新しい塗料システムの開発は複雑な作業です。色、色調、粘度、表面特性、化学組成に加えて、塗装時の材料の挙動も考慮しなければなりません。
そのため、実験室で目的の材料特性を備えた塗料であっても、既存のアトマイザーで目的のスプレー構造が得られるとは限りません。
塗料システムに大きな変更を加えるたびに、塗装パラメータも再設定が必要になることが少なくありません。回転霧化装置の場合、たとえば回転数、材料流量、シェーピングエアなどのプロセスパラメータがこれに該当します。
これらのパラメータの調整には、大規模な試験シリーズと豊富な経験が必要です。
共通の評価指標としてのスプレー
一つのアプローチは、個々の機械パラメータを見るだけでなく、その結果である生成されたスプレーを直接測定することです。
特に次の項目を調べることができます。
- 液滴径
- 液滴速度
- スプレー内の空間的な差異
- 液滴の光学特性
- 材料特性の変化
これにより、異なる塗料や回転霧化装置の異なる設定を相互に比較できる共通の指標が得られます。
高度な調査のためのLSS4とParticleTensorAI®
研究開発用途には、マルチチャンネル測定プローブLSS4が適しています。
個々の液滴から得られる複数の光学信号は、その運動や光学特性に関する追加情報を提供します。ParticleTensorAI®と組み合わせることで、連続的に取得された信号が多次元データセットとして処理されます。
これにより、異なる塗料システムや霧化条件を詳細に比較できます。特に、大きさや速度に加えて材料に起因する違いも調べたい場合に有効です。
主に液滴径、速度、スプレーの時間的安定性が必要な場合は、代わりにSprayQuantAI®を使用することもできます。
液滴径と速度を合わせて評価
塗装プロセスにおける液滴の作用は、その直径だけでなく速度にも左右されます。
液滴径と速度ベクトルからは、スプレーのダイナミクスを表すさらなる指標を導き出すことができます。
これにより、回転霧化装置のさまざまな運転点を、個々の機械パラメータだけでなく、実際に生成された液滴群に基づいて比較できます。
塗料開発のための目標値
既存の良好に機能している塗装プロセスについて適切なスプレー状態を特定すれば、それを基準として利用できます。
新しい塗料システムを導入する際には、同等のスプレー状態が再び得られるようにアトマイザーパラメータを調整します。
これにより、開発における問いは次のように変わります。
「この塗料ではどの設定がうまくいくか？」
から
「どの設定で目的のスプレー状態を実現できるか？」
光学式スプレー計測は、試験中に即時のフィードバックを提供します。パラメータ変更をすぐに評価でき、不要な試験工程を省くことができます。
このようにSprayQuantAI®とParticleTensorAI®は、新しい塗料システムの開発と立ち上げを、より体系的かつデータに基づいて進めることを支援します。