JPH044061A - 静電塗装方法及び装置 - 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】 ［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及びそのための装置に関する。

［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１０
００　ａｍ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させて行なっていた
。

また２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５８−１９０４５７号公報）
。

さらに、上記方法又は装置を用いて、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）。

［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
させる方法によれば、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。

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。

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。

また、前記スプレーノズルを被塗布体の幅方向に往復移
動させる塗装方法によれば、塗装するスピードが高い場
合（被塗布体の長手方向の走行速度が高い場合、さらに
、スプレーノズルの幅方向の往復移動速度が高い場合等
）、被塗布体に同伴する気流及びスプレーノズル往復移
動に伴うノズルとその周囲の気体の動きにより、霧化粒
子が被塗布体に到達するまでに霧化粒子の乾燥が早めら
れ、霧化粒子が被塗布体に玉状で乗るだけでしつかり固
着しなかったりあるいは膜状にならなかったりする等の
問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、特に１幅方
向に均一でかつしつかり固着した塗膜あるいは微小パタ
ーンを被塗布体に形成する静電塗装方法及び装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
次の静電塗装方法及び装置により上記目的を達成するこ
とができる。

■　塗布液を予め霧化して成る霧化粒子に電荷を与える
工程と、走行する被塗布体に同伴される気流を静電付着
工程の前において除去する工程と。

被塗布体に霧化粒子を静電付着させる工程を含む静電塗
装方法。

■　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、前記霧化粒子に電荷を与える電極と
、被塗布体走行方向において前記開口の上流側の被塗布
体に同伴される気流を吸引除去する気体吸引除去部から
成る静電塗装装置。

塗布ムラのない均一な塗膜又は精密な微小パターンを被
塗布体の幅方向及び長手方向に形成する静電塗装方法及
び装置として１本願発明者は。

次の方法及び装置を見い出した。

■　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。

■　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。

これらに対し１本発明の静電塗装方法は、走行する被塗
布体に同伴される気流を除去して被塗布体に霧化粒子を
静電付着させることを特徴とし。

本発明の静電塗装装置は、被塗布体走行方向において、
霧化粒子を放出する開口の上流側の被塗布体に同伴され
る気流を吸引除去する気体吸引除去部を有することを特
徴とする。そのため本発明の静電塗装方法及び装置は、
塗装ムラのない均一な塗膜又は微小パターンを被塗布体
の幅方向及び長手方向に精密に形成することができると
共に、前記塗膜及び微小パターンを被塗布体にしっかり
固着させて形成することができる。走行する被塗布体に
同伴される気流は、霧化粒子が被塗布体に到達するまで
に霧化粒子の乾燥を早めるので、霧化粒子は玉状で被塗
布体に乗るだけになり、被塗布体にしっかり固着しなか
ったりあるいは膜状にならなかったりする。本願発明者
は、走行する被塗布体に同伴される気流の上記妨害作用
が塗装ムラ発生の主要な一因であることを見い出して９
本発明を完成するに至った。

［好適な実施態様］ 静電塗装方法 霧化粒子は、塗布液を予め霧化したものであり９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。

走行する被塗布体に同伴される気流の除去は。

該気流の妨害作用を抑制し、塗装ムラのない均一な塗膜
又は微小パターンを被塗布体にしっかり固着させて形成
できる程度で行ない、好ましくは。

霧化粒子を放出する開口を有する開口部の開口を、走行
する被塗布体の被塗布面に接近させることにより（好ま
しくは１０ｍｍ以下、より好ましくは３■ｍ以下、さら
に好ましくは０．５ｍｍ以下に接近させる）、前記気流
を除去する。また好ましくは。

前記開口の被塗布体走行方向上流側の被塗布体に同伴さ
れる気流を吸引して除去する。この場合さらには、該気
流を吸引除去している場所の上流側（被塗布体走行方向
において）の被塗布体に同伴される気流に別の気流を吹
きつけ衝突させて。

被塗布体に同伴される気流を除去することもできる。

霧化粒子には、電極によって電荷を与える。同伴される
気流を除去した被塗布体の気流除去面に、電荷を与えら
れた霧化粒子を静電付着させて静電塗装を行なう。

静電塗装装置 気体吸引除去部は、塗布液を予め霧化して成る霧化粒子
を放出する開口の、被塗布体走行方向における上流側の
被塗布体に同伴される気流を吸引除去するものであり、
被塗布体走行方向における開口上流側に隣接して設けら
れた吸引チャンバー（好ましくは、大気圧より５〜１０
０１水柱程度の減圧）で良い。

気体吸引除去部よりも上流側（被塗布体走行方向におい
て）の被塗布体に同伴される同伴気流に噴出気流を衝突
させ、前記同伴気流を除去する気体噴出除去部をさらに
設けることもできる。気体噴出除去部は、好ましくは、
気体吸引除去部の上流側（被塗布体走行方向において）
に隣接して設ける。

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。

電極は、塗布液を予め霧化して成る霧化粒子に電荷を与
える。好ましくは、前記開口の内部に配置され、より好
ましくは開口の内壁に設ける。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。電極は１例えば径が０．１〜３關程度
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。電極は１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。

本発明の装置は、さらに、塗布液の霧化部及びガイド部
を備えていても良く、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。

ガイド部は、該霧化部で霧化されて成る霧化粒子を前記
搬送気体によって開口部へ搬送するものであり２例えば
管状にすることができる。霧化粒子のうちの径の大きな
ものは、開口部に達するまでに、霧化部及びガイド部の
壁面に衝突しやすいので、開口からは比較的径の小さな
ものが放出される。そのため、均一な塗膜を形成できる
。

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。

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。

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ェン樹脂等の樹脂を、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、
　１ｓｏブタノール、キジロール等で溶解した溶液があ
る。

その他の樹脂としては２例えばシェラツク。

ロジンなどの天然樹脂２例えばフェノールホルムアルデ
ヒド樹脂９ｍ−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１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１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。

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。

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。

被塗布体の形態としては９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２　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。

図面により本発明の好適な実施態様を説明する。

本発明の静電塗装方法の好適な実施態様を第１図により
説明する。ウェブ（被塗布体）６は。

送り出しロール１１により送り出されパスローラー７．
８及び９により案内され走行している。霧化ミスト供給
チューブ４は、霧化粒子放出ノズル１に接続し、該ノズ
ルに霧化粒子を供給する。該ノズルは２Ｍ化粒子放出方
向において上流側内径断面が均一であり、下流側（霧化
粒子放出方向側）内径断面がノズル先端の開口に近づく
につれて増加している。電極２は、前記ノズルの均−内
径断面部に設けられており、電極用ケーブル５を介して
高電圧発生機（図示せず）と接続し高電圧が印加されて
いる。霧化粒子は、前記ノズル内部で電極から電荷を与
えられ、前記ノズルの開口から放出される。なお９以上
の内容は、第３図及び第４図においても共通である。

第１図においては、走行するウェブ６の被塗布面に対し
て霧化粒子放出ノズルの先端開口１ａが平行ないし略平
行になるように、ノズルの開口をウェブに接近させて間
隔を狭くしたので、走行するウェブに同伴される気流が
ノズルに衝突して除去され、前記開口から放出された霧
化粒子がウェブに静電付着し、均一な塗膜又は微小パタ
ーンをウェブにしっかり固着させて形成することができ
る。ノズルの開口とウェブの被塗布面の間隔は。

霧化粒子の組成により異、なるが、狭いほど良く。

好ましくは１０ｍ以下である。

霧化粒子が乾燥しやすい組成の場合には、ノズルとウェ
ブの間隔をより狭めると共に、霧化粒子放出方向断面に
おけるノズルの先端３を第２図に示すように鋭利なエツ
ジにすることが好ましい。

前記ノズルの先端３は、走行するウェブの上流側に対応
させる。鋭利なエツジとは１例えば、第２図に示すよう
に、前記ノズルの先端の角度αが１０″〜６０″程度（
より好ましくは１５″〜３０°）のものである。

第３図及び第４図は、それぞれ本発明の静電塗装装置の
一例によって、走行するウェブを塗装する工程の概略断
面図である。

霧化粒子放出ノズル（開口部）１のウェブ６走行方向上
流側の側面に、吸引チャンバー（気体吸引除去部＞　１
０が設けられている。また、吸引チャンバーの吸引口１
０ａは１円筒状のバスローラー７の曲面部に沿って設け
られている。吸引チャンバー１０は、吸引チャンバー用
吸引ホース１Ｂを介して真空ポンプ（図示せず）等と接
続し、チャンバー内を減圧（好ましくは大気圧より５〜
１００ｍ水柱くらいの減圧）状態に保つ。第３図の吸引
チャンバー人側プレート１７には、走行するウェブに同
伴される気流が衝突して除去される。吸引チャンバーは
、ウェブに同伴される気流を吸引除去する。

前記ノズルの開口とウェブ被塗布面との間隔は、３關以
下が好ましく、同様に吸引チャンバーの吸引口とウェブ
被塗布面との間隔は、３關以下（より好ましくは０．５
ｍｍ以下）が好ましい。

第４図に示された静電塗装装置においては、霧化粒子放
出ノズル１のウェブ走行方向上流側の側面に、吸引チャ
ンバー（気体吸引除去部）１０が設けられ、該吸引チャ
ンバー１０のウェブ走行方向上流側の側面に、さらに噴
出ノズル（気体噴出除去部）　１８が設けられている。

噴出ノズルは、噴出ノズル用ホース１９を介して気体供
給源と接続し、気流を噴出する。噴出された気流は、ウ
ェブに同伴される気流層に衝突して、該気流層を除去す
る。

即ち、第３図によれば、走行するウェブに同伴される気
流が、吸引チャンバー人側プレート１７により除去され
、更に吸引チャンバーにより吸引除去された直後に、ノ
ズル１から放出された霧化粒子が、走行するウェブに静
電付着する。また、第４図によれば、走行するウェブに
同伴される気流が、噴出ノズルにより除去され、さらに
吸引チャンバーにより吸引除去された直後に、ノズル１
から放出された霧化粒子が、走行するウェブに静電付着
する。

従って、均一な塗膜又は微小パターンをウェブにしっか
り固着させて形成することができる。

第４図に示すように噴出ノズルを用いた場合。

噴出ノズルの噴出口における気流の最適速度は。

３〜５０ｍ／ｓｅｅ　　（より好ましくは７〜２０ｍ／
５ｅｅ）である。また、噴出ノズルとウェブとのなす角
度βは、第５図に示すように、　　１００”〜１５０’
程度が好ましい。

［実施例］ 実施例１ 塗布液：下記組成で粘度２ｃｐの溶液 クレゾール・ホルム アルデヒド樹脂　　　　　　　　・・・８重量部オイル
ブルー＃６０３　　　　　　　　・・・０．０５（オリ
エント化学工業■） メチルエチルケトン　　　　　　・・・２３２−メトキ
シエチルアセテート　・・・５８本発明の実施例を第１
図により説明する。

送り出し部１１から送り出された。厚さ　１００μ。

幅３００關のウェブ（アルミニウムフィルム未塗布支持
体）６を、毎分５０ｍの速度で走行させ霧化粒子放出ノ
ズル１により塗装を行なった。このときのノズル開口と
ウェブ被塗布面との間隔は３１であり、ノズルの先端（
第２図における角度α）は４０＠に仕上げた。

このとき、塗布後の膜面は均一で乾燥後の固着も十分で
あった。

実施例２ 塗布液：下記組成で粘度２ｃｐの溶液 クレゾール・ホルム アルデヒド樹脂　　　　　　　　・・・８重量部オイル
ブルー＃６０３　　　　　　　・・・０．０５（オリエ
ント化学工業■） メチルエチルケトン　　　　　　・・・２３２−メトキ
シエチルアセテート　・・・５８本発明の実施例を第３
図により説明する。

送り出し部１１から送り出された。厚さ　１００μ。

幅３０００のウェブ（アルミニウムフィルム未塗布支持
体）６を、毎分５０ｍの速度で走行させ霧化粒子放出ノ
ズル１により塗装を行なった。このとき、吸引チャンバ
ー１０内の圧力は大気圧より−２０１１水柱の圧力であ
り、霧化粒子放出ノズル開口１ａ及び吸引チャンバー吸
引口１０ａのそれぞれとウェブ被塗布面との間隔は２關
であった。

このとき、塗布後の膜面は均一で乾燥後の固着も十分で
あった。

実施例３ 塗布液：下記組成で粘度１ｃｐの溶液 アクリル酸系ラテックス　　　　・・・５重量部水性染
料　　　　　　　　　　　・・・０．０５界面活性剤　
　　　　　　　　　・・・０．２水　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・　１５０５０本発明施
例を第４図により説明する。

送り出し部１１から送り出された。厚さ　１００μ。

幅３００龍のウェブ（アルミニウムフィルム未塗布支持
体）６を毎分６０ｍの速度で走行させ１Ｍ化粒子放出ノ
ズル１により塗装を行った。このとき。

噴出ノズル１８から噴出される気流（この場合は空気を
用いた）の線速は１５ｍ／ｓｅｅであり、チャンバーｌ
Ｏの減圧は大気圧より一３０關水柱であった。

このとき、塗布後の膜面は均一で乾燥後の固着も十分で
あった。

［発明の効果コ 本発明の静電塗装方法は、塗布液を予め霧化して成る霧
化粒子に電荷を与える工程と、走行する被塗布体に同伴
される気流を静電付着工程の前において除去する工程と
、被塗布体に霧化粒子を静電付着させる工程を含むので
、塗装ムラのない均一な塗膜又は微小パターンを被塗布
体の幅方向及び長手方向に精密に、かつしつかり固着さ
せて形成することができる。

本発明の静電塗装装置は、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する開口部と、前記霧化粒子
に電荷を与える電極と、被塗布体走行方向において前記
開口の上流側の被塗布体に同伴される気流を吸引除去す
る気体吸引除去部から成るので、塗装ムラのない均一な
塗膜又は微小パターンを被塗布体の幅方向及び長手方向
に精密に、かつしっかり固着させて形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

１１図は１本発明の静電塗装方法を実施している静電塗
装装置の被塗布体走行方向断面図である。第２図は、霧
化粒子放出ノズルの霧化粒子放出方向断面図である。第
３図及び第４図は、夫々１本発明の静電塗装装ぼの被塗
布体走行方向断面図である。第５図は、第４図の吸引チ
ャンバー近傍の部分拡大断面図である。 １０・・・吸引チャンバー　１１・・・送り出し口１６
・・・吸引チャンバー用吸引ホース１７・・・吸引チャ
ンバー人側プレート１８・・・噴出ノズル １９・・・噴出ノズル用ホース ル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗布液を予め霧化して成る霧化粒子に電荷を与え
   る工程と、走行する被塗布体に同伴される気流を静電付
   着工程の前において除去する工程と、被塗布体に霧化粒
   子を静電付着させる工程を含むことを特徴とする静電塗
   装方法。
2. （２）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、前記霧化粒子に電荷を与える電極
   と、被塗布体走行方向において前記開口の上流側の被塗
   布体に同伴される気流を吸引除去する気体吸引除去部か
   ら成ることを特徴とする静電塗装装置。