JPH1089598A - ガスボンベとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液化ガスを多目に充填しても下向き使用で液
ガスが垂れ出るおそれがなく、かつ、ガス吸着体として
のポリウレタンフォームの使用量が少なくて済むガスボ
ンベを実現すること。 【解決手段】 ボンベ本体１ａ内で、可燃性液化ガスの
吸着体としてのポリウレタンフォームＰを、底部から上
端近傍まで発泡充填する。ポリウレタンフォームＰの上
端は、キャップ１ｂを取付けるべき開口５に臨んで凸状
をなす凸状表面Ｓとする。この凸状表面Ｓを、ポリウレ
タンフォームが発泡過程で空気と接触することにより自
然に形成される光沢のある皮膜Ｆで覆う。凸状表面Ｓの
周縁部とボンベ本体１ａの内周面との間に、裂目１６を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管作業や板金作
業の他、各種小物の熱処理作業等に使用されるトーチラ
ンプのような加熱装置に取付けられるガスボンベとその
製造方法に係り、特にガスボンベを下向き使用したとき
に、ボンベ本体内に充填された液化ガス吸着用のポリウ
レタンフォームから液体状液化ガス（液ガス）が垂れな
いようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のガスボンベの内部には、ガスボ
ンベを下向きにして使用したときに液化ガスが液状のま
まトーチランプから噴出しないように、液化ガスを吸着
するための吸着体が充填されている。この吸着体として
はポリウレタンフォームが一般的であり、本願出願人
は、ボンベ本体内でポリウレタンフォームを発泡化およ
び樹脂化してガスの吸着体を形成するガスボンベの製造
方法を既に提案している（特開平５−３４６２００
号）。この製造方法は、ポリウレタンフォームの装入作
業が不要であり、ガスボンベの製造コストの低減に大き
く貢献するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記製造方法はボンベ
本体上部のキャップ被着開口からポリウレタンフォーム
がはみ出すまで余分に発泡させ、このはみ出した部分を
切断することによって切断面にポリウレタンフォームの
内部気泡粒子を露出させ、ボンベ本体にキャップを被着
した後の液化ガス充填工程において、前記切断面からの
液化ガスの浸透がスムーズに行なわれるようにしてい
た。

【０００４】このため、ポリウレタンフォームの切断工
程と、切断したポリウレタンフォームの廃棄処理が必要
となっていた。

【０００５】また、液化ガスの充填工程において充填ガ
ス量が規定量をオーバーすると、使用初期においてガス
ボンベを下向きにして使用した場合に、前記ポリウレタ
ンフォームの切断面から液化ガスが垂れやすく、この垂
れた液ガスがトーチランプから液状のまま噴出して燃焼
不良を起こす可能性があった。

【０００６】このため、ボンベ内の充填ガス量はやや少
な目に制限せざるを得ないのが実情であった。

【０００７】本発明はかかる課題を解決すべくなされた
もので、ポリウレタンフォームを余分に発泡させずに済
み、かつ、液化ガスの充填工程でのポリウレタンフォー
ムに対する液化ガスの浸透がスムーズであり、また従来
の規定量を越えて液化ガスを多目に充填しても、下向き
使用での液ガスの垂れがなく、従って燃焼不良を起こす
おそれがないガスボンベとその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のガスボンベは、ボンベ本体と、前記ボンベ本体
内で発泡されボンベ本体の底部から上端近傍まで充填さ
れたポリウレタンフォームと、前記ボンベ本体の上端の
キャップを取付けるべき開口に臨んで凸状をなすポリウ
レタンフォームの凸状表面と、前記凸状表面を被覆する
皮膜と、前記凸状表面の周縁部とボンベ本体の内周面と
の間に形成した裂目とを有する。

【０００９】本発明のガスボンベでは、ボンベ本体に規
定量よりもやや多目の液化ガスを充填して下向き使用し
ても、ポリウレタンフォームの内部で下方に浸透移動す
る液ガスが前記凸状表面の裏側の凹状部に受止められ、
また凸状表面の周縁部の裂目からは微量の液ガスが垂れ
出ることもあるが、微量であるためすぐにボンベ本体内
で気化し、トーチランプから液ガスとして噴出されるお
それはない。

【００１０】前記皮膜は、ポリウレタンフォームが発泡
する過程で空気との接触により自然に、しかも光沢のあ
る緻密な皮膜として形成することができ、この皮膜がポ
リウレタンフォームの内部で下方に浸透移動した液ガス
を確実に塞き止めるダム効果を発揮する。皮膜は前記の
ように自然に形成する他、比較的柔らかいゴムやプラス
チックなどを凸状表面に被せてもよい。なお、皮膜の光
沢はダム効果のための必須要件ではなく、発泡条件によ
っては出ないこともあるが、この光沢がなくても実用に
足るダム効果が得られる。

【００１１】ポリウレタンフォームを発泡させるとき、
フロン代替物質が蒸発してボンベ本体外に逃げるが、通
常の発泡速度で発泡させると、フロン代替物質の蒸発速
度が大きく、フロン代替物質の蒸発力で皮膜に多数の小
孔が明いてしまう。そこで本発明は、ポリウレタンフォ
ームの原料液の温度を発泡可能な下限温度近傍に制御し
て発泡速度を比較的低速に制御する。これにより、フロ
ン代替物質の蒸発速度が遅くなり、フロン代替物質が皮
膜を破ることなく皮膜の周縁部の裂目から徐々に蒸発し
ていく。

【００１２】皮膜周縁部の前記裂目は、ポリウレタンフ
ォームの発泡過程で自然に形成させる他、発泡途中又は
発泡完了後に細い棒などで皮膜周縁部を突いて小孔を明
けるようにしてもよい。

【００１３】本発明のガスボンベに液化ガスを充填する
と、液化ガスが凸状表面の周縁部の裂目を通じてポリウ
レタンフォームの内部の気泡粒子に浸透して行くが、前
記裂目への液化ガスの導入をスピーディに行なうため、
ボンベ本体の上端開口に取付けられるキャップの内側の
ガスの通路となるガス孔を、ボンベ本体の内周面に向け
て開口させるとよい。これにより、充填された液化ガス
がボンベ本体の内周面に沿って前記裂目へとスムーズに
流入し、ポリウレタンフォーム内部への液化ガスの浸透
を早める。

【００１４】本発明のガスボンベは、キャップを取付け
るべきボンベ本体の開口を上にして大気に開放した状態
に保持する工程と、前記開口から、ポリオールを主成分
とし、アミン化合物等の触媒、フロン代替物質等の発泡
剤、シリコンオイル等の整泡剤、水等の難燃剤を含むＡ
液と、ポリイソシアネートからなるＢ液とを所定割合で
ボンベ本体内へ注入する工程と、前記Ａ液とＢ液を、ボ
ンベ本体内で発泡可能な下限温度近傍で、発泡化反応お
よび樹脂化反応させてガス吸着体としてのポリウレタン
フォームをボンベ本体の底部から上端近傍まで充填形成
する工程を経て製造される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。図１は、本発明に係るガスボンベ１
の一部破断側面図であって、このガスボンベ１のボンベ
本体１ａは、円筒状の側板２と、この側板２の下端部に
気密的にかしめ結合された上向き凸状をなす底板３と、
側板１ａの上端部に気密的にかしめ結合された上蓋４と
で構成されている。

【００１６】上蓋４の中央開口５にはキャップ１ｂがか
しめ結合にて被着されている。このキャップ１ｂの中央
部には、図５のトーチランプＬを連結するためのねじ６
付の中空軸部７が上向きに突設され、この軸部７の根元
にゴム製リング状のパッキング８が嵌合されている。軸
部７の内部には、図３のように樹脂製の筒体９がかしめ
嵌合されている。この筒体９は下部側方に水平方向に開
口した左右一対のガス孔１０を有する有底状に形成さ
れ、その内部に圧縮ばね１１が収納されている。圧縮ば
ね１１の上端部は筒体９の上端開口からやや上方に飛び
出て円板状の弁体１２を常時上方に押圧付勢している。
軸部７の上端壁７ａ中央にはガス出口１３が形成され、
この上端壁７ａの下面に孔１４付のゴム製弁座１５が固
着されている。そして、常時は弁体１２が弁座１５の孔
１４を閉塞している。

【００１７】ガスボンベ１の内部には、図１のようにガ
ス吸着体としてのポリウレタンフォームＰがガスボンベ
１の底部から上端近傍まで充填されている。このポリウ
レタンフォームＰはガスボンベ１内にて発泡充填したも
ので、詳しくは図２のようにキャップ１ｂを装着するた
めの上端開口５を開けたままにして、この開口５から、
ポリオールを主成分とし、アミン化合物等の触媒、フロ
ン代替物質等の発泡剤、シリコンオイル等の整泡剤、水
等の難燃剤を含むＡ液と、ポリイソシアネートからなる
Ｂ液とを、例えば２：１の割合で混合した溶液を撹拌し
て注入し、ガスボンベ１内で所定の温度条件のもとで発
泡化反応と樹脂化反応を起こさせて形成する。

【００１８】ボンベ本体１ａ内へ注入する溶液の総量
は、Ａ液およびＢ液の成分割合や発泡倍率をいくらに設
定するかによって異なるが、２０倍程度の発泡倍率にお
いては、溶液の液面高さがボンベ本体１ａの底から凡そ
１／８〜１／７の高さになる量である。

【００１９】ボンベ本体１ａに溶液を注入した後、この
溶液を所定の倍率と速度で発泡させるために、ボンベ本
体１ａないし溶液の温度制御を行なう。本発明は、フロ
ン代替物質をできるだけゆっくりと蒸発させるために、
溶液の温度を、溶液が発泡可能な下限温度近傍に制御し
ている。これにより、ガスボンベ１内で発泡化および樹
脂化反応がゆっくりとした速度で進行して、吸着体とし
てのポリウレタンフォームＰが形成される。このポリウ
レタンフォームＰは細かい気泡粒子が多数集合したもの
であって、その上端面は発泡による膨張嵩上運動によっ
て上向き凸状の表面Ｓが自然に形成される。この凸状表
面Ｓは、図３のように、発泡樹脂化反応の間常時空気に
触れているために光沢のある緻密な皮膜Ｆで覆われる。
この皮膜Ｆは、内部の気泡粒子とは組織的に異なった実
質的に気液不透過性であり、フロン代替物質はこの皮膜
Ｆを透過しないで図３に示す皮膜Ｆ周縁部の裂目１６を
通して外部へ蒸発していく。この裂目１６は、ポリウレ
タンフォームＰの発泡樹脂化反応の過程で自然に形成さ
れるもので、ポリウレタンフォームＰの膨張嵩上運動に
伴う皮膜周縁部とガスボンベ１内周面との剪断作用と、
フロン代替物質の蒸発力による皮膜周縁部破壊作用とが
相俟って形成されるものと考えられる。

【００２０】ガスボンベ１に図２のようにポリウレタン
フォームＰが充填されると、図１および図３のように開
口５にキャップ１ｂがかしめ結合にて被着される。そし
て、キャップ１ｂのガス出口１３に図示しないガス充填
機のノズルが接続され、液化ガスがガスボンベ１内に勢
いよく充填される。充填された液化ガスは、図３の矢印
で示すように筒体９のガス孔１０からガスボンベ１内に
水平方向に噴出し、上蓋４の内面に沿って裂目１６に流
れ込む。そしてポリウレタンフォームＰの気泡粒子内に
気液平衡状態をなして吸着される。

【００２１】図４は、標準的な４２０ｍｌ缶にポリウレ
タンフォームを充填したガスボンベにおいて、液ガスが
垂れない限度のガスの最大充填量をポリウレタンフォー
ムの発泡倍率と関連させてグラフ化したもので、同図よ
り明らかなように、従来方式では２０〜３０倍でガス充
填量が最大となり、本発明では発泡倍率が４０倍程度で
ガス充填量が最大となることが分かった。また、液ガス
が垂れない限度の最大発泡倍率は、従来方式では５０倍
程度であったが、本発明では６０倍程度まで増えること
も分かった。これらは皮膜Ｆによるダム効果の結果と考
えられる。

【００２２】図４は、ガス充填量が最大となる発泡倍率
（最適発泡倍率）よりも小さくても大きくてもガス充填
量は減少することを示している。すなわち、最適発泡倍
率よりも小さいとガスの吸着力が大きくなる反面ポリウ
レタンフォームの気泡粒子が小形化してガスを収容可能
な有効容積が減少して結果的にガス充填量が減少し、ま
た最適発泡倍率よりも大きいとポリウレタンフォームの
気泡粒子が大形化してガスの収容可能容積が増大する反
面ガス吸着力が減少して結果的にガス充填量が減少する
ためと考えられる。本発明では約４０倍の最適発泡倍率
にすることで、ガスの充填量を従来の１７０ｇから２２
０ｇへと約３０％増量することが可能となった。

【００２３】液化ガスの充填を完了したガスボンベ１に
は、図５のようにトーチランプＬが装着される。このト
ーチランプＬは、ガスボンベ１の軸部７外周に螺合可能
な円筒部２０と、この円筒部２０内にあってガスボンベ
１の弁体１２を圧縮ばね１１に抗して押し下げ可能なニ
ードル２１と、ガス調節つまみ２２を有するバルブ部２
３と、バルブ部２３の先端に結合されたバーナ部２４と
からなる。

【００２４】このトーチランプＬを本発明のガスボンベ
１に結合すると、ニードル２１によって弁体１２が押し
下げられてガス出口１３が開かれる。そしてガス調節つ
まみ２２を開方向に回すとバーナ２４からガスが噴出
し、このガスに適当な着火装置により点火するとバーナ
先端から火炎が噴射される。

【００２５】本発明のガスボンベ１は、前述のようにポ
リウレタンフォームＰの凸状表面Ｓが皮膜Ｆで覆われて
いるので、ガスボンベ１を下向きにして使用しても、液
ガスがバーナ２４から噴出することがない。すなわち、
ポリウレタンフォームＰの上端が凸状表面Ｓを構成し、
かつ、この凸状表面Ｓが気液不透過性の皮膜Ｆで覆われ
ているため、図６のようにガスボンベ１を下向きにして
使用しても、ポリウレタンフォームＰの内部で沈降した
液化ガスＧが凸状表面Ｓの中央に集められ、かつ、皮膜
Ｆによるダム効果で塞き止められるから、液化ガスＧが
そまま外部に漏れ出るおそれがない。

【００２６】ところで、ポリウレタンフォームＰに対す
る液化ガスの浸透速度は発泡倍率と比例関係にあること
が知られている。このため発泡倍率が高いほど液化ガス
の充填を短時間で完了することができる。しかし、最適
発泡倍率を越えると発泡倍率と液化ガスの吸着力とが反
比例の関係になり、従来方式のまま発泡倍率を約３０倍
以上にするとポリウレタンフォームＰに標準量（４２０
ｍｌ缶で１７０ｇ）以上の液化ガスを吸着させるのが困
難になる。このため、従来のガスボンベでは、発泡倍率
が約３０倍以上の場合、ガスボンベ１を下向きで使用す
ると使用初期において一部の液化ガスがそのまま垂れ出
てトーチランプＬの燃焼異常を引き起こすことがあっ
た。

【００２７】しかし、本発明のガスボンベ１は前述のよ
うに下向き使用しても液ガスが垂れない構造なので、ポ
リウレタンフォームＰを５０倍を越える高発泡倍率にす
ることも可能となり、これにより液化ガスの充填時間を
短縮することができると共に、高倍率発泡によるポリウ
レタンフォームの使用量低減ないし気泡粒子の大形化に
よりガス吸着のための有効容積増大が図れるからガス充
填量の一層の増大が可能になる。

【００２８】

【実施例】以下の条件でポリウレタンフォームの原料液
Ａ，Ｂを発泡させた。

【００２９】 Ａ液とＢ液の比率 液量 容器温度 発泡時の容器周囲温度 発泡時間 １） 100:75 ２１ｇ ３４゜C ３０゜C 40〜43秒 ２） 100:76 ２２ｇ ３０゜C ３０゜C 42〜46秒 発泡倍率（体積比） １） ２３．８ ２） ２２．７ １）と２）の各発泡条件により、発泡倍率２３．８と２
２．７のポリウレタンフォームＰをそれぞれガスボンベ
１内に形成することができた。本発明の最適発泡倍率は
約４０倍であるが、実際に製造するガスボンベは安全性
等を考慮して充填ガス量を少なめにするため最適発泡倍
率よりも低い発泡倍率とした。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上のように、ポリウレタンフ
ォームの上端を上向き凸状表面にしてこの凸状表面を皮
膜で覆ったものであるから、ガスボンベを下向き使用し
ても皮膜によるダム効果で液ガスが垂れ出ることがな
く、従ってポリウレタンフォームの発泡倍率を従来より
も高めに設定して液化ガスの吸着力が低下しても液ガス
の垂れが生じず、高発泡倍率による気泡粒子の大形化と
相俟って、ガス充填量の増大が可能になる。

【００３１】また、本発明は皮膜周縁部の裂目を通して
液化ガスをスムーズにポリウレタンフォームに充填吸着
させることができるので、従来のようにポリウレタンフ
ォームを余分に発泡させ切断して気泡粒子を露出させる
といった面倒な作業がなく、かつ、ポリウレタンフォー
ムの切断片の廃棄処理の問題もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスボンベの一部破断側面図。

【図２】ポリウレタンフォームの発泡完了後のガスボン
ベ本体の一部切欠き側面図。

【図３】ガスボンベの上部の断面図。

【図４】ポリウレタンフォームの発泡倍率とガス充填量
との相関関係を示すグラフ図。

【図５】ガスボンベをトーチランプに取付けた状態の側
面図。

【図６】ガスボンベを下向きにした状態のガスボンベの
上部断面図。

【符号の説明】

１ …ガスボンベ １ａ…ガスボンベ本体 １ｂ…キャップ １０…ガス孔 １１…圧縮ばね １２…弁体 １３…ガス出口 １６…裂目 Ｆ …皮膜 Ｐ …ポリウレタンフォーム Ｓ …凸状表面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンベ本体と、 前記ボンベ本体内で発泡されボンベ本体の底部から上端
   近傍まで充填された、可燃性液化ガスを吸着させるため
   のポリウレタンフォームと、 前記ボンベ本体の上端のキャップを取付けるべき開口に
   臨んで凸状をなすポリウレタンフォームの凸状表面と、 前記凸状表面を被覆する皮膜と、 前記凸状表面の周縁部とボンベ本体の内周面との間に形
   成した裂目とを有することを特徴とするガスボンベ。
2. 【請求項２】 前記皮膜が、ポリウレタンフォームが発
   泡する過程で空気との接触により形成される光沢のある
   皮膜であることを特徴とする請求項１記載のガスボン
   ベ。
3. 【請求項３】 ボンベ本体の上端開口に取付けられるキ
   ャップの内側に、ガスの通路となるガス孔を、ボンベ本
   体の内周面に向けて開口させたことを特徴とする請求項
   １記載のガスボンベ。
4. 【請求項４】 キャップを取付けるべきボンベ本体の開
   口を上にして大気に開放した状態に保持する工程と、 前記開口から、ポリオールを主成分とし、アミン化合物
   等の触媒、フロン代替物質等の発泡剤、シリコンオイル
   等の整泡剤、水等の難燃剤を含むＡ液と、ポリイソシア
   ネートからなるＢ液とを所定割合でボンベ本体内へ注入
   する工程と、 前記Ａ液とＢ液を、ボンベ本体内で発泡可能な下限温度
   近傍で、発泡化反応および樹脂化反応させ、ガス吸着体
   としてのポリウレタンフォームをボンベ本体の底部から
   上端近傍まで充填形成する工程とからなるガスボンベの
   製造方法。