(57)【要約】【課題】硬化性樹脂に含まれる気泡を抑制することができ、かつ多くの種類の硬化性樹脂に適用可能な注入装置を提供する。【解決手段】硬化性樹脂の原料を貯蔵するタンク２Ａ，２Ｂと、タンク２内の原料を送出する吐出用ポンプ３と、タンク２内から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成し、生成された硬化性樹脂を注入チャンバー５内に注入するミキサー４とを備えた硬化性樹脂の注入装置において、タンク２内の雰囲気と注入チャンバー５内の雰囲気を減圧する減圧装置６を備え、タンク２内の雰囲気の圧力を注入チャンバー５内の雰囲気の圧力以下とする。さらに、タンク２内の原料を循環させるため、循環用ポンプ８と循環路８２とを設けている。【選択図】図２
2008302670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性樹脂の原料を貯蔵する複数のタンクと、前記タンク内の原料を送出する送出手段と、前記タンク内から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成する混合手段と、前記生成された硬化性樹脂を注入チャンバー内に注入する注入手段とを備えた硬化性樹脂の注入装置において、
前記タンク内の雰囲気と前記注入チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧手段を備え、
前記タンク内の雰囲気の圧力を前記注入チャンバー内の雰囲気の圧力以下としている硬化性樹脂の注入装置。
【請求項２】
前記複数のタンク内の雰囲気の圧力が各タンク間で同一である請求項１に記載の硬化性樹脂の注入装置。
【請求項３】
前記複数のタンク内の雰囲気の圧力と前記注入チャンバー内の雰囲気の圧力とが同一である請求項２に記載の硬化性樹脂の注入装置。
【請求項４】
前記タンク内の原料を循環させる循環手段を備えた請求項１から３のいずれか一項に記載の硬化性樹脂の注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化性樹脂の原料を貯蔵する複数のタンクと、前記タンク内の原料を送出する送出手段と、前記タンク内から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成する混合手段と、前記生成された硬化性樹脂を注入チャンバー内に注入する注入手段とを備えた硬化性樹脂の注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬化性樹脂は、その強靭性、耐熱性、安定性などの特徴により各種機械部品や電子・電気部品などに広く用いられているが、このうち絶縁性能が要求される電子・電気部品については、硬化性樹脂に気泡が多く含まれると絶縁性能に対して悪影響を与える可能性があるため、用いる際にはこのような気泡を低減することが求められている。
【０００３】
このような硬化性樹脂に含まれる気泡を低減する技術として、例えば特許文献１の注入成形装置が知られている。この注入成形装置は、メタセシス重合性シクロオレフィン系化合物を含有する第１液タンク、メタセシス重合触媒を含有する第２液タンク、これらの液を混合する混合機、そして混合液の注入を行うための圧力調整口を有する注入チャンバーを備えている。混合機において混合された液は、注入チャンバー内で０．５ｋＰａを超え大気圧の状態におかれたモデル部品（電子・電気部品）に、０．０９８ｋＰａ〜５００ｋＰａの吐出圧力で注入される。そして、注入チャンバーを大気圧に調整してモデル部品を取り出し、これを所定の硬化条件で硬化させるものである。この際、吐出圧力が５００ｋＰａを超える場合は注入時に液が発泡する虞があるため、この装置ではその吐出圧力を５００ｋＰａより小さくしている。このように、注入チャンバー内の雰囲気を調整することや、特定の硬化性樹脂に対して吐出圧力などを調整することにより、電子・電気部品などへの注入時における空気の巻き込みを抑制し、硬化性樹脂に含まれる気泡を低減している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２８８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、硬化性樹脂に気泡が生ずる要因としては、硬化性樹脂を注入する際に周辺の空気を巻き込むことにより発泡する場合だけでなく、硬化性樹脂に溶存しているガス（空気の成分であるＮ2，Ｏ2など）が減圧により発泡する場合も考えられる。従って、上述した装置のように注入チャンバー内を減圧した場合、空気の巻き込みを減少させることにより発泡を抑制する一方、硬化性樹脂に溶存しているガスが発泡するという状況が発生し得る。
【０００６】
また、上述した装置の条件では使用する硬化性樹脂の種類が限定されてしまい、ポリウレタンなどの硬化性樹脂に広く使用することができない。電子・電気部品についてはその特性に応じて使用する硬化性樹脂の種類が異なり、より多くの種類の硬化性樹脂を使用できる装置が望まれる。
【０００７】
さらに、上述した装置のように２種類以上の原料の混合によって硬化が起こる硬化性樹脂においては、必要な硬化特性を得るためには各原料の配合比が適正範囲内でなくてはならないが、原料に気泡が多く含まれているとその配合比に悪影響を与え、適正な配合比とならない可能性もある。従って、このような適正配合比の実現などの観点から、原料に含まれる気泡も低減することが求められる。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に着目して成されたものであり、その目的は、硬化性樹脂に含まれる気泡を抑制することができ、かつ多くの種類の硬化性樹脂に適用可能な注入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、硬化性樹脂の原料を貯蔵する複数のタンクと、前記タンク内の原料を送出する送出手段と、前記タンク内から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成する混合手段と、前記生成された硬化性樹脂を注入チャンバー内に注入する注入手段とを備えた硬化性樹脂の注入装置において、前記タンク内の雰囲気と前記注入チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧手段を備え、前記タンク内の雰囲気の圧力を前記注入チャンバー内の雰囲気の圧力以下としている。
【００１０】
上述したように、硬化性樹脂に気泡が生ずる要因としては、そこに溶存しているガス（空気の成分であるＮ2，Ｏ2など）が減圧により発泡する場合と、部品などに硬化性樹脂を注入する際に周辺の空気を巻き込むことにより発泡する場合が考えられる。本発明においては、このうちの後者、すなわち注入チャンバー内に置かれた部品などに対して硬化性樹脂を注入する場合については、この注入チャンバー内を減圧して空気の巻き込みを減少させることにより発泡を抑制している。
【００１１】
一方、減圧することにより硬化性樹脂に溶存しているガスが発泡することを抑制するため、本発明においては、混合手段において複数種類の原料を混合することにより硬化性樹脂が生成される工程を有する注入装置において、この硬化性樹脂の原料が貯蔵されているタンク内の雰囲気の圧力を注入チャンバー内の雰囲気の圧力以下としている。これにより、硬化性樹脂を注入チャンバー内に注入するより前に、換言すれば注入チャンバー内の減圧雰囲気に曝される前に、硬化性樹脂の原料はこの減圧雰囲気と同じか或いはそれ未満の圧力の減圧雰囲気に曝されるので、この時に原料に溶存しているガスを除去することができる。
【００１２】
これを簡単に説明すると、ガスが溶存している液体を貯蔵している室内の雰囲気を圧力Ｐａに減圧することにより液体に気泡が生じるが、さらに圧力Ｐｂ（＜Ｐａ）まで減圧することにより圧力Ｐａにて生じた気泡（の一部）が雰囲気に出て行き、その結果液体に溶存しているガス（の一部）を除去することができる。従って圧力Ｐｂから再度圧力Ｐａに戻した場合、その液体に含まれる気泡の量を当初より低減させることができる。これは、最初から圧力Ｐｂ（＜Ｐａ）としてその後圧力Ｐａとする場合においても同様で、本来圧力Ｐａにおいて生じる気泡（の一部）を除去することができる。また、こうした圧力の変化だけでなく、予め圧力Ｐａと同じ環境下にしておくことで、その時間的経過の中で液体に生じた気泡が出て行くことも考えられ、これにより液体内のガスを除去することができる。このように、ガスが溶存している液体を圧力Ｐａの減圧雰囲気に曝す前に、予めこれと同じか或いはそれ未満の圧力Ｐｂの減圧雰囲気に曝すことで、直接圧力Ｐａの減圧雰囲気下に曝される場合に対して、その発泡を抑制することができる。
【００１３】
このように、本発明による注入装置においては、タンク内においてガスが除去された原料が混合されて硬化性樹脂となり、この硬化性樹脂がタンク内よりも圧力が高い注入チャンバー内に注入されるので、注入チャンバー内が減圧されていたとしてもタンク内以上の気泡は生じ難く、タンク内の減圧調整を行わない場合と比べて発泡を抑制することができる。
【００１４】
そして、このように原料に溶存しているガス、すなわち原料に含まれる気泡を除去することにより、２種類以上の原料の混合によって生成される硬化性樹脂に対して各原料の配合比を適正範囲に確保することができ、必要な硬化特性を得ることができる。また、硬化性樹脂に含まれる気泡が減少することにより、電子・電気部品に用いた場合でも、絶縁性能の低下を抑制することができる。
【００１５】
さらに、本発明においては圧力調整により発泡を抑制しているので、種々の硬化性樹脂、例えばポリウレタンやエポキシ樹脂などにも用いることができる。硬化性樹脂の中にはＮ2やＯ2が溶けやすいものがあり、タンク内の原料段階で気泡を除去することができるので、このような溶存ガスを多く含む硬化性樹脂（ポリウレタンなど）を用いる際に特に好適である。
【００１６】
なお、各タンク内の雰囲気の圧力の設定としては種々の形態が考えられるが、圧力管理の容易性や装置の簡素化などから前記複数のタンク内の雰囲気の圧力が各タンク間で同一であるようにすると好適である。また、各タンク間の雰囲気の圧力を同一にすることに加え、これら複数のタンク内の雰囲気の圧力と前記注入チャンバー内の雰囲気の圧力とを同一にしても良い。
【００１７】
さらに、本発明の好適な実施形態では、タンク内において原料に溶存しているガスをより効果的に除去するため、前記タンク内の原料を循環させる循環手段を備えている。このように原料を循環させることにより、原料全体がタンク内の低圧雰囲気に触れる機会を増やすと共に原料に動きを与えることができ、原料に含まれる気泡が出て行き易くなり、従って原料に溶存しているガスを除去し易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る硬化性樹脂の注入装置の第１実施形態を図１に基づいて説明する。
図１には、本実施形態における硬化性樹脂の注入装置１が模式的に示されている。この注入装置１は、硬化性樹脂の原料を貯蔵するタンク２と、タンク２内の原料を送出する吐出用ポンプ３（送出手段の一例）と、タンク内２から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成し、生成された硬化性樹脂を注入チャンバー５に注入するミキサー４（混合手段、注入手段の一例）とを備え、さらにタンク２内の雰囲気と注入チャンバー５内の雰囲気の圧力を調整する圧力調整装置６を備えている。
【００１９】
本実施形態では、硬化性樹脂を貯蔵するタンクは２つ備えられており、タンク２Ａには主剤Ｘが貯蔵され、タンク２Ｂには硬化剤Ｙが貯蔵されている。なお、この注入装置１に用いられる硬化性樹脂は熱硬化性樹脂に限定されるものではなく、これ以外にも光硬化性樹脂であっても良い。
【００２０】
各タンク２に設けられた吐出用ポンプ３は容積式ポンプであり、ミキサー４において適正な混合比で硬化性樹脂が生成されるように予め定められた所定量が吐出され、吐出された主剤Ｘ及び硬化剤Ｙは夫々送出路３１を通ってミキサー４に送出される。このようにタンク内の原料は、適正な配合比で混合されることにより必要な硬化特性を有する硬化性樹脂を生成するため、ミキサーに対して適正量が送出される必要があるので、その送出手段としては計量特性を有するものが用いられている。
【００２１】
送出路３１を介してタンク２から送出されてきた主剤Ｘ及び硬化剤Ｙは、このミキサー４において混合され、硬化性樹脂Ｚが生成される。このミキサー４の一部は注入チャンバー５内に配置されており、その先端には注入口４ａが設けられている。すなわち、本実施形態におけるミキサー４は、硬化性樹脂の原料（主剤Ｘ，硬化剤Ｙ）の混合を行うと共に、混合により生成された硬化性樹脂Ｚを注入チャンバー４内に注入する機能を有している。ミキサー４の注入口４ａの下方に配置されたケース内には電子部品７が置かれており、ミキサー４からの硬化性樹脂Ｚの注入によりこの電子部品７は封止される。なお、この注入装置１で用いる部品は電子部品に限定されるものではなく、機械部品などであっても良い。
【００２２】
圧力調整装置６はタンク側管路６１を介してタンク２内の雰囲気の圧力を、注入チャンバー側管路６２を介して注入チャンバー５内の雰囲気の圧力を各別に調整することができる。この圧力調整装置６は、タンク２内の雰囲気（気相部分）と注入チャンバー５内の雰囲気を減圧するものであり、実際には減圧装置（減圧手段の一例）である。なお、タンク２及び注入チャンバー５内はともに密閉された状態にあり、かかる圧力調整が可能なように構成されている。
【００２３】
この減圧装置６により、タンク２Ａ，２Ｂ内の雰囲気の圧力は、注入チャンバー５内の雰囲気の圧力以下とされている。また、タンク２Ａ，２Ｂ内の雰囲気の圧力は必ずしも同一でなくても良いが、本実施形態においてはこれを同一にしている。これにより、タンク側管路６１を各タンクで共用でき装置の簡素化を図れると共に、各タンク内の圧力を同一にしているので圧力管理も容易になる。なお、各タンク間の雰囲気の圧力を同一にすることに加え、注入チャンバー５内の雰囲気の圧力をこれらタンク２内の雰囲気の圧力を同一にしても良い。ここで、減圧された圧力値としては種々の値を設定可能だが、例えば大気圧〜０．１ｋＰａの範囲とすると好適である。
【００２４】
このように減圧調整を行うことで、タンク２内の原料に溶存しているガスが除去され、このガスが除去された原料がミキサー４において混合されて硬化性樹脂となり、この硬化性樹脂がタンク２内よりも圧力が高い注入チャンバー５内に注入されるので、注入チャンバー５内が減圧されていてもタンク２内以上の気泡は生じ難く、タンク２内の減圧調整を行わない場合と比べて発泡を抑制することができる。
【００２５】
すなわち、原料に含まれる気泡を好適に除去することができ、２種類以上の原料の混合によって生成される硬化性樹脂に対して各原料の配合比を適正範囲に確保することができ、必要な硬化特性を得ることができる。また、硬化性樹脂に含まれる気泡が減少することにより、電子・電気部品に用いた場合でも、絶縁性能の低下を抑制することができる。
【００２６】
さらに、圧力調整により発泡を抑制しているので、ポリウレタンやエポキシ樹脂など種々の硬化性樹脂に用いることができる。特にタンク内の原料段階で気泡を除去することができるので、溶存ガスを多く含む硬化性樹脂（ポリウレタンなど）に好適である。
【００２７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る硬化性樹脂の注入装置の第２実施形態を図２に基づいて説明する。図２において図１と同様の部材には同じ符号を用いている。この第２実施形態の注入装置では、タンク２と吐出用ポンプ３との間に循環手段が設けられている点で上述した第１実施形態の注入装置と相違している。また、タンク側管路６１と注入チャンバー側管路６２とは減圧装置６から延びる１の管路から分岐したものとなっており、従ってこの第２実施形態においてはタンク２Ａ，２Ｂ内の雰囲気の圧力と注入チャンバー５内の雰囲気の圧力とは同一である。このように各タンク２内の雰囲気の圧力と注入チャンバー５内の雰囲気の圧力とを同一としているので、圧力管理が更に容易になり、また管路の一部を共用できると共に減圧装置も一の圧力に対応できるもので良く、装置全体の更なる簡素化も図ることができる。なお、タンク２内の雰囲気の圧力が注入チャンバー５内の雰囲気の圧力より小さくなるように構成しても良いのはもちろんである。
【００２８】
上述した循環手段は、タンク２Ａ，２Ｂ夫々に備えられており、タンク２に設けられた循環用ポンプ８と、この循環用ポンプ８から吐出用ポンプ３に延びる送出路８１から分岐してタンク２に戻る循環路８２とで構成されている。循環用ポンプ８はタンク２内の原料を循環路８２を介して循環させることができれば良く、容積式ポンプに限られず、非容積式（ターボ式）ポンプであっても良い。
【００２９】
図２の注入装置においては、このような循環手段を備えることでタンク２内の原料（主剤Ｘ，硬化剤Ｙ）を減圧雰囲気下で循環させることができる。ここでは、常時循環するように構成しているが、間欠的に循環させても良く、そのタイミングは適宜設定することが可能である。
【００３０】
この第２実施形態も上述した第１実施形態と同様の作用効果を有するが、さらに循環手段を備えて原料を循環させることにより、原料全体がタンク２内の低圧雰囲気に触れる機会を増やすと共に原料に動きを与えることができるので、原料に含まれる気泡が出て行き易くなり、従って原料に溶存しているガスをより効果的に除去し易くなる。
【００３１】
〔その他の実施形態〕
タンク内における原料の貯蔵から注入手段による硬化性樹脂の注入まで、硬化性樹脂の種類によっては常温ではなく所定の温度下で行いたい場合もあり、このため上述した注入装置に温度調節手段を備えるようにしても良い。
【００３２】
上述した各実施形態においては、タンク内から送出された原料を混合して硬化性樹脂を生成する混合手段と、生成された硬化性樹脂を注入チャンバー内に注入する注入手段とをミキサー４により一体的に構成したが、もちろん混合手段と注入手段とを別体として構成しても良い。
【００３３】
上述した各実施形態においては、硬化性樹脂の原料を貯蔵するタンクを２つとしたが、もちろんその数はこれに限定されるものではなく、用いる硬化性樹脂の種類に応じて２よりも多くのタンクを備えるようにすることも可能である。
【００３４】
また、タンク内の雰囲気及び注入チャンバー内の雰囲気の圧力については、タンク間で同一にする形態或いはこれらを全て同一にする形態に限られず、タンク内の雰囲気の圧力が注入チャンバー内の雰囲気の圧力以下となる形態であれば、タンク別に雰囲気の圧力を変えるなど種々の形態を採用することができる。特に、タンク内に貯蔵される原料の種類によって雰囲気の圧力を変えるようにしても良く、例えば溶存しているガスの量が多いほどより減圧するように減圧装置を構成しても良い。
【００３５】
さらに、タンク内の雰囲気と注入チャンバー内の雰囲気を減圧する減圧装置は一体的に構成しても良いし、タンク用と注入チャンバー用と別々に備えるようにしても良い。また、タンク毎に備えるようにしても良く、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態における硬化性樹脂の注入装置を示す模式図
【図２】第２実施形態における硬化性樹脂の注入装置を示す模式図
【符号の説明】
【００３７】
１  注入装置
２  タンク
３  吐出用ポンプ（送出手段）
４  ミキサー（混合手段、注入手段）
５  注入チャンバー
６  減圧装置（減圧手段）
７  電子部品
８  循環用ポンプ（循環手段）
【図１】
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【図２】
2008302670.tif 000004