专利名称：喷射分配器和喷射高粘着性粘合剂的方法
技术领域：
本发明总体涉及一种分配器和一种非接触分配高粘着性粘合剂的方法，并且具体地涉及一种分配器和一种喷射少量热熔性粘合剂或热熔性粘合剂的液滴的方法，该热熔性粘合剂诸如聚氨酯反应型(“TOR”)粘合剂材料。
背景技术：
在特定应用中，有时必需将液体从筒或类似容器分配出来并且分配到期望目标上。例如，可将热熔粘合剂诸如PUR粘合剂材料从注射器状筒分配出来并且分配到期望目标上。一种用于分配热熔粘合剂的传统筒或注射器分配系统通过使基板与离开喷嘴的粘合剂直接接触而通常作为一种接触型分配器操作基板。另一种传统的热熔分配系统可操作用于以非接触方式分配热熔粘合剂的珠或大液滴。在一些应用中，诸如手机组件中，必须将粘合剂精确地分配到具有0.5毫米或更小的宽度的小凹槽中。此外，这些凹槽邻近必须与粘合剂隔离的微电子组件或其它元件定位。热熔粘合剂的传统接触注射器分配器在这些应用中通常无效，因为喷嘴出口不能在不无意接触周围元件的情况下在离开喷嘴的分配粘合剂的接触分配过程中足够紧密地移动以接触小凹槽。为了适应该小目标区域，期望在受控非接触分配过程中分配小直径的粘合剂滴。然而，传统的非接触热熔分配系统不产生配合到小凹槽中的热熔粘合剂的足够小的液滴。传统的喷射分配器已用于分配反应型双组份材料，诸如环氧树脂。参见Smith等人的美国专利N0.5，747，102以及Messerly等人的美国专利N0.6，253,957。在本说明书的背景下，应将“喷射”理解为意思是快速分配微量粘性材料，从而从分配器释放每个已喷射液滴。对于其预期目的，传统的喷射分配器工作良好。然而，传统喷射分配器未有效用于分配包括I3UR粘合剂的高粘着热熔粘合剂的小滴或微滴(例如，直径小于0.5毫米)，因为在分配期间穿过阀孔的液滴未获得用于有效喷射的足够的速度。在这点上，高粘着热熔粘合剂有时未能从喷嘴释放。结果，喷嘴被趋向快速固化或凝固的粘合剂闭塞，这使得整个分配器不可操作。此外，作为分配和释放热熔粘合剂所需的高力的结果，对以传统喷射分配器喷射热熔粘合剂的尝试导致阀针过早磨损或故障。与其它热熔粘合剂组装操作相比，手机和其它电子装置的组装可能是相对困难并且缓慢的过程。结果，对于特定电子装置组装，必须提高当粘合剂处于有益于形成必需的粘结的温度范围内时的“开放时间”或时间量。尽管提高热熔粘合剂的温度是提高开放时间的一种选择，但是热熔粘合剂通常对高温高度敏感，并且在这些更高温度下，热熔粘合剂可能降解。因而，存在如下限制:能够向以热熔粘合剂有利粘结组件提供多少开放时间。
因此，存在对解决这些和其它问题的方法和喷射分配器的需求。
发明内容
在本发明的一个实施例中，一种将热熔粘合剂非接触地分配到基板上的方法包括:在行进方向上从喷嘴出口朝基板喷射热熔粘合剂的多个微液滴。每个液滴均被拉长，并且具有大致与行进方向对齐的液滴长度和比该液滴长度短的液滴宽度。本方法还包括:控制喷射，使得在喷嘴出口和基板之间的飞行中，每个液滴均保持拉长并且不重新成形为球形液滴。每个液滴的尺寸可以形成为使得如果液滴重新成形为球形，则液滴宽度为1.0毫米。然而，喷射热熔粘合剂可包括将多个液滴施加至基板上的凹槽，该凹槽具有0.5毫米或更小的凹槽宽度，使得无热熔粘合剂流出该凹槽。热熔粘合剂可能为聚氨酯反应型(“PUR”)粘合剂材料。喷射热熔粘合剂还可能包括使针移动一定行程长度，该行程长度被构造成形成足以截断远离喷嘴出口的每个热熔粘合剂液滴的压力波。在本发明的另一实施例中，一种将热熔粘合剂非接触地分配到基板上的方法包括:将分配系统加热至第一温度。通过反复打开和关闭喷射系统中的阀，从分配系统的喷嘴出口喷射热熔粘合剂，从而形成热熔粘合剂的多个微液滴。该喷射可被控制成使得随着每个液滴从喷嘴出口释放，将热熔粘合剂的每个液滴快速加热至比第一温度更高的第二温度。本方法还包括调整阀的阀构件的行程长度，以便提高或降低第二温度。本方法可以还包括从第二温度快速冷却每个已喷射液滴，以使热熔粘合剂的降解最小化。在本发明的另一实施例中，一种分配热熔粘合剂的微液滴的喷射分配器包括分配器模块、阀主体和电磁阀。分配器模块包括阀构件，该阀构件具有活塞部分和与该活塞部分一体形成的针。阀主体被联接至分配器模块，并且包括具有阀座和阀孔的喷嘴。电磁阀传送加压空气，以使阀构件朝着阀座和远离阀座往复运动。因而，针反复接触阀座，以通过阀孔喷射热熔粘合剂的微液滴。
图1是根据本发明的喷射分配器的一个实施例的透视图。图2是大致沿线2-2截取的图1的喷射分配器的截面侧视图。图3是大致沿线3-3截取的图1的喷射分配器的截面前视图。图4A是在将热熔粘合剂分配到基板上期间图1的喷射分配器的截面前视图。图4B是分配热熔粘合剂之后的图4A的基板的截面前视图。图5是将热熔粘合剂分配到图4A的基板上的图1的喷射分配器的部分切除透视图。图6A是在主动加热喷射分配器的情况下在示例性分配循环期间图1的喷射分配器和分配的热熔粘合剂的温度图表。图6B是在主动加热喷射分配器的情况下在示例性分配循环期间图1的喷射分配器和分配的PUR粘合剂材料的温度图表。图6C是在未主动加热喷射分配器的情况下在另一示例性分配循环期间图1的喷射分配器和分配的热熔粘合剂的温度图表。图6D是在未主动加热喷射分配器的情况下在另一示例性分配循环期间图1的喷射分配器和分配的PUR粘合剂材料的温度图表。
具体实施例方式图1至图5示出根据本发明的分配器10的一个实施例，该分配器10被构造成将高粘着热熔粘合剂分配在基板12上。例如，分配器10为如下非接触分配器:能够喷射或快速分配用于放置在小的紧凑位置中的微量PUR粘合剂材料(例如，PUR粘合剂材料的“液滴”)或另一种高粘着热塑性材料(下文中统称为热熔粘合剂)，该小的紧凑位置包括但不限于产品组装中的凹槽。能够在将热熔粘合剂分配到通常存在于手机组件或其它电子组件中的具有0.5毫米或更小的凹槽宽度的凹槽中时使用分配器10。在一个非限制性示例中，分配的PUR粘合剂材料可能为美国明尼苏达州梅普尔伍德市的3M公司市售的Scotch-VVeldii'PUR Easy Adhesive EZ17005、EZ17010、EZ17030 或 EZ17060。应理解，在本说明书中，“粘着的”指的是材料趋向于粘在一起或保持与相同材料的分子接合。在该背景下，粘着性有时也指的是高伸长粘性。参考图1，分配器10包括分配器模块14、被联接至分配器模块14的加热器块16以及被联接至加热器块16的粘合剂供应装置18。粘合剂供应装置18能够为接收粘合剂的贮液器，或者粘合剂供应装置18能够接收事先封装的粘合剂，诸如粘合剂筒或注射器。分配器模块14可以包括行程调节组件20，该行程调节组件20延伸到被联接至加热器块16的主外壳22中。为了下文更详细讨论的目的，分配器模块14的主外壳22也可以被联接至电磁阀24。因而，加热器块16、粘合剂供应装置18以及电磁阀24协作限定腔体26，该腔体26被构造成接收和保持分配器模块14。粘合剂供应装置18能够安装在支撑结构28上，支撑结构28被构造成支撑分配器10并且关于基板12移动分配器10。在图2的实施例中，粘合剂供应装置18适合接收粘合剂筒(未示出)。粘合剂供应装置18包括在底端32的筒适配器30、在顶端34的塞组件33以及用于在筒适配器30和塞组件33之间保持粘合剂筒或注射器的孔36。在粘合剂供应装置18的可替换实施例中，可向孔36供应被泵入粘合剂供应装置18的液态热熔粘合剂，或者向孔36供应来自自动填充或进给系统的然后将在孔36中熔化并且被加压的固态热熔粘合剂。当将粘合剂供应装置18联接至加热器块16时，底端32和筒适配器30可以邻接加热器块16的表面38。筒适配器30中的第一 O形环40和塞组件33中的第二 O形环42将孔36与分配器10的外部环境隔离密封。筒适配器30包括:端口 44，该端口 44可被构造成刺穿位于孔36中的粘合剂筒；以及适配器通道46，该适配器通道46提供在孔36和加热器块16之间的流体连通。在将热熔粘合剂筒放置在孔36中之后，将塞组件33旋转到图1和图2中所示的闭合位置中。塞组件33可包括:一对螺帽48a、48b，所述一对螺帽48a、48b从在顶表面38处的孔36的相对侧向上延伸；可旋转锁定臂50，该可旋转锁定臂50与第一螺帽48a枢转地接合；以及塞构件52。塞构件52包括底端52a，该底端52a保持第二 O形环42并且被构造成被插入粘合剂供应装置18的孔36中。塞构件52还包括顶端52b以及从顶端52b延伸至底端52a的空气通道52c。塞组件33可以还包括空气联接件54，该空气联接件54通过螺纹连接等与塞构件52的顶端52b接合。可通过空气联接件54和空气通道52c传递加压空气，以迫使来自孔36的热熔粘合剂通过筒适配器30并且进入加热器块16。如图1和图2中所示，可将锁定臂50旋转为与第二螺帽48b和空气联接件54接合，使得锁定臂50邻接塞构件52的顶端52b，因此阻碍塞构件52从孔36移出。当用完热熔粘合剂筒中的粘合剂材料时，可使锁定臂50绕第一螺帽48a远离第二螺帽48b和空气联接器54地枢转以使得能够拆除塞构件52和替换筒。应理解，在其它实施例中的分配器10的操作期间，可以使用可替换的已知偏压和锁定结构，以将塞构件52保持在孔36中。参考图1和图2，加热器块16可包括主块部分16a和被联接至主块部分16a的盖板16b以及具有标准螺栓56的电磁阀24。可拆除盖板16b以打开腔体26，使得可以为了清洁、修复或替换而接近分配器模块14。加热器块16还包括主块部分16a中的加热器块通道58，该加热器块通道58与筒保持器16和分配器模块14的主外壳22流体联接。加热器块通道58可包括在顶部表面38处的半球形部分58a以及从该半球形部分58a朝主外壳22延伸的孔58b。优选地，孔58b不包括任何通道弯头或弯曲，所以当从分配器10分离加热器块16时，可以易于清洁加热器块通道58。加热器块16的顶部表面38可以包括O形环60，以将加热器块通道58与分配器10的外部环境隔离密封。加热器块16也可以被构造成接收布置在温度传感器线62和加热器筒64 (均在图1中示出)末端的温度探针62a。温度探针62a朝着加热器块通道58延伸，以感测加热器块16的温度，并且因此感测流经分配器10的热熔粘合剂的温度。温度探针62a为传统传感器，诸如镍基传感器。传统加热器筒64 (如图3中所示)被构造成通过加热器块16将热能传递至热熔粘合剂，以及传递至分配器模块14和被联接至加热器块16的粘合剂供应装置18。在示例性操作中，能够控制加热器筒64，以将分配器模块14、加热器块16和粘合剂供应装置18保持在期望的操作温度范围内，诸如从约华氏225度至约华氏275度。在这点上，分配器模块14、加热器块16和粘合剂供应装置18被构造成传递来自加热器筒64的热能，使得在分配器模块14上不需要单独的加热元件。在整个分配过程中，该操作温度都将热熔粘合剂保持在熔融状态。进一步参考图2和图3，分配器模块14的主外壳22包括孔65和部分延伸通过孔65的阀构件68。阀主体66可部分插入在行程调节组件20下方的主外壳22的孔65中。阀主体66包括延伸到孔65中的上部部分66a和从上部部分66a突出的喷嘴66b。下文中详细描述阀主体66的其它细节。阀构件68包括活塞部分70和与活塞部分70 —体形成的针72。阀构件68可由不锈钢形成。形成单件材料并且用作单个物品的活塞部分70和针72的整体或单一结构降低了这样的可能性，即喷射热熔粘合剂期间，施加至阀构件68的高力和加速度将剪切或破坏阀构件68的在诸如在活塞部分70和针72之间的界面处的部分的可能性。分配器模块14还包括密封部件73，该密封部件73插入主外壳22的在阀构件68的活塞部分70和阀主体66的上部部分66a之间的孔65中。该密封部件将主外壳22的孔65分为适合接收活塞部分70的气动活塞室74，以及邻近阀主体66并且适合接收热熔粘合剂和针的粘合剂室76。密封部件73包括上部动态密封构件73a和下部动态密封构件73b，其每个均接收在其中穿过的针72。动态密封构件73a、73b保持活塞室74中的加压空气和粘合剂室76中的热熔粘合剂之间的流体分离。通过阀主体66的上部部分66a将密封部件73在孔65内保持到位，通过螺纹接合、外部夹具或将阀主体66联接至分配器模块14的任何其它已知方法将阀主体66的上部部分66a保持在孔65中。阀主体66可包装在喷嘴66b处的阀座80以及阀孔82形式的与粘合剂室76流体连通的喷嘴出口。阀主体66以及因此阀座80通常由工具钢形成，使得易于将热传递至热熔粘合剂并且提高下文详细描述的冲击力。类似地，在分配器模块14的所示实施例中，主外壳22由不锈钢形成。然而，应理解，替换地，主外壳22可由特富龙涂层铝、铜或者具有从加热器筒64到热熔粘合剂的高热能传递的另一种材料形成。主外壳22还包括与粘合剂源流体连通的入口端口 86。密封部件73还包括至少一个入口通道88，该入口通道88邻近阀主体66的上部部分66a并且与主外壳22的入口端口 86和粘合剂室76流体连通。因而，在所示实施例中，热熔粘合剂从孔36流经加热器块通道58、入口端口 86和至少一个入口通道88，流至粘合剂室76，在该粘合剂室76处热熔粘合剂能够被分配通过阀孔82。可在加热器块16和主外壳22之间布置一对密封O形环90。另一密封O形环92可布置在主外壳22和至少一个入口通道88上方的密封部件73之间，并且又另一密封O形环93可布置在主外壳22和阀主体66的上部部分66a之间。这些密封O形环90、92、93确保了从加热器块16到粘合剂室76的流体路径保持与分配器10的外部环境的隔离密封。密封部件73的所示实施例包括多条入口通道88和限定在密封部件73与主外壳22之间的环状通道94，以便在入口端口 86和多条入口通道88之间提供流体连通，但是应理解，能够在本发明范围内的替换实施例中提供无环状通道94的仅一个入口通道88。通过阀构件68的活塞部分70将主外壳22中的气动活塞室74分为上部活塞室74a和下部活塞室74b。上部活塞室74a可由通过行程调节组件20 (下文更详细描述)的杆110的底端IlOa形成的阻塞构件限制，而下部活塞室74b可由密封部件73和上部密封构件73a限制。主外壳22还包括上部空气入口 98a，该上部空气入口 98a与上部活塞室74a和螺线管24的上部空气出口 IOOa流体连通。同样地，主外壳22还包括下部空气入口 98b，该下部空气入口 98b与下部活塞室74b和螺线管24的下部空气出口 IOOb流体连通。可通过位于主外壳22和电磁阀24之间的一对O形环102和位于主外壳22和阀主体66之间的另一 O形环104将活塞室74以及上部空气入口 98a和下部空气入口 98b与分配器10的外部环境隔离密封。此外，活塞部分70可包括活塞密封件106，该活塞密封件106被构造成将上部活塞室74a与下部活塞室74b隔离密封。电磁阀24为已知的空气阀，该空气阀将约60_100psi的加压空气供应至上部活塞室74a和下部活塞室74b，以迫使活塞70和针72在图3中所示的缩回位置和图4A中所示的延伸位置之间移动。结果，阀构件68的针72的球状端108进入和脱离与阀座80的接合，因此反复打开和关闭阀孔82。应理解，阀构件68的针72的端部108可以以与分配器10的该实施例中所示的球形不同的形状形成。另外，虽然在所示实施例中，使用活塞70和电磁阀24气动控制阀构件68的运动，但是分配器10的其它实施例可包括致动阀构件68的往复运动的替换装置，包括但不限于电动马达和电枢。所示实施例的行程调节组件20包括内部杆110，该内部杆110具有延伸到上部活塞室74a中的下端110a。应理解，杆110的下端IlOa可由这样的材料形成，即被构造成使活塞70抵着行程调节组件20的反复冲击衰减的材料，并且热熔粘合剂也使球状端108和阀座80之间的冲击略微衰减。然而，这些阻尼力不防止分配器10从粘合剂室76分配热熔粘合剂的微液滴。行程调节组件20还可以包括模块盖111，盖模块盖111至少部分插入主外壳22的在活塞室74上方的孔65中。模块盖111包括内部带螺纹的孔111a，该孔Illa适合与杆110的带螺纹部分IlOb接合。第一密封O形环112a位于模块盖111和主外壳22之间，并且第二密封O形环112b位于杆110和在孔Illa的内部螺纹下方的模块盖111之间。这些密封O形环112a、112b防止加压空气从活塞室74泄漏至分配器10周围的外部环境。内部杆110延伸超过模块盖111至驱动头110c，该驱动头IlOc可被旋转以在模块盖111和活塞室74内向上或向下地移动杆110。在图3中所示的阀构件68的缩回位置中，杆110的下端IlOa邻接活塞部分70，以阻止阀构件68的向上运动。因此，由驱动头IlOc的旋转导致的杆110的运动可操作用于改变阀构件68的总行程长度(图3中以SL示出)。在所示实施例中，行程长度SL可在约
1.5毫米至2.0毫米 之间调节。最大行程长度SL (约2.0毫米)约比传统喷射分配器(未用于如上所述地分配热熔粘合剂)的最大行程长度长四倍。如下文更详细解释，阀构件68的行程长度SL使得能够在分配循环期间从喷嘴66b完全释放热熔粘合剂，并且进一步提高热熔粘合剂的施加温度，以提高通过热熔粘合剂进行有利粘结可用的开放时间。参考图4，阀孔82可限定约0.2毫米至约0.3毫米的出口直径0D。该出口直径OD范围比传统喷射分配器(未用于如上所述地分配热熔粘合剂)的出口更大，并且进一步促进从喷嘴66b释放热熔粘合剂。为此，阀孔82的出口直径0D、阀构件68通过行程长度SL形成的压力波以及球状端108抵着阀座108的冲击共同地足以迫使高粘着热熔粘合剂完全从阀孔82脱离，以形成拉长液滴120。因此，当前实施例的喷射分配器10能够成功地喷射微量热熔粘合剂，包括PUR粘合剂材料，以沿着箭头121所示的行进方向从喷嘴66b飞向基板
12。因而，随着重复分配循环，热熔粘合剂不积聚，从而不阻塞喷嘴66b，并且因此有效喷射热熔粘合剂。作为喷射过程的结果，分配器10控制热熔粘合剂的分配液滴120在脱离点处从喷嘴66b拉长或伸长。在这点上，分配的液滴120限定拉长泪珠型形状，该拉长泪珠型形状具有较宽前端120a和较窄尾端120b (参见图5)。每个分配的液滴120均限定约沿行进方向121限定的从前端120a到尾端120b的液滴长度队。每个分配液滴120也限定在相对于行进方向121的横向方向上限定的液滴宽度Dw，液滴宽度Dw比液滴长度^小。即使喷嘴66b与基板12间隔开分配长度Ld，随着液滴120沿分配长度Ld行进，热熔粘合剂的高粘结性也有助于充分保持分配的液滴120的形状和方向。换句话说，在从喷嘴66b到基板12的行程期间，液滴120不趋向重新成形为更宽的球形液滴。因此在行进期间，液滴宽度Dw保持基本不变。因此，当接触基板12从而配合到小空间诸如具有0.5毫米或更小的凹槽宽度We的凹槽114中时，热熔粘合剂的液滴120保持适当尺寸和方向。相反地，如果液滴120在行进期间重新成形为更宽的球形液滴，液滴宽度Dw就将增大至约1.0毫米，这对于配合到凹槽114中来说太宽。然而，本实施例的分配器10拉长和控制了热熔粘合剂的喷射液滴120的尺寸，所以可将液滴120完全保持在基板12上的凹槽14内，如图4B和图5所示。继续参考图5，在喷射热熔粘合剂期间，可在箭头123的方向上沿凹槽114的长度移动分配器10。当接触凹槽114而非在凹槽114的宽度外部扩散时，沿凹槽114的长度的该移动促进拉长液滴120沿凹槽114的长度扩散。总的来说，分配器10沿凹槽114的长度的移动和分配的液滴120的受控拉长形状和尺寸共同地确保了将热熔粘合剂仅施加到凹槽114中。有利地，在一天的分配过程中，喷射分配器10也始终在每个液滴120中分配相同体积的热熔粘合剂，在这期间尤其是在PUR粘合剂材料的情况下，热熔粘合剂的粘性能够改变高达20-30%。因此，在生产工艺中，可将恒定体积的热熔粘合剂施加至每个连续基板12。喷射分配器10也使得能够以最佳温度分配热熔粘合剂，以用于最大化开放时间或施加后的时间量，在该施加中可通过热熔粘合剂做出有利粘结。如上所述，加热器筒64将热熔粘合剂加热至为施加温度的第一温度，该施加温度小于如果保持在该温度下更长时间段，热熔粘合剂就开始降解的温度。由于粘合剂、将粘结的基板等之间的差异，施加温度可能变化。在下文的示例中，施加温度约为华氏250度。在喷射过程期间，喷射分配器10也有利地在热熔粘合剂上产生足够的剪切力，以导致将热熔粘合剂的分配微液滴快速或瞬间加热至高于第一温度的第二温度。在图6A至图6D中所示的图中进一步图示快速加热该热熔粘合剂的示例。图6A与以典型热熔粘合剂进行的联合测试对应，该典型热熔粘合剂具有比I3UR粘合剂更低的粘结性。在该联合测试中，喷射分配器10在固定基板上连续发射至少20秒，并且允许热熔粘合剂在基板上汇聚。在粘合剂供应装置18上、在分配器模块14上、在喷嘴66b上以及在基板12上安置温度传感器。在联合测试的过程中，加热器筒64将分配器模块14加热至约华氏250度。如图6A中所示，在分配时段(从约t=5秒至约t=25秒)期间，在喷嘴66b处测量的温度和基板上的分配热熔粘合剂的温度峰值充分高于华氏250度的模块温度。在该联合测试中，基板上的热熔粘合剂达到华氏270的最高温度，但是在分配循环完成后迅速冷却，如图6A中所不。图6B与以PUR粘合剂材料进行的联合测试对应。类似于之前的联合测试，喷射分配器10从约t=5秒至约t=25秒连续发射，加热器筒64将分配器模块14加热至约华氏250度。并且PUR粘合剂材料在基板上汇聚。示出在图6B中的分配循环期间，再次快速加热喷嘴66b和基板上的分配PUR粘合剂材料。虽然基板上的温度传感器记录噪声温度信号，但是基板上的PUR粘合剂材料的最高温度为华氏275度。一旦分配循环完成，PUR粘合剂材料就再次在基板上快速冷却。图6C和图6D与使用图6A中的相同热熔粘合剂和图6B中的相同PUR粘合剂材料进行的替换联合测试对应，除了在这些联合测试中，加热器筒64不主动加热分配器模块
14。因此，在两个测试中，由于缺乏主动加热，均示出模块温度在测试的过程中下降。即使无主动加热，在两个测试中，喷嘴66b的温度和基板上的分配粘合剂的温度的峰值也都充分高于分配器模块14的温度。如图6C中所示，当分配器模块14的温度约为华氏225度时，基板上的热熔粘合剂材料达到华氏245度的最高温度。类似地，如图6C中所示，当分配器模块14的温度约为华氏210度时，基板上的PUR粘合剂材料达到华氏270度的最高温度。通过这些联合测试结果，应明白，喷射热熔粘合剂导致热熔粘合剂的施加温度快速升高。对于PUR粘合剂材料，施加温度的该快速升高甚至是更显著的。应相信当球形端108接触阀座80时，阀构件68的增加的行程长度SL导致针72和粘合剂室76中的热熔粘合剂之间的增加的摩擦接合，以及向热熔粘合剂施加的更高冲击或剪切力。每个这些热能增加源均允许喷射的微液滴120的温度明显地快速或瞬时提高到在在分配器模块14处控制的第一温度以上。并且由于喷射的液滴120的尺寸微小，所以该温度升高(例如，升高至上述示例中的第二温度)明显提高了如下时间量:其中喷射的热熔粘合剂保持足够高的温度以形成充分粘结。此外，可通过增加或减小阀构件68的行程长度SL控制喷射液滴120的温度升高。第二温度可以接近或超过其中热熔粘合剂开始降解的温度，但是在从喷嘴66b释放后，喷射液滴120快速冷却，因而使停留在该温度更长时间段导致的降解的风险最小化。在这点上，喷射分配器10有效地提高了热熔粘合剂的开放时间，同时使热熔粘合剂的降解最小化。因而，分配器10解决了关于诸如在手机组件中，将热熔粘合剂或其它粘着材料的液滴120分配至基板12上的小凹槽114中的许多问题。喷射器10在喷射小热熔粘合剂液滴和控制分配的液滴120时是有效的，使得热熔粘合剂配合到小凹槽114中。此外，分配器
10将分配液滴120瞬时加热到在分配器模块14处的受控第一温度以上，使得以热熔粘合剂的最小降解提闻开放时间。虽然已通过本发明的特定实施例例证了本发明，并且同时已相当详细地描述了实施例，但是无意约束或以任何形式将所附权利要求的范围限于该细节。可单独或以任何组合使用本文讨论的各种特征结构。另外的优点和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛方面不限于所示和所述的特定细节、代表性设备和方法以及例证性例子。因此，在不偏离主要发明构思的范围或精神的情况下，可对该细节作出改变。
权利要求
1.一种将热熔粘合剂非接触地分配到基板上的方法，所述方法包括: 在行进方向上从喷嘴出口朝着所述基板喷射多个所述热熔粘合剂的微液滴，所述热熔粘合剂的每个液滴均拉长并且具有大致与所述行进方向对齐的液滴长度和比所述液滴长度短的液滴宽度；以及 控制所述喷射，使得在所述喷嘴出口和所述基板之间的飞行期间，所述热熔粘合剂的每个液滴均保持拉长并且不重新成形为球形液滴。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包括凹槽，所述凹槽限定0.5毫米或更小的凹槽宽度，所述热熔粘合剂的每个液滴的尺寸均形成为使得如果所述液滴重新成形为球形形状，所述液滴宽度将为约1.0毫米，并且，喷射所述热熔粘合剂还包括: 将所述多个液滴施加到所述基板上的所述凹槽中，使得所述热熔粘合剂不流出所述凹槽。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配系统喷射所述热熔粘合剂，所述分配系统包括阀和所述喷嘴出口，并且，喷射所述热熔粘合剂材料还包括: 打开所述阀以通过所述喷嘴出口输送所述热熔粘合剂；以及 关闭所述阀以截断离开所述喷嘴出口的所述热熔粘合剂从而变为液滴。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述阀包括阀座和针，并且，打开所述阀还包括: 将所述针通过约1.5毫米至约2.0毫米的行程长度从所述阀座撤回至缩回位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中关闭所述阀还包括: 将 所述针通过约1.5毫米至约2.0毫米的行程长度从所述缩回位置移动至所述阀座，以形成截断离开所述喷嘴出口的所述热熔粘合剂的压力波。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述热熔粘合剂为聚氨酯反应型(PUR)粘合剂材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其中具有所述喷嘴出口的分配系统喷射所述热熔粘合齐IJ，并且，喷射所述热熔粘合剂还包括: 将所述分配系统加热至第一温度；以及 随着每个液滴从所述喷嘴出口释放，将所述热熔粘合剂的每个喷射微液滴快速加热至高于所述第一温度的第二温度， 其中，将所述热熔粘合剂的每个喷射液滴加热至所述第二温度增加了在所述基板上的所述热熔粘合剂的开放时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中喷射所述热熔粘合剂还包括: 从所述第二温度快速冷却每个喷射液滴，以使所述热熔粘合剂的降解最小化。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一温度在从约华氏225度至约华氏275度的范围内，并且其中所述第二温度比所述第一温度高至少20度。
10.一种利用分配系统将热熔粘合剂非接触地分配到基板上的方法，所述分配系统包括阀和喷嘴出口，所述方法包括: 将所述分配系统加热至第一温度； 通过反复地打开和关闭所述阀，从所述喷嘴出口且朝着所述基板喷射所述热熔粘合齐U，以形成所述热熔粘合剂的多个微液滴；以及 控制所述喷射，使得随着每个液滴从所述喷嘴出口释放，将所述热熔粘合剂的每个液滴均快速加热至高于所述第一温度的第二温度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述阀包括行进通过行程长度的阀构件，并且，控制所述喷射还包括: 调节所述行程长度，以提高或降低所述第二温度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中喷射所述热熔粘合剂还包括: 从所述第二温度快速冷却每个喷射液滴，以使所述热熔粘合剂的降解最小化。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一温度在从约华氏225度至约华氏275度的范围内，并且其中所述第二温度比所述第一温度高至少20度。
14.一种用于分配热熔粘合剂的微液滴的喷射分配器,所述分配器包括: 分配器模块，所述分配器模块包括阀构件，所述阀构件具有活塞部分和针，所述针与所述活塞部分一体形成； 阀主体，所述阀主体被联接至所述分配器模块，并且包括喷嘴，所述喷嘴具有阀座和阀孔；以及 电磁阀，所述电磁阀被联接至所述分配器模块，并且可操作用于输送加压空气，以使所述阀构件朝着所述阀座和离开所述阀座往复运动，使得所述针反复地接触所述阀座，以通过所述阀孔喷射热熔粘合剂的微液滴。
15.根据权利要求14所述的喷射分配器，还包括: 行程调节组件，所述行程调节组件适合于限制所述阀构件离开所述阀座的运动，所述行程调节组件被定位成使得所述阀构件通过如下的行程长度往复运动，该行程长度足以迫使热熔粘合剂的喷射液滴通过所述阀孔并且离开所述阀主体。
16.根据权利要求15所述的喷射分配器，其中所述阀构件的行程长度为约1.5毫米至约2.0毫米。
17.根据权利要求15所述的喷射分配器，其中所述行程调节组件还包括: 模块盖，所述模块盖被联接至所述分配器模块，并且包括内部螺纹孔；以及 杆，所述杆包括中央螺纹部分以及下端，所述中央螺纹部分被构造成与所述内部螺纹孔接合，所述下端适合于在所述行程长度的一端处邻接所述活塞部分。
18.根据权利要求14所述的喷射分配器，其中所述分配器模块包括内部孔，所述内部孔适合于接收所述阀构件，所述阀主体包括上部部分，所述上部部分从所述喷嘴突出并且插入所述内部孔中，并且，所述分配器还包括: 密封部件，所述密封部件在所述阀构件的所述活塞部分和所述阀主体的所述上部部分之间被插入所述内部孔中，所述密封部件将所述内部孔分为气动活塞室和粘合剂室，并且所述密封部件保持所述活塞室中的加压空气和所述粘合剂室中的热熔粘合剂之间的流体分离。
全文摘要
将热熔粘合剂非接触地分配到基板(12)上的喷射分配器和方法。所述方法可包括在行进方向(121)上从喷嘴(66b)出口朝基板(12)喷射热熔粘合剂的多个液滴(120)。每个液滴(120)均具有与行进方向(121)近似对齐的液滴(120)长度和比所述液滴(120)长度短的液滴(120)宽度。控制所述喷射，使得在从喷嘴出口(82)到基板(12)的飞行期间，每个液滴(120)均不下垂为球形液滴(120)。可将喷嘴出口(82)加热至第一温度，并且，所述方法还可以包括在从所述喷嘴出口(82)释放时，将热熔粘合剂的每个液滴(120)均快速加热至高于所述第一温度的第二温度。
文档编号B05B1/30GK103108702SQ201180027822
公开日2013年5月15日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年6月5日
发明者贾斯汀·A·克拉克, 韦斯利·C·福特, 马克·A·古尔德, 劳伦斯·B·赛义德曼, 莱斯利·J·沃尔高, 威廉·M·里奇 申请人:诺信公司