JPH078848A - 静電霧化型塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】塗布膜厚のバラツキ発生を防止する。 【構成】高電圧Ｖｂよりも一段と高位の超高電圧Ｖｐを
発生する超高電圧発生装置１００を設けるとともに、こ
の超高電圧発生装置１００から発生された超高電圧Ｖｐ
を噴霧ヘッド１に高電圧Ｖｂに重畳させて間欠的に印加
する間欠重畳印加手段２０を設け、塗布運転中に噴霧ヘ
ッド１へパルス状の超高電圧Ｖｐを間欠的に重畳印加す
る構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電作用により塗布材
を霧化させてワーク面に塗布する静電霧化型塗布装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】油，防錆材，ワックス，塗料等々を静電
作用により霧化させてワーク面に塗布する静電霧化型塗
布装置が広く普及している。

【０００３】図６，図７において、塗布材が例えば油と
された静電霧化型塗油装置は、スリット（噴霧口）２を
有する噴霧ヘッド１をＸ方向へ連続給送されるストリッ
プ（ワーク）Ｓの面に臨ませて接近配設し、噴霧ヘッド
１に高電圧発生装置１０から発生された高電圧Ｖｂを印
加するとともに油を供給し、その静電作用を利用して油
を図８（Ａ）に示すように霧化しつつストリップ（ワー
ク）面に一様に塗油するものと形成されている。ｄは極
間距離である。

【０００４】噴霧ヘッド１の長手方向寸法は、図８に示
すストリップＳの幅寸法Ｗと同じとされている。また、
高電圧発生装置１０は、図７に示す限流抵抗１５と高電
圧発生器１１と安全器（例えばＳＣＲ型）１３とを直列
接続した構成とされている。１４は電流計である。ま
た、抵抗１６を介して電圧計１７が設けられている。噴
霧ヘッド１のスリット２は数十μｍと狭く、また高電圧
Ｖｂは例えば１００ｋＶに選択されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来静
電霧化型塗油装置は、上記の通り静電作用を利用して油
を霧化する方式であるから、霧化油粒子は比較的に粗く
負荷変動に追従させることが難い。一方において、多様
化の現今では軽負荷を含む多種使用態様で運転される場
合が多くなって来た。これらの関係から、使用・運転態
様によっては、図８（Ｂ）に示す如くストリップ面の幅
方向に塗油膜厚のバラツキが生じる場合がある。つま
り、油を霧化噴出できないバラツキ箇所Ｐａ〜Ｐｃが生
じる場合がある。

【０００６】従来、このバラツキの発生を防止するため
に、噴霧ヘッド１の形状を精巧に仕上し、かつストリッ
プＳとの極間距離ｄを長手方向のいずれにおいても一定
とするように慎重に組立・調整しているが、この方策を
施してもなおバラツキが生じる場合がある。したがっ
て、品質が低下するばかりかストリップ全体が不良品と
なる虞れもあった。

【０００７】以上の問題は、塗布材が防錆材，ワック
ス，塗料等の場合でも、また、噴霧ヘッド１は図６，図
７に示す形態でなくとも、同様に起る。

【０００８】本発明の目的は、ワーク面のバラツキを解
消し全面に均一な膜厚で塗布を安定して行える静電霧化
型塗布装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記バラツキ問題すなわ
ち図８（Ｂ）に示すように噴霧ヘッド１の長手方向に霧
化が発生しないバラツキ箇所Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが生じる
原因を明らかとするために幾多の実機を通じて分析して
いるが、例えば油等の表面張力や噴霧口（スリット２）
の大きさ等を種々に選択切替えして試験・研究をしてい
るが、未だその原因が明確に把握できない。しかも、バ
ラツキは運転開始時には発生せずその途中に発生する場
合があるという不定期的な性質を有し、また再運転開始
すると解消している場合もある。さらに、積極的，消極
的によらずバラツキ発生時に噴霧ヘッド１に機械的振動
が加わることがあると、そのバラツキが解消してしまう
という微妙な技術事項でもある。

【００１０】ここに、機械的振動によってバラツキが解
消されることがあることに着目し、つまり機械的振動が
極間距離ｄの変動を誘発しその結果として上記バラツキ
箇所Ｐｉの放電不良が直るとみる経験側に基づき、本発
明は極間距離ｄを一定としたまま噴霧ヘッドに通常の高
電圧よりも一段と高位な超高電圧を間欠的に印加するよ
うに構成し、前記目的を達成できるようにしたものであ
る。

【００１１】すなわち、本発明に係る静電霧化型塗布装
置は、噴霧ヘッドをワークに臨ませて接近配設し、噴霧
ヘッドに高電圧を印加するとともに塗布材を供給し、静
電作用を利用して塗布材を霧化しつつワーク面に塗布す
る静電霧化型塗布装置において、前記高電圧よりも一段
と高位な超高電圧を発生する超高電圧発生装置を設ける
とともに、この超高電圧発生装置から発生された超高電
圧を前記噴霧ヘッドに前記高電圧に重畳させて間欠的に
印加する間欠重畳印加手段を設けた、ことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】上記構成による本発明の場合、間欠重畳印加手
段は、超高電圧発生装置から発生された超高電圧を、間
欠的に通常の高電圧に重畳させて印加させる。したがっ
て、極間距離一定のもとに噴霧ヘッドの噴霧不良箇所な
いし噴霧しない箇所があったとしても、その超高電圧に
基づく電気衝撃により放電促進される。よって、放電開
始によって噴霧を円滑に行うことができるから、バラツ
キを解消してワーク面に均一な塗布膜厚を安定して形成
することができる。また、適宜なインターバルで間欠的
に重畳印加するように設定しておけば、バラツキの発生
を未然防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）この第１実施例の静電霧化型塗布装置
は、図１，図２に示される如く、基本的構造が従来例
（図６，図７）と同じ静電霧化型塗油装置とされている
が、超高電圧発生装置１００と間欠重畳印加手段２０と
を設け、通常の高電圧Ｖｂに超高電圧Ｖｐを間欠的に重
畳印加することによって放電不良箇所の放電開始（再
開）を促進して塗油膜厚のバラツキ解消およびバラツキ
発生を未然防止することができるように構成されてい
る。

【００１４】なお、従来例（図６，図７）と共通する部
分については同一の符号を付してそれらの説明は簡略ま
たは省略する。

【００１５】図１において、超高電圧発生装置１００
は、構造上、従来例（図７）と同じとされているが、超
高電圧発生器１１１は図２に点線で示すようにＤＣ１５
０ｋＶの超高電圧Ｖｐを連続出力可能で、０．５ｍＡの
電流容量を持つ。したがって、安全器１１３，限流抵抗
１１５，抵抗１１６の耐電圧特性は、従来例（１３，１
５，１６）よりも高めである。なお、１１４は電流計
で、１１７は電圧計である。

【００１６】この超高電圧発生器１１１は、電流容量が
小さくてもよいことに着目し、高電圧発生器（１１）を
兼ねるものと構築されている。つまり、電圧調整抵抗２
１を介して噴霧ヘッド１に接続されている。ちなみに、
電圧調整抵抗２１の抵抗値は、１００ＭΩとされてい
る。したがって、負荷電流Ｉが０．５ｍＡの場合、５０
ｋＶの電圧降下を生じさせる。すなわち、電圧調整抵抗
２１を通せば、噴霧ヘッド１に通常の高電圧Ｖｂ（１０
０ｋＶ）を印加することができる。

【００１７】次に、間欠重畳印加手段２０は、超高電圧
発生装置１００から発生された超高電圧Ｖｐを通常の高
電圧Ｖｂに重畳させて間欠的に印加する手段で、この第
１実施例の場合は機械的構造とされている。

【００１８】すなわち、モータ２４で定速回転される電
気的な絶縁円板２３の周面に所定長さの導電体２２を固
着するとともに、電圧調整抵抗２１の入力側および出力
側にリミットスイッチ型の摺動スイッチ２５Ｉおよび２
５Ｏを設け、両摺動スイッチ２５Ｉ，２５Ｏの双方が導
電体２２に摺動する状態で超高電圧Ｖｐを通常の高電圧
Ｖｂに重畳印加するものと形成されている。つまり、電
圧調整抵抗２１をパスさせることにより、図２に示すよ
うに、超高電圧Ｖｐをパルス状に印加することができ
る。なお、重畳印加する実質的電圧は（Ｖｐ−Ｖｂ）で
ある。

【００１９】そして、この間欠重畳印加手段２０（２
１，２２，２３，２５Ｉ・２５Ｏ）は、火花発生防止の
ためにタンク２９の絶縁油（例えばシリコーン油）中に
浸漬されている。

【００２０】ここに、本発明において、高電圧Ｖｂ（１
００ｋＶ）に超高電圧Ｖｐ（１５０ｋＶ）を重畳して印
加するとは、高電圧Ｖｂから超高電圧Ｖｐに切替えると
言う意味でなく、通常の高電圧Ｖｂを所定電圧５０ｋＶ
（＝１５０−１００）だけさらに昇圧すると言う意味で
ある。なぜならば、高電圧Ｖｂ−超高電圧Ｖｐ−高電圧
Ｖｂの順で切替えたのでは、一瞬たりとも電圧遮断とい
う事態が発生する。これでは、噴霧ヘッド１の噴霧良好
箇所に悪影響を及ぼしてしまうからである。

【００２１】この超高電圧Ｖｐのパルス幅は、絶縁円板
２３の回転数（ｒｐｍ）と導電体２２の長さで決まる。
この実施例の場合、絶縁円板２３の直径を３００ｍｍ，
モータ２４の回転数を２５０〜２５００ｒｐｍの速度可
変型とし、パルス幅を１／５〜１／５０ｓｅｃの間で設
定変更可能に形成してある。この第１実施例では１／３
０ｓｅｃに設定してある。

【００２２】なお、電圧調整抵抗２１を、例えば図３に
示す抵抗要素２１Ａ〜２４Ｇを直列接続させたクリップ
選択方式に形成すれば、超高電圧Ｖｐと通常の高電圧Ｖ
ｂとの比率を可変調整することができる。

【００２３】電圧調整抵抗２１と噴霧ヘッド１との間に
接続された抵抗２５は５００ＫΩとされている。また、
抵抗１６を介して接続された電圧計１７は、噴霧ヘッド
１に印加されている電圧（ＶｂまたはＶｐ）を監視する
ものである。レベル合せのために抵抗１６Ａを着脱可能
に設けてある。

【００２４】次に、この実施例の作用を説明する。間欠
重畳印加手段２０を形成する摺動スイッチ２５Ｉ，２５
Ｏの双方または一方が導電体２２により離れて絶縁円板
２３の周面に摺接している場合は、超高電圧発生装置１
００（１１１）から発生された超高電圧Ｖｐは、電圧調
整抵抗２１を通して噴霧ヘッド１に印加される。

【００２５】すなわち、負荷電流Ｉが０．５ｍＡの場
合、電圧調整抵抗２１で５０ｋＶの電圧降下が生じるか
ら、噴霧ヘッド１には通常の高電圧Ｖｂ（１００ｋＶ）
が印加される。したがって、噴霧ヘッド１から、図８
（Ａ）に示すように油が霧化されストリップＳの面に塗
油することができる。

【００２６】ここに、何らかの原因で、噴霧ヘッド１の
長手方向（ストリップ幅方向）に図８（Ｂ）に示すよう
なバラツキ箇所Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが発生すると、ストリ
ップ面に均一な膜厚の塗油を形成できなくなる。しか
し、この第１実施例の場合は、上記１／３０ｓｅｃごと
に両摺動スイッチ２５Ｉ，２５Ｏが、絶縁円板２３の周
面上の導電体２２に同時に摺接する。

【００２７】すると、電圧調整抵抗２１がパスされるの
で、超高電圧Ｖｐがそのまま噴霧ヘッド１に印加され
る。つまり、通常の高電圧Ｖｂ（１００ｋＶ）に代えて
パルス状の超高電圧Ｖｐ（１５０ｋＶ）が、図２に示す
ように間欠的に印加される。詳しくは、高電圧Ｖｂ（１
００ｋＶ）に５０ｋＶが重畳印加される。

【００２８】したがって、ストリップＳと噴霧ヘッド１
との極間距離ｄが一定でも、未だ完全な放電が行われて
いないバラツキ箇所Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに、その電気的衝
撃によって放電開始ないし放電再開させることができ
る。すなわち、放電開始用高圧トリガを加えて静電霧化
作用を促進するわけである。

【００２９】よって、上記１／３０ｓｅｃ以上のインタ
ーバルで、バラツキ箇所Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが発生し得る
蓋然性があったとしても、実際に放電未了ないし放電不
良によって霧化が中断されてしまうことを未然防止でき
るから、幅方向に均一な膜厚の塗油を安定して形成でき
る。

【００３０】しかして、この第１実施例によれば、高電
圧Ｖｂよりも一段と高位の超高電圧Ｖｐを発生する超高
電圧発生装置１００を設けるとともに、この超高電圧発
生装置１００から発生された超高電圧Ｖｐを噴霧ヘッド
１に高電圧Ｖｂに重畳させて間欠的に印加する間欠重畳
印加手段２０を設け、塗油運転中に噴霧ヘッド１へパル
ス状の超高電圧Ｖｐを間欠的に重畳印加する構成とされ
ているので、噴霧ヘッド１の長手方向における放電未了
や放電不良による従来の霧化バラツキ問題を一掃でき
る。よって、ストリップＳの全幅に亘って膜厚均一の塗
油を安定して行える。

【００３１】また、超高電圧発生装置１００（１１１）
が通常の高電圧発生装置１０（１１）を兼ねるものと構
成されているので、構造が簡単である。また、間欠重畳
印加手段２０が、電圧調整抵抗２１をパスさせることに
より、通常の高電圧Ｖｂ（１００ｋＶ）に代えて超高電
圧Ｖｐ（１５０ｋＶ）を電圧遮断させることなく印加す
るものと形成されているので、噴霧ヘッド１の円滑噴霧
している箇所に何等の支障を与えることなく、噴霧バラ
ツキ箇所の発生を未然防止できる。

【００３２】また、間欠重畳印加手段２０の絶縁円板２
３（導電体２２）を回転させるモータ２４が速度可変型
とされ、かつ１／５〜１／５０ｓｅｃの範囲内で設定さ
れた周期ごとに超高電圧Ｖｐをパルス状に印加するもの
と形成されている。したがって、超高電圧Ｖｐの印加周
期を、ランダム的に生じ得る噴霧バラツキの発生タイミ
ングに対応させた周期に予め設定しておけば、噴霧バラ
ツキの発生を完全に未然に防止することができる。

【００３３】また、間欠重畳印加手段２０が、機械的構
造（２２，２３，２４，２５Ｉ，２５Ｏ）とされている
ので、低コストであり長期に亘って確実で安定した運転
ができる。

【００３４】また、噴霧ヘッド１にパルス状の超高電圧
Ｖｐを印加する、つまり放電開始トリガを加えることに
よって噴霧バラツキの発生を解消しかつ印加周期を適宜
に設定することによってバラツキの発生を未然防止でき
るので、噴霧ヘッド１の仕上や組立調整を従来例の場合
に比較して大幅に簡素化できる。よって、コスト低減も
達成できる。

【００３５】（第２実施例）この第２実施例は、図４，
図５に示される。高電圧発生装置１０は、従来例（図
７）の場合と全く同一とされ、超高電圧発生装置１００
は図４に示す如く別個にもうけられている。すなわち、
超高電圧発生装置１００は、超高電圧Ｖｐ（１５０ｋ
Ｖ）を図５（Ｂ）に１点鎖線で示すように連続して発生
出力する超高電圧発生器１１１と安定器１１３とから形
成されている。

【００３６】ここに、間欠重畳印加手段２０は、タイミ
ング信号発生回路２２Ｅと、この回路２２Ｅから出力さ
れるタイミング信号によってＯＮ−ＯＦＦ制御されるス
イッチング回路２１Ｅとからなる。なお、ダイオードＤ
１，Ｄ２は、逆流防止として設けられている。

【００３７】したがって、図５（Ａ）に示す通常の高電
圧Ｖｂ（１００ｋＶ）に、スイッチング制御によって出
力される同（Ｂ）に実線で示すパルス状の超高電圧Ｖｐ
（１５０ｋＶ）を重畳印加できる。すなわち、噴霧ヘッ
ド１には、同（Ｃ）に示すように重畳印加される。超高
電圧Ｖｐの印加周期は、上記タイミング信号の発生タイ
ミングで決まる。

【００３８】しかして、この第２実施例の場合も第１実
施例の場合と同様な作用効果を奏する他、さらに間欠重
畳印加手段２０が電気的構造（２１Ｅ，２２Ｅ）とされ
ているので、小型化が図れかつ既在の装置に簡単に取付
けられる適用性の広いものとなる。しかも、高電圧Ｖｂ
の電圧を例えば８０ｋＶの如く従来例（１００ｋＶ）よ
りも低くすることが可能となる。

【００３９】なお、以上の実施例では、静電霧化型塗油
装置について説明したが、静電作用により塗布材を霧化
して塗布する装置であれば、塗油装置に限定されない。
例えば、静電霧化型塗装装置である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、高電圧よりも一段と高
位の超高電圧を発生する超高電圧発生装置を設けるとと
もに、この超高電圧発生装置から発生された超高電圧を
噴霧ヘッドに高電圧に重畳させて間欠的に印加可能する
間欠重畳印加手段を設け、塗布運転中に噴霧ヘッドへパ
ルス状の超高電圧を間欠的に重畳印加する構成とされて
いるので、噴霧ヘッドの放電未了や放電不良による従来
の霧化バラツキ問題を一掃できる。よって、ワークの全
面に亘って膜厚均一な塗布を安定して行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、超高電圧の重畳印加状態を説明するた
めの図である。

【図３】同じく、電圧調整抵抗の変形例を説明するため
の図である。

【図４】第２実施例を示す全体構成図である。

【図５】同じく、超高電圧の重畳印加状態を説明するた
めの図である。

【図６】従来例を示す概略図である。

【図７】同じく、全体構成図である。

【図８】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 噴霧ヘッド ２ スリット １０ 高電圧発生装置 １１ 高電圧発生器 １５ 限流抵抗 ２０ 間欠重畳印加手段 ２１ 電圧調整抵抗 ２１Ｅ スイッチング回路 ２２ 導電体 ２２Ｅ タイミング信号発生回路 ２３ 絶縁円板 ２４ モータ １００ 超高電圧発生装置 １１１ 超高電圧発生器 Ｖｂ 高電圧 Ｖｐ 超高電圧 Ｓ ストリップ（ワーク） ｄ 極間距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴霧ヘッドをワークに臨ませて接近配設
   し、噴霧ヘッドに高電圧を印加するとともに塗布材を供
   給し、静電作用を利用して塗布材を霧化しつつワーク面
   に塗布する静電霧化型塗布装置において、 前記高電圧よりも一段と高位の超高電圧を発生する超高
   電圧発生装置を設けるとともに、この超高電圧発生装置
   から発生された超高電圧を前記噴霧ヘッドに前記高電圧
   に重畳させて間欠的に印加する間欠重畳印加手段を設け
   た、ことを特徴とする静電霧化型塗布装置。