JPS6144544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被塗物と対向離設したループ状イ
オン電流生成電極を通して、気体に分散懸濁して
固体又は液体の微粒子を被塗物に向かつて送出
し、かつ前記イオン電流生成電極と被塗物との間
に直流電圧を印加することを特徴とする静電塗着
装置に関するものである。

静電粉体塗装は、その塗膜の優秀性及び他の液
性塗料を用いた塗装法による大気汚染の防止の目
的のために、近来広く使われはじめている。しか
しながら、塗料が高価であり色替えが困難である
ために適用対象が限られており、この問題を解決
するためには塗着効率の画期的向上と塗着装置に
おける迅速且つ確実な色替方式の開発が切望され
ている。例えば、自動車ボデイの上塗りに粉体塗
装を適用する場合、粉体の塗着効率が80％以上に
なればオーバースプレイ粉体を廃棄しても塗料コ
ストの採算は合い、85％以上の塗着効率が得られ
れば、在来のシンナーを使つた液性塗料による塗
装に優る経済性が得られるといわれているが、在
来型の静電粉体塗装ガンを使用した場合には、70
％程度の塗着効率しか得られず、又同一の静電粉
体塗装ガンを使用して異つた色の粉体塗料の塗着
を連続して切り替え実施するためには、現在の静
電粉体塗装ガンはその運転の確実性において極め
て不充分である。この発明は、このような問題を
解決して極めて高い効率の静電粉体塗着と確実且
つ迅速な色替えの実施を可能とし更に著しく良好
なつきまわり性能をもつ静電粉体塗着装置を提供
するものである。

在来型の静電粉体塗着装置塗装ガンにおいて
は、第１図に示した如く粉体は粉体供給装置３に
よつてパイプ２を通してガン本体１に送られ、そ
の先端から気体に分散懸濁した状態で被塗物６に
向かつて噴出され、一方ガン本体１の先端にはコ
ロナビンないしはコロナエツジ等の如きコロナ放
電電極４が設けられ、これに対して電源５によつ
て直流電圧が印加され、該放電電極４において発
生するコロナ電流が被塗物６に向かつて飛行する
過程において浮遊する粉体を荷電し、ガン尖端か
ら被塗物に向う電界によつて駆動されて飛行し、
被塗物に粉体の塗着が行われるのが普通である。
しかるにこの場合、コロナ放電電流は第２図に示
すように静電粉体塗装ガン先端のコロナ放電電極
より被塗物に最も近い中心線上８付近において著
しく電流密度が大であつて、その周辺部例えば９
においては電流密度は著しく小さい。一方ガンか
ら噴出された粉体は、その先端部付近７において
は極めて密度が濃い状態になつており、粉体の分
散が充分に行われてない状態でコロナ放電電極４
よりの放電イオン電流が流れるので、この密度の
濃い粉体によつてイオン電流の安定な生成が妨げ
られ密度の高い粉体粒子が相互にイオン電流をマ
スクしあつてまた、ガン尖端から被塗物に向う電
界も中心軸８の上で著しく強いだけで中心部をは
ずれるについて急速に弱くなる従つて充分に荷電
されない粒子は例えば矢印１０によつて示される
如くブース内のベンチレーシヨンに要する風速に
よつて線１２及び１３によつて囲まれる円錐状の
領域すなわちガンより被塗物に至る電力線の有効
な領域を矢印１１に示される如く荷電しないうち
に逸脱するものが多量に発生し、これが著しく塗
着効率を低くする原因で、このような現象は相対
的には中心部を多少外れれば極めておこり易い現
象である。従つて在来型の通常の静電粉体塗装ガ
ンにおいては矢印１０で示した如く垂直方向に毎
秒0.5ｍ程度の風速のベンチレーシヨンを行つて
いるブースの中において直径30cm程度の被塗物を
30cm程度はなれた位置から塗装した場合に得られ
る塗着効率は通常75〜80％程度であつてこれを例
えば自動車ボデイの塗装に適用した場合には実質
的には65〜70％程度になつてしまうのが普通であ
る。

以上を要約すれば、在来型の静電粉体塗装ガン
においては通常その荷電装置が粉体の噴出口の中
心部に存在するので荷電領域における粉体の濃度
が大きすぎるために荷電が充分行われず、更にそ
の電界分布が中心部８において著しく大きく中心
部を外れれば急速に弱くなり周辺部９においては
著しく小さくなり、更に粉体の濃密な領域に設置
されたコロナ放電電極４はややもすれば粉体の融
着その他の原因によつてコロナ放電が不安定にな
りやすく、これらの三つの原因が重なつて特にブ
ース内の風速の影響を受けて未荷電の粉体が電界
の有効に作用する領域を逸出する粉体の割合が多
くなつてこれが効率の向上をはばんでいるという
ことができる。以上に詳細に述べたような在来型
の静電粉体塗装ガンにおける低効率の原因をカバ
ーするためには通常５によつて塗装ガンの先端に
印加される電圧を高くとつて周辺部の電界強度を
強く保つと同時に高い印加電圧によつてコロナ電
流を増大させ、これによつて粉体の荷電を促進す
るのが普通であるが、このようにした場合にはガ
ン先端のコロナ放電電極に印加する電圧が上がつ
て安定及び取扱上の別の問題を発生するだけでな
く、ガン先端より被塗物に流れる電流が増加する
ため、被塗物上に形成される粉体層が早期に逆電
離を起こして平滑な粉体層が得られなくなるとい
う重大な欠陥を発生する。従つて粉体噴出口の中
心及びその付近にコロナ放電電極を設置したとい
う在来型の静電粉体塗装ガンはそのままの形式を
保つて現状以上の高い効率を期待することは本質
的な困難があると言わなければならない。

以上に詳細に説明した在来型の静電粉体塗装ガ
ンの本質的な欠点を克服するために本発明におい
ては被塗物に向かつて気体に分散懸濁されて供給
される粉体送出口を外側からとり囲むループ状イ
オン発生電極を配設することをその第１番目の特
徴とするものである。このループ状電極の少なく
とも被塗物に向かう面からは被塗物に向かつてイ
オン電流が流れると同時にこのループ状電極から
被塗物に向かう電界を発生させるための電圧も同
時に印加することによつて被塗物に向かつて供給
された粉体粒子を包み込むスカート状イオン電流
と電界を形成し、粉体粒子がよく分散された状態
で確実に荷電され、同時に送入された粉体粒子を
電界が確実に包み込むことによつて粒子の荷電と
駆動を確実に行い、これによつて粉体粒子の塗着
効率を著しく高めることに成功したものである。

次に本発明の基本的な実施例についてその構成
を詳細に説明する。第３図において被塗物２６は
通常の粉体塗装の如く接地して保持されており、
これに対向してループ状電極１６が離設され、こ
の電極の被塗物に向かう面からはイオン電流が切
れ目のない状態で被塗物に向かつて流れるように
なしてあると同時にこのループ状電極１６には被
塗物に向かつて直流電界が形成されるように電圧
が印加されてある。このような機能をもつたルー
プ状電極１６を具体的に構成するための手段とし
ては例えば特公昭51−8347号公報に示されるよう
な面状無声放電電極を使用すればよく、第３図に
おいて示される図中の１７はループ電極１６とし
て面状無声放電電極を使用し、これを駆動するた
めの交流電源、１８はこれを被塗物との間に直流
電位差を発生させるための直流電源を示したもの
である。又ループ状電極１６と分離して設けら
れ、且つ該ループ状電極との距離を相対的に換え
ることが出来る固体又は液体の微粒子を送出する
ための装置として粉体送出口１５等が配設されて
いる。このように構成した本発明による静電粉体
塗着装置においては、ループ状電極１６より被塗
物２６に向かつて流れるイオン電流及び電気力線
は、３２に示したようにスカート状に構成され、
その内側には３３に示したように中心部に電界及
び電流の存在しないコアがわずかにでき、このコ
アを包み込む形で比較的分布の均一な且つ切れ目
のないようにループ状電極から出発して被塗物に
終るイオン電流及び電気力線のスカートが形成さ
れる。第４図は、第３図においてループ状電極１
６、被塗物２６の間に形成される中心に弱電界弱
電流部３３即ち上記コアをもつたイオン電流及び
電気力線の連続したスカートのみを取り出してこ
れを見取図として示したものであり、第５図は被
塗物上におけるループ状電極よりの電流密度の分
布を示したものである。塗着されるべき粉体粒子
は、ループ状電極の内縁に向かつて対向した粉体
送出口１５によつて矢印１９に示される如く送出
され、２１は粉体貯蔵ホツパー２４は粉体送入用
エジエクター、２５は粉体輸送管等であつて、こ
れらは常法に従つて適宜実施すればよい。第３図
においてループ状電極１６の内縁を通つて送出さ
れた粉体粒子１９は通常送出同伴気体、重力、あ
るいはブース内の気体の流動、更には補助気流２
２，２３等によつて分散散しつつ被塗物２６に向
かつて進行するが、分散するにつれて直ちにイオ
ン電流及び電気力線の存在する領域２０に突入し
ここにおいてよく分散された状態でスカート状を
なすイオン電流のシヤワーによつて直ちに荷電さ
れ、被塗物に向かつて進行し荷電されてない粒子
は後から来る気流によつて押され、イオンスカー
トの内部において徐々に外周方向に逸出して来る
ので荷電されてない粒子のみが例えば矢印２７，
２８，２９，３０，３１等によつて示されたよう
にイオンスカートの外部の方に逸出して来るが、
これらはイオンスカートの外面を逸出する前にイ
オンスカートの外周部においてよく分散された状
態になつているので、確実に荷電され荷電後はス
カート状をなしてイオン電流と共存する電気力線
の作用によつて直ちに被塗物に向かつて駆動さ
れ、このようにしてイオンスカートの外部に逸出
して来た未荷電の粒子が選択的に確実に荷電され
て被塗物に駆動されるので本発明による静電粉体
塗着装置は極めて高い効率を実現することが可能
となる。これは被塗物に向かつて流れるイオン電
流及び電気力線がすべてループ状電極１６から出
発し、切れ目のないイオンスカートを形成しつつ
被塗物に終端し、この切れ目のないイオンスカー
トの内部に向かつて粉体が分散された状態で送入
されることによつてはじめて可能となつたもの
で、これが本発明の最大の特徴をなすものであ
り、これによつて著しく高い塗着効率が実現され
ることになるのである。

通常第３図に示した如き常法によつて粉体粒子
２１を気体で搬送して気中に噴出した場合には噴
出された粉体粒子のかなりの部分は電極から被塗
物に向かう電気力線によつて被塗物に向かつて直
ちに駆動されるような極性に一部分は帯電してお
り、又他の一部分はこれと逆極性に荷電されてお
り、残りの部分はほとんど荷電されていないとい
う三種類の荷電状態の粒子が混合しているのが普
通である。この場合、ループ電極１６から被塗物
２６に向かう電界によつて直ちに被塗物に向かつ
て飛行する極性に帯電されている粒子は何等問題
がなく、又荷電をもつていない粒子は以上に詳細
に説明した如きプロセスを経てスカート状イオン
電流の外側に逸出するに従つて選択的に荷電され
て被塗物に駆動されるので、これも何等問題はな
い。しかしながら、逆極性に帯電された粒子は、
もしループ状電極の内で被塗物に向かつてイオン
電流を放出していない部分があると、そこに堆積
して成長し、それによつてイオンスカートに裂け
目ができ、そこから未荷電の粒子が逸出して塗着
効率を下げるという事態が発生する。従つて本発
明に使用されるループ状電極１６は少なくともそ
の被塗物に向かう面においては確実に連続したイ
オン電流を発生していることが必要であつて、こ
れによつて本発明による粉体塗着装置の性能を確
実に発揮することがはじめて可能となり、これが
存来のある種の粉体塗装ガンにみられる粉体送出
口の外周にコロナエツジ乃至はコロナビンを設け
てなる前記静電粉体塗装ガンと本質的に異る点で
ある。

すなわち粉体送出口の周辺にリング状のコロナ
エツジを設けた粉体塗装ガンにおいては実際上コ
ロナエツジの全長にわたつてコロナ放電を確実に
発生せしめることは不可能であり、必ずそこに切
れ目ができるので本発明の様態を満足させること
ができない。即ち、粉体送出口の周辺にコロナビ
ンを設けたものはコロナビンの存在しない部分に
大きな裂け目ができ、イオンスカートを構成する
ことができないのでこれも本発明の効果を実現す
ることは不可能であつて、本発明とは本質的に異
るものである。本発明に使用されるループ状電極
１６としては前述した如く例えば特開昭51−8347
号公報に示されるような面状無声放電電極をルー
プ状に構成して使用するのが最適であるが、この
他にハームシユタイングロウコロナ電極を使用す
ることもでき、この場合、電極には被塗物に対し
て正の電位になるような電圧を印加するとともに
ハームシユタイングローコロナを発生せるのに必
要な逆極性のイオンは通常、被塗物上に形成され
た粉体層より供給されるので逆極性イオンの供給
装置を備えることは必要としない場合が多い。ル
ープ状電極１６の表面にはこれをハームシユタイ
ングロウコロナ放電電極、あるいは面状無声放電
電極をもつて構成した場合にも極めて微細な粉体
粒子が徐々にではあるが堆積することを完全にさ
けることができない場合があるので、この場合に
は図には示してないところのループ状電極１６の
表面に堆積する微細な粒子の気流による除去乃至
は防止装置を設けることによつて長期間連続な運
転を実現するためによい結果をもたらすことがで
きる場合がある。又粉体送出口１５からループ状
電極の内縁に向かつて送出され、スカート内の気
体に分散懸濁されて送入される粉体粒子がブース
内の風向によつて引きもどされる場合があるの
で、このような場合には、補助気流２３及び２２
の何れか一方あるいはこれらの両方を併用するこ
とによつて粉体粒子を確実にイオン電流及び電気
力線の切れ目のないスカートの内部に送入するこ
とによつて高い効率の静電粉体塗着を確実に実施
でき、また前記ループ状電極への粉体の堆積防止
除去用気流を、この目的を達成するために有効に
利用する場合が多く、これも本発明の大きな特徴
をなすものである。

本発明においてループ状電極の内縁に向かつて
気体に分散懸濁して粉体粒子を供給する方法とし
ては第３図に示した如く、常法に従つて搬送用気
体を用いて実施するのが通常であるが、しかしこ
れに限定されるものではなく重力あるいは静電的
な方法によつて同伴する気体なしにループ状電極
の内縁に向かつて粉体粒子を送入することはもち
ろん可能であり、これによつて極めて高い効率を
得ることができる場合もある。尚、本発明で使用
されるループ状電極は以上の説明で例示した円環
板状電極に限定されるものではなく、内縁がスリ
ツト状をなすループ状電極も可能であつて、第６
図、及び第７図はこのような実施例を示したもの
である。

すなわち矢印４３の方向に移動する広巾の被塗
物４２を塗装する場合においては、ループ状電極
の構成部分４４，３５，４５，３５′に電位差Ｅ_L
を直列に印加するその内縁が被塗物４２の巾の方
向に伸びたスリツト状をなす電極であつて、これ
が被塗物４２に対向離設され、その内縁に向かつ
て粉体送入ノズル３６，３７，３８が枠３９によ
つて一連に取り付けられ、これが矢印４６に示し
た如く塗膜の均一性を実現するためにレシプロ運
動をするように配設されている。なお４０はルー
プ状電極４４から被塗物に向かうイオン電流、及
び電気力線スカートの外面を示したものであり、
４１はその内部に形成されるイオン電流及び電気
力線の弱い部分を示したものである。このように
してループ状電極４４を巾広の被塗物に対してそ
の内縁が細長いスリツト状をなすように形成し、
まずそのスリツトに吹込まれる気体に懸濁した粉
体粒子４７を、ノズル３７，３８，３９を矢印４
６のようにレシプロ運動させることによつて被塗
物４２の上に均一な厚みの粉体層を高い塗着効率
で形成することが可能になり、第７図において示
した矢印４８で示されるようなイオン電流のスカ
ートから逸出して外部に出る粉体粒子がほとんど
なくなり、90％以上の塗着効率を達成することは
容易である。なおループ状電極の３５，３５′の
内縁に開口するスリツト部４９が著しく細い場合
は、その両端あるいは片方の端に存在する端部電
極４４，４５は必ずしも存在の必要はなく、この
様な電極で実質的にループ状電極を同様の機能を
有し、本発明で使用されるループ状電極はこのよ
うな第６図において４４及び４５を取り去つたス
リツト状電極も含むことは勿論である。

第６図は本発明による粉体塗着装置を広巾の連
続物体に適用した実施例の斜視図であり、第７図
は第６図の水平断面を示したものである。

本発明による静電粉体塗着装置においてはルー
プ状電極と粉体を送入するための手段と相対的な
位置関係の自由度を極めて大きくとることができ
るので粉体の付きまわりに関して在来の装置には
見られなかつた高い性能を得ることができる。例
えば第８図において１５′は絶縁物で構成された
粉体送入用ノズルであり、これは被塗物２６′に
かなり接近した位置までループ状電極１６′を通
して挿入されている。従つてループ状電極１６′
は被塗物２６′に対してかなり遠い位置に設置さ
れているので、被塗物の背後までイオン及び電気
力線のスカート３２′を充分回り込ませることが
可能となり、同時にループ状電極１６′の内縁に
出発し被塗物２６′に終端するイオン電流及び電
界の存在しない中心部コア３３′は極めて細くな
りその被塗物２６′への終端部２７′では電流の存
在しない部分は事実上なくなることになる。この
ような配置の場合に矢印２５′によつてノズルに
送入される粉体をそのノズルの先端部１５′ａの
内部において別に矢印９２′によつて示されるパ
ターンン調整用気体を送りこみ、ノズルの先端内
部において急速な旋回流を発生させ、これによつ
て粉体がノズルの先端から極めて広くひろがつた
パタータ２８′，２８″等を形成してイオンスカー
ト３２′の中に噴出されるようにした場合は、被
塗物２６′に図に示した如く裏側まで均一な塗着
を行なうことができ、在来の方法においては比較
的塗着の困難とされていた中高の物体であつた場
合にも、その正面が良好な塗着が得られると同時
に矢印３０′，３０″に示される如く、遠くに離し
て設置されたループ状電極１６′の外縁から出発
する電気力線のスカート３２′が被塗物２６′の裏
側まで充分回り込むので、被塗物の裏側にまでも
充分帯電した粉体が回り込み、極めて短時間に塗
装作業を終了することができる。このように本発
明による粉体塗着装置においてはループ状電極１
６′の内縁を通して絶縁物で構成し、その先端に
おいて粉体の噴出パターンを色々に調整すること
によつて在来の静電粉体塗装ガンでは極めて不充
分な付き回りしか得られなかつた被塗物に対して
良好な付き回りを得ることができるのが極めて大
きな特徴である。

尚ノズルからの粉体の噴出パターンの調整法と
しては上述した如き、ノズル尖端内部に配設した
旋回気流発生装置によるのが適当な場合が多い
が、この外に尖端送出口附近に衝突偏向装置を設
けてもよい。

次に本発明による粉体塗着装置においては在来
の静電粉体塗装ガンにおいて大きな問題とされて
いた色替えの困難性を極めて容易に解決できるこ
とを説明する。第９図及び第１０図に示したのは
本発明による静電粉体塗着装置において三色の色
替えを実施する場合を例にとつて図示したもので
あつて、第９図は横断面、第１０図は縦断面であ
る。ループ状電極は垂直方向に長目の被塗物５５
に対向して縦方向に長い内縁を形成するようにし
たループ状電極５０に電位差Ｅ_Lをかけ対向離設
し、この内縁に向かつて回転固定装置５７によつ
て所定の角度の回転をなすようにされたシヤフト
５８に色別のノズル５１，５２，５３が取り付け
られており、このシヤフト５８は矢印５６によつ
て示される上下方向のレシプロ運動をする取り付
け枠５４に取り付けられている。本発明によるル
ープ状電極５０はこのような場合には被塗物５５
との相対位置を一定に保つて固定し、これのみに
電源が連結されるので、ノズル５１，５２，５３
はただ単に粉体を気体に懸濁した状態でループ状
電極の内縁を通して被塗物に向かつて送入するだ
けですみ、従つてノズルの構造は極めて簡単且つ
小型軽量のもので充分であつて、これを使用され
る粉体塗料の色毎に準備することはレシプロ装置
に過大な負担をかけることがなく同時に経済的負
担の増大をもらすことがない。従つて、本発明に
おいては塗料の色毎にノズル５１，５２，５３を
用意し、これを回転固定装置５７によつて必要に
応じてループ状電極５０の内縁に切り替え開口さ
せることによつてノズルシステムにおける色替え
の問題は極めて確実に解決され、在来の粉体塗装
ガンに見られる如き粉体供給管路の切り替えに起
こるトラブル及び色替えの度毎にノズルシステム
の内面を清掃せねばならぬことによる塗料の損失
問題を確実に防止することが可能となる。なおこ
の場合、ループ状電極に付着する粉体塗料の問題
はループ状電極５０として面状無声放電電極の如
きそれ自身で粉体を反発する特性をもつた電極を
利用することにより解決することができ、又、図
に示していないところの補助装置によつてループ
状電極を通して流れる気流その他の方法によつて
ループ状電極への粉体の付着防止及び清掃を実施
することができる。

第１１図、及び第１２図に示したのは本発明に
よる粉体塗着装置を自動車ボデイに適用した場合
の実施の態様を、塗着が実行されるブースも含め
て示したものである。第１１図は塗装される自動
車ボデイの進行方向にそつた断面図であり、第１
２図は塗装されるボデイの進行方向に直角な断面
図である。第１１図、及び第１２図において、被
塗物である自動車ボデイ７５は矢印８０の方向に
向かつてブース６０の中を進行し、ブース内部に
おいてはその天井に設けられたところの過整風
装置６１を通して矢印６２に示される如くブース
内に空気が吹込まれ、矢印７９に示されるように
その下部から排風が行われている。第１１図より
明らかな如く、主としてボデイの上面を塗装する
ためのループ状電極６３、及びノズル６４，６５
とボデイ側面を塗装するためのループ状電極６
６，６８，７１，７８及びノズル６７，６９，７
０，７２は被塗ボデイの進行方向に関してずらし
た位置に存在している。上面の塗着を実施するた
めのループ状電極６３、及びノズル６４，６５は
被塗物の上面の高さがボンネツト部７５ａとルー
プ部７５ｂとで大巾に異るために、これに対して
被塗物との間隔をほぼ一定に調整するためのボン
ネツト部の塗装を行う時には第１１図における６
３，６４，６５の位置に下がりループ部を塗装す
る時には６３′，６４′，６５′の位置に上がり、
その高さが調整されるようになつている。なお７
７は６３，６４，６５によつて塗着されなかつた
オーバースプレイ粉体がブース内を上から下に向
かつて移動する空気によつて被塗物の側面にそつ
ておりてきた時に、これを塗着するために設けら
れたものであつて、ループ状電極６３の一部分と
考えてもよい。なお被塗物上における電流と電界
の分布をより均一に保つて均質な粉体層を得るた
めに、７７′の如く被塗物の進行ラインに対して
傾斜して配設する等、本発明に於いては装置の配
置に関する実施の態様に対応できて自由度が大き
い。

ノズル６４乃至７２は例えば矢印Ａ６４に示し
た如く必要に応じてレシプロ運動をさせることに
よつて塗着粉体層の均一性を向上させることがで
き、又第９図、及び第１０図に示した如き方法に
よつてノズルの色替えを実施することができる。
このような様態で本発明を自動車ボデイの塗装に
適用することによつて自動塗装ブースにおける塗
着効率を85％以上に保持することが達成でき、且
つ色替えも容易であるので、在来型の粉体塗装ガ
ンを適用して自動車ボデイの粉体塗装を実施する
場合に大きな隘路となつていた塗着効率の低さと
色替えの困難性は何れも確実に解決されることに
なつた。

自動車塗装ブースの内部においては全体として
換気装置によつて上から下へ向いて風が流れてい
るので、上部ノズル６４，６５及び上側部ノズル
６７等に関しては特別な考慮をしないでもノズル
から噴出される粉体を確実にループ状電極の内縁
を通してイオンスカートに囲まれた空間に送入す
ることが可能である。しかし側部ノズル６９，７
０、及び足回りノズル７２等に関してはノズルか
ら噴出された粉体をループ状電極の内縁を通して
確実に送入することが困難な場合があるので第１
２図において補助気流を矢印７３及び７４方向に
示された如くループ状電極の内縁あるいは外縁、
あるいはループ状電極自体を通して用いることに
よつて好適な結果が得られる場合があり、これら
の補助気流は本発明においては極めて重要な要素
である。

又ブース内の換気風速と被塗物の進行速度及び
塗膜厚等の条件の組み合わせによつてはループ状
電極から被塗物に流れる電流が過大になつてそれ
により被塗物上に形成された粉体層が破壊される
ようなことが起る場合があるので、この場合はル
ープ状電極の長手方向を進行方向にそつて斜めに
配設することによつて好適な結果が得られる場合
がある。

本発明に使用される粉体送入装置は在来型の静
電粉体塗装ガンと異なり送入装置そのものに電圧
を印加する必要がない。また高電圧が印加される
ループ電極に近接して設けるので通常絶縁物で構
成することが望ましい。

以上の説明は、本発明による静電塗着装置の基
本的構成、及びこれを定置式装置として適用した
場合の実施例について述べたものであるが本発明
の適用は定置式装置のみに限られるものではな
く、これをいわゆるハンドガンとして構成するこ
とが可能であつて以下その実施例について説明す
る。第１３図、第１４図、第１５図に示したのは
本発明によるハンドガンのそれぞれ平面図、側面
図、平面図の１０１線部断面図である。図におい
て矢印９１によつて示される如く、単に送入され
る粉体ないしは気体に搬送された粉体はハンドガ
ンの胴体８６を通つてその先端の送出口９３より
斜めにあけられた斜孔９３′により旋回気流とし
て被塗物に向かつて噴出され、矢印９２には必要
に応じて使用される粉体の分散ないしはパターン
の変更に使用される補助空気の送入口を示したも
のである。ループ状電極は図における８５によつ
て示されており少なくともこの表面よりイオン電
流、及び電気力線が被塗物に向かつてスカート状
に構成されるようになつており、必要に応じて送
出口９３とループ状電極８５との相対位置を調節
固定する装置８７によつて、被塗物の形状、塗着
速度等に応じてスカート状イオン電流及び電気力
線の形成が調節可能となつている。なお矢印９０
はこのハンドガンで使用される電源の供給ケーブ
ルをまとめて示し、８９は把手、１００は電源変
換部である。

第１６図、第１７図及び第１８図に示したのは
本発明によるハンドガンの他の実施例で、第１６
図はその側面図、第１７図は第１６図における矢
印９８の方向における断面図、第１８図は第１６
図Ａ部の詳細図である。この実施例においては矢
印９１によつて送入された粉体粒子が必要に応じ
て矢印９２によつて送入される空気の助けをかり
て良好な分散状態でハンドガンのノズル本体８６
の先端９３より噴霧されるところは第１３図、第
１４図、第１５図に示した実施例と同様である
が、第１６図、及び第１７図、第１８図において
はループ状電極の表面における粉体の堆積を防止
し、且つ被塗物の形状などに応じてイオン及び電
気力線のスカート及び噴出される粉体の荷電状況
を更に改善するためにループ状電極の外周及び内
周あるいはループ状電極自体９４に設けられたス
リツト９５を通して空気送入管９７からカバー９
６内に送入された空気により矢印９９に示された
如き補助気流を形成し、これによつて上述の目的
を達成するようになしたものである。なお補助気
流９９はノズル本体８６に平行に形成するものと
は限らず、必要に応じて先広がりないしは先細り
形状に形成し、あるいは旋回流として形成するこ
とも可能であつて、特に補助気流を適度の流速の
平行流乃至は先細り流に形成した場合には、へこ
んだところの内部への付き回りを良好にすること
ができタツチアツプ用ハンドガンとして極めて有
効に使用できるという大きな特徴がある。なお、
カバー９６はこの補助気流を形成するためのガイ
ドとしても役に立つており、８７によつて送出口
９３との相対位置を調整可能とできることは、第
１３図、第１４図、第１５図と同様である。

尚、以上に説明した粉体送出口と、ループ状電
極とを直接結合した方式の本発明による粉体塗着
装置はハンドガンに限定されるものではなく、こ
の形式のものを単独式は多連の自動ガンとして使
用できることは匁論、レシプロ装置或は、ロボツ
トと組合せて自動ガンとして使用することもで
き、また定置式のループ状電極との組合せ使用そ
の他極めて広範囲な応用が可能であり、これによ
り塗着効率と、つきまわりに関し在来の静電粉体
塗装ガンに比較して著しい性能の向上がもたらさ
れた。

以上詳細に説明した如く、本発明の適用は、被
塗物の形状、処理速度、膜厚等に応じて極めて適
応性に富むが、これを実施するに当つては、安定
且つ確実にイオン電流を発生し得るループ状電極
の構成、イオンスカート内における適切な気体流
の造成、及び被塗物の表面において粉体の性質に
応じて適切な電界強度等の条件を選択し、それに
適合するような粉体の供給量及び塗着時間を選定
すればよく、適用の様態の多様さに反しては実施
の基本的条件は極めて汎用性に富む。従つて本発
明の実施例については塗着効率の向上に関して第
１９図、第２０図について説明し、つきまわり性
の向上に関しては第２１図、第２２図、第１６
図、第１７図、第１８図について説明する。

第１９図は水平なレール１０９にそつて矢印１
１０に示された如く水平に移動する被塗物１０８
をこれに対向離設して配設されたループ状面状無
声放電電極１１７を介してノズル１１１，１１
２，１１３，１１４，１１５，１１６によつてエ
ポキシ粉体塗料を被塗物に向かつてスリツトを通
して送入し、被塗物上に粉体層を形成させるもの
である。この場合、矢印１１０によつて示される
被塗物の移動速度は3.5ｍ／毎分であり、この塗
装が行われるブースの内部においては被塗物の存
在しない場合において垂直な下向きの平均風速が
毎秒0.3ｍになる如く調節されている。この場
合、ループ状イオン発生電極１１７として使用さ
れる面状無声放電電極の電気的構成は第２０図に
よつて示されており、これは第１９図の仮想面Ｂ
による面状無声放電電極板の断面図とこれに関連
する電気的結線図を図式的に示したものである。
第２０図において面状無声放電電極板は比較的体
積個有抵抗の低いガラス質の絶縁物１０７及び１
０６からなり、その表面付近には平行な線状電極
１０３が図には示してないところの結線装置によ
つて同電位になるように連結されており、それよ
り更に深い所に平行線状電極群１０３と等間隔を
なすように面状電極１０２が埋設されており、面
状電極１０２と１０３との間には交流電源１０４
によつて商用周波数の高電圧が印加され、これに
よつて層１０７の表面の気体中に無声放電が生起
するようになし、この無声放電によつて発生した
イオンを設置された被塗物１０８に対して直流電
位差を発生するように結線された直流電源１０５
によつて被塗物に向かつてイオン電流を生成する
如く配設されてなるものである。以上第１９図に
おける実施例において各ノズルから毎分60〜100
ｇ程度のエポキシ粉体塗料を送入し、且つ各ノズ
ルは適切なレシプロ運動をさせ、ループ状イオン
発生電極１１７の巾を75mmとし、ループ状イオン
発生電極の相互のスリツトの巾を100mmとし、ル
ープ状イオン発生電極と被塗物との間隔を200mm
に保ち、電源１０４によつて印加される交流電圧
を4.5KVとし、電源１０５によつて印加される負
の直流電圧を50KVに保ち、被塗物上に形成され
る粉体層が、これを焼き付けた後で形成されるエ
ポキシの膜厚において平均膜厚50μになるような
条件で粉体塗着を実施した場合その塗着効率は95
％±２％の範囲になり塗着は極めて安定し、且つ
従来の塗装方法に比較して著しく効率が高く、且
つ焼付け後の塗膜の平滑性、均一性も極めて良好
であつた。同一のブースにおいて同一の被塗物に
関し、ブース内の風速と被塗物に形成される膜厚
が同一になるような条件を選定して、市販の他の
ガンを使用して実験を行つた場合に得られる塗着
効率は70〜80％であり、本発明による塗着効率が
著しく良好であることが実験により確認された。

第２１図は、一端に曲げリブを持つ被塗物１１
８であつて、そのリブ部の構造詳細は第２０図に
おける仮想断面Ｃによる断面図を第２２図に示し
た如くなつており、これを市販の粉体塗装ガンに
よつて塗装を実施した場合には矢印１２１に示し
た範囲に粉体を塗着させることはほとんど不可能
であつた。しかるにこれを本発明の第１６図、第
１７図、第１８図にその詳細を示した如きハンド
ガンによつて矢印１１９に示された方向から毎分
60ｇ程度の粉体を吹き付けつつ、且つ被塗物とガ
ン先端との距離を矢印１１９の方向においてほぼ
20cm程度に保つて塗着を行つた場合には被塗物１
１８の上に１２０で示した如く極めて均一性がよ
く且つ曲げリブの内部にも完全な付きまわり状態
で粉体層を均一に形成することができ、これは在
来の粉体塗装ガンにおいては全く不可能とされて
いたことである。なお、この場合に使用された本
発明によるハンドガンの構造の詳細は第１８図に
示されており、そのループ状イオン発生電極は機
械的な構造に関しては第２０図に示したものとほ
ぼ同一であり、これが隙間９５を形成するように
９４ａ，９４ｂ，９４ｃの如く同心円状をなすよ
うに円環状に配設され、それぞれの隙間より矢印
９９に示す如く気体流が形成されるように矢印９
７によつてその背後から空気が供給され、カバー
９６の出口における平均風速がほぼ0.45ｍ／毎秒
になつている。なお第１８図においては電源およ
び電極が第２０図と同様の機能を発揮するような
ものに関しては同じ番号を付してその関係を明確
にしてある。この実施例においては矢印９９によ
つて示される補助気流が付きまわり性の向上に対
して多大の寄与をなしており、粉体送出装置８６
はその外径が20mm程度に極めて細く形成されてお
り、その送出口において旋回気流によつて送出さ
れる粉体が極めてよく分散された状態でループ状
イオン発生電極より被塗物に向かつて流れるイオ
ン電流によつて充分に荷電され、且つ適度に気流
９９によつて被塗物に対して吹き付けられ、この
ようにして充分に帯電された粉体が被塗物の裏側
に気流に乗つて回り込み、その時に充分に帯電さ
れ粒体が自己の電荷によつて被塗物との間に形成
する電界によつて塗着が行われるために在来の粉
体塗装ガンによつては全く見られなかつた著しく
良好な付きまわり性の達成が可能となつたもので
ある。又、この補助気流９９によつてイオン電流
形成電極の９４ａ，９４ｂ，９４ｃ各部分電極は
常に清浄に保たれ、又粉体送出装置８６の先端部
も同様にして清浄に保たれるという利点もある。

この場合、印加される交流電圧は4.5KV、直流
電圧は45KVを使用した。

なお第２１図及び第２２図に示した如き形状を
もつ被塗物１１８を塗装する場合は、その広い部
分の塗装を第１９図に示した如き方法で行い、付
きまわりの困難な部分のみを第１６図、第１７
図、第１８図によつて詳細に説明したような方法
によつて塗着を実施することができるので、これ
らの方法を併用することによつて極めて複雑な被
塗物をも自動的に連続塗装することが可能にな
り、これらの方法を適宜併用することによつて全
体としての塗着効率の向上と付きまわり性の改良
を実現することができ、本発明によつて粉体塗装
の性能の画期的な向上がもたらされるものであ
る。

本発明におけるループ状イオン発生電極として
画状無声放電電極を使用する場合にはその面状無
声放電電極の形態は第２０図及び第１５図に説明
した形式にこれが限定されるものでないことは勿
論であつて、例えば特開昭51−8347号の中に列挙
された如く様々な形態の面状無声放電電極をその
使用目的に応じて選定して使用すればよい。又被
塗物とループ状イオン発生電極との間に存在する
電位差の極性は塗料の性質に応じて正負何れでも
よく、又特別な厚い塗膜を形成させることが必要
な場合には適当な時間間隔において正と負の電圧
を交互に用いてもよいことは勿論であつて、これ
は常法に従つて実施すればよい。

以上の説明においては、ループ状イオン発生電
極は原則として粉体送出口あるいは粉体送出スリ
ツトをはさんでほぼ同一面に配設され、この面に
対して粉体が垂直に送出される例について説明し
た。しかしこの関係は実施の様態においてこれだ
けに限定されるものではなく、特に凹所へのタツ
チアツプを主要目的とする場合にはループ電極を
含む面と、粉体送出方向とを斜めに交差させて著
しい好結果を得られる場合があり、これは本発明
の重要な要素をなしている所の微粒子送出口と、
ループ状イオン電流発生装置との相対位置を調節
し、かつ固定するという構成に含まれることであ
る。

以上の説明はすべて、粉体の静電塗着について
行つてきたが、本発明はこれを液体の微粒子に適
用しても塗着効率とつきまわり性能の改善に関し
て著しい効果を得ることができ、この場合は以上
の説明における粉体送出装置の代りに液体の微粒
化、送出装置を置替えることによつて極めて簡単
に目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の静電塗着装置、第２図は第１
図に対する特性図、第３図は本発明の一実施例の
静電塗着装置、第４図は第３図の要部の説明図、
第５図は第４図に対する特性図。第６図は本発明
の他の実施例の静電塗着装置。第７図は第６図の
要部の説明図、第８図は本発明のその他の実施例
の静電塗着装置。第９図は本発明の更にその他の
実施例の静電塗着装置の平面図。第１０図は第９
図に相当する側面図、第１１図は本発明の更に又
その他の実施例の静電塗着装置の断面図、第１２
図は第１１図に相当する静電塗着装置の他の断面
図、第１３図は本発明のその外の実施例の静電塗
着装置の平面図。第１４図は第１３図に相当する
静電塗着装置の側面図、第１５図は第１３図の１
０１−１０１線部の断面図、第１６図は本発明の
更にその外の実施例の静電塗着装置の側面図、第
１７図は第１６図の９８−９８線部の断面図、第
１８図は第１６図の要部の断面図、第１９図は本
発明の実験例の説明図、第２０図は第１９図の要
部の電気回路図、第２１図は本発明の他の実験例
の説明図。第２２図は第２１図の要部の拡大断面
図および説明図である。 １５……粉体送出口、１６……ループ状電極、
２３……補助気流、２６……被塗物、Ｅ_L……電
位差、１５′……絶縁物製ノズル、５７……回転
固定装置、５８……シヤフト、８７……相対位置
調節装置、９３′……斜孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被塗物に対向離設した無声放電によるイオン
   電流生成用ループ状電極、該ループ状電極と分離
   して設けられ、該ループ状電極との距離を相対的
   に換えることが出来る該ループ状電極を通つて気
   体に分散懸濁して固体又は液体の微粒子を送出す
   るための手段、及び被塗物と前記イオン電流生成
   用ループ状電極との間に電位差を発生させるため
   の手段とを有することを特徴とする静電塗着装
   置。 ２ 前記微粒子を送出するための手段として、該
   ループ状電極を介して流れる補助気流を生成する
   ための手段を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の静電塗着装置。 ３ 前記微粒子を送出するための手段としてノズ
   ルを用い、このノズルの先端部に該微粒子の送出
   パターンを調整するための手段を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   静電塗着装置。 ４ 前記微粒子の送出パターン調整手段として内
   部旋回補助気流生成装置を適用したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜３項のいづれか１項に
   記載の静電塗着装置。 ５ 前記微粒子送出パターン調整手段として衝突
   偏向装置を適用したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜３項のいづれか１項に記載の静電塗着
   装置。 ６ 前記微粒子送出パターン調整手段として内部
   旋回補助気流生成装置および衝突偏向装置を適用
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項
   のいづれか１項に記載の静電塗着装置。 ７ 前記微粒子を送出する手段としてレシプロ運
   動させるための装置を付加したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜６項のいづれか１項に記載
   の静電塗着装置。 ８ 前記微粒子を送出する装置と該イオン電流生
   成装置との相対位置を調節し固定する装置を付加
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜７項
   のいづれか１項に記載の静電塗着装置。 ９ 前記微粒子を送出する装置を多連とし、その
   何れか一つを選択して使用するための手段を付加
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１〜８項
   のいづれか１項に記載の静電塗着装置。 １０ 前記イオン電流生成電極として面状無声放
   電電極を用いたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜第９項のいづれか１項に記載の静電塗着装
   置。 １１ 前記イオン電流生成電極としてハームシユ
   タイングロウコロナ電極を用いたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜９項記載のいづれか１項
   記載の静電塗着装置。