專利名稱：粉體靜電噴涂用的噴槍的制作方法
技術領域：
本發明涉及在噴出粉體涂料、并利用靜電作用涂布在被噴涂物上 的粉體靜電噴涂用的噴槍中，可以配合噴出條件調節噴霧圖形，同時 可提高噴涂效率。
背景技術：
在許多噴涂法中，粉體噴涂與使用溶劑、應用通過干燥形成涂膜 的液體涂料的噴涂比較，由于不使用溶劑，不僅節省資源，而且還可
防止揮發性有機化合物的排出，因此對環境有利，另外，還具有涂膜 強度好等優點。此外，由于可以回收再使用沒有涂布在被噴涂物上的 涂料，因此是一種資源有效利用方面較好的噴涂方法。
另一方面，在各種粉體噴涂方法中，利用噴槍的粉體噴涂，作為 通用性高、可使用在較廣范圍的被噴涂物的噴涂方法而被廣泛利用-。 另外，希望采用高電壓靜電產生的涂布效率，提高所噴霧的涂料的涂 布效率，可以有效利用資源的靜電噴涂，其作為這些有效的噴涂方法 有望在廣大范圍內普及。
由于粉體涂料本身沒有在被噴涂物上的涂布性，通常的粉體噴涂 用的噴槍具有使用高電壓靜電、并將噴霧的粉體涂布附著在被噴涂物 上的功能，可作為靜電噴槍的構成。因此，粉體涂料在利用壓縮空氣 變成流動狀態的情況下，送入噴槍，從設在前端的噴霧口噴霧后，在 由帶電電極的放電所形成的離子化圈域中帶電，利用向著被噴涂物所 形成的電場，有效地附著在被噴涂物上。
一般的粉體涂料的供給由于是利用噴射器式泵與較多的空氣一起 送入的，因此上述噴霧口以比較大的口徑抑制流速，另夕卜，在噴霧口 前方配置擋板，抑制直進的噴霧流速，不會妨礙靜電的涂布效果。
另一方面，為了進行高效率的噴涂，必需根據被噴涂物的形狀調 節噴霧流。上述噴霧流的速度主要作為涂布效率的主要原因提出外，
作為噴霧的圖形形狀形成均勻的涂面的主要原因，對應噴涂面的大小 進行有效的噴涂很重要。即，通過在較大的面積上以具有較大寬度的 均勻的圖形噴涂，可得到通常的膜厚，而且作業性好，這些都是在具 有長久歷史的液體涂料用的噴槍中已知的。
另一方面，用粉體噴涂的特征為，不涂布在被噴涂物上的粉體涂 料可回收再使用，但再使用的粉料不可避免會有雜質的混入。另外， 為了再使用，回收的設備或其維修作業等需要許多的費用和時間，若 考慮成本，則工業的優點減少。因此，采用新的粉體涂料的涂布效率 的提高很重要。因為與噴涂時間或噴涂工序的縮短造成的作業性提高 直接有關，因此希望改善上述的問題。
如上所述，現有粉體用的噴槍中，由于粉體涂料的供給與壓縮空 氣一起輸送供給，仍利用輸送空氣產生的噴射力，對噴霧的分散來說 上述的擋板是代表性的，因其大小或形狀和配置等不同可使用各種形 狀大小的。
另外，在具有狹窄的間隙或較細形狀的被噴涂物的情況下，需要 較小寬度的圖形，在具有平的大的寬度的噴涂面的被噴涂物上當然需 要大的寬度的圖形。以前提出了使從相對的二個噴霧口噴出的噴霧流
沖突，從而得到圖形的寬度的特開昭54-24953號公報中所述的技術， 以及作為使用狹縫的噴霧口，而使圖形可變的技術的特開昭62-163758 號公報等中所示的方法等。
但是，這些技術都是使噴霧口變化，作為圖形調整在噴霧狀態或 操作性方面不很好。在實際應用中，需要進行幾點改進。
另外，如在上述先前技術中可理解那樣，粉體噴涂大部分都是以 靜電噴涂為前提的，采取帶電電極接近或內置在粉體的噴出口，而使 粉體粒子帶電的結構。但是，在先前的粉體靜電噴槍的情況下，如上 所述，由于噴出口為了噴出包含粉體的大量輸送空氣而設有較大的開 口面積，帶電效率不能說很好。
發明內容
本發明的目的在于，解決在利用靜電的粉體噴涂用的噴槍中，以 往圖形寬度調整難，不能廣泛地與被噴涂物的形狀對應的問題，其目
的是提供可容易地進行圖形寬度的調整，并可使噴涂成為最優的噴霧 狀態，提高噴涂品質和提高生產率的粉體靜電噴涂用噴槍。
具體而言，與以被噴涂物的形狀部位等初始的噴涂條件一致，按 最優的圖形寬度，可較容易地調整從粉體噴槍噴出的粉體涂料，提高 噴涂品質和噴涂效率。
另外，在粉體靜電噴涂中，粉體的靜電效果對噴涂效率影響大， 必需改善帶電引起的涂布效率。目前，采用在具有較寬的開口的噴霧 中配置電極，或在噴霧外配置電極的方法，但由于輸送空氣，使粉體 的密度薄、流速快，得不到很好的帶電效果。與一般的液體噴涂比較， 必需以較高的電壓值帶電。
因此，本發明的目的是，在粉體靜電噴涂用的噴槍中，噴出的粉 體涂布在被噴涂物上形成具有適當的噴霧速度和噴霧寬度的噴霧圖 形，對該噴出粒子產生帶電電極較高的帶電效果，從而提高噴涂效率。
本發明涉及將混合空氣而成為流動狀態的粉體送至設在噴槍前端 的噴出口，從該噴出口在被噴涂物上噴出粉體噴涂用的噴槍。通過在 噴出口的兩側設置向著中心噴霧流噴壓縮空氣的調整空氣口，利用壓 縮空氣將中心噴霧流壓潰成扁平狀，將噴霧圖形調整為寬度較大的形 狀；壓縮空氣流量可調整，以調整圖形的大小。
在中心的噴出口上，粉體噴嘴中心口開口，在圓周上設置沿著粉 體流噴出至其周圍的壓縮空氣的輔助空氣口 。在由從輔助空氣口噴出 的壓縮的空氣包圍的狀態下，從噴出口噴出從中心空氣口出來的粉體 噴霧流。可以獨立地改變通向調整空氣口的調整用空氣供給量和通向 輔助空氣口的輔助空氣供給量。
另外，作為實用上使用形式最好的結構，在粉體噴出口中心配置 高電壓帶電電極，該電極的針狀前端設在從上述噴射口噴出的噴射空 氣的沖突分散位置或其前面，即噴出口和上述分散位置的范圍內。
這樣，通過連接從放在噴槍內部的高電壓發生器發出的高電壓， 可以進行不損害操作性的粉體靜電噴涂。
另外，在上述噴出口的外側設置向著在上述噴出口的前方突出的 高電壓帶電電極的前端部分，噴射壓縮空氣的洗漆空氣口。洗滌空氣 口也可以兼作噴射上述調整空氣的噴射口。
采用本發明的粉體噴槍，在總是穩定的狀態下，從中心的噴霧口 噴出粉體，并噴出壓縮空氣，使得相對于該噴霧流從兩側側面壓潰噴 霧流全體，這樣，可使通常圓形的噴霧圖形成為扁平狀，越增加上述 壓縮空氣量，則圖形寬度越大。因此，如果被噴涂物的形狀寬，則通 過擴寬圖形寬度，可在全體被噴涂物上進行均勻的涂布，噴出操作少， 可提高噴涂效率。
上述圖形寬度的調整可利用噴槍具有的供給空氣量調整裝置簡單 地調整，可以進行不中斷作業的調整。可以自動地控制空氣量調整裝 置，通過供給利用外部的調整閥調整的空氣，可基于外部控制信號， 自動地控制圖形。
另外，在本發明中，通過在噴出粉體的中心口周圍設置輔助空氣 口，噴出壓縮空氣，可給與噴霧流直進力。從輔助空氣口出來的壓縮 空氣可與上述調整空氣獨立地調整其流量，這樣噴霧流可根據被噴涂 物的形狀或噴涂部位的狀態容易得到最優的噴霧流。
特別是在具有用以往的噴槍不能進入的間隙或狹窄的角落的被噴 涂物上噴涂的情況下，通過增加從輔助空氣口出來的壓縮空氣，給直 進的噴霧流增加勢能，可以較容易地快速對應，對復雜形狀的被噴涂 物也能不損害作業性地進行粉體噴涂。
另外，采用本發明的粉體靜電噴槍，從中心噴出口噴出的粉體涂 料在與輸送氣流混合的狀態下，利用從側面噴射的調整空氣分散，形 成適當分散的噴霧圖形，噴出在被噴涂物上。施加在位于在該分散位 置或分散前的帶電電極前端的高電壓放電，利用在其周圍形成的離子 化圈域分散的粉體，在密度高的區域中通過高度離子化圈域時，可以 高效率地向帶電的被噴涂物噴出。
在帶電效果上，由于在電極前端附近分散，可在集中的范圍內進 行帶電，又由于將分散位置設定在從電極前端向被噴涂物形成的電場 的最高密度點上，因而可以高效地進行。這樣，可提高被噴涂物的涂 布效率，可得到以前難以涂布的在被噴涂物的側面上涂布等效果，結 果，可縮短噴涂工序，提高作業性。
另外，在涂布效率的提高上，在不再使用飛散的剩余粉體的情況 下，涂布效率的提高，即使在再使用情況下，也可削減這時回收和再生所必要的成本，可以得到噴涂系統全體的資源利用和經濟效果。
另外，在本發明中，通過繼續使用，噴出粉體附著在帶電電極上， 這樣，妨礙從電極放電。由于利用噴射洗滌空氣可防止帶電效率降低， 可以維持穩定的涂布效率，繼續粉體靜電噴涂。
為了進一步理解本發明，了解實際的效果，可參照表示本發明效
果的實施例的以下附圖。
圖1為本發明的粉體靜電噴涂用的噴槍的全體的剖視圖； 圖2為放大表示圖1的噴霧裝置部分的剖視圖； 圖3為從前端(左)方向看圖2的噴霧裝置部分的正視圖； 圖4為從前端(左)方向看另一實施例的噴霧裝置部分的正視圖； 圖5為比較本發明和先前的粉體靜電噴槍的涂布效率的圖形，圖5 (a)表示在平板上的涂布效率，圖5 (b)表示在圓管上的涂布效率； 圖6為在利用本發明和先前的粉體靜電噴槍在圓管上噴涂情況下，
比較環繞噴涂(付嘗回")狀況的圖形。
具體實施例方式
圖1為表示本發明的實施例的粉體靜電噴涂用噴槍的全體剖面的 圖。在槍本體l的前端安裝構成噴霧裝置的粉體噴嘴3，利用蓋4可拆 裝地安裝與該粉體噴嘴3同心安裝的空氣蓋2。從設在槍本體1的后部 的粉體導入口 10經過供給軟管8、與接近前端的載體入口 7連接的粉 體通路，與粉體噴嘴3連接。圖中沒有詳細表示調整噴霧的空氣通路。 如圖2所示，調整空氣供給路11在槍本體1的前端開口，從上述粉體 噴嘴3和蓋4之間，與空氣蓋2的調整空氣孔32連接。另一個輔助空 氣供給路12在由安裝粉體噴嘴3形成的輔助空氣室24中開口 。
在本實施例的情況下，在槍本體1內裝有高電壓發生器5。該高電 壓輸出，由高電壓端子6與配置在上述粉體噴嘴3的中心的帶電電極9 連接。
利用圖2說明噴霧裝置的詳細情況。粉體噴嘴3由絕緣性樹脂制 成，在中心形成供給粉體的噴嘴內通路20，其前端的中心口21開口，
并以更大的口徑形成連接的噴出口 22。在中心口 21和噴出口 22之間， 在圓周上形成輔助空氣口 23，從上述輔助空氣室24來的空氣經過粉體 噴嘴3的輔助空氣通路25噴出。在這個實施例中，在圓周上形成8個 輔助空氣口23 (參見圖3)。
空氣蓋2的結構為，通過與粉體噴嘴3接觸、并成對的錐度片， 安裝為同心并可轉動。使上述粉體噴嘴3的噴出口前方開口，在與其 前方兩側相對的拐角33上設有朝向來自上述粉體噴嘴3的噴霧流噴射 壓縮空氣的調整空氣口 31。可根據噴霧的調整參數選擇調整空氣口 31 的大小，噴射角度，數目等。在實施例中，分別每兩個形成一對。
另外，供給至輔助空氣口 23和調整空氣口 31的壓縮空氣，為分 別從上述輔助空氣供給路12和調整空氣供給路11供給。這些空氣的 量，圖中沒有示出，可分別通過調整閥裝置等調整裝置，獨立地調整。
另外，如圖4所示，在另一實施例中，在直角方向設置兩對調整 空氣口 31A,31B，只在相對的一側噴出，可以進行圖形方向的切換。可 以組裝為與被噴涂物相對應的自動噴霧控制裝置，便于在噴涂機器人 等自動噴涂中使用。
作為進行粉體靜電噴涂的噴槍，與其他靜電噴涂用的噴槍結構同 樣，從槍本體開始全體由絕緣體樹脂形成，在前端設有帶電電極。在 本實施例的情況下，設在安裝在槍本體1的帶電電極9的后端上的電 極端91與裝在槍本體1內的高電壓發生器5的高電壓輸出側連接，與 延伸的高電壓端子6電性連接，使得前端在噴出口中心突出數mm的 位置。
噴出的粉體涂料利用供給泵，在與壓縮空氣一起成為流動的狀態 下，送入粉體噴槍的粉體導入口 10。在本實施例的情況下，供給泵采 用由空氣送出流動化粉體方式的泵，使用輸送至粉體噴槍時的空氣量 為先前的噴射器式泵的1/10的少量的泵。
作為有效地使用本發明的優選實施例，使用利用油缸和活塞的容 積形泵。作為這種泵的例子，使用這樣的泵利用在圓筒狀油缸內往 復運動的活塞的移動進行反復的加壓減壓，從而將粉體吸入油缸內， 為了實現流動化而與送入油缸內的少量的空氣一起輸出，通過供給軟 管，供給到粉體噴槍。作為粉體噴涂很好使用的范圍為粉體的供給量
50 300g/分。
利用實施例的供給泵，為了輸送供給粉體，可以8 10升/分的空 氣量穩定供給。相對于噴射器式泵必需60 100升/分大幅度削減。為 了在低速下穩定地輸送，噴槍的粉體噴出口 22先前即使最小也必需十 多mm，可以比它更小，最好5 7mm的噴出口不堵塞，從那里噴出的 速度即使最大也是先前的1/2，平均為1/4左右。
從中心噴出口 22噴出的粉體，在利用從在兩側面的調整空氣口 31 噴射的調整空氣壓潰全體的狀態下分散，扁平地擴大。其寬度是壓縮 空氣的流量越多則越寬，可根據被噴涂物的噴涂寬度選擇。調整噴霧 圖形的調整空氣的量由粉體的噴出量決定。在一個例子中，對于200g/ 分的輸出量，空氣量為50升/分，在離開200mm位置上，可得到大約 300mm以上的圖形寬度。
另一方面，當由調整空氣擴大的圖形寬度超過一定范圍時，在中 心吹飛的狀態下，粉體的密度減小，成為不均勻的涂布的結果。在本 發明中，從設在中心口 21周圍的輔助空氣口 23，與噴霧流平行地噴出 的壓縮空氣不使粉體噴嘴內的背壓增加，在包入噴霧流的狀態下，加 強向前方的噴霧流，即加強直進力，可以防止上述圖形中心的密度減 少，維持平均的密度分布狀態。
另外，在噴霧噴涂被噴涂物內部角落的情況下，除了靜電引起的 邊緣效果外，當在噴霧流中沒有勢能時，形成不進入的狀況，產生涂 布不均勻。通過增加上述同樣的輔助空氣，增加直進力，可使噴霧量 集中在圖形中心，可選擇情況好的狀態下的噴霧，改善上述問題。
形成噴霧狀態的上述噴出口 22，調整空氣口 31，輔助空氣口 23 的結構或平衡，因粉體噴霧條件不同有各種，其各個大小或尺寸沒有 限制，必須根據粉體涂料的性狀或各種噴涂條件選擇噴霧條件。由于 這樣，可以分別個別地調整上述調整空氣和輔助空氣的流量，作業者 可直接或根據設定的條件自動地控制，更可增大使用效果。
另外，為了得到靜電效果，帶電電極9在上述調整空氣與噴霧流 沖突的位置和噴出口之間，當帶有高電壓時，向著對極放電，在電極 前端形成高度離子化的圈域。通過該離子化圈域的粉體粒子帶電，當 接近作為對極的被噴涂物時，利用靜電效果吸著在被噴涂物上。上述調整空氣依次使沖突分散的粉體進行帶電，使離子化圈域利 用噴射的噴霧流向前方流動。因此，可形成帶電電極的離子化域，使 與粉體散的位置重合。與設在以往所分散的噴霧外側，已被大量的空 氣流量分散化的噴霧流中的情況比較，成為得到高的靜電效果的結果。
本發明的帶電電極9的前端在噴出口22的前方，位于形成上述圖 形用的調整空氣噴射的區域。因此，為粉體涂料容易附著的電極，但 經常壓縮空氣被噴射，因此可防止涂料的附著。這樣，與簡單地在噴 霧流中的情況或設置在偏離噴霧中心附近的情況比較，由于經常有正 常的空氣吹著，帶電電極9的希望效果可以發揮經常穩定的性能。與 噴霧不同地，以清掃附著在電極前端的涂料為目的，則另外設置噴射 壓縮空氣的洗滌空氣口也可以。
圖5為表示實際的噴涂的涂布效率的一個例子，表示相對于平板 和圓管進行時的涂布效率的比較。在任何情況下，在使用從現有的噴 霧噴嘴開口形狀的噴霧噴槍，從輸送空氣量少的供給裝置噴出粉體的 情況(A);和使用噴射器泵，噴出由大量的輸送空氣供給的粉體的情 況(B)的比較中，本發明的情況(C)顯示高的效率。
另外圖6為用圖形表示噴涂圓管的情況下，噴霧的正面、背面和 側面的涂布狀況的圖。采用本發明，在難以涂布的側面上可看到均勻 的涂布，可得到全體的涂布效率提高和涂膜厚度均勻的效果。
權利要求
1、一種粉體靜電噴涂用的噴槍，其將混合空氣、并形成流動狀態的粉體輸送至設在噴槍前端的噴出口，而在被噴涂物上噴出粉體，其特征在于，朝向來自上述噴出口的噴霧流，與上述噴出口的兩側相對地設置噴射壓縮空氣的調整空氣口，上述壓縮空氣通過流量調整裝置向上述調整空氣口供給。
2、 如權利要求l所述的粉體靜電噴涂用的噴槍，其特征在于，上 述噴出口內置有設在噴槍的前端的粉體噴嘴中心的中心口，以及在中 心口的外側以圓周狀設置、使得可沿著從該中心噴出的粉體流噴出的 輔助空氣口。
3、 如權利要求2所述的粉體靜電噴涂用的噴槍，其特征在于，可 分別獨立地改變通至上述調整空氣口的調整用空氣供給量和通至上述 輔助空氣口的輔助空氣供給量。
4、 如權利要求l所述的粉體靜電噴涂用的噴槍，其特征在于，在 上述噴出口的中心配置高電壓帶電電極，連接來自內置于噴槍內的高 電壓發生器產生的高電壓，使噴霧流帶電。
5、 如權利要求1或4所述的粉體靜電噴涂用的噴槍，其特征在于， 上述高電壓帶電電極以針狀將前端設置在來自調整空氣口的噴射空氣 的沖突分散位置或粉體噴出口與上述分散位置的范圍內。
6、 如權利要求1或4所述的粉體靜電噴涂用的噴槍，其特征在于， 在上述噴出口的外側設置有，向著在上述噴出口的前方突出的高電壓 帶電電極的前端部分噴射壓縮空氣的洗滌空氣口。
全文摘要
一種粉體靜電噴涂用的噴槍，其圖形寬度容易調節，形成具有相應的噴射速度和相應廣度的噴射圖形。通過帶電電極可向該噴霧粒子施加較高的帶電效果，并提高噴涂效率。在噴出口(22)的兩側設有向著中心噴流的噴射壓縮空氣的調整空氣口(31)，并且可通過調節壓縮空氣的流量調節而調節該圖形寬度。在噴出口(22)設有輔助空氣口(23)，用于沿著在噴射粉體的中心開口(21)周圍的粉體噴射流噴射壓縮空氣。通過來自輔助空氣口(23)的壓縮空氣，將直進力施加在噴射流上，在最優條件下對應噴涂的物體形狀和噴涂部位。另外，帶電電極(9)配置在噴出口(22)的中心，并且將該電極的前端設置在上述噴射空氣的沖突/散開位置或在其前面。
文檔編號B05B5/025GK101184555SQ200680018510
公開日2008年5月21日 申請日期2006年5月24日 優先權日2005年5月25日
發明者岡川哲也, 小林富士夫, 松本卓也, 柳田建三 申請人:阿耐斯特巖田株式會社