JPH0659429B2

JPH0659429B2 - 液体のスプレイパターンの形成方法とそのスプレイ装置

Info

Publication number: JPH0659429B2
Application number: JP60086030A
Authority: JP
Inventors: 正文松永
Original assignee: ノードソン株式会社
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS61245859A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液体の静電式スプレイ塗布におけるスプレイ
パターンの形成方法及びそのスプレイ装置に係わる。液
体とは液体塗料又は加熱溶融樹脂、不揮発性液体、油脂
類を指す。

なお、本発明は、本特許出願人による昭和６０年４月１
日付特許出願「粉体塗料のスプレイパターンの形成方法
とそのスプレイ装置」を基本とする応用発明である。即
ち上記発明においては、専ら粉体塗料を対象としたもの
であるが、その後の実験によって、液体塗料及び熱溶融
性樹脂、その他不揮発性液体、油脂等に対しても、上記
基本発明と同様の効果の得られることが確認されたの
で、これら各種液体にも適応し得る如く、本発明は改変
されたものである。

従来、液体の静電式スプレイ塗布におけるスプレイパタ
ーンの形状、大きさ及び液体粒子の分布密度等は、それ
ぞれの流動体の特性及びその噴出口の設計、その加工精
度等によって決定されていた。従って塗布業者は、それ
ぞれのパターンに対応出来得るよう、各種の噴出口（ノ
ズルやエアキャップ）を数多く準備していた、これらの
費用は少なくないのみならず、また、それらの使用に当
たっては、それらの選択に多くの時間と手間とを要して
いた。更に、微量調整などは殆ど不可能に近かったので
ある。従って、非効率的な作業を行ってきたのである。

本発明の動機は、これらの諸問題を解決することにあっ
た。

本発明の目的は、液体をスプレイする際に、そのスプレ
イパターンをより拡げて、それら液体の各粒子をより分
散し、分布密度をより均一化せしめる方法とその装置と
を提供することにある。

本発明の要旨は、互いに外方に向けて取り付けられてい
る複数個の噴出口より、液体を外方に向けて噴出させ、
それによって得られた比較的広いスパン又は範囲内の複
数個の塗布されたスプレイパターンの間に生じた空白部
を、上記複数個の噴出口群の中間部に設けられた静電気
荷電用電極の作用により、上記噴出された液体の粒子を
引き寄せ、よって上記複数個のスプレイパターンの空白
部を埋め、比較的幅広いスプレイパターンを形成し、か
つ、上記静電気荷電用電極への印加電圧及び液体の吐出
量の調整等により、スプレイパターンの形状及び塗布分
布密度、塗布膜の厚さなどを加減して、所望するスプレ
イパターンを形成する方法とそれを行うスプレイ装置と
である。

なお、本発明の対象とする液体とは、一般液体塗料を始
めとする水溶性系、水分散系、パウダースラリー型等の
各種塗料、その他熱溶融性樹脂、不揮発性各種液体、油
脂パラダースラリー型等の各種塗料、その他熱溶融性樹
脂、不揮発性各種液体、油脂類等とする。

次に本発明の方法について説明する。その前に静電式液
体塗布の原理について簡単に述べる。噴出口（ノズル）
よりスプレイされた液体の粒子は、先ず、上記噴出口の
近辺に設けられた静電気荷電用電極を中心に発生した比
較的強い電気力線により、引き寄せられ、荷電し、そし
て被塗物に向かって突進付着せしめるものである。上記
作用を行わせるため、従来一個の噴出口に対し、一個の
静電気荷電用電極を用いるのが通例であった。

本発明は、複数個の噴出口の中間部に静電気荷電用電極
を用いるものである。

本発明による方法を図面によって説明する。第１図を参
照されたい。先ず、複数の集束結合されている吐出器
１，２に連通され、かつ互いにある必要な角度α，βを
もって外方に向けて取り付けられている複数個の噴出口
８Ａ，８Ｂより、液体は外方向に向けてスプレイＳＡ，
ＳＢされる。そのスプレイパターンは、第２Ａ図に見ら
れる如く、複数のメガネ型のスプレイパターンＰａ，Ｐ
ｂとなり、それらの間には空白部が存在することにな
る。

所が、上記噴出口８Ａ，８Ｂ群の中間部に設けられた静
電気荷電用電極１０に電圧が印加されると、前述のよう
に、スプレイされた空中の液体の粒子ＳＡｐ，ＳＢｐ
は、上述の電気力線の作用により、同電気力線の方に引
き寄せられる。すると、上記メガネ型のスプレイパター
ンの間の空白部が埋められて、第２Ｂ図の如く二つのス
プレイパターンが繋がる。もっとも、その埋められる量
は、上記静電気荷電用電極に印加される電圧の強さによ
って左右される。即ちパターンの形状が第２Ｂ図上のＰ
_１，Ｐ_２のように変わる。また、塗布分布密度や塗布膜
の厚さをも、上記電圧の強さによって変えることが出来
る。このようにして、所望するスプレイパターンを形成
することが出来るのである。

なお、上記のスプレイパターンの形成には、噴出口の孔
径、形状、角度は勿論、流動体の特性及びその吐出量、
スプレイ気体の噴出圧力等もそのファクターになる。

このようにして作られる各種のスプレイパターンの中、
基本となるものを数例あげる。

スプレイパターン例１。第２Ａ図に示すような等大の円
形二個のスプレイパターンＰａ，Ｐｂに対し、静電気荷
電用電極（以下電極と略称する）に電圧を印加すると、
その電圧の強弱によって第２Ｂ図に示すＰ_１，Ｐ_２のよ
うな異なったスプレイパターンが形成される。

スプレイパターン例２。第３Ａ図に示すように、大小円
形二個のスプレイパターンＰｃ，Ｐｄに対し、電極に電
圧を印加すると、その強弱により第３Ｂ図に示すＰ_４，
Ｐ_５のような異なったスプレイパターンが得られる。

スプレイパターン例３。第４Ａ図に示すように、短冊型
二個を縦型に並置したスプレイパターンＰｅ，Ｐｆに対
し、電極に電圧を印加すると、その強弱により第４Ｂ図
に示すＰ_６，Ｐ_７のようなスプレイパターンが得られ
る。

スプレイパターン例４。第５Ａ図に示すように、円形三
個を三隅に配置したスプレイパターンＰｇ，Ｐｈ，Ｐｊ
に対し、電圧を印加すると第５Ｂ図に示すように山型と
なる。

スプレイパターン例５。第６Ａ図に示すように、円形四
個を四角の各隅に配置したスプレイパターンＰｋ，Ｐ
ｌ，Ｐｍ，Ｐｎに電圧を印加すると、第６Ｂ図に示すよ
うに四角形となる。

これらの組み合わせにより、大小各種のスプレイパター
ンが得られる。このようにして、被塗物の大きさ、形状
に対して、従来のように特殊なスプレイノズルを設計制
作することなく、比較的容易にかつ安価に、所望する形
状スプレイパターンが得られ、また塗布密度の調整や均
一化も出来、オーバースプレイの少ない、塗着効率の高
い液体の塗布作業を行うことが出来るのである。

次に上述の如き、スプレイパターンを得るためのスプレ
イ装置について説明する。先ず、基本的構造である二個
の噴出口による場合を説明する。第７図及び第８図を参
照されたい。二つの吐出器１，２はヒンジ式吐出器取付
具上に取り付けられている。二枚のヒンジ板３，４上に
は、二つの吐出器１，２がそれぞれ反対向きに取り付け
られ、かつこれらヒンジ板の中間部には静電気荷電用電
極保持具９が間接される。またこれらヒンジ軸の両端部
材には雌ネジ７が設けられ、それらの緊定によってヒン
ジ板の開度が所定の位置に固定される。

なお、ヒンジ板に対する吐出器の他の取り付け方は種々
あり、その二列を次に示す。その一つは第９図に示す如
く、吐出器１Ａ，２Ａを背中合わせに取り付ける方法、
他の一つは第１０図に示す如く、吐出器１Ｂ，２Ｂをヒ
ンジ軸５Ｂ上に取り付ける方法である。何れもヒンジ開
度はナット７Ａ，７Ｂ等により任意固定式であると共
に、吐出器の中間部には静電気荷電用電極保持具９Ａ，
９Ｂが設けられている。

次に、吐出器と噴出口との間に中間アダプタを設けた場
合の構造について説明する。先ず第１１図を参照された
い。一つの中間アダプタ１１の下方には二個の噴出口１
８Ａ，１８Ｂが、上記中間アダプタ１１の中心線におい
てα及びβの角度をもって外方に向けられており、それ
ぞれの噴出口取付金具１２Ａ，１２Ｂを介して取り付け
られている。また該中間アダプタ１１の上方両側面上に
は、上記二個の噴出口に対応する吐出器２１，２２が取
り付けられている。上記中間アダプタ１１内には、上記
吐出器と上記噴出口とを連通する液体通路２４Ｆ，２６
Ｆ及びスプレイ用加圧空気通路２４Ａ，２６Ａが、それ
ぞれ平行して噴出口取付金具１２Ａ，１２Ｂに導かれて
いる。また、吐出器には、従来のものと同じく、電磁操
作弁２９Ａ，２９Ｂが、又はそれに代わって空気操作弁
が取り付けられている。また上記中間アダプタの下面、
即ち二個の噴出口１８Ａ，１８Ｂとの間には、静電気荷
電用電極２０が設けられ、該電極は高圧静電気発生装置
Ｈ．Ｖ．Ｇに接続されている。なお同図を“Ａ”矢視図
にて示すとは第１２図の如くである。

なお、上記第１１図は、二流体スプレイ装置における側
面図を示しているが、本発明はエアレススプレイ装置を
も適用できることは実験済みである。その場合には、同
図の吐出器２１，２２に対するスプレイ用の加圧空気Ｃ
Ａの空気配管は削除されるが、流動体の戻り配管が追加
されることになる。このようにエアレススプレイ装置に
おける吐出器自体の構造には若干の変動はあるが、その
基本原理と作用においては全く同一であり、エアレスス
プレイに対しても本発明は問題なく適用されるものであ
る。

上記は、噴出口が二個の場合を示したが、噴出口が三個
の場合の“Ａ”矢視図を第１３図に、同じく四個の場合
を第１４図に示した。また、スリットノズルを取り付け
た場合の噴出口二個のものを第１５図に示した。

上記の如く、噴出口とその吐出器とが、それぞれペアの
ものを複数集結した場合には、各噴出口毎に、それらの
噴出量をそれぞれ調整することが出来る。しかし、その
必要のない時には、吐出器を一つとして、それに複数個
の噴出口を取り付けることによって、前述の如き、本発
明による効果を得ることが出来る。そのスプレイ装置の
側面図を第１６図に示す。即ち一つの吐出器５１の下面
に、二個の噴出口５８Ａ，５８Ｂをある必要角度α，β
をもって外方に向けて取り付け、かつ、それら噴出口の
中間部（同図にては中心線上）に、静電気荷電用電極６
０を設けたものである。その吐出器の内部には、一本の
液体を導入する通路５３と、それが分岐した二本の液体
通路５３Ａ，５３Ｂと、及びスプレイ用加圧空気を導入
する一本の通路５４と、それが分岐した二本の加圧空気
通路５４Ａ，５４Ｂとは、それぞれの二流体が平行して
それぞれ噴出口取付金具５２Ａ，５２Ｂに導かれ、そし
てこれら金具に、それぞれの噴出口５８Ａ，５８Ｂが取
付けられている。また、上記噴出口取付金具は、角度可
変式構造のものが望ましく、その一例として、第１７図
は球面継手式噴出口取付金具を示している。

本発明の対象とする液体は、主として液体塗料である
が、その他溶剤の含まれていない熱溶融性樹脂等も適用
される。例えば、接着剤の面的塗布などの場合である。
また防錆を目的とした油脂の面的塗布の場合にも適用で
きる。その他、不揮発性薬液などを面的に塗布する場合
などにも適している。

以上の如く、本発明の方法と装置とによれば、スパン又
は範囲の比較的広い、かつ、分布密度の均一な、更に複
雑な形状のスプレイパターンが、微量調製の下に得られ
るのである。よって、被塗物の形状や大きさにマッチし
た各種の液体のスプレイ塗布作業を行うことが出来るの
である。更に、液体粒子のオーバースプレイを最少限に
抑えられるので、省資源に寄与することも出来るのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による（以下すべて本発明によるものに
つき略称する）静電気荷電用電極の作用説明図第２Ａ
図はスプレイパターン例１における静電気無印加時のス
プレイパターン第２Ｂ図は同上にて静電気印加時のス
プレイパターン第３Ａ図はスプレイパターン例２にお
ける静電気無印加時のスプレイパターン第３Ｂ図は同
上にて静電気印加時のスプレイパターン第４Ａ図はス
プレイパターン例３における静電気無印加時のスプレイ
パターン第４Ｂ図は同上にて静電気印加時のスプレイパ
ターン第５Ａ図はスプレイパターン例４における静電
気無印加時のスプレイパターン第５Ｂ図は同上にて静
電気印加時のスプレイパターン第６Ａ図はスプレイパ
ターン例５における静電気無印加時のスプレイパターン
第６Ｂ図は同上にて静電気印加時のスプレイパターン
第７図はヒンジ式スプレイ装置の側面図第８図は同
上平面図第９図は吐出器を背中合わせに取り付けたヒ
ンジ式スプレイ装置平面図第１０図は吐出器をヒンジ
軸上に取り付けたヒンジ式スプレイ装置の平面図第１
１図は吐出器と噴出口との間に中間アダプタを設けた場
合のスプレイ装置の側面図第１２図は同上図“Ａ”矢
視図第１３図は噴出口を三個取り付けた場合の“Ａ”
矢視図第１４図は噴出口を四個取り付けた場合の
“Ａ”矢視図第１５図は第１２図においてスリットノ
ズルを取り付けた場合の状態図第１６図は吐出器内部
に複数の分岐通路を設けた場合の側面図第１６図は中
間アダプタ上又は吐出器上に角度可変の球面継手式噴出
口取付金具を取り付けたものの部分的断面図主要な符号の説明１，２，２１，２２，３１，３２，３３，４１，４２，
４３，４４，５１……吐出器、３，４……ヒンジ板、８
Ａ，８Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ，３８Ａ，
３８Ｂ，３８Ｃ，４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄ，５
８Ａ，５８Ｂ，６８Ａ，６８Ｂ……噴出口、１０，２
０，４０，５０，６０……静電気荷電用電極、１１，３
５，４５……中間アダプタ、１２Ａ，１２Ｂ，５２Ａ，
５２Ｂ……噴出口取付金具、６５Ａ，６５Ｂ……球面継
手式噴出口取付金具、ＣＡ……加圧空気、Ｆ……流動
体、Ｐａ，Ｐｂ，…，Ｐｎ……静電気無印加時のスプレ
イパターン、Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_９……静電気印加時の
スプレイパターン、ＳＡ，ＳＢ……液体のスプレイ時の
粒子、ＳＡｐ，ＳＢｐ……液体の静電気の印加された粒
子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体の静電式スプレイ塗布において、複数
個の噴出口（８Ａ，８Ｂ）より、ある必要とする角度
（α，β）をもって外方に向けて液体を噴出せしめ、そ
れによって所望するより広いスパン又は所望するより広
い範囲内に複数個のスプレイパターンを得、かつ、上記
複数個の噴出口群の中間部に設けた静電気荷電用電極
（１０）の作用によって、上記噴出された液体の粒子を
引き寄せ、上記複数個のスプレイパターンの間に生じた
空白部を埋め、かつ上記静電気荷電用電極への印加電圧
の調整及び上記液体の吐出量の調整によって、上記複数
個のスプレイパターンの間の空白部を埋める度合を加減
して、所望するスプレイパターンを形成することを特徴
とする液体のスプレイパターンの形成方法。
【請求項２】液体が、液体塗料若しくは熱溶融性樹脂、
不揮発性液体、油脂である特許請求の範囲第１項記載の
液体のスプレイパターンの形成方法。
【請求項３】スプレイが、二流体スプレイ又はエアレス
スプレイである特許請求の範囲第１項記載の液体のスプ
レイパターンの形成方法。
【請求項４】液体の静電式スプレイ塗布装置において、
二つの吐出器（１，２）はヒンジ式吐出器取付具（３，
４）に取り付けられており、かつ該吐出器取付具のヒン
ジ軸（５）の中央部には静電気荷電用電極（１０）の保
持具（９）が取り付けられており、更にこれらヒンジの
開度は、ナット（７）により所定の位置に固定されるこ
とを特徴とする液体のスプレイパターンを形成するスプ
レイ装置。
【請求項５】噴出口（６８Ａ，６８Ｂ）が、方向角度可
変式噴出口取付金具（６５Ａ，６５Ｂ）によって吐出器
（１，２）本体に取り付けられる特許請求の範囲第４項
記載の液体のスプレイパターンを形成するスプレイ装
置。
【請求項６】液体の静電式スプレイ塗布装置において、
一つの中間アダプタ（１１）上の異なった面上に、それ
ぞれ複数の液体用吐出器（２１，２２）が取り付けら
れ、かつこれら吐出器内の液体通路（２３Ｆ，２５Ｆ）
及びスプレイ用加圧空気通路（２３Ａ，２５Ａ）は、上
記中間アダプタ内の液体通路（２４Ｆ，２６Ｆ）及び加
圧空気通路（２４Ａ，２６Ａ）を介して噴出口取付金具
（１２Ａ，１２Ｂ）に、更に該金具の先端部に取り付け
られる噴出口（１８Ａ，１８Ｂ）に連通されており、か
つこれらの噴出口は、上記中間アダプタの中心線に対し
てそれぞれ必要な角度（α，β）をもって外方に向けら
れ、更に上記複数個の噴出口群のほぼ中間部には、静電
気荷電用電極（２０）の設けられていることを特徴とす
る液体のスプレイパターンを形成するスプレイ装置。
【請求項７】噴出口（６８Ａ，６８Ｂ）が、方向角度可
変式噴出口取付金具（６５Ａ，６５Ｂ）によって中間ア
ダプタ（１１）上に、それぞれ取付けられる特許請求の
範囲第６項記載の液体のスプレイパターンの形成するス
プレイ装置。
【請求項８】液体の静電式スプレイ塗布装置において、
一つの液体用吐出器（５１）内にて、一本の液体通路
（５３）と、同じく一本のスプレイ用加圧空気通路（５
４）とが、それぞれ複数本に分岐（５３Ａ，５３Ｂ；５
４Ａ，５４Ｂ）され、これら分岐された二流体の通路が
平行に導かれ、それらの各通路の端末部にそれぞれ噴出
口（５８Ａ，５８Ｂ）が取り付けられ、かつこれら噴出
口は、上記吐出器の中心線に対してそれぞれ必要な角度
（α，β）をもって外方に向けられ、更に上記噴出口群
のほぼ中間部には、静電気荷電用電極（６０）の設けら
れることを特徴とする液体のスプレイパターンを形成す
るスプレイ装置。
【請求項９】噴出口（６８Ａ，６８Ｂ）が、方向角度可
変式噴出口取付金具（６５Ａ，６５Ｂ）によって吐出器
本体に取り付けられる特許請求の範囲第８項記載の液体
のスプレイパターンを形成するスプレイ装置。