JPS62114674A - 溶融熱可塑性材料から発泡体を生産する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 特に全体に微細なガス泡が一様に分布した均質溶融熱可
塑性材料流を安価に生産する方法及び装置に関する。

発泡された溶融熱可塑性材料即ち所謂「ホットメルト」
発泡体（フオーム）の生産については、米国特許第４，
　０５９，　４６６号及び同第４、　０５９，　７１４
号に開示されている。この両特許とも１９７７年１１月
２２日に特許され本願出願人に譲渡されている。上記両
特許の開示によると、二酸化炭素や窒素や空気のような
ガスを加圧してガスと溶融熱可塑性材料とを歯車ポンプ
の歯間空間を通すことによってガス全溶融熱可塑性材料
に溶解させる。こうしてできた溶融熱可塑性材料とガス
との溶体はその後吐出ガンに送られる。この溶体がガン
のノズルから放出されると、ガスは溶体から出てゆき、
溶融熱可塑性材料発泡体を生成する。

米国特許第４，　２６４，　２１４号は１９８１年４月
２８日に特許され本願出願人に譲渡されているものであ
るが、この特許には、上述Ωものとは異なった溶融熱可
塑性材料発泡体生産装置が開示されている。この装置で
は、吐出器のノズルの直近に歯車モータが配置され、溶
融熱可塑性材の圧力によってこのモータの歯車を回転し
、これにより歯車の歯間空間に導入されたガスを溶融熱
可塑性材料に溶解させる。このガスと液体との溶体が吐
出器のノズルから放出されると、ガスが液体から出現し
て「ホットメルト」発泡体を生成する。

上述した三つの特許に開示された装置はいずれも、ガス
・液体溶体を吐出器のノズルから吐出しホットメルト発
泡体を生成する前工程として、ガスを溶融熱可塑性材料
に溶解させるのに歯車モータ又は歯車ポンプを必要とし
ている。

このモータ駆動ポンプやモータは、大きく、重くかつま
た高価格でアシ、このため、上記特許の装置には適用で
きないといった問題がある。更に、上記特許の器具では
吐出器ノズルからの発泡材料流を均質にするのが困難と
なることが多い。

また米国特許第４．３９６．５２９号は、１９８３年８
月２日に特許され、本出願人に譲渡されているものであ
るが、この特許に開示された装置は、吐出器からの溶融
熱可塑性材料・ガスの流れを制御する弁部材以外はポン
プやモータなどの可動部品を全く使用することなく、溶
融熱可塑性材料発泡体を生成するものである。この特許
の開示によると、ガスは加圧溶融熱可塑性材料よりも高
圧でもって、吐出器の直近の上流から吐出器に供給され
る。このガスは、溶融熱可塑性材料流の流通方向てほぼ
直角方向に延びた複数の微細通路を通って、吐出器全流
れる溶融熱可塑性材料中に導入される。このガス導入地
点での吐出器内液体速度は、かなり高速であるので、ガ
ス流を微細な泡罠分裂させて液体中に均質に分散させる
。

この微細泡を含有した液体流は、その後、吐出器のノズ
ルの狭い放出オリフィスから放出され、溶融熱可塑性材
料発泡体を生成する。

この最後に述べた特許に開示された静的発泡器は、それ
以前に述べた三つの特許に開示された歯車モータ又は歯
車ポンプ使用の発泡器よシもかなシ安価であるが、生成
される発泡体の品質や一様性は、必ずしも必要とされる
レベルを満たしていない。更にこの静的発泡器は、大き
さや価格的にも必ずしも満足のいくものではない。

そこで本発明の目的は、高品位かつ一様なガス含有溶融
熱可塑性材料流を生成する安価な静的発泡器全提供する
ことである。

本発明の別の目的は、溶融熱可塑性材料流用の吐出ガン
を発泡状態の溶融熱可塑性材料流用の吐出ガンに変換す
るために溶融熱可塑性材料用の吐出ガンの端部に付加さ
れる付属装置を提供することである。

こｎらの目的全達成する為に、本発明は、吐出ガンとこ
のガンのノズルとの間を流れる溶融熱可塑性材料流中に
ガス全導入し、その後このガス・溶融熱可塑性材料混合
物をガンノズルに内蔵された焼結金属インサートを通過
させるものである。

ガス・溶融熱可塑性材料混合物は、焼結金属インサート
を通過するとき直ちにほとんど混合され、その通過後に
ノズルの出口オリフィスから押し出され放出されて、高
品質の発泡体になる。

本発明の利点の第１は、高品質の溶融熱可塑性材料発泡
体を生成するのに従来必要とされていた多数の高価格器
具を必要としない点である。本発明の別の利点は、極め
て短かい流路内で高品質発泡体を生成できる点であり、
具体的ては、ガスと溶融熱可塑性材料と金ノズル及びノ
ズルアダプタの全長内で完全に混合できる点である。こ
の為、器具を極く少数付加するだけで、接着剤溶融熱可
塑性材料吐出器を溶融液体材料用から発泡された溶融液
体材料用に変換することができる。

これらの諸口的・利点及びその他の目的・利点は、図面
を参照した以下の説明から更に明らかになるであろう。

第１及び第２図において、溶融熱可塑物吐出ガン、所謂
「ホットメルト」吐出ガン１゜は仮想的に示されている
。図示のガンは、市販品で１）米国特許第４．００６．
８４５号に充分に開示されているので、詳細はこの米国
特許に譲ることにする。

ガン１０は把持部１１を有し、この把持部１１には弁（
不図示）作動用の手動操作トリガー１２が設けられ、こ
れはガン内を流ｎる溶融熱可塑性材料即ち「ホットメル
トコ材料を制御する。高圧溶融熱可塑性材料は、供給源
１３から圧力調整器１４を介し公知の加熱されるホース
１５全通ってガン１０に供給される。この溶融熱可塑性
材料は、ガンに内蔵された弁（不図示）が開放されると
ガン内を流れる。この弁の開放時、溶融熱可塑性材料は
、ガン１０の前方端に取付けられたアダプタ２０の軸方
向液体流通路２１に流入しそこ全通過する。

このアダプタ２０は、第２図に詳細を示すように後端に
オネジ部を有し、このオネジ部はガン１０のネジ部に螺
合している。上記軸方向液体流通路２１は、アダプタ２
ｏの前方端において、大径の予混合室２３内に開口して
いる。軸方向液体流通路２１を通って予混合室２３に供
給された溶融熱可塑性材料は、この予混合室内で、ガス
と予め混合される。

この混合用ガスとしては、公知のもの即ち、空気、二酸
化炭素、窒素のいずれがが使用される。アダプタ２０内
の膚方向通路２４は予混合室２３の上流においてアダプ
タの軸方向液体流通路２１に交差しており、この横方向
通路２４全通って上記ガスが予混合室２３に供給される
。横方向通路２４は、アダプタの孔２５と公知ガスライ
ン継手２６とガス導管２７とを介して高圧ガス供給源２
８に接続されている。導管２７は圧力調整器弁２２を有
し、この弁２２は、アダプタ２０に供給されるガスの圧
力全溶融熱可塑性材料の圧力よりも高圧に保つ働きをす
る。溶融熱可塑性材料は、材料の最適塗布温度の外にそ
の材料自身及びその溶熱温度に応じて、通常約３００〜
７００ｐＳｉ（ポンド／平方インチ）の圧力でガン１０
に供給される。導管２７を介してアダプタ２０に供給さ
れたガスは溶融材料の圧力よりも高圧に保持されている
ので、溶融材料が通路２４を介して導管２７内に逆流す
ることはない。実際には、ライン２７内のガス圧は通常
、導管２１内の液体圧力よシも約１００　ｐｓｉ高い圧
力に保持されている。

アダプタ２０の前方端には、ノズル取付用オネジ部３０
が形成されている。ノズル３１け後端てメネジ部が形成
され、アダプタ２゜の前方端オネジ３０に螺合されてい
る。軸方向空洞３３がノズルの後方端からノズル前方端
の放出オリフィス３２へ延在しておシ、コの空洞３３は
、第２図に明示するようにその後方端から放出オリフィ
ス３２の方へ内方に先細り形状に形成されている。この
先細シ空洞３３内ては焼結金属インサート３５が収容さ
れている。このインサート３５は、好適実施例では粒径
が１００ミクロン（０，１Ｍ　）の焼結金属ステンレス
鋼から作られているが、しかし溶融熱可塑性材料が比較
的自由に流通できる粒径であるならば、インサート３５
として任意の焼結金属を使用することができる。

尚、この焼結金属インサートとして使用する材料及びそ
の多孔度は、このインサートによって発泡される溶融熱
可塑性材料によって決定されることは言うまでもない。

インサート３５の前方端は、ノズル３１の放出オリフィ
ス３２の手前に位置しているので、このインサート３５
の前方壁３８と放出オリフィス３２の後方端３９との間
には比較的小さな後段混合空洞３７が形成されている。

上述した構成の発泡装置の作用全以下に説明する。溶融
熱可塑性接着材は、供給源１３から圧力調整器弁１４を
介してガン１ｏに供給される。このガン１０に供給され
る溶融熱可塑性材料の圧力は、弁１４の所で測って通常
約３００〜７００　ｐ、ｓ、ｉとなるように定められて
いる。溶融熱可塑性材料の供給と同時に、ガスが加熱状
態又は非加熱状態で供給源２８から圧力調整器弁２２を
介してアダプタ２゜のガス入口通路２４に供給される。

溶融熱可塑性材料は、ガン１０のトリガーを作動すると
、アダプタの軸方向液体流通路２１ｆ！：流通して、横
方向通路２４からのガスと混合される。こうして作られ
たガス・液体混合物は、予混合室２３内で予混合された
後に焼結金属インサート３５内を通過することになる。

このインサート３５は多孔性であるので、溶融熱可塑性
材料はこのインサート？貫通通過することができる。溶
融熱可塑性材料とガスは、この焼結金属インサート３５
内を通過する間に完全に混合され、その後に後段混合室
３７に流入しこの室３７からノズルの放出オリフィス３
２を通って吐出される。ガスと溶融熱可塑性材料との混
合物は、放出オリフィス３２から吐出されると、膨張し
て非常に均質な溶融熱可塑性材料発泡体となる。

以上の説明から明らかなように、本発明の利点の第１は
、はんのわずかの器具を追加するだけ、具体的には、ア
ダプタ２ｏと、焼結金属インサート内蔵ノズル３１と、
アダプタのガス入口に接続された高圧ガス供給源とを追
加するだけで、非発泡溶融熱可塑性材料用吐出器を発泡
溶融熱可塑性材料用吐出器に変換することができる点で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明部分を含む吐出装置ｋ　一部想像線で
描いた側面図、 第２図は、第１図て実線で示したノズルの縦断面図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融熱可塑性材料発泡体の生成方法において、溶融
   熱可塑性材料とガスとを別々に 加圧し、この加圧された溶融熱可塑性材料 とガスとを夫々別々の通路を介してノズル アッセンブリ内の第１予混合室に流入させ ることと、 上記予混合された溶融熱可塑性材料とガ スとの混合物を上記ノズルアッセンブリの 第２室内の焼結金属インサート内を通過さ せることと、 上記第２室からのガス・液体混合物を、 上記ノズルアッセンブリの放出オリフィス を介して大気中に放出して、上記溶融熱可 塑性材料の発泡体を生成することと、 を具備することを特徴とする方法。 ２　上記溶融熱可塑性材料とガスとの混合物を、上記焼
   結金属インサートの通過後であ つて上記放出オリフィスの通過前に、上記 ノズルアッセンブリの第３の後段混合室を 通過させることを更に含むことを特徴とす る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　上記予混合室に流入する前の溶融熱可塑性材料とガ
   スの圧力が数１００ポンド／平 方インチとなるように、上記溶融熱可塑性 材料とガスとを別々に加圧することを含む ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に 記載の方法。 ４　ノズルアッセンブリを有し、溶融熱可塑性材料発泡
   体を生成する装置において、 上記ノズルアッセンブリが、放出オリフ ィスと；この放出オリフィスの上流側に、 予混合室と焼結金属インサート収容室とを 形成する手段と；上記焼結金属インサート 収容室に内蔵された焼結インサートと；ガ ス流と溶融熱可塑性材料流とを別々に加圧 して両流を上記予混合室に流入させる加圧 手段とを具備し、上記ガスと溶融熱可塑性 材料は、上記予混合室と上記焼結金属イン サートと上記放出オリフィスとを順次通過 して上記溶融熱可塑性材料の発泡体を生成 することを特徴とする溶融熱可塑性材料発 泡体生成装置。 ５　上記ノズルアッセンブリは、上記焼結金属インサー
   ト収容室の下流側に配置された 後段混合室を更に具備し、上記溶融熱可塑 性材料とガスは、上記焼結金属インサート の通過後であつて上記放出オクフィスの通 過前に、上記後段混合室を通過することを 特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の 装置。 ６　上記加圧手段は上記溶融熱可塑性材料流と上記ガス
   流とを少なくとも数１００ポン ド／平方インチの圧力にまで加圧すること を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載 の装置。 ７　溶融熱可塑性材料発泡体を生成するノズルアッセン
   ブリにおいて、 予混合室を内蔵するノズルアダプタと、 上記アダプタ内に形成され、溶融熱可塑 性材料とガスとを上記予混合室に流入させ る第１及び第２通路と、 空洞とこの空洞の一端に設けられた放出 オリフィスとを有するノズルと、 上記空洞に収容された焼結金属インサー トと、 を具備し、上記ノズルは、上記予混合室 が上記ノズル空洞に開口するように上記ア ダプタに固着され、上記アダプタの上記第 １及び第２通路に供給された溶融熱可塑性 材料とガスは、上記予混合室において予混 合され、上記焼結金属インサートを通過し、その後、上
   記ノズル放出オリフィスから大 気中に放出され、上記溶融熱可塑性材料の 発泡体を生成することを特徴とするノズル アッセンブリ。 ８　上記ノズルは、上記焼結金属インサートの流出端と
   上記放出オリフィスとの間に後 段混合室を更に具備することを特徴とする 特許請求の範囲第７項に記載のノズルアッ センブリ。