WO2006126716A1 - 粉体静電塗装用スプレーガン - Google Patents

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air
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Fujio Kobayashi
Tetsuya Okagawa
Kenzo Yanagida
Takuya Matsumoto
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Anest Iwata Corporation
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Definitions

  • the present invention provides a spray gun for powder electrostatic coating in which powder paint is sprayed and applied to an object to be coated by the action of static electricity, and the spray pattern can be adjusted according to the spraying conditions. It is intended to improve the coating efficiency.
  • powder coating uses a solvent, and in addition to coating with a liquid paint that forms a coating film by drying, does not use a solvent, thus saving resources and making it more volatile organic Since it can prevent the discharge of compounds, it has advantages such as being environmentally friendly and having excellent coating strength. Furthermore, it is known as a painting method that can collect and reuse the paint that has not been applied to the object to be painted, and is also excellent in effective use of resources.
  • powder coating with a spray gun is widely used as a coating method that is versatile and can be applied to a wide range of objects.
  • electrostatic coating which uses the application efficiency of high-voltage static electricity to increase the application efficiency of sprayed paint to effectively use resources, has become widespread as an effective application method. It is desired.
  • a normal spray gun for powder coating adheres to the object to be painted using high-voltage static electricity. It is configured as an electrostatic spray gun. Therefore, the powder coating is sent to the sprayer in a fluidized state by compressed air, sprayed from the spray port provided at the tip, charged in the ionization zone due to discharge from the charged electrode, and covered. Painting It will adhere effectively to the object to be painted by the electric field formed.
  • powder coating is supplied with a relatively large amount of air by an ejector-type pump. Therefore, the spray port keeps the flow velocity at a relatively large diameter, and further the spray port.
  • a baffle is placed in front of the spray to suppress the flow rate of the spray going straight so as not to hinder the effect of applying static electricity.
  • the spray flow must be adjustable depending on the shape of the object to be coated.
  • the speed of the spray flow is mainly taken up as a factor of the coating efficiency
  • the spray pattern shape is a factor that forms a uniform coating surface
  • the efficiency depends on the size of the coating surface. It is important to perform typical painting. In other words, by spraying a uniform pattern with a large spread over a large area, it is possible to obtain a film thickness on average and improve workability.
  • powder coating powder paint that has not been applied to the object to be coated is characterized by being collected and reused, but reused powder is unavoidably contaminated with impurities and can be reused. Therefore, it took a lot of money and time for the equipment to be collected and its maintenance work, and when the cost was taken into consideration, there was a situation where industrial benefits declined. Therefore, it is important to improve the coating efficiency with new powder coatings, and it is directly linked to the improvement of workability by shortening the painting time and painting process. ing. _
  • the present invention solves the problem that, in a spray gun for powder coating using static electricity, it has been difficult to adjust the pattern width so far and has not been able to cope with the shape of the object to be coated. -excellent adjust the width, and achieve the best spray condition for painting, improving paint quality and productivity
  • the purpose is to provide a spray 1 ⁇ gun for powder electrostatics that can be used for coating.
  • the static effect on the powder greatly affects the coating efficiency, and it is necessary to use a charging opening for charging efficiency due to electrification.
  • the electrode is placed or the electrode is placed outside the spray.
  • the density of the powder is low because of the conveying air, and sufficient charging effect is not obtained due to the high flow velocity. In particular, it was necessary to charge at a higher voltage and voltage than liquid coating.
  • the sprayed powder coating has a spray pattern in which the sprayed powder coating has a weekly spraying speed and a mist spread on the object to be coated. It is also intended to improve the coating efficiency by forming the sprayed particles with a high charging effect by the charged electrode.
  • the present invention relates to a spray gun for electrostatic powder coating in which air is mixed and fluidized powder is sent to a spray port provided at the tip of a spray gun, and sprayed onto the object to be coated from this spray port. Adjusting air holes for jetting compressed air toward the central spray flow on both sides
  • Adjust the size of the pattern by adjusting the flow rate of the compressed air so that the spray pattern can be adjusted to a wide shape by compressing the central spray flow into a flat shape with compressed air. .
  • a powder nozzle nozzle center opening is opened at the center outlet, and an auxiliary air port for compressed air that is ejected along the powder flow around it is circular.
  • An auxiliary air port for compressed air that is ejected along the powder flow around it is circular.
  • a powder spray flow from the central air P is sprayed from the jet outlet while being surrounded by compressed air from the auxiliary air port.
  • the adjustment air supply amount to the adjustment air ⁇ and the auxiliary air supply amount to the auxiliary air port are variable independently.
  • a high-voltage charged electrode is placed in the center of the powder jet P.
  • the impingement dispersion position ⁇ of the needle that is needle-shaped and spouts out from the nozzle is located immediately before, that is, in the range between the spout and the dispersion position.
  • a cleaning wheel for injecting a compression air toward the tip of the charging electrode protruding forward of the ejection P is provided outside the ejection P.
  • the cleaning air P may also be used as an injection port for injecting the adjustment air.
  • the sprayer at the center always sprays the powder in a stable state, and compresses the compressed air so as to crush the whole from the side surfaces on both sides of the spray flow. Spray, thereby flattening the normally circular spray pattern
  • the pattern width increases as the compression force increases, and the pattern width increases as the shape of the three objects to be coated increases. It is possible to give clothes and to reduce the spraying operation, and to improve the painting efficiency.
  • the turn width can be adjusted easily without interrupting the work by adjusting the supply air provided to the spray gun, and the air volume adjustment device can be controlled automatically. It is also possible to automatically perform pattern control based on an external control signal by supplying air adjusted by an external adjustment valve.
  • an auxiliary air port is provided around the central port from which the powder is ejected, and a straight force can be applied to the spray flow by ejecting the compressed air.
  • the flow rate of the compressed air from the auxiliary air port can be adjusted independently of the adjustment air, so that the spray flow can be easily optimized depending on the shape of the object to be coated and the condition of the coating site. Can be obtained.
  • the powder paint sprayed from the central ejection port is mixed with the carrier airflow by the adjustment air ejected from the side surface. Dispersed to form a spray pattern with an appropriate dispersion and sprayed on the object to be coated.
  • a high voltage is discharged by being applied to the dispersion position or the tip of the charged electrode located just before the dispersion, and the powder dispersed by the ionosphere formed around it is placed in a dense area. When passing through the high ionization zone, it is charged with high efficiency and sprayed toward the object.
  • the charging effect is dispersed in the immediate vicinity of the electrode tip, charging is performed in a concentrated range, and the dispersion position is set at the point where the density of the electric field formed from the electrode tip toward the object is the highest. t is done with high efficiency. Therefore, the coating efficiency of the object to be coated has been improved, and the object to be painted has been difficult to apply. The effect of applying to the side of an object is obtained, and as a result, the application process can be shortened and workability can be improved.
  • the coating efficiency can be improved by reducing the cost required to collect and recycle the excess powder that is scattered, not only when it is not reused, but also when it is reused.
  • the use of resources as a whole system and economic effects can be expected.
  • the spray powder adheres to the charged electrode due to the continuation of use, and this prevents the discharge from the electrode from being obstructed, and the charging effect is prevented by spraying the cleaning air. Electrostatic powder coating can be continued while maintaining efficiency.
  • FIG. 1 is an overall sectional view of a spray gun for electrostatic powder coating according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the spray device portion of FIG. ,is there.
  • FIG. 3 is a front view of the spray device portion of FIG. 2 as viewed from the tip (left) direction.
  • FIG. 4 is a front view of the spray device portion in another embodiment as viewed from the front (left) direction.
  • Fig. 5 is a graph comparing the coating efficiency of the present invention and a conventional powder electrostatic spray gun.
  • Fig. 5 (a) shows the coating efficiency on a flat plate.
  • Fig. 5 (b) shows a round pipe. The coating efficiency is shown.
  • Fig. 6 shows the round pattern of the present invention and the conventional powder electrostatic spray gun. It is a graph that compares the situation when the paint is applied to Eve.
  • FIG. 1 shows an overall cross section of a spray gun for electrostatic powder coating in the practice of the present invention.
  • the gun body 1 has a powder nozzle 3 constituting a spray device attached to the tip, and the powder nozzle of Attach the air cap 2 that can be installed concentrically with 3 and detachable with 4
  • the powder nozzle 3 is connected to a powder passage which is in contact with a powder inlet 7 near the tip from a powder introduction P 10 provided at the rear of the gun body 1 through a supply hose 8.
  • the air path for adjusting the spray is not shown in detail, but the checker supply path 11 is opened at the tip of the gun body 1, and as shown in FIG. Connected to the air hole 3 2 of the empty 1 ⁇ 4 and cap 2 from between the knuckles 4.
  • Another auxiliary air supply path 12 is opened into an auxiliary space 2 4 formed by attaching the powder nozzle 3.
  • voltage generator 5 is built in gun body 1.
  • the high voltage output is connected to the charging electrode 9 arranged at the center of the powder nozzle 3 via the voltage terminal 6.
  • the ⁇ ⁇ -thin 'of the spraying device is explained in FIG. 2.
  • the powder nozzle 3 is made of an insulating resin and forms a nozzle inner passage 20 where powder is supplied to the center.
  • the central port 21 opens and forms a spout 2 2 connected with a larger diameter.
  • Auxiliary air ⁇ 2 3 is formed on the circumference between the central port 2 1 and the spout 2 2.
  • the air from the auxiliary auxiliary 1 ⁇ 4 to 24 is ejected through the auxiliary passage 25 of the powder nozzle 3 and eight auxiliary air openings 23 are formed on the circumference. (Fig. 3 reference).
  • the air cap 2 contacts the powder nozzle 3 and forms a pair.
  • the powder nozzle 3 is configured to be mounted so as to be concentrically rotatable by a sheath, and the front of the powder nozzle 3 is opened at the front of the wrinkle outlet.
  • An adjustment air port 3 1 for injecting compressed air toward the spray flow is provided. The size, injection angle, number, etc. of the adjustment air port 3 1 are selected according to the adjustment balance of the spray. In the embodiment, two pairs are provided.
  • compressed air is supplied to the auxiliary air port 23 and the adjustment air port 31 from the auxiliary air supply path 12 and the adjustment air supply path 11, respectively.
  • these air amounts can be adjusted independently through adjusting means such as each adjusting valve device.
  • two pairs of adjustment air ports 3 1 A and 3 IB are provided at right angles, and only one of the opposite sides is ejected to switch the pattern direction. It can be done. It can easily be used for automatic painting of painting robots, etc., by incorporating it as automatic spray control corresponding to the object to be coated.
  • the spray gun that performs electrostatic powder coating is formed entirely of an insulating resin, including the gun body, and a charged electrode is provided at the tip. It is possible.
  • the powder paint to be sprayed is sent to the powder inlet 10 of the powder spray gun in a state of being fluidized together with the compressed air by the supply pump.
  • the supply pump is a pump that feeds powder that has been fluidized by air, and the amount of air when transported to the powder spray gun is the same as the conventional injector. Pumps that are as small as 1/10 of the pumps are used.
  • a cylinder is used as a preferred example for effectively using the present invention.
  • a positive displacement pump using piston is used.
  • a pump is used that discharges with a small amount of air fed into the cylinder and feeds it to the powder spray gun through the supply hose.
  • the amount of powder supplied is about 50 to 300 g per minute, which is often used as a powder coating.
  • the supply pump in the embodiment, stable supply is possible with an air amount of 8 to 10 liters per minute for conveying and supplying the powder, and the inductor type pump is 60 to 100 liters per minute. This is a significant reduction compared to requiring a liter.
  • the spray nozzle 2 2 of the spray gun has been required to be at least 10 milliliters at a minimum for stable conveyance at low speeds, but it is smaller, preferably about 5 to 7 millimetres. As a result, there is no clogging at the jet outlet, and the jetting speed from there can be at most 1/2 the conventional speed, and on average, about 1/4.
  • the powder sprayed from the center outlet 2 2 is dispersed in a flat state by the adjustment air jetted from the adjustment air ports 3 1 provided on both sides, and spreads flatly. This spread increases as the flow rate of compressed air increases, and is selected according to the coating width of the object to be coated.
  • the amount of air to adjust the spray pattern depends on the amount of powder sprayed.In one example, the discharge amount is 20 liters per minute, and the amount is about 50 liters per minute. A pattern width of approximately 300 mm or more could be obtained at a distance of 200 mm in terms of air volume.On the other hand, if the pattern width expanded by the adjustment air exceeds a certain range, the pattern width becomes the center.
  • the density of the powder is reduced in a state where the part is blown away, resulting in a non-uniform finish on the coating.
  • the spray is made from the auxiliary air port 2 3 provided around the center port 2 1. Compressed air ejected in parallel with the flow can increase the spray flow in the direction of enveloping the spray flow without increasing the back pressure in the powder nozzle, that is, increase the linear force. It is possible to prevent a decrease in density at the center of the pattern and maintain an average density distribution.
  • the spray amount can be concentrated in the center of the pattern, and it is possible to select a spray in a convenient state and improve the above-mentioned problems.
  • the composition of the jet port 2 2, the adjustment air port 3 1, and the auxiliary air port 2 3 forming the spray state can be variously considered depending on the powder spraying conditions, and the size and dimensions of each are limited.
  • spraying conditions must be selected according to the properties of the powder coating and various coating conditions.
  • the adjustment air and The configuration is such that the flow rate of auxiliary air can be adjusted individually, and the configuration is such that the operator is automatically controlled based on the conditions set directly or directly, further increasing the application effect. It will be.
  • the charged negative electrode 9 for obtaining the electrostatic effect is located between the position where the sd wire collides with the spray flow and the jet outlet, and discharges toward the counter electrode when the r3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 pressure is charged.
  • a highly ionized zone is formed o Powder particles that pass through the ionosphere of o are charged and approach the workpiece that is the opposite electrode, and when adsorbed on the substrate with a static effect And become.
  • the adjusted air collides and disperses one after another, so that the air is blown forward by the spray flow that is jetted. Therefore, the ionization zone of the charged electrode can be formed so that it overlaps the position where the powder is dispersed, and it can be installed outside the spray that has been dispersed so far, or it can already be dispersed with a large air flow rate. Compared to the field a provided in the atomized spray flow, [the electrostatic result is obtained].
  • the charged electrode 9 of the present invention has a tip in front of the jet outlet 2 2.
  • the adjustment air for forming the pattern is located in a region where the adjustment air is injected. Therefore, although the powder paint adheres and is a thin electrode, the compressed air is always blown to prevent the paint from adhering. For this reason, compared to simply placing it in the spray flow or installing it near the center of the spray,
  • a cleaning aero that injects a compression air may be provided separately for the purpose of cleaning the paint adhering to the electrode tip.
  • Figure 5 shows an example of the coating efficiency by actual painting.
  • Fig. 6 is a graph showing the state of spraying on the front, back and side surfaces of the spray when a round pipe is painted. According to the present invention, the average is also applied to the side where it is difficult to apply. The coating was seen, and it was possible to improve the overall coating efficiency and average the coating thickness.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

明 細 書
粉体静電塗装用ス プ レーガン
技 術 分 野
本発明は 、 粉体塗料を吹き付け、 静電気の作用で被塗装 物に塗着させる粉体静電塗装用ス プ レーガンにおいて、 吹 き付けの条件に合わせ噴霧パターンを調節 ^能とする と共 に、 塗着効率の向上を図る ものである。
背 景 技 術
多く の塗装法の中で粉体塗装は、 溶剤を使用 し 、 乾燥に よって塗膜を形成する液体塗料による塗装にく らベ、 溶剤 を使用 しないため、 省資源はも と よ り 揮発性有機化合物の 排出を防止できる こ とから環境に優しく 、 また塗膜強度に 優れる等の利点がある。 さ らに被塗装物に塗着しなかつた 塗料を回収して再使用する こ とが可能で 、 資源の有効活用 にも優れている塗装方法と して知られている。
一方、 各種の粉体塗装方法の う ち、 ス プ レーガンによる 粉体塗装は 、 汎用性が.高く 広範囲の被塗装物に対応でき る 塗装方法と して広く利用されている。 また、 高電圧静電気 による塗着効率を利用 し、 噴霧された塗料の塗着効率を高 めて資源の有効活用を図る静電塗装もこれらの有効な塗装 方法と して広い範囲での普及が望まれている。
粉体塗料は、 それ自体で被塗装物への塗着性がないため 、 通常の粉体塗装用ス プ レーガンは噴霧された粉体塗料を 、 高電圧静電気を使用 して被塗装物に付着させる機能を持 ち、 静電ス プ レーガンと して構成されている。 従って、 粉 体塗料は圧縮エアによって流動化された状態でス プ レーガ ンに送り 込まれ、 先端に設けた噴霧口から噴霧された後、 荷電電極からの放電によるイオン化圏域で荷電され、 被塗 装物【こ向けて形成される電界によって被塗装物に効果的に 付着する こ と になる。
一般的な粉体塗料の供給は、 ェジェク タ方式のポンプに よ り 比較的多く の空気と共に送り 込まれるため、 前記の噴 霧口は比較的大きな口径で流速を押さ え、 さ らに噴霧口の 前方にバッフルを配置して直進する噴霧流速を抑え、 静電 気による塗着効果を妨げないよ う に している。
一方、 効率のよい塗装を行う には、 被塗装物の形状によ つて噴霧流は調節でき る必要がある。 前記噴霧流の速度が 主に塗着効率の要因と して取り 上げられる他、 噴霧のバタ ーン形状が均一な塗面を形成する要因 と して、 また塗装面 の大き さに応じた効率的な塗装を行う 上で重要と される。 即ち、 広い面積には大きな広が り を持つ均一なパターンで 吹き付ける こ とで平均的に膜厚を得る こ とができ、 かつ作 業性も良く なるわけで、 これらは長い歴史をもつ液体塗料 用スプレーガンにおいても明らかと されている。
一方で粉体塗装では被塗装物に塗着しなかった粉体塗料 は回収再使用する こ とが特徴と されているが、 再使用の粉 体は不純物の混入が避けられず、 また再使用するために回 収する設備やそのメ ンテナンス作業などに多く の費用 と時 間を必要と し、 コス ト を考慮したと きに工業的なメ リ ッ ト が低下する実態があった。 従って、 新しい粉体塗料での塗 着効率の向上は重要であ り 、 塗装時間や塗装工程の短縮に よる作業性の向上にも直結する こ どから、 これまで以上に その改善が望まれてきている。 _
前述のよ う に、 これまで粉体用スプレーガンは、 粉体塗 料の供給が圧縮エア と と もに搬送供給されるため、 搬送ェ ァによる噴射力がそのまま利用され、 噴霧の分散は前述の ノくッフルが代表的で、 その大き さや形状および配置等によ つて種々の形状 、 大き さが用いられてきている
また、 狭レ、隙間や細い形状をもつ被塗装物の場合には小 さな広が り のハ0ターンが必要であ り 、 平らな広レヽ ifi の塗装 面をもつ被塗装物には大きな広が り のパターンが必要なこ とはい う までもなく 、 これまでにも対向する 2つの噴霧口 からの噴霧流を衝突させてパターンの広が り を得る特開昭
5 4 - 2 4 9 5 3号公報に記載の技術や、 ス リ ッ ト状の噴 霧口 を使用 してパターンを可変とする技術と して特開昭 6
2 - 1 6 3 7 5 8号公報等に示される方法などが提案され ている。
しカゝし --れらの技術はいずれも噴霧口を変化させる もの であ り 、 パタ一ン調整と して噴霧状態や操作性において不 十分であ り 、 実用上で採用するには幾つかの改善が必要と されている
また、 前記の従来技術でも理解できるよ う に 、 粉体塗装 は静電塗衣を 提と したも のが殆んどで、 粉体の嘖出口に 近接し若し < は内包されて荷電電極が設けられてお り 、 粉 体粒子に帯 させる構成を と つている。 し力 し 、 従来の粉 体静電スプレ一ガンの場合、 前述のよ う に噴出口は粉体を 含む多量の搬送空気が噴出するために比較的大きい開口面 積をもってお り 、帯電効率は十分と は言えない状況がある。
発 明 の 開 示
本発明は静電を利用 した粉体塗装用のスプレーガンにお いて、 これまでパターン幅の調整が難しく 、 被塗装物の形 状に広く 対応する こ とができなかった問題を解決し、 バタ ー 幅の調整を容易に行う こ とができ、 しかも塗装に最適 な噴霧状態を可能と して、 塗装品質の向上と生産性の向上 を図る こ とのできる粉体静電 '塗装用スプレ 1 ~ガンを提供す る と を目的と している。
具体的には粉体スプレーガンから唷霧される粉体塗料を
、 被塗装物の形状、 部位等をはじめとする塗 条件にあわ せ 、 最適なパターン幅に容易に でさ る よ に して塗装
PP と涂 効率を'高める こ とである o
また 、 粉体静電塗装においては粉体への静 効果が塗装 効率に大き く影響し、 帯電による塗着効率の改釜口が必要で ある o --れまでは広い開口 をもつ噴霧の中に電極を配置す るか 、 噴霧の外に電極を置く 方法が採られてレ、たが 、 搬送 空気のため粉体の密度が薄く 、 流速が速いため十分な帯電 効果 -が得られず、 一般的にも液体塗装に比較して高レ、電圧 値での荷電が必要であった。
よつて 、 本発明は粉体静電塗装用のスプレ一ガンにおい て、 噴霧された粉体塗料が被塗装物に対して週度な噴霧速 度と 霧の広が り をもった噴霧パターンを形成し 、 その噴 霧粒子に荷電電極による高い帯電効果を与え 、 塗着効率を 向上させる こ と も 目的と している。
本発明は、 エアを混合し流動化状態の粉体をスプレ一ガ ンの先端に設けた噴出口に送り 、 この噴出口から被塗装物 に噴霧する粉体静電塗装用スプレーガンで、 噴出 Π の両側 に中心噴霧流に向かって圧縮エアを噴出する調整空 口 を
B ける と によって、 中心噴霧流を圧縮エアによ り 平形 状につぶして噴霧パターンを幅広い形状に調整でき る よ う にする 圧縮エアの流量は調整可能と してパタ ンの大き さ を調整する。
中心の噴出口には、 粉体ノ ズルの中心口が開口 し、 その 周囲に粉体流に沿って噴出する圧縮エアの補助空気口を円 周上に設ける 0 補助空気口からの圧縮エアに囲まれた状態 で中心空気 Pからの.粉体噴霧流を噴出口から噴霧させる。 調整空気 Πへの調整用ユア供給量と、 補助空気口への補助 エア供給量は 、 それぞれ独立して可変とする o
更に、 実用上の使用形態と して最も好ま しい構成と して
、 粉体噴出 P の中心に高電圧荷電電極を配 し、 該電極は
'
針状で先端を刖記噴射口から噴出する噴射ェァの衝突分散 位置若し < はその直前、 すなわち、 噴出口 と前記分散位置 の範囲に Pスけている。
力 く して 、 スプレ一ガンに内 し 7こ r¾ 圧発生器からの 高電圧を接 する こ と によって操作性を損なわない粉体静 電塗装を可能とする。
更に、 噴出 Pの前方に突出する荷電電極の先端部分に向 けて圧縮ェァを噴射する洗浄ェァ ロ を噴出 Pの外側に設け る。 洗浄ェァ Pは前記調整エアを噴射する噴射口 と兼用 し ても良い。
本発明の粉体スプレ一ガンによれば、 中心の噴霧ロカゝら は常に安定した状態で粉体が噴霧され、 その噴霧流に対し て両側の側面よ り全体を押しつぶすよ う に圧縮エアを吹付 け、 れによって通常円形の噴霧パターンを扁平状にする
· - とがでさ 目 記圧縮ェァの を増加するほどパターン幅 は拡大す つて、 被塗 3士物の形状が広がればパタ ―ン 幅を広げる こ とで被塗装物全体に均一な塗着を与える こ と ができ、 吹付け操作も少な < て済み、 塗装効率をあげる こ とができ
記ノヽ。ターン幅の調整はスプレーガンに備えた供給空気 整 置で簡単に a ^ がでさ 、 作業を中断する こ となく 調整が可能であ り 、 空気量調整装置を自動的に制御した り 、 外部の調整弁によって調整された空気を供給する こ と に よって外部制御信号に基づき 自動的にパターン.制御する こ と も可能である。
また本発明では粉体が噴出する中心口の周囲に補助空気 口を設け、 圧縮エアを噴出させる こ と によって噴霧流に直 進力を与える こ と ができ る。補助空気口からの圧縮エアは、 前記調整エアと は独立 してその流量を調整でき、 これによ つて噴霧流は被塗装物の形状や塗装部位の状態に応じて最 適な噴霧流を容易に得る こ とができ る。
特に従来のスプレーガンでは入り 込まなかった隙間や狭 い隅部をもつ被塗装物に塗装する場合は、 補助空気口から の圧縮エアを増加させ直進する噴霧流に勢いをつける こ と も容易に且つすばやく 対応でき、 複雑な形状の被塗装物も 、 作業性を損な う こ となく 粉体塗装が可能と なる。
また、 本発明の粉体静電塗装スプレーガンによれば、 中 心の噴出口から噴霧される粉体塗料は、 搬送気流に混合さ れた状態で、 側面から噴射される調整エアによ り 分散され 、 適度な分散による噴霧パターンを形成して被塗装物に噴 霧される。 この分散位置若しく は分散する直前に位置する 荷電電極の先端部に印加されて高電圧を放電し、 その周囲 に形成されるイオン化圏域によって分散された粉体は、 密 度の高い領域に高度のイオン化圏域を通過する際、 高い効 率で帯電させられ被塗装物に向かって吹き付けちれる。
帯電効果は、 電極先端の直近で分散されるため集中 した 範囲で帯電が行われ、 電極先端から被塗装物に向かって形 成される電界の最も高い密度となる点に分散位置を設定し て tいるために高い効率で行われる。 従って、 被塗装物にお ける塗着効率が向上し、 これまで塗着しにく かった被塗装 物の側面にも塗着するなどの効果が得られ、 結果と して塗 装工程が短縮できて作業性が向上できる。
また、 塗着効率の向上は、 飛散して しま う余剰粉体を再 使用 しない場合はもちろん、 再使用する場合であってもそ の際の回収や再生に要する コス トの削減が図れ、 塗装シス テム全体と しての資源活用、 経済効果が期待でき る もので ある
さ らに本発明では 使用の継続によって噴霧粉体が荷電 電極に付着し、 これによって電極からの放電が阻害され、 帯電効果が低下する と を洗浄エアの噴射によって防止す るため安定した塗着効率を維持して粉体静電塗装を継続す る こ と ができ る。
図 面 の 簡 単 な 説 明
本発明をよ り 理解して実際的な効果を明 らかにするため に 、 本発明の効果的な実施例を示す次の添付図面が参照さ れ
第 1 図は、 本発明の粉体静電塗装用スプレーガンの全体 断面図である。
第 2図は、 第 1 図の噴霧装置部分を拡大して示した断面 図 。、ある。
第 3 図は、 第 2 図の噴霧装置部分を先端 (左) 方向から 見た正面図である。
第 4図は、 他の実施例における噴霧装置部分を先端 (左) 方向から見た正面図である。
第 5 図は、 本発明 と従来の粉体静電スプレーガンの塗着 効率を比較したグラフで、 第 5 図 ( a ) は平板での塗着効 率 第 5 図 ( b ) は丸パイ プでの塗着効率を示す。
第 6 図は、 本発明 と従来の粉体静電スプレーガンで丸パ イブに塗装した場合のつき回 り 状況を比較したグラ フ図で ある。
発明を実施するための最良の形
第 1 図は本発明の実施における粉体静電塗装用スプレー ガンの全体断面を示すも ので、 ガン本体 1 は先端に噴霧装 置を構成する粉体ノ ズル 3 を取り付け、 の粉体ノ ズル 3 と 同心に取り付けられる空気キヤ ップ 2 をカ ノく一 4で着脱 可能に取り付けてレ、る 。 粉体ノズル 3 にはガン本体 1 の後 部に設けた粉体導入 P 1 0から供給ホース 8 を経て先端近 く の粉体入口 7 に接 される粉体の通路が接続される。 噴 霧を調整するエアの 路は詳細には図示していなレ、が、 調 ェァ供給路 1 1 がガン本体 1 先端に開 P し、 図 2 に示す よ 5 に前記粉体ノズル 3 とカ ノく一 4 との間から空 ¼やャ ッ プ 2 の調整エア孔 3 2 に接続される。 別の補助ヱァ供給路 1 2 は粉体ノ ズル 3 の取り 付けによって形成される補助空 室 2 4 に開口 されている。
本実施例の場合 電圧発生器 5 をガン本体 1 に内蔵し
—ヽ
その高電圧出力は 電圧端子 6 よ り 、 刖記粉体ノ ズノレ 3 の中心部に配置される荷電電極 9 に接続される構成になつ てレ、る。
噴霧装置の δ^-細' ,は第 2 図で説明する と 、 粉体ノ ズノレ 3 は 絶縁性樹脂ででき 、 中心部に粉体が供給される ノ ズノレ内通 路 2 0 を形成し、 その先端は中心口 2 1 が開口 し更に大さ な口径でつながる噴出口 2 2 を形成してレ、る。 中心口 2 1 と噴出口 2 2 の間には、 円周上に補助空 Ρ 2 3 を形成し
、-
、 刖記補助 ¼至 2 4 からのエアを粉体ノ ズノレ 3 の補助 路 2 5 を経て噴出する構成と している の実施例で は円周上に 8個の補助空気口 2 3 を形成している (第 3 図 参照)。
空気キャ ップ 2 は粉体ノ ズル 3 と接触して対を成すテ'一 ノ、。シー 卜によって同心に回転可能に取り付く よ う に構成 し 、 前記粉体ノ ズル 3 の嘖出口前方を開口 させ、 その前方両 側に対向させた角部 3 3 に、 前記粉体ノ ズル 3からの噴霧 流に向けて圧縮エアを噴射する調整空気口 3 1 を設けてい る。 調整空気口 3 1 は大き さ、 噴射角度、 数などが噴霧の 調整バランスに応じて選択される。 実施例ではそれぞれ 2 つずつ対に設けられている。
また、 補助空気口 2 3及び調整空気口 3 1 への圧縮エア の供給は、 それぞれ前記補助エア供給路 1 2及び調整エア 供給路 1 1 から供給される。 これらのエア量は、 図示され ていないがそれぞれの調整弁装置等の調整手段を介して独 立 して調整される構成とする こ とができ る。
また、 別の実施例においては第 4図に示すよ う に、 調整 空気口 3 1 A、 3 I Bを直角方向に二対設け、 相対する一 側のみを噴出させてパターン方向の切 り替えを行う こ とが 可能である。 被塗装物に対応させた自動噴霧制御と して組 み込み、 塗装ロボッ トなどの自動塗装に用いる こ と も容易 に行える。
粉体静電塗装を行う スプレーガンと しては、 他の静電塗 装用スプレ一ガンの構成と同様、 ガン本体をはじめと して 全体が絶縁性樹脂で形成され、 荷電 極が先端に設けられ る。 本実施例の場合 、 噴出口の中央に先端が数ミ リ 突出す る 1AL になる よ う に 、 ガン本体 1 に取り付けられた荷電電 極 9 の後端 \ B 【フ 7こ電極端子 9 1 が 、 ガン本体 1 に内蔵し た *高電圧発生器 5 の高電圧出力側に接続さ.れて延出する高 電圧端子 6 に電気的に接続される よ 5 に構成されている。 噴霧する粉体塗料は、 供給ポンプによって圧縮エア と共 に流動化された状態で粉体スプレーガンの粉体導入口 1 0 に送り 込まれる。 本実施例の場合、 供給ポンプはエアによ り 流動化 した粉体を送り 出す方式のポンプが用いられ、 粉 体スプレ一ガンに搬送する と きのエア量が、 従来のイ ンジ ェク タ式ポンプの 1 / 1 0程の少量であるポンプが用いら れている。
本発明を効果的に使用するため好適な例と してシリ ンダ
• ピス ト ンを利用 した容積形のポンプが使用される。 この 種のポンプの例と して、 円筒状シリ ンダ内を往復動する ピ ス ト ンの移動によ り繰り 返される加圧減圧によって粉体を シリ ンダ内に吸引 し、 流動化させるためにシリ ンダ内に送 り 込む僅かなエア と共に吐出 し、 供給ホースを通 して粉体 スプレーガンに供給するポンプが用いられる。 粉体の供給 量は毎分 5 0 g から 3 0 0 g程度が粉体塗装と して良く使 用される範囲と されている。
実施例による供給ポンプでは、 粉体を搬送供給するのに 毎分 8 乃至 1 0 リ ッ トルのエア量で安定供給が可能で、 ィ ンジュク タ式ポンプが毎分 6 0カゝら 1 0 0 リ ッ トルを必要 とするのに対して、 大幅な削減と なる。 低速での安定搬送 の為スプレ一ガンの粉体噴出口 2 2 は、 従来最小でも 1 0 数ミ リ を必要と していたが、 それよ り 小さ く 、 好適には 5 乃至 7 ミ リ程度の噴出口に して詰ま り がなく 、 そこから噴 出する速度は最大でも従来の 1 / 2、 平均的には 1 / 4程 度にする こ とが可能となる。
中心部の噴出口 2 2 から噴霧された粉体は、 両側面に設 けられた調整空気口 3 1 から噴射される調整エアによって 全体を押しつぶされる状態で分散し、 扁平に広げられる。 この広が り は圧縮エアの流量が多く なるほど広がる こ と に な り 、 被塗装物の塗装幅に応じて選択される ことになる。 噴霧パターンを調整する調整空気の量は粉体の噴出量によ る -- とは当然であるが、 一例では毎分 2 0 0 g の吐出量に 対し 、 毎分 5 0 リ ッ トル程度の空気量で 2 0 0 . m m離れた 位 で約 3 0 0 m m以上のパターン幅を得る こ とが出来た 置 一方、 調整エアによ り 拡大されたパターン幅は一定の範 囲を超える と 中央部が吹き飛ばされる状態で粉体の密度が 減少し、 塗着に対して不均一な仕上が り を生ずる結果と な る 本発明では中心口 2 1 の周囲に設けた補助空気口 2 3 から噴霧流と平行に噴出させる圧縮エアによ り粉体ノ ズル 内の背圧を増加させるこ となく 、 噴霧流を包み込む状態で 方への噴霧流を強く 、即ち直進力を強く する こ とが出来、 記パターン中心部の密度減少を防止 し平均的な密度の分 布状態を維持する こ とが可能と なる。
また、 被塗装物の奥まつた隅部を噴霧塗装するよ う な場 a 、 静電気によるエッジ効果も加わり 、 噴霧流に勢いがな レヽと入り 込まない状況にな り 、 塗着に不均一さが生じて し ま が、 前記同様補助エアを加える こ とで直進力が増加し
、 噴霧量をパターン中心部に集中させる こ とができ、 都合 の良い状態での噴霧を,選択し、 前記の不具合を改善する こ とが可能と なる。
噴霧状態を形成する前記噴出口 2 2、 調整空気口 3 1 、 補助空気口 2 3 の構成ゃバラ ンスは、 粉体噴霧の条件によ 種々考え られ、 個々の大き さや寸法が限定される もので な ,く 、 粉体塗料の性状や各種塗装条件によって噴霧の条件 が選択されなければならない。 こ のため前記調整エアと補 助エアの流量はそれぞれ個別に調整でき る構成と し、 作業 者が直接も しく は設定された条件に基づいて自動的に制御 される よ う に構成する こ とで、 更に適用効果が増大する こ と になる。
また 静電効果を得るための荷电 ¾極 9 は 刖 sd ェ ァが噴霧流に衝突する位置と噴出口の間にあ り r¾ ¾圧を 荷電する と対極に向つて放電し 電極先端には高度のィォ ン化圏域が形成ざれる o のィォン化圏域を通過する粉体 粒子は帯電され 対極である被塗装物に近づレ、たと き静 効果で被塗 物に吸着するこ と になる。
イオン化圏域は噴射される噴霧流によつて前力に流され る よ う に、 記調整エアが衝突して分散する粉体に次々 に 帯電を行う と になる。 従つて、 粉体が分散する位置に重 なる'よ う に荷電電極のィォン化域を形成する こ とが出来、 これまで分散された噴霧の外側に設けた り 既に多量の空 気流量で分散化された噴霧流中に設けた場 a に比較し、 [¾ ぃ静電効果が得られる結果となる。
本発明の荷電電極 9 は先端が噴出口 2 2 の前方にあって
、 前記パタ一ンを形成するための調整エアが噴射される領 域に位置している。 従って 、 粉体塗料が付着しゃすい電極 であるが、 常に圧縮エアが吹き付け られる と にな り 塗料 の付着が防止される。 このため単に噴霧流の中においた場 合や噴霧の中心から外れた近傍に設置した場合に比較し、
Φ
常に正常なェァが吹き付けられるために、 荷 極 9 の帯 電効果は常に安定した性能を発揮する こ とができる 。 噴霧 とは別に電極先端に付着した塗料を清掃する 目的であれば 別途、 圧縮ェァを噴射する洗浄エアロ を設けても良い。
第 5 図は実際の塗装による塗着効率を示す一例であるが 3
、 平板及び丸パイプに対して行ったと きの塗着効率の比較 を示している。 いずれの場合も既存の嘖霧ノ ズルから開口 形状のまま噴霧するスプレーガンを用い、 搬送空気量が少 ない供給装置からの粉体を噴霧する場合 (A ) と、 イ ンジ ェク タポンプを使用 し、 多量の搬送空気で供給される粉体 を噴霧する場合( B ) と の比較において、本発明の場合( C: が高い効率を示してい。
また、 第 6 図は丸パイプを塗装した場合に噴霧の正面と 裏面及び側面の塗着状況をグラフ化した図であるが、 本発 明によれば塗着しにく い側面にも平均した塗着が見られ、 全体と しての塗着効率の向上と塗膜厚の平均化に効果を得 るこ とが出来た。

Claims

請 求 の 範 囲 エアを混合し流動化状態の粉体をス プレーガンの先端に設け た噴出口に送り 、 被塗装物に噴霧する粉体塗装用スプレーガ ンであって、 前記噴出口からの噴霧流に向かって、 圧縮エア を噴射する調整空気口を前記噴出口の両側に^ "向 して設け、 前記圧縮エアは流量調整手段を介して前記調整空気口に供給 してなる粉体静電塗装用スプレーガン。 前記噴出口は、 スプレーガンの先端に設けた粉体ノ ズルの中 心に設けた中心口 と、 該中心口から噴出する粉体の流れに沿 つて噴出する よ う に、 中心口の外側に円周状に設け られた補 助空気口 を内在 してなる請求項 1 に記載の粉体静電塗装用ス プレーガン。 前記調整空気口への調整用エア供給量と、 前記補助空気口へ の補助エア供給量をそれぞれ独立して可変とする請求項 2 に 記載の粉体静電塗装用スプレーガン。 前記噴出口 の中心に高電圧荷電電極を配置し、 スプレーガン に内蔵した高電圧発生器からの高電圧を接続して噴霧流を帯 電させる構成と した請求項 1 に記載の粉体静電塗装用スプレ 一ガン。 前記高電圧荷電電極は、 針状で先端を調整空気口からの噴射 エアの衝突分散位置、 若しく は粉体の噴出口 と前記分散位置 の範+囲に設けた請求項 1 又は 4 に記載の粉体静電塗装用スプ レーガン。 前記噴出口の前方に突出する高電圧荷電電極の先端部分に向 けて圧縮エアを噴射する洗浄エア口を、 前記噴出口の外側に 設けた請求項 1又は 4に記載の粉体静電塗装用スプレーガン
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