(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装面に塗液を均一な膜厚分布を有するように塗布するための塗布ノズルであって、
球面の一部から成る先端部と、
該先端部に連なる中空の円筒胴部と、
該円筒胴部の中空軸芯を前記先端部の内側で閉じて成る盲管構造の塗液供給流路と、
前記先端部から前記供給流路に到達する深さの直線スリットから成る吐出部とを備え、
前記供給流路の盲管構造閉端部を半球球面で形成すると共に、前記スリットの最深直線溝と該直線溝にそれぞれ通なる前記先端部の球面及び前記閉端部の半球球面の両球面とで形成される流路壁面で、該壁面の前記両球面間の距離が、前記閉端部半球の半径以上かつ直径以下の範囲内であり、
前記円筒胴部の周面の一部を、前記スリットの最深直線溝上で前記中空軸芯を挟んで対称位置の一対の対称点をそれぞれ含み、前記中空軸芯に対して平行であると共に前記スリットの直線方向に対して直交し、かつ、前記先端部球面に達する一対の平行平面としたことを特徴とする塗布ノズル。
【請求項２】
前記塗液は保護膜用材料の塗液であることを特徴とする請求項１記載の塗布ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護膜用材料などの塗液の塗布ノズルに関する。この保護膜は、例えば自動車車体を被覆対象とするものである。
【背景技術】
【０００２】
完成車の工場出荷の際に、販売店までの運搬中の外傷及び酸性雨対策や糞害対策、あるいは、輸出入時に長期に亘る海上輸送期間中の船荷環境対策として、自動車車体の、例えばルーフ、フード、トランクなどのフラット面に対して、液状ラップと称する保護膜を被覆することが行われる。この被覆膜は、比較的低粘度の塗液を材料とするもので、工場での塗装完了後に、ノズルより自然流下させた粘性塗液を引き延ばし、これを乾燥させることにより、フィルム状に形成される。しかしながら、塗液の引き延ばしはローラを用いた手作業により行われるため、作業に人手を要することになる。
【０００３】
この塗膜形成作業を自動化するため、被覆対象たる車体に対して、例えば塗装用スプレーガンにより材料塗液を吹き付けることが考えられる。しかしながら、この場合、スプレーガンによりミスト化した塗液が飛散して被覆すべき表面範囲外に付着するおそれがある。このため、車体のフラット面全体で均一な膜厚の１枚フィルムを形成することが困難となる。さらに、ミスト化された塗液を用いて形成された塗膜面は、特に端縁部分において塗液の飛散程度が大きくなり、非塗膜面と明確に判別できる境界線を形成することは難しい。
【０００４】
また、被覆されたフィルム剥離を容易に行うためには、フィルム端縁部分に一定の厚みを持たせることが望ましいが、このように形成される端縁部分に厚膜化を施すのは簡単でない。したがって、スプレーガンを用いて塗膜形成を行った場合、保護膜離装に際し、フィルム剥離を確実かつ簡便に行えないという不具合がある。
【０００５】
また、シール材などの高粘度液体を塗布対象とする塗布ノズルが、例えば特許文献１に開示されるが、これを用いて保護膜材料の塗布を行う場合、塗布ノズルが想定する材料塗液より保護膜材料粘度が低いことが原因となり、種々の問題発生が予想される。
【特許文献１】実開平７−７７７１号公報（図４−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
即ち、特許文献１に開示されるものの第１態様は、塗布ノズルの先端部外形を球面形状とし、かつ、その先端部内側で供給流路の盲管構造終端部分に相当する内壁面を円錐台形状とすることにより、液体吐出部を構成するスリットの肉厚長を略一定にして、塗布パターンの均一性を確保するものである。しかし、供給流路の盲管構造の円筒基部と円錐終端部との連接部、及び円錐台斜面と円錐台頂上面との連接部における内表面部分が屈曲して形成されているため、比較的低粘度の保護膜材料塗液を用いる場合、これらの屈曲部分で塗液の流れが均一でなくなり、これにより吐出圧に不均衡が生じる。そして、この結果、一様な塗液吐出が妨げられ、塗装面における均一若しくは所望の膜厚での塗膜形成が困難になるばかりでなく、吐出直前の塗液内に気泡が生じたりして塗膜の品質低下を招くおそれがある。
【０００７】
また、このものの第２態様は、塗布ノズルの先端部外形と先端部内側の内壁面とをともに球面形状とすることにより、第１態様では不完全であった肉厚長の一定化をさらに改善するものである。しかしながら、このものにおいても、保護膜材料塗液を用いる場合、供給流路の盲管構造の円筒基部と球面終端部との連接部における内表面部分に屈曲部分が残るため、塗液の流れの均一性が確保されず、また、気泡発生の危惧を残したままである。さらに、このものの第３態様においても屈曲部分が残るため、これらの不具合の発生懸念は、第１及び第２の態様と同様に解消されないままである。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、特に、保護膜用材料などの塗液の塗布に際して、均一及び所望の膜厚分布を有する良好な塗膜形成を可能にした塗液の塗布ノズルを提供することを課題としている。なお、この場合の所望膜厚分布とは、例えば局所的に一定の膜厚変化を生じさせることを含む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、塗装面に塗液を均一な膜厚分布を有するように塗布するための塗布ノズルであって、球面の一部から成る先端部と、該先端部に連なる中空の円筒胴部と、該円筒胴部の中空軸芯を前記先端部の内側で閉じて成る盲管構造の塗液供給流路と、前記先端部から前記供給流路に到達する深さの直線スリットから成る吐出部とを備え、前記供給流路の盲管構造閉端部を半球球面で形成すると共に、前記スリットの最深直線溝と該直線溝にそれぞれ通なる前記先端部の球面及び前記閉端部の半球球面の両球面とで形成される流路壁面で、該壁面の前記両球面間の距離が、前記閉端部半球の半径以上かつ直径以下の範囲内とする構造を有する。
【００１０】
これによれば、スリットを介して対向する流路壁面に対して、吐出口たるスリットを通過する塗液の接触距離が比較的大きく確保される。そして、これにより塗液吐出の方向性が安定するため、保護膜材料などの比較的低粘度の塗液を用いても、均一または所望膜厚分布を有する良好な塗膜形成を確実に行うことができる。
【００１１】
これは、塗液供給流路から供給される塗液による吐出圧や流速は、上記塗液供給流路の盲管構造閉端部を形成する半球球面の半径に相関すると考えられるためである。特に、保護膜材料のような比較的低粘度の塗液の場合、シール材などの高粘度材料に比べて流速が比較的大きく、塗装面への塗膜形成に際して、外部吐出時の方向性が重要な影響を与える。即ち、吐出口を介して対向する流路壁面を吐出塗液が通過する際に、塗液と流路壁面との接触距離が確保されるように、先端部の球面及び閉端部半球球面の両球面間の距離を、流路壁面のどの部分においても、閉端部半球球面の半径以上かつ直径以下の範囲内に収めることにより、塗液の吐出方向を所定範囲内に収束でき、また、拡散散布度を小さくした塗液塗布が可能となる。
【００１２】
また、上記の円筒胴部の周面の一部を、スリットの最深直線溝上で中空軸芯を挟んで対称位置の一対の対称点をそれぞれ含み、この中空軸芯に対して平行であると共にスリットの直線方向に対して直交し、かつ、先端部球面に達する一対の互いに平行な平面形状に形成することにより、所望の膜厚分布を有する良好な塗膜形成を行うことができる。
【００１３】
これは、スリットの最深直線溝近傍部分において、一対の平行平面により直線スリットが切り落とされて直線状の外側端部が形成され、これ以外の部分より、流路壁面における上記両球面間の距離が比較的小さくなるためである。この際、スリットの最深直線溝上で中空軸芯を挟んで対称位置の一対の対称点では、塗液吐出の拡散散布度が、それぞれ同程度になる。そして、上記した両球面間距離が比較的大きな隣接する部分を通過して吐出された塗液で比較的均一な膜厚で形成されるべき塗膜部分にまで、これらの点位置からの吐出塗液が拡散して塗装面への塗膜を形成することになる。このとき、均一膜厚に形成されるべき塗装面部分の端部において、拡散してきた吐出塗液が加わった状態の塗膜形成が行われ、かつ、この塗膜形成は、上記対称点位置に対応してそれぞれ行われる。かくして、塗装面でビード端部が盛り上がるといった所望の膜厚分布を有する塗膜形成を行うことができる。
【００１４】
なお、先端部の球面形状と盲管構造閉端部の半球形状とは、円筒胴部の中空軸芯に合致する同一軸線上にある限り、必ずしも同球心の位置関係である必要はない。例えば、これらの球心位置が互いに異なる場合でも、スリットの最深直線溝は中空軸芯を挟んで対称配置される。このため、最深直線溝の近傍部分を通過して吐出される塗液と、スリットを介して対向する流路壁面との接触距離が中空軸芯を挟んで対称的に同程度のものとなる。この場合も、上記した一対の平行平面により、直線状の外側端部が直線スリットに形成されることにより、スリット最深直線溝の近傍部分において、これ以外の部分より流路壁面における上記両球面間距離が比較的小さくなる。即ち、このような形状の保護膜材料用塗布ノズルを用いて塗布を行うことにより、例えば、塗装面でビード端部が盛り上がるといった所望の膜厚分布を有する塗膜形成を確実に行うことができる。
【００１５】
車体を被覆した状態の保護膜は、盛り上がって形成されたビード両端部分から剥離を開始することにより、１回の剥離作業で１枚フィルム全体を離装することが可能となるので作業性の向上が期待できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の塗布ノズルは、先端部の球面及び塗液供給流路閉端部の半球球面の両球面間の距離を、流路壁面のどの部分においても、閉端部半球球面の半径以上かつ直径以下の範囲内に収めることにより、塗液吐出の方向性が安定するため、保護膜用材料などの比較的低粘度の塗液を用いても、均一または所望膜厚分布での良好な塗膜を形成する際の確実性が増大する。
【００１７】
また、直線スリットの最深直線溝上で中空軸芯を挟んで対称位置の一対の対称点をそれぞれ含み、この中空軸芯に対して平行であると共に直線スリットに対して直交し、かつ、先端部球面に達する一対の互いに平行な平面形状を、円筒胴部の周面の一部として形成することにより、直線状の外側端部が直線スリットに形成され、スリットの最深直線溝の近傍部分において、これ以外の部分より流路壁面における上記両球面間距離が比較的小さくなる。この結果、スリット最深直線溝の近傍部分での塗液吐出の拡散散布度が比較的大きくなる。そして、両球面間距離が比較的大きな隣接する部分を通過して吐出された塗液で比較的均一な膜厚で形成されるべき塗膜部分にまで、この近傍部分からの吐出吐液が拡散して塗装面の塗膜を形成する。このことが、上記対称点位置に対応してそれぞれ行われるため、塗装面でビード両端部が盛り上がるといった所望の膜厚分布の塗膜形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の塗布ノズルの第１態様を示す概略図であり、図１（ａ）において上面概略図を、図１（ｂ）において該上面概略図のＡ-Ａ線截断面図を示す。本塗布ノズルは、供給塗液のエアレス塗装を行うためのものであり、球面の一部で形成される先端部１と、先端部１に連なる円筒胴部３と、円筒胴部３の中空軸芯を先端部１の内側で閉じる盲管構造の塗液供給流路２と、先端部１から塗液供給流路２に達する深さの直線スリットから成る吐出部４とを備えた基本構成に対して、塗液供給流路２の閉端部５を半球球面５ａで形成し、吐出部４の最深直線溝４ａ、４ｂと、これら直線溝４ａ、４ｂにそれぞれ通なる先端部球面１ａ及び半球球面５ａの両球面とで形成される流路壁面４ｃ、４ｄで、これら壁面４ｃ、４ｄの両球面１ａ及び５ａの間の距離Ｌを、閉端部半球球面５ａの半径距離ｒ以上かつ直径距離２ｒ以下の範囲内とする構成を加えたものである。
【００１９】
なお、この場合の距離Ｌは、先端部球面１ａ及び半球球面５ａのそれぞれの任意点位置の最短長さを示すものである。即ち、図１（ｂ）において、先端部球面１ａ及び半球球面５ａのそれぞれの天頂位置１ｂ、５ｂ間の長さを「距離」と言うことはできるが、例えば、天頂位置１ｂの近傍点１ｃと天頂位置５ｂとの間の長さは「距離」の定義外である。
【００２０】
また、吐出部４の直線溝４ａ、４ｂより下方部分は、塗布ノズルの円筒胴部３として形成され、盲管構造の閉端部５を構成する半球球面５ａに連なる塗液供給流路２を囲繞する。さらに、胴部３の下端部分は、本塗布ノズルに接続される図外の塗液供給管への脱着を行うための脱着部３ａが形成されている。
【００２１】
図１に示す塗布ノズルを用いて、保護膜材料から成る比較的低粘度の塗液によるエアレス塗装を行う場合、吐出部４を介して対向する流路壁面４ｃ、４ｄと、この吐出部４を通過する塗液との接触距離が比較的大きく確保されるため、塗液吐出の方向性が安定し、所望の膜厚分布に対応すべく良好な塗膜形成を確実に行うことが可能になる。
【００２２】
これは、塗液供給流路２から供給される塗液の吐出圧や流速は、塗液供給流路２の盲管構造における閉端部５の半球球面５ａの半径ｒに相関すると考えられるためである。特に、保護膜材料のような比較的低粘度の塗液の場合、シール材などの高粘度材料に比べて流速が比較的大きく、これによる塗装面への塗膜形成には外部吐出時の方向性が重要な影響を与える。吐出部４を構成するスリットを介して対向する流路壁面４ｃ、４ｄを吐出塗液が通過する際に、塗液と流路壁面４ｃ、４ｄとの接触距離に相当する、先端部球面１ａ及び半球球面５ａの両球面間距離Ｌを、閉端部半球球面５ａの半径距離ｒ以上かつ直径距離２ｒ以下の範囲内に収めることにより、塗液の吐出方向を所定範囲内に収束でき、これにより拡散の程度を小さくした塗液塗布が可能となる。したがって、図１に示す構造の塗布ノズルを用いてエアレス塗装を行うことにより、均一な膜厚分布を有する良好な塗膜形成が可能になる。
【００２３】
ところで、図１に示す塗布ノズルにおいては、球面１ａと半球球面５ａとを同球心のものとして設定し、スリット４を構成する流路壁面４ｃ、４ｄの任意の部分で上記距離Ｌを一定にしたが、例えば、球面１ａ及び半球球面５ａの球心位置を互いに相違させることにより、スリット４上の距離Ｌを局地的に相違させることができる。上記したように、塗液と流路壁面４ｃ、４ｄとの接触距離に相当する距離Ｌは、塗液吐出方向の拡散程度の増減要因であるため、これを調整することにより、塗装面において所望の膜厚分布での塗膜形成が可能になる。
【００２４】
このような所望の膜厚分布での塗膜形成を可能にする塗布ノズルを、本発明の第２態様として図２にその概略図を示す。即ち、図２（ａ）において上面概略図を、図２（ｂ）において、該上面概略図のＢ-Ｂ線截断面図を示す。球面の一部で形成される先端部１と、先端部１に連なる円筒胴部３と、円筒胴部３の中空軸芯を先端部１の内側で閉じる盲管構造の塗液供給流路２と、先端部１から塗液供給流路２に達する深さの直線スリットから成る吐出部４とを備えた基本構成に対して、塗液供給流路２の閉端部５を半球球面５ａで形成し、吐出部４の最深直線溝４ａ、４ｂと、これら直線溝４ａ、４ｂにそれぞれ通なる先端部球面１ａ及び半球球面５ａの両球面とで形成される流路壁面４ｃ、４ｄで、これら壁面４ｃ、４ｄの両球面１ａ及び５ａの間の距離Ｌを、閉端部半球球面５ａの半径距離ｒ以上かつ直径距離２ｒ以下の範囲内とする構成を加えた点は図１に示す第１態様と同様である。
【００２５】
一方で、図１に示す塗布ノズルの構造と異なるのは、円筒胴部３の周面の一部を、吐出部４の最深直線溝４ａ、４ｂ上で円筒部３の中空軸芯の芯軸７を挟んで対称位置の一対の対称点４ｅ、４ｆをそれぞれ含み、この芯軸７に対して平行であると共に吐出部４の直線方向に対して直交し、かつ、先端部球面１ａ上の対称点１ｅ、１ｆに達する一対の互いに平行平面６ａ、６ｂで形成する点である。
【００２６】
この図２に示す塗布ノズルにより、所望の膜厚分布を有する良好な塗膜形成を行うことができる。これは、吐出口部４の最深直線溝４ａ、４ｂの近傍部分において、流路壁面４ｃ、４ｄ上の距離Ｌ´が、他の部分と比較して小さくなるためである。
【００２７】
即ち、この吐出部４の最深直線溝４ａ、４ｂの近傍部分での塗液吐出の拡散程度がそれぞれ対称的に同程度となる。そして、距離Ｌ部分からの吐出塗液で比較的均一な膜厚で形成されるべき塗膜部分にまで、距離Ｌ´部分からの吐出吐液が拡散して塗膜面を形成することになる。このとき、均一膜厚に形成されるべき塗装面部分の端部において、拡散してきた吐出塗液が加わった状態の塗膜形成が行われる。この塗膜形成は、上記各対称位置に対応してそれぞれ行われ、かくして、塗装面でビード端部が盛り上がるといった所望の膜厚分布を有する塗膜形成を行うことができる。特に、塗装面においてビード両端部が盛り上がる形状に形成されたフィルム保護膜は、１回の剥離作業で１枚フィルム全体を離装するのに便利である。
【００２８】
そして、このような塗布を行うことにより、例えば、塗装面でビード端部が盛り上がるといった所望の膜厚分布を有する塗膜形成を確実に行うことができる。車体を被覆した状態の保護膜は、盛り上がって形成されたビード両端部分から剥離を開始することにより、１回の剥離作業で１枚フィルム全体を離装することが可能となるので作業性の向上が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の塗布ノズルは、所望及び均一の膜厚分布の良好な保護膜などの塗膜を確実に形成するための自動化装置の構成部品として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）本発明の第１態様塗布ノズルの上面概略図                                （ｂ）図１（ａ）で示すＡ-Ａ線による截断面図
【図２】（ａ）本発明の第２態様塗布ノズルの上面概略図                                （ｂ）図２（ａ）で示すＢ-Ｂ線による截断面図
【符号の説明】
【００３１】
１            先端部
１ａ          先端部球面
２            塗液供給流路
３            円筒胴部
４            吐出部
４ａ  ４ｂ    最深直線溝
４ｃ  ４ｄ    流路壁面
４ｅ  ４ｆ    対称点
５            閉端部
５ａ          半球球面
６ａ  ６ｂ    平面
７            芯軸
Ｌ  Ｌ´      距離
ｒ            半球半径
【図１】
0004481678.tif 000002
【図２】
0004481678.tif 000003