JP2003531000A - 混合機 - Google Patents

混合機

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JP2003531000A
JP2003531000A JP2001578076A JP2001578076A JP2003531000A JP 2003531000 A JP2003531000 A JP 2003531000A JP 2001578076 A JP2001578076 A JP 2001578076A JP 2001578076 A JP2001578076 A JP 2001578076A JP 2003531000 A JP2003531000 A JP 2003531000A
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orifices
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ワグナー，インゴ
ブランホルスト，ゲルド
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スリーエム エスペ アーゲー
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    • B01F33/501—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2305—Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ペースト状の材料を混合するために使用される装置に関し、ここにおいて、前記装置の弾性率は200N/mm2を超え、および／または前記装置の材料の破断点歪は2〜1000%であり、また、前記装置は少なくとも２つの非円形開口部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、混合機、特に動的混合機型、および／または、カートリッジフロン
ト型である装置であって、高粘性のペーストを混合するために使用される装置、
並びに、前記２つの装置の組合せに関する。
【０００２】 ２成分分配装置は、欧州公開特許公報第0 232 733号または米国特許第5,487,6
06号に記載されている。こうした分配装置は、静的混合機または流動混合機とも
呼ばれる。
【０００３】 これら混合機は、本質的に、容易に混合可能でそれ程高度に粘性のない比較的
少量の材料を混合するためにのみ適する。混合機は、２個のプランジャがある二
重カートリッジ上に取り付けられる。プランジャに対する力の伝達は、手動で行
われる。混合結果の品質は、混合カニューレの長さおよびそれに含まれる螺旋の
数によって最終的に決まる。混合カニューレの容積は、カートリッジの容積に関
連して無視できるものではなく、混合カニューレが変わると、混合されるかまた
は混合された材料の望ましくない損失が生じる。
【０００４】 こうした問題の中には、WO98/43727に記載されているような動的混合機を使用
することにより未然に防ぐことができるものもある。
【０００５】 少なくとも２つのペースト状材料を混合する方法および装置は、ドイツ特許公
開公報第42 02 591号にも記載されている。この装置は２個の容器を含み、これ
ら容器の出口スタブは、互いに隣接して平行に配置され、一緒に混合機上に結合
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題および課題を解決するための手段】
本質的に理想的な混合機は、一方では一貫した混合品質で高度の材料処理能力
を可能にし、他方では、混合時の材料の損失を防止して、製造コストを低く保つ
ために小さい全体寸法を有する。
【０００７】 代表的な動的混合機は、混合される材料のための２つの円形入口オリフィス（
orifice）、および混合羽根を駆動する駆動軸を収容するためのオリフィスも有
する。混合される材料は、一般に、電動プランジャにより対応するカートリッジ
から供給される。
【０００８】 一貫した混合品質を有しつつ、処理能力が高度であることが望ましい。
【０００９】 しかし、単位時間当たりの混合可能な材料の量は、一方では入口オリフィスの
サイズにより制限され、他方ではプランジャに伝達できる力により制限される。
【００１０】 円形入口オリフィスの直径を拡大すると、必然的に混合機全体が拡大し、その
結果、死空間（dead volume）が拡大することになり望ましくない。
【００１１】 入口オリフィスの幾何学的形状の変更は、この時点におけるシーリングに関連
して問題が生じる原因になり、駆動軸に必要なオリフィスによっても制限される
。
【００１２】 それに代えて、ラムに加わる力を増加させることができる。しかし、この方法
は、入口オリフィスのサイズとともに装置の材料特性によって制限される。
【００１３】 したがって、本発明の目的は、混合のための装置であって、本質的に同じ混合
品質と、材料を搬送するために混合装置により加えなければならないラム圧力が
好ましくは同じ圧力であること、とを有しつつ、高度の材料処理能力を可能にす
る前記装置を提供することである。
【００１４】 この目的は、特許請求の範囲に記載される装置により達成される。
【００１５】 入口オリフィスを円形以外の形状にすることにより、混合される材料の入口オ
リフィスをより大きくしても、混合機またはカートリッジフロントの全体のサイ
ズを同じままにしておくことができる。
【００１６】 混合機またはカートリッジフロントの材料に特徴的である言及されたパラメー
ターを維持しつつ、たとえばシーリングリップおよび／またはシーリングリング
のような追加のシールを設けることを省略することもできる。
【００１７】 この場合、混合機またはカートリッジフロント型である装置は、一方では適切
に弾性および可撓性であって、これら自体がシールとして作用できるように、他
方では、混合される材料が供給される際または混合時に生じる力に対処できるよ
うに、適切に安定している。
【００１８】 DIN 53455に従って測定して200N/mm2を超える弾性率、好ましくは200〜3600N/
mm2、特に好ましくは500〜1500N/mm2の弾性率を有する材料が有利であることが
実証されている。
【００１９】 同様にDIN 53455に従って測定して2〜1000、好ましくは100〜800の範囲の破断
伸び[%]を有する材料も、好適であることが実証されている。
【００２０】 材料としては、上記の弾性率および破断伸びを組み合わせた性質を有するもの
であることが好ましい。
【００２１】 前記特性の少なくとも１つを持たない材料は、混合機、特に動的混合機、およ
び／または円形以外の形状のオリフィスを有するカートリッジフロントには適さ
ないことが実証されている。
【００２２】 本発明の目的上、オリフィスという用語は、入口オリフィスおよび出口オリフ
ィスの両方を意味すると理解される。これは、混合される物質がどの方向に流れ
、または強制的に送られるかということと、そして混合機内のオリフィスを考慮
するか、またはカートリッジフロント内のオリフィスを考慮するかということ、
とによって決まる。
【００２３】 カートリッジフロントは、通常、少なくとも１つの入口オリフィスを一般に有
し、これは少なくとも１つの出口オリフィスに対応する。
【００２４】 他方で、混合機は、通常、入口オリフィス２つおよび出口オリフィス１つのみ
を有する。
【００２５】 長円形のオリフィスおよび／または腎臓形もしくは鎌形、特に縁部および隅を
丸めたオリフィスは好都合である。
【００２６】 このタイプの設計により、駆動軸のオリフィス周囲の入口オリフィスであって
、一般に動的混合機の中心に位置する入口オリフィスの配置を最適化することが
できる。さらに、この設計により、用いられる入口オリフィスに使用可能な動的
混合機の全体の表面積を実質的に利用することができる。
【００２７】 本発明にかかる装置は、好ましくは少なくとも２個、可能なら３個または４個
のオリフィスを有する。
【００２８】 形状が円形ではないオリフィスは、通常、表面積が円形構成の場合に可能な表
面積よりも大きい表面積を有する。
【００２９】 これらオリフィスは、通常、駆動軸用のオリフィスの周囲に対称に配置される
。
【００３０】 しかし、混合要素の駆動は、たとえばPCT/EP00/09447号に記載されているよう
に心狂いを生じることがある。
【００３１】 動的混合機型である本発明にかかる装置は、一般に、少なくとも３個の構成要
素を含み、特に、非円形入口オリフィス（２、３）と、駆動軸（図示しない）用
のオリフィス（４）とが内部に設けられる基部プレート（１）と、基部プレート
（１）内に回転可能に取り付けられ、混合羽根（６）が取り付けられる回転子（
５）と、駆動軸を収容するための賦形溝（７）と、また、回転子（５）が内部で
動作するハウジング（８）をも備える。
【００３２】 適切な場合は、装置は、入口オリフィス（２、３）の領域に少なくとも１つの
シールをさらに有する。
【００３３】 駆動軸用の溝（７）は、混合に適する力が駆動軸から混合羽根（６）に伝達さ
れることを条件として、任意の所望の形状で良い。
【００３４】 角のある形状のオリフィスは、トルクを駆動軸から回転子に伝達するのに好ま
しいことが実証された。駆動軸用の賦形溝（７）は、三角形、矩形、正方形、五
角形、六角形、七角形、八角形であるか、または中空ピニオンとして賦形するこ
とが好ましい。
【００３５】 混合機の長さおよび／または直径は、一般に5〜1000mmの範囲、好ましくは10
〜100mmの範囲である。
【００３６】 入口オリフィスの表面積は、一般に0.1〜5000mm2の範囲、好ましくは1〜400mm2 である。
【００３７】 装置の外側表面領域を汚すことなく、確実に、混合される物質を全体に均質に
混合するには、混合機と、混合機内に押し入れられるカートリッジフロントとを
、両者が互いに整合するように製造する必要がある。
【００３８】 この整合は、一般に、カートリッジフロント（１０、１１）のオリフィスの幾
何学的形状を混合機の入口オリフィス（２、３）に適合させることにより達成さ
れる。これは、差込接続、スナップ嵌合式接続、またはねじ込み接続により達成
することができる。
【００３９】 別法によるかまたは追加として、前記整合は、材料を適合させても得られる。
【００４０】 良好なシーリング効果は、特に、混合機の材料が800〜1400N/mm2の範囲の弾性
率、および／または200〜800%の範囲の破断伸びを有し、そして、カートリッジ
フロントの材料が、2000〜3000N/mm2の範囲の弾性率、および／または50〜200%
の範囲の破断伸びを有する場合に得られることが分かった。
【００４１】 同等な良好シーリング効果は、混合機の材料が2000〜3000N/mm2の範囲の弾性
率および／または50〜200%の範囲の破断伸びを有し、そしてカートリッジフロン
トの材料が、800〜1400N/mm2の範囲の弾性率、および／または200〜800%の範囲
の破断伸びを有する場合に得られる。
【００４２】 前記装置に好適な材料は、特に２個の非円形入口もしくは出口オリフィスを備
える混合機および／またはカートリッジフロント型においては、PE、OPP、PP、P
TFE、PCおよび／またはPOMである。これら材料は、繊維強化および／または充填
形態で使用することが好ましい。
【００４３】 適切な繊維および充填剤は、ガラス繊維／粒子および炭素繊維／粒子である。
【００４４】 適切な混合機および／またはカートリッジフロントは、たとえば射出成形工程
、適切な場合は２成分射出成形工程により製造することができる。
【００４５】 本発明による混合機およびカートリッジフロントは、あらゆる領域の技術、特
に高粘性、ペースト状および／または高粘度の流動材料を混合するために使用す
ることができる。
【００４６】 これらは、通常、保存状態では少なくとも２つの成分として保たれ、使用する
前に混合しなければならない物質を意味すると理解される。
【００４７】 例として、接着剤、接合シーラント、塗料が挙げられる。
【００４８】 本発明による混合機およびカートリッジフロントは、好ましくは歯科分野で使
用することができる。特に、本発明にかかる装置は、高粘性の印象材の混合であ
って、適切なカートリッジ内に押し込まれたフィルムバッグから電動ラムにより
押し出される印象材を混合するのに適する。また、フィルムバッグを使用せずに
、材料が直接充填された適切なカートリッジから材料を供給することも考えられ
、可能である。
【００４９】 高粘性の材料という用語は、80mm未満の直径で測定され、DIN 4823クラス０〜
３に従って試験した稠度試験により決定された粘度を有するすべての材料を含む
。
【００５０】 シリコーン、ポリエーテル、ポリエーテルシリコーン、エポキシ樹脂およびポ
リウレタンは、材料の例として記載する。
【００５１】 好適な典型的具体例を、図面に基づいて以下に説明する。 図１は、本発明にかかる装置であって、３つの構成要素、即ち非円形入口オリフ
ィス（２、３）と駆動軸用のオリフィス（４）とが内部に設けられた基部プレー
ト（１）と、該基部プレート（１）内に回転可能に取り付けられ、また混合羽根
（６）が取り付けられる回転子（５）と、駆動軸を収容するための賦形溝（７）
を有するオリフィスと、内部で回転子（５）が動作するハウジング（９）とを備
える動的混合機型である装置を示す。
【００５２】 図２は、本発明にかかる装置であって、異なるサイズの２つの腎臓形入口オリ
フィス（２、３）、および駆動軸用の六角形溝（７）を有する円形オリフィス（
４）を備えた動的混合機型である装置を示す。また、混合機羽根（６）も示され
、ここではオリフィス（２）内に見られる。
【００５３】 図３は、本発明にかかる装置であって、２つのカートリッジフロント（９、９
‘）と連動する図１に記載の混合機を含む。動的混合機の異なるサイズの２つの
オリフィス（２、３）は、カートリッジフロント（１０、１１）の２個の出口オ
リフィスに対応する。
【００５４】 図４は、腎臓形オリフィス（１０）を備えたカートリッジフロントの平面図を
示し、たとえば図２のオリフィス（３）に対応する。
【００５５】 動的混合機型である本発明にかかる装置の非円形オリフィスに関し、更に可能
な構造は、図５および図６に示される。
【００５６】 図５の混合機は、長円形の２つのオリフィスを有し、図６の混合機は、隅を丸
めた半円形の２つのオリフィスを有する。
【００５７】 参照符号リスト 基部プレート （１） 入口オリフィス （２、３） 駆動軸用オリフィス （４） 回転子 （５） 混合羽根 （６） 賦形溝 （７） ハウジング （８） カートリッジフロント （９、９'） カートリッジフロントのオリフィス （１０、１１）
【図面の簡単な説明】
図１ 動的混合機型の装置の縦方向断面を示す。 図２ 動的混合機型の装置の平面図を示す。 図３ 混合機およびカートリッジフロントを含む装置を示す。 図４ カートリッジフロント型の構成の平面図を示す。 図５ 動的混合機のその他の実施態様の平面図を示す。 図６ 動的混合機のその他の実施態様の平面図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月２９日（２０００．４．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】追加
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4G035 AB41 AE13 4G037 AA02 DA30 EA03 4G078 AA13 AB06 BA01 DA26 EA08 EA10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ペースト状の材料を混合するために用いられる動的混合機型また
    はカートリッジフロント型の装置であって、少なくとも２つのオリフィスを有し
    て該オリフィスの少なくとも一つが非円形であり、前記混合機型の装置は対応オ
    リフィスを有する少なくとも１つのカートリッジフロント型装置に接続するよう
    に設計され、ならびに、 前記混合機型の装置の材料が800〜1400N/mm2の弾性率および／または200〜800
    %の破断伸びを有し前記カートリッジフロント型の装置の材料の破断伸びが50〜2
    00%および／または弾性率が2000〜3000N/mm2であるか、あるいは 前記カートリッジフロント型の装置の材料が800〜1400N/mm2の弾性率および／
    または200〜800%の破断伸びを有し前記混合機型の装置の材料の破断伸びが50〜2
    00%および／または弾性率が2000〜3000N/mm2である、前記装置。
  2. 【請求項２】 ２、３または４個の非円形オリフィスを有する混合機型である、
    請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つの非円形オリフィスが腎臓形、長円形または鎌形
    である、前記請求項のいずれか１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 賦形溝が三角形、矩形、五角形、六角形、七角形、八角形、星形
    、または駆動軸用のオリフィス内に位置する中空ピニオンとして賦形される、前
    記請求項のいずれか１に記載の動的混合機型の装置。
  5. 【請求項５】 射出成形による前記請求項のいずれか１に記載の装置の製造方法
    。
  6. 【請求項６】 高粘性、ペースト状および／または高粘度流動性の材料の混合の
    ための、前記請求項のいずれか１に記載の装置の使用。
  7. 【請求項７】 少なくとも２つのオリフィスを有し該オリフィスの少なくとも一
    つが非円形であり、混合機型の装置が対応オリフィスを有する少なくとも１つの
    カートリッジフロント型装置に接続するように設計されている動的混合機型また
    はカートリッジフロント型の装置の製造のための、200N/mm2を超える範囲の弾性
    率および／または2〜1000%の範囲の破断伸びを有する材料の使用。
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