JPH07299389A - 分与時における流体または粉体流の偏向制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の独立に作動自在の流れによる分与時に
液体または粉体ストリームを偏向させる方法と装置を提
供する。 【構成】 ガンは液体または粉体ストリームを分与する
ためのオリフィスを備えたノズルを有する。吹き出し口
は、オリフィスを囲にょうし、ガンの端部を丁度越える
ストリームの流路を指向する。吹き出し口は導管を介し
て加圧源に接続される。タイマは、オリフィスを通して
の液体または粉体分与および吹き出し口からの流れを制
御する電磁弁を作動する。方向性の流れにより液体また
は粉体の分与を整合することにより、ストリームは偏向
され、基体上に所望のドットまたは吹き付け分配パター
ンまたは缶の内面に一様なスプレイコーテイングを実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体または粉体の分与
に係り、特に、基体上に複雑なパターンを形成する分与
の間に、または不規則表面の一様なコーテイングを実現
する分与の間の液体または粉体流の偏向の制御のための
方法および装置に関する。本発明の一つの好適な実施例
は金属缶の内側表面全体を一つのノズルで均一にコーテ
ィングすることに関する。なお、本発明は、「分与時の
液体流の偏向制御」と題し、１９９２年８月１３日付け
の、本出願者の同時係属米国特許出願係属番号第９１
６，９８８号に基づく一部継続特許出願である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノズル開口から分与された液体ま
たは溶融生成物に対して所望の噴霧パターンを実現する
一連の方法が提案されている。二成分液体噴霧（空気噴
霧）および無気噴霧法は、ノズル開口からコーテイング
剤を吐出して基体上に噴霧パターンを実現する２種類の
よく用いられる方法である。これらの方法およびその他
の方法により形成される噴霧パターンの間の差異は一般
に、圧縮ガスを用いて噴霧を生成する多くの方法に関係
する。

【０００３】液体流の両側に圧縮空気を噴霧することに
より他の形態の噴霧パターンが与えられ、あるいは公知
の噴霧パターンが変更される。任意の種類のノズル開口
が与えられ、液体流に空気を横から噴霧すると、大きく
変形された噴霧パターンが一般に生成される。渦流噴霧
法と呼ばれる１つの方法では、ノズル開口を通して下方
に液体を吐出し、ノズル周囲に一定の間隔で配置された
多数の開口から加熱圧縮ガスを吐出流の外周囲の近傍に
噴霧することにより、渦巻を形成する下降スパイラルが
形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記方法の１つ以上の
方法により、単一ノズルから一様な噴霧パターンを得る
ことができる。しかしながら、多くの、または複雑なパ
ターンを得るには多数の噴霧ガンおよびノズルを用いな
ければならない。装置を付加する結果として、またその
装置が必要とする作業者および保守の増加の結果とし
て、多数のすなわち複雑な噴霧パターンの実現のための
コストが大幅に増加することになる。

【０００５】このようなコスト高に加えて、与えられた
狭い空間内である噴霧動作を行うのは物理的に無理なこ
とが多い。表面をコーテイングするための連続する噴霧
動作を考えると他の問題が生じる。すなわち、被コーテ
イング物体の表面に反射流層が形成され、引き続く噴霧
と衝突し、従って、さらに衝突が生じ、噴霧が分散し、
部品の塗り坪が小さくなるという問題点が生じる。

【０００６】缶の角部などの被コーテイング部品が凹状
のときにこのような問題が一般に発生する。この噴霧プ
ロセスの「エアクッション」の反射に起因する不効率性
の他に、反射された噴霧体の衝突と分散は噴霧環境を汚
染し、従って汚染源になる。

【０００７】従って、本発明の目的は、最小のスペース
で経済的に可能な方法で多数のおよび／または複雑なパ
ターンをなして液体を分与し、かつ分与中に噴霧粒子の
偏向／または乱れを最小にするように液体を分与する方
法と装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、中央分与オリフィスと該中央分与オリフ
ィスの周囲に配置された複数の吹き出し口とを有するノ
ズルを用いた液体または粉体分与装置及び方法に関し、
各吹き出し口が独立して作動可能であり、分与された液
体又は粉体流に接触するように流れを向けることができ
る。分与中に独立作動可能な流れの順序及び持続期間を
制御することにより、所望の分配パターンが基体上につ
くられる。本発明は、かなり大きな液滴又は霧化噴霧の
液体状の分与流、あるいは、粉体コーティングの分与流
に適用される。

【０００９】本発明の一実施例によれば、６つの吹き出
し口が、ノズルの中央液体分与オリフィスの周りに等間
隔で配置されている。吹き出し口は、中央液体分与オリ
フィスの軸線に向かって内方へ向けられている。液体分
与時に分与オリフィス周りの吹き出し口の各々を逐次作
動することにより、分与された液体または粉体流は異な
る６方向に逐次偏向されて基体上に一般に円形の偏向パ
ターンを形成する。一方、他の偏向を得るために２つ以
上の吹き出し口を同時に作動することもできる。

【００１０】

【作用】本発明の方法と装置により提供される１つの特
定の利点は単一ノズルにより金属缶の全内面をコーテイ
ングすることに関係する。ノズルのオリフィスから分与
される液体または粉体流の方向の多様性と制御性が増加
したため、缶の内面はコスト安にかつ望まれないエアク
ッション性を最小にして一様にコーテイングされる。

【００１１】エアクッショニングは、分与開口周りに配
置された吹き出し口を逐次作動して、液体流周りに回転
する方向から半径方向内方に向く流れを供給することに
より低減される。液体流の偏向を回転することにより液
体流の好ましくない反射と分散を防止できる。その結
果、従来のコーテイング方法の問題点、すなわち缶の隅
における不均一なコーテイングの問題が排除される。こ
れらの利点はまた、本発明の分与装置が、粉体流による
スプレイコーテイングにより、あるいは液体流の噴霧に
より缶の内面のコーテイングに用いられるときに実現さ
れる。

【００１２】本発明の好適な実施例によれば、この分与
装置は分与ガンを有しており、このガンには、内室か
ら、またガンの端部に接続されたノズルのオリフィスか
らの分与流れを制御するタイマ作動電磁弁が備えてあ
る。ノズルはさらに、６個のそれぞれの吹き出し口に連
通する６個の半径方向を向く内孔を有しており、各々の
吹き出し口はガンの先端からわずかな距離離れた位置で
ノズルオリフィスからの流れに交差するように構成され
ている。６個の導管が半径方向の内孔に接続され、圧縮
ガスを吹き出し口に供給する。導管および内孔を通して
吹き出し口からの加圧ガスの流れは、導管に接続された
電気作動式電磁弁により制御される。電磁弁は、ガンの
流量弁をも制御するタイマにより作動される。このタイ
マは、約４ミリ秒から５０ミリ秒の範囲の電流パルスを
供給できるパルス制御装置であると好適である。

【００１３】タイマから分与弁への、また吹き出し口か
らの吹き出しガス流を制御する弁への電流パルスのタイ
ミングシーケンスと時間幅を制御することにより、所望
の方法で分与流が偏向され基体上に複雑な分布パターン
が形成される。

【００１４】中央分与オリフィスは、液体または粉体リ
ザーバの延在する流路の端部における単一オリフィスで
ある。ノイズおよびガンも無気噴霧ノズルのために装着
される。一方、ノズルはさらに、ノズル開口と二成分流
体スプレイ分与用の吹き出し口の丁度間に配置された同
心状霧化口を有している。これらの後者の２つの実施例
は、既に霧化されている粒子流の制御された偏向を可能
にする。ガンおよびノズルはさらに、液体の押し出しに
適合できるように構成されている。

【００１５】本発明のさらに他の実施例によれば、ノズ
ル開口は２種以上の液体の液体分与用の２つ以上のオリ
フィスを有してもよい。多数のオリフィスを併置して、
あるいは同心状に配置してもよい。

【００１６】オリフィスの１つは他の分与液体中にエア
ロゾルを混合するために用いてもよい。さらに、混合物
を偏向させるためにエアロゾルを吹き出し口を通しての
偏向用試薬として用いてもよい。

【００１７】コーテイング流は多数の方向に偏向される
ため、本発明は最小量の空間内で単一ノズルからの噴霧
または分与の多様性の増加を促進する。本発明はさら
に、単一ノズルを用いて広い範囲の分布パターンを実現
できるので多数のまたは複雑なパターンを噴霧するコス
トを低減することができる。

【００１８】必要に応じて、さらに他の吹き出し口を設
けて、複雑な偏向パターンを実現する際の多様性を増加
させてもよい。

【００１９】本発明の上記の特徴およびその他の特徴
は、以下の詳細な説明および添付した図面によりさらに
容易に理解される。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の第１の好適な実施例によ
る、一般に参照番号２０で示した液体分与装置すなわち
ガンを示す図である。ガン２０は液体を分与するノズル
２１に接続される。整合されたガン２０とノズル２１は
液体を分与するオリフィス２４で終端する中央の液体流
路２３を形成する。

【００２１】本発明は、スプレイ中の液滴すなわち霧化
粒子としての液体分与、または粉体コーテイングのため
の粉体の分与を意図するものであるが、分与された材料
は一般に、本出願においては、ストリームと呼ぶことに
し、参照番号２６により示すことにする。材料ストリー
ム２６が分与され、分配される表面は一般に基体２７と
呼ぶことにする。

【００２２】分与液体は、環状室２８の内側のガン２０
内に収容される。環状室２８に供給される流体はガン２
０に接続された外部ポンプ２９により与えられる。環状
室２８からの分与液体の流量制御は流体弁３０の作動に
より実現され、この弁は環状室２８を通して延在し、か
つ中央液体流路２３の上端部内に着座するものである。

【００２３】ノズル２１は、参照番号３３ａ〜３３ｆと
して連続して示した６個の吹き出し口を有する。吹き出
し口から吹き出されたガスは液体ストリーム２６を偏向
させ、基体２７上に所望の偏向分布を与える。ここでは
６個の吹き出し口３３ａ〜３３ｆを示したが、最適な配
置は３６個の吹き出し口まで可能である。各々の吹き出
し口は、図２において破線で示し、参照番号３４ａ〜３
４ｆで連続して示したノズル２１のそれぞれの半径方向
を向く内孔に連通している。参照番号３５ａ〜３５ｆに
より連続して示した６個の導管がノズル２１の外周囲に
接続され、それぞれ半径方向内孔３４ａ〜３４ｆと流体
連通される。弁３６ａ〜３６ｆはそれぞれ導管３５ａ〜
３５ｆに沿って配置されているが、図１においては弁３
６ａおよび３６ｄだけが示してある。弁３６ａ〜３６ｆ
は、それぞれ、吹き出し口３３ａ〜３３ｆに向かう加圧
ガス流を調整するように作用する。導管３５ａ〜３５ｆ
には少なくとも２個の電磁弁３８および３９が操作的に
接続され、内孔３４ａ〜３４ｆを通し、導管３５ａ〜３
５ｆに沿い、加圧ガス源３７からの、最終的には吹き出
し口３３ａ〜３３ｆから流出する加圧ガス流を制御す
る。電磁弁３８および３９はタイマ４１に電気的に接続
され、また図示したように、これらの電磁弁３８または
３９の各々は吹き出し口のうちの３個の吹き出し口から
のガス流を制御する。さらに、他の吹き出し口が用いら
れるときは、さらに他の電磁弁が必要になる。タイマ４
１は所望のシーケンスと時間幅に従って電磁弁３８およ
び３９を作動させて、基体２７上に液体ストリーム２６
の所定の分布パターンを生成する。

【００２４】タイマ４１は、選択自在の時間幅の方形波
電流パルスを与えることができる電流パルス制御装置で
あると好適である。特に、スプレイコーテイング用途に
おいては、エアクッシヨンと呼ばれる擾乱は、従来技術
で示したように、望ましくないガス流の反射をもたらす
ので、タイマ４１からの電流パルスの時間幅は５００ミ
リ秒以下に維持されると最良である。また、タイマ４１
は、数ミリ秒、すなわち約４ミリ秒の持続期間で、最高
約５０ミリ秒までの電流パルスを送出することができる
べきである。

【００２５】さらに、タイマ４１は、ポンプ２９から環
状室２８への液体の供給を制御する電磁弁４２に電気的
に接続される。分与液体は液体タンク４４、加圧液体タ
ンク４５、または重力圧タンク４６から供給してもよ
い。また、フィードバックライン４７を用いて環状室２
８をポンプ２９と接続し、環状室２８内での分与液体の
圧力および／または流動条件の調節を援助するようにし
てもよい。環状室２８内の液体がポンプ２９および周辺
に接続された要素により加圧された場合、流路２３内の
弁３０をその着座位置から上昇させると、環状室２８内
の加圧液体は流路２３に沿って、またオリフィス２４か
ら流動流出される。上記上昇弁３０およびタイマ４２
は、電磁弁４８を電気的に作動して、ガン２０の頂部に
おけるシリンダ５０中への加圧ガス流を許容する。加圧
ガスは、シリンダ５０内でピストン５１を上方に移動さ
せ、弁３０を上昇させる。加圧ガスが電磁弁４８から供
給されないときは、ばね５２からの下向きの力がピスト
ン５１の上面に作用して弁３０を常閉位置に保持する。
弁４９を用いて、電磁弁４８が作動されたときシリンダ
５０に流入するガスの容積を可変制御する。

【００２６】図２は、オリフィス２４に対する６個の吹
き出し口３３ａ〜３３ｆの半径方向の配向を示したもの
である。図からわかるように、吹き出し口３３ａ〜３３
ｆの整合により、オリフィス２４の外部周りに６０度間
隔で隔置された６通りの半径方向のいずれかの方向へ開
口２４から液体ストリーム２６の偏向を可能にする。

【００２７】図３は、図１に示したガン２０を用いて基
体２７上に形成されたドットパターンを示したものであ
る。弁３０が「開放」位置に上昇されると、環状室２８
内の液体は流路２３を通り、またオリフィス２４から下
方に流動する。液体が比較的高い粘度に対して比較的低
い圧力を有するときは、大きな凝集力が生成される。例
えば、ゴム状液体物質すなわちホットメルト接着剤が本
実施例の説明に適しており、大きな凝集力を生成する。
その結果、流出液体流は直線状の吐出流を生成する。次
に、圧縮ガスが多数の、独立して作動自在なガス吹き出
し口３３ａ〜３３ｆの各々から逐次吹き出される。吹き
出しガス流が直線状の出射流に当たるにつれ、液体スト
リーム２６は異なる方向に偏向され、または再方向付け
される。

【００２８】図３に示したように、大きな凝集力を有す
る液体は下向きの直線方向から偏向され、ドットパター
ンが形成され、これらのドットの大きさと間隔は分布ガ
スの吹き出し圧力に依存する。図３には、それぞれ、吹
き出し口３３ａ〜３３ｆからのガス流により生成された
ドット５５ａ〜５５ｆが示してある。各々のドットは、
ガス流が偏向される吹き出し口の対向側にある。

【００２９】図４は、本発明の第２の好適な実施例によ
るガン２０に用いるのに適したノズル２１の拡大図であ
る。この実施例によれば、ノズル２１は無気スプレイオ
リフィス５７を備えており、このオリフィスにより、霧
化される液体ストリーム２６から複雑なスプレイパター
ンが得られる。ガン２０の他の全ての要素は図１に示し
たものに類似しているが、高い液体圧力が必要になる。
図３のドットパターンの生成に用いられる液体は比較的
高い粘度を有したが、無気吹き付けオリフィス５７と共
に用いられる液体は比較的低い粘度を有する（例えば、
溶剤、コーテイング剤、乳濁液、油、霧化ガスなど）。
液体ストリーム２６は吐出中に霧化されるので、基体２
７上に生じるパターンは、図５に示したような、スプレ
イコーテイングパターンをなしている。図３のドット５
５ａ〜５５ｆの代わりに、無気吹き付けオリフィス５７
は、それぞれ、吹き出し口３３ａ〜３３ｆからの方向性
ガス流に対応する霧化滴のスプレイ領域５８ａ〜５８ｆ
を生成する。

【００３０】図６は、本発明の第３の好適な実施例を示
したもので、この実施例においては、液体ストリーム２
６の霧化を実現する二成分液体スプレイを生成するよう
に構成されたガン２０の使用が意図される。本発明のこ
の実施例によれば、ガス吹き出し口３３ａ〜３３ｆはノ
ズルオリフィス５９の周囲を囲にょうし、また分与液体
の霧化は、長手方向の同心状流路６１の端部に配置され
た同心状霧化ガス流出口６０を介してノズル２１から霧
化ガスを吐出することにより実現される。この霧化によ
り液体ストリーム２６に対するスプレイ流が生成され
る。上記の第１および第２実施例と同様に、霧化液体ス
トリーム２６は吹き出し口３３ａ〜３３ｆからの多数の
分布ガス吹き出し流と結合する。ガス吹き出し口３３ａ
〜３３ｆが逐次作動されて霧化液体ストリーム２６に当
たるガス流を生成すると、偏向が生じ、図５に示したよ
うに複雑な所望のスプレイパターンが得られる。

【００３１】図６の二成分液体スプレイガン２０は、流
出口６０から流路６１に沿い液体ストリーム２６中への
霧化空気の吹き付けに必要な変形を除くと、図１のもの
に類似している。すなわち、ガン２０は内孔６４内に達
する流路６１を備え、内孔６４は導管６５に接続され、
この導管６５は次に電磁弁６８を介して加圧空気源３７
に接続される。電磁弁６８はタイマ４１により電気的に
作動されて、オリフィス２３からの液体分与時に導管６
５に沿い、内孔６４を通して流路６１に沿い、最後に流
出口６０から流出する加圧空気流を許容し、これにより
液体ストリーム２６を霧化する。さらに他の流量弁６７
を導管６５に沿って用い、これを通る霧化ガスの流れを
さらに制御するようにしてもよい。

【００３２】図７（ａ）は、液体分与弁３０の動作およ
び吹き出し口３３ａ〜３３ｆからのガス流を制御するタ
イマ４１からの電流信号に対する電流対時間を示したも
のである。曲線７０はオリフィス２４からの液体の吐出
のタイミングを示している。信号がタイマ４１すなわち
図１のパルス制御装置４１から受信されると、電磁弁４
８の動作位置は「開放」位置になり、動作空気がガン２
０に直接接続され、これにより動作空気はエアシリンダ
５０の内側に侵入し、ピストン５１および弁３０を上昇
させて液体を吐出する。

【００３３】参照番号７３ａ〜７３ｆは、多数分配ガス
吹き出し口３３ａ〜３３ｆのそれぞれからガス流を生成
する電流パルスを表している。分配吹き出し口（この場
合は６個）が液体吐出時間に対して同等の割当てを有す
るときは、逐次分配されるガスが唯１つの割当て時間パ
ルスの間に吹き出し口３３ａ〜３３ｆの各々から吹き出
される。図７（ａ）は、液体ストリーム２６の吐出を開
始させるパルス７０と同時に発生する第１の吹き出し口
３３ａからの吹き出し状態を示したものである。続い
て、それぞれのパルス７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３
ｅ、および７３ｆによりその他の吹き出し口３３ｂ、３
３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、および３３ｆが逐次作動され
る。吹き出し口からのガス流が液体ストリームに当たる
と、２つの流れが結合して偏向された方向性の流れを生
成し、これは最終的に基体２７の表面に達する。

【００３４】６個の分配ガス吹き出し口を用いると、６
つの液体凝集物がそれぞれの位置に徐々に、逐次、１つ
づつ分配される。図７（ａ）に示した液体信号７０およ
びパルス７３ａ〜７３ｆのタイミングにより、基体２７
は次のシーケンスのコーテイング領域７４ａ、７４ｂ、
７４ｃ、７４ｄ、７４ｅおよび７４ｆに従って、コーテ
イングされる。タイミングを変えればシーケンスも変更
される。さらに、必要に応じて、ガス流が遮断される
と、液体ストリーム２６は垂直方向下方に移動し、基体
２７上の６つの領域７４ａ〜７４ｆの中心内に中央領域
８０を形成する。図７（ｂ）は、第１のガス流が液体ス
トリーム２６の初期吐出より後の時間遅延７６を開始す
るタイミング図を示したものである。

【００３５】図７（ａ）および図７（ｂ）は、逐次吹き
出されるガスと連続的に吐出される液体のタイミングを
示す図である。連続する液体分与の場合は、液体ストリ
ーム２６の方向のあるものは、これが方向変更前に存在
したように分配時に維持される。すなわち、図８（ａ）
および図８（ｂ）に示したようなテイルがドット形状ま
たはコーテイングされた領域７４ａ〜７４ｆの各々に付
加される。中央のドット８０は図８（ｂ）において影響
を受けてない。

【００３６】図９は、図５に示した二成分液体スプレイ
ガン２０を用いて、それぞれ液体、霧化ガスおよび分配
ガス流の吐出を生成するための電流パルス７０、７８お
よび７３ａ〜７３ｆの配置例を示したものである。図９
のタイミングパルスは図１０（ａ）に示したパターンに
おいて、基体２７上に液体ストリーム２６の分布を生成
する。信号７０と信号７３ａの間に時間遅れを与えると
き、他のガス流の全てはシーケンス付けられ、同じ時間
幅になり、図１０（ｂ）に示したパターンが基体２７上
に生成されることになる。

【００３７】図１１（ａ）は、液体ストリーム２６の間
欠的吐出および霧化ガンの間欠的作動を生成する電流パ
ルスを示したものである。図１１（ｂ）は、霧化ガスの
連続的な吐出と共に液体ストリーム２６の間欠的な吐出
を発生させる電流パルスを示したものである。これらの
両者の場合に、間欠的な液体ストリーム２６が吹き出し
口３３ａ〜３３ｆからのガスに当たると、噴霧流の各々
の前回の変化の間の流れの方向は維持されない。すなわ
ち、液体分与時には信号７０のように不連続があるの
で、図１２（ａ）および図１２（ｂ）の噴霧パターンは
テイル部分なしに生成される。図１２（ｂ）は、第１の
ガス流が初期液体分与時より遅れるときにもたらされる
中央コーテイング領域８０を再び示すものである。この
電流制御方式は図示してない。図１１（ａ）および図１
１（ｂ）において、ガス流を作動する電流パルス、すな
わち７３ａ〜７３ｆはシーケンス状にされ、スタッガ状
にされる。

【００３８】上記の例は霧化された液体ストリーム２６
に関係するが、図１２（ｃ）および図１２（ｄ）に示し
たように、ドット状パターンを得るために、電流パルス
を用いて液体ストリーム２６を間欠的に作動することも
できる。図１２（ｄ）は、液体分与の開始時と吹き出し
口からの第１ガス流の間に時間遅延を与えたときに形成
されるパターンを示したものである。全ての場合に、液
体分与が間欠的なとき、スプレイパターンはテイルを持
たない。

【００３９】以上の説明は６個の分配ガス吹き出し口３
３ａ〜３３ｆを示し、またパターンは一般に円形形状を
有したが、これらの分配ガス吹き出しポートの個数を１
２個まで増やし、図１３（ａ）に示したもののようなリ
ング形状を得るようにしてもよい。この例および従来の
例の全ては同等の吹き出し圧力と吹き出し時間を用いた
ものである。これらの変数を変化させるとき、図１３
（ｂ）、１３（ｃ）および１３（ｄ）に示したもののよ
うなより複雑なパターンを得ることが可能になる。例え
ば、図１３（ｂ）および１３（ｃ）に示したパターンは
図１３（ａ）に類似の全体で１２個の吹き出し口を必要
とするが、これらの吹き出し口のいくつかは他のものと
異なって角度付けされている。一方、電流パルスの時間
幅が変更されて液体ストリーム２６に接触するガス流の
体積を変化させるときは同じ設計も実現可能である。図
１３（ｄ）のパターンは、１６個の吹き出し口およびこ
れらの吹き出し口の角度の変更、或いはガス流を生成す
る電流パルスの時間幅の変更を必要としている。図１３
（ａ）〜１３（ｄ）は、吹き出し口角度および／または
スプレイのための電流パルス幅の変更の効果を示すが、
同じ方法を図１に示した装置に適用し、ドット状パター
ンを得ることができる。

【００４０】単一方向の偏向を実現する吹き出し口の使
用について説明したが、交差するガス流の組合せを用い
ることも可能である。ガス流を用い、液体ストリーム２
６に対してねじれを形成することも可能である。このよ
うな方法は、所望の分布パターンをなすドット形状を塗
布する特に効果的な方法である。

【００４１】本発明の他の実施例によれば、図１４
（ａ）、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）に示したよう
に、多数液体を多数ノズルから吐出するようにしてもよ
い。吐出液体を混合することにより結合された流れが実
現される。これにより、分与された液体がより迅速に硬
化するように、硬化試薬または同様の試薬を付加して予
め混合することが可能になる。図１４（ａ）および１４
（ｂ）は、内部オリフィス８６および外部同心状オリフ
ィス８７から分与された液体を混合するための無気スプ
レイノズル８５を示したものである。両オリフィス８６
および８７は吹き出し口３３ａ〜３３ｆ内にある。図１
４（ｃ）は、３個のオリフィス８９、９０および９１か
らの液体の液体ストリーム２６を噴霧する変形例を示し
たものである。３個のオリフィス８９、９０及び９１
は、同心状霧化流出口９２の内側に配置され、さらに同
心状霧化流出口９２の外側に吹きだし口３３ａ〜３３ｆ
が配置されている。

【００４２】付加的に混合される液体の１つは、図１５
に示したように、エアロゾルであってもよく、すなわち
それぞれタンク９８および９８に接続された導管９５ま
たは９６の１つまたは両者により供給されるエアロゾル
であってもよい。ライン１０４を介してのガン２０のオ
リフィス８７への液体エアロゾルの流れはタイマ４１に
接続された電磁弁１０１により制御される。弁１０２は
ライン１０４を通してのエアロゾル流の付加的な制御を
与える。

【００４３】図１５はさらに、電磁弁３８および３９を
接続する、それぞれ、タンク９７および９８からのエア
ロゾル導管９６および９９を示すものである。このよう
にして、本発明によれば、エアロゾルは、吹き出し口３
３ａ〜３３ｆに供給されると共に、吹き出し試薬として
用いられて、ノズル２１から分与された両液体から形成
された混合液体ストリーム２６を偏向させる。エアロゾ
ルの各々に対して付加的なパイプラインを用いると、吹
き出し口３３ａ〜３３ｆの各々に異なるエアロゾルを供
給することも可能である。

【００４４】エアロゾルを形成する液体の混合は、溶
剤、触媒、硬化試薬、液化ガスなどにより行うことがで
きる。溶剤を用いたときは、オリフィス２３の、および
分配されたガス吹き出し口３３ａ〜３３ｆの自己洗浄を
利用するとさらに有効である。さらに、触媒および硬化
試薬を用いたときは、エポキシ形塗料にアミンを付加す
ることが蒸気硬化の有効な方法である。さらに、液化ガ
スを用いたときは、ガスおよび液体の混合時の膨張によ
り生成される高エネルギー量は霧化を促進する。

【００４５】氷の微粒子を偏向させるために本発明を用
いることも可能である。最近、Ｔａｉｙｏ Ｏｘｙｇｅ
ｎ ＫＫＣｏ．およびＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ ＫＫＣｏ．は、ウエーハを洗浄する方
法として、液体窒素に脱ミネラル水を注入して氷粒子を
生成する方法を提案した。液体窒素を用いて液体の氷構
造を生成する他の方法がＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ ＧｕｍｍａおよびＩＣＬＡＳ ’７８ Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ａｔｏｍｉｚ
ａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ）に
おける他の機関により示されている。これらの概念は、
脱ミネラル水と液体窒素を混合することにより形成され
た氷粒子の液体ストリーム２６を偏向させることにより
本発明により容易に適用されるものである。この混合物
は、好適には脱ミネラル水を液体窒素に注入することに
より霧化される。

【００４６】本発明と共に溶融液体を用いて、熱可塑性
樹脂、ホットメルト接着剤、ワックス、または２００℃
以下で比較的低い粘度を持つ同様の物質を生成してもよ
い。基体上にホットメルト接着剤のドット状コーテイン
グを形成する従来の方法によれば、接着剤はノズル開口
から間欠的に吐出され、一方基体は直線コーテイングを
実現するためにノズルに対して移動された。図１６
（ａ）および１６（ｂ）は図１に示したガンを用いて得
ることができるドットの分布パターンを示したものであ
る。図１６（ｃ）はこの種の多数並列ガン２０により得
ることができるドット分布パターンを示したものであ
る。さらに、図１７（ａ）〜１７（ｄ）は図１に示した
種類のガン２０により得ることができるもので、但し、
吹き出し口を付加し、ガン２０と基体２７の相対移動の
間に液体分与を行って得られる分布パターンを示したも
のである。

【００４７】さらに、本発明に対して従来の静電コーテ
イング法を適用することも可能である。液体がガンに供
給されるとき液体に静電気を帯電させ、或いは、液体用
のノズルオリフィス２４の近傍にコロナピンを付着させ
ることにより、液体を、ガン２０から分与されるとき
に、液体を帯電させることができる。液体ストリーム２
６を帯電させると霧化が促進され、これにより粒子の大
きさを微細寸法に低減させ、さらにコーテイングされた
基体２７上の接着特性を改良することができる。

【００４８】本発明の最も重要な商業上の利点は金属容
器などの中空成品の内面をコーテイングすることに関係
する。缶の金属による缶の食品内容物の汚染を防止する
ためには、一様で均一に缶の全内面をコーテイングする
ことが一般に必要である。さもないと、缶内の食品はそ
れらの香りまたは味を失うことになる。缶の内側をコー
テイングする１つの従来の方法によれば、スプレイノズ
ルは缶の内側に配置され、また缶は、内側の全周囲面が
コーテイングされるまで回転された。しかし、缶の回転
により生成される遠心力によりスプレイコーテイングの
一部が缶の隅に蓄積され、缶の内側の隅のコーテイング
が不均一になる。さらに、缶の隅はスプレイ反射に対し
て特に敏感である。

【００４９】本発明は缶の内面を一様にコーテイングす
るための２つの方法を提案するものである。先ず、７つ
の一般に円形状のエプレイ領域で図１８に示したような
スプレイ分布パターンを生成するようにタイマ４１を調
整する。次に、図１９（ａ）に示したように、ノズル２
１が缶１０９の内側に挿入される。さらに、缶１０９内
にいかなる反射流も生じないように吹き出し口３３ａ〜
３３ｆからのガス流の各々の方向を変えることにより液
体ストリーム２６が分配される。液体ストリーム２６の
方向が短時間、すなわち２０ミリ秒以下内でシフトされ
ることから、本発明はスプレイコーテイング時に缶１０
９内でのエアクッシヨンの発生を排除する。本発明の方
法と装置によれば、ガス流の１サイクルの時間、すなわ
ち各々の吹き出し口３３ａ〜３３ｆからの１ガス流はほ
ぼ１２０ミリ秒になる。

【００５０】本発明の方法によると、従来の方法で要求
されるようにコーテイング時に缶１０９を回転させるこ
とは不要になる。缶が例え回転されても、それは、遠心
力の影響が比較的小さくなるように比較的低速度で回転
させればよい。固定された缶１０９に対してノズルを上
昇させることにより、コーテイングは、各々が缶１０９
の所定の位置またはレベルでコーテイングを方向づける
一連の付加的なスプレイサイクルにより缶１０９の内面
に一様に塗布される。ガン２０と缶１０９の間に連続的
な相対運動が存在するとき、或いはガン２０が缶１０９
内で有限個数の異なるスプレイ位置において静止してい
るときはスプレイが発生する。

【００５１】図１９（ｂ）に示したように、金属缶の内
面をコーテイングする他の方法によると、３種の異なる
コーテイングステップまたはステージが用いられる。各
々のステージは缶１０９の異なる領域にコーテイングを
供給し、また各々のステージは、缶の外側に配置される
が缶に向けて指向するガンを用いている。例えば、ステ
ージ１１１においてはノズル２１Ａは缶１０９Ａの底部
にコーテイングを供給するが、ステージ１１２における
ノズル２１Ｂは缶１０９Ｂの中間部分にコーテイングを
供給し、さらにステージ１１３におけるノズル２１Ｃは
缶１０９Ｃの上部にコーテイングを供給する。図１９
（ｂ）は、３種の異なるノズルとガン装置であって、そ
れぞれが各々のコーテイングステージに対するものを用
いた場合の缶１０９Ａ、１０９Ｂ、および１０９Ｃの内
面をコーテイングする状態を示したものである。一方、
特に缶１０９の寸法が増加または減少する場合には、よ
り多くのまたはより少ないスプレイステージに対してよ
り多数のまたはより小数のノズルを用いることができ
る。

【００５２】図２０は、粉体を操作的に供給されて缶２
５０の内面を粉体コーテイングする、本発明の分与ガン
２０のノズル２１を示したものである。粉体チューブ２
００がガン２０のノズル２１に直接接続されて粉体をオ
リフィス２４から噴出させる。粉体は、本出願者の米国
特許第４、９８７、００１号の図５に図示説明された種
類の要素により生成される。上記特許はここにその実体
が引用により特に取り込まれる。すなわち、流動床粉体
容器２０１は粉体ポンプ２１４に通じた流出口導管２０
５を有する。空気圧源（図略）からの空気圧はパルス状
になされ、あるいは調節器２１５を通してポンプ２１４
に間欠的に供給され、これにより粉体は導管２０５から
容器２０１の外に吸引されると共にパイプ２１６を通し
て前進される。ポンプ２１４からの空気伴流粉体をさら
に加速するために、ポンプ２１４の下流には空気増幅器
２１７が配置される。

【００５３】上記空気増幅器２１７はその内面周りに配
置された複数個の一様に分配されたポートを有してい
る。ポート２１８の各々は空気流入口流路２１９に接続
され、また各々の通路２１９は、粉体供給ライン内の粉
体の速度が調整され、制御されるように調節自在圧力調
節器２２０を通して空気圧源から供給される。

【００５４】空気増幅器２１７から下流に配置された流
入口拡散体２２１は、囲にょうする非多孔性シリンダ２
２３の内部に収容された多孔性シリンダ２２２、および
それらの間で半径方向に配置された空気室２２４を備え
ている。圧力調節器２２５はこの空気室２２４に空気源
（図略）から空気を供給する。調節器２２５は、均一に
分布された空気流を多孔性シリンダ２２２を通して半径
方向内方に粉体流動ラインに流動させる。

【００５５】流入口拡散体２２１の下流には摩擦帯電ユ
ニット２２７が配置される。このユニット２２７は粉体
供給ラインに収容された空気伴流粉体を静電的に帯電さ
せるように作用する。空気伴流粉体は、摩擦帯電ユニッ
ト２２７から、流入口拡散体２２１と同様に構成された
第２の流出口拡散体２２８に流入する。流出口拡散体２
２８は中実シリンダ２３０に収容された内部多孔性シリ
ンダ２２９、およびそれらの間で半径方向に配置された
空気室２３１を備えている。圧力調節器２３２は空気供
給源（図略）から空気室２３１に流入空気を供給する。
流出口拡散体２２８の内部室２３１から、空気は、多孔
性シリンダ２２９を通し、半径方向で粉体供給ラインに
流動される。空気圧源から圧力調節器２３２を通して一
定空気流が維持されるが、ポンプ２１４および増幅器２
１７への内部空気流はパルス状になされる。粉体チュー
ブ２００は流出口拡散体２２８からノズル２１に直接粉
体を搬送する。粉体チューブ２００の長さは、粉体を生
成し供給する構成要素に対するノズルの配向と位置に依
存する。

【００５６】図２０はさらに、金属缶２５０の内側を粉
体コーテイングするために用いられる分与ガン２０を示
すものである。ノズル２１からの空気流の各々および粉
体流が独立に制御されるために、缶２５０の内面は缶２
５０を回転することなしに一様にコーテイングされる。
本発明の一般原理および好適な実施例の上記説明から、
当業者は、本発明が許す各種の変形を容易に理解するで
あろう。従って、本出願者らは以下の請求の範囲および
それらに等価なものにのみ制限されることを望むもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の好適な実施例による液体分与装
置の概略断面図である。

【図２】図１のライン２−２に沿って取られた図であ
る。

【図３】図１に示した装置により基体上に形成されたド
ットパターンを示す図である。

【図４】本発明の第二の好適な実施例による無気吹き付
けノズルを備えた図１の液体分与装置を概略的に示す拡
大断面図である。

【図５】図４に示した装置により基体上に形成されたス
プレイパターンを示す図である。

【図６】本発明の第三の好適な実施例による二成分液体
スプレイ分与のために装着されたノズルを取り込むよう
に変形された液体分与装置を含む、図１に類似の概略断
面図である。

【図７】（ａ）は図１に示した装置の動作を説明するも
ので、ノズルからの液体分与および吹き出し口からのガ
ス流を制御する電流パルスを示すタイミング図である。
（ｂ）は液体分与および吹き出し口からのガス流を制御
する他のタイミング図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図７（ａ）、
（ｂ）のタイミング図に従って動作されたときの、図１
に示した装置により形成されたスプレイパターンを示す
図である。

【図９】液体分与および図６に示した二成分液体ガスデ
イスペンサのための吹き出し口からのガス流を制御する
タイミング図である。

【図１０】（ａ）は図９のタイミング図により操作され
たときの、図６に示した装置により形成されたスプレイ
パターンを示す図である。（ｂ）は吹き出し口からの初
期ガス流の前に遅延を有するようにわずかに変形された
場合の、図９のタイミング図に従って、図６に示した装
置により形成されたスプレイパターンを示す図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）は図６に示した液体分与装置
を動作させるためのタイミング図である。

【図１２】（ａ）は図１１（ａ）、（ｂ）のいずれかの
タイミング図により操作されたときの、図６に示した液
体分与装置により形成されるスプレイパターンを示す図
である。（ｂ）は初期液体分与と第一ガス流の間に時間
遅延があるときの、図１１（ａ）または（ｂ）のいずれ
かのタイミング図および図６の装置により形成される他
のスプレイパターンを示す図である。（ｃ）は液体分与
が間欠的に生じる場合の、図１の装置により形成される
ドットパターンを示す図である。（ｄ）は初期液体分与
および第一ガス流の間に時間遅延があるときの、（ｃ）
に類似の図である。

【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は付加的な
吹き出し口を有するノズルを備えた場合の、図６の液体
分与装置により形成される付加的な複雑スプレイパター
ンを示す図である。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は付加的な
吹き出し口を有し、さらに方向性ガス流角度またはガス
流の容積の変動のいずれかがある場合の図である。

【図１４】（ａ）は多種液体混合スプレイ用の無気吹き
付けノズルを示す断面図である。（ｂ）は（ａ）の図１
４Ａの無気吹き付けノズルの、上方に見た、底面図であ
る。（ｃ）は多種液体混合スプレイ用の二成分液体吹き
付けノズルの、（ｂ）に類似の底面図である。

【図１５】本発明の第四の好適な実施例による、エアロ
ゾルを他の分与液体と混合し、混合物をエアロゾルによ
り偏向させる液体分与装置の断面図である。

【図１６】（ａ）、（ｂ）はホットメルト接着剤、ワッ
クス、または類似の物質などの熱可塑性樹脂により形成
されたドットパターンを示す図である。（ｃ）は、
（ａ）および（ｂ）のものに類似するが、本発明の教え
に従って形成されたドットパターンを示す図である。

【図１７】図１に示した装置に、吹き出し口を付加し
て、ガンと基体とを相対移動して得られた分布パターン
を示す図である。

【図１８】金属缶の内面をコーテイングするのに特に適
した一様なスプレイパターンを示す図である。

【図１９】（ａ）、（ｂ）は本発明により金属缶の内面
を一様にコーテイングする他の方法を示す図である。

【図２０】本発明のさらに他の実施例により、かつ金属
缶の内面の粉体コーテイング時の、粉体コーテイングの
ために装着された本発明の分与装置を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

２０ 液体分与装置またはガン ２１ ノズル ２３ 中央液体流路 ２４ ノズル ２６ 分与材料ストリーム ２７ 基体 ２８ 環状室 ２９ ポンプ ３０ 液体弁 ３３ａ〜３３ｆ 吹き出し口 ３４ａ〜３４ｆ 内孔 ３５ａ〜３５ｆ 導管 ３６ａ〜３６ｆ 弁 ３７ 加圧ガス源 ３８、３９ 電磁弁 ４１ タイマ ４５ 加圧液体タンク ４７ フィードバックライン ５０ シリンダ ５１ ピストン ５７ 無気吹き付けオリフィス ６１ 同心状流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高柳 明人 東京都中野区南台２−４−２

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 缶の内面を一様に塗布する方法であっ
   て、 （ａ）缶の内面に向けてノズルからの粉体コーテイング
   材料流を噴霧するステップと、 （ｂ）前記噴霧粉体コーテイング材料流に接触するよう
   に複数の独立して作動自在の気体流の各々を向けて、こ
   の材料流を順次所望の方向に偏向させ、これにより噴霧
   反射を生ぜずに缶の内面を一様に塗布するステップとか
   らなる方法。
2. 【請求項２】 該気体流は、６個の外側の吹き出し口か
   ら半径方向内方に向けられる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 粉体コーテイング装置であって、 吐出オリフィスと、該吐出オリフィスを囲にょうする複
   数個の吹き出し口とを有するノズルと、 前記吐出オリフィスから粉体コーテイング材料流を基体
   上に分与する分与手段と、 それぞれの吹き出し口からの複数の独立に作動された流
   れによって前記粉体コーテイング材料流を選択的に偏向
   させ、これにより前記基体上に分与される粉体の所望の
   分布パターンを生成する偏向手段とからなり、前記偏向
   手段はさらに、 各々が加圧ガス源に接続されると共に吹き出し口に達す
   る複数個の導管と、 少なくとも２個の電磁弁であって、一方の電磁弁が、各
   々の導管に操作的に接続されると共に電気的に作動され
   て、それぞれの導管に沿いかつそれぞれの吹き出し口の
   外に前記加圧ガス源からの加圧ガスを流すことができる
   電磁弁と、 前記電磁弁および前記分与手段に操作的に接続されると
   共に、吐出オリフィスを通しての分与および吹き出し口
   からのガス流を制御するように構成されたタイマとから
   なる粉体コーテイング装置。
4. 【請求項４】 前記タイマはさらに、 前記ガス流のシーケンス及び時間幅を選択し、これによ
   り粉体コーティング材料流を選択的に偏向させて基体上
   に所望の分布パターンを生成する手段を備えてなる請求
   項３記載の粉体コーテイング装置。
5. 【請求項５】 粉体コーテイング材料分与方法であっ
   て、 ノズルの分与オリフィスから粉体コーテイング材料流を
   基体に向けて流すステップと、 前記粉体コーテイング材料流を前記分与オリフィスの周
   囲に配置された複数の吹き出し口からの複数の独立に作
   動自在の流れにより選択的に偏向させ、これにより基体
   上に所望の分布パターンを実現するステップとからなる
   粉体コーテイング材料の分与方法。
6. 【請求項６】 前記独立に作動自在の流れは加圧ガス源
   からのガス流である請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 空気伴流粒子は偏向される前に静電的に
   帯電される請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 さらに、前記吹き出し口からの方向流の
   所望のシーケンスと時間幅により前記粉体コーティング
   材料流の流れを選択的に調節して基体上に所定の分布パ
   ターンを実現するステップとからなる請求項７記載の方
   法。