JP2004276018A - 調製された流動可能材料を制御してディスペンスするための方法、装置およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 温度の上昇によって溶融する流動可能な接着剤をディスペンスするシステムに使用される装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、例えば、温度の上昇によって溶融する流動可能な接着剤をディスペンスするシステムに使用される装置に関する。この装置は、接着剤を受容するコンテナー（１０）および昇温される溶融デバイス（１９，２５）を含んでおり、その結果、接着剤の一部分が流体状態に変化することになる。流動可能な接着剤のために少なくとも１つの通路（２０）を有する出口領域（１９）が設けられている。冷却デバイス（１９，２６，２７）が出口領域（１９）に設けられており、流動可能な接着剤の一部分が通路（２０）を通るように流出すると、通路（２０）が冷却されるようになっている。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本出願は、ドイツ国特許出願第１０３０６３８７．０号（２００３年２月１５日提出）の優先権の利益を主張する。

明細書の内容
流動可能な材料（例えば接着剤またはシーラント）を利用するためのシステムおよび方法と共に、流動可能な材料を利用するシステムに用いる装置。

発明の分野
本発明は、流動可能な材料（または流動性基材または流動性媒体）、特に接着剤またはシーラントを利用するための装置、システムおよび方法に関する。

本発明の背景および従来技術
多くの工業プロセスでは、液体形態でワークピース（または工作物）に塗布またはスプレーされる接着剤およびシーラント等を用いている。かかる塗布システムの要素は、典型的には、加熱可能なホース・ユニット形態のダクト・ユニット（当該ダクト・ユニットを通るように、流動可能物質が、コンテナーからディスペンシング・ユニットへと送られる）であり、また、このダクト・ユニットに接続される、例えばスプレー・ガン形態のディスペンシング・ユニットである。

一定温度の下で時間の経過と共に粘度が変化する接着剤およびシーラントは、常套的には、固体形態または粘度が高い状態でユーザーに供され、一般的に頂部に幅広い開口部を有するコンテナー内に置かれる。その後、そのコンテナーから接着剤またはシーラントを抜き出すには、事前に、熱を加えて接着剤またはシーラントを流体にさせる必要があるのが一般的である。このようなシステムの例は、ドイツ国実用新案登録明細書（ＤＥ−Ｕ１）第２０１０４６９７号およびドイツ国特許公開明細書（ＤＥ−Ａ１）第４４１８０６８号で見ることができる。ドイツ国実用新案登録明細書（ＤＥ−Ｕ１）第２０１０４６９７号は、加熱することができる接着剤ベッセルを有する装置に関する。特に、ドイツ国実用新案登録明細書（ＤＥ−Ｕ１）第２０１０４６９７号は、ローラーによって塗布するシステムに関しており、溶融した接着剤が接着剤ヘッド内へと直接的に入った後、その接着剤ヘッドからローラーへと溶融した接着剤が供給される。態様の１つの形態において、供給コンテナーを変更する必要がある場合に操作される冷却プロセスが供される。ドイツ国特許公開明細書（ＤＥ−Ａ１）第４４１８０６８号は、主として、冷却可能な出口領域を有するスプレー・ノズルに関しており、それによって、均一に塗布された接着剤層が得られるようになっている。

一般的に、コンテナーが接着剤またはシーラントで満たされると、フォロワー・プレート（または伴板、ｆｏｌｌｏｗｅｒ ｐｌａｔｅ）として知られるデバイスがコンテナーに備え付けられる。なお、そのフォロワー・プレートの輪郭はコンテナーの内面に対応しており、コンテナーの開口部を介してフォロワー・プレートがコンテナー内に降ろされる。その後、シーラントが加熱されると、フォロワー・プレートおよび／または供給ポンプの作用によって加えられる圧力下において、シーラントが、コンテナーからダクト・ユニットを通って当該シーラントが用いられるべき場所へと移動することになり、コンテナー内にてフォロワー・プレートが徐々に降下することになる。

例えば温度および圧力の変化によって、適当な物質（または材料）は、流動性（または粘性）の点で劇的に変化するので、かかる材料を処理するには困難が伴う。また、適当な物質は、一定温度にて時間が経過すると粘度に変化が生じ得る。また、このような物質の幾つかは、湿気架橋性物質のように、湿気に敏感である。更に、このような物質（または材料）の幾つかは、材料が老化するにつれ粘度の変化を呈するものである。更に、他の物質では、繰り返し加熱されたり、または湿気に曝されたりすると、特性の変化が生じることになる。

これまで相当の期間、特にポリウレタン接着剤（ＰＵＲ）は、特別な品質を有する接着剤として使用されてきた。ＰＵＲにおいては、相当に低い温度（約４０℃）で架橋が開始される。ＰＵＲの温度が高くなるほど、ＰＵＲは速く架橋し、粘度が増加することになる。なお、このような架橋は、湿気が存在しなくても生じる。ＰＵＲは、湿気、例えば周囲の湿気等によって、架橋プロセスが促進するという更なる不利益な点を有しており、それによって、種々の問題が引き起こされる。その１つの例は、コンテナーおよび全ての構成要素をクリーニングするコストが高くなってしまうことである。例えば、ＰＵＲ接着剤は、再び流体に戻すことができなかったり、または繰り返される溶融によってＰＵＲの特性が変化するので、コンテナーまたはシステムの他のパーツで決して固化することが許されない。また、このような接着剤を処理すると、呼吸器管または皮膚の病気を引き起こし得る毒性蒸気が発生し得るという問題が生じる。このため、最大限許容できる特定の濃度（ＭＡＣ値）を考慮しなければならない。

別の重要なファクターは、接着剤またはシーラントは、一旦溶融すると、できるだけ早く使用しなければならないことであり、そのように早く使用しなければ、品質が低下してしまうことである。材料を不必要に加熱すると、材料の特性に悪影響が生じてしまう。

このような理由から、本発明の目的は、各操作にのみ必要とされる量の材料を加熱する装置および関連するシステムを創造することである。

また、装置またはシステムで材料が固化した場合でも、装置および関連するシステムのクリーニングを容易なものとすることも、本発明の目的である。

更に、本発明の目的は、必要とされるだけの量の材料を溶融させる方法を考案することである。

発明の要旨
本発明の目的は、請求項１に記載の装置、請求項１０に記載のシステムおよび請求項１４に記載の方法（またはプロセス）によって達成される。

本発明の態様の付加的な有利な形態は、独立形式の請求項によって供される。

以下にて、態様の例示を用い、図面を参照することによって、本発明の更なる特徴および利点を詳細に説明する。全ての図面は、形態を模式的に表しており、縮尺が調整されていない。構造物中の対応する要素は、詳細が異なる場合でも、各図面において同一の参照番号が付けられている。

態様の詳細な説明
本発明は、例えば図１〜３に示すように、材料（例えば接着剤）を処理するシステムに使用する装置に関する。図１は、材料（例えば接着剤）を処理するシステムの構成要素の側面図である。図２は、システムの断面図を示す。図３は、システムの上面図を示す。温度の上昇によって、より低い粘度状態に変化する材料、従って、流動性が増加するような接着剤を処理するようにシステムが設計されている。装置は、例えば材料（例えばＰＵＲ粒状物またはＰＵＲのブロック）を受容する円筒形状の接着剤タンクの形態をしたコンテナー１０を含む。材料の一部分がより低い粘度状態になるように、材料を局所的に昇温させる溶融デバイスがコンテナー１０に設けられている。

本発明の態様では、溶融デバイスは、コンテナー１０の下方部分に位置するグリル（ｇｒｉｌｌ）１９に組み込まれている。グリル１９は加熱手段を備えており、制御することによってグリル１９の温度を上げることができるようになっている。このため、例えば１またはそれ以上の加熱カートリッジ２５をグリル１９に設けてもよい。グリル１９には、粘度がより低い材料のために少なくとも１つの通路２０を有する出口領域が形成されている。本発明の装置は、出口領域に冷却デバイス２６，２７が設けられることを特徴としており、その結果、粘度のより低い材料の一部分がグリル１９の通路２０を通過した後で、その通路２０を強制的に冷却することができる。図示する態様では、冷却デバイスには、入口開口部２６および出口開口部２７が含まれる。このような開口部２６，２７は、グリル１９を横断するチャンネル系統２８（図２を参照）に接続されている。例えば、入口開口部２６を介することによって冷却液をグリル１９のチャンネル２８を通るように供給するポンプを備えてもよい。この場合、冷却液は、出口開口部２７を介して冷却デバイスから流出する。本発明のチャンネルは、好ましくは直径が５ｍｍ〜２０ｍｍである。７ｍｍ〜１０ｍｍの直径が、特に効率的であることを見出した。熱交換が向上するので、グリル１９の材料との界面領域であって、できるだけ大きい界面領域を有するチャンネルが最も適当となる。このため、例えば、チャンネルを曲げるように用いてもよい。

好ましくは、冷却デバイスには、冷凍圧縮機、熱交換機またはペルティエ・クーラー（もしくはペルティエ冷却機）の形態の冷却システムが組み込まれる。熱交換機として、例えば空気／水熱交換機が適当である。加熱された冷却液は、通路領域を通るように流れた後、ラジエター・ブロックを通るように導かれることになる。ファンによって外界空気が、このラジエター・ブロックを通り抜けるように吹き込まれるので、冷却液が冷却される。不要な熱は、環境中で放散されることになる。好ましくは、熱交換機は、冷却液タンクを含んでいなければならない。ポンプによって、冷却液がタンクから出てグリル１９のチャンネル２８を通るように送られることになる。かかる熱交換機の利点は、その閉鎖された回路に起因して環境的に優しいことである。好ましくは、本発明に関連して使用される熱交換機は、５０ワット〜１０キロワットの出力を有しており、０．５リットル／分〜２０リットル／分の処理容量（または処理体積）を有する。１００ワット〜５００ワットの出力および１リットル／分〜５リットル／分の処理容量を有する熱交換機が特に好ましい。

また、空気／水熱交換機の代わりに、空気／油熱交換機、水／水熱交換機または空気／空気熱交換機を使用してもよい。

冷凍圧縮機として適当なデバイスの例としては、冷凍圧縮機によって冷却コイルが冷却液タンク内で冷却されるようなシステムである。温度調節機（または温度制御機）は、冷却液の温度をモニターし、冷却液の循環を制御する。ポンプは、冷却液をグリル１９のチャンネル２８を通るように移動させる。好ましくは、本発明と組み合わせて使用される冷凍圧縮機は、１００ワット〜６キロワットの出力を有し、０．５リットル／分〜３０リットル／分の処理容量を有する。１００ワット〜５００ワットの出力および１リットル／分〜５リットル／分の処理容量を有する冷凍圧縮機が特に好ましい。

ペルティエ・クーラーとして適当なデバイスは、例えば、冷却液タンクに直接的に接続されるペルティエ素子を含んでいる。ペルティエ素子によって、必要な冷却性能に応じて冷却液が冷却されることになる。ペルティエ・クーラーからの不要な熱は、空気／水を用いることによって環境へと放出される。タンク温度に応じて制御を実施することが好ましい。このようにして、ペルティエ素子の電力供給を制御することができる。これによって、非常に良好に安定した温度と負荷量との整合性が達成されることになる。ポンプは、閉回路中の冷却液をグリル１９のチャンネル２８を通るように移動させる。好ましくは、本発明に関連して使用されるペルティエ・クーラーは、２０ワット〜１キロワットの出力および０．５リットル／分〜２０リットル／分の処理容量を有する必要がある。１００ワット〜２００ワットの出力および１リットル／分〜５リットル／分の処理容量を有するペルティ・クーラーが特に適当である。

閉回路式冷却デバイスの代わりに、開回路式冷却デバイスを用いることも可能である。このため、例えば、グリルのチャンネルを通るように水が取り出されたり、ポンプで水が送られることになる給水主管（ｗａｔｅｒ ｍａｉｎ）に冷却デバイスを接続してもよい。用途に応じて、給水主管内を十分な圧力に付すことによって、水がチャンネルを通過することができる。

チャンネル内に入る冷却液は、デバイスの構成および寸法に応じて、５℃〜４０℃の温度を有し得る。吐き出し側での冷却液の温度は、種々のファクター（流れの速度、溶融グリルの温度、冷却液の種類等のファクター）に依存する。吐き出し側での冷却液の温度は、典型的には４０℃〜９０℃の範囲にあり得る。

別の形態の態様において、好ましくは、リザーバー２１の充填レベルを検知するために、ストレージ・ユニット１５（または貯槽ユニット１５）にレベル・センサー２４（図３および４を参照）が備えられる。

上述のアレンジメントを用いることによって、溶融デバイスがグリル１９の近傍にて材料を局所的に加熱し、少ない割合の材料が溶融できることになる。溶融した材料の部分は、通路２０を通過する。図示する態様において、ストレージ・ユニット１５は、コンテナー１０およびグリル１９の下方に位置する。ストレージ・ユニット１５には、溶融した材料が流れ込むリザーバー２１が備えられている。所望するだけの量の材料がストレージ・ユニット１５内に流れることを確保するために、溶融デバイスのスイッチを切ることができるようになっている。熱がシステム（ストレージ・ユニット１５、グリル１９、コンテナー１０および材料）内に残るので、既知のシステムでは、スイッチを制御により切ることができない。このような問題を解消するために、本発明では、通路２０の領域に冷却デバイスを設けている。このような態様では、液体の冷却液がグリル１９の１またはそれ以上のチャンネル２８を通るように直接的に導かれることによって、通路２０の領域が冷却されることになる。熱はグリル１９から取り除かれ、溶融工程が制御により中断される。このようになると、この領域での材料の粘度は再び増加し、材料がストレージ・ユニット１５内に流れなくなる。冷却デバイスによって臨界温度よりも低い温度に材料を維持することができるので、材料に架橋が生じることがなく、有害な蒸気が放出されることがない。

図１〜３の態様において、溶融デバイスは、加熱カートリッジ２５を有するグリッド１９の形態を有し、冷却デバイスは、グリッド１９内に形成された１またはそれ以上のチャンネル２８の形態を有する。従って、溶融デバイスおよび冷却デバイスは、グリッド１９に組み込まれているか、または、そのようなグリッド１９に接続されているものである。

以下にて、図１〜３に示すシステムの更なる特徴および構成要素について説明する。そのような特徴および構成要素は、任意であって、システムを改良するために、または用途の可能性を変更するために含めることができるものである。コンテナー１０に蓋をすることができるように、ピボット式カバー１１（または枢動式カバー１１）が供される。ピボット式カバー１１は、垂直な回転軸１３の回りでピボット回転できるように取り付けられる。図２に示すように、ピボット式カバー１１は、好ましくは、コンテナー１０の内径Ｄ１よりも僅かに小さい直径Ｄ２を有する必要がある。好ましくは、カバー１１は、その上方側において、一方の端部に凹部３１が形成されたピボット式アーム３０を備える必要がある。カバー１１により閉鎖される場合、カバー１１の凹部３１が、コンテナー１０の一方の側部に位置する閉鎖機構２９と係合する。このような種類のピボット式カバー１１によって、コンテナー１０の迅速かつ容易なクリーニングが助力されることになる。

図示する態様において、インラインプレス（またはインライン型プレス）１２が、カバー１１の上方に取り付けられる。このプレス１２は、制御することによって圧力がカバー１１の上方から加えられるように配置することができる。これによって、コンテナー１０内の材料に圧力を加えることができる。好ましくは、このインラインプレス１２に、空気圧シリンダーを設けることができる。また、制御ユニットを設計する際に考慮される変位センサーを組み込んだり、取り付けたりしてもよい。

カバー１１の下方に位置するように、フォロワー・プレート３３（図２を参照）をカバー１１に設けてよく、フォロワー・プレート３３とコンテナー１０の内面との間を封止するような封止手段をカバー１１に供してもよい。欧州特許出願公開明細書（ＥＰ−Ａ１）第９４３５８３号に適当な封止手段が開示されている。膨張可能な封止要素を組み込むようにして、システムのフォロワー・プレートのために封止手段を設計することができる。封止要素は、膨張した状態では、封止手段を形成し、コンテナーの内面と接触するようになる。従って、封止要素は、表面を押圧できるような可撓性シールを構成する。このような種類のカバー１１により、閉鎖された気密系を達成することができる。状況によっては、このような気密系が望ましい場合があり、または、有害な材料の場合では、そのような気密系を調整により施してもよい。

また、システムは、例えば、シャフト１７および継手１８を介して、ストレージ・ユニット１５の領域内のポンプ・ユニット３２に接続されるモーター１６を含んでもよい。このポンプ・ユニット３２は、モーター１６が作動し、連結されると、溶融した材料をリザーバー２１の領域２２から排出させる。ポンプ・ユニット３２は、オプション（または任意）のフィルター２３を通るように材料をストレージ・ユニット１５から排出させる。例えば、加熱されたホースをストレージ・ユニット１５に接続してよく、材料を塗布デバイス（例えばグルー・ガンまたは塗布ノズルの形態の塗布デバイス）にポンプで送ることができる。好ましくは、ポンプ・ユニット３２は、ギア・ポンプでなければならない。有利には、圧力逃し弁をフィルター２３に備えることができる。

本発明の材料を処理するシステムに使用されるもう１つのデバイスが、図４にて断面図で模式的に示される。図示する装置は、材料４４を受容するコンテナー４０を含む。材料４４の一部分を粘性のより低い状態にするために（または溶融させるために）、溶融デバイス４１が昇温手段として供される。図示する実施例では、溶融デバイスが、加熱される溶融グリッド４１の形態で構成されており、適当な大きさの電流が溶融デバイスを流れると、熱が材料４４へと局所的に放出されることになる。このように加熱されることによって、材料４４の一部分が、より低い粘度状態になる（または溶融する）。装置には、幾つかの通路４２を有する出口領域４９が設けられている。粘度のより低い材料４４の部分が、通路４２を通ることができ、ストレージ・ユニット４５内に受容される。図示する態様では、ガスまたは流体が流れることができる幾つかのチャンネル４３が出口領域４９に設けられており、従って、少なくとも通路４２の近傍の出口領域４９が冷却されることになる。図４の態様の形態では、溶融デバイスが、溶融グリッド４１の形態で設計されており、冷却デバイスが、出口領域４９に形成されたフロー・チャンネル４３の形態で設計される。また、溶融デバイスと冷却デバイスとが、別々に構成（または形成）されており、信頼性のある操作が助力されるように、双方の要素（溶融デバイスおよび冷却デバイス）が並ぶように位置することが好ましい。

以下にて、図４に示すシステムの更なる特徴および構成要素について説明する。これらの特徴および構成要素は、任意であり、システムを改良するため、または用途に関する可能性を変更するために含めることができるものである。材料４４の上方でコンテナー４０に蓋をすることができるように、カバーまたはフォロワー・プレートを設けてよい。例えば、カバーをピボット回転できるように取り付けたり、またはヒンジ式で取り付けることができる。カバーまたはフォロワー・プレートによって、コンテナー４０の迅速かつ簡易なクリーニングが可能となる。

図４の態様にプレスを設けてもよい。このようなプレスは、制御することによって圧力が上方から材料４４に加えられるように設計することができる。好ましくは、このようなプレスに空気圧シリンダーを備える必要がある。また、制御ユニットを設計する際に考慮される変位センサーを組み込んだり、取り付けてもよい。

カバーまたはフォロワー・プレートが存在するのであれば、カバーまたはフォロワー・プレートに封止手段を設け、コンテナー４０の内面を封止してよい。適当な封止手段が、上述の欧州特許出願公開明細書（ＥＰ−Ａ１）第９４３５８３号に開示されている。このような種類の封止によって、閉鎖された気密系を達成することができる。状況によっては、このような気密系が望ましい場合があり、または、有害な材料の場合では、そのような気密系を調整により施してもよい。

図４のシステムには、溶融した材料４６をストレージ・ユニット４５から排出させるポンピング・デバイス（またはポンプ・デバイス）が含まれてもよい。例えばフィルターおよび圧力逃し弁をポンピング・デバイスに設けてもよい。

図５は、溶融デバイスと冷却デバイスとが組み合わされた場合のブロック図を示す。この図面における構成要素を、全体としてまたは個々に含めてもよい。コンダクター（または導線）５３を介して３つの加熱カートリッジ５５に接続される制御ユニット５０が備えられる。加熱カートリッジ５５が溶融グリル５９に組み込まれている。加熱カートリッジ５５に加えて、グリル５９では、内側にて１またはそれ以上の冷却チャンネル（図５に図示せず）が横断している。入口５６を介して流体またはガスを冷却チャンネルに供給できるようになっている。出口開口部５７がシステムの一方の側部に設けられている。好ましくは、グリル５９を通るように流れた後の流体またはガスから熱を除去するために、循環クーラー５１を設けることができる。例えば、ペルティエ素子、冷凍圧縮機または空気／水熱交換機を循環クーラー５１に設けてもよい。または、循環クーラー５１が、冷却チャンネルを通るようにガスをポンプで供給するエアー・クーラーであってよい。チューブまたはホース５８によって、循環クーラー５１と入口５６とが接続される。流体またはガスは、チューブまたはホース６０を介して戻るようになっている。制御ユニットを構成するために、グリル５９には、少なくとも１つの温度センサー５２が設けられている。センサー５２は、ライン５４によって、制御ユニット５０に接続されている。

図７にて模式的に示すように、例えば空気／水熱交換機６２を循環クーラー５１に設けてもよい。図示する実施例では、冷却デバイスは、冷却液６３が含まれるタンク６４を含んでいる。ポンプ６１によって、水６３が、タンク６４から出てパイプ５８およびグリル５９の１またはそれ以上のチャンネルを通るように移動することになる。従って、水によって、グリル５９から熱が除去されることになる。これによって、パイプ６０を通る水であって、できるだけ大きい表面積を有する熱交換機６２（例えば冷却フィン形態の熱交換機６２）へと送られる水が加熱されることになる。熱交換機６２によって、水から熱エネルギーが取り出され、外界空気中で、熱エネルギーが放散されることになる。熱交換機６２に、例えばファンを設けてよい。水が冷却されると、吐出し口（または吐出し管）６５を介して水がタンク６４内へと戻される。例えば、制御ユニット５０によってポンプ６１のスイッチを入れたり、切ったりしてもよい。好ましくは、制御ユニット５０には、ポンプの制御が含まれており、必要に応じて、ポンプ６１の処理容量を変えることができるようになっている必要がある。

好ましくは、適当な大きさの電流が加熱カートリッジ５５のコンダクター５３を流れることができるように、制御ユニット５０が交流電源を備えている。

好ましくは、制御ユニット５０が、外部からプログラム化することができるようになっていなければならない。プログラム化は、全システムを制御するコンピューターによって行ってよい。また、制御機能を支配し、本発明の操作を制御する専用のマイクロプロセッサーが制御ユニット５０に含まれてもよい。

また、ストレージ・ユニット（１５または４５）の近傍の加熱カートリッジのスイッチが入るように制御ユニット５０を設計することもできる。また、好ましくは、温度センサーがストレージ・ユニット（１５または４５）に配置される必要がある。

次に、図６に示す実施例を参照して、制御ユニットの機能について説明する。図６には、異なるフェーズ１〜４を示す。温度グラフの下に、異なる状態が表された本発明の装置を模式的に示す。折れ線６１は、時間ｔをパラメーターとする、出口領域における材料の温度を表している。

ｔ＝０では、装置内の材料４４は、固体またはペースト状である。材料４４の温度を上げるために、制御ユニット５０が、コンダクター５３を介して加熱カートリッジ５５を作動させる（フェーズＩ）。このフェーズ１の間では、ストレージ・ユニット４５が空となっており、装置が始動することになる。材料４４は、溶融が開始されるＴ１〜Ｔ２の温度幅を有している。ＰＵＲの場合、好ましくは、Ｔ１が約４５℃であり、Ｔ２が８５℃である。装置の信頼性のある操作を可能とするために、図示する態様の制御ユニット５０は、Ｔ２を超える温度が達成され、溶融が生じるように設計される。期間ＩＩの間では、材料４４の温度は、安定的に増加し、Ｔ２を超えることになる。そのような時点で、材料４４の一部が流れることが可能となり、グリル４９を通ってストレージ・ユニット４５内へと流れるようになる（フェーズ２）。期間ＩＩＩでは、溶融した材料４４の一部分が、ストレージ・ユニット４５内へと流れることになる。例えばセンサーを用いることによって、ストレージ・ユニット４５内の充填レベルを測定することができる。材料の一部分が、流動可能材料４６としてストレージ・ユニット４５に存在すると、直ちに制御ユニット５０によって溶融デバイスのスイッチが切られ、冷却デバイスのスイッチが入ることになる。従って、遷移期間ＩＩの間では、材料４４の一部分が再びペースト状になり、粘っこい状態で流れたり、更には固体状態になり、材料がコンテナーからストレージ・ユニット４５内へと流れなくなる。期間Ｉの間では、溶融プロセスが少なくとも一時的に中断されることになる。材料４６は、ストレージ・ユニット４５から抜き出すことができる。これによって、図のフェーズ３で示すように、ストレージ・ユニット４５内の溶融材料４６の量が減じられる。その後、ストレージ・ユニット４５の溶融材料４６の量が条件を満たすには十分でないとセンサーが検知すると、新しい溶融プロセスが開始され（期間ＩＩ）、加熱カートリッジ５５のスイッチが入れられる。従って、期間ＩＩＩの間では、溶融材料４６が、ストレージ・ユニット４５内に再び流れることになる（フェーズ４）。

図示されているものは、本発明の好ましい態様を明確にすべく例として用いたものである。制御ユニットを種々に設計することができる。

態様の好ましい形態において、温度が臨界温度を超えないように制御ユニット５０が設計される。ＰＵＲについての臨界温度を、例えば約１６０℃に設定することができる。

別の形態の態様において、リザーバー内の充填レベルを検知することができるレベル・センサー（図４では図示せず）をストレージ・ユニット４５に設けることが好ましい。レベル・センサーは、レベル（または液面）を制御できるレベル調整システムの要素を構成することができ、更なる材料４４を溶融させたり、または冷却デバイスのスイッチを入れて溶融プロセスを停止する工程を施すことができる。別の態様において、向きを変えたり、ねじを強く締めることによってレベル・センサーを調節することができる。このようにすると、システムが操作されるに先立って、リザーバー内に存在しなければならない材料の量を設定することができ、その後、センサーを作動させることができる。

別の形態の態様において、典型的にはアルミニウム製のバッグ（インライン充填物）に材料が供される。バッグの底部が取り除かれた後、バッグが材料と共にコンテナー（１０または４０）内に置かれる。その後、カバー１１が存在するのであれば、そのようなカバー１１を閉鎖する。コンテナー（１０または４０）の下方部分の材料が溶融して抜き出されると、プレス（もし存在する場合）によって、当該材料が下方向に押圧されることになる。これによって、コンテナー（１０または４０）の下方部分のバッグが一体的に押圧され、コンテナー（１０または４０）の内面に隣接に封止をして機能するようなカラー（ｃｏｌｌａｒ）が形成される。

好ましくは、ヒンジ（図示せず）およびクイック・ファスナー（ｑｕｉｃｋ ｆａｓｔｅｎｅｒ、図１を参照１４）がコンテナー（１０または４０）に設けられる。クイック・ファスナー１４が緩められると（または外されると）、コンテナー（１０または４０）が、そのカバー１１（もし存在する場合）と共に、水平軸回り（当該水平軸はヒンジによって決定される）で動く（または回転する）ことができる。このようにして開ける操作が可能となることによって、コンテナーおよびグリルを十分にクリーニングすることが可能となる。

場合によっては、使用されなかった材料をストレージ・ユニット（１５または４５）に戻すために、システムに逆流デバイスを設けることができる。

別の態様において、グリル（１９または４９）は取り外すことができるように形成される。これによって、グリル（１９または４９）をクリーニングすることが助力されたり、別のグリルと交換することが助力される。

好ましくは、熱の好ましい導体またはディストリビューター（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）を為す材料からグリル（１９または４９）を形成する必要がある。グリルの上面は、できる限り、常に全体が等しい温度となる必要がある。また、グリルは、適当な機械的安定性を呈する必要があり、温度の変化によって変形しないことが要求される。グリルの材料は、できるだけ少ないエネルギー（熱量）しか蓄えない材料である必要がある。なぜなら、そうでなければ、冷却時間が延びることになるからである。アルミニウムおよび銅ならびにそれらのいずれかもしくは双方から成る軽合金が特に適当である。

グリルは、典型的には、全体厚さが１５０ｍｍ〜５００ｍｍである。通路の直径は、溶融させるべき材料の条件によって主に決定される。

リザーバー内の材料が固化しないことを確保するために、ストレージ・ユニット（１５または４５）に加熱手段を設けることが好ましい。付加的にまたは別法にて、ストレージ・ユニット（１５または４５）を絶縁することができる。

加熱デバイスを多種多様な方法で構成することができる。好ましくは、抵抗による加熱が用いられる。例えば、加熱カートリッジには、所望の程度に加熱できる加熱要素（当該加熱要素は加熱される程度に対応した電流によって加熱される）を含めることができる。好ましくは、加熱要素は、セラミック材料から形成されたり、金属シース内に封入される必要がある。また、電流が流れることによって加熱される抵抗線等をグリルに設けてもよい。図４に示すように、電流が流れると加熱されるワイヤーが設けられたグリル４１または同様な構造物を溶融デバイスに含めることができる。

ガスまたは流体によって操作される冷却デバイスの代わりに、装置には、ペルティエ素子を通路領域に直接的に設けることができる。ペルティエ素子を適当に制御することによって、通路領域を制御により加熱および冷却することができる。

本明細書の説明では、流動可能材料には、温度に依存する粘度を有した材料およびペーストが含まれ、従って、流動可能材料は、ディスペンスさせることが可能な程度の流動を達成するには、十分な温度にまで加熱することが必要とされる材料である。

本発明では、特定の割合の固体材料またはペースト状材料が必要な場合、
レベルのモニタリングまたはレベル表示によって、ストレージ・ユニット内に十分な量の溶融材料（例えば流体状態の接着剤）が存在するかを調べること、
ストレージ・ユニット内に十分な量の溶融材料が存在する場合、材料をストレージ・ユニットから抜き出し、必要に応じて、ストレージ・ユニットを溶融材料で再び満たすこと、
ストレージ・ユニット内に十分な量の溶融材料が存在しない場合、材料が１またはそれ以上の通路を通ってストレージ・ユニット内へと流れるまでに材料の粘度を低下させるために、加熱デバイスによって、コンテナー内の固体材料またはペースト状材料を局所的に加熱すること、
加熱プロセスの間、レベルのモニタリングまたはレベル表示によって、ストレージ・ユニット内に十分な量の溶融材料が存在するかを繰返し調べること、また
ストレージ・ユニット内に十分な量の溶融材料が存在する場合、材料の更なる溶融を防止または減じるために、溶融デバイスを停止させ、冷却デバイスを作動させること
を含んで成る方法が用いられる。

理想的には、この方法は、システムにエネルギーを供給する必要性を回避したり、またはシステムから不必要にエネルギーを取り出すことを回避するために、通路領域内の材料を融点よりも僅かに低くまたは融点よりも僅かに高く維持するように設計される。

本発明のプロセスの別の態様は、ギア・ポンプの回転速度によって、溶融デバイスによる材料の後続する溶融が制御されることを特徴としている。この回転速度は、溶融材料の消費により規定されるものである。このようにして、必要な溶融物を決定することができる。かかる調整システムでは、シリンダー圧力、溶融デバイスの加熱出力および時間を考慮することが好ましい。

僅か数ｇ／ｈｒ〜１００ｋｇ／ｈｒの量の材料を溶融させることができるように本発明の装置およびシステムを設計することができる。現在にて既知のシステムは、当該システムに一定的に存在する熱エネルギーによって、制御されずに付加的な溶融が行われるので、数グラムの材料のみを溶融させることができない。従って、少ない量が必要とされる場合でも、過剰な量の材料が溶融されることになる。本発明では、このような不利益な点が解消されている。

本発明では、装置をクリーニングする前に冷却することができる。

本発明は、温度に対して安定性のない粘度を有する接着剤をディスペンスまたは処理するのに特に適している。また、本発明の方法を用いることによって、湿気により架橋が生じる接着剤を問題なくディスペンスすることができる。

図１は、本発明の態様の第１形態を側面図で示す。 図２は、本発明の態様の第１形態を断面図で示す。 図３は、本発明の態様の第１形態を上面図で示す。 図４は、本発明の別の形態の態様を模式的な断面図で示す。 図５は、本発明の加熱装置のブロック図を示す。 図６は、本発明の温度グラフを示す。 図７は、本発明の考えられ得る循環クーラーを示す。

Claims (18)

1. 温度が上昇すると、より低い粘度状態に変化する流動可能材料（４６）をディスペンスするシステムに使用される装置であって、該装置は、
   材料（４４）を受容するコンテナー（１０；４０）、
   材料（４４）の一部分の温度を上げ、より低い粘度状態に変化させる溶融デバイス（１９，２５；４１；５０，５３，５５）、および
   粘度のより低い材料の部分が通過する少なくとも１つの通路（２０；４２）を有する出口領域（１９；４９；５９）
   を有して成り、
   粘度のより低い材料の部分用にストレージ・ユニット（１５；４５）に供され、
   レベル・センサーまたは充填レベル・センサー（２４）がストレージ・ユニット（１５；４５）に備えられ、また
   粘度のより低い材料の部分の一部分が通路（２０；４２）を通ってストレージ・ユニット（１５；４５）内へと送られた後で、出口領域（１９；４９；５９）および／または溶融デバイス（１９；４１；５５）を冷却できるように、冷却デバイス（１９，２６，２７；４３；５０，５１，５６，５７，５８，６０）が供されていることを特徴とする装置。
2. 溶融デバイスは、電流によって加熱することができる加熱カートリッジ（２５；５５）、抵抗線または加熱ワイヤー（４１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 溶融デバイスは、温度センサー（５２）および制御ユニット（５０）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 出口領域は、複数の通路（２０；４２）を有するグリル（１９；４９；５９）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
5. 冷却液（６３）またはガスが流れることができる少なくとも１つのチャンネル（２８；４３）が出口領域を横断することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 冷却デバイスは、出口領域を通るように流れた後の冷却液（６３）から熱を除去する循環クーラー（５１）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 冷却デバイスと溶融デバイスとが別々に構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずかに記載の装置。
8. ストレージ・ユニット（１５；４５）は、加熱することができることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. 冷却デバイスには、冷凍圧縮機、熱交換機またはペルティエ・クーラーが含まれることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. 粘度のより低い材料の部分を送るポンプ（１６）を有して成ることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の装置を有するシステム。
11. １またはそれ以上の加熱可能なホースおよびディスペンシング・デバイスを有して成ることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
12. プレス（１２）によって材料（４４）に圧力を加えることができるフォロワー・プレート（３３）を有したカバー（１１）を有して成り、好ましくは、圧力をかけることができる可撓性ジョイントシールが該フォロワー・プレート（３３）に備えられることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
13. 材料は、ポリウレタン（ＰＵＲ）であることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれかに記載のシステム。
14. 必要に応じて流動可能材料（４６）をディスペンスする方法であって、
    ストレージ・ユニット（１５；４５）内に十分な量の流動可能材料（４６）が存在するかを調べる工程、
    ストレージ・ユニット（１５；４５）内に十分な量の流動可能材料（４６）が存在する場合、流動可能材料（４６）をストレージ・ユニット（１５；４５）から抜き出す工程、
    ストレージ・ユニット（１５；４５）内に十分な量の流動可能材料（４６）が存在しない場合、材料の粘度を低下させて、当該材料が１またはそれ以上の通路（２０；４２）を通ってストレージ・ユニット（１５；４５）内へと流れるように、コンテナー（１０；４０）内の粘性材料、固体材料またはペースト状材料（４４）を、溶融デバイス（１９，２５；４１；５０，５３，５５）によって局所的に加熱する工程、
    加熱工程の間、ストレージ・ユニット（１５；４５）内に十分な量の流動可能材料（４６）が存在するかを繰返し調べる工程、および
    ストレージ・ユニット（１５；４５）内に十分な量の流動可能材料（４６）が存在する場合、溶融デバイス（１９，２５；４１；５０，５３，５５）を停止させ、冷却デバイス（１９，２６，２７；４３；５０，５１，５６，５７，５８，６０）を作動させ、材料の更なる溶融を防止または減じる工程
    によって、コンテナー（１０；４０）内の粘性材料、固体材料またはペースト状材料を利用できるようにする方法。
15. ストレージ・ユニット（１５；４５）に十分な量の流動可能材料（４６）が存在する場合、直ちにストレージ・ユニット（１５；４５）から流動可能材料（４６）を抜き出すポンプのスイッチが入れられることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 材料（４４）が抜き出されるたびに、コンテナー（１０；４０）内にて下方へと材料（４４）に追随するフォロワー・プレート（３３）がコンテナー（１０；４０）に設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
17. コンテナー（１０；４０）内の材料（４４）に圧力を加えるプレス（１２）がフォロワー・プレート（３３）に備えられることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. 溶融デバイス（１９，２５；４１；５０，５３，５５）のスイッチが入った後で、プレス（１２）のスイッチが入り、粘性材料、固体材料またはペースト状材料に圧力が加えられ、また
    冷却デバイス（１９，２６，２７；４３；５０，５１，５６，５７，５８，６０）のスイッチが入る前に、プレス（１２）が圧力を加えないモードに切り換わることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
    

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