JPS634867A - 噴霧装置および方法 - Google Patents

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】 本発明は、完全にまたは部分的に硬化し得る液体を噴霧
する装置および方法に関するものである。

例えは、塗料のよりな１１される液体が完全にまたは部
分的に硬化する速度を促進することによって多くの利益
が得られる。

本発明によれば、粒子または被膜を形成するよう完全に
、または部分的に硬化し得る液体をｒｒＸｍするための
装＠を穐供するもので、本発明によるｏＸ霧装置は、噴
霧口を有する静電スプレーヘッドと、前記液体を’Ｊｔ
霧口に送るための導電性または半導電性の液体接触表面
および手段と、液体接触表面を基準表面に対して相対的
に一方の極性の高電圧に帯電させるための高電圧供給手
段と？具え、使用中に噴霧される液体によってａわれる
際に噴霧口における電界強さを十分に強くするよ５電圧
が十分に高く、かつ、ｒｔｉａｍ口との組合せにおいて
十分シャープであり、噴霧口において液体が静電力によ
って圧倒的に少々くとも１個のコーン形状に引き出され
、これから対応する線条が生じ、さらに砕けて帯電液滴
となるよう構成され、また、硬化を開始させるよう飛行
中の液滴を処理する手段を具えることを経て導入する。

飛行中に硬化を開始させるととＫよって硬化時間を著し
く短縮することができる。幾つかの貢献し得る効果があ
る。沿滴が目的物上に付着しｆｃｖｋに硬化処、理を開
始する場＠に比べて、飛行中Ｋｉ化を開始させることに
よって、時間を短縮し得る利点がある。Ｉ！Ｊｔ霧され
た液体は、目的物上に被膜としである場合に較べて、飛
行中の液滴としである場合の方がよシ細かに分割されて
おシ、したかつて、液体のより大きいき面にわたって酸
−化処理を効果的に行なうことができる。噴霧する前に
硬化を開始させる場合と較べて、従来既知の便宜的噴口
装置内での硬化によって問題を生じる慣れがある急速化
学系を用いる可能性における利点がある。線条を発生さ
せるよう静電界を用いることによってばらつきの小てい
同様の寸法の粒子または液滴を発生させるととができる
。これＫよル液体を全て実質的に等しく処理することが
できる。液滴の寸法のばらつきが大きい場合には、よシ
大きい液滴中の液体がよシ小さい液滴中の液＃に較べて
僅かしか硬化処理を受けない。

本発明によれば、また、粒子または被膜を形成するよう
完全に、または部分的に硬化され得る液体′ｆｔ噴鐸噴
霧方法を提供するもので、本発明による噴霧方法は、前
記液体を静電スプレーヘッドの噴霧口に送シ、導を性ま
たは半導電性の液体接触表面を経て前記液体に電気的接
触を行ない、基準表面に対して相対的に一方の電極の高
電圧に液体接触表面を帯電させて噴鰺口における液体を
少なくとも１つのコーン形状に静電力によって圧倒的に
引き出すに十分な強さに噴緒口における電界の強さを強
め、前記コーン形状から対応する線条を生ぜしめ、この
線条を破断して帯電液滴を発生させ、飛行中の帯電液滴
？硬化し始めるよう処理することを経て導入する。

本発明の方法においては、＠ｂ形状で液体が目的物品に
向って飛行中に硬化反応が開始される。

硬化反応が行なわれる程度は反応の速さ、飛行速度およ
び目的物品への距離によって決定される。

被膜を形成するため、液体組成物が依然として流動状態
をなし、目的物品上に膜を形成し得る程度に硬化が進行
するよう条件を選択する。硬化反応は加熱によって促進
することができる。

本発明のｌ実施例を図面につき説明する。

第１図に示す装置は静電スブレイヘッドコを有する。こ
のスプレィヘッドを第２図にざらに詳細な断面で示す、
このスプレィヘッドは直線型で、はぼ−定の断面を有す
る。スプレィヘッドは大体くおいて絶縁材料で造られて
いる。　ｒｒＡｇすべき液体は１個以上の通路１０を経
て１個の室ｌコに供給される。、噴霧液は透明か、また
は顔料その他の物質を含むものであってもよい。室／コ
から噴霧液は溝孔１４を経てｒ９を霧側申心のエツジ１
６に流れる。当然のこととして、溝孔ｌ弘は２個の側面
を有するが、静電効果は一方のエツジのものである。す
なわち、ノ却・だけの帯が中心に形成されるということ
である。静電効果が一個のエツジのものである場合には
、溝孔の両側におけるエツジから帯が形成される。中心
溝孔によって供給される一方のエツジのこの考えは、多
分、噴霧液が相昌の導電性を有し、使用に際し、溝孔を
ブリッジすると考えることによってさらに良く理解され
る。

ｔＩｊＩｇエツジ１６における溝孔／ｌからの出口近く
に導電性または半導電柱材料の条片を噴霧液が１！Ｊｊ
８エツジ１６に通過する通路表面の上側に設ける。

導電性または半導電性表面ｌＳは高電圧供給リード線−
〇を経て高電圧発生機、２４の高常圧出力端子２−の一
方に接続される。高電圧発生機の他方の出力端子−６は
０３１される物品が設きされている基準表面２８に接続
されている。

使用ｔｉｃｋシ、基ｆ！４．表面とエツジ１６における
鳴輸液との間に電界が画成される。エツジ１６は高電圧
発生機によって発生される電圧と組合きって強い電昇を
画成するに十分な程度に鋭利に形成されている。Ｆ面１
ｇが基準表面に対して正の電位を有する場合、導電性ま
たは半導電性表面と接触する噴霧液から負の定価が導出
され、これによ）噴霧液に正味正電価が残る。エツジ１
６における液体／空気境界での電界は十分に強火、エツ
ジ１１、に沿って互に離間した帯状に噴霧液は引き出さ
れる。

噴霧液は正に荷電され、負の定価は導電性表面ｉｇによ
って導出され、噴ト沿には正味正電価が残る。噴霧液上
の電価は内部に静電斥力を琵生じ、この斥力は噴霧液の
表面張力に打勝って、エツジｌ乙に沿って互に所定間隔
で離間した円錐形９Ｌ初掖を形成する。各円錐の先端か
ら線条が出る。エツジ１６から所定距離で離間した点で
、空気中を進行することによって生じた機械的力によっ
て破壊されて厳密に回じ寸法の帯電粒子になる。形成さ
れる帯の数は９５１液の抵抗および粘度のような他の因
子の中で、ＶＪｔｇ液のｆｉ量および電界の強さに依っ
て決まる。全ての他の事項は定数とし、電圧および流量
を制御することによって線条の数を制御し、これによ多
粒子の寸法を殆んど同じ、例えば４０〜５０ミクロンに
制御することができる。

本発明者は、噴霧液の抵抗に関連して、導電性または半
導電性表面ｉｇからエツジ１６″＆での間隔を適切に球
部することが正賓であ゛ることを見出した、与えられた
間隔に対して噴霧液の抵抗が高すぎる場合、または、こ
れとは逆に、４見られた特定の抵抗に対して間隔が大き
すぎる場合には、１！Ｊ１ｇが生じないという事実を発
見した。この観察に対する説明として、導を性噴たは半
導ｉ性％−面上に液体が通過する際に、液体が帯電され
るとともに１エツジ１６において液体から電荷が液住金
経て導出されてし！ｐからである七説明することができ
る。この通路の抵抗が高くて、こｆ′Ｌを横切る電圧降
下の結果としてエツジ／ＡＫおける電圧が低くなシ過ぎ
て噴霧用電界強さを発生することができなくなるようで
あってはならない。したがって、エツジ１６と導電性ま
たは半導電性表面／ｇとの間の距離は使用される液体の
械抗に対して許容するに十分小言なものであることが必
要である１例えば、１０’〜、、　１０−ρ−画の範囲
の抵抗を有する液体を噴霧する場合でさえも、表面ｉｇ
に対して適当な位置を見出し得ることを確めた。

スプレーヘッド−は室ＪＯ内に指向されてｈる。

飛行中の液滴を処理するため紫外線光源３６が設けられ
ている。この光源３６は石英窓３弘を経て液滴を照射す
る１図示の製電では、物品がスプレーヘッド二の下方の
導電性表面−ｇ上に設置され、飛行中に処理される結果
として既に硬化し始めている液体被膜を物品上に被膜す
る１次に、温度を上昇させて焼成することによって硬化
反応を促進することもできる。

スプレーヘッドと物品との間の静電界によって噴霧は物
品のほぼ全周に一塗布され、したがって、上方から噴霧
するだけで底面をも塗布することができる。しかし、例
えば、下側にさらに近づけ易くして塗布を一様に行カい
得るようにするためにスプレーヘッドを携帯可能とする
ことができる。

この場合、飛行中の液滴に紫外線を照射し得るようにす
ることを依然として希望する場合には、紫外線源を取付
けたままとすることができる。他の方法として、光源３
６をスプレーヘッドコ上にスプレーヘッド二と一緒に移
動させ得るよう取付けることもできる。

他の処理を行なうこともできる。例えば、紫外線光源３
６の代シに他の電磁波の光源またはガスあるいは蒸気触
嫉を飛行中の液滴に混合する手段を設けることもできる
。

この実施例では、液体はＮ−ビニピ四リドンｇ　ｇ　Ｓ
、ペンゾフエノンタチ、イルガキュアｌＳタダチおよび
ジメチルエチアノラミン１１％の混合液である。この混
合液は紫外線に曲たると迅速に硬化して乾燥表面を形成
する。正しい環境を設けるために、室３０ｏ壁３コに石
英窓３ＩＩを設けている。紫外線光源３６は窓ｊ４Ｉを
通して室３０の内部を照射するよう配置されている。＊
ｉされている液体が極めて迅速に硬化する場合には、帯
に紫外線が肖らないように遮蔽することが必要である。

他の液Ｕｔ用いる他の実施例では、紫外線光源の代シに
任意適当な電磁波源、例えば、可視光線、赤外線、マイ
クロ波、ラジオ周波数等の光源を用いることもできる。

図示の例では、スプレーヘッドが１個だけしか示されて
いないが、同じ室内に複数個のスプレーヘッドを用いる
ことができる。てらに、スプレーヘッドの形状も直線型
以外のものを用いることができる１例えば、何らかの特
別の用途に対して極めて小出力が要求される場合には、
スプレーヘッドが１個の導電性毛細管のような１本の線
条を発生するような構成を具えるものとすることができ
る。高出力を生じる他の愼成例として、環状スプレーヘ
ッドがあ）、これは例えは第２図を環状リングのｌ側の
断面とするものである。

静電噴詐を発生させるために必要とされる電圧を低減す
るため、スプレーヘッドの近＜　でＭ準表面に電界調整
電極３８′ｔ−設けるとともできる。この電極を図示の
表面−Ｓと同じ電位または幾らか中間的電位とすること
ができる。電界調整電極が表面コＳよシスプレーヘッド
に遥かに接近して位置しているので、静電唄＆１に￥Ｓ
起するための電界強度を発生させるために両者間［６ｂ
要とされる電位差は蓬かに小てくなる。噴霧エツジ／６
のほぼ後側または同じレベルには噴霧された液体がほと
んど付着しないことが確められた。噴霧された液体の殆
んで全てがスプレーヘッドと物品６との間の電界の作用
によって物品６上に表面乾燥粒子として付着する。直線
型スプレーヘッドの場合には、電ｊＪｇは噴霧エツジ１
６の両側に沿って平行に延長する。１個の毛細管または
円環状スプレーヘッドの場合には、電極３８をスプレー
ヘッドを囲むリングによって設けることができる。

他の例として、ガスまたは蒸気触娠が入口Ｓ６から室３
０内に導入される。

このような構成に好適な化学物質系の１例として、スプ
レーヘッドから液体エポキシ樹脂を噴すし、入口５６か
らＢＰ、蒸気を僅かに含む空気を導入する。異なる系に
おける他の触媒の実施例として、硫酸、酸素、水蒸気が
用いられる。水蒸気を触厳として硬化する液体はケチマ
インズを含む。

大気甲の酸素が反応抑制剤として作用する場合には、空
気の代シに、例えば、仝素を用いることができる。

コ右の成分よシなる液体を噴霧することを希望する場合
には、第３およびダ［：断面で示すスプレーヘッドを用
いゐのが有利である。第ダ図に示すように、スプレーヘ
ッドは一個の溝孔／４ｃＩＬおよび／４！′ｂｔ−各液
体成分のためにそれぞれ有する。

溝孔１４ａおよび１４Ｉ′ｂの出口は噴霧エツジ１６か
ら平行にぬ「間している。各溝孔１４ａおよび１ｌＩｂ
内の液体成分は高を圧発生桜コダの出力に接続されてい
る導電性または半導電性条片の表面１８ａまたはＩｇｂ
上に通過する。−種の液体成分は鋳孔／４ｃａおよび１
ｌＩｂから、互に分離したままの状態で外表面ｊｆａお
よびｓｇｂ上に通過する。両成分は噴霧エツジにおいて
初めて付加し、この場所で、両成分を含むコーンおよび
線条を形成する。線条においては、両成分は互に特に十
分に混合しないが、線条から液滴として分離する際に、
幾回か激しく振動され、これによシ両成分は混合する。

このようにして、両成分は、液滴において硬化を確冥に
行なわせるのに十分な状態に混合される。

泥り図に示すスプレーヘッドはエツジ１６に液体と接触
する導電性または半導電性表面を有する。

すなわち、エツジ１６は導電性または半導電性材料で形
成されている。

他の実施例においては、３種以上の成分の液体を用いる
ことができ、各液体は共通の噴霧エツジに送られるが、
スプレーヘッドの外部で初めて他の成分と合流する。こ
れがため、噴霧エツジにおける中心溝孔は、第２図に示
すように、第３の液体成分を供給するととができる。他
の液体成分は第３およびダ図に示す外伽表面６０ａおよ
び６０）上に他の溝孔を経て供給される。

噴霧の品質および液滴の寸法の一株性は多くの因子の中
から２つの因子に大きく影軛される。

噴霧エツジ１６が平坦な場合には、予定の流量において
、形成されるｔａａ５％の数はエツジにおける電界の強
度に依存する。電界の強さが増大すると、線条の数が増
加する。同じ全体流量で線条の数が増加する結果として
各線条がよシ細くなり、この線条から破砕して得られる
液滴がよシ小さくなるという作用効果がある。

ガスまたは蒸気触媒は線条を破断して−様な液滴寸法に
する。

これらの２つの因子による影響を、第Ｓ図に示すように
多数のチップが互に離間して形成された噴霧エツジ１６
を有するスプレーヘッドを用いることによって減少させ
ることができる。これらのチップを図示の例では歯７２
によって設け１いる。

歯７２は絶縁性プラスチック材料の本体部材７４Ａに形
成されている。噴きされる液体は人口（図示せず）を経
て本体７４！内の液体分配室１２に供給される。閉止板
り６はガスケットクｇによって本体部材り弘から分離さ
れ、封鎖されている。ガスケットは、歯７２に隣接する
側で開放され、これＫよシ本体部材７２と閉止板り６と
の間に直線状爬孔１４を画成している。ガスケットは通
路ｇ。

を設けるよう形成され、通路ＳＯによって分配室ｌコか
ら薩孔１４に液体を供給するよう画成されている。溝孔
１４の開口よシ上泥側で、本体部材ダコに導電性または
半導電性条片１ｇが挿入されて液体接触表面を設けてい
る。条片／ｇは冒電圧源（第６図には示していない）の
高電圧出力に接続されて液体を帯電して噴霧が行なわれ
るよう構成している。使用に轟っては、線条を発生させ
るに十分な電界強さが各歯７２の先端に生じるが、歯７
２間の電界強さは線条を発生させるには十分でないもの
とする。この条件は、高電圧発生ａＫよって供給される
広範囲の電圧にわたシ適轟であり、電圧の変化に液滴の
寸法が影響される割付を低減するわ 各線条は將定の物理的点、すなわち、歯の先端に位置づ
けられるから、スプレーヘッドを通過する空気またはガ
ス流によって乱されることが殆んどない。

【図面の簡単な説明】

ｇｇ！！：Ａは粉末全製造するための本発明による装置
の線図的断面図、 第２、Ｊおよびｔ図は第１図に示す装置を用い得る種々
のスプレィヘッドの線図的断面図、第５図は第１図の装
置に用い得るスプレィヘッドの他の変形例を示す斜視図
である。 コ１０．静電スプレーヘッド、１０．、、通路、ｌコ０
１．室、　　　　ｌ弘００．シ孔、１４００．噴き口、 ／７７７、、、導電性または半導電性接触表面、コク０
０．高電圧供給手段、　Ｊ６．、、光源〜３８、ダー０
０．基準表ＷＪ。 手続補正書（方式） 昭和６２年７月１３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、噴霧口（１６）を有する静電スプレーヘッド（２）
   と、完全にまたは部分的に硬化して粒子または被膜を形
   成し得る液体を前記噴霧口（１６）に送るための導電性
   または半導電性の液体接触表面（１８）および手段（１
   ２、１４）と、液体接触表面（１８）基準表面（３８、
   ４２）に対して相対的一方の極性の高電圧に帯電させる
   ための高電圧供給手段（２４）とを具え、使用時に噴霧
   される液体によつて覆われる際に噴霧口（１６）におけ
   る電界強さを十分に強くするよう前記電圧が十分に高く
   、かつ、噴霧口（１６）との組合せにおいて、十分シャ
   ープであり、噴霧口（１６）において液体が静電力によ
   つて圧倒的に少なくとも１個のコーン形状に引き出され
   、これから対応する線条が生じ、さらに砕けて帯電液滴
   となるよう構成され、また、硬化を開始させるよう飛行
   中の液滴を処理する手段（３６）を具えることを特徴と
   する噴霧装置。 ２、噴霧口（１６）が噴霧エッジ（１６）に沿つて離間
   した複数のチップ（７２）を有し、これらのチップ（７
   ２）が使用に際して噴霧される液体によつて覆われる際
   に、高電圧供給手段によつて発生される電圧において、
   前記チップ（７２）における液体だけが線条で引き出さ
   れるに十分な強さに静電界強さが強められるよう形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ３、基準表面が噴霧口（１６）から離間した電界調整電
   極（３８）を具える特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の装置。 ４、前記処理手段が飛行中の液滴に電磁波を当てる手段
   （３６）を具える特許請求の範囲第１〜３項のいづれか
   １項に記載の装置。 ５、前記電磁波が紫外線である特許請求の範囲第４項に
   記載の装置。 ６、液滴を処理する手段が飛行中の液滴と混合するよう
   ガスおよび／または蒸気触媒の流れを供給する手段を含
   む特許請求の範囲第１〜３項のいづれか１項に記載の装
   置。 ７、２種類の液体を噴霧口（１６）に別個に供給して各
   線条が両液体を含むようにする手段（１４ａ、１４ｂ）
   をスプレーヘッドが含む特許請求の範囲第１〜６項のい
   づれか１項に記載の装置。 ８、粒子または被膜を形成するよう完全にまたは部分的
   に硬化され得る液体を静電スプレーヘッド（２）の噴霧
   口（１６）に送り、導電性または半導電性の液体接触表
   面（１８）を経て前記液体に電気的に接触させ、基準表
   面（２８、３８）に対して相対的に一方の電極の高電圧
   に液体接触表面（１８）を帯電させて噴霧口（１６）に
   おける液体を少なくとも１つのコーン形状に静電力によ
   つて圧倒的に引き出すに十分な強さに噴霧口（１６）に
   おける電界の強さを強め、前記コーン形状から対応する
   線条を生ぜしめ、この線条を破断して帯電液滴を発生さ
   せ、飛行中の帯電液滴を硬化し始めるよう処理すること
   を特徴とする噴霧方法。 ９、基準表面が噴霧エッジから離間した電界調整電極を
   具える特許請求の範囲第８項に記載の方法。 １０、空気またはガス流を噴霧口（１６）を経て導入す
   る特許請求の範囲第９項または第１０項に記載の方法。 １１、液滴を処理するに際し、ガスまたは蒸気あるいは
   硬化剤を飛行中の液滴と混合するよう導入する特許請求
   の範囲第８〜１０項のいづれか１項に記載の方法。 １２、液滴を処理するに際し、飛行中の液滴に電磁波を
   当てる特許請求の範囲第８〜１１項のいづれか１項に記
   載の方法。 １３、２種類の液体を噴霧口（１６）に別個に送つて各
   線条が両液体を含むようにする特許請求の範囲第８〜１
   ２項のいづれか１項に記載の方法。