(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加温した液体又は溶融体を、吐出口を経由して、吐出口の下流に広幅に展開させる広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法であって、広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に少なくとも１個の液体又は溶融体の通路を設け、該通路に前記吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ液体又は溶融体を、通過させることを特徴とする、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法。
【請求項２】
前記流体の通路を通過させる液体又は溶融体の流速が、毎分１０メートル以上であることを特徴とする、請求項１に記載の広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法。
【請求項３】
広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に設ける液体又は溶融体の通路を少なくとも１対となるように形成し、該通路内を通過させる液体又は溶融体の流れ方向が互いに逆向きの流れになるように通過させることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体又は溶融体を吐出口から吐出し、吐出口の下流に広幅に展開させるための、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を安定化させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体又は溶融体を吐出口から吐出するのに、液体又は溶融体の温度を一定の温度に制御して吐出することは、極めて重要なことである。例えば加熱溶融体によるコーティング作業を行う場合、溶融体の温度が変化すると、当然溶融体の粘度も変化し、粘度変化によってノズル装置からの吐出量も変化する。その結果安定したコーティング膜厚が得られない。この温度変化は、単に溶融体の粘度変化を起こすだけでなく、実際には溶融体の密度の変化も伴う。溶融体の密度の変化は、単位時間当りの吐出量の変化の要因となる。従って、液体又は溶融体の温度を正しく制御することは、極めて重要なことである。
【０００３】
従来の、液体又は溶融体を吐出口から吐出し、吐出口の下流に広幅に展開させるための、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を調整する方法としては、主に広幅ヘッド又はノズルブロックに電熱式の鋳込みヒーターやカートリッジヒーターを組み込んだものが多かった。また、わずかながら、広幅ヘッド又はノズルブロックに流体通路を設け、該流体通路の一方向からのみ加熱オイル等の熱媒流体を循環させるものも見受けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した鋳込みヒーターやカートリッジヒーターを用いるものでは、広幅ヘッド又はノズルブロックの形状や寸法などに制約されて、限られた形状や寸法内に収めなければならず、大変緻密で複雑な加熱体構造となり、加工や組立の点で手間のかかるものであった。更に、広幅ヘッド又はノズルブロックは、両端部の温度が中央部の温度より低くなる傾向があり、このような部分的な温度のばらつきを防止し、全体の温度を精度良く制御するために、数多くの温度センサーを一緒に組み込んで部分的な温度制御を行ったり、あるいは部分的に熱容量を変えた加熱体を組み込まなければならなかった。そのため、広幅ヘッド又はノズルブロックの価格を押し上げる結果となり、またメンテナンスにおいても大変な工数を必要としていた。
【０００５】
また、加熱オイル等の熱媒流体を、広幅ヘッド又はノズルブロックに設けた流体通路内に循環させるものでは、流れが一方向からのみであったため、加熱オイルの入り口と出口との間の温度勾配が大きく、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって均等な温度分布状態が得られにくく、温度に偏りのあるものもあった。また、独立した加熱オイル等の循環ユニット装置を設ける必要があり、これもコスト高の要因となっていた。
【０００６】
本願発明は、前記した問題点に鑑みてなされたものであり、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法であって、吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ流体を用い、極めて簡単な構造でしかも安価な、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を安定化させる方法を提供することを目的とするものである。なお、温調用熱媒流体を用いるものにあっては、温度勾配発生を低減し、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって温度分布に偏りがない、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を安定化させる方法もある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本願発明では次のような方法とした。すなわち、加温した液体又は溶融体を、吐出口を経由して、吐出口の下流に広幅に展開させる広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法であって、広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に少なくとも１個の液体又は溶融体の通路を設け、該通路に前記吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ液体又は溶融体を通過させる、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法とした。
【０００８】
また、温度分布の偏りを避けるため、前記流体の通路を通過させる液体又は溶融体の流速が、毎分１０メートル以上であるようにした、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法とした。
また、液体又は溶融体の温度勾配による温度分布の偏りを避けるため、前記広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に設ける液体又は溶融体の通路を少なくとも１対となるように構成し、該通路内を通過させる液体又は溶融体の流れ方向が互いに逆向きの流れになるように通過させるようにした、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法とした。
【０００９】
なお、液体又は溶融体を、吐出口を経由して、吐出口の下流に広幅に展開させる広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法として、広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に少なくとも１対の流体用通路を設け、該通路に温調用の流体を、互いに逆向きの流れになるように通過させるようにして広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を安定化させるようにすることもできる。この場合に、前記流体用通路を通過させる温調用の流体の流速が、毎分１０メートル以上であるようにするとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。本発明では、まず液体又は溶融体は送出ユニット等において十分に温度管理された状態すなわち加温された状態で、送出ユニット等からホース等の管路を介して広幅ヘッド又はノズルブロックへ圧送され、広幅ヘッド又はノズルブロックの吐出口から下流へ向けて広幅に吐出される。広幅ヘッド又はノズルブロックは一般に外表面が大気にさらされているため、広幅ヘッド又はノズルブロック内に送給された加温状態の液体又は溶融体は、外表面からの放熱による温度低下を招く。従って、温度低下を防止するため、温調機能が付加される。
【００１１】
本願発明の請求項１では、この温調機能として、広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に少なくとも１個の流体通路を設け、更に送出ユニットから広幅ヘッド又はノズルブロックへ至る液体又は溶融体の回路を分岐し、前記吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ状態に加温された液体又は溶融体を、前記流体通路を通過させるようにしたものである。
【００１２】
これにより、広幅ヘッド又はノズルブロックは、常に吐出口から吐出する液体又は溶融体と等温の液体又は溶融体が循環されることになり、広幅ヘッド又はノズルブロックの外表面が大気にさらされることによる温度低下を防止することができる。しかも本方法によれば、従来技術の鋳込みヒーターやカートリッジヒーター方式に比べ、構造が簡単で、更に加熱オイル等の熱媒流体を用いる方法に比べて、加熱のための特別な循環ユニット等を設ける必要もなく、装置全体をコンパクトに設計できる。
【００１３】
また、請求項２では、流体通路を通過する液体又は溶融体の速度を毎分１０メートル以上に高速で循環させることにより、液体又は溶融体の入り口から出口に至る温度勾配を小さくすることができるので、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって均等な温度状態に温調することができる。
【００１４】
また、請求項３では、広幅ヘッド又はノズルブロックの長手方向に設ける液体又は溶融体の通路を少なくとも１対となるように構成し、該通路内を通過させる液体又は溶融体の流れ方向が互いに逆向きの流れになるように通過させることにより、通路を通過する液体又は溶融体の温度勾配が平準化され、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって温度分布の偏りを無くすことができる。
【００１５】
なお、前記請求項１から請求項３は、温調用流体として吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ液体又は溶融体を用いるのであるが、温調用流体として別の熱媒流体を用いるようにすることもできる。即ち、従来技術で述べたように、従来の温調用流体が広幅ヘッド又はノズルブロックに設けた流体通路の一方向からのみ供給されていたのに対して、通路内を通過させる温調用流体の流れ方向が互いに逆向きの流れになるように構成することもできる。これにより、通路を通過する温調用流体の温度勾配の平準化を図り、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって温度分布の均一化を図るようにすることもできる。
【００１６】
このように吐出口から吐出する流体と別の流体を温調用流体として用いることは、それぞれ独立した温度管理を可能とするもので、例えば吐出口から吐出する流体として紫外線硬化型や二液反応型のコーティング剤等を用いるものに適している。これらの反応型のコーティング剤は、熱による反応が経時的に進むので、システム全体を加温することができない。従って広幅ヘッド又はノズルブロックの流体通路に加温した温調用流体を通して、吐出口から吐出する直前に反応型のコーティング剤を均等に加温することにより、安定した塗布が行われる。これら反応型流体を扱うものでは、温調用流体の通路は可能な限り吐出口の先端近くに設けるのが望ましい。
【００１７】
【実施例】
以下本発明による広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法の実施例を示す図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明による吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ液体又は溶融体を温調用流体として用いた吐出ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法の説明図であり、特に液体又は溶融体の通路を１対に構成したものを例示した。この吐出ノズル装置１は、２つのノズルブロック２及び３とを備え、該ノズルブロック２及び３は互いに対面する間に、下方中間部が切り欠かれたシム板４を挟んで、複数のボルト５で締結されている。そしてシム板４の切り欠き部とノズルブロック２及び３の対面する壁面によって幅広のスロット状吐出口６が構成される。
【００１８】
ノズルブロック２及び３には、ノズルブロック２及び３の長手方向に少なくとも１対の流体通路７ａ及び７ｂが設けられている。本実施例では、ノズルブロック２に１個の流体通路７ａと、ノズルブロック３に１個の流体通路７ｂが設けられ、この２つの流体通路７ａ及び７ｂで１対を構成する。なお必ずしも１対に限定されるものではなく、いずれか１個のノズルブロツクのみに流体通路を設けたものであってもよい。ここでは便宜上請求項３に記載した事例を説明するものである。また流体通路７の数は、それぞれのノズルブロックに１個づつ設けることに限定されるものではなく、複数個の流体通路を設けてもよい。その場合、温度バランスを考慮して互いに逆向き流れの温調用流体を通過させられるように、孔数は対を構成する数にするのが望ましい。
【００１９】
８はエア操作型の開閉弁で、該開閉弁８は図上では分離独立した形に描かれているが、実際には開閉弁８とノズルブロック２とは一体的に組み立てられている。そして開閉弁８の吐出孔８ａはノズルブロック２の上面に設けた受け孔２ａすなわち液体又は溶融体の受け孔２ａと連通し、更に受け孔２ａは通孔２ｂを介して前述した幅広の吐出口６と連通している。
【００２０】
９は制御エア用の電磁弁で、該電磁弁９は図示されていない制御装置からの制御信号によって開閉操作が行われる。そして電磁弁９の開閉操作によってエア供給源１０からの制御エアをエア操作型の開閉弁８のアクチュエータ部に供給し、開閉弁８を開閉操作する。
【００２１】
１１はコーティング剤の送出ユニット、すなわち液体又は溶融体の送出ユニットを示すもので、該送出ユニット１１はコーティング剤１２を貯溜する液槽１３、液槽１３内のコーティング剤１２を汲み上げて圧送するポンプ１４、ポンプ１４から圧送されるコーテイング剤１２を所定の温度に温度調節する温調器１５及び循環されるコーティング剤の戻り回路に組み込まれて循環回路内の圧力を一定に保つ調圧弁１６等によって構成される。そして溶融体を取り扱う場合には、液槽１３にはピーター１７が組み込まれる。
【００２２】
送出ユニット１１から圧送されるコーティング剤１２は、ホース等の管路１８を介し、更に管路１８の途中に設けた分岐管１９で分岐され、一方の流れは開閉弁８へ送給されると共に、分岐された他の流れは、ノズルブロック２及び３に設けた１対の流体通路７ａ及び７ｂに供給され、互いに逆向きの流れになるように通過させる。なお、いずれか１個のノズルブロツクのみに１個の流体通路を設けたものにあっては、当然のことながら当該１個の流体通路に一方向の流れとして供給されることになる。そして開閉弁８に供給されたコーティング剤１２は、開閉弁８の開操作時に、ノズルブロック２の受け孔２ａ、通孔２ｂを通ってスロット状の吐出口６から下流へ向けて広幅に展開吐出される。
【００２３】
また１対の流体通路７ａ及び７ｂに供給されたコーティング剤１２は、流体通路７ａ及び７ｂを通過した後で再び１本の管路２０に併合されて、送出ユニット１１の戻り回路すなわち調圧弁１６に戻される。その際流体通路７ａ及び７ｂにおけるコーティング剤１２の流れ方向は、互いに逆向きの流れになるように構成される。調圧弁１６を通過したコーティング剤１２は、ポンプ１４の吸引管と結ばれて循環することになる。
【００２４】
２１は図示されていないコンベア装置等によって矢印方向に連続的に移動する長尺の基材の一部分を示し、前記スロット状の吐出口６から下流へ向けて広幅に展開吐出されたコーティング材１２が該基材２１の上面に塗布された様子を示している。
【００２５】
本実施例では上述したように、送出ユニット１１で十分に温度管理されたコーティング剤１２が、吐出口６から吐出して基材２１上に塗布されると共に、吐出されるコーティング剤と同じ温度管理されたコーティング剤の一部を、ノズルブロック２及び３に設けた流体通路７ａ及び７ｂを通過させることにより、ノズルブロックの温度変化を防止する役割を果たしている。本方法によれば、従来技術の鋳込みヒーターやカートリッジヒーター方式に比べ、構造が簡単で、更に加熱のための特別な循環ユニット等を設ける必要もなく、装置全体をコンパクトに設計できる。
【００２６】
また流体通路７を通過するコーティング剤の流速を毎分１０メートル以上になるように設計することにより、コーティング剤が流体通路７を通過するときの入り口から出口に至る温度勾配を小さくすることが出来るので、広幅ヘッド又はノズルブロックの全体にわたって均等な温度分布に温調することができる。
【００２７】
なお、本実施例では、送出ユニット１１から圧送されるコーティング剤１２を、管路１８の途中に設けた分岐管１９で分岐し、一方の流れは開閉弁８へ、また他の流れは、ノズルブロック２及び３に設けた流体通路７に供給するようにしたものを取り上げたが、図１に点線で示したように、ノズルブロック２及び３に設けた流体通路７からの戻り回路の管路２０に分岐管１９’を設け、ノズルブロック２及び３の流体通路７通過したコーティング剤１２を開閉弁８へ供給するように構成してもよい。
【００２８】
その場合、管路２０に設けた分岐管１９’から開閉弁８へ送給する流量すなわち吐出口６から吐出するコーティング剤１２の流量と、調圧弁１６からポンプ１４の吸引管側へ戻る量とを、ほぼ同じ流量になるように設計しておき、調圧弁１６の前側又は後側のいずれかに開閉バルブ２７を直列状態に設け、該開閉バルブ２７を前記開閉弁８の開閉動作に同期させて作動させ、すなわち、開閉弁８が閉のときに開閉バルブ２７を開として戻り回路をオン、開閉弁８が開のとき開閉バルブ２７を閉として戻り回路をオフすることにより、ノズルブロックの温度安定化と共に送出ユニット１１内のポンプ１４の容量が比較的小さなポンプを採用することができる。
【００２９】
また、スロット状の吐出口構造をしたものを事例として取り上げたが、このような形状に限定されるものではなく、例えば長手方向に複数の独立した吐出孔を配設して幅広に展開する広幅ヘッド又はノズル装置構造も考えられるし、また吐出ノズルから吐出される液体又は溶融体にアシストエアなどのガス体等を作用させて、吐出される液体又は溶融体を粒子化、あるいは引き伸ばして繊維状にする広幅ヘッド又はノズルブロック（例えば特開平６−１７０３０８号）等にも適用できる。またノズル先端と基材との関係は、接触状態あるいは離間状態の如何を問わない。
【００３０】
次に図２に示す態様を参考例として説明する。図２に示すものは、温調用流体として吐出口から吐出する液体又は溶融体とは別の流体を用いるように構成したものである。すなわち、符号２５は、塗布液供給装置を示し、該塗布液供給装置２５から圧送される塗布液（コーティング剤１２）はホース等の管路２６を介して直接開閉弁８へ供給される。一方、送出ユニット１１は、温調用流体の送出ユニットとして機能する。そして、送出ユニット１１で十分に温度管理された温調用流体は、管路１８を介して、ノズルブロック２及び３に設けた１対の流体通路７ａ及び７ｂに供給され、互いに逆向きの流れになるように通過させる。その他の機能は、前述した図１と同様なので、説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法によれば、吐出口から吐出する液体又は溶融体と同じ流体を用い、極めて簡単な構造でしかも安価な、広幅ヘッド又はノズルブロックの温度を安定化させる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法の説明図。
【図２】参考例として示す広幅ヘッド又はノズルブロックの温度安定化方法の説明図。
【符号の説明】
１．．．吐出ノズル装置、２．．．ノズルブロック、３．．．ノズルブロック、６．．．吐出口、７ａ．．．流体通路、７ｂ．．．流体通路、１１．．．送出ユニット、１２．．．コーティング剤、２１．．．基材、２５．．．塗布液供給装置。
【図１】
0004512861.tif 000002
【図２】
0004512861.tif 000003