JPH0815577B2

JPH0815577B2 - 静電塗装ブレ−ド及び静電塗装方法

Info

Publication number: JPH0815577B2
Application number: JP61198294A
Authority: JP
Inventors: パスコグレンフェルジュリアン
Original assignee: ジーエフジーコーポレイション
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: EP0216502B1; SU1547697A3; CA1260327A; KR870002874A; ES2001639A6; DE3661121D1; US4830872A; EP0216502A1; DE216502T1; JPS6257664A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液体、例えばオイルの薄い膜を目標物体上
に施すための静電塗装ブレードに関し、また本発明は静
電噴霧によって目的物上に液体の塗装を施す方法を提供
するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

静電塗装ブレードはペンキ又はオイルの層を施すもの
としてよく知られている。最近使用されている１つの型
式のブレードは金属で作られ吐出縁に向って先細にした
楔形を有している。液体導入路がブレードに沿って長手
方向に延び、そして溝がこの導入路を吐出縁に連結し導
入路から吐出縁へと液体を供給するようにしている。50
KVから140KVの静電界が塗装されるべき目的物とブレー
ドとの間に形成された時及び液体、例えばオイルが導入
路に沿い溝を通ってポンプで供給された時、この電界は
液体を、吐出縁において多数の円錐状の流れに砕き、こ
の円錐状の流れが次に、電界によって目的物上に引きつ
けられる電荷を持った小滴に分散し、この目的物はその
ため薄い液体の膜で塗装される。この型のブレードを用
いることにより、与えられたオイルにとって、分当りブ
レードの約0.5ml/cmのブレードから最小液体吐出量を得
ることが可能となるが、これより低い吐出量を得ること
は、安定した円錐状の流れに代えて個々の流れが断続的
になり目的物の上に不連続の膜を生じさせることになる
ために、不可能である。

吐出縁に供給される液体の量を制限することにより均
一の薄い塗装層を施すための種々の試みがなされた。こ
の型の１つのブレードは米国特許第2,695,002号に記載
されており、このブレードは円筒状の本体と、吐出縁で
終っているその長さ方向に沿って延在する下方に向って
先のとがった唇状突出部（リップ）とを有している。ら
せん溝が設けられた回転子（ロータ）がその中に配され
ているブレードの長さ方向に沿って、導入路が延びてい
る。このロータが回転すると、溝内の液体は出口溝の中
に供給されて、そしてここから液体はリップの上方表面
上に流れ薄い流れを形成し、この薄い流れはこれが吐出
される吐出縁に向って重力の作用により流れる。このブ
レードは通常鋼で作られているが、液体が導電性の場合
は、このブレードは絶縁材料で作られる。しかし上記明
細書は、ブレードが絶縁材料で作られるためには液体が
どの程度の導電性でなければならないかについては説明
していない。溝から吐出縁までリップの幅はおよそ0.9
インチ（23mm）である。目標物上に均一な塗装を施すの
に必要なこのブレードの最小吐出量は現在の産業の要求
にとってはあまりにも高すぎる。さらに、ブレードが重
力によって液体を溝から吐出縁に供給するようにしてい
るので、ブレードは頂上ブレードとしてのみ作動可能で
あり、すなわちブレードはその下方に位置する目的物に
塗装することができるだけである。

吐出縁に到達する液体の量を制限するもう１つの試み
は、液体出口から出る液体が重力の作用のもとに吐出縁
に向って１つの表面上を流れることを要求するものであ
った。商業的に提供されるこの種のブレードは米国特許
第3,486,483号に記載されている。このブレードは円筒
状本体と、吐出縁で終る下方に向って先のとがったリッ
プとを有している。この本体は絶縁材料で構成され、一
方、リップは２つの絶縁体層の間に配設された導電性ス
トリップを有するサンドイッチ構造を有し、このストリ
ップの縁は吐出縁の付近で露出している。導電性ストリ
ップと吐出縁との間の距離はおよそ10mmである。導入路
がブレードの長さ方向に沿って延在し、円筒状本体の頂
部に出口孔が設けられそれによりこの出口孔から吐出さ
れた液体が本体の外側を覆いかつリップの頂面上に流れ
るようにしており、液体の流れが本体の円筒状表面を覆
いかつリップから下方に流れるに従って、液体はより薄
くなる。液体が吐出縁に到達すると、液体の流れは、塗
装されるべき目的物とブレードリップ中の導電性ストリ
ップの露出縁との間に形成された静電界によって、吐出
縁において吐出される。しかし、このブレードの最小吐
出量（目標物上には依然として均一の塗装が行われてい
る時の）は、依然として0.5ml/cmブレード長さ／分のオ
ーダーであり、さらに、出口孔と吐出縁との間の液体の
流れは重力によっているので、このブレードは頂上ブレ
ードとして使用できるにすぎない。目標物上により薄い
液体の層を施すことができしかもなお塗装層が連続して
いることを求めるブレードに対する要求が増大してい
る。これは、鋼のストリップ上にオイルの層を施してそ
の腐食を阻止するために静電塗装ブレードが用いられ
る、鉄鋼産業において特に重要である。

〔問題点を解決するための手段〕

我々は、0.03ml/cmのブレード長さ／分の低いオイル
の塗布量を得ながらもなお均一な連続した塗装を行う静
電塗装ブレードを開発した。

我々は、目標物と１つ又はそれ以上の閉鎖通路（ここ
では「閉鎖」についてはこの通路が１つの入口と１つの
出口とを有ししかも大気に開放されていないことを意味
する）との間に静電界を形成し、かつ絶縁表面を通路出
口の前方に配置してこの絶縁表面の端部に設けられた吐
出縁が通路出口から、0.5mmから4mmであるようにするこ
とにより、低い吐出量を実現できることを発見した。こ
のようにして、液体が、静電界により絶縁表面に沿って
常に先細の流れで吐出縁に引きつけられ、非常に薄くし
かも均一の液体の流れが吐出縁に到達しここで均等に吐
出される。

本発明によれば、目的物の上に非導電性液体の塗装を
施すための静電塗装ブレードが提供され、このブレード
は、１つの通路出口に向ってそれぞれが延在する１つ又
はそれ以上の案内通路と、前記１つの出口又は各出口に
あってこの出口に存在する液体に静電位を与える手段
と、通路出口の前方に配置された非導電性材料からなる
１つの表面と、この表面の端部の吐出縁とを具備し、前
記吐出縁と通路出口との間の距離が0.5mmから4mmの範囲
となっている。

本発明はさらに前記ブレードを作動させる方法を提供
する。

液体は、通路出口から、また与えられた静電界の作用
のもとに表面に沿って、その厚さが徐々に減少した薄膜
として引き出され、そのため不変の薄い液体の薄膜が多
数の小さな円錐状の流れの吐出縁の形成層に通じる吐出
縁に供給され、これらの円錐状の流れが静電界によって
非常に小さな滴に砕かれ、これらの小さな滴が静電界に
よって目標物に引きつけられる。本発明のブレードによ
って生じた小滴は公知のブレードによって生じた小滴よ
りも非常に小さく、その結果非常に低い吐出量であって
も均一な塗装が得られるものとなる。この装置により、
0.03cc/cmブレード／分のオーダーの塗布量が可能とな
る。表面に沿って流れる液体の膜が吐出縁に到達する前
に、数個の細流に分散するが、これは各細流が次いで吐
出縁において１つの円錐状の流れを形成するので、ブレ
ードの作用に影響を与えることがないものとなる。液体
は通路出口において滴として集合することができ、液体
はこの滴から吐出縁に静電界により（そして表面張力に
より小さな範囲で）引きつけられる。したがって液体出
口と液体の滴が集まることのできる非導電性表面との間
に隙間ができる。

通路出口と非導電性表面の端部における吐出縁との間
の距離は臨界的である。これが0.5mmより小さかったな
らば、液体を細かい流れとして引き出すには不十分な距
離であり低い吐出量を実現することができない。この距
離が4mmよりも大きくブレードが下方に向って先がとが
っていたならば、流れはばらばらになり不均一な塗装と
なり又は液体は通路から真直ぐに吐出され、ブレードが
上方に向って先がとがっていたならば流れは完全に停止
するであろう。通路出口と吐出縁との間の最適の距離は
オイルの粘性と抵抗性とによって決まるが、それは通常
1mmから3mm、例えば2.5mmである。

このようにして液体が液体出口に終始、液体を供給す
るため他の因子、例えば重力によらずして供給されるの
で、液体出口に通じる通路は閉鎖されるということは重
要なことである。さらに、通路が閉鎖されるので、ブレ
ードはブレードの上方、下方又はその側方にある目的物
を塗装するために使用することができる。１つより多い
通路を、液体を出口に供給するために用いることができ
るが、実際上ブレードの全長に沿って延在する単一の溝
を用いるのが好ましい。

本発明のブレードは本来オイルを施すように構成され
典型的にはこの液体は５×10⁶オームcmから３×10¹⁰オ
ームcm、好ましくは２×10⁷オームcmから８×10⁸オーム
cmの抵抗率を有している。

ブレードは、２つの側片を具備しこれら側片の間の隙
間によって通路が形成されるのが好ましく、このような
構造自体は公知である。しかし、本発明のブレードにお
いては、第１の側片は他の側片（第２の側片）を越えて
延出し、それにより吐出縁とこの吐出縁に通じる表面と
がこの第１の側片上に設けられるようにしている。第１
の側片は非導電性材料で作ることができ、第２の側片は
同様の材料で作ることができ又は液体に静電荷を与える
ため金属で作ることができる。この電荷は選択的に導電
性ワイヤ又はストリップにより出口の付近において与え
られる。好ましくは、この２つの側片は相互に摺動自在
であり吐出縁と液体出口との間の距離を調節するように
する。

非導電性材料のストリップを持ったブレードの両側片
の一方を延長することにより公知の塗装ブレードを本発
明のブレードに形成しそれによりこのストリップを元の
ブレードの液体出口の前方に突出するようにすることが
できる。したがって、この延長部は変形されたブレード
の吐出縁とこの吐出縁に通じる非導電性表面とを提供す
る。

〔実施例〕本発明は、添付図面を参照しもっぱら実例を示すこと
によって、さらに詳細に説明される。

まず第１図を参照すると、２つの側片10及び12を有し
その間に液体導入路14が設けられたブレードが示されて
いる。この導入路はブレードの長さ方向に沿って走行し
ポンプ（図示しない）から圧力下の液体が供給される。
側方部分10と12との間に溝16がまた設けられ、この溝は
120ミクロンと380ミクロンの間、例えば250ミクロンの
幅であり、導入路14から液体を受け取りこの液体を液体
出口18に導き、ここで液体は滴（ビード）として集合す
る。溝16の幅は挾み部材15の幅によって決まり、この挾
み部材を種々の厚さのものに変えることにより溝の幅を
変えることができる。図示のように、側片10は側片12を
越えて延び側片10の端部において液体出口18から吐出縁
22に通じる表面20を形成する。これらの側片はボルト
（図示しない）によって一緒に保持され、好ましくはこ
の保持装置は、ボルトが十分に締められていない時にこ
の２つの側片が相互に摺動することができまたボルトが
十分に締められた時このボルトがこれらの側片を固定し
摺動運動を阻止するようにする。この保持装置は吐出縁
22と出口18との間の距離が調節できるようにする。

側片10は非導電性材料、例えポリメタクリル酸メチル
もしくはエポキシ樹脂（商標名パースペクスもしくはタ
フノル）、セラミックス又はその他の任意の絶縁材料で
作られる。他方の側片12は金属、例えばアルミニウムで
作られ、そして静電荷を出口18において液体に供給する
ため高電圧源に接続される。これに代えて、側片12は非
導電性材料で作ることができるがこの場合は出口18にお
いて液体に電荷を与えるため溝16の中に導電性ワイヤも
しくはストリップを設ける必要がある。このストリップ
は第２図において参照番号24で示され、また高電圧源に
接続されており、このストリップは、側片12と同様に絶
縁材料で作られている側片10の中に、埋設されている。
ストリップ24は同じく側片12中に埋設され又は１つのス
トリップ24が側片10及び12の双方の中に埋設される。ス
トリップ24は図示の位置にあるか又は溝16のさらに下方
に位置する。溝出口18と吐出縁22との間の距離は0.5mm
と4mmとの間例えば約2.5mmである。

第１図を参照すると、一方の側片が導電性で他方の側
片が非導電性である時、電極19が、導電性側片12によっ
て生じた電界を妨げるため非導電性側片10の外側の上に
又はその近くに配置される。もし電極19が設けられなか
ったならば、液体は移動し側片10の外側表面を濡らすで
あろう。この電極は側片10に取付けられた導電性の層も
しくは板の形式とされ又は側片10からわずかに間隔のお
かれた板とされる。

作動中、液体は、出口18において液体の滴13として集
まり側片12の頂端に平坦な表面25を設けることにより
（第２図参照）又は第３図に示すように液体を蓄積する
ことのできる溝28を側片10に設けることにより、この液
体が保持される。導電性材料のストリップ24は、静電荷
を液体に供給するため溝28の内部又は下方に設けられ
る。

第４図に示すブレードは共にアルミニウムで作られた
２つの側片30及び32と、これら側片の間に置かれた離間
挾み部材15とを有している。液体導入路14はブレードの
実質的に全長に沿って延在し、単一の溝16が導入路14か
ら出口18に液体を導くために設けられる。溝16の幅は挾
み部材15の幅によって決定される。絶縁材料の1.5mmの
厚さのタフノル（商標名）のストリップ36がブレード側
片30の外側表面に固定され、また出口18前方にストリッ
プの先導縁22が位置するように延在している。溝出口18
と先導（又は吐出）縁22との間の距離は約2.5mmであ
る。

第１図から第３図に示すブレードは次のように作動す
る。液体が僅かの圧力のもとに導入路14に供給され、こ
の液体が溝16に沿って出口18へと流れここで滴13として
集合する。通常、塗装されるべき目的物をアース電位に
保持しかつブレードを50KVから120KVの作動電位にまで
帯電させることにより、ブレードとこの目的物との間に
静電界が形成される。この電位は、側片12が導電性の時
この側片に供給されまた側片12が非導電性の時にストリ
ップ24に供給される。そのため液体もまた帯電される。
第１図に示すように、この静電界は液体を出口18から吐
出緑22へ引きつける。表面20に沿って流れる液体の流れ
はこれが吐出緑22に近づくにしたがってその厚さが急速
に減少し、第一図に示すように実際上別々の細流に形成
され又は単一の流れとして緑22に到達する。このいずれ
の場合においても、ほんの小さな量の液体が吐出縁に到
達するだけでありここで噴霧化される。この吐出は低い
吐出量であっても不変である。

第４図に示すブレ−ドの作動は第１図から第３図に示
すブレードの作動に非常によく似ている。静電荷は側片
30及び32の少なくとも一方を介し出口において液体に与
えられ、液体は出口18において滴40として集合するが、
この滴は吐出縁22よりは先に延出しない。滴からの液体
は、これが吐出される先導縁22に到達するまでストリッ
プ36の表面42に沿って与えられた静電界の作用のもとに
加速される。液体が静電界により表面42に沿って引きつ
けられる時、液体は厚さの減少された膜を形成し、この
ようにして非常に小さな吐出量の液体が上記のように得
られる。

ブレードは、非常に小さな量の液体が吐出される作動
について主として説明されたが、このブレードはさらに
高い吐出量を与えるよう作動することもできる。

本発明のブレードは目的物が腐食するのを阻止するた
めオイルで塗装されるよう主として構成されるが、この
ブレードはまた、一般に静電塗装技術が適用される任意
の液体に適用するよう利用することができる。

例第４図に示す静電塗装ブレードは、35℃で6.5×10⁷オ
ームcmの抵抗率を有するナルコオイル（XL174タイプ）
で目的物を塗装するのに使用された。目標物はアース電
位に保持され、ブレードは90KVの負電位に帯電される。
絶縁ストリップは、細い織物組織を含有するエポキシ樹
脂の6F45タフノル（商標名）で作られる。目標物はブレ
ードから９インチ（23cm）の位置に置かれる。0.03ml/c
mのブレード長さ／分の吐出量が、均一の連続したオイ
ルの塗装が依然として生じている間に得られた。電圧は
その時120KVに増大されブレードへの流体供給量は増加
された。これらの媒介変数を用いることにより 15ml/cmのブレード長さ／分の吐出量が得られた。

米国特許第2,695,002号に示されているようなブレー
ドが同様の目的物をXL174タイプのナルコオイルで塗装
するために用いられた。得られた最小吐出量は0.5ml/cm
のブレード長さ／分であったが、この量においてさえも
目的物は、ブレードが大きな滴を発生させるという事実
のために生じる塗装されない小部分を有していた。吐出
量が0.03ml/cmのブレード長さ／分で作動する本発明の
ブレードと同じ程度の均一性の塗装を得るためには、米
国特許第2,695,002号のブレードは1.2ml/cmのブレード
長さ／分の吐出量を要し、すなわち本発明が必要とする
量の40倍の吐出量を要した。米国特許第2,695,002号の
ブレードから得られた最大吐出量は6ml/cmのブレード長
さ／分であり、より高い吐出量で、液体は吐出縁の他に
ブレードの領域から吐出され、これが不満足な不均一の
塗装に通じることとなる。

本発明のブレードは、米国特許第2,695,002号に示さ
れているブレードよりもはるかに広い範囲の吐出量にわ
たって使用することができることが上記のことから明瞭
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレードの一部分の斜面図、第２図は本発明の第２のブレードの縦断面図、第３図は本発明の第３のブレードの縦断面図、第４図は本発明の第４のブレードの縦断面図である。 10,12…側片、13…滴、14…液体導入路、15…挾み部
材、16…溝、18…液体出口、19…電極、20…表面、22…
吐出縁、23…細流、24…ストリップ、25…平坦面、28…
溝。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの通路出口（18）に向って延在する１
つ又はそれ以上の液体導入通路（16）と、前記出口（1
8）にあって、この出口に存在する液体に電位を与える
手段と、前記通路出口（18）の前方に配置された非導電
性材料からなる表面（20,42）と、この表面（20,42）の
端部にある吐出縁（22）とを具備する、目的物上に液体
の塗装を施すための静電塗装ブレードにおいて、前記通
路出口（18）と前記吐出縁（22）との間の距離（26）が
0.5mmから4mmの範囲であることを特徴とする静電塗装ブ
レード。
【請求項２】通路出口（18）と吐出縁（22）との間の距
離（26）が1mmから3mm、例えば2.5mmの範囲であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブレード。
【請求項３】ブレードがその長さ方向に沿って延在する
導管（14）を含み、通路（16）が前記導管と前記通路出
口（18）との間に延在していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載のブレード。
【請求項４】ブレードが第１及び第２の半分部分（10,1
2）からなり、前記通路（16）が前記２つの半分部分の
間に延在し前記第１の半分部分（10）が絶縁材料からな
り、吐出縁（22）で終り、さらに通路出口（18）と吐出
縁（22）との間に非導電性の表面（20）を形成するよう
第２の半分部分（12）を越えて延出していることを特徴
とする特許請求の範囲第１項から第３項中の１項に記載
のブレード。
【請求項５】第２の半分部分（12）が絶縁又は導電性材
料からなることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
のブレード。
【請求項６】第２の半分部分（12）が絶縁材料で作られ
た時、第１の半分部分（10）が導電性材料の外側被覆
（19）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載のブレード。
【請求項７】出口に存在する液体に静電位を与える手段
が、通路出口（18）の付近の通路（16）に配置された金
属ストリップ（24）であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第６項中の１項に記載のブレード。
【請求項８】ブレードが、その間に通路（16）が延在す
る２つの導電性の半分部分（30,32）を具備し、絶縁性
材料（36）のストリップが通路出口（18）の前方に延在
し、前記非導電性の表面（42）と前記吐出縁（22）とが
前記絶縁性ストリップ（36）上に形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項中の１項に
記載のブレード。
【請求項９】１つの通路出口（18）に向って延在する１
つ又はそれ以上の通路（16）と、通路出口（18）の前方
に配置されかつ吐出縁（22）で終っている非導電性材料
の表面（20,42）とを具備する静電塗装ブレードを用い
て、目的物上に液体の塗装を施す方法であって、通路
（16）に液体を供給し、液体を吐出縁（22）から吐出す
るようこの通路出口における液体と塗装されるべき目的
物との間に静電界を形成する塗装方法において、前記静
電位の付与により厚さの減少した流れが吐出縁（22）に
向って引きつけられるよう前記吐出縁が通路出口から、
0.5mmから4mm離れて配置されていることを特徴とする塗
装方法。
【請求項１０】液体が、液体出口（18）において滴（1
3,40）として集合することを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載の方法。