KR20060017842A - 조성과 색조가 균일한 액상 실리콘 탄성중합체를 제조하기위한 장치 - Google Patents

조성과 색조가 균일한 액상 실리콘 탄성중합체를 제조하기위한 장치 Download PDF

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데이빗 로이드 대니얼슨
크리스토퍼 커밍스 쉬크
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다우 코닝 코포레이션
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Abstract

본 발명에 따르는, 액상 탄성중합체와 첨가제를 함유하는 조성물을 연속 식으로 제조하기 위한 장치는, 첨가제를 액상 탄성중합체 속으로 균질하게 혼합, 분산시키는 혼합 장치(i), 액상 탄성중합체를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프(ii), 첨가제를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프(iii), 액상 탄성중합체를 액상 탄성중합체 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단(iv), 첨가제를 첨가제 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단(v), 액상 탄성중합체와 첨가제를 함유하는 점성 조성물을 혼합 장치로부터 콘테이너로 분배하는 수단(vi), 액상 탄성중합체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프 사이의 소정의 RPM 비가 액상 탄성중합체용 공급 수단과 첨가제용 공급 수단에서 압력 파동과 무관하게 유지되게 액상 탄성중합체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프의 작동을 제어하도록 제작 및 배열된 프로그래밍 가능한 논리 컴퓨터(vii) 및 액상 탄성중합체의 임의의 온도 변동을 보정하기 위한 온도 보정 연산 수단(viii)을 포함한다.
연속식 제조, 서보 모터 구동 펌프, 혼합 비, 액상 탄성중합체, 첨가제.

Description

조성과 색조가 균일한 액상 실리콘 탄성중합체를 제조하기 위한 장치{Apparatus for preparing liquid silicone elastomers of uniform composition and hue}
본 발명은 탄성중합체 조성물에 일정량의 안료 또는 기타 첨가제를 연속적으로 제공함으로써, 탄성중합체를 제형화하는 데 사용된 탄성중합체 기재, 안료 또는 첨가제의 공급 라인들에서 압력 파동의 존재와 무관하게, 탄성중합체에서 동일한 색상 및/또는 조성의 균일성을 얻을 수 있게 하는 장치에 관한 것이다. 특히, 당해 장치는 컴퓨터에 의해 동시에 작동하는 2개 이상의 펌프를 포함하며, 각각의 펌프는 이들 각각의 공급 라인에서 때때로 발생하는 유량 또는 압력 파동과 무관하게, 서로에 대해 고정된 RPM 비로 회전할 것이다.
재료 부류로서 실리콘은 액상 탄성중합체인 특정 조성물을 포함한다. 이들 액상 실리콘 탄성중합체는 통상 건축 및 건설 산업에서, 상업적 및 소비자 밀봉용도로 사용되는 밀봉제 조성물(i) 및 조립 부품을 제조하기 위한 사출성형에 사용되는 액상 실리콘 고무(LSR)(ii)로 이루어진다.
액상 실리콘 고무(LSR)는 거대한 뱃치 혼합 포트를 사용하여 4 내지 5드럼 용량으로 상업적으로 제조된다. 혼합 작업이 종결되면, 거대한 혼합 포트를 변형, 탈기 및 포장 시스템으로 이송시키고, 여기서 거대한 혼합 포트를 제거하고, 내용 물을 55갤론 드럼 또는 5갤론 양동이로 이송한다. 변형, 탈기 및 포장 시스템의 거대한 혼합 포트와 기타 부품이 용이하게 세척될 수 없으므로, 배합 공정 동안 거대한 혼합 포트 속으로 안료와 같은 첨가제를 도입하면 안료가 장치를 오염시켜 거대한 혼합 포트가 후속 배합 공정에 사용하기에 부적합해지므로 배합 공정 동안 거대한 혼합 포트 속으로 안료와 같은 첨가제 도입을 피할 필요가 있다.
예를 들면, 미국 특허 제5,332,313호(1994년 7월 26일) 및 미국 특허 제5,547,000호(1996년 8월 20일)는 착색된 밀봉제 조성물을 혼합 및 분배하는 장치에 관한 일반적인 기술 수준을 대표하며, 이들 특허를 포함하는 선행 기술은 본 발명에 따르는 개념을 구현하는 장치를 기재하지 않는다.
따라서, 본 발명은 설비, 단계, 스테이지 및 작업의 개수를 적게 사용함으로써, 선행 기술의 시스템과 연관된 단점, 즉 액상 탄성중합체 기재 조성물과 착색 첨가제를 혼합시키는 데 사용된 장치의 오염을 겪지 않으면서, 첨가제를 첨가하여 액상 탄성중합체 조성물을 착색시키는 데 사용할 수 있는 장치를 제공한다. 그 결과, 첨가제를 첨가한 후 수행되는 배합, 변형, 탈기, 안료화 및 포장의 노동집약적 단계를 더 이상 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 액상 탄성중합체의 혼합 및 착색이 보다 효과적인 방식으로, 보다 단순한 장치에서, 탄성중합체 제품을 최종 콘테이너 포장재 속에 넣기 전에 단일 단계로 착색 또는 개질된 탄성중합체 제품을 제조할 수 있다.
본 발명은 중점도 내지 고점도 유체 및 첨가제를 함유하는 점성 조성물을 연속적으로 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 당해 장치의 특징 및 성분은 다음을 포함한다:
(i) 착색 첨가제와 같은 첨가제를 점성, 중점도 내지 고점도 유체로 균질하게 혼합, 분산시키는 혼합 장치;
(ii) 점성 중점도 내지 고점도 유체를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프;
(iii) 첨가제를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프;
(iv) 점성 중점도 내지 고점도 유체를 점성 중점도 내지 고점도 유체 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단;
(v) 첨가제를 첨가제 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단;
(vi) 중점도 내지 고점도 유체 및 첨가제를 함유하는 점성 조성물을 혼합 장치로부터 콘테이너로 분배하는 수단;
(vii) 점성 중점도 내지 고점도 유체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프 사이의 소정의 RPM 비가, 점성 중점도 내지 고점도 유체용 공급 수단과 첨가제용 공급 수단에서 압력 파동과 무관하게 유지되게 점성 중점도 내지 고점도 유체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프의 작동을 제어하도록 제작 및 배열된 프로그래밍 가능한 논리 컴퓨터; 및
(viii) 점성 중점도 내지 고점도 유체의 임의의 온도 변동을 보정하기 위한 온도 보정 연산 수단.
바람직하게는, 당해 점성 조성물은 25℃에서 측정된 점도가 500Pa.s(500,000 센티스토크) 내지 3,000Pa.s(3,000,000센티스토크)인 폴리디오가노실록산이며, 첨가제는 무기 안료, 유기 안료, 촉매 혼합물, 및 점성 조성물의 물리적 특성을 개질시킬 수 있는 기타 액상 첨가제이다.
본 발명의 이러한 양태 및 기타 양태는 상세한 설명을 고려해볼 때 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 개념을 구현한 장치를 통한 유동 패턴을 보여주는 간략화한 계통도이다.
도 2는 장치를 제작하는 보다 상세한 사항을 보여주는 도 1의 장치를 도시한 도면이다.
액상 실리콘 고무 조성물은 통상 폴리디오가노실록산, 충전재, 가교결합제 및 경화 촉매를 함유한다. 액상 실리콘 고무는 2-파트 키트로 판매되며, 열 노출에 의해 경화된다. 액상 실리콘 고무는 점성 재료이고, 이들의 조도는 치약과 비슷하다. 액상 실리콘 고무가 다양한 제작 부품으로 사출 성형되거나 캐스팅되기 때문에, 색상, 색조 및 물리적 특성과 같은 미적 요소가 중요하게 고려된다. 그러므로, 다양한 색상 및 색조를 갖는 액상 실리콘 고무 조성물이 상업적으로 요구되며, 특정 용도에 맞는 색상 조화가 종종 문제될 수 있다.
액상 실리콘 고무 조성물은 당해 분야에 널리 공지되어 있으며, 예를 들면, 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제5,789,084호(1998년 8월 4일)를 참조할 수 있다. 이러한 조성물은 통상 액상 실리콘 고무(파트 A) 기재(i) 및 액상 실리콘 고무(파트 B)(ii)로 이루어진다. 파트 A는 통상 알케닐 그룹과 같은 반응성 그룹을 함유하는 폴리디오가노실록산과 전처리된 소수성화 충전재이다. 파트 B는 통상 가교결합제로서의 오가노하이드로겐폴리실록산, 백금 촉매 및 기타 첨가제(예: 접착 촉진제 및 점착 억제제)로 이루어진다. 경화된 액상 실리콘 고무 조성물은 파트 A 및 파트 B를 혼합하고 혼합물을 가열함으로써 제조된다. 당해 액상 실리콘 고무(파트 A) 기재가 액상 실리콘 고무 조성물의 대부분을 구성한다. 파트 A에 대한 유용한 충전재의 몇몇 예는 헥사메틸디실라잔 처리된 실리카, 미분된 탄산칼슘, 이산화티탄, 석영, 규조토 및 알루미나를 포함한다.
액상 실리콘 고무 기재에서 폴리디오가노실록산과 충전재 혼합물은 통상 투명하거나 백색이므로, 종종 착색제가 파트 A 기재에 첨가된다. 액상 실리콘 고무가 투명하거나 백색일 수 있지만, 이들은 통상 흑색과 다양한 색조의 베이지색, 갈샐 또는 회색을 포함하는 약 5 내지 8개의 표준 색상으로 제조된다. 그러나, 안료의 재현성, 계량의 정확성 및 철저한 혼합이 이루어지기만 하다면 실제로 임의의 색상 또는 색조가 사용될 수 있다. 착색제는 통상 무기 및 유기 안료의 다양한 카테고리를 포함한다. 또한, 액상 실리콘 고무의 열적 특성을 개선시키고 경화 특성을 변경시키거나 윤활성을 부여하기 위해 기타 개질제가 종종 필요하며, 이를 위해 이들 개질제가 액상 실리콘 고무에 첨가된다.
액상 실리콘 고무에 사용된 가장 중요한 무기 착색제는 통상 황색, 갈색, 절색 및 흑샐 산화철과 같은 산화철 안료로부터 유도된다. 기타 합성 무기 안료는 카드뮴 오렌지, 산화크롬 그린, 망간 바이올렛 및 몰리브데이트 오렌지를 포함한다. 다수의 다양한 유기 합성 착색제는 산 레드 52, 벤지딘 옐로우 HR, 메틸 바이올렛, 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 불루, 안료 브라운 28 및 빅토리아 블루 B를 포함한다. 가공을 용이하게 하기 위해, 당해 착색제를 액체 상태로 액상 실리콘 고무 기재에 첨가한다. 안료 분산액, 착색 농축물 및 액상 착색제는, 통상 폴리디메틸실록산 중합체를 포함하는 액체 캐리어 속에 안료를 분산시켜 제조한다.
본 발명에 따르는 장치는, 액상 안료 및/또는 기타 형태의 첨가제를 중점도 내지 고점도 유체 스트림 속으로 정확하게 계량하기 위한 서보-보조된 양변위 계량 장치로 이루어진다. 특히 바람직한 양태에서, 당해 장치는 액상 실리콘 고무에 사용된 기재 조성물 속으로 안료를 계량 및 혼합시킨다.
보다 특정하게는, 본 발명에 따르는 장치는 2개 이상의 서보 모터 구동되고 서보로 제어된 계량 기어 펌프로 이루어지며, 당해 펌프들은 혼합 장치를 통해 단일 액상 실리콘 고무 기재 및 안료와 같은 하나 이상의 첨가제를 혼합 장치를 통해 펌핑한다. 착색된 액상 실리콘 고무 기재는 혼합 장치로부터 양동이 또는 드럼 속으로 방출된다. 적합한 혼합 장치는, 예를 들면, 미국 특허 제5,332,313호(1994년 7월 26일)에 기재된 유형의 동적 혼합기를 포함하지만, 임의의 동적 혼합 장치가 사용될 수 있다.
서보 모터는 전기기계 분야에 익히 공지되어 있으며, 조절제 성분의 조력하에 이들 모터가 제어되어, 모터 회전이 임의의 목적하는 방향으로 제어된 가속도 및 속도로, 임의의 회전수 또는 회전 부분으로 이루어질 수 있다. 서보 모터는 앨런-브래들리(Allen-Bradley)R[제조원: 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 록웰 오토메이션(Rockwell Automation)]와 같은 상품명하에 시판 중이다. 전형적으로, 서보 모터는 리졸버, 엔코더 및 타코미터와 같은 기타 부품을 포함한다. 당해 모터는 AC 모터 또는 DC 모터이거나 무브러슁 제작될 수 있다.
본 발명에서, 기재 계량 펌프는 동력 보조된 기어 계량기로서 기능하여, 정확한 계량을 가능하게 하면서 업스트림 유동 조건의 변화에 민감하다. 이는 기재 펌프와 구동 기어 리듀서(박스)의 정전기 손실을 극복하기 위해 일정한 토크 모드로 기재 서보를 작동시킴으로써 달성된다. 결과적으로, 업스트림 공정으로부터의 비교적 저압 기재 스트림이 제공되며, 이는 통상 약 150psi(1,035kPa) 미만의 후압을 생성시켜 기재 펌프가 스트림의 유속과 일치하는 속도로 구동하게 한다.
이어서, 기재 서보 모터 상의 리졸버는 기재 모터의 프로그래밍 가능한 논리 제어 컴퓨터로의 기재 모터의 구동 속도를 전달하며, 이로써 안료/첨가제 펌프 속도가 목적하는 혼합 비를 근거로 하여 설정될 것이다. 기재는 다양한 온도에서 업스트림 공정으로부터 방출될 수 있으므로, 온도 보정 루프는 기재 속의 임의의 용적 변화를 보정하기 위해 비 제어(ratio control)로 프로그래밍된다. 이는 기재 공급시 온도 지시계에 의해 달성된다. 당해 장치에서 사용 가능한 액상 탄성중합체 기재, 특히 LSR은 통상 열 팽창 계수가 크다. 그러므로, 이러한 점에서 온도를 측정하고, 계량 투입 공정 동안 적합한 질량-용적 관계를 보장하는 날짜를 사용할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 주요한 초점은, 액상 실리콘 고무 조성물을 지속적으로 균일하게 제공하기 위해 액상 탄성중합체 2개 이상의 펌프의 rpm 비를 동시에 작동시키는 컴퓨터를 포함하는 장치에 맞춰진다. 펌프들이 동시에 작동하므로, 이들은 각각의 공급 라인에서 때때로 발생하는 기재 및 안료의 유속 변화에 무관하게 서로에 대해 항상 동일한 고정된 rpm 비로 회전한다. 후술되는 실시예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 특히 효과적인 기재 대 안료의 비의 하나는 1:2.333이다.
도 1을 참조하면, 장치를 통과하는 물질의 유동 패턴을 간략하게 도시한 순서도를 확인할 수 있다. 따라서, 탄성중합체 기재 및 안료/첨가제 성분은 2개의 별도의 서보 모터 구동 펌프 시스템에 의해 혼합 장치로 공급된다. 펌프 A는 업스트림 공정의 유동에 의해 구동되며, 서보 모터에 의해 보조된다. 펌프 B는 서보 모터 B에 의해 구동되며 안료/첨가제를 혼합 장치에 공급한다. 혼합 장치로부터의 목적하는 착색된 탄성중합체가 방출된다.
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 당해 탄성중합체 기재는 적합한 공급 장치(도시되지 않음)로부터 통상 약 150psi(1,035kPa) 미만인 압력하에 장치에 공급된다. 탄성중합체 기재는 탄성중합체 기재 펌프 A에 의해 혼합 장치에 공급된다. 탄성중합체 기재 펌프 A는 탄성중합체 기재 서보 모터 A에 의해 탄성중합체 기재 구동 기어 리듀서를 통해 구동된다. 혼합 장치는 혼합 장치 기어 리듀서 및 혼합 장치 구동 모터를 포함한다.
안료/첨가제는 적합한 공급 장치(도시되지 않음)로부터 통상 약 500psi(3,450kPa) 미만인 압력하에 장치에 공급된다. 안료/첨가제는 안료/첨가제 펌프 B에 의해 혼합 장치에 공급된다. 안료/첨가제 펌프 B는 안료/첨가제 서보 모터 B에 의해 안료 /첨가제 구동 기어 리듀서를 통해 구동된다. 혼합 장치로부터의 방출 라인은 혼합 장치로부터 빈 드럼 또는 양동이 속으로 착색된 탄성중합체를 이송한다.
탄성중합체 기재의 공급 라인에서 온도 지시계 T는 당해 공급 라인에서 탄성중합체 기재의 온도를 감지하며, 기록된 온도는 프로그래밍 가능한 논리 제어기 컴퓨터(PLC)에 의해 모니터링된다. 온도 보정 연산은 탄성중합체 기재의 임의의 온도 변동을 보정하는 기능을 한다. PLC가 접속되어, 탄성중합체 기재 서보 모터 A와 안료/첨가제 서보 모터 B가 상호간의 작동은 항시 모니터링하고 제어하여 조절한다.
탄성중합체 기재 및 안료/첨가제의 공급 라인 중의 하나, 다른 하나 또는 이들 둘 다에 압력 또는 유속 파동이 없다면, 어떠한 조절도 수행할 필요가 없다. 탄성중합체 기재 및 안료/첨가제의 공급 라인 중의 하나, 다른 하나 또는 이들 둘 다에 압력 또는 유속 파동이 존재해야만, 그 경우 탄성중합체 기재 서보 모터 A와 안료/첨가제 서보 모터 B가 소정의 RPM 비를 유지하도록 PLC가 자동적으로 안료/첨가제 모터 B의 회전 속도를 조절한다. 탄성중합체 기재 서보 모터 A와 안료/첨가제 서보 모터 B 사이의 소정의 RPM 비는 1:1로부터 가변적일 것이며, 소정의 제품을 제형화하는 데 사용되는 탄성중합체 기재 및 안료/첨가제의 특정 특성 및 특징 뿐만 아니라 목적하는 제품의 색상 및 색조에 따라 좌우되는 인자이다. 그러나, PLC는 이러한 복잡한 작업을 수행하도록 프로그래밍된다.
당해 실시예에서, 액상 실리콘 고무 기재의 점도는 약 3,000Pa.s(3,000,000센티스토크)이다. 착색제는 혼화성 폴리실록산 유체에 분산된 철(II, III) 블랙 산화물 안료이다.
당해 실시예를 수행하기 위한 실험용 원형 장치는 이동이 용이하도록 스키드에 탑재된 몇 가지 유니트로 이루어진다. 당해 장치는 한 쌍의 양변위 펌프(i), 통상 미국 특허 제5,332,313호에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 혼합 장치(ii), 드럼 및/또는 양동이를 충전하기 위한 외부 드럼 방출 라인(iii) 및 당해 장치를 작동시키는 데 요구되는 필수적인 전기 및 제어 하드웨어를 함유하는 제어 패널(iv)을 포함한다.
미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 글라코R 인코포레이티드(Graco Inc.)에 의해 제조된 드럼 펌프를 사용하여 당해 장치 속으로 액상 실리콘 고무 기재를 공급할 수 있으나, 임의의 표준 드럼 펌프 또는 포트 프레스를 사용하거나 배합기 또는 탈기 장치로부터의 직접적인 공급을 사용할 수 있다. 이들 펌프는 실험 오차의 발생을 측정하기 위한 중량 손실 저울 위에 탑재된다.
주요 제어 시스템은, 패널뷰(Panelview)R 작동기 계면과 커플링된 앨런-브래들리(Allen-Braley)R SLC 가공기로 이루어진다. 당해 시스템은 주요 SLC 모듈, 입 력/출력(I/O) 어댑터 모듈, I/O 새시, I/O 모듈, 통신 모듈 및 동력 공급을 포함한다.
탄성중합체 기재를 펌핑하기 위한 서보 모터 A와 안료/첨가제를 펌핑하기 위한 서보 모터 B는 앨런-브래들리R 가변성 주파수 드라이브(VFD)에 의해 구동된다. 이들 시스템은 모두 이들의 프로그래밍을 용이하게 하는 앨런-브래들리R 리모트 I/O에 의해 서로 통신하도록 설계되었다. 데이지 랩 브랜드 데이타 획득 소프트웨어 패키지도 당해 시스템의 구성 요소이다. 공정으로부터 디지탈 및 아날로그 데이타를 표시하고 추적하고 평가할 수 있다. 이어서, PLC는 다양한 공정 파라미터 전부를 모니터링할 수 있었다.
다음의 특정 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
실시예
점도가 약 3,000Pa.s(3,000,000센티스토크)인 시판 중인 액상 실리콘 고무(파트 A) 기재 조성물(i) 약 97.0중량% 및 점도가 약 1Pa.s(1,000센티스토크)인 안료화 폴리디메틸실록산 캐리어 유체(ii) 약 3.0중량%로 이루어진 실험용 조성물을 제조하였다. 당해 기재를 그라코 드럼 펌프로부터 도 2에 도시한 유형의 장치로 공급하며, 이때 전형적인 업스트림 액상 실리콘 고무 제조 공정 출력을 시뮬레이션하기 위해 압력 및 유속 파동을 생성시켰다. 일정 속도의 그라코R 양동이 펌프로 안료를 공급하여, 서보 제어되는 안료 펌프로 범람 흡입시켰으며, 제조하는 동안 전형적인 상황을 겪었다.
시스템의 정확성을 시험하기 위해, 실제 계량 투입된 양을 그라코R 공급 펌프의 중량 손실에 의해 측정하였으며, 별도의 컵에서 기재와 안료를 수집하여 이들을 계량함으로써 중량 증가를 측정하였다. 당해 공정을 수행하는 동안, 탄성중합체 기재 공급은 일정한 토크 방식의 탄성중합체 기재 서보 모터에 의해 보조되어, 그라코R 탄성중합체 기재 펌프가 최소한의 압력 손실로 탄성중합체 기재 공급 펌프를 구동하게 하였다. 탄성중합체 기재 서보 모터의 리졸버 부품은 PLC로 돌아가는 탄성중합체 기재 펌프의 순간 속도를 기록하였다. 이어서, 안료 제공 공급 펌프의 후속적인 속도를 측정하기 위한 신호를 가용하는 PL는 적합한 혼합 비를 수득하기 위해 미리 산정된 RPM 비에 의해 인수분해된다. 이어서, 계량 투입된 탄성중합체 기재와 안료를 혼합 장치 속으로 펌핑하고 드럼 속으로 방출하였다. 소정의 계산을 근거로, 가장 바람직한 펌프 RPM 비는 1:2.333 탄성중합체 기재 대 첨가제이다. 당해 비는 PLC로 프로그래밍되었다.
그라코R 공급 펌프는 약 15kg/분에서 펌핑되며, 10 내지 30rpm의 파동으로 약 20rpm에서 탄성중합체 기재 펌프 A를 구동시킨다. 탄성중합체 기재 펌프 A에 대한 후압은 100psi(690kPa)이며, 이로써, 관련된 서보 모터가 실제로 탄성중합체 기재 펌프를 통한 생성물 유동을 보조한다는 것이 확인된다. 안료 펌프 B는 탄서중합체 기재 펌프 A와 함께 조화를 이루며 이동함으로써, 목적하는 비 1:2.333을 유지시킨다. 2개의 펌프의 각각의 rpm은 미국 텍사스주 오스틴 소재의 내셔널 인스트루먼츠 코포레이션(National Instruments Corporation)으로부터의 랩뷰 소프트 웨어 패키지에 의해 추적, 기록된다. 데이타 획득을 위한 이러한 그래픽 프로그래밍 랭귀지가 복잡한 프로그램이 보다 단시간내에 훨씬 적은 노력으로 판독될 수 있도록 프로그래밍될 수 있다. 표 1은 목적하는 비의 효과가 달성됨을 보여주는 데이타를 포함한다.
Figure 112005070668624-PCT00001
이어서, 소정 시간의 경과 후 혼합 비가 무엇인지를 측정하기 위해, 2가지 성분의 중량 손실을 비교하였다. 이어서, 이러한 값을 바람직한 혼합 비와 비교하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
Figure 112005070668624-PCT00002
당해 공정의 최종적인 정확도는 제형화된/표적 기재의 양에 근접하고 초기 개시점 이후 0.1% 이내임을 확인할 수 있다.
본 발명의 정수를 벗어나지 않으면서 본원에 기술된 화합물, 조성물 및 방법에 대한 다른 변형이 이루어질 수 있다. 본원에서 상세하게 설명된 본 발명의 양태는 단지 예시용에 불과하며, 오직 첨부된 청구의 범위에 정의된 바를 제외하고는 본 발명의 범주를 제한하려는 의도는 없다.

Claims (4)

  1. 첨가제를 액상 탄성중합체 속으로 균질하게 혼합, 분산시키는 혼합 장치(i),
    액상 탄성중합체를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프(ii),
    첨가제를 혼합 장치에 공급하기 위한 하나 이상의 서보 모터 구동 펌프(iii),
    액상 탄성중합체를 액상 탄성중합체 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단(iv),
    첨가제를 첨가제 서보 모터 구동 펌프에 공급하는 수단(v),
    액상 탄성중합체와 첨가제를 함유하는 점성 조성물을 혼합 장치로부터 콘테이너로 분배하는 수단(vi),
    액상 탄성중합체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프 사이의 소정의 RPM 비가 액상 탄성중합체용 공급 수단과 첨가제용 공급 수단에서 압력 파동과 무관하게 유지되게 액상 탄성중합체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프의 작동을 제어하도록 제작 및 배열된 프로그래밍 가능한 논리 컴퓨터(vii) 및
    액상 탄성중합체의 임의의 온도 변동을 보정하기 위한 온도 보정 연산 수단(viii)을 포함하는, 액상 탄성중합체와 첨가제를 함유하는 조성물을 연속적으로 제조하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 액체 탄성중합체가, 25℃에서 측정한 점도가 약 500Pa.s(500,000센티스토크) 내지 약 3,000Pa.s(3,000,000센티스토크)인 폴리디오가노실록산을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 첨가제가 무기 안료 또는 유기 안료임을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 액체 탄성중합체용 서보 모터 구동 펌프와 첨가제용 서보 모터 구동 펌프 사이의 RPM 비가 약 1:2.333임을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074407A (ko) 2017-12-20 2019-06-28 추성민 2액형 액상실리콘의 제조장치 및 이의 운영방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4040049B2 (ja) * 2005-03-18 2008-01-30 横浜ゴム株式会社 ショットポンプ及び可変速型二液計量混合装置
JP2007015133A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Five C:Kk 2成分形シリコーンの混合吐出装置およびこれを用いた2成分形シリコーンの混合吐出方法
US8240908B2 (en) * 2005-09-01 2012-08-14 The Procter & Gamble Company Control system for and method of combining materials
US8616760B2 (en) 2005-09-01 2013-12-31 The Procter & Gamble Company Control system for and method of combining materials
US20080031085A1 (en) 2005-09-01 2008-02-07 Mclaughlin Jon K Control system for and method of combining materials
US20070047384A1 (en) 2005-09-01 2007-03-01 Mclaughlin Jon K Control system for and method of combining materials
WO2008062486A1 (en) * 2006-11-23 2008-05-29 Hero Europe S.R.L. Improved multi -pump delivering device for dye-meter
US20090065065A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Sand William F Accurate dilution control apparatus and methods
JP2009208298A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Bridgestone Corp ゴム組成物の混合方法および混合装置
DE102008013170A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-10 Wobben, Aloys Verfahren zum Einstellen eines Mischungsverhältnisses von zwei oder mehr Komponenten
FR2928466B1 (fr) * 2008-03-10 2010-12-17 Exel Ind "procede de commande d'un systeme de dosage et de melange d'un produit a plusieurs composants, ainsi que ce systeme de dosage et de melange"
CN102625925A (zh) 2009-08-17 2012-08-01 氟石科技公司 用于重量损失成分添加的装置和方法
US20110056710A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-10 Jonathan Gamble Method of Operating a Servo Motor in a Fire-Extinguishing System
HU229852B1 (en) 2012-08-15 2014-10-28 Hibar Systems Ltd Richmond Hill Electronically controlled and driven linear pump actuator
CN109289575B (zh) * 2018-11-27 2024-06-11 东莞天赋传奇自动化科技有限公司 一种新型调色机
WO2024049887A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 Nordson Corporation A multiple component metered mixing system and process implementing the same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847196A (en) * 1955-06-28 1958-08-12 Philip J Franklin Dispenser for thermosetting materials
DE2134140A1 (de) * 1970-07-08 1972-01-13 Slack & Parr Ltd Verfahren zum Einfärben eines geschmolzenen polymeren Stoffes und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US3921901A (en) * 1974-05-28 1975-11-25 Resource Planning Associates I Atomization of liquid fuels
US3908862A (en) * 1974-08-29 1975-09-30 Cincinnati Milacron Inc Ratio controlled mixing of liquids
US4312463A (en) * 1980-02-04 1982-01-26 Daby Lance H Proportional pumping apparatus
US4493286A (en) * 1983-07-25 1985-01-15 Koppers Company, Inc. Method and apparatus for applying a multi-component adhesive
ATE74536T1 (de) * 1985-01-24 1992-04-15 Reinhardt Technik Gmbh & Co Vorrichtung zum dosieren von mindestens einem viskosen stoff.
AU598163B2 (en) * 1987-11-12 1990-06-14 Herbert William Reynolds Apparatus for and a method of producing sand moulds
CH674319A5 (ko) * 1988-03-22 1990-05-31 Miteco Ag
JPH0798139B2 (ja) * 1988-04-28 1995-10-25 積水化学工業株式会社 混合比率制御装置
CA2057948A1 (en) * 1991-01-11 1992-07-12 James W. Schmitkons Method and apparatus for metering flow of a two-component dispensing system
US5490726A (en) * 1992-12-30 1996-02-13 Nordson Corporation Apparatus for proportioning two components to form a mixture
CA2107523C (en) * 1993-10-01 2004-05-04 Gary D. Langeman Plural component delivery system
JP2677950B2 (ja) * 1993-10-07 1997-11-17 レオン制御機器株式会社 インキ等の粘稠物の計量混合装置
US5547000A (en) * 1994-12-27 1996-08-20 Dow Corning Corporation Method and apparatus for color matching of silicone sealants
DE19611339A1 (de) * 1996-03-22 1997-09-25 Wagner Wilhelm Wiwa Verfahren zum Fördern von Werkstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6314996B1 (en) * 2000-07-27 2001-11-13 Richway Industries, Ltd. Foam marking system
US20040125688A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Kelley Milton I. Closed automatic fluid mixing system
CA2466799C (en) * 2004-05-07 2011-10-18 Oden Corporation An improved continuous liquid stream blender
US8974111B2 (en) * 2005-05-09 2015-03-10 Oden Machinery, Inc. Method and apparatus for continuous liquid stream blending
US20080061079A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Graves Spray Supply, Inc. Method and apparatus for fluid proportioning

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074407A (ko) 2017-12-20 2019-06-28 추성민 2액형 액상실리콘의 제조장치 및 이의 운영방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006526525A (ja) 2006-11-24
WO2004108263A1 (en) 2004-12-16
TW200505969A (en) 2005-02-16
CN1798602A (zh) 2006-07-05
US20060203609A1 (en) 2006-09-14
EP1635937A1 (en) 2006-03-22

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