CN107614124B - 流体的喷射方法以及流体的成膜方法 - Google Patents

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Abstract

用维持与从单个喷出口喷出了的脉冲性喷射等的理想效果相同的效果并具备多个喷出口的、紧凑且便宜的装置来提高生产率并进行流体的喷出。将从紧凑地配置成一列、多列、圆形等的多个喷出口喷出的来自于相邻的喷出口的喷出的定时错开地喷出，使相邻的喷出流在空中不发生干涉。另外，脉冲性进行喷出，使来自于相邻的喷出口的流体的喷出定时错开地喷出，从而来自于各喷出口的喷出流的图案在空中不发生干涉，所以能够获得与从单个喷出口的喷出相同的图案，颗粒直径和/或纤维直径稳定。并且，能够制造大量的颗粒和/或纤维。另外，对象物的清洗、成膜等的质量也以相同的理由而稳定，能够提高生产率。另外，装置不会大型化，所以能够抑制初始成本。

Description

流体的喷射方法以及流体的成膜方法
技术领域
本发明涉及喷出气体、液体、熔融体、粉状体、超临界性流体、或从它们中选择并使其混合而成的流体的方法、或者涉及使这些流体喷出而成膜于对象物的方法。
本发明的喷出是指流体从喷出口以所期望的速度进行移动，喷出口的下游的喷出流的图案(英文：pattern)的面积比喷出口的面积大，本发明的喷出包括例如滴下、分配(英文：dispense)、喷射(英文：spray)。因而，喷出口可以是微细的孔，也可以是二流体喷射喷嘴(英文：spray nozzle)那样的复合形状，不管其形状的大小。作为与流体有关的或被制造的最终产品，也包括在空中使液状药剂颗粒化且用于医药用品等的造粒方法、由熔喷方式或电纺丝等实现的纤维和/或无纺布制造。也包括喷出去离子水、溶剂等液体、颗粒化了的干冰等来进行的基材的清洗。还包括使粉粒体与压缩气体一起喷出而与对象物接触或碰撞来进行去毛刺等的喷砂(英文：blast)。另外，成膜包括喷出流朝向被涂物等对象物移动并与其碰撞或接触而附着的一般涂装，也包括使原料气体与高温的对象物接触而成膜的CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)、或使有机金属原料进行气泡形成(英文：bubbling)等并用载气使其移动而成膜的MOCVD(Metal Organic Vapor Deposition：金属有机物化学气相沉积)法。作为与压缩气体一起混合了的流体从喷出口喷出并移动而涂附的粉粒体、与超临界性混合了的液体等流体的喷射、空气辅助分配喷射(Air-assistedDispensor Jet)、雾化(包括纤维化)施与(日文：施与)、静电雾化(包括纤维化)施与等将颗粒和/或纤维涂布于被涂物的施工方法，也包括微幕(英文：micro-curtain)施与。
微幕是指在用广角图案的无气喷射喷嘴(英文：airless spray nozzle)等以1MPa以下优选为0.3MPa左右的较低压喷射液体等时，使用成为雾之前的液膜的部分并使被涂物和喷射喷嘴往复移动(英文：traverse)地进行涂布的方法，在涂面上不会产生过喷(英文：over spray)颗粒。当过度通过被涂物而距离远离时变化为雾状。
另外，雾化(纤维化)施与是指除了由喷射实现的颗粒化以外，通过将液体、熔融体等用超声波、电纺丝等的旋转、回转体的离心力、熔喷方式等制造出颗粒和/或纤维的方法使上述液体、熔融体等附着或涂布于对象物的施工方法。
背景技术
以往，在使用液体、熔融体或粉状体等材料在涂装等工序中进行喷出(喷射)材料等涂布作业的情况下，存在颗粒会飞散并附着于被涂物以外的部位的现象(在业界称为过喷)。粉状体涂料由于需要使粉状体附着于金属等被涂装物，所以大多利用静电使粉状体带电而附着于被涂装物并用烤炉(英文：oven)使粉状体熔化，从而形成为涂膜。另外，液体和/或熔融体也在被涂物为金属等导电体的情况下，为了进一步提高涂附效率而使用了静电。涂材为液体和/或熔融体，无凹凸的薄板、长条的幅材(WEB)等被涂物能够用滚涂、帘式涂覆、槽式喷嘴等简单的涂布装置高速地进行处理来应对。但是，为了向LED(Light EmittingDiode：发光二极管)等那样的有凹凸的被涂物、和/或瞬间因湿气、水分而变形的易变(英文：delicate)的固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)用电解质膜涂布电极浆料(英文：electrode ink)，只有应用能够以薄膜均匀地层叠涂布的喷射、超声波雾化等微粒施与等的方法。
在用喷射喷嘴等喷出流体的情况下，为了向比喷射图案宽度宽的基材进行涂布且提高生产速度，需要使用宽度宽的喷射图案的头与基材正交并以例如分速30～60米的高速往复移动、或使多个喷射头以与基材正交的方式排列而进行使用。当喷射的喷射角大时，入射与反射的合理(日文：理屈通り)的反弹多，另外，喷射流被以往复移动的速度产生的风扇动而失去方向性，所以涂附效率在二流体喷射的情况下为30％以下，即使在无气喷射的情况下也为50％以下。即使是后者，反弹也是处于同样，当在以使喷射图案重叠的方式排列的同时进行喷射时，喷射图案发生干涉，图案混乱而变形，而无法得到均匀的涂膜分布。因此，产生为了不使喷射图案发生干涉而将各喷射图案分离开地进行设置的需要，从而作为装置的控制成本变大，装置不得不变得复杂且大型。
另外，在一般的连续喷射装置中，为了消除喷嘴堵塞，一般增大喷嘴口径和/或流量限制部的截面积。因此，在期望以薄膜涂装于被涂物等的情况下，当以低速搬送被涂物时每单位面积的涂布量变得过多，所以需要使被涂物以高速移动、或在可以以低速进行搬送的情况下一边与被涂物正交地使喷射装置以高速往复移动一边进行涂布。业界的常识是，当喷射流以高速进行移动时，如上所述那样被风煽动而使得涂附效率极度下降。因此，在一般涂装的领域中，涂附效率如下所示的那样低。另外，为了使涂料向被涂物的完工状态良好，需要使喷射颗粒微粒化。当微粒化并以广角进行喷射时，在利用称为空气喷射或二流体喷射的方法中，涂附效率为30％以下。另外，在同样的规格下，无气喷射下的涂附效率也为40％～60％左右。即使施加静电，前者也仅为40％～60％左右，后者也仅为60％～75％左右。
专利文献1是为了解决上述问题由本发明人们发明的现有技术，为了消除喷嘴堵塞，能够通过用流路大的喷嘴间歇性(脉冲性)进行喷射来能够减少每单位时间的流量。
专利文献2是由本发明人发明的粉状体的脉冲性涂布方法，该方法提高喷射泵压力(英文：ejector pump pressure)并使涂布量稳定，能够用每单位时间的脉冲数进行流量调整。
专利文献3以及专利文献4也同样是由本发明人发明的清洗方法，公开了如下技术：通过使清洗介质脉冲性击打于被清洗物来进行清洗，从而有在连续喷射下得不到的清洗效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-161175
专利文献2：日本特开昭62-11574
专利文献3：日本特开平03-123681
专利文献4：日本特开平03-196884
发明内容
发明要解决的问题
在一般涂装领域的由喷射实现的涂装作业和/或清洗方法中，如前所述那样，为了提高生产率，一般使用广角喷嘴进行连续喷射，所以即使在使用多个喷射装置或喷射头来进行脉冲喷射的情况下，无视喷射流的干涉的情况也很多。在使其不发生干涉的情况下，例如在被涂物等的流动方向上使头互相分离开地设置，所以装置会大型化，控制也复杂。
用于解决问题的技术方案
本发明是为了解决前述的课题而做出的，本发明的目的在于，在提高生产率的基础上使装置紧凑。提高材料的使用效率。另外，其他的目的在于，例如进行由清洗剂实现的向被清洗物施加冲击(英文：impact)的完美的清洗。或者，使气体流体、液体等均匀地成膜于目的物。另外，以紧凑的装置且大量地进行稳定的质量的造粒。另外，或对目的物进行有效的喷砂等。
本发明提供一种流体的喷出方法，该流体的喷出方法是从多个喷出口喷出流体的方法，其特征在于，错开定时地喷出，以使得来自于相邻的喷出口的喷出流在下游不发生干涉。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，错开定时地脉冲性喷出，以使得来自于相邻的喷出口的喷出流不发生干涉。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，流体为液体、熔融体、粉粒体、气体、以及超临界性流体中的单独流体或从它们中选择至少二种而成的混合体。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，使流体带静电。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，至少在喷出口附近对流体附加超声波。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，喷出了的流体成为颗粒或纤维。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，脉冲次数为每秒1～1000次。
本发明提供一种流体的喷出方法，其特征在于，包括：第一工序，在流体的一个自动开闭机构(阀)的下游设置多个喷出口；第二工序，设置多个自动开闭机构；以及第三工序，从多个自动开闭机构中选择至少二个自动开闭机构且将各自的下游的喷出口以相邻的方式交替地配置。
本发明提供一种流体的成膜方法，该流体的成膜方法是将流体从多个喷出口朝向对象物喷出的方法，其特征在于，所述流体的成膜方法包括：第一工序，以在对象物上来自于相邻的喷出口的喷出图案重叠的方式配置多个喷出口；第二工序，以在相邻的喷出口的一方喷出时不从另一方的喷出口喷出的方式互相错开定时地脉冲性喷出；以及第三工序，使喷出了的流体与对象物碰撞或接触。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，多个喷出口作为群呈一列或大致一列或多列地存在，多个喷出口与对象物相对移动且喷出了的流体与对象物碰撞或接触。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，多个喷出口配置于圆上或大致圆上、或配置成圆形或大致圆形。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，包括：第一工序，以来自于由配置成一列或大致一列的多个喷出口构成的喷出口群、或由配置于一个头的多个喷出口构成的喷出口群的流体的脉冲性喷出流在对象物上的图案不重叠的方式使所述流体附着于对象物；第二工序，所述对象物与所述一列或大致一列的喷出口群或一个头的喷出口群相对移动；以及第三工序，上述大致一列的喷出口群或一个头的喷出口群与对象物正交或大致正交地以1～30毫米往复移动并脉冲性喷出流体，使该流体与附着了所述流体的图案重叠。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，包括：第一工序，使来自于由配置成一列或大致一列的多个喷出口构成的喷出口群、或由配置于一个头的多个喷出口构成的喷出口群的流体的脉冲性喷出流在对象物上的图案不重叠；第二工序，使所述一列或大致一列的喷出口群或头的喷出口群与对象物的移动方向正交或大致正交地配置多列；第三工序，所述对象物与所述喷出口群相对移动；以及第四工序，在所述对象物上至少使第二列的喷出脉冲性喷出流的图案与第一列的已经附着了流体的图案重叠。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，流体包括液体、熔融体、粉粒体、气体、以及超临界性流体或从它们中选择的至少二种而成的混合体，使喷射出的流体成膜于对象物上。
本发明提供一种流体的成膜方法，其特征在于，对象物为被加热了的基材，流体为原料气体或喷射热分解法用溶液，以流体的喷出流克服对象物的上升气流的方式脉冲性进行。
根据本发明的流体的喷出方法和/或成膜方法，来自于多个喷出口的流体不发生干涉且独立地以所期望的喷出流图案进行移动，例如只要流体为液体、粉状体等涂料，就能够使其作为如所计算那样的涂布图案涂布于被涂物。
本发明能够应用于如下日本特开平04-004060的方法：从环绕的压缩流体喷出孔朝向液体和/或熔融体的流出流喷压缩气体且碰撞并偏转而获得圆、环状等图案。例如在设置四个头或装置并同时开始了液体等的流出的情况下，若将环绕的压缩气体喷出孔的轨迹的圆的角度设为0～360度，则可以将第一个头设为0度，将第二个头设为90度，将第三个头设为180度，将第四个头设为270度。这样，即使使多个头的间距比图案宽度窄，在以使各自的喷出流完全不干涉的方式将各头的间距设为例如50mm且将环形图案设为1米地往复移动时，也能够对与头的移动方向正交地进行移动的宽度宽的幅材形成致密的分布的图案。并且，能够以一个头的4倍的速度进行生产。若为10个头，则为10倍。而且，装置能够与一个头的情况相比几乎不变地紧凑地形成。本专利文献中介绍的涡流形喷射图案(英文：swirlspray pattern)以气体的旋转流形成小径的圆形图案和/或环形图案，但本文献的方法由于能够机械性地切实地旋转，所以在期望小径的图案的情况下，能够作为进一步追求精度的方法进行应用。另外，由于涡流形喷射图案根据流出量和/或粘度而图案发生变化，所以当欲获得所期望的图案时难以进行调整，但在本方法中能够获得如所计算那样的图案。当然，头的数量、间距能够与目的匹配地自由设置，不限于涂料、粘接剂等液体和/或加热熔融体，也能够应用于粉粒体的涂料和/或粘接剂，当利用电场使其带静电时，也能够获得宽且均匀的圆形图案。另外，也适合于医药用品等的大量造粒。根据利用了多个头的以往的旋转雾化方式的装置等，能够显著地抑制规模和成本。
在如上所述那样不仅用压缩气体使流出流偏转，还使流体的喷出头本身具有所期望的角度并向外地设置于回转体且使中心轴旋转时，能够绘出小径和/或大径的所期望的环形图案和/或圆形图案。即使在该情况下，也能够改变安装于一个或多个回转体的各头的喷出定时地进行设置，并使喷出流不发生干涉。在将多个头安装于一个回转体的情况下，只要目的物与回转体相对移动即可。喷出流也能够连续地绘出圆形图案和/或环状图案，也能够间歇地喷出来绘出圆形图案和/或环形图案。就喷出而言，可以用无气喷射、二流体喷射等使液体和/或熔融体颗粒化，也可以直接以喷出孔的形状呈珠状地喷出。当将液压设为3.5MPa以上并从0.25～0.5毫米的口径的喷嘴向数米处的空中以快的速度放出粘度比较低的热熔粘接剂和/或粘合剂时，即使不像熔喷那样使用高温的压缩气体，也能够制造相应的纤维块。本方法不仅适用于液体的喷出，还适用于粉状体和/或气体的喷出。为了使从轴的中心向外地配置的流体的喷出头旋转，只要使用市面上出售的便宜的一流体用或多流体用旋转接头(英文：rotary joint)即可。流体可以为液体、熔融体、粉粒体与气体的混合体等，没有限制。
另外，日本特开平03-238061的方法也是准备多个装置或头并用与上述相同的方法来使喷出流不发生干涉，实现紧凑化。虽然能够达到与上述相同的目的，但要说哪个好的话，在本方法中，当减小喷出角度并缩短与对象物之间的距离时能够具有冲击，所以对清洗和/或向具有凹凸的对象物的涂布特别有益。
在本发明中，即使多个头彼此的间距比图案宽度窄，也能够使多个头中的相邻的喷出头的喷出定时的脉冲的相位错开地喷出，从而使喷出流在空中不发生干涉。即使到达目的物时的图案宽度为例如250毫米并使相邻的头与头的距离为25毫米也完全不会发生干涉，因此能够使装置紧凑并能够进行密度浓的涂布，所以也抑制成本并提高生产率。当然也能够应用于钟形物(英文：bell)、圆盘(英文：disc)等的旋转雾化涂布。使钟形物和/或圆盘带静电并进行涂布，但在本发明中涂料向钟形物、圆盘等的雾化头的喷出以脉冲进行，所以当错开定时时，相邻的图案能够在空中不发生干涉。另外，当使钟形物等的转速为一定且涂料等的每单位时间的流量变化时微粒直径会变化，但在本发明中由于能够使连续的每单位时间的流量为一定并以脉冲控制流量，所以能够总是获得一定的微粒并容易进行质量管理。另外，在将水性涂料等导电性材料以钟形物等进行静电涂装的情况下，喷出脉冲性进行，所以静电被绝缘而难以流向地线(英文：earth)，因此在带电效率这方面也有效果。因此，无需使大型的涂料用容器和/或配管绝缘，所以能够安全且大幅度地减少设备费用。
本发明对像熔喷制造装置的头或应用了该机构的液体的喷出头那样尤其是在宽度宽例如100～2000毫米的头上具有多个液体等的微细的喷出孔的头下的均匀喷出图案有效果。在例如US3825380A中介绍了用熔喷制造无纺布的方法。记载了如下事例：从每英寸20～30个0.008～0.0022英寸的口径的喷嘴一边排出熔融树脂并从两侧的气槽喷出热风且具有速度地拉长树脂，一边纤维化而进一步拉长并缠绕来制造无纺布。在本发明中，压缩气体的喷出能够从熔融树脂和/或液体的孔的周围分别独立地喷出而不是以气槽(AIR SLOT)方式。另外，在本发明中，不限定头的构造，但为了提高精度，液体等的孔和/或压缩气体的喷出口也能够通过将多个金属的薄板呈例如梳状地蚀刻并加工，组合而形成液体等的方形流出孔和/或独立了的方形压缩气体的喷出口来一边高精度一边低成本地制造头。被加工得到头的多个薄板也能够分解，也能够熔敷来形成立体的构造体。使液体等的多个微细的流出孔的上游的开闭机构、和纤维化或颗粒化的压缩气体的开闭机构这一对至少为二个系统并使它们的下游的喷出孔相邻，使各自的脉冲的相位错开即可。当压缩气体喷出时，其图案在下游比喷出孔径膨胀，所以若以2个相邻的喷出流互相不发生干涉的方式例如每英寸配置5个～10个，则对粘度较低的热熔粘接剂和/或粘合剂的短纤维化了的接合用幅材制造和/或液体的微粒涂布等有效果。在液体包含溶媒的情况下，重要的是，使溶媒微粒、溶剂蒸气等存在于压缩气体的回路并使液体的流出孔以流体的固体分不干燥的方式而不堵塞。关于粉状体等其他的流体的喷出，也是只要使多个相邻的喷出口的上游的喷射泵、开闭机构等为多个系统即可。
流体、喷出流、脉冲等的条件没有特别限定，但若例如以毫秒单位的脉冲进行喷射并使从喷射头到被涂物的距离为5～80毫米且使喷射(喷出)流的角度为20度以内、优选为10度以内、更优选为6度以内且使喷射颗粒具有某一程度的速度，则即使是二流体喷射，也能够使液体等切实地附着于目标部位。另外，若使喷射角度为10度以内，则能够在整面涂布了A4尺寸的情况下，其涂附效率提高至覆盖喷射的常识的95％以上。因此，当使用多个头并采用本发明的方法时，不仅能够提高涂布的质量，还能够提高生产率。当然，即使对于清洗而言上述方法也有效果，即使在采用无气喷射方法的情况下，当使喷射角度为45度以内、优选为30度以内并使距被清洗物的距离为150毫米以内且使液压为5～15MPa而使用多个喷射头时，也有效果。
如前所述那样喷出的流体包括：包括原料气体的气体；粉粒体和/或以短纤维与气体混合并进行输送的流体；涂料、液状粘接剂、清洗剂、有机溶剂、水、油等液体；热熔粘接剂、熔融树脂等熔融体；使液化气体、液化二氧化碳为超临界状态的超临界性流体；以及它们的混合体等，但不管喷出流的下游的目的。
在本发明中，在上述喷出流的上游和/或下游使气体、液体颗粒、熔融体颗粒、以及用熔喷法、电纺丝等制造的纤维等带静电并使颗粒和/或纤维互相排斥而不会凝集，从而容易附着于作为目的物的被涂物等。不管目的物的形状、材质、尺寸等，但能够选择半导体基板、LED陶瓷基板、晶片级LED、玻璃等片状类型；用于片状的膜(英文：film)、纸、或卷对卷(英文：Roll-to-Roll)等的长条的薄板金属；薄板玻璃、膜、纸、碳纤维等幅材；或它们的复合材料等。当喷射流体时，片状的被涂物也可以载置于托盘，另外，长条的幅材等也可以用加热吸附滚筒等对喷射流的相反侧进行吸附。
另外，能够对超声波喷射或无气喷射、二流体喷射等的喷出口和/或构造体附加超声波振子和/或喇叭(英文：horn)以使流体容易颗粒化。
本发明的主要目的在于使多个喷出流在空中不发生干涉，但为了使碰撞或接触于对象物上而附着了液体等之后的喷出流的分布均匀，能够以使多个喷出流的所期望的图案在对象物上进行所期望的重叠的方式配置多个喷出口。并且，重要的是，以在相邻的喷出流与对象物碰撞或涂附为止的期间不发生干涉的方式脉冲性错开定时。另外，能够使具有各自的喷出流的图案在对象物上不发生干涉的多个喷出口的一个头为一个喷出流组地在对象物的移动方向上排列多个头，或使喷出流组与对象物相对移动，以使第1头的喷出流组各自的脉冲性向对象物喷出了的图案与第2头或第3头各自的图案以成为所期望的形状的方式重叠。另外，与上述头同样地将以一列的多个喷出口的喷出流在对象物上不发生干涉的方式配置了的群视为一个喷出流组地配置多列，从而能够用与上述相同的方法使液体等以均匀的分布附着于对象物上。
上述两个方法也能够与对象物的移动方向正交或大致正交地以例如1～30毫米往复移动，并使每头或每列的喷出口的在对象物上的喷出流的图案重叠。进行这样的短往复移动(英文：shot traverse)时的附着时的图案宽度可以使用2～40毫米的小径或椭圆的窄角度的图案。虽然不限定图案宽度，但优选为10mm以下，图案宽度越小则越能够提高流体的附着效率。一个头或者一列或大致一列的多个喷出口的数量越多则在生产率方面越好。从费用及效果来看，5～10个对于针对对象物小的LED等的小型装置是优选的，10～100个或其以上适合于液体和/或熔融体向幅材等的喷射。
另外，在本发明中，能够应用于MOCVD法等CVD，能够使原料气体和/或喷射热分解法用溶液从多个喷出口向加热了的对象物脉冲性喷射，并使其克服对象物的上升气流地碰撞或接触而均匀地成膜。在原料为液体的情况下，也可以采用气泡形成法等使其气化并直接或与其他载气一起进行输送。在将FTO膜(SnO2掺杂氟的透明导电膜)成膜于加热至例如400～600℃的玻璃板上的情况下，在以例如100毫米的图案宽度进行喷射时会被上升气流押回，所以并不是上策。
发明的效果
如上所述，根据本发明，能够使来自于多个喷出口的流体以低成本且宽广范围地均匀地分散。因此，当然能够进行高质量的粉粒体、纤维等的制造，能够以紧凑的装置高生产率地进行包括向对象物的涂装等的成膜。
附图说明
图1是本发明的实施方式的大致一列的图案配置图。
图2是本发明的实施方式的时间图。
图3是本发明的实施方式的二流体喷射的时间图。
图4是本发明的实施方式的2列的配置图。
图5是本发明的实施方式的3列的配置图。
图6是本发明的实施方式的圆上的配置图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。此外，以下的实施方式只不过是用于使发明容易理解的一例，并不排除在不脱离本发明的技术思想的范围内由本领域技术人员对能够实施的添加、置换、变形等进行实施的情形。
附图是概略性地示出了本发明的优选的实施方式。
在图1中，以具备流体的开闭功能的喷出头1、2、3的流体的连续的喷出流在下游发生干涉的方式配置各头。对于喷出定时，1和3能够在相同的定时喷出。并且，在例如使其定时的周期为100毫秒/周期时，喷出头1和喷出头3在最初的周期的100毫秒期间喷出。例如在45毫秒后开始喷出，在55毫秒后停止喷出。附图标记4和附图标记5是头1和头3的脉冲性喷出流，一边逐渐扩展一边移动。1和3的相邻的喷出头2在比上述周期延迟的第2周期同样地在45毫秒后开始喷出并在55毫秒后停止。6是头2的脉冲性喷出流，并延迟1个周期地飞行。同样地，7、8是第3周期的头1、头3的喷出流，同样地再延迟1个周期地飞行。由此，各喷出流完全不发生干涉地飞行。头1、头3以相同的喷出定时即可，所以也可以使具备流体的开闭机构的一个头的下游分支而成为2个喷出口。并且，使流体的2个开闭机构的下游分支而具备很多的喷出口，2个开闭机构的下游的多个喷出口必须配置成相邻，各自的连续了的喷出流设置成在空中或目的物上发生干涉。并且，当用与图1的定时相同的方法使相邻的喷出口中的一方延迟1个周期地脉冲性喷出时，完全不会发生干涉。能够对近来作为克服环境的课题的手段而备受注目的PEFC类型燃料电池车的MEA(Membrane Electrode Assembly：膜电极组)制造应用本发明。在将作为流体的燃料电池用电极浆料以200毫米宽度脉冲性直接涂布于作为对象物的电解质膜的情况下，在两极地制作将相邻的喷出口的间距设为7.5毫米并具有喷出图案为10毫米的56个喷出口的涂布器时，一年能够生产6000～15000台的燃料电池车用的理想的MEA(膜电极组)。生产量与涂布器的数量成比例，但装置能够非常紧凑。
图2是图1的时间图。
图3是流体为液体和/或熔融体且用压缩气体进行颗粒化和/或纤维化时的1个周期的时间图。在脉冲性进行喷出的情况下，需要也在液体等的排出和/或流出的前后使压缩气体喷出。需要使压缩气体前后分别比液体的排出的定时长5～10毫秒地喷出。
当然，只要在周期内，则也可以比上述时间长，但从节省资源的立场出发，增多消费量不好。
图4是将喷出头和喷出流的图案配置成2列的图。头11～14配置于前列，头15～18配置于后列。头11和头13、头15和头17在最初的周期喷出了流体时，头12和头14、以及头16和头18不喷出而是在第2周期的所期望的定时喷出。附图标记21～28示出喷出流的图案。从初始成本的观点出发，头11、头13、头15、头17可以使一个开闭机构、例如高速响应性优异的分配用开闭自动阀或自动开闭喷射枪的下游分支并各自作为喷出口，头12、头14、头16、头18也可以使其他的一个开闭机构的下游分支并作为喷出口。
图5是密集地配置了头而成的3列的图。在最初的周期中仅前列和后列的每隔1个的头31、头33、头39、头41喷出，在第2周期中正中间的列的头的每隔1个的头36、头38喷出，在第3周期中从前列和后列的未喷出的头32、头34、头40、头42喷出流体。即使各喷出流的图案例如131、136、139刚好不会发生干涉，在用压缩气体使液体等颗粒化的情况下，压缩气体也有可能会扩展到颗粒喷出流的图案之外且压缩气体彼此干涉而扰乱颗粒喷出流的图案，所以需要事先确认。
图6是将流体喷出于圆(CIRCULAR)上的例子，头31、头33、头35、头37、头39在最初的周期喷出而能够获得喷出图案41、喷出图案43、喷出图案45、喷出图案47、喷出图案49。在第2周期中，从头32、头34、头36、头38、头40喷出而能够获得环形图案。通过增加头的数量，能够获得更密集的环形图案。
能够与图6同样地在圆形的内侧也配置很多的头或喷出口并以相同的步骤形成完全锥形(英文：full cone)的图案。该方法尤其是对硅片(英文：silicon wafer)等圆盘形状的成膜有效果。
另外，能够将本发明的涂布方法应用于如前所述那样附加价值高的产品的制造。例如能够应用于PEFC等的燃料电池电极形成。能够使流体为燃料电池电极催化剂浆料，使被涂物为GDL(Gas Diffusion Laye：气体扩散层)和/或电解质膜。当将电极浆料直接涂布于电解质膜时，能够使电极与电解质膜的紧贴性良好且电界面阻抗低，所以设为理想。以高速生产率已知的模具方式的槽式喷嘴能够宽度宽地进行间歇涂布，所以从生产率的方面来看，对于GDL没有任何缺点，但不能够直接涂布于无后片(英文：backsheet)的25微米以下的薄电解质膜，另外，槽式喷嘴方式从性能方面来看难以在催化剂层形成微孔、中孔、大孔等。因此，对于理想的大孔等的形成，从过去在FCV(Fuel Cell Vehicle：燃料电池汽车)等的MEA中期待实际成果多的脉冲性喷射涂布方法。尤其是将电极催化剂包括催化剂、电解质溶液以及溶媒的浆体(SLURRY)脉冲性喷射涂布于因水分而瞬间变形的电解质膜的情况下，需要一边加热吸附电解质膜一边使一个或多个喷射头往复移动而以薄膜进行层叠涂布，所以生产率极低而不适合于卷对卷方式。但是，根据本发明的方法，通过使喷出流的涂布图案的直径为5毫米以下，从而能够没有遮蔽(英文：masking)地形成电极。另外，通过将其配置多列，从而能够以紧凑且总成本低的装置获得非常高的生产率。
工业上的可利用性
根据本发明，能够与流体的种类无关地实现紧凑且成本低的装置化，所以能够提高造粒、纤维化、清洗、成膜等所有领域的生产率。并且，也能够适用于附加价值高的应用(英文：application)。
附图标记说明
1、2、3 喷出头
4、5 第1周期喷出流
6 第2周期喷出流
7、8 第3周期喷出流
11、12、13、14 前列头
15、16、17、18 后列头
21、21、25、27 第1周期喷出流
22、24、26、28 第2周期喷出流
31、32、33、34 前列头
35、36、37、38 中列头
39、40、41、42 后列头
131、133、136、138、139、141 第1周期喷出流
132、134、135、137、140、142 第2喷出流
61、62、63～69、70 圆上的头
161、163、165、167、169 第1周期喷出流
162、164、166、168、170 第2周期喷出流

Claims (40)

1.一种流体的喷射方法，是从液体、熔融体、粉粒体、超临界性流体、气体中选择至少一种流体，并使用喷射喷嘴以逐渐扩展的方式喷射的方法，其特征在于，包括：
将多个喷射喷嘴呈一列、或多列、或在圆形内配置的工序；和
以使得所述多个喷射喷嘴中的相邻的喷射喷嘴的喷射流在空中或对象物上不发生干涉的方式错开定时地喷射的工序。
2.根据权利要求1所述的流体的喷射方法，其特征在于，包括：
准备选择出的至少一种流体的工序；
设置自动开闭机构的工序，该自动开闭机构是在下游配置多个喷射喷嘴的开闭机构，对所述流体向下游的流动进行开闭；
设置多个自动开闭机构的工序；以及
选择多个自动开闭机构中的至少二个自动开闭机构且将各自的下游的喷射喷嘴以相邻的方式交替地设置的工序，
以使得来自相邻的喷射喷嘴的逐渐扩展的喷射流不发生干涉的方式错开所述自动开闭机构的开闭的定时而使得各自的喷射流在空中或对象物上不发生干涉。
3.根据权利要求1所述的流体的喷射方法，其特征在于，
所述喷射是二流体喷射方式，将作为所述流体的液体或熔融体用通过压缩气体使作为所述流体的液体或熔融体颗粒化或纤维化的二流体喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
4.根据权利要求2所述的流体的喷射方法，其特征在于，
所述喷射是二流体喷射方式，将作为所述流体的液体或熔融体用通过压缩气体使作为所述流体的液体或熔融体颗粒化或纤维化的二流体喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
5.根据权利要求1所述的流体的喷射方法，其特征在于，
所述流体是粉粒体，将该粉粒体与气体混合并从喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
6.根据权利要求1所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
7.根据权利要求2所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
8.根据权利要求3所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
9.根据权利要求4所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
10.根据权利要求1所述的流体的喷射方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
11.根据权利要求2所述的流体的喷射方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
12.根据权利要求3所述的流体的喷射方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
13.根据权利要求4所述的流体的喷射方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的流体的喷射方法，其特征在于，
使所述流体带静电。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在配置所述多个喷射喷嘴时，以使得相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式配置所述多个喷射喷嘴，以使得所述相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式错开定时地喷射。
16.根据权利要求14所述的流体的喷射方法，其特征在于，
在配置所述多个喷射喷嘴时，以使得相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式配置所述多个喷射喷嘴，以使得所述相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式错开定时地喷射。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的流体的喷射方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
18.根据权利要求14所述的流体的喷射方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
19.根据权利要求15所述的流体的喷射方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
20.根据权利要求16所述的流体的喷射方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
21.一种流体的成膜方法，是从液体、熔融体、粉粒体、超临界性流体、气体中选择至少一种流体，并使用喷射喷嘴以逐渐扩展的方式喷射的方法，其特征在于，包括：
将多个喷射喷嘴呈一列、或多列、或在圆形内配置的工序；和
以使得所述多个喷射喷嘴中的相邻的喷射喷嘴的喷射流在空中或对象物上不发生干涉的方式错开定时地喷射的工序。
22.根据权利要求21所述的流体的成膜方法，其特征在于，包括：
准备选择出的至少一种流体的工序；
设置自动开闭机构的工序，该自动开闭机构是在下游配置多个喷射喷嘴的开闭机构，对所述流体向下游的流动进行开闭；
设置多个自动开闭机构的工序；以及
选择多个自动开闭机构中的至少二个自动开闭机构且将各自的下游的喷射喷嘴以相邻的方式交替地设置的工序，
以使得来自相邻的喷射喷嘴的逐渐扩展的喷射流不发生干涉的方式错开所述自动开闭机构的开闭的定时而使得各自的喷射流在空中或对象物上不发生干涉。
23.根据权利要求21所述的流体的成膜方法，其特征在于，
所述喷射是二流体喷射方式，将作为所述流体的液体或熔融体用通过压缩气体使作为所述流体的液体或熔融体颗粒化或纤维化的二流体喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
24.根据权利要求22所述的流体的成膜方法，其特征在于，
所述喷射是二流体喷射方式，将作为所述流体的液体或熔融体用通过压缩气体使作为所述流体的液体或熔融体颗粒化或纤维化的二流体喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
25.根据权利要求21所述的流体的成膜方法，其特征在于，
所述流体是粉粒体，将该粉粒体与气体混合并从喷射喷嘴逐渐扩展地喷射。
26.根据权利要求21所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
27.根据权利要求22所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
28.根据权利要求23所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
29.根据权利要求24所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在喷射作为流体的液体或熔融体来制造造粒或短纤维时，来自多个相邻的喷射喷嘴的喷射流以在该喷射流的行进方向上不发生干涉的方式错开定时地喷射。
30.根据权利要求21所述的流体的成膜方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
31.根据权利要求22所述的流体的成膜方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
32.根据权利要求23所述的流体的成膜方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
33.根据权利要求24所述的流体的成膜方法，其特征在于，
是流体为原料气体而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或流体为喷射热分解法用溶液而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射、或将所述喷射热分解溶液的喷射出的颗粒用载气输送而用喷射喷嘴向对象物逐渐扩展地喷射来成膜的方法，对象物为被加热了的基材，准备所述流体用的多个喷射喷嘴，向所述对象物以相邻的喷射喷嘴的喷射流不发生干涉的方式错开喷射定时地使所述喷射流克服由对象物上的热引起的上升气流地喷射。
34.根据权利要求21至33中任一项所述的流体的成膜方法，其特征在于，
使所述流体带静电。
35.根据权利要求21至33中任一项所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在配置所述多个喷射喷嘴时，以使得相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式配置所述多个喷射喷嘴，以使得所述相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式错开定时地喷射。
36.根据权利要求34所述的流体的成膜方法，其特征在于，
在配置所述多个喷射喷嘴时，以使得相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式配置所述多个喷射喷嘴，以使得所述相邻的喷射喷嘴的喷射流至少在空中不发生干涉的方式错开定时地喷射。
37.根据权利要求21至33中任一项所述的流体的成膜方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
38.根据权利要求34所述的流体的成膜方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
39.根据权利要求35所述的流体的成膜方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
40.根据权利要求36所述的流体的成膜方法，其特征在于，
使所述喷射脉冲地进行喷射，至少错开相邻的喷射喷嘴的喷射的脉冲定时而使得相邻的喷射流不发生干涉。
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