JP2003144985A - 粉体塗装装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、被塗物への塗着効率を向上させ
ると共に品質の優れた塗膜を得ることができる粉体塗装
装置及び方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 パルス信号発生部７で発生された低電圧
のパルス信号Ｓ２が高電圧昇圧部８で高電圧に昇圧され
てコロナ電極５に印加される。これによりコロナ電極５
から被塗物に向けて間欠的にコロナ放電が発生し、ガン
本体のノズル開口から前方へ噴出された粉体塗料がコロ
ナ放電によって生ずる負イオンにより荷電された後、被
塗物へと向かい、被塗物の表面に塗着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉体塗装装置及
び方法に係り、特に粉体塗料に電荷を与えて吹き付け、
静電気を用いて被塗物上に塗装する粉体塗装装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】環境保全の見地から、溶剤を使用しな
い、環境に優しい無公害型の塗装法として静電粉体塗装
が注目されている。この静電粉体塗装においては、塗料
タンクからインジェクタを介して粉体塗料が塗装ガンへ
供給され、塗装ガンの先端部に形成されたノズル開口か
ら搬送エア流と共に被塗物へ向けて噴射される。このと
き、塗装ガンの先端部に設けられたコロナ電極に高電圧
が印加されると共に被塗物が接地されており、塗装ガン
の電極から被塗物へ向けてコロナ放電が発生している。
このため、ノズル開口から噴射された粉体塗料が電極近
傍を通過する際に、粉体塗料がコロナ放電により生ずる
イオンと衝突して荷電される。このようにして荷電され
た粉体塗料は搬送エア流と電気力線に沿った電気力との
影響を受けて被塗物の表面上に塗着する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連続的
にコロナ放電を行うと、コロナ放電により生じた負イオ
ンの空間電荷によってコロナ放電の発生が抑制され、コ
ロナ電極から均一なコロナ放電を発生することが困難に
なる場合がある。その結果、被塗物への塗着効率が低下
する虞があった。また、荷電粉体塗料の塗着により塗膜
の表面電位が次第に高くなるために、被塗物の表面と塗
膜表面との間で絶縁破壊が生じ、この部分のガスが電離
して正イオンが放出され、コロナ放電により生じた負イ
オンと中和する、いわゆる逆電離が発生して、その結果
塗膜の品質が低下するという問題点もあった。

【０００４】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、被塗物への塗着効率を向上させる
と共に品質の優れた塗膜を得ることができる粉体塗装装
置及び方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の粉
体塗装装置は、被塗物に向けて粉体塗料を噴出するガン
本体と、ガン本体の先端部に設けられると共に噴出され
た粉体塗料を荷電する少なくとも一つのコロナ電極と、
低電圧のパルス信号を発生するパルス信号発生部と、パ
ルス信号発生部から発生されたパルス信号を高電圧に昇
圧してコロナ電極に印加することによりコロナ放電を発
生させる高電圧昇圧部とを備えたものである。この発明
に係る第１の粉体塗装方法は、低電圧のパルス信号を発
生し、発生されたパルス信号を高電圧に昇圧してガン本
体に設けられた少なくとも一つのコロナ電極に印加する
ことによりコロナ放電を発生させ、ガン本体から粉体塗
料を噴出してコロナ放電により粉体塗料を荷電させた状
態で被塗物に塗着させる方法である。

【０００６】また、この発明に係る第２の粉体塗装装置
は、被塗物に向けて粉体塗料を噴出するガン本体と、ガ
ン本体の先端部に設けられると共に噴出された粉体塗料
を荷電する少なくとも一つのコロナ電極と、コロナ電極
に数ミリ秒〜数百ミリ秒のパルス幅を有するパルス状の
高電圧を印加してコロナ放電を発生させるパルス高電圧
発生装置とを備えたものである。この発明に係る第２の
粉体塗装方法は、ガン本体に設けられた少なくとも一つ
のコロナ電極に数ミリ秒〜数百ミリ秒のパルス幅を有す
るパルス状の高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、
ガン本体から粉体塗料を噴出してコロナ放電により粉体
塗料を荷電させた状態で被塗物に塗着させる方法であ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１にこの発明の実施の形
態に係る粉体塗装装置の構成を示す。粉体塗装装置は、
ほぼ円筒形状のガン本体１を有しており、ガン本体１の
中心軸上に粉体流路２が形成されている。粉体流路２は
ディフューザ３の外周部に沿って円筒形状となった後、
ガン本体１最前部において環状のノズル開口４に接続さ
れている。ノズル開口４の内側にはディフューザ３に保
持された複数のピン型のコロナ電極５が放射状に突出し
て設けられている。各コロナ電極５は、互いに電気的に
接続され、パルス高電圧発生装置６に接続されている。

【０００８】パルス高電圧発生装置６の回路構成を図２
に示す。パルス高電圧発生装置６は、低電圧のパルス信
号を発生するパルス信号発生部７と、このパルス信号発
生部７で発生されたパルス信号を高電圧に昇圧してコロ
ナ電極５に印加する高電圧昇圧部８とを有している。パ
ルス信号発生部７は、パルス制御回路１１とこのパルス
制御回路１１に接続された基準電圧制御回路１２とを有
しており、パルス制御回路１１には外部からパルス幅Ｔ
１及びパルス間隔Ｔ２の値が入力され、基準電圧制御回
路１２にはコロナ電極５に印加するパルス状の高電圧の
ピーク電圧ＨＶ１及びベース電圧ＨＶ２の値と共にスタ
ート信号が外部から入力される。一方、高電圧昇圧部８
は、互いに直列に接続された発振用ＤＣ電源回路１３、
発振回路１４、昇圧回路１５及び整流回路１６を有して
おり、発振用ＤＣ電源回路１３に外部のＡＣ電源が接続
されている。さらに、パルス信号発生部７の基準電圧制
御回路１２には放電電流制御回路１７を介して高電圧昇
圧部８の整流回路１６が接続されると共に表示装置１８
が接続されている。

【０００９】次に、この実施の形態の動作について説明
する。まず、パルス高電圧発生装置６のパルス制御回路
１１において、外部から入力されたパルス幅Ｔ１及びパ
ルス間隔Ｔ２の値に基づいて図３に示されるようにこれ
らのパルス幅Ｔ１及びパルス間隔Ｔ２を有する低電圧の
パルス信号Ｓ１が形成され、基準電圧制御回路１２に出
力される。ここで、パルス幅Ｔ１及びパルス間隔Ｔ２と
しては、数ミリ秒〜数百ミリ秒の値、例えば５〜５００
ミリ秒の値に設定される。パルス信号Ｓ１は、図３に示
されるように、基準電圧制御回路１２で外部から入力さ
れたピーク電圧ＨＶ１及びベース電圧ＨＶ２の値にそれ
ぞれ対応したピーク電圧Ｖ１及びベース電圧Ｖ２を有す
る低電圧のパルス信号Ｓ２に整形されると共に、基準電
圧制御回路１２に外部からスタート信号が入力される
と、このパルス信号Ｓ２が高電圧昇圧部８の発振用ＤＣ
電源回路１３に出力される。

【００１０】基準電圧制御回路１２から入力されたパル
ス信号Ｓ２は、発振用ＤＣ電源回路１３で増幅され、さ
らに発振回路１４において図３に示されるような高周波
信号Ｓ３に変換される。この高周波信号Ｓ３は昇圧回路
１５に入力し、ここで高電圧に昇圧され、その後整流回
路１６で整流されて図３に示されるようにピーク電圧Ｈ
Ｖ１及びベース電圧ＨＶ２を有するパルス状の高電圧信
号Ｓ４が形成される。ここで、例えばピーク電圧ＨＶ１
は５０〜１５０ＫＶ、ベース電圧ＨＶ２は０〜５０ＫＶ
の値に設定される。なお、パルス幅Ｔ１及びパルス間隔
Ｔ２が数ミリ秒〜数百ミリ秒の大きな値に設定されてい
るため、汎用の整流回路１６においてパルス波形を十分
に再現しつつ整流を行うことが可能となる。

【００１１】このパルス状の高電圧信号Ｓ４をコロナ電
極５に印加することにより、コロナ電極５から周期Ｔ＝
パルス幅Ｔ１＋パルス間隔Ｔ２で間欠的に被塗物に向け
てコロナ放電が発生する。この状態で、搬送エアと共に
粉体塗料が粉体流路２に供給され、環状のノズル開口４
から前方へ噴出される。噴出された粉体塗料は、コロナ
電極５から被塗物に向けて発生しているコロナ放電によ
り生ずる負イオンによって荷電された後、被塗物へと向
かい、被塗物の表面に塗着される。

【００１２】ここで、パルス状の高電圧信号Ｓ４の印加
によりコロナ電極５から数ミリ秒〜数百ミリ秒程度の周
期で間欠的にコロナ放電を発生しているため、コロナ放
電による負イオンがガン本体１と被塗物との間の空間に
充満することがなく、負イオンの空間電荷に起因するコ
ロナ放電の抑制作用が小さくなり、高電圧信号Ｓ４の印
加中はコロナ電極５から均一なコロナ放電が発生する。
このため、被塗物への塗着効率が向上する。また、パル
ス状の高電圧信号Ｓ４を印加しているので、パルス幅Ｔ
１及びパルス間隔Ｔ２の調整により印加電圧を下げるこ
となく放電電流Ｉｄを小さくすることができると共にコ
ロナ電極５から均一なコロナ放電が発生するために放電
電流Ｉｄの局所的な集中がなく、逆電離が発生しにくく
なる。従って、品質の優れた塗膜を得ることが可能とな
る。

【００１３】なお、コロナ電極５からのコロナ放電に伴
う放電電流Ｉｄが高電圧昇圧部８の整流回路１６を介し
て放電電流制御回路１７で監視され、この放電電流制御
回路１７に予め設定されている限流値Ｉｔｈを越えない
ように基準電圧制御回路１２においてパルス幅Ｔ１及び
パルス間隔Ｔ２の調整が行われる。また、コロナ電極５
に印加される高電圧信号Ｓ４のピーク電圧ＨＶ１及びベ
ース電圧ＨＶ２、放電電流Ｉｄ及び限流値Ｉｔｈ等が表
示装置１８に表示され、これにより作業者はパルス高電
圧発生装置６の動作状況を把握することができるように
なっている。

【００１４】上述したように、パルス幅Ｔ１及びパルス
間隔Ｔ２が数ミリ秒〜数百ミリ秒の大きな値に設定され
ているので、パルス信号発生部７で発生された低電圧の
パルス信号Ｓ２を高電圧昇圧部８で昇圧するだけで、整
流回路１６においてパルス波形が十分に再現され、コロ
ナ電極５に印加すべきパルス状の高電圧信号Ｓ４を得る
ことができる。このため、一つの高電圧昇圧部８だけで
パルス荷電を実現することができ、高性能の粉体塗装装
置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。

【００１５】また、この発明は、図１に示したような複
数のピン型コロナ電極５を備えた粉体塗装装置に限るも
のではなく、同様にして単一のコロナ電極を備えた粉体
塗装装置にも適用することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、低電圧のパルス信号を発生し、発生されたパルス信
号を高電圧に昇圧してコロナ電極に印加することにより
コロナ放電を発生させ、ガン本体から粉体塗料を噴出し
てコロナ放電により粉体塗料を荷電させた状態で被塗物
に塗着させるので、コロナ電極から均一なコロナ放電が
発生すると共に逆電離が発生しにくくなり、被塗物への
塗着効率が向上し且つ品質の優れた塗膜を得ることが可
能となる。また、コロナ電極に数ミリ秒〜数百ミリ秒の
パルス幅を有するパルス状の高電圧を印加してコロナ放
電を発生させ、ガン本体から粉体塗料を噴出してコロナ
放電により粉体塗料を荷電させた状態で被塗物に塗着さ
せるので、一つの高電圧昇圧部だけでパルス荷電を実現
することができ、被塗物への塗着効率の向上及び塗膜の
品質向上を図ると共に粉体塗装装置の小型化及び低コス
ト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態に係る粉体塗装装置の
構成を示す図である。

【図２】 実施の形態で用いられたパルス高電圧発生装
置の回路構成を示すブロック図である。

【図３】 実施の形態で用いられたパルス高電圧発生装
置の動作を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１ ガン本体、２ 粉体流路、３ ディフューザ、４
ノズル開口、５ コロナ電極、６ パルス高電圧発生装
置、７ パルス信号発生部、８ 高電圧昇圧部、１１
パルス制御回路、１２ 基準電圧制御回路、１３ 発振
用ＤＣ電源回路、１４ 発振回路、１５ 昇圧回路、１
６ 整流回路、１７ 放電電流制御回路、１８ 表示装
置。

フロントページの続き (72)発明者 村井 浩樹 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日本 パーカライジング株式会社内 Ｆターム(参考） 4F034 BB11 BB12 BB15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に接地された被塗物の表面上に荷
   電粉体塗料を静電塗着する粉体塗装装置において、 被塗物に向けて粉体塗料を噴出するガン本体と、 前記ガン本体の先端部に設けられると共に噴出された粉
   体塗料を荷電する少なくとも一つのコロナ電極と、 低電圧のパルス信号を発生するパルス信号発生部と、 前記パルス信号発生部から発生されたパルス信号を高電
   圧に昇圧して前記コロナ電極に印加することによりコロ
   ナ放電を発生させる高電圧昇圧部とを備えたことを特徴
   とする粉体塗装装置。
2. 【請求項２】 電気的に接地された被塗物の表面上に荷
   電粉体塗料を静電塗着する粉体塗装方法において、 低電圧のパルス信号を発生し、 発生されたパルス信号を高電圧に昇圧してガン本体に設
   けられた少なくとも一つのコロナ電極に印加することに
   よりコロナ放電を発生させ、 ガン本体から粉体塗料を噴出してコロナ放電により粉体
   塗料を荷電させた状態で被塗物に塗着させることを特徴
   とする粉体塗装方法。
3. 【請求項３】 電気的に接地された被塗物の表面上に荷
   電粉体塗料を静電塗着する粉体塗装装置において、 被塗物に向けて粉体塗料を噴出するガン本体と、 前記ガン本体の先端部に設けられると共に噴出された粉
   体塗料を荷電する少なくとも一つのコロナ電極と、 前記コロナ電極に数ミリ秒〜数百ミリ秒のパルス幅を有
   するパルス状の高電圧を印加してコロナ放電を発生させ
   るパルス高電圧発生装置とを備えたことを特徴とする粉
   体塗装装置。
4. 【請求項４】 電気的に接地された被塗物の表面上に荷
   電粉体塗料を静電塗着する粉体塗装方法において、 ガン本体に設けられた少なくとも一つのコロナ電極に数
   ミリ秒〜数百ミリ秒のパルス幅を有するパルス状の高電
   圧を印加してコロナ放電を発生させ、 ガン本体から粉体塗料を噴出してコロナ放電により粉体
   塗料を荷電させた状態で被塗物に塗着させることを特徴
   とする粉体塗装方法。