樹脂注型装置
【課題】主剤と硬化剤の粘度を同様にし、短時間で均一に混合できる樹脂注型装置を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンク１と、硬化剤を保管する硬化剤保管タンク２と、主剤保管タンク１に主剤用パイプ６で接続されるとともに、主剤の所定量を計量する主剤計量タンク５と、硬化剤保管タンク２に硬化剤用パイプ９で接続されるとともに、硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンク８と、主剤計量タンク５と硬化剤計量タンク８とに接続された混合タンク１１と、混合タンク１１に接続された樹脂注型金型１３とを備え、主剤保管タンク１と硬化剤保管タンク２とのそれぞれにヒータ３、４を設け、硬化剤よりも主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする。
【解決手段】エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンク１と、硬化剤を保管する硬化剤保管タンク２と、主剤保管タンク１に主剤用パイプ６で接続されるとともに、主剤の所定量を計量する主剤計量タンク５と、硬化剤保管タンク２に硬化剤用パイプ９で接続されるとともに、硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンク８と、主剤計量タンク５と硬化剤計量タンク８とに接続された混合タンク１１と、混合タンク１１に接続された樹脂注型金型１３とを備え、主剤保管タンク１と硬化剤保管タンク２とのそれぞれにヒータ３、４を設け、硬化剤よりも主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エポキシ樹脂のような絶縁材料を樹脂注型金型に充填し、硬化物を製造する樹脂注型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂注型装置は、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を保管し所定量を計量する計量装置と、これらを真空中で混合する混合装置と、混合されたエポキシ樹脂を加熱硬化させる樹脂注型金型で構成されている。計量装置と混合装置では、ポットライフを確保するため、樹脂温度が４０〜６０℃の低温に保たれている。一方、樹脂注型金型では、短時間で注型品を得るため、金型温度が１２０℃以上の高温となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、計量装置から混合装置までは樹脂温度が低温の一定に保たれているものの、主剤と硬化剤の粘度の温度特性が異なっており、これらを同一温度下で混合すると、多大の時間を要していた。常温で比較すると、硬化剤よりも主剤の粘度が２〜３桁高い。なお、不均一な混合状態あれば、硬化物の諸特性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８１５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ポットライフを確保するため樹脂温度を低温の一定に保っているが、少なくとも混合時には主剤と硬化剤の樹脂温度を制御して粘度を同様にし、短時間で均一に混合できる樹脂注型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、実施形態の樹脂注型装置は、エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンクと、前記エポキシ樹脂の硬化剤を保管する硬化剤保管タンクと、前記主剤保管タンクに主剤用パイプで接続されるとともに、前記主剤の所定量を計量する主剤計量タンクと、前記硬化剤保管タンクに硬化剤用パイプで接続されるとともに、前記硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンクと、前記主剤計量タンクと前記硬化剤計量タンクとに接続された混合タンクと、前記混合タンクに接続された樹脂注型金型とを備え、前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクとのそれぞれにヒータを設け、前記硬化剤よりも前記主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る樹脂温度と粘度の関係を示す特性図。
【図３】本発明の実施例２に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
先ず、本発明の実施例１に係る樹脂注型装置を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図、図２は、本発明の実施例１に係る樹脂温度と粘度の関係を示す特性図である。
【００１０】
図１に示すように、樹脂注型装置は、二液性エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を保管する樹脂保管部１ａと、樹脂量を計量する樹脂計量部１ｂと、これらを真空中で混合する樹脂混合部１ｃと、真空注型により硬化物を得る樹脂注型金型部１ｄとで構成されている。
【００１１】
樹脂保管部１ａには、例えば、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンク１と、例えば、脂環式酸無水物系の硬化剤を保管する硬化剤保管タンク２が設けられている。主剤保管タンク１には第１のヒータ３が設けられ、また、硬化剤保管タンク２には第２のヒータ４が設けられ、主剤と硬化剤が所定の温度に保たれている。それぞれの樹脂温度は、後述する。
【００１２】
樹脂計量部１ｂには、主剤計量タンク５が設けられ、主剤用パイプ６で主剤保管タンク１と接続されている。主剤用パイプ６は、例えば、発泡ポリエチレン樹脂からなる筒状の第１の保温材７で覆われ保温されている。また、硬化剤計量タンク８が設けられ、硬化剤用パイプ９で硬化剤保管タンク２と接続されている。硬化剤用パイプ９は、主剤用パイプ６と同様に、例えば、発泡ポリエチレン樹脂からなる第２の保温材１０で覆われ保温されている。
【００１３】
樹脂混合部１ｃには、混合タンク１１が設けられ、主剤計量タンク５と硬化剤計量タンク８で計量された主剤と硬化剤が投入されるようになっている。混合タンク１１には、第３のヒータ１２が設けられ、混合した樹脂を所定の温度で保温している。樹脂温度は、後述する。樹脂注型金型部１ｄには、樹脂注型金型１３が設けられ、混合タンク１１と接続されている。樹脂注型金型１３には、第４のヒータ１４が設けられ、充填された樹脂の加熱硬化が行われる。
【００１４】
次に、樹脂温度について、図２を参照して説明する。
【００１５】
図２に示すように、主剤と硬化剤の粘度を常温ｔ０（２５℃）で比べると、主剤の方が２〜３桁高い値を示す。このため、主剤保管タンク１では、第１のヒータ３を制御し、例えば樹脂温度ｔ１を６０℃とし、また、硬化剤保管タンク２では、第２のヒータ４を制御し、例えば樹脂温度ｔ２を４０℃としている。これにより、粘度は、互いが数１０ｍｐａ・ｓとなり、ほぼ同様の値となる。
【００１６】
主剤は硬化剤よりも樹脂温度が高いので、第１の保温材７は第２の保温材１０よりも、保温材の厚さなどを厚くし、保温力を高めている。保温された主剤と硬化剤は、それぞれ所定量が計量され、混合タンク１１で混合される。混合開始時においては、主剤と硬化剤の粘度がほぼ同様のため、短時間で均一に混合させることができる。
【００１７】
混合タンク１１内では、時間経過に伴って、主剤と硬化剤の樹脂温度が変化するが、第３のヒータ１２を制御し、中間値の例えば樹脂温度を５０℃に制御している。このため、主剤保管タンク１、硬化剤保管タンク２から混合タンク１１までは、低温に保たれ、ポットライフを確保することができる。樹脂注型金型１３では、短時間で硬化物を得るため、金型温度を１２０℃以上の高温に保っている。
【００１８】
上記実施例１の樹脂注型装置によれば、硬化剤保管タンク２よりも主剤保管タンク１の樹脂温度を高くして主剤と硬化剤を保管し、計量後、混合タンク１１で混合するようにしているので、混合時に主剤と硬化剤の粘度をほぼ同様とすることができ、短時間で均一に混合させることができる。このため、諸特性の優れた硬化物を得ることができる。
【００１９】
ここで、温度４０〜６０℃をポットライフを確保するための低温、温度１２０℃以上を加熱硬化を促進するための高温と定義する。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る樹脂注型装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、計量タンクの樹脂温度を制御することである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図３に示すように、主剤計量タンク５には、樹脂温度を制御する第４のヒータ１５を設けている。また、硬化剤計量タンク８にも、樹脂温度を制御する第５のヒータ１６を設けている。樹脂温度は、主剤計量タンク５では主剤保管タンク１と同様とし、硬化剤計量タンク８では硬化剤保管タンク２と同様としている。
【００２２】
これにより、主剤と硬化剤は、混合タンク１１に投入される直前まで所定温度に保温され、粘度をほぼ同様とすることができるので、より均一に混合させることができる。主剤と硬化剤は保温材７、１０で保温されものの、パイプ６、９が長尺になった場合などの温度低下を補うことができる。
【００２３】
上記実施例２の樹脂注型装置によれば、実施例１による効果のほかに、計量タンク１１に投入する直前まで、主剤と硬化剤の粘度をほぼ同様とすることができる。
【００２４】
以上述べたような実施形態によれば、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤の樹脂温度は、同一温度で比べると主剤の方が粘度が大きいものの、硬化剤よりも主剤の方の樹脂温度を高くし、粘度をほぼ同様にしているので、短時間で均一に混合することができる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ 樹脂保管部
１ｂ 樹脂計量部
１ｃ 樹脂混合部
１ｄ 樹脂注型金型部
１ 主剤保管タンク
２ 硬化剤保管タンク
３、４、１２、１４、１５、１６ ヒータ
４ 第２のヒータ
５ 主剤計量タンク
６、９ パイプ
７、１０ 保温材
８ 硬化剤計量タンク
１１ 混合タンク
１３ 樹脂注型金型
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エポキシ樹脂のような絶縁材料を樹脂注型金型に充填し、硬化物を製造する樹脂注型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂注型装置は、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を保管し所定量を計量する計量装置と、これらを真空中で混合する混合装置と、混合されたエポキシ樹脂を加熱硬化させる樹脂注型金型で構成されている。計量装置と混合装置では、ポットライフを確保するため、樹脂温度が４０〜６０℃の低温に保たれている。一方、樹脂注型金型では、短時間で注型品を得るため、金型温度が１２０℃以上の高温となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、計量装置から混合装置までは樹脂温度が低温の一定に保たれているものの、主剤と硬化剤の粘度の温度特性が異なっており、これらを同一温度下で混合すると、多大の時間を要していた。常温で比較すると、硬化剤よりも主剤の粘度が２〜３桁高い。なお、不均一な混合状態あれば、硬化物の諸特性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８１５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ポットライフを確保するため樹脂温度を低温の一定に保っているが、少なくとも混合時には主剤と硬化剤の樹脂温度を制御して粘度を同様にし、短時間で均一に混合できる樹脂注型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、実施形態の樹脂注型装置は、エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンクと、前記エポキシ樹脂の硬化剤を保管する硬化剤保管タンクと、前記主剤保管タンクに主剤用パイプで接続されるとともに、前記主剤の所定量を計量する主剤計量タンクと、前記硬化剤保管タンクに硬化剤用パイプで接続されるとともに、前記硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンクと、前記主剤計量タンクと前記硬化剤計量タンクとに接続された混合タンクと、前記混合タンクに接続された樹脂注型金型とを備え、前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクとのそれぞれにヒータを設け、前記硬化剤よりも前記主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る樹脂温度と粘度の関係を示す特性図。
【図３】本発明の実施例２に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
先ず、本発明の実施例１に係る樹脂注型装置を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図、図２は、本発明の実施例１に係る樹脂温度と粘度の関係を示す特性図である。
【００１０】
図１に示すように、樹脂注型装置は、二液性エポキシ樹脂の主剤と硬化剤を保管する樹脂保管部１ａと、樹脂量を計量する樹脂計量部１ｂと、これらを真空中で混合する樹脂混合部１ｃと、真空注型により硬化物を得る樹脂注型金型部１ｄとで構成されている。
【００１１】
樹脂保管部１ａには、例えば、液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンク１と、例えば、脂環式酸無水物系の硬化剤を保管する硬化剤保管タンク２が設けられている。主剤保管タンク１には第１のヒータ３が設けられ、また、硬化剤保管タンク２には第２のヒータ４が設けられ、主剤と硬化剤が所定の温度に保たれている。それぞれの樹脂温度は、後述する。
【００１２】
樹脂計量部１ｂには、主剤計量タンク５が設けられ、主剤用パイプ６で主剤保管タンク１と接続されている。主剤用パイプ６は、例えば、発泡ポリエチレン樹脂からなる筒状の第１の保温材７で覆われ保温されている。また、硬化剤計量タンク８が設けられ、硬化剤用パイプ９で硬化剤保管タンク２と接続されている。硬化剤用パイプ９は、主剤用パイプ６と同様に、例えば、発泡ポリエチレン樹脂からなる第２の保温材１０で覆われ保温されている。
【００１３】
樹脂混合部１ｃには、混合タンク１１が設けられ、主剤計量タンク５と硬化剤計量タンク８で計量された主剤と硬化剤が投入されるようになっている。混合タンク１１には、第３のヒータ１２が設けられ、混合した樹脂を所定の温度で保温している。樹脂温度は、後述する。樹脂注型金型部１ｄには、樹脂注型金型１３が設けられ、混合タンク１１と接続されている。樹脂注型金型１３には、第４のヒータ１４が設けられ、充填された樹脂の加熱硬化が行われる。
【００１４】
次に、樹脂温度について、図２を参照して説明する。
【００１５】
図２に示すように、主剤と硬化剤の粘度を常温ｔ０（２５℃）で比べると、主剤の方が２〜３桁高い値を示す。このため、主剤保管タンク１では、第１のヒータ３を制御し、例えば樹脂温度ｔ１を６０℃とし、また、硬化剤保管タンク２では、第２のヒータ４を制御し、例えば樹脂温度ｔ２を４０℃としている。これにより、粘度は、互いが数１０ｍｐａ・ｓとなり、ほぼ同様の値となる。
【００１６】
主剤は硬化剤よりも樹脂温度が高いので、第１の保温材７は第２の保温材１０よりも、保温材の厚さなどを厚くし、保温力を高めている。保温された主剤と硬化剤は、それぞれ所定量が計量され、混合タンク１１で混合される。混合開始時においては、主剤と硬化剤の粘度がほぼ同様のため、短時間で均一に混合させることができる。
【００１７】
混合タンク１１内では、時間経過に伴って、主剤と硬化剤の樹脂温度が変化するが、第３のヒータ１２を制御し、中間値の例えば樹脂温度を５０℃に制御している。このため、主剤保管タンク１、硬化剤保管タンク２から混合タンク１１までは、低温に保たれ、ポットライフを確保することができる。樹脂注型金型１３では、短時間で硬化物を得るため、金型温度を１２０℃以上の高温に保っている。
【００１８】
上記実施例１の樹脂注型装置によれば、硬化剤保管タンク２よりも主剤保管タンク１の樹脂温度を高くして主剤と硬化剤を保管し、計量後、混合タンク１１で混合するようにしているので、混合時に主剤と硬化剤の粘度をほぼ同様とすることができ、短時間で均一に混合させることができる。このため、諸特性の優れた硬化物を得ることができる。
【００１９】
ここで、温度４０〜６０℃をポットライフを確保するための低温、温度１２０℃以上を加熱硬化を促進するための高温と定義する。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る樹脂注型装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る樹脂注型装置の構成を説明する概略図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、計量タンクの樹脂温度を制御することである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図３に示すように、主剤計量タンク５には、樹脂温度を制御する第４のヒータ１５を設けている。また、硬化剤計量タンク８にも、樹脂温度を制御する第５のヒータ１６を設けている。樹脂温度は、主剤計量タンク５では主剤保管タンク１と同様とし、硬化剤計量タンク８では硬化剤保管タンク２と同様としている。
【００２２】
これにより、主剤と硬化剤は、混合タンク１１に投入される直前まで所定温度に保温され、粘度をほぼ同様とすることができるので、より均一に混合させることができる。主剤と硬化剤は保温材７、１０で保温されものの、パイプ６、９が長尺になった場合などの温度低下を補うことができる。
【００２３】
上記実施例２の樹脂注型装置によれば、実施例１による効果のほかに、計量タンク１１に投入する直前まで、主剤と硬化剤の粘度をほぼ同様とすることができる。
【００２４】
以上述べたような実施形態によれば、エポキシ樹脂の主剤と硬化剤の樹脂温度は、同一温度で比べると主剤の方が粘度が大きいものの、硬化剤よりも主剤の方の樹脂温度を高くし、粘度をほぼ同様にしているので、短時間で均一に混合することができる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ 樹脂保管部
１ｂ 樹脂計量部
１ｃ 樹脂混合部
１ｄ 樹脂注型金型部
１ 主剤保管タンク
２ 硬化剤保管タンク
３、４、１２、１４、１５、１６ ヒータ
４ 第２のヒータ
５ 主剤計量タンク
６、９ パイプ
７、１０ 保温材
８ 硬化剤計量タンク
１１ 混合タンク
１３ 樹脂注型金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンクと、
前記エポキシ樹脂の硬化剤を保管する硬化剤保管タンクと、
前記主剤保管タンクに主剤用パイプで接続されるとともに、前記主剤の所定量を計量する主剤計量タンクと、
前記硬化剤保管タンクに硬化剤用パイプで接続されるとともに、前記硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンクと、
前記主剤計量タンクと前記硬化剤計量タンクとに接続された混合タンクと、
前記混合タンクに接続された樹脂注型金型とを備え、
前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクとのそれぞれにヒータを設け、前記硬化剤よりも前記主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする樹脂注型装置。
【請求項２】
前記主剤用パイプと前記硬化剤用パイプとにそれぞれ保温材を設け、前記硬化剤用パイプよりも前記主剤用パイプの保温力を高めたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂注型装置。
【請求項３】
前記主剤計量タンクにヒータを設け、
前記硬化剤計量タンクにもヒータを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂注型装置。
【請求項４】
前記混合タンクの樹脂温度を前記主剤計量タンクと前記硬化剤タンクとの中間値にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂注型装置。
【請求項５】
前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクから前記混合タンクまでの温度を４０〜６０℃の低温とし、
前記樹脂注型金型の温度を１２０℃以上の高温としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の樹脂注型装置。
【請求項１】
エポキシ樹脂の主剤を保管する主剤保管タンクと、
前記エポキシ樹脂の硬化剤を保管する硬化剤保管タンクと、
前記主剤保管タンクに主剤用パイプで接続されるとともに、前記主剤の所定量を計量する主剤計量タンクと、
前記硬化剤保管タンクに硬化剤用パイプで接続されるとともに、前記硬化剤の所定量を計量する硬化剤計量タンクと、
前記主剤計量タンクと前記硬化剤計量タンクとに接続された混合タンクと、
前記混合タンクに接続された樹脂注型金型とを備え、
前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクとのそれぞれにヒータを設け、前記硬化剤よりも前記主剤の樹脂温度を高くしたことを特徴とする樹脂注型装置。
【請求項２】
前記主剤用パイプと前記硬化剤用パイプとにそれぞれ保温材を設け、前記硬化剤用パイプよりも前記主剤用パイプの保温力を高めたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂注型装置。
【請求項３】
前記主剤計量タンクにヒータを設け、
前記硬化剤計量タンクにもヒータを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂注型装置。
【請求項４】
前記混合タンクの樹脂温度を前記主剤計量タンクと前記硬化剤タンクとの中間値にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂注型装置。
【請求項５】
前記主剤保管タンクと前記硬化剤保管タンクから前記混合タンクまでの温度を４０〜６０℃の低温とし、
前記樹脂注型金型の温度を１２０℃以上の高温としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の樹脂注型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５９９１９（Ｐ２０１３−５９９１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０００３０（Ｐ２０１１−２０００３０）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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