説明

多成分液体噴霧システム

多成分液体噴霧システムは、物品または基板、例えば広いウェブのコーティングを含む様々な用途で有用である。幾つかの用途において、噴霧として、すなわち、多くの分散型の滴下状に動く材料として多成分液体を送出することは望ましい。例えば、成分の早すぎた相互作用、成分の誤った比率、必要物の除去、および送出された組成物の不均一性を含む様々な要因は、噴霧として多成分組成物を送出する際に生産性を制限し得る。幾つかの多成分液体噴霧システムにおいて、様々な成分は、システムから送出される前に混合される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本開示は、一般に基板上へ実質的に均一な比率の第1の成分および第2の成分を適用する多成分液体噴霧システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
(関連出願の相互参照)
本出願は、2005年12月1日付で出願の米国仮特許出願第60/748,227号の利点を請求するものであり、その開示は全て参照することにより本明細書に援用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0003】
簡潔には、一の態様では、本開示は、第1の型部および第2の型部を含むハウジングと、第1の通路の第1のアレイおよび第2の通路の第2のアレイを含むシムとを含む多成分液体噴霧システムを提供する。前記シムは、第1の通路の前記第1のアレイに対応する第1の液体導管の第1のアレイおよび第2の通路の前記第2のアレイに対応する第2の液体導管の第2のアレイを形成する前記ハウジングの前記第1および第2の型部との間に位置する。第1の通路の第1のアレイと第2の通路の第2のアレイとが、少なくとも1つの第2の通路が、連続する第1の通路の間に点在するよう整列される。幾つかの実施形態では、前記第1の通路のおよび前記第2の通路の各々は、前記シムの前記厚みを貫通するスロットから成る。
【0004】
幾つかの実施形態では、前記シムは、エアースロットの第3のアレイに対応する空気導管の第3のアレイを形成する前記エアースロットの前記第3のアレイを更に含む。幾つかの実施形態では、前記第1の液体導管および前記第2の液体導管および空気導管の各々は、対応するマニホルドと流体連通して位置する供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する噴射縁部とを含み、前記ハウジングの前記外部境界は、第1の型出口縁部と第2の型出口縁部とを含む。
【0005】
幾つかの実施形態では、前記第1の通路の各々が、第1のスロット部と第1のトンネル部とを含み、前記第2の通路の各々は第2のスロット部と第2のトンネル部とを含む。幾つかの実施形態では、第1のスロット部と、第2のスロット部の各々が、前記シムによって外周を仕切られたトンネルを含む第1および第2のトンネル部を含む。幾つかの実施形態では、前記第1のトンネル部の各々が第1のスロットの近傍に位置する第1の供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する第1の噴射縁部とを含む。幾つかの実施形態では、前記第2のトンネル部の各々が、第2のスロットの近傍に位置する第2の供給縁部と、前記ハウジングの前記外部境界の近傍に位置する第2の噴射縁部とを含む。
【0006】
幾つかの実施形態では、多成分液体噴霧システムは更に、第1の型部の前記第1の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第1のエアナイフと、第2の型部の前記第2の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第2のエアナイフとを更に含む。
【0007】
別の態様では、本開示は、多成分液体噴霧システムに第1の成分および第2の成分を送出し、第1の導管の前記第1のアレイを介して前記第1の成分に該第1の成分の第1の噴霧を生じさせ、第2の導管の前記第2のアレイを介して前記第2の成分に該第2の成分の第2の噴霧を生じさせ、前記第1の噴霧の少なくともの第1の部分と第2の噴霧の少なくとも第2の部分とを混合することを含む多成分噴霧の製造方法を提供する。
【0008】
別の態様では、本開示は、多成分液体噴霧システムに第1の成分および第2の成分を送出し、第1の導管の前記第1のアレイを介して前記第1の成分に該第1の成分の第1の噴霧を生じさせ、第2の導管の前記第2のアレイを介して前記第2の成分に該第2の成分の第2の噴霧を生じさせ、前記第1の噴霧および第2の噴霧を製品上に衝突させるコーティング物品の製造方法を提供する。別の態様では、少なくとも前記第1の噴霧の一部および前記第2の噴霧の一部は、前記製品上に衝突される前に混合される。
【0009】
別の態様では、本開示は、ハウジングの第1の型部と前記ハウジングの第2の型部との間に第1の通路の第1のアレイと第2の通路の第2のアレイとを含むシムを配置し、第1の通路の前記第1のアレイに対応する第1の液体導管の第1のアレイと、第2の通路の前記第2のアレイに対応する第2の液体導管の第2のアレイとを形成する前記ハウジングの前記第2の型部に前記ハウジングの前記第1の型部を連結することを含む多成分液体噴霧システムの製造方法を提供する。
【0010】
別の態様では、本開示は、第1の型部と第2の型部とを含むハウジングと、前記第1の型部と前記第2の型部との間に位置する第1の液体導管の第1のアレイを作製する手段と、前記第1の型部と前記第2の型部との間に位置する第2の液体導管の第2のアレイを作製する手段と、第1の液体導管の前記第1のアレイと流体連通する第1の成分を送出する手段と、第2の液体導管の前記第2のアレイと流体連通する第2の成分を送出する手段とを含む多成分液体噴霧システムを提供する。
【0011】
本開示の上記の概要は、本発明の各々の実施形態を記載することを目的としない。また、本発明の1つ以上の実施形態の詳細を以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および特許請求の範囲から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
多成分液体噴霧システムは、物品または基板、例えば広いウェブのコーティングを含む様々な用途で有用である。幾つかの用途において、噴霧として、すなわち、多くの分散型の滴下状に動く材料として多成分液体を送出することは望ましい。例えば、成分の早すぎた相互作用、成分の誤った比率、必要物の除去、および送出された組成物の不均一性を含む様々な要因は、噴霧として多成分組成物を送出する際に生産性を制限し得る。
【0013】
幾つかの多成分液体噴霧システムにおいて、様々な成分は、システムから送出される前に混合される。例えば、成分は噴霧を生じるために使用されるノズルの上流で混合されてもよい。成分のうちの2つ以上が、噴霧システムを出る前に相互作用を開始する(例えば、反応する)と、成分の早すぎた相互作用が生じる。成分の相互作用は粘性の上昇(例えばゲル化)および/または凝固を導き、それは、液体噴霧システムの下流液体通路、例えばノズルおよびオリフィスを塞ぎ得る。
【0014】
多成分混合物を噴霧する際、成分の比率の誤りが生じ得る。多数の成分が噴霧システムから噴射される前に望ましくない比率で混合されている場合、不適当に混合された組成物は噴霧システムから除去されなければならない。これらの除去は、時間および材料を含む資源の実質的な無駄をしばしば導く。除去の必要性は所望のコーティング組成、例えば成分比率を変え、それは非効率的でかつ費用がかかる。
【0015】
ウェブの幅全体に均一な比率の2つ以上の成分を送出することを試みる際、更なる問題が起こり得る。一般に、典型的な液体噴霧システムからの噴霧パターンは均一ではない。例えば、ウェブに送出される材料の量は、単一ノズルによって生じた噴霧の中心または縁部で高くなり得る。単一ノズルによって生じた噴霧パターンがウェブの全体の幅を覆うには不十分な際に、更なる不均一性が起こる。このような状況において、単一ノズルを、ウェブの幅を横切るように振動したり掃除したりすると、ウェブの単位領域当たりに送出される材料の量が更に望ましくないように変化する。
【0016】
ノズルのアレイがウェブの幅全体で液体を供給するために使用される場合、個々のノズルからの不均一な噴霧パターンは、ウェブの特定の領域に送出される液体の量が、ウェブの幅全体に送出される液体の平均量よりかなり多いか少ないかという不具合に至り、それは例えば、縞およびバンディングという結果となる。多数の成分がノズルの上流で混合される場合、これらの不均一性は許容され得るが、多数のノズルによって生じた噴霧を結合することによって成分の均一な比率を達成することを試みる場合、このような不均一性の噴霧は容認できない。
【0017】
1つの態様において、本開示は、幾つかの成分が噴霧システムから噴射された後に混合されないよう、複数の成分が送出可能である多成分液体噴霧システムを提供する。幾つかの実施形態では、本開示の液体噴霧システムは、成分の早まった相互作用を最小に抑えるまたはなくす。幾つかの実施形態では、本開示の液体噴霧システムは、除去の必要性を減らす。幾つかの実施形態では、本開示の液体噴霧システムは多成分組成物の様々な成分の相対濃度を変えるのに必要な時間および/または出費を減らす。他の態様において、本開示は物品、例えばウェブの幅全体に、均一な比率の2つ以上の成分を送出可能な多成分液体噴霧システムを提供する。本開示の他の特徴および効果は後述する。
【0018】
本開示の1つの実施形態の典型的な多成分液体噴霧システムは、図1a〜1dに示される。一般に、噴霧システムの各部品は、公知の材料、例えば金属、プラスチックおよびセラミックスから形成されることができる。典型的な材料は、ステンレス鋼、銅およびナイロンを含む。各部品のために使用される材料の選択は、当該技術分野において通常の範囲内である。用途に応じて、選択に影響を及ぼす要因は、噴霧される材料との混和性、製造の容易さ、費用、耐腐食および耐摩耗性、熱伝導率および安定性および耐久性を含む。
【0019】
図1aを参照すると、多成分液体噴霧システム10は、ハウジング20を含む。ハウジング20はボルト11を介して第2の型部40に取り付けられる第1の型部30を含む。側面パネル50、55は、ボルト11を介して第1の型部および第2の型部に取り付けられる。第1のエアナイフ61は、ボルト11を介して第1の型部30に取り付けられる。同様に、第2のエアナイフ(図示せず)は、第2の型部に取り付けられる。噴霧システムの様々な部分を取り付ける他の手段、例えば機械的な締め具、溶接および接着剤は可能である。
【0020】
多成分液体噴霧システム10も、第1の成分投入ポート71、第2の成分投入ポート72および空気吸入ポート81、82および83を含む。側面パネル55(図示せず)における同様の空気吸入ポートとともに、側面パネル50に示される空気吸入ポート81は、第1のエアナイフ61を送る。側面パネル55(図示せず)における同様の空気吸入ポートとともに、側面パネル50に示される空気吸入ポート82は、第2のエアナイフ(図示せず)を送る。第1の型部30に示される空気吸入ポート83は、スプレー・シム(図示せず)においてエアチャネルを送る。様々なポートの数および位置の選択は、通常の設計状の考慮事項であり、例えば、送達される材料の特性(例えば密度および粘性)、所望の流量および分配、噴霧システムの寸法、ハウジング内の空間的制約(例えば、所望の液体および/または空気経路)、およびハウジングの外側の空間的制約(例えば、供給システムおよび取り付け特徴部の所望の位置)により影響を受け得る。
【0021】
図1bを参照すると、図1aの方向から約180°回転された第1の型部30が示される。第1の型部30は、第1の型部に第2の型部を連結するボルトを受ける取り付け孔12と、側面パネルを第1の型部に連結するボルトを受ける取り付け孔13とを含む。操作の間、空気は空気源(例えば圧縮空気源)から空気吸入ポート83を介して第1の型部30に流れる。幾つかの実施形態では、ガスまたは空気以外の蒸気、例えば酸素、窒素、二酸化炭素および水蒸気が使用され得る。空気は、エアチャネル15を通過し、オリフィス17を経て空気室35に入る。
【0022】
第1の型部30も、第1の成分投入ポート71と流体連通する複数の第1の成分供給オリフィス79を含む。幾つかの実施形態では、図1bに示すように、第1の成分供給オリフィスは、直線的に整列される。幾つかの実施形態では、第1の成分供給オリフィスは、円形である。しかしながら、あらゆる形状のオリフィス、例えば幾何学的形状(正方形、三角形、楕円または六角形)のもの、不規則な形状のものおよびスロットも使用され得る。
【0023】
空気吸入ポート81は、圧力均等化室84に第1のエアナイフを送る。チャネル85は、第1のエアナイフ圧力均等化室84から、第1の型凹部39により一部分において形成される第1のエアナイフ・キャビティに、空気が通過することを可能にする。幾つかの実施形態では、他の流れの形状が空気均等化室をエアナイフ・キャビティ、例えばスロットと連結するために使用され得る。幾つかの実施形態では、ガスまたは空気以外の蒸気、例えば酸素、窒素、二酸化炭素および水蒸気が使用されることができる。
【0024】
一般に、第2の型部40は、第1の型部30と同様である。幾つかの実施形態では、第2の型部40は、このような空気室に送る空気室または付随する空気吸入ポートおよびエアチャネルを含まない。
【0025】
図1cを参照すると、図1aの線1C〜1Cに沿った、多成分液体送出システム10の断面図が示される。操作において、第1の成分を含む第1の液体は、第1の成分投入ポート71を経て第1の型部30に送られる。第1の液体は、第1の液体通路73を通って流れ、第1の液体圧力均等化室75を充填する。幾つかの実施形態では、複数の第1の液体圧力均等化室は並列、直列またはその両方で使用され得る。第1の液体は、第1の液体圧力均等化室75から複数の第1の流管77を通って流れ、シム90に隣接する対応する複数の第1の成分供給オリフィス79を通って出る。同様に、第2の成分を含む第2の液体は、第2の成分投入ポート72を経た第2の型部40に送られる。第2の液体は第2の液体通路74を通って流れ、少なくとも1つの第2の液体圧力均等化室76を充填する。第2の液体は、第2の液体均等化室76から、複数の第2の流管(図示せず)を通って流れ、複数の対応する第2の成分供給オリフィス(図示せず)を通って出る。
【0026】
幾つかの実施形態では、成分投入ポート、液体通路、液体圧力均等化室および成分供給オリフィスの設計は、成分供給オリフィスの全てへ入る際に実質的に均一な圧力を提供するために選択される。幾つかの実施形態では、第1の液体圧力均等化室内の圧力は、第2の液体圧力均等化室内の圧力と実質的に同様である(すなわち、10%前後以内)である。幾つかの実施形態では、第1の液体圧力均等化室内の圧力は、第2の液体圧力均等化室内の圧力よりも少なくとも約10%、幾つかの実施形態では少なくとも約25%、幾つかの実施形態では、少なくとも約50%、または少なくとも約100%高い。幾つかの実施形態では、第1の液体圧力均等化室内の圧力は、第2の液体圧力均等化室内の圧力の約90%未満、幾つかの実施形態では約75%未満、幾つかの実施形態では約50%未満、または約25%未満である。
【0027】
第1のエアナイフ・キャビティ63は、第1のエアナイフ61と第1の型凹部39との間の開口を含む。同様に、第2のエアナイフ・キャビティ64は、第2のエアナイフ62と第2の型凹部49との間の開口部を含む。エアナイフ圧力均等化室86は、チャネル87を経て、エアナイフ・キャビティ64と流体連通する。同様に、エアナイフ圧力均等化室84は、チャネル(図示せず)を経て、エアナイフ・キャビティ63と流体連通する。
【0028】
第1のエアナイフ・キャビティ63からの空気は、第1の型伸長部31と第1のエアナイフ伸長部65との間の第1の空隙67を通って流れる。空気は第1の型出口縁部32の近傍の第1のエアナイフ・アセンブリを出る。幾つかの実施形態では、第1のエアナイフ伸長部65が第1の型出口縁部32の上流で終了する。同様に、第2のエアナイフ・キャビティ64からの空気は、第2の型伸長部41と第2のエアナイフ伸長部66との間の第2の空隙68を通って流れる。空気は第2の型出口縁部42の近傍の第2のエアナイフ・アセンブリを出る。幾つかの実施形態では、第2のエアナイフ伸長部66が第2の型出口縁部42の上流で終了する。
【0029】
空気室35は、シム90によって一方に囲まれている。図1bに示すように、空気室35は入り口83、エアチャネル15およびオリフィス17によって送られる。
【0030】
図1dを参照すると、第1および第2の型出口縁部の近くの多成分液体噴霧システム10の領域が示される。幾つかの実施形態では、ボルトを第1のエアナイフのスロットに通し、該ボルトを型部内のねじ切り取り付け孔に連結することにより、エアナイフは調節可能に型部に取り付けられる。したがって、第1の空隙67の幅Aは、第1の型部30に対して第1のエアナイフ61の位置を変更することによって調整可能であり、第2の空隙68の幅Bは、第2の型部40に対して第2のエアナイフ62の位置を変更することによって調整可能である。幾つかの実施形態では、第1の空隙67の幅は、第2の空隙68の幅と独立して調整可能である。
【0031】
第1のエアナイフ61は、第1のエアナイフ縁部60に沿って終端する第1のエアナイフ伸長部65を含む。図1dに示すように、第1のエアナイフ縁部60は、第1の型伸長部31の第1の型出口縁部32に対して凹部を形成される。幾つかの実施形態では、凹部の量は、第1の型部30と第1のエアナイフ61との間で一つ以上のシムを配置して調整可能である。同様に、一つ以上のシムは第2の型部40と第2のエアナイフ62との間に位置し、それによって、第2のエアナイフ伸長部66の第2のエアナイフ縁部69の凹部を第2の型伸長部41の第2の型出口縁部42に対して調整する。幾つかの実施形態では、第1の凹部は、第2の凹部と独立して調整可能である。
【0032】
図1dに示すように、幾つかの実施形態では、第1の型出口縁部32および第2の型出口縁部42は同じ平面にある。幾つかの実施形態では、第1の型出口縁部は、第2の型出口縁部に対して凹部を形成可能である。幾つかの実施形態では、第2の型出口縁部は、第1の型出口縁部に対して凹部を形成可能である。
【0033】
幾つかの実施形態では、シム90の噴射端91が第1の型出口縁部32および第2の型出口縁部42と同じ平面にある。幾つかの実施形態では、噴射端91は型出口縁部の一方または両方に対して退避しているか突出している。
【0034】
一般に、シムは、例えば金属およびプラスチックのような公知の材料から製造され得る。幾つかの実施形態では、第1および第2の型部を形成するために使用される材料より圧縮性の材料を使用することが望ましい。典型的なシム材料は、ステンレス鋼、銅、ポリエステルおよびナイロンを含む。
【0035】
図2を参照すると、本開示の1つの実施形態のシム190が示される。シム190は、第1の型部を第2の型部に取り付けたボルトが通過する取り付け孔110を含む。シム190も、シムの厚みを貫通する複数の3つの異なる通路の各々を含む。
【0036】
第1の液体スロット130は、第1の液体入り口131から噴射端199まで延在している。第1の液体入り口131は、第1の型部の第1の成分供給オリフィスと整列するよう配置される。同様に、第2の液体スロット140は、第2の液体入り口141から噴射端199まで延在している。第2の液体入り口141は、第2の型部の第2の成分供給オリフィスと整列するよう配置される。少なくとも1つの第2の液体スロットが連続した第1の液体スロットの間に位置するように、幾つかの実施形態では、第1の液体スロット130および第2の液体スロット140はシムに沿って直線状に整列される。幾つかの実施形態では、第1の液体スロット130および第2の液体スロット140は、交互の位置に整列される。
【0037】
光学エアースロット120がエアースロット入り口121からシム190の噴射端199まで延在している。エアースロット入り口121は、第1の型部(図1c参照)内の空気室35と整列するよう配置される。操作において、エアースロット120および第1のおよび第2の型部によって画定される導管に沿って、空気が空気室から流れる。幾つかの実施形態では、少なくとも1つのエアースロット120は、連続的な第1および第2の液体スロットとの間に位置する。
【0038】
本開示の他の実施形態のシム290は図3に示される。シム290は、取り付け孔210、光学エアースロット220、第1の液体スロット230および第2の液体スロット240を含む。(図2に示す)シム190の噴射端199は、直線状の噴射端である。対照的に、シム290の噴射端は、頂部および底部を交互に含む鋸歯状の外形を含む。エアースロット220の噴射縁部222が傾斜する際に、この鋸歯状の外形は生じ、第1の液体スロット噴射縁部232および第2の液体スロット噴射縁部242に空気を向ける。
【0039】
図3に示すように、第1のおよび第2の液体スロットの実質的に全てが鋸歯状の外形の近傍の頂部で終端し、エアースロットの実質的に全てが鋸歯状の外形の底部の近傍で終端する。幾つかの実施形態では、エアースロットの噴射縁部がその主軸に対して傾斜する角度(すなわち斜角)は、少なくとも10°、幾つかの実施形態では、少なくとも15°、少なくとも20°または少なくとも30°である。幾つかの実施形態では、斜角は75°未満、幾つかの実施形態では60°未満、50°未満、あるいは45°未満である。幾つかの実施形態では、斜角は15°〜60°であり、幾つかの実施形態では、20〜40°である。
【0040】
本開示の更に別の実施形態のシム390は図4に示される。シム390は取り付け孔310および、シム390の厚みを貫通する光学エアースロット320を含む。幾つかの実施形態では、シム390の噴射縁部は鋸歯状の外形を含む。エアースロット320の噴射縁部が第1のオリフィス344および第2のオリフィス344へ空気を向けて傾斜する際、この鋸歯状の外形は生じる。
【0041】
幾つかの実施形態では、エアースロットの噴射縁部がその主軸に対して傾斜する角度(すなわち斜角)は、少なくとも10°、幾つかの実施形態では、少なくとも15°、少なくとも20°または少なくとも30°である。幾つかの実施形態では、斜角は75°未満、幾つかの実施形態では60°未満、50°未満、あるいは45°未満である。幾つかの実施形態では、斜角は、15°〜60°であり、幾つかの実施形態では20〜40°である。
【0042】
シム390も、第1の通路の第1のアレイおよび第2の通路の第2のアレイを含む。第1の通路の各々は、第1の液体スロットおよび第1の液体トンネルを含む。第1の液体入り口331から始まり第1の液体トンネル332で終わる第1の液体スロット330は、シム390の厚みを貫通する。第1の液体トンネル332は、外周をシム390に囲まれている。同様に、第2の液体スロット340はシム390の厚みを貫通し、第2の液体トンネル342は外周をシム390に囲まれている。第2の液体スロット340は、第2の液体入り口341から始まり第2の液体トンネル342で終わる。
【0043】
第1の液体入り口の位置は、第1の型部の第1の成分供給オリフィスと整列するよう選択される。操作において、第1の成分を含む第1の液体は、第1の液体スロット330に沿って、第1の成分供給オリフィスを通って流れ、第1の液体トンネル332に入る。それから、第1の液体は、第1のオリフィス334から噴霧される。
【0044】
第2の液体入り口の位置は、第2の型部の第2の成分供給オリフィスと整列するよう選択される。操作において、第2の成分を含む第2の液体は、第2の液体スロット340に沿って、第2の成分供給オリフィスを通って流れ、第2の液体トンネル342に入る。それから、第2の液体は、第2のオリフィス344から噴霧される。
【0045】
一般に、本開示の多成分液体噴霧型は、噴霧システム噴射の下流で2つ以上の成分を混合することが望ましい場合に使用される。幾つかの実施形態では、第1の成分および第2の成分は、噴霧システム噴射の下流で混合される。幾つかの実施形態では、第1の成分を含む第1の液体が噴霧され、第1の液体の多くの分散した滴下を含む第1の噴霧を生じる。同様に、幾つかの実施形態では、第2の成分を含む第2の液体が噴霧され、第2の液体の多くの分散した滴下を含む第2の噴霧を生じる。幾つかの実施形態では、第1の噴霧の滴下の少なくとも一部が噴霧システム噴射からの基板へ飛散中の第2の噴霧の滴下の一部と混合する。幾つかの実施形態では、第1および第2の成分は滴下が飛散中に相互に作用、例えば反応する。
【0046】
一般に、第1および第2の噴霧は第1のおよび第2の液体を含む層を形成する基板に影響を与える。そして、それは第1および第2の成分の反応生成物を含むことができる。幾つかの実施形態では、液体が基板に到達するまで、第1および第2の液体の少なくとも一部は混合されない。
【0047】
幾つかの実施形態では、第1および第2の液体の流量は、独立して調整可能である。幾つかの実施形態では、第1の成分と第2の成分との比率を制御することが望ましい。一般に、目標比率は、特定の最終用途に応じていかなる値でもあり得る。例えば、幾つかの実施形態では、第1および第2の成分は互いに反応し、目標比率は1である。幾つかの実施形態では、第2の成分に対して第1の成分がわずかに超過することが望ましく、目標比率は、1より高い、例えば1.01、1.1、1.5等であり得る。幾つかの実施形態では、1つの成分は触媒であり、その成分の所望の量は0.5または、例えば0.1、0.05未満、または0.01の目標比率を導く第2の成分よりも少なくてもよい。
【0048】
幾つかの実施形態では、第1および第2の成分は非反能性、例えば染料および他の着色剤でもよい。幾つかの実施形態では、染料または他の着色剤の混合物により得られる色を変えるために第1のおよび第2の成分の比率を変化させることは望ましい。例えば、第1の成分が青色の染料で第2の成分は黄色の染料である場合、様々な明度の緑色は、第2の成分(すなわち黄色の染料)に対する第1の成分(すなわち青い染料)の比率を変化させることによって得られた。
【0049】
一般に、本開示の幾つかの実施形態の多成分噴霧システムは、噴霧システムの全長に亘って第1および第2の成分の均一な比率を生むために使用可能である。幾つかの実施形態では、第2の成分に対する第1の成分の比率が、噴霧システムの長さ全体の目標比率の10%以内であり、幾つかの実施形態では5%以内であり、幾つかの実施形態では2%以内であり、幾つかの実施形態では噴霧システムの長さ全体の目標比率の1%またはそれ未満である。
【0050】
幾つかの実施形態では、本発明の噴霧システムは、ウェブまたは製品に対して静止位置に取り付けられることができる。ウェブまたは製品が噴霧システムを通過すると、成分はウェブまたは製品の所望の幅全体(ウェブまたは製品の全体の幅迄)で実質的に均一な比率で適用される。幾つかの実施形態では、本発明の単一の静止噴霧システムは、5センチメートル(cm)を超え、幾つかの実施形態では25cmを超え、幾つかの実施形態では60cmを超える幅全体の成分の均一な比率を適用するために使用されることができる。幾つかの実施形態では、本発明の単一の静止噴霧システムは、広いウェブまたは製品、すなわち90cm超、150cm超、または300cm超の幅を有するウェブまたは製品に均一な比率の成分を適用するために使用され得る。
【0051】
以下の特定だが非制限の例は、開示の1つの実施形態を示すのに役立つ。
【0052】
図1a〜1dに示す噴霧システムおよび図3に示すシムは、VERSALINK P−1000オリゴマ・ジアミン(エアプロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコーポレイテッド(Air Products and Chemicals Inc.)、ペンシルバニア州、アレンタウン(Allentown))と143LISONATEジフェニルメタン・ジイソシアナート(ダウ・ケミカルUSA(Dow Chemical USA)、ミシガン州、ミッドランド(Midland))との重量比で4.00:1.00のブレンドを混合し適用するために使用される。シムは、5.08cm(2インチ)のスロット列の幅を有した。
【0053】
VERSALINK P−1000は、ギヤポンプ(パーカー・ハニフィン・コーポレ イション(Parker Hannefin Corporation)、ゼニス部(Zenith Division)、ノースカロライナ州、サンフォード(Sanford))を調整する1.1681立方センチメートル/回転を送った被加熱ホッパ内で100℃(212°F)に加熱された。この歯車ポンプは34回転/分で操作され、約2060.8KPa(300ポンド/平方インチ)の背圧を生じた。6.35mm(0.25インチ)の外径(O.D.)を有するネック管および0.89mm(0.035インチ)の壁厚さが、ギヤポンプを型の一方の入り口に連結するために使用された。
【0054】
ISONATE143Lは加熱されなかった。それは、6.8の毎分回転数で操作された、1.201立方センチメートル/回転の計測ギヤポンプ(パーカー・ハニフィン・コーポレイション、ゼニス部、ノースカロライナ州、サンフォード)を使用して型の外側に送られた。このギヤポンプおよび型は、6.35mmの外径×0.89mmの肉厚(0.25インチの外径×0.035インチの肉厚)のネックチューブを使用して連結された。
【0055】
型のオリフィスを形成するスロットが形成されたシムは、0.25mm(0.010インチ)の厚みを有した。VERSALINK P−1000のスロット幅は、0.20mm(0.008インチ)の幅であり、ISONATE143Lおよび噴霧する空気のためのスロット幅は、0.13mm(0.005インチ)の幅であった。噴霧するエアースロットは、VERSALINK P−1000およびISONATE143Lスロットの各々の間に心合わせされた。VERSALINK P−1000およびISONATE143Lスロットの反復頻度(repeat frequency)は5.08mm(0.200インチ)であり、エアースロットの反復頻度は2.54mm(0.100インチ)であった。
【0056】
圧縮空気は、121℃(250°F)に加熱され、124KPa(18psi)で、4つの空気分配マニホールド入り口に送られた。型の先端とエアナイフとの間に形成された0.38mmの空隙(0.015インチ)内に、この被加熱圧縮空気が流れた。加熱されない圧縮空気も、シムのエアースロットに供給された。2つの成分がスロットの端部を出ると、それらの成分を噴霧するために生じた空気を混合し、約63.5mm(2.5インチ)離れて通過するウェブに吹き付けた。目視検査をすると、ウェブは均一にコーティングされ、投入された材料は良好に混合されていた。組成物は硬化すると、ウェブ上で、強くゴムのような被覆を形成した。
【0057】
本発明の様々な改良および変更が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、当業者には明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1a】本開示の典型的な多成分液体噴霧システム。
【図1b】図1aの典型的な多成分液体噴霧システムの第1の型の半分を示す。
【図1c】図1aの典型的な多成分液体噴霧システムの横断面図。
【図1d】図1aの典型的な多成分液体噴霧システムの出口領域の横断面図。
【図2】本開示の第1の典型的なシムを示す。
【図3】本開示の第2の典型的なシムを示す。
【図4】本開示の第3の典型的なシムを示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多成分液体噴霧システムであって、
第1の型部および第2の型部を含むハウジングと、
第1の液体通路の第1のアレイと第2の液体通路の第2のアレイとを含むシムとを含み、
少なくとも1つの前記第2の液体通路は、連続した前記第1の液体通路の間に位置し、前記シムは、第1の液体通路の前記第1のアレイに対応する第1の液体導管の第1のアレイおよび第2の液体通路の前記第2のアレイに対応する第2の液体導管の第2のアレイを形成する前記ハウジングの前記第1および第2の型部との間に位置する多成分液体噴霧システム。
【請求項2】
前記第1の液体通路の各々および前記第2の液体通路の各々は、前記シムの前記厚みを貫通するスロットから成る請求項1に記載の前記多成分液体噴霧システム。
【請求項3】
前記シムは、前記シムの厚みを貫通するエアースロットの第3のアレイを更に含み、前記シムは、エアースロットの前記第3のアレイに対応する空気導管の第3のアレイを形成する前記ハウジングの前記第1および第2の型部の間に位置し、少なくとも1つのエアースロットは、隣接する第1および第2の通路の間に点在する請求項1に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項4】
請求項3に記載の多成分液体噴霧システムであって、
前記第1の液体導管の各々が第1の液体マニホルドと流体連通する供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する噴射縁部とを含み、
前記第2の液体導管の各々が第2の液体マニホルドと流体連通する供給縁部と前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する噴射縁部とを含み、
前記空気導管の各々が空気マニホルドを有する流体連通の供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する噴射縁部とを含み、
前記ハウジングの前記外部境界は、第1の型出口縁部と第2の型出口縁部とを含む多成分液体噴霧システム。
【請求項5】
第1の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第1のエアナイフと、前記第2の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第2のエアナイフとを更に含む請求項4に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項6】
前記シムは、前記ハウジングの前記外部境界の近傍に位置する終端縁部を更に含み、前記終端縁部は、前記第1の型出口縁部に対して実質的に平行である請求項4に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項7】
前記シムは前記ハウジングの前記外部境界の近傍に位置する終端縁部を更に含み、前記終端縁部は、頂部および底部を交互に含む鋸歯状の外形を含む請求項4に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項8】
前記第1および第2の液体通路の実質的に全てが前記鋸歯状の外形の近傍の頂部で終端し、前記エアースロットの実質的に全てが前記鋸歯状の外形の近傍の底部で終端する請求項7に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項9】
前記第1の液体通路の各々は、前記シムの前記厚みを貫通する第1のスロット部と前記シムによって外周を仕切られた第1のトンネル部とを含み、前記第2の液体通路の各々は前記シムの厚みを貫通する第2のスロット部と前記シムによって外周を仕切られた第2のトンネル部とを含む請求項1に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項10】
前記第1の液体通路の複数の前記第1のスロット部と流体連通する第1のマニホルドと、前記第2の液体通路の複数の前記第2のスロット部と流体連通する第2のマニホルドとを更に含む請求項9に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項11】
前記第1のトンネル部の各々が第1のスロットの近傍に位置する第1の供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に位置する第1の噴射縁部とを含み、前記第2のトンネル部の各々が、第2のスロットの近傍に位置する第2の供給縁部と、前記ハウジングの前記外部境界の近傍に位置する第2の噴射縁部とを含み、前記ハウジングの前記外部境界は、第1の型出口縁部と第2の型出口縁部とを含む請求項9に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項12】
前記第1の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第1のエアナイフと、前記第2の型出口縁部の近傍に位置する出口スロットを含む第2のエアナイフとを更に含む請求項11に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項13】
前記シムは、第3のスロットの第3のアレイを更に含み、前記シムは、第3のスロットの前記第3のアレイに対応する空気導管の第3のアレイを形成する前記ハウジングの前記第1の部分と第2の部分との間に位置し、少なくとも1つの空気導管は、隣接する第1の液体導管と第2の液体導管との間に点在する請求項11に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項14】
前記第3のスロットの各々は、空気マニホルドと流体連通する第3の供給縁部と、前記ハウジングの外部境界の近傍に配置された第3の噴射縁部とを含む請求項13に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項15】
前記第3のスロットの前記第3の噴射縁部は、前記第1の液体スロットの前記第1のトンネル部の前記第1の噴射縁部に対して凹部を形成される請求項14に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項16】
前記第3のスロットの前記第3の噴射縁部は15°〜60°の斜角を有する請求項15に記載の多成分液体噴霧システム。
【請求項17】
多成分噴霧の製造方法であって、
請求項1記載の前記多成分液体噴霧システムに第1の成分および第2の成分を送出し、
第1の導管の前記第1のアレイを介して前記第1の成分に該第1の成分の第1の噴霧を生じさせ、
第1の導管の前記第2のアレイを介して前記第2の成分に該第2の成分の第2の噴霧を生じさせ、
前記第1の噴霧の少なくとも第1の部分と第2の噴霧の少なくとも第2の部分とを混合することを含む多成分噴霧の製造方法。
【請求項18】
コーティング物品の製造方法であって、
請求項1記載の前記多成分液体噴霧システムに第1の成分および第2の成分を送出し、
第1の導管の前記第1のアレイを介して前記第1の成分に該第1の成分の第1の噴霧を生じさせ、
第1の導管の前記第2のアレイを介して前記第2の成分に該第2の成分の第2の噴霧を生じさせ、
前記第1の噴霧および第2の噴霧を物品上に衝突させ、前記第1の噴霧および前記第2の噴霧の少なくとも一部は、前記物品上に衝突させる前に混合されるコーティング物品の製造方法。
【請求項19】
多成分液体噴霧システムの製造方法であって、
ハウジングの第1の型部と前記ハウジングの第2の型部との間に第1の液体通路の第1のアレイと第2の液体通路の第2のアレイとを含むシムを配置し、
第1の液体通路の前記第1のアレイに対応する第1の液体導管の第1のアレイと、第2の液体通路の前記第2のアレイに対応する第2の液体導管の第2のアレイとを形成する前記ハウジングの前記第2の型部に前記ハウジングの前記第1の型部を連結することを含む多成分液体噴霧システムの製造方法。
【請求項20】
多成分液体噴霧システムであって、
第2の型部に連結した第1の型部を含むハウジングと、
前記第1の型部と前記第2の型部との間に位置する第1の液体導管の第1のアレイを作製する手段と、
前記第1の型部と前記第2の型部との間に位置する第2の液体導管の第2のアレイを作製する手段と、
第1の液体導管の前記第1のアレイと流体連通する第1の成分を送出する手段と、
第2の液体導管の前記第2のアレイと流体連通する第2の成分を送出する手段とを含む多成分液体噴霧システム。

【図1a】
image rotate

【図1b】
image rotate

【図1c】
image rotate

【図1d】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公表番号】特表2009−517214(P2009−517214A)
【公表日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−543384(P2008−543384)
【出願日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【国際出願番号】PCT/US2006/045509
【国際公開番号】WO2007/064625
【国際公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【出願人】(599056437)スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Fターム(参考)】