JP7386496B2 - 消火器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、消火器及びその製造方法に関する。

消火器の容器には腐食性の消火薬剤が充填されている。一般的に容器は鉄、鋼、アルミニウム等の金属材料で作製されていることから、腐食防止のために、金属容器の内面に例えば塗装等の防錆処理を行っている（例えば特許文献１）。

特開２００３－１６４５３９号公報

ところで、金属容器の内面に防錆処理を行う際には、下地処理として鉄や鋼やアルミニウムの化成処理（例えばリン酸皮膜処理等）を行って、塗料の密着性等の表面性状を改善する必要がある。このように下地処理から防錆処理までには多くの工程がある。また、下地処理により金属容器の内面に付着した塗膜にピンホールがあると、腐食が進むおそれがある。そのため、防錆処理には多大な時間及びコストを要する。

そこで、本発明は、金属容器の内面の防錆処理を簡略化することができる消火器及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決すべく、本発明は、上部に開口部を有する有底略円筒形の金属容器と、前記金属容器の内面に沿って配置され、前記開口部から露出する鍔部を有する樹脂容器と、前記樹脂容器内に充填される消火薬剤と、前記開口部に装着されて、ユーザの操作に応じて前記樹脂容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブと、を備えることを特徴とする消火器を提供する。

上記のような構成を有する本発明の消火器では、前記樹脂容器が、前記消火薬剤に対して腐食耐性を有する高分子材料で構成されていること、が好ましい。ここで、高分子材料は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン又は変性ＰＰＯの熱可塑性樹脂である。

また、本発明は、上部に開口部を有する有底略円筒形の金属容器と、前記開口部の内径よりも大きい外径の鍔部を有するプリフォームと、を用意し、前記プリフォームを前記開口部に装着し、前記プリフォーム内に圧縮ガスを吹き込み、前記金属容器の内面に沿って樹脂容器を成形し、前記樹脂容器内に消火薬剤を充填し、前記開口部に、ユーザの操作に応じて前記樹脂容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブを装着すること、を含む消火器の製造方法をも提供する。

本発明によれば、消火器の金属容器の内面の防錆処理を簡略化することができる。これにより、消火器の製造に要する時間を大幅に短縮することができる。

本発明の代表的な実施形態に係る消火器１の断面図である。 消火器１を構成する金属容器１１及び樹脂容器１５の外観図である。 プリフォーム３１の製造工程の一例を示す概略図である。 金属容器１１内に樹脂容器１５を形成する工程の一例を示す概略図である。

以下、本発明の代表的な実施形態に係る消火器及びその製造方法を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。

本実施形態に係る消火器１の構成を説明する。消火器１は蓄圧式でも加圧式でもよいが、ここでは蓄圧式の消火器として説明する。

図１に示すように、消火器１は、金属容器１１、バルブ１３、樹脂容器１５、消火薬剤１９、レバー２１及びホース２５を含む。金属容器１１（樹脂容器１５）内には圧縮ガスが封入され、所定の内圧（例えば０．７～０．９８ＭＰａ程度）が作用している。

金属容器１１は、例えば鉄、鋼、アルミニウム又はこれらの合金で作製されている。金属容器１１は、有底で全体として略円筒形状を呈し、上方には側面からみて略湾曲状を呈する凸状部を有しているとともに、上部に開口部１２が設けられており、上述した内圧に耐えるように設計されている。

金属容器１１の内面には、防錆処理が施されていてもよいし、省略されてもよい。防錆処理が施されている場合でも、追って述べるように消火薬剤１９が金属容器１１の内面に接触しないことから、防錆処理は簡略化されてよい。

金属容器１１の上部に設けられた開口部１２は略筒状である。この開口部１２には製造時にプリフォーム３１が装着され（図４（Ｃ）参照）、また、開口部１２を介して消火薬剤１９が金属容器１１（樹脂容器１５）内に充填される。図面上では省略されているが、開口部１２の外周面上のネジ山がバルブ１３の内周面上のネジ溝と係合することで、バルブ１３が開口部１２に装着されることになる。

金属容器１１には、高分子材料からなる樹脂容器１５が収納されている。この高分子材料は、消火薬剤１９に対して腐食耐性を有することが好ましい。また、この高分子材料は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン又は変性ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）が挙げられる。また、樹脂容器１５は、一層の高分子材料でもよいし、多層の高分子材料の積層体でもよい。樹脂容器１５が多層の材料からなる場合、例えば、消火薬剤１９への腐食耐性に優れた材料の層、ガスバリア性能に優れた材料の層、又は耐圧性能に優れた材料の層を含んでいてもよい。

樹脂容器１５は、図１に示すように金属容器１１の内面に沿って配置され、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように金属容器１１の内面に対応した形状、つまり有底の筒状を呈している。樹脂容器１５の厚みは、消火薬剤１９に対する腐食耐性の観点から０．０３ｍｍ以上であることが好ましく、また、後述する成形の容易性の観点から１ｍｍ以下であることが好ましい。

樹脂容器１５は、開口部１２から露出する鍔部１７を有する。追って述べるように、樹脂容器１５は、プリフォーム３１を金属容器１１内で成形することで金属容器１１内に成形される。樹脂容器１５の成形の際、プリフォーム３１の鍔部１７は開口部１２に接触し、プリフォーム３１が完全に金属容器１１内に落ち込むことを防止している。そのため、鍔部１７の外径は、開口部１２の内径よりも大きく、開口部１２の外径とほぼ等しいか、やや小さいことが好ましい。

鍔部１７は、バルブ１３と開口部１２との間に介在し、シール材（パッキン）としての役割をも果たす。鍔部１７の厚みは、十分な封止性能を確保する観点から０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。例えば消火器１の圧縮ガスとしてヘリウム及び窒素を含む気体が採用されるときには、鍔部１７は、２５℃において、ヘリウムに対しては２．６×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以上、１７．５×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下の、窒素に対しては０．１７×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以上、５．９×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下の気体透過性（気体透過量）をそれぞれ示すことが望ましい。ここでは、本技術分野の慣例に従い、気体透過性を、１気圧の下で当該気体が任意の厚み（ｃｍ）の試料を単位面積（ｃｍ^２）あたりに単位時間（１ｓｅｃ）に通過する体積（ｃｃ）で表している。

図１に戻って、樹脂容器１５内には、粉末状又は液体状の消火薬剤１９が充填されている。したがって、金属容器１１と消火薬剤１９との間には樹脂容器１５が介在し、金属容器１１と消火薬剤１９とが直接接触することを防止している。

樹脂容器１５内には、所定の圧力の不活性ガス（圧縮ガス）が封入されている。もっとも、樹脂容器１５を覆っている金属容器１１が圧縮ガスによる樹脂容器１５の膨張を抑制し、これにより樹脂容器１５の破裂は防止される、なお、不活性ガスとして窒素ガス及びヘリウムガスが想定されているが、これに限られない。

金属容器１１の開口部１２には、バルブ１３が装着されている。バルブ１３は、金属容器１１を封止するとともに、ユーザ操作（例えばレバー２１の操作）に応じて金属容器１１内の消火薬剤１９をホース２５から噴射させる。本実施形態では、金属容器１１の確実な封止のために、バルブ１３と開口部１２との間に樹脂容器１５の鍔部１７が挟み込まれている。更なる封止性能のために、シール材が併用されてもよい。

バルブ１３には、金属容器１１（樹脂容器１５）内の消火薬剤１９をバルブ１３に導くためのサイホン管２３が接続されている。また、バルブ１３には、先端にノズル２７を有するホース２５が連結されている。

また、バルブ１３の上端にはレバー２１が取り付けられている。このレバー２１を閉じると、バルブ１３が開いてサイホン管２３とホース２５とが連通し、消火薬剤１９がノズル２７から噴射することになる。

次いで、消火器１の組立手順の一例を説明する。
まず金属容器１１及びプリフォーム３１を準備する。金属容器１１の内面には防錆処理を施しても施さなくてもよいが、樹脂容器１５が消火薬剤１９と金属容器１１との間に介在するため、防錆処理は従来に比べて簡潔でよい。したがって、防錆処理に要する時間及びコストを削減することが可能となる。

また、プリフォーム３１は、例えば射出成形法及びＰＣＭ成形法で作製できる。ここでは、射出成形法によるプリフォーム３１の形成を説明することとする。

図３に示すように、原料となる樹脂４１（上述した高分子材料）をホッパー４３内で加熱・溶融させ、溶融した樹脂４１をスクリュー４５で金型４７内に注入し、冷却・固化させる。そして、金型４７を開き、プリフォーム３１を取り出す。作成されたプリフォーム３１は、有底の筒状を呈しており、開口した先端に鍔部３３を有している。

次いで、プリフォーム３１を金属容器１１内で膨張させて樹脂容器１５を形成する。樹脂容器１５の形成は、例えば延伸ブロー成形で行うことができる。

具体的には、図４（Ａ）のように、プリフォーム３１をヒータ５１で加熱し、図４（Ｂ）のようにプリフォーム３１を金属容器１１の開口部１２に挿入する。すると、図４（Ｃ）のように、プリフォーム３１の鍔部３３が開口部１２の先端に接触し、プリフォーム３１が金属容器１１に装着される。この状態では、樹脂容器１５の鍔部１７は、金属容器１１の開口部１２から露出することになる。

次いで、プリフォーム３１を金属容器１１内で膨らませる。例えば図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）のように、ロッド５３をプリフォーム３１に挿入し、ロッド５３の先端でプリフォーム３１を金属容器１１の底部側に延伸させつつ、エアの注入によりプリフォーム３１を金属容器１１の内面に向かって膨張させる。このようにして、図４（Ｆ）のように金属容器１１内に樹脂容器１５を形成する。なお、プリフォーム３１の長さが金属容器１１の長さと揃っている場合には、プリフォーム３１をブロー成形により周方向に膨張させるだけで足りる。

そして、樹脂容器１５内に消火薬剤１９を充填する。その後、一体化されたバルブ１３、レバー２１及びサイホン管２３を樹脂容器１５内に挿入し、バルブ１３を金属容器１１の開口部１２にねじ込んで固定する。このとき、バルブ１３と開口部１２の間に樹脂容器１５の鍔部１７が挟みこまれ、金属容器１１が封止される。

その後、金属容器１１（樹脂容器１５）の内部に圧縮ガスを封入し、ホース２５を取り付けると、消火器１が完成する。

以上のとおり、本実施形態では、金属容器１１の内部に樹脂容器１５を成形する。例えるなら、金属容器１１をあたかも金型かのように見立てて、ブロー成形により金属容器１１内に樹脂層を成形している。これにより、金属容器１１を確実に防食することができるとともに、脱脂以外の金属容器１１の表面処理が不要となる。したがって、表面処理に伴う金属容器の僅かな肉厚の減少や強度低下や、ピンホールや塗装むら等の塗装の不具合を解消することができる。また、樹脂容器１５の形成時間は例えば１０秒程度と短いため、表面処理及び樹脂塗装に要する時間を大幅に短縮できる。

なお、消火器１が加圧式である場合には使用時に、また蓄圧式である場合には常時、容器内が加圧されるが、樹脂容器１５は金属容器１１で覆われて支えられているため、内側の樹脂容器１５は圧力で破裂しない。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。

１・・・消火器、
１１・・・金属容器、
１２・・・開口部、
１３・・・バルブ、
１５・・・樹脂容器、
１７・・・鍔部。

Claims (4)

1. 上部に開口部を有する有底略円筒形の金属容器と、
   前記金属容器の内面に沿って配置されるように成形され、前記開口部から露出する鍔部を有する樹脂容器と、
   前記樹脂容器内に充填される消火薬剤と、
   前記開口部に装着されて、ユーザの操作に応じて前記樹脂容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブと、
   を備え、
   前記鍔部が、０．０３ｍｍ以上の厚みを有し、２５℃において、ヘリウムに対して２．６×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以上、１７．５×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下の気体透過性を示し、窒素に対して０．１７×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以上、５．９×１０^－８［ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ａｔｍ］以下の気体透過性を示すこと、
   を特徴とする消火器。
2. 前記樹脂容器は、前記消火薬剤に対して腐食耐性を有する高分子材料で構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の消火器。
3. 前記高分子材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン又は変性ＰＰＯの熱可塑性樹脂であること
   を特徴とする請求項２に記載の消火器。
4. 上部に開口部を有する有底略円筒形の金属容器と、前記開口部の内径よりも大きい外径の鍔部を有するプリフォームと、を用意し、
   前記プリフォームを加熱した後に前記開口部に装着し、
   前記プリフォーム内に圧縮ガスを吹き込み、前記金属容器の内面に沿って樹脂容器を成形し、
   前記樹脂容器内に消火薬剤を充填し、
   前記開口部に、ユーザの操作に応じて前記樹脂容器内の前記消火薬剤を外部に噴射させるバルブを装着することを含むこと、
   を特徴とする請求項１に記載の消火器。