JPH0576819A - 粉粒体の塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粉粒体の塗布において、均一の分散度で、均
一の塗布膜厚さに塗布する方法を提供することである。 【構成】 貫通孔のあけられた循環式移動体の貫通孔内
部に粉粒体を充填し、充填された粉粒体を外力によって
離脱させ、被塗物に塗布するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉粒体の塗布方法に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉粒体の塗布方法としては、エジ
ェクター方式によるスプレイ塗布が一般的であった。し
かし、これらによるものは、塗布膜の均一化が困難であ
った。例えば、金属シートや金属コイル（ロール状に巻
かれている長尺薄板鋼）を解きほぐしたものの表面にパ
ウダーをコーティングする作業においては、トラバース
式にスプレイ塗布していたが、それらの塗布膜の厚さ
は、キュア後で２０μ〜３０μであった。然るに最近の
業界の傾向としては、１０μ〜２０μ±０．５μという
高精度が要求されるようになってきたのである。また、
プラスチックフィルムやゴム製品などにタルクなどの離
型剤を塗布する場合の要求される塗布量は、０．２ｍｇ
／ｄｍ² 〜５ｍｇ／ｄｍ² であり、織布、不織布などへ
の粉粒体接着剤塗布作業もより均一な膜厚あるいは分散
度が要求されているのである。更に、液晶パネルにおけ
るスペーサーとして、約６μの粒径粒子を１ｍｍ² 当り
１００個、均一間隔をもって分散塗布する需要も高まっ
てきたのである。

【０００３】更に、従来のエジェクター方式によるスプ
レイ塗布の操作上においても問題があった。粉粒体の塗
着量は、その噴出量には比例しないケースが多く、それ
らを比例又は追従して均一な粉粒体の量を塗布するとい
うことは、多くの条件即ちファクターを必要とし、実際
的には未だ成功していないのが実情であった。例えば、
上記金属コイルの加工ラインにおいては、始動より正規
の速度に上昇するまでには、数十秒乃至２分を要する。
この速度上昇間において、それに追従させてエア及び粉
粒体を噴出させることは容易に出来るが、それらの粉粒
体を完全に塗着させることは難しかった。何故なら、噴
出エアの高速度に比例して、該エアのコイル面上におけ
るバウンド量が大となり、粉粒体の塗着を妨げるからで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の粉
粒体塗布操作は、エジェクターのエア噴出により粉粒体
を塗布するものであり、それら粉粒体は噴出気体の流れ
に乗せられ、かつ被塗物面上にてはバウンドして、不確
定多方向に飛行して塗布されていたのである。従って、
塗布膜厚さの均一性や均一分散性などを得ることは難し
かったのである。

【０００５】本発明の動機は、粉粒体をより均一の厚さ
に、又は単位面積当りの重量を安定させて分散塗布し、
高品質の塗布物を得る方法を提供することであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ある必
要とする大きさと数の貫通孔（以下単に孔と略称する）
が、必要とする分布の下にあけられている循環式移動体
（以下単に移動体と略称する）を循環移動させつつ粉粒
体を上記孔内に充填し、移動したある位置において該孔
内の粉粒体を外力により離脱せしめ、被塗物面上に移し
て塗布する方法である。

【０００７】本発明の方法を図面によって説明する。図
１を参照されたい。同図は本発明方法の一例であり、移
動体をエンドレスベルト（１）とする。エンドレスベル
トはＳ方向に移動する。次に、エンドレスベルト（１）
上にあけられた複数の孔（２）内に粉粒体を充填する。
その方法は、回転ブラシ法（図３参照）、噴射法、散布
法（図５参照）、又はそれらと吸引法の組み合わせなど
いずれでも良い。例えば、上方から振動ふるいで散布し
た粉粒体を、反対側から吸引して充填を促すなどであ
る。ここでは、粉粒体の充填方法として、噴射法と吸引
法を併用する。即ち、該エンドレスベルト（１）の上方
より噴射法により粉粒体（Ｐｄ）が供給され、エンドレ
スベルト（１）上にあけられた複数の孔（２）内に充填
される。更に、吸引口（８）よりの吸引（Ｖ）により、
安定した充填がなされる。

【０００８】ここで、エンドレスベルト上にあけられた
孔について説明する。エンドレスベルト上には、ある必
要とする大きさとある数の孔が、ある分布態様、即ち所
望する配分の下にあけられている。該孔の大きさは、特
別に規定しないが、５μ〜２０００μが望ましい。

【０００９】先ず、上記孔の小なる場合について述べ
る。図２Ａを参照されたい。該孔は小なるものとし、ミ
クロン単位とする。形状は漏斗状とする。又は図２Ｂに
示すように、先細りテーパー孔とする。それらの小径部
は、取り扱う粉粒体の粒子単体の径よりも小なるものと
する。よってそれらの粒子は、１個だけが該孔内に充填
されるものとする。そしてそれ以上の数の、即ち該孔よ
り上方にはみ出した粒子は、上記エンドレスベルトの表
面上でスクレーパ（６）により奇麗に払い退けられ、更
に必要に応じてスクレーパの前後で弱い吸引がなされ
る。そして、エンドレスベルト（１）は更にＳ方向に移
動して下方に至る。すると上記孔の方向は上下逆にな
り、孔の大径部が下方に向く。また該孔の小径部側に
は、スリットノズル（５）がエンドレスベルト（１）と
概ね直角に取り付けられており、該ノズルより圧縮気体
を上記孔の小径部に対して膜状に噴出させる。あるい
は、スリットノズルとエンドレスベルトを接触させて、
圧縮気体を流出させると、より強い圧力が孔内の粉粒体
にかかる。すると、それらのエネルギーによって粒子
（Ｐｄ₁）は押し出され、その下方をエンドレスベルト
と同一方向（Ｓ₁ ）に走行して来る被塗物（Ｏａ）面上
に移動するのである。即ち粉粒体は上記孔内より離脱し
て被塗物面上に到達付着するのである。複数の孔がある
規則の下に配列されていれば、粉粒体の各粒子はそれぞ
れその配列通りに付着されるのである。この場合、孔と
被塗物との間隔（Ｃ）が小なる程、被塗物への配列の精
度が高くなる。なお、上記圧縮気体の代わりに液化炭酸
ガスなどの液化ガスを用いると、孔からの粉粒体の離脱
がより効果的に行われる。

【００１０】次に、孔径が比較的大なる場合、即ち数ミ
クロンから数１０００ミクロンの場合について説明す
る。図２Ｃ，図２Ｄを参照されたい。上述の小径孔の場
合と同様に粉粒体が供給される。ただし、該孔の下方に
は、粉粒体の粒子径より小さい目のスクリーン（９）が
設けられている。よって該孔（２ｃ又は２ｄ）内に供給
された粉粒体は通り抜けることなく該孔内に留まって充
填される（Ｐｄ₂ ）。後は、小径孔の場合と同様な工程
により、粉粒体は被塗物面上に均一に分散塗布されるの
である。

【００１１】なお、エンドレスベルト上の孔の大きさ
は、粉粒体の大きさによっても変えられる。小さいもの
では数ミクロンの粉粒体の粒子１個だけ収めるものか
ら、数百ミクロンの粉粒体が集合して収められる大きさ
のものまで各様のものがある。形も断面の円形のものか
ら角状のものまである。これら孔の差し渡しは前述した
ように５μから２０００μ位の間が望ましく、孔の数も
１００００個／ｃｍ² から４個／ｃｍ² 位が望ましい。
孔の側断面の形状は直管状（図２Ｄ参照）でもよいが、
前述したように先細りテーパー孔（図２Ｂ，図２Ｃ）若
しくは漏斗状（図２Ａ）であることが望ましい。先細り
テーパー孔の望ましい理由は、それらの孔内に粉粒体を
充填し易くするためと、それらを押し出す（離脱せしめ
て塗布する）際には反対側より力を加えれば、逆テーパ
ーのために粉粒体が出易くなるからである。また、図２
Ｂに示すように孔の径、又は一辺（ｄ）と孔の深さ
（ｌ）の関係は、ｄ≦ｌが望ましい。理由は、エンドレ
スベルトの移動中に充填した粉粒体を離脱しにくくする
ためである。

【００１２】また、被塗物により良く塗布するため、粉
粒体に帯電させるほうが望ましい。これは、充填されて
いる粉粒体が、離脱時に反発し合って、凝集を防いで塗
布することが出来るからである。粉粒体の帯電は、孔へ
の充填前でも、充填後でも、あるいは孔よりの離脱後で
も良く、それらを併用しても構わない。また、粉粒体を
帯電する効果としては、エンドレスベルトの移動中に粉
粒体の脱落を防止するということもある。更にエンドレ
スベルトの移動中、塗布工程直前までの間、バキュウム
をかけ続ければ、孔内の充填された粉粒体の脱落防止
は、より促進される。

【００１３】なお、移動体の材質としては、特別に限定
しないが、粉粒体を帯電させる場合には非導電性のもの
例えばプラスチック等でもよい。孔明け加工には大なる
ものに対しては機械的に、小なるもの（ミクロン単位）
に対しては、超音波、レーザー、又はエッチングなどに
よって行って良い。場合によっては、移動体そのものを
スクリーンとしても良い。

【００１４】上述の説明にては、移動体をエンドレスベ
ルトとしたが、これを中空ロール（図３参照）に、又は
円板（図４参照）とすることも出来る。前者の場合、粉
粒体の充填方向と塗布するための圧縮気体等の噴出方向
とは、前記エンドレスベルトの場合と同じく主に逆とな
るが、後者の場合は双方とも同一方向にすることも出来
る。その他の作用は前述のエンドレスベルトの場合と同
様につき説明は省略する。

【００１５】また、孔内部に充填された粉粒体は、被塗
物に向けて押し出され離脱し付着するが、その押し出し
手段としては前述した圧縮気体によるものの他、ハンマ
リング装置や振動装置などの機械的力によって行うこと
も出来る。

【００１６】そして上記移動距離即ち移動体と被塗物と
の間の間隔（Ｃ）は、ケースによって異なるが、０から
２０ｍｍの範囲が適切であることが実験上確かめられて
いる。又両者の進向方向も同一方向であることが望まし
い。次にそれらの理由について説明する。粒子が離脱す
る場合には、特に粒子が小さい程周辺の気体の流れに影
響され易い。前述の如く、ミクロン単位の粒子を取り扱
う場合においては、その影響力も大きくなる。移動体が
移動すると、それに接している空気は当然動く。そして
空気の流れが発生し、乱気流となる。よって、間隔
（Ｃ）の小さい程その影響も小さくなるのである。

【００１７】これらの乱気流の量は速度に概ね比例す
る。よって上記移動体と被塗物とは同一方向で速度差は
０とし、それらの何れかの変動に対しても、互いに同調
させることが望ましい。それが難しい場合には、被塗物
の走行速度が数十ｍ／分の場合でも、それらの速度差は
５ｍ／ｍｉｎ内に収めることが肝要である。塗布速度２
００ｍ／ｍｉｎにおいても、両者間の速度差５ｍ／ｍｉ
ｎの範囲内においては、静止時乃至５ｍ／ｍｉｎの走行
速度と同様の塗着効果が得られた。また、粉粒体を帯電
しても、通常のエジェクター式スプレイの場合には、３
０ｍ／ｍｉｎにて塗着率は約２０％であるのに対し、本
発明においてはほぼ１００％の塗着率が得られたのであ
る。当然、被塗物の速度が速くなっても本発明では充分
な効果が得られる。

【００１８】なお、上記発生した乱気流の影響を防止す
る他の手段を説明する。上述の如く両者間の間隔（Ｃ）
を０に又はそれらの速度差も０に近付けることは言うま
でもないが、実際問題として難しい場合がある。その場
合には次の手段を講じる。本発明の基本的な考えとして
は、移動体（エンドレスベルト）の幅と被塗物の幅と
は、特に明示はしていないが同等とする。すると、両者
が移動した場合、周辺の静止せる大気はそれら両者との
接触抵抗により移動即ち乱気流を発生する。これらは両
者の両側縁に近接しているため、両者間のある範囲内に
流入し、粉粒体の移動に影響を与える。その防止対策と
して、両者の両側縁部に、ある幅の移動体のダミイと、
同じく被塗物のダミイとを設けるのである。これによっ
て両側縁部に発生する大気の乱気流が、両者間内に流れ
込んでも、そのダミイのある範囲の影響は防止できるの
である。また当然ダミイの代わりに移動体の幅を広く
し、又は他の移動体を追加するなど、更に被塗物の方も
幅広のベルト等の上にのせるなどにより、容易に解決で
きるのである。この場合、移動体がエンドレスベルト
で、被塗物が金属コイルやシート、フィルム等のとき、
最も良い効果が発揮できる。また、粉粒体と別の極性を
被塗物に与えることにより塗着効率を上げることも出来
る。

【００１９】また、特に粉粒体を帯電させない場合に
は、被塗物には予めタック性のある液体などを塗布して
おいても良く、粉粒体を帯電させるか否かに係わらず、
粉粒体塗布以前の被塗物に表面処理（液体や粉粒体の塗
布、化学処理など）することについては、特別に限定し
ない。

【００２０】塗布膜厚さの調整は、移動体の周速度
（Ｓ）と被塗物の線速度（Ｓ₁ ）との速度比によって決
められる。例えばＳ：Ｓ₁ ＝２：１と設定すれば、エン
ドレスベルトの各孔からは二倍の粉粒体が被塗物面上に
塗布されることになり、塗布膜は二倍厚くなる。これら
の比は自由に設定できるので、塗布膜厚さは自由に調整
されるのである。

【００２１】また、粉粒体の充填及び塗布位置は、被塗
物に対し上下左右など限定するものではない。

【００２２】また、スリットノズル等よりの圧縮気体の
噴出するタイミングにより、又同ノズルのパターンブレ
ードの幅調整と同ノズルの数、及びタイミングの組み合
わせにより、各種各様のパターンを塗布することも出来
るのである。よって、コイルやシート等の単一形状の被
塗物のみならず、一般的な粉体塗装で行われるようなオ
ーバーヘッドコンベヤーにつり下げられた被塗物に塗布
出来るのは言うまでもない。

【００２３】次に、前述においては、被塗物を移動さ
せ、塗布装置を固定位置にて循環させていたが、被塗物
がシート等の場合、被塗物を固定して塗布装置自体をト
ラバース移動させることにより塗布することが出来る。

【００２４】更に、被塗物が円筒で円筒内部を塗布する
場合には、図５に示すように、先ず中空ロール型塗布装
置の中空ロール面上の各孔内に粉粒体を充填し、その後
同装置を被塗物である円筒（Ｏｄ）の内部に挿入し、該
円筒を回転すると同時に、上記中空ロール型塗布装置の
内部よりスリットノズル（５５’）より圧縮気体を噴出
して上記孔内に充填された粉粒体を該円筒内部に塗布す
るものである。同様にして、被塗物である円筒を、中空
ロール型塗布装置の内部に挿入することにより、円筒の
外部に塗布することも容易に出来るのである。

【００２５】

【発明の効果】従来の粉粒体の塗布は、殆どがエジェク
ター式によるスプレイ塗布によって行われてきた。しか
しこれらによる場合には噴出するエアにより、被塗物面
上に乱気流が発生し、それらに撹乱されて粉粒体の均一
分散、均一塗布膜を得ることは難しく、最も精度の高い
ものでも２０μ±５μ位であった。ところが、前述した
ように様々な用途で、高品質の需要が急増してきた。本
発明はこれらに応えるものである。即ち、孔の中に粉粒
体を充填し、その後該孔部に外力を加えて上記充填され
た粉粒体を離脱せしめ、被塗物面上に塗着せしめること
である。従って、容積式に塗布されるもので、従来の如
き噴出エアによる乱気流による粉粒体の撹乱もなく、整
然と塗布されるので、均一分散、均一厚さで希望通りの
要求に対する塗布が行えるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の基本方法の説明図であり、循環式
移動体がエンドレスベルトで、充填法が、噴射法と吸引
法の併用のもの

【図２Ａ】上図上“Ａ”部拡大図の一例で、孔の形状が
漏斗状のもの

【図２Ｂ】同上の他の例で、孔の形状が先細りテーパー
状のもの

【図２Ｃ】同上と孔の形状は同形で、粉粒体が小径の場
合

【図２Ｄ】同上の他の例で、孔の形状が直管状の場合

【図３】本発明方法の他の例の説明図であり、循環式移
動体が中空ロールで、充填法が回転ブラシ法のもの

【図４】本発明方法の他の例の説明図であり、循環式移
動体が円板で、充填法が噴射法のもの

【図５】被塗物が円筒の場合、その内部を塗布する方法
の説明図

【符号の説明】

１ エンドレスベルト １１ 中空ロール ３１ 円板 ２ １２ ３２ 貫通孔 ５ １５ ３５ 圧縮気体又は液化ガス用スリットノズ
ル ６ ３６ スクレーパ ８ バキュウム ９ スクリーン Ｐｄ 粉粒体 Ｏａ，Ｏｂ，…… 被塗物

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の貫通孔（２）の設けられた循環式
   移動体（１）を循環移動しつつ、それら貫通孔（２）内
   に粉粒体（Ｐｄ）を充填し、上記充填された粉粒体（Ｐ
   ｄ₁ ）に対し、圧縮気体又は液化ガスを圧出又は吹き付
   けることにより、あるいは機械的打撃を与えることによ
   って、上記粉粒体（Ｐｄ₁ ）を上記貫通孔（２）より離
   脱せしめ、被塗物（Ｏａ）面上に塗布せしめることを特
   徴とする粉粒体の塗布方法。
2. 【請求項２】 貫通孔への粉粒体の充填方法が、回転ブ
   ラシ法、噴射法、散布法、又は／及び貫通孔における充
   填側の反対側よりの吸引法により行われることを特徴と
   する請求項１記載の粉粒体の塗布方法。
3. 【請求項３】 塗布時点までの間に、粉粒体を帯電させ
   ることを特徴とする請求項１記載の粉粒体の塗布方法。
4. 【請求項４】 貫通孔を有する循環式移動体が、スクリ
   ーンである請求項１記載の粉粒体の塗布方法。
5. 【請求項５】 循環式移動体が、エンドレスベルト
   （１）である請求項１記載の粉粒体の塗布方法。
6. 【請求項６】 循環式移動体が、中空ロール（１１）で
   ある請求項１記載の粉粒体の塗布方法。
7. 【請求項７】 循環式移動体が、円板（３１）である請
   求項１記載の粉粒体の塗布方法。
8. 【請求項８】 循環式移動体と被塗物とを、塗布時にお
   いて同方向に移動させることを特徴とする請求項１記載
   の粉粒体の塗布方法。
9. 【請求項９】 被塗物の速度に対応して循環式移動体を
   必要な速度に変化させることを特徴とする請求項８記載
   の粉粒体の塗布方法。
10. 【請求項１０】 循環式移動体の速度を、被塗物の移動
    速度に対し０±５ｍ／ｍｉｎに設定することを特徴とす
    る請求項８記載の粉粒体の塗布方法。
11. 【請求項１１】 循環式移動体と被塗物との間隔（Ｃ）
    は、０〜２０ｍｍに保つことを特徴とする請求項１記載
    の粉粒体の塗布方法。
12. 【請求項１２】 貫通孔の差し渡しが、５ミクロン〜２
    ０００ミクロンであり、かつ循環式移動体上の該孔の数
    は１００００個／ｃｍ² 〜４個／ｃｍ² であることを特
    徴とする請求項１記載の粉粒体の塗布方法。