JP2012515072A - 静電スプレーのシステムと方法 - Google Patents

Abstract

一実施形態によれば、エーロゾル・スプレー缶と、市販のエーロゾル・スプレー缶を電気的に絶縁するように形成された受容部と、エーロゾル・スプレー缶の首部に連結されるように形成されたノズル頭部とを含むシステムが提供される。さらに、ノズル頭部は、エーロゾル・スプレー缶に静電荷を帯電させるように形成され、また、ノズル頭部は、静電荷が帯電した通路を含んでいる。
【選択図】図１

Description

本出願は、2009年1月13日に「静電スプレーのシステムと方法」という名称で出願されたアメリカ合衆国仮特許出願第61/144,420号のアメリカ合衆国非仮特許出願であり、その全体が参考としてこの明細書に組み込まれているものとする。

本発明は概して、静電スプレー・コーティングのためのシステムと方法に関するものであり、より詳細には、静電スプレー・コーティング・システムとエーロゾル缶を用いた静電スプレー・コーティングのためのシステムと方法に関する。

エーロゾル・スプレー・コーティング・システムは移行効率が低く、例えばスプレーされるコーティング材料の大部分が実際には標的物体を実際に覆わない可能性がある。例えば金属のフェンスは、エーロゾル・スプレー塗料缶を用いてスプレーすると、塗料のわずかな割合しか標的となるフェンスを被覆しない可能性があるため、塗料の大きな割合が浪費される。さらに、エーロゾル・スプレー・システムは標的物体に不均一なコーティングを付着させるため、望ましくない仕上げになる可能性もある。

一実施形態によれば、エーロゾル・スプレー缶と、市販のエーロゾル・スプレー缶を電気的に絶縁する構成の受容部と、エーロゾル・スプレー缶の首部に連結される構成のノズル頭部とを含むシステムが提供される。さらに、ノズル頭部は、エーロゾル・スプレー缶に静電荷を帯電させる構成であり、そのノズル頭部は、静電荷が帯電した通路を含んでいる。

本発明のこれらの特徴、態様、利点と、それ以外の特徴、態様、利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めばよりよく理解されるようになろう。同じ参照番号は、すべての図面を通じて同じ部品を表わす。

エーロゾル・スプレー缶に静電荷を帯電させるのに用いる構成品を含むスプレー・コーティング・システムの一実施形態の分解側面図である。 図1に示したシステムでエーロゾル・スプレー缶と構成品が組み立てられた状態の一実施形態の側面図である。 図1に示したシステムの上部にハンドルと、引き金と、アクチュエータ・アームと、導電性ノズル部とを有する一実施形態を横から見た断面図である。 図3に示したシステムの上部に自動放電メカニズムが取り付けられた一実施形態を横から見た断面図である。

本発明の1つ以上の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態を簡潔に記述するため、実際の具体例のすべての特徴を明細書で記述することはない。何らかの工学的プロジェクトまたは設計プロジェクトでそのような実際の具体例のどれかを開発する際には、具体例に特有の多数の決断をして、個々の具体例で異なっている可能性のある開発者に特有の目標（例えばシステム関連の制約や仕事関連の制約に合わせること）を達成せねばならないことに注意する必要がある。さらに、そのような開発の努力は込み入っていて時間がかかる可能性があるが、それでもこの開示内容の恩恵を受けた当業者にとってはそれが、設計、製作、製造を実行する日常的作業であろうことに注意する必要がある。

本発明のさまざまな実施形態の要素を紹介するとき、不定冠詞と定冠詞は、その要素が1つまたはそれ以上存在していることを意味する。“備える”、“含む”、“有する”という用語は、含まれていることを意図しており、掲載した要素以外に追加の要素が存在している可能性のあることを意味する。動作パラメータおよび／または環境条件に関するどの実施例も、ここに開示した実施形態とは別のパラメータ／条件を排除しない。

いくつかの実施形態では、この明細書に記載したシステムと方法は、静電的にスプレーして標的物体を被覆するための既製品のエーロゾル缶、すなわち市販のエーロゾル缶を利用する構成の静電スプレー・システムを含んでいる。例えばこの静電スプレー・システムは、非静電的システムでの15〜50％という移行効率と比較して約60〜90％という被覆材料の移行効率を実現することができる。この静電スプレー・システムは、導電性のあるエーロゾル缶に静電荷を帯電させる構成にできるため、缶の内容物を帯電させて缶の中の材料を標的物体により効率的に移行させることが可能になる。例えば市販のエーロゾル・スプレー缶はアルミニウム合金製であるため導電性であり、したがってこの静電スプレー・システムによって静電荷を帯電させることができる。エーロゾル缶に静電荷を付与させることにより、例えば塗料などの缶の中の材料も帯電される。この静電スプレー・システムのノズルを通してスプレーすると、缶の中の帯電した塗料粒子をアース（接地）された導電性標的物体に引きつけることができる。したがってこの静電スプレー・システムにより、エーロゾル缶の中の材料を標的物体により効率的に移行することが可能になるため、材料を付着させるのに費やす時間と、このプロセスで浪費される塗料が減少する。

図1は、静電スプレー・システム10の一実施形態の分解側面図である。この静電スプレー・システム10は、頭部12と、絶縁性基部14を含んでいる。静電スプレー・システム10を組み立てるときに市販のエーロゾル缶16を絶縁性基部14の中に配置することができる。頭部12は絶縁性基部14に連結される構成にできるため、エーロゾル缶16は静電スプレー・システム10の中に固定される。頭部12は、静電スプレー・システム10を使用している間を通じて操作者が掴んでいることのできるハンドル部18を含んでいる。例えば操作者はハンドル部18を掴み、引き金20を引いてエーロゾル缶16の中にある材料を標的物体に向けてスプレーすることができる。図示してあるように、引き金20は頭部12の内部に延ばすことができ、そこで頭部12内のピボット点22と連結される。ピボット点22は、引き金20の動きを静電スプレー・システム10の他の部材に伝えることができるよう、ピンと穴、またはバネ付きカップリング、または他の適切なメカニズムにすることができる。引き金20はピボット点22に対して回転可能に結合されているため、その引き金が動くとアクチュエータ・アーム24が動けるようになる。以下に説明するように、アクチュエータ・アーム24をノズルに押し付けてスプレー・プロセスを作動させることができる。

一実施形態では、電池26および／または他の電源（例えば蓄電器（キャパシタ）、またはワイヤ接続、またはこれらの組み合わせ）からの出力部と、制御装置28とを通じ、静電荷がエーロゾル缶16に付与される。例えば静電スプレー・システム10は、再充電可能な電池26を有し、該再充電可能な電池は、このシステム10または取外し可能な電池26の構成品をドッキングステーション（接続ステーション）に配置することによって充電されうる。出力部は、組み立てられたときにエーロゾル缶16と接触する頭部12を通るリードを介してエーロゾル缶16に接続されうる。図示してあるように、スプレー開口部30は、頭部12の壁部に開けた穴とされうる。頭部12は、プラスチックまたはその他の耐久性のある適切な非導電性材料で構成できる。この実施形態では、頭部12は、複数のラッチ部材32も含むことができる。それらのラッチ部材32は、頭部12の向かい合った側に配置されうる。この実施形態では、一対のラッチ部材32を頭部12の本体から延ばすことができる。ラッチ部材32は、それぞれ、突起部34を含むことができる。突起部34は、その突起部34を受け入れてその突起部34と連結するように設計された穴36に引っ掛かる構成にされうる。この図に示してあるように、突起部34は、絶縁性基部14のそれぞれの側に位置する穴36に引っ掛かるか連結する構成にでき、部材32は、組み立てるときに絶縁性基部14の内部に嵌まる構成にされる。したがってエーロゾル缶16を絶縁性基部14の中に配置した後、頭部12をその絶縁性基部14に引っ掛けることができる。突起部34と切欠き36の間のこのラッチ機構は、適切な任意の方法で実現できる。

あるいは頭部12と絶縁性基部14とは、例えば、締付けられうる紐、付勢部材とラッチ部材、磁石、レバー、糸、および／または、他の締め付け装置を含む適切な任意のメカニズムによって連結されることができる。図示してあるように、穴36は、絶縁性基部14の壁部38の中にある空洞とされうる。この実施例では、絶縁性基部14は、例えばプラスチックなどの適切な非導電性の絶縁材料で構成されうる。エーロゾル缶16からノズル40を通って放出される材料を標的物体にスプレーすることができる。エーロゾル缶16として、消費者が小売り店または塗料供給店で入手できる3、5、12、15オンス（oz）のスプレー缶、または市販されている他のサイズのスプレー缶が可能である。操作者は、エーロゾル缶16を小売店から購入し、製造者が提供するノズルを、静電スプレー・システム10で作動する構成のノズル40に置き換えることができる。図示してあるように、組み立てられた静電スプレー・システム10とエーロゾル缶16とは、外部装置なしに流体を静電的にスプレーする構成の自己充足式ユニットまたは自立式ユニットである。したがって、システム10で1つの缶16を使用した後、このシステムで多数の缶を使用するために別のエーロゾル缶16を絶縁性基部14に配置しうる。さらに、静電スプレー・システム10は、アースされた導電性標的物体に静電荷を帯びた材料を被覆できる構成にされているため、移行効率が大きくなり、コーティング材料の浪費が減る。

図2は、図1に示した静電スプレー・システム10を組み立てた側面図である。この図からわかるように、静電スプレー・システム10の構成品が組み立てられており、このシステムによる標的物体の静電的コーティングが実行可能である。より詳細には、頭部12は、ラッチ部材32および／または他の適切なカップリング用留め具を通じて絶縁性基部14に連結される。さらに、エーロゾル缶16は、絶縁性基部14と頭部12との中に配置される。ノズル40もエーロゾル缶16のアクチュエータに隣接して配置されアクチュエータ・アーム24の下に位置させることができるため、引き金20を引いたときにスプレー・プロセスを生じさせることができる。一実施形態では、頭部12と絶縁性基部14は、例えばプラスチック、熱可塑性材料、ポリエチレン、耐久性のある他の適切な材料などの同様の非導電性材料で製造されうる。

図3は頭部12を横から見た詳細な断面図であり、付着前または付着中のコーティング材料を帯電させるのに用いる構成品が含まれている。図示されているように、頭部12は、ハンドル部18と引き金20とを含むことができる。引き金20は、アクチュエータ・アーム24を含む部材に連結されうる。アクチュエータ・アーム24は、引き金20が引かれるとピボット点22のまわりを回転する。したがって、アクチュエータ・アーム24は、引き金20が引かれたときにノズル40を押し下げることで、静電荷が帯電したコーティング材料を放出させる。それに加え、ノズル40は、導電性通路42を含むことができる。この導電性通路42は、ノズル40からスプレーする前のコーティング材料にさらに静電荷を帯電させることができる。例えば導電性通路42とノズル40とは、エーロゾル缶16と接触する導電性金属材料とすることができる。エーロゾル缶16に付与させる静電荷は、導電性通路42にも送ることができる。導電性通路42を通じて出てくるコーティング材料流に静電荷を帯電させることにより、コーティング材料は、標的物体に向けてスプレーされるときに増大された導電性電荷を有することになる。したがって、導電性通路42は、静電スプレー・システム10の効率をさらに大きくする。

図4は、頭部12の一実施形態を横から見た断面図であり、エーロゾル缶16を使用していないときにその缶から静電荷を流出させることを可能にする構成品を含んでいる。図示してあるように、引き金20を方向44に引いてアクチュエータ・アーム24を方向46に動かすことにより、ノズル40を押し下げる。アクチュエータ・アーム24が方向46に動くにつれて、アクチュエータ・アーム24にしっかりと連結される部材48が導電性アーム50を押し、そのアームがエーロゾル缶16の表面と接触していない状態にする。図示してあるように、導電性アーム50は方向52に動き、導電性アーム50はエーロゾル缶16との接触状態から抜け出る。したがって、引き金20を引いているとき、導電性アーム50はもはやエーロゾル缶16に接続されていないため、アースする経路がなくなる。特に、引き金20を引いていないとき、電荷はエーロゾル缶16から導電性アーム50を通り、アース棒56に連結されている導電性バネ54へと流れることができる。例えばアース棒56は（テント用の杭に似た）導電性の杭とすることができ、導電性バネ54は、アースした導電性の杭に連結された単純なワイヤとすることができる。ノズル40がアクチュエータ・アーム24によって押し下げられると導電性アーム50が方向52に動き、アースする経路がなくなるため、ノズル40を通じてコーティング材料をスプレーする（58）前に、静電荷をエーロゾル缶16に付与させてコーティング材料を帯電させる。

一実施形態では、導電性アーム50は、引き金20が待機位置にある非スプレー状態の間はエーロゾル缶16と接触している。待機位置にあるとき、エーロゾル缶16に送られる静電荷は、そのエーロゾル缶と連結されている導電性の構成品であって導電性アーム50、導電性バネ部材54、アース棒56が含まれる構成品を通じて散逸する。さらに、動作モードまたはスプレー・モードでは、静電スプレー・システム10は、アクチュエータ・アーム24の動きを利用して部材48を通じて導電性アーム50を押し、導電性アーム50とエーロゾル缶16が連結していない状態にする。すると静電荷の導電経路がなくなる。動作モードまたはスプレー・モードでは引き金20が引かれているときのような静電荷をアースする経路が欠けているため、静電荷はエーロゾル缶16の中の材料に伝わる。さらに、絶縁された基部38が帯電したエーロゾル缶16のまわりを取り囲んでいてスプレー操作の間はエーロゾル缶16に接触できないようにされている。それに加え、静電スプレー・システム10のより効率的な移行プロセスにより、コーティング材料の過剰なスプレーと浪費が減るとともに、コーティング材料を付着させるのに必要な時間が短くなる。さらに、市販の安価なエーロゾル缶16を静電スプレー・システム10の一構成品として用いることで、操作者は、より低コストで静電スプレー操作を実行することができる。

本発明のいくつかの特徴をここに図示して説明してきたが、当業者は、多くの改変及び変更を思いつくであろう。したがって添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神に含まれるそのようなすべての改変と変更を含むものと理解する。

Claims (20)

1. 自己充足式スプレー缶を受け入れるように形成された受容部を有する基部と、
   前記受容部の上方で前記基部に連結されるヘッドと、
   静電荷を前記自己充足式スプレー缶に付与させるよう構成された静電荷システムとを備える、静電スプレー・システム。
2. 前記自己充足式スプレー缶はエーロゾル・スプレー缶である、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
3. 前記自己充足式スプレー缶を備え、該自己充足式スプレー缶は導電性容器を備える、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
4. 前記自己充足式スプレー缶の流体出口に嵌まるように形成された導電性スプレー・ノズルを備える、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
5. 前記ヘッドは、引き金であって該引き金の動きに応答して前記自己充足式スプレー缶のスプレー・ノズルを作動させるように形成された引き金を備え、また、前記引き金は、該引き金の動きに応答して静電荷を付与させるように形成される、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
6. 前記静電荷システムは電池を備える、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
7. 前記静電荷システムは蓄電器を備える、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
8. 前記基部及び前記ヘッドは電気的絶縁材料でできている、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
9. 前記基部は第1のラッチを備え、前記ヘッドは第2のラッチを備え、その第1のラッチと第2のラッチとは互いに連結して前記自己充足式スプレー缶を前記基部と前記ヘッドとの間に保持する、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
10. 前記基部と前記ヘッドとは電気的絶縁材料でできていて、前記自己充足式スプレー缶は、導電性壁部を有するエーロゾル・スプレー缶であり、前記静電荷システムが、前記ヘッドの中に配置された電池を備え、前記ヘッドは、引き金であって該引き金の動きに応答して前記自己充足式スプレー缶のスプレー・ノズルを作動させるように形成された引き金を備え、前記引き金は、該引き金の動きに応答して静電荷を前記電池から前記導電性壁部に付与させるように形成される、請求項1に記載の静電スプレー・システム。
11. 自己充足式スプレー缶のスプレー・ノズルの上方に取り付けるように形成されたヘッドを備え、該ヘッドが、静電荷を前記自己充足式スプレー缶に付与させるように構成される静電荷システムを備えている、静電スプレー・システム。
12. 前記静電荷システムは電池を備える、請求項11に記載の静電スプレー・システム。
13. 前記静電荷システムは蓄電器を備える、請求項11に記載の静電スプレー・システム。
14. 前記ヘッドは、引き金であって該引き金の動きに応答して前記自己充足式スプレー缶のスプレー・ノズルを作動させるように形成された引き金を備え、前記引き金は、該引き金の動きに応答して静電荷を付与させるように形成される、請求項11に記載の静電スプレー・システム。
15. 前記自己充足式スプレー缶の流体出口に嵌まるように形成される導電性スプレー・ノズルを備える、請求項11に記載の静電スプレー・システム。
16. 前記自己充足式スプレー缶を備え、該自己充足式スプレー缶はエーロゾル・スプレー缶であり、また、該自己充足式スプレー缶は導電性容器を備えている、請求項11に記載の静電スプレー・システム。
17. 自己充足式スプレー缶の液体出口に連結するように形成された導電性スプレー・ノズルと、
    静電荷を前記自己充足式スプレー缶と前記導電性スプレー・ノズルとに付与させるように構成された静電荷システムとを備える、静電スプレー・システム。
18. 前記静電荷システムが、電池、または蓄電器、またはこれらの組み合わせを備える、請求項17に記載の静電スプレー・システム。
19. 前記自己充足式スプレー缶を受け入れるように形成された受容部を有する導電性基部を備える、請求項17に記載の静電スプレー・システム。
20. 前記自己充足式スプレー缶に連結するように形成されたヘッドを備え、該ヘッドは、引き金であって該引き金の動きに応答して前記自己充足式スプレー缶のスプレー・ノズルを作動させるように形成された引き金を備え、前記引き金は、該引き金の動きに応答して静電荷を付与させるように形成される、請求項17に記載の静電スプレー・システム。

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