JP4686246B2 - 硬化性混合製品の静止撹拌器 - Google Patents

Description

本発明は特許請求の範囲の請求項１に記載された硬化性混合製品の静止撹拌器およびその撹拌器の使用法に関する。

少なくとも二種類の流動性成分を開発する撹拌器はＥＰ−Ａ−０７４９７７６およびＥＰ−Ａ−０８１５９２９に記載されている。小型であるこれらの撹拌器は、簡単で材料を節約した設計であるにも拘わらず、また実際にシーラント、二成分泡質材料または二成分接着剤のような高粘性物質の撹拌にも拘わらずに良好な撹拌結果を生んでいる。撹拌構造物を形成する据置き部材は、経済性の点から一回使用の使い捨てとすることができるように熱可塑性材料を射出モールド成形して好ましい価格で製造することができる。そのような「使い捨て撹拌器」は硬化性製品に主として使用されている。その理由は、それらの製品を使用する場合に撹拌器を洗浄することが実際的にできないからである。

しかしながら、使い捨て撹拌器により硬化性混合製品の撹拌が連続的または半連続的（例えば、サイクルにおいて）に行われる場合であっても、使用寿命に制限が生じる。例えば、押出圧力がおおよそ一定に維持された状況の下で連続的に撹拌が行われると、すなわち、撹拌器の据置き部材に沿って或る圧力低下があると、撹拌製品の排出量は使用時間に応じて顕著に減少する。押出圧力の増大は撹拌製品の排出を比較的短時間しか延長させることができない。

本発明の目的は、前記使い捨て撹拌器に対して長時間の使用寿命を与える改良された撹拌器を提供することである。この目的は請求項１に記載された撹拌器によって達成される。

この静止撹拌器は、混合により反応して凝固体を形成する流動性成分による硬化性混合製品に使用される。この撹拌器は射出モールド成形で製造される据置き部材と、その据置き部材を包囲するチューブとを含む。据置き部材は複数の混合室を有する。混合室はチューブ軸線に沿って互いに前後左右に並んで配列される。それらの室は、チューブの半径方向及びチューブ軸線の方向へ延びる半径長手壁と、チューブ軸線の方向へ延びる長手壁と、チューブ軸線を横断する方向へ延びる横断壁とで画成されている。混合室の間の前記半径長手壁と前記長手壁とに形成されている開口が混合製品の入口および出口をなしている。またチューブ軸線の方向に延在する二つの平行な外側長手壁が混合室の一対の第一の外側面を形成する。少なくとも幾つかの混合室に関して、一つの横断壁と一つの第一の外側面との連結部のコーナーに、部分的に壁材料を盛られた第一のコーナー隅肉が形成され、その第一のコーナー隅肉が混合室の内部空間に対して第一の凹面を形成し、その第一の凹面の横断面形状が、凹状に湾曲して、前記一つの第一の外側面と前記一つの横断壁とに連結されている

本明細書では、この「凹面」は、何れの箇所においても混合室の内部空間へ向かって凸面部分が形成されていない面を意味する。この面は部分的に平面とすることができる。この凹面は凹状に湾曲され、横断面にて凹状に湾曲された曲線部分を有する「凹状部分」を形成している。小さな楔形状のコーナー隅肉が第二の意味の凹面の例を形成している。

従属する請求項２〜請求項８は本発明の撹拌器の有利な実施例に関する。本発明によるこの撹拌器の使用法が請求項９に記載されている。

静止撹拌器はＵＳ−Ａ２００４／０００８５７６にて知られており、その据置き部材は本発明の撹拌器の据置き部材に似ているが、対応するコーナーの隅肉は楔形状であり、上述で定めた意味で凹面ではない。それらのコーナー隅肉の形状は使用寿命の延長にとっては好ましくない。楔形状のコーナー隅肉が壁材料の比較的大きな集塊を意味することも欠点である。このような材料の集塊は据置き部材を射出モールド成形するうえで好ましくない。何故なら、それによって製造サイクルが長くなり、製造コストが高くなるからである。

以下に添付図面を参照して本発明を説明する。

ＥＰ−Ａ−０７４９７７６の公報より知られている使い捨て撹拌器の図１に断面で示す撹拌構造は、据置き部材１であり、この据置き部材１は射出モールド成形で製造され、チューブ（図示せず）に挿入されている。据置き部材１を包囲するこのチューブは正方形横断面をした内部空間を有しており、その内部に据置き部材１が形状を合致させて嵌込まれる。（据置き部材１および包囲チューブは円筒形に形成することもできる。例えば、図３参照）。カートリッジからピストンによって流動性の硬化性混合製品の成分がチューブおよび据置き部材１を通して押流され、反応性のこの混合製品成分は混合されて凝固物体を形成する。据置き部材１は複数の混合室２よりなる室配列を有する。混合室２はチューブ軸線１０に沿って互いに前後左右に並べられて配列されている。混合室２はチューブの半径方向及びチューブ軸線１０の方向へ延びる半径長手壁３ｂ，３ｄと、チューブ軸線の方向へ延びる長手壁３ａ，３ｃと、チューブ軸線を横断する方向へ延びる横断壁４ａ，４ｂとにより互いに画成されている。混合室２の間の半径長手壁３ｂ，３ｄ及び長手壁３ａ，３ｃに形成されている開口５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが混合製品の入口および出口をなしている。混合室２の第一の外側面６ａは二つの平行な外側の長手壁６によって形成されている。混合室２の各々はそれらの長手壁６の間に第二の外側面６ｂを有し、開放され、チューブ（図示せず）によって境界を形成されていない。外側の長手壁６も省略することができる。よく使用される実施例では、外側の長手壁６が第一の外側面６ａを形成する。

本発明により形成された混合室２は図２に示されている。混合室２を通る混合製品の送りも矢印で示されている。混合製品の流れ１２ａが流入する入口５ａは横断壁４ａの直ぐ近くの入口側に位置されている（図１参照）。流れ１２ｂは第二の入口５ｂを通して流入する。流れ１２ａは分岐流れ１２ａｄ，１２ａｃに分岐し、それらの分岐流れは出口５ｄ，５ｃを通って隣の混合室へ流れ込む。流れ１２ｂも分岐流れ１２ｂｄ，１２ｂｃに分岐し、それらの分岐流れは分岐流れ１２ａｄ，１２ａｃと共に図２に完全に示されている混合室を出る。

据置き部材１を通る混合製品の圧力によって圧力勾配状態が混合室２内に形成される。この圧力勾配によって混合製品の流れの速度状態が形成される。この圧力勾配は、流れ速度も最大である開口５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの領域で最も強調される。流れは流線の束と考えることができる。混合室２内での流線の横断面は広く、従って比較的遅い流れ速度となる。従って圧力勾配も小さい。圧力勾配の減少は位置によって決まる。圧力勾配は開口５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから最も離れた位置のコーナー領域で特に非常に小さい。実際にはそこでの圧力勾配は消失し、混合製品の流れは非常に遅く、実際には停滞する。撹拌が既に大分進んでいる混合室内で混合製品成分の間の反応が生じる。これにより流れの停滞する領域で混合製品の粘度は増大する。停滞領域は粘度の変化によって増大し、局部的な不流動化が避けられない。この不流動化は前記コーナー領域から始まり、そこから混合室２の内部領域へ拡がる。これにより据置き部材１の流動抵抗も増大する。混合され具合も同時に悪化される。

硬化性混合製品の反応作用によって決まる使用寿命の間のみ使い捨て撹拌器による撹拌が遂行できるという事実は、この不流動化の発生に関連する。使用寿命は流動される混合製品の停滞への対処がなされたときに延長することができる。そのような対処は、図１に示される混合室２の本発明による改良である。その改良とは以下の通りである。

出口側にて、横断壁４ｂおよび外側の長手壁６は壁材料を盛られたコーナーを含み、そのコーナーは横断壁４ｂに鎖線で描かれた「トリポッド（ｔｒｉｐｏｄ）」として示されている。このコーナーの隅肉は、「第一のコーナー隅肉７」と称されるが、混合室２の内部空間に対して凹面７ａ（上述の意味あいによる）を形成する。図２から明確となるように、停滞の生じる状況は第一のコーナー隅肉７によって除かれ、これが使用寿命の延長をもたらす。

「第二のコーナー隅肉８」を形成するさらなる対策が使用寿命の延長にさらに寄与し、これにおいて混合室２内で横断壁４ａおよび第二の外側面６ｂは壁材料を盛られたコーナーを含み、その隅肉、すなわち第二のコーナー隅肉８は同様に混合室２の内部空間に対して凹面８ａを形成している。この第二のコーナー隅肉８の作用は第一のコーナー隅肉７の作用と同じである。

この問題に対する対処がなされないならば、またはどこも同じ対処とされるならば、混合室２が下流側に位置されるほど不流動化がさらに強力に作用することになる。従って、第一および（または）第二のコーナー隅肉７，８が少なくとも部分的に異なる寸法に作られ、またコーナー隅肉７またはコーナー隅肉８が下流側のコーナー隅肉７またはコーナー隅肉８と同じ大きさまたはより小さく形成されることが有利である。

コーナー隅肉７，８は大きすぎる材料の集塊を形成してはならない。その理由は既に上述した。従って、以下の事柄を第一のコーナー隅肉７（従って第二のコーナー隅肉８）に適用すれば有利となる。すなわち、凹面７ａ（または８ａ）は各々が境界線７ｂにて横断壁４ｂ（または４ａ）の平面部分４ｂ’（または４ａ’）に合流すること、およびこの境界線７ｂは横断壁４ｂの中間ストリップに位置すべきことであり、このストリップはその内側で横断壁４ｂの中央の１／３を占める。

凹面７ａまたは凹面８ａはそれぞれ少なくともおおよそ円筒形の一部分をなす。この円筒形の軸線はチューブ軸線１０に直角に配向された平面内に位置される。二つのコーナー隅肉７，８と組合う円筒形の軸線は互いに直角に整列される。

凹面７ａ，８ａは各々が横断壁４ａまたは４ｂの平面部分４ａ’または４ｂ’に滑らかに合流する。同じ事柄が混合室２の外側面６ａまたは６ｂが位置する平面への合流に適用される。

混合室２の第二の外側面６ｂは横断壁４ａ上で境界を形成している入口５ａよりも大きくない面積領域において第二のコーナー隅肉で覆われている。この状態は射出モールド成形でモールド型として使用されるツールの幾何形状によって生じる。

本発明による撹拌器の円筒形の据置き部材が図３に示されており、これは第一および第二のコーナー隅肉７，８を有している。混合室の第一の外側面６ａを形成している外側の長手壁６は円形のセグメント状の横断面を有する。第二の外側面６ｂは湾曲している。従って、第二のコーナー隅肉８の一方の逃げ面も湾曲している。

この撹拌器によるその使用により、混合して凝固体を形成するように反応する成分の混合製品は、サイクルを通じておおよそ一定に維持されるか、または変化される、すなわち、撹拌器の据置き部材１に沿って圧力低下する押出圧力によって連続的または半連続的に有利に撹拌される。混合製品の排出量が顕著に少なくなるか、押出圧力の増大が必要となったならば直ちに撹拌を中断し、撹拌器が交換される。

既知の使い捨て撹拌器の撹拌構造（据置き部材）を示す部分的斜視図。 本発明による撹拌器の混合室を示す部分的斜視図。 本発明による撹拌器の円筒形の据置き部材を示す部分的斜視図。

符号の説明

１ 据置き部材
２ 混合室
３ｂ，３ｄ 半径長手壁
３ａ，３ｃ 長手壁
４ａ，４ｂ 横断壁
４ａ’，４ｂ’平面部分
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 開口
６ 外側の長手壁
６ａ 第一の外側面
６ｂ 第二の外側面
７ 第一のコーナー隅肉
７ａ 凹面
７ｂ 境界線
８ 第二のコーナー隅肉
８ａ 凹面
１０ チューブ軸線
１２ａ，１２ｂ 流れ
１２ａｄ，１２ａｃ，１２ｂｄ，１２ｂｃ 分岐流れ

Claims (9)

1. 混合により反応して凝固体を形成する流動性成分による硬化性混合製品に使用される静止撹拌器で、射出モールド成形で製造される据置き部材（１）と、その据置き部材を包囲するチューブとを含み、据置き部材は複数の混合室（２）を有し、それら混合室は、チューブ軸線（１０）に沿って互いに前後左右に並んで配列され、また前記混合室は、チューブの半径方向及びチューブ軸線の方向へ延びる半径長手壁（３ｂ，３ｄ）と、チューブ軸線の方向へ延びる長手壁（３ａ，３ｃ）と、チューブ軸線を横断する方向へ延びる横断壁（４ａ，４ｂ）とにより互いに画成されており、隣り合う混合室の間の前記半径長手壁と前記長手壁とに設けられた開口（５ａ，５ｃ；５ｂ，５ｄ）が混合製品の入口及び出口を形成しており、またチューブ軸線の方向に延在する二つの平行な外側長手壁（６）が混合室の一対の第一の外側面（６ａ）を形成している前記静止撹拌器であって、少なくとも幾つかの混合室に関して、一つの横断壁（４ｂ）と一つの第一の外側面（６ａ）との連結部のコーナーに、部分的に壁材料を盛られた第一のコーナー隅肉（７）が形成され、その第一のコーナー隅肉（７）が混合室の内部空間に対して第一の凹面（７ａ）を形成し、その第一の凹面の横断面形状が、凹状に湾曲して、前記一つの第一の外側面（６ａ）と前記一つの横断壁（４ｂ）とに連結されていることを特徴とする静止撹拌器。
2. 混合室（２）の各々が一対の前記第一の外側面（６ａ）の間に第二の外側面（６ｂ）を有し、第二の外側面（６ｂ）は部分的に開放されていて前記チューブによって境界されており、一つの横断壁（４ａ）と第二の外側面（６ｂ）とがそれぞれ少なくとも幾つかの混合室に関して入口側にコーナーを含み、その入口側コーナーに壁材料を部分的に盛られた第二のコーナー隅肉（８）が形成され、その第二のコーナー隅肉（８）が混合室の内部空間に対して第二の凹面（８ａ）を形成していることを特徴とする請求項１に記載された静止撹拌器。
3. 第一の凹面（７ａ）が境界線（７ｂ）にて横断壁（４ｂ）の平面部分（４ｂ’）に合流し、この境界線は横断壁の中央ストリップに位置されており、このストリップは横断壁の中央の１／３を占めていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された静止撹拌器。
4. 第一及び第二の凹面（７ａ，８ａ）のそれぞれは円筒形の部分であり、円筒形の軸線はチューブ軸線（１０）に直角に延びる平面内に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された静止撹拌器。
5. 第一及び第二の凹面（７ａ，８ａ）のそれぞれは、一つの横断壁の平面部分と、前記第一及び第二の外側面（６ａ，６ｂ）のうちの一方の平面とに滑らかに合流していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された静止撹拌器。
6. 前記第二の外側面（６ｂ）が、一つの横断壁（４ａ）上で境界を形成している入口（５ａ）の開口面積と同じ大きさの面積領域において第二のコーナー隅肉（８）で覆われていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された静止撹拌器。
7. 第一及び第二のコーナー隅肉（７，８）が少なくとも部分的に異なる寸法であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された静止撹拌器。
8. チューブの横断面と据置き部材（１）の横断面が四角形または円形であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された静止撹拌器。
9. 混合により反応して凝固体を形成する流動成分でなる硬化性混合製品を撹拌するための請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された静止撹拌器の使用法であって、ほぼ一定に維持されるか、サイクルにおいて変化する、すなわち撹拌器の据置き部材（１）に沿って圧力が低下する押出圧力で連続的に、または半連続的に撹拌が行われ、混合製品の排出量が顕著に少なくなったとき、または押出圧力の増大が必要となったときに直ちに撹拌を中断して撹拌器を交換する静止撹拌器の使用法。

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