７を参照すると、例えば、流量計８０は、マニホールド２６からホットメルト接着剤を受け取るように構成された流入口通路８４と、ホットメルト接着剤をマニホールド２６に戻すよう放出するように構成された流出口通路８５とを有するハウジング本体８２を備える。流量計８０のハウジング本体８２は、ねじ又はボルト等の締結具８７ａを介してマニホールド２６に取外し可能に接続することができる。流量計８０は、ねじ又はボルト等の複数の締結具８７ｂによってハウジング本体８２に取外し可能に接続されるハウジングカバー８３を更に備える。別の実施態様において、流量計８０は、マニホールド２６に一体化することができる。例えば、ハウジング本体８２は、締結具８７ｂを介してハウジングカバー８３を取外し可能に接続することができるように、マニホールド２６に一体化することができる。別の実施態様において、詳細に後述される歯車８６、ピン８１、及びブッシュ８１ａ等の流量計８０の個別の構成要素を、ハウジングカバー８３に組み込むことができ、ハウジングカバー８３は、ハウジング本体８２が使用されないように、締結具８７ｂを介してマニホールド２６に直接取外し可能に接続することができるようになっている。更に別の実施態様において、歯車８６、ピン８１、及びブッシュ８１ａ等の流量計８０の個別の構成要素は、ハウジングカバー８３を直接取外し可能に接続することができるように、マニホールド２６に直接一体化することができる。

流量計８０は、一対の回転可能な歯車８６と、流量計を通って流れる液体接着剤の量を測定するように構成された磁気ピックアップセンサー等の少なくとも１つのセンサー８８とを更に備える。図示の流量計８０の実施態様では、一対のセンサー８８ａ、８８ｂが示されている。特に、一対のセンサー８８ａ、８８ｂは、回転可能な駆動歯車８６の回転を測定し、流出口８５から流出する接着剤の量を求めるように構成される。流出口８５は、マニホールド２６と流体連通し、それにより、液体接着剤は、マニホールド２６に返送されて、マニホールド２６に直接接続される種々のホース４６に分散される。いくつかの実施態様において、流出口８５は、接着剤アプリケーターに接続されるホースに直接接続することができる。

ハウジング本体８２は、長細い又は楕円形状のＯリング等のエラストマーシール８９も備え、流量計からの流体の漏れを防ぐためにカバーによる水密シールを維持する。更に、また、複数の締結具８７ａ、８７ｂが、流量計８０をマニホールド２６に取外し可能に固定するように適合されている。他の実施態様において、流量計８０は、ポンプ５８又は任意のホース４６に流体連通状態で接続することができる。

歯車８６は、回転軸を中心に自由に回転するように、ハウジング本体８２の中空中央凹部８２ａ内に収容される。特に、歯車は、ハウジング本体８２とハウジングカバー８３との間に回転可能に固定される。１つの実施態様において、歯車８６は、ハウジング本体８２内の対応するブッシュ８１ａに設けられるそれぞれのピン８１の周りに回転するようにそれぞれ構成された、実質的に直線的に一連の噛合する流れ計量平歯車である。平歯車８６は、実質的に同一平面上にあり、各平歯車が、少なくとも１つの近傍の平歯車に対して平行かつ離間するように位置決めされる。更に、平歯車８６は、歯車のそれぞれの回転軸が、共通の中心線に沿って位置決めされるように位置決めされる。また、平歯車８６は、各平歯車の歯が近傍の平歯車の歯と噛合するように位置決めされる。

流入口通路８４は、マニホールド２６の液体供給源と、噛合する一対の歯車８６の入口側との間に導管を提供する。同様に、流出口通路８５は、噛合する一対の歯車８６の放出側と、マニホールド２６との間に導管を提供する。歯車８６は、液体の加圧ストリームを凹部８２ａ内へと、噛合する一対の歯車の入口側に向けて方向付ける流入口通路８４と流体連通する。結果として、加圧液体ストリームは、協働する歯車８６を駆動し、それにより、歯車のそれぞれを互いに対して反対方向に回転させる。例えば、歯車のうちの一方は、反時計回り方向に回転するが、そのすぐ近傍の歯車は、時計回り方向に回転する。対向回転する歯車８６を用いることで、液体ホットメルト接着剤の正確な計量のための正の容積変位（positive displacement）がもたらされる。

歯車８６のこの回転の結果として、液体のストリームが流入口通路８４を介して歯車の噛合部分の入口側に方向付けられた後、ストリームは、２つの歯車によって半分に分割される。これは、歯車の回転の際、反対方向に回転する噛合する一対の歯車のそれぞれの歯の間の空間に液体が流れ込むことで起こる。したがって、２つの液体ストリームは、反対方向に回転する各歯車の歯によって、中央凹部８２ａの周縁部の周りでそれぞれ反対方向に運ばれ、２つの液体ストリームは、流出口通路８５付近で収束するようになっている。したがって、歯車８６と中央凹部８２ａの周壁との間に流れる液体の体積は、１パルス（pulse：脈動）あたりの液体の体積を表す。近傍の各歯車のそれぞれの歯車の歯が互いに噛み合う際、各歯車の歯車歯間の空間から液体が移動し、それにより、液体を、噛合する一対の歯車に隣接する流出口通路８５内に通させる。したがって、このプロセス中、流量計８０を通って移動する加圧液体は、歯車８６に回転力を及ぼし、歯車８６を特定の速度で回転させる。センサー８８ａ、８８ｂは、流量計８０を通って移動する液体の流量を求めるために、歯車８６のこの回転速度を測定するように構成される。歯車歯流量計８０は、例えば、およそ２５ｍｇの分解能を提供するように構成される。

図７～図９に示されているように、歯車８６は、ハウジングカバー８３の平坦な内面によって凹部８２ａ内に制限される。各歯車は、ハウジングカバー８３に設けられるそれぞれの硬化された支持シャフト８３ａによって更に制限されることができる。薄膜８３ｂが、各センサー８８ａ、８８ｂの下でハウジングカバー８３の平坦な内面上に設けられ、そのため、薄膜８３ｂは、センサー８８ａ、８８ｂと歯車８６との間に位置するようになっている。

ホットメルト接着剤システムの別の実施態様において、既存のホットメルト接着剤システムに接着剤追跡システム３７を後付けするために、図１０Ａに示されているように、付属又は補助マニホールド２６’を吐出ユニット２０’に直接取り付けることができる。別の実施態様において、付属マニホールド２６’は、図１０Ｂに示されているように、移送ホース４３を介して、吐出ユニット２０’に対して遠隔に取り付けることができる。付属マニホールド２６’は、ピストン式ポンプ又は歯車式ポンプを用いるホットメルト接着剤システムに後付けすることができることが理解されるであろう。流量計８０は、付属マニホールド２６’に取り付けることができるか又は付属マニホールド２６’内に一体化することができ、付属マニホールド２６’内に受け取られたホットメルト接着剤を流量計８０に通して方向付けることができるようになっている。いくつかの実施態様において、付属マニホールド２６’は、内部ヒーターを備えることができる。付属マニホールド２６’が吐出ユニット２０’に対して遠隔に取り付けられる場合、内部ヒーターは、移送ホース４３から力の供給を受ける。付属マニホールド２６’が吐出ユニット２０’に直接取り付けられる場合、内部ヒーターは、吐出ユニット２０’自体から力の供給を受ける。図１１Ａに示されているように、補助マニホールド２６’は、流量計８０を保護するとともにユーザーを火傷から守る断熱ジャケット２７’を備える。図１１Ｂに示されているように、断熱ジャケット２７’は、補助マニホールド２６’から取り外され、したがって、流量計８０を直接固定することができる補助マニホールド２６’の一実施態様を示している。

空気圧レギュレーター７０は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示されている。空気圧レギュレーター７０は、ダイアフラム型の圧力レギュレーターとすることができ、圧力レベルを監視する圧力ゲージ７２と、圧力レベルを所望の大きさに調整するように構成された回転式の圧力調整ノブ７４とを備える。空気圧レギュレーター７０は、ポンプのオンオフを行うように構成され、およそ１．０ｃｖの流量係数を有する高流量ソレノイドと連動する。したがって、ポンプのストローク時、再加圧に要する時間は約３ｍｓである。

接着剤追跡システム３７は、製品数を求める製品検出器９０を更に用いる。製品検出器は、組立てラインに沿って製品を撮像する又は組立てラインに沿って製品間の切れ目を検出する視野を有して取り付けることができる。例えば、製品検出器９０は、製造ラインに設置し、最初の吐出位置の直前に取り付けることができる。製品検出器９０は、接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成される。図１に示されているように、製品検出器９０は、制御装置２８に電気的に接続される。他の実施態様において、製品検出器９０は、流量計８０、マニホールド２６、又は他の実施態様において別個の制御ユニット（図示せず）に電気的に接続することができる。制御装置は、接着剤の流れ出力を監視するために、流量計８０及び製品検出器９０の双方と電気通信するプロセッサを備える。他の実施態様において、プロセッサは、例えば、マニホールド２６又は別個の制御ユニットに含むことができる。接着剤追跡システムによって収集される測定及び報告データは、ホットメルト接着剤システム１０のプロセス制御を改善するために用いることができる。

プロセッサは、少なくとも１つの製品検出器９０から受信した製品の存在に基づいて、製品に接着剤を塗布する開始時間及び終了時間を決定する。プロセッサは、流量計８０の流出口８５から流出する接着剤の量も常に受信する。そして、プロセッサは、開始時間から終了時間までに流量計８０から流出する接着剤の量を製品に関連付ける。例えば、製品検出器９０は、製品が製造ラインに沿って移動する際、製品の先端縁から終端縁までを検知し、それに応じて、その時間中の流量計８０からの接着剤出力を集計する。プロセッサは、更に、受信した量に基づいて流量計８０の流出口８５から吐出される接着剤の重量を計算し、及び／又は、受信した量に基づいて流量計８０の流出口８５から吐出される接着剤の体積を計算することができる。

接着剤追跡システム３７の動作中、製造ラインの異なる場所に複数の吐出ステーションが存在する場合でも、製品検出器９０のピッチにわたって接着剤を測定し、製品ごとの接着剤の平均重量を出すことができる。更に、接着剤追跡システム３７が製品の監視を開始する前に、全てのアプリケーター４８、５０が接着剤を塗布していることを確実にするために、始動時に固定の製品スキップ数を用いて製品を無視することができる。そのようなスキップ数は、確認開始の前に全ての接着剤アプリケーター４８、５０が接着剤の吐出を開始するのに十分長いものとする。スキップ数は、糊付けステーション間に製品を有しない製造ラインについてはスキップ可能でないように、下限ゼロまでプログラム可能である。

製品に塗布される接着剤の量は、２つ以上の製品について平均することができる。１つの実施態様において、例えば、プロセッサは、４つの製品に対する接着剤の塗布の開始時間及び終了時間を求める。プロセッサは、開始時間から終了時間までに流量計８０の流出口８５から流出する接着剤の量を受信する。そして、プロセッサは、開始時間から終了時間までに製品検出器９０によって検出された製品数に対する塗布される接着剤の平均量を計算し、接着剤の平均量を製品のそれぞれに関連付ける。

したがって、プロセッサは、製品に吐出される接着剤の総量を求めることができ、製品ごとに、吐出又は付加される接着剤の流出平均量を計算することもできる。更に、プロセッサは、製品ごとの接着剤の平均量が所定のアラーム閾値パラメーター等のユーザー規定範囲外になる場合、通知アラームをトリガーすることができる。そのようなアラームは、高閾値及び低閾値の双方に対して発生させることができる。また、過大又は過小の出力で通過が許される製品の数は、ユーザー調整可能である。特に、プロセッサは、所定の閾値パラメーター外の接着剤平均量を有する連続した製品の数を求め、上述の連続した製品数が所定のアラーム遅延パラメーターを超えた場合にアラームをトリガーすることができる。通知アラームは、ユーザーに警告する可聴信号又は視覚信号とすることができる。更に、アラーム閾値パラメーターは、学習プロセス中に２つ以上の製品に塗布される接着剤の平均量に基づいて決定することができる。例えば、製品に塗布される接着剤の所望量は、学習することができるか又はユーザーが手動入力することができる。

プロセッサは、学習プロセス中、全ての学習対象の製品に対して吐出される接着剤の総量を求め、製品ごとの接着剤付加の平均量を計算する。次に、この塗布される接着剤の平均量を用いて、アラーム閾値を決定する。例えば、アラーム閾値は、ユーザー調整可能とすることができる。上限アラーム点は、下限アラーム点とは独立である。通知アラームは、学習プロセスの完了時に有効となる。

また、動作中、製造ラインの最初の始動時には、製品の最小数、例えば最初の４０個の製品を、製品ごとに塗布される接着剤の平均量の計算に用いない場合がある。始動時に製品をスキップすることにより、製品ごとの接着剤付加の平均量を計算する前に全ての接着剤アプリケーター４８、５０をアクティブにさせる。ユーザーは、スキップする製品の数を設定することができる。例えば、「０」を設定すると、ケース封止のため等の全ての接着剤アプリケーター間に２つ以上の製品を有しないシステムについて、製品のスキップが無効になる。更に、製品信号が或る時間、例えば１０秒間見られない場合、製品をスキップすることができる。この時間はユーザーによって調整可能である。製品をスキップするプロセスは、学習プロセスよりも高い優先度を有することができることを理解されたい。例えば、製品をスキップするプロセスは、学習プロセスが選択されているが製品のスキップが必要となる場合、学習プロセスの開始前に実行することができる。

製品ごとに塗布される接着剤の平均量は、製品検出器９０によって検出される接着剤の流れの開始時間及び終了時間によって規定される吐出期間に基づいて求められる。複数の製品について製品検出器によって検出される接着剤の開始時間及び終了時間は、対応する一連の吐出期間を規定する。プロセッサは、各吐出期間にわたって各製品に付加される接着剤の流出平均量を計算する。

例えば、製品の平均付加の計算のために全体で平均される製品の数は、接着剤付加において２％の分解能を達成するために考慮する製品の数に基づくことができる。上述したように、平均される製品の数は、学習プロセス中に決定され、学習プロセス後にユーザーによって調整することができる。２％の分解能は、Ｎ個の製品について流量計からのパルスの総数が５０以上のときに達成することができる。ここで、Ｎは、接着剤付加の平均量を得るために平均される製品の数である。別の例において、学習プロセスが、４個の製品を用いて、学習プロセス中に見られる流量計のパルスの総数が２１である場合、付加の平均のために全体で平均される製品の数は、見られる４個の製品÷（２％＊見られる２１のパルス）＝９．５個の製品であり、これを次に大きい整数へと切り上げることにより、全体で平均される製品は１０個となる。このように、目標値を計算するために、接着剤の量が複数の製品にわたって平均される。

製品上に吐出される接着剤の平均量は、時間とともに製品ごとに塗布される重量又は製品ごとに吐出される接着剤の平均体積によって表すことができる。上記で説明したように、製品ごとに塗布される接着剤の流出平均がアラーム閾値外であると判断され、連続した公差外製品の数、すなわち、上限閾値又は下限閾値外となる製品の数が、ユーザーによって許可された公差外製品の数等のアラーム遅延パラメーターによって決定される値を超えた場合、プロセッサは、アラームをトリガーしてユーザーに通知する。いくつかの実施態様において、接着剤の吐出がユーザー指定の上限及び下限を超えて逸脱する場合、アラーム出力信号により、制御装置２８をトリガーして製造を停止することができる。

測定される重量により、エンドユーザーは接着剤塗布を最適化することが可能になる。更に、ユーザーは、プロセス制御を保証するとともにパターン体積の不一致を特定するために、接着剤量の幅の限度を設定することができる。したがって、ユーザーは、全製品に塗布される接着剤の量を最適化し、塗布された接着剤が過大又は過小である製品を拒絶することができる。その上、ユーザーは、ソレノイド及びモジュールの故障等、流れを低減する動作不良を検出することもできる。他の動作不良として、ノズルの詰まりを挙げることができ、これは、ユーザーが圧力を増大させるか又はメンテナンスを行うことによって修復することができる。

更に、較正係数（すなわち、Ｋ係数）により、異なる動作条件に対する流量計８０の微調整が可能になる。例えば、１つ以上の製品からの実際の接着剤重量が測定され、表示された接着剤重量と比較される。そして、新たなＫ係数の値を、以下の式を用いて計算することができる。新Ｋ係数＝旧Ｋ係数＊表示された重量／実際の重量。

接着剤追跡システム３７のユーザーインターフェース２９は、制御装置２８と電気通信し、ユーザーにリアルタイムデータを提供するディスプレイスクリーンを備える。リアルタイムデータは、製品ごとの接着剤付加の平均量、接着剤付加の総量、１時間あたりの接着剤付加の平均量、製品総数及び欠陥製品数、並びにアラームステータス及び総アラームを含む。更に、取得したデータログをコピーするとともにシステムアップグレードのためのアクセスを与えるために、ＵＳＢポート又は他の電子媒体リーダーをプロセッサと通信状態で設けることができる。そのようなデータログは、例えば、毎日、毎週、又は四半期ごとに、検索のために保持及び記憶することができる。

上述したこれらの特定の実施態様は、例示のためのものであり、本明細書において別途記載及び特許請求されるように本開示の範囲を制限することは意図していない。記載の実施態様からの変更及び変形が存在し得る。

Claims (19)

1. ホットメルト接着剤システムであって、
   固形又は半固形ホットメルト接着剤を保持する接着剤供給部と、
   前記固形又は前記半固形ホットメルト接着剤を溶融して液体ホットメルト接着剤にする、前記接着剤供給部に関連付けられるヒーターと、
   前記接着剤供給部と流体連通する第１のマニホールドと、
   前記第１のマニホールドに前記液体ホットメルト接着剤を圧送するポンプと、
   前記液体ホットメルト接着剤の出力を監視する接着剤追跡システムであって、前記第１のマニホールドから流出する前記液体ホットメルト接着剤の量を測定するように構成された単一の流量計を含む、接着剤追跡システムと、を有し、
   前記流量計は、前記第１のマニホールドからホットメルト接着剤を受け取るように構成され、前記ホットメルト接着剤を前記第１のマニホールドに戻すよう放出するように構成されており、
   前記流量計は、前記ポンプの下流で前記第１のマニホールドに固定されていることを特徴とする、ホットメルト接着剤システム。
2. 前記流量計は、前記第１のマニホールドに流入または前記第１のマニホールドから流出する前記ホットメルト接着剤の全てを測定するように構成される、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。
3. 前記流量計は、前記ポンプの下流で前記第１のマニホールドに直接取り付けられる、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
4. 前記流量計は、前記第１のマニホールドから取外し可能である、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
5. １）前記流量計の流入口は、前記第１のマニホールドから前記液体ホットメルト接着剤を受け取るように構成され、及び／又は、
   ２）前記流量計の流出口は、前記液体ホットメルト接着剤を前記第１のマニホールドに放出するように構成される、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
6. 前記第１のマニホールド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、前記液体ホットメルト接着剤を基材に塗布するように構成された複数の接着剤アプリケーターを更に備え、
   前記流量計は、前記複数の接着剤アプリケーターによって受け取られた前記ホットメルト接着剤の全てを測定する、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
7. 前記流量計は、前記第１のマニホールドと流体連通する唯一の流量計である、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
8. 前記流量計は、前記流量計を通る前記ホットメルト接着剤の容積変位をもたらすように、互いに対して反対方向に回転するように構成された一対の回転可能な歯車と、前記一対の回転可能な歯車の回転を測定するように構成された少なくとも１つのセンサーとを有する、請求項２に記載のホットメルト接着剤システム。
9. 前記接着剤追跡システムは、前記液体ホットメルト接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成された製品検出器であって、前記接着剤追跡システムは、前記製品検出器が前記製品の前記存在を検出したことに基づいて製品数を決定するように構成された製品検出器を更に有し、
   前記接着剤追跡システムは、前記製品の決定されたパラメーター及び前記製品数を含むデータに基づいて、前記流量計から流出する前記液体ホットメルト接着剤の前記測定された量を検知された前記製品に関連付けるように構成され、前記接着剤追跡システムは、前記液体ホットメルト接着剤の関連付けられた量を所定の範囲と比較して、関連付けられた前記量が前記所定の範囲外であるかどうかを決定するように構成される、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。
10. 空気供給部から前記ポンプへの空気の流れを調整する空気圧レギュレーターを有する、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。
11. 前記空気圧レギュレーターは、ダイヤフラム式のレギュレーターである、請求項１０に記載のホットメルト接着剤システム。
12. 単一の前記流量計は、前記ポンプの下流にあり、流入口及び流出口を備え、前記流入口は、前記ポンプから送り出される前記液体ホットメルト接着剤の流量が、前記流入口によって受け入れられる前記液体ホットメルト接着剤の流量と等しくなるように、前記液体ホットメルト接着剤を受け入れるように構成される、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。
13. 前記接着剤供給部を含む吐出ユニットを更に含み、
    前記接着剤追跡システムは、
    前記吐出ユニットと流体連通する補助マニホールドと、
    前記液体ホットメルト接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成された製品検出器と、
    前記流量計及び前記製品検出器と通信し、吐出される前記液体ホットメルト接着剤の総量及び製品ごとに吐出される前記液体ホットメルト接着剤の平均量を決定するように構成されたプロセッサを備える制御装置とを含み、
    前記流量計は、前記補助マニホールドと流体連通し、前記補助マニホールドに取り付けられている、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。
14. ホットメルト接着剤システムであって、
    固形又は半固形ホットメルト接着剤を保持する接着剤供給部と、
    前記固形又は前記半固形ホットメルト接着剤を溶融して液体ホットメルト接着剤にする、前記接着剤供給部に関連付けられるヒーターと、
    前記接着剤供給部と流体連通する第１のマニホールドと、
    前記第１のマニホールドに前記液体ホットメルト接着剤を圧送するポンプと、
    前記液体ホットメルト接着剤の出力を監視する接着剤追跡システムであって、前記第１のマニホールドから流れる前記液体ホットメルト接着剤の量を測定するように構成された単一の流量計を含む、接着剤追跡システムと、
    前記接着剤供給部を含む吐出ユニットと、を有し、
    前記接着剤追跡システムは、
    前記吐出ユニットと流体連通する補助マニホールドと、
    前記液体ホットメルト接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成された製品検出器と、
    前記流量計及び前記製品検出器と通信し、吐出される前記液体ホットメルト接着剤の総量及び製品ごとに吐出される前記液体ホットメルト接着剤の平均量を決定するように構成されたプロセッサを備える制御装置とを有し、
    前記流量計は、前記補助マニホールドと流体連通し、前記補助マニホールドに取り付けられていることを特徴とする、ホットメルト接着剤システム。
15. 前記補助マニホールドは、前記吐出ユニットに直接取り付けられており、
    前記流量計は、中空中央凹部を有するハウジング本体を備える、請求項１４に記載のホットメルト接着剤システム。
16. 前記補助マニホールドは、前記吐出ユニットに対して遠隔に取り付けられる、請求項１４に記載のホットメルト接着剤システム。
17. 少なくとも１つの接着剤アプリケーターを備え、
    前記補助マニホールドから前記少なくとも１つの接着剤アプリケーターに前記液体ホットメルト接着剤を移送するために、前記補助マニホールド及び前記少なくとも１つの接着剤アプリケーターと流体連通する少なくとも１つのホースを更に備える、請求項１４に記載のホットメルト接着剤システム。
18. 前記流量計は、前記少なくとも１つの接着剤アプリケーターに近接する場所における前記少なくとも１つのホースの端部に取り付けられる、請求項１７に記載のホットメルト接着剤システム。
19. 前記接着剤追跡システムは、更に、
    前記液体ホットメルト接着剤が塗布される製品の存在を検知するように構成された製品検出器と、
    前記流量計及び前記製品検出器と通信し、吐出される前記液体ホットメルト接着剤の総量及び製品ごとに吐出される前記液体ホットメルト接着剤の平均量を決定するように構成されたプロセッサを備える制御装置とを有する、請求項１に記載のホットメルト接着剤システム。