CN107107005B - 向高粘度材料混入气体的方法以及气体混入装置 - Google Patents

Abstract

能够在后续工序中以连续且没有脉动的状体供给混入有气体的高粘度材料，并且能够应对各种粘度的高粘度材料，进而改变高粘度材料的发泡倍率。气体混入装置1具备：活塞泵10，该活塞泵10具备与高粘度材料能够流通的管路空间靠近设置的气体的排出口14、经由排出口14能够与管路空间连通的缸体11；配置在该缸体的内部的活塞12；以及驱动该活塞使其在缸体的内部在上死点及下死点之间移动的驱动机构；排出阀30，其开闭排出口14；吸入阀20，其开闭向缸体空间的气体的吸入口；缸体11在活塞12处于上死点时形成规定体积的缸体空间，在活塞12朝向下死点移动时活塞的前端接近排出口。

Description

向高粘度材料混入气体的方法以及气体混入装置

技术领域

本发明涉及以使高粘度材料发泡等为目的向高粘度材料中混入气体的方法以及装置。

背景技术

以往，公开了多个方法或装置，在使气体混入进行了加压的高粘度材料后，通过在大气环境下进行涂布而使其发泡来制造发泡性垫圈等。例如，在 (日本)特开平10－272344号公报中，公开了一种向高粘度材料混入气体的方法，使用使活塞在缸体内往复移动而进行吸入行程和排出行程的活塞泵，在活塞泵的吸入行程中向缸体内供给气体，在活塞到达吸入端、吸入行程结束且处于缸体内填充有进行了压力调整的气体的状态后，向缸体内供给高粘度材料，在高粘度材料的供给结束后进行活塞泵的排出行程，在排出行程中将气体及高粘度材料排出到管路。

另外，在(日本)特开平09－94450号公报中公开了一种向流动性材料中混入气体的方法，其特征在于，具有：利用同一通路以1～5kg/cm²左右的较低的压力交替送出流动性材料和气体的工序；在通路的中途，利用高压泵以100～400kg/cm²左右的高压对流动性材料及气体进行加压的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平10－272344号公报

专利文献2：(日本)特开平09－94450号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1所公开的技术中，为使气体混入高粘度材料，需要气体的吸入行程、高粘度材料的供给行程以及气体和高粘度材料的排出行程这三个行程，存在工作循环的时间长的问题。

另外，在专利文献2所公开的技术中，如果在流动性材料中使用高粘度的成分，则在以较低的压力交替送出流动性材料和气体的前半工序中，存在对通路内进行压送所需的时间长的问题。

另外，在专利文献1和专利文献2所公开的技术中，由于向活塞泵内供给高粘度材料或流动性材料，因此需要用于向活塞泵供给高粘度材料或流动性材料的阀机构，以及判断是否准确地向活塞泵供给了规定量的高粘度材料或流动性材料的机构。另外，由于向同一活塞泵供给气体和高粘度材料或流动性材料，如果使高粘度材料或流动性材料的发泡倍率为2倍以外的倍率，则用于使气体为负压状态或加压供给的机构是必不可少的。

本发明是鉴于上述各点而做出的，其目的在于提供一种能够以简单的方法和结构向高粘度材料混入气体的方法及装置。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的向高粘度材料混入气体的方法的特征在于，包括以下工序：关闭排出口，该排出口设置为将高粘度材料能够流通的管路与缸体连通；通过使在所述缸体的内部配置的活塞以从所述排出口离开的方式移动而在所述缸体内形成规定体积的缸体空间；向所述缸体空间填充规定压力的气体；通过使所述活塞向所述排出口移动来对所述气体进行压缩；通过将所述排出口打开，来使压缩的气体混入在所述管路中流通的高粘度材料。

根据本发明，通过打开用于使缸体与管路连通的排出口，能够从该排出口将在规定体积的缸体空间积蓄的规定压力的气体排出，能够使该气体混入在管路中流通的高粘度材料。

在本发明优选的形态中，从关闭所述排出口的工序到将所述排出口打开的工序的一系列工序在每当高粘度材料流过规定量时反复进行。根据本形态，能够精确地控制在高粘度材料中混入的气体的量以及高粘度材料的量，因此能够精确地维持高粘度材料的发泡倍率。另外，能够在后续工序中连续地供给混入有气体的高粘度材料。在这里，“每当高粘度材料流过规定量时”显然包括“每当高粘度材料在管路空间中流过规定量时”的含义，但也包括例如气体而非高粘度材料在管路空间内流通的状态和并不是以一定量流动的状态，高粘度材料在与管路空间连通的配管内以规定量排出或流动的情况。

在本形态中，更优选的是，通过对高粘度材料的所述规定量、所述缸体空间的所述规定体积以及气体的所述规定压力中的至少任一个进行调节，能够简单且精确地对所述高粘度材料的发泡倍率进行控制。

在本发明其他优选的形态中，在所述活塞朝向所述排出口移动的动作末端，所述活塞的前端与形成有所述排出口的所述缸体的端部的内侧没有间隙地配合。根据本形态，能够使缸体内的无效控制实质上为零，因此能够更精确地对混入高粘度材料的气体进行计量。

在本发明的方法中，例如，所述排出口在所述管路的侧壁上设置为面向高粘度材料的流动，关闭所述排出口的工序是将阀芯从与所述排出口对置的、所述管路的侧壁的位置延伸，使该阀芯落座于所述排出口的工序。

另外，在形成所述缸体空间的所述缸体的侧壁上设置吸入口，向所述缸体空间填充规定压力的气体的工序是从所述吸入口导入气体后，使阀芯从所述缸体空间外部落座于所述吸入口的工序。

另外，为了解决上述课题，本发明的气体混入装置具备：活塞泵，其具备缸体、为将高粘度材料能够流通的管路与该缸体连通而在所述缸体的端部形成的气体的排出口、为了向所述缸体填充气体而在该缸体上形成的吸入口、在所述缸体的内部在第一位置及第二位置之间滑动的活塞；排出阀，其开闭所述排出口；所述缸体在所述活塞处于所述第一位置时，形成规定体积的缸体空间。

根据本发明的气体混入装置，能够利用与压缩气体的泵不同的泵对高粘度材料进行压送，将活塞泵仅用于将气体混入高粘度材料。另外，同样，由于在高粘度材料的压送中使用其他泵，因此能够连续地供给高粘度材料。另外，能够减少在活塞泵上设置的要求高精度的阀机构的数量，并且能够使构造简化。

在优选的本发明的气体混入装置中，进行控制以执行以下各工序：关闭所述排出阀；使所述活塞移动到所述第一位置而形成所述规定体积的缸体空间；从所述吸入口向所述缸体空间填充规定压力的气体；通过使所述活塞向所述第二位置移动而对所述气体进行压缩；通过将所述排出阀打开，来使压缩的气体混入在所述管路中流通的高粘度材料。

优选从关闭所述排出阀的工序到将所述排出阀打开的工序的一系列工序在每当高粘度材料流过规定量时反复进行。这样活塞泵仅对气体进行压缩，因此通过改变活塞泵的规定时间内(高粘度材料的每隔规定的流量时)的动作次数，就能够在大范围内设定高粘度材料的发泡倍率。

另外，通过对高粘度材料的所述规定量、缸体空间的规定体积以及气体的所述规定压力中的至少任一个进行调节，能够对所述高粘度材料的发泡倍率进行控制。

在为了对所述高粘度材料的发泡倍率进行控制而对所述缸体空间的所述规定体积进行调节的情况下，例如，可以通过改变所述第一位置的方式对所述活塞进行控制。

在更优选的形态中，在所述活塞处于所述第二位置时，所述活塞的前端与所述缸体的所述端部的内侧配合。在这种情况下，优选所述活塞的前端具有与形成有所述排出口的所述缸体的端部的内侧互补的形状。根据本形态，能够使活塞泵的缸体内的无效空间实质上为零，因此能够更精确地对混入高粘度材料的气体进行计量。

在本发明的气体混入装置中，例如，所述排出口在所述管路的侧壁上设置为面向高粘度材料的流动，所述排出阀可以具备从与所述排出口对置的、所述管路的侧壁的位置延伸而能够落座于所述排出口的阀芯。

在本发明的气体混入装置中，例如，所述吸入口可以设置在形成所述缸体空间的所述缸体的侧壁上，所述吸入阀可以具备从所述缸体空间外部延伸而能够落座于所述吸入口的阀芯。

优选所述阀芯为针。

在本发明的气体混入装置中，例如，所述排出口在所述管路的内部设置为面向所述管路空间，与所述排出口连通的所述缸体空间的至少一部分在所述管路内形成。

根据这些本发明的向高粘度材料混入气体的气体混入装置以及向高粘度材料混入气体的气体混入装置优选的示例，能够得到与上述本发明的向高粘度材料混入气体的方法相同的作用效果。

附图说明

图1是具备本发明一实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置的气体混入系统的回路图。

图2是本实施方式的气体混入装置的剖视图(活塞上升到第一位置的状态)。

图3是本实施方式的气体混入装置的剖视图(在图2的气体混入装置中吸入阀处于打开状态)，是对使活塞泵吸入气体的工序进行说明的图。

图4是本实施方式的气体混入装置的剖视图(在图2的气体混入装置中，吸入阀关闭，活塞下降到第二位置，排出阀打开)，是对将活塞泵所生成的压缩气体向高粘度材料混入的工序进行说明的图。

具体实施方式

以下，参照所附附图对本发明的向高粘度材料混入气体的气体混入装置的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，本发明的向高粘度材料混入气体的方法使用本发明的向高粘度材料混入气体的气体混入装置来实施。

图1是用于对本发明一实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置1进行说明的回路图，图2是对气体混入装置1所具备的活塞泵10进行说明的图。

如图1所示，本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置1至少具备：活塞泵10，其用于将气体排出至高粘度材料所流动的管路空间(形成为由管路47形成的高粘度材料的通路)；排出阀30，其对从活塞泵10向管路47的气体供给进行控制。优选气体混入装置1还具备使活塞泵10驱动的驱动部15和控制向活塞泵10的气体供给的吸入阀20，在图1中，表示的是具备这些结构的实施例。

气体混入装置1能够安装于图1所示的作为一个例子的气体混入系统2。气体混入系统2除了气体混入装置1之外，还具备贮存高粘度材料的容器40；对贮存在该容器40中的高粘度材料进行压送的压送泵41；将从压送泵41压送的高粘度材料向管路47引导的管路50；经由吸入阀20向活塞泵10供给气体的气体压缩机43；供从管路47送来的、混入有气体的高粘度材料流通的管路52；为了将从管路52送来的、混入有气体的高粘度材料排出而安装在排出枪前端的喷嘴46。

管路50、47、52作为不同的管路构成，为使高粘度材料依次在这些管路内流通，可以通过焊接或使用法兰等连接。显然，管路50、47、52也可以最初就作为一体的管路构成。

作为容器40，例如，可以使用公知的提桶、圆筒等，但不限于此。另外，作为在容器40内贮存的高粘度材料，包括各种材料，例如，聚氨酯、改性硅、环氧树脂、硅树脂、丙烯酸树脂、硫化橡胶以及PVC、丙烯树脂等的塑溶胶等和它们的混合物，还包括油脂、食用奶油、美容膏等，但不限于这些。

压送泵41只要能够对高粘度材料进行压送即可。作为压送泵41，可以采用提桶、圆筒用的活塞泵、柱塞泵，例如采用气动式的双动泵等压送时不产生脉动的齿轮泵、螺旋泵等旋转型泵，但不限于这些。另外，可以在压送泵 41中装入定流量泵，以一定流动对高粘度材料进行压送。

对该高粘度材料进行压送的压力取决于高粘度材料的粘度，但优选为 20～300kg/cm²，更优选的是50～200kg/cm²。这是由于，如果压送的压力比50kg/cm²低，则在高粘度材料发泡时，该气泡可能会变粗，如果比20kg/cm²低，则存在该倾向更为显著且气泡的大小不均匀的可能。另外，如果压力比 200kg/cm²高，则为了确保装置各构成部件的加压性能和耐压性能，设备成本变高，如果比300kg/cm²高，则该倾向更为显著。

高粘度材料的排出压力，使用在即将到达喷嘴46时(即将排出时)测定的压力值为3～20MPa，优选为5～12MPa，更优选的是6～10MPa。

为了对所压送的高粘度材料的流量进行测量，可以在压送泵41与活塞泵 10的排出阀30之间设置流量计。也可以在排出阀30与喷嘴46之间设置流量计或定流量装置。

气体压缩机43能够构成为例如供给0～1MPa或0～0.5MPa等压力较低的气体的压缩机。作为气体的种类，能够采用空气(大气压的空气、低压空气、压缩空气)、二氧化碳、氮气、氧气、氩气、氪气等各种气体。另外，在以大气中的空气作为向高粘度材料中供给的气体的情况下，可以使用气体压缩机43，但也可以代替该气体压缩机43，设置用于取入大气中的空气的空气取入口，将从该空气取入口43导入的大气压的空气向活塞泵10供给。在这种情况下，可以在空气取入口与吸入阀20之间设置对空气进行过滤、除去粉尘等的空气过滤器。另外，也可以使用具备气体容器以及作为对气体压力进行调节的压力调节机构的调节阀等来代替气体压缩机43和空气取入口。另外，气体的压力也能够根据当时的制造条件，设置为与大气压相比进行了加压的正压或压力比大气压低的负压。

由于使用低压气体，因而不需要对耐压安全性进行考虑的设置。例如，能够以低强度的材质制造构成部件(配管、阀门等)或使其壁变薄。此外，能够使气体流量的控制变得容易，而使气体注入的可靠性、处理的安全性提高。由此能够实现气体混入系统整体的轻量化、小型化。显然，本发明不限于使用低压气体，根据使用目的和条件可以包括使用高压气体的实施方式。

喷嘴46是相对于工件涂布混入有气体的高粘度材料的部件，能够使高粘度材料任意排出。喷嘴46能够以任意的方法使用，例如，可以是手持式的喷嘴、安装在机械手前端的喷嘴中的任一种。

作为向喷嘴46供给气体﹣高粘度材料混合物的供给方法，显然可以采用将从一台气体混入装置1排出的混合物向喷嘴46供给的方式，但也可以配置两台以上的气体混入装置1，使它们并行或交替运行，从而使混合物的供给量增加或实现连续的混合物的供给。

此外，可以在气体混入装置1(一台或上述两台以上)与喷嘴46之间配置计量装置，利用该计量装置向喷嘴46定量地提供高粘度材料。另外，可以配置两个以上的计量缸体，使这些计量缸体交替运转，从而向喷嘴46连续地提供混入有气体的高粘度材料。

利用活塞泵10混入有气体而在管路47、52中流动最后到达喷嘴46的高粘度材料在管路内流动时被搅拌，而使气体分散到高粘度材料内。为了增强该气体的分散搅拌效果，可以在由活塞泵10向高粘度材料混入气体后的管路 47的通路、管路52设置混合器。作为该混合器，例如，可以采用在管的内部串列设置多个螺旋状元件的静态混合器、动态混合器等公知的混合器。

另外，气体混入装置1可以具备对气体混入装置1的各构成要素进行控制的未图示的控制部。控制部由CPU、存储器、或继电器、计时器等构成，与驱动部15、吸入阀20、排出阀30、压送泵41、流量计、喷嘴46等连接，与这些构成要素协同动作，而使向高粘度材料混入气体的气体混入装置1动作。例如，控制部基于对高粘度材料的流量进行检测的上述流量计的信号，每当高粘度材料流过规定量时，进行驱动活塞泵10一个循环等的控制。

接着，使用图2对活塞泵10的具体结构进行说明。

如图2所示，活塞泵10具备：缸体11；构成为能够利用驱动部15在缸体11的内部空间沿着其轴向在第一位置(例如上死点)与第二位置(例如下死点)之间滑动的活塞12；在缸体11的侧壁上设置的气体的吸入口13和气体的排出口14。缸体11的内部空间延伸到管路47的外周部的内部，在该内部空间的末端即高粘度材料的通路附近形成有排出口14。在活塞12处于第一位置(上死点)时，缸体11形成由活塞12划定的规定体积的缸体空间。

优选活塞12在活塞12的压缩行程的动作末端(活塞12的第二位置(下死点))，活塞12的前端与形成有排出口14的缸体11的端部的内侧没有间隙地配合。在这里，“没有间隙地配合”是指由于活塞12的前端具有与形成有排出口14的缸体11的端部的内侧互补的形状，因此在活塞12处于第二位置(下死点)时，活塞12的前端能够与缸体11的端部内侧大致完全地配合。由此，缸体内不存在无效空间，能够更准确地对气体量进行控制。或者，“没有间隙地配合”也包括该“间隙”在事实上为零的配合。例如，活塞12的前端具有与形成有排出口14的缸体11的端部的内侧互补的形状，在活塞12处于第二位置(下死点)时，活塞12的前端与缸体11的端部内侧之间的距离为0，或者该距离极小，为2mm以下，优选的是1mm以下，更优选的是0.5mm 以下。

吸入口13设置于活塞泵10的缸体11侧壁。优选的是吸入口13设置在活塞12的吸入行程的动作末端附近。在活塞12处于吸入行程的动作末端(第一位置(例如上死点))或其附近时，被上述的吸入阀20打开，气体从这里导入缸体11的内部空间。在活塞12开始压缩行程而到达动作末端(下死点) 时，排出口14被上述排出阀30打开，向管路47内的高粘度材料内混入压缩气体。此外，管路47在活塞泵10的附近与活塞泵10的构成部件一体形成，活塞泵10的前后等与其他构成要素连接的部分采用公知的配管、耐压软管等。

如图2所示，吸入阀20也设置在活塞泵10的缸体11的侧壁，对活塞泵 10的吸入口13进行开闭。在本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置1中，在吸入阀20中作为一个例子采用针型阀。针型阀20具备针轴21、气体导入口22、驱动部23。优选针轴21沿着与缸体11的轴正交的方向延伸，并且沿着该方向滑动。气体导入口22是用于将从气体压缩机43供给的气体导入针型阀20的部分，可以设置在针型阀20的框体的侧面。

驱动部23使针轴21沿着其长度方向前进或后退。能够使针轴21前进直到其前端嵌入吸入口13而关闭该吸入口(向图中左侧移动)。在针轴21从嵌入吸入口的位置后退(向图中右侧移动)时吸入口13被打开，缸体11与气体导入口22连通。作为驱动部23，可以使用公知的气缸或电动马达，但不限于此。另外，在针型阀20中，可以在吸入口13侧的前端部设置用于引导针轴21的阀导向器21a。

排出阀30设置在活塞泵10的缸体11前端，对活塞泵10的排出口14进行开闭。在本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置1中，在排出阀30中作为一个例子采用针型阀。针型阀30设置在隔着由管路47形成的管路空间47a与活塞泵10的排出口14对置的位置，具备针轴31和驱动部36。针轴31与缸体11的轴同轴设置，其前端穿过管路空间47a内而嵌入排出口 14。

驱动部36使针轴31前进或后退。能够使针轴31前进直到其前端嵌入排出口14而关闭该排出口(向图中上侧移动)。此时，在针轴31从嵌入排出口14的位置后退(向图中下侧移动)时排出口14被打开，缸体11与管路47 连通。作为驱动部36，可以使用公知的气缸或电动马达，但不限于此。另外，在针型阀30中可以设有在管路47内对针轴31进行引导的阀导向器。这样的阀导向器可以构成为具备圆柱状的本体、使针轴31能够在其中上下移动地贯穿的纵孔、与管路空间47a连通而在其内部移动高粘度材料的横孔。

需要说明的是，在附图中示意性地表示针轴21、31的前端，但为使气密性提高，可以使用圆锥形、圆锥台、半球状等各种各样的形状。另外，作为吸入阀和排出阀，不限于针型阀，只要是能够开闭吸入口13、排出口14的阀，能够使用任意结构的阀。例如，也可以使用活塞不为针状的活塞阀、单向阀或开闭吸入口的机构。

接着，在以上所说明的各构成要素的功能的基础上，参照图1～图4对本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置1的动作进行说明。图1、图2参照以上的说明。图3是对使活塞泵10吸入气体的工序进行说明的图，图4是对将活塞泵10所生成的压缩气体向高粘度材料混入的工序进行说明的图。

首先，利用压送泵41从加入有高粘度材料的容器40通过管路47向下游侧压送高粘度材料。需要说明的是，在图2～4中，高粘度材料在管路47内如箭头a1所示，从左向右移送。

需要说明的是，为了对高粘度材料以规定的量进行了移送进行监视、判断，在本实施方式中，例如，能够采用以下方法中的一种。

(1)与具备定量装置的压送泵41协同动作而使活塞泵10动作。

(2)对一个行程的容量已知的压送泵41的吸入(容量被确定)进行计数，使活塞泵10动作。

(3)同与压送泵41和活塞泵10分别设置的定流量装置或安装有定流量装置的排出枪协同动作，使活塞泵10动作(改变缸体的气体容量可以通过对气体的压力进行改变、调节和改变活塞的行程来实施)。

(4)使用与压送泵41和活塞泵10分别设置的加压泵或缸体驱动式排出枪，根据使用量使活塞泵10动作。

(5)基于流量计的测定值，对高粘度材料移送了规定的量的时机进行判断，按照该时机使活塞泵10动作。

气体混入装置1在每当高粘度材料(图中箭头a1)流过规定的量时进行控制，以使活塞泵10进行一个循环的动作。需要说明的是，对于高粘度材料流过规定的量的时机与活塞泵10的各动作中的哪一时刻对应，只要活塞泵10 的一个循环与所流过的高粘度材料的量能够维持一定的关系，就没有任何限制，能够任意地改变。以下，对活塞泵10的一个循环进行说明。

如图2所示，在与活塞泵10连接的吸入阀20和排出阀30被关闭的状态下，活塞12移动到吸入行程的动作末端，即从第二位置移动到第一位置。此时，在缸体11内形成有规定体积的缸体空间，但由于吸入阀20和排出阀30 被关闭，缸体11内成为真空。

接着，如图3所示，利用吸入阀20的驱动部23使针轴21后退(向图中右侧移动)。于是，吸入口13打开，缸体11与气体导入口22连通，压缩前的气体流入缸体11内的规定体积的缸体空间(图中箭头a2)。然后，使针轴 21前进(向图中左侧移动)而关闭吸入阀20，在缸体11内填充有气体而处于密闭状态。即，吸入阀20开放规定时间，在缸体11内积存有规定量的气体的时刻关闭吸入阀20。接着，使活塞12的动作停止直至流过规定量的高粘度材料。

接着，使活塞12移动到压缩行程侧，对填充到缸体11内的气体进行压缩。即，使活塞从第一位置下降到第二位置。在活塞12达到压缩行程的动作末端(下死点)附近时，将排出阀30打开。即，利用排出阀30的驱动部36 使针轴31后退(向图中下侧移动)而打开排出口14。于是，如图4所示，压缩的气体混入在管路47内被压送的高粘度材料中，并且活塞12达到压缩行程的动作末端(下死点)。接着使针轴31前进(向图中上方移动)，关闭排出阀30而使气体向高粘度材料混入的一个循环结束。

需要说明的是，上述活塞12的动作末端附近为将气体压缩为1/5～1/100 的活塞位置，优选的是压缩为1/10～1/30的活塞位置。此时在材料的压力比气体的压力高的情况下，材料从流出口14逆流流入缸体内，材料与气体在气体缸体内混合。如果与气体压力相比材料的压力过大，则存在由较小口径的排出口14和材料的流入速度造成的剪切力导致材料变质的情况。另外，在与材料压力相比气体压力过大的情况下，材料不会流入缸体内，因此存在气体与材料的混合性变差的情况。因此，通过对气体压力和材料压力适当地进行调节，能够在材料不变质的范围内提高混合性。

然后，在再次移送规定量的高粘度材料时，重复上述动作。此外，如前所述，在管路47内压送的高粘度材料为高压，因此混入的空气也与该压力对应地被压缩，其体积缩小。因此，即使令空气混入高粘度材料，也不会对高粘度材料的流量造成影响，不会产生脉动等。

接着，在混入有气体的高粘度材料在管路47、52中流动期间，进行搅拌，由此使混入的气体的气泡微细化，在高粘度材料内分散。微细的气泡分散的高粘度材料从喷嘴46排出而被涂布于工件等。在高粘度材料从喷嘴46排出时，之前处于高压的高粘度材料置于大气压环境下。于是，在高粘度材料中混入的气体的气泡膨胀，以与混入的气体的量对应的发泡倍率发泡。需要说明的是，为了促进气泡向高粘度材料中的分散，可以根据需要而使用混合器。

如以上所说明的那样，根据本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置以及使用向高粘度材料混入气体的气体混入装置的向高粘度材料混入气体的方法，由于在每流过规定量的高粘度材料时使活塞泵动作，通过改变活塞泵的动作时机能够自由地改变气体向高粘度材料的混入比率、即高粘度材料的发泡倍率。例如，在假设缸体空间11a的容积为50ml，导入至缸体 11的气体为大气压的情况下，在每移送50ml的高粘度材料时使活塞泵进行一个循环的动作，发泡倍率达到约2倍。同样，在每移送100ml的高粘度材料时使活塞泵进行一个循环的动作，发泡倍率为约1.5倍，在每移送25ml的高粘度材料时使活塞泵进行一个循环的动作，发泡倍率约为3倍。显然也能够通过改变导入至缸体11的气体的压力或改变缸体空间11a的容积来改变上述发泡倍率。为了改变缸体空间11a的容积，例如可以通过改变活塞12的第一位置的方式来改变活塞12的动作。

即，在本发明的实施例中，作为改变发泡倍率的方式，能够采用以下方式中的一种或两种以上的组合。

(1)改变活塞泵1每个循环的高粘度材料的供给量(改变活塞泵的一个循环的速度和高粘度材料的供给量中的一方或双方)；

(2)改变向缸体空间11a导入的气体的压力；

(3)改变缸体空间11a的容积(例如改变活塞12的第一位置)。

尤其是在现有的向一个活塞泵内一起加入气体和高粘度材料而进行压缩的方法中，如果要使发泡倍率比2倍低，需要使填充到活塞泵内的气体为压力比大气压低的负压，由于需要增加负压容器等而使结构变得复杂。另外，如果要使发泡倍率比2倍高，则需要提高预先向活塞泵中填充的气体的压力，与上述情况同样地需要压力容器等，并且如果气体的压力变高，则后填充的高粘度材料不能以规定的量向活塞泵内填充，会产生发泡倍率的误差。另一方面，在本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置中，仅通过增减活塞泵的动作次数，就能够简单地改变发泡倍率，而且还不需要负压容器、压力容器等，能够使装置的结构简化。

同样，在现有的向一个活塞泵内一起加入气体和高粘度材料而进行压缩的方法中，为了不增加活塞泵的无效空间，不能增大供给或排出高粘度材料的端口，取决于高粘度材料的种类，在通过端口时可能会作用剪切力，存在高粘度材料变质的可能。另一方面，在本实施方式的向高粘度材料混入气体的气体混入装置中，预先对缸体11内的气体进行压缩，能够减小高粘度材料与气体的压力差，在这种情况下，能够减少高粘度材料在缸体内逆流而无需担心。此外，如上所述，优选通过气体的压缩来防止高粘度材料的逆流在将气体与材料的混合性维持在良好的范围内进行。

另外，对高粘度材料进行压送的压送泵和对气体进行压缩的活塞泵成为彼此独立的结构，因此活塞泵的动作不会影响高粘度材料的移送。由此，即使是只具备一组压送泵和活塞泵且未设有缓冲容器的结构，也能够连续地输送混入有气体的高粘度材料，并且能够在任意的时机停止输送。

同样，对高粘度材料进行压送的压送泵和对气体进行压缩的活塞泵成为彼此独立的结构，仅通过改变活塞泵的动作次数就能够对气体的混入量进行控制，因此即使高粘度材料的流量和压送泵的尺寸发生变化，也能够在某种程度下以相同容积的活塞泵来应对。

另外，不是像现有的那样对高粘度材料进行多级压送，而使从最初开始以规定的压力对高粘度材料进行压送，因此对高粘度材料进行压送的压送泵仅为一个，其结构变得简单。

另外，在使用大气压的空气之外的气体作为向高粘度材料混入的气体，具备气体容器及调节阀等的其他实施方式中，即使不改变活塞泵的动作时机，也能够通过调节向活塞泵供给的压缩前的气体的压力来改变高粘度材料的发泡倍率。例如，在缸体空间11a的容积为50ml、向缸体空间11a供给的压缩前的气体的压力为一个大气压的情况下，在每移送50ml的高粘度材料时使活塞泵进行一个循环的动作，发泡倍率成为约2倍，通过使向活塞泵供给的压缩前的气体的压力为两个大气压，发泡倍率成为约3倍，通过使其成为0.5 个大气压，能够使发泡倍率为约1.5倍。

另外，通过一起使用上述的在每流过规定的流量的高粘度材料时改变活塞泵的动作时机来调节气体向高粘度材料的混入比率的方式和通过调节向活塞泵供给的压缩前的气体的压力来调节气体向高粘度材料的混入比率的方式，能够利用相同容积的活塞泵将大范围的量的气体混入高粘度材料，能够利用一个活塞泵来广泛地应对各种容量的压送泵。

需要说明的是，上述向高粘度材料混入气体的气体混入装置及向高粘度材料混入气体的方法仅为本发明的示例，在不脱离发明主旨的范围内能够对该结构适当地进行变更。

例如，在图2等所示的气体混入装置1中，作为构成管路47的一个要件，缸体空间11a延伸到管路47的侧壁的内部，排出口14靠近管路空间47a设置。然而，只要能够靠近管路空间47a地设置排出口14，就不需要在管路47 的侧壁的内部形成缸体空间11a。作为这样的情况，考虑到管路47的侧壁极薄，即使将排出口14设置在管路47的外侧，也能够非常靠近管路空间47a 地配置排出口14的情况(在管路47仅形成有排出口14用的孔)。在这样的情况下，能够从本发明的气体混入装置1的构成要件中除去管路47。即，本发明的气体混入装置1能够以不存在管路47(或管路的一部分)的形态提供。

另外，本发明不限于所公开的缸体11与管路47的位置关系(缸体11的长度方向相对于管路47正交的位置关系)，例如可以考虑缸体11相对于管路47倾斜或平行配置的形态。

另外，在上述实施例中，作为吸入阀20、排出阀30，使用针型阀，但只要能够进行缸体空间的开闭及管路空间的开闭，能够使用任意形式的阀，例如闸式阀等。

关于动作时机，不限于所公开的示例，只要能够以规定体积将规定压力的气体混入规定量的高粘度材料，可以在任意的时机使各构成要件动作。

另外，在上述示例中，作为开闭气体混入装置1的吸入口13的构成要件，使用了吸入阀20，但是在本发明中，只要能够向缸体空间11a填充气体，就能够省略吸入阀20。例如，也可以考虑不使用阀而从未图示的气体供给机构将规定压力的气体经由吸入口导入至缸体空间11a的形态。

另外，在上述示例中，本发明的向高粘度材料混入气体的方法通过作为本发明的实施例公开的、包括气体混入装置1的气体混入装置系统2执行，但本发明的方法不限于使用所公开的气体混入装置1、系统2的示例。例如，开闭吸入口13和排出口14的机构可以是所公开的吸入阀20和排出阀30之外的开闭结构。另外，缸体11与管路47的位置关系也能够如上所述地任意改变。

附图标记说明

1··向高粘度材料混入气体的气体混入装置；10··活塞泵；11··缸体；11a··缸体空间；12··活塞；13··吸入口；14··排出口；15··驱动部；20··吸入阀(针型阀)；21··针轴；22··气体导入口；23··驱动部；30··排出阀(针型阀)；31··针轴；36··驱动部；40··容器；41··压送泵；42··流量计；43··空气取入口；44··空气过滤器；45··混合器；46··喷嘴；47··管路；47a··管路空间。

Claims (20)

1.一种向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，具备以下工序：

使用排出阀关闭排出口，该排出口为将高粘度材料能够流通的管路与缸体连通而形成在所述缸体的端部；

通过使在所述缸体的内部配置的活塞以从所述排出口离开的方式移动而在所述缸体内形成规定体积的缸体空间；

向所述缸体空间填充规定压力的气体；

通过使所述活塞向所述排出口移动来对所述气体进行压缩；

通过将所述排出阀打开，来使压缩的气体从所述排出口混入在所述管路中流通的高粘度材料；

所述排出口在所述管路的侧壁上设置为面向高粘度材料的流动。

2.根据权利要求1所述的向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，从关闭所述排出口的工序到将所述排出口打开的工序的一系列工序在每当高粘度材料流过规定量时反复进行。

3.根据权利要求2所述的向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，通过对高粘度材料的所述规定量、所述缸体空间的所述规定体积以及气体的所述规定压力中的至少任一个进行调节，来对所述高粘度材料的发泡倍率进行控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，在所述活塞朝向所述排出口移动的动作末端，所述活塞的前端与形成有所述排出口的所述缸体的端部的内侧没有间隙地配合。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，

关闭所述排出口的工序是将阀芯从与所述排出口对置的、所述管路的侧壁的位置延伸，使该阀芯落座于所述排出口的工序。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的向高粘度材料混入气体的方法，其特征在于，在形成所述缸体空间的所述缸体的侧壁上设置吸入口，

向所述缸体空间填充规定压力的气体的工序是从所述吸入口导入气体后，使阀芯从所述缸体空间外部落座于所述吸入口的工序。

7.一种气体混入装置，其特征在于，具备：

活塞泵，其具备缸体、为将高粘度材料能够流通的管路与该缸体连通而形成在所述缸体的端部的排出口、为了向所述缸体填充气体而在该缸体上形成的吸入口、在所述缸体的内部在第一位置及第二位置之间滑动的活塞；

排出阀，其开闭所述排出口；

所述缸体在所述活塞处于所述第一位置时，形成规定体积的缸体空间，

所述排出口在所述管路的侧壁上设置为面向高粘度材料的流动。

8.根据权利要求7所述的气体混入装置，其特征在于，对所述气体混入装置进行控制，以执行以下各工序：

关闭所述排出阀；

使所述活塞移动到所述第一位置而形成所述规定体积的缸体空间；

从所述吸入口向所述缸体空间填充规定压力的气体；

通过使所述活塞向所述第二位置移动而对所述气体进行压缩；

通过将所述排出阀打开，来使压缩的气体从所述排出口混入在所述管路中流通的高粘度材料。

9.根据权利要求8所述的气体混入装置，其特征在于，从关闭所述排出阀的工序到将所述排出阀打开的工序的一系列工序在每当高粘度材料流过规定量时反复进行。

10.根据权利要求9所述的气体混入装置，其特征在于，通过对高粘度材料的所述规定量、所述缸体空间的所述规定体积以及气体的所述规定压力中的至少任一个进行调节，来对所述高粘度材料的发泡倍率进行控制。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的气体混入装置，其特征在于，在所述活塞处于所述第二位置时，所述活塞的前端与所述缸体的所述端部的内侧配合。

12.根据权利要求11所述的气体混入装置，其特征在于，所述活塞的前端具有与形成有所述排出口的所述缸体的端部的内侧互补的形状。

13.根据权利要求7至10中任一项所述的气体混入装置，其特征在于，

所述排出阀具备从与所述排出口对置的、所述管路的侧壁的位置延伸而能够落座于所述排出口的阀芯。

14.根据权利要求7至10中任一项所述的气体混入装置，其特征在于，还具备开闭所述吸入口的吸入阀，

所述吸入口设置于形成所述缸体空间的所述缸体的侧壁上，

所述吸入阀具备从所述缸体空间外部延伸而能够落座于所述吸入口的阀芯。

15.根据权利要求13所述的气体混入装置，其特征在于，所述阀芯为针。

16.根据权利要求14所述的气体混入装置，其特征在于，所述阀芯为针。

17.根据权利要求11所述的气体混入装置，其特征在于，

所述排出阀具备从与所述排出口对置的、所述管路的侧壁的位置延伸而能够落座于所述排出口的阀芯。

18.根据权利要求17所述的气体混入装置，其特征在于，所述阀芯为针。

19.根据权利要求11所述的气体混入装置，其特征在于，还具备开闭所述吸入口的吸入阀，

所述吸入口设置于形成所述缸体空间的所述缸体的侧壁上，

所述吸入阀具备从所述缸体空间外部延伸而能够落座于所述吸入口的阀芯。

20.根据权利要求19所述的气体混入装置，其特征在于，所述阀芯为针。

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