静电涂装方法
静电涂装方法
【专利摘要】在第一涂装工序中，对非导电性被涂物(20)的被涂面(21)赋予弱导电性，在抑制了自由离子的状态下，将带电的第一涂料涂覆于被涂面(21)而形成第一涂膜。在第二涂装工序中，在第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于第一涂膜的表面而形成第二涂膜。
【专利说明】静电涂装方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及静电涂装方法。
【背景技术】
[0002]一般而言，静电涂装是指以下的涂装方法:以被涂物为接地极，以涂装装置侧的电极为阴极，在它们之间施加高电压而形成静电场(电力线)，并且使涂料粒子带负电，通过静电力使涂料高效地涂附至被涂物。通过静电涂装，能够获得涂装效率的提高(涂装附着性的提高所带来的涂装时间的缩短化)、涂附效率的提高(向被涂物涂附的涂料的量比率的提高所带来的涂料使用量的降低化)等效果。
[0003]另外，由于静电涂装的被涂物为电极，因而必须具有导电性，在对非导电性被涂物实施静电涂装的情况下，使用以下技术。
[0004].通过混入导电材料或导电剂向原材料赋予导电性。
[0005].通过涂附导电底漆等导电膜向被涂面赋予导电性。
[0006].通过表面活性剂的涂覆等防带电处理向被涂面赋予暂时弱导电性。
[0007].通过使被涂面接地和使用导电性涂料向被涂面赋予弱导电性。
[0008].通过将导电性物质涂覆到被涂物背面或使其接近被涂物背面，从而提高静电电容(相对于带电量的电位下降)。
[0009]而且，特别是在对占据汽车用树脂零件涂装的大半的前保险杠或后保险杠等的聚丙烯(PP)原材料的表面施以静电涂装的技术中，最常用的是通过涂覆导电底漆等导电膜而向被涂面赋予导电性。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:特开2005-169353号公报
[0013]专利文献2:特开2007-38081号公报
[0014]专利文献3:特开2007-14852号公报
[0015]发明的概要
[0016]发明要解决的问题
[0017]在通过混入导电材料等来赋予导电性的情况下，可能由于混入的导电材料等而最终制品的性能降低。另外，导电材料等的混入导致成本上升。
[0018]在通过涂覆导电膜来赋予导电性的情况下，作为静电涂装的前工序需要导电膜的涂覆工序，导致工时的增加和成本的上升。
[0019]在通过表面活性剂的涂覆等防带电处理来赋予弱导电性的情况下，必须将表面活性剂一致均匀地涂覆于被涂面。另外，防带电效果通过被涂面上的表面活性剂皮膜吸附空气中的水分而形成的水分子膜的发现而获得，因而一般需要超过60%的一定的相对湿度管理，如果湿度管理不充分，则产生涂附效率的变动或涂装不均匀，导致涂装品质的降低。因此，与涂覆上述导电膜的情况同样，作为静电涂装的前工序需要表面活性剂的涂覆工序，导致工时的增加和成本的上升。特别是，对于汽车的散热器格栅那样具有复杂形状的被涂物，需要相应的设备和管理，成本大幅上升。
[0020]与此相对，通过使被涂面接地和使用导电性涂料来赋予弱导电性的情况下，从被涂面的接地部附近起涂覆导电性涂料，因而抑制了工时的增加和成本的上升。可是，在静电涂装中，必须持续维持接地部(例如保持被涂物的夹具的金属部分)的通电状态和接地部与被涂物的接触状态。因此，需要频繁地进行接地部的污溃除去等细致的维护，操作烦杂。另外，由于通过涂覆导电性涂料来对被涂面赋予弱导电性，因而在涂装的初期阶段，向尚未赋予弱导电性的被涂面涂装，不能获得附着性的提高或涂附效率的提高等静电涂装的效果。
[0021]另外，在将导电性物质涂覆到被涂物背面或使其接近被涂物背面而提高电容量的方法中，需要将导电性物质涂覆于被涂物背面的工序和材料的追加、用于使导电性物质接近被涂物背面的特殊夹具的引入，导致成本上升。再者，伴随电容量的增加，带电量增加，放电火花的危险性增高。
【发明内容】
[0022]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供以下的静电涂装方法:不导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并持续进行良好的静电涂装。
[0023]用于解决问题的手段
[0024]为了达成上述目的，本发明的第一方式的静电涂装方法具备:第一涂装工序，将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面而形成第一涂膜；和第二涂装工序，在所述第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于所述第一涂膜的表面而形成第二涂膜。第一涂装工序将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面即可，其涂装方法是任意的。
[0025]在第二涂装工序中，也可通过来自放电极的电晕放电而使第二涂料带负电，由配置于放电极附近的自由离子除去电极来降低或除去通过电晕放电产生的自由离子。
[0026]另外，也可使用导电性涂料作为第二涂料，在第二涂装工序中，从高电压电极直接施加高电压而使导电性涂料带负电，由此抑制自由离子的产生。导电性涂料的体积固有电阻值优选为IOOMQcm以下，更优选为20MQcm以下。
[0027]此外，自由离子是指在通过电晕放电使涂料带负电时不用于涂料带电的离子，主要作为离子化的空气而存在。
[0028]在上述方法中，由于干燥前(湿状态)的第一涂膜的表面具有弱导电性，因而在第二涂装工序中，在抑制自由离子的状态下对弱导电性的第一涂膜的表面进行静电涂装，自由离子的抑制降低了到达第一涂膜的表面的离子量，并抑制弱导电性的第一涂膜的表面的带电。因此，能够将弱导电性的第一涂膜的表面的带电维持为低电平，能够继续进行良好的静电涂装。
[0029]由自由离子除去电极降低或除去通过电晕放电产生的自由离子的方法在可使用的涂料范围较广这点是有利的。
[0030]另一方面，直接施加高电压使导电性涂料带负电而抑制自由离子产生的方法不需要电晕放电电极和自由离子除去电极，在以下方面是有利的:没有自由离子除去电极的涂料污染问题；没有电晕放电电极导致的火花危险性问题；而且没有电晕放电电极与被涂物之间的电力线，从而以向被涂物凹部的涂料进入性提高为代表的涂装均匀性提高。
[0031]在第二涂装工序中使用的静电涂装用枪也可具备涂料供给路、高电压电极和喷出口。导电性涂料流通于涂料供给路。高电压电极设于涂料供给路，对流通于涂料供给路的导电性涂料直接施加高电压而使导电性涂料带负电。喷出口设于涂料供给路的前端或其附近，向外部喷出带负电的导电性涂料。即，该静电涂装用枪不具有进行用于使导电性涂料带负电的电晕放电的放电极。
[0032]另外，上述被涂面也可具有弱导电性或绝缘性，在第一涂装工序中，也可将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面。
[0033]在此情况下，能够与第二涂料的情况同样地涂装第一涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。
[0034]此外，与上述第二涂装工序同样，在第一涂装工序中，也可通过来自放电极的电晕放电而使第一涂料带负电，由配置于放电极附近的自由离子除去电极降低或除去通过电晕放电产生的自由离子。另外，也可从高电压电极直接施加高电压而使第一涂料(导电性涂料)带负电，从而抑制自由离子的产生。
[0035]在被涂物为非导电性(被涂面为绝缘性)的情况下，优选地，在第一涂装工序中，对被涂面赋予弱导电性。弱导电性向被涂面的赋予可以通过被涂面的防带电处理或被涂面的接地和导电性涂料的使用中的至少一方来进行，被涂面的防带电处理也可通过将防带电液擦涂于被涂面来进行。
[0036]再者，也可像第三涂装工序和第四涂装工序那样，通过增加涂装工序而层叠涂附期望层数的涂膜。第三涂装工序为:在第二涂膜干燥之前，将带负电的第三涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第二涂膜的表面而形成第三涂膜。第四涂装工序为:在第三涂膜干燥之前，将带负电的第四涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第三涂膜的表面而形成第四涂膜。
[0037]另外，由于不必将导电性物质涂覆于或接近被涂物背面而使电容量上升，因而能够抑制成本的上升，并且降低放电火花的危险性。
[0038]在本发明的第二方式的静电涂装方法中，将带负电的涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于绝缘性的被涂面。
[0039]在上述方法中，从接地侧涂覆具有绝缘性的被涂面。在这样的具有绝缘性的被涂面的涂装中，也在抑制自由离子的状态下进行被涂面的静电涂装，自由离子的抑制降低了到达被涂面的离子量，并抑制被涂面的带电。因此，能够将被涂面的带电维持为低电平，能够继续进行静电涂装。
[0040]发明的效果
[0041]依照本发明，不导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并继续进行良好的静电涂装。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是第一实施例的静电涂装用枪的截面图。
[0043]图2是图1的静电涂装用枪的外观立体图。[0044]图3是图1的静电涂装用枪的分解立体图。
[0045]图4是第二实施例的静电涂装用枪的截面图。
[0046]图5是图2的静电涂装用枪的分解立体图。
[0047]图6是对体积固有电阻值为200ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并拍摄使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0048]图7是对体积固有电阻值为100ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并拍摄使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0049]图8是对体积固有电阻值为50ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0050]图9是对体积固有电阻值为20ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0051]图10是对体积固有电阻值为IOMQcm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0052]图11是示意性地表示通过本实施方式的静电涂装方法层叠涂附后的涂膜的截断面的立体图。
[0053]图12是表示效果确认实验I的结果的表格。
[0054]图13是表示效果确认实验3的结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0055]本发明的静电涂装方法是对具有弱导电性的被涂面依次层叠涂附多种涂料的方法，至少具备第一涂装工序和第二涂装工序。
[0056]在第一涂装工序中，将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面而形成第一涂膜。在第二涂装工序中，在第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第一涂膜的表面而形成第二涂膜。由于干燥前的第一涂膜的表面具有弱导电性，因而能够与第一涂料的情况同样地静电涂装第二涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。
[0057]第一涂装工序和第二涂装工序均是在抑制自由离子的状态下涂覆涂料的静电涂装，因而说明第一涂装工序以代表两者。作为在第一涂装工序中使用的喷枪，例如能够举出以下两个实施例。
[0058]<使用第一实施例的喷枪的静电涂装的说明>
[0059]以下，参照【专利附图】
【附图说明】喷枪的第一实施例。此外，以下说明中的上下对应于图1中的上下方向，前后对应于图1中的左右。
[0060]如图1?图3所示，本实施例的喷枪(静电涂装用枪)I例如是自动喷枪，用于非导电性被涂物20的静电涂装。喷枪I具备:绝缘树脂制的枪主体2 ;绝缘树脂制的涂料喷嘴3，安装于枪主体2的前端部；以及绝缘树脂制的气帽4(例如形成扇型喷雾的类型)，安装于枪主体2的前端部且覆盖涂料喷嘴3的外周。
[0061]在枪主体2内的上部，收纳有将构成高电压产生电路的升压变压器和高压整流电路一体地模塑的级联构造5 (高电压产生装置)，在枪主体2内的前上部朝向下方配设具有导电性的连体棒6。级联构造5的前端与连体棒6抵接，两者电连接。[0062]在涂料喷嘴3的中心部形成孔10，绝缘树脂制的电极外筒7被该孔10容纳并支撑。电极外筒7的后端部插入形成于枪主体2的孔11。电晕销(例如钨制的放电极)8容纳且支撑于电极外筒7的中心部。孔10的前端经由喷出口 12与外部连通，电晕销8的前端插通喷出口 12而从电极外筒7的前端突出。电晕销8与内置于电极外筒7的保护电阻14的前端侧连接。保护电阻14的后端侧从电极外筒7的后端露出，经由容纳于孔10的弹簧9电连接至连体棒6。
[0063]在气帽4中设有两种空气喷射口(省略图示)。一种空气喷射口作为将喷出的涂料雾化的雾化空气起作用，另一种喷射口作为形成扇型喷雾的图案空气起作用。
[0064]从电源连接器(未图示)输入的高频电压经由线夹(未图示)内的布线电缆(未图示)供给至级联构造5内的升压变压器。供给的高频电压在由升压变压器升压之后，由高电压整流电路进一步升压同时被整流，产生负几万V的直流高电压。产生的直流高电压从级联构造5经由连体棒6、保护电阻14和弹簧9施加至电晕销8，通过电晕放电(通过集中于销前端的不均匀电场而出现的稳定的空气绝缘破坏放电)产生大量的负离子。施加的高电压优选为60kV以上。
[0065]在枪主体2中，形成有与孔11连通的、涂料流通孔16。导电性涂料从涂料流通孔16向孔11供给，在孔10中流通并从喷出口 12喷出。
[0066]在枪主体2的前端部的外周，装卸自如地装配有与地线连接的不锈钢制的自由离子除去电极(接地电极)15。自由离子除去电极15是二分割分离装卸型的板部件，配置在电晕销8的后方附近的宽范围。
[0067]在非导电性被涂物20的被涂面21，通过防带电处理而预先赋予弱导电性，非导电性被涂物20的接地部23与地线连接而接地。
[0068]防带电处理通过在被涂面21上擦涂防带电液(例如，使季铵盐表面活性剂以
0.1?10%左右溶解于异丙醇的溶液)来进行，通过擦涂在被涂面21上形成防带电处理皮膜24。擦涂指的是用浸润了防带电液的布擦拭被涂面21，通过擦涂而将防带电液涂覆于被涂面21，并且拭去附着于被涂面21的异物或尘埃。擦涂是产生涂覆不均匀的低品质的处理，其操作极为简易。
[0069]一般而言，作为静电涂装的前处理而在非导电性被涂物20的被涂面21涂覆防带电液的情况下，为了防止涂装品质的降低，通过喷涂或浸润涂覆而在被涂面21的整个区域形成均匀的连续覆膜。与此相对，在本实施方式中，通过后述的自由离子的抑制效果，即使是擦涂那样的低品质的前处理，涂装品质也不会降低，能够简化前处理。
[0070]电晕放电主要在电晕销8与自由离子除去电极15之间发生，从涂料喷出口 29喷出且雾化的涂料粒子穿过所产生的放电区域并飞行，从而接受电荷而带负电。带电的涂料粒子被静电力吸引而到达被涂面21，该静电力在被称为电镜效应的呈现于接地物表面的正电荷与涂料粒子的负电荷之间形成。到达被涂面21的电荷由于被涂附的导电性涂料和防带电处理皮膜24赋予的弱导电性而从接地部23排出。另一方面，对导电性涂料的带电没有贡献的自由离子由于质量微小而几乎没有惯性飞行，沿着电力线向自由离子除去电极15飞行，并撞击而失去电荷。即，通过自由离子除去电极15，降低或除去自由离子。这样，主要是涂附的涂料粒子所带的电荷到达被涂面21，通过自由离子而离子化的空气的接触导致的被涂面21的带电被抑制。[0071]由上述涂附的导电性涂料和防带电处理皮膜24赋予的弱导电性，在刚将导电性涂料以膜厚30 μ m左右涂覆于防带电处理皮膜24上之后，确认到700ΜΩ / □左右的表面电阻值。这与金属被涂物(表面电阻值几乎为O Ω/口)或涂覆有导电底漆的被涂物(表面电阻值为10ΜΩ/ □左右)相比，是非常高的表面电阻值。所以，在不抑制自由离子而进行静电涂装的情况下，由于自由离子而大量电荷被供给至非导电性被涂物20，电荷来不及从接地部23排出，非导电性被涂物20带电为高电平。结果，滞留的电荷引起静电排斥，静电排斥诱发涂装膜厚不均匀、涂装绕附不良、涂层薄、涂附效率降低、向涂装设备或涂装作业者吹回等各种静电涂装不良状况的产生。这样的不良状况，其产生防止的管理困难，特别是在汽车的散热器格栅那样大型且复杂的形状的非导电性被涂物的情况下，不良状况的产生防止是不可能的，实际情况是通过混入导电材料等来赋予导电性，或者通过涂覆导电底漆来赋予导电性，从而实现静电涂装。
[0072]与此相对，在本实施方式中，能够通过自由离子的抑制而将非导电性被涂物20的带电维持为低电平，因而即使在大型且复杂的形状的非导电性被涂物中，也不需要烦杂的管理，就能够抑制工时的增加和成本的上升，并通过简单的操作持续进行良好的静电涂装。
[0073]另外，由于不必使用导电性涂料，因而能够通过广泛种类的涂料进行非导电性被涂物20的静电涂装。
[0074]<使用第二实施例的喷枪的静电涂装的说明>
[0075]接着，参照【专利附图】
【附图说明】喷枪的第二实施例。此外，以下说明中的上下对应于图2中的上下方向，前后对应于图2中的左右。另外，对于与第一实施例共通的构成，标记同一符号而省略其说明。
[0076]在本实施例中，使用导电性涂料，不进行电晕放电，将高电压直接施加于导电性涂料而使导电性涂料带负电，直接抑制自由离子的产生。
[0077]如图4和图5所示，在喷枪30的涂料喷嘴3中，代替第一实施例的绝缘树脂制的电极外筒7，设置具有与电极外筒7几乎相同外形的金属制的高电压直接施加电极(高电压电极)31。高电压直接施加电极31的后端经由弹簧9电连接至连体棒6，未设置第一实施例那样的电晕销8。
[0078]直流高电压从级联构造5经由连体棒6和弹簧9供给至高电压直接施加电极31，在孔10中流通的导电性涂料通过与高电压直接施加电极31直接接触而被施加，导电性涂料本身成为放电极而带有电荷，成为带电涂料粒子，从喷出口 12喷出且雾化。
[0079]接着，参照图6?图10说明通过与高电压直接施加电极31接触而施加的导电性涂料的状态。
[0080]图6?图10是拍摄以下状况的照片:将来自枪主体的涂料雾化部、即气帽4的空气的喷射完全停止，将施加电压固定为60kV，变更导电性涂料的体积固有电阻值，使导电性涂料从喷出口 12以水枪状喷出。图6为200M Ω cm，图7为100M Ω cm，图8为50M Ω cm，图9为 20M Ω cm,图 10 为 IOM Ω cm。
[0081]从这些图可知，200MQcm(图6)时的涂料液束为水枪状的液束，与此相对，在100MΩ cm(图7)时的涂料液束中，在喷出后数cm处，液束发生静电排斥而以散乱地分裂雾化。另外，导电性涂料的体积固有电阻值越低，涂料液束内的电压下降变小而有效电压上升，由此，散乱的分裂雾化提前产生，散乱也显著化。[0082]在本实施例中，直接施加高电压而使导电性涂料带负电，抑制自由离子本身的产生。因此，不需要电晕放电，电晕放电导致的自由离子的产生本身被抑制。所以，能够进一步将被涂面21的带电维持为低电平。
[0083]另外，通过将高电压直接施加电极31设于孔10(涂料供给路)的简单构造，能够抑制电晕放电导致的自由离子的产生本身而将被涂面21的带电维持为低电平，能够持续进行良好的静电涂装。
[0084]特别是，由于抑制了电晕放电导致的自由离子的产生本身，因而不需要用于所产生的自由离子的降低或除去的自由离子除去电极，也不产生自由离子除去电极的清扫或洗净作业。另外，能够较低地抑制放电电流，能够谋求高电压产生装置的低电容化。再者，与电晕销不同，高电压直接施加电极31不露出至外部，因而火花的产生被抑制，安全性提高。
[0085]此外，水溶性涂料具有高导电性，因而作为从涂料路径的高电压泄漏防止对策，能够作为本实施方式的涂料而使用。
[0086]<层叠涂附的说明>
[0087]在本实施方式中，通过第一实施例或第二实施例的静电涂装，如图11所示，将第一涂料涂覆于非导电性被涂物20的被涂面21而形成第一涂膜40 (第一涂装工序)，接着，通过同样的静电涂装(第一或第二实施例的静电涂装)，将第二涂料涂覆于第一涂膜40的表面41而形成第二涂膜42 (第二涂装工序)。第二涂料的涂覆在第一涂膜40干燥之前进行。由于干燥前的第一涂膜40的表面41具有弱导电性，因而能够与第一涂料的情况同样地静电涂装第二涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。即，不会导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并通过良好的静电涂装而简单、可靠且安全地进行向被涂面的层叠涂附。
[0088]再者，通过同样的静电涂装，可以在第二涂膜42干燥之前将第三涂料涂覆于第二涂膜42的表面43而形成第三涂膜44 (第三涂装工序)，也可以在第三涂膜44干燥之前将第四涂料涂覆于第三涂膜44的表面45而形成第四涂膜(省略图示)(第四涂装工序)。这样，能够通过增加涂装工序而层叠涂附期望层数的涂膜。
[0089]本实施方式的静电涂装的层叠涂附例如能够适用于以下涂装系统:通过称为三涂一烧的湿碰湿(wet on wet)工艺，使PP底漆、底涂层和透明涂层这三层多层涂装/干燥到在汽车车体的前保险杠/后保险杠中采用例最多的PP(聚丙烯)树脂基材。在此情况下，非导电性被涂物20为PP树脂基材，第一涂料为PP底漆，第二涂料为底涂层，第三涂料为透明涂层。
[0090]<效果确认实验I >
[0091]接着,说明效果确认实验I。
[0092]在本实验中，作为非导电性被涂物使用500cc的塑料瓶，使安装于往复设备的静电涂装用的自动喷枪沿纵向往复三次，仅在塑料瓶范围内使涂料喷出而进行静电涂装。此时，设定喷枪的移动，使得导电性涂料从被涂面的接地部附近开始涂覆。施加于导电性涂料的高电压为0kV、30kV、60kV、90kV。使用的导电性涂料是在2液尿烷涂料中添加导电剂的涂料，体积固有电阻值为lMQcm。在塑料瓶的表面(被涂面)，擦涂季铵盐0.35%异丙醇溶液。
[0093]在图12的表I中示出效果确认实验I的结果。从该结果可知以下内容。此外，在第一实施例中，采用60kV的电晕放电+自由离子除去电极，在第二实施例中，采用60kV的直接施加。
[0094]在第一实施例和第二实施例中，涂附效率分别从4.7%大幅提高至23.7 %和27.0%,能够节约涂料使用量、以及大幅削减未涂附而废弃的涂料。
[0095]在第一实施例和第二实施例中，向塑料瓶背面的绕附(背面涂装状态)良好，能够省略正对着侧面或背面等的涂装。因此，能够大幅削减涂装轨迹(涂装时间的缩短)是可能的。
[0096]第二实施例与第一实施例相比，涂装电流值大幅降低，能够通过电流的削减来使高电压产生装置小型化(小容量化)。
[0097]<效果确认实验2 >
[0098]接着，说明效果确认实验2。
[0099]在本实验中，作为非导电性被涂物，使用ASA树脂制的散热器格栅，通过具备自动喷枪的涂装自动设备，进行OkV直接施加(不施加)的涂装和60kV直接施加(第二实施例)的静电涂装。此外，其它条件与效果确认实验I相同。
[0100]从实验的结果确认到，第二实施例与不施加相比，涂料使用量降低28%，自动设备涂装时间从60秒变成30秒，降低了 50%。
[0101]另外，作为涂附效率提高与绕附提高的协同效果，确认了涂膜均等地形成至凹凸面和侧面，能够证实涂装的均匀涂覆性。
[0102]<效果确认实验3 >
[0103]接着,说明效果确认实验3。
[0104]在本实验中，在效果确认实验I中，使施加至导电性涂料的高电压为60kV，使导电性涂料的体积固有电阻值从200ΜΩ cm变化到0.5M Ω cm，测定涂附效率。
[0105]在图13中示出效果确认实验3的结果。从该结果明白，导电性涂料的体积固有电阻值优选为IOOMQcm以下，更优选为20MQcm以下。
[0106]<效果确认实验4 >
[0107]接着,说明效果确认实验4。
[0108]在使PP底漆、底涂层和透明涂层这三层多层涂装/干燥到PP树脂基材的涂装系统(树脂基材上三涂一烧涂装)中，在现有的一般涂装中，三层均进行非静电涂装，或者对拥有高导电性(表面电阻值:10ΜΩ/□左右)的PP底漆进行非静电涂装，对底涂层(第二层)和透明涂层(第三层)进行现有技术的静电涂装。此外，现有技术的静电涂装是指以下涂装方法:使被涂物为接地极，使涂装装置侧的电极为阴极，在它们之间施加高电压，从而形成静电场(电力线)，并且使涂料粒子带负电，通过静电力使涂料涂附至被涂物。关于将高电压施加于被涂物与涂装装置侧之间而积极地形成静电场这点，与本实施方式的静电涂装在本质上不同。
[0109]与此相对，本实施方式的涂装方法是以下的多层静电涂装方法:对涂装了导电性涂料(体积固有电阻值IMQcm)的干燥前湿状态的被涂装物(具有表面电阻值I?10G Ω/□左右的弱导电性)追加自由离子抑制机构而进行静电涂装。
[0110]在本实验中，关于与多层静电涂装的第二层相当的底涂层涂装(二层湿碰湿多层静电涂装)，比较了现有的一般涂装与本实施方式的多层静电涂装。[0111]作为现有的涂装，采用非静电涂装。在非静电涂装中，用手使载置于涂装旋转台的被涂物(PP底漆刚涂覆完的未干燥湿状态，具有弱导电性)像轮盘那样旋转，在整面使用静电涂装枪(导电涂料直接施加方式的空气喷涂静电手枪)以非静电(高电压OkV)将底涂层涂料(涂料体积固有电阻值IMQcm)像喷雾图案那样涂装。
[0112]另一方面，在本实施方式的多层静电涂装中，不使被涂物旋转，仅从前方将底涂层涂料以在枪内部直接施加高电压60kV的喷雾图案涂装，与现有的非静电涂装的情况进行比较。比较结果如下。
[0113](I)作为比较对象的非静电涂装(高电压OkV喷涂)
[0114]整面涂装所需的涂装时间:60秒(使被涂装物旋转，同时往复涂装25次)
[0115]整面涂装所需的涂料使用量:160cc
[0116](2)本实施方式的静电涂装(高电压60kV喷涂)
[0117]整面涂装所需的涂装时间:11秒(仅从被涂装物的前面往复涂装三次)
[0118]整面涂装所需的涂料使用量:30cc
[0119]整面涂装绕附状況:良好
[0120](3)效果考察
[0121]在本实施方式的静电涂装中，与现有的非静电涂装比较，涂装时间和涂料使用量均降低约80%，在涂装时间缩短和涂料使用量降低方面确认了较大效果。此外，在该实验中，确认了第二层的底涂层，但是在涂装第三层的透明层或第四层以后的情况下，也存在同样的效果。
[0122]另外，依照本实施方式，不需要比一般底漆价格贵30%左右的导电底漆(表面电阻值，约10ΜΩ / □)，因而能够降低涂料单价。而且，由于在表面电阻值比导电底漆高100倍至1000倍的半导体状态下进行静电涂装，并且是在自由离子抑制状态下仅赋予最小限度电荷的涂装方式，因而在被涂装物的接地不充分的情况下产生的浮游导体带电火花的危险性减少。
[0123]此外，在上述实施方式中，说明了对非导电性被涂物20的被涂面21赋予弱导电性的情况，但本发明也可适用于由弱导电性原材料构成的被涂物。在此情况下，不考虑弱导电性向被涂面的赋予，能够进行静电涂装。
[0124]另外，在上述实施方式中，通过涂覆防带电液来防止被涂面21带电的处理、以及被涂面21的接地和导电性涂料的使用这两者对被涂面21赋予弱导电性，但也可仅通过两者之一对被涂面21赋予弱导电性，另外，也可通过其它方法对被涂面21赋予弱导电性。
[0125]另外，在上述第一实施例中，说明了使用空气喷涂型喷枪I作为静电涂装用枪的情况，但代替于此，也可使用进行电晕放电的无气型喷枪。
[0126]另外，在上述第二实施例中，作为对导电性涂料直接施加高电压而使之带负电的静电涂装用枪，说明了空气喷涂型喷枪30，但本发明的静电涂用枪不限定于此，也可为无气喷枪和旋转雾化枪，其具有用于将高电压直接施加至导电性涂料而使之带负电的内部构造、以及将产生自由离子的高电压施加导电体(电晕电极销、金属漏杯、金属喷涂帽、金属喷涂喷嘴等)绝缘体化的构造。
[0127]另外，在上述实施方式中，说明了使涂装装置侧的电极为阴极且使涂料粒子带负电的情况，但是也可使涂装装置侧的电极为接地极且使涂料粒子带正电。[0128]另外，在上述实施方式中，说明了在第一涂装工序和第二涂装工序中同样地进行静电涂装的情况，即，将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面21的情况，但第一涂装工序将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面21即可，其涂装方法是任意的。例如，在第一涂装工序中，可通过非静电的空气喷涂来涂覆第一涂料，也可通过布或刷毛等来涂覆第一涂料。
[0129]另外，在上述实施方式中，说明了向具有弱导电性的被涂面21的静电涂装，但被涂面也可具有绝缘性，也可为通过上述实施方式的静电涂装仅涂覆第一涂料的单层涂装。
[0130]在此情况下，将具有绝缘性的被涂面接地，从被涂面的地面(接地)侧依次涂覆第一涂料。在这样的具有绝缘性的被涂面的涂装中，也在抑制自由离子的状态下进行被涂面的静电涂装，自由离子的抑制降低了到达被涂面的离子量，并抑制被涂面的带电。因此，能够将被涂面的带电维持为低电平，能够继续进行静电涂装。
[0131]以上，说明了适用由本
【发明者】做出的发明的实施方式，但本发明并不由成为上述实施方式的本发明的公开的一部分的说明和附图限定。即，由本领域技术人员基于该实施方式做出的其它实施方式、实施例和运用技术等当然全部包含在本发明的范畴内。
[0132]工业实用性
[0133]本发明能够广泛地用于非导电性或弱导电性的被涂物的静电涂装。
[0134]符号说明
[0135]1:喷枪(静电涂装用枪)
[0136]2:枪主体
[0137]3:涂料喷嘴
[0138]4:气帽
[0139]5:级联构造(高电压产生装置)
[0140]7:电极外筒
[0141]8:电晕销
[0142]10:孔(涂料供给路)
[0143]12:喷出口
[0144]15:自由离子除去电极(接地电极)
[0145]20:非导电性被涂物
[0146]21:被涂面
[0147]23:接地部
[0148]24:防带电处理皮膜
[0149]30:喷枪(静电涂装用枪)
[0150]31:高电压直接施加电极
[0151]40:第一涂膜
[0152]41:第一涂膜的表面
[0153]42:第二涂膜
[0154]43:第二涂膜的表面
[0155]44:第三涂膜
[0156]45:第三涂膜的表面
【权利要求】
1.一种涂装方法，其特征在于，具备: 第一涂装工序，将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面而形成第一涂膜；以及第二涂装工序，在所述第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述第一涂膜的表面而形成第二涂膜。
2.根据权利要求1所述的静电涂装方法，其特征在于， 所述被涂面具有弱导电性或绝缘性， 在所述第一涂装工序中，将带负电的所述第一涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述被涂面。
3.一种静电涂装方法，是具有绝缘性的被涂面的静电涂装方法，其特征在于， 将带负电的涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述被涂面。
【文档编号】B05D1/04GK103958074SQ201280059101
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】田村吉宣 申请人:五十铃自动车株式会社
【专利摘要】在第一涂装工序中，对非导电性被涂物(20)的被涂面(21)赋予弱导电性，在抑制了自由离子的状态下，将带电的第一涂料涂覆于被涂面(21)而形成第一涂膜。在第二涂装工序中，在第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于第一涂膜的表面而形成第二涂膜。
【专利说明】静电涂装方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及静电涂装方法。
【背景技术】
[0002]一般而言，静电涂装是指以下的涂装方法:以被涂物为接地极，以涂装装置侧的电极为阴极，在它们之间施加高电压而形成静电场(电力线)，并且使涂料粒子带负电，通过静电力使涂料高效地涂附至被涂物。通过静电涂装，能够获得涂装效率的提高(涂装附着性的提高所带来的涂装时间的缩短化)、涂附效率的提高(向被涂物涂附的涂料的量比率的提高所带来的涂料使用量的降低化)等效果。
[0003]另外，由于静电涂装的被涂物为电极，因而必须具有导电性，在对非导电性被涂物实施静电涂装的情况下，使用以下技术。
[0004].通过混入导电材料或导电剂向原材料赋予导电性。
[0005].通过涂附导电底漆等导电膜向被涂面赋予导电性。
[0006].通过表面活性剂的涂覆等防带电处理向被涂面赋予暂时弱导电性。
[0007].通过使被涂面接地和使用导电性涂料向被涂面赋予弱导电性。
[0008].通过将导电性物质涂覆到被涂物背面或使其接近被涂物背面，从而提高静电电容(相对于带电量的电位下降)。
[0009]而且，特别是在对占据汽车用树脂零件涂装的大半的前保险杠或后保险杠等的聚丙烯(PP)原材料的表面施以静电涂装的技术中，最常用的是通过涂覆导电底漆等导电膜而向被涂面赋予导电性。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:特开2005-169353号公报
[0013]专利文献2:特开2007-38081号公报
[0014]专利文献3:特开2007-14852号公报
[0015]发明的概要
[0016]发明要解决的问题
[0017]在通过混入导电材料等来赋予导电性的情况下，可能由于混入的导电材料等而最终制品的性能降低。另外，导电材料等的混入导致成本上升。
[0018]在通过涂覆导电膜来赋予导电性的情况下，作为静电涂装的前工序需要导电膜的涂覆工序，导致工时的增加和成本的上升。
[0019]在通过表面活性剂的涂覆等防带电处理来赋予弱导电性的情况下，必须将表面活性剂一致均匀地涂覆于被涂面。另外，防带电效果通过被涂面上的表面活性剂皮膜吸附空气中的水分而形成的水分子膜的发现而获得，因而一般需要超过60%的一定的相对湿度管理，如果湿度管理不充分，则产生涂附效率的变动或涂装不均匀，导致涂装品质的降低。因此，与涂覆上述导电膜的情况同样，作为静电涂装的前工序需要表面活性剂的涂覆工序，导致工时的增加和成本的上升。特别是，对于汽车的散热器格栅那样具有复杂形状的被涂物，需要相应的设备和管理，成本大幅上升。
[0020]与此相对，通过使被涂面接地和使用导电性涂料来赋予弱导电性的情况下，从被涂面的接地部附近起涂覆导电性涂料，因而抑制了工时的增加和成本的上升。可是，在静电涂装中，必须持续维持接地部(例如保持被涂物的夹具的金属部分)的通电状态和接地部与被涂物的接触状态。因此，需要频繁地进行接地部的污溃除去等细致的维护，操作烦杂。另外，由于通过涂覆导电性涂料来对被涂面赋予弱导电性，因而在涂装的初期阶段，向尚未赋予弱导电性的被涂面涂装，不能获得附着性的提高或涂附效率的提高等静电涂装的效果。
[0021]另外，在将导电性物质涂覆到被涂物背面或使其接近被涂物背面而提高电容量的方法中，需要将导电性物质涂覆于被涂物背面的工序和材料的追加、用于使导电性物质接近被涂物背面的特殊夹具的引入，导致成本上升。再者，伴随电容量的增加，带电量增加，放电火花的危险性增高。
【发明内容】
[0022]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供以下的静电涂装方法:不导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并持续进行良好的静电涂装。
[0023]用于解决问题的手段
[0024]为了达成上述目的，本发明的第一方式的静电涂装方法具备:第一涂装工序，将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面而形成第一涂膜；和第二涂装工序，在所述第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于所述第一涂膜的表面而形成第二涂膜。第一涂装工序将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面即可，其涂装方法是任意的。
[0025]在第二涂装工序中，也可通过来自放电极的电晕放电而使第二涂料带负电，由配置于放电极附近的自由离子除去电极来降低或除去通过电晕放电产生的自由离子。
[0026]另外，也可使用导电性涂料作为第二涂料，在第二涂装工序中，从高电压电极直接施加高电压而使导电性涂料带负电，由此抑制自由离子的产生。导电性涂料的体积固有电阻值优选为IOOMQcm以下，更优选为20MQcm以下。
[0027]此外，自由离子是指在通过电晕放电使涂料带负电时不用于涂料带电的离子，主要作为离子化的空气而存在。
[0028]在上述方法中，由于干燥前(湿状态)的第一涂膜的表面具有弱导电性，因而在第二涂装工序中，在抑制自由离子的状态下对弱导电性的第一涂膜的表面进行静电涂装，自由离子的抑制降低了到达第一涂膜的表面的离子量，并抑制弱导电性的第一涂膜的表面的带电。因此，能够将弱导电性的第一涂膜的表面的带电维持为低电平，能够继续进行良好的静电涂装。
[0029]由自由离子除去电极降低或除去通过电晕放电产生的自由离子的方法在可使用的涂料范围较广这点是有利的。
[0030]另一方面，直接施加高电压使导电性涂料带负电而抑制自由离子产生的方法不需要电晕放电电极和自由离子除去电极，在以下方面是有利的:没有自由离子除去电极的涂料污染问题；没有电晕放电电极导致的火花危险性问题；而且没有电晕放电电极与被涂物之间的电力线，从而以向被涂物凹部的涂料进入性提高为代表的涂装均匀性提高。
[0031]在第二涂装工序中使用的静电涂装用枪也可具备涂料供给路、高电压电极和喷出口。导电性涂料流通于涂料供给路。高电压电极设于涂料供给路，对流通于涂料供给路的导电性涂料直接施加高电压而使导电性涂料带负电。喷出口设于涂料供给路的前端或其附近，向外部喷出带负电的导电性涂料。即，该静电涂装用枪不具有进行用于使导电性涂料带负电的电晕放电的放电极。
[0032]另外，上述被涂面也可具有弱导电性或绝缘性，在第一涂装工序中，也可将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面。
[0033]在此情况下，能够与第二涂料的情况同样地涂装第一涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。
[0034]此外，与上述第二涂装工序同样，在第一涂装工序中，也可通过来自放电极的电晕放电而使第一涂料带负电，由配置于放电极附近的自由离子除去电极降低或除去通过电晕放电产生的自由离子。另外，也可从高电压电极直接施加高电压而使第一涂料(导电性涂料)带负电，从而抑制自由离子的产生。
[0035]在被涂物为非导电性(被涂面为绝缘性)的情况下，优选地，在第一涂装工序中，对被涂面赋予弱导电性。弱导电性向被涂面的赋予可以通过被涂面的防带电处理或被涂面的接地和导电性涂料的使用中的至少一方来进行，被涂面的防带电处理也可通过将防带电液擦涂于被涂面来进行。
[0036]再者，也可像第三涂装工序和第四涂装工序那样，通过增加涂装工序而层叠涂附期望层数的涂膜。第三涂装工序为:在第二涂膜干燥之前，将带负电的第三涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第二涂膜的表面而形成第三涂膜。第四涂装工序为:在第三涂膜干燥之前，将带负电的第四涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第三涂膜的表面而形成第四涂膜。
[0037]另外，由于不必将导电性物质涂覆于或接近被涂物背面而使电容量上升，因而能够抑制成本的上升，并且降低放电火花的危险性。
[0038]在本发明的第二方式的静电涂装方法中，将带负电的涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于绝缘性的被涂面。
[0039]在上述方法中，从接地侧涂覆具有绝缘性的被涂面。在这样的具有绝缘性的被涂面的涂装中，也在抑制自由离子的状态下进行被涂面的静电涂装，自由离子的抑制降低了到达被涂面的离子量，并抑制被涂面的带电。因此，能够将被涂面的带电维持为低电平，能够继续进行静电涂装。
[0040]发明的效果
[0041]依照本发明，不导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并继续进行良好的静电涂装。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是第一实施例的静电涂装用枪的截面图。
[0043]图2是图1的静电涂装用枪的外观立体图。[0044]图3是图1的静电涂装用枪的分解立体图。
[0045]图4是第二实施例的静电涂装用枪的截面图。
[0046]图5是图2的静电涂装用枪的分解立体图。
[0047]图6是对体积固有电阻值为200ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并拍摄使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0048]图7是对体积固有电阻值为100ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并拍摄使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0049]图8是对体积固有电阻值为50ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0050]图9是对体积固有电阻值为20ΜΩ cm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0051]图10是对体积固有电阻值为IOMQcm的导电性涂料施以60kV的电压、并使喷射空气停止而以水枪状喷出时的状况的照片。
[0052]图11是示意性地表示通过本实施方式的静电涂装方法层叠涂附后的涂膜的截断面的立体图。
[0053]图12是表示效果确认实验I的结果的表格。
[0054]图13是表示效果确认实验3的结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0055]本发明的静电涂装方法是对具有弱导电性的被涂面依次层叠涂附多种涂料的方法，至少具备第一涂装工序和第二涂装工序。
[0056]在第一涂装工序中，将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面而形成第一涂膜。在第二涂装工序中，在第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于第一涂膜的表面而形成第二涂膜。由于干燥前的第一涂膜的表面具有弱导电性，因而能够与第一涂料的情况同样地静电涂装第二涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。
[0057]第一涂装工序和第二涂装工序均是在抑制自由离子的状态下涂覆涂料的静电涂装，因而说明第一涂装工序以代表两者。作为在第一涂装工序中使用的喷枪，例如能够举出以下两个实施例。
[0058]<使用第一实施例的喷枪的静电涂装的说明>
[0059]以下，参照【专利附图】
【附图说明】喷枪的第一实施例。此外，以下说明中的上下对应于图1中的上下方向，前后对应于图1中的左右。
[0060]如图1?图3所示，本实施例的喷枪(静电涂装用枪)I例如是自动喷枪，用于非导电性被涂物20的静电涂装。喷枪I具备:绝缘树脂制的枪主体2 ;绝缘树脂制的涂料喷嘴3，安装于枪主体2的前端部；以及绝缘树脂制的气帽4(例如形成扇型喷雾的类型)，安装于枪主体2的前端部且覆盖涂料喷嘴3的外周。
[0061]在枪主体2内的上部，收纳有将构成高电压产生电路的升压变压器和高压整流电路一体地模塑的级联构造5 (高电压产生装置)，在枪主体2内的前上部朝向下方配设具有导电性的连体棒6。级联构造5的前端与连体棒6抵接，两者电连接。[0062]在涂料喷嘴3的中心部形成孔10，绝缘树脂制的电极外筒7被该孔10容纳并支撑。电极外筒7的后端部插入形成于枪主体2的孔11。电晕销(例如钨制的放电极)8容纳且支撑于电极外筒7的中心部。孔10的前端经由喷出口 12与外部连通，电晕销8的前端插通喷出口 12而从电极外筒7的前端突出。电晕销8与内置于电极外筒7的保护电阻14的前端侧连接。保护电阻14的后端侧从电极外筒7的后端露出，经由容纳于孔10的弹簧9电连接至连体棒6。
[0063]在气帽4中设有两种空气喷射口(省略图示)。一种空气喷射口作为将喷出的涂料雾化的雾化空气起作用，另一种喷射口作为形成扇型喷雾的图案空气起作用。
[0064]从电源连接器(未图示)输入的高频电压经由线夹(未图示)内的布线电缆(未图示)供给至级联构造5内的升压变压器。供给的高频电压在由升压变压器升压之后，由高电压整流电路进一步升压同时被整流，产生负几万V的直流高电压。产生的直流高电压从级联构造5经由连体棒6、保护电阻14和弹簧9施加至电晕销8，通过电晕放电(通过集中于销前端的不均匀电场而出现的稳定的空气绝缘破坏放电)产生大量的负离子。施加的高电压优选为60kV以上。
[0065]在枪主体2中，形成有与孔11连通的、涂料流通孔16。导电性涂料从涂料流通孔16向孔11供给，在孔10中流通并从喷出口 12喷出。
[0066]在枪主体2的前端部的外周，装卸自如地装配有与地线连接的不锈钢制的自由离子除去电极(接地电极)15。自由离子除去电极15是二分割分离装卸型的板部件，配置在电晕销8的后方附近的宽范围。
[0067]在非导电性被涂物20的被涂面21，通过防带电处理而预先赋予弱导电性，非导电性被涂物20的接地部23与地线连接而接地。
[0068]防带电处理通过在被涂面21上擦涂防带电液(例如，使季铵盐表面活性剂以
0.1?10%左右溶解于异丙醇的溶液)来进行，通过擦涂在被涂面21上形成防带电处理皮膜24。擦涂指的是用浸润了防带电液的布擦拭被涂面21，通过擦涂而将防带电液涂覆于被涂面21，并且拭去附着于被涂面21的异物或尘埃。擦涂是产生涂覆不均匀的低品质的处理，其操作极为简易。
[0069]一般而言，作为静电涂装的前处理而在非导电性被涂物20的被涂面21涂覆防带电液的情况下，为了防止涂装品质的降低，通过喷涂或浸润涂覆而在被涂面21的整个区域形成均匀的连续覆膜。与此相对，在本实施方式中，通过后述的自由离子的抑制效果，即使是擦涂那样的低品质的前处理，涂装品质也不会降低，能够简化前处理。
[0070]电晕放电主要在电晕销8与自由离子除去电极15之间发生，从涂料喷出口 29喷出且雾化的涂料粒子穿过所产生的放电区域并飞行，从而接受电荷而带负电。带电的涂料粒子被静电力吸引而到达被涂面21，该静电力在被称为电镜效应的呈现于接地物表面的正电荷与涂料粒子的负电荷之间形成。到达被涂面21的电荷由于被涂附的导电性涂料和防带电处理皮膜24赋予的弱导电性而从接地部23排出。另一方面，对导电性涂料的带电没有贡献的自由离子由于质量微小而几乎没有惯性飞行，沿着电力线向自由离子除去电极15飞行，并撞击而失去电荷。即，通过自由离子除去电极15，降低或除去自由离子。这样，主要是涂附的涂料粒子所带的电荷到达被涂面21，通过自由离子而离子化的空气的接触导致的被涂面21的带电被抑制。[0071]由上述涂附的导电性涂料和防带电处理皮膜24赋予的弱导电性，在刚将导电性涂料以膜厚30 μ m左右涂覆于防带电处理皮膜24上之后，确认到700ΜΩ / □左右的表面电阻值。这与金属被涂物(表面电阻值几乎为O Ω/口)或涂覆有导电底漆的被涂物(表面电阻值为10ΜΩ/ □左右)相比，是非常高的表面电阻值。所以，在不抑制自由离子而进行静电涂装的情况下，由于自由离子而大量电荷被供给至非导电性被涂物20，电荷来不及从接地部23排出，非导电性被涂物20带电为高电平。结果，滞留的电荷引起静电排斥，静电排斥诱发涂装膜厚不均匀、涂装绕附不良、涂层薄、涂附效率降低、向涂装设备或涂装作业者吹回等各种静电涂装不良状况的产生。这样的不良状况，其产生防止的管理困难，特别是在汽车的散热器格栅那样大型且复杂的形状的非导电性被涂物的情况下，不良状况的产生防止是不可能的，实际情况是通过混入导电材料等来赋予导电性，或者通过涂覆导电底漆来赋予导电性，从而实现静电涂装。
[0072]与此相对，在本实施方式中，能够通过自由离子的抑制而将非导电性被涂物20的带电维持为低电平，因而即使在大型且复杂的形状的非导电性被涂物中，也不需要烦杂的管理，就能够抑制工时的增加和成本的上升，并通过简单的操作持续进行良好的静电涂装。
[0073]另外，由于不必使用导电性涂料，因而能够通过广泛种类的涂料进行非导电性被涂物20的静电涂装。
[0074]<使用第二实施例的喷枪的静电涂装的说明>
[0075]接着，参照【专利附图】
【附图说明】喷枪的第二实施例。此外，以下说明中的上下对应于图2中的上下方向，前后对应于图2中的左右。另外，对于与第一实施例共通的构成，标记同一符号而省略其说明。
[0076]在本实施例中，使用导电性涂料，不进行电晕放电，将高电压直接施加于导电性涂料而使导电性涂料带负电，直接抑制自由离子的产生。
[0077]如图4和图5所示，在喷枪30的涂料喷嘴3中，代替第一实施例的绝缘树脂制的电极外筒7，设置具有与电极外筒7几乎相同外形的金属制的高电压直接施加电极(高电压电极)31。高电压直接施加电极31的后端经由弹簧9电连接至连体棒6，未设置第一实施例那样的电晕销8。
[0078]直流高电压从级联构造5经由连体棒6和弹簧9供给至高电压直接施加电极31，在孔10中流通的导电性涂料通过与高电压直接施加电极31直接接触而被施加，导电性涂料本身成为放电极而带有电荷，成为带电涂料粒子，从喷出口 12喷出且雾化。
[0079]接着，参照图6?图10说明通过与高电压直接施加电极31接触而施加的导电性涂料的状态。
[0080]图6?图10是拍摄以下状况的照片:将来自枪主体的涂料雾化部、即气帽4的空气的喷射完全停止，将施加电压固定为60kV，变更导电性涂料的体积固有电阻值，使导电性涂料从喷出口 12以水枪状喷出。图6为200M Ω cm，图7为100M Ω cm，图8为50M Ω cm，图9为 20M Ω cm,图 10 为 IOM Ω cm。
[0081]从这些图可知，200MQcm(图6)时的涂料液束为水枪状的液束，与此相对，在100MΩ cm(图7)时的涂料液束中，在喷出后数cm处，液束发生静电排斥而以散乱地分裂雾化。另外，导电性涂料的体积固有电阻值越低，涂料液束内的电压下降变小而有效电压上升，由此，散乱的分裂雾化提前产生，散乱也显著化。[0082]在本实施例中，直接施加高电压而使导电性涂料带负电，抑制自由离子本身的产生。因此，不需要电晕放电，电晕放电导致的自由离子的产生本身被抑制。所以，能够进一步将被涂面21的带电维持为低电平。
[0083]另外，通过将高电压直接施加电极31设于孔10(涂料供给路)的简单构造，能够抑制电晕放电导致的自由离子的产生本身而将被涂面21的带电维持为低电平，能够持续进行良好的静电涂装。
[0084]特别是，由于抑制了电晕放电导致的自由离子的产生本身，因而不需要用于所产生的自由离子的降低或除去的自由离子除去电极，也不产生自由离子除去电极的清扫或洗净作业。另外，能够较低地抑制放电电流，能够谋求高电压产生装置的低电容化。再者，与电晕销不同，高电压直接施加电极31不露出至外部，因而火花的产生被抑制，安全性提高。
[0085]此外，水溶性涂料具有高导电性，因而作为从涂料路径的高电压泄漏防止对策，能够作为本实施方式的涂料而使用。
[0086]<层叠涂附的说明>
[0087]在本实施方式中，通过第一实施例或第二实施例的静电涂装，如图11所示，将第一涂料涂覆于非导电性被涂物20的被涂面21而形成第一涂膜40 (第一涂装工序)，接着，通过同样的静电涂装(第一或第二实施例的静电涂装)，将第二涂料涂覆于第一涂膜40的表面41而形成第二涂膜42 (第二涂装工序)。第二涂料的涂覆在第一涂膜40干燥之前进行。由于干燥前的第一涂膜40的表面41具有弱导电性，因而能够与第一涂料的情况同样地静电涂装第二涂料，能够简单地层叠涂附多层涂膜。即，不会导致作业的烦杂化，能够抑制工时的增加和成本的上升，并通过良好的静电涂装而简单、可靠且安全地进行向被涂面的层叠涂附。
[0088]再者，通过同样的静电涂装，可以在第二涂膜42干燥之前将第三涂料涂覆于第二涂膜42的表面43而形成第三涂膜44 (第三涂装工序)，也可以在第三涂膜44干燥之前将第四涂料涂覆于第三涂膜44的表面45而形成第四涂膜(省略图示)(第四涂装工序)。这样，能够通过增加涂装工序而层叠涂附期望层数的涂膜。
[0089]本实施方式的静电涂装的层叠涂附例如能够适用于以下涂装系统:通过称为三涂一烧的湿碰湿(wet on wet)工艺，使PP底漆、底涂层和透明涂层这三层多层涂装/干燥到在汽车车体的前保险杠/后保险杠中采用例最多的PP(聚丙烯)树脂基材。在此情况下，非导电性被涂物20为PP树脂基材，第一涂料为PP底漆，第二涂料为底涂层，第三涂料为透明涂层。
[0090]<效果确认实验I >
[0091]接着,说明效果确认实验I。
[0092]在本实验中，作为非导电性被涂物使用500cc的塑料瓶，使安装于往复设备的静电涂装用的自动喷枪沿纵向往复三次，仅在塑料瓶范围内使涂料喷出而进行静电涂装。此时，设定喷枪的移动，使得导电性涂料从被涂面的接地部附近开始涂覆。施加于导电性涂料的高电压为0kV、30kV、60kV、90kV。使用的导电性涂料是在2液尿烷涂料中添加导电剂的涂料，体积固有电阻值为lMQcm。在塑料瓶的表面(被涂面)，擦涂季铵盐0.35%异丙醇溶液。
[0093]在图12的表I中示出效果确认实验I的结果。从该结果可知以下内容。此外，在第一实施例中，采用60kV的电晕放电+自由离子除去电极，在第二实施例中，采用60kV的直接施加。
[0094]在第一实施例和第二实施例中，涂附效率分别从4.7%大幅提高至23.7 %和27.0%,能够节约涂料使用量、以及大幅削减未涂附而废弃的涂料。
[0095]在第一实施例和第二实施例中，向塑料瓶背面的绕附(背面涂装状态)良好，能够省略正对着侧面或背面等的涂装。因此，能够大幅削减涂装轨迹(涂装时间的缩短)是可能的。
[0096]第二实施例与第一实施例相比，涂装电流值大幅降低，能够通过电流的削减来使高电压产生装置小型化(小容量化)。
[0097]<效果确认实验2 >
[0098]接着，说明效果确认实验2。
[0099]在本实验中，作为非导电性被涂物，使用ASA树脂制的散热器格栅，通过具备自动喷枪的涂装自动设备，进行OkV直接施加(不施加)的涂装和60kV直接施加(第二实施例)的静电涂装。此外，其它条件与效果确认实验I相同。
[0100]从实验的结果确认到，第二实施例与不施加相比，涂料使用量降低28%，自动设备涂装时间从60秒变成30秒，降低了 50%。
[0101]另外，作为涂附效率提高与绕附提高的协同效果，确认了涂膜均等地形成至凹凸面和侧面，能够证实涂装的均匀涂覆性。
[0102]<效果确认实验3 >
[0103]接着,说明效果确认实验3。
[0104]在本实验中，在效果确认实验I中，使施加至导电性涂料的高电压为60kV，使导电性涂料的体积固有电阻值从200ΜΩ cm变化到0.5M Ω cm，测定涂附效率。
[0105]在图13中示出效果确认实验3的结果。从该结果明白，导电性涂料的体积固有电阻值优选为IOOMQcm以下，更优选为20MQcm以下。
[0106]<效果确认实验4 >
[0107]接着,说明效果确认实验4。
[0108]在使PP底漆、底涂层和透明涂层这三层多层涂装/干燥到PP树脂基材的涂装系统(树脂基材上三涂一烧涂装)中，在现有的一般涂装中，三层均进行非静电涂装，或者对拥有高导电性(表面电阻值:10ΜΩ/□左右)的PP底漆进行非静电涂装，对底涂层(第二层)和透明涂层(第三层)进行现有技术的静电涂装。此外，现有技术的静电涂装是指以下涂装方法:使被涂物为接地极，使涂装装置侧的电极为阴极，在它们之间施加高电压，从而形成静电场(电力线)，并且使涂料粒子带负电，通过静电力使涂料涂附至被涂物。关于将高电压施加于被涂物与涂装装置侧之间而积极地形成静电场这点，与本实施方式的静电涂装在本质上不同。
[0109]与此相对，本实施方式的涂装方法是以下的多层静电涂装方法:对涂装了导电性涂料(体积固有电阻值IMQcm)的干燥前湿状态的被涂装物(具有表面电阻值I?10G Ω/□左右的弱导电性)追加自由离子抑制机构而进行静电涂装。
[0110]在本实验中，关于与多层静电涂装的第二层相当的底涂层涂装(二层湿碰湿多层静电涂装)，比较了现有的一般涂装与本实施方式的多层静电涂装。[0111]作为现有的涂装，采用非静电涂装。在非静电涂装中，用手使载置于涂装旋转台的被涂物(PP底漆刚涂覆完的未干燥湿状态，具有弱导电性)像轮盘那样旋转，在整面使用静电涂装枪(导电涂料直接施加方式的空气喷涂静电手枪)以非静电(高电压OkV)将底涂层涂料(涂料体积固有电阻值IMQcm)像喷雾图案那样涂装。
[0112]另一方面，在本实施方式的多层静电涂装中，不使被涂物旋转，仅从前方将底涂层涂料以在枪内部直接施加高电压60kV的喷雾图案涂装，与现有的非静电涂装的情况进行比较。比较结果如下。
[0113](I)作为比较对象的非静电涂装(高电压OkV喷涂)
[0114]整面涂装所需的涂装时间:60秒(使被涂装物旋转，同时往复涂装25次)
[0115]整面涂装所需的涂料使用量:160cc
[0116](2)本实施方式的静电涂装(高电压60kV喷涂)
[0117]整面涂装所需的涂装时间:11秒(仅从被涂装物的前面往复涂装三次)
[0118]整面涂装所需的涂料使用量:30cc
[0119]整面涂装绕附状況:良好
[0120](3)效果考察
[0121]在本实施方式的静电涂装中，与现有的非静电涂装比较，涂装时间和涂料使用量均降低约80%，在涂装时间缩短和涂料使用量降低方面确认了较大效果。此外，在该实验中，确认了第二层的底涂层，但是在涂装第三层的透明层或第四层以后的情况下，也存在同样的效果。
[0122]另外，依照本实施方式，不需要比一般底漆价格贵30%左右的导电底漆(表面电阻值，约10ΜΩ / □)，因而能够降低涂料单价。而且，由于在表面电阻值比导电底漆高100倍至1000倍的半导体状态下进行静电涂装，并且是在自由离子抑制状态下仅赋予最小限度电荷的涂装方式，因而在被涂装物的接地不充分的情况下产生的浮游导体带电火花的危险性减少。
[0123]此外，在上述实施方式中，说明了对非导电性被涂物20的被涂面21赋予弱导电性的情况，但本发明也可适用于由弱导电性原材料构成的被涂物。在此情况下，不考虑弱导电性向被涂面的赋予，能够进行静电涂装。
[0124]另外，在上述实施方式中，通过涂覆防带电液来防止被涂面21带电的处理、以及被涂面21的接地和导电性涂料的使用这两者对被涂面21赋予弱导电性，但也可仅通过两者之一对被涂面21赋予弱导电性，另外，也可通过其它方法对被涂面21赋予弱导电性。
[0125]另外，在上述第一实施例中，说明了使用空气喷涂型喷枪I作为静电涂装用枪的情况，但代替于此，也可使用进行电晕放电的无气型喷枪。
[0126]另外，在上述第二实施例中，作为对导电性涂料直接施加高电压而使之带负电的静电涂装用枪，说明了空气喷涂型喷枪30，但本发明的静电涂用枪不限定于此，也可为无气喷枪和旋转雾化枪，其具有用于将高电压直接施加至导电性涂料而使之带负电的内部构造、以及将产生自由离子的高电压施加导电体(电晕电极销、金属漏杯、金属喷涂帽、金属喷涂喷嘴等)绝缘体化的构造。
[0127]另外，在上述实施方式中，说明了使涂装装置侧的电极为阴极且使涂料粒子带负电的情况，但是也可使涂装装置侧的电极为接地极且使涂料粒子带正电。[0128]另外，在上述实施方式中，说明了在第一涂装工序和第二涂装工序中同样地进行静电涂装的情况，即，将带负电的第一涂料在抑制自由离子的状态下涂覆于被涂面21的情况，但第一涂装工序将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面21即可，其涂装方法是任意的。例如，在第一涂装工序中，可通过非静电的空气喷涂来涂覆第一涂料，也可通过布或刷毛等来涂覆第一涂料。
[0129]另外，在上述实施方式中，说明了向具有弱导电性的被涂面21的静电涂装，但被涂面也可具有绝缘性，也可为通过上述实施方式的静电涂装仅涂覆第一涂料的单层涂装。
[0130]在此情况下，将具有绝缘性的被涂面接地，从被涂面的地面(接地)侧依次涂覆第一涂料。在这样的具有绝缘性的被涂面的涂装中，也在抑制自由离子的状态下进行被涂面的静电涂装，自由离子的抑制降低了到达被涂面的离子量，并抑制被涂面的带电。因此，能够将被涂面的带电维持为低电平，能够继续进行静电涂装。
[0131]以上，说明了适用由本
【发明者】做出的发明的实施方式，但本发明并不由成为上述实施方式的本发明的公开的一部分的说明和附图限定。即，由本领域技术人员基于该实施方式做出的其它实施方式、实施例和运用技术等当然全部包含在本发明的范畴内。
[0132]工业实用性
[0133]本发明能够广泛地用于非导电性或弱导电性的被涂物的静电涂装。
[0134]符号说明
[0135]1:喷枪(静电涂装用枪)
[0136]2:枪主体
[0137]3:涂料喷嘴
[0138]4:气帽
[0139]5:级联构造(高电压产生装置)
[0140]7:电极外筒
[0141]8:电晕销
[0142]10:孔(涂料供给路)
[0143]12:喷出口
[0144]15:自由离子除去电极(接地电极)
[0145]20:非导电性被涂物
[0146]21:被涂面
[0147]23:接地部
[0148]24:防带电处理皮膜
[0149]30:喷枪(静电涂装用枪)
[0150]31:高电压直接施加电极
[0151]40:第一涂膜
[0152]41:第一涂膜的表面
[0153]42:第二涂膜
[0154]43:第二涂膜的表面
[0155]44:第三涂膜
[0156]45:第三涂膜的表面
【权利要求】
1.一种涂装方法，其特征在于，具备: 第一涂装工序，将具有导电性的第一涂料涂覆于被涂面而形成第一涂膜；以及第二涂装工序，在所述第一涂膜干燥之前，将带负电的第二涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述第一涂膜的表面而形成第二涂膜。
2.根据权利要求1所述的静电涂装方法，其特征在于， 所述被涂面具有弱导电性或绝缘性， 在所述第一涂装工序中，将带负电的所述第一涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述被涂面。
3.一种静电涂装方法，是具有绝缘性的被涂面的静电涂装方法，其特征在于， 将带负电的涂料在抑制了自由离子的状态下涂覆于所述被涂面。
【文档编号】B05D1/04GK103958074SQ201280059101
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】田村吉宣 申请人:五十铃自动车株式会社
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