JPH0525553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱可塑性材料を融解又は溶融し分配
する装置、特に、熱可塑性材料を融解してこれを
溶融状態に維持する改良装置に関する。

従来、熱可塑性材料、すなわち所謂“ホツトメ
ルト”材料は接着剤またはシーラントとして使用
される。これらの材料は、常温で固体であり、か
つ常温よりも高い温度、普通約250〓ないし400〓
の温度で溶解されることを特徴とする。これらの
材料はすべて、材料を基板に分配する分配器又は
付与器によつて溶融状態で供給される。基板に分
配されると、材料は大気温度にさらされ、その温
度で熱塑性材料はきわめて早く硬化する。殆んど
の熱可塑性材料は硬化時間が早いため特定用途と
して選ばれる。

ほとんどの“ホツトメルト”材料の特徴とし
て、実質的にその融解温度以上に加熱されたと
き、また長時間溶融状態に加熱されたとき、酸化
し、炭化し、劣化する。ほとんどのホツトメルト
接着剤の場合、この劣化により材料はその接着性
を失い、炭化してしまう。この熱劣化特性のた
め、融解中及び材料が溶融状態である間における
熱可塑性材料の温度制御が重要である。言い換え
れは、融解中または対象基板に分配されるまで材
料を過度の温度にさらしてはならない。このよう
に、実質的に融解温度以上の温度に材料をさらし
てはならないので、対象基板に分配できるように
多量の固体熱可塑性材料を溶融状態に変換するに
は普通、長時間を要する。

一定量の熱可塑性材料を融解するのに要する時
間を設定する主要な因子の１つは、材料を融解さ
せる装置の効率である。この装置より固体熱可塑
性材料に付与される熱の均一性により効率だけで
なく、固体熱可塑性材料を固体から熱可塑性状態
への変換中に見られる劣化または炭化量も設定さ
れる。云い換えれば、融解装置に高温点がある
と、固体熱可塑性材料の所定部分が過度の温度を
うけるため熱劣化する。一方、装置に低温点があ
ると、かなり非能率的で、一定量の固体熱可塑性
材料の固体から溶融状態に変換するには長時間を
要する。

従つて、この発明の主たる目的は、熱可塑性材
料を融解してこれを溶融状態に維持する改良装置
を提供することにある。言い換えれば、この発明
の目的は、この目的のため現在使用されている加
熱装置よりも均一な加熱ができ、かつ能率の良い
熱可塑性融解装置を提供することにある。

従来、固体熱可塑性材料を融解しこれを溶融状
態に変換する装置は一般に、例えば米国特許第
3827603号に開示されたタンク型融解機または、
例えば米国特許第3792801号及び第3964645号に開
示されたグリツド型融解機により構成されてい
た。グリツド型融解機は、熱可塑性材料の融解温
度より実質的に高い温度に維持される加熱開放グ
リツドの頂部に固体熱可塑性材料を支持する原理
により作動する。固体材料はグリツドに接触して
融解されて、グリツドの下に設けた比較的小さい
溜めに落下する。この溜めから溶融材料はポンプ
により分配器に送られる。グリツド型融解機はタ
ンク型融解機よりも効率がよいが、一般により高
い温度で作動し、溶融材料はより高い温度をう
け、より大きな温度制御を要する等の理由でかな
り高価である。

グリツド型融解機に対し、タンク型融解機はタ
ンクの加熱壁を利用し十分な熱をタンク内に含ま
れる固体熱可塑性材料へ付与してこれを融解し、
液状に変換する原理により作動する。従来、タン
ク型融解機はタンクの底壁に形造られた単一加熱
要素を利用して熱可塑性材料の融解に必要な熱を
発生する。タンク型融解機は一般にグリツド型融
解機よりもかなり安い。この出願の発明は、グリ
ツド融解型に対して、タンク融解型の熱可塑性融
解分配装置に関する。

この発明の目的は従来のタンク融解機よりも効
率がよく、かつより均一に加熱を行う熱過疎性材
料を融解分配する装置に使用される改良融解タン
クを提供することにある。効率の向上により、こ
の発明の融解タンクは、匹敵する物理的寸法のタ
ンク融解機を使用する従来装置よりも高い融解速
度で多量の熱可塑性材料を融解できる。

これら目的を達成するこの発明の融解分配装置
はタンク融解機と、融解機内に取り付けたポンプ
と、融解機に固定され、ポンプから熱可塑性材料
を受け入れこれを従来の付与器又は分配器に分配
するマニホルドブロツクとを備える。この発明の
融解タンクはタンクの底壁に形造られる直径が一
定で、一定の電気抵抗を有する加熱要素を有す
る。この加熱要素は底壁内で非対称形状とされ、
それでタンクの任意所定部分内の加熱要素の長さ
が、タンク、マニホルドブロツク、ポンプ及び、
タンクの部分内に含まれる加熱要素の長さにより
加熱される熱可塑性材料の集団を含む材料の集団
に比例する。タンクは１つの底壁と４つの側壁を
有する。電気加熱要素はタンクの底壁内に設けら
れる。タンクの側壁は横断面が三角形で、三角形
状壁のもつとも厚い横断面部分は底部にあり、そ
れで各壁は、壁の底部から頂部への熱を効率よく
案内する三角形状熱伝動フインとして作用する。
加熱要素の一部は各側壁の真下に設けられて、加
熱要素から側壁内への効率のよい伝熱を最大にす
る。装置のマニホルドブロツク及びポプは共にタ
ンクの底壁内に含まれる加熱要素からのみより加
熱される。マニホルドブロツクは底壁に取り付け
られ、加熱要素の一部はマニホルドブロツクを介
し溶融材料の流路の上に横たわり、それでタンク
加熱要素からマニホルドブロツク内に含まれる溶
融材料への能率のよい伝熱を最大化する。ポンプ
は加熱タンクの１つの隅部内に取り付けられ、長
手の加熱要素はポンプの下の隅部のまわりに包ま
れて、加熱要素から熱塑性材への能率のよい伝熱
を最大化する。

この発明の主たる利益は、匹敵する寸法のタン
ク型熱塑性溶解分配装置で従来なし得たよりも多
量の熱可塑性材料を一定時間で融解する能力にあ
る。

この発明の上記及び他の目的と利益は図面につ
いての以下の説明からさらに明らかとなる。

まず第１図及び第２図を参照すると、この発明
の熱可塑性材料融解・分配装置５はタク融解装置
１１、ポンプ１２及びマニホルドブロツク１３を
内部に設けたハウジング１０を有する。塊り、ペ
レツトまたはブロツク状の固体熱化可塑性材料は
タンク融解装置１１に入れられて融解されて、そ
こから傾斜底壁１４を経てポンプ１２の凹部すな
わちポンプ入口１５へ流れる。ついでポンプによ
り溶融材料はマニホルドブロツク１３内に圧送さ
れ、そこから１７で略示されたホースまたは管を
経て１つ以上の付与器又は分配器１６へ送られ
る。

ハウジング ハウジング１０は薄板基板１９と、この基板の
上部に取り付けられたフアイバガラス補強プラス
チツク囲い板２０とを有する。囲い板２０は基台
区分２７と、この基台区分２７の上部に取り付け
られたコンソール区分２８とを有する。基台区分
２７は融解タンク１１とマニホールド１３とを囲
繞ないし収容する。一方コンソール区分２８はポ
ンプ１２の駆動区分２３と、系統全体にわたり加
熱構成部分の温度を制御する制御回路の所定電気
制御構成部分２６とを囲繞する。ハウジングの基
台区分はまた、従来のヒンジピン２１により側壁
２７の上縁でハウジングに接続されたヒンジ付カ
バー２４を含む。ヒンジ付カバーの内側に蓋２２
が固定され、加熱タンク１１の開口頂部を覆う。
嵌着（スナツプフイツト）型接続部材２９により
タンク蓋２２をヒンジ付カバー２４に相互接続
し、それでヒンジピン２１を中心に前縁３０を引
き上げてカバー２４を開けると、蓋２２は対応し
てカバーと共に移動し、タンク１１の内部１８を
露出する。それによつてタンク１１の内側１８は
露出されて固体熱可塑性材料を充てんする。

ヒンジ付カバー２４、蓋２２及びカバー２４と
蓋２２との間の嵌着接着部材２９を含むハウジン
グ１０そのものは、この出願の要旨部分を構成し
ないので、詳細には説明しない。

融解タンク 融解タンク１１は底壁１４と、４つの側壁３
６，３７，３８，３９とを有し、鋳造されてな
る。タンクは頂部が開放されており、カバー２４
と固定タンク蓋２２が開くと固体熱可塑性材が頂
部内に入れられる。

第２図及び第３図に明示するように、タンクの
側壁３６，３７，３８，３９はすべて一般に横断
面形状が三角形である。各壁の外面３６ａ，３７
ａ，３８ａ，３９ａはほぼ垂直面にある。各壁の
内面３６ｂ，３７ｂ，３８ｂ，３９ｂは下方から
内方に傾斜しているので、各壁の頂縁は底縁より
も薄くなつている。この壁のテーパにより各壁の
基部より上方への熱伝動を容易にする。従つて、
各側壁はひれとして作用し、タンクの加熱底壁１
４からタンク内に含まれる熱可塑性材へと上方に
熱を効率よく案内する。

タンクの底壁１４は側壁から下方へ、ポンプ入
口または凹部１５がポンプ１２の底部を受け入れ
る１つの隅部まで傾斜している。この凹部はタン
クの底部を貫通する垂直ボルト４６に開口すると
共に、マニホルド１３内に含まれる管４７に開口
している。タンクの底壁を傾斜させたので、タン
ク内の溶融材料はすべてタンク壁にわたり流化し
最後に凹部１５内に入る。

第２図及び第４図を参照すると、融解タンク１
１の１つの隅部には、弓形をなしポンプ１２のシ
リンダを受け入れるようにした垂直凹部４８が形
成されている。ポンプシリンダの垂直側壁と凹部
４８の弓形垂直壁５１との間のすきま間隙５０
は、タンクの内部と連通することにより含有され
た溶融材料は流化して最後にタンク底部の凹部１
５内に入る。

各側壁３６，３７，３８，３９の頂縁からフラ
ンジ５２が外方に延びている。第４図に明示する
ように、このフランジはタンクの頂縁のまわりを
完全に延びている。ポンプ１２を内設した隅部に
おいて、フランジ５２は、ポンプの取付け板５３
の取り付けを容易にするため、タンク側壁に沿つ
て外方に延びる突起５２ａ，５２ｂを有する。

直径が一定で抵抗が一定の加熱要素８０とし
て、電熱要素がタンクの底壁１４内に装入されて
いる。この加熱要素は底壁内で非対称線形状とさ
れて、融解に必要な熱に比例して底壁の所定区域
に熱を付与した後、これら所定区域内の熱可塑性
材料を一定の最適温度に保持する。

特に第３図、第４図及び第５図を参照すると、
電熱要素８０の端部７８，７９はタンクの底部か
ら延びて電気接続部材９９，１００に終端する。
要素８０の端部７９は電気接続部材９９からタン
ク底壁１４内に上方へ延びて、直角に曲げられ、
側壁の下の側壁３７の長さだけ延びる第１線形区
分８２を形成する。ついで加熱要素はタンクを隅
部で直角に曲げられ、端壁３６の下を延びる第２
の線形区分８３を形成する。ついで加熱要素は隅
部４２で直角に曲げられ、側壁の下の側壁３９の
長さだけ延びる第３の線形区分８６に続く。つい
で加熱要素は垂直凹部４８の隅部でさらに90度曲
げられ、垂直凹部４８における端壁３８の一部分
の下下を延びる第４の線形区分８８に連続する。
この線形区分８８は端壁３８の長さの約1/2を延
びた後、８９で示すようにさらに90度内方に曲げ
られ、タンクの中央に向い第５の線形区分９０に
延びる。線形区分９０は９１で示すように45度の
曲りで終端してから、側壁３９に向い第６の線形
区分９２に連続する。ついで加熱要素は９３で示
すようにさらに45度曲げられ、第３線形区分８６
と平行であるが内方に間隔をおいて延びる第７線
形区分９４に連続する。ついで第７線形区分９４
は９５で示すようにさらに90度曲げられ、第２線
形区分８３と平行であるが間隔をおいて延びる第
８線形区分９６に連続する。第８線形区分は９７
で示すようにさらに90度の曲りで終端し、第１線
形区分８２と平行であるが間隔をおいて延びる第
９線形区分９８に連続する。第９線形区分９８の
端部は電気接続部材１００で終る下方に曲げられ
た端区分７８で終端する。

なお、加熱要素の９つの線形区分はすべて底壁
１４に形造られ、かつ融解タンク１１の底壁１４
の勾配に平行する共通角度ないし傾斜面に設けら
れる。さらに、第３、第４、第５及び第６線形区
分８６，８８，９０，９２は夫々はタンクの底部
の凹部１５のまわりに包まれて、ポンプはその凹
部の上に設けられる。従つて、加熱要素によりタ
ンクに付与される熱のきわめて実質的部分は、ポ
ンプを内設した区域に付与される。

以下、詳細に述べるように、第３及び第７線形
区分８６及び９４並びに加熱要素の45度曲り９３
は、マニホルドブロツク１３の溶融材料流路ない
し導管の真上に設けられて、加熱要素８０のこれ
ら区分からの熱が直接付与されるようになつてい
る。

タンクの底壁１４内の加熱要素の非対称構成に
ついて、タンクの任意単一部分内の加熱要素の長
さは、タンク、マニホルド、ポンプ及びタンク底
壁の部分により加熱されるべき熱可塑性材料を含
む材料の集団に比例する。このような構成により
加熱要素の能率を最大化し、タンク、マニホルド
及びポンプ全体にわたる溶融熱可塑性材料を均一
温度に保持する。この温度均一性は溶融材料がそ
の接着性ないしシーラント性を失う点まで加熱、
炭化及び劣化しないようにするために重要であ
る。

ポンプ このポンプ１２は従来の複動往復動ピストンポ
ンプである。このポンプとこれを作動するエアポ
ンプ６０との完全な説明は、1971年６月15日に発
行されかつ本願の譲受人に譲渡された“熱可塑性
材料供給装置”なる名称の米国特許第3585361号
に見られる。簡単に云えば、このポンプは、ピス
トン６６を往復動可能に収容した室６５を備えた
シリンダ４９を有する。シリンダ４９の下端に、
入口６２が融解タンク１１の凹部１５に開口して
いる。このポンプ入口６２の上端部はボール式検
知器６３により密閉される。シリンダ室６５の上
端の出口通路６４は、室６５及びマニホルドブロ
ツク１３の通路４７と流体連通する。

ポンプの作動を説明すると、ピストン６１の下
端に固定されたピストン６６が引き上げられる
と、ピストン上方の室６５の体積部に液体熱可塑
性材料が充填される。ピストン６６が上昇する
と、熱可塑性材料が押されて室６５の上端部の通
路６４から流出する。この上昇中、ピストン内に
含まれるボール式検知器６７はそのシートにかた
く保持され、それでピストンを介してピストン上
方の室６５からピストンの下方にある室の下部分
６５′へは液体は流れない。このピストンの上昇
中、下方ボール式検知器６３は、ピストン６６に
より形成される空隙を充てんしようとする進入材
料の圧力に応答して上昇して離座する。ピストン
６６が上昇行程を終ると、下室６５′には上昇行
程において引き出された液体材料が充てんされ
る。ピストン６６の下降行程において、ボール式
検知器６３は着座してしつかりと着座したままと
なる一応、ボール式検知器６７は、そのシートか
ら上昇し、ボール式検知器をこえるピストン入口
を介し、またポート７０を介して変位した材料を
上昇させて室６５内の材料を変位させて出口管６
４より上昇させる。

ポンプのエアモータ６０は空気ピストンが往復
動するシリンダハウジングを有し、ピストン棒６
１の上端に固定された接続棒７１を駆動する。空
気は従来の四方弁７２の制御によりピストンモー
タの対向側に供給される。弁７２の位置を調整す
る中心越え（オーバ・センタ）機構７３と共にピ
ストンモータ６０と四方弁７２の完全な説明が上
記米国特許第3585361号に見られる。空気ピスト
ンモータ６０、弁７２及び中心越え機構７３の作
動は周知であるから、ここにそれを詳細に例示及
び説明しない。

マニホルドブロツク マニホルドブロツク１３は第５図及び第６図に
明示される。第５図においてタンク１１と加熱要
素８０は一点鎖線でマニホルドブロツクの頂部に
重なつて、マニホルドブロツク内の流管に対する
加熱要素８０の位置を示している。

第２図において、ポンプ１２からの溶融材料は
ポンプのノズル延長部６４ａからマニホルドブロ
ツクの入口ポート４７に入る。入口ポート４７
は、ブロツクのフイルタ室１０２と連通するマニ
ホルドブロツクの水平通路１０１に接続される。
この室内には従来の熱可塑性材フイルタ１０４を
有する。マニホルドブロツク１３に好適に使用さ
れるこのようなフイルタは、1975年10月14日に発
行されかつ本願の譲受人に譲渡された米国特許第
3912630号の要旨をなす。このフイルタは１０５
で略示するロ過スクリーンを含み、このスクリー
ンは固体を捕捉してフルルタから横フイルタ出口
通路１０３へ通らないようにする。一方このフイ
ルタ出口通路は、マニホルドブロツクの長さだけ
延びる熱交換通路１０６に接続される。熱交換通
路１０６内には、多重通路１０８を有する伝熱金
属ブロツク状の熱交換器１０７がある。これら通
路１０８は熱交換器の長さだけ延びており、かつ
マニホルドブロツクの出口通路１１１と導管ない
し孔１１０により接続される端室１０９に開口す
る。出口ポート１１２はこの出口通路１１１と流
体連通し、それでホース１７その他の導管が出口
ポートに接続されて、これらポートを従来のホツ
トメルト分配器ないしガン１６に接続する。

つぎに第５図において、壁の長さだけ融解タン
クの側壁３９の下に延びる加熱要素の線形区分８
６も、マニホルドブロツクの熱交換器通路１０６
の真上に取り付けられる。その結果、加熱要素８
０のこの線形区分８６からの熱はタンクの金属壁
及びマニホルドブロツクを介し直接、金属熱交換
器１０７内に従つて熱交換器内の溶融金属へ直接
伝達される。従つてその溶融材料は最適温度に保
持され、この温度で劣化するほど高温にならず、
またガンまたはデイスペンサからポンプで送り出
すには硬化し始め粘度がありすぎるほど低温には
ならない。

作 動 この発明の融解分配装置の作動において、作動
サイクルは、取り付け蓋２２と一諸にヒンジ付カ
バー２４を持ち上げてタンク１０の開口頂部を露
出することにより開始される。次に固体熱可塑性
材料すなわち、塊り、ペレツトまたはブロツク状
の所謂ホツトメルト材料をタンク内に投げ込み、
カバーを閉じる。ついでこのハウジングの前面の
従来の電気スイツチを介して加熱要素に通電す
る。つぎに加熱要素８０の作動により融解タンク
１１の底部及び側壁を、図示さぜるサーモスタツ
トにより制御される温度まで加熱し、前記温度で
タンク内に含まれる固体熱可塑性材料は融解して
溶融状態に変換する。ついで溶融材料はタンク底
部の凹部１５内に流化し、そこからポンプ１２に
よりポンプ出口通路６４からマニホルドブロツク
１３の入口ポート４７に送られる。その入口ポー
トから溶融材料はフイルタ室１０２、フイルタ１
０４を介し熱交換器通路１０６内に圧送される。
熱交換器１０７を通過後、溶融材料はマニホルド
ブロツクの出口通路１１１に流入し、出口ポート
１１２に至り、そこから溶融材料はホースないし
導管を経て従来の分配器１６へ流れる。

ここで重要なことは、この装置の作動におい
て、単一の加熱要素８０のみの作動で、ポンプ１
２及びマニホルドブロツク１３と共に側壁３６，
３７，３８，３９を含む溶解タンク１１を加熱す
ることである。ポンプまたはマニホルドブロツク
用の補助ヒータはない。タンク側壁、ポンプ及び
マニホルドブロツクに対する加熱要素８０の構成
と位置決めは、タンク、ポンプ及びマニホルドブ
ロツク内の溶融材料を一定温度に保持するために
他の熱源を必要としないようになつている。形造
りが加熱要素のこの構成と型式は、熱塑性材を融
解して熱可塑性分配器、供給するのにきわめて能
率的であるので、この装置は匹敵する大きさと電
力値を有するタンク融解型の従来の熱塑性融解分
配装置よりも優れている。

以上本発明の単一実施例のみを説明したが、こ
の発明の属する当業者によれば、本発明の精神か
ら逸脱しない変更及び変形がなしうるものであ
る。従つて、本発明は、特許請求の範囲による場
合を除き限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの出願の発明を組込れた熱可塑性材
料融解分与装置の斜視図、第２図は第１図の装置
の横断面図、第３図は第２図の３−３線で破断し
た融解タンクの横断面図、第４図は本装置に使用
される融解タンクの平面図、第５図はマニホルド
ブロツクを一部切欠いて融解タンクの加熱要素を
マニホルドブロツク上に１点鎖線で重ねて、融解
タンクの加熱要素とマニホルドブロツクの流れ管
の関係位置を示す平面図、第６図は第５図の６−
６線で破断したマニホルドブロツクの横断面図で
ある。 １０……ハウジング、１１……融解タンク、１
２……ポンプ、１３……マニホルドブロツク、８
０……加熱要素、１０７……熱交換器、１０４…
…フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体熱可塑性材料を溶融して溶融熱可塑性材
   料を分配器１６に分配する溶融・分配装置におい
   て、 底壁１４と、該底壁から上方に延びる四つの側
   壁３６−３９から成る溶融タンク１１であつて、 前記各側壁は、その基部から上縁部に向かつて
   熱を伝達する伝熱フインとして作用するため、前
   記基部の厚さが前記上縁部の厚さよりも厚い断面
   三角形状とされ、 前記底壁内には単一の連続した長さの電気抵抗
   加熱要素８０が、その一部分が前記各側壁の下方
   に位置するように設けられ、 前記底壁の何れかの部分に配置された電気抵抗
   加熱要素の長さは、前記底壁を含む溶融タンク及
   び前記底壁の一部に配置された電気抵抗加熱要素
   の部分によつて加熱される溶融熱可塑性材料の量
   に対応している溶融タンクと、 前記溶融タンクの底部外表面に固定されたマニ
   ホールドブロツク１３と、 該マニホールドブロツク内に設けられ、前記溶
   融タンクから溶融熱可塑性材料を受け入れてこれ
   を前記分配器へ送る導管手段４７と、 前記マニホールドブロツクは前記溶融タンクの
   底壁外表面と相当の領域で伝熱的に接触し、前記
   溶融タンクからその内部に伝達される熱は、前記
   導管手段内に含まれる溶融熱可塑性材料を溶融状
   態に維持するための唯一の熱源となつていること
   と、前記導管手段の実質的な部分は、前記電気抵
   抗加熱手段の真下にこれと平行に設けられている
   ことと、 前記溶融タンク内に設けられ、溶融熱可塑性材
   料を前記溶融タンクから前記マニホルドブロツク
   へ圧送するポンプ６０と、 前記電気抵抗加熱手段は、前記ポンプ内に含ま
   れる溶融熱可塑性材料を溶融状態に維持するため
   の唯一の外部熱源となつていること、 とを特徴とする固体熱可塑性材料の溶融・分配装
   置。 ２ 前記ポンプは前記タンクの一隅に位置し、前
   記電気抵抗加熱要素は前記タンクの底壁の一隅の
   周りに包囲されており、それによつて前記底壁内
   において前記電気加熱要素から前記ポンプに最大
   限の熱が付与される特許請求の範囲第１項に記載
   の溶融・分配要素。 ３ 前記ポンプ又はマニホルドブロツクはともに
   前記溶融タンクの一方の側部上に取り付けられ、
   前記溶融タンクの一側部上の底壁には、前記底壁
   の他側よりも相当長い電気抵抗加熱手段が配置さ
   れている特許請求の範囲第２項に記載の溶融・分
   配装置。 ４ 前記電気抵抗加熱要素は平坦なＵ字形状部分
   に連結された第１の直線部分から成り、該第１直
   線部分は第２の直線部分に連結され、該第２直線
   部分はＳ字形状部分に連結され、該Ｓ字形状部分
   は第３の直線部分に連結されており、 前記電気加熱抵抗要素のすべての部分は、前記
   溶融タンクの底壁内の共通平面内に位置している
   特許請求の範囲第１項に記載の溶融・分配装置。