JPS6257664A - 静電塗装ブレ−ド及び静電塗装方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体、例えばオイルの薄い膜を目標物体上に
施すための静電塗装ブレードに関し、また本発明は静電
噴霧によって目的物上に液体の塗装を施す方法を提供す
るものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕静電
塗装ブレードはペンキ又はオイルの層を施すものとして
よく知られている。最近使用されている１つの型式のブ
レードは金属で作られ吐出縁に向って先細にした樹形を
有している。液体導入路がブレードに沿って長手方向に
延び、そして溝がこの導入路を吐出縁に連結し導入路か
ら吐出縁へと液体を供給するようにしている。５０ＫＶ
がら１４０ＫＶの静電界が塗装されるべき目的物とブレ
ードとの間に形成された時及び液体、例えばオイルが導
入路に沿い溝を通ってポンプで供給された時、この電界
は液体を、吐出縁において多数の円錐状の流れに砕き、
この円錐状の流れが次に、電界によって目的物上に引き
つけられる電荷を持った小滴に分散し、この目的物はそ
のため薄い液体の膜で塗装される。この型のブレードを
用いることにより、与えられたオイルにとって、分当り
ブレードの約０．５ｍｌ／ｃｍのブレードがら最小液体
吐出量を得ることが可能となるが、これより低い吐出量
を得ることは、安定した円錐状の流れに代えて個々の流
れが断続的になり目的物の上に不連続の膜を生じさせる
ことになるために、不可能である。

吐出縁に供給される液体の量を制βＲすることにより均
一の薄い塗装層を施すための種々の試みがなされた。こ
の型の１つのブレードは米国特許第２．６９５，００２
号に記載されており、このプレートは円筒状の本体と、
吐出縁で終っているその長さ方向に沿って延在する下方
に向って先のとがった唇状突出部（リップ）とを有して
いる。らせん溝が設けられた回転子（ロータ）がその中
に配されているブレードの長さ方向に沿って、導入路が
延びている。このロータが回転すると、溝内の液体は出
口溝の中に供給され、そしてここから液体はリップの上
方表面上に流れ薄い流れを形成し、この薄い流れはこれ
が吐出される吐出縁に向って重力の作用により流れる。

このブレードは通常鋼で作られているが、液体が導電性
の場合は、このブレードは絶縁材料で作られる。しかし
上記明細書は、ブレードが絶縁材料で作られるためには
液体がどの程度の導電性でなければならないかについて
は説明していない。溝から吐出縁までリップの幅はおよ
そ０．９インチ（２３ｍｍ）である。目標物上に均一な
塗装を施すのに必要なこのブレードの最小吐出量は現在
の産業の要求にとってはあまりにも高すぎる。さらに、
ブレードが重力によって液体を溝から吐出縁に供給する
ようにしているので、ブレードは頂上ブレードとしての
み作動可能であリ・すなわちブレードはその下方に位置
する目的物に塗装することができるだけである。

吐出縁に到達する液体の■を制限するもう１つの試みは
、液体出口から出る液体が重力の作用のもとに吐出縁に
向って１つの表面上を流れることを要求するものであっ
た。商業的に提供されるこの種のブレードは米国特許第
３，４８６，４８３号に記載されている。このブレード
は円筒状本体と、吐出縁で終る下方に向って先のとがっ
たリップとを有している。この本体は絶縁材料で構成さ
れ、一方、’Ｊ　７プは２つの絶縁体層の間に配設され
た導電性ストリップを有するサンドインチ構造を有し、
このストリップの縁は吐出縁の付近で露出している。

導電性ストリップと吐出縁との間の距離はおよそ１０ｍ
ｍである。導入路がブレードの長さ方向に沿って延在し
、円筒状本体の頂部に出口孔が設けられそれによりこの
出口孔から吐出された液体が本体の外側を覆いかつリッ
プの頂面上に流れるようにしており、液体の流れが本体
の円筒状表面を覆いかつリップから下方に流れるに従っ
て、液体はよｊ９薄くなる。液体が吐出縁に到達すると
、液体の流れは、塗装されるべき目的物とブレードリッ
プ中の導電性ストリップの露出縁との間に形成された静
電界によって、吐出縁において吐出される。

しかし、このブレードの最小吐出量（目標物上には依然
として均一の塗装が行われている時の）は、依然として
Ｑ、　５　ｍｌｌ　／　ｃｒａブレード長さ７分のオー
ダーであり、さらに、出口孔と吐出縁との間の液体の流
れは重力によっているので、このブレードは頂上ブレー
ドとして使用できるにすぎない。目標物上により薄い液
体の層を施すことができしかもなお塗装層が連続してい
ることを求めるブレードに対する要求が増大している。

これは、鋼のストリップ上にオイルの層を施してその腐
食を阻止するために静電塗装ブレードが用いられる、鉄
鋼産業において特に重要である。

〔問題点を解決するための手段〕

我々は、０．０３ｍ１７ｃｍのブレード長さ７分の低い
オイルの塗布量を得ながらもなお均一な連続した塗装を
行う静電塗装ブレードを開発した。

我々は、目標物と１つ又はそれ以−ヒの閉鎖通路（ここ
で「閉鎖Ｊについてはこの通路が１つの入口と１つの出
口とを有ししかも大気に開放されていないことを意味す
る）との間に静電界を形成し、かつ絶縁表面を通路出口
の前方に配置してこの絶縁表面の端部に設けられた吐出
縁が通路出口から、０、５　ｍｍから４ｆｆ１ｍである
ようにすることにより、低い吐出量を実現できることを
発見した。このようにして、液体が、静電界により絶縁
表面に沿って常に先細の流れで吐出縁に引きつけられ、
非常に薄くシかも均一の液体の流れが吐出縁に到達しこ
こで均等に吐出される。

本発明によれば、目的物の上に非導電性液体の塗装を施
すための静電塗装ブレードが提供され、このブレードは
、１つの通路出口に向ってそれぞれが延在する１つ又は
それ以上の案内通路と、前記１つの出口又は冬山［］に
あってこの出口に存在する液体に静電位を与える手段と
、通路出口の前方に配置された非導電性材料からなる１
つの表面と、この表面の端部の吐出縁とを具備し、前記
吐出縁と通路出口との間の距離が０．５１から４ｍｎ＋
の範囲となっている。

本発明はさらに前記ブレードを作動させる方法を提供す
る。

液体は、通路出口から、また与えられた静電界の作用の
もとに表面に沿って、その厚さが徐々に減少した薄膜と
して引き出され、そのため不変の薄い液体の薄膜が多数
の小さな円錐状の流れの吐出縁の形成層に通じる吐出縁
に供給され、これらの円錐状の流れが静電界によって非
常に小さな滴に砕かれ、これらの小さな滴が静電界によ
って目標物に引きつけられる。本発明のブレードによっ
て生じた小滴は公知のブレードによって生じた小滴より
も非常に小さく、その結果非常に低い吐出量であっても
均一な塗装が得られるものとなる。

この装置により、０　、０３ｃｃ　／　ｃｍブレード／
分のオーダーの塗布量が可能となる。表面に沿って流れ
る液体の膜が吐出縁に到達する前に、数個の細流に分散
するが、これは各細流が次いで吐出縁において１つの円
錐状の流れを形成するので、ブレードの作用に影響を与
えることがないものとなる。液体は通路出口において滴
として集合することができ、液体はこの滴から吐出縁に
静電界により（そして表面張力により小さな範囲で）引
きつけられる。したがって液体出口と液体の滴が集まる
ことのできる非導電性表面との間に隙間ができる。

通路出口と非導電性表面の端部における吐出縁との間の
距離は臨界的である。これが０．５１１Ｉｍより小さか
ったならば、液体を細かい流れとして引き出すには不十
分な距離であり低い吐出晴を実現することができない。

この距離が４１よりも大きくブレードが下方に向って先
が止がっていたならば、流れはばらばらになり不均一な
塗装となり又は液体は通路から真直ぐに吐出され、ブレ
ードが上方に向って先がとがっていたならば流れは完全
に停止するであろう。通路出口と吐出縁との間の最適の
距離はオイルの粘性と抵抗性とによって決まるが、それ
は通常１ｍ１Ｉ＋から３１、例えば２．５ｍｍである。

このようにして液体が液体出口に終始、液体を供給する
ため他の因子、例えば重力によらずして供給されるので
、液体出口に通じる通路は閉鎖されるということは重要
なことである。さらに、通路が閉鎖されるので、ブレー
ドはブレードの上方、下方又はその側方にある目的物を
塗装するために使用することができる。１つより多い通
路を、液体を出口に供給するために用いることができる
が、実際上ブレードの全長に沿って延在する単一の溝を
用いるのが好ましい。

本発明のブレードは本来オイルを施すように構成され典
型的にはこの液体は５ＸＩＱ’オ一ムｃｍから３Ｘ１０
”オーム■、好ましくは２Ｘ１０７オームＣから８Ｘｉ
Ｏ’オ一ム個の抵抗率を有している。

ブレードは、２つの側片を具備しこれら側片の間の隙間
によって通路が形成されるのが好ましく、このような構
造自体は公知である。しがし、本発明のブレードにおい
ては、第１の側片は他の側片（第２の側片）を越えて延
出し、それにより吐出縁とこの吐出縁に通じる表面とが
この第１の側片上に設けられるようにしている。第１の
側片は非導電性材料で作ることができ、第２の側片は同
様の材料で作ることができ又は液体に静電荷を与えるた
め金属で作ることができる。この電荷は選択的に導電性
ワイヤ又はストリップにより出口の付近において与えら
れる。好ましくは、この２つの側片は相互に摺動自在で
あり吐出縁と液体出口との間の距離を調節するようにす
る。

非導電性材料のストリップを持ったブレードの両側片の
一方を延長することにより公知の塗装ブレードを本発明
のブレードに形成しそれによりこのストリップを元のブ
レードの液体出口の前方に突出するようにすることがで
きる。したがって、この延長部は変形されたブレードの
吐出縁とこの吐出縁に通じる非導電性表面とを提供する
。

〔実施例〕

本発明は、添付図面を参照しもっばら実例を示すことに
よって、さらに詳細に説明される。

まず第１図を参照すると、２つの側片１０及び１２を有
しその間に液体導入路１４が設けられたブレードが示さ
れている。この導入路はブレードの長さ方向に沿って走
行しポンプ（図示しない）から圧力下の液体が供給され
る。側方部分１０と１２との間に溝１６がまた設けられ
、この溝は１２０ミクロンと３８０ミクロンの間、例え
ば２５０ミクロンの幅であり、導入路１４から液体を受
は取りこの液体を液体出口１８に導き、ここで液体は滴
（ビード）として集合する。溝１６の幅は挾み部材１５
の幅によって決まり、この挾み部材を種々の厚さのもの
に変えることにより溝の幅を変えることができる。図示
のように、側片１０は側片１２を越えて延び側片１０の
端部において液体出口１８から吐出縁２２に通じる表面
２０を形成する。これらの側片はボルト（図示しない）
によって−諸に保持され、好ましくはこの保持装置は、
ボルトが十分に締められていない時にこの２つの側片が
相互に摺動することができまたボルトが十分に締められ
た時このボルトがこれらの側片を固定し摺動運動を阻止
するようにする。この保持装置は吐出縁２２と出口１８
との間の距離が調節できるようにする。

側片１０は非導電性材料、例えばポリメタクリル酸メチ
ルもしくはエポキシ樹脂（商標名パースペクスもしくは
タフノル）、セラミックス又はその他の任意の絶縁材料
で作られる。他方の側片１２は金属、例えばアルミニウ
ムで作られ、そして静電荷を出口１８において液体に供
給するため高電圧源に接続される。これに代えて、側片
１２は非導電性材料で作ることができるがこの場合は出
口１８において液体に電荷を与えるため溝１６の中に導
電性ワイヤもしくはストリップを設ける必要がある。こ
のストリップは第２図において参照番号２４で示され、
また高電圧源に接続されており、このストリップは、側
片１２と同様に絶縁材料で作られている側片１０の中に
、埋設されている。ストリップ２４は同じく側片１２中
に埋設され又は１つのストリップ２４が側片１０及び１
２の双方の中に埋設される。ストリップ２４は図示の位
置にあるか又は溝１６のさらに下方に位置する。溝出口
１８と吐出縁２２との間の距離は０、５　ｎｎと４ｍｍ
との間例えば約２．５ｎｖ＋である。

第１図を参照すると、一方の側片が導電性で他方の側片
が非導電性である時、電極１９が、導電る。もし電極１
９が設けられなかったならば、液体は移動し側片１０の
外側表面を濡らすであろう。

この電極□は側片１０に取付けられた導電性の層もしく
は板の形式とされ又は側片１０かられずかに間隔のおか
れた板とされる。

作動中、液体は、出口１８において液体の滴１３として
集まり側片１２の頂端に平坦な表面２５を設けることに
より（第２図参照）又は第３図に示すように液体を蓄積
することのできる溝２８を側片１０に設けることにより
、この液体が保持される。導電性材料のストリップ２４
は、静電荷を液体に供給するため溝２８の内部又は下方
に設けられる。

第４図に示すブレードは共にアルミニウムで作られた２
つの側片３０及び３２と、これら側片の間に置かれた離
間挾み部材１５とを有している。

液体導入路１４はブレードの実質的に全長に沿って延在
し、単一の溝１６が導入路１４から出口１８に液体を導
くために設けられる。溝１６の幅は挾み部材１５の幅に
よって決定される。絶縁材料の１．５　ｍｍの厚さのタ
フノル（商標名）のストリップ３６がブレード側片３０
の外側表面に固定され、また出口１８前方にストリップ
の先導縁２２が位置するように延在している。溝出口１
８と先導（又は吐出）縁２２との間の距離は約２．５　
ｍｍである。

第１図から第３図に示すブレードは次のように作動する
。液体が僅かの圧力のもとに導入路１４に供給され、こ
の液体が溝１６に沿って出口１８へと流れここで滴１３
として集合する。通常、塗装されるべき目的物をアース
電位に保持しかつブレードを５０ＫＶから１２０ＫＶの
作動電位にまで帯電させることにより、プレートとこの
目的物との間に静電界が形成される。この電位は、側片
１２が導電性の時この側片に供給されまた側片１２が非
導電性の時にストリップ２４に供給される。そのため液
体もまた帯電される。第１図に示すように、この静電界
は液体を出口１８から吐出８！２２へ引きつける。表面
２０に沿って流れる液体の流れはこれが吐出縁２２に近
づくにしたがってその厚さが急速に減少し、第１図に示
すように実際士別々の細流に形成され又は単一の流れと
して縁２２に到達する。このいずれの場合においても、
はんの小さな量の液体が吐出縁に到達するだけでありこ
こで噴霧化される。この吐出は低い吐出量であっても不
変である。

第４図に示すブレードの作動は第１図から第３図に示す
ブレードの作動に非常によく似ている。

静電荷は側片３０及び３２の少なくとも一方を介し出口
において液体に与えられ、液体は出口１８において滴４
０として集合するが、この滴は吐出縁２２よりは先に延
出しない。滴からの液体は、これが吐出される先導縁２
２に到達するまでストリップ３６の表面４２に沿って与
えられた静電賓の作用のもとに加速される。液体が静電
界により表面４２に沿って引きつけられる時、液体は厚
さの減少された膜を形成し、このようにして非常に小さ
な吐出量の液体が上記のように得られる。

ブレードは、非常に小さな量の液体が吐出される作動に
ついて主として説明されたが、このブレードはさらに高
い吐出量を与えるよう作動することもできる。

本発明のブレードは目的物が腐食するのを阻止するため
オイルで塗装されるよう主として構成されるが、このブ
レードはまた、−ｉに静電塗装技術が適用される任意の
液体に適用するよう利用することができる。

例 第４図に示す静電塗装ブレードは、３５℃で６．５Ｘ１
０’オーム備の抵抗率を存するナルフォイル（ＸＬ１７
４タイプ）で目的物を塗装するのに使用された。目標物
はアース電位に保持され、ブレードは９０ＫＶの負電位
に帯電される。絶縁ストリップは、細い織物組織を含有
するエポキシ樹脂の６Ｆ４５タフノル（商標名）で作ら
れる。目標物はブレードから９インチ（２３ｃａ）の位
置に置かれる。０．０３ｍｊ！　／（Ｊのブレード長さ
７分の吐出量が、均一の連続したオイルの塗装が依然と
して生じている間に得られた。電圧はその時１２０ＫＶ
に増大されブレードへの流体供給量は増加された。

これらの媒介変数を用いることにより １５ｍ１／ｃｔａのブレード長さ７分の吐出量が得られ
た。

米国特許第２，６９５，００２号に示されているような
ブレードが同様の目的物をＸＬ１７４タイプのナルフォ
イルで塗装するために用いられた。得られた最小吐出量
は０．５　ｍ’ｌ　／　ｃｍのブレード長さ７分であっ
たが、この量においてさえも目的物は、ブレードが大き
な滴を発生させるという事実のために生じる塗装されな
い小部分を有していた。吐出量が０．０３ｍ１　／ｃｔ
ｓのブレード長さ７分で作動する本発明のブレードと同
じ程度の均一性の塗装を得るためには、米国特許第２．
６９５．００２号のブレードは１．２ｍｌ／ｃｍのブレ
ード長さ７分の吐出量を要し、すなわち本発明が必要と
する量の４０倍の吐出量を要した。米国特許第２．６９
５，００２号のブレードから得られた最大吐出量は６ｍ
ｊ！／ｃｍのブレード長さ７分であり、より高い吐出量
で、液体は吐出縁の他にブレードの領域から吐出され、
これが不満足な不均一の塗装に通じることとなる。

本発明のブレードは、米国特許第２，６９５，００２号
に示されているブレードよりもはるかに広い範囲の吐出
量にわたって使用することができることが上記のことか
ら明瞭である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレードの一部分の斜面図、第２図は
本発明の第２のブレードの縦断面図、第３図は本発明の
第３のブレードの縦断面図、第４図は本発明の第４のブ
レードの縦断面図である。 １０　、１２・・・側片、　　　　　１３・・・滴、１
４・・・液体導入路、　　　１５・・・挾み部材、１６
・・・溝、　　　　　　１８・・・液体出口、１９・・
・電極、　　　　　　２０・・・表面、２２・・・吐出
縁、　　　　２３・・・細流、２４・・・ストリップ、
　　　２５・・・平坦面、２８・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つの通路出口（１８）に向って延在する１つ又は
   それ以上の液体導入通路（１６）と、前記出口（１８）
   にあって、この出口に存在する液体に電位を与える手段
   と、前記通路出口（１８）の前方に配置された非導電性
   材料からなる表面（２０、４２）と、この表面（２０、
   ４２）の端部にある吐出縁（２２）とを具備する、目的
   物上に液体の塗装を施すための静電塗装ブレードにおい
   て、前記通路出口（１８）と前記吐出縁（２２）との間
   の距離（２６）が０．５ｍｍから４ｍｍの範囲であるこ
   とを特徴とする静電塗装ブレード。 ２、通路出口（１８）と吐出縁（２２）との間の距離（
   ２６）が１ｍｍから３ｍｍ、例えば２．５ｍｍの範囲で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブレ
   ード。 ３、ブレードがその長さ方向に沿って延在する導管（１
   ４）を含み、通路（１６）が前記導管と前記通路出口（
   １８）との間に延在していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載のブレード。 ４、ブレードが第１及び第２の半分部分（１０、１２）
   からなり、前記通路（１６）が前記２つの半分部分の間
   に延在し前記第１の半分部分（１０）が絶縁材料からな
   り、吐出縁（２２）で終り、さらに通路出口（１８）と
   吐出縁（２２）との間に非導電性の表面（２０）を形成
   するよう第２の半分部分（１２）を越えて延出している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項中の
   １項に記載のブレード。 ５、第２の半分部分（１２）が絶縁又は導電性材料から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のブレ
   ード。 ６、第２の半分部分（１２）が絶縁材料で作られた時、
   第１の半分部分（１０）が導電性材料の外側被覆（１９
   ）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載のブレード。 ７、出口に存在する液体に静電位を与える手段が、通路
   出口（１８）の付近の通路（１６）に配置された金属ス
   トリップ（２４）であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第６項中の１項に記載のブレード。 ８、ブレードが、その間に通路（１６）が延在する２つ
   の導電性の半分部分（３０、３２）を具備し、絶縁性材
   料（３６）のストリップが通路出口（１８）の前方に延
   在し、前記非導電性の表面（４２）と前記吐出縁（２２
   ）とが前記絶縁性ストリップ（３６）上に形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項中
   の１項に記載のブレード。 ９、１つの通路出口（１８）に向って延在する１つ又は
   それ以上の通路（１６）と、通路出口（１８）の前方に
   配置されかつ吐出縁（２２）で終っている非導電性材料
   の表面（２０、４２）とを具備する静電塗装ブレードを
   用いて、目的物上に液体の塗装を施す方法であって、通
   路（１６）に液体を供給し、液体を吐出縁（２２）から
   吐出するようこの通路出口における液体と塗装されるべ
   き目的物との間に静電界を形成する塗装方法において、
   前記静電位の付与により厚さの減少した流れが吐出縁（
   ２２）に向って引きつけられるよう前記吐出縁が通路出
   口から、０．５ｍｍから４ｍｍ離れて配置されているこ
   とを特徴とする塗装方法。 １０、液体が、液体出口（１８）において滴（１３、４
   ０）として集合することを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の方法。