(57)【要約】【課題】この発明は、被塗布物の表面に均一で効率良く粉体を塗布することができる粉体塗布装置及び方法を提供することを課題とする。【解決手段】回転シェル６の表面上にキャリア１０が連なって電磁ブラシ１４を形成し、このキャリア１０に逆極性に帯電した粉体塗料１１が付着する。この電磁ブラシ１４が回転シェル６と共に回転して容器１の開口部３に至ると、回転シェル６と被塗布物１２との間に形成されている電界によって粉体塗料１１がキャリア１０から離脱し、回転シェル６から所定距離Ｄだけ離間して配置されている被塗布物１２の表面に転移して付着する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を供給する粉体供給手段と、
マグネットローラを回転駆動すると共に前記粉体供給手段により供給された粉体を磁性体からなるキャリアと混合することにより摩擦帯電させ且つ粉体が付着したキャリアによりマグネットローラ上に電磁ブラシを形成する電磁ブラシ形成手段と、
前記電磁ブラシ形成手段のマグネットローラとこのマグネットローラから所定距離だけ離間して配置された被塗布物との間に電界を形成することによりマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる転移手段と
を備えたことを特徴とする粉体塗布装置。
【請求項２】
前記転移手段は、前記マグネットローラに高電圧を印可する高電圧電源を含む請求項１に記載の粉体塗布装置。
【請求項３】
前記転移手段は、被塗布物を帯電させる帯電器と、粉体の塗布後に被塗布物を除電させる除電器とを含む請求項２に記載の粉体塗布装置。
【請求項４】
前記転移手段は、前記マグネットローラから離間すると共に被塗布物に近接して配置された転移ローラを含み、前記マグネットローラ上の電磁ブラシから前記転移ローラを介して被塗布物へ粉体が転移される請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体塗布装置。
【請求項５】
前記電磁ブラシ形成手段は、複数のマグネットローラを有し、前記転移手段は、各マグネットローラの表面上に形成された電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉体塗布装置。
【請求項６】
前記マグネットローラに対して平行にロッド状の被塗布物を保持すると共に前記被塗布物をその軸の回りに回転させる保持装置をさらに備え、前記保持装置により前記被塗布物を回転させながら前記マグネットローラ上の電磁ブラシから前記被塗布物へ粉体を転移させる請求項１または２に記載の粉体塗布装置。
【請求項７】
前記保持装置は、複数のロッド状の被塗布物をそれぞれその軸の回りに回転させながら前記マグネットローラの近傍を通るように搬送するコンベヤを含む請求項６に記載の粉体塗布装置。
【請求項８】
前記マグネットローラに対して平行にワイヤ状の被塗布物を張ると共に前記被塗布物をその長さ方向に移動させる移動装置をさらに備え、前記移動装置により前記被塗布物を移動させながら前記マグネットローラ上の電磁ブラシから前記被塗布物へ粉体を転移させる請求項１または２に記載の粉体塗布装置。
【請求項９】
粉体を磁性体からなるキャリアと混合することにより摩擦帯電させて粉体が付着したキャリアによりマグネットローラ上に電磁ブラシを形成し、
マグネットローラとこのマグネットローラから所定距離だけ離間して配置された被塗布物との間に電界を形成することによりマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる
ことを特徴とする粉体塗布方法。
【請求項１０】
ロッド状の被塗布物をその軸の回りに回転させながらマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる請求項９に記載の粉体塗布方法。
【請求項１１】
ワイヤ状の被塗布物をその長さ方向に移動させながらマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる請求項９に記載の粉体塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体塗布装置及び方法に係り、特に電磁ブラシを用いて粉体の塗布を行う装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保全の見地から、溶剤を使用しない、環境に優しい無公害型の塗装法として、粉体塗料を利用した静電粉体塗装が注目されている。この静電粉体塗装においては、粉体塗料が塗料タンクからインジェクタ及び塗料ホースを介して塗装ガンへ供給され、さらに塗装ガンの先端部に形成された環状のノズル開口から搬送エア流と共に被塗装物へ向けて噴射される。このとき、例えば特許文献１に開示されているように、被塗装物は電気的に接地され、一方塗装ガンの先端部に設けられた荷電用のピン型電極には高電圧が印加されて、この荷電用電極から被塗装物へ向けてコロナ放電が発生している。このため、ノズル開口から吐出された粉体塗料が電極近傍を通過する際に、コロナ放電により生ずるイオンと衝突して荷電される。このようにして荷電された粉体塗料は搬送エア流と電気力線に沿った電気力との影響を受けて被塗装物の表面上に塗着する。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−１７１５６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような静電粉体塗装では、塗装ガンの環状のノズル開口から粉体塗料を搬送エア流と共に被塗装物へ吹き付けて塗装を行うため、例えば幅の広い被塗装物の表面に均一に塗装を行うことが難しかった。
また、塗装ガンから噴射された粉体塗料の一部は被塗装物の表面に付着せずに空気中に浮遊したり落下してしまい、塗着効率に改善の余地があった。
そこで、この発明は、被塗布物の表面に均一で効率良く粉体を塗布することができる粉体塗布装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る粉体塗布装置は、粉体を供給する粉体供給手段と、マグネットローラを回転駆動すると共に粉体供給手段により供給された粉体を磁性体からなるキャリアと混合することにより摩擦帯電させ且つ粉体が付着したキャリアによりマグネットローラ上に電磁ブラシを形成する電磁ブラシ形成手段と、電磁ブラシ形成手段のマグネットローラとこのマグネットローラから所定距離だけ離間して配置された被塗布物との間に電界を形成することによりマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる転移手段とを備えたものである。
【０００６】
転移手段として、マグネットローラに高電圧を印可する高電圧電源を用いることができる。さらに、被塗布物を帯電させる帯電器と、粉体の塗布後に被塗布物を除電させる除電器とを用いてもよい。
また、転移手段がマグネットローラから離間すると共に被塗布物に近接して配置された転移ローラを含み、マグネットローラ上の電磁ブラシから転移ローラを介して被塗布物へ粉体が転移されるように構成してもよい。
電磁ブラシ形成手段が複数のマグネットローラを有し、各マグネットローラの表面上に形成された電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させるようにすることもできる。
【０００７】
ロッド状の被塗布物に粉体を塗布する場合には、保持装置により被塗布物をマグネットローラに対して平行に保持すると共にその軸の回りに回転させながら電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させることが好ましい。さらに、コンベヤによって複数のロッド状の被塗布物をそれぞれその軸の回りに回転させながらマグネットローラの近傍を通るように搬送することもできる。
また、ワイヤ状の被塗布物に粉体を塗布する場合には、移動装置により被塗布物をマグネットローラに対して平行に張ると共にその長さ方向に移動させながら電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させることが好ましい。
【０００８】
また、この発明に係る粉体塗布方法は、粉体を磁性体からなるキャリアと混合することにより摩擦帯電させて粉体が付着したキャリアによりマグネットローラ上に電磁ブラシを形成し、マグネットローラとこのマグネットローラから所定距離だけ離間して配置された被塗布物との間に電界を形成することによりマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させる方法である。
【０００９】
ロッド状の被塗布物に対しては、被塗布物をその軸の回りに回転させながらマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させることが好ましい。また、ワイヤ状の被塗布物に対しては、被塗布物をその長さ方向に移動させながらマグネットローラ上の電磁ブラシから被塗布物へ粉体を転移させることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る粉体塗布装置の全体構成を示す。容器１の上部にホッパ２が設置されると共に容器１の一端に開口部３が形成されている。ホッパ２の上方には粉体供給手段４が配置され、容器１内には混合ドラム５が回転自在に設けられると共に開口部３の近傍に回転シェル６が回転自在に配設されている。回転シェル６の内側にはマグネット７が固設され、回転シェル６の外周面に近接してドクターブレード８が容器１内に固定されている。さらに、回転シェル６には高電圧電源９が電気的に接続されている。また、容器１内には磁性体からなる所定量のキャリア１０が収容され、粉体供給手段４からホッパ２を介して容器１内に一定の供給量で粉体塗料１１が供給されるように構成されている。
【００１１】
容器１の開口部３に対向すると共に回転シェル６から所定距離Ｄだけ離間して被塗布物１２が配置されている。この被塗布物１２は、電気的に接地されると共に搬送ベルト等の図示しない搬送装置によりローラ１３を介して一定速度で搬送される。
なお、回転シェル６及びマグネット７によりマグネットローラが構成され、キャリア１０が収容された容器１、混合ドラム５及びマグネットローラによりこの発明の電磁ブラシ形成手段が構成されている。また、高電圧電源９により転移手段が形成されている。
【００１２】
次に、この実施の形態１に係る粉体塗布装置の動作について説明する。まず、回転シェル６を所定の速度で回転させると共に高電圧電源９から回転シェル６に高電圧を印可して回転シェル６と接地されている被塗布物１２との間に電界を形成する。この状態で、粉体供給手段４からホッパ２を介して粉体塗料１１を容器１内に供給しつつ混合ドラム５を回転駆動させると、粉体塗料１１はキャリア１０との摩擦帯電によりキャリア１０とは逆極性に帯電する。また、図２に示されるように、マグネット７からの磁気力により回転シェル６の表面上にキャリア１０が連なって電磁ブラシ１４を形成し、このキャリア１０に逆極性に帯電した粉体塗料１１が付着する。このようにして形成された電磁ブラシ１４が回転シェル６と共に回転して容器１の開口部３に至ると、回転シェル６と被塗布物１２との間に形成されている電界によって粉体塗料１１がキャリア１０から離脱し、被塗布物１２の表面に転移して付着する。
【００１３】
このようにして、一定速度で搬送される被塗布物１２の表面上に粉体塗料１１が塗着され、その後、加熱等によって粉体塗料１１を定着させることにより塗装が完了する。
【００１４】
なお、回転シェル６の表面に形成された電磁ブラシ１４は、粉体塗料１１が離脱した後も回転シェル６と共に回転し、ドクターブレード８に当接したところで回転シェル６の表面から離れる。
【００１５】
高電圧電源９から回転シェル６に印可する高電圧としては、例えば３〜２０ｋＶ程度の電圧が選択され、回転シェル６と被塗布物１２との間の所定距離Ｄは、数ｍｍ〜数百ｍｍとすることができる。このような所定距離Ｄを隔てて非接触で被塗布物１２の表面に粉体塗料１１を塗布することができるため、被塗布物１２の表面に多少の凹凸が存在する場合であっても、均一な塗装が可能となる。また、電磁ブラシ１４の先端が被塗布物１２に接触しないため、磁性体からなる被塗布物１２を対象としても、キャリア１０が被塗布物１２へ移行することがなく、粉体塗料１１の塗布が可能となる。
【００１６】
なお、粉体供給手段４としては、スクリューフィーダ等の既存の定量供給装置を使用することができる。
また、マグネット７を回転シェル６の内側に固設したが、これに限るものではなく、マグネット７を回転シェル６に対して同一方向あるいは反対方向に回転させるような構成とすることもできる。
【００１７】
実施の形態２．
図３に実施の形態２に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した粉体塗布装置において、容器１の開口部３の近辺に被塗布物１２を帯電させるための帯電器１５を配置すると共にこの帯電器１５内のコロナ放電極に高電圧電源１６を電気的に接続し、さらに帯電器１５よりも被塗布物１２の下流側に除電器１７を配置したものである。
【００１８】
高電圧電源１６から帯電器１５のコロナ放電極に高電圧を印可すると、コロナ放電が発生して被塗布物１２が帯電される。これにより、回転シェル６上の電磁ブラシ１４から粉体塗料１１が離脱して効率よく被塗布物１２の表面に転移し付着する。粉体塗料１１が付着された被塗布物１２は、その後除電器１７によって除電される。
このように除電を行うことにより、紙等からなる被塗布物１２を搬送ベルト等の上に載せて搬送しながら粉体塗料１１を塗布した場合でも、粉体塗料１１を付着させたまま被塗布物１２を容易に搬送ベルトから分離することができる。
【００１９】
実施の形態３．
図４に実施の形態３に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した粉体塗布装置において、容器１の開口部３の近辺に回転シェル６から所定距離だけ離間して転移ローラ１８を配置し、さらにこの転移ローラ１８から離間させて被塗布物１２を配置したものである。転移ローラ１８には、回転駆動するための図示しない駆動手段と、転移ローラ１８の表面を帯電させるための図示しない帯電器とが具備されている。
【００２０】
回転シェル６上の電磁ブラシ１４から粉体塗料１１が離脱して転移ローラ１８に転移し、さらに転移ローラ１８から被塗布物１２の表面に転移して付着する。このようにしても、実施の形態１と同様に被塗布物１２への粉体塗料１１の塗布を行うことができる。
なお、被塗布物１２を転移ローラ１８に接触させて配置することもできる。
また、この実施の形態３に、実施の形態２に示した帯電器１５と除電器１７をさらに配置してもよい。
【００２１】
実施の形態４．
図５に実施の形態４に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した粉体塗布装置において、容器１に上方を向けて二つの開口部１９を形成し、これらの開口部１９の内側にそれぞれ回転シェル６とマグネット７とからなるマグネットローラを設置したものである。双方の回転シェル６に高電圧電源９が電気的に接続されている。また、双方の開口部１９の近辺にそれぞれ帯電器１５が配置されると共に各帯電器１５内のコロナ放電極に高電圧電源１６が電気的に接続され、さらに帯電器１５よりも被塗布物１２の下流側に除電器１７が配置されている。
【００２２】
双方の回転シェル６の表面にそれぞれ電磁ブラシ１４が形成され、被塗布物１２はそれぞれの開口部１９の近傍で帯電器１５によって帯電される。各回転シェル６と被塗布物１２との間に形成されている電界によって電磁ブラシ１４から粉体塗料１１が開口部１９を通して被塗布物１２の表面に転移する。その後、被塗布物１２は除電器１７によって除電される。
このように、二つのマグネットローラを使用することにより、塗布能力を増強することができる。三つ以上のマグネットローラを使用してもよい。
【００２３】
また、この実施の形態４では、被塗布物１２の下方にマグネットローラが配置されており、被塗布物１２の裏面に粉体塗料１１の塗布が行われているが、実施の形態１〜３のように被塗布物１２の表面側から粉体塗料１１を塗布するようにしてもよい。
【００２４】
実施の形態５．
図６に実施の形態５に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した実施の形態１の粉体塗布装置において、シート状あるいは平板状の被塗布物１２及びローラ１３の代わりに、容器１の開口部３に対向すると共に回転シェル６に対して平行にロッド状の被塗布物２０を保持する保持装置２１をさらに備えたものである。保持装置２１は、ロッド状の被塗布物２０をその軸の回りに回転させることができる。なお、被塗布物２０は、電気的に接地されている。
【００２５】
保持装置２１によりロッド状の被塗布物２０をその軸の回りに回転させながら粉体塗料１１の塗布を行う。粉体塗料１１は、回転シェル６と被塗布物２０との間に形成された電界によってキャリア１０から離脱し、被塗布物２０の表面に転移して付着する。このとき、被塗布物２０が回転しているので、ロッド状の被塗布物２０の外周面の全面上に均一に粉体塗料１１が付着する。
この実施の形態５の粉体塗布装置は、被塗布物２０を電気的に接地して回転シェル６との間に電界を形成しており、導体からなる被塗布物２０に対して有用なものである。
【００２６】
実施の形態６．
図７に実施の形態６に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図６に示した実施の形態５の粉体塗布装置において、保持装置２１により保持され且つ回転される被塗布物２０に高電圧電源２２を電気的に接続したものである。高電圧電源２２により被塗布物２０の表面に電位を与え、回転シェル６との間に電界を形成して粉体塗料１１を被塗布物２０の表面に転移させる。
この実施の形態６の粉体塗布装置は、高電圧電源２２により被塗布物２０の表面電位を得て回転シェル６との間に電界を形成しており、誘電体等の絶縁物からなる被塗布物２０に対して有用なものである。
【００２７】
実施の形態７．
図８に実施の形態７に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した実施の形態１の粉体塗布装置において、シート状あるいは平板状の被塗布物１２及びローラ１３の代わりに、容器１の開口部３に対向すると共に回転シェル６から所定距離だけ離間してコンベヤ２３を配置し、このコンベヤ２３によって複数のロッド状の被塗布物２０を搬送しつつ連続的に塗布するものである。なお、コンベヤ２３は、電気的に接地されている。
【００２８】
コンベヤ２３を水平方向に移動させると、コンベヤ２３上に載置された複数の被塗布物２０がそれぞれその軸の回りに回転しながら搬送されるように構成されている。回転しながら搬送される被塗布物２０が容器１の開口部３の近傍を通過する際に、回転シェル６と被塗布物２０との間に形成されている電界によってキャリア１０から離脱した粉体塗料１１が被塗布物２０の表面に転移して付着する。このとき、被塗布物２０は回転しながら搬送されるため、ロッド状の被塗布物２０の外周面の全面上に均一に粉体塗料１１が付着する。
これにより、多数の被塗布物２０への連続塗布を容易に行うことができる。
【００２９】
実施の形態８．
図９に実施の形態８に係る粉体塗布装置を示す。この装置は、図１に示した実施の形態１の粉体塗布装置において、シート状あるいは平板状の被塗布物１２及びローラ１３の代わりに、容器１の開口部３に対向すると共に回転シェル６に対して平行にワイヤ状の被塗布物２４を張ると共にその長さ方向に移動させる移動装置２５をさらに備えたものである。移動装置２５は、被塗布物２４が巻回されている送り出しドラム２６と、被塗布物２４を巻き取る巻き取りドラム２７と、巻き取りドラム２７を回転駆動するモータ２８とを有している。さらに、被塗布物２４の移動をガイドするためのプーリー２９及び被塗布物２４を帯電させるための帯電器３０が配設されている。
【００３０】
モータ２８により巻き取りドラム２７を回転駆動させると、送り出しドラム２６に巻回されていたワイヤ状の被塗布物２４が巻き取りドラム２７へと移動するが、被塗布物２４は帯電器３０を通過する際に帯電され、さらに回転シェル６に対して平行に移動する際に回転シェル６と被塗布物２４との間に形成された電界によって粉体塗料１１が被塗布物２４の表面に転移して付着する。その後、被塗布物２４は巻き取りドラム２７に巻き取られる。これにより、ワイヤ状の被塗布物２４をその全長にわたって塗布することが可能となる。
【００３１】
図９に示した粉体塗布装置は、帯電器３０によって被塗布物２４を帯電させるため、被塗布物２４が誘電体等の絶縁物からなる場合に有効である。また、帯電器３０の代わりに除電器を配設し、絶縁物からなる被塗布物２４の表面を除電した後に粉体塗料１１の転移を行うようにすることもできる。
なお、被塗布物２４が導体からなる場合には、帯電器３０を省略し、被塗布物２４を電気的に接地した状態で塗布することが好ましい。
【００３２】
上述した実施の形態１〜８では粉体塗料１１の塗布を行ったが、この発明は、例えば次のような塗装以外の各種の用途にも適用することができる。
・プレス加工や絞り加工が施される被加工材への粉体潤滑材料の塗布、
・電磁鋼材への酸化マグネシウムや酸化ケイ素等の粉体絶縁材の散布、
・ゴム材へのタルクの散布、
・セラミックスや研磨剤からなる粉体滑り止め材の散布、
・印刷物等へのクリヤ粉体塗料の塗布、
・紙材への粉体表面処理剤の塗布。
【００３３】
特に、実施の形態５〜７において、粉体塗料１１の代わりにシリカ粉等の粉体潤滑材料をロッド状の被塗布物２０の外周面に塗布することにより、例えば複写機等で用いられるロッド部品を製造することができる。
また、実施の形態８により、光ケーブル及び絶縁電線等へのタルクの塗布、ワイヤソーへの粉体接着剤及び研磨材の塗布を行うこともできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、粉体を磁性体からなるキャリアと混合することにより摩擦帯電させて粉体が付着したキャリアによりマグネットローラ上に電磁ブラシを形成し、電界を利用してマグネットローラから所定距離だけ離間した被塗布物へ電磁ブラシから粉体を転移させるので、被塗布物の表面に均一で効率良く粉体を塗布することができる。
また、絶縁物か導体かを問わず、シート状、平板状、ロッド状、ワイヤ状等の各種の形態を有する被塗布物への効率良い粉体塗布が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】マグネットローラの表面に形成された電磁ブラシを模式的に示す図である。
【図３】実施の形態２に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態３に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態４に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態５に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態６に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態７に係る粉体塗布装置の全体構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態８に係る粉体塗布装置の全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　容器、２　ホッパ、３，１９　開口部、４　粉体供給手段、５　混合ドラム、６　回転シェル、７　マグネット、８　ドクターブレード、９，１６，２２高電圧電源、１０　キャリア、１１　粉体塗料、１２，２０，２４　被塗布物、１３　ローラ、１４　電磁ブラシ、１５　帯電器、１７　除電器、１８　転移ローラ、２１　保持装置、２３　コンベヤ、２５　移動装置、２６　送り出しドラム、２７　巻き取りドラム、２８　モータ、２９　プーリー、３０　帯電器、Ｄ　所定距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004000891.tif 000008
【図７】
2004000891.tif 000009
【図８】
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【図９】
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