JPH01104363A - スプレー塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塗料を微小液滴とし被塗布物上に塗膜を形成
するスプレー塗布装置に関する。

Ｃ従来技術〕 塗料を微小液滴とし被塗布物に塗膜を形成する成膜方法
、いわゆるスプレー塗布装置における成膜性は被塗布物
上に液滴が付着後、液滴と被塗布物の表面張力により付
着直後の液滴が平滑化され成膜される。かかる成膜機構
からみると、被塗布物上の塗膜にピンホールとか凹凸あ
るいはゆず膚などと称される、いわゆる欠陥の少ない優
れた塗膜を得るには、 ■液滴が平滑化されやすいこと。すなわち塗料と被塗布
物の表面張力が小さく、流動性が大きいこと。

■液滴の大きさが不均一であると大粒径の液滴が十分に
平滑化されないので、塗膜に凹凸やゆず膚状のムラを生
ずる。従って液滴の大きさが均一な粒径であること。

■塗料と被塗布物の表面張力、塗料の流動性による平滑
性以外に液滴の大きさを小さくすること、および液滴間
の間隔を接近させること、すなわち液滴密度を高（する
ことで平滑化を容易にすること、 ■塗膜の撹乱要因を少な（することにより、たとえば塗
膜に空気が吹きつけられるとか、高速で液滴が被塗布物
に堆積するなどの撹乱要因を小さくシ、平滑化したのち
塗膜の乱れを少なくし均一に維持すること。

■液滴が霧化源から被塗布物に直接堆積すること、すな
わち霧化源から発生した液滴が相対的に長時間ただよっ
たもの、あるいは反射などにより被塗布物上に堆積する
、いわゆる間接的な液滴は直接的な液滴より経過時間が
長いため塗料の組成が変動し平滑化が困難となり、塗膜
にブツ等の欠陥を作ること。

などが重要な要因である。

しかしながら、液体を微小液滴とするときに数Ｋｇ〜十
数Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”程度の高圧エアーを用いるエ
アーガン方式では、霧化するときの高圧エアーにより成
膜後の塗膜が流れたり、表面に凹凸を形成したり、また
、高圧エアーの被塗布物からのはねかえりによる液滴の
飛散物が多く、該飛散物の面付着によるブツの発生など
のために満足な塗膜が形成され難い。

一方、このようなエアーガンの欠陥をおぎなうために、
塗料を液滴とするときに直接エアーを用いない成膜方法
（九士魂母旨高圧力を印加する加圧装置の駆動、もしく
はその他の作動動力源としてエアーを用いる場合も直接
にエアーを用いたと称さない）、たとえば塗料に直接２
０〜２００Ｋｇ／ｃｍ”程度の高圧力を印加し、微小ノ
ズルから吐出することにより霧化成膜する、いわゆるエ
アーレスガン方式等においては霧化時に高圧エアーを要
しないことから液滴の被塗布物による散乱しかなく、塗
料の利用効率が５０〜６０％へ高まる特徴を有するが、
基本的に微小ノズルの形状最適化、および圧力の最適化
だけでは、エアーガンにみられる液滴よりも液滴粒子径
が大きく、また粒子密度が粗である。

また塗料の圧送時に管壁との粘性抵抗による局部的圧損
により霧化圧の損失を生じ、必然的にノズル最外部の霧
化状態が悪く、径の大きな液滴、すなわち粗大液滴が発
生する、いわゆるテールと言われている部分が発生する
。したがってエアーレスガンは液滴の粒子径が大きく、
液滴密度が粗なこと、および粗大液滴が発生することか
ら成膜状態に多数の欠陥を発生しやすい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は塗料を微小液滴とし、被塗布物上に塗膜を形成
するスプレー塗布装置において塗膜の欠陥を除去するこ
とを目的としている。

また本発明は、塗料の利用率を格段に高める装置を提供
すること′を目的としている。

〔問題を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、塗料を霧化源より吐出して微小液
滴とし、被塗布物上に塗膜を形成するスプレー塗布装置
において、霧化源の前方にスリット状の開口部が配置さ
れ、霧化源から吐出した微小液滴の一部がスリット状の
開口部より導出するようにせしめたことを特徴とするス
プレー塗布装置である。

直接にエアーを用いることなく液体を微小液滴とする霧
化源の特徴は、既でに述べているが、液体に圧力を印加
しく一般的には２０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ２程度）、微小
吐出ノズルから吐出されたときに急激に圧力がとりのぞ
かれるために霧化状態になるのである。

直接にエアーを用いないとは、液体が液滴に変化すると
きに、液滴の生成部所において液滴の生成をエアーに依
存しないことである。

したがって、霧化しだ液滴の粒径９粒子密度等の霧化状
態は霧化前の液体に加わる実圧力に比例す゛ることにな
る。すなわち、実圧力が高ければ液滴の粒径が細かく、
粒子密度が高く、霧化状態が良好になるが、実圧力が低
（なると液滴の粒径が大きく、粒子密度が粗く霧化状態
が悪いことになる。一般に液体は、気体と比較すると、
非常に粘性抵抗が大きいので、微小吐出ノズルから霧化
するときに、ノズル壁と液体の粘性抵抗によりノズル壁
近傍の液体に圧損を生じ、実圧力が低下することになる
。その結果、ノズル壁近傍の液体の霧化状態が悪くなり
、この部分の液滴により成膜状態を悪くしているのであ
る。従って、ノズル壁近傍から発生する液滴をとりのぞ
（ことが成膜状態を高める最も重要な点である。

液滴の粒子分布は、霧化圧力の圧損がノズル壁と液体の
粘性抵抗により生ずるものであり、ノズル壁に近接した
領域で特異的に発生することから、霧化源から放射状に
飛翔する液滴の外周部に多く分布する。従って、霧化源
からスリットを設定する位置、霧化圧力、吐出ノズル等
の条件によるが、液滴が分布する領域において、圧損に
より霧化状態が悪い外周部７を除去するように、スリッ
トの開口部を液滴の分布領域より小さく、かつ圧損によ
る影響を除去するように適宜設定することにより、霧化
状態のすぐれた液滴８のみを選択的に導出し、成膜する
ことが可能となる。

尚、スリットの形状に関しては、被塗布の形状、液滴の
分布断面形状、霧化条件の良好な液滴領域等により、第
１図１の形状の他に円形、長方形、正方形１台形、三角
形、５角形。

６角形９等種々の形状が可能である。

その結果、従来のように霧化状態の悪い液滴からの成膜
による膜欠陥が完全にとりのぞかれることになる。また
スリットの開口部を被塗布物の塗布断面よりも小さくす
ることによりスリットから導出した液滴を総て被塗布物
上へ付着させることが可能となるため、液滴飛散による
塗料の損失が非常に少な（なり、スリットで除去された
塗料は再使用すれば、これまでこの種の成膜方法として
一般的に言われていた塗料利用率、すなわち被塗物上の
塗膜に使用される塗料の割合は５０〜６０％であったも
のが、はぼ１００％にすることが可能である。

またスリットから導出された塗料が飛散なく総て被塗布
物上に成膜されるため飛散した粒子の再付着などによる
塗膜表面のブツ発生がとりのぞけ、塗膜の欠陥がきわめ
て少ない特長を有することである。

特に被塗布物上に形成される塗膜の膜厚がゴミ等の直径
の倍以下に設定されるとき、もしくは塗膜の膜厚が２０
０μｍ以下のとき、あるいは形成する塗膜に電圧を印加
するような場合、たとえば電子写真複写方式を利用した
複写機等に用いられる電子写真感光体を塗布で作成する
場合などのときゴミ等の影響が発生しやす（、また電圧
を印加する場合ゴミ等を媒介としてピンホールが発生す
るので、本発明の効果が著しく得られる好例である。

実施例−１ 長さ２５５　ｍｒｒ＋、直径６０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ
の円筒シリンダーの外表面にε型銅フタロシアニン１０
部、数平均分子量２万のビスフェノールＺ型ポリカーボ
ーネート樹脂９０部をシクロへキサノン１５００部に分
散溶解した塗料（ε型銅フタロシアニンの平均分散粒子
径は０．０６μｍ）を第２図、第３図に示すような６か
ら圧力４０　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２で吐出した。霧化
ノズルから１０ｃｍの位置における液滴の分布は、長袖
１０ｃｍ、短軸３ｃｍのだ円形に分布した。

不良液滴７は長袖において外側１ｃｍ、短軸において外
側０．５ｃｍ分布している。霧化ノズルから１０ｃｍの
ところに第４図のようにスリットを長軸方向に５ｃｍ５
短軸方向に１．５ｃｍの幅で設けた。

シリンダー９はシリンダー表面とスリット間が１０ｍｍ
になるように位置し、２０Ｏｒｐｍで回転した。

スプレー装置は、シリンダーの長袖方向に沿って、シリ
ンダーの上端から下端まで均一に移動させ、霧化ノズル
から８０ｍｆ／分で塗料を吐出し、シリンダー表面に均
一に塗膜を形成した。

１００℃、６０分間加熱乾燥し、電子写真感光体とした
。

比較例−１ 実施例−１における条件で、スリットを設けることなく
塗膜を形成し電子写真感光体とした。

上記電子写真感光体を一次帯電＋５ＫＶのコロナ帯電条
件、および負極性の現像剤を用いて画質特性を評価した
。

結果 実施例−１比較例−１ ■スプレー移動速度　　　　　　５００面Ｖ分　　１０
００ｍｍ／分■塗膜の１０点平均表面アラサ　　　　０
．３μｍ　　　　２μｍ■表面状態　　　　　　　　　
　鏡　面　　　ゆず膚■ゴミ・ブツ　　　　　　　　　
　Ｏ／１０ｃｍ”　　　１０＝＋／Ｌｏａｍ”■塗料利
用率　　　　　　　　　　９８％　　　　５０％■画像
欠陥 白ポチ　　　　　　　　　　　Ｏ／１０ｏＮ　　　　８
＋／１０　ａｍ”黒ポチ　　　　　　　　　　　０／１
０ｃＸ　　　　２：１４０ｃｍ”■クリーニング性　　
　　　　　　　　　良　　好　　　凹部にトナーが残留
し画質の低下 ■耐久性　　　　　　　　　　　　　　良　　好　　　
トナーが表面に固着（１万枚コピー後の表面状態） 以上の点で本発明にもとづ〈実施例−１は優れた効果を
得られたことが明らかである。

実施例−２ 霧化ノズルからの距離１０ｃｍの位置での液滴分布が半
径１０ｃｍの円形で、外周部から内側２ｃｍの領域に粒
径の粗大な液滴が分布している。スリットを半径２ｃｍ
の円形で中央部に設けた（第５図参照）。

他の条件は、実施例−１および比較例−１と同様にして
電子写真感光体を作成したところ、実施例−１および比
較例−丁と同様の結果が得られ、実施例−２においても
本発明の効果は明らかであった。

実施例−３ 霧化ノズルからの距離１０ｃｍの位置での液滴分布が長
袖８ｃｍ、短軸５ｃｍのた円形で、液滴分布の長袖とド
ラムの軸方向が直角に位置している。

外周部から内側１ｃｍの領域に粒径の粗大な液滴が分布
している。

スリットを液滴分布の長袖方向に４ｃｍ。

短軸方向に２ｃｍ、液滴の中央部に設けた（第６図参照
）。

他の条件は実施例−１および比較例−１と同様にして電
子写真感光体を作成とだところ、実施例−１および比較
例−１と同様の結果が得られ、実施例−３においても本
発明の効果が確認できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、欠陥のない平滑
な塗膜を形成することができ、また、塗料の利用効率を
著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスプレー塗布装置の外観図、第２図は
本発明のスプレー塗布装置で塗布する概略図、第３図は
本発明のスプレー塗布装置を用いたシステム図、第４図
、第５図、第６図はスリット形状と霧化状態分布図であ
る。 １は蓋、２はスプレー吐出スリット、３はスリット治具
、４は塗布液回収孔、５は霧化源、６は霧化ノズル、７
は除去される液滴領域、８は被塗布物に導出される液滴
領域、９は被塗布物（ドラム）、１０は塗料供給０Ｎ−
ＯＦＦスイッチ、１１はスイッチ用エアー供給管、１２
は昇圧用エアー供給管、１３は昇圧ポンプ、１４は回収
液戻り管、１５（！塗料及び塗料槽、１６は塗料供給管
、１７は塗料供給管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗料を霧化源より吐出して微小液滴とし被塗布物
   上に塗膜を形成するスプレー塗布装置において、霧化源
   の前方にスリット状の開口部が配置され、霧化源から吐
   出した微小液滴の一部がスリット状の開口部より導出す
   るようにせしめたことを特徴とするスプレー塗布装置。
2. （２）微小液滴の主成がエアーの直接の作用によらない
   特許請求の範囲第１項記載のスプレー塗布装置。