JP5647004B2 - 吐出装置及び吐出装置の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、二剤型以上の組成物をスタティックミキサーで混合して吐出する組成物吐出装置に関するものである。また、本発明は該組成物吐出装置の洗浄方法に関するものである。

二剤型組成物の塗布装置には、使用する直前に二剤を混合して用いる吐出装置が知られている（特許文献１〜３）。
これらは、二剤型の第一剤と第二剤を収容したタンクから夫々規定の量を計量しつつスタティックミキサーに供給し、ミキサー内でこれら二剤を混合させてノズルから接着部位に塗布するようにしている。

特開平５−３１４２６号公報 特開平９−１３１５５８号公報 特開２００１−３１０１４３号公報 特開平２−１９８６５９号公報 特開平８−３２３２６１号公報 特開２００１−２７６６８７号公報

しかしながら、上記従来例では、混合され硬化が開始された二剤がミキサー内に滞留する構成になっているために、長時間使用しない場合はミキサー内で混合された組成物が固化し、ミキサーを交換しないと塗布が再開できない不具合があった。この不具合を解消するために、ミキサー内で混合され滞留した組成物を硬化する前にミキサー内から捨て打ちさせる方法もあるが、この場合には余分な組成物を大量に消費してしまう恐れがあった。更に、スタティックミキサー内に有機溶剤を導入して洗浄する方法もあるが、多量な溶剤を必要とすることや、洗浄時後の有機溶剤の臭気、溶剤の廃棄処理方法が問題となる場合があった。

本発明は上述の従来技術改善を目的になされたもので、余分な材料を必要とせずにスタティックミキサー内での硬化を防止できる二剤型組成物の吐出装置を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明は二剤型以上の組成物をスタティックミキサーに供給して混合し塗布するための組成物吐出装置において、スタティックミキサー内に滞留した組成物を圧縮された空気のみでミキサー外へ排出させてスタティックミキサー内を洗浄し、洗浄する際に使用する空気が圧縮空気の導入ラインへ逆流しないように空気を接続する部分を逆止弁構造にした。

従って、本発明は一側面において、二剤型接着剤を塗布するための吐出装置であって、該二剤型接着剤の各成分の供給路と、スタティックミキサーと、各成分の供給路の出口及びスタティックミキサーの入口を連結するマニホールドと、各成分の供給路の出口に設置されて各成分のマニホールドへの導入を制御するバルブと、逆止弁を介してマニホールドに連結された成分毎の洗浄用空気の供給路と、を備え、マニホールドは、二剤型接着剤の第１の成分をスタティックミキサーへ供給する第１の流路と、二剤型接着剤の第２の成分をスタティックミキサーへ供給する第２の流路と、第１の流路と第２の流路とを分離する壁とを内部に備え、洗浄用空気の供給路は、それぞれ逆止弁を介してマニホールドの第１の流路と第２の流路とにそれぞれ接続され、第１の流路及び第２の流路を介してスタティックミキサーへ圧縮空気を供給する吐出装置である。

本発明に係る吐出装置の一実施形態においては、二剤型接着剤がアクリル系接着剤である。

本発明に係る吐出装置の更に別の一実施形態においては、逆止弁は、逆止弁本体と、頭部と棒部を有し逆止弁本体に収容される芯棒と、芯棒の頭部に嵌め込まれたパッキンと、芯棒の動作方向を定めるガイドと、芯棒の頭部とガイドの間の棒部の周囲に配置されたバネとを備えている。

本発明は更に別の一側面において、二剤型接着剤の各成分を本発明にかかる吐出装置内に各成分の供給路を介して供給し、該二剤型接着剤を当該吐出装置からスタティックミキサーを介して吐出した後に、圧縮空気を洗浄用空気の供給路を介して本発明に係る吐出装置内に供給し、スタティックミキサー内に滞留した該二剤型接着剤を該圧縮空気で排出することを含む、当該吐出装置の洗浄方法である。

本発明に係る洗浄方法の一実施態様においては、すべての洗浄用空気の供給路に圧縮空気を実質的に同時に実質的に同一の圧力で供給する。

ここで、特許文献４には組成物と圧縮空気を同時に混ぜて発泡状態で吐出する装置が記載されているが、ミキサーや吐出ノズルの洗浄方法を記載したものでは無く、更に混合塗布装置自体に設置された逆止弁はミキサー内を洗浄する時の作用を目的として設置されたものでもない。

特許文献５は圧縮された空気でミキサーや吐出ノズルを洗浄する方法が記載されているが、別途用意された専用の洗浄ガンを用いて洗浄の都度吐出ガンに接続して行うため作業性が悪い。また、洗浄に使用するのはエアフラッシュ洗浄液であるため、スタティックミキサー内の微小間隙の洗浄性が劣る。

特許文献６には、塗料供給路を洗浄するための洗浄バルブが記載されているが、洗浄バルブを逆止弁にすることについて、記載がない。特許文献６はスタティックミキサー内をエアー洗浄する際にエアー供給ラインのバルブの開閉が必要となる。本発明はエアー洗浄のためのエアー供給ラインに逆止弁を設定することにより、バルブの開閉の機構を有しなくとも、逆止弁によりエアーの加圧、減圧のみでスタティックミキサー内をエアー洗浄することが可能である。また、特許文献６では洗浄する液のキャリアーとして圧縮空気を使用するのに対し、本発明は空気のみで洗浄する点で異なる。

本発明は、組成物を空気のみで排出することで、スタティックミキサー内の微小間隙の洗浄性が高い。そのため、洗浄後に新たに組成物を吐出する際に、捨て打ちのための組成物の無駄を大幅に防止することができ、洗浄のための有機溶剤の必要がなくなる。

図１は本発明の一実施例による二剤型組成物吐出装置の構造を示した説明図（正面図）である。 図２は本発明の一実施例による二剤型組成物吐出装置の構造を示した説明図（側面図）である。 図３は本発明の一実施例による二剤型組成物吐出装置の構造を示した説明図（斜視図）である。 図４は本発明の一実施例による二剤型組成物吐出装置の構造を示した説明図（斜視図）である。 図５は本発明の一実施例による二剤型組成物吐出装置の部分構造を示した説明図（断面図）である。 図６は本発明の一実施例による逆止弁の構造を示した説明図（断面図）である。

以下、本発明の組成物吐出装置を具体的な実施形態に基づいて説明する。

（実施形態）
図１〜６に本発明を適用した二剤型組成物吐出装置の実施形態を示す。ここでは、二剤型組成物吐出装置が二剤型接着剤吐出装置であり、流体が空気である場合について説明する。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は二剤型組成物吐出装置の外観正面の概略図である。洗浄装置はスタティックミキサーを装着するマニホールド１と、スタティックミキサー２と、マニホールド１と連結するためのミキサーホルダー３と、組成物導入ラインにスタティックミキサー内を洗浄するために用いる圧縮された空気の逆流防止のための逆止弁４Ａ及び４Ｂと、組成物の導入を制御するバルブ５Ａ及び５Ｂから構成されている。バルブとしては逆止弁、流量調節バルブ及び開閉バルブなどが挙げられる。

図面には図示していないが、二剤型組成物は各液供給装置からバルブ５Ａ及び５Ｂ通じてマニホールド１を介しスタティックミキサー２内へ供給される。二剤型組成物の吐出の制御はバルブ５Ａ及び５Ｂの開閉で行われる。

バルブ５Ａ及び５Ｂが閉じられて二剤型組成物の塗布が終了した後、スタティックミキサー２内に滞留した二剤型組成物が硬化してスタティックミキサーを閉塞するのを防止するために、逆止弁４Ａ及び４Ｂを介して、空気をスタティックミキサー２内に導入して、組成物を排出して、洗浄させる。

二剤型組成物がミキサーから吐出終了した後、スタティックミキサー２内に滞留した二剤型組成物の硬化防止のため、逆止弁を介して圧縮空気がスタティックミキサー２内へ導入される。逆止弁は二剤型組成物が吐出する時に、空気配管６内に二剤型組成物が逆流しないように作動し、空気の導入方向のみに作動するようになっている。
流体としては、スタティックミキサー２の洗浄性の点で、空気が好ましく、圧縮空気がより好ましい。

圧縮空気の圧力は０．１ＭＰａ以上、０．６ＭＰａ以下が好ましく、スタティックミキサー２の洗浄性の点で、０．２ＭＰａ以上、０．４ＭＰａ以下がより好ましい。０．１ＭＰａ未満だと洗浄にムラが発生する恐れがある。０．６ＭＰａを超えるとスタティックミキサー２からの排出される圧縮空気の圧力が高いので周囲に危険を及ぼす恐れがある。

圧縮空気の圧力を調整することにより、高粘度の二剤型組成物でも迅速な空気洗浄が可能となる。圧縮空気の圧力を調整することにより、スタティックミキサー２内で二剤型組成物の硬化が進行したり、粘度が増加したりした場合にも、迅速な空気洗浄が可能となる。

逆止弁４Ａ及び４Ｂは空気を導入する空気配管６へ組成物が逆流しないようにする働きがある。圧縮空気によるスタティックミキサー２の洗浄が行われている時は、バルブ５Ａ及びバルブ５Ｂは閉じているので、二剤型組成物が導入される方向への圧縮空気の逆流はない。

マニホールド１の材質としては、樹脂製や金属製等が挙げられる。耐久性、製作加工性及び外的な衝撃からの破損を防止する点で、金属製が好ましい。金属としては、加工性の点で、アルミニウムが好ましい。また、二剤型接着剤のように各成分が混合することによって硬化する組成物の場合は、マニホールド内では各成分が混合されずに、スタティックミキサーに導入された後に初めて混合が起きるように、マニホールド内では各成分が壁で仕切られていることが望ましい。マニホールド内で混合が起きると、硬化によって洗浄性が悪化したり、吐出性が低下したりするおそれがあるからである。

スタティックミキサー２は一般的なスパイラル構造やそれに準じるものであればどれでも用いることが出来る。

ミキサーホルダー３の材質としては、樹脂製や金属製等が挙げられる。

逆止弁４Ａ及び４Ｂは逆止弁としての制御が可能であり、気体及び液体用いずれのものでも使用できる。

組成物がミキサーから吐出終了した後、ミキサー内に滞留した組成物の硬化防止のため逆止弁を介して圧縮空気がミキサー内へ導入される。

逆止弁は組成物が吐出するときに、圧縮空気配管内に組成物が逆流しないように作動し、圧縮空気の導入方向のみに作動するようになっている。

図６は逆止弁の１種の断面図である。逆止弁４Ａ及び４Ｂは、例えば、逆止弁本体１１と、パッキン１２と、パッキン付き芯棒１３と、バネ１４と、ガイド１５から構成する。パッキン付き芯棒１３は、逆止弁本体１１内部に移動自由に収容されている。パッキン１２は、リング状である。パッキン１２は、パッキン付き芯棒１３の頭部１３Ａ側面に形成されたリング状の溝に嵌め込まれている。バネ１４は、パッキン付き芯棒１３とガイド１５との間に介装されている。バネ１４の内部は、パッキン付き芯棒１３の棒部１３Ｂが貫通している。ガイド１５は、逆止弁本体１１に螺合している。

スタティックミキサー２の洗浄時には、洗浄する際の圧縮空気がもう一方の圧縮空気導入ラインに逆流しないように圧縮空気を接続する部分に逆止弁が設置される。逆止弁は、スタティックミキサー２の装着部分であるマニホールドに逆止弁本体１１が直接接続されており、逆止弁は組成物の各成分を供給している間は閉じている。

圧縮空気を導入すると、圧縮空気の圧力によりパッキン付き芯棒１３が押し上げられて、逆止弁４Ａ及び４Ｂが開く。圧縮空気の導入を停止すると、バネ１４の力により、パッキン付き芯棒１３が押し下げられて、逆止弁４Ａ及び４Ｂが閉じる。圧縮空気を導入する際は、すべての洗浄用空気の供給路に圧縮空気を実質的に同時に実質的に同一の圧力で供給することが好ましい。一部の洗浄用空気の供給路に圧縮空気を供給しない場合や、各洗浄用空気の供給路に導入する圧縮空気の圧力に極端な差が生じると、スタティックミキサー側からマニホールドに組成物又はその成分が逆流するおそれがあるからである。

バルブ５Ａと５Ｂは組成物の各成分を吐出を制御できるものであればボールバルブ式やシリンダー式のいずれのものでも使用できる。

二剤型組成物としては、二剤混合型の液体が好ましい。二剤型組成物としては、二剤型接着剤、二剤型被覆剤、二剤型充填剤、二剤型注入剤等が挙げられる。二剤型接着剤としては、アクリル系、ウレタン系及びエポキシ系等、二剤型のものであればいずれも使用できる。本実施形態では、二剤型組成物吐出装置について説明しているが、もちろん三剤以上の多剤混合にも適用可能である。二剤型エポキシ系接着剤としては、主剤を含有する第一剤と、硬化剤を含有する第二剤とからなるエポキシ系接着剤が挙げられる。主剤としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙げられる。硬化剤としては、脂肪族アミン、変性脂肪族アミン及び変性脂肪族ポリアミン等のアミンが挙げられる。硬化剤はエーテル等の希釈剤を含有してもよい。

二剤型のアクリル系接着剤としては、硬化剤とアクリル系モノマーを含有する第一剤と、硬化促進剤とアクリル系モノマーを含有する第二剤とからなるアクリル系接着剤が挙げられる。アクリル系モノマーとしては、ラジカル重合可能な（メタ）アクリレートモノマーが挙げられる。（メタ）アクリレートモノマーとしては、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。硬化剤としては、重合開始剤が挙げられる。重合開始剤としては、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンジハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド及びターシャリーブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物が挙げられる。硬化促進剤としては、前記硬化と反応し、ラジカルを発生する還元剤であればいずれも使用できる。硬化促進剤としては、第３級アミン、チオ尿素誘導体及び金属塩等が挙げられる。第３級アミンとしては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン及びＮ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。チオ尿素誘導体としては、２−メルカプトベンズイミダゾール、メチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素及びエチレンチオ尿素等が挙げられる。金属塩としては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅及びバナジルアセチルアセトン等が挙げられる。

本発明は、スタティックミキサー２内を洗浄するため、滞留した二剤型組成物を圧縮された空気のみで排出するため、捨て打ち方法による二剤型組成物の無駄を大幅に防止することができ、洗浄のための有機溶剤の必要がなくなる。

二剤型接着剤として、二剤混合型のアクリル系接着剤を使用した。硬化剤とアクリル系モノマーを含有する第一剤と、硬化促進剤とアクリル系モノマーを含有する第二剤からなる、二剤型接着剤を、図1〜６に記載の二剤型接着剤吐出装置により、被着体に塗布した。塗布終了後、スタティックミキサー２を圧縮空気により洗浄した。圧縮空気の圧力は０．５ＭＰａであった。洗浄後、スタティックミキサー２内を確認した所、スタティックミキサー２内に二剤型接着剤成分は残っていなかった。また、マニホールド１内にも接着剤成分は残っていなかった。

以上、説明したように、本発明に係る二剤型組成物吐出装置は、組成物の捨て打ちによる組成物のロス低減及び有機溶剤の使用が全くなくなるので、作業環境改善と廃棄物削減に大きな貢献が期待できる。

１ マニホールド
２ スタティックミキサー
３ ミキサーホルダー
４Ａ及び４Ｂ 逆止弁
５Ａ及び５Ｂ バルブ
６ 空気配管
１１ 逆止弁本体
１２ パッキン
１３ パッキン付き芯棒
１４ バネ
１５ ガイド
１３Ａ 頭部
１３Ｂ 棒部

Claims (5)

1. 二剤型接着剤を塗布するための吐出装置であって、該二剤型接着剤の各成分の供給路と、スタティックミキサーと、各成分の供給路の出口及びスタティックミキサーの入口を連結するマニホールドと、各成分の供給路の出口に設置されて各成分のマニホールドへの導入を制御するバルブと、逆止弁を介してマニホールドに連結された成分毎の洗浄用空気の供給路と、を備え、
   前記マニホールドは、
   該二剤型接着剤の第１の成分をスタティックミキサーへ供給する第１の流路と、
   該二剤型接着剤の第２の成分をスタティックミキサーへ供給する第２の流路と、
   第１の流路と第２の流路とを分離する壁とを内部に備え、
   洗浄用空気の供給路は、
   それぞれ逆止弁を介してマニホールドの第１の流路と第２の流路とにそれぞれ接続され、第１の流路及び第２の流路を介してスタティックミキサーへ圧縮空気を供給することを含む吐出装置。
2. 二剤型接着剤がアクリル系接着剤である請求項１に記載の吐出装置。
3. 逆止弁は、逆止弁本体と、頭部と棒部を有し逆止弁本体に収容される芯棒と、芯棒の頭部に嵌め込まれたパッキンと、芯棒の動作方向を定めるガイドと、芯棒の頭部とガイドの間の棒部の周囲に配置されたバネとを備えている請求項１又は２に記載の吐出装置。
4. 二剤型接着剤の各成分を請求項１〜３何れか一項に記載の吐出装置内に各成分の供給路を介して供給し、該二剤型接着剤を当該吐出装置からスタティックミキサーを介して吐出した後に、圧縮空気を洗浄用空気の供給路を介して当該吐出装置内に供給し、スタティックミキサー内に滞留した該二剤型接着剤を該圧縮空気で排出することを含む、当該吐出装置の洗浄方法。
5. すべての洗浄用空気の供給路に圧縮空気を実質的に同時に実質的に同一の圧力で供給する請求項４に記載の洗浄方法。

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