JP3908450B2

JP3908450B2 - Electrostatic liquid applicator

Info

Publication number: JP3908450B2
Application number: JP2000273145A
Authority: JP
Inventors: 弘大和田
Original assignee: ルブテック株式会社
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2002079144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電型液体塗布装置に関し、特に、油等の塗布液体を静電気の作用下で各種の被塗装体の表面に向けて噴霧して均等に塗布するための、静電型液体塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば図５に示されているように、従来の静電型液体塗布装置１０１においては、一対のノズルブレード１０３Ａと１０３Ｂとの間に形成されたスリット内に１枚のシム１０５が電極として配置されたノズルヘッド１０７が備えられている。ノズルブレード１０３Ａ、１０３Ｂは電気絶縁材料製であり、シム１０５は導電材料製である。
【０００３】
また、シム１０５の表面とノズルブレード１０３Ａ又は１０３Ｂの隣接表面との間には、被塗装体１０９に向けて吐出すべき液体の液体流路群１１１が形成されている。この液体流路群１１１は、例えばシム１０５の片面にエッチング加工されている。なお、上記の液体流路群１１１には液体を供給するための液体供給口１１３が連通されている。
【０００４】
また、被塗装体１０９は接地されており、正電位を有する。そのため、負電位の直流高電圧（−６０〜−７０ｋＶ前後）が電源コネクタ１１５を介してシム１０５に印加されると、液体供給口１１３から供給される液体は液体流路群１１１内を通過する間に瞬時に帯電するので、同一極性の電荷が互いに反発することとなる。この結果、液体が均一粒径の微粒子として霧化され、ノズルヘッド１０７の先端から被塗装体１０９に向けて均等に噴霧される。
【０００５】
一例として、ノズルヘッド１０７の先端と被塗装体１０９との間隔を約１７５〜３５０ｍｍとした典型的な配置において、被塗装体１０９の上における液体の拡散幅Ａは、シム１０５と直交する方向に見て約１２０〜１３０ｍｍとなる。
【０００６】
また、図６に示されているように、従来の他の静電型液体塗布装置１１７においては、一対の電気絶縁材料製の外側ブレード１１９Ａと１１９Ｂとの間に形成されたスリット内に少なくとも２枚の導電材料製のシム１２１Ａ、１２１Ｂが内側ブレード１２３を介在させた状態で配置されており、各シム１２１Ａ、１２１Ｂに互いに同一極性の電圧を印加するように構成されたノズルヘッド１２５が設けられている。
【０００７】
また、外側ブレード１１９Ａ、１１９Ｂと内側ブレード１２３との間に配置された各シム１２１Ａ、１２１Ｂと隣接する外側ブレード１１９Ａ、１１９Ｂとの間に形成する液体流路群１２７Ａ，１２７Ｂから、油等の液体が被塗装体１０９に向けて吐出される構成である。各液体流路群１２７Ａ，１２７Ｂは、例えば各シム１２１Ａ、１２１Ｂの片面にそれぞれエッチング加工されている。なお、上記の各液体流路群１２７Ａ，１２７Ｂにはそれぞれ、液体を供給するための液体供給口１２９Ａ，１２９Ｂが連通されている。
【０００８】
静電型液体塗布装置１１７は、前述した静電型液体塗布装置１０１の場合と同様に、被塗装体１０９は接地されて正電位を有するので、シム１２１Ａ、１２１Ｂに電源コネクタ１３１を介して負電位の直流高電圧（−６０〜−７０ｋＶ前後）が印加されると、液体が各液体流路群１２７Ａ，１２７Ｂ内を通過する間に瞬時に帯電し、同一極性の電荷が互いに反発するために液体が均一粒径の微粒子として霧化され、ノズルヘッド１２５の先端から被塗装体１０９に向けて噴霧される。
【０００９】
その結果、ノズルヘッド１２５の先端と被塗装体１０９との間隔が前述した場合と同様に約１７５〜３５０ｍｍとした場合、シム１２１Ａ、１２１Ｂと直交する方向に見て被塗装体１０９における液体の拡散幅Ａは約３５０〜５００ｍｍとなる。
【００１０】
なお、上述した構成に係る既知の静電型液体塗布装置１０１，１１７は、油圧、空気圧等の圧力源や機械的要素を必要とせず、もっぱら静電原理に基づいて液体を被塗装体１０９に向けて吐出するため、スリット型ノズルにおいて不可避的と考えられていたオリフィスの目詰まりが発生せず、被塗装体に対する高い塗布効率および塗布精度を達成し得る利点を発揮するものとして広く実用に供されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の従来の静電型液体塗布装置１０１においては、同一ライン上で多種類の製品を生産する場合、特に多種少量生産に際しては、各種製品毎に最適の液体塗布量が相違することが一般的である。塗布量は液体の塗布幅を制御すれば変化できるが、例えば一定塗布幅を維持した状態で塗布量のみを広範囲に変化させることは、少なくとも塗布装置の単体使用時では困難である。
【００１２】
このような要求に対しては生産ラインに沿って複数台の塗布装置を配列し、塗布量の変化に応じて所要台数の塗布装置を作動させることで対処している。この場合には、塗布装置の間隔は高電圧印加時の放電を確実に回避するに必要かつ十分な値（例えば１００〜２００ｍｍ程度）に設定される必要があるので、システム全体の小型化が困難であるという問題点があった。
【００１３】
一方、後者の静電型液体塗布装置１１７の場合は、前述したように被塗装体１０９における液体の拡散幅Ａが大きくなるとしても、シム１２１Ａ、１２１Ｂの吐出流路群から、つまり２つのメニスカスから噴霧される液体微粒子が同一極性の電荷を有しているので、液体がノズルヘッド１２５の先端の２つのメニスカスから吐出された直後から互いに反発しあって拡がりつつ噴霧される。そのために、図６に示されているように塗布される範囲の中心部は両側に比較して塗布量が少なくなるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、１つのノズルブレードで、極少塗布から大量塗布を均等な状態で行い得る静電型液体塗布装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の静電型液体塗布装置は、スリットを隔てて互いに対向する一対のノズルブレードを備えた電気絶縁材料からなるノズルヘッドを設け、前記スリット内に１枚の導電材料からなるシムを前記一対のノズルブレードの内側に接触して配置すると共にこのシムの両側にエッチング加工されて互いに深さの異なる表面と前記各ノズルブレードの表面との間にそれぞれ被塗装体に向けて液体を吐出すべく、各吐出口の先端に一つのメニスカスを形成せしめる吐出流路群を設け、この各吐出流路群に連通する液体供給路を設けると共に各液体供給路に供給する液体供給量を制御する制御装置を設け、前記シムに被塗装体とは逆極性の電圧を印加する電極を設けてなり、前記シムの両面側の吐出流路群のうちの深さが小さい一方が少量塗布用吐出流路群で、深さが大きい他方が大量塗布用吐出流路群であることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、シムの両面側に吐出流路群を設けたので、２つの吐出流路群から吐出される液体量を少量から大量までコントロールすることが可能となり、拡散幅も小から大まで容易にコントロールされる。しかも、２つの吐出流路群から液体が一対のノズルブレード間で各吐出口の先端に形成される一つのメニスカスから噴霧されるので、中心部の塗布量が少なくならずに均等に噴霧される。システム全体をコンパクトに構成することが可能となる。また、前記シムの両側の表面にエッチング加工されて深さが異なる前記各吐出流路群が形成されているので、液体の塗布量が高精度かつ高効率で行われる。さらに、１つのノズルブレードで、極少塗布から大量塗布を高精度かつ高効率で行うことが容易となる。
【００１７】
請求項２によるこの発明の静電型液体塗布装置は、請求項１記載の静電型液体塗布装置において、前記各吐出流路群を、被塗装体における所要塗布幅に応じて予め選択されたグループに属する吐出流路群から液体を吐出すべく、各種塗布幅に対応する複数のグループに区分して設けてなることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、被塗装体における所要塗布幅に応じた塗布が容易に行われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の静電型液体塗布装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１を参照するに、本実施の形態に係わる静電型液体塗布装置１は、一対のノズルブレード３とノズルブレード５との間に形成されたスリット７内に１枚のシム９が電極として配置されたノズルヘッド１１が備えられている。ノズルブレード３，５は例えば絶縁性プラスチックなどの電気絶縁材料製であり、シム９は厚さが例えば０．７ｍｍ程度のステンレス鋼シートなどからなる導電材料製である。
【００２１】
ノズルヘッド１１には、シム９に負電位の高電圧を印加するための電極としての例えば電源コネクタ１３を構成するコネクタピン１５がノズルブレード３又は５の側面から突出するように設けられている。
【００２２】
また、シム９の両側の表面とノズルブレード３，５の隣接表面との間には、被塗装体１７に向けて液体を吐出すべき吐出流路群としての例えば液体流路群１９，２１が形成されている。つまり、シム９の図１において左側の表面とノズルブレード３の隣接表面との間には液体流路群１９が形成されており、シム９の図１において右側の表面とノズルブレード５の隣接表面との間には液体流路群２１が形成されている。これらの各液体流路群１９，２１は、例えばシム９の両側の表面にエッチング加工されている。また、上記の各両側の液体流路群１９，２１にはそれぞれ液体を供給するための液体供給口２３，２５が連通されている。
【００２３】
例えばシム９としては、図１において左側の表面には大量塗布用の液体流路群１９が例えば０．２５ｍｍ程度の深さＣでエッチング形成されており、この大量塗布用の液体流路群１９に液体を供給する液体供給口２３には大量塗布用液体量を供給可能な大量塗布用液圧回路２７が連通されている。また、シム９の図１において右側の表面に極少塗布用の液体流路群２１が例えば０．１５ｍｍ程度の深さＤでエッチング形成されており、この極少塗布用の液体流路群２１に液体を供給する液体供給口２５には極少塗布用の液体量を供給可能な極少塗布用液圧回路２９が連通されている。
【００２４】
上記のシム９並びに各液体流路群１９，２１についてより詳しく説明する。図２（Ａ），（Ｂ）におけるシム３１は、本発明による静電型液体塗布装置に好適に使用できるシム９の一つの実施の形態を示すもので、シム３１の両面に油だめ３３と液体流路群３５，３７とがエッチング加工された金属シート、例えばステンレス鋼のシートから構成されている。
【００２５】
図２（Ａ）はシム３１の一方の表面に大量塗布用の液体流路群３５が形成された正面図を示すものであり、シム３１の他方の表面に形成される極少塗布用の液体流路群３７も同様の形状である。なお、図２（Ｂ）はシム３１を油だめ３３並びに液体流路群３５，３７に沿った断面を拡大した状態の縦断面図である。
【００２６】
図２（Ａ），（Ｂ）を参照して大量塗布用の液体流路群３５について説明すると、油だめ３３は塗布装置の液体供給口２３に連通する。液体流路群３５は油だめ３３から延在するものであり、下流側に向けて多段階的に二股分岐した倍増形態で配置されている。図示例では５段階に分岐させるため、油だめ３３に直結した２本の流路が最終的には３２本の流路に分割されている。最下流の両端に位置する流路の間隔は液体の塗布輻Ｗに対応するものであり、例えば５０ｍｍ程度とすることができる。
【００２７】
なお、シム３１における油だめ３３の両側に形成された比較的大きな円形開口部３９は、塗布装置全体の支持ブラケット等に対する固定ボルトを通すものである。また、シム３１の外縁部および液体流路群３５の隣接領域で各所に配置された比較的小さい小判型の開口部４１は、シム３１と隣接するノズルブレード３との間の液密性を維持しつつ装置を組立てるための止めねじを通すものである。
【００２８】
上記のように形成された液体流路群３５，３７の最終的な流路の吐出口４３，４５は四角形状をなしており、大量塗布用では例えば流路幅０．７５ｍｍ×深さ０．２５ｍｍであり、極少塗布用では例えば流路幅０．３ｍｍ×深さ０．１５ｍｍである。
【００２９】
再び図１を参照するに、大量塗布用液圧回路２７は、塗布すべき油などの液体が液体モータ４７により回転駆動される液体ポンプ４９により液体タンク５１から液体供給管路５３を経て液体供給口２３へ供給される際に、液体供給管路５３の途中に設けた可変型流量制御弁５５により液体の流量が調整されるように構成されている。なお、液体ポンプ４９と可変型流量制御弁５５との間の液体供給管路５３にはこの管路５３を開閉せしめる電磁弁５７と流体ポンプ４９の流体圧力を一定に保つためのリリーフ弁５９が介設されている。
【００３０】
また、極少塗布用液圧回路２９は、塗布すべき油などの液体が上記の液体モータ４７により回転駆動される液体ポンプ４９により液体タンク５１から液体供給管路６１を経て液体供給口２５へ供給される際に、液体供給管路６１の途中に設けた可変型流量制御弁６３により液体の流量が調整されるように構成されている。なお、液体ポンプ４９と可変型流量制御弁６３との間の液体供給管路６１にはこの管路６１を開閉せしめる電磁弁６５が介設されている。
【００３１】
また、上記の液体モータ４７、可変型流量制御弁５５，６３及び電磁弁５７，６５はそれぞれ制御装置６９により制御されるように構成されている。なお、上記の液体供給管路５３，６１には共通の液体ポンプ４９により液体を供給しているが、他の例として各液体供給路５３，６１にはそれぞれ別の液体ポンプにより液体を供給するように構成してもよい。この場合は各管路５３，６１を開閉せしめる電磁弁を設けなくても構わない。
【００３２】
上記構成により、被塗装体１７は接地されており、正電位を有する。そのため、負電位の直流高電圧（−６０〜−７０ｋＶ前後）が電源コネクタ１３を介してシム９に印加されると、例えば大量塗布用液圧回路２７で制御装置６９により電磁弁５７をＯＮせしめ、液体ポンプ４９及び可変型流量制御弁５５により大量の液体が制御装置６９により制御されて液体供給管路５３を経て液体供給口２３へ供給され、この液体供給口２３から供給される液体はシム９の大量塗布用側の液体流路群１９内を通過する間に瞬時に帯電するので、同一極性の電荷が互いに反発することとなる。この結果、液体が均一粒径の微粒子として霧化され、ノズルヘッド１１の先端から被塗装体１７に向けて均等に噴霧される。
【００３３】
極少塗布用液圧回路２９でも同様であり、制御装置６９により電磁弁６５をＯＮせしめ、液体ポンプ４９及び制御装置６９にて制御される可変型流量制御弁６３により極少量の液体が液体供給管路６１を経て液体供給口２５へ供給され、この液体供給口２５から供給される液体はシム９の極少塗布用側の液体流路群２１内を通過する間に瞬時に帯電するので、同一極性の電荷が互いに反発することとなる。この結果、液体が均一粒径の微粒子として霧化され、ノズルヘッド１１の先端から被塗装体１７に向けて均等に噴霧される。
【００３４】
なお、可変型流量制御弁５５，６３及び電磁弁５７，６５が制御装置６９により制御されることにより、上記のシム９の大量塗布用側と極少塗布用側の液体流路群１９，２１のうちの一方の液体流路群１９又は２１のみから液体を噴射することも、あるいは大量塗布用側と極少塗布用側の両方の液体流路群１９，２１から液体を噴射することもできるので、ノズルブレード３，５間で前記各吐出口４３、４５の先端に形成される一つのメニスカスに極少から大量の液体を噴射することが可能となる。
【００３５】
大量塗布用側と極少塗布用側の両方の液体流路群１９，２１から液体が吐出されるときであっても、液体が一つのメニスカスから噴射されるので、図１に示されているように同一極性の電荷に帯電した均一粒径の微粒子が互いに反発しあって霧化状態となってノズルヘッド１１の先端から被塗装体１７に向けて真下に均等に噴霧される。被塗装体１７の上における液体の拡散幅Ａは液体の噴射量に応じて均等に拡がることとなる。
【００３６】
したがって、従来の塗布装置のように２つのメニスカスから噴射されるときのように塗布幅Ａの中心部が両側に比して塗布量が少なくなるという現象が生じることなく、しかも液体の噴射量を極少から大量に制御することにより上記の拡散幅Ａを自在にコントロールすることが可能となる。
【００３７】
図３（Ａ），（Ｂ）を参照するに、シム７１は、本発明による静電型液体塗布装置に好適に使用できるシム９の他の実施の形態を示すもので、シム７１の両面に油だめ７３Ａ，７３Ｂと液体流路群７５Ａ，７５Ｂと７７Ａ，７７Ｂとがエッチング加工された金属シート、例えばステンレス鋼のシートから構成されている。
【００３８】
図３（Ａ）はシム７１の一方の表面に大量塗布用の液体流路群７５Ａ，７５Ｂが形成された正面図を示すものであり、シム７１の他方の表面に形成される極少塗布用の液体流路群７７Ａ，７７Ｂも同様の形状である。なお、図３（Ｂ）はシム７１を油だめ７３Ａ並びに液体流路群７５Ａと７７Ａに沿った断面を拡大した状態の縦断面図である。
【００３９】
以下、大量塗布用の液体流路群７５Ａ，７５Ｂについて説明し、大量塗布用の液体流路群７７Ａ，７７Ｂについては同様であるので説明を省略する。
【００４０】
油だめ７３Ａ，７３Ｂは塗布装置のノズルブレード３における一対の液体供給口２３に連通させ、これら液体供給口２３は図１に示されているように開閉バルブ（図示省略）、マニホルド（図示省略）並びに可変型流量調整弁を介して液体ポンプ４９に接続されるものとする。
【００４１】
液体流路群７５Ａ，７５Ｂは細管抵抗として作用するものであり、その抵抗値は流路の長さに比例し、流量は長さの二乗に反比例する。液体流路群７５Ａ，７５Ｂから吐出される流体の塗布幅は、それぞれＷＡ、ＷＢである。したがって、各液体流路群７５Ａ，７５Ｂの上流側の開閉バルブを開閉することにより、シム７１の全体としての塗布幅を、被塗装体１７に応じてＷＡ，ＷＢ，ＷＡ＋ＷＢと変化させることが可能である。
【００４２】
シム７１における油だめ７３Ａ，７３Ｂの両側に形成された比較的大きな円形開口部７９は、塗布装置全体の支持ブラケット等に対する固定ボルトを通すものである。また、油だめ７３Ａ，７３Ｂの隣接領域に配置された比較的小さい円形開口部８１は、シム７１と隣接するノズルブレード３，５との間の液密性を維持しつつ装置を組立てるための止めねじを通すものである。
【００４３】
図３（Ａ），（Ｂ）における実施の形態に係るシム７１は、両面に各液体流路群７５Ａ，７５Ｂと７７Ａ，７７Ｂがエッチング加工されたので高い形状精度を有し、しかも抵抗式による均等分配方式を採用したことにより、以下のような利点が発現される。
【００４４】
先ず、形状精度が高く、しかも流路が複雑な分岐を伴わないために止めねじの総数を、例えば図２（Ａ），（Ｂ）の実施の形態と対比して約１／４程度に減少することが可能である。本発明の静電型液体塗布装置１が、例えば食品用液体ノズルとして使用される場合には、吐出すべき液体に各種の添加物が含有されているために使用時の温度条件が保守に重要な影響を及ぼすものであり、長期の使用に対して定期的に内部を清掃する必要がある。この場合、静電型液体塗布装置１における止めねじの総数が減少できれば清掃の作業能率を大幅に向上することができ、工場全体として生産性の顕著な改善となる。
【００４５】
また、抵抗式による均等分配方式は流路の長さを変化させることにより抵抗値および流量を変化させることができ、用途に応じた設計変更がきわめて容易である。
【００４６】
図４（Ａ），（Ｂ）を参照するに、シム８３は、本発明による静電型液体塗布装置１に好適に使用できるシム９のさらに他の実施の形態を示すもので、シム８３の両面に油だめ８５と液体流路群８７，８９とがエッチング加工された金属シート、例えばステンレス鋼のシートから構成されている点で、図３（Ａ），（Ｂ）の実施の形態と基本的に同一である。
【００４７】
図４（Ａ）はシム８３の一方の表面に大量塗布用の液体流路群８７が形成された正面図を示すものであり、シム８３の他方の表面に形成される極少塗布用の液体流路群８９も同様の形状である。なお、図４（Ｂ）はシム８３を油だめ８５並びに液体流路群８７，８９に沿った断面を拡大した状態の縦断面図である。
【００４８】
以下、大量塗布用の液体流路群８７について説明し、極少塗布用の液体流路群８９については同様であるので説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態では液体流路群８７がシム８３の中央部から両側に向けて順次に配置されており、上流側の開閉バルブを適宜開閉することにより液体の塗布幅は、例えばＷ１＝２０ｍｍからＷ７＝８０ｍｍまで１０ｍｍ間隔で順次に増加させることが可能である。なお、図４（Ａ）において固定ボルトを通すための開口部９１が設けられており、止めねじを通すための開口部９３も設けられている。
【００５０】
図４（Ａ），（Ｂ）の実施の形態に係るシム８３においては、液体流路群８７，８９が各種塗布幅に対応する複数のグループに区分されており、上流側の開閉バルブを適宜開閉することにより、被塗装体１７についての所要塗布幅に応じて予め選択されたグループに属する流路群から液体を吐出することが可能である。
【００５１】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、シムの両面側にエッチング加工されて深さの異なる吐出流路群を設けたので、２つの吐出流路群から吐出される液体量を少量から大量までコントロールすることができ、拡散幅も小から大まで容易にコントロールできる。しかも、液体を２つの吐出流路群から吐出するとしても一対のノズルブレード間で各吐出口の先端に形成される一つのメニスカスから噴霧されるので、中心部の塗布量が少なくならずに均等に噴霧できる。したがって、システム全体をコンパクトに構成することができる。また、エッチング加工により高精度な吐出流路群を形成できるので、液体の塗布量を高精度かつ高効率で行うことができる。さらに、１つのノズルブレードで、極少塗布から大量塗布を高精度かつ高効率で容易に行うことができる。
【００５３】
請求項２の発明によれば、被塗装体における所要塗布幅に応じた塗布を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す静電型液体塗布装置の概略的な断面図である。
【図２】静電型液体塗布装置に使用するシムの実施の形態を示す正面図である。
【図３】静電型液体塗布装置に使用するシムの他の実施の形態を示す正面図である。
【図４】静電型液体塗布装置に使用するシムの別の実施の形態を示す正面図である。
【図５】従来の静電型液体塗布装置の概略的な断面図である。
【図６】従来の他の静電型液体塗布装置の概略的な断面図である。
【符号の説明】
１静電型液体塗布装置
３，５ノズルブレード
９シム
１１ノズルヘッド
１３電源コネクタ
１７被塗装体
１９，２１液体流路群（吐出流路群）
２３，２５液体供給口
２７大量塗布用液圧回路
２９極少塗布用液圧回路
３１シム
３３油だめ
３５，３７液体流路群
４９液体ポンプ
５３液体供給管路
５５可変型流量制御弁
５７，６５電磁弁
６１液体供給管路
６３可変型流量制御弁
６９制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic liquid coating apparatus, and in particular, electrostatic liquid coating for spraying a coating liquid such as oil onto the surface of various objects to be coated under the action of static electricity. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 5, in the conventional electrostatic liquid coating apparatus 101, one shim 105 is disposed as an electrode in a slit formed between a pair of nozzle blades 103A and 103B. A nozzle head 107 is provided. The nozzle blades 103A and 103B are made of an electrically insulating material, and the shim 105 is made of a conductive material.
[0003]
In addition, a liquid channel group 111 of liquid to be discharged toward the object to be coated 109 is formed between the surface of the shim 105 and the adjacent surface of the nozzle blade 103A or 103B. The liquid flow path group 111 is etched on one surface of the shim 105, for example. Note that a liquid supply port 113 for supplying a liquid communicates with the liquid channel group 111 described above.
[0004]
The object 109 is grounded and has a positive potential. Therefore, when a negative high potential DC high voltage (around −60 to −70 kV) is applied to the shim 105 via the power connector 115, the liquid supplied from the liquid supply port 113 passes through the liquid channel group 111. Since they are charged instantaneously, charges of the same polarity repel each other. As a result, the liquid is atomized as fine particles having a uniform particle diameter and sprayed evenly from the tip of the nozzle head 107 toward the object to be coated 109.
[0005]
As an example, in a typical arrangement in which the distance between the tip of the nozzle head 107 and the object to be coated 109 is about 175 to 350 mm, the liquid diffusion width A on the object to be coated 109 is in a direction perpendicular to the shim 105. It becomes about 120 to 130 mm when viewed.
[0006]
Further, as shown in FIG. 6, in another conventional electrostatic liquid coating apparatus 117, at least 2 in a slit formed between a pair of outer blades 119A and 119B made of an electrically insulating material. Sheets of shims 121A and 121B made of conductive material are arranged with the inner blade 123 interposed, and a nozzle head 125 configured to apply voltages of the same polarity to each of the shims 121A and 121B is provided. ing.
[0007]
In addition, liquid such as oil is supplied from the liquid flow path groups 127A and 127B formed between the shims 121A and 121B disposed between the outer blades 119A and 119B and the inner blade 123 and the adjacent outer blades 119A and 119B. Is discharged toward the body 109 to be coated. Each of the liquid flow path groups 127A and 127B is etched, for example, on one side of each of the shims 121A and 121B. Note that the liquid supply ports 129A and 129B for supplying the liquid are communicated with the liquid channel groups 127A and 127B, respectively.
[0008]
As in the case of the electrostatic liquid applicator 101 described above, the electrostatic liquid applicator 117 is negatively connected to the shims 121A and 121B via the power connector 131 since the object 109 is grounded and has a positive potential. When a direct current high voltage (around −60 to −70 kV) is applied, the liquid is instantaneously charged while passing through each of the liquid flow path groups 127A and 127B, and charges of the same polarity repel each other. The liquid is atomized as fine particles having a uniform particle diameter and sprayed from the tip of the nozzle head 125 toward the object to be coated 109.
[0009]
As a result, when the distance between the tip of the nozzle head 125 and the object to be coated 109 is about 175 to 350 mm as described above, the diffusion of liquid in the object to be coated 109 when viewed in the direction orthogonal to the shims 121A and 121B. The width A is about 350 to 500 mm.
[0010]
The known electrostatic liquid applicators 101 and 117 according to the above-described configuration do not require a pressure source such as hydraulic pressure or air pressure or mechanical elements, and liquid is applied to the object 109 based solely on the electrostatic principle. As the nozzle is discharged toward the nozzle, clogging of the orifice, which was considered inevitable in the slit type nozzle, does not occur, and it can be widely used as a product that exhibits the advantage of achieving high coating efficiency and coating accuracy for the object to be coated. Has been.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the former conventional electrostatic liquid coating apparatus 101, when various types of products are produced on the same line, especially in the case of various types of small volume production, the optimum liquid coating amount may differ for each type of product. It is common. The application amount can be changed by controlling the application width of the liquid. However, for example, it is difficult to change only the application amount in a wide range while maintaining a constant application width, at least when the application apparatus is used alone.
[0012]
Such a requirement is dealt with by arranging a plurality of coating devices along the production line and operating the required number of coating devices according to the change in coating amount. In this case, it is necessary to set the interval between the coating devices to a value that is necessary and sufficient (for example, about 100 to 200 mm) to reliably avoid discharge when a high voltage is applied. There was a problem that.
[0013]
On the other hand, in the case of the latter electrostatic type liquid application apparatus 117, even if the liquid diffusion width A in the object to be coated 109 becomes large as described above, the discharge flow path group of the shims 121A and 121B, that is, two meniscuses. Since the liquid fine particles to be sprayed have the same polarity, the liquid is sprayed while repelling and spreading immediately after being discharged from the two meniscuses at the tip of the nozzle head 125. For this reason, as shown in FIG. 6, there is a problem that the coating amount is smaller in the central portion of the coating range than on both sides.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electrostatic liquid coating apparatus capable of performing a uniform coating from a minimum amount to a large amount with a single nozzle blade. .
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an electrostatic liquid applicator comprising a nozzle head made of an electrically insulating material having a pair of nozzle blades opposed to each other with a slit therebetween. A shim made of a single conductive material is disposed in contact with the inside of the pair of nozzle blades, and etched on both sides of the shim so that the depth between the surfaces is different from the surface of each nozzle blade. the liquid discharge all rather toward a painted body, the discharge channel group allowed to form a meniscus at the tip of each discharge port is provided, the liquid supply passage provided with a liquid supply path communicating with the respective discharge passage group a control device for controlling the liquid supply amount to be supplied to the provided, wherein the object to be coated body shim Ri name provided an electrode for applying a reverse polarity voltage, the discharge flow passageway groups on both surface sides of the shim While small amounts coating discharge channel group depth is small Chi, is characterized in that a large depth of the other is mass coating discharge channel group.
[0016]
Therefore, since the discharge flow path groups are provided on both sides of the shim, the amount of liquid discharged from the two discharge flow path groups can be controlled from a small amount to a large amount, and the diffusion width can be easily controlled from small to large. Is done. Moreover, since the liquid is sprayed from one meniscus formed at the tip of each discharge port between the pair of nozzle blades from the two discharge flow path groups, the spray amount is uniformly sprayed without reducing the coating amount at the center. . The entire system can be configured compactly. In addition, since the discharge flow path groups having different depths are formed by etching on the surfaces on both sides of the shim, the liquid application amount is performed with high accuracy and high efficiency. Furthermore, it becomes easy to perform a high-precision and high-efficiency application from a minimum amount to a large amount with a single nozzle blade.
[0017]
Electrostatic liquid coating apparatus of the invention according to claim 2 is the electrostatic liquid coating apparatus according to claim 1, each of said discharge channel group, preselected if desired coating width of the coating material In order to discharge the liquid from the discharge flow path group belonging to the group, it is divided into a plurality of groups corresponding to various application widths.
[0018]
Therefore, the application | coating according to the required application width in a to-be-coated body is performed easily.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the electrostatic liquid coating apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
Referring to FIG. 1, the electrostatic liquid coating apparatus 1 according to the present embodiment has a shim 9 as an electrode in a slit 7 formed between a pair of nozzle blades 3 and 5. An arranged nozzle head 11 is provided. The nozzle blades 3 and 5 are made of an electrically insulating material such as insulating plastic, and the shim 9 is made of a conductive material made of a stainless steel sheet having a thickness of about 0.7 mm.
[0021]
The nozzle head 11 is provided with a connector pin 15 constituting, for example, a power connector 13 as an electrode for applying a negative high voltage to the shim 9 so as to protrude from the side surface of the nozzle blade 3 or 5.
[0022]
Further, between the surfaces on both sides of the shim 9 and the adjacent surfaces of the nozzle blades 3, 5, for example, liquid flow channel groups 19, 21 as discharge flow channel groups for discharging liquid toward the object to be coated 17. Is formed. That is, a liquid flow path group 19 is formed between the left surface of the shim 9 in FIG. 1 and the adjacent surface of the nozzle blade 3, and the right surface of the shim 9 in FIG. 1 and the adjacent surface of the nozzle blade 5. A liquid channel group 21 is formed between the two. Each of these liquid flow path groups 19 and 21 is etched on the surfaces on both sides of the shim 9, for example. In addition, liquid supply ports 23 and 25 for supplying a liquid are communicated with the liquid channel groups 19 and 21 on both sides.
[0023]
For example, as the shim 9, a liquid channel group 19 for mass application is formed by etching at a depth C of about 0.25 mm on the left surface in FIG. A liquid supply port 23 for supplying liquid to the liquid supply port 23 communicates with a liquid application circuit 27 for supplying a large amount of liquid for supplying a large amount of liquid. Further, a liquid channel group 21 for minimal application is formed by etching at a depth D of, for example, about 0.15 mm on the right surface of the shim 9 in FIG. 1, and liquid is applied to the liquid channel group 21 for minimal application. The liquid supply port 25 for supplying the liquid is in communication with a minimum application hydraulic circuit 29 capable of supplying a minimum amount of application liquid.
[0024]
The shim 9 and the liquid channel groups 19 and 21 will be described in more detail. A shim 31 in FIGS. 2A and 2B shows one embodiment of a shim 9 that can be suitably used in an electrostatic liquid coating apparatus according to the present invention. The liquid flow path groups 35 and 37 are made of an etched metal sheet, for example, a stainless steel sheet.
[0025]
FIG. 2A shows a front view in which the liquid flow path group 35 for mass application is formed on one surface of the shim 31, and the liquid flow for minimal application formed on the other surface of the shim 31 is shown. The road group 37 has a similar shape. 2B is a longitudinal sectional view of the shim 31 in a state where the section along the oil sump 33 and the liquid flow path groups 35 and 37 is enlarged.
[0026]
The liquid channel group 35 for mass application will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. The oil sump 33 communicates with the liquid supply port 23 of the coating apparatus. The liquid flow path group 35 extends from the oil sump 33 and is arranged in a doubled form in which the liquid flow path group is bifurcated in multiple stages toward the downstream side. In the illustrated example, the two flow paths directly connected to the oil sump 33 are finally divided into 32 flow paths in order to branch into five stages. The interval between the channels located at both ends on the most downstream side corresponds to the liquid application radiation W, and can be, for example, about 50 mm.
[0027]
A relatively large circular opening 39 formed on both sides of the oil sump 33 in the shim 31 is for passing a fixing bolt to a support bracket or the like of the entire coating apparatus. In addition, relatively small oval-shaped openings 41 arranged at various locations in the outer edge of the shim 31 and in the adjacent region of the liquid flow path group 35 maintain the liquid tightness between the shim 31 and the adjacent nozzle blade 3. However, a set screw for assembling the device is passed through.
[0028]
The final flow outlets 43 and 45 of the liquid flow path groups 35 and 37 formed as described above have a rectangular shape. For mass application, for example, the flow width is 0.75 mm × the depth is 0. For ultra-small applications, for example, the channel width is 0.3 mm and the depth is 0.15 mm.
[0029]
Referring to FIG. 1 again, the hydraulic circuit for mass application 27 supplies a liquid from a liquid tank 51 through a liquid supply line 53 by a liquid pump 49 in which a liquid such as oil to be applied is rotationally driven by a liquid motor 47. When supplied to the port 23, the flow rate of the liquid is adjusted by a variable flow rate control valve 55 provided in the middle of the liquid supply line 53. The liquid supply line 53 between the liquid pump 49 and the variable flow control valve 55 is provided with an electromagnetic valve 57 for opening and closing the line 53 and a relief valve 59 for keeping the fluid pressure of the fluid pump 49 constant. It is installed.
[0030]
Further, the minimum application hydraulic circuit 29 supplies a liquid such as oil to be applied from the liquid tank 51 to the liquid supply port 25 through the liquid supply line 61 by the liquid pump 49 driven to rotate by the liquid motor 47. In doing so, the flow rate of the liquid is adjusted by a variable flow control valve 63 provided in the middle of the liquid supply pipe 61. Note that an electromagnetic valve 65 for opening and closing the pipe 61 is interposed in the liquid supply pipe 61 between the liquid pump 49 and the variable flow control valve 63.
[0031]
The liquid motor 47, the variable flow control valves 55 and 63, and the electromagnetic valves 57 and 65 are configured to be controlled by a control device 69, respectively. In addition, although the liquid is supplied to the liquid supply pipes 53 and 61 by the common liquid pump 49, as another example, the liquid is supplied to the liquid supply paths 53 and 61 by separate liquid pumps. You may comprise as follows. In this case, it is not necessary to provide an electromagnetic valve that opens and closes the pipes 53 and 61.
[0032]
With the above configuration, the object 17 is grounded and has a positive potential. Therefore, when a negative DC high voltage (around −60 to −70 kV) is applied to the shim 9 via the power connector 13, for example, the solenoid valve 57 is turned on by the controller 69 in the hydraulic circuit 27 for mass application. A large amount of liquid is controlled by the control device 69 by the liquid pump 49 and the variable flow control valve 55 and is supplied to the liquid supply port 23 through the liquid supply line 53. The liquid supplied from the liquid supply port 23 is shim. 9 are charged instantly while passing through the liquid flow channel group 19 on the mass application side, so that charges of the same polarity repel each other. As a result, the liquid is atomized as fine particles having a uniform particle diameter and sprayed evenly from the tip of the nozzle head 11 toward the object to be coated 17.
[0033]
The same applies to the extremely small application hydraulic circuit 29. The electromagnetic valve 65 is turned on by the control device 69, and an extremely small amount of liquid is supplied to the liquid supply pipe by the variable flow control valve 63 controlled by the liquid pump 49 and the control device 69. The liquid supplied to the liquid supply port 25 via the path 61 is charged instantly while passing through the liquid flow path group 21 on the minimal application side of the shim 9, so that it has the same polarity. Will repel each other. As a result, the liquid is atomized as fine particles having a uniform particle diameter and sprayed evenly from the tip of the nozzle head 11 toward the object to be coated 17.
[0034]
The variable flow rate control valves 55 and 63 and the electromagnetic valves 57 and 65 are controlled by the control device 69, so that the liquid flow path groups 19 and 21 on the large application side and the minimum application side of the shim 9 are controlled. Since the liquid can be ejected from only one of the liquid flow path groups 19 or 21, or the liquid flow path groups 19 and 21 on both the large volume application side and the minimum application side can be ejected, It is possible to eject a very small amount of liquid between the nozzle blades 3 and 5 onto one meniscus formed at the tip of each of the discharge ports 43 and 45 .
[0035]
As shown in FIG. 1, since the liquid is ejected from one meniscus even when the liquid is discharged from the liquid flow path groups 19 and 21 on both the large application side and the minimum application side. In addition, fine particles of uniform particle diameter charged to the same polarity charge are repelled from each other to form an atomized state and sprayed evenly from the tip of the nozzle head 11 toward the object 17 to be coated. The diffusion width A of the liquid on the object 17 is spread evenly according to the amount of liquid sprayed.
[0036]
Therefore, the phenomenon that the coating amount of the central portion of the coating width A is smaller than both sides as in the case of spraying from two meniscuses as in the conventional coating apparatus does not occur, and the liquid spray amount is reduced. The diffusion width A can be freely controlled by controlling from a very small amount to a large amount.
[0037]
3A and 3B, the shim 71 shows another embodiment of the shim 9 that can be suitably used for the electrostatic liquid coating apparatus according to the present invention. The oil sumps 73A and 73B and the liquid flow path groups 75A and 75B and 77A and 77B are made of a metal sheet obtained by etching, for example, a stainless steel sheet.
[0038]
FIG. 3A shows a front view in which the liquid flow channel groups 75A and 75B for mass application are formed on one surface of the shim 71, and is used for the minimal application formed on the other surface of the shim 71. The liquid channel groups 77A and 77B have the same shape. FIG. 3B is a longitudinal sectional view of the shim 71 in a state where the cross section along the oil sump 73A and the liquid flow path groups 75A and 77A is enlarged.
[0039]
Hereinafter, the liquid channel groups 75A and 75B for mass application will be described, and the liquid channel groups 77A and 77B for mass application are the same, and the description thereof will be omitted.
[0040]
The oil reservoirs 73A and 73B communicate with a pair of liquid supply ports 23 in the nozzle blade 3 of the coating apparatus. These liquid supply ports 23 are open / close valves (not shown) and manifolds (not shown) as shown in FIG. In addition, it is assumed that the liquid pump 49 is connected via a variable flow rate adjusting valve.
[0041]
The liquid flow path groups 75A and 75B act as capillary resistances, the resistance value is proportional to the length of the flow path, and the flow rate is inversely proportional to the square of the length. The application widths of the fluid discharged from the liquid flow path groups 75A and 75B are WA and WB, respectively. Therefore, by opening and closing the upstream opening / closing valve of each liquid flow path group 75A, 75B, the coating width of the shim 71 as a whole can be changed to WA, WB, WA + WB according to the object to be coated 17. It is.
[0042]
The relatively large circular openings 79 formed on both sides of the oil sumps 73A and 73B in the shim 71 are for passing fixing bolts to the support bracket and the like of the entire coating apparatus. A relatively small circular opening 81 arranged in the area adjacent to the oil sumps 73A and 73B is a stop for assembling the apparatus while maintaining the liquid tightness between the shim 71 and the adjacent nozzle blades 3 and 5. A screw is passed through.
[0043]
The shim 71 according to the embodiment shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B) has high shape accuracy because the liquid flow path groups 75A, 75B and 77A, 77B are etched on both surfaces, and is based on a resistance type. By adopting the uniform distribution method, the following advantages are manifested.
[0044]
First, since the shape accuracy is high and the flow path does not involve complicated branching, the total number of set screws is reduced to, for example, about ¼ as compared with the embodiment shown in FIGS. Is possible. When the electrostatic liquid application apparatus 1 of the present invention is used as, for example, a food liquid nozzle, the temperature conditions during use are important for maintenance because various additives are contained in the liquid to be discharged. It is necessary to clean the inside regularly for long-term use. In this case, if the total number of set screws in the electrostatic liquid applicator 1 can be reduced, the work efficiency of cleaning can be greatly improved, and the productivity of the entire factory is significantly improved.
[0045]
Further, the resistance-type uniform distribution method can change the resistance value and the flow rate by changing the length of the flow path, and the design change according to the application is very easy.
[0046]
4 (A) and 4 (B), the shim 83 shows still another embodiment of the shim 9 that can be suitably used in the electrostatic liquid coating apparatus 1 according to the present invention. 3A and 3B is basically the same as the embodiment shown in FIGS. 3A and 3B in that the oil sump 85 and the liquid flow path groups 87 and 89 are formed by etching on both sides, for example, a stainless steel sheet. Are identical.
[0047]
FIG. 4A shows a front view in which a liquid flow channel group 87 for mass application is formed on one surface of the shim 83, and the liquid flow for minimal application formed on the other surface of the shim 83 is shown. The road group 89 has a similar shape. 4B is a longitudinal sectional view of the shim 83 in an enlarged state of the section along the oil sump 85 and the liquid flow path groups 87 and 89. FIG.
[0048]
Hereinafter, the liquid flow path group 87 for mass application will be described, and the liquid flow path group 89 for extremely small application is the same, and the description thereof will be omitted.
[0049]
In the present embodiment, the liquid flow path group 87 is sequentially arranged from the central portion of the shim 83 toward both sides, and the liquid application width is, for example, from W1 = 20 mm by appropriately opening and closing the upstream opening / closing valve. It is possible to increase sequentially at intervals of 10 mm up to W7 = 80 mm. In FIG. 4A, an opening 91 for passing a fixing bolt is provided, and an opening 93 for passing a set screw is also provided.
[0050]
In the shim 83 according to the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, the liquid flow path groups 87 and 89 are divided into a plurality of groups corresponding to various application widths. By opening and closing, it is possible to discharge the liquid from the channel group belonging to the group selected in advance according to the required application width of the object to be coated 17.
[0051]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement in another aspect by making an appropriate change.
[0052]
【The invention's effect】
As can be understood from the description of the embodiment of the invention as described above, according to the invention of claim 1, since the discharge flow path groups having different depths are formed by etching on both sides of the shim, The amount of liquid discharged from the discharge channel group can be controlled from a small amount to a large amount, and the diffusion width can be easily controlled from small to large. Moreover, even if the liquid is discharged from the two discharge flow path groups, the liquid is sprayed from one meniscus formed at the tip of each discharge port between the pair of nozzle blades, so that the coating amount in the central portion is not reduced and is equal. Can be sprayed on. Therefore, the entire system can be configured compactly. Moreover, since a highly accurate discharge channel group can be formed by etching, the amount of liquid application can be performed with high accuracy and high efficiency. Furthermore, with a single nozzle blade, it is possible to easily carry out high-precision and high-efficiency application from extremely small amounts to high amounts.
[0053]
According to invention of Claim 2 , application | coating according to the required application | coating width in a to-be-coated body can be performed easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrostatic liquid coating apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of a shim used in an electrostatic liquid coating apparatus.
FIG. 3 is a front view showing another embodiment of a shim used in the electrostatic liquid coating apparatus.
FIG. 4 is a front view showing another embodiment of a shim used in the electrostatic liquid coating apparatus.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a conventional electrostatic liquid coating apparatus.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of another conventional electrostatic liquid coating apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic type liquid coating device 3,5 Nozzle blade 9 Shim 11 Nozzle head 13 Power supply connector 17 Coated body 19,21 Liquid flow path group (discharge flow path group)
23, 25 Liquid supply port 27 Hydraulic circuit for large volume application 29 Hydraulic circuit for very small application 31 Shim 33 Oil sump 35, 37 Liquid flow path group 49 Liquid pump 53 Liquid supply line 55 Variable flow control valve 57, 65 Electromagnetic Valve 61 Liquid supply line 63 Variable flow control valve 69 Control device

Claims

A nozzle head made of an electrically insulating material having a pair of nozzle blades facing each other across a slit is provided, and a shim made of one conductive material is placed in contact with the inside of the pair of nozzle blades in the slit. the liquid toward a coated body respectively between the both sides etched to each other different depths surface and said each nozzle blade surface of the shim discharge all rather with, one of the meniscus at the tip of each outlet A discharge flow path group to be formed is provided, a liquid supply path communicating with each discharge flow path group is provided, and a control device for controlling the amount of liquid supplied to each liquid supply path is provided. Ri Na provided an electrode for applying a reverse polarity voltage, while a small amount for coating the discharge channel group depth is less of a discharge flow path groups both sides of the shim, a large depth while a large amount Electrostatic liquid applying apparatus, which is a fabric for discharge channel group.

Each discharge channel group is divided into a plurality of groups corresponding to various application widths so as to discharge liquid from the discharge channel group belonging to a group selected in advance according to the required application width of the object to be coated. The electrostatic liquid coating apparatus according to claim 1, wherein