(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-30
(45)【発行日】2023-07-10
(54)【発明の名称】スリーブヒータを有する液体材料分配システム
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20230703BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20230703BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20230703BHJP
【FI】
B05C5/00 101
B05C11/10
B05D1/26 Z
(21)【出願番号】P 2020523811
(86)(22)【出願日】2018-10-26
(86)【国際出願番号】 US2018057737
(87)【国際公開番号】W WO2019089378
(87)【国際公開日】2019-05-09
【審査請求日】2021-10-26
(32)【優先日】2017-10-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】391019120
【氏名又は名称】ノードソン コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】NORDSON CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100101498
【氏名又は名称】越智 隆夫
(74)【代理人】
【識別番号】100107401
【氏名又は名称】高橋 誠一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100120064
【氏名又は名称】松井 孝夫
(74)【代理人】
【識別番号】100182257
【氏名又は名称】川内 英主
(74)【代理人】
【識別番号】100202119
【氏名又は名称】岩附 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】ガンツァー,チャールズ,ピー.
(72)【発明者】
【氏名】ウッドリーフ,ロバート,ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】シン,サン,エッチ.
【審査官】青木 太一
(56)【参考文献】
【文献】特許第4944389(JP,B2)
【文献】特開2003-245590(JP,A)
【文献】特開平07-265775(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B05C 5/00- 5/04
B05C 7/00-21/00
B05D 1/00- 7/26
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
分配システムであって、
液体材料通路及びプロセス空気通路を備えるマニホールド本体と、
前記マニホールド本体内に受容され
て熱を生成するように構成された加熱部材であって、前記加熱部材が、上部、下部、外面、及び前記外面内の溝を有し、
前記外面が、前記加熱部材によって生成された熱を前記マニホールド本体に伝えるために前記マニホールド本体と接触し、前記溝が、前記上部と前記下部との間に延在し、かつ前記プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成する、加熱部材と、
液体材料を分配するように構成されたノズルと、
を備え、
前記加熱部材は、プロセス空気が前記溝を通過する際に前記プロセス空気を加熱するように構成され、前記加熱部材は、前記加熱部材の前記外面と前記マニホールド本体との接触を通じて前記
液体材料通路内の液体材料を加熱するように構成され
、
前記マニホールド本体は、前記加熱部材によって生成された熱を前記液体材料通路内の前記液体材料に伝える熱伝導性材料からなる、分配システム。
【請求項2】
前記加熱部材が、加熱カートリッジと、前記加熱カートリッジの周囲に配置された加熱スリーブと、を備える、請求項1に記載の分配システム。
【請求項3】
前記溝が非直線である、請求項1に記載の分配システム。
【請求項4】
前記溝が、少なくとも1つの環状セグメント及び少なくとも1つの長手方向セグメントを備える、請求項1に記載の分配システム。
【請求項5】
前記溝が、複数の環状セグメント及び複数の長手方向セグメントを備え、前記環状セグメントと前記長手方向セグメントとが、前記加熱部材の長手方向長さに沿って交互になる、請求項4に記載の分配システム。
【請求項6】
前記溝が螺旋状セグメントを備える、請求項1に記載の分配システム。
【請求項7】
前記加熱部材の前記外面が、前記溝の周方向内面よりも大きい表面領域を有する、請求項1に記載の分配システム。
【請求項8】
前記溝は、第1の流路及び第2の流路を画定し、前記加熱部材は、前記プロセス空気を前記第1の流路と第2の流路に分割するように構成されている、請求項1に記載の分配システム。
【請求項9】
前記加熱部材が、前記上部及び前記下部において前記マニホールド本体と接触する、請求項1に記載の分配システム。
【請求項10】
前記加熱部材が、前記マニホールド本体内に受容された唯一の加熱部材である、請求項1に記載の分配システム。
【請求項11】
前記マニホールド本体内に受容された第2の加熱部材であって、前記第2の加熱部材が、前記マニホールド本体と接触する第2の外面と、前記プロセス空気通路の少なくとも第2の部分を形成する前記第2の外面内の第2の溝とを備え、前記第2の加熱部材は、前記加熱部材
に平行に位置付けられる、第2の加熱部材を更に備え、
前記マニホールド本体が、前記プロセス空気を受容し、前記プロセス空気を前記溝及び前記第2の溝に分配するように構成された上部ギャラリーを備える、請求項1に記載の分配システム。
【請求項12】
前記溝及び前記第2の溝が、前記上部ギャラリーと連通し、かつ前記上部ギャラリーから前記プロセス空気を受容するように構成された上部環状セグメントを備える、請求項11に記載の分配システム。
【請求項13】
前記液体材料を分配するように構成された第2のノズルを更に備え、
前記マニホールド本体は、前記溝及び前記第2の溝から前記プロセス空気を受容し、前記プロセス空気を前記ノズル及び前記第2のノズルに分配するように構成された、下部ギャラリーを備える、請求項11に記載の分配システム。
【請求項14】
前記液体材料通路内に配置され、前記液体材料から汚染物質を除去するように構成されたフィルタと、
前記マニホールド本体内に配置され、前記加熱部材によって生成された熱を検出するように構成された温度センサと、を更に備える、請求項1に記載の分配システム。
【請求項15】
液体材料を分配する方法であって、
前記液体材料をマニホールド本体の液体材料通路内に受容することと、
プロセス空気を前記マニホールド本体のプロセス空気通路内に受容することと、
前記液体材料を、加熱部材の外面と前記マニホールド本体との接触を通じて加熱することと、
前記プロセス空気を前記加熱部材の溝内に受容することによって、前記プロセス空気を加熱することであって、前記溝が、前記加熱部材の上部から前記加熱部材の下部まで延在し、かつ前記プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成する、ことと、
前記液体材料をノズルで分配することと、
を含む、方法。
【請求項16】
前記プロセス空気を前記溝の少なくとも1つの環状セグメントに通過させることと、
前記プロセス空気を前記溝の少なくとも1つの長手方向セグメントに通過させることと、
を更に含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記プロセス空気を前記溝の螺旋状セグメントに通過させることを更に備える、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記液体材料を加熱することが、加熱部材の前記上部及び下部と前記マニホールド本体との間の接触による、請求項15に記載の方法。
【請求項19】
分配システムであって、
液体材料通路及びプロセス空気通路を備えるマニホールド本体と、
前記液体材料通路内に配置され、液体材料から汚染物質を除去するように構成されたフィルタと、
前記マニホールド本体内に受容され
て熱を生成するように構成された加熱部材であって、前記加熱部材が、加熱カートリッジと、前記加熱カートリッジの周囲に配置された加熱スリーブとを有し、前記加熱部材が、上部、下部、前記加熱スリーブによって形成された外面、及び前記外面内の溝を有し、
前記外面が、前記加熱部材によって生成された熱を前記マニホールド本体に伝えるために前記マニホールド本体と接触し、前記溝が、前記上部と前記下部との間に延在し、かつ前記プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成し、前記溝が、前記加熱部材の長手方向長さに沿って交互になる複数の環状セグメントと複数の長手方向セグメントとを備える、加熱部材と、
前記マニホールド本体内に配置され、前記加熱部材によって生成された熱を検出するように構成された温度センサと、
液体材料を分配するように構成されたノズルと、
を備え、
前記加熱部材は、プロセス空気が前記溝を通過する際に前記プロセス空気を加熱するように構成され、前記加熱部材は、前記加熱部材の前記外面と前記マニホールド本体との接触を通じて
前記液体材料通路内の前記液体材料を加熱するように構成され
、
前記マニホールド本体は、前記加熱部材によって生成された熱を前記液体材料通路内の前記液体材料に伝える熱伝導性材料からなる、分配システム。
【請求項20】
前記加熱部材が、前記上部及び前記下部において前記マニホールド本体と接触する、請求項19に記載の分配システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、2017年10月31日に出願された米国特許仮出願第62/579492号に対する利益を主張する。
【0002】
(発明の分野)
本開示は、概して液体の分配に関し、特に、スリーブヒータで加熱された液体を分配するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
分配システムは、多くの場合、様々な基材(例えば、おむつ、生理用ナプキン、手術ドレープ)に熱可塑性材料(例えば、ホットメルト接着剤)を塗布する。多くの熱可塑性材料は室温において固体形態で存在し、流動性粘性液体を生成するために熱を必要とする。したがって、分配システムは熱を発生させて熱可塑性材料を溶融させ、熱可塑性材料は、基材に塗布するための1つ以上の分配バルブに分配される。加圧プロセス空気は、多くの場合、液体が分配される際に液体に向けられ、分配された液体材料を希釈又は引き下げ、液体材料が基材に塗布される際に液体材料のパターンを制御する。
【0004】
塗布の前に、プロセス空気が熱可塑性材料を冷却及び固体化させないことを確実にするために、プロセス空気を加熱しなければならない。しかしながら、現在のホットメルト塗布器は、プロセス空気及び接着剤を別個のマニホールド、ヒータ、及び制御部で加熱し、これにより、塗布器空間、システムの複雑性、製造コスト、及びサービス部品が増加する。増加した物理的空間は、システム内に異なる加熱ゾーンを作り出し、これは、溶融剤から入手可能なものの容量を超える場合があり、それによってコストを更に増加させる。
【0005】
したがって、上記のような従来の分配システムの様々な欠点に対処する、改善された液体材料分配システムに対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【0006】
前述の必要性は、本明細書に記載されるシステム及び方法によって、大きく満たされる。一態様は、液体材料及びプロセス空気を受容するように構成された分配システムを対象とする。分配システムは、液体材料通路及びプロセス空気通路を有するマニホールド本体を含む。分配システムはまた、マニホールド本体内に受容された加熱部材を含む。加熱部材は、第1の(例えば、上)部分、第2の(例えば、下)部分、外面、及び外面内の溝を有する。溝は、上部と下部との間に延在し、プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成してもよい。分配システムは、液体材料を分配するように構成されたノズルを更に含んでもよい。加熱部材は、プロセス空気が溝を通過する際にプロセス空気を加熱し、加熱部材の外面とマニホールド本体との接触を通じて液体材料を加熱するように構成されてもよい。
【0007】
別の態様は、液体材料を分配する方法に関する。方法は、液体材料をマニホールド本体の液体通路内で受容することと、プロセス空気をマニホールド本体のプロセス空気通路内で受容することと、を含んでもよい。方法はまた、加熱部材の外面とマニホールド本体との接触を通じて液体材料を加熱することと、プロセス空気を加熱部材の溝内に受容することによってプロセス空気を加熱することと、を含んでもよい。溝は、加熱部材の上部から加熱部材の下部まで延在し、プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成してもよい。本方法は、液体材料をノズルで分配することを更に含んでもよい。
【0008】
更に別の態様は、液体材料及びプロセス空気を受容するように構成された分配システムを対象とする。分配システムは、マニホールド本体、フィルタアセンブリ、加熱部材、温度センサ、及びノズルを含む。マニホールド本体は、液体材料通路及びプロセス空気通路を含む。フィルタは、液体材料通路内に配置され、液体材料から汚染物質を除去するように構成されてもよい。加熱部材は、マニホールド本体内に受容され、加熱カートリッジと、加熱カートリッジの周囲に配置された加熱スリーブとを有する。加熱部材は、上部、下部、外面、及び外面内の溝を有する。溝は、上部と下部との間に延在し、プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成してもよい。溝は、複数の環状セグメントと、加熱部材の長手方向長さに沿って交互になる複数の長手方向セグメントとを含んでもよい。温度センサは、マニホールド本体内に配置されてもよく、加熱部材によって生成された熱を検出するように構成されてもよい。ノズルは、液体材料を分配するように構成されてもよい。加熱部材は、プロセス空気が溝を通過する際にプロセス空気を加熱し、加熱部材の外面とマニホールド本体との接触を通じて液体材料を加熱するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示が容易に理解されてもよいように、本開示の態様は、添付の図面の例として示されている。
【
図1】第1の例示的な分配システムの例示的な等角図を示す。
【
図2】
図1の例示的な分配システムの例示的な長手方向断面図を示す。
【
図3A】
図1及び2の分配システムの第1の例示的な加熱部材の例示的な正面図を示す。
【
図3B】
図3Bの第1の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図3C】
図3A及びBの第1の例示的な加熱部材の例示的な断面図を示す。
【
図3D】
図1及び2の例示的な分配システムの第2の例示的な加熱部材の例示的な正面図を示す。
【
図3E】
図3Dの第2の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図3F】
図1及び2の例示的な分配システムの第3の例示的な加熱部材の例示的な正面図を示す。
【
図3G】
図3Fの第3の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図3H】
図1及び2の例示的な分配システムの第4の例示的な加熱部材の例示的な正面図を示す。
【
図3I】
図3Hの第4の例示的な加熱部材の例示的な側面図を示す。
【
図3J】
図3H及び3Iの第4の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図3K】
図1及び2の例示的な分配システムの第5の例示的な加熱部材の例示的な外面図を示す。
【
図3L】
図1及び2の例示的な分配システムの第6の例示的な加熱部材の例示的正面図を示す。
【
図3M】
図3Lの第6の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図3N】
図1及び2の例示的な分配システムの第7の例示的な加熱部材の例示的正面図を示す。
【
図3O】
図3Nの第7の例示的な加熱部材の例示的な背面図を示す。
【
図4】複数の分配バルブを有する第2の例示的な分配システムの例示的な等角図を示す。
【
図5】
図4の例示的な分配システムの例示的な横方向断面図を示す。
【
図6】
図4及び5の例示的な分配システムの例示的な長手方向断面図を示す。 同じ参照番号は、図面及び詳細な説明における同じ部分を指す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
流体材料を分配するためのシステム及び方法が本明細書に記載される。システムは、液体材料(例えば、粘性熱可塑性材料)及びプロセス空気を受容するための内部通路を有するマニホールド本体を含んでもよい。システムはまた、カートリッジ及び加熱スリーブを有する1つ以上の加熱部材を含んでもよい。加熱スリーブは、プロセス空気通路の少なくとも一部分を形成する溝を有する外面を有してもよい。溝は、加熱スリーブの第1の(例えば、上部)部分から第2の(例えば、下部)部分まで延在してもよい。加熱スリーブの外面はまた、マニホールド本体に接触して、プロセス空気通路を密封し、液体材料を加熱してもよい。溝は、約0.10インチ未満の深さを有し、加熱スリーブとプロセス空気との間の接触を増加させる非直線経路及び/又は蛇行性経路を提供してもよい。いくつかの実施形態において、溝は、加熱部材の長手方向長さに沿って交互になる複数の長手方向セグメント及び環状セグメントを有する段状経路を提供してもよい。いくつかの実施形態において、溝は螺旋状セグメントを含んでもよい。加熱器スリーブは、プロセス空気を、加熱スリーブの長手方向及び/又は周方向長さの少なくとも一部分に沿って別個の流路に分割することができる。例えば、加熱器スリーブは、以下で更に説明するように、プロセス空気を、溝の環状セグメント、平行な長手方向セグメント、及び/又は平行若しくは交差する螺旋状セグメントで分割してもよい。
【0011】
加熱スリーブの溝の形状は、平衡化された熱負荷をプロセス空気及び液体材料へ供給するように構成されてもよい。外面の表面領域は、液体材料を加熱するためにマニホールド本体への熱伝達を増加させるために、溝の表面領域よりも大きくてもよい。加熱部材は、プロセス空気と液体材料を同時に加熱するように構成され、プロセス空気及び液体材料のそれぞれに対する別個の加熱部材の必要性を排除してもよい。その意味では、開示される分配システムは、製造コストと、複数の部品をストックする必要性を低減することができる。開示される分配システムはまた、よりコンパクトなマニホールド本体を可能にしてもよい。
【0012】
図1及び2は、マニホールド本体102を含む例示的な分配システム100を示す。マニホールド本体102は、前面104、後面106、上面108、下面110、及び対向して配置された長手面112、114を有することができる。
【0013】
分配システム100は、マニホールド本体102の前方に一体化及び/又は固定された分配バルブ116を含んでもよい。分配バルブ116は、1つ以上のビーズ又はフィラメントの形態などのノズル122を通じて特定のパターンで液体材料(例えば、ホットメルト接着剤)を選択的に分配するために、軸に沿ってチャンバ120(
図2)内で往復移動用のバルブステム118配置を有するオン/オフ型ノズルを含んでもよい。バルブステム118は、バルブステム118の上部に加圧空気を加えてもよい駆動機構119によって往復駆動されてもよい。駆動機構119は、バルブステム118をチャンバ120の底部のバルブシートと当接させて、液体材料をノズル122から基材上に押し出すことができる。
図1~2に更に示されるように、ノズル122はマニホールド本体102に一体化されてもよく、駆動機構119は別個の構成要素であってもよい。
【0014】
分配システム100は、マニホールド本体102(
図2)の加熱部材ハウジング126内に受容された加熱部材124を含んでもよく、加熱部材124は、液体材料とプロセス空気に同時に熱を伝達するように構成されてもよい。加熱部材124は、(例えば、
図3A~3D)に示されるように)加熱カートリッジ134及び加熱スリーブ136を有してもよく、1つ以上の電線管を有する電気ケーブル140に接続されてもよい。電気ケーブル140は、電流を電源(図示せず)から加熱カートリッジ134に供給することができ、加熱カートリッジ134は熱を発生させ、加熱スリーブ136に伝達することができる。加熱スリーブ136は、プロセス空気が加熱スリーブ136を通過する際に、熱をプロセス空気に伝達することができる。加熱スリーブ136はまた、マニホールド本体102との接触を通じて熱を液体材料に伝達してもよい。加熱スリーブ136は、例えば、加熱スリーブ136の第1の(例えば、上部)部分及び第2の(例えば、下部)部分で、加熱スリーブ136の長さに沿う接触を通じて熱をマニホールド本体102に伝達してもよい。マニホールド本体102は、液体材料が液体材料通路を通過する際に、熱を加熱スリーブ136から液体材料に伝達する熱伝導性材料(例えば、アルミニウム)で作製されてもよい。加熱カートリッジ134、加熱スリーブ136、及び加熱部材ハウジング126の間の緊密な取り付けは、加熱カートリッジ134の膨張した占有面積と、プロセス空気及び液体材料に露出された加熱面の改善された均一性及び応答を提供することができる。例えば、加熱カートリッジ134及び加熱スリーブ136は、加熱されておらず、減少した直径を有するマニホールド本体102に挿入されてもよく、加熱カートリッジ134によって生成された熱を通じて加熱部材124を膨張させることによって緊密な取り付けが形成されてもよい。加熱部材124はまた、ツール(図示せず)と係合するために頂面上に六角形の頭部を含み、マニホールド本体102内への/マニホールド本体102からの加熱されていない加熱部材124の挿入及び/又は取り外しを促進してもよい。
図1~2に示されるように、マニホールド本体102は、プロセス空気及び液体材料を加熱する単一の加熱部材124(例えば、単一の加熱カートリッジ134及び単一の加熱スリーブ136)のみを収容し、マニホールド本体102のサイズを縮小してもよい。
【0015】
分配システム100はまた、液体材料から汚染物質を濾過するように構成されたフィルタアセンブリ142を含んでもよい。
図2に示すように、フィルタアセンブリ142は、マニホールド本体102の後面106を通って、かつ加熱部材ハウジング126に実質的に平行な角度で延在するフィルタアセンブリハウジング144内に受容されてもよい。フィルタアセンブリ142は、入口、出口、及びそれらの間に延在する通路を有してもよい。フィルタアセンブリの入口は、液体材料取付具128を通じてマニホールド本体102内に導入された液体材料を受容するために、垂直通路138と整列されてもよい。フィルタアセンブリ142は、フィルタの通路を通って流れる分配液体から粒子を濾過又は除去するための細目スクリーンを有する一体型フィルタ本体を含んでもよい。フィルタアセンブリ142はまた、ツール(図示せず)と係合するために頂面上に六角形の頭部を含み、マニホールド本体102内への/マニホールド本体102からの加熱部材124の挿入及び/又は取り外しを促進してもよい。フィルタアセンブリ142は、「Liquid Dispensing Apparatus and a Filter Assembly for a Liquid Dispensing Apparatus」と題され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,264,717号に更に記載されているように、ばね付勢されて取り外し容易であってもよい。
【0016】
分配システム100は、マニホールド本体102の温度センサハウジング148内に受容された温度センサ146を更に含んでもよい。温度センサ146は、加熱部材124によって生成され、かつ/又はプロセス空気及び/又は液体材料に伝達される熱を検出するように構成されてもよい。温度センサ146及び温度センサハウジング148は、後面106を通って、液体材料通路とプロセス空気通路との間に延在してもよい。いくつかの実施形態において、温度センサ146及び温度センサハウジング148は、マニホールド本体102の横軸に対してある角度で延在し、加熱部材124及び液体材料通路の少なくとも一部分に対して実質的に平行であってもよい。温度センサ146は、電気ケーブル140に電気的に接続されてもよい。マニホールド本体102は、温度センサ146のうちの1つ以上を収容してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、マニホールド本体102は、加熱部材124と液体材料通路との間に配置された単一の温度センサ146のみを収容し、マニホールド本体102のサイズを縮小してもよい。
【0017】
液体材料及び加圧プロセス空気は、マニホールド本体102を通じて分配バルブ116に供給され、それによって液体材料のビーズ又はフィラメントを基材上に分配することができる。例えば、マニホールド本体102は、液体材料ポンプ(図示せず)を介して、液体材料タンク(図示せず)から液体材料取付具128を通じて加圧液体材料を受容してもよい。液体材料取付具128は、マニホールド本体102の上面108を通って垂直通路138内に窪んでもよく、液体材料取付具128は、複数の異なる方向に配向されてもよい。分配液体は、液体材料取付具128及び垂直通路138を通過し、フィルタアセンブリ142内に入ってもよい。フィルタアセンブリ142及びフィルタアセンブリハウジング144は、マニホールド本体102の横軸に対して鋭角で配置され、加熱部材124と実質的に平行に配置されて、フィルタアセンブリ142内の液体材料に均一な熱分布を提供することができる。フィルタアセンブリ142は、液体材料がフィルタアセンブリハウジング144を通過する際に液体材料から汚染物質を除去することができる。次いで、液体材料は、液体材料が連続的に加熱される1つ以上の通路150、152を通過してもよい。例えば、通路150、152は、垂直通路150と、加熱部材124に実質的に平行に延在する傾斜通路152とを連続的に含んでもよく、傾斜通路152は液体材料の熱分配の均一性を増加させる。液体材料は次に、液体材料がノズル122を通じて分配される分配バルブ116のチャンバ120内に入ることができる。
【0018】
マニホールド本体102はまた、マニホールド本体102の下面110上の通路156内に窪んだプロセス空気取付具154を通じて加圧空気を受容してもよい。次いで、プロセス空気は、プロセス空気が加熱される加熱部材124の周囲に配置された非直線及び/又は蛇行性通路に入ることができる。次いで、プロセス空気は、プロセス空気通路158を通過してもよい。プロセス空気通路158は、ノズル122の周囲に延在する環状通路を含んでもよく、プロセス空気を連続的に、又はノズル122を通じて分配される液体材料の周囲で別個の箇所で分配する。例えば、環状通路は、分配された液体材料の形状及び/又は方向を修正するために空気圧を供給するノズル122の周囲に、複数の空気放出オリフィス159を含んでもよい。
【0019】
図3A~Cに更に示されるように、加熱部材124は、加熱カートリッジ134の周囲に配置された加熱スリーブ136を有する、カートリッジ型の加熱部材であってもよい。加熱スリーブ136は、外面上に、第1の(例えば、上部)部分から第2の(例えば、下部)部分まで延在する溝180を含んでもよい。溝180は、加熱スリーブ136の外面及びマニホールド本体102の加熱部材ハウジング126の内面によって制約される通路を画定してもよい。いくつかの実施形態において、溝180は、熱伝達を増加させるために、約0.10インチ未満の深さを有してもよい。加熱スリーブ136はまた、加熱スリーブ136の外面との間で、加熱部材ハウジング126の内面に沿ってマニホールド本体102に接触してもよい。加熱スリーブ136は、例えば、加熱スリーブ136の上部及び下部において、その長手方向長さに沿ってマニホールド本体102に接触してもよい。加熱スリーブ136は、液体材料が液体材料通路を通過する際に、マニホールド本体102との接触を通じて熱を液体材料に伝達してもよい。加熱スリーブ136の外面は、溝よりも大きい表面領域(例えば、マニホールド本体102に接触しない溝180の下面を画定する周方向内面)を有してもよい。加熱部材124は、マニホールド本体102の横方向に対して鋭角に配置されてもよい。加熱部材124はまた、マニホールド本体102を通る液体材料通路の少なくとも一部分に実質的に平行に延在して、均一に熱を分配することができる。いくつかの実施形態において、加熱部材124は、マニホールド本体102を通る液体材料通路の長さの半分超に実質的に平行に延在してもよい。加熱部材124は、加熱部材ハウジング126の内外に自由に摺動するような大きさであってもよいが、加熱されると、加熱部材124は膨張して加熱部材ハウジング126の内壁に接触し、熱伝達を改善することができる。
【0020】
溝180は、プロセス空気への熱伝達を強化するために、複数の異なる非直線及び/又は蛇行性構成を有してもよい。いくつかの実施形態において、
図3A~3Cの第1の例示的な実施形態に示されるように、溝180は、複数の環状セグメント182及び複数の長手方向セグメント184を有する段状構成を有してもよい。例えば、複数の環状セグメント182及び複数の長手方向セグメント184は、加熱部材124の長手方向長さに沿って交互になって、非直線及び/又は蛇行性プロセス空気通路を提供してもよい。
図3Aの正面図及び
図3Bの背面図に示すように、環状セグメント182は加熱スリーブ136の全周に延在してもよく、長手方向セグメント184は加熱スリーブ136の周方向側面で(例えば、円周に沿って180°で)交互になり、長手方向長さに沿ってより長い流路を提供し、加熱スリーブ136とプロセス空気との間の接触を増加させることができる。環状セグメント182はまた、(例えば、
図3Aに示されるように)プロセス空気を加熱スリーブ136の円周の周りの第1の流路及び第2の流路に分割して、熱伝達の効率を増加できる。環状セグメント182はまた、プロセス空気を第1の流路及び第2の流路に分割することによって、プロセス空気において乱流を良好に生成することができる。
【0021】
図2に更に示すように、最上部環状セグメント182は、プロセス空気取付具154と位置合わせされて、プロセス空気を受容することができる。更に、最上部長手方向セグメント184は、流路を増加させるために、プロセス空気取付具154の反対側にあってもよい。最下部長手方向セグメント184は、プロセス空気通路156と位置合わせされた開放端部を有して、プロセス空気をプロセス空気通路158に供給するのを容易にすることができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、溝180は、マニホールド本体(例えば、202)の下部ギャラリー(例えば、262、264)と連通していてもよい下部環状セグメント182(
図3D~Oに概して示される)で修正されてもよい。プロセス空気が加熱スリーブ136の下端部に到達すると、プロセス空気は、液体材料の設定点又はその付近の温度まで上昇し、液体材料上のプロセス空気の任意の熱効果を減少させてもよい。
図3Cに更に示すように、加熱スリーブ136は、熱を放出する加熱カートリッジ134を受容するように構成された内腔を含んでもよい。加熱カートリッジ134の上面は、電気ケーブル140に電気的に接続されてもよい。
【0022】
図3Dの正面図及び
図3Eの背面図に示すような第2の例示的な実施形態において、加熱部材324は、加熱スリーブ336の全周には延在しない1つ以上の環状セグメント382を有する溝380を有する加熱スリーブ336を含んでもよい。例えば、環状セグメント382は、加熱スリーブ336の円周の周囲に180°を超えて延在し、閉鎖端を有してもよい。環状セグメント382はまた、加熱スリーブ336の長手方向長さに沿って円周方向にオフセットされた長手方向セグメント384によって閉鎖端部で接続されてもよい。上部環状セグメント382は、加熱スリーブ336の全周に延在してもよく、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)と連通していてもよい。下部環状セグメント382は、加熱スリーブ336の全周に延在してもよく、マニホールドの下部ギャラリーと連通していてもよい。環状セグメント382及び長手方向セグメント384は、プロセス空気への熱伝達を強化するために蛇行性及び/又は非直線流路を作り出すことができる。
【0023】
図3Fの正面図及び
図3Gの背面図に示すような第3の例示的な実施形態において、加熱部材424は、環状セグメント482を接続する複数の平行な長手方向セグメント484を有する1つ以上の溝480を有する加熱スリーブ436を含んでもよい。平行な長手方向セグメント484は、プロセス空気を複数の平行な流路に分割して、加熱スリーブ436からプロセス空気への熱伝達を増加させることができる。平行な長手方向セグメント484は、プロセス空気に接触する加熱スリーブ436の表面領域を増加させることができる。平行な長手方向セグメント484はまた、例えば、プロセス空気が、環状セグメント482を円周方向に通って第1の長手方向セグメント484を通過し、円周方向にオフセットした第2の長手方向セグメント484の中に入るとき、蛇行性及び/又は非直線流路を作り出してもよい。環状セグメント482は、加熱スリーブ436の全周に延在してもよく、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)と連通してもよい上部環状セグメント482と、マニホールドの下部ギャラリーと連通してもよい下部環状セグメント382とを含む。
【0024】
図3Hの正面図に示すような第4の例示的な実施形態において、
図3Iの側面図、及び
図3Jの背面図に示すように、加熱部材524は、加熱スリーブ536の円周に沿って交互になる1つ以上の環状セグメント582と、1つ以上の長手方向セグメント584とを有する溝580を有する加熱スリーブ536を含んでもよい。例えば、加熱スリーブ536は、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)からプロセス空気を受容するように構成された上部環状セグメント582を含んでもよい。プロセス空気は、
図3Hに示されるように、上部環状セグメント582から第1の長手方向セグメント584へと、加熱スリーブ536の下方に、第1の閉鎖環状セグメント582に入ることができる。次いで、プロセス空気は、
図3Iに示されるように、第1の閉鎖環状セグメント582から第2の長手方向セグメント584へと、加熱スリーブ536の上方に、第2の閉鎖環状セグメント582に入ることができる。次いで、プロセス空気は、第2の閉鎖環状セグメント582から第3の長手方向セグメント584へと、加熱スリーブ536の下方に、下部環状セグメント582に入ることができる。次いで、プロセス空気は、下部環状セグメント582から、例えば、マニホールド本体の下部ギャラリー(例えば、262、264)に入ることができる。
【0025】
いくつかの実施形態において、
図3Kの第5の例示的な実施形態に示すように、加熱部材624は、1つ以上の螺旋状セグメント686を有する溝680を有する加熱スリーブ636を含んでもよい。加熱スリーブ636は、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)からプロセス空気を受容するように構成された上部環状セグメント682を含んでもよい。次いで、プロセス空気は、螺旋状セグメント686を通過して下部環状セグメント682に入り、次いで、例えば、マニホールド本体の下部ギャラリー(例えば、262、264)に入ることができる。
【0026】
図3Lの正面図及び
図3Mの背面図に示すような第6の例示的な実施形態において、加熱部材724は、加熱スリーブ736の周囲で同じ方向に延在する複数の螺旋状セグメント786、788を有する1つ以上の溝780を有する加熱スリーブ736を含んでもよい。例えば、加熱スリーブ736は、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)からプロセス空気を受容するように構成された上部環状セグメント782を含んでもよい。次いで、プロセス空気は、第1の螺旋状セグメント786を通る第1の流路と、第2の螺旋状セグメント788を通る第2の流路とに分割されてもよい。第1の流路及び第2の流路のそれぞれからのプロセス空気は、下部環状セグメント782に入り、それから、例えば、マニホールド本体の下部ギャラリー(例えば、262、264)内に入ることができる。加熱部材724は、第1の螺旋状セグメント786及び第2の螺旋状セグメント788と共に図示されているが、加熱スリーブ736は、任意の数の螺旋状セグメント786、788を含んでもよいことが企図される。
【0027】
図3Nの正面図及び
図3Oの背面図に示すような第7の例示的な実施形態において、加熱部材824は、加熱スリーブ836の周囲で反対方向に延在する複数の螺旋状セグメント886、888を有する1つ以上の溝880を有する加熱スリーブ836を含んでもよい。例えば、加熱スリーブ836は、マニホールド本体(例えば、202)の上部ギャラリー(例えば、260)からプロセス空気を受容するように構成された上部環状セグメント882を含んでもよい。次いで、プロセス空気は、第1の螺旋状セグメント886を通る第1の流路と、第2の螺旋状セグメント888を通る第2の流路とに分割されてもよい。第1の螺旋状セグメント886及び第2の螺旋状セグメント888は、プロセス空気が乱流になるセグメント890で交差してもよい。第1の流路及び第2の流路のそれぞれからのプロセス空気は、下部環状セグメント882に入り、それから、例えば、マニホールド本体の下部ギャラリー(例えば、262、264)内に入ることができる。加熱部材824は、第1の螺旋状セグメント886及び第2の螺旋状セグメント888と共に図示されているが、加熱スリーブ836は、任意の数の螺旋状セグメント886、888を含んでもよいことが企図される。
【0028】
本開示の分配システム(例えば、
図1~2及び4~6)は、加熱スリーブの様々な実施形態のうちの1つ以上と共に使用されてもよい。その意味で、スリーブの各実施形態は、任意の数の流路及び/又は用途に適合するように修正されてもよい。例えば、下部環状チャンバ(例えば382)は、マニホールド本体内の下部ギャラリー(例えば、262、264)の存在に応じて加熱部材に追加又は省略されてもよい。加熱器スリーブの溝(単数又は複数)の様々な実施形態は、マニホールド本体の内面との間に薄膜間隙を生成してもよい深さよりも実質的に大きい幅を有するように示されている。溝は、幅よりも実質的に大きい深さを有してもよく、深さではなく幅によって規定される薄膜間隙を生成することもまた企図される。
【0029】
コントローラ(図示せず)は、加熱部材の様々な実施形態によって提供される熱を、プロセス空気及び/又は分配バルブ116から分配される液体材料に調節するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、温度センサ146から信号を受信し、閉ループシステム内の電気ケーブル140によって加熱カートリッジに供給される電流を調節することができる。コントローラはまた、ディスペンサ設計、動作モード、環境条件、液体材料の流量及び/又は液体材料の熱特性などの他の分配変数に基づいて加熱部材124を調節してもよい。コントローラは、コンピュータシステム又は非一時的コンピュータ可読媒体に一体化された1つ以上のソフトウェアモジュールによって具現化されてもよい。コントローラはまた、任意の数の有線又は無線接続を通じて、構成要素(例えば、加熱部材124、温度センサ146、及び/又は電気ケーブル140)と通信してもよい。
【0030】
図4~6は、複数の分配バルブ216及び/又は複数の加熱部材224を有するマニホールド本体202を含む例示的な分配システム200を示す。マニホールド本体202は、前面204、後面206、上面208、下面210、及び対向して配置された長手面212、214を有することができる。
【0031】
分配バルブ216は、マニホールド本体202の前方に一体化及び/又は固定されてもよい。分配バルブ216は、1つ以上のビーズ又はフィラメントの形態などのノズル222を通じて特定のパターンで液体材料(例えば、ホットメルト接着剤)を選択的に分配するために、軸に沿ってチャンバ220内で往復移動用のバルブステム(図示せず)配置を有するオン/オフ型ノズルを含んでもよい。バルブステムは、バルブステムの上部に加圧空気を加えてもよい駆動機構219によって往復駆動されてもよい。駆動機構219は、バルブステムをチャンバ220の底部のバルブシートと当接させて、液体材料をノズル222から基材上に押し出すことができる。
図4~6に更に示されるように、ノズル222はマニホールド本体202に一体化されてもよく、駆動機構219は分離可能な構成要素であってもよい。
【0032】
図5~6に更に示すように、分配システム200は、マニホールド本体202の1つ以上の加熱部材ハウジング226(
図2)内に受容された1つ以上の加熱部材224を含んでもよく、加熱部材224は、液体材料とプロセス空気に同時に熱を伝達するように構成されてもよい。加熱部材224は、(例えば、
図3A~3D)に示されるように)加熱カートリッジ134及び加熱スリーブ136を有してもよく、1つ以上の電線管を有する1つ以上の電気ケーブル240に接続されてもよい。電気ケーブル240は、電流を電源(図示せず)から加熱カートリッジ134に供給することができ、加熱カートリッジは熱を発生させ、加熱スリーブ136に伝達することができる。加熱スリーブは、プロセス空気が加熱スリーブ136を通過する際に、熱をプロセス空気に伝達することができる。加熱スリーブ136はまた、マニホールド本体202との接触を通じて熱を液体材料に伝達してもよい。加熱スリーブは、例えば、上部及び第2の(例えば、下部)部分で、加熱スリーブの長さに沿う接触を通じて熱をマニホールド本体202に伝達してもよい。マニホールド本体202は、液体材料が液体材料通路を通過する際に、熱を加熱スリーブ136から液体材料に伝達する熱伝導性材料(例えば、アルミニウム)で作製されてもよい。加熱カートリッジ134、加熱スリーブ136、及び加熱部材ハウジング226の間の緊密な取り付けは、加熱カートリッジの膨張した占有面積と、プロセス空気及び液体材料に露出された加熱面の改善された均一性及び応答を提供することができる。加熱部材224はまた、ツール(図示せず)と係合するために頂面上に六角形の頭部を含み、マニホールド本体202内への/マニホールド本体202からの加熱部材224の挿入及び/又は取り外しを促進してもよい。
図5に示されるように、マニホールド本体202は、複数の加熱部材224を収容して、1つ以上の分配バルブ216を通じて分配される液体材料及び/又はプロセス空気の複数の平行な流れを加熱してもよい。
【0033】
分配システム200はまた、液体材料から汚染物質を濾過するように構成された1つ以上のフィルタアセンブリ242を含んでもよい。
図6に示すように、フィルタアセンブリ242は、マニホールド本体202の後面206を通って、かつ加熱部材ハウジング226に実質的に平行な角度で延在するフィルタアセンブリハウジング244内に受容されてもよい。フィルタアセンブリ242は、入口、出口、及びそれらの間に延在する通路を有してもよい。フィルタアセンブリの入口は、1つ以上の液体材料取付具228を通じてマニホールド本体202内に導入された液体材料を受容するために、垂直通路238と整列されてもよい。フィルタアセンブリ242は、フィルタの通路を通って流れる分配液体から粒子を濾過又は除去するための細目スクリーンを有する一体型フィルタ本体を含んでもよい。フィルタアセンブリ242はまた、ツール(図示せず)と係合するために頂面上に六角形の頭部を含み、マニホールド本体202内への/マニホールド本体202からの加熱部材224の挿入及び/又は取り外しを促進してもよい。フィルタアセンブリ242は、「Liquid Dispensing Apparatus and a Filter Assembly for a Liquid Dispensing Apparatus」と題され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,264,717号に更に記載されているように、ばね付勢されて取り外し容易であってもよい。
【0034】
分配システム200は、マニホールド本体202の1つ以上の温度センサハウジング(図示せず)に受容された1つ以上の温度センサ(図示せず)を更に含んでもよい。温度センサは、加熱部材224によって生成され、かつ/又はプロセス空気及び/又は液体材料に伝達される熱を検出するように構成されてもよい。温度センサ及び温度センサハウジングは、後面206を通って、液体材料通路とプロセス空気通路との間に延在してもよい。いくつかの実施形態において、温度センサ及び温度センサハウジングは、マニホールド本体202の横軸に対してある角度で延在し、加熱部材224及び液体材料通路の少なくとも一部分に対して実質的に平行であってもよい。温度センサは、電気ケーブル240に電気的に接続されてもよい。
【0035】
液体材料及び加圧プロセス空気は、マニホールド本体202を通じて分配バルブ216に供給され、それによって液体材料のビーズ又はフィラメントを基材上に分配することができる。例えば、マニホールド本体202は、液体材料ポンプ(図示せず)を介して、液体材料タンク(図示せず)から液体材料取付具228を通じて加圧液体材料を受容してもよい。液体材料取付具228は、マニホールド本体202の上面208を通って垂直通路238内に窪んでもよく、液体材料取付具228は、複数の異なる方向に配向されてもよい。分配液体は、液体材料取付具228及び垂直通路238を通過し、フィルタアセンブリ242内に入ってもよい。フィルタアセンブリ242及びフィルタアセンブリハウジング244は、マニホールド本体202の横軸に対して鋭角で配置され、加熱部材224と実質的に平行に配置されて、フィルタアセンブリ242内の液体材料に均一な熱分布を提供することができる。フィルタアセンブリ242は、液体材料がフィルタアセンブリハウジング244を通過する際に液体材料から汚染物質を除去することができる。次いで、液体材料は、液体材料が連続的に加熱される1つ以上の通路250、252を通過してもよい。例えば、通路250、252は、垂直通路250と、加熱部材224に実質的に平行に延在する傾斜通路252とを含んでもよく、傾斜通路252は液体材料の熱分配の均一性を増加させる。液体材料は次に、液体材料がノズル222を通じて分配される分配バルブ216のチャンバ220内に入ることができる。
【0036】
図4~6に示されるように、加熱部材224は、1つ以上の上部ギャラリー260から1つ以上の下部ギャラリー262、264まで延在するプロセス空気通路280を提供してもよい。例えば、マニホールド本体202は、マニホールド本体202の1つ以上の表面210、212、214上の通路256内に窪んだ1つ以上のプロセス空気取付具254を通じて加圧空気を受容してもよい。上部ギャラリー260は、プロセス空気が加熱される加熱部材224の周囲に配置された非直線及び/又は蛇行性通路と連通していてもよい。次いで、プロセス空気は、1つ以上の下部ギャラリー262、264を通過し、1つ以上のプロセス空気通路258を通過してもよい。プロセス空気通路258は、ノズル222の周囲に延在する環状通路を含んでもよく、プロセス空気を連続的に、又はノズル222の周囲で別個の箇所で分配する。例えば、環状通路は、分配された液体材料の形状及び/又は方向を修正するために空気圧を供給するノズル222の周囲に、複数の空気放出オリフィス259(
図6)を含んでもよい。
【0037】
図4~6に示されるように、マニホールド本体202は、4つの加熱部材224及び5つの分配バルブ216を含んでもよい。しかしながら、マニホールド本体202は、任意の数の加熱部材224及び分配バルブ216を含んでもよい。加熱部材224は、まとめて熱をマニホールド本体202に伝達して、液体材料を加熱してもよい。下部ギャラリー262、264はまた、加熱されたプロセス空気を集め、分配バルブ216のそれぞれに加熱されたプロセス空気の均一な分配を提供するように構成されてもよい。
図5に示されるように、下部ギャラリー262のうちの1つ以上は、周辺部であってもよく、マニホールド本体202の幅に延在しなくてもよい。この構成は、加熱されたプロセス空気の均一な分配が、マニホールド本体202の周辺部に配置された分配バルブ216に提供されることを確実にしてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、下部ギャラリー262、264を省き、それにより、各分配バルブ216が単一の加熱部材224からプロセス空気を受容して分配バルブ216の独立した制御を提供し、一貫した予測可能な温度制御を確実にしてもよい。
【0038】
コントローラ(図示せず)は、加熱部材224によって供給される熱を、プロセス空気及び/又は分配バルブ216から分配される液体材料に調節するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、温度センサから信号を受信し、閉ループプロセス内の電気ケーブル240によって加熱カートリッジ224に供給される電流を調節することができる。コントローラは、加熱部材224のそれぞれを独立して制御して、マニホールド本体202内の液体材料及び/又はプロセス空気への均一な熱分配を確実にしてもよい。コントローラはまた、ディスペンサ設計、動作モード、環境条件、液体材料の流量及び/又は液体材料の熱特性などの他の分配変数に基づいて加熱部材224を調節してもよい。コントローラは、コンピュータシステム又は非一時的コンピュータ可読媒体に一体化された1つ以上のソフトウェアモジュールによって具現化されてもよい。コントローラはまた、任意の数の有線又は無線接続を通じて、構成要素(例えば、加熱部材224、温度センサ、及び/又は電気ケーブル240)と通信してもよい。
【0039】
本明細書では例示的な実施形態について説明したが、範囲には、本開示に基づく同等の要素、修正、省略、組み合わせ(例えば、様々な実施形態にわたる態様の)、適合又は変更を有するあらゆる実施形態が含まれる。更に、開示された方法の工程は、工程を再順序付けすること、又は工程を挿入又は削除することを含む任意の方法で修正することができる。