JPH01315361A - 回転霧化静電塗装方法および回転霧化静電塗装装置 - Google Patents

回転霧化静電塗装方法および回転霧化静電塗装装置

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JPH01315361A
JPH01315361A JP63145061A JP14506188A JPH01315361A JP H01315361 A JPH01315361 A JP H01315361A JP 63145061 A JP63145061 A JP 63145061A JP 14506188 A JP14506188 A JP 14506188A JP H01315361 A JPH01315361 A JP H01315361A
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豊 大橋
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、回転霧化静電塗装方法及びその実施に使用す
る回転霧化静電塗装装置に関する。
(従来の技術) 自動車外板等の塗装において、ベル状カップを高速度で
回転させかつこれに高電圧を印加して塗料を霧化し塗装
を施す回転霧化静電塗装方法が広く採用されている。こ
れは、単にエアで塗料を霧化するエア霧化塗装方法ある
いはエア霧化静電塗装方法に比して塗着効率が非常に高
く、塗料使用量を最小限に抑えることができるためであ
る。
第8図は、上記回転霧化静電塗装方法の実施に従来一般
に用いられている回転霧化静電塗装装置を示したもので
ある。同図において、lはハウジングで、該ハウジング
1には図示を略すモータによって駆動される回転軸2が
内装されている。前記回転軸2のハウジング1外まで延
びる一端にはベル状カップ3が固定されており、該カッ
プ3には図示を略す給電手段から高電圧が印加されるよ
うになっている。4は前記カップ3の後背となる/Xウ
ジングlの先端に一体化されたキャップで、これには前
記カップ3の前面に塗料を供給するための塗料供給管5
が取付けられている。前記キャップ4にはまた、吹出口
6が円環状に多数(通常100個前後)配列されており
、同じくキャップ4に設けたエア通路7を通じて圧送さ
れたエアがシェーピングエアとして前記吹出口6からa
矢印のように吐出されるようになっている。なおこのシ
ェーピングエアは塗装パターン、塗装品質等に重要な影
響を与えるので、従来から前記吹出口Bの設置位置や口
径、あるいは吐出圧力や吐出向き等に種々の配慮がなさ
れている(例えば実開昭62−13557号公報、特開
昭f12−fllHG号公報等)。
か覧る構成により、いま図示を略す被塗物からアースを
とり、カップ3に高電圧を印加しつ覧これを高速度で回
転させ、この方ツブ3に塗料供給管5から塗料を給送す
ると、塗料はカップ3の前面を伝わってその周部に移動
し、そこで遠心力によって霧化される。前記霧化された
塗粒は、前記カップ3上を移動する間に帯電しており、
該、カップ3と被塗物との間に発生する電界の引力と前
記吹出口6から吐出されるシェーピングエアとにより被
塗物の表面まで飛行し、そこに塗着する。
(発明が解決しようとする課8) ところで、上記従来の回転霧化静電塗装方法により、ア
ルミニウム片や雲母等の顔料を含むメタリック塗料を塗
装しようとすると、エア霧化塗装方法あるいはエア霧化
静電塗装方法により塗装した場合に比し、被塗物の仕上
がり外観が著しく暗くなることが知られている。これは
、上記ベル状カップ3は、通常?Ots前後の外径を有
する大きさに形成され、しかも 20000〜5000
0 rp■という極めて高速度で回転されているため、
その遠心力は非常に大きく、この大きな遠心力によって
メタリック塗料中のアルミニウム片や雲母等が破壊、変
形してしまうことに主として起因する。したがって、通
常は、該回転霧化静電塗装方法を単独で採用することは
せず、これとエア霧化静電塗装方法とを併用するか、こ
れに代えてエア霧化静電塗装方法のみを用いるかしてお
り、このため、メタリック塗装の塗料使用量は、他のソ
リッドやクリア塗装における塗料使用量に比して著しく
多くなり、コストアップの大きな要因となっていた。
なお、塗装面の明度を高めるには、塗粒の被塗物への衝
突速度を上げることが効果的であることが既に知られ、
現に上記先行技術の1つである実開昭82−13557
号公報においては、シェーピングエアの吹出口Bの角度
、形状等を改良して塗粒の飛行速度を高める工夫をして
いる。しかしながら、この場合は、明度低下に大きな影
響を与える上記遠心力による顔料の破壊・変形に対して
何らの対策もしていないため、根本的な解決とはならな
い。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その課題とするところは、遠心力を可及的に下げること
により顔料の破壊・変形を抑制し、もってメタリック塗
料を塗装しても所望の明度を確保することができるよう
にすることにある。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため1本発明にか−る回転霧化静電
塗装方法は、回転霧化静電塗装装置のベル状カップの回
転数C(回転/5ea)とその半径R(M)との関係を
、RxC2≦5000好ましくはRxC2≦2000に
設定すると共に、被塗物表面での垂直方向の風速がIO
N/sec以上好ましくは15M/sec以上となるよ
うに回転霧化静電塗装装置のシェーピングエアを制御す
るように構成したことを要旨とする。
また同様の目的を達成するため、本発明にか−る回転霧
化静電塗装装置は1回転軸の一端にベル状カップを固定
し、該カップを回転させかつこれに高電圧を印加して塗
料を霧化すると共に、該カップの後方に配列した吹出口
からシェーピングエアを吐出させて被塗物に塗装を施す
回転霧化静電塗装装置において、前記カップを直径80
■■以上の大きさに形成し、かつ前記シェーピングエア
の吹出口を前記カップの最外周径とはC同一径のピッチ
円上に設けると共にその吐出向きを前記回転軸の軸心と
平行となるように構成したことを要旨とする。
(作用) 上記構成の回転霧化静電塗装方法においては、ベル状カ
ップの回転数G(回転/sec)とソノ半径R(M)と
の関係を、RxC2≦5000好ましくはRxC2≦2
000に設定したことにより、遠心力を一定の大きさ以
下に抑えることができ、メタリック塗料中のアルミニウ
ム片、雲母等の顔料の破壊・変形を抑制することができ
る。またこれと共に被塗物の表面での垂直方向の風速が
ION/sec以上好ましくは15M/sec以上とな
るようにシェーピングエアを制御することにより、塗粒
の被塗装物への衝突速度を可及的に高めることができ、
この面でも明度の向上に寄与する。
一方、上記構成の回転霧化静電塗装装置においては、ベ
ル状カップを直径80■腸以上の大きさに形成したので
、塗料のカップ面上での拡散範囲が拡大され、塗料が薄
膜となり、霧化塗粒は微細化し易くなる。しかも前記拡
散範囲の拡大により、高圧印加部での塗料の帯電時間が
長くなり、塗粒の帯電量が増加する。つまり、遠心力を
小さくしても所望の微細塗粒及び帯電量を確保すること
ができ、結果としてメタリック塗料中の顔料め破壊・変
形を抑制することが可能になる。またシェーピングエア
の吹出口を前記カップの最外周径とはC同一径のピッチ
同上に設けると共にその吐出向きを前記回転軸の軸心と
平行となるようにしたので、被塗物表面での垂直方向の
風速が増大し、塗粒の被塗物への衝突速度を高めること
ができる。さらにカップを大径化したことで高風速を得
ながら塗装パターン中央部への塗粒の集中化をも低減す
ることができる。
なお上記ベル状カップの直径が8hm未満では、塗料の
カップ面上での拡散範囲が小さくなってその微細化が困
難になるので、これを80IIa以上とした。また該ベ
ル状カップの直径は、あまり大きいと、重量増加や製造
コストの増加を招くので、最大で150 mm程度に抑
えるのが望ましい。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
第1図は本発明の回転霧化静電塗装装置を示したもので
ある。なお、本装置の基本構成は前出の第8図に示した
ものと変わるところがないので、こ−では同一部分には
同一符号を・付して重複する説明を避けることとする0
本実施例の特徴とするところは、ベル状カップ3を従来
よす大径に形成し、かつシェーピングエアの吹出口6を
、前記カップ3の最外周径とはC同一径のピッチ円上に
配設すると共にその吐出向きを前記回転軸2の軸心と平
行となるように構成した点にある。このようにカップ3
を大径に形成したことにより、塗料供給管5から供給さ
れた塗料のカップ面上での拡散範囲が拡大され、塗料が
薄膜となり、霧化塗粒は微細化し易くなる。しかも1前
記拡散範囲の拡大により、高圧印加部での塗料の帯電時
間が長くなり、その分、塗粒の帯電量が増加する。また
シェーピングエアは、カップ3の外周面上を回転軸2の
軸線と平行にb矢印のように通過して図示を略す被塗物
に向かい、したがって被塗物の上面での垂直方向の風速
が高まるようになる。さらに前記カップ3を大径化した
ことで塗装パターン中央部への塗粒の集中化をも低減す
ることができる。
こ−で、上記回転霧化静電塗装装置におけるベル状カッ
プ3の直径りを77冒層と1001■の2種類に変化さ
せ、それぞれカップ3の回転数を変えてアルミニウム片
を含むメタリック塗料をガラス板に塗装し、その後顕微
鏡観察により塗粒中のアルミニウム片の平均粒径を測定
したところ、その平均粒径はそれぞれの条件で変化する
ことが分かった。
第2図は、上記アルミニウム片の平均粒径りを遠心力の
目安となる係数−にて整理したものである。なお遠心力
Fは、カップ3の半径をR(M)9回転数をC(回転/
sec)、塗粒の質量を腸とすると、 F=  4π2
RC2m  (N)で与えられるが、この式中のRC2
は便宜的に遠心力の目安となるので、これを係数Wとし
た。第2図に示す結果より、塗粒中のアルミニウム片は
、カップ3の外径口に関係なく、係数−が1300まで
は極めて粗く、これを越えると急激に細かくなることが
確認できた。これは、遠心力が大きくなると、カップ3
による塗料の霧化時にメタリック塗料のアルミニウム片
が破壊してしまうためであり、したがって、該遠心力は
出来るだけ小さくすることが望ましいことが分かる。因
みに、従来汎用の回転霧化静電塗装装置(第8図)を用
いて一般の塗装条件で塗装すれば、上記係数Wは一万以
上の大きさとなり、このようなオーダーでは図示のよう
にアルミニウム片の平均粒径は極めて小さくなることが
推定される。
また上記同様にベル状カップ3の直径りを77IIIl
とloom曹、の2つの寸法に変化させ、吹出口6から
吐出するシェーピングエアの吐出圧力を種々に変化させ
て、被塗物上面での垂直方向の風速を測定し、かつ各条
件における塗装面の明度を測定した。その測定結果を第
3図に示す。なお明度の測定は、第4図に示すように、
変角測色計Aにて塗装面の方線に対し30°で入射し、
−60°で受光したL値、  L [30’ 、−80
°]と60°で受光したL値、L[30°、60°]と
の比で表わした。また各条件で上記係数−が1200に
なるようにカップ3の回転数を調整した。第3図に示す
結果より、明度はカップ3の直径りに関係なく、垂直方
向の風速値15M/sea以上で飽和し、エア霧化静電
塗装装置で塗装した場合と同程度の明度3.4になるこ
とが確認できた。因みに、従来の回転霧化静電塗装装置
(第8図)を用いた塗装によれば、垂直方向の風速は4
〜5 M/sec程度であり、この場合は明度が2.5
以下となることが推定され、エア霧化静電塗装装置のレ
ベルまで明度を高めることは到底不可能となる。
上記2つの試験結果より、ベル状カップ3の回転数C(
回転/sec)とその半径R(M)との関係を、  R
×C2≦5000好ましくはR×C2≦2000に設定
すると共に、被塗物表面での垂直方向の風速が10M/
sea以上好ましくは15M/sec以上となるように
回転霧化静電塗装装置のシェーピングエアを制御するこ
とにより、エア霧化静電塗装塗装装置を用いた場合とは
C同等の明度を得ることができることが明らかとなった
次に、上記本発明の回転霧化静電塗装装置を用いて行な
った塗装の具体例について述べる。
支ム1」 直径D = 100mmのベル状カップ3を用い、吹出
口6の直径0.4mm、吹出口8の数120個とし、カ
ップ3の回転数8000〜9000rp*  (係数W
は1300以下)、吹出口6かものシェーピングエアの
吐出量550〜85ON交/1n(被塗装物の表面での
風速は15〜1f1M/sea )の条件下で、アルミ
ニウム片を含むメタリック塗料の塗装をし、明度、塗粒
の帯電量及び塗着効率を測定した。
なお、明度の測定は前出第4図に示した方法により求め
、また帯電量は比電荷(JLc/g)として求めた。
支ム1」 直径D = 130 mmのベル状カップ3を用い、吹
出口6の直径0.4sm、吹出口θの数150個とし、
カップ3の回転数7000〜8000rp■ (係数豐
は1300以下)、吹出口6からのシェーピングエアの
吐出量700〜80ON交/win (被塗装物の表面
での風速は!5〜IBM/see )の条件下で、実施
例1と同様にアルミニウム片を含むメタリック塗料の塗
装をし、明度、塗粒の帯電量及び塗着効率を測定した。
L絞1」 第8図に示した従来の回転霧化静電塗装装置を用い、ベ
ル状カップ3の直径D =77 as 、吹出口6の直
径0.4sm、吹出口6の数80個とし、カップ3の回
転数40000〜45000 rpm (係数Wは17
000〜22000 )  、吹出口からのシェーピン
グエアの吐出量150〜20ON交/1n(被塗装物の
表面での風速は4〜5M/sec)の条件下で、実施例
1と同様にアルミニウム片を含むメタリック塗料の塗装
をし、明度、塗粒の帯電量及び塗着効率を測定した。
瓜較1」 第1図に示した本発明の回転霧化静電塗装装置と基本構
造を同じくするものを用い、ベル状カップ3の直径D=
37mm、吹出口Bの直径0.4■、吹出口Bの数33
個とし、カップ3の回転数10000〜15000 r
pm  (係数Wは1300以下)。
吹出口6からのシェーピングエアの吐出量300〜40
0  Ml /win (被塗装物の表面での風速は7
〜8M/sec)で、実施例1と同様にアルミニウム片
を含むメタリック塗料の塗装をし、明度、塗粒の帯電量
及び塗着効率を測定した。
L較1」 従来汎用のエア霧化静電塗装装置を用い、被塗装物の表
面での風速が15ゲIBM/seaとなるようにエアの
吐出量を調整し、実施例1と同様にアルミニウム片を含
むメタリック塗料の塗装をし、明度、塗粒の帯電量及び
塗着効率を測定した。
明度測定の結果を第5図に示す、これより、本発明の実
施例1及び2は、何れもエア霧化静電塗装装置による塗
装(比較例3)と同等の明度3.4を得ることができた
。これに対して、従来の回転霧化静電塗装装置による比
較例1の明度は2.0程度と著しく低いことが確認でき
た。
この比較例1の明度の低さは、遠心力に関係する係数−
が大きく、かつシェーピングエアによる垂直方向の風速
値が小さいことに起因すると推定される。また比較例2
の場合は、比較例1よりも高い明度が得られるものの1
本発明の実施例1及び2に比して明度がわずか低いこと
が確認できた。これは垂直方向の風速値が小さいことに
起因すると推定される。
次に塗粒の帯電量の測定結果を第6図に示す、これより
本発明の実施例1及び2は、従来の回転霧化静電塗装装
置による比較例1に比してわずか帯電量が小さいが、小
径のベル状カップを用いた回転霧化静電塗装装置による
比較例2及びエア霧化静電塗装装置による比較例3に比
して著しく帯電量が大きいことが確認できた。これは、
本実施例1及び2の場合、何れもベル状カップ3の直径
りが大きく、それだけ塗料の拡散範囲が拡大し、高圧印
加部での塗料の帯電時間が長くなったためと推量され、
その結果が比較例2どの差に明瞭に現われている。
さらに塗着効率の測定結果を第7図に示す。
これより本実施例!及び2の塗着効率は701 面後の
高値となり、メタリック塗装にも十分に適用できること
が確認できた。なお全体の中では、従来の回転霧化静電
塗装装置による比較例1が最も大きく、エア霧化静電塗
装装置による比較例3が最も小さくなっている。
また、塗装面の肌感(面粗度)について比較したところ
、本発明の実施例1及び2は、何れも比較例2及び比較
例3に比して優れた肌感を得ることができた。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明にか覧る回転霧化
静電塗装方法によれば、遠心力を一定の大きさ以下に抑
えかつ被塗装物表面での垂直方向の風速を可及的に大き
くするようにしたので、メタリック塗料を塗装しても塗
装面の明度が向上するようになり、利用範囲の著しい拡
大を達成し得る効果がある。
また、本発明にか−る回転霧化静電塗装装置によれば、
ベル状カップを直径を可及的に大きくしたので、該カッ
プの回転速度を落して遠心力を小さくしても所望の微細
塗粒及び帯電量を確保できるばかりか、塗装パターン中
央部への塗粒の集中化をも低減することができ、一定の
塗装面品質及び塗着効率を保証する中で、明度の向上を
達成し得る効果がある。しかもシェーピングエアの吐出
向きを改善することにより被塗物表面での垂直方向の風
速を増大させて塗装面の明度を一層高めることも可能に
なり、総じてその及ぼす効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にか−る回転霧化静電塗装装置の構造を
示す断面図、第2図は塗粒中のアルミニウム片と遠心力
に関係する係数との相関を示すグラフ、第3図は塗装面
の明度と被塗物上面での垂直方向の風速との相関を示す
グラフ。 第4図は明度の測定要領を示す説明図、第5図は明度の
測定結果を示すグラフ、第6図は塗粒の帯電量の測定結
果を示すグラフ、第7図は塗着効率の測定結果を示すグ
ラフ、第8図は従来の回転霧化静電塗装装置の構造を示
す断面図である。 2 ・・・ 回転軸 3 ・・・ ベル状カップ 6 ・・・ シェーピングエアの吹出口特許出願人 ト
ヨタ自動車株式会社 代理人   弁理士 萼 優美(ほか2名)第1図 第2図 イn雫改WLW:1−1(ニーJ 第3図 第4図 才5図 明 、t6  図 笑iヒfil  実売ぞり2  比較1ツlkt豐た倒
2 上し一紮ン113牙70 災で倒1  を充例2 比較例1  比較例2 比吐例
3オ8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転霧化静電塗装装置のベル状カップの回転数C
    (回転/sec)とその半径R(M)との関係を、R×
    C^2≦5000好ましくはR×C^2≦2000に設
    定すると共に、被塗物表面での垂直方向の風速が10M
    /sec以上好ましくは15M/sec以上となるよう
    に回転霧化静電塗装装置のシェーピングエアを制御する
    ことを特徴とする回転霧化静電塗装方法。
  2. (2)回転軸の一端にベル状カップを固定し、該カップ
    を回転させかつこれに高電圧を印加して塗料を霧化する
    と共に、該カップの後方に配列した吹出口からシェーピ
    ングエアを吐出させて被塗物に塗装を施す静電霧化静電
    塗装装置において、前記カップを直径80mm以上の大
    きさに形成し、かつ前記シェーピングエアの吹出口を前
    記カップの最外周径とほゞ同一径のピッチ円上に設ける
    と共にその吐出向きを前記回転軸の軸心と平行となるよ
    うにしたことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
JP63145061A 1988-06-13 1988-06-13 回転霧化静電塗装方法および回転霧化静電塗装装置 Expired - Lifetime JP2560421B2 (ja)

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