ウェット塗装のための動的スプレー計測技術
BESSER LACKIEREN 12/2026に記事「Sprühstrahl dynamisch messen」（スプレーを動的に測定する）が掲載されました。この記事では、手動ウェット塗装のための動的スプレー計測技術の新しい手法を紹介しています。この手法では、塗料液滴をスプレー内で直接光学的に測定します。
この手法はTSTOF原理に基づいています。TSTOFとはTime-Shift Time-of-Flightの略です。個々の液滴を光で検出し、続いてその液滴が透明に近いか不透明かを判定します。これにより、塗料中の顔料含有率に関する手がかりを得ることができます。
https://www.besserlackieren.de/technik-produkte/mess-und-prueftechnik/spruehstrahl-dynamisch-messen/
なぜ動的スプレー計測技術が重要なのか？
塗料は複雑な混合物です。そのため、事前に混合された材料を検査するだけでは不十分であり、噴霧された材料も評価する必要があります。塗料混合物がプロセス中にどのように振る舞うかは、スプレーの中で初めて明らかになるからです。
さらに、最終的なコーティングは多数の個々の塗料液滴から形成されます。そのため、これらの液滴を飛行中に測定することが重要です。まさにこの点に、新しいTSTOF法は着目しています。
DHSNとの共同特許取得手法
この記事では、当社がDHSNのAndreas Hänsel教授およびMartin Rößler氏とともに2025年に特許を取得した手法を取り上げています[1]。また、ハンドスプレーガンの開発に情熱を注ぐ開発者Dietrich Wolter氏もこのプロジェクトに参加しました。
成果の一部は、2026年にドレスデンで開催されたDECHEMA会議ですでに発表されています[2]。これにより、本手法は実験室内だけでなく、スプレー技術および塗装技術の専門家の間でも議論されることとなりました。
ドレスデン工科大学での専門コロキウム
重要な節目となったのは、ドレスデン工科大学で行われたAndreas Hänsel教授の退官記念専門コロキウムでした。そこで私は「KI-gestützte Tröpfchenklassifizierung zur Qualitätskontrolle im Lackierprozess」（塗装プロセスの品質管理のためのAIによる液滴分類）と題した講演を行いました。
その後、私たちは最後の共同測定シリーズを実施しました。この測定シリーズについて、今回BESSER LACKIERENの記事で報告されています。この記事は、新たに特許を取得した測定手法と、長年にわたる学術的協力を結び付けるものです。
TSTOFスプレー計測技術の最初の外部顧客
Andreas Hänsel教授が当社のTSTOFスプレー計測技術の最初の顧客であったことは、あまり知られていません。私たちはこの技術を2009年から2014年にかけて、私の博士課程の指導教官であるダルムシュタット工科大学のCameron Tropea教授とともに開発、特許取得、試験、検証しました。それにもかかわらず、当時は誰も最初の外部顧客になろうとはしませんでした。
どのスタートアップもこの段階を経験します。外部からの最初の本当の顧客は非常に重要です。それは信頼、モチベーション、そして強力な実績をもたらします。そのため、2013年のDHSNからの受注は重要な損益分岐点となりました。
当時Hänsel教授にお会いしたとき、教授は木材について大きな情熱をもって語っていました。今でも心に残っている一言があります。
「木材は自己潤滑性がある！」
現在、TSTOFスプレー計測技術は多くの分野で使用されています。この技術は、SpraySpy、SprayKI、DrySpy、SprayQuantAI、ParticleTensorAIなど、さまざまな製品名・ブランド名で知られています。
SATAハンドスプレーガンによる検証
測定のために、SATAハンドスプレーガンとTSTOF測定プローブを備えた試験装置を構築しました。そこで、顔料含有率の異なる塗料混合物を噴霧しました。
続いて、塗料液滴の光信号を評価しました。その結果、顔料含有率Cmと測定値Nrelとの間に明確な相関が認められました。したがって、本手法は塗料の違いを早期に検出するのに役立ちます。
目標：現場で使えるシンプルな検査装置
本研究の目標は、手動ウェット塗装向けのコンパクトな検査装置です。これにより、塗装作業者は塗料混合物が変化したかどうかを迅速に確認できるようになります。
さらに、本手法はSprayQuantAIやParticleTensorAIなどのAIベースの手法と組み合わせることができます。これにより、スプレーからさらに多くのデータを得ることができます。こうして動的スプレー計測技術は、将来、塗装プロセスにおける品質管理に重要な貢献を果たすことができます。
まとめ
動的スプレー計測技術により、塗料液滴を飛行中に直接測定することが可能になります。これにより、スプレー内の材料の違いを検出できます。新しいTSTOF法は、ウェット塗装におけるシンプルで堅牢かつ実用的な検査装置のための重要な基盤を提供します。
参考文献
[1] Hänsel, Andreas; Rößler, Martin; Schäfer, Walter: Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Zusammensetzung Lackteilchen für die Überwachung eines Beschichtungsprozesses in der Spritzlackierung. ドイツ特許出願 DE102025100487A1。
[2] Schäfer, W.; Wolter, D.; Rößler, M. (2026): Optische Charakterisierung der Zusammensetzung von Lacktröpfchen im Flug. ポスター発表、DECHEMA/VDI専門部会（混相流、凝集・粉粒体技術、数値流体力学）年次会合、ドレスデン工科大学、ドレスデン、2026年3月16～18日。
