JP6884962B2 - 静電噴霧方法及びそのための静電噴霧装置 - Google Patents
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Description
(1)本発明の静電噴霧方法は、静電噴霧装置のノズルを有する液体噴霧部と被塗物の間に電圧を印加して静電気力を発生させ、前記静電気力のみで前記ノズルから前記被塗物に向けて液体を噴霧する静電噴霧方法であって、前記被塗物と同電位にされ、前記ノズルから噴霧される液体の噴霧パターンを広げるパターン拡張電極を配置して前記液体を噴霧する噴霧ステップを含み、前記噴霧ステップが、前記パターン拡張電極を用いないで前記被塗物に向けて液体を噴霧したときに前記噴霧される液体が存在する範囲外の位置であって、前記ノズルと前記被塗物の間の前記被塗物寄りの位置に前記パターン拡張電極を配置して行われる。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ符号を付している。
本実施形態では、被塗物40として、略矩形状の平面である被塗面40aを有する板材が挙げられているが、被塗物40が、これに限定されるものではなく、例えば、湾曲した凹面又は凸面である被塗面を有するものであってもよい。
なお、被塗物40には、上方へ突出する突出部40bが形成されている。
電圧印加手段50は、電圧電源51と、電圧電源51の一方の電極と液体噴霧部20を電気的に接続する第1電気配線52と、電圧電源51の他方の電極と被塗物40及び棒状のパターン拡張電極30を電気的に接続する第2電気配線53と、を備えている。
なお、第2電気配線53で、被塗物40及び棒状のパターン拡張電極30と電圧電源51の他方の電極が接続されているため、被塗物40及び棒状のパターン拡張電極30は同電位になっている。
なお、アース手段54は、必須の要件ではないが、被塗物40は作業者が触れる可能性があるので、安全面の観点からアース手段54を設けて被塗物40をアースするようにすることが好ましい。
図2は、液体噴霧部20だけを示した断面図であり、液体噴霧部20から後述するように塗料等の液体が噴霧されている状態を合わせて図示したものになっている。
なお、本実施形態では、シール部材24としてOリングを用いているが、Oリングに限らず、シールが可能なものであればよい。
また、摘み部23aの螺合量を調節することで心棒23を前後方向に移動させることができ、心棒23の先端面23dの位置を前後方向に調節できるようになっている。
また、心棒23の先端面23dの直径は、ノズル22の開口部22bの開口直径よりも小さい直径とされているが、心棒23のテーパ形状部は、後端側に向かって徐々に直径が大きくなり、ノズル22の開口部22bの開口直径よりも直径の大きい部分を有するように形成されている。
したがって、液体を噴霧しない状態において、ノズル22の開口部22bを心棒23で閉塞させ、ノズル22内の液体が乾燥することを防止することが可能であるため、ノズル22の目詰まりが抑制できる。
次に、図2を参照しながら、まず、液体噴霧部20から液体が噴霧される基本的な状態について説明を行い、その後、被塗物40に液体を塗布するときの状態について説明する。
そして、テーラコーン60の先端から静電気力によって液体が真直ぐに引っ張られ、その先端で静電気爆発が起こり、液体が離脱・霧化、つまり、噴霧される。
このようにノズル22から静電気爆発によって噴霧された液体は、噴霧後にも静電気爆発が繰り返されることで、更に微粒化が促進され、極めて小さい粒子の状態で被塗物40に塗布されることになる。
図5は、棒状のパターン拡張電極30が設けられている場合、ノズル22から噴霧された液体が、被塗物40に塗布するときの状態を説明するための図であり、(a)は斜視図であり、(b)は側面図である。
また、液体噴霧部20及び被塗物40のうち少なくともいずれか一方が、被塗物40の長手方向(すなわち、ノズル22の軸線方向と直交する、被塗物40の長い方に沿った直交方向)に沿って変位可能に設けられている。
つまり、図示を省略しているが、静電噴霧装置10は、液体噴霧部20を被塗物40の長手方向に沿って変位させる変位手段を更に備えている。
この場合でも、変位手段の基本的な構成は同じでよく、被塗物40の長手方向に沿って設けられるレールと、そのレール上を移動するように設けられた被塗物40を保持する保持手段と、レール上を移動するように保持手段を駆動させる駆動部と、で変位手段を構成することができる。
具体的には、パターン拡張電極30が設けられていない場合(図4参照)、電圧印加手段50によって被塗物40と心棒23との間に印加された電圧で発生する静電気力だけで、液体は、ノズル22から前方側に引っ張られて前方に噴霧される。
そして、パターン拡張電極30が設けられていない状態のときには、図4に示すように、ノズル22から噴霧された液体が存在する範囲は、側面視で、液体噴霧部20のノズル22側から被塗物40側にかけて次第に広がるように、上下対称の略放物線状となっているものの、被塗物40の上方側の突出部40bの領域まではカバーできていない。
このため、液体を塗布したい突出部40bの領域には、液体が塗布されないことになる。
具体的には、図5(b)に示すように、棒状のパターン拡張電極30を用いないで被塗物40に向けて液体を噴霧したときに噴霧される液体が存在する略放物線状の範囲外の位置(本例では、パターン拡張電極30がない場合の液体が存在する上側の範囲を示す破線Lよりも更に上側の位置)であって、液体噴霧部20のノズル22と被塗物40の間の被塗物40寄りの位置に配置させている。
また、本実施形態では、棒状のパターン拡張電極30がノズル22の軸線Oを中心とする円を描いたときに、その円に対する接線方向(上側の接線方向)に沿って配置されている。
なお、本実施形態の場合、上側だけにパターン拡張電極30が配置されているため、上側の液体が主に引っ張られて、パターン拡張電極30を用いないで被塗物40に向けて液体を噴霧したときに液体の存在する範囲のうち主に上側だけが拡張される。
このため、側面視で、上下対称の略放物線状であった液体の存在する範囲は、パターン拡張電極30が配置されることによって、上側のみが広がったような非対称の形状となり、そのように液体の存在する範囲が広がることで、ノズル22から噴霧される液体が被塗物40の突出部40bの領域をカバーし、突出部40bの領域にも液体が塗布される。
したがって、本実施形態では、突出部40bが上側にあるため、パターン拡張電極30を上側に配置しているが、例えば、被塗物40の下側に突出部がある場合には、パターン拡張電極30を下側に配置して、液体の存在する範囲を下側に広げるようにすればよい。
つぎに、図6を参照しながら、被塗物40の塗布したい範囲の変化に応じて、パターン拡張電極30を移動させるときの状態について説明する。
図6は、被塗物40の塗布したい範囲の変化に応じて、パターン拡張電極30を移動させるときの状態を説明するための図である。
また、被塗物40の液体を塗布したい範囲が次第に狭まる場合、移動手段は、棒状のパターン拡張電極30をノズル22の軸線Oに近づける方向に、ノズル22の軸線方向及び液体噴霧部20又は被塗物40の変位方向と直交する方向に沿って移動させている。
一方、領域Bでは、被塗物40の液体を塗布したい範囲が次第に狭まっていく状態となるため、液体噴霧部20が領域Aと領域Bとの境界位置に到達した後には、移動手段は、棒状のパターン拡張電極30を次第に下方へ移動させる。
20 液体噴霧部
21 胴体部
21a 液体供給口
21b 液体流路
21c 孔部
21d 後端開口部
21e 雌ネジ構造
22 ノズル
22a 先端外周縁
22b 開口部
23 心棒
23a 摘み部
23b 電気配線接続部
23c 雄ネジ構造
23d 先端面
24 シール部材
30 パターン拡張電極
40 被塗物
40a 被塗面
40b 突出部
50 電圧印加手段
51 電圧電源
52 第1電気配線
53 第2電気配線
53a 一方の分岐配線
53b 他方の分岐配線
54 アース手段
60 テーラコーン
Claims (6)
- 静電噴霧装置のノズルを有する液体噴霧部と被塗物の間に電圧を印加して静電気力を発生させ、前記静電気力のみで前記ノズルから前記被塗物に向けて液体を噴霧する静電噴霧方法であって、
前記被塗物と同電位にされ、前記ノズルから噴霧される液体の噴霧パターンを広げるパターン拡張電極を配置して前記液体を噴霧する噴霧ステップを含み、
前記噴霧ステップが、前記パターン拡張電極を用いないで前記被塗物に向けて液体を噴霧したときに前記噴霧される液体が存在する範囲外の位置であって、前記ノズルと前記被塗物の間の前記被塗物寄りの位置に前記パターン拡張電極を配置して行われ、
前記ノズルと前記被塗物の間の前記被塗物寄りの位置は、前記パターン拡張電極から前記ノズルの軸線までの最短の位置を基準位置として、前記基準位置から前記被塗物までの最短の長さが前記ノズルの先端から前記基準位置までの長さより短くなる位置であることを特徴とする静電噴霧方法。 - 前記パターン拡張電極として、棒状の形状の電極が使用されることを特徴とする請求項1に記載の静電噴霧方法。
- 前記ノズルの先端から前記パターン拡張電極までの距離を、第1距離t1とし、前記パターン拡張電極を用いないで前記被塗物に向けて液体を噴霧したときに前記ノズルの先端から前記被塗物に塗布される液体の塗布パターンの外縁までの距離を、第2距離t2とする場合、
前記パターン拡張電極は、前記第1距離t1が前記第2距離t2よりも短くなる範囲内の位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電噴霧方法。 - ノズルを有する液体噴霧部と、
前記ノズルから噴霧される液体の噴霧パターンを広げるパターン拡張電極であって、前記パターン拡張電極を用いないで被塗物に向けて液体を噴霧したときに前記噴霧される液体が存在する範囲外の位置で、かつ、前記ノズルと前記被塗物の間の前記被塗物寄りの位置に配置される導電性又は半導電性のパターン拡張電極と、
前記被塗物及び前記パターン拡張電極の電位を同電位としつつ、前記ノズルから静電気力だけで前記液体を噴霧するための前記静電気力を発生させる電圧を前記被塗物及び前記パターン拡張電極と前記液体噴霧部の間に印加する電圧印加手段と、を備え、
前記ノズルと前記被塗物の間の前記被塗物寄りの位置は、前記パターン拡張電極から前記ノズルの軸線までの最短の位置を基準位置として、前記基準位置から前記被塗物までの最短の長さが前記ノズルの先端から前記基準位置までの長さより短くなる位置であることを特徴とする静電噴霧装置。 - 前記パターン拡張電極が棒状であることを特徴とする請求項4に記載の静電噴霧装置。
- 前記ノズルの先端から前記パターン拡張電極までの距離を、第1距離t1とし、前記パターン拡張電極を用いないで前記被塗物に向けて液体を噴霧したときに前記ノズルの先端から前記被塗物に塗布される液体の塗布パターンの外縁までの距離を、第2距離t2とする場合、前記パターン拡張電極は、前記第1距離t1が前記第2距離t2よりも短くなる範囲内の位置に配置されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の静電噴霧装置。
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