JP5404098B2 - 混合装置及びシーラント - Google Patents

Description

本発明は、２種類以上の高粘性材料を混合する装置に関し、特に主剤と硬化剤とを混合してシーラントや接着剤を得るのに好適な混合装置に関するものである。

航空機をはじめとした各種構造物の接続部や継目の隙間を密閉し、シールする材料としてシーラントや接合する材料として接着剤が用いられている。このシーラントや接着材は、１液性のものと主剤と硬化剤とを２液以上を混合するものがあり、２液性のものは２液混合後、シール作業や接着作業が行なわれる。作業性を考え、カートリッジに充填しておき、カートリッジより目的箇所に噴出させて行なう場合がある。以下はシール作業をカートリッジに充填して使用する例について説明する。

主剤と硬化剤とが混合されたシーラントをカートリッジに充填する効率的な方法が、特許文献１に開示されている。この方法は、シーラントが入ったカンの上蓋を取り除いて開口を形成し、中心部に開閉可能な孔を有するカン密閉用下蓋でカン開口を密閉する。そして、カンを上下反転して底を上向きにしてカン密閉用下蓋を基板上に置き、カン底の周囲を切断してカン底を取り除く。次に、カン底をカン内に水平に挿入して内部のシーラントの表面上に置き、空気供給口を有するカン密閉用上蓋でカン底開口部を密閉する。そして、空気供給口より空気を供給してカン内に挿入したカン底を押圧すると共に、カン密閉用下蓋の中心部孔よりシーラントを押し出してカートリッジに充填するというものである。

特開２００２−２１１５１４号公報

カートリッジに充填されたシーラントをカートリッジから噴出させた瞬間に、シーラントが突発することがある。これは、シーラント内に巻き込まれた空気がカートリッジ内では圧力を受けて圧縮されているが、カートリッジのノズルから外部に出る時に圧力が開放され巻き込まれていた空気が瞬時に膨張することにより生じる。シーラントが突発すると目的箇所へシーラントを均一の膜厚で塗布できないなど所定の作業品質要求を守って作業をすることができないので、再度同じ箇所に対してシール作業を行なう必要がある。また、不必要な箇所にシーラントが散乱するので、シーラントが無駄になるとともに、飛散したシーラントを除去しなければならない場合もある。
そこで本発明は、空気の巻き込みが低減されたシーラントを得ることのできる高粘性材料の混合に適した装置を提供することを目的とする。

シーラントは前述したように主剤と硬化剤を混合することで使用状態となるが、主剤と硬化剤がともに高粘性であると、混合の過程でシーラントに空気が巻き込まると、高粘性のため空気が抜け難い。シール作業中の突発は、混合過程において巻き込まれる空気が原因である。そこで、空気を巻き込ませることなく主剤と硬化剤を混合することを検討したが、混合機を特定するだけでは空気の巻き込み量を低減することは困難であった。そこで本発明者等は、混合全工程で巻き込まれる空気の量を低減するべく、主剤と硬化剤が混合される領域を予め減圧雰囲気としてから当該領域に主剤と硬化剤を導いて混合を開始したところ、カートリッジから噴出させる際にシーラントの突発をなくすことができた。特にシーラント材料メーカで製造され缶などに充填されて出荷されてから日数が経つと缶内で成分が分離しやすく、主剤と硬化剤を混合する前にそれぞれで攪拌混合するときに空気を巻き込み易い。本発明による高粘性材料の混合装置（以下、単に混合装置）は、以上の検討結果に基づくものである。

本発明による混合装置は、少なくとも２種類の原料を混合するものであり、第１原料を第１流路に向けて供給する第１供給部と、第２原料を第２流路に向けて供給する第２供給部とを備え、さらに第１流路と前記第２流路とが合流し、第１原料と第２原料が通る第３流路を備えている。この第３流路上には第１原料と第２原料を混合する混合機が設けられ、混合機を経て得られる混合材料は第４流路を通って排出される。そして本発明による混合装置は、第１原料と第２原料が混合機に供給される前であって、かつ、第１原料と第２原料が混合される前に、少なくとも混合機を減圧雰囲気にする系内減圧機を備える点に特徴を有している。
本発明による混合装置およびプロセスは、好ましくは第１原料と第２原料をそれぞれ事前に減圧下で攪拌する。そして混合機を減圧雰囲気にした後に、第１原料と第２原料を混合すれば、混合の過程における空気の巻き込みを低減できる。したがって、得られる混合材料、例えばシーラントをカートリッジから噴出しても突発を生じさせることがない。第１原料と第２原料をそれぞれ事前に減圧下で攪拌する方法として、それぞれの容器の底部に供給口を開け、そこから第１原料、第２原料を各々底詰した後に流体対流により攪拌したり、上蓋から容器底近傍まで届く配管にて第１原料、第２原料を底詰しても良い。また事前にそれぞれの原料缶を減圧下で攪拌板を用いて攪拌し、そのあとそれぞれの容器を本発明の原料容器として用いても良い。混合プロセス上、事前に撹拌することが重要である。
本発明による混合装置は、少なくとも混合機が第１原料と第２原料を混合する間、混合機を冷却する冷却庫をさらに備える。
例えば主剤と硬化剤を混合して得られる常温硬化型シーラントは、常温下では混合後に硬化が始まる。そこで従来は、硬化させないために混合後のシーラントを冷凍保存しておき、使用前に常温まで解凍していた。しかし、混合機を冷却庫内に収容し、第１原料と第２原料を混合する間、混合機を硬化温度よりも低くかつ冷凍状態にならない極端に混合後のシーラントの粘度が高くならない温度に保持すれば、混合機内でシーラントが硬化するのを抑えることができる。そうすれば、第４流路を介した複数のカートリッジへのシーラントの充填が時間をおいて行なわれる不連続充填の場合にも、硬化が進んでいない混合後のシーラントをカートリッジに充填できるので、シール作業をスムーズに行うことができる。
例えば、あるシーラントでは、相対湿度６０％、温度４０℃の環境下で硬化時間が約２０時間であったものが、２５℃では約３５時間、１０℃では約１１０時間となり、温度を下げることにより硬化反応を抑制することができる。
また、本発明による混合装置は、冷却庫内に設けられ、混合材料を一時的に保持する保持容器をさらに備える。保持容器には、第４流路を通る混合材料が流入される。
不連続充填が行われる過程で、カートリッジへの充填が行われていないときに余剰となったシーラント（混合材料）を保持容器に回収する。保持容器に十分な量のシーラントが溜まったならば、混合機による混合を停止して、保持容器からカートリッジへのシーラントの充填を行うことができる。この保持容器は、冷却庫内にあるので、溜まったシーラントは硬化の進行が抑えられる。したがって、混合機が動作していなくても、必要なときにシーラントをカートリッジに充填できる。

本発明による混合装置は、以上のように冷却庫を備える場合、混合材料が排出される排出口に向けて乾燥空気を吹付ける空気吹付け手段と、排出口を冷却庫の外部から遮る弁を備えることが好ましい。弁としては、ゴム弁のようにシーラント充填用のカートリッジ挿入に対して柔軟に変形して開口隙間を塞ぐことが可能なものがよく、乾燥空気を出すことによって湿った空気が排出口に接触しないようにすることが好ましい。

本発明の混合装置において、第１流路上に第１質量流量計を設け、第１流路を通る第１原料の質量流量を測定し、その測定結果に基づいて第１供給部における減圧状態を調整することが好ましい。同様に、本発明の混合装置において、第２流路上に第２質量流量計を設け、第２流路を通る第２原料の質量流量を測定し、その測定結果に基づいて第２供給部における減圧状態を調整することが好ましい。
混合の過程における空気の巻き込みを低減するのに、原料を供給する第１供給部、第２供給部において第１原料、第２原料に含まれる空気が少ないことが好ましい。しかし一方で、主剤と硬化剤を混合して得られるシーラントは、シーラント中の有機溶剤が気化し過ぎて組成変化することを回避するために、最低限の圧力下に保持されることが望まれる。したがって、第１、第２供給部において過度な減圧を行なうことは避けるべきである。そこで、第１流路、第２流路の各々に第１質量流量計、第２質量流量計を設け、通過する第１原料、第２原料の質量流量を測定し、第１原料、第２原料に含まれる空気の量が所望する範囲から外れたことを検知したならば、第１供給部、第２供給部における減圧状態を調整する。そうすることにより、最適な量の空気を含む第１原料、第２原料を混合機に供給できる。

本発明による混合機としては、上流側に静的混合機を配置し、その下流側に動的混合機を配置することが好ましい。静的混合機のみでは高粘性の第１原料と第２原料を十分に均一に混合することができない。また、動的混合機でも、高粘性の第１原料と第２原料を混合するための駆動源（モータ）の負荷が大きくなり、やはり第１原料と第２原料を十分に混合することができない。これに対して、第１原料と第２原料を、静的混合機、動的混合機の順に通過させることにより、均質な混合状態を得ることができる。

本発明の混合装置は、第１流路上に設けられ、第１供給部から供給される第１原料を、必要量だけ第３流路に供給する第１流量調整装置と、第２流路上に設けられ、第２供給部から供給される第２原料を、必要量だけ第３流路に供給する第２流量調整装置とを備えることが好ましい。
例えばスクリューポンプやギアポンプのようにモータの回転量を制御することにより必要量の第１原料と第２原料を間欠的に供給できるので、連続混合する場合であっても、混合後のシーラントを蓄積する要素を持たなくてもよい。つまり、必要量の第１原料と必要量の第２原料を、静的混合機、動的混合機に通過させることにより、必要量を必要なタイミングで混合されたものを得ることができる。これに対して、シリンダ−ピストンなどのような押しのけ方式の場合、連続混合する場合には、蓄積が必要なのでシリンダ−ピストンを２連にするなど、混合を連続処理化する工夫がいる。

例えば−４０℃や−６０℃と低い温度で冷凍されているシーラントを使用する場合、常温まで解凍するには時間がかかる。
本発明では、−４０℃以上の温度でシーラントを得ることができるので、解凍時間を短縮できる。これは実際に作業する作業者の作業効率を上げるためには重要なことである。混合しながら得られたシーラントをシール作業に使用する場合には、常温で混合を行なうこともできる。シール作業で要求されるタイミングが数分単位であれば零度近傍まで冷却し、作業で要求されるタイミングが数十分単位であれば−１０〜−２０℃近くまで冷却すればよい。この温度と時間はシーラントによって異なるので、それぞれのシーラントで温度と硬化時間の関係を把握すべきである。

本発明による混合装置は、第１原料と第２原料が混合される前に、少なくとも混合機を減圧雰囲気にする系内減圧機を備えており、混合機を減圧雰囲気にした後に、第１原料と第２原料を混合できるので、混合の過程における空気の巻き込みを低減できる。したがって、得られる混合材料、例えばシーラントをカートリッジから噴出しても突発を生じさせることがない。

本実施の形態による混合装置の構成を示す図である。 図１に示す混合装置の部分拡大断面図である。

以下、本発明による実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。
本実施形態による混合装置１０は、シーラントを得るために主剤ＭＩと硬化剤ＨＡを混合するものである。
全体構成を説明すると、混合装置１０は、主剤（第１原料）ＭＩを主剤供給管（第１流路）４０に向けて供給する主剤供給部（第１供給部）２０と、硬化剤（第２原料）ＨＡを硬化剤供給管（第２流路）５０に向けて供給する硬化剤供給部（第２供給部）３０とを備える。
主剤供給部２０に一端が連なる主剤供給管４０上には、主剤供給部２０側から順に主剤質量流量計４１、主剤流量調整装置４２が設けられている。硬化剤供給部３０に一端が連なる硬化剤供給管５０上には、硬化剤供給部３０側から順に硬化剤質量流量計５１、硬化剤流量調整装置５２が設けられている。

主剤供給部２０から供給される主剤ＭＩは主剤供給管４０を通り、また、硬化剤供給部３０から供給される硬化剤ＨＡは硬化剤供給管５０を通り、主剤供給管４０と硬化剤供給管５０とが合流して形成される混合配管６０に流入する。混合配管６０上には上流側から順に静的混合機（スタティックミキサ）７０、動的混合機（ダイナミックミキサ）８０が設けられている。主剤ＭＩと硬化剤ＨＡが静的混合機７０と動的混合機８０で順に混合されて得られるシーラントは、排出配管９０、四方弁９１を介してカートリッジＣに充填される。

混合装置１０は、系内減圧機９３により静的混合機７０及び動的混合機８０の内部を減圧雰囲気にした後に、静的混合機７０及び動的混合機８０に主剤ＭＩと硬化剤ＨＡを導いて混合を行う。系内減圧機９３としては、真空ポンプ等の公知の手段を用いることができる。
また、混合装置１０は、主剤ＭＩと硬化剤ＨＡを混合して得られるシーラントＳを一時的に保持するシリンダ装置（保持容器）１００を備えている。シリンダ装置１００は、排出配管９０、四方弁９１を介して、シーラントＳを収容し、保持する。また、シリンダ装置１００は、保持するシーラントＳを排出し、四方弁９１、排出配管９０を介してカートリッジＣに充填させる。
混合装置１０は、冷凍装置１１１により内部を常温以下の所定温度に冷却できる冷却庫１１０を備えている。静的混合機７０、動的混合機８０及びシリンダ装置１００が冷却庫１１０内に配置されており、静的混合機７０、動的混合機８０及びシリンダ装置１００を通過又は保持されるシーラントＳを所定温度に冷却できる。

主剤供給部２０は、コ字状のフレーム２１を備え、このフレーム２１の底板２１ａ上に主剤容器２３が搭載される。フレーム２１は、主剤容器２３を載せる底板２１ａと、底板２１ａと所定間隔をもって配置される天板２１ｃと、底板２１ａと天板２１ｃを繋ぐ側板２１ｂとから構成される。
主剤容器２３内には所定量の主剤ＭＩが充填されている。主剤容器２３内であって主剤ＭＩの上面には押圧蓋２４が載せられている。押圧蓋２４の上面には、図示を省略した昇降機構によって昇降可能に天板２１ｃに支持された昇降ロッド２２が接続されている。
押圧蓋２４には排気ポート２５が設けられている。排気ポート２５は主剤減圧機２６に接続されており、主剤減圧機２６を動作させると主剤容器２３と押圧蓋２４で囲まれている領域を減圧することができる。
主剤容器２３の底部に主剤供給口２３Ｖを設ける。他の容器に保持されている主剤ＭＩは例えば図示しないポンプにより主剤供給口２３Ｖを介して主剤容器２３内に圧送される。主剤ＭＩは、押圧蓋２４で押されながら、主剤容器２３内に圧送される。この間、排気ポート２５に接続された主剤減圧機２６にて主剤容器２３のヘッドスペースを減圧する。主剤ＭＩは高粘性流体でかつ比重が１以上あるので、主剤減圧機２６による減圧によっても排気ポート２５に巻き込まれることなく主剤ＭＩは主剤容器２３内に重点される。
押圧蓋２４の中心部には表裏を貫通する孔が形成されており、この貫通孔に主剤供給管４０の一端が挿入されている。また、主剤供給管４０の一端側は、昇降ロッド２２内部に同軸上に配置される。押圧蓋２４を下向きに押すと、主剤ＭＩは押圧蓋２４の貫通孔を通って主剤供給管４０に供給される。

硬化剤供給部３０は、主剤供給部２０とほぼ同様の構成を有しており、フレーム３１の底板３１ａ上に硬化剤容器３３が搭載される。フレーム３１は、硬化剤容器３３を載せる底板３１ａと、底板３１ａと所定間隔をもって配置される天板３１ｃと、底板３１ａと天板３１ｃを繋ぐ側板３２ｂとから構成される。底板３１ａの中心部には表裏を貫通する孔が形成されており、この貫通孔に硬化剤供給管５０の一端が挿入されている。
硬化剤容器３３内には所定量の硬化剤ＨＡが充填されている。硬化剤容器３３内であって硬化剤ＨＡの上面には押圧蓋３４が載せられている。押圧蓋３４の上面には、図示を省略した昇降機構によって昇降可能に天板３１ｃに支持された昇降ロッド３２が接続されている。硬化剤容器３３の底板には表裏を貫通する孔が、フレーム３１の底板３１ａの貫通孔と対応して形成されている。押圧蓋３４を下向きに押すと、硬化剤容器３３内の硬化剤ＨＡはこれら貫通孔を通って硬化剤供給管５０に向けて供給される。
押圧蓋３４には排気ポート３５が設けられている。排気ポート３５は硬化剤減圧機３６に接続されており、硬化剤減圧機３６を動作させると硬化剤容器３３と押圧蓋３４で囲まれている領域を減圧雰囲気にすることができる。
硬化剤ＨＡも、主剤ＭＩと同様にして、硬化剤供給口３３Ｖを介して硬化剤容器３３内に圧送される。

主剤供給部２０に接続される主剤供給管４０上には主剤質量流量計４１が、また、硬化剤供給部３０に接続される硬化剤供給管５０上には硬化剤質量流量計５１が設けられている。
主剤質量流量計４１は主剤供給管４０を通る主剤ＭＩの質量流量を測定する。また、硬化剤質量流量計５１は硬化剤供給管５０を通る硬化剤ＨＡの質量流量を測定する。主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡの質量流量を測定するのは、主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡに含まれる空気の量を検知するためである。前述したように、主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡには所定量の空気が含まれていることが必要である一方、含まれる空気の量が多すぎるとシール作業中にシーラントＳに突発を生じさせる。そこで、主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡの各々に含まれる空気の量を制御するために、主剤質量流量計４１で主剤ＭＩの質量流量を測定し、硬化剤質量流量計５１で硬化剤ＨＡの質量流量を測定する。測定された質量流量が基準となる質量流量よりも少なくなると含まれる空気の量が多いものと判断し、主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６による減圧の程度を強くする。逆に、測定された質量流量が基準となる質量流量よりも多くなると含まれる空気の量が少ないものと判断し、主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６による減圧の程度を弱くする。
主剤質量流量計４１、硬化剤質量流量計５１としては、コリオリ式質量流量計等の公知の質量流量計を用いることができる。

主剤供給管４０上の主剤質量流量計４１の下流側には主剤流量調整装置４２が、また、硬化剤供給管５０上の硬化剤質量流量計５１の下流側には硬化剤流量調整装置５２が設けられている。主剤流量調整装置４２は、所定量の主剤ＭＩを主剤供給管４０の下流側に圧送し、硬化剤流量調整装置５２は、所定量の硬化剤ＨＡを硬化剤供給管５０の下流側に圧送する。主剤流量調整装置４２及び硬化剤流量調整装置５２としては、プランジャーポンプやギアポンプ、２つの複動圧力シリンダの受圧面積比で所望の混合比になるように押し出す方式等の公知の流量調整装置を用いることができる。
また主剤供給部２０の昇降ロッド２２と硬化剤供給部３０の昇降ロッド３２をそれぞれの混合比と流量に応じて段階的に一定量一定速度で降ろすことにより混合することも可能である。

主剤供給管４０と硬化剤供給管５０は、冷却庫１１０内で混合配管６０に合流する。したがって、主剤供給管４０を搬送されてきた主剤ＭＩ及び硬化剤供給管５０を搬送されてきた硬化剤ＨＡは、混合配管６０に流入される。混合配管６０には、上流側から静的混合機７０、動的混合機８０が順に設けられている。混合配管６０に流入した主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡは、静的混合機７０、動的混合機８０の順に混合される。

静的混合機７０は、管内に取り付けられたフィン、障害物等のエレメントが、混合を促進するように複数のステージとなった流路を構成しており、これら構成要素は動かない。静的混合機７０内において、被混合物である主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡは機内の各ステージで分割、回転、方向転換などを繰り返しながら混合される。静的混合機７０としては、混合を強化する乱流を生成できるものが好ましい。
混合装置１０は、静的混合機７０を第１部７０ａ、第２部７０ｂ及び第３部７０ｃと３つの部分から構成し、第１部７０ａと第２部７０ｂの間、第２部７０ｂと第３部７０ｃの間を混合配管６０で接続して混合の効率を向上させているが、この形態に限定されないことは言うまでもない。

静的混合機７０だけで主剤ＭＩと硬化剤ＨＡの混合を終了してもよいが、より均一な混合状態を得るために、混合装置１０は、静的混合機７０の下流側に動的混合機８０を設けている。混合配管６０から供給される主剤ＭＩと硬化剤ＨＡの混合物（シーラントＳ）は動的混合機８０において混合されるが、動的混合機８０は静的混合機７０よりも強いせん断力を与えることで静的混合機７０では不十分な部分の混合状態を向上させる。
動的混合機８０としては種々の形態があるが、例えば円筒状の混合容器８１内に複数（この例では５つ）のリング状の流路形成体８２を軸方向に互いに間隙を設けて設置し、この間隙に回転羽根８３を配置する。回転羽根８３は、モータ８５により回転駆動されるシャフト８４に固定されている。回転羽根８３には厚さ方向に貫通する孔を設ける。この動的混合機８０は、モータ８５を回転駆動すると、流路形成体８２と回転する回転羽根８３との間でシーラントＳがせん断力を受けながら回転羽根８３に形成された孔を通過して、下流側の回転羽根８３のステージに搬送される。この動作を繰り返して主剤ＭＩと硬化剤ＨＡが均一な混合状態とされたシーラントＳは、排出配管９０に送出される。

排出配管９０上には四方弁９１が設けられており、四方弁９１には減圧配管９２とバイパス配管９４が接続されている（図２も参照）。四方弁９１を切り替えることにより、排出配管９０を流れるシーラントＳがカートリッジＣへ流れる第１流路と、排出配管９０と減圧配管９２が繋がる第２流路と、排出配管９０とバイパス配管９４が繋がる第３流路、バイパス配管９４からカートリッジＣへシーラントＳが流れる第４流路の４つの流路を選択できる。
減圧配管９２の端部には系内減圧機９３が接続されている。四方弁９１が第２流路を選択している状態で、系内減圧機９３を作動させると、四方弁９１よりも上流側に位置する機器、配管内からなる系内を減圧状態に保つことができる。
混合装置１０は、主剤ＭＩと硬化剤ＨＡとの混合作業を開始する前に、第２流路を選択して系内を減圧状態に保つ。そうすることにより、混合装置１０は、特に静的混合機７０及び動的混合機８０内の空気を排除して、混合中の空気の巻き込みを低減する。

バイパス配管９４にはシリンダ装置１００が接続されている。シリンダ装置１００は、動的混合機８０を経たシーラントＳを一時的に保持し、必要なとき、つまりカートリッジＣに充填する際にシーラントＳを排出する。シリンダ装置１００は、シリンダ１０１と、ピストンロッド１０２の動作によりシリンダ１０１内を軸方向に往復動可能に配置されるピストン１０３を備えている。ピストンロッド１０２は図示しない駆動源により動作される。

混合装置１０が、主剤ＭＩと硬化剤ＨＡの混合を行っているがカートリッジＣにシーラントＳを充填する必要がないときには、四方弁９１は、第３流路を選択する。そうすると、動的混合機８０を経たシーラントＳは、排出配管９０、四方弁９１及びバイパス配管９４の順に流れる。このとき、バイパス配管９４に流れ込むシーラントＳをシリンダ１０１内に収容できるように、ピストンロッド１０２を後退させる。このようにして、シーラントＳはシリンダ装置１００に一時的に保持される。

シリンダ装置１００からシーラントＳを排出させてカートリッジＣに充填させる場合には、四方弁９１は第４の流路を選択する。そうすれば、混合装置１０が静的混合機７０、動的混合機８０で主剤ＭＩと硬化剤ＨＡを混合していないときでも、カートリッジＣにシーラントＳを充填できる。

冷却庫１１０は冷凍装置１１１により内部が常温以下の任意温度、例えば−２９℃近傍に保持できる。
冷却庫１１０内には静的混合機７０、動的混合機８０及びシリンダ装置１００が収容されている。主剤ＭＩと硬化剤ＨＡとが混合されてシーラントＳを構成すると硬化が進み、混合作業が一時的に中断すると静的混合機７０内、動的混合機８０内のシーラントは硬化を始め、運転再開後はその硬化したシーラントを除去せねばならないが、冷却庫１１０内を−２９℃近傍に保持すれば、硬化反応を抑え、混合を一時的に中断しても直ぐに再開することができる。
したがって、静的混合機７０、動的混合機８０を経たシーラントＳがそのままカートリッジＣに充填される場合には、硬化がほとんど進んでいないシーラントＳをカートリッジＣに供給できる。また、シリンダ装置１００に保持されたシーラントＳをカートリッジＣに充填する場合にも、硬化がほとんど進んでいないシーラントＳをカートリッジＣに供給できる。硬化が進んでいないほど、シール作業は容易である。
冷凍装置１１１としては、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を基本構成要素とする公知の冷凍サイクルを用いることができる。

冷却庫１１０内の下方には、排出配管９０の先端に対応する位置にカートリッジ挿入孔１１２が設けられている。カートリッジＣにシーラントＳを充填する際には、カートリッジＣをカートリッジ挿入孔１１２に挿入する。カートリッジ挿入孔１１２の冷却庫１１０側の開口にはスライド弁１１３が設けられている。スライド弁１１３は、シーラントＳを充填しないときには前記開口を閉じ（図２（ａ））、シーラントＳを充填するときには前記開口を開く（図２（ｂ））。カートリッジ挿入孔１１２内には、ゴム等の可撓性材料で構成される弁１１４が間隔を設けて２段に設けられる。この弁１１４は、放射状に切込み１１５が設けられており、差し込まれたカートリッジＣを通過させることができる。
混合装置１０は、カートリッジ挿入孔１１２近傍への着霜を防止するため、ブロア９６から送られる乾燥空気が送気配管９５を介してカートリッジ挿入孔１１２に供給される。

以上説明した混合装置１０を用いて、主剤ＭＩと硬化剤ＨＡとを混合してシーラントＳを得る手順を説明する。
はじめに、主剤供給部２０に保持されている主剤ＭＩ、硬化剤供給部３０に保持されている硬化剤ＨＡに対して、主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６を動作させることにより、減圧処理を施す。
また、系内減圧機９３を動作させることにより、静的混合機７０、動的混合機８０を含む系内を減圧雰囲気とする。このとき、四方弁９１は、排出配管９０と減圧配管９２が繋がる第２流路が選択されている。また、どの程度の減圧雰囲気にするかは、用いる主剤ＭＩ、硬化剤ＨＡの種類、静的混合機７０、動的混合機８０の性能に応じて実験的に求めることができる。主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６、系内減圧機９３による減圧処理は、当初のみならず、混合が行なわれている間も適宜行なうことができる。
冷却庫１１０内は、冷凍装置１１１を動作させることにより、例えば−２９℃近傍に保持される。また、ブロア９６を動作させることにより、カートリッジ挿入孔１１２に乾燥空気を供給して着霜が大量に付着するのを防ぐ。

以上の準備が整った後に、主剤供給部２０の昇降ロッド２２を降下させて主剤ＭＩを主剤質量流量計４１に向けて供給するとともに、硬化剤供給部３０の昇降ロッド３２を降下させて硬化剤ＨＡを硬化剤質量流量計５１に向けて供給する。
主剤質量流量計４１、硬化剤質量流量計５１は、各々連続的に供給される主剤ＭＩ、硬化剤ＨＡの質量流量を測定する。測定結果に応じて、主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６による減圧の程度を調整する。

主剤質量流量計４１を通過した主剤ＭＩ、硬化剤質量流量計５１を通過した硬化剤ＨＡは、各々、主剤流量調整装置４２、硬化剤流量調整装置５２により所望する量だけ、混合配管６０に向けて搬送される。

混合配管６０に搬送された主剤ＭＩ、硬化剤ＨＡは、静的混合機７０（７０ａ〜７０ｃ）を通過する過程で混合される。混合された主剤ＭＩ、硬化剤ＨＡ（シーラントＳ）は、動的混合機８０でさらに混合される。静的混合機７０、動的混合機８０による混合の形態は前述の通りである。
静的混合機７０、動的混合機８０は、予め減圧雰囲気とされているので、混合による空気の巻き込みがないか、あっても極小に抑えることができる。
動的混合機８０で混合されたシーラントＳは排出配管９０に送出される。混合が終了したこのシーラントＳは、以下のように処理される。

カートリッジＣにシーラントＳを充填する場合には、四方弁９１は第１流路が選択され、排出配管９０を流れるシーラントＳが四方弁９１を通ってカートリッジＣへ充填される。
シーラントＳをカートリッジＣに充填することなく、シリンダ装置１００で一時的に保持する場合には、四方弁９１は第３流路が選択され、シーラントＳは排出配管９０、四方弁９１、バイパス配管９４を順に通ってシリンダ装置１００に収容される。シリンダ装置１００で保持されていたシーラントＳをカートリッジＣに充填する場合には、四方弁９１は第４流路が選択され、バイパス配管９４、四方弁９１、排出配管９０を順に通ってカートリッジＣへ充填される。

以上説明した混合装置１０によれば、以下の効果を奏する。
混合装置１０は、混合を開始する前に系内減圧機９３を用いて予め静的混合機７０、動的混合機８０を含む系内を減圧雰囲気とするので、得られるシーラントＳに巻き込まれる空気の量を低減できる。また、混合装置１０は、減圧雰囲気にする処理が動的混合機８０よりも下流の四方弁９１を介して行なわれるので、動的混合機８０を通過した後の空気の巻き込みをも低減できる。その結果、シール作業中にシーラントＳが突発するのを防ぐことができる。

混合装置１０は、主剤ＭＩと硬化剤ＨＡが混合された後の工程を、冷却庫１１０内で行う。したがって、冷却庫１１０内をシーラントＳの硬化温度未満に維持することにより、シリンダ装置１００で一時的に保持する場合も含め、硬化がほとんど進んでいないシーラントＳをカートリッジＣに供給できる。

混合装置１０を冷却すると、シーラントの排出配管９０の排出口近傍が冷却され、周囲の空気に含まれる水分が結露し付着する。冷却庫１１０内の温度が零度以下になれば着霜する。そのため排出口を外気から遮蔽する弁、具体的には弁１１４を２段に設けている。このように弁１１４を２段に設け、その中間に乾燥空気を供給することにより、大量の結露水発生や着霜を防止することができる。

混合装置１０は、シリンダ装置１００でシーラントＳを一時的に保持し、しかもシリンダ装置１００が冷却庫１１０内部に設置されているので、作業者がシーラントＳを必要な時に硬化がほとんど進んでいないシーラントＳを供給できる。したがって、混合装置１０によれば、シーラントＳが不足してシール作業を停滞させることがない。

混合装置１０は、主剤質量流量計４１とこれに対応する主剤減圧機２６を、また、硬化剤質量流量計５１とこれに対応する硬化剤減圧機３６を備える。そして、主剤質量流量計４１で測定された主剤ＭＩの質量流量、硬化剤質量流量計５１で測定された硬化剤ＨＡの質量流量に基づいて、主剤減圧機２６、硬化剤減圧機３６を操作して、静的混合機７０に供給される主剤ＭＩ及び硬化剤ＨＡに含まれる空気の量を最適化できる。したがって、混合装置１０は、シーラントＳの機能上要求される最適な空気量を確保しつつ、空気の巻き込みを防止できる。

混合装置１０は、静的混合機７０及び動的混合機８０によりこの順で混合することにより、高粘性の主剤ＭＩ、硬化剤ＨＡであっても均一な混合状態を実現する。

混合装置１０の主剤流量調整装置４２及び硬化剤流量調整装置５２として、例えばモータとボールねじの組み合わせのような一定量押し出す機構で主剤と硬化剤を混合比に合せて押し出せれば、シリンダ機構で蓄積要素を持たなくても冷却により静的混合機７０及び動的混合機８０内での硬化反応が抑止できるので、必要時に必要量のシーラントを得ることができる。

以上、本発明は主剤ＭＩと硬化剤ＨＡを混合する例について説明したが、混合の対象はシーラントＳに限定されるものでなく、接着剤など例えば１０Ｐａ・ｓ（１００Ｐｏｉｓｅ）を超える高粘性の２種類以上の材料を均一に混合する場合に広く適用できる。

１０…混合装置
２０…主剤供給部（第１供給部）、２３…主剤容器、２６…主剤減圧機
３０…硬化剤供給部（第２供給部）、３３…硬化剤容器、３６…硬化剤減圧機
４０…主剤供給管（第１流路）、４１…主剤質量流量計（第１質量流量計）
５０…硬化剤供給管（第２流路）、５１…硬化剤質量流量計（第２質量流量計）
６０…混合配管（第３流路）
７０…静的混合機、８０…動的混合機
９０…排出配管（第４流路）、９３…系内減圧機
１００…シリンダ装置、１１０…冷却庫
Ｃ…カートリッジ、ＨＡ…硬化剤、ＭＩ…主剤、Ｓ…シーラント

Claims (7)

1. 第１原料を第１流路に向けて供給する第１供給部と、
   第２原料を第２流路に向けて供給する第２供給部と、
   前記第１流路と前記第２流路とが合流し、前記第１原料と前記第２原料が通る第３流路と、
   前記第３流路上に設けられ、前記第１原料と前記第２原料を混合する混合機と、
   前記混合機を経て得られる混合材料が排出される第４流路と、
   前記第１原料と前記第２原料が前記混合機に供給される前であって、かつ、前記第１原料と前記第２原料が混合される前に、少なくとも前記混合機を減圧雰囲気にする系内減圧機と、
   前記混合機が収容され、少なくとも前記混合機が前記第１原料と前記第２原料を混合する間、前記混合機を冷却する冷却庫と、
   前記冷却庫内に設けられ、前記第４流路を通る前記混合材料が流入して一時的に保持される混合材料保持容器と、
   を備えることを特徴とする高粘性材料の混合装置。
2. 前記第１供給部に保持される前記第１原料、前記第２供給部に保持される前記第２原料は、各々、減圧下で撹拌されたものである請求項１に記載の高粘性材料の混合装置。
3. 前記冷却庫から前記混合材料が排出される排出口に向けて乾燥空気を吹付ける空気吹付け手段と、前記排出口を前記冷却庫の外部から遮る弁を備える請求項１に記載の高粘性材料の混合装置。
4. 前記第１流路上に設けられ、前記第１流路を通る前記第１原料の質量流量を測定する第１質量流量計と
   前記第２流路上に設けられ、前記第２流路を通る前記第２原料の質量流量を測定する第２質量流量計と
   前記第１質量流量計の測定結果に基づいて前記第１供給部における減圧状態を調整する第１減圧機と、
   前記第２質量流量計の測定結果に基づいて前記第２供給部における減圧状態を調整する第２減圧機と、
   を備える請求項１〜３のいずれかに記載の高粘性材料の混合装置。
5. 前記混合機は、上流側に配置される静的混合機と、前記静的混合機の下流側に配置される動的混合機とからなる請求項１〜４のいずれかに記載の高粘性材料の混合装置。
6. 前記第１流路上に設けられ、前記第１供給部から供給される前記第１原料を、必要量だけ前記第３流路に供給する第１流量調整装置と、
   前記第２流路上に設けられ、前記第２供給部から供給される前記第２原料を、必要量だけ前記第３流路に供給する第２流量調整装置と、
   を備える請求項１〜５のいずれかに記載の高粘性材料の混合装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の混合装置にて混合されることにより製造され、容器に詰められたことを特徴とするシーラント。

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