WO2020084961A1 - 直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法及び静電塗装装置 - Google Patents

直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法及び静電塗装装置 Download PDF

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paint
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electrostatic coating
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真鍋敬二
秋元峻
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株式会社大気社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic coating method and an electrostatic coating device using a solvent type paint of a direct charging type, and more specifically, a step of supplying a solvent type paint to a paint spray section through a paint path, and a step of installing the paint spray section.
  • a high voltage is applied to the solvent-based paint by direct contact between the high-voltage electrode and the solvent-based paint;
  • the step of spraying the solvent-based paint from the paint spraying section includes a direct charging method electrostatic coating method using a solvent-based paint.
  • an electrostatic coating device for carrying out the method.
  • Electrostatic coating has an indirect charging method and a direct charging method.
  • the paint particles sprayed from the coating machine are charged in the following charging modes.
  • the direct charging method (see FIG. 5), a negative high voltage is applied to the rotary atomizing head 4 mounted at the tip of the coating machine 3, but the electric resistance value used conventionally is 100 M ⁇ ⁇ cm or more.
  • the paint of No. 1 does not become negatively charged when atomized in the rotary atomizing head 4, and the atomized paint particles p are discharged in large amounts from the rotary atomizing head 4 in the subsequent flight process. When it collides with negative ions i, it is charged with negative polarity. Then, the coating particles p charged with the negative polarity in this way are attracted to the article to be coated 2 by the electrostatic attraction acting on the article to be coated 2 and adhere to the surface of the article to be coated 2.
  • the direct charging method is generally said to have a larger charge amount of the sprayed paint particles, and the coating efficiency of the coating material to the object to be coated is higher.
  • the main problem of the present invention is to further improve the coating efficiency obtained by electrostatic coating using a solvent-based paint of the direct charging system by rationalizing the charging form of the sprayed paint particles. .
  • a first characteristic configuration of the present invention relates to an electrostatic coating method using a solvent type paint of a direct charging system, and the characteristic is A step in which the solvent-based paint is supplied to the paint spray section through the paint path, A step of applying a high voltage to the solvent-based paint by direct contact between the solvent-based paint and a high-voltage electrode provided in the paint spraying section; In a state where a high voltage is applied to the solvent-based paint by the high-voltage electrode, the step of spraying the solvent-based paint from the paint spraying section includes a direct charging method electrostatic coating method using a solvent-based paint.
  • the charge amount of the paint particles of the solvent-based paint sprayed from the paint spraying section is more effective than the conventional electrostatic coating using the solvent-based paint of the direct charging system. It is possible to improve the coating efficiency of the solvent-based paint to the object to be coated.
  • the paint particles p ′ of the solvent-based paint t ′ are negatively charged in the state of being in direct contact with the high voltage electrode 5 in the spraying process in the paint spraying unit 4. There is nothing to do (or very little even if it is charged), and it is sprayed from the paint spraying section 4 in an electrically neutralized state and the direct contact with the high voltage electrode 5 is cut off.
  • the paint particles p ′ sprayed in the electrically neutralized state collide with a large amount of negative ions i emitted from the high-voltage electrode 5 in the subsequent flight process, and are charged to the negative polarity for the first time. .
  • the paint particles p ′ are not charged when the solvent-based paint t ′ is sprayed, and only collisions with a large amount of ions i emitted from the high-voltage electrode 5 are performed. It was found that the charging of the paint particles p ′ was a cause of limiting the charge amount of the paint particles p ′.
  • collision charge this type of charge is referred to as collision charge.
  • the induction charging and the subsequent collision charging effectively increase the charge amount of the paint particles of the solvent-based paint sprayed from the paint spraying section, as compared with the conventional electrostatic coating using the solvent-based paint of the direct charging system. It is possible to effectively improve the coating efficiency of the solvent-based paint to the article to be coated.
  • a second characteristic constitution of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the electrostatic coating method of the first characteristic constitution, and the characteristic thereof is:
  • a solvent-based paint having a volume electric resistance of 10 M ⁇ ⁇ cm or less is used as the solvent-based paint having an electric resistance value smaller than a set threshold value.
  • the volume electric resistance value (volume specific resistance value) of the solvent-based paint is set to less than 100 M ⁇ , the above-mentioned dielectric electrification can be started to be recognized. It was found that when the volumetric electric resistance value of the solvent-based paint was set to 10 M ⁇ or less, the above-mentioned dielectric charging was remarkably observed, and the increase in the charge amount of the paint particles became more remarkable than before.
  • the charge amount of the paint particles of the solvent-based paint sprayed from the paint spray section can be more effectively increased and the coating target can be more effectively compared with the conventional method. It is possible to more effectively improve the coating efficiency of the solvent-based paint on the object.
  • the third characteristic constitution of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the electrostatic coating method of the first or second characteristic constitution, and the characteristic thereof is:
  • a rotary atomizing head that scatters the solvent-based paint from the peripheral portion by centrifugal force due to rotation is used,
  • the rotary atomizing head serves as the high-voltage electrode, and a high voltage is applied to the solvent-based paint by direct contact between the solvent-based paint supplied to the rotary atomizing head and the rotary atomizing head.
  • the solvent-based paint supplied to the rotary atomizing head through the paint path is atomized and scattered from the peripheral portion of the rotary atomizing head by the centrifugal force generated by the rotation of the rotary atomizing head.
  • the rotary atomizing head is a high-voltage electrode
  • the paint particles of the solvent-based paint separate from the peripheral portion of the rotary atomizing head and are scattered, the solvent is generated by the above-mentioned induction charging.
  • the paint particles of the system paint are charged to the same polarity as the rotary atomizing head which is a high voltage electrode.
  • the entire amount of the solvent-based paint supplied through the paint path is sprayed by being scattered from the peripheral portion of the rotary atomizing head, so that the solvent-based paint supplied is supplied.
  • Both the induction charging and the collision charging described above can be more efficiently generated for the entire amount.
  • a fourth characteristic constitution of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the electrostatic coating method according to any one of the first to third characteristic constitutions.
  • an electrical ground point on the paint path and the high-voltage electrode And the current-carrying resistance value of the series of the solvent-based paints between and is kept above the set safety value.
  • the electrostatic coating method of the fourth characteristic configuration if a sufficiently large energization resistance value is set as the above-mentioned set safety value, an electrically grounded point on the paint path from the high voltage electrode through the series of solvent-based paints. In the meantime, the high voltage applied to the solvent-based paint by the high-voltage electrode can be sufficiently lowered by the energization resistance of the solvent-based paint, and as a result, the solvent-based paint having a small electric resistance value as the solvent-based paint. It is possible to carry out electrostatic coating work safely and stably while using.
  • a specific method for maintaining the conduction resistance value of a series of solvent-based paints between the electrical grounding point on the paint path and the high-voltage electrode above a set safety value is as follows: The smaller the distance between the and the paint path, the smaller the diameter of the paint path, and the larger the diameter of the paint path, the greater the distance between the high-voltage electrode and the electrical grounding point. It suffices that the series resistance value of the solvent-based paint between the high-voltage electrode and the high-voltage electrode be equal to or higher than the set safety value.
  • a fifth characteristic configuration of the present invention relates to a direct charging type electrostatic coating device using a solvent-based paint for performing the electrostatic coating method of the first characteristic configuration described above. Equipped with a paint spray unit where solvent-based paint is supplied through the paint path, The paint spray section is equipped with a high voltage electrode for applying a high voltage to the solvent paint by direct contact with the solvent paint, In a state where a high voltage is applied to the solvent-based paint by the high-voltage electrode, the solvent-based paint is a direct charging type solvent-based paint electrostatic coating device sprayed from the paint spraying unit, The volumetric electric resistance value of the solvent-based paint is 10 M ⁇ ⁇ cm or less, The high-voltage electrode has an ion-releasing property that emits ions of the same polarity as the high-voltage electrode to the surroundings in parallel with the high-voltage application to the solvent-based paint.
  • the solvent-based coating used has a volume electric resistance value (volume specific resistance value) of 10 M ⁇ ⁇ cm or less, so that the above-mentioned induction charging is effectively generated. Since the high-voltage electrode has an ion-releasing property that emits ions having the same polarity as the high-voltage electrode to the surroundings, the collision charging described above is also effectively generated.
  • the electrostatic coating method having the first characteristic configuration described above is performed, and thus, compared with the conventional electrostatic coating using the solvent-based paint of the direct charging system.
  • the amount of electrification of the paint particles of the solvent-based paint sprayed from the paint spraying section can be effectively increased, and thus the coating efficiency of the solvent-based paint on the object to be coated can be effectively improved.
  • a sixth characteristic configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the fifth characteristic configuration, and the characteristic is
  • the paint spraying section is a bell-type rotary atomizing head that also serves as the high-voltage electrode.
  • the solvent-based paint supplied to the bell-type rotary atomizing head through the paint path is centrifugally generated by the rotation of the bell-type rotary atomizing head, and the peripheral portion of the bell-type rotary atomizing head is The particles are atomized and sprayed in a scattered form, but like the electrostatic coating method of the third characteristic configuration described above, the bell-type rotary atomizing head also serves as a high-voltage electrode, so that the paint particles of the solvent-based paint are When the bell-shaped rotary atomizing head is separated from the peripheral portion and scattered, the coating particles of the solvent-based paint are charged to the same polarity as that of the bell-type rotary atomizing head, which is a high-voltage electrode, due to the above-mentioned induction charging.
  • the electrostatic coating method of the third characteristic configuration described above is performed, and all the amount of the solvent-based coating material supplied through the coating path is of the bell type rotary atomizing head.
  • the above-mentioned induction charging and collision charging can be more efficiently generated with respect to the total amount of the solvent-based coating material supplied.
  • a seventh characteristic configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the electrostatic coating apparatus of the fifth or sixth characteristic configuration, and the characteristic thereof is: In order to prevent the high-voltage electrode in a high-voltage applied state from being short-circuited to the ground through the solvent-based paint existing in the paint path, an electrical ground point on the paint path and the high-voltage electrode The current-carrying resistance value of the series of solvent-based paints between and is above a set safety value.
  • the electrostatic coating apparatus having the seventh characteristic configuration by performing the electrostatic coating method having the fourth characteristic configuration described above, an electrical grounding point on the coating path from the high-voltage electrode through the series of solvent-based coatings.
  • the high voltage applied to the solvent-based paint by the high-voltage electrode can be sufficiently lowered by the energization resistance of the solvent-based paint, and as a result, the solvent-based paint having a small electric resistance value as the solvent-based paint. It is possible to carry out electrostatic coating work safely and stably while using.
  • the electrostatic coating method of the fourth characteristic configuration is used as a specific method for increasing the current-carrying resistance value of a series of solvent-based paints between the electrically grounded portion on the paint path and the high-voltage electrode to a set safety value or more.
  • the electrostatic coating method of the fourth characteristic configuration is used.
  • the shorter the distance between the high-voltage electrode and the electrical grounding point the smaller the diameter of the paint path, and the larger the diameter of the coating path, the higher the voltage between the high-voltage electrode and the electrical grounding point.
  • the energization resistance value of the series of solvent-based paint between the electrically grounded portion and the high-voltage electrode may be set to be equal to or higher than the set safety value.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrostatic coating apparatus using a solvent-based paint showing an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the charged form of the solvent-based paint particles.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a charged form of solvent-based paint particles in the past.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the indirect charging method shown in Patent Document 1.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the direct charging method disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1 shows an electrostatic coating device 1 of a direct charging type.
  • This electrostatic coating device 1 is a coating machine for spraying a solvent-based coating material t containing an organic solvent such as thinner onto an article to be coated 2 such as an automobile body.
  • a bell-shaped rotary atomizing head 4 is provided as a paint spraying unit at the tip of the coating machine 3.
  • a paint passage 6 for guiding the solvent-based paint t is connected to a paint discharge port 4a formed in the center of the bell-type rotary atomizing head 4, and this paint passage 6 is connected from a paint supply source 7 to a coating machine 3 It is formed by a paint hose extending over and an internal paint pipe passing through the inside of the painting machine 3.
  • the solvent-based paint t supplied to the paint discharge port 4a of the bell-type rotary atomization head 4 through this paint path 6 is discharged from the paint discharge port 4a to the central bottom top of the front-side concave portion of the bell-type rotary atomization head 4. Following this discharge, the solvent-based paint t is transmitted through the surface of the front concave portion of the bell-type rotary atomizing head 4 by the centrifugal force generated by the high-speed rotation of the bell-type rotary atomizing head 4, 4 to the peripheral part.
  • the electrostatic coating device 1 is equipped with a high voltage generator 8 for applying a potential difference between the object to be coated 2 and the coater 3.
  • the negative terminal of the high voltage generator 8 is provided.
  • the bell-type rotary atomizing head 4 is a paint spraying unit and at the same time a high voltage generator 8 is generated.
  • It also serves as a high-voltage electrode for applying a negative polarity high voltage to the solvent-based paint t to be sprayed.
  • the solvent-based paint t discharged from the paint discharge port 4 a is kept in a bell state until the discharged solvent-based paint t becomes spray paint particles p and is separated from the peripheral portion of the bell-type rotary atomizing head 4.
  • a high voltage of negative polarity is applied by direct contact with the mold rotary atomizing head 4.
  • the opposite polarity terminal of the high voltage generator 8 is electrically grounded as a grounding terminal, and the article 2 to be coated is also electrically grounded through the ground wire 9.
  • the paint particles p of the solvent-based paint t sprayed from the bell-type rotary atomizing head 4 have the same polarity as the bell-type rotary atomizing head 4 due to the existence of the bell-type rotary atomizing head 4 which also serves as the high-voltage electrode 5.
  • the solvent type paint t sprayed from the bell-type rotary atomizing head 4 to the coating object 2 by electrostatic attraction acting between the coating material 2 and the coating object 2. It is attracted and adheres to the surface of the article to be coated 2.
  • a highly conductive solvent-based paint t having an electric resistance value smaller than that of a normal solvent-based paint is used.
  • the volume electric resistance value r volume specific resistance value
  • the solvent-based paint t having a value of 10 M ⁇ ⁇ cm or less is supplied from the paint supply source 7 to the bell-type rotary atomizing head 4 of the coating machine 3.
  • the paint particles p'of the solvent-based paint t'are not charged to a negative polarity (or even if charged) in a state where the paint particles p'of the solvent-based paint t'are in direct contact with the bell type rotary atomizing head 4 which is the high voltage electrode 5. Only slightly), the bell-shaped rotary atomizing head 4 separates and scatters while still in an electrically neutralized state.
  • the paint particles p ′ sprayed in the electrically neutralized state are the negative ions i (specifically, the negative ions i emitted from the bell-shaped rotary atomizing head 4 which is the high voltage electrode 5 in the subsequent flight process.
  • negative charge is applied to the negative polarity for the first time by negative charge (-) from the negative ions i, whereby the paint particles p ′ are coated by the electrostatic attraction. Be attracted to.
  • the paint particles p of the solvent-based paint t in the spraying process from the bell-type rotary atomizing head 4 are as shown in FIG.
  • the direct contact with the bell-type rotary atomizing head 4 that is the high-voltage electrode 5 effectively promotes the dielectric polarization, and the direct contact with the bell-type rotary atomizing head 4 that is the high-voltage electrode 5 is performed.
  • the amount of negative polarity charges is further increased by so-called collision charging.
  • the electrostatic charge amount of the coating particles p is effectively increased by the two types of charging including the above-mentioned induction charging and the subsequent collision charging, as compared with the conventional direct charging type electrostatic coating. This makes it possible to effectively enhance the coating efficiency of the solvent-based paint t on the article to be coated 2.
  • 6e serves as a grounding path portion where the bell-type rotary atomizing head 4 is electrically grounded through the solvent-based paint t existing continuously in the portion 6e.
  • the grounding path portion 6e is provided.
  • the energization resistance value R of the solvent-based paint t existing in 6e (that is, the energization resistance value of the series of solvent-based paint t between the bell-type rotary atomizing head 4 and the electrical grounding point 10) is a set safety value SR.
  • the path length and path diameter of the ground path portion 6e are determined so as to be maintained as above.
  • the bell-type rotary atomizing head 4 as the high-voltage electrode 5 causes the solvent-based paint t in the paint path 6 to move. It is possible to reliably prevent a short-circuited grounding state through the paint t, which enables safe and stable electrostatic coating work while using the solvent-based paint t having a small electric resistance value r. .
  • the solvent-based paint t having a volume electric resistance value r of 10 M ⁇ ⁇ cm or less is shown.
  • the volume electric resistance value r of the solvent-based paint t used is less than 100 M ⁇ ⁇ cm. Since the above-mentioned induction charging in which the paint particles p are already in the charged state is started to be recognized when the direct contact between the paint particles p and the high-voltage electrode 5 is cut off, for example, the volume electric resistance value r is 30 M ⁇ ⁇ cm or less, It is also possible to use a solvent-based paint t of 50 M ⁇ ⁇ cm or less.
  • the set threshold value may be an electric resistance value at which induction charging is sufficiently recognized.
  • the rotary atomizing head 4 of a bell type or the like is used as the paint spraying section, but the invention is not limited to this, and the paint spraying section may be of a nozzle type.
  • the high-voltage electrode 5 provided in the paint spraying section 4 is not limited to this, and is a needle-shaped electrode.
  • the nozzle that is the paint spraying unit 4 may also be used as the high voltage electrode.
  • the object 2 to be coated is not limited to the automobile body, and may be any automobile part such as a bumper, a casing for home electric appliances, or a building material.
  • the present invention can be used for a direct charging type electrostatic coating for coating various objects with a solvent-based paint.

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Abstract

被塗物に対する溶剤系塗料の塗着効率を向上させる。溶剤系塗料ｔが塗料経路６を通じて塗料噴霧部４に供給されるステップと、高電圧電極５との直接接触により溶剤系塗料ｔに高電圧が印加されるステップと、高電圧電極５により溶剤系塗料ｔに高電圧が印加されている状態において、溶剤系塗料ｔが塗料噴霧部４から噴霧されるステップと、を含む静電塗装において、電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料ｔを使用することで、溶剤系塗料ｔの塗料粒子と高電圧電極５との直接接触が断たれる時点での塗料粒子の帯電量を増大させるステップと、飛翔する塗料粒子に対して高電圧電極５から放出されるイオンを衝突させることで、塗料粒子の帯電量を更に増大させるステップとを備える。

Description

直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法及び静電塗装装置
　本発明は、直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法及び静電塗装装置に関し、詳しくは、溶剤系塗料が塗料経路を通じて塗料噴霧部に供給されるステップと、前記塗料噴霧部に装備された高電圧電極と前記溶剤系塗料との直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されるステップと、
　前記高電圧電極により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されている状態において、前記溶剤系塗料が前記塗料噴霧部から噴霧されるステップと、を含む直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法、及び、その方法を実施する静電塗装装置に関する。
　静電塗装には間接帯電方式と直接帯電方式とがあり、これら間接帯電方式及び直接帯電方式では、塗装機から噴霧される塗料粒子は夫々、次のような帯電形態で帯電する。
　間接帯電方式（図４参照）では、マイナスの高電圧が塗装機３の外部電極５′に印加されると、外部電極５′の周囲には大量のマイナスイオンｉが放出される。このため、塗装機３から噴霧される塗料粒子ｐは、外部電極５′による静電誘導により一度はプラス極性に帯電するが、噴霧後の飛翔過程において塗料粒子ｐは、外部電極５′から放出されたマイナスイオンｉと衝突することで電気的に中和されるとともに、更に多くのマイナスイオンｉと衝突することでマイナス極性に帯電する。そして、このようにマイナス極性に帯電した塗料粒子ｐが、被塗物２との間に働く静電引力により被塗物２に引き付けられて被塗物２の表面に付着する。
　一方、直接帯電方式（図５参照）では、塗装機３の先端に装備された回転霧化頭４にマイナスの高電圧が印加されるが、従来使用されている電気抵抗値が１００ＭΩ・ｃｍ以上の塗料は、回転霧化頭４において微粒化される際にマイナス極性に帯電することは無く、微粒化された塗料粒子ｐは、その後の飛翔過程において、回転霧化頭４から大量に放出されたマイナスイオンｉと衝突することでマイナス極性に帯電する。そして、このようにマイナス極性に帯電した塗料粒子ｐが、被塗物２との間に働く静電引力により被塗物２に引き付けられて被塗物２の表面に付着する。
　適当な先行技術文献が見当たらない。
　ところで、直接帯電方式は、間接帯電方式に比べて一般的に、噴霧された塗料粒子の帯電量が大きくて、被塗物に対する塗料の塗着効率が高いとされている。
　しかし、塗着効率の向上は、塗装作業能率の向上や塗装品質の向上、あるいはまた、塗装作業環境の良化などに繋がることから、近年においても常に求められており、この点で、直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装においても塗着効率の一層の改善が望まれている。
　この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、噴霧される塗料粒子の帯電形態を合理化することにより、直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装で得られる塗着効率を一層向上させる点にある。
　本発明の第１特徴構成は、直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法に係り、その特徴は、
　溶剤系塗料が塗料経路を通じて塗料噴霧部に供給されるステップと、
　前記塗料噴霧部に装備された高電圧電極と前記溶剤系塗料との直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されるステップと、
　前記高電圧電極により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されている状態において、前記溶剤系塗料が前記塗料噴霧部から噴霧されるステップと、を含む直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法であって、
　前記溶剤系塗料として電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料を使用することで、前記塗料噴霧部での噴霧過程において前記溶剤系塗料の塗料粒子と前記高電圧電極との直接接触が断たれる時点での前記塗料粒子の帯電量を増大させるステップと、
　前記噴霧過程に続き前記高電圧電極との直接接触が断たれた状態で飛翔する前記塗料粒子に対して前記高電圧電極から放出されるイオンを衝突させることで、前記塗料粒子の帯電量を更に増大させるステップと、を含む点にある。
　この第１特徴構成の静電塗装方法によれば、従前における直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装に比べて、塗料噴霧部から噴霧された溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量を効果的に増大させることができ、これにより、被塗物に対する溶剤系塗料の塗着効率を向上させることができる。
　つまり、電気抵抗値が１００ＭΩ・ｃｍ以上の塗料が使用される従来の直接帯電方式の静電塗装では、先にも記述したが、図３に模式的に示すように、塗料噴霧部４に装備された高電圧電極５がマイナス極性である場合、塗料噴霧部４での噴霧過程において溶剤系塗料ｔ′の塗料粒子ｐ′は、高電圧電極５と直接接触している状態においてマイナス極性に帯電することは無く（あるいは帯電したとしても極僅かに過ぎず）、電気的中和状態のままで塗料噴霧部４から噴霧されて高電圧電極５との直接接触が断たれてしまう。
　そして、電気的中和状態のままで噴霧された塗料粒子ｐ′は、その後の飛翔過程において、高電圧電極５から大量に放出されるマイナスイオンｉと衝突することで、初めてマイナス極性に帯電する。
　即ち、従来の直接帯電方式の静電塗装では、溶剤系塗料ｔ′の噴霧の際には、塗料粒子ｐ′は帯電せず、高電圧電極５から大量に放出されるイオンｉとの衝突だけで塗料粒子ｐ′が帯電することが、塗料粒子ｐ′の帯電量を制限する原因となっていることが判った。
　これに対して、上記第１特徴構成の静電塗装方法であれば、溶剤系塗料として電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料を使用することで、塗料噴霧部４での噴霧過程において、溶剤系塗料ｔの塗料粒子ｐは、図２に示すように、高電圧電極５がマイナス極性である場合、高電圧電極５との直接接触により誘電分極が効果的に進んで、高電圧電極５との直接接触が断たれる時点では既にマイナス極性に帯電した状態（以下、この形態の帯電を誘導帯電と称する）になり、その帯電状態の塗料粒子ｐが塗料噴霧部４から噴霧されるようにすることができる。
　そして、このようにマイナス極性に帯電した状態で塗料噴霧部４から噴霧された溶剤系塗料ｔの塗料粒子ｐは、その後の飛翔過程において、高電圧電極５から大量に放出されるマイナスイオンｉとの衝突により、マイナス極性の帯電量が更に増大する（以下、この形態の帯電を衝突帯電と称する）。
　即ち、これら誘導帯電とそれに続く衝突帯電とにより、従前における直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装に比べ、塗料噴霧部から噴霧された溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量を効果的に増大させることができ、これにより、被塗物に対する溶剤系塗料の塗着効率を効果的に向上させることができる。
　本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の静電塗装方法を実施するのに好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
　前記電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料として、体積電気抵抗値が１０ＭΩ・ｃｍ以下の溶剤系塗料を使用する点にある。
　使用する溶剤系塗料の電気抵抗値に関して実験を行った結果、溶剤系塗料の体積電気抵抗値（体積固有抵抗値）を１００ＭΩ未満にすれば前記した誘電帯電が認め初められるようになり、さらに、溶剤系塗料の体積電気抵抗値を１０ＭΩ以下にすれば前記した誘電帯電が顕著に認められて、塗料粒子の帯電量の増大が従前に比べ一層顕著になることが判明した。
　したがって、この第２特徴構成の静電塗装方法によれば、従前に比べ、塗料噴霧部から噴霧された溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量を一層効果的に増大させることができて、被塗物に対する溶剤系塗料の塗着効率を一層効果的に向上させることができる。
　本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の静電塗装方法を実施するのに好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
　前記塗料噴霧部として、回転による遠心力により前記溶剤系塗料を周縁部から飛散させる回転霧化頭を使用し、
　前記回転霧化頭を前記高電圧電極として、前記回転霧化頭に供給された前記溶剤系塗料と前記回転霧化頭との直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧を印加する点にある。
　この第３特徴構成の静電塗装方法では、塗料経路を通じて回転霧化頭に供給された溶剤系塗料が回転霧化頭の回転による遠心力により回転霧化頭の周縁部から微粒化されて飛散する形態で噴霧されるが、回転霧化頭が高電圧電極であることにより、溶剤系塗料の塗料粒子が回転霧化頭の周縁部から離脱して飛散する際に、前記した誘導帯電により溶剤系塗料の塗料粒子が高電圧電極である回転霧化頭と同じ極性に帯電する。
　そして、高電圧電極である回転霧化頭の周縁部から回転霧化頭と同極性のイオンが大量に放出されることで、回転霧化頭の周縁部から離脱して飛翔する溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量が前記した衝突帯電により更に増大する。
　つまり、この第３特徴構成の静電塗装方法によれば、塗料経路を通じて供給する溶剤系塗料の全量が回転霧化頭の周縁部からの飛散により噴霧されることで、供給した溶剤系塗料の全量について前記した誘導帯電及び衝突帯電の双方を一層効率良く生じさせることができる。
　また、回転霧化頭における周縁部の全周から回転霧化頭と同極性のイオンが放出されることで、誘導帯電後の塗料粒子に対する衝突帯電も効果的に生じ、これらのことにより、塗料噴霧部から噴霧された溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量を更に効果的に増大させることができる。
　本発明の第４特徴構成は、第１～第３特徴構成のいずれかの静電塗装方法を実施するのに好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
　高電圧印可状態にある前記高電圧電極が前記塗料経路に存在する前記溶剤系塗料を通じて短絡的な接地状態になることを防止するために、前記塗料経路上の電気的接地箇所と前記高電圧電極との間における一連の前記溶剤系塗料の通電抵抗値を設定安全値以上に保持する点にある。
　この第４特徴構成の静電塗装方法によれば、上記設定安全値として十分に大きな通電抵抗値を設定しておけば、高電圧電極から一連の溶剤系塗料を通じて塗料経路上の電気的接地箇所に至る間に、高電圧電極により溶剤系塗料に印可される高電圧を溶剤系塗料の通電抵抗により十分に電圧降下させることができ、これにより、溶剤系塗料として電気抵抗値が小さい溶剤系塗料を使用しながらも、静電塗装作業を安全かつ安定的に実施することができる。
　なお、塗料経路上の電気的接地箇所と高電圧電極との間における一連の溶剤系塗料の通電抵抗値を設定安全値以上に保持する具体的な方法としては、高電圧電極と電気的接地箇所との間の距離が短いほど塗料経路の口径を小さくすることで、また、塗料経路の口径が大きいほど高電圧電極と電気的接地箇所との間の距離を大きくすることで、電気的接地箇所と高電圧電極との間における一連の溶剤系塗料の通電抵抗値が設定安全値以上になるようにすればよい。
　本発明の第５特徴構成は、前記した第１特徴構成の静電塗装方法を実施する直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置に係り、その特徴は、
　溶剤系塗料が塗料経路を通じて供給される塗料噴霧部を備え、
　前記塗料噴霧部には、前記溶剤系塗料に対する直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧を印加する高電圧電極が装備され、
　前記高電圧電極により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されている状態において、前記溶剤系塗料が前記塗料噴霧部から噴霧される直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置であって、
　前記溶剤系塗料の体積電気抵抗値が１０ＭΩ・ｃｍ以下であり、
　前記高電圧電極は、前記溶剤系塗料に対する高電圧印加に併行して、周囲に前記高電圧電極と同極性のイオンを放出するイオン放出性を備えている点にある。
　この第５特徴構成の静電塗装装置によれば、使用する溶剤系塗料の体積電気抵抗値（体積固有抵抗値）が１０ＭΩ・ｃｍ以下であるから前記した誘導帯電が効果的に生じ、また、高電圧電極が周囲に高電圧電極と同極性のイオンを放出するイオン放出性を備えているから、前記した衝突帯電も効果的に生じる。
　したがって、この第５特徴構成の静電塗装装置によれば、前記した第１特徴構成の静電塗装方法が実施されることで、従前における直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装に比べ、塗料噴霧部から噴霧された溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量を効果的に増大させることができ、これにより、被塗物に対する溶剤系塗料の塗着効率を効果的に向上させることができる。
　本発明の第６特徴構成は、第５特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
　前記塗料噴霧部が、前記高電圧電極を兼ねるベル型回転霧化頭である点にある。
　この第６特徴構成の静電塗装装置では、塗料経路を通じてベル型回転霧化頭に供給された溶剤系塗料がベル型回転霧化頭の回転による遠心力によりベル型回転霧化頭の周縁部から微粒化されて飛散する形態で噴霧されるが、前記した第３特徴構成の静電塗装方法と同様、ベル型回転霧化頭が高電圧電極を兼ねることにより、溶剤系塗料の塗料粒子がベル型回転霧化頭の周縁部から離脱して飛散する際に、前記した誘導帯電により溶剤系塗料の塗料粒子が高電圧電極であるベル型回転霧化頭と同じ極性に帯電する。
　そして、高電圧電極を兼ねるベル型回転霧化頭の周縁部からベル型回転霧化頭と同極性のイオンが大量に放出されることで、ベル型回転霧化頭の周縁部から離脱して飛翔する溶剤系塗料の塗料粒子の帯電量が前記した衝突帯電により更に増大する。
　つまり、この第６特徴構成の静電塗装装置によれば、前記した第３特徴構成の静電塗装方法が実施されて、塗料経路を通じて供給する溶剤系塗料の全量がベル型回転霧化頭の周縁部からの飛散により噴霧されることで、供給した溶剤系塗料の全量について前記した誘導帯電及び衝突帯電の双方を一層効率良く生じさせることができる。
　本発明の第７特徴構成は、第５又は第６特徴構成の静電塗装装置を実施するのに好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
　高電圧印可状態にある前記高電圧電極が前記塗料経路に存在する前記溶剤系塗料を通じて短絡的な接地状態になることを防止するために、前記塗料経路上の電気的接地箇所と前記高電圧電極との間における一連の前記溶剤系塗料の通電抵抗値が設定安全値以上である点にある。
　この第７特徴構成の静電塗装装置によれば、前記した第４特徴構成の静電塗装方法が実施されることで、高電圧電極から一連の溶剤系塗料を通じて塗料経路上の電気的接地箇所に至る間に、高電圧電極により溶剤系塗料に印可される高電圧を溶剤系塗料の通電抵抗により十分に電圧降下させることができ、これにより、溶剤系塗料として電気抵抗値が小さい溶剤系塗料を使用しながらも、静電塗装作業を安全かつ安定的に実施することができる。
　なお、塗料経路上の電気的接地箇所と高電圧電極との間における一連の溶剤系塗料の通電抵抗値を設定安全値以上にする具体的な方法としては、第４特徴構成の静電塗装方法と同様、高電圧電極と電気的接地箇所との間の距離が短いほど塗料経路の口径を小さくすることで、また、塗料経路の口径が大きいほど高電圧電極と電気的接地箇所との間の距離を大きくすることで、電気的接地箇所と高電圧電極との間における一連の溶剤系塗料の通電抵抗値が設定安全値以上になるようにすればよい。
図１は、実施形態を示す溶剤系塗料使用静電塗装装置の概略図である。 図２は、溶剤系塗料粒子の帯電形態を示す模式図である。 図３は、従前における溶剤系塗料粒子の帯電形態を示す模式図である。 図４は、特許文献１に示された間接帯電方式の説明図である。 図５は、特許文献１に示された直接帯電方式の説明図である。
　図１は直接帯電方式の静電塗装装置１を示し、この静電塗装装置１は、シンナーなどの有機溶剤を含む溶剤系塗料ｔを自動車ボディなどの被塗物２に対して噴霧する塗装機３を備えており、この塗装機３の先端部には、塗料噴霧部としてベル型の回転霧化頭４が装備されている。
　ベル型回転霧化頭４の中央部に形成された塗料吐出口４ａには、溶剤系塗料ｔを導く塗料経路６が接続されており、この塗料経路６は、塗料供給源７から塗装機３にわたる塗料ホースや、塗装機３の内部を通過する内部塗料管などにより形成されている。
　この塗料経路６を通じてベル型回転霧化頭４の塗料吐出口４ａに供給された溶剤系塗料ｔは、塗料吐出口４ａからベル型回転霧化頭４における前面側凹部の中央底頂部に吐出され、この吐出に続き溶剤系塗料ｔは、ベル型回転霧化頭４の高速回転に伴い生じる遠心力により、ベル型回転霧化頭４における前面側凹部の表面を伝ってベル型回転霧化頭４の周縁部に至る。
　これにより、ベル型回転霧化頭４の高速回転に伴い、ベル型回転霧化頭４の周縁部においては、その周縁部の全周から溶剤系塗料ｔが放射状に飛散する形態で噴霧される。
　また、静電塗装装置１には、被塗物２と塗装機３との間に電位差を付与する高電圧発生装置８が装備されており、本例では、この高電圧発生装置８のマイナス端子が塗装機３の内部の導電経路を通じてベル型回転霧化頭４に接続されており、これにより、ベル型回転霧化頭４は、塗料噴霧部であると同時に、高電圧発生装置８が発生するマイナス極性の高電圧を噴霧対象の溶剤系塗料ｔに印加する高電圧電極に兼用されている。
　即ち、塗料吐出口４ａから吐出された溶剤系塗料ｔには、その吐出された溶剤系塗料ｔが噴霧塗料粒子ｐとなってベル型回転霧化頭４の周縁部から離脱するまで間、ベル型回転霧化頭４との直接接触によりマイナス極性の高電圧が印加される。
　一方、高電圧発生装置８の反対極性端子は接地用端子として電気的に接地されており、また、被塗物２もアース線９を通じて電気的に接地されている。
　つまり、ベル型回転霧化頭４から噴霧される溶剤系塗料ｔの塗料粒子ｐは、高電圧電極５を兼ねるベル型回転霧化頭４の存在により、ベル型回転霧化頭４と同極性のマイナス極性に帯電し、これにより、ベル型回転霧化頭４から噴霧された溶剤系塗料ｔの帯電塗料粒子ｐは、被塗物２との間に働く静電引力により被塗物２に引き付けられて被塗物２の表面に塗着する。
　この静電塗装装置１では、電気抵抗値が通常の溶剤系塗料よりも小さい高導電性の溶剤系塗料ｔが使用されており、具体的には、体積電気抵抗値ｒ（体積固有抵抗値）が１０ＭΩ・ｃｍ以下の溶剤系塗料ｔが、塗料供給源７から塗装機３のベル型回転霧化頭４に供給される。
　ところで、体積電気抵抗値ｒが１００ＭΩ・ｃｍより大きい溶剤系塗料ｔ′が使用される従前の直接帯電方式の静電塗装では、図３に示すように、ベル型回転霧化頭４からの噴霧過程において溶剤系塗料ｔ′の塗料粒子ｐ′は、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４と直接接触している状態においてマイナス極性に帯電することは無く（あるいは帯電したとしても極僅かに過ぎず）、電気的中和状態のままでベル型回転霧化頭４の周縁部から離脱して飛散してしまう。
　そして、電気的中和状態のままで噴霧された塗料粒子ｐ′は、その後の飛翔過程において、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４から放出されるマイナスイオンｉ（具体的にはイオン化した空気）と衝突することで、初めて、マイナスイオンｉからマイナス電荷（－）が付与される衝突帯電によりマイナス極性に帯電し、これにより、塗料粒子ｐ′が静電引力により被塗物２に引き付けられる状態になる。
　これに対して、高導電性の溶剤系塗料ｔを使用する本例の静電塗装装置１では、ベル型回転霧化頭４からの噴霧過程において溶剤系塗料ｔの塗料粒子ｐは、図２に示すように、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４との直接接触により誘電分極が効果的に進んで、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４との直接接触が断たれる時点では既に誘導帯電によりマイナス極性に帯電した状態になり、その帯電状態の塗料粒子ｐがベル型回転霧化頭４の周縁部から飛散するようになる。
　そして、このようにマイナス極性に帯電した状態でベル型回転霧化頭４から噴霧された溶剤系塗料ｔの塗料粒子ｐは、その後の飛翔過程において、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４から大量に放出されるマイナスイオンｉと衝突することで、いわゆる衝突帯電によりマイナス極性の帯電量が更に増大する。
　つまり、本例の静電塗装装置１では、従前における直接帯電方式の静電塗装に比べ、上記誘導帯電とそれに続く衝突帯電との２種の帯電により塗料粒子ｐの帯電量を効果的に増大させることができ、これにより、被塗物２に対する溶剤系塗料ｔの塗着効率を効果的に高めることができる。
　一方、ベル型回転霧化頭４に溶剤系塗料ｔを供給する塗料経路６のうち、その塗料経路６の途中に存在する電気的接地箇所１０とベル型回転霧化頭４との間の部分６ｅは、その部分６ｅに連続状態で存在する溶剤系塗料ｔを通じてベル型回転霧化頭４が電気的に接地される接地経路部分になるが、この接地経路部分６ｅについては、その接地経路部分６ｅに存在する溶剤系塗料ｔの通電抵抗値Ｒ（即ち、ベル型回転霧化頭４と上記電気的接地箇所１０との間における一連の溶剤系塗料ｔの通電抵抗値）が設定安全値ＳＲ以上に保たれるように、接地経路部分６ｅの経路長及び経路口径を決定してある。
　つまり、接地経路部分６ｅに存在する溶剤系塗料ｔの通電抵抗値Ｒを設定安全値ＳＲ以上に保つことで、高電圧電極５であるベル型回転霧化頭４が塗料経路６内の溶剤系塗料ｔを通じて短絡的な接地状態になることが確実に防止され、これにより、電気抵抗値ｒが小さい溶剤系塗料ｔを使用しながらも静電塗装作業を安全かつ安定的に実施することができる。
〔別実施形態〕
　次に本発明の別実施形態を列記する。
　上記の実施形態では、体積電気抵抗値ｒが１０ＭΩ・ｃｍ以下の溶剤系塗料ｔを使用する例を示したが、使用する溶剤系塗料ｔの体積電気抵抗値ｒを１００ＭΩ・ｃｍ未満にすれば、塗料粒子ｐと高電圧電極５との直接接触が断たれる時点において塗料粒子ｐが既に帯電状態になる前記誘導帯電が認め初められることから、例えば体積電気抵抗値ｒが３０ＭΩ・ｃｍ以下や５０ＭΩ・ｃｍ以下の溶剤系塗料ｔを使用するようにしてもよい。
　即ち、電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料ｔを使用するのに、その設定閾値は誘導帯電が十分に認められる電気抵抗値であればよい。
　前述の実施形態では、ベル型などの回転霧化頭４を塗料噴霧部とする例を示したが、これに限らず、塗料噴霧部はノズル形式のものであってもよい。
　前記実施形態では、ベル型回転霧化頭４を高電圧電極５に兼用する例を示したが、これに限らず、塗料噴霧部４に装備する高電圧電極５は、針状電極であってもよく、また、ノズル形式の塗料噴霧部４を採用する場合において、塗料噴霧部４であるノズルを高電圧電極に兼用するようにしてもよい。
　被塗物２は、自動車ボディに限らず、バンパーなどの自動車部品、家電製品のケーシング、あるいは、建築資材など、どのようなものであってもよい。
　本発明は、種々の被塗物を溶剤系塗料により塗装する直接帯電方式の静電塗装に利用することができる。
　ｔ　　　　溶剤系塗料
　６　　　　塗料経路
　４　　　　ベル型回転霧化頭（塗料噴霧部）
　５　　　　高電圧電極
　ｐ　　　　塗料粒子
　ｉ　　　　イオン
　ｒ　　　　体積電気抵抗値
　１０　　　電気的接地箇所
　Ｒ　　　　通電抵抗値
　ＳＲ　　　設定安全値
 

Claims (7)

  1. 　溶剤系塗料が塗料経路を通じて塗料噴霧部に供給されるステップと、
    　前記塗料噴霧部に装備された高電圧電極と前記溶剤系塗料との直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されるステップと、
    　前記高電圧電極により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されている状態において、前記溶剤系塗料が前記塗料噴霧部から噴霧されるステップと、を含む直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法であって、
    　前記溶剤系塗料として電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料を使用することで、前記塗料噴霧部での噴霧過程において前記溶剤系塗料の塗料粒子と前記高電圧電極との直接接触が断たれる時点での前記塗料粒子の帯電量を増大させるステップと、
    　前記噴霧過程に続き前記高電圧電極との直接接触が断たれた状態で飛翔する前記塗料粒子に対して前記高電圧電極から放出されるイオンを衝突させることで、前記塗料粒子の帯電量を更に増大させるステップと、
    　を含む直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法。
  2. 　前記電気抵抗値が設定閾値よりも小さい溶剤系塗料として、体積電気抵抗値が１０ＭΩ・ｃｍ以下の溶剤系塗料を使用する請求項１に記載した直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法。
  3. 　前記塗料噴霧部として、回転による遠心力により前記溶剤系塗料を周縁部から飛散させる回転霧化頭を使用し、
    　前記回転霧化頭を前記高電圧電極として、前記回転霧化頭に供給された前記溶剤系塗料と前記回転霧化頭との直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧を印加する請求項１又は２に記載した直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法。
  4. 　高電圧印可状態にある前記高電圧電極が前記塗料経路に存在する前記溶剤系塗料を通じて短絡的な接地状態になることを防止するために、前記塗料経路上の電気的接地箇所と前記高電圧電極との間における一連の前記溶剤系塗料の通電抵抗値を設定安全値以上に保持する請求項１～３のいずれか１項に記載した直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装方法。
  5. 　溶剤系塗料が塗料経路を通じて供給される塗料噴霧部を備え、
    　前記塗料噴霧部には、前記溶剤系塗料に対する直接接触により前記溶剤系塗料に高電圧を印加する高電圧電極が装備され、
    　前記高電圧電極により前記溶剤系塗料に高電圧が印加されている状態において、前記溶剤系塗料が前記塗料噴霧部から噴霧される直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置であって、
    　前記溶剤系塗料の体積電気抵抗値が１０ＭΩ・ｃｍ以下であり、
    　前記高電圧電極は、前記溶剤系塗料に対する高電圧印加に併行して、周囲に前記高電圧電極と同極性のイオンを放出するイオン放出性を備えている直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置。
  6. 　前記塗料噴霧部が、前記高電圧電極を兼ねるベル型回転霧化頭である請求項５に記載した直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置。
  7. 　高電圧印可状態にある前記高電圧電極が前記塗料経路に存在する前記溶剤系塗料を通じて短絡的な接地状態になることを防止するために、前記塗料経路上の電気的接地箇所と前記高電圧電極との間における一連の前記溶剤系塗料の通電抵抗値が設定安全値以上である請求項５又は６に記載した直接帯電方式の溶剤系塗料使用静電塗装装置。
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