JP3122819B2 - ノズル孔より流出する液体又は溶融体をその周辺よりの気体噴出流により偏向分配する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ノズル孔より流出する液体又は溶融体の流
れに対し、その周辺より噴出する気体噴出流を打ち当
て、それによって上記液体又は溶融体の流れを所望する
方向に分配する方法及び装置に係る。

〔従来の技術〕

従来、ノズル孔から流出する液体又は溶融体のスプレ
イパターンを圧縮気体の吹き当てによって変形させる方
法としては次のようなものがあった。

先ず、一般的に行なわれている二流体スプレイ（エア
スプレイ）又はエアレススプレイにおいて、ノズル孔か
ら流出したコーティング剤などのスプレイパターンの形
状を変える、若しくは調整を与えるため、上記スプレイ
パターンの両サイドから圧縮気体を吹き当て（第42図、
及び第43図）、該スプレイパターンを所望するパターン
に変形せしめる方法がある。なお、これらはエアレスス
プレイにおいては、エアミックス又はエアアシストエア
レススプレイなどと呼ばれている。これらは何れもノズ
ル孔より流出したスプレイパターンに対し、側方よりエ
アを吹き当て、該スプレイパターンの形状を幅広に変形
させ、なおかつ粒子化を促進させながら被塗物に塗布す
るものであった。そしてこの場合、得られるパターンは
１個即ち単一のものであったのである。

次に、溶融体において最近行なわれているスワール
（Swirl）スプレイという方法がある。この方法は、ノ
ズル孔から線状下向きに吐出されてくる溶融体に対し
て、該孔を中心とした円周上に等間隔に設けられた複数
個の気体噴出孔（330a,330b,…）より、加熱圧縮気体を
上記線状溶融体（HB）の外周面にほぼ接するように噴出
し（Aa,Ab,…）、上記線状溶融体をらせん状（HB₂,H
B₂′）に渦を巻かせ乍ら降下せしめて被塗物面上に塗布
（Fic）するものであった（第44図参照）。同法におい
ても、らせん状の単一の塗布パターンしか得られなかっ
たのである。

上記従来の方法においては、結果としては何れも１個
のノズルからは単一のパターンしか得られなかったので
あるが、これらを更に図面によって説明する。例えば第
36図に見られるような、ホットメルト接着剤などによる
複数個のドット状パターン、又は第37図に見られるよう
な複数個のスプレイ状パターンなどの複合パターンを得
るには、所望する数のノズル及びガンが必要であったの
である。即ちそれらノズル及びガンの数に応じて、設
備、工数、保守などが必要となり、当然コストアップに
もつながったのである。

また、上述した液体又は溶融体のノズル孔よりのスプ
レイについて言えば、第38図に見られるように、そのス
プレイ流（SP₂）は被塗物（W₂）面上に打ち当たって反
射（SPr）する。そしてそれらが連続してスプレイされ
ると、上記被塗物面上には一定厚さの反射流層（Rl）所
謂エアクッション層ができて、後続のスプレイ流と衝突
し、再反射などして飛散するのである。即ちスプレイさ
れた微粒子の被塗物（W₂）まで到達するものは少なく、
その量は半分以下と言われている。そして第39図に見ら
れるように、スプレイのパターンの周縁はボカされるの
である。また、飛散した微粒子は作業環境を汚染し、公
害の原因となるのである。特に凹部又は狭隘部、缶内の
隅部などに対するスプレイ塗布においては、上述の反射
流による妨害作用即ちエアクッションが甚だしく、均一
なる塗布は不可能であったのである。

〔解決しようとする問題点〕

上述の如く、複数のパターンを得るためには、そのパ
ターン数と同数のガン及びノズルを必要とし、特にこれ
ら複数のパターンを複合した複合パターンを形成する場
合には、次のような問題点があった。

（１） 複数即ち多数のガン及びノズルは勿論、それら
をそれぞれ操作する多数の機器を準備する必要があり、
設備費がアップされる。

（２） 上項の多数の機器に対するメンテナンスには、
多大の工数を必要とする。

（３） フローモニタなどの検出機器も、ガン及びノズ
ルの数と同数台必要となり、コスト、メンテナンス工数
が多大になる。

（４） 多数のガン及びノズルを、形状の小さい被塗物
用の狭いスペース内に収めてスプレイする必要がある場
合、それらのスペースに限界があれば実施出来ないこと
がある。

（５） 特にエアスプレイを使用した場合には、そのエ
アの噴出流が被塗物面上に当たって反射し乱流が生じる
ことによって、吹き付けられた霧化体（微粒子）の流れ
が乱れ、均一に塗布されない場合が多い。特に狭隘部や
凹部、缶内の隅部などへの塗布は不可能である。

本発明の動機は、上述の従来技術の問題点即ち上記５
項目を解消せしめることであった。即ち、 （） 複数のパターンを複合した複合パターンを得る
に当たって、単一のガン、ノズル及びその付帯設備機器
を使用する方法を提供して、設備費を減らす。

（） 上項により、単一のガン、ノズル及びその付帯
設備機器のみのメンテナンスを行ない、工数を減らす。

（） （）項により、単一のフローモニタなどの検
出機器を準備し、設備費、工数を減らす。

（） （）項により、限られた狭隘なるスペース内
において、容易にスプレイ塗布を行なう。

（） 被塗物上の狭隘なる箇所、又は凹部、缶内の隅
部に対しても十分均一にスプレイ塗布を行なう方法を提
供する。

等である。

よって、本発明の目的は、単一のガン、ノズル及びそ
の付帯設備機器の使用によって、複数の噴出パターンを
複合して成る複合パターンを得る方法及びその装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨は、少なくとも１つの液体流出ノズル孔
より流出する液体又は溶融体の流出流に対し、上記ノズ
ル孔を中心として周回する少なくとも１つの分配用圧縮
気体噴出孔より、必要とする予め設定されたタイミング
の下に分配用圧縮気体噴出流を噴出せしめて吹き当て、
それらの圧縮気体の運動エネルギによって、上記液体又
は溶融体の流出流の方向を偏向せしめ乍ら必要とする方
向に向けて分配し、所望するパターンを得る方法とその
装置とである。

次に本発明方法について説明する。本発明方法には２
種あるにつき、それぞれについて説明する。

第一の方法 第一の方法は、ドット状のパターンを得る方法であ
る。第１図を参照されたい。液体又は溶融体（以下溶融
体なる字句は略して、単に液体と称す）（Ｌ）は、サイ
フォン管（51）又はプレッシャータンク（53）、ポンプ
（46）などにより加圧され、必要によりヒータ（Ｈ）及
びフィルタ（Ｆ）等を通してガン（１）上の液体供給口
（10）よりガン（１）内のバルブ室（２）内に流入す
る。同室内の液体用開閉バルブ（３）の“開”によっ
て、液体（Ｌ）は液体流出ノズル（36）内のノズル孔
（6N）を通って外部に流出する。この時、液体（Ｌ）と
して、凝集力の高い即ち比較的高粘度の液体（例えばゴ
ム系液状物質又はホットメルト接着剤など）を比較的低
圧の下に流出すると、その流出流は線状吐出流（Le）と
なる。そして、上記ノズル孔（6N）の外周辺に、該孔を
中心として周回する（第２図参照）少なくとも１個の分
配用圧縮気体噴出ノズル（25）より、必要とする予め設
定されたタイミングの下に短時間（数ミリ秒間）圧縮気
体を噴出させ、それら気体噴出流（SPad₁,SPad₂,…）を
上記液体の線状吐出流（Le）に断続的に打ち当て、それ
によって該液体線状吐出流（Le）を上記気体噴出流と合
流（SPac₁,SPac₂,…）偏向させて、上記液体を必要とす
る方向に向けて分配（A₁,A₂,…）するのである。ここで
被塗物（Ｗ）面上に液体のドット状のものが６個６方向
に分配された状態の平面図を第３図に示す。この場合の
分配用圧縮気体噴出のタイミングの一例をあげると、該
気体噴出ノズル（25）の１周回に要する時間を600ms
（ミリ秒）とし（100rpm）、その噴出間隔を同時間の６
分の１即ち100ms（パルスコントローラにより容易に設
定可能）、そしてそれらの噴出時間を上記間隔時間の開
始を中心にして、それらの前後に4msを設定するなどで
ある（第11図、第13図参照）。

この時、分配用圧縮気体噴出ノズル（25）の噴出孔
（26）の形状は、丸型、四角型、スリット型等何れでも
良く、また装着式のノズルを使用せずに、圧縮気体気体
通路（23）に直結された開孔でも良い。更に、上記噴出
ノズル（25）は、１つの周回式ノズル（21）に対し複数
個設けてもよい。理由は、回転回数を減少できるからで
ある。第３図に示されるように、凝集力の高い液体の線
状吐出流（Le）を分配した場合には、分配用気体の噴出
圧力を調整することによってドット状の大きさのパター
ンが得られるのである。なお、上記分配用気体噴出を停
止した時には、同図上仮想線で示すように、上記パター
ンの中心部に分配される。

第二の方法 第二の方法は、液体の霧化されたスプレイ状のパター
ンを得る方法である。上述の第一の方法の場合は、取扱
う液体が比較的高粘度のものを使用し、比較的低圧吐出
によるものであったが、本方法においては比較的低粘度
の液体（例えば溶剤、コーティング剤、エマルジョン、
油、液化ガスなど）を使用し、比較的高圧噴出によるも
の、即ちエアレススプレイによるものである。この場
合、液体流出ノズル孔からの流出時に霧化されているこ
とにより、第４図に示すようなスプレイ状の塗布パター
ン（B₁,B₂,…）が得られるのである。液体の霧化につい
ては、第１図上のガン（１）において、液体の加圧力を
上げ（数10kg/cm²）てエアレススプレイノズルを装着す
るか、或いは第５図に示す如く、二流体スプレイ式のガ
ン（71）及びノズル（90）を使用することにより霧化さ
せることができる。即ち、液体の流出するノズル孔（76
N）の周囲に霧化用圧縮気体噴出孔（83N）が設けられ、
その霧化用気体によって二流体スプレイノズル（90）内
のノズル孔（76N）から流出する液体は霧化され、スプ
レイ流（SPl）となる。上述のようにして霧化されたス
プレイ流（SPl）に対し、前述の第一の方法におけるの
と同様に、二流体スプレイノズル孔（76N）の周辺に設
けられた周回式ノズル（91）上の分配用圧縮気体噴出ノ
ズル（95）の噴出孔（96）より、周回しつつ順次噴出す
る分配用圧縮気体噴出流（SPad₁,SPad₂,…）を打ち当
て、上記スプレイ流（SPl）を必要とする方向に偏向し
て分配し、所望するスプレイパターン（第４図参照）が
得られるのである。

なお、本方法においては造粒を行なうこともできる。
即ち、粉末及び顆粒をスプレイドライヤー方式で製造す
るのに適用することができるのである。

次に前述の本発明の方法に基づく装置について説明す
る。本装置の特長は、液体流出ノズルとそのノズル孔の
外周辺を周回する分配用圧縮気体噴出ノズルを設けるこ
とである。また、液体流出ノズルにはエクストルージョ
ンノズル及びエアレススプレイノズル、二流体スプレイ
ノズル等がある。

先ず、前記第一の方法にて説明したドット状パターン
を得る装置、即ちそれらのガンノズルの構造について説
明する。同装置のガンは、エクストルージョンノズルの
取付けられたものである。

本構造の、従来のエクストルージョン用ガンノズルと
の相異点は、従来のそれに対し、そのノズルの周りを周
回する分配用圧縮気体噴出ノズルを設けたことである。
第７図を参照されたい。ガン（141）内の液体用開閉バ
ルブ（バルブ（143）に対応するシート（144））に直結
された液体流出直管（147）の先端部には、液体流出ノ
ズル（169）が取付けられていることは従来の通りであ
る。本発明は上記流出直管（147）のバルブ部（143及び
144）と上記流出ノズル（169）との中間部の外側に、あ
る空隙をあけて同心円的に回転筒（154）を設け、該回
転筒をガンボディ（145）の外部に取付けた電気モータ
（171）によりタイミングベルト（177）などを介して回
転する。該回転筒（154）と上記流出直管（147）との空
隙は、分配用圧縮気体通路（153A）となり、上記回転筒
（154）の下部に取付けられた周回式ノズルボディ（16
2）内に穿孔された分配用圧縮気体通路（163）に連通さ
れ、更に該通路の他端の盲部は、分配用圧縮気体噴出ノ
ズル（165）（以下分配用噴出ノズルと略称する）に連
通される。

なお、上記分配用圧縮気体通路の構成は上下二部に分
けられ、上部の該気体の固定した供給通路（152）は、
前記液体流出直管（147）と必要間隙をあけて固定され
たスリーブ（151）とにより形成される分配用圧縮気体
通路（153）と直交連通される。該スリーブの下部はス
ラストベアリング（148）にて支承され、かつその下面
は、その下方に接する回転筒（154）のフランジ部（154
F）と面滑合している。

上記回転筒（154）も上記液体流出直管（147）に対し
て同様に分配用圧縮気体通路（153A）を形成して配設さ
れる。上記回転筒上部のフランジ部（154F）の上面は上
記スリーブ（151）の下端面に面滑合し、かつ該フラン
ジ部（154F）の下面はラジアルベアリング（149）にて
支承され、また該ベアリングの他面はタイミングベルト
用ギア（175）に圧接され、更に該ギアの他面は他のラ
ジアルベアリング（155）にて支承される。このように
して回転筒（154）はガンボディ（145）内にて、固定さ
れた液体流出直管（147）の外周を自由に回転し、従っ
て該回転筒（154）下部に直結された周回式ノズル（16
1）も同様に周回するのである。該周回式ノズル（161）
に取付けられる分配用噴出ノズルの噴出方向線は、前記
液体流出ノズル孔（146N）の流出方向線と交差又は接触
するように設定されていることが必要要件とされる。

なお、分配用噴出ノズル（165）内の噴出孔（166）の
方向を変える必要がある場合には、第8A図及び第8B図に
示すように、所要の方向に向けて穿孔（166A又は166B）
された分配用噴出ノズル（165A又は165B）を使用するこ
とによって得られる。

上述の説明にては、本発明によるエクストルージョン
式ガンノズルの構造について述べたが、該ガンノズルを
作動せしめる周辺の付帯設備については従来のものと殆
ど同様につき、説明は簡単なものとする。再び第１図を
参照されたい。なお同図におけるガン（１）及び周回式
ノズル（21）は、上記説明したガン（141）及び周回式
ノズル（161）の構造を簡略化したものである。

ガン（１）内部のバルブ室（２）に対する液体供給口
（10）は、必要によりヒータ（Ｈ）、フィルタ（Ｆ）な
どを通して液体加圧ポンプ（46）及び液体タンク（47）
に配管（45）接続される。また比較的低圧の場合には上
記液体加圧ポンプに代わり、重力加圧タンク（53）又は
サイフォン式液体供給タンク（52）に配管（51）されて
も良い。また上記バルブ室（２）内のバルブ（３）のス
テムは、該バルブ室の外部に取付けられた操作用エアシ
リンダ（８）内のピストン（39）ロッド（38）と直結さ
れている。そして上記エアシリンダ（８）内の加圧部に
は操作エア配管（43）により操作エア用ソレノイドバル
ブ（42）を介してそのバルブのエア配管は操作用気体圧
縮機（58）に、またそのソレノイド部はパルスコントロ
ーラ（41）に電気接続される。

次に分配用圧縮気体供給配管（61）について説明す
る。同配管も分配用圧縮気体供給用ソレノイドバルブ
（62）を介してそのバルブ部は気体圧縮機（59）に、ま
たそのソレノイド部はパルスコントローラ（41）に電気
接続される。なお、必要によっては、上記気体圧縮機
（59）を煙霧体発生装置（55）にしても良い。

次に本発明の第二の方法にて説明した液体の霧化した
スプレイパターンを得る装置即ちそれらのガンノズルの
構造について説明する。

一般にスプレイ霧化を得るには、エアレススプレイと
二流体スプレイとの二方法がある。エアレススプレイを
得るには、前述のエクストルージョン方式において説明
したように、比較的低粘度の流体を使用し、またその吐
出する液体に対する圧力を比較的高くし（40〜60kg/c
m²）、同時にエアレススプレイ用ノズルを使用すれば可
能である。よって同法による場合のガンノズルの構造は
前述の第７図に示したものとほぼ同様と考えて差し支え
ない。よって説明は省略する。

次に二流体スプレイを得るには、そのガンノズルは第
９図に示す如くなる。しかし同図においては、同ガン
（181）内部の回転筒（214）の回転方式を、前述の電気
モータに代わり、エアタービンとしたものを示してい
る。要するに回転筒を正確かつ精密に回転すれば良く、
その回転方式は何れにても良い。

本ガン（181）及び周回式ノズル（221）における前述
のエクストルージョン式ガン（141）及び周回式ノズル
（161）との相異点は、液体流出直管が二重管となった
ことである。該二重管の中心孔は液体流出通路とし、そ
の内管（194）と外管（187）との空隙部は霧化用圧縮気
体の通路とすることは言うまでもない。そしてこれら二
重管式の流出直管は、前述のエクストルージョン用ガン
ノズルの場合と同じく固定式とし、該流出直管の外周
に、ある空隙を設けて回転筒（214）を設け、その空隙
を分配用圧縮気体通路（196A）とすることも前述のエク
ストルージョン式ガンノズルの場合と同様である。また
エアタービン（206）支承用の上下のベアリング（199及
び216）も、前述エクストルージョン式ガンノズルにお
けるタイミングベルト用ギアの支承と同様である。周回
式ノズル（221）と、上記回転筒（214）との接続も同様
である。よって各部の詳細な説明は省略する。ただし、
本ガンノズルには、霧化用圧縮気体の供給口（192）と
エアタービン（206）用の圧縮気体供給口（207）が追加
されている。

次に上記二流体スプレイ用のガン及び周回式ノズルに
対する周辺の付帯設備について説明する。再び第５図を
参照されたい。前述と同様同図におけるガン（71）及び
周回式ノズル（91）は上記のガン及び周回式ノズル（第
９図）の構造を簡略化したものである。

本ガン及び周回式ノズルにおいて、液体供給配管（11
7）及びそれに付帯する機器、またエアシリンダ（108）
操作用エア配管（101）、更に分配用圧縮気体供給配管
（131）上に付帯する機器（ただし、同図にては、第１
図における煙霧体発生装置の代わりに負圧による液体ス
プレイノズル（133）又はエジェクタなどが示されてい
る）も、前述のエクストルージョン式ガン及び周回式ノ
ズルの場合と同様である。相異点は霧化用圧縮気体配管
（120）上の四方切換ソレノイドバルブ（113）に対し、
単なるエア又はガスの配管（121）と、煙霧体発生装置
（125）よりの煙霧体用配管（123）の追設されたことで
ある。

また、上記液体流出二重管における外管（第９図;18
7）内側の空隙の間隔保持は、第10図に示すように、管
方向に沿って複数本の棒状のスペーサ（230）を内設す
ることによって得られる。

〔作用〕

先ず、第一の方法に基づくエクストルージョン方式に
よる装置のガン及び周回式ノズルノ作用について説明す
る。第７図を参照されたい。所要の圧力に加圧された液
体（Ｌ）は液体供給口（150）を通ってバルブ式（142）
内に流入する。さて、予めINPUTされたパルスコントロ
ーラ（第１図:41）からの信号により、所要の時機に所
要の時間、ガン（141）開閉用のソレノイドバルブ（第
１図:42）が作動し“開”となって操作エアがガンボデ
ィ（145）に直結されているエアシリンダ（178）内に進
入、エアピストン（179）がスプリング（180）に抗して
上方に押され、同ピストンロッド（172）に直結されて
いる液体用開閉バルブ（143）が開かれる。バルブ室（1
42）内の液体（Ｌ）は、該バルブ（143）とそのシート
（144）間を通過し、該シートの流出孔（146）とそれに
接続する液体流出直管（147）内の流出長孔（146A）内
を流下、そして該流出直管の下端部に取付けられた液体
流出ノズル（169）より外方に向けて吐出される。その
時の液体の形状は、従来の如く上記ノズル孔（146N）の
中心線上に沿って概ね線状となって下方に向けて吐出さ
れる（Le）。

一方、上記液体流出直管（147）の外側に、ある空隙
即ち分配用圧縮気体通路（153及び153A）をあけて設け
られた回転筒（154）は、外部より電気モータ（171）な
どによりある必要とする速度をもって回転され、かつ上
記回転筒（154）の下部に取付けられた周回式ノズル（1
61）上に取付けられた分配用圧縮気体噴出ノズル（16
5）を通って、圧縮気体が噴出（SPad）される。そして
上記液体の吐出流（Le）に打ち当たるのである。その液
体吐出流（Le）は、上記圧縮気体噴出流（SPad）との二
つの流れの力の合成された方向に偏向する。上記液体吐
出流（Le）と分配用圧縮気体噴出流（SPda）のそれぞれ
のタイミングは、それぞれの気体配管（第１図:43及び6
1）上に配設されたソレノイドバルブ（第１図:42及び6
2）とそれらに電気接続されたパルスコントローラ（第
１図:41）により行なわれる。

上記タイミングについて一例をあげて説明する。吐出
液体は正六角形状の各頂点にドット的に分配されるもの
とする。第11図及び第13図を参照されたい。分配用圧縮
気体噴出ノズル孔（166）は、１回転600msとし、それら
の６等分即ち100ms毎に、液体吐出は、6ms、分配用圧縮
気体の噴出はその前後をカバーして8ms行なわれるもの
とする。上記液体の吐出時間は比較的僅かであるため、
それらの量も少なく、吐出して被塗物（第１図:W）面上
に塗布される状態は円形のドット状（A₁,A₂,…）とな
る。なお、液体の吐出時間の上記の場合より若干長くす
ると（第14図参照）、第12図に示すように塗布形状は横
長のドット状（A₁′,A₂′，…）となる。また液体吐出
と分配用圧縮気体の噴出とを連続的に行なうと、第15図
に示すようにリング状（Ｃ）となり、それらのタイミン
ググラフを示すと第17図に示す如くなる。更に、分配用
圧縮気体の噴出流速（吐出圧力）を、第18図に示す如
く、１回転中に凸形に上げると第16図に示すような楕円
状のリング（Ｄ）が得られる。

上述の説明は、エクストルージョンノズルの場合にお
ける作用であるが、次にエクストルージョン方式におい
て供給する液体圧力を上げ（数10kg/cm²）、かつエアレ
ススプレイノズルの装着されたエアレススプレイにおけ
る場合について説明する。エアレススプレイにおいて
は、流体流出ノズルのノズル孔から噴出した液体は、同
ノズル孔の開孔部近辺にあっては霧化又はその課程にあ
る。これらのスプレイ流に対し、分配用気体噴出流を打
ち当てると、前述の吐出流の場合と同じく、その噴出ス
プレイ流方向が偏向されるのである。

これらスプレイが、塗布物面上に塗布される状態及び
塗布パターンは、前述のエクストルージョンにおけるド
ット状塗布が、円形状のスプレイパターン（第４図）と
なり、或いはリング状（第６図：“Ea"）又は楕円形
（第６図：“Eb"）となり、それらのタイミングも、前
述した第15図又は第16図における第17図又は第18図と同
様なものである。また、分配用圧縮気体の噴出圧力を変
化させつつ周回させることにより、第６図“Ec"に例を
示すように、種々の変形パターンを作り出すこともでき
る。上記のスプレイパターンは、何れも中空のものであ
ったが、リング状パターンの内部を埋め、充実した円形
に塗布することもできる。第19図及び第20図、第21図、
第22を参照されたい。先ず、ドーナツ状に塗布し（第19
図、第21図）、次いで分配用圧縮気体の噴出を停止し、
一般のスプレイ塗布によってドーナツ状のスプレイパタ
ーンの内側の空白部を塗布し、より大型の円形塗布を行
なうものである。また噴出圧力を弱め、又は噴出角度を
調整することにより、第21図に示すタイミングで、第６
図“Ed"に示すようなより小型で中心部の濃い円形塗布
を行なうこともできるのである。なお、上記分配用気体
噴出流の打ち当たりにより、スプレイ中の霧滴はより微
粒子化されるという派生的効果も得られる。

上述のスプレイ塗布は、エアレススプレイ方式の場合
について述べたが、二流体スプレイによる場合には、前
項にて説明した二流体スプレイ用のガン及び周回式ノズ
ルを使用することになる。次に該ガン及び周回式ノズル
の作用について説明する。該ガン及び周回式ノズルに供
給される気体、液体の諸回路については、前項第二の方
法において第５図により説明したので本項においては省
略する。次に第９図を参照されたい。同図においては、
同ガン（181）のボディ（185）内に内設されている回転
筒（214）の駆動方式として、前述の電気モータに代わ
ってエアタービン（206）が示されている。何れでもよ
いが、回転速度の調整は精密度が要求される。

まず、エアタービン用の噴射エア（Aj）が、その供給
口（207）を通ってその噴射孔（209）より噴出し、ター
ビン翼（206）に打ち当たり、それを回転させる。該タ
ービンボディとキー（205）ロックされた回転筒（214）
は回転する。同時に該回転筒の下部に取付けられた周回
式ノズル（221）も回転する。

次に液体供給口（190）より供給された液体（Ｌ）
は、その開閉バルブ（183及び184）を通過して液体流出
直管内の液体流出孔（186A）を通って流下、該直管の下
部に取付けられた二流体スプレイノズル（229）のノズ
ル孔（186N）より外部に流出する。同時に上記液体流出
直管は二重管式となっているので、上記ノズル孔（186
A）と同心円的に外側に設けられている霧化用気体通路
（193）を、その供給口（192）を通して霧化用気体（A
s）が通過し、その下部にある上記二流体スプレイノズ
ル（229）より噴出し、上記流出する液体をスプレイ霧
化するのである。

次に上述の如く、上記二流体スプレイノズル（229）
の外周辺には、周回式ノズル（221）が周回しており、
分配用圧縮気体（Ad）がその供給口（195）より分配用
圧縮気体通路（196）を経て分配用噴出ノズル（225）内
の噴出孔（226）より分配用圧縮気体が噴出し（SPd
a）、上記二流体スプレイ（SPl）に打ち当たる。そして
これら二つのスプレイの流れの力の合成された方向に上
記二流体スプレイは偏向（SPam）され、異方向に分配さ
れるのである。

実際上は、上記二つのスプレイの時機については、前
述のエクストルージョン方式の場合にいても述べたよう
に種々のタイミングがある。本二流体スプレイの場合に
もそれらは適用されるが、更にもう一つ霧化用気体の噴
出要件が追加される。次にこれら三つの要件の流出及び
噴出のタイミンググラフの例をあげる。

（１） 第23図参照。断続的液体（Le）の流出時間
（t_s）に対し、その前後をカバーするよう霧化用気体
（SPa）及び分配用圧縮気体（SPad）が噴出（共にt₇）
される。また第24図に示すように、分配用圧縮気体（SP
ad）の噴出時間（t₁₀）が霧化用気体（SPa）の噴出時間
（t₉）をカバーする場合もある。

（２） 第25図参照。液体（Le）の断続的流出（t₁₁,
…）の１サイクルの前後を霧化用気体（SPa）がカバー
として噴出（t₁₂）される。ただし分配用圧縮気体（SPa
d）の噴出時間（t₁₃）は、上記液体の断続的流出の各時
間（t₁₁）の前後をそれぞれカバーするように噴出
（t₁₃）される。

（３） 前出のエクストルージョン塗布における流出液
体（Ｌ）のリング状吐出塗布のタイミンググラフ第17図
に対して、液体流出（Le）の時機と分配用圧縮気体（SP
ad）の噴出時機との間に、霧化用気体の噴出時機が挿入
されたもので、それを第26図に示す。即ち分配用圧縮気
体噴出流の１周回（1 rev.）と同時間の液体流出時間
（t₁₄）を霧化用気体（SPa）の噴出時間（t₁₅＝1 rev.
＋α）がカバーし、更にその時間を分配用圧縮気体（SP
ad）の噴出時間（t₁₆＝1 rev.＋β）がカバーしたもの
である。

なお、上記リング状スプレイ塗布後、同リング内の空
白部を、従来のストレート式にスプレイ塗布して埋める
ことができることは、前出の説明（第19図〜第22図）し
た所であるが、これらのスプレイのタイミングは前出の
第22図とは違って、霧化用気体を連続して吹いても良
く、その場合のグラフを第27図に示す。

〔実 施 例〕

第１実施例 前述の第一の方法及び第二の方法においては、液体の
ノズル孔を１個とし、よって流出される液体も単一種で
あったが、本実施例においては、ノズル孔が複数個であ
り、それらが複数種の液体のそれぞれのノズル孔であっ
て、かつそれら複数個のノズル孔は同心円状（第28図は
及び及び第29図参照）又は近接して（第30図参照）設け
られているものである。よって、複数個のノズル孔から
流出される複数種の液体は、流出された時に混り合い、
合流されるのである。この方法によると、硬化剤などの
ように予め混合させて置くとその液体が固まりやすいも
のなどについては、より効果的であると言う事ができ
る。

第２実施例 前述の第一の方法及び第二の方法における霧化用気体
噴出流、及び／又は分配用気体噴出流の中に、液体の煙
霧体（エアロゾル）を混入せしめるものである。第１図
及び第５図を参照されたい。煙霧体発生装置（第１図:5
5,第５図:125）が示されており、同装置が霧化用気体供
給配管（120）に対し、及び／又は分配用気体供給配管
（第１図:61,第５図:131）に対し取付けられたものであ
る。なお、上記煙霧体発生装置の代わりに、上記気体供
給配管（第１図:61,第５図:120,131）内に、より簡単で
ある液体スプレイノズル（第１図:65,第５図:133）を設
けても良い。

上記の混入させる煙霧体の液体としては、溶剤、触
媒、硬化剤、液化ガスなどがあり、溶剤については液体
用流出ノズル孔（第１図:6N,第５図:76N）及び分配用圧
縮気体噴出孔（第１図:26,第５図:96）のセルフクリー
ニングの効果がある。また、触媒、硬化剤については、
エポキシ系塗料にアミンを付加させる事で知られている
ベーポキュアリング用などに効果的である。そして、液
化ガスについては、液化ガスの混入された気体と液体が
衝突した時に、膨脹によって高いエネルギーを得るの
で、微粒化を促進することができる。又、液体の微粒子
を氷結して造粒することもできる。最近、太陽酸素
（株）と三菱電気（株）が提案している、純水を液体窒
素内に噴射させて氷結粒子を作り出し、ウエハを洗浄す
る方法にも、本実施例は適用することができる。また、
群馬大学等がICLAS'78（Inter−national Conference o
f Liquid Atomaization and Spray system 1978）に寄
稿している、液体窒素を使用して液体を氷結造粒する方
法にも、本実施例はより簡単で効率的に適用することが
できる。

上述の霧化用気体と各分配用気体とに、それぞれ異な
る煙霧体を混入でき得ることは、それらの配管を別個と
すれば良いことから明らかである。

第３実施例 前述の第一の方法においては、液体として溶融体を使
用することもできる。本発明の対称とする溶融体は、熱
可塑性樹脂、詳しくはホットメルト接着剤、ワックスな
どのような200℃以下で比較的低粘度のものが適用しや
すいものである。

次にホットメルト接着剤におけるドット状塗布につい
て説明する。従来のホットメルト接着剤の塗布において
は、ノズル孔より断続的に吐出しつつ、塗布物を移動さ
せることによって直線状の塗布物を得ていた。しかしな
がら本発明方法を適用することにより、ホットメルト接
着剤をドット状に面的に散在せしめることができる。例
えば、第31図“Ga"に示したようなドットの分配を行う
ガン及び周回式ノズルを用いてホットメルト接着剤を面
的に吐出し、被塗物を移動すれば、同図の“Gb"の如く
ドットの帯状塗布ができ、更に複数個の上記ガン及び周
回式ノズルを並べて吐出すれば、同図の“Gc"に見られ
るような面的塗布を容易に行なうことができるのであ
る。

上記のドット状パターンは最も簡単なものをあげた
が、各分配用気体の調整によって、様々なパターン及び
それらの帯状塗布又は面状塗布を行なうことができる。
第32図にそれらの応用例として数例を示してある。

第４実施例 前述の第二の方法においては、従来の静電気塗布方法
を適用することもできる。即ち、液体のガンへの供給時
に、直接液体に静電気を荷電しても良く、または液体の
ノズル孔近辺にコロナピンを取り付けて、液体を分配す
る際に荷電させても良い。液体を荷電させる効果として
は、液体の霧化を促進させ、より細かい微粒子とするこ
とと、被塗物への付着性を向上させることであることは
言うまでもない。

第５実施例 前述の第二の方法を、最も効果的に適用し得る例とし
て、金属製容器のコーティングがあげられる。特に金属
製飲料缶などは、内容物への金属溶出防止や、香り、味
などを損なわないようにする目的で、完全なかつ均一な
コーティングが望まれている。従来の缶内塗布方法は、
第40図に示すように、缶をその中心軸で回転させ、スプ
レイノズル（291）から缶内の底部に向けてスプレイさ
せていた。その時スプレイされたコーティング剤は、瞬
間的には均一に塗布されるが、同缶の回転による遠心力
のため、第41図に示す如く、ドーム部（Dm）面上に塗布
されたコーティング側は外方に向けて移動し、缶内の隅
部に集積（Lc）され、底部の塗膜は不均一となっていた
のである。

そこで本発明方法を適用して缶内にコーティング剤を
塗布する例について述べる。先ず、第34図又は第６図
“Ed"に示すようなスプレイ塗布パターンに分配するよ
う調整する。さて、スプレイノズル（259）及び周回式
ノズル（251）を静止している缶（CAN）内部の底部に向
けて挿入しスプレイする（第33図参照）。この時、スプ
レイ流は周回する分配用気体により逐次方向を変えて分
配されるため、反射流も少なく、かつ短時間（20ミリ秒
以下）で他部に移動しつつ塗布されるので、従来問題と
なっていたエアクッションがほとんど起こらなくなり、
その塗布工程の一周時間は、約120ミリ秒となる。この
方法によると、従来の如く敢て缶を回転する必要はな
い。回転するとしても比較的低回転（600rpm以下）で良
く、従来のように高速回転（1800〜3700rpm）にする必
要はないので、遠心力の影響は極めて少ない。そして缶
を固定させたままでスプレイノズル（259）とも周回式
ノズル（251）を上方向（“U"）に移動させれば、缶内
の全壁面を均一に塗布することができるのである。

また、上述のようにセットされた周回式ノズルを移動
させることなく塗布することもできる。第35図を参照さ
れたい。チェンコンベア（cc）の移動方向（“V"）にお
けるその第１の位置（pos.I）において、ノズル（261
A）より缶内の底部に向けてコーティング剤を分配塗布
し、次にその第２の位置（Pos.II）において次のノズル
（261B）より缶内の中部に向けて塗布し、最後に第３の
位置（Pos.III）においてノズル（261C）より缶内の上
部に向けて塗布することにより、各ノズル（261A,261B,
261C）を固定した状態でも缶内の全壁面を均一に塗布す
ることができるのである。そして、各位置における塗布
時間は、前述の如く120秒以内ですむのである。

〔効果〕

本発明方法を使用することにより、液体又は溶融体を
１個のノズルより流出し、それらの流出流に対し、該流
出流の外周辺を周回しつつ噴出する分配用気体を打ち当
て、上記流出流の方向を無段階的に、又必要によっては
断続的に、円周に沿って吹き付け又は塗布することによ
って複数又は変形的諸パターンを得ることができ、即ち
１個のノズルから必要とする多種多様のパターンを随意
に得ることができるのである。これは、新しい塗布方法
と言うことができ、なおかつ経済性の面においても、少
ない機器の使用で塗布が行なえることから、効果は大き
いと言えるものである。

また派生的効果としては、短時間（500ミリ秒以下）
でスポット的にスプレイ塗布するため、従来の連続的ス
プレイ塗布の場合における如き霧化用気体にる被塗物面
上からの反射流即ちエアクッションの作用もなく、効率
的にスプレイ塗布を行なうことができるのである。その
他、上記分配用気体噴出流の中に液体のエアロゾロを混
入し、ノズルのセルフクリーニングやウレタン系材料な
どの硬化促進などを行なうこともできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるエクストルージョン方式による
吐出塗布方法の作用説明図とその作用機器の構成システ
ム図 第２図は上図上“A"矢視図 第３図は第１図に示
された方法により液体をドット状に吐出塗布したパター
ンの一例図 第４図は第１図に示されたガンノズルによ
りエアレススプレイ方式で塗布されたターンの一例図
第５図は本発明における二流体スプレイ方式による塗布
方法の作用説明図とその作用機器の構成システム図 第
６図は本発明の方法により得られる各種塗布パターンの
各種例 第７図は本発明におけるエクストルージョン方
式に基づくガンノズルの側断面図 第8A図及び第8B図は
上図“B"部における分配用圧縮気体噴出ノズルの噴出孔
の方向の偏向された二種の拡大側断面図 第９図は本発
明における二流体スプレイ方式に基づくガンノズルの側
断面図 第10図は上図上“C"−“C"の断面図 第11図は
分配用圧縮気体噴出のタイミングをそのノズルの１周回
において６回とし、また液体の噴出をもそれに対応して
６回とした場合における液滴の塗布された平面的状態説
明図 第12図は上記条件下において分配用圧縮気体噴出
時間と液体の吐出時間を若干長くした場合における液滴
の塗布された平面的状態説明図 第13図は第11図におけ
る場合の液体吐出と圧縮気体噴出とのタイミングの一例
のグラフ 第14図は第12図における場合の液体吐出と圧
縮気体噴出とのタイミングの一例のグラフ 第15図はエ
クストルージョン方式によるビードの環状塗布の平面的
状態説明図 第16図はエクストルージョン方式によるビ
ードの楕円形状塗布の平面的状態説明図 第17図は第15
図に示した環状塗布における液体吐出と分配用圧縮気体
噴出とのタイミンググラフ 第18図は第16図に示した楕
円形状塗布における液体吐出と分配用圧縮気体噴出との
タイミンググラフ 第19図は二流体スプレイ方式による
ドーナツ状塗布の平面的状態説明図 第20図は二流体ス
プレイ方式によるドーナツ状塗布後、更にその空白部
を、分配用圧縮気体を用いずにストレート塗布し、充実
円形塗布の場合の平面的状態説明図 第21図は第19図に
おけるドーナツ状塗布の場合の液体流出及び霧化用気
体、分配用圧縮気体の噴出のタイミンググラフ 第22図
は第20図における充実円形塗布の場合の液体流出及び霧
化用気体、分配用圧縮気体の噴出のタイミンググラフ
第23図ないし第27図は液体流出及び霧化用気体、分配用
圧縮気体の噴出の各種タイミンググラフ 第28図は液体
流出ノズル孔が複数個同心円的に配設された場合のノズ
ルの側面図 第29図は上図の平面図 第30図は液体流出
ノズル孔が複数個非同心円的に配設された場合のノズル
の平面図 第31図はドット状吐出塗布の面的塗布パター
ンの各種例 第32図はドット状吐出塗布の帯状塗布パタ
ーンの各種例 第33図は本発明の装置によりCAN内部を
コーティングする状態説明図 第34図は同上におけるCA
N底部の塗布状態説明図 第35図はCAN内部のコーティン
グにおいて、３台の本発明装置によりCAN内を３段階に
分けてコーティングする状態説明図 第36図は従来の複
数のドットの複合パターンの一例 第37図は従来の複数
の円形スプレイの複合パターンの一例 第38図は従来の
スプレイ塗布時における被塗物面上に発生する反射流層
の状態説明図 第39図は上図による塗布におけるスプレ
イパターンの輪郭不鮮明の説明図 第40図は従来のCAN
内部のスプレイコーティング方法の説明図 第41図は上
図方法によるコーティング膜の厚薄発生の状態説明図
第42図は従来のスプレイ時におけるターンエアの作用説
明図 第43図は上図“I"−“I"矢視図 第44図はスワー
ルスプレイ方法の作用説明図 主要な符号の説明 3,73,143,183……バルブ、4,74,144,184……シート、6
A,76A,146A,186A……液体流出長孔、6N,76N,146N,186N
……液体流出ノズル孔、7,147……液体流出直管、79,18
7……液体流出二重管（外管）、77,194……流体流出二
重管（内管）、15,15A,85,85A,153,153A,196,196A……
分配用圧縮気体通路、17,87,154,214……回転筒、21,9
1,161,221,周回式ノズル、25,95,165,225……分配用圧
縮気体噴出ノズル、26,96,166,226……分配用圧縮気体
噴出孔、33,175……タイミングベルト用ギア、36,169…
…液体流出ノズル、11,81,151,191……スリーブ、83,19
3……霧化用圧縮気体通路、83N,193N……霧化用圧縮気
体噴出孔、90,229……二流体スプレイノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−135165（ＪＰ，Ａ) 特許2992760（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−49329（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 1/28 101 B05B 1/26 B05B 3/02 B05B 7/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１個の液体又は溶融体の流出ノ
   ズル孔（6N）よりの液体又は溶融体の流出流（Le）に対
   し、上記ノズル孔（6N）を中心として周回する少なくと
   も１個の分配用圧縮気体噴出孔（26）よりの分配用圧縮
   気体噴出流（SPad）を打ち当て又は接触させて、それに
   よって該液体又は溶融体の流出流（Le）の流れを偏向さ
   せて必要とする方向に向けて分配し、所望するパターン
   を得ることを特徴とするノズル孔より流出する液体又は
   溶融体をその周辺よりの気体噴出流により偏向分配する
   方法。
2. 【請求項２】液体又は溶融体の流出が、エクストルージ
   ョン式である特許請求の範囲第１項記載のノズル孔より
   流出する液体又は溶融体をその周辺よりの気体噴出流に
   より偏向分配する方法。
3. 【請求項３】液体又は溶融体の流出が、二流体スプレイ
   式である特許請求の範囲第１項記載のノズル孔より流出
   する液体又は溶融体をその周辺よりの気体噴出流により
   偏向分配する方法。
4. 【請求項４】圧縮気体噴出孔（26）が１周回する間に、
   分配用圧縮気体の噴出圧力が自動圧力調整弁（63）によ
   り、所要の圧力に変化させながら噴出させることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載のノズル孔より流出
   する液体又は溶融体をその周辺よりの気体噴出流により
   偏向分配する方法。