JPS6221580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物品の静電塗装、とくに不規則な表
面を持つた物品の、好ましくは水に浮遊性の塗料
を使つての静電塗装に関する。

静電塗装装置は、特色として、塗料噴霧兼荷電
装置を接地を施した塗装すべき被塗装物品に近接
して配設することを要求する。両者間の距離は、
普通、0.6ｍ（2ft）よりも短い。広い不規則な面
の塗装の場合、塗料噴霧兼荷電装置は複雑な運動
をしなければならないので、実用的には自動化す
ることができない。さらに、有機性溶媒塗料類を
使用する工業には環境保全上制約が課せられてい
るので、この塗料に代えて、高導電性を有し静電
塗装装置に使う場合特別の用心が要求される水に
浮遊性の塗料（water−borne paints）を使用し
ようとする努力がいろいろと払われてきた。

本発明に示す装置と方法は、以上の２つの問題
を解決したものである。

水に浮遊性の塗料を使用する従来型の装置には
２つの型式がある。１つの型式は、塗装部全体、
たとえば、塗料源容器、塗料ポンプ及び塗料送給
用導管を、荷電により、50KVから100KVの静電
位に保つものであるが、この荷電された塗装部に
は取扱者が出入りしないよう防護を施さなければ
ならず、塗料の送給・補充、及び塗料の色の変更
に関する業務が複雑になる。また、この荷電され
た塗装部の静電容量中に蓄積された電気エネルギ
ーは、短絡が生じた場合出火あるいは爆発の危険
を宿している。他の型式は、大量の塗料を含む塗
料源と噴霧銃とを接地し、被塗装物品を100KV程
度の電位で被覆するものであるが、塗料噴霧銃内
で形成される塗料粒子は荷電されていないので、
塗料帯着は塗料粒子の荷電に関連する塗料帯着の
高効率を望めない。

本発明においては、塗料源と塗料噴霧器とを接
地する。塗料が噴霧により粒子になる際、その粒
子の或るものは正に帯電し、別の或るものは負に
帯電し、残りの粒子は帯電しない。

好適実施例の装置においては、電極を塗料流と
物理的な間隔をとつて塗料噴霧器に載持しかつ高
電圧源と接続する。塗料噴霧器と電極との間に電
界が確立され、この電極の先端からコロナ放電を
行うことにより、それぞれ互いに分離した相異な
つた放電機構が得られ、これが、複数種の帯電粒
子を生成する。被塗装物品は大地から絶縁され、
電界を形成している高電圧源に接続される。被塗
装物品の極性と反対の極性の塗料粒子はこの物品
に吸引され、他の極性の塗料粒子は、従来の塗料
装置では十分に塗装の行届かなかつたいんぺいま
たはしやへいされた領域の表面を塗装する。

本発明の１つの特徴は、水に浮遊性の導電性塗
料で物品を静電的に塗装する装置を具備したこと
で、この装置では、塗装流は塗料源から塗料噴霧
器へ送給される。塗料流から間隔をとつて設けら
れた荷電電極は噴霧器の近傍にその一端部を有す
る。第１直流電源は、塗料粒子の或るものが通過
するイオン領域を確立する荷電電極に接続され
る。第２直流電源は、被塗装物品に接続される。

本発明の他の特徴は、粒子化塗料を被塗装物品
に向かつてこの物品表面の電荷によつて確立され
た電界中へ機械的に噴射する装置を具備したこと
である。

本発明のさらに他の特徴は、陥没部や鋭い縁を
持つ不規則な形状の物品を塗装することのできる
装置を提供することである。

本発明のさらに他の特徴は、非常に大きな物体
を効率的に塗装し得る装置を提供することであ
る。

本発明のさらに他の特徴は、特定の装置では、
電極の充電電位は15KV程度、被塗装物品の印加
電位は100KV程度であり、噴霧器と物品との間の
最小間隔は0.406ｍ（16in）のオーダであること
である。

本発明のさらに他の特徴は、被塗装物品と噴霧
器とは接地した導電性の囲い内に配置されること
である。

本発明のさらに他の特徴は、塗料を基準電位に
おいて噴霧し、生じた塗料粒子のあるものには一
方の極性の電荷を印加し、塗料粒子の他のものに
はこれと反対の極性の電荷を印加し、また、被塗
装物品を荷電することにより、塗料で物品を静電
的に塗装する方法を提供することである。

以下、付図を使つて本発明の特徴と利点を詳し
く説明する。

第１図に示す装置において、塗料噴霧銃１０
は、垂直往復架台のアームである保持器１１の上
に載持されている。塗料は塗料選択弁１３に接続
している導管１２を通して塗料噴霧銃１０に供給
される。図示の銃１０は、ノズル内の小さなオリ
フイスを通して高圧力下で塗料を放出する無空気
噴霧あるいは流体静力学的噴霧を利用するもので
ある。

２つの塗料源１５，１６は、線図で示されてお
り、各塗料源は、それぞれ、塗料再循環系１７，
１８を通して塗料選択弁１３の導入口と接続して
いる。塗料源１５，１６は、供給すべき大量の塗
料と、これに数百トン毎平方メートル（数百ポン
ド毎平方インチ）程度の圧力を与えて塗料が銃１
０から放出される際に所望の噴霧をさせるための
適当なポンプとを含む。塗料源１５，１６は、２
０で示されるように選択的に接地される。弁１３
は、第１塗料源からの塗料と第２塗料源からの塗
料との間の選択を弁制御要素２１，２２を操作す
ることによつて行う。溶媒源２４は弁１３の第３
の導入口と接続しており、溶媒は、制御要素２５
を駆動することにより装置を通つて浄流される。
水に浮遊性の塗料を使うように設計された装置で
は、溶媒は水である。塗料は銃１０から放出され
て周囲の空気と相互作用して分裂して微小な粒子
群となつて展開するスプレイ・パターン２８を形
成する。このスプレイの断面形状は主としてノズ
ルの幾何学的形状によつて決まる。塗料粒子の寸
法及び銃の軸に沿つて結集するパターンの範囲
は、塗料の粘度と表面張力、放出圧力、及びノズ
ルのオリフイス寸法と形状などの因子によつて決
まる。

荷電電極２９は、銃１０の本体上に載持され、
かつこの銃の前方に塗料放出軸にほぼ平行に突き
出ている。第５図及び第７図に示すように、この
電極は、結集粒子塗料のスプレイ・パターン２８
の真上にこのパターンとわずかな間隔をとつて位
置する。電極２９は、好ましくは、細い線ででき
ており上述のパターンの近傍にあるがその外側に
位置する点状端を有する。高圧直流電源３０は、
その正端子を２０で接地し、その負端子を適当な
高圧ケーブル３１を通して接続をとり、必要なら
ば、図には示してないが、電流制限用抵抗を通し
て接続をとり、電極の端末とノズル３３との間に
電界３２を確立する。電極２９上の電圧は、塗料
粒子の或るものが通過するコロナあるいはイオン
領域８０を確立するに十分なものである。

塗料は、塗料源１５または１６から系１７また
は１８、弁１３及び導管１２を通つて銃１０に至
る間は固体の流れとなつて延びる。銃内では、塗
料は流体静力学的圧力のもとでの固体の流れを前
置オリフイス８５を通して広がつた室８６中で流
入させこれによつてキヤビテーシヨンを発生させ
固体の流れを部分的に破壊させることによりまず
最初に部分的に噴霧化される。塗料は、ノズル差
込３３中のオリフイス８７を通して放出され、周
囲の空気と相互作用して、微小粒子に形成され
る。本装置が意図している水に浮遊性の塗料のよ
うな導電性の塗料の場合は、もし荷電電極とその
関連する高電圧回路とを塗料から絶縁または隔離
しておかないとすると、塗料源１５，１６及び塗
料放出部は高電圧で動作しなければならなくな
る。このことは、装置とその用法をきわめて複雑
なものとする。

端的に言うと、われわれの理論は、塗料粒子
を、これらが、ノズル３３で形成する際に、電極
２９の極性と反対極性に荷電することである。塗
料粒子の或るものは、コロナ領域８０を通過する
際、ここで帯電分子と相互作用して初期電荷を消
失し中性化しまたは極性を反転する。被塗装物品
に向けて送られる塗料粒子のスプレイは、正、負
それぞれの電荷を持つた粒子と電荷を持たない粒
子とを含む。このことは、後述するように、不規
則な面を持つた物品に対し改善された塗装を行う
効果をもたらす。

荷電電極２９の電圧は、塗料粒子上に正電荷を
誘導するためにこの電極とノズル先端との間に電
界を確立し、またこの電極の先端付近にO₂イオ
ンを形成するためのコロナ放電を確立するに十分
なものである。しかし一方、この電圧は、この電
極と銃１０及び導管１２を通つて接地した塗料源
に至るまでの間に固体の流れを形成している導電
性塗料との間にアークを発生するほどには大きく
ないものである。典型的な塗装装置１０では、荷
電電極２９の端末部は、ノズル３３の先端８７か
ら少くとも10mm（約1/2in）のオーダの所であつ
て結集粒子塗料のスプレイ・パターン２８の直上
に沿い少し間隔をとつた位置にある。電極のこの
端末に印加される静電的荷電電圧は15KV程度で
ある。

被塗装物品３５は、ここでは、鋭い縁と貫通孔
９０を設けたフランジを持つ成形長管として示し
てある。この管は、接地したオバーヘツド・カバ
ー３８の担持器３７から懸架されたフツク３６に
よりつり下げられている。物品３５がコンベアに
載つて銃１０の近傍の塗装領域を通過して移動す
る際、第２高圧電源４０の正端子と接続する。こ
の電源は大地２０へ帰されている負端子を有して
いる。物品を保持するフツク３６は、絶縁体また
は高抵抗器４１により接地をとつたコンベアから
絶縁されている。電極２９と物品３５とにそれぞ
れ印加された電位は加え合わされてこの物品上に
塗料を帯着させるための電界を確立する。高抵抗
器４１は、その抵抗値が、第２高圧電源４０から
100μＡ程度の電流を通す程度が満足すべき値で
あり、また、塗装操作に続き物品上の電荷を消失
させる処理に助力を与えることが判つている。前
述した銃については、銃−物品間距離は0.5ｍか
ら2.5ｍ（１1/2ftから8ft）、高圧電源電圧は
100KVが満足すべきものであることが判つてい
る。物品が銃より数倍大きい場合、その帯電部分
に生じる静電界は帯電した銃と接地した物品との
間に確立された電界よりもかなり大きい。この電
界が、前述した帯電塗料粒子と組合わさつて、い
ま迄不可能であつた広い銃−物品間距離の塗装を
可能とするのである。これは、割合に簡単な方法
によつて説明できる。いま、銃の作る静電界が半
径ｒの球形電界があるとし、距離Ｄを距てて、半
径ａの球状電界で表される塗装物品の静電界があ
るものと考える。なお、これについてのより詳細
な説明は、デール・カルソン及びパウル・ロレン
著、“電磁界及び電磁波入門”、136−143ページ、
1962年、ダブリユー・エイチ、フリードマン会社
発行、サンフランシスコ（Introduction to
Electromagnetic Fields and Waves by Dale
Carson and Paul Lorrain，Ｗ・Ｈ・Freedman
Company，San Francisco，1962、PPS 136−
143）に記載されているが、上記のモデル中の、
２つの球形電界の間の中点における静電界Ｅは E₁＝４／Ｄ^２（Ｖ_gｒ＋Ｖ_pａ） となる。ここに、Ｖ_gは半径ｒの球に印加する電
圧、また、Ｖ_Pは半径ａの球に印加する電圧であ
り、Ｖ_gとＶ_pとは互いに極性が反対である。

上述の特定の装置では、Ｖ_gは15000V、Ｖ_pは
100000Vである。ここで、残りのパラメータに、
次のように適当な値を与えよう。

ｒ＝25mm（1in） ａ＝500mm（20in） Ｄ＝1.52ｍ（5ft） E₁＝87V／mm（2200V／in） 被塗装物品を接地しかつ大きな電圧を銃に印加
する従来型の静電塗装装置では、銃と被塗装物品
との間の中点における静電界の強さE₂は E₂＝Ｖ_gｒ［４／Ｄ_２＋aD（Ｄ^２／２−a²）^-2］ この種の装置では、典型的には、銃に印加され
る電圧（Ｖ_g）は、100000Vに制限されている。
残りのパラメータは前掲と同じ値であると仮定す
ると、 E₂＝6.2V／mm（160V／in） となる。帯電した銃−帯電部分間の中点の静電界
の強さ（E₁）は、帯電した銃−接地部分間の静電
界の強さ（E₂）と比べて、双方の場合における全
電位差（100000V）がほぼ互いに匹敵するにも
かかわらず、大きさが１けた以上大きい。

本発明に組込む典型的な塗装装置を第２図及び
第３図に示す。コンベア３８は、接地された導電
性の壁の囲い、すなわち塗装室４５を通して延び
ている。塗装噴霧銃用往復架台４６は、塗装室の
保護スクリーン４７を除いて開口している前部に
位置している。また、この室の両壁４８，４９に
は第３図の５１で示す開口が設けられ、ここを抜
けてコンベアから懸架された被塗装物品が通過す
る。

塗装室の後壁には、送風機５３が組込まれてい
て排気口５４から空気を排出する。往復架台４６
は、軌道５６上に載つており、コンベアに近づい
たり離れたりの運動をする。この往復架台の十字
アーム５７はその上に１対の塗料噴霧銃５８，５
９を載持している。各銃は、第１図、第５図及び
第６図に示した形態のものである。

第３図の、塗装室入口４６には、光電検出器６
２，６３，６４が塔柱上に載持されている。光ビ
ーム６２′，６３′，６４′は、開口５１′を横切つ
て延び、コンベアによつて運ばれる被塗装物品の
出現と垂直高さを検出する。制御装置（図には示
してない）は、被塗装物品の出現とその寸法とに
応じて、往復架台４６と塗料噴霧銃５８，５９と
を駆動する。光電検出器は、開口５１の一方の側
に光源を他方の側に光電池を持つたものであつて
もよく、あるいはレトロ反射方式を使つて開口の
一方の側に光源と光電池を組合せたものを置き他
方の側に反射鏡を置いたものであつてもよい。

被塗装物品が塗装室に入ると、１つまたはそれ
以上の数の光ビームがしや断される。コンベアの
速度並びに光電検出器と往復架台４６との間の距
離との関数である時間遅延に続いて、往復架台の
動作が開始される。十字アーム５７と塗料噴霧銃
５８，５９とは、１サイクルを通じて、往復架台
動程の最下底にある休止位置から往復架台動程の
頂上まで上昇し、次いで再び元の位置に下がると
いう運動を行う。この運動期間中、塗料噴霧銃５
８，５９内の塗料流制御弁（図には示してない）
は、光電検出器６３，６４によつて検出される被
塗装物品の垂直長さに応じてトリガされる。

コンベアによつて塗装室４５を通つて運ばれる
被塗装物品は、銃５８，５９の近傍の塗装区域を
通過する際回転をしながら移動する。この回転を
行わせるため適当な装置が設備されている。

第４図でよく判るように、車輪を備えた担体６
６がコンベア３８に沿つて移動する。回転リンク
６７は、各担体から懸架し、その上に取り付けた
円板６８によつて駆動装置６９に噛合つて被塗装
物品を回転させる。絶縁体または高抵抗器（ブリ
ーダ抵抗器）４１がリンク６７からつり下げられ
ている。ほぼ円板形のラツク７０が絶縁体４１に
取り付けられ、このラツクの周縁のリムに被塗装
物品を保持するフツク７１がつり下げられてい
る。フツク７１の低い方の先端は被塗装物体を受
けてこれを担持するような形状に成形され、この
図に示すように、成形長管３５はその端末フラン
ジによつてこのフツクに引つかかる。長さが比較
的短い長管３５ａの場合は、第２のラツク７０′
を上側のラツクの下方につるして、単一の担体６
６で２組の被塗装物品を移送する。

導体７２は高圧電源４０に接続し、かつ、担体
６６が塗装室４５を通つて移動する際、ラツク保
持リンク７３と噛合う。

流体静力学式塗料噴霧銃の好適形体を第５図、
第６図及び第７図に示す。第１図及び第４図に示
す長管を塗装するのに適した流体静力学的塗料噴
霧銃は、0.33mm（0.013in）の円形開口を持つた内
部前置オリフイス８５を有する。そのノズルは
0.28mm（0.011in）の円と等価な長円開口を有す
る。このノズル開口の主軸は水平に置かれる。塗
料粒子は、垂直面内に約10゜の開き角と水平面内
に約80゜の開き角とを持つた扇状分布を形成す
る。ノズルから0.4ｍ（16in）の距離における塗
料粒子のパターンは、垂直方向に沿う幅がほぼ50
mm（2in）及び水平方向に沿う幅がほぼ250から
300mm（10から12in）になる。

電極２９は、0.74mm（0.029in）の電線であり、
かつ約12から25mm（0.5から1.0in）のオーダの距
離だけ、塗料噴霧銃の前方に延びている。この電
極の先端は、塗料粒子の結集領域から12mm
（0.5in）未満の間隔をとつた位置にある。

正の100KVを被塗装物品に印加し、銃−物品間
最小距離を約0.4ｍ（16in）とした場合、塗料荷
電用電極を与える適当な電圧は負の15KVであ
る。

フランジが付設した管を塗装する静電塗装装置
では、２本の塗料噴霧銃は、往復架台アーム上
に、1.8ｍ（6ft）互いに間隔をとつて配置する。
（被塗装物品がより多量の塗料を必要とする場合
は補助銃を使用できる。）コンベア・ラツクは、
床から４ｍ（14ft）のオーダの高さを保つて、塗
料室を通つて移動する。フツクはこのラツクから
下方へ0.3ｍ（1ft）をわずかに超える長さだけつ
り下がり、これにつり下がる管は約２ｍ（6ft）
の長さであるから、管は床との間に約0.6ｍ
（2ft）の余裕を保つ。ラツクは直径0.6ｍ（2ft）
で、中心間隔を１ｍ（3ft）にとることにより、
相互間に十分な隙間をあけてあるので、管の一部
がラツクの周縁から外側に出張るような不規則物
品をも取扱うことができる。

典型的な動作においては、コンベアは毎分0.6
ｍ（2ft）で移動し、一方、往復架台は、被塗装
物品が２本の銃の被覆区域にある期間、上、下運
動を数サイクル完了させる。

発表されている静電塗装装置は、陥没部や鋭い
縁を持つた不規則な表面を持つ物品を、大きな銃
−物品間距離で行なう塗装に使用された場合、完
全にかつ均一に物品を塗料でカバーしようとする
と、異常な結果を生じることが発見されている。
不規則な表面は、従来の静電塗装装置で塗装する
には、たとえ接近した距離からであつても、帯電
塗料粒子は陥没部に入る前に付着しようとしまた
鋭い縁は付近の表面から塗料を奪つて厚く塗装さ
れるようになるので、困難である。

本発明の理論は、ここに説明したような動作を
する隔離した電極を備えた塗料噴霧銃が、極性と
強さを異にした電荷を塗料粒子に印加することに
ある。この粒子電荷の多様性と帯電物品の大きな
電界とが一緒になつて、不規則な表面の塗装を改
善する。

まず、上述した各パラメータを有するものとし
て、塗料噴霧銃内の電界条件について考察する。
電極２９は負の電荷15KVを有し、電界３２はこ
の電極から、ノズル３３および接地された導電性
塗料流に向かつて延びている。この電界３２によ
り、ノズルにある塗料には、正の表面電荷が誘導
される。この塗料粒子上への電荷誘導を連続し
て、しかも確実に行うために、ノズルが接地され
ていなければならない。しかしながら、ノズルに
対して、コロナ放電イオンが不適当に偏りそこに
集中してしまうことを回避するために、ノズル電
位を、接地電位に対して僅かに高くすることが好
ましい。そこで、ノズルと大地との間には、ある
程度の電気抵抗を与えることが好ましい。水に浮
遊性の塗料の抵抗値は低いが、本例では、塗料流
は前置オリフイス８５を強制的に通されて部分的
に分離され、これによつて、塗料流の抵抗値が高
められる。この結果、ノズルからかかる状態の塗
料流を通つて大地に向かう接地経路には、充分な
抵抗が賦与される。従つて、ノズル３３は、大地
よりも僅かに高い電位に保持されるので、このノ
ズルに対してコロナ放電イオンが集中してしまう
ことはない。しかも、この接地経路を通つてノズ
ルは接地されているので、ノズルから噴射される
塗料粒子には、連続して比較的均一な正の荷電が
誘導される。塗料として、溶液型塗料のような、
充分な抵抗値を有するものを用いる場合には、ノ
ズル電位を大地に対して僅かに高くする手段とし
ての前置オリフイスは必要でない。しかし、前置
オリフイスを配置すると、塗料粒子の粒径の均一
性が高くなり、噴霧化が好適に行われ、被塗装物
品の塗装仕上げ面の品位が向上する。ここで、不
導電性溶媒を有する塗料を有する場合には、塗料
流を接地接続する必要がある。そのために、例え
ば本例では、接地プローブ８８が配置され、それ
が前置オリフイス８５とノズル３３の間における
室８６内の塗料流に延びている。

電極２９の点状先端３４は、コロナ放電の供給
源となる。この先端から放出された電子は、周囲
の大気を電離して、イオン領域８０内に、高密度
の負に帯電した酸素分子（Ｏ⁻ _２）を形成する。空
気の他の組成は、酸素より電離傾向が弱く、塗料
粒子荷電作用には重要な意味を持たないと思われ
る。Ｏ⁻ _２イオンは先端３４から全体的に外側に進
み正に帯電したノズルの方にバイアスされるの
で、領域８０はこの先端を中心とした球形にはな
らなくなる。イオン密度は電極の先端で最大であ
り、これから距離を増すに従つて小さくなる。

塗料粒子は、オリフイス８７から放出される
際、電界３２により誘導される正味の表面正電荷
を有している。塗料粒子上の正電荷の大きさは、
電界３２の強さによつて定まる。この電界の強さ
は、電極電荷、電極と先端３３との間の距離とこ
の間にある媒体の導電率、並びにこの先端と接地
との間の塗料の導電率の関数である。

誘起正電荷を帯びた塗料粒子がノズル先端から
噴霧された後、これらは、塗料流の高い圧力によ
つて被塗装物品３５に向つて送られる。ノズル３
３の長円形の開口であるため、塗料粒子は、ほぼ
扁平かつ扇形のパターン２８を形成する。第５
図、第６図及び第７図に示すように、スプレイ・
パターンの中心にある塗料粒子は、比較的高密度
のＯ⁻ _２イオンを含む領域８０中の部分を通過す
る。このＯ⁻ _２イオンは、正電荷を帯びた塗料粒子
に引かれてこれに付着しこの正の表面電荷を中和
する傾向がある。過剰のＯ⁻ _２イオンは塗料粒子と
衝突するので、塗料粒子の或るものはその初期の
正極性を反転されて、これらの粒子は被塗装物品
に向つて進す際に正味の負電荷を運ぶ。

ノズルから放出された他の塗料粒子はスプレ
イ・パターンの中心から横方向に外れて少数のＯ
⁻ _２イオンを含む領域８０中の部分を通過する。塗
料粒子に付着するイオンの出現数が少くなれば、
これにつれて負に帯電する塗料粒子の数も少くな
り、したがつて高い比率で中性粒子（あるいは弱
く帯電した粒子）が生成される。中性塗料粒子
は、正味表面電荷を持たないけれども、幾分かの
双極子モーメントを持つており、両極性の帯電塗
料粒子によつて分極を受けこれに引かれる。低導
電率の塗料、たとえば、炭化水素、あるいは消イ
オン水性溶媒などは、導電性塗料よりも分極付着
が起こりやすい。

残りの塗料粒子は、ノズルから、電離領域８０
を通過することなく被塗料物品へ向う。とくに、
扇形のスプレイ・パターン２８の横側外寄りにあ
る液滴は、Ｏ⁻ _２イオンの影響を最も受け難く、そ
の最初の誘起正電荷をそのまま保存する。

塗料粒子は、被塗装物品３５に近づくに従つ
て、その電荷と極性の状態が変わつてくる。領域
２８の中央部分にある塗料粒子は最も強く負に帯
電する傾向があるが、一方、この領域の横側外寄
りにあるこれら粒子は最も多量の正電荷を保有す
る傾向がある。この領域の中央部分と外寄り部分
の間に存在する塗料粒子はこれらのほぼ中間の或
る帯電状態にある。

電極上及び被塗装物品の極性をそれぞれ逆にし
た場合でも、荷電機構により生成された最初に誘
起負電荷を持つた塗料粒子はその後でＯ⁻ _２イオン
の衝撃を受けるので、上述と似た結果を生じる。
双方の場合とも、３種類の帯電粒子は、帯電した
被塗装物品の方へ直進する。なおまた、塗料粒子
上の電荷は大きくなく、かつ、塗料粒子の複数種
類の帯電は、荷電電極上の正電荷か負電荷かのど
ちらかによつて生成されるので、荷電電極の極性
あるいは被塗装物品の極性は決定的なものではな
く、どちらの極性をとつてもよい。荷電電極と被
塗装物品とが同極性である場合も含めたあらゆる
極性の組合せを使つて距離2.5ｍ（8ft）までの位
置にある被塗装物品を静電的に塗装し得ることが
発見されている。

塗料は、往復架台上に載持されている塗料噴霧
銃から帯電物品に向けられるので、塗装の１サイ
クルの期間中の或る時刻には全ての種類の帯電粒
子が物品上のどの点にも現れる。従来技術の教え
るところによれば、被塗装物品に対し反対極性に
帯電している塗料粒子は物品を覆いこれに付着す
る。しかし、陥没部の外周の高い電荷を帯びた縁
に強く吸引されるので、かかる陥没部内に突入し
ない。しかしながら、本装置においては、被塗装
物品とは反対極性に帯電している塗料粒子と共
に、中性塗料粒子および同極性の塗料粒子が形成
されている。中性塗料粒子は高い電荷を帯びた陥
没部の縁に強く吸引されることはないので、反対
極性の塗料粒子よりも陥没部内に突入する。一
方、被塗装物品と同極性の塗料粒子は、この物品
の表面に近づくに従つて、両者の持つ同極性電荷
間の相互作用のために、その速度が低下する。し
かしながら、この塗料粒子の電荷は被塗装物品の
電荷に比べて比較的弱く、しかも流体静力学的に
噴射された粒子は十分な運動量を有しているの
で、粒子と被塗装物品間に生ずる反発力に抗し
て、被塗装物品に向つて進む。この種の帯電粒子
は、物品を陥没部を囲む高い電荷を帯びた縁には
付着することはなく、被塗装物品とは反対極性の
帯電粒子または中性粒子よりも陥没部内へ深く突
入することが見い出された。

ノズル及び荷電電極の幾何学的形状を変化させ
ることにより、いろいろな種類の帯電粒子を生成
することができる。たとえば、電極が丸味を帯び
ているか球形の場合は、ノズルの方に点状の先端
または鋭い縁を与えれば、やはりコロナ放電が発
生する。同様に、多数の電極をノズルからある間
隔を置いてまた電極どうし互いに間隔を置いて配
置すると多数種類の帯電粒子を生成し得る。

塗料粒子は一たんO₂イオンの衝撃によつて帯
電すると、帯電物品の点状の先端あるいは鋭い形
状の縁の領域上に生じるような後続のイオン衝撃
による極性の反転は、この塗料粒子がイオンの追
加的付着を受ける能力を欠くために、防止される
と信じられる。どんな場合でも、本発明の装置と
方法は、不規則な表面を持つた帯電物品の塗装を
効率的にかつ完全に行うが、各種の態様に帯電し
た塗料粒子の存在がこのような結果を実現する主
要な因子であると信じられる。

さらに、絶縁された電極により荷電された塗料
粒子は、非静電的装置内にある粒子よりも物品に
到達する前には乾き難いということが観察されて
いる。O₂イオンの粒子表面への付着は、溶媒の
蒸発を防止する助けをなすものと信じられる。表
面電荷状態は、その粒子の蒸発状態の関数である
から、粒子が、このようにより長い期間与えられ
た表面電荷を保持することは、第２の利点をもた
らすことになる。

本発明により、エンジンあるいは大型トラクタ
ーのような大型の不規則物体を自動的に経済的な
様式で静電塗装することができる。

不導電性物品は、導電性塗料を使う装置により
満足に塗装されるが、この場合不導電性物品は荷
電される。帯電した不導電性物品は、分圧器とし
て働き、この物品をもし接地した表面に接近させ
てなければ、かなりな電界が存在する。この電界
は、いくらかの塗料を付着させるに十分なもので
あり、付着した塗料は不導電性物品上の導電表面
として働き、それゆえ、この電界は急速に強さを
増して、ついには導電性物品の場合の周囲電界に
匹敵するまでに達する。このため、不導体を塗装
する場合にしばしば用いられる下塗り処理を免除
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の静電塗装装置の線
図である。第２図は、第１図の装置に用いられる
塗料噴霧銃往復架台及び物品移送コンベアを通す
塗装室の平面図である。第３図は、第２図の右側
から見た塗装室の端面図である。第４図は、第３
図の線４−４に沿つて見た往復架台アーム、塗料
噴霧銃及び物品移送コンベアの正面図である。第
５図は、塗料噴霧銃の１端部の部分断面図であつ
て、粒子化塗料、塗料荷電電極、及びシンボル化
した電界並びにイオン領域とを示す。第６図は、
第５図の線−に沿つて見た第５図の塗料噴霧
銃の１端部の平面図である。第７図は、第６図の
線−から見た第６図の塗料噴霧銃の端面図で
ある。 １０……塗料噴霧銃、１３……塗料選択弁、１
５，１６……塗料源、２０……接地、２８……ス
プレイ・パターン、２９……荷電電極、３０……
第１高圧電源、３３……ノズル、３４……荷電電
極先端、３５……被塗装物品、４０……第２高圧
電源、４１……高抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗料を噴霧化し、この噴霧化により生じた塗
   料粒子群に対して、一つの極性の電荷の付与、お
   よび前記極性とは反対の極性の電荷の付与を順次
   に行なうことによつて、前記塗料粒子群の中に前
   記一つの電荷を帯びた塗料粒子、および前記反対
   の極性の電荷を帯びた塗料粒子を形成するととも
   に、塗装すべき物品を帯電させ、この帯電させた
   物品を、電荷が付与された後の前記塗料粒子群の
   噴霧内に置くことにより、塗料粒子を前記物品に
   付着させる静電塗装方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法において、電荷
   が付与された後の前記塗料粒子群の中には、電荷
   を帯びていない塗料粒子が含まれていることを特
   徴とする方法。 ３ 塗料を噴霧化する塗料噴霧化装置と、噴霧化
   された塗料粒子に電荷を帯びさせる装置と、前記
   塗料粒子の電荷の極性とは反対の極性のイオンか
   らなるイオン領域を前記噴霧化装置から噴霧され
   る塗料粒子の一部の通過経路に形成する装置とか
   らなる静電塗装装置。