JPH0999258A - 空気巻き込み防止シールド板を有する粉体ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、二つの開放端を有する中空
管状物品の内部表面を粉体コ−ティング剤でコ−ティン
グ加工する際に、全面均一塗着でしかも高塗着率で、更
に中空管状物品の外部表面に粉体コ−ティング剤が付着
して汚さないことができる構造の、粉体コ−ティング剤
を噴出するための粉体ノズルを提供することである。 【解決手段】 粉体コ−ティング剤を噴出するノズル１
の先端部にシ−ルド板２が設けられており、そのシ−ル
ド板の外径は、被塗物である中空管状物品３の管径より
も大きいことを特徴とする、空気巻き込み防止シ−ルド
板を有する粉体ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体コーティング加工
において、二つの開放端を有する中空管状物品の内部表
面に粉体コーティング剤をコ−ティングするための、粉
体ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料や食料品などを缶詰にする場合、容
器である缶が、内容物によって腐食されたり、逆に缶材
成分が内容物中に溶出して、うま味などを損なうのを防
止する等の目的で、従来より缶の内面にコーティングが
施されてきた。これらコーティング加工には、従来液状
コーティング剤が多用されてきた。しかし最近、大気汚
染、悪臭防止や有機溶剤等による環境汚染を防止する等
の観点や、うま味などに対しても効果のある無溶媒型の
コーティング剤の利点などから、無公害型の粉体コーテ
ィング剤を用いた、コーティング技術の開発要請が高ま
り、粉体コーティング剤を用いた缶の内面のコーティン
グ加工が徐々に普及しつつある。

【０００３】このような缶の内面に粉体コーティング剤
を塗布する方法の一つとして、特開平２ー２３３１６０
号（出願人：ノードソンコーポレーション）に示される
方法が提案されている。本発明は、缶の内面すなわち中
空管状物品の内面を粉体コーティング剤でコーティング
するノズルにおいて上記した特開平２ー２３３１６０号
に示されているようなノズル構造の改良に関するもので
ある。特に二つの開放端を有する中空管状物品、いわゆ
るスリーピース缶と呼ばれている缶胴の内部表面をコー
ティングするのに適したものである。

【０００４】すなわち従来行われていた粉体コーティン
グするためのノズルを図８を用いて説明する。図におい
て符号５０は粉体コーティング剤５２を噴出するノズル
である。５１は被塗物すなわち二つの開放端を有する中
空管状物品であり、図示されないコンベアー等によって
運ばれ、ノズル５０の前面所定位置に位置決めされる
と、あらかじめ上流において図示されない静電帯電装置
で静電帯電された粉体コーティング剤５２は、搬送用の
空気流と共にノズル５０から被塗物である中空管状物品
５１の内部表面へ向けて噴出し、静電気の引力によって
中空管状物品５１の内部表面にコーティングされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の粉体コ
ーティング剤５２を噴出するノズル５０には、次のよう
な問題があった。すなわち、ノズル５０の構造では中空
管状物品５１の管直径寸法は、通常１００ｍｍ以上であ
るものの内部表面をコーティングすることしかできなか
った。つまり中空管状物品５１の管径寸法が１００ｍｍ
以下になると、中空管状物品５１の内部表面を全面コ−
ティングしようとしたとき、噴出された粉体コ−ティン
グ剤５２の噴出パタ−ンが、中空管状物品５１の１００
ｍｍ以下になった管直径寸法よりも広くなってしまい、
中空管状物品５１の内部表面にだけではなく、外部表面
までにも、粉体コーティング剤５２が付着してしまい外
部表面を汚してしまう。

【０００６】また、従来の方法では軸方向５３にノズル
５０が、二つの開放端を有する中空管状物品５１の、ど
ちらか一方の開放端側へ固定設置し粉体コ−ティングす
る方法、又は管直径寸法が１００ｍｍ以上である場合の
中空管状物品５１の内部において、ノズル５０が軸方向
５３に往復動しながら粉体コ−ティングさせる方法があ
る。往復動させる方法では中空管状物品５１の一個あた
りの粉体コーティングに時間がかかりすぎてしまうた
め、ノズル５０は固定設置での粉体コ−ティングの方が
生産性があがるので、固定設置の方が選択されてきた。
しかし、ノズル５０を中空管状物品５１との最適間隔寸
法より離してしまっての固定設置では、中空管状物品５
１の管直径寸法が１００ｍｍ以上であっても、外部表面
を汚してしまう。そこで外部表面が汚れないようにノズ
ル５０を中空管状物品５１との最適間隔寸法に近づけて
固定設置しても、中空管状物品５１の二つの開放端から
数センチの範囲ｇにわたって、粉体コ−ティング剤５２
が満足にコ−ティングされない部分ができる。コーティ
ングが満足に施されない部分の長さは、中空管状物品５
１の形状、粉体の種類、搬送用空気流量などの種々の条
件によって異なる。その上、コーティングされた部分に
おいても、中空管状物品５１の内部表面の粉体コ−ティ
ング剤５２の、塗着膜厚の状態は非常に不均一である。
これらは、生産ラインの下流位置に、中空管状物品５１
の他の開放端すなわち反対側位置にまったく同様のノズ
ルを設け、反対側からも粉体コ−ティング剤５２をコ−
ティングする、いわゆる２ステップコ−ティングによる
両端側からの粉体コ−ティングによっても、粉体コ−テ
ィング剤５２の塗着量が局部的に増すだけで、膜厚の全
面均一化の改善は図れなかった。

【０００７】このような問題点は以下の必要条件の妨げ
になる。それは噴出された粉体コ−ティング剤を、被塗
物である中空管状物品の内部表面の両側開放端まで全面
均一にコ−ティングでき、更に中空管状物品の外部表面
に粉体コ−ティング剤が付着しないことである。これら
の条件が達成できない原因をまとめると次のとおりであ
る。つまり、中空管状物品の内部表面の両側開放端まで
全面均一コ−ティングができないのは、ノズル外形寸法
に対して中空管状物品の管直径寸法が大きく、その隙間
から、ノズルからでる噴出流により発生する吸入作用に
よる、外部からの必要以上の巻き込み空気の流入によっ
て、中空管状物品の内部において、粉体コ−ティング剤
が吹き飛ばされたり、制御されない悪い状態の乱流が発
生する等のためである。また、中空管状物品の外部表面
に粉体コ−ティング剤が付着して汚してしまうのは、中
空管状物品の内部表面を全面コ−ティングしようとする
と、ノズルを中空管状物品から離して固定設置しなけれ
ばならないためである。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の課題は、二つの開放端を有す
る中空管状物品の内部表面を粉体コーティング剤でコー
ティング加工する際に、全面均一に塗着し、しかも高塗
着率が得られ、更に中空管状物品の外部表面に粉体コ−
ティング剤が付着して汚さない構造の、粉体コーティン
グ剤を噴出するための粉体ノズルを提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような構成とした。すなわち、粉体
コ−ティング剤を噴出するノズル（１）の先端部にシ−
ルド板（２）が設けられており、そのシ−ルド板（２）
の直径寸法は、被塗物である中空管状物品（３）の管直
径寸法よりも大きいことを特徴とする、空気巻き込み防
止シ−ルド板を有する粉体ノズルとした。

【００１０】また、シ−ルド板（１０）がノズル（１
１）の軸方向（１２）に前後調節可能であり中空管状物
品（１３）との間隔寸法（ｂ）を調整できることを特徴
とする、空気巻き込み防止シ−ルド板を有する粉体ノズ
ルとした。

【００１１】また、空気量調整のための穴（２１）をあ
けたシ−ルド板（２０）又は、外周に切り欠き（２２）
を設けたシ−ルド板（２０）がノズルに設けられている
ことを特徴とする、空気巻き込み防止シ−ルドを有する
粉体ノズルとした。

【００１２】

【作用】次に本発明の作用について説明する。本発明で
は、前記したような構成の空気巻き込み防止シ−ルド板
を有する粉体ノズルとしたので、ノズル（１）から噴出
された粉体コーティング剤（４）の噴出流は、ノズル
（１）噴出側に取り付けられている、中空管状物品
（３）の管直径寸法より、大きい直径寸法を有するシ−
ルド板（２）によって、中空管状物品（３）開放端の外
部から噴出流のおこす吸入作用により流入しようとす
る、巻き込み空気を最適条件に調整することにより、噴
出流の速度が制御されるうえ、良好な状態の乱流をおこ
し、被塗物である中空管状物品（３）の内部表面にノズ
ル（１）側の開放端から反対の開放端まで全面に、粉体
コーティング剤（４）を均一にコーティングすることが
できる。更に上記の作用によって、噴出された粉体コー
ティング剤（４）が中空管状物品（３）の内部表面との
接触機会が増加される。これにより粉体コーティング剤
（４）に帯電された静電気による引力が効果を発揮し高
い塗着効率も得られる。また、シ−ルド板（２）が取り
付けられているノズル（１）を、中空管状物品（３）と
の間隔寸法（ａ）において必要以上にあけることなく、
最適条件に調整し固定設置できる。そのことにより中空
管状物品（３）の外部表面への粉体コ−ティング剤
（４）の付着による汚れもなくなった。

【００１３】

【実施例】以下本発明の空気巻き込み防止シ−ルド板を
有する粉体ノズルを、その実施例を示す図面を用いて詳
細に説明する。図１は本発明の空気巻き込み防止シ−ル
ド板を有する粉体ノズルを示す。図において符号１は粉
体コーティング剤４を噴出するノズルである。２は空気
の巻き込を最適条件に調節するシ−ルド板である。３は
二つの開放端を有する中空管状物品で管直径寸法は１０
ｍｍ以上から１００ｍｍ以下が望ましく、管長寸法は５
ｍｍ以上から５００ｍｍ以下が望ましい。特に対象にな
る中空管状物品３の管直径寸法は３０ｍｍから７０ｍ
ｍ、管長寸法は８０ｍｍから２００ｍｍである。シ−ル
ド板２は円盤状でその直径寸法は被塗物である中空管状
物品３の管直径寸法よりも大きい方が良い。シ−ルド板
２の直径寸法は、中空管状物品３の管直径寸法より、５
ｍｍ以上から６０ｍｍまでの大きい直径寸法にしたとき
が、一番良い効果を得られることができる。実験による
最も望ましいシ−ルド板２の直径寸法は中空管状物品３
の管直径寸法より２０ｍｍから３０ｍｍ大きい数値であ
る。シ−ルド板２と中空管状物品３の開放端の間隔寸法
ａは限りなく０ｍｍに近い数値から３０ｍｍの間で効果
を示すが、実験結果による望ましい間隔寸法は１ｍｍか
ら８ｍｍである。

【００１４】また、ノズル１の噴出経路５および噴出穴
６の形状、長さ、噴出穴の数量などは被塗物すなわち中
空管状物品３の形状に合わせて、最適の形状が選択され
るので、限定されるものではない。噴出穴の数量は図８
に示したノズル５０の噴出穴５４のように複数にわたっ
てもよい。

【００１５】また、実験によるノズル１およびシ−ルド
板２の材質はフッ素系樹脂で良好な結果を得たが、ポリ
プロピレンなどの成型、加工などが可能なあらゆる樹脂
でも良い。また、一例をあげると、ノズル１およびシ−
ルド板２の材質は、セラミック、ガラス、金属および金
属の表面にコーティング等の加工したものなどを用いる
こともできる。したがってノズル１およびシ−ルド板２
材質は、被塗物すなわち中空管状物品の種類や材質な
ど、粉体コ−ティング剤の種類や材質など各種の条件に
よって最適の材質が選択されるので、限定されるもので
はない。

【００１６】このように構成された空気巻き込み防止シ
−ルド板を有する粉体ノズルの実施例の作用を説明す
る。まず、被塗物すなわち中空管状物品３は図示されな
いコンベア等によって運ばれ、ノズル１の前面所定位置
に位置決めされると、あらかじめ上流において図示され
ない静電帯電装置で静電帯電された粉体コーティング剤
４は、搬送用の空気流と共にノズル１から被塗物である
中空管状物品３の内部表面に向けて噴出し、静電気の引
力によって中空管状物品３の内部表面にコーティングさ
れる。

【００１７】そして粉体コ−ティング剤４は噴出流とな
って、中空管状物品３の軸方向７に向かって直進しよう
とするが、ノズル１側の中空管状物品３の開放端から、
噴出流によって発生する吸入作用により、中空管状物品
３の開放端外部から巻き込み空気が流入しようとするの
を、シ−ルド板２の制御効果によって巻き込み空気が最
適条件になる。すなわち粉体コーティング剤４の搬送用
空気以外に、中空管状物品３の内部に不必要な空気を混
入させず、必要量の空気流入をシ−ルド板２によって調
節することにより、噴出流は中空管状物品３内部におい
て流速が制御され、同時に良好な状態の乱流をおこすこ
とにより、粉体コーティング剤４は中空管状物品３の二
つの開放端まで内部表面の全面に均一にコーティングさ
れる。

【００１８】シ−ルド板２は粉体コーティング剤４噴出
側からみて、図３のシ−ルド板２０のように、一個以上
複数個の穴２１をあけ流入する空気を調整し所望する乱
流をおこしたりし、塗着を均一化したりすることもでき
る。穴２１の数量、形状などは被塗物すなわち中空管状
物品の形状に合わせ、最適の形状が選択されるので、限
定されるものではない。また、図４のシ−ルド板２０の
ように外周に切り欠き２２を、一個以上複数個設けるこ
とも上記シ−ルド板２０と同様な効果を発生させること
ができる。切り欠き２２の数量、形状などは被塗物すな
わち中空管状物品の形状に合わせ、最適の形状が選択さ
れるので、限定されるものではない。

【００１９】図１においてシ−ルド板２はノズル１と一
体になっているが、図５に示すようにシ−ルド板３０と
ノズル３１は分割でき、二つ以上の部品構成にしても良
い。更に図２のようにシ−ルド板１０はノズル１１の軸
方向１２へ移動が可能であり、中空管状物品１３の開放
端より任意の位置に取り付けても良い。つまりノズル１
１と中空管状物品１３の間隔寸法ｃはそのままで、シ−
ルド板１０のみ中空管状物品１３の開放端との間隔寸法
ｂ、又は間隔寸法ｄといった任意の位置に取り付けが可
能になる。

【００２０】本発明は図１に示された被塗物である中空
管状物品３のような二つの開放端管径が同直径寸法のも
のばかりでなく、図６に示されるような二つの開放端管
径のように、管直径寸法ｅ及び管直径寸法ｆが異なった
異径の管直径寸法の中空管状物品４０などにも使用可能
である。図６に示された被塗物である中空管状物品４０
の管直径寸法ｅが１０ｍｍ以上であり、管直径寸法ｆが
１００ｍｍ以下であれば、ストレートな形状の中空管状
物品でなくともコーティングできる。また、図７に示さ
れるように、中空管状物品４１の形状がストレ−トでな
く変型していても、管直径寸法が１０ｍｍ以上から１０
０ｍｍ以下であればコ−ティングでき、被塗物の形状に
ついては、二つの開放端を有する中空管状物品であれば
特に限定されるものではない。

【００２１】本発明者らの実験によれば、シ−ルド板と
中空管状物品の開放端との間隔寸法を４ｍｍ離した状態
で、管直径寸法が５０ｍｍ、管長寸法が１５０ｍｍの中
空管状物品である飲料用缶の内部表面を、粉体コーティ
ング剤でコーティングをおこない、同一条件のもとで、
被塗物つまり飲料用缶の内部表面に塗着した粉体コーテ
ィング剤の塗着量を計測したところ、従来技術によるコ
ーティング方法に比べ、重量比でおよそ２倍もの塗着効
率の改善が達成されただけでなく、塗着の膜厚分布も均
一になることに成功した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の空気巻き込み防止シ−ルド板を
有する粉体ノズルは、上記のような構成としたので、被
塗物である二つの開放端を有する中空管状物品の内部表
面を、粉体コーティング剤でコーティング加工する際
に、ノズルから噴出した粉体コーティング剤を中空管状
物品の内部表面全面に均一に塗着し、しかも高塗着率が
得られ、更に中空管状物品の外部表面に粉体コ−ティン
グ剤が付着して汚さない構造の、空気巻き込み防止シ−
ルド板を有する粉体ノズルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気巻き込み防止シ−ルド板を有する
粉体ノズルの実施例を示す断面図。

【図２】本発明のシ−ルド板と分割されたノズルとの取
り付け方法応用例を示す断面図。

【図３】本発明の空気巻き込み防止シ−ルド板を有する
粉体ノズルのシ−ルド板の変形応用例を示す正面図。

【図４】本発明の空気巻き込み防止シ−ルド板を有する
粉体ノズルのシ−ルド板の変形応用例を示す正面図。

【図５】本発明のシ−ルド板と粉体ノズルの分割構成例
を示す断面図。

【図６】中空管状物品の変形応用例を示す断面図。

【図７】中空管状物品の変形応用例を示す断面図。

【図８】従来行われていた中空管状物品に粉体コ−ティ
ング剤を噴出するための方法を示す断面図。

【符号の説明】

１・・・ノズル、２・・・シ−ルド板、３・・・中空管
状物品、１０・・・シ−ルド板、１１・・・ノズル、１
２・・・軸方向、２０・・・シ−ルド板、２１・・・
穴、２２・・・切り欠き

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体コ−ティング剤を噴出するノズル
   （１）の先端部にシ−ルド板（２）が設けられており、
   そのシ−ルド板の直径寸法は、被塗物である中空管状物
   品（３）の管直径寸法よりも大きいことを特徴とする、
   空気巻き込み防止シ−ルド板を有する粉体ノズル。
2. 【請求項２】シ−ルド板（１０）がノズル（１１）の軸
   方向（１２）に前後調節可能に構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載された、空気巻き込み防止シ−
   ルド板を有する粉体ノズル。
3. 【請求項３】空気量調整のための穴（２１）又は、外周
   に切り欠き（２２）を設けたシ−ルド板（２０）がノズ
   ルに設けられる構成を特徴とする請求項１、又は請求項
   ２に記載された、空気巻き込み防止シ−ルド板を有する
   粉体ノズル。