スロットノズル組立体及びシム板
【課題】流体材料をスロットの長手方向に略均一に押し出すことができるスロットノズル組立体を提供する。
【解決手段】流体材料を押し出すスロットノズル組立体（１）であって、流体材料を押し出すスロット（９）と、複数の材料出口（５ｂ）と、スロット（９）と複数の材料出口（５ｂ）のそれぞれを連通する複数の材料分散通路（７）とを有し、複数の材料分散通路（７）のそれぞれのスロット（９）の長手方向における幅は、複数の材料出口（５ｂ）のそれぞれからスロット（９）へ向かって拡大しているスロットノズル組立体（１）。
【解決手段】流体材料を押し出すスロットノズル組立体（１）であって、流体材料を押し出すスロット（９）と、複数の材料出口（５ｂ）と、スロット（９）と複数の材料出口（５ｂ）のそれぞれを連通する複数の材料分散通路（７）とを有し、複数の材料分散通路（７）のそれぞれのスロット（９）の長手方向における幅は、複数の材料出口（５ｂ）のそれぞれからスロット（９）へ向かって拡大しているスロットノズル組立体（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体材料を押し出すスロットノズル組立体、及びスロットノズル組立体に使用されるシム板に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットノズル組立体を有するスロットコートガンは、流体材料を基材へフィルム状に、あるいはストライプ状に、押し出す接触式又は非接触式の塗布装置である。スロットコートガンは、クラフト紙、上質紙、離型紙、ポリエチレンフィルム、不織布などに薄く広く流体材料を面塗布することができるので、クラフト袋、粘着テープやラベル、衛生用品の加工製造等に使用されている。
【０００３】
スロットコートガンは、発泡性溶融材料を基材へ塗布するために使用することもできる（特許文献１）。
【０００４】
発泡性溶融材料を押し出すスロットコートガンのスロットノズル組立体は、シム板を有するものがある。以下、添付図面を参照して、従来のシム板４４を有するスロットノズル組立体４１を説明する。
図６は、従来のスロットノズル組立体４１の分解斜視図である。図７は、図６の線ＶＩＩ―ＶＩＩに沿って取った従来のスロットノズル組立体４１の縦断面図である。図８は、従来の後ノズルブロック４３に取り付けられたシム板４４を示す図である。
従来のスロットノズル組立体４１は、前ノズルブロック４２と、後ノズルブロック４３と、前ノズルブロック４２と後ノズルブロック４３との間に配置されたシム板４４とからなる。
【０００５】
前ノズルブロック４２は、複数の発泡性溶融材料通路４５が設けられている。複数の発泡性溶融材料通路４５は、前ノズルブロック４２の上面に設けられた複数の材料入口４５ａと前ノズルブロック４２の後面に設けられた複数の材料出口４５ｂとをそれぞれ連通する。
【０００６】
シム板４４は、複数の材料通過穴４４ａと、矩形の切欠部であるシム開口部４４ｂとが設けられている。シム板４４がスロットノズル組立体４１に組み込まれたときに、前ノズルブロック４２の複数の材料出口４５ｂは、シム板４４の複数の材料通過穴４４ａにそれぞれ対向する。発泡性溶融材料は、材料出口４５ｂからシム板４４の材料通過穴４４ａの中へ流れ込む。
【０００７】
後ノズルブロック４３は、複数の材料縦溝通路４６と、一つの共通横溝通路４８とが設けられている。後ノズルブロック４３がスロットノズル組立体４１に組み込まれたときに、シム板４４の複数の材料通過穴４４ａは、後ノズルブロック４３の複数の材料縦溝通路４６の上部にそれぞれ対向する。発泡性溶融材料は、シム板４４の材料通過穴４４ａから後ノズルブロック４３の材料縦溝通路４６の中へ流れ込む。
【０００８】
シム板４４のシム開口部４４ｂ、前ノズルブロック４２の後面、及び後ノズルブロック４３の前面により、スロット４９を画定する。
【０００９】
発泡性溶融材料は、制御モジュール（不図示）から前ノズルブロック４２の材料入口４５ａに供給される。発泡性溶融材料は、前ノズルブロック４２の材料通路４５を通って材料出口４５ｂからシム板４４の材料通過穴４４ａへ流れ込む。そして、発泡性溶融材料は、材料通過穴４４ａから後ノズルブロック４３の縦溝通路４６へ流れ込む。
縦溝通路４６へ流れ込んだ発泡性溶融材料は、共通横溝通路４８へ流れ込み、そして、スロット４９へ流れ込む。最終的に、発泡性溶融材料は、スロットノズル組立体４１の出口５０から押し出される。出口５０から押し出された発泡性溶融材料は、発泡して、搬送方向Ｘへ搬送されている基材５５上に幅広の帯状の発泡層５６を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２２８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来のスロットノズル組立体４１において、以下の問題がある。
図９は、従来のシム板４４のシム開口部４４ｂすなわちスロット４９における発泡性溶融材料の流れ、及び基材（被塗物）５５に塗布された発泡層５６を示す説明図である。
図９に示すように、縦溝通路４６の下方へ向かう発泡性溶融材料の縦流れＶＦは、共通横溝通路４８へ流れ込んで左右方向へ向かう部分流れＰＦと下方のシム開口部４４ｂへ向かう直接流れＤＦとに分かれる。隣接した縦溝通路４６から共通横溝通路４８へ流れ込んだ発泡性溶融材料の部分流れＰＦは、隣接した縦溝通路４６の間の共通横溝通路４８の中間点ＭＰで出会って互いに衝突する。衝突して合わさった二つの部分流れＰＦは、下方へ向きを変えて、衝突流れＣＦとなる。衝突流れＣＦは、流れが遅く流量も少ない。このため、衝突流れＣＦにおいて、発泡性溶融材料内に溶け込んでいる気体の一部は、早期発泡してしまう。
【００１２】
共通横溝通路４８を流れる部分流れＰＦの一部は、分散流れＤＳＦとして斜め下方へ分散する。衝突流れＣＦ及び分散流れＤＳＦの流量及び流速は、比較的小さい。
一方、直接流れＤＦの流量及び流速は、比較的大きい。衝突流れＣＦ、分散流れＤＳＦ、及び直接流れＤＦは、シム開口部４４ｂすなわちスロット４９へ流れ込む。それらの流れが出口５０へ至るまでに、それらの流れの速度差は、比較的に低減される。しかし、それらの流れの速度は、それらの流れが出口５０へ至るまでに均等にはならない。
【００１３】
また、シム開口部４４ｂ（スロット４９）の両側縁部４４ｃに隣接する発泡性溶融材料の流速は、側縁部４４ｃの抵抗よってシム開口部４４ｂの中央部の流速よりも小さくなる。このため、シム開口部４４ｂの両側縁部４４ｃにおいて、発泡性溶融材料の早期発泡を生じる。
【００１４】
これらの流れの流量及び流速の差は、基材５５の上に形成される発泡層５６の厚さを不均一なものにする。発泡層５６は、縦溝通路４６のほぼ直下において主に直接流れＤＦにより形成される厚い層部分５６ａと、隣接する縦溝通路４６の間で主に衝突流れＣＦ及び分散流れＤＳＦにより形成される薄い層部分５６ｂとを含む。薄い層部分５６ｂの一部は、早期発泡した溶融材料を含む発泡状態の悪い層である。薄い層部分５６ｂの内部に形成された気泡の直径は、比較的大きい。厚い層部分５６ａ内に形成された気泡の直径は、薄い層部分５６ｂ内に形成された気泡の直径よりも小さい。その結果、薄い層部分５６ｂは、スロット４９の長手方向に間隔をあけて複数の筋となって現れる。これらの筋は、製品の品質を落とし、また、製品の見栄えも悪くする。
【００１５】
そこで、本発明は、流体材料をスロットの長手方向に略均一に押し出すことができるスロットノズル組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した課題を解決する為に本発明では次のようなスロットノズル組立体とした。
すなわち、流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、前記流体材料を押し出すスロットと、複数の材料出口と、前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるスロットノズル組立体は、流体材料をスロットの長手方向に略均一に押し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】スロットコートガンと、発泡性溶融材料を供給するシステムとを含む本発明による一実施例を示す図である。
【図２】本発明のスロットノズル組立体の分解斜視図である。
【図３】本発明のスロットノズル組立体の縦断面図である。
【図４】本発明の後ノズルブロックに取り付けられたシム板を示す図である。
【図５】本発明のシム板の開口部すなわちスロットノズルのスロットにおける発泡性溶融材料の流れ、及び基材に塗布された発泡層を示す説明図である。
【図６】従来のスロットノズル組立体の分解斜視図である。
【図７】従来のスロットノズル組立体の縦断面図である。
【図８】従来の後ノズルブロックに取り付けられたシム板を示す図である。
【図９】従来のシム板の開口部すなわちスロットノズルのスロットにおける発泡性溶融材料の流れ、及び基材に塗布された発泡層を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本実施例において、前、後、上、及び下という用語は、説明のために使用しており、本発明をそれらに限定するものではなく、前、後、上、及び下の示す方向は、装置に取り付けられたスロットノズル組立体の向きに応じて変わることがある。
【実施例１】
【００２０】
図１は、スロットコートガンと、発泡性溶融材料を供給するシステムとを含む本発明による一実施例を示す図である。
スロットコートガン２１は、スロットノズル組立体１と、制御モジュール２３と、ガン本体２４とからなる。スロットノズル組立体１は、発泡性溶融材料（流体材料）を押し出す。スロットノズル組立体１の下で、幅広の平坦な基材（被塗物）１５は、スロットノズル組立体１に接触して、あるいは非接触で、矢印Ｘで示す方向に搬送される。
スロットノズル組立体１は、前ノズルブロック２と、後ノズルブロック３と、前ノズルブロック２と後ノズルブロック３との間に配置されたシム板４とからなる。前ノズルブロック２は、基材１５の搬送方向Ｘの上流側に位置する。後ノズルブロック３は、基材１５の搬送方向Ｘの下流側に位置する。
【００２１】
ガン本体２４は、発泡性溶融材料供給システム３１から発泡性溶融材料が供給される。ガン本体２４には、カートリッジヒーター（不図示）及び温度センサー（不図示）が設けられている。発泡性溶融材料は、ガン本体２４を通して制御モジュール２３へ送られる。
【００２２】
制御モジュール２３には、開閉弁（不図示）が設けられている。開閉弁は、制御モジュール２３内に設けられている材料通路（不図示）内の材料の流れを許容及び遮断する。開閉弁が開いているときには、発泡性溶融材料がスロットノズル組立体１へ流れる。開閉弁が閉じているときには、スロットノズル組立体１への発泡性溶融材料の流れが遮断される。
【００２３】
発泡性溶融材料供給システム３１は、溶融材料供給源３２と、フォームステーション３３と、定量ポンプ３４とからなる。
【００２４】
溶融材料供給源３２は、タンクと、タンク内の固体または半固体の重合物質を溶融するヒーターとからなり、タンク内の溶融材料をフォームステーション３３へ供給する。
【００２５】
フォームステーション３３は、重合物質の溶融材料に気体（乾燥空気、窒素気体、二酸化炭素など）を混合して発泡性溶融材料をつくる。発泡性溶融材料は、溶融材料に溶解した気体が発泡を開始する臨界圧力またはそれ以上の圧力に維持されている限りにおいて混合物の状態（液体状態）を維持する。発泡性溶融材料は、大気圧にさらされると、気体が小さい泡の形で溶融材料から発生して発泡体を形成し、泡が拡大して体積を膨張させる。
【００２６】
フォームステーション３３は、第一ポンプ（歯車ポンプ）３５と、第二ポンプ（歯車ポンプ）３６と、気体供給源３７と、混合器３８とからなる。第一ポンプ３５は、溶融材料供給源３２から溶融材料を第二ポンプ３６へ圧送する。気体供給源３７は、第一ポンプ３５と第二ポンプ３６との間で溶融材料に気体を導入する。第一ポンプ３５と第二ポンプ３６との流量に差を設けることにより、気体供給源３７からの気体は溶融材料へ導入される。混合器３８は、第二ポンプ３６から気体が導入された溶融材料を受け取り、溶融材料に気体を混合して発泡性溶融材料にする。混合器３８からの発泡性溶融材料は、定量ポンプ３４によりホース３９を介してスロットコートガン２１のガン本体２４へ供給される。
【００２７】
図２は、本発明のスロットノズル組立体１の分解斜視図である。図３は、図２の線ＩＩＩ―ＩＩＩに沿って取った本発明のスロットノズル組立体１の縦断面図である。
スロットノズル組立体１は、前ノズルブロック（第一ノズルブロック）２と、後ノズルブロック（第二ノズルブロック）３と、前ノズルブロック２と後ノズルブロック３との間に配置されたシム板４とからなる。
【００２８】
前ノズルブロック２は、複数の発泡性溶融材料通路５が設けられている。複数の発泡性溶融材料通路５は、前ノズルブロック２の上面に設けられた複数の材料入口５ａと前ノズルブロック２の後面に設けられた複数の材料出口５ｂとをそれぞれ連通する。複数の発泡性溶融材料通路５は、複数の制御モジュール２３の材料通路（不図示）のそれぞれに接続される。発泡性溶融材料は、制御モジュール２３の材料通路から前ノズルブロック２の発泡性溶融材料通路５の材料入口５ａへ供給される。前ノズルブロック２と制御モジュール２３の間には、材料入口５ａからの発泡性溶融材料の漏れを防止するためにシール部材５ｃが配置されている。発泡性溶融材料は、複数の材料出口５ｂからスロットノズル組立体１の内部へ供給される。
【００２９】
シム板４は、下辺部に開口するシム開口部（切欠部）４ａが設けられている。シム開口部４ａの上縁部は、波型に形成されている。すなわち、シム開口部４ａの上側には、複数の山形切欠部４ｂがシム板４の幅方向に連続して形成されている。複数の山形切欠部４ｂは、シム開口部４ａに連通している。シム板４の幅方向における複数の山形切欠部４ｂのそれぞれの幅は、頂部４ｃからシム開口部４ａの出口の方へ向かって拡大している。シム板４の幅方向は、シム板４がスロットノズル組立体１に組み込まれたときに基材１５の搬送方向Ｘに対して直交する方向である。シム板４の幅方向は、スロット９の長手方向である。
【００３０】
山形切欠部４ｂの頂部４ｃは、図３に示すようにシム板４がスロットノズル組立体１に組み込まれたときに、前ノズルブロック２の材料出口５ｂに対向する。また、頂部４ｃは、後述する図４に示すように後ノズルブロック３の縦溝通路６の頂部に対向する位置に配置される。シム開口部４ａの複数の山形切欠部４ｂのそれぞれは、スロットノズル組立体１の出口１０へ向かって発泡性溶融材料を分散する下方へ拡大する材料分散通路７として形成されている。材料分散通路７は、材料出口５ｂとスロット９とを連通し、材料出口５ｂからスロット９へ向かって材料分散通路７の幅が拡大していく。すなわち、複数の材料分散通路７のそれぞれのスロット９の長手方向における幅は、複数の材料出口５ｂのそれぞれからスロット９へ向かって拡大している。
【００３１】
隣り合う山形切欠部４ｂの接続部分は、所望の角度及び曲率半径を有する谷部４ｄとして形成されている。
【００３２】
シム開口部４ａの幅方向の両側縁部（内方傾斜部）４ｅは、下方の開口部へ向かって内側へ傾斜している。すなわち、両側縁部４ｅは、出口１０へ行くにつれてシム開口部４ａの幅が小さくなるように傾斜している。両側縁部４ｅは、絞りとしての機能を有する。出口１０へ向かって内方へ傾斜している両側縁部４ｅにより、スロット９は、出口へ向かってスロット９の長手方向の幅が縮小する先細りになっている。
【００３３】
後ノズルブロック３は、スロットノズル組立体１に組み込まれたときに、前ノズルブロック２の複数の材料出口５ｂに対向する複数の材料縦溝通路６が設けられている。また、後ノズルブロック３には、複数の材料縦溝通路６が連通する一つの共通横溝通路（空孔）８が設けられている。複数の材料縦溝通路６は、複数の材料出口５ｂのそれぞれを共通横溝通路と連通させている。共通横溝通路８は、複数の材料出口５ｂとスロット９との間に設けられ、スロット９の長手方向と平行に延在している。複数の材料分散通路７は、共通横溝通路８に連通している。本実施例において、共通横溝通路８は、スロット９に隣接して設けられている。
【００３４】
シム板４のシム開口部４ａ、前ノズルブロック２の後面、及び後ノズルブロック３の前面により、スロット９を画定する。スロット９の長手方向は、スロットノズル組立体１と基材１５との間の相対移動方向（本実施例において搬送方向Ｘ）に直交する幅方向である。
【００３５】
発泡性溶融材料は、制御モジュール３の開閉弁を開くことにより、前ノズルブロック２の材料入口５ａへ供給される。発泡性溶融材料は、前ノズルブロック２の材料通路５を通って材料出口５ｂからシム板４の山形切欠部４ｂの頂部４ｃへ流れ込む。頂部４ｃへ流れ込んだ発泡性溶融材料は、下方へ分散して拡がる。発泡性溶融材料の多くは、山形切欠部４ｂの下方へ拡大した材料分散通路７へ流れ込む。発泡性溶融材料の一部は、後ノズルブロック３の縦溝通路６へ流れ込む。複数の縦溝通路６へ流れ込んだ発泡性溶融材料は、一つの共通横溝通路８へ流れ込む。共通横溝通路８から流れ出た発泡性溶融材料は、下方へ拡大した材料分散通路７から流れ出た発泡性溶融材料と共にスロット９へ流れ込む。発泡性溶融材料は、スロット９を通りスロットノズル組立体１の出口１０から押し出される。出口１０から押し出された発泡性溶融材料は、発泡して、基材１５上に幅の広い帯状の発泡層１６を形成する。
【００３６】
スロット９の内部を流れる発泡性溶融材料は、シム開口部４ａの両側縁部４ｅによりシム開口部４ａの中央寄りへ押し流されるので、両側縁部４ｅの周辺における発泡性溶融材料の流速が減速されることを防止することができる。これによって、両側縁部４ｅの周辺において発泡性溶融材料が早期発泡してしまうことを防止することができる。本実施例においては、両側縁部４ｅの周辺における発泡性溶融材料の流速は、シム開口部４ａの長手方向の中央部における発泡性溶融材料の流速に比べて実質的に遅くなることはない。
【００３７】
本実施例によれば、従来のスロットノズル組立体のような衝突流れＣＦ、分散流れＤＳＦ、及び直接流れＤＦのような異なる流れは、ほとんど発生しない。
本実施例によれば、複数の下方へ拡大した材料分散通路７及び両側縁部４ｅの機能により、図５に示すように、発泡性溶融材料は、シム開口部４ａすなわちスロット９の長手方向に均一に分散され、スロット９の長手方向における発泡性溶融材料の流量、流速、及び圧力の分布が効果的に均一化される。
【００３８】
スロット９内で均一に分散された発泡性溶融材料は、スロット９の出口１０へ送られ、スロット９から押し出される。それによって、発泡性溶融材料は、均一に発泡し、図５に示すように、基材１５の幅方向に均一な厚さを有する発泡層１６を基材１５上に形成する。また、発泡層１６の内部の気泡の直径は、小さく且つ均一である。ゆえに、従来のスロットノズルのように、発泡層に筋が発生することはない。
【００３９】
さらに、本実施例によれば、シム開口部４ａの複数の下方へ拡大した材料分散通路７は、シム板４（スロットノズル組立体１）の長手方向に連続して接続されているので、スロット９の入口から出口１０までの長さＤを短くすることができる。従って、スロットノズル組立体１を小型化することができる。
【００４０】
本実施例において、上記効果を有効に達成するために、シム開口部４ａのそれぞれの部分の形状に関する長さ比、角度などの様々な数値限定を以下に具体的に示す。
これらの数値限定は、複数の下方へ拡大した材料分散通路７及び内方へ傾斜する側縁部４ｅを有するシム開口部４ａの形状により発泡溶融材料の分配すなわち分散を均一に維持し、必要な圧力を維持してスロット９（シム開口部４ａ）内での早期発泡を防止し、スロット９内の流量又は圧力の差を減少させ、材料分散通路７の谷部４ｄの近傍の合流点Ｍにおける衝突流れによる筋の発生を最小限に抑え、スロット９の長さＤを小さくするための適切な範囲を定める。
【００４１】
（１）使用される発泡性溶融材料
気体含有ホットメルト
粘度：１０，０００ｃｐｓ〜１００，０００ｃｐｓ
温度：１００℃〜２００℃
制御モジュール２３のそれぞれからスロットノズル組立体１へ供給される気体含有ホットメルトの塗布量：３０ｃｃ／ｍ２〜２００ｃｃ／ｍ２
【００４２】
（２−１）
小型のノズルにするためのシム開口形状を決定する各要素についての適正な数値範囲（下限値と上限値を設定する）
【００４３】
（２−１−１） Ｐ／Ａ ＝１．２５以下。
Ｐは、後ノズルブロック３に形成された隣接する縦溝通路６の間の間隔を示す。本実施例において、隣接する縦溝通路６の間の間隔Ｐは、等しい。しかし、間隔Ｐは、必ずしも等間隔である必要はない。例えば、複数の制御モジュール３から供給される発泡性溶融材料の流量が異なる場合には、異なる流量に応じて、間隔Ｐを変更してもよい。
Ａは、シム開口部４ａの頂部４ｃから出口１０までの距離を示す。
本実施例において、Ｐ／Ａは、１．０６である。
間隔Ｐが大きすぎると、前ノズルブロック２に設けられた材料出口５ｂの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体１の内部で圧力差が発生しやすくなる。
距離Ａを小さくすると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍ（図５）で合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
間隔Ｐに比べて距離Ａが長すぎると、スロット９の長さＤが長くなるので、スロットノズル組立体１自体の寸法が大きくなる。
距離Ａに比べて間隔Ｐが小さい場合、材料出口５ｂの数が増えた場合と同様の効果を奏する。すなわち、発泡性溶融材料の分布が均一化される方向へ向かう。したがって、Ｐ／Ａの下限値は、０に限りなく近い。
Ｐ／Ａ は、１．２５以下が好ましい。
【００４４】
（２−１−２） Ｂ／Ａ ＝０．２〜０．７
Ｂは、シム開口部４ａに形成された山形切欠部４ｂの頂部４ｃと谷部４ｄの間の距離を示す。
本実施例において、Ｂ／Ａは、０．３である。
距離Ｂに比べて距離Ａが長すぎると、スロット９の長さＤが長くなるので、スロットノズル組立体１自体の寸法が大きくなる。
距離Ａに比べて距離Ｂが長すぎると、材料出口５ｂから合流点Ｍまでの距離が長くなる。その結果、山形切欠部４ｂの谷部４ｄから出口１０までの距離Ｃが短くなる。距離Ｃが短すぎると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｂ／Ａ は、０．２〜０．７が好ましい。
【００４５】
（２−１−３） Ｐ／Ｂ ＝１．８〜６．２５
本実施例において、Ｐ／Ｂは、３．５７である。
Ｐ／Ｂが小さいほど、山形切欠部４ｂの頂部４ｃと谷部４ｄを結ぶ辺の鉛直線に対する角度θが小さくなり、合流点Ｍでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防ぎやすい。しかし、距離Ｂが大きすぎると、材料出口５ｂから合流点Ｍまでの距離が長くなる。その結果、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。さらにまた、距離Ｂが大きすぎると、距離Ｃが短すぎるので、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｐ／Ｂが大きいほど、角度θが大きくなり、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。
また、間隔Ｐが大きすぎると、前ノズルブロック２に設けられた材料出口５ｂの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体１の内部で圧力差が発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層の厚さが不均一になる。
Ｐ／Ｂは、１．８〜６．２５が好ましい。
なお、角度θは、間隔Ｐと距離Ｂとに応じて変化する。
【００４６】
（２−１−４） Ｒ ＝５〜２０ｍｍ
Ｒは、谷部４ｄの曲率半径を示す。
本実施例において、曲率半径Ｒは、１０ｍｍである。
曲率半径Ｒが小さくなると、角度θが小さくなり、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。
曲率半径Ｒが大きすぎると、材料出口５ｂから真横へ発泡性溶融材料が流れることになり、直接流れ同士が衝突するおそれがある。このような衝突流れは、基材上に塗布された発泡層に筋を発生させる原因になる。
曲率半径Ｒは、５〜２０ｍｍが好ましい。
【００４７】
（２−１−５） Ｃ／Ａ ＝０．３〜０．８
本実施例において、Ｃ／Ａは、０．７である。
Ｃ／Ａが大きすぎると、角度θが大きくなるので、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。一方、距離Ｃが大きい場合には、発泡性溶融材料が出口に到るまでに発泡性溶融材料の流量及び流速が均一化されやすいので、筋の発生を防止しやすいこともある。しかし、距離Ｃが大きすぎるとスロットノズル組立体が大きくなり好ましくない。
Ｃ／Ａが小さいと、角度θが小さくなるので、合流点Ｍでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防止しやすい。しかし、距離Ｃが小さすぎると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｃ／Ａは、０．３〜０．８が好ましい。
【００４８】
（２−２）シム開口部４ａ内の幅方向両側縁部４ｅの近傍における発泡性溶融材料の流れを中央部へ寄せ、側縁部４ｅの近傍における発泡性溶融材料の流速が中央部における発泡性溶融材料の流速より遅くなることを防ぐための側縁部４ｅの内方傾斜角（絞り傾斜角）αの適正範囲
α ＝１０〜４０度
本実施例において、絞り傾斜角αは、３１．３５度である。
絞り傾斜角αが小さすぎると、従来技術と同様にシム開口部４ａの両側縁部４ｅの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。このため、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。
絞り傾斜角αが大きすぎると、側縁部４ｅの長さが長くなる。このため、長くなった側縁部４ｅの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。絞り傾斜角αが小さすぎる場合と同様に、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。また、長くなった側縁部４ｅのために、発泡性溶融材料がスロット内部の両端部で滞留する。
内方傾斜角αは、１０〜４０度が好ましい。
【００４９】
上記数値範囲外の条件においては、スロットノズル組立体の内部での発泡性溶融材料の分布が悪くなり、基材に塗布された発泡層に筋が発生し、また、発泡層の厚さにばらつきが発生した。
【００５０】
本実施例においては、複数の山形切欠部４ｂが連続して形成されたシム板４を使用して、本発明を説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。シム板を使用せずに、前ノズルブロック２又は後ノズルブロック３に、山形切欠部４ｂと同様の山形溝穴を複数個連続して形成してもよい。山形溝穴は、材料出口５ｂとスロット９とを連通し、材料出口５ｂからスロット９へ向かって長手方向の幅が拡大していく材料分散通路であるとよい。
また、山形溝穴が形成されたノズルブロックとシム板と組み合わせて、シム板を交換することにより、スロットの幅、長さ、又は厚さ（間隔）を変更できるようにしてもよい。
【００５１】
厚さの異なるシム板を使用することにより、発泡層の塗布パターンに応じて、スロットの厚さ（間隔）を容易に変更することができる。よって、塗布パターンの変更の際の費用を低減することができる。
シム板を使用せずに、ノズルブロックに複数の材料分散通路を形成した場合には、生産現場などにおけるシム板の組み付け不良などの人為的ミスを防止できるという効果を奏する。
【００５２】
本実施例によれば、被塗物に塗布された発泡層に気泡の筋が発生することを防止することができる。
本実施例によれば、スロットノズル組立体の通路内の流体材料の流量分布、速度分布、又は圧力分布を改善することができる。
【００５３】
本実施例によれば、スロットノズル組立体と被塗物との間の相対移動方向に直交する幅方向に流体材料を略均一に押し出すことができる。
【００５４】
本実施例によれば、スロットノズル組立体の内部における幅方向への流れの発生を低減して衝突流れを低減することができる。これによって、流体材料は、材料分散通路へ円滑に流れて幅方向に略均一な流速分布を得ることができる。よって、早期発泡による発泡層の筋の発生を防止することができる。
【００５５】
本実施例によれば、スロットの両側縁部が下方へ向かうにつれて中央部へ向かって内方へ傾斜しているので、両側縁部における流体材料の流速が中央部における流体材料の流速に比べて遅くなることを防止することができる。これによって、スロットの長手方向における流体材料の塗布分布を均一にすることができる。
【００５６】
本発明による流体材料を押し出すスロットノズル組立体は、ラベルの糊付け、シール剤の塗布、ガスケットの塗布などの接触又は非接触塗布全般に適用できる。
【００５７】
本明細書における「発泡性溶融材料」は、重合物質と気体との混合物である。例えば、発泡性溶融材料は、無加硫のゴム系、飽和ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系及びポリオレフィン系の共重合体又はそれらの変成体に、空気若しくは窒素又は二酸化炭素などの気体を圧力下で溶解させたものである。大気圧下においては、発泡性溶融材料は、溶解した気体が発泡して無数の独立気泡を生成し、体積が１．５倍ないし５倍ぐらいまで膨張する。
【００５８】
本実施例においては、発泡性溶融材料を使用して本発明を説明したが、本発明は、発泡性溶融材料のみならず、非発泡性流体材料の塗布にも適用できる。非発泡性流体材料としては、例えば、ホットメルトや液体材料がある。
【００５９】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その特徴事項から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６０】
１ スロットノズル組立体
２ 前ノズルブロック（第一ノズルブロック）
３ 後ノズルブロック（第二ノズルブロック）
４ シム板
４ａ シム開口部
４ｂ 山形切欠部
４ｃ 頂部
４ｅ 側縁部
５ｂ 材料出口
６ 縦溝通路
７ 材料分散通路
８ 共通横溝通路
９ スロット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体材料を押し出すスロットノズル組立体、及びスロットノズル組立体に使用されるシム板に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットノズル組立体を有するスロットコートガンは、流体材料を基材へフィルム状に、あるいはストライプ状に、押し出す接触式又は非接触式の塗布装置である。スロットコートガンは、クラフト紙、上質紙、離型紙、ポリエチレンフィルム、不織布などに薄く広く流体材料を面塗布することができるので、クラフト袋、粘着テープやラベル、衛生用品の加工製造等に使用されている。
【０００３】
スロットコートガンは、発泡性溶融材料を基材へ塗布するために使用することもできる（特許文献１）。
【０００４】
発泡性溶融材料を押し出すスロットコートガンのスロットノズル組立体は、シム板を有するものがある。以下、添付図面を参照して、従来のシム板４４を有するスロットノズル組立体４１を説明する。
図６は、従来のスロットノズル組立体４１の分解斜視図である。図７は、図６の線ＶＩＩ―ＶＩＩに沿って取った従来のスロットノズル組立体４１の縦断面図である。図８は、従来の後ノズルブロック４３に取り付けられたシム板４４を示す図である。
従来のスロットノズル組立体４１は、前ノズルブロック４２と、後ノズルブロック４３と、前ノズルブロック４２と後ノズルブロック４３との間に配置されたシム板４４とからなる。
【０００５】
前ノズルブロック４２は、複数の発泡性溶融材料通路４５が設けられている。複数の発泡性溶融材料通路４５は、前ノズルブロック４２の上面に設けられた複数の材料入口４５ａと前ノズルブロック４２の後面に設けられた複数の材料出口４５ｂとをそれぞれ連通する。
【０００６】
シム板４４は、複数の材料通過穴４４ａと、矩形の切欠部であるシム開口部４４ｂとが設けられている。シム板４４がスロットノズル組立体４１に組み込まれたときに、前ノズルブロック４２の複数の材料出口４５ｂは、シム板４４の複数の材料通過穴４４ａにそれぞれ対向する。発泡性溶融材料は、材料出口４５ｂからシム板４４の材料通過穴４４ａの中へ流れ込む。
【０００７】
後ノズルブロック４３は、複数の材料縦溝通路４６と、一つの共通横溝通路４８とが設けられている。後ノズルブロック４３がスロットノズル組立体４１に組み込まれたときに、シム板４４の複数の材料通過穴４４ａは、後ノズルブロック４３の複数の材料縦溝通路４６の上部にそれぞれ対向する。発泡性溶融材料は、シム板４４の材料通過穴４４ａから後ノズルブロック４３の材料縦溝通路４６の中へ流れ込む。
【０００８】
シム板４４のシム開口部４４ｂ、前ノズルブロック４２の後面、及び後ノズルブロック４３の前面により、スロット４９を画定する。
【０００９】
発泡性溶融材料は、制御モジュール（不図示）から前ノズルブロック４２の材料入口４５ａに供給される。発泡性溶融材料は、前ノズルブロック４２の材料通路４５を通って材料出口４５ｂからシム板４４の材料通過穴４４ａへ流れ込む。そして、発泡性溶融材料は、材料通過穴４４ａから後ノズルブロック４３の縦溝通路４６へ流れ込む。
縦溝通路４６へ流れ込んだ発泡性溶融材料は、共通横溝通路４８へ流れ込み、そして、スロット４９へ流れ込む。最終的に、発泡性溶融材料は、スロットノズル組立体４１の出口５０から押し出される。出口５０から押し出された発泡性溶融材料は、発泡して、搬送方向Ｘへ搬送されている基材５５上に幅広の帯状の発泡層５６を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２２８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来のスロットノズル組立体４１において、以下の問題がある。
図９は、従来のシム板４４のシム開口部４４ｂすなわちスロット４９における発泡性溶融材料の流れ、及び基材（被塗物）５５に塗布された発泡層５６を示す説明図である。
図９に示すように、縦溝通路４６の下方へ向かう発泡性溶融材料の縦流れＶＦは、共通横溝通路４８へ流れ込んで左右方向へ向かう部分流れＰＦと下方のシム開口部４４ｂへ向かう直接流れＤＦとに分かれる。隣接した縦溝通路４６から共通横溝通路４８へ流れ込んだ発泡性溶融材料の部分流れＰＦは、隣接した縦溝通路４６の間の共通横溝通路４８の中間点ＭＰで出会って互いに衝突する。衝突して合わさった二つの部分流れＰＦは、下方へ向きを変えて、衝突流れＣＦとなる。衝突流れＣＦは、流れが遅く流量も少ない。このため、衝突流れＣＦにおいて、発泡性溶融材料内に溶け込んでいる気体の一部は、早期発泡してしまう。
【００１２】
共通横溝通路４８を流れる部分流れＰＦの一部は、分散流れＤＳＦとして斜め下方へ分散する。衝突流れＣＦ及び分散流れＤＳＦの流量及び流速は、比較的小さい。
一方、直接流れＤＦの流量及び流速は、比較的大きい。衝突流れＣＦ、分散流れＤＳＦ、及び直接流れＤＦは、シム開口部４４ｂすなわちスロット４９へ流れ込む。それらの流れが出口５０へ至るまでに、それらの流れの速度差は、比較的に低減される。しかし、それらの流れの速度は、それらの流れが出口５０へ至るまでに均等にはならない。
【００１３】
また、シム開口部４４ｂ（スロット４９）の両側縁部４４ｃに隣接する発泡性溶融材料の流速は、側縁部４４ｃの抵抗よってシム開口部４４ｂの中央部の流速よりも小さくなる。このため、シム開口部４４ｂの両側縁部４４ｃにおいて、発泡性溶融材料の早期発泡を生じる。
【００１４】
これらの流れの流量及び流速の差は、基材５５の上に形成される発泡層５６の厚さを不均一なものにする。発泡層５６は、縦溝通路４６のほぼ直下において主に直接流れＤＦにより形成される厚い層部分５６ａと、隣接する縦溝通路４６の間で主に衝突流れＣＦ及び分散流れＤＳＦにより形成される薄い層部分５６ｂとを含む。薄い層部分５６ｂの一部は、早期発泡した溶融材料を含む発泡状態の悪い層である。薄い層部分５６ｂの内部に形成された気泡の直径は、比較的大きい。厚い層部分５６ａ内に形成された気泡の直径は、薄い層部分５６ｂ内に形成された気泡の直径よりも小さい。その結果、薄い層部分５６ｂは、スロット４９の長手方向に間隔をあけて複数の筋となって現れる。これらの筋は、製品の品質を落とし、また、製品の見栄えも悪くする。
【００１５】
そこで、本発明は、流体材料をスロットの長手方向に略均一に押し出すことができるスロットノズル組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した課題を解決する為に本発明では次のようなスロットノズル組立体とした。
すなわち、流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、前記流体材料を押し出すスロットと、複数の材料出口と、前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるスロットノズル組立体は、流体材料をスロットの長手方向に略均一に押し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】スロットコートガンと、発泡性溶融材料を供給するシステムとを含む本発明による一実施例を示す図である。
【図２】本発明のスロットノズル組立体の分解斜視図である。
【図３】本発明のスロットノズル組立体の縦断面図である。
【図４】本発明の後ノズルブロックに取り付けられたシム板を示す図である。
【図５】本発明のシム板の開口部すなわちスロットノズルのスロットにおける発泡性溶融材料の流れ、及び基材に塗布された発泡層を示す説明図である。
【図６】従来のスロットノズル組立体の分解斜視図である。
【図７】従来のスロットノズル組立体の縦断面図である。
【図８】従来の後ノズルブロックに取り付けられたシム板を示す図である。
【図９】従来のシム板の開口部すなわちスロットノズルのスロットにおける発泡性溶融材料の流れ、及び基材に塗布された発泡層を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本実施例において、前、後、上、及び下という用語は、説明のために使用しており、本発明をそれらに限定するものではなく、前、後、上、及び下の示す方向は、装置に取り付けられたスロットノズル組立体の向きに応じて変わることがある。
【実施例１】
【００２０】
図１は、スロットコートガンと、発泡性溶融材料を供給するシステムとを含む本発明による一実施例を示す図である。
スロットコートガン２１は、スロットノズル組立体１と、制御モジュール２３と、ガン本体２４とからなる。スロットノズル組立体１は、発泡性溶融材料（流体材料）を押し出す。スロットノズル組立体１の下で、幅広の平坦な基材（被塗物）１５は、スロットノズル組立体１に接触して、あるいは非接触で、矢印Ｘで示す方向に搬送される。
スロットノズル組立体１は、前ノズルブロック２と、後ノズルブロック３と、前ノズルブロック２と後ノズルブロック３との間に配置されたシム板４とからなる。前ノズルブロック２は、基材１５の搬送方向Ｘの上流側に位置する。後ノズルブロック３は、基材１５の搬送方向Ｘの下流側に位置する。
【００２１】
ガン本体２４は、発泡性溶融材料供給システム３１から発泡性溶融材料が供給される。ガン本体２４には、カートリッジヒーター（不図示）及び温度センサー（不図示）が設けられている。発泡性溶融材料は、ガン本体２４を通して制御モジュール２３へ送られる。
【００２２】
制御モジュール２３には、開閉弁（不図示）が設けられている。開閉弁は、制御モジュール２３内に設けられている材料通路（不図示）内の材料の流れを許容及び遮断する。開閉弁が開いているときには、発泡性溶融材料がスロットノズル組立体１へ流れる。開閉弁が閉じているときには、スロットノズル組立体１への発泡性溶融材料の流れが遮断される。
【００２３】
発泡性溶融材料供給システム３１は、溶融材料供給源３２と、フォームステーション３３と、定量ポンプ３４とからなる。
【００２４】
溶融材料供給源３２は、タンクと、タンク内の固体または半固体の重合物質を溶融するヒーターとからなり、タンク内の溶融材料をフォームステーション３３へ供給する。
【００２５】
フォームステーション３３は、重合物質の溶融材料に気体（乾燥空気、窒素気体、二酸化炭素など）を混合して発泡性溶融材料をつくる。発泡性溶融材料は、溶融材料に溶解した気体が発泡を開始する臨界圧力またはそれ以上の圧力に維持されている限りにおいて混合物の状態（液体状態）を維持する。発泡性溶融材料は、大気圧にさらされると、気体が小さい泡の形で溶融材料から発生して発泡体を形成し、泡が拡大して体積を膨張させる。
【００２６】
フォームステーション３３は、第一ポンプ（歯車ポンプ）３５と、第二ポンプ（歯車ポンプ）３６と、気体供給源３７と、混合器３８とからなる。第一ポンプ３５は、溶融材料供給源３２から溶融材料を第二ポンプ３６へ圧送する。気体供給源３７は、第一ポンプ３５と第二ポンプ３６との間で溶融材料に気体を導入する。第一ポンプ３５と第二ポンプ３６との流量に差を設けることにより、気体供給源３７からの気体は溶融材料へ導入される。混合器３８は、第二ポンプ３６から気体が導入された溶融材料を受け取り、溶融材料に気体を混合して発泡性溶融材料にする。混合器３８からの発泡性溶融材料は、定量ポンプ３４によりホース３９を介してスロットコートガン２１のガン本体２４へ供給される。
【００２７】
図２は、本発明のスロットノズル組立体１の分解斜視図である。図３は、図２の線ＩＩＩ―ＩＩＩに沿って取った本発明のスロットノズル組立体１の縦断面図である。
スロットノズル組立体１は、前ノズルブロック（第一ノズルブロック）２と、後ノズルブロック（第二ノズルブロック）３と、前ノズルブロック２と後ノズルブロック３との間に配置されたシム板４とからなる。
【００２８】
前ノズルブロック２は、複数の発泡性溶融材料通路５が設けられている。複数の発泡性溶融材料通路５は、前ノズルブロック２の上面に設けられた複数の材料入口５ａと前ノズルブロック２の後面に設けられた複数の材料出口５ｂとをそれぞれ連通する。複数の発泡性溶融材料通路５は、複数の制御モジュール２３の材料通路（不図示）のそれぞれに接続される。発泡性溶融材料は、制御モジュール２３の材料通路から前ノズルブロック２の発泡性溶融材料通路５の材料入口５ａへ供給される。前ノズルブロック２と制御モジュール２３の間には、材料入口５ａからの発泡性溶融材料の漏れを防止するためにシール部材５ｃが配置されている。発泡性溶融材料は、複数の材料出口５ｂからスロットノズル組立体１の内部へ供給される。
【００２９】
シム板４は、下辺部に開口するシム開口部（切欠部）４ａが設けられている。シム開口部４ａの上縁部は、波型に形成されている。すなわち、シム開口部４ａの上側には、複数の山形切欠部４ｂがシム板４の幅方向に連続して形成されている。複数の山形切欠部４ｂは、シム開口部４ａに連通している。シム板４の幅方向における複数の山形切欠部４ｂのそれぞれの幅は、頂部４ｃからシム開口部４ａの出口の方へ向かって拡大している。シム板４の幅方向は、シム板４がスロットノズル組立体１に組み込まれたときに基材１５の搬送方向Ｘに対して直交する方向である。シム板４の幅方向は、スロット９の長手方向である。
【００３０】
山形切欠部４ｂの頂部４ｃは、図３に示すようにシム板４がスロットノズル組立体１に組み込まれたときに、前ノズルブロック２の材料出口５ｂに対向する。また、頂部４ｃは、後述する図４に示すように後ノズルブロック３の縦溝通路６の頂部に対向する位置に配置される。シム開口部４ａの複数の山形切欠部４ｂのそれぞれは、スロットノズル組立体１の出口１０へ向かって発泡性溶融材料を分散する下方へ拡大する材料分散通路７として形成されている。材料分散通路７は、材料出口５ｂとスロット９とを連通し、材料出口５ｂからスロット９へ向かって材料分散通路７の幅が拡大していく。すなわち、複数の材料分散通路７のそれぞれのスロット９の長手方向における幅は、複数の材料出口５ｂのそれぞれからスロット９へ向かって拡大している。
【００３１】
隣り合う山形切欠部４ｂの接続部分は、所望の角度及び曲率半径を有する谷部４ｄとして形成されている。
【００３２】
シム開口部４ａの幅方向の両側縁部（内方傾斜部）４ｅは、下方の開口部へ向かって内側へ傾斜している。すなわち、両側縁部４ｅは、出口１０へ行くにつれてシム開口部４ａの幅が小さくなるように傾斜している。両側縁部４ｅは、絞りとしての機能を有する。出口１０へ向かって内方へ傾斜している両側縁部４ｅにより、スロット９は、出口へ向かってスロット９の長手方向の幅が縮小する先細りになっている。
【００３３】
後ノズルブロック３は、スロットノズル組立体１に組み込まれたときに、前ノズルブロック２の複数の材料出口５ｂに対向する複数の材料縦溝通路６が設けられている。また、後ノズルブロック３には、複数の材料縦溝通路６が連通する一つの共通横溝通路（空孔）８が設けられている。複数の材料縦溝通路６は、複数の材料出口５ｂのそれぞれを共通横溝通路と連通させている。共通横溝通路８は、複数の材料出口５ｂとスロット９との間に設けられ、スロット９の長手方向と平行に延在している。複数の材料分散通路７は、共通横溝通路８に連通している。本実施例において、共通横溝通路８は、スロット９に隣接して設けられている。
【００３４】
シム板４のシム開口部４ａ、前ノズルブロック２の後面、及び後ノズルブロック３の前面により、スロット９を画定する。スロット９の長手方向は、スロットノズル組立体１と基材１５との間の相対移動方向（本実施例において搬送方向Ｘ）に直交する幅方向である。
【００３５】
発泡性溶融材料は、制御モジュール３の開閉弁を開くことにより、前ノズルブロック２の材料入口５ａへ供給される。発泡性溶融材料は、前ノズルブロック２の材料通路５を通って材料出口５ｂからシム板４の山形切欠部４ｂの頂部４ｃへ流れ込む。頂部４ｃへ流れ込んだ発泡性溶融材料は、下方へ分散して拡がる。発泡性溶融材料の多くは、山形切欠部４ｂの下方へ拡大した材料分散通路７へ流れ込む。発泡性溶融材料の一部は、後ノズルブロック３の縦溝通路６へ流れ込む。複数の縦溝通路６へ流れ込んだ発泡性溶融材料は、一つの共通横溝通路８へ流れ込む。共通横溝通路８から流れ出た発泡性溶融材料は、下方へ拡大した材料分散通路７から流れ出た発泡性溶融材料と共にスロット９へ流れ込む。発泡性溶融材料は、スロット９を通りスロットノズル組立体１の出口１０から押し出される。出口１０から押し出された発泡性溶融材料は、発泡して、基材１５上に幅の広い帯状の発泡層１６を形成する。
【００３６】
スロット９の内部を流れる発泡性溶融材料は、シム開口部４ａの両側縁部４ｅによりシム開口部４ａの中央寄りへ押し流されるので、両側縁部４ｅの周辺における発泡性溶融材料の流速が減速されることを防止することができる。これによって、両側縁部４ｅの周辺において発泡性溶融材料が早期発泡してしまうことを防止することができる。本実施例においては、両側縁部４ｅの周辺における発泡性溶融材料の流速は、シム開口部４ａの長手方向の中央部における発泡性溶融材料の流速に比べて実質的に遅くなることはない。
【００３７】
本実施例によれば、従来のスロットノズル組立体のような衝突流れＣＦ、分散流れＤＳＦ、及び直接流れＤＦのような異なる流れは、ほとんど発生しない。
本実施例によれば、複数の下方へ拡大した材料分散通路７及び両側縁部４ｅの機能により、図５に示すように、発泡性溶融材料は、シム開口部４ａすなわちスロット９の長手方向に均一に分散され、スロット９の長手方向における発泡性溶融材料の流量、流速、及び圧力の分布が効果的に均一化される。
【００３８】
スロット９内で均一に分散された発泡性溶融材料は、スロット９の出口１０へ送られ、スロット９から押し出される。それによって、発泡性溶融材料は、均一に発泡し、図５に示すように、基材１５の幅方向に均一な厚さを有する発泡層１６を基材１５上に形成する。また、発泡層１６の内部の気泡の直径は、小さく且つ均一である。ゆえに、従来のスロットノズルのように、発泡層に筋が発生することはない。
【００３９】
さらに、本実施例によれば、シム開口部４ａの複数の下方へ拡大した材料分散通路７は、シム板４（スロットノズル組立体１）の長手方向に連続して接続されているので、スロット９の入口から出口１０までの長さＤを短くすることができる。従って、スロットノズル組立体１を小型化することができる。
【００４０】
本実施例において、上記効果を有効に達成するために、シム開口部４ａのそれぞれの部分の形状に関する長さ比、角度などの様々な数値限定を以下に具体的に示す。
これらの数値限定は、複数の下方へ拡大した材料分散通路７及び内方へ傾斜する側縁部４ｅを有するシム開口部４ａの形状により発泡溶融材料の分配すなわち分散を均一に維持し、必要な圧力を維持してスロット９（シム開口部４ａ）内での早期発泡を防止し、スロット９内の流量又は圧力の差を減少させ、材料分散通路７の谷部４ｄの近傍の合流点Ｍにおける衝突流れによる筋の発生を最小限に抑え、スロット９の長さＤを小さくするための適切な範囲を定める。
【００４１】
（１）使用される発泡性溶融材料
気体含有ホットメルト
粘度：１０，０００ｃｐｓ〜１００，０００ｃｐｓ
温度：１００℃〜２００℃
制御モジュール２３のそれぞれからスロットノズル組立体１へ供給される気体含有ホットメルトの塗布量：３０ｃｃ／ｍ２〜２００ｃｃ／ｍ２
【００４２】
（２−１）
小型のノズルにするためのシム開口形状を決定する各要素についての適正な数値範囲（下限値と上限値を設定する）
【００４３】
（２−１−１） Ｐ／Ａ ＝１．２５以下。
Ｐは、後ノズルブロック３に形成された隣接する縦溝通路６の間の間隔を示す。本実施例において、隣接する縦溝通路６の間の間隔Ｐは、等しい。しかし、間隔Ｐは、必ずしも等間隔である必要はない。例えば、複数の制御モジュール３から供給される発泡性溶融材料の流量が異なる場合には、異なる流量に応じて、間隔Ｐを変更してもよい。
Ａは、シム開口部４ａの頂部４ｃから出口１０までの距離を示す。
本実施例において、Ｐ／Ａは、１．０６である。
間隔Ｐが大きすぎると、前ノズルブロック２に設けられた材料出口５ｂの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体１の内部で圧力差が発生しやすくなる。
距離Ａを小さくすると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍ（図５）で合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
間隔Ｐに比べて距離Ａが長すぎると、スロット９の長さＤが長くなるので、スロットノズル組立体１自体の寸法が大きくなる。
距離Ａに比べて間隔Ｐが小さい場合、材料出口５ｂの数が増えた場合と同様の効果を奏する。すなわち、発泡性溶融材料の分布が均一化される方向へ向かう。したがって、Ｐ／Ａの下限値は、０に限りなく近い。
Ｐ／Ａ は、１．２５以下が好ましい。
【００４４】
（２−１−２） Ｂ／Ａ ＝０．２〜０．７
Ｂは、シム開口部４ａに形成された山形切欠部４ｂの頂部４ｃと谷部４ｄの間の距離を示す。
本実施例において、Ｂ／Ａは、０．３である。
距離Ｂに比べて距離Ａが長すぎると、スロット９の長さＤが長くなるので、スロットノズル組立体１自体の寸法が大きくなる。
距離Ａに比べて距離Ｂが長すぎると、材料出口５ｂから合流点Ｍまでの距離が長くなる。その結果、山形切欠部４ｂの谷部４ｄから出口１０までの距離Ｃが短くなる。距離Ｃが短すぎると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｂ／Ａ は、０．２〜０．７が好ましい。
【００４５】
（２−１−３） Ｐ／Ｂ ＝１．８〜６．２５
本実施例において、Ｐ／Ｂは、３．５７である。
Ｐ／Ｂが小さいほど、山形切欠部４ｂの頂部４ｃと谷部４ｄを結ぶ辺の鉛直線に対する角度θが小さくなり、合流点Ｍでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防ぎやすい。しかし、距離Ｂが大きすぎると、材料出口５ｂから合流点Ｍまでの距離が長くなる。その結果、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。さらにまた、距離Ｂが大きすぎると、距離Ｃが短すぎるので、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｐ／Ｂが大きいほど、角度θが大きくなり、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。
また、間隔Ｐが大きすぎると、前ノズルブロック２に設けられた材料出口５ｂの間隔が拡がるので、発泡性溶融材料の分布が悪くなり、スロットノズル組立体１の内部で圧力差が発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層の厚さが不均一になる。
Ｐ／Ｂは、１．８〜６．２５が好ましい。
なお、角度θは、間隔Ｐと距離Ｂとに応じて変化する。
【００４６】
（２−１−４） Ｒ ＝５〜２０ｍｍ
Ｒは、谷部４ｄの曲率半径を示す。
本実施例において、曲率半径Ｒは、１０ｍｍである。
曲率半径Ｒが小さくなると、角度θが小さくなり、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。
曲率半径Ｒが大きすぎると、材料出口５ｂから真横へ発泡性溶融材料が流れることになり、直接流れ同士が衝突するおそれがある。このような衝突流れは、基材上に塗布された発泡層に筋を発生させる原因になる。
曲率半径Ｒは、５〜２０ｍｍが好ましい。
【００４７】
（２−１−５） Ｃ／Ａ ＝０．３〜０．８
本実施例において、Ｃ／Ａは、０．７である。
Ｃ／Ａが大きすぎると、角度θが大きくなるので、合流点Ｍで衝突流れが発生しやすくなる。その結果、基材に塗布された発泡層に筋が発生しやすい。一方、距離Ｃが大きい場合には、発泡性溶融材料が出口に到るまでに発泡性溶融材料の流量及び流速が均一化されやすいので、筋の発生を防止しやすいこともある。しかし、距離Ｃが大きすぎるとスロットノズル組立体が大きくなり好ましくない。
Ｃ／Ａが小さいと、角度θが小さくなるので、合流点Ｍでの左右流の合流が円滑に行われ筋の発生を防止しやすい。しかし、距離Ｃが小さすぎると、スロット９の内部の圧力が低下する。その結果、下方へ拡大した材料分散通路７の内部の圧力を維持できなくなり、材料出口５ｂから供給された発泡性溶融材料が合流点Ｍで合流する前に、発泡性溶融材料が早期発泡してしまう。
Ｃ／Ａは、０．３〜０．８が好ましい。
【００４８】
（２−２）シム開口部４ａ内の幅方向両側縁部４ｅの近傍における発泡性溶融材料の流れを中央部へ寄せ、側縁部４ｅの近傍における発泡性溶融材料の流速が中央部における発泡性溶融材料の流速より遅くなることを防ぐための側縁部４ｅの内方傾斜角（絞り傾斜角）αの適正範囲
α ＝１０〜４０度
本実施例において、絞り傾斜角αは、３１．３５度である。
絞り傾斜角αが小さすぎると、従来技術と同様にシム開口部４ａの両側縁部４ｅの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。このため、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。
絞り傾斜角αが大きすぎると、側縁部４ｅの長さが長くなる。このため、長くなった側縁部４ｅの抵抗により発泡性溶融材料の流速が遅くなりやすい。絞り傾斜角αが小さすぎる場合と同様に、発泡層の幅方向の両側部において、発泡層の厚さが薄くなる。また、長くなった側縁部４ｅのために、発泡性溶融材料がスロット内部の両端部で滞留する。
内方傾斜角αは、１０〜４０度が好ましい。
【００４９】
上記数値範囲外の条件においては、スロットノズル組立体の内部での発泡性溶融材料の分布が悪くなり、基材に塗布された発泡層に筋が発生し、また、発泡層の厚さにばらつきが発生した。
【００５０】
本実施例においては、複数の山形切欠部４ｂが連続して形成されたシム板４を使用して、本発明を説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。シム板を使用せずに、前ノズルブロック２又は後ノズルブロック３に、山形切欠部４ｂと同様の山形溝穴を複数個連続して形成してもよい。山形溝穴は、材料出口５ｂとスロット９とを連通し、材料出口５ｂからスロット９へ向かって長手方向の幅が拡大していく材料分散通路であるとよい。
また、山形溝穴が形成されたノズルブロックとシム板と組み合わせて、シム板を交換することにより、スロットの幅、長さ、又は厚さ（間隔）を変更できるようにしてもよい。
【００５１】
厚さの異なるシム板を使用することにより、発泡層の塗布パターンに応じて、スロットの厚さ（間隔）を容易に変更することができる。よって、塗布パターンの変更の際の費用を低減することができる。
シム板を使用せずに、ノズルブロックに複数の材料分散通路を形成した場合には、生産現場などにおけるシム板の組み付け不良などの人為的ミスを防止できるという効果を奏する。
【００５２】
本実施例によれば、被塗物に塗布された発泡層に気泡の筋が発生することを防止することができる。
本実施例によれば、スロットノズル組立体の通路内の流体材料の流量分布、速度分布、又は圧力分布を改善することができる。
【００５３】
本実施例によれば、スロットノズル組立体と被塗物との間の相対移動方向に直交する幅方向に流体材料を略均一に押し出すことができる。
【００５４】
本実施例によれば、スロットノズル組立体の内部における幅方向への流れの発生を低減して衝突流れを低減することができる。これによって、流体材料は、材料分散通路へ円滑に流れて幅方向に略均一な流速分布を得ることができる。よって、早期発泡による発泡層の筋の発生を防止することができる。
【００５５】
本実施例によれば、スロットの両側縁部が下方へ向かうにつれて中央部へ向かって内方へ傾斜しているので、両側縁部における流体材料の流速が中央部における流体材料の流速に比べて遅くなることを防止することができる。これによって、スロットの長手方向における流体材料の塗布分布を均一にすることができる。
【００５６】
本発明による流体材料を押し出すスロットノズル組立体は、ラベルの糊付け、シール剤の塗布、ガスケットの塗布などの接触又は非接触塗布全般に適用できる。
【００５７】
本明細書における「発泡性溶融材料」は、重合物質と気体との混合物である。例えば、発泡性溶融材料は、無加硫のゴム系、飽和ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系及びポリオレフィン系の共重合体又はそれらの変成体に、空気若しくは窒素又は二酸化炭素などの気体を圧力下で溶解させたものである。大気圧下においては、発泡性溶融材料は、溶解した気体が発泡して無数の独立気泡を生成し、体積が１．５倍ないし５倍ぐらいまで膨張する。
【００５８】
本実施例においては、発泡性溶融材料を使用して本発明を説明したが、本発明は、発泡性溶融材料のみならず、非発泡性流体材料の塗布にも適用できる。非発泡性流体材料としては、例えば、ホットメルトや液体材料がある。
【００５９】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その特徴事項から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６０】
１ スロットノズル組立体
２ 前ノズルブロック（第一ノズルブロック）
３ 後ノズルブロック（第二ノズルブロック）
４ シム板
４ａ シム開口部
４ｂ 山形切欠部
４ｃ 頂部
４ｅ 側縁部
５ｂ 材料出口
６ 縦溝通路
７ 材料分散通路
８ 共通横溝通路
９ スロット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、
前記流体材料を押し出すスロットと、
複数の材料出口と、
前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、
前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大していることを特徴とするスロットノズル組立体。
【請求項２】
前記スロットと前記複数の材料出口との間に設けられ、前記複数の材料分散通路と連通する共通横溝通路を有することを特徴とする請求項１に記載のスロットノズル組立体。
【請求項３】
前記複数の材料出口とそれぞれ対向し、前記共通横溝通路に連通する複数の縦溝通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットノズル組立体。
【請求項４】
前記スロットは、前記スロットの幅が前記スロットの出口へ向かって縮小する先細りになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項５】
前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックと、前記第一ノズルブロックと前記第二ノズルブロックとの間に配置されたシム板とからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項６】
前記複数の材料分散通路は、前記シム板に形成された複数の山形切欠部により画定されることを特徴とする請求項５に記載のスロットノズル組立体。
【請求項７】
前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックとからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項８】
前記複数の材料分散通路は、前記第一ノズルブロック又は前記第二ノズルブロックに形成された複数の山形溝穴により画定されていることを特徴とする請求項７に記載のスロットノズル組立体。
【請求項９】
流体材料を押し出すスロットノズル組立体に使用されるシム板であって、
前記流体材料を押し出すスロットを画定するシム開口部と、
前記シム開口部に連通して形成された複数の山形切欠部とを有し、
前記シム板の幅方向における前記複数の山形切欠部のそれぞれの幅は、前記シム開口部の出口へ向かって拡大しており、
前記シム開口部の両側縁部は、前記シム開口部の前記出口へ行くにつれて前記シム開口部の幅が小さくなるように内方へ傾斜しており、
前記シム板が前記スロットノズル組立体に組み込まれたときに、前記複数の山形切欠部の頂部が前記スロットノズル組立体の複数の材料出口に対向して配置され、前記複数の山形切欠部は、前記複数の材料出口のそれぞれを前記スロットへ連通する複数の材料分散通路を画定することを特徴とするシム板。
【請求項１】
流体材料を押し出すスロットノズル組立体であって、
前記流体材料を押し出すスロットと、
複数の材料出口と、
前記スロットと前記複数の材料出口のそれぞれを連通する複数の材料分散通路とを有し、
前記複数の材料分散通路のそれぞれの前記スロットの長手方向における幅は、前記複数の材料出口のそれぞれから前記スロットへ向かって拡大していることを特徴とするスロットノズル組立体。
【請求項２】
前記スロットと前記複数の材料出口との間に設けられ、前記複数の材料分散通路と連通する共通横溝通路を有することを特徴とする請求項１に記載のスロットノズル組立体。
【請求項３】
前記複数の材料出口とそれぞれ対向し、前記共通横溝通路に連通する複数の縦溝通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットノズル組立体。
【請求項４】
前記スロットは、前記スロットの幅が前記スロットの出口へ向かって縮小する先細りになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項５】
前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックと、前記第一ノズルブロックと前記第二ノズルブロックとの間に配置されたシム板とからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項６】
前記複数の材料分散通路は、前記シム板に形成された複数の山形切欠部により画定されることを特徴とする請求項５に記載のスロットノズル組立体。
【請求項７】
前記スロットノズル組立体は、第一ノズルブロックと、第二ノズルブロックとからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスロットノズル組立体。
【請求項８】
前記複数の材料分散通路は、前記第一ノズルブロック又は前記第二ノズルブロックに形成された複数の山形溝穴により画定されていることを特徴とする請求項７に記載のスロットノズル組立体。
【請求項９】
流体材料を押し出すスロットノズル組立体に使用されるシム板であって、
前記流体材料を押し出すスロットを画定するシム開口部と、
前記シム開口部に連通して形成された複数の山形切欠部とを有し、
前記シム板の幅方向における前記複数の山形切欠部のそれぞれの幅は、前記シム開口部の出口へ向かって拡大しており、
前記シム開口部の両側縁部は、前記シム開口部の前記出口へ行くにつれて前記シム開口部の幅が小さくなるように内方へ傾斜しており、
前記シム板が前記スロットノズル組立体に組み込まれたときに、前記複数の山形切欠部の頂部が前記スロットノズル組立体の複数の材料出口に対向して配置され、前記複数の山形切欠部は、前記複数の材料出口のそれぞれを前記スロットへ連通する複数の材料分散通路を画定することを特徴とするシム板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７９５０２（Ｐ２０１２−１７９５０２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２０２４（Ｐ２０１１−４２０２４）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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