JP2673440B2 - 液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法 - Google Patents

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の生成塗布方法に係
る。

［従来の技術］ 従来、液体又は溶融体の微粒子の製造方法は、第18図
に見られるように、それらのスプレイを硬板（125）に
打ち当てるということであった。しかし、それら微粒子
の大きさは大小さまざまで、小は数ミクロンから大は数
百ミクロンのものまであり、これらは微粒子とはいえな
いものである。また、エアレススプレイにおいては、比
較的粒度の分布は安定はしているが、それらの粒度は20
ミクロンないし60ミクロンの範囲内であり、（米）ノー
ドソンコーポレーションの開発したクロスカットノズル
を使用した場合においては、粒度は更に小さくなって12
ミクロン前後止りである。ただし、その時の操作条件と
しては噴出量を比較的に少量即ち4.73cc/分とし、また
ノズルと硬板との距離を300mm、スプレイパターンの底
部の幅を250mmとした場合のものである。所が、その場
合でも、特に粒度の比較的高い場合には、スプレイパタ
ーンの両端方向にテイル現象が発生し易く、同部には数
百ミクロンという大きな液滴が発生するのである。即ち
総体的には均一した微粒子を得ることは難しかった。即
ち、塗布に際しては極薄の均一した塗布膜を得ることは
困難であったのである。

［解決しようとする問題点］ 上述のように、スプレイ対硬板衝突方式によれば細か
い微粒子を得るには効果があり、１ミクロン前後のもの
までも得られた。しかし、他方、数十ミクロンのものも
あり、いわゆる粒揃（つぶぞろい）が良くなく不安定で
あったのである。

しかし、近年高度技術の要求に伴い、常に均一かつ安
定した微粒子と、それらの含まれた煙霧体の密度を調整
して一桁ミクロン台の均一した極薄の塗布膜のニーズが
高まってきたのである。

本発明の動機は上記のニーズに応えようとすることで
あった。

［問題点を解決するための手段］ その前に、従来の上述のスプレイ対硬板衝突方式によ
る場合、不揃の微粒子の発生する原因を探究してみたい
と思う。再び第18図を参照されたい。チャンバ（121）
内にて液体又は溶融体をスプレイ用ノズル（122）より
スプレイし、それを硬板（125）に打ち当てた場合、ス
プレイ中の粒子は該硬板に衝突し、破砕して空中に飛散
し、より小さな微粒子となる。しかし最初のうちはよい
が、時間の経過と共に、該硬板（125）面上には液体又
は溶融体が付着し、次第に積層して第19図に見られるよ
うに厚くなってくる。そして又、それらの表面が次第に
乾燥し、即ち液体や溶融体の粘度が高くなって来、つい
には固化することもある。このように板面の硬さが経時
的に変化してくると、それらの面に衝突して破砕される
微粒子の大きさも経時的に変化してくる。これがスプレ
イ対硬板衝突方式における微粒子の粒径が時間的に不安
定となる大きな理由であると考えられる。

しかし上記現象は硬板を使用する限り避けられない問
題であった。よって本発明者は、硬板を採用せず、スプ
レイ流を下方に滞溜している液体又は溶融体の面そのも
のに打ち当てることに着目したのである。液体又は溶融
体の面は、上記硬板の場合におけるように硬さが時間的
に変化することはない。従って粒子を破砕する力も不変
であり、常に均一な大きさの微粒子を安定して得ること
ができるのである。

液体の面は硬板の面に比べると、はるかに軟かいの
で、破砕の効果は少なく、より細かい微粒子を得ること
は困難であると思われ勝ちである。しかし、衝突すると
きの力は、その時の速度の二倍に比例するものであり、
ある速度以上に達すると、運動エネルギもより大とな
り、軟かい液体面上においても、十分な破砕力を発揮
し、必要とする微粒子の得られることが実験上確かめら
れたのである。そしてそれら微粒子は気体の中に分散し
て煙霧体となっているので、これらを塗布する場合に
は、上記スプレイを断続的に行なって、必要とする密度
を有する煙霧体となし、それらの中の適量の微粒子を塗
布することによって極薄の均一な塗布膜を得ようとする
ものである。

本発明の要旨は、液体又は溶融体のスプレイを断続的
に行いつつ、それを同種の液体又は溶融体の面上に打ち
当て、それによってスプレイ中の霧化した粒子を破砕
し、より微細化したものを、同液体又は溶融体の面上の
気体中に飛散させてそれらの微粒子を得ると同時に、そ
れらより成る煙霧体の密度の調整された微粒子を塗布す
る方法である。

先ず、本発明の方法について説明する。本発明の対象
とする液体には、溶媒及び乳濁液、懸濁液などがあげら
れる。これらの種類により、それらの粒子が微粒子化さ
れる挙動が若干異なるので、これらをそれぞれ分けて説
明する。

（１）溶媒の場合 溶媒例えば水又は油などの場合である。本項の場合は
本発明の方法の基本ともなるものである。先ず第１図を
参照されたい。上記液体（Ｌ）をチャンバ（１）の内部
において、スプレイ用ノズル（２）を下方に向けてスプ
レイ（SP）する。該チャンバ（１）の底部は上記と同様
の液体（Ｌ）が滞溜しており、その液面（Ls）が常に一
定になるように維持されておるものとする。該液面（L
s）上に上記スプレイ（SP）流を打ち当てる（第２図参
照）。スプレイの中の粒子（Ｐ）は該液面（Ls）に衝突
し、破砕し、細かくなって液面上方に飛散する（第３図
参照）。これらのより細分化された微粒子の中、例えば
10ミクロン以下のものをｐとし、それ以上のものをP₁と
する。同チャンバ（１）内の気体は、上記ノズルより後
続するスプレイによって上昇気流（CG）となり（第４図
参照）、表面積／重量の比較的大きいもの、例えば上記
10ミクロン以下の微粒子（ｐ）は、気体抵抗即ち浮揚力
が比較的大であるため、ある速度の上昇気流（CG）に乗
せられて上昇する。他方、表面積／重量の上記のものよ
り小なるものの例えば10ミクロン以上の微粒子（P₁）
は、比較的空気抵抗即ち浮揚力が小であるため、上記上
昇気流（CG）に逆らって効果する。即ち上記上昇気流の
ある速度によって上昇又は降下する微粒子の大きさは決
められ、またその速度は二流体スプレイする気体の量又
は同チャンバ（１）内に導入する気体の量によって決定
される。

このようにして分別され、上昇した微粒子（ｐ）の含
まれた気体即ち煙霧体は、上記チャンバ（１）外に導か
れ、各種の用途に使用されるのである。

他方、チャンバ（１）内で降下した微粒子（P₁）は同
種の液体の面（Ls）上に達し、同液体（Ｌ）に吸収さ
れ、一時貯えられる。そして上記スプレイの回路上のタ
ンク内に戻され、繰返しスプレイされるのである。

なお、上記液面（Ls）即ちレベルが一定に保たれるこ
とによって、上記ノズル（２）との距離（Ｆ）も一定、
また衝突時の速度、破砕力も一定となって粒径の均一し
た微粒子が得られるのである。

このようにして得られた微粒子は気体の中に分散し、
即ち煙霧体となっているが、上記スプレイを断続的に行
なうことによって単位時間的には稀釋され、総体的には
密度の小さい煙霧体を得ることができるのである。例え
ば第5A図に示すように、密度を五分の三に薄めたいとき
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8m
sとして、スプレイを断続的に行なえばよく、また五分
の一に稀釋したいときには、第5B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。このようにして得られた必要とする密度を有す
る煙霧体を、上記チャンバ（１）外に導き、それらの中
の微粒子を重力による沈降若しくは静電気印加用電極
（８）により被塗物（Ob）の面上に塗布するのである。

（２）溶液の場合 溶液とは他の物質が均一に溶解している液体である。
これは液体である溶媒の中に分散質が分子の状態で分散
しているものである。これらの衝突時における溶液の粒
子の破砕による微細化の状態は、上記第（１）項の溶媒
の場合と殆んど同様であるが、微細化より微粒子化に至
るまでの挙動が若干異なるのでそれについて説明する。

元来、溶液の中には液体である溶媒の中に、他の物質
の分子が、分子の状態で分散しているものであり、また
一般には溶媒は分散質よりも沸点の低い場合が多いもの
である。

これらの溶液のスプレイ粒子の液面衝突、そして破砕
による微細化は、上記第（１）項の溶媒の場合と殆ど同
様である。このようにして微細化した粒子（P₁）の中の
溶媒質は、比較的低沸点のため第６図に示すように逐次
気化し即ち減少し（P₁→P₁′→pc）、より沸点の高い分
散質はそのまま残って、それらの混合比は逆転するので
ある。即ち加熱操作によって溶媒質を気化せしめ、それ
らの度合によって所要の混合比を有する溶媒の微粒子を
得ることができるのである。

更に溶媒質を完全に気化せしめてやると、分散質のみ
より成る微粒子を得ることができるのである。

（３）乳濁液の場合 乳濁液とはある液体の中に他種の液体が粒子状の状態
で分散しているものである。即ち上記第（２）項におけ
る分子的分散が粒子的分散に置き換えられたものと考え
てよく、従って衝突破砕における挙動においても、大体
上記溶液の場合におけると同様の課程を経て、粒子が微
粒子化されると考えて差し支えない。従って微細化した
微粒子の乳濁液の組成成分比もある範囲内で変えること
ができ、分散質のみより成る微粒子を得ることもできる
のである。

（４） 懸濁液の場合 液体の中に固体の粒子の分散されている液体であり、
デイスパージョン型コーティング剤、又はパウダースラ
リーなどがその例である。本液の場合、上述の諸液と若
干相異するので、その衝突破砕の状態を説明する。第７
図を参照されたい。懸濁液（DS）のノズル（２）よりス
プレイ（SP₁）された粒子の中には、固体単体の粒子
（ｐ）、固体の複数個凝集した粒子（pp）、液体だけの
粒子（Pl）、液体と固体粒子との混合した粒子（Pp）等
が存在する。そして後者の粒子（Pp）が液面（DSs）に
衝突した場合、破砕して飛散する微粒子の中にも、また
第８図に示すように、固体だけの微粒子（ｐ）、又はそ
れらが複数個凝集した粒子（pp）、液体だけの粒子（P
l）、液体だけの微粒子（pl）、液体と固体の微粒子と
の混合した粒子（Pp₁）などがある。これらの中、固体
単体の微粒子（ｐ）及び液体だけの微粒子（pl）は、前
記第１項にて記述したように、それらの表面積／重量が
比較的大きいので、第９図に示すように、上昇気流に乗
せられて上昇し、それらの小なるものは上昇気流に逆ら
って降下し、粒径によって分別されるものである。更に
それらを加熱することによって気化性の液体を必要量除
き、又は液体全部を除いて固体の微粒子のみを得ること
もできる。

なお、説明は前後するが、懸濁液の場合には、それら
がスプレイ回路の配管内を移動中、固体微粒子が沈降す
る傾向があるので、それらの流れを停止せしめることの
ないよう配慮することが必要である。

以上は液体の諸形体の場合について述べたが、次に溶
融体の場合について述べる。溶融体とは加熱によって溶
融して液状となるものである。金属や鉱石などその領域
は広いが、当面対象となるのは、熱可塑性樹脂、硅酸類
等である。これらをスプレイした場合、微粒子化される
挙動は前述の第１項液体の場合と殆ど同様であり、また
溶融体の中に、より融点の高い微粒子の分散されている
溶融体の場合には、上記第４項における懸濁液の場合と
同様に、それらの微粒子を得ることができる。

上述の液体又は溶融体をスプレイするには、二流体ス
プレイとエアレススプレイとの二法があるが、それらに
は何れも特質があるので、それらについて説明する。

元来、二流体スプレイとは、そのスプレイに当って相
当（重量にして液体の数百倍）の量の気体を噴出する。
その噴出後、同気体は前述の如く微粒子の分別用として
の搬送気流となる。そしてその流速は、必然的に噴出量
に左右される。しかしその流速が分別用として最適であ
るとは限らない。むしろ双方の条件を同時に満足せしめ
ることは稀である。

他方、エアレススプレイにおいては、スプレイに当っ
て一切気体を使用しない。よって分別用の気体の流れを
作ってやらなければならない。例えば、外部より気体を
導入するとすれば、スプレイとは切り離して、単独で分
別用の気流の条件を満たしてやることができる。またエ
アレススプレイの場合には、エアを使用しないため、液
体面を乾かすようなこともなく、即ちスプレイする液面
の濃度（粘度）を上げることもなく、常に一定の状態を
保つことができるのである。これらがエアレススプレイ
の利点ということができる。

その他、上記本発明の基本型に対し、種々の実験を行
なった結果、より良い成果を得るための諸データや追加
事項が得られたので次にこれらを整理して列挙する。

１） スプレイが、エアレススプレイ又は補助エア付き
エアレススプレイ或いは又、それらのホット式であるこ
と。

２） スプレイが、二流体スプレイ又はそのホット式で
あること。

３） ノズル孔よりの噴出初速が25m/sec、であるこ
と。これはいうまでもなく、運動エネルギをより大とし
て、衝突時における破砕力をより高めるためである。

４） ノズル（２）先端より液面（Ls）までの距離
（Ｆ）が75mm以下であること。これは特にノズルよりの
流量が少ない場合には、重要なファクタとなる。

５） スプレイパターンの開き角度が70度以上であるこ
と。これは特にエアレススプレイの場合、そのスプレイ
中の粒子の大きさ即ち衝突破砕前の粒子の大きさをより
小さくすることに目的がある。

６） スプレイの液面衝突により発生した多数の微粒子
の凝集することを防ぐため、それら微粒子に静電気を荷
電させ、それによって互いに反撥分離させること。

７） エアレススプレイの場合、チャンバ（１）内に気
体を導入して上昇気流（CG）を発生せしめること。

８） 乳濁液又は懸濁液のスプレイにおいて、その衝突
によって生成された液体と固体の微粒子とより成る煙霧
体を加熱し、その液体の微粒子を気化せしめて、液体微
粒子を減少させるか、又は固体の微粒子のみより成る煙
霧体を生成すること。

９） 液体又は溶融体のスプレイ衝突により生成された
煙霧体を冷却し、それらの中の微粒子を迅速に固化せし
めること。

10） 粒径１ミクロン以下の微粒子を分散質とする懸濁
液をスプレイし、それらの微粒子による煙霧体を得るこ
と。

11） 懸濁液における分散質と溶媒との重量比を１以下
とすること。

12） 懸濁液のエアレススプレイにおいては、同装置の
回路を循環式とすること。理由は、断続スプレイにおい
て、非循環式の場合、スプレイ“断”時には懸濁液の流
れが停止し、同液中の固体微粒子が沈降する即ち上下の
濃度の変化を招くことがある。“断”時においても循環
させ、常に懸濁液を流動させておけば、そのような問題
は発生しないのである。

13） 同じく懸濁液の場合、回路配管途上の必要なる箇
所に管内ミキサを設けること。

14） 同じく懸濁液の場合、タンク内に自動濃度調整装
置を設けること。

次に上記方法に基づく本発明の装置の基本的構造につ
いて説明する。第10図を参照されたい。竪型チャンバ
（11）の側壁の外壁上、ほぼ中間部にエアレススプレイ
装置（26）のスプレイ用ガン（13）を設け、該ガンより
上記側壁を貫通して、該竪型チャンバ（11）内にアーム
（14）を突き出し、その先端にスプレイ用ノズル（12）
を下向き設け、該ノズルと上記ガン（13）とを配管接続
し、更に該ガンはタイマ又はパルスコントローラ（60）
に配線接続される。上記竪型チャンバ（11）の下部は液
体の一時滞溜する液溜室（15）とし、該液溜室の下端部
は戻り配管（16）に接続され、同配管は開閉バルブ（4
5）を介してエアレススプレイ装置のタンク（19）に導
かれる。該タンクよりは従来のエアレススプレイ配管
（27）により、ポンプ（28）、フイルタ（29）、レギュ
レータ（47）等を介して上記ガン（13）に接続される。
なお、二流体スプレイの場合は、同図上仮想線で示すよ
うに、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）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）よりレギュレータ（25）等を介して上記ガン（1
3）に接続される。またこれら配管（21,24,27）上に
は、必要によって加熱器（48,49,54）が設けられる。な
お、上記タンク（19）を取り除いて、上記液溜室（15）
を該タンクと兼用させることもできる。その場合、該液
溜室からのタンク（19）への戻り配管（16）は、逆止弁
（59）を介してポンプ（28）の入口に接続される。

上記液溜室（15）内の液面は、上記ノズル（12）先端
部との一定距離（Ｆ）、例えば75mmに保たれることが望
ましいため、その液面のレベル（Ls）を自動的に一定に
保つレベルコントローラ（36）が設けられる。同図にて
は静電容量式のものが示されている。

また、エアレススプレイの場合には、上記レベル（L
s）の若干上方、上記竪型チャンバ（11）の側壁上に気
体導入口（18）と、それに連なる導入気体供給装置（3
0）の設けられることが望ましい。

上記チャンバ（11）の内部の上端は煙霧体排出口（1
7）とするが、必要により該口の前に液体の微粒子を除
去するエリミネータ（53）が設けられる。そして上記煙
霧体排出口（17）には気体排出管（50）が接続され、該
管上には必要により加熱器（55）が取付けられる。

上記チャンバ（11）本体は上下伸縮性であることが望
ましい。その場合、同本体は上下二つに分けられ、筒状
スライド式（11A,11B）として接続される。これはチャ
ンバ（11）内にて、スプレイ用ノズル（12）からチャン
バ（11）内上部までの高さ（Ｈ）の調整用であり、上記
の如くエリミネータ（53）の取付けられた場合には該エ
リミネータの下部までの高さ（H₁）が調整されることに
なる。その調整の理由は微粒子の搬送気流による分別の
際必要とされるものである。

上記煙霧体排出管（50）の端末部には、静電気印加用
の電極（65）が設けられ、該電極に対応する被塗物（O
b）の載せられるコンベア（67）が、アースされて配設
されるのである。

なお、懸濁液用に対しては、同液内の固体微粒子の沈
降を防ぐため、次の手段の講ぜられることが望ましい。
即ちエアレススプレイ及び二流体スプレイ双方の装置に
おけるタンク（19）に対して自動濃度調整装置（75）が
追加され、更にそれらのスプレイ回路配管上には、必要
な箇所に管内ミキサ（62）の設けられること等である。
またエアレススプレイ装置の場合には、スプレイ回路を
循環式（63）とすることが望ましい。

［作用］ 上記発明の装置の作用について説明する。先ず対象と
して液体の代表的な溶媒の場合をとりあげる。液体
（Ｌ）は従来のエアレススプレイ装置（26）又はエアス
プレイ装置（20,23）のノズル（12）より下方に向けて
タイマ又はパルスコントローラ（60）等により設定され
た断続的電気信号又はパルス的電気信号等によって断続
的にスプレイ（SP）される。即ちそれらの“断”の時間
を除いて、液体はスプレイされ、その流れは液溜室（1
5）内に滞溜している液体（Ｌ）の面（Ls）上に打ち当
てられる。上記スプレイノズル（12）と液面即ちレベル
（Ls）との距離（Ｆ）は75mm以下が望ましく、それはレ
ベル（Ls）の位置の調整によって簡単に行われる。その
レベル（Ls）の調整と一定位置保持はレベルコントロー
ラ（36）によって行われる。

上記スプレイ（SP）され霧化した液体の粒子は液面に
衝突し、それらは破砕して細分され、反射して液面上方
の気体の中に飛散する。これら微粒子化の課程について
は、前記本発明の方法の項において詳細に説明したの
で、ここでの説明は省略する。

このようにして微粒子化された微粒子の中、比較的小
径のもの、例えば10ミクロン以下のものは、竪型チャン
バ（11）内のエアレススプレイにおけるスプレイ流に随
伴して起こる対流の上昇気流に乗って上昇し、10ミクロ
ン以上のものは、その気流に逆らって降下することは、
前述の本発明の項にて述べた通りである。この場合、10
ミクロンと仮定したが、その大きさの選択は、上記上昇
気流の流速によって決められる。上述の対流における上
昇気流はエアレススプレイにおけるスプレイに追従して
発生するもので、その速度を選択することはできない。
よって適切な流速を必要とする場合は外部より別途独自
の操作により気体を導入し、所要の速度を有する上昇気
流を発生せしめなければならない。即ち導入気体供給装
置（30）により、レギュレータ（33）の調整によって必
要とする気体量が、チャンバ（11）内に導入される
（Ｇ）のである。このようにして、チャンバ（11）内に
発生したある粒径の微粒子は上昇気流（CG）によって上
昇又は降下して分別されるが、その上昇距離（Ｈ）にも
制限がある。それは微粒子の物質、粒径などによって様
々であるが、少なくとも200mm以上との実験データが得
られている。

このようにして所要の小粒径を有する微粒子の含まれ
た煙霧体は気体排出口（17）より煙霧体排出管（50）を
通ってチャンバ（11）外に取り出されるのである。そし
て直接各種の用途に使用される。

以上は液体の溶媒の場合について述べたが、次に複数
種の液体より成り、かつこれらの沸点の相異する場合即
ち溶媒や乳濁液の場合について述べる。

液面上における液体粒子の微粒子化の課程及び選別さ
れる課程は前述の液体の溶媒の場合と同様であり、比較
的小径の微粒子のみが上昇する。ただしそれらの中には
単一種の又は複数種の微粒子が入り混っている。これら
複数種の微粒子の中、ある種の微粒子を取り除きたい場
合、もしそれが他種の微粒子よりも沸点の低い場合に
は、その沸点以上に加熱してやればよい。その加熱方法
は、スプレイノズル（12）以前の各種スプレイ装置（2
0,23,26）内、又は導入気体供給装置（30）内、チャン
バ（11）内、液溜室（15）、煙霧体排出管（50）等の内
部を加熱してやればよい。このようにして沸点の高い微
粒子のみより成る煙霧体が気体排出管（50）より取り出
すことができるのである。

また懸濁液の場合には、液面衝突後液体と固体との微
粒子が生成されるので、これも液体の沸点以上に加熱し
てやればよく、このようにして液体量の調整された又は
固体の微粒子のみの煙霧体が得られるのである。

上述の溶液及び乳濁液、懸濁液の場合における低沸点
の液体除去法として加熱することをあげたが、第10図に
示すようにエリミネータ（53）を使用することもでき
る。ただし、これは上記の諸加熱器と併用することが望
ましい。

最後に溶融体であるが、それが単一物質の溶融体であ
れば上述の液体の溶媒の場合とほぼ同様の課程を経て同
溶融体より成る微粒子の煙霧体が得られる。また複数種
の物質の物理的に混合されたものであれば、上述の溶液
又は乳濁液、懸濁液の場合と同様に、それらの中の沸点
以上に加熱してやることによって、それらを取り除いた
固体の微粒子を得ることができるのである。

上述したように、必要とする粒径より小さい微粒子の
含まれた煙霧体を塗布する場合、それらの中に液体と固
体の双方の微粒子の含まれたものと、それらの何れか一
つの含まれたものとがある。塗布の場合におけるこれら
の特失について述べる。

１） 液体と固体双方の微粒子の場合 第11A図参照。塗布直後は、液体微粒子（pl）と固体
微粒子（ps）とは混在して凹凸ある不規則な層状となっ
ているが、ある時間が経つと、第11B図に示すように、
それらの液体微粒子（pl）は凝集して、ついには液状と
なり、それらは固体微粒子（ps′）を含めてレベリング
され、展延されて凹凸の少ない極薄状の塗布膜が得られ
るのである。そしてその後、経時的に又は加熱等によ
り、それらの液体を蒸発せしめて固体の塗布膜を得るの
である。

２） 固体微粒子のみの場合 第12図参照。固体微粒子は膜状塗布では単一のものを
点在させることができる。例えば固体微粒子（ps₁）を
その粒の大きさのスペーサとして利用する場合などであ
る。

次に、塗布膜として使用するが、上項の場合における
が如く、薄くなくまたレベリングも然程必要としない場
合である。又は第13A図に示すように固体微粒子（ps₂）
の累積したものを加熱により溶融して液状として、第13
B図に示すように、それ自らをレベリングさせる場合な
どである。

最後に塗布の作用状態について説明する。再び第10図
を参照されたい。煙霧体排出管（50）の末端部は下向き
に開口しているので、同管より流出する煙霧体は下方に
向けて流れ、該煙霧体中の微粒子は重力も加担して沈降
し、被塗物（Ob）上に落ちて付着する。しかしその沈降
速度は極めて遅く、即ち塗布時間が長いので特別の場合
（前記の点在的塗布）を除いては、静電気的に塗布する
ことが効果的である。即ち被塗物（Ob）に向けて設けら
れた静電気印加用電極（65）より、アースされた被塗物
用コンベア（67）面上にコロナ放電し、発生した電気力
線（EF）により、荷電された微粒子は、被塗物（Ob）面
に向けて突進し付着する。これによって上記電気力線の
及ぶ範囲内に微粒子はほぼ均一的に短時間に塗着させる
ことができるのである。

［実施例］ その1.前記説明にては、本装置におけるチャンバを竪型
としたが、これを横型とすることもできる。第14図を参
照されたい。横型においては、搬送気体を横方向に流し
（CG₁）、その横移動の間（Lw）において、比較的大き
い微粒子を沈降せしめるのである。前記竪型の場合にお
ける風力分別に対して横型の場合は、第15図に示すよう
に風力（CG₁）と重力（Ｗ）との合成（Ｆ）により沈降
させるものであり、その落差（ｈ）の間においては種々
の大きさの微粒子が混在することになるので、明確な分
別は難しいという欠点がある。このようにして所要の粒
径以上の微粒子を含む煙霧体は、煙霧体排出管（94）の
末端部に設けられた静電気印加用の電極（100）により
微粒子が荷電され、コンベア（90）上に取付けられた被
塗物保持具（99）内に収められた被塗物（Ob₁）面上に
塗着されるのである。

その2.本実施例にては、前述の装置におけるようにチャ
ンバに煙霧体排出管を設けず、第16図に示すようにチャ
ンバ（101）の上方部を開口し、該開口部（106）を通し
て、即ちチャンバ（101）内部より上方に向けてコロナ
放電を行ない、上記開口部上に、下向きに置かれた被塗
物（Ob₂）の面上に微粒子を静電気的に塗布する装置で
ある。

その3.第17図参照。本実施例は上例におけるように、チ
ャンバ上方部も開口せず、被塗物（Ob₃）の出し入れ口
部のみを設け、垂直に入れた被塗物（Ob₃）を横方向よ
り静電塗布を行なう装置である。スプレイノズル（11
2）も斜め下方に向けてあり、最もコンパクトで小型
な、そして簡単な装置である。

その4.一般に断続的電気信号の発信用としてはタイマが
用いられているが、本発明においてはパルスコントロー
ラを用いることが望ましい。理由は、断続のサイクル及
びそれらの時間配分をミリ秒単位にかつ比較的無段階
に、断続信号をパルス信号として容易に選択かつ設定す
ることができるからである。

その5.懸濁液用としては、エアレススプレイ装置におい
ては循環回路（63）方式の方が望ましい。理由は懸濁液
の沈降を防ぐためである。即ちスプレイの“断”時にお
いても、ガンとポンプ間とを循環させ、常に回路配管内
を流動させて、懸濁液内の固体微粒子の沈降を防ぐので
ある。

その6.本発明の方法の項にて説明したように、スプレイ
ノズル（12）と液体のレベル（Ls）との間隔（Ｆ）は一
定であることが望ましい。よってそのレベルを一定に保
つためにはレベルコントローラ（36）が必要であること
は、前述のとおりである。そのレベルコントローラには
種々の様式があるが、本発明の装置では静電容量式のも
のが用いられることが望ましい。その理由は全く可動部
がないということである。液体の飛散する雰囲気の中
に、機械的可動部のものを置くということは、それら液
体が可動部に固着してその作動が阻害されるからであ
る。それに反し静電容量式は全く可動部がなく、液体を
浴びても正常に作動せしめることができるのである。同
静電容量式レベルコントローラ（36）の構成を簡単に説
明する。再び第10図を参照されたい。静電容量式センサ
（37）は二本の電極より成る。一本は増巾器（38）を介
して高周波発振器（39）に、他の一本は増巾器（40）を
介して指示器（41）と並列にコンパレータ（42）に、そ
れからリレイ（43）を介してバルブ駆動モータ（44）又
は電磁石併用のエア作動バルブ（46）に電気接続され
る。次にその作動を説明する。先ず高周波が高周波発振
器（39）より発振され、増巾（38）されて静電容量式セ
ンサ（37）の中の一本の電極に達する。そして該電極と
液面（Ls）との間隔に応じて該電極の周辺に発生した電
気量を、他の電極が感知してそれを増巾（40）し、そし
て指示器（41）よりの信号と並列にコンパレータ（42）
に入力、同コンパレータ内にて上記両信号を比較し、プ
ラス若しくはマイナスの信号を発信し、それをリレイ
（43）を介してバルブ駆動モータ若しくは電磁石内に送
信し、液溜室（15）よりのタンク（19）への戻り配管
（16）上の開閉バルブ（46）又は液量調整バルブを作動
せしめる。かくして液溜室（15）内のレベル（Ls）を一
定に保つことができるのである。また指示器（41）の調
節によって上記レベルの高さは任意に調整される。

その7.本装置において、エアレススプレイを行なう場合
には、そのチャンバ（11）内に気体を導入する必要があ
る。その理由は、前述したように、チャンバ（11）内に
生成された大小の微粒子を風力によって分別するためで
ある。その構成を説明する。同じく第10図を参照された
い。液溜室（15）内の液体レベル（Ls）の若干上方、か
つスプレイノズル（12）の下方に、そしてチャンバ（1
1）の側壁上に開口した気体導入口（18）を設け、該口
を送気機（32）に向けて風量指示器（35）、フィルタ
（34）、風量調整器（33）の側に配管（31）接続し、必
要に応じ、その配管上に加熱器（52）を設ける。なお上
記気体導入口（18）は前述の静電容量式センサ（37）の
下方に設けた方がベターである。上記導入気体供給装置
（30）の作動は従来一般のものと同様につき説明は省略
するが、上記チャンバ（11）内に導入された気体の搬送
気流（Ｇ）の流れは乱気流を起こすことなく、平行流と
して上昇せしめることが肝要である。

その8.本装置において懸濁液などを使用し、生成され
た微粒子の中、液体微粒子を除去する場合、加熱による
液体微粒子除去を助けるために、エリミネータ（53）を
チャンバ（11）上部の煙霧体排出口（17）の前方に設け
ることもできる。

その9.懸濁液の場合には、前記その5.の項にて述べた如
く、エアレススプレイ装置においては、循環回路式を採
用することができるが、二流体スプレイの場合にはそれ
が難しいので、回路配管上に管内ミキサ（62）を組み込
むことが望ましい。管内ミキサとは上記配管に結合でき
る管の内部にミキサを設けられたもので、それには静的
なもの（バッファリングプレートの内設されたもの）と
動的なもの（撹拌翼を内蔵したもの）等がある。

その10.チャンバ内にスプレイされた液体がタンク内に
戻ってくると、それら液体の一部が気化して当然それら
の濃度は濃くなってくる。それをタンク内にて正常な濃
度に復元してやらなければならない。これを自動的に行
なう自動濃度調整装置を本発明の装置に取付けたのが本
例である。再び第10図を参照されたい。タンク（19）内
には常に撹拌機（71）が作動し、同タンク内の濃度を均
一に保っている。その濃度を濃度検出機（72）が検知
し、それが設定値より大となった場合には、濃度制御機
（73）より電気信号を発し、溶媒用タンク（76）よりの
配管（77）上のポンプ（78）用モータ（79）を駆動して
溶媒（Ｓ）を上記エアレススプレイ用タンク（19）内に
供給する。そして稀釋され、適度の濃度になった時に
は、上記濃度検出器（72）が、再びそれを検知発信して
上記モータ（79）を停止し、溶媒の供給を停止する。こ
のようにして常に一定の濃度を保つ。と同時に、また同
エアレススプレイ用タンク（19）内の液体が消耗され、
同液面レベルが降下してくると下限リミット（85）が作
動し、同種の液体用タンク（81）よりの配管（82）上の
ポンプ（83）用モータ（84）を駆動し、同液体を上記エ
アレススプレイ用タンク（19）内に供給し、上限リミッ
ト（86）に達するとその供給を止めるのである。このよ
うにして、自動的にエアレススプレイ用タンク（19）内
の液体の容量を決められた範囲内に保つことができるの
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
プレイによって生成される微粒子には大きなバラツキは
なく、かつそれらより成る煙霧体の密度をある範囲内に
て自由に選択しつつ、それらの微粒子を均一に、そして
極薄にも塗布することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明（以下特記なき場合は本発明につき本発
明なる呼称は省略する）の方法説明図 第２図は液体又
は溶融体のスプレイが液体面に衝突した状態の説明図
第３図は同上図中“A"部の拡大図 第４図は第２図中
“B"部の拡大図 第5A図及び第5B図は断続スプレイにお
ける噴出時間グラフ 第６図は溶液又は乳濁液 懸濁液
等の粒子の中の気化成分が蒸発し 減少して行く状態説
明図 第７図は懸濁液のスプレイが液体面に衝突した状
態の説明図 第８図は同上図中“C"部の拡大図 第９図
は第７図中“D"部の拡大図 第10図は竪型の装置の構造
の側断面及び構成説明図 第11A図は液体微粒子と固体
微粒子とが同時に塗布された直後の状態説明図 第11B
図は同上図において液体微粒子が液状化しレベリング作
用を起こしている状態説明図 第12図は固体微粒子が単
体の状態で点在的に塗布された状態説明図 第13A図は
固体微粒子のみが累積的に塗布された状態説明図 第13
B図は同上図において固体微粒子が加熱により溶融しレ
ベリング作用を起こした状態説明図 第14図は実施例そ
の1.における模型の装置の構造の側断面図第15図は同上
図中“E"部の拡大図 第16図は実施例その2.におけるチ
ャンバ上部開口型の装置の側断面図 第17図は実施例そ
の3.におけるチャンバだけの装置の側断面図 第18図は
従来のスプレイ衝突板式の説明図 第19図は同上図衝突
板面上に液体の積層された状態説明図 主要な符号の説明 1,11,91,101,111……チャンバ 2,12,92,102,112……スプレイノズル 3,13,93,103,113……ガン 5,15……液溜室、60……タイマ又はパルスコントロー
ラ、8,65,100,105,115……静電気印加用電極、16……戻
り配管、6,17……煙霧体排出口、18……気体導入口、19
……タンク、20……二流体スプレイ装置、23……スプレ
イ用気体供給装置、26……エアレススプレイ装置、30…
…気体供給装置、36……静電容量式コントローラ、7,50
……煙霧体排出管、125……衝突板、CG……搬送気体、D
S……懸濁液 DSs……懸濁液々体面、EF……電気力線 Ｇ……導入気体、ｐ……単一の固体微粒子、pp……複数
個の固体微粒子の凝集した粒子、Pp……液体と固体の微
粒子の凝集した粒子、pl……液体の微粒子

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体（Ｌ）又は溶融体（Ｍ）をスプレイ用
   ノズル（２）よりスプレイ（SP）し、それらと同種の液
   体又は溶融体の表面（Ls）に打ち当てて、微粒子を発生
   させ、発生させた微粒子をその反力方向にある被塗物
   （Ob）に塗布することを特徴とする液体又は溶融体の微
   粒子の生成塗布方法。
2. 【請求項２】液体（Ｌ）又は溶融体（Ｍ）をスプレイ用
   ノズル（２）よりスプレイ（SP）し、それらと同種の液
   体又は溶融体の表面（Ls）に打ち当てて、微粒子を発生
   させ、該微粒子群に気体流を導入し、気体の流れに乗せ
   て前記微粒子を被塗物まで導き、被塗物上に塗布するこ
   とを特徴とする、液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方
   法。
3. 【請求項３】前記スプレイ（SP）が必要とする時間間隔
   の下に断続的に行われることを特徴とする、特許請求の
   範囲１又は２に記載された、液体又は溶融体の微粒子の
   生成塗布方法。
4. 【請求項４】スプレイにおけるノズルと液面との距離
   （Ｆ）が75mm以下であることを特徴とする、特許請求の
   範囲１、２又は３のいずれかに記載された、液体又は溶
   融体の微粒子の生成塗布方法。
5. 【請求項５】液体又は溶融体のスプレイ衝突によって発
   生した、多数の微粒子に静電気を荷電し、互いに離反さ
   せて、単体の微粒子を得ることを特徴とする、特許請求
   の範囲１から５のいずれかに記載された、液体又は溶融
   体の微粒子の生成塗布方法。
6. 【請求項６】液体又は溶融体の微粒子の含まれた煙霧体
   をチャンバ（１）より導いて、該煙霧体を加熱又は冷却
   することを特徴とする、特許請求の範囲２から６のいず
   れかに記載された、液体又は溶融体の微粒子の生成塗布
   方法。
7. 【請求項７】塗布手段として、静電塗布手段が用いられ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲１又は２に記
   載された、液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。