JP2006334496A - Apparatus for mixing and ejecting two liquids - Google Patents

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博 安斉
Satohiro Amano
聡博 天野
Shuichi Goshima
修一 五島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for mixing and ejecting two liquids capable of controlling the nozzle temperature in a short period of time. <P>SOLUTION: The apparatus 1 for mixing and ejecting two liquids equipped with a nozzle 6 for intermittently ejecting a curable material of a two-liquid mixing type that is cured and used by mixing separately stored two species of materials immediately prior to its application has a heating section 7 that contacts the nozzle 6 upon ejecting the curable material and detaches itself from it upon suspending its ejection and a cooling section 8 that contacts the nozzle 6 upon suspending the ejection of the curable material and detaches itself from it upon ejecting the same, with the heating section 7 being always kept at a high temperature sufficient to increase the reaction rate of the curable material and the cooling section 8 being always kept at a low temperature sufficient to decrease the reaction rate of the curable material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、2種類の材料を混合して使用する2液混合型の硬化型材料を吐出するための2液混合吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a two-component mixed discharge device for discharging a two-component mixed type curable material that is used by mixing two types of materials.

2種類の材料を混合して硬化させる、エポキシ、ウレタン等のポリマー材料は、接着剤、絶縁材、シール材等として、様々な分野で幅広く利用されており、主に主剤と硬化剤とを混合して硬化させることにより使用される。これら2種類の材料を混合して吐出し、必要な部分に注入あるいは塗布するための装置として、従来より、図10に示すような2液混合吐出装置がある。   Polymer materials such as epoxy and urethane, which are cured by mixing two types of materials, are widely used in various fields as adhesives, insulating materials, sealing materials, etc., mainly mixing the main agent and curing agent. And then cured. As a device for mixing and discharging these two kinds of materials and injecting or applying them to a necessary portion, there has conventionally been a two-liquid mixing and discharging device as shown in FIG.

2液混合吐出装置300は、主剤302および硬化剤303を混合して吐出するための装置である。主剤302および硬化剤303は、冷却装置301の中に設置された主剤タンク312と硬化剤タンク313にそれぞれ貯蔵されており、ポンプ304、シリンダー305を介して、スクリュー306を備えた混合装置307に供給される。混合装置307で混合された主剤302と硬化剤303とからなる混合材料はノズル308から吐出される。   The two-liquid mixing / discharging device 300 is a device for mixing and discharging the main agent 302 and the curing agent 303. The main agent 302 and the curing agent 303 are respectively stored in a main agent tank 312 and a curing agent tank 313 installed in the cooling device 301, and are supplied to a mixing device 307 including a screw 306 via a pump 304 and a cylinder 305. Supplied. A mixed material composed of the main agent 302 and the curing agent 303 mixed by the mixing device 307 is discharged from the nozzle 308.

2液を均一に混合するための混合装置としては、大別して、高速回転翼等で混合する動的ミキサーと、液体を分割するためのフィンを流路に多段に設けて2液の分割・合流の繰り返しにより混合する静的ミキサーとがある。静的ミキサーは機構が単純であるが、均一混合性を高めるためには、分割フィンの段数を増やす必要があり、微少量を均一混合するためにはコンパクト性の観点から動的ミキサーが有利である。   As a mixing device for uniformly mixing two liquids, roughly divided, a dynamic mixer that mixes with a high-speed rotary blade, etc., and fins for dividing the liquid are provided in multiple stages in the flow path to split and merge the two liquids. And a static mixer that mixes by repeating. The static mixer has a simple mechanism, but it is necessary to increase the number of division fins in order to improve the uniform mixing property, and the dynamic mixer is advantageous from the viewpoint of compactness to uniformly mix a small amount. is there.

しかしながら、動的ミキサーを用いた場合、混合部のせん断発熱により混合材料の温度が上昇する。2液を混合させて硬化させるタイプのポリマー材料は、一般的に温度が高くなると硬化速度が増大し、ポットライフ(可使時間)が短くなるため、間欠的に吐出を行う場合において吐出間隔が長くなると、吐出休止中に混合材料の反応が進んでノズル内で硬化してしまい、吐出間隔に制約が生じてしまう。一方、反応の速度は温度が低い程遅くなるため、混合材料の温度を低く設定しておけば、吐出間隔を長く設定することができる。しかし、混合材料の温度が低いと、吐出後の反応速度、反応状態に影響を及ぼしてしまい、作業効率が低下する。   However, when a dynamic mixer is used, the temperature of the mixed material rises due to shear heat generation in the mixing section. Polymer materials that are cured by mixing two liquids generally increase the curing rate and shorten the pot life (potential life) when the temperature rises. When the length is longer, the reaction of the mixed material proceeds during the discharge pause and is hardened in the nozzle, which restricts the discharge interval. On the other hand, since the reaction speed becomes slower as the temperature is lower, the discharge interval can be set longer if the temperature of the mixed material is set lower. However, if the temperature of the mixed material is low, the reaction speed and reaction state after discharge are affected, and the working efficiency is lowered.

こうした問題の解決策として従来、ノズルを加熱・冷却することにより、ノズルを通過する、あるいはそこに滞留する混合材料の温度を制御する方法が提案されている(例えば、特許文献7)。そのようなノズルの加熱・冷却方法として、図10に示すように、ノズル308の周囲に水冷式熱交換器309を設置し、冷却水と温水とを交互に流す温度調節機構がある。   As a solution to such a problem, a method of controlling the temperature of the mixed material that passes through or stays in the nozzle by heating and cooling the nozzle has been proposed (for example, Patent Document 7). As such a nozzle heating / cooling method, as shown in FIG. 10, there is a temperature adjustment mechanism in which a water-cooled heat exchanger 309 is installed around the nozzle 308 to alternately flow cooling water and hot water.

混合材料の吐出時には、温水を流してノズルを加熱し、混合材料の温度を上昇させて混合材料の硬化速度を増大させることにより、作業効率の向上を図り、吐出休止時には、冷却水を流してノズルを冷却し、混合材料の温度を低下させて混合材料の硬化速度を低下させることにより、可使時間を長くして吐出間隔の制約の緩和を図っている。   When discharging the mixed material, warm water is flown to heat the nozzle, and the temperature of the mixed material is increased to increase the curing rate of the mixed material, thereby improving work efficiency. By cooling the nozzle and lowering the temperature of the mixed material to lower the curing speed of the mixed material, the working life is lengthened and the restriction on the discharge interval is eased.

特開平5−431号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-431 実開平5−2926号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-2926 特開平6−339952号公報JP-A-6-339952 特開平9−193226号公報JP-A-9-193226 特開平9−286046号公報JP-A-9-286046 特開平11−034126号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-034126 特開2000−202884号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-202884 特許第338850号公報Japanese Patent No. 338850

しかしながら、このような温度調節機構では、加熱と冷却を交互に繰り返す場合、冷却水と温水を交互に同一の流路に流すため、切り替えの都度、温度調節機構自体を加熱・冷却する必要があり、温度調節に時間がかかってしまう。また、冷却水・温水を造る装置およびそれを循環させる装置が必要となり、全体が大型になる。   However, in such a temperature control mechanism, when heating and cooling are repeated alternately, the cooling water and the hot water flow alternately in the same flow path. Therefore, it is necessary to heat and cool the temperature control mechanism itself at each switching. It takes time to adjust the temperature. In addition, a device for producing cooling water / hot water and a device for circulating the water are required, and the whole becomes large.

一方、ノズルの先端の加熱、冷却にペルチェ素子を用い、印加電圧方向を切り替えて加熱、冷却を簡素化する構成も提案されているが(例えば、特許文献1)、この方法においても、加熱・冷却に数分を要し、反応速度の速い材料には適用できない。また、このような加熱・冷却を頻繁に繰り返すサイクル運転では、ペルチェ素子の寿命が大幅に短縮されてしまう。   On the other hand, a configuration has been proposed in which a Peltier element is used for heating and cooling the nozzle tip and the applied voltage direction is switched to simplify heating and cooling (for example, Patent Document 1). It takes several minutes for cooling and cannot be applied to materials with a high reaction rate. Further, in such a cycle operation in which heating / cooling is frequently repeated, the life of the Peltier element is significantly shortened.

さらに、ポットライフを長くするために材料の特性を変えることも考えられるが、材料特性を変えたとしても、注入・塗布後の硬化速度も低下してしまい、作業効率が低下する。また、材料特性によりポットライフを長くするのには限界がある。   Furthermore, it is conceivable to change the characteristics of the material in order to increase the pot life. However, even if the material characteristics are changed, the curing rate after pouring / coating also decreases, and the working efficiency decreases. In addition, there is a limit to lengthening the pot life due to material characteristics.

本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするとことは、ノズルの短時間の温度調節が可能な2液混合吐出装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a two-liquid mixing and discharging apparatus capable of adjusting the temperature of a nozzle in a short time.

上記目的を達成するために、本発明における2液混合吐出装置は、別々に貯蔵された2種類の材料を使用直前に混合して硬化させて使用する2液混合型の硬化型材料を間欠的に吐出するためのノズルを備えた、2液混合吐出装置において、前記硬化型材料の吐出時には前記ノズルと接触し、前記硬化型材料の吐出休止時には前記ノズルと非接触となる加熱部と、前記硬化型材料の吐出休止時には前記ノズルと接触し、前記硬化型材料の吐出時には前記ノズルと非接触となる冷却部と、を備え、前記加熱部は前記硬化型材料の反応速度が増大する高温度に常時保たれており、前記冷却部は前記硬化型材料の反応速度が低下する低温度に常時保たれていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the two-component mixing / discharging device according to the present invention intermittently uses a two-component mixed curable material that is used by mixing and curing two types of separately stored materials immediately before use. In the two-liquid mixing / discharging device provided with a nozzle for discharging to the heating unit, the heating unit that is in contact with the nozzle when discharging the curable material and is in non-contact with the nozzle when discharging of the curable material is stopped, A cooling unit that comes into contact with the nozzle when discharge of the curable material is stopped and is not in contact with the nozzle when the curable material is discharged, and the heating unit has a high temperature at which a reaction rate of the curable material increases. The cooling part is always kept at a low temperature at which the reaction rate of the curable material is reduced.

このように、間欠吐出の間、予め高温に保たれた加熱部と、予め低温に保たれた冷却部とを交互にノズルに接触させるので、ノズルおよびノズル内の硬化型材料の温度を短時間で変化させることができる。すなわち、硬化型材料の硬化速度を短時間で変化させることができる。したがって、休止状態から吐出状態への切り替えにおいては短時間で材料を加熱でき、硬化速度を短時間で促進することができる。そして、休止時には短時間で材料を冷やせるので、硬化速度を低下させてポットライフを延長させることができ、それにより休止時間を長くとることができる。また、ポットライフの延長が可能となるので、反応速度の速い材料を適用することが可能となり、材料選択の幅が広がる。   In this way, during intermittent ejection, the heating unit previously maintained at a high temperature and the cooling unit previously maintained at a low temperature are alternately brought into contact with the nozzle, so that the temperature of the nozzle and the curable material in the nozzle can be reduced for a short time. Can be changed. That is, the curing rate of the curable material can be changed in a short time. Therefore, in switching from the resting state to the discharging state, the material can be heated in a short time, and the curing speed can be accelerated in a short time. And since a material can be cooled in a short time at the time of a stop, a cure rate can be reduced and a pot life can be extended, and thereby a stop time can be taken long. In addition, since the pot life can be extended, a material having a high reaction rate can be applied, and the range of material selection is widened.

前記ノズルは、略円筒形状を有し、前記加熱部および前記冷却部はそれぞれ、前記略円筒形状の外径と同径の互いに対向する略半円弧状の凹部を備えた一対の部材から構成され、前記凹部の対向方向において前記ノズルに対して接離し、対向する前記凹部同士が当接すると前記ノズルの外周面と接触する内周面を形成し、前記加熱部および前記冷却部の前記凹部の対向方向は、互いに直交しているのも好適である。   The nozzle has a substantially cylindrical shape, and the heating part and the cooling part are each composed of a pair of members having substantially semicircular arc-shaped concave portions facing each other and having the same diameter as the outer diameter of the substantially cylindrical shape. , In the opposing direction of the concave portion, the inner peripheral surface is brought into contact with the outer peripheral surface of the nozzle when the concave portions facing each other come into contact with each other, and the concave portions of the heating portion and the cooling portion are formed. It is also preferable that the facing directions are orthogonal to each other.

前記ノズルは、略円筒形状を有し、前記加熱部および前記冷却部は、前記ノズルを中心に互いに対向する、前記略円筒形状の外径と同径の略半円弧状の凹部を備え、前記ノズルに対して一体的に相対移動可能に設けられており、前記加熱部の凹部および前記冷却部の凹部は、前記加熱部および前記冷却部が、前記凹部の対向方向において前記ノズルに対して一体的に相対往復することにより、交互に前記ノズルの外周に接触するのも好適である。   The nozzle has a substantially cylindrical shape, and the heating unit and the cooling unit include a substantially semicircular arc-shaped recess having the same diameter as the outer diameter of the substantially cylindrical shape and facing each other around the nozzle, The concave portion of the heating unit and the concave portion of the cooling unit are integrated with the nozzle so as to be integrally movable with respect to the nozzle in the opposing direction of the concave portion. It is also preferable to alternately contact the outer periphery of the nozzle by reciprocating relative to each other.

以上説明したように、本発明により、硬化速度が促進された材料を短時間で吐出することができるので作業効率を向上させることができる。また、休止時間を長くすることができるので吐出間隔の制約を緩和させることができる。   As described above, according to the present invention, the material whose curing speed is accelerated can be discharged in a short time, so that the working efficiency can be improved. In addition, since the pause time can be extended, the restriction on the discharge interval can be relaxed.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .

図1〜図3を参照して、実施例1に係る2液混合吐出装置について説明する。図1(a)は本実施例に係る2液混合吐出装置の構成を示す模式図である。図1(b)は図1(a)中のAA断面を示す模式的断面図である。図2は図1中のAA断面において本実施例に係る2液混合吐出装置のノズル部分の加熱状態を示す模式的断面図である。図3は図1中のAA断面において本実施例に係る2液混合吐出装置のノズル部分の冷却状態を示す模式的断面図である。   With reference to FIGS. 1 to 3, the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a configuration of a two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG.1 (b) is typical sectional drawing which shows the AA cross section in Fig.1 (a). FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a heating state of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment in the AA cross section in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cooling state of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment in the AA cross section in FIG.

本実施例に係る2液混合吐出装置1は、主剤2を貯蔵する主剤タンク12と、硬化剤3を貯蔵する硬化剤タンク13と、スクリュー4を備えた混合装置5と、混合材料を吐出するためのノズル6と、ヒーター7と、水冷装置8と、を備える。   The two-component mixing and discharging apparatus 1 according to the present embodiment discharges a mixed material, a main agent tank 12 that stores the main agent 2, a curing agent tank 13 that stores the curing agent 3, a mixing device 5 that includes the screw 4, and the like. A nozzle 6, a heater 7, and a water cooling device 8 are provided.

2液混合吐出装置1は、別々に貯蔵された主剤2および硬化剤3を使用の直前に混合して硬化させる2液混合型の硬化型材料(例えば、接着剤、絶縁材、シール材等として様々な分野で幅広く利用されるエポキシ、ウレタン等のポリマー材料)を吐出するための装置である。   The two-component mixing and discharging apparatus 1 is a two-component mixed type curable material (for example, an adhesive, an insulating material, a sealing material, etc.) that mixes and cures the main agent 2 and the curing agent 3 stored separately before use. This is a device for discharging a polymer material such as epoxy and urethane widely used in various fields.

主剤タンク12と硬化剤タンク13は、冷却装置11の中に設置されており、主剤2および硬化剤3は低温に保たれている。   The main agent tank 12 and the curing agent tank 13 are installed in the cooling device 11, and the main agent 2 and the curing agent 3 are kept at a low temperature.

主剤タンク12と硬化剤タンク13は、ポンプ9、シリンダー10を介して、混合装置5に接続されており、所定量の主剤2および硬化剤3が、混合装置5に供給される。ポンプ9としては、種々のタイプのポンプが適用可能であり、吐出流量や定量精度に応じて適当な機構を用いることができる。   The main agent tank 12 and the curing agent tank 13 are connected to the mixing device 5 via the pump 9 and the cylinder 10, and a predetermined amount of the main agent 2 and the curing agent 3 are supplied to the mixing device 5. Various types of pumps can be applied as the pump 9, and an appropriate mechanism can be used according to the discharge flow rate and the quantitative accuracy.

混合装置5に供給された主剤2および硬化剤3は、スクリュー4の回転により攪拌・混合される。混合装置5としては、本実施例のようなスクリュー7や、高速回転翼等の回転により2液を攪拌・混合する動的ミキサーや、液体を分割するためのフィンを流路に多段に設けて、2液の分割・合流を繰り返すことにより混合する静的ミキサーも使用することができる。   The main agent 2 and the curing agent 3 supplied to the mixing device 5 are stirred and mixed by the rotation of the screw 4. As the mixing device 5, a screw 7 as in this embodiment, a dynamic mixer that stirs and mixes two liquids by rotation of a high-speed rotary blade, etc., and fins for dividing the liquid are provided in multiple stages in the flow path. A static mixer that mixes by repeating the division and merging of the two liquids can also be used.

混合装置5により混合された混合材料は、ノズル6から吐出される。ノズル6としては、注入・塗布部の形状や寸法に応じて適当な形状・寸法を選択することができる。   The mixed material mixed by the mixing device 5 is discharged from the nozzle 6. As the nozzle 6, an appropriate shape / dimension can be selected according to the shape / dimension of the injection / application portion.

略円筒形状を有するノズル6の周りには、ヒーター7および水冷装置8が設置されている。ヒーター7は、ノズル6を加熱してノズル6内にある混合材料の硬化反応速度を増大させるための加熱部として機能する。また、水冷装置8は、内部を流れる冷却水82によりノズル6を冷却してノズル6内にある混合材料の硬化反応速度を低下させるための冷却部として機能する。   A heater 7 and a water cooling device 8 are installed around the nozzle 6 having a substantially cylindrical shape. The heater 7 functions as a heating unit for heating the nozzle 6 to increase the curing reaction rate of the mixed material in the nozzle 6. Further, the water cooling device 8 functions as a cooling unit for cooling the nozzle 6 with the cooling water 82 flowing inside to reduce the curing reaction rate of the mixed material in the nozzle 6.

ヒーター7は、ノズル6を中心に互いに対向する略半円弧状の周面(凹部)71を備えた一対の部材から構成されており、ノズル6に対して接離可能に設けられている。各周面71は、その内径がノズル6の外径と同径であり、各周面71の縁同士が当接してノズル6に最も接近した状態において、ノズル6の外周面と接触する内周面を形成する。   The heater 7 is composed of a pair of members having substantially semicircular arc-shaped peripheral surfaces (concave portions) 71 facing each other around the nozzle 6, and is provided so as to be able to contact and separate from the nozzle 6. Each peripheral surface 71 has an inner diameter that is the same as the outer diameter of the nozzle 6, and the inner periphery that contacts the outer peripheral surface of the nozzle 6 in a state in which the edges of the peripheral surfaces 71 are in contact with each other and are closest to the nozzle 6. Form a surface.

水冷装置8は、ヒーター7と同様に、ノズル6を中心に互いに対向する略半円弧状の周面(凹部)81を備えた一対の部材から構成されており、ノズル6に対して接離可能に設けられている。各周面81もまた、その内径がノズル6の外径と同径であり、各周面81の縁同士が当接してノズル6に最も接近した状態において、ノズル6の外周面と接触する内周面を形成する。   Similar to the heater 7, the water-cooling device 8 is composed of a pair of members having substantially semicircular arc-shaped peripheral surfaces (concave portions) 81 facing each other around the nozzle 6, and can be contacted and separated from the nozzle 6. Is provided. Each peripheral surface 81 also has an inner diameter that is the same as the outer diameter of the nozzle 6, and the inner surface that contacts the outer peripheral surface of the nozzle 6 in a state where the edges of the peripheral surfaces 81 come into contact with each other and are closest to the nozzle 6. Form a peripheral surface.

ヒーター7の凹部71および水冷装置8の凹部81は、図に示すように、互いに直交する方向でそれぞれ対向するように設けられている。そして、ヒーター7および水冷装置8が交互にノズル6に対して接離することにより、互いに干渉することなく交互にノズル6と接触する。   As shown in the figure, the concave portion 71 of the heater 7 and the concave portion 81 of the water cooling device 8 are provided so as to face each other in directions orthogonal to each other. The heater 7 and the water cooling device 8 are alternately brought into contact with the nozzle 6 so as to be in contact with the nozzle 6 alternately without interfering with each other.

混合材料の吐出時においては、図2に示すように、水冷装置8はノズルから離間し、ヒーター7はノズル6に接触してノズル6およびノズル6内の混合材料を加熱する。この加熱により、混合材料の温度が上昇して反応速度が増大するので、注入・塗布後の混合材料の硬化速度が速くなる。したがって、間欠吐出運転のサイクルタイムを短くすることができる。   At the time of discharging the mixed material, as shown in FIG. 2, the water cooling device 8 is separated from the nozzle, and the heater 7 contacts the nozzle 6 to heat the nozzle 6 and the mixed material in the nozzle 6. This heating increases the temperature of the mixed material and increases the reaction rate, so that the curing rate of the mixed material after injection and application is increased. Therefore, the cycle time of intermittent discharge operation can be shortened.

混合材料の吐出休止時においては、図3に示すように、ヒーター7はノズル6から離間し、水冷装置8はノズル6に接触してノズル6およびノズル6内の混合材料を冷却する。この冷却により、混合材料の温度が低下して反応速度が低下するので、混合材料のポットライフが長くなり、吐出休止中のノズル6内の混合材料の硬化の進行を抑制することができる。したがって、間欠運転における吐出間隔の制約を緩和することができる。   When the discharge of the mixed material is stopped, as shown in FIG. 3, the heater 7 is separated from the nozzle 6, and the water cooling device 8 contacts the nozzle 6 to cool the nozzle 6 and the mixed material in the nozzle 6. By this cooling, the temperature of the mixed material is lowered and the reaction rate is lowered, so that the pot life of the mixed material is lengthened, and the progress of the curing of the mixed material in the nozzle 6 during the discharge suspension can be suppressed. Therefore, the restriction on the discharge interval in intermittent operation can be relaxed.

本実施例においては、ヒーター7および水冷装置8は、ノズル6と接触するときも非接触となるときも、常に、ノズル6を加熱してノズル6内の混合材料の硬化反応速度を増大させることが可能な温度、および、ノズル6を冷却してノズル6内の混合材料の硬化反応速度を低下させることが可能な温度にそれぞれ設定されている。すなわち、ノズル6と接触する前から予め所定の高温および低温に保たれている。したがって、間欠運転状態の変化に合わせてヒーター7および水冷装置8を交互に接触・非接触させることにより、ノズル6の周囲の温度を高温から低温または低温から高温に即座に切り替えることが可能となる。そして、従来のように温調装置自体の温度を高温から低温または低温から高温へ変化させるための時間が不要となる。すなわち、休止状態から吐出状態への切り替えにおいては短時間で材料を加熱でき、硬化速度を短時間で促進することができる。したがって、吐出開始までの待ち時間を短縮することができ、また、製造工程にかかる時間を短くすることができる。また、休止時には短時間で材料を冷やせるので、硬化速度を低下させてポットライフを延長させることができ、それにより休止時間を長くとることができる。したが
って、休止時間を長くとらなければならないような場合にも、好適に適用できる。また、ポットライフの延長が可能となるので、反応速度の速い材料を適用することが可能となり、材料選択の幅が広がる。
In the present embodiment, the heater 7 and the water cooling device 8 always heat the nozzle 6 to increase the curing reaction rate of the mixed material in the nozzle 6, whether it contacts the nozzle 6 or not. And a temperature at which the nozzle 6 can be cooled to reduce the curing reaction rate of the mixed material in the nozzle 6. That is, it is kept at a predetermined high temperature and low temperature before contacting the nozzle 6. Therefore, the temperature around the nozzle 6 can be immediately switched from a high temperature to a low temperature or from a low temperature to a high temperature by alternately bringing the heater 7 and the water cooling device 8 into contact / non-contact with changes in the intermittent operation state. . In addition, time for changing the temperature of the temperature control device itself from a high temperature to a low temperature or from a low temperature to a high temperature as in the prior art becomes unnecessary. That is, in switching from the resting state to the discharging state, the material can be heated in a short time, and the curing speed can be accelerated in a short time. Therefore, the waiting time until the start of discharge can be shortened, and the time required for the manufacturing process can be shortened. In addition, since the material can be cooled in a short time during the pause, the curing rate can be reduced and the pot life can be extended, whereby the pause time can be increased. Therefore, the present invention can be suitably applied to cases where the downtime must be long. In addition, since the pot life can be extended, a material having a high reaction rate can be applied, and the range of material selection is widened.

なお、本実施例においては、ノズル6の加熱機構として、面状発熱体、温水、ペルチェ素子、高周波誘導加熱等を利用することもできる。また、冷却機構としては、水冷の他に、空冷、ペルチェ素子、金属ブロック等を利用することもできる。金属ブロックを用いる場合には水冷、ペルチェ素子等の冷却機構を設けることにより、より効果的に冷却することができる。   In this embodiment, a sheet heating element, hot water, a Peltier element, high frequency induction heating, or the like can be used as the heating mechanism of the nozzle 6. Moreover, as a cooling mechanism, air cooling, a Peltier device, a metal block, etc. can be utilized besides water cooling. When using a metal block, it can cool more effectively by providing a cooling mechanism such as water cooling or a Peltier element.

図4〜図8を参照して、実施例2に係る2液混合吐出装置について説明する。図4(a)は本実施例に係る2液混合吐出装置の正面図である。図4(b)は本実施例に係る2液混合吐出装置の底面図である。図5(a)は本実施例に係る2液混合吐出装置のノズル部分の加熱状態を示す正面図である。図5(b)は本実施例に係る2液混合吐出装置のノズルの加熱状態を示す底面図である。図5(c)は本実施例に係る2液混合吐出装置のノズルの冷却状態を示す正面図である。図5(d)は本実施例に係る2液混合吐出装置のノズルの冷却状態を示す底面図である。図6(a)はノズルの温調特性の解析および検証実験に用いた装置を示す正面図である。図6(b)はノズルの温調特定の解析および検証実験に用いた装置を示す底面図である。図7は図6に示した装置によるノズル表面の昇温特性の解析および検証結果を示した図表である。図8は低温側熱板と高温側熱板を交互にノズルに接触させたときにノズル全体が接触させた熱板と同じ温度になるまでの時間を推算した図表である。   With reference to FIGS. 4 to 8, the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 4A is a front view of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG. 4B is a bottom view of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG. 5A is a front view showing a heating state of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG. 5B is a bottom view showing the heating state of the nozzle of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG.5 (c) is a front view which shows the cooling state of the nozzle of the 2 liquid mixing discharge apparatus concerning a present Example. FIG. 5D is a bottom view showing a cooling state of the nozzle of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG. 6A is a front view showing an apparatus used for analysis and verification experiments of nozzle temperature control characteristics. FIG. 6B is a bottom view showing the apparatus used for the nozzle temperature adjustment specific analysis and verification experiment. FIG. 7 is a chart showing analysis and verification results of the temperature rise characteristics of the nozzle surface by the apparatus shown in FIG. FIG. 8 is a chart in which the time until the temperature reaches the same temperature as the hot plate with which the entire nozzle is brought into contact when the low temperature side hot plate and the high temperature side hot plate are alternately brought into contact with the nozzle is illustrated.

2液混合吐出装置101は、攪拌ヘラ104を備えた混合装置105と、ノズル106と、高温側熱板107と、低温側熱板108と、ペルチェ素子109と、を備える。図示しない主剤タンクおよび硬化剤タンクに貯蔵された主剤2および硬化剤3は、図示しないポンプおよびシリンダーを介して、所定量および所定の配合比となるよう混合装置105に供給される。   The two-liquid mixing / discharging device 101 includes a mixing device 105 including a stirring spatula 104, a nozzle 106, a high temperature side hot plate 107, a low temperature side hot plate 108, and a Peltier element 109. The main agent 2 and the curing agent 3 stored in the main agent tank and the curing agent tank (not shown) are supplied to the mixing device 105 through a pump and a cylinder (not shown) so as to have a predetermined amount and a predetermined mixing ratio.

ここで、図示していない、主剤タンク、硬化剤タンク、ポンプ、およびシリンダーは、その構成及び作用について上記実施例と同様なので、その説明を省略する。   Here, the main agent tank, the curing agent tank, the pump, and the cylinder, which are not illustrated, are the same as those in the above embodiment in terms of the configuration and operation, and thus the description thereof is omitted.

混合装置105に供給された主剤2および硬化剤3は、高速に回転する攪拌ヘラ104によって攪拌・混合されながらノズル106内を流動し、ノズル106の先端から吐出される。   The main agent 2 and the curing agent 3 supplied to the mixing device 105 flow in the nozzle 106 while being stirred and mixed by the stirring spatula 104 that rotates at high speed, and are discharged from the tip of the nozzle 106.

高温側熱板107および低温側熱板108は、略円筒形状を有するノズル106の両側にノズル106を挟んで略平行に配されており、両熱板の一端側においてペルチェ素子109を介して連結されて略コの字状の温調機構を構成する。両熱板のノズル106を挟んだ対向面上には、ノズル106の円筒形状の外径と同径の略半円弧状の凹部181、171がそれぞれ設けられており、凹部181および凹部171はノズル106を挟んで対向している。   The high temperature side hot plate 107 and the low temperature side hot plate 108 are arranged substantially in parallel with the nozzle 106 on both sides of the nozzle 106 having a substantially cylindrical shape, and are connected via a Peltier element 109 on one end side of both hot plates. Thus, a substantially U-shaped temperature control mechanism is configured. On the opposite surfaces of both hot plates sandwiching the nozzle 106, there are provided substantially semicircular arc-shaped concave portions 181 and 171 having the same diameter as the cylindrical outer diameter of the nozzle 106, and the concave portion 181 and the concave portion 171 are provided as nozzles. 106 are opposed to each other.

高温側熱板107、低温側熱板108、およびペルチェ素子109からなる温調機構は、凹部181および凹部171の対向方向においてノズル106に対して相対的に往復移動可能に設けられている。そして、温調機構の相対往復移動により、凹部181および凹部171が、ノズル106の側面に交互に接触することになる。   A temperature adjustment mechanism including the high temperature side heat plate 107, the low temperature side heat plate 108, and the Peltier element 109 is provided so as to be capable of reciprocating relative to the nozzle 106 in a direction opposite to the concave portion 181 and the concave portion 171. And the recessed part 181 and the recessed part 171 will contact the side surface of the nozzle 106 alternately by the relative reciprocation of a temperature control mechanism.

したがって、混合材料の吐出休止中は混合材料を冷却して硬化速度を低下させるために
、温調機構はノズル106に対して相対移動して、図5(c)および図5(d)に示すように、低温側熱板108の凹部181をノズル106の側面に接触させてノズル106およびノズル106内の混合材料を冷却する。また、混合材用の吐出中は、混合材料を加熱して硬化速度を増大させるために、温調機構はノズル106に対する相対移動により、図5(a)および図5(b)に示すように、高温側熱板107の凹部171をノズル106の側面に接触させてノズル106およびノズル106内の混合材料を加熱する。
Therefore, in order to cool the mixed material and reduce the curing rate during the suspension of the discharge of the mixed material, the temperature adjustment mechanism moves relative to the nozzle 106, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d). As described above, the concave portion 181 of the low temperature side hot plate 108 is brought into contact with the side surface of the nozzle 106 to cool the nozzle 106 and the mixed material in the nozzle 106. In addition, during the discharge for the mixed material, the temperature control mechanism moves relative to the nozzle 106 in order to heat the mixed material and increase the curing rate, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Then, the concave portion 171 of the high temperature side hot plate 107 is brought into contact with the side surface of the nozzle 106 to heat the nozzle 106 and the mixed material in the nozzle 106.

高温側熱板107および低温側熱板108は、ペルチェ素子109によって予め加熱および冷却されて、ノズル106と接触するときも非接触となるときも、常に、ノズル106を加熱してノズル106内の混合材料の硬化反応速度を増大させることが可能な温度、および、ノズル106を冷却してノズル106内の混合材料の硬化反応速度を低下させることが可能な温度にそれぞれ保たれている。したがって、上述のように間欠運転状態の変化に合わせて高温側熱板107および低温側熱板108を交互にノズル106に接触させることにより、ノズル106およびノズル106内の混合材料の温度を短時間で変化させることができる。したがって、間欠運転のサイクルタイムを短縮することができる。   The high temperature side hot plate 107 and the low temperature side hot plate 108 are heated and cooled in advance by the Peltier element 109, so that the nozzle 106 is always heated to contact the nozzle 106 to be in the non-contact state. The temperature at which the curing reaction rate of the mixed material can be increased and the temperature at which the nozzle 106 can be cooled to decrease the curing reaction rate of the mixed material in the nozzle 106 are maintained. Therefore, as described above, the high temperature side hot plate 107 and the low temperature side hot plate 108 are alternately brought into contact with the nozzle 106 in accordance with the change in the intermittent operation state, so that the temperature of the mixed material in the nozzle 106 and the nozzle 106 is reduced for a short time. Can be changed. Therefore, the cycle time of intermittent operation can be shortened.

ここで、図6に示す構成により、ノズル表面の昇温特性について調べた。図6はノズルに熱板を接触させたときの接触面と反対側のノズル表面の昇温特性を解析および検証するための実験装置の正面図および底面図である。15℃に冷却した、材質が洋白のノズル106(外径5mm、内径3mm、長さ30mm)の側面に40℃の熱板を接触させて、接触面と反対側のノズル表面の昇温特性を調べた。その結果を図7に示す。図7の図表に示すように、実験結果と解析結果は良く一致しており、熱板を接触させた側面と反対側のノズル表面は約20秒と高速で昇温できることが確認された。   Here, the temperature rise characteristic of the nozzle surface was examined by the configuration shown in FIG. FIG. 6 is a front view and a bottom view of an experimental apparatus for analyzing and verifying the temperature rise characteristic of the nozzle surface opposite to the contact surface when the hot plate is brought into contact with the nozzle. Heating characteristics of the nozzle surface opposite to the contact surface by contacting a 40 ° C hot plate to the side of the nozzle 106 (outer diameter 5 mm, inner diameter 3 mm, length 30 mm) cooled to 15 ° C. I investigated. The result is shown in FIG. As shown in the chart of FIG. 7, the experimental result and the analysis result are in good agreement, and it was confirmed that the temperature of the nozzle surface on the opposite side to the side in contact with the hot plate can be increased at a high speed of about 20 seconds.

本実施例においては、高温側熱板107および低温側熱板108の表面を、図6に示すように、凹部を設けずに平らとしてもよいが、凹部171、181を設けてノズル106との接触面積を大きくすれば、加熱および冷却速度が向上するのは言うまでもない。   In the present embodiment, the surfaces of the high temperature side hot plate 107 and the low temperature side hot plate 108 may be flat without providing the concave portions as shown in FIG. 6. However, the concave portions 171 and 181 are provided to Needless to say, increasing the contact area improves the heating and cooling rates.

また、実施例2の構成において、ペルチェ素子により低温側熱板を10℃、高温側熱板を40℃に制御しておき、低温側熱板と高温側熱板を交互にノズルに接触させたときに、ノズル全体が接触させた熱板と同じ温度になるまでの時間を推算した。その結果を図8に示す。10℃と40℃との間の昇降温に要する時間は、ノズルの材質によって異なり、SUSでは10秒以上であるが、洋白では約6秒、真鍮では約2秒、ジュラルミンでは約1秒であった。   In the configuration of Example 2, the low temperature side hot plate was controlled to 10 ° C. and the high temperature side hot plate was controlled to 40 ° C. by the Peltier element, and the low temperature side hot plate and the high temperature side hot plate were alternately brought into contact with the nozzle. In some cases, the time until the entire nozzle reached the same temperature as the contacted hot plate was estimated. The result is shown in FIG. The time required for raising and lowering the temperature between 10 ° C and 40 ° C depends on the material of the nozzle. It is 10 seconds or more for SUS, but about 6 seconds for Western, about 2 seconds for brass, and about 1 second for duralumin. there were.

以上の結果より、本発明による短時間の温度調節が可能であることが証明された。   From the above results, it was proved that the temperature can be adjusted in a short time according to the present invention.

図9を参照して、実施例3に係る2液混合吐出装置について説明する。図9(a)は本実施例に係る2液混合吐出装置の正面図である。図9(b)は本実施例に係る2液混合吐出装置の底面図である。   With reference to FIG. 9, a two-liquid mixing and discharging apparatus according to the third embodiment will be described. FIG. 9A is a front view of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment. FIG. 9B is a bottom view of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the present embodiment.

2液混合吐出装置201は、攪拌ヘラ204を備えた混合装置205と、ノズル206と、高温側熱板207と、低温側熱板208と、ペルチェ素子209と、を備える。また、高温側熱板207および低温側熱板208は、ノズル206の円筒形状の外径と同径の略半円弧状の凹部271、281をそれぞれ備える。主剤2および硬化剤3は、図示しない主剤タンクおよび硬化剤タンクに貯蔵されており、図示しないポンプおよびシリンダーを介して、所定量および所定の配合比となるよう混合装置205に供給される。   The two-liquid mixing / discharging device 201 includes a mixing device 205 including a stirring spatula 204, a nozzle 206, a high temperature side hot plate 207, a low temperature side hot plate 208, and a Peltier element 209. Moreover, the high temperature side hot plate 207 and the low temperature side hot plate 208 are provided with substantially semicircular arc-shaped concave portions 271, 281 having the same diameter as the cylindrical outer diameter of the nozzle 206, respectively. The main agent 2 and the curing agent 3 are stored in a main agent tank and a curing agent tank (not shown), and are supplied to the mixing device 205 through a pump and a cylinder (not shown) so as to have a predetermined amount and a predetermined blending ratio.

本実施例においては、高温側熱板207のノズル206と接触する面と反対側の面には
、温調を安定化させるため、放熱器210および空冷ファン211が取り付けられている。
In the present embodiment, a radiator 210 and an air cooling fan 211 are attached to the surface of the high temperature side hot plate 207 opposite to the surface in contact with the nozzle 206 in order to stabilize the temperature control.

ここで、本実施例におけるその他の構成および作用、さらに、図示していない、主剤タンク、硬化剤タンク、ポンプ、およびシリンダーの構成及び作用については上記実施例と同様なので、その説明を省略する。   Here, since the other configurations and operations in the present embodiment, and the configurations and operations of the main agent tank, the curing agent tank, the pump, and the cylinder, which are not shown, are the same as those in the above embodiment, the description thereof is omitted.

本実施例に係る2液混合吐出装置201を用いて、2液混合硬化タイプのウレタンゴムの吐出試験を行った。主剤2と硬化剤3の混合比を100:45とし、2液の供給温度を約40℃とした。吐出条件は、1回の吐出量0.5gを5秒で吐出する間欠吐出とし、攪拌ヘラ204の回転速度は2500rpmとした。熱板は高温側207を40℃、低温側208を10℃に制御し、吐出中は高温側熱板207を、吐出停止中は低温側熱板208をノズル206に接触させた。その結果、吐出停止時間約3分まで、ノズル206中の混合材料は硬化が開始しなかった。   Using the two-component mixing and discharging apparatus 201 according to this example, a two-component mixed curing type urethane rubber discharging test was performed. The mixing ratio of the main agent 2 and the curing agent 3 was 100: 45, and the supply temperature of the two liquids was about 40 ° C. The discharge conditions were intermittent discharge in which a discharge amount of 0.5 g was discharged in 5 seconds, and the rotation speed of the stirring spatula 204 was 2500 rpm. The hot plate was controlled so that the high temperature side 207 was 40 ° C. and the low temperature side 208 was 10 ° C., and the high temperature side hot plate 207 was brought into contact with the nozzle 206 during discharge and the low temperature side hot plate 208 was in contact with the nozzle 206 during discharge stop. As a result, the mixed material in the nozzle 206 did not start curing until the discharge stop time was about 3 minutes.

(比較例)
本実施例において、ペルチェ素子209による温度調節を行わなかったところ、ノズル206中の混合材料は、約20秒後から硬化が開始した。
(Comparative example)
In this example, when the temperature was not adjusted by the Peltier element 209, the mixed material in the nozzle 206 started to be cured after about 20 seconds.

以上の結果から、本発明によるノズルの温度調節により混合材料の硬化速度を効果的に変化させることが可能であることが証明された。   From the above results, it was proved that the curing rate of the mixed material can be effectively changed by adjusting the temperature of the nozzle according to the present invention.

図1は実施例1に係る2液混合吐出装置の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the first embodiment. 図2は図1中のAA断面において実施例1に係る2液混合吐出装置のノズル部分の加熱状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a heating state of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the first embodiment in the AA cross section in FIG. 図3は図1中のAA断面において実施例1に係る2液混合吐出装置のノズル部分の冷却状態を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cooling state of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the first embodiment in the AA cross section in FIG. 図4は実施例2に係る2液混合吐出装置の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a two-liquid mixing and discharging apparatus according to the second embodiment. 図5は実施例2に係る2液混合吐出装置のノズル部分の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of the nozzle portion of the two-liquid mixing and discharging apparatus according to the second embodiment. 図6はノズルの温調特性の解析および検証実験に用いた装置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an apparatus used for analysis and verification experiments of nozzle temperature control characteristics. 図7はノズル表面の昇温特性の解析および検証結果を示した図表である。FIG. 7 is a chart showing analysis and verification results of the temperature rise characteristics of the nozzle surface. 図8は低温側熱板と高温側熱板を交互にノズルに接触させたときにノズル全体が接触させた熱板と同じ温度になるまでの時間を推算した図表である。FIG. 8 is a chart in which the time until the temperature reaches the same temperature as the hot plate with which the entire nozzle is brought into contact when the low temperature side hot plate and the high temperature side hot plate are alternately brought into contact with the nozzle is illustrated. 図9は実施例3に係る2液混合吐出装置の模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of a two-liquid mixing and discharging apparatus according to the third embodiment. 図10は従来技術に係る2液混合吐出装置の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a two-liquid mixing and discharging apparatus according to the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 2液混合吐出装置
2 主剤
3 硬化剤
4 スクリュー
5 混合装置
6 ノズル
7 ヒーター
71 凹部
8 水冷装置
81 凹部
82 冷却水
9 ポンプ
10 シリンダー
11 冷却装置
12 主剤タンク
13 硬化剤タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2 liquid mixing and discharging apparatus 2 Main agent 3 Hardener 4 Screw 5 Mixer 6 Nozzle 7 Heater 71 Recess 8 Water cooling device 81 Recess 82 Cooling water 9 Pump 10 Cylinder 11 Cooling device 12 Main agent tank 13 Hardener tank 13

Claims (3)

別々に貯蔵された2種類の材料を使用直前に混合して硬化させて使用する2液混合型の硬化型材料を間欠的に吐出するためのノズルを備えた、2液混合吐出装置において、
前記硬化型材料の吐出時には前記ノズルと接触し、前記硬化型材料の吐出休止時には前記ノズルと非接触となる加熱部と、
前記硬化型材料の吐出休止時には前記ノズルと接触し、前記硬化型材料の吐出時には前記ノズルと非接触となる冷却部と、を備え、
前記加熱部は前記硬化型材料の反応速度が増大する高温度に常時保たれており、
前記冷却部は前記硬化型材料の反応速度が低下する低温度に常時保たれていることを特徴とする2液混合吐出装置。
In a two-component mixed discharge device including a nozzle for intermittently discharging a two-component mixed type curable material that is used by mixing and curing two types of materials stored separately before use,
A heating unit that comes into contact with the nozzle when discharging the curable material, and is in non-contact with the nozzle when the discharge of the curable material is stopped;
A cooling unit that comes into contact with the nozzle when the discharge of the curable material is stopped, and is in non-contact with the nozzle when the curable material is discharged;
The heating unit is always kept at a high temperature at which the reaction rate of the curable material increases,
The two-liquid mixing and discharging apparatus characterized in that the cooling section is always kept at a low temperature at which the reaction rate of the curable material is lowered.
前記ノズルは、略円筒形状を有し、
前記加熱部および前記冷却部はそれぞれ、前記略円筒形状の外径と同径の互いに対向する略半円弧状の凹部を備えた一対の部材から構成され、前記凹部の対向方向において前記ノズルに対して接離し、対向する前記凹部同士が当接すると前記ノズルの外周面と接触する内周面を形成し、
前記加熱部および前記冷却部の前記凹部の対向方向は、互いに直交していることを特徴とする請求項1に記載の2液混合吐出装置。
The nozzle has a substantially cylindrical shape,
Each of the heating part and the cooling part is composed of a pair of members having substantially semicircular arc-shaped recesses facing each other and having the same diameter as the substantially cylindrical outer diameter. And forming an inner peripheral surface that comes into contact with the outer peripheral surface of the nozzle when the opposing concave portions are in contact with each other,
2. The two-liquid mixing and discharging apparatus according to claim 1, wherein opposing directions of the concave portions of the heating unit and the cooling unit are orthogonal to each other.
前記ノズルは、略円筒形状を有し、
前記加熱部および前記冷却部は、前記ノズルを中心に互いに対向する、前記略円筒形状の外径と同径の略半円弧状の凹部を備え、前記ノズルに対して一体的に相対移動可能に設けられており、
前記加熱部の凹部および前記冷却部の凹部は、前記加熱部および前記冷却部が、前記凹部の対向方向において前記ノズルに対して一体的に相対往復することにより、交互に前記ノズルの外周に接触することを特徴とする請求項1に記載の2液混合吐出装置。
The nozzle has a substantially cylindrical shape,
The heating section and the cooling section include a substantially semicircular arc-shaped recess having the same diameter as the substantially cylindrical outer diameter and facing each other with the nozzle as a center, and can be relatively moved integrally with the nozzle. Provided,
The recess of the heating unit and the recess of the cooling unit alternately contact the outer periphery of the nozzle by the relative reciprocation of the heating unit and the cooling unit relative to the nozzle in the opposing direction of the recess. The two-liquid mixing and discharging device according to claim 1.
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