(57)【要約】【課題】粘度が高く、粘度差および配合比が大きい２つの材料を衝突させて均一に混合し、得られた混合物を噴出させることができる衝突混合スプレーガン並びにそれを用いた塗装方法および鋼材を得る。【解決手段】衝突混合スプレーガン１０は、ガンブロック１４を含む。ガンブロック１４内に、オリフィス３４，３６を有するミキシングモジュール２６を配置する。主剤用のオリフィス３６と硬化剤用のオリフィス３４について、１個当たりの内径比を０．７：１．０〜１．３：１．０とし、かつ合計断面積比を２．０：１．０〜６．０：１．０の範囲にする。主剤用オリフィス３６と硬化剤用オリフィス３４から混合室７０に向かって、主剤と硬化剤との配合比が２．５：１〜５：１の割合で、主剤と硬化剤の粘度差が２倍以上ある主剤と硬化剤とを注入する。主剤と硬化剤とを混合して得られた二液硬化型ウレタン塗料を噴出孔５４から噴出する。【選択図】図４
2006043524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主剤および硬化剤を衝突させて混合する混合室に通じるオリフィスが形成されたミキシングモジュールを備え、前記主剤と前記硬化剤の配合比が容量比で２．５：１．０〜５．０：１．０の割合で、かつ前記主剤と前記硬化剤の粘度差が２倍以上ある前記主剤と前記硬化剤とを混合して得られる二液硬化型ウレタン塗料を噴出させるための衝突混合スプレーガンであって、
前記ミキシングモジュールに形成された前記主剤用のオリフィスと前記硬化剤用のオリフィスの１個当たりの内径比が、０．７：１．０〜１．３：１．０の範囲にあり、かつ前記主剤用のオリフィスと前記硬化剤用のオリフィスの合計断面積比が、２．０：１．０〜６．０：１．０の範囲にあることを特徴とする、衝突混合スプレーガン。
【請求項２】
前記主剤と前記硬化剤との混合物を噴出させるための噴出孔に対して、前記硬化剤用のオリフィスが前記主剤用のオリフィスより遠くに配置され、前記硬化剤用のオリフィスと前記主剤用のオリフィスとの間隔Ｌが、前記主剤用のオリフィスの内径Ｄの３倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の衝突混合スプレーガン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の衝突混合スプレーガンを用いて、鋼管、鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板、Ｈ型鋼などの鋼材表面に二液硬化型ウレタン塗料を噴霧塗装することを特徴とする、塗装方法。
【請求項４】
請求項２に記載の衝突混合スプレーガンを用いた塗装方法であって、前記硬化剤用のオリフィスから前記混合室に向かって前記硬化剤を注入したのち、前記主剤用のオリフィスから前記混合室に向かって前記主剤を注入することにより、前記混合室内において前記主剤と前記硬化剤とが衝突混合されることを特徴とする、請求項３に記載の塗装方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の衝突混合スプレーガンを用いて噴出される二液硬化型ウレタン塗料が表面に塗装された、鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衝突混合スプレーガン並びにそれを用いた塗装方法および鋼材に関し、特にたとえば、港湾・海洋構造物などに用いられる鉄鋼製品に重防食用塗装を施すための衝突混合スプレーガン並びにそれを用いた塗装方法および鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭や鋼管矢板などは、大水深域や軟弱地盤において優れた機能を有するため、桟橋、岸壁、護岸、防波堤、橋梁、土留めなどに広く使用されている。このような港湾・海洋鋼構造物は、長期耐用が要求されており、従来より、電気防食、塗装、モルタルライニングなどの各種防食法が採用されてきた。これらの防食法においては、耐用年数や経済性などに優れていることが求められる。
【０００３】
このような防食法の中で、特に耐用年数が長く、経済性に優れた方法として、鋼構造物に二液硬化型ウレタン塗料による被覆を行う方法がある。二液硬化型ウレタン塗料による被覆を行うために、主剤と硬化剤とを混合して二液硬化型ウレタン塗料を作製し、鋼構造物に二液硬化型ウレタン塗料を塗布して硬化させている。ここで、鋼構造物に二液硬化型ウレタン塗料を塗布する方法として、予め主剤と硬化剤とを混合し、得られた二液硬化型ウレタン塗料を鋼構造物に塗布して硬化させる方法がある。この方法は、主剤と硬化剤とを混合してから硬化するまでの可使時間が１０分以上ある二液硬化型ウレタン塗料に用いられる。また、可使時間が０．５分〜５分程度の二液硬化型ウレタン塗料の場合、主剤と硬化剤とを移送しながら混合するスタティックミキサーなどが用いられる。
【０００４】
これらの方法においては、主剤と硬化剤とを混合したのち、ミキシング装置が溶剤によって洗浄される。しかしながら、近年、環境問題などにより、溶剤の使用を抑えることが要請されている。そこで、可使時間の短い二液硬化型ウレタン塗料を用いて、鋼構造物に二液硬化型ウレタン塗料を行うための衝突混合スプレーガンが用いられる。
【０００５】
衝突混合スプレーガン内には、図８に示すように、ガンブロック１、パターンコントロールディスクボディ２、フロントパッキン３およびミキシングモジュール４などが設けられる。ミキシングモジュール４は、ガンブロック１の内側に配置され、さらにパターンコントロールディスクボディ２およびフロントパッキン３と接するように配置される。また、パターンコントロールディスクボディ２の先端部には、二液硬化型ウレタン塗料を噴出するためのパターンコントロールディスク５が取り付けられる。ミキシングモジュール４には、空洞状の混合室４ａが形成され、この混合室４ａに向かって２つのオリフィス６ａ，６ｂが形成される。さらに、混合室４ａ内には、スライド可能なバルブロッド７が配置される。
【０００６】
この衝突混合スプレーガンでは、一方のオリフィス６ａから混合室４ａ内に主剤が送り込まれ、他方のオリフィス６ｂから混合室４ａ内に硬化剤が送り込まれる。送り込まれた主剤および硬化剤は、混合室４ａ内で衝突して均一に混合され、得られた二液硬化型ウレタン塗料がパターンコントロールディスク５の噴出孔から外部に噴出する。噴出した二液硬化型ウレタン塗料は、鋼構造物に付着して硬化し、二液硬化型ウレタン塗料による被覆が形成される。鋼構造物に二液硬化型ウレタン塗料を吹き付けたのち、バルブロッド７が混合室４ａ内をスライドして二液硬化型ウレタン塗料が押し出され、混合室４ａ内が清掃される。このような衝突混合スプレーガンでは、バルブロッド７によって機械的に混合室４ａ内が清掃されるため、溶剤による洗浄が不要である（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５７１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような衝突混合スプレーガンを用いて混合される材料は、たとえば主剤および硬化剤の粘度が低く、主剤と硬化剤との混合比が１：１〜２：１の範囲内で、主剤と硬化剤との粘度差が２倍以内のものである。ところが、近年、高性能の二液硬化型ウレタン塗料として、主剤および硬化剤の粘度が高く、主剤と硬化剤の配合比が大きく、主剤と硬化剤との粘度差が大きい材料が開発されている。しかしながら、従来の衝突混合スプレーガンでは、主剤と硬化剤の粘度が高く、これらの粘度比や配合比が大きい材料を均一に混合させることは困難であった。
【０００９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、粘度が高く、粘度差および配合比が大きい２つの材料を衝突させて均一に混合し、得られた混合物を噴出させることができる衝突混合スプレーガン並びにそれを用いた塗装方法および鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、主剤および硬化剤を衝突させて混合する混合室に通じるオリフィスが形成されたミキシングモジュールを備え、主剤と硬化剤の配合比が容量比で２．５：１．０〜５．０：１．０の割合で、かつ主剤と硬化剤の粘度差が２倍以上ある主剤と硬化剤とを混合して得られる二液硬化型ウレタン塗料を噴出させるための衝突混合スプレーガンであって、ミキシングモジュールに形成された主剤用のオリフィスと硬化剤用のオリフィスの１個当たりの内径比が、０．７：１．０〜１．３：１．０の範囲にあり、かつ主剤用のオリフィスと硬化剤用のオリフィスの合計断面積比が、２．０：１．０〜６．０：１．０の範囲にあることを特徴とする、衝突混合スプレーガンである。
このような衝突混合スプレーガンにおいて、主剤と硬化剤との混合物を噴出させるための噴出孔に対して、硬化剤用のオリフィスが主剤用のオリフィスより遠くに配置され、硬化剤用のオリフィスと主剤用のオリフィスとの間隔Ｌが、主剤用のオリフィスの内径Ｄの３倍以上であることが好ましい。
また、この発明は、上述のいずれかの衝突混合スプレーガンを用いて、鋼管、鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板、Ｈ型鋼などの鋼材表面に二液硬化型ウレタン塗料を噴霧塗装することを特徴とする、塗装方法である。
このような塗装方法において、噴出孔に対して硬化剤用のオリフィスを主剤用のオリフィスより遠くに配置した衝突混合スプレーガンを用いるとき、硬化剤用のオリフィスから混合室に向かって硬化剤を注入したのち、主剤用のオリフィスから混合室に向かって主剤を注入することにより、混合室内において主剤と硬化剤とが衝突混合される。
また、この発明は、上述のいずれかの衝突混合スプレーガンを用いて噴出される二液硬化型ウレタン塗料が表面に塗装された、鋼材である。
【００１１】
主剤用のオリフィスと硬化剤用のオリフィスの内径が近い値となるようにすることにより、１個のオリフィスから混合室に注入される主剤の量と硬化剤の量をほぼ同じようにすることができる。このように、１個のオリフィスから注入される主剤の量と硬化剤の量をほぼ同じにすることにより、複数のオリフィスから異なる量の主剤および硬化剤を注入しても、主剤と硬化剤とを均一に混合させることができることを見出し、配合比の異なる主剤と硬化剤とを均一に混合することができる衝突混合スプレーガンを開発した。さらに、このような衝突混合スプレーガンでは、粘度差の大きい主剤と硬化剤とを均一に混合させることができる。
このような衝突混合スプレーガンを用いて、主剤と硬化剤の配合比が容量比で２．５：１．０〜５．０：１．０の割合で、かつ主剤と硬化剤の粘度差が２倍以上ある主剤と硬化剤とを混合し、二液硬化型ウレタン塗料を噴出させることができる。この場合、主剤用のオリフィスと硬化剤用のオリフィスの１個当たりの内径比を０．７：１．０〜１．３：１．０の範囲とし、かつ主剤用のオリフィスと硬化剤用のオリフィスの合計断面積比を２．０：１．０〜６．０：１．０の範囲とすることにより、主剤と硬化剤の配合比を上述のような配合比とすることができる。
なお、硬化剤に比べて主剤の量が多い場合、硬化剤に向かって主剤を衝突させることにより、より均一に主剤と硬化剤とを混合することができる。そこで、硬化剤用のオリフィスを二液硬化型ウレタン塗料の噴出孔から遠いところに配置し、主剤用のオリフィスを噴出孔に近いところに配置することにより、先に硬化剤を混合室内に注入して噴出孔に向かって移動させ、その移動する硬化剤に向かって主剤を衝突させることができる。ここで、硬化剤用のオリフィスと主剤用のオリフィスとが近接していると、主剤と硬化剤とがほぼ同時に混合室内に注入されることとなり、少量の硬化剤に向かって多量の主剤を衝突させるという効果を得ることができない。このような効果を得るためには、硬化材用のオリフィスと主剤用のオリフィスとの間隔Ｌが主剤用のオリフィスの内径Ｄの３倍以上となるように設定することが適当である。
このような衝突混合スプレーガンを用いることにより、粘度が高く、粘度差および量の差が大きい主剤と硬化剤を衝突させて均一に混合し、得られた混合物を噴出させることができる。
また、このような衝突混合スプレーガンを用いることにより、高性能の二液硬化型ウレタン塗料を塗装することができ、防食性に優れた鋼材を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、これまでの衝突混合スプレーガンでは混合することができなかった主剤と硬化剤とを均一に混合することができ、高性能の二液硬化型ウレタン塗料を海洋構造物などに吹付けることができる。そのため、この発明の衝突混合スプレーガンを用いることにより、防食性能が高く、長期間使用することができる重防食鋼管杭や重防食鋼管矢板などを得ることができる。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明の衝突混合スプレーガンの一例を示す斜視図である。衝突混合スプレーガン１０は、スプレーガン本体１２を含む。スプレーガン本体１２の内部には、図２に示すように、ガンブロック１４が形成される。ガンブロック１４の中央部には、貫通する空洞部１６が形成される。空洞部１６の一方側には、リアパッキンリテーナ１８が取り付けられる。リアパッキンリテーナ１８には雄螺子部が形成され、この雄螺子部がガンブロック１４の内壁に形成された雌螺子部に螺合されることにより、リアパッキンリテーナ１８がガンブロック１４に取り付けられる。リアパッキンリテーナ１８には、ガンブロック１４の空洞部１６に向かって貫通する貫通孔２０が形成される。この貫通孔２０には、バルブロッド２２がスライド可能に挿通される。ここで、リアパッキンリテーナ１８の端部には、バルブロッド２２とリアパッキンリテーナ１８との間の隙間を埋めるためのリアパッキン２４が取り付けられる。
【００１５】
また、ガンブロック１４の空洞部１６内には、ミキシングモジュール２６が嵌め込まれる。ミキシングモジュール２６の外周面には、図３に示すように、ガンブロック１４の空洞部１６内に嵌め込まれる凸部２８が形成される。この凸部２８がガンブロック１４の空洞部１６内に嵌め込まれることにより、ガンブロック１４とリアパッキンリテーナ１８とミキシングモジュール２６との間で、空洞部１６が仕切られて、中空部３０が形成される。
【００１６】
ミキシングモジュール２６の中央部には、リアパッキンリテーナ１８の貫通孔２０と同軸となるように、貫通孔３２が形成される。この貫通孔３２は、リアパッキンリテーナ１８の貫通孔２０とほぼ同じ直径となるように形成される。さらに、ミキシングモジュール２６には、凸部２８の両側において、オリフィス３４，３６が形成される。オリフィス３４，３６は、ミキシングモジュール２６の外周面から貫通孔３２に向かって貫通するように形成される。一方のオリフィス３４は、凸部２８の中空部３０側において、１つまたは複数形成される。複数のオリフィス３４が形成される場合、それぞれのオリフィス３４は、貫通孔３２を中心として、ミキシングモジュール２６の周方向に沿って形成される。したがって、オリフィス３４によって、中空部３０および貫通孔３２が連通される。
【００１７】
また、他方のオリフィス３６は、凸部２８に対して中空部３０の反対側に複数形成される。これらのオリフィス３６は、貫通孔３２を中心として、ミキシングモジュール２６の周方向に沿って複数形成される。したがって、それぞれのオリフィス３６によって、ガンブロック１４とミキシングモジュール２６との間の空洞部３８および貫通孔３２が連通される。なお、オリフィス３６は、二液硬化型ウレタン塗料を得るための主剤の通路となるものであるが、主剤に有機系または無機系のフィラーが含まれている場合、オリフィス３６の壁面がフィラーの衝突により磨耗し、内径が大きくなってしまうという問題がある。そこで、図４に示すように、オリフィス３６の内側に、超硬合金、高速度鋼、焼結セラミックなどの耐磨耗性に優れた材料で形成された円筒状の超硬部材３７を嵌め込んでもよい。
【００１８】
さらに、ガンブロック１４には、二液硬化型ウレタン塗料の原料となる主剤および硬化剤をミキシングモジュール２６内に供給するための供給孔４０，４２が形成される。一方の供給孔４０は、中空部３０に向かって形成される。また、他方の供給孔４２は、ガンブロック１４とミキシングモジュール２６とで挟まれた空洞部３８に向かって形成される。したがって、貫通孔３２は、オリフィス３４を介して供給孔４０に連通されるとともに、オリフィス３６を介して供給孔４２に連通される。
【００１９】
一方のオリフィス３４と他方のオリフィス３６とは、ほぼ近い内径となるように形成され、好ましくは、主剤を注入するためのオリフィス３６と硬化剤を注入するためのオリフィス３４との内径比が、０．７：１．０〜１．３：１．０の範囲となるように形成される。また、オリフィス３４，３６の数を調整することにより、二液硬化型ウレタン塗料を得るための主剤と硬化剤との配合比に対応して、オリフィス３４とオリフィス３６の合計断面積比が調整される。そして、好ましくは、主剤用のオリフィス３６と硬化剤用のオリフィス３４の合計断面積比が、２．０：１．０〜６．０：１．０の範囲となるように、オリフィス３４，３６の数が調整される。
【００２０】
さらに、中空部３０の反対側におけるミキシングモジュール２６には、パターンコントロールディスクボディ４４が取り付けられる。パターンコントロールディスクボディ４４には、ミキシングモジュール２６の貫通孔３２と同軸となるように、貫通孔３２より大きい内径を有する空洞部４６が形成される。そして、パターンコントロールディスクボディ４４の空洞部４６にミキシングモジュール２６の端部が嵌め込まれ、かつガンブロック１４の空洞部１６側に形成された雌螺子部に、パターンコントロールディスクボディ４４の外周側に形成された雄螺子部が螺合される。また、パターンコントロールディスクボディ４４の空洞部４６内において、バルブロッド２２がスライドするように変位するが、バルブロッド２２とパターンコントロールディスクボディ４４との間に、フロントパッキン４８が装填される。
【００２１】
さらに、ミキシングモジュール２６の反対側におけるパターンコントロールディスクボディ４４の端部において、その外周面に雄螺子部が形成される。この雄螺子部には、パターンディスクコントロールリテーナ５０に形成された雌螺子部が螺合され、パターンディスクコントロールボディ４４とパターンコントロールディスクリテーナ５０に挟まれるようにして、パターンコントロールディスク５２が保持される。パターンコントロールディスク５２の中央部には、衝突混合スプレーガン１０内で形成された二液硬化型ウレタン塗料を噴出させるための噴出孔５４が形成される。
【００２２】
また、パターンコントロールディスク５２の端部を押さえるようにして、パターンコントロールディスクエアーキャップ５６が取り付けられる。パターンコントロールディスクエアーキャップ５６は、その内面に形成された雌螺子部をパターンコントロールディスクリテーナ５０の外周面に形成された雄螺子部に螺合することにより固定される。そして、ガンブロック１４とパターンコントロールディスクエアーキャップ５６との間には、Ｏリング５８が装着される。
【００２３】
この衝突混合スプレーガン１０には、図１に示すように、二液硬化型ウレタン塗料を形成するための主剤と硬化剤とを注入するための注入口６０が形成される。注入口６０から注入された主剤と硬化剤とは、バルブ６２を介して、衝突混合スプレーガン１０内に注入される。また、衝突混合スプレーガン１０には、ハンドル６４が形成され、ハンドル６４を操作することにより、バルブロッド２２の位置が調整される。バルブロッド２２は、たとえば圧縮空気などの力により操作される。
【００２４】
注入口６０からは、粘度差が２倍以上ある主剤と硬化剤とが注入される。この衝突混合スプレーガン１０は、主剤と硬化剤とが容量比で２．５：１〜５：１程度の配合比の大きい材料の混合に用いられる。二液硬化型ウレタン塗料は、たとえば鋼管、鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板、Ｈ型鋼などのような、海洋構造物に用いられる鋼材の重防食用として用いられる。
【００２５】
注入口６０から注入された硬化剤は、図５に示すように、一方の供給孔４０を介して中空部３０に充填される。また、注入口６０から注入された主剤は、他方の供給孔４２を介して、ガンブロック１４とミキシングモジュール２６との間の空洞部３８に充填される。ここで、バルブロッド２２が噴出孔５４から離れた位置にあるとき、貫通孔３２内のミキシングモジュール２６とバルブロッド２２とで囲まれた部分に混合室７０が形成される。そして、一方のオリフィス３４を介して、中空部３０に充填された硬化剤が混合室７０に注入され、他方のオリフィス３６を介して、空洞部３８に充填された主剤が混合室７０に注入される。
【００２６】
ここで、オリフィス３４，３６の内径が近い値となるように形成されていることにより、１個のオリフィスから混合室７０内に注入される主剤および硬化剤の量がほぼ等しくなり、主剤と硬化剤とを均一に混合することができる。また、オリフィス３４，３６の数によって、主剤と硬化剤の量が調整される。このように、オリフィス３４，３６の内径および数を調整することにより、量の異なる主剤と硬化剤とを均一に混合することができる。混合室７０内で主剤と硬化剤とが衝突混合することにより、二液硬化型ウレタン塗料が形成される。このようにして得られた二液硬化型ウレタン塗料は、噴出孔５４から外部に噴出され、海洋構造物に用いられる鋼材に噴き付けられる。海洋構造物に用いられる鋼材に噴き付けられた二液硬化型ウレタン塗料は硬化し、ウレタンエラストマーとなって、海洋構造物などの重防食用としての機能が発揮される。二液硬化型ウレタン塗料を噴出した後においては、図６に示すように、バルブロッド２２が噴出孔５４方向に移動し、混合室７０から塗料が排出される。
【００２７】
この衝突混合スプレーガン１０を用いて、たとえば鋼管杭に二液硬化型ウレタン塗料を噴き付ける場合、図７に示すように、まず円筒状の鋼管杭８０の表面が下地処理される。下地処理としては、たとえば鋼粒を吹き付けるショットブラスト、鋼砕粒を吹き付けるグリッドブラスト、砂粒を吹き付けるサンドブラストなどが用いられる。このような下地処理により、鋼管杭表面のさびや異物が除去される。また、鋼管杭８０の表面に油汚れなどがある場合、あらかじめ溶剤によって除去される。
【００２８】
下地処理された鋼管杭８０にプライマー層８２が形成され、その上に衝突混合スプレーガン１０によって、合成樹脂塗料層８４が形成される。海洋構造物の重防食用合成樹脂塗料としては、ポリウレタン樹脂系塗料とエポキシ樹脂系塗料がある。ここで、エポキシ樹脂系塗料は、伸び率が低く、耐衝撃性に劣るという問題があり、ポリウレタン樹脂系塗料が好ましく用いられる。
【００２９】
プライマーは、耐腐食性の向上を目的とした表面処理剤であり、その上に被覆されるポリウレタン樹脂系塗料との密着性に優れたものが使用される。ここで、ポリウレタン樹脂系塗料用に使用されるプライマーとしては、たとえばポリエーテルポリオールやポリオレフィンポリオールと有機ポリイソシアネート化合物を反応させたウレタンプレポリマーに無機充填剤を添加した湿気硬化型プライマーが用いられる。このようなプライマーは、鋼材に塗布したときに、空気中の湿気や鋼材表面の吸着水とプレポリマーの末端イソシアネート基が反応して、硬化塗膜が形成されるため、作業性に優れている。
【００３０】
また、ポリウレタン樹脂系塗料は、２個以上の水酸基やアミノ基を有するポリオールからなる主剤と、２個以上のイソシアネート基を有する有機ポリイソシアネート化合物からなる硬化剤とを反応させることにより得ることができる。ここで用いられるポリオールとしては、たとえばポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオールなどを好ましく用いることができる。さらに、有機ポリイソシアネート化合物としては、芳香族ポリイソシアネートを好ましく用いることができる。これらの中で、たとえばポリブタジエンポリオール及び／又はヒマシ油ポリオールを主成分とするポリオールと、芳香族ポリイソシアネート、特にポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートとの組み合わせなどが、好ましく用いられる。
【００３１】
この発明の衝突混合スプレーガン１０で塗布される二液硬化型ウレタン塗料の材料としては、２０００〜１００００ｍＰａ・ｓ／２５℃の粘度を有する主剤と、１００〜１０００ｍＰａ・ｓ／２５℃の粘度を有する硬化剤との組み合わせにかかるものであり、その配合比が、主剤：硬化剤＝２．５：１．０〜５．０：１．０（容量比）となるものである。
【００３２】
これらの主剤および硬化剤が、衝突混合スプレーガン１０内で均一に混合され、得られた二液硬化型ウレタン塗料が噴出孔５４から噴出して、プライマー層８２上に塗布される。この二液硬化型ウレタン塗料が硬化することにより、ウレタン樹脂エラストマーが形成される。ここで、鋼管杭などの重防食用として形成されるウレタン樹脂エラストマーの厚みとしては、２．５ｍｍ〜６．０ｍｍが好ましく、２．５ｍｍ〜３．５ｍｍがより好ましい。ウレタン樹脂エラストマーの厚みが２．５ｍｍ未満では、鋼管杭協会の規格外となり、この範囲を超えると、経済的に不利になる傾向がある。
【００３３】
このように、この発明の衝突混合スプレーガン１０を用いれば、従来の衝突混合スプレーガンでは不可能であったような、粘度が高く、粘度差および配合比が大きい２つの材料を衝突させて均一に混合し、得られた二液硬化型ウレタン塗料を噴出させることができる。二液硬化型ウレタン塗料を噴出した後においては、バルブロッド２２が噴出孔５４方向に移動し、混合室７０から塗料が押し出されて清掃される。そのため、衝突混合スプレーガン１０を使用した後に、大量の溶剤を用いて洗浄を行う必要がなく、溶剤による環境破壊を防止することができる。
【００３４】
なお、衝突混合スプレーガン１０内において、主剤と硬化剤とを混合する際に、主剤と硬化剤とを同時に混合室７０内に注入してもよいが、より好ましくは、まず硬化剤を混合室７０内に注入した後に、硬化剤に向かって主剤を衝突させることにより、主剤と硬化剤とを均一に混合させることができる。このように、硬化剤を先に注入する場合、図３に示すように、硬化剤用のオリフィス３４と主剤用のオリフィス３６との間隔をＬとし、主剤用のオリフィス３６の内径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄの値を３倍以上とすることが好ましい。２つのオリフィス３４，３６をこのような関係とすることにより、主剤と硬化剤とを均一に混合できることが確かめられた。
【実施例１】
【００３５】
（実施例１）
衝突混合スプレーガンを用いて、主剤と硬化剤とを衝突混合し、二液硬化型ウレタン塗料を形成して噴出した。ここで、主剤として、ポリブタジエンポリオールを主成分とするポリオールと、ＳｉＯ2 （平均粒径：１μｍ）を主成分とする無機改質充填剤を７５：２５（重量比）で分散混合したものを用いた。また、硬化剤として、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを主成分とするものを用いた。
【００３６】
ここで用いられる主剤および硬化剤は、主剤：硬化剤＝３．０：１．０の配合比で用いられ、主剤３０００ｍＰａ・ｓ／２５℃、硬化剤２００ｍＰａ・ｓ／２５℃の粘度を有し、かつ主剤１．１５ｇ／ｍｌ:ａｔ２５℃、硬化剤１．２３ｇ／ｍｌ：ａｔ２５℃の密度を有するものである。使用した衝突混合スプレーガンは、主剤用オリフィスの内径が０．６ｍｍで、数が４個であり、硬化剤オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が２個のものである。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．２０に相当し、合計断面積比は２．８８：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌを０ｍｍとし、衝突混合スプレーガンの混合室へは、主剤と硬化剤とを同時に注入した。そして、得られた二液反応型ポリウレタン系塗料の二次圧力を変化させて、塗装を実施し、塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。
【００３７】
二次圧力６ＭＰａで塗装を行った場合、塗膜に混合不良に起因するベタツキが一部にみられ、不均一な硬化状態の部分があった。二次圧力１０ＭＰａおよび１５ＭＰａで塗装を行った場合、塗膜に混合不良に起因するベタツキはなく、均一な硬化状態が得られた。
【００３８】
（実施例２）
実施例１と同様の材料を用いて、主剤用オリフィスの内径が０．６ｍｍで、数が４個、硬化剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が２個の衝突混合スプレーガンを使用し、二液硬化型ウレタン塗料の塗装を行った。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．２０に相当し、合計断面積比は２．８８：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌが３．０ｍｍであり、主剤用オリフィスの内径Ｄの５倍に相当するものを使用し、混合室へは硬化剤を先に注入して、主剤を後に注入した。
【００３９】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、どの二次圧力においても、塗膜には、混合不良に起因するベタツキがなく、均一な硬化状態が得られた。
【００４０】
（実施例３）
実施例１と同様の材料を用いて、主剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が３個、硬化剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が１個の衝突混合スプレーガンを使用し、二液硬化型ウレタン塗料の塗装を行った。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．００に相当し、合計断面積比は３．００：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌが３．０ｍｍであり、主剤用オリフィスの内径Ｄの６倍に相当するものを使用し、混合室へは硬化剤を先に注入して、主剤を後に注入した。
【００４１】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、どの二次圧力においても、塗膜には、混合不良に起因するベタツキがなく、均一な硬化状態が得られた。
【００４２】
（実施例４）
主剤として、ヒマシ油ポリオールを主成分とするポリオールと重質炭酸カルシウム（平均粒径：２μｍ）を主成分とする無機改質充填剤を５０：５０（重量比）で分散混合したものを用いた。また、硬化剤として、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートを主成分とするものを用いた。ここで用いられる主剤および硬化剤は、主剤：硬化剤＝３．３：１．０の配合比で用いられ、主剤６０００ｍＰａ・ｓ／２５℃、硬化剤２００ｍＰａ・ｓ／２５℃の粘度を有し、かつ主剤１．４０ｇ／ｍｌ：ａｔ２５℃、硬化剤１．２３ｇ／ｍｌ：ａｔ２５℃の密度を有するものである。これらの材料を用いて、二液硬化型ウレタン塗料を作製した。使用した衝突混合スプレーガンは、主剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が３個であり、硬化剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が１個のものである。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．００に相当し、合計断面積比は３．００：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌが３．０ｍｍであり、主剤用オリフィスの内径Ｄの６倍に相当するものを使用し、混合室へは硬化剤を先に注入して、主剤を後に注入した。
【００４３】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、どの二次圧力においても、塗膜には、混合不良に起因するベタツキがなく、均一な硬化状態が得られた。
【００４４】
（比較例１）
実施例１と同様の材料を用いて、主剤用オリフィスの内径が０．７ｍｍで、数が２個、硬化剤用オリフィスの内径が０．４ｍｍで、数が２個の衝突混合スプレーガンを使用し、二液硬化型ウレタン塗料の塗装を行った。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．７５に相当し、合計断面積比は３．０６：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌを０ｍｍとし、主剤と硬化剤とを同時に混合室へ注入した。
【００４５】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、どの二次圧力においても、塗膜に混合不良に起因すると思われるベタツキが多数みられ、不均一な硬化状態であった。
【００４６】
（比較例２）
実施例１と同様の材料を用いて、主剤用オリフィスの内径が０．７ｍｍで、数が２個、硬化剤用オリフィスの内径が０．４ｍｍで、数が２個の衝突混合スプレーガンを使用し、二液硬化型ウレタン塗料の塗装を行った。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．７５に相当し、合計断面積比は３．０６：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌが４．２ｍｍであって、主剤用オリフィスの内径Ｄの６倍に相当するものを使用し、混合室へは硬化剤を先に注入して、主剤を後に注入した。
【００４７】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、二次圧力６ＭＰａ、１０ＭＰａで塗装を行った場合、塗膜に混合不良に起因すると思われるベタツキが多数みられ、不均一な硬化状態であった。また、二次圧力１５ＭＰａで塗装を行った場合、塗膜に混合不良に起因するベタツキが一部にみられ、不均一な硬化状態の部分があった。
【００４８】
（比較例３）
実施例１と同様の材料を用いて、主剤用オリフィスの内径が０．６ｍｍで、数が２個、硬化剤用オリフィスの内径が０．５ｍｍで、数が２個の衝突混合スプレーガンを使用し、二液硬化型ウレタン塗料の塗装を行った。したがって、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比は１．２０に相当し、合計断面積比は１．４４：１．０に相当する。衝突混合スプレーガンにおいては、混合室の軸方向における主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスとの間隔Ｌを０ｍｍとし、主剤と硬化剤とを同時に混合室へ注入した。
【００４９】
ここでも、二次圧力を６ＭＰａ、１０ＭＰａ、１５ＭＰａとして塗装を行い、塗装後の塗料の混合状態および硬化状態を指触で判定した。その結果、どの二次圧力においても、塗膜に混合不良に起因すると思われるベタツキが多数みられ、不均一な硬化状態であった。これらの実施例１〜実施例４および比較例１〜比較例３について、得られた結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2006043524.tif 000003
【００５１】
このように、比較例１および比較例２では、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの１個当たりの内径比が大きすぎるため、主剤と硬化剤とを均一に混合することができない。また、比較例３では、主剤用オリフィスと硬化剤用オリフィスの合計断面積比が小さいため、主剤と硬化剤を均一に混合することができない。それに対して、実施例１〜実施例４のように、主剤用オリフィスおよび硬化剤用オリフィスの内径比と合計断面積比を適当な値に設定することにより、主剤と硬化剤を均一に混合することができた。なお、二次圧力が１５ＭＰａでは、二液硬化型ウレタン塗料の吐出量が多すぎて、実用的ではなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の衝突混合スプレーガンの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す衝突混合スプレーガンの内部構造を示す断面図である。
【図３】図２に示す衝突混合スプレーガンに用いられるミキシングモジュールを示す断面図である。
【図４】図３に示すミキシングモジュールの変形例を示す断面図である。
【図５】図１および図２に示す衝突混合スプレーガンを用いて二液硬化型ウレタン塗料を噴出させる状態を示す図解図である。
【図６】二液硬化型ウレタン塗料を噴出した後に混合室内を清掃する状態を示す図解図である。
【図７】図１に示す衝突混合スプレーガンを用いて重防食用塗装された鋼管杭を示す図解図である。
【図８】従来の衝突混合スプレーガンの内部構造を示す図解図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  衝突混合スプレーガン
１２  スプレーガン本体
１４  ガンブロック
１８  リアパッキンリテーナ
２２  バルブロッド
２４  リアパッキン
２６  ミキシングモジュール
３４，３６  オリフィス
４４  パターンコントロールディスクボディ
４８  フロントパッキン
５０  パターンコントロールディスクリテーナ
５２  パターンコントロールディスク
５４  噴出孔
５６  パターンコントロールディスクエアーキャップ
５８  Ｏリング
６０  注入口
６２  バルブ
６４  ハンドル
７０  混合室
【図１】
2006043524.tif 000004
【図２】
2006043524.tif 000005
【図３】
2006043524.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006043524.tif 000010
【図８】
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