JPH04215869A - 静電塗装方法 - 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】 【０００１】　　　　 【産業上の利用分野】本発明は、予め霧化して得た塗布
液の霧化粒子に電荷を与えて塗装する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】塗布液の霧化と同時に電荷を与えて塗装
を行なう静電スプレー塗装方法による大型の被塗布体（
例えば幅が１０００ｍｍを越えるもの）の塗装は、従来
、スプレーノズルを被塗布体の幅方向に往復移動して行
なっていた。 【０００３】また、本願出願人は、塗料を荷電噴霧して
被塗物に塗着させる静電塗装装置において、噴霧された
塗料の飛行軌道内に電界形成用反発電極板を設けた回転
式静電塗装装置を提案している（実開昭５８−１９０４
５７号公報）。 【０００４】さらに、上記方法又は装置を用いて、ある
いは回転ベルを用いて、被塗布体に塗布液を塗布して感
光層上に塗布部分と非塗布部分とからなる微小パターン
を設けることにより感光層をマット化することも行なわ
れていた（特開昭５１−１１１１０２号公報）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、スプレーノズ
ルを被塗布体の幅方向に往復移動する方法によれば、塗
装ムラが発生しやすい（特に被塗布体の端部）。また長
尺の被塗布体を長手方向に走行させて行なう場合は、走
行速度が大きくなるほど長手方向にも塗装ムラが発生し
やすく、精密に幅方向及び長手方向に連続塗装を行なう
ことはできなかった。 【０００６】前記実開昭５８−１９０４５７号公報に記
載の回転式静電塗装装置は、このような問題点を解決す
る対策として提案されたものであるが、この装置によっ
ても被塗布体の幅方向及び長手方向の精密な連続塗装を
十分に行なうことができなかった。 【０００７】一方、上記方法又は装置を用いて、被塗布
体をマット化する場合も、被塗布体の幅方向及び長手方
向に精密に微小パターンを設けることは、十分に行なう
ことができなかった。 【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
る静電塗装方法の提供を目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれば
次の静電塗装方法により上記目的を達成することができ
る。 【００１０】■　　塗布液を予め霧化して成る霧化粒子
を放出する開口の内部に配置された電極から霧化粒子に
電荷を与え、霧化粒子を被塗布体に静電付着させる静電
塗装方法（第１発明）。 【００１１】■　　塗布液を予め霧化して成る霧化粒子
を放出する開口の内部に配置された電極から霧化粒子に
電荷を与え、電荷を与えられた霧化粒子を前記開口の内
面に配置された反発電極により反発させつつ、霧化粒子
を被塗布体に静電付着させる静電塗装方法（第２発明）
。 【００１２】上記静電塗装方法には、次の静電塗装装置
を用いることができる。塗布液を予め霧化して成る霧化
粒子を放出する開口を有する開口部と、該開口の内部に
配置された電極とから成る静電塗装装置。 【００１３】上記静電塗装装置は、好ましくは、塗布液
の霧化部と、該霧化部で霧化された塗布液の霧化粒子を
開口部へ搬送するガイド部を備える。 【００１４】前記従来技術の課題を解決する静電塗装方
法及び装置として、本発明者のうちの１人は、次の方法
及び装置を見い出した。 【００１５】■　　塗布液を予め霧化して成る霧化粒子
を放出する開口の外部近傍に分散配置された針状電極か
ら霧化粒子に電荷を与え、霧化粒子を被塗布体に静電付
着させる静電塗装方法。 【００１６】■　　塗布液を予め霧化して成る霧化粒子
を放出する開口を有する開口部と、該開口の外部近傍に
分散配置された針状電極と、該電極を着脱自在に保持す
る電極保持ユニットから成る静電塗装装置。 【００１７】これらに対し、本発明の静電塗装方法は、
霧化粒子を放出する開口の内部に配置された電極から霧
化粒子に電荷を与える点で異なり、本発明の静電塗装方
法に用いることのできる前記静電塗装装置は、霧化粒子
を放出する開口の内部に電極が配置されている点で異な
る。そのため本発明の静電塗装方法及びその方法に用い
ることのできる静電塗装装置は、静電塗装時あるいは装
置の洗浄時に電極の破損や感電の危険なく、また被塗布
体との間隔が電極によって制限されずに、塗装を行なう
ことができる。 【００１８】第２発明における前記開口の内面に配置さ
れた反発電極は、電荷を与えられた霧化粒子を反発する
ので、前記霧化粒子が開口の内部及び反発電極へ付着す
ることを防止して、塗装を行なうことができる。 【００１９】 【好適な実施態様】霧化粒子は、塗布液を予め霧化した
ものであり、回転ベル、スプレーノズル、超音波霧化装
置等の種々の霧化装置で塗布液を予め霧化して得ること
ができ、空気、窒素等の搬送気体によって搬送すること
ができる。 【００２０】霧化粒子を放出する開口は、搬送気体とと
もに霧化粒子を放出することができる。また、前記開口
は、霧化粒子に電荷を与える電極先端部から開口端に向
けて内径の断面積を増加させることができ、好ましくは
内径の断面積が急激に拡大されているもの、もしくは開
口の内部の内壁面が内側に凹な曲面をしているものが良
い。開口の径は、被塗布体に形成しようとする塗膜幅に
応じた大きさにすることができ、被塗布体全面に塗装す
る場合は好ましくは被塗布体の幅より大きくする。 【００２１】霧化粒子に電荷を与える電極は、霧化粒子
を放出する開口の内部に配置され、好ましくは開口の内
壁に設ける。前記電極は、前記開口の内部に少なくとも
１つ配置すれば良いが、複数の電極を分散配置しても良
い。前記電極は、例えば径が０．１〜３ｍｍ程度の銅等
の金属線（電気伝導性保護膜を有するものでも良い）か
ら成る針状電極にすることができる。 【００２２】前記電極は、例えば電極ケーブルを介して
高電圧発生機に接続しており、数キロボルトから数十キ
ロボルトの電圧を印加する。 【００２３】反発電極は、霧化粒子に電荷を与える電極
と同じ極性であり、霧化粒子を放出する開口の内面に配
置されている。好ましくは、霧化粒子に電荷を与える電
極の先端部より下流側（霧化粒子移動方向における下流
側）の領域に配置する。反発電極は、例えば開口端から
数ミリメートルから数十ミリメートル離して配置するこ
とができる。 【００２４】反発電極は、好ましくは、帯状ないし板状
にする。帯状ないし板状の反発電極は、開口の内部の壁
面全域に配置することができる。また、帯状の反発電極
を開口端からほぼ等距離の開口内部の壁面沿いに連続し
た環として配置することができる。また、複数の板状電
極を開口端からほぼ等距離の開口内部の壁面沿いに連続
又は不連続の環状に配置することができる。帯状ないし
板状の反発電極は、銅等の金属板（電気伝導性保護膜を
有するものでも良い）から形成することができ、厚みは
例えば０．１〜３ｍｍ程度にすることができる。反発電
極は、例えば反発電極用ケーブルを介して高電圧発生機
に接続しており、数キロボルトから数十キロボルトの電
圧を印加することができる。 【００２５】開口部は、塗布液を予め霧化して成る霧化
粒子を放出する開口を有し、開口端に近づくにつれて内
径の断面積が増加するノズルにすることができる。好ま
しくは、内径の断面積が急激に拡大しているか、開口内
部の内壁面が内側に凹の曲面であるものである。 【００２６】開口部は、ガイド部を介して塗布液の霧化
部と接続することができる。塗布液の霧化部は、前記種
々の霧化装置のうちの少なくとも１つをチャンバーに設
けて成るもので良い。 【００２７】霧化粒子に電荷を与える電極は、開口部の
開口の内壁に設けても良く、開口部との接続部近傍のガ
イド部の内壁に設けても良い。前記電極を設けるガイド
部の部分は、内径の断面積を他の部分より拡大すること
ができる。 【００２８】本発明で用いる塗布液は霧化が可能であれ
ば水系、非水系にかかわらず極めて多くの塗布液を用い
ることができる。 【００２９】水系の塗布液としては、たとえばアクリル
酸エステルとアクリル酸またはメタクリル酸の共重合体
；スチレン、アクリル酸エステル、アクリル酸又はメタ
クリル酸の共重合体；アクリル酸エステル、スチレン、
アクリロニトリルなどとアクリル酸又はメタクリル酸、
マレイン酸、イタコン酸などの共重合体；ポリビニルア
ルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン等の
ビニル系ポリマーなどの樹脂を適宜選択し、従来周知の
方法により水へ溶解ないし分散させた塗布液がある。 【００３０】有機溶剤系の塗布液としては、同様に多く
の樹脂を有機溶剤に溶解ないし分散させたものを用いる
ことができる。例えば、塩ビ酢ビ系共重合体、アセター
ル系樹脂、塩酢ビ系樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニト
リルブタジエン樹脂等の樹脂を、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、乳酸エチル等のエステル系溶剤、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ｎ、ｉｓｏ　ブタ
ノール、キシロール等で溶解した溶液がある。 【００３１】その他の樹脂としては、例えばシェラック
、ロジンなどの天然樹脂、例えばフェノールホルムアル
デヒド樹脂、ｍ−クレゾールホルムアルデヒド樹脂など
のノボラック型フェノール樹脂、例えばポリアクリル酸
、ポリメタクリル酸、メタクリル酸−スチレン共重合体
、メタクリル酸−アクリル酸メチル共重合体、スチレン
−無水マレイン酸共重合体などの不飽和カルボン酸の単
独重合体またはこれと他の共重合し得るモノマーとの共
重合体、ポリ酢酸ビニルの部分または完全けん化物を例
えばアセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、カルボキシベンズアルデヒドなどの
アルデヒドで部分アセタール化した樹脂、ポリヒドロキ
シスチレンなどがある。更に、例えばセルロースメチル
エーテル、セルロースエチルエーテルなどのセルロース
アルキルエーテル類をはじめとする有機溶媒可溶性樹脂
もある。 【００３２】水、メタノール、エタノールのようなアル
コール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチ
ルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジクロルエタ
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン
などを単独、または二以上組合せて溶媒とし前記樹脂の
１種以上を溶解ないし分散させて塗布液とすることもで
きる。 【００３３】塗布液には、所望により種々の添加物を溶
解あるいは分散させることができる。 【００３４】被塗布体の形態としては、例えばシート状
や板状であり、被塗布体の素材としては紙；たとえばポ
リエチレンやポリプロピレン、ポリスチレンなどの熱熔
融性プラスチックを被覆積層した紙、アルミニウム、各
種のアルミニウム合金、亜鉛、鉄、銅などのような金属
の板、たとえば二酢酸セルロース、酪酸セルロース、酢
酸酪酸セルロース、プロピオン酸セルロース、三酢酸セ
ルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルア
セタールなどのようなプラスチックのフィルム；前述の
ごとき金属が積層あるいは蒸着により被覆された紙もし
くはプラスチックフィルムなどが含まれる。 【００３５】以下、本発明を図面により説明する。 【００３６】図１は、本発明の静電塗装方法（第１発明
）に使用できる装置の一例による被塗布体の塗装の断面
図である。塗布液の霧化部たる霧化室Ｒは、霧化装置Ｍ
を備えており、塗布液を霧化して霧化粒子にすることが
できる。霧化粒子は、空気又は窒素等の搬送気体Ｃによ
り、ガイド部たる霧化ミスト供給チューブ４を経て開口
部たる霧化粒子放出ノズル１に達する。霧化粒子放出ノ
ズルは、霧化粒子の放出方向に対して上流側の半分の断
面積が等しく、該方向に対して下流側の半分の断面積が
開口の端部に近づくにつれてしだいに大きくなるという
構造をしている。電極用ケーブル５を介して高電圧発生
機と接続する針状の電極２の先端は、図２に示すように
、霧化粒子放出ノズルの内径の断面積が等しい部分の壁
面に突き出ている。送り出しロール１１によって送り出
され、パスローラ７及び８によって案内されて連続走行
する帯状物（以下、「ウェブ」と記す。）６と電極２と
の間には電界が形成されており、電極２から霧化粒子に
電荷が与えられ、帯電した霧化粒子はウェブ６に付着す
るので塗装を行なうことができる。 【００３７】図３及び図４は、開口の端部が被塗布体の
幅より大きい四角すい状に広げられている矩形型幅広ノ
ズル３により静電塗装を行なっている図であり、図３は
被塗布体がウェブ６の場合であり、図４は被塗布体がシ
ート状材料１０の場合である。高電圧発生機（図示せず
）と接続する電極用ケーブル５の先端は、針状電極（図
示せず）と接続しており、針状電極の先端は前記幅広ノ
ズル３の壁面からノズルの内部に突き出て霧化粒子に電
荷を与える。 【００３８】なお、図３及び図４において、４は霧化ミ
スト供給チューブ、７及び８はパスローラ、９はベルト
を示す。 【００３９】図５に示すように、霧化ミスト供給チュー
ブ４と接続する霧化粒子放出ノズル１には、電極用ケー
ブル５と接続した電極２を複数設けても良い。図５によ
れば、前記ノズルの内径の断面積が等しい部分に１つの
電極が設けられており、前記ノズルの内径の断面積がし
だいに大きくなる部分に２つの電極が設けられている。 【００４０】図６は、本願第２発明の静電塗装方法に使
用できる装置の一例の断面図である。塗布液の霧化部た
る霧化室Ｒは、霧化装置Ｍを備えており、塗布液を霧化
して霧化粒子にすることができる。霧化粒子は、空気又
は窒素等の搬送気体Ｃにより、ガイド部たる霧化ミスト
供給チューブ４を経て開口部たる霧化粒子放出ノズル１
に達する。霧化粒子放出ノズルは、前記チューブ４との
接続部から急激に断面積が増大し、開口端に近づくにつ
れて更に断面積が大きくなる、いわゆる釣鐘状の構造を
している。電極用ケーブル３を介して高電圧発生機と接
続する針状の電極２の先端は、図６に示すように、霧化
粒子放出ノズルの前記チューブ４との接続部部分の壁面
に突き出ている。送り出しロール１０によって送り出さ
れ、パスローラ８及び９によって案内されて連続走行す
る帯状物（以下、「ウェブ」と記す。）７と電極２との
間には電界が形成されており、電極２から霧化粒子に電
荷が与えられる。電極２と前記ノズル１の開口端Ｅの間
に配置された反発電極５は、前記開口端から等距離のノ
ズル内部の壁面沿いに密着内接し、連続した環として配
置されている。前記ノズル１の内部の壁面は絶縁層（図
示せず）を有し、ノズル１と反発電極５は絶縁している
。この反発電極は、帯電した霧化粒子がノズル内部の壁
面に付着することを防止する。なお、反発電極５は、反
発電極用ケーブル６を介して高電圧発生機（図示せず）
と接続している。帯電した霧化粒子は開口端から放出さ
れウェブ７に付着するので塗装を行なうことができる。 【００４１】図７、図８及び図９は、霧化粒子放出ノズ
ルと反発電極の他の態様を示す断面図である。 【００４２】図７の霧化粒子放出ノズル１は、図２に示
されたものと同様のものである。図７の反発電極５は、
ノズル１の内径の断面積が増加し始める位置から開口端
Ｅ近傍までの内壁面に渡って密着内接しており、連続し
た環状で配置されている。 【００４３】図８の矩形型幅広ノズル１１は、図３に示
されたものと同様のものである。図８の反発電極５は、
板状である。これと同様の複数の反発電極が、ノズル１
１の開口端Ｅからほぼ等距離のノズル内壁面沿いに密着
し不連続の環状に配置されている。 【００４４】図９には半球状型ノズル１２が示されてい
る。図９の反発電極５は、ノズル１２の開口端Ｅからほ
ぼ等距離のノズル内壁面沿いに密着内接しており、連続
した環として配置されている。 【００４５】図７〜９において、２は霧化粒子に電荷を
与えるための電極、３は電極用ケーブル、６は反発電極
用ケーブル、Ｅは帯電した霧化粒子を放出する開口の開
口端を示す。 【００４６】また、各図のノズルの内壁面は絶縁層（図
示せず）を有し、各ノズルと反発電極の間は絶縁されて
いる。絶縁層は、ノズル内壁面全体に設けても良いが、
反発電極を配する位置に対応させて設けても良い。絶縁
層の代わりに他の絶縁部材を用いることもできる。また
、反発電極は、必ずしもノズル内壁面に密着させる必要
はなく、帯電した霧化粒子の付着を防止できるようにノ
ズル内壁面に沿って配してもよい。 【００４７】 【実施例】 【実施例１】図１に示すように、送り出し部１１から送
り出された、厚さ　１００μ、幅３００ｍｍのアルミニ
ウムフィルム未塗布支持体（被塗布体）６を、毎分２０
ｍの速度で走行させた。 【００４８】電極２には、２０ｋＶの電圧をかけ、霧化
粒子に電荷を与えて、帯電した霧化粒子を前記支持体６
に付着させて塗装を行なった。塗布液は、下記組成で粘
度１ｃｐの溶液を用いた。 【００４９】 　　　　クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂　　　　　
　　　　　　　　　　　…５重量部　　　　オイルブル
ー＃６０３（オリエント化学工業（株）製）…０．０５
重量部　　　　メチルエチルケトン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…２３重
量部　　　　２−メトキシエチルアセテート　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　…５８重量部塗装後の
膜面は均一で良好な塗膜が得られ、幅方向のムラは６％
以内であり良好であった。 【００５０】 【実施例２】塗布液を下記組成で粘度３ｃｐの溶液にす
る以外は前記実施例１と同様の条件で塗装を行なった。 【００５１】 　　　　アクリル酸系共重合体ポリマー　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　…５重量部　　　　オイル
ブルー＃６０３（オリエント化学工業（株）製）…０．
０５重量部　　　　メチルグリコール　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
２５０重量部　　　　メタノール　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　…５０重量部幅方向のムラは　６．５％以内であ
り良好であった。 【００５２】 【実施例３】図６に示すように、送り出し部１０から送
り出された、厚さ　１００μ、幅３００ｍｍのアルミニ
ウムフィルム未塗布支持体（被塗布体）７を、毎分２０
ｍの速度で走行させた。電極２には、２０ｋＶの電圧を
印加し霧化粒子に電荷を与えて、帯電した霧化粒子を前
記支持体７に付着させて塗装を行なった。なお、反発電
極５に２ｋＶの電圧を印加した。塗布液は、下記組成で
粘度１ｃｐの溶液を用いた。 【００５３】 　　　　クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂　　　　　
　　　　　　　　　　　…５重量部　　　　オイルブル
ー＃６０３（オリエント化学工業（株）製）…０．０５
重量部　　　　メチルエチルケトン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…２３重
量部　　　　２−メトキシエチルアセテート　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　…５８重量部塗装後の
膜面は均一で良好な塗膜が得られ、電極、霧化粒子放出
ノズル内面への霧化粒子付着による汚れはなく良好であ
った。 【００５４】 【実施例４】塗布液を下記組成で粘度３ｃｐの溶液にす
る以外は前記実施例３と同様の条件で塗装を行なった。 【００５５】 　　　　アクリル酸系共重合体ポリマー　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　…５重量部　　　　オイル
ブルー＃６０３（オリエント化学工業（株）製）…０．
０５重量部　　　　メチルグリコール　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…
２５０重量部　　　　メタノール　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　…５０重量部塗装後の膜面は均一で良好な塗膜が
得られ、電極、霧化粒子放出ノズル内面への霧化粒子付
着による汚れはなく良好であった。 【００５６】 【発明の効果】本発明の静電塗装方法は、開口の内部に
配置された電極から霧化粒子に電荷を与えるので、電極
の破損や感電の危険なく、被塗布体の長手方向及び幅方
向に塗布ムラの少ない均一な厚さの塗膜を形成すること
ができる。 【００５７】第２発明の静電塗装方法は、電荷を与えら
れた霧化粒子を開口内面に配した反発電極により反発す
るので、開口の内部及び反発電極への前記霧化粒子の付
着による汚れを防止して、塗布ムラの少ない均一な厚さ
の塗膜を形成することができる。 【００５８】本発明の静電塗装方法に用いることのでき
る静電塗装装置は、霧化粒子を放出する開口の内部に電
極を配置したので、電極は開口の外部に露出しておらず
電極の破損や感電の危険なく、被塗布体の長手方向及び
幅方向に塗布ムラの少ない均一な厚さの塗膜を形成する
ことができる。 【００５９】本発明の静電塗装方法及びその方法に用い
ることのできる静電塗装装置は、被塗布体の長手方向及
び幅方向に微小パターンを十分精密に形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１発明の静電塗装方法に用いること
のできる静電塗装装置の一例の断面図である。

【図２】図２は、図１のノズル近傍の部分拡大断面図で
ある。

【図３】図３は、被塗布体に静電塗装を行なっている斜
視図である。

【図４】図４は、被塗布体に静電塗装を行なっている斜
視図である。

【図５】図５は、複数の電極を配置されたノズル近傍の
断面図である。

【図６】図６は、第２発明の静電塗装方法に用いること
のできる静電塗装装置の一例の断面図である。

【図７】図７は、第２発明の静電塗装方法に用いること
のできるノズル及び電極等の断面図（霧化粒子放出方向
と平行方向の断面図）である。

【図８】図８は、第２発明の静電塗装方法に用いること
のできるノズル及び電極等の断面図（霧化粒子放出方向
と平行方向の断面図）である。

【図９】図９は、第２発明の静電塗装方法に用いること
のできるノズル及び電極等の断面図（霧化粒子放出方向
と平行方向の断面図）である。

【符号の説明】

１…霧化粒子放出ノズル ２…霧化粒子に電荷を付与する電極 ５（図６〜図９）…反発電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗布液を予め霧化して成る霧化粒子を放出
   する開口の内部に配置された電極から霧化粒子に電荷を
   与え、霧化粒子を被塗布体に静電付着させることを特徴
   とする静電塗装方法。
2. 【請求項２】塗布液を予め霧化して成る霧化粒子を放出
   する開口の内部に配置された電極から霧化粒子に電荷を
   与え、電荷を与えられた霧化粒子を前記開口の内面に配
   置された反発電極により反発させつつ、霧化粒子を被塗
   布体に静電付着させることを特徴とする静電塗装方法。