(57)【要約】      （修正有）【課題】作業負荷の軽減を維持しつつ、均一な塗膜形成を確実に行い得る多色粉体塗装装置を提供する。【解決手段】三原色粉体塗料のタンク７、８、９からそれぞれ延伸する配管４、５、６を束ねた状態で内蔵するガン本体と、本体１に連接すると共に各配管４、５、６の延長方向に開口２ａを設けたチャンバ２とにより静電ガン３を構成し、各配管４、５、６に設けた流量計１０、１１、１２の実測値に応じてエアコンプレッサ１３のポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃからの圧送量を調整して各配管４、５、６内の塗料粉体の流量を調整可能とする。【選択図】図１
2005103393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料の静電塗装を行う粉体塗装装置において、粉体塗料の種類ごとの粉体塗料用タンクから延伸する配管を束ねた状態で内蔵するガン本体と、該本体に連接すると共に該配管の延長方向に開口を設けた中空体から成るガン吐出部とにより静電ガンを構成し、前記配管先端を前記中空体に接続することを特徴とする粉体塗装装置。
【請求項２】
前記配管のガン本体内部分を摩擦帯電用スリーブにより構成し、該スリーブ内を通過する粉体塗料を帯電させることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装装置。
【請求項３】
前記中空体内に撹拌手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の粉体塗装装置。
【請求項４】
前記粉体塗料は、いずれの種類もそれぞれ、平均粒子径範囲が５〜３０μｍであり、かつ、粒子径３０μｍ以上に全体の７体積％以下が含まれ、粒子径１μｍ以下に全体の２．５体積％以下が含まれる粒子径分布を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項５】
前記平均粒子径範囲を、さらに５〜１５μｍに収斂させることを特徴とする請求項４に記載の粉体塗装装置。
【請求項６】
前記粉体塗料の種類ごとに前記粉体塗料用タンクから前記ガン本体に至る粉体塗料流路のうち、少なくとも１流路に前記流量可変手段を設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項７】
前記粉体塗料の種類を、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの３原色を含む調色要素により類別し、前記粉体塗料用タンクから前記ガン本体に至る粉体塗料流路のうち、少なくとも前記３原色に対応する３流路に、それぞれ前記流量可変手段を設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粉体塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗料を用いた静電塗装装置に関し、特に、多色から成る粉体塗料を配合することにより調色を行う粉体塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電粉体塗装は、静電ガン中で、粉体塗料を正極または負極に帯電させたうえで、この帯電された粉体塗料を、接地したワークに対して吐出することにより塗膜を形成するものであり、粉体状態の塗料原料を用いるため、有機溶剤を要しない利点を有する。ところが、この方法で所定色の塗装を行う場合、その色相を呈する粉体塗料ごとに静電ガンに対して充填するのが通例であるため、種類が異なる複数色を塗装する際は、実際のガン吐出より、むしろその前後段階で多くの作業を行う必要があった。即ち、所望色を呈するように、粉体塗料の配合成分量を調整したり、色替えに際してそれまでの塗装サイクルで用いた粉体塗料が次の色相に影響を与えることを防止するため、静電ガン中の粉体接触部分（塗料タンクや搬送用配管及び吐出口）を清掃したりする作業を要することになる。なかでも、特に、吐出口に関しては完全な清掃作業が必要である。
【０００３】
このような多色少量生産時の作業負荷軽減のため、従来、供給量を制御可能にした基本色の粉体塗料をそれぞれ所定量供給し、各基本色を配合した状態で静電ガンより吐出させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９-２６２５３７号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に示すものは、配合後の粉体塗料の色むら発生防止が不確実な図１に示すシステムを改善するため、図２のシステムでは、各粉体塗料の静電ガンへの供給の直前に混合タンクを設け、このタンク内で均一混合状態にした混合粉体塗料を供給先の静電ガンで帯電する。
【０００５】
しかしながら、帯電前に行った粉体塗料の混合は機械的作用によるものに留まり、当然ながらクーロン力は関与しない。即ち、混合を促進するクーロン反発力が不在であるため、その混合効果は限定的であり、混合後の輸送途中で色分離が生じるおそれがある。さらに、異種類の粉体成分が分子間力で接触したままの状態を保つ場合もあり、このような状態で帯電を行うと、不均一に分布している接触状態の成分が、さらに二次凝集として成長することも考えられる。そして、これでは、微粒子塗料同士が同量のクーロン力で反発し合ってこそ得られる静電塗装本来の均一塗膜形成の利点が失われることとなり、重要な障害として対策を講じる必要がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、作業負荷の軽減を維持しつつ、均一な塗膜形成を確実に行い得る多色粉体塗装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、粉体塗料の静電塗装を行う粉体塗装装置を、粉体塗料の種類ごとの粉体塗料用タンクのそれぞれから延伸させた配管を束ねて成るガン本体と、この本体に連接すると共に配管の延長方向に開口を設けた中空体から成るガン吐出部とにより静電ガンを構成し、配管のそれぞれの先端を中空体に接続する構成としている。
【０００８】
これによれば、配管のそれぞれが中空体に直結するため、ガン本体内でも配管のそれぞれが孤立系を維持したまま延伸され、ガン吐出部を構成する中空体に接続されて終端となるため、その中空体に至るまで各粉体塗料は別個に輸送され、吐出口からの吐出直前に粉体塗料の混合が行われることになる。したがって、静電ガン内で帯電された後に粉体塗料が混合される。そして、その混合は、クーロン反発力が介在するため均一分散が強力に促進され、この混合塗料による均一塗膜形成が可能になる。
【０００９】
また、色替えに際しては、流量可変手段により各粉体塗料の配合量を調整することで調色の変更を容易に行うことができ、さらに、メンテナンス作業は吐出部の完全清掃若しくは交換で済むため、作業負荷が過重になることはない。
【００１０】
この場合、各配管のガン本体内部分を摩擦帯電用スリーブにより構成することにより、スリーブ内を通過する粉体塗料を摩擦により確実に帯電させることができる。このような摩擦帯電用スリーブとしては、例えば、テフロン製パイプなどを挙げることができる。
【００１１】
また、中空体内に撹拌手段を設けることにより、特に、機械的作用による混合が促進され、均一混合が確実となる。
【００１２】
そして、静電塗装に用いる粉体塗料を、いずれの種類もそれぞれ、平均粒子径範囲が５〜３０μｍであり、かつ、粒子径３０μｍ以上に全体の７体積％以下が含まれ、粒子径１μｍ以下に全体の２．５体積％以下が含まれる粒子径分布をとなるように微粒子塗料の粒度を揃え、好ましくは、さらに平均粒子径範囲を５〜１５μｍに収斂したものとする。これにより、静電ガンにて帯電され、中空体内にて撹拌されるときに、それぞれの塗料粉体の粒度が揃っており、色むらの無い調色を行うことができ、かつ、均一塗膜の形成が可能になる。
【００１３】
なお、粉体塗料による静電塗装で細かな調色が必要であるときは、粉体塗料の流量増減により粉体塗料の配合比率の調整を行うのが有効である。このため、粉体塗料の種類ごとに粉体塗料用タンクからガン本体に至る粉体塗料流路のうち、少なくとも１流路に流量可変手段を設けることにより、静電塗装時の調色が可能となる。
【００１４】
また、このような調色作業において最も重要な調色要素は、イエロー、マゼンタ及びシアンの３原色であるため、上記した粉体塗料の種類を、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの３原色を含む調色要素により類別し、粉体塗料用タンクからガン本体に至る粉体塗料流路のうち、少なくともこれらの３原色に対応する３流路全てに対して、それぞれ流量可変手段を設け、それぞれの粉体塗料の流量増減を行うことにより、全ての配色に対して細かな調色が可能となる。３原色以外の、例えば中間色の粉体塗料については、決定的な調色要素ではないため、必ずしも流量可変手段を設けてまで配合比率の調整を行う必要はない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の粉体塗装装置は、粉体塗料の種類ごとに専用の閉鎖系となった配管を介して帯電を行った後に各種粉体塗料の混合を行うので、色替え時の洗浄作業を最小限に留めることが可能となり、メンテナンス作業の軽減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の粉体塗装装置の概略図である。本装置は、ガン本体１と、この本体１に連接されたチャンバ状の吐出部２とから構成される静電ガン３の内部に、イエロー、マゼンタ及びシアンの三原色それぞれ対応する配管４、５、６を導入したものである。配管４、５、６はそれぞれ粉体塗料用タンク７、８、９から延伸され、また、静電ガン各配管４、５、６の、タンク７、８、９と本体１との間の延伸部分には、流量計１０、１１、１２が取り付けられている。そして、これら流量計１０、１１、１２の計測値により、各タンク７、８、９に連なるエアコンプレッサ１３の圧送量を制御することができ、イエロー、マゼンタ及びシアン三原色粉体塗料用配管４、５、６に対応するポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して各配管内の圧送流量をそれぞれ任意に調整できる。
【００１７】
一方、吐出部を構成するチャンバ２の端部に開口２ａが設けられ、この開口２ａに向かって各配管４、５、６を延伸させている。ここで、各配管４、５、６は、ガン本体１内ではそれぞれ別体のままであり、ガン本体１とチャンバ２との間の隔壁２ｂを終端とする（図１（ｂ）参照）。これにより、チャンバ２に至るまで各粉体塗料は配管４、５、６中を別個に輸送され、吐出部を構成する吐出直前のチャンバ２内で初めて混合を行うことになる。
【００１８】
一方、図１（ａ）に示すように、静電ガン本体１中の各配管４ａ、５ａ、６ａは、それぞれテフロン製パイプを用いて形成されている。この材質を用いることにより、各配管４、５、６内のイエロー、マゼンタ及びシアン三原色粉体塗料は、通過に際して摩擦帯電され、静電塗装に備えることができるのである。
【００１９】
また、静電ガン３の吐出部２の拡大断面図を図２に示す。吐出部２内に張架された索条１４上に複数のスクリュー１５ａ、１５ｂ、１５ｃが設けられ、各配管４、５、６から供給される三原色粉体塗料の混合を機械的に促進する。
【００２０】
図１の多色粉体塗装装置を用いて、所定色塗料の静電塗装を行うに際しては、あらかじめ所定色に合せて、イエロー、マゼンタ及びシアン三原色粉体塗料の配合比を設定することによりカラーマネジメントを行う。即ち、流量計１０、１１、１２の計測値に応じて、エアコンプレッサ１３のポート１３ａ、１３ｂ、１３ｃの圧送量をそれぞれ制御して、イエロー、マゼンタ及びシアン三原色粉体塗料の配合比の調整を行う。各配管４、５、６は、静電ガン３の吐出部２に至るまで独立した閉鎖系を保っているため、チャンバ２内でこの配合比での混合が行われ、この混合比により調色された所定色の粉体塗料が吐出口２ｂより吐出されるのである。
【００２１】
なお、この際に用いる三原色粉体塗料を構成する粉体は、それぞれ平均粒子径が５〜３０μｍであり、かつ、粒子径３０μｍ以上に全体の７体積％以下が含まれ、粒子径１μｍ以下に全体の２．５体積％以下が含まれる粒子径分布となるように微粒子塗料の粒度を揃えたものが望ましい。また、さらに平均粒子径範囲を５〜１５μｍに収斂したものがより好ましい。塗料粉体のそれぞれが前述の粒子径分布内に収束されないと、調色が難しくなり、色むら及び斑模様発生の原因となるためである。
【００２２】
また、上記のように粒子径分布を揃えた場合でも、塗料粉体成分以外にバインダ助剤を少量（０．３〜１．２重量％）添加して良い。これにより、懸念される混合後の色分離が確実に防止される。
【００２３】
本発明の粉体塗装装置では、すべての調色をカバーできるイエロー、マゼンタ及びシアン三原色ごとに専用の閉鎖系とした配管を介して帯電を行った後に、三原色塗料成分の混合を行うので、色替え時の洗浄作業を行う必要があるのは吐出部のみとなり、メンテナンス作業の軽減を実現できる。
【００２４】
なお、本形態においては、静電ガン３中にイエロー、マゼンタ及びシアン三原色に対応する独立配管４、５、６を延設したが、この三原色に限定される必要はない。種類数に応じて独立配管を配設することにより、同様の効果が得られるためである。
【００２５】
また、本形態においては、静電ガン３中に複数の配管を延設しているが、例えば、粉体塗料の種類ごとに１本の静電ガンを用意し、これらを束ねた状態で共通の吐出中空体で粉体塗料を混合したうえで、この混合塗料を吐出するようにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例１】
【００２６】
図１に示す多色粉体塗装装置を用いて粉体塗料による静電塗装を行うに際し、タンク７、８、９内にそれぞれ下記Ｌａｂ値のイエロー、マゼンタ及びシアン三原色の粉体塗料を用意した。
イエロー：Ｌ*８６．５ａ*-６．６ｂ*９１．１
マゼンダ：Ｌ*４６．３ａ*７４．４ｂ*-４．８
シアン：Ｌ*５３．９ａ*-３５．９ｂ*-５０．４
このような特性の三原色のそれぞれの粉体塗料の流量実測値を流量計１０、１１、１２でモニタしながら、各配合比の三原色粉体塗料を、エアコンプレッサ１３からの圧送により各配管４、５、６内に通流させ、さらに、静電ガン本体１内のテフロン製配管部分で摩擦帯電させた後、吐出部２内で混合することにより、所定色に調色された粉体塗料とし、吐出口２ａより吐出させ、被塗装対象物に対して静電塗装を行ったところ、色むらのない所望色調の均一塗膜の形成が確認された。
【００２７】
なお、上記三原色粉体塗料を構成する粉体は、レーザ回折式粒子径分布による測定（測定装置：SYMPATEC社製HELOS SYSTEM）で、図３に示す粒子径分布を有するものであり、平均粒子径が９．６μｍであり、また、粒子径１．１μｍ以下のものが全体の１．５２体積％、及び、粒子径２５μｍ以上のものが存在しないような粒子径分布を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、静電塗装本来の微粒子塗料の均一塗膜形成が可能であり、粉体塗装技術を利用した車体塗装やプリンタ印刷技術に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）本発明の多色粉体塗装装置の概略図（ｂ）隔壁の断面図
【図２】吐出部２の拡大断面図
【図３】三原色粉体塗料を構成する粉体の粒子径分布を示すグラフ図
【符号の説明】
【００３０】
１                    ガン本体
２                    チャンバ（中空体、ガン吐出部）
２ａ                  開口
３                    静電ガン
４  ５  ６            配管
４ａ ５ａ ６ａ        テフロン製パイプ（摩擦帯電用スリーブ）
７  ８  ９            粉体塗料用タンク
１０  １１  １２      流量計（流量可変手段）
１３                  エアコンプレッサ（流量可変手段）
１５ａ １５ｂ １５ｃ  スクリュー（攪拌手段）
【図１】
2005103393.tif 000003
【図２】
2005103393.tif 000004
【図３】
2005103393.tif 000005