(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の経路によって流動性材料とガスとを１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出す工程と、
前記経路の途中において、高圧ポンプによって前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する工程と、
前記高圧ポンプによって加圧された後の経路において前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する工程と、
を有することを特徴とする流動性材料にガスを混入させる方法。
【請求項２】
前記高圧ポンプによって加圧された後の経路中に狭路を設け、前記流動性材料及び前記ガスが前記狭路を通過するように圧送する、
請求項１記載の流動性材料にガスを混入させる方法。
【請求項３】
同一の経路によって流動性材料とガスとを１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出す手段と、
前記経路の途中に設けられ、１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出されてきた前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧された後の経路に設けられ前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する高圧管路と、
を有することを特徴とする流動性材料にガスを混入させる装置。
【請求項４】
流動性材料及びガスを計量して１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で管路内に交互に送りだす計量手段と、
前記計量手段により送り出された前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプによって１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧された後の経路に設けられ前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する高圧管路と、
前記高圧管路に接続され、当該高圧管路よりも狭い通路を有するメッシュが設けられた狭路手段と、
を有してなることを特徴とする流動性材料にガスを混入させる装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスケット発泡体を形成するための液体樹脂原料などの流動性材料に空気など種々のガスを混入させる方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高粘度の液体樹脂原料からガスケット発泡体を成形する場合に、発泡組織を緻密にし弾性力などの物性を良くする目的から、空気を気泡として混入する方法が従来から採用されている。
【０００３】
従来において、気泡を混入するための方法として、空気を圧縮して液体原料内に吹き込むことが行われている。
しかし、従来の混入方法では、圧縮空気を単に吹き込んでも、原料の圧力による影響もあるため、吹き込みを行っている間において実際に圧縮空気が定常的に原料内に吹き込まれているかどうかは明らかでなく、吹き込まれる圧縮空気の総量、したがって混入率が一定となるように制御することは困難であった。
【０００４】
この問題を解決するため、本発明者は流動性材料にガスを混入させる方法を先に特開平６−１９８１５２号として提案した。この方法は、ピストンの往復移動によって圧力室内への流動性材料の吸入及び当該圧力室からの流動性材料の吐出を行うピストンポンプを用い、ピストンポンプの吸入工程の途中において、ピストンポンプに圧縮ガスを送給して圧力室内へ圧縮ガスを吸入させ、ピストンポンプの吐出工程において、圧力室内の流動性材料及び圧縮ガスを圧送し、圧送した流動性材料及び圧縮ガスを混合機に送り込む。混合機は、モータによって回転する羽根によって、混合室内の液体樹脂原料及び圧縮空気が攪拌されるようになっており、攪拌によって生じる熱は外周に設けられた冷却装置によって冷却される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の提案された方法では、流動性材料に空気などのガスを効率よく混入させることができ、混入率を容易に制御することが可能となる。
【０００６】
しかし、圧送された流動性材料及び圧縮ガスを混合するための混合機が必要であるため、装置の構成が複雑となっていた。特に、攪拌のための羽根には大きな負荷が加わるため、羽根の損傷又はモータの焼損などの生じる恐れがあり、定期的な点検又は修理が必要であった。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成によって流動性材料に空気などのガスを効率よく混入させることができ、混入率を容易に制御することのできる方法及び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】
請求項１の発明に係る方法は、同一の経路によって流動性材料とガスとを１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出す工程と、前記経路の途中において、高圧ポンプによって前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する工程と、前記高圧ポンプによって加圧された後の経路において前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する工程とを有する。
【０００９】
請求項２の発明に係る方法は、前記高圧ポンプによって加圧された後の経路中に狭路を設け、前記流動性材料及び前記ガスが前記狭路を通過するように圧送する。
【００１０】
請求項３の発明に係る装置は、同一の経路によって流動性材料とガスとを１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出す手段と、前記経路の途中に設けられ、１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で交互に送り出されてきた前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する高圧ポンプと、前記高圧ポンプによって１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧された後の経路に設けられ前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する高圧管路と、を有して構成される。
請求項４の発明に係る装置は、流動性材料及びガスを計量して１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で管路内に交互に送りだす計量手段と、前記計量手段により送り出された前記流動性材料及び前記ガスを１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧する高圧ポンプと、前記高圧ポンプによって１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧に加圧された後の経路に設けられ前記流動性材料及び前記ガスを高圧で圧送することにより前記流動性材料と前記ガスとを混合する高圧管路と、前記高圧管路に接続され、当該高圧管路よりも狭い通路を有するメッシュが設けられた狭路手段と、を有して構成される。
【００１１】
計量手段によって、流動性材料及びガスが計量して管路内に交互に送り出される。高圧ポンプによって、流動性材料及びガスが加圧され高圧管路内に圧送される。流動性材料及びガスは、高圧管路において、高圧で圧送されることによる混合作用によって混合される。
【００１２】
流動性材料及びガスは、狭路手段を通過することにより、一層緻密に混合される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る混合装置１の概略の構成を示す図である。
混合装置１は、材料タンク１１、三方バルブ１２、高圧ポンプ１３、メッシュ管路１４、チェック弁１５、ポート１６、管路２１，２２、及び高圧管路２３から構成されている。
【００１４】
材料タンク１１は、流動性材料である液体樹脂原料を貯留する密閉型の加圧タンクであり、蓋体がシリンダ装置によって下方へ押圧されることにより、内部に収容された液体樹脂原料を加圧するようになっている。なお、蓋体を材料タンク１１と一体に固定し、材料タンク１１の内部上方に圧縮空気を供給し、圧縮空気の圧力によって液体樹脂原料を加圧してもよい。液体樹脂原料は例えばガスケット発泡体を形成するためのものである。
【００１５】
材料タンク１１内に収容された液体樹脂原料は、三方バルブ１２が開通している間において、管路２１，２２を通り高圧ポンプ１３によって高圧管路２３に計量圧送される。
【００１６】
ポート１６には圧縮ガス源が接続されており、チェック弁１５を介して三方バルブ１２に供給されている。三方バルブ１２は、液体樹脂原料と圧縮ガスとを選択的に切り換えて管路２２に送り出すためのものであり、三方バルブ１２の切り換えのタイミング又は時間を制御することにより、液体樹脂原料と圧縮ガスとの混合量の比率（混入率）を調整するようになっている。なお、管路２２における圧力は、例えば１〜５ｋｇ／ｃｍ2 程度である。
【００１７】
高圧ポンプ１３は、吸入口に供給される液体樹脂原料又は圧縮ガスを、それぞれ供給されてきた順に高圧に加圧して計量圧送するものである。高圧ポンプ１３による圧送圧力は、例えば１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度である。
【００１８】
高圧ポンプ１３から圧送された液体樹脂原料及び圧縮ガスは、高圧管路２３内を通過する。高圧管路２３内では、高圧ポンプ１３から圧送された液体樹脂原料Ｍ及び圧縮ガスＧが、高圧ポンプ１３に近い位置においては交互に明確に分断された状態であるが、高圧管路２３を通過するにしたがって液体樹脂原料と圧縮ガスとが混合する。
【００１９】
液体樹脂原料と圧縮ガスとが高圧管路２３内において混合するのは、それらが管路内で一定圧力以上に加圧圧送されると、圧送中に液体とガスとの混合作用によってガスが液体内に溶け込んで混入するためと考えられる。このような混合作用は、液体樹脂原料の粘性によって、管路を通過中にガスと一緒に練られることにより生じると考えられる。高圧管路２３内における混合は、圧送圧力と摩擦による混合作用によって、分断されていたガスが液体樹脂原料に溶け込む作用が生じることを利用したものである。
【００２０】
メッシュ管路１４は、１ｍｍ程度のメッシュを有した金網が鋼製の管部材の内部に装着されたものであり、これによって液体樹脂原料の通路中に高圧管路２３よりも狭い通路が形成される。液体樹脂原料及び圧縮ガスは、高圧管路２３を通過することによって一層緻密に混合し、圧縮ガスが液体樹脂原料に充分に分散して混入する。つまり、メッシュ管路１４のように、液体樹脂原料の流れに適当な狭路を生じさせるオリフィス状のものを設けることによって、液体樹脂原料に溶け込むガスの分散がより緻密になる。
【００２１】
図２は本発明に係る他の実施例の混合装置１ａの構成を示す図、図３は混合装置１ａの一部である材料供給装置２及び圧縮ガス供給装置３を示す図である。
図２において、混合装置１ａは、駆動シリンダ３１，３２、計量ポンプ３３，３４、チェック弁３５〜３８，４０〜４２、二方電磁弁３８，３９，４３，４４、増圧シリンダ５１、増圧ポンプ５２，５３、チェック弁５４〜５７、アキュムレータ５８、金網メッシュ５９、レギュレータ６０、吐出バルブ６１、及び管路７１〜７４から構成されている。
【００２２】
図３において、材料供給装置２は、液体樹脂原料が収容された材料タンク８１、圧送ポンプ８２、及びレギュレータ８３からなる。レギュレータ８３は例えば２ｋｇ／ｃｍ2 程度に調整されており、そこから圧送された液体樹脂原料は、図２の二方電磁弁３８，４３に供給される。なお、液体樹脂原料として、例えばシリコーン（粘度２００００ｃｐｓ程度）、ウレタン（粘度１０００００ｃｐｓ程度）が用いられる。
【００２３】
圧縮ガス供給装置３は、圧縮ガスタンク８４、及びレギュレータ８５からなる。圧縮ガスタンク８４には例えば高圧窒素ガスが充填されている。レギュレータ８５は例えば５ｋｇ／ｃｍ2 程度に調整されており、そこから圧送される圧縮ガスは、図２の二方電磁弁３９，４４に供給される。
【００２４】
図２において、２つの駆動シリンダ３１，３２は交互に前進又は後退するように駆動される。したがって、計量ポンプ３３，３４は、いずれか一方が吸入工程である場合には他方は吐出工程となる。計量ポンプ３３，３４の吸入工程において、二方電磁弁３８，３９，４３，４４は、一方の二方電磁弁３８，４３と他方の二方電磁弁３９，４４とが交互にオンし、これによって液体樹脂原料と圧縮ガスとが交互に計量ポンプ３３，３４内に吸入される。これら二方電磁弁３８，３９，４３，４４の切り換えのタイミングを制御することによって、混入率を容易に調整することができる。
【００２５】
計量ポンプ３３，３４から吐出された液体樹脂原料又は圧縮ガスは、管路７１を経て増圧ポンプ５２，５３に入る。増圧ポンプ５２，５３は、増圧シリンダ５１の往復駆動によって、吸入工程と吐出工程とが交互に繰り返される。増圧ポンプ５２，５３からは、液体樹脂原料及び圧縮ガスが、例えば１００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧で管路７２に圧送される。管路７２は、内径が１０ｍｍ、長さが２ｍ程度の高圧ホースである。
【００２６】
管路７２において、増圧ポンプ５２，５３から圧送された液体樹脂原料及び圧縮ガスが、増圧ポンプ５２，５３に近い位置においては交互に分断された状態であるが、管路７２を通過するにしたがって液体樹脂原料と圧縮ガスとが混合する。液体樹脂原料及び圧縮ガスが管路７２を通過するのに、例えば３０秒程度かかる。
【００２７】
アキュムレータ５８は、内部に高圧のガスが充填されたものであり、管路７２の圧力を常に高圧に維持するためのものである。
金網メッシュ５９は、上述のメッシュ管路１４と同様のものであり、例えば、内径が１０〜１５ｍｍ、長さが５０ｍｍ程度の高圧配管材料の内部に、線径が０．５〜０．３ｍｍの鋼線からなる１ｍｍ角程度のメッシュが装着されたものである。これは例えば１００〜５００メッシュのものである。液体樹脂原料及び圧縮ガスが金網メッシュ５９を通過することにより、液体樹脂原料及び圧縮ガスは一層緻密に混合する。
【００２８】
レギュレータ６０は、圧送されてくる液体樹脂原料と圧縮ガスとの混合物を、例えば２０ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力に落として吐出バルブ６１に供給する。
吐出バルブ６１は、内蔵したバルブがオンオフすることにより、供給される液体樹脂原料及び圧縮ガスの混合物を下方のノズルから吐出し又は吐出を停止するものである。レギュレータ６０及び吐出バルブ６１は、例えば、図示しないロボットのマニプレータに取り付けられて移動する。したがって、管路７３には移動可能なように高圧ホースが用いられている。
【００２９】
上述の実施例の混合装置１によると、液体樹脂原料と圧縮ガスとが、三方バルブ１２の切り換えと高圧ポンプ１３によって計量圧送され、高圧管路２３を通過することによってそれらが混合される。また、混合装置１ａによると、液体樹脂原料と圧縮ガスとが計量ポンプ３３，３４によって計量された後、増圧ポンプ５２，５３によって高圧で圧送され、管路７２を通過することによってそれらが混合される。
【００３０】
これによって、液体樹脂原料に圧縮ガスを効率よく混入させるとともに、混入率を正確に且つ容易に制御することができる。また、メッシュ管路１４又は金網メッシュ５９を通過することによって、それらが一層緻密に混合される。したがって、従来のように回転する羽根を有した混合機が必要なく、混合装置１，１ａの構成が簡単になるとともに、回転部分がないので羽根の損傷やモータの焼損などが生じることなく、定期的な点検や修理を必要としない。特に混合装置１ａにおいては、混合物を連続的に吐出させることができる。
【００３１】
上述の実施例において、各部の圧力は種々変更することができる。混合装置１，１ａの全体又は各部の構成は、本発明の主旨に沿って種々変更することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４の発明によると、簡単な構成によって流動性材料に空気などのガスを効率よく混入させることができ、混入率を容易に制御することができる。
また、従来のように回転する羽根などを有した混合機が必要なく、羽根の損傷やモータの焼損などが生じることないので、保守が容易である。
【００３３】
請求項２および４の発明によると、流動性材料とガスとを一層緻密に混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混合装置の概略の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る他の実施例の混合装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る他の実施例の混合装置の一部である材料供給装置及び圧縮ガス供給装置を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ  混合装置
１２  三方バルブ（計量手段）
１３  高圧ポンプ（加圧圧送手段）
１４  メッシュ管路（狭路手段）
２１，２２  管路（経路）
２３  高圧管路（経路）
３３，３４  計量ポンプ（計量手段）
５２，５３  増圧ポンプ（加圧圧送手段）
５９  金網メッシュ（狭路手段）
７１  管路（経路）
７２  管路（高圧管路、経路）
【図１】
0003685531.tif 000002
【図２】
0003685531.tif 000003
【図３】
0003685531.tif 000004