(57)【要約】摩擦帯電およびコロナ粉体スプレーガン、ガン構成部品、および粉体配送機構構成部品における粉体接触表面として使用するための、複数の、従来使用されていない、負に摩擦帯電させる材料を開示する。本発明は、交換可能な粉体接触挿入物およびノズルを有し、乱流を誘発する空気ジェットを含む短胴摩擦帯電粉体スプレーガンも提供する。本発明は、新規な摩擦帯電およびコロナガン設計をさらに提供する。例えば負の摩擦ガンを負のコロナガンと併用し、粉体塗装機構中で同じ加工品の異なった部分を被覆する、改良された粉体塗装機構が可能である。加圧空気が粉体塗装材料を外方向で帯電表面に向ける内側から外に向かう構造も提供する。別の構造では、単一のガンで組み合わせた、空気ジェットにより誘発される摩擦帯電および従来の摩擦帯電部分も提供する。
2004502532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗装材料をスプレーするための、粉体流路を有する装置であって、前記粉体流路が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とするスプレー装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスプレー装置であって、前記帯電表面を通して形成された１個以上の空気通路をさらに含んでなり、前記空気通路が圧縮空気の供給源と流体連絡していることを特徴とするスプレー装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスプレー装置であって、前記帯電表面に隣接して設置された導電体をさらに含んでなり、前記導電体が、電気的なアースまたは電位供給源の一つに接続されていることを特徴とするスプレー装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスプレー装置であって、前記帯電表面を通して形成された１個以上の空気通路をさらに含んでなり、前記空気通路が圧縮空気の供給源と流体連絡していることを特徴とするスプレー装置。
【請求項５】
粉体塗装材料をスプレーするための、粉体流路を有する装置であって、前記粉体流路が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記帯電表面を通して形成された１個以上の空気通路をさらに含んでなり、前記空気通路が圧縮空気の供給源と流体連絡していることを特徴とするスプレー装置。
【請求項６】
請求項５に記載のスプレー装置であって、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とするスプレー装置。
【請求項７】
請求項５に記載のスプレー装置であって、前記帯電表面に隣接して設置された導電体をさらに含んでなり、前記導電体が、電気的なアースまたは電位供給源の一つに接続されていることを特徴とするスプレー装置。
【請求項８】
粉体塗装材料をスプレーするための、前記粉体塗装材料が中を流れる粉体流路を有する装置であって、前記粉体流路が第一の帯電表面を有し、前記第一の帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記第一の帯電表面が、第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなり、前記装置が、やはり前記粉体塗装材料が中を流れる構成部品をさらに含んでなり、前記構成部品が第二の帯電表面を有し、前記第二の帯電表面も、前記第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、前記構成部品がスプレーノズルであることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記スプレーノズルが、圧縮空気の供給源と流体連絡している空気通路を包含することを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の装置であって、前記第一の帯電極性が負の帯電極性であることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記第一の帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする装置。
【請求項１３】
物体に粉体塗装材料を塗布する機構であって、前記機構が、粉体塗装材料を供給するための粉体供給装置、および前記供給装置から受け入れた粉体塗装材料をスプレーするための装置を包含し、前記スプレー装置が、前記粉体塗装材料を第一の帯電極性に帯電させるための電極を有し、前記供給装置が、帯電表面を有する構成部品を包含し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記帯電表面が、前記第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項１４】
請求項１３に記載の機構であって、前記構成部品が、流動化プレート、ホッパー壁、ポンプ用の吸引管、ポンプの構成部品またはホースの少なくとも一つを含んでなることを特徴とする機構。
【請求項１５】
請求項１３に記載の機構であって、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項１６】
請求項１３に記載の機構であって、前記スプレー装置が、前記粉体塗装材料を前記第一の極性に帯電させるための帯電表面を包含することを特徴とする機構。
【請求項１７】
請求項１６に記載の機構であって、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項１８】
物体に粉体塗装材料を塗布する機構であって、前記機構が、少なくとも１個のコロナ帯電スプレー装置および少なくとも１個の摩擦帯電スプレー装置を包含し、前記コロナ帯電スプレー装置が、前記粉体塗装材料を第一の帯電極性に帯電させるための電極を有し、前記摩擦帯電スプレー装置が粉体流路を有し、前記粉体流路が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記粉体塗装材料が、前記摩擦帯電スプレー装置の前記帯電表面により前記第一の極性に帯電することを特徴とする機構。
【請求項１９】
請求項１８に記載の機構であって、前記第一の帯電極性が負の帯電極性であることを特徴とする機構。
【請求項２０】
請求項１９に記載の機構であって、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項２１】
請求項２０に記載の機構であって、前記機構が、粉体塗装材料を前記コロナ帯電スプレー装置および前記摩擦帯電スプレー装置の少なくとも１個に供給するための粉体供給装置をさらに包含し、前記供給装置が、帯電表面を有する構成部品を包含し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記構成部品の帯電表面が、前記第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項２２】
請求項２１に記載の機構であって、前記構成部品の帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項２３】
請求項２１に記載の機構であって、前記粉体供給装置が、粉体塗装材料を少なくとも１個のコロナ帯電スプレー装置および少なくとも１個の摩擦帯電スプレー装置に供給することを特徴とする機構。
【請求項２４】
請求項１８に記載の機構であって、前記コロナ帯電スプレー装置が、前記物体の第一の部分を被覆するのに使用され、前記摩擦帯電スプレー装置が、前記物体の第二の部分を被覆するのに使用されることを特徴とする機構。
【請求項２５】
請求項２４に記載の機構であって、前記物体の第二の部分が前記物体の窪んだ部分であることを特徴とする機構。
【請求項２６】
請求項２４に記載の機構であって、前記コロナ帯電スプレー装置が先ず粉体塗装材料を前記物体の前記第一の部分に塗布し、次いで前記摩擦帯電スプレー装置が粉体塗装材料を前記物体の前記第二の部分に塗布することを特徴とする機構。
【請求項２７】
摩擦帯電粉体スプレー装置であって、前記装置が、内側ボア、前記内側ボア中に配置された摩耗管、前記内側ボアと前記摩耗管の間に設けた開放通路を有する本体を包含し、前記摩耗管を通して少なくとも１個の空気ジェット通路が設けてあり、前記空気ジェット通路が、前記開放通路と摩耗管内部の間を流体連絡させ、前記摩耗管が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記開放通路が圧縮空気の供給源と流体連絡しており、それによって、圧縮空気が前記開放通路から前記空気ジェット通路を通り、前記摩耗管の内部に流れ、前記摩耗管を通して粉体塗装材料を流動させることを特徴とする摩擦帯電粉体スプレー装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の摩擦帯電粉体スプレー装置であって、前記摩耗管内に配置された内側摩耗表面をさらに含んでなり、前記内側摩耗表面が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させることを特徴とする摩擦帯電粉体スプレー装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の摩擦帯電粉体スプレー装置であって、前記帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする摩擦帯電粉体スプレー装置。
【請求項３０】
物体に粉体塗装材料を塗布する機構であって、前記機構が、粉体塗装材料を供給するための粉体供給装置、および前記供給装置から受け入れた粉体塗装材料をスプレーするための装置を包含し、前記供給装置が、帯電表面を有する構成部品を包含し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記構成部品の帯電表面が、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなることを特徴とする機構。
【請求項３１】
粉体塗装材料をスプレーするための、粉体流路を有する装置であって、前記粉体流路が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記帯電表面を通して形成された１個以上の空気通路（前記空気通路は圧縮空気の供給源と流体連絡している）、および粉体の移動距離を短くして前記帯電表面と衝突させるために前記粉体流路中に配置された摩擦帯電挿入物をさらに含んでなることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置であって、前記粉体流路が全体的に円筒形であり、前記挿入物が全体的に円筒形であり、前記粉体流路よりも小さな直径を有することを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置であって、前記挿入物および粉体流路が環を形成し、前記環を通過する粉体が摩擦帯電することを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、前記空気通路が前記環の上流にあることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３３に記載の装置であって、前記空気通路が前記環に開いていることを特徴とする装置。
【請求項３６】
粉体塗装材料をスプレーするための、粉体流路を有する装置であって、前記粉体流路が帯電表面を有し、前記帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、前記帯電表面中で前記帯電表面から間隔を置いて共に伸びる空気流路をさらに含んでなり、前記空気流路が壁により限定され、前記壁が、前記壁を通して形成された１個以上の空気通路を有し、前記空気通路が圧縮空気の供給源と流体連絡していることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の装置であって、前記空気流路が、前記帯電表面を形成するより大きな管の中に同心円状に配置された管状の壁により限定されることを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３６に記載の装置であって、スプレーガンの一部を形成する本体を含んでなり、前記帯電表面が前記ガン本体により部分的に形成されることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項３６に記載の装置であって、前記空気流路が外側表面を含んでなり、前記外側表面に衝突する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３６に記載の装置であって、前記帯電表面を通して形成された外側空気通路を含んでなることを特徴とする装置。
【請求項４１】
摩擦電気帯電表面を包含する構成部品を有する摩擦電気式粉体塗装ガンであって、前記構成部品が、少なくとも２つの異なった位置的方向で前記ガン中に組み込むことができることを特徴とするガン。
【請求項４２】
請求項４１に記載のガンであって、前記構成部品が、前記ガン中に組み込まれた時、第一の位置から第二の位置に回転していることを特徴とするガン。
【請求項４３】
請求項４１に記載のガンであって、前記構成部品の方向が、前記ガン中に組み込まれた時、第一の位置から第二の位置に逆転していることを特徴とするガン。
【請求項４４】
摩擦電気帯電表面を包含する構成部品を有する摩擦電気式粉体塗装ガンであって、前記構成部品がホルダーに接続されてツーピース機構を形成し、前記ツーピース機構が前記ガン中に組み込まれることを特徴とするガン。
【請求項４５】
請求項４４に記載のガンであって、前記ホルダーが１個以上の空気ジェット通路を包含することを特徴とするガン。
【請求項４６】
請求項４４に記載のガンであって、前記ホルダーが１個以上の電気的接地素子を包含することを特徴とするガン。
【請求項４７】
摩擦電気帯電表面および前記帯電表面に衝突する空気ジェットを有し、前記帯電表面の上流に位置する接地素子をさらに包含することを特徴とする摩擦電気式粉体塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本願は、ここにその全文を参考として含める、改良された摩擦帯電コロナガンを包含する単極粉体塗装機構に関する審査中の米国特許出願第０９／７２４，３６３号、２０００年１１月２８日提出、の関連出願である。本願は、ここにその全文を参考として含める、改良された摩擦帯電ガンを包含する単極粉体塗装機構、単極ガンおよびその製造方法に関する米国暫定特許出願第６０／２１７，２１６号、２０００年７月１１日提出、の利点も特許権請求する。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、コロナおよび摩擦帯電粉体スプレーガンを使用し、粉体に靜電荷を付与して基材上に付着させる粉体塗装機構に関する。
【０００３】
【発明の背景】
物体の静電粉体スプレー塗装に一般的に使用する粉体スプレーガンには２つの基本的な種類がある。最も一般的な種類のスプレーガンは、コロナを発生して粉体を帯電させる高電圧帯電電極を有するコロナ型である。典型的には、コロナガンは粉体を負に帯電させる様に設計されている。コロナガンの主要な欠点の一つは、コロナ電極により造り出される強い靜電界またはファラデー籠効果のために、部品の内側角部が十分に被覆されないことである。コロナガンの第二の欠点は、遊離イオンの形成により逆イオン化が起こり、被覆すべき部品の表面にピンホールやオレンジピールを生じる場合があることである。これらの型のガンの別の欠点は、機構の構成部品、例えばノズルやディフューザー、並びに粉体配送機構の構成部品、例えばポンプ、ホッパー、および他の、粉体配送機構と接触する部品が典型的にはポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような材料で製造されることである。これらの材料には、衝撃融解が少ないという利点はあるが、粉体を正に帯電させるので、粉体上の最終的な、または最大電荷が減少するので、負のコロナ帯電工程を阻害することがある、という欠点がある。さらに、機構の正極帯電に反作用させるために、より大きな電圧が必要になることが多い。その上、この正極の摩擦帯電は、粉体搬送部品、例えばポンプとスプレーガンを接続するホース、の破断を引き起こすことがある。
【０００４】
やはり一般的に使用されている第二の型のガンは、ガンの内側表面との摩擦接触により粉体が帯電する摩擦帯電ガンである。摩擦電気ガンの利点の一つは、ガンが、コロナガンの様に強力な電界を造り出さないので、被覆すべき部品の角部に粉体が容易に浸透することである。
【０００５】
本発明は、付与される電荷および移送効率を増加し、強化するために、粉体スプレーガンにより付与される電荷と同じ極性に粉体を予備帯電させる新規な静電粉体塗装ガンおよび静電粉体塗装機構の構成部品を提供する。また、新規な粉体塗装方法も開示する。
【０００６】
本発明の一態様により、粉体塗装材料をスプレーするための装置を開示する。本装置は粉体流路を有し、粉体流路が帯電表面を有し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、帯電表面は、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなる。
【０００７】
本発明の別の態様では、粉体塗装材料をスプレーする装置は粉体流路を有し、粉体流路が帯電表面を有し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、帯電表面を通して１個以上の空気通路が形成されており、空気通路は圧縮空気の供給源と流体連絡している。
【０００８】
本発明の別の態様では、粉体塗装材料をスプレーする装置を開示する。本装置は、粉体塗装材料が流れる粉体流路を有し、粉体流路は第一の帯電表面を有し、第一の帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、第一の帯電表面は、第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなり、本装置は、やはり粉体塗装材料が中を流れる構成部品をさらに含んでなり、その構成部品は第二の帯電表面を有し、第二の帯電表面も、第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなる
【０００９】
本発明の別の態様では、物体に粉体塗装材料を塗布する機構を開示する。本機構は、粉体塗装材料を供給するための粉体供給装置、および供給装置から受け入れた粉体塗装材料をスプレーするための装置を包含する。スプレー装置は、粉体塗装材料を第一の帯電極性に帯電させるための電極を有する。供給装置は、帯電表面を有する構成部品を包含し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、帯電表面は、第一の帯電極性を有する摩擦帯電材料を含んでなる。
【００１０】
本発明の別の態様では、物体に粉体塗装材料を塗布する機構を開示する。本機構は、少なくとも１個のコロナ帯電スプレー装置および少なくとも１個の摩擦帯電スプレー装置を包含する。コロナ帯電スプレー装置は、粉体塗装材料を第一の帯電極性に帯電させるための電極を有する。摩擦帯電スプレー装置は粉体流路を有し、粉体流路は、帯電表面を有し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させ、粉体塗装材料は、摩擦帯電スプレー装置の帯電表面により第一の極性に帯電する。
【００１１】
本発明の別の態様では、摩擦帯電粉体スプレー装置を開示する。本装置は、内側ボア、内側ボア中に配置された摩耗管、および内側ボアと摩耗管の間に設けられた開放通路を有する本体を包含し、摩耗管を通して少なくとも１個の空気ジェット通路が設けてある。空気ジェット通路は、開放通路と摩耗管内部の間を流体連絡させる。摩耗管は帯電表面を有し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させる。開放通路は圧縮空気の供給源と流体連絡しており、それによって、圧縮空気が開放通路から空気ジェット通路を通り、摩耗管の内部に流れ、摩耗管を通して粉体塗装材料を流動させる。
【００１２】
本発明の別の態様では、物体に粉体塗装材料を塗布する機構を開示する。本機構は、粉体塗装材料を供給するための粉体供給装置、および供給装置から受け入れた粉体塗装材料をスプレーするための装置を包含する。供給装置は帯電表面を有する構成部品を包含し、帯電表面と接触する粉体塗装材料を摩擦電気的に帯電させる。構成部品の帯電表面は、ポリアミド樹脂混合物、繊維補強したポリアミド、アミノプラスチック樹脂およびアセタール重合体から選択された負の摩擦帯電材料を含んでなる。
【００１３】
本発明の別の態様では、摩擦電気式粉体塗装ガンは、摩擦電気帯電表面を包含する構成部品を有し、構成部品は、少なくとも２つの異なった位置的方向でガン中に組み込むことができる。本発明のさらに別の態様では、摩擦電気帯電表面および帯電表面に衝突する空気ジェットを有し、帯電表面の上流に位置する接地素子をさらに包含する摩擦電気式粉体塗装ガンを提供する。
【００１４】
本発明のこれらの、および他の態様を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
【好ましい、および別の実施態様の詳細な説明】
下記の、好ましい、および別の実施態様の詳細な説明は、次の項に分割する。Ｉ項は、以下により詳細に説明する、従来使用されていない新規な材料との摩擦接触により粉体を負極性に帯電させる、新規な摩擦帯電ガンを詳細に説明する。ＩＩ項は、ガンの摩擦帯電表面との摩擦接触用に選択した材料に応じて正または負極性に粉体を帯電させることができる、新規な短胴摩擦帯電ガンを詳細に説明する。ＩＩＩおよびＩＶ項は、それぞれコロナガンおよび粉体供給機構に関連し、コロナガンおよび機構は、所望の正または負の摩擦帯電材料を含んでなる摩擦帯電表面と粉体を摩擦接触させることにより、粉体をコロナガンと同じ極性に帯電させる構成部品を包含する。Ｖ項は、摩擦帯電ガンをコロナガンと連携して使用し、同じ加工品を被覆することができる様に、粉体を同じ極性に帯電させるコロナおよび摩擦帯電ガンを包含する粉体塗装機構を詳細に説明する。最後に、ＶＩ項は、空気ジェットを利用する別の摩擦帯電ガンの実施態様を詳細に説明する。
【００１６】
Ｉ．従来使用されていない材料から構築した負の摩擦帯電ガン
Ａ．従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料
本発明の一部は、いわゆる「従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料」の発見である。これらの材料は、粉体スプレーガンの粉体接触表面と摩擦接触させることにより粉体塗装材料を負に帯電させるための、粉体接触表面として有用である。用語「負に帯電させる摩擦材料」とは、負に帯電させる摩擦材料の表面との摩擦衝撃により、粉体、例えば粉末化された塗料、に負電荷を付与する材料を意味する。
【００１７】
本願でより詳細に説明する様に、従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料は、摩擦帯電またはコロナ粉体スプレーガン、並びにスプレーガン構成部品および粉体配送機構構成部品、例えばＩＶ項でより詳細に説明する様なディフューザー、粉体チューブ、供給ホッパー、およびポンプ、の内側表面として使用することができる。従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料は、一般的に公知であるが、粉体塗装材料を摩擦帯電させるためにスプレーガンで有用であることは、これまで知られていない。
【００１８】
従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料は、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アミノプラスチック樹脂、アセタール重合体またはそれらの混合物から選択され、以下により詳細に説明する。これらの材料は、十分に負に帯電させるのみならず、過去に使用されている負に摩擦帯電させる材料、例えばナイロン、程重大な衝撃融解の問題を引き起こさない。
【００１９】
１．ポリアミド混合物
ポリアミド混合物は、ポリアミド重合体、およびポリエチレン、ポリプロピレン、ハロゲン化炭化水素樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択された第二の重合体の混合物を含んでなる。ポリアミド重合体は、好ましくはポリアミド混合物中に重量で５０％〜９６％、より好ましくは７０％〜９０％存在する。第二の重合体は、好ましくはポリアミド混合物中に重量で約４％〜約５０％、より好ましくは約１０％〜約３０％、最も好ましくは約１５％〜約２５％存在する。
【００２０】
ハロゲン化炭化水素樹脂は、好ましくはフッ素化炭化水素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥとも呼ばれる）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰとも呼ばれる）、およびテトラフルオロエチレンと過フッ化ビニルエーテルの共重合体（ＰＦＡとも呼ばれる）である。好適なフッ素化樹脂は、ＤｕＰｏｎｔからＴＥＦＬＯＮの商品名で市販されている。
【００２１】
ポリアミド混合物中のポリアミド重合体は、好ましくはナイロンである。ナイロンの好ましい等級はナイロン６／６、ナイロン６／１２、ナイロン４／６およびナイロン１１である。好適なポリアミド混合物は、２０％ポリテトラフルオロエチレンと８０％ナイロン６／６であり、ＬＮＰ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＩＣＩ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｅｘｔｏｎ， ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＬｕｂｒｉｃｏｎ ＲＬ ４０４０の商品名で市販されている。好適な混合物は、約５％ポリテトラフルオロエチレンと約９５％ナイロン６／６であり、ＬＮＰ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＩＣＩ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｅｘｔｏｎ， ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＬｕｂｒｉｃｏｎ ＲＬ ４０１０の商品名で市販されている。
【００２２】
例１
２０％ポリテトラフルオロエチレンと８０％ナイロン６／６のポリアミド／ハロゲン化炭化水素樹脂混合物の個別のディスクを製造した。比較のために、従来の材料、すなわちナイロンおよびテフロン（登録商標）、のクーポンも製造した。
【００２３】
粉体塗料を０．４５０インチｘ０．０６５インチのスロットを有するフラットスプレーノズルから、空気流量毎分４立方フィートで角度４５°でディスク上にスプレーすることにより、相対的な移送効率を測定した。粉体は摩擦帯電材料のディスク表面に衝突し、ディスクから接地した金属ターゲット上にそらされた。ノズルから出る粉体は、測定した初期電荷がゼロであった。そのため、粉体帯電はすべて摩擦材料の衝突によるものであった。スプレーされた全粉体に対してターゲットに付着した粉体の量は、相対的な移送効率として定義される。典型的には、Ｆｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリエステルエポキシ粉体５０グラムを試験に使用した。この相対的移送効率試験は、クーポンからの１回の衝突により行うので、その値は、摩擦帯電ガンを使用する多くの接触よりも低くなる傾向がある。
【００２４】
評価に使用した粉体は、Ｆｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の１５３Ｗ−１２１と呼ばれるポリエステルエポキシ粉体であった。結果を下記の表Ｉに示す。
【００２５】
例２
５％ＰＴＦＥと９５％ナイロン６／６のポリアミド混合物を製造し、例Ｉと同様に移送効率を評価した。結果を下記の表Ｉに示す。
【００２６】
粉体スプレーガンにポリアミド混合物を使用する利点は、これらの材料により摩擦帯電したガン表面の放電が増加するために、粉体帯電が増大することである。表面放電が増加するのは、非相容性の重合体が、均質な重合体中には存在しない漏れ通路を与えるためである。これらのポリアミド混合物を使用することのもう一つの利点は、ナイロンがＰＴＦＥまたはポリエチレンで満たされた時に、ナイロンの吸水性が低下することにある。
【００２７】
２．繊維補強したポリアミド樹脂
繊維補強したポリアミド樹脂は、ポリアミド繊維で満たしたポリアミド重合体を含んでなる。好ましくは、約５０％〜約９９％、より好ましくは約８５％〜約９５％のポリアミド重合体が存在する。好ましくは、約１％〜約５０％、より好ましくは約５％〜約１５％のポリアミド繊維がポリアミド重合体中に存在する。
【００２８】
繊維補強したポリアミド樹脂中のポリアミド重合体は、好ましくは市販のポリアミド重合体である。好適なポリアミドは例えばナイロンである。
【００２９】
ポリアミド繊維は、長鎖合成芳香族ポリアミドであり、アミド結合の少なくとも８５％が２個の芳香族環に直接付加している。好適なポリアミド繊維は、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）であり、ＤｕＰｏｎｔからＫＥＶＬＡＲの商品名で市販されている。ポリアミド繊維、ポリ（ｍ−フェニレンテレフタルアミド）、ＤｕＰｏｎｔからＮｏｍｅｘの商品名で市販、はあまり好ましくない。他のポリアミド繊維の例は、ｐ−アミノベンズヒドラジドおよび塩化テレフタロイルの重合した単位を含んでなる重合体であり、好適なその様な重合体は、ＭｏｎｓａｎｔｏからＰＡＢＨ−Ｔ Ｘ−５００の商品名で市販されている。
【００３０】
好適な繊維補強したポリアミド樹脂は、９０％ナイロン６，６中１０％ＫＥＶＬＡＲであり、ＬＮＰ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ， Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＩＣＩ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｅｘｔｏｎ， ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａからＬｕｂｒｉｃｏｎ ＲＡの商品名で市販されている。
【００３１】
例３
繊維補強したポリアミド樹脂の個々のディスクを製造した。比較のため、従来の、繊維を含まないナイロンおよびテフロン（登録商標）のクーポンも製造した。相対的移送効率を例１と同様に測定した。結果を下記の表Ｉに示す。
【表１】
2004502532.tif 000003
【００３２】
驚くべきことに、ＫＥＶＬＡＲトウ繊維は、比較例で粉体を正に帯電させているにも関わらず、負に帯電させるナイロンにその様な繊維を加えることにより、相対的移送効率が増加する。
【００３３】
３．アミノプラスチック樹脂
アミノプラスチック樹脂は、アミンモノマーおよびアルデヒドモノマーの重合した単位を含んでなる。好ましいアミノプラスチック樹脂はアニリンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂およびメラミンホルムアルデヒド樹脂である。所望により、アミノプラスチック樹脂はセルロース、例えばアルファ−セルロース、および顔料をさらに含んでなる。
【００３４】
アルファセルロースを充填した好適な成形等級のメラミンホルムアルデヒド樹脂は、Ｆｌｏｒｅｎｃｅ， ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰｅｒｓｔｏｒｐ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ， Ｉｎｃ．からＰｅｒｓｔｏｒｐ ７５２０２６白色メラミンまたはＰｅｒｓｔｏｒｐ ７７５２７０赤色メラミンの商品名で市販されている。別の好適なメラミン樹脂は、メラミンフェノール−ホルムアルデヒド共重合体であり、Ｓｈｅｂｏｙｇａｎ， ＷｉｓｃｏｎｓｉｎのＰｌｅｎｃｏ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＣｏｍｐａｎｙからＰｌｅｎｃｏ ００７３２の商品名で市販されている。
【００３５】
別の好適なメラミン樹脂は、Ｆｌｏｒｅｎｃｅ， ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰｅｒｓｔｏｒｐ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ， Ｉｎｃ．から市販のメラミンホルムアルデヒド重合体、Ｐｅｒｓｔｏｐ ７５２−０４６である。
【００３６】
例４
アルファセルロースを充填した白色メラミンホルムアルデヒド樹脂Ｐｅｒｓｔｏｒｐ ７５２０２６ の個別ディスクを製造した。比較のため、従来のナイロン６／６のディスクも製造した。相対的移送効率を例１と同様に測定した。結果を下記の表ＩＩに示す。
【００３７】
例５
アルファセルロースを充填した赤色ペッパーコーンメラミンホルムアルデヒド樹脂Ｐｅｒｓｔｏｒｐ ７７５２７０ の個別ディスクを製造した。比較のため、従来のナイロンのディスクも製造した。相対的移送効率を例１と同様に測定した。結果を下記の表ＩＩに示す。
【００３８】
例６
メラミンフェノール−ホルムアルデヒド樹脂Ｐｌｅｎｃｏ ００７３２ の個別ディスクを製造した。比較のため、従来のナイロンのディスクも製造した。相対的移送効率を例１と同様に測定した。結果を下記の表ＩＩに示す。
【００３９】
例７
白色メラミンホルムアルデヒド樹脂Ｐｅｒｓｔｏｒｐ ７５２−０４６ の個別ディスクを製造した。比較のため、従来のナイロンのディスクも製造した。相対的移送効率を例１と同様に測定した。結果を下記の表ＩＩに示す。
【表２】
2004502532.tif 000004
【００４０】
例８〜１０
ＩＩ項に記載し、図２に示す短胴摩擦ガンを製作したが、その際、ガンの内側表面、特に粉体導管挿入物およびフラットスプレーノズルの内側表面、をＦｌｏｒｅｎｃｅ， ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰｅｒｓｔｏｒｐ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ， Ｉｎｃ．から市販のＰｅｒｓｔｏｒｐ ７７５２７０と呼ばれる赤色ペッパーコーンメラミンホルムアルデヒドで製造した。試験に使用したガンは、２対の空気ジェットおよび２個の電極を有している。空気ジェットは、縦軸に対して直角の中心線から１ジェット直径だけずれており、第二の組の空気ジェットは縦軸を中心にして、第一の組の空気ジェットに対して５度回転させてある。空気ジェットの角度は９０度であった。
【００４１】
スプレーガンに対して直角に毎分１０フィートの速度で移動しているターゲットに向けて設定量の粉体をスプレーすることにより、相対的移送効率を測定した。スプレーガン中の粉体は、Ｆｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の１５３Ｗ−１２１と呼ばれるエポキシポリエステル粉体であった。結果を以下に示す。
【表３】
2004502532.tif 000005
【００４２】
４．アセタール樹脂
アセタール樹脂はポリオキシメチレンエンジニアリング熱可塑性重合体である。アセタール樹脂は、単独重合体または共重合体である。アセタール樹脂は、所望により、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン繊維、およびポリエチレン、または他の重合体または添加剤と組み合わせる。好適なアセタール単独重合体は、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ， ＤｅｌａｗａｒｅのＥ．Ｉ． ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．からＤｅｌｒｉｎの商品名で市販されている。好適な例は、テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ繊維２０％を含んでなるアセタール単独重合体樹脂であり、Ｄｅｌｒｉｎ ＡＦの商品名で市販されている。この材料の利点の一つは、保存されたキャパシタンスからガンを操作するオペレーターへの電気ショックが、試験した他の材料よりもこの材料で少ないことである。
【００４３】
好適な変成共重合体樹脂は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）で変成したアセタール共重合体であり、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．， Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ， Ｎｅｗ ＪｅｒｓｅｙからＵｌｔｒａｆｏｒｍ Ｎ２３８０Ｘの商品名で市販されている。別の好適なアセタール共重合体は、Ｃｈａｔａｍ， Ｎｅｗ ＪｅｒｓｅｙのＨｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐ．からＣｅｌｃｏｎの商品名で市販されている。
【００４４】
例１１
下記のＩＩ項に記載し、図２に示す短胴摩擦ガンを製作したが、その際、ガンの内側表面、特に粉体導管挿入物の内側表面、をＤｕＰｏｎｔから市販のアセタール重合体Ｄｅｌｒｉｎ １５０で製造した。
【００４５】
スプレーガン中の粉体は、Ｆｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の１５３Ｗ−１２１と呼ばれるエポキシポリエステル粉体またはＦｅｒｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の１５３Ｗ−２８１と呼ばれるポリエステル／ウレタン粉体であった。移送効率を例８〜１０と同様にして測定した。結果を以下に示す。
【００４６】
移送効率の結果は、下記の表ＩＶに示す様に、両方の粉体に関して流量２．５ｇ／ｓで約６２％であった。
【表４】
2004502532.tif 000006
【００４７】
これらのアセタール樹脂の利点の一つは、これらの樹脂が射出成形でき、従って、低コスト粉体スプレーガンを製造できることである。Ｄｅｌｒｉｎ樹脂は、負に帯電させる材料、例えばナイロンおよびメラミン、に典型的に見られる窒素原子を含まないので、Ｄｅｌｒｉｎアセタール樹脂の相対的移送効率結果は驚くべきものであり、予期せぬものであった。例えばＤｅｌｒｉｎ ＡＦにおける様に、Ｄｅｌｒｉｎアセタール樹脂中にＰＴＦＥ繊維が存在することにより、Ｄｅｌｒｉｎアセタール樹脂よりも位相効率が増加することも発見された。
【００４８】
Ｂ．従来使用されていない摩擦材料を使用する負の摩擦帯電ガン
図１に関して、本発明の方法および装置で使用する摩擦帯電粉体スプレーガン１０を示す。ガン１０は、内部を通って伸びる中央開口部を有するガン本体１２を包含する。ガン１０は、当業者には公知の好適なガン取付機構により支持することができる。ガン１０は、粉体供給部２０、摩擦帯電部３０およびガンの出口端部にあるスプレーヘッド部４０を含んでなる。
【００４９】
ガンの摩擦帯電部３０は、外側シリンダー３２の中に配置された内側コア３４を含んでなり、その中で表面３４ａ、３２ａが共同で、ガンを通って流れる粉体のための輪状帯電通路を形成する。図１に示す様に、表面３４ａ、３２ａは、所望により、輪状隙間が粉体に曲がりくねった通路を与える様に、波を打つ、または起伏した表面を含んでなり、それによって粉体と表面３４ａ、３２ａの接触を強化し、粉体に電荷が付与される様にすることができる。
【００５０】
本発明の好ましい実施態様では、ガンの粉体接触表面の一部または全部が、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、好ましくはＰＴＦＥ繊維を充填したアセタール重合体の単独重合体、共重合体（以下、総括的にアセチル重合体と呼ぶ）、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料を含んでなる。これらの材料は、効果的に帯電させることが分かっている、本発明の、従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料である。例えば、粉体接触表面を上記の材料で被覆するか、または粉体接触表面を有するそれぞれの構成部品の全体または一部を上記の材料から構築することができる。例えば、図１に示す様に、外側シリンダー３２，内側コア３４およびノズル４０の粉体接触表面が、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料を含んでなることができる。さらに、内側摩耗スリーブ３８、外側摩耗スリーブ４０、入口摩耗スリーブ４１、入口分配器３６、出口分配器３７、および外側照れ摩耗スリーブ４２の粉体接触表面を、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料で被覆するか、またはそれらの粉体接触表面全体をこれらの材料で製造することができる。ここで特に挙げなかった他の粉体接触表面も上記の材料を含んでなることができる。
【００５１】
接地された電極４３、放電リングまたは他の、当業者には公知の手段（図には示していない）を使用し、内側コアおよび外側シリンダーの粉体接触表面を、電荷が蓄積しない様に放電させることができる。接地された電極または放電リングは、当業者には公知のどの位置に配置してもよい。
【００５２】
図１に示す様に、粉体および搬送空気は、粉体供給部２０に供給する。粉体は供給部２０からガンの帯電部に入り、内側コア３４と外側シリンダー３２の間の輪状の帯電通路に送られる。空気により運ばれる粉体が、外側シリンダー３２および内側コア３４の粉体接触表面３２ａ、３４ａと繰り返し接触するにつれて、粉体は負極性に摩擦帯電する。最後に、摩擦帯電した粉体はガンのスプレーヘッド部４０の中に放出される。従来使用されていない、負に帯電させる摩擦材料を使用しているので、粉体は負に帯電するが、ガンは、帯電表面上で粉体の許容できない衝撃融解にさらされない。
【００５３】
ＩＩ．正または新規な負の摩擦帯電材料から構築された短胴摩擦帯電粉体スプレーガン
図２に示す様に、本発明の短胴摩擦帯電ガン２００の第一の実施態様は、摩擦帯電過程により粉体を帯電させる、比較的簡単な構造で、小型の、新規な粉体スプレーガンを提供する。本発明には、粉体の色を迅速に変えるために容易に交換できる、取り外し可能な挿入物２２０の優位性がある。短胴摩擦ガンの重要な利点の一つは、コロナガンで存在する強力な電界または逆イオン化の問題が無いことである。以下により詳細に説明するガンは、粉体を正または負に帯電させることができる。全体的に２００で示す摩擦電気式粉体帯電ガンは、粉体入口からノズル先端までの全長が約１〜１０インチ、より好ましくは１〜６インチ、であり、典型的には長さが１４〜３６インチである先行技術の摩擦帯電ガンの全長よりもかなり短い。
【００５４】
ガンの主要構成部品は、本体２１０、本体２１０の中に適合する粉体導管挿入物２２０、およびやはり本体２１０の中に適合するか、または他の方法で本体２１０に取り付けられるノズル２３０である。挿入物２２０およびノズル２３０が一緒になってガンの胴を形成する。本体２１０は、構造的に好適なすべての材料から製作することができる。本体２１０は、挿入物２２０を受け入れる様に設計された開口部を有する取入れ端部２１２およびノズル２３０を受け入れるか、または接続する様に設計された吐出端部２１４を有する。手動で使用するには、ハンドルまたはピストルグリップ（図には示していない）を本体２１０に取り付けるか、または本体２１０の一体的な部品として形成することができる。
【００５５】
粉体導管挿入物２２０は、好ましくは、内側の粉体通路２２２を有する円筒形の管である。粉体通路２２２の内径は、好ましくは約０．２５インチ〜約１．５インチでよく、最も好ましくは０．５”である。
【００５６】
挿入物２２０は、従来の方法により、取り外し、または解除できる様に本体に接続するのが好ましい。負極性ガンには、挿入物２２０の全体を、ポリアミド、好ましくはナイロン６／６、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料で製造するか、または内側表面２２２をそれらの材料で被覆するのが好ましい。正に帯電させるガンには、挿入物２２０の全体を、摩擦帯電材料、例えばフルオロ重合体、特にポリテトラフルオロエチレン、またはそれらの混合物、で製造するか、または内側表面２２２をそれらの材料で被覆するのが好ましい。この様に、選択した摩擦帯電材料の種類に応じて、挿入物２２０の内側粉体接触表面と接触する粉体粒子に負または正の電荷が付与される。
【００５７】
スプレーガン２００は、ガンの内側通路２２２、２３４の中に設けられた１個以上の空気ジェット２４０を含んでなる。空気ジェット２４０は、挿入物２２０またはノズル２３０の中に配置することができ、挿入物２２０またはノズル２３０の壁２２２と粉体の摩擦接触を増大させる乱流を造り出す様に機能する。空気または他の流体（以下、空気と呼ぶ）は空気ジェット２４０に、本体２１０の中に形成された空気通路２５０を経由して供給され、空気通路は挿入物２２０またはノズル（図には示していない）の周りの室２５２に通じている。１個以上の空気ジェット２４０が、室２５２から、挿入物２２０またはノズル２３０（図には示していない）の中の粉体通路２２２、２３４に通じている。
【００５８】
空気ジェット２４０は、どの様なオリフィス形状、例えば円形、長方形、正方形または長円形、でも有することができる。各空気ジェットの断面積は約０．００１〜約０．０３平方インチ（直径約０．０３〜約０．２インチの円形穴サイズに相当）でよい。より好ましくは、各空気ジェット断面積は約０．００３〜約０．００５平方インチ（直径約０．０６〜約０．０８インチの円形穴サイズに相当）でよい。最も好ましくは、空気ジェット断面積は約０．００３８平方インチであり、これは直径約０．０７インチの円形穴サイズに相当する。
【００５９】
図２に示す様に、空気ジェット２４０は、内側通路２２２の縦軸または挿入物またはノズル側壁に対して、約０〜約９０度、より好ましくは約４５〜約９０度、最も好ましくは約６０度、の角度Θを限定する。
【００６０】
空気ジェットは、同一の、または異なった直径を有する、１個以上の空気ジェット群として配置することができる。群は、２個以上の空気ジェットが対向するか、または対向しない様に配置することができる。図３（Ａ）〜（Ｄ）は、挿入物２２０の上側および下側空気ジェット２４０の様々な配置を示す。図３（Ａ）は、ジェットから出る空気流が縦軸（または中央線ＣＬ）上で交差する上側および下側空気ジェット２４０を示す。上側および下側空気ジェットの両方が、挿入物側壁２２２に対して４５度の角度を形成する。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）とほとんど同じ配置であるが、上側空気ジェットの中心が下側空気ジェットの中心から縦方向でずれており、その結果、空気ジェットから出る空気流が、縦軸からずれた地点で交差する。図３（Ｃ）は、空気ジェットが異なった空気ジェット角度を有することができる、その結果、縦軸からずれた地点で交差する空気ジェットの流れを生じることを示している。図３（Ｄ）は、上側および下側空気ジェットを縦方向でずらし、異なった角度を持たせているが、それでもジェットの流れが縦軸上で交差できることを示している。
【００６１】
２個以上の空気ジェットを使用する場合、図４（Ｂ）〜（Ｅ）に示す様に、１個の空気ジェットを別の空気ジェットに対して、縦軸に対して直角に距離Ｈずらすことができる。例えば、図４（Ｂ）〜（Ｅ）では、縦軸に対する直角（または垂直）距離Ｈを変えることにより、空気ジェットを互いに垂直にずらしている。距離Ｈは、図４（Ａ）に示す様な０（ずれていない）から、図４（Ｅ）に示す様な挿入物の直径分まで変えることができる。
【００６２】
図５（Ａ）〜（Ｈ）に示す様に、２つ以上の群の空気ジェットを使用する場合、一つの群の空気ジェットを、縦軸を中心にして、第一の群の空気ジェットに対して時計方向または反時計方向で、角度的に回転させることができる。下流にある群の空気ジェットを、第一の群に対して、時計方向または反時計方向で、約０〜約９０度の角度で回転させるのが好ましい。図５（Ａ）、図５（Ｃ）、図５（Ｅ）および図５（Ｇ）はそれぞれ、図２の挿入物２２０内に配置された第一の、または上流にある群の空気ジェットを示す。図５（Ｂ）、図５（Ｄ）、図５（Ｆ）および図５（Ｈ）は、図５（Ａ）、図５（Ｃ）、図５（Ｅ）および図５（Ｇ）の対応する第一の組の空気ジェットに対して、反時計方向でそれぞれ０、４５、９０および０度回転させた第二の、または下流にある群の空気ジェットを示す。図５（Ｈ）は、第二の群の空気ジェット１個の空気ジェットだけを必要とすることも示している。
【００６３】
図２で４個の空気ジェットオリフィス２４０への総空気流量は、毎分約０．３立方フィート（ＣＦＭ）〜約６．５立方フィート／分でよい。２対の空気ジェットを使用する場合、空気ジェットへの総空気流量は、好ましくは４．２ＣＦＭである。空気ジェットオリフィス２４０は、典型的には空気速度が約１００〜約１，０００フィート／秒、より好ましくは約４００〜約８００フィート／秒、最も好ましくは約６５５フィート／秒である。これらの変数は、異なった直径の管に対して適宜増減することができる。
【００６４】
内部帯電ガン２００は、粉体との摩擦接触の結果として電荷が蓄積するために、摩擦帯電表面２２２、２３４を放電させる様に機能する、１個以上の電極２６０または当業者には公知の他の手段をさらに備えている。例えば、電極は、導電性のピン、プレスした非中空の金属リング、空気洗浄される多孔質リング、または帯電管内側の縦軸に沿って配置された金属細片でよい。１個以上の電極は、好ましくは電気的に接地する。しかし、電極２６０は、図２に示す様に、正または負電位に、好ましくは約０〜約１０キロボルト（ｋｖ）に、帯電させることもできる。電極２６０は、挿入物２２０またはノズル２３０の内側に配置できるが、電極は空気ジェットの上流に配置するのが好ましい。１個以上の電極２６０は空気洗浄する、すなわち空気流を室２５０から通路２６２およびを通して供給し、電極２６０から粉体を吹き飛ばすことができる。
【００６５】
図２ではフラットスプレーノズル２３０を本発明に関して示しているが、他の先行技術のノズルも本発明で使用できる。ノズル２３０は、全体的に平らなスプレーパターンを造り出すスロット２３２、および挿入物２２０の内側通路２２２と流体連絡している内側通路２３４を有する。ノズル２３０は、いずれかの通常の方法によりガン本体２１０に、取り外しまたは解除できる様に接続するのが好ましい。ノズルは高粉体接触面積を有するので、負に摩擦帯電させるガンには、ノズル２３０の全体を、摩擦帯電材料、例えばポリアミド、特にナイロン６／６、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物、で製造するか、または内側表面２３４をそれらの材料で被覆するのも好ましい。正に摩擦帯電させるガンには、ノズル２３０の全体を、摩擦帯電材料、例えばフルオロ重合体、特にＰＴＦＥ、で製造するか、または内側表面２３４をそれらの材料で被覆するのが好ましい。この様に、選択した摩擦帯電材料の種類に応じて、ノズル２３０の内側表面と接触する粉体粒子に負または正の電荷が付与される。この様に、ノズル２３０は、挿入物２２０と連携して、ガン２００の内側表面と接触する粉体粒子を所望の極性に摩擦帯電させる。
【００６６】
図には示していないが、挿入物２２０およびノズル２３０は一体化的なワンピース単位として形成し、本体２１０（図には示していない）に解除できる様に接続することができる。あるいは、挿入物２２０およびノズル２３０を、取り外しできる様に一つに接続し、次いで本体に取り外しできる様に接続することもできる。この様に、本発明の短い内部帯電ガン２００の特別な優位性は、挿入物２２０およびノズル２３０の簡単な構造であり、これによって、これらの構成部品を上記の摩擦帯電材料のいずれかで製作するか、被覆し、交換してガン本体２１０に容易に取り付けることができる。様々な摩擦帯電材料で製作または被覆した一連の挿入物２２０およびノズル２３０を用意しておき、単一のガン本体で使用することができる。これによって、スプレーすべき粉体の種類に応じて、および粉体に付与すべき極性の種類に応じて、適切な挿入物およびノズルを選択することができる。粉体はそれらの化学的性質に応じて様々に帯電するので、特定の粉体の化学的性質に対して、材料に特異的な挿入物を使用することができる。例えば、エポキシは正に帯電する傾向があるので、この粉体にはＰＴＦＥ挿入物が理想的であろう。他方、ポリエステルは負に帯電する傾向があるので、ナイロン挿入物を使用すると、より効果的に帯電するであろう。
【００６７】
下記の例は、様々な空気ジェットの配置、電極の種類と位置、および摩擦帯電材料の使用による幾つかのガン構造を説明する。しかし、多くの他の組合せおよび配置が可能なので、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００６８】
例１２
本発明の一例では、挿入物２２０を有する摩擦帯電ガン２００をナイロン６／６材料から製作した。挿入物は２対の整列した、対向する空気ジェットを有し、各空気ジェットは挿入物側壁中で６０度の角度Θを有し、速度は約６５５フィート／秒であり、総空気流量は４．２立方フィート／分であった。第一の空気ジェット対の中央線は、第二の空気ジェット対の中央線から縦方向で０．６２５”離れている。接地した電極は、粉体流通路の内側表面と同一平面内に配置し、空気ジェットから角度的に６０度ずれている。ガンは粉体入口からフラットスプレーノズルまで測定した長さが５．７５インチであった。粉体流量は２０ ｌｂｓ／時間で、Ｆｅｒｒｏ １５３Ｗ−１０８ポリエステルウレタン粉体を使用する。この構造に関する移送効率は７８．０％であった。
【００６９】
例１３
例１２と同じガン構造を使用する本発明の別の例では、電極を−８ＫＶに帯電させた。移送効率は８４％であった。
【００７０】
例１４
本発明の別の例では、短胴摩擦帯電ガンをＤｅｌｒｉｎ １００ ＡＦ材料から製作した。挿入物とノズルを組み合わせた全長は３．３７５インチであった。４ｍｍのＤｅｌｒｉｎ １００ ＡＦフラットスプレーノズルを使用した。図２に示す様に、挿入物入口直径は、長さ１．２５インチにわたって０．３７５インチであり、続いて４５度の段差があり、挿入物直径を残りの管の長さ２．１２５インチにわたって０．５インチに広げている。２対の対向する空気ジェットを使用し、各空気ジェットは直径が０．０７インチであり、６０度の角度Θを有する。下流にある組の空気ジェットは縦軸を中心にして第一の空気ジェット対に対して５度回転させてある。すべての空気ジェットが縦軸からの直角距離で０．０３５インチずれている。各空気ジェットは、空気流量が毎分約１標準立方フィートであり、速度が６５５フィート／秒である。図２に示す様に、単一の、接地した、鋭い先端を有する電極を空気ジェットから上流に配置した。電極は、縦軸を中心にして、第一の組の空気ジェットに対して６０度回転させてある。この構造に対する移送効率は、Ｆｅｒｒｏ １５３Ｗ−１２１を２０ ｌｂｓ／時間で使用して７０％であった。
【００７１】
まとめると、上記の短胴摩擦帯電ガンは、ガンの長さが短く、直径が小さいために、狭い空間で容易に操作できる、新規な軽量スプレーガンを提供する。従来の摩擦帯電ガンは典型的には長さが１４〜３６インチであるのに対し、この短い摩擦帯電ガンは長さが約６インチのガンを提供する。このガンは、手動でも、低コストの自動式ガンとしても使用できる。粉体の流れる通路が直線的であるために容易に清掃でき、挿入物が取り外し可能であるため、安価な挿入物と容易に交換し、迅速に色を切り換えることができる。ガンの製造に使用する新規な材料は、射出成形することができるので、機械加工コストを大幅に下げることができる。この様に、本発明は、約３０ ｌｂｓ／時間までの粉体流量および妥当な移送効率を達成できる短胴摩擦帯電ガンを提供する。
【００７２】
本発明は、単独で、または以下により詳細に説明する負のコロナガンと併用できる短胴負摩擦帯電ガンをさらに提供する。この短胴負摩擦帯電ガンには、上記の利点をすべて与える一方、ポリエステル粉体、例えばＴＧＩＣポリエステル、エポキシ／ポリエステルハイブリッド粉体、およびポリエステルウレタン、並びに熱可塑性粉体、例えばＰＶＣおよびＰＴＦＥ粉体、の塗布および帯電特性が優れているという優位性もある。
【００７３】
ＩＩＩ．摩擦帯電構成部品を備えた単極コロナガン
ここで図６に関して、正または負極性に帯電させた流動化した粉体をスプレーする単極コロナスプレーガン３００を提供する。用語「単極」は、構成部品が、粉体塗装材料を単一の極性に帯電させる様に選択されている粉体スプレーガンまたは粉体供給機構に関して使用する。一例は、摩擦帯電構成部品、例えばやはり粉体を負に帯電させるスプレーノズル、を包含する負極性電源を備えたコロナガンであろう。ガン３００は、取付ブロックに固定できる後部胴３２８を含んでなる。後部胴３２８は、内側ボア３３２、および粉体供給管３３４に接続するための、ある角度で配置されたボア３３３を有する。粉体供給管３３４は、流動化した粉体を、ある角度で配置されたボア３３３を通し、後部胴部材３２８のスルーボア３３２の中に導入する様に機能する。後部胴部材３２８の前端部は、スルーボア３４６をさらに含んでなる前部胴部材３３８に接続され、スルーボア３４６は、軸方向でボア３３２と整列し、粉体を粉体供給管３３４からガン３００の前端部に向けて搬送するための粉体流通路３５０を形成する。前部胴部材３８０の前端部にはフラットスプレーノズル３９４が配置されている。
【００７４】
後部胴部材３２８の端部中に取り付けた粉体通路３５０の中を、胴ライナー３５２が軸方向に伸びている。胴ライナー３５２は、高電圧静電気ケーブル機構３５８を受け入れ、支持している。電極３６２がケーブル機構３５２の前端部に取り付けてあり、ノズル先端３９０のボア３９６の中を伸び、長方形スロット３９８の間を通ってスプレーノズル３９４の前方に伸びている。電極３６２は、スプレーノズル３８０の前方に伸び、電極と被覆すべき物体との間に強力な静電界を形成する。電極は、所望のガン極性に応じて正または負に帯電させることができる。電極は、所望の極性に約６０〜約１００ｋｖで帯電させるのが好ましい。
【００７５】
コロナガン３００の粉体接触表面は、胴ライナー３５２、粉体通路３５０、粉体供給管３３４、およびノズル３８０を通る通路３７２である。粉体を正極性に帯電させる正極性コロナガンでは、１個以上の粉体接触表面、例えば３３４、３５０、３５２、または３７２、が、粉体を正に摩擦帯電させる材料を含んでなる。これらの材料は、ポリエチレン、フルオロ重合体またはそれらの混合物からなる群から選択される。フルオロ重合体はポリテトラフルオロエチレンを含んでなるのが好ましい。粉体を負極性に帯電させる負極性コロナガンでは、１個以上の粉体接触表面、例えば３３４、３５０、３５２、または３７２、が、粉体を負に摩擦帯電させる材料から形成される様に選択する。これらの表面は、Ｉ項で詳細に説明した様に、ポリアミド、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料を含んでなる。
【００７６】
この様に、本発明の単極コロナガンは、粉体を帯電させるための摩擦帯電並びにコロナ帯電を利用する。生じる摩擦帯電は、コロナ帯電電極から生じる粉体上の電荷と同じ極性を有し、従って、その電荷を増大させる。粉体接触表面は、コロナ電極により造り出される粉体上の電荷を増加するので、先行技術のガンにおけるのと同じ量の電荷を造り出すのに必要な電極電圧が低くて済む。そのため、電圧が低いので、負極性ガンで起こる逆イオン化が低減される。これによって、表面仕上げが改良される。この電極電圧の低下は、ファラデーの籠効果も低下させる。さらに、同じ電圧を得るのに、より小さな電源を使用することができる。
【００７７】
本発明の別の実施態様では、コロナガン３００は、図７に示す様な強化された摩擦帯電ノズル４００をさらに包含する。摩擦帯電ノズル４００は、他の先行技術のコロナまたは摩擦帯電ガンと共に使用することができ、上記のコロナガン３００に限定されない。摩擦帯電ノズル４００は、粉体を摩擦帯電させるのに使用できる大きな内側表面積を与える。以下により詳細に説明する様に、選択した摩擦帯電材料に応じて、粉体を所望により正にまたは負に帯電させることができる。
【００７８】
全体的に４００で示すノズルは、粉体入口端部４１０および内側流通路４１２を有し、この通路４１２は、先行技術のコロナガンまたは摩擦電気ガン（図には示していない）の内側通路と流体連絡している。入口端部４１０は、先行技術のスプレーガンの本体に取り外しできる様に接続させるためのねじ山または他の構造を有することができる。内側通路４１２は、好ましくは円筒形状を有し、ノズルスロット４２０につながる移行表面４１４を含む。ノズル４００は、全体的に平らなスプレーパターンを造り出す形状のスロット４２０を有する。ノズルスロット４２０の深さおよび幅は、特定の用途に必要とされる大きさにすることができる。
【００７９】
ノズル表面４１２、４１４は粉体と接触するので、ノズル４００は、全体が摩擦帯電材料で製造するか、または内側表面を摩擦帯電材料で被覆するのが好ましい。正極性コロナガンでは、ノズルは、フルオロ重合体、特にＰＴＦＥ、からなる群から選択された材料から製造されるか、または内側の粉体接触表面がそれらの材料で被覆されているのが好ましい。負極性ガンで使用するには、ノズル４００は、全体を、ポリアミド、特にナイロン６／６、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料から製造するか、またはこれらの材料で被覆された内側表面４１２、４１４を有するのがより好ましい。この様に、選択した摩擦帯電材料の種類に応じて、ノズル４００の内側表面４１２、４１４と接触する粉体粒子に負または正の電荷が付与される。この様に、ノズル４００は、先行技術のスプレーガンのコロナ帯電電極と連携して作動させ、粉体をコロナ電極と同じ極性に帯電させることができる。
【００８０】
ノズル４００は、好ましくは、ノズルの内側通路４１２と流体連絡する様に配置された１個以上の空気ジェットオリフィス４３０を包含する。空気ジェットオリフィス４３０には、例えば口４５０を経由して外部の流体供給源（図には示していない）に接続された室４４０により、空気または他の流体を供給する。空気ジェットオリフィス４３０は、好ましくは約１００〜約１，０００フィート／秒、より好ましくは約４００〜約８００フィート／秒、の空気速度を与える様な大きさおよび構造を有する。さらに、空気ジェットオリフィス４３０は、挿入物の内側通路の縦軸に対して好ましくは約０〜約９０度、より好ましくは約４５〜約９０度の角度を有する。空気ジェットオリフィス４３０の角度は、空気ジェットが交差して乱流を形成し、帯電表面との摩擦接触を増大させる様な角度であるのが好ましい。空気ジェットが移行表面４１４に衝突する角度βは、好ましくは約４５〜約９０度、より好ましい約６０度である。
【００８１】
ノズル４００は、内側表面４１２の電荷蓄積を放電するための、１個以上の電極４６０または当業者には公知の他の手段をさらに含んでなることができる。１個以上の電極は、好ましくは接地する。あるいは、１個以上の電極は、約０〜約１００ＫＶ、より好ましくは約０〜約１０ＫＶの正または負の電荷を有することができる。ノズルの内側表面上に電気陰性帯電材料を使用する場合、高電圧電極は正に帯電し、電気陽性帯電材料を使用する場合、それらの電極は負に帯電する。図７に示す様に、電極は電極ホルダー４９０の中に配置することができる。電極ホルダー４９０は、上記のノズルの内側通路４１２に関して記載した材料から製造した外側表面４９２を有する。しかし、無論、他の電極構造、例えば接地リング、または丸くなった、または鋭い先端を有する導電性ピン、も可能である。導電性ピンを使用する場合、そのピンは、ノズル４００中の何処にでも、流体通路に対して直角に配置することができる。電極は、空気ジェットが壁に当たる所から約２インチ以内の上流に配置する。
【００８２】
ノズルの好ましい実施態様では、横方向に１直径分だけ間隔を置いて配置された、２対の整列した、対向する空気ジェットの上流に電極を配置する。空気ジェットは、縦軸に対して６０度の角度を有する。
【００８３】
ＩＶ．粉体配送機構の摩擦帯電構成部品
本発明は、コロナ粉体供給部と同じ極性に粉体を摩擦帯電させるのに使用できる、粉体配送機構全体にわたる様々な構成部品において摩擦帯電させる粉体接触表面をさらに提供する。配送機構に沿って幾つかの区域で摩擦帯電させることにより、粉体が各摩擦帯電区域を通過するにつれて、粉体上の電荷が益々増加する。これによって、コロナガン機構は、移送効率が向上するという利点が得られる。この概念は、摩擦帯電ガン機構にも適用できる。粉体供給機構の摩擦帯電区域は、本機構の摩擦ガンで使用するのと同じ極性に粉体を摩擦帯電させる。
【００８４】
図９に示す様に、典型的な粉体スプレー機構５００は、粉体供給ホース５４０により、ホッパーの最上部に取り付けた粉体ポンプ５３０を通して、ホッパー５２０に接続されたスプレーガン５１０を包含する。スプレーガン５１０は、例えば負に帯電させるコロナ型粉体スプレーガンであるか、正に帯電させるコロナガン、または負または正に帯電させる摩擦帯電粉体スプレーガンでもよい。
【００８５】
ポンプ５３０への空気圧およびガン５１０中のコロナ電極の電圧を調整する制御機構５５０からガン５１０に電線５４４が接続されている。粉体ホッパー５２０の中には、多孔質材料により形成されたディフューザープレート５２１がホッパー内の断面積全体にわたって伸びる様に形成され、その多孔質材料を通して空気が送られ、粉体を流動化している。ホッパーの側壁５２２およびディフューザープレート５２１は粉体の高接触区域であるので、本発明は、プレート５２１および側壁５２２を、ポリアミド、特にナイロン６／６、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された、負に予備摩擦帯電させる材料から構築することを包含する。こうして、ホッパー５２０内で粉体がディフューザープレート５２１および側壁と接触することにより、粉体が負に予備帯電されてから、負のコロナガン５１０に搬送される。
【００８６】
図８に断面で示すポンプ５３０は、キャビティ５３３につながる粉体入口管５３２を備えた本体５３１を包含し、キャビティ５３３は、エゼクタまたはベンチュリノズル５３４およびベンチュリスロート（ｖｅｎｔｕｒｉ ｔｈｒｏａｔ）５３５と交差している。ベンチュリスロート５３５は、スロートホルダー５３６によりポンプ本体５３１の中に保持され、スロートホルダー５３６はポンプ本体の外に伸び、ホース用の取付部品５３７を形成している。取付部品５３７の中には、摩耗管とも呼ばれる摩耗スリーブ５３８がポンプスロートの下流にある。摩耗スリーブは、スロートホルダー内壁上の衝撃融解を阻止する。噴霧空気入口５３９がスロートホルダー５３６と交差し、ベンチュリスロートから来る粉体と空気の混合物に合流する空気流を与える。
【００８７】
この様に、粉体配送機構におけるこの区域は、上記の予備帯電材料の１種を使用するのに好適な箇所である。そこで、ベンチュリスロート５３５、摩耗スリーブ５３８、ポンプ吸引管５３２、および粉体ホース（図には示していない）を、上により詳細に説明したポリアミド、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択された材料で被覆するか、またはこれらの材料から製作し、粉体を摩擦電気で負極性に予備帯電させるのが好ましい。さらに、ベンチュリスロート５３５およびスロートホルダー５３６の長さを、ポンプ本体の縁部を超えて、例えば１〜５インチ延長するのが好ましい。この延長された長さにより、粉体配送機構のこの区域における粉体の負摩擦帯電が大幅に増大するので最適である。
【００８８】
この項で説明した様に粉体配送機構中でホッパーおよび／またはポンプ内で予備帯電した粉体は、ホースを通って流れ、予め設定された負電荷を持ってガンに到達する。この予備帯電により、ガンでコロナ電極により付与される負の電荷がさらに増大する。
【００８９】
Ｖ．コロナおよび摩擦帯電ガンを包含する単極粉体塗装機構
図９に、上に詳細に説明した本発明の摩擦帯電粉体スプレーガン１０と併用するコロナガン５１０を示す。コロナガン５１０および摩擦帯電ガン１０は同じ極性を有する。この独特の組合せにより、摩擦帯電ガン１０を、例えば補正塗りガンとして使用し、コロナガン５１０が効果的に塗装しなかった角部または到達困難な部分に浸透させることができる。負のコロナガン５１０と負の摩擦帯電ガン１０のこの代表的な組合せは、上記の様に粉体を負に予備帯電させる共通の粉体配送機構５２０に接続するのが好ましい。あるいは、摩擦帯電ガンは、上により詳細に説明した短胴ガン２００（図には示していない）を含んでなることができる。同じ加工品の様々な部分を塗装するのに使用する、１個以上の負のコロナガンと１個以上の負の摩擦ガンの、最適には負に予備帯電させる粉体配送機構との新規な組合せは、本発明の重要な実施態様の一つである。
【００９０】
ＶＩ．空気ジェットを備えた摩擦帯電ガン
図１０に示す様に、粉体供給部分６１０、粉体帯電部分６２０、およびガンの出口に配置したスプレーノズル６３０を含んでなる新規な摩擦帯電ガン６００を提供する。摩擦帯電ガン６００の粉体帯電部分６２０は、円筒形状を有する本体６２２をさらに含んでなり、本体は、ガンの内部構成部品を収容するための内側ボア６２３を有する。本体６２２のボア６２３の中には、内側ボア６２６ａを有する粉体管コネクタ６１２が収容されている。コネクタ６１２の第一の端部６１６は、流動化された粉体をガン６００の粉体流通路６２６ａ、ｂ、ｃに供給するための粉体供給管（図には示していない）に接続されている。粉体管コネクタ６１２の第二の端部６１８は入口空気エントリー６４０に接続されている。入口空気エントリー６４０は、内側通路６２６ｂおよび１個以上の、ある角度で配置された穴または空気ジェット６４２を有し、空気ジェットは、本体６２２中に配置された空気マニホルド６２８に接続されており、ガンに入る流動化された粉体の速度を増加し、乱流を誘発するために、加圧空気が空気ジェット６４２に供給される。入口空気エントリー６４０には、ガンの粉体流通路６２６の一部である内側通路を有する外側摩耗管６５０が接続されている。外側摩耗管６５０は、１個以上の空気ジェット６５２をさらに含んでなる。加圧された空気が、空気マニホルド６２８と流体連絡している通路６５４を経由して、空気ジェット６５２に供給される。ガン６００は、輪状の粉体流路を形成する、所望により使用する内側摩耗表面６６０をさらに備えることができる。図１０Ａの断面図に示す様に、複数の空気ジェット６５２が対向する配置で、一つ以上の縦方向位置に配置されている。好ましくは、空気ジェット６５２は、角度γ（縦軸から反時計方向で測定して）、好ましくは約９０〜約１３５度、で配置する。空気ジェットの速度は、乱流を誘発し、通路を通って流れる粉体を、空気ジェットに対向する壁に接触させ、粉体の摩擦帯電を増大させるだけ十分に高いのが好ましい。空気ジェット速度は、好ましくは約１００〜約１，０００フィート／秒、より好ましくは約４００〜約８００フィート／秒である。
【００９１】
粉体を摩擦帯電させるために、ガンの粉体接触表面、例えば粉体流路６２６ａ−ｃ、ノズル６３０の内側表面および内側帯電管６６０の外側表面を摩擦帯電材料で構築するか、または被覆する。正極性摩擦帯電ガンには、粉体接触表面はフルオロ重合体、特にＰＴＦＥ、からなる群から選択するのが好ましい。負極性摩擦帯電ガンには、粉体接触表面は、好ましくはナイロン、特にナイロン６／６、ポリアミド混合物、繊維補強したポリアミド樹脂、アセタール重合体、アミノプラスチック樹脂またはそれらの混合物からなる群から選択する。
【００９２】
図１１に示す本発明のさらに別の実施態様では、摩擦帯電ガンは、下記の違いを除いて、上記と同一である。第一に、内側帯電管６６０を使用しない。第二に、摩擦帯電ガン６００の外側摩耗管６５０の中に位置する空気ジェット６５２は、図１１および１１Ａに示す様に、縦軸を中心にしてらせんパターンに配置されている。管６５０の上側部分に位置する空気ジェット６５２ａは、管６５０の下側部分に位置する空気ジェット６５２ｂと異なった角度の向きを有することができる（図には示していない）。空気ジェット６５２ａ、６５２ｂは、この様式で配置される場合、対向する壁に対して粉体をジグザグに、または波形様式で衝突させ、粉体の摩擦帯電を増大させる様に設計されている。３〜４組の穴がこの形態で配置され、各組が２個以上の穴を含んでなるのが好ましい。このらせん配置は、乱流を誘発し、流動化した粉体をらせん様式で渦を巻かせるので、比較的重い粉末が回転または誘導され、遠心力により通路の壁に衝突する。
【００９３】
この実施態様の優位性は、各粉体粒子を帯電表面に何度も衝突させて粉体上の電荷を増大させるために、図１に示す様に帯電表面上に機械的な波を形成する代わりに、帯電表面は容易に製造できる直線的な円筒であるが、空気ジェット６５２が粉体粒子を乱流経路で流路６２６ａ、ｂ、ｃに通し、表面に何度も衝突させ、摩擦電気的に誘導された粉体上の電荷を増大させることにある。
【００９４】
図１２に関して、図２の短胴摩擦帯電ガンの別の実施態様を示す。図１２の実施態様では、改良されたガン２００’は、図２の挿入物２２０とはやや異なった粉体導管挿入物８００を保持するガン本体２１０’を包含する。挿入物８００は、粉体供給入口８０２および所望により使用するディフューザー空気入口８０４を包含する。ディフューザー空気は、ガン２００’を通る粉体の速度を増加するのに必要な時に使用する。この速度増加により、粉体に対する摩擦帯電効果が増大し、粉体を拡散し易くし、スプレーパターンに影響を及ぼすことにも使用できる。しかし、ディフューザー空気は、すべての状況で必要になる訳ではなく、幾つかのファクター、とりわけ、粉体供給ホース５４０および関連する粉体供給構成部品（図９およびここでそれに関連する考察参照）からガン２００’に入る粉体の速度と圧力、並びにガンを通して粉体をどれくらいさらに拡散させる必要があるか、によって異なる。摩擦帯電方のガンに空気ジェットが取り入れられている多くの場合、空気ジェットを通る空気流により生じる圧力低下は、ディフューザー空気の使用を不要とするのに十分である。これは、空気ジェットが前方に向けられる角度を有し、空気流の大部分をガンを通して軸方向で前方に向け、それによってガンの粉体入口端部で吸引効果を誘発する場合に特に当てはまる。スプレーガンで使用する空気全体を低減することは、工場で使用する空気、衝撃融解および摩耗に関連する作業コストを下げるので、通常は有益である。衝撃融解を少なくすることにより、色交換および清掃作業を迅速に行うことができる。
【００９５】
粉体導管挿入物８００の内側端部８００ａは、帯電管８０６の第一の端部を横滑りさせて受け入れる。帯電管８０６は、好ましくはここに記載する様々な材料のいずれか１種で製造し、特定の用途に望ましい正または負の電荷を粉体に付与する。帯電管入口８０６ａは、所望により、内径が減少する部分またはネックダウン８０８を包含することができるが、この部分は、粉体の速度を増加し（ディフューザー空気の量をまたは圧力を増加する必要無しに）、粉体が帯電管の主要部分に入る前に、粉体を帯電管８０６の中央部分に再度集中するのに役立つ。
【００９６】
非中空または中空のシャフト８１０を帯電管８０６の中に縦方向で、好ましくは同軸に配置する。このシャフト８１０は、好ましくは（ただし必要という訳ではないが）形状が円筒形であり、所望により円錐形の端部８１０ａに向けてテーパーを含み、シャフト８１０の放電を容易にする。帯電管８０６は、接地された放電ピン８１４に接続された金属性の放電または接地リング８１２を包含する。ピン８１４により、帯電管８０６およびシャフト８１０は、スプレー作業中に摩擦帯電表面上に電荷が蓄積した時に自己放電することができる。接地リング８１２と接触する接地されたピンまたはワイヤ（図には示していない）を受け入れるためのボア８１６を備えている。
【００９７】
本体２１０’は、図２の実施態様における口２５０とほとんど同じ様式の空気入口２５０’を包含する。この口２５０’は環８１７の中に開いている。環８１７は、別の環８１８と流体連絡し、これを取り囲み、環８１８は、全体的にシャフト８１０の外周と帯電管８０６の内側表面の間の空間により限定されている。環８１８は、帯電管８０６とシャフト８１０の間にかなり狭い隙間を形成する。図２の実施態様と同様の様式で一連の空気ジェット２４０’が帯電管８０６の壁を通して設けてあり、そこを通して加圧空気流が外側環８１７から内側環８１８に流れる。ジェット２４０’の正確な位置、部材、角度および向きは、前に説明した様々なファクターに基づいて決定することができる。本発明の一態様では、例えば図２における管状挿入物２２０の直径よりも小さな環８１８は、ジェット２４０’からシャフト８１０に向かう空気により押し付けられる粉体粒子の移動距離は大幅に短縮される。これによって、図２の実施態様と同等の速度で粉体をシャフト８１０の摩擦帯電表面に衝突させるのに必要な空気が少なくて済む。これによって、空気の必要量が下がるだけではなく、衝撃融解効果も低減する。さらに、シャフト８１０の使用により、粉体はシャフト８１０の表面積並びに帯電管８０６の内側表面積の両方に衝突するので、粉体粒子にさらされる摩擦帯電材料の表面積が大幅に増加する。空気ジェット２４０’は、図２における様に前方で半径方向に（ガン２００’の縦軸に対して）角度を付けて配置するか、または、前に説明した様に、ずらしてシャフト８１０の周りに回転空気運動を造り出すことができる。狭い環８１８により、先行技術の摩擦帯電ガンが曲がりくねった、または波形の通路を使用してその中に粉体を通すのとかなり類似した様式で、ガン２００’を通過する粉体に従来の摩擦帯電効果を与えることができる。例えば、環８１８は、約０．０２インチ〜約０．５インチでよいが、選択する正確な寸法は、各ガン設計の全体的な性能特性および必要条件によって異なる。
【００９８】
シャフト８１０は、従来の機構、例えば心出しピン（図には示していない）、のいずれかにより帯電管８０６の中に配置し、保持する。さらに、図１２の実施態様では、挿入物８００、帯電管８０６およびノズル８２０がガンの胴を形成するが、これらのすべてをここに記載する様々な材料で製造し、シャフト８１０もその様な摩擦帯電材料で製造し、粉体粒子を所望により正または負に帯電させることができる。図１２の実施態様は、スロット８２１を有する通常のフラットスプレーノズル８２０を使用しているが、好適などの様なノズル設計でも使用できる。
【００９９】
図１３に関して、図１２に示す型の別の実施態様を例示する。同様の部品は同様の番号で表し、それらの説明は繰り返さない。図１３の実施態様では、帯電管８２２およびシャフト８２４が、それらの前端部で、ノズル本体８２６の対応する構造と協同作用し、環８１８の下流にある摩擦帯電平行波形通路８２８を限定する様に改良されている。波形通路８２８は、ノズル本体キャビティ８２０の中で直径が砂時計の様に減少することにより形成されている。シャフト８２４は、対応する幾何学的構造に形成され、帯電管８２２の前端部はノズル本体８２６の後端部と単純に突き当たり、平滑な連続した輪郭を形成する。スパイダー８３０がノズル本体８２６のキャビティの中央に配置され、複数の放射状脚部８３２により支持されている。スパイダー８３０は、必要であれば、ピン挿入物８３６によりシャフト８２４と接合または組み立て、その前端部で、スパイダー８３０は従来の円錐形ノズル８３６を支持するのに使用できる。スパイダー８３０は、好適な摩擦帯電材料、例えばここに記載する材料、から製造するのが好ましい。その場合、この実施態様では、ガン２００”を、空気ジェット２４０’、帯電管８２２およびシャフト８２４による粉体の初期帯電、並びに、平行波形通路８２８により造り出される後摩擦帯電、の両機能で操作する。図１３の実施態様では、摩擦帯電部分８２８を平行な波形パターンとして示しているが、その様な説明は単なる例であって、本発明を制限するものではない。当業者には明らかな様に、公知の摩擦帯電配置のどれを使用しても、摩擦帯電部分を実現することができる。
【０１００】
図１４は、図１２に示すガン２００’の別の変形を示す。この変形では、シャフト８１０を、図１２におけるシャフト８１０よりも僅かに前方の位置に設置する。これには、シャフト８１０の円錐形の後方先端８１０ａを接地ピン８１４により近い所に配置する効果がある。これによって、スプレー操作の際にシャフト８１０が著しく容易に放電される。
【０１０１】
図１４は、初期空気ジェットにより支援する、または誘発する摩擦帯電機能および追加の摩擦帯電機能の両方をガン２００’に取り入れるという概念をさらに包含する。図１４では、例えば図１３と比較して、空気ジェット２４０’がシャフト８１０の外に配置されていることに注意する。これによって、空気ジェットにより誘発された摩擦帯電機能が最初に、続いて環８１８における摩擦帯電機能が加えられる。空気ジェットは粉体粒子に十分なエネルギーを与えて帯電管およびシャフト表面に衝突させ、粉体を帯電させる。空気ジェットにより造り出される空気流は、曲がりくねった、波形の、または他の従来の摩擦帯電通路を必要とせずに、環８１８を経由して下流に摩擦帯電効果を引き起こすことができるが、必要であれば、その様な従来の摩擦帯電技術や構造も使用できる。
【０１０２】
次に図１５に関して、別のガン実施態様を示す。この図に示す基本的な概念は、これまでに説明してきた実施態様と比較して、空気ジェットの向きが逆なので、ここでは「内側から外に向かう」ガンと呼ぶことにする。このため、これまでの実施態様は、ここでは便宜上「外側から内に向かう」ガン構造と呼ぶことができる。図１５の実施態様では、ガン８４０は、後端部８４２ａおよび前端部８４２ｂを有するガン本体８４２を包含する。後端部８４２ａは、粉体導管挿入物８４４をスライドさせて受け入れ、保持する端ぐり部を包含する。粉体挿入物８４４は、粉体管接続ニップル８４６および空気入口コネクタ８４８を支持する。挿入物８４４は、前に記載した好適な摩擦帯電材料から製造された帯電管８５０の第一の端部を受け入れ、支持する。帯電管８５０は、ガン本体８４２を通り、ノズル機構８５２に伸びている。ノズル機構８５２の具体的な設計は、特定のスプレーパターンに要求される様に選択することができる。図１５の例では、ノズル機構８５２は、スパイダー８５２ｂを保持するノズル本体８５２ａを包含し、スパイダー８５２ｂは一端で従来の円錐形ノズル８５２ｃを支持する。スパイダー８５２ｂは、スパイダー８５２ｂをノズル本体８５２ａの中に支持するための、放射状の脚部８５２ｄまたは他の好適な部品を包含することができる。
【０１０３】
挿入物８４４は、この例では中空シャフトの形態にある空気管８５４の第一のまたは入口端部を受け入れ、支持する。空気管８５４は、本発明の他の実施態様に関して前に説明した様に適切な角度および向きで形成された１個以上の空気ジェット８５６を包含する。図１５の例では、空気ジェット８５６はガン８４０の前部に向かう前向きの空気流を造り出すが、帯電管８５０の内側表面８５８に粉体を向けるために放射状に角度を付けて配置されている。空気管８５４の入口端部８５４ａは、空気入口カップリング８４８と流体連絡している。従って、空気ホース（図には示していない）を経由して空気入口８４８中に供給された加圧空気は、空気管８５４に入り、様々な空気ジェット８５６を通って外に出る。空気管８５４は、全体的に帯電管８５０と共に伸び、空気管８５４の前端部８５４ｂでスパイダー８５２ａにより閉鎖され、支持される。
【０１０４】
例えば図２、７、３Ａ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｈ、および１１の実施態様と比較して、内側から外に向かうガンの概念は、粉体粒子が帯電管８５０の摩擦帯電表面に衝突する前に、空気ジェット８５６から出る加圧空気の影響下で粉体粒子が移動する距離がかなり短いことである。これによって、十分な衝突速度を達成し、粉体を十分に帯電させるための空気の量が低下し、ガンを下流に移動する粒子から失われるエネルギーの量も低下する。空気管８５４も摩擦帯電材料で製作し、この設計の摩擦帯電効果をさらに増加させることができる。内側から外に向かうガンのもう一つの利点は、ガンが使用する部品が少ないので、ガンの製造が簡単なことである。
【０１０５】
図１６は、図１５の内側から外に向かうガンの変形を示す。図１６では、ガン８４０’は、帯電管としても機能する中央ガン本体８６０を有する。粉体挿入物８４４’は本体の入口端部に取り付けてあり、ノズル機構８５２’はガン本体８６０の反対側の端部に取り付けてある。ノズル機構８５２’は、図１５に示すノズル機構に類似していても、他の好適なデザインを有することもできる。
【０１０６】
図１５および１６の両方で、接地ピン８６２がガン本体８４２／８６０を通って伸び、ガン内側の摩擦帯電表面および構成部品を放電させる。図１６ではピン８６２を示しているが、図１５ではピン穴８３２ａを示すために、ピンは省略している。
【０１０７】
図１７は、手で操作するガン構造における本発明の実施態様を示す。これまでの実施態様は、ガン支持体およびガン移動装置に取り付ける様な自動式ガン構造として説明したが、これらの実施態様の主要部品は、図１７および１８に例示する様に手動式ガンハンドル中に組み込むことができる。
【０１０８】
図１７では、ガン８７０は、引き金８７４、またはガン８７０を通る粉体の流れを制御するための他の制御装置を有するハンドル部分８７２を包含する。ガン本体８７６は、粉体供給ホースコネクタ８７８を支持し、そこに粉体供給ホース（図には示していない）を接続することができる。粉体は、摩擦帯電材料で製造できる粉体延長管８８０を下流に向かって流れる。延長管８８０は、ガン本体延長部８８２内に支持されており、ガン本体延長部８８２は反対側の端部でノズル機構８８３を支持している。延長管８８０は、ガン本体８７６および延長部８８２の中に全体的に同心円状に取り付けてあり、環８８４を形成する。この環８８４は、ハンドル８７２を通って伸びる空気ライン８８６ａに接続されている空気供給部品８８６を通して加圧空気を受け入れる。ディフューザー空気通路８８８は、粉体延長管８８０の壁を通して形成されている。通路８８８は、粉体延長管８８０に入るディフューザー空気と、環８８４を下流に、ガン８７０の帯電部分８９０に向かって流れる空気との間に所望のバランスを取る様な大きさを有する。
【０１０９】
この例における帯電部分８９０は外側から内に向かうガンの形態にあり、一端が粉体延長管８８０の前端部の中に挿入されている帯電管８９２を包含する。帯電管８９２の前端部はノズル機構８８３に取り付けてある。帯電管８９２はリブまたは脚部８９４により支持されており、脚部８９４は環８８４から一連の空気ジェット８９６を通して空気を送ることができる。帯電管８９２に入る空気は、前に説明した実施態様における様に、粉体粒子を帯電管８９２の摩擦帯電表面８９２ａに衝突させる。延長管８８０およびノズル機構８８２を好適な摩擦帯電材料で製作し、ガン８７０の摩擦帯電効果を強化することも意図している。内側ディフューザー空気通路８８８を使用することにより、ディフューザー空気とジェット８９６用の空気の両方のために、ガン８７０に単一の空気供給部が必要になるだけであり、ガンの部分８９０の側に入る第二の空気口を設ける必要は無い。図１７には示していないが、図１５におけるシャフト８１０と概念的に類似したシャフトを、図１７のガン構造にも使用できる。
【０１１０】
図１７の実施態様は、導電性の延長部８８２に接続された接地ピン８９３を有する。延長部８８２はさらに、接地ワイヤ８８７により電気的に接地された接地ねじ８８５に接続されている。接地ピン８９３は、摩擦帯電空気支援ジェット８９６が最初に帯電表面に衝突する位置の直ぐ後ろ、つまり上流に配置するのが好ましいが、これは、この位置で、粉体の摩擦帯電により摩擦帯電表面上に蓄積する表面電荷が接地ピン８９３により容易に放電され、粉体の摩擦帯電が促進されるためである。接地ピンを空気ジェットの衝突地点から遠すぎる上流に配置すると、表面上に蓄積する表面電荷が接地ピンにより放電されることはない。接地ピンを、摩擦帯電空気ジェットが帯電表面に衝突する位置の前方、つまり下流に配置すると、その表面に衝突することにより帯電した粉体は、粉体が下流に、接地ピンの上を流れる時に、接地ピンにより放電されてしまう。
【０１１１】
典型的な摩擦帯電ガンでは、ガン胴の、摩擦帯電部分の下流にある部分の長さを延長すると、粉体がノズルを通って吐出される前に電荷の損失を引き起こす傾向がある。図１８Ａ〜Ｄで、様々なガンの長さに対して、空気ジェットにより誘発される摩擦帯電部分８９０がノズルに近いところに維持され、従って、電荷の損失が最少に抑えられる配置を示す。これらの実施態様のすべてで、接地ピンまたは他の接地部品（図には示していない）を、図１７の実施態様で行われている様に、摩擦帯電空気支援ジェットが最初に帯電表面に衝突する場所の直ぐ後ろの位置に配置するのが好ましい。
【０１１２】
次に図１９に関して、内側から外に向かうガンの概念を、手で保持する手動式スプレーガン構造に取り入れたスプレーガンを示す。ガン９００は、ハンドル９０４を有するガン本体９０２を包含する。ハンドル９０４は、ガン９００への粉体の流れを制御するための従来の引き金機構９０６を包含する。ガン本体９０２は、本体延長部９１０の中に帯電管９０８を支持している。帯電管９０８は、前に説明した好適な摩擦帯電材料から製造されている。ガン本体９０２の後端部には粉体入口キャップ機構９１２が取り付けてあり、粉体入口キャップ機構９１２は、図１５および１６の実施態様と類似の様式で、粉体ホースコネクタ９１４および空気供給部品９１６を包含する（空気および粉体供給ラインは、分かり易くするために、図１９では省略している）。空気入口９１６は、ガン９００の中を入口ヘッド９１２からノズル機構９２０に縦方向に伸びる空気管９１８と流体連絡している。この実施態様では、ノズル機構はフラットスプレーノズル９２２を包含し、フラットスプレーノズル９２２の中には、構造が図１５のスパイダー８５２ｂと類似しているスパイダー９２４が設置されている。スパイダー９２４は、空気管９１８の前端部を支持している。空気管はガン９００の中を全体的に同心円状に伸び、それによって、空気管９１８の外側表面と帯電管９０８の内側表面９０８ａの間に環９２６が形成されている。ガン９００の部分９２８には、空気管９１８の壁を通して、ガンのノズルに近い前端部の方に向けられた多くの空気ジェット９３０が配置されている。様々な空気ジェットの数、位置、向きおよび角度を、上に説明した特定のガン設計に対して選択することができる。空気ジェット９３０は、すべてがガン９００の前端部にある必要はなく、ガンのハンドルに近い方に配置されていてもよい。
【０１１３】
粉体はカップリング９１４を通してガン９００に入り、環９２６を下流に向かって通過する。環９２６の適切なサイズを選択することにより、粉体がガン９００の部分９２８に到達する前に、粉体を予備摩擦帯電させることができる。空気管９１８の内側から環９２６に向かう加圧空気の流れが、粉体粒子を帯電管９０８の摩擦帯電表面に衝突させる。空気管９１８も摩擦帯電材料で構築し、粉体に対する帯電効果を増大させることができる。ガン９００を、ガン延長部９１０の中に配置された帯電管９１８を有するものとして示してあるが、これら２個の部品は、必要であれば、図１６の実施態様における様に単一の管でもよい。
【０１１４】
前の実施態様における様に、接地ピン９３１は、摩擦帯電空気支援ジェット９３０が最初に帯電表面に衝突する場所の直ぐ後ろの位置に配置する。接地ピン９３１は、導電性の延長部９１０に接続されている。延長部９１０は、接地ねじ９３３を通して接地ワイヤ９３５に接地されている。
【０１１５】
ここに例示する内側から外に向かうガン構造のもう一つの利点は、帯電管表面の部分に沿って衝撃融解が生じても、衝撃融解の無い「清浄な」摩擦帯電表面区域に空気ジェット９３０を向けるのに十分な角度だけ、空気管９１８を単純に回転させるだけでよいことである。これによって、清浄な帯電表面が、衝突する粉体粒子に露出され、ガンを使用する時に帯電効率が向上する。あるいは、空気ジェット９３０と摩擦帯電表面との間の相対的な軸方向位置を調節し、清浄な帯電表面を粉体に露出する、または相対的な軸方向および回転位置の両方を変えることもできよう。
【０１１６】
図２０は、内側から外に向かう構造と外側から内に向かう構造を単一のガンで組み合わせる、本発明の別の実施態様を示す。この実施態様では、ガン９４０は、一端で粉体入口キャップ機構９４４を、反対側の端部でノズル機構９４６を支持するガン本体９４２を包含する。ノズル機構９４６は、ノズル９４８がここに記載する他の実施態様と類似の様式でスパイダー９５０により支持されている型の円錐形ノズルとして示している。
【０１１７】
入口機構９４４は、粉体ホース部品９５２および空気供給部品９５４を包含する。空気供給部品９５４は、ガンを通してノズル機構９４６に伸び、前端部でスパイダー９５０により支持されている空気管９５６と流体連絡している。帯電管９５８もガン本体９４２の内部に支持されており、空気管９５６を同心円状に取り囲み、それらの間に第二の、または外側環９６０を形成する。空気管９５６は、空気管の内側から環９６０の中に空気を通過させる、複数の、内側から外に向かう空気ジェット９５７を包含する。帯電管９５８は、その直径がガン本体９４２の直径よりも小さいサイズを有し、それによって、空気通路または第二の外側環９６２を形成する。帯電管９５８も複数の空気ジェット９６４を備えているので、帯電管９５８は外側から内に向かう空気管としても機能する。加圧空気は、第二の、または外側環９６２から、帯電管空気ジェット９６４を通り、第一の、または内側環９６０の中に流れる。入口９５２から来る粉体は、内側環９６０の中に流れ、次いで空気ジェット９５７および９６４により作られる空気流に載せられる。一方は外側から内に向かい、他方は内側から外に向かう２組の空気ジェットが粉体の乱流を著しく増大させ、帯電管表面９５８ａおよび空気管外側表面９５６ａの両方と衝突させる。前に説明した様に、接地ピン９６６を取り付ける。
【０１１８】
加圧空気は空気供給部品９５４を通ってガンに入り、空気管９５６を通って流れる。さらに、空気の一部を外側環９６２の中に向ける空気通路９６８が設けてある。この様式では、単一の空気投入だけが必要である。必要であれば、空気の一部を内側環９６０の中にも向け、ディフューザー空気として機能させることもできるが、すべての空気ジェットから移動する空気の量が、ほとんどの場合、粉体を十分に拡散させるので、この必要はなさそうである。ガン９４０は、帯電操作の前に追加の粉体流動長さを含み、前または後摩擦帯電効果を得ることもできる。
【０１１９】
図２１〜２４は、本発明の別の実施態様を示す。この実施態様では、導電性延長部９７２が、スロット９７６を有するノズル９７４を支持する。帯電スリーブ９７８が、ノズル９７４と帯電スリーブホルダー９８０の間に設置されている。粉体供給管９８２が帯電スリーブホルダー９８０の中に挿入されており、粉体供給ホース９８４に接続されている。接地ピン９８６は延長部９７２に接続されている。延長部９７２は、接地ねじ９８８を通して接地ワイヤ９９０に接続されている。帯電スリーブホルダー９８０は、ガンの摩擦帯電能力を強化する空気ジェット９８１を包含する。ジェット９８１は、摩擦帯電材料、例えば上記の材料、から構築された帯電スリーブ９７８の内側表面９７９に衝突する。接地ピン９８６は、摩擦帯電空気支援ジェット９８１が帯電表面９７９に衝突する場所の直ぐ後ろに配置されている。
【０１２０】
図２２および２３は、帯電スリーブホルダー９８０をより詳細に示す。図２３に示す様に、空気ジェット９８１は、帯電スリーブホルダー９８０の周囲に９０度間隔で配置されている。図２３に示す接地ピン９８６用の通路９９２は、２個の空気ジェット９８１の間に配置されている。
【０１２１】
図２４は、帯電スリーブ９７８を帯電スリーブホルダー９８０に取り付けた図を示す。位置決めピン９９６は、ホルダー９８０の中に摩擦により受け入れられる。帯電スリーブ９７８をホルダー９８０に取り付ける時、スリーブ９７８の外側表面内に形成されたスロット９９４の中に位置決めピン９９６が受け入れられる。これによって、スリーブ９７８はホルダー９８０中の特定の位置にある向き（以下、第一の向きと呼ぶ）を得る。この第一の位置で、スリーブ９７８の内側表面９７９の特定の部分に空気ジェット９８１が衝突し、粉体の摩擦帯電により消耗する。内側表面９７９の異なった部分を空気ジェット９８１に露出できる様にするために、多くのその様なスロットをスリーブ９７８の外側に形成する。ホルダー９８０中のスリーブの向きを異なった位置にある向きに変えるには、スリーブ９７８をホルダー９８０から引き抜き、回転させ、スリーブ９７８の外側に形成された異なったスロットをピン９９６と整列させ、次いでスリーブ９７８をホルダー９８０の中に押し戻す。この様にして、帯電スリーブ９７８を交換する必要無しに、帯電表面９７９の新しい部分に空気ジェットが衝突し、粉体が摩擦的または摩擦電気的に帯電する。さらに、スリーブ９７８は対称的であるので、そのホルダー９０中の向きは、ホルダー９８０の中に挿入されているスリーブ９７８の反対側と反転させることができる。これによって、スリーブがホルダー９８０の中で引き受けることができる異なった向きの数を倍になり、スリーブ９７８の交換が必要になる前に、表面のさらに大きな部分を摩擦帯電に使用できる。
【０１２２】
従って、この実施態様の一番の優位性は、ガンの、摩擦帯電表面として使用する１個以上の構成部品を、その構成部品を新しい構成部品と交換する前に、より多くの表面を粉体の摩擦帯電に使用できる様に、２つ以上の向きでガンの中に組み込める様に設計するという、摩擦電気ガンにおける新規な概念の採用である。これによって、顧客は、構成部品を交換する前に、その構成部品をより十分に使用できるので、顧客の資金を節約できる。
【０１２３】
摩擦電気帯電機構を帯電スリーブおよび帯電スリーブホルダーとして２個の部品に形成することにより、顧客はさらにコスト節約することができる。この構成部品を２個の部品の組立として構築することにより、空気ジェットを包含し、製造がより複雑な帯電ホルダーだけは交換しなくて済む。この様に、帯電スリーブ９７８は、例えば図１７に示す、空気ジェット並びに帯電表面を包含する帯電スリーブよりも、製造および交換がはるかに簡単な部品である。
【０１２４】
また、図２１〜２４の実施態様で、空気ジェット９８１のすべてが単一の垂直平面内にあることに注意する。これには多くの利点がある。この帯電スリーブは、何組かの空気ジェットが帯電スリーブの長さに沿って配置されている帯電スリーブよりも短くすることができる。また、ガンの後ろから導入されたすべての空気が、すべての空気ジェットに一様に供給され、これによって、粉体はより均一に帯電する。さらに、スリーブ内のすべての粉体衝突区域が接地ピンに近い。さらに、第一の組の空気ジェットと第二の組の空気ジェットとの間に圧力低下が無いので、単一平面内の空気ジェットには低圧を使用でき、これによって必要なエネルギーも低減される。
【０１２５】
本発明の別の態様では、空気ジェット支援の摩擦帯電および摩擦帯電技術の様々な組合せをスプレーガンで実行することができる。これらの組合せには、空気ジェット支援の摩擦帯電に続く摩擦帯電、摩擦帯電に続く空気ジェット支援の摩擦帯電、内側から外に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電に続く摩擦帯電、摩擦帯電に続く内側から外に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電、内側から外に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電に続く外側から内に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電、および内側から外に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電と外側から内に向かう空気ジェット支援の摩擦帯電の組合せが挙げられるが、これらに限定するものではない。必要に応じて正および負の帯電材料を包含する様々な摩擦帯電材料の組合せもガンに使用できる。空気ジェット支援の摩擦帯電ガンの重大な利点は、ガンが、それらの長さを短く設計しているために、パイプの内側および他の取り囲まれた表面を被覆するのに好適であることである。ガンの長さが短いことにより、様々な角度の屈曲部さえ有するパイプの中を通ってガンが移動できるが、これは先行技術の極めて長いガンでは困難である。
【０１２６】
本発明を好ましい実施態様に関して説明したが、当業者には明らかな様に、本発明の範囲から離れることなく、様々な変形を行い、その構成部品を同等品で置き換えることができる。さらに、本発明の不可欠な範囲から離れることなく、本発明の開示に多くの修正を行い、特定の状況または材料を採用することができる。
【０１２７】
従って、本発明は、本発明を実行するための最良の様式として開示された特定の実施態様に限定されるものではなく、本発明は、請求項の範囲内に入るすべての実施態様を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の新規な、従来使用されていない材料を取り入れた摩擦帯電ガンの断面図である。
【図２】
本発明の新規な短胴摩擦帯電ガンの断面図である。
【図３】
（Ａ）〜（Ｂ）は、空気ジェットが様々な対向する形態で配置された、図２のガンの挿入物の一部を示す。
【図４】
（Ａ）は、図２の短胴摩擦帯電ガンの挿入物の、後方から前方を見た、空気ジェットが互いに垂直にずれていない断面図を示し、（Ｂ）〜（Ｅ）は、図２の短胴摩擦帯電ガンの挿入物の、後方から前方を見た、空気ジェットが互いに垂直に、直角距離Ｈずれている断面図である。
【図５】
（Ａ）および（Ｂ）は、図２の短胴摩擦帯電ガンの挿入物の、後方から前方を見た、（Ａ）に示す第一の組の空気ジェットが、（Ｂ）に示す、下流にある第二の組の空気ジェットから回転してずれていない断面図を示し、（Ｅ）〜（Ｆ）はそれぞれ、図２の短胴摩擦帯電ガンの挿入物の、後方から前方を見た、（Ｃ）および（Ｅ）に示す第一の組の空気ジェットが、それぞれ（Ｄ）および（Ｆ）に示す、下流にある第二の組の空気ジェットから回転してずれている断面図を示し、（Ｇ）および（Ｈ）はそれぞれ、図２の短胴摩擦帯電ガンの挿入物の、後方から前方を見た、（Ｇ）に示す第一の組の空気ジェットが、（Ｈ）に示す、下流にある単一の空気ジェットから回転してずれていない断面図を示す。
【図６】
本発明の新規な、従来使用されていない材料を取り入れたコロナガンの断面図を示す。
【図７】
本発明の新規な、従来使用されていない材料および１個以上の空気ジェットを取り入れたフラットスプレーノズルの断面図を示す。
【図８】
本発明の新規な、従来使用されていない材料を取り入れた粉体塗装機構の粉体ポンプの断面図を示す。
【図９】
粉体を同じ極性に帯電させるコロナおよび摩擦帯電ガンを包含する粉体塗装機構の図式的な透視図を示す。
【図１０】
空気ジェットを取り入れた本発明の摩擦帯電ガンの別の実施態様の断面図である。
【図１０Ａ】
図１０に示すガンを方向１０Ａ−１０Ａで切り取った図である。
【図１１】
らせんパターンに配置した空気ジェットを取り入れた本発明の摩擦帯電ガンの別の実施態様の断面図である。
【図１１Ａ】
図１１に示すガンを方向１１Ａ−１１Ａで切り取った図である。
【図１２】
空気ジェットを使用する摩擦帯電ガンの別の実施態様を示す断面図である。
【図１３】
図１２におけるガンの、空気ジェットを含む部分および後摩擦帯電部分を有する変形版を示す断面図である。
【図１４】
図１２におけるガンの、空気ジェットを含む予備帯電部分に続いて摩擦帯電部分がある変形版を示す断面図である。
【図１５】
本発明の内側から外に向かうガンの２種類の実施態様を示す断面図である。
【図１６】
本発明の内側から外に向かうガンの２種類の実施態様を示す断面図である。
【図１７】
従来の手動式スプレーガン構造にある、空気ジェットにより誘発される帯電ガンの実施態様を示す。
【図１８Ａ】
図１７に示す型のガンの、異なった長さの延長部を使用する別の実施態様を示す。
【図１８Ｂ】
図１７に示す型のガンの、異なった長さの延長部を使用する別の実施態様を示す。
【図１８Ｃ】
図１７に示す型のガンの、異なった長さの延長部を使用する別の実施態様を示す。
【図１８Ｄ】
図１７に示す型のガンの、異なった長さの延長部を使用する別の実施態様を示す。
【図１９】
手動式ガン構造にある、内側から外に向かうガンを示す。
【図２０】
内側から外に向かう構造と外側から内に向かう構造を取り入れたスプレーガンを示す。
【図２１】
本発明の別の実施態様を示す。
【図２２】
本発明の別の実施態様を示す。
【図２３】
本発明の別の実施態様を示す。
【図２４】
本発明の別の実施態様を示す。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502532.tif 000094
2004502532.tif 000095
【国際調査報告】
2004502532.tif 000096
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