KR102476413B1 - 접착제 분배 모듈 및 액체 접착제의 복수의 액적의 분무 방법 - Google Patents

접착제 분배 모듈 및 액체 접착제의 복수의 액적의 분무 방법 Download PDF

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Abstract

접착제 분배 모듈 및 액체 접착제의 복수의 액적의 분무 방법은 디스펜서 조립체 및 노즐을 포함한다. 노즐은 노즐 몸체, 확산 배플, 및 적어도 하나의 채널을 포함한다. 노즐 몸체는 액체 디스펜서를 방출하기 위한 노즐 출구를 포함하고, 적어도 부분적으로 가스 입구, 가스 출구 및 그 사이에서 연장하는 가스 통로를 형성한다. 확산 배플은 가스 통로 내에 배치되어 확산 챔버 및 통합 챔버를 형성한다. 적어도 하나의 채널은 확산 배플을 통해 연장하여 확산 챔버를 통합 챔버와 유체 소통하게 연결시키며, 확산 챔버 내에 수용되는 가압 가스를 제한하고, 가압 가스를 사전 결정된 유동 분배에 따라 통합 챔버 내로 분배한다. 이에 의하여 가압 가스는 사전 결정된 패턴에 따라 액체 접착제의 복수의 액적을 분무한다.

Description

접착제 분배 모듈 및 액체 접착제의 복수의 액적의 분무 방법{ADHESIVE DISPENSING MODULE AND METHOD OF SPRAYING A PLURALITY OF DROPLETS OF A LIQUID ADHESHIVE}
본 발명은 대체로 접착제 분배 모듈 및 가압 가스로 액체 접착제의 복수의 액적을 분무하는 방법에 관한 것으로서, 특히 사전 결정된 패턴에 따라 가압 가스로 액체 접착제를 분무하는 노즐에 관한 것이다.
분배 노즐은 통상 제품을 제조하고 제품을 포장하기 위한 다양한 분배 응용예에서 핫멜트(hot melt) 액체 접착제와 같은 점성 액체를 분배하는데 사용되고 있다. 종래의 분배 모듈은 분배 모듈로부터 액체 접착제의 유동 및 방출을 조절하는 전기 구동식 밸브 조립체 또는 전자-공압 구동식 밸브 조립체를 갖는 분배용 조립체를 포함한다. 밸브는 분배 모듈의 노즐 내에서 밸브 시트에 대해 니들 팁(needle tip)을 선택적으로 변위하기 위해 분배용 조립체 내에서 이동가능한 밸브 요소를 포함한다. 다음에, 액체 접착제가 노즐로부터 방출된다. 또한 노즐은 가압 가스를 수용하고, 가압 가스를 액체 접착제 주위에 방출하여 원형 패턴과 같은 패턴에 따라 복수의 액적로서 액체 접착제를 분무한다.
종래 노즐은 가압 가스를 분배 모듈을 통과하여 노즐을 향해 가는 루트를 따라 보내기 위해 자주 노즐 내에 비대칭으로 위치된 가스 입구를 통해 가압 가스를 수용한다. 그러한 루트를 따르는 것은 노즐의 중심부를 통해 밸브 요소가 돌출하는 것을 회피하기에는 편리하지만, 반면에 가압 가스가 불균일하게 노즐을 통해 흐르는 경향이 있다. 특히, 가스 출구를 향해 흐르는 가압 가스는, 상기 가압 가스가 가스 출구에 도달할 때, 일관성없는 공기 속도 및 일관성없는 압력 분배에 노출되기 쉽다. 예를 들어, 가스 입구는 가스 통로의 한 단부에 위치될 수 있으며, 그런 다음 노즐의 가스 출구를 향해 축방향으로 흐르기 전에 밸브를 횡방향으로 가로질러 유동해야 한다. 그와 같이, 밸브의 한 측면상에서 가스 출구를 향해 돌진하는 가압 가스의 유동이 밸브의 반대편의 측면상에서 가스 출구를 향해 돌진하는 가압 가스의 유동과는 다른 속도로 진행할 수 있다.
가압 가스와 대조적으로, 액체 접착제는 노즐로부터 대체로 일관성있게 균일하게 방출한다. 따라서, 속도가 다른 가압 가스들이 액체 접착제에 충돌할 때, 액체 접착제의 액적들은 의도한 패턴과는 다른 일관성없는 패턴으로 노즐에서 분무한다. 예를 들어, 의도한 패턴은 원형일 수 있지만, 최종 패턴은 불규칙하거나 및/또는 불균일할 수 있다.
일관성있는 사전 결정된 액체 액적들의 분무 패턴을 발생시키며 상술한 바와 같은 현재의 문제 및 특성을 해결하는, 핫멜트 액체 접착제와 같은 액체를 분무하는 접착제 분무 모듈 및 분무 방법을 필요로 한다.
접착제 분무 모듈의 예시적 실시예는 디스펜서(dispenser) 조립체 및 노즐을 포함한다. 디스펜서 조립체는 액체 접착제 및 가압 가스를 각각 수용하도록 구성되는 액체 공급 통로 및 가스 공급 통로를 구비한다. 노즐은 디스펜서 조립체에 연결되며 노즐 몸체를 포함한다. 노즐 몸체는 액체 공급 통로에 유체소통하게 연결되어 액체 접착제를 방출하기 위한 노즐 출구를 포함한다. 덧붙여, 노즐은 적어도 부분적으로 가스 입구, 가스 출구 및 그 사이에서 연장하는 가스 통로를 형성한다. 가스 입구는 가스 공급 통로에 유체소통하게 연결되어 이로부터 가압 가스를 수용한다. 가스 출구는 노즐 출구에 근접하게 위치되어 상기 노즐 출구로부터 방출되는 액체 접착제를 향해 가압 가스를 지향시킨다.
또한 노즐은 확산 배플(baffle) 및 상기 확산 배플을 통해 연장하는 적어도 하나의 채널을 포함한다. 확산 배플은 가스 통로 내에 배치되어 확산 챔버 및 통합 챔버(consolidation chamber)를 형성한다. 확산 챔버는 가스 입구로부터 가압 가스를 수용하도록 구성되며, 반면에 통합 챔버는 가스 출구에 유체소통하게 연결된다. 적어도 하나의 채널은 확산 배플을 통해 연장하여 확산 챔버를 통합 챔버에 유체소통하게 연결한다. 적어도 하나의 채널은 확산 챔버 내에 수용되는 가압 가스를 제한하며 가압 가스를 사전 결정된 유동 분배에 따라 통합 챔버 내로 분배하도록 구성되어 있다. 이에 의하여, 가압 가스는 사전 결정된 패턴에 따라 액체 접착제의 복수의 액적을 분배한다.
사용 시에, 노즐로부터의 가압 가스로 액체 접착제의 복수의 액적을 분무하는 방법은, 확산 배플을 통해 연장하는 적어도 하나의 채널에 의하여 가스 통로를 통해 흐르는 가압 가스를 제한하는 것을 포함한다. 덧붙여, 이 방법은, 확산 챔버 내에 가압 가스를 분배하여 사전 결정된 유동 분배에 따라 상기 가압 가스를 통합 챔버 내로 주입하는 것을 포함한다. 또한 이 방법은, 가압 가스의 사전 결정된 유동 분배를 상기 통합 챔버를 통해 액체 접착제를 향하여 지향시키는 것을 포함한다. 더 나아가서, 이 방법은, 가압 가스의 사전 결정된 유동 분배를 갖는 사전 결정된 패턴으로 액체 접착제의 복수의 액적을 분무하는 것을 포함한다.
본 발명의 여러 추가의 목적, 장점 및 특징은 첨부 도면과 연관되는 실시예의 아래 상세한 설명을 검토함으로써 명백하게 나타날 것이다.
도 1은 여기에 개시된 본 발명에 따른 접착제 분배 모듈의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 노즐의 분해 사시도.
도 3은 선 3-3을 취한 도 1의 접착제 분배 모듈의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 노즐의 확대 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 노즐의 밸브 몸체 및 확산 배플의 측면도.
도 6은 선 6-6을 취한 도 4의 노즐의 단면도.
도 1을 참고하면, 핫멜트 액체 접착제와 같은 점성 액체를 분배하기 위한 접착제 분배 모듈(10)의 예시적 실시예는 디스펜서 조립체(14)에 제거 가능하게 연결되는 노즐(12)을 포함한다. 디스펜서 조립체(14)는 특히 상부 부분(16) 및 하부 부분(18)을 포함하고, 상기 하부 부분은 노즐(12)에 연결된다. 상부 부분(16)은 캡스트로크 노브(capstroke knob)(20) 및 실린더 조립체(22)를 포함한다. 캡스트로크 노브(20) 및 실린더 조립체(22)는 밸브 요소(21)(도 3 참조)에 작동 가능하게 연결되고, 상기 밸브 요소는 실린더 조립체(22)로부터 하부 부분(18)을 통과하여 노즐(12) 내로 연장한다. 또한 상부 부분(16)은 밸브 요소(21)를 작동시키기 위해 실린더 조립체(22)에 유체소통하게 연결되는 상부 가스 공급 포트(24)를 포함한다(도 3 참조). 하부 부분(18)은 하부 가스 공급 포트(28) 및 액체 공급 포트(30)로부터 가압 가스 및 액체 접착제를 수용하는 유체 바디(body)(26)를 포함한다. 노즐(12)은 유체 바디(26)에 유체소통하게 연결되어 있어서, 밸브 요소(21)(도 3 참조)가 노즐(12)로부터 액체 접착제를 방출하고, 가압 가스가 또한 대체로 원형 패턴과 같은 사전 결정된 패턴의 형태로 복수의 액적로서 노즐(12)로부터 액체 접착제를 분배한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "상부(upper)" 및 "하부(lower)"는 접착제 분배 모듈(10)의 예시적 실시예를 따라서 상대 위치들을 제공하도록 의도되어 있다는 것을 인식할 것이다. 용어 "원위(distal)" 및 "근위(proximal)"는 본 발명을 여기에 기재되어 있는 예시적 실시예로 제한할 의도는 없다.
복수의 액적을 사전 결정된 패턴으로 분배하기 위해, 도 2에 도시된 노즐(12)은 확산 배플(32), 노즐 몸체(34), 및 노즐 캡(36)을 포함한다. 확산 배플(32)은 가압 가스를 제한하여 사전 결정된 유동 분배에 따라 가압 가스를 분배하기 위한 복수의 채널(38)을 포함한다. 추가의 상세로 아래에 기재되어 있는 예시적 실시예에 따라, 복수의 채널(38)은 확산 배플(32)의 원주 둘레에 배치되고, 채널을 따라 흐르는 가압 가스가 확산 배플(32) 둘레에 대체로 균등한 유동 분배으로 분배하도록 하는 그러한 치수로 되어 있다. 도 2에 도시된 복수의 채널(38)은 노즐 캡(36)의 내부 표면(39)에 의해 더 한정된다. 그러나, 대안적으로, 복수의 채널(38)들 중 하나 이상이 단지 확산 배플(32)에 의해서만 한정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 추가로 예시적 실시예에 따라, 확산 배플(32)은 노즐 몸체(34)를 둘러싸는 환형 링 확산 배플(32)의 형태가 된다. 특히, 환형 링 확산 배플(32)은 노즐 몸체(34)와 통합되어 단일체로 형성된다. 그러나, 대안적으로, 확산 배플(32)은 노즐 몸체(34)로부터 분리되어 독립적으로 형성될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 노즐(12)은 반드시 여기에 도시되고 설명된, 통합되어 단일체로 형성된 확산 배플(32) 및 노즐 몸체(34)로 제한할 의도는 없다.
노즐 몸체(34)는 액체 입구(40), 액체 입구(40) 반대편에 있는 액체 출구(42), 및 그 사이에서 연장하는 액체 통로(44)를 포함한다. 노즐 몸체(34)는 노즐 밀봉부(50)를 수용하는 환형 홈(48)을 구비하는 상부 환형 단부 부분(46)을 포함한다. 덧붙여, 노즐 캡(36)은 다른 노즐 밀봉부(56)를 수용하는 환형 리세스(54)를 구비하는 상부 표면(52)을 포함한다. 노즐 밀봉부들(50, 56) 각각은 유체 바디(26)를 유체 밀봉한다. 특히, 노즐 밀봉부(50)는 가압 가스로부터 액체 접착제를 유체 밀봉하며, 반면에 다른 노즐 밀봉부(56)는 외부 환경으로부터 가압 가스를 유체 밀봉한다. 예시적 실시예에 따라, 노즐 밀봉부들(50, 56)은 오링 밀봉부이다. 그러나, 대안의 밀봉부가 유체 바디(26)에 대해 노즐 몸체(34)를 유체 밀봉하기 위해 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
노즐(12)은 유체 바디(26)와 제거 가능하게 연결하기 위한 리테이너(retainer)(57)를 추가로 포함한다. 유체 바디(26)는 이로부터 돌출하는 노즐 어댑터(adapter)(58)을 가지며, 상기 노즐 어댑터(58)는 리테이너(57)의 암나사(62)와 상호작용하는 수나사(60)를 가진다. 이에 의하여, 리테이너(57)는 유체 바디(26)와 나사 결합하여 그들 사이에 노즐 캡(36), 노즐 몸체(34) 및 확산 배플(32)을 포획한다. 특히, 리테이너(57)는 노즐 캡(36)의 일부분을 수용하는 개구(66)(도 4 참조)를 형성하는 칼라(collar)(64)를 가지므로, 칼라(64)가 노즐 캡(36)의 하부 표면(68)과 결합하여 노즐 캡(36)을 리테이너(57) 내에 정착시킨다. 유사하게, 확산 배플(32) 및 노즐 몸체(34) 중 적어도 하나는 노즐 캡(36)의 내부 칼라(72)와 결합하는 립(lip)(70)을 가진다. 예시적 실시예에 따라, 확산 배플(32)의 외부 부분은, 확산 배플(32) 및 노즐 몸체(34)가 또한 노즐 캡(36) 내에 정착되도록 내부 칼라(72)상에 지지되는 립(70)을 형성한다. 이에 의하여, 노즐 몸체(34), 확산 배플(32) 및 노즐 캡(36) 각각은 리테이너(57) 내에 정착하고, 유체 바디(26)를 압축하여 제1 및 제2 밀봉부들(50, 56)을 통해 유체 바디(26)에 대해 노즐(12)을 효과적으로 밀봉한다.
도 3에 대해서, 확산 배플(32)은 노즐 캡(36)의 내부 칼라(72)상에 정착하여서, 노즐 몸체(34)가 노즐 캡(36) 내에서 현수된다. 그와 같이, 노즐 몸체(34)의 외부 표면 및 노즐 캡(36)의 내부 표면은 그들 사이에 가스 통로(74)를 형성한다. 가스 통로(74)는 노즐 어댑터(58)의 내부 표면에 의해 더 한정되고, 노즐(12) 내에 가압 가스를 수용하기 위한 가스 입구(76)로부터 가스 출구(78)로 연장한다. 또한 노즐 몸체(34)의 팁 부분(80)은 가스 출구(78)를 통해 또한 돌출하여, 팁 부분(80)을 둘러싸는 환형 가스 출구(78)로서 가스 출구(78)를 더 한정한다.
노즐 몸체(34)의 팁 부분(80)은 액체 통로(44) 내에 대체로 절두 원뿔형인 밸브 시트(82)를 포함한다. 밸브 요소(21)의 니들 팁(84)은, 액체 출구(42)를 차단하는 밸브 시트(82)에 대한 하부 밀봉 위치로부터, 액체 출구(42)를 통해 액체 접착제의 통과를 허용하는 상부 미밀봉(unsealed) 위치로 선택적으로 이동한다. 액체 출구(42)로부터 방출되면, 화살표(86)로 지시된 가압 가스의 유동은 액체 접착제를 둘러싸고, 노즐 캡(36)의 노즐 출구 통로(88)를 따라 액적 형태로 액체 접착제를 분무한다. 예시적 실시예에 따라, 액체 출구(42)는 가스 출구(78)에 의해 동심으로 둘러싸여 있다. 덧붙여, 노즐 출구 통로(88)는 액체 출구(42)를 동심으로 둘러싸고 있으므로, 액체 출구(42), 가스 출구(78) 및 노즐 출구 통로(88)가 서로 축방향으로 정렬된다.
계속해서 도 3을 참고하면, 디스펜서 조립체(14)에 제공되는 액체 공급 통로(90)는 액체 공급 포트(30)로부터 밸브 요소(21) 둘레에서 밸브 요소(21)의 길이와 노즐 어댑터(58) 사이에 배치되는 환형 유동 통로(91)를 따라 연장한다. 환형 유동 통로(91)는 따라서 노즐 몸체(34)의 액체 통로(44)에 유체소통하게 연결되어 액체 입구(40)를 통해 액체 접착제를 수용한다. 디스펜서 조립체(14)에 제공되는 가스 공급 통로(92)는 가압 가스를 노즐(12)에 유체 소통시키기 위해 하부 가스 공급 포트(28)로부터 노즐(12)의 가스 입구(76)로 연장한다. 예시적 실시예에 따라, 액체 공급 포트(30)는, 액체 접착제 공급부와 유체 소통하는 도관(도시되지 않음)에 대해 유체 밀봉하도록 구성되는 미늘형(barbed) 단부 부분(96)을 갖는 나사식 커플링(94)에 의해 형성된다. 추가로, 하부 가스 공급 포트(28)는, 가스 공급부와 유체 소통하는 도관(도시되지 않음)에 대해 유체 밀봉하도록 구성되는 그루브드(grooved) 단부 부분(100)을 갖는 다른 나사식 커플링(98)에 의해 형성된다.
더구나, 실린더 조립체(22)는 밸브 요소(21)를 선택적으로 움직이며, 니들 가이드(102)를 이용하여 밸브 요소(21)를 밀봉된 위치와 밀봉되지 않은 위치 사이로 전후로 안내한다. 이를 위하여, 니들 가이드(102)는 실린더 챔버(106)로부터 실린더 조립체(22)의 베이스(108)로 연장하는 보어(104) 내에 강제 끼워맞춤된다. 베이스(108)는 보어(104) 및 환형 유동 통로(91)가 축방향으로 정렬되도록 유체 바디(26)에 인접(abut against)하게 된다. 특히, 니들 가이드(102)는 액체 접착제가 유체 바디(26)를 지나서 보어(104) 내로 실린더 챔버(106)를 향해 흐르는 것을 방지하도록 구성되는 유압 밀봉 요소(110)에 인접한다.
실린더 챔버(106)에 추가하여, 실린더 조립체(22)는 내부에 배치되는, 피스톤 헤드(114) 및 스템(stem)(116)을 갖는 피스톤(112)을 더 포함한다. 밸브 요소(21)의 나사식 단부 부분(118)은 실린더 챔버(106)를 통해 연장하여 피스톤 헤드(114)의 중심부에 나사 고정된다. 피스톤 헤드(114)는, 실린더 챔버(106)의 바닥(120)에 의해 한정되는 하부 위치와, 유지 링(122)에 의해 한정되는 상부 위치 사이에서 이동할 수 있다. 스템(116)은 상부 가스 포트(24)로부터 피스톤 헤드(114) 내로 연장하는 1차 공급 도관(124)을 형성한다. 추가로, 복수의 헤드 공급 도관(126)은 피스톤 헤드(114)를 통해 연장하여 1차 공급 도관(124)을 실린더 챔버(106)와 유체소통하게 연결한다. 이에 의하여, 가스 공급부(도시되지 않음)는 실린더 챔버(106)를 선택적으로 압축하여 피스톤 헤드(114)를, 다음에 밸브 요소(21)를 각각 상부 미밀봉 위치로 강제한다. 예를 들어, 가스 공급부(도시되지 않음)는 실린더 챔버(106)로 향하는 가압 가스의 공급을 제어하기 위해 솔레노이드 밸브와 같은 밸브에 의해 선택적으로 조절될 수 있다. 예시적 실시예에 따라, 다른 유압 밀봉 요소(128)가 베이스(108) 내에 밸브 요소(21) 둘레에 배치되어 가압 가스가 밸브 요소(21)를 따라 유체 바디(26)를 향해 흐르는 것을 방지하게 된다. 유사하게, 피스톤 헤드(114)는 가압 가스가 피스톤 헤드(114) 주위로 누설되는 것을 방지하기 위해 환형 헤드 그루브(132) 내에 피스톤 밀봉부(130)를 수용한다. 이에 의하여, 실린더 챔버(106)는 대체로 피스톤(112)과 실린더 조립체(22)의 바닥(120) 사이에 유체 밀봉된다.
실린더 조립체(22)는 또한 실린더 조립체(22)의 바닥(20)을 향해 하향으로 피스톤 헤드(114)을 강제하는 복귀 기구(134)를 포함한다. 복귀 기구(134)는 실린더 홀(138)을 형성하는 고정식 위치 슬리브(136), 및 실린더 홀(138) 내에 수용되는, 스프링(140)과 같은 편향 요소(140)를 포함한다. 고정식 위치 슬리브(136)는 상부 부분(16)을 나사식으로 결합하여 피스톤 헤드(114)를 덮는다. 이에 의하여 스프링(140)은 실리더 홀(138) 내에서 고정식 위치 슬리브(136)의 내부 슬리브 표면142)과 피스톤 헤드(114)의 상단(144) 사이에서 압축된다. 예시적 실시예에 따라, 스프링(140)은 피스톤(112)의 스템(116)에 삽입되어서, 스프링(140)이 실린더 홀(138) 내에 포획되게 된다. 피스톤 헤드(114)에, 다음에 밸브 요소(21)를 각각 하부 밀봉 위치로 강제하기 위해 대안의 편향 요소 및/또는 편향 조립체가 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 덧붙여, 복귀 기구(134)는 피스톤 밀봉부(130)를 지나 누출할 수 있는 가압 가스가 고정식 위치 슬리브(136)를 넘어 외부 환경으로 유출하는 것을 방지하도록 고정식 위치 슬리브(136)를 둘러싸는 환형 슬리브 밀봉부(146)를 포함한다.
디스펜서 조립체(14)의 예시적 실시예는 고정식 위치 슬리브(136)의 상부 단부 부분에 나사결합으로 고정되는 캡스트로크 노브(20)를 가진다. 캡스트로크 노브(20)는 통상의 기술자에 의해 인식되는 바와 같이, 피스톤(112) 및 밸브 요소(21)의 스트로크 길이를 조절하기 위해 상부 가스 공급 포트(24)에 인접하게 스템(116)에 작동 가능하게 연결되는 스트로크 제어부(148)를 가진다. 이를 위하여, 예시적인 디스펜서 조립체(14)는 액체 접착제의 액적을 분배하기 위하여 예시적인 노즐(12)을 수용하도록 구성된다. 그러나, 액체 접착제와 같은 어떠한 형식의 점성 액체를 분배하기 위해 대안의 디스펜서 조립체가 노즐(12)과 함께 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 여기에 설명되는 본 발명은 반드시 여기에 도시되어 설명되는 디스펜서 조립체(14)로 제한할 의도는 없다.
도 4에 도시된 바와 같이, 확산 배플(32)은 가스 통로(74)를 분할하여 확산 배플(32)의 상류측에 확산 챔버(150)를, 확산 배플(32)의 하류측에 통합 챔버(152)를 형성한다. 예시적 실시예에 따라, 노즐 어댑터(58), 노즐 몸체(34), 및 확산 배플(32)은 총체적으로 확산 챔버(150)를 형성한다. 대조적으로, 노즐 몸체(34), 노즐 캡(36) 및 확산 배플(32)은 총체적으로 통합 챔버(152)를 형성한다. 덧붙여, 복수의 채널(38)이 가압 가스를 확산 챔버(150)로부터 통합 챔버(152)로 압축 가스의 유체 소통을 위해 확산 챔버(150)로부터 통합 챔버(152)로 연장한다.
가스 입구(76)는 가압 가스(86) 유동을 밸브 요소(21)의 중심축을 중심으로 비대칭으로 확산 챔버(150) 내로 주입한다. 예를 들어, 확산 챔버(150)의 한 단부에서 주입되는 가압 가스 유동(86)의 일부분이 가압 가스(86) 유동의 다른 부분보다 더 확산 배플(32)에 도달하도록 더욱 진행될 수 있다. 그러나, 복수의 채널(38) 및 확산 배플(32)은 확산 배플(32)을 가로지르는 유동 압력을 대체로 균등화하기 위해 가압 가스(86) 유동을 제한하도록 구성되어 있다. 다음에, 복수의 채널(38)은 확산 챔버(150)로부터 가압 가스(86) 유동을 받아들이고, 상기 가압 가스(86) 유동을 대체로 균등화된 유동 분배으로 통합 챔버(152) 내로 주입한다. 압력하에서, 가압 가스(86)의 대체로 균등화된 유동이 대체로 대칭적으로 가스 출구(78)에 도달하고, 화살표(154)로 나타낸 액체 접착제의 유동을 둘러싼다. 가압 가스(86)의 불균일한 비대칭 유동이 균등화된 압력 분배를 갖는 대체로 균일한 대칭 유동에 재지향되었기 때문에, 액체 접착제를 둘러싸는 가압 가스(86) 유동이 사전 결정된 대체로 원형 패턴으로 노즐(12)로부터 액체 접착제를 분배한다. 그러나, 복수의 채널(38)은 다른 사전 결정된 패턴에 따라 액체 접착제의 복수의 액적을 분무하기 위해 가압 가스의 대안의 사전 결정된 압력 분배를 발생하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사전 결정된 패턴은 기판상에 분배하기 위한 타원형 또는 어떠한 다른 바람직한 형상이 될 수 있다.
도 4 내지 도 6에서, 복수의 채널(38)은 가압 가스(86) 유동을 제한하여 확산 챔버(150) 주위에 대체로 균일하게 분배하기 위해 확산 배플(32) 주위로 비대칭으로 연장한다. 이에 의하여, 확산 배플(32)은 압력 및 속도의 비일관성을 정정하여 가압 가스(86) 유동이 통합 챔버(152)를 통해 대체로 균일하게 만든다. 덧붙여, 도 6에 도시된 바와 같이 가스 입구(76) 반대편에 있는 채널(38a)은 가압 가스의 균등한 분배를 더욱 강화하기 위해 나머지 채널(38)보다 일반적으로 더 크다. 예시적 실시예에 따라, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 확산 배플(32)을 통과하는 복수의 채널(38)의 위치는 가압 가스(86) 유동을 제한하고 대체로 균일하게 분배하기 위해 가스 입구(76)의 위치에 대해 고유하게 구성되어 있다. 그러나, 대안으로 복수의 채널(38)의 위치 및 크기는 다른 분배기 조립체 및 가스 입구를 위해 구성될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 복수의 채널(38)의 위치, 크기 및 개수 조차도 대안의 유동 분배 및 분무 패턴을 발생하도록 변화될 수 있다.
가스 입구(76)에 대한 복수의 채널(38) 각각의 위치가 여기에 기재된 바와 같이 가압 가스(86) 유동을 분배하도록 고유하게 구성되어 있는 경우, 확산 배플(32)은 조립시 적절한 배치를 보장하도록 노즐 어댑터(58)에 맞추어져 있다(keyed). 특히, 확산 배플(32)은 돌출형 키 요소(156)를 포함하고, 노즐 어댑터(58)는 오목형 키 요소(158)를 포함한다. 돌출형 키 요소(156)는 오목형 키 요소(158)와 상호작용하게 구성되어 있어서, 확산 배플(32)이 노즐 어댑터(58)에 적절하게 배치되어 사전 결정된 위치에서 가압 가스(86) 유동을 받아들이게 된다. 예시적 실시예에 따라, 돌출형 키 요소(156)가 확산 배플(32) 및 노즐 몸체(34) 양쪽에서 연장한다. 그러나, 키 요소들(156, 158)은 대안으로 가스 입구(76)에 대하여 복수의 채널(38)을 위치설정하기 위한 위치에 놓일 수 있음을 인식할 것이다.
사용 시에, 도 1 내지 도 3에 도시된 접착제 분배 모듈(10)은 상부 가스 공급 포트(24) 및 하부 가스 공급 포트(28)를 경유하여 가압 가스의 공급부에 유체소통하게 연결된다. 또한 접착제 분배 모듈(10)은 액체 공급 포트(30)를 경유하여 액체 접착제 소스에 유체소통하게 연결된다. 일반적으로, 피스톤(112)은 니들 팁(84)이 밸브 시트(82)와 결합되고 이 밸브 시트를 밀봉하여 액체 접착제(154)의 유동을 억제하도록 하부 위치로 편향된다. 그러나 가압 가스는 실린더 챔버(106) 내로 지향되어 피스톤(112)을 하부 위치로부터 상부 위치로 선택적으로 이동시켜 니들 팁(84)을 밸브 시트(82)로부터 밀봉 해제하여(unseal) 액체 접착제가 액체 출구(42)를 통해 방출하도록 한다.
덧붙여, 유체 바디(26) 내로 주입되는 가압 가스가 가스 공급 통로(92)를 통과하여 가스 입구(76)를 지나서 확산 챔버(150) 내에 수용되도록 흘러간다. 확산 배플(32)은 가압 가스(86) 유동을 제한하여서, 가압 가스(86) 유동이 확산 챔버(150)에서 범람하여 사전 결정된 유동 분배에 따라 확산 챔버(150) 내에 가압 가스를 분배한다. 예시적 실시예에 따라, 가압 가스(86) 유동이 확산 챔버(150) 내에서 대체로 균일하게 분배되고 다음에 복수의 채널(38)을 통과한다.
일단 복수의 채널(38)을 통과하면, 가압 가스(86) 유동은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 사전 결정된 대체로 균일한 유동 분배에 따라 통합 챔버(152) 내에 수용된다. 가압 가스(86) 유동은 가스 출구(78)를 향해 일관성 있게 또한 대체로 균일하게 진행한다. 가스 출구(78)는 대체로 액체 출구(42)를 둘러싸고, 그와 같이 가스 출구(78)로부터 방출되는 가압 가스(86) 유동도 유사하게 액체 출구(42)로부터 방출되는 액체 접착제를 둘러싼다. 이에 의해 가압 가스가, 액체 접착제 및 가압 가스가 동시에 노즐 출구 통로(88)를 통과할 때, 복수의 액적을 형성하도록 액체 접착제를 분무한다. 접착제 분배 모듈(10)로부터 분배되는 복수의 액적은 흩어져서 기판상에 도포하기 위한 사전 결정된 패턴을 형성하게 된다. 예시적 실시예에 따라, 사전 결정된 패턴은 대체로 원형이다. 그러나, 사전 결정된 패턴 및 사전 결정된 유동 분배는 대안적인 패턴의 복수의 액적을 분배하도록 구성될 수 있음을 인식할 것이다.
본 발명이 하나 이상의 실시예를 설명함으로써 예시되고, 실시예들이 상당히 상세히 설명되었지만, 이들은 첨부한 청구범위의 범위를 그렇게 상세히 제한하거나 어떻게 하든지 한정할 의도는 없다. 여기에 도시되고 설명된 다양한 형태들은 단독으로 또는 어떠한 조합으로 사용될 수 있다. 추가의 장점 및 변경은 당해 기술에 숙련된 자에게는 용이하게 나타날 것이다. 따라서 본 발명은 더 넓은 관점에서 특정한 세부, 대표적인 장치 및 방법과 도시되고 설명된 예시로 제한되지 않는다. 따라서, 전체적인 발명의 개념의 범위를 벗어나지 않고 그러한 세부에서 출발될 수 있다.

Claims (20)

  1. 접착제 분배 모듈로서,
    액체 접착제 및 가압 가스를 각각 수용하도록 구성되는 액체 공급 통로 및 가스 공급 통로를 구비하는 디스펜서 조립체; 및
    상기 디스펜서 조립체에 연결되는 노즐을 포함하고,
    상기 노즐은,
    상기 액체 공급 통로에 유체소통하게 연결되어 액체 접착제를 방출하기 위한 노즐 출구를 포함하는 노즐 몸체로서, 상기 노즐 몸체는 적어도 부분적으로 가스 입구, 가스 출구 및 그 사이에서 연장하는 가스 통로를 형성하고, 상기 가스 입구는 상기 가스 공급 통로에 유체소통하게 연결되어 상기 가스 공급 통로로부터 가압 가스를 수용하고, 상기 가스 출구는 상기 노즐 출구에 근접하게 위치되어 상기 노즐 출구로부터 방출되는 상기 액체 접착제를 향해 상기 가압 가스를 향하게 하는, 상기 노즐 몸체;
    상기 가스 통로 내에 배치되어 확산 챔버 및 통합 챔버를 형성하는 확산 배플로서, 상기 확산 챔버는 상기 확산 챔버의 중심축에 대해 비대칭 가스 유동으로서 상기 가스 입구로부터 가압 가스를 수용하도록 구성되며, 상기 통합 챔버는 상기 가스 출구에 유체소통하게 연결되는, 상기 확산 배플; 및
    상기 확산 배플을 통해 연장하여 상기 확산 챔버를 상기 통합 챔버에 유체소통하게 연결하는 복수의 채널들로서, 상기 복수의 채널들은 상기 확산 배플 주위로 비대칭으로 연장하며, 상기 확산 챔버 내에 수용되는 가압 가스를 제한하고, 사전 결정된 패턴에 따라서 상기 액체 접착제의 복수의 액적들을 분무하기 위해 상기 가압 가스를 사전 결정된 유동 분배에 따라서 상기 통합 챔버 내로 분배하도록 구성되는, 상기 복수의 채널들을 포함하는, 접착제 분배 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사전 결정된 유동 분배는 대체로 원형 패턴에 따라 상기 복수의 액적들을 분무하기 위해 상기 통합 챔버를 통한 대체로 균등한 유동 분배인, 접착제 분배 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 확산 배플은 환형 링 확산 배플이고, 상기 환형 링 확산 배플은 상기 노즐 몸체를 둘러싸는, 접착제 분배 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 환형 링 확산 배플은 상기 노즐 몸체와 통합되어 단일체로 형성되는, 접착제 분배 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널들은 상기 확산 챔버 내에 수용된 상기 가압 가스를 제한하여 내부의 상기 가압 가스의 압력을 대체로 균등화하고, 상기 가압 가스를 대체로 균일한 유동 분배에 따라 상기 통합 챔버 내로 분배하도록 구성되는, 접착제 분배 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노즐 몸체의 적어도 일부분을 덮고 추가로 그 사이에 상기 가스 통로를 형성하도록 구성되는 노즐 캡을 추가로 포함하는 접착제 분배 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 노즐 캡은 상기 확산 배플을 따라 연장하는 상기 복수의 채널들을 추가로 형성하도록 구성되는, 접착제 분배 모듈.
  8. 제6항에 있어서, 상기 디스펜서 조립체는 유체 바디를 포함하고, 상기 노즐은 상기 유체 바디에 제거 가능하게 연결되는 리테이너를 포함하여, 상기 노즐 캡 및 상기 노즐 몸체가 상기 유체 바디와 상기 리테이너 사이에 포획되어 상기 노즐 몸체 및 상기 노즐 캡을 상기 유체 바디에 대해 제거 가능하게 고정하며 유체 밀봉시키는, 접착제 분배 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 확산 배플은 제1 키요소를 포함하고, 상기 디스펜서 조립체는 제2 키요소를 포함하고, 상기 제1 키요소는 상기 제2 키요소와 협동하여 상기 사전 결정된 유동 분배에 따라 상기 가압 가스를 분배하기 위한 사전 결정된 위치에 상기 디스펜서 조립체에 대하여 상기 확산 배플을 위치결정하는, 접착제 분배 모듈.
  10. 접착제 분배 모듈용 노즐로서,
    액체 접착제를 방출하기 위한 노즐 출구를 포함하는 노즐 몸체로서, 상기 노즐 몸체는 적어도 부분적으로 가스 입구, 가스 출구 및 그 사이에서 연장하는 가스 통로를 형성하고, 상기 가스 출구는 상기 노즐 출구에 근접하게 위치되어 상기 노즐 출구로부터 방출되는 상기 액체 접착제를 향해 가압 가스를 향하게 하는, 상기 노즐 몸체;
    상기 가스 통로 내에 배치되어 확산 챔버 및 통합 챔버를 형성하는 확산 배플로서, 상기 확산 챔버는 상기 확산 챔버의 중심축에 대해 비대칭 가스 유동으로서 상기 가스 입구로부터 상기 가압 가스를 수용하도록 구성되며, 상기 통합 챔버는 상기 가스 출구에 유체소통하게 연결되는, 상기 확산 배플; 및
    상기 확산 배플을 통해 연장하여 상기 확산 챔버를 상기 통합 챔버에 유체소통하게 연결하는 복수의 채널들로서, 상기 복수의 채널들은 상기 확산 배플 주위로 비대칭으로 연장하며, 상기 확산 챔버 내에 수용되는 상기 가압 가스를 제한하고, 사전 결정된 패턴에 따라 상기 액체 접착제의 복수의 액적들을 분무하기 위해 상기 가압 가스를 사전 결정된 유동 분배에 따라 상기 통합 챔버 내로 분배하도록 구성되는, 상기 복수의 채널들을 포함하는, 노즐.
  11. 제10항에 있어서, 상기 사전 결정된 유동 분배는 대체로 원형 패턴에 따라 상기 복수의 액적들을 분무하기 위해 상기 통합 챔버를 통한 대체로 균등한 유동 분배인, 노즐.
  12. 제10항에 있어서, 상기 확산 배플은 환형 링 확산 배플이고, 상기 환형 링 확산 배플은 상기 노즐 몸체를 둘러싸는, 노즐.
  13. 제12항에 있어서, 상기 환형 링 확산 배플은 상기 노즐 몸체와 통합되어 단일체로 형성되는, 노즐.
  14. 제10항에 있어서, 상기 복수의 채널들은 상기 확산 챔버 내에 수용된 상기 가압 가스를 제한하여 내부의 상기 가압 가스의 압력을 대체로 균등화하고, 상기 가압 가스를 대체로 균일한 유동 분배에 따라 상기 통합 챔버 내로 분배하도록 구성되는, 노즐.
  15. 제10항에 있어서, 상기 노즐 몸체의 적어도 일부분을 덮고 추가로 그 사이에 상기 가스 통로를 형성하도록 구성되는 노즐 캡을 추가로 포함하는 노즐.
  16. 제15항에 있어서, 상기 노즐 캡은 상기 확산 배플을 따라 연장하는 상기 복수의 채널들을 추가로 형성하도록 구성되는, 노즐.
  17. 제10항에 있어서, 상기 확산 배플은, 디스펜서 조립체의 제2 키요소와 협동하여 상기 사전 결정된 유동 분배에 따라 상기 가압 가스를 분배하기 위한 사전 결정된 위치에 상기 디스펜서 조립체에 대하여 상기 확산 배플을 위치결정하도록 구성되는 제1 키요소를 포함하는, 노즐.
  18. 사전 결정된 패턴에 따라 노즐로부터의 가압 가스로 액체 접착제의 복수의 액적들을 분무하는 방법으로서, 상기 노즐은 노즐 몸체 및 확산 배플을 포함하고, 상기 노즐 몸체 및 상기 확산 배플은 가스 통로 내에 확산 챔버 및 통합 챔버를 형성하고, 상기 노즐은 상기 확산 배플을 통해 연장하여 상기 확산 챔버 및 상기 통합 챔버를 유체소통하게 연결하는 복수의 채널들을 포함하고, 상기 복수의 채널들은 상기 확산 배플 주위로 비대칭으로 연장하는, 분무 방법으로서,
    상기 확산 챔버의 중심축에 대해 비대칭 가스 유동으로서 상기 가스 통로를 통해 흐르는 상기 가압 가스를 제한하는 단계로서, 상기 복수의 채널들이 상기 확산 배플을 통해 연장하는, 상기 단계;
    상기 확산 챔버 내에 상기 가압 가스를 분배하여 사전 결정된 유동 분배에 따라 상기 가압 가스를 상기 통합 챔버 내로 주입하는 단계;
    상기 가압 가스의 사전 결정된 유동 분배를 상기 통합 챔버를 통해 상기 액체 접착제를 향하여 지향시키는 단계; 및
    상기 가압 가스의 사전 결정된 유동 분배를 갖는 사전 결정된 패턴으로 상기 액체 접착제의 복수의 액적들을 분무하는 단계를 포함하는, 분무 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 사전 결정된 유동 분배가 대체로 균등한 유동 분배가 되도록 상기 확산 챔버 내에서 상기 가압 가스의 압력을 대체로 균등화하는 단계를 추가로 포함하는 분무 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 사전 결정된 패턴은 대체로 원형 패턴인, 분무 방법.
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