JPH03174276A - 静電塗装における塗料絶縁方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、静電塗装における塗料絶縁方法と装置に係り
、より詳細には、水系塗料等の導電性塗料を用いて静電
塗装を行うための該塗料の絶縁方法と装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、静電塗装においては、塗料の塗着効率等の観点よ
り有機溶剤系塗料（油性塗料〉が用いられている。しか
し、該塗料の場合、大気汚染の問題の外に、毒性および
可燃性の性質を有することより、消防法等で多くの規制
されているため、今日においては、その使用の是非が再
検討されている。

これに対して、水系（水性）塗料の場合、毒性や可燃性
という性質が少ないので、各種の塗料として好ましいも
のと言える。しかし、水系塗料は、導電性塗料であるた
め、これを静電塗装するには、塗料供給系統の絶縁を充
分に行い、塗料噴射部における印加電圧を保ち、塗料へ
の荷電を充分にする必要がある。そこで、従来より、こ
の点について種々検討されているが、今日に到っても有
効な手段は提案されていない。

ただ、静電塗装における水系塗料の絶縁方法として、ｒ
導電性塗料供給源から塗料を絶縁性密閉中空体の上端部
から咳中空体に注入し、該中空体内の塗料を中空体内壁
に接触させることなく下方に滴下させることで、塗料噴
射の際に、電極に印加する高電圧が導電性塗料供給源へ
放電しないようにした絶縁方法ｊが提案（特公昭５６−
３１０８号公報参照〉されている。そして、具体的には
ｒ上端部に塗料流入孔を下端部に塗料流出孔を有する絶
縁性密閉中空体の内部に、その上端部に位置して中空体
中央部に向けて下方に傾斜すると共に中央部に孔を有す
る絶縁性環状邪魔板を上下方向に適宜間隔をおいて複数
個配設し、かつ、該邪Ｉｆ板の孔の径を下段に行くに従
い小さくなるように形威し、しかも、最上段の邪魔板の
上部に、中央部から外周に向かって下方に傾斜する面を
有する天井板を設け、さらに、該天井板の外周部近傍に
塗料の流量を１１１Ｊｉするための流下孔を穿設した構
成ｊとされている。

そして、上述した絶縁方法の場合、塗料を水滴状にして
所定間隔で滴下するので、中空体内壁に滴下塗料が濡れ
ることがない限り、該塗料を絶縁状態に保持できる。

しかし、中空体の下方向になるに従い、該塗料が内壁に
接触する可能性が大きくなり、−旦、接触すると絶縁性
中空体の内壁が導通状態となって、滴下塗料が導通状態
となり、該滴下塗料が中空体内壁に全て付着し、その高
電圧の印加による静電効果を得られないという問題があ
る。

そこで、本発明者は、上述した絶縁方法・！！Ｊ置の有
する問題点について、研究・検討した結果、その問題の
生じるメカニズムを究明した。そしてそのメカニズムに
ついて説明すると、次ぎの通りである。

まず、塗料を中空体内部に滴下し、該塗料の一部が飛散
等によって絶縁性中空体の内壁に付着すると、該中空体
内壁に塗料噴射部への印加高電圧による沿面絶縁破壊が
生じ、付着塗料も高電圧の印加状態になる。そうすると
、該滴下塗料は咳高電圧充電状態にある部位に向かって
静電誘導によって引き寄せられ、該部位（充電部）に接
触する瞬間には、衝突の衝撃と高圧の作用とで、水滴状
のものが飛散、付着を行う。すると、新たに高電圧充電
部以外に付着した塗料へ再び沿面リーク電流が発生し、
同様の繰り返しを行い、密閉中空体内は、絶縁性環状邪
魔板等を設け、凹凸等の沿面破壊が生じにくい形状をな
していたとしても、高圧の作用により、非常に短時間に
内部が導通状態となり、塗料、絶縁が不可能になる塗料
を実質的にｗＡ、Ｉできなくなるように作用する。

そこで、本発明者は、以上のようなメカニズムを阻止す
ることで、塗料の絶縁が容易に行えることを究明した。

本発明は、上述した点に対処して創案したものであって
、その目的とする処は、静電塗装において用いる水系塗
料等の導電性塗料を絶縁することができる塗料絶縁方法
と装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、上記目的を連取するための手段としての本発明
の静電塗装における塗料絶縁方法は、導電性塗料供給源
から供給される塗料を＆！ｌ縁性中性中空体内入、滴下
して該塗料を絶縁状態とするようにした静電ｆ！！装に
おける塗料絶縁方法において、該中空体壁の外部の一部
を接地等の手段でもって低電位とし、該中空体内部が高
電圧に帯電するのを防止するようにした構成よりなる。

ここで、絶縁性中空体としては、通常、中央部に塗料滴
下用孔を備えた有底容器を垂直方向に複数個重合して形
成し、各有底容器の外周部を接地するようにした構成と
する。

また、本発明の静電塗装における塗料絶縁装置は、導電
性塗料供給源から供給される塗料を絶縁性中空体内に注
入、滴下して！ｉ　塗Ｆ’ｌを絶縁状態とするようにし
た静電塗装における塗料絶縁装置において、絶縁性中空
体を中央部に塗料滴下用孔を備えた有底容器を垂直方向
に複数個重合し、各有底容器の外周部を接地するように
した構成よりある。

ここで、上記構成において、通常、塗料滴下孔は歯車状
に形成している。また、＆！ｌ縁性中性中空体部に、塗
料を分流滴下する塗料滴下部を設け、該塗料滴下部の平
均径より有底容器の塗料滴下用孔の孔径を大きく形成し
た構成としてもよい、さらに、絶縁性中空体として、途
中に上段より太きい孔径の有底容器を設けた構成、絶縁
性中空体を密封状に形成した構成としてもよい。

〔作用〕

そして、上記構成に基づく、本発明の静電塗装における
塗料絶縁方法と装置は、導電性塗料供給源から供給され
る塗料を絶縁性中空体内に注入、滴下すると、その滴下
間隔によって、塗料は絶縁状態とされるが、該塗料が中
空体内壁に該塗料の一部が付着し、静電２１１装機への
印加高電圧による漏れ電流によって導通状態となった場
合、該中空体の外周壁が接地等の手段により、該漏れ電
流がアース側に誘導等されて、それより上側に位置する
中空体の内壁は、絶縁状態が保持され、滴下塗料に静電
塗装機への印加高電圧が放電することがないように作用
する。

以上のように、本発明の静電塗装における塗料絶縁方法
と装置は、絶縁性中空体の外周壁を接地等の手段でもっ
て、該絶縁性中空体の内周壁における電圧降下を起こさ
せ、該絶縁性中空体内部が高電圧に帯電するのを防止す
るようにした点に特徴を有し、この点によって、滴下塗
料の絶縁化が簡単に、かつ連続して行えるという格別な
作用を奏する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例
について説明する。

ここに、第１〜９図は、本発明の実施例を示し、第１図
は静電塗装装置の概略構成図、第２図はブロックダイヤ
グラム、第３図は塗料絶縁部の概略断面図、第４図は塗
料絶縁部を形成する有底容器の斜視図、第５図は塗料絶
縁部を形成する塗料流入部の斜視図、第６図は第５図の
正面図、第７〜９図は、他の実施例を示し、第７図は塗
料絶縁部の概略断面図、第８図、第９図はそれぞれ塗料
絶縁部を形成する有底容器の斜視図である。

本実施例は、本発明を具体化した静電塗装における塗料
絶縁装置であって、概略すると、塗料供給部ｌと塗料絶
縁部２および電源部３より構成され、塗料を絶縁状態と
し、塗料噴射部４でもって静電塗装を行えるように構成
されている。

塗料供給部ｌは、塗料タンク５と、塗料タンク５内の混
合塗料を撹拌するための撹拌機６および塗料タンク５内
の塗料を塗料絶縁部２に供給するための低圧ポンプ７と
より構成されている。低圧ポンプ７の駆動は、５相パル
スモ一タＭを用いて塗料を定量供給できるようにしてい
る。

塗料絶縁部２は、塗料を絶縁するためのアイソレータ８
により構成されている。アイソレータ８は、絶縁性密封
筒体（中空体）９によって形成され、その上端部の中央
部位に塗料流入部１０、下端部に滴下塗料流下部１１を
備えている。絶縁性密封筒体９は、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート等の絶縁
性材料よりなる複数個（図面においては、６個）の有底
容器９ａ、９ｂ・・・を垂直方向に着脱自在に重合して
形成している。そして、有底容器９ａ、９ｂ・・・の底
面中央には、それぞれ塗料降下孔１２ａ、１２ｂ・・・
を備え、塗料降下孔１２ａ、１２ｂ・・・の中心が、同
一軸線上に位置するように重合した構成とされている。

ここで、塗料降下孔１２ａ、１２ｂ・・・の孔径は、上
段の容器より下段の容器に行くに従い小さし、途中に、
孔径の小さい塗料降下孔を備えた容器を介在させた構成
となっている。しかし、必要に応じて、途中に、孔径の
小さい塗料降下孔を備えた容器を介在させない構成等と
してもよい（第７図参照）、また、塗料降下孔１２ａ、
１２ｂ・・・は、通常、その孔端１２′を平面波形状（
第６．９図参照）としている、しかし、円孔（第８図参
照）等としてもよい、さらに、有底容器９ａ、９ｂ・・
・９ｆの内部に（特に、有底容器の最下段９ｆ）リブ（
あるいは、溝）　９′　（第９図参照）を設けた構成と
してもよい、また、各有底容器９ａ、９ｂ・・・の外周
にはアルミ泊等の導電性材料よりなる電極１３ａ、、１
３ｂ・・・を添設し、該電極１３ａ、１３ｂ・・・は、
接地されている。ここで、電極１３ａ、１３ｂ・・・の
間隔は、有底容器接合部より高電圧が電極に放電しない
間隔とする必要があり、通常、各容器の周面中央に帯状
に配設した構成となついる。塗料供給部１の低圧ポンプ
７と絶縁管１４は接続されており、その絶縁管１４は、
有底容器９ａの塗料流入部ｌＯに接続され、低圧ポンプ
７によって定量移送される塗料を絶縁性密封筒体９に滴
下するようになっている。その塗料流入部１０は、塗料
供給誘導部１５と塗料滴下部１６よりなり、それぞれ、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性材料でもって
構成されている。塗料供給誘導部１５は、水平部１５ａ
と立ち上がり部１５ｂとを有するエルボ状の筒体でもっ
て形成され、水平部１５ａの端部に絶縁管１４が接続さ
れ、立ち上がり部１５ｂに塗料滴下部１６が形成されて
いる。立ち上がり部１５ｂは大径部を有し、その上端面
に中央孔１７より放射状に広がる塗料滴下溝１８．１８
・・・を備えた塗料滴下部１６を形成した構成となって
いる。塗料滴下溝１８．１８・・・は、始端１８ａより
Ｖ！一端１８ｂに下傾斜する分散・分流溝として形成さ
れ、塗料を分散、分流させるようにしている。ここで、
塗料滴下部１６は、そのの直径φを、有底容器９の塗料
降下孔１２の孔径より小さくすると共に、滴下塗料が垂
直に落下し、かつ有底容器９の塗料降下孔１２に接触し
ないようにか接触しないように配置するようにしている
。なお、塗料滴下溝１８の大きさ（溝幅）や溝間距離等
は、塗料の粘度・流量によって規定するようにしている
。そして、この塗料流入部ｌＯの構成は、０結まりの生
じ難い形状で、かつメンテナンスの容易な構成とするこ
とが好ましい、これは、例えば、単に、皿状の底に孔を
設けた構成の場合、孔（溝〉が少しづつ詰まっても極端
に圧損が変化しないため、塗料が数ケ所のの孔（溝）に
集中し、滴下時に水滴状にならなくて絶縁不良の原因と
なること等を考慮することの必要性を考慮したことによ
る。なお、使用塗料が水性等で、−度、造膜すると、再
び溶けない塗料を使用する時に詰まりを生じ易い、また
、滴下塗料流下部１１は、絶縁性密封筒体９を滴下して
きた滴下塗料を、塗料噴射部３に供給するためのもので
あって、最下段の有底容器９ｆの塗料降下孔１２ｆを兼
ねている。また、絶縁性密封筒体９の滴下塗料流下部１
１は、ドレン孔を兼ね、ドレンバイブ１９によって、塗
料を塗料供給部１の塗料タンク５に戻すように構成され
ている。

電源部３は、通常、１００Ｖ交流電源を用い、デジタル
マルチメーター２１、塗料の供給量、供給速度をコント
ロールするプログラマブルコントローラ２２、塗料噴射
部４の塗料噴射器２６．２６に高電圧を印加するための
高圧電源２３、静電電圧計２４およびマイクロアンペア
計２５を備え、塗料供給部ｌのパルスモータＭの駆動と
、塗料噴射部４への高電圧印加とを司るように構成され
ている。

そして、上記構成に基づく、実施例の静電塗装装置は、
次ぎのような作用をする。

まず、塗料タンク５に、水系塗料を入れ、電源を投入し
て撹拌機６を駆動させて、塗料を充分に混合した後、プ
ログラマブルコントローラ２２を作動させ、パルスモー
タＭ、低圧ポンプ７を駆動させて、塗料を塗料絶縁部２
に定量供給する。

そして、塗料絶縁部２に供給された塗料は、アイソレー
タ８を構成する絶縁性密封筒体９の上端部に配設されて
いる塗料供給誘導部１５に供給され、その水平部１５ａ
、立ち上がり部１５ｂを通って塗料滴下部１６に誘導さ
れる。塗料滴下部１６では、その中央孔１７より塗料が
浴出するようにしである。これは、水性塗料のように粘
度が高いものは、水滴状にはなり難い。このため、塗料
を確実に水滴状にするには、一箇所よりの滴下量を少な
くする必要があるので、放射状に掘設されている塗料滴
下溝１８．１８、・・・に分散、分流して落下する。こ
こで、塗料は定！１誘導され、また分散、分流して落下
するように形成されているので、塗料詰まり等を生じさ
せることなく、水滴状になって落下する。そして、該滴
下塗料は、その滴下間隔によって、絶縁状態とされるが
、該塗料が絶縁性密封筒体９の内壁に、該塗料の一部が
付着した場合、塗料噴射部４への印加高電圧による沿面
絶縁破壊が生じ、付着塗料も高電圧の印加状態になる。

そうすると、滴下塗料は高電圧充電部に向かって静電誘
導によって引き寄せられ、充電部に接触する瞬間には、
衝突の衝撃と高圧の作用とで、水滴状のものが飛散、付
着を行う。すると、新たに高電圧充電部以外に付着した
塗料へ再び沿面リークが発生し、同様の繰り返しを行い
、密閉容器内は、凹凸等の沿面破壊が生じにくい形状を
なしていたとしても、高圧の作用により、非常に短時間
に内部が導通状態となり、塗料絶縁が不可能になるが、
絶縁性密封筒体９を構成する各有底容器９ａ、９ｂ、・
・・の外周に設けられた電極１３ａ、１３ｂ、・・・が
独立して接地されていることにより、絶縁材料で作成さ
れた有底容器内への塗料付着によって、高電圧充電部の
進行が起こり、それに伴ない絶縁材料の有底容器壁も徐
々に高圧に帯電してくる。電荷の移動速度は絶縁材料で
あるため遅いが、外周に設けられた電極に徐々にリーク
電流となって出て行く。このために接地電極の部分で徐
々に電圧降下が起こり、静電誘導による吸着、衝突現象
が極端に少なくなり、接地電極上部での絶縁状態が保持
されるようになる。この時の印加電圧は、６０ＫＶ、上
記リ−り電流は、５〜７μ八程度へある。有底容器はポ
リプロピレン製で厚さｔ＝１．３ｍｍ程度である。この
時、放電電流は８０μＡ、印加電圧は６０ＫＶをしてお
り静電塗装は十分に行われる状態である。該漏れ電流が
アース側に誘導されて、導通状態となった筒体部位と上
側に位置する筒体内壁は、絶縁状態が保持され、滴下塗
料と短絡することがないように作用する。

また、絶縁性密封筒体９を構成する有底容器９ａ、９ｂ
、・・・は、その底面に塗料降下孔１２ａ、１２ｂ、・
・・を有し、塗料降下孔１２ａ、］、　２　ｂ、・・・
が、下段に行くにつれて、その間口径を小さくしている
が、途中に、下段側の塗料降下孔１２ｅより小さい開口
径の塗料降下孔１２ｄとなるようにし、これにより導通
状態の広がりを防止するように作用させている。

そして、絶縁状態を保持された塗料は、絶縁性密封筒体
９の下端部に形成されている塗料流下部１１からは、水
性塗料の導電性のため、高電圧が印加された状態で、高
圧ポンプ２０により塗料噴射部４に定量供給される。

次ぎに、本実施例による効果を確認するために、本実施
例装置と、従来例装置とを用いて、同一条件の下で、被
塗装＠Ｉ（セメント瓦）に、水性塗料でもって塗装を行
った。

そして、その試験結果によると、本実施例の場合は、塗
料の絶縁状態を連′に！ｔ２時間以上保持でき、かつそ
の塗着効率も９０％を越え、また、塗料内の水分が少な
いのも反映して１５０〜３００μｍという上記塗料によ
る静電塗装が行えたのに対し、従来例装置にあっては、
５〜１５分程度で滴下塗料が中空体内壁に付着し、塗料
の絶縁状態を保持できなくなり、その塗装を中断せざる
を得ないという結果を得た。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく
、本発明の要旨を変更しない範囲内で変形実施できるも
のを含む。因みに、次ぎのような変形を行ってもよい。

■　絶縁性筒体を、複数個の有底容器を重合して得た構
成とすることなく、−個の筒体の内部に所定間隔で、内
部に滴下塗料降下孔を形成するｒ環状ヒレ部（突出部）
ｊを設けた構成。

■　絶縁性筒体を、平面視円形とすることなく、例えば
、平面視が四角形、楕円形等の中空容器とした構成。

■　電極を、絶縁性密封筒体に一体的に配設した横取。

■　絶縁性筒体の壁部の絶縁抵抗が部分的に変化した構
成。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、本発明の静電塗装にお
ける塗料絶縁方法と装置によれば、絶縁性密封状筒体を
接地等の手段でもって、電圧降下を起こさせるするよう
にしているので滴下塗料への放電が防止できるという効
果を有する。

従って、本発明の静電塗装における塗料絶縁方法と装置
によれば、静電塗装において用いる水系塗料等の導電静
塗料を絶縁することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は、本発明の実施例を示し、第１図は静電塗
装における塗料絶縁装置の概略構成図、第２図はブロッ
クダイヤグラム、第３図は塗料絶縁部の概略断面図、第
４図は塗料絶縁部を形成する有底容器の斜視図、第５図
は塗料絶縁部を形成する塗料流入部の斜視図、第６図は
第５図の正面図、第７〜９図は、他の実施例を示し、第
７図は塗料絶縁部の概略断面図、第８図、第９図はそれ
ぞれ塗料絶縁部を形成する有底容器の斜視図である。 １・・・塗料供給部、２・・・塗料絶縁部、３・・・ｉ
ｔ源部、４・・・塗料噴射部、７・・・低圧ポンプ、８
・・・アイソレータ、９・・・絶縁性密封筒体、９ａ、
９ｂ〜９ｆ・・・有底容器、１０・・・塗料流入部、１
１・・・滴下塗料流下部、１２ａ、１２ｂ　〜１２ｆ・
−・塗料降下孔、１２’　・−−孔端、１３ａ、１３ｂ
　〜１３ｆ・・・電極、１４・・・絶縁管、１５・・・
塗料供給誘導部、１５ａ・・・水平部、１５ｂ・・・立
ち上がり部、１６・・・塗料滴下部、１７・・・中央孔
、１８・・・塗料滴下溝、１８ａ・・・塗料滴下溝の始
端、１８ｂ・・塗料滴下溝の終端、１９・・・ドレンバ
イブ、２０・・・高圧ポンプ、２１・・・デジタルマル
チメーター、２２・・・プログラマブルコントローラ、
２３・・・高圧電源、２４・・・静１ｔｆｔ圧計、２５
・・・マイクロアンペア計、２６・・・塗料噴射器、Ｍ
・・・パルスモータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性塗料供給源から供給される塗料を絶縁性中
   空体内に注入、滴下して該塗料を絶縁状態とするように
   した静電塗装における塗料絶縁方法において、該中空体
   壁の外部の一部を接地等の手段でもって低電位とし、該
   中空体内部が高電圧に帯電するのを防止するようにした
   ことを特徴とする塗料絶縁方法。
2. （２）絶縁性中空体が、中央部に塗料滴下用孔を備えた
   有底容器を垂直方向に複数個重合して形成され、各有底
   容器の外周部を接地している請求項１に記載の塗料絶縁
   方法。
3. （３）導電性塗料供給源から供給される塗料を絶縁性中
   空体内に注入、滴下して該塗料を絶縁状態とするように
   した静電塗装における塗料絶縁装置において、絶縁性中
   空体を中央部に塗料滴下用孔を備えた有底容器を垂直方
   向に複数個重合し、各有底容器の外周部を接地するよう
   にしたことを特徴とする塗料絶縁装置。
4. （４）塗料滴下孔を歯車状に形成している請求項３に記
   載の塗料絶縁装置。
5. （５）絶縁性中空体の上部に、塗料を分流滴下する塗料
   滴下部を設け、該塗料滴下部の平均径より有底容器の塗
   料滴下用孔の孔径を大きく形成している請求項３に記載
   の塗料絶縁装置。
6. （６）途中に上段より大きい孔径の有底容器を設けてい
   る請求項３に記載の塗料絶縁装置。
7. （７）絶縁性中空体を密封状に形成している請求項３に
   記載の塗料絶縁装置。