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技術 液体塗着方法及びそれに用いる静電噴霧装置

出願人 アネスト岩田株式会社
発明者 佐藤和昭柿崎翔志
出願日 2015年10月13日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-202348
公開日 2017年4月20日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-074541
状態 特許登録済
技術分野 静電噴霧装置 流動性材料の適用方法、塗布方法
主要キーワード 雄ネジ構造 テーパ角度β 先端外周縁 テーパ角度α 反発体 テーパ形 放電効果 溶液材料
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

塗物液体塗着させる部分に対してノズル対向配置できないなど、液体の塗着作業が行い難い被塗物の部分に対しても簡単に液体を塗着させることができる液体塗着方法を提供すること。

解決手段

本発明の液体塗着方法は、液体噴霧部20と液体噴霧部20に対して異極となる異極部40との間に電圧印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態にするとともに液体噴霧部20から離脱させ、離脱した液体の粒子を被塗物(異極部40)に塗着させる液体塗着方法であって、液体の粒子を反発するように帯電させた絶縁状態反発体30を、液体噴霧部20から被塗物(異極部40)までの最短距離Xよりも液体噴霧部20から反発体30までの最短距離Yが遠くなるように配置して、液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させ、被塗物に液体の粒子を塗着させる。

概要

背景

従来、溶液材料電圧印加した状態で噴霧するノズルと、前記ノズルと基板との間の前記基板の近傍に配置され、所定の開口パターンを有する開口部を含むマスクとを備え、前記ノズルから噴霧された溶液材料は、前記基板に薄膜として堆積され、前記マスクの開口部の前記ノズル側の部分は、前記マスクの開口部の前記基板側の部分よりも開口面積が大きくなるように構成されている、薄膜形成装置が知られている(特許文献1参照)。

概要

塗物液体塗着させる部分に対してノズルを対向配置できないなど、液体の塗着作業が行い難い被塗物の部分に対しても簡単に液体を塗着させることができる液体塗着方法を提供すること。本発明の液体塗着方法は、液体噴霧部20と液体噴霧部20に対して異極となる異極部40との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態にするとともに液体噴霧部20から離脱させ、離脱した液体の粒子を被塗物(異極部40)に塗着させる液体塗着方法であって、液体の粒子を反発するように帯電させた絶縁状態反発体30を、液体噴霧部20から被塗物(異極部40)までの最短距離Xよりも液体噴霧部20から反発体30までの最短距離Yが遠くなるように配置して、液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させ、被塗物に液体の粒子を塗着させる。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被塗物の液体を塗着させる部分に対してノズルを対向配置できないなど、液体の塗着作業が行い難い被塗物の部分に対しても簡単に液体を塗着させることができる液体塗着方法及びそれに用いる静電噴霧装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

液体噴霧部と前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧印加して発生する静電気力によって液体帯電状態にするとともに前記液体噴霧部から離脱させ、離脱した前記液体の粒子を被塗物塗着させる液体塗着方法であって、前記液体の粒子を反発するように帯電させた絶縁状態反発体を、前記液体噴霧部から前記被塗物までの最短距離Xよりも、前記液体噴霧部から前記反発体までの最短距離Yが遠くなるように配置して、前記液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させ、前記被塗物に前記液体の粒子を塗着させることを特徴とする液体塗着方法。

請求項2

前記被塗物までの最短距離Xが、前記液体噴霧部と前記被塗物の前記液体の粒子を塗着させる部分との間の距離のうちの最も短い距離であることを特徴とする請求項1に記載の液体塗着方法。

請求項3

前記液体噴霧部に前記液体を供給する前に前記液体の粒子を反発できる帯電状態に前記反発体を帯電させる帯電工程を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体塗着方法。

請求項4

前記帯電工程が、前記液体噴霧部に前記液体を供給しない状態で、前記液体を前記液体噴霧部から離脱させるための前記静電気力を発生させる電圧印加手段によって前記静電気力を発生させることで行われることを特徴とする請求項3に記載の液体塗着方法。

請求項5

前記帯電工程は、前記液体噴霧部から前記液体を離脱させるのに用いない放電電極を用いて前記放電電極と前記異極部との間に電圧を印加して静電気力を発生させることで行われることを特徴とする請求項3に記載の液体塗着方法。

請求項6

前記被塗物が前記異極部とされていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の液体塗着方法。

請求項7

液体噴霧部と、前記液体噴霧部と前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して、液体を帯電状態とするとともに帯電した前記液体を前記液体噴霧部から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段と、前記液体噴霧部から離脱した前記液体の粒子を反発するように帯電し、前記液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させる絶縁状態の反発体と、を備え、前記反発体が、前記液体噴霧部から被塗物までの最短距離Xよりも前記液体噴霧部から前記反発体までの最短距離Yが遠くなるように配置されることを特徴とする静電噴霧装置

請求項8

前記反発体が絶縁材料からなることで絶縁状態とされていることを特徴とする請求項7に記載の静電噴霧装置。

請求項9

前記反発体が、液体を反発する部分が導電材料若しくは1010Ω以下の表面抵抗帯電防止材料からなる反発部と、前記反発部を絶縁状態に保つために絶縁支持する絶縁材料からなる絶縁支持部と、を備えることを特徴とする請求項7に記載の静電噴霧装置。

請求項10

前記反発体を帯電した前記液体を反発する帯電状態にするための、放電用の放電電極を備えることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の静電噴霧装置。

技術分野

0001

本発明は液体塗着方法及びそれに用いる静電噴霧装置に関する。

背景技術

0002

従来、溶液材料電圧印加した状態で噴霧するノズルと、前記ノズルと基板との間の前記基板の近傍に配置され、所定の開口パターンを有する開口部を含むマスクとを備え、前記ノズルから噴霧された溶液材料は、前記基板に薄膜として堆積され、前記マスクの開口部の前記ノズル側の部分は、前記マスクの開口部の前記基板側の部分よりも開口面積が大きくなるように構成されている、薄膜形成装置が知られている(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2014—147891号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献1は基板に薄膜を形成するために溶液材料を噴霧するものであるため、液体の噴霧されるべき面をノズルに対向させて配置すれば、後は、薄膜を形成したい部分だけに溶液材料が噴霧されるように、マスクを設けて溶液材料を噴霧すれば所望の薄膜形成が可能である。

0005

しかしながら、塗料などの液体を被塗物に噴霧して液体を塗着(塗布)するような場合、被塗物の形状が複雑であると、基板のように、液体を塗着させたい部分に対して、必ずしもノズルを対向させるように配置できるとは言えず、液体を塗着させる作業が行い難い場面が少なくない。

0006

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被塗物の液体を塗着させる部分に対してノズルを対向配置できないなど、液体の塗着作業が行い難い被塗物の部分に対しても簡単に液体を塗着させることができる液体塗着方法及びそれに用いる静電噴霧装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の液体塗着方法は、液体噴霧部と前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して発生する静電気力によって液体を帯電状態にするとともに前記液体噴霧部から離脱させ、離脱した前記液体の粒子を被塗物に塗着させる液体塗着方法であって、前記液体の粒子を反発するように帯電させた絶縁状態反発体を、前記液体噴霧部から前記被塗物までの最短距離Xよりも、前記液体噴霧部から前記反発体までの最短距離Yが遠くなるように配置して、前記液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させ、前記被塗物に前記液体の粒子を塗着させる。
(2)上記(1)の構成において、前記被塗物までの最短距離Xが、前記液体噴霧部と前記被塗物の前記液体の粒子を塗着させる部分との間の距離のうちの最も短い距離である。
(3)上記(1)又は(2)の構成において、前記液体噴霧部に前記液体を供給する前に前記液体の粒子を反発できる帯電状態に前記反発体を帯電させる帯電工程を備える。
(4)上記(3)の構成において、前記帯電工程が、前記液体噴霧部に前記液体を供給しない状態で、前記液体を前記液体噴霧部から離脱させるための前記静電気力を発生させる電圧印加手段によって前記静電気力を発生させることで行われる。
(5)上記(3)の構成において、前記帯電工程は、前記液体噴霧部から前記液体を離脱させるのに用いない放電電極を用いて前記放電電極と前記異極部との間に電圧を印加して静電気力を発生させることで行われる。
(6)上記(1)から(5)のいずれか1つの構成において、前記被塗物が前記異極部とされている。

0008

(7)本発明の静電噴霧装置は、液体噴霧部と、前記液体噴霧部と前記液体噴霧部に対して異極となる異極部との間に電圧を印加して、液体を帯電状態とするとともに帯電した前記液体を前記液体噴霧部から離脱させる静電気力を発生させる電圧印加手段と、前記液体噴霧部から離脱した前記液体の粒子を反発するように帯電し、前記液体の粒子の一部又は全部の移動方向を変化させる絶縁状態の反発体と、を備え、前記反発体が前記液体噴霧部から前記被塗物までの最短距離Xよりも、前記液体噴霧部から前記反発体までの最短距離Yが遠くなるように配置される。
(8)上記(7)の構成において、前記反発体が絶縁材料からなることで絶縁状態とされている。
(9)上記(7)の構成において、前記反発体が、液体を反発する部分が導電材料若しくは1010Ω以下の表面抵抗帯電防止材料からなる反発部と、前記反発部を絶縁状態に保つために絶縁支持する絶縁材料からなる絶縁支持部と、を備える。
(10)上記(7)から(9)のいずれか1つの構成において、前記反発体を帯電した前記液体を反発する帯電状態にするための、放電用の放電電極を備える。

発明の効果

0009

本発明によれば、被塗物の液体を塗着させる部分に対してノズルを対向配置できないなど、液体の塗着作業が行い難い被塗物の部分に対しても簡単に液体を塗着させることができる液体塗着方法及びそれに用いる静電噴霧装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明に係る第1実施形態の静電噴霧装置の全体構成を示す斜視図である。
本発明に係る第1実施形態の静電噴霧装置の全体構成を示す上面図である。
本発明に係る第1実施形態の液体噴霧部の断面図である。
図3の液体噴霧部の先端側の拡大図であり、(a)は心棒の先端が後方に位置する場合を示す図であり、(b)は(a)よりも心棒の先端が前方に位置する場合を示す図である。
本発明に係る第1実施形態の液体塗着方法を説明するための図である。
本発明に係る第1実施形態の変形例を示す図である。
本発明に係る第2実施形態の静電噴霧装置の全体構成を示す上面図である。
本発明に係る第2実施形態の静電噴霧装置の全体構成を示す斜視図である。

実施例

0011

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

0012

なお、特に断りがない場合、「先(端)」や「前(方)」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向側を表し、「後(端)」や「後(方)」等の表現は、各部材等において液体の噴霧方向と反対側を表すものとする。

0013

(第1実施形態)
図1は本発明に係る第1実施形態の静電噴霧装置10の全体構成を示す斜視図であり、図2は静電噴霧装置10の全体構成を示す上面図である。
図1及び図2に示すように、静電噴霧装置10は、ノズル22を有する液体噴霧部20と、反発体30と、液体噴霧部20と液体噴霧部20に対して異極となる異極部40との間に電圧を印加する電圧印加手段(電圧電源)50と、を備える。

0014

なお、本実施形態では、電圧印加手段(電圧電源)50からの電気配線を被塗物に直接接続して、被塗物自体を異極部40としている場合を示しているが、例えば、被塗物を載置する載置部(図示せず)に電圧印加手段(電圧電源)50からの電気配線を接続して、この載置部を異極部40として載置部を介して被塗物が電圧印加手段(電圧電源)50に電気的に接続されるようになっていても良い。

0015

異極部40となる被塗物は、アース手段60でアースされるようになっている。
このアース手段60は必須の要件ではないが、被塗物のようなものの場合、作業者が触れたりすることがあり得るので安全面の観点で設けることが好ましい。

0016

以下では、まず、液体を噴霧するための基本構成についての説明を行った後に、本実施形態の構成によれば、ノズル22を対向配置できないような被塗物の液体を塗着させる部分に対しても良好に液体を塗着させることができることについて説明する。

0017

(液体噴霧部)
図3は、液体噴霧部20だけを示した断面図である。
なお、図3では、液体噴霧部20から後述するように塗料など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。

0018

図3に示すように、液体噴霧部20は、液体の供給される液体供給口21aを有する液体流路21bが形成された絶縁材料からなる胴体部21と、貫通孔が胴体部21の液体流路21bに連通するように胴体部21の先端に設けられるノズル22と、胴体部21の液体流路21b内及びノズル22の貫通孔内に配置される導電材料からなる心棒23と、を備えている。

0019

胴体部21には、心棒23を後端側に取り出すために、液体流路21bと連通した孔部21cが設けられ、その孔部21c内には、心棒23との間の隙間をシールして液体が漏れないようにするシール部材24が設けられている。
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。

0020

そして、孔部21cを通じて胴体部21の後端側に位置する心棒23の後端には、絶縁材料からなる摘み部23aが設けられているとともに、摘み部23aのほぼ中央を貫通するように設けられた導電材料からなる電気配線接続部23bが設けられている。

0021

図1及び図2に示すように、電気配線接続部23bには、電圧印加手段50からの電気配線が接続される。
そして、図3に示すように、電気配線接続部23bが心棒23に接触するようにされることで心棒23と電気配線接続部23bとが電気的に接続されている。

0022

なお、本実施形態では、心棒23を液体噴霧部20側の電極としているが、例えば、液体噴霧部20のノズル22を導電材料からなるものとして、このノズル22に電圧印加手段50からの電気配線を接続するようにし、ノズル22を液体噴霧部20側の電極としても良い。

0023

また、胴体部21の後端開口部21dの内周面には、摘み部23aを螺合接続するための雌ネジ構造21eが設けられ、一方、摘み部23aの先端外周面には、雄ネジ構造23cが設けられている。

0024

したがって、胴体部21の後端開口部21dの雌ネジ構造21eに摘み部23aの先端外周面の雄ネジ構造23cを螺合させることで心棒23が取外し可能に胴体部21に取付けられている。
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。

0025

ここで、一般に、静電噴霧装置の液体を噴霧するノズルは、液体が流れる貫通孔の直径が小さい微細な液体流路とされる。
これは、液体が流れ出ノズル先端開口直径が大きいと、安定した液体の霧化状態が得られなくなるためと推察される。
例えば、一般には、ノズル先端の開口直径は0.1mm未満とされている。

0026

このため、液体が乾燥したりすると直ぐに、ノズル先端の開口部が目詰まりするが、開口直径が小さいため、この目詰まりを解消することが難しいという問題がある。

0027

しかしながら、理由については、後ほど説明するが、心棒23を用いるようにすることで、従来に比較して、ノズル先端の開口径を大きな開口直径としても良好な霧化ができることを見出し、このため、本実施形態のノズル22の先端の開口部22bの開口直径は0.2mmの大きな開口直径にできている。
この結果、目詰まりが発生する頻度を大幅に低減することができるようになっている。

0028

なお、ノズル22の開口部22bの開口直径は0.2mmに限定されるものではなく、心棒23を用いる形態においては、開口直径は1mm程度であっても問題はない。

0029

ノズル22の開口部22bの開口直径は、目詰まりが起きにくく、また、目詰まりが起きても清掃ができることを考慮すると、0.1mm以上が好ましく、0.2mm以上がより好ましく、さらに0.2mmより大きくすることが好ましい。

0030

一方、ノズル22の開口部22bの開口直径は、霧化の安定性を考慮すると、1.0mm以下が好ましく、0.8mm以下がより好ましく、さらに0.5mm以下とすることが好ましい。

0031

また、本実施形態では、上述のように、心棒23を前後方向に移動させることができるため、目詰まりが起きても心棒23を移動させることで目詰まりの解消を行うことができる。
さらに、ノズル22の貫通孔の内径も心棒23を配置できる程度に大きくできているため、心棒23を取り外して洗浄液を大量に流して洗浄することも可能になっている。

0032

図4は、液体噴霧部20の先端側を拡大した拡大図であり、図4(a)は、心棒23の先端面23dが後方に位置する場合であり、図4(b)は、図4(a)の状態よりも心棒23の先端面23dが前方に位置する場合である。

0033

図4(a)に示すようにノズル22は、開口部22b側に向かってテーパ状に内径が小さくなるテーパ角度がαであるテーパ状内径部(範囲A参照)を有しており、心棒23は、先端面23dに向かって外径が小さくなるテーパ角度がβであるテーパ形状部(範囲B参照)を有している。

0034

そして、ノズル22のテーパ状内径部のテーパ角度αが、心棒23のテーパ形状部のテーパ角度βよりも大きくされている。
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。

0035

上記のように、ノズル22及び心棒23の先端側を形成することによって、図4(a)及び図4(b)を見比べるとわかるように、心棒23を前後方向に移動させることでノズル22と心棒23とで形成される隙間の幅を調節できるようになり、ノズル22の開口部22bから出る液体の量を調節することができる。

0036

また、図4(b)で示す状態よりも、さらに、心棒23を前方側に動かすことで、心棒23がノズル22の内周面に当接し、ノズル22の開口部22bを閉塞することが可能である。
したがって、塗料などの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り、ノズル22の目詰まりを抑制できる。

0037

(異極部40)
本実施形態では、上述したように、異極部40に被塗物を用いた場合を示しており、電圧印加手段(電圧電源)50の心棒23に接続されるのと反対側の電気配線が被塗物に接続されることで被塗物自体が液体噴霧部20に対する異極となるようにされている。

0038

しかしながら、上記でも少し触れたが、例えば、被塗物が搬送装置などによって、塗料などの液体を塗布する位置に搬送されるような場合には、電圧印加手段50からの電気配線を搬送装置の被塗物が載置される載置部に接続されているようにして、載置部を介して被塗物が電圧印加手段50に電気的に接続されるようにしても良い。

0039

次に、図3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状態について説明を行い、その後、その噴霧される液体を反発する反発体30について説明し、具体的な液体塗着方法についての説明を行う。

0040

胴体部21の液体供給口21aに供給された液体は、ノズル22の先端側に供給されていき、異極部40(被塗物)と心棒23との間に印加される電圧に伴う静電気力によって、前方側に引っ張られて前方に離脱・霧化する。

0041

なお、液体の供給は、噴霧により消費されることで液体噴霧部20から失われる分の液体が順次供給されていれば良く、ノズル22の開口部22b(より正確には、開口部22bと心棒23との間の隙間)から液体が噴射するような圧力で圧送供給される必要はなく、液体が勢いよく噴射される状態の場合、かえって霧化ができなくなるようなことが起こる。

0042

より具体的には、心棒23の先端面23d及びノズル22の先端外周縁22aへの表面張力や粘度による付着力に対して、液体を前方に引っ張る静電気力が釣り合うことで、図3に示すように、ノズル22の先端側に供給された液体が、その先端で円錐形の形状となるテーラコーン80が形成される。

0043

このテーラコーン80は、電場の作用によって、液体中で正/負電荷の分離が起こり、過剰電荷で帯電したノズル22先端のメニスカスが変形して円錐状となって形成されているものである。
そして、テーラコーン80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、その後静電爆発によって広い範囲に液体が噴霧される。

0044

この噴霧される液体、つまり、ノズル22から離脱して液体粒子となった液体は、離脱前の状態に比べ、空気に触れる面積飛躍的に大きくなるため溶媒気化が促進され、その溶媒の気化に伴って帯電している電子間の距離が近づき、静電反発(静電爆発)が発生して、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。

0045

この分裂が起こると、さらに、分裂前に比べ空気に触れる表面積が増えることになるため、溶媒の気化が促進され、上述したのと同様に静電爆発が発生し、さらに、小さい粒径の液体粒子に分裂する。
このような静電爆発が繰り返されることで液体が霧化される。

0046

ここで、本実施形態では、ノズル22内に心棒23を設けるようにしている。
仮に、従来の静電噴霧装置のように、この心棒23を設けないものとすると、液体が付着できる部分は、ノズル22の先端外周縁22aだけとなる。

0047

そして、このような状態でノズル22の開口部22bの開口直径を大きくすると、液体の付着できる部分が、ノズル22の先端外周縁22aだけのため、例えば、ノズル22の上下左右に液体がふらついたりし易く、きれいなテーラコーン80が形成できなくなったり、また、テーラコーン80自体が維持できなくなるため、ノズル22から離脱する液体粒子の安定性(粒子の大きさ、数、及び、帯電状態などの安定性)が得られなくなり、結果、液体の安定した霧化ができなくなるものと推察される。

0048

一方、本実施形態では、ノズル22内に心棒23を配置して、ノズル22の先端外周縁22aだけでなく、心棒23の先端面23dとの間でも液体は付着する。
したがって、ノズル22の開口部22bの開口直径が大きくても、開口部22bの中央部に液体が付着できる心棒23の先端面23dが存在するため、安定したテーラコーン80を形成することができ、液体の安定した霧化ができるようになっているものと考えられる。

0049

なお、心棒23の先端面23dがノズル22の先端外周縁22a(つまり、ノズル22の開口部22bの先端面)から前方に出過ぎるとノズル22から出る液体に電場が作用し難くなり、一方、心棒23の先端面23dがノズル22の開口部22bの先端面から後方に引っ込み過ぎると、開口部22bの中央部に液体が付着できる部分が存在しないのと同じ状態となる。

0050

このことから、心棒23の先端面23dの位置は、液体を噴霧する状態において、ノズル22の開口部22bの先端面を基準にして、心棒23の中心軸に沿った前後方向で、ノズル22の先端の開口部22bの開口直径の10倍以内に位置することが好適であり、より好ましくは5倍以内に位置することが好適であり、さらに、好ましくは3倍以内に位置することが好適である。

0051

例えば、本実施形態では、ノズル22の開口部22bの開口直径が0.2mmであり、静電気力を考慮しない場合、ノズル22の開口部22bから出た液体は、ノズル22の先端で直径が約0.2mmの半球状となるように出てくる。

0052

そして、このノズル22の先端に出てきた液体に電場(静電気力)が作用して円錐状のテーラコーン80が形成できるように、心棒23の先端は、この液体の近くに存在することが良く、このためノズル22の開口部22bの先端面から前方(出る方向)に2mm以内に位置するようにするのが好適であり、一方、液体の付着に作用するように、心棒23の先端がノズル22の開口部22bの先端面から後方(引っ込む方向)に2mm以内に位置するようにするのが好適である。

0053

上記のように、心棒23を設けることによって、ノズル22の開口部22bの開口直径を大きくしても安定した液体の霧化が行える。
このため、ノズル22の開口部22bの開口直径を目詰まりが抑制できるような大きな開口直径にすることができる。
また、ノズル22の開口部22bの開口直径を大きくできるため機械加工でノズル22が製作できる。

0054

なお、本実施形態では、心棒23の先端が先端面23dとして平坦な平面としている場合を示しているが、必ずしも、心棒23の先端が平坦な平面である必要はなく、安定したテーラコーン80の形成に寄与すれば良いので、例えば、心棒23の先端はR形状のように、前方側に向かって突出する曲面になっていても良い。

0055

このようにして液体噴霧部20(ノズル22)から噴霧された液体は、静電爆発を繰り返しながら霧化し、この微粒化した液体は電荷を帯びた状態であるため、異極部40(被塗物)側に静電気力で引き寄せられて被塗物に塗着することになる。

0056

(反発体)
反発体30は、液体噴霧部20から噴霧される帯電した液体の粒子を反発するように帯電させられる部材であり、その液体の粒子を反発する帯電状態を保つために絶縁状態で設置される。

0057

本実施形態では、図2に示すように被塗物(異極部40)の内壁面のうち、奥側の内壁面及び左右の内壁面に反発体30が設けられている。この場合、反発体を液体噴霧部から被塗物までの最短距離Xよりも液体噴霧部から反発体までの最短距離Yが遠くなるように配置している。
具体的には、反発体30は、シート状、フィルム状又はテープ状のものとして構成され、その反発体30が奥側の内壁面及び左右の内壁面に貼着されている。

0058

そして、反発体30が、絶縁状態に保たれていると、液体を噴霧するための静電気力によって、反発体30は、帯電した液体を反発する帯電状態になる。

0059

ここで、反発体30を絶縁材料からなるものとしておけば、上述のように、被塗物(異極部40)の内壁面に直接接触させるような反発体30の配置方法としても、短絡が発生することがないように絶縁状態が保たれるので、帯電した液体を反発する帯電状態を維持することが可能である。

0060

したがって、本実施形態のような反発体30の配置方法とする場合には、反発体30は、絶縁材料で形成されるのが好ましく、絶縁材料の種類は、特に制限されるものではないが、耐溶剤性に優れる、例えば、ポリエチレンポリプロピレンポリフェニレンサルファイドポリエチレンテレフタレートフッ素系樹脂などの耐溶剤性に優れる材料が好適である。

0061

(液体塗着方法)
次に、上記のような構成からなる第1実施形態の静電噴霧装置10を用いた液体塗着方法について説明する。

0062

図5は、液体を噴霧して被塗物(異極部40)の液体を塗着させる部分(以下、液体塗着部40aともいう)に液体を塗着させているところを模式的に示す図である。
なお、図5では、電圧印加手段50やアース手段60の図示を省略しているが、これらは、図2に示す通りである。

0063

図5に示すように、第1実施形態では、外形矩形状で、ノズル22に対向する壁面に上下方向に延びるスリット開口41が設けられた被塗物(異極部40)になっている。
そして、このスリット開口41が形成されている壁面の内壁面だけに液体を塗着させ、内壁面のうちの奥側の内壁面及び左右の内壁面には、液体を塗着させない場合を示している。

0064

そのために、図5に示すように、反発体30は、液体塗着部40aよりも奥側に位置する左右の内壁面及び奥側の内壁面に設けられ、液体噴霧部20から液体塗着部40aまでの最短距離よりも最短距離が遠くなるように配置されている。

0065

そして、このような位置にある液体塗着部40aに対してはノズル22を対向させるように液体噴霧部20を配置することができないが、液体を噴霧するための静電気力を発生させるために被塗物(異極部40)と液体噴霧部20(本例では、心棒23)との間に電圧印加手段50で電圧を印加すると、発生した静電気力によって、液体の噴霧が開始されるのに合わせて反発体30が噴霧される帯電した液体の粒子を反発する帯電状態となる。

0066

そうすると、図5に示すように、一旦、奥側の内壁面へと向かった液体の粒子が、点線矢印で示すように、反発体30でノズル22側に押し戻されるように移動方向を変化させる。

0067

また、左右の内壁面にも反発体30が設けられているので、液体の粒子は左右の内壁面側でも反発され、内壁面側に塗着しないように移動方向が変化して、左右の内壁面側に塗着せずに、液体塗着部40aであるスリット開口41が形成されている壁面の内壁面側に戻ってくる。

0068

この液体塗着部40aは、異極部40の状態になっているので帯電した液体の粒子は、静電気力によって液体塗着部40aに引き寄せられて液体塗着部40aに塗着し、ノズル22を液体塗着部40aに向けて配置できないにも関わらず、液体塗着部40aに対して良好に液体を塗着させることができる。

0069

ところで、上記では、反発体30の帯電状態は、液体の噴霧を開始することで行われる場合を示したが、初めのうちは、反発体30が、十分に液体を反発することができる帯電状態になっていない可能性がある。

0070

そうすると、反発体30に液体が付着する場合があり、そうすると、何度も繰り返し反発体30を使用する場合には、洗浄に手間がかかるという問題がある。
また、仮に、反発体30に塗着した液体が被塗物と短絡するような状態となると、この反発体30に塗着した液体が異極部40を構成することになり、反発力を低下させる虞がある。

0071

そこで、反発体30への液体の塗着が起こりにくいようにするために、あらかじめ、噴霧される液体の粒子を反発できる帯電状態に反発体30を帯電させる帯電工程を行い、その後、液体の噴霧を開始するようにすることが望ましい。

0072

具体的には、液体噴霧部20に液体を供給しない状態で、液体を液体噴霧部20から離脱させるための静電気力を発生させる電圧印加手段50で被塗物(異極部40)と液体噴霧部20(本例では心棒23)との間に電圧を印加し、液体を噴霧しない状態で静電気力を発生させるようにして、液体を噴霧する前に反発体30を帯電状態とするようにすればよい。

0073

また、別の方法としては、液体噴霧部20から液体を離脱させるのに用いない、本例の心棒23とは異なる放電用の別の放電電極を設けておき、その放電電極と被塗物(異極部40)との間に電圧を印加し、静電気力を発生させて、液体を噴霧する前に、その静電気力で反発体30を帯電させるようにしても良い。
この場合、放電電極は、放電効果が高いように、被塗物(異極部40)側となる先端を先細り形状としておくのが好適である。

0074

(第1実施形態の変形例)
次に、図6を参照しながら第1実施形態の変形例について説明する。
図6は、第1実施形態の変形例を示す図であり、図6を見るとわかるように、基本的な構成は、第1実施形態と同じであるので、以下では主に異なる点についてのみ説明し、同様の点についての説明は省略する。
図6に示すように、変形例の被塗物(異極部40)は、断面がコ字状(U字状)であり、この変形例では、液体を塗着させる液体塗着部40aが左右の内壁面になっている。

0075

この場合、開口幅が広ければ、液体噴霧部20を被塗物(異極部40)の中に配置して左右の内壁面に順次、ノズル22を対向させるようにして液体の塗着作業を行うことが可能であるが、この変形例のように開口幅が狭い場合は、そのような作業を行うことができない。

0076

しかしながら、本変形例のように、反発体30を液体塗着部40aよりも奥側となる離れた位置(奥側の内壁面)に設けるようにするだけで、先ほど説明したのと同様に、液体が反発体30で反発されて戻る側に移動方向が変化し、今度は、左右の内壁面に反発体30が設けられていないため、静電気力によって、反発された液体の粒子が良好に塗着する。

0077

より正確に言えば、帯電した液体の粒子が、この開口に進入するときに、この液体の粒子のうち、開口の近くの左右の内壁面に引き寄せられる距離に位置する液体の粒子は、そのまま左右の内壁面に引き寄せられて塗着し、一方、開口の中央側を通って侵入するような左右の内壁面から離れた液体の粒子は、開口奥側(奥側の内壁面よりの左右の内壁面)に向かい、反発体30で反発された後に、奥側の左右の内壁面に引き寄せられて塗着し、全体としてムラの無い良好な液体の塗着を行うことができる。

0078

このように、第1実施形態及び第1実施形態の変形例で説明したように、反発体30を液体噴霧部20と液体塗着部40aの間の距離よりも離れた位置(奥側)に設置してやるだけでノズル22を対向させることが難しいような液体塗着部40aに対しても良好な液体の塗着作業を行うことが可能となる。

0079

(第2実施形態)
次に、図7図8を参照しながら、本発明に係る第2実施形態について説明する。
図7は第2実施形態の全体構成を示す上面図であり、図8は第2実施形態の全体構成を示す斜視図である。
なお、図8では、電圧印加手段50やアース手段60の図示を省略している。
以下でも、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と同様な点については説明を省略する。

0080

図7及び図8に示すように、第2実施形態では、被塗物(異極部40)が断面L字型をしているものになっている。
このような形状の場合、液体噴霧部20側に位置する表面40bには、簡単に良好な液体の塗着作業が行えるが、その表面40bの反対側に位置する裏側の裏面40cに良好な液体の塗着を行なおうとすると、被塗物(異極部40)を回転させて裏側の裏面40cを液体噴霧部20側に向くように配置し直す必要が生じる。

0081

しかしながら、図7に示すように、液体噴霧部20から被塗物(異極部40)までの最短距離Xよりも最短距離Yが遠くなる位置に、被塗物(異極部40)の裏側の液体塗着部40aとなる面に対面させるように反発体30の反発部31を向けるように反発体30を位置させるようにすれば、反発体30で反発された液体の粒子が液体塗着部40aに点線矢印で示すように液体塗着部40aに向かい、被塗物(異極部40)を回転させるようなことをしなくても、液体塗着部40aに液体を良好に塗着させることが可能となる。

0082

なお、本実施例では、液体噴霧部20側から見て、被塗物(異極部40)の右側の裏面を液体塗着部40aとしているが、左側の裏面にも液体を塗着させたい場合は、被塗物(異極部40)を中心に対称となる位置に同様に反発体30を配置しておきさせすれば、液体噴霧部20を被塗物(異極部40)の左側に移動させるだけで左側の裏面にも液体を良好に塗着させることができるようになる。

0083

本実施形態では、先ほどの第1実施形態及び第1実施形態の変形例とは、異なる構成でも反発体30を構成することができることを示すために、反発体30を絶縁材料だけで構成するものではない場合を示している。

0084

具体的には、第2実施形態の反発体30は、反発部31を構成する材料に導電材料を用いるようにしている。
なお、反発部31は、1010Ω以下の表面抵抗の帯電防止材料でもよい。
そして、反発体30は、反発部31を絶縁状態に保つために絶縁支持する絶縁材料からなる絶縁支持部32で反発部31を支持する構成とされている。
このように、反発部31に電気抵抗の小さい材料を用いるようにしたとしても、その反発部31自体を絶縁状態に保つことで帯電状態を維持することが可能となり、良好に液体の粒子を反発する反発部31にすることができる。

0085

以上、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を実施しても良く、そのような変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

0086

10静電噴霧装置
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
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
23e雌ネジ構造
24シール部材
30反発体
31 反発部
32絶縁支持部
40異極部(被塗物)
40a液体塗着部
40b 表面
40c 裏面
50電圧印加手段
60アース手段
80 テーラコーン

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