JP2015229152A - Powder coating method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、筒状の被塗装物の内面に、粉体塗料のコーティング膜を形成する粉体塗装方法に関するものである。 The present invention relates to a powder coating method for forming a coating film of a powder paint on the inner surface of a cylindrical object to be coated.
粉体塗料を使用する塗装方法としては、近年、静電塗装が用いられている。 In recent years, electrostatic coating has been used as a coating method using a powder coating.
この静電気を利用する塗装方法には大別して3つある。 There are three main types of painting methods that use static electricity.
塗料を溶剤に希釈して静電気で塗装を行なう溶剤式静電塗装、あるいは溶剤の代わりに、経済的な水性(水溶性)の塗料を希釈して静電気で塗装を行なう水性(水溶)式静電塗装の他、塗料を溶剤、水系に分散させることなく、塗料樹脂を粉砕し、粒子状にして、その塗料粒子に電荷を帯びさせて塗装を行なう静電式粉体塗装がある。 Solvent-type electrostatic coating in which paint is diluted with solvent and applied with static electricity, or water-based (water-soluble) type electrostatic in which economical aqueous (water-soluble) paint is diluted instead of solvent and applied with static electricity In addition to coating, there is electrostatic powder coating in which a coating resin is pulverized into particles without dispersing the coating in a solvent and water system, and the coating particles are charged.
これら静電気を利用する塗装方法のうち静電式粉体塗装は、オーバースプレー粉を回収し再利用が可能であることから、近年溶剤塗装から粉体塗装への移行が進みつつある。 Of these coating methods using static electricity, electrostatic powder coating is capable of recovering and reusing overspray powder, and in recent years, the transition from solvent coating to powder coating is progressing.
静電式粉体塗装は、当初フェンス、ガードレールなどの道路資材から始まり、家庭で使用する冷蔵庫、洗濯機、電子レンジ、消火器や、ワイパー、コイルスプリング、ブレーキパッド、アルミホイールなど自動車部品にも多く使用されている。海外では、乗用車のトップクリアー塗装にも使用されている。 Electrostatic powder coating begins with road materials such as fences and guardrails, and is applied to automobile parts such as refrigerators, washing machines, microwave ovens, fire extinguishers, wipers, coil springs, brake pads, and aluminum wheels used at home. Many are used. Overseas, it is also used for top clear painting of passenger cars.
静電式粉体塗装は、近年ビルの内外装として、パーテーションや耐候性の必要な外装パネル、オイルヒーターパネルにも使用されている。また、無公害の点から、鋼製家具、小学校の椅子、机にも使用されている。 In recent years, electrostatic powder coating is also used for exterior panels and oil heater panels that require partitioning and weather resistance as interior and exterior buildings. It is also used for steel furniture, elementary school chairs and desks because of its non-polluting point.
静電式粉体塗装は、粉体塗料を例えば平均20〜30μmの粒子にし、静電気にて被塗装物に付着させ、その後焼付け乾燥炉にて、溶融、硬化を行って塗膜を形成するという方法である。 In electrostatic powder coating, for example, a powder coating is made into particles having an average of 20 to 30 μm, adhered to an object to be coated with static electricity, and then melted and cured in a baking and drying furnace to form a coating film. Is the method.
一般に静電式粉体塗装に使用する吹き付けガンの方式には2つに大別できる。一つは、高電圧に昇圧して、電極に印加し塗装を行なうコロナガン方式であり、もう一つは、非導電性樹脂と粉体塗料を接触させて、塗料粒子に電荷を帯電させて塗装を行なう摩擦帯電ガン方式である。 Generally, there are two types of spray guns used for electrostatic powder coating. One is a corona gun system that boosts the voltage to a high voltage and applies it to the electrode for coating. The other is to contact the non-conductive resin and the powder paint to charge the paint particles and apply the paint. This is a triboelectric gun method.
また、別な方法として、特許文献1のように流動槽内にて粉体塗料を流動し、その底面の多孔板付近にコロナ電極を配置し、流動した上部で、粉体塗料が霧化した付近に、例えばモーターのローターといった被塗装物を回転しながら塗装を行なう静電流動浸漬塗装や、特許文献2のように、流動槽内に摩擦した粉体塗料を投入することにより、流動槽内の粉体塗料に電荷を付与して、流動槽の粉体塗料内に被塗装物を浸漬して塗装を行なったり、流動した粉体塗料上部の霧化部付近に、被塗装物を回転しながら塗装をおこなう方法もある。
Further, as another method, as in
ところで、例えば、配管用エルボやニップルのような筒状の被塗装物の内面を、静電式粉体塗装によって塗装を行う場合に、静電式粉体塗装ガンから噴射された粉体塗料を、筒状の被塗装物の内面を通過させ、被塗装物の内面に粉体塗料を付着させるという方法がある。 By the way, for example, when coating the inner surface of a cylindrical object such as a pipe elbow or nipple by electrostatic powder coating, the powder coating sprayed from the electrostatic powder coating gun is used. There is a method of passing the inner surface of a cylindrical object to be coated and attaching a powder paint to the inner surface of the object to be coated.
静電式粉体塗装ガンによって、配管用エルボやニップルのような筒状の被塗装物の内面を塗装する場合、筒状の被塗装物の内径が大きいときには、筒状の被塗装物の内部に、ガン先を挿し入れて塗装を行うことが可能である。 When painting the inner surface of a cylindrical object such as a pipe elbow or nipple with an electrostatic powder coating gun, if the inner diameter of the cylindrical object is large, the inside of the cylindrical object In addition, it is possible to paint by inserting a gun tip.
しかしながら、筒状の被塗装物の内径が小さいときには、ガン先を挿し入れることができないし、ガン先を筒状の被塗装物に近づけすぎると、ガン先の電極と被塗装物との間でスパークが発生する恐れがある。 However, when the inner diameter of the cylindrical object to be coated is small, the gun tip cannot be inserted, and if the gun point is too close to the cylindrical object to be coated, there is a gap between the gun tip electrode and the object to be coated. There is a risk of sparks.
また、ガン先と被塗装物とを離し過ぎると、筒状の被塗装物の内部の奥の方に粉体塗料が届かず、塗装不良が生じる。 Further, if the gun tip and the object to be coated are separated too much, the powder paint does not reach the inner part of the cylindrical object to be coated, resulting in poor painting.
また、筒状の被塗装物の両端に開口部ある場合に、両端の開口部を開放した状態のまま、粉体塗料を通過させると、粉体塗料の通過速度が速くて、粉体塗料を筒状の被塗装物の内面に十分に付着させることが困難である。 In addition, when there are openings at both ends of the cylindrical object, if the powder coating is passed with the openings at both ends open, the passing speed of the powder coating is high, and the powder coating It is difficult to sufficiently adhere to the inner surface of the cylindrical object.
このため、粉体塗料の通過させる前に、被塗装物を予熱しておき、粉体塗料が通過する間に、粉体塗料をメルトさせて被塗装物の内面に粉体塗料を付着させるようにした場合、被塗装物の内面形状によって予熱温度分布が異なると、膜厚が大きくことなり、均一な塗膜が得られないという問題がある。 For this reason, the object to be coated is preheated before passing the powder paint, and the powder paint is melted to adhere to the inner surface of the object to be coated while the powder paint passes. In this case, if the preheating temperature distribution differs depending on the inner surface shape of the object to be coated, there is a problem that the film thickness becomes large and a uniform coating film cannot be obtained.
また、予熱した被塗装物に通過した粉体塗料は、メルトが開始され、ブロッキングや燐片状態になるため、塗膜表面にブツが発生しやすいと共に、回収粉にも鱗片状の粉体が混ざるため、回収粉の再利用にも問題が生じる。 In addition, since the powder coating that has passed through the preheated material starts to melt and becomes in a blocking or scaly state, the surface of the coating is liable to generate flaws and the recovered powder contains scaly powder. Due to the mixing, there is a problem in reusing the recovered powder.
そこで、この発明は、内径が小さい筒状の被塗装物や、内面形状が複雑な筒状の被塗装物であっても、内面に粉体塗料を均一に付着させて、筒状の被塗装物の内面に、粉体塗料のコーティング膜を形成する粉体塗装方法を提供することを課題とする。 In view of this, the present invention provides a cylindrical object to be coated by uniformly adhering a powder coating to the inner surface of a cylindrical object having a small inner diameter or a cylindrical object having a complicated inner surface shape. It is an object of the present invention to provide a powder coating method for forming a coating film of a powder paint on the inner surface of an object.
この発明は、上記の課題を解決するために、少なくとも一つの開口部を有する筒状の被塗装物の内面に、粉体塗料のコーティング膜を形成する粉体塗装方法において、筒状の被塗装物の少なくとも一つの開口部を残して他の開口部を閉塞した状態で、開口する開口部から筒状の被塗装物内に、静電気を帯びた粉体塗料を充填し、その後、充填した粉体塗料を開口する開口部から落下させ、被塗装物の内面に静電気力によって付着する粉体塗料をコーティング膜として残すようにしたものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a cylindrical coating object in a powder coating method for forming a coating film of a powder coating material on the inner surface of a cylindrical object having at least one opening. Fill the cylindrical object to be coated with the electrostatic powder paint from the opening that has been opened and leave the other opening closed, and then fill the powder. The body paint is dropped from the opening to open, and the powder paint that adheres to the inner surface of the object to be coated by electrostatic force is left as a coating film.
筒状の被塗装物内には、静電気を帯びた粉体塗料を静電塗装ガンから散布して、粉体塗料を充填することができる。 In the cylindrical object to be coated, the powder coating material charged with static electricity can be sprayed from the electrostatic coating gun and filled with the powder coating material.
筒状の被塗装物内に粉体塗料を充填する際には、開口する筒状の被塗装物の開口部から徐々に離しながら筒状の被塗装物内に粉体塗料を充填することが好ましい。 When filling powder coating material into a cylindrical object, the powder material may be filled into the cylindrical object while gradually separating from the opening of the cylindrical object to be opened. preferable.
筒状の被塗装物の開口部を閉塞する場合、絶縁性材料からなる蓋部材によって閉塞するようにしてもよい。 When the opening of the cylindrical object is closed, it may be closed by a lid member made of an insulating material.
筒状の被塗装物に充填した粉体塗料を開口する開口部から落下させる際に、筒状の被塗装物に振動を与えて行うことができる。 When the powder coating material filled in the cylindrical object is dropped from the opening that opens, the cylindrical object can be vibrated.
筒状の被塗装物内に静電気を帯びた粉体塗料を充填する際には、被塗装物を回転させながら行うようにしてもよい。 When filling the cylindrical object to be coated with static electricity, it may be performed while rotating the object to be coated.
この発明によれば、開口する開口部から筒状の被塗装物内に、静電気を帯びた粉体塗料を充填し、その後、充填した粉体塗料を開口する開口部から落下させ、被塗装物の内面に静電気力によって付着する粉体塗料をコーティング膜として残すようにしたので、内径が小さい筒状の被塗装物や、内面形状が複雑な筒状の被塗装物であっても、内面に粉体塗料を均一に付着させることができる。 According to this invention, the powder coating material charged with static electricity is filled into the cylindrical object to be coated from the opening to be opened, and then the filled powder coating material is dropped from the opening to be painted, Because the powder coating that adheres to the inner surface of the surface due to electrostatic force is left as a coating film, even if it is a cylindrical object with a small inner diameter or a cylindrical object with a complicated inner surface shape, A powder coating can be uniformly attached.
以下、この発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、給水給湯配管のソケットの断面図であり、両端が開口する筒状体からなり、内面にねじ山が形成されており、この給水給湯配管のソケットを被塗装物1として、図2に示すように、内面にポリエチレン樹脂のコーティング膜2を形成する実施形態について説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a socket for a hot water and hot water supply pipe. The socket is formed of a cylindrical body having both ends open, and a thread is formed on the inner surface. In the following, an embodiment in which a polyethylene
まず、図3(a)に示すように、アースされた金属板3の上面に、両端が開口する筒状の被塗装物1を立てて、一方の開口部を閉塞する。
First, as shown to Fig.3 (a), the cylindrical to-be-coated
筒状の被塗装物1の外面に、筒状のマスキング材4を被せ、筒状の被塗装物1の上方に静電塗装ガン5を設置する。この静電塗装ガン5のガン先には、内径20mmのマズルが設置され、筒状の被塗装物1の内径は、この静電塗装ガン5のマズルの径よりも小さい12〜20mmである。
A
したがって、筒状の被塗装物1の内部に、静電塗装ガン5のマズルを挿し入れることはできないので、図3(a)に示すように、筒状の被塗装物1の上方の開口部に、静電塗装ガン5のマズルを近づけて、筒状の被塗装物1の内部に向かって、粉体塗料Aを散布して、閉塞された筒状の被塗装物1の内部に粉体塗料Aを堆積させる。
Therefore, since the muzzle of the
そして、筒状の被塗装物1の内部の粉体塗料Aの堆積量が増えるにしたがって、図3(b)(c)に示すように、筒状の被塗装物1の上方の静電塗装ガン5を徐々に上昇させ、筒状の被塗装物1の内部を、図3(c)に示すように、粉体塗料Aによって満杯にさせる。
Then, as the amount of the powder coating A deposited inside the
この後、図4に示すように、粉体塗料Aによって満杯にした筒状の被塗装物1の外面に被せた筒状のマスキング材4と、金属板3を取り除いて、筒状の被塗装物1の側面に配置したショッカー(振動機)8によって、筒状の被塗装物1に振動を与えると、筒状の被塗装物1の下方の開口部から堆積粉が落下する。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the
筒状の被塗装物1の下方の開口部から堆積粉が落下しても、筒状の被塗装物1の内面には静電気力によって粉体塗料Aが所定の厚みで均一に付着した状態になっている。この後、内面に粉体塗料Aが付着した筒状の被塗装物1を焼付け炉で焼付けを行うことにより、塗装が完了する。
Even if the deposited powder falls from the opening below the
筒状の被塗装物1に付着する粉体塗料Aの膜厚調整は、静電塗装ガン5の電圧調整によっても可能であるが、表1に示すように、使用する粉体塗料Aの粒径を変更することによって行うことができる。
The film thickness of the powder coating A attached to the
表1は、平均粒径が23μm、50μm、77μm、100μmの4種類の変性ポリエチレン樹脂の粉体塗料を使用して、塗装を10回行った場合の焼付け後の膜厚を示している。 Table 1 shows the film thickness after baking when four types of modified polyethylene resin powder coatings having an average particle size of 23 μm, 50 μm, 77 μm, and 100 μm were used and the coating was performed 10 times.
次に、図5は、リチュウムイオン電池のケースの断面図であり、有底筒状のアルミ素材からなり、上面が開放され、内面の開口部から1/3の高さまでが変性PP(ポリプロピレン)樹脂のコーティング膜2によって絶縁され、閉塞された底部から上方の2/3は塗装不可になっている。また、ケースの開口部の外面上部もコーティング膜2によって絶縁されている。
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view of a case of a lithium ion battery, which is made of a bottomed cylindrical aluminum material, whose upper surface is open, and from the opening of the inner surface to a height of 1/3 is modified PP (polypropylene). The upper 2/3 from the closed bottom is insulated by the
図6に示す有底筒状のアルミ素材からなる筒状体を被塗装物1として、その内面に、図5に示すように、絶縁性のコーティング膜2を形成する実施形態について説明する。
An embodiment in which a cylindrical body made of a bottomed cylindrical aluminum material shown in FIG. 6 is used as an object to be coated 1 and an insulating
まず、図7(a)に示すように、底部が閉塞された筒状の被塗装物1を、開口部を上にした状態で、閉塞された底部から上方の2/3までの部分に粉体塗料Aが付着しないように、筒状の被塗装物1の内部にシリコンゴムによって形成されたマスキング材4を詰め、筒状の被塗装物1の上方の開口部に、静電塗装ガン5のマズルを近づけて、筒状の被塗装物1の内部に向かって、粉体塗料Aを散布して、筒状の被塗装物1の内部に粉体塗料Aを堆積させる。
First, as shown in FIG. 7 (a), the
そして、筒状の被塗装物1の内部の粉体塗料Aの堆積量が増えるにしたがって、図7(b)に示すように、筒状の被塗装物1の上方の静電塗装ガン5を徐々に上昇させ、筒状の被塗装物1の内部を粉体塗料Aによって満杯にさせ、筒状の被塗装物1の開口部の外面上部にも粉体塗料Aを付着させる。
Then, as the accumulation amount of the powder coating A inside the
この後、図7(c)に示すように、粉体塗料Aによって満杯にした筒状の被塗装物1をひっくり返すと、筒状の被塗装物1の内部の堆積粉が開口部から落下する。筒状の被塗装物1の下方の開口部から堆積粉が落下しても、筒状の被塗装物1の内面と、被塗装物1の開口部の外面上部には、静電気力によって粉体塗料Aが所定の厚みで均一に付着した状態になっている。この後、被塗装物1を焼付け炉で焼付けを行って、シリコンゴムのマスキング材4を取り除くと、図7(d)に示すように、内面の開口部から1/3の高さまで部分と開口部の外周面がコーティング膜2によって絶縁されたリチュウムイオン電池のケースが完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7C, when the
図8は、下方に2つの分岐管1a、1bを有し、上方の開口部近くの内面に突壁1cを有する下端が閉塞されたステンレス管の断面図であり、このステンレス管を被塗装物1として、図9に示すように、内面にポリエチレン樹脂のコーティング膜2を形成する実施形態について説明する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a stainless steel pipe having two
まず、図10に示すように、分岐管1a、1bの開口を、蓋部材6、7によって閉塞した後、ロングマズルを付いた静電塗装ガン5を挿し入れて、ステンレス管の下部に粉体塗料Aの充填を開始する。
First, as shown in FIG. 10, after the openings of the
粉体塗料Aの充填は、ステンレス管を横に向けた状態で、図10に示すように、分岐管1aを下にして開始し、分岐管1aが埋まる高さまで粉体塗料Aが充填されると、次に、図11に示すように、分岐管1bが下になるように、ステンレス管を回転させて、分岐管1bに粉体塗料Aを充填する。
The filling of the powder coating A is started with the stainless steel tube facing sideways, as shown in FIG. 10, with the
この後、図12に示すように、静電塗装ガン5のロングマズルをステンレス管の開口部の方に移動させて、ステンレス管の内部が粉体塗料Aによって満杯になるように、ステンレス管の内部に粉体塗料Aを充填する。
Thereafter, as shown in FIG. 12, the long muzzle of the
この後、図13に示すように、分岐管1a、1bの開口を閉塞した蓋部材6、7を取り外し、粉体塗料Aによって満杯にしたステンレス管の開口部を下に向けると、開口部から堆積粉が落下する。
Thereafter, as shown in FIG. 13, when the
ステンレス管の開口部から堆積粉が落下しても、ステンレス管の内面には静電気力によって粉体塗料Aが所定の厚みで均一に付着した状態になっている。この後、内面に粉体塗料Aが付着したステンレス管を焼付け炉で焼付けを行うことにより、塗装が完了する。 Even if the deposited powder falls from the opening of the stainless steel tube, the powder coating A is uniformly attached to the inner surface of the stainless steel tube with a predetermined thickness by electrostatic force. Thereafter, the coating is completed by baking the stainless steel tube having the powder coating material A adhered to the inner surface in a baking furnace.
1 :被塗装物
1a :分岐管
1b :分岐管
1c :突壁
2 :コーティング膜
3 :金属板
4 :マスキング材
5 :静電塗装ガン
6 :蓋部材
7 :蓋部材
A :粉体塗料
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