JPH08108110A - メタリック塗料の静電塗装方法及び静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】メタリック色塗料を美麗に、且つ高い塗着効率
で静電塗装するための静電塗装方法および静電塗装装置
を提供する。 【構成】主放電極２を囲んで整形電極５を配設し、主放
電極と極性を等しくする直流高電圧を印加し、主放電極
２から被塗物１２１に向かって斜め前方に、前記主放電
極２と反対極性の電圧を印加する逆電極４を配設し、メ
タリック色塗料中のアルミ箔片１０４の姿勢の安定方向
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメタッリク塗料を用いて
の静電塗装方法および静電塗装装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術の問題点と課題】金属製品などの塗装には、
圧縮エアーにより霧化された塗料を吹き付けて塗装する
エアースプレー塗装法と、静電気力を利用した静電塗装
法が多く用いられているが、静電塗装法が塗着効率が高
いのでその利用範囲拡大が求められている。

【０００３】静電塗装法の原理は、導電性をもつ被塗物
を対電極として、一方静電塗装機が具備する放電極に直
流高電圧を印加して、微粒化した塗料を帯電させて被塗
物に塗着させるものである。塗料を帯電させるための電
極形状には、高速回転カップ型、コロナピン型などがあ
るが、塗着効率の高い高速回転カップ型放電極（以下カ
ップ型電極と称する）が多く用いられている。カップ型
電極を用いた場合、微粒化された塗料は、塗装室内の空
気流れや、回転カップによる遠心力などに影響される
が、塗料の微粒化に圧縮空気を使用しないので、概ね放
電極が形成する電気力に乗り飛行する。それゆえエアー
スプレイ塗装に比した場合は勿論、他の形状の放電極を
用いた静電塗装に比し、塗着効率が高くなる。

【０００４】ところで塗料としてメタリック塗料を、静
電塗装した場合、特にカップ型電極を主放電極とする静
電塗装機により静電塗装した場合、主放電極２への高電
圧の印加により、図４に示すごとく、微粒化塗料１０１
中に含まれるアルミニュウム箔片１０４に、静電誘導が
生じ、その先端部１０６ａ、１０６ｂに電荷が集中する
ため、放電極２と先端部１０６ａとの引力および被塗物
１２１と先端部１０６ｂとの引力により、平板部１０５
が電気力線１１０に沿った姿勢で飛行する。一方被塗物
１２１近傍の電界は被塗物１２１の表面に平行であり、
従って電気力線１１０は被塗物１２１の表面にたいし
て、垂直方向に形成されている。それゆえ微粒化塗料１
０１中のアルミニュウム箔片１０４の平板部１０５は、
被塗物１２１の表面に、ほぼ垂直方向に整列した状態で
塗着することになる。このようになると、平板部１０５
によって現れてくるメタリック色が得られにくい。一方
エアースプレー塗装の場合はアルミ箔片１０４の姿勢は
一定でなく、平板部１０５が被塗物１２１の面に平行な
ものが混在するため、メタリック色が現れる。それゆえ
メタリック色を塗る場合は、静電塗装した後、塗着効率
を犠牲にして、エアースプレイによる補正塗りを行っ
て、メタリック色を出すようにするしかなかった。

【０００５】其れゆえ本発明の目的とするのは、メタリ
ック塗料を用いてもエアースプレイによる補正塗りを必
要としない静電塗装方法と静電塗装装置を提供すること
である。そのための技術課題は、静電塗装において、メ
タリック塗料中のアルミ箔片の平板部を、被塗物面に平
行な位置で安定するよう電気力線の方向をコントロール
することである。

【０００６】

【問題を解決する手段】本発明が提供する手段は、アー
スされた被塗物を対電極とし、静電塗装機の具備する主
放電極に高電圧を印加して、メタリック塗料を帯電させ
て行う静電塗装において、前記主放電極を囲む位置に配
設され、前記主放電極と同極性の直流高電圧を印加する
整形電極と、該整形電極の外側に位置し、かつ前記主放
電極から前記被塗物に向かって斜め前方に位置し、前記
主放電極の極性と反対極性、またはアース電位の逆電極
を配設して、静電塗装することを特徴とするものであ
り、また逆電極に印加する反対極性の電圧がパルス状に
印加されることを含むものである。

【０００７】

【作用】上記の手段により、逆電極４を主放電極２と反
対極性のパルス高電圧を印加するか、アース電位に維持
した場合、主放電極２、整形電極５および逆電極４によ
り、微粒化塗料自身の飛行方向と微粒化塗料中のアルミ
箔片の姿勢に影響を与える。

【０００８】すなわちカップ型主放電極２、およびリン
グ型整形電極５に負極性高電圧を印加すれば、図３に示
すごとく主放電極２からの電気力線１１０は、整形電極
５の斥力によりやや圧縮され、背後方向への電気力線が
実際上消去される。

【０００９】この状態に、整形電極５の外側で主放電極
２から被塗物１２１に向かって斜め前方に、逆電極４を
配設した場合、逆電極４がアース電位に維持されている
か、パルス高電圧が励起されていないとき、図２に示す
ごとく電気力線１０８、１１０が形成され、整形電極５
からの電気力線１０８は、大部分が逆電極４に向かうた
め、主放電極２からの電気力線１１０は逆電極４近辺か
ら拡散するが、逆電極４に向かうことなく被塗物１２１
に向かうことになる。そのため微粒化塗料１０１は逆電
極４に向かうことなく被塗物１２１に実質的に斜め方向
から衝突することになる。

【００１０】一方微粒化塗料１０１中のアルミ箔片１０
４は（Ａ）の位置では、その先端１０６ａは、主放電極
２により正極性に静電誘導され、主放電極２を向き、先
端１０６ｂは負極性電荷が誘導され、被塗物１２１の方
向を向き通常の静電塗装の場合と同様の姿勢で飛行す
る。

【００１１】微粒化塗料１０１が（Ｂ）、の位置にある
とき、逆電極４により、正に帯電した先端１０６ａは斥
力を受け、負に帯電した先端１０６ｂは引力を受ける。
それゆえ全体としては、アルミ箔片１０４は微粒化塗料
１０１内で回転力を受けることになる。

【００１２】微粒化塗料１０１が（Ｃ）の位置にあると
き、逆電極４の影響が強くなり、アルミ箔片１０４の姿
勢変換度はさらに大きくなる。その結果、被塗物１２１
に塗着する段階では、アルミ箔片１０４の平板部１０５
が、ほぼ被塗物１２１の面にほぼ平行に姿勢転換し、メ
タリック色が現れることになる。

【００１３】また逆電極４が励起され、主電極２と反対
極性の電圧が印加された場合、整形電極５の電気力線１
０８がさらに強く逆電極４に吸収され、従って主放電極
２の電気力線１１０の拡散が広がり、また逆電極４によ
る回転力が強力になるため、より強いメタリック色が得
られることになる。

【００１４】本発明の逆電極４の効果は、その形状、主
放電極２および整形電極５との位置関係、また各放電極
に印加する電圧高さや電圧波形などに影響されるので以
下に実施例に基ずき、その詳細について説明する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す図である。図１
において、高速回転カップ型主放電極２と、リング型整
形電極５と、リング型逆電極４を具備する静電塗装機６
１が、主放電極２の先端から被塗物１２１までの距離が
約２５ｃｍとなる位置に配設されていて、図示しないレ
シプロケーターにより上下に往復運動せしめてある。被
塗物１２１はコンベアー１３１により連続的に移動しな
がら、塗装されるものである。また９６は回転型主放電
極２を回転させるためのエアーモーターであり、９３は
塗料供給用コネクターであり、図示しない塗料供給源と
接続されている。これらの回転装置や塗料供給装置など
は、通常広く用いられているので、詳細な説明は省略す
る。

【００１６】主放電極２は直径６５ｍｍのカップ型で、
整形電極５は直径１２５ｍｍのステンレス製リング型電
極であり、主放電極２の２０ｍｍ後方に位置調節手段７
２に支持され配設されている。逆電極４は直径１５ｍｍ
のアルミパイプで形成された直径３８０ｍｍのリング型
電極であり、絶縁性支持材７４で支持されていて、その
先端が主放電極２の先端から被塗物１２１方向へ１２５
ｍｍ前方に配設されている。

【００１７】逆電極４の位置は、できるだけ被塗物１２
１に近い方が効果が大きいが、実際には静電塗装機と被
塗物との距離は被塗物の揺れや、形状により変動するの
で、少なくも１０ｃｍ離すように設定するのが好まし
い。

【００１８】主放電極２および整形電極５には直流電源
４１から保護抵抗１４、および限流抵抗１９、２０を通
じて負極性電圧７０ｋｖの高電圧が定法に従って印加さ
れる。

【００１９】整形電極５には、主放電極と同極性の直流
電圧をパルス状に印加してもよく、整形電極に主放電極
とほぼ等しい直流電圧を基礎電圧とし、１０〜１５％高
いパルス電圧を重畳すればよい。単なる直流を印加する
場合に比し、メタリック色の調整ができることになる。

【００２０】主放電極２および整形電極５に印加する電
圧は、従来よりやや低く設定するのが好ましい。これに
より主放電極２からスプレーされた微粒化塗料１０１
は、そのスプレーパターンが整形され主放電極２の背後
や、逆電極４に向かうことが防止される。

【００２１】逆電極４には、正極性のパルス電圧１０ｋ
ｖが、パルス頻度１０ｐｐｓで電源４６より保護抵抗１
５、限流抵抗１７を通じて印加され、図示しない切り替
え手段によりアースされるようになっている。パルス頻
度は、大き過ぎると微粒化塗料を吸着するので５〜２０
ｐｐｓでよい。また限流抵抗１７は、逆電極４に高電圧
を印加する場合も、アースする場合も、整形電極および
主放電極用限流抵抗の５〜１０倍の大きさに設定される
のがコロナ放電電流の集中が防止できるので好ましい。

【００２２】逆電極４に反対極性のパルス電圧を印加す
るかアース電位に維持するかは、塗料の種類や粘度によ
ってメタリック色の現れ方が異なるので、選択すればよ
い。

【００２３】

【別例】図５は、逆電極４を主放電極２や整形電極５と
切り離して配設した場合の模式平面図であり、図６はそ
の立面図である。図５、図６において、被塗物１２１は
Ｓ方向に連続的に移動していて、その間に静電塗装され
る。高速回転カップ型主放電極２とリング型整形電極５
が一体型に形成された３台の静電塗装機６１を、レシプ
ロケーター６６により被塗物の進行方向に直角方向に往
復運動しながらメタリック塗料が静電塗装される。アル
ミ線で形成された２本の逆電極４ａ，４ｂが，３台の静
電塗装機６１を挟んでレシプロケーター６６の往復運動
線に平行に配設されている。主放電極２、整形電極５や
逆電極４への印加電圧などは実施例と同様である。

【００２４】以上の実施例は、石油溶剤系塗料など電気
絶縁性の高い塗料に用いた場合であるが、塗料圧送経路
に電気絶縁用中間タンクを設ければ、水性塗料も同様に
適用することができる。

【００２５】本発明を真空条件下で用いる場合は、主放
電極の電圧を低下できるので、それに対応して、整形電
極および逆電極への印加電圧も低下させればよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば３微粒化塗料の飛行中の
加速度方向、従って飛行方向をコントロール出来るの
で、メタリック色塗料を用いた場合、塗料中のアルミ箔
片の平板部を被塗物に平行な位置に安定できる。従って
美麗な静電塗装ができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カップ型静電塗装機の実施例を示す図

【図２】本発明の原理を説明する図

【図３】整形電極に直流高電圧を印加したときの電気力
線を示す図

【図４】メタリック塗料の整列現象の説明図

【図５】別例における逆電極の配置を示す平面図

【図６】別例における逆電極の配置を示す立面図

【符号の説明】

２、主放電極 ４、逆電極 ５、整形電極 ６１、静電塗装機 １０４、アルミニュウム箔片 １２１、被塗物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アースされた被塗物を対電極とし、静電
   塗装機の具備する主放電極に高電圧を印加して、メタリ
   ック塗料を帯電させて行う静電塗装において、前記主放
   電極を囲む位置に配設され、前記主放電極と同極性の直
   流高電圧を印加する整形電極と、該整形電極の外側に位
   置し、かつ前記主放電極から前記被塗物に向かって斜め
   前方に位置し、前記主放電極の極性と反対極性、または
   アース電位の逆電極を配設して、静電塗装することを特
   徴とするメタリック塗料の静電塗装方法
2. 【請求項２】 逆電極に印加する反対極性の電圧がパル
   ス状に印加されることを特徴とする請求項１に記載のメ
   タリック塗料の静電塗装方法
3. 【請求項３】 直流高電圧を印加する主放電極と、前記
   主放電極と同極性の直流高電圧を印加する整形電極と、
   該整形電極の外側に位置し、かつ前記主放電極から被塗
   物に向かって前方に、前記主放電極と反対極性の直流電
   圧を印加する逆電極を具備する、メタリック塗料の静電
   塗装装置