(57)【要約】【課題】二液を混合して吐出する装置および方法において、二つの液体の混合や噴出を安定化／均質化／良質化させ、ローコストで作業性が向上できる二液混合吐出技術を提供する。【解決手段】供給される２つの液体を装置内部で混合してこれを外部に吐出する方法であって、第１液体と気体とを混合して第１液混合体を得るステップＡ１と、第２液体と気体とを混合して第２液混合体を得るステップＡ２とを備え、得られた第１液混合体と第２液混合体とをさらに混合して二液混合体を生成し、これを外部に吐出するステップＢを備え、ステップＢにおいて、第１液混合体と第２液混合体とはそれぞれ別々の噴出部から二液混合室内に噴出されて混合されるステップＢ’を含み、ここでは、噴出される２つの液混合体に自然な対流または攪拌の動作が生じて混合されるように設定がなされる二液混合吐出方法とした。【選択図】　　　図１
2004105924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される２つの液体を内部で混合して外部に吐出する二液混合吐出装置であって、
第１液体を供給する第１液体供給部と、
第２液体を供給する第２液体供給部と、
第１および／または第２液体に気体を供給するための気体供給部と、
第１液体と気体とを混合して第１液混合体を得る第１混合部と、
第２液体と気体とを混合して第２液混合体を得る第２混合部と、
得られた前記第１液混合体と第２液混合体とを噴出するための第１噴出部および第２噴出部と、
ふたつの噴出部から噴出されたふたつの液混合体を混ぜ合わせるための二液混合部と、
二液混合体を吐出する吐出部と、
を備え、
前記二つの液混合体の噴出混合にあたり、噴出される２つの液混合体に自然な対流または攪拌の動作を生じて混合されるように、二液混合部および噴出部の設定がなされる、
ことを特徴とする二液混合吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の二液混合吐出装置において、
前記二液混合部は筒状形状をなして、内壁には二つの噴出口を有し、
前記二つの噴出口は向かい合うよう配置され、かつ、噴出される二つの液混合体どうしが衝突または干渉を起こさないような配置位置または噴出向きに設定される、ことを特徴とする二液混合吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の二液混合吐出装置において、
前記第１液体および第２液体は発泡ウレタンを生成するための２種類の液体であり、かつ、前記気体は空気である、ことを特徴とする二液混合吐出装置。
【請求項４】
供給される２つの液体を装置内部で混合してこれを外部に吐出する方法であって、
第１液体と気体とを混合して第１液混合体を得るステップＡ１と、
第２液体と気体とを混合して第２液混合体を得るステップＡ２と、
を備え、
得られた前記第１液混合体と第２液混合体とをさらに混合して二液混合体を生成しこれを外部に吐出するステップＢ、を備え、
前記ステップＢにおいて、前記第１液混合体と第２液混合体とはそれぞれ別々の噴出部から二液混合室内に噴出されて混合されるステップＢ’を含み、ここでは、噴出される２つの液混合体に自然な対流または攪拌の動作が生じて混合されるように設定がなされる、
ことを特徴とする二液混合吐出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の二液混合吐出方法において、
前記ステップＢ’においては、噴出される二つの液混合体どうしが正面衝突または干渉を起こさないように、ふたつの液混合体の噴出が制御される、ことを特徴とする二液混合吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給される２つの液体を装置内部で混合してこれを外部に吐出する装置または方法であって、より詳細には、例えば２種類の液体を混合して発泡ウレタンを生成させてそれを吹き付ける技術などのような、二液体を混合して噴出または吐出させるのに適する技術にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−２５９４８６
【特許文献２】特開平１０−３２８５８６
【特許文献３】特開平９−２４３０８
上記した特許文献１の特開２００１−２５９４８６には「二液型発泡ポリウレタン樹脂塗料塗装用エアスプレーガン」の発明が、また、特許文献２の特開平１０−３２８５８６には「混合吹き付け方法および混合吹き付けノズル」の発明が、さらに、特許文献３の特開平９−２４３０８には「２液混合塗装用の高速硬化反応型スプレーガンおよびそれによる塗装方法」の発明が記載されており、既に公知となっている。
【０００３】
本発明に関連する、二液体混合型の発泡ウレタン吹き付け装置・スプレーガンなどのような、二液体を混合して噴出／吐出させる技術では、均一で安定した確実な吹き付け物や塗膜が形成されることが必要であり、そのためには、二液の混合や噴出に効果的で優れた方法や装置の開発が要求され、さらには、経済性（コスト性）、作業効率向上、環境問題への対応なども重視されてきている。
上記した特許文献１〜３では、それぞれの課題に対応して解決手段を示しているものの、実用化を進めるという立場からこれらをより仔細に検討するに、内包する問題点が未だ十分に解決されているものとはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、現状よく用いられているこの分野の装置や方法を、大きく発展改良させることに鑑みてなされたものであり、均一で確実な吹き付け体や塗膜を形成する技術を高度に安定化させ、二つの液体の混合や噴出に関する技術レベルをさらに向上させた新規の装置および方法を提供することを目的とし、しかも、大きなコストアップさせることなく、簡明な構造を備えた装置で実施でき、作業効率をも飛躍的に向上させることのできる二液混合吐出装置および二液混合吐出方法を提供することをも目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所望の目的を達成するために、本発明にかかる二液混合吐出装置およびその方法は、以下のように構成される。
（１）供給される２つの液体を内部で混合して外部に吐出する二液混合吐出装置であって、
第１液体を供給する第１液体供給部と、
第２液体を供給する第２液体供給部と、
第１および／または第２液体に気体を供給するための気体供給部と、
第１液体と気体とを混合して第１液混合体を得る第１混合部と、
第２液体と気体とを混合して第２液混合体を得る第２混合部と、
得られた前記第１液混合体と第２液混合体とを噴出するための第１噴出部および第２噴出部と、
ふたつの噴出部から噴出されたふたつの液混合体を混ぜ合わせるための二液混合部と、
二液混合体を吐出する吐出部と、　を備え、
前記二つの液混合体の噴出混合にあたり、噴出される２つの液混合体に自然な対流（循環）または攪拌の動作を生じて混合されるように、噴出部の配置設定がなされる、二液混合吐出装置とした。
【０００６】
（２）（１）の二液混合吐出装置において、
前記二つの噴出部は向かい合うよう配置され、かつ、噴出される二つの液混合体どうしが衝突または干渉を起こさないような配置位置または噴出向きに設定される、とした。
（３）（１）または（２）の二液混合吐出装置において、
前記第１液体および第２液体は発泡ウレタンを生成するための２種類の液体であり、かつ、前記気体は空気である、とした。
【０００７】
（４）供給される２つの液体を装置内部で混合してこれを外部に吐出する方法であって、
第１液体と気体とを混合して第１液混合体を得るステップＡ１と、
第２液体と気体とを混合して第２液混合体を得るステップＡ２と、
を備え、
得られた前記第１液混合体と第２液混合体とをさらに混合して二液混合体を生成しこれを外部に吐出するステップＢ、を備え、
前記ステップＢにおいて、前記第１液混合体と第２液混合体とはそれぞれ別々の噴出部から二液混合室内に噴出されて混合されるステップＢ’を含み、ここでは、噴出される２つの液混合体に自然な対流（循環）または攪拌の動作が生じて混合されるように設定がなされる。
【０００８】
（５）（４）の二液混合吐出方法において、
前記ステップＢ’においては、噴出される二つの液混合体どうしが正面衝突または干渉を起こさないように、ふたつの液混合体の噴出が制御される。
なお、これら第１液体・第２液体・気体を、外部から装置内に供給するにあたっては、供給量・圧力・速度・温度・供給管の形状や寸法など、必要な様々なファクターを設定して、これらを的確に制御管理するとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図１〜図４を参照し、本発明による二液混合吐出装置および二液混合吐出方法の実施の形態について詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明による二液混合吐出装置の内部構成を含む構造の一例を斜視によって示す構造説明図であり、また、図２は、図１に示した二液混合吐出装置の内部構造を示し、正面側中央部の天地方向による断面図であり、さらに、図３と図４とは、本発明の二液混合吐出装置または方法の、第１液混合体と第２液混合体の噴出と混合の状況を説明する図である。
【００１０】
まず図１（ａ）は、本発明の二液混合吐出装置１００の概観と内部を示す斜視図である。ここで、装置１００内部にある液体／気体の出入りする部位については、断面円形の空洞を有する円筒形状を想定した図としたが、その断面形状は楕円や多角形など種々の形状が採用されてもよく、周知の液体／気体用の導通管の構造を適宜に用いられてよい。
また、図１（ｂ）は、液体または気体を装置内部や外部に導入するための導通接続体７０の一例であり、螺合接続を可能とする導通接続体７１と、その中心軸方向の挿通部７１’を有し、上下中央には鍔状の六角締め部７０’を有する。
この導通接続体７０は、二液混合吐出装置１００に液体や気体を供給／吐出する箇所である液体供給部１０・液体供給部２０・気体供給部３０と、また、外部に混合生成物を吐出するための吐出部５０において、装置１００側と螺合によって組み合され接続されるもので、必要に応じて適宜に用いられるとよい。
【００１１】
本発明の二液混合吐出装置１００は、供給される２種類の液体（α１とα２）を内部で混合して外部に吐出する装置であり、第１液体α１を供給する第１液体供給部１０と、第２液体α２を供給する第２液体供給部２０と、これらの液体に気体βを供給するための気体供給部３０と、を備えている。
なお、図１での気体供給部３０は１箇所のみが設けられ、ここから圧力が加えられた気体βである空気βを、第１液体α１および第２液体α２の両方に供給する構造としている。しかしこれに限らず、気体供給部３０を２箇所設けて、第１液体α１および第２液体α２に別々に気体を供給することもできる。
【００１２】
第１液体α１の側については、気体βは、気体供給部３０から第１気体導通部３１を経由して第１混合部１１に供給されるので、ここで気体βは第１液体α１と混合されることになり、第１液混合体（α１＋β）となる。
また一方の、第２液体α２の側については、気体βは、同じく気体供給部３０から第２気体導通部３２を経由して第２混合部２１に供給されるので、ここで気体βと第２液体α２とが混合され、第２液混合体（α２＋β）となる。
【００１３】
こうして得られた第１液混合体（α１＋β）は、第１導通噴出部４１を経由して噴出口４１ａから二液混合部（二液混合室）５０内に噴出される。また一方の第２液混合体（α２＋β）は、第２導通噴出部４２を経由して噴出口４２ａから、同じく二液混合部（二液混合室）５０内に噴出される。
これらの２箇所の導通噴出部（４１と４２）から噴出された２種類の液混合体（α１＋β、α２＋β）は、この二液混合部５０の円筒空洞の室内で混ぜ合わされて、気体を含む二液混合体（α１＋α２＋β）を生成し、その後、吐出部５１から装置１００の外に吐き出される。
【００１４】
そして、これら２種類の液混合体（α１＋β、α２＋β）の噴出混合にあたっては、噴出される２つの液混合体に自然な対流（循環）または攪拌の動作を生じて混合されるように、導通噴出部（４１と４２）と二液混合室５０との設定がなされる。ここでのより具体的な構成としては、これら二つの噴出口（４１ａと４２ａ）は向かい合うよう配置されるものの、噴出される二つの液混合体どうしが衝突または干渉を起こさないような適切な配置位置または噴出向きに設定する、ことが可能である。これら噴出の仕方の設定については、後の記述において、図３および図４を参照しながら、詳しく説明する。
【００１５】
図２（ａ）（ｂ）は、図１に示した二液混合吐出装置１００の内部構造を示し、正面側中央部の天地方向縦断による断面図である。図２の構造は基本的には図１とほぼ同じものである。この図２（ａ）により、図１で現れていない部位について述べれば、第１液体供給部１０、第２液体供給部２０、気体供給部３０、吐出部５１では、それぞれ導通接続体７０などからなる接続部材を接続するために、その端部側に螺合溝（１０’２０’３０’５１’）を有する。また、第１気体導通部３１と第２気体導通部３２とは、円筒形状の内部において同心大小径の２種類の断面円筒形状を有するので内部段差が生じている。さらに、図２（ｂ）では、第１液体供給部１０、第２液体供給部２０、気体供給部３０に接続するための導通接続体（７１、７２、７３）が螺合接続されており、これらの導通接続体（７１、７２、７３）は軸中心位置に導通部（７１’７２’７３’）を有し、液体又は気体を装置１００の内部へ導通する。
【００１６】
さて、図３（ａ）　と（ａ）’および（ｂ）は、本発明による二液混合吐出装置または方法による、第１液混合体と第２液混合体の噴出と混合により、二液混合体（α１＋α２＋β）を生成する状況を説明する図であり、図３（ｃ）は比較例を示す。図３（ａ）は、円筒壁５０’を有する二液混合室５０の略水平方向断面による、噴出と混合の状況である。第１導通噴出部４１と第２導通噴出部４２は略平行状態となる位置で、仮に延長されたとしても正面衝突しないように配置され、位置ずれされて向かい合う噴出口４１ａと噴出口４２ａとにより、二液混合室５０内に液混合体を噴出する。噴出口４１ａから噴出される液混合体の流体ｄ１と対面側の噴出口４２ａから噴出される液混合体の流体ｄ２とは、互いに直進してゆくものの、流体ｄ１とｄ２とが直接正面からぶつかり合うことがなく、円筒壁５０’内自然な対流（循環）または攪拌による円環状の流れＱ１を生じる。
【００１７】
図３（ａ）’は、図３（ａ）の変形例であり、第１導通噴出部４１’’’と第２導通噴出部４２’’’とは、略平行状態となる位置で、仮に延長されたとしても流れが正面衝突しないように配置されるのは同様であるが、これら二つの噴出部（４１’’’と４２’’’）は、二液混合部５０内部の円筒壁５０’に接するような位置に配設されている。よって、向かい合う噴出口４１ａ’’’と噴出口４２ａ’’’とから噴出される流体（ｄ１’’’とｄ２’’’）は、円筒壁５０’に添うように進行してゆき、円筒壁５０’内で、より大きい自然な対流（循環、攪拌の流れ）　Ｑ５が生じる。このより大きな円環状の流れＱ５は、図３（ａ）の流れＱ１に比べて、流速が高くなって、動きが活発で大きくなるため、混合はさらに効率的に実施される。
【００１８】
次の、図３（ｂ）は、第１導通噴出部４１’と第２導通噴出部４２’とは、延長したとき、平行ではなく角度を有するよう配置されており、噴出口４１ａ’から噴出される液混合体の流体ｄ１’と対面側の噴出口４２ａ’から噴出される液混合体の流体ｄ２’とは、互いに直進してゆくものの、ｄ１とｄ２とは直接正面からぶつかり合うことがなく、円筒壁５０’内部で自然な対流または攪拌による円環状の流れＱ２を生じる。
【００１９】
図３（ｃ）は、比較例を示す図であり、本発明が適用されたものではない。この図で、第１導通噴出部４１’’と第２導通噴出部４２’’とは、互いを延長したとき一直線となる位置で、ここでは円筒壁５０’の中心を通るような位置に配置され、対面する噴出口４１ａ’’と噴出口４２ａ’’とにより二液混合室５０の中心にむかって液混合体を噴出する。噴出口４１ａ’’から噴出される液混合体の流体ｄ１’’と、対面側の噴出口４２ａ’’から噴出される液混合体の流体ｄ２とは、互いに直進してゆき、円筒壁５０’の中心付近で直接正面からぶつかり合い、その流れは、二液混合室５０内の横の円筒壁方向または円筒上下方向へ、例えば流体Ｌのようになって、周囲に拡散してしまう。よって、この図３（ｃ）では、自然な対流または攪拌の流れを形成されることがなく、混合はうまくゆかない。
【００２０】
図４（ａ）および（ｂ）は、本発明による二液混合吐出装置または方法による、第１液混合体と第２液混合体の噴出と混合により、二液混合体（α１＋α２＋β）を生成する状況を説明する別の図であり、また、図４（ｃ）は比較例を示す。
この図４（ａ）は、円筒壁５０’を有する二液混合室５０の天地方向の縦断面による説明図であり、噴出と混合の状況を示す。第１導通噴出部４１ｘと第２導通噴出部４２ｘとは略平行状態となる位置で、仮に延長されたとしても正面衝突しないように配置され、ずれて向かい合う噴出口４１ａと噴出口４２ａより二液混合室５０内に液混合体を噴出する。また、この図では第１導通噴出部４１ｘと第２導通噴出部４２ｘとは、同じ縦断面上であってもよいし、異なる縦断面上であってもよい。
噴出口４１ｘから噴出される液混合体の流体ｄ３と、対面側の噴出口４２ａから噴出される液混合体の流体ｄ４とは、互いに直進するものの、ｄ１とｄ２とは直接正面からぶつかり合うことがないので、円筒壁５０’内部下方中心付近で自然な対流または攪拌の流れＱ３を生じる。
【００２１】
次の、図４（ｂ）は、第１導通噴出部４１ｘ’と第２導通噴出部４２ｘ’とは、一方（右側）は上斜め方向、またもう一方（左側）は下方向に、互いに円筒壁５０’から角度を有するよう配置されており、噴出口４１ａｘ’から噴出される液混合体の流体ｄ３’と対面側の噴出口４２ａｘ’から噴出される液混合体の流体ｄ４’とは、互いに直進するものの、ｄ３’とｄ４’とは直接正面からぶつかり合うことがないので、円筒壁５０’内部で自然な対流または攪拌の流れＱ４を生じる。またこの図でも、第１導通噴出部４１ｘと第２導通噴出部４２ｘとは、同じ縦断面上であってもよいし、異なる縦断面上であってもよい。
そして、本発明によれば、噴出口４１ａｘ’と対面側の噴出口４２ａｘ’との関係は、相互が対面となる位置・上下となる位置・左右となる位置・斜め上下となる位置・斜め左右となる位置など種々様々な位置関係をとりうるし、また、第１導通噴出部４１ｘ’と第２導通噴出部４２ｘ’との関係も、種々様々な位置関係をとりうる。
【００２２】
図４（ｃ）は、比較例を示す図であり、本発明が適用されたものではない。この図で、第１導通噴出部４１ｘ’’と第２導通噴出部４２ｘ’’とは、延長したとき一直線のようになる位置で、ここでは円筒壁５０’に囲まれた二液混合室５０の下方中心付近を通るような位置に配置され、対面する噴出口４１ａｘ’’と噴出口４２ａｘ’’より中心方向にむかって液混合体を噴出する。ところが、噴出口４１ａ’’から噴出される液混合体の流体ｄ１’’と、対面側の噴出口４２ａ’’から噴出される液混合体の流体ｄ２とは互いに直進して、中間地点付近で直接正面からぶつかり合い、その流れは、二液混合室５０内の横の円筒壁方向または円筒上下方向へ、例えば流体Ｌ’のようになって、循環されることなく四散してしまう。よって、この図３（ｃ）のような構造の装置によれば、自然な対流または攪拌の流れを形成されることがない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の二液混合吐出装置および二液混合吐出方法においては、装置内部で噴出される２つの液混合体に自然な対流（循環）や攪拌の動作が生じて混合されるように設定がなされ、また、噴出される二つの液混合体どうしが正面衝突または干渉を起こさないように、ふたつの液混合体の噴出が制御されることにより、二つの液体の混合や噴出を安定化／均質化／良質化させて、ローコストで作業性が向上できるという大変高度な二液混合技術が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二液混合吐出装置の内部構成を含む構造の一例を、斜視によって示す説明図である。
【図２】図１に示した二液混合吐出装置の内部構造を示し、正面側中央部の天地方向縦断による断面図である。
【図３】本発明による二液混合吐出装置または方法にかかり、第１液混合体と第２液混合体の噴出と混合との状況を、横断面の上下方向矢視により説明する図である。
【図４】図３に同じく、第１液混合体と第２液混合体の噴出と混合の状況を、中央部天地方向左右縦断により説明する図である。
【符号の説明】
１００　　二液混合吐出装置
α１、α２　液体
β　　気体
（α１＋β）　　　第１液混合体
（α２＋β）　　　第２液混合体
（α１＋α２＋β）　　二液混合体
１０　　第１液体（α１）供給部
１１　　第１混合部
２０　　第２液体（α２）供給部
２１　　第２混合部
３０　　気体（β）供給部
３１　　第１気体導通部
３２　　第２気体導通部
４１　　第１導通噴出部
４１ａ　　噴出口
４２　　第２導通噴出部
４２ａ　　噴出口
５０　　二液混合部（二液混合室）
５０’　円筒壁
５１　　吐出部
７０、７１、７２、７３　　導通接続体
ｄ１，ｄ２，　　直進する流体
Ｑ１〜Ｑ５　　対流（循環、攪拌）が生じる流体の動き
Ｌ　，Ｌ’　　対流（循環、攪拌）のない流体の動き
４１ｘ，４１ｘ’，４１ｘ’’　　第１導通噴出部
４２ｘ，４２ｘ’，４２ｘ’’　　第２導通噴出部
４１ａｘ，４１ａｘ’，４１ａｘ’’　　第１噴出口
４２ａｘ，４２ａｘ’，４２ａｘ’’　　第２噴出口
【図１】
2004105924.tif 000003
【図２】
2004105924.tif 000004
【図３】
2004105924.tif 000005
【図４】
2004105924.tif 000006