JPH01310759A

JPH01310759A - 液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法

Info

Publication number: JPH01310759A
Application number: JP14020088A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Matsunaga; 正文松永
Original assignee: Nordson KK
Current assignee: Nordson KK
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1989-12-14
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2673440B2

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】［産業上の利用分野］＝７＝本発明は液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法とその
装置に係る。

［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、それらのスプレィを硬板（Ｌ２５）
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、エアレススプレィにおいては、
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１
−ノズルを使用した場合においては、粒径は更に小さく
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．．７３
ｃｃ／分とし、またノズルと液面との距離を３００１ｆ
ｆ１１、スプレィパターンの底部の幅を２５０ｎｒｎ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、スプレィパターンの両端方向に
テイル現象が発生し易く、回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］」二連のように、スプレィ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ィ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ィ用ノズル（１２２）
よりスプレィし、それを硬い板（１２５）に打ち当てた
場合、スプレィ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。そしてヌ、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。

これがスプレィ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
ィ流を下方に滞溜している液体又は溶融体の而そのもの
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、」二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へると、は乙かに軟かいので、
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、速動エネルギもより大となり、軟
かい液体面」二においても、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」二確かめられた
のである。そしてそれら微粒子は気体の中に分散して煙
霧体となってい否ので、これらを塗布する場合には、上
記スプレィ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ィを断続的に
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ィ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
法とその装置とである。

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、スプレィ用ノズル（２）を下方に向けてスプレ
ィ（ｓｐ）する。該チャンバ（１）の底部は」二記と同
種の液体（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
（ＬＳ）Ｊ二に上記スプレィ（ＳＰ）ｆｆｌを打ち当て
る（第２図参照）。スプレィの中の粒子（Ｐ）は該液面
（Ｌｓ）に衝突し、破砕し、細かくなって液面」二方に
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」二のものをＰ□とする。

同チャンバ（１）内の気体は、」−記ノズルより後続す
るスプレィによって上昇気流（ＣＧ）となり（第４図参
照）、表面積／重量の比較的太きいもの、例えば上記１
０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」二昇する。他方、表面積／重量の上記のも
のより小なるもの例えば１０ミクロン以上の微粒子（Ｐ
、）は、比較的空気抵抗即ち浮揚力が小であるため、」
二記上昇気流（ＣＧ）に逆らって降下する。即ち」二記
」−昇気流のある速度によって」−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ィ
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Ｅ、シた微粒子（ｐ）の含
まれた気体即ち煙霧体は、」二記チャンバ（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（Ｐ、）は同
種の液体の面（ＬｓｌＪ：に達し、同液体（Ｌ）に吸収
され、−時貯えられる。そして」二記スプレィの回路上
のタンク内に戻され、繰返しスプレィされるのである。

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Ｗ（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、上記スプレィを断続的に行な
うことによって単位時間的には稀鐸され、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、密度を天分の三に薄めたいとき
には、５０サイクル即ち１サイクル２０ｍ５（ミリ秒）
の時間において、スプレィ“開“を　１２＋ｎｓ、スプ
レィ”閉′を８ｍｓとして、スプレィを断続的に行なえ
ばよく、また天分の−に８９したいときには、第５Ｂ図
に示すように、スプレィ′開′を４−ｍ５．’閉′を１
６肥とすればよい。これら断続時間及びサイクルの選定
はパルスコン１−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
）の而」二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（」）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。

様である。このようにして微細化した粒子（Ｐ□）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くＰ□→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液の
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１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、テ
ィ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。水液の場合、」二連の薄液と若
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
スプレィ（ｓｐ、）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
けの精子（ｐｐ、）、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（Ｐｆｌ）、液体だけの微粒子（ｐ（１）
、液体と固体の微粒子との混合した粒子（Ｐｐｌ）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（ｐＱ）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、」二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
スプレィ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」二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へる。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。これらをスプレィした場合、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、」二記第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ィするには、二流体スプ
レィとエアレススプレィとの工法があるが、それらには
何れも特父があるので、それらについて説明する。

元来、二流体スプレィとは、そのスプレィに当って相当
（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、エアレススプレィにおいては、スプレィに当って
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、スプレィとは切り離して、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
レススプレィの場合には、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、即ちスプレィする液面の
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ィの
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九らを整理して列挙する。

］）　スプレィが、エアレススプレィ又は補助エア付き
エアレススプレィ或いは又、それらのホット式であるこ
２）　スプレィが、二流体スプレィ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２５１１１／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Ｍ　
（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）　スプレィパターンの開き角度が７０度以」二であ
ること。これは特にエアレススプレィの場合、そのスプ
レィ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）　スプレィ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）エアレススプレィの場合、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８！濁液のスプレィにおいて、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ィ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
懸濁液をスプレィし、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ィにおいては、同装置の
回路を循環式とすること。理由は、断続スプレィにおい
て、非循環式の場合、スプレィ″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。

】４）　　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、はぼ中間部にエアレススプレィ
装置（２６）のスプレィ用ガン（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、その先端にスプレィ用ノズ
ル（１２）を下向き設け、該ノズルと上記ガン（ＬＸ）
とを配管接続し、更に該ガンはタイマ又はパルスコン１
−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（４５）を介してエアレススプレィ
装置のタンク（１９）に導かれる。該タンクよりは従来
のエアレススプレィ配管（２７）により、ポンプ（２８
）、フィルタ（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
ィの場合は、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」二記タンク（１９）より
レギュレータ（２２）等を介して、またスプレィ用気体
供給装！（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（」
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７５■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、エアレススプレィの場合には、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
（３０）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、必要により該目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、スプレィ用ノズル（１２）
からチャンバ（１１）向上部までの高さ（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（Ｈｌ）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Ｍ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（
Ｏｂ）の載せら九るコンベア（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ィ及び二流体スプレィ双方の装置に
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ィ回路配管上には、
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ィ装置の場合には、スプレィ回路を
循環式（６３）とすることが望ましい。

［作用コ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ィ装ｆｉｌ＜２６）又はエアス
プレィ装置（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ィ（ｓ　ｐ）される。即ちそれらの
〃断〃の時間を除いて、液体はスプレィされ、その流れ
は液溜室（１５）内に滞溜している液体（Ｌ）の面（Ｌ
ｓ）上に打ち当てられる。」二記スプレィノズル（１２
）と液面即ちレベル（Ｌｓ）との距離（Ｆ）は７５ｍｎ
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。

上記スプレィ（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ィにおけるスプレィ流に
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」二のものは、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、
上記上昇気流の速度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ィにおけるスプレィに
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」１昇気流を発生せしめなければならない。即ち導入
気体供て必要とする気体量が、チャンバ（Ｊｌ）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２００ｎｏ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」二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
、スプレィノズル（１２）以前の各種スプレィ装置（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。

」二連の溶液及び乳濁液、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１．０
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」二連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−
６＝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（ｐＨ）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（ｐｎ）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（ｐ　ｓ、
）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、主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（ｐ　
ｓ、）の累積したものを加熱により溶融して液状として
、第１３Ｂ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、間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
」二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。

［実施例コその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
流しくＣＧ、）、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（Ｃａ、）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」二の微粒子を含む煙霧体は、煙霧体
１１４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（○ｂ、）面上に塗着されるのである。

その２９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」６図に示すように
チャンバＤｏｉ）の上方部を開口し、該開口部（Ｌ（１
６）を通して、即ちチャンバ（１０１）内部より」二方
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）の而」二に微粒子を静電気
的に塗布する装置である。

その３．第１７図参照。本実施例は上側におけるように
、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。スプレィノズ
ル（１１２）も斜め下方に向けてあり、最もコンバク１
〜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、エアレススプレィ装置にお
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。即ちスプレィの〃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６０本発明の方法の項にて説明したように、スプレ
ィノズル（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１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。−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、それからりレイ（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（４ｏ）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７０本装置において、エアレススプレィを行なう場
合には、そのチャンバ（１１）内に気体を導入する必要
かある。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。同しく第１０図を参
照されたい。液溜室（］５）内の液体レベル（Ｌｓ）の
若干−に方、かつスプレィノズル（１２）の下方に、そ
してチャンバ（１１）の側壁上に開口した気体導入口（
１８）を設け、該［コを送気機（３２）に向けて風量指
示器（３５）、フィルタ（３４）、風量調整器（３３）
の順に配管（３１）接続し、必要に応し、その配管」二
に加熱器（５２）を設ける。なお」二記気体導入口（１
８）は前述の静電容量式センサ（３７）の下方に設けた
方がペターである。−に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、
」二記チャンバ（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
」二昇せしめることが肝要である。

その８１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（］１）上部の煙霧体Ｊ１°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、市記その５．の項にて述へ
た如く、エアレススプレィ装置においては、循環回路式
を採用することができるが、二流体スプレィの場合には
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」二記配管に
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ィ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（１
９）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器（７２
）が検知し、それが設定値より大となった場合には、濃
度制御器（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ィ
用タンク（１９）内に供給する。そして稀鐸され、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」二記モータ（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
同エアレススプレィ用タンク（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ィ用タンク（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
ィ用タンク（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。

［効果コ本発明の方法と装置とによれば、液体又は溶融体のスプ
レィ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ィが液体面に衝突した状態の説明図
　　第３図は同上図中ｎ　Ａ　ｎ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
は断続スプレィ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
ィ−３３＝が液体面に衝突した状態の説明図　　第８図は同上図中
ｎ　Ｃｎ部の拡大図　　第９図は第７図中ｎ　Ｄ　７７
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１１
．Ｂ図は同」１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１３Δ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１３Ｂ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
側断面同第１５図は同上図中ｎ　Ｅ　ｎ部の拡大図　　
第１６図は実施例その２．におけるチャンバ」二部開口
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
のスプレィ衝突板式の説明図　　第１９図は同」工区衝
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１．１１，９１，１０１，１１コ　−一−−−チャンバ
２．１２，９２，１０２，１１．２−−スプレィノズル
３．１３，９３，１０３，１１３　−ガンＭ− 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．］７・煙霧体排出口　　１８　・・・
・気体導入口　　１９・・・・・タンク　　２０・・・
・・・二流体スプレィ装置　　２３・・・・・スプレィ
用気体供給装置　　２６・・・・・エアレススプレィ装
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　　ＤＳ・・・・懸濁液ＤＳｓ・・・・・・懸濁液
４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　　ｐＱ・・・
・・・液体の微粒子

Claims

【特許請求の範囲】

（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
は溶融体の面（Ｌｓ）に打ち当て、その反力によって上
記スプレイ中の粒子を破砕飛散させて気体中に分散せし
めた微粒子を被塗物（Ｏｂ）面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。
（２）液体が、溶媒又は溶液、乳濁液、懸濁液である特
許請求の範囲第１項記載の液体の微粒子の生成塗布方法
。
（３）懸濁液中の分散質である固体微粒子の粒径が１ミ
クロン以下である特許請求の範囲第２項記載の液体の微
粒子の生成塗布方法。
（４）懸濁液中の分散質と溶媒との重量比が１以下であ
る特許請求の範囲第２項又は第３項記載の液体の微粒子
の生成塗布方法。
（５）スプレイが、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第１項記載の
液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（６）スプレイが、エアレススプレイ又は補助エア付き
エアレススプレイであり、或いは又それらのホット式で
ある特許請求の範囲第１項記載の液体又は溶融体の微粒
子の生成塗布方法。
（７）スプレイが、二流体スプレイ又はそのホット式で
ある特許請求の範囲第１項記載の液体の微粒子又は溶融
体の生成塗布方法。
（８）スプレイにおけるノズルと液面との距離（Ｆ）が
、７５ｍｍ以下である特許請求の範囲第１項、第６項又
は第７項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法
。
（９）スプレイにおけるスプレイパターンの開き角度が
、７０度以上である特許請求の範囲第１項、第６項、第
７項、又は第８項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成
塗布方法。
（１０）スプレイにおけるノズルよりの初速が、２５ｍ
／秒ないし１５０ｍ／秒である特許請求の範囲第１項、
第６項、第７項、第８項又は第９項記載の液体又は溶融
体の微粒子の生成塗布方法。
（１１）懸濁液のスプレイ衝突によって発生した液体と
固体の微粒子より成る煙霧体を加熱し、その液体の微粒
子を気化してそれらを減少し、或いはそれらを完全に気
化して固体の微粒子のみを得ることを特徴とする特許請
求の範囲第１項、第３項又は第４項記載の液体又は溶融
体の微粒子の生成塗布方法。
（１２）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第
１項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（１３）スプレイをチャンバ（１）内にて行ない、該チ
ャンバ内下方部液面上方部より気体（Ｇ）を導入して低
流（ＣＧ）を得、必要によっては該気体が加熱又は冷却
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液
体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（１４）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第１項記載の液体又は
溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（１５）気体中に分散浮遊している微粒子を気流に乗せ
、所要の場所に導くことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（１６）気体中に分散浮遊している微粒子を気流に乗せ
、該気流の速度によって微粒子の大小を分別することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体又は溶融体
の微粒子の生成塗布方法。
（１７）塗布が、静電塗布である特許請求の範囲第１項
記載の液体又は溶融体の微粒子の生成塗布方法。
（１８）ａ、スプレイ用竪型チャンバ（１１）の設けら
れることと、ｂ、上記竪型チャンバ（１１）の側壁上にスプレイ装置
のスプレイ用ガン（１３）の設けられることと、ｃ、上
記ガン（１３）よりアーム（１４）を介して上記竪型チ
ャンバ（１１）内にスプレイノズル（１２）が下方に向
けて設けられることと、ｄ、上記竪型チャンバ（１１）の底部は液溜室（１５）
とし、該室の下端をスプレイ装置のタンク（１９）と、
バルブ（４５）を介して配管接続されることと、ｅ、上
記竪型チャンバ（１１）の上端には煙霧体排出口（１７
）とそれに連なる煙霧体排出管（５０）の設けられるこ
とと、ｆ、上記煙霧体排出管（５０）の末端部には静電気印加
用の電極（６５）が被塗物保持具（６７）に向けて設け
られること、とより成ることを特徴とする液体又は溶融体の微粒子の
生成塗布装置。
（１９）スプレイ用ガン（１３）が、タイマ若しくはパ
ルスコントローラ（６０）に電気接続されることを特徴
とする特許請求の範囲第１８項記載の液体又は溶融体の
微粒子の生成塗布装置。
（２０）竪型チャンバ（１１）が、横型チャンバ（９１
）である特許請求の範囲第１８項記載の液体又は溶融体
の微粒子の生成塗布装置。
（２１）竪型（１１）又は横型チャンバ（９１）が、そ
れらの中間部において二つに分割（１１Ａ、１１Ｂ）さ
れ、かつそれらが互いに筒状スライド式に接続されると
共に任意の位置にて固定されることを特徴とする特許請
求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の
微粒子の生成塗布装置。
（２２）スプレイ装置が、エアレススプレイ装置（２６
）又は補助エア付きエアレススプレイ装置或いは又それ
らのホット式であり、更に必要によりそれらが循環式回
路（６３）であることを特徴とする特許請求の範囲第１
８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成
塗布装置。
（２３）スプレイ装置が、二流体スプレイ装置（２０、
２３）又はそれらのホット式である特許請求の範囲第１
８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成
塗布装置。
（２４）ガンが、竪型又は横型チャンバの内部に設けら
れた特許請求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又
は溶融体の微粒子の生成塗布装置。
（２５）液溜室（１５又は９５）が、加熱式である特許
請求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体
の微粒子の生成塗布装置。
（２６）液溜室（１５又は９５）内にレベルコントロー
ラ（３６）の設けられることを特徴とする特許請求の範
囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子
の生成塗布装置。
（２７）液溜室（１５又は９５）内の液面（Ｌｓ）とス
プレイ用ノズル（１２又は９２）との中間部かつチャン
バ側壁上に気体導入口（１８又は９８）が設けられ、更
に該口を導入気体供給装置（３０）又はその加熱式導入
気体供給装置に配管接続されることを特徴とする特許請
求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の
微粒子の生成塗布装置。
（２８）竪型（１１）又は横型チャンバ（９１）内部の
煙霧体排出口（１７又は９７）の前に液体粒子除去用の
エリミネータ（５３又は９６）の設けられることを特徴
とする特許請求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体
又は溶融体の微粒子の生成塗布装置。
（２９）スプレイ用ノズル（１２、９２）上に又はチャ
ンバ（１１又は９１）内に静電気印加用電極（５６、５
７）の設けられることを特徴とする特許請求の範囲第１
８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成
塗布装置。
（３０）竪型（１１）又は横型チャンバ（９１）上に加
熱又は冷却装置の設けられることを特徴とする特許請求
の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微
粒子の生成塗布装置。
（３１）煙霧体排出管（５０又は９４）上に加熱又は冷
却装置の設けられることを特徴とする特許請求の範囲第
１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子の生
成塗布装置。
（３２）液溜室（１５又は９５）が、スプレイ装置のタ
ンク（１９）の兼用であり、かつ該室が、逆止弁（５９
）を介してエアレススプレイ装置（２６）のポンプ（２
８）に、又は二流体スプレイ装置（２０）の流量調整弁
（２２）に配管接続されることを特徴とする特許請求の
範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒
子の生成塗布装置。
（３３）エアレススプレイ装置（２６）又は二流体スプ
レイ装置（２０）の液体供給配管（２１又は２７）上に
管内ミキサ（６２）の設けられることを特徴とする特許
請求の範囲第１８項又は第２０項記載の液体又は溶融体
の微粒子の生成塗布装置。
（３４）タンク（１９）内に自動濃度調整装置（７５）
、又は必要により自動液体又は溶融体補給装置（８０）
の設けられることを特徴とする特許請求の範囲第１８項
又は第２０項記載の液体又は溶融体の微粒子の生成塗布
装置。