WO2018034102A1 - サックパック式塗布ガンユニット - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an application gun unit for intermittently applying a liquid adhesive (for example, a hot melt adhesive) on a film-like substrate in a planar manner. More specifically, the present invention relates to a valve mechanism for intermittently supplying hot melt adhesive in a coating gun unit.
  • the material liquid adhesive
  • the valve mechanism the material (liquid adhesive) is applied to the substrate when the valve is in the open position, and after a certain period of time, the valve is moved to the closed position and the material application is interrupted. This cycle is repeated at regular intervals. In the case of intermittent application, the interval is often very short so that application areas can be formed sequentially at small intervals. Many applications require that the material flow be interrupted 1000 times per minute.
  • Patent publication gazette Japanese Patent Laid-Open No. 10-19766
  • Patent Document 1 As a means for solving the above-described problems in the prior art, there is an invention of Patent Document 1.
  • the known invention of Patent Document 1 solves the above-mentioned “sagging” and “stringing” phenomenon by a suck back effect. That is, the invention of Patent Document 1 has a valve mechanism including a movable valve body and a valve seat, and a movable valve body drive mechanism whose air supply is controlled by an electromagnetic valve, and an enlarged portion at the lower part of the movable valve body. And the valve seat, when the valve body is lifted, a structure that causes a suction action to the hot melt adhesive is produced, so that the hot melt adhesive can be changed upon changing from the valve open state of FIG. 10 to the valve closed state of FIG. This produces a sackback effect.
  • An object of the present invention is to make it possible to set an extremely short valve operation timing that is not limited by a response speed exceeding the limit of an electromagnetic valve in intermittent application of a hot melt adhesive.
  • the present invention provides a suck back type application gun unit having a valve mechanism in which an enlarged portion and a valve seat at a lower part of a movable valve body are structured to generate a hot melt adhesive when a valve body is raised.
  • a cam type valve drive mechanism including a needle integrated with the movable valve body of the valve mechanism, and a cam having the tip of the needle abutted against the cam surface;
  • the present invention provides a suck back type application gun unit characterized in that application timing of the hot melt adhesive is set by rotation control of the cam.
  • the present invention enables a response speed exceeding the limit of the electromagnetic valve in intermittent application of the hot melt adhesive by not using the electromagnetic valve as the driving means of the movable valve body. Therefore, according to the present invention, a response speed exceeding the limit of the electromagnetic valve is realized, and an extremely short valve operation timing can be set for intermittent application.
  • FIG. 4a shows an OFF operation / needle ascending position
  • FIG. 4b shows an ON operation / while the needle is descending
  • the cam type valve mechanism of the present invention is an operation explanatory view of the cam divided into 8 revolutions.
  • FIG. 5a shows the OFF operation / needle rising position
  • FIG. 5c shows the ON actuated / needle lowered position.
  • the longitudinal cross-sectional view similarly shown in an ON operation state.
  • the longitudinal cross-sectional view similarly shown in an ON operation state.
  • the suck back type application gun unit of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the valve OFF operation and FIG. 2 showing the valve ON operation.
  • a coater head 2 is connected to the tip of the gun module 1 to constitute a gun unit.
  • the gun module 1 is configured by integrating a valve mechanism A including a movable valve body 3 and a cam type valve drive mechanism (valve body drive mechanism) B for moving the movable valve body 3 up and down.
  • HM indicates supply of hot melt adhesive
  • K indicates supply of operating air.
  • the hot melt adhesive HM is always supplied to the valve chamber 33 of the valve mechanism A.
  • the coater head 2 has an adhesive hole 21, an adhesive supply path 22, and an adhesive chamber 23.
  • the valve mechanism A has a structure in which a movable valve body 3 having an enlarged portion 31 formed in a lower portion thereof is supported by a bearing 32 provided in the housing 10 so as to be freely raised.
  • a valve chamber 33 is formed inside the housing 10
  • a valve seat 34 is formed on the lower surface of the valve chamber 33
  • an adhesive inlet 35 leading to the valve chamber 33 is formed on the side wall of the housing 10.
  • the valve body drive mechanism B is provided in the upper part of the housing 10 so as to form a space 40, and a moving body 41 is provided in the space.
  • the partition wall 42 is bonded to the lower surface of the moving body 41, and the space 40 is divided into an upper space 40A and a lower space 40B.
  • An air hole 44 that communicates with the upper space 40A and an air hole 43 that communicates with the lower space 40B are provided on the side wall of the housing 10, and when the moving body 41 moves up and down, the air is released and taken in via the air holes 44 and 43. This corresponds to the volume change of the upper space 40A and the lower space 40B.
  • a perforated cap 47 is fitted on the top surface of the housing 10 to close the space 40.
  • the upper end portion of the movable valve body 3 is fixed to the lower portion of the moving body 41 by a fastening tool (nut) 45, and the lower end portion of the needle 5 is fixed to the upper portion of the moving body 41 by a fastening tool (nut) 46. 3 and the needle 5 integrated through the moving body 41 are provided.
  • the upper part of the needle 5 is passed through the hole of the perforated cap 47 so that the needle 5 is supported on the top surface of the housing 10 so that the needle 5 can be moved up and down.
  • the cam body 6 for moving the needle 5 up and down will be described.
  • the cam body 6 has a cam surface 60 as a peripheral surface, and is configured by a disk that is pivotally supported by a drive rotating shaft 61.
  • the cam body 6 is mounted in a vertical state, and the cam surface 60 is in contact with the tip of the needle 5 described above. Yes.
  • a crest 6M and a trough 6V are formed on the cam surface, and the needle 5 moves up and down one stroke when the tip of the needle 5 contacts the crest 6M and the trough 6V.
  • the cam surface 60 is formed with a pair of peaks 6M and valleys 6V, so that the needle 5 moves up and down by one stroke with one rotation of the cam body 6, “D 1 ” indicates the vertical movement length.
  • 61 is a rotating shaft.
  • the peripheral surface 60 of the cam body is divided into 360 / N to form peak portions 6M and valley portions 6V (the cam body is divided into N portions).
  • the vertical movement of the needle 5 per one rotation of the cam body 6 is changed to the vertical movement of the N stroke, that is, the needles having a plurality of strokes per one rotation of the cam body 6. It is moving up and down.
  • the hot melt adhesive H is constantly supplied to the valve chamber 33 of the valve mechanism A, but the hot melt adhesive H is intermittently applied to the coating substrate W by the valve operation by the valve mechanism.
  • the hot melt adhesive H in the valve chamber 33 becomes a valve opening when the enlarged portion 31 rises, and travels in the traveling direction via the adhesive hole 21 of the coater head 2.
  • X is supplied to the surface of the base material W being transferred. As a result, the surface of the base material W being transferred and the hot melt adhesive application surface HO are intermittently formed.
  • the air hole 43 for the lower space 40B is supplied with the air K to the air hole 43, and the air is supplied to the lower space 40B so that the space 40 acts as a cylinder chamber.
  • the moving body 41 By raising the moving body 41, the moving body 41 is always energized with a rising force, and an urging means for the moving body 41 is added.
  • the magnet 5 (permanent magnet) 7 is provided at an appropriate position in the space 40 to generate a magnetic force that acts to raise the needle 5, so that the needle 5 is always in the upward direction.
  • air K is supplied to the lower space 40B in FIGS. 1 and 2 through the air hole 43.
  • FIG. 4 shows a case where the cam body is divided into four equal parts and the needle 5 (movable valve body 3) has four strokes by one rotation of the cam body.
  • FIG. 5 shows a case where the cam body is divided into 8 equal parts and the needle 5 (movable valve body 3) has 8 strokes by one rotation of the cam body.
  • FIG. 6 shows an application mode of a liquid adhesive (for example, a hot melt adhesive) in an example under the following conditions.
  • the cam rotation can be changed by a servo motor, and the coating length can be controlled electrically.
  • the ON-OFF operation timing exceeding the response speed of the solenoid valve is realized.
  • the rotation of the cam and the stroke of the movable valve body are linear and synchronous.
  • the cam is a disk, and the peaks and valleys are arbitrary in the direction of rotation, and the coating length is determined.
  • the cam rotation can be changed by a servo motor, and the coating length can be controlled electrically.
  • the rotation of the servo motor can set the application position in conjunction with the substrate transfer speed of the application line to the substrate.
  • the rotation of the servo motor can be used as an ON-OFF operation within 0-3000 / min, and can correspond to the substrate transfer speed of the super-high-speed coating line. Since it is not a stroke operation by a solenoid valve and air, but is a direct motion, there is no need for a solenoid valve connection part that has no operation loss time. No replacement work time or replacement cost is required due to the response life of the solenoid valve.
  • the cam can be divided into four 360 ° rotations to increase the ON / OFF area. In the drive by the solenoid valve and the air, the stroke is 1400 / min, but the rotation by the servo motor can be a stroke of 3000 / min.
  • the present invention contributes to the development of the industry by intermittently applying the hot melt adhesive to reduce the production cost by shortening the application timing and thereby enabling higher speed of the application line.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

間欠塗布にあたり、電磁弁の領域を超える応答速度により制限されることのない、極めて短時間の弁作動タイミングを設定することを課題とする。　弁機構の可動弁体と一体化したニードルを設け、該ニードルの先端を、そのカム面に接当させたカムを含むカム式弁駆動機構を設け、前記カムの回転制御により塗布タイミングを設定自在とすることを特徴とする、サックバック式塗布ガンユニット。カム体の回転動作をストローク動作に変換してホットメルト塗布ガンユニットの弁ON作動・OFF作動を行い、カム体の山部でON作動、谷部でOFF作動するストロークのカム式弁駆動機構を構成したことを特徴とするサックバック式塗布ガンユニット。

Description

サックバック式塗布ガンユニット
　本発明は、フィルム状基材に液状接着剤（たとえばホットメルト接着剤）を平面的に間欠塗布するための塗布ガンユニットに関する。より詳しくは、塗布ガンユニットおいてホットメルト接着剤を間欠供給するための弁機構に関する。
　該弁機構においては、弁が開放位置にある時に材料（液状接着剤）が基材に付与され、ある時間が経過すると弁は閉鎖位置に移動されて材料の付与が中断される。そしてこのサイクルが一定のインターバルで繰り返される。間欠塗布の場合、塗布域を小間隔で順次形成できるよう、そのインターバルは非常に短い場合が多い。多くの用途では、材料の流れを１分間に１０００回も中断することが要求される。また、基材上に生じる塗布パターンに対しては、基材上の各材料付与域がシャープな境界線を有することが要求される。
　しかしながら、基材に対する材料付与は、付与領域の終端にシャープな境界線を形成するために要求されるような早さで迅速に中断され得ない。すなわち、弁の閉鎖時には、塗布ガンユニットの接着剤孔からの材料の”ぼた落ち”が避け得ないことで、”波だれ””糸引き”現象を生じる問題点がある。
特許公開公報　特開平１０−１９７６３号
　前述の従来技術における問題点の解決手段として、特許文献１の発明が存在する。該特許文献１の公知発明は、サックバック効果により、前述の”波だれ””糸引き”現象を解消するものである。
　即ち、該特許文献１の発明は、可動弁体と弁座とを含む弁機構と、電磁弁によりエヤー供給が制御される可動弁体駆動機構とを有し、可動弁体の下部の拡大部と弁座とで、弁体上昇時にホットメルト接着剤への吸引作用を生じさせる構造とすることで、図１０の弁開状態より図９の弁閉状態よりの変化に際して、ホットメルト接着剤へのサックバック効果を生じるものである。
　上記構造では、可動弁体駆動機構が電磁弁を含むことで、ホットメルト接着剤の塗布断続タイミングは、電磁弁の応答速度により制限される問題点がある。
　本発明は、ホットメルト接着剤の間欠塗布にあたり、電磁弁の限界を超える応答速度により制限されることのない、極めて短時間の弁作動タイミングを設定可能とすることを目的とする。
　本発明は、可動弁体の下部の拡大部と弁座とを、弁体上昇時にホットメルト接着剤を吸引作用を生じる構造とした弁機構を有するサックバック式塗布ガンユニットにおいて、
　弁機構の可動弁体と一体化したニードルと、該ニードルの先端を、そのカム面に接当させたカムと、を含むカム式弁駆動機構を設け、
　前記カムの回転制御により前記ホットメルト接着剤の塗布タイミングが設定されることを特徴とする、サックバック式塗布ガンユニットを提供する。
　本発明は、可動弁体の駆動手段として電磁弁を使用しないことで、ホットメルト接着剤の間欠塗布にあたり、電磁弁の限界を超える応答速度を可能とする。
　よって、本発明によれば、電磁弁の限界を超える応答速度が実現されて、間欠塗布に際して極めて短時間の弁作動タイミングを設定することができる。
本願発明の第１実施例のサックバック式塗布ガンユニットをＯＦＦ作動状態で示す縦断面図。 同じくＯＮ作動状態で示す縦断面図。 基材への塗布パターンの一例を示す平面図。 本願発明のカム式弁機構について、１回転４分割のカムの作動説明図で、図４ａは、ＯＦＦ作動・ニードル上昇位置を示す、図４ｂは、ＯＮ作動・ニードル下降中を示す、図４ｃは、ＯＮ作動・ニードル下降位置を示す。 本願発明のカム式弁機構について、１回転８分割のカムの作動説明図で、図４と同様に、図５ａは、ＯＦＦ作動・ニードル上昇位置を示す、図５ｂは、ＯＮ作動・ニードル下降中を示す、図５ｃは、ＯＮ作動・ニードル下降位置を示す。 １回転４分割のカムを使用した本願発明のカム式弁機構における、基材への塗布パターンを示す平面図。 本願発明の第２実施例のサックバック式塗布ガンユニットをＯＦＦ作動状態で示す縦断面図。 同じくＯＮ作動状態で示す縦断面図。 公知のサックバック式塗布ガンユニットをＯＦＦ作動状態で示す縦断面図。 同じくＯＮ作動状態で示す縦断面図。
　弁ＯＦＦ作動の図１および弁ＯＮ作動の図２を参照して、本発明のサックバック式塗布ガンユニットを説明する。
　ガンモジュール１の先端にコーターヘッド２を連設してガンユニットを構成する。
　ガンモジュール１は、可動弁体３を含む弁機構Ａと、可動弁体３を昇降作動するためのカム式弁駆動機構（弁体駆動機構）Ｂとを、一体化して構成する。ＨＭはホットメルト接着剤の供給、Ｋは操作エヤーの供給を示す。
　なお、ホットメルト接着剤ＨＭは、弁機構Ａの弁室３３へ常時供給されている。
　コーターヘッド２は、接着剤孔２１、接着剤供給路２２、接着剤室２３を有する。
　弁機構Ａは、その下部に形成した拡大部３１を有する可動弁体３が、ハウジング１０に装備した軸受け３２により昇孔自在に支持された構造である。
ハウジング１０の内部に弁室３３を形成し、弁室３３の下面に弁座３４を形成し、弁室３３に通じる接着剤流入口３５をハウジング１０の側壁に形成されている。
以上により、弁座３４と弁体の拡大部３１との間で、弁体３の開閉操作をする弁機構Ａを構成する。
　弁体駆動機構Ｂは、ハウジング１０の上部に、空間４０を形成して設けられており、該空間内には移動体４１が装備されている。、移動体４１の下面に隔壁４２を接着して、空間４０を上部空間４０Ａと下部空間４０Ｂとに二分する。
　ハウジング１０の側壁に、上部空間４０Ａに通じるエヤー孔４４および下部空間４０Ｂに通じるエヤー孔４３を設け、移動体４１の上下動に際して、エヤー孔４４、４３を介して、エヤーの放出−取入により、上部空間４０Ａと下部空間４０Ｂの容積変化に対応している。
　ハウジング１０の頂面に有孔キャップ４７を篏装して、空間４０を閉じている。
　つぎに、ニードル５について説明する。
　移動体４１の下部に可動弁体３の上端部を締付け具（ナット）４５により固定し、移動体４１の上部にニードル５の下端部を締付け具（ナット）４６により固定して、可動弁体３と移動体４１を介して一体化したニードル５を設ける。
　前記ニードル５を、その上部を、前記有孔キャップ４７の孔に貫通させることで、ハウジング１０の頂面で支持し、ニードル５を上下動可能とする。
　つぎに、前記ニードル５を上下動させるための、カム体６について説明する。
　カム体６は、周面をカム面６０とし、駆動回転軸６１に軸支された円盤で構成され、垂直状態で装備されて、カム面６０は、前述のニードル５の先端と接当している。
　カム面には、山部６Ｍと谷部６Ｖが形成され、山部６Ｍと谷部６Ｖにニードル５の先端が接当することで、ニードル５は１ストロークの上下動する。
　図１および図２においては、カム面６０には一対の山部６Ｍと谷部６Ｖとが形成されていることで、カム体６の一回転に付き、ニードル５は１ストロークの上下動となり、”ｄ１”その上下動長さを示す。６１は回転軸である。
後述の図４、図５の実施例では、カム体の周面６０を３６０／Ｎに分割しそれぞれ山部６Ｍと谷部６Ｖとを形成する（カム体をＮ分割とする）ことで、山部６Ｍと谷部６ＶをＮ個とすることで、カム体６の一回転につき、ニードル５の上下動を、Ｎストロークの上下動、すなわち、カム体６の一回転につき複数個のストロークのニードル上下動としている。
　ホットメルト接着剤Ｈは、弁機構Ａの弁室３３へ常時供給されているが、弁機構により弁作動で、ホットメルト接着剤Ｈは、塗布基材Ｗに間欠塗布されることとなる。図３を参照して、弁ＯＮ作動のタイミィングで、弁室３３内のホットメルト接着剤Ｈは、拡大部３１の上昇で弁開口となり、コーターヘッド２の接着剤孔２１を介して、走行方向Ｘで移送中の基材基材Ｗの表面に供給される。この結果、移送中の基材基材Ｗの表面、ホットメルト接着剤塗布面ＨＯが間欠形成される。
　図１および図２の実施例においては、下部空間４０Ｂに対するエヤー孔４３について、エヤー孔４３にエヤーＫを供給して、下部空間４０Ｂにエヤーを供給することで、空間４０をシリンダー室として作用させ、移動体４１を上昇させることにより、移動体４１に上昇力を常時附勢して、移動体４１に対する附勢手段を付加している。
　図７および図８に示す実施例においては、空間４０の適所にマグネット（永久磁石）７を装備することで、ニードル５を上昇させるべく作用する磁力を発生させて、ニードル５を常時上昇方向に附勢附勢手段として、図１および図２における、下部空間４０Ｂへの、エヤー孔４３を介してエヤーＫの供給に代えている。
　なお、前記のマグネット（永久磁石）７に代えて、ピエゾ素子を装備して、そのピエゾアクチュエーターの作用で、ニードル５を常時上昇方向に附勢する附勢手段としてもよいものである。
　カム体６による作動について、図４は、カム体を４等分割して、カム体１回転でニードル５（可動弁体３）が４ストロークとする場合を示す。
　図５は、カム体ヲ８等分割して、カム体１回転でニードル５（可動弁体３）が８ストロークとする場合を示す。
　図６は、下記条件による実施例における液状接着剤（たとえばホットメルト接着剤）の塗布態様を示す。
　ニードルのストローク−−−ｄ１＝０．４ｍｍ
　カム体−−−−−−−−−−−−−−−−−４分割
　カム回転−−−−−−−−−−−−−−−４００ｒｐｍ
　サーボモータ　ＯＮ・ＯＦＦの動作時間−−−−−３０ｍｓ
　応答回数−−−−−−−−−−−−−−２０００／毎分
　塗布長さ−−−−−−−−−−−−−−−ｄ２＝２．５ｍｍ
　塗布休止長さ−−−−−−−−−−−７．０ｍｍ
　カム一回転のカム面長−−−Ｌ＝４０ｍｍ
　本発明の特徴を以下列挙する。
カムの回転駆動はサーボモータにて変速可能であり　塗布長さを電気制御できる。電磁弁の応答速度を超えるＯＮ−ＯＦＦ作動タイミングが実現する。
カムの回転と可動弁体のストローク動作は　直動で同期作動である
カムは円盤であり山と谷は回転方向に任意とし　塗布長さを決定する。
カムの回転駆動はサーボモータにて変速可能であり　塗布長さを電気制御できる。サーボモータの回転は、基材への塗布ラインの基材移送速度に連動して塗布位置を設定できる。
サーボモータの回転を、０−３０００／毎分以内のＯＮ−ＯＦＦの動作として活用でき、超高速の塗布ラインの基材移送速度に対応できる。
電磁弁とエヤーによるストローク動作でなく　直動であるから　動作ロスタイムが無い
電磁弁の接続部品が不要である。
電磁弁の応答寿命による交換作業時間や交換費が不要である。
カムは３６０度１回転を４分割して　ＯＮ−ＯＦＦの領域を増やすことが可能である。
電磁弁とエヤーによる駆動では１４００／毎分ストロークが限界であったが、サーボモータによる回転駆動は　３０００／毎分ストロークが可能になる。
本発明は、ホットメルト接着剤の間欠塗布にあたり、塗布タイミングの短縮により塗布ラインのより高速化を可能として製造コストを低減することで、産業の発展に寄与するものである。
１　　ガンモジュール
２　　コーターヘッド
３　　可動弁体
５　　ニードル
６　　カム体
Ａ　　弁機構
Ｂ　　カム式弁駆動機構（弁体駆動機構）

Claims (3)

  1. 　可動弁体の下部の拡大部と弁座とを含み、可動弁体上昇時にホットメルト接着剤の吸引作用を生じる構造とした弁機構を有するサックバック式塗布ガンユニットにおいて、
    　弁機構の可動弁体と一体化したニードルと、
    該ニードルの先端を、そのカム面に接当させたカムとを含むカム式弁駆動機構を設け、
    　前記カムの回転制御により塗布タイミングを設定自在とすることを特徴とする、サックバック式塗布ガンユニット。
  2. 　可動弁体の下部に形成した拡大部により、弁体上昇時にホットメルト接着剤を吸引するサックバック作用を生じさせる構造としたサックバック式塗布ガンユニットにおいて、
    　弁機構の可動弁体と一体化したニードルと、
    　前記ニードルの先端に、そのカム面に接当させたカム体とを設け、
    　カム体の回転動作をストローク動作に変換してホットメルト塗布ガンユニットの弁ＯＮ作動・ＯＦＦ作動を行い、カム体の山部でＯＮ作動、谷部でＯＦＦ作動するストロークのカム式弁駆動機構を構成したことを特徴とするサックバック式塗布ガンユニット。
  3. 　前記カム式弁駆動機構のカム体は、複数個の山部と谷部を有し、カム体の一回転で弁作動が複数回行われることを特徴とする、請求項２に記載するサックバック式塗布ガンユニット
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