塗布表面上に液体ないし糊状の媒体を間欠塗布する装置

本発明は第1に請求項1の前段部分に記載の装置に関する。

特に、基材上に溶融接着剤または被加熱溶融接着作用物質を塗布するように設計することができる、対応する塗布装置が、従来技術、例えば本出願人の特許文献1から本質的に知られている。

吐出される接着剤量が容積式送出ポンプにより計量される、接着剤を間欠吐出するこのタイプの本質的に有利な装置において、状況によっては、塗布すべき表面上に、よりいっそう均一に媒体を付着させることが必要な場合がある。

このタイプの装置が間欠塗布が可能で、特にこの目的から塗布弁を閉状態と開状態との間で周期的に切換えることが可能なので、吐出動作中に表面上に塗布される媒体が均一な層厚を有することが望ましいと考えられている。すなわち、既知の従来技術の装置では、この点に関して、蓄積する媒体によって、装置内(特に、容積式送出ポンプと塗布弁との間に配置されている通路内)の圧力が上昇するため、不均一性が生じる可能性がある。その結果、塗布弁を開くと、媒体が最初に高すぎる圧力で放出される可能性がある。塗布動作の最後に、すなわち弁がまだ開いているときに、上記圧力が通常著しく低下し、そのため、媒体が依然として放出されているにもかかわらずその放出量が塗布弁を開いた直後よりも著しく少なくなる。

これは、塗布弁に割当てられた出口ノズルの下に送出機構によって高速に案内される適用される基材に対し、吐出動作時に塗布される媒体部分の層厚が送出方向に増加するという影響を及ぼす。それぞれ塗布される媒体部分が、互いに比べて概ね一定の量を有することができるが、一部分における媒体分配(「インライン分配」と呼ばれるものである)が改善に値すると考えられる。

文献に関しては確認可能でない従来技術から既知の、この課題の解決案は、特に、容積式送出ポンプと塗布弁との間の送出通路内の圧力の上昇を阻むことにある。この目的から、例えば、塗布弁と容積式送出ポンプとの間または塗布弁と媒体のリザーバーとの間に、別個の戻り通路を提供する循環機構を設けることが可能である。この戻り通路は、塗布弁が閉じているときに、容積式送出ポンプによって送出される媒体量が蓄積せず、別個の戻り通路を介して媒体のリザーバーまたは送出ポンプへ排出することができるという作用を有する。

このタイプの解決策は、状況によっては、放出される媒体部分内の不均一性を若干阻止し得るが、実際には、容積式送出ポンプと塗布弁との間の通路が「オープンシステム」を形成することから、困難を伴わずには用いることができない。このオープンシステムは、容積式の送出ポンプへの正確な適合を達成するために、手動による圧力適合を循環機構に行う必要があることから、複雑すぎるとともに精度が不十分である。

均一な塗布部分を達成するのに本質的に容易に適している代替的な解決策は、容積式送出ポンプと塗布弁との間に、アキュムレーターとしての機能を果たす被加熱ホースを配置することにある。このタイプのホースは、例えばプラスチックから形成することができ、その場合、上記プラスチックホースは、破裂を防止することができる別個の鋼メッシュホースによって包囲される。加えて、加熱用ワイヤーをホース構成部に組み入れることができる。

上記ホース構成部は第1に、媒体を、容積式送出ポンプから非常に遠い距離のところに配置されている出口ノズルまたは遠隔の塗布弁へ搬送することを可能にし、第2に、ホースの本質的な弾性に起因する、ホース内の媒体の圧力の過剰な上昇を防止することを可能にする。ホースの弾性により、更なる拡張スペースが媒体に利用可能となり、その結果、塗布弁が開いている場合、通常は塗布弁における媒体の過剰な圧力がなく、そのため、媒体を比較的均一に放出することができる。

然しながら、放出媒体の均一性に関して有利である、ホース構成部の慣性には、再始動時に、対応する装置が或る特定の始動時間にわたって使用することができない(該当するタイプの装置は、構成部材の全てを所望の動作出力へと調整するのに例えば最大30秒を必要とする)ことに見ることができる重大な不利益がある。

例えば、装置の始動時に、適用される材料用の送出機構が概ね均一に加速され、その場合、通常は、容積式送出ポンプの送出出力も同時に調整される。然しながら、ホースの慣性により、システムの起動時に、所望の塗布パターンを提供する送出流量の連続的な変化が妨げられる(ランプ作用と呼ばれる)。従って、通常は、記載したホースシステムが使用される場合、装置の始動時に適用された製品は使用することができず、廃棄する必要があるが、このことは製造に関してかなりの不利益を意味する。

欧州特許出願公開第1429029号

記載した従来技術を起点として、本発明の目的は、製造段階の全ての間中、均一な間欠塗布を可能にする装置を提供することである。

本発明は請求項1の特徴により、特に特徴部の特徴により、この目的を達成し、これに応じて、本装置は、各場合において周期的に、容積式送出ポンプの駆動部および塗布弁を互いに依存して起動または切換える、電子コントローラーを有することを特徴とする。

従って、本発明の構想は、塗布される媒体の量を適合させるという構想とみなすことができ、その量は、塗布弁の切換え状態に合わせて、特に、所定時間において塗布弁に送出される媒体が必要とされている(すなわち、弁が開いている場合)のか、必要とされていない(すなわち、弁が閉じている場合)のかに応じて、容積式送出ポンプによって測定または計量される。

これにより、容積式送出ポンプと塗布弁との間の通路内で圧力が上昇することを防止することが自然に可能になり、従って、塗布動作の開始時点(すなわち、塗布弁が開く時)に流出する媒体が、不所望な高圧下に置かれない。

これに関して、完全性の目的のためだけに、いずれにしても液体ないし糊状の媒体が溶融接着剤である場合、媒体は、まず第1に、通常全く圧縮可能ではないことに留意すべきである。然しながら、実際には、対応する流体がエアポケットを含んでおり、従って、送出される媒体は全体として、それでも或る特定の程度の圧縮性を有する。

本発明によれば、アキュムレーター(特に伸縮性ホース)を必要とせず、従って、本願において特許請求の範囲に記載されている装置は、慣性ホースシステムの不利益も有しない。従って、すなわち、コントローラーを、装置の始動時、すなわち開始時であっても、均一な塗布が可能であるように送出ポンプの出力を所望の塗布流量(特に、適用される基材が受ける加速度にも関する)に適合させることが可能であり、始動プロセス時に、適用される製品を廃棄するが必要なく、使用することができる。

加えて、装置の、容積式送出ポンプと塗布弁との間の送出通路を全体として閉鎖する(特にシールする)ように設計することができるが、その理由は、すなわち、戻り通路を有する循環機構を必要としないからである。戻り通路を省略することによって、循環機構の手動調整が不要になるとともに、システムがより良好にシールされることに起因してより正確な放出が可能になるため、特許請求の範囲に記載されている装置の動作の便宜性を全体として高めることができる。

通常、電子コントローラーが、塗布弁を制御する信号に応じて容積式送出ポンプの駆動部を周期的にすなわち定期的に調整することができる。この場合、容積式送出ポンプは例えば、塗布弁が閉じる時または閉じている場合に停止または休止させることができる。他方、塗布弁が開く時または開いている場合に、(吐出される媒体の量を測定、計量および供給するために)容積式送出ポンプを駆動することができる。

対照的に、送出ポンプを連続的に(特に、連続速度、連続送出出力および/または連続計量された媒体流量で)駆動することは、記載した従来技術から専ら既知である。適用される基材の加速度への適合の際に、装置の開始時に送出ポンプを上方に向けてゆっくりと調整することが更に既知である。この場合、コントローラーがモーターおよび塗布弁を概ね同時に始動させる場合であっても、これにより、駆動部および塗布弁のアクティベーションが周期的にかつ互いに依存して行われることはない。これとは対照的に、本発明の構想は、容積式送出ポンプの送出出力、すなわち、塗布弁において実際に必要とされる出口流量に関する送出出力を変えるという構想とみなすことができる。

従来技術の装置の場合では、容積式送出ポンプは連続的に(かつ連続的な同一の送出量で)駆動されるが、本発明による装置の場合では、容積式送出ポンプは例えば、所定の時間間隔にわたって完全に休止することができ、その後、更なる時間間隔にわたって、対応して増加した送出出力で駆動することができる。当然のことながら、容積式送出ポンプの送出出力は通常、送出がより低い送出出力で連続的に行われる従来技術の装置の場合よりも駆動時間間隔において高く設定される。

容積送出ポンプは、例えば、予め設定された送出値とゼロ値との間で往復して、すなわち、塗布弁の切換え状態に応じて調整することができる。然しながら、代替として、本質的には、容積式送出ポンプが所定の最大値と所定の最小値(ゼロ値とは異なる)との間で調整されるように意図することもできる。換言すれば、容積式送出ポンプが完全にオフになることが絶対に必要であるわけではない。任意選択的には、容積式送出ポンプがマイナス送出出力をもたらすように送出ポンプをゼロ値未満に下げるように調整することさえも意図することができる。

然しながら、容積式送出ポンプの制御プログラムおよび塗布弁の切換え状態の制御プログラムを電子コントローラーによって互いに調整することが重要である。この場合、まず初めに、容積式送出ポンプの駆動部の慣性および塗布弁の切換え動作部の慣性を判断するとともに塗布弁および容積式送出ポンプのアクティベーションを考慮するように、コントローラーによって(またはコントローラーを利用して手動で)微調整および微較正を行うことができる。

従って、塗布弁は通常、容積式送出ポンプがその所望の公称出力値とゼロ値との間で切り替わることができるよりも迅速に、開状態と閉状態との間で往復して切り替わることができる。従って、コントローラーによるアクティベーションは、コントローラーがまず初めに、容積式送出ポンプの駆動部に送出ポンプをオフに切換えるように信号で知らせるとともに、その後まもなくして塗布弁にその閉状態に切換えるように信号で知らせるようにして行うことができる。換言すれば、電子コントローラーは、アクティベーション時に、送出ポンプの駆動システムの慣性および塗布弁の切換えシステムの慣性を考慮に入れることができる。

本発明による装置を用いて、本出願人は、媒体圧力が上昇する影響を減らすことによって、従来技術におけるような不均一な放出の問題を首尾よく解消した。対照的に、本出願人は、容積式送出ポンプの駆動力を変えることによって、圧力の上昇を開始時点において防止することができ、従って、従来技術から既知の問題が回避され、均一な塗布パターンが達成されることを認識している。

従って、本発明による装置は、特に二次元移動体の形態で構成されている塗布表面上への媒体の塗布を首尾よく改善した。然しながら、例えば、適用される糸等である二次元でない表面も、本発明に関する塗布表面であるとみなすことができる。

いずれにしても、塗布表面を出口ノズルに対して移動させることが有利であり、塗布弁に割当てられた出口ノズルに対してより高い速度で通過させることが好ましい。然しながら、代替として、当然のことながら、出口ノズルを位置が固定された表面に対して移動させる構成も考えられる。

本発明によれば、塗布弁は、塗布される媒体を塗布弁の閉状態ではなく開状態で吐出することができるように開状態と閉状態との間で切換えることができる。この目的から、塗布弁には通常、ノズルニードル若しくは弁ニードルまたは相当するヘッドが割当てられる。ニードルは、塗布弁の閉状態において、送出される媒体による出口開口へのアクセスを阻止または閉ざすことができる。塗布弁をその開状態に移すには、上記ニードルを、液体ないし糊状の媒体が出口開口に進むことができる解放位置へと更に移動させることができる。

例えば、本出願人の欧州特許第1147820号から既知であるような「再循環弁」と呼ばれるものを用いることが可能であることが有利であり、この欧州特許の内容は完全に、本明細書に引用することにより本出願の開示の一部をなすものとする。

塗布弁に割当てられている出口ノズルから塗布表面上に媒体を塗布するために、出口ノズルを噴霧ノズルとして設計することができることが有利である。噴霧ノズルには、(特に加熱される)噴霧空気を塗布表面上への噴霧塗布用の媒体担体として使用することができるように噴霧空気入口が割当てられている。然しながら、代替として、任意の他のタイプのノズル、例えばスロット付きノズル(噴霧空気の供給はせず)を使用することができる。

塗布弁は、その開状態と閉状態との間で特に空気圧式に切換えることができる。然しながら、当然のことながら、保護範囲はこのタイプの弁に限定されない。例えば、弁は電磁的に調整可能とすることもできる。塗布弁に圧縮空気を空気圧供給するのに24V方向制御弁を設けることが有利である。

本特許出願に関して、容積式送出ポンプは、特に、所望の量の媒体をより高い精度で測定するとともに送るのに適した高精度ポンプとして理解されるべきである。送出ポンプがこの場合にギヤポンプとして設計される場合、媒体の送出流量は通常、ギヤホイールの回転数に比例して作用し、それによって、送出流量を非常に正確に計量することが可能である。

送出ポンプがギヤポンプとして設計される場合、駆動部には特に、送出ポンプを駆動するために、上に配置されるとともに送出ポンプの駆動ギヤホイールと相互作用することができるシャフトギヤホイールを有するシャフトが割当てられる。

駆動部は通常、駆動モーターと、任意選択的にはモーターと駆動シャフトとの間に配置されるカップリングとを備える。

本発明による電子コントローラーは、例えばコンピューターユニットとして、特に、メモリプログラマブルなコントローラー、専用コントローラー、または、電子コントローラーの手動操作または手動変更のために、モニターおよび入力ユニット、例えばキーボードも割当てられる従来のパーソナルコンピューターとして設計することができる。コントローラーはこの場合、駆動部、特に駆動モーターと、出口ノズルとを双方とも作動させることができ、また、特にケーブルまたはケーブルフリーネットワーク若しくは同様のボディーレス接続を介して、上記駆動部と出口ノズルとを接続することができる。全ての場合において、駆動部および塗布弁(または塗布弁に割当てられている切換えユニット)は双方とも、電子コントローラーから制御命令を少なくとも間接的に受信することができるように設計される必要がある。これに関して、コントローラーは例えば、塗布弁に割当てられている圧縮空気ユニットに制御命令を送信することもでき、また、塗布弁が要求に応じて切換え挙動を行うように上記圧縮空気ユニットを制御することができる。

本発明の有利な構成によれば、装置は、溶融接着剤または溶融接着作用物質の塗布用の装置として設計される。そのような用途において、本発明は、このタイプの流体すなわち媒体の場合では、装置から特に迅速な放出が望ましいことから、特に有利に使用することができる。この場合では、溶融接着剤または溶融接着作用物質は通常、ホットメルトユニット(装置に割当てることができ、特に装置内に含めることができる)内で溶融され、そのため、装置が全体として溶融媒体のリザーバーを提供する。特に、装置は、既に溶融した媒体のための流体接続部を1つだけ有することもできる。

溶融媒体が装置内で硬化しないようにするため、装置は、硬化した媒体に起因する接着が装置内で生じないように、導かれる接着剤または導入される接着作用物質を流動状の未硬化状態で受け取る加熱手段を有することが有利である。特に、加熱ユニットは、容積式送出ポンプと塗布弁との間の導通通路に割当てることができる。

溶融接着剤または溶融接着作用物質が塗布表面上に流出および衝当した後で、媒体は硬化することができ、その後硬化すべきである。

本発明の更に有利な構成によれば、駆動部は、サーボモーターとして設計されるモーターを有する。本出願人がここで、数多くの広範囲な試験において、塗布弁の切換え挙動に関連して設定されるようにするために1つのサーボモーターを用いて容積式送出ポンプを十分迅速に駆動および停止させることが可能であることを確立したことは驚くべきことであった。従って、サーボモーターは、上記2つの状態を塗布弁の開状態および閉状態と時間的に相関させることができるように交互に容積式送出ポンプを駆動および停止させることができる。この手段によって、特に、液体ないし糊状の媒体の間欠塗布時に送出ポンプが連続的に駆動される必要があるという暗黙の了解がある、専門家に流布している先入観が解消される。換言すれば、サーボモーターの使用により、特に公称値とゼロ値との間での送出ポンプの切換え状態を塗布弁の切換え状態に対して調整することができるように送出ポンプの応答時間を制御することが可能になる。代替として、ステップモーターを使用することができる。

代替として(特に、塗布速度が更に増加している用途において、従って、特に、ギヤポンプとして設計された送出ポンプの回転速度が更に増加している用途において)、渦電流カップリングを使用することが可能であることが有利である。渦電流カップリングは通常、モーターと容積式送出ポンプとの間、特にモーターと駆動シャフトとの間に配置される。このタイプの渦電流カップリングの使用により、本発明に従って容積式送出ポンプをアクティベーションすること、特に送出ポンプを交互に休止および駆動することを確実にすることもできる。本質的には、所望の効果を得るために他の回転式の可撓性または切換え可能なカップリング、または更には電磁カップリングを使用することも可能である。

主送出ポンプが容積式送出ポンプの上流に接続されることが有利である。それによって、容積式送出ポンプが対応する吸引作用を確実にする必要なく、媒体の流れ、例えば溶融接着剤の流れをリザーバーから容積式送出ポンプに導くことができる。主送出ポンプとは対照的に、容積式送出ポンプは、所望の量の媒体を正確に測定するとともに計量することを可能にする。主送出ポンプは通常、そのような計量特性を有するのではなく、むしろ単に基本的な送出目的のための機能を果たし、流れ方向に対して容積式送出ポンプの上流に接続され、特に媒体リザーバーと送出ポンプとの間に配置される。

容積式送出ポンプはギヤポンプとして設計されることが更に有利である。このタイプのギヤポンプは、媒体を計量するために、噛合するギヤホイールを有する。特に連続して接続される、例えば2つまたは3つの別個の噛合ギヤホイールを設けることが可能である。上記ギヤホイールはポンプハウジング内に配置することができ、その場合、各ギヤポンプは通常、ポンプハウジングの側方の境界壁内に専用スピンドルが固定されている。このタイプのギヤポンプは通常、ギヤポンプによって送出される量が非常に正確に分かるように高い精度で製造される。特に、このタイプのギヤポンプは、ポンプハウジングの差込みスロットを介して駆動シャフトのシャフトホイールと噛合するように相互作用することができる駆動ギヤホイールを有することができる。送出される媒体は、上記スロットを通ってポンプハウジングに入ることもできる。然しながら、原則的に、ギヤポンプの代替として、任意の他の適した容積式送出ポンプ、例えば、ジェローターポンプを使用することができる。

本発明の更に有利な構成によれば、本発明による装置は、塗布弁に割当てられている出口ノズルの上に塗布表面をガイドする移送機構を有する。それによって、塗布表面、例えば二次元体を出口ノズルの上または下にガイドすることができる。塗布表面は、例えば不織布とすることができる二次元基材によって提供されることが有利である。この場合の例としての一使用は、例えば、後で赤ちゃん用おむつを形成することができるベーシックなおむつ材上へのホットメルト接着剤の付着とすることができる。従って、基材は特に、移動するウェブ状基材であり、従って、特に直線経路に沿って(例えばコンベヤーベルトを利用して)移動することができ、媒体を適用することができる。

さらに、剛性設計を有するとともに、塗布される計量された媒体を送るように意図されている通路が、容積式送出ポンプと塗布弁との間に配置される措置をとることができることが有利である。特にホースとして設計される可撓性ラインとは対照的に、剛性通路は、通路の壁が従って、まず第1に、いずれにしても可撓性がないことから、本特許出願に関するアキュムレーターとはみなされない。この構成は、装置がその始動時であっても正確に使用することができるとともに、塗布表面への適用が装置の始動時であっても可能であるという利点を有する。剛性通路は、例えば容積式送出ポンプの部分、塗布弁の部分、および/または、それらの間に配置されているアダプターブロック等によって形成することができる。然しながら、原則的に、本発明による装置は代替的には、送出ポンプと塗布弁との間に媒体を送るホース状通路を有して構成することもできる。

本発明の特に有利な改善点によれば、本装置は、複数の塗布モジュールを有するモジュラーシステムとして設計され、各塗布モジュールは、それぞれ1つの容積式送出ポンプユニットに接続される。それによって、装置の特に融通性のある構成を実現することができ、その場合、各塗布モジュールが特に塗布弁を備えるとともに、各容積式ポンプユニットが特に厳密に1つの容積式送出ポンプを備える。従って、例えば、2つ以上のノズルモジュールが互いのすぐ隣に配置されることによって、塗布される媒体の複数の平行な塗布列が例えばウェブ状基材上に互いの隣にくることを可能にすることができる。

この構成は、個々の塗布モジュールまたは送出ポンプユニットが損傷を受けた場合に、装置の残りの部分がエラーのないように動作し続けることができるという利点を更に有する。この場合、対応して損傷を受けた塗布モジュールまたは送出ポンプモジュールは、単純なやり方で交換して新たなモジュールと取り換えることができる。

塗布モジュールおよび送出ポンプユニットは、直線的に、すなわち互いに一列に配置されることが有利であり、その場合、塗布モジュールの壁は互いに直接当接することができる。同じことが送出ポンプユニットにも当てはまる。

容積式送出ポンプユニットは、共通の駆動シャフトおよび共通の駆動部によって駆動可能とすることができることが更に有利である。この場合、駆動シャフトは、例えば別個のシャフトギヤホイールの形態の、各送出ポンプユニット用の専用接続部を有することができる。この場合、媒体を共通の媒体リザーバーから送出ポンプユニットへと駆動シャフトに沿って導くことができる。

然しながら、本発明は、塗布モジュールを1つだけ有するか、または1つの塗布弁および1つの送出ポンプモジュール若しくは1つの送出ポンプユニットを有する装置において同等に用いることもできる。

本発明の更なる態様は、塗布表面上に液体ないし糊状の媒体を間欠塗布する方法に関する。上述した従来技術から既知の方法は、その方法を用いては均一な間欠塗布が不可能であるという不利益を有する。

従って、本発明の更なる目的は、液体ないし糊状の媒体の均一な塗布が可能であるように、従来技術から既知の方法を改善することである。

本発明は、この目的を、特許請求項8の特徴であって、本発明による方法が、特に、 a)液体ないし糊状の媒体のリザーバーを準備するステップと、 b)媒体の量を計量する容積式送出ポンプを駆動するステップと、 c)媒体の計量された量を塗布弁に送るステップと、 d)塗布弁を開状態と閉状態との間で切換えるステップと、 e)塗布弁により塗布表面上に媒体を放出するステップと、 を含む、特徴によって達成する。

本発明によれば、方法ステップb)による容積式送出ポンプの駆動および方法ステップd)による塗布弁の切換えを、各場合において周期的に、互いに依存して恒久的に(特に、複数の塗布サイクル以上にわたってまたは装置の稼動時間全体以上にわたって)行うことを可能にする措置が更にとられる。

特に、特許請求項8に記載の本発明による方法は、特許請求項1に記載の本発明による装置を用いて実施することができる。

従って、本発明による方法および本発明による装置は、装置の独立請求項および従属請求項に関連する利点の全てを便宜上、本発明による方法に引き継ぐこともでき、反対に、本発明による方法の独立請求項および従属請求項に関連する利点の全てを、装置の独立請求項に記載の本発明による装置に同様に引き継ぐこともできるように、互いに密接に相関する。

装置の独立請求項に関して提示された従属請求項の全てもまた、単に明確性の理由から、方法の独立請求項に対して別個に作成されていない。同じことが装置の独立請求項に対する方法の従属請求項に当てはまる。

この場合、本発明による装置および本発明による方法は双方とも、中断されるかまたは断続的なサイクル式塗布を行う媒体の間欠塗布に関する。この場合、塗布弁は代替的には、周期的に開閉する。このタイプの塗布サイクルすなわち出口サイクルは、塗布弁が開く段階である、弁の完全な開動作と、塗布弁が閉じる段階である、弁の完全な閉動作とを含む。

本発明による方法の有利な改善点によれば、容積式ポンプの送出出力は、塗布弁を閉じるとスロットル調整される。送出出力をスロットル調整することおよび塗布弁を閉じることはここでは、(送出ポンプの駆動機構の慣性に起因して)送出出力を所望の最小値にスロットル調整することが通常は塗布弁を閉じることよりも長く続くことから、正確に同時に行われる必要はない。然しながら、送出ポンプの送出出力をスロットル調整することおよび塗布弁を閉じることを実質的に同時に行う措置がとられる。さらに、容積式送出ポンプを完全に休止させるか、または送出ポンプを駆動する駆動部若しくは送出ポンプを駆動するモーターを休止させる措置をとることができることが有利である。

逆に、塗布弁を開くと、容積式送出ポンプの送出出力が増加する場合が有利である。この場合、送出出力を増加させることおよび塗布弁を開くことも同様に、実質的に同時に行われる。

本発明の特に有利な構成によれば、容積式送出ポンプを動作させるには、駆動部を最小値と最大値との間で周期的に調整し、駆動部を最小値へと調整してから塗布弁を閉じ、また、駆動部を最大値に向けて調整してから塗布弁を開く。

これにより、特に、塗布弁の切換えシステムに比べて、容積式送出ポンプを駆動する比較的緩慢なシステムを考慮に入れることが可能になる。送出ポンプの最小値は例えばゼロ値とすることができる。

最小値および最大値は、送出ポンプから送出される量または送出ポンプの駆動速度の意味において、特に送出出力に関連することができる。送出ポンプが例えばギヤポンプとして設計される場合、値は、送出ポンプの、単位時間あたりの複数のギヤホイールの回転または1つのギヤホイールの回転に関連することができる。送出ポンプのギヤホイールが停止する時または休止している場合にゼロ値が達成される。

塗布弁の開閉に関連するサイクルが送出ポンプの制御サイクルと実質的に同時に挙動するには、駆動部を最小値、特にゼロ値へと調整してから塗布弁を閉じ、駆動部を最大値へと調整してから塗布弁を開くことが有利である。最小値に従って駆動部が挙動する時間間隔が、塗布弁を閉じる時間間隔よりも僅かに短い場合が特に有利である。これにより、送出ポンプ駆動部の慣性への適合および本発明による装置の実質的な同期ももたらされる。

駆動部がその最小値に従って挙動する時間間隔は、その時間的な構成に関して、塗布弁を閉じる時間間隔内に完全にあるものとすることができる。他方、駆動部がその最大値に従って挙動する時間間隔を、塗布弁を開く時間間隔よりも僅かに短くする措置もとることができる。これもまた同様に、送出ポンプ駆動部の慣性への適合性を可能にする。

本発明の更なる利点は、言及していない従属請求項を参照しながら、また、図面に示す例示的な実施形態の以下の記載から明らかとなる。

塗布表面(図示せず)上に液体ないし糊状の媒体を塗布する本発明による装置の非常に概略的な分解図である。

ギヤポンプの形態であり、また、ハウジングから突出するとともに駆動シャフトのシャフトギヤホイール(図2には示さず)と相互作用することができる駆動ギヤホイールを有する、図1による装置の容積式送出ポンプまたは容積式送出ポンプユニットの拡大概略図である。

ギヤポンプが駆動されている状態で、塗布モジュールが開状態にあるとともに塗布弁が開いている場合の、図1の表示矢印IIIに概ね従った、図1による組立てられた装置の非常に概略的な断面図である。

塗布弁が閉状態にあるとともにギヤポンプが停止している状態の装置を示す非常に概略的な断面図である。

従来技術の装置の3つの特徴的な変数の時間的な展開のダイヤグラムの様式での非常に概略的な図である。

本発明による装置の3つの特徴的な変数の時間的な展開を示すダイヤグラムの様式での非常に概略的な図である。

本発明による装置が、図において符号10によって全体的に示されている。明確性の目的から、同一または同等の部分または部材は、異なる例示的な実施形態に関する場合であっても、同じ参照符号によって示されており、場合によっては、小文字またはアポストロフィが加えられている。

図1に示す装置10は、二次元基材、特にウェブ形態であることが可能な不織布上に溶融ホットメルト接着剤を間欠塗布する装置である。これに関して、図1は、装置10の個々の構成部材の一部を分解して示す分解図である。

図1によれば、装置10は第1に、溶融ホットメルト接着剤または別の媒体を本発明による装置10に導入する流体接続部11を有する。流体接続部11は、例えば送出ホースを介して、媒体のリザーバー(図示せず)に接続することができ、その場合、リザーバーは溶融ホットメルト接着剤を利用可能にすることができる。

リザーバーは特に、まず初めに固体接着材料を溶融し、次に被加熱ホースを介してこの材料を送る、ホットメルトユニットとすることができる。この目的から、リザーバーは、本発明による装置10が常に、十分に溶融された接着剤を確実に供給する主送出ポンプを有することもできる。

これに関して、流体接続部11は装置10のフィルターブロック12に配置されており、このフィルターブロック12に、交換可能なフィルター部材13a、13bを挿入することができる。上記フィルター部材13は、装置10の残りの部分に入る流体、すなわち液体接着剤を不純物に関してろ過することができ、そのため、流体が進み続けるにつれて、装置10内に堆積および詰まりが生じることがない。装置10は基本的には、駆動ブロック14と、細長い駆動ブロック14に取付けられているアダプターブロック15とからなる。フィルターブロック12は、駆動ブロック14およびアダプターブロック15の端面に固定されている。

図1から理解されるように、中央の駆動ブロック14はその長手方向Iに中央通路通路16を有しており、流体接続部11を通って装置10に入った流体すなわち材料がこの中央通路通路16を通って流れることができる。

さらに、通路通路16は、詳細に後述する駆動シャフト17を収納する機能を果たす。

加えて、図1には示されていない後面側では、駆動ブロック14は容積式送出ポンプユニット18のための接続オプションを有しており、図1には、8つのそのような送出ポンプユニットまたは容積式送出ポンプ18が駆動ブロック14に予め配置されており、1つの容積式送出ポンプ18がまだ取付けられていない状態で更に示す。容積式送出ポンプ18はまた、より詳細に後述する。

図1では隠れている正面側では、既に言及したアダプターブロック15が、駆動ブロック14に実質的に合致して取付けられている。上記アダプターブロック15は、モジュラー装置10に塗布モジュールすなわち塗布弁19および圧縮空気モジュール20も取付ける機能を果たす。

図1では、各場合に、8つの塗布弁19および8つの圧縮空気モジュール20が、アダプターブロック15および装置10それぞれに既に取付けられているが、1つの塗布弁19および1つの圧縮空気モジュール20が組立てられていない状態で示されている。この場合、塗布弁19は、アダプターブロック15の側壁52に取付けることができ、圧縮空気モジュール20は、アダプターブロック15の上面21に取付けることができる。

これに関して、対応する塗布弁19を対応する圧縮空気モジュール20を介して開状態と閉状態との間で空気圧式に切換えることができるように、1つの圧縮空気モジュール20が各塗布弁19に割当てられることは既に説明した。同様に、各塗布弁19にはギヤポンプの様式の厳密に1つの容積式送出ポンプ18が割当てられる。この目的から、測定された流体量を導く接続通路のセクション(図1には見えず)が各場合に、対応する送出ポンプ18、駆動ブロック14、並びにアダプターブロック15および対応する塗布弁19内に設けられる。

図1によれば、装置10は、エアヒーターモジュール22を更に備え、このエアヒーターモジュール22は、駆動ブロック14およびアダプターブロック15の下に取付けることができ、このエアヒーターモジュール22の中に導かれる噴霧空気を加熱する機能を果たす。放出される流体のための担体としての機能を果たすために、噴霧空気をエアヒーターモジュール22によって塗布弁19のノズルヘッド23に吐出することができる。吐出される接着剤は放出時および噴霧時において冷却されないようにするために、担体空気はエアヒーター22内で予め加熱される。

既に述べた、駆動ブロック14の通路通路16に導入することができる駆動シャフト17には、(特に、設けられている送出ポンプ18の数に対応する)複数のシャフトギヤホイール24が割当てられている。このシャフトギヤホイール24のうちの1つのみを図1に示す。然しながら、駆動シャフト17は、1つの送出ポンプ18あたり1つのシャフトギヤホイール24を有することに留意すべきである。

加えて、装置10を組立てるために、閉鎖プレート25が設けられ、この閉鎖プレート25は、シャフト17の端セクションを塞ぐことができるとともに中央開口26を有しており、この中央開口26を通って、駆動シャフト17が駆動モーター27と相互作用することができる。図に示す例示的な実施形態では、上記駆動モーター27はサーボモーターとして設計され、例えばカップリング28(より詳細には明記せず)を介して、駆動シャフト17を駆動することができる。従って、モーター27およびカップリング28は駆動部51の一部を形成する。

サーボモーター27は、ライン29(単に概略的に示す)を介して、コンピューターユニット30として構成されるコントローラー(同様に単に非常に概略的に示す)に接続されている。コンピューターユニット30は、第2のライン31を介して、すなわち圧縮空気モジュール20を介して間接的に塗布弁19に更に接続されている。例えば、ライン21の接続部は圧縮空気モジュール20に設けることができる。ライン31は、コンピューターユニット30によって出力される制御信号を圧縮空気モジュール20に送ることができ、それによって、圧縮空気モジュール20は、塗布弁19を切換える制御信号を送信することができる。図1において、圧縮空気モジュール20へのライン31およびその対応する接続部は単に、原則的に非常に概略的に示す。実際には、ライン31は、各圧縮空気モジュールに対して1つずつ、複数の信号ラインを含むことができ、従って、図1の例示とは対照的に、各圧縮空気モジュール20は、コントローラーに接続する専用の接続部を有することができる。

図1の分解図の状態を始まりとして、装置10を、各容積式送出ポンプ18が駆動シャフト17の厳密に1つのシャフトギヤホイール24を割当てられるように組立てるとともに取付けることができる。

装置10の取付け状態では、上記シャフトギヤホイール24は、容積式送出ポンプ18を駆動するために、図2に拡大形態で示されている送出ポンプユニット18の駆動ギヤホイール32に係合することができる。

これに関して、図2は第1に、容積式送出ポンプ18のハウジング33に固定されている2本のボルト状の取付け補助具34a、34b、例えば、ねじを示す。

駆動ブロック14の通路通路16(図2には示さず)を通る媒体が、別様に被包された送出ポンプユニット18のハウジング33の、駆動ギヤホイール32の上方の入口地点35bおよび下方の入口地点35aに入ることができる。この目的から、ハウジング33は差込みスロット36を有しており、この差込みスロット36に駆動ギヤホイール32が部分的に挿通される。

図2には、ハウジング33内に配置されている流体出口37が示されている。後で計量される流体量が、流体出口37を通って送出ポンプ18から駆動ブロック14の対応する通路延長部に、次いでアダプターブロック15に流入する。

駆動ギヤホイール32に加えて、容積式送出ポンプ18もまた、2つの更なるギヤホイールを有しており、これらのギヤホイールは、図2には示されていないが、図3a、3bを参照しながら、本発明による装置10の動作原理とともに以下で説明する。

図3aから、2つの更なるギヤホイール、すなわち計量ギヤホイール38a、38bも容積式送出ポンプ18のハウジング33内に配置されており、上記ギヤホイールが連続接続で駆動ギヤホイール32に接続されていることが理解されよう。ギヤホイール32、38a、38bは、ハウジング33を貫通しない回転スピンドル39a、39b、39cの平面内にそれぞれ配置される。図3aに示すギヤホイールは、駆動モーター27(図3aには示さず)によって駆動シャフト17を駆動することにより図3aに関して反時計回りにシャフトギヤホイール24の回転をもたらすように噛合する。シャフトギヤホイール24の歯は、上記駆動ギヤホイール32が図3aに関して時計回り方向に回転するように駆動ギヤホイールの歯に係合する。駆動ギヤホイール32および計量ギヤホイール38aの歯に起因して、上記計量ギヤホイール38aは次に、図3aに関して反時計回りに回転し、その歯に起因して、図3aに関して時計回り方向への第2の計量ギヤホイール38bの回転を確実にする。

ギヤホイール24、32、38a、38bのこれらの回転により、ギヤホイールの周囲を流れるとともに図3a、3bにおいてハッチングによって示されている粘性媒体40がもたらされ、運ばれる(また、加えて、その計量も行われる)。

媒体40の導入経路に関して、図1と併せて参照すると、これに関して、媒体40が装置10の流体接続部11に入ることができ、次に駆動ブロック14の通路通路16の中に導かれることは既に説明している。駆動ブロック14において、図3aによれば、上記媒体は、シャフトギヤホイール24配置されている駆動シャフト17とともに駆動シャフト17に接して配置されているシャフトギヤホイール24の周囲に流れる。

媒体すなわち流体40は、ギヤホイール32、38a、38bによって容積式送出ポンプ18内に搬送され、導通通路42の入口41に向かって導かれる。媒体40は、駆動ギヤホイール32から入口41に向かって導かれている間、計量ギヤホイール38a、38bの或る特定の回転数が所望の計量された量の媒体40をもたらすようにその量に関して計量される。

次に、計量された量40を、入口41(図3aではより詳細には示さず)を通して導通通路42に導入することができる。導通通路42への入口41は、図3aに関して図の平面外に通じている。従って、導通通路42の第1のサブセクション43は、図3aの断面内にない(そうではなくて、図3aの断面の奥にある)ため、図3aでは単に破線によって示されている。

導通通路42のサブセクション43のオフセット構成によって、計量および送出される媒体40が、流体出口37を介して送出ポンプ18のハウジング33を出て、駆動ブロック14内の導通通路42の連続部に入ることができる。第1のサブセクション43は駆動ブロック14内では斜角付き領域を有しており、そのため、導通通路42は、内部に送出される媒体とともに、ここでも同様に図3aの断面に入る。

最後に、出口44において、送出される媒体40は、駆動ブロック14を出て、アダプターブロック15に導入することができ、このアダプターブロック15から塗布弁19に入る。導通通路42は、種々のモジュール18、19およびブロック14、15に割当てられる複数のサブセクションから構成される。塗布弁19内で、媒体40は次に、ノズルチャンバー45に進み、(図3aによる弁19はその開状態にあるため)ノズルチャンバー45から、出口開口46の領域に入ることができる。

図3aに示す塗布弁19に関して、この塗布弁は再循環弁と呼ばれるものを形成することにも留意すべきである。これに関して、弁ヘッド47は開いた下降位置で示されており、この下降位置では、媒体40が通ることが可能になる。特に、弁ヘッド47の下側領域は、スロットまたは通路(図示せず)を有することができ、弁ヘッド47の図示の位置では、このスロットまたは通路により媒体40がノズルチャンバー45から出ることが可能になる。

媒体40が出口開口46に達するとすぐに、被加熱担体空気がライン48を介して媒体40に給送される。これにより、噴霧作用(図3aでは、媒体40の蛇状の出口形状によって示されている)を確保することができる。

担体空気は、加熱素子49を有するエアヒーターモジュール22により供給される。担体空気の加熱により、媒体40は担体空気48との接触時に冷却および固化されず、そうではなく、それとは逆に、図3aには示されていない(また、図3aに関して、図示の装置10の下に配置される)基材上に流体形態で進むことができることが確実になる。

図3aに関して、最終的には、図示の例示的な実施形態では、塗布弁19を空気圧式に作動させ、それによって、その閉状態と開状態との間で切換えることができることに留意すべきである。この目的から、アダプターブロック15は2つの圧縮空気入口50aおよび50bを提供しており、塗布弁19を開状態に移すために、圧縮空気通路50b(矢印によって示されている)を充填することができる。この目的から、圧縮空気モジュール20(図3a、3bには示さず)をアダプターブロック15の上に配置することができ、特に、図1に示すコンピューターユニット30によって作動させることができる。

本装置10は媒体40を間欠塗布する装置であるため、接着剤40の計量部分が放出された後、塗布弁19は、図3aに示すその開状態から図3bに示すその閉状態に移る。この目的から、アダプターブロック15内の圧縮空気通路50a(図3bに示す)(もはや圧縮空気通路50bはない)が圧縮空気で充填されるように、圧縮空気モジュール20(図3a、3bには示さず)をコンピューターユニット30(同様に図1にのみ示す)によって作動させることができる。図3bによれば、これにより、導通通路42内にある媒体40がその時点でノズルチャンバー45に(従って、出口開口46にも)進むことが防止されるように弁ヘッド47が空気圧式に起動されて弁座53に接するまで上昇することになる。この場合、ライン48を介して供給される噴霧空気を、コンピューターユニット30により同様にオフに切換えることができるか、または、適用される表面上の塗布パターンを変更しないままの状態で、流出し続けることができる。

図3bに示す導通通路42の壁は剛性かつ非屈曲性の設計を有するため、また、図3bによれば、導通通路42にも、戻り機構が全く割当てられていないため、送出ポンプ18が動作し続ける状態で塗布弁19を閉じることにより、導通通路42内の圧力の過剰な上昇が引き起こされる。圧力のこの上昇により、圧力制御弁(図示せず)のアクティベーションが引き起こされる可能性がある。いずれにしても、その後で塗布弁を開く間、適用される塗布表面が媒体を不均一に施される。

然しながら、図3bから、図示のギヤホイール24、32、38aまたは38bのいずれにも、図3aのギヤホイールに付記されている矢印が設けられていないことから、問題の解決策を理解することができる。例示的な本実施形態に関して、このことは、ギヤホイール、特にシャフトギヤホイール24、および駆動シャフト17は、塗布弁19が閉じている場合は全く回転しないことを意味するように意図されている。そのことから、ギヤホイール32、38a、38bはいかなる更なる媒体40も送出せず、従って、更なる媒体は入口41および導入チャンバー42のいずれにも入らないことになる。

そのため、媒体すなわち流体40の圧力は導通通路42内で増加しない(またはごく僅かにしか増加しない)。その後、塗布弁19の開動作が行われるとすぐに、媒体40を、特に大きな圧力を受けずに、通常のように放出することができ、また、均質な塗布パターンおよび均質な層厚で送出し続けることができる。

図3bによる状態では、図1に示すとともに、駆動シャフト17を休止させるための信号をコンピューターユニット30から受信するサーボモーター27によって、駆動シャフト17を駆動しないことが確実になる。上記命令は、圧縮空気モジュール20に対する、塗布弁19を閉じるための(または、図3bによれば、圧縮空気通路50aを充填するための)命令と同時に、コンピューターユニット30によって発せられる。

ここで、駆動部51(モーター27およびカップリング28を含む)並びに塗布弁19の手動調整アクティベーションを、図4、5を参照しながら明らかにする。

図4、5は、従来技術の装置(図4)および本発明による装置(図5)の各場合における、3つの特徴的な曲線を縦に並べて示す。この特徴的な曲線は、時間に依存する特徴的な曲線、すなわち、時間tに対する特徴的な値の展開である。3つの特徴的な曲線a、b、cおよびa′、b′、c′が、単に明確性の目的から、同じ座標系内において縦に並べて配されているが、このことは、その絶対値についていなかる言及も行うようには意図されておらず、そうではなく、単に時間的な展開の相対比較を可能にするように意図されているにすぎない。

特徴的な曲線aまたはa′は、(1の相対値における)オンに切換えられた状態と(0の絶対値における)オフに切換えられた状態との間での塗布弁19すなわちノズル弁の切換えに関する。図5による特徴的な曲線a、4による特徴的な曲線a′は、互いに全く同一に対応している。弁の切換えサイクル、すなわち、塗布弁をその開状態とその閉状態との間で交互に完全に切換える時間間隔が、この場合では時間期間2×Δtに相当する。Δtは、例えば20ミリ秒〜50ミリ秒の値に相当することができ、その場合、従ってサイクル持続時間は40ミリ秒〜100ミリ秒である。

図4における特徴的な曲線a、5における特徴的な曲線a′が、1によって示されているその値に達すると、塗布弁は完全に開き、0において、完全に閉じる。

図5による、示されている例示的な実施形態において、サイクル時間が約2Δtの値を有することは、塗布弁19が、いずれにしても例示的な本実施形態では、時間(すなわちサイクル持続時間)の約半分にわたってその閉状態にあり、時間のもう半分にわたってその開状態にあることを意味する。従って、塗布弁19の開時間および閉時間に関する比は約0.5である。本発明は、記載した問題がそのような場合に特に著しく目立って生じることから、そのような比で用いられることが特に有利である。

対照的に、弁の開時間の比が大きいようなより高い値では、閉時間は、問題となる圧力が上昇することが全くあり得ないほど短い。他方、閉時間の比が大きい場合では、開時間は通常、圧力が開時間中に一貫して高いままであるような短い持続時間を有する。

従って、本発明は、特に開時間対閉時間の比が0.2〜0.8の間(特に0.4〜0.6の間の値)で用いられることが特に有利である。

図4におけるb′、5におけるbによって特定される特徴的な曲線は、塗布弁19のすぐ上流の通路42内での流体圧力の上昇に関する。対応する測定を例えば塗布弁19の入口のすぐのところで行うことができる。図4はここで、特徴的な曲線b′を参照すると、弁19が開いていると流体圧力が絶えず散逸し、塗布弁19が閉じると再び連続的に上昇するという、従来技術の問題を示す。この場合、測定された圧力の最大値P₁は例えば約40バール〜50バールの間とすることができ、値p₀は約20バールとすることができるかまたはそれよりもはるかに低いものとすることができる。図5は、対照的に、(塗布弁19の領域における)流体導通通路42内の圧力が実質的に一定のレベルであることを示す。

従って、図5における特徴的な曲線bは、不均一な塗布という、本発明が基づく問題を、本発明による装置10の均一な流体圧力によって解決することができることを示す。

最後に、図4における特徴的曲線c′、5における特徴的曲線cは、容積式計量ポンプ18の駆動部51の切換え、従って、特に、図1〜図3の例示的な実施形態において使用されているサーボモーター27の切換えを示す。図4によれば、従来技術の装置の場合、モーターは、1分あたり一定の動力または一定の回転数、例えば1分あたり10回転で稼動する。

図5による、本発明による装置10の場合、特徴的な曲線cから、特徴的な曲線aによる塗布弁19の切換えと同時に、サーボモーター27がオフ状態(1分あたり0回転)と駆動状態との間で切換わることを理解することができる。従来技術の装置におけるのと同じ送出流量を達成するために、塗布弁19が開いている場合に、サーボモーター27を2Wの値、すなわち、例えば1分あたり20回転に調整することができることが好ましい。換言すれば、開時間と閉時間との約0.5の比で、サーボモーター27は、従来技術の装置の場合(但し、従来技術の装置は連続的に駆動する)において達成される速度の2倍の速度で計量ポンプ18を駆動することができることが好ましい。

最後に、図5において、モーター27は、各場合に塗布弁19よりも若干前に周期的に作動されることが明白であり、このことは、信号がモーター27に出力される時間t₁が、信号が塗布弁19に出力される時間t₂よりも短時間だけ前にあることによって特定することができる。そのようなアクティベーションにより、送出ポンプ18の機械的な構成部材および駆動部51の機械的な構成部材によって生成される、塗布弁切換えの比較的小さい慣性に比べて比較的大きな駆動部51の慣性を相殺する。

特徴的な曲線aによれば、塗布弁の切換え状態は、理想化した場合では、開動作および閉動作の開始時、すなわち例えば時間t₂において、垂直な側面を有する。コントローラーの較正時、時間t₂は、この時間が、厳密には時間t₁と時間t₃との間に短時間だけあるように選択されることが好ましく、その場合、時間t₃は、サーボモーター27がその所望の最大出力、特に2Wに達する時間とみなされる。上記例は、弁19の開動作に関していることは明確であるが、同様に閉動作に当てはめることが可能である。

10 モジュラー装置 11 流体接続部 12 フィルターブロック 13 フィルター部材 13a フィルター部材 13b フィルター部材 14 駆動ブロック 15 アダプターブロック 16 中央通路通路 17 駆動シャフト 18 容積式送出ポンプ 19 塗布弁 20 圧縮空気モジュール 21 ライン 22 エアヒーターモジュール 23 ノズルヘッド 24 ギヤホイール 32 ギヤホイール 38a ギヤホイール 38b ギヤホイール 25 閉鎖プレート 26 中央開口 27 駆動モーター 27 サーボモーター 28 カップリング 29 ライン 30 電子コントローラー 31 第2のライン 32 ギヤホイール 33 ハウジング 34a 補助具 34b 補助具 35a 入口地点 35b 入口地点 36 スロット 37 流体出口 38a ギヤホイール 38b ギヤホイール 39a 回転スピンドル 39b 回転スピンドル 39c 回転スピンドル 40 流体 41 入口 42 導通通路 43 サブセクション 44 出口 45 ノズルチャンバー 46 出口開口 47 弁ヘッド 48 ライン 49 加熱素子 50a 圧縮空気入口 50a 圧縮空気通路 50b 圧縮空気通路 51 駆動部 52 側壁 53 弁座