(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被混練材料を収容した収容容器を保持・固定する容器ホルダと、前記容器ホルダを自転する自転機構と、前記自転機構を公転する公転機構とを備えた混練脱泡装置であって、
前記自転機構及び公転機構を収容する閉鎖筐体と、
前記閉鎖筐体内に冷却気体を送り込む冷却機構と、
前記容器ホルダ或いは収容容器の温度を計測する温度センサと、
前記閉鎖筐体内の温度と湿度を計測する温度・湿度センサとを備え、
前記温度・湿度センサにより計測した温度及び湿度に基づいて、前記容器ホルダ及び収容容器のいずれの表面にも結露が生じないように、前記冷却機構から送り込む冷却気体の温度或いは流量の少なくとも一方を制御することによって前記閉鎖筐体内の温度制御する温度制御機構を
備えていることを特徴とする温度調整機能付混練脱泡装置。
【請求項２】
前記温度センサが、非接触型の赤外線温度センサであることを特徴とする請求項１記載の温度調整機能付混練脱泡装置。
【請求項３】
被混練材料を収容した収容容器を保持・固定する容器ホルダを公転・自転させて被混練材料の混練脱泡を行う混練脱泡方法であって、
前記容器ホルダ或いは収容容器の温度の計測結果に基づいて閉鎖筐体内に冷却気体を送り込んで前記容器ホルダ或いは収容容器の温度を予め設定した温度以下に維持する際に、前記閉鎖筐体内の温度及び湿度を測定し、前記容器ホルダ及び収容容器のいずれの表面にも結露が生じないように冷却気体の温度或いは流量の少なくとも一方を制御するとともに、前記冷却気体による冷却作用で前記容器ホルダ或いは収容容器の温度を予め設定した温度以下に維持すると結露が生ずる場合には、前記公転或いは自転の少なくとも一方の回転数を低下させることを特徴とする混練脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度調整機能付混練脱泡装置及び混練脱泡方法に関するものであり、特に、接着剤等の複合材料を混練・脱泡する際の結露による水分の進入を防止するための構成に特徴のある温度調整機能付混練脱泡装置及び混練脱泡方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の技術分野において、研究開発段階や製造段階において、常温の下で液体状或いは粘稠有し、異なった特性を有する材料や粉末状の材料を複数混ぜ合わせて複合材料を作成することが行われている。
【０００３】
この場合、混ぜ合わせた材料を均質な複合材料とするために、攪拌、混練する必要があるとともに、気泡の進入を防止する必要があり、そのためには、公転と自転を伴う混練脱泡装置が用いられている。
【０００４】
このよう混練脱泡装置においては、公転により密閉容器に収容された混合材料を遠心力により密閉容器の内壁に押し付けて自転軸に並行する流れを生じさせる一方、密閉容器の自転に伴って内壁に接触する混合材料を内壁の回転方向に回動させて攪拌及び脱泡が行われることになる。
【０００５】
この時、混合材料に含まれていた気泡や混練初期に取り込まれた気泡は混練によって形成される複合材料より比重が軽いので、混練のための公転や自転に伴う遠心力によって複合材料から押し出されて脱泡されることになる。
【０００６】
この様な混練脱泡工程において、高温の方が混練が容易になる混合材料の場合には加熱を行い、また、粘性に伴う回転摩擦によって熱が発生し、発生した熱が混練により生成される複合材料の特性に不所望な影響を与える場合に冷却を行う等の温度制御が行われている。
【０００７】
このような混練脱泡工程に伴う温度制御工程を簡単にするために、冷媒等を循環させる温度制御用パイプを用いて容器ホルダの加熱・冷却をすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０７１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、温度制御用パイプを用いた加熱・冷却機構の場合には、公転と自転との複雑な回転機構が伴う混練脱泡装置に温度制御用パイプを組み込むために、全体の装置構成が非常に複雑化するという問題がある。
【０００９】
また、温度制御用パイプを用いた加熱・冷却の場合、特に、冷却の場合、容器ホルダ近傍のみが冷却されるため、冷却しすぎて周囲の温度よりかなり低くなった場合には、容器ホルダ表面や、密閉容器が容器ホルダから露出している場合には密閉容器自体の表面に結露が生ずることになる。
【００１０】
この結露によって生じた水滴が、密閉容器を開封する際に、混練脱泡で生成した複合材料に混入する虞があり、特に、電子部品等に用いる複合材料の場合には水分の混入が問題になる。
【００１１】
この様な結露に伴う水分の混入を防止するためには、密閉容器の開封前に乾燥処理したり、或いは、密閉容器の表面に付着した水分を拭き取れば良いが、そうすると工数が増加して作業効率が低下して、製造コストの上昇をもたらすという問題がある。
【００１２】
したがって、本発明は、簡単な装置構成によって、不所望な水分混入の原因となる結露を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、被混練材料を収容した収容容器５を保持・固定する容器ホルダ４と、容器ホルダ４を自転する自転機構３と、自転機構３を公転する公転機構２とを備えた混練脱泡装置であって、自転機構３及び公転機構２を収容する閉鎖筐体１と、閉鎖筐体１内に冷却気体７を送り込む冷却機構６と、容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を計測する温度センサ８と、閉鎖筐体１内の温度と湿度を計測する温度・湿度センサ９とを備え、温度・湿度センサ９により計測した温度及び湿度に基づいて、容器ホルダ４及び収容容器５のいずれの表面にも結露が生じないように、冷却機構６から送り込む冷却気体７の温度或いは流量の少なくとも一方を制御することによって閉鎖筐体１内の温度制御する温度制御機構を備えていることを特徴とする。
【００１４】
このように、閉鎖筐体１に冷却気体７を送り込む冷却機構６を設けることによって容器ホルダ４或いは収容容器５のみが冷却される構成ではなくなるので、閉鎖筐体１の内部の雰囲気温度との温度差が小さくなって結露が発生しにくくなる。特に、温度制御機構を備えているので、結露の発生を自動的に抑制することができる。
【００１５】
また、容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を計測する温度センサ８を備えることによって、収容容器５の温度を収容した被混練材料に好適な温度に維持することができるので、最適な状態での混練脱泡処理が可能になる。
【００１６】
また、閉鎖筐体１内の温度と湿度を計測する温度・湿度センサ９を設けることによって、閉鎖筐体１内の温度と湿度が結露が発生する温度と湿度であるか否かを常に監視できるので、結露の発生を確実に防止することができる。
【００１７】
この場合、温度センサ８が、非接触型の赤外線温度センサ８を用いることが望ましく、それによって、公転・回転動作している容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を簡単な構成によって精度良く計測することができる。
【００１９】
また、被混練材料を収容した収容容器５を保持・固定する容器ホルダ４を公転・自転させて被混練材料の混練脱泡を行う混練脱泡方法としては、容器ホルダ４或いは収容容器５の温度の計測結果に基づいて閉鎖筐体１内に冷却気体７を送り込んで容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を予め設定した温度以下に維持する際に、閉鎖筐体１内の温度及び湿度を測定し、容器ホルダ４及び収容容器５のいずれにも結露が生じないように冷却気体７の温度或いは流量の少なくとも一方を制御するとともに、冷却気体７による冷却作用で容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を予め設定した温度以下に維持すると結露が生ずる場合には、公転或いは自転の少なくとも一方の回転数を低下させる。
【００２０】
この様な構成を採用することによって、収容容器５に結露が生じないので、混練脱泡工程後に被混練材料を収容容器５から取り出す際に、被混練材料に水分が混入することがない。
【００２１】
特に、冷却気体７による冷却作用で容器ホルダ４或いは収容容器５の温度を予め設定した温度以下に維持すると結露が生ずる場合には、公転或いは自転の少なくとも一方の回転数、典型的には、自転の回転数を低下させているので、混練によって発生する摩擦熱を少なくすることができ、被混練材料に好適な温度での混練脱泡処理が可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、混練脱泡処理を好適な温度条件で行う場合に、簡単な装置構成及び工数によって収容容器の冷却に伴う結露の発生を自動的に且つ確実に防止することができ、それによって、作業効率の向上及び低コスト化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、被混練材料を収容した密閉容器を保持・固定する容器ホルダと、容器ホルダを自転する自転機構と、自転機構を公転する公転機構とを閉鎖筐体に収容した混練脱泡装置に、閉鎖筐体内に冷却気体を送り込む冷却機構を設けるとともに、容器ホルダ或いは密閉容器の温度を計測する温度センサ、典型的に被接触型の赤外線温度センサと、閉鎖筐体内の温度と湿度を計測する温度・湿度センサとを備え、温度センサによって密閉容器の温度を収容した被混練材料に好適な温度に維持するように、密閉容器の温度を冷却気体で冷却するとともに、温度・湿度センサによって、閉鎖筐体内の温度と湿度が結露が発生する温度と湿度にならないように温度制御するものである。
【００２４】
また、冷却気体による冷却作用で容器ホルダ或いは収容容器の温度を予め設定した温度以下に維持すると結露が生ずる場合には、公転或いは自転の少なくとも一方の回転数を低下させることによって、混練によって発生する摩擦熱を少なくして被混練材料に好適な温度を維持するものである。
【実施例１】
【００２５】
ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の混練脱泡工程を説明する。
図２参照  
図２は、本発明の実施例１の混練脱泡工程に用いる混練脱泡装置の概念的構成図であり、筐体本体部１１と、筐体本体部１１に対してパッキン１３を介して開閉自在に回動して筐体本体部１１を閉鎖する蓋部材１２からなる筐体１０の内部に公転用回転モータ２１に回転自在に支持されるとともに、自転用回転モータ２４を回転自在に支持した公転部材２２を収容する。
【００２６】
この自転用回転モータ２４の回転軸には、被混練材料を収容した密閉容器２６を保持・固定する容器ホルダ２５が固定されており、自転用回転モータ２４の回転に伴って容器ホルダ２５が、したがって、密閉容器２６が自転することになる。
【００２７】
なお、この場合、自転用回転モータ２４の回転軸は公転用回転モータ２１の回転軸に対して内側に傾斜させ、公転により密閉容器２６に収容された被混練材料を遠心力により密閉容器２６の内壁に押し付けて自転軸に並行する流れを生じさせる。
【００２８】
また、この筐体１０には冷却気体導入管１４が設けられており、この冷却気体導入管１４は電磁弁１５を介して冷却機１６に接続されており、この冷却機１６から冷却空気１７が筐体１０の内部に送り込まれて、密閉容器２５を冷却する。
なお、内部に送り込まれた冷却空気１７は排気口（図示を省略）を介して外部に排気される。
【００２９】
また、公転部材２２の固定部２３には、赤外線検出器２７が設置されており、容器ホルダ２５で発生する赤外線を検出する。
なお、測定された赤外線検出力は、公転部材２２の内部及び公転用回転モータ２１の回転軸に内部に設けられた配線（図において破線で表示）を介して温度測定器２８に伝達されて温度に換算され、換算された容器温度情報は温度制御装置２０に出力される。
【００３０】
また、筐体１０には、筐体１０の温度を測定する温度計２９と湿度を測定する湿度計３０とが設けられており、その測定結果の筐体内温度情報及び湿度情報は温度制御装置２０に出力される。
【００３１】
この容器温度情報と筐体内温度情報及び湿度情報に基づいて、温度制御装置２０からの指令により、冷却機１６における冷却温度を制御するとともに、電磁弁１５の開閉を制御して、筐体１０の内部に送り込む冷却気体１７の温度と流量とを制御する。
【００３２】
図３参照  
図３は、本発明の実施例１の混練脱泡工程のフローチャートであり、
まず、混練する被混練材料を収容した密閉容器２６を容器ホルダ２５に保持・固定したのち、回転機構を駆動することによって、公転・自転を行って混練脱泡を開始する。
なお、初期状態においては、筐体１０の内部の雰囲気は常温・常圧である。
【００３３】
次いで、赤外線検出器２７及び温度測定器２８によって容器ホルダ２５の温度を監視し、被混練材料の回転摩擦によって温度が予め設定した温度を越えた場合には、電磁弁１５を開放にして冷却空気１７を筐体１０の内部に送り込んで密閉容器２６を設定温度以下になるように冷却する。
なお、密閉容器２６は容器ホルダ２５に接しているので、容器ホルダ２５の温度で密閉容器２５の温度を推定することができる。
【００３４】
この場合の混練脱泡処理を導電性接着材料の製造工程として説明すると、被混練材料として、例えば、熱硬化接着剤とＡｇ粉とを１５：８５の重量比で混合したものを密閉容器２６内に収容し、設定温度を５℃とし、例えば、各２０００ｒｐｍの回転数で自転と公転とを行う。
【００３５】
この時、温度計２９と湿度計３０によって、筐体１０の内部の雰囲気の温度と湿度を計測し、結露が発生する温度及び湿度であるか否かを監視する。
結露が発生する可能性が高まった時に、冷却空気１７の温度を高めたり或いは流量を低減する、或いはその双方を行うことによって、結露の発生を防止する。
【００３６】
図４参照  
図４は、飽和水蒸気量の温度依存性を示す図であり、この飽和水蒸気量の温度依存性のデータを温度制御装置２０内のメモリ部に格納して、温度計２９と湿度計３０によって測定した温度と湿度から結露の発生の可能性を判断する。
なお、どの時点で冷却空気１７の温度を高めたり或いは流量を低減するかは、実験を繰り返すことによって経験的に定める。
【００３７】
次いで、予め設定した処理時間に達した時点で、混練脱泡処理を終了して、密閉容器２６を容器ホルダ２５から取外し、取り外した密閉容器２６を開封して混練脱泡が終了した導電性接着剤を密閉容器２６から取り出して全体の工程が終了する。
この時、密閉容器２６或いは容器ホルダ２５の表面には結露に伴う水滴が付着していないので、密閉容器２６から取り出した導電性接着剤に不所望な水分が混入することがない。
【００３８】
このように、本発明の実施例１においては、冷媒の循環を用いないで筐体１０に冷却気体１７を直接送り込んでいるので、容器ホルダ２５或いは密閉容器２６のみが冷却されることがなく、筐体１０の内部の雰囲気温度との温度差が小さくなるので結露が発生しにくくなる。
【００３９】
また、容器ホルダ２５或いは密閉容器２６の温度を常時測定して密閉容器２６の温度を収容した被混練材料に好適な温度に維持しているので、最適な状態での混練脱泡処理が可能になる。
【００４０】
さらに、筐体１０内の温度と湿度を常に計測して、結露が発生しないように冷却気体１７の温度或いは流量の少なくとも一方を制御しているので結露の発生を確実に防止することができ、それによって、出来上がった混練複合材料に水分が混入することがない。
【実施例２】
【００４１】
次に、図５を参照して、本発明の実施例２の混練脱泡工程を説明する。
図５参照  
図５は、本発明の実施例２の混練脱泡工程のフローチャートであり、
まず、混練する被混練材料を収容した密閉容器２６を容器ホルダ２５に保持・固定したのち、回転機構を駆動することによって、公転・自転を行って混練脱泡を開始する。
なお、初期状態においては、筐体１０の内部の雰囲気は常温・常圧である。
【００４２】
次いで、赤外線検出器２７及び温度測定器２８によって容器ホルダ２５の温度を監視し、被混練材料の回転摩擦によって温度が予め設定した温度を越えた場合には、電磁弁１５を開放にして冷却空気１７を筐体１０の内部に送り込んで密閉容器２６を設定温度以下になるように冷却する。
【００４３】
この時、温度計２９と湿度計３０によって、筐体１０の内部の雰囲気の温度と湿度を計測し、結露が発生する温度及び湿度であるか否かを監視する。
【００４４】
次いで、摩擦熱の発生量が多く、密閉容器２６の温度を予め設定した温度以下に維持するためにさらなる冷却が必要になり、その結果、結露が発生する条件に達する場合には、温度制御装置２０からの指令により公転用回転モータ２１或いは自転用回転モータ２４の回転数を低下させて、摩擦熱の発生量を低減することによって結露を発生させることなく密閉容器２６の温度を予め設定した温度以下に維持する。
なお、通常は、摩擦に与える影響の大きな自転用回転モータ２４の回転数を低下させる。
【００４５】
次いで、予め設定した処理時間に達した時点で、混練脱泡処理を終了して、密閉容器２６を容器ホルダ２５から取外し、取り外した密閉容器２６を開封して混練脱泡が終了した被混練材料を混練複合材料として密閉容器２６から取り出して全体の工程が終了する。
なお、公転用回転モータ２１或いは自転用回転モータ２４の回転数を低下させた場合には、充分な混練が行われるように、回転数の低下に応じて処理時間を延長する。
【００４６】
この本発明の実施例２においては、筐体１０の内部の温度・湿度情報を公転・自転機構にフィードバックして回転数を落とすことによって摩擦熱の発生量を低減し、それによって、密閉容器２６の温度を予め設定した温度以下に常に維持しているので、好適な条件下での混練脱泡処理が可能になる。
【００４７】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、上記の各実施例においては、容器ホルダの温度を測定しているが、密閉容器自体の温度を直接測定するようにしても良いものである。
【００４８】
この場合、容器ホルダの底部に開口部を設けて開口部から露出する密閉容器から発生する赤外線を検出するようにすれば良い。
また、この場合、赤外線の検出タイミングを密閉容器の自転に同期して間欠的に測定することによって、密閉容器の温度のみを確実に測定することができる。
【００４９】
また、上記の各実施例においては、容器ホルダ或いは密閉容器の温度を検出する際に、赤外線検出器からの出力を配線を介して温度測定器に導いているが、赤外線検出器に無線通信手段を設けて、ワイヤレスで検出結果を温度測定器に送信しても良いものであり、それによって、可動部に対する配線ケーブル等の配設は不要になる。
【００５０】
また、上記の各実施例においては、温度測定を非接触型の赤外線温度センサを用いて測定しているが、接触型の温度センサを用いても良いものである。
この場合、接触型の温度センサを容器ホルダの底部或いは側面に密着させて、或いは、密閉容器の上面に密着させて、その測定結果をワイヤレスで送信するように構成すれば良い（なお、露光装置等において、可動部に対する配線ケーブル等の配設は不要にするために、測定結果をワイヤレスで送信すること自体は、特開２００１−３３８８６９号公報等に開示されている）。
【００５１】
また、上記の実施例における公転・回転機構は単なる一例であり、各種の公転・回転機構を備えた混練脱泡装置に適用可能であり、例えば、上記の公知文献１に記載された混練脱泡装置における温度制御用パイプを用いた冷却機構の代わりに本発明の冷却機構を設け、その際に、本発明の結露防止機構或いは結露防止方法を採用すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の活用例としては、電子部品用接着剤等の電子部品用複合材料の混練脱泡処理が典型的なものであるが、電子部品用複合材料に限られるものではなく、化学薬品、油脂、染料、顔料、或いは、食品等の他の複合材料の混練脱泡工程にも適用されるものであり、また、素材も液体状或いは粘液状のものに限られるものではなく、パウダーやフィラー状の固形物を含む複合材料の混練脱泡工程にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の混練脱泡工程に用いる混練脱泡装置の概念的構成図である。
【図３】本発明の実施例１の混練脱泡工程のフローチャートである。
【図４】飽和水蒸気量の温度依存性を示す図である。
【図５】本発明の実施例２の混練脱泡工程のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１  閉鎖筐体
２  公転機構
３  自転機構
４  容器ホルダ
５  収容容器
６  冷却機構
７  冷却気体
８  温度センサ
９  温度・湿度センサ
１０  筐体
１１  筐体本体部
１２  蓋部材
１３  パッキン
１４  冷却気体導入管
１５  電磁弁
１６  冷却機
１７  冷却空気
２０  温度制御装置
２１  公転用回転モータ
２２  公転部材
２３  固定部
２４  自転用回転モータ
２５  容器ホルダ
２６  密閉容器
２７  赤外線検出器
２８  温度測定器
２９  温度計
３０  湿度計
【図１】
0004689507.tif 000002
【図２】
0004689507.tif 000003
【図３】
0004689507.tif 000004
【図４】
0004689507.tif 000005
【図５】
0004689507.tif 000006