JP4623339B2

JP4623339B2 - 微粒子の塗布方法

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Publication number: JP4623339B2
Application number: JP2000249068A
Authority: JP
Inventors: 正文松永; 雄二西山; 幸起寺尾; 輝斉藤
Original assignee: ノードソン株式会社
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002028559A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体又は溶融体の塗布方法に係わり、詳細には液体又は溶融体の通常のスプレイ粒子径より更に微細な粒子すなわち微粒子として塗布する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
走行する被塗物に、液体や溶融体等を塗布すめために、エアレススプレイや、二流体スプレイ等のスプレイ方法がその簡便さからよく用いられている。ところが、スプレイ作業につきものの、オーバースプレイやリバウンド粒子を低減させる良い方法は依然としてみつかっていない。
【０００３】
たしかにスプレイ粒子を帯電させて、被塗物に塗布させる静電塗装方法は、塗着効率が向上したため、一般の塗装分野で良く用いられるようになったが、被塗物のスピードが速くなれば塗着効率は極端に低下することが知られている。また通常のスプレイ塗布に適用されるスプレイ粒子径は、一般的に２０〜１２０μｍであるが、このスプレイ粒子径より一桁小さい粒子径、すなわち微粒子となると、ほとんど付着しない状態であった。また通常のスプレイ方法では、ウエットで膜厚が１０μｍ以下の安定した膜をつくりだすことは難しかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
被塗物のスピードが速い場合、微粒子の塗着効率が低下するのは、被塗物上の気流に起因する。微粒子供吐出口から噴出する微粒子スピードが遅いと、気流がバリヤーになり被塗物までなかなか到達しないし、微粒子スピードが速くても、気流に巻き上げられるため、塗着効率は著しく低下する。
【０００５】
本発明は、前述した問題点に鑑みなされたもので、微粒子をつくりだし、ウエットでも薄膜塗工を可能にし、小さなスペースで、高い塗着効率を得る方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明では次のような方法とした。すなわち、被塗物（８）の面上に被塗物の移動方向の上流から下流にかけて順に、被塗物面上に発生する乱流を防止するための第一の循環移動体（１）と、液体又は溶融体の微粒子吐出口（１０）と、第二の循環移動体（２）とを配設し、該第一の循環移動体及び該第二の循環移動体は該被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とし、微粒子吐出口から噴出した微粒子を該第二の循環移動体によってリバウンド流を押さえ込みつつ被塗物面上に塗布することを特徴とする、微粒子の塗布方法とした。
【０００７】
また前記方法において、液体又は溶融体の微粒子吐出口（１０）を被塗物の移動方向に対し横切るようにトラバースさせつつ塗布することを特徴とする、微粒子の塗布方法とした。
【０００８】
また、被塗物（８）の面上に被塗物の移動方向の上流から下流にかけて順に、被塗物面上に発生する乱流を防止するための第一の循環移動体（１）と、液体又は溶融体のスプレイ発生装置（４）と、第二の循環移動体（２）とを配設し、該第一の循環移動体及び該第二の循環移動体は該被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とし、スプレイ発生装置（４）から噴出した液体又は溶融体のスプレイ流（５）の全てを少なくとも第一の循環移動体（１）又は第二の循環移動体（２）のいずれか片方の循環移動体に衝突させて微粒子（６）を発生させ、該微粒子を該第二の循環移動体によってリバウンド流を押さえ込みつつ被塗物面上に塗布することを特徴とする、微粒子の塗布方法とした。
また、前記塗布方法において、さらに、該少なくとも第一の循環移動体（１）又は第二の循環移動体（２）のいずれか片方の循環移動体は、該スプレイ発生装置（４）から噴出した液体又は溶融体のスプレイ流（５）の衝突面を、衝突して発生した微粒子が該衝突面上を被塗物移動方向の下流側に向けて案内されさらに被塗物面上に向けて供給されるように、傾斜させて設けたことを特徴とする、微粒子の塗布方法とした。
【０００９】
また前記方法において、液体又は溶融体のスプレイ流を被塗物の移動方向に対し横切るようにトラバースさせつつ、少なくとも第一の循環移動体又は第二の循環移動体のいずれか片方の循環移動体にスプレイ流を衝突させて微粒子を発生させるようにしたことを特徴とする、微粒子の塗布方法とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
従って、上流の第一の循環移動体と被塗物との速度差を０又はそれに近づけると、気流の発生を防ぐので、微粒子であっても高い効率で被塗物に付着させることができる。またリバウンドした粒子は、下流の第二の循環移動体に押さえられつつ塗着するので、塗着効率は更に向上する。
【００１１】
更に請求項の３及び４の発明では、スプレイ流を循環移動体に衝突させて微粒子を発生させ、被塗物に薄膜で塗布できるので、微粒子生成装置を別途設けなくてもよいので、一石二鳥の効果がある。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明による微粒子の塗布方法の第一実施例に関する全体構成を示す図であり、被塗物８の移動方向の上流から順に、第一の循環移動体１と、液体又は溶融体の微粒子吐出口１０と、第二の循環移動体２等が配設されている。そして走行する被塗物８に向けて、図外の微粒子生成装置で発生させた微粒子６を、微粒子塗出口１０に誘導し該微粒子吐出口１０から吐出させ、被塗物８の面上に薄膜７が形成される。ここでいう微粒子とは、数値を特に限定するものではないが、粒子径がおよそ１５μｍ以下のものをいい、いわゆるサブミクロン以下の超微粒子も含むものとして用いている。
【００１３】
微粒子生成方法については、既に、微粒子を帯電させたり結露させたりしながら塗布する方法と共に、本発明者等が特開昭６３−９３３６６号、特開平２−１８９１５９号、特開平１−３１０７３５号、特開平１−３０４０６９号、特開平２−２２９５６２号等で詳細を説明しているので、それらを参照して頂くとしてここでの説明は省略する。また本発明では、微粒子に帯電あるいは結露の有無を特に限定するものではなく、それは被塗物の種類や液体や溶融体の種類によって自由に選択されるべき事項であり公知技術といえる。
【００１４】
微粒子、特に粒子径の小さい超微粒子になると、停止している被塗物に対して、静電気的に帯電させるか結露させて、はじめて被塗物に満足いく値で付着させることができる。ところが、微粒子にしても超微粒子にしても被塗物の移動速度が増すほど、被塗物面上に気流又は乱気流が発生し、微粒子の付着を妨げる。たとえ静電気的に帯電させたとしても付着率は低下する。
【００１５】
この現象は被塗物８の速度が毎分２０メートル以上になると、顕著に現れる。
そのため本発明では、微粒子塗出口１０の上流側に第一の循環移動体１を配置した。被塗物８と循環移動体１との隙間をゼロ、あるいは数ミリメートル以内にすると、乱流の発生を防止できるので、微粒子の付着率は向上する。更に本発明では、微粒子吐出口１０の下流側に第二の循環移動体２を配置した。これにより微粒子のリバウンド流を押さえ込みつつ、被塗物に微粒子を付着させることができるので、付着効率は一層向上する。
【００１６】
一部の微粒子は、循環移動体１及び２に付着するが、それらはスクレーパ９によって掻き取られる。また更に微粒子に静電気帯電等を付加させれば、前述した被塗物停止時の付着効率の結果に近い値を得ることができる。更により良い結果を期待するには、被塗物８と循環移動体１及び２との速度差をゼロ、あるいは±２０％以内にすることが望ましい。
【００１７】
図２の実施例は、微粒子吐出口１０に代えて、液体又は溶融体のスプレイ流を循環移動体に衝突させて、微粒子を得、その微粒子を被塗物面上に塗布するものである。すなわち、少なくとも循環移動体１及び２のうちのいずれかに、スプレイ発生装置４（以下ノズルという）によりスプレイしたスプレイ流５を衝突させる。するとスプレイ粒子に比べてはるかに小さい微粒子６を発生させつつ、被塗物８の面上に薄膜７を形成させる。循環移動体１及び２に付着した一部の微粒子は、スクレーパ９によって掻き取られる。
【００１８】
スプレイ流５は、エアレススプレイ、二流体スプレイ、回転霧化ヘッドによるもの等、特に限定されるものではない。また第一の循環移動体１は、被塗物面上の乱流発生防止の役割を、また、第二の循環移動体２は、微粒子のリバウンドを押さえ込む役割を果たすことは、図１に示した実施例と同様である。
【００１９】
広幅の被塗物に対して複数のノズル４を配設し、被塗物の全幅をカバーさせるようにすることができる。その場合複数個のノズル４から噴出する各々のスプレイ流５のラップ部の干渉を防止するために、例えば横方向の奇数順のスプレイ流５を第一の循環移動体１に、また偶数順のスプレイ流５を第二の循環移動体２に衝突させることにより、ラッフ部の干渉を滑らかにすることができる。また、ノズル４と循環移動体１及び２のスプレイ流の衝突箇所との距離は、衝突エネルギーを大きくし、より微細粒子を発生させるため、１００ミリメートル以下が望ましい。
【００２０】
また、被塗物８の速度が毎分２０メートルを越える場合には微粒子６をより付着させやすくするため、微粒子６が方向性を失わなくなる距離を維持する必要がある。そのときの上記衝突箇所と、被塗物８の距離は、５０ミリメートル以下が望ましい。また、リバウンド微粒子は、別途電極を設けて帯電させ、より付着性を高めることも可能であり、場合によっては循環移動体そのものに電極としての機能を付加し、リバウンド粒子を静電気的に帯電させてもよい。
【００２１】
また、低速のラインスピードのときは、少なくとも１個のノズル４及び弁機構を有するガン３を被塗物８の移動方向に対して横切るようにトラバースさせつつ、スプレイ流５を循環移動体１及び２に衝突させて微粒子を発生させ、被塗物に薄膜を形成させてもよい。そして、被塗物の移動速度に対してトラバースの頻度を高めれば、微粒子のパターンの一部が塗り重ねになり、より均一な膜厚が形成される。
【００２２】
循環移動体はベルトあるいはロールでもよく、またそれ等に限定されるものではない。例えば、紙やプラスチック等のウエブやコイルをワンウエイにベルト代わりのダミーとして用い、繰り返し使用してもよい。また、微粒子を塗布して薄膜を形成する場合、大気圧中では空気層が邪魔をして安定した薄膜を形成することが困難であることは、公知であり、本発明ではより安定した薄膜を形成させるため、真空中で塗布するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の微粒子の塗布方法によれば、微粒子の塗布に当たって、被塗物の移動スピードが速い場合でも、被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とした第一の循環移動体の作用によって被塗物上の気流に起因するバリヤーの発生もなく、また気流に巻き上げられて塗着効率を低下させることもないので高い塗着効率が得られる。また、被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とした第二の循環移動体によってリバウンド粒子を押さえ込みつつ被塗物面上に塗布するので、塗着効率を一層向上させることができる。
さらに、該微粒子を液体又は溶融体のスプレイ流を循環移動体に衝突させて発生させる場合において、該スプレイ流の循環移動体への衝突面を、衝突して発生した微粒子が該衝突面上を被塗物移動方向の下流側に向けて案内されさらに被塗物面上に向けて供給されるように、傾斜させて設けた場合は、発生した微粒子を円滑に被塗物面上に円滑に導くことができ、被塗物面上に確実に塗布するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による微粒子の塗布方法の第一実施例を示す図。
【図２】本発明による微粒子の塗布方法の第二実施例を示す図。
【符号の説明】
１…第一の循環移動体、２…第二の循環移動体、３…ガン、４…ノズル、５…スプレイ流、６…微粒子、７…塗膜、８…被塗物、１０…微粒子吐出口。

Claims

被塗物（８）の面上に被塗物の移動方向の上流から下流にかけて順に、被塗物面上に発生する乱流を防止するための第一の循環移動体（１）と、液体又は溶融体の微粒子吐出口（１０）と、第二の循環移動体（２）とを配設し、該第一の循環移動体及び該第二の循環移動体は該被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とし、微粒子吐出口から噴出した微粒子を該第二の循環移動体によってリバウンド流を押さえ込みつつ被塗物面上に塗布することを特徴とする、微粒子の塗布方法。
液体又は溶融体の微粒子吐出口（１０）を被塗物の移動方向に対し横切るようにトラバースさせつつ塗布することを特徴とする、請求項１に記載された微粒子の塗布方法。
被塗物（８）の面上に被塗物の移動方向の上流から下流にかけて順に、被塗物面上に発生する乱流を防止するための第一の循環移動体（１）と、液体又は溶融体のスプレイ発生装置（４）と、第二の循環移動体（２）とを配設し、該第一の循環移動体及び該第二の循環移動体は該被塗物に面する側の移動方向を該被塗物の移動方向と同方向とし、スプレイ発生装置（４）から噴出した液体又は溶融体のスプレイ流（５）の全てを少なくとも第一の循環移動体（１）又は第二の循環移動体（２）のいずれか片方の循環移動体に衝突させて微粒子（６）を発生させ、該微粒子を該第二の循環移動体によってリバウンド流を押さえ込みつつ被塗物面上に塗布することを特徴とする、微粒子の塗布方法。
さらに、該少なくとも第一の循環移動体（１）又は第二の循環移動体（２）のいずれか片方の循環移動体は、該スプレイ発生装置（４）から噴出した液体又は溶融体のスプレイ流（５）の衝突面を、衝突して発生した微粒子が該衝突面上を被塗物移動方向の下流側に向けて案内されさらに被塗物面上に向けて供給されるように、傾斜させて設けたことを特徴とする、請求項３に記載された微粒子の塗布方法。
液体又は溶融体のスプレイ流を被塗物の移動方向に対し横切るようにトラバースさせつつ、少なくとも第一の循環移動体又は第二の循環移動体のいずれか片方の循環移動体にスプレイ流を衝突させて微粒子を発生させるようにしたことを特徴とする、請求項３又は４に記載された微粒子の塗布方法。