JP2008279340A - 摩擦帯電式静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 摩擦帯電式静電塗装装置において、粉体塗料の吐出と停止を間欠的に繰り返して塗装作業を行う場合に、吐出当初から十分な摩擦帯電が得られるようにし、被塗物への付着効率を高める。
【解決手段】 粉体塗料を摩擦帯電式静電塗装ガン３の帯電チューブに供給する前に、搬送エアーを予め帯電チューブに供給することにより、帯電チューブ内の搬送エアーの加速スピードが安定した状態で、粉体塗料を帯電チューブに供給して吐出当初から十分に粉体塗料を摩擦帯電するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、非導電性樹脂によって形成された帯電チューブ内を、搬送エアーによって粉体塗料を通過させ、帯電チューブと粉体塗料との摩擦によって帯電した粉体塗料を被塗物に吐出して付着させる摩擦帯電式静電塗装装置に関するものである。

静電塗装装置には、コロナ電極を使用して粉体塗料を帯電させるコロナ帯電式粉体塗装装置と、非導電性樹脂によって形成された帯電チューブ内を、搬送エアーによって粉体塗料を通過させ、摩擦により粉体塗料を帯電させる摩擦帯電式静電塗装装置とがある。

摩擦帯電式静電塗装装置は、高圧発生器を使用せず、ガンからの電場の発生がないため、凹部のある被塗物であっても、凹部内に粉体塗料が入り込み易く、綺麗な塗装面が得られるという利点を有する。

摩擦帯電式静電塗装装置においては、粉体塗料の帯電は、帯電チューブと粉体塗料との摩擦によって行われる。したがって、安定した帯電量を得るためには、帯電チューブ内を十分な接触スピードで粉体塗料を通過させる必要がある。

ところで、塗装ブース内の被塗物を、所定の間隔を空けて吊り下げて塗装するような場合、被塗物と被塗物の間は、被塗物がなく粉体塗料を吐出しても粉体塗料が無駄になるので、摩擦帯電ガンの前を被塗物が通過する時間のみ粉体塗料の吐出を行い、被塗物が通過し、次の被塗物が来るまでの間は、粉体塗料の吐出を停止し、次の被塗物が来た時に、粉体塗料の吐出を再開するようにしている。

このような摩擦帯電式静電塗装装置には、帯電チューブへの粉体塗料の供給をＯＮ−ＯＦＦする機構を有する粉体塗料供給装置と、帯電チューブへの搬送エアーの供給をＯＮ−ＯＦＦする機構を有する搬送エアー供給装置とを備えており、従来、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時にＯＮ−ＯＦＦすることにより、粉体塗料の吐出と停止を行っている。

ところが、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時にＯＮ−ＯＦＦして、粉体塗料の吐出と停止を行った場合、搬送エアー供給装置をＯＮにしても、塗料タンクから帯電チューブまでの間が粉体塗料ホースによって繋がれているため、直ぐには帯電チューブ内に搬送エアーが届かず、搬送エアーの加速スピードが安定するまでにはタイムラグがある。したがって、粉体塗料の吐出当初は、粉体塗料が十分に加速しないまま、帯電チューブを通過するため、摩擦帯電量が安定化しない。また、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時にＯＮの状態からＯＦＦの状態に切り替えても、停止までの間にはタイムラグがあるため、ＯＦＦの後、帯電チューブ内を十分に加速されないで通過する粉体塗料がある。

このように、摩擦帯電式静電塗装装置において、粉体塗料の吐出と停止を間欠的に繰り返して塗装作業を行う場合、吐出の当初と吐出の最後で、粉体塗料の帯電量が安定化せず、被塗物に対する付着効率が悪くなるという問題がある。

そこで、この発明は、摩擦帯電式静電塗装装置において、粉体塗料の吐出と停止を間欠的に繰り返して塗装作業を行う場合に、吐出の当初と吐出の最後で十分な摩擦帯電が得られるようにし、被塗物への付着効率を高めようとするものである。

この発明は、上記の課題を解決するために、非導電性樹脂によって形成された帯電チューブ内を、搬送エアーによって粉体塗料を通過させ、帯電チューブと粉体塗料との摩擦によって帯電した粉体塗料を被塗物に吐出して付着させる摩擦帯電式静電塗装装置において、帯電チューブへ粉体塗料を供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する粉体塗料供給装置と、帯電チューブへ搬送エアーを供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する搬送エアー供給装置とを備え、粉体塗料供給装置をＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り替えて粉体塗料を帯電チューブ内に供給する前に、搬送エアー供給装置をＯＮにして、搬送エアーを帯電チューブ内に供給するように制御したのである。

上記のように、粉体塗料を帯電チューブに供給する前に、搬送エアーを帯電チューブに供給することにより、帯電チューブ内の搬送エアーの加速スピードが安定してから、粉体塗料を帯電チューブに供給できるので、吐出当初から十分に摩擦帯電した粉体塗料が被塗物に吐出される。

また、上記粉体塗料供給装置をＯＮの状態からＯＦＦの状態に切り替えて帯電チューブへの粉体塗料の供給を停止した後、搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保って搬送エアーの帯電チューブへの供給を暫時続行するようにすると、最後まで十分な加速スピードで粉体塗料が帯電チューブ内を通過するため、十分な摩擦帯電量が得られ、被塗物への付着効率を高めることができる。

また、上記粉体塗料供給装置がＯＮ−ＯＦＦの状態に拘わらず、上記搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保つようにすると、常に十分な加速スピードで粉体塗料が帯電チューブ内を通過するため、十分な摩擦帯電量が得られ、被塗物への付着効率を高めることができる。

上記のように、この発明によれば、摩擦帯電式静電塗装装置において、粉体塗料の吐出と停止を間欠的に繰り返して塗装作業を行う場合に、吐出の当初と吐出の最後でも帯電量が低下せず、十分に摩擦帯電した粉体塗料が吐出されるので、被塗物への付着効率を高めることができる。

図１は、蛍光灯照明器具の反射板の塗装を行う塗装ブース１を上面から見た概略平面図であり、図２は、その側面図である。この塗装ブース１には、オーバーヘッドコンベアー２にて縦吊りされた被塗物Ａが、ブース１内に搬送され、ブース１内で静電塗装が行われる。ブース１内には、摩擦帯電式静電塗装ガン３を縦に３個並べた２基の上下動するレシプロケーター４、５が、被塗物Ａの搬送方向に所定の距離を空けて対向するように設置している。そして、ブース１の入口側に近いレシプロケーター４によって被塗物Ａの背面を塗装し、出口側に近いレシプロケーター５により反対側の被塗物Ａの表面を塗装している。

摩擦帯電式静電塗装ガン３は、４フッ化フロロエチレン（テフロン）などの非導電性樹脂によって形成された帯電チューブを備え、この帯電チューブ内を、搬送エアーによって粉体塗料を通過させ、帯電チューブと粉体塗料との摩擦によって帯電した粉体塗料を被塗物Ａに吐出する装置である。この摩擦帯電式静電塗装ガン３には、帯電チューブへ粉体塗料を供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する粉体塗料供給装置と、帯電チューブへ搬送エアーを供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する搬送エアー供給装置とが設置されている。この粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置は、例えば、図３に示すように、流動式塗料タンク６に、タンク内の粉体塗料を引き出すピンチバルブ７とインジェクター８を取り付け、このピンチバルブ７のＯＮ−ＯＦＦにより引き出した粉体塗料をインジェクター８の搬送エアーＢにより、粉体塗料ホース９を介して摩擦帯電式静電塗装ガン３に供給する構造のものを使用できる。また、塗料タンクから粉体塗料を供給する別の方式として、スクリュー式などの定量供給装置を用いてもよい。スクリューの回転によって排出された粉体塗料を、その下に設定されたインジェクターに落下させ、インジェクターから粉体塗料ホースを経て摩擦帯電式静電塗装ガン３に送るようにしてもよい。この方式では、スクリューを停止することにより、吐出をＯＦＦにすることができる。

上記摩擦帯電式静電塗装ガン３を設置したレシプロケーター４、５の向かい側のブース１の壁面には、被塗物Ａに付着しなかったオーバースプレー粉を回収するカートリッジ式の集塵装置１０、１１が設置されている。

被塗物Ａが蛍光灯照明器具の反射板のような場合、被塗物Ａと被塗物Ａの間の物間ピッチを、被塗物Ａの幅の１．０倍の空間とし、塗装前の前処理後の水切り乾燥炉や、塗装後の焼付け乾燥炉のアップダウンによって、隣同士の被塗物Ａが接触しないようにしている。

このように、ブース１内に、被塗物Ａが一定間隔を空けて次々と搬入されてくる場合に、物間ピッチに関係なく、粉体塗料を連続吐出させると、被塗物Ａが前方にない被塗物Ａと被塗物Ａの間では、吐出した粉体塗料の大部分が被塗物Ａに付着しないまま集塵装置１０、１１に回収されるため、粉体塗料が無駄になる。また、被塗物Ａが蛍光灯照明器具の反射板の場合には、反射効率を考えて膜厚が６０〜８０μｍを狙って塗装が行われるが、物間ピッチに関係なく連続吐出を行なうと、当然被塗物Ａのエッジ部（外側部）周辺が厚くなり、時には静電反発を起こし、製品価値がなくなり、また塗着効率を著しく低下させる原因にもなる。このため、被塗物Ａが一定間隔を空けて次々と搬入されてくる場合には、被塗物Ａと被塗物Ａの間、つまり、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前に、被塗物Ａがない時には粉体塗料の吐出を停止している。一般的な制御では、摩擦帯電式静電塗装ガン３の帯電チューブへ粉体塗料の供給を行う粉体塗料供給装置と、帯電チューブへ搬送エアーの供給を行う搬送エアー供給装置とを同時にＯＮ−ＯＦＦして、被塗物Ａがある箇所のみ粉体塗料を吐出し、被塗物Ａがない箇所で粉体塗料の吐出を停止している。

ところが、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時にＯＮ−ＯＦＦして、粉体塗料の吐出と停止を行った場合、搬送エアー供給装置をＯＮにした後、帯電チューブ内の搬送エアーの加速スピードが安定するまでにはタイムラグがあるため、粉体塗料の吐出当初は、粉体塗料の加速スピードが十分でなく、十分に摩擦帯電が行われない。また、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時にＯＦＦにして粉体塗料の吐出を停止しても、停止までの間にはタイムラグがあるため、ＯＦＦした後、帯電チューブ内を十分に加速されないで通過して帯電量が十分でない粉体塗料が吐出されてしまうことになる。

このため、この発明は、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置とを同時ＯＮ−ＯＦＦするのではなく、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置を次のように制御している。

まず、被塗物Ａが、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前を通過する時間だけ粉体塗料供給装置をＯＮにし、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前に被塗物Ａがない、被塗物Ａと被塗物Ａとの間は粉体塗料供給装置をＯＦＦにしている。
一方、搬送エアー供給装置は、粉体塗料供給装置をＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り替えて粉体塗料を帯電チューブ内に供給する前に、搬送エアー供給装置をＯＮにして、搬送エアーを帯電チューブ内に供給するように制御する。このように、粉体塗料を帯電チューブに供給する前に、搬送エアーを帯電チューブに供給することにより、帯電チューブ内の搬送エアーの加速スピードが安定してから、粉体塗料を帯電チューブに供給できるので、吐出当初から十分に摩擦帯電した粉体塗料を被塗物に対して吐出することができる。

また、上記粉体塗料供給装置をＯＮの状態からＯＦＦの状態に切り替えて帯電チューブへの粉体塗料の供給を停止した後、搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保って搬送エアーの帯電チューブへの供給を暫時続行するようにする。このようにすると、最後まで十分な加速スピードで粉体塗料が帯電チューブ内を通過するため、十分な摩擦帯電量が得られる。

表１は、この発明の実施形態の粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置のＯＮ−ＯＦＦの時間と、被塗物Ａの通過時間との関係を矢印で示したものであるが、被塗物Ａが通過する時間だけ粉体塗料供給装置をＯＮにし、被塗物Ａがない時は粉体塗料供給装置をＯＦＦにして、粉体塗料が無駄に吐出されないようにしている。搬送エアー供給装置は、粉体塗料供給装置がＯＮになる前にＯＮにし、粉体塗料供給装置をＯＦＦした後も、ＯＮの状態を維持するように制御され、表１の実施形態では、粉体塗料供給装置のＯＮ−ＯＦＦの状態に拘わらず、搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保ち、搬送エアーを連続供給するようにしている。

図１の摩擦帯電式静電塗装装置において、被塗物Ａが摩擦帯電式静電塗装ガン３の前を通過する時間だけ粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置を同時にＯＮにし、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前に被塗物Ａがない、被塗物Ａと被塗物Ａとの間は粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置を同時にＯＦＦにして塗装を行った場合（比較例２）と、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置のＯＮ−ＯＦＦを行わず、両者を常にＯＮにして連続的に粉体塗料を吐出して塗装を行った場合（比較例１）と、表１のように、搬送エアー供給装置をＯＮにした状態のまま、粉体塗料供給装置を被塗物Ａが摩擦帯電式静電塗装ガン３の前を通過する時間だけＯＮにし、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前に被塗物Ａがない、被塗物Ａと被塗物Ａとの間は粉体塗料供給装置をＯＦＦにして塗装を行った場合（実施例）とについて、被塗物Ａへの粉体塗料の付着効率を測定した結果を表２に示す。測定は、被塗物Ａ（蛍光灯照明器具の反射板）をブース１内を通過させて塗装した際の１０枚の平均付着効率であり、各塗装をそれぞれ４回行った。付着効率は、吐出した粉体塗料の総重量と、被塗物Ａに付着した粉体塗料の総重量の比である。

結果は、摩擦帯電式静電塗装ガン３の前に被塗物Ａがないときも粉体塗料の吐出を行う連続吐出の場合（比較例１）は、被塗物Ａへの粉体塗料の付着効率が最も悪かった。粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置を同時にＯＮ−ＯＦＦして塗装を行った場合（比較例２）は、粉体塗料供給装置のＯＮ−ＯＦＦ時に、粉体塗料の帯電量を表す電流メータの電流（μＡ）値の針が低い値で振れてから、振れが安定化するまでに時間がかかった。搬送エアー供給装置をＯＮの状態に維持して、粉体塗料供給装置だけをＯＮ−ＯＦＦして塗装を行った場合（実施例）は、粉体塗料の帯電量を表す電流メータの電流（μＡ）値の針が高い値で振れが少なく安定化しており、吐出する粉体塗料が十分に帯電し、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置を同時にＯＮ−ＯＦＦして塗装を行った場合（比較例２）よりも被塗物Ａへの粉体塗料の付着効率が高かった。

次に、この発明の別の実施形態として、配電盤のような箱型の被塗物Ａを塗装する例について説明する。
この塗装設備は、図４に示すように、塗装ブース１２内に、被塗物Ａの移動方向に３つの塗装ステージが設けられ、第１ステージで、ロボットアーム１３に取り付けた摩擦帯電式静電塗装ガン１４によって箱型の被塗物Ａの内面を塗装し、次の第２ステージで、箱型の被塗物Ａの背面を上下動するレシプロケーター１５に設置した３機の摩擦帯電式静電塗装ガン１６によって塗装し、同じくこの第２ステージで天面と下面にそれぞれ設置した２機の摩擦帯電式静電塗装ガン１７、１８によって箱型の被塗物Ａの天面と下面を塗装し、続いて箱型の被塗物Ａを９０度回転させて、第３ステージで、塗装ブース１２の対向面に設けた上下動するレシプロケーター１９、２０に３機ずつ取り付けられた摩擦帯電式静電塗装ガン２１、２２によって箱型の被塗物Ａの両側面を塗装し、その後、全面が塗装された箱型の被塗物Ａを９０度回転させて塗装ブース１２から取り出される。

この箱型の被塗物Ａを塗装する実施形態では、上記第１〜第３のステージにおいて、各摩擦帯電式静電塗装ガン１４、１６、１７、１８、２１、２２への粉体塗料の供給と搬送エアーの供給を、表３のように制御している。表３において、矢印は、粉体塗料供給装置と搬送エアー供給装置のＯＮ時間を表している。

各ステージにおける塗装では、表３に示すように、粉体塗料供給装置のＯＮ時間の前後で、粉体塗料供給装置のＯＮ時間よりも長く搬送エアー供給装置をＯＮさせている。

搬送エアー供給装置を粉体塗料供給装置よりもどの位ＯＮ時間を長くするかは、粉体塗料タンクから摩擦帯電式静電塗装ガンまでの粉体塗料ホースの長さによって異なり、例えば、粉体塗料ホースが１１ｍの場合、大体、搬送エアーが安定化するまでのタイムラグは３．５秒位であり、８ｍの場合は、２．５秒位であるから、粉体塗料供給装置をＯＮする前、即ち粉体塗料を吐出する３．５秒前に、搬送エアー供給装置をＯＮして搬送エアーを摩擦帯電式静電塗装ガンに供給しておくことにより、吐出当初から粉体塗料に安定した摩擦帯電を付与することができる。また、ＯＦＦのタイムラグは２．５秒位であるから、吐出停止後２．５秒後に搬送エアーを止めることにより、吐出停止前の粉体塗料に安定した摩擦帯電を付与することができる。このタイムラグは、各ガンの吐出量及び搬送エアー圧、量の設定によっても変わるのは当然であるから、搬送エアーのタイムラグは吐出ＯＮ−ＯＦＦ時の粉体塗料に安定した摩擦電荷を持たせる条件（時間）以上であればよい。この実施形態では、搬送エアーもＯＮ−ＯＦＦを行なったが、連続的に出してもよい。

蛍光灯照明器具の反射板の塗装を行う静電塗装ブースを上面から見た概略平面図である。 図１の側面図である。 流動式粉体塗料タンクから摩擦帯電式静電塗装ガンまでの粉体塗料と搬送エアーの供給過程を示す概略図である。 箱型の配電盤の塗装を行う静電塗装ブースを上面から見た概略平面図である。

符号の説明

１、１２ ブース
２ オーバーヘッドコンベアー
３、１４、１６、１７、１８、２１、２２ 摩擦帯電式静電塗装ガン
４、５、１５、１９、２０ レシプロケーター
６ 流動式塗料タンク
７ ピンチバルブ
８ インジェクター
９ 粉体塗料ホース
１０、１１ 集塵装置
１３ ロボットアーム
Ａ 被塗物
Ｂ 搬送エアー

Claims (3)

1. 非導電性樹脂によって形成された帯電チューブ内を、搬送エアーによって粉体塗料を通過させ、帯電チューブと粉体塗料との摩擦によって帯電した粉体塗料を被塗物に吐出して付着させる摩擦帯電式静電塗装装置において、帯電チューブへ粉体塗料を供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する粉体塗料供給装置と、帯電チューブへ搬送エアーを供給するＯＮ−ＯＦＦ機構を有する搬送エアー供給装置とを備え、粉体塗料供給装置をＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り替えて粉体塗料を帯電チューブ内に供給する前に、搬送エアー供給装置をＯＮにして、搬送エアーを帯電チューブ内に供給するように制御することを特徴とする摩擦帯電式静電塗装装置。
2. 上記粉体塗料供給装置をＯＮの状態からＯＦＦの状態に切り替えて帯電チューブへの粉体塗料の供給を停止した後、搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保って搬送エアーの帯電チューブへの供給を暫時続行するようにした請求項１記載の摩擦帯電式静電塗装装置。
3. 上記粉体塗料供給装置がＯＮ−ＯＦＦの状態に拘わらず、上記搬送エアー供給装置をＯＮの状態に保つようにした請求項１記載の摩擦帯電式静電塗装装置。

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