JPS6012160A - 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ｔ−霧化すると共に霧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、このような静電塗装装置は被塗物が金属体等
電気的な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、被塗物全周にわたって静電
効果の充分高い塗装を行なうことができる。

しかし、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ｐ１ガラス類、セラミック類、焼結金
属等の絶縁性金属、木材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ｉｌｌ　Ｌだ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、静電塗装の原理は電気的ポ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に荷電塗料粒子と被塗物表面
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６９、第２に荷電塗料粒子を塗装機から被箆物表面
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
状態に大きな影響を与え、塗料粒子の塗着會妨げること
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導電処理液
を予め堕布して合成樹脂の俗！面を導電性の塗膜で被覆
し、然る後に帯電塗料粒子をｒｔｉｔｍ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を焼
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、例えば脂肪屑糸
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を０．５％前後の
イソプロピ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〕程度の厚
さで塗布でれ、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
、これにより合成樹脂表面の導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中の湿度は一般に２０℃で４０％
以上が要求される。この結果、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鵜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、湿度が高す
ぎると多量の水分が被塗物次面と塗料塗膜との間に入り
込むことになり、塗膜の密着性が阻害されてしまう。特
に温度と湿吸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
ると公害の原因ともな９、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塗装装置は
、これを有効に使用するには大がかシな塗装ブースを必
要とし、かつ無人化された自動前処理塗装機としなくて
はならないという問題点がある。

本発明は、前述した従来技術による導電処理液を用いた
不良導体の静電塗装装置の欠点に着目してなされたもの
で、被塗物の表面を塗装機とは逆電位に帯電させること
により被塗物側と塗装機側との間に所定の電位差をもっ
た状態に保持し、もって電気抵抗値の高い被塗物に対す
る静電塗装を可能ならしめ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。

前述の目的を達成するための本発明の第１の４徴は、コ
ンベヤを挾んで塗装機と対向する位置に給電装置を配設
し、該給電装置には塗装機とは逆電位の高電圧を印加す
る高電圧発生装置ヶ接続し、一端側に被塗物を支持する
ノ・ンガの他端側に前記給電装置と接触する集電器を取
伺け、また該ノ・ンガの一端側には該集電器に接続され
て、前記被塗物の表面を塗装機とは逆電位に帯電させる
電極を設ける構成としたことにある。

また、本発明の第２の特徴は、前述の構成に加えて、給
電装置よりコンベヤの走行方向前方の位置に−・ンガの
除電を行なう除電器を集電器の他端と対面するように設
ける構成としたことにある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、同図
中１はコンベヤを示し、該コンベヤ１に１はハンガ２が
取付けられている。該ハンガ２には合成樹脂材等のよう
に電気抵抗値の高い部拐からなる被塗物３が載置式れて
、コンベヤ１によシ図中矢示方向に搬送されるようにな
っている。次に、４は被塗物３の表面３Ａに向は塗料を
噴霧する塗装機を示し、該塗装機４には塗料ホース５の
一端が接続されている。該塗料ホース５の他端は塗料タ
ンク６と接続され、またその途中にはポンプ７が介装さ
れておシ、該ポンプ７を駆動することにより塗料タンク
６内の塗料を塗装機４に向は圧送することができるよう
になっている。また、塗装機４には高電圧ケーブル８を
介して高電圧発生装置９と接続されている。ここで、高
電圧発生装置９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にこの高電圧を印加す
ることができるようになっている。

ｌＯは給電装置を示し、該給電装＠１ｏはコンベヤ１を
挾んで塗装機４と対向し、かつ該コンベヤ１の走行方向
に沿って所定の長さを有するように設けられている。そ
して、給電装置１０は絶縁性部材からなる基板１０Ａの
表面に銅板等のように良好な導電性を有する部材で形成
した給電板１０Ｂｔ″貼着することによ＃）構成され、
該給電板１０Ｂには高電圧ケーブル１１を介して逆電位
用の高電圧発生装＃１２が接続されている。該高電圧発
生装置１２には商用電源を前述の高電圧発生装置９とは
逆電位の高電圧、例えば＋３０［ｋＶ］に昇圧し、これ
を給電装置１０の給電板１０Ｂに印加し、ハンガ２を介
して被塗物３を帯電させることができるようになってい
る。

このために、ハンガ２はコンベヤ１に固定して設けられ
、その両端が該コンベヤ１の上下に延びる杆状の取付部
２人と、該取付部２人の上端に形成され、被塗物３を載
置する支持部２Ｂと、取付部２人の下端に形成した集電
器取付部２Ｃとからなシ、これら取付部２Ａ１支持部２
Ｂおよび集電器取付部２Ｃは電気絶縁性の良好な部材で
形成されている。そして、集電器取付部２Ｃの端面には
前述の給電板１０Ｂと同様良好な導電性を有する部拐で
形成した集電板１３が貼着されておシ、該集電板１３は
ハンガ２がコンベヤ１によりＷｔ送されたときに給電板
１０Ｂと接触することによシ集電することができるよう
になっている。また、集電板１３には導線１４の一端が
接続されてお９、該導線１４は取付部２Ａ内を貫通して
延び、その他端は支持部材２Ｂに設けた多数の電極ピン
奢有するコロナビン電極１５と接続されている。該コロ
ナビン電極１５は支持部、ｌ’２Ｂの表面から被塗物３
の裏面３Ｂに向は突出する状態となっておシ、該被塗物
３とコロナビン電極１５とを接触させないようにするた
めに、被塗物３は絶縁性のスペーサ１６．１６を介して
ハンガ２の支持部２Ｂに支持されるようになっている。

そして、前述の如く給電装置１０の給電板１０Ｂとハン
ガ２に取付けた集電板１３とは該・・ンガ２の移送中に
接触せしめられるものであるから、この間の接触を良好
ならしめるために、給電装置１０は上下方向に変位可能
に支持される構成となっている。即ち、給電装置１００
基板１０Ａ背面には内部に高電圧ケーブル１１を挿通し
た絶縁性の支持部材１７が取付けられている。そして、
該支持部材１７は適宜の固定部材１８を貫通して延びそ
の他癌部にフランジ１９が形成され、基板１０Ａと固定
部材１８との間および固定部材１８とフランジ１９との
間にはそれぞれ強はね２０、弱ばね２１が介装されてい
る。そこで、該ばね２０゜２１により給電装置１０は常
時にはその給電板１０Ｂが集電板１３と当接する位置よ
り僅かに上方となる位置に位置決めされており、集電板
１３が給電板１０Ｂと当接するときには給電装置１０を
ばね２０に抗して押圧して下方に変位させることによシ
その間の接触が良好となるように構成されている。

次に、２２は除電器としてのイオン発生器を示し、該イ
オン発生器２２はコンベヤ１の走行方向において給電装
置１０の前方で、該給電装置１０に近接した位置に配設
されている。そして、イオン発生器２２は電源２３と接
続され、ノ・ンガ２が給電装置１０から離れた後に該イ
オン発生器２２で発生したイオンを供給することによυ
ノ・ンガ２を電気的に中和させることができるようにな
っている。このために、電源２３としては高電圧発生装
置１２とは逆電位、即ちマイナスの直流電源または交流
電源のいずれかが使用される。

本実施例は前述のように構成されるが、次にその作動に
ついて説明する。

まず、コンベヤ１を駆動して−・ンガ２と共に該ハンガ
２に支持された被塗物３を図中矢示方向に搬送する。そ
して、給電装［１０の給電板１０Ｂには高電圧発生装置
１２から高電圧ケーブル１１を介して高電圧を印加した
状態にし、）・ンガ２の受電板取付部２Ｃに貼着しだ集
電板１３が給電板１０Ｂと当接したときに塗装機４を作
動させ、塗料タンク６から供給される塗料を噴鋪すると
共に、このようにして噴腸された塗料を高電圧発生装置
９から印加される高電圧によシマイナスに帯電させる。

これによ・９帯電塗料粒子は塗装機４と被塗物３との間
に形成される電気力線に沿って飛行し、該被塗物３の表
面３Ａに塗料せしめられる。

ところで、塗料粒子はマイナスに帯電した状態にあるか
ら、この帯電葦料粒子のために電気抵抗値の高い被塗物
３の光面３Ａは逐次静電気的にマイナスに帯電されるよ
うになる。然るに、被塗物３の裏面３Ｂに向はコロナビ
ン電極１５が配設されており、該コロナビン電極１５は
取付部２人を貫通する状態に設けた導線１４を介して集
電板１３と接続されている。そして、該集電板１３は給
電装置１０の給電板１０Ｂと接触しているから、コロナ
ビン電極１５ｉ、を高電圧発生装置１２と電気的に接続
されることになり、該高電圧発生装置１２からコロナビ
ン電極１５にプラスの電位を有する高電圧が印加される
。この結果、コロナビン電極１５はコロナ放電を発生さ
せ、その先端部の周囲にプラスのイオン化圏域が形成さ
れ、被塗物３の裏面３Ｂがイオン化圏域に曝でれる。こ
のために被塗物３はその表面がプラスの電位となるよう
に帯電することになシ、塗装機４　ｆｌｌｌと被塗物３
側との間の電位差が保持され、帯電塗料粒子は被塗物３
の表面３Ａに効率よく塗着する。

そして、このように集電板１３が給電板１０Ｂと接触し
ている間だけ塗装機４から被塗物３に向は塗料が噴霧さ
れて、集１Ｅ板１３が給電板１０Ｂから離れると塗装機
４の作動が停止するようになっておシ、従って給電装置
１０は塗装区間の全長に及ぶ長さとなっている。

さらに、ハンガ２が給電装置１０から離れて移送すれる
が、該ハンガ２および集電板１３、コロナビン電極１５
等が帯電した状態にあるから、安全性等の見地からこれ
を除電する必要がある。このために、コンベヤ１に沿っ
て給電装置１０の前方位置にはイオン発生器２２が設け
られておシ、該イオン発生器２２で発生したマイナスの
イオンまたはプラス・マイナスのイオンがノ１ンガ２に
向は供給され、ハンガ２等は除電されて電気的に中和さ
れることになる。

次に、第２図および第３図は本発明の第２の実施例を示
すもので、同図において第１図と同一構成要素について
は同一符号を付してその説明を省略するものとする。然
るに、本実施例においては吊下式のハンガ３１によシ被
塗物３′を支持させてコンベヤ１によシ搬送し、この間
に該被塗物３′の表面３　Ａ’に静電塗装を施こすよう
にしたものが示されている。このために、ハンガ３１は
コンベヤ１に固定した取付部３１Ａと、該取伺部３１Ａ
の下端部に形成した支持部３１Ｂと、取付部３１Ａの上
端部に形成した集電器取付５３１Ｃとを有し、被塗物３
′はハンガ２の支持部２Ｂにフック３２゜３２によシ取
付けられている。さらに、ハンガ３１にはその支持部３
１Ｂから下方に向は電極取付部３１Ｄが形成されており
、該電極取付部３１Ｄには板状の銹導帯電電極３３が埋
設され、該電極３３には一端が集電器取付部３１Ｃに取
付けた集電板１３に接続した導線１４の他端が接続され
ている。そして、ハンｆ３１を構成する取付部３１Ａ、
−。

支持部３１Ｂ１集電器取付部３１Ｃおよび電極取付部３
１Ｄはいずれも絶縁性部材で形成されている。

また、給電装置１０の支持はフランジ１９を固定部材１
８に当接させることによ１行なわれるようになっている
。そして、集電板１３が給電板１０Ｂと当接したときに
は基板１０Ａと固定部材１８との間に介装したばね２０
を撓めて給電装置１０を上方に変位させた状態となシ、
これに上り集電板１３と給電板１０Ｂとの間を良好な接
触状態に保つことができるようにクク、・ている。

前述のように構成しても、電極゛３３によシ被塗物３′
の表面３　Ａ’を塗装機４とは逆電位に帯電させなお、
前述の各実施例におい□て、高電圧発生装置９にはマイ
ナスの高電圧ｋｍ装機４に印加し、逆電位用の高電圧発
生装置１２には給電装置１０にグラスの高電圧を印加す
る構成としたが、塗装機４にはプラスの、また給電装置
１０にはマイナスの高電圧を印加するように構成しても
よい。また、第４図に示したように被塗物３をハンガ２
の支持部２Ｂに当接させるようにして支持することもで
きる。そしてこの場合には電極としては訪導帯電用電極
４１を使用し、支持部２Ｂに埋設するように構成すれば
よい。式らに、除電器としては第１図に示したようにイ
オン発生器２２だけでなく、ハンガ２に取付けた集電板
１３に向は突出する針状の導電部材ｓｚ、ｓｉ、・・・
該導電部材５１に接続した例えば１［ＧΩ〕程度の高抵
抗５２で構成することもできる。そして、この場合導電
部材としては針状のものだけでなく板状のものであって
もよい。さらにまた、給電装置または集電器のうち一方
または双方を導電性ブラシで形成することもできる。ま
た、塗装機４としては、前述のもののほか回転霧化方式
のものや液圧霧化方式のものも、使用することができる
。

本発明は以上説明したようにハンガに取付けた集電板を
給電装置と接触させて該ハンガに設けた電極に塗装機と
は逆電位の高電圧を印加することによって被塗物の表面
を塗装機とは逆電位に帯電させることができるように構
成したから、塗装機側と被塗物側との間の電位差を保持
させることができ、電気抵抗値の高い被塗物に対しても
効率よく静電塗装を行なうことができる。また、従来技
術のように導電処理液を予め被塗物に塗布する必要がな
いから、かかる従来技術に固有の不都合を生じることは
ない。また、第２の発明の如く除電器を設ける構成とす
ることによシ、塗装作業の終了後ハンガを直ちに除電し
て電気的に中和させることができるから安全性が向上す
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図および第３図は本発明の第２の実施例を示
し、第２図は静電塗装装置の系統図、第３図は第２図の
ｌｌｌ−１矢示方向断面図、第４図は電極の取付状態の
変形例を示す断面図、第５図は除電器の変形例を示す外
観図である。 １・・・コンベヤ、２，３１・・・ハンガ、２Ａ、３１
Ａ・・・取付部、２Ｂ、３１Ｂ・・・支持部、２Ｃ，３
１Ｃ・・・集電器取付器、３，３′・・・被塗物、４・
・・塗装機、９・・・高電圧発生装置、１，０・・・給
電装置、ＩＯＢ・・・給電板、１２・・・逆電位用高電
圧発生装置、１３・・・集ＩＥ板、１５・・・コロナピ
ン電極、２２・・・イオン発生器、２３・・・電源、３
１Ｄ・・・電極取付部、３３，４１・・・銹導帯電電極
、５１・・・導電部材、５２・・・高抵抗。 第２図 ■− 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　電気抵抗、値の高い被塗物をノ・ンガの一端側
   に支持させてコンベヤにより・搬送し、該被塗物の表面
   に対して高電圧発生装置によ、シ一方の電位にある高電
   圧を印加した塗装機によ、シ塗料をＩ！Ａｔ、Ｖする静
   電塗装装置において、前記コンベヤを挾んで塗装機と対
   向する位置に給電装置を配設し、該給電装置には前記塗
   装機とは逆電位の高電圧を印加する高電圧発生装置を接
   続し、前記−・ンガの他端側に前記給電装置と接触する
   集電器を取付け、また該ハンガの一端側には該集電器に
   接続されて、前記被塗物の表面を前記塗装機とは逆電位
   に帯電させる電極を設けたことを％徴とする静電塗装装
   置。 −（２）電気抵抗値の高い佼塗物をノ・ンガの一端側に
   支持させてコンベヤにより搬送し、該被塗物の表面に対
   して高電圧％生装置によシ一方の電位にある高電圧を印
   加した塗装機によシ塗料を噴霧する静電塗装装置におい
   て、前記コンベヤを挾んで塗装機と対向する位置に給電
   装置を配設し、該給電装置には前記塗装機とは逆電位の
   高電圧を印加する高電圧発生装置を接続し、前記ノ・ン
   ガの他端側に前記給・電装置と、接触する集電器を取付
   け、また該ハンガの一端側には該集電器と接続されて、
   前記被塗物の表面を前記塗装機とは炉電位に帯電させる
   電極を設け、さらに前記給電装置より前記コンベヤの走
   行方向前方位置には前記ハンガの除電を行なう除電器を
   該ハンガの他端と対面するように設けたごとを特徴とす
   る静電塗装装置。 （３）前記給電装置および集電器の少なくとも一方を導
   電性板体で形成してなる特許請求の範囲第（１）項また
   は（２）項記載の静電塗装装置。 ・（４）　前記給電装置および集電器の少なくとも一方
   を導電性ブラシで形成してなる特許請求の範囲第（１）
   項または（２）項記載の靜″戒塗装装置。 （５）　前記電極は前記被塗物の裏面に向けて突出する
   コロナピン電極である特許請求の範囲第（１）項または
   （２）項記載の静電塗装装置。 （６）前記電極は前記被塗物の裏面と対面する状態に設
   けた誘導ｉ電電極である特許請求の範囲第（０項または
   （２）項記載の静電塗装装置。 （７）前記除電器はイオン風を供給するイオン発生器で
   ある特許請求の範囲ｈ”；　（２）項記載の静電塗装装
   置。 （８）　前記除電器は前記ノ・ンガと対面する導電部材
   と、該導電部材に接続した高抵抗とで形成してなる特許
   請求の範囲第（２）項記載の静電塗装装置。