JPS6012159A - 静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気抵抗値の高い被塗物であっても、良好に
静電塗装を施こすことができるようにした静電塗装装置
に関するものである。

一般に、静電塗装装置は、塗装機にマイナス３０〜９０
　ｋＶ程度の高電圧を印加し、他方被塗物をアース電位
に保つことによって前記塗装機と被塗物との間に静電界
を形成し、また前記塗装機に塗料を供給することによっ
て、該塗料を霧化すると共に霧化した塗料粒子を帯電す
しめ、この帯電塗料粒子を前記静電界に沿って被塗物に
向は飛行ところで、このような静電塗装装Ｍ１ｄ被塗物
が金属体等電気的な良、！＋１体である場合には、該被
塗物が常にアース電位に保持されてｈるから、控塗物全
周にわたって静電効果の充分高い塗装を行なうことがで
きる。

しかし、被塗物が表面が電気的不良導体、すなわち各種
合成樹脂はもとより、ガラス類、セラミック類、焼結金
属等の絶蝉性金属木材等電気抵抗値の高す材料（以下、
「合成樹脂」という）である場合、または金属板の表面
にこれらの合成樹脂が表面処理されている場合等は、被
塗物がアース電位となるように設定してもマイナスに帯
電した塗料粒子が塗着することによって該塗料粒子によ
って与えられた電荷がアースに逃げず、該被塗物表面が
静電気で飽和した状態となってマイナスに帯電してしま
い、塗装機から帯電塗料粒子を吐出　□しても被塗物に
塗着せず、全く静電効果が得られないことになる。

即ち、静電塗装の原理は電気的ポテンシャルの大きい状
態において、被塗物表面と塗料粒子または塗装機先端部
との間に電位差がなければならない。この電位差は塗装
が終了するまで保持されなければならないと同時に、有
効な塗着効率を確保するために十分に大きくなければな
らない。その理由は、第１に荷電塗料粒子と被塗物表面
との間に電気的引力を十分に大きい状態で作用させるた
めであシ、第２に荷電塗料粒子を塗装機から被塗物表面
に運ぶために該塗料粒子に作用する電気力線を強い状態
で形成させるためである。ところが、合成叩脂材の如く
被塗物表面め電気抵抗が高いということは、塗料粒子に
作用する上記２つのものが十分に得られないということ
である。このことは、被塗物の訪電率が該被塗物の表面
状態に大きな影響を与え、塗料粒子の塗着を妨げること
になる。

このため、従来技術においては、合成樹脂材の−塗装物
を静電塗装するには、帯電防止剤の一種である導電処理
液を予め塗布して合成樹脂の表面を導電性の塗膜で被覆
し、然る後に帯電塗料粒子を噴霧することによって静電
塗装を行ない、さらに塗料の塗着した被塗物を焼付炉に
入れて焼付けるという順序で塗装作業が行なわれていた
。ここで、導電処理液としては、例えば脂肪屑糸４級ア
ンモ巨つム塩を主成公表する親水性のイオン化性有機化
合物（−品名：米国ゼネラルミルズ社製「アルカリッ・
・トケ２ｉ」）からなる導電処理剤を０．５１箭後めイ
ジナロビルアルコールで稀釈したものが使用され、□か
かる導電処理液を噴霧機によって合成樹脂表面に噴霧し
、またはデツピング処理によって該合成樹脂表面に導電
性被膜を形成していた。

そして、この導電性被膜は通常０．１〔μｍ〕程度の厚
さで塗布され讐導電処理液の中に含まれる親水性のイオ
ン化性有機化合物の作用によって空気中の湿気を吸着し
、これによシ合成樹脂表面の導電性を維持するようにな
されていた。

しかし、上記従来技術によるものにおいては、前述した
如く空気中の湿気を吸着しこれによって合成樹脂表面の
導電性を維持するもめであるため、導電処理液を使用す
る場合には塗装雰囲気中の湿度は一般に２０℃で４０％
以上が要求される。この結果、上記従来技術による方式
では塗装雰囲気湿度の制約を受け、湿度の低い冬季絶乾
期においては条件をそろえても金属材の塗装の場合に比
較して塗着効率が劣る欠点があった。逆に、湿度が高す
ぎると多量の水分が被塗物表面と塗料塗膜との間に入力
込むことになり、塗膜の密着性が阻害されてしまう。特
に温度と湿度が管理されて騒ない塗装ブースでは、梅雨
時に生産された製品は、塗膜が密着不良を起すことが多
いという欠点がある。また、導電処理液はイオン化性有
機化合物を使用しているものであるため、大量に噴霧す
ると公害の原因ともなシ、また作業者にとってもその取
扱いには充分な注意が要求されるという欠点がある。さ
らには、導電処理液を塗布することによって周辺機器を
発錆しやすいという欠点があった。

これらの点から、前述の導電処理液を用いた塗装装置は
、これを有効に使用するには大がかシな塗装ブースを必
要とし、かつ無人化された自動前処理塗装機としなくて
はならないという問題点かある。

本発明は、前述した従来技術による導電処理液を用いた
不良導体の静電塗装装置の欠点に着目してなされたもの
で、被塗物の表面を塗装機とは逆電位に帯電させること
により被塗物側と塗装機側との間に所定の電位差をもっ
た状態に保持し、もって電気抵抗値の高い被塗物に対す
る静電塗装を可能ならしめるようにした静電塗装装置を
提供することを目的とするものである。

前述の目的を達成するための本発明の第１の特徴は、一
端に被塗物を支持するハンガの他端部に集電器を取付け
、該集電器に向けてコロナ放電するコロナピン電極をコ
ンベヤを挾んで塗装機と対向する位置に配設し、該コロ
ナピン電極には塗装機とは逆電位にある高電圧を印加す
る逆電位用の高電圧発生装置を接続し、かつ前記ハンガ
の一端側には被塗物表面を塗装機とは逆電位に帯電させ
る電極を前記集電器と接続させて設ける構成としたこと
にある。

また、本発明の第２の特徴は、前述の構成に加χて、コ
ロナピン電極よシコンベヤの走行方向前方の位置にハン
ガの除電を行なう除電器を前記集電器と対面するように
設ける構成としたことにある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、図中
１はコンベヤを示し、該コンベヤＩＫは１％７１ｆ２が
取付けられている。該ハンガ２には合成樹脂等のように
電気抵抗値の高い部材からなる被塗物３が載置されて、
コンベヤ１にょル図中矢示方向に搬送されるようになっ
ている。次に、４は被塗物３の表面３Ａに向は塗料を噴
霧する塗装機を示し、該塗装機４には塗料ホース５の一
端が接続されてｂる。該塗料ホース５の他端は塗料タン
ク６と接続され、またその途中にはボンシフが介装され
ておシ、該ポンシフを駆動することにより塗料タンク６
内の塗料を塗装機４に向は圧送することができるように
なっている。また、塗装機４には高電圧ケーブル８を介
して高電圧発生装置９に接続されそいる。ここで、高電
圧発生装置９は商用電圧を例えば−９０［ｋＶ］の直流
高電圧に昇圧し、塗装機４にこの高電圧を印加すること
ができるようセなっている。

１０はコロナピン電極を示し、該コロナピン電極１０は
コンベヤ１を挾んで塗装機４と対向し、かつ該コンベヤ
１の走行方向に沿って所定の長さを有するように設けら
れている。該コロナピン電極１０は多数の電極ピン１０
Ａ、ＩＯＡ、・・・ｅＭ緑件の支持部材１０Ｂに取付け
ることにょシ構成され、該コロナピン電極１０には高電
圧ケーブル１１ｔ−介して逆電位用の高電圧発生装置１
２が接続されている。゛腰高電圧発生装置１２には商用
電源を前述の高電圧発生装置９とは逆電位の高電圧、例
えば＋３０　（ｋＶ）に昇圧し、これをコロナピン電極
ｌＯの電極ピンＩＯＨに印加し、ハンガ２ｔ−介して被
塗物３を帯電させることができるようになっている。

このために、ハンガ２Ｉ′ｉコンベヤｌＫ固定して設け
られ、その両端が該コンベヤ１の上下に延びる杆状の取
付部２人と、該取付部２人の上端に形成され、被塗物３
を載置する支持部２Ｂと、取付部２人の下端に形成した
集電器取付部２Ｃとからなシ、これら取付部２Ａ、支持
部２Ｂおよび集電器取付部２Ｃは電気絶縁性の良好な部
材で形成されている・そして、集電器取付部２０には多
数の集電針１３Ａ、１３Ａ、・・・からなる針状集電器
１３が設けられてお夛、該針状集電器１３はハンガ２が
コンベヤ１によシ搬送されたときにコロナピン電極ｌＯ
により形成されるコセナ圏域を通過し、この間に集電す
ることができるようになっている。また、針状集電器１
３には導線１４の一端が接続されておシ、該導線１４は
取付部２Ａ内を貫通して延び、その他婦は支持部２ＢＫ
設けた多数の電極ピンを有するコロナピン電極１５と接
続されている。核コロナビン電極１５は支持部材２Ｂの
表面から被塗物３の裏面３Ｂに向は突出する状態となっ
ており、該被塗物３とコロナピン電極１５とを接触させ
ないようにするために、被塗物３は絶縁性のスペーサ１
６．１６を介してハンガ２の支持部２Ｂに支持されるよ
うになっている。

次に、１７は除電器としてのイオン発生器を示し、該イ
オン発生器１７はコンベヤ１０走行方向においてコロナ
ピン電極１０の前方で、該コロナピン電極１０に近接し
た位置に配設されている。

そして、イオン発生器１７は電源１８と接続され、へン
が２がコロナピン電極１０と対面する位置から離れた後
に該イオン発生器１７から供給されるイオンによｐ該ハ
ンガ２を電気的に中和させることができるようになって
いる。このために、電源１８としては高電圧発生装［１
２とは逆電位、即ちマイナスの直流電源または交流電源
のいずれかが使用される。

本実施例は前述のように構成されるが、次にその作動に
ついて説明する。

まず、コンベヤ１を駆動してハンガ２と共に該ハンが２
に支持された被塗物３を図中矢示方向に搬送する。そし
て、コロナピン電極１０の電極ピンＩＯＢには高電圧発
生装置１２から高電圧ケーブル１１を介して高電圧を印
加した状態にしておく。この状態で、ハンガ２の集電器
取付部２Ｃに取付けた針状集電器１３がコロナピン電極
と対面する位置にまで搬送されたときに塗装機４を作動
させて塗料タンク６から供給される塗料を噴霧すると共
に、このようにして噴霧された塗料を高電圧発生装置９
から印加される高電圧によりマイナスに帯電させる。こ
れによシ、帯電塗料粒子は塗装機４と被塗物３との間に
形成される電気力線に沿って飛行し、該被塗物３の表面
３Ａに塗着せしめられる。

ところで、塗料粒子はマイナスに帯電した状態にあるか
ら、この帯電塗料粒子のために電気抵抗値の高い被塗物
３の表面３Ａは逐次静電気的にマイナスに帯電されるよ
うになる。然るに、コロナピン電極１０には塗装機４と
は逆電位、即ちプラスの高電圧が印加されているから、
その電極ピン１０Ｂの先端部でコロナ放電を発生させて
いる。

そして、ハンガ２の集電器取付部２Ｃに取付けた針状集
電器１３がこのコロナ放電によるプラスのイオン化圏域
を通過せしめられ、この間に集電が行なわれる。また、
該針状集電器１３は導線１４によってコロナピン電極１
５と接続され、た状稗にあるから、該コロナピン電極１
５は高電圧発生装置１２と電気的に接続された状態とな
り該高電圧発生装置１２からコロナピン電極１５にプラ
スの電位を有する高電圧が印加されることになる。この
結果、コロナピン電極１５はコロナ放電を発生させ、そ
の先端部の周囲にグラスのイオン化圏域が形成され、被
塗物３の裏面３Ｂがこのイオン化圏域に曝される。この
ために被塗物３はその表面がプラスの電位となるように
帯電することになり、塗装置ａｄ側と被塗物３側との間
の電位差が保持され、帯電塗料粒子は被塗物３０表面３
Ａに効率よく塗着する。

そして、このように針状集電器１３がコロナピン電極１
０と対面している間だけ塗装機４から被塗物３に向は塗
料が噴霧され、針状集電器１３がコロナピン電極１０か
ら離れると、塗装機４の作動が停止するようになってお
り、従ってコロナピン電極１０は塗装区間の全長に及ぶ
長さとなっている。

ハンガ２はさらにコンベヤ１によってコロナピン電極１
０から離れて移送されるが、該ノータガ２針状集電器１
３．コロナピン電極１５等は皆°電した状態にあるから
、安全性等の見地からこれを除電する必要がある。この
ために、コンベヤ１に沿ってコロナピン電極１０の前方
位置にはイオン発生器１７が設けられており、該イオン
発生器１７から供給されるマイナスのイオンまたはプラ
ス・マイナスのイオンによって除電され、ノ九ンガ２等
は電気的に中和される。

次に、第２図および第３図は本発明の第２の実施例を示
すもので、同図において第１図と同一構成要素について
は同一符号を付してその説明を省略するものとする。然
るに、本実施例においては吊下式のハンガ２１によシ被
塗物３′を支持させてコンベヤ１により搬送し、この間
に該被塗物３′の表面３　Ａ’に静電塗装を施こすよう
にしたものが示されている。このために、ハンガ２１は
コンベヤ１に固定した取付部２１Ａと、該取付部２′Ｉ
Ａの下端部に形成した支持部２１Ｂと、取付部２１Ａの
上端部に形成した集電器取付部２１Ｃとを有し、被塗物
３′はハンガ２１の支持部２１Ｂにフック２２．２２に
よシ取付けられている。さらに、ハンガ２１にはその支
持部２１Ｂから下方に向は電極取付部２１Ｄが形成され
ており、該正゛極取付部２１Ｄには板状の誘導帯電電極
２３が埋設され、該電極２３には取付部２１Ａを貫通す
る導線１４の一端が接続されており、該導線１４の他端
は集電器取付部２１Ｃの表面に貼着した導電性の良好な
部材からなる板状集電器２４と接続されている。

そして、ハンガ２１を構成する取付部２１Ａ、支持部２
１Ｂ、集電器取付部２１Ｃおよび電極取付部２１Ｄはい
ずれも絶縁性部材で形成されている。

このように構成しても、コロナピン電極１０からのコロ
ナ放電を板状集電器２４で集電し、誘導帯電電極２３で
被塗物３′を誘導帯電させることＫより、該被塗物３′
の表面３　Ａ’を塗装機４とは逆電位に帯電させること
ができる。

なお、前述の各実施例において、高電圧発生装置９には
マイナスの高電圧を塗装機４に印加、し、　、逆電位用
の高電圧発生装置１２には給電装置１０にプラスの高電
圧を印加する構成としたが、塗装機４にはプラスの、ま
た給電装置１０にはマイナスの高電圧を印加するように
構成してもよい。また、第４図に示したように被塗物３
をノ１ンガ２の支持部２Ｂに当接させるようにして支持
することもできる。そしてこの場合には電極としては誘
、導帯電用電極３１を使用し、支持部２Ｂに埋設す′１
ように構成すればよい。さらに、除電器としては第１図
に示したようにイオン発生器１７だけでなく、ハンガ２
に取付けた針状集電器１３：に向け、突出する針状の導
電部材４１，４１．・・・該導電部材４１に接続した例
えば１　［ＧΩ］程度の高抵抗４２で構成することもで
きる。そして、この場合、導電部材としては針状のもの
だけでなく板状のものであってもよい。さらＫまた、塗
装機４としては前述のもののにか回転霧化方式、液圧霧
化方式のものも使用することができる。

本発明は以上説明したようＫ　／’ンガに取付けた集電
器に向けてコロナピン電極によシコロナ放電させ、これ
を集電器で集電して電極に塗装機とは空回を塗装機とは
逆電位に帯電させることができるように構成したから、
塗装機側と被塗物側との間の電位差を保持させることが
でき、電気抵抗値の高い被塗物に対しても効率よく静電
塗装を行なう□ことができる。また、従来技術のように
導電処理液を予め被塗物に塗布する必要がないから、か
かる従来技術に固有の不都合を生じることはない。

ま・た、第２の発明の如く除電器を設ける構成とするこ
とによシ、塗装作業の終了後ハンガを直ちに除電して電
気的に中和させることができるから安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す静電塗装装置の系
統図、第２図および第３図は本発明の第２の実施例を示
し、第２図は静電塗装装置の系統図、第３図は第２図の
■−■矢示方向断面図、第４図は電極の取付状態の変形
例を示す断面図、第５図は除電器の変形例を示す外観図
である。 １・・・コンベヤ、２，２１・・・ハンガ、２Ａ、２１
Ａ・・・取付部、２Ｂ、２１Ｂ・・・支持部％２Ｃ，２
１Ｃ・・・集電器取付部、３，３′・・・被塗物、４・
・・塗装機、９・・・高電圧発生装置、１０・・・コロ
ナピン電極、１０Ｂ・・・電極ピン、１２・・・逆電位
用高電圧発生装置、１３・・・針状集電器、１５・・・
コロナピン電極、１７・・・イオン発生器、１８・・・
電源、２１Ｄ・・・電極取付部、２３．３１・・・誘導
帯電電極、２４・・・板状集電器、４１・・・導電性部
材、４２・・・高抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　電気抵抗値の高い被塗物をハンガの一端側に支
   持させてコンベヤによｐ搬送し、該被韓物の表面に対し
   て高電圧発生装置により一方の！位にある高電圧を印加
   した塗装機により塗料を噴霧する静電塗装装置において
   、前記コンベヤを挾んで塗装機と対向する位置にコロナ
   ビン電極を配設し、該コロナピン電極には前記塗装機と
   は逆電位の高電圧を印加する高電圧発生装置全接続し、
   前記ハンガの他端側に前記コロナビイ電極からのコロナ
   放電を集電する集電器を取付け、また該ハンガの一端側
   には該集電器に接続されて、前記被塗物の表面を前記塗
   装機とは逆電位に帯電させる電極を設けたことを特徴と
   する静電塗装装置。 （２）電気抵抗値の高い被塗物をハンガの一端側に支持
   させてコンベヤによりａ送し、該被塗物の表面に対して
   高電圧発生装置によ）一方の電位にある高電圧を印加し
   た塗装機にょシ塗料を噴霧する靜軍檎装装置において、
   前記コンベヤを挾んで塗装機と対向する位置にコロナビ
   ンを極を配設し、該コロナピン電極には前記塗装機とは
   逆電位の高電圧を印加する高電圧発生装置を接続し、前
   記ハンガの他端側に前記コロナピン電極からのコロナ放
   電を集電する集電器を取付け、また該ハンガの一端側に
   Ｉ４骸集電器に接続されて、前記被塗物の表面を前記塗
   装機とは逆電位に帯電させる電極を設け、さらに前記コ
   ロナピン電極よシ前記コンベヤの走行方向前方位置には
   前記ハンガの除電を行なう除電器葡前記集電器と対面す
   るように設けたことを特許とする静電塗装装置。 （３）　前記集電器はコロナピン電極である特許請求の
   範囲（１）項または（２）項記載の静電塗装装置。 （４）前記集電器は電極板である特許請求の範囲（１）
   項または、（２）現記、載の静電塗装装置。 （５）前記電極は前記被塗物の裏面に向けて突出するコ
   ロナピン電極である特許請求の範囲（１）項または（２
   ）項記載の静電塗装装置。 （６）前記電極は前記被塗物の裏面と対面する状態に設
   けた誘導帯電電極である特許請求の範囲（１）項または
   （２）項記載の静電塗装装置＠（７）前記除電器はイオ
   ン風を供給するイオン発生器である特許請求の範囲（２
   ）項記載の静電塗装装置。 （８）前記除電器は前記ハンガと対面する導電部材と、
   該導電部材に接続した高抵抗とで形成してなる特許請求
   の範囲（２）項記載の静電塗装装置。