JP2018177244A - 二液混合スプレー容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリウレアを施工する際、作業者の負担を軽減できる二液混合スプレー容器を提供する。【解決手段】スプレー缶１は、使用時に混合される二液型組成物を収納したスプレー容器である。スプレー缶１は、第１容器２と、第２容器３と、バルブ４と、チューブ５と、開封手段６と、スタティックミキサー２０と、を備えている。第１容器２には、噴射剤を含む第１内容物１００が封入されている。第２容器３は、第１容器２に収納されている。第２容器３には、第２内容物２００が封入されている。バルブ４は、第１容器２の開口１４に設けられている。チューブ５の一端５Ａは、バルブ４に接続されている。他端５Ｂは、第１内容物１００に没している。開封ピン６は、第２容器２００を開封できる。チューブ５に内蔵されたスタティックミキサー２０は、噴射剤の圧力によってチューブ２０の内部を流れる第１内容物１００と第２内容物２００との混合物を攪拌する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、使用時に混合される二液を互いに隔離した状態で封入した二液混合スプレー容器に関する。

コンクリート構造物や金属製タンク等の種々の設備に、ライニング材としてポリウレアを施工することにより、防食・防水、構造物の延命・補強等に優れた効果を発揮することが知られている。現在、ポリウレアを塗装するには、一人では取り回しが困難な大型の専用装置による噴霧が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

塗膜に傷があるとき、タッチアップが必要になる。タッチアップを刷毛で手塗りする場合、施工現場でポリウレア組成物であるＡ剤及びＢ剤をその都度混合しなければならない。タッチアップを噴霧する場合と比較して作業者の負担が重い。さらに手塗りの場合、作業者の技量によって仕上がりが大きく左右されるため、液だれして美観が損なわれるおそれもある。かといって、大型の専用装置を用いて再度塗り直すことも困難である。そのため、取り扱いに優れたスプレー缶タイプのタッチアップが望まれている。

特開平８−２３８４５３号公報 特許第４９４７７９２号公報

ポリウレアは、他のライニング材にはない種々の特長を有する反面、取り扱いが難しい。二液型の材料をスプレーする容器は知られているものの、ポリウレア組成物に適用できる構造ではなかった。例えば、ポリウレアは硬化が速く、Ａ剤にＢ剤を加えると急速に粘度が上昇する。スプレー缶の震盪だけではＡ剤及びＢ剤を十分に混合することが難しい。また、ポリウレア組成物は水分に敏感であり、混入した水分量によってはスプレー缶を貯蔵できる期間が著しく短くなってしまう。使い捨てのスプレー缶は、爆発の危険を避けるために換気の良好な環境で製造されており、季節や天候によってスプレー缶に吸着される水分量が大きく変動する。
本発明の目的は、内容物を湿気から守り且つ作業者の攪拌等の負担を軽減できる二液混合スプレー容器を提供することである。

本発明に係る一実施形態の二液混合スプレー容器は、使用時に混合される二液型組成物を収納したスプレー容器である。スプレー缶１は、第１容器と、第２容器と、バルブと、チューブと、開封手段と、スタティックミキサーと、を備えている。第１容器には、噴射剤を含む第１内容物が封入されている。第２容器は、第１容器に収納されている。第２容器には、第１内容物とは異なる種類の第２内容物が封入されている。バルブは、第１容器の開口に設けられている。チューブは、第１容器に収納されている。チューブの一端は、バルブに接続されている。チューブの他端は、第１内容物に没している。開封手段は、第２容器を開封する。スタティックミキサーは、チューブに内蔵されている。スタティックミキサーは、噴射剤の圧力によってチューブ内を流れる第１内容物と第２内容物との混合物を攪拌する。

一実施形態の二液混合スプレー容器は、容器が一体構造であり、ハンドリングに優れ作業者の負担を軽減できる。湿度に対する耐性が良好であり、季節や天候に左右されることなくスプレー容器を製造でき、製造したスプレー容器を長期貯蔵できる。

図１は、スプレー缶の内部を示す断面図である。 図２は、図１に示されたバルブの内部を示す断面図である。

一実施形態の二液混合スプレー容器について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、開封前の状態のスプレー缶１を示す断面図である。スプレー缶１は、二液混合スプレー容器の一例である。図１に示すように、スプレー缶１は、使い捨てのスプレー缶であって、第１容器２と、第１容器２に収納された第２容器３と、バルブ４と、チューブ５と、開封ピン６と、を備えている。第１容器２には、イソシアネートを主成分とするＡ剤及び噴射剤が封入されている。第２容器３には、ポリアミンを主成分とするＢ剤が封入されている。

開封ピン６によって第２容器３を開封すると、第１容器２のＡ剤が第２容器３に流れ込み、Ａ剤及びＢ剤の混合物が第１容器２内に押し出される。スプレー缶１を振ってからバルブ４を開放すると、噴射剤の圧力によってＡ剤及びＢ剤の混合物がチューブ５に流れ込む。チューブ５にはスタティックミキサー２０が内蔵されており、チューブ５を流れるＡ剤及びＢ剤の混合物は、十分に攪拌されてバルブ４から噴射される。以下、各構成について詳しく説明する。

図１に示すように、第１容器２は円筒状に形成され、胴部１１と、蓋部１２と、底部１３と、を備えている。蓋部１２は、中央に開口１４を有している。開口１４には、バルブ４を固定するマウンテンカップ１５が被せられている。底部１３は、ピン孔１６が設けられたボスが固定されている。開封ピン６は、ピン孔１６に装着されている。第１容器２は、胴部１１と底部１３とが一体に形成されていてもよい。底部１３には、開封ピン６を保護するキャップ１７が装着されている。

チューブ５は、第１容器２の底部に達する十分な長さを有している。バルブ４に接続された一端５Ａとは反対側の他端（遊端）５Ｂは、第１内容物１００の液相部１００Ａに没している。チューブ５の内部には、スタティックミキサー２０が設置されている。スタティックミキサー２０による圧力損失を小さくするため、チューブ５は一般的な塗装用スプレー缶よりも太いものが好ましい。アタッチメント２１は、バルブ４に適合する小径部と、チューブ５に適合する大径部と、を有している。チューブ５は、アタッチメント２１を介してバルブ４に接続されている。

スタティックミキサー２０は、右エレメント２０Ａ及び左エレメント２０Ｂを含んでいる。交互に配置された右エレメント２０Ａ及び左エレメント２０Ｂは、直列に接続されている。右エレメント２０Ａは、スタティックミキサー２０を通過する流体を二分割するとともに左回転させる。左エレメント２０Ｂは、スタティックミキサー２０を通過する流体を二分割するとともに右回転させる。スタティックミキサー２０を通過する二液は、回転方向が交互に切り替わる右エレメント２０Ａ及び左エレメント２０Ｂによって攪拌混合される。

第２容器３は、第１容器２よりも小さい容器であって、第１容器２に収納されている。第１容器２を主缶（外容器・外缶）と称し、第２容器３を内部缶（内容器、内缶）や内袋と称してもよい。第２容器３は、第１容器２の内部で動かないようにホルダー２２によって固定されている。ホルダー２２は、例えば第１容器２の胴部１１に被せられた蓋部１２に支持されている。第１容器２の底部１３に固定されていてもよい。

イソシアネートを主成分とするＡ剤は、噴射剤とともに第１容器２に第１内容物１００として封入されている。ポリアミンを主成分とするＢ剤は、第２容器３に第２内容物２００として封入されている。第２容器３には、第２内容物２００が満充填されていない。第２容器３は、残余の内部空間を有している。以下の説明において、第１及び第２内容物１００，２００を単に内容物と称することがある。また、Ａ剤を主剤と称し、Ｂ剤を硬化剤と称することがある。

イソシアネートは、例えばイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等の脂肪族イソシアネートである。なお、イソシアネートは、芳香族イソシアネートであってもよい。Ａ剤は、これらのイソシアネートの一部をポリオールと反応させてウレタンプレポリマーとした混合物であってもよい。ポリアミンは、例えばジエチルメチルベンゼンジアミン等の芳香族ジアミンである。第２容器３に封入されるＢ剤は、Ａ剤よりも少量でよい。Ａ剤に対するＢ剤の配合比（体積比）の一例は、Ａ剤：Ｂ剤＝４：１である。

本実施形態には、ゲルタイムが長いポリウレア組成物が好適である。ゲルタイムの一例は１５〜２０分間である。ゲルタイムが短い場合、硬化遅延剤を加えて調整してもよい。硬化遅延剤は、Ａ剤と相溶してＡ剤の粘度を低下させるとともに、Ｂ剤が混合されたＡ剤の硬化を遅延させる。硬化遅延剤の一例は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）である。

噴射剤として、液化ガス系の噴射剤や圧縮ガス系の噴射剤を使用できる。液化ガス系の噴射剤として、例えばジメチルエーテル（ＤＭＥ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化ガス系の噴射剤が挙げられる。圧縮ガス系の噴射剤として、圧縮された炭酸ガスや窒素ガスが挙げられる。

第１容器２に封入する噴射剤には、液化ガス系の噴射剤が好適である。とりわけ、ジメチルエーテルが好適である。液化ガス系の噴射剤は缶内で液相であるため、Ａ剤の粘度低下に寄与する。押しボタン３５のノズル４４によって液相の内容物１００，２００が霧化されたとき、ジメチルエーテルは液化石油ガスよりも急激に膨張して非常に細かい霧状のポリウレアを形成する。液化ガス系の噴射剤が封入された第１容器２の内圧は、常温で例えば２〜４気圧である。噴射剤が封入されていない第２容器の内圧は、常温で例えば１気圧である。

Ａ剤の主成分であるイソシアネートは水分に敏感である。本実施形態のスプレー缶１は、乾燥剤２３と、乾燥剤シート２４と、を備えている。乾燥剤２３は、第１内容物１００の液相部１００Ａに沈殿又は分散している。乾燥剤２３は、例えばパウダー状のモレキュラーシーブが好適である。乾燥剤２３がチューブ５の内径よりも大きなペレット状であると、スプレー缶１を使用する際に、チューブ５の入口である遊端５Ｂに乾燥剤２３が溜まってチューブ５の圧力損失が大きくなることがある。乾燥剤２３がパウダー状であれば、Ａ剤及びＢ剤の混合物とともに乾燥剤２３が流れ出るため、チューブ５の目詰まりを防止できる。

乾燥剤シート２４は、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を含有し、液相部１００Ａの深さよりも背高のシート状に形成されている。乾燥剤シート２４は、液相部１００Ａ及び気相部１００Ｂの両方に跨って配置され、液相部１００Ａ及び気相部１００Ｂに接触している。乾燥剤シート２４は、気相部１００Ｂに接触する乾燥剤の一例である。さらに、本実施形態に係るバルブ４の少なくとも一部（例えば、ハウジング３１）及びチューブ５は、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を含有した樹脂から形成されている。

図２は、使用中のスプレー缶１において、バルブ４の内部を示す断面図である。図２に示すように、バルブ４は、マウンテンカップ１５によって第１容器２の開口１４に固定されている。バルブ４は、ハウジング３１と、ステム３２と、コイルスプリング３３と、ガスケット（ステムラバー）３４と、を備えている。ハウジング３１は、上筒部３１Ａと、上筒部３１Ａよりも直径が小さい下筒部３１Ｂと、を有した筒状に形成されている。上筒部３１Ａは、マウンテンカップ１５に固定されている。下筒部３１Ｂには、チューブ５の一端５Ａが接続されている。

ステム３２は、第１容器２の外へ突出した先端部３２Ａと、先端部３２Ａよりも直径が大きく、ハウジング３１の上筒部３１Ａに挿入された基端部３２Ｂと、を有した棒状に形成されている。ステム３２の先端部３２Ａには、押しボタン３５が装着されている。ステム３２は、先端部３２Ａがハウジング３１から突出した閉位置と、閉位置よりも先端部３２Ａがハウジング３１に相対的に没入した開位置との間で突没自在に移動できる。押しボタン３５が図２中に二点鎖線で示すＰ１の位置にあるとき、ステム３２は閉位置にある。押しボタン３５を図２中に実線で示すＰ２の位置に押下すると、ステム３２は開位置に移動する。なお、図２に示す開位置であってもステム３２の突出端はハウジング３１から突出して露出した状態である。

ステム３２は、ハウジング３１の内部に設けられたコイルスプリング３３により、ハウジング３１の外部に向かって付勢されている。ステム３２の先端部３２Ａは、突出端に形成された噴射孔４１と、周面に等間隔で形成された複数の流入孔４２と、流路４３と、を有している。噴射孔４１及び流入孔４２は、流路４３を介して連通している。噴射孔４１は、押しボタン３５に設けられたノズル４４と連通している。

ガスケット３４は、中央に貫通孔が空いた円盤状に形成され、可撓性を有している。ガスケット３４の材質は、ブチルゴム（ＩＩＲ）やパーフロロエラストマー（ＦＦＫＭ）が好適である。ブチルゴムのガスケット３４は、本実施形態に係る第１内容物１００に含まれるイソシアネート、メチルエチルケトン、ジメチルエーテル等に耐性がある。しかも、入手が容易である。一方、パーフロロエラストマーのガスケット３４は、ブチルゴムよりもさらに耐性に優れる。

なお、ガスケット３４の材質がニトリルゴム（ＮＢＲ）であると、Ａ剤のイソシアネートや硬化遅延剤のメチルエチルケトンによってガスケット３４が膨潤するおそれがあるので好ましくない。フッ素ゴム（ＦＫＭ）であると、噴射剤のジメチルエーテルや硬化遅延剤のメチルエチルケトンによってガスケット３４が膨潤するおそれがあるので好ましくない。

ガスケット３４は、ハウジング３１の上筒部３１Ａに設けられ、マウンテンカップ１５に覆われている。ガスケット３４は、ステム３２の先端部３２Ａに当接されると変形する。マウンテンカップ１５は、ガスケット３４の変形をハウジング３１の内部に撓む方向のみに規制する。

ハウジング３１の外部へ付勢されているステム３２は、基端部３１Ｂがガスケット３４を介してマウンテンカップ１５に当接すると、閉位置に位置決めされる。ガスケット３４は、ステム３２が閉位置に位置した状態において、流入孔４２を閉塞する。コイルスプリング３３の付勢力に抗してステム３２（押しボタン３５）が押下された状態において、流入孔４２を開放する。バルブ４は、ガスケット３４の変形によって第１容器２を開放又は閉塞する。

以上のように構成された本実施形態のスプレー缶１は、開封するとＢ剤が流れ出るように構成された第２容器３と、第２容器を包むように構成されて流れ出たＢ剤を受け止める第１容器２と、第１容器２に存在していてＢ剤と混ざり合うＡ剤及び噴射剤と、Ａ剤及びＢ剤の混合物とバルブ４とを接続するチューブ５と、このチューブ５に内蔵されているスタティックミキサー２０と、を備えている。スタティックミキサー２０は、噴射剤の圧力によってチューブ５を流れるＡ剤及びＢ剤の混合物を攪拌する。

本実施形態のスプレー缶１によれば、第２容器３を開封するだけで容易に二液を混合することができる。小規模な施工も可能で補修工事やタッチアップに適している。作業者の手間を大幅に省力化できる。しかも、作業者の技量に左右されづらいスプレー方式であるため、手塗りよりも仕上がりが安定する。

一般に、使い捨てのスプレー缶は、爆発の危険を避けるために換気の良好な環境で製造される。ポリウレア組成物のように水分に敏感な内容物を夏季や雨天に封入すると、製造されたスプレー缶の内部でポリウレア組成物が硬化し、スプレー缶を貯蔵できる期間が著しく短くなってしまう。また、スプレー缶のバルブは精密に形成されている。バルブの内部でポリウレア組成物やガスケットが硬化すると、バルブの流入孔が目詰まりしてしまう。

本実施形態は、乾燥剤２３、乾燥剤シート２４、一部の部材に乾燥剤を含有した樹脂を使用しているバルブ４及びチューブ５を備えている。ガスケット３２の材質が、ブチルゴムやパーフロロエラストマーである。液相部１００Ａに沈殿又は分散したパウダー状の乾燥剤２３は、製造直後のスプレー缶１から液相部１００Ａの水分を速やかに除去する。そのため、本実施形態のスプレー缶１は、長期に亘って貯蔵できる。なお、パウダー状の乾燥剤２３は、ノズル４４から噴射されたポリウレアに均一に分散し、塗膜の充填材としても機能する。

液相部１００Ａから露出した背高の乾燥剤シート２４やチューブ５は、バルブ４が配置された気相部１００Ｂの水分を除去し、流入孔４２の目詰まりを防止する。さらに、バルブ４のハウジング３１が乾燥剤を含有しており、流入孔４２の目詰まりを防止する。第１内容物１００に耐性を有するガスケット３２は長期に亘って硬化することがなく、流入孔４２の目詰まりを防止する。

本実施形態は、スタティックミキサー２０が収納されたチューブ５を備えている。噴射剤によって圧送されるＡ剤及びＢ剤がスタティックミキサー２０を通過するように構成されているため、使用前の攪拌が不十分であってもＡ剤及びＢ剤を十分に攪拌混合してポリウレアを噴射できる。大型の専用装置を必要とすることなく、小規模な施工や補修工事、施工後のタッチアップ等にも対応できる。

本実施形態は、噴射剤として液化ガス系の噴射剤が封入されている。Ａ剤に硬化遅延剤を加えてもよい。液化ガスや硬化遅延剤によって粘度が低下したＡ剤及びＢ剤であれば、噴射剤の圧力だけでもスタティックミキサー２０の内部で十分に攪拌できる。

本発明は、以上説明した各実施形態の構成に種々の変形を加えて実施できる。例えば、各実施形態において開示した構成は適宜組み合わせてもよい。発明の要旨を逸脱しない範囲で変形された形態は、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等の範囲に含まれる。
例えば、乾燥剤シート２４に代えて、棒状に形成した乾燥剤スティックを液相部１００Ａ及び気相部１００Ｂの両方に跨って配置してもよい。液相部１００Ａよりも比重の軽い乾燥剤フロートを形成し、液相部１００Ａに浮かべて液相部１００Ａ及び気相部１００Ｂに接触させてもよい。乾燥剤スティックや乾燥剤フロートは、気相部１００Ｂに接触する乾燥剤の一例であり、乾燥剤シート２４と同様に、乾燥剤や乾燥剤を含有した樹脂から形成する。

例えば、開封手段を底部１３に設けたが、開封手段を蓋部１２に設けてもよい。開封手段は、開封ピン６に限られず、他の構成でもよい。例えば、第２容器３の一部又は全部をガラス等の脆弱な材料から形成し、スプレー缶１を強く振ると第２容器３が第１容器２に衝突して破壊されるように構成し、開封ピン６を省略してもよい。

例えば、第１及び第２内容物１００，２００としてポリウレア組成物ではない液体及び粉体を適用してもよい。チューブ５と一体のスタティックミキサー２０を内蔵した本実施形態の二液混合スプレー容器は、第１内容物１００と第２内容物２００とを十分に攪拌混合して噴射できる。

１…スプレー缶（二液混合スプレー容器の一例）、２…第１容器、３…第２容器、４…バルブ、５…チューブ、５Ａ…一端、５Ｂ…他端、６…開封ピン（開封手段の一例）、１４…開口、２０…スタティックミキサー、２４…乾燥剤シート（気相部に接触する乾燥剤の一例）、１００…第１内容物、１００Ａ…液相部、１００Ｂ…気相部、２００…第２内容物。

Claims (8)

1. 使用時に混合される二液型組成物を収納したスプレー容器であって、
   噴射剤を含む第１内容物を封入した第１容器と、
   前記第１容器に収納され、前記第１内容物とは異なる種類の第２内容物を封入した第２容器と、
   前記第１容器の開口に設けられたバルブと、
   前記第１容器に収納され、一端が前記バルブに接続され、他端が第１内容物に没しているチューブと、
   前記第２容器を開封可能な開封手段と、
   前記チューブに内蔵され、前記噴射剤の圧力によって前記チューブ内を流れる前記第１内容物と前記第２内容物との混合物を攪拌するスタティックミキサーと、
   を備えたことを特徴とする二液混合スプレー容器。
2. 前記第１内容物は、イソシアネートを主成分とするＡ剤及び噴射剤であり、
   前記第２内容物は、ポリアミンを主成分とするＢ剤であることを特徴とする請求項１に記載の二液混合スプレー容器。
3. 前記第１内容物は、前記Ａ剤と前記Ｂ剤との硬化反応を遅延させる硬化遅延剤を含むことを特徴とする請求項２に記載の二液混合スプレー容器。
4. 前記第１容器に収容され、前記第１内容物の液相部及び気相部の両方に接触する状態に配置された乾燥剤をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の二液混合スプレー容器。
5. 前記チューブは、乾燥剤を含有した樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の二液混合スプレー容器。
6. 前記バルブは、少なくとも一部が乾燥剤を含有した樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の二液混合スプレー容器。
7. イソシアネートを主成分とするＡ剤及び噴射剤と、ポリアミンを主成分とするＢ剤とを互いに隔離した状態で収納することを特徴とする二液混合スプレー容器。
8. 前記噴射剤の液相部及び気相部の両方に接触する状態に配置された乾燥剤をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の二液混合スプレー容器。

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