JP2596450B2

JP2596450B2 - 液体又は溶融体の微粒子より成る煙霧体の密度の調整方法

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Publication number: JP2596450B2
Application number: JP13502788A
Authority: JP
Inventors: 正文松永
Original assignee: ノードソン株式会社
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH01304070A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は液体又は溶融体の微粒子より成る煙霧体の生
成におけるその密度の調整方法とその装置とに係る。

〔従来の技術〕

液体又は溶融体の微粒子を製造する方法として、従来
より、第９図に見られるようにそれらの液体又は溶融体
をスプレイ用ノズル（122）より噴出スプレイ（SP′）
し、それを硬質板（124）面上に打ち当て、スプレイ中
の粒子（Ｐ′）を破砕して、より小さい微粒子（Ps′）
を製造する方法がとられてきた。これら微粒子は、いう
までもかう煙霧体を構成するものであるが、最近はこれ
ら煙霧体を利用する需要が急増してきたのである。これ
ら煙霧体を直接利用する場合には、当然その密度が問題
となってくる。しかりに上記従来のスプレイ対硬板衝突
式微粒子製造方法においては、これら煙霧対の密度調整
については、殆んど対策は講ぜられてこなかった。

〔解決しようとする問題点〕

上記従来のスプレイ対硬板衝突式微粒子製造方法にお
ける、それら微粒子より成る煙霧体の生成状況について
説明する。

そもそも液体又は溶融体をスプレイ用ノズルから噴出
スプレイさせるためには、まず二流体スプレイにおいて
は、この噴出気体に、またエアレススプレイにてはその
噴出液体に、それぞれ必要とする又はそれ以上の圧力を
加えてやらなければならない。言い換えると、スプレイ
用ノズルより噴出する液体などの量には、必然的に下限
があり、それはまた微粒子の製造される量に係り、同時
にそれはまた煙霧体の密度に繋がっていたのである。言
い換えると、煙霧体の密度には下げられない下限があっ
たのである。

しかし、最近では微粒子のみの製造のみならず、それ
より成る煙霧体自体の需要が急増してきたことは前述の
とおりである。そうなると当然煙霧体自体の密度が問題
となってき、それら密度の調整、特に従来のものよりも
低い密度の微量調整の必要性が高まってきたのである。
それら用途の一例をあげると、密度の低い煙霧体中の微
粒子を単体として散在的に、平面板面上に付着せしめ、
それらをスペーサとして他の平面板と重ね合わせて作る
液晶板などである。

本発明の動機は、従来の液体又は溶融体のスプレイ対
硬板衝突方式において、より低くかつ必要とする密度の
煙霧体を生成することであった。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の如く液体又は溶融体のスプレイ用ノズルよりの
スプレイにおいては、それらに又はスプレイ用気体に、
ある限度以上の圧力を與えてやることは不可欠の要件で
ある。その要件を保ちつつ、噴出量をより少なくする即
ち煙霧体の密度をより低くするには、その噴出を断続的
に行う以外はないことに本発明者は着目したのである。

本発明の要旨は、液体又は溶融体のスプレイ対硬板衝
突方式において、そのスプレイ用ノズルよりの噴出スプ
レイを必要とする時間間隔の下に断続的に行い、それに
よって生成される煙霧体の密度をより低く調整する方法
とその装置とである。

先ず本発明の方法について説明する。第１図を参照さ
れたい。液体（Ｌ）又は溶融体（以下溶融体を液体に含
めたものとして溶融体なる字句の使用は省略する）を、
スプレイ用ガン（３）を介してスプレイ用ノズル（２）
よりある必要とするタイミングの下に断続的に噴出スプ
レイし、そのスプレイ流（SP）を硬質材の面（４）に打
ち当て、それによって上記スプレイ流（SP）中の粒子
（Ｐ）を破砕細分化して微粒子（Ps）となし、それらの
微粒子（Ps）より成る煙霧体（As）の密度を、より低い
範囲内で調整する方法である。

なお上記断続的時間間隔はタイマ（８）等よりの電気
信号によるものとし、また同信号を受信するスプレイ用
ガン（３）内の自動開閉バルブ（７）はソレノイド式
（６）とする。なお上記ソレノイド式をニュマテック式
として、上記タイマよりの電気信号をニュマテックに変
換したものでもよい。

次に、上述の断続的スプレイの効用について説明す
る。“断”即ち自動開閉バルブ（７）の閉時においては
液体の噴出量は零、そして“続”即ちその開時には、そ
の時間だけ液体は噴出する。このように、断続的に噴出
する液体の量を、ある単位時間内において積算すれば、
連続的に噴出した場合の量よりも当然少ないものが得ら
れる。そしてこれらを断続の時間間隔は、サイクル的
に、しかもでき得る限り小刻みの方がよく、サイクルも
毎秒数10ないし数100、断続の時間はミリ秒単位の方が
望ましい。例えば第2A図を参照されたい。連続的に噴出
した場合に得られる煙霧体の密度の五分の三に生成され
る煙霧体の密度を薄めたいときには、50サイクル即ち１
サイクル20ms（ミリ秒）の時間において、スプレイ
“開”を12ms、スプレイ“閉”を8msと、スプレイを断
続的に行なえばよい。また五分の一に稀釈したいときに
は、第2B図に示すように、スプレイ“開”を4ms、
“閉”を16msとすればよい。これら断続時間及びサイク
ルの選定はパルスコントローラの使用によって容易に、
かつ任意に設定することができるのである。

また上記のスプレイは二流体スプレイのよるもの、ま
たはエアレススプレイによるもの、何れでもよいが、前
者の場合には、スプレイ用気体（Ａ）が、チャンバ
（１）に連続的に送入されるので、その容量によって、
生成された煙霧体はチャンバ（１）外に押し出されるこ
とになる。ただし後者の場合には、スプレイによる液体
の霧化した微粒子の容量は極めて少なく、よって別途チ
ャンバ内に気体（Ｇ）を導入させることが望ましい。

次に本発明の装置の構造について説明する。先ず基本
的構造をとりあげる。第３図を参照されたい。同図はチ
ャンバの横型であるものを示している。チャンバ（11）
の上部より、下方に向けてスプレイ用ノズル（12）を設
ける。該スプレイ用ノズルは、ソレノイド（９）バルブ
（10）又はエア操作式自動開閉バルブ付きガン（13）に
接続され、これらのソレノイド（９）は何れもタイマ
（８）に電気接続される。実際的には、該タイマよりも
前述した如くパルスコントローラの用いられることが望
ましい。

以降は、従来をスプレイ対硬板衝突式装置と殆ど同様
であるが、参考のためにそれらを説明すると、上記スプ
レイ用ノズル（12）の下方には該スプレイ用ノズル方向
に対してほぼ直角に、ある必要距離（Ｓ）をおいて硬質
材の面（14）が上方に向けて取付けられている。これら
の距離（Ｓ）は、スプレイ用ノズルの型式、又は取扱う
液体の種類、生成される微粒子の大きさ、それらの量な
どによって相異するが、大体70mmから300mmの範囲のも
のが多いといわれている。そして上記チャンバ（11）の
下端は排出口又は戻り口（17）としてタンク（19）に配
管（18）接続される。またチャンバ（11）の上部は、横
方向のダクト（16）に接続され、その端末は下向きに開
口（16M）している。

また同図におけるスプレイ用ガン（13）及びスプレイ
用ノズル（12）に対するスプレイ方式としては、実線に
て二流体スプレイ装置が示され、また仮想線にてはエア
レススプレイ装置が示されている。何れも従来のものと
同様であるが、参考のためこれらを説明すると、液体の
供給装置（20）の配管（21）が上記タンク（19）よりレ
ギュレータ（22）、ヒータ（48）等を介して、またスプ
レイ用気体供給装置（23）の配管（24）が気体発生装置
（CA）Ｂよりレギュレータ（25）、ヒータ（59）等を介
して上記スプレイ用ガン（13）に配管（57,58）接続さ
れる。

またエアレススプレイ装置（26）の場合には、タンク
（19）より配管（27）によりポンプ（28）、ヒータ（4
9）、フィルタ（29）、レギュレータ（47）等を介して
上記スプレイ用ガン（13）に配管接続され、また本体の
チャンバ（11）の下部の端末部の戻り口（17）よりも戻
り配管（18）により、ストップバルブ等を介して上記タ
ンク（19）に配管接続される。また上述のエアレススプ
レイ装置の場合には循環回路とすることが望ましく、上
記スプレイ用ガン（13）よりの循環回路配管（60）が設
けられる。更に上記チャンバ（11）側壁上、かつその内
部の硬質材の面（14）下方部には、外部よりの気体導入
口（15）の設けられることがある。該口は気体導入装置
（50）即ち気体圧送機（52）、レギュレータ（56）、ヒ
ータ（55）、フィルタ、（54）、流量計（53）等を介し
て配管（51）が接続される。

なお、上述の従来の構造物である硬質材は、撥液材よ
り成るか若しくは一般の硬質材の面上に撥液材のコーテ
イングされることが望ましい。

〔作用〕

上記本発明におけるスプレイ用ガン（13）内のソレノ
イド（９）は、タイマ（８）又はパルスコントローラな
ど一定間隔の細かい断続的電気信号により断続的に作動
し、それに従ってソレノイドバルブ（10）も同じく断続
的に開閉するのである。二流体スプレイの場合には、第
３図上、実線でも示されているように、二流体スプレイ
装置におけるスプレイ用気体は、スプレイ用ガン（13）
内のソレノイドバルブ（10）の断続的開閉により、断続
的に噴出し、それに追従して、タンク（19）の液体
（Ｌ）は配管（21）内を上昇、スプレイ用ガン（13）に
至り、そのスプレイ用ノズル（12）より断続的に噴出ス
プレイされるのである。エアレススプレイ装置（26）の
場合は、ポンプ（28）により、ある圧力に加圧された液
体がヒータ（49）、フィルタ（29）、レギュレータ（4
7）などを介してスプレイ用ガン（13）に至り、液体用
のソレノイドバルブの断続的開閉により、液体が断続的
に噴出スプレイされるのである。そして上述のように、
スプレイ用ガン内で噴出が断となって行き詰まった加圧
液体は、循環配管（60）を通って前記のポンプ（28）の
入口へと戻って再供給即ちリサイクルされるのである。

上述のような断続的噴出の時間は、周期的で、かつ小
刻みであることが望ましく、実際的にはミリ秒単位のパ
ルス信号によるものが最適であり、これらのパルス信号
がミリ秒単位にかつ任意に設定、発信のできるパルスコ
ントローラの使用されることが最も望ましいことは、前
にも述べた通りである。これらの具体的説明は、前項の
〔問題点を解決するための手段〕における方法の項にお
いて述べたので、本項においては省略する。

このようにして液体の噴出量が調整されると、同時に
それらの量の液体がスプレイされ、霧化した微粒子が硬
質材の面（14）に打ち当たり破砕して細分化した微粒子
より成る煙霧体が生成されるのであるが、これら煙霧体
の密度は、上述の噴出量の調整に左右されることは前述
の方法の項にて説明した通りである。

このようにして、液体又は溶融体の微粒子より成る煙
霧体の密度は、より低く、かつ任意の地に生成されるの
である。

〔実施例〕

その1. 上述の本発明の装置の基本的構造においては、第３図
に示すように、チャンバは横型のものをあげたが、これ
を第４図に示すように竪型（71）としたものが本実施例
である。竪型の場合には、生成された煙霧体は上方に移
動する。その際、その速度と重力とにより、比較的重い
微粒子は下方に沈降し、比較的軽い微粒子上方に浮揚す
る。よって上方に浮揚した煙霧体を収集すれば、より小
さい微粒子のみより成る煙霧体を得ることができるので
ある。

その2. 前述の基本的構造においては、第３図にも示されたよ
うに硬質材の面（14）は上方向きであり、それに対抗す
るスプレイ用ノズル（12）は下方向きであった。しかし
該面の上方向きの場合には次のような欠点があった。第
９図及び第10図を参照されたい。

該面の上面には、スプレイされた液体が積み重なり即
ち液体の積層（Ｌ）ができる。スプレイ体硬板衝突式
装置の特長は液体のスプレイされた粒子を硬い面に打ち
当て、それらを破砕してより微細化することにある。と
ころが、このように硬板面上に液体が積層（Ｌ）して
くると、その面の硬さは液体のそれと同じく即ち低下し
てくる。従って微細化の程度も低下し、粒度が粗くなっ
てき、経時的に変化してくるのである。これは粒度の均
一化された微粒子を必要とする場合には不適当である。
それを防ぐためには、常に該面に液体の付着するのを防
止すればよいが、それを完壁に行なうことは難しい。よ
ってその液体の付着量をでき得る限り最小限に抑えよう
とするのが、第５図に示すように、硬質材の面を下方向
き（84）に取付け、かつそれに対抗するスプレイ用ノズ
ルを上方に向ける（82）ことである。下向きの面上に付
着した液体は自重により下方に滴下し、該面上に付着す
る液体の量は常に少なくなり、従って液体の付着層の厚
さは薄く、硬質材の面の硬さの著しい低下は免れること
になる。ただし、それは液体の粘度の低い場合に限り、
それの高い場合には余り期待は求められない。なお上記
硬質材の面上に撥液材（取扱う液体をはじく作用を有す
る材料でテフロン材やシリコン材など）でコーティング
するか、若しくはこれらの材料をもって硬質材を作れば
液体をはじいてそれらの付着量を少なくすることができ
る。ただしスプレイ打ち当てによる摩損は金属などの場
合よりも大であることは免れない。

その3. 本実施例は、第６図に示すように硬質材製の面を斜め
上方に向け（94）、かつそれに対応するノズルを斜め下
方に向（92）けたものである。これは該面（94）上に付
着した液体をその傾斜面に沿って流下せしめて、該面上
に付着する液体の量をより少からしめようとするもので
ある。上記その2.における実施例においては、ノズルが
上方向きであったが、その場合における不利な点を、本
例にては解消することができる。

その4. 本実施例は第７図に示すように、硬質材の面を立て
（104）、かつそれに対抗するスプレイ用ノズルを横向
き（102）となしたものである。本例は上記その2.及び
その3.の各実施例の長短を相補うものということができ
る。

その5. 本実施例は第８図に示すように、硬質材の面を斜め下
方に向け（114）、かつそれに対応するノズルを斜め上
方に向（112）けたものである。本例及び上記の各例
は、それぞれ特失であるが、同時に本装置の設備構造
上、硬質材の面やノズルの取付け位置などにより決定さ
れるものである。

〔効果〕

本発明の方法と装置とによれば、液体又は溶融体のス
プレイを硬質材の面上に打ち当て、それらの粒子を細分
化する方法とその装置において、そのスプレイをパルス
コントローラなどよりの必要とするパルス信号により断
続的にスプレイすることによって、生成される煙霧体の
密度を調整し、より低いかつ所望とするものを、上記パ
ルスコントローラなどのダイヤル操作によって極めて容
易に得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の説明図、第2A図及び第2B図は本
発明の方法による断続的噴出スプレイ時間の例のグラ
フ、第３図は本発明の装置の構造の側断面図、第４図は
本発明の装置の実施例その1.の構造の側断面図、第５図
は同じくその2.の構造の側断面図、第６図は同じくその
3.の構造の側断面図、第７図は同じくその4.の構造の側
断面図、第８図は同じくその5.の構造の側断面図、第９
図は従来の液体のスプレイ対硬板衝突式装置の側断面
図、第10図は同上硬質板面上にスプレイした液体の積層
する状態説明図主要な符号の説明 1,11……スプレイ用チャンバ、2,12……スプレイ用ノズ
ル、3,13……スプレイ用ガン、4,14……硬質材の面、5,
15……気体導入口、6,9……ソレノイド、7,10……開閉
バルブ、８……タイマ又はパルスコントローラ、16……
ダクト、20……二流体スプレイ用の液体供給装置、23…
…同上スプレイ気体供給装置、26……エアレススプレイ
用液体供給装置、50……気体導入装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体（Ｌ）又は溶融体（Ｍ）を二流体スプ
レイ用ノズル（２）より噴出スプレイ（SP）し、そのス
プレイを硬質材の面（４）に打ち当ててそれらの微粒子
を得る方法において、必要とするある時間間隔を置いて
断続的に噴出スプレイし、必要とする密度を有する煙霧
体を生成することを特徴とする液体又は溶融体の微粒子
より成る煙霧体の密度の調整方法。
【請求項２】液体（Ｌ）又は溶融体（Ｍ）をエアレスス
プレイ方式によりノズルから噴出スプレイ（SP）し、そ
のスプレイを硬質材の面（４）に打ち当ててそれらの微
粒子を得る方法において、必要とするある時間間隔を置
いて断続的に噴出スプレイし、必要とする密度を有する
煙霧体を生成することを特徴とする液体又は溶融体の微
粒子より成る煙霧体の密度の調整方法。