JP7094466B1

JP7094466B1 - シーラントの製造方法

Info

Publication number: JP7094466B1
Application number: JP2022034663A
Authority: JP
Inventors: 昌希釜谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2042-03-07
Also published as: JP2023130156A

Abstract

【課題】より簡便かつ作業性の高いシーラントの製造方法を提供する。【解決手段】シーラントの製造方法は、主剤と硬化剤を混合することで生成されるシーラントの製造方法であって、主剤が充填された容器の表面の一部を開口して開口部を形成する工程と、開口部から容器の内部に硬化剤を注入する工程と、開口部から撹拌翼を挿入して、主剤と硬化剤とを混合して混練物を生成する工程と、開口部を閉じる工程と、容器の表面における他の一部に他の開口部を形成する工程と、他の開口部から撹拌翼を挿入して、混練物をさらに混合する工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、シーラントの製造方法に関する。

例えば、航空機構造部材等に用いられる２液性のシーラントにおいては、シーラントに含まれる気泡によって形成されたボイドに起因する腐食、燃料漏れ、雷の影響を抑制するために、製造時に撹拌脱泡が行われる場合がある。

特に、より確実な撹拌脱泡を行うため、下記特許文献１に係るシーラントの製造方法では、主剤と硬化剤を混合した後、予め混錬を行ってから撹拌脱泡が行われる。混錬作業は、具体的には、混合後の主剤と硬化剤を作業台に乗せ、へら等を用いて人力で行われることが一般的である。

特許第６６８８７５７号公報

しかしながら、上記のように人力で混錬作業を行う場合、主剤又は硬化剤に含まれる有機物質や、清掃に用いる有機溶剤に作業者が接触する可能性がある。そのため、より簡便かつ作業性の高いシーラントの製造方法が求められていた。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より簡便かつ作業性の高いシーラントの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係るシーラントの製造方法は、主剤と硬化剤を混合することで生成されるシーラントの製造方法であって、前記主剤が充填された容器の表面の一部を開口して開口部を形成する工程と、前記開口部から前記容器の内部に前記硬化剤を注入する工程と、前記開口部から撹拌翼を挿入して、前記主剤と前記硬化剤とを混合して混練物を生成する工程と、前記開口部を閉じる工程と、前記容器の表面における他の一部に他の開口部を形成する工程と、前記他の開口部から前記撹拌翼を挿入して、前記混練物をさらに混合する工程と、を含む。

本開示によれば、より簡便かつ作業性の高いシーラントの製造方法を提供することができる。

本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法の各工程を示すフローチャートである。主剤の容器の形状を示す模式断面図である。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法における開口部を形成する工程、及び撹拌翼による混合を行う様子を示す説明図である。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法における開口部を閉じる工程の様子を示す説明図である。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法における他の開口部を形成する工程の様子を示す説明図である。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法における混練物をさらに混合する工程の様子を示す説明図である。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法の変形例を示すフローチャートである。本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法の変形例における主剤の容器の形状を示す図である。

（シーラントの製造方法）
以下、本開示の実施形態に係るシーラントの製造方法について、図１から図６を参照して説明する。

このシーラントの製造方法は、航空機や輸送用車両等に用いられるシーラントを製造するための方法である。シーラントとは、例えば窓ガラスとその周囲の壁面との隙間を埋めたり、壁面同士の接合部の隙間を埋めたりするために用いられる。シーラントは、主剤と硬化剤の２液を所定の比率で混合することによって硬化して、弾性のあるゴム状となる。一例として、主剤としては二酸化マンガンが挙げられ、硬化剤としては酢酸エチルが挙げられる。

図１に示すように、本実施形態に係るシーラントの製造方法は、主剤の容器１に開口部６１を形成する工程Ｓ１と、硬化剤を投入する工程Ｓ２と、主剤と硬化剤を混合して混練物を生成する工程Ｓ３と、開口部６１を閉止する工程Ｓ４と、容器１の姿勢を変える工程Ｓ５と、他の開口部６２を形成する工程Ｓ６と、混練物をさらに混合する工程Ｓ７と、撹拌脱泡する工程Ｓ８と、混練物をカートリッジに充填する工程Ｓ９と、混練物を冷凍する工程Ｓ１０と、を含む。

（容器の形状）
図２に示すように、主剤は予め容器１に充填された状態で用意されている。一例として、この容器１は、上蓋１１を含む円形の上面１０と、上面１０と反対側に設けられた円形の底面２０と、これら上面１０及び底面２０を中心軸方向に接続する円筒状の円筒面３０と、を有する。上蓋１１の周囲には、当該上蓋１１が嵌合するための肩部１２が形成されている。この容器１は例えばアルミ等の金属で形成されている。

工程Ｓ１では、上記の容器１の表面の一部に撹拌翼９０を挿入するための開口部６１を形成する。具体的には、図２中の破線で示すように、容器１の肩部１２を含む上面１０を缶切り等で切除する。これにより、容器１の上方に円形の開口部６１が形成される。

この状態で、予め計量された分量の硬化剤を開口部６１から投入する（工程Ｓ２）。なお、これら工程Ｓ１と工程Ｓ２はその順序を入れ替えてもよい。つまり、開口部６１を形成するに先立って硬化剤を投入することも可能である。その後、図３に示すように、開口部６１から撹拌器具の撹拌翼９０を挿入して、主剤と硬化剤を撹拌混合する（工程Ｓ３）。この工程Ｓ３では、撹拌翼９０を容器１内部で回転させながら上下方向や幅方向に動かしながら撹拌混合を行うことが望ましい。これにより、主剤と硬化剤とが化学結合して混練物（シーラント）が生成される。

なお、この状態では、図３中に示すように、主剤と硬化剤が十分に混合された撹拌領域４１と、混合が不十分である非撹拌領域４２とが容器１内に混在している。特に、容器１の底面２０付近では、撹拌翼９０が届きにくいことや、撹拌翼９０の接触による容器１の損壊を防ぐ必要があることから、非撹拌領域４２が形成されやすい。また、混練物の粘性が非常に高いことから、混練物自体の流動性や重力による自然対流も生じにくく、非撹拌領域４２と撹拌領域４１とが明確に生じてしまうことが知られている。

次に、図４に示すように、開口部６１を蓋材５０によって閉止する（工程Ｓ４）。蓋材５０は、容器１の外径と同等の径を有する樹脂製であることがコストや入手性の観点から有利である。

その後、図５に示すように、蓋材５０が下方に位置するように、容器１の上下方向を入れ替える。つまり、容器１の姿勢を変える（工程Ｓ５）。これにより、上述の非撹拌領域４２容器１内の上部に位置している状態となる。さらに、この状態で、容器１の底面２０（つまり、姿勢が変わった後に上方を向いている面）に、他の開口部６２を形成する（工程Ｓ６）。さらに言い換えれば、当初の開口部６１とは反対側に位置する表面の他の一部に他の開口部６２が形成される。この工程Ｓ６は、例えば缶切り等の切削器具で行われる。これにより、底面２０が全て除去された状態となる。

その次に、図６に示すように、他の開口部６２を通じて混練物に撹拌翼９０を挿入し、さらなる混練物の混合を行う（工程Ｓ７）。この工程Ｓ７により、当初の工程Ｓ３で存在していた非撹拌領域４２が上方から撹拌翼９０によって撹拌される。その結果、非撹拌領域４２が存在しなくなり、容器１内の全てが撹拌領域となる。

次いで、混練物を容器１ごと、真空撹拌脱泡機に設置して、撹拌脱泡を行う（工程Ｓ８）。又は、混練物を容器１から別の容器に少量ずつ分けて個別に真空撹拌脱泡機に設置し、撹拌脱泡を行ってもよい。これにより、混練物の内部にわずかに存在していた空隙（ボイド）が取り除かれる。

その後、容器１内の混練物を、予め用意されているカートリッジに充填する（工程Ｓ９）。この工程Ｓ９は、例えば、筒状のカートリッジの下方に混練物を充填したカップを設置して、当該カップからカートリッジ内に混練物を押し出すようにして充填することで行われる。

最後に、カートリッジに充填された混練物を冷凍機によって冷凍する（工程Ｓ１０）。冷凍された状態で混練物は保管され、必要に応じて解凍され、種々の作業に供される。以上により、本実施形態に係るシーラントの製造方法の全工程が完了する。

（作用効果）
ここで、従来は、主剤と硬化剤の混合をさらに促進するために、予め混錬という工程を経て撹拌脱泡が行われていた。この混錬作業は、具体的には、混合後の主剤と硬化剤の混練物を作業台に乗せ、へら等を用いて人力で行われることが一般的であった。

しかしながら、上記のように人力で混錬作業を行う場合、主剤又は硬化剤に含まれる有機物質や、作業台の清掃に用いる有機溶剤に作業者が接触する可能性がある。結果として、混練作業が、製造作業全体の安全性や作業効率を妨げる要因となっていた。そのため、より簡便かつ作業性の高いシーラントの製造方法が求められていた。

そこで、本実施形態では、上述のような方法を採っている。上記方法によれば、容器１に形成された開口部６１から撹拌翼９０を挿入して撹拌することで混練物が生成された後、他の開口部６２からさらなる混練物の混合が行われる。これにより、１回目の撹拌後に存在していた非撹拌領域４２（上述）が、その後の撹拌によって解消される。したがって、例えば混練物を作業台に出して人力による混練作業を行うことなく、ボイド（空隙）の少ない良好な混練物を得ることができる。結果として、従来の混練作業に伴う有機溶剤への暴露や作業性の低下の可能性を低減することが可能となる。

さらに、上記の製造方法では、開口部６１を閉じる工程Ｓ４の後に、容器１の姿勢を変える工程Ｓ５をさらに含み、他の開口部６２を形成する工程Ｓ６では、開口部６１とは反対側の表面に該他の開口部６２を形成する。

この方法によれば、容器１の姿勢を変えた後、他の開口部６２が初めの開口部６１の反対側に形成される。これにより、撹拌翼９０が届かずに混練が不十分であった領域（非撹拌領域４２）が他の開口部６２側から外部に露出した状態となる。この非撹拌領域４２に対して他の開口部６２から撹拌翼９０を挿入して撹拌を行うことで、非撹拌領域４２が解消されて、さらに積極的に混練物の混練（混合）を施すことができる。その結果、さらに良好な品質のシーラントを得ることができる。また、作業員が混練物に直に触れることがないことから、作業性もさらに向上させることができる。

また、上記の製造方法では、容器１は上面１０、底面２０、及び円筒面３０を有する円柱形状をなし、開口部６１を形成する工程Ｓ１では、上面１０を除去することで開口部６１を形成し、他の開口部６２を形成する工程Ｓ６では、底面２０に他の開口部６２を形成する。

この方法によれば、容器１が円柱形状をなしている場合、つまり上面１０、底面２０、及び円筒面３０を有する形状である場合に、上面１０と底面２０からそれぞれ撹拌翼９０が挿入される。これにより、上面１０又は底面２０を作業台上に安置した状態で作業を行うことが可能となる。つまり、容器１の姿勢を安定させた状態で効率的に撹拌・混練を行うことが可能となる。それにより、作業性をさらに向上させることができる。一方で、円筒面３０に開口部６１を形成する場合、容器１の姿勢を維持することが難しく、作業性が低下する可能性がある。上記の方法によれば、このような可能性を低減することができる。

加えて、上記の製造方法では、混練物をさらに混合する工程Ｓ７の後に、混練物を撹拌脱泡する工程Ｓ８をさらに含む。

この方法によれば、混練物を撹拌脱泡することで、当該混練物に含まれるボイド（空隙）をさらに少なくすることができる。これにより、混練物の品質をさらに高めることができる。また、ボイドが低減されることから、カートリッジごとのシーラントの内容量を精緻にコントロールすることが可能となり、作業の工程管理や資材管理をさらに正確に行うことが可能となる。

また、上記の製造方法では、混練物を撹拌脱泡する工程Ｓ８の後に、カートリッジ内の混練物を冷凍する工程Ｓ１０をさらに含む。

上記方法によれば、混練物をカートリッジごと冷凍することで、当該混練物を長期にわたって安定的に保存することが可能となる。また、作業上の必要性に応じて適宜混練物を解凍して必要な分だけ使用することができることから、使用せずに破棄される混練物の量が削減され、資材コストをさらに低減することが可能となる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上記実施形態では、上面１０、底面２０、及び円筒面３０を有する円柱状の容器１に主剤が充填されている状態を前提として説明をした。しかしながら、上記の製造方法を適用することが可能な容器１の形状は円柱状に限定されない。

他の例として、図８に示すように、容器１０１が直方体状、又は立方体状をなしていてもよい。この場合には、ある一の面に開口部１６１を形成して撹拌を行うことで混練物を生成した後、当該一の面とは反対側に位置する面に他の開口部１６２を形成することが望ましい。また、ある一の面にある開口部１６１を形成した後、当該開口部１６１から９０度ずらした面に開口部１６２を形成してもよい。これにより、非撹拌領域４２が解消され、上述したものと同様の作用効果を得ることができる。

さらに、容器１０１のように直方体状、又は立方体状の容器１である場合、いずれの面をも作業台上に安置することができることから、図７に示すように、容器１の姿勢を変える工程Ｓ５、他の開口部６２を形成する工程Ｓ６、及び混練物をさらに混合する工程Ｓ７を複数回ずつ繰り返して行うことが可能となる。つまり、図８に示すように、２対の面同士の間で、開口部１６１と他の開口部１６２を形成して、さらなる混練物の混合を行うことが可能である。これにより、非撹拌領域４２をさらに効率的に解消することができる。その結果、より良好な品質のシーラントを得ることができる。

＜付記＞
各実施形態に記載のシーラントの製造方法は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係るシーラントの製造方法は、主剤と硬化剤を混合することで生成されるシーラントの製造方法であって、前記主剤が充填された容器１の表面の一部を開口して開口部６１を形成する工程と、前記開口部６１から前記容器１の内部に前記硬化剤を注入する工程と、前記開口部６１から撹拌翼９０を挿入して、前記主剤と前記硬化剤とを混合して混練物を生成する工程と、前記開口部６１を閉じる工程と、前記容器１の表面における他の一部に他の開口部６２を形成する工程と、前記他の開口部６２から前記撹拌翼９０を挿入して、前記混練物をさらに混合する工程と、を含む。

上記方法によれば、開口部６１から撹拌翼９０を挿入して撹拌することで混練物が生成された後、他の開口部６２からさらなる混練物の混合が行われる。これにより、例えば混練物を作業台に出して人力による混練作業を行うことなく、ボイドの少ない良好な混練物を得ることができる。

（２）第２の態様に係るシーラントの製造方法は、（１）のシーラントの製造方法であって、前記開口部６１を閉じる工程の後に、前記容器１の姿勢を変える工程をさらに含み、前記他の開口部６２を形成する工程では、前記開口部６１とは反対側の表面に該他の開口部６２を形成する。

上記方法によれば、他の開口部６２が、容器１における初めの開口部６１の反対側に形成される。これにより、撹拌翼９０が届かずに混練が不十分であった領域に対して積極的に混練を施すことができる。

（３）第３の態様に係るシーラントの製造方法は、（１）又は（２）のシーラントの製造方法であって、前記容器１は上面１０、底面２０、及び円筒面３０を有する円柱形状をなし、前記開口部６１を形成する工程では、前記上面１０を除去することで前記開口部６１を形成し、前記他の開口部６２を形成する工程では、前記底面２０に前記他の開口部６２を形成する。

上記方法によれば、容器１が円柱形状をなしている場合に、上面１０と底面２０からそれぞれ撹拌翼９０が挿入される。これにより、容器１の姿勢を安定させた状態で効率的に混練を行うことが可能となる。

（４）第４の態様に係るシーラントの製造方法は、（１）から（３）のいずれか一態様に係るシーラントの製造方法であって、前記他の開口部６２を形成する工程、及び前記混練物をさらに混合する工程を複数回ずつ実行する。

上記方法によれば、他の開口部６２を通じた混練物のさらなる混合が複数回実行されることで、混練物の品質をさらに高めることができる。

（５）第５の態様に係るシーラントの製造方法は、（１）から（４）のいずれか一態様に係るシーラントの製造方法であって、前記混練物をさらに混合する工程の後に、前記混練物を撹拌脱泡する工程をさらに含む。

上記方法によれば、混練物を撹拌脱泡することで、当該混練物に含まれるボイドをさらに少なくすることができる。

（６）第６の態様に係るシーラントの製造方法は、（５）のシーラントの製造方法であって、前記混練物を撹拌脱泡する工程の後に、カートリッジに充填された前記混練物を冷凍する工程をさらに含む。

上記方法によれば、混練物をカートリッジごと冷凍することで、当該混練物を安定的かつ長期にわたって保存することが可能となる。

１…容器
１０…上面
１１…上蓋
１２…肩部
２０…底面
３０…円筒面
４１…撹拌領域
４２…非撹拌領域
５０…蓋材
６１…開口部
６２…他の開口部
９０…撹拌翼
１０１…容器
１６１…開口部
１６２…他の開口部

Claims

主剤と硬化剤を混合することで生成されるシーラントの製造方法であって、
前記主剤が充填された容器の表面の一部を開口して開口部を形成する工程と、
前記開口部から前記容器の内部に前記硬化剤を注入する工程と、
前記開口部から撹拌翼を挿入して、前記主剤と前記硬化剤とを混合して混練物を生成する工程と、
前記開口部を閉じる工程と、
前記容器の表面における他の一部に他の開口部を形成する工程と、
前記他の開口部から前記撹拌翼を挿入して、前記混練物をさらに混合する工程と、
を含むシーラントの製造方法。
前記開口部を閉じる工程の後に、前記容器の姿勢を変える工程をさらに含み、
前記他の開口部を形成する工程では、前記開口部とは反対側の表面に該他の開口部を形成する請求項１に記載のシーラントの製造方法。
前記容器は上面、底面、及び円筒面を有する円柱形状をなし、
前記開口部を形成する工程では、前記上面を除去することで前記開口部を形成し、
前記他の開口部を形成する工程では、前記底面に前記他の開口部を形成する請求項１又は２に記載のシーラントの製造方法。
前記他の開口部を形成する工程、及び前記混練物をさらに混合する工程を複数回ずつ実行する請求項１から３のいずれか一項に記載のシーラントの製造方法。
前記混練物をさらに混合する工程の後に、前記混練物を撹拌脱泡する工程をさらに含む請求項１から４のいずれか一項に記載のシーラントの製造方法。
前記混練物を撹拌脱泡する工程の後に、カートリッジに充填された前記混練物を冷凍する工程をさらに含む請求項５に記載のシーラントの製造方法。