JPS5879563A - 静電塗装用高速回転霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電塗装用高速回転霧化装置に関し、より詳細
には、高粘度の液体塗料を大きな吐出速度で霧化させる
場合にも、塗料の静電的霧化が微細な粒径でしかも気泡
の抱き込みなしに可能となる静電塗装用の霧化装置に関
する。

従来、液体塗料を静電的に霧化する方法として、回転体
の内周面に沿って液体塗料を薄膜状に供給し、該回転体
の円周状端縁に設けられｔナイフ状先端から塗料を霧化
させて吐出する方法が知られている。

この靜−霧化手段においては、液体塗料の粘度が比較的
低く、また回転体の回転速ＴＩが毎分当り数百乃至数千
回転のように低い場合、乃至は塗料の吐出量が比較的少
ない場合には、形成される塗料の霧は満足すべき状態を
示すと１〜でも、液体塗料の粘度が比較的高い場合や、
回転体の回転速度を上げて塗料の吐出量を増加させ之場
合には、塗料がナイフ状先端を不規則な液膜状となって
離れる傾向があり、その結果として形成される塗料のｇ
は空気を包蔵し、被塗装物品上に形成される塗膜は泡を
含んだものとなるという欠点を生じる。

一方、液体塗料中の溶剤を減少させて可及的に高粘度の
形で使用することは、溶剤コストの節約、塗膜焼付コス
トの節約、９気公害の防止、塗装処理の迅速化等の見地
から太いに望ましいことである。

従来、高粘度の液体塗料を使用し、且つ霧化用回転体の
回転速度を高めた場合における空気泡抱き込みの問題を
解消するための提案も既になされており、例えば特公昭
５５−４１８２５号公報にば、回転霧化装置のナイフェ
ツジ状断面を有する円環状放出端縁に向けて液体塗料を
薄いフィルム状流れとして供給するに際し、前記回転霧
化装置の塗料分導く表面の周縁部に、流れの進行方向に
延びてその外端が端縁に達する多数の浅い凹溝を設ける
ことによって、前記塗料を多数の分岐流に分割して、円
環状放出端縁に供給することが開示されている。

この公知方法によれば、塗料液体の時間蟲すの吐出量が
比較的低い場合には、放出端縁を越えて外方に延びる液
膜の形成が抑制されるとしても、この吐出量が比較的大
きい場合［は、霧滴の粒径が大となったり、或いは気泡
の抱き込みを生じ易いという問題を生じる。

従って、本発明の目的は、高粘度の液体塗料を単位時間
当り大きな吐出速度で霧化させる場合に本、塗料の霧化
が微細な粒径でしかも気泡岬の抱き込みなしに可能とな
る静電塗装用高速回転霧化装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、従来の霧化装置に対［７て同一吐
出量で比較して、塗料の霧化が著しく微細な粒径で行わ
れ、ま之同じ粒径となるようＶＣ５ｌｌ化を行う場合に
は、液体塗料の吐出量を著しく増大させることが可能な
静電塗装用回転霧化装置を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、回転体の内周面に沿ってほぼ
軸方内科前方に流れる塗料の流れを、回転体の非ナイフ
ェツジ状の凹凸放出端縁において径方向外向きの多数の
分割された流れに変換すると共に、塗料を霧化させる放
出端縁の有効寸法を増大させることによって、微細粒径
で空気抱込みのない塗料の霧化を可能とする静電塗装用
高速回転霧化装置を提供するにある。

本発明によれば、液体塗料を薄膜の形で先端へ向けて案
内する定めの円周面及び該塗料を錫化吐出する定めの円
周状先端を備え之塗料霧化カップであって、前記塗料霧
化装置の円周状先端は塗料霧化装置の回転軸方向に対し
て実質上直角な環状面を有し、該環状面には規則的に反
復する凹部と陵線とが径方向に対して傾斜するように形
成されており、該陵線は、これを径方向に投影し友とき
互、いに重なり合うか、或いは小間隔をおいて連なるよ
うに配置されていることを特徴とする静電塗装用高速回
転霧化装置が提供される。

本発明を添付図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。

静電塗装装置の全体の配置を示す第１及び２図において
、塗装装置本体１は、適当な昇降装置（図示せず）によ
り昇降可能に設けられｔ電気絶縁性支持棒２の先端のブ
ラケット６により、支点４の１！ｊＡりに回動可能に設
けられている、この塗装装置本体１はハウジング５の内
部に収容され友エアモーター６を備えており、このエア
モーター６０回転軸７の先端には、カップ状霧化用回転
体（カップ）８がナツト９のような締結手段により固定
されている。この塗装装置本体１にはまた、前記エアモ
ーター６を高速廣で駆動回転させる九めのエア供給口１
０及びこのエアを排気する定めの排気口１１が設けられ
ている。更に、塗装装置本体１には、液体塗料の供給口
１２が設けられており、液体塗料はこの供給口１２から
本体１の内部を通って霧化カップ８迄延びている塗料供
給パイプ１３を通って霧化カップ８内に供給されるよう
になっている。更にま友、ｆ１１ｆ！装置本体１には、
高電圧ケーブル接続端子１４が設けられでおり、色水し
ていないが、高電圧発生装置からの高電圧がケーブルを
峠で、塗装装置本体１、従って霧化カップ８に印加され
るようになっている。ハウジング５の回転体取付側には
、ンエーピングエア、即ちパターン調整用エアの噴出孔
１５が多数環状に配置されて設けられていて、エア供給
口１６に接続されている。

この霧化カップ８を拡大して示す第３及び４図において
、このカップ８は、嵌合され友金属製の外部体１７と金
属製の内部体１８とから戊る回転体の形状をしており、
液体塗料を薄膜の形で先端へ向けて案内するための内周
面１９、及び塗料を霧化吐出するための円周状先端２０
を備えている。

更に、この回転体８には、前述し友塗料供給バイブ１６
から供給される塗料を一旦貯留し、内周面１９の全周に
渡って塗料を均一に供給するための環状の塗料溜め２１
が形成されており、この塗料溜め２１と前記内周面１９
とは、外部体１７と内部体１８との間の小間隔の環状の
スリット２２を介して連絡されている。

霧化カップ８には、ケーブル接続端子１４’ｌｒ介して
高電圧が印加され１．エア供給口１０を介して供給され
るエアによりエアモーター６が駆動され、これに伴なっ
て霧化カップ８は例えば８０００乃至３　Ｄ　０００　
ｒｐｍのような高速度で駆動回転される。液体塗料は、
塗料供給口１２及び塗料供給バイブ１３’を介してカッ
プ８内の塗料溜め２１に供給され、更に環状スリット２
２を経て回転体内周面１９の全面にわたって一様な薄膜
の形で供給される。内周面１９上の塗料は回転体のほぼ
軸方向前方に流れ、前述した円周状先端２０から霧化さ
れて吐出される。

本発明においては、第３及び４図並びＫその先端部の拡
大図である第５及び第６図に示す通り、カップ８の円周
状先端２０をカップの軸に対して実質上直角な環状面２
６とし、この環状面２３Ｋ、規則的に反復する凹部２４
と陵線２５とを、該凹部２４及び陵線２５が径方向に対
して傾斜するように且つこの陵線を径方向に投影し念と
き互い圧型なり合うか或いは小間隔をおいて連なるよう
に配置する。

即ち、本発明では、この構成を採用することにより、第
５及び第６図の説明図に示す通り、内周面１９に沿つ友
はぼ軸方向の流れ２６が、円周状先端２０において、規
則的に反復する凹部２４に沿つ友多数の径方向外向きの
分岐流２７に交換され、しかもこの分割され次流れ２７
の各々は、環状面２３の凹部２４から陵線２５を通って
空気中に霧化放出されるのである。

この場合、円周状先端２０におけるほぼ軸方向前方への
流れから径方行外向きの流れへの変換は、回転体、即ち
カップを極めて高速度で回転させることにより生じる遠
心力で行われ、ま１この先端２０における多数の径方向
外向きの流れへの分割は、環状面２３に多数の規則的に
反復する凹２４を設けることにより行われる。更に、環
状１ｉｉ２３の陵線２５を通しての霧化吐出は、凹部２
４及び陵線２５を径方向に対して傾斜させて設け、環状
面を通る任意の径方向の線がほぼ確実ＶＣ１個の陵ｍ２
５と突き当るようにすることによって好都合に行われる
。

即ち、従来の方法ではカップのナイフェツジ状先端へ塗
料を分割し友多数の分岐流として供給するのく対して、
本発明においては、円周状先端２０迄は塗料を連続した
薄膜の形で供給し、この円周状先端２０において、この
回転体８のほぼ軸方向前方に流動する薄膜状の流れを、
分割され元多数の径方向外向きの流れ２７に変換すると
共に、この分割されｔ流れ２７の各々を、環状面に傾斜
して設けられた凸部、即ち陵線２５１！７経て霧化吐出
させるのである。即ち、本発明において、環状面に傾斜
して多数設けられた陵線２５の各々が分割された塗料の
流れに対して夫々固有の放出端縁として作用するのであ
る。

しかして、本発明においては、この特徴により前述し友
従来法に比して極めて顕著な利点蛤裟達成される。その
利点の一つは、塗料霧化装置（カップ）と空気との接触
端縁の長さ、すなわち塗料の放出端縁の長さを著しく長
くとることが可能となるということである。

今、第６図において、凹凸部２４．２５のピッチをｐ、
環状面２６の径方向の巾をｄ１径方向に対する傾斜角度
をαとしたとき、カップの放出端縁２５の長さｔは、従
来の円周状ナイフ状端縁の長さをｔｏ　に対して、下記
式 で表わされる比率となる。例えば、環状面２６の巾ｄと
凹凸部２４．２５のピッチｐとが等しい場合でも、傾斜
角度αを６０度とすれば、放出端縁２５の長さは従来の
カップの放出端縁の長さの２倍となる。勿論、このピッ
チＰに比して環状面２３の巾を２倍とすれば、放出端縁
２５の長さは従来のカップの放出端縁の長さの４倍とな
る。かくして、本発明によれば放出端縁の長さが大とな
っている几め、塗料の単位時間当りの供給量を一定とし
て比較して、通常のナイフェツジ状の円周状の先端の場
合によりも空気との接触端縁における平均塗膜厚みｄ、
を著しく薄くすることが可能となり、これにより塗料の
霧化粒径を著しく微細なものとすることが可能となる。

これは逆に言えば、従′米法と同じ粒径の霧滴への霧化
を行う場合に、本発明によれば単位時間当りの塗料供給
量を従来の方法に比して増大させ、しかも霧化時におけ
る気泡の抱き込みも有効に防止されることを意味する。

しかも、本発明においては、分割きれた個々の流れに対
応して個有の霧化放出用陵線が設けられているため、分
割され次側々の流れが空気中への放出端縁において合流
するという従来の不都合も有効に解消されるものである
。

更に、本発明の塗料霧化装置（カップ）においては、そ
の環状面２６に多数の陵１ｉＩ２５が設けられていると
いう電極構造上の特徴により、まｔ微細粒子の形で霧化
が行われることにより、塗料の霧化粒子は高度に帯電さ
れ、塗着効率も向上するという利点もある。

本発明において、前記凹部２４の谷及び陵ｆ１２５は夫
々回転体８の軸に対して実質上直角な面内に位置するよ
うに整合されていることが望ましい。

更に、回転体の内周面１９は、環状面２６の凹部２４よ
りも内側で滑らかな面を形成していることが望ましい。

第６乃至第６図に示す具体例において、凹部２４及び陵
８２５は、環状面２６に対する鋸歯状の切欠きの形で設
けられており、この鋸歯状の切欠きは、回転体先端で塗
料の膜状流を効果的に分割するという目的にも、また環
状面に、分割され定流れのための凹部及びそれに対応す
る放出用陵線を多数設けるという目的にも特に適つ几も
のである。

この鋸歯状切欠のピッチ＜ｐ）は、０．１乃至１．５閣
、特に０．２乃至０．８−の範囲にあり、ま、ζその歯
の角度（β）Ｆｉ３０乃至１２０度、特に４５乃至９０
度の範囲にあることが、前述し九本発明の目的にとって
好ましい。また、環状ｖＢ２５の径方向寸法（ｄ）は一
般に０．５乃至５■、特に１乃至６■の範囲にあること
が、回転体の機械的強度や、放電電流を適正範囲に保つ
こと或いは爽に微細な霧化を可能にすること等の見地か
ら好ましい。

第６図に示す具体例では、陵＃１２５は径方向に対して
カップの回転方向く同方向に角度αの傾斜をもって設け
られているが、全く逆に第７図に示す通り陵線２５は径
方向に対してカップの回転方向と逆向に角度αの傾斜を
もって設けられていてもよい。前者の場合には、凹部２
４の次に米る陵線２５１がこの凹部２４を通る塗料の流
れの放出端縁となり、後者の場合には凹部２４に先行す
る陵線２５ｈがこの凹部２４を通る塗料の流れの放出端
縁となる。

この傾斜角度αは、一般に径方向に対して±１０乃至±
７０度、特に±２０乃至±６０度の範囲内で選ぶのがよ
く、特に多数の陵線を径方向に投影したとき、先行する
陵線の外周側端部←或いは内周側端部）が次に来る陵線
の内周側端部（或いは外周側端部と丁度型なり合うよう
な関係で、陵線を設けるのが最も良い。

また、第５図乃至第７図に示される陵線２５は１本の線
として設けられているが、第８図に示す通り２本以上の
線に分割される様に形成して設けられていてもよい。そ
の場合は、それらの分割されｔ陵線の各々が独立して液
体塗料を更に細かい分割流として放出させるｔめの放出
端縁として作用する。

本発明において、切欠の形状は、このものが端縁に規則
正しく且つ反復して多数段、けられている限り鋸歯状以
外の任意の多くの切欠き形状をとっていてもよく、例え
ば矩形波状、台形波状、Ｕ字形切欠、Ｕ字形切欠等の形
状をとることができる。

本発明の静電塗装法は、回転体を５０００乃至５０００
０　ｒｐｒｎ、特に８０００乃至３００００ｆｐＨのよ
うな高速度で回転させて塗装を行う用途に有用であり、
ま几回転体に印加する電圧は２０乃至１６０に机特に４
０乃至１２０ＫＶの範囲から適当に選択できる。

用いる塗料は、この種の静電塗装に従来使用されている
ものは全て良く、例えば、エポキシ系塗料、フェノール
系塗料、メラミン系塗料、アクリル系塗料等の有機溶媒
塗料、或いは水系塗料、特に溶媒の使用量の少ない高粘
度塗料、例えばフォードカップ＃４による粘崖が３０秒
以と（７５センチボイズ以上）のような高粘度の塗料に
：１ｆ利に適用できる。

塗料の吐出量、即ち処理量は回転体の開放端縁の径や切
欠の寸法等によってもかなり相違するが、本発明によれ
ば、上述した粘度の塗料を使用し、端縁外径が６０ｗｍ
の回転体を用いて、５００ｃｃ／分にも達する量の塗料
を静電塗装によって、塗膜欠陥のない美麗な塗膜を形成
させることが可能である。

なお、本実施例においては、塗料霧化装置の形状をカッ
プ状のものについてのみ説明したが、本発明は塗料霧化
装置の形状が扁平円四状もしくはディスク状のものであ
っても好適に実施できることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、静電塗装装置全体の一部断面平面図、第２図
は、第１図の装置の側面断面図、第６図は、カップ状塗
料霧化装置の側断面図、第４図は、第６図の霧化装置の
正面図、第５図は、第６図のＶの部分を拡大した本発明
の詳細な説明する几めの説明図、 第６図は、第４図の■の部分を拡大した本発明の詳細な
説明する之めの説明図、 第７図及び第８図は、塗料霧化装置の円周状端縁の一部
を正面から拡大した拡大図である。 １は塗装装置本体、６＃ｉモーター、８はカップ状塗料
霧化装置、１６は塗料供給パイプ、１４は高電圧ケーブ
ル接続端子、１９は内周面、２０は円周状先端、２６は
環状面、２４は凹部、２５．２５α、２５ｂＦｉ陵線、
αは回度と陵線とが（回転）塗料霧化装置の径方向に対
して傾斜する角度を夫々示す。 特許出願人　　　トリニティ工業株式会社２３ 一一−−−−−らン １つ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　液体塗料を薄膜の形で先端へ向けて案内する
   友めの内周面及び該塗料を霧化吐出する友めの円周状先
   端を備え次塗料霧化装置であって、前記塗料霧化装置の
   円周状先端は塗料霧化装置の回転軸に対して実質上直角
   な環状面を有し一１該環状面（は規則的に反復する凹部
   と陵線とが径方向に対して傾斜するように形成されてお
   り、該陵線は、これを径方向に投影し念とき互いに重な
   り合うか、或いは小間隔をおいて連なるように配置され
   ていることを特徴とする静電塗装用高速回転霧化装置。
2. （２）前記凹部及び陵線は鋸歯状波状の切欠きの形で前
   記環状面に設けられている特許請求の範囲第１項記載の
   霧化装置。
3. （３）前記塗料霧化装置は、所謂カップ状の形状をして
   いる特許請求の範囲第１項乃至第２項記載の霧化装置。
4. （４）前記塗料霧化装置は、所謂扁平円囲形もしくはデ
   ィスク状の形状をしている特許請求の範囲第１項乃至第
   ２項記載の霧化装置。