JPS60209277A - 粉体吹付ガン - 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、静電粉体吹付システムに係シ、特にこの種の
システムに使用される粉体吹付ガンの改良に関する。

静電粉体吹付システムは、原理的には微細な粉体、一般
には１５０メツ、シュのオーダの粉体を空気流又はガス
流にのせて吹付ガン即ち吹付ヘッドにまで搬送するもの
である。このような空気流で搬送される粉体（以下に空
気被搬送粉体と称する。）は、ガンのノズルから対象物
品即ち基材に移送されるが、この移送は粉体と基材とに
互に逆の静電荷を印加することによって行われる。粉体
は、基材に塗布されると一般に加熱溶融され、その後冷
却され基材上にフィルム状に接着する。

静電粉体吹付では、多くの場合吹付けた粉体量の半分以
下の量しか対象物品即ち基材に付着されない。そこで、
粉体吹付システムの効率及び経済的な観点から過剰吹付
（オーバースプレー）された粉体を通常収集、洗浄、再
循環して再使用する必要がある。一般には粉体を収集し
再循環するコストは粉体塗布のコストよシもかなシ大き
くなっている。従って粉体吹付システムにとって、吹付
けた粉体のうち、対象物品即ち基材に付着する量ができ
るだけ多く、再循環すべき量（再循環しない場合には廃
棄すべき量）ができるだけ少なくなることが経済上重要
である。

吹付けた粉体のうち、対象物に付着する割合即ち効率は
、多数の変数の関数、具体的には、吹付粉体の寸法や濃
度、粉体を吹付ガンから・吐出する空気流の速度、粉体
に印加された電荷、及び粉体吹付パターンの形状などの
関数である。

既存の粉体吹付ガンにあっては、使用する粉体を別のも
のに変えることや、粉体吹付パターンを別のものに変え
ることは困難である。

その理由は、吹付けられた粉体のうち基材に付着する割
合を最高にするには、粉体やパターンを変える毎に吹付
ノズルと空気流量と静電荷との組合せを変えることが必
要となるからである。現在の粉体吹付ガンは上述の全変
数を素早く調整するのには向いておらず、粉体を変えた
シ吹付パターンを変えたシする為には、多くの場合ガン
自体を取り替える必要がある。

そξで、本発明の目的は粉体の種類又は吹付パターンを
迅速かつ安価に変更するのに適した粉体吹付ガンの改良
を提供することである。

本発明の別の目的は粉体搬送用空気の量と速度を容易か
つ安価に変更して、ガンからの粉体吐出速度を最適化で
きる吹付ガンを提供することである。

現行の粉体吹付ガンの多くは、ガンのノズルからの粉体
流が不均一であったシ、ガンノズルから放出されたパタ
ーン内の粉体分布にむらが発生していた。そこで、本発
明の他の目的はガンノズルからの粉体流を均一とし、か
つガンノズルから放出されたパターン内の粉体分布を均
一とする粉体吹付ガンを提供することである。

これらの目的を達成する為に、本発明の粉体吹付ガンは
基本的には、まっすぐな取替可能粉体移送管を通して粉
体な移送するものである。この取替可能な管は、ノズル
を有し無限に（連続的に）調節可能な係止部材によって
ガンのハウジング内に固定されるので、この管は所望位
置に容易に調節でき、また内径の異った管と取シ替える
ことができる。内径の種々異った粉体管を用いることに
よって、ガンから放出される粉体の移送速度を容易に変
化でき、かつ成る放出速度及び粉体濃度に対して最適化
できる。ガンハウジングに対する粉体移送管の調節は次
のように行う。即ちノズルの付いた粉体移送管を、上記
管の端部のノズルからの粉体が最適条件で帯電されるよ
うにガンの粉体帯電用電極に対して所定位置に変化させ
る。

基材へ粉体を吹付塗布する最適条件は、ガンノズルから
の粉体の放出速度とその粉体に印加される静電荷との関
数であることが分った。これらの両特性の第１のもの即
ちガン出口での粉体速度は、粉体移送管の内径の関数で
あると共に、この内径がまっすぐであるかそれともカー
ブしているかという点及び内径がガンの一端から他端ま
での間で変化しているかという点の関数でもある。最も
望ましくは、上記径はまっすぐあシガンの全長にわたっ
て一定径でなければならない。更に上記管の放出端又は
、この管放出端に取シ付げられたノズルは、この管のノ
ズルからの放出粉体に電荷を印加する電極に対して調節
可能であるべきである。

本発明の実施例によると、粉体吹付ガンはまっすぐな粉
体移送管を含み、この管を通って粉体なガンの入口端か
ら放出端へ移送する。

このガンは電極を有し、この電極はガンノズルの外部に
取シ付けられている。粉体移送管は粉体帯電用電極に対
して相対的に位置決めできるようにガン内で調整可能に
構成され、これによりガンノズルは上記電極に対して最
適位置に位置決めできる。更に本発明の実施例によると
粉体移送管は内径の異った管と容易に取り替え可能であ
るので、特性の種々異った粉体であっても最適の移送速
度でガンか　・ら吹付けることが可能となる。

上述の諸目的を達成する本発明の粉体吹付ガンは、非導
電性ハウジングを含み、このハウジング内には取替可能
のまっすぐな粉体移送管が調節可能に取シ付けられてい
る。この管はガンの放出端に対して調節可能であシ、か
つ容易に取替可能なようにガン内に取シ付けられている
。放出ノズル又は粉体ディフレクタは択一的に粉体移送
管の放出端に取シ付ける仁とができる。

ガンのハウジングは孔又は管を含み、ここには電気抵抗
体が内蔵されている。この電気抵抗体は一端が電気ケー
ブルに接続され、他端が粉体帯電用電極に接続される。

この電極は、粉体移送管の放出端の外部又はノズルの外
部に取り付けられ、これにょシ移送管は電極に対して調
節でき、この為、電極にょシ印加される電荷は、ガンか
らの任意の吹付パターンに対して最適化できる。

このガンの第１の利点は、ガン内のまっすぐな粉体移送
管を容易に取替及び調節できることである。更にこのガ
ンにはガンのノズルの位置が電極に対して容易に調節で
きる利点がある。

本発明の上述の諸目的及びその他の目的は、図面を参照
した以下の説明から更に明白になるであろう。

本発明の粉体吹付ガンは、発明者Ｂｅｒｋｍａｎｎの米
国特許第４，２４５，５５１号に開示されたような粉体
吹付システムの一部として使用されるもので、このよう
なシステムにあっては、空気被搬送粉体が供給ホースを
介して粉体吹付ガンに供給され、同時に非常に高電圧の
電荷が電源からガンに供給される。静電吹付ガンは空気
被搬送粉体を所定のパターンに吐出すると同時にその粉
体に電荷を印加する。この電荷はガンノズルからの粉体
を対象物品即ち基材に移送する。この基材にはガンによ
シ粉体に印加された電荷と逆の電荷が印加されている。

一般には負の電荷が静電吹付ガンによって粉体に印加さ
れ、他方この粉体の塗布される対象物品即ち基材は接地
されるので粉体はその電荷のために物品の方へ引きつけ
られ付着する。

第１図は本願発明に係る粉体吹付ガン１０の第１実施例
を示すもので、この粉体吹付ガン１０はハウジング１１
を含み、このハウジング１１にはノズル１２と電極支持
体１３とが取シ付けられている。ハウジング１１は一対
の離間した取付用ブロック１４と１５を含み、両ブロッ
ク１４と１５の間には一対の管１６と１７が支持されて
いる。これらの管のうち、上部のものは抵抗体支持管１
６であシ・、下部のものは、粉体移送管１７である。こ
れらの部材１４．１６．１７は不導電性であシ、他方部
材１５は導電性で接地に接続されている（ｔｏ　ｐｒｏ
ｖｉｄｅ　ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｇｒｏｕｎ
ｄ）。

取付用ブロック１４と１５のうちの前方ブロック１４は
ネジの切られた貫通孔２ｏを下部に、また有底凹部２１
を上部に有する。この有底凹部２１は、２２で示したよ
うにネジ部を有し、また有底凹部２１には傾斜したネジ
孔２３が交差している。上記電極支持体１３はこの孔２
３に螺合し、抵抗体支持管１６の前方ネジ端部２４は、
四部２１のネジ部２２に螺合している。粉体移送管１７
のネジ付前方端部２５は取付用ブロック１４のネジ孔２
０に螺合し、そこを貫通して取付用ブロック１４の前端
面２６よシも前方に突出している。ノズル１２は公知の
スロット付ノズルであり、粉体移送管１７の前方端２５
に螺合している。この粉体移送管１７は薄ナツト即ちロ
ックナツト２７によって取付用ブロック１４に対して調
整された位置に固定されている。このロックナツト２７
は粉体移送管１７のネジ付前方端２５の後方ネジ部に螺
合している。

後方取付用ブロック１５には一対の貫通孔３０．３１が
設けられている。粉体移送管１７は上述の貫通孔３０．
３１のうちの下部の孔３０を貫通している。上部の孔３
１には抵抗体支持管１６のネジ付後端が螺合し、かつケ
ーブルアダプタ３４のネジ付前方端３３が螺合している
。このケーブルアダプタ３４は後端にもネジが切られて
おシ図示なき公知の遮蔽電気ケーブルに接続される。

後方取付用ブロック１５には横方向に貫通する横孔３６
が穿設されている。この横孔３６はネジ孔３７と交差し
、このネジ孔３７には止めネジ３Ｂが螺合している。横
孔３６によって後方取付用ブロック１５が、即ちガン１
０が公知のように止めネジ３８によシ、取付ロッドに固
着される。

抵抗体支持管１６の内部には電気抵抗体４０が設けられ
ている。この抵抗体４０の後部は、導電性バネ４１を介
して絶縁電気ケーブル４２に接続され、このケーブル４
２はケーブルアダプタ３４に接続される図示なき公知の
遮蔽ケーブル内に収納されている。

抵抗体４０の前方端は小さな抵抗体４４に接続され、こ
の抵抗体４４は電極支持体１３の非導電性ケーシング内
に収容され覧いる。

この小抵抗体４４は公知のコネクタ４５を介して大きな
抵抗体４０の前方端に接続されている。小抵抗体４４は
前方端で粉体帯電電極４６に取り付けられ、この電極４
６は電極支持体１３０ケーシングの前方端よシも前方へ
突出している。図示なき電気遮蔽ケーブルがケーブルア
ダプタ３４に接続されると、図示なき遮蔽ケーブルの絶
縁ケーブル４２内の導体と電極４６とがバネ４１と抵抗
体４０とコネクタ４５と小抵抗体４４とを介して接続さ
れる。

例えば公知の粉体供給ホッパーのような電気被搬送粉体
供給源が図示なきホースを介して粉体移送管１７の後方
端４８に接続されると、空気被搬送粉体が管１７を通っ
て移送され、ノズル１２の前方端のオリフィス４９から
吐出される。本実施例では、ノズノし１２は公知のスロ
ット付ノズルであるが、本発明の実施にあたっては任意
の粉体吹付ノズ、Ｌを使用することができる。ノズルオ
リフィス４９から吐出された粉体は電極４６０発生する
静電界を通る間に帯電される。この帯電された粉体は実
際上逆帯電された基材（不図示）に付着する。

粉体吹付ガンの使用において重要なことは、ノズルから
吐出された粉体の速度が余シにも太きすぎると基材よシ
遠方へ吹き付けられたシ、基材に当ってもはね返ったシ
するので、上述のような過度の速度としないことである
。

しかし、粉体は速度が余シに小さいと空気流中からはず
れて落下し、粉体移送管１７や、ノズルオリフィス４９
の付近に蓄積してしまうのでこのような事態が生じない
程度の速度を与えることが重要である。更にノズルから
の粉体が最も効果的に即ち最適条件で帯電するように−
ノズルオリフイス４９を電極４ｉに対して位置決めする
ことも重要である。もしノズルオリフィス４９と電極４
６との相対位置が無限に即ち完全に調整可能である場合
には、電極４６が粉体を最適条件で帯電するようにノズ
ルオリフィス４９の位置を定めることができることが判
明した。また、粉体移送管１７の内径はガンノズル１２
からの粉体の移送速度に大きく影響することも分った。

従って、上述のガン１０は、支持用ブロック１４に対し
て、即ちこれに取付けられた電極４６に対して粉体移送
管１７を軸方向に容易に調整できるように、構成されて
いる。またこのガン１０では、粉体移送管１７の取シ替
が容易であり、種々の内径の管を取替使用できる。この
粉体移送管１７を取り替るためには、管１７の端部から
ノズル１２を取り外しそれから管１７をブロック１４と
の螺合を解きながら、後方へ引き前方及び後方取付用ブ
ロック１４．１５から引き抜くだけでよい。

それからロックナツト２７を取シ外して、内径の異った
取替用管に取シ付け、次いで、この取替用管を後方取付
用ブロック１５の孔３０に貫入し、ロックナツト２７が
取付用ブロック１４の後端面に係合するまで孔２０に螺
合させる。その後、ノズル１２を粉体移送管１７の前方
端に螺合した後、ナツト２７を調節してノズルオリフィ
ス４９を電極４６に対して所定の位置に定めればよい。

粉体移送管１７を完゛全に別のものと取シ替える代シに
、図示なき挿入管即ちインサート管を管１７内に挿入し
て管１７の内径を変えるようにしてもよい。このような
インサート管は、移送管１７と同一長さにするか又は粉
体ホースとの接続を容易にするために移送管１７よシも
長くする。またインサート管の外径は、移送管１７の内
径とほぼ同径とする。

インサート管の内径は、全長にわたって同径であり、当
然管１７の内径よりも小径となる。

このようなインサート管も非導電性材料で構成される。

第２図及び第３図は、本発明の第２実施例を示すもので
、第１図の実施例と同一の部材には第１図と同一の数字
の後に「ａ」を付して示しである。

第２図に示した実施例は第１図の実施例とほとんど同一
であるが、粉体移送管ノズルの形状が異ると共に粉体移
送管１７を前方取付用ブロック１１４に対して調節する
方法が異っている。更に本実施例では、粉体移送管１１
７の前方端内にディフレクタ取付用インサート１１８が
設けられている点及び、ガンの出口オリフィスよりも前
方に円錐形の粉体ディフレクタ１１９が突設されている
点でも第１図の実施例と異っている。

第２図及び第３図に示した実施例では、粉体移送管１７
は、取付用ブロック１１４の滑らかな孔１２０内で摺動
できるように構成され、これによってブロック１１４に
対して調節される。この孔１２０は止めネジ１２２の付
いたネジ孔１２１と交差して（・る。粉体移送管１１７
は孔１２０内で位置決めされた後、止めネジ１２２の締
付によって調整位置に固定される。こうして粉体移送管
１１７の吐出端が電極４６ａに対して調整位置に固定さ
れる。

第２図と第３図に示すようにディフレクタ取付用インサ
ート１１８はほぼ円筒形状であシ、円錐形後端１２５と
円筒中心部から放射状に延びた４個のフルート１２６と
を有する。

これらのフルート１２６の外縁部は粉体移送管１１７の
内壁１２７と係合して各フルート１２６間に空気流通路
１２Ｂを４個形成している。

ディフレクタ取付用インサート１１８の前方端は１３０
で示すようにテーパーが付（くいる。更にこのインサー
ト前方端には有底凹部１３１が形成され、ここにディフ
レクタ１１９の後方円柱端１３２が取９付げられる。

ディフレクタ１１９は、粉体移送管１１７とインサート
１１Ｂとディフレクタ１１９０円柱端部１３２とを貫通
したピン１３３によって粉体移送管１１７に固着される
。このような構造の結果、粉体移送管１１７を取付用ブ
ロック１１４に対して調整すれば結果としてディフレク
タ１１９が電極４６ａに対して調節されることになる。

このようにディフレクタ１１９を電極４６ａに対して調
節可能とすると共にこの電極４６ａの位置を、ディフレ
クタ１１９の前方やその内部ではなくその後方に定める
ことが電極によって電荷を最適条件で粉体に印加できる
と分った。更にディフレクタの長さＬを例えば２〜５イ
ンチとかなり長くかつ径りを、例えば２〜５インチと大
径とすれば、ガン１１０が作成する粉体パターンを最良
にできることも判明した。

以下にこの作用を述べる。空気被搬送粉体は、ガン１１
０の粉体移送管１１７と、この管１１７の吐出端の所の
ディフレクタ取付用インサート１１８を取囲む４個の通
路１２８とを通過する。この粉体は、ガンから放出され
るとき電極４６ａから電荷を印加される。

それからこの粉体は円錐形状のディフレクタ１１９を通
過する時はぼ円錐形の粉体パターンとなる。空気被搬送
粉体流を、ガンからの放出の際に、ディフレクタ取付用
インサート１１Ｂによって分割することによって、ガン
から吐出される粉体パターンを安定化できることが分っ
た。もしインサート１１８を設けないと、粉体はガンか
ら放出の際に渦巻く傾向がある。粉体に生じた渦巻は吹
付パターンに有害である。更にインサートの前方かつ電
極４６ａの前方にディフレクタを設けることによってガ
ンによる吹付パターンを著しく向上できることが分った
。更に、非常に大きなディフレクタを電極４６ａの前方
に設けることによってガンの吹付パターンを向上できる
ことも判明した。従来用いられていたディフレクタは比
較的小さいもので、粉体帯電用電柱のすぐ横又はその後
方に配置されていた。

ディフレクタを太きくシ、かつこのディフレクタの後方
に電極を配置すれば、吹付パターンを向上でき、粉体へ
の電荷の印加も向上できる。

以上の説明では、本発明のガン１０は電極４６ａを具備
し、この電極がノズル１２やディフレクタ１１９の外部
であってそれらとは独立に取り付けられており、これに
よりノズルやディフレクタが電極に対して調節可能とな
っているものであった。しかしながら、摩擦電気が発生
し、その大きさが粉体をガンから対象物品へ吸引して粉
体をその物品に付着できる程度であれば、電極をガンか
ら完全に取シ去ってもよい。具体的には、熱可塑性粉体
の吹付にガンを使用する時には、充分な量の摩擦電気が
ガンに生ずることが分っている。

以上では本発明の実施例として２例のみを説明したが、
当業者であれば、本発明の範囲内に種々の変形例が存在
することは明らかであろう。従って、本発明は特許請求
の範囲以外によって何ら限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明に係る静電粉体吹付ガンを示す断面図
、 第２図は本願発明の第２の実施例の放出端部な示す断面
図、 第３図は第２図の３〜３線での断面図である。 １０．１１０・・・・・・ガ　ン、 １１・・・・・・・・・・・・川・・・ハウジング、１
４．１５．１１４・・・・・・取付用ブロック、１６・
・・・・・・・・・・・・・・・・・抵抗支持管、１７
．１１７・・・・・・粉体移送管、２７・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ロックナツト、４６．４６ａ　
・・・・・・電　極 １１９・・・・・・・・・・・・・・・ディフレクタ、
第１頁の続き ０発　明　者　デヴイッド　イー、オ ライアン アメリカ合衆国、　４４０１２　オハイオ、エイヴオン
　レイク、ジエームズタウネ　パックウェイ　１８６手
続補正書 昭和６０年４月２日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特　許　願　第３６７１５号２、発明の名
称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補ＩＦの対象　「図　面」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　互に離間した一対の取付用ブロックとこれらのブ
   ロック間に延在した一対の平行管とを含む非導電性ハウ
   ジングと、 上記一対の管のうちの第１の管内に設けられた電気抵抗
   体と、 固定手段と、 を具備し、上記両取付用ブロックのうち、一方のブロッ
   クは他方のブロックの前方に位置するように離間してお
   シ、上記前方の取付用ブロックはその前方に延在した電
   極を有し、上記電気抵抗体は上記電極に電気的に接続さ
   れ、上記一対の管のうちの第２の管はまっすぐな粉体移
   送管であシ、上記粉体移送管は上記両取付用ブロックに
   対して着脱可能に取り付けられ、上記固定手段は上記前
   方取付用ブロックに対して上記粉体移送管を着脱可能に
   固定することを特徴とする固体微粒子状粉体材用の静電
   吹付ガン。 ２、上記粉体移送管は空気被搬送粉体供給源に取り付は
   可能な後方端と、上記粉体移送管の前方端に固定された
   ノズルとを有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の粉体吹付ガン。 ３、　上記一対の取付用ブロックのうちの後方ブロック
   は電気ケーブルを内蔵し、該電気ケーブルは電気遮蔽ケ
   ーブルと接続可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の粉体吹付ガン。 ４、上記粉体移送管は、前方端部と、該前方端部の内部
   に取付けられたディフレクタ取付用インサートと、該イ
   ンサートに取シ付けられ、そこよシ前方に延在したほぼ
   円錐形状のディフレクタとを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の粉体吹付ガン。 ５、上記ディフレクタは上記電極の前方に配置されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の粉体
   吹付ガン。 ６．上記ディフレクタは長さがかなり長くかつ径がかな
   シ大きいことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
   の粉体吹付ガン。 ７、　上記ディフレクタの長さと径は共に上記粉体移送
   管の内径の少なくとも４倍であることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項に記載の粉体吹付ガン。 ８、非導電性ハウジングと、該ハウジング内に取付けら
   れたまっすぐな非導電性粉体移送管と、固定手段とを具
   備し、上記ハウジングは前方に延在した電極と内蔵され
   た抵抗体とを有し、該抵抗体は上記電極と電気的に接続
   しておシ、上記管の後方端は空気被搬送粉体供給源に接
   続可能であり、上記固定手段は上記ハウジングと上記電
   極とに対して無数の調節位置において上記粉体移送管を
   固定することを特徴とする固体微粒子状粉体材用の静電
   吹付ガン。 ９　上記粉体移送管は、前方端部と、該前方端部の内部
   に取付けられたディフレクタ取付用インサートと、該イ
   ンサートに取付けられ、そこよシ前方に延在したほぼ円
   錐形状のディフレクタとを有することを特徴とする特許
   請求の範囲第８項に記載の粉体吹付ガン。 １０、上記ディフレクタは長さと径が上記粉体移送管の
   内径の少なくとも４倍であることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項に記載の粉体吹付ガン。