(57)【要約】【課題】構成を簡略化できると共に、塗膜を薄くでき、且つ塗膜の厚さを均一にできる静電塗装技術の提供を課題とする。【解決手段】塗装ガン１３から静電気を帯びた粉体塗料１２を噴出して、粉体塗料１２を電気的に吸引する被塗装物１０に吹き付けることにより、被塗装物１０の塗装を行う静電粉体塗装装置１において、被塗装物１０と塗装ガン１３との間に、多数の孔１５ａを有するメッシュ状部材１５を配置した。この静電粉体塗装装置１によれば、メッシュ状部材１５の孔１５ａを通過する粉体塗料１２の粒子が均一化されるので、被塗装物１０における塗装の塗膜を薄くできると共に、塗膜の厚さを均一化できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料噴出手段から静電気を帯びた粉体塗料を噴出して、塗装すべき被塗装物に吹き付けることにより、前記被塗装物の塗装を行う静電粉体塗装装置において、
前記被塗装物と前記粉体塗料噴出手段との間に、多数の孔を有するメッシュ状部材を配置した静電粉体塗装装置。
【請求項２】
前記メッシュ状部材は、前記粉体塗料を電気的に吸引する請求項１に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項３】
前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は前記粉体塗料における粒子径に対して５〜３０倍である請求項１又は２の何れか１項に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項４】
前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は前記粉体塗料における粒子径に対して１０〜１５倍である請求項３に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項５】
前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は２００〜１２００μｍである請求項１から３の何れか１項に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項６】
前記正方形の一辺は４００〜６００μｍである請求項５に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項７】
前記メッシュ状部材は、導電性部材によって形成されている請求項１から６の何れか１項に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項８】
前記メッシュ状部材と前記被塗装物との距離は、５〜１００ｍｍである請求項１から７の何れか１項に記載の静電粉体塗装装置。
【請求項９】
前記メッシュ状部材と前記被塗装物との距離は、２０〜５０ｍｍである請求項８に記載の静電粉体塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電粉体塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機溶剤を含む塗料を用いた塗装は、揮発性有機物（ＶＯＣ）による環境汚染や悪臭が問題になっている。このため、塗装技術の分野において、有機溶剤を含まない粉体塗装に切り替えるケースが増えている。
【０００３】
このような有機溶剤を含まない塗装技術として、コロナガンやトリボガンと呼ばれる塗装ガンを用いて、この塗装ガンから帯電した粉体塗料を噴出し、アースされた被塗装物（金属、導電体等）に吹き付けて、静電気により粉体塗料を付着させる技術が知られている。
【０００４】
従来、各種の静電粉体塗装技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。特許文献１に記載の技術は、円弧形の被塗装物の表面に沿って塗装ガンを移動させ、超音波変位センサーで塗装ガンと被塗装物の表面との距離を測定し、その測定データに基づいて塗装ガンの移動軌跡を制御することにより、均一な塗膜厚みを得るものである。また、特許文献２に記載の技術は、塗装ガン内に負の静電圧をかけたメッシュ状部材を配置し、粉体塗料がメッシュ状部材を通過する際に負の静電を帯電させるようにしたものである。
【特許文献１】特開平９−２９０１８２号公報
【特許文献２】特開平８−１９６９６０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の静電粉体塗装技術は、一般的に使用される粉体塗料の粒子径が平均約４０μｍ程度の場合、塗膜の厚さを４０μｍ以下にするのは困難であった。また、塗膜の厚さを４０〜５０μｍに薄くできたとしても、塗膜の厚さのバラツキが±１０μｍ程度に大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１の技術は、レシプロケータによる制御によって、塗装ガンを上下及び前後に移動させる必要があり、制御及び構成が複雑になるという問題があった。特許文献２の技術は、粉体塗料に負の静電気を帯電させるために塗装ガン内にメッシュ状部材を設けたものであり、塗膜を薄くすること、及び塗膜の厚さを均一にすることは困難であった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、構成を簡略化できると共に、塗膜を薄くでき、且つ塗膜の厚さを均一にできる静電塗装技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、
粉体塗料噴出手段から静電気を帯電した粉体塗料を噴出して、塗装すべき被塗装物に吹き付けることにより、前記被塗装物の塗装を行う静電粉体塗装装置において、
前記被塗装物と前記粉体塗料噴出手段との間に、多数の孔を有するメッシュ状部材を配置した。
【０００９】
本発明によれば、粉体塗料噴出手段から噴出された静電気を帯びた粉体塗料のうち、粒
子径がメッシュ状部材の孔に比べて過大なもの、又は電気的に偏り凝集したメッシュ状部材の孔に比べ過大なものは、メッシュ状部材の孔の周囲の部分に衝突して砕かれ、孔より小さい塗料粒子だけ孔を通過して被塗装物に吹き付けられ、残りの微細な粒子は軽量であることからメッシュ状部材に付着して除去される。また、塗装ガンから噴出されたメッシュ状部材の孔に比べて過小な塗料粒子も、メッシュ状部材に付着する。これにより、メッシュ状部材を通過する粉体塗料は、粒子径が所定の範囲内に収まるものだけとなるため、塗装の膜厚を薄く且つ均一にできる。
【００１０】
ここで、前記メッシュ状部材は、前記粉体塗料を電気的に吸引する構成にできる。この構成によれば、粉体塗料噴出手段から噴出された粉体塗料をメッシュ状部材によって集合できるので、粉体塗料がメッシュ状部材より広い範囲に拡散されるのを抑制でき、これにより粉体塗料が無駄になるのを抑制できる。
【００１１】
また、前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は前記粉体塗料における粒子径に対して５〜３０倍である構成にできる。また、前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は前記粉体塗料における粒子径に対して１０〜１５倍であるのが好ましい。
【００１２】
また、前記メッシュ状部材の前記孔は略正方形に形成され、前記正方形の一辺は２００〜１２００μｍである構成にできる。更に、前記正方形の一辺は４００〜６００μｍであるのが好ましい。また、前記メッシュ状部材は、ステンレスによって形成するのが好ましい。
【００１３】
また、前記メッシュ状部材と前記被塗装物との距離は、５〜１００ｍｍであるのが好ましく、２０〜５０ｍｍが更に好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粉体塗料噴出手段から静電気を帯びた粉体塗料が噴出され、この粉体塗料がメッシュ状部材を通過する際に、過大な粉体粒子はメッシュ状部材の孔によって粒子径が略均一化されて被塗装物に吹き付けられ、過小な粒子はメッシュ状部材に付着して除去されるので、被塗装物における塗膜の厚さを薄く、且つ均一にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る静電粉体塗装装置について説明する。なお、本発明は実施形態の構成には限定されない。
【００１６】
図１は、本発明に係る静電粉体塗装装置１を示す。この静電粉体塗装装置１は、粉体塗料噴出手段である塗装ガン１３から静電気を帯びた粉体塗料１２を噴出して、粉体塗料１２を電気的に吸引する被塗装物１０に吹き付けることにより、被塗装物１０の塗装を行うものであり、被塗装物１０と塗装ガン１３との間に、多数の孔を有するメッシュ状部材１５が配置されている。
【００１７】
次に、上記各構成要素について説明する。被塗装物１０は、静電気を帯びた粉体塗料１２を吸引できる電荷を有している。この被塗装物１０は、例えば塗装ガン１３に対向する面のみ開口されたブース１６の天板部１６ａに導電部材２０及び第１の保持手段である吊り下げ治具１１によって吊り下げられる。本実施形態では、吊り下げ治具１１は、棒状部材によって略コ字状に形成され、その一辺が導電部材２０を貫通して取り付けられる。この吊り下げ治具１１には、アース線１７が接続される。これにより、被塗装物１０の電荷は０となり、例えば負電荷の静電気を帯びた粉体塗料１２を吸引する。なお、被塗装物１
０は、粉体塗料１２を電気的に吸引できれば、任意の電荷にできる。
【００１８】
粉体塗料１２は、その平均粒子径が略４０μｍであり、有機溶剤を含まない粉体材料、例えばエポキシ系、ポリエステル系、エポキシ−ポリエステル系、ウレタン系等の粉体塗料を使用できる。塗装ガン１３は、粉体塗料１２に静電気を帯電させて噴射するものであり、コロナガン、トリボガン等の一般的なものを使用できる。
【００１９】
メッシュ状部材１５は、ブース１６の天板部１６ａに導電部材２１及び第２の保持手段である吊り下げ部材２２を介して吊り下げられている。このメッシュ状部材１５には、アース線２３が接続されている。
【００２０】
このように、被塗装物１０を保持する吊り下げ治具１１と、メッシュ状部材１５を保持する吊り下げ部材２２とが、それぞれ導電部材２０，２１を介してブース１６に取り付けられている。
【００２１】
メッシュ状部材１５は、図２に示すように、多数の孔１５ａを有する格子状に形成されている。メッシュ状部材１５の孔１５ａは、図３に示すように、略正方形に形成されている。なお、メッシュ状部材１５の孔１５ａは、略正方形に限らず、略長方形、或いは略円形等の各種の形状にできる。このメッシュ状部材１５は、被塗装物１０から任意の距離だけ離れた位置に配置されている。
【００２２】
このメッシュ状部材１５は、例えば篩を使用できる。この場合、粗大な塗料粒子を通過させず、且つ塗料粒子が被塗装物１０に付着しないようにするため、ナイロン製、絹製、或いはステンレス製の篩を使用できる。ステンレス製の篩は、篩を通過できるサイズの塗料粒子であっても、電気的に偏った塗料粒子（負電荷又は正電荷を多く持つ粒子等）を、被塗装物１０に付着する前に篩に電気的に付着させるので、電気的、サイズ的に均一な塗料粒子を選択的に通過させる効果を得ることができる。
【００２３】
次に、この静電粉体塗装装置１の作用を説明する。この静電粉体塗装装置１は、被塗装物１０と塗装ガン１３との間にメッシュ状部材１５が配置されているので、次に説明するように、被塗装物１０に吹き付けられる粉体塗料１２の粒子径を揃える（均一化する）ことができる。
【００２４】
すなわち、塗装ガン１３から噴射される粉体塗料１２の粒子（以下、粉体粒子と呼ぶ。）が、メッシュ状部材１５における孔１５ａの大きさに比べて過大であるときは、粉体粒子は孔１５ａを通過できず、メッシュ状部材１５に付着したまま残されるか、或いは粉体粒子における外周部分が孔１５ａの周囲の部分によって砕かれ、孔１５ａを通過する大きさになって被塗装物１０に吹き付けられる。これにより、被塗装物１０に孔１５ａより大きな粉体粒子が吹き付けられるのを抑制できる。
【００２５】
また、孔１５ａで砕かれた微小な粉体粒子は軽量であるため、メッシュ状部材１５に付着したまま残される。一方、塗装ガン１３から噴出された粉体塗料１２のうち、孔１５ａに比べて過小な粉体粒子も軽量であるため、メッシュ状部材１５に付着したまま残される。
【００２６】
このように、メッシュ状部材１５の孔１５ａを通過して被塗装物１０に吹き付けられる粉体粒子は、電気的及びサイズ的に略均一になる。従って、被塗装物１０の塗膜の厚さが均一になる。また、被塗装物１０に吹き付けられる粉体粒子は、メッシュ状部材１５の孔１５ａを通過する大きさであるため、メッシュ状部材１５の孔１５ａの大きさを粉体粒子の大きさに応じて適宜設定することにより、塗膜の厚さを薄くできる。
【００２７】
また、本実施形態では、被塗装物１０とメッシュ状部材１５とが電気的に絶縁されているため、塗装ガン１３から噴出された粉体塗料１２がメッシュ状部材１５に付着しても、焼付くのを抑制できる。これにより、メッシュ状部材１５に付着した粉体塗料１２は、エアーガン等で簡単に除去できるので、メッシュ状部材１５の再利用が可能になる。更に、この静電粉体塗装装置１は、被塗装物１０と塗装ガン１３との間に、メッシュ状部材１５を配置するだけであり、塗装ガン１３を上下左右等に移動させる必要がないので、構成を簡略化できる。
【００２８】
なお、被塗装物１０が平板状等の簡単な形状である場合は、被塗装物１０の塗装面全体に対して１つのメッシュ状部材１５を使用できる。また、被塗装物１０の形状が複雑で、塗膜の厚さが部分的に厚くなり過ぎるおそれがある場合は、塗膜の厚さが厚くなる部位に対応させて部分的にメッシュ状部材１５を配置することもできる。また、各部位に対して孔１５ａの目開き（大きさ）の異なるメッシュ状部材１５を使用することもできる。また、メッシュ状部材１５は、被塗装物１０に対して傾斜させてセットすることができる。
【実施例１】
【００２９】
この静電粉体塗装装置１を用いて被塗装物１０に塗装を行い、塗膜の厚さを測定した。被塗装物１０は、図４に示すように、横５０ｍｍ×縦６０ｍｍ×厚さ３ｍｍの鋼板製の板部材を使用した。吊り下げ孔１０ｃは、直径が８ｍｍ、上端から１０ｍｍの位置に設けられている。この吊り下げ孔１０ｃに吊り下げ治具１１を貫通させることにより、被塗装物１０を保持した。
【００３０】
粉体塗料１２は、平均粒径〔Ｄ５０％〕４０μｍ、〔Ｄ９０％〕１３０μｍ、〔Ｄ９９％〕１９６μｍのエポキシ系塗料を使用した。塗装ガン１３はコロナガン（粉体塗料１２に負の静電気を帯びさせる）であり、メインエアの圧力が０．０１ＭＰａである。この塗装ガン１３は、ノズル１３ａの先端を被塗装物１０の中心に対応させてセットした。ノズル１３ａの先端から被塗装物１０までの距離Ｘ１は２００ｍｍである。
【００３１】
メッシュ状部材１５は、平織りステンレス篩を使用した。このメッシュ状部材１５は、被塗装物１０と塗装ガン１３との間において、被塗装物１０から４０ｍｍ離れた位置で、被塗装物１０に平行になるようにセットした。また、メッシュ状部材１５の孔１５ａは、略正方形である。この孔１５ａの大きさは、その一辺（以下、目開きと呼ぶ。）が、１０６，２１２，４２５，６００，１１８０μｍの５種類である。
【００３２】
塗膜厚みは、ケット社製の電磁式膜厚計を使用した。測定点は、図５に示すように、被塗装物１０における中心軸線上で吊り下げ孔１０ｃの下端から、等間隔、本実施形態では１０ｍｍ間隔で４点ｋ１〜ｋ４を設定した。
【００３３】
図６，７に、塗膜の厚さの測定結果Ｓ１〜Ｓ７を示す。なお、メッシュ状部材１５の材質の影響を確認するため、ナイロン製で目開き６００μｍのメッシュ状部材１５を使用した場合の塗膜の厚さも測定した（Ｓ５）。また、比較のためにメッシュ状部材１５がない場合の塗膜の厚さも測定した（Ｓ７）。
【００３４】
図６，７から分かるように、メッシュ状部材１５を使用しない場合（Ｓ７）は、被塗装物１０の吊り下げ孔１０ｃに最も近い測定点ｋ１で、塗膜の厚さが最も小さく（３２．４μｍ）、吊り下げ孔１０ｃからの距離が遠くなるほど、塗膜厚みが増える傾向が見られた（最大５１．７μｍ）。また、塗膜厚みのバラツキは最大で１９．３μｍであった。
【００３５】
これに対して、目開き１０６μｍのメッシュ状部材１５を使用した場合（Ｓ１）は、目
開きが小さ過ぎたために、目開きを通過できる塗料粒子が少なく、被塗装物１０全体に塗料粒子が付着せずに下地が露出した。
【００３６】
目開き２１２〜１１８０μｍのメッシュ状部材１５を使用した場合（Ｓ２〜Ｓ６）は、メッシュ状部材１５を使用しない場合（Ｓ７）に比べて、各測定点ｋ１〜ｋ４において塗膜厚みのバラツキが小さくなる結果となり、メッシュ状部材１５を使用することにより塗膜厚みを均一にできるという効果が実証された。
【００３７】
更に、目開き４２５〜６００μｍのメッシュ状部材１５を使用した場合（Ｓ３，Ｓ４）は、塗膜厚みのバラツキが最大で１４μｍであり、実験結果中最小となった。この結果から、目開きは２００〜１２００μｍが好ましく、４００〜６００μｍが更に好ましいことが分かった。これにより、粉体塗料１２の粒子径が平均４０μｍであるから、目開きは粉体粒子径の５〜３０倍が好ましく、１０〜１５倍が更に好ましいことが分かる。また、目開き２１２〜１１８０μｍの場合（Ｓ２〜Ｓ６）、塗膜の厚さが２０〜５０μｍであり、塗膜を薄くできることが分かった。
【００３８】
また、メッシュ状部材１５が導電部材であるステンレス製の場合に比べて、非導電部材であるナイロン製の場合には塗膜厚さ及びバラツキとも大きくなった。この結果から、ナイロン製のメッシュ状部材１５よりステンレス製のメッシュ状部材１５の方が、塗膜厚みの均一化に効果のあることが分かった。また、メッシュ状部材１５は、ステンレスに限らず各種の導電性部材によって形成した場合の方が、ナイロン等の非導電部材で形成した場合より、塗膜厚みの均一化に効果があることが分かる。
【００３９】
また、メッシュ状部材１５の位置を変えて塗膜を測定した結果、メッシュ状部材１５と被塗装物１０との距離が５〜１００ｍｍの場合に塗膜を均一に且つ薄くでき、２０〜５０ｍｍの場合に更に均一且つ薄くできることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態の静電粉体塗装装置を示す図である。
【図２】実施形態のメッシュ状部材を示す正面図である。
【図３】実施形態のメッシュ状部材における目開きを示す拡大図である。
【図４】実施例の被塗装物を示す斜視図である。
【図５】実施例の被塗装物における塗膜の測定点を示す図である。
【図６】実施例の塗膜厚さの測定結果を示す図である。
【図７】実施例の塗膜厚さの測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  静電粉体塗装装置
１０  被塗装物
１０ｃ  孔
１１  吊り下げ治具
１２  粉体塗料
１３  塗装ガン（粉体塗料噴出手段）
１３ａ  ノズル
１５  メッシュ状部材
１５ａ  メッシュ状部材の孔
１６  ブース
１６ａ  ブースの天板部
１７，２３  アース線
２０，２１  導電部材
２２  吊り下げ部材
【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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