KR20060052941A - 스프레이 어플리케이터 - Google Patents

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KR20060052941A
KR20060052941A KR1020067002061A KR20067002061A KR20060052941A KR 20060052941 A KR20060052941 A KR 20060052941A KR 1020067002061 A KR1020067002061 A KR 1020067002061A KR 20067002061 A KR20067002061 A KR 20067002061A KR 20060052941 A KR20060052941 A KR 20060052941A
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브라이언 제임스 라킨
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브라이언 제임스 라킨
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Abstract

반응성 혼합물 성분의 보관, 혼합 및 방출을 위한 스프레이 어플리케이터에 있어서, 상기 어플리케이터는 상기 혼합물의 제 1 성분을 보관하는 제 1 보관부; 상기 혼합물의 추가 성분을 방출 가능하게 보관하는 하나 이상의 제 2 보관부를 포함하고, 하나 이상의 제 2 보관부 각각은 제 2 성분이 상기 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와, 상기 제 1 성분과의 혼합을 위해 상기 제 2 보관부가 상기 제 2 성분을 방출하는 제 2 혼합상태 사이에서 움직일 수 있는 것을 특징으로 한다.
스프레이 어플리케이터(spray applicator), 컨테이너(container), 방출 부재(expulsion member), 컨테이너 클로저(container closure)

Description

스프레이 어플리케이터 {A SPRAY APPLICATOR}
본 발명은 스프레이 어플리케이터(spray applicator)에 관한 것으로 특히 에어로졸 페인트 스프레이 캔(aerosol paint spray can)과 같은 가압 스프레이 어플리케이터(spray applicator)에 관한 것이다.
스프레이 어플리케이터는 페인트나 접착제의 도포용으로 널리 쓰이고 있다.
페인트는 일반적으로 4가지 성분, 즉 안료, 결합제(binder), 솔벤트/액체 캐리어(carrier) 및 첨가제를 포함한다. 투명 또는 반투명 필름을 형성하는 니스(varnish)는 상기의 마지막 세 요소를 포함하며, 유색 니스는 소정량의 안료를 함유한다. 스프레이 접착제는 일반적으로 결합제와 캐리어를 포함하지만 하나 이상의 첨가를 포함할 수 있다.
착색과 불투명/커버링(opacity/covering) 기능을 하는 안료는 고체 물질에 미세하게 분산된 고체 입자이다. 어떤 경우에는 방청과 같은 보호기능 및 광택도를 제어하기 위해서 사용될 수 있다.
결합제는 필름을 형성하는 재료로서, 기판을 보호하고 안료를 균일하게 분포시켜 골고루 분산되게 한다. 결합제는 만일 고분자 또는 고분자 조합물을 포함한다. 결합제는 솔벤트에 용해되어 있거나 또는 에멀젼(emulsion) 형태 또는 수화 콜 로이드 분산액으로서 존재한다. 그 결과 각각 솔벤트형 페인트와 수성 페인트로 된다.
솔벤트/액체 캐리어는 코팅 작업을 위해 사용된다. 이는 물이나 유기 용매, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 페인트칠, 분사, 딥핑(dipping) 또는 롤링(rolling) 작업을 위해 페인트 또는 니스를 희석시킨다. 기판상에서 솔벤트는 증발하여 건조 필름이 코팅되도록 한다. "액체 캐리어"라는 용어는, 액체가 결합제에 대한 진정한 솔벤트가 아닐 수도 있기 때문에, 바람직하다.
첨가제는 필름 또는 페인트를 변경시키기 위해 소량으로 사용된다. 그 예로는 일부 코팅의 건조시간을 촉진시키는 건조제, 평탄한 표면을 위한 유량 조절제, 필름내에서 건조되는 거품의 형성을 방지하는 거품 제거제, 캔 내부에서 페인트의 피막 형성을 방지하는 피막 억제제 등이 있다.
페인트의 제조에서부터 캔이 사용될 때까지 오랜 시간이 존재할 수 있다. 페인트는 캔 내부에서 안정해야 하며, 성분들은 저장 상태 하에서 화학적으로 반응해서는 안된다. 일부의 페인트는 화학 반응에 의해 건조되지 않으나, 액체 캐리어의 증발에 의해 건조되기도 한다. 이러한 경우, 고분자는 완전히 액체 상태로 형성되어 건조 시에 화학적으로 변하지 않는다.
화학 반응에 의해 "건조"된 페인트는 건조 또는 경화 중에 반응하여 불용성 가교 결합을 형성하는 모노머(단량체) 또는 선형 고분자 또는 약간 분지된 고분자 이다. 이는 하기의 두 가지 방법에 의해 발생한다.
첫째로, 공기 중의 산소 또는 물과의 반응이다. 장식용 유화 광택제와 얇은 마감칠과 같은 일부의 페인트는 불포화 결합을 가지는 천연 또는 합성 오일을 함유한다. 공기 중의 산소는 반응하여 자유 라디칼(radical)을 생성하여 중합 반응을 촉진할 수 있다. 이소시아네이트기(isocyanate groups,-NCO)를 포함하는 일부의 페인트는 축중합에 의해 공기 중의 물과 반응할 수 있다. 밀폐형 덮개에 의해 캔으로부터 공기를 차단해야 한다. 그렇지 않으면 피막이 캔 내부에 형성될 수 있다. 공기와의 화학 반응은 농후 필름(thickening film)의 지연 효과 때문에 실온에서 상대적으로 느리게 나타난다. 반응은 코팅이 건조되기 시작한 후에도 필름의 성질을 변화시키면서 오랫동안 계속된다.
둘째로, 코팅 성분들 간의 반응이다. 반응성 종들 또는 선택된 성분은 고온에서만 반응되도록 코팅할 때까지 서로 분리되어 있을 수 있다. 전자의 경우, 투 팩 페인트(two pack paint)는 이들이 반응에 의해 사용하기에 부적합한 점도를 나타내기 전에 제한된 가사 시간(pot life)을 가지게 된다. 그 예로는 에폭시 아민(epoxy-amine) 및 이소시아네이트 폴리올(isocyanate-polyol) 시스템이 있다. 스토빙 에나멜(stoving enamel)과 파우더 코팅(powder coating)은 열에 의해 반응이 일어나는 예이다.
에폭시 시스템이라고도 알려진 투 팩 시스템에서, 페인트 혹은 접착제는 매우 단단하고 강력한데, 이는 투 팩 시스템이 경화제를 함유하고 있어서 두 성분이 혼합될 때 싱글 팩의 단순 건조 또는 증발 시스템과 달리 성분들 간의 화학 반응이 이루어지기 때문이다.
스프레이 어플리케이터에 있어서, 투 팩 시스템은 두 성분의 혼합을 제어하 기 어렵고 혼합 후에는 제한된 가사 시간으로 인해 거의 사용되지 않는다.
예를 들면, 아민-경화형 투 팩 에폭시 제품에 있어서, 에폭시(파트 A의 에폭사이드 고리) 상의 활성 부위는 경화제(파트 B의 아민 그룹)상의 활성 부위와 반응하여 화학 결합을 형성한다. 임의의 주어진 조성에 대해서도 이용 가능한 상당한 수의 활성 부위들이 있을 것이고, 목표는 활성 부위들을 시험하여 정확하게 맞추어서 과부족이 없도록 하는 것이다.
만약 너무 많은 양의 경화제(너무 많은 수의 아민 부위(amine site))를 사용하면, 이는 에폭시를 경화시키지만 아민이 남게 되고, 이러한 아민은 수분, 공기 및 기타 화학제와 같은 여러 물질과 접촉하게 될 것이다. 반대로 경화제가 충분히 사용되지 않는다면(많은 수의 에폭시 부위), 에폭시는 완전하게 경화되지 않고 연화되어 화학적 공격에 취약할 것이다. 단단하고 강력하며, 화학적 내성이 있고 내마모성이 있는 제품을 생산하기 위한 유일한 방법은 이들의 양을 정밀하게 조절하는 것이다. 혼합물의 분사를 위해서 하나 또는 다른 성분을 보관하는 컨테이너가 가압되어 있기 때문에 스프레이 어플리케이터 시스템에서는 문제가 더욱 심각하다. 밀봉으로 인해 사용자는 필요한 혼합의 정도를 확신할 수 없다. 이는 침강시에 캐리어와 다른 성분이 분리될 때 단순 원 팩 시스템(one-pack system)에서도 문제가 된다.
선행기술 시스템에서, 밀봉된 어플리케이터에서의 성분간 혼합은, 일반적으로 사용 전에 캔을 강하게 흔들어줌으로써 이루어진다. 하지만, 흔들기를 중지하면, 캔 내부의 성분들은 때때로 매우 빠르게 침강하기 시작한다. 이는 코팅할 공작 물의 준비 및 조정을 위해 스프레이 작업을 중지할 경우에도 발생한다.
혼합 성능을 향상시키기 위한 종래의 기술중 하나는 혼합 비드(bead) 또는 이와 유사한 것을 이용하는 것이다. 비드는 혼합 성능을 향상시키기 위한 단순한 물리적 장애물을 말한다. 복수 성분의 혼합물을 효과적으로 보관하고 혼합함으로써 상기 문제점들을 해결하거나 극복할 수 있는 스프레이 어플리케이터를 구비하는 것이 도움이 될 것이다.
본 명세서에 선행 기술 문헌이 인용되어 있는 경우, 이러한 인용이 호주 또는 다른 국가에서 일반적인 기술 지식의 일부를 형성한다고 인정하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 발명은 스프레이 어플리케이터에 관한 것으로, 본 발명을 통해 상기 언급한 문제점을 해결하거나 소비자에게 유용하고 이익이 되는 선택을 가져다줄 수 있다.
제 1 면에 있어서, 본 발명은 반응성 혼합물의 성분의 보관, 혼합 및 배출을 위한 스프레이 어플리케이터에 관한 것이며, 상기 어플리케이터는
i. 혼합물의 제 1 성분을 보관하기 위한 제 1 보관부(containing portion);
ii. 혼합물의 추가 성분을 방출가능하게 보관하는 하나 이상의 제 2 보관부;
를 포함하고 있으며, 하나 이상의 제 2 보관부는 제 2 성분이 제 1 성분으로부터 분리되어 유지되는 제 1 미혼합 상태와 제 2 보관부가 제 1 성분과 혼합을 위해 제 2 성분을 방출하는 제 2 혼합상태 사이에서 작동 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 임의의 다중 혼합물(multipart mixture)의 보관, 혼합 및 방출에 사용될 수 있다. 이는 다중 반응성 혼합물, 특히 투 팩(에폭시) 페인트 혹은 수지와 같은 다중 반응성 혼합물과 에폭시 접착제의 사용과 밀접한 관련이 있다. 추가 성분은 조절 혼합물을 형성하기 위해 제 1 성분과 반응하는 촉매제 또는 화학 촉발제가 될 수 있다. 어플리케이터는 추진제와 제품을 함유하는 혼합물과 함께 사용될 수 있지만, 특히 성분들이 서로 반응하는 혼합물에 적합하며, 따라서 실제 사용시까지 분리 유지되어야 한다.
어플리케이터는 일반적으로 에어졸이라 호칭되는 가압 스프레이 어플리케이터가 될 것이다. 에어졸은 일반적으로 도 1에 도시한 것처럼 몇 개의 요소를 포함하고 있다. 즉,
에어졸 캔 또는 컨테이너;
제품;
추진제;
밸브(valve);
딥 튜브(dip tube);
액추에이터(actuator);
본 발명의 스프레이 어플리케이터는 상기 요소들을 포함하고 있다.
추진제는 끓는점이 상온 아래인 유체가 되고, 제품은 끓는점이 초고온인 유체가 된다. 제품은 사용자가 실제로 분사하려는 물질을 말하고, 추진제는 캔에서 제품을 꺼내는 수단을 말한다. 이 두 유체 모두 일반적으로 밀봉된 금속 캔 내부에 저장된다.
에어졸 시스템을 구성하는 데는 두 가지 방법이 있으며, 발명에 의해 어느 하나가 사용될 수 있다. 단순 설계에 있어서, 액체 제품을 컨테이너 내부로 옮긴 후, 컨테이너를 밀봉하며, 이 후 기체상태의 추진제를 밸브 시스템을 통해 컨테이너로 내보낸다. 기체는 고압에서 펌핑(pumping)되고 액체 제품을 밀어 내린다. 이 시스템은 도 1에 도시되었다.
상기 컨테이너 속에서 플라스틱 튜브는 캔 바닥으로부터 캔 상부의 밸브 시스템까지 이어져 있다. 밸브는 유체가 흐르는 좁은 채널(channel)을 포함하는 압축성의 작은 헤드부(head piece)를 가지고 있다. 채널은 헤드부 바닥 근처의 입구로부터 상부의 작은 노즐(nozzle)까지 이어져 있다. 스프링(spring)은 헤드부를 밀어올리고, 그 결과 채널 입구는 밀봉에 의해 차단된다.
헤드부를 누르면, 입구는 캔의 내부에서 외부로 통로를 제공하면서 밀봉 아래로 미끄러진다. 고압 추진제 기체는 액체 제품을 플라스틱 튜브로 유도하여 노즐을 통해 밖으로 방출시킨다. 좁은 노즐은 미세 스프레이를 형성하는 유동 액체를 분무화(atomization)하는 역할을 한다.
보다 일반적인 시스템에서, 추진제는 액화 기체이고, 비록 끓는점 위에서 유지된다고 하더라도 고압 하에서는 액상을 띄게 된다.
제품은 상온에서 액체이기 때문에, 캔이 밀봉되기 전에 간단히 담을 수 있다. 반면에, 추진제는 캔이 밀봉된 후에 고압 하에서 가두어야 한다. 추진제가 충분한 고압 하에 있을 때, 기체로 팽창될 수 없다. 추진제는 압력이 유지되는 한 액상 형태로 존재한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액화 기체 시스템의 실제 캔 디자인은 압축 기체 시스템의 그것과 정확히 일치한다. 하지만 작동시 시스템 기능은 다소 상이하다.
밸브가 열렸을 때, 액체 추진제 상의 압력은 감소한다. 낮은 압력으로도 추진제는 끓기 시작한다. 입자들은 컨테이너 상부에 기체층을 형성하면서 자유롭게 부서진다. 상기 가압 기체층은 액체 제품 및 액체 추진제의 일부를 튜브의 노즐부위까지 밀어낸다. 스프레이 캔과 같은 일부의 컨테이너는 내부에 볼 베어링(ball bearing)을 가지고 있다. 캔을 흔들면 딸랑거리는 볼 베어링이 추진제와 제품의 혼합을 돕고, 그 결과 제품은 미세 분무 형태로 분사된다.
액체가 노즐을 통해 흐를 때, 추진제는 빠르게 기체로 팽창하여 제품을 분사한다.
본 발명에 의한 스프레이 어플리케이터는 일반적으로 에어졸 캔이고, 제 1 보관부는 바람직하게는 보통 양철판(tinplated steel) 또는 알루미늄(aluminium)으로 만들어진 캔 자체이다.
제 1 보관부는 일반적으로 캔이라 호칭되는데, 이는 세 가지 요소, 즉 밸브 개구를 포함하는 상부, 몸체 및 바닥을 포함하고 있다. 세 조각으로 만들어지는 캔은 일반적으로 양철판으로 제작되고, 두 조각으로도 만들어지기도 한다. 알루미늄 캔은 알루미늄의 한 조각으로 만들어지기도 한다.
알루미늄 캔과는 별개로 에어졸 캔의 재료는 일반적으로 전착(electro-deposition)된 주석으로 코팅된 저탄소 연강판이다. 에어졸 캔을 제작하는데 사용되는 판(sheet)의 두께는 캔의 크기, 압력 사양 및 캔 몸체 또는 단부 요소인지에 따라 변한다. 캔 몸체의 두께는 일반적으로 0.18 mm 내지 0.25 mm 이고, 상부/바닥의 두께는 0.28 mm 내지 0.43 mm 이다.
일반적으로 캔 속에는 액체를 보관하지 않는 소정의 상부 공간이 항상 존재한다. 에어졸은 압력을 받고 있기 때문에 모든 가능한 조건하에서 추진제가 차지할 만한 충분한 공간이 있어야 한다. 상부 공간은 공기와 같은 압축성 기체가 사용된다면 더 넓어야 하는데, 이는 상기 추진제가 액화 추진제보다 고압에서 동작하기 때문이다.
캔의 상부는 일반적으로 밸브 상부의 개구와 딥 튜브(dip tube) 배열 사이에 사다리꼴의 형태를 가진다. 캔의 몸체는 일반적으로 원통 모양이지만, 임의의 형태를 가질 수도 있다. 대부분의 에어졸 캔에 있어서, 바닥은 캔 내부로 구부러진 반구형(hemispherical) 또는 원환체(torispherical) 형태로 되어있다. 이는 두 가지 기능을 한다. 즉,
첫째로, 상기 형태는 캔의 구조 강성을 증대시킨다. 캔 내부로 구부러진 바닥의 윗부분에 작용하는 대부분의 하중은 캔의 강한 모서리 부분으로 전달된다. 캔의 바닥은 개구를 가지고 있다. 상기 개구는 캔의 내부와 외부의 소통을 돕는다.
개구는 추가 성분이 최초 성분과 분리되어 유지되는 제 1 미혼합 상태와 제 2 혼합 상태 사이에 제 2 보관소를 이동시키기 위한 작동 수단을 가지고 있다. 개구는 일반적으로 캔의 바닥에서 알맞게 밀봉되므로 캔 내부의 어떤 물질도 개구를 통해 캔으로부터 새어나갈 수 없고, 단지 구비된 노즐을 통해서만 캔 밖으로 방출된다.
상기 형태는 보다 쉽게 모든 제품을 소비하는데 도움을 준다. 굴곡을 가진 바닥 디자인에 의해, 제품의 마지막 남은 양은 캔의 모서리 주변으로 모이게 된다. 이는 캔 내부의 거의 모든 액체를 없애는데 도움이 된다.
전술한 바와 같이, 제 1 보관부는 캔 자체가 되는 것이 바람직하다. 제 1 성분은 분사되는 제품이 되고, 보다 바람직하게는 반응성 혼합물의 성분이 된다. 제 1 성분은 하나 또는 그 이상의 성분, 바람직하게는 하나 이상의 성분의 혼합물이 된다.
바람직하게는, 제 2 보관부는 제 1 보관부의 하부쪽으로 향하는 곳에 위치한다. 제 2 보관부는 혼합물의 추가 성분을 포함할 것이다. 추가 성분은 바람직하게는 반응성 혼합물의 추가 성분이 된다. 제 1 성분과 함께 추가 성분은 하나 또는 그 이상의 성분, 바람직하게는 하나 이상의 성분의 혼합물이 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 보관부는 캔이 되고, 제 2 보관부는 캔의 바닥과 관련이 있다.
제 2 보관부는 적절하게는 파우치(pouch) 또는 주머니(sac)가 되고, 캔의 바닥과 맞대어 위치하고 있다. 파우치 또는 주머니는 평평한 고리 모양이 적합하다. 파우치 또는 주머니는 중심부에 개구를 가지고 있다. 위치 선정을 돕는 위치부와, 바람직하게는 파우치 또는 주머니의 위치 기억장치가 구비된다. 위치부는 파우치 또는 주머니가 놓이도록 위치결정 돌출부(locating projection) 또는 침강부(depression)를 구비하는 것이 적당하다. 제 1 보관부 바닥의 어느 한쪽 벽과 연계된 위치결정 돌출부에 맞추기 위해, 파우치 또는 주머니의 개구가 구비된다. 일단 파우치 또는 주머니가 위치부에 놓이게 되면, 방출 부재는 파우치 또는 주머니에 연계된다.
백(bag) 또는 주머니는 파열될 수 있다. 추가 성분의 방출을 위해 파우치 또는 주머니를 파열시키는 것은 다른 방법에 의해서도 이루어질 수 있다. 하지만 파우치 또는 주머니를 파열시키는 가장 바람직한 방법은 방출 부재(expulsion member)를 사용하는 것이다.
적합하게는, 방출 부재는 위치결정 돌출부에 탑재된다. 방출 부재는 부분적으로 캔 바닥의 형태와 조화를 위해 부분적으로 아치형(arcuate)의 모양을 가진다. 방출 부재는 제 2 보관부와 비슷한 크기를 가지는 것이 적합하다. 상기 방식으로 방출 부재는 제 2 보관부 상에 상당한 하중을 가할 수 있으며, 추가 성분의 방출 효율을 증대시킬 수 있다.
방출 부재는, 방출 부재와 캔의 바닥 사이에 파우치 또는 주머니가 위치한 상태에서 방출 부재가 캔의 바닥으로부터 떨어져 있는 제 1 상태와, 방출 부재와 캔의 바닥 사이에 파우치 또는 주머니가 위치한 상태에서 방출 부재가 강제적으로 캔의 바닥으로 향하게 하여 파우치 또는 주머니로부터 추가 성분을 강제적으로 방출시키는 제 2 상태 사이에서 방출 부재를 이동시키기 위한 작동 수단과 연계되어 있을 수 있다.
위치부는 캔 바닥으로부터 위쪽으로 연장된 관부(tubular portion)가 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 형태에 따른 작동 수단은 관형 위치부(tubular locating portion) 내부로 연장된 돌출부를 가진 방출 부재를 포함할 수 있다. 돌출부는 나사산을 내는 것이 적당하다. 이에 상응하는 나사산과 외부에서 이용 가능한 그리핑(gripping) 수단이 구비될 수 있고, 이는 돌출부와 연계되어 있다. 그리핑 수단은 캔의 바닥으로부터 수직 배치시에 캔의 균형에 영향을 미치는 거리까지 연장되지 않는 것이 적당하다.
그리핑 수단을 회전시키면 돌출부가 캔의 바닥에까지 이르게 되고, 따라서 방출 부재를 캔의 바닥까지 이동시킬 수 있다. 이를 통해 파우치 혹은 백과 그 속의 유체 상에 압력을 가할 수 있고 상기의 제 1 상태로부터 제 2 상태 내부로 파우치 또는 백을 압축시킬 수 있다. 상기의 압축을 통해 파우치 또는 백을 파열시킬 수 있고, 제 1 보관부 내부로 제 2 성분을 방출시킬 수 있다. 택일적으로 파우치 또는 백의 파열과 함께 제 1 성분이 제 2 보관부로 이동될 수 있다.
따라서 상기 방출 부재는 제 2 성분이 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와 제 1 성분과의 혼합을 위해 제 2 보관부가 추가 성분을 방출하는 제 2 혼합 상태 사이에서 파우치 또는 주머니를 이동시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 수단은 사용될 수 있는 유일한 것이며, 동일한 효과를 위해 다른 수단들이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 파우치 또는 주머니를 압착시키고 파열시키기 위해 구비된 개구를 포함하는 두 개의 압착 부재 사이에 파우치 또는 주머니가 위치할 수 있다. 나사 수단이 개구를 통해 파우치 또는 주머니를 당기기 위해 구비될 수 있고, 이는 파우치 또는 주머니 내부의 유체를 파우치 또는 주머니가 파열되는 지점까지 압축시킨다. 방출 부재의 동작은 나사 수단의 동작과는 다르게 하나의 동작으로 이루어진다. 그리핑 수단의 나사 동작 대신에 레버(lever)가 사용될 수 있다. 제 2 보관부는 파우치 또는 백이 될 필요는 없다.
제 2 면에 있어서, 본 발명은 하기 요소를 포함하는 스프레이 어플리케이터에 관한 것이다.
i. 방출되는 하나 이상의 유체를 보관하기 위한 하나 이상의 컨테이너에 있어서, 그 중 하나는 하나 이상의 유체를 교반하기 위한 내부 교반 수단(agitation means)을 포함하는 컨테이너
ii. 교반 수단과 분리되어 있으나 결합 가능한 구동 수단에 있어서, 컨테이너 내부에서 교반 수단을 구동하기 위해 교반 수단과 자기적으로 결합 가능하도록 고안된 구동 수단
방출되는 유체는 성분들의 혼합물이다. 컨테이너로부터 유체가 분사되도록 하거나 강제적으로 방출시키기 위해 컨테이너는 추진제를 포함할 수 있다. 상기 컨테이너와 구동 수단의 구성은 본 발명의 제 1 태양과 결합하여 구비될 수 있다.
컨테이너는 전술한 발명의 제 1 태양과 관련된 캔이 될 수 있고, 압축 기체 형태 또는 액화 기체 형태가 될 수 있다.
하나 이상의 유체를 뒤섞기 위한 내부 교반 수단은 교반 작용을 달성하기 위해 고안된 임의의 구성을 가질 수 있다. 교반 수단은 혼합 수단이 될 수도 있다. 하나 이상의 유체는 하나 또는 바람직하게는 그 이상의 성분을 가지고, 하나 이상의 성분의 혼합물이 될 수 있다. 교반 수단은 본 발명의 제 1 태양과 관련하여 전술한 다중 성분의 반응성 혼합물을 보다 완전하게 혼합하는 기능을 수행할 수 있다.
가장 바람직한 형태의 교반 수단은 임펠러(impeller)가 될 수 있다. 택일적으로, 덜 바람직 하지만 실용적인 교반 수단의 대안으로서 전통적인 에어졸 캔에서 발견되는 것과 유사한 혼합 비드 혹은 왕복 교반 수단을 생각할 수 있다.
임펠러는 캔의 종방향 축과 평행하거나 나란히 위치한 축에 대해서 캔 내부에서 회전이 가능하다. 임펠러는 캔의 하부에 탑재되고, 가장 바람직하게는 캔의 바닥에 인접하게 탑재된다. 임펠러는 마운트(mount), 일반적으로는 위치부에 탑재된다.위치부는 캔의 바닥으로부터 위쪽으로 연장된 돌출부가 되거나 침강부 혹은 그와 같은 비슷한 형태가 될 수 있다.
임펠러는 위치부에 탑재되는 것이 적합하다. 양호한 교반 작용을 위해서 임펠러는 반경 방향의 중심에 위치한다. 임펠러는 캔 바닥 모양과의 조화를 위해 부분적으로 아치형으로 되어 있다. 임펠러는 캔 바닥의 크기와 거의 동일한 크기를 가진다.
임펠러는 교반 작용의 효율을 증대시키기 위해 전형적으로 하나 이상의 날(blade)을 가진다. 하나 이상의 날은 캔 내부에서 여러 방향으로의 교반 작용의 효과를 증대시키기 위해 특별한 피치(pitch)를 가진다. 바람직한 실시예에 의하면, 임펠러는 위치부에 탑재된 몸체를 통해 연장된 통로를 가진 몸체와 캔의 종방향에 대해 기울어진 하나 이상의 터빈(turbine) 표면을 포함하고 있다.
몸체부는 캔 바닥의 모양과 조화를 위해 부분적으로 아치형태로 되어있다.
구동 수단은 컨테이너 외부에 구비되고, 교반 수단은 컨테이너 내부에 구비된다. 이는 방출되는 하나 이상의 유체가 분사되도록 하는 노즐로부터 컨테이너를 완전히 밀봉시켜주고, 하나 이상의 유체가 완전히 교반된 후 방출되도록 고안된 장치를 제공한다.
구동 수단은 바람직하게는 로터(rotor) 또는 이와 비슷한 것이 될 수 있다. 로터는 부분적으로 캔 바닥의 모양과 조화를 이루는 모양을 가진다. 로터는 부분적으로 중심에 개구가 위치한 고리 모양이다. 로터의 고리 모양 부분은 단면에 있어서는 아치형태이다. 예를 들면, 개구는 임의의 크기를 가질 수 있기 때문에, 본 발명의 제 1 태양과 관련하여 전술한 캔의 바닥에 그리핑 수단이 구비될 수 있다.
로터는 캔 바닥의 외부 표면 사이에 최소 간격을 유지하도록 탑재되는 것이 적합하다. 로터는 내부에 탑재된 교반 수단과의 조화를 위해 반경 방향으로 중심에 위치해 있다.
로터는 명칭에서 알 수 있듯이 회전이 가능하다. 회전은 임의의 수단에 의해서도 이루어질 수 있는데, 소형 모터 또는 이와 비슷한 것, 크랭크 또는 핸들 또는 이와 비슷한 것, 감고 풀 수 있는 코일 스프링과 같은 에너지 저장 수단 등이 대안이 될 수 있다.
본 발명의 특별히 바람직한 실시예에 의하면, 개구를 가진 하우징(housing)이 존재할 수 있다. 개구는 적어도 캔의 바닥을 포함하는 크기를 가져야 하고, 바람직하게는 캔의 바닥을 포함하는 크기를 가져야 한다. 개구는 캔을 지지하는 하나 이상의 측벽(sidewall)에 의해 정의된 리세스(recess) 형태로 된다.
적합하게는, 로터는 리세스와 연계된다. 바람직하게는, 로터는 리세스에 위치하고, 캔이 리세스 내부에 놓여질 때, 로터는 캔의 바닥으로부터 좁은 간격을 두고 위치한다. 로터는 임펠러 또는 비드 또는 이와 비슷한 교반 수단을 구동하는 역할을 한다. 로터는 모터 또는 이와 비슷한 것으로서 로터를 회전시키는 수단과 연계되어 있다. 모터가 구비된다면, 모터는 배터리 또는 주전원과 연계된 적절한 전원이 될 수 있다. 작동 스위치 또는 이와 비슷한 것으로서, 하우징 및 로터와 결합 가능한 보조 수단이 있을 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동 수단은 택일적으로 왕복 구동 수단이 될 수 있고, 이는 왕복 교반 부재와 결합 가능하다. 왕복 교반 수단은 컨테이너 내부에서 왕복 운동하는 부재 만큼이나 단순하다. 왕복 교반 수단은 왕복 운동시에 회전하기도 한다. 예를 들면, 왕복 교반 수단은 몸체 및 부재가 캔 내부에서 왕복 운동할 때 클리닝(cleaning) 장치에 회전력을 가하기 위해 기울어진 하나 이상의 터빈 표면을 포함하고 있다.
구동 수단은 그 형태에 상관없이, 교반 수단으로부터 분리되지만 자기적으로 교반 수단과 결합 가능하다. 따라서 구동 수단과 교반 수단은 자기적 성질을 가지고, 하나 이상의 자석을 이용하면서 영향을 미친다.
구동 수단과 교반 수단의 자기적 성질은 바람직하게는 자석에 대해 인력 또는 척력을 가진다. 구동 수단과 교반 수단은 하나 이상의 자석을 포함하지만,반드시 필요하지는 않다. 예를 들면, 수단 중 하나는 자석에 대해 인력을 가지는 강자성체를 포함하고 있다. 적합하게는, 교반 수단과 구동 수단 모두 하나 이상의 자석을 포함한다. 자석은 교반 수단 및 구동 수단에 대해 배열되어 있기 때문에, 캔(일반적으로 금속이다)의 바닥에 의해 분리되어도, 자석은 이들에 대해 영향을 미칠 수 있다. 구동 수단이 움직일 때, 교반 수단의 공명 운동을 일으키기 위해 구동 수단과 결합 가능한 하나 이상의 자석은 교반 수단과 결합 가능한 하나 이상의 자석에 영향을 미친다. 자석은 로터에 부착되거나 부분적으로 삽입된다. 극들(poles)이 서로 반발하는 것처럼, 로터의 자석 위치가 정해져서 캔의 바닥과 가장 가까운 극은 임펠러의 자석의 극과 반대가 된다.
자기 결합(magnetic engagement)을 위해 교반 수단과 구동 수단의 다양한 구성이 존재한다. 그 중 일부는 자석과 금속간이고, 자석과 자석간, 또는 초전도 재료들이 사용되기도 한다.
제 3 면에 있어서, 본 발명은 반응성 혼합물 성분의 보관, 혼합 및 방출을 위한 스프레이 어플리케이터에 관한 것으로서 상기 어플리케이터는 하기의 요소를 포함하고 있다.
i. 혼합물의 제 1 성분을 보관하기 위한 컨테이너
ii. 컨테이너로부터 제 1 성분을 방출시키기 위한 작동 수단
iii. 컨테이너와 결합 가능한 컨테이너 클로저(closure)로서, 하기 요소를 포함하고 있는 컨테이너
a. 유체가 흐를 수 있는 유체 개구로서, 컨테이너와 유체 소통이 가능한 유체 개구
b. 유체 개구와 유체 소통이 가능한 추가 성분을 보관하기 위한 하나 이상의 저장소
c. 하나 이상의 저장소로부터 추가 성분의 유동을 제어하기 위한 혼합 밸브
여기에서, 작동 수단의 동작시에 추가 성분은 제 1 성분의 유동에 의해 하나 이상의 저장소로부터 방출되고, 추가 성분은 컨테이너 클로저로부터 방출되기 전에 제 1 성분과 혼합되는 것을 특징으로 한다.
컨테이너는 일반적으로 전술한 바와 같이 본 발명의 제 1 및/또는 제 2 태양과 관련된 캔이 될 수 있고, 압축 가스 형태 또는 액화 가스 형태가 될 수 있다.
본 발명은 다중 혼합물의 보관, 혼합 및 방출을 위해 사용될 수 있다. 이는 다중 반응성 혼합물, 특히 투 팩(에폭시) 페인트 또는 수지와 같은 코팅과 에폭시 접착제의 사용과 밀접한 관련이 있다. 추가 성분은 조절 혼합물을 형성하기 위해 제 1 성분과 반응하는 촉매제 또는 화학 촉발제가 될 수 있다. 어플리케이터는 추진제와 제품을 함유하는 혼합물과 함께 사용될 수 있지만, 특히 성분들이 서로 반응하는 혼합물에 적합하며, 따라서 실제 사용시까지 분리되어 보관되어야 한다.
컨테이너는 바람직하게는 캔이 될 수 있다. 제 1 성분은 방출되는 제품이 되는 것이 적합하지만, 반응성 혼합물 성분이 되는 것이 바람직하다. 제 1 성분은 하나의 성분이거나 바람직하게는 하나 이상의 성분 자체의 혼합물이 될 수 있다.
추가 성분은 반응성 혼합물의 추가 성분이 되는 것이 바람직하다. 제 1 성분과 함께, 추가 성분은 하나의 성분이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 하나 이상의 성분 자체의 혼합물이 될 수 있다. 이는 스프레딩 에드(spreading aid) 또는 최종 제품이 될 수 있다.
특히 컨테이너의 바람직한 실시예에서, 플라스틱 튜브는 캔의 바닥으로부터 캔의 상부의 작동 시스템까지 이어져 있고, 상기 작동 시스템은 일반적으로 작동 밸브를 포함하고 있다. 작동 밸브는 유체가 흐르는 좁은 채널을 포함하는 압축성의 작은 헤드부를 가지고 있다. 채널은 헤드부 바닥 근처의 입구로부터 상부의 작은 노즐까지 이어져 있다. 스프링은 헤드부를 밀어올리고, 그 결과 채널 입구는 밀봉에 의해 차단된다.
바람직한 실시예에 의하면, 헤드부를 누를때, 입구는 캔의 내부에서 외부로 통로를 제공하면서 밀봉 아래로 미끄러진다. 고압 추진제 기체는 액체 제품을 플라스틱 튜브로 유도하여 노즐을 통해 밖으로 방출시킨다. 좁은 노즐은 미세 스프레이를 형성하는 유동 액체를 분무화 하는 역할을 한다.
택일적인 컨테이너와 시스템에서, 추진제는 액화 기체이고 추진제가 비록 끓는점 위에서 보관된다고 하더라도 고압 하에서는 액상을 띄게 된다.
제품은 상온에서 액체이기 때문에, 캔이 밀봉되기 전에 간단히 담을 수 있다. 반면에, 추진제는 캔이 밀봉된 후에 고압 하에서 가두어야 한다. 추진제가 충분한 고압 하에 있을 때, 기체로 팽창될 수 없다. 추진제는 압력이 유지되는 한 액상 형태로 존재한다.
바람직한 실시예에 의하면, 작동 밸브가 열렸을 때, 액체 추진제 상의 압력은 감소한다. 낮은 압력으로도 추진제는 끓기 시작한다. 입자들은 컨테이너 상부에 기체층을 형성하면서 자유롭게 부서진다. 상기 가압 기체층은 액체 제품 및 액체 추진제의 일부를 튜브의 노즐 부위까지 밀어낸다.
컨테이너 클로저는 제 1 성분과 추가 성분의 혼합을 위해 고안될 수 있다.
유체 개구는 바람직하게는 혼합 밸브와 결합 가능하다. 혼합 밸브는 제 1 위치에서 저장소를 충분히 밀봉하기 위해 고안되어, 추가 성분이 제 2 위치로 흐를 수 있도록 해 준다. 밸브는 추가 성분이 하나 이상의 저장소로부터 흐르는 유량을 조정해 줄 수 있다.
컨테이너 클로저는 바람직하게는 어떤 방식으로든 제 1 성분을 보관하는 컨테이너와 결합 가능하다. 컨테이너 클로저의 교체를 위해 컨테이너 클로저가 컨테이너로부터 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 다른 추가 성분을 가진 다양한 컨테이너 클로저가 하나의 컨테이너와 함께 사용될 수 있다.
컨테이너 클로저는 바람직하게는 부분적으로 투명한 것일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 컨테이너 클로저는 저장소에 남아있는 추가 성분의 양을 확인하기 위해 추가 성분을 보관하는 저장소 영역에서만 투명한 것으로 될 수 있다.
컨테이너 클로저는 컨테이너와 함께 유체 형태의 밀봉을 형성할 수 있다. 고무 와셔(rubber washer) 또는 이와 유사한 것과 같은 밀봉 수단을 사용함으로써 컨테이너 클로저와 컨테이너 간의 유체 형태의 밀봉 성능을 개선시킬 수 있다. 컨테이너 클로저는 컨테이너로부터 컨테이너 클로저의 탈부착을 위해 외부에 그립 개선 수단(grip enhancing means)을 가질 수 있다. 그립 개선 수단은 수동 작동을 위해 적절히 고안될 수 있다.
컨테이너 클로저는 가벼우면서 강한, 예를 들면 플라스틱 재질로 제작되는 것이 적합하다. 가장 바람직하게는 컨테이너 클로저는 폴리에틸렌 테레프탈염산(PET)으로 제작되는 것이 좋다. 컨테이너 클로저는 사출 성형(injection moulded)에 의해 제작되는 것이 적합하나 다른 방법이 사용될 수도 있다.
두 성분은 복잡하게 섞이고, 혼합 과정은 충분히 순간적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 두 유체 간의 혼합은 혼합물 또는 제 1 성분을 보관하고 있는 컨테이너 내부로 추가 성분이 거의 역류되지 않고 이루어지는 것이 매우 바람직하다. 이는 혼합이 필요없을 때, 두 성분간의 혼합 기회를 최소화할 수 있다. 역지 밸브(non-return valve)와 같이 역류를 방지하는 수단이 구비될 수 있다.
혼합 밸브가 완전히 닫혔을 때, 컨테이너 클로저는 컨테이너 내부의 제 1 성분이 추가 성분과의 혼합 없이 유체 개구에 접근할 수 있게 한다. 사용자가 제 1 성분만을 보관하고자 한다면, 이를 위해 컨테이너 클로저가 고안될 수 있다. 일반적으로 파이프가 유체 개구와 저장소를 연결시킨다.
컨테이너에 보관된 제 1 성분은 기본 유체(base fluid)가 되고, 추가 성분은 응집 유체(concentrated fluid)가 된다.
저장소는 추가 성분을 보관하는데, 이는 가장 바람직한 제 2 의 유체이다. 채워진 하나의 저장소는 컨테이너에 보관된 상당량의 제 1 성분과 혼합될 수 있다. 저장소는 컨테이너 클로저와 일체형으로 제조될 수 있다. 저장소는 보충되거나 빠져나갈 수 있다. 저장소는 제 1 성분과 혼합될 때, 용이하게 혹은 효율적으로 빠져나갈 수 있게 하거나 간단히 저장소를 비울 수 있게 설계되는 것이 적합하다. 저장소는 컨테이너 클로저로부터 제거될 수 있고, 대체될 수 있다.
저장소는 컨테이너 클로저 또는 컨테이너 내부의 다른 성분들과 동일하거나 비슷한 재료에 의해 제작되는 것이 적합하나, 대안으로 다른 재료에 의해 제작될 수도 있다.
본 발명의 여러 가지 실시예는 이하 도면을 참조하여 설명할 수 있다.
도 1은 선행 기술인 압축 가스 에어졸 캔의 부분 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 선행 기술인 액화 가스 에어졸 캔의 부분 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 태양에 의한 스프레이 어플리케이터의 바람직한 실시예의 입면도를 나타낸 것이다.
도 4는 미혼합 상태의 제 2 보관부와 함께 도 3에 도시된 스프레이 어플리케이터의 하부 상세 입면도를 나타낸 것이다.
도 5는 혼합 상태의 제 2 보관부와 함께 도 3에 도시된 스프레이 어플리케이터의 하부 상세 입면도를 나타낸 것이다.
도 6은 상기 구동 수단을 포함하는 본 발명의 제 1 태양에 의한 스프레이 어플리케이터의 바람직한 실시예의 입면도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제 2 태양에 의한 스프레이 어플리케이터의 바람직한 실시예의 입면도를 나타낸 것이다.
도 8은 밀폐 상태에서 혼합 밸브를 포함하는 본 발명의 제 3 태양에 의한 스프레이 어플리케이터의 바람직한 실시예의 상부 입면도를 나타낸 것이다.
도 9는 개방 또는 혼합 상태에서 혼합 밸브를 포함하는 본 발명의 제 3 태양에 의 한 스프레이 어플리케이터의 바람직한 실시예의 상부 입면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 스프레이 어플리케이터가 구비된다.
본 발명의 제 1 태양에 의한 스프레이 어플리케이터(10)의 바람직한 실시예가 도 3 내지 도 6에 도시되어 있다. 스프레이 어플리케이터(10)는 혼합물의 제 1 성분을 보관하기 위한 캔(1)과 혼합물의 추가 성분을 방출시키기 위해 보관하는 파우치 또는 주머니(4)를 가지고 있다. 파우치 또는 주머니(4)는 제 2 성분이 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와, 제 1 성분과의 혼합을 위해 파우치 또는 주머니(4)가 제 2 성분을 방출하는 제 2 혼합 상태 사이에서 움직일 수 있다.
본 발명은 다중 혼합물의 보관, 혼합 및 분사를 위해 사용될 수 있다. 이는 다중 반응성 혼합물, 특히 투 팩(에폭시) 페인트 또는 수지와 같은 코팅과 에폭시 접착제의 사용과 밀접한 관련이 있다. 추가 성분은 조절 혼합물을 형성하기 위해 제 1 성분과 반응하는 촉매제 또는 화학 촉발제가 될 수 있다. 어플리케이터(10)는 추진제와 제품을 함유하는 혼합물과 함께 사용될 수 있지만, 특히 성분들이 서로 반응하는 혼합물에 적합하며, 따라서 실제 사용시까지 분리되어 보관되어야 한다.
바람직한 실시예에서 어플리케이터(10)는 일반적으로 에어졸로서 호칭되는 가압 스프레이 어플리케이터이다. 에어졸은 일반적으로 도 1에 도시된 하기의 몇 개의 요소를 포함하고 있다.
에어졸 캔 또는 컨테이너;
제품;
추진제;
작동 밸브;
딥 튜브;
액추에이터;
도면에 도시된 발명의 스프레이 어플리케이터는 상기 요소들을 가지고 있으나, 작동 밸브 및 액추에이터는 일반적으로 하나의 참조 번호 21을 사용하여 인용된다.
에어졸 시스템을 구성하는 데에는 두 가지 방법이 있다. 즉, 압축 기체 시스템과 액화 기체 시스템이 그것이며, 본 발명에 의해서 어느 하나가 사용되어 질 수 있다. 상기 두 시스템 모두 동일한 어플리케이터(10) 요소를 가지고 있다.
캔(1) 내부에서, 플라스틱 딥 튜브(22)는 캔(1)의 바닥으로부터 캔(1) 상부의 밸브 시스템(21)까지 이어져 있다. 밸브 시스템(21)은 일반적으로 유체가 흐르는 좁은 채널을 포함하는 압축성의 작은 헤드부(23)를 가지고 있다. 채널은 헤드부 바닥 근처의 입구로부터 상부의 작은 노즐까지 이어져 있다. 스프링은 헤드부를 밀어올리고, 그 결과 채널 입구는 밀봉에 의해 차단된다.
본 발명에 의해 공개된 스프레이 어플리케이터(10)는 일반적으로 에어졸 캔(1)이고, 제 1 보관부는 양철판 또는 알루미늄으로 만들어진 캔(1) 자체이다.
캔(1)은 세 가지 요소, 즉 밸브 시스템(21)을 포함하는 상부(24), 몸체(25) 및 바닥(26)을 포함하고 있다. 세 조각으로 만들어지는 캔(1)은 일반적으로 양철판으로 제작된다. 에어졸 캔(1)을 제작하는데 사용되는 판의 두께는 캔의 크기, 압력 사양 및 캔 몸체 또는 단부 여부에 따라 변한다. 캔 몸체의 두께는 일반적으로 0.18 mm 내지 0.25 mm 이고, 상부 및 바닥의 두께는 0.28 mm 내지 0.43 mm 이다.
캔(1)의 상부(24)는 밸브 시스템(21) 상부의 개구와 딥 튜브(22)에 대해 사다리꼴의 형태를 가진다. 캔(1)의 몸체(25)는 원통형이다. 바닥(26)은 원환체 형태로 되어있고 내부로 구부러져 있다.
캔(1)의 바닥(26)은 개구를 가지고 있다. 상기 개구는 캔(1)의 내부와 외부의 소통을 돕는다.
개구는 제 2 성분이 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와 제 2 혼합 상태 사이에서 파우치 또는 주머니(4)를 이동시킬 수 있는 작동 수단(27)을 가지고 있다. 개구는 캔(1)의 바닥(26)에서 밀봉되므로 캔(1) 내부의 어떤 물질도 개구를 통해 캔으로부터 새어나갈 수 없고, 단지 구비된 밸브 시스템(21)을 통해서만 캔 밖으로 방출된다.
굴곡을 가진 바닥(26) 디자인에 의해, 제품의 마지막 남은 양은 캔의 모서리 주변의 작은 영역으로 모이게 된다. 이는 캔 내부의 거의 모든 액체를 없애는데 도움이 된다.
제 1 성분은 방출된 제품이거나 더 바람직하게는 반응성 혼합물의 성분이다.
파우치 또는 주머니(4)는 캔(1)의 하부 쪽에 위치해 있다. 파우치 또는 주머니(4)는 혼합물의 추가 성분을 보관하고 있다. 추가 성분은 반응성 혼합물의 추가 성분이 되는 것이 바람직하다. 제 1 성분과 함께, 추가 성분은 하나의 성분이 될 수 있고, 바람직하게는 하나 이상의 성분 자체의 혼합물이 될 수 있다.
파우치 또는 주머니(4)는 캔(1)의 바닥(26)과 맞대어 위치하고 있다. 파우치 또는 주머니(4)는 중심부에 개구가 있는 평평한 고리 모양이다. 파우치 또는 주머니(4)의 위치 설정 및 기억을 돕기 위해 위치부(28)가 구비된다. 위치부는 위치결정 돌출부(28)이다. 캔(1) 바닥(26)과 연계된 위치결정 돌출부(28)에 맞추기 위해 파우치 또는 주머니(4)에 개구가 구비된다. 파우치 또는 주머니(4)가 위치부(28)에 놓이게 되면, 방출 부재(2)는 파우치 또는 주머니(4)에 연계된다.
백 또는 주머니(4)는 파열될 수 있다. 방출 부재(2)는 위치결정 돌출부(28)에 탑재된다. 방출 부재(2)는 캔(1) 바닥(26)의 형태와 조화를 위해 부분적으로 아치형의 모양을 가진다. 방출 부재(2)는 파우치 또는 주머니(4)와 거의 비슷한 크기를 갖는다. 상기 방식으로 방출 부재(28)는 파우치 또는 주머니(4) 위에 상당한 하중을 가할 수 있으며, 추가 성분의 방출 효율을 증대시킬 수 있다.
방출 부재(4)는, 방출 부재(28)와 캔(1)의 바닥(26) 사이에서 파우치 또는 주머니(4)가 위치한 상태에서 방출 부재(4)가 캔(1)의 바닥(26)으로부터 떨어져 있는 제 1 상태와, 방출 부재(2)와 캔(1)의 바닥(26) 사이에서 파우치 또는 주머니(4)가 위치한 상태에서 방출 부재(28)가 강제적으로 캔(1)의 바닥(26)으로 향하게 하여 파우치 또는 주머니(4)로부터 추가 성분을 강제적으로 방출시키는 제 2 상태 사이에서 방출 부재(28)를 이동시키기 위한 작동 수단(27)과 연계되어 있다.
위치부(28)는 캔(1)의 바닥(26)으로부터 위쪽으로 연장된 관부가 된다. 본 발명의 바람직한 형태에 따른 작동 수단(27)은 관형 위치부(28) 내부로 연장된 돌출부(29)를 가진 방출 부재(2)를 포함한다. 돌출부(29)에는 나사산이 있고 이에 상 응하는 나사산과 외부에서 이용 가능한 그리핑 수단(30)이 있으며, 이는 돌출부(29)와 연계되어 있다. 그리핑 수단(30)은 캔(1) 바닥(26)으로부터 수직 배치시에 캔(1)의 균형에 영향을 미치는 거리까지 연장되지 않는다.
그리핑 수단(30)을 회전시키면, 돌출부(29)가 캔(1)의 바닥(26)까지 이르게 되어, 방출 부재(2)를 캔(1)의 바닥(26)까지 이동시킬 수 있다. 이를 통해 파우치 또는 주머니(4)와 그 내부의 유체 상에 압력을 가할 수 있고, 상기의 제 1 상태로부터 제 2 상태까지 파우치 또는 주머니(4)를 압축시킬 수 있다. 상기 압축을 통해 파우치 또는 주머니(4)를 파열시킬 수 있고, 캔(1) 내부로 제 2 성분을 방출시킬 수 있다.
따라서 상기 방출 부재(2)는 제 2 성분이 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와 제 1 성분과의 혼합을 위해 파우치 또는 주머니(4)가 제 2 성분을 방출하는 제 2 혼합 상태 사이에서 파우치 또는 주머니(4)를 이동시킨다.
본 발명의 제 2 태양의 바람직한 실시예에는, 도 7에 도시된 바와 같이 스프레이 어플리케이터(10)가 구비된다. 어플리케이터(10)는 방출될 유체를 보관하는 캔(1)과 유체를 교반시키기 위한 내부 임펠러(31)를 가지고 있다. 어플리케이터(10)는, 임펠러(31)와 결합 가능하지만 분리되어 있는 로터(6,32)를 가지고 있으며, 상기 로터(6,32)는 캔(1) 내부에서 임펠러(31)를 구동시키기 위해 임펠러(31)에 자기적 영향을 미친다.
방출되는 유체는 성분들의 혼합물이 될 수 있다. 캔(1)은 일반적으로 캔으로부터 유체가 분사되도록 하거나 강제적으로 방출시키기 위해 추진제를 보관한다. 상기의 캔(1)과 로터(6,32)의 구성은 도 6에 도시된 것과 본 발명의 제 1 태양과 결합하여 구비될 수 있다.
본 발명의 제 2 태양의 바람직한 실시예에 사용된 캔은 전술한 본 발명의 제 1 태양과 관련된 캔과 유사하고, 상기 압축 기체 형태 또는 액화 기체 형태가 될 수 있다.
유체의 교반을 위한 내부 임펠러(31)는 교반 작용을 위한 요소를 가질 수 있고, 혼합 수단이 될 수 있다. 유체는 하나의 성분을 가질 수 있고, 보다 바람직하게는 하나 이상의 성분의 혼합물이 될 수 있다. 교반 수단은 본 발명의 제 1 태양과 관련하여 전술한 다중 반응성 혼합물을 보다 완전하게 혼합하는 기능을 수행할 수 있다.
임펠러(31)는 도 7에 도시되었고, 도 6에 도시된 전통적인 에어졸 캔에서 발견되는 것과 유사한 혼합 비드(3)도 교반 수단으로서 사용될 수 있다.
임펠러(31)는 캔의 종방향 축과 평행하거나 나란히 위치한 축에 대해서 캔 내부에서 회전이 가능하다. 임펠러(31)는 캔(1) 바닥(26)과 인접하여 탑재된다. 임펠러(31)는 마운트, 일반적으로는 위치부(28)에 탑재된다. 위치부(28)는 캔(1)의 바닥(26)으로부터 위쪽으로 연장된 돌출부이다.
임펠러(31)는 위치결정 돌출부(28)에 탑재된다. 양호한 교반 작용을 위해서 임펠러(31)는 반경 방향의 중심에 위치한다. 임펠러(31)는 캔(1)의 바닥(26) 모양과의 조화를 위해 부분적으로 아치형으로 되어있다. 임펠러(31)는 캔(1)의 바닥(26)의 크기와 거의 동일한 크기를 가진다.
임펠러(31)는 교반 효율을 향상시키기 위해 하나 이상의 날(33)을 가진다. 날(33)은 캔(1) 내부에서 여러 방향으로의 교반 작용의 효과를 증대시키기 위해 특별한 피치를 가진다.
로터(6,32)는 캔(1) 외부에 구비되고, 임펠러(31)는 캔(1) 내부에 구비된다. 이는 방출되는 유체가 분사되도록 하는 노즐 및 밸브 시스템(21)으로부터 캔(1)을 완전히 밀봉시켜주고, 유체가 완전히 교반된 후 분사되도록 고안된 장치를 제공한다.
로터(6,32)는 부분적으로 캔(1) 바닥(26)의 모양과 조화를 이루는 모양을 가진다. 로터(6,32)는 부분적으로 중심에 개구가 위치한 고리 모양이다. 로터(6,32)의 고리 모양 부분은 단면에 있어서 아치 형태이다. 예를 들면, 개구는 임의의 크기를 가질 수 있기 때문에, 본 발명의 제 1 태양과 관련하여 전술한 캔(1) 바닥의 그리핑 수단이 도 6에 도시된 것처럼 구비될 수 있다.
로터(6,32)는 캔(1) 바닥(26)의 외부 표면과 로터(6,32) 사이에 좁은 간격을 두고 탑재된다. 로터(6,32)는 내부에 탑재된 임펠러(31)와 조화를 이루기 위해 마운트(42) 상에 반경 방향으로 중심에 위치한다.
로터(6,32)의 회전은 소형 모터(18)에 의해 이루어진다. 하우징(15)은 그 곳에 리세스(34)를 가지고 있다. 리세스(34)는 캔(1)의 바닥(26)과 캔(1)의 하부를 받치기 위한 크기로 만들어진다. 측벽으로 정의된 리세스(34)는 추후 캔(1)을 지지하는 역할을 한다.
로터(6,32)는 리세스(34) 내부에 위치하므로, 캔(1)이 리세스(34) 내부에 놓 여질 때, 로터는 캔(1)의 바닥(26)으로부터 좁은 간격을 두고 위치한다. 로터(34)는 임펠러(31) 또는 비드(3) 또는 이와 비슷한 것을 구동하는 역할을 한다. 로터는 모터(18)와 같이 로터를 회전시키는 수단과 연계되어 있다. 모터(18)는 배터리(20)와 같은 적절한 전원을 가지고 있다. 작동 스위치(19)도 구비된다.
로터(6,32)는 캔(1)의 바닥(26)에 의해 임펠러로부터 분리되지만, 임펠러(31)와 자기적으로 결합 가능하다. 로터(6,32)와 임펠러(31)는 자기적 성질을 가지고, 하나 이상의 자석을 이용하거나 영향을 미친다.
로터(6,32)와 임펠러(31)의 자기적 성질은 바람직하게는 자석에 대해 인력 또는 척력을 가진다. 로터(6,32) 및 임펠러(31)는 하나 이상의 자석(7)을 포함한다. 자석(7)은 로터와 임펠러에 관하여 배열되어 있기 때문에, 캔(일반적으로 금속이다)의 바닥에 의해 분리되어도, 자석(7)은 로터 및 임펠러에 대해 영향을 미칠 수 있다. 극들이 서로 반발하는 것처럼, 로터(6,32)의 자석(7)의 위치가 정해져서 캔의 바닥과 가장 가까운 극은 임펠러(31)의 자석의 극과 반대가 된다.
본 발명의 제 3 태양의 바람직한 실시예에서, 도 8 및 도 9에 도시된 스프레이 어플리케이터(10)가 구비된다. 어플리케이터(10)는 혼합물의 제 1 성분을 포함하는 캔(1)과 캔으로부터 제 1 성분을 방출하기 위한 작동 수단(36)을 가지고 있다. 어플리케이터는 캔(1)과 결합 가능한 컨테이너 클로저(37)를 포함하고 있다. 컨테이너 클로저(37)는, 유체가 흐를 수 있으며 캔(1)과 유체 소통을 하는 유체 개구(38), 유체 개구(38)와 유체 소통을 하는 추가 성분을 보관하는 저장소(39) 및 저장소로부터 추가 성분의 유동을 제어하는 혼합 밸브(40)를 가지고 있다. 일반적 으로 파이프(43)은 유체 개구와 저장소(39)를 연결시킨다. 작동 수단(36)의 동작시에, 추가 성분은 제 1 성분의 유동에 의해 저장소(39)로부터 방출되고, 추가 성분은 컨테이너 클로저(37)에서 방출되기 전에 제 1 성분과 혼합된다. 작동 수단(36)이 트리거(trigger)될 때 제 1 유체는 캔으로부터 방출되고, 제 1 유체가 저장소(39)를 통과할 때 작동 수단은 제 1 유체와의 혼합을 위해 저장소로부터 제 2 유체를 방출시킨다.
캔(1)은 본 발명의 제 1 태양 및/또는 제 2 태양에 관하여 전술한 것과 유사하고, 상기 압축 기체 형태 또는 액화 기체 형태가 될 수 있다.
본 발명의 현 태양은 다중 혼합물의 보관, 혼합 및 방출을 위해 사용될 수 있다. 이는 다중 반응성 혼합물, 특히 투 팩(에폭시) 페인트 혹은 수지와 같은 코팅과 에폭시 접착제의 사용과 밀접한 관련이 있다. 추가 성분은 조절 혼합물을 형성하기 위해 제 1 성분과 반응하는 촉매제 또는 화학 촉발제가 될 수 있다. 어플리케이터는 추진제와 제품을 함유하는 혼합물과 함께 사용될 수 있지만, 특히 성분들이 서로 반응하는 혼합물에 적합하며, 따라서 실제 사용시까지 분리되어 보관되어야 한다.
제 1 성분은 방출되는 제품일 수 있고, 보다 바람직하게는 반응성 혼합물의 성분이 될 수 있다. 제 1 성분은 하나의 성분이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 하나 이상의 성분 자체의 혼합물이 될 수 있다.
바람직하게는, 추가 성분은 반응성 혼합물의 추가 성분이 된다. 제 1 성분과 함께 추가 성분은 하나의 성분이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 하나 이상의 성분 자체의 혼합물이 될 수 있다. 이는 스프레딩 에이드 또는 최종 제품일 수 있다.
컨테이너 클로저(37)는 제 1 성분과 추가 성분의 혼합을 위해 고안된다.
유체 개구(38)는 혼합 밸브(40)와 연계된다. 혼합 밸브(40)는 제 1 위치의 저장소(39)를 충분히 밀봉하기 위해 고안되어, 추가 성분이 제 2 위치로 흐를 수 있도록 해 준다. 혼합 밸브(40)는 추가 성분이 저장소(39)로부터 흐르는 유량을 조정해 줄 수 있다.
컨테이너 클로저(37)는 저장소(39)에 남아있는 추가 성분의 양을 확인하기 위해 특히 추가 성분을 포함하는 저장소(39) 영역에서만 부분적으로 투명하다.
두 성분은 복잡하게 섞이고, 혼합은 충분히 순간적으로 이루어지며, 역지 밸브와 같이 역류를 방지하기 위한 수단이 구비된다.
본 명세서와 청구항에서, "포함하는"과 "포함하다"를 포함하는 파생 표현은 언급한 완전체 각각을 포함하는 것이고, 하나 이상의 추가 완전체의 포함을 배제하는 것은 아니다.
본 명세서 전체에 걸친 "하나의 실시예" 또는 "실시예"의 언급은 실시예와 함께 기술된 특정한 특징, 구성 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서 본 명세서의 여러 곳에 등장하는 "하나의 실시예에 있어서" 또는 "실시예에 있어서" 의 문구는 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것으로 볼 필요가 없다. 더욱이, 특정한 특징, 구성 또는 특성이 적당한 방법으로 하나 이상 결합되어, 조합하여 사용될 수 있다.
법규에 따라, 발명은 다소 구조적 혹은 조직적으로 특이한 언어로 기술되었 다. 상기의 수단은 발명을 실시하는데 바람직한 형태를 포함하고 있기 때문에, 발명은 기술된 특정한 특징들에 제한을 받지 않는다. 따라서 발명은 당업자에 의해 해석되는 하기 청구항의 적당한 범위 안에서 임의의 형태 또는 변형된 형태로 청구된다.

Claims (10)

  1. 반응성 혼합물의 성분의 보관, 혼합 및 방출을 위한 스프레이 어플리케이터(spray applicator)에 있어서, 상기 어플리케이터는
    상기 혼합물의 제 1 성분을 보관하는 제 1 보관부;
    상기 혼합물의 추가 성분을 방출 가능하게 보관하는 하나 이상의 제 2 보관부;
    하나 이상의 상기 제 2 보관부로부터 상기 추가 성분을 강제적으로 방출시키기 위한 방출 부재(expulsion member);
    를 포함하고, 상기 하나 이상의 제 2 보관부는, 제 2 성분이 상기 제 1 성분과 분리되어 보관되는 제 1 미혼합 상태와, 상기 제 1 성분과의 혼합을 위해 상기 제 2 보관부로부터 상기 제 2 성분을 강제적으로 방출시키기 위해 방출 부재가 조작되는 제 2 혼합 상태 사이에서 작동되는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너 하부에 구비된 개구;
    상기 제 2 성분이 상기 제 1 성분과 분리되어 보관되는 상기 제 1 미혼합 상태와 상기 제 2 혼합 상태 사이에서 상기 제 2 보관부를 이동시키는 작동 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보관부는 가압 캔(can)인 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 보관부는 상기 가압 캔의 하부 또는 바닥을 향해 위치하는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보관부는 파우치(pouch) 또는 주머니(sac)이고, 상기 캔의 바닥에 맞대어 위치하는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백(bag) 또는 주머니 형태의 제 2 보관부는 상기 추가 성분을 방출시키기 위해 파열될 수 있는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방출 부재는, 상기 방출 부재와 상기 캔의 바닥 사이에 상기 파우치 또는 주머니가 위치한 상태에서 상기 방출 부재가 상기 캔의 바닥으로부터 떨어져 있 는 제 1 상태와,
    상기 방출 부재 사이와 상기 캔 바닥 사이에 상기 파우치 또는 주머니가 위치한 상태에서 상기 방출 부재가 강제적으로 상기 캔의 바닥으로 향하게 하여 상기 파우치 또는 주머니로부터 상기 추가 성분을 강제적으로 방출시키는 제 2 상태 사이에서,
    상기 방출 부재를 이동시키기 위한 상기 작동 수단과 연계된 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 작동 수단은 상기 캔의 바닥으로 연장된 나사산을 가진 돌출부(projecting portion)를 가진 상기 방출 부재를 포함하고, 상기 작동 수단의 회전을 통해 상기 제 1 상태와 상기 제 2 상태 사이에서 상기 방출 부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  9. 분무될 하나 이상의 유체를 보관하기 위한 하나 이상의 컨테이너 및 교반 수단과 분리되어 있으나 결합 가능한 구동 수단을 포함하며, 상기 하나 이상의 컨테이너 중 하나는 하나 이상의 유체를 교반하기 위한 내부 교반 수단을 가지며, 상기 구동 수단은 상기 컨테이너 내부에서 상기 교반 수단을 구동하기 위해 상기 교반수단과 자기적으로 결합 가능한 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
  10. 반응성 혼합물 성분의 보관, 혼합 및 방출을 위한 스프레이 어플리케이터에 있어서, 상기 어플리케이터는
    상기 혼합물의 제 1 성분을 보관하기 위한 컨테이너;
    상기 컨테이너로부터 상기 제 1 성분을 방출하기 위한 작동 수단;
    상기 컨테이너와 결합 가능한 컨테이너 클로저(closure);
    를 포함하며,
    상기 컨테이너 클로저는,
    상기 컨테이너와 유체 소통이 가능하며 유체가 흐를수 있는 유체 개구;
    상기 유체 개구와 유체 소통이 가능하며 추가 성분을 보관하기 위한 하나 이상의 저장소;
    상기 하나 이상의 저장소로부터 상기 추가 성분의 유동을 제어하기 위한 혼합 밸브;
    를 포함하며,
    상기 작동 수단의 동작시에, 상기 추가 성분이 상기 제 1 성분의 유동에 의해 상기 하나 이상의 저장소로부터 방출되고 상기 추가 성분은 상기 컨테이너 클로저로부터 방출되기 전에 상기 제 1 성분과 혼합되는 것을 특징으로 하는 스프레이 어플리케이터.
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