JP3600260B2

JP3600260B2 - 静電式コーティング装置

Info

Publication number: JP3600260B2
Application number: JP30378793A
Authority: JP
Inventors: イー．ホーウィーバース; アール．ハフデビッド; エー．シャーフェンバーガージェームズ; エム．ステュパージェフリー
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: EP0600397B1; DE69309400D1; JPH06269701A; CA2110324A1; DE69309400T2; CA2110324C; US5433387A; EP0600397A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は静電コーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保険業者は、静電式表面処理作業（コーティング処理）が行われている工場が、仕上げ工程を規定する国家（アメリカ）火災防止協会(NFPA)の規制に適合することを要求している。
NFPAの規制は、一方に於ける、承認された代理店（agency) ( 普通は工場相互間保険等 -- FM）またはリストされたコーティング材料供給機（dispensers) （樹脂または充填樹脂構造物と抵抗性静電電源回路）と、他方に於ける、承認されていないコーティング材料供給機（金属製の構造物としばしば“堅固な”静電電源回路）とを区別している。
【０００３】
その製造過程において、樹脂材料を使用し且つ抵抗性静電電源回路を使用する、ベル・タイプ塗布機（Bell-type applicatores) が知られている。
例えば、アメリカ特許4,887,770 を参照すること。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
該アメリカ特許 4,887,770 に説明されている汎用タイプの装置は、安全であるにしても、コーティング材料の輸送効率と、供給しうるコーティング材料の種類におけるフレキシビリティを犠牲にして達成している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、安定した半導電性のベル状回転噴霧器と、金属の使用量の減少及びそれによって静電容量を減少させることと、一定の電圧出力カスケードおよび制御技術、とを具備することに依って、優れたコーティング材料供給システムを提供することを意図している。
【０００６】
これらの特徴の組み合わせが、当該塗布機が、代理店からの承認を得られ易くすることを可能にし、当該塗布機に於ける優れた輸送効率を可能にし、且つ、多種多様なコーティング材料の供給を可能にする結果になった。
本発明に於ける第１の態様に於いては、抵抗とベルにおけるコンデンサーとの適正な組み合わせを生成するための、独自の方法が提供されている。
【０００７】
これらの方法は、例えばアメリカ特許 4,148,932 に説明されている、溝付きタイプの金属製ベルと同じ高い性能を与えることができる。
本発明に於ける第２の態様に於いては、従来のカスケード型電源技術を搭載すると共に、該静電電源と該ベルとの間で、比較的小さい固定された抵抗を使用する、高電圧回路が提供される。
【０００８】
これは、例えばアメリカ特許 4,887,770 の樹脂性ベル（図１を参照）と例えばアメリカ特許 3,021,077, 2,926,106, 2,989,241, 3,055,592,3,048,498 に説明されているタイプのハンド・ガンより優れた、高作動電圧と高性能を発揮するする。
電圧／電流“オペレーティング・ウインドウ”（動作領域）は、この種のタイプ及び対抗しうる金属製ベルの様な、静電塗布機の代表的な動作特性に基づくものである。
【０００９】
このような装置は、この電圧／電流範囲で作動するように試験され且つ通常は動作する事が立証されている。このオペレーティング・ウインドウは、輸送効率を予測するために用いられることができる。
本発明に於ける第３の態様に於いては、ベル回転用機構（bell rotator assembly)が設けられており、該ベル回転用機構は、殆ど樹脂材料から構成されて与えられている。
【００１０】
本発明においては、コーティング材料が供給される内面（１１０）と、反対側の外面（９０）と、該内面（１１０）と該外面（９０）が接する位置に有り且つコーティング材料が放出される放出部（１１４）とを有し、該外面（９０）は電気的に非絶縁性になるように表面処理されている回転噴霧器（６６）と、該回転噴霧器（６６）を回転せしめる第１手段と、該回転噴霧器（６６）の該放出部（１１４）と該放出部（１１４）の一部周辺とを除いて、該回転噴霧器（６６）を実質的に包囲し且つ収容するハウジング部（６４）であって、該ハウジング部（６４）は内面（６２）、外面及び該内面と外面が接する位置に形成される開口部とを備え、該ハウジング部（６４）の内面（６２）は電気的に非絶縁性となるように表面処理されているハウジング部（６４）と、該ハウジングに於ける電気的に非絶縁性の内面（６２）と該回転噴霧器（６６）に依って霧化された材料に依って表面処理される物体との間に、静電電位差を保持する為の第２手段（７０）、との組合せから構成されている事を特徴とする静電式コーティング装置、が提供される。
本発明に於ける第１の態様に於いては、樹脂または充填樹脂から構成されるベル状の回転噴霧器（以下、ベルとも言う）は、その外面の上を半導電性コーティング材料でコーティングされるものである。その場合に於ける該コーティングとしては、以下に示す様なものの単独若しくは組合せである。即ち、真空金属化法、スパッタリングまたは類似の方法によって形成された、例えば、 200 オングストローム未満の薄膜金属コーティング；真空金属化方法、流動化ベッド蒸着法（fluidized bed deposition )、スプレー、または任意の幾つかの類似の方法に依って付着されたシリコンとステンレススチールのような抵抗性と導電性媒体の組み合わせ；ワニスに懸濁されているカーボン粒子のような、液状キャリヤー中に分散されており、さらに、液浸、スプレー、または任意の幾つかの類似の塗布方法に依ってベル表面上に付着される抵抗性と導電性材料との組み合わせ；および、ベルの表面抵抗を変更するための電子ビームまたは任意の幾つかの類似の方法に依るベル表面への照射、等である。
【００１１】
更に本発明に於ける第１の態様に於いては、高電圧が、回転するベルと物理的に接触せずにベルの表面に誘導される。
【００１２】
この非接触、整流式帯電の一つの側面は、高電圧をベル外面に効率的に結合するだけでなく、樹脂ベルによってモーターシャフトがカバーされているために、このような樹脂ベルが危険なスパークを防止するための緩衝部材となる事である。即ち、樹脂製のベルが洗浄または保守点検等のために取り外されて所定の場所に無い場合、ハウジングの内表面に高電圧が印加されると、メタル・ベルの回転シャフトに高電荷が蓄積され、その結果、このシャフトが危険なスパークの発生源となる。樹脂ベルは、このようなスパーク発生源に対する緩衝部材として機能する。
【００１３】
更に本発明に於ける第２の態様に於いては、カスケード電源技術を、限定された固定抵抗、例えば500MΩ未満の抵抗との組み合わせにおいて使用して、カスケード電源と整流回路とベル先端間の、高電圧の低下を防止する。
ベル回転体モーター(bell rotator motor) の有効静電容量を制限することは、モーターを樹脂素材で囲み、且つモーターの電位をグラウンドまたは或る他の基準電位に関してフロートさせるか、またはモーターをグラウンドまたは或る他の基準電位にブリード抵抗を経由して結合することに依って行われる。
【００１４】
又、別の方法としては、放電を安全レベルに制限するために、モーターに、カスケード出力と、さらに、固定抵抗とベル表面の半導電性処理との組み合わせによって構成される電気回路とを接続する。
発明のこの観点は、大電圧が励磁される時に、ベル・カップ(bell cup ) が所定の位置にない場合でも、モーター・シャフトからの危険な放電の可能性を最小限とするに十分低いレベルに、金属ベル回転体モーター(metal bell rotator motor)に蓄えられているエネルギーを制御する場合に於ける改善も目論んでいる。
【００１５】
コンデンサーに蓄えられているエネルギーＷは、次のように表されることができる。
W = CV²／2 (1)
ここで、C = コンデンサーの静電容量であり、V = コンデンサーの電圧である。
【００１６】
ベル・タイプのコーティング材料噴霧器に蓄えられるエネルギーは、ベル表面の導電または半導電性材料の面積に直接関係する。他の要素も、ベルのコンデンサーに蓄えられているエネルギーの放出に関連する。
これらには、エネルギー放出の割合を制限する抵抗と、該ベルとこのベル先端から供給されるコーティング材料が塗布される物品との幾何学的形状と、ベルを形成する樹脂材料の、表面処理されていない露出された部分上の全ての表面電荷と、放出されるエネルギーの分布状態、すなわち放電またはコロナ・ポイントの数等が含まれる。
【００１７】
安定状態のベルから流れる電流は、ベルのコンデンサーに蓄えられているエネルギーの量に影響しないことに注目される。
要約すると、本発明によれば、供給ベルとそのローテーターと関連する構成部品の静電容量はできるだけ小さく保持され、なおかつ、ベルの抵抗は、できるだけ小さく保持されて、ベルのパワー消失を制限する。
【００１８】
コーティング材料供給ベルとそれに関連する構成部品の幾何学的形状は、放出のために最適な形状にされる。
ベルの表面帯電特性も最適にされる。十分な総合的システム抵抗がエネルギー放出を限定するために与えられる。
電圧をベルに印加する方法も最適にされる。図２の理想的な負荷曲線は、これらの検討事項に基づくもので有って、動作電流範囲に亘たって、真っ直ぐな水平線の最大非スパーク電圧を導く結果になる。
【００１９】
カスケード・タイプの電源とベルの間の抵抗は、例えば、アメリカ特許 4,485,427 と 4,745,520 に説明されているタイプの電源に見受けられるように、電源安全回路の特性を悪化させる（図３を参照）。
従って、妥協が、コストと性能の間で行われることが要求されるかも知れない。
【００２０】
発明の或る見解によれば、回転噴霧器は、液体または粉末のようなコーティング材料が付着される内面と、それと反対側の外面と、該回転噴霧器の内面と外面に隣接する放出領域部を備えている。
コーティング材料は放出領域部から放出される。
又、第１手段は、回転噴霧器を回転させるために設けられている。
【００２１】
更に、ハウジングは、該放出領域部を含み、且つ該放出領域部に近接した回転噴霧器の部分を除いた回転噴霧器部を、実質的に取り囲み且つ収容している。
該ハウジングは、内面と、外面と、ハウジングの内面と外面に隣接する開口部を備えている。
ハウジングの内面と回転噴霧器の外面は、共に電気的に非絶縁性となるように表面処理されている。
【００２２】
第２手段は、該ハウジングの電気的に非絶縁性を有する内面と回転噴霧器に依って霧化された材料に依って表面処理される物体との間に、静電電位差を保持するために設けられている。
図示するように、第２手段は大きな電位源を備えている。
第３手段は、大きな電位源を、ハウジングの内面に結合するために設けられている。この結果、ハウジングの内面とコーティング処理される物体の間に大きな静電電位差が形成される。
【００２３】
図示する実施態様によれば、第３手段は 500 MΩ或いはそれ以下の抵抗を備えている。
別に図示する実施態様によれば、第３手段は 250 MΩ 未満の抵抗を備えている。
更に別の実施態様によれば、第２手段と放出部間の抵抗は 500 MΩあるいはそれ以下になる。
【００２４】
更に別の実施態様によれば、第２手段と放出部間の抵抗は 250 MΩ或いはそれ以下になる。
本発明に係る他の態様によれば、回転噴霧器（６６）は、コーティング材料が回転噴霧器の回転の結果として移動する内面（１１０）と、該回転噴霧器を回転させるためのモーターのシャフト（８６）を受ける為のシャフト受け部を含んでいる。
【００２５】
シャフト（８６）は、コーティング材料が、該回転噴霧器の内面に供給される通路（７８）を提供する。
バリア（１０２）は、シャフトの先端（８２）から該内面に至る距離を増加させるために、該通路と該シャフトの間の該回転噴霧器に設けられている。
図示するように、本発明に係る該態様に於いては、シャフトは電気的に非絶縁性である。
【００２６】
該回転噴霧器は、更に外面とコーティング材料が放出供給される領域を具備している。
該放出部は、該内面と該外面の近くに設けられている。
該外面は、該外面を非絶縁性にするために処理される。
大きな静電位差を該外面とコーティング処理される物体部分に保持するための手段が設けられている。
【００２７】
本発明の図示する実施態様によれば、この処理方式は、ハウジングの内面と回転噴霧器の外面に塗布される非絶縁性コーティングを含んでいる。
図示する実施態様によれば、非絶縁性コーティング材料は、樹脂マトリクスに形成された、非絶縁性粒子を含んでいる。
別に図示する実施態様によれば、非絶縁性コーティングはメタリック・フィルムを含んでいる。
【００２８】
更に別の実施態様によれば、非絶縁性コーティングは半導体と金属が混合されたフィルムを含んでいる。
図示する実施態様によれば、この処理方式は、ハウジングの内面と回転噴霧器の外面を照射または表面処理して、それらを電気的に非絶縁性にする。
図示する実施態様によれば、回転噴霧器とハウジングは、電気的に非導伝性の樹脂材料から構成されている。
【００２９】
図示する実施態様によれば、回転噴霧器は、充填剤を含むか或いは含まないポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から構成されている。
別に図示する実施態様によれば、該回転噴霧器は充填剤を含むか或いは含まないポリエーテルイミド(PEI)から構成されている。
別に図示する実施態様によれば、回転噴霧器は、例えば、ポリブチレン・テレフタレート(PBT)のような、充填剤を含むか或いは含まないポリエステルから構成されている。
【００３０】
別に図示する実施態様によれば、該回転噴霧器は充填剤を含むか或いは含まないポリアミド・イミド(PAI)から構成されている。
又、本発明に於ける該回転噴霧器は、それが回転する結果として、コーティング材料が移動しうる内面と該回転噴霧器を回転させるモーターのシャフトであって、該コーティング材料が回転噴霧器の内面に送られる通路を与える、シャフトを受けるシャフト受け部と、シャフトの表面から該内面の距離を長くするために該通路と該シャフトの間に設けられたバリアとを含んでいる事も望ましい。
【００３１】
更に、本発明に於ける回転噴霧器に有っては、該シャフトは金属性である事が好ましいが、電気的には非絶縁性である事が望ましく、該回転噴霧器は、更に、外面と、該コーティング材料が放出される部分であって、該内面と該外面に隣接して位置すると共に、該外部表面は、該外面を非絶縁性にするように表面処理されている領域と、前記の外面とコーティング処理される物体との間に、大きな静電位差を維持形成する為の手段とを具備している事が望ましい。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明に係る回転噴霧器の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。
次に示す事例に於いて、 Ransburg Corporation （ 3939 West 56th Street,Indianapolis, Indiana 46254-1597）から入手できる“ Rans-Pak 100 ”の電源装置が、大電位源として用いられた。
【００３３】
ベル回転体用モーターと他の金属製構成部品には、カスケードタイプの電源に於ける 5 GΩブリーダ抵抗を経由するか、或いはグランドに接続されている別の補助抵抗を経由する、グランドへのブリードパス(bleed path ) が設けられている。
電源の電流過剰負荷は最小限の感知セッティングに調整されていた。
アメリカ特許 4,148,932 に説明されている一般的な構成を有する樹脂で成形されたベルで有って、且つアメリカ特許 3,021,077 に説明されている汎用タイプのカーボン・コーティングで表面処理された汎用構成の樹脂ベルが用いられた。
【００３４】
この構成は、ベルが取り付けられている場合とそうでない場合で試験された。Ransburgタイプ 18100の大電位源は、試験中に求められた非スパーク特性（non-incendive characteristics)が、Rans-Pak 100 電源装置のフォルドバック(foldback)と安全性診断より、むしろ直列抵抗に起因していた度合いを求めるために、堅固で大きな静電容量源として用いられていた。
【００３５】
実施例１整流ポイント（６０）での間接的な帯電に関する事例
図４に図示されている本発明に係る回転噴霧器の構成に関しては、第１表に記されている様な構成にそれぞれ変化させて試験された。
【００３６】
【表１】

【００３７】
シングル・ポイント電極の直後に位置する 250 MΩ抵抗の組み合わせは、十分な防止効果を Rans-Pak システム安全装置と関係なしに提供していたことが認められた。
250 MΩ 未満の任意の抵抗20の値は、非スパーク動作を保証するために、Rans-Pak 静電電源装置22の傾斜検出と過電流診断を必要としていた。
【００３８】
モーターのブリード抵抗24が５Ωの場合、満足できる状態で作動していた。
この抵抗２４が、10 GΩ または 20 GΩ のより高い抵抗の場合であっても、十分な放電特性を提供できたが、一方で静電性の電源装置 22 の電流の引き込みが制限された。
メタル・モーター・シャフト31を経由してモーター26とベル28の末端30の間に存在する電位差は、図４の構成では約 5 KV であり、何らの問題をも示していなかった。
【００３９】
実施例２整流ポイント（６０）での間接的な帯電を実施する場合
図５に図示されている構成を有する回転噴霧器は、表２に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更して試験された。
【００４０】
【表２】

【００４１】
ベル34の直後に位置する抵抗32がシステムの特性を決定し、且つモーター36の抵抗は重要でなく０Ωでもかまわないことが注目された。
樹脂モーター・シャフト40の長さは、ベル34の後部42に対する抵抗32の電圧降下に起因するアークの発生を十分に防止できる長さだった。
【００４２】
実施例３整流ポイント（６０）での直接的な帯電を実施する場合
図６に図示されている構成を有する回転噴霧器は、表３に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更して試験された。
【００４３】
【表３】

【００４４】
電極抵抗46は、大型モーター48の抵抗50と共に、比較的小さく、例えば 10 MΩ から 50 MΩ に保持されることができることに注目された。
従来の技術は、例えば、アメリカ特許 4,887,720 のように、高電圧を、樹脂ベルの外面に、ベル表面と接触せずに送る問題と、モーター・シャフトからくる危険な電気的な放電の可能性が、高電圧がオンしている時で有って且つ、ベルが所定の位置に設けられていない場合でも、最小限にされる様に、該メタル・ベル回転部に蓄えられているエネルギーを制御すると言う問題等を、効率的に効果的に解決していない。
【００４５】
その代わりに、このタイプの従来の技術は、安全性を確保する為に、非常に高い固定抵抗を、１GΩ或いはそれ以上の単位のものを採用している。
例えば、アメリカ特許第3,021,077号、第2,926,106号、第2,989,241号、第3,048,498号に説明されているこの種のタイプの他の回転噴霧器は、電圧をベル表面に送る為に、直接接触方式を使用している。
【００４６】
アメリカ特許 3,826,425は回転抵抗ディスクに関するものである。
この引例はモーター・シャフトを囲む非接触整流器を述べているが、アメリカ特許 3,826,425のシステムは、電気的に非絶縁性の、例えば、樹脂または充填樹脂製のシャフトを具備していて、なおかつ、整流器は電圧を回転ディスクに送っている。
【００４７】
Rans-Pak 100の電源装置のような、制御される電源装置22と、限定された例えば約 500 MΩ 未満の固定された抵抗の値と、薄膜整流器と、抵抗性送りチューブの先端部（tip)は、互いに、高電圧が励磁される時に、ベルが所定の場所にない場合でも、シャフトまたはハウジングから発生する点火時アーク(incendive arc)の可能性を減少する。
【００４８】
図７を見ると、薄膜の、高電圧整流器60は、回転ベル66を囲む代表的な樹脂成型エア・ハウジングの内面の、代表的な真円形シリンダー表面６２を表面処理する、半導電性フィルムを具備している。
該表面処理部分は、高電圧回路70に、限定された静電容量の導体72を経由して結合されている。
【００４９】
薄膜の整流器60は、アメリカ特許 3,021,077 に説明されているタイプのカーボンとワニスの混合物を含有する半導電性コーティング剤を内面62に塗布し、次に塗布されたコーティング剤を加熱または化学反応に依って硬化するような、任意の多種多様な方法に従って構成されている。
別に適した方法は、半導電性樹脂または充填樹脂材料を含むシリンダー・インサートを有する、成型エア・ハウジングを設ける方法を提供する。
【００５０】
更に発明のこの見解によれば、コーティング材料のための樹脂送りチューブ78の先端部76は半導電性材料で表面処理（80）されている。
表面処理部分80はメタル・モーター84のシャフト86の先端部82を越えて延長している。
エネルギーは、シャフト86とモーター84 が薄膜整流器60の高電圧に近いために、なおかつ、モーター84とシャフト86がグランドになることができない実際の制約条件のために、シャフト８６とモーター８４に蓄積される。
【００５１】
モーター・シャフト86は樹脂製の送りチューブ78の先端部76を帯電させる。
送りチューブ78の先端部76は突き出ていて、且つ半導電性なので、接地された物体が近づけられる時に、蓄積された、限られたエネルギーがモーター 84 とシャフト 86 から放出される。
図７に図示されている装置に対して実施された試験は、それが、薄膜整流器60から樹脂ベル66の外面90に対して、高電圧を効率的に伝送するように設定してある。
【００５２】
これは、高い輸送効率と安全な動作を導く結果になる。この構成は、非スパーク式としてリストされている静電装置のための標準FM試験にパスしている。
これらの試験は、図７に図示されている装置が、メタル・モーター84とシャフト86からの放出エネルギーを効率的に制御できる事を明らかにしている。
FMと他の安全試験管轄機関に依って用いられる標準試験手順によれば、アメリカ特許 4,148,932に図示されている汎用構成を備えた樹脂製ベルを具備するモーター・アセンブリーは、例えば、樹脂製のベルが所定の位置にない場合には、決して試験されない。
【００５３】
しかし、最高度の保護機能をこの装置のユーザに提供するために、ベル66を取り外し、メタル・シャフト86の先端部82を露出した状態で、アセンブリーの安全試験を実施することが、特に望まれると考えられる。そのように試験される時に、図７に図示されているアセンブリーは標準安全試験にパスする。
【００５４】
図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）は、それぞれ本発明に従って構成される樹脂製ベルの、各々、部分断面正面図、側断面図、詳細部の断面図、拡大部分側断面図を示す。
ベル100は、例えば、ICI Americasから入手できる“ Victrex 450GL30”, 30% ガラス充填 PEEK、General Electricから入手できる“ Ultem”充填または非充填 PEI、或いは、GEから入手できる“Valox #5433 ”33 % ガラス充填 PBT、または Amoco から入手できる充填または非充填“ Trolon ”PAI のような、任意の適切な樹脂または充填樹脂材料から構成されることができる。
【００５５】
ベル100の外面は、前述の任意のタイプの半導電性コーティング101で表面処理される。
ベル100のラビリンス部102は、メタル製ベル部の回転部に於けるモーター・シャフト104の内部に延長している。
このラビリンス102は、高電圧がメタル・シャフト104からベル・スプラッシュプレート(bell splash plate ) 106に向かって伝達される、より長いパスを生成している。
【００５６】
ベルのスプラッシュ・プレート106は、ベル100のフェース110に向かう通路を与える幾つかの小さい溝108を備えている。
コーティング材料は、その移動途中に於いて、溝108を経由して送りチューブ112から放出部114に流れる。
言い換えれば、ベル100は、危険な放電がメタル・シャフト104からスプラッシュ・プレート106の小さい溝108を経由してグラウンドに向けて現れることを防止するように設計されている。
【００５７】
図７は、危険な放電の可能性を、樹脂送りチューブ78の末端76を半導電性、例えば、カーボン・ベースのコーティング材料で表面処理して、少なくする方法を示していることを参照すべきである。
図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）に図示されているベル100は、送りチューブ112の末端を半導電性材料で表面処理する必要性を解消して、スプラッシュ・プレート溝108に依るこのような危険な放電の可能性を少なくしているが、図７の半導電性で表面処理された送りチューブ78は、図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）のベル100がシャフト104から外されている間に、静電電源がオンされる時に、モーター・シャフト104の危険な放電の可能性を小さくするために、図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）のベル100が取り付けられることができる。
【００５８】
実施例４整流成型エア・ハウジング・コーティングの間接的な帯電を実施する場合
図７に図示されている帯電技術を用いる図１０に図示されている構成を有する回転噴霧器は、表４に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更して試験された。
【００５９】
DeVilbiss Ransburg のタイプ EPS554 静電電源装置１２０が実施例４において用いられた。電源装置120は DeVilbiss Ransburg Industrial Liquid System社(320 Phillips Avenue, Toledo, Ohio 43612) から入手できる。
電源装置120とグラウンド間の抵抗124は 5 GΩだった。電源装置120と成型エア・ハウジング（図７を参照）の内部の半導電性薄膜整流器間の抵抗126、整流器とベル122の表面130間の有効抵抗128、ベル122の放出部134の有効抵抗132は、表４に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更して試験された。
【００６０】
【表４】

【表５】

【００６１】
放電点弧（ignition )試験に合格したこれらの試験の最小直列抵抗124は、ベル122と成型エアハウジングに対して150 MΩ 〜 200 MΩ の範囲だった。250 MΩの抵抗124は、残りの試験のために用いられた。
図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）のラビリンス102タイプのベルは、スプラッシュ・プレート106を備えておらず且つ表面処理されていないベル122を除いて、全ての試験に於いて、放電点弧に対する防止機能をメタル・モーター・シャフトに付与するもので有った。
【００６２】
非ラビリンス構造のベル122は放電点弧試験に合格しなかった。塗装した送りチューブの外端は、ラビリンスタイプのベルを使用している時には、表面処理を施される必要はない。
放電点弧は、成型エア・ハウジングの内部の薄膜整流器の後部から発生していた。これは、最小抵抗が 2 MΩ〜 20 MΩの範囲であることを意味している。
【００６３】
抵抗は、大きく表面処理が施された表面の面積と表面の幾何学的形状によって限定される事になる。
カーボン・トラッキング(carbon tracking) は、ベルの放出部であって、然かも表面の約 0.2 インチ（約 5.1 mm）の内部に発生していたが、このようなトラッキングは、結果として放電点弧を導かなかった。
【００６４】
遮蔽されていた高電圧ケーブルは、200 MΩ 直列抵抗124を用いるにも係わらず、放電点弧を促すほど、蓄えられていたシステム・エネルギーを十分に増加させなかった。
種々の方法が、ベルに対する導電性を高めるために試みられた。効果的に作動するために、材料は、電荷を放電部の全体にわたって均一に配分できて、なおかつ、安全規格に合格するために十分に小さい静電容量を示さなければならない。
【００６５】
試験された材料は、カーボン・ファイバーが充填されたポリマー、固有的に導電性のポリマー、及び酸化チタンTiO _X 蒸着物を含有しているものを含むものである。
LNP 社製の導電性カーボン・ファイバーを含有するポリマー（ポリブチレン・テレフタレート -- PBT）樹脂が、ベルに成形されて、放電点弧に関する試験が実施された。
【００６６】
この材料は、個々のベル間で、ベル端部の電荷分布が異なっていたので、又該FM試験に合格しなかった為、失敗であった。
この電荷分布の相違は、対象となる部分の電導度（１０⁵ 〜１０⁷ Ωcm)が、存在するカーボン・ファイバーの量に特に左右されると言う事実に起因する。
当該構成に於けるカーボン・ファイバーの量に於いて、僅かに数パーセントの変動が生じても、抵抗値を劇的に変える。カーボン・ファイバーの長さも、又電導度に大きな影響を与える。
【００６７】
ポリアニリンのような、固有的に導電性のポリマーは、それらが分子レベルで電導度を与えるので試みられた（M. KANATZIDIS "Conductive Polymers," Chemical and Engineering News, December 3, 1990）。
この性質は、カーボン・ファイバーを用いたシステムよりもより一致性のある抵抗値を提供するものである。
【００６８】
射出成形の試作は、Americhem Inc., （ Cuyahega Falls, Ohio ）に依って提供された３つの樹脂に対して実施された。これらの樹脂は、10³, 10⁵, 10⁹ Ω cm の抵抗を備えていた。
試験は、これらの樹脂から作られたベルと、これらベルの外部表面上に成形された、係る樹脂からなる薄い層を有する非導電性樹脂のベルに対して実施された。
【００６９】
この後者のアプローチは、回転応力に耐えるために要求される構造的な強度をベルに与えるために必要と考えられた。
これらの樹脂は、射出成形に用いられる温度に敏感に反応する。幾つかの成形試作は、考えられる最も低い溶融温度を用いて実行された。
また、ベルは、この加工温度に対して敏感に反応する結果として電導度の低下を示した。
【００７０】
液状のポリアニリンをベースとするコーティング材料もベルに塗布されたが、このコーティングは非常に均一性に欠けていて、その抵抗も同様に悪い状態であった。
ポリピロロール（polypyrrole)に基づく別の固有的に導電性のポリマーが Milli Chemical Co.,（ Spartansburg, SC ）から入手された。このポリマーは Allied Signal Capron 8260のナイロン・ベルに塗布された。
【００７１】
用いられたプロセスは、それらを導電性にするために連続するファイバーに対して典型的に実施されたが、ミリケン社（Milliken ) ベルを成形する試みは成功した。
放電点弧試験に合格した、最適のベルは、2 x 10⁵ Ωcm の抵抗値を備えていた。
【００７２】
更に、これらのベルは、数日間 100 % 湿度の状態に晒されてから、再び放電点弧について試験された。それらも合格した事実は、ナイロンに湿気を含めさせる事は、それが飽和状態からのもので有っても、放電点弧の失敗に関与しないことを示している。このプロセスは、従って、前述のカーボン・コーティング方法に対する好適な代案になると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術の回転噴霧器の静電位供給出力電圧と出力電流特性の関係を示す。
【図２】図２は、本発明の回転噴霧器の静電位供給出力電圧と出力電流特性の関係を示す。
【図３】図３は、本発明の回転噴霧器の静電位供給出力電圧と出力電流特性の関係を示す。
【図４】図４は、本発明に従って構成されるシステムの部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図５】図５は、本発明に従って構成されるシステムの部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図６】図６は、本発明に従って構成されるシステムの部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図７】図７は、本発明に従って構成されるシステムの部分軸方向断面図を示す。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７に図示されているシステムの詳細部の幾つかの図面を示す。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図７に図示されているシステムの詳細部の幾つかの図面を示す。
【図１０】図１０は、本発明に従って構成されるシステムの部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【符号の説明】
２０…抵抗
２２…電源装置
２４…ブリード抵抗
２６…モーター
２８…ベル
３０…末端
３１…シャフト
３２…抵抗
３４…ベル
６０…高電圧整流器
７６…先端部
７８…送りチューブ

Claims

コーティング材料が供給される内面（１１０）と、反対側の外面（９０）と、該内面（１１０）と該外面（９０）が接する位置に有り且つコーティング材料が放出される放出部（１１４）とを有し、該外面（９０）は電気的に非絶縁性になるように表面処理されている回転噴霧器（６６）と、
該回転噴霧器（６６）を回転せしめる第１手段（８４）と、
該回転噴霧器（６６）の該放出部（１１４）と該放出部の一部周辺とを除いて、該回転噴霧器（６６）を実質的に包囲し且つ収容するハウジング部（６４）であって、該ハウジング部（６４）は内面（６２）、外面及び該内面（６２）と外面が接する位置に形成される開口部とを備え、該ハウジング部（６４）の内面は電気的に非絶縁性となるように表面処理されているハウジング部（６４）と、
該ハウジング部（６４）に於ける電気的に非絶縁性の内面（６２）と該回転噴霧器（６６）に依って霧化された材料に依ってコーティングされる物体との間に、静電電位差を保持する為の第２手段（７０）、
との組合せから構成されている事を特徴とする静電式コーティング装置。
請求項１に記載の装置であって、該回転噴霧器と該ハウジング部とは、電気的に非導伝性の樹脂材料により構成されてなる、静電式コーティング装置。
請求項１に記載の装置であって、該第１の手段は該回転噴霧器の内面にコーティング材料を供給するための通路（１１２）が形成されているシャフト（１０４）を備えたモーターであり、さらに、該回転噴霧器（１００）は、回転によりコーティング材料が移動させられる内面（１１０）、該回転噴霧器を回転させるモーターのシャフト（１０４）を受け入れるシャフト受け部、及び、該シャフト（１０４）の表面から該回転噴霧器（１００）の該内面（１１０）までの距離を増大させるために該コーティング材料を供給するための通路（１１２）と該シャフト（１０４）との間に設けられるバリア（１０２）、を具備する、静電式コーティング装置。
請求項３に記載の装置であって、該シャフト（１０４）は電気的に非絶縁性である、静電式コーティング装置。