JP2014522347A - 多成分カートリッジ・セット - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つの多成分カートリッジ２を有する多成分カートリッジ・セットに関する。各多成分カートリッジ２は吐出される成分用の少なくとも第１及び第２の受取りチャンバ３、４を備え、各受取りチャンバ３、４はほぼ円筒形に構成され長手方向Ａに延び、受取りチャンバ３、４は互いに平行に配置され長手方向Ａに同じ範囲Ｌを有し、各多成分カートリッジ２は一体に生成され、そのため受取りチャンバ３、４は互いに取外し不可能に接続され、セット１の各多成分カートリッジ２の第１の受取りチャンバ３は、同じ外径Ｄ１を有する。

Description

本発明は、独立請求項のプリアンブルによる少なくとも２つの多成分カートリッジを有する多成分カートリッジ・セットに関する。

多成分カートリッジ及び特に２成分カートリッジは、多成分系及び２成分系を貯蔵し吐出するために頻繁に用いられる。これらの系では、それぞれの応用例について個々の成分が互いに接触して、例えば硬化する。そのために、２つ以上の相互に離れた受取りチャンバが提供され、各チャンバがこれらの成分の１つを含む。受取りチャンバの出口は、典型的には、その応用例用のスタティック・ミキサに接続され、これらの成分は、それぞれの受取りチャンバの後方の、通常、可動ピストンとして設計される基部に圧力を加えることによって搬送され、出口を通ってミキサに入り、そこで、これらの成分は緊密に混合されて、均一な混合物としてミキサの端部から排出される。

このような多成分系又は２成分系は、産業分野、例えばビルなどの建設産業、さらには歯科分野で用いられる。幾つかの応用例には、コーキングコンパウンド、化学用合せピンや化学用アンカー用のコンパウンド、接着剤、歯科分野におけるペースト材又は印象材が含まれる。２成分系は特に、例えば腐食保護などの機能保護層として用いられる塗料産業分野にも用いられる。この目的では、塗料の２成分がスタティック・ミキサで混合され、次いで、混合された成分がスプレー・ノズルに供給され、そこで圧縮空気などの媒質を作用させることによって霧状にされて処理対象表面に搬送される。このような被膜のスプレー処理に加えて、へらによるはけ塗りや伸ばし処理又は塗布によって保護層又は被膜を塗布することも知られている。

これらの多成分カートリッジは通常、プラスチック製であり、射出成形プロセスで製造される。現在では、特に２成分カートリッジを、２つのほぼ円筒形の受取りチャンバが軸方向に平行に互いに隣接して配置されるいわゆる並列カートリッジとして設計することが慣行になっている。この目的で、生産プロセスをできる限り経済的にするために、２成分カートリッジが単段射出成形プロセスで、２つの受取りチャンバが互いに解除不可能に接続されて一体で製造される。

単にディスペンサとも呼ばれる特殊な吐出装置が、多成分カートリッジから複数の成分を吐出させるために用いられる。こうした吐出装置は、多成分カートリッジがこの目的のために特別に設計された吐出装置のホルダに挿入されるように設計される。成分を吐出させるために、受取りチャンバの基部を形成するピストンに圧力を加えるプランジャが提供され、それによって、これらのピストンがそれぞれの受取りチャンバの壁に沿って移動して、例えばミキサの出口を通して成分を搬送する。成分系に応じて、プランジャは手動で、例えば、作動されるとプランジャが前方に並進移動するハンドルを介して駆動され得る。ただし、この吐出装置は、電気又は空気圧或いは水圧駆動のプランジャを有することが多く、このプランジャは、ユーザによって成分の吐出を開始させるアクチュエータにより作動され得る。

応用例に応じて、２成分又はそれ以上の成分は、混合後に所望の反応を理想的に実現するために、異なる体積比で互いに混合されなければならない。この点において、異なる体積比は異なる体積の受取りチャンバにより実現される。これは実際の態様で吐出装置と協動するために有利なので、多成分カートリッジの２つ以上の受取りチャンバが同じ長さで設計され、そのため、吐出装置の複数のプランジャが常に同期して全体的に前方に移動され得る。この場合、異なる体積比は異なる断面積の受取りチャンバによって実現される。例えば、２成分系で２成分の混合比２：１を実現したい場合、第１の受取りチャンバの断面積が第２の受取りチャンバの断面積の２倍になり、これら２つの受取りチャンバの長さは同じであるように設計される。

多成分系及び特に２成分系を異なる標準化されたサイズすなわち充填量で提供することが長年慣行として確立されており、この場合、常に、両方又はすべての受取りチャンバの合計充填量が充填量として与えられる。そのため、例えば、２成分カートリッジでは、サイズが「１５００ｍｌ」と指示される場合、両方の受取りチャンバの充填体積が合計で１５００ｍｌになることを意味する。その結果、成分の混合比が異なる場合、１５００ｍｌと指示される２成分カートリッジはそれらの外寸が大きく異なることになる。そのため、例えば、混合比が１：１の場合、各受取りチャンバの容積は７５０ｍｌであるが、成分の混合比が２：１の場合、第１の受取りチャンバは１０００ｍｌを含み、第２の受取りチャンバは５００ｍｌを含む。混合比が４：１の場合、第１の受取りチャンバは１２００ｍｌの容積を有し、第２の受取りチャンバは３００ｍｌの容積を有する。すでに述べたように、受取りチャンバの長さは実際上の理由から同じにすべきなので、両方の受取りチャンバの外径は、異なる混合比を実現するために改変しなければならないことになる。その結果、異なる吐出装置も準備しなければならないことになる。というのは、多成分カートリッジは、ピストンが十分な圧力をこれらのカートリッジに加えられるように、確実且つ安定に吐出装置内に保管されなければならないからである。

したがって、この従来技術を基にして、本発明の目的は、異なる混合比が実現され、既知のシステムよりも普遍的に用いられ得る多成分カートリッジ・セットを提案することである。

この目的を満足する本発明の主題は、独立請求項の特徴によって特徴付けられる。

本発明によれば、少なくとも２つの多成分カートリッジを有する多成分カートリッジ・セットが提案される。各多成分カートリッジは吐出される成分用の少なくとも１つの第１の受取りチャンバ及び第２の受取りチャンバを含み、各受取りチャンバはほぼ円筒形に設計され長手方向に延び、受取りチャンバは互いに平行に配置され長手方向に同じ範囲を有し、各多成分カートリッジはその受取りチャンバが解除不可能に互いに接続されるように一体に製造され、このセットの各多成分カートリッジの第１の受取りチャンバは同じ外径を有する。

この多成分カートリッジのかなり普遍的な有用性は、第１の受取りチャンバの外径をこの多成分カートリッジ・セットにおいてそれぞれ同じ外径で設計する措置によるものである。さらに、多成分カートリッジはその受取りチャンバが解除不可能に互いに接続されるように一体で作られているので、各受取りチャンバが吐出装置のホルダにぴったり嵌るように受け取られれば十分である。第１の受取りチャンバの外径は多成分カートリッジ・セット全体について常に同じなので、このセットの多成分カートリッジはすべて同じ吐出装置を用いて吐出することが可能である。多成分カートリッジが異なる混合比で吐出すべき場合にも異なる吐出装置は必要とされない。これは、本発明による多成分カートリッジ・セットを既知のシステムよりもかなり普遍的且つ柔軟に使用し得ることを意味する。

第１の受取りチャンバがいずれも同じ容積を有すると特に好ましい。これは、第１の受取りチャンバの壁厚ひいてはその内径も異なる多成分カートリッジ・セットにおいてそれぞれ同じであることを意味する。これにより、多成分カートリッジ用に準備される異なるピストンの数をかなり減らし得るという効果が得られる。

好ましい実施形態では、各多成分カートリッジは２成分カートリッジである。というのは、この応用例が実際に極めて重要な応用例であるからである。

各多成分カートリッジが射出成形プロセスによって製造されると特に適切である。このプロセスは、経済的であり、極めて効率がよく、多成分カートリッジに適していることが示されている。

各受取りチャンバが、それぞれの受取りチャンバから成分が吐出され得る別々の出口を有すると有利な措置となる。これらの出口は互いに完全に分離しているので、出口間の相互汚染の危険性が少なくとも低減され得る。異なる成分が出口ですでに互いに接触してしまうと、そこで硬化がすでに生じてしまうことがあるため、出口が詰まってしまう。

各多成分カートリッジの出口がすべて、アクセサリ部品、特に閉鎖キャップ又はミキサと協動するように設計された共通の接続片に配置されると、この応用例では特に有利である。多成分カートリッジは、この共通の接続片を介して特に容易に操作され得る。

この接続片がアクセサリ部品と協動するねじを有すると好ましい措置になる。というのは、これにより、確実な接続が保証されるからである。ただし、接続片が閉鎖キャップ又はミキサに接続され得る他の変形も実現可能である。

接続片がアクセサリ部品と協動するバヨネット結合部を有すると別の類似の好ましい措置になる。この接続片は、ミキサ又は閉鎖キャップなどのアクセサリ部品とバヨネット結合するように設計される。多成分カートリッジと、それ自体従来技術であるミキサ又は閉鎖キャップとの間のこのようなバヨネット結合は、極めて操作が簡単な確実な接続である。

ピストンは、好ましくは、各受取りチャンバ毎に提供される。ピストンはチャンバ基部を形成し、ピストンによってそれぞれの受取りチャンバから圧力を加えることによって成分が吐出され得る。この実施形態は特に実用的であることが示されている。

実際の経験に基づいて、このセットが、第１の受取りチャンバの容積が第２の受取りチャンバの容積と同じである多成分カートリッジ、及び／又は第１の受取りチャンバの容積と第２の受取りチャンバの容積の比が２：１である多成分カートリッジ、及び／又は第１の受取りチャンバの容積と第２の受取りチャンバの容積の比が３：１である多成分カートリッジ、及び／又は第１の受取りチャンバの容積と第２の受取りチャンバの容積の比が４：１である多成分カートリッジを含むと好ましい。

本発明のさらなる有利な措置及び実施形態が従属請求項から得られる。

下記に実施形態及び図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図面は部分的に断面で示される。

本発明による多成分カートリッジ・セットの実施形態の斜視図である。 図１のセットの図である。 図２のセットを多成分カートリッジの基部の図として示す。 このセットの多成分カートリッジの１つを長手方向断面図で示す。

図１に、ここでは４つの多成分カートリッジ２を含む本発明による多成分カートリッジ・セットの実施形態を斜視図で示し、このセット全体を参照番号１で示す。

下記では、多成分カートリッジ２がそれぞれ２成分カートリッジ２である実施形態に特に関係する応用例の特徴の例を参照する。ただし、本発明はこのような実施形態に限定されず、３成分以上の多成分カートリッジ２も同様に含み得ることを理解されたい。

図２に、図１の矢視方向ＩＩから見た図１のセット１を示す。

図３に、多成分カートリッジ２の基部の図を示す。すなわち、図３は、図３の矢視方向ＩＩＩから見た図である。

よりよく理解するために、図４に、多成分カートリッジ２の１つを、長手方向Ａに沿った長手方向断面で示す。

２成分カートリッジ２はそれぞれ、第１の成分用の第１の受取りチャンバ３及び第２の成分用の第２の受取りチャンバ４を含む。受取りチャンバ３、４はそれぞれ、設計上ほぼ円筒形であり、円筒軸に対応する長手方向Ａに延びる。セット１の２成分カートリッジ２は、いわゆる並列カートリッジである。すなわち、２成分カートリッジ２の２つの受取りチャンバ３、４は、互いに隣接して配置され、そのため、それぞれ長手方向Ａの方向に延びるこれらのチャンバの円筒軸は互いに平行である。第１の受取りチャンバ３の長さＬは、第２の受取りチャンバ４の長さＬと同じであり、それぞれの受取りチャンバ３、４の長手方向Ａの範囲は長さＬを意味する。

長さＬがセット１のすべての多成分カートリッジ２について常に同じであることは明らかに好ましいが必ずしもそうでなくてもよい。２つの受取りチャンバ３、４は、各多成分カートリッジ２では明らかに常に同じ長さＬを有するが、この長さＬが同じセット１の異なる多成分カートリッジ２について異なることももちろん可能である。

第１及び第２の受取りチャンバ３、４はそれぞれ、別々の出口３１及び４１を有する（図４参照）。これらの出口３１及び４１はそれぞれ、円筒形の受取りチャンバ３、４の図では上側の端面に設けられ、出口３１及び４１を介してそれぞれの成分が受取りチャンバから吐出され得る。出口３１、４１はそれぞれ、円形の断面を有し、通路の形態で設計される。

２成分カートリッジ２はそれぞれ共通の接続片５を有する。接続片５は、受取りチャンバの２つの端面を出口３１、４１に接続する。出口３１及び４１はこの接続片５に配置される。共通の接続片５は、アクセサリ部品と協動するように設計される。

ここで説明される実施形態では、各多成分カートリッジは、接続片５と協動する閉鎖キャップ６とともに示されている。閉鎖キャップ６は、２つの栓６１を有し、２つの栓６１はそれぞれ２つの出口３１、４１の一方と係合しその出口を閉鎖する。閉鎖キャップ６は、接続片５のねじと協動するねじ結合部６２を有する。

２成分カートリッジ２はそれぞれ一体に製造され、そのため、カートリッジの受取りチャンバ３、４はそれぞれ解除不可能に互いに接続される。すなわち、これら２つの受取りチャンバ３、４は、非破壊では互いに分離し得ない。２つの貯蔵チャンバ３、４は、複数の部品を介して互いに接続される。複数の部品とは、すなわち、端面に出口３１、４１を有する共通の接続片５と、受取りチャンバ３、４の端部の、出口から離れた接続バー７（図３参照）と、受取りチャンバ３、４の円筒形の壁を長手方向Ａに関して異なるレベルで互いに接続する複数の中間バー８（図４参照）である。

２成分カートリッジ２はそれぞれ、好ましくは、射出成形プロセスで製造される。２成分カートリッジ２は一体になっているので、単段射出成形プロセスで簡単且つ安価に製造され得る。

多成分カートリッジ２はプラスチック製であり、カートリッジに通常用いられるあらゆるプラスチック、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はポリオレフィンが一般に適している。

特に図３及び図４でわかるように、２成分カートリッジ２はそれぞれ、各受取りチャンバ３、４に挿入されたピストン９とともに示されている。このピストン９は、２成分カートリッジ２とは別々に製造され、通常、受取りチャンバ３、４を充填した後で挿入される。したがって、２成分カートリッジ２は、まず射出成形プロセスで製造され、次いで、例えば、出口３１、４１のところで閉鎖キャップ６を用いて閉鎖される。その後、それぞれの成分が第１又は第２の受取りチャンバ３、４に、図では底のところに示される受取りチャンバ３、４の、この時点では開放されている端部から充填される。続いて、それぞれのピストン９が受取りチャンバ３及び４に挿入され、それによって前記ピストンがそれぞれのチャンバの基部を形成し、受取りチャンバ３、４を密封閉鎖する。ピストン９は、バルブピストンとして設計されることが多く、そのため、ピストン９の挿入後、成分とピストンの間に存在し得る空気を簡単な方法で取り除くことができる。

２成分カートリッジ２を使用するには、通常、吐出装置（ディスペンサ）のホルダに２成分カートリッジ２を挿入する。閉鎖キャップ６が取り外され、すなわちここではねじがゆるめられ、ミキサが共通の接続片にその定位置で固定される。したがって、ここでは、ねじで結合される。このミキサは、それ自体既知であるスタティック・ミキサであることが多い。スタティック・ミキサは、２つの別々の入り口を有し、それぞれが出口３１、４１の一方と流れ結合を形成して、それぞれの成分を受取りチャンバ３及び４からそれぞれ出口３１及び４１を介してミキサ内に移動させる。２つの成分は、ミキサで互いに接触し、ミキサを通過した後では互いに緊密に混合されている。

これらの成分を吐出させるために、吐出装置は、通常、図４に参照記号Ｐの２つの矢印で示すように、第１及び第２の受取りチャンバ３、４内の２つのピストン９にそれぞれ圧力を加える２連プランジャ又は２つの個別のプランジャを有する。２つのピストン９は、圧力の印加により図では上向きに第１又は第２の受取りチャンバ３、４の内壁に沿って同時にスライドし、それによって、それぞれの成分がミキサ内に吐出される。圧力の印加が終了した後で、ミキサが再度取り外され、閉鎖キャップ６に置き換えられ得る。

共通の接続片５の閉鎖キャップ６又はミキサへの接続は、当然のことながら、ねじ結合ではなく、例えばバヨネット結合などの別の方法で行い得る。この場合、接続片５は、それ自体既知の方法でバヨネット結合部を有し、このバヨネット結合部は、閉鎖キャップ６又はミキサ或いは別のアクセサリ部品に設けられるバヨネット結合部と協動して、これらの２つの部品が確実に互いに接続される。

本発明による多成分カートリッジ２のセット１は、特に、少なくとも２つの多成分カートリッジ２のそれぞれにおいて、第１の受取りチャンバ３が同じ外径Ｄ１を有することによって特徴付けられる。この措置によって、セット１のすべての多成分カートリッジ２が同じ吐出装置に挿入されることが実現され得る。すなわち、多成分カートリッジ２が一体になっているので、２つの受取りチャンバ３及び４はそれぞれ剛体的に、ここでは接続片５、接続バー７、及び中間バー８によって互いに接続され、吐出装置のホルダが第１の受取りチャンバ３を確実且つ堅固に受け取るように設計されれば十分である。そのため、第２の受取りチャンバ４の外径Ｄ２は互いに異なることができ、それによって安全且つ確実な吐出機能が損なわれることはない。

技術的な製造上の理由から、セット１のいずれの第１の受取りチャンバ３も同じ容積を有することが好ましい。長さＬを同じにすることは、第１の受取りチャンバ３の壁の壁厚ｄがセット１のすべての多成分カートリッジ２について同じであることを意味する。ただし、或る種の応用例では、第１の受取りチャンバ３の壁の壁厚ｄが同じセット１に属する２つの異なる多成分カートリッジ２について異なる値を有することが任意選択で望ましい可能性もある。

すべての第１の受取りチャンバ３が同じ壁厚ｄを有する場合、これらの受取りチャンバは同じ内径を有する。このことは、すべての第１の受取りチャンバ３に同じピストン９を用いることができ、したがって第１の受取りチャンバ３に異なる径のピストン９を準備する必要がないので、特に有利である。

そのため、第２の受取りチャンバ４の外径Ｄ２を変えることによって、２つの成分について異なる混合比を実現することが可能である。この点において、混合比は、第２の成分の割合を１としたときの第１の成分の割合を意味する。例えば、混合比２：１は、第２の成分の割合を１としたときに第１の成分の割合が２であることを意味する。ここで、割合は体積の割合を意味する。

２成分カートリッジ２の２つの受取りチャンバ３、４は同じ長さであり、２つのピストン９は通常、２つの成分を吐出させる際に同期して平行に前方に押されるので、混合比は第２の受取りチャンバ４の径Ｄ２によって設定され得る。次いで、混合比は、それぞれ長手方向Ａに直交する２つの受取りチャンバ３、４の２つの円形断面積の比によって与えられる。第１及び第２の受取りチャンバ３、４の壁厚ｄが同じである場合、この条件は一般に当てはまるが、混合比は第１の受取りチャンバ３の外径Ｄ１と第２の受取りチャンバ４の外径Ｄ２の比によって定義される。この定義は、２つの受取りチャンバ３、４の壁厚ｄが等しくない場合にも少なくとも近似的に当てはまる。

図１に示すセット１では、図で左から右への４つの２成分カートリッジ２において、１：１、２：１、３：１、及び４：１の混合比が実現される。

図２及び図３におけるこの順序は、図示方向のせいで完全に逆になっている。図２及び図３では一番左に示すそれぞれの多成分カートリッジ２は混合比４：１を有し、右に向かって混合比が３：１、２：１、及び１：１になる。

図４の断面図に示す多成分カートリッジ２は混合比２：１を有する。

長手方向Ａに直交する受取りチャンバ３、４の断面領域はそれぞれ円形領域であり、第１の受取りチャンバ３の外径Ｄ１と第２の受取りチャンバ４の外径Ｄ２の比の値は、混合比４：１に対して２であり、混合比３：１に対して３の平方根であり、混合比２：１に対して２の平方根である。混合比が１：１の場合、第１の受取りチャンバ３の外径Ｄ１は第２の受取りチャンバ４の外径Ｄ２に等しい。

当然のことながら、多成分カートリッジ２のセット１は、上記の代わりに、又は上記に加えて異なる混合比のさらなる多成分カートリッジ２も含むことを理解されたい。

Claims (13)

1. 少なくとも２つの多成分カートリッジ（２）を有する多成分カートリッジ・セットであって、各多成分カートリッジ（２）は吐出される成分用の少なくとも１つの第１及び第２の受取りチャンバ（３、４）を含み、各受取りチャンバ（３、４）は設計上ほぼ円筒形で長手方向（Ａ）に延び、前記受取りチャンバ（３、４）は互いに平行に配置され前記長手方向（Ａ）に同じ範囲（Ｌ）を有し、各多成分カートリッジ（２）はその受取りチャンバ（３、４）が解除不可能に互いに接続されるように一体に製造される多成分カートリッジにおいて、前記セット（１）の各多成分カートリッジ（２）の前記第１の受取りチャンバ（３）は同じ外径（Ｄ１）を有することを特徴とする、セット。
2. いずれの第１の受取りチャンバ（３）も同じ容積を有する、請求項１に記載のセット。
3. 各多成分カートリッジは２成分カートリッジ（２）である、請求項１又は２のいずれか一項に記載のセット。
4. 各多成分カートリッジ（２）は射出成形プロセスによって製造される、請求項１から３までのいずれか一項に記載のセット。
5. 各受取りチャンバ（３、４）は別々の出口（３１、４１）を有し、前記出口（３１、４１）を介して前記成分が前記それぞれの受取りチャンバ（３、４）から吐出され得る、請求項１から４までのいずれか一項に記載のセット。
6. 各多成分カートリッジ（２）において、すべての出口（３１、４１）は、アクセサリ部品（６）、特に閉鎖キャップ又はミキサと協動するように設計される共通の接続片（５）に配置される、請求項５に記載のセット。
7. 前記接続片（５）は前記アクセサリ部品（６）と協動するねじを有する、請求項６に記載のセット。
8. 前記接続片（５）は前記アクセサリ部品（６）と協動するバヨネット結合部を有する、請求項６に記載のセット。
9. 各受取りチャンバ（３、４）に対して、前記チャンバの基部を形成するピストン（９）が提供され、前記ピストン（９）によって、前記成分が圧力の印加によって前記それぞれの受取りチャンバ（３、４）から吐出され得る、請求項１から８までのいずれか一項に記載のセット。
10. 多成分カートリッジ（２）を有し、前記第１の受取りチャンバ（３）の容積は前記第２の受取りチャンバ（４）の容積と同じである、請求項１から９までのいずれか一項に記載のセット。
11. 多成分カートリッジを有し、前記第１の受取りチャンバ（３）の容積と前記第２の受取りチャンバ（４）の容積の比が２：１である、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のセット。
12. 多成分カートリッジを有し、前記第１の受取りチャンバ（３）の容積と前記第２の受取りチャンバ（４）の容積の比が３：１である、請求項１から１１までのいずれか一項に記載のセット。
13. 多成分カートリッジを有し、前記第１の受取りチャンバ（３）の容積と前記第２の受取りチャンバ（４）の容積の比が４：１である、請求項１から１２までのいずれか一項に記載のセット。

Images