(57)【要約】【課題】共用流路に交互に投入された２つの液体を効率良く撹拌する。【解決手段】共用供給路１２の上流端からスタティックミキサ１４に至る長さＰ（ｃｍ）、即ち主剤Ａと硬化剤Ｂを径方向に分配するための長さとして、主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクルの投入合計量ＳＩＶ（ｃｍ3 ）と、共用供給路１２の平均半径Ｒ（ｃｍ）とに基づいた次式      Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2   で求められた寸法又はそれよりも長い寸法を確保しているので、スタティックミキサ１４に流入する時点で主剤Ａと硬化剤Ｂが十分に分配され、スタティックミキサ１４による撹拌効率が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主剤専用の主剤用供給路の下流端と硬化剤専用の硬化剤用供給路の下流端が共用供給路に接続され、
前記共用供給路の途中にスタティックミキサが設けられ、
前記共用供給路の下流端に塗装ガンが接続され、
前記共用供給路の上流端に交互に投入された主剤と硬化剤が混合されることで得られた二液混合塗料が前記塗装ガンに供給されるようになっている二液混合塗料の供給装置であって、
前記共用供給路の上流端から前記スタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）が、主剤と硬化剤の１サイクルの投入合計量をＳＩＶ（ｃｍ3 ）、前記共用供給路の平均半径をＲ（ｃｍ）としたときに、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とされていることを特徴とする二液混合塗料の供給装置。
【請求項２】
前記共用供給路の上流端から前記塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）が、次式  
Ｌ＝２×Ｐ
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とされていることを特徴とする請求項１記載の二液混合塗料の供給装置。
【請求項３】
途中にスタティックミキサが設けられている共用供給路の上流端に主剤と硬化剤を交互に投入し、
主剤と硬化剤を混合して得られた二液混合塗料を、前記共用供給路の下流端に接続されている塗装ガンに供給する二液混合塗料の供給方法であって、
主剤と硬化剤の１サイクルの投入合計量をＳＩＶ（ｃｍ3 ）、前記共用供給路の平均半径をＲ（ｃｍ）として、前記共用供給路の上流端から前記スタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）を、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とすることを特徴とする二液混合塗料の供給方法。
【請求項４】
前記共用供給路の上流端から前記塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）を、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とすることを特徴とする請求項３記載の二液混合塗料の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二液混合塗料の供給装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、主剤と硬化剤を混合して得られた二液塗料を塗装ガンに供給する二液混合塗料の供給装置が開示されている。  
この種の二液混合塗料供給装置の具体例としては、図７に示すように、主剤用供給路１００ａの下流端と硬化剤用供給路１００ｂの下流端を、共通のプレミキサ１０１の流入口に接続し、プレミキサ１０１の流出口にスタティックミキサ１０２の流入口を接続し、スタティックミキサ１０２の流出口に混合液供給路１０３の上流端を接続し、混合液供給路１０３の下流端に塗装ガン１０４を接続する構成が考えられる。  
プレミキサ１０１としては、貫通形態の外管の内部に、先端が閉塞した内管を収容した構造になり、内管の外周と外管の内周との間の空間に主剤を流すとともに、内管内に硬化剤を流すようにしたものがある。このプレミキサ１０１に主剤と硬化剤を交互に投入すると、内管内に供給した硬化剤が、内管の管壁を貫通する連通孔から主剤の流れの中に流入するようになっている。  
また、スタティックミキサ１０２は、貫通形態のパイプ内に、螺旋状に捻られた板片からなる複数のエレメントを、捻れの向きが交互に逆向きとなるように流れ方向に沿って複数並べた周知の構造であり、主剤と硬化剤が、パイプ内を流れる過程で、エレメントにより二分割されつつ何度も向きを変えて捻られることを繰り返すことで、撹拌されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−０４０６８０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来では、プレミキサ１０１による混合が充分ではなかったため、スタティックミキサ１０２に流入するのは、主剤の間に硬化剤が比較的細かく分散した状態の混合液体だけでなく、主剤だけがスタティックミキサ１０２に一定量流入し続ける状態や、硬化剤だけが一定量流入し続ける状態が発生していた。このように、主剤のみ又は硬化剤のみが集まった状態でスタティックミキサ１０２内を流動しても、主剤のみ又は硬化剤のみが撹拌されるに過ぎず、主剤と硬化剤とが混じり合うことはないため、撹拌効果が低いという問題がある。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、共用の流路に交互に投入された２つの液体を効率良く撹拌することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、主剤専用の主剤用供給路の下流端と硬化剤専用の硬化剤用供給路の下流端が共用供給路に接続され、前記共用供給路の途中にスタティックミキサが設けられ、前記共用供給路の下流端に塗装ガンが接続され、前記共用供給路の上流端に交互に投入された主剤と硬化剤が混合されることで得られた二液混合塗料が前記塗装ガンに供給されるようになっている二液混合塗料の供給装置であって、前記共用供給路の上流端から前記スタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）が、主剤と硬化剤の１サイクルの投入合計量をＳＩＶ（ｃｍ3 ）、前記共用供給路の平均半径をＲ（ｃｍ）としたときに、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とされているところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記共用供給路の上流端から前記塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）が、次式  
Ｌ＝２×Ｐ
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とされているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、途中にスタティックミキサが設けられている共用供給路の上流端に主剤と硬化剤を交互に投入し、主剤と硬化剤を混合して得られた二液混合塗料を、前記共用供給路の下流端に接続されている塗装ガンに供給する二液混合塗料の供給方法であって、主剤と硬化剤の１サイクルの投入合計量をＳＩＶ（ｃｍ3 ）、前記共用供給路の平均半径をＲ（ｃｍ）として、前記共用供給路の上流端から前記スタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）を、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とするところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記共用供給路の上流端から前記塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）を、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とするところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
＜請求項１及び請求項３の発明＞
共用供給路の上流端に交互に投入された主剤と硬化剤がスタティックミキサに向かって移動する間、主剤と硬化剤の界面が次第に先細りのキャップ状に変形していくのであるが、スタティックミキサに近づくのに伴って先細りの度合いが強くなることから、共用供給路内を輪切り状にした仮想断面上において同心円状に交互に形成される主剤層と硬化剤層の積層数が、スタティックミキサに近づくほど増えていく。つまり、スタティックミキサに接近するほど、主剤と硬化剤の径方向における分配度が高まっていく。  
ここで、共用供給路の上流端（即ち、主剤と硬化剤の合流点）からスタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）、即ち主剤と硬化剤を分配するための流路の長さとして、主剤と硬化剤の１サイクルの投入合計量ＳＩＶ（ｃｍ3 ）と、共用供給路の平均半径Ｒ（ｃｍ）とに基づいた次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法を確保しているので、スタティックミキサに流入する時点で主剤と硬化剤が十分に分配される。  
そして、多数層に積層するように十分に分配された状態でスタティックミキサ内に流入した主剤と硬化剤は、スタティックミキサ内を通過する間に効率良く撹拌されて、細かく分散されるので、塗装ガンに到達した時点では良質の二液混合塗料が得られる。
【０００９】
＜請求項２及び請求項４の発明＞
スタティックミキサ内で撹拌された主剤と硬化剤の混合液は、スタティックミキサから塗装ガンに至る共用供給路内において、共用供給路の内壁からの離間寸法に起因する流速の違いにより更に径方向に分配されていく。  
ここで、共用供給路の上流端から塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）が、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた寸法又はそれよりも長い寸法とされている。換言すると、スタティックミキサから塗装ガンに至る共用供給路の長さとして、共用供給路の上流端（主剤と硬化剤の合流点）からスタティックミキサに至る共用供給路の長さと概ね同じ長さ、即ち、主剤と硬化剤を充分に分配することが可能な長さが確保されている。したがって、主剤と硬化剤は、十分な分配作用と分散作用とにより、塗装ガンに到達した時点で所定の比率に混合された良好な二液混合塗料となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施形態の二液混合塗料の供給装置は、主剤Ａと硬化剤Ｂを混合して得られた水性二液ウレタン塗料を塗装ガン１０に供給するものであり、主剤専用の主剤用供給路１１ａの下流端と硬化剤専用の硬化剤用供給路１１ｂの下流端が、共用供給路１２の上流端に設けた合流器１３に接続され、共用供給路１２の途中にスタティックミキサ１４が設けられ、共用供給路１２の下流端に塗装ガン１０が接続されている。
【００１１】
主剤用供給路１１ａの上流端には、必要に応じて主剤Ａと洗浄剤のいずれかを圧送するための周知構造の主剤用圧送装置１５ａが接続され、主剤用供給路１１ａの途中には流量計１６ａが設けられている。硬化剤用供給路１１ｂの上流端には、必要に応じて硬化剤Ｂと洗浄剤のいずれかを圧送するための周知構造の硬化剤用圧送装置１５ｂが接続され、硬化剤用供給路１１ｂの途中には流量計１６ｂが設けられている。
【００１２】
合流器１３は、主剤用供給路１１ａに接続される主剤用流入口と、硬化剤用供給路１１ｂに接続される硬化剤用流入口と、共用供給路１２に接続される流出口とを備えており、主剤用流入口には主剤用供給路１１ａ側への逆流を規制するための逆止弁１７ａが設けられ、硬化剤用流入口には硬化剤用供給路１１ｂ側への逆流を規制するための逆止弁１７ｂが設けられている。この合流器１３には、所定量の主剤Ａと硬化剤Ｂが交互に投入され、投入された主剤Ａと硬化剤Ｂが共用供給路１２内に送り込まれるようになっている。
【００１３】
共用供給路１２は、合流器１３（主剤Ａと硬化剤Ｂの合流点）からスタティックミキサ１４の流入口に至る上流側供給路１８と、スタティックミキサ１４の流出口から塗装ガン１０に至る下流側供給路１９とから構成される。２つの供給路は円形断面のパイプからなり、両供給路１８，１９の内径は同じ寸法とされている。
【００１４】
スタティックミキサ１４は、円形断面のパイプの内部に、図２に示すように、板片を１８０°反転するように螺旋状に捻った形態であって捻れ方向が逆向きとなった２種類のエレメント１４ａ，１４ｂを、流れ方向（スタティックミキサ１４の長さ方向）に沿って並べた周知構造のものであって、捻れ方向が逆向きとなるエレメント１４ａ，１４ｂが交互に配置され、隣り合うエレメント１４ａ，１４ｂの端縁同士が互いに直角の向きとなるように連なっている。
【００１５】
次に、本実施形態の作用を説明する。  
本実施形態では、上流側供給路１８の長さＰ（ｃｍ）は、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた値の長さとされている。  
ここで、ＳＩＶ（ｃｍ3 ）は主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクルの投入合計量であり、Ｒ（ｃｍ）は共用供給路１２の平均半径である。また、主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクル当たりの投入量の比率は、１：１であり、上流側供給路１８と下流側供給路１９とスタティックミキサ１４の内径は全て同じ寸法とされている。  
また、共用供給路１２の長さ（全長）Ｌ（ｃｍ）は、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた値の長さとされている。  
尚、共用供給路１２の全長Ｌ（ｃｍ）は、スタティックミキサ１４の長さＳ（ｃｍ）も含むが、スタティックミキサ１４の長さＳ（ｃｍ）は、上流側供給路１８の長さＰ（ｃｍ）に比べて十分に短い長さ（例えば、Ｐの１／３以下の長さ）とされている。  
具体例としては、主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクルの投入合計量ＳＩＶ（ｃｍ3 ）を２０（ｃｍ3 ）、共用供給路１２の平均半径Ｒ（ｃｍ）を０．５（ｃｍ）としたときに、長さＰ（ｃｍ）は、約６８（ｃｍ）となり、長さＬ（ｃｍ）は、約１３６（ｃｍ）となる。
【００１６】
次に、主剤Ａと硬化剤Ｂが混合する様子について説明する。  
合流器１３（共用供給路１２の上流端）に交互に投入された主剤Ａと硬化剤Ｂは、上流側供給路１８内をスタティックミキサ１４に向かって流れていくが、上流側供給路１８の内壁から遠ざかるほど流速が速くなることから、図３に示すように、主剤Ａと硬化剤Ｂの界面が次第に先細りのキャップ状（筍状）に変形し、スタティックミキサ１４に近づくのに伴って先細りの度合いが強くなる。したがって、上流側供給路１８内を輪切り状にした仮想断面上において同心円状に交互に形成される主剤Ａの層と硬化剤Ｂの層の積層数を上流側と下流側とで比較すると、上流側では、図４に示すように主剤Ａの層と硬化剤Ｂの層の積層数が少ないのに対し、下流側では、図５に示すように主剤Ａの層と硬化剤Ｂの層の積層数が多くなっている。つまり、主剤Ａの層と硬化剤Ｂの層の積層数はスタティックミキサ１４に近づくほど増えていき、スタティックミキサ１４に接近するほど、主剤Ａと硬化剤Ｂの径方向における分配度が高まっていく。
【００１７】
ここで、共用供給路１２の上流端（即ち、主剤Ａと硬化剤Ｂの合流点）からスタティックミキサ１４に至る長さＰ（ｃｍ）、即ち主剤Ａと硬化剤Ｂを分配するための流路の長さとして、主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクルの投入合計量ＳＩＶ（ｃｍ3 ）と、共用供給路１２の平均半径Ｒ（ｃｍ）とに基づいた次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法を確保しているので、スタティックミキサ１４に流入する時点で主剤Ａと硬化剤Ｂが十分に分配される。
【００１８】
そして、多数層に積層するように十分に分配された状態でスタティックミキサ１４内に流入した主剤Ａと硬化剤Ｂは、１つのエレメント１４ａ又は１４ｂを通過する過程で、半円形断面をなす２つの空間に分割されて螺旋状に捻られた後、次のエレメント１４ｂ又は１４ａに移行するときに位相が９０°ずれた２つの半円形断面の空間に分割され、その２つの半円形の空間内で逆向きに捻られる、という分割動作と捻れ動作を交互に繰り返しながら流れていく。このように、主剤Ａと硬化剤Ｂは、細かく分散されつつ混合されることにより撹拌され、この細分化と混合はスタティックミキサ１４の下流側へ移動するのに伴って進んでいくので、スタティックミキサ１４を通過した時点では、主剤Ａと硬化剤Ｂの混合比率のばらつきが小さくなる。
【００１９】
スタティックミキサ１４を通過して撹拌された主剤Ａと硬化剤Ｂの混合液は、スタティックミキサ１４から塗装ガン１０に至る下流側供給路１９内において、下流側供給路１９の内壁からの離間寸法に起因する流速の違いにより、更に径方向に分配されていく。  
ここで、共用供給路１２（上流側供給路１８）の上流端から塗装ガン１０に至る距離Ｌ（ｃｍ）は、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた寸法とされている。換言すると、スタティックミキサ１４から塗装ガン１０に至る下流側供給路１９の長さとして、共用供給路１２の上流端（主剤Ａと硬化剤Ｂの合流点）からスタティックミキサ１４に至る上流側供給路１８の長さと概ね同じ長さ、即ち、主剤Ａと硬化剤Ｂを充分に分配することが可能な長さが確保されている。したがって、共用供給路１２に交互に投入された主剤Ａと硬化剤Ｂは、共用供給路１２内を流れる間に受ける十分な分配作用とスタティックミキサ１４内を通過する間に受ける十分な分散作用（撹拌作用）とにより、塗装ガン１０に到達した時点で所定の比率（１：１）に混合された良好な二液混合塗料となる。
【００２０】
本願の発明者が行った実験によれば、上記の長さＰ（ｃｍ）及びＬ（ｃｍ）として上記式で求められる寸法又はそれより長い寸法を確保しておけば、塗装ガン１０に到達した時点における二液混合塗料の混合比率のばらつきが１％以下に抑えられる、という実験結果が得られた。このばらつきが１％以下という高い混合精度は、主剤Ａと硬化剤Ｂの混合比率、主剤Ａと硬化剤Ｂの１サイクルの投入合計量ＳＩＶ（ｃｍ3 ）、及び共用供給路１２の平均半径Ｒ（ｃｍ）の影響を殆ど受けないことも実験によって明らかとなっている。尚、実験の結果は、図６の表にあらわした。
【００２１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。  
（１）上記実施形態では１つの共用供給路にスタティックミキサを１つだけ設けたが、本発明によれば、１つの共用供給路に複数のスタティックミキサを設けてもよい。この場合、複数のスタティックミキサのうち少なくともいずれか１つが、共用供給路の上流端から長さＰよりも近い位置に配置されていてもよく、全てのスタティックミキサが、共用供給路の上流端から長さＰよりも遠い位置に配置されていてもい。  
（２）上記実施形態では二液混合塗料が水性ウレタン塗料である場合について説明したが、本発明は、二液混合塗料が水性ウレタン塗料以外の塗料である場合にも適用できる。
（３）上記実施形態では共用供給路の上流端からスタティックミキサに至る長さＰ（ｃｍ）を、次式  
Ｐ＝（０．６×ＳＩＶ＋５）／Ｒ2 
で求められた寸法としたが、本発明によれば、上記式で求められた値よりも長い寸法としてもよい。  
（４）上記実施形態では共用供給路の上流端から塗装ガンに至る長さＬ（ｃｍ）を、次式  
Ｌ＝２×Ｐ  
で求められた寸法としたが、本発明によれば、上記式で求められた値よりも長い寸法としてもよい。  
（５）上記実施形態では主剤と硬化剤の１サイクル当たりの投入量の比率を、１：１としたが、本発明によれば、主剤と硬化剤の１サイクル当たりの投入量の比率は、（１：１）〜（１００：１）とすることができる。  
（６）上記実施形態では上流側供給路と下流側供給路とスタティックミキサの内径を全て同じ寸法としたが、本発明によれば、３者の内径寸法は互いに異なる寸法としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１の供給装置の概略図
【図２】スタティックミキサの断面図
【図３】共用供給路の上流端に交互に投入された主剤と硬化剤がスタティックミキサに至るあいだで流れる様子を概略的にあらわした断面図
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図
【図５】図３のＹ−Ｙ線断面図
【図６】実験結果をあらわす表
【図７】従来例の供給装置の概略図
【符号の説明】
【００２３】
Ａ…主剤
Ｂ…硬化剤
１０…塗装ガン
１１ａ…主剤用供給路
１１ｂ…硬化剤用供給路
１２…共用供給路
１４…スタティックミキサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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