JP4445207B2 - 縦型ビルトイン・ボディを有するチューブ・ミキサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前段に記載の縦型ビルトイン・ボディを有するチューブ・ミキサと、同ミキサの応用とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
層流混合工程（ｌａｍｉｎａｒ ｍｉｘｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を実行するための静的ミキサは、欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−１１２５６２５により公知であり、このミキサではシーラント、二成分発泡材または二成分接着剤などの高粘度材料が混合される。このミキサは、一度限りの使用のための「使い捨てミキサ」として使用することができる。これは、特殊な構造を有する縦型ビルトイン・ボディを備えるチューブ・ミキサである。このミキサ構造は、基本構造を修正することによって得られる。この修正のねらいは、混合の結果を改善する目的で、基本構造を用いて実行する層流混合工程において発生する「難混合流線（ｍｉｘ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｆｌｏｗ ｔｈｒｅａｄ）」に影響を与えることである。「難混合流線」は、以下では「難混合ストランド（ｍｉｘ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｔｒａｎｄ）」と呼ぶことにするが、この用語は、混合すべき成分のうちの１成分だけで構成された流線（ｆｌｏｗ ｔｈｒｅａｄ）が存在し、この流線がミキサ構造中に延びて、このために隣接する流線と実際的に混和されないか、あるいは十分に混和されないという現象に関係する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、さらなる対策によって難混合ストランドが内部で発生することを抑制した縦型ビルトイン・ボディを有するチューブ・ミキサを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に定義するチューブ・ミキサによって達成される。このチューブ・ミキサは、ミキサ中を層流状態で流れる媒体内に、層流混合工程をもたらすことのできる縦型ビルトイン・ボディを包含する。また、このチューブ・ミキサはハイブリッド構造を有する。異なるミキサ構造を有する少なくとも２つの縦方向セクションが組み合わされる。層流混合工程において混合すべき媒体内に発生する、難混合ストランドを、第１の構造を有する第１セクションと関連づけることができる。さらなる難混合ストランドを、第１セクションと隣接して、第２の構造を有する第２セクションと関連づけることができる。これらの難混合ストランドは、セクション間の移行域において互いに横方向にオフセットされている。
【０００５】
従属請求項２から９は、本発明によるチューブ・ミキサの有利な実施形態に関係する。本発明によるチューブ・ミキサの応用可能性は、請求項１０の主題である。
【０００６】
有利な実施形態において、縦型ビルトイン・ボディは、異なる構造のセクションを含むハイブリッド構造を有する。難混合ストランドはこれらのセクションと関連づけることができ、これらのストランドのいずれもが、隣接するセクションで発生するそれぞれの難混合ストランドへの連続部を形成することがないように、これらのセクションは互いに横方向にオフセットされている。図面を参照して、以下に本発明を説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１において、装置１００が鎖線で示されている。この装置は、縦型ビルトイン・ボディ１を有する静的ミキサを包含し、このビルトイン・ボディによってミキサ構造に無修正の標準の基本構造が形成されている。このミキサ構造が、図１には側面図で、また図２にはいくぶん修正を加えて下方からの斜視図によって示されている。この基本構造は、欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−０７４９７７６号および欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−０８１５９２９号から公知であり、これらには２つの異なる方法で基本構造が記載されている。基本構造は、（縦方向軸または縦方向１１を有する）チューブ１０内に連続して配設された複数のミキサ要素からなるか、あるいは第２の定義によると、基本構造は、混合チャンバ１８（「混合促進チャンバ（ｍｉｘ−ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｈａｍｂｅｒ）」）を備える、４つのチャンバ付きストリングの束からなっており、この混合チャンバ１８は、それぞれの場合に２つの閉端部１４ａおよび１４ｂの間に延びると共に、隣接するチャンバ１８に対して縦方向１１にオフセットして配設されている。ミキサ要素（第１の定義）のそれぞれは、２つの軸方向セクションを含み、このセクションのそれぞれが、セクションを分割する仕切りウエブ１２または１３（放射状壁（ｒａｄｉａｌ ｗａｌｌ））と関連づけられている。仕切りウエブ１２、１３は、チューブ横断面を横断し、チューブ横断面を同じ大きさの部分領域に分割している。この部分領域は、開放されているか、または偏向プレート１４によって覆われている。
【０００８】
基本構造（第２定義）の混合チャンバ１８は、同じ大きさであり、互いにオフセットして配設されている。交互して配設された２つの入口１６ａ、１６ｂおよび２つの出口１７ａ、１７ｂは、４つの隣接する混合チャンバ１８への接続部を形成する。２つの横強化壁１５は、ビルトイン・ボディ１の縦方向の全長にわたって延びている。
【０００９】
図２に断面で示し、下方からの斜視図で表わしたビルトイン・ボディ２は、図１のものに対して、縦方向軸１１の回りに９０°回転させてある。図２は、構造要素、すなわち仕切り壁１２、１３および偏向プレート１４のより分かり易い表示を提供する。横強化壁１５の内の１つだけが示されている。他方の、切り取った壁の内表面１５’が一点鎖線で示されている。ビルトイン・ボディ２のここに示すセクションは、２つの完全な混合チャンバ１８を包含している。図１および図２に示す構造を、以下では「構造Ｑ」と名づける。この構造Ｑは標準の基本構造であり、各部を構造的に修正することができる（欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−１１２５６２５号を参照）。「構造Ｑ］の名前は、修正された基本構造をも意味するものである。
【００１０】
装置１００は、チャンバ１０１および１０２を備える、２チャンバ型容器１００ａ、すなわちカートリッジを含む。これらは、２つの自由流成分ＡおよびＢを別々に受け入れる働きをする。ＡおよびＢは、ピストン１１１および１１２によって、カートリッジ１００ａの出口を通ってチューブ１０内に（矢印Ａ’、Ｂ’）圧入されることができる。チューブ１０と縦方向ビルトイン・ボディ１または２とで構成される、静的ミキサ内でＡとＢが混合された後に、混合物はノズル１２０を通って装置１００から排出される。カートリッジ１００ａには、３つ以上のチャンバを含めることができる。チューブ１０は、カートリッジ１００ａ上に配置できるチューブ部として製作される。
【００１１】
装置１００の代わりに、例えば本発明によるチューブ・ミキサが挿入された計量装置を使用することもできる。成分ＡおよびＢは、この点で別個の容器に収納され、この容器から、ポンプ、特に計量ポンプによってミキサ内に移送されることができる。
【００１２】
図３は、下方からの視点で、いくぶん複雑化した、新規のミキサ構造の例を表わしている要素３を示している。この要素３は、本発明によるハイブリッド構造を、例えば公知の構造Ｑと組み合わせて形成する目的で提供される。Ｕ形横断通路３１および３２を備える要素３の見えている部分は、縦方向中心面まで延びている。この中心面の背後の反対側に、この構造が見えている部分と逆に製作されており、その結果として横断通路３１および３２は、その延長でそれぞれ反対側の開口に合流している。これらの開口は、見えている側の開口３３および３４に対応している。
【００１３】
図４の３つの例において、本発明によるハイブリッド構造が示されており、この構造は構造Ｑと構造Ｘ、Ｘ’およびＸ”の組み合わせによって得られる。構造Ｘは、いわゆる「ＳＭＸ」構造でもよく、これが図８に示されている。しかし、構造Ｘは、図３の要素３とすることも、あるいは図５で示すような、プレート配設５、すなわち仕切りウエブ１３および１４を除去すると共に、（第１の定義に従って）複数のミキサ要素を含む修正構造Ｑとすることも可能である。図４の構造Ｘ’は、構造Ｘの下半部に対応する。構造Ｘ”は、２つの交差面上に交互に配設されている２つのウエブを有する。これらの面の交線は、縦方向中心面上にあり、この中心面は図の面に平行である。ウエブは、交線の下側に位置する。
【００１４】
前記構造Ｑは、ビルトイン・ボディ１内に、特に長さにおいて５０％よりも大きい、主体となる部分を含むのが好ましい。構造Ｑを有するセクションに生ずる難混合ストランドは、後続の構造Ｘ、Ｘ’、Ｘ”において、溶解するか、あるいは少なくとも横方向に変位させられ、その結果、その後のセクションにおいて難混合ストランドとして発生することがない。
【００１５】
構造Ｘは、構造Ｑの前方にカートリッジ１００ａと隣接して配置するのが有利である。構造Ｑの配向が、チャンバ１０１、１０２に対して好ましくない場合には、第１の仕切りウエブ１２または１３を含む構造Ｑの入口領域は、混合工程にまったく寄与しない。構造Ｘにおいては、この配向は、混合効果に対する影響は小さくなる。
【００１６】
縦型ビルトイン・ボディ１の各セクションは、別個の部品とすることができる。しかしながら、ビルトイン・ボディ１が、全体的または部分的に凝集片（ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｐｉｅｃｅ）を形成し、この凝集片が少なくとも２つの縦方向セクションの組み合わせを含むのがより有利である。特に、すべてのセクションが共に、注入成型法、特に射出成型法によって熱可塑性樹脂から製造が可能な一体型のビルトイン・ボディ１を形成するのが特に有利である。
【００１７】
上記の欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−０７４９７７６号から、構造Ｑはいわゆる「多重フラックス」型ミキサ構造と類似することが知られている。図６に示す構造要素６ａ、６ｂを備える図７のミキサ構造６は、「多重フラックス」型ミキサ構造６に変換された構造Ｑである。本発明によるチューブ・ミキサの縦型ビルトイン・ボディ１には、構造Ｑの代わりに、あるいは構造Ｑに加えて、ミキサ構造６をセクションとして含めてもよい。構造要素６ａ、６ｂにおいては、さらに体積の大きいボディ６４ａ、６４ａ’、６４ｂおよび６４ｂ’が、偏向プレート４の代わりに見えており、それぞれが、互いに積重ねた２つの楔の形状を有する。ミキサ構造６においては、構造要素６ａ、６ｂは、２つの側壁６５の間に、交互に配設された密集した配列を形成する。
【００１８】
図８に示す要素８は、チューブ・ミキサの縦方向に対して傾斜したウエブ８１、８２を備える構造（「ＳＭＸ」）を有する。隣接するウエブ８１、８２は、交差位置に配設されている。２つの側壁８５の前部が切り取られ、該前部は領域８５’として一点鎖線で示されている。ウエブ８１、８２は、幅の異なるものとして、個々のウエブとチューブ１０の内表面との間に空隙が生じるようにすることができる。
【００１９】
チューブ・ミキサは、円形横断面を有してもよい（注：欧州特許出願公開公報ＥＰ−Ａ−０７４９７７６号）。この場合には、公知の螺旋形構造９（図９を参照のこと）を有するセクションをハイブリッド構造に使用することもできる。
【００２０】
図１０は、まだ知られていないミキサ構造１０を有するセクションの別の例を示す。
【００２１】
本発明によるチューブ・ミキサは、高粘度成分Ａと、少なくとも１つのさらなる成分Ｂとを装置１００内で混合するのに使用することができる（図１を参照のこと）。さらなる成分Ｂは、高粘度成分Ａよりも、１０から１０００分の１の粘度を有することができる。あるいは、さらなる成分Ｂの質量流量は、高粘度成分Ａよりも整数倍で小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】未修正の基本構造を有し、装置の一部を構成する公知の縦型ビルトイン・ボディを備える静的ミキサを示す。
【図２】図１と同様のビルトイン・ボディを示す。
【図３】異なるミキサ構造を有するビルトイン・ボディのセクションを示す。
【図４】異なるミキサ構造を組み合わせた、本発明によるハイブリッド構造の、３つの例を示す。
【図５】第３のミキサ構造を示す。
【図６】「多重フラックス」ミキサ構造の要素を示す。
【図７】「多重フラックス」ミキサ構造を示す。
【図８】横断ウエブを設けたミキサ構造を示す。
【図９】公知の螺旋形ミキサのセクションを示す。
【図１０】ハイブリッド構造セクションのさらなる例を示す。
【符号の説明】
１ 縦型ビルトイン・ボディ
Ａ、Ｂ ミキサ中を層流状に流れる媒体
Ｑ、Ｘ 縦方向セクション

Claims (8)

1. ミキサ中を層流状に流れる媒体（Ａ、Ｂ）内に、層流混合工程をもたらす、縦軸線（１１）を有したチューブ（１０）を有するビルトイン・ボディ（１）を有するチューブ・ミキサにおいて、
   前記ビルトイン・ボディ（１）が、第１のミキサ構造Ｘと、該第１のミキサ構造Ｘと前記縦軸線（１１）方向に隣接して配置された第２のミキサ構造Ｑの少なくとも一つの組合せを有し、
   前記第１のミキサ構造Ｘが、前記縦軸線（１１）に対して傾斜するウエブ（８１、８２）を有し、隣接するウエブが交差配列で配設されており、
   前記第２のミキサ構造Ｑが、前記縦軸線（１１）に沿って連続的に配列された複数のミキサ要素を有しており、各ミキサ要素が仕切りウエブ（１２、１３）を含む２つの軸線方向セクションを有しており、前記仕切りウエブ（１２、１３）が前記チューブ（１０）の横断面を横断して同じ大きさの部分流域に分割していて、該部分領域が開放されているかまたは偏向プレート（１４）によって覆われている、チューブ・ミキサ。
2. 前記第２のミキサ構造Ｑが、前記ビルトイン・ボディ（１）において、前記第１のミキサ構造Ｘよりも大きな部分を占めていることを特徴とする、請求項１に記載のチューブ・ミキサ。
3. 前記第１のミキサ構造Ｘが前記ビルトイン・ボディの入口領域を形成し、該入口領域がカートリッジ（１００ａ）の後に配設されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のチューブ・ミキサ。
4. 前記ビルトイン・ボディ（１）が一体型に製造されると共に、熱可塑性樹脂から射出成型されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のチューブ・ミキサ。
5. 高粘度成分（Ａ）を少なくとも１つのさらなる成分（Ｂ）と混合させるための、請求項１から４のいずれか一項に記載のチューブ・ミキサの使用において、前記さらなる成分が前記高粘度成分の１０の１から１０００分の１だけ小さい粘度を有していることを特徴とするチューブ・ミキサの使用。
6. 前記さらなる成分の質量流量が前記高粘度成分の質量流量の整数倍だけ少ないことを特徴とする請求項５に記載のチューブ・ミキサの使用。
7. 多重チャンバ型容器（１００ａ）、または成分（Ａ）を別個に受け入れるための異なる容器を含む装置（１００）において前記チューブ・ミキサが使用されることを特徴とする請求項５又は６に記載のチューブ・ミキサの使用。
8. 前記成分がピストンあるいは計量ポンプでミキサ中に圧入して移送されることを特徴とする、請求項５、６または７に記載のチューブ・ミキサの使用。

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