JP4194279B2 - 静電粉体塗着法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗料、短繊維その他の微粉体を、静電粉体塗装、静電植毛の要領でワークに静電塗着する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静電粉体塗装、静電植毛等の技術に共通する基本的な考え方は、電極からは可及的に強力な高圧静電気をアースされたワークに向かって放電し、電極とアースされたワークの間に強力な電界を生じさせ、電極からアースされたワークに向かって強い電気力線を作り出し、上記した静電粉体塗装、静電植毛に供する粉体塗料、短繊維等を、上記した雰囲気の中で帯電させて、電極からアースされたワークに向かう電気力線の方向に強力な飛翔力を生じさせて飛翔させ、これによってアースされたワーク面に上記粉体塗料、短繊維等の微粉体を付着すると言う考え方に支配されているものである。
【０００３】
上記の考え方は、原理的には電極に対向するアースされたワークの表面が平面形状であって、そのワークの表面と電極とが所定の距離を保って、且つ、電極から所定の高圧静電気を放電すると言う条件下で静電粉体塗装、静電植毛を行って、上記粉体塗料、短繊維等の微粉体を上記ワークの表面に均一に付着させると言うものである。
【０００４】
従って、上記ワークの表面が凹凸状に形成されたものであるときは、電極と上記ワークの表面に距離の長短の差ができ、或は凸部に電気力線が集中するなどして、電極側から上記ワークに向かって飛翔する帯電した上記粉体塗料、短繊維等の微粉体の飛翔距離、飛翔時間の差ができ、或は、凹凸面には濃淡状態に付着してしまい、凸部に集中する電機力線により上記粉体塗料、短繊維等の微粉体が凸部に濃密に付着してしまい、上記ワークの表面に均一状態で付着することができないと言う不都合が生じることが応々にしてみうけられる。
【０００５】
そこで、上記ワークに対する粉体塗料、短繊維等の微粉体の飛翔力を補強し、或は調整するため、電極側からワーク側に向かうエアーの吹き付けを併用する考え方がある。しかし、この手段によっても上記不都合は解消されるにはいたっていない。
【０００６】
本発明者は、前記した考え方の不都合を解消するため、前記した考え方とは別に、電極とワークの間に形成される電界を通過してワークに向かって飛翔する粉体塗料、短繊維等の微粉体、まず、所望の帯電量を充足した粉体塗料、短繊維等の微粉体とし、この粉体塗料、短繊維等の微粉体を電極側からワークに向かって引き込む気流に乗せ、これをそのままの状態を維持して電極とワークの間に発生する電界内を比較的長い時間をかけて加工対象物であるワークに向かって飛翔させ、帯電量を充足して帯電飽和量に達した上記粉体塗料、短繊維等の他の微粉体をワークの表面形状に関係なく、比較的低い電圧下で均一に上記粉体塗料等の微粉体を塗着できるようにするための技術を開発した。この技術は、特願平９−２３７７０５号として出願した。
【０００７】
ところで先に出願した発明であっても、これを実施した作業を行うときに、ワークの大きさ、例えば厚み、横巾、縦巾に応じて、前記電極、前記引き込み気流を発生する装置を前記ワークに対して所定の距離をおいて配置しなければならないのは当然である。そのためには、前記ワークの大きさに応じて、前記電極、前記引き込み気流を発生する装置をワークに対して遠近自在に調節して移動させて理想的な塗着状態を達成できるようにしなければならない。即ち、上記ワークの大きさが異なるときは、その大きさに見合う電界と引き込み気流を上記ワークとの間に作り出さなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、先に出願した前記発明を実施する際、ワークの大きさ、形状に変化を来す事態が生じたときは、いつでもそれに対応して、アースされたワークに粉体塗料、短繊維等の微粉体を有効に塗着できる手段を備えた静電粉体塗装法、静電植毛法が実施できる方法を提供しようとするものである。
【０００９】
静電粉体塗装装置、静電植毛装置を構成するハウジング内に形成されるワーク通過路に対向して配される電極とハウジングの内壁との間に、粉体塗料、短繊維等の所望の微粉体を高密状態で浮遊させる吹き上げ装置を配して成る微粉体吹上部に、上記状態で浮遊させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を、電極近くからワーク通過路に向かう引き込み気流によって電極を通過する際、帯電し、且つ、帯電させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を電極からワーク通路を通過するワークに向かった引き込み気流に乗せて、電極とワークに生じる電界内に飛翔させ、電極からワークに達する飛翔時間を可及的に長くして前記粉体塗料、短繊維等の微粉体の帯電容量を実質的に大にしてワークの面に付着させる方法において、ワークの大きさの応じて前記作業を適切に行えるようにするため静電粉体塗装装置、静電植毛装置の型式の装置のワーク搬入口で、ワークの大きさをキャッチし、キャッチしたワークの大きさに応じて、電極側からワーク通過路側に向かう引き込み気流の発生装置である吹き上げ装置の位置の遠近操作が行えるようにしたことを特徴とする静電粉体塗着法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
静電粉体塗装装置、静電植毛装置の型式の装置を構成するハウジング内のワーク通過路と対向して配される電極とハウジングの内壁との間に、粉体塗料、短繊維等の所望の微粉体を濃密状態で浮遊する雰囲気を作り、上記状態で浮遊させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を電極近くからワーク通過路に向かう引き込み気流によって電極を通過させて帯電し、且つ、帯電させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を電極からワークに向かった引き込み気流に乗せて、電極とワークに生じる電界内に飛翔させ、電極からワークに達する飛翔時間を可及的に長くして帯電容量を実質的に大にしてワークの面に付着させる方法において、ワークの大きさに応じて前記作業を適切に行えるようにするため静電粉体塗装装置、静電植毛装置の型式の装置のワーク搬入口で、ワークの大きさをキャッチし、キャッチしたワークの大きさに応じて、ワーク通過路と電極並に引き込み気流発生装置の距離の遠近操作が行えるようにした。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図１に従って説明する。
本発明を実施する装置の型式にはいろいろな型式の装置があるが、基本構成は従来型の静電粉体塗装装置とほぼ同じであるところから、本発明の実施例を静電粉体塗装装置を例にとって説明する。本発明を実施する装置の構成の概略の一例を図１に示す。
即ち、ハウジング１は、少なくとも、ワークの搬入口、搬出口（図示しない）を備え、内部に、ワークをアースさせた状態で搬送するワーク搬送設備、並に、電極を配し、その底部に粉体塗料等の受け入れ具４が配されている。その粉体塗料等の受け入れ具は、上昇気流発生装置２から送風される上昇気流を通過させる微小孔を穿設した底板を配し、且つ、駆動装置３からの駆動力を伝達させて揺動或は振動その他適切の態様で粉体塗料をほぐす動きをする粉体塗料等の受け入れ具４がハウジング１上部と仕切られて配されている。
【００１２】
ハウジング１の天井６には排気口７が配置されている。この排気口７は排気通路を以てハウジング１外に配されたバックフィルター機構８に繋がれ、バックフィルター機構８からはバックフィルター機構８で捕集された粉体塗料等の微粉体をハウジング１の底部側に逆送する逆送路９が繋がれている。
【００１３】
更に、ハウジング１の天井６には、アースされたワーク搬送路１０が配されている。また、ハウジング１内には、電極１４と対向してワーク搬送路１０から懸垂具１１に懸垂されたワークＢを移動する通過路１２が形成されている。該通過路１２を通過するワークＢを懸垂する懸垂具１１の天井６の通路には、一般に使われているエアーカーテン形成装置１３が配置されており、これによってハウジング１内に浮遊する粉体塗装のハウジング１外に飛散するのを防止している。
【００１４】
本発明の特色は、粉体塗料等の受け入れ具４の内側だけでなく、粉体塗料等の受け入れ具４の上部の適宜箇所にはハウジング１の内壁側に片寄って上昇気流発生装置２からエアー供給をうける粉体塗料等の吹き上げ装置５ａ、５ｂ、５ｃが配置されている。
【００１５】
ハウジング１内には、ワークの通過路１２に向かったエアー吹き出し口ａを設け、且つ極針ｂを設けた静電高圧発生機から送電されるケーブルを接続した電極１４が配される。その電極１４は、ワークＢの通過路１２をはさんで対向して配置される。該電極１４の構成の１例を円線で囲んだ図２に示す。
【００１６】
上記のように構成された装置の粉体塗料等の受け入れ具４に粉体塗料等Ａを充填する。
【００１７】
この装置を稼動することにより、駆動装置３からの駆動力を伝達されて粉体塗料等の受け入れ具４が往復、或は振動等の所定の動きをする。この動きによって、粉体塗料等の受け入れ具４に充填された粉体塗料等が集結するのを防止し、また集結した粉体塗料等をほぐす働きをする。この動きの下で、上昇気流発生装置（コンプレッサー）２からエアーが粉体塗料等の受け入れ具４の下側、並びに粉体塗料等の吹き上げ装置５ａ、５ｂに供給される。
従って、粉体塗料等の受け入れ具４に充填された粉体塗料等Ａはハウジング１の上方に向かって吹き上げられてハウジング１内に上昇気流によって上昇する。このエアーは、ハウジング１の内壁と電極１４の外側の間に配された吹き上げ装置にも供給される。。従って、上昇した粉体塗料等Ａは、更に、ハウジング１内のハウジング内壁側と電極１４の外側に配されたエアー吹き上げ装置５ｃから吹き出されるエアーによってハウジング１内壁と両電極１４の外側の間の粉体浮遊部１５に電極１４とワークＢを移動させる通過路の間よりは濃密状態で吹き上げられて浮遊する現象を強制的に作り出す。
【００１８】
ハウジング１内に濃密状態で飛翔した粉体塗料等Ａは、ハウジング１の天井６の排気口７から排出された余剰粉体塗料等Ａがバックフィルター機構８を通ってクリーン処理されて逆送路９からハウジング１内に逆送される。
【００１９】
電極１４には、静電高圧発生装置（図示しない）からの高圧静電気がケーブルＸを通して送電される。
【００２０】
このハウジング１の雰囲気中を、アースされたワーク搬送路１０に懸垂具１１によって懸垂されたアース状態のワークＢを通過させる。
【００２１】
この装置の電極１４は、図２に示すようにハウジング１の内壁に沿って配置される。そして、静電高圧装置（図示しない）からケーブルＸで継がれた導電材Ｙが敷設され、該導電材Ｙに抵抗器Ｚを介在して適宜箇所にエアー吹き出し口ａを設け、且つ、適宜箇所にコロナピンｂを設けたエアー供給管ｃから成るように構成されているから、エアー供給管ｃからはこの装置の稼動中は、ワーク通過路１２に向けたエアーがワーク通過路１２に対向して吹き出されている。このエアー吹き出し口ａからのエアー吹き出しは、ハウジング１内壁と電極１４の間のいわば粉体塗料等Ａの粉体浮遊部１５に前記粉体塗料吹き上げ装置５ａ、５ｂ、５ｃから吹き出されるエアーによって生じる上昇気流によって上昇しながら強制的に作り出された濃密状態で浮遊する粉体塗料等を、これとは対象的に上昇気流を発生させない。従って、いわば気薄な区域となった電極１４側と対向するワークの通過路側の間の区域に向かった気流を生じる。
【００２２】
この気流は、電極１４の外側からワークＢの通過路１２に向かって強風を吹き付けて強力に粉体塗料を吹き込む働きをするのでなく、該粉体塗料等をワークＢの通過路１２に向かって引き込む働きをする現象を呈することになる。本発明は、この現象を利用しようとするものである。
【００２３】
この装置に配する電極１４は、図２に示すように構成されているから、前記現象の生じる雰囲気下で次のような機能を発揮する。即ち、上昇気流によってハウジング内壁と電極１４の間のいわば粉体塗料等Ａの粉体浮遊部１５で濃密状態で浮遊する粉体塗料等Ａの中が電極１４に接触し、或は電極１４に近接してその電極１４と同極に帯電する。従って、電極１４からハウジング１内壁側に離れようと飛翔する現象を呈するものもあり、これを含めた浮遊する粉体塗料等Ａを上記図２に示す電極１４を構成するエアー供給管ｃのエアー吹き出し口ａから吹き出すエアーで、その飛翔をセーブして電極側１４に引き戻す作用の働きをしてワーク側に引き戻して飛翔させる現象を呈することになる。
【００２４】
この発明の特徴は、ワーク通過路１２に対向する電極１４のいわば外側である粉体塗料等Ａの粉体浮遊部１５に、上昇気流に乗って粉体塗料等Ａを濃密状態で浮遊させ、電極１４近くを浮遊する粉体塗料等Ａに電極と同極に帯電する雰囲気を作り出し、その浮遊部から上記のように濃密状態で浮遊する粉体塗料等Ａを上記のように引き込み気流によって電極１４に対向するワーク通過路１２を通過するワークＢ側に引き込み、電極１４を通過するとき更に帯電させ、これをワーク通過路１２にワークＢを通過させる際に生じる電界内に向かって飛翔させ、電極１４を通過して帯電した粉体塗料等Ａ電極１４からワークＢに到達する飛翔時間を引き込み気流を行うことにより可及的に長くすることにより、粉体塗料等Ａを長い時間をかけて、いわば大容量の帯電量を充足した粉体塗料等Ａとし、引き込み気流による飛翔による飛翔力によって粉体塗料等Ａのワーク面に対する塗着効率を高めることができるようにしたことである。
【００２５】
上記説明は、ハウジング１内を図１に示す構成としたときの説明であるが、これとは別に、図示しないが、ハウジング１内をワークの通過路１２の片側に電極１４を設ける構成とし、ワークＢが電極１４と対向して通過する過程で電極１４から放電され、電極１４とワークＢの間に電界が生じさせ、電極１４から被塗装物Ｂに向かった電気力線が生じる構成の装置を以て本発明を実施することもできることは勿論、粉体塗料の供給手段は図示しないが天井側から降下させる手段によってもよいことは勿論である。
【００２６】
上記操作を行うには、ワーク搬送路を通過するワークＢとエアー吹き出し口ａを設けた電極１４と粉体塗料吹き上げ装置が所定の機能を発揮するための決められた箇所に位置していなければならないのは当然である。
【００２７】
従って、前記ハウジング１に搬入されるワークの大きさに従って、前記電極１４と粉体塗料吹き上げ装置の位置をワーク搬送路１０と所定の距離を保持するよう接近、隔離したり出来るようにする必要がある。
本件発明は、この点に着目して前記電極、並に粉体塗料吹き上げ装置について次の操作が行えるようにしたものである。
即ち、ハウジング１のワーク搬送路１０入口（図示しない）で、ワーク搬送路１０に搬入されるワークＢの大きさをキャッチする。
このキャッチによって検出したワークＢの大きさによって、前記電極、並に粉体塗料吹き上げ装置をワーク搬送路１０と接近させたり、隔離させたり、或は、上下移動させたりする操作を行えるようにした。
【００２８】
前記したハウジング１内の構成の下でのワークに対する粉体塗料等の静電粉体塗着作業は、粉体塗料等の塗着対象物であるワークの大きさ、或は、形状に対応して、粉体塗料等の塗着効率を最大限有効に発揮するよう予め計算された位置に電極１４、並に粉体塗料吹き上げ装置５ａ、５ｂ、５ｃの位置設定をしなければならないのは当然である。
従って、ワークの大きさ、形状が異なるときは、そのワークの大きさ、形状毎に、それに見合う位置に電極、並に粉体塗料吹き上げ装置５ａ、５ｂ、５ｃを位置させなければならないことも当然である。
【００２９】
本発明は、上記要求を満たす考え方として、下記の方法をとることにした。
【００３０】
ハウジングのワーク搬入口で、ワークの大きさ、形状を検出する。この検出は、機械的、電気的いずれの手段でもよい。
また、電子機器によって検知する手段を講じてもよいことは勿論である。
【００３１】
この検知により検出した結果に基づいて、電極、並に塗料吹き上げ装置を、ワークの大きさ、形状に見合う位置に位置設定をする。
その設定は、前記した検出結果から、電極、並に塗装吹き上げ装置が所定の位置に移動するようにする。
【００３２】
前記電極１４、並に塗料吹き上げ装置をワーク搬送路に接近させたり、隔離させたりする機構はいろいろ考えられるが、例えばシリンダー機構を利用して、電極１４をシリンダーに取付けてもよいことは勿論である。
【００３３】
本発明を完成するに当り、図４に示すとおり、通常９０ｋｖの高圧静電気を印加した電極の下でアースされたワークＢに対して静電粉体塗装を行うときの粉体塗料の帯電状態と、３０ｋｖの高圧静電気を印加した電極の下でアースされたワークＢに対して静電粉体塗装を行った本発明の粉体塗料の帯電状態を比較した。その結果粉体塗料の帯電量即ち付着力の実帯電量に達する時間は、電極に９０ｋｖを印加したときの方が電極に３０ｋｖを印加したときの方よりはるかに短いことがわかった。
しかし、塗膜形成状態を調べてみたところ９０ｋｖの高圧静電気を電極に印加して静電塗装を行ったときは、３０ｋｖの高圧静電気を電極に印加したときよりも、電極とワークＢの間に強い電界を生じ、従って、ワークＢの角部に強い電気力線が集中し図５に示すような塗膜Ａ１が形成されてしまうことがわかった。
【００３４】
これに対し、本発明を実施して３０ｋｖの高圧静電気を電極に印加して電極１４側からワークＢ側に引き込み気流を生じさせ、その雰囲気下で静電塗装を行ったときは、９０ｋｖの高圧静電気を電極に印加したような強い電気力線が集中する現象は生ぜず図６に示すような塗膜が形成されることがわかった。
【００３５】
以上の理由から本件発明によれば、比較的低い高圧静電気を電極に印加した条件下で、引き込み気流によって長時間をかけて粉体塗料を電極１４からワークＢ側に飛翔させることにより、ワークの表面形状に影響なく均一な塗装ができることが明らかになった。
尚、本発明を実施するに用いた粉体塗料の電気抵抗値は１０^１３Ωｃｍであり、粉体塗料に限らず粉体塗料と同質の微粉体をワークに付着させる技術にも適用できるものであることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、上記したようにハウジング１内にワークＢの通過路１２に対向して設けられる電極１４と、ハウジング１内壁の間に上昇気流に乗って濃密状態で粉体塗料等を、浮遊させる浮遊部を作る装置とをワークＢの通過路１２を通過するワークＢの大きさ、形状に対応して電極１４と前記浮遊部を作る装置を遠近自在に配し、その条件下で粉体塗料等のワークに対する塗着作業を行おうとするもので、低電圧下でも粉体塗料等に帯電容量を大とする状態を作り出すことになり特に電気抵抗の抵抗値の低いワークに粉体塗料等を塗着することができると言う利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】静電粉体塗装装置の縦断面図である。
【図２】静電粉体塗装装置のハウジング内に配置する電極の一部切欠断面図である。
【図３】粉体塗料の実帯電量検討表である。
【図４】これまでの装置の下で強い高圧静電気を電極に印加して静電塗装を行ったときのワークに形成される塗膜の状態の略図である。
【図５】本発明を実施して弱い高圧静電気を電極に印加して電極側からワーク側に引き込み気流を生じさせて静電塗装を行ったときのワークに形成される塗膜の状態の略図である。
【符号の説明】
１．ハウジング
２．上昇気流発生装置
３．駆動装置
４．粉体塗料等の受け入れ具
５ａ．５ｂ．５ｃ．粉体塗料吹き上げ装置
６．天井
７．排気口
８．バックフィルター機構
９．逆送路
１０．ワーク搬送路
１１．懸垂具
１２．通過路
１３．エアーカーテン形成装置
１４．電極
ａ．エアー吹き出し口
ｂ．コロナピン
ｃ．エアー供給管
ｄ．塗膜
１５．浮遊部
Ａ．粉体塗料等
Ｂ．ワーク

Claims (1)

1. 静電粉体塗装装置、静電植毛装置を構成するハウジング内に形成されるワーク通過路に対向して配されるエアー吹き出し口を備えた電極とハウジングの内壁との間に、粉体塗料、短繊維等の所望の微粉体を高密状態で浮遊させる吹き上げ装置を配して成る微粉体吹上部に、上記状態で浮遊させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を、電極近くからワーク通過路に向かう引き込み気流によって電極を通過する際、帯電し、且つ、帯電させた粉体塗料、短繊維等の微粉体を電極からワーク通路を通過するワークに向かった引き込み気流に乗せて、電極とワークに生じる電界内に飛翔させ、電極からワークに達する飛翔時間を可及的に長くして前記粉体塗料、短繊維等の微粉体の帯電容量を実質的に大にしてワークの面に付着させる方法において、ワークの大きさに応じて前記作業を適切に行えるようにするため静電粉体塗装装置、静電植毛装置の型式の装置のワーク搬入口で、ワークの大きさをキャッチし、キャッチしたワークの大きさに応じてエアー吹き出し口を備えた、電極側からワーク通過路側に向かう引き込み気流の発生装置である吹き上げ装置の位置の遠近操作が行えるようにしたことを特徴とする静電粉体塗着法。

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