JP4183276B2 - 注型適性液状の媒体、殊に注型用樹脂成分及び場合によっては充填剤の連続的な混合及び脱ガスの方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１記載の上位概念による注型適性液状の媒体の連続的な混合及び脱ガスの方法並びに請求項７記載の上位概念による、該方法を実施するための装置に関する。
この種の方法は、既に米国特許第５３３２３０９号明細書から公知であり、この場合、空気を充填剤から該充填剤の圧縮によって除去する圧力室が使用されている。生成物入口に対する、連続混合機の気密封止については、記載されていない。このことによって後から得られた生成物は、最良の状態で球状の気泡は除去されているが、しかし溶解されたガス含量は、除去されていない。
さらにドイツ国特許出願公開第３８１８００３号明細書には、高分子結合剤及び充填剤及び／又は繊維からなる混合物の連続的な脱ガスのための装置が記載されており、この場合、混合物の製造のための混合機が備えられており、かつ該混合機の後に真空室が配置されており、この真空室は、出口側で外部に対して、本質的に気密密閉された搬送装置と気密状態で結合している。
ドイツ国特許出願公開第４２２２６９５号明細書（Ａ１）から、例えば注型用樹脂の連続的な脱ガスのための装置及び方法は、公知である。この注型用樹脂の加工の場合には、この注型用樹脂配合物から得られた生成物、例えば電気絶縁部材が、要求される性質を得るために、樹脂ないしは硬化剤は、場合によっては充填剤、例えば石英粉末、ミクロドル（Mikrodol）（磨砕されたドロマイト）、酸化アルミニウム及び場合によっては類似物、しかし殊に顔料と混合されなければならず、かつ真空下で脱ガスされなければならない。樹脂／充填剤ないしは硬化剤／充填剤の混合物は、いわゆる配合業者によって製造されかつこの配合業者から最終消費者に提供される一方で、他の最終加工業者は、この樹脂−ないしは硬化剤／充填剤の混合物の配合を自分で実施する。通常、この両方の場合にはバッチ方法で処理が行なわれる。
最終加工業者による配合の場合には、同様に通常、成分の脱ガスが行なわれ、その結果、バッチ材料は、加工の準備ができている。材料が配合業者から由来する場合には、該材料は、加工前になお加熱されなければならずかつ真空下に脱ガスされなけれならない。この処理方法は、バッチの消費後に次のバッチの準備が待たれなければならない場合には、非経済的な処理中断を引き起こす。従って通常、このようなバッチの大きさは１日につき１回ないしは２回のシフトに対して十分なものであり、かつなお残った時間、有利に夜間に再度充填されるかもしくは新たに計量かつ混合されることによって行なわれる。これに応じて貯蔵容器及び混合機は、相応して大きく設計されていなければならない。２４時間連続して一定して注型材料が提供されなければならない場合には、付加的な回分混合機が用意されなければならない。この回分混合機は、貯蔵容器の前の上流に配置され、この回分混合機から出てさらに材料は加工される。相応する構造上の出費とは別になおかつ、長時間、しばしば数時間にわたってその加工を待つ比較的大きな材料貯蔵量が明らかとなる。さらに、加工までの比較的長いリードタイムが生じる。その上、この種の回分混合機は、該回分混合機がいわゆる薄膜脱ガス混合機（Duennschichtentgasungsmischer）として実施されている場合でさえ、混合物の脱ガスに比較的長い時間を必要とし、それというのも、排出円錐部（Ablaufkonus）からバッチに還流する、より良好に脱ガスされた混合物が常に、まだ最適に脱ガスされていないバッチと混合されるからである。このような薄膜脱ガス混合機は、例えばドイツ国特許出願公開第３０２６４２９号明細書（Ａ１）から公知である。
従って本発明の課題は、僅かな構造上の出費及び、装置中に存在する全体材料量に対して、既に予め配合された少ない材料量で済ますことができ、この場合、要求される生成物の品質にとって十分である脱ガスが保証されている、連続的に注型成分を均質なかつ脱ガスされた形で更なる加工に提供する、冒頭で詳細に特徴付けられた技術による方法を実施するための方法及び装置を提供することである。
方法については、上記課題は、本質的に請求項１記載の特徴部によって解決される。
このことによって連続脱ガス装置に、例えば注型成分及び充填剤は、供給することができ、これら注型成分及び充填剤は、既に数分後に加工を達成する。比較的大きな貯蔵量はもはや発生せず、その結果、材料は、常に温度、時間及び混合装置による同じ応力下にある。成分のための短い経路も得られる。本発明による方法を用いて複数の液状成分並びに少なくとも１つの液状成分及び充填剤は、連続的に混合することができかつ脱ガスすることができる。従って生成物入口と連続脱ガス装置との間のガス交換は、実際には排除されている。
連続脱ガス装置の可能な実施態様は、ドイツ国特許出願公開第４２２２６９５号明細書（Ａ１）に記載されており、その開示されている内容に関する限りはこのドイツ国特許出願公開明細書が明らかに引用される。この装置は、注型用樹脂、即ち予め配合された成分の連続的な脱ガスに使用される。該装置は、ケーシングを有しており、このケーシングには、注型成分の導通のために入口と出口が備えられておりかつ真空源に結合されている。このケーシング内には複数の領域が形成されており、この領域を通して注型用樹脂は、段階的な脱ガスに順次導入され、この場合、各領域には、この領域に備えられた脱ガス面への注型用樹脂の施与のための手段及び次の領域への注型用樹脂の移送のための手段が備えられている。このことによって、ドイツ国特許出願公開第４２２２６９５号明細書（Ａ１）によるこの装置の場合には注型用樹脂成分の連続的な脱ガスは、達成されるが、しかしながら、予め存在する配合含量中への同時の混合が行なわれない。しかしながら、本発明によれば連続脱ガス装置は、上記実施態様の場合には、脱ガスのためばかりではなく、場合によっては充填剤と一緒の注型用樹脂成分の脱ガス及び混合を同時に行なう。
必要に応じて、本発明の特別な実施態様によれば規定されているとおり、液状成分及び場合によっては充填剤が計量された比で予め混合されかつその後に連続脱ガス装置に供給されることが推奨される。このことによって液状成分及び場合によっては充填剤の混合過程は、脱ガス過程に前置される。さらに連続脱ガス装置は、とりわけより小さく設計されることができる。
液状成分、例えば樹脂及び充填剤の計量は、本発明の一態様によれば、それぞれの場合の配合含量を確認するために、容量測定及び／又は重量測定により行なうことができる。
本発明によれば、液状成分及び場合によっては充填剤が連続的に連続脱ガス装置に供給される場合には特に有利であり、このことは、同様に僅かな貯蔵量、成分のための短い経路及び各注型用樹脂成分の相応する均質性に表われている。
装置については、前記課題は、請求項７記載の特徴部によって解決される。
本発明の一実施態様によれば混合機は、連続脱ガス装置内に組み入れられていてもよく、このことによって装置の特にコンパクトな構造が達成されている。この場合には、混合機の混合装置のためにかつ連続脱ガス装置の回転装置のために同じ即ち一個の駆動装置が、例えば、混合機の混合装置及び、注型用樹脂成分を相応する脱ガス面に施与しかつ剥ぎ取る連続脱ガス装置の回転装置が共通の駆動軸上に配置されている方法で、使用されることは、有利である。
本発明によれば、プッシュプルで液状成分及び場合によっては充填剤で充填可能でありかつ放出可能である少なくとも２つの混合機が備えられていることも可能である。このようなタンデム駆動によって連続脱ガス装置への材料の連続的な流入が得られる。
選択的に本発明の一実施態様によれば、混合機が連続混合機としても形成されていることも可能であり、このことによって同様に連続脱ガス装置への予め配合された材料の連続的な供給が可能である。
本発明によれば容量測定による計量手段、例えば計量型ポンプ、歯車ポンプ、プランジャーシリンダ装置、オーバル円板水量計（Ovalradzaehler）、計量型スクリュー、しかしまた重量測定による計量手段、例えば天秤は、使用することができる。計量される充填剤の添加は、有利に重量計量的に行なわれ、その一方で、少なくとも１つの液状成分の配合含量は、容量測定により測定される。しかし、自明のことながら、液体の量を容量測定による計量型スクリューを用いて測定することも可能でありかつこの場合にはスクリューの回転をインクレメンタルトランスミッター（Ingrementalgeber）を用いて走査することも可能である。
混合機が連続脱ガス装置の上流に存在していない場合には、大気圧下で貯蔵された充填剤が真空下にある連続脱ガス装置中に、真空破壊（Vakuumzusammenbruch）が発生しない程度に供給されることが保証されている。その限りにおいては、本発明によれば、圧力遮断部もしくは圧力ロック部を介した連続脱ガス装置中への充填剤の計量導入が行なわれることが推奨され、この圧力遮断部もしくは圧力ロック部は、開かれた状態で充填剤、例えば石英粉末、を連続脱ガス装置中に少量ずつ供給する。
混合機から連続脱ガス装置中への、予め配合された材料の連続的な供給は、本発明の概念によれば、混合機に、同時に中間貯蔵器もしくは緩衝装置として作用する中間容器が後接続されていることによっても達成することもできる。
混合機が連続脱ガス装置に前接続されている場合には、この連続脱ガス装置は、生成物入口を有している。液状成分及び充填剤、例えば樹脂及び石英粉末、が直接連続脱ガス装置に供給される場合には、少なくとも２つの生成物入口が存在する。しかし、自明のことながら、２つの液状成分、即ち例えば樹脂及び硬化剤、が一緒に連続脱ガス装置中に供給されかつ第２の生成物入口において充填剤が供給されることも考慮に値する。
本発明の更なる目的、利点、特徴及び使用可能性は、図に基づいた下記の実施例の記載から判明する。この場合には、記載されているか、及び／又は図示されている全ての特徴は、特許請求の範囲に記載の本発明の概要もしくは該概要に関連する内容に依存していなくとも、それ自体としてかもしくは任意の有意義な組合せとして本発明の対象を形成する。
図１〜５は、それぞれ本発明による混合−及び脱ガス装置の、部分的に断面図の形の、概略図を示している。
図１の場合には注型用樹脂加工装置が示されており、この装置は、殊に液状成分及び充填剤の混合及び脱ガスを可能にする。該装置は、液状成分のための貯槽１５を有しており、この液状成分は、計量手段２として作用するポンプ装置１９によって、搬送管の途中に接続された加熱装置１８及び後に接続された弁２１を介して混合機３、殊に小さな回分混合機に供給することができる。
ここで選択された実施例の場合に注型用樹脂の液状成分に添加すべき充填剤、例えば石英粉末は、サイロ１６中に収容されており、かつ搬送装置２０を介して貯蔵容器１７に供給することができる。貯蔵容器１７を介して充填剤は、計量型スクリュー９によって同様に混合機３に達する。混合機３中で注型用樹脂成分、例えば樹脂、と充填剤の混合が行なわれる。このために混合機３中に混合装置６が備えられており、この混合装置は、混合機駆動装置２７によって回転運動する。樹脂の装入のために配合含量は、例えば計量型ポンプ１９を用いて容量測定により確認することができる。自明のことながら配合含量の重量測定による確認は、図１の場合に混合機３に配置された天秤１０を用いて同様に可能である。充填剤の添加は、有利に、天秤１０を用いた混合機の重量の測定によって行なわれ、この天秤は、それぞれの場合の配合含量の達成の際に計量型スクリュー９を制御−もしくは調整開路、例えば調整装置２３を介して停止させる。その後に混合機３は、始動し、かつ液状成分及び充填剤を設定された時間で混合する。液状成分及び充填剤の添加中及び混合過程中、連続脱ガス装置１への供給管の途中に接続された遮断装置２１は、閉鎖されている。混合過程の終了後に弁２１が開き、かつ予め配合された混合物が生成物入口１２を介して連続脱ガス装置１中に吸引される。連続脱ガス装置１に、弁２１が前に接続された真空ポンプ２４が結合されている。連続脱ガス装置１中で、注型用樹脂材料の連続通過が、完全な脱ガスとともに行なわれる。連続脱ガス装置は、例えばドイツ国特許出願公開第４２２２６９５号明細書（Ａ１）に記載されているものと同様に形成されていることができる。図１の場合には連続脱ガス装置への組込物については専ら駆動装置５は、確認することができ、この駆動装置は、別の図に詳細に示されている、脱ガス面２９に対する注型用樹脂の施与及び剥ぎ取りのための手段２８を有する駆動軸の形の回転装置７である。さらに、充填剤が添加された脱ガスされた注型用樹脂成分は、計量型ポンプ１９を介して連続混合機２５に供給され、この場合、第２の成分、特に硬化剤は、同様に、部分的にのみ示された連続脱ガス装置１及びさらに別の計量型ポンプ１９を介して連続混合機２５に供給される。連続混合機２５の出口に注型用弁（示されていない）は、注型用樹脂材料を同様に示されていない金型に供給するために存在することができる。付加的に２つの成分の分流に小型の補集容器２６が、後に接続されている計量型ポンプ１９のために備えられている。
真空下にある連続脱ガス装置１中への、大気圧下にある混合機３中の通気を回避するために、図１による実施例の場合には、天秤１０もしくは例えば（示されていない）レベル検知機が備えられており、これら天秤もしくはレベル検知機は、混合機３中のそれぞれの場合のレベルを検知しかつレベルの許容最小値の場合に弁２１を閉鎖する。
図１による装置の変更によって、連続脱ガス装置１への予め配合された注型用樹脂材料の連続的な流入が達成されることも可能である。このために２つの混合機３が備えられており、これら混合機は、一方の混合機３の注型用樹脂材料は、引き続き該混合機の混合過程が実施されるるために、もう一方の混合機３がそれぞれ場合の配合比で注型用樹脂及び充填剤で充填された場合に、連続脱ガス装置１中に放出されることによってタンデム運転で作動する。
更なる実施例の場合には図１による構成部分に相応する作用部位には、同じ参照符号が付されており、その結果、その限りにおいては個々の説明が省略されている場合がある。
図１の実施例に対する図２の実施例の本質的な相違は、混合機３と連続脱ガス装置１の間に中間容器１１が配置されていることにあり、この中間容器は、混合機３から達する予め配合された注型用樹脂材料のための貯蔵器として使用されかつ連続脱ガス装置１への注型用樹脂材料の連続的な流入を可能にする。
図３による装置を用いて、完成された注型用樹脂材料の製造は、可能となる。この場合には、それぞれの貯槽１５中に収容されている２つの液状成分、即ち一方で硬化剤及び一方で樹脂並びに同様に貯蔵容器１７中に収容されている充填剤は、連続的にかつ同時に、混合機が中間に配置されることなく連続脱ガス装置１に供給され、この連続脱ガス装置は、この場合には混合機と脱ガス装置の機能をもっている。注型用樹脂及び硬化剤の計量は、計量型ポンプ１９を介して容量測定により行なわれ、その一方で充填剤の供給は、所望の配合含量で、計量型スクリュー９に付属する天秤１０によって重量測定により行なわれる。この目的のために、計量要素２と生成物入口１３の間の供給管に弾性結合要素が使用されている。
自明のことながら、図３による装置を用いて、貯槽１５を介して、２つの相互に反応しない液状成分、例えば樹脂及び柔軟剤は、供給することができる。
充填剤のための貯蔵容器１７中の圧力は、ここで選択された実施例の場合には、連続脱ガス装置１の真空圧力に適合し、従って真空ポンプ２４は、貯蔵容器１７に接続されている。このことによって貯蔵容器１７から連続脱ガス装置１中への通気は、回避される。これに対して液状成分、即ち注型用樹脂及び硬化剤の供給は、貯槽１５の液面が、ポンプ装置１９から貯槽１５中へと沈められた吸入導管の吸入口を上回ってさえいれば、連続脱ガス装置１中への通気に対しては問題ない。
明らかに連続脱ガス装置１は、液状成分及び充填剤の直接の供給の場合には少なくとも２つの生成物入口１３、１４を有している。
図４による実施態様は、図３による実施態様と特に、連続脱ガス装置１中に混合機４ないしは混合領域が組み込まれていることによって異なっている。この場合には図４から明らかであるとおり、混合機４の混合装置６のため及び施与−及び剥ぎ取り手段２８を有する連続脱ガス装置１の回転装置７のための単一の駆動装置５が１つのみの駆動軸をもってして装えられており、このことによって構造上の出費が著しく簡易化される。
図５による実施態様の場合には連続脱ガス装置１に連続混合機８が前接続されている。このことは、予め配合された成分が連続脱ガス装置１に連続的に供給される利点を有しており、このことによって構造様式は、プッシュプルで作動する２つの混合機３を省略することができる。
図５による実施例の場合のように連続混合機８が大気圧下にある場合には、充填剤容器１７中も大気圧下になければならない。これに対して連続混合機８が真空下にある場合には、充填剤のための貯蔵容器１７は、相応する減圧下になければならない。
参照符号一覧
１−連続脱ガス装置
２−計量手段
３−混合機
４−組み込まれた混合機
５−駆動装置
６−混合装置
７−回転装置
８−連続混合機
９−計量型スクリュー
１０−天秤
１１−中間容器
１２−生成物入口
１３−生成物入口
１４−生成物入口
１５−貯槽
１６−サイロ
１７−貯蔵容器
１８−加熱装置
１９−ポンプ装置、計量型ポンプ
２０−搬送装置
２１−弁
２２−圧力遮断部
２３−調整装置
２４−真空ポンプ
２５−連続混合機
２６−補集容器
２７−混合機駆動装置
２８−施与−及び剥ぎ取り手段
２９−脱ガス面
３０−結合要素

Claims (6)

1. 注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分を脱ガスするために真空下で運転される連続脱ガス及び混合装置（１）を使用して、いくつかの注型用樹脂成分又は少なくとも１つの注型用樹脂成分及び充填剤成分を含有する注型適性液状の媒体を連続的に混合かつ脱ガスする方法であって、前記装置に、注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分を少なくとも２個の生成物入口（１３，１４）により計量し、同時に供給し、前記装置内で注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分が同時に混合され、脱ガスされ、この場合連続脱ガス装置及び混合装置への充填剤の計量導入を圧力遮断部又は圧力ロック部を介して行なう、注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分を含有する注型適性液状の媒体を連続的に混合かつ脱ガスする方法。
2. 注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分の計量を容量測定により及び／又は重量測定により行なう請求項１記載の方法。
3. 少なくとも充填剤成分が真空下に保持されている、請求項１又は２記載の方法。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法を実施するために、真空下で運転される連続脱ガス及び混合装置（１）を用いて、いくつかの注型用樹脂成分又は少なくとも１つの注型用樹脂及び充填剤成分を含有する注型適性液状の媒体を連続的に混合かつ脱ガスするための装置であって、連続脱ガス及び混合装置（１）が注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分を同時に脱ガス及び混合するために形成されており、注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分のための少なくとも２つの生成物入口（１３、１４）を有しており、注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分が連続的脱ガス及び混合装置（１）に計量されて供給するように装置（２）が配置されている、注型用樹脂成分又は注型用樹脂及び充填剤成分を含有する注型適性液状の媒体を連続的に混合及び脱ガスするための装置。
5. 真空ポンプ（２４）が充填剤成分のための貯蔵容器（１７）と結合されている請求項４記載の装置。
6. 注型樹脂成分のための吸入導管の吸入口が貯槽（１５）内に配置された注型用樹脂成分の液面の下に配置されている請求項４又は５記載の装置。

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