JPH1076218A - 静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非導電性表面を有する被塗物に均一な膜厚の
塗料膜を塗装できる静電塗装方法を提供する。 【解決手段】 塗料をマイナスに印加して被塗物に静電
塗装を行うにあたり、塗装前に非導電性表面を有する被
塗物表面をプラスに帯電させ、ついで静電霧化塗装を行
うことを特徴とする静電塗装方法。

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
する被塗物に均一な膜厚の塗料膜を塗装できる静電塗装
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、
塗料を被塗物に静電霧化塗装する場合には、被塗物を電
気的に前処理することなく、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、非導
電性表面を有する被塗物を、従来の静電霧化塗装方法で
塗装すると、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、後から来るマイナス電荷を有する
塗料粒子の塗着を阻害する初期静電反発によるものと考
えられるが、被塗物の初めに塗装される部分（被塗物の
初めに塗装される、通常、端から３〜１０ｃｍ程度まで
の部分）の膜厚が薄くなり、膜厚ムラが発生して塗面の
光沢や平滑性などの塗面外観不良、塗膜性能劣化の原因
となることがあった。非導電性表面を有する被塗物がコ
ンベアなどにより連続的に移動する場合に、膜厚ムラが
発生しやすいが、停止した被塗物を静電霧化塗装する場
合にも初期静電反発によると考えられる膜厚ムラが発生
する。

【０００３】そこで本発明者らは、非導電性表面を有す
る被塗物が停止している場合及び連続的に移動する場合
においても、塗料を被塗物に静電霧化塗装により均一な
膜厚の塗膜を形成できる方法について鋭意研究を行っ
た。その結果、塗装前に被塗物をプラスに帯電させた
後、静電霧化塗装することにより均一な膜厚の塗膜を形
成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、塗料
をマイナスに印加して非導電性表面を有する被塗物に静
電塗装を行うにあたり、塗装前に被塗物表面をプラスに
帯電させ、ついで静電霧化塗装を行うことを特徴とする
静電塗装方法を提供するものである。

【０００５】

【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、被塗物表面が非導電性の被塗
物であればいずれであってもよい。

【０００６】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。

【０００７】本発明方法においては、静電塗装を行う前
に、前記被塗物表面をプラスに帯電させる。被塗物表面
の帯電電位は、静電塗装直前の帯電電位が１〜２０ｋ
Ｖ、さらには３〜１５ｋＶの範囲であることが好適であ
る。帯電電位が低すぎると膜厚ムラを改善する効果が十
分でなくなり、一方、帯電電位が高すぎると静電気によ
る火災などの危険が発生する。帯電させる被塗物表面
は、少なくとも初期静電反発を起こしやすい部位を帯電
させることが必要であり、この部位のみを帯電させても
よいし、塗装する被塗物表面全面を帯電させてもよい。

【０００８】被塗物表面をプラスに帯電させるには、例
えば、塗装する被塗物表面を高電圧発生器のプラス電極
に対面させて帯電させる方法を挙げることができる。こ
の方法は、高電圧発生器の電極をプラスに印加してコロ
ナ放電により空気をプラスにイオン化し、電極に対面す
る被塗物表面をプラスにイオン化された空気によりプラ
スに帯電させる方法である。この場合、高電圧発生器の
印加電圧としては、通常、１〜３０ｋＶ、さらには５〜
２０ｋＶの範囲が好適であり、被塗物と高電圧発生器の
電極とを２５〜１００ｍｍの距離をおいて対面させ、被
塗物１個あたり通常、０．１〜３０秒間程度、さらには
０．５〜１０秒間程度電圧を印加することによって被塗
物表面を所定のプラスの帯電電位に帯電させることがで
きる。

【０００９】本発明方法において、プラスに帯電した被
塗物は、ついで静電塗装される。プラスに帯電した被塗
物は、徐々に放電して帯電電位が低くなっていくので、
帯電後、速やかに静電霧化塗装を行うことが好ましい。
通常、帯電後、５分以内、好ましくは２分以内に塗装さ
れることが好適である。

【００１０】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。

【００１１】本発明方法においては、静電塗装の際に
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
あるので被塗物に帯電されたプラス電荷は残存し、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と
中和する。これによって従来から問題であった塗装初期
における被塗物に付着した塗料粒子のマイナス電荷と、
塗着されようとする塗料粒子のマイナス電荷との静電反
発による塗装不良の問題は解決される。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】おとり板の材質としては、例えば、布、
紙；ステンレス、アルミニウム、鉄、亜鉛メッキ鋼板、
ブリキ板などの金属；ポリエチレン、ポリプロピレン、
塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリアミド、テフロンな
どのプラスチックスなどを挙げることができる。塗装を
静電塗装にて行う本発明においては、おとり板は導電性
を有するものが好適に使用され、電気的に接地（アー
ス）される。布、紙などの材質においても塗料が付着す
ると導電性を有するようになる。おとり板の大きさは、
特に限定されるものではないが、通常、被塗物面積の４
倍以上の面積のものが好適に使用される。

【００１５】上記おとり板と被塗物との間隔は、上記お
とり板としての効果を発揮できる間隔であればよく、通
常、２〜２０ｃｍ、好ましくは５〜１０ｃｍ程度であ
る。おとり板と被塗物との間隔が狭すぎると、被塗物の
揺れなどによって、おとり板と被塗物とが接触する危険
があり、間隔が広すぎると上記おとり板としての効果が
十分に発揮できなくなる。

【００１６】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。

【００１７】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。コンベアの軌道は、被塗物が、高電圧発生器の電極
に対面して通過してプリント配線基板にプラス電荷を帯
電した後、静電塗装機の塗装ヘッド前を通過して一方の
面を塗装する。通過後、被塗物は必要に応じて加熱など
により乾燥される。

【００１８】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が、高電圧発生器の電極に対面
させてプラス電荷を帯電させたプリント配線基板表面の
一部は非導電体であるのでプラス電荷がアースされて瞬
時に消失することはない。

【００１９】プラス電荷が帯電し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、膜厚が
通常、５〜１００μｍ、好ましくは２０〜６０μｍ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いるが、プリント配線基板に塗
着した際、プリント配線基板のプラス電荷と中和するの
で初期静電反発をおこすことはない。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、塗装ムラのない良好なレジスト膜を形成
することができる。

【００２０】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
塗装すればよい。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。

【００２１】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、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。被塗物の移動ラインは例えばＵ字型である
ことができ、高電圧発生器１５の電極１６に対面して表
面がプラスに帯電された被塗物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。

【００２２】

【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。

【００２３】実施例１ 図１に示す静電塗装装置を用いて片面のみの塗装を行っ
た。ガラス−エポキシ基板表面に回路を有する横幅４０
６×縦３４０ｍｍのプリント配線基板に、高電圧発生器
の設定電圧１０ｋＶ、基板と高電圧発生器の電極の距離
を３０ｍｍとして約５秒間対面させて、基板をプラスに
帯電させた。帯電し１分間経過後、基板の帯電した表面
に、「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（Ｂ
Ｍ型）での粘度（２０℃）が３ポイズになるように粘度
調整したものを乾燥膜厚が約２２μｍを目標に静電塗装
を行ない、反転装置の手前で取り外し、８０℃で２０分
間焼付けレジスト膜を形成した。塗装直前の基板表面の
帯電電位は７ｋＶであった。静電塗装時における塗料の
印加電圧は、−３０ｋＶとした。

【００２４】実施例２ 高電圧発生器の設定電圧５ｋＶとする以外は、実施例１
と同様に行った。塗装直前の基板表面の帯電電位は３ｋ
Ｖであった。

【００２５】実施例３ 高電圧発生器の設定電圧２０ｋＶとする以外は、実施例
１と同様に行った。塗装直前の基板表面の帯電電位は１
３ｋＶであった。

【００２６】比較例１ 高電圧発生器による帯電を行わない以外、実施例１と同
様に行った。

【００２７】上記実施例及び比較例で得た塗装板につい
てレジスト膜の膜厚及び塗面状態を調査した。レジスト
膜の膜厚は、塗装が最初に開始される部位Ａ（端から約
２０ｍｍの箇所）、中間に塗装される部位Ｂ（端から約
２０３ｍｍの箇所）、最後に塗装される部位Ｃ（後部の
端から約２０ｍｍの箇所）について、それぞれ上部（上
から２０ｍｍ付近）、中間部（上から１７０ｍｍ付
近）、下部（下から２０ｍｍ付近）の各塗板について、
それぞれ９箇所の部位について測定した。各部位につい
ては測定を３回行い、その平均値を測定膜厚とし後記表
１に示す。塗面状態について異常のない場合は、○（良
好）と表示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明方法においては、非導電性表面を
有する被塗物に静電塗装を行う前に、被塗物表面にプラ
ス電荷を帯電されているので、静電塗装時において、マ
イナスに帯電した塗料粒子が被塗物に塗着した際に、塗
料粒子のマイナス電荷は被塗物表面にプラス電荷と中和
する。したがって塗装初期において、被塗物表面での塗
料粒子のマイナス電荷と、塗着しようとする塗料粒子の
マイナス電荷との初期静電反発はなくなり、非導電性表
面を有する被塗物に良好な静電塗装を行うことができ
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。

【符号の説明】

１０…被塗物 １２…コンベア装置 １４…反転装置 １５…高電圧発生器 １６…高電圧発生器の電極 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）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料をマイナスに印加して被塗物に静電
   塗装を行うにあたり、塗装前に非導電性表面を有する被
   塗物表面をプラスに帯電させ、ついで静電霧化塗装を行
   うことを特徴とする静電塗装方法。
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記載の静電塗装方法。
3. 【請求項３】 静電塗装直前の被塗物表面の帯電電位
   が、プラス１ｋＶ〜プラス２０ｋＶの範囲内であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の静電塗装方法。