(57)【要約】【課題】塗膜の厚膜化を図ることができる静電塗装方法を提供する。【解決手段】スプレーガン１０１による粉体塗料Ｐの噴出中、噴出部１０２の先端部のドライヤ部１１１により、ワークＷに向けて熱風を送り、ワークＷおよび粉体塗料Ｐを加熱する。ワークＷに付着した粉体塗料Ｐの粉末は、そこで溶融して膜を形成し、ワークＷと一体物となるから、その後に付着する粉体塗料Ｐの粉末との間に静電反発が生じない。膜の形成によってワークＷ全体として静電容量が大きくなるので、噴出部１０２に対向しない部分に粉体塗料Ｐが回り込むことができるのはもちろんのこと、図３に示すように、粉体塗料Ｐの絶縁塗膜Ｃを厚く形成することができる。また、この場合、ワークＷの平坦部だけでなく、エッジ部Ｅおよびその近傍でも絶縁塗膜Ｃの厚膜化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレー手段によって、帯電した粉体塗料をワークに向かって噴出することにより、前記粉体塗料からなる塗膜を前記ワークに形成する静電塗装方法において、
前記スプレー手段による前記粉体塗料の噴出時に、前記ワークを加熱することにより、前記ワークに付着した前記粉体塗料を融解させて前記塗膜を形成することを特徴とする静電塗装方法。
【請求項２】
前記スプレー手段による前記粉体塗料の噴出時に前記粉体塗料を加熱することを特徴とする請求項１に記載の静電塗装方法。
【請求項３】
前記ワークおよび前記粉体塗料への加熱は、前記スプレー手段に設けたドライヤ手段により行うことを特徴とする請求項１または２に記載の静電塗装方法。
【請求項４】
前記ワークへの加熱は、前記ワークに通電する通電手段により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗料を帯電させて静電気力によりワークに塗膜を形成する静電塗装方法に係り、特に、塗膜の厚膜化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モーター等の電気機器では、ショートが発生すると、動力源からの火災や急な動作変化が起こり、災害を招くことから、電気機器の端子部に絶縁部を形成している。従来では、絶縁方法として、通常、シリコーン等を用いたモールドが行われ、かつＢＭＣ（バルク・モールド・コンポーネント）およびワニス等を用いた含浸処理が行われていた。
【０００３】
近年では、絶縁方法として、粉体塗料をワークに塗布する粉体塗装方法が用いられ、その方法として流動浸漬方法および静電塗装方法が開発されている。粉体塗料として、エポキシや、ポリアミド、ポリエステル、アクリル等の樹脂が用いられ、絶縁部として絶縁塗膜を形成している。流動浸漬方法では、エアーにより流動化している粉体塗料の中に予熱したワークを浸漬することによりワークの表面に粉体塗料を塗布している。静電塗装方法では、帯電させた粉体塗料を噴出部から噴出して、静電気力によりワークに塗布している。流動浸漬方法および静電塗装方法のいずれの方法においても、粉体塗料の塗布後、ベーキングを行う必要がある。
【０００４】
静電塗装方法では、粉体塗料が、ワークにおける噴出部に対向する部分に付着するのはもちろんのこと、噴出部に対向しない部分に回り込むことができるので、ワークの全面に粉体塗料の塗膜を形成することができる。静電塗装方法では、塗装効率の向上を図るために、粉体塗料の塗布前にワークを予熱することが提案されている（たとえば特許文献１）。
【０００５】
ワークの予熱の改良方法としては、塗装装置に加熱炉を設けることが考えられる（たとえば特許文献２）。特許文献２の技術では、加熱炉内でワークを搬送しながら予熱し、予熱後に加熱炉から取り出し、粉体塗布手段により、予熱後のワークに粉体塗料として粉体樹脂を塗布する。この技術では、予熱後のワーク上で粉体樹脂を融解させることにより、粉体樹脂のワークへの塗布の容易化を図っている。この場合、加熱炉内でのワークの搬送時に、ワークを回転させることにより、予熱が均等に行われるように工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１６６４６１号公報
【特許文献２】特開２００２−４５７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、以上のようなワークの加熱方法では、塗布中にワークの温度が大幅に低下し、塗膜の厚膜化を図ることができない。特に、ワークを加熱しない場合に厚膜形成が困難なワークのエッジ部や鋭角部およびその近傍での塗膜の厚膜化は、上記加熱方法では不十分であった。図４は、従来の静電塗装方法の問題を説明するための図であり、ワークに塗膜を形成した例を表す部分拡大模式図である。導電部２０１Ａおよび導電部２０１Ｂからなるワーク２０１に対して、矢印方向から粉体塗料の噴出を行うと、エッジ部Ｅおよびその近傍の膜厚は、平坦部分Ｆと比較して非常に薄くなる。
【０００８】
したがって、本発明は、塗膜の厚膜化を図ることができる静電塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の静電塗装方法は、スプレー手段によって、帯電させた粉体塗料をワークに向かって噴出することにより、粉体塗料からなる塗膜をワークに形成する方法であって、スプレー手段による粉体塗料の噴出時に、ワークを加熱することにより、ワークに付着した粉体塗料を融解させて塗膜を形成することを特徴としている。
【００１０】
本発明の静電塗装方法では、スプレー手段による粉体塗料の噴出時にワークを加熱することにより、ワークに付着した粉体塗料を融解させているので、融解した粉体塗料は膜を形成し、ワークＷと一体物となるから、続いて付着する粉体塗料との間に静電反発が生じない。そして、膜の形成によってワーク全体として静電容量が大きくなるので、ワークにおける噴出部に対向しない部分に粉体塗料が回り込むことができるのはもちろんのこと、粉体塗料の塗膜の厚膜化を図ることができる。すなわち、静電塗装方法による粉体塗料の回り込み性を保持しながら、粉体塗料の塗膜の厚膜化が可能となる。また、この場合、ワークの平坦部だけでなく、エッジ部や鋭角部およびその近傍でも塗膜の厚膜化を図ることができる。その結果、粉体塗料の塗着効率および回収率の向上を図ることができる。また、粉体塗料塗布前の予熱および塗布後のベーキングを塗布中の上記加熱により代替することができる。その結果、製造時間の短縮を図ることができる。
【００１１】
本発明の静電塗装方法は種々の構成を用いることができる。たとえばスプレー手段による粉体塗料の噴出時に粉体塗料を加熱することができる。この態様では、噴出時に粉体塗料を加熱するので、ワークへの付着時の粉体塗料の融解が促進され、その結果、塗膜の厚膜化を効果的に行うことができる。
【００１２】
ワークおよび粉体塗料への加熱は、スプレー手段に設けたドライヤー手段により行うことができる。ドライヤー手段は、粉体塗料の噴出部の内周部あるいは外周部に設けてもよく、スプレー手段の外部に配置してもよい。この態様では、ドライヤ部からの熱風の送風方向および送風量の設定を変更して調整することにより、ワークの所定箇所を選択的に加熱することができる。たとえば、ワークのエッジ部や鋭角部およびその近傍を選択的に加熱することができ、これにより粉体塗料がそれら部位に付着しやすくなるので、従来では厚膜化が困難であった部位での塗膜の厚膜化を効果的に行うことができる。
【００１３】
また、熱風を適宜制御することにより、粉末塗料が熱系への侵入を防止することができるので、粉末塗料の回収率の向上を図ることができるとともに、手間のかかる装置清掃を行う必要がない。また、ワークへの加熱は、ワークに通電する通電手段により行うことができる。この態様では、ワーク全体がより良く加熱されるので、厚膜形成を効果的に行うことができる。また、ワークとしてモータを用いる場合、自己融着線の固定を同時に行うことができる。
【００１４】
従来技術（特許文献２の技術）では、加熱炉を別途設け、塗装装置への搬送手段を設けるとともに、塗装装置でのステージが特殊構造を有しているため、装置が高価なものになり、しかも、加熱用熱源が大きいため、塗膜の形成必要箇所以外も加熱してしまい、熱エネルギーの損失が大きく、加熱を効率的に行うことができなかった。これに対して、本発明の静電塗装方法で用いる上記加熱手段は、簡単に設けることができるとともに、加熱炉や、搬送手段、特殊構造のステージが不要となるから、装置の低価格化を図ることができる。また、加熱手段が小さく、かつ塗膜の形成必要箇所以外を加熱することを抑制することができるので、熱エネルギーの損失が小さく、加熱を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の静電塗装方法によれば、スプレー手段による粉体塗料の塗布時にワークを加熱することにより、ワークに付着した粉体塗料を融解させているので、塗膜の厚膜化を図ることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電塗装方法が適用される装置の概略構成を表し、噴霧部の側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る静電塗装方法が適用される装置の変形例の概略構成を表し、噴霧部の側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る静電塗装方法により塗膜が形成されたワークの一例を表す図である。
【図４】従来の静電塗装方法の問題を説明するための図であり、ワークに塗膜を形成した例を表す部分拡模式大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る静電塗装方法が適用される静電塗装装置１００の概略構成を表し、静電塗装を行っている状態の断面図である。
【００１８】
静電塗装装置１００は、帯電させた粉体塗料ＰをワークＷに向かって噴出するスプレーガン１０１（スプレー手段）を備えている。スプレーガン１０１は、先端部に噴出部１０２を備えている。粉体塗料Ｐは、乾燥空気によってスプレーガン１０１内部から搬送され、噴出部１０２から噴出される。噴出部１０２の開口部近傍に電極１０３が設けられている。電極１０３には、そこに高電圧を印加する高電圧発生部１０４が接続されている。
【００１９】
噴出部１０２の先端部には、ワークＷに向けて熱風を送るドライヤ部１１１（ドライヤ手段、加熱手段）が設けられている。ドライヤ部１１１は、図１に示すように、噴出部１０２の外周部に設けてもよく、あるいは、図２に示すように、噴出部１０２から離間して設けてもよく、いずれの場合も、噴出部１０２の開口部をワークＷに向ける。ドライヤ部１１１は、熱風によりワークＷおよび粉体塗料Ｐを加熱する。
【００２０】
ドライヤ部１１１の先端部には、ドライヤ部１１１からの熱風（たとえば３００℃程度）をワークＷに向けて絞り込む絞り部１１２が設けられている。ドライヤ部１１１の送風口からの熱風の送風方向（図１，２の矢印方向）および送風量は、絞り部１１２の設定を変更することにより調整可能とすることが好適である。
【００２１】
ワークＷには、通電によりワークＷを加熱する通電部（通電手段、加熱手段、図示略）を接続してもよい。この場合、通電部は、ワークの鋭角部分やエッジ部の加熱を行うことが可能であるが、ドライヤ部を用いる場合よりもその効果が小さいから、通電部は補助加熱手段として用いることが好適である。
【００２２】
ワークＷはたとえばアースされ、電極１０３への高電圧の印加時、ワークＷと電極１０３との間に静電界が形成され、静電界により帯電させられた粉体塗料ＰがワークＷに向かって移動する。この場合、粉体塗料ＰおよびワークＷの極性は、互いに反対であればよく、具体的には、粉体塗料Ｐがマイナスの場合にはワークＷがプラスであり、粉体塗料Ｐがマイナスの場合にはワークＷがプラスである。粉体塗料Ｐの材質は、限定されないが、たとえばエポキシ、ポリアミド、ポリエステル、あるいは、アクリル等の樹脂である。ワークＷは導電部Ｗ１，Ｗ２を有し、導電部Ｗ１，Ｗ２の間には狭小部Ｎが形成されている。
【００２３】
（２）実施形態の動作
本実施形態の静電塗装方法が適用される静電塗装装置１００の動作について図面を参照して説明する。
【００２４】
静電塗装装置１００では、高電圧発生部１０４により電極１０３に高電圧を印加してワークＷと電極１０３との間に静電界を形成する。乾燥空気によってスプレーガン１０１内部から搬送された粉体塗料Ｐは、噴出部１０２において、静電界によって、たとえばマイナスに帯電させられ、反対極（たとえば陽極）であるワークＷに付着する。この場合、粉体塗料ＰのワークＷへの付着は、図１，２に示すように、静電気力によって、ワークＷにおける噴出部１０２に対向する部分に加えて、噴出部１０２に対向しない部分にも行われる（たとえば、粉体塗料Ｐは、静電気力により、ワークＷの導電部Ｗ１と導電部Ｗ２との間の狭小部Ｎに回り込む）。
【００２５】
ここで本実施形態では、粉体塗料Ｐの噴出中、噴出部１０２の先端部に設けたドライヤ部１１１により、ワークＷに向けて熱風を送るので、その熱風によりワークＷおよび粉体塗料Ｐが加熱される。これにより、ワークＷに付着した粉体塗料Ｐの粉末は、そこで溶融して膜を形成し、ワークＷと一体物となるから、その後に付着する粉体塗料Ｐの粉末との間に静電反発が生じない。そして、膜の形成によってワークＷ全体として静電容量が大きくなるので、噴出部１０２に対向しない部分に粉体塗料Ｐが回り込むことができるのはもちろんのこと、図３に示すように、粉体塗料Ｐの絶縁塗膜Ｃ（塗膜）を厚く形成することができる。また、この場合、ワークＷの平坦部だけでなく、エッジ部Ｅおよびその近傍でも絶縁塗膜Ｃの厚膜化を図ることができる。
【００２６】
特に、熱風によりワークＷおよび粉体塗料Ｐを加熱しているので、ワークＷの平坦部だけでなく、エッジ部Ｅおよびその近傍でも絶縁塗膜Ｃの厚膜化を効果的に図ることができる（たとえば、エッジ部Ｅおよびその近傍でも、たとえば１０００μｍ程度の厚膜を形成することができる）。また、ドライヤ部１１１からの熱風の送風方向および送風量を、絞り部１１２の設定を変更して調整することにより、ワークＷの所定箇所を選択的に加熱することができる。たとえばドライヤ部１１１の送風口を絞り部１１２によって細く絞ることにより送風量を調整し、ワークＷのエッジ部Ｅおよびその近傍を選択的に加熱することができる。これにより、粉体塗料Ｐがエッジ部Ｅおよびその近傍に付着しやすくなるので、それら部位の絶縁塗膜Ｃの厚膜化を効果的に図ることができる
【００２７】
また、熱風を適宜制御することにより、粉末塗料Ｐの熱系への侵入を防止することができるので、粉末塗料Ｐの回収率の向上を図ることができるとともに、手間のかかる装置清掃を行う必要がない。さらに、ワークＷに通電すると、ワークＷ全体がより良く加熱されるので、厚膜形成を効果的に行うことができる。
【００２８】
以上のように本実施形態では、ワークＷを塗布中に加熱することにより、静電反発を防止することができるから、静電塗装方法による粉体塗料Ｐの回り込み性を保持しながら、粉体塗料の絶縁塗膜Ｃの厚膜化が可能となる。したがって、粉体塗料Ｐの塗着効率および回収率の向上を図ることができる。また、粉体塗料Ｐの塗布前の予熱および塗布後のベーキングを塗布中の上記加熱により代替することができる。その結果、製造時間の短縮を図ることができる。
【００２９】
特に、噴出時に粉体塗料Ｐがドライヤ部１１１からの熱風により加熱されるので、ワークへの付着時の粉体塗料Ｐの融解が促進され、その結果、絶縁塗膜Ｃの厚膜化を効果的に行うことができる。ドライヤ部１１１や通電部は、簡単に設けることができるとともに、加熱炉や、搬送手段、特殊構造のステージが不要となるから、装置の低価格化を図ることができる。また、加熱手段が小さく、かつ絶縁塗膜Ｃの形成必要箇所以外を加熱することを抑制することができるので、熱エネルギーの損失が小さく、加熱を効率的に行うことができる。
【００３０】
（３）変形例
以上、本実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、粉末塗料Ｐの噴出前にワークＷの予熱を行ってもよい。具体的には、ワークＷの所定部分を加熱するためにドライヤ部１１１の送風口からの熱風の送風方向および送風量を適宜調整し、ワークがたとえば１５０〜２２０程度の温度に到達した後に、粉末塗料Ｐの噴出を開始することができる。また、たとえばワークＷの加熱前に粉末塗料Ｐの塗布を行うことにより、噴出部１０２に対向しない部分に回り込ませることができる。さらに、ドライヤ部１１１からの熱風の温度や絶縁塗膜の厚さは、上記実施形態の数値に限定されなく、適宜設定することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、具体的な実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。実施例では、各種静電塗装方法によりワークに粉体塗料の塗布膜を形成し、ワークの各部位（平坦部およびエッジ部）での絶縁塗膜の膜厚および硬化時間について調べた。
【００３２】
（１）サンプルの作製
実験例１，２、比較実験例１では、ワークとしてモータを準備し、静電塗装方法で用いた粉体塗料としてエポキシ樹脂を用いた。
【００３３】
実験例１では、通常の静電塗装方法によってモータの端子部に粉体塗料を２５sec塗布し、その後、本実施形態の静電塗装方法を用い、ドライヤ部によってモータの端子部を加熱しながら、粉体塗料を５sec塗布した。これにより、モータの端子部に絶縁塗膜を形成した。実験例２では、本実施形態の静電塗装方法を用い、通電部によってモータの端子部に通電しながら、モータの端子部に粉体塗料を２５sec塗布し、その後、本実施形態の静電塗装方法を用い、ドライヤ部によってモータの端子部を加熱しながら、粉体塗料を５sec塗布した。これにより、モータの端子部に絶縁塗膜を形成した。比較実験例１では、通常の静電塗装方法によってモータの端子部に粉体塗料を３０sec塗布し、その後、加熱炉で加熱した（ベーキングを行った）。これにより、モータの端子部に絶縁塗膜を形成した。
【００３４】
加熱温度について、実験例１では、ドライヤ部による加熱温度を３００℃に設定した。実験例２では、通電部による加熱温度を１５０℃に設定し、ドライヤ部による加熱温度を同様に３００℃に設定した。実験例２では、ドライヤ部による加熱温度を３００℃に設定した。比較実験例１では、加熱炉による加熱温度を２００℃に設定した。
【００３５】
（２）サンプルの評価
実験例１，２、比較実験例１のサンプルについて、モータの端子部の平坦部およびエッジ部での絶縁塗膜の厚さ、および、絶縁塗膜の硬化時間（単位：sec）を調べた。その結果を表１に示す。なお、絶縁塗膜の厚さは、比較実験例１の厚さを基準（＝１）として、実験例１，２の厚さを示している。
【００３６】
【表１】
2011020048.tif 000003
【００３７】
表１から判るように、塗布時間を等しく設定し、かつ従来技術の加熱炉を用いた比較実験例１と比較して、本実施形態のドライヤ部を用いた実験例１では、エッジ部の膜厚が１０倍となり、本実施形態の通電部およびドライヤ部を用いた実験例２では、エッジ部の膜厚が１６．６倍となることを確認した。これにより、本実施形態の加熱手段を用いた静電塗装方法では、従来技術の加熱炉を用いたものと比較して、同等の塗布時間にも関わらず、非常に厚い膜厚の絶縁塗膜を形成することができることが判った。
【００３８】
また、実験例１では、実験例２と比較して、平坦部では絶縁塗膜が薄いにもかかわらず、エッジ部では絶縁塗膜が略同等に厚く形成されていることを確認した。これにより、本実施形態のドライヤ部からの熱風による加熱は、エッジ部への塗布に有効であることが判った。また、本実施形態のドライヤ部からの熱風による加熱では、従来技術の加熱炉を用いたものと比較して、短時間で硬化したことを確認した。本実施形態のドライヤ部からの熱風による加熱では、従来技術の加熱炉を用いたものとは異なり、所望箇所を選択的に塗布することができるのはもちろんのこと、短時間の加熱で硬化させることができることが判った。また、塗布後に高温で１０min行っていた従来技術のベーキングを本実施形態のドライヤ部からの熱風の送風で代替することができ、装置構成を簡単にすることができることを確認した。
【符号の説明】
【００３９】
１００…静電塗装装置、１０１…スプレーガン（スプレー手段）、１０２…噴出部、１０３…電極、１０４…高電圧発生部、１１１…ドライヤ部（ドライヤ手段、加熱手段）、１１２…絞り部、Ｃ…絶縁塗膜、Ｗ…ワーク、Ｗ１，Ｗ２…導電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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