JP2001212479A - 静電塗装装置及び静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスク部材と被塗装物の境界及びマスク部材
の外表面に塗料が塗着することを大幅に減らすことがで
きる静電塗装装置、及び容易に被塗装領域に塗装をする
ことができる静電塗装方法を提供する。 【解決手段】 アース板２１を介して０電位にされた金
属板２０の非塗装面２０ｂに、銅板２６を内包した絶縁
性のマスク部材２４を配置して、前記銅板２６を負に帯
電させる。そして、高電圧発生器１３における負の高電
圧の印加により負に帯電された静電塗装ガン１１から同
静電塗装ガン１１により負の電荷が与えられた塗料粒子
２２を金属板２０、マスク部材２４及び静電塗装ガン１
１にて形成される静電界に噴霧させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電塗装装置及び
静電塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属材料等に対する塗装方法の一
つとして静電塗装方法が知られている。前記静電塗装方
法は、図６に示すように、被塗装物５０を陽極、静電塗
装装置における静電塗装ガン５７を陰極としてこれに負
の直流高電圧を印加し、静電気を帯電させた噴霧状の塗
料を被塗装物５０に電気的に引きつけて同被塗装物５０
に塗料を塗布する。そして、被塗装物５０に対して塗料
を塗布する塗装面５１と塗料を塗布しない非塗装面５２
とに区分して塗装処理を施す場合においては、前記非塗
装面５２にウレタン等で形成されたマスク部材５３にて
マスキング処理を施して塗装をする。その後、塗料を乾
燥させ、マスク部材５３を取り外すことにより、塗装面
５１のみに塗装膜５４が形成されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、マス
ク部材５３が施された状態で静電塗装ガン５７から被塗
装物５０に塗料が塗布される際には、塗料はその塗着量
がマスク部材５３を含む表面全体に亘ってほぼ均一な状
態で塗布される。その結果、塗料はマスク部材５３と被
塗装物５０との境界ｂにも塗布され、同部分に塗料が溜
まってしまう。そして、前記塗料を乾燥させると、図７
に示すように、その境界ｂに溜まった塗料によりいわゆ
るブリッジ５５を形成してしまうことになる。そしてこ
の後、図８に示すように、マスク部材５３を取り外す
と、塗装面５１側の塗装膜５４がめくれ上がって、塗装
膜５４によるめくれバリ５６ができてしまうという問題
があった。

【０００４】さらに、マスク部材５３の表面に塗布され
た塗装膜５４をマスク部材５３の再利用のため剥離させ
る際においても、マスク部材５３の表面に形成された塗
装膜５４の剥離作業が非常に面倒であるという問題があ
った。

【０００５】本発明は上記各問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、マスク部材と被塗装物
との境界及びマスク部材の外表面に塗料が塗着すること
を大幅に減らすことができる静電塗装装置、及びマスク
部材と被塗装領域の境界及びマスク部材の外表面に塗料
が塗着することを大幅に減らして、容易に被塗装領域に
塗装をすることができる静電塗装方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、被塗装物を第１電極と
し、被塗装物に向かい合った塗料噴霧手段側を第２電極
として両電極間に静電界を形成し、塗料噴霧手段にて噴
霧した塗料粒子を帯電させて前記被塗装物に対して静電
力にて付着させる静電塗装装置において、前記被塗装物
が塗装される被塗装領域以外のマスク領域に配置され、
塗料粒子と同じ電荷に帯電されるマスク部材を備えたこ
とを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記マスク部材には、マスク部材を塗料粒子と同じ
電荷に帯電する帯電付与手段を設けたことを要旨とす
る。請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記
マスク部材は、絶縁物にて形成したことを要旨とする。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３のうちいずれか１項において、前記マスク部材
は、フッ素樹脂にて形成したことを要旨とする。請求項
５に記載の発明は、被塗装物を第１電極とし、被塗装物
に向かい合った塗料噴霧手段側を第２電極として両電極
間に静電界を形成し、塗料噴霧手段にて噴霧した塗料粒
子を帯電させて前記被塗装物に対して静電力にて付着さ
せる静電塗装方法において、前記被塗装物が塗装される
被塗装領域以外のマスク領域に配置され、塗料粒子と同
じ電荷に帯電されるマスク部材を配置して、静電塗装を
行うことを要旨とする。

【０００９】（作用）請求項１の発明によれば、被塗装
物に備えられるマスク部材の外表面は塗料粒子と同じ電
荷に帯電されるため、噴霧手段から噴霧された塗料粒子
はマスク部材に対して反発力が作用して引きつけられ
ず、被塗装物に引きつけられる。従って、マスク部材の
外表面及びその周りの被塗装領域に塗着する塗料は従来
と比較して大幅に低減される。

【００１０】請求項２の発明によれば、帯電付与手段に
よりマスク部材の外表面には塗料粒子と同じ電荷が帯電
される。請求項３の発明によれば、マスク部材は絶縁物
にて形成されているため、マスク部材と被塗装物とが短
絡することはない。

【００１１】請求項４の発明によれば、フッ素樹脂は表
面摩擦抵抗が小さいため、塗料が付着しても容易に除去
される。請求項５の発明によれば、被塗装物と塗装噴霧
手段とマスク部材との間の静電界に塗料粒子を噴霧させ
ることにより、塗料粒子に帯電した電荷とマスク部材に
帯電した電荷とは反発し合うため、マスク部材の外表面
及びその周りの部分に塗着する塗料は、従来と比較して
大幅に低減される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図５に従って説明する。図１は本実施形態
における静電塗装装置を示す概略図である。静電塗装装
置は塗装噴霧手段としての静電塗装ガン１１及び同静電
塗装ガン１１を可動支持するための塗装ロボット１２並
びに高電圧発生器１３等から構成されている。前記塗装
ロボット１２は多自由度の直列に繋がったリンク機構と
されており、同塗装ロボット１２の先端部に備えられて
いる静電塗装ガン１１を上下移動及び前後移動並びに回
転移動等を可能に支持している。前記静電塗装ガン１１
は公知の回転霧化式とされており、静電塗装ガン１１の
先端部に設けられている噴霧部１１ａは静電塗装ガン１
１の軸心を中心に回転可能になっている。

【００１３】前記静電塗装ガン１１には塗料ホース１４
の一端部が接続されており、同塗料ホース１４の他端部
はコントロールバルブ１５及びギアポンプ１６を介して
塗料タンク１７に設置されている。前記ギアポンプ１６
は塗料タンク１７に貯留されているシンナー系の溶剤が
含まれた塗料を汲み上げるためのポンプであり、前記コ
ントロールバルブ１５は静電塗装ガン１１に供給する塗
料を制御するためのバルブである。そして、前記静電塗
装ガン１１に設けられている電極部（図示しない）には
高電圧発生器１３が電気的に接続されており、静電塗装
ガン１１が第２電極としての陰極となるように負の高電
圧が印加されるようになっている。

【００１４】前記静電塗装ガン１１と対峙するように架
台１８、保持機構１９、被塗装物としての金属板２０、
アース板２１及びマスク部材２４等が設けられている。
前記架台１８の上面には金属板２０を保持するための保
持機構１９が載置されており、同保持機構１９には上下
方向に延びるように金属板２０が支持されている。前記
金属板２０の反静電塗装ガン１１側にはアース板２１が
設けられている。そして、アース板２１は前記金属板２
０に接触した状態で保持機構１９に支持されている。前
記アース板２１は接地されており、同アース板２１に接
触している金属板２０は０電位にされている。この結
果、前記金属板は静電塗装ガンに負の高電圧が印加され
ることにより、第１電極としての陽極にされるようにな
っている。そして、図２に示すように、金属板２０の静
電塗装ガン１１側表面は被塗装領域としての塗装面２０
ａとマスク領域としての非塗装面２０ｂを有している。

【００１５】ここで、非塗装面２０ｂに配置されるマス
ク部材２４について詳しく説明する。マスク部材２４は
本実施形態においては、図２〜図４に示すように、略直
方体形状に形成されている。そして、前記マスク部材２
４は全体が絶縁物及びフッ素樹脂としてのポリテトラフ
ルオルエチレンにて形成されており、その金属板２０側
には長溝２５が設けられている。

【００１６】長溝２５は、図３に示すように、平断面小
判形状に形成されており、その内頂面には、前記長溝２
５と平断面形状が同形の銅板２６が設けられている。図
４に示すように、マスク部材２４には前記長溝２５に側
方から貫通するように中空孔２７が設けられており、同
中空孔２７には高電圧発生器１３からの電流を導くため
のリード線２８が挿通されている。前記リード線２８の
先端部にはネジ孔２９ａを備える端子２９が設けられて
いる。同端子２９と銅板２６とは、それぞれに設けられ
たネジ孔２９ａ及び貫通孔２６ａを貫通したネジ３０に
より長溝２５の内頂面に対して共締めされ、固定されて
いる。この結果、前記銅板２６は高電圧発生器１３によ
ってリード線２８を介して負の電荷を有するように帯電
されるようになっている（以下、「負に帯電」とい
う。）。尚、前記銅板２６にて帯電付与手段が構成され
ている。又、このマスク部材２４は金属板２０の非塗装
面２０ｂに接して配置され、保持機構１９に対して適宜
の着脱手段、例えばクランプ、或いはネジ止め等により
着脱可能に取着されている。

【００１７】次に、上記のように構成された静電塗装装
置の静電塗装方法を説明する。まず、保持機構１９に金
属板２０を支持させ、予め保持機構１９に固定支持され
ているアース板２１に金属板２０を接触させる。そし
て、金属板２０の所定位置、即ち、非塗装面２０ｂとな
る部位にマスク部材２４を長溝２５が金属板２０側に向
くように配置し、適宜の着脱手段にて保持機構１９に取
着する。その後、マスク部材２４の銅板２６及び静電塗
装ガン１１を陰極とするように高電圧発生器１３から負
の高電圧を印加する。すると、アース板２１にて０電位
にされている金属板２０は陽極とされ、前記静電塗装ガ
ン１１と金属板２０及びマスク部材２４の間には静電界
が形成される。

【００１８】次いで、ギアポンプ１６を作動させて、塗
料タンク１７から塗料を吸引し、コントロールバルブ１
５へ塗料ホース１４を介して供給させる。そして、コン
トロールバルブ１５にて静電塗装ガン１１への塗料の流
量を調整し、再び塗料ホース１４を介して前記静電塗装
ガン１１に塗料を供給する。そして、塗装ロボット１２
にて塗布する位置を調整しながら、図５に示すように、
静電塗装ガン１１で金属板２０に塗料を塗布する。即
ち、回転霧化式である静電塗装ガン１１の噴霧部１１ａ
が高速で回転され、その回転力によりコントロールバル
ブ１５から液状で供給される塗料が塗料粒子２２として
霧状に飛散する。すると、負の高電圧が印加されている
噴霧部１１ａから噴霧される塗料粒子２２は負に帯電さ
れて、金属板２０を取り巻く静電場内に放出される。そ
して、前記塗料粒子２２は静電力にて金属板２０側へ向
かっていく。

【００１９】このとき、マスク部材２４の銅板２６は負
に帯電しており、マスク部材２４の外表面には負の電荷
が存在しているため、負電荷が与えられた塗料粒子２２
とマスク部材２４の外表面側の負電荷との間には反発力
が発生し、塗料粒子２２はマスク部材２４には向かって
行かずに陽極である金属板２０に引きつけられていく。
この結果、塗装面２０ａには塗装膜２３が形成され、マ
スク部材２４の外表面にはほとんど塗料が付着されない
ようになる。また、マスク部材２４の外表面に帯電する
負電荷と塗料粒子２２の負電荷の反発力のため、同マス
ク部材２４と塗料粒子２２にて形成される塗装膜２３と
の間には未塗着幅ｄが形成されることになる。

【００２０】そして、十分に塗装膜２３を形成した後、
コントロールバルブ１５を閉成して塗料の供給を停止す
る。この後、マスク部材２４を取り外し、前記塗装膜２
３を乾燥する。尚、マスク部材２４を金属板２０から外
す際には、マスク部材２４と塗装面２０ａにおける塗装
膜２３の間には、図２に示すように、未塗着幅ｄが形成
されているため、従来と異なり、塗装面２０ａの塗装膜
２３がめくれ上がって、バリが発生することはない。

【００２１】又、前記塗料粒子２２は高速で噴霧部１１
ａから噴霧されているため、マスク部材２４表面の負電
荷と塗料粒子２２の負電荷との反発力以上の加速度を有
する塗料粒子２２は慣性の力が作用する。この結果、マ
スク部材２４に向かった一部の塗料粒子２２はその慣性
力によりマスク部材２４の外表面に塗着することにな
る。しかし、前記マスク部材２４は表面摩擦抵抗が小さ
いポリテトラフルオルエチレンにて形成されているた
め、マスク部材２４に形成された微量の塗装膜（図示し
ない）はシンナー系の有機溶剤にて容易に拭き取られ、
除去することが可能である。そして、再び前記マスク部
材２４は他の塗装作業に再利用される。

【００２２】従って、上記実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）上記実施形態では、マスク部材２４の内部に設け
られた銅板２６が負に帯電されているため、静電塗装ガ
ン１１から負に帯電して噴霧される塗料粒子２２はマス
ク部材２４を避けて陽極である金属板２０の塗装面２０
ａに向かって塗着する。従って、マスク部材２４への塗
料付着は従来と比較して大幅に減らすことができる。

【００２３】（２）上記実施形態では、マスク部材２４
の内部に設けられた銅板２６が負に帯電されているた
め、前記マスク部材２４の外表面には負電荷が帯電し、
マスク部材２４に対して塗料粒子２２の塗着が少なくな
ることに加えて、塗装面２０ａにおける塗装膜２３とマ
スク部材２４の間には未塗着幅ｄが形成される。従っ
て、マスク部材２４と金属板２０との境界に塗料が付着
することを大幅に低減でき、従来と異なり、マスク部材
２４を取り外すときに、塗装膜２３のめくれバリができ
ることはない。

【００２４】（３）上記実施形態では、静電塗装ガン１
１から噴霧される塗料粒子２２に作用する慣性の力によ
り微量の塗装膜（図示しない）がマスク部材２４の外表
面には形成されるが、前記マスク部材２４は表面摩擦抵
抗が小さいポリテトラフルオルエチレンにて形成されて
いるため、付着した塗装膜をシンナー系の有機溶剤にて
容易に剥離することができる。

【００２５】（４）上記実施形態では、マスク部材２４
は絶縁材であるポリテトラフルオルエチレンにて形成さ
れているため、銅板２６に負の高電圧を印加した際にマ
スク部材２４を介して銅板２６と金属板２０とが短絡す
ることはない。

【００２６】（５）上記実施形態では、マスク部材２４
と塗装面２０ａにおける塗装膜２３との間には未塗着幅
ｄが形成されるため、マスク部材２４と塗装面２０ａと
の間にある程度の隙間の必要性がある場合については特
に効果的に用いることができる。

【００２７】（６）上記実施形態では、マスク部材２４
の外表面に負電荷を帯電させるための銅板２６及びリー
ド線２８はマスク部材２４の内部に形成されているた
め、前記銅板２６及びリード線２８に塗料が付着するこ
とはない。

【００２８】（７）上記実施形態では、マスク部材２４
には長溝２５が形成されており、同長溝２５は一側方が
開口しているため、前記銅板２６をマスク部材２４内に
容易に設置させることができる。

【００２９】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよい。 ・上記実施形態では、マスク部材２４をポリテトラフル
オルエチレンにて形成していたが、ポリクロルトリフル
オルエチレン等の他のフッ素樹脂にて形成してもよい。
また、木材やゴム等のフッ素樹脂以外の他の絶縁物にて
形成してもよい。

【００３０】・上記実施形態では、マスク部材２４に塗
着した微量の塗装膜（図示しない）をシンナー系の有機
溶剤にて拭き取り除去したが、塗料が水溶性であれば水
等で剥離作業を行ってもよい。

【００３１】・上記実施形態では、マスク部材２４に備
えられるリード線２８及び銅板２６をマスクの内部に設
けたが、マスク部材２４の外面に備え付けてもよい。 ・上記実施形態では、マスク部材２４に長溝２５を形成
して、同溝２５の内頂面に銅板２６を備え付けたが、長
溝２５を設けずに、マスク部材２４を中空構造にして、
リード線２８及び銅板２６を内包させてもよい。このよ
うにすれば、マスキングする際に、マスク部材２４の方
向を気にすることなくマスク部材２４を配置させること
ができる。

【００３２】・上記実施形態では、マスク部材２４の形
状は略直方体形状に形成されていたが、これは説明の簡
略化のために上記形状にしただけであって、マスキング
をする非塗装面２０ｂの表面形状に合わせて、立方体形
状や平板形状や他の形状等でもよい。

【００３３】・上記実施形態では、マスク部材２４に配
設される銅板２６は平断面小判形状に形成されていた
が、長方形状や円形状等どのような形状にしてもよい。
又、銅板２６でなくても、ブロック形状の銅片でもよ
い。さらに、例えば鉄やアルミニウム等の他の導電部材
を用いてもよい。

【００３４】・上記実施形態では、静電塗装ガン１１は
回転霧化式にしたが、圧縮空気の力によって塗料粒子２
２に電荷を与えるエア霧化式の静電塗装ガンを用いても
よい。

【００３５】・上記実施形態では、マスク部材２４は絶
縁物であるポリテトラフルオルエチレンにて形成した
が、導電性の材料にてマスク部材２４を形成して、その
外面を絶縁性材料にて被覆してもよい。このようにした
場合、前記材料の厚みはマスク部材２４と金属板２０と
が短絡しない程度に形成する必要がある。

【００３６】・上記実施形態では金属板２０を陽極と
し、静電塗装ガン１１の電極部（図示しない）を陰極と
して、マスク部材２４を負に帯電させたが、金属板２０
を陰極とし、静電塗装ガン１１の電極部（図示しない）
を陽極として、マスク部材２４を正の電荷を有するよう
に帯電させてもよい。このようにした場合、陰極が第１
電極となり、陽極が第２電極となる。

【００３７】次に、上記実施形態及び各別例から把握で
きる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、
それらの効果と共に以下に記載する。 （１） 請求項３に記載の静電塗装装置において、前記
帯電付与手段はマスク部材２４の内部に備えられている
ことを特徴とする静電塗装装置。このようにすれば、帯
電付与手段に対して塗料が付着することはない。

【００３８】（２） 請求項１乃至請求項４又は技術的
思想（１）のうちいずれか１項に記載の静電塗装装置に
おいて、前記第１電極は陽極であり、前記第２電極は陰
極であり、同陰極には負の高電圧が印加されることを特
徴とする静電塗装装置。このようにすれば、負の電荷を
有するように帯電させた塗料粒子を、陽極である被塗装
領域に塗着させることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、マスク部材の外表面及び同マスク部材と被塗装
物の境界に塗料が塗着することを大幅に減らすことがで
きる。

【００４０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、帯電付与手段を帯電させることにより
マスク部材の外表面に塗料粒子の帯電電荷と同じ電荷を
容易に帯電させることができる。

【００４１】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
の効果に加えて、マスク部材は絶縁物にて形成されてい
るため、マスク部材と被塗装物とが短絡することはな
い。請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３の
うちいずれか１項の発明の効果に加えて、フッ素樹脂は
表面摩擦抵抗が小さいため、マスク部材の表面に塗料が
塗着しても容易に同塗料による塗装膜を剥離させること
ができる。

【００４２】請求項５の発明によれば、マスク部材の外
表面及び同マスク部材と被塗装領域の境界に塗料が塗着
することを大幅に減らして、容易に被塗装領域に塗装を
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における静電塗装装置を示す概略
図。

【図２】同じく塗装膜が施された金属板を示す要部拡大
断面図。

【図３】同じくマスク部材を示す背面図。

【図４】同じくマスク部材を示す側断面図。

【図５】同じく塗装状態を示す要部拡大断面図。

【図６】従来における静電塗装にて塗装されている金属
材料を示す要部拡大断面図。

【図７】同じく塗装膜が施された金属材料を示す要部拡
大断面図。

【図８】同じくマスク部材を取り外した金属材料を示す
要部拡大断面図。

【符号の説明】

１１…静電塗装ガン（塗料噴霧手段）、２０ａ…塗装面
（被塗装領域）、２０ｂ…非塗装面（マスク領域）、２
０…金属板（被塗装物）、２２…塗料粒子、２４…マス
ク部材、２６…銅板（帯電付与手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗装物を第１電極とし、被塗装物に向
   かい合った塗料噴霧手段側を第２電極として両電極間に
   静電界を形成し、塗料噴霧手段にて噴霧した塗料粒子を
   帯電させて前記被塗装物に対して静電力にて付着させる
   静電塗装装置において、 前記被塗装物が塗装される被塗装領域以外のマスク領域
   に配置され、塗料粒子と同じ電荷に帯電されるマスク部
   材を備えたことを特徴とする静電塗装装置。
2. 【請求項２】 前記マスク部材には、マスク部材を塗料
   粒子の帯電電荷と同じ電荷に帯電する帯電付与手段を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
3. 【請求項３】 前記マスク部材は、絶縁物にて形成した
   ことを特徴とする請求項２に記載の静電塗装装置。
4. 【請求項４】 前記マスク部材は、フッ素樹脂にて形成
   したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいず
   れか１項に記載の静電塗装装置。
5. 【請求項５】 被塗装物を第１電極とし、被塗装物に向
   かい合った塗料噴霧手段側を第２電極として両電極間に
   静電界を形成し、塗料噴霧手段にて噴霧した塗料粒子を
   帯電させて前記被塗装物に対して静電力にて付着させる
   静電塗装方法において、 前記被塗装物が塗装される被塗装領域以外のマスク領域
   に配置され、塗料粒子と同じ電荷に帯電されるマスク部
   材を配置して、静電塗装を行うことを特徴とする静電塗
   装方法。