JPH10315226A

JPH10315226A - ２液の混合特性を改良したスプレーガン用ミキシングモジュール

Info

Publication number: JPH10315226A
Application number: JP9129829A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Sakaguchi; 博英坂口; Shinichiro Kajikawa; 真一郎梶川; Yukio Masuzumi; 幸夫増住; Yuji Sato; 裕司佐藤; Hiroyuki Katayama; 裕之片山
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】反応性が高く高粘度の材料に対しても混合性能
が良好で、安定した状態で長時間の運転を行いうるスプ
レーガン用ミキシングモジュールを提供する。【解決手段】２液衝突混合方式のスプレーガン用ミキシ
ングモジュール（１）において、ミキシングチャンバー
（１１）内へ２液をそれぞれ導入する２個以上の流入孔
（１３ａ，１３ｂ）を設け、当該流入孔の入口から出口
までの適宜の箇所に、流入孔を通過する液体に回転運動
を付与する渦流発生手段（１４，１４）を設けると共
に、各流入孔のミキシングチャンバーへの出口位置をミ
キシングチャンバーの中心軸と直交する平面内で同一円
周上に設定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２成分の液を高圧
で衝突、混合せしめて噴射するスプレーガン用ミキシン
グモジュールの構造に関し、特に硬化速度の速い樹脂材
料を短時間で混合、攪拌するのに適し、ウレタン、エポ
キシ、不飽和ポリエステル樹脂等の吹付け成形に好適に
使用し得るミキシングモジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２成分の液を混合する方法としては、機
械混合方式（回転するプロペラで混合）や静的混合方式
（スタティックミキサー）等が一般的であるが、反応速
度の速い材料はスプレーガンに導く以前に既に混合装置
内で硬化が始まり、混合装置の洗浄も困難となるため、
噴射直前にスプレーガン内で２液を混合する衝突混合方
式が用いられている。衝突混合方式は、２液を混合する
ミキシングチャンバーの容積が小さく、液の滞留時間が
短いため、反応速度の速い材料の使用に適している。ま
た、ミキシングチャンバーの洗浄方式としては、機械式
（クリーニングロッドの出し入れによる方法）や、エア
ークリーニング方式（高圧エアーをミキシングチャンバ
ー内に導入しクリーニングする）、溶剤洗浄方式があ
り、いずれの場合も洗浄は瞬時に行われるようになって
いる。このような衝突混合方式の混合特性を改良する方
法として、特開平４−９３２０４号公報や特開平４−９
３２０５号公報には、２液の衝突機会を増やすことによ
り混合性を向上させるようにしたミキシングモジュール
が開示されており、具体的には、液の流入孔の数を増し
たり、流入位置を工夫する等の手段が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、衝突混合方式
では２液の衝突エネルギーだけで混合を行うため、液の
粘度が高かったり、相溶性が悪い場合には混合不良が生
じ、硬化不良や未硬化となり易い。また、少量吐出の場
合は、ミキシングチャンバーへの液の流入孔等の孔のサ
イズが小さく、詰まりやすくなるため、清掃等のメンテ
ナンスに時間がかかる等の問題がある。上記公報に記載
のものも、これらの点では必ずしも満足のゆくものでは
なかった。このため、反応性が高く高粘度の材料に対し
ても混合性が良好で、安定した状態で長時間の運転を行
いうるスプレーガン用ミキシングモジュールが求められ
ていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、２液の混合・攪拌特性を向
上させる手段として、ミキシングチャンバーへ導入され
る液に予め回転運動を与えておくことが非常に有効であ
ることを見いだし、本発明を完成した。即ち、本発明
は、２液衝突混合方式のスプレーガン用ミキシングモジ
ュールにおいて、ミキシングチャンバー内へ２液をそれ
ぞれ導入する２個以上の流入孔を設け、当該流入孔の入
口から出口までの適宜の箇所に、流入孔を通過する液体
に回転運動を付与する渦流発生手段を設け、ミキシング
チャンバー内に導入される２液のそれぞれに予め回転運
動を付与するよう構成すると共に、各流入孔のミキシン
グチャンバーへの出口をミキシングチャンバーの中心軸
と直交する平面内で同一円周上に配置したことを特徴と
する。

【０００５】上記渦流発生手段としては、流入孔の中心
軸と非平行な斜めの孔を複数明けた部材を、シール部に
取り付けることにより構成したり、或いは、流入孔の入
口部分に流入孔の中心軸と非平行にミキシングモジュー
ル自体に明けた斜めの孔により構成したり、更にまた、
流入孔を形成するオリフィス部品の出口部分に流入孔の
中心軸と非平行に明けた斜めの孔により構成したり、様
々な態様のものが採用できる。

【０００６】本発明の望ましい形態においては、ミキシ
ングチャンバーのノズル部の内周面に螺旋溝を形成し、
ノズル部を通過する混合液を回転させるように構成す
る。

【０００７】また、上記流入孔の向きを、ミキシングチ
ャンバーからの混合液の吐出方向に対して逆向きに、か
つ、ミキシングチャンバーの中心軸を含む平面であって
流入孔の中心軸を含む平面とは直交する平面に対する角
度を４５〜８５度の範囲内に設定すると共に、ミキシン
グチャンバー内に、上記流入孔の開口部を介してノズル
部とは反対側に、ノズル部の直径と同一直径の副混合室
を設け、ノズル部の長さＬ１と副混合室の長さＬ２の比
がＬ１：Ｌ２＝１：0.０５〜0.３の範囲内となるように
構成することも推奨される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつゝ本発明を
具体的に説明する。図１は、本発明に係るスプレーガン
用ミキシングモジュールで、エアーフラッシュ方式の一
形態を示す断面図、図２は、図１のミキシングモジュー
ルのシール部に取り付けられる渦流発生手段の一形態を
示す説明図、図３は、シール部に取り付けられる渦流発
生手段のもう一つの形態を示す説明図、図４は、本発明
に係るミキシングモジュールのノズル部の内周面に螺旋
溝を形成した形態のものを示す断面図、図５は、本発明
に係るミキシングモジュールのミキシングチャンバーに
副混合室を設けると共に、２液の流入孔の向きを傾けた
形態のものを示す断面図、図６は、本発明に係る機械洗
浄式のミキシングモジュールで、モジュール自体に渦流
発生手段を加工した形態のものを示す断面図、図７は、
本発明に係る溶剤洗浄式のミキシングモジュールで、モ
ジュールに取り付けるオリフィスに渦流発生手段を設け
た形態のものを示す断面図である。

【０００９】まず、図１に示した実施形態のものから説
明する。前記の如く、本発明者は、衝突混合方式のスプ
レーガンにおいて、混合・攪拌特性を向上させる方法と
して、ミキシングチャンバーに導入される液にあらかじ
め回転運動を与えておくことが非常に有効であることを
見いだした。即ち、通常の衝突混合ガンが衝突圧力だけ
で２液を混合するのに比べ、圧力が低い場合や液粘度が
高い場合でも混合性が向上するものである。そこで、図
１の実施形態のものにおいては、ミキシングモジュール
の流入孔の入口部分に渦流発生手段となる部材を取り付
けてある。図１中、１はミキシングモジュール、１１は
ミキシングチャンバー、１２はノズル部、１３ａはＡ液
の流入孔、１３ｂはＢ液の流入孔、１４は渦流発生手段
である。上記渦流発生手段１４は、図１の例において
は、流入孔１３ａ及び１３ｂの入口部分、即ち、スプレ
ーガン内の２液の供給管とミキシングモジュール１の流
入孔１３ａ及び１３ｂとを接続するシール部に取り付け
られるようになっている。

【００１０】この渦流発生手段１４の一例は、図２に示
されており、図２中、１４１及び１４２は中心軸と非平
行な斜めの孔である。なお、図２の上半分はこの渦流発
生手段１４の平面図であり、そのＣ−Ｃ線に沿った断面
図が下半分に示してある。このように、流入孔の入口部
分で、液を斜孔１４１，１４２を通過させ、流入孔の中
心軸に対して角度をつけた状態で導入することにより、
流入孔１３ａ及び１３ｂ内で液を渦を巻いて通過させ、
その渦流状態の液同士をミキシングチャンバー１１内で
衝突させることにより、２液の混合、攪拌性は格段に向
上するものである。

【００１１】斜孔の数は２〜６個程度で、角度は流入孔
の側面に液が当たるように設計すればよい。図３には、
３個の斜孔１４１，１４２，１４３を設けた部材１４が
示されており、これも図１の場合と同様に、流入孔の入
口のシール部分に取り付けて、流入孔を通過する液に回
転運動を付与して渦流を発生させるようになっている。

【００１２】なお、図１、図４〜図７に示すいずれの実
施形態においても、各流入孔１３ａ，１３ｂのミキシン
グチャンバー１１内への開口部は、ミキシングチャンバ
ーの中心軸と直交する平面内で同一円周上にあるように
構成してある。このように、ミキシングチャンバー内へ
の液の流入孔が同一円周上にあることが重要で、同一円
周上にあることによって、２液がミキシングチャンバー
内に同時に流入することになり、そのため吐出開始時よ
り吹付けが可能となると共に、終了時も２液の配合比が
適正値に保たれるため、そのまま終了することができ
る。特に、図６に示すようなクリーニングロッド１６の
出し入れによる機械洗浄方式のスプレーガンの場合、流
入孔の位置がずれていると吹付け開始時及び終了時に液
の配合比が狂うため、必ず液を捨てる操作が必要となる
から、流入孔が同一円周上にあることは重要である。

【００１３】而して、液の回転運動は、２液を衝突させ
る前の流入孔通過時ばかりでなく、混合後の液が通るノ
ズル部でも液を回転させることで、混合性が一層向上
し、部分的に未混合部分がある場合でも補助混合が行わ
れることが判明した。そこで、図４に示す実施形態にお
いては、ライフル銃と同様に、ノズル部１２の内周面に
螺旋溝１２０を形成し、ノズル部を通過する混合液に回
転運動を付与するよう構成してある。

【００１４】混合特性を補助的に向上させる手段とし
て、更に図５の実施形態のように、ミキシングチャンバ
ー１１内に導入される２液の流入角度θ（即ち、流入孔
１３ａ，１３ｂの角度θ）を、混合液の吐出方向に対し
て逆向き（後ろ向き）に４５〜８５度とすることも推奨
される。より厳密には、流入孔１３ａ，１３ｂの向き
を、ミキシングチャンバーからの混合液の吐出方向に対
して逆向きに、かつ、ミキシングチャンバーの中心軸Ｏ
を含む平面Ｐ_Oであって、流入孔の中心軸を含む平面Ｐ
_a，Ｐ_bとは直交する平面Ｐ_Oに対する角度θを４５〜
８５度の範囲内に設定するものである。なお、図５の左
側には、ミキシングモジュール１をその周壁に明けた流
入孔１３ａ及び１３ｂの中心軸を含む平面で切断した断
面図（右側のＮ−Ｎ線に沿った断面図）が示されてお
り、右側には、ミキシングモジュール１の副混合室１５
の部分でその中心軸に直角な平面で切断した断面図（左
側のＭ−Ｍ線に沿った断面図）が示されている。従来の
ミキシングモジュールにおける液の流入角度は、通常、
液の吐出方向に対して９０度であるが、この角度を逆向
きにすることで、ミキシングチャンバー内での液の滞留
時間を延ばすことと、液の進行方向が変化することによ
り発生する乱流により攪拌・混合性が向上し、粘度が高
くても十分な攪拌・混合が行われ、未硬化部分の発生を
なくすことができる。なお、流入角度が８５度を超える
と攪拌・混合性が向上せず、４５度未満では２液の衝突
性が低下するため、４５〜８５度の範囲が適当である。

【００１５】また、図５に示した実施形態のものにおい
ては、混合特性を更に向上させる手段として、ミキシン
グチャンバー１１内に、上記流入孔の開口部を介してノ
ズル部１２とは反対側に、ノズル部の直径と同一直径の
副混合室１５を設け、ノズル部の長さＬ１と副混合室の
長さＬ２の比がＬ１：Ｌ２＝１：0.０５〜0.３の範囲内
となるように構成してある。このような副混合室を設け
ることにより、２液の攪拌・混合効果は一層増大する。
副混合室１５の直径は、ノズル部の直径より小さくても
大きくても混合室にデッドスペースが発生するため、同
一の径とするのが良い。Ｌ１とＬ２の比率は0.０５未満
では混合性が改善されず、0.３を超えるとスプレーパタ
ーンが広がらず小さくなったり、密度差が発生したりす
る。

【００１６】更に、図５に示した実施形態のものにおい
ては、ノズル部１２を通過する混合液に回転運動を付与
するため、流入孔１３ａ及び１３ｂを偏心させて設け、
両方の流入孔から噴出した液が直接衝突するのではな
く、ノズル部の内周面に沿って螺旋状に渦巻きながら移
動して混合、攪拌されるようになっている。なお、本明
細書中で「偏心」とは、流入孔１３ａ，１３ｂを、それ
らそれぞれの中心軸が、ミキシングチャンバーの中心軸
Ｏを含む任意の平面Ｐ_Xからそれぞれ所定距離離れた平
行な平面Ｐ_a，Ｐ_b内に含まれるように構成することを
いう。

【００１７】而して、本発明のミキシングモジュールの
洗浄方式としては、エアーフラッシュ方式、クリーニン
グロッドの出し入れによる機械洗浄方式、或いは、溶剤
洗浄方式のいずれも可能である。但し、ノズル部に螺旋
溝を形成した場合は、エアーフラッシュ方式か溶剤洗浄
方式となる。図６には、クリーニングロッド１６をミキ
シングチャンバー１１内へ出し入れすることによりチャ
ンバー１１の洗浄を行う機械洗浄方式による本発明のミ
キシングモジュール１が示されている。スプレー作業中
は、クリーニングロッド１６は左側に引き込められ、ク
リーニングロッド１６の先端と流入孔１３ａ，１３ｂの
開口部との間に副混合室１５が形成される。

【００１８】なお、図６の実施形態における渦流発生手
段１４は、Ａ液の流入孔１３ａの入口部分と、Ｂ液の流
入孔１３ｂの入口部分とに、ミキシングモジュール自体
にそれぞれの流入孔の中心軸と非平行な斜孔１４４，１
４５を明け、流入孔１３ａ及び１３ｂ内を通過する液に
渦流を発生させるようになっている。

【００１９】次に、図７は、溶剤洗浄方式による本発明
のミキシングモジュール１を示している。この場合の流
入孔１３ａ及び１３ｂは、モジュール１に嵌め込まれる
オリフィス部品として構成され、吹付け作業時にはこれ
らのオリフィスを通じて液を供給し、作業終了時には溶
剤を供給して、オリフィス内及びミキシングチャンバー
内を洗浄するようになっている。オリフィス部品の先端
には、本発明に従い、斜孔１４６及び１４７が明けら
れ、流入孔１３ａを通じて供給されるＡ液と、流入孔１
３ｂを通じて供給されるＢ液とが、それぞれ渦流となっ
てミキシングチャンバー内で衝突、混合せしめられる。
図７の実施形態のものは、副混合室１５が設けられると
共に、ノズル部１２の内周面には螺旋溝１２０が形成さ
れている。

【００２０】而して、本発明のミキシングモジュールを
装着したスプレーガンに吹付け用の２液の材料を供給す
る高圧２液吐出マシンとしては、液圧を１００ｋｇｆ／
ｃｍ ²程度に昇圧することのできるタイプのものであれ
ば特に形式にこだわらず使用できる。実際の例として
は、ギヤポンプを用いた東レエンジニアリング社製ＴＨ
Ｄ−２、アクシャルピストンポンプを用いた東邦機械工
業社製ＮＲ−２３０型高圧ウレタン発泡機、プランジャ
ーポンプを用いたガスマー社（米国）製Ｈ−２０００型
等を使用できる。

【００２１】また、本発明のミキシングモジュールを装
着するスプレーガンとしては、エアーフラッシュ方式の
グラスクラフト社（米国）製のプロブラーガン、クリー
ニングロッドの出し入れによる機械洗浄方式のガスマー
社（米国）製ＧＸ−７ガン、イソテルム社（スイス）製
ＳＰ−３００ガン、或いは溶剤洗浄型のビンクス社（米
国）製４３Ｐガン等を使用できる。

【００２２】これらの衝突混合型のスプレーガンには、
いずれもそれらに装着すべき標準型のミキシングモジュ
ールが用意されているが、それらはいずれもミキシング
チャンバーからの液の吐出方向に対し９０度で液が流入
する構造となっており、また、ミキシングチャンバーに
液が導入された時点では液自体には何ら回転運動は付与
されていない。このような標準品の代わりに本発明に係
るミキシングモジュールを装着、使用することにより、
２液の混合特性は大幅に向上し、反応性の高い高粘度の
２液材料を均一に攪拌、混合し、長時間安定した状態で
高品質の吹付け成形を行うことが可能となるものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例と、これに対
する比較例を示して、本発明をより詳細に説明する。本
発明に係るミキシングモジュールを用い、下記２種類の
材料により吹付け成形を行った。 (1)速硬化ウレタンスプレー材として市販されている三
井東圧化学社製のリムスプレーＦ−１０００。その特性
を表１に示す。 (2)粘度の高い材料として特別に調整した試作品Ｎｏ．
２。この試作品Ｎｏ．２の詳細は次の通りである。Ａ液（イ
ソシアネート）は、ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ−ＰＨ；三井東圧化学社製）５２２ｇ、液状Ｍ
ＤＩ（ＭＤＩ−ＬＫ；三井東圧化学社）５２２ｇ、ＰＰ
ＧＤｉｏｌ−３０００が１５００ｇを、３０００ｇの
セパラブルフラスコに装入して８０℃で３時間反応さ
せ、ＮＣＯ％＝１1.２％、粘度（ｃｐｓ／２５℃）＝１
５００の末端イソシアネート基含有プレポリマー（Ａ−
２）を得た。Ｂ液は、ＰＰＧＥＰ−３３０Ｎ（ＥＯキ
ャップＰＰＧ、ＯＨ価＝３６；三井東圧化学社製）６8.
９重量部、Ｒ−１５ＨＴ（末端水酸基含有ポリブタジエ
ン；出光石油）１2.１部、ジエチルトルエンジアミン
（アルデマール浅野社）１７部、触媒としてオクチル酸
鉛の２５％ＤＯＰ溶液を1.０部、安定剤としてイルガノ
ックス＃１０１０及びチヌビン＃３２７を各0.５部の割
合で配合して得た（Ｂ−２）。粘度（ｃｐｓ／２５℃）
＝１４００、比重＝1.０２であった。この試作品Ｎｏ．
２のＡ液及びＢ液の調製結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】以下、実施例１〜５及び比較例１〜２につ
いて説明する。これらの実施例及び比較例の概略は最後
に表２及び表３にまとめて示してある。なお、混合性の
確認においては、スプレーを行う条件設定（温度、圧
力）をカタログ記載の標準設定値より低目とし、混合性
を標準状態より悪くした状態で、硬化性及び硬化物の物
性を測定し、確認することとした。

【００２６】［実施例１］米国グラスクラフト社製プロ
ブラーガン用の標準型のミキシングモジュール（＃１ラ
ウンドチャンバー）のシール部に、図２に示すような直
径0.８ｍｍの２個の斜孔１４１，１４２を開けた渦流発
生手段１４，１４を取り付け（図１を併せて参照）、ミ
キシングチャンバー１１に導入される液に予め回転力が
加わり、渦流が発生するようにした。標準型の＃１ラウ
ンドチャンバーのサイズは、ノズル径Ｄ＝１.5ｍｍ、ノ
ズルの長さＬ１＝１９.5ｍｍ、副混合室は無く、液の流
入孔１３ａ，１３ｂの直径Ｓは１.1ｍｍ、角度θは９０
度である。プロブラーガンへの２液供給用の高圧２液吐
出マシンとしては、米国ガスマー社製Ｈ−２０００型を
使用した。吹付け材料としては、前記速硬化型ウレタン
吹き付け材Ｆ−１０００Ａ／Ｂを使用し、液温度５０
℃、圧力９０ｋｇｆ／ｃｍ²として、カタログに示され
た標準成形条件よりも温度で１０℃、圧力で１０ｋｇｆ
／ｃｍ²低く設定し、硬化性及び物性を測定した。衝突
混合式のガンでは、低粘度（液温度が高い）で衝突圧が
高い方が混合性は良好になるので、この場合、成型条件
を標準条件より下げて悪くし、過酷な条件で実施したこ
とになる。吹付け成形は、ＰＰ板上に２ｍｍ厚に吹き付
け、シートを成形した。その結果、指触乾燥時間は６秒
と、カタログ標準値の８〜１８秒に比べて大幅に短く、
ゴム弾性の発現も１.5分とカタログ標準値の２〜４分よ
り短かった。更に発熱量も多いことから、ミキシングチ
ャンバー内での２液の攪拌が良好であり、硬化が促進さ
れたことを示していた。一週間室温で養生後、ＪＩＳ
Ｋ−６３０１に準拠し物性を測定したところ、硬さは９
０Ａ、引張強さは１４０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びは４２０
％、引裂強さは６０ｋｇ／ｃｍと、いずれもカタログ標
準値を上回っており、従来のミキシングモジュールに比
較して攪拌・混合性が良好であることが確認された。

【００２７】［実施例２］米国グラスクラフト社製プロ
ブラーガン用の標準型のミキシングモジュール（＃１フ
ラットチャンバー）のシール部に、図３に示すような直
径0.６５ｍｍの３個の斜孔１４１，１４２，１４３を開
けた渦流発生手段１４，１４を取り付け、ミキシングチ
ャンバー１１に導入される液に予め回転力が加わるよう
にした。標準型の＃１フラットチャンバーには、図４に
示すように、そのノズル部１２に深さ０.1ｍｍ、ピッチ
１０ｍｍ／回転の螺旋溝１２０を刻み込んだものを使用
した。成形条件は、圧力を８０ｋｇｆ／ｃｍ²とした以
外は実施例１と同様にして行った。その結果、指触乾燥
時間は７秒、ゴム弾性の発現は１.5分と、カタログ値よ
り短かくなっており、成形条件を下げても混合性が向上
し、全く問題のないことが判明した。一週間室温で養生
後、成形品の物性を実施例１と同様の方法で測定したと
ころ、硬さは９０Ａ、引張強さは１６０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、伸びは４６０％、引裂強さは６６ｋｇ／ｃｍと、
いずれもカタログ標準値を上回っており、従来のチャン
バーと比較して、攪拌・混合性が良好であることが確認
された。

【００２８】［実施例３］米国グラスクラフト社製プロ
ブラーガンに装着して用い得るよう、本発明に係る図５
に示す形態のミキシングモジュールを以下のサイズで作
製した。ノズル径Ｄ＝１.5ｍｍ、ノズルの長さＬ１＝１
７ｍｍ、副混合室の長さＬ２＝２.5ｍｍ、液の流入孔の
直径Ｓは１.1ｍｍ、角度θは７５度とした。ノズル部の
長さＬ１と副混合室の長さＬ２の比は、Ｌ１：Ｌ２＝
１：0.１５となる。ノズル部１２の内周面には、図４に
示すものと同様の螺旋溝を形成した。このミキシングモ
ジュールのシール部に、実施例２の場合と同様に図３に
示す渦流発生手段１４，１４を取り付けた。成形条件
は、液温度を４０℃と低下させた以外は実施例２と同様
にして行った。その結果、指触乾燥時間は１０秒、ゴム
弾性の発現は３分と、カタログ値と同等であり、更に発
熱量も多いことから、成形条件が悪いにもかかわらず２
液の攪拌が良好であることが判明した。一週間室温で養
生後、成形品の物性試験の結果、硬さは９０Ａ、引張強
さは１３０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びは４１０％、引裂強さ
は６０ｋｇ／ｃｍと、いずれもカタログ値を上回ってお
り、従来品と比較して攪拌・混合性が良好であることが
確認された。

【００２９】［実施例４］イソテルム社製の衝突混合ガ
ンＳＰ−３００に装着して用いるための本発明に係るミ
キシングモジュールで、図６に示す形態のもの（機械洗
浄方式）を以下のサイズで作製した。ノズル径Ｄ＝１.0
ｍｍ、ノズル部１２の長さＬ１＝１２ｍｍ、副混合室１
５の長さＬ２（可変）＝２.4ｍｍとした。この場合、Ｌ
１：Ｌ２＝１：0.２となる。液の流入孔１３ａ，１３ｂ
の入口部分には、直径0.３ｍｍの孔１４４，１４５を２
個づつ傾斜して開け、流入孔内で液が回転するように
し、ミキシングチャンバー１１への出口部分（直径0.６
ｍｍ）へと導入する構造とした。また、チャンバーへの
流入孔の角度θは６０度とした。液の流入孔は２個と
し、どちらも偏心させず２液が直接衝突する方式とし
た。クリーニング方式はロッド１６が出入りする「機械
式」である。成形に際しては、高圧２液吐出マシンとし
て同社製のプランジャーポンプ式高圧マシンであるＰＳ
Ｍ−７０型を使用した。吹付け材料としては、速硬化型
ウレタン吹付け材として調整した前記試作品Ｎｏ．２の
Ａ−２／Ｂ−２を、液温度５０℃、圧力８０ｋｇ／ｃｍ
²の条件で使用し、ＰＰ板上に２ｍｍ厚に吹付け成形し
た。その結果、指触乾燥時間は１６秒、ゴム弾性の発現
は２.5分であり発熱量も多いことから、２液の攪拌が良
好で、硬化が促進されたことを示していた。一週間室温
で養生後、物性を測定したところ、硬さは８２Ａ、引張
強さは１１０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びは４５０％、引裂強
さは５５ｋｇ／ｃｍと良好であった。材料の粘度が高
く、成形温度及び圧力も通常の成形条件よりも低いにも
かかわらず、成形品の物性はこのように良好であること
から、本ミキシングモジュールの攪拌・混合性能が良好
であることが確認された。

【００３０】［実施例５］ビンクス社（米国）の溶剤洗
浄型のスプレーガン４３Ｐのオリフィス（ミキシングチ
ャンバーに液を導入する小口径の穴を有する部品）を、
本発明に従って改造した。即ち、図７に示す如く、流入
孔１３ａ，１３ｂの入口側の直径Ｓ１＝２ｍｍ、出口側
には直径Ｓ２＝１ｍｍの２個の斜めの孔１４６，１４７
を有するオリフィスを作製し、これをミキシングモジュ
ール１に取り付けた。ミキシングモジュール１は、その
ミキシングチャンバーに副混合室と螺旋溝を有し、Ｄ＝
６ｍｍ、Ｌ１＝２０ｍｍ、Ｌ２＝２ｍｍ、θ＝９０度の
ものを使用した。この場合、Ｌ１：Ｌ２＝１：0.１であ
る。液の流入孔は２個（即ち、取り付けたオリフィスは
２個）とし、これらを偏心させず互いに対向させて、２
液が直接衝突する方式とした。このガンは溶剤洗浄型で
スプレーが終了した時点で溶剤をオリフィスより導入
し、内部を洗浄する形式となっている。吹付け成形に際
しては、高圧２液吐出マシンとして米国ガスマー社製Ｈ
−２０００型を使用し、液温度５０℃、圧力７０ｋｇ／
ｃｍ²とし、実施例４と同一の材料を用いて同様に成形
した。その結果、温度及び圧力とも低めであったが、指
触乾燥時間は１８秒、ゴム弾性の発現は３分であり、発
熱量も多いことから、２液の攪拌が良好であり硬化が促
進されたことを示していた。一週間室温で養生後、物性
を測定したところ、硬さは８３Ａ、引張強さは１００ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、伸びは４００％、引裂強さは５０ｋｇ／
ｃｍと良好であった。材料の粘度が高く、成形温度及び
圧力も通常の成形条件よりも低いにもかかわらず、成形
品の物性はこのように良好であることから、本ミキシン
グモジュールの攪拌・混合性能が良好であることが確認
された。

【００３１】［比較例１］実施例１と同じ高圧２液吐出
マシン及び２液材料を使用し、米国グラスクラフト社製
プロブラーガンにその標準品として用意されているラウ
ンド＃１のミキシングモジュールを装着して比較した。
この標準品のミキシングモジュールは、ノズル径Ｄ＝1.
５ｍｍ、ノズルの長さＬ１＝１９.5ｍｍ、副混合室は無
く、液の流入孔の直径Ｓは1.１ｍｍ、角度θは９０度で
ある。液の流入孔は２個で、これらを偏心させて設け、
液に回転力が加わるようにしてある。成形条件は、混合
・攪拌特性を確認するため、カタログに示された標準成
形条件より低い実施例３と同様の条件（温度：４０℃、
圧力：８０ｋｇｆ／ｃｍ²）で行った。その結果、指触
乾燥時間は４０秒とカタログ値の８〜１８秒に比べて大
幅に長く、ゴム弾性の発現も７分とカタログ値の２〜４
分より長かった。更に、発熱量も少なく、部分的にベタ
付きが残り未硬化状態であることから、２液の攪拌が十
分に行われず、不良であることが判明した。一週間室温
で養生後、物性を測定したところ、硬さは８６Ａ、引張
強さは６０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びは２５０％、引裂強さ
は３８ｋｇ／ｃｍといずれの数値もカタログ値を大幅に
下回っており、成形条件を低下させたため攪拌・混合性
が不十分となることが確認された。

【００３２】［比較例２］実施例４と同じ高圧２液吐出
マシン及び２液材料を使用し、スプレーガンは実施例４
と同じくイソテルム社製ＳＰ−３００を用い、これに標
準品であるミキシングモジュールＳＰ−３００＃４を装
着、使用した。このミキシングモジュールは、ノズル径
Ｄ＝1.０ｍｍ、ノズルの長さＬ１＝１４ｍｍ、副混合室
は無く、液の流入孔の直径Ｓは0.６ｍｍ、角度θは９０
度である。液の流入孔は２個で、偏心しておらず、２液
が直接衝突する方式となっている。また、クリーニング
方式はロッドが出入りする「機械式」である。成形条件
は、混合・攪拌特性を確認するため、実施例４と同様の
条件（温度：５０℃、圧力：９０ｋｇｆ／ｃｍ²）で行
った。その結果、指触乾燥時間は３０秒、ゴム弾性の発
現は６分であり、発熱量も少なく、部分的にベタ付きが
残り未硬化状態であることから、２液の攪拌が十分に行
われず、不良であることが判明した。一週間室温で養生
後、物性を測定したところ、硬さは７４Ａ、引張強さは
５３ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びは２２０％、引裂強さは２３
ｋｇ／ｃｍであり、成形条件が同じである実施例４や、
成形条件がより低い実施例５と比較して、大幅に劣るこ
とからミキシングモジュール内での攪拌・混合性が不十
分であることが確認された。

【００３３】以上の実施例１〜５の概略をまとめて表２
に示し、比較例１〜２の概略をまとめて表３に示す。な
お、表３には、参考のためにカタログ標準値も併記し
た。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、２成分系の速硬
化型の樹脂衝突混合方式のスプレーガン用のミキシング
モジュールにおいて、ミキシングチャンバーに導入され
る前の２液に予め回転運動を与え、渦流としておくこと
で混合性を大幅に向上させることができる。また、混合
後の液が吐出されるノズル部にも螺旋溝を刻むことで、
更に混合性を向上させることができる。このように、既
存のミキシングモジュールのシール部やミキシングチャ
ンバーの構造を改良するだけで、２液の混合・攪拌性能
が改善され、高粘度の材料の使用が可能となり、成形条
件が悪くても（温度及び圧力が低くても）良好な硬化性
及び物性が確保できる。これにより、未硬化や物性のバ
ラツキが防止でき、作業性も向上する。

【００３７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、その目的の範囲内において上記の説明から当
業者が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスプレーガン用ミキシングモジュ
ールで、エアーフラッシュ方式の一形態を示す断面図で
ある。

【図２】図１のミキシングモジュールのシール部に取り
付けられる渦流発生手段の一形態を示す説明図である。

【図３】シール部に取り付けられる渦流発生手段のもう
一つの形態を示す説明図である。

【図４】本発明に係るミキシングモジュールのノズル部
の内周面に螺旋溝を形成した形態のものを示す断面図で
ある。

【図５】本発明に係るミキシングモジュールのミキシン
グチャンバーに副混合室を設けると共に、２液の流入孔
の向きを傾けた形態のものを示す断面図である。

【図６】本発明に係る機械洗浄式のミキシングモジュー
ルで、モジュール自体に渦流発生手段を加工した形態の
ものを示す断面図である。

【図７】本発明に係る溶剤洗浄式のミキシングモジュー
ルで、モジュールに取り付けるオリフィスに渦流発生手
段を設けた形態のものを示す断面図である。

【符号の説明】

１ミキシングモジュール１１ミキシングチャンバー１２ノズル部１２０螺旋溝１３ａ，１３ｂ流入孔１４渦流発生手段１４１〜１４７斜孔１５副混合室１６クリーニングロッド

フロントページの続き (72)発明者佐藤裕司神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地三井東圧化学株式会社内 (72)発明者片山裕之神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地三井東圧化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２液衝突混合方式のスプレーガン用ミキ
シングモジュール（１）において、ミキシングチャンバ
ー（１１）内へ２液をそれぞれ導入する２個以上の流入
孔（１３ａ，１３ｂ）を設け、当該流入孔の入口から出
口までの適宜の箇所に、流入孔を通過する液体に回転運
動を付与する渦流発生手段（１４，１４）を設けると共
に、各流入孔のミキシングチャンバーへの出口位置をミ
キシングチャンバーの中心軸（Ｏ）と直交する平面内で
同一円周上に設定したことを特徴とする２液の混合特性
を改良したスプレーガン用ミキシングモジュール。
【請求項２】上記渦流発生手段（１４，１４）が、流
入孔の中心軸と非平行な斜めの孔（１４１，１４２，１
４３）を複数明けた部材を、シール部に取り付けること
により構成されたことを特徴とする請求項１に記載のス
プレーガン用ミキシングモジュール。
【請求項３】上記渦流発生手段（１４，１４）が、流
入孔の入口部分に流入孔の中心軸と非平行にミキシング
モジュール自体に明けた斜めの孔（１４４，１４５）に
より構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスプ
レーガン用ミキシングモジュール。
【請求項４】上記渦流発生手段（１４，１４）が、流
入孔を形成するオリフィス部品の出口部分に流入孔の中
心軸と非平行に明けた斜めの孔（１４６，１４７）によ
り構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスプレ
ーガン用ミキシングモジュール。
【請求項５】ミキシングチャンバー（１１）のノズル
部（１２）の内周面に螺旋溝（１２０）を形成し、ノズ
ル部を通過する混合液を回転させるよう構成したことを
特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の２液の
混合特性を改良したスプレーガン用ミキシングモジュー
ル。
【請求項６】上記流入孔（１３ａ，１３ｂ）の向き
を、ミキシングチャンバー（１１）からの混合液の吐出
方向に対して逆向きに、かつ、ミキシングチャンバーの
中心軸（Ｏ）を含む平面（Ｐ_O）であって流入孔（１３
ａ，１３ｂ）の中心軸を含む平面（Ｐ_a，Ｐ_b）とは直
交する平面（Ｐ_O）に対する角度（θ）を４５〜８５度
の範囲内に設定すると共に、ミキシングチャンバー（１
１）内に、上記流入孔（１３ａ，１３ｂ）の開口部を介
してノズル部（１２）とは反対側に、ノズル部の直径
（Ｄ）と同一直径の副混合室（１５）を設け、ノズル部
の長さＬ１と副混合室の長さＬ２の比がＬ１：Ｌ２＝
１：0.０５〜0.３の範囲内となるように構成したことを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のスプレ
ーガン用ミキシングモジュール。