(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレーガンであって、
スプレーガン本体と、
このスプレーガン本体前面の空気キャップと、
前記スプレーガン本体前面の前記空気キャップに組み付けられ、流体先端を備えた流体スプレーノズルと、
前記空気キャップ及び前記流体スプレーノズルに組み付けられた中空ニードルと、
噴霧化空気のための少なくとも１本の空気分配チャネルと、を有し、前記噴霧化空気のための少なくとも１本の空気分配チャネルは、前記空気キャップの空気キャップスプレー開口部から噴射を行い、
ファン空気のための少なくとも１本の空気分配チャネルを有し、前記ファン空気のための少なくとも１本の空気分配チャネルは、前記空気キャップのファン空気ホーンに配置された１つ又は複数のファン空気出口に接続され、
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、前記噴霧化空気の噴射からの噴霧化空気流をあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１０〜７５°の角度をなして、前記あらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付けるよう構成され、
前記中空ニードルは、前記中空ニードルからの噴霧化空気が前記流体先端の前に低圧領域を生じさせ、これにより塗料の前記流体スプレーノズルへの重力供給を可能にするように構成されている、スプレーガン。
【請求項２】
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、前記噴霧化空気流を前記あらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１５〜６０°の角度をなして前記あらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付けるよう構成されている、請求項１記載のスプレーガン。
【請求項３】
前記中空ニードルは、ダクトを介して前記噴霧化空気のための空気分配チャネルに結合されていて、前記噴霧化空気を前記スプレーノズル中に運び込み、前記スプレーガンは、さらに、液体塗料を重力により前記流体スプレーノズルに供給するように構成された塗料カップを有する、請求項１記載のスプレーガン。
【請求項４】
前記空気キャップは、前記空気キャップ噴霧化空気が、前記流体スプレーノズルの回転軸線Ｚ−Ｚ’のまわりに、且つ前記流体先端オリフィスのまわり全体に回転対称に均等に供給されるように構成され、前記空気キャップ噴霧化空気は、前記中空ニードルからの前記噴霧化空気なしに塗料の前記流体スプレーノズルへの重力供給が止められるように、前記流体先端の前に増大した圧力を生成する、請求項３記載のスプレーガン。
【請求項５】
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、実質的に０．５〜１．０のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比をもたらすよう構成されている、請求項３記載のスプレーガン。
【請求項６】
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、前記噴霧化空気流を前記塗料ジェットに対して実質的に３０〜４５°の角度をなして前記塗料ジェット中に方向付けるよう構成されている、請求項１記載のスプレーガン。
【請求項７】
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、実質的に０．６〜０．９のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比をもたらすよう構成されている、請求項６記載のスプレーガン。
【請求項８】
前記空気キャップは、前記ファン空気のためのホーンを有する、請求項７記載のスプレーガン。
【請求項９】
前記空気キャップおよび前記流体スプレーノズルは、前記噴霧化空気流を方向付けるボアを有する、請求項８記載のスプレーガン。
【請求項１０】
前記空気キャップの出口のところで測定された実質的に０．５〜５．０ｂａｒの噴霧化空気圧力が前記スプレーガンを作動させるために用いられる、請求項９記載のスプレーガン。
【請求項１１】
前記空気キャップの出口のところで測定された実質的に１．０〜５．０ｂａｒの噴霧化空気圧力が前記スプレーガンを作動させるために用いられる、請求項９記載のスプレーガン。
【請求項１２】
前記空気キャップの出口のところで測定された実質的に１．０〜５．０ｂａｒのファン空気圧力が前記スプレーガンの作動モードにおいて用いられる、請求項１１記載のスプレーガン。
【請求項１３】
前記空気キャップの出口のところで測定された実質的に２．０〜４．０ｂａｒのファン空気圧力および前記空気キャップの出口のところで測定された実質的に２．０〜４．０ｂａｒの噴霧化空気圧力が前記スプレーガンの作動モードにおいて用いられる、請求項１２記載のスプレーガン。
【請求項１４】
前記噴霧化空気量および前記ファン空気量を調整する手段を更に有する、請求項１３記載のスプレーガン。
【請求項１５】
噴霧化空気流をあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１５〜６０°の角度をなしてあらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付ける流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体であって、前記流体スプレーノズル／空気キャップ組立体はスプレーガン本体の前に配置され、
ダクトと、
噴霧化空気チャネルと、
前記ダクトを介して前記噴霧化空気チャネルに結合されていて実質的に５０〜１５０リットル／分の前記噴霧化空気を前記スプレーノズル中に運び込む中空ニードルとを含み、前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、実質的に０．５〜１．０のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比をもたらし、前記中空ニードルは、流体スプレーノズルの前に低圧領域を生成するように構成され、これにより、塗料の前記流体スプレーノズルへの重力供給を可能にし、前記中空ニードルは前記流体スプレーノズルの中に配置されている、流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体。
【請求項１６】
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップは、噴霧化空気流を前記塗料ジェットに対して実質的に３０〜４５°の角度をなして前記塗料ジェット中に方向付けるよう構成されている、請求項１５記載の流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体。
【請求項１７】
水性塗料の層をスプレーガンにより基材上に被着させる方法であって、前記方法は、
噴霧化空気流を、噴霧化空気チャネルを通ってあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１５〜６０°の角度をなして前記あらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付けるステップを有し、前記噴霧化空気チャネルは、空気キャップの空気キャップスプレー開口に配置された噴霧化空気通路に接続され、流体スプレーノズルは空気キャップスプレー開口の中に配置され、
ダクトを介して前記噴霧化空気チャネルに結合された中空ニードルにより実質的に５０〜１５０リットル／分の前記噴霧化空気を流体スプレーノズル中に運び込むステップを有し、前記中空ニードルは前記流体スプレーノズルの中に配置され、
前記流体スプレーノズルおよび前記空気キャップを介して実質的に０．５〜１．０のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比をもたらすステップを有し、ファン空気は、噴霧化された塗料ジェットを所望の塗料ジェットの形態にする空気流であり、
前記水性塗料を重力によって塗料カップから前記流体スプレーノズルに供給するステップと、
前記水性塗料の少なくとも１つの層を基材上に被着させるステップとを含み、前記水性塗料は、実質的に０．１〜１０のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比で被着される、方法。
【請求項１８】
前記水性塗料は、実質的に０．５〜１．０のファン空気圧力に対する噴霧化空気圧力の比で被着される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記水性塗料は、実質的に０．５〜５．０ｂａｒの噴霧化空気圧力で被着される、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記水性塗料は、前記空気キャップの出口のところで測定して１．０〜５．０ｂａｒのファン空気圧力で被着される、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示する実施形態は、一般に、スプレーガンおよびその使用方法に関し、特に、中空ニードルによって重力供給を生じさせる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体ペイントまたは塗料は、車両コーティングおよび車両塗り替えコーティングを含む種々の利用分野において近年ますます重要になっている。手動式スプレーガンを用いて、車両塗り替え塗料を典型的には、基材、すなわち、車体または車体部品上に塗布し、次に硬化させて最初のコーティング層を形成する。
【０００３】
公知の車両塗り替えスプレーガンは、液体塗料流をスプレーガンのノズルダクト中に送り込む取り付け状態のまたは遠隔結合された圧力カップまたはポンプシステムを有する。液体塗料の重力供給は、スプレーガンがトリガ時に流体先端の前およびノズルダクト内に増大した圧力（ΔＰ＋）の領域を発生させ、その結果として重力供給を許容しない角度のついた噴霧化状態を利用するので可能ではなかった。加うるに、圧力供給またはポンプ供給方式の液体塗料投与システムは、極めて高価でありかつ少量（例えば０．３〜１リットル）の液体塗料を用いる場合にはユーザフレンドリーではない。クリーニングもまた問題であり、供給システムからの塗料管内の高価な残留塗料は、最終使用者にとっての多大なコストとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、手動液体塗料利用分野における使用のためのユーザフレンドリーで重力供給方式の液体塗料カップと併用できるスプレー塗装システムを提供することが望ましい。さらに、スプレー塗装システムが噴霧化空気ダクトに結合されていて、増大圧力（ΔＰ＋）の領域を変えてこれを低い圧力（ΔＰ−）の領域に戻すノズルダクト中のある特定の位置に噴霧化空気の一部を運ぶ中空ニードルを含むことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の概要は、詳細な説明において以下に更に説明する単純化された形態でひとそろいの技術的思想を導入するために設けられている。この発明の概要は、クレーム請求された内容の重要な特徴または必要不可欠な特徴を特定するものではなく、クレーム請求された内容の範囲を決定する上での助けとして用いられるものでもない。
【０００６】
一実施形態によれば、スプレーガンであって、スプレーガン本体と、空気キャップと、流体先端を備えた流体スプレーノズルと、中空ニードルと、空気を噴霧化するための少なくとも１本の空気分配チャネルと、ファン空気のための少なくとも１本の空気分配チャネルとを有し、流体スプレーノズルおよび空気キャップは、噴霧化空気流をあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１０〜７５°の角度をなして、あらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付けるよう構成されていることを特徴とするスプレーガンが提供される。
【０００７】
別の実施形態によれば、噴霧化空気流をあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１５〜６０°の角度をなしてあらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付ける流体スプレーノズル／空気キャップ組立体であって、ダクトと、噴霧化空気チャネルと、ダクトを介して噴霧化空気チャネルに結合されていて実質的に５０〜１５０リットル／分の噴霧化空気をスプレーノズル中に運び込む中空ニードルとを含み、流体スプレーノズルおよび空気キャップは、実質的に０．５〜１．０の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比をもたらすことを特徴とする流体スプレーノズル／空気キャップ組立体が提供される。
【０００８】
さらに別の実施形態によれば、水性塗料の層をスプレーガンにより基材上に被着させる方法であって、この方法は、噴霧化空気流を、噴霧化空気チャネルを通ってあらかじめ噴霧化された塗料ジェットに対して実質的に１５〜６０°の角度をなしてあらかじめ噴霧化された塗料ジェット中に方向付けるステップと、ダクトを介して噴霧化空気チャネルに結合された中空ニードルにより実質的に５０〜１５０リットル／分の噴霧化空気を流体スプレーノズル中に運び込むステップと、流体スプレーノズルおよび空気キャップを介して実質的に０．５〜１．０の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比をもたらすステップと、水性塗料の少なくとも１つの層を基材上に被着させるステップとを含み、水性塗料は、実質的に０．１〜１０の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比で塗布されることを特徴とする方法が提供される。
【０００９】
本明細書において説明する実施形態は、スプレーガン、具体的には水性塗料の層を基材上に被着させるのに最適な手動式スプレーガンに関し、このスプレーガンは、スプレーガン本体、空気キャップ、中空ニードルを有する流体先端を備えた流体スプレーノズルダクト、噴霧化空気のための少なくとも１本の空気分配チャネル、ファン空気のための少なくとも１本の空気分配チャネル、および噴霧化空気ダクトに連結されていて、スプレーガンを完全にトリガしたときにある特定の噴霧化空気量をノズルダクト中の明確に定められた位置のところでノズルダクトに運ぶ中空ニードルを有する。
【００１０】
この噴霧化空気量、実質的に５０〜１５０リットル／分、好ましくは実質的に８０〜１２０リットル／分は、ノズルダクト中におよびノズル先端部の前に圧力降下を生じさせ、重力カップ内に真空の発生を保証する。この真空は、中空ニードル／ノズル先端の直径、ニードルを通る空気量、および角度のある噴霧化に由来して生じる流体先端のところの噴霧化空気圧力に応じて実質的に２ＰＡ（パスカル）から５００ＰＡまでの範囲で測定される。
【００１１】
先行技術のスプレーガンは、スプレーガンのヒールのところの実質的に２〜３ｂａｒ圧力相互間の指定された噴霧化空気（ＡＡ）圧力を用いて実質的に４０〜４００ＰＡの測定真空をもたらす。試験したスプレーガンとしては、Sata RP4000 jet、Iwata WS400、Devilbiss GTI Pro、Devilbiss GTI Pro lite、およびSata 3000 HVLPが挙げられる。
【００１２】
さらに、このシステムおよび方法の他の望ましい特徴および他の望ましい特性は、添付の図面および上述の技術の背景と関連して以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を読むと明らかになろう。
【００１３】
以下において、以下の図と関連して本発明の実施形態について説明し、図中、同一の符号は、同一の要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】スプレーガンの上側に固定されたコーティングカップを備えているスプレーガンの例示の実施例の側面図であり、この図はまた、スプレーガン本体、空気キャップ、流体スプレーノズル、流体先端、中空ニードル、空気分配チャネル、塗料カップ、および入口空気チャネルを備えた典型的な手動式スプレーガンの略図である。
【図１Ｂ】スプレーガンの下側に固定されたコーティングカップを備えているスプレーガンの例示の実施例の側面図であり、この図はまた、スプレーガン本体、空気キャップ、流体スプレーノズル、流体先端、中空ニードル、空気分配チャネル、塗料カップ、および入口空気チャネルを備えた典型的な手動式スプレーガンの略図である。
【図２Ａ】空気キャップおよび流体スプレーノズル組立体の例示の断面図であり、噴霧化空気流を空気キャップ開口部およびファン空気分配チャネルにもたらし、ファン空気流を空気キャップホーン開口部にもたらす別々の噴霧化空気分配チャネルを有する状態で使用できる一実施形態としての流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体の一実施例を示す断面図である。
【図２Ｂ】空気キャップおよび流体スプレーノズル組立体の例示の断面図であり、噴霧化空気流を空気キャップ開口部およびファン空気分配チャネルにもたらし、ファン空気流を空気キャップホーン開口部にもたらす別々の噴霧化空気分配チャネルを有する状態で使用できる一実施形態としての流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体の一実施例を示す断面図である。
【図３Ａ】空気キャップ／流体スプレーノズル組立体を吹き付け形態で示す代表的な断面図であり、スプレー中空ニードルが開放位置にある状態を示す図である。
【図３Ｂ】空気キャップ／流体スプレーノズル組立体を吹き付け形態で示す代表的な断面図であり、図２Ａおよび図２Ｂの実施形態を作動状態で示すとともにペイントジェット（すなわち、塗料ジェット、噴霧化空気流、およびファン空気流）を有する状態で示す図である。
【図４Ａ】空気キャップの断面図である。
【図４Ｂ】空気キャップの前から見た斜視図である。
【図４Ｃ】空気キャップ・流体スプレーノズル組立体の断面図である。
【図４Ｄ】空気キャップの適当な形態の例を示す図である。
【図４Ｅ】空気キャップの適当な形態の例を示す図であり、ホーン、ファン空気チャネル、および噴霧化空気チャネルを備えた空気キャップの一実施形態が図示されている図であり、特定の実施形態では、角度のあるペイントジェット、すなわち、実質的に４５°の塗料ジェット／噴霧化空気流が用いられている状態を示す図である。
【図５Ａ】流体スプレーノズルの側面図であり、流体先端オリフィスおよび噴霧化空気ボアを備えた実質的に４５°の流体スプレーノズルの代表的な実施例を示す図である。
【図５Ｂ】流体スプレーノズルの断面図であり、流体先端オリフィスおよび噴霧化空気ボアを備えた実質的に４５°の流体スプレーノズルの代表的な実施例を示す図である。
【図５Ｃ】流体スプレーノズルの斜視図であり、流体先端オリフィスおよび噴霧化空気ボアを備えた実質的に４５°の流体スプレーノズルの代表的な実施例を示す図である。
【図６Ａ】中空スプレーニードルが閉鎖位置にある状態で非吹き付け形態にある流体スプレーノズルの一実施例および先端リムを備えた流体スプレーノズルの一実施例の断面図であり、この図はまた、噴霧化空気のためのニードルおよびボアを備えた流体スプレーノズルの一実施形態を示す図であり、実質的に４５°の角度のある塗料ジェット／噴霧化空気流が用いられている別の実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】中空スプレーニードルが閉鎖位置にある状態で非吹き付け形態にある流体スプレーノズルの一実施例および先端リムを備えた流体スプレーノズルの一実施例の断面図であり、この図はまた、噴霧化空気のためのニードルおよびボアを備えた流体スプレーノズルの一実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】中空スプレーニードルが閉鎖位置にある状態で非吹き付け形態にある流体スプレーノズルの一実施例および先端リムを備えた流体スプレーノズルの一実施例の断面図であり、この図はまた、噴霧化空気のためのニードルおよびボアを備えた流体スプレーノズルの別の実施形態を示す図である。
【図６Ｄ】中空スプレーニードルが閉鎖位置にある状態で非吹き付け形態にある流体スプレーノズルの一実施例および先端リムを備えた流体スプレーノズルの別の実施例の断面図であり、この図はまた、実質的に４５°の角度のある塗料ジェット／噴霧化空気流が用いられている別の実施形態を示す図である。
【図７Ａ】塗料ジェット、噴霧化空気流、およびファン空気流の方向の代表的な例を示す図であり、中空ニードルを含む空気キャップ・流体スプレーノズル組立体の断面図であり、この図はまた、実質的に４５°の塗料ジェットの状態の噴霧化空気流の方向の略図である。
【図７Ｂ】塗料ジェット、噴霧化空気流、およびファン空気流の方向の代表的な例を示す図であり、オリフィスおよび空気キャップスプレー開口部の詳細図であり、この図はまた、実質的に４５°の塗料ジェットの状態の噴霧化空気流の方向の略図である。
【図７Ｃ】塗料ジェット、噴霧化空気流、およびファン空気流の方向の代表的な例を示す図であり、回転対称および噴霧化空気流と回転軸線Ｚ‐Ｚ′とのなす噴霧化空気流角度の略図であり、この図はまた、実質的に３０°の塗料ジェットへの噴霧化空気流の方向の略図である。
【図８Ａ】中空ニードルの断面図であり、中空ニードルが閉鎖位置にある状態を示す図である。
【図８Ｂ】中空ニードルの断面図であり、中空ニードルが開放位置にある状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の特徴および利点は、当業者であれば以下の詳細な説明を読むと容易に理解されよう。分かりやすくするために、別々の実施形態との関係において上述するとともに以下において説明する本発明のある特徴もまた、単一の実施形態にコンビネーション状態で提供できることが理解されるべきである。これとは逆に、簡潔にするために単一の実施形態との関連で説明する本発明の種々の特徴はまた、別々にまたは任意のサブコンビネーションの状態で提供できる。加うるに、単数で表わされた要素は、別段の指定がなければ、複数を含む場合がある（例えば、“ａ”および“ａｎ”は、１つ、または１つもしくは２つ以上を指す場合がある）。
【００１６】
水性塗料は、水が塗料を調製するとともに／あるいは塗布する際の溶剤またはシンナーとして用いられる塗料である。通常、水性塗料は、塗料の全量を基準として約２０重量％〜８０重量％の水およびオプションとして、塗料の全量を基準として最高約１５重量％、好ましくは約１０重量％以下の有機溶剤を含む。
【００１７】
本明細書において説明したまたは本明細書において説明する方法で適当であるといえる実施形態としてのスプレーガンは、手動式（手持ち型）スプレーガンとして最適である。手動式スプレーガンは、人間によって手動で用いられるスプレーガンであり、すなわち、塗料は、人間によってスプレーガンを用いて手作業で吹き付けられる。手動式スプレーガンは、吹き付けロボットまたは吹き付け機械もしくはロボッに用いられる吹き付け装置ではなく、あるいは吹き付け機械または吹き付けロボットによって取り扱われる吹き付け装置ではない。手動式スプレーガンは、代表的には、車両塗り替え、特に塗り替え車体工場において車両補修塗装において塗料を塗布するために用いられる。しかしながら、本発明のスプレーガンは、吹き付けロボットまたは吹き付け機械でも使用でき、または吹き付けロボットまたは吹き付け機械によっても取り扱い可能である。
【００１８】
噴霧化空気（ＡＡ）は、液体ペイントジェットをばらばらにする空気流または空気量として定義され、これについては、以下においては、流体スプレーノズルの流体先端から小さな液滴中に入り込む塗料ジェットと同義に用いられる。ファン空気（ＦＡ）は、噴霧化されたペイントジェットを所望の塗料ジェット形態、例えば球形の形態、好ましくは楕円錐中に押し込む空気流または空気量として定義される。
【００１９】
実施形態として構成されるとともにこの実施形態の方法で使用できるスプレーガンは、空気キャップ出口のところで測定される高い空気量および高い空気圧力を用いることによって作動可能である。
【００２０】
例えば空気キャップ出口のところで測定された実質的に５０リットル／分（Ｌ／ｍｉｎ）〜６００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは実質的に１００Ｌ／ｍｉｎ〜６００Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは実質的に２００Ｌ／ｍｉｎ〜５００Ｌ／ｍｉｎの空気量を用いることができる。噴霧化空気量およびファン空気量は、それぞれ、実質的に５０Ｌ／ｍｉｎから６００Ｌ／ｍｉｎまでの範囲、好ましくは実質的に１００Ｌ／ｍｉｎから５００Ｌ／ｍｉｎまでの範囲にあるのが良い。それに応じてそれぞれの入力空気量を選択する。
【００２１】
噴霧化空気圧力は、例えば、空気キャップ出口のところで測定された実質的に０．５ｂａｒから５．０ｂａｒまでの範囲、好ましくは実質的に１．０ｂａｒから５．０ｂａｒまでの範囲、更により好ましくは実質的に２．０ｂａｒから４．０ｂａｒまでの範囲にあるのが良い。ファン空気圧力は、例えば、空気キャップ出口のところで測定された実質的に０．５ｂａｒから５．０ｂａｒまでの範囲、好ましくは実質的に１．０ｂａｒから５．０ｂａｒまでの範囲、更により好ましくは実質的に２．０ｂａｒから４．０ｂａｒまでの範囲にあるのが良い。したがって、例えば実質的に２．０〜１２．０ｂａｒの入力空気圧力が必要となる。それぞれの入力空気圧力をタービン圧縮機によって発生させるのが良い。
【００２２】
重力カップを用いることによってスプレー流または塗料ジェットを作ることができる。圧縮空気が好ましくは用いられて本明細書全体を通じてこれに言及する場合であっても、空気や圧縮ガス混合物以外の他の圧縮キャリヤ、例えば圧縮ガスもまた使用できる。
【００２３】
本明細書において説明する実施形態としてのスプレーガンおよび方法は、流体スプレーノズルおよび空気キャップを有し、これらは両方とも、噴霧化空気流を実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、より好ましくは実質的に３０〜４５°の角度（塗料ジェットに対して）をなして塗料ジェット中に方向付けるよう構成されている。換言すると、流体スプレーノズルと空気キャップは両方とも、塗料ジェットの中心軸線と噴霧化空気流の中心軸線のなす角度が実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°であるように構成されている。塗料ジェットの中心軸線は、流体先端表面に対して９０°の角度をなしまたは流体先端開口部に対して層状である。
【００２４】
したがって、流体スプレーノズルは、これが実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°の角度のついた流体先端の状態に終端する実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°の円錐の形態を有するよう構成されている。したがって、空気キャップは、中心が実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°の角度のついた空気孔（開口部）を備えている。流体スプレーノズルの輪郭形状は、水性塗料を通過状態で放出する（図２〜図４参照）実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°の角度のついた流体先端で終端する実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、更により好ましくは実質的に３０〜４５°の切頭台または錐台である。
【００２５】
スプレーガンの作動中、噴霧化空気の第１の流れは、中空ニードルを通って運ばれ、それによりノズル内に塗料ジェットの予備噴霧化（あらかじめ噴霧化されること）が生じる。噴霧化空気の第２の流れが流体スプレーノズルと空気キャップとの間の隙間を通って出る。この噴霧化空気流は、ノズルの流体先端から（円錐形の形を有し、これについては図３を参照されたい）から出ている予備噴霧化ペイントジェット、すなわち、塗料ジェットに当たって予備噴霧化ペイントジェット、すなわち塗料ジェットを更にばらばらにしてこれらを極めて小さな噴霧化液滴にする。所望ならば、予備噴霧化されたペイントジェットは、円錐形であるのが良い。換言すると、噴霧化空気流は、塗料ジェットを微小な液滴の噴霧化流に変える。
【００２６】
最終の二段噴霧化ペイントジェットは、正確なファン空気流を加えることによって極めて安定性がありかつ極めて均質なスプレー円錐に修正できる。スプレーガンの作動中、全噴霧化空気量の１０〜５０％、より好ましくは２５〜３５％が中空ニードルを通って運ばれ、それにより塗料ジェットの重力および予備噴霧化を保証する。
【００２７】
全噴霧化空気量の他の実質的に５０〜９０％、より好ましくは実質的に６５〜７５％が実質的に１０〜７０°、好ましくは実質的に１５〜６０°、より好ましくは実質的に３０〜４５°の角度（塗料ジェットに対して）をなして予備噴霧化ペイントジェット中に方向付けられる。流体スプレーノズルおよび空気キャップは、噴霧化空気量の残りの部分を方向付けるための追加のボアを有するのが良い。
【００２８】
一般的に言って、スプレーガンの流体スプレーノズルおよび空気キャップは、統合型システムを形成し、すなわち、特定の流体スプレーノズルは、マッチするよう構成された特定の空気キャップを必要とし、例えば、空気キャップの開口部は、ノズルの流体先端の直径に従って調節されなければならない。
【００２９】
スプレーガンの流体スプレーノズルおよび空気キャップは、空気分配チャネルと一緒になって、空気キャップの出口のところで測定して実質的に０．１〜１０、好ましくは実質的に０．５〜１．０、より好ましくは実質的に０．６〜０．９の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比（正確に言えば比の値）（ＡＡ／ＦＡ）をもたらすよう構成されている。ＡＡ／ＦＡ比は、例えば、２ｂａｒ：３ｂａｒ〜２．５ｂａｒ：３ｂａｒであるのが良い。流体スプレーノズルおよび空気キャップの設計は、所望のＡＡ／ＦＡ比を保証するために互いに異なる仕方で構成できる。流体スプレーノズルおよび空気キャップは、噴霧化空気のための少なくとも１本の空気チャネルおよびファン空気のための１本の空気チャネルを有する。一実施形態によれば、空気チャネルの直径は、所望のＡＡ／ＦＡ比をスプレーガンの作動状態において調節することができるよう選択されるのが良い。別の実施形態によれば、空気チャネル直径が所与の場合、別々の空気チャネル内の空気流量（および従って空気圧力）を調整するための手段が設けられるのが良い。空気流量は、例えば、空気弁によって調整されるのが良い。また、別の実施形態によれば、上述の手段、空気チャネル直径およびそれぞれの手段による空気流量の調整の両方を用いることができる。適当な空気チャネル直径および空気流量調整手段の選択は、当業者によって行われるのが良い。
【００３０】
加うるに、流体スプレーノズルもしくは空気キャップまたはこれら両方は、噴霧化空気流またはファン空気流を方向付けるためのボアを有するのが良い。それぞれのボアの数、直径および位置は、所望の空気量および空気圧力を達成するよう当業者によって選択可能である。
【００３１】
本実施形態としての手動式スプレーガンは、スプレーガン本体、スプレーガン本体の前のところに設けられた空気キャップ、流体スプレーノズル、および中空ニードルを有する。空気キャップは、ファン空気を供給するためにホーンを備えている。スプレーガンは、少なくとも２本の空気分配チャネル、すなわち、噴霧化空気のための１本およびファン空気のための別の１本を有する。一実施形態によれば、圧縮空気は、入口空気チャネル、例えば中央入口空気チャネルを経てスプレーガン本体に入る。入口空気チャネルは、少なくとも１本の噴霧化空気チャネルと少なくとも１本のファン空気チャネルに分離される。
【００３２】
別の実施形態によれば、到来する圧縮空気は、空気入口のところで、少なくとも１つの噴霧化空気流と少なくとも１つのファン空気流に直接分割されるのが良い。空気分配チャネルは、それに応じて構成されている。好ましくは、スプレーガンは、圧縮空気分配システムを有し、すなわち、スプレーガンは、少なくとも１本の圧縮空気入口チャネルおよび２本の別々の空気分配チャネル、すなわち、噴霧化空気のための１本およびファン空気のための１本を有する。スプレーガン本体は、好ましくは、到来した空気を流体スプレーノズルの周りおよび中空ニードル内に噴霧化空気をもたらす第１の空気流と空気キャップのホーンにファン空気を提供する第２の空気流に分割する手段を有する。噴霧化空気およびファン空気のための１本または２本以上の空気チャネルが設けられるのが良い。
【００３３】
噴霧化空気およびファン空気への圧縮入力空気の分離および調整は、噴霧化空気量およびファン空気量（および従って空気圧力）を別個独立に調整する空気弁によって実現できる。
【００３４】
別の実施形態によれば、スプレーガンは、別々の空気チャネルに設けられていて、噴霧化空流およびファン空気流を別々に調整して空気キャップ出口のところで測定された所望の比ＡＡ／ＦＡを調整する圧力弁およびディジタル読み出しを更に有するのが良い。流体スプレーノズルは、実質的に０．１〜５ｍｍまたは実質的に０．７〜２．５ｍｍの流体先端開口部直径を有するのが良い。
【００３５】
スプレーガン本体は、手動式スプレーガンで典型的に用いられている追加の多数の部品または制御部、例えば塗料の流量を調整する流量調整弁、および当業者に知られている手動式スプレーガンの適正な作動に必要な他の機構体を有するのが良い。代表的には、多数本のチャネル、コネクタ、接続路、および機械的制御部をスプレーガン本体内に組み立てるのが良い。
【００３６】
流体スプレーノズル、空気キャップ、および中空ニードルの上述の設計を少なくとも１本の噴霧化空気チャネルおよび少なくとも１本のファン空気チャネルと組み合わせることによって、所望のＡＡ／ＦＡ圧力比の調整が可能になるとともに噴霧化空気流を所望の角度をなして予備噴霧化塗料ジェット中に方向付けることができる。
【００３７】
本明細書において説明した本実施形態はまた、流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体に関し、Ａ）流体スプレーノズルおよび空気キャップは、噴霧化空気流を予備噴霧化塗料ジェットに対して実質的に１０〜７５°、好ましくは実質的に１５〜６０°、より好ましくは実質的に３０〜４５°の角度をなして予備噴霧化塗料ジェット中に方向付けるよう構成され、Ｂ）流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードルは、実質的に０．１〜１０、好ましくは実質的に０．５〜１．０の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比をもたらすよう構成されている。
【００３８】
流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体の流体スプレーノズル、空気キャップ、および中空ニードルの細部、実施形態、および好ましい実施形態は、スプレーガンの一部としての流体スプレーノズル、空気キャップ、および中空ニードルについて上述したのと同一である。流体スプレーノズル／空気キャップ組立体は、任意形式のスプレーガン、例えば手動式スプレーガンに使用でき、そして吹き付けロボット、吹き付け機械、または任意他の吹き付け装置にも使用できる。
【００３９】
一実施形態では、水性塗料の層は、上述のスプレーガンによって噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比が実質的に０．１〜１０、好ましくは実質的に０．５〜１．０、より好ましくは実質的に０．６〜０．９の状態で基材上に被着される。
【００４０】
スプレーガンおよび流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体ならびにこれらの使用方法は、水性塗料を塗布するために特に使用できる。代表的な水性塗料は、結合剤（バインダ）、オプションとして架橋剤、および液体キャリヤを含む。液体キャリヤは、水であり、この液体キャリヤは、１種類または２種類上の有機溶剤を更に含むのが良い。結合剤は、活性水素を含む官能基を備えた化合物である。これら化合物は、オリゴマまたはポリマー結合剤であるのが良い。結合剤の十分な水希釈性を保証するため、結合剤は、これら結合剤を親水性にするよう改質されており、例えば、結合剤は、酸根の取り込みによって陰イオンで改質されるのが良い。水性塗料は、架橋剤、例えば自由イソシアネート基を備えたポリイソシアネートを含むのが良い。ポリイソシアネートの例は、脂肪族的に、脂環式に、芳香脂肪族的にかつ／あるいは芳香族的に結合された自由イソシアネート基を含む任意の数の有機二官能価イソシアネートまたはこれよりも高い官能価イソシアネートである。ポリイソシアネート架橋剤は、一般的に用いられかつ塗料業界で市販されている架橋剤であり、文献に詳細に記載されている。
【００４１】
水性塗料は、顔料、固形顔料ならびにエフェクト顔料、充填剤、および／または通常の塗料添加剤を含むのが良い。通常の塗料添加剤の例は、例えばベンズトリアゾールおよびＨＡＬＳ（ヒンダードアミン系光安定剤）化合物を主成分とする光安定剤、（メト）アクリルホモポリマーまたはシリコン油を主成分とする流れ調整剤、レオロジー影響剤、例えば高分散性ケイ酸またはポリマー尿素化合物、増粘剤、例えば架橋ポリカルボン酸またはポリウレタン、消泡剤、および湿潤剤である。
【００４２】
スプレーガンおよび流体スプレーノズル／空気キャップ組立体を用いて塗布されるべき水性塗料は、任意種類の塗料、例えば水性クリアコート、水性仕上げ塗、水性下塗、および水性プライマであって良い。
【００４３】
水性塗料は、あらかじめ被覆された基材上に塗布されるのが良い。基材は、ポリウレタン、ポリカーボネートまたはポリオレフィンと一緒の金属およびプラスチック基材、特に自動車業界で知られている基材、例えば鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ステンレス鋼またはこれらの合金である。水性下塗塗料および水性透明塗料を含む多層コーティングの場合、クリアコート層を乾燥または硬化後あるいはウェットオンウェット後かのいずれかに、オプションとして短時間フラッシングオフ後に下塗層上に被着させるのが良い。これら水性塗料は、一成分または二成分コーティングを含むのが良い。水性塗料の層を被着させた後、この水性塗料を最初にフラッシングオフして水を除去し、オプションとして有機溶剤を提供するのが良い。次に、硬化が周囲温度で進みまたは熱硬化が例えば実質的に４０〜１４０℃、好ましくは実質的に４０〜６０℃の温度で進むのが良い。
【００４４】
水性塗料を塗布するためのスプレーガンおよび流体スプレーノズル／空気キャップ組立体ならびにその使用方法は、好ましくは、車両補修コーティングに使用できるが、車両生産ライン塗装ならびに大型車両および輸送車両、例えばバスおよび貨車にも利用できる。しかしながら、スプレーガンはまた、水性塗料を他の利用分野における他の基材、例えば木材、プラスチック、皮革、紙、および他の金属基材ならびに織布および不織布上に塗布するために使用できる。
【００４５】
一実施形態によれば、スプレーガンは、スプレーガン本体１２（例えば図１Ａおよび４１Ｂ）と、流体スプレーノズル／空気キャップ／中空ニードル組立体とを有し、流体スプレーノズル／空気キャップ組立体は、空気キャップ組立体１４と、流体先端オリフィス２０を備えた流体スプレーノズル１８、中空ニードル２２、噴霧化空気６０を分配する少なくとも１本の噴霧化空気分配チャネル３０（例えば図３Ａ）、およびファン空気５８を分配する少なくとも１本のファン空気分配チャネル２６を含む。流体スプレーノズル１８および空気キャップ組立体１４は、噴霧化空気６０を方向付けて、噴霧化空気流２４を流体スプレーノズルの回転軸線Ｚ‐Ｚ′に関して回転対称状態で均等にかつ流体先端オリフィス２０の周りにぐるりと、回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して実質的に１０°から７５°の範囲にある噴霧化空気流角度８４をなして形成するよう構成されている。回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して実質的に１０°から７５°までの範囲にある噴霧化空気流角度８４（例えば図４Ｃ）をなすこの噴霧化空気流２４は、流体先端の前およびノズルダクト中に増大した圧力ΔＰ＋の領域を生じさせ、その結果、重力供給が行われず、また重力カップ内に気泡が存在するようになる。スプレーガンは、噴霧化空気を実質的に５０リットル／分から１５０リットル／分までの範囲で流体ノズル中に運び込む中空ニードルを更に有し、それにより流体先端の前およびノズルダクト中に低圧領域、すなわち圧力ΔＰ−を生じさせ、その結果、重力供給が行われる。それと同時に、空気流を噴霧化する中空ニードルは、ノズル中に予備噴霧化を生じさせる。噴霧化空気６０およびファン空気５８は、実質的に０．１〜１０の噴霧化空気圧力とファン空気圧力の比をもたらす。
【００４６】
噴霧化空気圧力および空気量の流れならびにファン空気圧力および空気量の流れは、ノズルおよび空気キャップの設計によって調整できる。噴霧化空気圧力およびファン空気圧力は、噴霧化空気分配チャネル３０およびファン空気分配チャネル２６（例えば、図２Ａ）の相対サイズを設定し、１つまたは２つ以上の調整弁を用いて噴霧化空気分配チャネル３０およびファン空気分配チャネル２６（例えば、図２Ａ）に供給される空気を調整し、所望の空気圧力の別々の加圧空気を噴霧化空気分配チャネル３０、ファン空気分配チャネル２６、またはこれらの組み合わせに提供し、あるいはこれらの組み合わせを提供することによって調整できる。スプレーガンは、実質的に０．１〜６００リットル／ｍｉｎ、好ましくは０．１〜５００リットル／ｍｉｎ空気量の流れを空気キャップ開口部６６（例えば図２Ａおよび図４Ａ）に提供するとともに、実質的に０リットル／ｍｉｎから５００リットル／ｍｉｎの範囲の空気量の流れをファン空気出口８０（例えば図３Ａおよび図３Ｂ）に提供するよう構成されているのが良い。再び、図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、スプレーガンは、１本または２本以上の空気分配チャネル３８，４０、塗料カップ４２、および入口空気チャネル４４を更に有するのが良い。塗料カップ４２は、スプレーガン本体の上側に取り付けられても良くスプレーガン本体の下側に取り付けられても良い。
【００４７】
流体スプレーノズルおよび空気キャップは、部品を組み立てるための従来型機構体、例えば整合スクリュートラック、クリッパ、または他の機構体により流体スプレーノズル・空気キャップ組立体を形成するよう組み立てられるのが良い。流体スプレーノズルは、矢印３２によって示された方向で閉鎖位置と開放位置との間で流体スプレーノズルの回転軸線Ｚ‐Ｚ′に沿って摺動して流体先端オリフィス２０を流体スプレーノズル（図２Ａ、図３、および図６）内でそれぞれ閉じまたは開くスプレーニードル２２を有するのが良い。閉鎖位置と開放位置との間におけるスプレーニードルの位置を制御することによって、流体先端オリフィスを通る塗料吹き付け量もまた制御できる。いったん適正に組み立てられると、流体スプレーノズルの流体先端オリフィスを空気キャップスプレー開口部６６と面一をなして位置決めすることができる。空気キャップスプレー開口部６６の外部平面６８および流体先端オリフィス３４の最も外側の先端平面は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′に垂直な投影平面である。流体先端オリフィス３４の最も外側の先端平面は、一実施例では実質的に０ｍｍから２ｍｍまでの範囲、別の実施例では実質的に０ｍｍから１ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．５ｍｍまでの範囲で空気キャップスプレー開口部６６の外部平面６８に対して突き出ていても良くまたは引っ込められていても良い。流体スプレーノズル・空気キャップ組立体の断面図の代表的な例がスプレー作動形態で図３Ａおよび図３Ｂに示されている。
【００４８】
空気キャップ開口部内面６２は、空気キャップ開口部６６のすぐ周りで流体スプレーノズルよりに位置する空気キャップ内の表面であり、かかる内面６２は、空気キャップ内のこの表面の全体（図２Ａ、図３Ａ、および図４Ａ〜図４Ｄ）であっても良く、あるいはこの表面の一部分（図２Ｂ、図３Ｂ、および図４Ｅ）であっても良い。
【００４９】
噴霧化空気流は、適正に組み立てられた流体スプレーノズル・空気キャップ組立体内の流体スプレーノズルの流体先端オリフィス端部のところで空気キャップ（図４Ａ〜図４Ｅ）の空気キャップ開口部内面６２および流体スプレーノズル（図５Ａ〜図５Ｃ）の外部ノズル表面７２によって形成された空間内に設けられている噴霧化空気通路８３中へ方向付けられる。空気キャップ開口部内面６２は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して実質的に１０〜７５°の範囲にある空気キャップ開口部内面角度８４を有するよう構成されるのが良い。空気キャップ開口部内面角度８４は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′と交差しかつ回転軸線Ｚ‐Ｚ′（図４Ａおよび図４Ｅ）に平行な空気キャップの断面平面上でそれぞれの空気キャップ開口部内面延長部Ｃ‐Ｃ′と回転軸線Ｚ‐Ｚ′との間で測定されるのが良い。外部ノズル表面７２は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して実質的に１０〜７５°の範囲にある外部ノズル表面角度７４（例えば図５Ａおよび図５Ｂ）を有するよう構成されている。外部ノズル表面角度７４（図５Ａ）は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′と交差しかつ回転軸線Ｚ‐Ｚ′に平行な流体スプレーノズルの断面平面上におけるそれぞれの外部ノズル表面延長部Ｎ‐Ｎ′と回転軸線Ｚ‐Ｚ′との間で測定されるのが良い。空気キャップ開口部内面角度８４と外部ノズル表面角度７４は、実質的に同一であるのが良く、このことは、空気キャップ開口部内面角度８４と外部ノズル表面角度７４の差が６６°未満であることを意味している。これは、上述の範囲内の異なる外部ノズル表面角度７４を有する内面角度８４の使用を保護し、例えば、角度８４は、７５°、角度７４は、１０°である。この差は、６６°未満の最大６５°である。空気キャップ開口部内面角度８４と外部ノズル表面角度７４の差は、一実施例では実質的に０°から６５°までの範囲にあるのが良く、別の実施例では実質的に０°から１５°までの範囲にあるのが良く、更に別の実施例では実質的に０°から１０°までの範囲にあるのが良く、更に別の実施例では実質的に０°から５°までの範囲にあるのが良く、別の実施例では実質的に０°から２°までの範囲にあるのが良い。
【００５０】
流体スプレーノズル１８は、外部ノズル表面７２（図５Ｃ）によって定められた角度である全外部ノズル表面角度７６（例えば図５Ｂ）を有するのが良い。外部ノズル表面７２は、円錐の形になるように形作られているのが良い。流体スプレーノズルは、更に、回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して内側ノズル表面から測定して内側ノズル表面角度７６を有する内側ノズル表面を有するよう構成されているのが良い。全内側ノズル表面角度７８（図５Ｂ）は、内側ノズル表面によって定められた角度である。流体スプレーノズル１８は、１本または２本以上の噴霧化空気分配チャネル３０（例えば、図３Ａ）を有するのが良い。
【００５１】
空気キャップ１４は、２つまたは３つ以上のファン空気ホーン２８（例えば、図４Ａおよび図４Ｂ）を更に有するのが良く、各ホーンは、１つまたは２つ以上ファン空気出口８０を有する。作動中にファン空気分配チャネル２６を通ってファン空気５８が供給されると、ファン空気出口は、ファン空気ジェット５２を回転軸線Ｚ‐Ｚ′（例えば、図７Ａ）に対して１５°から８９°までの範囲にあるファン空気ジェット角度５４をなしてファン空気ジェット５２を送り出すよう構成されているのが良い。空気キャップは１本または２本以上の支援空気チャネル８２（例えば、図３）を更に有するのが良い。ファン空気ジェットは、塗料ジェット１４のファンパターンを形作るために用いられる。噴霧化空気６０のうちの何分の一かは、支援空気チャネル８２を通って噴出して支援空気ジェット４６を形成するよう利用されるのが良い。支援空気ジェットは、噴霧化空気のうちの何分の一か、例えば、一実施例では実質的に０．０１％から９９％までの範囲、別の実施例では実質的に０．０１％から５０％までの範囲、別の実施例では実質的に０．０１％から２０％までの範囲、更に別の実施例では実質的に０．０１％から１０％までの範囲、更に別の実施例では実質的に０．０１％から５％までの範囲にあるのが良く、この百分率は、支援空気ジェットおよび噴霧化空気の空気量に基づいている。支援空気ジェットは、空気キャップを清浄に保つとともに塗料ジェット５０のファン形状を形作るための空気ジェットを提供するのを助けることができる。
【００５２】
流体スプレーノズル・空気キャップ組立体には、流体先端オリフィス２０および空気キャップスプレー開口部６６（例えば、図２Ａおよび図２Ｂ）周りで噴霧化空気流角度８４（例えば、図４Ａ〜図４Ｃ）をなして、噴霧化空気流２４を乱しまたは変更する構造体はなんら存在しない。流体スプレーノズル・空気キャップ組立体は、噴霧化空気流２４を、噴霧化空気流角度８４をなして方向付けるよう構成されている。流体先端オリフィスは、円錐形の外部ノズル表面７２によって構成された流体スプレーノズルのすぐ近くの円錐形先端部のところに位置するよう構成されるのが良く、流体先端オリフィス３４の最も外側の平面は、外部ノズル表面７２と直接交わる。空気キャップ開口部内面６２は、空気キャップスプレー開口部６６の外部平面６８と直接交わるのが良い。流体先端オリフィスは、円錐形の外部ノズル表面７２（図５Ａ）によって構成された流体スプレーノズルのすぐ近くの円錐形先端部のところに位置するよう構成されるのが良く、流体先端オリフィス３４の最も外側の平面は、外部ノズル表面７２と直接交わり、空気キャップ開口部内面６２は、空気キャップスプレー開口部６６の外部平面６８と直接交わる。
【００５３】
図６は、スプレーガンの細部の代表的な実施例を示しており、中空スプレーニードルは、流体スプレーノズル（図６Ａ〜図６Ｃ）内の閉鎖位置に位置している。閉鎖位置では、塗料８６が流体スプレーノズルに供給されるのが良い。しかしながら、流体先端オリフィスからは塗料が吹き付けられない。噴霧化空気６０を塗料８６とは別個独立に供給するのが良い。流体スプレーノズルは、先端リム３６（図６Ｄ）を有するのが良い。先端リムは、先端リム高さ５６を有するのが良く、流体先端オリフィス３４の最も外側の平面と外部ノズル表面７２との交点との間の距離は、一実施例では実質的に０ｍｍから１．０ｍｍまでの範囲、別の実施例では実質的に０ｍｍから０．８ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．６ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．４ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．２ｍｍまでの範囲、別の実施例では実質的に０ｍｍから０．１ｍｍまでの範囲にある。
【００５４】
空気キャップは、空気キャップ開口部６６（図４Ｄおよび図４Ｅ）のすぐ真上に位置する空気キャップリム７０を有するのが良く、空気キャップリム高さ６４は、空気キャップスプレー開口部６６の外部平面６８から空気キャップ外面１６まで測定される。空気キャップリム高さ６４は、一実施例では実質的に０ｍｍから１．０ｍｍまでの範囲、別の実施例では実質的に０ｍｍから０．８ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．４ｍｍまでの範囲、更に別の実施例では実質的に０ｍｍから０．２ｍｍまでの範囲、別の実施例では実質的に０ｍｍから０．１ｍｍまでの範囲にある。
【００５５】
図７は、スプレーガンを吹き付け形態で示す略図であり、中空スプレーニードル２２は、塗料８６を流体先端オリフィス２０から吹き付けて回転軸線Ｚ‐Ｚ′の方向に沿って予備噴霧化塗料ジェット５０を形成することができる開放位置にある。噴霧化空気６０は、噴霧化空気通路８３を通って流れて噴霧化空気流角度８４をなして空気キャップスプレー開口部６６から噴出する噴霧化空気流２４を形成する噴霧化空気分配チャネル３６中に供給される。液体塗料ジェットは、流体先端オリフィス２０を出た後に噴霧化空気流２４によって更に噴霧化される。ファン空気５８は、ファン空気分配チャネル２６を通って供給されてファン空気出口８０から噴出し、それにより回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対してファン空気ジェット角度５４をなしてファン空気ジェット５２を形成する。支援空気ジェット４６を回転軸線Ｚ‐Ｚ′に対して支援空気ジェット角度４８をなして支援空気チャネル８２から噴出させるのが良い。支援空気ジェット角度４８は、１０°から７５°までの範囲にあるのが良い。支援噴霧化空気ジェット８２は、追加の噴霧化作用を与えることができ、そして空気キャップ表面への噴霧化された塗料の戻りを阻止することができる。噴霧化空気流２４は、噴霧化空気通路８２（図７Ｂ）を通って流体先端オリフィス２０周りに連続した円錐形の空気流を形成することができる。噴霧化空気流２４は、予備噴霧化塗料ジェット５０に当たることができ、それにより塗料が更に噴霧化して小さな液滴になる。
【００５６】
噴霧化空気流角度８４は、回転軸線Ｚ‐Ｚ′と交差しかつ回転軸線Ｚ‐Ｚ′に平行な断面平面８８（図７Ｃ）上のそれぞれの投影された噴霧化空気流２４と流体スプレーノズルの回転軸線Ｚ‐Ｚ′との間で測定されるのが良い。噴霧化空気流角度８４は、一実施例では実質的に１０°から７５°までの範囲、別の実施例では実質的に１０°から２０°までの範囲、更に別の実施例では実質的に２０°から３０°までの範囲、更に別の実施例では実質的に３０°から４０°までの範囲、更に別の実施例では実質的に４０°から５０°までの範囲、更に別の実施例では実質的に５０°から６０°までの範囲、別の例では実質的に６０°から７５°までの範囲にあるのが良い。別の実施例では、空気キャップ・流体スプレーノズル組立体は、約６０°の角度をなす外部ノズル表面角度７４を有するのが良い。さらに別の実施例では、空気キャップ・流体スプレーノズル組立体は、約４５°の外部ノズル表面角度７４を有するのが良い。更に別の実施例では、空気キャップ・流体スプレーノズル組立体は、約３０°の外部ノズル表面角度７４を有するのが良い。基材は、同一または異なるスプレーガンを用いて吹き付けられたコーティング層で被覆されるのが良い。基材は、水平位置または垂直位置でスプレー塗装されるのが良い。本発明のスプレーガンは、任意のコーティング層、例えばプライマーコーティング層、下塗コーティング層、仕上げ塗コーティング層、クリアコートコーティング層、またはこれらの組み合わせを基材上に生じさせるために使用できる。スプレーガンはまた、すでに１つまたは２つ以上のコーティング層で被覆された基材上に１つまたは２つ以上の追加のコーティング層を生じさせるためにも使用できる。一実施例では、物品を任意の従来型スプレーガンを用いて１つまたは２つ以上の下塗層で被覆し、次に、本明細書において説明した実施形態としてのスプレーガンを用いて１つまたは２つ以上のクリアコートコーティング層で被覆することができる。別の実施例では、物品を本明細書において説明する実施形態としてのスプレーガンを用いて１つまたは２つ以上の下塗コーティング層および１つまたは２つ以上のクリアコートコーティング層で被覆することができる。
【００５７】
本明細書において説明する実施形態としてのスプレーガンを用いるのに適した塗料は、スプレーガンを用いた吹き付けに適する任意の塗料であって良い。塗料は、実質的に１０％〜９０％の一種類または２種類以上の有機溶剤を含む溶剤系塗料であっても良く、あるいは塗料の全重量を基準として実質的に２０重量％から８０重量％の水を含む水性塗料であっても良い。
【００５８】
塗料は、２Ｋ塗料とも呼ばれている「二液型塗料」であるのが良く、この塗料の２つの成分は、別々の容器内に貯蔵されるとともに貯蔵中、塗料の成分の保存寿命を延ばすために封止される。塗料は、１Ｋ塗料とも呼ばれている「一液型塗料」、例えば放射線硬化性塗料または架橋可能な成分およびある特定の非ブロック化条件下において非ブロック化できるブロック化架橋成分、例えばブロック化イソシアネートを含む塗料であっても良い。
【００５９】
塗料は、モノキュア型またはデュアルキュア型塗料であって良い。モノキュア型塗料は、一硬化機構によって硬化可能である。一実施例では、モノキュア型塗料は、ＵＶ線によって硬化可能なアクリル基二重結合を有する１つまたは２つ以上の成分を含むのが良く、この場合、アクリル基の二重結合は、架橋ネットワークを形成するよう重合を行う。別の実施例では、モノキュア型塗料は、化学的架橋によって硬化可能であり、かかるモノキュア型塗料は、架橋ネットワークを形成するよう反応することができる架橋基および架橋可能な基を含むのが良い。デュアルキュア型塗料は、２つの硬化機構、例えばＵＶ線および化学的架橋によって硬化可能な塗料である。
【００６０】
中空ニードルの例としては、図８Ａおよび図８Ｂに示されている中空ニードルがあげられる。図８Ａでは、ニードル肩シール９０を有する中空ニードル２２は、ニードル肩９０がオリフィスを封止する閉鎖位置で示されている。図８Ｂでは、開放位置にある中空ニードルは、オリフィスを開いている。ニードル噴霧化空気６０を中空ニードル中に供給することができる。ニードル噴霧化空気６０は、噴霧化空気６０の一部分または全てを含むことができる。ニードル噴霧化空気６０は、閉鎖位置でも開放位置でもいずれの位置においてもニードルに供給可能である。ニードル噴霧化空気をニードルが開放位置になる前に中空ニードルに供給することは、有利であると言え、従って、オリフィスをクリーニングすることができ、そしてオリフィスは、安定した噴霧化空気流をもたらす。ニードル肩シールは、ノズルの内面を適合させてニードルが閉鎖位置にあるときにオリフィスを封止するよう構成されているのが良い。
【００６１】
少なくとも１つの例示の実施形態を上述の詳細な説明において提供したが、理解されるべきこととして、非常に多くの変形例が存在する。また、１つのまたは複数の例示の実施形態は、実施例であるに過ぎず、本発明の範囲、利用可能性、または形態をなんら限定するものではない。これとは異なり、上述の詳細な説明は、当業者に例示の実施形態を具体化するための都合の良いロードマップを提供し、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲およびその法上の均等範囲から逸脱することなく、例示の実施形態において説明した要素の機能および配置に関する種々の変更を行うことができることは言うまでもない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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