JP4230711B2 - 鉄鋼構造物の静電塗装方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物や橋梁などの鉄鋼構造物の表面を静電塗装する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屋外での塗装作業が中心となる鉄鋼構造物の表面の塗装は、工場内塗装で使用される専用塗装ブースの塗装環境が使えないことから、自然風の風力が強い場合に一般的なエアーレススプレー塗装工法を用いると、スプレーされた塗料粒子が被塗装物に運ばれる前に自然風により吹き飛ばされて作業場周辺に飛散して環境汚染の原因となっており、塗布面からのスプレーされた塗料粒子の跳ね返りや風の影響により浮遊する塗料粒子が作業区域外へ飛散しないように板材による防風囲いや樹脂繊維からなる遮蔽ネットを作業区域の境界に設置して境界内にて塗装作業を行う塗装工法が行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエアーレススプレーの一般的塗装手段では、スプレーされた塗料粒子の塗着効率が低く、作業区域内に浮遊する多くの微細な塗料粒子が通気性の有る遮蔽ネットを透過して作業区域外へ飛散することが少なくないという問題があった。
【０００４】
そこで、静電塗装が一部で試みられたものの、浮遊する微細な塗料粒子を抑えることが十分ではなく、遮蔽ネットを透過して作業区域外へ飛散することを完全に防止できないばかりでなく、遮蔽ネットでの塗料粒子の捕集量も多いことから、遮蔽ネットの目詰まりによる通気性の低下、および耐風圧性の低下という問題があった。また、遮蔽ネットは常時接地電位にして静電吸着効果を発揮させるために導電性を有する構成とするものの、遮蔽ネットを導電性にするためにステンレス鋼線を編み込むなど消耗資材でありながら製造するのに高価であり、遮蔽ネットの低コスト化が望まれていた。
【０００５】
このため、塗料をスプレーする時点で微細な塗料粒子の発生を抑えつつ静電塗装効果を最大に発揮させることで、浮遊し飛散する塗料粒子を少なくすることと、遮蔽ネットにおける浮遊する塗料粒子の静電吸着効果を持続させるとともに、遮蔽ネットの製造コストを低下させなければならないという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、エアーコンプレッサー、エアーホース、エアーレスポンプ、エアーレスホース、高電圧発生器を内蔵するエアーアシストエアーレス静電ハンドガンからなるエアーアシストエアーレス静電塗装手段を形成して、塗装作業場の境界には導電性遮蔽ネットを設置して、その内部で塗装作業を行う構成とした。また、前記エアーアシストエアーレス静電塗装の塗装条件として塗料の圧送液圧力が３〜７ＭＰａの範囲内であって、かつ消費する補助エアーとしての圧縮エアー風量が５０〜３００ノルマルリットル／分の範囲内に維持管理してスプレー作業を行うことと、遮蔽ネットの構成を樹脂繊維の表面に帯電防止剤をコーティングして繊維の表面の電気抵抗値が０．１ＭΩ／ｃｍ〜１ＧΩ／ｃｍの範囲になる導電加工したものとした。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
スプレーガンは、エアーレスポンプによって発生する３〜７ＭＰａの圧力に加圧された塗料を、エアーレススプレーチップにて扇型のスプレーパターンを形成してスプレーするとともに、５０〜３００ノルマルリットル／分の風量範囲の補助エアーを前記扇型のスプレーパターンに対してフラット面の両側とエッジの両側面から内側に挟み込むように吹付けると、６０μｍ以上の粒子径が中心となる飛散しにくい塗料粒子が生じ、補助エアーの流れに包まれて被塗装物に吹付けられることで風に流されずに良く付着する。
【０００８】
また、スプレー塗装中はスプレーガン先端の電極に最大−６０ｋＶの高電圧がかかり、スプレーガン先端部周囲の空気がマイナス極性へ高濃度にイオン化される。この部分を通りスプレーされた塗料粒子は、マイナス極性の静電気を帯びる。この静電気を帯びた塗料粒子が、接地電位にある被塗装物との間に生じる静電気力によって被塗装物へ吸引されるので、塗料粒子の飛散の少ない効率の良いスプレー塗装ができる。さらに、スプレーされた塗料粒子の内で被塗装物に付着せずに浮遊する塗料粒子は、静電気を帯びていることから塗装作業区域の境界に接地した導電性遮蔽ネットを張っておくことにより、導電性遮蔽ネットとの間に働く静電気力で静電吸着されるように作用するので、浮遊する塗料粒子が風に流されて作業域外へ飛散するのを防ぐ効果が得られる。
【０００９】
スプレーされた塗料粒子が飛散しない目安として９０％以上の塗着効率の達成が必要とされていることから、スプレーされた塗料粒子の飛散抑止効果を評価するために塗装実験を実施した。工業塗装用水洗塗装ブースの前面開口部をパネルで塞ぎ、そのパネル中央部に開口部を設け、そこから延長する風洞を製作し、塗装ブースの排気を利用して所望する風速でかつ十分な風量を得られるようにし、風洞内部の一方の側面中央に重量を精密測定したアルミ箔を貼り付けたターゲット板を配置し、対面のもう一方の側面にエアーアシストエアーレス静電スプレーハンドガンを携えた実験者を配して、消費する塗料の量を計測しつつターゲット板を外れない様に一定時間吹付けした後に消費した塗料の量と塗料のターゲット板への塗料の付着量を正確に測定した。塗料は日本ペイント製エポキシ樹脂塗料ハイポン２０を用い、風洞内の風速は１．０ｍ／ｓｅｃ、塗料吐出量を１．０５リットル／分に固定して、補助エアーの風量と塗料液圧を変化させて塗着効率との関係を調べた。塗着効率の算出にあたり、塗料使用量は予め不揮発残分比率を測定しておいて乾燥重量に換算し、付着塗料は全て乾燥状態で測定しておき、付着塗料の乾燥重量を塗料使用量の乾燥重量換算値で除して塗着効率を算出して百分率で表し、補助エアーの風量と塗料液圧を変化させて得られた塗着効率の測定結果を表１に示す。表１中、左端第一列は補助エアーの風量の水準を、上端第一行は塗料液圧の水準である。
【００１０】
【表１】

【００１１】
塗料の液圧力が３〜７ＭＰａの範囲であって、消費する圧縮エアー風量が５０〜３００ノルマルリットル／分の範囲内において９０％以上の塗着効率を達成できていることから、スプレーされた塗料粒子の飛散抑止効果を発揮するのに好適な条件であることが分かった。
【００１２】
同時に２５０ｍｍの塗装距離におけるスプレーパターン幅の影響も調査し、５０ｍｍから２８０ｍｍの範囲内での塗着効率はほぼ表１のデータ通りであったが、３００ｍｍのパターン幅を超えると急激な塗着効率の低下が認められたことから、スプレーパターン幅においても１００ｍｍから２８０ｍｍの範囲内がスプレーされた塗料粒子の飛散抑止効果を発揮するのに好適な条件であることが分かった。
【００１３】
また、長時間のスプレーテストを実施したところ、浮遊する塗料粒子の全量が少なくなることから、単位時間当たりに導電性遮蔽ネットの繊維上に吸着されて堆積する塗料粒子が少なくなることにより静電吸着効果が延びることが確認された。更に、導電加工を施した繊維とステンレス鋼線を織り込んだ繊維との比較で塗料粒子の静電吸着量に差が生じなかったことから、素材表面の電気抵抗値が０．１ＭΩ／ｃｍ〜１ＧΩ／ｃｍとなる導電加工を施した安価な樹脂繊維で遮蔽ネットを構成しても浮遊する塗料粒子に対して充分な静電吸着効果が得られることがわかった。このことから製造するのに安価な導電性遮蔽ネットを消耗資材として提供できて塗装施工費用の軽減にも貢献する効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１において塗装作業者ａの持つスプレーガン１は、エアーアシストエアーレス静電ハンドガンであって、エアーレスポンプ２からエアーレスホース１５を通じて３〜７ＭＰａの低・中圧力でスプレーガン１に圧送された塗料は図２における塗料経路８を通りエアーアシストエアーレス静電ノズルを構成するエアーレススプレーチップ１１によりスプレーされて扇型のエアーレススプレーパターンを形成する。一方、前記エアーレススプレーチップ１１を取囲むように配置されるエアーキャップ１２には、エアーコンプレッサー３からエアーホース１６を通じてスプレーガン１に圧送され、霧化促進用補助エアー噴出口１３、スプレーパターン調整用補助エアー噴出口１４が夫々複数設けられたエアーキャップから、エアーレススプレーパターンの扇型平面部両側と端部の両側から夫々内側に挟み込むようにした補助エアー流が前記エアーレススプレーパターンを包み込むように被塗装物に吹付けられるようになっている。
【００１６】
スプレーされた扇型のエアーレススプレーパターンを前記補助エアーの総流量が１００〜３００ノルマルリットル／分の範囲の風量で包み込むように吹付けることで、６０μｍ以上の粒子径が中心となる塗料粒子を生じ、補助エアーの流れに包んで鉄鋼構造物である被塗装物ｂに吹付けることによって、塗装作業場内を吹き抜ける自然風に流されにくくなる。
【００１７】
また、スプレー塗装中は、高電圧コントローラー４で制御される電力が送電ケーブル１７を通じてスプレーガン１に内蔵する高電圧発生器にて昇圧され、スプレーガン１の先端に配置される図示しない電極に最大−６０ｋＶの高電圧がかかり、スプレーガン１の先端部周囲の空気がマイナス極性へ高濃度にイオン化される。この部分を通ってスプレーされた塗料粒子は、マイナス極性の静電気を帯びる。この静電気を帯びてスプレーされた塗料粒子が、接地電位にある被塗装物ｂとスプレーガン１との間に生じる静電気力によって被塗装物へ吸引されるので、塗料粒子の飛散の少ない効率の良い塗装ができる。
【００１８】
さらに、わずかながら被塗装物ｂに付着しなかった塗料粒子は、静電気を帯びていることから、塗装作業区域の境界に導電加工を施した樹脂製ネットで構成される導電性遮蔽ネット５を張り、大地ｃに接地しておくことにより、静電気を帯電して浮遊している塗料粒子は導電性遮蔽ネットとの間に働く静電気力で静電吸着されるように作用し、風に流されて作業域外へ飛散するのを防ぐ効果が得られる。
尚、塗装ガンには実施例以外に自動塗装ガンを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の説明図である。
【図２】本発明の実施形態におけるエアーアシストエアーレス静電ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１−スプレーガン
２−エアーレスポンプ
３−エアーコンプレッサー
４−高電圧コントローラー
５−導電性遮蔽ネット
６−塗装ガン銃身
７−ノズル取付けナット
８−塗料通路
９−霧化促進用補助エアー通路
１０−スプレーパターン調整用補助エアー通路
１１−エアーレススプレーチップ
１２−エアーキャップ
１３−霧化促進用補助エアー噴出口
１４−スプレーパターン調整用補助エアー噴出口
１５−エアーレスホース
１６−エアーホース
１７−送電ケーブル
ａ−塗装作業者
ｂ−被塗装物
ｃ−大地

Claims (3)

1. エアーレスポンプからエアーレスホースを通じて圧送された塗料が通る塗料経路を有するものであって塗料を扇型のエアーレススプレーパターンが形成されるように噴出するエアーレススプレーチップ、および、前記エアーレススプレーチップを取囲むように配置されエアーコンプレッサーからエアーホースを通してエアーが圧送されるものであって当該エアーを前記エアーレススプレーパターンの扇型平面部両側と端部の両側から夫々内側に挟み込むように補助エアー流として噴出する複数の霧化促進用補助エアー噴出口および複数のスプレーパターン調整用補助エアー噴出口を有するエアーキャップを有するエアーアシストエアーレス静電ハンドガンからなるスプレーガンを用い、
   高電圧発生器の一方の極側を接地し他方の極側を前記スプレーガン先端に接続して、接地された構造物と前記スプレーガンとの間に形成された静電界の作用により前記スプレーガンからスプレーされた塗料粒子が被塗装物である鉄鋼構造物の表面に塗着するようにした鉄鋼構造物の塗装方法において、
   素材表面の電気抵抗値が０．１ＭΩ／ｃｍ〜１ＧΩ／ｃｍとなる導電加工を施した樹脂製の遮蔽ネットを塗装作業現場の境界に設置し、
   前記エアーレスポンプから前記エアーレスホースを通じて前記スプレーガンに３〜７ＭＰａの範囲の圧力で塗料を圧送し、
   消費する補助エアーとしての圧縮エアー風量を５０〜３００ノルマルリットル／分の範囲内に維持管理することを特徴とする鉄鋼構造物の静電塗装方法。
2. 塗料の圧送液圧力が４〜６ＭＰａの範囲であって、消費する補助エアー風量が１００〜２５０ノルマルリットル／分の範囲内であることを特徴とする特許請求項１に記載の鉄鋼構造物の静電塗装方法。
3. ２５０ｍｍの塗装距離におけるスプレーパターン幅が５０ｍｍから２８０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の鉄鋼構造物の静電塗装方法。

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