KR100841216B1 - 접착제 도포기용 노즐 - Google Patents

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KR100841216B1
KR100841216B1 KR1020070031278A KR20070031278A KR100841216B1 KR 100841216 B1 KR100841216 B1 KR 100841216B1 KR 1020070031278 A KR1020070031278 A KR 1020070031278A KR 20070031278 A KR20070031278 A KR 20070031278A KR 100841216 B1 KR100841216 B1 KR 100841216B1
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resin
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KR1020070031278A
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이재은
김호용
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서훈산업유한회사
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Abstract

본 발명은 LNG 수송선 또는 LPG 수송선 등의 특수선박의 화물창 내 벽면에 설치되는 단열패널 등의 접착공사에 사용되는 접착제 도포기에 관한 것으로서 이종의 액을 혼합하여 사용하는 혼합식 접착제의 도포기에 관한 것이다. 본 발명에서는 합성수지 접착제를 선박용 패널 등에 도포하기 위한 접착제 도포기에 있어서, 내부에 접착용 수지의 유동을 위한 수지 유로(150a)와 경화제의 유동을 위한 경화제 유로(150b)가 각각 별개로 분리되어 형성되는 도포기 본체(190), 밸브헤드(122a)와 이에 연결되는 밸브로드(124a)로 구성되고, 상기 수지 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 수지의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124a)의 일단이 상기 본체의 상부에 마련되는 에어 실린더(110a)의 실린더 로드(114a)에 결합하는 수지 유로 개폐밸브(120a), 밸브헤드(122b)와 이에 연결되는 밸브로드(124b)로 구성되고, 상기 경화제 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 경화제의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124b)의 일단이 상기 수지용 에어 실린더(110a)와는 별도로 상기 본체의 상부에 마련되는 경화제용 에어 실린더(110b)의 실린더 로드(114b)에 결합하는 경화제 유로 개폐밸브(120b), 원추 형상의 밸브헤드(142a)와 이에 연결되는 밸브니들(144a)로 구성되며, 상기 수지 유로 개폐밸브 하방의 수지 유로 상에 설치되어 직선이동함으로써 수지의 토출량을 조절하는 수지 토출량 조절밸브(140a), 원추 형상의 밸브헤드(142b)와 이에 연결되는 밸브니들(144b)로 구성되며, 상기 경화제 유로 개폐밸브 하방의 경화제 유로 상에 상기 수지 토출량 조절밸브와 대향하여 설치되어 직선이동함으로써 경화제의 토출량을 조절하는 경화제 토출량 조절밸브(140b) 및 상기 본체의 하단부에 형성되는 토출포트(194)에 결합하는 것으로서 중공관 형상의 혼합관(162) 내주면에 혼합관의 중심축에 대하여 경사를 가지는 다수의 혼합날개(164)가 상기 혼합관의 길이방향을 따라 서로 엇갈리게 교번하여 돌출 형성되는 노즐 관체(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착제 도포기가 제공된다.
LNG 운반선, 화물창, 단열패널, 접착제 도포기, 노즐, 접착용 수지, 경화제, 유로 개폐밸브, 토출량 조절밸브, 투입포트, 토출포트, 혼합관, 혼합날개, 에어실린더, 스프링

Description

접착제 도포기용 노즐 {A nozzle for resin adhesive dispenser}
도 1 및 도 2는 종래의 선박용 패널 접착제 도포기의 예들을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 접착제 도포기의 종단면도.
도 4는 본 발명의 노즐관체를 포함한 도포기 단부의 종단면도.
도 5는 도 4의 노즐관체의 부분 종단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 도포기 110: 실린더
114: 실린더 로드 120a,120b: 유로 개폐밸브
126: 개폐밸브 시트 130: 스프링
140a,140b: 토출량 조절밸브 141: 조절밸브 시트
147: 토출량 조절장치 150a: 수지 유로
150b: 경화제 유로 162: 혼합관
164: 혼합날개 166: 혼합액용 오리피스
168: 수지용 오리피스
본 발명은 LNG 또는 LPG 등의 특수화물 운송선의 화물창 내 벽면에 설치되는 단열패널 등의 접착에 사용되는 접착제 도포기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착제 수지 펌프 및 경화제 펌프로부터 압송된 액제를 혼합하여 단열패널 등에 도포하기 위한 접착제 도포기에 관한 것이다.
LNG 또는 LPG 등의 극저온 화물 등을 수송하는 특수선박의 화물창 내부 바닥면과 벽면 등에는 일반적으로 우레탄 등의 단열 소재로 된 단열패널 등이 설치되고 그 위에 특수금속판 등으로 용접하여 마감을 하게 된다. 이러한 선박건조용 내부 단열패널 등은 그 크기가 수십 센티미터에서 몇 미터에 이르기까지 다양하며 통상적으로는 그 사이즈가 꽤 큰 편이며 화물창의 규모 또한 매우 대규모로 설계된다.
도 1 및 도 2는 종래의 특수선박용 패널 등의 접착제 도포기의 일 예를 보인 도면이다. 도 1은 등록실용신안 제369765호 "실린더 구조를 갖는 접착제 도포장치"에 관한 것이고, 도 2는 등록실용신안 제368971호 "판넬부재용 접착제 도포장치"에 관한 것이다. 도 1의 접착제 도포장치는 기본적으로 튜브(10), 노즐(11), 캡(25), 지지기구(23), 브래킷(24) 및 스위치(35)로 구성되는데, 접착제를 충진한 튜브(10)를 장착한 후 밸브(미도시)가 형성된 상기 가압기구(30)에 호스(36)에 압축기 등 유체공급기구(미도시)를 연결하여 유압으로 접착제를 밀어내어 도포하는 장치이다.
도 2의 도포장치는 기본적으로 좌우가 캡(82)으로 막힌 분기식 횡관 모양을 가지는 토출부재(80)로 구성되며 상기 토출부재(80)의 저면부에 아령 형상의 토출구(81)를 마련한 것이다. 이 장치에서는 결합관(71)에 연결되는 접착제 공급기구 부(미도시)에서 공급받은 접착액제가 머물 수 있는 공간인 수집홈(72)이 토출부재(80) 상부에 별도로 마련되는 점에 특징이 있다고 할 수 있다.
이와 같은 종래의 접착제 도포기는 단일한 종류의 접착제를 위주로 설계되어 이종의 접착재료를 혼합하여 도포하는 경우에는 적당치 않으며, 혼합재료를 충진하여 사용하는 경우에도 미리 혼합된 것을 사용해야 하므로 접착제가 굳어져서 단 기간에 시공을 끝내야 하는 단점이 있다. 통상적으로 특수 선박용 화물창의 규모가 대형이므로 사용되는 단열패널의 크기나 수도 대형이고 다량이므로 이러한 특수 선박용으로는 적합치 않은 것이다. 게다가 종래의 접착제 도포기는 도포기 자체에서 도포 되는 접착제의 양을 조절하기 어려우므로 변화되는 작업환경에 대응하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 도포기의 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는 이종의 재료를 혼합하여 사용하는 혼합식 접착제용 도포기에 있어서 각 접착제 재료의 토출량 및 혼합비율을 자유자재로 조절이 가능하도록 함으로써 작업환경이나 단열패널의 상황에 따라 최적의 시공효율의 달성이 가능하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도포기의 단부에 설치되는 노즐관체의 내부 형상을 개선함으로써 이종의 접착재료가 별도의 인위적 과정이 없이도 토출과정 중에 자연스럽고도 충분하게 혼합되게 함으로써 접착제가 가지는 최고의 성능을 발휘하도록 하는 것이다.
전술한 기술적 과제하에서 착안된 본 발명에서는 합성수지 접착제를 선박용 패널 등에 도포하기 위한 접착제 도포기에 있어서, 내부에 접착용 수지의 유동을 위한 수지 유로(150a)와 경화제의 유동을 위한 경화제 유로(150b)가 각각 별개로 분리되어 형성되는 도포기 본체(190), 밸브헤드(122a)와 이에 연결되는 밸브로드(124a)로 구성되고, 상기 수지 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 수지의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124a)의 일단이 상기 본체의 상부에 마련되는 에어 실린더(110a)의 실린더 로드(114a)에 결합하는 수지 유로 개폐밸브(120a), 밸브헤드(122b)와 이에 연결되는 밸브로드(124b)로 구성되고, 상기 경화제 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 경화제의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124b)의 일단이 상기 수지용 에어 실린더(110a)와는 별도로 상기 본체의 상부에 마련되는 경화제용 에어 실린더(110b)의 실린더 로드(114b)에 결합하는 경화제 유로 개폐밸브(120b), 원추 형상의 밸브헤드(142a)와 이에 연결되는 밸브니들(144a)로 구성되며, 상기 수지 유로 개폐밸브 하방의 수지 유로 상에 설치되어 직선이동함으로써 수지의 토출량을 조절하는 수지 토출량 조절밸브(140a), 원추 형상의 밸브헤드(142b)와 이에 연결되는 밸브니들(144b)로 구성되며, 상기 경화제 유로 개폐밸브 하방의 경화제 유로 상에 상기 수지 토출량 조절밸브와 대향하여 설치되어 직선이동함으로써 경화제의 토출량을 조절하는 경화제 토출량 조절밸브(140b) 및 상기 본체의 하단부에 형성되는 토출포트(194)에 결합하는 것으로서 중공관 형상의 혼합관(162) 내주면에 혼합관의 중심축에 대하여 경사를 가지는 다수의 혼합날개(164)가 상기 혼합관의 길이방향을 따라 서로 엇갈리게 교번하여 돌출 형성되는 노즐 관체(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착제 도포기가 제공된다.
여기서, 상기 수지 토출량 조절밸브 및 경화제 토출량 조절밸브는 나사식으로 구성되는 수동식 밸브 및 전기적인 신호에 의하여 작동하는 전자식 밸브 중에서 선택되는 어느 하나로 할 수 있다.
상기 각 실린더 로드(114a,114b)의 일단은 상기 본체에 고정되는 각 스프링(130a,130b)에 연결되어 장력 조절되도록 하는 것이 바람직하다.
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이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리를 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 기술에서는 단일의 도포기 본체 내에서 접착제 수지용 구성과 경화제용 구성이 서로 동일한 부분이 있으므로 동일한 기능을 수행하는 동일한 형상의 구성요소에 대해서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 접착제 도포기의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 노즐관체를 포함한 도포기 단부의 종단면도이며, 도 5는 도 4의 노즐관체의 부분 종단면도이다.
도시한 것처럼, 본 발명의 접착제 도포기(100)는 크게 보면 도포기 본체(190), 상기 본체(190) 내부에 마련되는 유로 개폐밸브(120a,120b), 상기 각 유로 개폐밸브(120a,120b)의 하방에 각각 마련되는 토출량 조절밸브(140a,140b) 및 상기 본체(190)의 단부에 결합하는 노즐관체(160)를 포함하여 구성된다. 본 발명에서 사용하는 접착제로는 접착용 수지와 경화제를 혼합하여 사용하는 것이 채택되는데 주로 에폭시 계열의 수지(epoxy resin)와 경화제를 혼합하여 사용하게 되나 이에 한정하지 않으며 이종의 재료를 혼합하여 사용하는 접착제이면 모두 본 발명의 적용이 가능하다.
상기 본체(190)의 내부에는 접착용 수지재료가 통과하는 수지 유로(150a) 및
경화제가 통과하는 경화제 유로(150b)가 형성된다. 상기 본체(190)의 측방에는 외부의 수지 펌프(미도시)로부터 압출된 수지가 공급되는 부분인 수지 투입포트(192a) 및 경화제 펌프(미도시)로부터 압출된 경화제가 공급되는 부분인 경화제 투입포트(192b)가 형성된다. 도시하지는 않았으나 수지액과 경화제액은 각각 별개의 펌프에 의하여 상기 투입포트(192a,192b)에 연결되는 호스(미도시)를 통하여 상기 도포기(100)에 송출된다. 상기 수지 유로 개폐밸브(120a) 및 경화제 유로 개폐밸브(120b)는 각각 상기 수지 유로(150a) 및 경화제 유로(150b) 상에 설치된다. 상기 유로 개폐밸브(120a,120b)는 각각 밸브헤드(122a,122b) 및 밸브로드(124a,124b)로 구성되는데 상기 밸브로드(124a,124b)는 상기 유로 개폐밸브(120a,120b)의 상단부에 마련되는 에어 실린더(110a,110b)의 실린더 로드(114a,114b)에 각각 연결된다. 상기 실린더 로드(114a,114b)는 그 상부에 설치되는 스프링(130a,130)에 각각 연결되어 탄성력을 받도록 구성된다. 즉, 에어 실린더(110a,110b)의 동작에 의하여 상기 유로 개폐밸브(120a,120b)가 유로의 차폐작용을 하며 상기 실린더 로드(112a,112b)에 결합된 스프링(130a,130b)은 상기 유로 개폐밸브(120a,120b)가 급격하게 작동되는 것을 방지하여 에어 실린더(110)의 작동으로 인한 충격 등을 완화하기 위한 것이다. 상기 스프링(130a,130b)의 탄성력은 스프링 장력조절장치(132)에 의하여 조정된다. 미설명된 부호 134는 스프링의 신장과 수축을 안내하기 위한 스프링 가이드이고, 111은 실린더 튜브, 112는 실린더 커버, 113은 실린더의 피스톤 헤드를 나타낸 것이며, 126은 유로 개폐밸브(120a,120b)의 밸브시트를 나타낸 것이다. 또한 미설명 부호 128은 액제 수용부를 나타낸 것이다. 유로 개폐밸브(120a,120b)의 밸브로드(124)의 외주면과 본체(190) 사이에는 V-팩킹(129)이 설치되는데 이는 수지나 경화제가 에어 실린더(110a,110b) 쪽으로 역류하는 것을 방지하여 밀봉하는 역할을 부여하기 위한 것이다.
상기 수지 유로 개폐밸브(120a) 및 경화제 유로 개폐밸브(120b)를 각각 통과한 수지 및 경화제는 상기 토출량 조절밸브(140a,140b)에 의하여 그 토출량이 조절되어 본체(190)의 하단부에 형성되는 토출포트(194)에서 혼합된다. 상기 수지 토출량 조절밸브(140a) 및 경화제 토출량 조절밸브(140b)는 각 구성이 서로 동일한 것이 바람직하며 본 실시예에서도 그 구성이 동일하다. 즉, 상기 각 토출량 조절밸브(140a,140b) 각각은 밸브헤드(142a,142b)와 밸브니들(144a,144b)로 구성되는 니들 밸브인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 밸브니들(144a,144b)이 나사부가 형성된 볼트 타입의 토출량 조절장치(147)에 결합하여 상기 토출량 조절장치(147)를 회전시킴으로써 토출량 조절밸브(140a,140b)를 나사이동시켜 수지 및 경화제의 토출량을 조절할 수 있도록 구성된 수동식 타입을 예로 들었다. 그러나, 상기 토출량 조절밸브(140a,140b) 각각은 전기적인 신호에 의하여 작동하는 전자식 밸브로 구성될 수도 있다. 즉, 상기 밸브니들(144a,144b)을 에어 실린더 장치 등에 연결하거나 상기 토출량 조절장치(147)의 볼트 머리부를 기어타입으로 하여 외부에서 전기적인 신호에 의하여 회전력을 전달하도록 할 수 있는 것이다. 이러한 전자식 밸브로는 동일한 기능을 수행할 수 있도록 공지된 다양한 형태의 것이 알려져 있으므로 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 만일 상기 토출량 조절밸브(140a,140b)를 전자식으로 하는 경우에는 상기 도포기(100)와 수지 및 경화제 펌프(미도시)를 연결하는 각각의 호스에 비접촉식 유량측정기를 설치하여 수지 및 경화제의 토출량 및 혼합비율을 자동으로 조절할 수 있게 된다. 물론 이때 상기 유량측정기 및 상기 전자식 밸브는 제어 프로그램이 내장된 제어장치에 의하여 콘트롤될 것이다. 미설명된 부호 141은 조절밸브 시트이고 146은 풀림방지 너트이며, 148은 니들 가이드이다.
도시한 것처럼, 상기 각 토출량 조절밸브(140a,140b)는 각 유로 개폐밸브(120a,120b)의 하방에 서로 대향하도록 위치하는 것이 바람직하며, 특히 본 실시예에서는 상기 수지 토출량 조절밸브(140a)가 상기 경화제 토출량 조절밸브(140b)보다 상부에 어긋나게 위치하고 있다.
상기 각 토출량 조절밸브(140a,140b)를 통과한 수지 및 경화제는 토출포트(194)에서 만나게 된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 토출포트(194)의 내주면 상단부에는 수지가 통과하기 위한 수지용 오리피스(168)가 설치되며, 토출포트(194)의 하방 출구쪽에는 수지와 경화제가 혼합된 혼합액용 오리피스(166)가 설치된다. 상기 토출포트(194)의 내주면에는 나사부를 형성하고 상기 각 오리피스(166,168)가 이에 나사결합되도록 각 오리피스(166,168)는 외주면에 나사산이 형성되는 니플 형식으로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 혼합액용 오리피스(166)의 단부에는 노즐관체(160)가 결합한다. 본 발명에서는 토출포트(194)에서 만난 수지 및 경화제가 상기 혼합액용 오리피스(166)를 통과하면서 1차적으로 혼합된다. 에폭시 수지 및 경화제 등의 이종의 재료가 혼합된 접착제의 경우에는 그 혼합의 적정성과 혼합비율 및 시공시간이 접착 대상 부재의 접착효율을 좌우하게 되므로 본 발명에서는 상기 수지와 경화제의 혼합을 최적화하기 위하여 노즐관체(160) 내부의 형상을 개선하였다. 상기 노즐관체(160)는 내부에 중공부가 형성되는 긴 관모양의 혼합관(162)과 상기 혼합관(162)의 내주면 에 돌출 형성되는 다수의 혼합날개(164)로 구성된다. 상기 혼합날개(164)는 노즐관체(160)의 상부에서 내려다 보면 마치 선풍기 날개와 같은 형상을 하게 된다. 즉, 상기 혼합날개(164)는 토출포트(194)의 방향을 윗방향이라고 볼 때 서로 마주하는 두 날개가 하나(164a)는 혼합관의 중심축에 대하여 경사지게 상향으로 형성되며 다른 하나(164)는 혼합관의 중심축에 대하여 경사지게 하향으로 형성된다. 그 아래에는 상기 두 날개와 각각 90도를 이루도록 두개의 날개가 배치되고 동일한 방식으로 형성된다. 이러한 대향하는 날개의 조합은 상기 노즐관체(160)의 길이방향을 따라 종에서 하로 연속적으로 교번하여 다수개가 형성된다. 이러한 혼합날개의 구성은 상기 수지 및 경화제의 혼합을 더욱 완전하게 하기 위한 것이며, 본 발명의 혼합날개는 나선형 또는 회전형으로 불릴 수 있으며 본 발명의 노즐관체를 구체화하는 과정에서 상기 혼합날개의 형상은 다양하게 변화가 가능한 부분이다. 즉, 본 발명에서 노즐관체의 요지는 혼합액이 지그재그 또는 나선형의 궤적을 그리며 노즐에서 혼합된 후 단열패널 등에 도포된다는 점이다. 상기 노즐관체(160)에서 혼합액을 밀어내는 압력은 미도시한 수지 펌프 및 경화제 펌프에서 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 도포기에 의하면 수지 및 경화제 등의 이종의 재료를 사용하여 접착제를 도포할 수 있으며, 도포기 내에서 수지 및 경화제의 혼합을 자연스럽게 이루어지게 하므로 미리 혼합된 혼합액을 사용할 필요가 없으며 그에 따라 혼합액이 굳어져서 못쓰게 되는 현상을 방지할 수 있으며 오랫동안 사용이 가능하다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 도포기에서는 수지 및 경화제 각각의 토출량이나 혼합비율 등을 간단히 조절할 수 있게 되어 주어진 사용환경이나 필요에 따라 최적의 상태로 수지와 경화제를 혼합하여 사용할 수 있으며, 따라서 접착시공의 신뢰도를 크게 향상시길 수 있게 된다.
게다가, 노즐관체 내부의 형상을 크게 개선함으로써 수지와 경화제 등의 이종의 재료가 별다른 인위적 부가절차 없이도 자연스럽고 적합한 비율로 혼합되도록 함으로써 시공속도뿐만 아니라 작업의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 합성수지 접착제를 선박용 패널 등에 도포하기 위한 접착제 도포기에 있어서,
    내부에 접착용 수지의 유동을 위한 수지 유로(150a)와 경화제의 유동을 위한 경화제 유로(150b)가 각각 별개로 분리되어 형성되는 도포기 본체(190);
    밸브헤드(122a)와 이에 연결되는 밸브로드(124a)로 구성되고, 상기 수지 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 수지의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124a)의 일단이 상기 본체의 상부에 마련되는 에어 실린더(110a)의 실린더 로드(114a)에 결합하는 수지 유로 개폐밸브(120a);
    밸브헤드(122b)와 이에 연결되는 밸브로드(124b)로 구성되고, 상기 경화제 유로의 상부에 설치되어 직선운동함으로써 경화제의 유동을 단속하기 위한 것으로서 상기 밸브로드(124b)의 일단이 상기 수지용 에어 실린더(110a)와는 별도로 상기 본체의 상부에 마련되는 경화제용 에어 실린더(110b)의 실린더 로드(114b)에 결합하는 경화제 유로 개폐밸브(120b);
    원추 형상의 밸브헤드(142a)와 이에 연결되는 밸브니들(144a)로 구성되며, 상기 수지 유로 개폐밸브 하방의 수지 유로 상에 설치되어 직선이동함으로써 수지의 토출량을 조절하는 수지 토출량 조절밸브(140a);
    원추 형상의 밸브헤드(142b)와 이에 연결되는 밸브니들(144b)로 구성되며, 상기 경화제 유로 개폐밸브 하방의 경화제 유로 상에 상기 수지 토출량 조절밸브와 대향하여 설치되어 직선이동함으로써 경화제의 토출량을 조절하는 경화제 토출량 조절밸브(140b); 및
    상기 본체의 하단부에 형성되는 토출포트(194)에 결합하는 것으로서 중공관 형상의 혼합관(162) 내주면에 혼합관의 중심축에 대하여 경사를 가지는 다수의 혼합날개(164)가 상기 혼합관의 길이방향을 따라 서로 엇갈리게 교번하여 돌출 형성되는 노즐 관체(160)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접착제 도포기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지 토출량 조절밸브 및 경화제 토출량 조절밸브는 나사식으로 구성되는 수동식 밸브 및 전기적인 신호에 의하여 작동하는 전자식 밸브 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접착제 도포기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 각 실린더 로드(114a,114b)의 일단은 상기 본체에 고정되는 각 스프링(130a,130b)에 연결되어 장력 조절되는 것을 특징으로 하는 접착제 도포기.
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