JPH10118535A

JPH10118535A - 粉体噴霧装置

Info

Publication number: JPH10118535A
Application number: JP9200800A
Authority: JP
Inventors: George R Alexander; ジョージ・アール・アレクサンダー; Eduardo C Escallon; エドゥアルド・シー・エスカロン
Original assignee: Material Sciences Corp
Current assignee: Material Sciences Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1998-05-12
Also published as: EP0818246B1; DE69712270D1; DE69712270T2; EP0818246A2; DK0818246T3; AU738351B2; EP0818246A3; ATE216921T1; SG60083A1; RU2183510C2; CA2210647A1; SG90768A1; CN1176852A; CN1078824C; MX9705060A; AU2848497A

Abstract

(57)【要約】【課題】均一な粒子雲を作ることが可能な改良された
粉体供給装置、噴霧装置及び粉体の破塊装置を提供す
る。【解決の手段】円筒形パンと、円筒状の弾性変形可能
部材とを有し、これらの間に粉体が供給されるベンチュ
リ部を構成するように円筒形状とする。ベンチュリ部は
導入口と排出口を有する。遠心力で弾性変形可能部材か
ら粉体を投げ出すべく回転させる手段が設けられてい
る。ベンチュリ部の導入口に供給された粉体を噴霧し破
塊し、均一な粒子物質雲の流れを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はホッパから空気流へ
計量した粉体を供給するため用いる装置に関し、特に、
移動する粒子雲の形をした空気流に計量した噴霧粉体を
供給する破塊供給装置と組み合わせることのできる粉体
噴霧装置に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体はいくつかの方法で噴霧され
てきた。流動している空気流に粉体を供給するためホッ
パが使用されている。しかし、ホッパは粉体の架橋現象
や粉体の粒子間に存在する静電気力のために粉体を供給
する上で不満が残った。また、流速は、湿度、粒径、粒
子形状、密度、物質の凝集性、化学組成、ホッパの形
状、粉体粒子間の静電気力等の変数により影響を受け
る。正確に計量した粉体を、同時に均一な流速で投与す
る必要がある時、および投与した粉体が塊を作る傾向が
ある時に、新たな問題にぶつかる。

【０００３】従って、改良された粉体噴霧装置、改良さ
れた粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、および改良され
た粉体供給装置と噴霧装置と粉体の集塊破砕装置（破塊
装置）との組合せを提供することが望ましい。また、制
御可能な均一な流動空気流に対し正確に計量した粉体を
投与可能な、改良された粉体噴霧装置、改良された粉体
供給装置と噴霧装置の組合せ、および改良された粉体供
給装置と噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せを提供す
ることが望ましい。

【０００４】振動装置を補助的に設けたホッパは、塗布
作業において粉体を正確に計量する上で不均一となるの
で有名である。粉体を噴霧するため使われる空気が２次
元、つまり長手方向と幅方向、より多い、あるいは少な
いので、ホッパにより供給される粉体が流動空気流に噴
霧される時に、広い基板の塗布で別の問題に突き当た
る。幅広のウェブに塗布するには、この空気流は比較的
低速度で平面状にする。これは供給装置からの粉体を破
塊するため必要な、局部的に高速な剪断力を付与しない
ので、粒子雲はほとんどの工程で望ましくない異常に大
きな集塊粒子および不均一な粒子濃度の重い流れを含む
ことになる。従って、幅広いウェブの幅方向および長手
方向の両方に比較的均一に、粒子塊を破砕された比較的
均一なサイズの粒子物質の粒子雲を作ることができる、
改良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給装置と噴
霧装置の組合せ、および改良された粉体供給装置と噴霧
装置と粉体の破塊装置との組合せを提供することが望ま
しい。

【０００５】近年、正確に計量された粉体が、米国特許
（USP.No.5,314,090）に示されたような材料供給装置を
利用して空気流内に計量しながら噴霧供給でき、粒子雲
内の粒子のサイズは米国特許（USP.No.5,035,364）に示
されたような破塊装置を利用してさらに均一にすること
ができる。この材料供給装置と破塊装置の組合せが、粒
子サイズと粒子分布の両方および幅方向と長手方向の両
方向に均一な粒子雲を作ることができるが、この組合せ
はコイル状に巻いた金属シートの粉体塗装、また塗装対
象が近接した集団でコンベア上にあるような幅広いウェ
ブ塗布においては粒子の均一な粒子雲ができない。材料
供給装置と破塊装置の複数の組合せの集団化は、粒子雲
の流れの長手方向の粒子サイズを均一とする粒子雲を段
階的に作る。しかし、重なりや縞ができるので不均一な
部分が粒子雲の幅方向にできてしまう。それゆえ、粒子
雲の長手方向および幅方向の両方向に比較的均一で、幅
広のウェブ塗布でのように広い面積を覆う粒子雲全体に
比較的均一に分布した、比較的均一な粒径の粒状物質の
粒子雲を作ることが可能な、改良された粉体噴霧装置、
改良された粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、および改
良された粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊装置との
組合せを提供することが望ましい。

【０００６】近年、米国特許（USP.No.5,314,090）に示
されたような、塗布対象のウェブ幅より長い軸を有する
細長いブラシを用いる材料供給装置を利用して、粉体の
分量を正確に計量することが可能になった。こうした装
置を利用することで、正確な量の粉体は供給できるが、
噴霧あるいは完全な破塊は行われない。ウェブは水平に
配置され、その上面あるいは底面、あるいはその両方が
塗布される必要があり、またはウェブは垂直に配置さ
れ、片面あるいは両面が塗布される必要がある。それゆ
え、粒子雲の長手方向および幅方向の両方向に高度に均
一で、粒径および粒度分布が均一な粒子雲を作る、水平
方向および垂直方向の粉体塗布用の、改良された粉体噴
霧装置、改良された粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、
および改良された粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊
装置との組合せを提供することが望ましい。また、長手
方向および幅方向の両方向に均一で、噴霧装置の下方に
位置した水平配列のウェブの上側および噴霧装置の上方
に位置した水平配列のウェブの下側の両面に、あるいは
垂直に配列したウェブの反対側の両面に対し、粒径およ
び粒度分布が均一な粒子雲を配するため利用可能な、改
良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給装置と噴霧
装置の組合せ、および改良された粉体供給装置と噴霧装
置と粉体の破塊装置との組合せを提供することが望まし
い。

【０００７】均質で多用途のものを提供するため、妥当
なコストで様々な用途に使用できる、改良された粉体噴
霧装置、改良された粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、
および改良された粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊
装置との組合せを提供することも非常に望ましい。

【０００８】最終的に、上記望ましい特性の全てを有す
る、改良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給装置
と噴霧装置の組合せ、および改良された粉体供給装置と
噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せを提供することが
非常に望ましい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて、本発明
の目的は改良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給
装置と噴霧装置の組合せ、および改良された粉体供給装
置と噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せを提供するこ
とである。

【００１０】本発明の別の目的は、制御可能な均一な流
動空気流に正確に計量した粉体を投与可能な、改良され
た粉体噴霧装置、改良された粉体供給装置と噴霧装置の
組合せ、および改良された粉体供給装置と噴霧装置と粉
体の破塊装置との組合せを提供することである。

【００１１】本発明のさらに別の目的は、幅広いウェブ
の幅方向および長手方向の両方に比較的均一に、断面が
比較的均一なサイズの破塊粒子物質の粒子雲を作ること
ができる、改良された粉体噴霧装置、改良された粉体供
給装置と噴霧装置の組合せ、および改良された粉体供給
装置と噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せを提供する
ことである。

【００１２】本発明の他の目的は、長手方向および幅方
向の両方向に高度に均一で、粒径および粒度分布が均一
な粒子雲を作ることが可能な、改良された粉体噴霧装
置、改良された粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、およ
び改良された粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊装置
との組合せを提供することである。

【００１３】さらに、本発明の他の目的は、粒子雲の長
手方向および幅方向の両方向に高度に均一で、粒径およ
び粒度分布が均一な粒子雲を作る、水平方向および垂直
方向の粉体塗布用の、改良された粉体噴霧装置、改良さ
れた粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、および改良され
た粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せ
を提供することである。

【００１４】さらに、また、本発明の他の目的は、長手
方向および幅方向の両方向に均一で、噴霧装置の下方に
位置した水平配列のウェブの上側および噴霧装置の上方
に位置した水平配列のウェブの下側の両面に、あるいは
垂直に配列したウェブの反対側の両面に対し、粒径およ
び粒度分布が均一な粒子雲を配するため利用可能な、改
良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給装置と噴霧
装置の組合せ、および改良された粉体供給装置と噴霧装
置と粉体の破塊装置との組合せを提供することである。

【００１５】また、本発明の他の目的は、妥当なコスト
で様々な用途に使用できる、改良された粉体噴霧装置、
改良された粉体供給装置と噴霧装置の組合せ、および改
良された粉体供給装置と噴霧装置と粉体の破塊装置との
組合せを提供することである。

【００１６】結果として、上記望ましい特性の全てを有
する、改良された粉体噴霧装置、改良された粉体供給装
置と噴霧装置の組合せ、および改良された粉体供給装置
と噴霧装置と粉体の破塊装置との組合せを提供すること
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による改良された粉体噴霧装置は、受け皿部
材である円筒形パンと、そのパンの軸を中心に回転可能
に軸支された円筒状の弾性変形可能部材とを有し、その
パンは弾性変形可能部材と同軸に設けられている。その
弾性変形可能部材とパンは、その間に粉体が供給される
ベンチュリ部を構成するように円筒形状とする。ベンチ
ュリ部は導入口と排出口を半径方向に間隔を設けて有す
る。遠心力で弾性変形可能部材から粉体を投げ出すのに
必要な速度を越えて、変形可能部材をパン内で回転させ
るための手段が設けられている。変形可能部材はベンチ
ュリ部を通って外気を導入し、ベンチュリ部の導入口に
供給された粉体を噴霧し破塊し、上記パンの軸の長手方
向および横方向の両方に均一な粒子物質雲の均一な流れ
を形成する。ウェブの長手方向および幅方向の両方向に
均一で、均一に流れる粒子雲を全体を通じて粒径および
粒度分布が均一な粒子雲を作るため、幅広の塗布作業に
特に有益な、米国特許（USP.No.5,314,090）に示された
ような材料供給装置と共に用いる、噴霧供給装置、噴霧
供給装置と粉体の破塊装置との組合せも提供する。

【００１８】本発明の上記目的、特徴および他の目的、
特徴は添付図面を参照にして、本発明の望ましい実施例
を詳細に説明することにより、明らかになるであろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１、図２には、本発明の改良さ
れた粉体噴霧装置１０を示しており、これは幅広のウェ
ブ基材１４の上面１６を塗布するため基材１４上に設け
た幅広ウェブ用粉体塗布装置１２の一部である。この装
置１２は粉体供給装置１８と噴霧装置１４を有する。粉
体供給装置１８は従来の粉体ホッパ２０として知られて
おり、必要により振動装置２２を設けることができる。
ホッパ２０は、その下にある噴霧装置１０に粉体を落下
させる底部開口２４を有する。他の実施例では、粉体供
給装置１８は後に詳細に説明する図５と図６に示したよ
うな、米国特許番号5,314,090に記載の長細い供給装置
とすることも可能である。

【００２０】粉体噴霧装置１０は、パン２６、翼部材５
０、および矢印３１の方向のほぼ水平軸３０を中心に回
転するため軸受けしたほぼ円筒状の噴霧部材２８とを有
する。パン２６および噴霧部材２８もほぼ円筒形であ
る。パン２６は部分的に噴霧部材２８を取り囲んでい
る。噴霧部材２８とパン２６は、その間に円筒状のベン
チュリ部３２を形成するように間隔を取り、そのベンチ
ュリ部へ供給装置１８から粉体を供給する。ベンチュリ
部３２は供給装置１８の排出口２４の直下に導入口３４
を有する。またベンチュリ部３２は噴霧装置の導入口３
４から半径方向に離れた排出口３８も有する。

【００２１】翼部材５０はブラシ２８に隣接して設けら
れ、ベンチュリ排出口３８から集塊粒子雲を作り出す領
域に向けて伸びている。

【００２２】基材１４の全幅を覆って、あるいは横方向
の寸法があるなら、その横方向の寸法以上に延伸するよ
うに、ホッパ２０、パン２６、噴霧部材２８、ベンチュ
リ部３２、導入口３４、排出口３８、および翼部材５
０、全てが長細いものとすることも可能である。ある実
施例では、この横方向の寸法は６フィートを越えてい
る。なぜこの横方向の寸法が数十フィートとなり得ない
か、あるいは取り扱い可能な最大基材の横方向寸法と一
致させることができないか、理由は定かではない。

【００２３】噴霧部材２８はトランスミッション４２を
介してモータ軸４０に固着され、モータ４４に作動可能
に接続されている。モータ４４とトランスミッション４
２は、遠心力により噴霧部材２８から粉体を放出するの
に必要な速度を越えた速度で、矢印３１の方向に軸４０
と噴霧部材２８を回転する。噴霧部材２８の速度は、か
なり高速でベンチュリ部３２を介して空気を導入し、そ
の空気中へ粉体を供給し、空気と粉体を均一な混合物と
し、粒子の剛毛への衝突や粒子の壁への衝突により粉体
の塊を破砕して、比較的均一なサイズの粒子を製造す
る。

【００２４】また、噴霧部材２８の速度は得られた均一
な粉体雲の粒子に同じ極性の電荷を帯電させることも可
能である。噴霧部材２８の剛毛材料を非導電性とし、粉
体粒子も非導電性のものを選択することにより、摩擦電
気の効果として広く知られているプロセスにより本発明
の噴霧装置から粉体雲が離れる際に、粉体雲の粒子の各
々に同極性の電荷を持たせることができる。この粒子電
荷は、本発明の噴霧装置から粉体雲が離れる際に、長手
方向および幅方向の両方に均一な粉体雲の分散が行える
ようにするので、有益である。この電荷も、粉体雲が粒
子サイズ、粒度分布、粒子密度等が完全に均一となる目
標領域に展開する。

【００２５】この摩擦電気効果も、パン２６や翼部材５
０が導電性材料で作られている時には欠点を有する。す
なわち、粒子の電荷がパン２６や翼部材５０に逆の電荷
を誘導し、粒子がパン２６や翼部材５０に引きつけら
れ、その上に粒子の塊を作る。粉体物質の導電性によ
り、その粒子はパン２６や翼部材５０の先端９１に蓄積
して、塊を作り、集塊粒子はその先端９１から下にある
塗布すべき基材上に落下する程になってしまう。一般的
に、ウェブの上面を塗布する際にこの集塊は黙認できな
くなる。つまり、早い、遅いを問わず集塊するこの粒子
材料は塗布表面上に落下して塗布面を不完全なものにす
る。

【００２６】先端９１の集塊は非導電性材料のパン２６
や翼部材５０を製造することにより最小にすることがで
きる。しかし、時として、パン２６や翼部材５０は後述
するように導電性材料で作る方が望ましいことがある。

【００２７】図１、図２に示された実施例では、パン２
６や翼部材５０は非導電性材料で作られている。ある実
施例では、この非導電性材料はポリカーボネート、アク
リル、あるいはアセタール等である。この実施例では、
粉体は集塊せず、またパン２６や翼部材５０は充分な誘
導により、粉体の集塊が発生する帯電が生じることもな
い。いくつかの実験が、約１０¹⁰から約１０¹⁶オームcm
の範囲の導電率を有する物質が本発明の範囲における非
導電性材料と考えられると示している。

【００２８】図１、図２に示したような別の実施例で
は、パン２６や翼部材５０はその表面９３、９４に構造
強度が必要なので、金属のような導電性材料で作られて
いる。ある実施例では、表面９３は不一致はなく、約１
２５rms面に研磨される。同様に、翼部材の表面９４は
約１２５rms面に研磨される。

【００２９】図１０に示した実施例では、パン２６の大
部分は強度および耐久性のあるステンレス・スチールの
ような導電性金属で作られており、先端９１は金属部分
９５により構造的な強度を提供されるので、ポリカーボ
ネート、アクリル、アセタールあるいはポリエチレンの
ような非導電性材料で作られている。従って、パン２６
は導電性部分９５と非導電性部分９６とを有する。非導
電性部材９６は図示したように先端９１からパン２６の
少なくとも最低位置９８に延伸する。導電性部分９５と
非導電性部分９６は従来技術で知られた方法で互いに接
合させても良い。図１０が示すように、非導電性部分９
６がパン９４の端部に挿入可能で、内部に摺動できるよ
うに導電性部分９５と非導電性部分９６は舌部と溝９９
で接合させられている。このようにして、パン２６の表
面は連続的に作ることができる。ある実施例では、この
表面９２は約１２５rms面に研磨される。

【００３０】翼部材５０は噴霧部材２８からその外側に
延伸する空気力学的形状を持った面９４、噴霧部材２８
から離れた遠端面１０２、噴霧部材２８に近接した近端
面１０４、および背面１０６を有する。図１および図１
０に示したように、空気力学面９４は曲面でも平坦面で
も可能である。空気力学面９４は噴霧部材２８に隣接し
て設け、噴霧部材２８から外方向に延伸してベンチュリ
排出口３８より発散する粉体雲から外側に粉体雲を向け
るようにする。近端面１０４は図１および図１０に示す
ように曲面でも平坦面でも可能である。図１０では、端
面１０４は噴霧部材２８より僅かに大きな半径の曲線と
され、円筒形状をしている。背面１０６および遠端面１
０２の両方は希望により曲面でも平坦面でも可能であ
る。図１０に示した実施例では、これらの面は平坦であ
り、粉体がその上に積み重なるのを防止するように、ま
た塗布対象の表面から粉体を集めリサイクルするように
設計された沈着角度を有している。粉体は、誘導電荷の
不在や空気力学面９４を通過する空気の速度により、空
気力学面９４に蓄積しない。一方、遠端面１０２はその
表面を通過する空気がほとんどない。つまり、遠端面１
０２はほとんどの実施例では、水平に対して約８０゜か
ら約１００゜の角度を有している。多くの例では、粉体
の沈着角度は８０゜である。遠端面１０２と同様に、背
面１０６はこの面に向かって流れる空気はほとんどな
い。従って、背面１０６は沈着の角度が最大でなけれ
ば、その上に粉体を集めることになる。しかし、粉体の
沈着角度より大きく、水平に対する角度が設けられてい
るなら、背面１０６に集まる粉体はその表面で集めた
後、端面１０４に向けて落下することにより、回転部材
２８内へ常にリサイクルさせることとなる。ある実施例
では、背面１０６は水平に対して約４５゜から約７０゜
の角度を有する。

【００３１】図１、図２には、空気力学面９４は曲面と
して示されている。遠端面１０２はほぼ垂直に曲面から
延伸している。背面１０６はリサイクル開口部１１０を
有するスロープ状にホッパ１８から翼部材５０へ延伸し
ている。図３、４、５、６は同様に、空気力学面９４、
背面１０６、ほぼ垂直な面７８が示されている。リサイ
クル開口部１１０はその垂直面７８に設けられている。

【００３２】噴霧部材２８は、パン２６とで空気とその
中に浮遊する粉体をベンチュリ部３２を介して送り出す
送風ロータとして、また米国特許USP 5,314,090に示さ
れたような粉体キャリヤとして機能する。

【００３３】噴霧部材２８の回転速度と、パン２６から
の噴霧部材２８の間隔は、ベンチュリ導入口３４に供給
される粉体を噴霧するのに充分高速なベンチュリ部３２
を介して必要な空気を移動させ、また、ベンチュリ排出
口３８から出る粉体雲に粉体を均一に分散させるという
関係を有する。ある実施例では、噴霧部材２８は米国特
許USP 5,314,090に示されたようなブラシである。

【００３４】ブラシ２８は、ハブと放射状に延伸する剛
毛を有する円筒状部材である。剛毛は密に配列したも
の、あるいは間隔を取ってあるパターンに配列したも
の、あるいは、ランダムに配列したもの、長毛、短毛、
細い毛、太い毛、固い毛、柔らかい毛、金属からプラス
チックの範囲の材料で作られ、また天然の糸状繊維で作
ることができる。ハブの直径および剛毛の長さは変える
ことができる。剛毛の選択はブラシの機能と噴霧する粉
体の種類による。

【００３５】この噴霧装置を少量の空気に多量の粉体を
拡散するため使用するなら、ブラシは噴霧の前に剛毛間
にある程度の粉体を保持させる必要がある。この場合に
は、剛毛の長さは通常より長めにし、剛毛間の粉体保持
量を増大させる。

【００３６】使用する粉体が塊を作る傾向があったり、
噴霧装置内で容易に流れない時には、剛毛の柔軟さが粉
体の動きや、塊を破砕する助けをするので柔軟な剛毛が
有利である。

【００３７】粒子サイズの減少が望みなら、固い剛毛の
ブラシが必要である。剛毛の長さや材質は、用途による
がブラシの寿命を決定する。

【００３８】本発明の噴霧装置１０からの粒子雲の個々
の粒子の電荷は、噴霧部材２８の回転速度が増加すると
増え、剛毛の導電性が減少すると増え、粒子の導電性が
減少すると増える。ほとんどの場合、ブラシ部材２８の
能力も変えることができ、噴霧部材２８の回転速度を変
化させることにより最終的に調節できる。

【００３９】粉体の塊の粉砕と粒子サイズの低下を必要
とする実施例では、ブラシ２８は特別な直径と特別な長
さを有する特殊な材質の剛毛を持つように選択する。剛
毛は円形断面あるいは矩形断面が可能である。矩形断面
の場合、回転方向および剛毛の横方向において剛毛の弾
力柔軟性は変えることができる。これは重要なことであ
る。つまり、粉体の塊の粉砕と粒子サイズの低下は、剛
毛が粒子に衝撃を与え、移動方向の横に側面移動させら
れ、その粒子が別の剛毛に衝突するという、粒子と剛毛
の衝突現象によって起きると考えられている。従って、
剛毛の植毛密度を上げるほど粒子と剛毛の衝突が多く発
生する。ブラシの回転方向における横方向の寸法や回転
速度は粒子と剛毛との衝突の大きさを決定する。ブラシ
の回転方向における横方向の寸法や剛毛の密度、および
ブラシの回転速度は発生する粒子と剛毛との衝突の回数
を決定する。

【００４０】ある実施例では、剛毛は自然剛毛、合成の
ポリマ剛毛、金属剛毛等である。剛毛の長さは比較的短
いものから、かなり長いものまで広範囲である。剛毛の
横方向の寸法（つまり、剛毛の径や太さの寸法）は噴霧
対象の粒子サイズの約２、３倍から最大５０倍である。
実際には、剛毛は最大横寸法は約４から１５,０００ミ
クロンであり、長さは数インチから数フィートである。

【００４１】噴霧部材２８の粒子サイズ低下や粒子塊粉
砕能力についての剛毛の横方向寸法に対する長手方向の
長さとの比率の効果が良く調べられているので、ブラシ
２８の全体径は粒子サイズ低下や粒子塊粉砕能力につい
て効果が小さいように見える。大きな直径の部材２８を
選ぶことにより、空気流方向のベンチュリ部の長手方向
の長さは増大し、従って、粒子と剛毛間の衝突回数は増
える。しかし、剛毛と粒子間の衝突の衝撃力は、剛毛の
硬度や、上記したように剛毛の横方向寸法と長手方向の
長さとの比率によって決定する。従って、ブラシ２８の
直径を増大させ、剛毛の横方向寸法と長手方向の長さと
の比率を維持することは単に、発生する衝突の種類では
なく粒子衝突の数を増加させるだけである。このよう
に、ほとんどの場合の焦点は、ブラシ２８の直径より
も、剛毛の横方向寸法と長手方向の長さとの比率と、剛
毛の材料の特性にある。

【００４２】しかし、ある実施例では、剛毛の長手方向
長さと横方向寸法との比率は約２００対１から約８００
対１と変化し、剛毛長さは約１／２インチから約５イン
チと変化し、回転方向における剛毛の横方向寸法は約
０.００１インチから０.０６２インチの幅があり、剛毛
の長さと横方向寸法との比率は約２００対１から約８０
０対１の幅がある。

【００４３】ある実施例では、パン２６と噴霧部材２８
と翼部材５０は幅の広いウェブの塗布プロセス用に細長
くすることができ、あるいは必要により噴霧部材２８の
長さ対直径の比率は１未満としてもよい。また、ある実
施例では、ベンチュリ部の厚さ、あるいはパン２６と噴
霧部材２８間の距離は約０.００１インチから０.１００
インチ、また噴霧部材２８はロータの直径および、本発
明の噴霧装置により噴霧される粉体の１分あたりの重さ
（ポンド）の率によるが、約７００から約４０００RPM
の速度で駆動される。これらの実施例に加えて、噴霧部
材２８はパンの両端から離されている。図ではこの両端
は回転部材２８とベンチュリ部３２を見えるようにする
ため取り除かれている。また、噴霧部材２８は約０.０
０１インチから０.０２０インチの距離だけ翼部材５０
から離されている。これらの実施例では、約２から約３
００ミクロンの粒子サイズを有する粉体が、流れの方向
および、それの横方向の両方向に均一に供給された、比
較的均一な粒子サイズを有する粒体雲内に噴霧されるこ
とになる。

【００４４】ホッパ２０は粉体材料に使用される従来の
ホッパが利用可能である。ホッパ２０は図１、図２に示
したような形状、あるいは非対称形、例えば垂直壁と、
垂直および水平に対して角度をつけた傾斜壁とを有する
ものが考えられる。望ましいのは、ホッパ２０の両壁
が、ホッパ壁の材料および供給される粉体材料の両方に
対する沈着角度より水平方向に対して大きな角度を有す
ることである。ホッパ２０は粉体噴霧装置１０とは別に
取り付けられ、バネの上に設け、上記したように振動装
置２２を設けることが可能である。

【００４５】ホッパ２０の底部開口２４がベンチュリ部
３２の導入口３４の上に位置するように示されている。
ある実施例におけるベンチュリ導入口３４は、ホッパ２
０から噴霧装置１０内へ落下する粉体全てを捕獲するよ
うに、収束させてある。ベンチュリ３２の排出口３８
は、その排出口を通って均質に分散させられた粒子雲の
流れを従来の静電塗布装置４８の入口４６に送り込める
ように方向づけをしてある。目標へその粉体雲を向ける
には、翼部材５０とコアンダ効果に基づく従来の流体技
術とを利用して行われる。翼部材５０は、できるだけ噴
霧装置の周りを埃がないように維持するために、噴霧装
置の上部を囲む役割をする。

【００４６】全体的に、ベンチュリ排出口３８からの粒
子雲は誰もが予期するように高速回転する噴霧部材２８
から押し出されるのではない。全く逆に、吸引された粒
子粉体の均一雲は、少なくとも９０゜から３６０゜程
度、噴霧部材２８の外周を囲む円弧表面に従うように見
える。従って、粒子雲を噴霧部材２８に従う動きから離
すために翼部材を設ける必要がある。

【００４７】この翼部材は粒子雲を噴霧部材２８から離
すだけではなく、所望領域に粒子雲を供給するという機
能も果たす。従って、全ての実施例では、翼部材の先端
が噴霧部材２８の外周に実際に隣接する必要がある。実
際の経験では、噴霧部材２８は、できる限りブラシの距
離から離れるようにうまく機能するように見える。

【００４８】この噴霧装置１０の運転における意外な事
は、粉体噴霧装置１０と塗布装置４８間の領域が全体的
に閉じる必要がないことである。つまり、ベンチュリ部
から放出される粒子雲が初めに、噴霧部材２８の回転の
円弧状通路を通り、次に翼部材９４の表面に従い、他の
粉体噴霧装置の設計で経験したように制御できない条件
内で噴霧装置の周りの空間を通過して分散するものでは
ないからである。噴霧装置１０は、コアンダ効果が実質
的に停滞した周囲の空気が粒子雲上にあるという効果を
圧倒するように、粒子雲にかなりの速度を分け与えるよ
うである。

【０００４９】粒子雲が静電塗布装置の入口４６の領域
に一端供給されると、その粒子雲は塗布装置の電極５２
の電界およびイオン化、および塗布装置４８を通って粒
子雲のキャリヤ・ガスの流れの影響下におかれる。ある
実施例では、塗布装置４８は米国特許USP 5,279,863に
示されたものが可能である。

【００５０】ある実施例では、翼部材５０はホッパ２０
に固定され、粉体がその上に蓄積するのを最小にするよ
うにホッパと共に振動され、あるいはパン２６に独立し
て支持されるか、固定される。

【００５１】図３、図４には、基材１４の裏面を塗布す
るため使用される粉体噴霧装置１０と塗布装置１２が示
されている。粉体供給装置１８もホッパ２０の形をして
いる。図３、図４では、ホッパ２０は振動装置２２なし
で示され、ホッパ２０に粉体を満杯に維持するため、ホ
ッパ２０との相対位置を操作できる搬送装置５４を装備
している。他の実施例と同様に、図１、図２の実施例も
振動装置２２の有無にかかわらず搬送装置５４を設ける
こともできる。搬送装置５４の速度は、粉体流が連続か
つ適切に搬送装置５４からホッパ２０へ、ホッパ２０か
ら噴霧装置１０へ、そして塗布装置４８へと維持できる
ように、噴霧装置１０が走行する速度と整合させねばな
らない。

【００５２】この実施例では、ホッパ２０と噴霧装置１
０は上記したものと同等である。しかし、翼部材５０は
パン２６と塗布装置４８の入口領域との間にかかるよう
に、排出口３８に隣接して設けられる。翼部材５０は従
来の流体工学の技術により、形状および位置が決められ
る。それを通って均一にされた粒子雲は噴霧部材２８か
ら離されて、塗布装置４８の入口４６に供給される。そ
こでは、粒子雲は塗布装置４８の電界の影響下に入り、
塗布装置４８を通じて粒子雲の動きは従来のように装置
の排出や重力により制御される。

【００５３】意外にも、極めて小さな粉体は噴霧装置に
よって破塊されず、空気により完全に運ばれる粉体サイ
ズにならない。粉体供給装置１８により噴霧装置１０に
供給された粉体のほとんどは完全に破塊されて所望の粒
子サイズにされ、噴霧されて、ほとんど粉体は空気で運
ばれず、下端にある粉体ドレン５６を介して排出される
こともない。従って、ほとんどの実施例では、噴霧装置
１０から出た粉体雲の中の空気運搬できない大きな粒子
を除去するための粉体ドレン５６が噴霧装置１０の構造
に関しては不要で余分と考えられている。

【００５４】全ての適用例では、基材１４は噴霧装置１
０、粉体供給装置１８、塗布装置４８に対応した搬送技
術により移動させられる。この基材の移動方向、つま
り、処理前の基材が噴霧装置１０から離れる方向か、近
づく方向かは、塗布プロセスによる。他の静電塗布プロ
セスでのように、その処理前の基材１４を本発明の噴霧
装置１０から直接放出される濃厚な粒子雲に衝突させる
ことがより望ましい。また、他の塗布プロセスでは、塗
布基材１４が噴霧装置１０に近づくにつれ粒子雲の粒子
濃度を増加させることが有利となる。

【００５５】基材の裏面を塗布するように示した図３と
図４の実施例では、パン２０と翼部材５０の導電性につ
いては一般的に触れられていない。全ての装置は塗布対
象面より下に位置しているので、装置に落下する粉体の
塊は塗布面に影響を与えない。

【００５６】図５、図６には、米国特許USP 5,314,090
に示された粉体供給装置６０でホッパ２０が置き換えら
れたものが示されている。図示の本発明による粉体供給
装置６０は再生可能に供給でき、また本発明の噴霧装置
１０へ粉体量を正確に計量できる。従って、粉体供給装
置６０は、噴霧装置へ供給する粉体の制御をより厳密に
し、上記したようなホッパ２０を利用するものより制御
を多く必要とする場合に使用できる。

【００５７】粉体供給装置６０は、粉体貯蔵タンクとし
て機能するホッパ６２により粉体を供給される。ホッパ
６２は、ある実施例では、ホッパ２０と同一であり、振
動装置２２も装備可能である。図示のように、ホッパ６
２はハウジング６４内に空いた底部開口２４を有する。
ハウジング６４には、弾性変形可能部材あるいはブラシ
６６が矢印６７の方向に回転するように軸支されてい
る。弾性変形可能部材６６は、ハウジング６４の対向す
る壁（図示せず）に軸支した軸６８に固着させる。軸６
８の一端は可変速度モータ７０に接続させる。ハウジン
グ６４は腹部７２、底部７４、上部７６、一対の側部７
８を有する。ハウジング６４は弾性変形可能部材６６を
全面的に囲む。

【００５８】弾性変形可能部材６６はほぼ円筒形であ
る。ハウジング６４はプラスチックか他の適切な非導電
性材料で作ることができる。他の実施例は透明なプラス
チック材料で作ったハウジング６４、あるいはハウジン
グ６４に開閉可能な扉を付けて作業中の観察や調節がで
きるようにしてある。弾性変形可能部材６６はホッパの
開口部２４を塞ぐようにハウジング６４内で位置決めし
てある。

【００５９】多くの実施例では、弾性変形可能部材６６
はハブ８１の周りに均一の密度で設けた放射状に伸びた
複数の剛毛８０を有するブラシが望ましい。剛毛８０は
自然に発生した糸状繊維、あるいは適切な材料の糸状繊
維が可能で、ブラシ６６が底部開口２４を通じてホッパ
２０から流れる粉体を保持することができる。剛毛８０
は適切な長さと寸法としなければならず、適切な回転速
度で、ブラシ６６はホッパ２０からの粉体を正確な方法
で剛毛８０内に浸透させ、回転するにつれブラシ６６に
より担持され、底部７４の排出口８２から定量が本発明
の噴霧装置１０に供給される。米国特許USP. 5,314,090
に示したように、弾性変形可能部材６６が駆動される速
度は、遠心力により弾性変形可能部材６６から粉体を投
げ出すに必要な速度より常に低くされる。

【００６０】排出口８２を介してホッパ２０から流れる
粉体の量は、特に、ブラシ６６の矢印６７の方向への回
転速度と、ブラシ６６の径と、ブラシ６６の粉体保持量
と、開口部２４のサイズにより制御される。ブラシの粉
体保持量は剛毛８０の長さと密度で制御される。粉体供
給装置６０を介してホッパ２０からの粉体の流量は、両
者とも噴霧装置１０への全体的な粉体流量に寄与する。

【００６１】図１から図４に示したように、ホッパ２０
の底部開口２４の位置決めについて説明したのと同じよ
うに、ベンチュリ部３２の導入口３４へ粉体の排出が行
われるように、粉体供給装置６０の排出口８２を位置決
めする。図５、図６に示したように、ハウジング６４は
ブラシ６６と噴霧部材２８の両方に対する共通のハウジ
ングを形成するように、パン２６と翼部材５０と組み合
わせて設けてもよい。こうしたハウジングは粉体供給装
置６０のホッパ６２と翼部材５０を係合するようにパン
２６を上方に延伸して、ブラシ６６を囲み、ブラシ６６
および噴霧部材２８を分離するようにパン２６で排出口
３４、８２を形成し、ベンチュリ部３２の導入口３４と
排出口３８を適切に形成する。

【００６２】図５、図６では、基材４４は噴霧装置１０
へ近接、あるいは遠ざかるように移動させることが可能
である。さらに、噴霧装置１０の排出口３８と粒子雲は
図５、図６に示すように下方、あるいは必要に応じて上
方に偏向させることが可能である。この選択は通常、粒
子雲の粒子サイズおよび粒度分布、また基材上への大き
な粒子の塗布に重力が加担することが望ましいか、否か
によって決まる。

【００６３】図５、図６に示した実施例では、垂直に搬
送した基材を塗布するための実施例で示したようにパン
２６と翼部材５０の導電性に関して一般的に問題にされ
ない。全ての装置は塗布対象面の片側に設けられている
ので、装置から落下する粉体の塊は塗布表面に影響を与
えない。

【００６４】図１から図６に示した実施例では、構造
上、種々の変数が存在する。パン２６と噴霧部材２８の
直径はいかなる寸法も可能である。噴霧装置１０により
噴霧可能な粉体量は、パン２６と噴霧部材２８が大きく
なる程、ベンチュリ部３２が大きくなる程、噴霧可能な
粉体への空気量が多くなる程、増大する。

【００６５】噴霧部材２８がブラシの時は、剛毛の長さ
が変数となる。しかし、遠心力により粉体が離れる速度
よりブラシ２８が高速で回転すると、剛毛の長さは重大
ではなくなる。

【００６６】しかし、ブラシとパンとの距離は重大であ
り、ブラシ２８の機能および運転速度もそうである。あ
る実施例では、この距離は約０.００５から約０.１００
インチの範囲である。また、遠心力によって噴霧部材２
８から噴霧される粒子を投げ出すに充分な運転速度は、
ベンチュリ部の空気に充分な乱流を起こすに充分で、粉
体を空気内に噴霧するための速度でなければならない。
従って、ブラシ２８とパン２６との距離は、ブラシ２８
の速度が大きいなら大きくなり、逆に小さいなら小さく
なる。ある実施例では、ブラシ２８は直径が２インチ以
上が望ましく、運転速度は約７００から４０００rpmで
ある。

【００６７】ホッパの底部開口２４やベンチュリ部の導
入口３４からの垂直距離も変えることができる。この距
離は、粉体がベンチュリ部へ落下して、効果的に供給で
きる距離なら特に限定されない。ある実施例では、この
距離は１インチから６フィート以上の範囲である。

【００６８】ベンチュリ導入口３４とベンチュリ排出口
３８間の半径方向位置も変えることができる。ある実施
例では、この距離は約１８０゜から約４５゜であった。
図５、図６に示した実施例では、米国特許USP. 5,314,0
90の供給装置と本発明の噴霧装置１０を組み合わせてあ
り、弾性変形可能部材６６と噴霧部材２８間の直径の比
は特に限定されないが、ほとんどの実施例では、その比
は１以上であり、同様にその速度比はできるだけ高速に
保つのが良い。部材６６と部材２８の軸間の距離は通
常、片方の直径を上回るが、数インチから６フィート以
上の数値が可能である。

【００６９】本発明の全ての実施例では、ベンチュリ部
３２から出てくる粉体は翼部材５０の輪郭に追従し、そ
れにより目標に向けられる。ベンチュリ部３２を出る時
に粉体がそれぞれ同じ電荷を持つように帯電するように
ブラシの剛毛が非導電性であるなら、ベンチュリ部を通
過する粉体は塊を破砕され、噴霧され、摩擦電気で帯電
される。このようにして、ベンチュリ部３２から出てく
る粉体は、粒子が噴霧される空気の乱流と、同じに帯電
させた粒子の反発力によって、基材の長手方向にも横方
向にも均一に分散させられる。

【００７０】粒子雲は、翼部材５０に向かう粒子雲の速
度により翼部材５０の曲面を追う。ある実施例では、粉
体噴霧装置が基材から約４から６インチ離れた位置にあ
り、粒子雲が基材の約２から６インチ幅のパターン上
に、基材の長手方向および横方向の両方に比較的均一に
直接向けることができることが観察された。そのパター
ンの周囲余白部の外側位置では、粒子雲の粒子濃度の均
一性が劇的に低下する。図１、図２に示した実施例の上
記パターンは、目標上で噴霧された粒子を分散するた
め、粒子雲の流れとともに重力が作用する噴霧装置の下
方の目標に粒子雲が向けられており、上記の２から６イ
ンチのパターンは約４から１０インチのパターンに拡大
することができる。同様に、粒子雲にかかる重力が図
３、図４に示した実施例でのようにベンチュリ部３２か
ら出る粒子雲の動きに反する時、上記２から６インチの
パターンは約１から３インチのパターンに減少すること
になる。

【００７１】とにかく、この現象のため、本発明の噴霧
装置から４乃至６インチ以上の距離にある垂直に置かれ
た基材への均一な塗布に問題が生じる。例えば、水平に
移動している高さ１２インチの垂直配置の基材を、その
下部境界に隣接して設けた本発明の噴霧装置を利用して
均一に塗布すると、基板の下部４から６インチだけを均
一に塗布することになり、基板の上部６インチの粉体塗
布は下部６インチへの塗布に比べてかなり少なくなる。

【００７２】図７には、約２から４インチより大きい横
方向寸法の垂直に置かれて水平に搬送された基材を塗布
するために、粉体供給装置と粉体噴霧装置の組合せが示
されている。図７に示したように、上記の粉体供給装置
の構造を全て有する供給装置６０が基材８４より高く設
けられている。その供給装置６０より下に位置している
のは本発明の噴霧装置１０である。噴霧装置１０は基材
８４に対して離し、図示のように垂直および水平方向に
角度をつけて設けた噴霧部材２８を有する。粉体シュー
ト８６が底部開口８２からベンチュリ導入口３４に向け
て伸び、その導入口を介して粉体は粉体供給装置６０か
ら、噴霧部材２８を囲むパン２６によって形成したベン
チュリ部３２に落下する。翼部材５０はベンチュリ排出
口３８から基材８４に向けて伸びる。翼部材５０とパン
２６と噴霧部材２８は、ベンチュリ排出口３８と基材８
４の間の距離を、ある実施例では、噴霧装置１０の全軸
長を越えて約４から約６インチの間にして各々が基材８
４から同じように離されている。

【００７３】粉体供給装置６０と噴霧装置１０の軸距離
は特に限定されないので、図７に示した実施例は垂直に
設置されて水平に搬送されたシート材、あるいは水平に
移動する垂直に伸びたコンベアから吊り下げられる、い
かなる横寸法あるいは高さ寸法の部品列を塗布するため
にも利用できる。

【００７４】図７に示した実施例では、垂直に設けた基
材を塗布するための実施例で示したようにパン２６と翼
部材５０の導電性に関して一般的に問題にされない。全
ての装置は塗布対象面の片側に設けられているので、装
置から落下する粉体の塊は塗布表面に影響を与えない。

【００７５】図８および図９には、上記した種類の垂直
に置かれて水平に搬送された基材を塗布するために、粉
体供給装置と粉体噴霧装置と粉体塊の破砕装置との組合
せの別の例が示されている。この例では、供給装置６０
は噴霧装置１０の上に位置させた状態を示しており、粉
体シュート８６は供給装置６０の排出口８２とベンチュ
リ部３２の導入口３４間に伸び、噴霧装置１０は螺旋形
状の翼部材５０を装備している。翼部材は断面円筒形状
の噴霧部材２８からの粒子雲を離すための螺旋形状の先
端部８８を有し、また、噴霧部材の全長に渡る螺旋形状
の遠端９０を有する。この遠端は塗布対象の基材から約
４インチから約６インチの位置にある。この実施例は、
螺旋形状の翼部材５０の垂直高さのプラス、マイナス約
１インチから６インチより少ない横寸法あるいは垂直高
さを有する基材に対してのみ有用である。

【００７６】ある実施例では、供給装置６０は基材８
４、あるいは基材の片側を覆うことができるが、噴霧装
置１０は常に基材８４の下端９２に隣接して設けられね
ばならず、また螺旋形状翼部材５０は図示のように基材
８４の全垂直寸法を覆うように延伸されねばならない。

【００７７】図９は図８に示した噴霧装置１０のパン２
６、ブラシ部材２８、螺旋形状翼部材５０の概略図であ
り、翼部材５０の形状、ベンチュリ排出口３８や導入口
３４との関係が良く見えるようにしたものである。

【００７８】粉体シュート８６が、間隔をとり、ほぼ平
行で垂直の壁を有する区分けされたシュートとして図７
に示されている。図８では、シュート８６は仕切りや両
端の間の壁を持たない区分けされてないシュートとして
示されている。これらのシートは基材の寸法や噴霧する
粉体の特性に応じて交換可能である。

【００７９】図８、図９に示した実施例では、垂直に設
けた基材を塗布するための実施例で示したようにパン２
６と翼部材５０の導電性に関して一般的に問題にされな
い。全ての装置は塗布対象面の片側に設けられているの
で、装置から落下する粉体の塊は塗布表面に影響を与え
ない。

【００８０】運転に際しては、図１から図４に示した実
施例では、ホッパ２０内の粉体は底部開口２４を介して
ベンチュリ部３２の導入口３４に供給される。ベンチュ
リ部３２への粉体の流れは、底部開口２４の開口サイズ
を適宜選択したり、振動装置２２の操作を調整すること
により制御できる。粉体がベンチュリ部３２に入ると、
噴霧部材２８は高速の乱流キャリヤ・ガスをベンチュリ
部を介して導入する。噴霧部材２８は遠心力により粉体
を投げ出すに必要な速度を越えて回転させられており、
この噴霧部材２８に接触してくる粉体全てを噴霧する。
粉体粒子物質および噴霧部材２８の剛毛８０の固さに応
じ、ブラシの速度を必要により変更することによって粒
子サイズは噴霧器１０内で下げることもできる。キャリ
ヤ・ガス内に粉体雲の形で分散した粉体はベンチュリ排
出口３８から出される。この粉体雲はキャリヤ・ガスの
単位容量に対する粉体量がほぼ均一であるが、粒子サイ
ズ分布や気体の流れの方向および、それの横方向におけ
る粒子分布でも均一である。さらに、粒子サイズ分布
は、ベンチュリ部内のキャリヤ・ガスの乱流が粉体の塊
を粉砕するのに充分なので、粉体雲全体を通じてほぼ均
一である。とにかく、噴霧部材の速度を適宜選択するこ
とにより、比較的均一のサイズの粉体が、粒子密度およ
び粒度分布でも比較的均一となる。

【００８１】噴霧部材２８あるいは重力により本発明の
噴霧装置１０を採用して、粉体に対して極めて僅かの機
械的作用が行われる。粉体供給装置６０が本発明の噴霧
装置１０と共に利用されると、粉体の正確な量が測定さ
れて噴霧装置１０に送ることができる。従来の手段によ
りホッパ６２から供給装置への粉体の流れを制御するこ
と、および、弾性変形可能部材６６の運転速度を制御す
ることにより、正確な計量をした粉体を噴霧装置１０へ
供給することができる。振動および重力が粉体をホッパ
６２から弾性変形可能部材６６へ移動し、部材６６は極
めてわずかの機械作用を粉体に加えて排出口８２へ運
ぶ。弾性変形可能部材がブラシである実施例では、粉体
は剛毛８０内に供給され、ブラシが回転して排出口８２
から重力により粉体を放出する。それゆえ、振動率（振
動装置２２が使われる場合）、あるサイズの排出口２４
を有するハウジング、ブラシ６６および回転速度を選択
することにより、正確な分量の粉体を本発明の噴霧装置
１０に送ることが可能である。

【００８２】ブラシ部材６６が回転すると、ブラシ部材
はホッパ６２内の粉体に曝され、剛毛の間に粉体が満た
され、排出口８２の上に回転する。そして、排出口８２
を介して、ブラシ部材６６は保持していた粉体を放出す
る。粉体が供給装置１８あるいは６０から噴霧装置１０
内に放出されると、粉体はベンチュリ導入口３４により
ベンチュリ部３２に入り、噴霧部材２８によりベンチュ
リ部を通って吸い込まれた高速で移動するキャリヤ・ガ
スと結合する。噴霧部材２８は粉体全てを遠心力により
キャリヤ・ガス内に投げ入れ、そのキャリヤ・ガスをベ
ンチュリ部３２を介してベンチュリ排出口３８に向けて
乱流で移動する。粉体がベンチュリ排出口３８を離れる
と、均一な粒子雲が翼部材５０によって噴霧部材２８か
らはがされるまで噴霧部材２８の曲面に追従し、塗布装
置４８の入口４６へ向けて従来の気体流原理により翼部
材５０によって案内される。図１、図２に示したよう
に、ベンチュリ排出口３８からの粉体雲は、基材の上面
側を塗布するために本発明の噴霧装置１０により下方に
向けることが可能である。図３、図４に示したように、
噴霧装置１０は、基材の裏面を塗布するようにベンチュ
リ排出口３８からの粒子雲を上方へ向けることができ
る。基材は、図１から図４、図５、図６および図７から
図８にそれぞれ示すように、水平あるいは垂直に向けて
いても、両側を塗布可能である。

【００８３】全ての実施例における本発明による噴霧装
置１０の粉体加工量は、粉体供給装置２０または６０に
よりベンチュリ部３２に供給される粉体量により制御さ
れる。本発明の噴霧装置１０により生成される粉体雲の
粒子密度は、噴霧装置１０へ供給される粉体の量とベン
チュリ部を通じて引き込まれたキャリヤ・ガスの量との
関数である。ほとんどの実施例では、ベンチュリ部を通
じて引き込まれたキャリヤ・ガスの量は、パン２６と噴
霧部材２８との距離、および噴霧部材２８の回転速度と
によって制御される。距離が小さくなる程キャリヤ・ガ
スの量も減り、大きくなる程ガスの量が増える。同様
に、粉体供給装置によりベンチュリ部３２へ供給された
粉体量は主に、ホッパ２０の場合には、底部開口２４の
サイズとそれを通る粉体の流れとの関数であり、また、
供給装置６０の場合には、弾性変形可能部材６６の回転
速度と容量の関数である。

【００８４】

【発明の効果】本発明の噴霧装置は粒状物質の比較的均
一な粒子雲を作りだし、その粒子雲を必要により上方あ
るいは下方にある静電塗布装置へ向ける。本発明によれ
ば、粉体噴霧装置と、粉体噴霧装置と粉体供給装置の組
合せ、粉体噴霧装置と粉体供給装置と粉体破塊装置との
組合せが全ての粉体塗布作業に対して提供される。

【００８５】本発明の粉体噴霧装置は、幅の広いウェブ
の長手方向および横方向の断面において比較的均一のサ
イズの粒状物質雲を作ることができ、粒子サイズおよび
粒子サイズ分布の両方とも高度に均一とすることが可能
であり、特に、幅の広いウェブの塗布作業に有用であ
る。米国特許、USP.5,314,090に示されたような粒体供
給装置を利用することにより、本発明の粉体噴霧装置
と、粉体噴霧装置と粉体供給装置の組合せ、粉体噴霧装
置と粉体供給装置と粉体破塊装置との組合せにより、極
めて正確な計量をした粒状物質を噴霧することができ、
水平方向、垂直方向、あるいはその中間角度に配置され
た、いかなる横方向寸法の基材上へも供給することがで
きる。

【００８６】本発明による粉体噴霧装置と、粉体噴霧装
置と粉体供給装置の組合せ、粉体噴霧装置と粉体供給装
置と粉体破塊装置との組合せは、水平に配置したウェブ
の上面および底面の両方、また垂直に配置した両側面に
塗布するため利用可能である。本発明の粉体噴霧装置
と、粉体噴霧装置と粉体供給装置の組合せ、粉体噴霧装
置と粉体供給装置と粉体破塊装置との組合せは、納得の
いく設置コストおよび維持コストで粉体を塗布装置に供
給するため使用可能である。最後に、本発明の粉体噴霧
装置と、粉体噴霧装置と粉体供給装置の組合せ、粉体噴
霧装置と粉体供給装置と粉体破塊装置との組合せは、上
記望ましい特徴を全て有する形態で提供することが可能
である。

【００８７】上記した実施例は本発明を説明するために
示したもので、本発明はこの記述の実施例に限定するも
のではなく、添付図面および請求の範囲の精神から逸脱
することがないかぎり、多様に改良や変更ができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】幅広のウェブの上面の粉体塗布プロセスにおけ
る従来のホッパの下に取り付けた、本発明の粉体噴霧装
置の一端部を取り除いて示した概略斜視図。

【図２】図１の線２−２に沿って示した図１の粉体噴霧
装置の断面図。

【図３】幅広のウェブの底面の粉体塗布プロセスにおけ
る従来のホッパの下に取り付けた図１に示した粉体噴霧
装置を示す概略斜視図。

【図４】図３の線４−４に沿って示した図３の粉体噴霧
装置の断面図。

【図５】幅広のウェブあるいは基材が垂直に移動させら
れた幅広ウェブの左側の粉体塗布プロセスにおける米国
特許USP. 5,314,090に記載されたような粉体供給装置の
下に取り付けた、図１および図３と同様な本発明の粉体
噴霧装置の概略斜視図。

【図６】図５と同様なウェブの右側を塗布するための図
１、図３、図５と同様な装置を示す概略斜視図。

【図７】基材に対して角度をつけて粉体噴霧装置を設
け、粉体シュートは区分けされ、翼部材はほぼ円筒形で
あり、ほぼ垂直およびほぼ水平に搬送される基材を塗布
するための図５に示した装置と同様な本発明による粉体
供給噴霧装置の側面図。

【図８】図５から図７に示した粉体供給噴霧装置の別の
形態を示し、粉体噴霧装置はほぼ水平に、基材はほぼ垂
直に配置し、かつ水平に搬送され、翼部材は噴霧装置か
ら螺旋状に上方へ延伸する、図７と同様な装置の側面
図。

【図９】図８に示した装置から取り外した噴霧ブラシと
翼部材を示す概略斜視図。

【図１０】見やすいように一端を取り除いた粉体塗布プ
ロセスの上面に設けた本発明の噴霧装置の別の実施例を
示す、図２と同様の概略断面図。

【符号の説明】

１０粉体噴霧装置１２幅広ウェブ塗布装置１４幅広ウェブ基材１８粉体供給装置２０ホッパ２２振動装置２４底部開口２６パン２８噴霧部材３２ベンチュリ部３４導入口３８排出口４０モータ軸４２トランスミッション４４モータ４８塗布装置５０翼部材６２ホッパ６６弾性変形可能部材８０剛毛

フロントページの続き (72)発明者エドゥアルド・シー・エスカロンアメリカ合衆国、46036・インディアナ州、エルウッド、ウエスト・900・ノース、 7565

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パンと、円筒状部材であり、該円筒状部材は軸を中心に回転可能
に軸支され、上記パンは円筒状で該円筒状部材と同軸に
設けられ、該円筒状部材は該パンに部分的に囲まれてお
り、該円筒状部材と該パンは粉体が供給される円筒状ベ
ンチュリ部をその間に形成し、該ベンチュリ部は導入口
と排出口を半径方向に間隔を設けて有する円筒状部材
と、遠心力で上記円筒状部材から粉体を投げ出すのに必要な
速度を越えて、上記円筒状部材を上記パン内で回転させ
るための手段と、上記円筒状部材は上記ベンチュリ部を通って気体を導入
し、上記ベンチュリ部の上記導入口に供給された粉体を
噴霧し、均一な粒子雲を作り、上記パンの電荷および上記ベンチュリ部の上記排出口の
粉体の集塊の電荷を最小にする手段とを有することを特
徴とする粉体噴霧装置。
【請求項２】パンと、円筒状部材であり、該円筒状部材は軸を中心に回転可能
に軸支され、上記パンは円筒状で該円筒状部材と同軸に
設けられ、該円筒状部材は該パンに部分的に囲まれてお
り、該円筒状部材と該パンは粉体が供給される円筒状ベ
ンチュリ部をその間に形成し、該ベンチュリ部は導入口
と排出口を半径方向に間隔を設けて有する円筒状部材
と、遠心力で上記円筒状部材から粉体を投げ出すのに必要な
速度を越えて、上記円筒状部材を上記パン内で回転させ
るための手段と、上記円筒状部材は上記ベンチュリ部を通って気体を導入
し、上記ベンチュリ部の上記導入口に供給された粉体を
噴霧し、均一な粒子雲を作り、上記排出口に隣接した上記パンは非導電性材料で作られ
ていることを特徴とする粉体噴霧装置。
【請求項３】上記非導電性材料は、約１０¹⁰から約１
０¹⁶オームｃｍの導電率を有することを特徴とする、請
求項２に記載の粉体噴霧装置。
【請求項４】上記非道電性材料は、構造重合体物質か
ら成る材料のグループから選択することを特徴とする、
請求項２に記載の粉体噴霧装置。
【請求項５】上記非導電性材料は、ポリカーボネー
ト、アクリル、アセタール、ポリエチレンから成る材料
のグループから選択することを特徴とする、請求項２に
記載の粉体噴霧装置。
【請求項６】上記排出口に隣接した上記パンは向きを
決められており、それにより上記円筒状部材に隣接した
端部を形成し、該パンは該端部に従属する表面を有する
ことを特徴とする、請求項２に記載の粉体噴霧装置。
【請求項７】上記端部に従属する表面はほぼ直立して
いることを特徴とする、請求項６に記載の粉体噴霧装
置。
【請求項８】上記パンは、上記排出口から少なくとも
上記ベンチュリ部の最低位置まで非導電性材料で作られ
ていることを特徴とする、請求項２に記載の粉体噴霧装
置。
【請求項９】上記円筒状部材から約０.００１インチ
から０.０２０インチ離れた翼部材を更に有し、該翼部
材は上記円筒状部材から上方に延伸する表面を有し、該
表面は空気力学的に平滑であり、水平に対して一定の角
度を有し、該翼部材は上記円筒状部材から離れた端面を
有し、該端面は沈着角度より大きな水平面に対して一定
の角度を有し、該翼部材は沈着角度より大きな水平に対
して一定の角度を有する背面を持っていることを特徴と
する、請求項１あるいは２に記載の粉体噴霧装置。
【請求項１０】上記翼部材の非導電性材料は約１０¹⁰
から約１０¹⁶オームｃｍの導電率を有することを特徴と
する、請求項９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項１１】上記空気力学的平滑面と上記背面の角
度は９０゜未満であり、該空気力学的平滑面は上記円筒
状部材から上記粉体雲が離れるような形状と間隔を取
り、さらに、上記翼部材から約１インチから約６インチ
離れた目標を有し、上記空気力学的平滑面は上記粉体雲
を該目標に向けることを特徴とする、請求項９に記載の
粉体噴霧装置。
【請求項１２】上記空気力学的平滑面の上記角度は９
０゜未満であることを特徴とする、請求項９に記載の粉
体噴霧装置。
【請求項１３】上記円筒状部材から離れた上記表面の
角度は約９０゜であることを特徴とする、請求項９に記
載の粉体噴霧装置。
【請求項１４】上記背面の上記角度は、その上のいか
なる粉体の蓄積も上記翼部材から上記円筒状部材に向け
て落とし、それによってリサイクルを行うことを特徴と
する、請求項９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項１５】上記背面の上記角度は約４５゜から約
７０゜であることを特徴とする、請求項９に記載の粉体
噴霧装置。
【請求項１６】上記空気力学的平滑面の上記角度は約
４５゜から約７０゜であることを特徴とする、請求項９
に記載の粉体噴霧装置。
【請求項１７】上記翼部材は上記円筒状部材に隣接し
た円筒形状の表面を有し、該表面は最小にされているこ
とを特徴とする、請求項９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項１８】パンと、円筒状部材であり、該円筒状部材は軸を中心に回転可能
に軸支され、上記パンは円筒状で該円筒状部材と同軸に
設けられ、該円筒状部材は該パンに部分的に囲まれてお
り、該円筒状部材と該パンは粉体が供給される円筒状ベ
ンチュリ部をその間に形成し、該ベンチュリ部は導入口
と排出口を半径方向に間隔を設けて有する円筒状部材
と、遠心力で上記円筒状部材から粉体を投げ出すのに必要な
速度を越えて、上記円筒状部材を上記パン内で回転させ
るための手段と、上記円筒状部材は上記ベンチュリ部を通って気体を導入
し、上記ベンチュリ部の上記導入口に供給された粉体を
噴霧し、均一な粒子雲を作り、上記円筒状部材は、粒子対粒子および粒子対円筒状部材
との衝突を最大にするように選択され、よって上記ベン
チュリ部に供給される粉体の粒子サイズを破塊して低下
させることを特徴とする粉体噴霧装置。
【請求項１９】上記円筒状部材は剛毛を有するブラシ
であり、該剛毛は上記ベンチュリ部に供給される粉体の
物理特性と共に、該粉体の粒子サイズを破塊しかつ低下
させるように、横方向の寸法および長さおよび物理特性
を選択したものであることを特徴とする、請求項１８に
記載の粉体噴霧装置。
【請求項２０】上記ブラシの剛毛は弾力性があり、該
剛毛と上記粒子間の衝突の際には該剛毛は弾力的に曲が
り、よって該粉体の粒子サイズを破塊しかつ低下させる
ことを特徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項２１】上記剛毛は、長さ対直径の比が約１０
対１から約５０００対１を有する、実質的に円筒形であ
ることを特徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装
置。
【請求項２２】上記剛毛は、断面形状が平行四辺形を
有し、該剛毛は長手方向長さ対横手方向長さの比が約２
００対１から約８００対１を有することを特徴とする、
請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項２３】上記剛毛は、回転方向が横方向に比べ
て厚い断面形状平行四辺形を有し、該剛毛は横方向より
も回転方向においてより剛性が高く、柔軟性が低いこと
を特徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項２４】上記剛毛は約１／２インチから約５イ
ンチの長さを有することを特徴とする、請求項１９に記
載の粉体噴霧装置。
【請求項２５】上記パンおよび円筒状部材の両方は、
長さ対直径の比１を越えたものを有することを特徴とす
る、請求項１８に記載の粉体噴霧装置。
【請求項２６】さらに、上記円筒状部材から約０.０
０１から約０.２０インチ離された翼部材を有し、該翼
部材から約１から約６インチ離され、上記粉体雲が向け
られる目標を有することを特徴とする、請求項１８に記
載の粉体噴霧装置。
【請求項２７】上記目標は細長く、上記円筒状部材お
よびパンは上記目標に対して角度をつけて設けられるこ
とを特徴とする、請求項１１又は２６に記載の粉体噴霧
装置。
【請求項２８】上記目標は細長く、上記円筒状部材と
パンは該細長い目標に平行で、上記翼部材は該目標の横
方向の全幅に広がるように螺旋形状をした端部を有する
ことを特徴とする、請求項１１または２６に記載の粉体
噴霧装置。
【請求項２９】上記目標は細長く、上記円筒状部材と
パンと翼部材は該目標の横方向に広がることを特徴とす
る、請求項１１又は２６に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３０】上記翼部材は断面形状が円筒形である
ことを特徴とする、請求項９又は２６に記載の粉体噴霧
装置。
【請求項３１】上記翼部材はその上に空気力学的表面
を有し、該表面は平坦面であることを特徴とする、請求
項９又は２６に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３２】上記目標は細長くされており、上記円
筒状部材およびパンは上記目標の細長い形状に対して平
行であり、上記翼部材は該目標の全横方向の幅に広がる
ように螺旋形状の端部を有することを特徴とする、請求
項１１又は２６に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３３】上記剛毛は、自然繊維剛毛、合成ポリ
マ剛毛、金属剛毛から成る剛毛群から選択することを特
徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３４】上記剛毛の横方向寸法は、上記粒子物
質のサイズの２倍から約５０倍の範囲にあることを特徴
とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３５】上記剛毛は約０.００１インチから約
０.０６２インチの範囲の横方向寸法を有することを特
徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３６】上記剛毛は約１０対１から約５０００
対１の長さ対横方向寸法の比を有することを特徴とす
る、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３７】上記剛毛は約０.００１インチから約
０.０６２インチの範囲の回転方向の寸法を有すること
を特徴とする、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項３８】上記剛毛は約０.００１インチから約
０.０６２インチの範囲の回転方向に対する横方向寸法
を有することを特徴とする、請求項１９に記載の粉体噴
霧装置。
【請求項３９】上記剛毛は約２００対１から約８００
対１の長さ対横方向寸法の比を有することを特徴とす
る、請求項１９に記載の粉体噴霧装置。
【請求項４０】上記導入口は分岐していることを特徴
とする、請求項１、２又は１８のいずれかに記載の粉体
噴霧装置。
【請求項４１】上記排出口は分岐していることを特徴
とする、請求項１、２又は１８のいずれかに記載の粉体
噴霧装置。
【請求項４２】上記円筒状部材は約７００から約４０
００rpmの速度で回転させることを特徴とする、請求項
１、２又は１８のいずれかに記載の粉体噴霧装置。
【請求項４３】上記ベンチュリ部は上記導入口と排出
口の間の厚さが均一で、約０.００１から約０.０２０イ
ンチであることを特徴とする、請求項１、２又は１８の
いずれかに記載の粉体噴霧装置。
【請求項４４】上記円筒状部材は約２インチより大き
い直径を有することを特徴とする、請求項１、２又は１
８のいずれかに記載の粉体噴霧装置。
【請求項４５】上記粉体粒子サイズは約２ミクロンか
ら約３００ミクロンの範囲をとることを特徴とする、請
求項１、２又は１８のいずれかに記載の粉体噴霧装置。
【請求項４６】上記円筒状部材はブラシであることを
特徴とする、請求項１、２又は１８のいずれかに記載の
粉体噴霧装置。
【請求項４７】上記ベンチュリ部へ供給される粉体
は、ベンチュリ部にある粉体より大きいサイズを有する
ことを特徴とする、請求項１、２又は１８のいずれかに
記載の粉体噴霧装置。
【請求項４８】上記粉体は、熱硬化性および熱可塑性
有機ポリマ、有機物質、およびその組合せから成る粉体
群から選択することを特徴とする、請求項１、２又は１
８のいずれかに記載の粉体噴霧装置。
【請求項４９】上記粉体雲は、ゆっくり移動するキャ
リヤ・ガスの流れに均一に分散させた粉体粒子の比較的
均一に摩擦電気を起こした粉体雲であることを特徴とす
る、請求項１、２又は１８のいずれかに記載の粉体噴霧
装置。
【請求項５０】上記目標は約４５゜から約２４０゜、
上記導入口より半径方向に移動させたことを特徴とす
る、請求項１１又は２６のいずれかに記載の粉体噴霧装
置。