JP4375653B2 - 液材の混合方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等のような主剤と硬化剤からなる２種以上の樹脂成分の混合により反応し硬化する樹脂を均一に混合して吐出する方法およびその装置に関するものである。
特に、粘度が大きく異なる２種以上の液材を均一に混合する、または混合比率が大きく異なる２種以上の液材を均一に混合する方法および装置である。
さらに、混合機構を長期にわたって円滑に動作させ、撹拌手段の摺動部の固着および硬化を防止する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２種類の液材を混合する一般的な混合装置としては、例えば、特許文献１、２がある。特許文献１の図１に開示されている装置は、２液反応型の熱硬化性樹脂の混合装置であって、定量供給された主剤が主剤吐出側流入路１２を通じて混合チャンバー４内に流入され、定量供給された硬化剤が硬化剤吐出側流路９を通じて混合チャンバー４内に流入され、混合装置１を貫通するシャフト３に取り付けられたミキシングロータ２の回転により前記主剤および前記硬化剤は撹拌混合され、混合チャンバー４の底部に設けられた吐出口１４より吐出されるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８７７２７号公報
【特許文献２】
特開平５−１３８１００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置においては、硬化剤導入孔の数について、前記図１に示されるように、主剤と硬化剤の流路が各一つずつしか設けられていないために、主剤と硬化剤の混合比率が大きく異なる場合には、例えば、主剤混合比率が高く硬化剤混合比率が低い場合においては、混合チャンバー内において硬化剤吐出側流路から混合チャンバーに流入する硬化剤が、硬化剤吐出流路側流路出口付近の混合チャンバー内の主剤と硬化剤との混合剤の一部に埋もれてしまい、吐出口に至るミキシングロータによる撹拌区間を経ても均一に混合することが難しく、主剤と硬化剤とを混合することで得られる液材の機能を十分に発現させることができないことがあった。
【０００５】
また、主剤と硬化剤の粘度が大きく異なる場合についても、撹拌作用により流動する流動度が粘度の違いに起因して主剤と硬化剤とでは異なるため、混合性が悪く、上記混合比率が異なる場合と同様に、主剤と硬化剤とを均一に混合することが難しかった。
【０００６】
さらに、このような従来の装置においては、シャフト位置に関し、前記図１に示されるように、混合チャンバー内で回転作用するミキシングロータが、混合装置に穿った貫通孔に挿入されたシャフトに取り付けられ、前記貫通孔は主剤流入路および硬化剤流入口とは別に設けられているため、混合チャンバー内で混合された液材はシャフトひいては回転駆動部と接触することとなり、回転摺動部に付着した液材の硬化に伴って摺動部が固着し、ミキシングロータの回転に円滑さが無くなり、さらに硬化が進むとミキシングロータが全く回転しなくなってしまうという、問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題を解決し、二の液材を均一に混合することができ、特に、粘度差が大きい、混合比率が大きく異なる、というような物理的性質の大きく異なる２以上の液材についても均一に混合することができる混合方法およびその装置を提供することを目的とする。また、液材の混合装置の発明にあっては、長期の使用においても撹拌摺動部の動作を円滑にし、反応性の高い混合液に撹拌摺動部が接触することない混合装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の液材の吐出方法は、第１の液材と第２の液材とを混合室で混合した後に流出口より流出する液材の混合方法において、第１の液材に対して第２の液材を分散した位置から混合室内に流入させた後に撹拌して混合することを特徴とし、加えて、混合室に連通する３以上の流路のうち、１の流路に前記第１の液材を流動させ、他の流路に前記第２の液材を流動させることを特徴とし、前記第２の液材を前記第１の液材と比して低粘度の液材とすることを特徴とし、さらに、前記第２の液材を前記第１の液材に比して混合比率の小さい液材とすることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の液材の混合装置は、混合室と、前記混合室に第１の液材が流入する第１の流入口と、前記混合室に第２の液材が流入する第２の流入口と、前記混合室内で前記第１の液材と前記第２の液材を混合する混合手段と、前記混合室から液材を流出する流出口と、を備え、前記第２の流入口は前記第１の流入口より多数とすることを特徴とする。加えて、前記第１の流入口を中心に複数の前記第２の流入口を配置すること、および、前記第１の流入口を中心とする円周上に前記複数の第２の流入口を配置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の液材の混合装置は、流路ブロックと、前記流路ブロックと連通し流出口を有する混合室と、前記混合室内の液材を撹拌する撹拌手段と、を備え、前記流路ブロックは、第１の液材を流入する第１流入口と前記第１の液材を混合室に流出する第１の流出口と、第２の液材が流入する第２流入口と前記第２の液材を混合室に流出する第２の流出口と、を備え、前記第２の流出口は前記第１の流出口を中心に複数配置することを特徴とし、加えて、前記第２の流入口は、記流路ブロックで複数に分岐する第２の流路を介して前記複数の第２の流出口と連通することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の液材の混合装置は、貫通孔を有する流路ブロックと、前記流路ブロックと連接し、吐出口を有する混合室と、前記貫通孔を挿通する撹拌手段と、前記撹拌手段を駆動する撹拌手段駆動部と、を備え、前記流路ブロックは、第１の液材が流入する第１流入口と前記混合室とを連通する第１流路と、第２の液材が流入する第２流入口と前記混合室とを連通する第２流路と、を備え、前記第１流路は流路ブロック内で前記貫通孔と連通することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
第１の液材供給口および第２の液材供給口には、使用する液材に規定された混合比に応じた量が図示しない液材供給装置によりそれぞれの液材供給口に供給される。
第１の液材供給口に第１の液材が供給されると第１液材流路内部の第１液材に圧力が作用し、前記第１の液材供給口に供給された第１の液材の量だけ、中央の第１の液材流出口より混合室に流出し、同様に、第２の液材供給口に供給された第２の液材の量だけ、第１の液材流出口を取り囲むように配設された複数の第２の液材流出口より混合室に流出する。
第１の液材と第２の液材は第１の液材流出口および第２の液材流出口から混合室の流出口にまでの間に、液材は撹拌バネの回転作用により混合される。さらに、第１の液材流出口と第２の液材流出口により液材が混合室内に流出されると、新たに流出された液材は混合室内の液材に圧力作用を与え、混合液は混合室の液材流出口から流出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面にもとづき説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すように、流路ブロック１の下部に内部に混合室２を形成するシリンジ３が着脱自在に取り付けられており、前記流路ブロック１の上部には撹拌バネ駆動手段４が設けられている。前記撹拌バネ駆動手段４はモータとすることができる。
流路ブロックに取り付けられた撹拌バネ駆動手段によって回転されるシャフト５のシリンジ３に挿入される部分には、シャフト５と一体に回転する上下の回転子８、９が設けられており、それらの回転子の間にはコイルバネからなる撹拌バネ６を配設して撹拌手段を構成し、前記撹拌バネ駆動手段４の回転駆動により前記撹拌バネ６，前記回転子８および前記第２回転子９が回転動作する。
【００１５】
流路ブロック１の内部は、図２に図示するように、第１の液材が供給される第１の液材供給口１０が第１の液材流出口１１を介して混合室２に連通しており、第２の液材が供給される第２の液材供給口１２が第２の液材流出口１３を介して混合室２と連通している。
流路ブロック１には、図２に示すように、シャフト５が遊嵌する挿通孔１７と、第１液材流路１４と第２液材流路１５が設けられている。
上記第１液材流路１４は、第１の液材流入口１０と混合室２に開口する第１の液材流出口１１とを連通させる、第１の液材流入口１０に続く横方向流路部１４aと、シャフト挿通孔１７と同心でシャフト挿通孔１７より大径の貫通孔の内周面とシャフト５の外周面との間隙によって形成され、第１の液材流出口１１に続く縦方向流路部１４bとで構成されており、また、上記第２液材流路１５は、第２の液材流入口１２と混合室２に開口する第２の液材流出口１３とを連通させる、第２の液材流入口１２に続く横方向流路部と１５aと、シャフト挿通孔１７と同心の横方向環状流路部１５bと、前記環状流路部１５bに沿って等間隔に設けられ、第２の液材の流出口１３に続く複数の縦方向流路１５cとで構成されている。
図示の実施例では、第２の液材供給口１２から第２の液材流出口１３に至る流路は流路ブロック１の内部で複数に分岐しており、図３に図示するように、第２の液材流出口１３は、第１の液材流出口１１を中心に８箇所設けられている。
なお、３以上の液材の混合に用いる場合は、他の液材のための液材流路と干渉しないように、第２液材流路と同様に形成する。
【００１６】
また、図２に図示するように、撹拌バネ駆動手段４は、シャフト５と連接しており、第１液材流路１４を介して混合室２に延出しており、混合室２と相対する位置においてシール部材１６でシールしており、シャフト５とシャフト挿通孔１７との間から第１の液材が漏洩することを防止している。シャフト５の摺動部が液材が混合する混合室２から距離をおいて設けられているため、混合液付着・硬化による摺動部の動作低下を防止することができる。
【００１７】
次に、上記構成の液材混合装置の作動を説明する。
前記第１の液材供給口１０から前記第１の液材流出口１１に至る流路ブロック１内の第１液材流路１４は第１の液材で満たされており、前記第２の液材供給口１１から前記第２の液材流出口１２に至る流路ブロック１内の第２液材流路は第２の液材で満たされている。
前記第１の液材供給口１０および前記第２の液材供給口１２には、使用する液材に規定された混合比に応じた量が図示しない液材供給装置によりそれぞれの液材供給口に供給される。第１の液材と第２の液材の規定混合比が、１００：１であれば、前記第１の液材供給口１０に供給される第１の液材の１／１００に相当する量の第２の液材が前記第２液材供給口に供給される。
前記第１の液材供給口１０に第１の液材が供給されると第１液材流路１４内部の第１液材に圧力が作用され、前記第１の液材供給口１０に供給された第１の液材の量だけ第１の液材流出口１１より混合室２に流出する。同様に、第２の液材供給口１２に供給された第２の液材の量だけ第２の液材流出口１３より混合室２に流出する。
ここで、前述のとおり第２液材流路１５は流路ブロック１内で８分岐されているので、各第２の液材流出口１３から流出する第２の液材の量は、平均すると第２の液材供給口１２に供給された量の１／８である。
このように、第１の液材が混合室２の中央位置に流出され、第２の液材が第１の液材を囲むように８箇所から流出される。
第１の液材流出口１１と第２の液材流出口１３により液材が流出されると混合室２内の液材に圧力作用を与え、シリンジ３の流出口７より第１の液材と第２の液材の混合液が流出する。
第１の液材流出口１１および第２の液材流出口１３から流出口７にまで混合室２内を流動する間に、液材は撹拌バネ６の回転作用により混合される。
【００１８】
本実施例においては、混合室２内の第１の液材流出口１１および第２の液材流出口１２と第１回転子８との間で、第１の回転子８の回転作用により液材が回転方向の撹拌作用を受け、第１の回転子８とシリンジ３の内壁面の間隙を液材が通過する際に狭隙を通過する作用および第１回転子８の回転作用により強力な撹拌作用を受け、その後撹拌バネの回転による撹拌作用を受け、第２回転子９とシリンジ３内壁面の間隙を液材が通過する際に狭隙を通過する作用を再び受け、さらに第２回転子９の回転作用による回転方向の撹拌作用を受けてシリンジ３の流出口７より混合された液材は流出される。
なお、シリンジ３の流出口７の先端にはノズルを装着して吐出することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
上記構成の本発明は、第１の液材に対し第２の液材を分散した位置から混合室内、特に、粘度差が大きい、混合比が大きく異なる、というような物理的性質の大きく異なる２以上の液材についても均一に混合することができる。
また、撹拌のための摺動部を反応性の高い混合室より離れた箇所に設けることによって、反応性の高い混合液に撹拌摺動部が接触することを無くすことにより、摺動部の固着硬化を防止し、円滑な撹拌動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 液材の混合装置の概略図である。
【図２】 液材の混合装置の要部の断面図である。
【図３】 液材供給装置の流路ブロックの底面断面図である。
【符号の説明】
１ 流路ブロック
２ 混合室
３ シリンジ
４ 撹拌バネ駆動手段
５ シャフト
６ 撹拌バネ
７ 流出口
８ 第１の回転子
９ 第２の回転子
１０ 第１の液材供給口
１１ 第１の液材流出口
１２ 第２の液材供給口
１３ 第２の液材流出口
１４ 第１の液材流路
１５ 第２の液材流路
１６ シール部材
１７ シャフト挿通孔

Claims (10)

1. 混合比率が大きい第１の液材と混合比率が小さい第２の液材とを混合室内で撹拌手段により混合した後に流出口より流出する液材の混合方法において、
   前記撹拌手段と接続された回転シャフトが挿通される貫通孔、第１の液材を混合室に流入する大径の第１流路、および第２の液材を混合室に流入する小径の第２流路を有する流路ブロックを設け、
   前記第１流路を前記貫通孔と連通し、前記貫通孔から前記混合室に第１の液材を供給し、
   前記第２流路を前記流路ブロック内で複数の流路に分岐し、前記第２流路の複数の出口を前記貫通孔を中心に配置し、
   前記第１流路と前記貫通孔が連通する部分を前記第２流路の分岐の上方に配置し、その部分の上方にシール部材を設けたことを特徴とする液材の混合方法。
2. 前記第１流路を、第１流路の入口を有し前記貫通孔の側方に連通される横方向流路部（１４ａ）を含んで構成し、
   前記第２流路を、第１流路の横方向流路部（１４ａ）の下方に位置する横方向流路部（１５ａ）と、出口を有する縦方向流路部（１５ｃ）と、横方向流路部（１５ａ）と縦方向流路部（１５ｃ）とを連通する環状流路部（１５ｂ）と、を含んで構成したことを特徴とする請求項１記載の液材の混合方法。
3. 前記第２の液材が前記第１の液材と比して低粘度の液材であることを特徴とする請求項１または２記載の液材の混合方法。
4. 前記第１の液材が主剤であり、前記第２の液材が硬化剤であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液材の混合方法。
5. 前記第２流路の出口を前記貫通孔を中心に周上に等間隔に配置することにより第１の液材に対して第２の液材を分散した位置から混合室内に流入させた後に撹拌して混合することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液材の混合方法。
6. 第１の液材を流入する大径の第１流路、第２の液材を流入する小径の第２流路、および貫通孔を有する流路ブロックと、
   前記流路ブロックの第１流路、第２流路および貫通孔と連通し流出口を有する混合室と、
   前記貫通孔に挿通された回転シャフトを有し前記混合室内の液材を撹拌する撹拌手段と、を備えた液材の混合装置であって、
   前記第２流路を前記流路ブロック内で複数の流路に分岐し、前記第２流路の複数の出口を前記貫通孔を中心に配置し、
   前記第１流路と前記貫通孔が連通する部分を前記第２流路の分岐の上方に配置し、その部分の上方にシール部材を設けたことを特徴とする液材の混合装置。
7. 前記第１流路を、第１流路の入口を有し前記貫通孔の側方に連通される横方向流路部（１４ａ）を含んで構成し、
   前記第２流路を、第１流路の横方向流路部（１４ａ）の下方に位置する横方向流路部（１５ａ）と、出口を有する縦方向流路部（１５ｃ）と、横方向流路部（１５ａ）と縦方向流路部（１５ｃ）とを連通する環状流路部（１５ｂ）と、を含んで構成したことを特徴とする請求項６記載の液材の混合装置。
8. 前記撹拌手段は、前記回転シャフトに接続され、前記貫通孔および前記第２流路の出口の下方近傍に位置し、前記混合室の内壁面と狭隙を形成する略円錐台状の回転子を含んで構成されることを特徴とする請求項６または７記載の液材の混合装置。
9. 前記流路ブロックと前記混合室とを着脱自在に構成したことを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の液材の混合装置。
10. 前記第２流路の出口を、前記貫通孔を中心に周上に等間隔に配置したことを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の液材の混合装置。

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