JPS60502043A - 静電噴霧方法および装置 - 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】 静電噴霧方法および装置 本発明け、特に水ａ液体や典薬を噴霧する静電噴霧に関するものである。

高電圧に帯電した噴霧ヘノｔで霧［ヒさせることに工って液体を噴霧することは 提案されてきた。そのような方法は英国特許第１，５６９，７０７号明細書に開 示されている。実用的な流量での満足できる霧化は油全基体とした液体で達成で きるが、しかし完全には理由がわかってないが水性組成物の満足できる霧ｆしけ 種々の目的のために望ましくないほど低い流量でのみ生じる傾向があることが実 際に見い出された。

油を基体とした組成物の満足できる噴霧け、静電力のもとで噴霧ヘノＰから噴出 されそして噴霧ヘノｒからある距離において小滴に分散する少なくとも一本の安 定しだ液系の形成と関連していることが見い出された。この工つな液系状の流れ は水溶液では特徴として得られず、（本発明の有用性が理論上の正しさに関連し てないが）この液系状の流れがないとその工つな液体の満足な噴霧特性は得られ 得ないと考えられる。

ところで驚くべさことにはある状況のもとでは従来の包含される水性液体重り広 い範囲の液体で液系伏流れお工び満足できる噴霧％注？得ることができることを 見い出した。

本発明に工れば、使用時に静電力の影響のもとて液体を噴出するように高電位に 帯電できる噴霧−＼ノ１５と、縁または先端の鋭った少なくとも一つの電極と、 上記少なくとも一つの電極をある電位に保持する装置とを有し、上記少なくとも 一つの電極お；び電位が、小滴に霧［ヒする前に液体の表面に作用するほぼ半径 方向に９いた電気力を減少するようにされそれにより液体を液系状にさせること を特徴とする液体の静電噴霧装置が提供される。

寸だ本発明によれは、静電力の影響のもとて液体を噴、出するように高電位に帯 電した噴霧ヘノｐに液体を供給すること、および液体が噴霧ヘノｒｆｃはなれる 後でしかも小滴に霧ｒヒする前に液体の表面に作用するほぼ半径方向の電気力を 減少し、それにより液体を液系状にさせることから成ること全特徴とする液体の 静電噴霧方法が提供される。

一本捷たはそれ以上の液系の形成される領域は、発明者らの観察では噴霧状態の 全体の所望の範囲にわたって液系が形成されないことを特徴とする特殊な測定手 段はもちろんないが製糸領域と見なされ得る。

製糸領域の範囲は動作パラメータによって変わるか実際の試験によって決めるこ とができる。

液系領域内で液体の表面が受ける電気力の強さは本発明の一つの特徴によればア ース電位または噴霧−・　′Ｆの電位に比べて相対的に低い電位に維持した一つ 址たはそれ以上の鋭かった電極を通って液体を流すことに工って減少され得る。

代りに、該電極はノズルに対して逆の極性の高電位に帯電され得る。液体の表面 における力に影響を及ぼす条件の選択は液系伏流れを達成する上で特に有効であ ることを見い出した。

以下例として添附図面について本発明を説明する。

第１図は水性液体を噴霧するための本発明による装置の概略斜視図であり、また 第２図は本発明による第２の噴霧装置の概略軸方向断面図である。

図面の第１図を参照すると、本発明の一実施例である噴霧装置は熱可塑性材料の 逆さ容器９お工びこの容器の下方端で出口に取付けられる狭い金属管１を備えた 噴霧ヘノビ１を有している。容器９と金層管１けプラスチック製ホルダー０によ って支持される。

金属管１は外径が０５酬であり、内径がＱ、　４　ｒｍｎであり、そしてホルダ ー０における高電圧接続体１１に接続される。この高電圧接続体１１は金属管１ を、１５ＫＶ　の電圧を発生する高電圧源（図示してない）の正の端子に接続す る工うにされる。

金属管１の出口８に隣接して導電（ｉ　１１ング２が設けられ、この導電ａ　ｌ ）ング２は三つの金属支持アーム１２に工ってホルダー０の下側に支持され、そ してアース線７を介してアース電位に接続される。導電ｐ　ＩＪソングけ出口８ の軸方向位置に相応した軸方向位置で金属管１と同軸に配置される。導電性リン グ２には三つの等角度間隔を置いて針状突起部３が形成され、各突起部３は導電 性リングの半径方向内方にのびる構成要素と小さな下流構成要素とを備える方向 に鋭がっている。

導電性リング２は直径はぼ５薪であり、直径２〜３順のワイヤによって形成され る。各突起部３の長さは１（１）である。

使用において、容器９け蒸留水で満され、この蒸留水は容器９から金属管１へ約 （１，２ｍｌ　／　ｓｅｃまたはそれ以下の流量で供給され、そして金属管１の 出〔］８から流出する。電圧源のスイッチが入れられ、１５．０　ＫＶの電位が 金属管１に印加され、１だ導電ａ　ｌ）ング２および突起部３けアース電位に保 持される。

金属管１の出口８から蒸留水が出てぐる際に、蒸留水は液系すなわち柱状体４に 形成され、この液系４は出口８から下方向に０５〜３ｃｍｍにわたってのびる。

液系すなわち柱状体４の直径はそれの上方端におけるほぼ０４陥から下方端にお けるほぼ（）１０まで減少する。

下方端において液系４の水は小滴６に霧ｆヒされ、これらの小滴６はほぼ半径方 向外向へ噴出される。これらの小滴のかだ捷り中間直径（ｖｏｌ−１ｍｅ　ｍｅ （ｌｉａｎ　ｄｉａｍｅ　−ｔｅｒ　Ｉは１０〜５０μｍ程度である。

突起部３がない場合には液系は形成されず、上述の流量において非常に不規則な 霧１ヒが行なわれるたけである。

突起部３によって行なわれる作用の正確なメカニズ５ 八は先金にはわかっていない、。

ｒ７かし−ながら、鋭かった縁部をもたない直径約２勤のリング型電界増強電極 （−上述の英国特許第Ｌ５６９゜７；３７号明細書に開示されている）でけ水捷 たけ水溶液の電層ｆｒ、霧ｒヒが生じないことが認められた。代ｆ）に、金属管 １から出て（る水は不安定な液系となり、これらの液系は金属管の軸線の１わり で急速に旋回し、それらの下方端は上方向、下方向および管出口から離れる方向 に振動する。この運動の径路内で、液系は電界増強電極と接触し、そして短絡を 生じさせる。

このような不安定な液系は次のようにして生じるものと考えられる。第１には、 水や水溶液のような液体の抵抗率が通常噴霧において用いられる油を基体とした 液体の抵抗率より非常に低い〔約１０８Ωｃｙ　４たばそれ以上と比較して約１ ０６Ωｃｙｎ　’ｊたけそれ以下である）ので、液体は金属管１における電位に よって急激に帯電される。第２には、液体内の電荷は急速に表面へ動き、強（伺 勢されるようになる。事実、表面の電気エネルギは、しばしは外方へ向いた力が 光面張力の結合力に勝りそして帯電した小滴が液体の主かた才りから噴出される ように分裂する。

液体の主かた捷りおよび帯電した小滴はコロナ放電を生じさせるのに十分な強さ の組合さった静電界をもつものと考えられる。この工うなコロナ放電は液体の帯 電密度をみせかけに変イヒさせ、金属管１から出で（°　特表昭ｅｏ−５ｏ２ｏ ４３（３） る液／ｌ！ｉヲゆらきさせ不安定比させる軸方向お工ひ半径方向力を生じさせ得 、その結果上述の激しい運動を生じさせることになる。

第１図の装＠におけるアースされた鋭かった突起部３の作用は金属管１から出て ぐる液体と突起部との間にコロＩす放電を生じさせるものと考えられる。この放 電で発生したイオン（その極性は液体に加えられた電荷の極性と逆である）は液 体をボンパー１１〜、そして液体に加えられる分裂表面力を減少させる。この分 裂力の減少に工り安定した液系が形成され、従って定常な霧化が行なわれる。

第２図に示す本発明の実施例では、管１０は高電圧源（図示してない）および容 器（図示してない）Ｖｒｃ接続される。しかしながら、この実施例では、管１０ からの出口の下流には一連のアースされ等角度に離間した鋭かった電極１１が配 置される。これらの電極１１け管１０と同軸に配置される絶縁性または導電性材 料のシリンダ１２の内面に取付けられる。シリンダ１２は内径３ｍであり、そし て各電極の長さけ＋）、　５　ｃ−ｍである。電極１１と管１０の出口との間の 軸方向間隔は１〜１０□□□である。

シリンダ１２の上端にはブロワ（図示してない）が接続される。

第２図の装置の使用において、高電圧源が付勢され、電極１１はアース電位に保 持され、そして液体は容器から管１０へ供給される。菅１０と電極１１との電位 差に１ってコロナ放電が生じ、ガスイオンが発生される。これらのイオンはブロ ワからの空気の流れ（第２図に矢印で示す）によってンりンダを通って下方向へ 掃引される。イオンが管の出口近くに達すると、それらのイオンは出口から出て ぐる液体に向って引き付けられ、液体の表面に加えられる電気力を減少させ、そ して上述のように安定した液系を形成させることになる。

本発明は農薬の溶液（通常しばしば水性媒体で作られる）や塗装組成物のような 種々の液体の噴霧に応用され得る。そのような液体は１０Ｉ゛Ωｔ’ｍ　（純蒸 留水）から１０４ΩｃｒｎＣ水道水）または５０ΩｔＭまでの範囲の抵抗率をも つことができる。液体はアルコールまたは低抵抗率（１０１１Ωｍ以下）のその 他の液体でもよい。

他の設計の噴霧ヘノＰ例えば環状スロットまたけスリットを備えた噴霧ヘノｖ２ 用いてもよい。

鋭かった電極の代りに、縁部の鋭かった電極を用いることかできる。例えば第１ 図のリング２お工び突起部３は斜めに切った半径方向内方縁部を備えたリングに 代えることができる。

噴霧ヘノＰは英国特許第１，５６９，７０７号明細書に記載された工うな噴霧ヘ ノｐに隣接ししかも異なった電位に維持した電界増強電極を備えてもよい。

当業者には理解されるように、これらの電極は本発明の針形突起部と全く異なる 作用（通常は噴霧ヘノｒ近くの電界を強める）を行なう。

浄書（内容に変更なし） １１ １ 手続補正書（自発） 昭和６０年　５月　８日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和　年　特許願　第　号 靜亀噴霧方法２よび装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　イ。ンペリアル・ケミカル・インタストリーズ・ヒーエルシー ４、代理人 〒１０５住所　東京都港区西新橋１１丁目１番１５号（２）図面翻訳文 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　使用時に静電力の影響のもとて液体を噴出するように高電位に帯電できる噴 霧ヘノｔと、縁または先瑞の鋭った少なくとも一つの電極と、上記少なくとも一 つの電極をある電位に保持する装置とを有し、上記少なくとも一つの電極および 電位が、小滴に霧ｆヒする前に液体の表面に作用するほぼ半径方向に向いた電気 力を減少するようにされそれＶｔｃＬｆｌ液体を液系状にさせることを特徴とす る液体の静電噴霧装置。 ２　上記少なくとも一つの電極が液体を噴出する噴霧−＼ソｒの出口に隣接し、 て配列される請求の範囲第１項に記載の装置。 ３　」二記少なくとも一つの電極が多数の鋭かった電極から成り、各電極か液体 に向って半径方向内方（／ｉ：のひる構成要素お工び噴霧ヘッドからの液体の流 れの下流にのびる構成要素とをもつ方向に鋭がっている請求の範囲第２項に記載 の装置。 ・１　各鋭がった電極か噴霧ヘッドと同軸に配置される導電性リングにおける針 形突起部である請求の範囲第３項に記載の装置。 ５　上記少なくとも一つの電極が噴霧ヘノ−と同軸に配置されるリングであり、 そして鋭かった半径方向内方縁部を備えている請求の範囲第２項に記載の装置。 ６　上記少なくとも一つの電極が液体の噴出される出口の上流で噴霧ノズルＶＣ ＠接して配列される請求の範囲第１項に記載の装置。 ７　上記少なくとも一つの電極の近くに発生したガスイオンの流れを出口から噴 出される液体に向って下流方向に向ける装置を有する請求の範囲第６項に記載の 装置。 ８　上記少々（とも一つの電極をある電位に維持する装置が噴霧ヘノｒに印加さ れる正位の１Ｍｌ’ｌＥと反対の極性の高電位を電極に印加する装置を備えてｂ る請求の範囲上記各項のいずれかＶＣ記載の装置。 ９　上記少なくとも一つの電極をある電位に維持する装置が噴霧ヘノＰに印加さ れる電位に比へて低い電位件だは一アース電位に電極を維持する装置ケ・備えて いる請求の範囲第１〜７項のいずれか一項に記載の装置。 １０　静電力の影響のもとて液体え噴出する丁）Ｖこ高電位に帯電した噴霧−＼ ノｐＶｃ液体を供給すること、および液体が噴霧ヘノＩ丑財なｔ′Ｌる後でしか も小７Ｆいて霧１ヒする前に液体の表面に作用するほぼ半径方向の電気力を減少 し、それにより液体を液系状にさ伊ることから成ることを特徴とする液体の静電 噴霧方法。 １