JPH1057846A - 粉体塗料用静電塗装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被塗物との間に発生する電気力線の影響を抑
えることのできる粉体塗料用の静電塗装機を提供する。 【解決手段】 塗装機１は、回転ディスク型の静電塗装
機であり、本体の軸線方向に沿って延びる内外二重筒の
内筒２と外筒３とで挟まれた空間で塗料供給通路１６が
形成されている。回転ディスク４は、上下のディスク５
と６とで挟まれた空間で塗料放出通路１９が形成され、
塗料供給通路１６から塗料放出通路１９の中心部分に塗
料が供給され、この塗料は塗料放出通路１９を通って半
径方向外方に放出される。塗料供給通路１６にはコロナ
ピン２１が配設され、この塗料供給通路１６を通る塗料
はこのコロナピン２１で帯電された後に塗料放出通路１
９に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には静電塗
装に関し、より詳しくは、粉体塗料の静電塗装に好適な
塗装機に関する。

【０００２】

【従来技術】粉体塗料用の静電塗装機は、液体塗料用の
ものと同様に３つの種類に大別される。第１はベル型で
あり、第２はディスク型であり、第３はガン型である
が、これら静電塗装機の原理は、帯電させた塗料粉体粒
子を被塗物に電気的に吸着させるという点で共通してい
る。粉体塗料の静電塗装における実用化技術は、歴史的
に液体用の静電塗装機の延長線上で発展し、この液体用
静電塗装機の技術が生かされているのが現状である。こ
のことから、例えばガン型の塗装機にあっては、典型的
には、塗料突出口の中心に針状電極が設けられ、また、
ディスク型及びベル型の塗装機にあっては、ディスク或
いはベルの周縁に電極が設けられており、これら電極と
被塗物との間に静電界を形成して粉体塗装を行うように
なっていた（例えば、特公昭５６−２９５８８号公報、
特公昭５６−３５９０３号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】塗料が粉体、液体のい
ずれであったとしても、静電塗装の共通の問題点とし
て、凹凸面あるいはエッジを備えた被塗物を塗装する
と、塗装面の突出部分あるいはエッジ部分の膜厚がそれ
以外の部分に比べて相対的に厚くなるという問題があ
る。この問題は、電極と被塗物との間に形成される電気
力線が被塗物の突出部分あるいはエッジ部分に集中し易
いということに起因する。本発明の目的は、このような
問題を改善することのできる粉体塗料用静電塗装機を提
供することにある。本発明の他の目的は、電極に印加す
る電圧を高めたとしても、電気力線による塗膜への影響
を許容範囲に収めることのできる粉体塗装用静電塗装機
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる技術的課題に対
し、本件発明者は次の点に着目した結果、本発明を案出
するに至ったものである。すなわち、静電塗装機と被塗
物との間に形成される電気力線の存在は液体塗料にあっ
ては必須のものと言い得るものである。つまり、液体塗
料は一般的に導電性であるため、塗料粒子が帯電したと
しても、塗料粒子それ自体に帯電状態を保持する能力は
なく、このため塗装機と被塗物との間に静電界を存在さ
せることによって初めて、塗料が被塗物に到達するま
で、その帯電状態を保つことができる。

【０００５】これに対して、粉体塗料は一般的に絶縁性
であるため、塗料粒子は一度帯電すると、この帯電状態
を永く保持する性質を有する。粉体塗料のこの性質に着
目すれば、粉体塗料用の静電塗装機は、粉体塗料を帯電
させる機能と、帯電した塗料を被塗物に向けて送り込む
機能とを有していればよく、塗装機と被塗物との間に静
電界が存在しなくとも静電塗装を行うことが可能であ
る。なお、電気力線は、塗料粒子を被塗物まで搬送する
機能を有するものであるが、この機能は、搬送エアを用
いて塗料を被塗物まで運ぶようにすることで対応可能で
あり、したがって電気力線に固執して粉体塗料の静電塗
装を考えなければならない必要性は乏しい。

【０００６】かかる観点に立脚し、本件発明者は、各種
の塗装機の粉体塗料通路に着目して各種の塗装機を検討
したところ、次のことが分かった。例えばガン型の塗装
機のなかには、把持部分を通る粉体塗料供給通路と、バ
レル部分を通る粉体塗料放出通路とを備え、これら通路
を屈曲して連結した形式のものがある。ベル型にあって
は、センターフィードと呼ばれるように、本体の軸線と
同軸に配置された塗料供給通路を備え、この塗料供給通
路からベルの中心に供給された粉体塗料を半径方向外方
に向けて分散させてベルの外周縁から外部に放出させる
形式のものがある。また、ディスク型にあっては、本体
の軸線と同軸に配置された粉体塗料供給通路を備え、こ
の供給通路からディスクの中心に供給された粉体塗料を
ディスクに沿って半径方向外方に向けて分散させ、ディ
スクの外周縁から外部に放出させる形式のものがある。

【０００７】これら塗装機を検討すると、共通の特徴と
して、上流側粉体塗料供給通路の軸線と下流側粉体塗料
放出通路の軸線とが互いに交差して配置されているもの
であり、この上流側粉体塗料供給通路にコロナ電極を配
置することで、このコロナ電極と被塗物とを結ぶ直線上
に、塗装機の一部を介在させることができる。そして、
この結果、コロナ電極と被塗物との間に形成される電気
力線を、介在する塗装機の一部によって弱めることがで
き、あるいは電気力線の発生を回避することができる。
換言すれば、コロナ電極と被塗物との間の介在物つまり
塗装機の一部分の存在によって、コロナ電極に大きな電
位を印加したとしても、このことが直ちに被塗物との間
の電気力線を強めることにはならない。

【０００８】したがって、本発明によれば、電極と被塗
物との間の電気力線の生成に伴う問題点つまり被塗物の
塗装面の凸部あるいはエッジでの相対的に厚い塗膜の形
成を抑えることができる。換言すれば、本発明によれ
ば、コロナ電極の電位を比較的高く設定したとしても、
これによって、上述した問題点が顕著になる恐れはな
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】発明の適用対象は、ベル型および
ディスク型あるいはガン型のいずれの形式の静電塗装機
であってもよく、また、ディスク型の塗装機としては、
回転ディスク型のものであっても、ディスクが非回転の
固定ディスク型のものであってもよい。回転ディスク型
の場合には、ディスクの粉体放出通路に翼を設け、この
翼で塗料搬送エアを受けてディスクを回転駆動するよう
にしてもよい。これによれば、従来のようにディスクを
回転駆動するための重量物である駆動源を塗装機に設け
る必要がなく、したがって、回転ディスク型塗装機の重
量を大幅に低減することができる。このことは、レシプ
ロケータに回転ディスク型塗装機を取り付ける場合に、
レシプロケータの負担を軽減することができるという実
用上の大きな効果を奏する。

【００１０】本発明の適用において、塗装機の外部に、
フリーイオンを捕獲するアースピンを設けて、このアー
スピンによってフリーイオンを除去するようにしてもよ
い。なお、フリーイオンの存在によって、例えば特開平
８−５７３６４号公報に詳しく説明されているように、
塗装機の回りに発生して粉体塗料の塗着効率が低下し且
つ塗膜の肌荒れが生じることが知られている。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の好ましい実施例を添付した
図面に基づいて説明する。第１実施例 図１は本発明に従う第１実施例の塗装機の概略を示す。
この第１実施例の塗装機１はいわゆる回転ディスク型の
静電塗装機である。静電塗装機１は、本体の軸線方向に
沿って延びる断面円形の内筒２と、この内筒２よりも大
きな直径を有する断面円形の外筒３とを有し、これら内
筒２、外筒３は同軸に配置されている。外筒３の下端に
は回転ディスク４が取り付けられている。

【００１２】回転ディスク４は、上下に離間した上側、
下側のディスク５、６と、下側ディスク６の下方に配置
された下側カバー部材７とで構成され、下側カバー部材
７は下側ディスク６に支柱８を介して固定されている。
上側ディスク５と下側ディスク６との間は、周方向に間
隔を隔てて配置された複数の翼体９で連結されている。
また、下側ディスク６は、その中心部分に円形開口１０
を有し、この開口１０の周辺部分には分散板１１が固設
されている。

【００１３】回転ディスク４は、上側ディスク５の中心
開口１２の周辺から上方に向けて延びる断面円形のスリ
ーブ１３を有し、スリーブ１３の内周面と外筒３の下端
部分の外周面との間にはベアリング１４が介装されてい
る。回転ディスク４の上方には上側カバー部材１５が配
設され、カバー部材１５は、上側ディスク５の上方域を
覆うとともに上述したスリーブ１３の回りを囲む形状を
有し、その上端部分が外筒３に対して気密に取り付けら
れている。

【００１４】この回転ディスク型塗装機１にあっては、
内筒２と外筒３とで挟まれた空間が塗料供給通路１６を
構成し、内筒２の内部空間及び下側ディスク６と下側カ
バー部材７とで挟まれた空間が第１のシェピングエア通
路１７を構成し、上側カバー部材１５と上側ディスク５
とで挟まれた空間が第２のシェピングエア通路１８を構
成する。

【００１５】図外の塗料源からエアによって搬送された
粉体塗料は、塗料供給通路１６を通じて、上側ディスク
５と下側ディスク６との間の塗料放出通路１９の中心部
分に供給され、次いで、この塗料放出通路１９を通って
半径方向外方に向けて移動して塗料放出口２０から放出
される（塗料の放出を矢印Ａで図示してある）。放出口
２０から放出される粉体塗料は、塗料放出通路１９に至
る前に、塗料供給通路１６の下端部分に配設されたコロ
ナピン２１によって帯電される。コロナピン２１は、図
示の実施例にあっては２本設けられ、この２本のコロナ
ピン２１は、周方向に１８０°離間して配置されてい
る。コロナピン２１には、図外のカスケード（昇圧部）
によって高電圧（例えばー３０ないしー９０kV）が印加
される。回転ディスク４は、フリーイオンの中和力の大
小、電気力線の強弱、気中放電量の大小、粉体塗料の帯
電量減少の程度を考慮して、上側ディスク５及び下側デ
ィスク６を若干の導電性を有する材料（１０⁶ 〜１０¹²
Ωｍ）で作るのが好ましい。

【００１６】粉体塗料を搬送するエアは、塗料と共に塗
料供給通路１６及び塗料放出通路１９を通って塗料放出
口２０から外部に放出されるが、塗料放出通路１９を通
る過程で翼体９に当たってこの翼体９を介して回転ディ
スク４に回転力を与え、この回転力によって回転ディス
ク４が一方向に回転駆動される。

【００１７】第１のシェピングエア通路１７には、図外
の加圧エア源からシェピングエアが供給されて、下側デ
ィスク６及び下側カバー部材７の外周縁で形成される下
側エア口２２から半径方向外方に放出される。また、第
２のシェピングエア通路１８には、図外の加圧エア源か
らホース２３を介してシェピングエアが供給されて、上
側ディスク６及び上側カバー部材１５の外周縁で形成さ
れる上側エア口２４から半径方向外方に放出される。

【００１８】第１、第２のシェピングエア通路１７、１
８へは共通の加圧エア源からエアを供給してもよく、別
のエア源から別々にエアを供給してもよい。また、エア
源から第１、第２のシェピングエア通路１７、１８への
シェピングエアの供給は、図外のバルブによって個別的
に制御するようにするのが好ましい。このシェピングエ
アの制御の一例としては、塗装機１を例えばレシプロケ
ータに取り付けて使用する場合、塗装機１の上昇過程で
は、上側エア口２４からのエアの放出を停止し、下側エ
ア口２２から第１のシェピングエアを放出させ、塗装機
１の下降過程では、下側エア口２２からのエアの放出を
停止、上側エア口２４から第２のシェピングエアを放出
させて、塗装機１から放出された粉体塗料の直進性を確
保するようにしてもよい。また、塗装機１の回りに生成
したフリーイオンを除去するのであれば、図１に示すよ
うに、塗装機１にアースピン２５を設けるのが好まし
い。

【００１９】第２実施例 図２は本発明に従う第２実施例の塗装機の概略を示す。
この第２実施例の塗装機３０はいわゆる固定ディスク型
の静電塗装機であり、上述した第１実施例の回転ディス
ク型塗装機１と同一の要素には同一の参照符号を付すこ
とにより、その説明を省略する。固定ディスク型塗装機
３０は、上側ディスク５が外筒３と一体に形成され、ま
た、下側ディスク６が内筒２の下端に固定されて、非回
転のディスク３１が構成されている。

【００２０】第３実施例 図３は本発明に従う第３実施例の塗装機の概要を示す。
この第２実施例の塗装機４０はいわゆるセンターフィー
ド式のベル型静電塗装機である。ベル型塗装機４０は、
本体の軸線と同軸に配置された断面円形の塗料供給管４
１を有し、塗料供給管４１の先端にはベル４２が一体に
設けられている。そして、この塗料供給管４１の回りに
は、間隔を隔てて配置された本体カバー４３を有し、本
体カバー４３と塗料供給管４１との間に、エアタービン
４４及び軸線方向に離間した複数のベアリング４５が配
置されている。塗料供給管４１およびベル４２は、エア
タービン４４がタービンエアの供給を受けることによっ
て高速回転する。

【００２１】上述した複数のベアリング４５のうち金属
製ベアリング４５ａを除いたベアリング４５ｂは絶縁性
樹脂材料から作られている。塗料供給管４１の金属製ベ
アリング４５ａの取り付け部位には、コロナピン２１が
設けられ、このコロナピン２１へは、図４に示すカスケ
ード４６から高電圧が印加される。

【００２２】図外の塗料源からエアによって搬送された
粉体塗料は、塗料供給管４１を通じてベル４２の中心に
供給され、次いで、ベル４２の拡開する内壁に沿って移
動して、ベル４２の周縁から外部に放出される。なお、
この実施例にあっては、ベル４２の回りに配置されたベ
ルカバー４７によって、このベルカバー４７とベル４２
との間にシェピングエア通路４８が形成されている。ベ
ル４２の周縁から放出される粉体塗料は、ベル４２に至
る前に、塗料供給管４１の中でコロナピン２１によって
帯電される。この実施例においても、フリーイオンを除
去するのであれば、例えば本体カバー４３にアースピン
４９を設ければよい。

【００２３】比較試験 第１実施例の回転ディスク型塗装機１を用いて従来例と
の差異を比較試験した。比較対象である従来例として
は、従来の回転ディスク型静電塗装機を使用した（ディ
スクの回転速度：１００r.p.m ）。試験の各種条件を列
挙すれば以下のとおりである。

【００２４】（１）被塗物 ：ドラム缶（内径：５
６０mm、内部の高さ：８５０mm） （２）粉体塗料吐出量：３６０g/min. （３）印加電圧 ：ー６０kv （４）塗料搬送エア：4.0 kgf/cm² （５）塗装距離 ：１５７mm （６）その他の条件は、図５に示す通りである。

【００２５】図６の（ａ）に示すように、ドラム缶５０
は、その側壁５１に周方向に延びるビード５２を有する
が、このビード５２の内部を含む近傍部分（図６の
（ｂ）のａ箇所、ｂ箇所、ｃ箇所、ｄ箇所）の各々の膜
厚を調べた結果を次の表１に示す。この表１の測定ライ
ンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとは、ドラム缶５０の周方向に９０°
間隔で採った４本の縦ラインを意味し、各測定ライン毎
に、上記ａ箇所、ｂ箇所、ｃ箇所、ｄ箇所の膜厚を測定
した。

【００２６】 表１ ａ箇所 ｂ箇所 ｃ箇所 ｄ箇所 従来例 Ａライン 274μｍ 240μｍ 609μｍ 232μｍ Ｂライン 257μｍ 268μｍ 455μｍ 257μｍ Ｃライン 249μｍ 280μｍ 400μｍ 255μｍ Ｄライン 237μｍ 257μｍ 535μｍ 242μｍ 第１実施例 Ａライン 266μｍ 236μｍ 485μｍ 223μｍ Ｂライン 234μｍ 280μｍ 379μｍ 260μｍ Ｃライン 240μｍ 231μｍ 363μｍ 224μｍ Ｄライン 210μｍ 252μｍ 490μｍ 262μｍ

【００２７】表１を検討したときに、ビード５２の上側
壁の測定箇所ｂと下側壁の測定箇所ｃとの間の膜厚の差
が、第１実施例の塗装機１によれば、従来の塗装機に比
べて小さくなっていることが分かる。このことは、第１
実施例の塗装機１では、従来のものに比べて発生する電
気力線が弱まって、このため粉体塗料がビード５２の内
部へ入り込み易くなっていることの現れである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回転ディスク型静電塗装機の要部
拡大概略図。

【図２】第２実施例の固定ディスク型静電塗装機の要部
拡大概略図。

【図３】第３実施例のベル型静電塗装機の要部拡大概略
図。

【図４】図３の実施例の一部分を抽出した拡大概略図。

【図５】従来との比較試験の塗装条件を説明するための
図。

【図６】（ａ）は被塗物であるドラム缶を示し、（ｂ）
は膜厚測定箇所を説明するためのドラム缶の縦断面図。

【符号の説明】

１ 回転ディスク型静電塗装機 ４ 回転ディスク １６ 塗料供給通路 １９ 塗料放出通路 ２１ コロナピン ２５ アースピン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側粉体塗料供給通路と下流側粉体塗
   料放出通路とを備え、これら２つの通路はその各々の軸
   線が互いに交差して配置されてなる静電塗装機におい
   て、 前記上流側塗料供給通路にコロナ電極が設けられてい
   る、ことを特徴とする粉体塗料用静電塗装機。
2. 【請求項２】 前記静電塗装機がベル型塗装機であり、
   前記上流側粉体塗料供給通路が塗装機本体の軸線と同軸
   に配置された塗料供給通路であり、前記下流側粉体塗料
   放出通路がベルによって形成されている、請求項１の静
   電塗装静電塗装機。
3. 【請求項３】 前記静電塗装機がディスク型塗装機であ
   り、前記上流側粉体塗料供給通路が塗装機本体の軸線と
   同軸に配置された塗料供給通路であり、前記下流側粉体
   塗料放出通路がディスクによって形成されている、請求
   項１の静電塗装機。
4. 【請求項４】 前記ディスクが回転可能である、請求項
   ３の静電塗装機。
5. 【請求項５】 前記ディスクに、前記放出通路に向けて
   突出する翼が設けられ、該ディスクは、前記放出通路を
   通過するエアが前記翼と衝突することにより回転駆動さ
   れる、請求項４の静電塗装機。
6. 【請求項６】 前記塗装機の外部露出して、フリーイオ
   ンを捕獲するアースピンが設けられている、請求項１な
   いし請求項５のいずれか１項の粉体塗料用塗装機。