JPH06182285A - 離散した接着剤コーティングの間欠的塗布装置及び方法 - Google Patents

離散した接着剤コーティングの間欠的塗布装置及び方法

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JPH06182285A
JPH06182285A JP5169273A JP16927393A JPH06182285A JP H06182285 A JPH06182285 A JP H06182285A JP 5169273 A JP5169273 A JP 5169273A JP 16927393 A JP16927393 A JP 16927393A JP H06182285 A JPH06182285 A JP H06182285A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254Coating heads with slot-shaped outlet

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 側部縁と先端及び後端縁がシャープで角形で
ある熱可塑性接着剤コーティング材料を複数の離散した
所定領域に間欠的に塗布する方法及び装置を提供する。 【構成】 スロット・ノズル・ダイ30は、スロット押
出し開口37に沿った複数の細長の空気スロット61、
62を有する。本装置の動作は以下の通りである。空気
の流出は、ホットメルトの流出前に両空気スロットから
開始される。また空気流は、ホットメルト流の停止後も
続行される。空気流とホットメルト流との間の遅延はマ
イクロ秒のオーダーである。コーティング重量は、約3
50m/分の基材速度で1g/平方mまで可能である。
また、別の例では、コーティング材料のフィルムの各縁
での先導及び遅れの空気の開始及び停止時間は異なって
おり、直角のカット・オン及び直角のカット・オフのコ
ーティング縁を制御して基材上に正確に塗布できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願は本願と同日に出願された以
下の米国特許出願に一般に関連する。 名称 発明者 「ファイバーの空気スプレ用セグメン M.Gill;J.Benecke; ト形スロット・ダイ」 A.Cieplik;T.Burmes 出願番号 ter 「離散した発泡コーティングの塗布装 J.Raterman;J.Benec 置及び方法」 ke A.Cieplik;T.Burmes 出願番号 ter;M.Gill 「ビンへのコーティングの塗布方法 L.Hauser;J.Benecke; 及び装置」 A.Cieplik;T.Burmes 出願番号 ter;M.Gill;K.Washi ngton;R.Evans 「電子回路基板に相似なコーティング B.Boger;J.Benecke; の塗布装置と方法 A.Cieplik;T.Burmes 出願番号 ter;M.Gill 「離散的な接着剤コーティングの J.Raterman;J.Benec 塗布装置及び方法」 ke;A.Cieplik;T.Bur 出願番号 mester;M.Gill これらの出願はこの引用により本明細書の一部を構成す
るものである。本発明は基材へのコーティングの塗布に
関し、特にシヤープで直角のカット・オン(起点)縁及
びカット・オフ(終点)縁を有する離散した一様コーテ
ィングの基材への塗布に関する。
【0002】離散した、境界のはっきりした一様な接着
剤コーティングを所定の領域に塗布することが多くの産
業分野で要求されている。このようなコーティングは、
例えば製本や耐漏出形カートンのシールやピンチ・ボト
ム・バッグのような種々の積層工程に有用であると共
に、その他のコーティング作業にも有用である。例え
ば、互いに別個の基材領域を積層する為に離散したコー
ティング及び接着剤を生成する際には、ノン・コンタク
ト(非接触)塗布方法による広い一様な厚さのコーティ
ングは、カット・オン(起点)縁とカット・オフ(終
点)縁とがシャープで直角であり、かつコーティング材
料の糸引きが存在しないことが望ましい。しかしなが
ら、現時点では、このような塗布に完全に適する公知の
方法は存在しない。
【0003】積層用接着剤を塗布するのに、多くの種々
の装置、例えば、コンタクト・コーターやスプレ・コー
ターや最近では微細ライン又は螺旋コーターが使用され
ている。しかしながら、コンタクト・コーターは摩擦や
基材インデックスや引張公差(tension tol
erance)について本質的に問題がある。スプレ式
の微細ライン及び螺旋パターン塗布機は、多くの分野で
望まれているような、一様な広いコーティングに境界の
はっきりした直角のカット・オン及びカット・オフ縁を
形成することができない。積層用塗布に関連するもので
はないが、繊維状の不織ウェブを作るのに使用される別
の方法が、メルト・ブローイング(melt−blow
ing)法として知られている。このようなメルト・ブ
ローイング法の一例が米国特許第4,720,252号
に記載されている。この装置では、ホットメルト熱可塑
性材料が連続スロット開口から押出しされ、空気が上記
スロット開口の両側から押し出し中のホットメルト熱可
塑性材料に吹き付けられ、これによって所望のウェブが
作られる。このような方法は、ウェブの生産に使用され
るものであるが、一般に離散したコーティングを作る間
欠動作に関連するものではないし、積層用塗布の接着剤
押出しに関連するものではない。
【0004】上述のように、多くの接着剤塗布方法やシ
ール方法にあっては、四角かつシヤープなカット・オン
及びカット・オフ・パターンが得られれば、非常に好都
合である。例えば、製本作業では、接着剤を使用して本
の背にカバーを貼付する。しかしながら、この本の背は
曲面となる場合があり、この曲面形状は、既存のスプレ
やスロット方法では扱い難い。多オリフィスのノズルで
は詰りやメンテナンスの問題がある。耐漏出形のカート
ンの製造にあっては、厚さが一様な接着剤パターンを切
れ目なしに塗布して、カートン内に収容された小粒物や
微細物が漏出可能なチャンネルが生じないようにするこ
とが必要である。また、ピンチ・ボトム・バッグ(pi
nch−bottom−bag)にあっては、一様なパ
ターンを間欠的に塗布して所定の離散領域をカバーする
ことが望ましい。
【0005】これらの分野ではいずれも、接着剤の糸引
きを抑制すると共に塗布機の摩擦を軽減する為に、塗布
機の接触作業なしにコーティングを行うことが望まし
い。従って、本発明の目的は、シールの目的の為に側部
縁がシャープでありかつ先端縁及び後端縁がシャープで
角形である広い一様なホットメルト接着剤コーティング
を、間欠的に存在する離散基材領域に作ることである。
本発明の別の目的は、側部縁と先端及び後端縁がシャー
プで角形である熱可塑性接着剤コーティング材料を複数
の離散した所定領域に間欠的にノンコンタクト塗布する
方法及び装置を提供することである。
【0006】これらの目的を達成する為に、本発明の好
適実施例は、スロット・ダイ手段によって離散接着剤パ
ターンを所定の複数の基材領域に塗布するもので、この
スロット・ダイ手段はスロット・ノズルと、このスロッ
ト・ノズルの各側部に配置され、スロット・ノズルから
押出しされる接着剤コーティング材料の各側面に空気流
を衝突させる複数の細長空気チャンネルと、スロット・
ノズルへのコーティング材料の供給及び空気チャンネル
への空気の供給を制御し、これによって上記供給の各々
を所定の間隔で開始及び停止して塗布コーティングの先
端縁及び後端縁をシャープ及び角形にする手段と、を具
備する。
【0007】或る動作モードにあっては、両側部での空
気の流出は、材料の押出し開始の前に開始され、この押
出しの停止後まで続行される。別の動作モードにあって
は、ノズルの一側部の空気流出が材料の押出し開始前
に、開始され、押出しの停止前に終了し、ノズルの他方
の側部の空気流出は、押出しの開始時又はその後に、開
始され、押出しの停止後まで続行される。コーティング
材料の押出し停止後に空気流の流出を続行すると、ノズ
ルの所に又はノズル内に残存するコーティング材料を空
気流中に引き込んで、コーティング材料の糸引きを発生
させる恐れがある。そこで、材料押出し停止後の空気流
出停止の遅延は、コーティング・パターンのカット・オ
フがシャープかつ角形になるように、かつノズルでの残
存接着剤をそこから引き込み糸引きを発生させないよう
に、予め決定されている。この空気流出の開始及び停止
の遅延は好ましくはマイクロ秒のオーダーである。
【0008】本発明は、幅広の又は広範囲の一様コーテ
ィングを作ることができ、このコーティングは、ノンコ
ンタクト塗布法で塗布され、側部縁がシャープに、また
先端及び後端縁がシャープかつ角形となるように、下方
の基材の所定領域に形成される。本発明を製本作業に使
用した場合には、接着剤コーティングは本の側面に糸状
に付着することがない。また、耐漏出形のカートンの製
造に使用した場合には、シャープなガット・オン及びカ
ット・オフを有する一様な接着剤パターンには、粒状の
物や微細物を漏出させるようなチャンネルや開口が存在
しない。更に、ピンチ・ボトム・バッグに使用した場合
には、離散した一様なコーティングによって、接着剤塗
布機の接触摩耗を生ずることなしに、基材の所望領域を
正確にシールすることができる。上述した、及びその他
の目的や利点は、本発明の好適実施例の以下の詳細な説
明及び図面から容易に明らかになるであろう。
【0009】
【実施例】次に、シャープな、角形のカット・オン及び
カット・オフ縁を有する離散した均一なコーティングを
作る装置を図面を参照して説明する。図1は本発明によ
る空気及びホットメルト接着剤制御装置とダイ手段30
の種々の特長を示したもので、このダイ手段30は、二
つのダイ半部分31、32と、二つの空気ブロック3
3、34とを具備する。各ダイ・ブロック31、32
は、下方に垂下した突出部35、36を有する。ダイ半
部分31、32は、その間に押出しスロット37を形成
し、このスロット37はダイ半部分31の面38とダイ
半部分32の面39とによって作られている。この面3
8は図示のように面39に対して並置されている。押出
しスロット37の終端は細長のスロット、即ち押出し出
口40として形成されている。図面に示されているよう
に、空気ブロックは出口40よりも下方に延在してお
り、これによって機械的な損傷に対する或程度の保護を
行っている。
【0010】ダイ半部分32はホットメルト通路41を
具備し、このホットメルト通路41は流入したホットメ
ルト接着剤をダイ半部分32の「コート・ハンガー」部
分42に導く。尚、この構造は図4に詳細に示されてい
る。スロット付の、又は分割された、即ちセグメント化
された介在具45は、図7に明示されかつその一部が図
1にも示されており、ダイ半部分31と32の並置面3
8と39の間に位置している。この介在具45は複数の
細長突起46を有し、突起46の間には複数の細長溝又
はスロット47が形成されている。各突起46は下流に
向ってテーパーの付いた端部分48を有し、この端部分
48の先端49は介在具45の下縁50と同一高さであ
り、また細長のスロット・ノズル押出し出口40(図
1)と同一高さである。図1には図の複雑化を避ける為
に介在具45の上部分51のみが示されている。このよ
うな構成の代りに、突起46の存在しない開放(オープ
ン)形の介在具を使用することもできる。また、図6は
別の介在具45aを示しており、尖った先端52はスロ
ット出口40よりも下方に、好ましくは(2〜3)/1
000インチだけ、延在する。
【0011】再び図1において、上部ダイ半部分31、
32の各々は空気通路55、56を有し、これらの空気
通路55、56はダイの上面から下面57、58まで延
在している。各ダイ半部分31、32はまた、表面5
7、58から夫々垂下する傾斜面59、60を有し、こ
れらの傾斜面59、60は後述のように、空気通路、即
ち空気スロット61、62の一部を構成している。各空
気ブロック33、34は図1に示したように、傾斜面6
3、64を夫々有し、これらの傾斜面63、64は図1
に示したように傾斜面59、60に対して並置され、空
気スロット61、62の他方の側面を構成している。各
空気ブロック33、34の上面65、66はダイ半部分
31、32の下面57、58に対して並置されている。
【0012】各空気ブロック33、34には、細長の空
気プレナム67、68が形成され、これらのプレナム6
7、68は図4にも示されている。各空気ブロック3
3、34には、夫々、空気通路69、70が形成され、
これらの空気通路69、70は上面65、66からプレ
ナム67、68の下部71、72まで延在している。各
プレナム67、68は大部分が空気ブロック33、34
内に形成されているが、その上部領域はダイ手段30の
組立時にダイ半部分31、32の下面57、58によっ
て形成される。これらの下面57、58はまた、空気通
路73、74の上部を構成し、これらの空気通路73、
74の各々は夫々の関連するプレナム67、68を空気
スロット61、62に接続している。このような構成で
あるので、図1の右側において、空気は通路55を通っ
て空気ブロック33の通路69に流入し、ここからプレ
ナム67に流れる。尚、各ダイ半部分と空気ブロックと
の境界部分には不図示のOリングを設けて通路55、5
6及び通路69、70をシールすることができる。プレ
ナム67に流入した加圧空気は通路73を通って空気ス
ロット61に流れる。
【0013】同様に、ダイ半部分32の通路56に導入
された空気は、空気通路70に流入し、更にプレナム6
8の下部に流入する。加圧空気はこのプレナム68から
空気通路74を通って空気ブロック34の空気スロット
62に流入する。図1の上部において、コントローラ7
5は図示のように弁V−1及びV−2に接続され、加熱
された加圧空気が通路55、56に導入されこれにより
上述のようにこれらの通路及びその下流側の空気通路を
加圧することを制御する。同時に、コントローラ75は
ホットメルト制御弁76に接続され、ダイ手段30のホ
ットメルト接着剤通路41及び内部コート・ハンガー領
域42へのホットメルト接着剤等のコーティング材料の
供給を制御する。尚、コントローラ75は、任意の適宜
のものを使用可能であるが、一例としてはオハイオ州、
WestlakeのNordson社製のPC−10パ
ターン・コントローラが存在する。このPC−10パタ
ーン・コントローラ75は、通路55、56への空気の
流入を同時に又は独立に開始及び停止すると共に、ホッ
トメルトの流れを弁76により開始及び停止させて、通
路55、56への加熱・加圧空気の供給に対して独立に
及び予め定められた時に、コーティング材料を通路41
に間欠的に供給する。尚、これらの動作についてはすべ
て後述する。
【0014】空気スロット61、62は押出しスロット
37に対して或る角度傾斜している。従って、コーティ
ング材料がスロット37を通って押出し出口40から外
部に押出された時に、空気スロット61、62を流れた
空気は、コーティング材料が下方の基材に接触又は付着
する前に、そのコーティング材料に衝突する。図2及び
図3は、本発明による押出し装置の全体を示したもの
で、図2に示したようにダイ手段30は空気弁V−1、
V−2及びホットメルト弁76に相互接続され、これら
の弁の各々は押出し本体80に相互接続され、この押出
し本体80は空気弁及びホットメルト弁をダイ手段30
に接続する。
【0015】空気弁V−2の一部が図2に断面で示され
ている。弁V−1とV−2とは同一構造であるので、弁
V−2のみを以下に説明する。尚、このような空気弁
は、ドイツ、LuneburgのNordson En
gineeringを介して、Nordson社によっ
て構造かつ流通されているが、他の任意の適宜の空気弁
を使用することができる。弁V−2は弁本体82を具備
し、この弁本体82は弁室83と制御室84とを形成
し、これらの両室83、84はダイヤフラム85によっ
て分離されている。弁本体82から垂下した延長部86
は、貫通孔87を有し、押出し本体80の孔88内に延
在して環状室89を形成する。この室89は弁本体82
の環状通路90に相互接続され、この環状通路90は室
83に相互接続している。弁本体82にはまた、環状室
91が形成され、この環状室91は室83に相互接続し
ている。制御用の空気が室84に流入すると、ダイヤフ
ラム85は下方に押圧されて環状通路90を環状通路9
1からシールする。他方、制御室84の圧力が減少する
と、ダイヤフラム85は図1に示した位置まで上昇移動
する。入口環状室89内の加熱・加圧空気は環状通路9
0と室83と環状通路91とを通って出口孔87に流れ
る。この出口孔87は通路92を介して、図1に詳細に
示した上部ダイ半部分32の空気通路56に接続されて
いるので、空気は、この空気通路56からプレナム68
を通って空気スロット62に流入する。
【0016】同様に、空気弁V−1は、空気を押出し本
体80の空気通路93に選択的に供給し、この空気通路
93から上部ダイ半部分31の空気通路55に送る。こ
の空気は空気通路55を通ってプレナム67に流入し、
ここから空気スロット61に流入する。ホットメルト弁
76は、ホットメルト接着剤のようなコーティング材料
のダイ半手段30への流入を開始させかつそれを遮断す
るように選択的に制御可能なものであれば、任意の適宜
のホットメルト弁を使用することができる。このような
適宜の弁の一例は、オハイオ州、WestlakeのN
ordson社製のバランス形弁モデルNo.EP51
である。この弁は、開始位置と閉成位置との間で切換っ
た時の圧力変化をできるだけ小さくすることができる。
弁76はポート97に着座するステム96を有する。こ
のステム96は、制御用空気が入口98に供給される
と、上昇し、これによって室99内のホットメルト接着
剤がポート97を通って上部ダイ半部分32のホットメ
ルト通路41に流入する。尚、室99へのホットメルト
接着剤の導入はホットメルト入口100を介して行われ
る。また、ホットメルト出口101が室99に接続さ
れ、ステム96がポート97に着座している時には、加
圧ホットメルト接着剤がこのホットメルト出口101に
流入する。
【0017】ホットメルト接着剤を溶融して弁76に圧
送する装置としては任意のものを使用することができ
る。この種の装置を概略的に102で図示してある。こ
の種の装置は、任意の適宜のものを使用することができ
るが、一例としては、オハイオ州、Westlakeの
Nordson社製のモデルHM640塗布機が存在す
る。図3は弁76及びV−1に対する種々の制御入力を
概略的に示したもので、同図に示したように、コントロ
ーラ75は、制御用の空気を弁V−1及びV−2に供給
する制御用の空気供給部105に接続されている。加圧
空気源106は、空気ヒータ107に接続され、プロセ
ス空気を弁V−1及びV−2に供給し、この空気は上述
のように夫々の空気スロット61、62に送出される。
夫々の弁V−1及びV−2が開弁された時に、コントロ
ーラ75は、制御用空気供給部105に接続され、この
供給部105は制御用空気を開閉形のソレノイド制御弁
(図3に図示)を介して供給してホットメルト弁76を
開閉する。
【0018】図1とダイ手段30を詳細に示した図4と
において、空気ブロック33、34内のプレナム67、
68は上述のように、空気通路73、74の下面73
A、74Aに夫々連通し、プレナム67、68の上部か
らの空気は、通路73、74を流通して、夫々の空気ス
ロット61、62内を降下する。図4を参照して、上部
ダイ半部分32のいわゆる「コート・ハンガー」部42
について説明するが、「コート・ハンガー」ダイは一般
的には公知である。例えば、ホットメルト接着剤用のコ
ート・ハンガー型のダイの一例が米国特許第4,68
7,137号に開示されている。尚、この米国特許は本
明細書の一部を構成するものである。この米国特許に開
示された構造の差異は、それが複数のダイ出口に供給
し、本明細書に述べられたような連続的押出しスロット
・ダイに供給するものでない点である。このようなダイ
は本発明に使用することができるけれども、それでも、
本発明のダイ手段30は、傾斜面111に連通する徐々
に浅くなる孤状のスロット、又は溝110を有する「コ
ート・ハンガー」部42を具備している。傾斜面111
は、底面112に交差するその下部とその上部とのう
ち、下部の方が面39の平面に接近するように、傾斜し
ている。スロット110の深さは、ポート113からの
距離が、それが途切れることなく表面111に達するま
で、続くにつれて浅くなる。この深さが浅くなる孤状ス
ロット110には、ホットメルト通路41に接続された
ホットメルト・ポート113からホットメルト接着剤が
供給される。使用時には、ホットメルトは、加圧状態で
通路41に供給されると、ポート113を介して孤状ス
ロット110に入り、このスロット110から表面11
1を流れて、ダイ面39のコート・ハンガー形状部分4
2の全面と、ダイ半部分32の面39に並置された介在
具45の側面の全面とに広がる。
【0019】介在具45のスロット47の上端は、コー
ト・ハンガー・ダイ領域42の下端と、その表面112
のすぐ上の所で連通しているので、ホットメルト接着
剤、又はその他のコーティング材料はスロット47に流
入しそれから押出し出口40まで降下することができ
る。このように、コーティング材料は、コート・ハンガ
ー部42の全体に拡がり、介在具45の各スロット47
の上端を等しい圧力で通り、これによって、押出しスロ
ット37を介して比較的等しい圧力でもって介在具45
のスロット47内に流通することができる。図5に概略
的に示したように、材料はスロット47をしみ出るよう
に流通して、押出し出口40の外方に流出する。分割さ
れた介在具45の利点を考察すると、突起46の間のス
ロット47の幅は好ましくは介在具の厚さの約2倍であ
る。一つの介在具45の厚さは約0.004インチであ
り、他方、スロット幅、即ち一つの突起46から次の突
起46までの距離は約0.008インチである。別の介
在具45の例では、例えば介在具厚さが約0.008イ
ンチで、並置突起間の分割スロット幅は約0.016イ
ンチである。
【0020】こうして、ダイは、ダイ・スロットが分割
されていない公知のスロット・ダイの場合と同一の基本
重量コーティングを発生する状態の下でダイ面38、3
9間の全スロット厚さは2倍にすることができる。こう
して、公知のスロット・ダイでは基本重量コーティング
を小さくするのに厚さ0.002インチのスロットが必
要であったが、本発明では、スロット厚さが0.004
インチ、即ち2倍で、同一の基本重量コーティングを得
ることができる。こうして本発明によるスロット・ダイ
は、公知の連続スロット・ダイ(同一の基本重量コーテ
ィングを作る場合)では詰りを生じてしまう0.003
インチの粒子を流通させることができる。スロット幅の
介在具厚さに対する比は、好ましくは約2:1である
が、コーティング厚さを変更する為にこの比を変えるこ
ともできる。介在具45、45a及びそれらの構成要素
の幅と厚さのパラメータは広範囲に変化させることがで
きる。これらのパラメータは、所望のコーティングの基
本重量/平方メートルや粘着性(cohesivene
ss)やコーティング材料の粘度やその他の因子によ
り、変化可能である。
【0021】コート・ハンガー部42の一例について更
に説明すると、面39から表面111に至る表面112
は幅が約0.020インチであり、スロット47の頂点
は、介在具が面38、39の間に配置された時に、約
0.050インチとなる。溝110は面39から最も深
い深さが面39から約0.125インチである。表面1
11はその上部が面111から約1/16インチの深さ
であり、表面39からその底部で約0.020インチで
ある。面39を横断するコート・ハンガーの幅は約38
mmである。
【0022】コーティング材料は、計量歯車ポンプなど
の一台以上の材料計量手段によって、高精度で複数のヘ
ッド、即ちノズルに送出される。全ヘッド、即ちノズル
に対して共通の一個のマニホールドに供給するのに一台
のポンプを使用することもできるし、各ヘッド、即ちノ
ズル毎に、又は全ノズルの数よりも少ないノズルグルー
プ毎に、一台の計量歯車ポンプを使用することもでき
る。このような精密な供給によって材料が高精度に送ら
れ、これにより例えば基材速度の変化に対して高精度に
基本重量(baisis weight)コーティング
を供給することができる。計量供給装置としては任意の
適宜なものを使用することができるが、ホットメルト接
着剤ようの計量手段の一例が米国特許第4,983,1
09号及び第4,891,249号に示されている。尚
両米国特許は本明細書の一部を構成するものである。
【0023】個々の所定の、又は分離した基材にコーテ
ィングを塗布する為に、本装置はスロット61、62か
らの高温空気を押出し出口40からにじみ出たコーティ
ング材料の各側面に衝突させることができる。この衝突
空気は、放出された材料に係合してそれを所望の基材ま
で運び、好ましくは緻密なフィルムにする。パターン縁
の制御は一様であり、パターンの密度は、25%オープ
ン(隙間のある)、即ち繊維状から0%オープン、即ち
本分野に好適な非透過性フィルムの範囲とすることがで
きる。パラメータは、コーティングを塗布する用途に応
じて選定される。コントローラ75は、押出し出口40
へのホットメルト接着剤の送出の開始及び停止に対して
異なった時及び/又は異なった時間間隔で、押出しされ
たコーティング材料への空気の印加を開始及び停止させ
る。
【0024】例えば、動作に関する一つの好適方法にあ
っては、スロット61、62を流れる空気流は、弁76
がコーティング材料をスロット37に送り出口40から
流出させる直前に、噴出を開始する。この空気は、コー
ティングの塗布の間、流出し続ける。この塗布期間の終
りに、弁76は最初に作動されて、出口40からのコー
ティング材料の押出しを停止させる。短い時間遅れの後
に、スロット61、62からの空気流がストップする。
このような動作の時間遅れの量は、ホットメルトの特性
に応じて変化するはずであるが、しかしこのような時間
間隔は一般にマイクロ秒のオーダが好ましい。例えば一
例では空気流出の開始とホットメルト接着剤の押出し開
始との間隔は1700マイクロ秒であり、ホットメルト
材料の停止と空気の停止との間隔は2100マイクロ秒
である。もし、空気の流出を上記時間をはるかに越えて
続けた場合には、空気流は押出し出口の所に存在してい
たホットメルト接着剤を引きちぎり、これによって、糸
引き現象が生じてしまう、即ち糸状のコーティングが塗
布されてしまう。
【0025】更に、本発明は、特に塗布されるコーティ
ングの、基材への最初及び終りの接触位置を一層正確に
規定する為に、塗布期間の間、スロット61又は62か
らの空気流を個々に又は一緒に選択的に流出させるもの
である。図8はこのような動作モードの一例を示したも
ので、例えば本装置を使用して、本の背に離散したコー
ティングを塗布して、これにカバーを張り付ける又は積
層することができる。図8は、ダイ手段30の所を通過
する単一の本を種々の位置毎に示したもので、複数の本
がダイ手段30の所を連続的に通過してそれぞれの背に
離散したシャープな縁のコーティングが塗布される。曲
面状の背121に接着剤が付着していない本120が、
図の左側に、位置B−1で示されている。この位置B−
1では、スロット61からの空気の流出は開始されてい
るが、しかしコーティング材料はスロット37から押出
しされておらず、かつ空気スロット62からの空気の流
出も開始されていない。本が位置B−2に移動すると、
ホットメルト接着剤流が流出を開始し、スロット61か
らの空気流がこのホットメルト接着剤流に衝突する。こ
のスロット61からの空気流は図8に示したように、ほ
ぼ右から左方向下方に流れるので、コーティング材料は
本のページの側面に糸を引くことがなく、直角の、シャ
ープな先端縁123を有するコーティング122が、糸
引きなしに本の背の縁に直接に塗布される。この後、本
位置B−3に示したようにコーティング動作の残りの大
部分の為に、スロット62からの空気の流出が開始され
る。コーティング動作の終了の際には、スロット61か
らの空気の流出が、コーティング材料の押出し終了の直
前に、終了する(位置B−4)。それから位置B−5に
示したように、コーティング材料流が停止するが、スロ
ット62からの空気流は、その後、短時間の間流出を続
ける。これによって、コーティング122の後端縁12
4はシャープかつ角形になる。このような動作は、例え
ば製本作業に使用した場合には、接着剤が本の前方側面
や後方側面や端面に糸を引くことを確実に防止するであ
ろう。従って、図8に関して、遅れ空気は最初に流出開
始し、最初にストップし、また先導空気、即ち図8に示
した塗布の左から右への流れ方向に関して、先導空気
は、コーティング材料の押出し後に流出開始し、コーテ
ィング材料の押出し終了後にストップする。こうして、
コーティング材料に対して傾斜している空気は、コーテ
ィング材料を本の縁を越えて糸状に吹き飛ばすという不
都合を惹起せず、しかもコーティング材料のカット・オ
フ(終点)縁及びカット・オン(起点)縁が本の背上で
シャープかつ直線状に保たれる。
【0026】図9は、カートンをシールする為に、耐漏
出型のカートン130のフラップに、広い、一様な、直
角の、シャープ縁の形成された離散接着剤コーティング
を間欠的に塗布する様子を示したもので、このような塗
布によって、カートン内の粒状の又は微細な材料を漏出
させる恐れのある開口やチャンネルがシール部には存在
しない。このような耐漏洩型カートンは、多くの種々の
製品を収容するのに使用され、このようなカートンをシ
ールする方法がこれまで種々提案されている。例えば米
国特許第4,156,398号、米国特許第4,73
5,169号、米国特許第4,836,440号、米国
特許第5,016,812号に開示されている。図9に
おいて、カートン130は上記フラップ131、13
2、133、134を有する。もちろん、このカートン
の寸法や形状は任意であり、また、互いに対向するフラ
ップ131、132及び133、134が折畳時に重り
合う又はその端部で実際に接することは必要ではない。
しかしながら図9に示したように、本実施例では、カー
トン130は位置C−1では二枚のフラップ133と1
34が折畳まれ、他の二枚のフラップ131と132が
(不図示の手段によって)開いた状態に保たれている。
図9の位置C−2では、カートンは、図示のようにフラ
ップ134と133の上面に一様な一体接着剤コーティ
ング135を塗布する為に、上述のようにスロット・ノ
ズル・ダイ手段30の下に搬送される。接着剤が上述の
ようにフラップ134と133の上面に、上述のスロッ
ト・ノズル・ダイ手段30によって塗布されると、カー
トン・フラップ131と132が折畳まれて、接着剤コ
ーティング135に押し付けられ、これによって、フラ
ップ131、132の下面がフラップ133、134上
の接着剤層135に対してシールされる。これには種々
の変形例が可能であることは言うまでもない。例えば、
スロット・ノズル・ダイ手段30はカートン・フラップ
131、132の下面に接着剤を塗布し、その後にこれ
らのフラップ131、132をフラップ133、134
の上に折畳むこともできる。更に、空気のオン/オフ遅
延に関する上述の種々の動作及びスロット61と62の
空気の順次の(シークエンシャルな)動作を上述のよう
に利用すれば、接着剤パターン135について角形かつ
シャープなカット・オン及びカット・オフ縁、即ち先端
及び後端の縁を得ることができ、接着剤がカートン13
0の側面に糸状に垂れることはない。
【0027】また、カートン130の中身の漏出を許容
するようなチャンネルや隙間通路を生じさせない緻密な
ウェブ又はフィルムから成る好適の閉(closed)
パターンと一緒に、開(open)又は閉(close
d)パターンのいずれをも使用することもできる。この
ような塗布には、接触形コーター装置を使用する必要が
なく、むしろ、接着剤は上述のようにスロット・ノズル
・ダイ手段30によって非接触方法で塗布され、この接
着剤のフィルムが上述のように空気流によってカートン
・フラップに運ばれる。
【0028】次に、接着剤コーティングの塗布の別の例
を説明する。図10は、ピンチ・ボトム・バッグ(pi
nch−bottom bag)140の製造の際に離
散接着剤コーティングを間欠的に塗布する様子を示す。
ピンチ・ボトム・バッグは例えば筒から作られる単一壁
又は多数壁のバッグとして一般に定義できるもので、こ
れを平らに押し付けた時には、筒の側面が他方の側面よ
りも延在し、この延在した側面を他方の側面の上に折り
返してそこをシールすることによってバッグの底部が作
られる。このピンチ・ボトム・バッグの製造において
は、一般にホットメルト接着剤を底部シール用フラップ
と上部シール用フラップとに塗布する。この底部シール
用フラップは折畳まれてバッグ底部をシールし、他方、
上部フラップは開いたままである。その後に、バッグは
中身が充填されると、上部フラップが折畳まれて加熱さ
れ、これによって上部フラップはバッグにシールされ
る。
【0029】図10に示したように、ピンチ・ボトム・
バッグ140は底部閉止フラップ141と上部閉止フラ
ップ142を有する。これらのフラップ141、142
はバッグの反対側の端部に設けられているので、本発明
による二台のスロット・ダイ手段30A、30Bを使用
することによって、夫々のフラップ141と142に離
散した一様コーティング133と134を塗布すること
ができる。図10において、バッグ140が流れ方向、
即ち左が右方向へ移動して、スロット・ノズル・ダイ手
段30Aと30Bの下に達する。その前方端が所定位置
まで移動されると、コーティング動作が開始され、コー
ティング143と144が夫々フラップ141と142
に塗布される。上述のように、コーティング材料と空気
とが夫々スロット37、61、62によって塗布され、
これによって、フラップ141、142の先端縁から始
まるコーティングには、夫々シャープな先端縁145、
146が形成される。その後に、コーティング動作が停
止され、これにより図10の右側にフラップ142で示
したようにシャープな後端縁147が形成される。同時
にフラップ141は折畳まれ、シール用の車又は押付用
の車148によって押付けられ、フラップ141がバッ
グ140の底部に貼付される。フラップ142は非折畳
状態のままであり、コーティング144は、バッグ14
0の重点後に、加熱されると硬化し再活性化される。
【0030】従って、離散したコーティング143、1
44はシールの目的でバッグ・フラップに塗布され、基
材フラップ上の所定の離散領域に塗布された各コーティ
ングは、その先端縁及び後端縁がシャープである。バッ
グ140は次々とスロット・ノズル・ダイ手段30A、
30Bの下に搬送され、コーティング動作が間欠的に行
われ、シール用コーティングには、境界の非常にはっき
りしたシャープな角形エッジの先端縁及び後端縁が形成
される。また、上述の方法とは別に、複数のバッグをそ
の端部同士をつないだ状態で、スロット・ノズルの下に
移動させることもできるし、シールの為に底部フラップ
141をバッグに折畳んでそれを押付ける手段も上述の
例と異なったものを使用することができる。
【0031】本発明は、以下の二例によって示されるよ
うに、広範囲の異なった粘性のコーティング材料と共に
使用でき有用である。 「接着剤No.1」この接着剤は以下の温度で次の粘性
を有した。 275°Fで41,700センチポアズ 350°Fで25,050センチポアズ 325°Fで16,575センチポアズ 350°Fで11,325センチポアズ 動作温度は180°Cであった。ヘッドの介在具の厚さ
が0.1mmの場合、接着剤の供給圧力は20BARで、
接着剤の戻り圧力は21BARで、空気圧は1.5BA
Rであった。空気は、基材が接着剤の前方、2mmの所ま
で走行した時に流出開始され、基材が接着剤の後方2mm
の所まで走行した時に流出停止された。基材のライン速
度は約150m/分である。これは約800ミクロン秒
の遅延時間に相当する。このような条件設定によって、
パターンのカット・オン及びカット・オフは直角かつシ
ャープであり、コーティング重量は一様厚さで5g/平
方メートルであった。 「接着剤No.2」この接着剤は次の粘性を有した 250°Fで5,700センチポアズ 275°Fで2,600センチポアズ 300°Fで1,400センチポアズ 325°Fで800センチポアズ 350°Fで550センチポアズ 動作温度は300°Fであり、コーティングの重量は1
5g/平方メートルであった。パターンのカット・オン
及びカット・オフは直角でシャープであり、糸引きはな
かった。上述の2例及びその他の用途において、ホット
メルト供給圧と戻り圧とを或る関係に維持して両圧力の
差を1BAR以下にすることが重要である。更に、現時
点で判明していることによると、カット・オン及びカッ
ト・オフが角形でかつシャープな一様パターンを作成す
る為には、最低流量が必要であると思われる。例えば、
38mm幅のパターンでは、約350m/分のライン速度
でコーティング重量を少なくとも1g/平方メートルま
で下げることが可能である。図7のグラフは、約70m
/分〜約350m/分で移動する基材に38mm幅のパタ
ーンを塗布した時のコーティング重量を示したもので、
グラフ(図7)の影付領域はコーティング重量が軽量側
での確認された動作範囲を示している。尚、上述の特定
の用途では一般にもっと重い方のコーティング重量が使
用される。
【0032】上述のように、コーティングは種々の重量
で作られ、このようなコーティングは0%のオープン、
即ち不浸透性から約25%オープン、即ち有孔性まで変
化可能である。尚、この用途にとっては不浸透性コーテ
ィングが好適である。コーティング材料は種々のサイズ
や間隔や圧力や選択物(selections)を使用
することができる。例えば、基材速度が約70m/分の
場合にはホットメルトは、空気の流出開始後、基材が2
mm移動時に始動され、空気流は押出し停止後、基材が5
mm移動時にストップするようにしてもよい。また、上述
の装置及び方法によって作られる特別のコーティング・
パターンは、有孔性(オープン)か又は不浸透性(クロ
ーズ、又は緻密フィルム)のどちらでも可能であるが、
クローズ・コーティングが本用途には好適である。これ
らのコーティング・パターンは例えば離散した複数の基
材上に離散的に作られることが好ましく、パターンの先
端縁又は後端縁に糸引きが存在せず、良好な、角形な、
かつシャープなカット・オン及びカット・オフが得ら
れ、同時に、パターンの両側部も平行かつシャープであ
る。
【0033】従って、本発明は、縁が角形であるシャー
プなパターンを、糸引きなしに作る間欠的な非接触コー
ティング操作を提供するもので、上記パターンが塗布さ
れた基材を他の基材又は構成部品に積層するような、種
々の分野に使用することができる。当業者は、本発明の
上述及びその他の変更や利点を、本発明の範囲から逸脱
することなく、容易に理解できるであろう。本発明は添
付の特許請求の範囲のみによって規定されるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を一部断面で示した概略側面図。
【図2】本発明によるスロット・ノズル・コーターを一
部断面で示した側面図。
【図3】本発明の制御系及び流路を概略的に示した、図
2の装置の一部断面正面図。
【図4】図2のスロット・ノズルを示した分解図。
【図5】本発明のスロット・ノズルに使用されたスロッ
ト付の介在具、即ちセグメント介在具を示した正面図。
【図6】別の介在具例を示した部分図。
【図7】本発明によるコーターの、塗布されるコーティ
ング重量と基材ライン速度との関係を示したグラフ。
【図8】本発明の一実施例の製本分野での使用法を示し
た概略図。
【図9】耐漏出形カートンの製造に本発明の一実施例を
使用した状態を示した概略図。
【図10】ピンチ・ボトム・バッグの塗布に本発明の一
実施例を使用した状態を示した概略図。
【符号の説明】
37 押出しスロット 40 押出し出口 61 空気スロット 62 空気スロット 120 本 121 本の背 130 カートン 140 ピンチ・ボトム・バッグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーサー シープリク ドイツ連邦共和国.2120 リュネブルグ, フエルドシュトラッセ 3 (72)発明者 トーマス バーミスター ドイツ連邦共和国.2122 ブレッケード, ゾンネンヴエグ 34 (72)発明者 マイケル エル. ギル アメリカ合衆国.44145 オハイオ,ウエ ストレイク,クリークサイド ドライヴ 3145

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 離散した接着剤コーティングを本に塗布
    する方法において、 細長のスロット・ノズルから接着剤コーティング材料を
    押出しする工程と、 押出しコーティング材料に或る角度空気を衝突させる工
    程と、 その後に、押出しされたコーティング材料を本の背に付
    着させる工程と、 上記コーティング材料の押出しと上記衝突空気の流出と
    を予め選定した時に開始及び停止して、均一な先端及び
    後端縁を有する離散した接着剤コーティングを本に作る
    工程と、 を具備することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 上記接着剤コーティング材料及び衝突空
    気流の開始及び停止は、衝突空気流の流出を開始する工
    程と、それからコーティング材料の押出しを開始する工
    程と、コーティング材料の押出しを停止する工程と、そ
    の後に空気流の流出を停止する工程とを有することを特
    徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 上記方法は空気を上記接着剤コーティン
    グ材料にその両側部から衝突させる工程を有し、 上記スロット・ノズルの一方側の第1の衝突空気流を流
    出開始する工程と、 それから、本への塗布の為にコーティング材料を上記ノ
    ズルから押出しする工程と、 それから、上記押出しコーティング材料に上記スロット
    ・ノズルの他方側から衝突する第2の衝突空気流を流出
    開始する工程と、 上記第1の衝突空気流を停止する工程と、 それから、上記コーティング材料の押出しを停止する工
    程と、 それから、上記第2の衝突空気流を停止する工程と、 を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 離散した接着剤コーティングを本の背に
    間欠的に塗布する装置であって、 接着剤コーティング材料を押出しすることができる細長
    のスロット出口を有するスロット・ノズルと、 上記スロット出口に近接配置され、上記スロット出口か
    ら押出しされた接着剤コーティング材料に少なくとも一
    本の空気流を衝突させて、上記コーティングを本の背に
    もたらす少なくとも一本の空気スロットと、 上記スロット出口からの接着剤コーティング材料の押出
    しの前に上記空気流を流出開始する手段と、 を具備することを特徴とする装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも二本の空気スロットを具備
    し、各空気スロットは上記スロット出口の各側部に近接
    配置され、上記スロット出口から押出しされた接着剤コ
    ーティング材料に空気を衝突させることを特徴とする請
    求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 粒状の又は微細な材料用の耐漏出形包装
    容器の生産方法であって、 スロット・ノズルの出口スロットから包装容器シール用
    の接着剤材料を押出しする工程と、 上記接着剤材料が上記出口から押出しされた後に、上記
    接着剤材料の少なくとも一側面に空気流を印加する工程
    と、 包装容器基材上の所定領域に上記接着剤材料を塗布し
    て、上記領域を他の所定領域に対してシールし、上記両
    領域間での包装された材料の漏出を防止する工程と、 上記接着剤材料の押出しと上記衝突空気流の流出とを予
    め定めた異なった時に開始及び停止して、均一な先端及
    び後端の縁を有する離散した接着剤コーティングを作る
    工程と、 を具備する方法。
  7. 【請求項7】 上記コーティング材料及び衝突空気流の
    開始及び停止は、上記衝突空気流を流出開始する工程
    と、コーティング材料の押出しを開始する工程と、コー
    ティング材料の押出しを停止する工程、空気流を停止す
    る工程とを含むことを特徴とする請求項6に記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 上記方法は空気を上記コーティング材料
    にその両側部から衝突させる工程を有し、 上記スロット・ノズルの一方側の第1の衝突空気流を流
    出開始する工程と、 それから、基材への塗布の為にコーティング材料を上記
    ノズルから押出しする工程と、 それから、上記押出しコーティング材料に上記スロット
    ・ノズルの他方側から衝突する第2の衝突空気流を流出
    開始する工程と、 上記第1の衝突空気流を停止する工程と、 それから、上記コーティング材料の押出しを停止する工
    程と、 それから、上記第2の衝突空気流を停止する工程と、 を更に具備することを特徴とする請求項7に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 耐漏出形の包装容器の所定領域に塗布さ
    れる接着剤コーティングを作る装置であって、 接着剤コーティング材料を押出しすることができる細長
    のスロット出口を有するスロット・ノズルと、 上記スロット出口に近接配置され、上記スロット出口か
    ら押出しされたコーティング材料に少なくとも一本の空
    気流を衝突させて、上記コーティングを上記耐漏出形の
    包装容器の所定領域にもたらして、上記包装容器をその
    中身の漏出に対してシールする少なくとも一本の空気ス
    ロットと、 上記スロット出口からのコーティング材料の押出しの前
    に上記空気流を流出開始する手段と、 を具備することを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 少なくとも二本の空気スロットを具備
    し、各空気スロットは上記スロット出口の各側部に近接
    配置され、上記スロット出口から押出しされたコーティ
    ング材料に空気を衝突させることを特徴とする請求項9
    に記載の装置。
  11. 【請求項11】 ピンチ・ボトム・バッグに離散した接
    着剤コーティングを作る方法であって、 スロット・ノズルの出口スロットからバッグ・シール用
    の接着剤を押出しする工程と、 上記バッグ・シール用の接着剤が上記出口から押出しさ
    れた後に、上記バッグ・シール用の接着剤の少なくとも
    一側面に空気流を印加して、上記接着剤を上記ピンチ・
    ボトム・バッグ上の少なくとも一つの所定領域にもたら
    し、上記バッグをシールする工程と、 バッグ・フラップ上の所定領域に上記接着剤を塗布し
    て、上記バッグ上の他の所定領域に対して上記フラップ
    領域をシールする工程と、 上記接着剤材料の押出しと上記衝突空気の流出とを予め
    定めた時に開始及び停止して、均一な先端及び後端の縁
    を有する離散した接着剤コーティングを作る工程と、 を具備することを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】 上記コーティング材料及び衝突空気流
    の開始及び停止は、上記衝突空気流を流出開始する工程
    と、コーティング材料の押出しを開始する工程と、コー
    ティング材料の押出しを停止する工程と、空気流を停止
    する工程とを含むことを特徴とする請求項11に記載の
    方法。
  13. 【請求項13】上記方法は空気を上記コーティング材料
    にその両側部から衝突させる工程を有し、 上記スロット・ノズルの一方側の第1の衝突空気流を流
    出開始する工程と、 それから、基材への塗布の為にコーティング材料を上記
    ノズルから押出しする工程と、 それから、上記押出しコーティング材料に上記スロット
    ・ノズルの他方側から衝突する第2の衝突空気流を流出
    開始する工程と、 上記第1の衝突空気流を停止する工程と、 それから、上記コーティング材料の押出しを停止する工
    程と、 それから、上記第2の衝突空気流を停止する工程と、 を更に具備することを特徴とする請求項12に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 ピンチ・ボトム・バッグに離散した接
    着剤コーティングを作る装置であって、 接着剤コーテ
    ィング材料を押出しすることができる細長のスロット出
    口を有するスロット・ノズルと、 上記スロット出口に近接配置され、上記スロット出口か
    ら押出しされたコーティング材料に少なくとも一本の空
    気流を衝突させて、上記コーティングを上記ピンチ・ボ
    トム・バッグの所定領域にもたらし、上記バッグをシー
    ルする少なくとも一本の空気スロットと、 上記スロット出口からのコーティング材料の押出しの前
    に上記空気流を流出開始する手段と、 を具備することを特徴とする装置。
  15. 【請求項15】 少なくとも二本の空気スロットを具備
    し、各空気スロットは上記スロット出口の各側部に近接
    配置され、上記スロット出口から押出しされたコーティ
    ング材料に空気を衝突させることを特徴とする請求項1
    4に記載の装置。
JP16927393A 1992-07-08 1993-07-08 離散した接着剤コーティングの間欠的塗布装置及び方法 Expired - Fee Related JP3614447B2 (ja)

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