JP2013144277A - 粉体塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電荷を持った粉体塗料が被塗装物に磁石のように付着し、付着した粉体塗料がエアーによって吹き飛ばされない粉体塗装方法を提供する。
【解決手段】 粉体塗料を搬送エアーによって非導電性樹脂チューブ内を通過させることにより、粉体塗料を摩擦帯電させた後、一旦、粉体塗料を搬送エアーと共に塗装容器内に吐出させ、塗装容器内に霧化状態の粉体塗料領域を形成し、この霧化状態の粉体塗料を被塗装物に付着させるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、被塗装物に粉体塗料を直接吹き付けることなく高効率で付着させることができる粉体塗装方法に関するものである。

粉体塗装は、有機溶剤を含まず、被塗装物に付着しなかったオーバースプレー粉を回収して再使用することができるので、環境にやさしい塗装として、近年多くの製品に採用されている。

当初はガードレール、フェンスなどの道路資材から始まり、電子レンジ、冷蔵庫、エアコンの室外機、消火器、給湯器、石油ストーブ等、家庭内で使用する製品にも広く採用されている。最近は、学校、事務所の椅子、机、パーテーションの塗装にも用いられている。又、ワイパー、エアーフィルター、アルミホイール、ブレーキパッド等の我国の基幹産業の一つである自動車部品についても採用されている。特に、近年は、パワーウィンドー等、一台の自動車には小型モーターが１００個近く使用され、これら小型モーターのロータやステータの絶縁塗装にも粉体塗装が多く採用されるようになっている。

さらに、世界的な省エネルギー化の要請から、電気自動車、ハイブリットカー、風力発電のモーターにも粉体塗装の採用が見込まれている。

一般に粉体塗装は、コロナガンや摩擦帯電ガンを使用し、粉体塗料を被塗装物に吹き付け、静電気的に粉体塗料を被塗装物に付着させる塗装方法である。

コロナガンによる粉体塗装は、ガン先のコロナ電極と被塗装物との間に電場を作り、そのコロナ放電により、ガンから吐出された粉体塗料を被塗装物に付着させるという塗装方法である。

また、摩擦帯電ガンによる塗装方法は、ガン内に、例えば、非導電性樹脂チューブを収容し、この非導電性樹脂チューブ内に粉体塗料を供給し、非導電性樹脂チューブ内を粉体塗料が通過する際の非導電性樹脂と粉体塗料との摩擦によって粉体塗料に電荷を与え、電荷を帯びた粉体塗料を静電気力で被塗装物に付着させるという塗装方法である。

当然、上記の２つの方式とも、ガンからの吐出エアーにより、粉体塗料を被塗装物に対して吹き付けて塗装を行っている。

すなわち、図２０に示すように、塗装ガン１から被塗装物２に向けて、例えばコンプレッサーのエアーなどの強制エアーと共に粉体塗料３を吐出するため、被塗装物２に付着しないオーバースプレー粉が発生する。このため、塗装作業は、塗装ブース４内で行われ、被塗装物２に付着しないオーバースプレー粉を塗装ブース４に設けた吸引口５から吸引回収している。吸引回収したオーバースプレー粉は、精選装置などを通過させて精選した後、再使用される。

また、被塗装物に粉体塗料が到達しても全てが付着するわけではない。例えば、被塗装物が平板の場合、平板に到達した粉体塗料の一部は跳ね返って、下部に落下したり、平板の周辺部をすり抜けたりする。そして、平板の周辺部をすり抜けた粉体塗料の大半は、そのまま平板の後方部に設置した集塵機に吸引される。

さらに、被塗装物が金網のようなネットフェンスのような部材の場合には、その塗着効率は著しく低下し、例えば、塗着効率が１５〜２０％程度である。

このように、被塗装物に対して粉体塗料を吹き付けた場合、粉体塗料が摩擦帯電ガンによって帯電していたとしても、被塗装物に粉体塗料が到達しても全てが付着するわけではなく、多くの回収粉が発生する。

回収粉は、再利用可能であるが、回収粉の粒度分布は新粉と粒度分布が大きく異なり、付着し難い粒度の粉体塗料も多く混入している。また、回収粉には、空気中に浮遊するゴミも混入する。

したがって、回収粉による粉体塗装は、被塗装物に対する付き回りが悪く、混入したゴミによって塗装不良を起こしやすい。

一方、塗装ガンの吹き付けによらない粉体塗装方法として、静電流動浸漬による塗装方法がある。

静電流動浸漬による塗装方法は、図２１に示すように、粉体塗料を収容した粉体塗料槽６に、高圧発生器７によって高電圧が与えられるコロナ電極８を設置し、コロナ電極８によって発生させた電場により、粉体塗料槽６を通過する被塗装物２に、粉体塗料を付着させるという方法である。

この粉体塗料槽６は、底部が多孔質の樹脂やキャンパス布等の多孔質材９によって仕切られており、多孔質材９の下部に流動エアー１０を供給して、内部の粉体塗料をあたかも液体のように流動させている。

そして、コロナ電極８は、多孔質材９の上面に設置したり、あるいは、電極の汚れを防ぐために、多孔質材９の内部や下面に設置したりして、コロナ電極８と被塗装物２との間で電場を形成している。

この場合、粉体塗料槽６内は、粉体塗料があたかも液体のように流動している流動層１１の部分と、流動層１１の上方に霧化（クラウド）した状態の霧化層１２の部分とが形成される。そして、粉体塗料が液体のように流動している流動層１１の部分に被塗装物２を浸漬させても、粉体塗料は被塗装物２に付着しないが、多孔質材料９の付近のコロナ電極８からの電場によって霧化層１２の部分の霧化（クラウド）した粉体塗料は被塗装物２に付着する。

このような塗装方法の例は、非特許文献１にも開示されている。非特許文献１では、流動化した粉体塗料内に、例えば被塗装物の２／３ほどを浸漬させ、霧化層（クラウド）内で１／３を塗装させ、被塗装物を徐々に上げることにより、残りの箇所を霧化層（クラウド）内を通過させることによって十分に塗装させている。

このように、流動層１１の部分に被塗装物２を浸漬させても、粉体塗料２は被塗装物２に付着しないのは、流動層１１は液体のように流動する密な粉体塗料の層であるため、流動層１１内の空気が希薄で電場ができないためであると考えられている。

コロナ電極８を粉体塗料槽６内に設置する静電流動浸漬による塗装方法においては、流動層１１の上部の霧化層１２のみでの塗装になるため、被塗装物２の大きさが限定される。その第１の理由は、霧化層１２の部分はその高さが低く、一般には、１００ｍｍ程度の被塗装物２までしか塗装ができないとされている。第２の理由は、コロナ電極８と被塗装物２との距離が離れると、電場が形成されなくなるため、一般に被塗装物２とコロナ電極８との距離は２００ｍｍ程度が最大の距離とされている。

したがって、コロナ電極８を粉体塗料槽６に設置した静電流動浸漬による塗装方法においては、被塗装物２は、図２１に示すように、マイクロモーターなどの小さいものに限定される。このため、一般には、粉体塗料が液体のように流動している流動層１１内には被塗装物２を浸漬することなく、被塗装物２を、流動層１１の上に形成される霧化層１２を通過させることにより、霧化層１２の粉体塗料を被塗装物２に付着させる塗装を行っているというのが現状である。

しかしながら、この方法によって塗装を行っても、マイクロモーターの巻線箇所の奥まった箇所への塗装の均一性には、問題があった。

また、コロナ電極８を粉体塗料槽６に設置した静電流動浸漬による塗装方法においては、粉体塗料槽６の材質が、絶縁性のものに限られる。即ち、粉体塗料槽６の材質が、導電性、例えば金属であると、コロナ電極８から放電された、電子は全て近くの粉体塗料槽６の金属材料に放電されてしまい、被塗装物２との間で電場を形成することができず、粉体塗料を被塗装物２に付着させることができなくなる。

また、コロナ電極８を設置した多孔質材９から被塗装物２への距離が大きくなると、つまりコロナ電極８から離れると、粉体塗料が浮遊していても、被塗装物２との間での電界が弱くなり、粉体塗料が付着し難くなる。

さらに、別な塗装方法として静電気を使用しない流動浸漬方式もあり、自転車の籠、ネットフェンスなどの塗装に多く採用されている。

この方法は、図２２に示すように、被塗装物２を搬送するライン１３に沿って、予熱炉１４、粉体塗料を流動状態で収容する流動槽１５、焼き付け乾燥炉１６を順番に設置し、予熱炉１４内で被塗装物２を物温で２７０℃程度に予熱した後、昇降可能な流動槽１５の上方に被塗装物２を移動させ、次いで、流動槽１５を上昇させて流動槽１５内に被塗装物２を浸漬させることにより、被塗装物２の表面に粉体塗料を熔融付着させるという方法である。この後、流動槽１５を下降させて被塗装物２を取り出し、焼き付け乾燥炉１６に供給して、再加熱を約２００℃の温度で行って、被塗装物２の表面に付着した塗料の塗膜肌を平滑にし、その後、ライン１３から脱荷を行う。

この予熱浸漬による方法では、膜厚が４００μｍ以上と非常に厚膜の塗装になる。また、使用できる粉体塗料が、塩化ビニル、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂に限られ、エポキシ、ポリエステル系の粉体塗料は一般的に使用することができない。また、予熱後の浸漬により、粉体塗料が垂れた状態になり易いという問題もある。

コーテック株式会社発行、「静電粉体塗装」 Ｊ・Ｆ・Ｈｕｇｈｅｓ著、６０〜６５頁

上記のように、粉体塗料を被塗装物に対して吹き付けて塗装を行う従来の静電塗装方法は、凹凸部のある被塗装物やネットフェンスのように細い線材から形成されたものでは、粉体塗料が当たりにくい箇所ができると、その部分が塗装不良になり易い。

また、吹き付けた塗料の多くがオーバースプレー粉になるため、塗着効率が悪いという問題がある。

また、粉体塗料を被塗装物に対して強制エアーによって吹き付ける塗装方法では、被塗装物に付着しようとしている粉体塗料が吹き飛ばされ、被塗装物にスケが発生したり、ピンホールが発生したりする。

特に、ネットフェンス等のように細い円形線材で形成されている被塗装物の場合、粉体塗料が円形線材に付着し難く、また、円形線材のクロス部の熔接個所の奥に粉体塗料が入り込み難いので、塗装不良が起こり易い。

一方、粉体塗料を収容した流動槽内にコロナ電極を設置した静電流動浸漬装置による塗装方法は、ガン塗装に比べて被塗装物周辺への粉体塗料の滞留時間は多いものの、粉体塗料が絶えずその箇所に留まることはできず、特に塗装の難しい凹凸部への入り込みに難がある。また、コロナ電極の電界が被塗装物の凹部に到達し難いし、凹部の周辺に粉体塗料を留めることも難しい。

また、被塗装物を予熱して行う流動浸漬塗装方法は、粉体塗料の使用効率はよいものの、被塗装物の予熱が必要であると共に、厚膜になるという問題がある。さらに、使用できる粉体塗料が限定されるという問題もある。

そこで、この発明は、粉体塗料を吐出して行う塗装方法では、吐出の陰になる部分ができる凹凸形状の被塗装物やネットフェンスのように細い線材から形成された被塗装物であっても、隅々まで十分な膜厚で塗装することができ、しかも粉体塗料の使用効率がよい粉体塗装方法を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、粉体塗料を、非導電性樹脂チューブ内を搬送エアーによって通過させることにより、粉体塗料を摩擦帯電させ、この摩擦帯電させた粉体塗料を、搬送エアーと共に塗装容器内に吐出して塗装容器内の一部に霧化状態の粉体塗料領域を形成し、この塗装容器内に形成された霧化状態の粉体塗料領域又は塗装容器から外部に流出する霧化状態の粉体塗料領域に、被塗装物を浸漬又は通過させることにより、被塗装物に粉体塗料を付着させるようにしたものである。

塗装容器内に、予め粉体塗料を堆積させておき、この堆積した粉体塗料の内部又は堆積した粉体塗料の表層に向けて、摩擦帯電させた粉体塗料を、搬送エアーと共に吐出し、塗装容器内の一部に霧化状態の粉体塗料領域を形成するようにしてもよい。

上記塗装容器に、粉体塗料の霧化領域を外部に流出させる開放部を設けてもよい。

この発明の粉体塗装方法は、粉体塗料を搬送エアーによって非導電性樹脂チューブ内を通過させることにより、粉体塗料を摩擦帯電させた後、一旦、粉体塗料を搬送エアーと共に塗装容器内に吐出させる。

摩擦帯電させた粉体塗料を搬送エアーと共に塗装容器内に吐出すると、粉体塗料は、塗装容器の壁面に衝突したり、粉体塗料同士が衝突したりして、搬送エアーの吐出エネルギーが消耗し、塗装容器内に霧化状態の粉体塗料領域が形成される。

この霧化状態の粉体塗料領域の粉体塗料は、帯電し、しかもエアー圧も小さいため、霧化状態の粉体塗料領域に被塗装物を浸漬又は通過させると、電荷を持った粉体塗料が被塗装物に磁石のように付着し、付着した粉体塗料がエアーによって吹き飛ばされることもない。

したがって、凹凸形状の被塗装物やネットフェンスのように細い線材から形成された被塗装物であっても、隅々まで十分な膜厚で粉体塗料が吸着し、吹き付け塗装では付着しないような微粉の粉体塗料も無駄なく被塗装物に付着させることができるので、粉体塗料の使用効率が非常によい。

この発明の第１の実施形態の被塗装物であるリード線用端子の平面図である。 この発明の第１の実施形態の概略平面図である。 この発明の第１の実施形態の概略縦断正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、この発明の第２の実施形態の被塗装物であるモーター用ロータの正面図及び側面図である。 この発明の第２の実施形態を示す概略縦断平面図である。 この発明の第２の実施形態を示す概略縦断正面図である。 この発明の第２の実施形態を示す概略縦断側面図である。 この発明の第３の実施形態を示す概略縦断側面図である。 この発明の第４の実施形態を示す概略縦断側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、この発明の第５の実施形態の被塗装物であるブレーキパッドの斜視図及び側面図である。 この発明の第５の実施形態を示す概略縦断平面図である。 この発明の第５の実施形態を示す概略縦断正面図である。 この発明の第６の実施形態を示す概略縦断正面図である。 この発明の第７の実施形態の被塗装物である機械用パネルの斜視図である。 この発明の第７の実施形態を示す概略縦断正面図である。 この発明の第７の実施形態を示す概略縦断側面図である。 この発明の第８の実施形態の被塗装物であるバスバーの平面図である。 この発明の第８の実施形態を示す概略縦断平面図である。 この発明の第８の実施形態を示す概略縦断正面図である。 従来の粉体塗装装置の概略図である。 従来の静電流動浸漬装置の概略図である。 従来の予熱浸漬装置の概略図である。

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は、この発明の第１の実施形態の被塗装物であるリード線用端子２１を示している。

塗装対象のリード線用端子２１は、図１の一点鎖線の○印で囲んだ中心部の膨れた部分のみを絶縁塗装し、他の部分は半田付けのために、未塗装のままにしておく。

このため、粉体塗装により、リード線用端子２１の絶縁塗装を行う際には、図２に示すように、中心部の膨れた部分以外の部分をマスキング治具２２によってマスキングし、絶縁塗装を行う中心部の膨れた部分のみが粉体塗料と接触するように、露出させている。

マスキング治具２２は、中央部に、例えば、５ｍｍ幅の線状の開口部を有し、この開口部から、絶縁塗装を行うリード線用端子２１の中心部の膨れた部分が露出するように、複数本のリード線用端子２１を、例えば、１０ｍｍピッチで平行に、上下から挟み付けるものである。

そして、マスキング治具２２で挟んだリード線用端子２１を、図２及び図３に示す塗装容器２３を使用して、絶縁塗装を行う。

塗装容器２３は、円形で、上部が開口し、この開口部に沿って、マスキング治具２２に挟まれたリード線用端子２１を、例えば、コンベアスピード３．０ｍ／ｍｉｎの速さで通過させることにより、塗装が行われる。

塗装容器２３の側壁の周囲には、摩擦帯電した粉体塗料を塗装容器内に吹き入れる吐出ノズル２４が複数本設置されている。

吐出ノズル２４には、４弗化エチレン等の非導電性樹脂チューブを接続している。この非導電性樹脂チューブ内に絶縁性の粉体塗料を搬送エアーによって通過させることにより、非導電性樹脂チューブと粉体塗料とが摩擦し、粉体塗料が帯電する。そして、摩擦帯電した粉体塗料は、搬送エアーと共に、上記吐出ノズル２４から塗装容器２３内に吹き入れられる。

搬送エアーと共に塗装容器２３内に吹き入れられた帯電した粉体塗料は、塗装容器２３内で互いに衝突し、また、塗装容器２３の内壁に衝突したりして、搬送エアーの流速が次第に弱まり、塗装容器２３の内部に、霧化状態になった帯電した粉体塗料の領域Ｂが形成される。

図１に示す符号Ａは、吐出ノズル２４から吹き入れられた流速が早い粉体塗料の領域を示し、符号Ｂは、流速が弱まって霧化状態になった粉体塗料の領域を示している。

上記塗装容器２３の上方の開口部には、排気フード２５が設置され、霧化状態になった帯電した粉体塗料が、開口部から均一にゆっくりと上昇する。その様は、煙突からゆっくりと煙が立ち昇るようである。

上記塗装容器２３の上方の開口部から流出する霧化状態の粉体塗料領域Ｂに、図２及び図３に示すように、マスキング治具２２で挟んだリード線用端子２１を通過させると、マスキング治具２２の中央部の開口部から、帯電した粉体塗料がリード線用端子２１の中心部の膨れた部分に付着する。

霧化状態の粉体塗料領域Ｂの粉体塗料は、塗装容器２３内への吹き入れにより、搬送エアーが弱められているので、被塗装物に付着した粉体塗料は搬送エアーによって吹き飛ばされない。したがって、図２及び図３に示す塗装装置において、例えば、粉体塗料として粒径５５μｍのＰＰ樹脂を使用し、塗装容器内への吐出量を２２ｇ／ｍｉｎとした場合、搬送エアーを一般的な摩擦ガンの１／２〜１／３のエアー圧にしても塗装が可能である。また、一般的な摩擦ガンの場合、２．０μＡ以上の電流値が必要とされているが、この発明では、搬送エアーによる吹き飛ばしがないため、０．３μＡという摩擦ガンの１／１０以下の電流値であっても粉体塗料を被塗装物に付着させることができる。

吐出ノズル２４から塗装容器２３への粉体塗料の吐出は、マスキング治具２２で挟んだリード線用端子２１が、塗装容器２３の上方を通過し、粉体塗料の付着が終了した段階で停止する。

上記塗装容器２３の上方には、排気フード２５が設置され、この排気フード２５からオーバースプレー粉を回収し、回収した粉体塗料を再利用するようにしている。

また、塗装容器２３の下部は、ホッパーのように徐々に先窄まりの形状に形成されており、塗装容器２３に吐出された粉体塗料の一部が堆積する。

塗装容器２３の下部に堆積した粉体塗料は、塗装容器２３の下部に、上下２段に設けたダンパー２６ａ、２６ｂを使用して、塗料タンク２７に戻し、再利用するようにしている。

塗装容器２３の下部のダンパー２６ａ、２６ｂに替えて、ピンチバルブを使用し、塗装容器２３の下部に堆積した粉体塗料を排出するようにしてもよい。

塗装容器２３の下部のダンパー２６ａ、２６ｂを開いて塗料タンク２７に戻すのは、例えば、吐出ノズル２４から塗装容器２３への粉体塗料の吐出を３０回行って、１回程度である。

この第１の実施形態では、塗装容器２３に、対向するように吐出ノズルを２本ずつ、計４本設けているので、塗料タンク２７から定量供給装置２８、加速ミキシング室２９を経て、４本の非導電性樹脂チューブを介して各吐出ノズル２４に粉体塗料を搬送している。

加速ミキシング室２９には、摩擦制御盤３０が設置されている。

上記のようにして粉体塗装したリード線用端子２１は、マスキング治具２２から外され、乾燥炉を経て、遠赤外線照射により焼付けることにより、絶縁塗装が完了する。

次に、被塗装物が、自動車用の小型モーターのロータ３１であるこの発明の第２の実施形態について説明する。

ロータ３１は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、径方向にスロットル３２が狭い間隔で多数並び、スロットル３２の外面に、巻線を行うために厚膜の絶縁塗装が行われる。

この発明の第２の実施形態は、上記スロットル３２の外面の絶縁被膜を粉体塗装によって形成する方法であり、粉体塗料として、例えば、緑色のエポキシ系粉体塗料が使用される。

ところで、上記絶縁被膜を、従来の摩擦帯電ガンを使用して形成しようとした場合、摩擦帯電ガンは、非導電性樹脂との摩擦によって粉体塗料を帯電させるものであるから、コンプレッサーのエアーなどの強制エアーと共に粉体塗料が被塗装物であるロータ３１に吹き付けられるため、ロータ３１に付着した粉体塗料も強制エアーに吹き飛ばされてしまい、厚膜の絶縁塗装が行えない。

このため、この発明では、摩擦帯電した粉体塗料をロータ３１に直接吹き付けることなく、ロータ３１に付着した粉体塗料が吹き飛ばさないようにして塗装を行っている。

この発明では、図５〜図７に示すように、粉体塗料を搬送エアーによって非導電性樹脂チューブ内を通過させることにより、粉体塗料を摩擦帯電させた後、一旦、粉体塗料を搬送エアーと共に、非導電性樹脂チューブの先端の吐出ノズル２４から長方形の塗装容器２３内に吐出させ、塗装容器２３内で、搬送エアーを弱めて霧化状態にした粉体塗料の領域Ｂを形成し、この霧化状態の領域Ｂの粉体塗料をロータ３１に付着させるようにしている。

上記塗装容器２３は、例えば、塩ビ系の樹脂が使用され、ポリカーボネートなど、絶縁性が望ましい。

この第２の実施形態では、吐出ノズル２４は、塗装容器２３の側面から対向するように、計６本を差し込んでいる。

各吐出ノズル２４には、定量供給装置２８を使用して塗料タンクから粉体塗料が定量供給される。

塗装容器２３の上部には、スクリュー方式によりロータ３１が回転しながら移動するコンベアー３３が設置されている。

塗装容器２３の底面は、コンベアー３３の進行方向に傾斜し、裏面に設置した振動装置３４により底面に堆積した粉体塗料が塗装容器２３から排出口に向かって移動し、回収タンクに回収され、再利用される。

塗装容器２３の上面には、コンベアー３３に沿って被塗装物を覆う、ドーム型の塗装室３５が設置されている。塗装室３５のコンベアー３３の進行方向の出口部にオーバースプレー粉を回収する排気フード３６が設置されている。排気フード３６から回収されたオーバースプレー粉は、集塵機を経て再利用される。

ロータ３１がドーム型の塗装室３５に近づくと、塗装容器２３に配置された吐出ノズル２４から、絶縁性の粉体塗料が吐出される。

塗装容器２３内に吐出ノズル２４から吐出された粉体塗料は、互いが塗装容器２３内にてミキシングされ、且つ塗装容器２３内の壁面に接触することにより、搬送エアーのエネルギーが消耗する。これにより、塗装容器２３内に、霧化状態の粉体塗料の領域Ｂが形成され、霧化状態の粉体塗料が塗装容器２３の上方の開口部からドーム型の塗装室３５内に侵入し、コンベアー３３の進行方向に沿ってゆっくりと漂う。

ドーム型の塗装室３５に回転しながら搬送されたロータ３１は、塗装室３５内の霧化状態の粉体塗料領域Ｂ内を通過し、粉体塗料が付着する。特に、霧化状態の粉体塗料は、エアー量が少ないために、ロータ３１の内部（スロット）にも十分付着する。また、エッジ部にも静電反発が起こらず、均一な厚膜塗装ができる。塗装後、ロータ３１は回転しながら、外周部に付着した粉体塗料がブラシなどで取り除かれ、高周波装置を経由して、焼付けされ、絶縁被膜が形成される。

粉体塗料として、エポキシ系の平均粒径が４５μｍのものを使用し、吐出ノズル２４からの吐出量を３０ｇ/ｍｉｎ、搬送エアーを０．７５ＭＰａ、電流値０．５μＡで、２０秒間の実塗装時間が得られるようにコンベアー３３のスピードを調整して、各１０個のロータについて、計４回の塗装実験を行った結果を表１に示す。表１の測定点は、図３（ｂ）のスロットル３２の外面に示している。この塗装実験により、スロットル３２の外面では、平均２５０μｍ以上、図４（ｂ）の符号ａのエッジ部では、平均３４０μｍ以上の厚膜の絶縁被膜を形成することが確認できた。

なお、膜厚調整は、吐出量、コンベアスピード（塗装時間）により調整可能である。

上記この発明の第２の実施形態では、塗装容器２３の側壁に、吐出ノズル２４を対向するように設置し、吐出ノズル２４から吐出した粉体塗料同士を、塗装容器２３内で互いに衝突させて吐出エアーを弱め、塗装容器２３内に霧化状態の粉体塗料の領域Ｂを形成している。

図８及び図９に示すこの発明の第３、第４の実施形態では、塗装容器２３の底部に帯電していない粉体塗料を収容しておき、底部に堆積した粉体塗料に、図８に示すように、吐出ノズル２４の先端を差し入れ、また、図９に示すように、底部に堆積した粉体塗料の表面に向けて吐出ノズル２４からの粉体塗料を吹き入れることにより、吹き入れた粉体塗料の吐出エアーを弱め、塗装容器２３の底部に堆積した粉体塗料と共に、霧化状態の粉体塗料の領域Ｂを形成している。このようにして形成した霧化状態の領域Ｂには、帯電した粉体塗料と、帯電していない粉体塗料とが混在する。この霧化状態の領域Ｂに被塗装物を浸漬、又は通過させると、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に、粉体塗料が吹き飛ばされることなく、帯電していない粉体塗料も被塗装物に付着する。

また、図８又は図９の実施形態の塗装容器２３の底部に、振動装置を設置し、塗装容器２３内の底部の粉体塗料層を振動させれば、霧化状態の粉体塗料の領域Ｂをより形成し易くなる。

次に、被塗装物が、自動車、２輪車に使用されるブレーキパッド３７であるこの発明の第５、第６の実施形態について説明する。

ブレーキパッド３７は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、パッド部３８とバックプレート３９とからなる。

ブレーキパッド３７は、例えば、アルミホイールの隙間からよく見えることから、意匠性も考えて、バックプレート３９と、パッド部３８の側面に塗装が行なわれている。

バックプレート３９は、金属製であるから静電塗装が可能である。また、パッド部３８も一般に銅粉などの金属粉が混入されているため、パッド部３８についても、静電塗装が可能である。

しかしながら、近年、公害、環境等の影響から、パッド部３８の材料に、金属材料を使用しないように変更されつつある。それゆえ、パッド部３８は、非導電性となり、静電粉体塗装が難しい。

この発明の第５、第６の実施形態は、この絶縁性のパッド部３８に対しても粉体塗装が行える方法である。

まず、第５の実施形態では、図１１及び図１２に示すように、長方形の塗装容器２３に、対向するように吐出ノズル２４を３本ずつ、計６本設けている。吐出ノズル２４には、塗料タンク２７から定量供給装置２８、加速ミキシング室２９を経て、６本の非導電性樹脂チューブを介して粉体塗料が供給される。

加速ミキシング室２７には、摩擦制御盤３０が設置されている。

塗装容器２３は、上面壁を有し、この上面壁に沿って、被塗装物であるブレーキパッド３７を搬送する搬送ベルト４０が設置されている。

ブレーキパッド３７は、搬送ベルト４０に、パッド部３８を下側にして載置されて搬送される。

搬送ベルト４０としては、ポリエステル帆布表面にポリウレタン樹脂をコーティングした平滑性のベルトを使用している。ブレーキパッド３７は、パッド部３８を下側にして載置しているので、バックプレート３９の上面に、接地（アース）線４１を接続している。

上記塗装容器２３の上面壁には、搬送ベルト４０と、搬送ベルト４０上に載置されたブレーキパッド３７を囲うように、搬送ベルト４０の搬送方向に沿って内側塗装室４２を設けている。

搬送エアーと共に塗装容器２３内に吹き入れられた帯電した粉体塗料は、塗装容器２３内で互いに衝突し、また、塗装容器２３の内壁に衝突したりして、搬送エアーの流速が次第に弱まり、塗装容器２３の内部に、霧化状態になった帯電した粉体塗料の領域Ｂが形成される。

この塗装容器２３の内部で霧化状態になった帯電した粉体塗料は、塗装容器２３の上面壁に設けた内側塗装室４２に、Ｌ字型の連通路４３を介して引き入れられている。この連通路は、搬送ベルトの両側に走行方向に沿って３個ずつ設置されている。

塗装容器２３の上面壁には、上記内側塗装室４２とＬ字型の連通路４３を囲うように、外側塗装室４４を設けており、この外側塗装室４４によって、内側塗装室４２内での外気の影響を少なくし、粉体塗料の外部への漏れ出しを防止している。

外側塗装室４４の出口には、オーバースプレー粉の排気フード４５が設置され、再使用される。

塗装容器２３内の霧化状態の粉体塗料は、上記連通路４３を通過して内側塗装室４２内に入る。この内側塗装室４２内を搬送ベルト４０に載置されたブレーキパッド３７が通過すると、霧化状態の粉体塗料が、金属製のバックプレート３９と、絶縁性のパッド部３８の側面の両方に付着する。霧化状態の粉体塗料は、帯電しているため、金属製のバックプレート３９には、当然付着するが、絶縁性のパッド部３８にも付着する。

パッド部３８が絶縁性であっても霧化状態の粉体塗料が付着するのは、内側塗装室４２内では吐出エアーによる影響を受けないためであると考えられる。また、内側塗装室４２内に流入した霧化状態の粉体塗料の電荷量が非常に少なくても、絶縁材料自体の固有抵抗値内であれば塗装が可能なためであると考えられる。

上記のようにして内側塗装室４２内で塗装されたブレーキパッド３７は、外側塗装室４４を通過、搬出されて、乾燥炉装置へのベルトに移載される。

塗装容器２３内に堆積した粉体塗料は、塗装終了後に下部に設置した傾斜する多孔板製のエアースライダー４８のエアーが作動し、排出口に集められる。排出口からインジェクター４６にて塗料タンク２７に搬送され再利用される。

上記第５の実施形態で、実際にブレーキパッド３７の塗装を行った結果を、表２に示す。

表２の通り、金属製のバックプレート３９の天面と、絶縁性のパッド部３８の側面の両方に、十分な厚みで粉体塗料が付着し、目視観察したところ、塗膜表面も綺麗であった。表２は、１ロット計５個のブレーキパッドについて、計５回の塗装実験を行い、各回の５個のブレーキパッドの最小膜厚と最大膜厚を示している。膜厚の単位は、μｍである。

次に、図１３は、この発明の第６の実施形態であり、第５の実施形態と同様に、被塗装物が絶縁性のパッド部３８を有するブレーキパッド３７の塗装方法である。

この第６の実施形態では、第１の実施形態の塗装装置と基本的に同一であり、主な相違点は、被塗装物であるブレーキパッド３７を、ベルトコンベアーを使用して、塗装容器２３の上部を通過させている点と、塗装容器２３の下部の粉体塗料の排出装置としてダブルのピンチバルブ５７を使用している点である。

また、この第６の実施形態では、同様にブレーキパッド３７の粉体塗装である第５の実施形態とは、次の点が相違する。

すなわち、第５の実施形態では、ブレーキパッド３７の金属製のバックプレート３９に、アース線４１を接続して塗装を行っているが、第６の実施形態では、金属製のバックプレート３７に、アース線４１を接続しないで、塗装を行っている。アース線４１を接続しなくても、十分な塗装が行えた。

次に、図１５及び図１６は、図１４に示すように、一辺が３００ｍｍのパネルの一面に、２本の突起物５０が平行に設けられた機械用パネル４９を被塗装物とするこの発明の第７の実施形態である。

この機械用パネル４９は、突起物５０を設けた面のみが塗装面で、その裏面は未塗装の状態でよい製品である。そして、塗装面は、特に、ゴミ（異物）や、スピット（塗料の塊やブツ）がないように仕上げられることが要求される製品である。

このため、第７の実施形態では、霧化状態の粉体塗料を形成する塗装容器２３の上面を、突起物５０を設けた塗装面を下に向けた状態で、機械用パネル４９をコンベアー５１に吊るして通過させ、通過中に、霧化状態の帯電した粉体塗料を、突起物５０を設けた塗装面に付着させるようにしている。

コンベアー５１のハンガーには、磁石５２が取付けられ、磁石５２によって裏面の非塗装面を保持するようにしている。

塗装容器２３には、第１、第２の実施形態などと同様に、塗装容器２３の側壁に、吐出ノズル２４を対向するように設置し、吐出ノズル２４から吐出した粉体塗料同士を、塗装容器２３内で互いに衝突させて吐出エアーを弱め、塗装容器２３内に霧化状態の粉体塗料の領域Ｂを形成している。

この第７の実施形態では、塗装容器２３内に霧化状態の粉体塗料の領域Ｂをより均一化させるために、塗装容器２３を往復移動装置５３上に設置し、塗装容器２３を揺動させている。

その他、塗装容器２３の上方に、回収ホッパー２５を設け、また、塗装容器２３の下方から回収粉を取出して、再利用する点は、他の実施形態と同様である。

次に、図１８及び図１９は、図１７に示す電気自動車などのバスバー５４を被塗装物とするこの発明の第８の実施形態である。

バスバー５４は、図１７に示すように、両端部の一点鎖線の○印で囲んだ端子部分以外に絶縁塗装を施す必要がある製品であり、第８の実施形態は、この絶縁塗装を行う方法であり、エポキシ系の粉体塗料を使用し、３００μｍ以上の厚膜塗装が行われる。

塗装容器２３は、第７の実施形態と同様のものである。

バスバー５４は、コンベアーのハンガー５５に１０本平行に吊るし、コンベアー５５をバスバー５４が塗装容器２３の上面に、所定時間停止するようにタクト運転する。

塗装容器２３の上面には、ハンガー５５を囲う排気フード５６が設けられ、バスバー５４が塗装容器２３の上面に移動した段階で、排気フード５６が塗装容器２３の上面に下降するようになっている。

排気フード５６が下降すると、塗装容器２３内の吐出ノズル２４から摩擦した粉体塗料が吐出され、塗装容器２３内にて攪拌、分散により霧化した粉体塗料粒子がゆっくりと塗装容器２３の下方部からバスバー５４に向かい、付着する。

吐出量は、例えば、５０ｇ/ｍｉｎで、30秒間の塗装である。塗装後、排気フード５６は上昇し、原点に戻る。塗装されたバスバー５４は、次の工程であるエアーブロー室に移動する。このエアーブロー室では、バスバー５４の両側の端子穴部をエアーにより付着粉の除去を行なう。したがって、バスバー５４の両側の端子部分にマスキングを施す必要はなく、これにより、マスキングに付着した粉体塗料のロスがない。また、マスキングの手動による脱着はない。エアーブローした粉体塗料は回収され、再利用される。その後焼付け乾燥炉に搬送され、製品となる。予熱炉もなく、環境に優しい塗装となる。そして、膜厚は、一般的な摩擦帯電ガンのような搬送エアーによる吹き飛ばしがないので、３００〜４００μｍの厚膜塗装が可能となる。

実際に、ハンガー５５にバスバー５４を１０本吊るして、塗装を行った結果を表３に示す。表３の塗装実験は、５回行い、膜厚は、上面と下面について、手前側（Ａ）、中央部（Ｂ）、奥側（Ｃ）の３か所を測定した。単位は、μｍである。

２１ リード線用端子
２３ 塗装容器
２４ 吐出ノズル
２５ 排気フード
２７ 塗料タンク
２８ 定量供給装置
２９ 加速ミキシング室
３０ 摩擦制御盤
３１ ロータ
３３ コンベアー
３４ 振動装置
３５ 塗装室
３７ ブレーキパッド
３８ パッド部
３９ バックプレート
４０ 搬送ベルト
４２ 内側塗装室
４３ 連通路
４４ 外側塗装室
４５ 排気フード
４８ エアースライダー
４９ 機械用パネル
５１ コンベアー
５２ 磁石
５３ 往復移動装置
５４ バスバー
５５ ハンガー
５６ 排気フード
Ｂ 霧化状態の領域

Claims (6)

1. 粉体塗料を、非導電性樹脂チューブ内を搬送エアーによって通過させることにより、粉体塗料を摩擦帯電させ、この摩擦帯電させた粉体塗料を、搬送エアーと共に塗装容器内に吐出して塗装容器内の一部に霧化状態の粉体塗料領域を形成し、この塗装容器内に形成された霧化状態の粉体塗料領域又は塗装容器から外部に流出する霧化状態の粉体塗料領域に、被塗装物を浸漬又は通過させることにより、被塗装物に粉体塗料を付着させることを特徴とする粉体塗装方法。
2. 塗装容器内に、予め粉体塗料を堆積させておき、この堆積した粉体塗料の内部又は堆積した粉体塗料の表層に向けて、摩擦帯電させた粉体塗料を、搬送エアーと共に吐出し、塗装容器内の一部に霧化状態の粉体塗料領域を形成することを特徴とする請求項１記載の粉体塗装方法。
3. 上記塗装容器に、粉体塗料の霧化領域を外部に流出させる開放部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の粉体塗装方法。
4. 上記塗装容器の下部に、堆積した粉体塗料を排出する排出口を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉体塗装方法。
5. 上記塗装容器が、非導電性樹脂又は金属、導電性樹脂などの導電材によって形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の粉体塗装方法。
6. 上記塗装容器を揺動させて霧化領域の粉体塗料を均一化する請求項１〜５のいずれかに記載の粉体塗装方法。

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