JPS6012156A - 静電塗装装置 - 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、電気抵抗値の高い被塗物であっても、良好に
静電塗装を施こすことができるようにした静電塗装装置
に関するものである。

一般に、静電塗装装置は、塗装機にマイナス３０〜９０
　ｋＶ程度の高電圧を印加し、他方被塗物をアース電位
に保つことによって前記塗装機と被塗物との間に静電界
を形成し、また前記塗装機に塗料を供給する。ことによ
って、該塗料を群化すると共に錫化した塗料粒子を帯電
せしめ、この帯電塗料粒子、を前記静電界に沿って被塗
物に向は飛行塗着せしめるように構成している。

ところで、１．このような静電塗装装置は被塗物が金属
体等電気的匁良導体である場合には、該被塗物が常にア
ース電位に保持されているから１被塗物全周にわたりて
静電効果の充分高い塗装を行なうことができる。

しかじへ被塗物が表面が電気的不良導体、すなわち各種
合成樹脂はもとよシ、がラス類、セラミック類、木材、
絶縁性焼結金属等電気抵抗値の高い材料（以下、「合成
樹脂」という）である場合、または金属板の表面にこれ
らの合成樹脂が表面処理、されている、、場合等は、被
塗物がアース電位となるように設定してもマイナスに帯
電した塗料粒子が塗着することによって該塗料粒子によ
って与えられた電荷がアースに逃げず、該被塗物表面が
静電気で飽和した状態となってマイナスに帯電してしま
い、塗装機から帯電塗料粒子を吐出しても被塗物に塗着
せず、全く静電効果が得られないことになる。

即ち、静電塗装の原理Ｆｉ電気的４テンシャルの大きい
状態において、被塗物表面と塗料粒子または塗装機先端
部との間に電位差がなければならない。この電位差は塗
装が終了するまで保持されなければならないと同時に、
有効な塗着効率を確保するために十分に大きくなければ
ならない。その理由は、第１に荷電塗装粒子と被塗物表
面との間に電気的引力を十分に大きい状態で作用させる
ためであり、第２に荷電塗料粒子を塗装機から被塗物表
面に運ぶために該塗料粒子に作用する電気力線を強い状
態で形成させるためである。ところが、合成樹脂材の如
く被塗物表面の電気抵抗が高いということは、塗料粒子
に作用する上記２つのものが十分に得られないというこ
とである。このことは、被塗物の誘電率が該被塗物の表
面状態に太きな影響を与え、塗料粒子の塗着を妨げるこ
とになる。

このため、従来技術においては、合成樹脂材の塗装物を
静電塗装するには、帯電防止剤の一種である４屯処理液
を予め塗布して合成樹脂の表面を導電性の塗膜で被覆し
、然る後に帯電塗料粒子を噴霧することによって静電塗
装を行ない、さらに塗料の塗着した被塗物全焼付炉に入
れて焼付けるという順序で塗装作業が行なわれていた。

ここで、導電処理液としては、例えば脂肪属゛系４級ア
ンモニウム塩を主成分とする親水性のイオン化性有機化
合物（商品名：米国ゼネラルミルズ社製「アルカリット
７２６Ｊ）からなる導電処理剤’ｉｏ、５％前後のイソ
ゾロビルアルコールで稀釈したものが使用され、かかる
導電処理液を噴霧機によって合成樹脂表面に噴霧し、ま
たはデツピング処理によって該合成樹脂表面に導電性被
膜を形成していた。

そして、この導電性被膜は通常０．１〔μｍ）８度の厚
さで塗布され、導電処理液の中に含まれる親水性のイオ
ン化性有機化合物の作用によって空気中の湿気を吸着し
、これによシ合成樹脂表面の６電性を維持するようにな
されていた。

しかし、上記従来技術によるものにおいては、前述した
如く空気中の湿気を吸着しこれによって合成樹脂表面の
導電性を維持するものであるため、導電処理液を使用す
る場合には塗装雰囲気湿度度は一般に２０℃で４０％以
上が要求される・乙の結果１上記従来技術による方式で
は塗装雰囲気湿度の制約を受け、湿度の低い冬季絶乾期
においては条件をそろえても金属・材の塗装の場合に比
較して塗着効率が劣る欠点があった。逆に湿度が萬すぎ
ると多量の水分が被塗物表面と塗料塗膜との間に入シ込
むことになり、塗膜の密着性が阻害されてしまう。特に
温度と湿度が管理されていない塗装ブースでは、梅雨時
に生産された製品は、塗膜が密着不良を起すことが多い
という欠点があ□る゛。

また、導電処理液はイオン化性有機化合物を使用してい
るものであるため、大、量に噴霧すると公害の原因ども
なり、また作業者にとってもその取扱いには充分な注意
が要求されるという欠点がある。

さらには、導電処理液を塗布することによって周辺機器
を発錆しやすいという欠点があった。これらの点から、
前述の導電処理液を用いた希装装置は、これを有効に使
用するには大がかりな塗装ツー哀ヲ必要とし、かつ無人
化された自動前処理塗装機メしなくてはならないという
問題点がある。

ｉのような次点と問題点を解決するために、本件出願は
先き□に先願として、電気抵抗値の高い被塗物の表面に
向は塗料を噴霧する塗装機と、該塗装機−一の電位にあ
る高電圧を印加する高電圧発生装置と、前記被塗物を挾
んで前記塗装機と対向する＊面側に設けられた逆電位帯
電装置と、該動電位帯電装置に前記高電圧発生装置゛と
は逆の電位にある尻重圧を印加する庭めの逆電位用の高
電圧発生装置とからなり、前記逆電位帯電装置を被塗物
の背面側にイオン化圏域を形成するコロナ放電−とし、
また励記逆電位帯電装置を被塗物との間にｉ界を形成さ
せる電界発生電極とし、さらに励記逆電位帯電装置を被
塗物に向けてイオン化された空気を吹き付けることによ
って該被塗物を所定の電位に保持するイオン化空気発生
器とし、これらの各手段によって被塗物の表面に帯電す
る荷電塗料粒子からの電荷を消滅ないし減衰させ、当該
被塗物表面と塗装機側との間に一定の電位をもった状態
を保持しうるように構成したものを捉案した。

しかし、上記先願に係るものにおいても、被塗物が合成
樹脂等電気抵抗値の高い材料からなるため、該被塗物の
表面全体を均一に一定の電位に保持させることができな
いという問題点がある。このため、被塗物の種類、材料
の厚み等によって静電効果が低下し、該被塗物の全表面
に均一な塗膜を得ることができないという欠点があった
。

本発明は、前述した先願の欠点に着目してなされたもの
で、被塗物の表面全体にわたって均一な塗膜を得ること
ができるようにした静電塗装装置を提供することを目的
とするものである。

上記目的を達成するために、本発明が採用する構成の特
徴社、逆電位用の高電圧発生装置からの高電圧が印加さ
れる逆重位帯電装置と被塗物の背面側との間に該背面に
密着して、または該背面と離間して電気的良導体からな
る導電体を配設し、該導電体と被塗物との間に形成され
る静電界によって該被塗物の全表面に均一に静電誘導し
うるようにしたことにある。

以下、本発明の各実施例を図面に基づき説明する。

まず第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、同図
において、１は被塗物としての合成樹脂材からなる樹脂
板（以下、樹脂板という）で、該樹脂板１はハンが２を
介してアース電位にあるコンベア３から吊下され、しか
も該樹脂板１は塗装―始前はははアース電位に保たれて
いる。４は樹脂板１の正面ＩＡを静電塗装するだめの塗
装機で、該塗装機４は絶縁腕５を介してレシプロケータ
６に上下動可能に取付けられている。また塗装機４は塗
料ホース７′ｔ−介して塗料ポンプ８と接続されると共
に高電圧ケーブル９を介して高電圧発生装置１０と接続
されている。ここで、高電圧発生装置１０は商用電圧を
例えば−９０（ｋＶ）の直流高電圧に昇圧し、塗装機４
に印加するように構成されている。

のコロナ放電電極で、該コロナ放電電極１１は串型に形
成した複数のコロナピンＩＩＡ＠ＩＩＡ。

・・・を有し、該各コロナピンＩＩＡは後述の導電板の
背面側全体に向はコロナ放ＩＥｔ−可能とすべく絶縁棒
１１　Ｂｆ：介して上下方向に所定の間隔をもって配設
され、かつその先端部は樹脂板１から例えば１０　（ｃ
ｍ〕程度離間した位置に設けられている。

そして、前記電極１１は高電圧ケーブル１２を介して逆
電位用の高電圧発生装置１３が接続され、ている。そし
て、該逆電位用の高電圧ケーブル１３は商用電源を前記
高電圧発生装置１０とは逆電位の直流高電圧、例えば＋
３０　（ｋＶ）に昇圧し、各コロナピン１１Ａに印加し
、該コロナピンＩＩＡの先端から後述の導電板に向はコ
ロナ放電することによりプラスイオンのイオン化圏域Ａ
を形成することができるようになっている。

さらに、１４はコロナ放電電極１１のコロナピンＩＩＡ
と樹脂板１の背面ＩＢとの間に、該背面ＩＢとわ、ずか
に離間して配設された金属板等の電気的良導体からなる
導電板で、該導電板１４は前記背面ＩＢとの間に例えば
２〔ｍ〕の間隔をもって配設された板体として形成され
、絶縁支持体１５を介して塗装ブースの高所等から吊下
されている０そして、前記導電板１４はコロナ放電電極
１１からのコロナ終電によってプレスに帯電し、塗装機
４との間に静電界Ｅｆ、形成し、該静電界Ｅによって被
塗物１の正面ＩＡ側をプラスに静電誘導しうるように構
成されている。

このように構成される塗装装置を用いて塗装を行なうに
は、まず高電圧発生装置１０から発生される−９０（ｋ
Ｖ）を塗装機４に印加し、次に塗料ポンプ８から所定量
の塗料を供給する。この結果、塗装機４によって静電霧
化またはエア霧化せしめられた塗料粒子は該塗装機４に
印加された高電圧によってマイナスに帯電し、樹脂板１
との間に形成された電気力線に漬って飛行し、該樹脂板
ｌの正面ＩＡに塗着する。

然るに、マイナスに帯電した塗料粒子のために、電気抵
抗値の大きい樹脂板１の正面ＩＡ側は、アース電位から
静電気的に逐次マイナスに飽和する状態となろうとする
。しかし、樹脂板１ｔ−挾んで塗装機４と対向する該樹
脂板１の背面ＩＢ側には該背面ＩＢとコロナ放電電極１
１との間に導電板１４が配設され、該コロナ放電電極１
１には逆電位用の高電圧発生装置１，３が接続されてい
るから、そのコロナピンＩＩＡから導電板１４に向けて
コロナ放電が行なわれ、グラスのイオン化圏域Ａに曝さ
れることになる。

この結果、導電板１４は電気的良導体であるから、その
全面が均一にプラスに帯電し、塗装機４との間に図示の
如く電界Ｅが形成されることになる。そして、コンベア
３によって搬送された樹脂板１がその電界Ｅ内に入ると
、該樹脂板１の背面ＩＢと導電板１４との間の空気層と
樹脂板１自体とを誘電層として、該樹脂板１の正面ＩＡ
側は全面にわたってプラスの電位となるように誘導され
る・従って、樹脂板１の正面ＩＡに帯電塗料粒子によっ
て帯電したマイナスの電荷を消滅ないし減衰させること
ができ、該樹脂板１の表面電位は見かけ上アース電位と
なる。かくして、樹脂板１の全表面と塗装機４との間に
有効な電位差が保持され、該塗装機４から噴霧された塗
料粒子は樹脂板１に効率よく付着させることができる。

ピン電極としても導電板１４の全面を均一な電位に保持
しうろことは勿論である。また、導電板１４は樹脂板１
の背面ＩＢと離間させるものとして述べたが、該背面Ｉ
Ｂに密着させてもよく、この場合には導電体１４として
例えばアルミニウム箔等を使用して当該アルミニウム箔
等を背面ＩＢに添着させる構成とすることができる。そ
して、この場合にも樹脂板１を誘電層としてその正面Ｉ
Ａ側をプラスに誘導しうるものである。

次に、第２図および第３図は本発明の第２．第３の実施
例を示し、前述した第１の実施例と同一構成要素には同
一符号を付して、その説明を省略する。

まず、第２図は本発明の鎮２の実施例にして、２１は樹
脂板１を挾んで塗装機４と対向する背面ＩＢ側に設けら
れ光逆電□位帯電装置としそのイオン化空気発生器で、
該空気発生器２１は高゛電圧ケーグル２２を介して逆電
位帯電用の高電圧発生装置２３と接続されている。ここ
で、該逆電位帯゛重用の高電圧発生装置２３は商用電源
を例えば＋３′（ｋＶ）に昇圧し、この高電圧をイオン
化空気発生器２１に印加することによって、該空気発生
器２１は外部から吸込んだ空気をプラスに帯電したイオ
ン化空気として導電板１４の背面に向は吹き付けるよう
に構成されている。なお、本実施例においても樹脂板１
の背面ＩＢ側にわずかに離間して導電板１４が設けられ
ている点、第１の実施例と変るところがない。

本実施例はこのように構成されるが、本実施例において
もマイナスに帯電した塗料粒子のために樹脂板１の正面
ＩＡはマイナスに飽和した状態となろうとする。しかし
、樹ｊ指板１の背面ＩＢ側には該背面ＩＢとイオン化空
気発生器２１との間に導電板ｆ４が配設され、該イオン
化空砥発生器２１には逆電位用の高電圧発生装置２３が
接続されているから、導電板１４はイオン化空気発生器
２１かも吹き付けられるプラスのイオン化空気によって
、その全面が均一にプラスに帯電せしめられ、塗装機４
との間に電界Ｅが形成されることになる。□ この結果、第１の実施例と同様にして樹脂板１がその電
界Ｅ内に入ると、該樹脂板１の背面ＩＢと導電板１４と
の間の空気層と樹脂板１自体とを誘電層として、該樹脂
板１の正面ＩＡ側は全面にわたってシラス゛の電位とな
るように誘導される。

従って、樹脂板１の正面ＩＡに帯電塗料粒子によって帯
電したマイナスの電荷を消滅ないし減衰させることがで
き、該樹脂板１の表面電位は見かけ上アース電位となる
。かくして、樹脂板１の全表面と塗装機４との間に有効
な電位差が保持され、該塗装機４から噴′霧された塗料
粒子は樹脂板１に効率よく付着させることができる。

なお、本実施例の場合にも４電板１４は樹脂板１の背面
ＩＢに密着させてもよいものである。

さらに、第３図は本発明の第３の実施例を示し、前述し
た第１の実施例において使用したコロナ放電電極１１に
代えて電界発生電極３１を使用したことをその特徴とす
るものである。即ち、該電界発生電極３１は電極ビン３
１Ａの表面全体に合成樹脂等の誘電体３２を被覆するこ
とにより構成している。これにより、高電圧ケーブル１
２を介して逆電位用の高電圧発生装置１３からプラスの
高電圧を印加されたときに該′電界発生電極３１からは
コロナ放電等を発生することはないが、導電板１４と電
界発生電極３１との間に静電界Ｅ、が形成されて、該導
電板１４の正面１４Ａ側にプラスが誘導されると共に背
面１４８　ｇｌＩｌにマイナスが誘導され、一方導電板
１４と塗装機４との間に静電界Ｅ！が形成されて樹脂板
１の正面ＩＡ側にグラスが誘導されると共に背面ＩＢ側
にマイナスが誘導される。

本実施例はこのように構成されるが、導電板１４の背面
１４Ｂと電界発生電極３１との間に電界Ｅｌが形成され
、該背面１４Ｂと電界発生電極３１との間に介在する誘
電体３２と空気層とが誘電層となって静電誘導され、導
電板１４の正面１４Ａ側がプラスの電位に、背面１４Ｂ
側がマイナスの電位となる。一方、４電板１４の正面１
４Ａと塗装機４との間にも電界Ｅ２が形成され、これら
の間に介在する樹脂板１と空気層とが誘電層となって静
電誘導され、該樹脂板１の正面ＩＡ側がプラスの電位と
なるように誘導される。従って、樹脂板１の正面ＩＡと
塗装機４との間に所定の電位を保持させることができ、
この状態で塗装機４により静電塗装を効果的に行なうこ
とができる。

なお、本実施例の場合、電界発生電極３１として電極ビ
ン３１Ａを使用するものとして述べたが、導電板１４と
平行に配設される平板状電極としてもよい。また、電極
ビン３１　ＡＦｉ安全性、洗浄性等の面から誘電体３２
によって被覆するものとして述べたが、必ずしも被覆す
る必要はない。さらに１本実施例の場合には６電板１４
の背面１４Ｂと電界発生型ｌｆ！、３１との間の距離を
可及的に狭くすることが望ましく、一方尋屯板１４を樹
脂板１の背面ＩＢに密着させてもよいものである。

本発明の実施例は以上詳述した如くであって・被塗物と
して樹脂板１を例に挙げ述べたが・被塗物としては板状
体に限ることなく棒状体、箱状体でもよく、また自動車
車体、電化製品等任意の形状のものであってもよい。従
って、導電板１４もこれら被塗物の形状に合わせて任意
の形状とすることができ−この場合には被塗物の背面に
近接または密着して取付ければよいものである。さらに
、ハンが２はコンベア３から吊下する□形式のものとし
て述べたが、コンベア３を地上走行型のコンベアとなし
、該コンベアから上方に向けてハンがを突設し、該ハン
が上に被塗物を載置して塗装作業を行なう構成としても
よい。

本発明に係る静電塗装装置は以上詳細に述べた如くでお
って、逆電位帯電装置と被塗物の背面側との間に該背面
に密着して、または該背面と離間して導電体を配設する
構成としたから、被塗物の表面側を所定の電位に維持し
つつ静電塗装を行なうことができ、かつ全表面にわたっ
て均一な塗膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す静電塗装装置の系
統図、第２図は本発明の第２の実施例を示す系統図、第
３図は本発明の第３の実施例を示す部分図である。 ｌ・・・被塗物、４・・・塗装機、１０・・・高電圧発
生装置、１１・・・コロナ放電電極、１３．２３・・・
逆電位用高電圧発生装置、１４・・・導電体、２１・・
・イオン化空気発住器、３１・・・電界発生電極、Ａ・
・・イオン化圏域、Ｅａ　Ｅｌ　ｐ　Ｅ２・・・静電界
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気抵抗値の高い被塗物の表面に向は塗料を噴霧
   する塗装機と、該塗装準に＝の電位に今る高電圧を印加
   する高電圧発生装！生、前記被塗物を挾んで前記塗装機
   と対向す条背圓側に設けられた逆電位帯電装置と、該逆
   電位！、を装置！１ｔＩ記高電圧発生装置とは逆の電位
   にある高電圧を印加するための逆電位用の高電圧発生装
   置とからなる静電塗装装置において、前記４屯位帯電装
   −と被塗物の背面側との間には該背面に！着して７．ま
   たは該背面と離間して電気的良導Ｇ１−１ｐなる導電体
   を配設したことを特徴とする静電塗装装置。