NO118260B

NO118260B -

Info

Publication number: NO118260B
Application number: NO146042A
Authority: NO
Inventors: J Juvinall
Original assignee: Ransburg Electro Coating Corp
Priority date: 1961-10-25
Filing date: 1962-10-10
Publication date: 1969-12-01
Also published as: ES281775A1; AT249224B; NL156619B; CH410697A; DK133616B; DE1291659B; DE1777329A1; US3169883A; BE624075A; NL284722A; DE1925142U

Description

Apparat for elektrostatisk sprøytelakkering. Apparatus for electrostatic spray painting.

Denne oppfinnelsen angår et apparat for påføring av belegningsmateriale, slik som f.eks. maling, for å gi en beskyttende eller dekorativ belegning på en overflate. This invention relates to an apparatus for applying coating material, such as e.g. paint, to provide a protective or decorative coating on a surface.

Ved sprøytelakkering for kommersiell produksjon krever anbringelsen av glatte og jevne belegg av den ønskede type og som vanligvis anbringes på gjenstander som f.eks. husholdningsappara- Spray painting for commercial production requires the application of smooth and even coatings of the desired type and which are usually applied to objects such as e.g. household appliances

ter o.l. og metallvarer eller andre gjenstander av alle slag, ikke bare en forholdsvis jevn fordeling av belegningsmaterialet under påsprøytningsoperasjonen, men krever også avsetning av sprutpartiklene, mens disse fremdeles er i væskeform, og anvendelse av partik- ter et al. and metal goods or other objects of all kinds, not only a relatively even distribution of the coating material during the spraying operation, but also requires the deposition of the splash particles, while these are still in liquid form, and the use of particle

ler med en egnet finhetsgrad. Hvis sprutpartiklene er for store, clay with a suitable degree of fineness. If the spray particles are too large,

flyter de ikke sammen på tilfredsstillende måte når de avsettes, they do not flow together satisfactorily when deposited,

hvilket resulterer i et belegg som mangler det ønskede jevne ut-seende . which results in a coating that lacks the desired smooth appearance.

Anvendelsen av et elektrostatisk avsetningsfelt er meget fordelaktig for forbedring av avsetningseffektiviteten ved sprøyte-lakkering. Spesielt når automatiske sprøytesystemer anvendes i forbindelse med en produksjonskjede med transportøranordninger, resulterer bruken av et elektrostatisk avsetningsfelt i at et større tap av maling eller lakk blir forhindret, hvilket ellers ville finne sted, både på grunn av at undersprut faller av før den når de gjenstander som skal belegges, og på grunn av at oversprut pas-serer forbi eller bort fra gjenstandene og endelig faller mot rom-mets eller båsens vegger eller ut gjennom avtrekkskanalen. Passende oppladning av sprutpartiklene og anvendelse av et elektrostatisk felt til den overflate som belegges, resulterer i avsetning av sprutpartikler som ellers ikke ville ha blitt avsatt på denne overflate, idet avsetningseffektiviteten blir vesentlig forbedret på grunn av de elektrostatiske effekter. Når et slikt felt blir anvendt, er finhetsgraden ved forstøvningen meget viktig for å oppnå optimale feltvirkninger og optimal avsetningseffektivitet uavhengig av den ønskede overflatekvalitet. Ladningen på en liten væskedrå-pe er i første rekke en funksjon av overflatearealet under optimale elektriske op-ladningsbetingelser, og da nedsettelse av dråpenes diameter reduserer deres volum i sterkere grad enn deres overflate-areal, har små dråper et større forhold mellom ladning og masse' enn større dråper, og kan derfor bedre kontrolleres eller styres av av-setnings feltet. The use of an electrostatic deposition field is very advantageous for improving the deposition efficiency in spray painting. Especially when automatic spraying systems are used in conjunction with a production chain with conveyor devices, the use of an electrostatic deposition field results in preventing a major loss of paint or varnish that would otherwise occur, both due to underspray falling off before reaching the objects which is to be coated, and because overspray passes past or away from the objects and finally falls against the walls of the room or booth or out through the exhaust duct. Appropriate charging of the spray particles and application of an electrostatic field to the surface being coated results in the deposition of spray particles that would otherwise not have been deposited on this surface, the deposition efficiency being substantially improved due to the electrostatic effects. When such a field is used, the degree of fineness of the atomization is very important in order to achieve optimal field effects and optimal deposition efficiency, regardless of the desired surface quality. The charge on a small liquid droplet is primarily a function of the surface area under optimal electrical op-charge conditions, and as reducing the droplet's diameter reduces their volume to a greater extent than their surface area, small drops have a greater charge-to-mass ratio ' than larger drops, and can therefore be better controlled or controlled by the deposition field.

Kommersielle elektrostatiske sprøytelakkeringsmetoder an-vendte opprinnelig luftsprøytepistoler for å forstøve malingen eller lakken eller andre væskeformige belegningsmaterialer til sprutpartikler. Luftstrømmen fra en slik sprøytepistol nedsatte imidlertid virkningen av det elektrostatiske felt på sprutpartiklene og resulterte i lavere avsetningseffektiviteter enn det som var teo-retisk mulig. I de senere år har kommersielle elektrostatiske sprøytebelegningsanlegg i mange tilfelle anvendt forstøvning uten luft i forbindelse med elektrostatisk avsetning, og har således unngått luftstrømeffektené. De grunnleggende trekk ved et slikt system er beskrevet i US-patent 2 685 536 av 3. august 1954, hvor de særlige utførelsesformer som er vist, anvender elektrostatisk forstøvning. De kommersielle anlegg som nå blir utført av inneha-veren av ovennevnte patent, anvender imidlertid en roterende for-støvningsinnretning i stedet for de stasjonære forstøvere som er vist i patentet, hvilke roterende innretninger er gjenstand for US-patent 2 893 894- Mange kommersielle anlegg som anvender den roterende innretning, bruker rotasjonshastigheter av en slik stør-relse at de elektrostatiske krefter fremdeles er hovedårsaken til forstøvningen, og dette medfører av og til vanskeligheter med å tilveiebringe sprutpartikler med en ønsket finhetsgrad. Dette er særlig tilfelle ved visse belegningsmaterialer som er noe vanskeligere å forstøve elektrostatisk enn de vanligvis brukte syntetis-ke lakker og fernisser; eksempler på slike vanskeligere materialer er malinger med metalliske pigmenter og malinger med vann-olje-emul-sjon. Innføringen av de ovenfor nevnte forstøvningsinnretninger uten bruk av luft tilveiebringer således kommersielle sprøytelakke-ringssystemer som overvinner ulempen med sterke luftstrømmer og forbedrer avsetningseffektiviteten betraktelig, men de har den u-lempe at med visse typer belegningsmaterialer er det vanskelig å frembringe sprutpartikler som har tilstrekkelig liten størrelse for den ønskede kommersielle finhetsgrad for malingen eller lakken. Commercial electrostatic spray coating methods originally used air spray guns to atomize the paint or varnish or other liquid coating materials into spray particles. However, the air flow from such a spray gun reduced the effect of the electrostatic field on the spray particles and resulted in lower deposition efficiencies than was theoretically possible. In recent years, commercial electrostatic spray coating systems have in many cases used atomization without air in connection with electrostatic deposition, and have thus avoided the airflow effect. The basic features of such a system are described in US Patent 2,685,536 of August 3, 1954, where the particular embodiments shown employ electrostatic atomization. However, the commercial plants now carried out by the holder of the above-mentioned patent employ a rotary atomizing device instead of the stationary atomizers shown in the patent, which rotary devices are the subject of US Patent 2,893,894- Many commercial plants that use the rotary device, use rotation speeds of such a magnitude that the electrostatic forces are still the main cause of the atomization, and this occasionally entails difficulties in providing spray particles with a desired degree of fineness. This is particularly the case with certain coating materials which are somewhat more difficult to atomize electrostatically than the usually used synthetic lacquers and varnishes; examples of such more difficult materials are paints with metallic pigments and paints with water-oil emulsion. The introduction of the above-mentioned atomizing devices without the use of air thus provides commercial spray coating systems which overcome the disadvantage of strong air currents and improve the deposition efficiency considerably, but they have the disadvantage that with certain types of coating materials it is difficult to produce spray particles of sufficiently small size for the desired commercial fineness of the paint or varnish.

Ved å anvende en stråle med høyt trykk og med visse egen-skaper som er ønskelige ved forstøvning av malingen eller andre væskeformige belegningsmaterialer, kan store mekaniske krefter som er virksomme for forstøvning gjeninnføres i systemet samtidig med at luften ved eller nær overflaten av den gjenstand som belegges, holdes stillestående eller i ro. Betegnelsen "stillestående" blir herunder brukt for å angi at det ikke forekommer luftstrømmer med en slik hastighet og i slike mengder som for mange av de partiklers vedkommende som nærmer seg avsetningsområdet, ville overvinne de elektrostatiske avsetningskrefter og derved bevirke at en vesentlig del av partiklene unngår avsetning på arbeidsstykket. I stedet for å en luftstrøm sem støter mot malingen eller lakken for å bevirke forstøvning, slik som ved den konvensjonelle luft-sprøytepistol, blir en ekspanderende, tynn film av maling eller lakk med høy hastighet bragt til å passere inn i forholdsvis rolig luft med en slik høy relativ hastighet i forhold til luften at den gjensidige virkning medfører en meget betydelig mekanisk forstøv-ningskraft. En massiv sirkulær væskestrøm gir, selv om den passe-rer gjennom den omgivende luft med meget høye relative hastigheter, ikke forstøvning av en ønsket type som er egnet for den ønskede feltkontroll og for malings- eller lakkoverflater av god kvalitet; men utsendelsen av væsken som en ekspanderende tynn film, enten i form av en hul kjegle eller på viftelignende måte, vil, hvis be- stemte betingelser, med hensyn til hastighet og form er tilstede, resultere i forstøvning til de meget finfordelte partikler som mu-liggjør den ønskede feltkontroll og,en overflatekvalitet av høy standard, og optimal' elektrostatisk avsetning kan oppnås ved anvendelse av en slik forstøvningsinnretning under riktige betingelser med hensyn til avstander og feltstyrke. Anvendelse av en hydrostatisk stråle medfører kontrollegenskaper som hittil ikke har vært mulige med eliminasjon av luftsprøytepistolen, mens en hydrostatisk stråle fremdeles unngår ulempene med en bærende luftstrøm i et elektrostatisk system. Strålen med en ekspanderende tynn film med høy hastighet muliggjør ikke bare kontroll av forstøvnings-finheten til tross for andre faktorer som ikke lett kan kontrolleres (som f.eks. malingstypen og viskositeten), men også retnings-kontroll og kontroll av partiklenes bevegelsesmengde eller impuls, hvilket muliggjør kontroll eller regulering av filmens tykkelse under forhold som ellers gir vanskeligheter i et elektrostatisk system, som f.eks. å påføre tilstrekkelig meget lakk i bunnen av en utsparing eller andre partier hvor feltet alene kunne gi et uønsket tynt belegg. By using a high-pressure jet with certain properties that are desirable when atomizing the paint or other liquid coating materials, large mechanical forces that are effective for atomization can be reintroduced into the system at the same time that the air at or near the surface of the object that coated, kept stationary or at rest. The term "stagnant" is used below to indicate that air currents do not occur at such a speed and in such quantities that, for many of the particles approaching the deposition area, would overcome the electrostatic deposition forces and thereby cause a significant portion of the particles to avoid deposition on the workpiece. Instead of a stream of air impinging on the paint or varnish to cause atomization, as in the conventional air spray gun, an expanding, thin film of paint or varnish is made to pass at high velocity into relatively still air with a such a high relative speed in relation to the air that the mutual effect entails a very significant mechanical atomizing force. A massive circular flow of liquid, although passing through the surrounding air at very high relative velocities, does not produce atomization of a desired type suitable for the desired field control and for good quality paint or varnish surfaces; but the emission of the liquid as an expanding thin film, either in the form of a hollow cone or in a fan-like manner, will, if certain conditions, with regard to speed and shape are present, result in atomization into the very finely divided particles which mu- provides the desired field control and a high standard surface quality, and optimum electrostatic deposition can be achieved using such a sputtering device under the right conditions with regard to distances and field strength. The use of a hydrostatic jet brings about control properties that have not been possible until now with the elimination of the air spray gun, while a hydrostatic jet still avoids the disadvantages of a carrying air flow in an electrostatic system. The high velocity expanding thin film jet enables not only control of atomization fineness despite other factors that cannot be easily controlled (such as paint type and viscosity), but also direction control and control of particle momentum or momentum , which enables control or regulation of the film's thickness under conditions that otherwise present difficulties in an electrostatic system, such as e.g. to apply a sufficient amount of varnish at the bottom of a recess or other parts where the field alone could give an unwanted thin coating.

En metode for å bestemme om forstøvningene er passende med hensyn til partikkelstørrelse, er å måle diameteren av flekker eller prikker som dannes av sprutpartikler som faller mot et passende mål eller objekt under kontrollerte betingelser. Betingelser som har vært anvendt i praksis, består i å føre en plate eller et objekt med dimensjoner 10,2 x 15,2 cm gjennom spruten i lengde-retningen med den ene overflate i et plan vinkelrett på sprutens akse og i en avstand på omkring 30,5 cm fra kilden for spruten og med tilstrekkelig hastighet til at den eksponerte overflate av må-let eller objektet er i det vesentlige fri for overlappende flekker eller prikker. Hvis den gjennomsnittlige diameter av de ti største prikker på objektet er mindre enn omkring 0,38 mm, er spruten i stand til å danne overflatefinheter av høy kvalitet, mens der hvor kravene til overflatefinhet er mindre strenge, kan sprut-KTlder"3om frembringer en maksimal prikkstørrelse på 0,51 mm, være tilfredsstillende, og en sprut med maksimal prikkstørrelse over 0,51 mm bør bare brukes hvor kvaliteten av overflaten ikke er kri-tisk, f.eks. ved vedlikeholdsmaling av fabrikkvegger eller belegning av tungt utstyr, slik som f.eks. landbruksmaskiner. Når det i det følgende blir referert til prikkstørrelser, frembragt ved avsetning av sprutpartikler, vil det forstås at størrelsen av prikkene er den som bestemmes under de betingelser som er angitt ovenfor. One method of determining whether the sprays are suitable in terms of particle size is to measure the diameter of spots or dots formed by spray particles falling on a suitable target or object under controlled conditions. Conditions that have been used in practice consist of passing a plate or an object with dimensions 10.2 x 15.2 cm through the spray in the longitudinal direction with one surface in a plane perpendicular to the axis of the spray and at a distance of about 30.5 cm from the source of the spray and at sufficient speed that the exposed surface of the target or object is substantially free of overlapping spots or dots. If the average diameter of the ten largest dots on the object is less than about 0.38 mm, the sprayer is capable of producing high-quality surface finishes, while where the surface finish requirements are less stringent, the sprayer can produce a maximum dot size of 0.51 mm, be satisfactory, and a spray with a maximum dot size above 0.51 mm should only be used where the quality of the surface is not critical, for example in maintenance painting of factory walls or coating of heavy equipment, such such as agricultural machinery.When reference is made in the following to dot sizes, produced by the deposition of splash particles, it will be understood that the size of the dots is that which is determined under the conditions stated above.

Nærmere bestemt angår således foreliggende oppfinnelse et apparat for elektrostatisk sprøytelakkering eller belegning av en gjenstand, omfattende en anordning for tilførsel av belegningsmateriale under høyt hydrostatisk trykk til en forstøvningsanord-ning med en liten åpning, og en nålformet elektrode som strekker seg fremover i forhold til åpningen fra et sted nær denne og som er forbundet med en strømforsyning med høy spenning for å tilveiebringe et elektrostatisk felt som strekker seg fra et sted nær åpningen til gjenstanden for å bevirke avsetning av sprutpartiklene. Den særegne kombinasjon av trekk som ligger til grunn for apparatet ifølge oppfinnelsen, består i at den nevnte åpning er innrettet til å utsende belegningsmaterialet i den omgivende atmosfære med meget høy hastighet som en tynn ekspanderende væske film for å avstedkomme forstøvning fra kanten av væskefilmen, slik at det dannes sterkt finfordelte sprutpartikler, og at den nevnte elektrode ender nær kanten av væskefilmen. I visse tilfelle kan den nevnte høye hastighet i det minste i begynnelsen være av størrel-sesordenen 3050 m/min. eller mer. Partiklene i en sprut som er dannet på donne måte, er i stand til både å frembringe tilfredsstillende overflatekvaliteter og til å ha et forhold mellom ladning og masse i et elektrostatisk felt som gjør dem i høy grad påvirkbare ved hjelp av elektrostatiske krefter og til å oppnå høye avsetningseffektiviteter. Det elektrostatiske felt har en gjennomsnittlig potensialgradient på i det minste 2000 volt pr. cm og fortrinnsvis i det minste 4000 volt pr. cm. Det kan henvi-ses til at norsk patentsøknad 137 677 omhandler et apparat som har trekk til felles med det som foreliggende oppfinnelse angår. Det som er krevet beskyttet i den nevnte patentsøknad er imidlertid at ladningselektroden er elektrisk isolert fra pistolhuset og at dette i det minste ved sin i sprøyteretningen liggende fremre del består av godt isolerende materiale. Foreliggende oppfinnelse er rettet mot andre trekk ved et slikt apparat, nemlig den kombinasjon av trekk som er angitt ovenfor. More specifically, the present invention thus relates to an apparatus for electrostatic spray painting or coating of an object, comprising a device for supplying coating material under high hydrostatic pressure to an atomizing device with a small opening, and a needle-shaped electrode that extends forward in relation to the opening from a location near it and which is connected to a high voltage power supply to provide an electrostatic field extending from a location near the opening of the article to effect deposition of the spatter particles. The peculiar combination of features underlying the apparatus according to the invention consists in the aforementioned opening being arranged to emit the coating material into the surrounding atmosphere at a very high speed as a thin expanding liquid film in order to produce atomization from the edge of the liquid film, as that highly finely divided splash particles are formed, and that the mentioned electrode ends near the edge of the liquid film. In certain cases, the aforementioned high speed can at least initially be of the order of 3050 m/min. or more. The particles in a splash formed in this way are capable both of producing satisfactory surface qualities and of having a ratio of charge to mass in an electrostatic field which makes them highly susceptible to electrostatic forces and to achieve high deposition efficiencies. The electrostatic field has an average potential gradient of at least 2000 volts per cm and preferably at least 4000 volts per cm. It can be pointed out that Norwegian patent application 137 677 deals with an apparatus which has features in common with that to which the present invention relates. What is required to be protected in the aforementioned patent application, however, is that the charging electrode is electrically isolated from the gun housing and that this, at least at its front part lying in the direction of the spray, consists of good insulating material. The present invention is directed to other features of such an apparatus, namely the combination of features indicated above.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil frem-gå av den følgende beskrivelse og av tegningene, hvorav: Pig. 1 er et lengdesnitt som viser et forstøvningsapparat i henhold til en utførelsesform for oppfinnelsen; Further features and advantages of the invention will be apparent from the following description and from the drawings, of which: Fig. 1 is a longitudinal section showing an atomizing apparatus i according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 er et oppriss sett fra siden og delvis oppskåret av den høyre del av fig. 1, og Fig. 2 is an elevation seen from the side and partially cut away from the right part of fig. 1, and

fig. 3 er et riss sett ovenfra og delvis oppskåret av den høyre ende av apparatet på fig. 1. fig. 3 is a view seen from above and partially cut away of the right end of the apparatus of fig. 1.

Den utførelsesform for oppfinnelsen som er vist på fig. 1, er forsynt med en sprøyteinnretning 100 med en hylse 101 av isolerende materiale. Hylsen 101 er festet til et metallhus 103 på passende måte, og huset er elektrisk jordet. Gjennom huset 103 The embodiment of the invention shown in fig. 1, is provided with a spray device 100 with a sleeve 101 of insulating material. The sleeve 101 is attached to a metal housing 103 in a suitable manner, and the housing is electrically grounded. Through the house 103

og hylsen 101 er det strukket en isolert tilførselsledning 104 and sleeve 101, an insulated supply line 104 is stretched

som er forbundet med høyspenningsklemmen på en høyspenningskil- which is connected to the high-voltage terminal of a high-voltage

de (ikke vist) og er ved hjelp av en elektrisk forbindelse 105 forbundet med en motstand 106. Motstanden 106 kan ha en motstand av størrelsesorden 160 megohm og er ved sin høyre ende forbundet med et kontaktstykke 106a som på sin side er forbundet med en tynn trådelektrode 107 med et endeparti 108 som stikker utad fra en endekappe 109 og en dyseplate 109a som begge kan være av elektrisk isolerende materiale og ligger nær inntil, men med radiell avstand fra en åpning 110 fra hvilken lakken blir utsendt. Avstanden fra elektrodens endeparti til den nærmeste jordede pistoldel (den fremre ende av forstøverhuset 103) er omkring 15,2 cm. Det er fore-trukket å bruke en tynn elektrode, på ikke mer enn omkring 2,5 mm i diameter og fortrinnsvis på omkring 0,25 eller 0,5 mm i diameter. Elektroden er fortrinnsvis spisset. they (not shown) and are connected by means of an electrical connection 105 to a resistor 106. The resistor 106 can have a resistance of the order of 160 megohms and is connected at its right end to a contact piece 106a which in turn is connected to a thin wire electrode 107 with an end portion 108 which protrudes outwards from an end cap 109 and a nozzle plate 109a which can both be of electrically insulating material and lie close to, but at a radial distance from, an opening 110 from which the varnish is emitted. The distance from the end part of the electrode to the nearest grounded gun part (the front end of the atomizer housing 103) is about 15.2 cm. It is preferred to use a thin electrode, no more than about 2.5 mm in diameter and preferably about 0.25 or 0.5 mm in diameter. The electrode is preferably pointed.

Åpningen 110 er utformet i et dyseelement 126 av meget slitasjemotstandsdyktig materiale, slik som f.eks. wolframkarbid eller diamant, og har en minste diameter på 0,13 mm og en største diameter eller dimensjon pl 0,38 mm, hvilken kombinasjon danner en åpning som er omtrent likeverdig med en sirkulær åpning som har en diameter på 0,23 mm. The opening 110 is formed in a nozzle element 126 of very wear-resistant material, such as e.g. tungsten carbide or diamond, and has a minimum diameter of 0.13 mm and a largest diameter or dimension pl 0.38 mm, which combination forms an opening approximately equivalent to a circular opening having a diameter of 0.23 mm.

Lakk eller maling blir tilført til forstøvningsanordnin-gen fra en kilde (ikke vist) gjennom en passasje 111 i forstøver-huset som er forbundet med en langsgående passasje 112 i hylsen, hvilken passasje ender i et ventilsete 113 ved enden av passasjen umiddelbart nær dysen 126 og står i forbindelse med åpningen 110. Ventilen blir kontrollert av den koniske ende av et ventilelement 114 som er forbundet med en manøvreringsstang 115 av isolerende materiale, som på sin side er forbundet med en manøvreringsanord-ning som ikke er vist. Varnish or paint is supplied to the atomizing device from a source (not shown) through a passage 111 in the atomizer housing which is connected to a longitudinal passage 112 in the sleeve, which passage terminates in a valve seat 113 at the end of the passage immediately adjacent to the nozzle 126 and is in communication with the opening 110. The valve is controlled by the conical end of a valve element 114 which is connected to a maneuvering rod 115 of insulating material, which in turn is connected to a maneuvering device which is not shown.

Lakk under høyt trykk blir ført til forstøvningsanordnin-gen gjennom passasjen 111 og utsendes fra åpningen 110 i form av en vifteformet film 121, slik som vist på fig. 2 og 3, hvilken film brytes opp til en viftelignende sprut 123 av forstøvede partikler ved en forstøvningssone 122. Lekkasje av lakk til den del av hylsen som inneholder motstanden 106, blir forhindret av en tetnings-ring 132 som omgir en del 133 gjennom hvilken elektrodens kontaktstykke 106a er ført. Likesom hylsen 101, ventilens manøvrerings-stand 115, endekappen 109 og dyseplaten 109a, er delen 133 utført av isolerende materiale. Lacquer under high pressure is led to the atomizing device through the passage 111 and is emitted from the opening 110 in the form of a fan-shaped film 121, as shown in fig. 2 and 3, which film breaks up into a fan-like spray 123 of atomized particles at an atomization zone 122. Leakage of varnish to the part of the sleeve containing the resistor 106 is prevented by a sealing ring 132 which surrounds a part 133 through which the electrode's contact piece 106a is routed. Like the sleeve 101, the valve's maneuvering stand 115, the end cap 109 and the nozzle plate 109a, the part 133 is made of insulating material.

Det vil av fig. 2 og 3 sees at enden 108 av elektroden 107 er anbragt i avstand fra den ene overflate av filmviften 121 og ender likeledes et lite stykke fra forstøvningssonen 122. Elektrodetråden er således plasert utenfor lakkstrømmen som utsendes fra åpningen 110, og dens endeparti er plasert mellom åpningen og forstøvningssonen hvor filmen brytes opp til sprutpartikler. I den spesielle utførelsesform som er vist, er den utadstik-kende del av elektroden forskjøvet omkring 3,2 mm fra overflaten av filmen og endepartiet 108 befinner seg omkring 3,2 mm bakenfor forstøvningssonen 122. Det er funnet at ved plasering av elektrodespissen bakenfor forstøvningssonen avstedkommes i denne utførel-sesform en mer effektiv oppladning av sprutpartiklene og således høyere avsetningseffektivitet enn det som ville bli oppnådd hvis elektroden stakk frem til eller forbi forstøvningssonen. Anbrin-gelse av elektroden i avstand fra filmen forhindrer elektrisk sløvning av elektroden på grunn av lakken og forhindrer likeledes at elektroden forstyrrer dannelsen av den ønskede film og forstøv-ningsprosessen. Skjønt det er vist en elektrode, hvilket er fore-trukket for å oppnå den beste avsetningseffektivitet, kan det anvendes mer enn én elektrode. Det er f.eks. oppnådd tilfredsstillende resultater med to elektroder i stedet for en, hvilke elektroder stikker fremad fra forstøveren stort sett i et plan parallelt med overflaten av væskefilmen og ender 3,2 mm bakenfor for-støvningssonen og er anbragt med en avstand på 3,2 mm fra overflaten av væskefilmen og deres endepartier er adskilt fra hverandre med omkring 1,2 7 mm. It will from fig. 2 and 3, it can be seen that the end 108 of the electrode 107 is placed at a distance from one surface of the film fan 121 and also ends a short distance from the atomization zone 122. The electrode wire is thus placed outside the lacquer flow emitted from the opening 110, and its end part is placed between the opening and the atomization zone where the film breaks up into spray particles. In the particular embodiment shown, the protruding part of the electrode is offset about 3.2 mm from the surface of the film and the end portion 108 is located about 3.2 mm behind the atomization zone 122. It has been found that by placing the electrode tip behind the atomization zone in this embodiment, a more efficient charging of the spray particles and thus a higher deposition efficiency is achieved than would be achieved if the electrode protruded to or beyond the atomization zone. Placing the electrode at a distance from the film prevents electrical dulling of the electrode due to the varnish and likewise prevents the electrode from interfering with the formation of the desired film and the sputtering process. Although one electrode is shown, which is preferred to achieve the best deposition efficiency, more than one electrode may be used. It is e.g. obtained satisfactory results with two electrodes instead of one, which electrodes project forward from the atomizer substantially in a plane parallel to the surface of the liquid film and terminate 3.2 mm behind the atomization zone and are located at a distance of 3.2 mm from the surface of the liquid film and their end portions are separated from each other by about 1.27 mm.

Elektroden 107 blir holdt på et høyt elektrostatisk potensial ved forbindelse med en høyspenningskilde påden beskrevne måte for således å frembringe et normalt potensial på elektrodens endeparti 108 av størrelsesorden 50 000 volt. Da den fremre ende av forstøvningspistolen 100 befinner seg nær elektroden 107bg er isolert fra jord, får denne et potensial som normalt er tilnær-net lik potensialet på elektroden 107 eller, i det minste et potensial som atskiller seg fra potensialet på elektroden med ikke mer enn en liten prosentdel (vanligvis mindre enn 10 %) av den spenning som påtrykkes elektroden.Forutsettes en normal avstand mellom elektrode og objekt på 25,4 cm vil dette frembringe et felt til gjenstanden med en gjennomsnittlig potensialgradient på 2000 volt pr. cm, og med det jordede forstøverhus 103 anbragt med en avstand på omkring 15,2 cm bakenfor elektrodens endeparti 108, vil det også være et felt til det jordede hus med en gjennomsnittlig potensialgradient som er større enn 3200 volt pr. cm. Tilstede-værelsen av det jordede forstøverhus i en fast og forholdsvis kort avstand fra elektroden har visse fordeler. På grunn av den faste avstand blir det tilsikret en minste potensialgradient nær elektroden til tross for variasjoner i avstanden mellom forstøv-ningsanordningen og de gjenstander som skal lakkeres. Den forholdsvis korte avstand mellom oppladningselektroden og det jordede hus gjør det mulig å oppnå en høy lokal potensialgradient nær elektrodespissen og derfor effektiv oppladning av den forstøvede lakk med en lavere spenning påtrykket elektroden, og anvendelsen av en lavere påtrykket spenning gjør det i sin tur mulig å bruke en mindre og billigere høyspenningskilce og en lettere og mer flek-sibel høyspenningstilførselsledning, idet det sistnevnte moment er av særlig viktighet når forstøveren skal manøvreres manuelt. En ytterligere reduksjon av elektrodepotensialet kan oppnås uten nevneverdig tap av avsetningseffektivitet ved ytterligere å redusere avstanden mellom oppladningselektroden og det jordede hus. Meget tilfredsstillende resultater er oppnådd med en anordning The electrode 107 is kept at a high electrostatic potential by connection with a high voltage source in the manner described, so as to produce a normal potential on the end portion 108 of the electrode of the order of 50,000 volts. Since the front end of the atomizing gun 100 is located close to the electrode 107bg is isolated from earth, this receives a potential that is normally approximately equal to the potential of the electrode 107 or, at least, a potential that differs from the potential of the electrode by no more than a small percentage (usually less than 10%) of the voltage applied to the electrode. Assuming a normal distance between electrode and object of 25.4 cm, this will produce a field to the object with an average potential gradient of 2000 volts per cm, and with the grounded atomizer housing 103 placed at a distance of about 15.2 cm behind the electrode end portion 108, there will also be a field to the grounded housing with an average potential gradient greater than 3200 volts per cm. The presence of the grounded atomizer housing at a fixed and relatively short distance from the electrode has certain advantages. Due to the fixed distance, a minimum potential gradient is ensured near the electrode despite variations in the distance between the atomizing device and the objects to be painted. The relatively short distance between the charging electrode and the earthed housing makes it possible to achieve a high local potential gradient near the electrode tip and therefore efficient charging of the atomized varnish with a lower voltage applied to the electrode, and the use of a lower applied voltage in turn makes it possible to use a smaller and cheaper high-voltage coil and a lighter and more flexible high-voltage supply line, the latter being of particular importance when the atomizer is to be maneuvered manually. A further reduction of the electrode potential can be achieved without appreciable loss of deposition efficiency by further reducing the distance between the charging electrode and the grounded housing. Very satisfactory results have been obtained with a device

av denne type med en avstand mellom elektrode og jord på omkring 7,6 cm og drevet med et elektrodepotensial av størrelsesorden 25 000 volt. of this type with a distance between electrode and earth of about 7.6 cm and operated with an electrode potential of the order of 25,000 volts.

Anvendelse av en oppladningselektrode, slik som elektroden 107 i apparatet avstedkommer langt mer effektiv oppladning av sprutpartiklene enn det som hittil er funnet mulig når dysen blir holdt på en høy spenning bare i den hensikt å opplade filmen. En elektrode likesom elektroden 107 kan anvendes når ptensialforskjei-len mellom elektroden og gjenstanden gir det eneste oppladnings-felt. Dette kan oppnås ved eliminasjon av det jordede husparti 103, i hvilket tilfelle hele forstøv ningsanordningen kan være av ledende materiale, som er isolert fra jord på passende måte. For å oppnå de beste resultater krever dette arrangement ganske høye spenninger for å kompensere for den større avstand mellom elektro-dene, idet den annen elektrode er gjenstanden. Hvis avstanden mellom elektroden og gjenstanden varierer betydelig, er det også ved denne anordning nødvendig å foreta en betydelig kompenserende spen-ningsforandring for å beholde den samme eller tilsvarende opplad-ningseffektivitet. Tilfredsstillende resultater kan imidlertid oppnås med en konstant påtrykket spenning, spesielt når avstanden mellom forstøveren og gjenstanden ikke varierer innen vide gren-ser. Ved den på tegningen viste anordning blir oppladningseffek-tiviteten holdt forholdsvis konstant selv om det er relativt store endringer i avstanden mellom forstøveren og gjenstanden uten at det foretas nevneverdige kompenserende spenningsforandringer. Use of a charging electrode such as electrode 107 in the apparatus results in far more effective charging of the spray particles than has hitherto been found possible when the nozzle is held at a high voltage for the sole purpose of charging the film. An electrode like electrode 107 can be used when the potential difference between the electrode and the object provides the only charging field. This can be achieved by eliminating the earthed housing portion 103, in which case the entire atomizing device can be of conductive material, which is suitably insulated from earth. To achieve the best results, this arrangement requires quite high voltages to compensate for the greater distance between the electrodes, the second electrode being the object. If the distance between the electrode and the object varies significantly, it is also necessary with this device to make a significant compensating voltage change in order to retain the same or equivalent charging efficiency. However, satisfactory results can be obtained with a constant applied voltage, especially when the distance between the atomizer and the object does not vary within wide limits. With the device shown in the drawing, the charging efficiency is kept relatively constant even if there are relatively large changes in the distance between the atomizer and the object without significant compensating voltage changes being made.

Skjønt det er vist og beskrevet visse utførelsesformer for oppfinnelsen, vil det forstås at det kan foretas mange modifi-kasjoner. F.eks. kan forstøvningsanordningen 100 innrettes for bruk som manuell sprøytepistol ved å utforme metallhuset 103 ved den bakre ende av pistolen som et håndtak. Anvendelsen av motstanden 106 er særlig fordelaktig ved en manuell sprøytepistol da den tjener til å begrense intensiteten av elektriske utladninger som kunne finne sted ved at elektroden 107 kommer i nærheten av en eller annen jordet gjenstand eller en del av operatørens legeme, og reduserer derved faren for brann og elektriske sjokkskader. Hvor det er viktig å nedsette denne risiko, er det tilrådelig å utføre kontaktstykket 106a og elektroden 107 så små som mulig for å redusere deres elektriske kapasitet. Av samme grunn kan det være ønskelig å lage dyseelementet 126, ventilsetet 113 og i det minste den fremre ende av ventilelementet 114 av isolerende materiale. Hvis den fremre del av pistolen blir laget av ledende materiale, elimineres ikke de forannevnte farlige forhold. Although certain embodiments of the invention have been shown and described, it will be understood that many modifications can be made. E.g. the atomizing device 100 can be adapted for use as a manual spray gun by designing the metal housing 103 at the rear end of the gun as a handle. The use of the resistor 106 is particularly advantageous with a manual spray gun as it serves to limit the intensity of electrical discharges that could occur when the electrode 107 comes close to some grounded object or part of the operator's body, thereby reducing the danger of fire and electric shock damage. Where it is important to reduce this risk, it is advisable to make the contact piece 106a and the electrode 107 as small as possible to reduce their electrical capacity. For the same reason, it may be desirable to make the nozzle element 126, the valve seat 113 and at least the front end of the valve element 114 from insulating material. If the front part of the gun is made of conductive material, the aforementioned dangerous conditions are not eliminated.

Claims

1. Apparatus for electrostatic spray painting or coating of an object, comprising a device for supplying coating material under high hydrostatic pressure to an atomizing device with a small opening, and a needle-shaped electrode extending forward in relation to the opening from a location close to it

and which is connected to a high voltage power supply to provide an electrostatic field extending from a location near the opening to the object to effect deposition of the spatter particles, characterized in that said opening (110) is adapted to emit the coating material into the surrounding atmosphere at a very high speed as a thin expanding liquid film in order to cause atomization f r-a canton of the liquid film, so that highly finely divided spray particles are formed, and that the said electrode (107) ends near the edge of the liquid film.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the opening (110) is arranged so that the coating material is sent out approximately parallel to the electrode axis.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the end part (108) of the electrode (107) is placed between the front spraying edge of the liquid film (121) and the opening (110).

4. Apparatus according to one of claims 1-3, characterized in that the opening is designed so that the liquid film has almost exactly straight side edges with an intermediate angle of at least 15.

5. Apparatus according to one of claims i-4, characterized in that the opening has an effective size equivalent to a circular opening which is not larger than 0.38 mm in diameter.

6. Apparatus according to one of claims 1-5, characterized in that the device for supplying coating material produces 1: a hydrostatic pressure which is greater than. 21 kg/cm. and that the opening (110) has a maximum dimension that is not greater than about 0.38 mm.

7. Apparatus according to one of claims 1-6, characterized in that the electrode (107, 108) and the nozzle element (113) are supported by a sleeve part of insulating material.