(57)【要約】【課題】簡単且つ安価に混合性能を向上させる。【解決手段】筒体１０と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸１１とを有し、接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を筒体１０の基端開口部から圧入し、その圧入力によりスクリュー軸１１を回転させて複数の粘性剤を混合しながら先端開口部１ｆに移送して吐出させるようになしたスタティックミキサー型の混合ノズルにおいて、混合ノズル１内に、スクリュー軸１１により形成される流れの途中に変化を発生させる、変化発生部材２０を設ける。【選択図】図２
2005246334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有し、接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を前記筒体の基端開口部から圧入し、その圧入力によりスクリュー軸を回転させて複数の粘性剤を混合しながら先端開口部に移送して吐出させるようになしたスタティックミキサー型の混合ノズルであって、
前記混合ノズル内に、前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れの途中に変化を発生させる、変化発生部材を設けた、ことを特徴とする混合ノズル。
【請求項２】
粘性剤間に粘度差を有する複数の粘性剤からなる接着剤もしくは充填剤に用いるものである、請求項１記載の混合ノズル。
【請求項３】
前記変化発生部材として、粘性剤が通過可能な孔を有する網状体を固設もしくは非固定で配置した、請求項１または２記載の混合ノズル。
【請求項４】
接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を貯留するカートリッジを取り付けるためのカートリッジ取付部とグリップとを有するガンと、
ガンに設けられるか或いはガンとは別体として設けられ、前記カートリッジ取付部に取り付けられたカートリッジ内の粘性剤を押し出すための押し出し手段と、
前記ガンに或いは前記カートリッジに取り付けられる筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有し、前記カートリッジから押し出された粘性剤が前記筒体の基端開口部から圧入され、その圧入力によりスクリュー軸が回転されて複数の粘性剤が混合されつつ先端開口部に移送されて吐出されるように構成された混合ノズルと、
を備えた混合吐出装置であって、
前記混合ノズル内に、前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れの途中に変化を発生させる、変化発生部材を設けた、ことを特徴とする混合吐出装置。
【請求項５】
筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有する混合ノズルを用い、混合ノズルの基端開口部から、接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を圧入し、その圧入力によりスクリュー軸を回転させて複数の粘性剤を混合しながら先端開口部に移送して吐出させる混合吐出方法であって、
前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れを、前記先端開口部への移送途中で少なくとも一度変化させる、ことを特徴とする混合吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二液型の接着剤や充填剤（以下、単に接着剤等ともいう）を吐出時に混合する技術、特にその混合性を改善するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エポキシ系、アクリル系に代表される二液型接着剤を使用する場合、主剤と硬化剤とを個別のカートリッジに充填し、カートリッジを専用もしくは汎用の手動式ガンまたは空気圧式ガンに装着し、カートリッジ先端またはガン先端の供給口に細長筒状の混合ノズルを取付け、カートリッジから主剤と硬化剤とをノズル内に押し出し、ノズル内を移動する過程で両剤を混合した後、ノズル先端から接着面に吐出することが行われている。
【０００３】
混合ノズル内には、混合性の向上を目的として、スクリュー軸がノズル長手方向に沿って回転自由なように内蔵されている（例えば特許文献１参照）。よって、使用に際してカートリッジから主剤と硬化剤とをノズル内に押し出すと、その押し出し力によりスクリュー軸が回転し、主剤と硬化剤とがほぼノズル軸心を中心とする渦流となって、ノズルの基端側から先端開口部に移動し、かつその渦流状態での移動により主剤と硬化剤とが混合し、しかる後、混合物がノズル先端開口部から吐出する。
【０００４】
また、このような混合ノズルは、二液型の充填剤にも用いられている。
【０００５】
しかしながら、従来の混合ノズルは混合不良が発生することがあった。この点に関して本発明者らが鋭意研究したところ、吐出量が多い場合には混合不良が発生し難いが、吐出量が少ない場合や、間欠的に吐出する場合、混合する粘性剤間に粘度差が有る場合、混合比が大きく違う場合、あるいはこれらの条件が重なる場合などには混合不良が発生し易い。特に、粘性剤間に粘度差が有る場合は、粘度の低い方が瞬間的に多くノズル内に供給され、充分混合されずにノズル先端から吐出されることが判明している。そして、このような原因により、結果的に混合不良による製品不良が発生していたのである。
【０００６】
このような混合不良は、ノズルを長くすることやスクリュー軸のスクリュー羽根の数を多くすることにより低減できるものの、この場合、ノズル内における接着剤等の滞留時間が長くなるため、ノズルから吐出される前に使用可能時間が過ぎてしまったり、ノズル内に残留する使用されない接着剤等の量が増加し、歩留まりが低下したりするといった新たな問題を生ずる。
【０００７】
また、混合不良に関する他の解決策として、ノズル内のスクリュー軸をモータ等の駆動装置により回転させ、攪拌効率を向上させるシステムも開発されているが、駆動源およびこれを駆動するためのエネルギーを別途必要とするばかりでなく、駆動源をガンに取り付けた場合にはガンの総重量が嵩んだり、総重量の増加やケーブル等の付属により装置が取扱い難くなったりするという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−２９０６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の主たる課題は、上記改善策に伴い発生するような不利益がなく、簡単且つ安価に混合性能を向上でき、また、特に大きな変更要せずに既存ノズルへの適用も可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有し、接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を前記筒体の基端開口部から圧入し、その圧入力によりスクリュー軸を回転させて複数の粘性剤を混合しながら先端開口部に移送して吐出させるようになしたスタティックミキサー型の混合ノズルであって、
前記混合ノズル内に、前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れに変化を発生させる、変化発生部材を設けた、ことを特徴とする混合ノズル。
【００１０】
（作用効果）
本発明者らがスタティックミキサー型の混合ノズルについて鋭意研究したところ、スクリュー軸による攪拌・混合作用はノズル基端部において顕著であるが、スクリュー軸の移送作用により接着剤等がある程度までノズル内を移動すると、接着剤等の渦流もしくは螺旋流が安定化し、攪拌・混合作用が弱まることが判明した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、そのポイントは、スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れを途中で少なくとも一度変化させる、すなわちスクリュー軸による移送及び攪拌作用以外の作用を与えることにより、接着剤等の流れを乱したり、流れを細分化したりするところにある。これによって、安定化した流れを途中で少なくとも一度乱し、再度スクリュー軸による攪拌混合及び移送を行うことにより、混合を著しく促進させることができる。
【００１１】
＜請求項２記載の発明＞
粘性剤間に粘度差を有する複数の粘性剤からなる接着剤もしくは充填剤に用いるものである、請求項１記載の混合ノズル。
【００１２】
（作用効果）
本発明者らがスタティックミキサー型の混合ノズルについて鋭意研究したところによれば、粘度差を有する複数の粘性剤を混合吐出する場合に混合不良が発生し易いことが判明している。したがって、本発明は、本項記載のような場合に特に好適なものである。
【００１３】
＜請求項３記載の発明＞
前記変化発生部材として、粘性剤が通過可能な孔を有する網状体を固設もしくは非固定で配置した、請求項１または２記載の混合ノズル。
【００１４】
（作用効果）
かかる網状体を配置すると、スクリュー軸により螺旋状流となって移動する接着剤等が網状体の孔を通過し、その際に、接着剤等の流れに乱流が発生したり、流れが細分化したりする結果、混合が著しく促進される。
【００１５】
＜請求項４記載の発明＞
接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を貯留するカートリッジを取り付けるためのカートリッジ取付部とグリップとを有するガンと、
ガンに設けられるか或いはガンとは別体として設けられ、前記カートリッジ取付部に取り付けられたカートリッジ内の粘性剤を押し出すための押し出し手段と、
前記ガンに或いは前記カートリッジに取り付けられる筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有し、前記カートリッジから押し出された粘性剤が前記筒体の基端開口部から圧入され、その圧入力によりスクリュー軸が回転されて複数の粘性剤が混合されつつ先端開口部に移送されて吐出されるように構成された混合ノズルと、
を備えた混合吐出装置であって、
前記混合ノズル内に、前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れに変化を発生させる、変化発生部材を設けた、ことを特徴とする混合吐出装置。
【００１６】
（作用効果）
本発明の混合ノズルを用いると、前述の作用により、混合不良の発生し難い混合吐出装置となる。
【００１７】
＜請求項５記載の発明＞
筒体と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸とを有する混合ノズルを用い、混合ノズルの基端開口部から、接着剤もしくは充填剤を構成する複数の粘性剤を圧入し、その圧入力によりスクリュー軸を回転させて複数の粘性剤を混合しながら先端開口部に移送して吐出させる混合吐出方法であって、
前記スクリュー軸により形成される前記複数の粘性剤の流れを、前記先端開口部への移送過程で少なくとも一度変化させる、ことを特徴とする混合吐出方法。
【００１８】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明によれば、従来の改善策に伴い発生するような不利益がなく、簡単且つ安価に混合性能を向上でき、また、特に大きな変更要せずに既存ノズルへの適用も可能となる等、種々の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
図１は、本発明に係る混合吐出装置の分解状態を示したものである。符号１は、本発明に係る混合ノズルを示しており、この混合ノズル１は先端開口部１ｆ及び基端開口部１ｐを有し、基端開口部１ｐは取付部として構成されている。混合ノズル１は、この取付部１ｐを、第１の粘性剤貯留部および第２の粘性剤貯留部を有するカートリッジ２の先端吐出部２ｆに対してネジ式カプラー３を介してネジ止めすることにより、装着するようになっている。
【００２１】
カートリッジ２は、カートリッジ取付部４ｃおよびグリップ４ｇを有するガン４に取り付けられる。本例のガン４は、カートリッジ取付部４ｃ内に対して後方から突出する図示しないプッシュロッドと、このプッシュロッドに駆動力を付与するエアシリンダ４ｓとを有する。グリップ４ｇの底部には、グリップに内蔵された図示しない開閉バルブを介してエアシリンダ内に連通するエアホース取付口４ａが設けられており、この取付口４ａは図示しないエアホースにより図示しないコンプレッサに接続される。グリップ４ｇの前面上部にはトリガー４ｔが設けられており、このトリガー４ｔにより開閉バルブが開閉されるようになっている。よって、トリガー４ｔを操作し、エアシリンダ４ｓに対してエアを供給し、プッシュロッドを伸張させ、カートリッジ２の図示しないプランジャを押し込むことにより、第１の粘性剤貯留部および第２の粘性剤貯留部にそれぞれ貯留されている第１および第２の粘性剤を混合ノズル１内に押し出し、ノズル１内で混合した後に、先端開口部１ｆより対象部位に吐出させることができる。
【００２２】
もちろん、本発明の主な特徴は混合ノズル１にあるため、手動式ガン等のような他の種類の混合吐出装置でも適用可能である。また、本例はカートリッジ式の例であるが、本発明に係る混合ノズル１はカートリッジ式でなくても適用できることはいうまでもない。
【００２３】
本発明に係る混合ノズル１の詳細は図２に示されている。混合ノズル１は、筒体１０と、その内部に回転自由なように内蔵されたスクリュー軸１１とを有し、この点では所謂スタティックミキサーと同様であるが、スクリュー軸１１により形成される粘性剤の流れの途中に変化を発生させる変化発生部材２０を設けた点が従来のものに対して大きく相違するものである。
【００２４】
筒体１０としては、先端部に先細形状部分１０ｆを有するもの等適宜の形状に形成でき、また材質についても樹脂、金属等適宜選定できる。筒体１０の長さは基本的には任意であるが、接着剤に用いる場合には、筒体１０が過度に長くなると、ノズル１から吐出される前に使用可能時間が過ぎてしまったり、ノズル１内に残留する使用されない接着剤等の量が増加し、歩留まりが低下したりするといった問題を生ずるため、概ね１０〜２５ｃｍとするのが好ましい。
【００２５】
一般的なスタティックミキサーのスクリュー軸１１としては、図示例のように、一回転分の螺旋羽根１１ｗを有する単位１１ｕを、羽根面の螺旋方向の連続性を実質的に有するように複数連設したもの（図示例のように羽根面は途切れるものの、螺旋方向の連続性が維持されるものの他、羽根面が連続するものを含む）と、図示しないが、羽根面の螺旋方向の連続性が無くなるように交互に半回転分ずらして複数連設したものとがあり、本発明はいずれにも適用できる。なお、後者のスクリュー軸の混合作用をミクロ的にみると、螺旋羽根面がずれて途切れる部分において粘性剤の流れにミクロ的な変化を生じ、混合性能は高くなるものの、スクリュー軸全体としてマクロ的にみると粘性剤の流れが安定化することに変わりがなく、本発明を適用する意義があることに変わりがない。スクリュー軸の螺旋羽根のピッチは適宜定めることができ、またスクリュー軸の材質は樹脂、金属等、適宜選定できる。
【００２６】
本発明の変化発生部材２０としては、種々の具体例が考えられる。例えば、スクリュー軸１１の該当部分のみ、螺旋羽根に代えて軸部の外周面に攪拌ピンを突出させたり、該当部分にスクリュー軸１１を設けずに混合ノズル１内面に邪魔板を固定し、粘性剤をジグザグ等のような不規則状に案内するように構成したりすることもできる。しかし、より簡素かつ安価な形態が望まれるところである。
【００２７】
そこで、本発明の変化発生部材２０としては、該当部分にスクリュー軸を設けずに、粘性剤が通過可能な孔を有する網状体２０を固定もしくは非固定で配置することが推奨される。網状体２０としては、ノズル１内における接着剤の移動を過度に妨げない程度の通液性を有する限り、特に限定されず、繊維製、樹脂製、金属製のいずれも用いることができる。つまり、乱流や細分化を行うことが可能であれば、
【００２８】
網状体２０は、孔が小さすぎたり、粘性剤通過距離が長さすぎると抵抗が増大し、吐出が困難になり、反対に孔が大きすぎたり、粘性剤通過距離が短すぎると、混合性能の向上度合いが小さくなる。よって、抵抗の増加を考慮しながら、粘性剤が網状体２０を通過することによる乱流形成及び流れの細分化が十分に発生するように、網状体２０の材質、形状、孔サイズ、孔の数密度等を選定することが望まれる。
【００２９】
網状体２０は、平坦なものを粘性剤の流れを横切るようにノズル１内に一枚または複数枚配置することもできるし、平坦なものを折り畳む、複数枚を層状若しくは不規則にまとめる等するか、或いは一体的な立体形状に形成して、ノズル１内に配置することもできる。
【００３０】
特に、ノズル１内への配置のし易さ、入手容易性、安価等の観点から、網状体２０としては繊維製のものが好ましい。特に医療用で使われているガーゼが目の粗さ、コスト及び作業性の良さから好適である。医療用ガーゼを用いる場合、吐出抵抗の増加及び混合性能を勘案すると、ノズル１の径やスクリュー軸１１の設計にもよるが、１個所あたり１〜２枚程度使用するのが好ましい。
【００３１】
本発明では、網状体２０と同様の作用が得られるものとして、粘性剤が通過可能な多孔質体を用いたり、螺旋羽根１１ｗにより移動・排出されないサイズの粒状物を該当部分に充填したりすることもできる。
【００３２】
本発明の変化発生部材２０の配設位置は、変化発生部材２０の特徴、ノズル１の径やスクリュー軸１１の設計等に応じて適宜定めれば良いが、通常の場合、ノズル１全体の長さを１００％としたときノズル１の基端から４０〜８０％の範囲内に設けると混合性能の向上が特に顕著に現れるため好ましい。なお、本発明は「スクリュー軸１１により形成される粘性剤の流れの途中に変化を発生させる」ものであるため、変化発生部材２０の先端側もしくは基端側にスクリュー軸１１が存在しないような形態を含まない。
【００３３】
また本発明の変化発生部材２０の配設数についても適宜定めれば良いが、通常の場合、ノズル１の基端から順に２〜５ｃｍ毎に設けるのが好ましい。
【００３４】
かくして構成された混合ノズル１に対して複数の粘性剤が圧入されると、その圧入力によりスクリュー軸１１が中心軸周りに回転する結果、複数の粘性剤は混合されつつノズル１先端側へ移送される。ある程度まで、移送されつつ混合された粘性剤は流れが安定化するが、この安定化は本発明の変化発生部材２０によりノズルの中間で少なくとも一度（図示例では２度）、乱流形成および細分化により乱される。例えば変化発生部材２０として網状体を用いた場合、粘性剤が網状体２０の孔を通過し、その際に、接着剤等の流れに乱流が発生したり、流れが細分化したりする結果、混合が著しく促進される。そして、変化発生部材２０により乱流化および細分化した粘性剤は、その先端側のスクリュー軸１１により取り込まれ、再度、渦流もしくは螺旋流形成による攪拌混合がなされつつ移送され先端開口部１ｆより吐出される。このように、途中で少なくとも一度安定化した流れを乱すことにより、スクリュー軸１１による攪拌混合作用を十二分に利用でき、もって混合性能を顕著に向上させることができるのである。
【００３５】
他方、本発明は、複数の粘性剤を混合して用いるタイプの接着剤もしくは充填剤であれば特に限定なく適用できるものであるが、特に、粘性剤間に粘度差を有する場合に好適である。このような粘度差を有する例としては、構造用２液アクリル接着剤であるプレクサスAO４２０、MA３２０、MA３９４０等や、一部のエポキシ樹脂系２液反応型接着剤を挙げることができる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
（実施例）
構造用アクリル接着剤（商品名：MA３２０、第一液：活性剤第二液＝１０：１、ＩＴＷインダストリー社製）を二液混合塗布カートリッジ（商品名CD４００−１０−PP、ＭＩＸ  ＰＡＣ社製）に充填した。
【００３７】
また、二液混合ミキシングノズル（商品名ＭＣ０８−２４、ＭＩＸ  ＰＡＣ社製）の筒体からスクリュー軸を取り出し、このスクリュー軸を半分の長さに切断した後、スクリュー軸、医療用ガーゼ、スクリュー軸の順に筒体内に挿入し、本発明ノズルを作成し、これを前述の二液混合塗布カートリッジに装着した。
【００３８】
しかる後、この本発明ノズルを装着したカートリッジを専用の空気圧式ガン（図１に示すものと同様）に装着し、０.１ｇの接着剤の３回連続吐出を３０秒間隔で６０回繰返し、合計１８０回の吐出を行い、混合不良の回数を確認した。
【００３９】
（従来例）
二液混合ミキシングノズル（商品名ＭＣ０８−２４、ＭＩＸ  ＰＡＣ社製）を市販品そのままの状態（スクリュー軸を切断せず、かつ医療用ガーゼを用いない状態）で用いた以外、つまり従来型のスタティックミキサーノズルを用いた以外は、実施例１と同様にして試験を行った。
【００４０】
（結果及び考察）
試験結果を表１に示した。同表からも明らかなように、本発明によれば、混合性能が飛躍的に向上し、実質的に不良の起きない混合が可能になることが判明した。
【００４１】
【表１】
2005246334.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、二液型接着剤のように、複数の粘性剤を混合して用いるタイプの接着剤、あるいは充填剤（所謂コーキング剤等）に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る混合吐出装置の例を示す分解状態図である。
【図２】本発明に係る混合ノズルの正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…混合ノズル、２…カートリッジ、３…カプラー、４…ガン、１０…筒体、１１…スクリュー軸、２０…変化発生部材。
【図１】
2005246334.tif 000004
【図２】
2005246334.tif 000005