JP6068254B2 - 液体吐出方法及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも、液体を内部に導入可能なシリンダと、該シリンダ内に挿入され且つそのシリンダの中心軸線を回転軸として回転可能なローターとを備え、該ローターにはシリンダ内に導入されてなる上記液体を混合攪拌可能なスクリュー部を、前記ローターの外周面に沿って螺旋状に設け、前記シリンダに一体に形成又は付設したノズル部から液体を吐出可能とした液体吐出装置に関する。

従来より、例えば、特公平５−１１５１３号「粘性液体押出装置」等、液体を自動的に吐出する液体吐出装置はよく知られている。こうした装置本体は、特に図示しないが、シリンダやノズル等には高圧がかかるため、それに耐え得るように、さらには、液体の漏出や構成部品の破損による液体の飛散などが起こらないように金属製とすることが一般的であった。

また、特開平７−１７８７２８号公報「湿気硬化プリプレグ、その用途及びその施行方法」では、湿気硬化型樹脂を含浸したローププリプレグは、空気のない密閉した空間に保管することが開示されている。

「特公平５−１１５１３号公報」 「特開平７−１７８７２８号公報」

前記した特許文献２の液体吐出装置のように、湿気硬化型接着剤を用いる場合には、特許文献１に開示したスクリュー式の吐出装置においては、シリンダ内にある空気を排出しながら液体を吐出しているため、湿気硬化型接着剤が空気中などの水分によって固化してしまう問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の問題点等に鑑み、スクリュー部を設けたローターを具備してなる液体吐出装置において、湿気硬化型接着剤が、シリンダ内で固化することなく、安定して液体吐出することができる液体吐出方法及び液体吐出装置を提供することである。

本発明は、液体吐出方法であって、液体タンクに充填した湿気硬化型接着剤を、圧力によってシリンダ内に充填する液体充填工程と、前記シリンダの上部に設けた排気口からシリンダ内の空気を排出する空気排出工程と、前記排気口を閉鎖する排気口閉鎖工程と、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成した、ローター及びローターに設けたスクリュー部を回転させる回転工程と、前記シリンダ内の湿気硬化型接着剤を、ノズル部から定量的に吐出する液体吐出工程とを少なくとも有することを特徴とする。

さらに本発明は、少なくとも、液体を貯蔵する液体タンクと、該液体を内部に充填可能なシリンダと、該シリンダ内に挿入され且つそのシリンダの略中心軸線を回転軸として回転可能なローターとを備え、該ローターにはシリンダ内に充填した前記液体を混合攪拌可能に、前記ローターの外周面に沿って螺旋状に設けたスクリュー部を有し、前記シリンダに一体に形成又は付設したノズル部から液体を吐出可能とした液体吐出装置であって、前記ローター及びローターに設けたスクリュー部が、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成され、前記液体が、湿気硬化型接着剤であり、前記シリンダに、前記シリンダの内外を連通する排気口を設け、該排気口を閉鎖蓋で閉鎖したことを特徴とする。

また、前記樹脂材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレンから選ばれる１種以上の樹脂材料であることを特徴とする。

本願発明の第１の構成によれば、液体吐出方法であって、液体タンクに充填した湿気硬化型接着剤を、圧力によってシリンダ内に充填する液体充填工程と、前記シリンダの上部に設けた排気口からシリンダ内の空気を排出する空気排出工程と、前記排気口を閉鎖する排気口閉鎖工程と、ローター及びローターに設けたスクリュー部を回転させる回転工程と、前記シリンダ内の湿気硬化型接着剤を、ノズル部から定量的に吐出する液体吐出工程とを少なくとも有することで、シリンダ内の空気を排出してあるため、経時的にも安定して液体吐出を行うことができる。

また、液体タンクに充填した湿気硬化型接着剤を、圧力によってシリンダ内に充填する液体充填工程と、前記シリンダの上部に設けた排気口からシリンダ内の空気を排出する空気排出工程とを、液体タンクに充填した湿気硬化型接着剤をシリンダ内に充填する圧力によって一連の動作によって行うことができるので、新たな設備を必要としない効果を奏する。

また、本願発明の第２の構成によれば、前記ローター及びローターに設けたスクリュー部が、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成することで、ローターに吸水した水分に湿気硬化型接着剤の固化を抑制することができ、前記した空気の排出工程との相乗効果によって、水分による湿気硬化型接着剤の固化の抑制効果が高く、安定した液体吐出方法を得ることができる効果を奏する。

これは、ローターとスクリューを一体に形成するには、構造が複雑であること等から、金属製に比べ、成形品の射出成形品とすることが好ましいが、本発明者が前記した水分による固化について検討した結果、シリンダ内に残存する空気中の水分だけでなく、材料に吸水した水分とが、湿気硬化型接着剤と反応して固化してしまうことが解った。そのため、ローターとスクリューを一体に形成する等、ローターを樹脂材料で形成するには、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料とし、水分の吸水を抑制し、経時安定性の優れた液体吐出方法とすることが好ましい。

前記吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料は、ポリエチレン（吸水率０．０１重量％）、ポリプロピレン（０．０１重量％〜０．０３重量％）、ポリフェニレンサルファイド（０．０２重量％）、ポリスチレン（０．０３〜０．０５重量％）等が例示でき、この中でも、耐薬品性及び成形性、特に寸法安定性を鑑みてポリフェニレンサルファイドが最も好ましい。

尚、本発明における吸水率は、ＩＳＯ６２に準じて、２３℃の水中に２４時間浸漬した後の重量増加率を測定して求めることができる。

本願発明の第３の構成によれば、少なくとも、液体を貯蔵する液体タンクと、該液体を内部に充填可能なシリンダと、該シリンダ内に挿入され且つそのシリンダの略中心軸線を回転軸として回転可能なローターとを備え、該ローターにはシリンダ内に充填した前記液体を混合攪拌可能に、前記ローターの外周面に沿って螺旋状に設けたスクリュー部を有し、前記シリンダに一体に形成又は付設したノズル部から液体を吐出可能とした液体吐出装置であって、前記液体が、湿気硬化型接着剤であり、前記シリンダに、前記シリンダの内外を連通する排気口を設け、該排気口を閉鎖蓋で閉鎖することで、シリンダ内の空気中の水分による湿気硬化型接着剤の固化を抑制でき、安定した液体吐出を得ることができる効果を奏する。

また、本願発明の第４の構成によれば、前記ローター及びローターに設けたスクリュー部が、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成することで、ローターに吸水した水分に湿気硬化型接着剤の固化を抑制することができ、前記した空気の排出工程との相乗効果によって、水分による湿気硬化型接着剤の固化の抑制効果が高く、安定した液体吐出装置を得ることができる効果を奏する。

これは、ローターとスクリューを一体に形成するには、構造が複雑であること等から、金属製に比べ、成形品の射出成形品とすることが好ましいが、本発明者が前記した水分による固化について検討した結果、シリンダ内に残存する空気中の水分だけでなく、材料に吸水した水分とが、湿気硬化型接着剤と反応して固化してしまうことが解った。そのため、ローターとスクリューを一体に形成する等、ローターを樹脂材料で形成するには、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料とし、水分の吸水を抑制し、経時安定性の優れた液体吐出装置とすることが好ましい。

本願発明の第５の構成によれば、前記樹脂材料が、ポリエチレン（吸水率０．０１重量％）、ポリプロピレン（０．０１重量％〜０．０３重量％）、ポリフェニレンサルファイド（０．０２重量％）、ポリスチレン（０．０３〜０．０５重量％）とすることで、吸水による湿気効果型接着剤の固化を抑制することができる。これは、吸水率が０．１重量％以下、好ましくは、０．０５重量％以下とすることで、前記した湿気効果型接着剤の固化を抑制することはできるが、ローターに用いるには、耐薬品性及び成形性、特に寸法安定性を鑑みる必要がある。この中でも、ポリフェニレンサルファイドは、成形性、特に寸法安定性が高いため、最も好ましい。

尚、本発明のシリンダには、ステンレス、アルミニウム、銅合金等の金属材料を用いることができるが、耐圧性、耐液（耐食）性、ビジブル性を鑑みてステンレスを用いることが好ましい。

また、本発明に用いられる湿気硬化型接着剤としては、特に限定されず従来から公知の、空気中の水分により硬化する性質を有する樹脂、具体的には、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シアノアクリーレート樹脂等を含有した接着剤を適宜選択して使用することができる。この中でも接着力や取扱い性からはポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂を含有した湿気硬化型接着剤が好ましい。

本発明は、スクリュー部を設けたローターを具備してなる液体吐出装置において、湿気硬化型接着剤が、シリンダ内で固化することなく、安定して液体吐出することができる液体吐出方法及び液体吐出装置を提供することができた。

実施例１における液体吐出装置を示す一部省略した縦断面図である。 図１における一部省略した、閉鎖蓋を装着前の状態を示す要部拡大縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、図面中同じ部材、同じ部品については同じ番号を付してある。尚、本発明において「先」とは、シリンダの長手方向において液体を吐出するノズル部側を示し、「後」とは、その反対側を示す。

図１、図２に示す液体吐出装置１は、ステンレス製の液体タンク２、ステンレス製のシリンダ５、ポリフェニレンサルファイド製のローター４、ステンレス製ノズル９を有している。液体タンク２には電磁弁（図示せず）がホースに接続されて結合されている。また、電磁弁は、空圧源より供給された圧縮空気の空気圧を適宜の空気圧に調整する圧力調整器（図示せず）に接続されている。さらに液体タンク２の内部には圧力移動プランジヤ（図示せず）が設けられており、圧力移動プランシヤと吐出口の間に粘性液体（図示せず）が貯納されている。

また、ポリフェニレンサルファイド製のローター４（吸水率、０．０２重量％）は、その軸部にシリンダ５内に導入されてなる上記液体を攪拌可能なスクリュー部４Ａを一体に備えた成形品であり、モーター被覆筒１０内に配置したモーター（図示せず）に結合して、シリンダ５内に、回転可能に挿入して構成されている。また、シリンダ５の先端には、キャップ８及びノズル９が装着してある。さらに、モーター被覆筒１０とシリンダ５は、モーター被覆筒１０内の空気がシリンダ５内に進入しないようにパッキン（図示せず）を介して連接してある。

また、シリンダ５の側面に液体を導入する供給孔を形成し、この供給孔に液体タンク２の吐出口が結合した液体供給部３を設けている。また、シリンダ５には、ローター４よりも後方の側面に空気を除去する排出口６と、排気口６を完全に閉鎖する閉鎖蓋７を装着した液体吐出装置１である。

次に作用について説明する。
圧力調整器を空圧源に接続して、電磁弁とモーターが作動されるとき、液体タンク２に入った設定出力空気圧により、湿気硬化型接着剤が加圧状態で吐出口、供給孔からなる液体注入部３からシリンダ５内に入る。このとき、シリンダ５内の空気は、湿気硬化型接着剤の充填に伴い、排気口６から排出される。

次に、シリンダ５内の空気が排出した後、排気口６に閉鎖蓋７を装着して、排出口７を完全に閉鎖し、排出口６からの湿気硬化型接着剤の液漏れ及び空気の進入を防止する。

その後、ＤＣサーボ制御により、一低速で回転するローター４の圧力によって、シリンダ５の内壁とローター４のスクリュー部４Ａによって囲まれた部分の湿気硬化型接着剤は、ノズル９方向に行くに従って圧縮され、ノズル９より注出できることとなる。また、ローター４に、液体誘導するスクリュー部４Ａのほかに、このスクリュー部４Ａより小なるピツチの逆流防止スクリュー４Ｂと２つのくさび状突片（図示せず）とフランジ（図示せず）が順次設けられている。

このように、液体誘導のスクリュー部４Ａはそのスクリューピツチが先端側となるノズル９側に行くにしたがい、徐々に小さく形成されているため、ローター４の先端側において、圧力が高まり吐出性能を優れたものにすることができる。また、ローター４に液体を誘導するスクリュー部４Ａより小さいピツチの逆流防止スクリュー部４Ｂを設けることから、液体供給部Ｇから導入された粘性液体の一部が圧送圧力によりローター４の移送方向とは反対の後端側へ逆流しようとしても、液体自体の粘性抵抗により逆流防止スクリュー４Ｂを通過しにくく、湿気硬化型接着剤が逆流防止スクリュー４Ｂに入り込んでも、回転時、その形状によって液体のかき落としローター４後端側への粘性液体の逆流を阻止する。

試験及び評価
実施の形態で得られた液体吐出装置１と、ローターとスクリュー部をポリアセタール（吸水率、０．３重量％）とした液体吐出装置Ａ（図示せず）を、吐出時間１０秒、タンク圧３００ｋＰａ、回転速度１００ｒｐｍにて吐出口より５．０ｇした後、２３℃、５０％ＲＨにて１週間経過後にシリンダ及びローター内を目視及び吐出口より前記した塗布条件と同条件にて数ショット塗布した結果、液体吐出装置１は、初期及び１週間経過後においても定量吐出され、安定した液体吐出が得られた。一方、液体吐出装置Ａは、初期は、定量吐出が可能であったが、１週間後には、シリンダとローター間の湿気硬化型接着剤の固化が見られ、安定した定量吐出を得ることができなかった。

本発明は、湿気硬化型接着剤を使用する液体吐出方法及び装置として広く利用可能である。

１ 液体吐出装置
２ 液体タンク
３ 液体供給部
４ ローター
４Ａ スクリュー部
４Ｂ 逆流防止スクリュー部
５ シリンダ
６ 排出口
７ 閉鎖蓋
８ キャップ
９ ノズル
１０ モーター被覆筒

Claims (3)

1. 液体吐出方法であって、液体タンクに充填した湿気硬化型接着剤を、圧力によってシリンダ内に充填する液体充填工程と、前記シリンダの上部に設けた排気口からシリンダ内の空気を排出する空気排出工程と、前記排気口を閉鎖する排気口閉鎖工程と、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成した、ローター及びローターに設けたスクリュー部を回転させる回転工程と、前記シリンダ内の湿気硬化型接着剤を、ノズル部から定量的に吐出する液体吐出工程とを少なくとも有することを特徴とする液体吐出方法。
2. 少なくとも、液体を貯蔵する液体タンクと、該液体を内部に充填可能なシリンダと、該シリンダ内に挿入され且つそのシリンダの略中心軸線を回転軸として回転可能なローターとを備え、該ローターにはシリンダ内に充填した前記液体を混合攪拌可能に、前記ローターの外周面に沿って螺旋状に設けたスクリュー部を有し、前記シリンダに一体に形成又は付設したノズル部から液体を吐出可能とした液体吐出装置であって、前記ローター及びローターに設けたスクリュー部が、吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料で形成され、前記液体が、湿気硬化型接着剤であり、前記シリンダに、前記シリンダの内外を連通する排気口を設け、該排気口を閉鎖蓋で閉鎖したことを特徴とする液体吐出装置。
3. 前記吸水率が０．１重量％以下の樹脂材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレンから選ばれる１種以上の樹脂材料であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。

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