KR101468577B1 - 정전 도장방법 및 정전 도장용 건 - Google Patents

Abstract

비도전성 피도물(20)의 피도면(21)에 약도전성을 부여하여, 프리 이온을 억제한 상태에서, 마이너스로 대전시킨 도료를 정전 도장에 의해 피도면(21)에 도포한다.

Description

정전 도장방법 및 정전 도장용 건{ELECTROSTATIC PAINTING METHOD AND ELECTROSTATIC PAINT GUN}

본 발명은 약도전성의 피도면(被塗面)의 정전 도장방법 및 정전 도장용 건(gun)에 관한 것이다.

일반적으로 정전 도장이란, 피도물을 어스극으로 하고, 도장장치측의 전극을 음극으로 하여, 이들 사이에 고전압을 가함으로써 정전계(전기력선)를 형성시키는 동시에, 도료 입자를 마이너스로 대전시켜, 정전기력에 의해 피도물에 도료를 효율적으로 도착(塗着)시키는 도장방법이다. 정전 도장에 의해, 도장 효율의 향상(도장 랩 어라운드(wrap around of the coating)의 향상에 의한 도장 시간의 단축화)이나, 도착 효율의 향상(피도물에 도착하는 도료의 양(量) 비율의 향상에 의한 도료의 사용량의 저감화) 등의 효과를 얻을 수 있다.

또한 정전 도장의 피도물은 전극이기 때문에, 도전성을 가지는 것이 필요하고, 비도전성 피도물에 정전 도장을 실시할 경우, 이하의 기술이 사용된다.

·도전재 또는 도전제의 혼입에 의한 소재에의 도전성 부여.

·도전 프라이머 등의 도전막의 도포에 의한 피도면에의 도전성 부여.

·계면활성제의 도포 등의 대전 방지 처리에 의한 피도면에의 일시적인 약도전성 부여.

·피도면의 접지 및 도전성 도료의 사용에 의한 피도면에의 약도전성 부여.

일본국 공개특허공보 2005-169353호 일본국 공개특허공보 2007-38081호

도전재 등의 혼입에 의한 도전성의 부여의 경우, 혼입하는 도전재 등에 의해 최종 제품의 성능이 저하할 우려가 있다. 또한 도전재 등의 혼입은 비용의 상승을 초래한다.

도전막의 도포에 의한 도전성의 부여의 경우, 정전 도장의 전공정으로서 도전막의 도포 공정이 필요해져, 공수(工數)의 증대 및 비용의 상승을 초래한다.

계면활성제의 도포 등의 대전 방지 처리에 의한 약도전성의 부여의 경우, 계면활성제를 피도면에 구석구석 균일하게 도포해야만 한다. 또한 대전 방지 효과는, 피도면상의 계면활성제 피막에 공기 중의 수분이 흡착하여 형성되는 수분자 막의 발현에 의해 얻어지는 점에서, 일반적으로 60%를 넘는 일정의 상대 습도 관리가 필요하고, 습도 관리가 불충분하면, 도착 효율의 변동이나 도장 불균일이 생겨 도장 품질의 저하를 초래한다. 이 때문에, 상기 도전막을 도포할 경우와 마찬가지로, 정전 도장의 전공정으로서 계면활성제의 도포 공정이 필요해져, 공수의 증대 및 비용의 상승을 초래한다. 특히, 자동차의 라디에이터 그릴과 같은 복잡한 형상을 가지는 피도물에 대해서는, 상응하는 설비나 관리가 필요해져 비용이 대폭으로 상승해 버린다.

이에 대하여, 피도면의 접지 및 도전성 도료의 사용에 의한 약도전성 부여의 경우, 도전성 도료를 피도면의 접지부 근방으로부터 확산되도록 칠해 가기 때문에, 공수의 증대나 비용의 상승은 억제된다. 그러나 정전 도장 중에 있어서, 접지부(예를 들면 피도물을 유지하는 치구(治具)의 금속 부분)의 통전 상태나 접지부와 피도물의 접촉 상태를 계속해서 유지시켜야만 한다. 이 때문에, 접지부의 오염의 제거를 빈번하게 행하는 등의 세심한 유지관리가 필요하여, 작업이 번잡하다. 또한 도전성 도료의 도포에 의해 피도면에 약도전성을 부여하기 때문에, 도장의 초기 단계에서는, 약도전성이 부여되어 있지 않은 피도면에의 도장이 되어, 랩 어라운드의 향상이나 도착 효율의 향상 등의 정전 도장의 효과를 얻을 수 없다.

본 발명은 상기 실상에 비추어 이루어진 것으로서, 작업의 번잡화를 초래하지 않고, 공수의 증가나 비용의 상승을 억제하면서, 양호한 정전 도장을 계속해서 행하는 것이 가능한 비도전성 피도물의 정전 도장방법 및 정전 도장용 건의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정전 도장방법에서는, 마이너스로 대전한 도료를 프리 이온을 억제한 상태로 약도전성의 피도면에 도포한다.

방전극(放電極)으로부터의 코로나 방전에 의해 도료를 마이너스로 대전시켜, 코로나 방전에 의해 발생한 프리 이온을 방전극의 근방에 배치된 프리 이온 제거 전극에 의해 저감 또는 제거해도 된다.

또한 도전성 도료를 사용하여, 고전압 전극으로부터 고전압을 직접 인가하여 도전성 도료를 마이너스로 대전시킴으로써, 프리 이온의 발생을 억제해도 된다. 도전성 도료의 체적 고유 저항치는 100MΩcm이하가 바람직하고, 20MΩcm이하가 더욱 적합하다. 또한 인가하는 전압은 60kV이상이 적합하다.

또한 프리 이온이란, 코로나 방전에 의해 도료를 마이너스로 대전시킬 때에, 도료의 대전에 이용되지 않는 이온이며, 주로 이온화한 공기로서 존재한다.

상기 방법에서는, 프리 이온을 억제한 상태로 약도전성의 피도면의 정전 도장이 행해지고, 프리 이온의 억제는 피도면에 도달하는 이온량을 저감하여, 약도전성의 피도면의 대전을 억제한다. 이 때문에, 약도전성의 피도면의 대전을 저레벨로 유지할 수 있어, 양호한 정전 도장을 계속해서 행할 수 있다.

코로나 방전에 의해 발생한 프리 이온을 프리 이온 제거 전극에 의해 저감 또는 제거하는 방법은 사용 가능한 도료가 폭넓은 점에서 유리하다.

한편, 고전압을 직접 인가하여 도전성 도료를 마이너스로 대전시켜 프리 이온의 발생을 억제하는 방법은, 코로나 방전전극과 프리 이온 제거 전극이 불필요하고, 프리 이온 제거 전극의 도료 오염 문제가 없는 점, 코로나 방전전극에 의한 스파크 위험성 문제가 없는 점, 그리고 코로나 방전전극과 피도물간의 전기력선이 없어지는 것에 의한 피도물 오목부에의 도료 들어감의 향상으로 대표되는 도장 균일성이 향상되는 점에서 유리하다.

본 발명에 따른 정전 도장용 건은 도료 공급로와 고전압 전극과 토출구를 구비한다. 도료 공급로에는 도전성 도료가 유통한다. 고전압 전극은 도료 공급로에 마련되고, 도료 공급로를 유통하는 도전성 도료에 고전압을 직접 인가하여 도전성 도료를 마이너스로 대전시킨다. 토출구는 도료 공급로의 선단 또는 그 근방에 마련되고, 마이너스로 대전한 도전성 도료를 외부에 토출한다. 즉, 이 정전 도장용 건은 도전성 도료를 마이너스로 대전하기 위한 코로나 방전을 행하는 방전극을 가지지 않는다.

피도물이 비도전성인 경우, 피도면에 약도전성을 부여한다. 피도면에의 약도전성의 부여는 피도면의 대전 방지 처리, 또는 피도면의 접지 및 도전성 도료의 사용의 적어도 한쪽에 의해 행해도 되고, 피도면의 대전 방지 처리는 피도면에 대전 방지액을 와이프 도포함으로써 행해도 된다.

본 발명에 의하면, 작업의 번잡화를 초래하지 않고, 공수의 증가나 비용의 상승을 억제하면서, 양호한 정전 도장을 계속해서 행할 수 있다.

도 1은 제1의 실시형태의 정전 도장용 건의 단면도이다.
도 2는 도 1의 정전 도장용 건의 외관 사시도이다.
도 3은 도 1의 정전 도장용 건의 분해 사시도이다.
도 4는 제2의 실시형태의 정전 도장용 건의 단면도이다.
도 5는 도 2의 정전 도장용 건의 분해 사시도이다.
도 6은 체적 고유 저항치가 200MΩcm의 도전성 도료에 60k볼트의 전압을 가해, 스프레이 에어를 멈추고 물총상으로 토출시켰을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 7은 체적 고유 저항치가 100MΩcm의 도전성 도료에 60k볼트의 전압을 가해, 스프레이 에어를 멈추고 물총상으로 토출시켰을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 8은 체적 고유 저항치가 50MΩcm의 도전성 도료에 60k볼트의 전압을 가해, 스프레이 에어를 멈추고 물총상으로 토출시켰을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 9는 체적 고유 저항치가 20MΩcm의 도전성 도료에 60k볼트의 전압을 가해, 스프레이 에어를 멈추고 물총상으로 토출시켰을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 10은 체적 고유 저항치가 10MΩcm의 도전성 도료에 60k볼트의 전압을 가해, 스프레이 에어를 멈추고 물총상으로 토출시켰을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 11은 효과 확인 실험 1의 결과를 나타내는 표이다.
도 12는 효과 확인 실험 3의 결과를 나타내는 그래프이다.

<제1의 실시형태>

이하, 본 발명의 제1의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서의 상하는 도 1 중의 상하방향에 대응하고, 전후는 도 1 중의 좌우에 대응한다.

도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 스프레이 건(정전 도장용 건)(1)은, 예를 들면 자동 스프레이 건이며, 비도전성 피도물(20)의 정전 도장에 사용된다. 스프레이 건(1)은 절연 수지제의 건 본체(2)와, 건 본체(2)의 선단부에 장착된 절연 수지제의 페인트 노즐(3)과, 건 본체(2)의 전단부(前端部)에 장착되어 페인트 노즐(3)의 외주(外周)를 덮는 절연 수지제의 에어 캡(예를 들면 부채 패턴의 분무를 형성하는 타입)(4)을 구비한다.

건 본체(2) 내의 상부에는, 고전압 발생 회로를 구성하는 승압 트랜스 및 고압 정류 회로를 일체로 몰드한 캐스케이드(고전압 발생장치)(5)가 수납되고, 건 본체(2) 내의 전상부(前上部)에는 도전성을 가지는 연체봉(連體棒)(6)이 아래쪽을 향해 배치되어 있다. 캐스케이드(5)의 전단은 연체봉(6)과 접촉하고, 양자는 전기적으로 접속하고 있다.

페인트 노즐(3)의 중심부에는 구멍(10)이 형성되고, 이 구멍(10)에 절연 수지제의 전극 외통(7)이 수용되어 지지되어 있다. 전극 외통(7)의 후단부는 건 본체(2)에 형성된 구멍(11)에 삽입되어 있다. 전극 외통(7)의 중심부에는 코로나 핀(예를 들면 텅스텐제의 방전극)(8)이 수용되어 지지되어 있다. 구멍(10)의 전단은 토출구(12)를 통해 외부와 연통하고, 코로나 핀(8)의 전단은 토출구(12)를 삽통하여 전극 외통(7)의 전단으로부터 돌출된다. 코로나 핀(8)은 전극 외통(7)에 내장된 보호 저항(14)의 전단측에 접속되어 있다. 보호 저항(14)의 후단측은 전극 외통(7)의 후단으로부터 노출되고, 구멍(10)에 수용된 스프링(9)을 통해 연체봉(6)에 전기적으로 접속되어 있다.

에어 캡(4)에는 2종류의 에어 분사구(도시 생략)가 마련되어 있다. 한쪽의 에어 분사구는 토출된 도료를 아토마이즈(atomize)하는 아토마이즈드 에어(atomized air)로서 기능하고, 다른 쪽의 분사구는 부채 패턴의 분무를 형성하는 패턴 에어로서 기능한다.

전원 코넥터(도시외(圖示外))로부터 받아들여진 고주파 전압은, 그립(grip)(도시외) 내의 배선 케이블(도시외)을 통해 캐스케이드(5) 내의 승압 트랜스에 공급된다. 공급된 고주파 전압은 승압 트랜스로 승압된 후, 고전압 정류 회로에서 더욱 승압되는 동시에 정류(整流)되고, 마이너스 수만V의 직류 고전압이 발생한다. 발생한 직류 고전압은 캐스케이드(5)로부터 연체봉(6), 보호 저항(14) 및 스프링(9)을 통해 코로나 핀(8)에 인가되고, 코로나 방전(핀 선단에 집중하는 불평등 전계에 의해 출현하는 안정된 공기 절연 파괴 방전)에 의해 대량의 마이너스 이온을 발생한다. 인가하는 고전압은 60kV이상이 적합하다.

건 본체(2)에는 구멍(11)과 연통하는 도료 유통 구멍(16)이 형성되어 있다. 도전성 도료는 도료 유통 구멍(16)으로부터 구멍(11)으로 공급되고, 구멍(10)을 유통하여 토출구(12)로부터 토출된다.

건 본체(2)의 전단부의 외주에는, 어스선에 접속된 스테인리스제의 프리 이온 제거 전극(접지 전극)(15)이 착탈 자유롭게 장착되어 있다. 프리 이온 제거 전극(15)은 2분할 분리 착탈형의 판 부재이며, 코로나 핀(8)의 후방 근방의 광범위에 배치된다.

비도전성 피도물(20)의 피도면(21)에는 대전 방지 처리에 의해 약도전성이 미리 부여되고, 비도전성 피도물(20)의 접지부(23)는 어스선에 접속되어 접지된다.

대전 방지 처리는, 피도면(21)에 대전 방지액(예를 들면 4급 암모늄염 계면활성제를 0.1~10%정도로 이소프로필알코올에 용해시킨 용액)을 와이프 도포함으로써 행해지고, 와이프 도포에 의해 피도면(21)상에 대전 방지 처리 피막(24)이 형성된다. 와이프 도포란, 대전 방지액을 함침시킨 천으로 피도면(21)을 닦는 것이며, 와이프 도포에 의해 피도면(21)에 대전 방지액이 도포되는 동시에, 피도면(21)에 부착된 쓰레기나 먼지가 닦아내진다. 와이프 도포는 도포 불균일이 발생하는 저품질의 처리이며, 그 작업은 매우 간이하다.

일반적으로, 정전 도장의 전처리로서 비도전성 피도물(20)의 피도면(21)에 대전 방지액을 도포할 경우에는, 도장 품질의 저하를 방지하기 위해, 스프레이 도포나 침지 도포에 의해 피도면(21)의 전역에 균일한 연속 피막을 형성한다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는, 후술하는 프리 이온의 억제 효과에 의해, 와이프 도포와 같은 저품질의 전처리여도 도장 품질이 저하하지 않고, 전처리의 간략화를 도모할 수 있다.

코로나 방전은 주로 코로나 핀(8)과 프리 이온 제거 전극(15) 사이에서 발생하고, 도료 토출구(12)로부터 토출되어 아토마이즈된 도료 입자는, 발생한 방전 영역을 꿰뚫고 나가면서 비행함으로써, 전하를 받아 마이너스로 대전한다. 대전한 도료 입자는, 미러 효과라고 불리우는 접지물 표면에 나타나는 플러스 전하와 도료 입자의 마이너스 전하간에 형성되는 정전기력에 의해 끌어 당겨져, 피도면(21)에 도달한다. 피도면(21)에 도달한 전하는, 도착한 도전성 도료와 대전 방지 처리 피막(24)에 의해 부여되는 약한 도전성에 의해, 접지부(23)로부터 배출된다. 한편, 도전성 도료의 대전에 기여하지 않은 프리 이온은 미소(微少) 질량이기 때문에 거의 관성 비행하지 않고, 전기력선에 따라 프리 이온 제거 전극(15)으로 비행해서 충돌하여, 전하를 잃어 버린다. 즉, 프리 이온 제거 전극에 의해 프리 이온이 저감 또는 제거된다. 이와 같이, 피도면(21)에는, 주로 도착하는 도료 입자가 담지(擔持)하는 전하가 도달하여, 프리 이온에 의해 이온화된 공기의 접촉에 의한 피도면(21)의 대전이 억제된다.

상기 도착한 도전성 도료와 대전 방지 처리 피막(24)에 의해 부여되는 약한 도전성은, 대전 방지 처리 피막(24)상에 도전성 도료를 막 두께 30㎛정도 도포한 직후에 있어서, 700MΩ/□정도의 표면 저항치인 것이 확인되었다. 이것은 금속 피도물(표면 저항치는 거의 0Ω/□)이나 도전 프라이머가 도포된 피도물(표면 저항치는 10MΩ/□정도)과 비교하면, 훨씬 높은 표면 저항치이다. 따라서, 프리 이온을 억제하지 않고 정전 도장을 행한 경우, 프리 이온에 의해 비도전성 피도물(20)에 대량인 전하가 공급되고, 접지부(23)로부터의 전하의 배출이 그에 따르지 못해, 비도전성 피도물(20)이 고레벨로 대전해 가게 된다. 그 결과, 체류하는 전하가 정전 반발을 일으키고, 정전 반발은 도장 막 두께 불균일, 도장 랩 어라운드 불량, 얇게 발림(thin coating), 도착 효율의 저하, 도장 기기나 도장 작업자에의 스프레이 리턴(spray return) 등의 다양한 정전 도장 불량의 발생을 유인한다. 이러한 불량은 그 발생 방지의 관리가 어렵고, 특히 자동차의 라디에이터 그릴과 같은 대형이며 복잡한 형상의 비도전성 피도물의 경우, 불량의 발생 방지가 불가능하고, 도전재 등의 혼입에 의한 도전성 부여나 도전 프라이머의 도포에 의한 도전성 부여에 의해, 정전 도장이 실현되고 있는 것이 실상이다.

이에 대하여, 본 실시형태에서는, 프리 이온의 억제에 의해 비도전성 피도물(20)의 대전을 저레벨로 유지할 수 있으므로, 대형이며 복잡한 형상의 비도전성 피도물이어도, 번잡한 관리를 요하지 않고, 공수의 증가나 비용의 상승을 억제하면서, 간단한 작업에 의해 양호한 정전 도장을 계속해서 행할 수 있다.

또한 도전성 도료를 사용할 필요가 없기 때문에, 폭넓은 종류의 도료에 의해 비도전성 피도물(20)의 정전 도장을 행할 수 있다.

<제2의 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제2의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서의 상하는 도 4 중의 상하방향에 대응하고, 전후는 도 4 중의 좌우에 대응한다. 또한 제1의 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

본 실시형태는 도전성 도료를 사용하여, 코로나 방전을 행하지 않고, 도전성 도료에 고전압을 직접 인가하여 도전성 도료를 마이너스로 대전시키는 것으로, 프리 이온의 발생 자체를 억제하고 있다.

도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 스프레이 건(30)의 페인트 노즐(3)에는, 제1의 실시형태의 절연 수지제의 전극 외통(7)을 대신하여, 전극 외통(7)과 거의 같은 외형을 가지는 금속제의 고전압 직접 인가전극(고전압 전극)(31)이 마련되어 있다. 고전압 직접 인가전극(31)의 후단은 스프링(9)을 통해 연체봉(6)에 전기적으로 접속되어 있고, 제1의 실시형태와 같은 코로나 핀(8)은 마련되어 있지 않다.

직류 고전압은 캐스케이드(5)로부터 연체봉(6) 및 스프링(9)을 통해 고전압 직접 인가전극(31)에 공급되고, 구멍(10)을 유통하는 도전성 도료는, 고전압 직접 인가전극(31)에 직접 접촉함으로써 인가되며, 도전성 도료 그 자체가 방전극이 되어 전하를 담지하고, 대전 도료 입자가 되어 토출구(12)로부터 토출되어 아토마이즈된다.

다음으로, 고전압 직접 인가전극(31)과의 접촉에 의해 인가된 도전성 도료의 상태에 대하여, 도 6~도 10을 참조하여 설명한다.

도 6~도 10은 건 본체의 도료 아토마이즈부인 에어 캡(4)으로부터의 에어의 분사를 완전히 정지하고, 인가 전압을 60kV로 고정하여, 도전성 도료의 체적 고유 저항치를 변경하여 도전성 도료를 토출구(12)로부터 물총상으로 토출시킨 모습을 촬영한 사진이다. 도 6은 200MΩcm, 도 7은 100MΩcm, 도 8은 50MΩcm, 도 9는 20MΩcm, 도 10은 10MΩcm이다.

이들 도면으로부터 명백하듯이, 200MΩcm(도 6)일 때의 도료 액체 실(thread-like liquid form)은 물총상의 액체 실인 데 비해, 100MΩcm(도 7)일 때의 도료 액체 실에서는, 토출 후 수cm 앞에서 액체 실이 정전 반발을 일으켜 가시상으로 분열 아토마이즈하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 가시상의 분열 아토마이즈는 도전성 도료의 체적 고유 저항치가 낮을수록, 도료 액체 실 내의 전압 강하가 작아져 실효 전압이 상승함으로써 조기에 발생하고, 가시상도 현저화하는 것을 알 수 있다.

본 실시형태에서는, 고전압을 직접 인가하여 도전성 도료를 마이너스로 대전시켜 프리 이온의 발생 자체를 억제한다. 이 때문에, 코로나 방전이 불필요하고, 코로나 방전에 의한 프리 이온의 발생 자체가 억제된다. 따라서, 피도면(21)의 대전을 더욱 저레벨로 유지할 수 있다.

또한 구멍(도료 공급로)(10)에 고전압 직접 인가전극(31)을 마련한다는 간단한 구조에 의해, 코로나 방전에 의한 프리 이온의 발생 자체를 억제하여, 피도면(21)의 대전을 저레벨로 유지할 수 있어, 양호한 정전 도장을 계속해서 행할 수 있다.

특히, 코로나 방전에 의한 프리 이온의 발생 자체를 억제하기 때문에, 발생한 프리 이온의 저감 또는 제거하기 위한 프리 이온 제거 전극이 불필요하고, 프리 이온 제거 전극의 청소나 세정 작업도 발생하지 않는다. 또한 방전 전류를 낮게 억제할 수 있어, 고전압 발생장치의 저용량화를 도모할 수 있다. 또한 코로나 핀과는 달리, 고전압 직접 인가전극(31)이 외부에 노출되지 않기 때문에, 스파크의 발생이 억제되어 안전성이 향상한다.

또한 수용성 도료는 높은 도전성을 가지고 있기 때문에, 도료 경로로부터의 고전압 누설 방지 대책을 조건으로 하여, 본 실시형태의 도료로서 사용 가능하다.

<효과 확인 실험 1>

다음으로 효과 확인 실험 1에 대하여 설명한다.

본 실험에서는, 비도전성 피도물로서 500cc의 페트병을 사용하여, 레시프로케이터(reciprocator)에 장착한 정전 도장용의 자동 스프레이 건을, 세로방향으로 3왕복 레시프로케이트(reciprocate)시켜, 페트병의 범위에서만 도료를 토출시켜 정전 도장을 행하였다. 그때, 도전성 도료가 피도면의 접지부 근방으로부터 칠하여 확산되도록, 스프레이 건의 이동을 설정하였다. 도전성 도료에 인가한 고전압은 0kV, 30kV, 60kV, 90kV이다. 사용한 도전성 도료는 2액 우레탄 도료에 도전제를 첨가한 것이며, 체적 고유 저항치는 1MΩcm였다. 페트병의 표면(피도면)에는 4급 암모늄염 0.35% 이소프로필알코올 용액을 와이프 도포하였다.

효과 확인 실험 1의 결과를 도 11의 표 1에 나타낸다. 이 결과로부터, 이하를 알 수 있다. 또한 제1의 실시형태에는 60kV에서의 코로나 방전+프리 이온 제거 전극이 대응하고, 제2의 실시형태에는 60kV에서의 직접 인가가 대응한다.

제1의 실시형태 및 제2의 실시형태와 함께 도착 효율이 4.7%에서 각각 23.7%와 27.0%로 대폭으로 향상하고 있어, 도료 사용량의 절감과, 도착하지 않고 파기되는 도료의 대폭적인 삭감이 가능하다.

제1의 실시형태 및 제2의 실시형태와 함께, 페트병의 배면(背面)에의 랩 어라운드(배면 도장 상태)가 양호하여, 측면이나 배면 등에 마주하는 도장을 생략하는 것이 가능하다. 이 때문에 도장 궤적(軌跡)의 대폭적인 삭감(도장 시간의 단축)이 가능하다.

제2의 실시형태는 제1의 실시형태에 비해 도장 전류값이 대폭으로 저감하고 있고, 전류의 삭감에 의한 고전압 발생장치의 소형화(소용량화)가 가능하다.

<효과 확인 실험 2>

다음으로 효과 확인 실험 2에 대하여 설명한다.

본 실험에서는, 비도전성 피도물로서 ASA 수지제의 라디에이터 그릴을 사용하여, 자동 스프레이 건을 구비한 도장 로보트에 의해, 0kV에서의 직접 인가(비인가)에 의한 도장과, 60kV에서의 직접 인가(제2의 실시형태)에 의한 정전 도장을 행하였다. 또한 그 외의 조건은 효과 확인 실험 1과 동일하다.

실험의 결과, 제2의 실시형태 쪽이 비인가보다도 도료 사용량이 28% 저감하고, 로보트 도장 시간이 60초에서 30초로 50% 저감하는 것이 확인되었다.

또한 도착 효율 향상과 랩 어라운드 향상의 상승 효과로서, 요철면이나 측면에까지 균등하게 도막이 형성되어 있는 것이 확인되어, 도장의 균일 도포성을 실증할 수 있었다.

<효과 확인 실험 3>

다음으로 효과 확인 실험 3에 대하여 설명한다.

본 실험에서는, 효과 확인 실험 1에 있어서, 도전성 도료에 인가하는 고전압을 60KV로 하고, 도전성 도료의 체적 고유 저항치 200MΩcm에서 0.5MΩcm까지 변화시켜, 도착 효율을 측정하였다.

효과 확인 실험 3의 결과를 도 12에 나타낸다. 이 결과로부터, 도전성 도료의 체적 고유 저항치는 100MΩcm이하가 바람직하고, 20MΩcm이하가 더욱 적합한 것을 알 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는, 비도전성 피도물(20)의 피도면(21)에 약도전성을 부여하는 경우를 설명했지만, 약도전성 소재로 이루어지는 피도물에도 본 발명은 적용 가능하다. 이 경우, 피도면에의 약도전성의 부여를 고려하지 않고, 정전 도장을 행할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는, 대전 방지액의 도포에 의한 피도면(21)의 대전 방지 처리와, 피도면(21)의 접지 및 도전성 도료의 사용의 쌍방에 의해, 피도면(21)에 약도전성을 부여하고 있는데, 양자의 한쪽에 의해서만 피도면(21)에 약도전성을 부여해도 되고, 또한 다른 방법에 의해 피도면(21)에 약도전성을 부여해도 된다.

또한 상기 제1의 실시형태에서는, 정전 도장용 건으로서, 에어 스프레이 타입의 스프레이 건(1)을 사용하는 경우를 설명했는데, 이것에 대신하여, 코로나 방전을 행하는 에어리스 타입의 스프레이 건을 사용해도 된다.

또한 상기 제2의 실시형태에서는, 도전성 도료에 고전압을 직접 인가하여 마이너스로 대전시키는 정전 도장용 건으로서, 에어 스프레이 타입의 스프레이 건(30)을 설명했는데, 본 발명의 정전 도장용 건은 이것에 한정되는 것은 아니며, 도전성 도료에 고전압을 직접 인가하여 마이너스로 대전시키기 위한 내부 구조와 프리 이온 발생하는 고전압 인가 도전체(코로나 전극 핀, 금속 벨 컵, 금속 스프레이 캡, 금속 스프레이 노즐 등)를 절연체화한 구조를 가지는 에어리스 스프레이 건이나 회전 아토마이즈 건이어도 된다.

또한 상기 실시형태에서는, 도장장치측의 전극을 음극으로 하여 도료 입자를 마이너스로 대전시킬 경우에 대하여 설명했는데, 도장장치측의 전극을 양극으로 하여 도료 입자를 플러스로 대전시켜도 된다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시형태에 대하여 설명했는데, 상기 실시형태에 의한 본 발명의 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되는 것은 아니다. 즉, 이 실시형태에 근거하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것은 물론인 것을 덧붙여 둔다.

본 발명은 비도전성 또는 약도전성의 피도물의 정전 도장에 널리 사용할 수 있다.

1: 스프레이 건(정전 도장용 건) 2: 건 본체
3: 페인트 노즐 4: 에어 캡
5: 캐스케이드(고전압 발생장치) 7: 전극 외통
8: 코로나 핀 10: 구멍(도료 공급로)
12: 토출구 15: 프리 이온 제거 전극(접지전극)
20: 비도전성 피도물 21: 피도면
23: 접지부 24: 대전 방지 처리 피막
30: 스프레이 건(정전 도장용 건) 31: 고전압 직접 인가전극

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 약도전성을 가지는 피도면을 액체 도료에 의해 도장하는 정전 도장방법으로서,
   프리 이온을 억제한 상태로, 마이너스로 대전한 액체 도료를 상기 피도면에 도포하고,
   상기 도료는 도전성 액체 도료이며,
   도전성 액체 도료에 고전압 전극을 접촉시켜서 전압을 직접 인가하여 도전성 액체 도료를 방전극으로 하면서 마이너스로 대전시킴으로써 프리 이온의 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 정전 도장방법.
4. 제3항에 있어서,
   비도전성 피도물의 피도면의 대전 방지 처리, 또는 상기 피도물의 접지 및 도전성 도료의 사용의 적어도 한쪽에 의해, 상기 피도면에 도전성을 부여하는 것을 특징으로 하는 정전 도장방법.
5. 제3항에 있어서,
   비도전성 피도물의 피도면에 대전 방지액을 와이프 도포하는 대전 방지 처리에 의해, 상기 피도면에 도전성을 부여하는 것을 특징으로 하는 정전 도장방법.
6. 도전성 액체 도료가 유통하는 도료 공급로와,
   상기 도료 공급로에 마련되고, 상기 도료 공급로를 유통하는 도전성 액체 도료에 접촉함으로써 전압을 직접 인가하여 도전성 액체 도료를 방전극으로 하면서 마이너스로 대전시키는 고전압 전극과,
   상기 고전압 전극보다도 하류인 상기 도료 공급로의 선단에 마련되고, 마이너스로 대전한 도전성 액체 도료를 외부로 토출하는 토출구를 구비한 것을 특징으로 하는 정전 도장용 건(gun).

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