JPH10165880A - 静電霧化塗装時の火花放電発生防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非導電性表面を有する被塗物に塗料を静電霧
化塗装する際に、火花放電の発生を簡便に防止できる方
法を提供する。 【解決手段】 ハンガーに取付けた非導電性表面を有す
る被塗物に塗料を静電霧化塗装するにあたり、塗装前に
少なくとも該被塗物表面のハンガー取付部分及びその周
辺部の一部を加湿し、加湿部が微細な水滴によって曇っ
た状態または加湿した非導電性表面の表面抵抗率を１０
¹⁰Ω以下に低下させた状態にて被塗物への塗装を開始す
ることを特徴とする、静電霧化塗装時における火花放電
発生防止方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性表面を有
する被塗物に塗料を静電塗装する際に、火花放電の発生
を防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ハンガーに取付けた被塗物に塗料を静電霧化塗装する場
合には、塗料をマイナスに印加して噴霧される塗料粒子
をマイナスに帯電させ、被塗物をアースした状態で塗装
を行っている。しかしながら、プリント配線基板のよう
に、ガラス−エポキシ基板などの非導電性表面の一部に
銅などの導電体が存在する被塗物などの非導電性表面を
有する被塗物を、通常の静電霧化塗装方法で塗装する
と、塗装初期には、被塗物に塗着した塗料粒子のマイナ
ス電荷がアースによって除去されずに蓄積していき、蓄
積したマイナス電荷が高電圧となり、導電性であるハン
ガーの取り付け部や同一被塗物中の別の導電体や隣接す
る被塗物の導電体に火花放電するため、使用する塗料が
有機溶剤を含有する危険物である場合には、この火花が
着火源となって火災が発生しやすくなるという問題があ
る。

【０００３】上記火花放電をなくす方法として、塗装ブ
ース内を、例えば７０％ＲＨ以上の高湿度にする方法が
挙げられるが、塗装ブース内の湿度を高くするために
は、塗装ブース内の空気が吸引されていることもあって
大掛かりな湿度調整装置が必要となるといった問題があ
った。

【０００４】本発明の目的は、ハンガーに取付けた非導
電性表面を有する被塗物に塗料を静電霧化塗装する際
に、火花放電の発生を簡便に防止できる方法を提供する
ことである。

【０００５】本発明者らは、上記目的を達成するために
鋭意検討を行った結果、被塗物表面のハンガー取付部分
と周辺部の一部を予め加湿しておき、被塗物の加湿箇所
に水が付着した状態にて静電霧化塗装することにより火
花放電の発生を防止できることを見出し本発明を完成す
るに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ハン
ガーに取付けた非導電性表面を有する被塗物に塗料を静
電霧化塗装するにあたり、塗装前に少なくとも該被塗物
表面のハンガー取付部分及びその周辺部の一部を加湿
し、加湿部が微細な水滴によって曇った状態または加湿
した非導電性表面の表面抵抗率を１０¹⁰Ω以下に低下さ
せた状態にて被塗物への塗装を開始することを特徴とす
る、静電霧化塗装時における火花放電発生防止方法を提
供するものである。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明方法において、非導電性表
面を有する被塗物としては、プラスチックス、ガラス、
木材、紙などの非導電性基材；プリント回路基板などの
導電性材料と非導電性材料とが混在する基材；非導電性
又は導電性の基材の上に非導電性塗膜を形成して表面を
非導電性とした材料など、被塗物表面の少なくとも一部
が非導電性である被塗物であればいずれであってもよ
い。

【０００８】本発明方法において、上記被塗物に塗装さ
れる塗料の形態は、液状であっても粉末状であってもよ
く、また液状の場合、無溶剤系であっても有機溶剤系で
あっても水系であってもよい。

【０００９】本発明方法においては、上記被塗物に塗料
を静電霧化塗装するにあたり、塗装前に少なくとも該被
塗物表面のハンガー取付部分及びその周辺部の一部を加
湿し、加湿部が微細な水滴によって曇った状態または加
湿した非導電性表面の表面抵抗率を１０¹⁰Ω以下、好ま
しくは１０⁹ Ω以下に低下させた状態にて被塗物への塗
装を開始する。

【００１０】本発明においては、被塗物をハンガーに取
付けるが、連続的に塗装する場合には、ハンガーをコン
ベアに結合させ、コンベアの移動とともにハンガー及び
ハンガーに取付けられた被塗物が移動できるようにす
る。

【００１１】上記被塗物表面の所定箇所を加湿する方法
としては、水蒸気又は霧状水滴を上記箇所に送ることが
できる方法であればいずれであってもよく、加湿器、霧
化スプレー機器などを用いて、水蒸気や霧状水滴を上記
箇所に当てることによって行うことができる。加湿によ
って均一に水を付着させることが好ましく、この観点か
ら加湿器が好適である。本発明において、被塗物表面の
ハンガー取付部分及びその周辺部の一部を必ず加湿する
ことが必要であり、必要に応じて、被塗物の他の部分も
加湿することができる。被塗物表面の全面を加湿しても
よい。

【００１２】加湿する被塗物表面の領域は、ハンガー取
付部分及びハンガー取付部分からの距離が５ｍｍ以上と
なる範囲であることが好ましく、１０ｍｍ以上となる範
囲であることがさらに好ましい。また、被塗物の塗装面
の面積の１０％以上、さらには２０％以上の面積が加湿
されて均一に水が付着することが好適である。

【００１３】加湿の程度は、被塗物に塗装が開始される
際に、少なくとも上記被塗物表面のハンガー取付部分及
びその周辺部が微細な水滴にて曇った状態が保持されて
いる程度又は被塗物が木材などの水を吸い込みやすい基
材である場合には均一に表面が水で湿っている程度であ
ることが好ましい。被塗物への塗装開始前に水滴が蒸発
して消失してしまい、かつ被塗物表面への加湿による水
の吸収や吸着による非導電性表面の表面抵抗率の十分な
低下効果もない場合には火花放電発生防止効果が十分で
なく、一方、形成した水滴が流れ落ちる程度では多すぎ
て塗膜外観を低下させる原因となる。被塗物表面に加湿
した後、微細な水滴にて曇った状態が保持されている
間、又は均一に表面が水で湿っている間に塗装を開始す
ることが好ましく、加湿後、速やかに塗装を開始するこ
とが好適である。本発明において、「被塗物の塗装を開
始する」とは、被塗物への塗料の塗着が開始することを
意味する。

【００１４】本発明方法において、静電霧化塗装に使用
される塗装装置としては、静電を付加したエア霧化静電
塗装装置、エアレス霧化静電塗装装置；ベル型静電塗装
装置、ディスク型静電塗装装置などの回転霧化型静電塗
装装置などを挙げることができ、塗料粒子を霧化し、静
電を付加できる塗装装置であれば特に制限なく使用する
ことができる。

【００１５】本発明方法においては、静電霧化塗装の際
には、塗料をマイナス、通常、−２０〜−９０ｋＶ、好
ましくは−２０〜−４０ｋＶの範囲に印加し、被塗物を
アースして塗装を行うことができる。被塗物をアースし
て塗装しても塗装初期には、被塗物は表面が非導電性で
あるので、静電塗装により被塗物に付着する塗料粒子の
マイナス電荷がアースされないが、被塗物に静電霧化塗
装が開始される際に、少なくとも上記被塗物表面のハン
ガー取付部分及びその周辺部の一部が微細な水滴にて曇
った状態または加湿された非導電性表面の表面抵抗率が
１０¹⁰Ω以下に低下した状態であることによって、塗装
初期に、その表面に付着した水の一部が蒸発し、少なく
ともハンガー取付部分の周囲の雰囲気が高湿度になると
ともに、加湿された非導電性表面の表面抵抗率が低くな
っているので、塗装初期に被塗物に塗着した塗料粒子の
マイナス電荷が高電圧に蓄積される前に、その高湿度の
雰囲気中へ漏洩しやすくなり、また加湿されて表面抵抗
率が低くなった被塗物表面を通じてアースされやすくな
り、火花の発生を防止することができる。また塗装開始
時における被塗物表面に付着した水の量は微量であるた
め塗面外観や塗膜性能への悪影響は実質的に認められな
い。

【００１６】上記加湿によって、導電性であるハンガー
の取り付け部への火花放電だけでなく、同一被塗物中の
別の導電体や隣接する被塗物の導電体などの浮遊導体へ
の火花放電も防止することができる。

【００１７】塗料として、水、アルコール系溶剤、エー
テル系溶剤などの親水性溶剤を含有する塗料などの導電
性を有する塗料を使用すると、塗装が進行していくと塗
着した塗料層により被塗物表面は導電性となり、被塗物
に塗着した塗料粒子のマイナス電荷は、アースによって
速やかに除去されるのでマイナス電荷が高電圧に蓄積さ
れることがなく円滑に静電塗装が行われることから導電
性を有する塗料を使用することが好ましい。

【００１８】本発明方法においては、非導電性被塗物を
静電塗装する際に、塗装性の改良などのために従来公知
のおとり板を使用してもよい。おとり板は被塗物の塗装
しようとする面の反対側に非接触として被塗物と対面配
接して用いられる。おとり板は、被塗物の裏面側への塗
料粒子の回りこみを防止でき、さらに塗着効率の一層の
向上とブース壁への塗料粒子の付着を防止することがで
きる働きを有する。

【００１９】本発明方法によって、連続的に移動する被
塗物、例えば平板状のプリント配線基板に、塗料、例え
ば、親水性溶剤を含有して導電性を有するソルダレジス
トを静電霧化塗装する場合の一例について以下に説明す
る。

【００２０】被塗物である複数のプリント配線基板を、
連続的に移動するコンベアに被塗物間の間隔が１０〜５
０ｍｍ程度となるようにハンガーで等間隔に吊り下げ
る。ハンガーは、コンベアを通じてアースされるように
接続されている。コンベアの軌道は、被塗物が、加湿器
の蒸気発生口に対面して蒸気が少なくとも被塗物表面の
ハンガー取付部分及びその周辺部に当るように通過し
て、蒸気の当った箇所が微細な水滴にて曇った状態とな
り、その状態で、静電塗装機の塗装ヘッド前を通過しな
がら一方の面を塗装する。通過後、被塗物は必要に応じ
て加熱などの方法によって乾燥される。加湿によって、
微細な水滴が被塗物表面のハンガー取付部分及びその周
辺部を含む被塗物上部に帯状に形成できるようになって
いる。

【００２１】加湿されたプリント配線基板は、静電塗装
機の塗装ヘッド前を通過する際に、表面に塗装ヘッドか
ら噴霧されたソルダレジストが塗装される。ソルダレジ
ストは、一般にブルックフィールド粘度計（ＢＭ型）に
よる回転数６０ｒｐｍでの粘度（２０℃）が２〜５ポイ
ズになるように粘度調整され、乾燥膜厚が通常、５〜２
００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍとなるように塗
装される。噴霧されたソルダレジスト粒子は、マイナス
に帯電しており、塗装初期にはプリント配線基板に塗着
してマイナス電荷が蓄積されるが、微細な水滴にて曇っ
た状態である上記被塗物表面のハンガー取付部分及びそ
の周辺部などから水滴が蒸発し、少なくともハンガー取
付部分の周囲の雰囲気が高湿度になるとともに加湿部分
の非導電性表面の表面抵抗率が低くなっているので蓄積
されたマイナス電荷が高電圧になる前に、高湿度の雰囲
気中へ漏洩しやすくなり、また加湿された被塗物表面を
通じてアースされやすくなり火花の発生を防止すること
ができる。塗装初期を経て、さらにプリント配線基板に
ソルダレジスト粒子が塗着していくと基板表面は導電性
を有するようになりレジスト表面の電荷は、アースされ
て除去されていくため被塗物表面に高電圧の電荷が蓄積
されることはなく火花が発生することはない。

【００２２】乾燥工程を挟まずに被塗物であるプリント
配線基板の両面に塗膜を形成させる場合には、上記のよ
うにして被塗物の片面を塗装した後、もう片面を同様に
塗装することができる。被塗物が、例えば、スルーホー
ルを有するプリント配線基板であり、残りの片面を塗装
する際に、塗装初期に塗着した塗料粒子のマイナス電荷
が、スルーホールを通じて容易にアースされて高電圧に
なることがない場合には加湿の工程を省略することがで
きる。

【００２３】コンベアの移動ラインが一直線状の場合に
は、塗装機を複数使用し、片面塗装後、１回目の塗装と
反対側（塗装されていない被塗面側）から同様に塗装す
ることができる。片面を塗装後、コンベアラインの途中
に反転装置を設けて被塗物を反転させ、１回目の塗装と
同じ側から未塗装面に同様に塗装することもできる。ま
た、後記図１に示すように、コンベアの移動ラインにお
いて、搬送方向が反対で、平行な塗装部ライン（直線部
分Ｂと直線部分Ｄ）を有し、かつハンガー２のチャック
部分にて挟持して取付けた被塗物１０を搬送するコンベ
ア装置１２と、一方の直線部分Ｂから送られてきた被塗
物を受取り、上記被塗物を反転して、他方の直線部分Ｄ
に供給する反転装置１４と、回転軸線が、該コンベア装
置の上記両直線部分の中央部に位置する回転霧化塗装装
置１８を具備する静電塗装装置を用いて、塗装機１個で
両面を塗装することもできる。ここでは、塗装装置１８
の回転霧化ヘッドは上下動できるようになっており、必
要に応じて上下動しながら、両方の直線部分Ｂ及びＤに
同時に塗料を供給できるようになっている。

【００２４】被塗物の移動ラインは例えばＵ字型である
ことができ、加湿器１５の蒸気出口１６に対面して蒸気
が当って微細な水滴を形成した被塗物１０は、直線部分
Ｂで片面が塗装され、ついで反転装置１４で反転され、
他方の直線部分Ｄに供給される。直線部分Ｄでは被塗物
の未塗装面が塗装装置に面し、この直線部分Ｄで同様に
塗装される。直線部分Ｄでの塗装前に、必要に応じて加
湿器によって塗装しようとする面のハンガー取付部分及
びその近傍などに微細な水滴を形成させてもよい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００２６】実施例１ 室温２０℃、湿度６０％ＲＨの室内にて、コンベアから
吊り下げられたハンガーに取付けたプリント配線板に静
電塗装装置を用いて片面のみ静電塗装を行った。使用し
たプリント配線板は、ガラス−エポキシ基板表面に回路
を有する厚さ１×横４０６×縦３４０ｍｍの大きさのプ
リント配線基板であり、塗装開始前に、ハンガー取付け
部及びその周辺を含む基板表面に、加湿器を用いて基板
上端から５０ｍｍまでの領域を帯状に微細な水滴を付着
させた。ハンガー取付け部から最短の水滴が付着してい
ない基板表面部分までの距離は４０ｍｍであった。微細
な水滴が付着した状態のまま静電塗装が開始された。

【００２７】塗料として、「ゾンネアルソルダーＰＷ−
２０００」（関西ペイント（株）製、エーテル系溶剤を
含有する導電性を有するソルダーレジスト）をブルック
フィールド粘度計（ＢＭ型）での粘度（２０℃）が３ポ
イズになるように粘度調整したものを用い、乾燥膜厚が
約２２μｍとなるように静電塗装を行なった。ついで８
０℃で２０分間焼付けてレジスト膜を形成した。

【００２８】静電塗装時において、基板表面からの火花
放電は全く認められず、また塗面状態、塗膜性能は良好
であり、異常は認められなかった。

【００２９】比較例１ 実施例１において、加湿器を使用せず、基板に水滴を付
着させない以外は実施例１と同様に行い、レジスト膜を
形成した。静電塗装時において、基板表面からハンガー
取付部分への火花放電が認められた。塗装直前のプリン
ト配線板のガラス−エポキシ基板表面部の表面抵抗値は
１０¹²Ωであった。

【００３０】比較例２ 実施例１において、基板への水滴の付着量を少なくし、
水滴が蒸発して消失した状態で塗装を開始する以外は実
施例１と同様に行い、レジスト膜を形成した。静電塗装
時において、基板表面からハンガー取付部分への火花放
電が認められた。水滴が蒸発して消失した塗装直前のプ
リント配線板のガラス−エポキシ基板表面部の表面抵抗
値は１０¹²Ωであった。

【００３１】実施例２ 実施例１において、基板全面に微細な水滴を付着させる
以外は実施例１と同様に行いレジスト膜を形成した。静
電塗装時において、基板表面からの火花放電は全く認め
られず、また塗面状態、塗膜性能は良好であり、異常は
認められなかった。

【００３２】実施例３ 実施例１において、基板に微細な水滴を付着させる領域
を基板上端から２０ｍｍまでの帯状の領域とする以外は
実施例１と同様に行いレジスト膜を形成した。静電塗装
時において、基板表面からの火花放電は全く認められ
ず、また塗面状態、塗膜性能は良好であり、異常は認め
られなかった。

【００３３】実施例４ 実施例１において、加湿器のかわりに霧化スプレー機器
を用いて、基板のハンガー取付け部を中心に半径約５０
ｍｍの領域に微細な水滴を付着させる以外は実施例１と
同様に行いレジスト膜を形成した。静電塗装時におい
て、基板表面からの火花放電は全く認められず、また塗
面状態、塗膜性能は良好であり、異常は認められなかっ
た。

【００３４】比較例３ 実施例１において、加湿器からの水蒸気の吐出量を多く
し、水滴が凝集して基板表面を流れ落ちる程度に加湿す
る以外は実施例１と同様に行いレジスト膜を形成した。
静電塗装時において、基板表面からの火花放電は全く認
められなかったが、得られたレジスト膜は塗面状態が悪
く実用性のないものであった。

【００３５】実施例５ 実施例１において、被塗物として、プリント配線基板の
代わりに厚さ５×横４０６×縦３４０ｍｍの大きさの乾
燥した杉板を使用し、かつ塗料として、ソルダーレジス
トの代わりに親水性溶剤を含有する導電性アクリル樹脂
系塗料を使用し、乾燥膜厚が約４０μｍとなる条件で塗
装する以外は実施例１と同様に行い塗膜を形成した。静
電塗装開始時において、加湿した水蒸気は、スギ板上で
水滴にならず杉板に吸収され杉板表面が水に濡れた状態
となっていた。塗装時において杉板表面からの火花放電
は全く認められず、また塗面状態、塗膜性能は良好であ
り、異常は認められなかった。静電塗装開始時直前にお
ける水に濡れた杉板の表面抵抗値は１０⁴ Ωであった。

【００３６】比較例４ 実施例５において、杉板に加湿を行わず、乾燥した杉板
にそのまま塗装する以外は実施例５と同様に行い塗膜を
形成した。静電塗装時において、杉板表面からハンガー
取付部分への火花放電が認められた。塗装直前の杉板表
面部の表面抵抗値は１０¹¹Ωであった。

【００３７】

【発明の効果】本発明方法においては、非導電性表面を
有する被塗物に予め加湿が行われ、被塗物に静電霧化塗
装が開始される際に、少なくとも上記被塗物表面のハン
ガー取付部分及びその周辺部の一部に水が付着して、微
細な水滴にて曇った状態または加湿した非導電性表面の
表面抵抗率が低下した状態であることによって、塗装初
期にその付着した水の一部が蒸発し、少なくともハンガ
ー取付部分の周囲の雰囲気が高湿度になり、また加湿部
分の体積固有抵抗が低くなっているので、塗装初期にお
いて被塗物に塗着した塗料粒子のマイナス電荷が高電圧
に蓄積される前に、その高湿度の雰囲気中へ漏洩しやす
くなり、また加湿されて表面抵抗が低くなっている被塗
物表面を通じてアースされやすくなり、火花の発生を防
止することができる。また塗装開始時における被塗物表
面の水滴は微量であるため塗面外観や塗膜性能への悪影
響は実質的にない。したがって、プリント配線基板など
の静電霧化塗装においても火花放電の発生なしに良好な
塗面外観、塗膜性能の塗膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を用いて静電塗装を行う方法の一例
に用いる静電塗装装置の簡略平面図である。

【図２】本発明方法を用いて静電塗装を行う方法の一例
に用いる静電塗装装置のハンガー部分を被塗物の側面か
らみた概略図である。

【符号の説明】

２…ハンガー １０…被塗物 １２…コンベア装置 １４…反転装置 １５…加湿器 １６…加湿器の蒸気出口 １８…回転霧化塗装装置 Ａ…被塗物帯電部分 Ｂ…第１の直線部分（塗装部分） Ｃ…被塗物反転部分 Ｄ…第２の直線部分（塗装部分）

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 ２…ハンガー １０…被塗物 １２…コンベア装置 １４…反転装置 １５…加湿器 １６…加湿器の蒸気出口 １８…回転霧化塗装装置 Ｂ…第１の直線部分（塗装部分） Ｃ…被塗物反転部分 Ｄ…第２の直線部分（塗装部分）

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンガーに取付けた非導電性表面を有す
   る被塗物に塗料を静電霧化塗装するにあたり、塗装前に
   少なくとも該被塗物表面のハンガー取付部分及びその周
   辺部の一部を加湿し、加湿部が微細な水滴によって曇っ
   た状態または加湿した非導電性表面の表面抵抗率を１０
   ¹⁰Ω以下に低下させた状態にて被塗物への塗装を開始す
   ることを特徴とする、静電霧化塗装時における火花放電
   発生防止方法。
2. 【請求項２】 被塗物が連続的に移動する平板状被塗物
   であることを特徴とする請求項１記載の火花放電発生防
   止方法。
3. 【請求項３】 被塗物が導電性回路を有するプリント配
   線基板である請求項１又は２記載の火花放電発生防止方
   法。