JP2007015133A - ２成分形シリコーンの混合吐出装置およびこれを用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 主剤と硬化剤の混合時に空気を巻き込むことがなく、一度に主剤と硬化剤を大量に混合することができる２成分形シリコーンの混合吐出装置およびこれを用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法を提供する。
【解決手段】 主剤と硬化剤を混合し、その混合物を吐出するノズル１１と、そこに備えられたローターを駆動するダイナミックモーター１３と、主剤タンク１４と、そこに収容した主剤を脱気処理する真空ポンプ１５と、脱気処理した主剤を保温する保温タンク１６と、そこからノズル１１に主剤を移送するモーノポンプ１７と、硬化剤を収容する硬化剤タンク１８と、そこからノズル１１に硬化剤を移送するギアポンプ１９と、を具備する２成分形シリコーン混合吐出装置を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、２成分形（２液硬化型）のシリコーン型取り用液状シリコーンの混合吐出装置およびこの混合吐出装置を用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法に関するものである。

シリコーン型取り用液状シリコーンは、主剤と硬化剤からなる２成分形であり、この主剤と硬化剤を混合すると、室温で硬化する樹脂材料である。このシリコーン型取り用液状シリコーンを用いることにより、原型に忠実な母型を形成することができるので、この母型を用いて作製された複製品は、原型の美しさと質感を再現したものとなる。

また、シリコーン型取り用液状シリコーンは、主剤と硬化剤を混合し、その混合物を原型に流し込むだけで室温にてゴム状になるため、安価で原型に忠実な母型を簡単に作ることができるため、工業分野（美術工芸品、仏具、家具、インテリア用品、装飾品、人形など）をはじめとして、趣味、手工芸などの広い分野で使用されている。

また、シリコーン型取り用液状シリコーンは流動性に優れ、微細な隙間にも容易に流れ込む上に、硬化後のシリコーン型取り用液状シリコーンは離型性に優れているので、このシリコーン型取り用液状シリコーンを用いることにより、精密な型取りが可能である。
さらに、シリコーン型取り用液状シリコーンは、硬化後の収縮率が小さく、寸法安定性に優れるとともに、室温で硬化するため硬化時に発熱しないので、このシリコーン型取り用液状シリコーンを用いることにより、原型を損傷することなく、原型に忠実な母型を作ることができる。

しかしながら、このようなシリコーン型取り用液状シリコーンの主剤と硬化剤は粘度が非常に高いため、主剤と硬化剤を混合する際、空気を巻き込み易いから、一度に大量に混合することができなかった。そのため、主剤と硬化剤の混合物を原型に流し込んで母型を作る作業を効率的に行うことができなかった。
また、主剤と硬化剤の混合物に空気を巻き込んだまま、この混合物を原型に流し込むと、この混合物と原型との間に気泡が形成されてしまい、精密な型取りができないことがあった。さらに、硬化後のシリコーン型取り用液状シリコーン内に気泡が存在していると、得られた母型の寸法安定性が悪く、この母型を用いて原型に忠実な複製品を作製することができなかった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、主剤と硬化剤の混合時に空気を巻き込むことがなく、一度に主剤と硬化剤を大量に混合することができる２成分形シリコーンの混合吐出装置およびこれを用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置は、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤を混合し、該主剤と該硬化剤の混合物を吐出するノズルと、該ノズルに備えられたローターを駆動するダイナミックモーターと、前記主剤を収容する主剤タンクと、前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する真空ポンプと、前記主剤タンクにて脱気処理した主剤を保温する保温タンクと、該保温タンクから前記ノズルに前記主剤を移送するモーノポンプと、前記硬化剤を収容する硬化剤タンクと、該硬化剤タンクから前記ノズルに前記硬化剤を移送するギアポンプと、を具備することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る２成分形シリコーンの混合吐出方法は、本発明の請求項１に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置を用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法であって、前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する工程と、脱気処理した主剤を前記保温タンクにて保温する保温工程と、前記保温タンクにて保温した主剤を前記ノズルに移送する工程と、前記硬化剤タンクに収容した硬化剤を前記ノズルに移送する工程と、前記主剤と前記硬化剤を前記ノズルにより混合し、前記主剤と前記硬化剤の混合物を吐出する工程とを有することを特徴とする。

本発明の２成分形シリコーンの混合吐出装置によれば、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤を混合し、該主剤と該硬化剤の混合物を吐出するノズルと、該ノズルに備えられたローターを駆動するダイナミックモーターと、前記主剤を収容する主剤タンクと、前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する真空ポンプと、前記主剤タンクにて脱気処理した主剤を保温する保温タンクと、該保温タンクから前記ノズルに前記主剤を移送するモーノポンプと、前記硬化剤を収容する硬化剤タンクと、該硬化剤タンクから前記ノズルに前記硬化剤を移送するギアポンプと、を具備するので、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤の混合時に空気を巻き込むことがなく、一度に主剤と硬化剤を大量に混合、吐出することができる。したがって、本発明の２成分形シリコーンの混合吐出装置によれば、寸法安定性に優れ、原型に忠実で精密な母型が得られる。

本発明の２成分形シリコーンの混合吐出方法によれば、本発明の２成分形シリコーンの混合吐出装置を用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法であって、前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する工程と、脱気処理した主剤を前記保温タンクにて保温する保温工程と、前記保温タンクにて保温した主剤を前記ノズルに移送する工程と、前記硬化剤タンクに収容した硬化剤を前記ノズルに移送する工程と、前記主剤と前記硬化剤を前記ノズルにより混合し、前記主剤と前記硬化剤の混合物を吐出する工程とを有するので、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤の混合時に空気を巻き込むことがなく、一度に主剤と硬化剤を大量に混合、吐出することができる。したがって、本発明の２成分形シリコーンの混合吐出方法によれば、寸法安定性に優れ、原型に忠実で精密な母型が得られる。

以下、本発明を実施した２成分形シリコーンの混合吐出装置およびこれを用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置の一実施形態を示す概略構成図である。図２は、本発明に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置の一実施形態を示す模式図である。図３は、図１および図２に示すノズルを拡大した模式図である。
図１〜図３中、符号１０は２成分形シリコーンの混合吐出装置（以下、「２成分形シリコーン混合吐出装置」と言う。）、１１はノズル、１１ａはノズルの本体（以下、「ノズル本体」と言う。）、１２はローター、１３はダイナミックモーター、１４は主剤タンク、１５は真空ポンプ、１６は保温タンク、１７はモーノポンプ、１８は硬化剤タンク、１９はギアポンプ、２０は制御装置、２１は支持部、２２はベース、２３はシャフト、２４は主剤導入口、２５は硬化剤導入口、２６は先端部をそれぞれ示している。

この実施形態の２成分形シリコーン混合吐出装置１０は、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤を混合し、これら主剤と硬化剤の混合物を吐出するノズル１１と、ノズル１１に備えられたローター１２を駆動するダイナミックモーター１３と、主剤を収容する主剤タンク１４と、主剤タンク１４に収容した主剤を脱気処理する真空ポンプ１５と、主剤タンク１４にて脱気処理した主剤を保温する保温タンク１６と、保温タンク１６からノズル１１に主剤を移送するモーノポンプ１７と、硬化剤を収容する硬化剤タンク１８と、硬化剤タンク１８からノズル１１に硬化剤を移送するギアポンプ１９と、各部の動作を制御する制御装置２０と、ノズルを支持する支持部２１と、これらが全て設けられたベース２２とから概略構成されている。

ノズル１１は、ベース２２上に垂直に立設された支持部２１に、この支持部２１に沿って移動可能に取り付けられている。また、支持部２１には、ノズル１１を移動するための駆動機構（図示略）が設けられている。これにより、ノズル１１はベース２２に対して垂直方向に移動可能となっており、２成分形シリコーンを吐出する位置に応じて、ノズル１１の先端部２６の高さを調節することが可能となっている。

また、ノズル１１内には、ローター１２が挿入されており、その後端部がシャフト２３を介してダイナミックモーター１３に接続されている。
また、ノズル１１において、ローター１２とシャフト２３の接続部近傍に、主剤導入口２４が設けられており、この主剤導入口２４と保温タンク１６が導管２７を介して接続されている。導管２７の途中には、モーノポンプ１７が設けられている。
また、ノズル１１において、主剤導入口２４よりも先端部２６側（主剤導入口よりも下方）に、硬化剤導入口２５が設けられており、この硬化剤導入口２５と硬化剤タンク１８が導管２８を介して接続されている。導管２８の途中には、ギアポンプ１９が設けられている。
さらに、ノズル１１の先端部２６は、ノズル本体１１ａの先端に螺合されており、ノズル本体１１ａと着脱可能となっている。
また、ノズル１１の内面、ローター１２の表面、先端部２６の内面など、２成分形シリコーンと接触する部分は、２成分形シリコーンと離型性の高い材質で形成されているか、あるいは、２成分形シリコーンとの離型性を高める表面処理が施されている。

主剤タンク１４は、その上方（ベース２２と接している面とは反対の面側）に設けられた耐圧性の導管２９を介して、真空ポンプ１５と接続されている。また、主剤タンク１４は、その下方（ベース２２と接している面側）に設けられた導管３０を介して、保温タンク１６と接続されている。

真空ポンプ１５としては、特に限定されるものではないが、本発明の対象とする２成分形シリコーンなどの高粘度の液状物に含まれている空気などの気体を効率的に除去することができるものであれば、いかなるものでも用いられる。

保温タンク１６の下方（ベース２２と接している面側）には、主剤タンク１４との接続に用いられる導管３０が接続されている。また、保温タンク１６の上方（ベース２２と接している面とは反対の面側）、かつ、導管３０と接続されている位置と対向する位置に、ノズル１１との接続に用いられる導管２７が接続されている。
なお、導管２７の主剤が流入する部分（流入口）が、常に保温タンク１６に収容されている主剤の液面よりも下方に配されるように制御するために、保温タンク１６には、主剤の液面の高さを検知するセンサーが設けられている。導管２７の流入口を、常に保温タンク１６に収容されている主剤の液面よりも下方に配することにより、主剤に空気などの気体を巻き込むことなく、保温タンク１６からノズル１１に主剤を移送することができる。
さらに、保温タンク１６の外側面には、保温タンク１６内に収容された２成分形シリコーンの主剤を所定の温度に調節するための電熱式のヒーター（図示略）が添設されている。

硬化剤タンク１８は、その上方（ベース２２と接している面とは反対の面側）に設けられた導管２８を介して、ノズル１１と接続されている。

モーノポンプ１７は、いかなる液体であっても、定められた量を脈打たずに正確に移送することができるポンプである。
ギアポンプ１９は、回転ポンプの一種で、２つの同形のギアの噛み合いにより流体を押し出すポンプである。

次に、２成分形シリコーン混合吐出装置１０の動作を説明するとともに、この２成分形シリコーン混合吐出装置１０を用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法を説明する。
まず、所定量の２成分形シリコーンの主剤を、主剤タンク１４に投入する。

次いで、真空ポンプ１５により、主剤タンク１４内を真空にする（減圧する）ことにより、主剤タンク１４に収容した主剤を脱気処理し、主剤に含まれている空気などの気体を除去する（脱気処理工程）。この脱気処理工程にて、主剤に含まれる水分も除去する。
また、この脱気処理工程にて、脱気処理を行う時間は、特に限定されず、主剤の体積、粘度などに応じて、あらかじめ測定済みのデータに基づいて調整される。

次いで、脱気処理を終えた主剤を、導管３０を介して主剤タンク１４から保温タンク１６へ圧送する。
次いで、保温タンク１６へ移送された主剤を、保温タンク１６の外側面に設けられたヒーターにより、所定の温度に保温する（保温工程）。なお、保温タンク１６において、主剤を保温する温度は特に限定されず、主剤の粘度などに応じて適宜調整される。一般的に、２成分形シリコーンでは、硬化剤と混合する前の主剤の温度を４０℃程度とする。

一方、所定量の２成分形シリコーンの硬化剤を、硬化剤タンク１８に投入し、その後、圧縮空気などにより、硬化剤タンク１８に収容した硬化剤を加圧する。

次いで、モーノポンプ１７により、導管２７を介して保温タンク１６からノズル１１に、所定の温度に調整された主剤を移送する（主剤移送工程）。
この主剤移送工程と同時に、ギアポンプ１９により、導管２８を介して硬化剤タンク１８からノズル１１に、硬化剤を移送する（硬化剤移送工程）。
この主剤移送工程および硬化剤移送工程では、モーノポンプ１７により主剤のノズル１１への移送量を調整し、ギアポンプ１９により硬化剤のノズル１１への移送量を調整することによって、主剤と硬化剤を所定の混合比率で混合する。ここでは、主剤の移送量を、モーノポンプ１７を駆動させるモーターの回数により調整し、硬化剤の移送量を、ギアポンプ１９を駆動させるモーターの回数により調整する。例えば、この実施形態では、主剤と硬化剤の移送量、すなわち主剤と硬化剤の混合比率を１０：１とする。

次いで、所定の混合比率でノズル１１に移送された主剤と硬化剤を、シャフト２３を介してダイナミックモーター１３により駆動（回転）されるローター１２によって攪拌、混合するとともに、ノズル１１の先端部２６から、主剤と硬化剤の混合物を吐出する（混合吐出工程）。
この混合吐出工程では、ダイナミックモーター１３により、主剤と硬化剤の混合速度を調整する。

なお、ノズル１１から吐出される主剤と硬化剤の混合物（２成分形シリコーン）の温度は、３７〜３８℃程度であることが好ましい。

また、２成分シリコーンの混合吐出に係る１日の作業を終えた後は、２成分形シリコーン混合吐出装置１０をそのまま放置して、ノズル１１内に残留している２成分形シリコーンを硬化させる。そして、翌日以降の作業開始時に、ノズル本体１１ａに螺合されている先端部２６を取り外せば、硬化した２成分シリコーンをノズル１１、ローター１２、先端部２６などから容易に除去することができる。したがって、作業再開までに長時間を要することなく、効率的に作業を再開することができる。

以上説明したように、この実施形態の２成分形シリコーン混合吐出装置１０によれば、２成分形シリコーンの主剤と硬化剤の混合時に空気を巻き込むことがなく、一度に主剤と硬化剤を大量に混合、吐出することができる。

本発明に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る２成分形シリコーンの混合吐出装置の一実施形態を示す模式図である。 図１および図２に示すノズルを拡大した模式図である。

符号の説明

１０・・・２成分形シリコーン混合吐出装置、１１・・・ノズル、１１ａ・・・ノズル本体、１２・・・ローター、１３・・・ダイナミックモーター、１４・・・主剤タンク、１５・・・真空ポンプ、１６・・・保温タンク、１７・・・モーノポンプ、１８・・・硬化剤タンク、１９・・・ギアポンプ、２０・・・制御装置、２１・・・支持部、２２・・・ベース、２３・・・シャフト、２４・・・主剤導入口、２５・・・硬化剤導入口、２６・・・先端部、２７，２８，２９，３０・・・導管。

Claims (2)

1. ２成分形シリコーンの主剤と硬化剤を混合し、該主剤と該硬化剤の混合物を吐出するノズルと、該ノズルに備えられたローターを駆動するダイナミックモーターと、前記主剤を収容する主剤タンクと、前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する真空ポンプと、前記主剤タンクにて脱気処理した主剤を保温する保温タンクと、該保温タンクから前記ノズルに前記主剤を移送するモーノポンプと、前記硬化剤を収容する硬化剤タンクと、該硬化剤タンクから前記ノズルに前記硬化剤を移送するギアポンプと、を具備することを特徴とする２成分形シリコーンの混合吐出装置。
2. 請求項１に記載の２成分形シリコーンの混合吐出装置を用いた２成分形シリコーンの混合吐出方法であって、
   前記主剤タンクに収容した主剤を脱気処理する工程と、脱気処理した主剤を前記保温タンクにて保温する保温工程と、前記保温タンクにて保温した主剤を前記ノズルに移送する工程と、前記硬化剤タンクに収容した硬化剤を前記ノズルに移送する工程と、前記主剤と前記硬化剤を前記ノズルにより混合し、前記主剤と前記硬化剤の混合物を吐出する工程とを有することを特徴とする２成分形シリコーンの混合吐出方法。
   
   

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