JPH08323250A - 粒子の荷電方法及び荷電装置 - Google Patents

粒子の荷電方法及び荷電装置

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JPH08323250A
JPH08323250A JP17127895A JP17127895A JPH08323250A JP H08323250 A JPH08323250 A JP H08323250A JP 17127895 A JP17127895 A JP 17127895A JP 17127895 A JP17127895 A JP 17127895A JP H08323250 A JPH08323250 A JP H08323250A
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electrode
discharge electrode
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main body
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Ikuo Tochisawa
郁夫 栃澤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速の空気により大量に搬送される粒子を効
率よく帯電させる。また被塗物の凹凸に関係なく均一
に、静電塗装や静電植毛を行う。 【構成】 円筒型本体2の解放端に円環型主放電極12
を配設し、該主放電極12に直流高電圧を印加しコロナ
放電62を発生させ、一方前記本体2の断面円の接線方
向に粒子60を供給し、粒子60に遠心力を与え、主放
電極12縁辺から遠心力方向に放出し、コロナ放電62
と交差させ、帯電させる。また本体2と同心に整形電極
またはパルス電極を配設し、主放電極12からの電気力
線の幅または方向を振動調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉体塗料や短毛繊維など
の粒子(以下単に粒子と呼ぶ)を用いての静電塗装や静
電植毛に関するものである。
【0002】
【従来技術の問題点と課題】粉体塗料を用いての静電塗
装や、短毛繊維を用いての静電植毛が、古くより、また
広く行われている。
【0003】粉体塗装の原理はアースした導電性被塗物
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、コロナ放電を発生させ、生成したイ
オンを、有圧空気中に懸濁した粉体塗料粒子に吸着帯電
させて、クーロン力により飛行させ、被塗物に衝突さ
せ、塗着させるものであり、粒子の帯電率が高いほど塗
着効率が高くなる。しかるに従来は、放電極が粒子の放
出孔の中心部に配設されているため、電気力線が粒子の
進行方向と平行に形成され、コロナ放電と粒子の接触し
ない粒子、従って帯電しない粒子が発生する。そのため
高い塗着効率が得られなかった。また被塗物の面に凹凸
がある場合、凸部に電気力線が集中するため、均一に塗
れないという問題があった。特に箱型製品の場合先端に
電気力線が集中するため角隅部の内面が塗れないという
問題が発生した。そのため過剰の膜厚とせざるをえなか
った。そこでこれらの問題を改善するため、特公昭61
−44544において、イオン電流生成用ループ状電極
と、気体に分散懸濁した粒子を送出する手段を具備する
静電塗着装置が開示されている。この方法によれば、コ
ロナ放電がループ状に形成されるので塗着効率が向上す
るが、粒子が分散懸濁した状態でループ電極内に送出さ
れるため、粒子とイオンの交差接触が必ずしもイオン濃
度の高い電極縁辺で行われない。そのため大きな帯電率
の向上、したがって大きな塗着効率の向上が得られなか
った。また分散懸濁した粒子に旋回補助気流生成装置を
付加されるが、この場合も粒子が電極縁辺から放出しな
いため、粒子とイオン濃度の高いコロナ放電とが必ずし
も接触せず、高い帯電率が得られなかった。そのため大
きな塗着効率の向上が得られなかった。
【0004】また静電植毛の原理は、誘電体被植毛物に
相似形のアースした対向電極、またはアースした導電性
被植毛物自身を対向電極として、一方放電極に直流高電
圧を印加し、両電極間に繊維(短毛)を散布し、帯電さ
せ、クーロン力により飛行させ、被植毛物に衝突した繊
維を、接着剤により接着させるものであり、繊維の帯電
率が高いほど緻密な植毛面が得られる。しかるに従来は
荷電方法として、箱型の貯蔵槽内に繊維を貯蔵し、網目
状または格子状の電極を通過させて帯電させていた。こ
の場合コロナ放電が殆ど形成されないため、接触による
帯電が主となるが、そのため繊維に導電性を与えねばな
らなかった。しかし導電性を与えても、繊維量が多いた
め、必ずしも十分に帯電しなかった。また連続的に繊維
を供給できないため、繊維の帯電が均一に行われず、大
量生産が困難であった。また先鋭な先端を具備する放電
極を用いてコロナ放電を形成し、イオンを吸着させて、
帯電させる方法も行われているが、放電極が繊維の放出
孔の中心部に配設されているため、電気力線が繊維の進
行方向と平行に形成され、放電極と粒子の接触しない繊
維、従って帯電しない繊維が発生する。そのため高い植
毛効率が得られなかった。そのため植毛後余剰の繊維を
除去せざるを得ないのみならず、緻密な植毛面が得られ
なかった。また被植毛物の面に凹凸がある場合、凸部に
電気力線が集中するため、均一に植毛できないという問
題があった。特に箱型製品の場合先端に電気力線が集中
するため角隅部の内面に繊維が到達しないという問題が
発生した。
【0005】其れゆえ本発明の目的とするのは、空気を
用いて連続的に大量に搬送される粒子の帯電率を向上し
て、塗着効率や植毛効率(以下単に塗着効率と呼ぶ)を
向上し高速で塗装や植毛を可能にすることであり、導電
性を保有しない粒子を用いて高い帯電率を得ることであ
る。また同時に電気力線の集中を防止して凹凸のある面
や、箱型製品などの角隅部にたいし均一に塗装や植毛の
できる粒子の荷電方法および荷電装置を提供することで
ある。
【0006】
【問題を解決する手段】問題解決のために、本発明が提
供する手段は、一端が解放され、他端に蓋を具備する円
筒型本体の解放端に円環型の主放電極を配設し、該主放
電極に直流高電圧を印加し、コロナ放電を発生させ、一
方前記円筒型本体の断面円の接線方向に、粒子を含む空
気を高速で供給し、粒子に遠心力を与えて前記本体内壁
面を回転させながら前記解放端側に送り出し、前記主放
電極縁辺から放出される粒子を帯電させて行うものであ
り、円筒型本体の中心軸上または同心円上にパルス電極
を配設し、該パルス電極に主放電極と同極性の直流パル
ス高電圧を印加すること、または円筒型本体の外側同心
円上に配設され、前記主放電極と同極性の直流高電圧を
印加する整形電極を具備することを含み、さらに円筒型
本体が誘電体製であること、または円筒型本体と円環型
主放電極が保護用誘電体製本体と、導電体製円筒型主放
電極で形成されていることを含み、さらに円筒型本体の
蓋側に同心円状の誘電体製中筒を配設し、該中筒が開閉
自在蓋を具備することを含むものである。
【0007】以下に実施例に基ずき、図1〜図6により
本発明の詳細と作用について説明する。図1〜図6にお
いて2は円筒型本体であり、3は解放端であり、4は蓋
である。6は空気供給孔であり、いずれの例においても
図2に示すごとく円筒型本体の断面円の接線方向に空気
が供給されるように配設されている。12は主放電極で
あり、20は主放電極用の直流電源であり、50は被塗
物または被植毛物(以下単に被塗物と呼ぶ)であり、6
0は粒子を示す。
【0008】
【実施例1】図1は本発明を示す粒子の荷電装置の側断
面図であり、図2は(A)−(A)断面を示す。図1、
図2、において)2は誘電体で形成された本体であり、
4は蓋である。蓋4は必ずしも完全密閉する必要が無い
が、少なくも本体壁面に接する部分が密閉されている。
また解放端3側には、先端が鋭利に形成された円環型主
放電極12が配設され、直電源20により、定法に従っ
て通常40〜120kvの負極性直流高電圧が印加され
る。本体2を形成する誘電体としては、高分子樹脂の他
セラミックスが使用出来る。空気供給孔6は、本体2の
断面円に内接する接線方向に配設される。空気は流動床
7を具備する粒子貯蔵槽8からチューブ10により、通
常風速5〜25m/secで供給される。
【0009】本発明を粉体塗料の静電塗装に用いる場
合、円筒型本体2の直径は、被塗物の大きさや塗料の粒
径により変えて良いが、小さすぎると塗装作業性が悪い
ので、30mm以上とするのが好ましい。反対に供給空
気流量に比して直径が大きすぎると遠力が弱くなるので
空気供給孔6の相当直径の10倍以下とするのが好まし
く、5倍以下がより好ましい。また本発明を短毛繊維の
静電植毛に用いる場合、円筒型本体2の直径は、大きい
ほど円筒内を繊維がスムーズに飛行するので、繊維長さ
の10倍以上とするのが好ましく、30倍以上がより好
ましい。しかし大きすぎると繊維に与える遠心力が弱く
なるので、1000倍以下とするのが好ましく、300
倍以下がより好ましい。それゆえ円筒型本体2の直径は
繊維長さの30倍以上300倍以下とするのが好まし
い。また本実施例においては、円筒型本体2の断面円の
直径は蓋側と解放端側とが等しいが、被塗物や、被植毛
物が大きい場合、解放端側を広くして風速を小さくする
のが、粒子のクーロン力による飛行を乱さないので好ま
しい。
【0010】上記の装置によって粒子を荷電し、静電塗
装や静電植毛を行った場合、本体2の壁面に内接して配
設され、解放端3側が鋭利に形成された主放電極12
に、直流高電圧が印加されているので、主放電極縁辺3
から被植毛物や被塗物50に向かってコロナ放電62が
発生する。一方粒子60の供給孔6が図2に示すごとく
本体2の断面円の接線方向に配設されているので、空気
が本体2の内壁面に沿って回転しながら解放端3側に進
行するので、粒子60が遠心力を受け、内壁面に押し付
けられながら主放電極12縁辺から遠心力方向に放出さ
れる。それゆえ粒子60は、主放電極12と接触帯電
し、さらにイオン濃度の濃い主放電極縁辺3において、
コロナ放電62と交差、接触し、確実に帯電する。それ
ゆえ粒子が導電性を保有しなくとも、帯電率は極めて良
好となる。また帯電した粒子60は、クーロン力により
飛行方向を変換し、被塗物50に向かって飛行する。そ
れゆえ塗着効率を大幅に向上させる。
【0011】
【実施例2】図3は、本体と主放電極が保護用誘電体製
本体2と金属製円筒型主放電極12で形成されている例
を示し、粒子を含む空気を、主放電極12の断面円の接
線方向に供給した例である。この場合、粒子を含む高速
空気の衝突する部分が金属で形成されているので、摩耗
に耐え、好ましい。また本実施例のごとく、主放電極1
2が円筒型で粒子が円筒型主放電極12の断面円の接線
方向に供給する場合は、本体2の形状は必ずしも円筒型
を必要としないのは言うまでもない。
【0012】
【実施例3】図4は、本体2の解放端側先端が細めら
れ、蓋4側に中筒5を配設した荷電装置の例を示す。図
4において、5は内径が本体2の1/3〜1/2の誘電
体製中筒であり、蓋4に固設されている。中筒5は固定
蓋7と可動蓋8の2枚蓋を具備し開閉度調節可能となっ
ている。本実施例のごとく、本体2の蓋4側に中筒5を
具備させれば、粒子60に遠心力を確実に与えることが
できる。また中筒の蓋7の開閉度を調節すれば、蓋側7
から、粒子を含まぬ空気が放出されるので、粒子にたい
する遠心力を落とさないで、解放端3での平均風速を調
節することができる。
【0013】
【実施例4】図5は本体外側同心円上にリング型の整形
電極14、またはパルス電極14を配設し、主放電極用
直流電源20と整形電極用電源21を付設した可搬式荷
電装置の例を示す。図5において、31は取っ手であ
り、32は重量バランサーである。整形電極14には主
放電極12と同極性直流高電圧、または同極性直流パル
ス高電圧が印加される。整形電極14に主放電極12と
同極性の直流高電圧が印加された場合、整形電極14の
位置を、本体2の中心軸方向に移動調整することによ
り、整形電極14からの図示しない電気力線により、主
放電極12からの電気力線64の幅が過度に拡散しない
よう調整できるので塗着効率が向上する。また整形電極
14に直流パルスを印加した場合、主放電極12によっ
て帯電した粒子に、整形電極14からの図示しない電気
力線により、主放電極12からの電気力線64が幅方向
に振動するので、全体としては被塗物に集中するが、凹
凸面の凸部に集中せず、均一に塗装や植毛ができること
になる。この場合パルス波形としては直流高電圧にパル
ス高電圧を重畳したものが、コロナ放電が本体外側に向
かわないので好ましい。
【0014】
【実施例5】図6は本体2の中心軸上に表面が絶縁材1
7で被覆されたパルス電極16を付加配設した可搬式荷
電装置の例を示す。図6において主放電極12に直流高
電圧を印加し、パルス電極16に、電源21により、ア
ース電位をベース電圧とする直流パルス高電圧を印加す
れば、パルス放電極16への直流高電圧の励起の頻度に
より主放電極12からの電気力線の方向が振動的に変換
する。それゆえ主放電極12の電気力線に乗って飛行中
の粒子60が振動しながら被塗物50に向かって進む。
それゆえ粒子60は全体としては被塗物50に向かいな
がら、被塗物50の形状に凹凸があっても、凸部に集中
することなく均一に塗着や植毛ができる。
【0015】本発明においては、粒子の荷電は接触帯電
とコロナ放電により行われるので、必ずしも粒子が導電
性を保有する必要が無いが、粒子が導電性を保有するこ
とは、接触帯電の効果を向上させる。それゆえ本発明に
よる静電植毛においても粒子に多少の導電処理を行うの
は全く問題が無い。また主放電極12への印加電圧の極
性は極性のみならず、正極性を用いてもよいのはいうま
でもない。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、円環型主放電極12
が、円形断面の本体2の解放端に配設されているため、
コロナ放電62がスカート状に形成され、また粒子60
の供給孔6が本体2の断面円の接線方向に配設されてい
るので、粒子60は本体2の内壁に接触しながら本体の
解放端側に進行し、放電極縁辺3から遠心力方向に放出
される。それゆえ導電性を保有する粒子は放電極12と
確実に接触し帯電する。また導電性を保有しない粒子
は、濃度の濃いイオンと確実に交差接触し帯電する。そ
れゆえ帯電率が大幅に向上する。それゆえ空気を用いて
搬送する大量の粒子が高速で荷電できる。また中筒7を
配設すれは、繊維を搬送する空気の一部分が蓋側に排出
されるので、解放端からの風速を小さくできる。それゆ
え被塗物に向かう過剰な空気流れを形成しない。また整
形電極14を配設し直流高電圧を印加すれば、主放電極
2の放電パターンを整形できるので、塗着効率が向上す
る。さらに本体2の外側整形電極14、または本体2の
中心軸上のパルス電極16に直流パルス高電圧を印加す
れば、電気力線の方向を周期的に変えることができる。
それゆえ粒子60が振動しながら被塗物50に向かって
飛行するので、被塗物50の凹凸部分に均一な静電塗装
や静電植毛が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】円環型主放電極を具備する実施例1の荷電装置
の側断面を示す図
【図2】実施例1の荷電装置の横断面を示す図
【図3】円筒型主放電極を具備する実施例2の荷電装置
の側断面を示す図
【図4】中筒を具備する実施例3を示す図
【図5】本体外側同心円上にに整形電極またはパルス電
極を付設した実施例4を示す図
【図6】本体中心軸上にパルス電極を付設した実施例5
を示す図
【符号の説明】
2、円筒型本体 3、解放端 4、蓋 6、粒子供給孔 12、主放電極 14、整形電極 16、パルス電極 60、粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01T 19/02 H01T 19/02 21/00 21/00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端が解放され、他端に蓋を具備する円筒
    型本体の解放端に、円環型の主放電極を配設し、該主放
    電極に直流高電圧を印加しコロナ放電を発生させ、一方
    前記円筒型本体の断面円の接線方向に、粒子を含む空気
    を高速で供給し、粒子に遠心力を与えて前記本体内壁面
    を回転させながら前記解放端側に送り出し、前記主放電
    極縁辺から放出される粒子を帯電させる粒子の荷電方法
  2. 【請求項2】 円筒型本体の中心軸上または同心円上
    に、パルス電極を配設し、該パルス電極に主放電極と同
    極性の直流パルス高電圧を印加することを特徴とする請
    求項1に記載の粒子の荷電方法
  3. 【請求項3】 一端が解放され、他端に蓋を具備する円
    筒型本体と、該円筒型本体の解放端側に配設され、直流
    高電圧が印加される円環型の主放電極と、前記本体の断
    面円の接線方向への粒子を含む空気の供給孔を具備する
    粒子の荷電装置
  4. 【請求項4】 円筒型本体が誘電体製であることを特徴
    とする請求項3に記載の粒子の荷電装置
  5. 【請求項5】 円筒型本体と円環型主放電極が保護用誘
    電体製本体と導電体製円筒型主放電極で形成されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の粒子の荷電装置
  6. 【請求項6】 円筒型本体の蓋側に同心円状の誘電体製
    中筒を配設し、該中筒が開閉自在蓋を具備することを特
    徴とする請求項3に記載の粒子の荷電装置
  7. 【請求項7】 円筒型本体の外側同心円上に配設され、
    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
    を具備することを特徴とする請求項3に記載の粒子の荷
    電装置
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000024517A1 (fr) * 1998-10-28 2000-05-04 Koichi Fujibayasi Procede et dispositif de traitement d'une dispersion pulverulente, et dispositif de traitement de la poudre
JP2006000183A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Sharp Corp 荷電粒子生成方法、荷電粒子生成装置、およびそれが用いられた空気清浄化装置
WO2015133311A1 (ja) * 2014-03-04 2015-09-11 旭サナック株式会社 静電塗装装置

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