JPH09155243A - 静電粉体塗装ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、微粒子粉体塗料を用いて高い塗
着効率で平滑性に優れた塗膜を形成することができる静
電粉体塗装ガンを提供することを課題とする。 【解決手段】 高電圧発生装置２１により発生された高
電圧がコロナ電極１９に印加され、粉体流路７から供給
された粉体塗料は旋回エア導入口３８から噴出するエア
により旋回しつつディフューザ本体１２に衝突し、ノズ
ル開口１５から噴出され、コロナ放電により生ずるイオ
ンによって荷電された後、被塗物に向かってスプレイさ
れる。コロナ放電により発生したフリーイオンは、イオ
ントラップ電極２７によりトラップされる。多孔材から
なるディフューザ前部カバー１７及び外筒カバー２２を
通過して加圧エアを噴出すると共にノズル孔２８ａから
加圧エアを噴出することにより粉体塗料の付着が防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉体塗料に電荷
を与えて吹き付け、静電気を用いて被塗物上に塗装する
静電粉体塗装ガンに関する。

【０００２】

【従来の技術】環境保全の見地から、溶剤を使用しな
い、環境に優しい無公害型の塗装法として静電粉体塗装
が注目されている。この静電粉体塗装においては、塗料
タンクからインジェクタを介して粉体塗料が塗装ガンへ
供給され、塗装ガンの先端部に形成されたノズル開口か
ら搬送エア流と共に被塗物へ向けて噴射される。このと
き、塗装ガンの先端部に設けられたピン型電極に高電圧
が印加されると共に被塗物が接地されており、塗装ガン
の電極から被塗物へ向けてコロナ放電が発生している。
このため、ノズル開口から噴射された粉体塗料が電極近
傍を通過する際に、粉体塗料がコロナ放電により生ずる
イオンと衝突して荷電される。このようにして荷電され
た粉体塗料は搬送エア流と電気力線に沿った電気力との
影響を受けて被塗物の表面上に塗着する。

【０００３】このような静電粉体塗装においては、一般
に平均粒径３０〜４０μｍの粉体塗料が用いられていた
が、得られた塗膜の平滑性が溶剤塗装に比べて劣るた
め、粒径２５μｍ以下の微粒子塗料を使用して平滑性の
優れた美装塗膜を得ようとする試みが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微粒子
塗料を用いると、静電気力の影響を強く受けて粉体塗料
同士で凝集したり、塗装ガンに付着し易くなる。このた
め、微粒子塗料により所望の平滑性を有する塗膜を安定
して形成することが困難であった。また、コロナ放電に
より生ずるイオンのうちの多くはフリーイオンとしてそ
のまま被塗物の表面上に付着するため、被塗物上に粉体
粒子が堆積されるにつれて、フリーイオンも被塗物の表
面上に蓄積され、被塗物の表面電位が次第に上昇して粉
体粒子の塗着効率が低下するという問題もあった。さら
に、このようにして粉体粒子層内の電界強度が増加し、
空気の絶縁破壊電界強度を越えると、粉体粒子層内で微
小な放電が発生する、いわゆる逆電離現象を生じて塗膜
の肌荒れを来してしまう。

【０００５】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、微粒子粉体塗料を用いて高い塗着
効率で平滑性に優れた塗膜を形成することができる静電
粉体塗装ガンを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る静電粉体
塗装ガンは、電気的に接地された被塗物の表面上に荷電
粉体塗料を静電塗着する静電粉体塗装ガンであって、ガ
ン本体と、ガン本体の先端部に設けられ且つ粉体流路が
形成された内筒と、内筒の前端部に配置され且つ粉体流
路を円錐面に沿って拡散させて環状のノズル開口を形成
するためのディフューザと、ノズル開口の内側で且つノ
ズル開口と同心円上に等間隔に配置された複数のコロナ
電極と、内筒の外周部との間に外筒カバークリーニング
用エアチャンバが形成されるように内筒を覆うと共に外
筒カバークリーニング用エアチャンバ内に供給された加
圧エアを外方へ噴出させるために多孔材からなる外筒カ
バーと、外筒カバーの外周部に配置されると共にコロナ
放電により発生したフリーイオンをトラップするために
電気的に接地された複数のイオントラップ電極と、ガン
本体内に設けられ且つ複数のコロナ電極に高電圧を印加
するための高電圧発生装置とを備えたものである。

【０００７】ディフューザを、加圧エア通路が形成され
たディフューザ本体と、ディフューザ本体の前端部で且
つノズル開口の内側にディフューザクリーニング用エア
チャンバを形成すると共にこのディフューザクリーニン
グ用エアチャンバ内に供給された加圧エアを前方へ噴出
させるために多孔材からなるディフューザ前部カバーと
から形成してもよい。さらに、それぞれ対応するイオン
トラップ電極を支持すると共に加圧エア通路が形成され
た複数のイオントラップ支持材と、各イオントラップ支
持材に取り付けられてイオントラップ電極の根元部にイ
オントラップクリーニング用エアチャンバを形成すると
共にこのイオントラップクリーニング用エアチャンバ内
に供給された加圧エアをイオントラップ電極の先端部へ
向けて噴出するためのノズル孔が形成されたイオントラ
ップ先端カバーとを備えることもできる。また、粉体流
路に旋回流を形成する旋回流形成手段を内筒に含ませる
こともできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１にこの発明の一実施形
態に係る静電粉体塗装ガンの構成を示す。静電粉体塗装
ガンは、円筒形状のガン本体１を有しており、ガン本体
１の先端に内筒２が設けられている。図２の拡大図に明
確に示されるように、内筒２は、ガン本体１の先端に連
結された内筒部材３と、さらに内筒部材３の先端部に連
結された内筒部材４と、これら内筒部材３及び４の外周
部を覆う内筒カバー部材５とからなっている。内筒部材
３にはその中心軸上にパイプ形状の開口部６が形成され
ると共にこの開口部６に連通するように粉体流路７が形
成されている。一方、内筒部材４には、内筒部材３の開
口部６に連通し且つ前方に向かって拡径される円錐形状
の開口部８が形成されている。

【０００９】内筒部材３及び４の開口部６及び８内にデ
ィフューザ９が挿入されている。ディフューザ９は、円
柱部分１０とこの円柱部分１０に連結され且つ円柱部分
１０から離れるに従って拡径される円錐部分１１とから
なるディフューザ本体１２を有している。ディフューザ
本体１２の円柱部分１０は内筒部材３の開口部６の径よ
りわずかに小さい径を有しており、円柱部分１０の外周
面と内筒部材３の開口部６との間に粉体流路７に連通す
る円筒形状の流路１３が形成されている。一方、ディフ
ューザ本体１２の円錐部分１１は内筒部材４の円錐状の
開口部８よりわずかに小さく形成されており、円錐部分
１１の外周面と内筒部材４の開口部８との間に流路１３
に連通する円錐面形状の流路１４が形成されると共に、
内筒カバー部材５の先端部との間に流路１４に連通する
環状のノズル開口１５が形成されている。また、ディフ
ューザ本体１２には中心軸上に加圧エア通路１６が形成
され、円錐部分１１の前端面に開口している。

【００１０】ディフューザ９は、さらにディフューザ本
体１２の前端部に取り付けられた、多孔材からなるディ
フューザ前部カバー１７を有している。このディフュー
ザ前部カバー１７によりディフューザ本体１２の前端面
との間で且つノズル開口１５の内側に加圧エア通路１６
に連通するディフューザクリーニング用エアチャンバ１
８が形成されている。

【００１１】ディフューザ本体１２の前端部には、ノズ
ル開口１５の内側にピン型のコロナ電極１９が設けら
れ、コロナ電極１９の先端部がディフューザ前部カバー
１７を貫通してディフューザ９の前方に突出している。
コロナ電極１９は、図３に示されるように、ノズル開口
１５と同心円上に等間隔に８本配置されている。各コロ
ナ電極１９は、互いに電気的に接続され、ディフューザ
本体１２の加圧エア通路１６内を通ってガン本体１内の
保護抵抗２０を介し、高電圧発生装置２１に接続されて
いる。

【００１２】内筒２の外周部には多孔材からなる外筒カ
バー２２が設けられており、内筒カバー部材５の外周面
と外筒カバー２２との間に外筒カバークリーニング用エ
アチャンバ２３が形成されている。

【００１３】また、ガン本体１の先端部の外周にはリン
グ部材２４が設けられ、このリング部材２４にガンの前
方に向かって突出すると共にその中心軸上に加圧エア通
路２５が形成されたロッド状のイオントラップ支持材２
６が取り付けられている。各イオントラップ支持材２６
の先端部にはピン型のイオントラップ電極２７が固定さ
れている。また、各イオントラップ支持材２６の先端部
には、イオントラップ電極２７の根元部に加圧エア通路
２５に連通するイオントラップクリーニング用エアチャ
ンバ２８を形成すると共にこのエアチャンバ２８内の加
圧エアをイオントラップ電極の先端部へ向けて噴出する
ためのノズル孔２８ａが形成されたイオントラップ先端
カバー２９が設けられている。このようなイオントラッ
プ支持材２６及びイオントラップ電極２７は、図３に示
されるように、ノズル開口１５と同心円上に等間隔に８
本配置されている。各イオントラップ電極２７は、リン
グ状の導電部材３０により互いに電気的に接続され、図
１に示されるように、ガン本体１内のリード線３１を介
してガン本体１の背部に設けられた接地端子３２に電気
的に接続されている。

【００１４】ガン本体１内には加圧エア供給管３３が設
けられており、この加圧エア供給管３３の前端部にディ
フューザ本体１２の加圧エア通路１６、外筒カバークリ
ーニング用エアチャンバ２３及び各イオントラップ支持
材２６の加圧エア通路２５がそれぞれ連通している。加
圧エア供給管３３の後端部は、ガン本体１の背部に設け
られた加圧エア供給口３４に接続されている。

【００１５】また、図２に示されるように、内筒２の内
筒部材３の先端部には、内筒部材３との間に環状の旋回
エアチャンバ３５を形成すべくリング状の旋回流形成部
材３６が設けられている。図４に示されるように、旋回
流形成部材３６の中心部には内筒部材３の開口部６に連
続的に接続される開口部３７が形成されており、この開
口部３７の回りに開口部３７と接線方向に複数の旋回エ
ア導入口３８が形成されている。これらの旋回エア導入
口３８により旋回エアチャンバ３５と流路１３とが連通
している。旋回エアチャンバ３５は、内筒部材３に形成
された旋回エア通路３９と連通し、さらにガン本体１内
に設けられた図示しない旋回エア供給管を介してガン本
体１の背部に設けられた旋回エア供給口４０に接続され
ている。

【００１６】ガン本体１の背部には、さらに、粉体流路
７に連通する粉体塗料供給口４１が設けられると共に、
高電圧発生装置２１に電源を供給するための電源端子４
２が設けられている。

【００１７】なお、ディフューザ前部カバー１７及び外
筒カバー２２は、それぞれ加圧エアが通過できるよう
に、仮焼結ポリエチレンあるいはテフロン系、その他の
多孔質樹脂等の多孔材から形成されている。その他の内
筒部材３及び４、内筒カバー部材５、ディフューザ本体
１２、イオントラップ支持材２６、旋回流形成部材３６
等は、粉体塗料が付着しにくいようにテフロン系、高密
度ポリエチレン等の樹脂から形成されている。

【００１８】次に、この実施形態の動作について説明す
る。まず、電源端子４２に電源を接続して高電圧発生装
置２１により高電圧を発生し、コロナ電極１９に高電圧
を印加すると、コロナ電極１９から図示しない被塗物に
向けてコロナ放電が発生する。このとき、コロナ電極１
９の後方に接地レベルにあるイオントラップ電極２７が
配置されているので、電気力線はイオントラップ電極２
７に集中し、コロナ電極１９の付近で発生したフリーイ
オンの多くは電気力線に沿って移動してイオントラップ
電極２７にトラップされる。

【００１９】この状態で、粉体塗料が搬送エアと共に粉
体塗料供給口４１から供給されると共に旋回エア供給口
４０に加圧エアが供給される。粉体塗料が、粉体流路７
を通って円筒状の流路１３に至ると、旋回エア通路３９
から旋回エアチャンバ３５に供給されたエアが旋回エア
導入口３８を介して流路１３内に接線方向に噴出してい
るので、流路１３内の搬送エアは流路１３の中心軸の回
りの旋回流となり、粉体塗料は旋回しながらディフュー
ザ本体１２の円錐部分１１に衝突する。これにより凝集
した微粒子塗料は解砕、分散され、流路１４を通って環
状のノズル開口１５から噴出される。微粒子塗料は、コ
ロナ放電により生ずるイオンによって荷電された後、図
示しない被塗物に向かってスプレイされ、均一な塗膜が
得られる。

【００２０】このような微粒子塗料を用いて塗装を行う
と、ノズル開口１５から噴出された微粒子塗料の一部が
ディフューザ前部カバー１７、外筒カバー２２及びイオ
ントラップ電極２７の付近に付着し易くなる。そこで、
ガン本体１の背部の加圧エア供給口３４から加圧エア供
給管３３を介して加圧エアを供給すると、加圧エアの一
部はディフューザ本体１２の加圧エア通路１６を通って
ディフューザクリーニング用エアチャンバ１８内に入
り、多孔材からなるディフューザ前部カバー１７を通過
して前方へ噴出される。また、加圧エアの一部は外筒カ
バークリーニング用エアチャンバ２３内に供給され、多
孔材からなる外筒カバー２２を通過して外方へ噴出され
る。さらに、加圧エアの一部は各イオントラップ支持材
２６の加圧エア通路２５を通ってイオントラップクリー
ニング用エアチャンバ２８内に入り、ノズル孔２８ａか
らイオントラップ電極２７の先端部に向かって噴出され
る。これらの加圧エアの噴出により微粒子塗料が吹き飛
ばされ、ディフューザ前部カバー１７、外筒カバー２２
及びイオントラップ電極２７への微粒子塗料の付着が防
止される。

【００２１】なお、イオントラップ先端カバー２９に設
けられたノズル孔２８ａからクリーニング用エアを噴出
せずに、多孔材からなるイオントラップ先端カバーでイ
オントラップ電極２７の根元部を覆い、イオントラップ
先端カバーを通過させてエアを噴出するようにしてもよ
い。

【００２２】この発明の静電粉体塗装ガンにおいては、
微粒子粉体塗料を用いながらも、凝集した微粒子塗料を
解砕、分散して平滑性に優れた塗膜を得ることができ
る。また、イオントラップ電極により多くのフリーイオ
ンがトラップされるので、被塗物に向かうフリーイオン
が著しく減じられ、フリーイオンに起因する逆電離現象
の発生を防止して塗着効率の優れた粉体塗装を行うこと
が可能となる。さらに、クリーニング用加圧エアを噴出
させることにより、外筒カバー、ディフューザ前部カバ
ー及びイオントラップ電極への粉体塗料の付着が防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る静電粉体塗装ガ
ンの構成を示す断面図である。

【図２】 図１の要部拡大図である。

【図３】 実施形態に係る静電粉体塗装ガンを示す正面
図である。

【図４】 実施形態に係る静電粉体塗装ガンに用いられ
た旋回流形成部材を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ガン本体 ２ 内筒 ３，４ 内筒部材 ５ 内筒カバー部材 ７ 粉体流路 ９ ディフューザ １２ ディフューザ本体 １３，１４ 流路 １５ ノズル開口 １６，２５ 加圧エア通路 １７ ディフューザ前部カバー １８ ディフューザクリーニング用エアチャンバ １９ コロナ電極 ２１ 高電圧発生装置 ２２ 外筒カバー ２３ 外筒カバークリーニング用エアチャンバ ２６ イオントラップ支持材 ２７ イオントラップ電極 ２８ イオントラップクリーニング用エアチャンバ ２８ａ ノズル孔 ２９ イオントラップ先端カバー ３２ 接地端子 ３３ 加圧エア供給管 ３４ 加圧エア供給口 ３５ 旋回エアチャンバ ３６ 旋回流形成部材 ３８ 旋回エア導入口 ３９ 旋回エア通路 ４０ 旋回エア供給口 ４１ 粉体塗料供給口 ４２ 電源端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に接地された被塗物の表面上に荷
   電粉体塗料を静電塗着する静電粉体塗装ガンであって、 ガン本体と、 前記ガン本体の先端部に設けられ且つ粉体流路が形成さ
   れた内筒と、 前記内筒の前端部に配置され且つ粉体流路を円錐面に沿
   って拡散させて環状のノズル開口を形成するためのディ
   フューザと、 ノズル開口の内側で且つノズル開口と同心円上に等間隔
   に配置された複数のコロナ電極と、 前記内筒の外周部との間に外筒カバークリーニング用エ
   アチャンバが形成されるように前記内筒を覆うと共に外
   筒カバークリーニング用エアチャンバ内に供給された加
   圧エアを外方へ噴出させるために多孔材からなる外筒カ
   バーと、 前記外筒カバーの外周部に配置されると共にコロナ放電
   により発生したフリーイオンをトラップするために電気
   的に接地された複数のイオントラップ電極と、 前記ガン本体内に設けられ且つ前記複数のコロナ電極に
   高電圧を印加するための高電圧発生装置とを備えたこと
   を特徴とする静電粉体塗装ガン。
2. 【請求項２】 前記ディフューザは、加圧エア通路が形
   成されたディフューザ本体と、前記ディフューザ本体の
   前端部で且つノズル開口の内側にディフューザクリーニ
   ング用エアチャンバを形成すると共にこのディフューザ
   クリーニング用エアチャンバ内に供給された加圧エアを
   前方へ噴出させるために多孔材からなるディフューザ前
   部カバーとを有することを特徴とする請求項１に記載の
   静電粉体塗装ガン。
3. 【請求項３】 さらに、それぞれ対応するイオントラッ
   プ電極を支持すると共に加圧エア通路が形成された複数
   のイオントラップ支持材と、各イオントラップ支持材に
   取り付けられてイオントラップ電極の根元部にイオント
   ラップクリーニング用エアチャンバを形成すると共にこ
   のイオントラップクリーニング用エアチャンバ内に供給
   された加圧エアをイオントラップ電極の先端部へ向けて
   噴出するためのノズル孔が形成されたイオントラップ先
   端カバーとを有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の静電粉体塗装ガン。
4. 【請求項４】 前記内筒は粉体流路に旋回流を形成する
   旋回流形成手段を含むことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか一項に記載の静電粉体塗装ガン。