JP2016531741A

JP2016531741A - 接合部に液体を導入するノズル部材及び接合部に液体を導入する方法

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Publication number: JP2016531741A
Application number: JP2016533921A
Authority: JP
Inventors: マニュエルバック
Original assignee: Sika Technology AG
Current assignee: Sika Technology AG
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2016-10-13
Also published as: CN105492125A; MX2016001877A; WO2015022393A1; EP2837431A1; EP3033182A1; US20160193625A1; US9895712B2

Abstract

本発明は、接合部に液体、特に接着材及び／又はシール材を導入するノズル部材に関する。ノズル部材は出口開口１５を有し、少なくとも１つのクッション状にふくらんだカバー部材１１が設けられる。カバー部材１１は出口開口１５を少なくとも部分的に、特に全体的に囲み、前記導入中、接合部及び／又は接合縁部の出口開口１５に隣接する領域がカバーされるようになっている。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１に記載の接合部に液体を導入するノズル部材と、請求項９に記載のノズル部材及び接合部を含むシステムと、請求項１１に記載のノズル部材の使用と、請求項１２に記載の接合部に液体を導入する方法とに関する。

ゲル及び／又はペーストの形態の組成物を導入するノズル部材は、従来技術から既知である。

例えば、そのようなノズル部材を用いて、２つの部品（例えば、太陽熱集熱器のカバープレート及び太陽熱集熱器のフレーム）間の接合部に接着剤又はシール剤を導入することが更に既知である。

これに関して、接合部に組成物を導入した後に、ゲル及び／又はペーストの形態の組成物の余分な材料を入念に除去する必要があることが不都合であるとわかっている。例えば、スクレーパーを用いて余分な材料を除去することが提案されている。これにより、処理時間は比較的長く、装備及び設計上の費用は高くなる。

本発明の目的は、製造及び装備上の費用が従来技術に比べて低減する、接合部に液体を導入するノズル部材及び接合部に液体を導入する方法を提供することである。ノズル部材及び接合部からなる対応するシステムと、対応するノズル部材の使用とを提案することが更に意図されている。

この目的は、請求項１に記載のノズル部材と、請求項９に記載のシステムと、請求項１１に記載の使用と、請求項１２に記載の方法とによって達成される。

上記目的は特に、出口開口を有し、接合部に液体、特に接着剤及び／又はシール剤を導入するノズル部材であって、クッションのように外方に湾曲した少なくとも１つのカバー部材が設けられ、前記少なくとも１つのカバー部材は、前記出口開口を少なくとも部分的に、特に完全に囲み、液体の導入中、前記接合部及び／又は接合縁部の前記出口開口に隣接する領域がカバーされるようになっている、ノズル部材によって達成される。

本発明の中心となる１つの構想は、クッションのように外方に湾曲しているカバー部材（クッション部材）によって、出口開口が（少なくとも部分的に）囲まれ、出口開口に隣接する接合部又は接合縁部が（液体の導入中）少なくとも部分的にカバーされるようになっていることである。このようにして、液体は、「オンラインで」、すなわち一回の動作で導入が済み、余分な液体の流出は少なくなるか又は少なくとも低減する。またこれにより、余分な液体を入念に除去することが回避され、それにより装備又は製造上の費用が低減する。

出口開口は、液体が流出する、すなわちノズル部材から出ていくところの、ノズル部材の開口を意味することが意図されている。液体は、特に、ゲル状及び／又はペーストの形態の材料、特に接着剤及び／又はシール剤とすることができる。

液体の粘度は、ＤＩＮ５３０１８に従ってＡｎｔｏｎ−Ｐａａｒ社のレオメーターによって測定した場合（ＰｈｙｓｉｃａＭＣＲ１０１、ｃｏｎｅ−ｐｌａｔｅＣＰ２５−１、温度２３℃、剪断速度０．５ｓｅｃ^−１）、１０^３ｍＰａ・ｓ〜２．５×１０^６ｍＰａ・ｓ、特に１０^４ｍＰａ・ｓ〜２×１０^６ｍＰａ・ｓ、最も好ましくは１０^５ｍＰａ・ｓ〜１０^６ｍＰａ・ｓの値であることが好ましい。

シール剤及び／又は接着剤として、例えばシリコンのシール剤及び／又は接着剤を想定することができる。このようなシリコンのシール剤及び／又は接着剤は、特に接合部をシールするのに多用される。概して、液体は、少なくとも初期状態（すなわち、「液体」がノズル部材を出ていく前の状態）において流動することができる任意のものとして理解するべきである。例えば、液体は、接合部において初めて乾燥し、接合部において液体成分を（少なくとも部分的に）排出する湿潤ゲルとすることができる。「クッションのように外方に湾曲するカバー部材」は、特に、圧力下で変形可能であり、中立状態（すなわち圧力の作用前）においてノズル部材の他の構成要素から突出する部材を意味するように意図されている。１つの特定の実施形態において、出口開口はカバー部材によって画定される。そのような実施形態において、クッションのように外方に湾曲するカバー部材は、（少なくとも１つの）開口を有し、この開口は同時に出口開口となる。カバー部材の最大直径は、出口開口の最大直径の少なくとも１．５倍、好ましくは２倍、更により好ましくは少なくとも４倍とすることができる。出口開口の最大直径は、カバー部材の最大直径の少なくとも０．０５倍、好ましくは少なくとも０．１倍とすることができる。これにより、接合部及び／又は接合縁部の十分なカバーが可能であることが保証される。カバー部材の（最大）直径は、充填を行う接合部の深さによって決まることが特に好ましい。カバー部材は、（最大）直径が（約）４０ｍｍ〜１００ｍｍ、特に（約）７０ｍｍとすることができる。出口開口は、（最大）直径が（約）３ｍｍ〜７ｍｍ、特に（約）５ｍｍとすることができる。

「クッションのように外方に湾曲する」カバー部材は、特に、（断面において）平坦に（平面的に）延在するセクション（このセクション内には出口開口が構成される）を有するカバー部材を意味することが意図されている。平面セクションとカバー部材の縁部との間では、カバー部材は（断面において）（湾曲して）引っ込んでおり、そのため平面セクションが前方（すなわち出口開口の方向）に突出するように構成されている。カバー部材の表面は、（出口開口は別として）表面が液密である（すなわち液体の浸入を防ぐ）ように構成されていることが好ましい。厳密に１つの出口開口又は少なくとも少数の出口開口（例えば、１つ〜１０又は１つ〜５つ）があることが好ましい。カバー部材の周縁部は、湾曲して（好ましくは角を有せずに）構成されていることが好ましい。カバー部材の内部には、出口開口において終端する液体チャネル（特に厳密に１つの液体チャネル又は１つ〜５つ若しくは１つ〜１０の液体チャネル）が設けられることが好ましい。したがって、カバー部材は、液体の自由な通過を維持するチャネルを囲む（又はチャネルを画定する）。このチャネルの直径は、出口開口に関して説明した直径に対応することができる。

カバー部材は、弾性部材として構成されるか又は弾性部材を含むことが好ましい。この改良点の中心となる１つの構想は、（可逆的に）変形可能なカバー部材を設けることである。そのようなカバー部材が接合縁部に（圧）接する場合、カバー部材は接合縁部に押し付けられ、接合縁部の汚染を効果的に防ぐ。「接合縁部」は、接合部を画定する部品（例えば、太陽熱集熱器のカバープレート及び太陽熱集熱器のフレーム）の接合部に隣接する領域を形成することが意図されている。代替的又は付加的に、弾性は特定の材料選択によってもたらすこともできる。

少なくとも１つのカバー部材は、ノズル部材の他の構成要素（部材）から突出していることが好ましい。

１つの特定の実施形態において、（剛性）ハウジングが設けられる。ハウジングは、液体の収容空間を画定し、液体を（送達装置によって）出口開口に送ることができるようになっていることが好ましい。ハウジング（液体収容室）は（少なくとも部分的に）金属製であることが好ましい。カバー部材は、出口開口に対応するハウジングの端部から突出することが特に好ましい。特にカバー部材が（弾性）変形可能に構成されている場合、そのような実施形態において、カバー部材が接合縁部に印加する圧力は、ハウジングと接合縁部との間の距離を調整することによって調整することができる。カバー部材は、（部分的に）ハウジングの内部に配置されるか又はハウジングによって保持されることが好ましい。

カバー部材は（少なくとも部分的に）第１の材料から形成されることが好ましい。この第１の材料は、弾性率が３０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、更により好ましくは１ＭＰａ以下であることが好ましい。そのような比較的低い弾性率によって、カバー部材の高い柔軟性が可能になり、それにより、カバー部材を接合縁部上に特に効果的に押し付けることができる。第１の材料は、カバー部材の内側セクション（すなわち、出口開口から離れた部分）にあることが好ましい。

第２の材料を更に設けることができる。この第２の材料は、特にカバー部材の表面、すなわち、出口開口のより近くにあるか又は外方に面する領域に形成される。第２の材料の弾性率は、第１の材料の弾性率の１．５倍、より好ましくは３倍、更により好ましくは１０倍であることが特に好ましい。具体的には、第２の材料の弾性率は、１００ＭＰａ以上、好ましくは１０００ＭＰａ以上、更により好ましくは１００００ＭＰａ以上とすることができる。１つの特定の実施形態において、第２の材料は、第１の材料を覆う表面層を形成する。このような組合せにより、一方ではカバー部材の高い弾性が得られ、それにもかかわらず（第２の材料の高い弾性率に起因して）、（ノズル部材が接合部に沿って摺動する場合）特にノズル部材の低摩擦抵抗を特徴とする安定したカバー部材がもたらされる。このようにして、カバー部材及びひいてはノズル部材の耐用寿命が延びる。これに関して、第２の材料は高密度材料（すなわち細孔を有しない）であり、第１の材料は多孔質材料（例えば発泡材、特にプラスチック発泡体、ＣＤＲｏｍｐｐＣｈｅｍｉｅＬｅｘｉｋｏｎ, Ｖｅｒｓｉｏｎ１．０, ＧｅｏｒｇＴｈｉｅｍｅＶｅｒｌａｇ, Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ１９９５に記載）であることが特に好ましい。このような構成は、一方ではカバー部材に液体が浸入することを防ぎ、それにもかかわらず、発泡材のような第１の材料の形態に起因して、カバー部材全体を有利に接合縁部上に押し付けることができるようにクッション効果を生み出す。

カバー部材の第１の材料（特にカバー部材の内側に配置される）は、概して、好ましくはポリエチレン製又はポリエチレン系の発泡材とすることができる。カバー部材の第２の材料（特にカバー部材の表面に配置される）は、特にポリマー、好ましくは高分子量のポリマーである。特にそのようなポリマーとして、高分子量ポリエチレン又は超高分子量ポリエチレンを想定することができる。高分子量は、特に少なくとも５００ｋｇ／ｍｏｌ、好ましくは少なくとも１０００ｋｇ／ｍｏｌの分子量を意味することが意図されている。このような高分子量ポリマーは、比較的高い摩耗強度及び良好な摺動性を有する。したがって、接合縁部の確実なカバー（又はシール）とともにノズル部材の長い耐用寿命が得られる。１つの特定の実施形態において、カバー部材の材料（カバー部材の表面に配置される）は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。ＰＴＦＥは、メッシュ布（ガラス布又はガラス布シート）の形態であることが好ましい。

カバー部材の表面を形成する材料は、少なくとも部分的に、ショアＤ硬度が（３０℃の温度において）５０以上、好ましくは８０以上、更により好ましくは９０以上とすることができる。摩擦係数は、０．４以下、好ましくは０．３以下、更により好ましくは０．２以下とすることができる。「摩擦係数」は、出願時点で有効なドイツ工業規格（ＤＩＮ）５３３７５に従った摩擦係数を意味することが意図されている。高硬度又は低摩擦係数により、カバー部材の摺動性が向上する。さらに、特に比較的低い摩擦係数によって、液体がカバー部材に付着することが防止されるか又は少なくとも低減される。さらに、低摩擦係数によって、ノズル部材は、（方向転換による）がたつきを起こさずに異なる方向に移動することができる。

１つの実施形態において、カバー部材は凸状の形態である。代替的又は付加的には、カバー部材は円形である。このような形態により、接合縁部の確実なカバー（シール）を簡単な方法でもたらすことができる。カバー部材の断面は円形であることが好ましい。このようにして、ノズル部材の摺動時の方向転換が簡単になる。代替的又は付加的には、ハウジング（又は液体収容室）も円形とすることができる。またこれにより、ノズル部材の操作性（方向転換能力）が更に向上する。

上述の目的は、上述したタイプのノズル部材及び接合部（又は間に接合部を形成する２つの部品、例えばインサート（ガラスプレート）及びフレーム）を含むシステムによって更に達成される。ここではカバー部材の表面は、一方又は双方の接合縁部の表面に比べて、（２３℃におけるモース硬度又はショアＤ硬度に従って）より高い硬度及び／又はより低い摩擦係数を有する。カバー部材の表面の摩擦係数は、一方又は双方の接合縁部の摩擦係数の好ましくは少なくとも１．２倍、更により好ましくは少なくとも１．５倍である。全体として、硬度又は摩擦係数のこのような調整によって得られる効果は、特に大きい力を加える必要なく耐摩耗性の摺動が可能になることである。同時に、ノズル部材が液体を引き連れることが低減されるか又は更には完全に防止される。全体として、接合部のクリーンな充填が簡単な方法で可能になる。

出口開口の最大直径は、接合部の最大幅よりも小さいことが好ましい。代替的又は付加的に、カバー部材の最大幅は、接合部の最大直径よりも大きいことが好ましい。このような構成により、カバー部材は、接合縁部だけでなく（少なくとも部分的に）接合部自体もカバーする。このようにして、液体（例えば接着剤）は、液体の外方への流出を可能にすることなく（少なくとも流出が大幅に低減されて）接合部に特に効果的に圧入される。接合部は、幅が３ｍｍ〜７ｍｍ、特に（約）５ｍｍとすることができる。

この目的は、接合部に液体を導入する上述したタイプのノズル部材の使用によって更に達成される。利点に関しては、ノズル部材並びにノズル部材及び接合部からなるシステムについての記載を参照する。

さらに、上記目的は、接合部に液体を導入する方法であって、特に上述したタイプのノズル部材の出口開口を通して前記液体を前記接合部の方向に吐出するステップと、前記接合部及び／又は接合縁部の前記出口開口に隣接する領域を少なくとも部分的にカバーするステップと、を含む、方法によって達成される。

カバーするステップは、特に、液体を吐出するステップと同時に行われる。利点に関しては、ノズル部材又はノズル部材及び接合部からなるシステムについての記載を参照する。

結果として、本発明により、液体を導入する際に接合部の所定の容積を簡単な方法でシールすることができる。上記容積は、ノズルの移動速度又は単位時間あたりに使用される液体の体積に応じて決まり得る。全体として、ノズルの摺動方向には（少なくともほとんど）依存しない挙動が達成される。このようにして、特に進行方向におけるノズルの位置合わせはもはや必要でなくなる。例えば、矩形の接合部の充填が意図される場合、角部の領域におけるノズルの回転は不要とすることができる。したがって、迅速な操作が可能になる。

他の実施形態は従属請求項に見出すことができる。

また、本発明は、例示的な一実施形態を用いて更なる特徴及び利点に関して以下に記載する。例示的な一実施形態は、以下の図を用いてより詳細に説明する。

ノズル部材の概略断面図である。図１に従ったノズル部材の斜視図である。ノズル部材の概略断面図である。

以下の記載において、同じであるか又は同じ効果を有する部分には同じ参照符号を用いる。

図１及び図２のノズル部材は、ハウジング１０及びカバー部材１１を備える。ハウジング１０は円筒形状であり、金属からなる。ハウジング１０の内部には液体収容空間１２があり、液体は、液体収容空間１２を介して、参照符号１３で示されている送達装置（詳細には図示せず）によって、カバー部材１１の内部にある液体チャネル１４の方向にガイドされる。液体チャネル１４の遠位端には、出口開口１５（すなわち、液体が流出する開口）が位置している。

カバー部材１１の表面２０（外部からアクセス可能）は、平面セクション２５と引っ込んだ曲面セクション２６とを有することが好ましい。平面セクション２５は、出口開口１５を囲み、中央に構成されている。また、曲面セクション２６は、平面セクション２５を囲み、表面２０の縁部に延在する。このように、平面セクション２５は突出しており、カバー部材１１による確実なカバーを達成することができるようになっている。同時に、曲面セクション２６の効果は、接合部に沿ったカバー部材の移動を簡単な方法で行うことができることである。

カバー部材１１は、２層構造であり、第１の材料による第１の層１６（内層）と、（第２の材料による）第２の層１７とを含む。第１の層１６は、第２の層１７の（約）２倍〜３倍の厚さである。第１の材料は発泡材であることが好ましい。第２の材料は（高分子量の）ポリマーであることが好ましい。材料形態及び凸状構成により、カバー部材はクッションのように外方に湾曲し、出口開口１５に対応するハウジング１０の端部１９からの距離１８だけハウジング１０から突出する。距離１８は、例えば（中立状態、すなわちカバー部材１１に圧力が作用しない状態において）少なくとも１ｍｍ、より好ましくは少なくとも２ｍｍ、更により好ましくは少なくとも４ｍｍとすることができる。距離１８の上限は、好ましくは８ｍｍ、より好ましくは６ｍｍである。カバー部材１１は円形の形態である。

ノズル部材を介して、液体（特に接着剤）を接合部（図示せず）に導入することができる。この場合、カバー部材１１の表面２０は（少なくとも部分的に）接合縁部に接触する。

図３は、ノズル部材の代替的な形態を概略断面図で示している。図３のカバー部材１１は、図１及び図２に関して記載した構造を有することができる。特定の実施形態において、第２の層１７（表面２０を画定する）はＰＴＦＥガラス布シートである。このＰＴＦＥガラス布シート（又は包括的には第２の層１７）は、第１の層１６上に接着することができる。第１の層と第２の層との間にある接着剤層の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。第１の層１６は（ポリエチレン）発泡材であることが好ましい。カバー部材１１は、ハウジング１０に嵌合し、ひいては保持される。この嵌合は、リング２１をハウジング１０上に、矢印２２の方向（図３において下から上）に移動させることによって行うことができる。このようにして、一方では、カバー部材１１がハウジング上に嵌合し、他方では、カバー部材１１の遠位縁部セクション２３がハウジング１０とリングとの間に締め付けられる。リング２１は円形の形態とすることができる（ただし必須ではない）。遠位縁部セクション２３の領域において（取付け状態又は締付け状態では）、カバー部材１１の厚さは、他の領域の少なくとも３分の１（好ましくは５分の１）である。このようにして、カバー部材１１はハウジング１０上に確実に保持される。さらに、カバー部材１１は、ハウジング１０に（例えば、ハウジング１０の正面セクション２４上に）接着することができる。ここでも、接着剤層の厚さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。

参照符号２５は、（任意選択の）（好ましくはスタティック）ミキサーを更に示している。このような（スタティック）ミキサーは、例えば２成分型の接着剤及び／又はシール剤を使用する場合に有利である。

カバー部材１１は、（締め付けられた）縁部セクション２３において、厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、特に１ｍｍとすることができる。他の領域において（又は締め付けられていない状態では）、カバー部材の厚さは、３ｍｍ〜７ｍｍ、好ましくは５ｍｍとすることができる。

ここで、独立して及び任意の組合せにおいて、上述した全ての部分、特に図面に示されている細部は、本発明に本質的なものとして請求されることを指摘するべきである。これらの変形形態は当業者には知られている。

１０ハウジング
１１カバー部材
１２液体収容空間
１３送達装置
１４液体チャネル
１５出口開口
１６第１の層
１７第２の層
１８距離
１９端部
２０表面
２１リング
２２矢印
２３縁部セクション
２４正面セクション
２５平面セクション
２６曲面セクション

Claims

出口開口（１５）を有し、接合部に液体、特に接着剤及び／又はシール剤を導入するノズル部材であって、
クッションのように外方に湾曲した少なくとも１つのカバー部材（１１）が設けられ、
前記少なくとも１つのカバー部材（１１）は、前記出口開口（１５）を少なくとも部分的に、特に完全に囲み、前記導入中、前記接合部及び／又は接合縁部の前記出口開口（１５）に隣接する領域がカバーされるようになっていることを特徴とする、ノズル部材。
前記カバー部材（１１）は、弾性部材として構成されるか又は弾性部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載のノズル部材。
前記少なくとも１つのカバー部材（１１）は、前記ノズル部材の他の構成要素から突出していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のノズル部材。
ハウジング、特に剛性ハウジングが設けられ、少なくとも１つのカバー部材（１１）は、前記出口開口に対応する端部（１９）から突出していることが好ましいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のノズル部材。
前記カバー部材（１１）は第１の材料から少なくとも部分的に形成され、前記第１の材料は、弾性率が３０ＭＰａ以下、好ましくは５ＭＰａ以下、更により好ましくは１ＭＰａ以下であることが好ましいこと、及び／又は、
前記カバー部材（１１）は、少なくとも部分的に、特に表面が、第２の材料から形成され、前記第２の材料は、弾性率が前記第１の材料の少なくとも１．５倍、好ましくは少なくとも３倍、更により好ましくは少なくとも１０倍であり、及び／又は、弾性率が１００ＭＰａ以上、好ましくは１０００ＭＰａ以上、更により好ましくは１００００ＭＰａ以上であることが好ましいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のノズル部材。
特に前記カバー部材（１１）の内側に配置される、前記カバー部材（１１）の第１の材料は発泡材であり、及び／又は、特に前記カバー部材（１１）の表面に配置される、前記カバー部材の第２の材料はポリマー、特に高分子量のポリマーであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズル部材、特に請求項４又は５に記載のノズル部材。
前記カバー部材（１１）の表面（２０）を少なくとも部分的に形成する材料は、ショアＤ硬度が５０以上、好ましくは８０以上、更により好ましくは９０以上であり、及び／又は、摩擦係数が０．４以下、好ましくは０．３以下、更により好ましくは０．２以下、更により好ましくは０．１以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズル部材。
前記カバー部材（１１）は凸状の形態であること、及び／又は、
前記カバー部材（１１）は円形であること、及び／又は、
前記ハウジング（１０）及び／又は液体収容室の断面は円形であること、を特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズル部材。
前記カバー部材（１１）の表面（２０）は、接合縁部の表面に比べて、より高い硬度及び／又はより低い摩擦係数を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズル部材及び前記接合部を含むシステム。
前記出口開口（１５）の最大直径は、前記接合部の最大幅よりも小さいことを特徴とし、及び／又は、
前記カバー部材（１１）の最大直径は、前記接合部の最大幅よりも大きいことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
好ましくは請求項９又は１０に記載のシステムに対する、接合部に液体、特に接着剤及び／又はシール剤を導入する請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズル部材の使用。
好ましくは請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズル部材を用いて、接合部に液体、特に接着剤及び／又はシール剤を導入する方法であって、
特に請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズル部材及び／又は請求項９又は１０に記載のシステムの出口開口（１５）を通して前記液体を前記接合部の方向に吐出するステップと、
前記接合部及び／又は接合縁部の前記出口開口（１５）に隣接する領域を少なくとも部分的にカバーするステップと、を含む、方法。