JPH09276751A - 回転霧化塗装装置 - Google Patents
回転霧化塗装装置Info
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- 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
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Abstract
効率を維持できる回転霧化塗装装置の提供。 【解決手段】 シェーピングエアノズル出口部でのエア
圧力を80〜250kPaとし、シェーピングエアノズ
ル1つ当たりの噴出エア量を10〜20Nl/minと
した回転霧化塗装装置。シェーピングエアノズル径を
0.6〜1.5mmとし、シェーピングエアノズルを霧
化頭外周長さの1/6〜1/4倍の長さに相当する数だ
け設けた回転霧化塗装装置。
Description
の回転霧化塗装装置に関する。
とえば特開平3−101858号公報に開示されてい
る。メタリック塗装用回転霧化塗装では、アルミニウム
片や雲母等を含むメタリック塗料を塗装する場合、被塗
装物表面への塗料粒子の衝突速度が遅いため、被塗装物
の仕上がり外観が暗くなる。そこで、塗料粒子の被塗装
物表面への衝突速度を高めるために、霧化頭から放出さ
れるメタリック塗料に向けて高速のシェーピングエアを
噴出することが必要となる。また、高速のシェーピング
エアを用いたことによる噴霧パターン幅の縮小を避ける
ために、シェーピングエアを霧化頭回転軸芯に対して3
0〜40度ねじって噴出している。
塗装品質を確保するために、塗料粒子を被塗装物に高速
で衝突させる必要がある。従来技術においては、霧化頭
にて微粒化された塗料に対して高圧(350〜400k
Pa)のシェーピングエアを噴出し、塗料粒子を被塗装
物に向けて加速している。しかし、ノズルから高圧でエ
アを噴出した場合、シェーピングエアの周囲にはこのエ
アに引き込まれる2次的な流れ(随伴気流)が形成さ
れ、シェーピングエアの流量は被塗装物に向けて大幅に
増加する(ノズルから噴出した流量の20〜100
倍)。塗装機から被塗装物に向かうエアの流れは、塗料
粒子を搬送するために必要であるが、被塗装物近傍では
被塗装物表面に沿って流れるエア層を形成するため、塗
料粒子の塗着を妨げてしまう。したがって、高圧エアを
使用した場合、このエア層が大幅に増加してしまうた
め、塗料粒子の被塗装物への塗着効率が低下し、塗料コ
ストアップの一因となっている。さらに、被塗装物近傍
でのエア流量の増加は、被塗装物に塗着しなかったダス
ト状の塗料粒子を塗装環境中に大きく舞い上げる。その
結果、塗装ブースや塗装機、塗装ロボット等に付着する
塗料ダストが増え、付着塗料が被塗装面に落下して生じ
るブツ等の塗装不良の原因となっている。本発明の目的
は、メタリック塗装に必要な塗料粒子の被塗装物への衝
突速度を確保でき、かつ塗料粒子の被塗装物への塗着を
妨げる随伴流の増加を抑制することによって塗着効率を
維持できる回転霧化塗装装置を提供することにある。
明はつぎの通りである。 (1) メタリック塗装用の回転霧化塗装方法(または
装置)であって、シェーピングエアノズル出口部でのエ
ア圧力を80〜250kPaとし、シェーピングエアノ
ズル1つ当たりの噴出エア流量を10〜20Nl/mi
nとしたことを特徴とする回転霧化塗装装置。 (2) メタリック塗装用の回転霧化塗装装置であっ
て、シェーピングエアノズル径を0.6〜1.5mmと
し、シェーピングエアノズルを霧化頭外周長さの1/6
〜1/4倍の長さに相当する数だけ設けたことを特徴と
する回転霧化塗装装置。
ノズル出口部でのエア圧力を80〜250kPaと低く
することにより随伴流を低減させ、シェーピングエアノ
ズル1つ当たりの噴出エア流量を10〜20Nl/mi
nとしてエア流速の減少を抑制し、これによって良好な
メタリック仕上げと良好な塗着効率の維持との両方を満
足させた。上記(2)の装置では、シェーピングエアノ
ズル径を0.6〜1.5mmとしたためエア制御可能範
囲にあり、またシェーピングエアノズルを霧化頭外周長
さの1/6〜1/4倍の長さに相当する数だけ設けたた
め、均一な塗料の噴霧状態が得られる。
を図面を参照して説明する。図1、図2は本発明実施例
の回転霧化塗装装置を示す。図1、図2において、塗料
を霧化するベル霧化頭1はエアモーター2により回転さ
れ、高電圧発生器3にて高電圧−60〜−90kVが印
加されている。エアモーター2は樹脂カバー4で覆われ
ている。エアキャップ5には、塗料粒子を被塗装物に向
けて加速するためのシェーピングエアノズル6が設けら
れている。シェーピングエアノズル6は噴霧パターン幅
を拡げるために、ベル回転軸芯に対して30〜40度ね
じって設けられている。
(高メタリック明度)を得るには、塗料粒子を被塗装物
に高速で衝突させ、塗料中に含まれるアルミ片(または
雲母)を被塗装物表面に平行に配列することが重要であ
る。図3は、従来の塗装装置を用いて試験して得た、被
塗装物近傍のエア速度とメタリック明度との関係を示
す。品質規格を満たす粒子の衝突速度を確保することが
できる被塗装物近傍のエアの速度は、5m/sec以上
であることが判明した。この5m/sec以上の速度
は、本発明の装置においても、満足させることを前提と
する。
得た、シェーピングエアの圧力と被塗装物近傍でのエア
速度および塗着効率の関係を示す。従来では、被塗装物
近傍での必要エア速度(5m/sec以上)を確保する
ために、高圧のシェーピングエア(350〜400kP
a)を用いていた。
得た、シェーピングエアの圧力とノズル出口部および被
塗装物近傍でのエアの流量との関係を示す。被塗装物近
傍でのエア流量はノズル出口部よりも大幅に多く、ノズ
ルより吹き出されたエアは、被塗装物に向かう間に周囲
のエアを多量に取込み、増加していくことがわかる。さ
らに、被塗装物でのエア流量の増加はエア圧力が高いほ
ど大きくなることもわかる。したがって、従来のように
高圧のシェーピングエア(350〜400kPa)を使
用すると(図5の斜線領域)、前述のように随伴流によ
って塗着効率が大きく低下してしまう。
は、従来より低い圧力で塗装を行って随伴流を減らし、
しかも被塗装物近傍でのエアの流速を5m/sec以上
に維持することが重要となる。本発明実施例の装置で
は、必要なエア速度(5m/sec以上の速度)を確保
する技術として従来のように高圧エアを用いるのではな
く、シェーピングエアはできるだけ低い圧力で使用し、
ノズルから噴出するエアの流量を最適化(従来より多
い)することによって必要エア流速(5m/sec以上
の速度)を維持するようにしている。
エアは周囲に存在するエアから抵抗を受けて被塗装物に
近づくにつれて速度が低下していく。噴出されるエア流
量が少ない場合(従来の場合)、エアの持つエネルギー
は小さく、被塗装物に向けて急激な速度低下を起こす。
したがって、必要速度を確保するには、高い圧力(従
来)で噴出する必要がある。一方、噴出するエア流量が
多い場合(本発明実施例の場合)は、ノズル出口部での
エアのエネルギーが大きく、被塗装物に向けての速度の
低下を抑えることができるため、低圧で噴出しても、被
塗装物面上で必要速度(5m/sec以上の速度)を確
保することが可能になる。
めの試験の結果を示している。試験では、エア圧をノズ
ル出口部で250kPaとした。試験で求めた、シェー
ピングエアノズル1つ当たりの噴出エア量と被塗装物近
傍エア流速および塗着効率との関係を、図7に示す。エ
ア圧を80〜250kPaの範囲で変化させても、図7
に近似した関係が得られる。図7からわかるように、噴
出エア流量が少ない場合はメタリック塗装に必要なエア
流速(5m/sec以上)が確保できず、逆に噴出エア
流量が多過ぎると塗着効率が低下してしまう。したがっ
て、必要速度(5m/sec以上)を確保してできるだ
け高い塗着効率を得ることができる領域(最適領域)
は、ノズル1つ当たりの噴出エア流量が10〜20Nl
/min(10〜20×10-3Nm3 /min)とな
る。
囲としたのは、250kPaを超えると随伴流が増加し
て従来に近づくのでそれと区別するためであり、80k
Paより小だと均一な噴霧パターンを形成できなくなる
ので、それを除くためである。これらの結果、最適領域
は、図9の斜線領域となる。図8は、本発明実施例の場
合の、試験で求めた、メタリック明度とノズル1つ当た
りの噴出エア流量との関係を示している。図8より、ノ
ズル1つ当たりの噴出エア流量を10〜20Nl/mi
nとすることによって、十分な塗装品質を確保すること
ができることがわかる。本発明実施例では、被塗装物近
傍でのエア流速(5m/sec以上)を得るために(そ
れによってメタリック明度を確保するために)、ノズル
出口部のエア流量を増加させているが、図10に示すよ
うに、低圧エア(80〜250kPa)を用いているこ
とで、巻きこまれるエア(随伴流)を大幅に低減するこ
とができるため、塗着効率を向上できている点が重要で
ある。
(1ノズル当たり10〜20Nl/min)のエアを噴
出するには、ノズル径は従来(0.5mm以下)に比べ
て大きくされるが、大き過ぎると管理圧力が低過ぎるこ
とによるエア制御の困難(図11に示すように、5m/
sec以上が出なくなる)や噴出エア流量過多などの不
具合があるため、また小さ過ぎるとシェーピング不足を
生じて図11に示すように塗着効率が低下するため、ノ
ズル径は、図11に示すように、0.6〜1.5mm
(望ましくは約0.8mm)にあることが最適である。
料の噴霧状態を得るためには、ノズルを霧化頭の外周
に、霧化頭外周長さ(mm)の1/6〜1/4倍に相当
するだけの数だけ設けることが必要であることが、ノズ
ル数を変えて試験し目視で観察した結果、判明した(図
12参照)。また、1/4倍を超えると噴出エア量が多
くなり過ぎて、随伴流が増え、塗着効率が低下するので
1/4以下とする。
て、低圧エアでメタリックの仕上げ塗装ができるため、
塗着効率の向上により塗料コストが低減される。また、
被塗装物近傍のエア流れを低減できるため、被塗装物に
塗着しなかった塗料の舞い上がりを減らすことができ
る。その結果、塗装機や塗装ロボット等へ降りかかる塗
料ダスト量が減少し、これら塗装機器への塗料の付着を
低減することができる。したがって、付着塗料が剥がれ
てボデー塗装面上に落下するブツ等の不具合や付着塗料
を洗い落とすメンテナンス工数を低減することが可能で
ある。
エアノズル出口部でのエア圧力を80〜250kPaと
低くしたので、随伴流を低減させることができ、シェー
ピングエアノズル1つ当たりの噴出エア流量を10〜2
0Nl/minとしたので、エア流速の減少を抑制で
き、これによって良好なメタリック仕上げと良好な塗着
効率の維持との両方を満足させることができる。請求項
2の装置によれば、シェーピングエアノズル径を0.6
〜1.5mmとしたためエア制御可能であり、またシェ
ーピングエアノズルを霧化頭外周長さの1/6〜1/4
倍の長さに相当する数だけ設けたため、均一な塗料の噴
霧状態を得ることができる。
である。
係図である。
率との関係図である。
近傍エア速度および塗着効率との関係図である。
明度との関係図である。
グラフにおける最適領域図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 メタリック塗装用の回転霧化塗装装置で
あって、シェーピングエアノズル出口部でのエア圧力を
80〜250kPaとし、シェーピングエアノズル1つ
当たりの噴出エア流量を10〜20Nl/minとした
ことを特徴とする回転霧化塗装装置。 - 【請求項2】 メタリック塗装用の回転霧化塗装装置で
あって、シェーピングエアノズル径を0.6〜1.5m
mとし、シェーピングエアノズルを霧化頭外周長さの1
/6〜1/4倍の長さに相当する数だけ設けたことを特
徴とする回転霧化塗装装置。
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