JPH06269701A - 回転噴霧器 - Google Patents

回転噴霧器

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JPH06269701A JP5303787A JP30378793A JPH06269701A JP H06269701 A JPH06269701 A JP H06269701A JP 5303787 A JP5303787 A JP 5303787A JP 30378793 A JP30378793 A JP 30378793A JP H06269701 A JPH06269701 A JP H06269701A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した半導電性のベルと、使用金属の減少
及び静電容量を減少させる優れたコーティング材料供給
システムを提供。 【構成】 コーティング材料が付着される内面６２と、
反対側の外面９０と、該内面と該外面に隣接し、且つコ
ーティング材料が放出される放出部１１４とを有する回
転噴霧器１００と、回転噴霧器を回転せしめる第１手段
２６と、放出部を含み、且つその内面と外面及び該内面
と外面に隣接して開口部を備えているハウジング部であ
って、該ハウジング部の内面と該回転噴霧器の外面と
は、電気的に非絶縁性になるように表面処理されていて
いるハウジング部と該ハウジングに於ける電気的に非絶
縁性の内面と該回転噴霧器に依って霧化された材料に依
って表面処理される物体との間に、静電電位差を保持す
る為の第２手段との組合せから構成されている回転噴霧
器構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電コーティングの方法
と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】保険業者は、静電式表面処理作業（コー
ティング処理）が行われている工場が、仕上げ工程を規
定する国家（アメリカ）火災防止協会(NFPA)の規制に適
合することを要求している。NFPAの規制は、一方に於け
る、承認された代理店（agency) ( 普通は工場相互間保
険等 -- FM）またはリストされたコーティング材料供給
機（dispensers) （樹脂または充填樹脂構造物と抵抗性
静電電源回路）と、他方に於ける、承認されていないコ
ーティング材料供給機（金属製の構造物としばしば“堅
固な”静電電源回路）とを区別している。
【０００３】その構造上、樹脂材料を使用し且つ抵抗性
静電電源回路に使用する、ベル・タイプ塗布機（Bell-t
ype applicatores) が知られている。例えば、アメリカ
特許4,887,770 を参照すること。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】該アメリカ特許 4,88
7,770 に説明されている汎用タイプの装置は、安全であ
るにしても、コーティング材料のの移送効率と、それら
が供給しうるコーティング材料のタイプの適用性を犠牲
にして達成している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、安定した半導
電性のベル（bell−鐘状をしたもの）と、使用金属の減
少及びそれによって、静電容量を減少させると共に、一
定の電圧出力カスケードと、制御技術を具備することに
依って、優れたコーティング材料供給システムを提供す
ることを意図している。
【０００６】これらの特徴の組み合わせが、当該塗布機
が、代理店からの承認を得られ易くすることを可能に
し、当該塗布機に於ける優れた移送効率を可能にし、且
つ、多種多様なコーティング材料の供給を可能にする結
果になった。本発明に於ける第１の態様に於いては、ベ
ルの抵抗とコンデンサーの適正な組み合わせを生成する
ための、独自の方法が提供されている。
【０００７】これらの方法は、例えばアメリカ特許 4,1
48,932 に説明されている、溝付きタイプの金属製ベル
と同じ高い性能を与えることができる。本発明に於ける
第２の態様に於いては、従来のカスケード型電源技術を
搭載すると共に、該静電電源出力と該ベルとの間におけ
る比較的小さい固定された抵抗を使用すると言う高電圧
回路が提供される。
【０００８】これは、例えばアメリカ特許 4,887,770
の樹脂性ベル（図１を参照）と例えばアメリカ特許 3,0
21,077, 2,926,106, 2,989,241, 3,055,592,3,048,498
に説明されているタイプのハンド・ガンより優れた、高
作動電圧と高性能を発揮するする。電圧／電流“オペレ
ーティング・ウインドウ”（operating window) は、こ
の種のタイプ及び対抗しうる金属製ベルの様な、静電塗
布機の代表的な動作特性に基づくものである。
【０００９】このような装置は、この電圧／電流範囲で
作動するように試験され且つ通常は動作する事が立証さ
れている。このオペレーティング・ウインドウは、輸送
効率を予測するために用いられることができる。本発明
に於ける第３の態様に於いては、ベル回転用機構（bell
rotator assembly)が設けられており、該ベル回転用機
構は、殆ど樹脂材料から構成されて与えられている。
【００１０】本発明に於ける第１の態様に於いては、樹
脂または充填樹脂から構成されるベルは、その外面の上
を半導電性コーティング材料でコーティングされるもの
である。その場合に於ける該コーティング方法として
は、以下に示す様な材料を単独若しくは組合せにより達
成されるものである。 即ち、例えば、 200 オングス
トローム未満の、薄い、真空金属化皮膜（例えば真空蒸
着膜）、スパッタリング、またはこれ等に類似のプロセ
スに依って形成された、フィルム状金属コーティング
膜、 真空金属化方法、流動化ベッド蒸着法（fluidize
d bed deposition )、スプレー、または任意の幾つかの
類似の方法に依って付着されたシリコンとステンレスス
チールのような抵抗性と導電性媒体の組み合わせ、 ワ
ニスに懸濁されているカーボン粒子のような、液状キャ
リヤー中に分散されており、又、液浸、スプレー、また
は任意の幾つかの類似の塗布方法に依ってベル表面上に
付着される抵抗性と導電性材料との組み合わせ、および
ベルの表面抵抗を変更するために電子ビームまたは任意
の幾つかの類似の方法に依るベル表面の照射する方法等
から選択される１つ或いは複数の方法の組み合わせ等が
存在する。
【００１１】更に 本発明に於ける第１の態様に於いて
は、高電圧が、回転するベルと物理的に接触せずにベル
の表面に誘導される。この非接触式、または整流式充電
部は、例えば、静電容量が制限されている１つまたは複
数のワイヤー電極、ベルの放電端から離れているベルの
首部を囲むワイヤー・リング、ベルの前端と同じくらい
に離れてベル部分を囲む整形エア・リングの内面の半導
電性コーティング、または他の類似の手段になる。
【００１２】この非接触、整流式充電の考えは、高電圧
をベル外面に効率的に結合するだけでなく、それは、ベ
ルが洗浄または他の保守点検のために或いは交換のため
に取り外される時のように、樹脂で構成されたベルが規
定場所に存在していない時に、通常のメタル・ベルの回
転シャフトが危険なスパークの発生源になる可能性を少
なくするための防止装置としても機能する。
【００１３】更に本発明に於ける第２の態様に於いて
は、カスケード電源出力と整流回路とベル末端間の、高
電圧による変質を防止する為に、カスケード電源技術
は、限定されて固定される抵抗、例えば 500 MΩ 未満
の抵抗と組み合わせで使用される。ベル回転体モータ(b
ell rotator motor) の有効静電容量を制限すること
は、モーターを樹脂素材で囲み、且つモーターの電位を
グラウンドまたは或る他の基準に関して浮かせるか、ま
たはモーターをグラウンドまたは或る他の基準電位にブ
リード抵抗を経由して結合することに依って行われる。
【００１４】又、別の方法としては、モーターは、カス
ケード出力に接続される事も可能であり、又、固定抵抗
と半導電性ベル表面の処理を組み合わせによって採用さ
れる電気回路に結合されて、放電を安全レベルに制限す
ることができる。発明のこの見解は、大電圧が励磁され
る時に、ベル・カップ(bell cup ) が所定の位置にない
場合でも、モーター・シャフトからの危険な放電の可能
性を最小限にされる十分に低いレベルに、金属ベル回転
部のモーター(metal bell rotator motor)に蓄えられて
いるエネルギーを制御する場合に於ける改善も意図して
いる。
【００１５】コンデンサーに蓄えられているエネルギー
Ｗは、次のように表されることができる。 W = CV2／2 (1) ここで、C = コンデンサーの静電容量であり、V = コン
デンサーの電圧である。
【００１６】ベル・タイプのコーティング材料噴霧器に
蓄えられるエネルギーは、ベル表面の導電または半導電
性材料の面積に直接関係する。他の要素も、ベルのコン
デンサーに蓄えられているエネルギーの放出に関連す
る。これらには、エネルギー放出の割合を制限する抵抗
と、ベル末端から供給されるコーティング材料が塗布さ
れるベルの素材と該ベルの幾何学的形状と、ベルが構成
されている露出されていて表面処理されていない樹脂材
料の任意の表面電荷と、放出されるエネルギーの分布状
態、すなわち放電またはコロナ・ポイントの数等が含ま
れる。
【００１７】安定状態のベルから流れる電流は、ベルの
コンデンサーに蓄えられているエネルギーの量に影響し
ないことに注目される。要約すると、発明によれば、供
給ベルとそのローテーターと関連する構成部品の静電容
量はできるだけ小さく保持され、なおかつ、ベルの抵抗
は、できるだけ小さく保持されて、ベルのパワー消失を
制限する。
【００１８】コーティング材料供給ベルとそれに関連す
る構成部品の幾何学的形状は、放出のために最適な形状
にされる。ベルの表面充電特性も最適にされる。十分な
総合的なシステム抵抗はエネルギー放出を限定するため
に与えられる。電圧をベルに印加する方法も最適にされ
る。図２の理想的な負荷曲線は、これらの検討事項に基
づくもので有って、動作電流範囲に亘たって、真っ直ぐ
な水平線の最大非スパーク電圧を導く結果になる。
【００１９】カスケード・タイプ電源とベルの間の抵抗
は、例えば、アメリカ特許 4,485,427 と 4,745,520 に
説明されているタイプの電源に見受けられるように、電
源安全回路の特性を悪化させる。 図３を参照するこ
と。従って、妥協が、コストと性能の間で行われること
が要求されるかも知れない。
【００２０】発明の或る見解によれば、回転噴霧器は、
液体または粉末のようなコーティング材料が付着される
内面と、それと反対側の外面と、該回転噴霧器の内面と
外面に隣接する放出領域部を備えている。コーティング
材料は放出領域部から放出される。又、第１手段は、回
転噴霧器を回転させるために設けられている。
【００２１】更に、ハウジングは、該放出領域部を含
み、且つ該放出領域部に近接した回転噴霧器の部分を除
いた回転噴霧器部を、実質的に取り囲み且つ収容してい
る。該ハウジングは、内面と、外面と、ハウジングの内
面と外面に隣接する開口部を備えている。ハウジングの
内面と回転噴霧器の外面は、共に電気的に非絶縁性とな
るように表面処理されている。
【００２２】第２手段は、該ハウジングの電気的に非絶
縁性を有する内面と回転噴霧器に依って霧化された材料
に依って表面処理される物体との間に静電電位差を、保
持するために設けられている。図示するように、第２手
段は大きな電位源を備えている。第３手段は、大きな電
位源を、ハウジングの内面と表面処理される物体の間に
結合するために設けられている。
【００２３】図示する実施態様によれば、第３手段は 5
00 MΩ或いはそれ以下の抵抗を備えている。別に図示す
る実施態様によれば、第３手段は 250 MΩ 未満の抵抗
を備えている。更に別の実施態様によれば、第２手段と
放出部間の抵抗は 500 MΩあるいはそれ以下になる。
【００２４】更に別の実施態様によれば、第２手段と放
出部間の抵抗は 250 MΩ或いはそれ以下になる。本発明
に係る他の態様によれば、回転噴霧器は、コーティング
材料が回転噴霧器の回転の結果として移動する内面と、
該回転噴霧器を回転させるためのモーターのシャフト受
ける為のシャフト受け部を含んでいる。
【００２５】シャフトは、コーティング材料が、該回転
噴霧器の内面に供給される通路を提供する。バリアは、
シャフトの表面から該内面に至距離を増加させるため
に、該通路と該シャフトの間の該回転噴霧器の上に設け
られている。図示するように、本発明に係る該態様に於
いては、シャフトは電気的に非絶縁性である。
【００２６】該回転噴霧器は、更に外面とコーティング
材料が放出供給される領域を具備している。該放出部
は、該内面と該外面の近くに設けられている。該外面
は、該外面を非絶縁性にするために処理される。大きな
静電位差を該外面とコーティング処理される物体部分に
保持するための手段が設けられている。
【００２７】本発明の図示する実施態様によれば、この
処理方式は、ハウジングの内面と回転噴霧器の外面に塗
布される非絶縁性コーティングを含んでいる。図示する
実施態様によれば、非絶縁性コーティング材料は、樹脂
マトリクスに形成された、非絶縁性粒子を含んでいる。
別に図示する実施態様によれば、非絶縁性コーティング
はメタリック・フィルムを含んでいる。
【００２８】更に別の実施態様によれば、非絶縁性コー
ティングは半導体と金属が混合されたフィルムを含んで
いる。図示する実施態様によれば、この処理方式は、ハ
ウジングの内面と回転噴霧器の外面を照射または表面処
理して、それらを電気的に非絶縁性にする。図示する実
施態様によれば、回転噴霧器とハウジングは、電気的に
非絶縁性の樹脂材料から構成されている。
【００２９】図示する実施態様によれば、回転噴霧器
は、充填剤を含むか或いは含まないポリエーテルエーテ
ルケトン(PEEK)から構成されている。別に図示する実施
態様によれば、該回転噴霧器は充填剤を含むか或いは含
まないポリエーテルイミド(PEI)から構成されている。
別に図示する実施態様によれば、回転噴霧器は、例え
ば、ポリブチレン・テレフタレート(PBT)のような、充
填剤を含むか或いは含まないポリエステルから構成され
ている。
【００３０】別に図示する実施態様によれば、該回転噴
霧器は充填剤を含むか或いは含まないポリアミド・イミ
ド(PAI)から構成されている。又、本発明に於ける該回
転噴霧器は、それが回転する結果として、コーティング
材料が移動しうる内面と該回転噴霧器を回転させるモー
ターのシャフトであって、該コーティング材料が回転噴
霧器の内面に送られる通路を与える、シャフトを受ける
シャフト受け部と、シャフトの表面から該内面の距離を
長くするために該通路と該シャフトの間に設けられたバ
リアとを含んでいる事も望ましい。
【００３１】更に、本発明に於ける回転噴霧器に有って
は、該シャフトは金属性である事が好ましいが、電気的
には非絶縁性である事が望ましく、該回転噴霧器は、更
に、外面と、該コーティング材料が放出される部分であ
って、該内面と該外面に隣接して位置すると共に、該外
部表面は、該外面を非絶縁性にするように表面処理され
ている領域と、前記の外面と表面処理される物体との間
に、大きな静電位差を維持形成する為の手段とを具備し
ている事が望ましい。
【００３２】
【実施例】以下に、本発明に係る回転噴霧器の具体例を
図面を参照しながら詳細に説明する。次に示す事例に於
いて、 Ransburg Corporation （ 3939 West 56th Stre
et,Indianapolis, Indiana 46254-1597）から入手でき
る“ Rans-Pak 100 ”の電源装置が、大電位源として用
いらた。
【００３３】ベル回転用モーターと他の金属製構成部品
には、カスケード電源に於ける 5 GΩブリーダ抵抗を経
由するか、或いはグランドに接続されている別の補助抵
抗を経由する、グランドへのブリードパス(bleed path
) が設けられている。電源の電流過剰負荷は最小限の
感知セッティングに調整されていた。アメリカ特許 4,1
48,932 に説明されている一般的な構成を有する樹脂で
成形されたベルで有って、且つアメリカ特許 3,021,077
に説明されている汎用タイプのカーボン・コーティン
グで表面処理された汎用構成の樹脂ベルが用いられた。
【００３４】この構成は、ベルが取り付けられている場
合とそうでない場合で試験された。Ransburgタイプ 181
00の大電位源は、試験中に求められた非スパーク特性
（non-incendive characteristics)が、Rans-Pak 100
電源装置のフォルドバック(foldback)と安全性診断よ
り、むしろ直列抵抗に起因していた度合いを求めるため
に、堅固で大きな静電容量源として用いられていた。
【００３５】実施例１ 整流ポイントでの間接的な充
電に関する事例 図４に図示されている本発明に係る回転噴霧器の構成に
関しては、第１表に記されている様な構成にそれぞれ変
化させて試験された。
【００３６】
【表１】
【００３７】シングル・ポイント電極の直後に位置する
250 MΩ抵抗の組み合わせは、十分な防止効果を Rans-
Pak システム安全装置と関係なしに提供していたことが
認められた。250 MΩ 未満の任意の抵抗20の値は、非ス
パーク動作を保証するために、Rans-Pak 静電電源装置2
2の傾斜検出と過電流診断を必要としていた。
【００３８】5 GΩ モーターのブリード抵抗24は、満足
できる状態で作動していた。10 GΩ または 20 GΩ の
高い抵抗は、静電電源装置22の電流の引き込みを制限す
るが、十分な放電特性を提供できた。メタル・モーター
・シャフト31を経由してモーター26とベル28の末端30の
間に存在する電位差は、図４の構成では約 5 KV であ
り、何らの問題もを示していなかった。
【００３９】実施例２ 整流ポイントでの間接的な充
電を実施する場合 図５に図示されている構成を有する回転噴霧器は、表２
に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更し
て試験された。
【００４０】
【表２】
【００４１】ベル34の直後に位置する抵抗32がシステム
の特性を決定し、且つモーター36の抵抗は重要でなく０
Ωでもかまわないことが注目された。樹脂モーター・シ
ャフト40の長さは、ベル34の後部42に対する抵抗32の電
圧降下に起因するアークの発生を十分に防止できる長さ
だった。
【００４２】実施例３ 整流ポイントでの直接的な充
電を実施する場合 図６に図示されている構成を有する回転噴霧器は、表３
に示される様に、それぞれの構成に於ける条件を変更し
て試験された。
【００４３】
【表３】
【００４４】電極抵抗46は、大型モーター48の抵抗50と
共に、比較的小さく、例えば 10 MΩ から 50 MΩ に保
持されることができることに注目された。従来の技術
は、例えば、アメリカ特許 4,887,720 のように、高電
圧を、樹脂ベルの外面に、ベル表面と接触せずに送る問
題と、モーターシャフトからくる危険な電気的な放電の
可能性が、高電圧がオンしている時で有って且つ、ベル
が所定の位置に設けられていない場合でも、最小限にさ
れる様に、該メタル・ベル回転部に蓄えられているエネ
ルギーを制御すると言う問題等を、効率的に効果的に解
決していない。
【００４５】その代わりに、このタイプの従来の技術
は、安全性を確保する為に、非常に高い固定抵抗を、１
GΩ或いはそれ以上の単位のものを採用している。例え
ば、アメリカ特許 3,021,077, 2,926,106, 2,989,24
1, 3,048,498 に説明されているこの種のタイプの他の
回転噴霧器は、電圧をベル表面に送る為に、直接接触方
式を使用している。
【００４６】アメリカ特許 3,826,425は回転抵抗ディス
クに関するものである。この引例はモーター・シャフト
を囲む非接触整流器を述べているが、アメリカ特許 3,8
26,425のシステムは、電気的に非絶縁性の、例えば、樹
脂または充填樹脂製のシャフトを具備していて、なおか
つ、整流器は電圧を回転ディスクに送っている。
【００４７】Rans-Pak 100の電源装置のような、制御さ
れる電源装置22と、限定された例えば約 500 MΩ 未満
の固定された抵抗の値と、薄膜整流器と、抵抗性送りチ
ューブの先端部（tip)は、互いに、高電圧が励磁される
時に、ベルが所定の場所にない場合でも、シャフトまた
はハウジングから発生する点火時アーク(incendive ar
c)の可能性を減少する。
【００４８】図７を見ると、薄膜の、高電圧整流器60
は、回転ベル66を囲む代表的な樹脂整形エア・ハウジン
グの内面の代表的な真円形シリンダー表面６２を表面処
理する半導電性フィルムを具備している。該コーティン
グ部60は、高電圧回路70に、限定された静電容量の導体
72を経由して結合されている。
【００４９】整流フィルム60は、アメリカ特許 3,021,0
77 に説明されているタイプのカーボンとワニスの混合
物を含有する半導電性コーティング剤を内面62に塗布
し、次に塗布されたコーティング60を加熱または化学反
応に依って硬化するような、任意の多種多様な方法に従
って構成されている。別に適した方法は、整形エア・ハ
ウジングに半導電性樹脂または充填樹脂材料を含有する
シリンダー・インサートを備え付ける方法を提供する。
【００５０】更に発明のこの見解によれば、コーティン
グ材料のための樹脂送りチューブ78の先端部76は半導電
性材料で表面処理80されている。コーティング部分80は
メタル・モーター84のシャフト86の先端部82を越えて延
長している。エネルギーは、シャフト86とモーター84
に、それらが整流器フィルム60の高電圧に近いために、
なおかつ、モーター84とシャフト86がグランドになるこ
とができない実際の制約条件のために蓄えられる。
【００５１】モーター・シャフト86は樹脂製の送りチュ
ーブ78の先端部76を充電する。送りチューブ78の先端部
76は突き出ていて、且つ半導電性なので、限定されて蓄
えられているエネルギーで、それは、接地された物体が
近づけられる時に、エネルギーをモーター84とシャフト
86から消散する。図７に図示されている装置に対して実
施された試験は、それが、薄膜整流器60から樹脂ベル66
の外面90に対して、高電圧を効率的に伝送するように設
定してある。
【００５２】これは、高い伝送効率と安全な動作を導く
結果になる。 この構成は、非スパーク式としてリスト
されている静電装置のための標準FM試験にパスしてい
る。これらの試験は、図７に図示されている装置が、メ
タル・モーター84とシャフト86からの放出エネルギーを
効率的に制御できる事を明らかにしている。FMと他の安
全試験管轄機関に依って用いられる標準試験手順によれ
ば、アメリカ特許 4,148,932に図示されている汎用構成
を備えた樹脂製ベルを具備するモーター・アセンブリー
は、例えば、樹脂製のベルが所定の位置にない場合に
は、決して試験されない。
【００５３】しかし、最高度の保護機能をこの装置のユ
ーザに提供するために、ベル66を取り外し、メタル・シ
ャフト86の先端部82を露出した状態で、アセンブリーの
安全試験を実施することが、特に望まれると考えられ
る。そのように試験される時に、図７に図示されている
アセンブリーは標準安全試験にパスする。
【００５４】図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜
図９（ｂ）は、それぞれ本発明に従って構成される樹脂
製ベルの、各々、部分断面正面図、側断面図、詳細部の
断面図、拡大部分側断面図を示す。ベル100は、例え
ば、ICI Americasから入手できる“ Victrex 450GL3
0”, 30% ガラス充填 PEEK、General Electricから入手
できる“ Ultem”充填または非充填 PEI、或いは、GEか
ら入手できる“Valox #5433 ”33 % ガラス充填 PBT、
または Amoco から入手できる充填または非充填“ Trol
on ”PAI のような、任意の適切な樹脂または充填樹脂
材料から構成されることができる。
【００５５】ベル100の外面は、前述の任意のタイプ半
導電性コーティング101で表面処理される。ベル100のタ
イプのラビリンス部102は、メタル製ベル部の回転部に
於けるモーターシャフト104の内部に延長している。こ
のラビリンス102は、メタル・シャフト104からベル・ス
プラッシュプレート(bell splash plate ) 106に向かう
高電圧の長いパスを生成している。
【００５６】ベル・スプラッシュ・プレート106は、ベ
ル100のフェース110に向かう通路を与える幾つかの小さ
い溝108を備えている。コーティング材料は、その移動
途中に於いて、溝108を経由して送りチューブ112から放
出部114に流れる。言い換えれば、ベル100は、危険な放
電がメタル・シャフト104からスプラッシュ・プレート1
06の小さい溝108を経由してグラウンドに向けて現れる
ことを防止するように設計されている。
【００５７】図７は、危険な放電の可能性を、樹脂送り
チューブ78の末端76を半導電性、例えば、カーボン・ベ
ースのコーティング材料で表面処理して、少なくする方
法を示していることを参照すべきである。思い出すと思
われる。図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９
（ｂ）に図示されているベル100は、送りチューブ112の
末端を半導電性材料で表面処理する必要性を解消して、
スプラッシュ・プレート溝108に依るこのような危険な
放電の可能性を少なくしているが、図７の半導電性で表
面処理された送りチューブ78は、図８（ａ）〜図８
（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）のベル100がシャフ
ト104から外されている間に、静電電源がオンされる時
に、モーター・シャフト104の危険な放電の可能性を小
さくするために、図８（ａ）〜図８（ｂ）及び図９
（ａ）〜図９（ｂ）のベル100が取り付けられることが
できる。
【００５８】実施例４ 整流整形エア・リング・コー
ティングの間接的な充電を実施する場合 図７に図示されている充電技術を用いて図１０に図示さ
れている構成を有する回転噴霧器は、表４に示される様
に、それぞれの構成に於ける条件を変更して試験され
た。
【００５９】DeVilbiss Ransburg のタイプ EPS554 静
電電源装置１２０が用いられた。電源120は DeVilbiss
Ransburg Industrial Liquid System社(320 Phillips A
venue, Toledo, Ohio 43612) から入手できる。電源120
とグラウンド間の抵抗124は 5 GΩだった。電源120と整
形エア・キャップ（図７を参照）の内部の半導電性整流
コーティング間の抵抗126、整流コーティングとベル122
の表面130間の有効抵抗128、ベル122の放出部134の有効
抵抗132は、表４に示される様に、それぞれの構成に於
ける条件を変更して試験された。
【００６０】
【表４】
【００６１】放電点弧（ignition )試験に合格したこれ
らの試験の最小直列抵抗124は、ベル122と整形エア整流
器と共に 150 MΩ 〜 200 MΩ の範囲だった。250 MΩ
の抵抗124は、残りの試験のために用いられた。図８
（ａ）〜図８（ｂ）及び図９（ａ）〜図９（ｂ）のラビ
リンス102タイプのベルは、スプラッシュ・プレート106
を備えておらず且つ表面処理されていないベル122を除
いて、全ての試験に於いて、放電点弧に対する防止機能
をメタル・モーター・シャフトに付与するもので有っ
た。
【００６２】非ラビリンス構造のベル122は放電点弧試
験に合格しなかった。塗装した送りチューブの外端は、
ラビリンスタイプのベルを使用している時には、表面処
理を施される必要はない。放電点弧は、整形エア・リン
グの内部の整流コーティングの後部から発生していた。
これは、最小抵抗が 2 MΩ〜 20 MΩの範囲であるをこ
とを意味している。
【００６３】抵抗は、大きく表面処理が施された表面の
面積と表面の幾何学的形状によって限定される事にな
る。カーボン・トラッキング(carbon tracking) は、ベ
ルの放出部であって、然かも表面の約 0.2 インチ（約
5.1 mm）の内部に発生していたが、このようなトラッキ
ングは、結果として放電点弧を導かなかった。
【００６４】遮蔽されていた高電圧ケーブルは、200 M
Ω 直列抵抗124を用いるにも係わらず、放電点弧を促す
ほど、蓄えられていたシステム・エネルギーを十分に増
加させなかった。種々の方法が、ベルに対する導電性を
高めるために試みられた。効果的に作動するために、材
料は、電荷を放電部の全体にわたって均一に配分でき
て、なおかつ、安全規格に合格するために十分に小さい
静電容量を示さなければならない。
【００６５】試験された材料は、カーボン・ファイバー
が充填されたポリマー、固有的に導電性のポリマー、及
び酸化チタンTiO X 蒸着物を含有しているものを含むも
のである。LNP 社製の導電性カーボン・ファイバーを含
有するポリマー（ポリブチレン・テレフタレート -- PB
T）樹脂が、ベルに成形されて、放電点弧に関する試験
が実施された。
【００６６】この材料は、それが、ベルからべるにかけ
ての該ベル端部に於ける電荷分布の不一致性のために、
又該FM試験に合格しなかった為、失敗した。この不一致
性は、対象となる部分の電導度（１０5 〜１０7 Ωcm)
が、存在するカーボン・ファイバーの量に特に左右され
ると言う事実に起因する。当該構成に於けるカーボン・
ファイバーの量に於いて、僅かに数パーセントの変動が
生じても、抵抗値を劇的に変える。カーボン・ファイバ
ーの長さも、又電導度に大きな影響を与える。
【００６７】ポリアニリンのような、固有的に導電性の
ポリマーは、それらが分子レベルで電導度を与えるので
試みられた（M. KANATZIDIS "Conductive Polymers," C
hemical and Engineering News, December 3, 199
0）。この性質は、カーボン・ファイバーを用いたシス
テムよりもより一致性のある固有抵抗 値を提供するも
のである。
【００６８】射出成形の試作は、Americhem Inc., （ C
uyahega Falls, Ohio ）に依って提供された３つの樹脂
に対して実施された。これらの樹脂は、103, 105, 109
Ω cm の固有抵抗を備えていた。試験は、これらの樹脂
から作られたベルと、これらベルの外部表面上に成形さ
れた、係る樹脂からなる薄い層を有する非導電性樹脂の
ベルに対して実施された。
【００６９】この後者のアプローチは、回転応力に耐え
るために要求される構造的な強度をベルに与えるために
必要と考えられた。これらの樹脂は、射出成形に用いら
れる温度に敏感に反応する。幾つかの成形試作は、考え
られる最も低い溶融温度を用いて実行された、また、ベ
ルは、この加工温度に対して敏感に反応する結果として
電導度の低下を示した。
【００７０】液状のポリアニリンをベースとするコーテ
ィング材料もベルに塗布されたが、このコーティングは
非常に均一性に欠けていて、その固有抵抗も同様に悪い
状態であった。ポリピロロール（polypyrrole)に基づく
別の固有的に導電性のポリマーが Milli Chemical Co.,
（ Spartansburg, SC ）から入手された。このポリマー
は Allied Signal Capron 8260のナイロン・ベルに塗
布された。
【００７１】用いられたプロセスは、それらを導電性に
するために連続するファイバーに対して典型的に実施さ
れたが、ミリケン社（Milliken ) ベルを成形する試み
は成功した。放電点弧試験に合格した、最適のベルは、
2 x 105 Ωcm の固有抵抗値を備えていた。
【００７２】更に、これらのベルは、数日間 100 % 湿
度の状態に晒されてから、再び放電点弧について試験さ
れた。それらも合格した事実は、ナイロンに湿気を含め
させる事は、それが飽和状態からのもので有っても、放
電点弧の失敗に関与しないことを示している。このプロ
セスは、従って、前述のカーボン・コーティング方法に
対する好適な代案になると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術の回転噴霧器の静電位供給出
力電圧と出力電流特性の関係を示す
【図２】図２は、本発明の回転噴霧器の静電位供給出力
電圧と出力電流特性の関係を示す。
【図３】図３は、本発明の回転噴霧器の静電位供給出力
電圧と出力電流特性の関係を示す。
【図４】図４は、本発明に従って構成されるシステムの
部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図５】図５は、本発明に従って構成されるシステムの
部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図６】図６は、本発明に従って構成されるシステムの
部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【図７】図７は、本発明に従って構成されるシステムの
部分軸方向断面図を示す。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７に図示され
ているシステムの詳細部の幾つかの図面を示す。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図７に図示され
ているシステムの詳細部の幾つかの図面を示す。
【図１０】図１０は、本発明に従って構成されるシステ
ムの部分的なブロックと部分的な略図を示す。
【符号の説明】
２０…抵抗 ２２…電源装置 ２４…ブリード抵抗 ２６…モーター ２８…ベル ３０…末端 ３１…シャフト ３２…抵抗 ３４…ベル ６０…高電圧整流器（コーティング、整流フィルム） ７６…先端部 ７８…送りチューブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
フロントページの続き (72)発明者 デビッド アール．ハフ アメリカ合衆国，インディアナ 46220, インディアナポリス，ノース デラウェア 5735 (72)発明者 ジェームズ エー．シャーフェンバーガー アメリカ合衆国，インディアナ 46222, インディアナポリス，ノース センテニア ル 3117 (72)発明者 ジェフリー エム．ステュパー アメリカ合衆国，イリノイ 60118，ウエ スト ダンディー，ケーン ストリート 703

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コーティング材料が付着される内面と、
    反対側の外面と、該内面と該外面に隣接し、且つコーテ
    ィング材料が放出される放出部とを有する回転噴霧器
    と、 該回転噴霧器を回転せしめる第１手段と、 該放出部を含み、且つ該放出部に隣接する回転噴霧器の
    一部分を除いた、該回転噴霧器を実質的に囲に且つ収容
    しており、且つその内面と外面及び該内面と外面に隣接
    して開口部を備えているハウジング部であって、該ハウ
    ジング部の内面と該回転噴霧器の外面とは、電気的に非
    絶縁性になるように表面処理されていているハウジング
    部と、 該ハウジングに於ける電気的に非絶縁性の内面と該回転
    噴霧器に依って霧化された材料に依って表面処理される
    物体との間に、静電電位差を保持する為の第２手段との
    組合せから構成されている事を特徴とする回転噴霧器構
    造。
  2. 【請求項２】 該第２手段は、高電位の電源であり、且
    つ、該回転噴霧器構造は、更に、該ハウジングの該内面
    と表面処理される物体との間に該高電位電源を接続させ
    る為の第３手段を備えている事を特徴とする請求項１記
    載の回転噴霧器システム。
  3. 【請求項３】 該処理が該ハウジングの内面と該回転噴
    霧器の外面に適用される非絶縁性コーティング処理を含
    んでいる事を特徴とする請求項１記載の回転噴霧器シス
    テム。
  4. 【請求項４】 該回転噴霧器と該ハウジングは、電気的
    に非導電性の樹脂材料から構成されている請求項 1, 2,
    3, の何れかに記載の回転噴霧器システム。
  5. 【請求項５】 該回転噴霧器が回転する結果として、コ
    ーティング材料が移動しうる内面と該回転噴霧器を回転
    させるモーターのシャフトであって、該コーティング材
    料が回転噴霧器の内面に送られる通路を与える、シャフ
    トを受けるシャフト受け部と、シャフトの表面から該内
    面の距離を長くするために該通路と該シャフトの間に設
    けられたバリアとを含んでいる事を特徴とするコーティ
    ング材料を供給する為の回転噴霧器。
  6. 【請求項６】 該シャフトは電気的に非絶縁性であり、
    該回転噴霧器は、更に、外面と、該コーティング材料が
    放出される部分であって、該内面と該外面に隣接して位
    置すると共に、該外部表面は、該外面を非絶縁性にする
    ように表面処理されている領域と、前記の外面と表面処
    理される物体との間に、大きな静電位差を維持形成する
    為の手段とを具備している、請求項５に記載の回転噴霧
    器。
  7. 【請求項７】 該処理方式は、該回転噴霧器の外面に適
    用される、非絶縁性のコーティング方法を含んでいる請
    求項５または６に記載の回転噴霧器システム。
  8. 【請求項８】 非絶縁性コーティング剤は、樹脂材料に
    非絶縁性粒子を含有しているもの、メタリック・フィル
    ム、及び半導体と金属部材が混合されたフィルム混合物
    から選択された一つを含んでいる事を特徴とする請求項
    ３又は７に記載の回転噴霧器システム。
  9. 【請求項９】 該処理方式は、該ハウジングの内面或い
    は該回転噴霧器の外面の少なくとも何れかを照射または
    他の方法で処理して、それらを電気的に非絶縁性にする
    方法を備えている請求項１又は５の何れかに記載の回転
    噴霧器システム。
  10. 【請求項１０】 該回転噴霧器が充填材を含むか、充填
    材を含まない、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポ
    リエーテルイミド(PEI)、ポリエステル、及びポリアミ
    ド・イミド(PAI)から選択された一つの材料で構成され
    ている請求項３、５又は６に記載の回転噴霧器システ
    ム。
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