JPH01148354A - 粉体帯電部を装備した噴霧ピストル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、対象物を粉体ラッカーで静電塗装するため
に用いる粉体帯電部を装備した噴霧ピストルに関する。

このピストルは、手動又は自動で行える噴霧装置として
も、流動層又はトンネル設備の帯電機能部としても使用
できる。塗装材料としては、熱反応又は熱可塑性の合成
樹脂、ホウロウ等の材料を粉体の形にして採用できる。

粉体状の塗装材料が、摩擦電気で帯電し易い材料から成
る特別な通路を空圧駆動で通過した場合、摩擦電気で帯
電し、通路の出口で流れ流れ案内部材（衝突体）又は放
射状の空気の流れによって非常に分散した粉体の塵とし
て噴霧される静電表面塗装用の噴霧装置は公知である（
西独特許第１５７７７５７号公報、西独特許第２２０３
３５１号公報及び西独特許第２２５７３１６号公報）。

これ等の装置の欠点は、摩擦電気による帯電が非常に強
い傾向を示す粉体しか採用できない点にある。更に、こ
れ等の装置は粉体粒子が通路の内壁に頻繁に接触するこ
とから、方法技術上充分な粉体の帯電を達成させるため
、キャリヤーガスに比較的低濃度の粉体を用いて使用さ
れている。

粉体粒子の帯電を向上させるためには、種々の処置が提
唱されている。それ等の装置は、流れの乱れを強め、粉
体粒子と壁の接触の強さと頻度の向上をも（ろむもので
、即ち、それ等は通路の壁の表面形状を利用するもの（
西独特許第２２０９２３１号公報）、流れの通路を狭い
断面で長い湾曲した円管に形成する（西独特許第３１０
０００２号公報）、及び摩擦電（東独特許筒１３４８４
１号公報）又はラセン状の溝ないしは多数の通路を有す
る流路案内体（西独特許第８５１６７４６号公報）を絶
縁体の通路（東独特許筒１３４８４１号公報）に導入す
ること、又は案内翼（西独特許第２９３８６０６号公報
）あるいはプロペラ（米国特許第３，９０５．３３０号
公報）あるいは送風翼（西独特許第２４５１５１４号公
報）の形にした特殊な渦発生装置である。

更に、摩擦帯電通路の構造の実施態様も公知である。そ
れ等の実施態様では、粉体の流入断面又は噴出口で付加
的な空気導入によって湾曲した絶縁材円管で流速を高め
負圧を発生させるもので、この負圧が粉体粒子を絶縁材
表面に導く（西独特許第２７１３６９７号公報）又はラ
セン状の粉体通路を発生させて（西独特許第２７５６０
０９号公報）壁との接触を強めることが誘起されている
。

更に、摩擦電気効果を重畳させこの効果で誘起されるイ
オン化過程で粉体を帯電させる静電噴霧装置に対する解
決策は公知である（東独特許筒１０６．３０８号公報、
東独特許筒２３２５５９５号公報）。

これ等の噴霧装置の摩擦電気帯電通路の入口の近くに外
部によって影響される受動的なイオン化器として働く接
地電極がある。キャリヤーガス中に分散させた粉体粒子
は、先ず絶縁体通路の壁の表面に接触時に摩擦電気効果
による電荷を有する。

粉体粒子の電荷は流れと共に連続的に通路から外に搬送
される間、絶縁体通路の壁には逆極の同量の電荷がある
。この電荷は絶えず増加し、接地電極で粉体の電荷と同
じ極の電荷に影響を及ぼすので、両方の電荷間に発生す
る電場がキャリヤーガスの電気強度をうらまわり、電極
の前でガスのイオン化が始まる。

絶縁材通路の壁に向かうガスイオンは、摩擦電気で発生
した粉体電荷と同じ極を有する。これ等のイオンは絶縁
材通路の壁での面電荷を補給することに導き、他の摩擦
電気帯電のための表面を再発生させる。同時に、イオン
の一部は通過する粉体粒子に重なり、例えば摩擦電気で
発生する電荷を多くし、例えば壁に接触しないで通過す
る中性粉体粒子も帯電させる。

これ等の解決策の欠点は、イオン化過程が高々狭いリン
グ状の隙間を形成している狭い流路で行われ、絶縁材の
表面は軸方向の電場をシールドすることになるので、イ
オン化電極の作用領域が絶縁材通路の最初の区間に限定
される点にある。離れた領域に蓄積した高密度の表面電
荷は、絶縁材通路の内面に沿って乱れたスパークに似た
沿面放電、つまり通路の壁の放電に通じる。

ここでは、この発明は補助策を提唱するものである。こ
の発明は特許請求の範囲に記載してあるように、多量で
安定した粉体の帯電を発生させ、絶縁材の通路での沿面
放電を抑制し、電気放電を阻止することによって優れて
いる電気運動的な粉体帯電部を有する噴霧ピストルを提
供する課題を解決している。

この発明によって得られた利点は、何よりも前部ロッド
区間に対して半導体材料を使用してイオン化電極の作用
領域を大幅に拡大させている点にある。中空ロッドの対
向内面と次に続く通路区間の面電荷に対するロッドの表
面の噴霧放電によってこの電荷を中和させ、他の摩擦電
気帯電に対して望ましい条件が提供される。同時に、半
導体棒区間は粉体の荷電と同じ逆極の電位を帯びる。こ
のことは、二〇ロッド区間に対するイオン化電極の安定
したコロナ放電の形成に導くので、この区間を通過した
粉体粒子がガスイオンと混ざり合って更に帯電する。同
時にコロナ放電は、半導体ロッド区間の電位を制限する
。

半導体能力を有するロッド区間を使用する利点は、更に
、中空ロッドの内面の面電荷密度をある低い値に制限す
るので、絶縁材通路にスパーク状の放電が形成されず、
通路壁の電気放電が形成されない点にある。

以下にこの発明を一つの実施例に基づき詳しく説明する
。付属する図面は、この発明による解決策の種々の構成
態様の断面を示している。

この発明による解決策の原理は、第１図で非常に明快に
理解できる。キャリヤーガスの流れ中に分散させた粉体
は、絶縁材通路に同じ接線で合流する供給通路１を経由
して導入される。第二供給通路２には、加圧ガス、通常
空気が導入される。

このガスは電極ホルダー３の貫通孔と、針状の作用電極
６と絶縁材外周部５の間にあるリング状隙間の通路を通
過し、次の流路に吹き込みされる。

この場合、前記ガスは作用電極の全面に当たり、粉体の
焼結を阻止する。接触リング４を経由して、作用電極６
が接地電位に接続されている。基本体７は絶縁材からで
も、また導電性材料からでも作成できる。

次に続くリング状隙間の流路は粉体の帯電に使用されて
いる。摩擦電気による帯電し易い絶縁材料から成る中空
ロッド８には、ロッド区間１０と１１から成り、流れを
配分させる球状の先端９を有する円筒状の通路導体が挿
入されている。ここで、この発明により流路の長さの２
５〜７５％の長さを有し、先端に接続するロッド区間１
０が半導体材料から成り、一方では、ロッドの次の区間
１１が中空ロッドと同じ絶縁材から作成されている。互
いに９０＠位相のずれた二つの湾曲部１３は、滑動可能
なロッドの中心のホルダーのために使用される。

半導体のロッド区間は、絶縁材からなる中間片によって
互いに絶縁されている多数の部分片にも分配されている
（この解決法は図面には示してない）。

第２図によるこの発明の有利な実施例は、中心流れ案内
本体は中心ロッド１４によって円筒状と円錐台形状の区
間の交互に合成されたものである。

円錐台形状の区間１１ａとｌｌｂの各々では、流れ案内
本体の直径は増加する。中空ロッド８の内面は、ロッド
状の同じ絶縁材から成るブツシュ状の挿入物によって調
整され、流路のリング状の断面積は一定に維持される。

円筒状の中間区間１゜ａ、ｌＱｂと１０ｃは、半導体材
料で形成されている。その表面は、それぞれ上流側に配
置してあるので、粉体の重なりが抑制される。

第３図に示してあるが、この発明の他の実施例では、円
筒状で円錐状の外面を有するロッド区間が連続して配設
してあり、外周の中空ロッドの内面は対応する入れ子１
５ａと１５ｂによって合わせてあり、断面では一定であ
るが、平均直径では周期的に変化するリング状の擾乱通
路が生じる。

このことは、何度も変化する流れの方向になり、集中的
な壁との摩擦によって摩擦電気による高い帯電に導く。

流れの方向に立ち向かう表面を有するロッド区間１０ａ
と１０ｄは電気半導体材料で政策されているか、そのよ
うな表面を有する。前記ロッド区間は、集中的に壁と接
触する個所の絶縁材表面の直ぐ近くに配設してあり、そ
こでの電荷の中性化を容易にする。

この発明の他の効果的な実施例が第４図に示してある。

粉体は軸通路１．１６を経由して導入され、その場合作
用電極１７を通過する。この電極は、シャープな前方端
部を有し、リング状に形成してあり、付着した粉体が固
まることを防止するため、通路１８を経由して同じよう
にガスが打ち寄せる。中空ロッド８と内部ロッド１０の
間に円形スリーブを挿入にして、絶縁材通路の長さの一
部が粉体が通過する二重のリング隙間として形成されて
いる。

この発明により、この区間の長さに関して同軸スリーブ
及び／又は同軸ロッド１０が全部又は部分的に半導体材
料で形成されている。このロッド１０とスリーブ２０は
、星型中心出し部材１９によってそれ等の位置に保持さ
れる。流れの断面は、流れの通路の全長にわたって、即
ち二重隙間の区間と次の一重隙間で、はぼ一定である。

断面に対して表面を広げることによって、流れ抵抗が増
加することなしに、摩擦電気の効果を強力に集中させて
いる。

流れ案内本体の電気半導体区間に対して特に有利なもの
として、１０−”〜１０−’Ｓ　ｍ−’、主にＩＱ−１
〜１０−６Ｓｍ−’の電気伝導度を有する材料が見出さ
れる。この範囲では、ロッド区間の電気伝導度は充分高
く、表面に一様に分布したガスイオン化を形成できるが
、噴霧ピストルの他のロッド区間又は接地した導電性の
部分、又は加工片へのスパーク放電を発生させるのに充
分でない。半導体表面層を付けた絶縁材を使用した場合
、同じ作用が達成される。この層の表面比抵抗Ｒ０は、
東独規格ＴＧＬ　１５３４７により間隔１ｃｍで長さ１
０ｃｍの二つの電極で測定して、１０”〜１０Ｉｏオー
ム、主に（０，５〜５）１０”オームになる。

半導体ロッド区間に対する非常に望ましい材料としては
、３〜１２％のクラファイト成分を有する摩擦電気で帯
電し易いポリテトラフロールエチレン（ＰＴＦＥ）が知
られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、円筒状の流れ案内本体の電気半導体区間を有
する噴霧ピストルの断面図。 第２図は、多数の半導体ロッド区間を有し、−定の流れ
断面の場合直径が拡大している流れ案内本体を有する噴
霧ピストルの断面図。 第３図は、円錐状の外面を有する複数の区間を備えた中
空ロッドと流れ案内本体の断面図。 第４図は、二重リング隙間にした流れ通路を有する噴霧
ジストルの断面図。 引用記号： １・・・粉体の供給通路、 ２・・・ガスの供給通路、 ３・・・電極ホルダー、 ４・・・接触リング、 ５・・・絶縁材被覆、 ６・・・針状の作用電極、 ７・・・基本体、 ８・・・中空ロッド、 ９・・・先端、 １０・・・半導体材料製のロッド区間、１１・・・絶縁
材製のロッド区間、 １２・・・衝突体、 １３・・・中心湾曲部、 １４・・・保持ロッド、 １５・・・ブツシュ状の入れ子、 １６・・・中心星形、 １７・・・粉体導入通路、 １８・・・ガス通路、 １９・・・リング状のイオン化電極、 ２０・・・スリーブ、 ２１・・・保持星形。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空ロッドとその中に同心状に配設した長い流れ案
   内本体から成り、リング隙間状に形成し、入口領域で受
   動的なイオン化部として働く、主に接地した電極が配設
   してある粉体を通す絶縁通路で粉体状の材料を電気動的
   に帯電させる噴霧ピストルにおいて、中心流れ案内本体
   には、電気半導体材料又はその様な表面層を有し、イオ
   ン化電極に対して及び互いに電気絶縁された一個又はそ
   れ以上の区間があることを特徴とする噴霧ピストル。 ２、流れ案内本体は円錐状の先端（９）を有する円筒状
   のロッドとして形成してあり、流れ方向に関して最初の
   部分にあるロッド区間はロッドの長さの２５〜７５％に
   わたって電気半導体材料から成るかあるいはその様な表
   面を有し、流れ案内本体の残りの部分（１１、１２）は
   摩擦電気帯電に適する中空ロッドと同じ絶縁材からなる
   か、あるいは円筒状の流れ案内本体は多数の区間から合
   成され、電気半導体材料から成る区間と摩擦電気帯電し
   易い絶縁材から成る区間が交互に連続していることを特
   徴とする請求項１記載の噴霧ピストル。 ３、流れ案内本体は、円筒状の被覆面を有する区間と円
   錐状の被覆面を有する区間から合成され、中空ロッドの
   内面はこの形状に合わせてあり、区間ごとに変化する流
   れ方向の断面がほぼ一定の流れ通路が生じ、流れ案内本
   体の個々の区間（１０ａ〜ｄ）、主に流れに面した表面
   を有する区間は電気半導体材料から成るか、そのような
   表面層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の
   噴霧ピストル。 ４、通路の長さの一部にわたって、中心ロッドと中空ロ
   ッドの内面の間に円管状のスリーブが同軸に配設してあ
   り、二重リング間隙が生じ、内部ロッド（１０）及び／
   又は円管状のスリーブ（２０）は電気半導体材料から成
   ることを特徴とする請求項１記載の噴霧ピストル。 ５、流れ案内本体の電気半導体区間は、１０＾−＾９〜
   １０＾−＾６Ｓｍ＾−＾１の電気伝導度を有する材料か
   ら成るか、表面比抵抗が、間隔１ｃｍで長さが１０ｃｍ
   の二枚の電極で測定して（東独規格ＴＧＬ１５３６７に
   よる）１０＾７〜１０＾１＾０オームになる導電気半導
   体表面層を有する絶縁材又は付着した導電性粒子を有す
   る摩擦電気帯電し易い絶縁材、主に３〜１２％のグラフ
   ァイトを有するポリテトラフロールエチレンから成るこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の噴
   霧ピストル。