JPH06142559A

JPH06142559A - ワークピースに塗料を静電的に塗布する方法及び装置

Info

Publication number: JPH06142559A
Application number: JP5127610A
Authority: JP
Inventors: Girolamo Barbieri; ジロラモ・バルビエリ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-05-24
Also published as: DE69309150D1; EP0572358A1; EP0572358B1; DE69309150T2; ES2103459T3; US5397605A

Abstract

(57)【要約】【目的】作業が行われる環境において粉末状の塗料の
飛散を少なくする。【構成】静電気塗装の方法では、ガン９のスプレーノ
ズル１０に向かって粉末状の塗料と共に搬送される空気
には、少なくとも１つの付加ガス状流体が添加される。
この流体は、供給ボトル１３６〜１３９から供給される
少なくとも一つのガス及び／または作動液体を介して空
気を送ることにより得られる蒸発気体よりなる。付加ガ
ス状流体は空気よりも大きな電気伝導率を有しており、
ノズル１０から射出された塗料の量に大してワークピー
ス１１に塗布された塗料の量を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気中に拡散された複
数の粒子を有する粉末状の塗料を空気と混合する工程
と、電子イオン領域に粉末状塗料を通すことにより、前
記塗料を形成する個々の粒子を静電的に帯電させる工程
と、前記空気をスプレーノズルを介して射出すると同時
に静電気帯電した粉末状塗料をワークピースに対して射
出する工程とを具備する、ワークピースに塗料を静電的
に塗布する方法に関する。

【０００２】また、本発明は、空気中に拡散された状態
の粉末状の塗料をワークピースに向かって射出するスプ
レーノズルを有するスプレーガンと、スプレーノズルと
連通した移送ダクトと、移送ダクトに空気を供給する空
気供給手段と、スプレーノズルに塗料を供給する塗料供
給手段と、塗料の粒子に静電気を帯電させるのに適した
少なくとも１個の電極に接続された第１の電極とワーク
ピースに電気的に接続される第２の電極とを有するイオ
ン発生回路とを具備する、ワークピースに塗料を静電的
に塗布する装置にも関する。

【０００３】なお以下の説明では、ワークピースに静電
的に塗布する塗料は、乾燥粉末状のもの、すなわち液体
溶媒のないものとして説明するが、本発明によって想起
される発明の概念を、吹き付ける塗料として液体塗料を
用いた静電塗装に適応することも可能である。

【０００４】

【従来の技術】静電的な粉末塗布に使用される装置は、
一般的にコンテナを有していることが知られている。こ
のコンテナ内では、粉末塗料が流動状ベッドによって空
気中に拡散されている。この流動状ベッドは、コンテナ
の基部に配置されたフィルター要素を介して空気を吹き
付けることにより形成される。コンテナの上部には、ベ
ンチュリタイプのアドミッションバルブが接続されてい
る。このアドミッションバルブは、圧縮空気供給源に接
続された供給ダクトと、塗料スプレーガンに接続された
移送ダクトとの間に配設されている。アドミッションバ
ルブを介した空気の強勢通過は、所定の流れ率によって
調節されるが、コンテナ内に保たれた空気に混ざってい
る粉末を調節可能な流れ率に従って引き込む。

【０００５】空気と拡散された粉末とからなる混合物は
この様にして移送ダクトに送られ、ガンに到達し、適当
なスプレーノズルからガン自体より吹き出される。通
常、スプレーノズルの近傍には、電気移送回路の陰極に
接続された複数個の電極が配置されている。この結果、
電気イオン領域がスプレーノズルの近傍に発生する。

【０００６】この様な状態において、空気流と共にノズ
ルから吹き出される塗料粒子は、イオン領域を通過する
のと同時に静電気を帯び、つぎにワークピースに付着す
る。このワークピースは、通常、粒子の帯電の符号とは
逆の符号に帯電される。

【０００７】以下のことは留意すべきである。すなわ
ち、この工程の間には、塗料粒子の粘着はもっぱら静電
効果に依存しているため、ワークピース上に塗布された
塗料層は非常にデリケートで、非常に容易に取り剥がさ
れ得、または損傷され得る。塗料粒子とワークピースと
の間の分子結合の定着は、この後の焼き付け工程におい
てのみ行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、説明
したタイプの装置を使用することによって行われる静電
塗装は、多くの制限と欠点を生み出す。この様な欠点と
は、以下の事実によって実質的に生じる。すなわちこの
事実とは、スプレーされた粉末は、多くの場合その５０
％を越える量が、ワークピースに塗布される変わりに周
囲の大気に撒き散らされる。

【０００９】従って塗布が行われる作業環境は、スプレ
ーブースによって適宜区画されなければならない。この
スプレーブースは、適切な吸引及びフィルターシステム
と共同して拡散された粉末状塗料の重要な量を再生させ
る。

【００１０】さらに、粉末の再生及び再利用の必要性
は、重要な問題を引き起こす。この問題は、使用する塗
料を、使用する度に他のタイプ及び／又は色によって交
換しなければならない、ということである。これらの場
合において、実際に、塗装工場全体を数時間停止する必
要がある。この時間は、フィルターの交換と、塗料通過
に関係するすべての表面及びダクトの清掃とを実行し
て、前に使用した塗料を、継ぎに使用する新しい塗料と
混ぜ合わさないようにするのに十分なだけ必要である。

【００１１】良く知られているように、この問題は、塗
装工場の作業柔軟性に大きな制限をもたらすことにな
る。実際に、この欠点を部分的に回避するために、所定
周期で、かつ、何日間かに一つのタイプの塗料が使用さ
れた後に塗料交換が行われる。

【００１２】一方、これは最初の視点に反するようであ
るが、ワークピース上への塗料塗布は、粒子の静電付着
効果を高める目的で、電極へ供給する電流値を只単に大
きくしただけでは改善することはできない。実際、この
様な電流の値が、与えられた制限を越えると、電極とワ
ークピースとの間で放電が生じ、最終的な結果を修復不
可能に損傷する可能性がある。

【００１３】スプレーノズルから流れ出る空気と粒子の
速度を増加させて、空気及び粒子が周囲の空気に撒き散
らされる前に粒子をワークピースに到達させる試みも不
可能である。実際、強すぎる空気流が、ワークピース上
に付着した粒子を取り去り、また、短時間、個々の粒子
を誘電領域に残す。

【００１４】前述の観点からみると、塗料塗布を改善す
る目的で従来行われてきたすべての試みは、スプレーノ
ズルの幾何学的形状及び構造の研究や、電極及びこの電
極に接続された移送回路の品質改善に向けられている。
非常に精巧な技術を用いることによって、幾つかの改善
が成されている。しかしながらこれらの改善は、その様
な技術を使用している割には、比較的小さいものとなっ
ている。

【００１５】例えば、最も斬新で高価な構造的解決策に
従うと、塗料を拡散した状態で保持するコンテナ内にイ
オン領域を直接形成することができる。大きな利用可能
空間は、ガンのスプレーノズルよりも大きな数の電極を
使用することを可能にしている。さらに、塗料粒子はイ
オン領域に長時間残る。

【００１６】しかし、塗料粒子は、移送ダクトに沿って
コンテナからガンに至る間に静電気を失う傾向がある。
従って、産出量の増加は期待したものに比べてさらに低
くなる。実際に、実質的に平坦な鉄の表面に塗装するの
であれば、作業環境に拡散される塗料の量は、２５〜３
０％以下に下がることはない。

【００１７】また、好ましくない磁気干渉の現象が生じ
る三面体の角度が存在するような状況下では、正確な塗
料塗布がさらにまら困難になり、時には不可能になって
しまうこともある。この事実は、なにをおいても、自動
化された現代の塗装工場にとって大きな問題となる。こ
のような工場においては、多くの場合、手動による仕上
げ干渉が、塗装によっては到達することができない領域
内に塗料塗布を行う場合に要求される。

【００１８】さらに、静電塗装に関連する問題は、実際
にこの方法を使用して硝子などの低い伝導率を有する材
料で形成された製品への塗料塗布とともに、先立つ作業
工程において塗装された物品上へのさらなる塗料層の形
成を不可能にしている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、従来技
術の問題の重要な部分を解決することもできる。この場
合、少なくとも１つの添加的なガス状の流体を、スプレ
ーガンノズルへ送られる空気に混合する。この添加的な
流体には、空気に比べて非常に大きい電気伝導性を有す
るものを使用する。

【００２０】従って本発明は、電子イオン領域の効果に
よって塗料の粒子に誘導された静電気帯電が増加するよ
うに、空気自身よりも非常に大きな電気伝導率を有する
すくなくとも１つの添加ガス状流体を、スプレーノズル
に搬送される空気に添加する工程を具備することを特徴
とする、ワークピースに塗料を静電的に塗布する方法に
関する。

【００２１】この方法は、本発明に従って、空気供給手
段から送られる空気と、空気自身よりも大きな電気伝導
率を有する少なくとも１つ添加ガス状流体とを混合する
添加手段を具備することを特徴とする、ワークピースに
塗料を静電的に塗布する装置によって実施される。

【００２２】さらなる特徴および効果は、本発明に従っ
た、ワークピースに塗料を静電的に塗布する方法と、こ
の方法を実施する装置との少なくとも１個の好ましい実
施例の詳細な説明によって明らかとなる。この説明は非
限定の例示によって添付図面を参照して行われる。

【００２３】

【実施例】図面を参照すると、本発明に従ってワークピ
ースに塗料を静電的に塗布する装置は、通常、参照符号
１で示される。

【００２４】示された実施例では、乾燥粉末状のポルエ
ステルタイプの塗料が使用されており、装置１はコンテ
ナ２を具備している。このコンテナ２内には、所望量の
粉末塗料が案内される。この粉末塗料は、非常に微細な
固体粒子によりなる。コンテナ２の底部の近傍には、フ
ィルター要素３が配置されている。このフィルター要素
３の下方には、所望の流量の空気流が少なくとも１個の
進入ノズル４から進入してくる。この進入ノズル４は、
後にさらに明確となるが、公知であるので図示しない供
給手段と連通している。この供給手段は、メイン移送パ
イプラインＡに接続されている。

【００２５】進入ノズル４を介して案内された空気は、
フィルター要素３を通過して、その上方への移動の効果
によって、コンテナ２内で均一の拡散した塗料の粒子と
混合される。コンテナ２の上部に設けられそれぞれのフ
ィルタ５ａを有する出口開口５は、超過した空気をコン
テナ２から排出するのを可能にする。この結果、前記コ
ンテナ２内の圧力は所定値に保たれる。この圧力の所定
値は、通常、大気圧よりもわずかに高く設定されてい
る。

【００２６】コンテナ２の上部には、進入バルブ６が接
続されている。この進入バルブ６は公知のものであり、
その動作はベンチュリ効果に基づくものである。さらに
詳細には、この進入バルブ６は入口端部６ａを有してい
る。この入口端部６ａには、供給ダクト７が連通されて
いる。この供給ダクト７は、メイン移送パイプラインＡ
によって前記圧縮空気移送手段に接続されている。進入
バルブ６はまた、出口端部６ｂをも有している。この出
口端部６ｂは、移送ダクト８と係合しており、コンテナ
２の内側に開いた供給チャンネル６ｃとも係合してい
る。供給ダクト７から移送ダクト８へ空気が通過する
と、ベンチュリ効果によって、コンテナ２内の空気と、
この空気に拡散した塗料の粒子とが、所定量だけコンテ
ナ２から排出される。この排出料は、移送ダクトからの
空気の流量に比例する量である。

【００２７】移送ダクト８はガン９の所で終結してい
る。このガン９は、スプレーノズル１０との流体の流通
を行うように付加的に設けられた駆動レバー９ａを有し
ている。スプレーノズル１０を介して、空気流に乗った
粉末状塗料の粒子がガン９から射出され、ガン９の前に
配置されたワークピース１１に向かって飛び出る。

【００２８】また、本実施例では、塗料の粒子はワーク
ピースに到達する前に電子イオン領域に影響を受け得る
ように構成されている。この電子イオン領域の存在によ
って、個々の粒子が静電気帯電される。示された実施例
では、電子イオン領域は少なくとも１個の電極１２の補
助によって生成される。この電極１２は公知のものであ
るので図にのみ示すが、作動可能にスプレーノズル１０
に取り付けられている。

【００２９】電極１２には、電気供給回路１２ａの１つ
の極、例えば陰極が接続されている。この電気供給回路
１２ａも公知の物であるので図にのみ示す。この電気供
給回路１２ａの他方の電極は、ワークピース１１に接続
されている。

【００３０】前述の説明より明らかなように、本実施例
の装置は、ワークピースに塗料を静電的に塗布する方法
を実施する。この方法は、空気中に拡散された複数の粒
子を有する粉末状の塗料を空気と混合する工程と、電子
イオン領域に粉末状塗料を通すことにより、前記塗料を
形成する個々の粒子を静電的に帯電させる工程と、前記
空気をスプレーノズルを介して射出すると同時に静電気
帯電した粉末状塗料をワークピースに対して射出する工
程とを具備している。

【００３１】本発明に従って、適宜な添加手段１３を設
けているおかげで、塗料と共にスプレーノズル１２に搬
送される空気には、少なくとも１つの付加ガス状流体を
添加しなければならない。この付加ガス状流体は、空気
自身よりも多く名電気伝導率を有している。

【００３２】この付加流体を加えるのは非常に簡単な操
作であるが、この操作によって、当業者が予期していな
かった効果が生み出される。実際、スプレーノズル１０
から射出される塗料の粒子は、従来技術と比較して非常
に改善された様式でワークピース１１に到達してこれに
固着する。

【００３３】達成された改善の原因は簡単には確認でき
ない。本発明の目的へ前進するためになんらかを拘束す
るような理論は望まれないが、伝導性のあるガス状流体
の存在は、移送ダクト１０を通過する塗料の粒子を包含
する媒体（添加された空気）の誘電率を減少することに
よって、粒子自身を静電気帯電させる代りに、電極１２
によって形成される電子イオン領域の特性を改善させ
る。特に、電極１２によって形成される電子イオン領域
の密度が極度に上昇する。その一方、電極１２への供給
電流の値を上昇させる必要はない。さらに、付加流体は
高い伝導性を有しているので、塗料粒子がガン９に到達
する前に電子イオン領域の影響を受けるように、電子イ
オン領域を移送パイプライン８に沿って後方に形成する
こともできる。

【００３４】そして、個々の塗料粒子は従来よりも長時
間に渡って密度の高いイオン領域に入れられる。

【００３５】使用される第１の付加ガス状流体が必要に
応じて異なる性質を有して良いことは明白である。

【００３６】図１および図２に詳細に示された実施例を
参照すると、第１の付加流体は、好ましくは移送パイプ
ライン８に送られる少なくとも１つのガスを有してい
る。この移送パイプライン８は進入バルブ６の直ぐ下流
側に設けられており、従ってこの進入バルブ６によっ
て、塗料粒子および空気がパイプライン８に案内され
る。

【００３７】この目的のため、添加手段１３が、図２に
示す混合コレクタ１４を使用するために設けられてい
る。この混合コレクタ１４は、第１端１５ａを有する外
側管状体１５を具備している。この第１端１５ａは、バ
ルブ６の出口端部６ｂに接続されている。この接続は、
管状接続体１６を介して行っても良い。また、外側管状
体１５は、第２端１５ｂを有している。この第２端１５
ｂは、移送ダクト８の対応端部に密封状態で接続されて
いる。外側管状体１５の第１端１５ａ内には、ねじ要素
１７が配設されている。このねじ要素１７は、内側管状
体１８と動作可能に係合している。この内側管状体１８
は、外側管状体１５と同軸的にかつこの管状体１５に沿
って延出している。１個またはそれ以上の入口パイプ継
手１９ａ，１９ｂは、外側管状体１５に向かって開いて
おり、外側管状体１５および内側管状体１８の間に規定
された混合室１４ａと連通している。これら入口パイプ
継手１９ａ，１９ｂのうち少なくとも１個には、供給ダ
クト２０が接続されている。この接続ダクト２０には、
第１の付加ガス状流体を構成し２つある供給ボトルの一
方である供給ボトル２１に収容されたガスが案内され
る。このガスの案内は、レバー９ａによって駆動される
第１のソレノイド流れ制御バルブ２０ａまたはその他の
同等な手段を介して行われる。

【００３８】単に示唆として、以下のことが指摘され得
る。すなわち、最良の結果は、アルゴンと、ヘリウム
と、クリプトンと、ネオンと、ラドンと、キセノンとか
らなるグループの中から選択されたすくなくとも１つの
希ガスを使用することによって得られる。さらに詳しく
は、最優先の方法として、ヘリウムガス、好ましくは
「ヘリウム−４」と命名されたヘリウムガスが使用され
る。このヘリウムガスは、１５〜４０ｇ／ｈｏｕｒの範
囲に含められた状態で移送される。

【００３９】空気流量に対するヘリウムガスの流量の比
は、本発明の目的に対して正確でなくてもよいが、その
値は好ましくは１／１００から１／３００までの範囲に
含められるべきである。また、ワークピースに塗料を塗
布する目的のため、第１のガス状流体の添加と共に少な
くとも１つの第２のガス状流体を添加することによっ
て、さらによい結果を得ることができる。この目的のた
め、進入パイプ継手１９ａ，１９ｂのうち少なくとも一
方が第２の移送ダクト２２によって第２の供給ボトル２
３に接続され得る。第２の移送ダクト２２は第２のソレ
ノイド流れ制御バルブ２２ａを有しており、第２の供給
ボトル２３は第２の付加ガス状流体を構成するガスを収
容している。

【００４０】第２のガス状流体を添加することによっ
て、移送ダクト８に送られる空気が効果的に薄められる
と共に、空気中に不可避的に存在する例えば遊離酸素な
どの実質が薄められる。このような実質は、塗料の帯電
及び／又はワークピース１１上への塗料の塗布に損害を
もたらす。

【００４１】第２の流体は要求に従って異なる種類のも
のであっても良いことは明白である。単なる示唆とし
て、以下のことが指摘され得る。即ち、塗装された金属
製品にとっては、第２の流体として窒素ガスを添加する
ことによって最良の結果が達成される。この窒素ガス
は、好ましくは、空気流量の１／１５０から１／２０ま
での間に含められる流量に従って移送される。さらに詳
細には、窒素の流量に対するヘリウムの流量は、１／２
から１／５になされる。この様なガスは空気の流量の１
／１００から１／１５までの範囲内の全体的流量に従っ
て送られる。

【００４２】以下、図１及び図２に示す実施例に従った
塗装方法による生産品と、この方法と同一の条件下で即
ち付加流体の無い状態で従来技術に従った塗装方法によ
る生産品とを比較した実験を例示によって説明する。

【００４３】金属品は最初、付加流体が無い状態で塗装
された。従って、１１ｍｍの直径を有する移送パイプラ
イン８には、塗料粒子だけでなく、３０．６ｍ³／ｈの
流量の空気も流れた。この様な状況で、周囲の大気に拡
散された塗料の量は３５％よりも高かった。この結果、
ワークピース上に塗布された塗料のパーセントとして意
図された塗装の生成は、ノズル１０から射出された塗料
の全体の６５％を越えなかった。

【００４４】次に、この方法に従って動作するように、
バルブ６を介した空気の流量は、部分的に制限され、実
質的に３０ｍ／ｈまでの値であった。そして、１対３の
割合の、かつ、５８０ｌ／ｈの全体流量のヘリウム及び
窒素ガスが混合コレクタ１４を介して移送された。

【００４５】さらに詳細には、ヘリウムの流量は１４０
ｌ／ｈであり、窒素の流量は４５０ｌ／ｈであった。こ
の状況下では周囲の大気内での塗料の損失は１５％を越
えなかった。従って、塗装生成量は８５％以上であっ
た。

【００４６】また、移送パイプライン８の塗料の流量、
換言すれば、単位時間当りの塗料の量はを増加して、ワ
ークピース１１の塗装に必要な時間を大幅に減少するこ
とも可能であった。

【００４７】本発明によって塗料粒子に与えられる帯電
の改善は、例えば硝子などの低い電気伝導率を有する材
料よりなる製品の塗装に対して達成されるべき基体しな
かった結果を生じさせることが可能であることが分かっ
た。

【００４８】この材料を参照して、アルゴンと、ネオン
と、弗化アンモニウムとからなるグループから選択され
たガスを窒素の代りに使用することによって最良の結果
が得られることも分かった、図３乃至図５を参照する
と、第１の付加ガス状流体は、蒸発によってガス状の流
体を生成するように形成された少なくとも一つの作動液
体１１５を介して、スプレーノズル１０に送られる空気
の少なくとも一部を泡立てることにによって生成され
る。

【００４９】この目的のため、添加手段１３は少なくと
も１つのタンク１１４を具備している。このタンク１１
５は、好ましくは円筒形状に形成され、図４に示す作動
液体１１５を収納した端部の反対側の端部で閉じられて
いる。

【００５０】この作動液体１１５は、必要に応じて毎回
選択することができ、好ましくは、乳酸と、クエン酸
と、蟻酸アルデヒトと、氷酢酸と、プロピオン酸と、蓚
酸と、クロル酢酸と、グリコール酸と、酒石酸と、スル
ファミン酸とからなるグループから選択される。さらに
詳しくは、最優先の方法では、作動液体１１５は、６０
％から８０％までの範囲であって好ましくは７０％に対
応する乳酸と、２０％から４０％の範囲であって好まし
くは３０％に対応する氷酢酸との混合物から構成されて
いる。

【００５１】タンク１１４は、入口バルブコネクタ１１
６と共同している。この入口バルブコネクタ１１６は、
図３に示すように、移送パイプラインＡと付加的に位置
する圧力レリーフバルブ１１６ａとを介して空気供給手
段に連通している。

【００５２】図４に示すように、入口バルブコネクタ１
１６は逆止弁１１７を介在して接続パイプ１１８の一端
部に接続されている。この接続パイプ１１８は、タンク
１１４内で垂直方向に延出しており、管状の分配部分１
１９の所で終結している。この分配部分１１９は、図５
を見ても明らかなように、タンク１１４の底部１１４ａ
において円環状に延出している。管状の分配部分１１９
は複数個の分配穴１２０を有している。これら分配穴１
２０は、分配部分１１９の延出方向に沿って等間隔に離
間している。この結果、空気は、小さい泡の状態で均一
に液体１１５に降りて行く。この溶液は、第１の付加ガ
ス状流体を簡便に増加させるように生成する事ができ
る。実際に、空気によって形成される泡の量は、重要な
交換表面を作動液体１１５に関して生成するのに十分で
ある。この交換表面は、室温にて前記液体１１５の十分
な蒸発を生じさせる。

【００５３】効果的に、タンク底部１１４ａは、頂点が
上方に向けられたコーン形状を有している。このこの工
夫は、管状の分配部分１１９を常に完全に作動液体１１
５に浸すようにしている。この状態は、蒸発の結果前記
液体１１５が大幅に減少したときでも維持される。

【００５４】信号発生手段を、タンク１１４の内部の作
動液体１１５のレベルを知らせるためにもうけても良
い。この信号発生手段は、いかなる公知技術及び従来様
式でも形成され得るので図示しない。必要であれば、作
動液体１１５のレベルは、入口バルブコネクタ１１６か
ら新しい液体を入れることによってもともとのレベルを
保つこともできる。

【００５５】タンク１１４の外側であって液体レベル１
１５の上方には、少なくとも１個の規制ダイアフラム１
２１が配設されている。この規制ダイアフラム１２１
は、好ましくは下方に収束し先端が切り取られたコーン
形状に形成されている。この規制ダイアフラム１２１
は、タンク１１４の延出方向に沿って、空気添加部分１
２２と空気乾燥部分１２３とを規定している。空気添加
部分１２２は、タンク１１４の底部に配設されている。
空気乾燥部分１２３は、空気添加部分１２２の上方で垂
直方向に延出し、ダイアフラム１２１に形成された中央
開口１２１ａを介して空気添加部分１２２と連通してい
る。

【００５６】さらに規制ダイアフラム１２１の存在は、
作動液体１１５を介して空気添加部分１２２に供給され
る空気流の渦巻き動作を強いものにする。この様な渦巻
き動作に続いて、添加された空気によって行われ作動液
体１１５へ落ちて行く超過蒸気の部分的な濃縮と、ガス
状に保たれた気体の空気内での最適な分配とが行われ
る。

【００５７】添加された空気内に存在する超過蒸気は、
乾燥部分１２３を優かするときに濃縮されやすい。この
乾燥部分１２３は好ましくは搬送部分１２４によって規
定されている。この搬送部分１２４は、上方に向かって
徐々にすぼまってゆく切頭円錐形状に形成されている。
この搬送部分は、タンク１１４の内壁に係合した下端１
２４ａと、出口バルブコネクタ１２５に密封状態で係合
した上端１２４ｂとを有している。この出口バルブコネ
クタ１２５は、これの上部においてタンク１１４と共同
している。

【００５８】そして、添加された空気は、フィルター要
素１２６を通過した後、出口バルブコネクタ１２５に到
達する。到達した空気は、実質的に乾燥蒸気の状態の第
１の付加ガス状流体の減少された割合の量を有してい
る。従ってこの空気は、粉末状塗料と共にスプレーノズ
ル１０に送るのに適した状態となる。このスプレーノズ
ル１０への移送は、第１の付加ガス状流体を形成する蒸
気のさらなる濃縮を生じさせる危険性なしに行われる。

【００５９】作動液体１１５を出口バルブコネクタ１２
５から逃さないように、閉鎖手段１２７が設けられてい
る。この閉鎖手段１２７は、作動液体１１５を乾燥室か
ら溢れさせないように、乾燥部分１２３から添加部分１
２２を密封的に離間させるために選択的に駆動され得
る。移送又は貯蔵の間には、タンク１１４は水平にして
設置するべきである。示された実施例では、閉鎖手段１
２７は少なくとも１個の閉鎖要素１２８を具備してい
る。この閉鎖要素１２８は、ラック形状のロッド１２９
の下端部に取り付けられている。このロッド１２９は、
垂直方向にそって案内要素１３０とスライド可能に係合
している。この案内要素１３０は、１個又は複数個の径
方向クロスピース１３１によって支持されている。この
径方向クロスピース１３１は、タンク１１４の内側部分
に支持されている。

【００６０】ラック計上のロッド１２９は、駆動ロッド
１３３の端部にキー接続されたスプロケット１３２によ
って駆動される。この駆動ロッド１３３は、回転可能に
タンク１１４と係合しており、このタンク１１４から横
方向に突出している。駆動ロッド１３３の端部には、駆
動レバー１３４がタンク１１４の外側に取り付けられて
いる。この駆動レバー１３４を介して、閉鎖要素１２８
は、閉位置と開位置との間で選択的に移動され得る。閉
位置においては、閉鎖要素１２８は、シール１２８ａに
よって規制ダイアフラム１２１上に位置して添加部分１
２２と乾燥部分１２３との間の流体の流通を遮断する。
開位置においては、閉鎖要素１２８は、図４に示すよう
に、規制ダイアフラム１２１から離間されて前記流体の
流通を可能にする。

【００６１】駆動ロッド１３３のねじ部分１３３ａ上に
動作可能に係合したロッキングリング１３５は、回転方
向において駆動ロッド１３３をロックするように、従っ
て、閉鎖要素１２８を所望の位置にロックするように、
手動で駆動されるのに適している。

【００６２】示された実施例では、出口バルブコネクタ
１２５はコンテナ２の底部に設けられた進入ノズル４に
接続されている。この結果、添加された空気は粉末状の
塗料をコンテナ２内に拡散状態に保つのに利用される。
この場合、第１の付加ガス状流体の部分は、コンテナ２
の外側に開口５を介して超過した空気と共に流れる。付
加ガス状流体は、利用された部分のみ、進入バルブ６を
介して移送ダクト８に実際に送られる。

【００６３】また、出口バルブコネクタ１２５は直接、
移送ダクト８に接続することができ、この接続は進入バ
ルブ６の上流側でも下流側でも良い。

【００６４】本実施例においても、スプレーノズル１０
内には、第１の付加ガス状流体が添加された空気と共
に、少なくとも１つの第２の付加ガス状流体が備えられ
る。この第２の付加ガス状流体は、図１及び図２を参照
して説明した方法と同様な方っほうに従って移送され
る。

【００６５】さらに詳細には、第２の付加ガス状流体
は、好ましくは、アルゴンと、ヘリウムと、ネオンと、
クリプトンと、キセノンと、ラドンとからなるグループ
から選択され空気よりも高い電気伝導率を有する少なく
とも１つの希ガスを具備している。第２の付加ガス状流
体内には、１つまたは複数の不活性ガスを備えることも
できる。このような不活性ガスは、移送ダクト８を通る
空気を薄める機能を有しており、従って、塗料粒子の静
電気帯電に悪影響を与える例えば遊離酸素のように空気
中に不可避的に存在する実質を薄める機能を有してい
る。

【００６６】単に例示として示す最優先の方法では、第
２の付加ガス状流体は、７５％から８５％までの範囲で
あって好ましくは８０％に対応する窒素と、１０％から
１５％までの範囲であって好ましくは５％に対応するヘ
リウムと、０．５％から３％までの範囲であって好まし
くは２％に対応するネオンとを具備する混合物からなる
ように形成されている。

【００６７】これらガスの各々は、夫々、供給ボトル１
３６，１３７，１３８，１３９内に保持されている。こ
れら供給ボトル１３６，１３７，１３８，１３９は、夫
々、流れ制御バルブ１３６ａ，１３７ａ，１３８ａ，１
３９ａと、供給ダクト１４０，１４１，１４２，１４３
とを介して混合コレクタ１４４に接続されている。この
混合コレクタ１４４は、進入バルブ６と移送ダクト８と
の間に配置されている。この混合コレクタ１４４は、図
１及び図２に示す混合コレクタ１４と構造的に同様なも
のである。

【００６８】本発明は意図した目的を達成する。

【００６９】添加工程を介して空気中に誘導される誘電
率を低めることによって、塗装製品は決定的に改善さ
れ、従って作業が行われる環境においては粉末状の塗料
の飛散は少なくなる。

【００７０】結果として、作業環境に飛散された塗料の
復元用のフィルタ装置の組み立て及びサービスに対し
て、また、作業回数及び得られた製品の品質に対して非
常に重要な効果が達成される。

【００７１】とくに、周囲の大気に飛散された塗料は、
従来技術において復元作業に必要であったものが不要と
なる点にまで減少される。この様な状況下では、使用す
る塗料の種類及び／又は色を変える必要があるときに
も、塗料と接触するすべてのダクト及び表面を清掃する
必要がなくなる。いずれにしても飛散した塗料が復元で
きないことによって生じる経済的ロスは、復元作業及び
ダクト清掃に必要な時間を削減することによって得られ
る経済的成長よりもはるかに低い。

【００７２】また、もし、非常に多い量の塗料が周囲の
大気に飛散することによて生じる問題を黙認し、その代
わりに塗装に掛かる作業時間の大幅な減少を得たいので
あれば、移送ダクトへの塗料の流量は大幅に上昇し得
る。

【００７３】図３乃至図５に示す実施例を特に参照する
と、作動液体を介して空気を泡立てることによって付加
ガス状流体を生成することは、比較的高価な希ガス及び
／又は不活性ガスの使用を削除又は少なくとも規制する
ことによって効果的となる。実際に、気体によって実行
される空気添加によって、塗料の粒子は、粒子によって
誘導される静電気帯電を非常に広い範囲にまで拡張する
ことができ、ワークピース全体に均一に塗装することが
できる。この様な塗装は、ワークピースの表面が、例え
ばその内面が多面であるなど、アクセス困難な場合でも
行うことができる。このようなことは手動塗装を行う場
合や、塗装が継続的に動作する自動化さらた工場及び／
又はロボットを用いた工場において実行される場合など
の双方において非常に効果的である。なぜならば、後者
の場合においては、塗装されていない部分を手動で仕上
げる必要がなくなるからである。

【００７４】効果的に、本発明を、すでに使用されてい
る塗装装置に適応することも可能である。この装置に
は、極単純な変更のみを行えばよく、この変更にかかる
付加的な費用は、あまり重要ではない。

【００７５】本発明の概念を特徴付ける範囲を逸脱しな
いかぎり、本発明にさらなる実施例又は変形例を加えて
も良いことは明白である。

【００７６】特に、第１及び第２の付加ガス上流体に使
用されるガス又は蒸気は、必要に応じて、また、作業状
態に応じて異なるものにしてもよいことが理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従った静電的塗装装置を概
略的に示す側面図。

【図２】本発明に従った装置の移送パイプに沿って配置
された混合コレクタを示す縦断面図。

【図３】本発明の第２実施例を概略的に示す側面図。

【図４】図３の装置の空気供給手段と共同する添加装置
を径に沿って切断して示す断面図。

【図５】図４におけるIV-IV 線で切断した断面図。

【符号の説明】

８…移送ダクト、９…スプレーガン、１０…スプレーノ
ズル、１１…ワークピース、１２…電極、１３…添加手
段、１４…混合コレクタ、２０…供給ダクト、１１５…
作動流体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中に拡散された複数の粒子を有する
粉末状の塗料を空気と混合する工程と、電子イオン領域に粉末状塗料を通すことにより、前記塗
料を形成する個々の粒子を静電的に帯電させる工程と、前記空気をスプレーノズル（１０）を介して射出すると
同時に静電気帯電した粉末状塗料をワークピース（１
１）に対して射出する工程と、を具備し、さらに、電子イオン領域の効果によって塗料の粒子に誘導された
静電気帯電が増加するように、空気自身よりも非常に大
きな電気伝導率を有するすくなくとも１つの添加ガス状
流体を、スプレーノズルに搬送される空気に添加する工
程を具備することを特徴とする、ワークピースに塗料を
静電的に塗布する方法。
【請求項２】前記第１の添加ガス状流体は、スプレー
ノズル（１０）と連通する移送ダクト（８）に移送さ
れ、この移送は、空気及び流体が搬送ダクト（８）に送
られた直後に行われることを特徴とする請求項２に記載
の方法。
【請求項３】前記第１の添加ガス状流体は、アルゴン
と、ネオンと、クリプトンと、キセノンと、ラドンとか
らなるグループの中から選択された希ガスであることを
特徴とするよりなることを特徴とする請求項１に記載の
方法。
【請求項４】前記第１の添加ガス状流体に混合された
少なくとも１つの第２の添加ガス状流体をスプレーノズ
ル（１０）に移送する工程をさらに具備する請求項１に
記載の方法。
【請求項５】前記第１の添加ガス状流体は、ヘリウム
ガスよりなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】ヘリウムガスは、１０ｇ／ｈと４０ｇ／
ｈとの間に含まれる量だけ案内されることを特徴とする
請求項５に記載の方法。
【請求項７】前記ヘリウムガスは、空気の流量の１／
１００と１／３００との間に含まれる流量に従って案内
されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】前記第２の添加ガス状流体は窒素よりな
ることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】窒素ガスは、空気流量の１／１５０と１
／２０との間の流量に従って案内される請求項８に記載
の方法。
【請求項１０】前記第１及び第２の添加ガス状流体は
夫々ヘリウムおよび窒素より構成され、これらヘリウム
及び窒素は、空気の流量の１／１１０と１／１５との間
に含まれる総流量に従って案内され、ヘリウムの流量
は、窒素の流量の１／５から１／２までの範囲に設定さ
れていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】前記第２の添加ガス状流体は、ネオン
と、弗化アンモニウムと、アルゴンとからなるグループ
から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方
法。
【請求項１２】前記ワークピース（１１）は、ガラス
材料で形成されていることを特徴とする請求項１１に記
載の方法。
【請求項１３】前記第１の添加ガス状流体は、蒸発に
よって第１の添加ガス流体を生成するように配設された
少なくとも１つの作動液体（１１５）を介して少なくと
も前記空気の部分を泡立てることによって形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】前記作動液体は、乳酸と、クエン酸
と、蟻酸アルデヒトと、氷酢酸と、プロピオン酸と、蓚
酸と、クロル酢酸と、グリコール酸と、酒石酸と、スル
ファミン酸とからなるグループから選択されることを特
徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記作動流体（１１５）は、６０％か
ら８０％までの範囲の乳酸と、２０％から４０％までの
範囲の氷酢酸との混合物からなることを特徴とする請求
項１３に記載の方法。
【請求項１６】前記添加工程の後であって粉末状の塗
料を空気と混合する工程の前に、前記添加された空気を
乾燥する工程が行われることを特徴とする請求項１３に
記載の方法。
【請求項１７】アルゴンと、ネオンと、クリプトン
と、キセノンと、ラドンとからなるグループの中から選
択された少なくとも１つの希ガスを具備する少なくとも
１つの第２の添加ガス状流体を、前記空気とともにスプ
レーノズルにさらに搬送することによって前記添加工程
が行われることを特徴とする、請求項１３に記載の方
法。
【請求項１８】前記第２の添加ガス状流体は、８０％
から８５％までの範囲の窒素と、１０％から１５％まで
の範囲のヘリウムと、３％から７％までの範囲の二酸化
炭素と、０．５％から３％までの範囲のネオンとを具備
することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】空気中に拡散された状態の粉末状の塗
料をワークピース（１１）に向かって射出するスプレー
ノズル（１０）を有するスプレーガン（９）と、スプレーノズル（１０）と連通した移送ダクト（８）
と、移送ダクトに空気を供給する空気供給手段（Ａ）と、スプレーノズル（１０）に塗料を供給する塗料供給手段
と、塗料の粒子に静電気を帯電させるのに適した少なくとも
１個の電極（１２）に接続された第１の電極と、ワーク
ピース（１１）に電気的に接続される第２の電極とを有
するイオン発生回路（１２ａ）と、を具備し、さらに、前記空気供給手段から送られる空気と、空気自身よりも
大きな電気伝導率を有する少なくとも１つ添加ガス状流
体とを混合する添加手段（１３）を具備することを特徴
とする、ワークピースに塗料を静電的に塗布する装置。
【請求項２０】前記添加手段（１３）は、移送ダクト
（２０）に接続され少なくとも１個の供給ダクト（２
０）のところで終結された混合コレクタ（１４）を具備
し、前記供給ダクト（２０）は、前記少なくとも１つの
添加ガス状流体を供給するようにボトル（２１）と連通
し、前記少なくとも１つの添加ガス状流体は、空気より
も大きな電気伝導率を有していることを特徴とする、請
求項１９に記載の装置。
【請求項２１】第２のボトル（２３）からの少なくと
も１個の第２の供給ダクト（２２）は、前記混合コレク
タ（１４）に向かって開き、前記第２のボトル（２３）
は、少なくとも１つの第２の添加ガス状流体を収容し、
前記第２の添加ガス状流体は、前記第１の添加ガス状流
体及び空気と共にスプレーノズル（１０）に搬送される
ように形成された少なくとも１つの第２のガスよりなる
ことを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】前記混合コレクター（１４）は、前記
第１及び第２の移送ダクト（２０，２２）に接続された
複数個の進入パイプ継手（１９ａ，１９ｂ）を支持し移
送ダクトに接続された外側管状体（１５）と、この外側
管状体（１５）に沿ってこれと共に延出し、前記空気供
給手段（Ａ）と連通する内側管状体（１８）とを具備
し、前記外側管状体（１５）と前記内側管状体（１８）
との間には、混合室（１４ａ）が規定されており、この
混合室（１４ａ）を介して、添加ガス状流体が、内側管
状体（１８）を介して移送ダクト（８）に進入した空気
と共にこの移送ダクト（８）に進入することを特徴とす
る請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】前記混合コレクタ（１４）は空気供給
手段（Ａ）と移送ダクト（８）との中間に作動可能に配
置されていることを特徴とする請求項２０に記載の装
置。
【請求項２４】前記添加手段（１３）は、前記第１の添加ガス状流体を蒸発によって発生されるよ
うに適合された作動液体（１１５）を収容する少なくと
も１個の閉鎖タンク（１１４）と、前記閉鎖タンク（１１４）の上部に配設され、前記移送
ダクト（８）と連通する少なくとも１個の出口弁コネク
タ（１２５）と、供給手段（Ａ）からの空気が、作動液体（１１５）を介
して泡立つように、かつ、作動液体自身の蒸発によって
生成された第１のガス状流体を移送ダクト（８）に運ぶ
ように、前記空気供給手段（Ａ）と連通し、作動液体
（１１５）を収容するタンク（１１４）の底部に収束す
る少なくとも１個の入口バルブコネクタ（１１６）と、を具備する請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】前記入口バルブコネクタ（１１６）
は、接続パイプ（１１８）の一端に係合され、前記接続
パイプ（１１８）は前記タンク（１１４）内に延出し１
個の円環状分配部分（１１９）のところで終結し、この
円環状分配部分（１１９）は、タンクの底部（１１４
ａ）において周状に延出し、等間隔に配置された複数個
の分配穴（１２０）を有していることを特徴とする請求
項２４に記載の装置。
【請求項２６】前記タンク（１１４）の底部（１１４
ａ）は、頂点が上方に向けられたコーン形状を実質的に
有していることを特徴とする、請求項２５に記載の装
置。
【請求項２７】前記タンク（１１４）には、前記タン
クの底部に配設された空気添加部分（１２２）と、空気
添加部分（１２２）の上方で垂直に延出した空気乾燥部
分（１２３）とが規定されていることを特徴とする請求
項２４に記載の装置。
【請求項２８】前記空気添加部分（１２２）及び空気
乾燥部分（１２３）は、下方に収束し先端が切り取られ
たコーン形状の規制ダイアフラムによって互いに離間さ
れていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】前記乾燥部分（１２３）は、上方に向
かってすぼまってゆく切頭円錐形状の搬送部分（１２
４）によって規定され、前記搬送部分（１２４）は、前
記タンク（１１４）内の内壁に係合した下端（１２４
ａ）と、前記出口バルブコネクタ（１２５）に密封状態
で係合した上端（１２４ｂ）とを有していることを特徴
とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】前記塗料供給手段は、乾燥粉末状の前
記塗料を保持するコンテナ（２）と、前記コンテナ
（２）の底部の近傍に設置されたフィルター要素（３）
と、フィルター要素（３）の下方でコンテナ（２）に向
かって開口した進入ノズル（４）と、コンテナ（２）の
上部から延出し前記移送ダクト（８）と連通した供給チ
ャンネル（６ａ）と、前記進入ノズル（４）に接続され
たタンク（１１４）の出口バルブコネクタ（１２６）と
を具備していることを特徴とする請求項２４に記載の装
置。