JP2006095498A - 静電塗装ガン及び静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルテージブロックなどの複雑かつ高価な機構を要せず、塗着効率の高い静電塗装ガンを提供する。
【解決手段】ノズル１２に開口して設けられ、塗料が吐出する塗料吐出口１６と、ノズルに開口して設けられ、吐出した塗料に向けてエアーが噴出する霧化エアー噴出口１８と、塗料吐出口及び霧化エアー噴出口の近傍の、塗料粒子の流路に設けられ、一端がアースされた、半導電性材料から構成された集電用電極２１と、集電用電極とは離間した位置に設けられ、高電圧が印加される高電圧印加電極１９と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水系塗料の塗装に用いて好ましい静電塗装ガン及び静電塗装方法に関する。

水系塗料などの電気抵抗値が低い塗料に高電圧を印加して静電塗装を行う場合、塗料に電荷を帯電させる方法として外部帯電方式と直接帯電方式（内部帯電方式）が知られている。また、外部帯電方式を変形した間接帯電方式と称される方式も提案されている（非特許文献１）。

この種の方式を適用した静電塗装ハンドガンにおいて、外部帯電方式によるものは、ハンドガンの外側に高電圧印加電極を備え、この電極と被塗物との間に微粒化された塗料粒子が位置しないと充分な帯電が行われない。したがって、塗装作業を行う場合にはそのように留意しながら作業する必要があり、これを怠ると塗料粒子の一部は無帯電のままとなって、塗着効率が低下することとなる。

これに対して、直接帯電方式によるものは、塗着効率に優れるものの、塗料を連続補給するためにはボルテージブロックなどの複雑かつ高価な機構が必要となり、また色替え時に多量の洗浄液を使用するといった問題もある。

また、上記非特許文献１に開示された間接帯電方式によるものは、負電極から放出した負イオンをアースされた塗料経路に吸収させる構成であることから、微粒化された塗料粒子は静電誘導によって負イオンとは逆の正電荷に帯電して塗装されることになる。しかしながら、放電された負イオンの一部は被塗物方向にも運ばれるため、正電荷に帯電した塗料粒子の一部と結合して電荷を中和させるおそれがある。こうした電荷の中和によって、結果的に塗着効率が低下するという問題がある。
塗装技術（理工出版，２００４年１月号第８９頁）

本発明は、ボルテージブロックなどの複雑かつ高価な機構を要せず、塗着効率の高い静電塗装ガン及び静電塗装方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、ノズルに開口して設けられ、塗料が吐出する塗料吐出口と、前記ノズルに開口して設けられ、前記吐出した塗料に向けてエアーが噴出する霧化エアー噴出口と、前記塗料吐出口及び霧化エアー噴出口の近傍の、塗料粒子の流路に設けられ、一端がアースされた、半導電性材料から構成された集電用電極と、前記集電用電極とは離間した位置に設けられ、高電圧が印加される高電圧印加電極と、を有することを特徴とする静電塗装ガンが提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、塗料を霧化して被塗物に向かって吐出するに際し、前記霧化された塗料粒子の流路に半導電性材料からなる集電用電極を設け、高電圧が印加される高電圧印加電極により前記集電用電極に電荷を集電させることを特徴とする静電塗装方法が提供される。

本発明では、塗料を霧化して被塗物に向かって吐出するに際し、高電圧印加電極に高電圧を印加して放電し、集電用電極に電荷を集電させる。これにより、高電圧印加電極と同極の電荷が集電用電極に蓄積される。

この状態で塗料を吐出して霧化すると、微粒化された塗料粒子は集電用電極に蓄積された電荷と同極の電荷が付与され、被塗物に向かって飛行する。このとき、高電圧印加電極の極性と塗料粒子に付与された電荷の極性は同極であることから、高電圧印加電極の放電によって飛行中の塗料粒子の電荷が中和することはない。その結果、塗着効率が向上することになる。なお、塗料に直接高電圧を印加するのではなく、集電用電極に蓄積された電荷によって霧化された塗料粒子が帯電することから、連続して塗料を補給するに際してもボルテージブロック等の絶縁手段を設ける必要がない。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る静電塗装ガンの実施形態を示す構成図であり、作業者が把持して塗装を行うタイプのものである。ただし、グリップ等は図示を省略してある。絶縁体からなるガン本体１１の先端には、塗料を吐出して霧化するためのノズル１２が設けられている。ガン本体１１の中央には、図外のトリガの操作に連動して開閉するニードル弁１３が設けられ、このニードル弁１３が開弁すると、ガン本体１１に接続された塗料ホース１４を介してポンプ１５により圧送される塗料がノズル１２の塗料吐出口１６に向かって供給される。

ガン本体１１の先端のノズル１２には、エアー流路１７を介して圧縮エアーが供給され、これにより霧化エアー噴出口１８から噴出した圧縮エアーが塗料吐出口１６から吐出された塗料に衝突することで塗料が微粒化されることになる。

微粒化された塗料の塗着効率を高めるために、塗料粒子に電荷を印加する高電圧印加電極１９がガン本体１１の外部に設けられている。同図では１つの高電圧印加電極１９を示すが、実際にはガン本体１１の周囲にたとえば等間隔で複数設けられている。そして、この高電圧印加電極１９には高圧電源２０からの電圧が印加され、コロナ放電による負イオンが発生する。

特に本実施形態の静電塗装ガン１は塗料吐出口１６を構成する部材が半導電性材料からなり、集電用電極２１として機能する。この集電用電極２１の一端は塗料ホース１４を介してアースされ、集電用電極２１からアースに至る電気抵抗値は５０ＭΩ〜５０ＧΩであることが望ましい。集電用電極２１の電気抵抗値が５０ＭΩより小さいと当該集電用電極に発現する電荷が小さく、塗料粒子に充分な電荷を帯電させることができない。また逆に集電用電極の電気抵抗値が大きいと集電用電極の先端の電位が不安定になって塗料粒子への帯電効果が低くなる。

次に作用を説明する。

高電圧印加電極１９に高圧電源２０からの高電圧が印加されると、同図の点線で示すように負イオンの一部は集電用電極２１に集電され、他の一部は被塗物の方向に向かって放電する。集電用電極２１は半導電性材料から構成されているので、高電圧印加電極１９から放電されたマイナス電荷と同極性のマイナス電荷が蓄積される。

そして、図外のトリガを操作するとこれに連動してニードル弁１３が開弁し、ポンプ１５により塗料ホース１４を介して塗料が塗料吐出口１６に至る。またこれと並行して霧化エアーがエアー流路１７を介してエアー噴出口１８に至り塗料吐出口１６に向かって噴出する。

塗料吐出口１６から吐出した塗料は霧化エアーによって微粒化されるが、これと同時に集電用電極２１に蓄積された電荷によってマイナス極性に帯電し、被塗物に向かって飛行する。このように被塗物に向かって飛行する塗料粒子はマイナス極性に帯電し、一方高電圧印加電極１９から放電されるのもマイナスイオンであることから、高電圧印加電極１９をガン本体１１の外部に設けても、放電されたマイナスイオンによって塗料粒子の帯電電荷が中和されることはない。また、塗料に直接高電圧が印加されるわけではないので、塗料を連続補給する際にボルテージブロックなどの絶縁手段を設けることも不要である。

図２は本発明に係る静電塗装ガンの他の実施形態を示す構成図であり、図１に示す実施形態と比べて高電圧印加電極１９の配置が相違し、それ以外の構成は同じである。すなわち、高圧電源２０に接続された高電圧印加電極１９は、霧化エアーのエアー流路１７の途中に設けられ、ここからの放電によりエアー流路１７を流れる霧化エアーにマイナスイオンが含まれ、これがエアー噴出口１８から集電用電極２１に向かって噴出されることになる。

したがって、本例にあっても、高電圧印加電極１９に高圧電源２０からの高電圧が印加されると、同図の点線で示すように負イオンは集電用電極２１に集電される。集電用電極２１は半導電性材料から構成されているので、高電圧印加電極１９から放電されたマイナス電荷と同極性のマイナス電荷が蓄積される。特に本例の高電圧印加電極１９はガン本体１１の内部に設けられているので作業者に対する安全性が高まることになる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

本発明に係る静電塗装ガンの実施形態を示す構成図である。 本発明に係る静電塗装ガンの他の実施形態を示す構成図である。

符号の説明

１…静電塗装ガン
１１…ガン本体
１２…ノズル
１３…ニードル弁
１４…塗料ホース
１５…ポンプ
１６…塗料吐出口
１７…エアー流路
１８…エアー噴出口
１９…高電圧印加電極
２０…高圧電源
２１…集電用電極

Claims (8)

1. ノズルに開口して設けられ、塗料が吐出する塗料吐出口と、前記ノズルに開口して設けられ、前記吐出した塗料に向けてエアーが噴出する霧化エアー噴出口と、前記塗料吐出口及び霧化エアー噴出口の近傍の、塗料粒子の流路に設けられ、一端がアースされた、半導電性材料から構成された集電用電極と、前記集電用電極とは離間した位置に設けられ、高電圧が印加される高電圧印加電極と、を有することを特徴とする静電塗装ガン。
2. 前記集電用電極は、前記塗料吐出口の中心に設けられていることを特徴とする請求項１記載の静電塗装ガン。
3. 前記高電圧印加電極は、前記ノズルの外部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の静電塗装ガン。
4. 前記高電圧印加電極は、前記ノズルの内部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の静電塗装ガン。
5. 塗料を霧化して被塗物に向かって吐出するに際し、前記霧化された塗料粒子の流路に半導電性材料からなる集電用電極を設け、高電圧が印加される高電圧印加電極により前記集電用電極に電荷を集電させることを特徴とする静電塗装方法。
6. 前記集電用電極は、前記塗料を霧化する霧化部の中心に設けられていることを特徴とする請求項５記載の静電塗装方法。
7. 前記高電圧印加電極は、前記塗料を吐出するノズルの外部に設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の静電塗装方法。
8. 前記高電圧印加電極は、前記塗料を霧化するための霧化エアーの流路に設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の静電塗装方法。
   
   
   

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