JP2013184121A - 材料塗布装置及び材料塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の液体材料を別々の吐出口から吐出し、その後に、これらの材料を互いに絡み合うように相互させる材料塗布装置及び材料塗布方法を提供すること。
【解決手段】第１液体材料１１の吐出口１２を備えたノズル１３を有する第１シリンジ１４と、第２液体材料１８の吐出口１６を備えたノズル１７を有する第２シリンジ１８と、これらシリンジ１４、１８を平面内で回転させるモータ２０及びロータリージョイント２１と、液体材料の吐出圧力を付与する第１、第２圧力付与手段２３、２４とを備えて材料塗布装置１０が構成されている。ノズル１３、１７は、それらの吐出口１２、１６が相互に接近するように傾斜姿勢に支持されており、各シリンジを回転させながら液体材料をそれぞれ吐出したときに、当該液体材料が螺旋状に相互に絡み合う状態で被塗布面Ｗに塗布されるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は材料塗布装置及び材料塗布方法に係り、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、エポキシ樹脂等の２種類あるいは３種類以上の液体材料を混合してシール材或いは接着剤等として使用する材料塗布装置及び材料塗布方法に関するものである。

従来、複数の液体材料を混合して被塗布面に塗布する際には、当該複数の液体材料を事前に混合してシリンジ等からなる容器に充填して塗布したり、吐出口の手前に撹拌室を設け、当該撹拌室で撹拌した状態で材料塗布したり、スタティックミキサーを使用して塗布を行っている。

また、複数の液体材料を別々の吐出口から吐出し、液体材料を吐出後に混合して塗布する方法も提案されている。

特開２００７−２０９９５７号公報 特開２０１０−１９４３９９号公報 特開昭５８−８８０６５号公報

一般的に、液体材料を混合することにより硬化反応が始まる樹脂は、樹脂保管の必要性により２種或いは３種以上の液体材料に分けている。従って、吐出口の手前に材料の攪拌室を設けて混合する場合は、その攪拌室で硬化反応が始まり、定期的なメンテナンスや、停止時間中に反応が進んだ樹脂を排出する動作が必要になる、という制約がある。
また、スタティックミキサーを用いた場合も同様に定期的メンテナンス或いは安価な物であれば取り替えが必要になる。この場合、メンテナンスに要する時間や、使用する溶剤やウエス類、内在する樹脂の廃棄等環境的にも好ましくなく、労力、金銭的に無駄が発生するという問題がある。
更に、予め複数の液体材料を混合してシリンジ等の容器に充填し使用する場合、混合した樹脂を使い切れないときに、容器毎に廃棄することになって無駄となる。
また、スプレーのような塗布方法の場合、塗布の必要の無い箇所への材料の飛散も有り、被着体をマスキングしなければならない、という不都合がある。
なお、特許文献３は、二つのノズルを平面内で回転可能とし、各ノズルから吐出した材料が螺旋条に絡み合って混合される構成を採用する。しかしながら、各ノズルに供給される材料がロータリージョイント内を通過する構成であり、樹脂の漏洩の可能性がある他、定期的なメンテナンスが必要になってしまうという不都合がある。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、複数の液体材料を別々に収容する容器を用い、当該容器に圧力をそれぞれ付与することで材料を吐出口に供給可能とし、当該吐出口から材料をそれぞれ吐出させた後に、これらの材料が互いに絡み合うように相互接触させて反応を起こさせることのできる材料塗布装置及び材料塗布方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、複数の液体材料を混合して当該混合された液体材料を被塗布面に塗布する材料塗布装置において、
液体材料の吐出口を備えたノズルを有する複数の容器を支持した状態でこれら容器を平面内で回転させる駆動装置と、前記各容器内の液体材料にそれぞれ独立した圧力を付与して前記ノズルに材料供給を行うとともに吐出口から材料を吐出させる圧力付与手段と、当該圧力付与手段と前記各容器との間を連通させるロータリージョイントとを備え、

前記複数の容器は、前記各吐出口が相互に接近するように各ノズルの軸線が交差する傾斜姿勢に支持され、
前記圧力付与手段は各容器に付与する圧力を制御することで各液体材料の混合割合を可変とし、
前記複数の容器を回転させるとともに、前記ロータリージョイントを介して各容器にそれぞれ独立した圧力を付与して液体材料を吐出することで、各該液体材料が螺旋状に相互に絡み合って被塗布面に塗布される、という構成を採っている。

また、本発明は、請求項１に記載された材料塗布装置を用いて混合された液体材料を被塗布面に塗布する材料塗布方法において、
前記圧力付与手段を介して前記容器内にそれぞれ独立した圧力を付与することで各液体材料の混合割合を可変としておき、
前記容器内にそれぞれ圧力を付与すると同時に各容器を平面内で回転させながら前記吐出口より液体材料を吐出することで、各液体材料が所定の割合で螺旋状に相互に絡み合って被塗布面に塗布される、という手法を採っている。

本発明によれば、各吐出口から吐出された液体材料が、例えば、螺旋状に絡み合うように相互に接触する状態となり、これによって複数液体材料を反応させて使用することが可能となる。液体材料は、吐出口から吐出された後で相互に接触する構成となるため、吐出口に複数液が混じり合うような状態で接触することはなく、これにより、吐出口を洗浄しなければならないといったメンテナンスを不要とすることができる。この際、材料を収容した容器に対してそれぞれ吐出圧力を独立的に付与することができるので、圧力調整によって材料の混合割合を難なく調整できる他、材料の粘度に応じて最適圧力を設定することができる。しかも、容器に材料を収容させて吐出する構成であるため、材料流路のメンテナンスが要求されるような不都合も生じない。
また、スプレー塗布ではないことから、マスキングの必要性も排して周囲を汚染することなく被着面に塗布することが可能となる。

本実施形態に係る材料塗布装置の概略正面図。 前記材料塗布装置の動作説明図。

図１に示されるように、材料塗布装置１０は、第１液体材料１１の吐出口１２を備えたノズル１３を有する第１容器としての第１シリンジ１４と、第２液体材料１５の吐出口１６を備えたノズル１７を有する第２容器としての第２シリンジ１８と、これらシリンジ１４、１８を平面内で回転させる駆動装置を構成するモータ２０及びロータリージョイント２１と、前記第１、第２シリンジ１４、１８に第１、第２液体材料１１、１５の吐出圧力を付与する第１及び第２圧力付与手段２３、２４とを備えて構成されている。

前記第１及び第２シリンジ１４、１８は、シリンジステー２６を介してロータリージョイント２１に支持されている。シリンジステー２６は、その外周傾斜面２６Ａから外方に突設された一対のアーム２７、２８を対称位置に備えており、当該アーム２７、２８に第１及び第２シリンジ１４、１８がそれぞれ支持されている。ここで、ロータリージョイント２１は、シリンジステー２６の上面側に位置する回転体２１Ａと、当該回転体２１Ａの上部に位置して回転不能に保たれるアウタースリーブ２１Ｂと、このアウタースリーブ２１Ｂ内に位置するとともに上端が前記モータ２０の出力軸２０Ａに連結される一方、下端が回転体２１Ａに連結される図示しない回転軸部材を備えて構成されている。これにより、モータ２０が駆動したときに回転軸部材を介して回転体２１Ａ及びシリンジステー２６がロータリージョイント２１の中心軸線Ｃ周りに回転可能となり、第１及び第２シリンジ１４、１８が平面内で回転して吐出口１２、１６が前記中心軸線Ｃ周りに回転するようになっている。

前記第１及び第２圧力付与手段２３、２４はエアポンプＰ１、Ｐ２と、これらエアポンプＰ１、Ｐ２とロータリージョイント２１とを連通するチューブ等からなる通路３０、３１と、エアポンプＰ１、Ｐ２のエア圧をそれぞれ独立的に制御可能なレギュレータを備えた図示しないコントローラとを含む。エアポンプＰ１、Ｐ２から供給される圧縮エアは、前記アウタースリーブ２１Ｂと、その内部に設けられた図示しない回転軸部材との間の通路を通って回転体２１Ａ内に導入され、当該回転体２１Ａと各シリンジ１４、１８との間に設けられたチューブ３３、３４を経由してシリンジ１４、１８内に供給され、これにより、第１及び第２液体材料１１、１５に吐出圧力がそれぞれ付与される。

なお、前記材料塗布装置１０は、図示しないロボットを用いて移動可能に支持されており、これにより、被塗布面Ｗにビード状の材料塗布が可能となっている。

次に、前記材料塗布装置１０を用いた材料塗布を行った実施例について、図２をも参照しながら説明する。なお、図２において、吐出口１２、１６と被塗布面Ｗは、それらの間に液体材料が螺旋状に絡み合って立ち上がるように離間して示されているが、これは、液体材料が絡み合う状態を理解し易くする目的で便宜上相互に離れた状態を示したもので、実際には、被塗布面Ｗに対する吐出口１２、１６の高さは、ビードの高さより僅かに高いレベルとなる。

［実施例１］
２液硬化型ウレア樹脂として以下組成で液体材料を準備した（この際、第１液体材料には２液混合状態を目視確認しやすいように着色剤を加えた）
第１液体材料
変性脂肪族イソシアネート：７０部
シランカップリング剤 ：３．５部
着色剤 ：１．４部
第２液体材料
液状アミン ：46部
可塑剤 ：28.9部
第１液体材料１１及び第２液体材料１５をそれぞれ第１、第２シリンジ１４、１８に充填した。ロータリージョイント２１はＳＭＣ社製
ＭＱＲ２−Ｍ５を用いた。第１及び第２シリンジ１４、１８内の各液体材料１１、１５は、エアポンプＰ１、Ｐ２から供給されるエア圧で吐出するように設けた。エア圧はレギュレータを備えた図示しないコントローラーにより制御するように設けた。なお、吐出口１２、１６は、ノズル１３、１７（Nordson ＥＦＤ社製 フレキシブルノズル15Ｇ-０．５” パイプ部はＰＰ製）を装着することによって構成した。
第１液体材料１１、第２液体材料１５が１：１の重量比で吐出することを確認し、その後、第１及び第２シリンジ１４、１８の中心軸線Ｃ周りを回転させながら各液体材料１１、１５を同時に吐出した。
その結果、各液体材料１１、１５は吐出後に一体となり螺旋を描くように絡み合う状態で混合され、被塗布面Ｗにビード状に塗布されることを確認した。また、混合された第１及び第２液体材料は硬化した。更に、吐出口１２、１６に混合した液体材料の接触による硬化はなく、断続的に吐出しても問題なく吐出が可能となった。

［実施例２］
第１液体材料及び第２液体材料の２液混合型アクリル樹脂としてThreeBond 3955を用い、実施例１と同操作により吐出混合確認を行った。
その結果、各液体材料は吐出後一体となり螺旋を描くように混合されることが確認された。また、混合された液体材料は硬化した。更に、吐出口１２、１６に混合した液体材料の接触による硬化はなく、断続的に吐出しても問題なく吐出が可能となった。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では容器としてシリンジを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。また、シリンジ、液体材料の採用数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。更に、ノズルの先端側を分岐させて吐出口を増やすことも可能である。

また、シリンジを平面内で一方向に回転させる構成に限らず、所定角度正方向に回転した後に逆方向に所定角度回転させる機構としてもよい。

更に、第１及び第２液体材料の粘度に応じて第１及び第２圧力付与手段の設定圧力を独立的に制御したり、各液体材料の吐出割合に応じて圧力付与手段の設定圧力を必要に応じて可変設定することができる。

また、前記材料塗布装置１０がロボットにより移動可能に支持される構成に代え、或いは、この構成と共に、被塗布面Ｗ側を移動可能に設ける構成を採用してもよい。

更に、液体材料の混合は被着面に塗布する前に混合されるものとしたが、被着面に着地した直後に被着面上で混合されようにしてもよい。

また、使用する液体材料が、例えば、特定の金属と反応する場合、接液部は液体材料と反応しない金属、樹脂、或いはフッ素コーティングを施したもの使用し、液体材料の装置接液部での反応を防止する構成を採用することができる。

１０ 材料塗布装置
１１ 第１液体材料
１２、１６ 吐出口
１３、１７ ノズル
１４ 第１シリンジ（第１容器）
１５ 第２液体材料（第２容器）
２０ モータ（駆動装置）
２１ ロータリージョイント（駆動装置）
２３ 第１圧力付与手段
２４ 第２圧力付与手段
Ｗ 被塗布面

Claims (2)

1. 複数の液体材料を混合して当該混合された液体材料を被塗布面に塗布する材料塗布装置において、
   液体材料の吐出口を備えたノズルを有する複数の容器を支持した状態でこれら容器を平面内で回転させる駆動装置と、前記各容器内の液体材料にそれぞれ独立した圧力を付与して前記ノズルに材料供給を行うとともに吐出口から材料を吐出させる圧力付与手段と、当該圧力付与手段と前記各容器との間を連通させるロータリージョイントとを備え、
   
   前記複数の容器は、前記各吐出口が相互に接近するように各ノズルの軸線が交差する傾斜姿勢に支持され、
   前記圧力付与手段は各容器に付与する圧力を制御することで各液体材料の混合割合を可変とし、
   前記複数の容器を回転させるとともに、前記ロータリージョイントを介して各容器にそれぞれ独立した圧力を付与して液体材料を吐出することで、各該液体材料が螺旋状に相互に絡み合って被塗布面に塗布されることを特徴とする材料塗布装置。
2. 請求項１に記載された材料塗布装置を用いて混合された液体材料を被塗布面に塗布する材料塗布方法において、
   前記圧力付与手段を介して前記容器内にそれぞれ独立した圧力を付与することで各液体材料の混合割合を可変としておき、
   前記容器内にそれぞれ圧力を付与すると同時に各容器を平面内で回転させながら前記吐出口より液体材料を吐出することで、各液体材料が所定の割合で螺旋状に相互に絡み合って被塗布面に塗布されることを特徴とする材料塗布方法。

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