KR19990000476A - 정전 분말 분사총 및 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

고전압 발생기에 의해 발생된 고전압이 코로나 전극들에 인가되고, 분말 유동통로로부터 공급된 분말은 와동공기 도입포트로부터 방출된 공기에 의해 와동상태로 이동하면서 디퓨저 본체에 충돌하여 노즐 구멍으로부터 방출된다. 분말은 코로나 방전에 의해 발생된 이온에 의해 하전되어 코팅 대상물에 분사된다. 코로나 방전에 의해 발생된 자유이온들은 이온트랩 전극들에 의해 포획된다. 다공질 부재로 각각 구성된 디퓨저 정면커버와 외측 실린더커버를 통해 압축공기를 방출하고 노즐 홀로부터 압축공기를 방출함으로써 분말의 점착이 방지될 수 있다.

Description

정전 분말 분사총 및 코팅방법

본 발명은 자동세척 톱코트 (top coat) 등의 장식 코팅에 사용되는 정전 분말 분사총 및 코팅방법에 관한 것이다.

생태학적 관점에서 용매를 사용하지 않는 무공해 코팅방법으로서 정전 분말 코팅에 대한 고려가 있어 왔다. 정전분말 코팅에서, 분말 호퍼로부터 인젝터를 통해 분사총에 분말 코팅이 공급되어, 분사총의 말단부에 형성된 노즐구멍으로부터 코팅될 대상물을 향해 운반 기류와 함께 분사된다. 이때, 분사총의 말단부에 배치된 핀형 전극에 고압이 인가되고, 코팅될 대상물은 전기적으로 접지되며, 코로나 방전이 분사총의 전극으로부터 코팅될 대상물 쪽으로 발생된다. 결과적으로, 노즐구멍으로부터 분사된 분말 코팅이 전극 근방을 통과할 때, 분말 코팅은 코로나 방전에 의해 발생된 이온과의 충돌에 의해 하전된다. 이렇게 하전된 분말입자는 코팅될 대상물의 표면상에 운반 기류 및 그의 라인을 따르는 전기력에 의해 코팅된다.

비록 정전 분말 코팅에서 30 - 40 ㎛ 의 평균 입자크기를 갖는 분말 코팅이 통상적으로 사용되어 왔지만, 얻어진 코팅막은 용매 코팅보다 열등한 평활도 (smoothness) 를 가지므로, 25㎛ 이하의 평균 입자크기를 갖는 미세입자 코팅을 이용하여 평활도가 우수한 장식 코팅막을 얻고자 하는 시도가 행해져 왔다.

그러나, 분말의 입자크기가 감소되면, 분말은 정전기력의 영향을 강하게 받아서 서로 응집하거나 또는 분말 호스, 분사총 따위에 점착되기 쉽다. 결과적으로, 미세입자 분말 코팅을 분사총에 안정되게 공급하기가 곤란하므로, 소망의 평활도를 갖는 코팅막을 형성하기가 곤란하였다.

또한, 코로나 방전에 의해 발생한 많은 이온들은 자유이온 상태인 채로 코팅될 대상물의 표면에 점착되므로, 분말입자들이 코팅될 대상물에 부착됨에 따라, 자유이온들도 코팅될 대상물의 표면에 축적된다. 따라서, 코팅될 대상물의 표면상의 정전 전위가 점차적으로 증가하여 분말입자의 전달효율을 감소시키는 문제점이 또한 야기된다. 더욱이, 분말입자층의 전계강도가 전술한 바와같이 증가되어 공기의 유전 항복 전계강도 레벨을 초월하면, 분말입자층에 미소한 방전이 발생한다. 즉, 소위 역이온화 현상이 야기되고 코팅막의 표면이 거칠어진다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하고 미세입자 분말 코팅을 이용하여 고전달효율에서 평활도가 우수한 코팅막을 형성할 수 있는 정전 분말 분사총을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 미세입자 분말 코팅을 이용하여 평활도가 우수한 코팅막을 안정되게 형성할 수 있는 정전 분말 코팅방법을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사총의 구조를 나타내는 단면도;

도 2 는 도 1 의 주요부의 확대도;

도 3 은 도 1 의 분사총을 나타내는 정면도;

도 4 는 도 1 의 분사총에 사용되는 와류형성 부재를 나타내는 단면도; 그리고

도 5 는 본 발명의 정전분말 코팅방법에 사용되는 분말공급 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 총 본체 2 : 내측 실린더

7 : 분말 유동통로 9 : 디퓨저

12 : 디퓨저 본체 17 : 디퓨저 정면커버

19 : 코로나 전극 21 : 고전압 발생기

26 : 이온트랩 지지부재 27 : 이온트랩 전극

51 : 분말 호퍼 59 : 인젝터

전기적으로 접지된 코팅 대상물의 표면에 하전 분말 코팅을 정전기적으로 코팅하기 위한 본 발명에 따른 정전분말 분사총은, 총 본체; 상기 총 본체의 말단부에 배치되어 분말유동 통로가 형성되어 있는 내측 실린더; 상기 내측 실린더의 전단부에 배치되어 원추면을 따라 분말 유동통로를 분산시켜 환형 노즐구멍을 형성하는 디퓨저; 상기 노즐구멍 내측에서 등간격으로 노즐구멍과 동심의 원상에 배치된 다수의 코로나 전극; 외측 실린더커버와 내측 실린더의 외주부 사이에 외측 실린더커버 세정 공기챔버를 형성하도록 내측 실린더를 덮으며, 외측 실린더커버 세정 공기챔버내로 공급된 압축공기를 외부로 방출하도록 다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버; 상기 외측 실린더커버의 외주부에 배치되어 코로나 방전에 의해 발생된 자유이온을 포획하도록 전기적으로 접지된 다수의 이온트랩 (ion trap) 전극; 및 상기 다수의 코로나 전극에 고전압을 인가하도록 총 본체에 배치된 고전압 발생기를 포함한다.

디퓨저는 압축공기 통로가 관통하여 형성되어 있는 디퓨저 본체와, 노즐구멍 내측에서 디퓨저 본체의 전단부에 형성된 디퓨저 세정 공기챔버를 가지며 디퓨저 세정 공기챔버내로 공급된 압축공기를 전방으로 방출하도록 다공질 재료로 구성된 디퓨저 정면커버를 포함할 수도 있다.

분사총은, 대응 이온트랩 전극들을 각각 지지하며 압축공기 통로가 관통하여 형성되어 있는 다수의 이온트랩 지지부재와, 이온트랩 전극들의 기부에 이온트랩 세정 공기챔버를 형성하도록 각각의 이온트랩 지지부재들에 부착되어 있고 이온트랩 세정 공기챔버내에 공급된 압축공기를 이온트랩 전극들의 말단부에 방출하도록 노즐 홀이 형성된 이온트랩 말단커버를 더 포함할 수도 있다.

분말 유동통로내에 와류를 형성하는 와류 형성수단이 내측 실린더에 포함될 수도 있다.

전기적으로 접지된 코팅될 대상물의 표면에 하전 분말입자를 정전기적으로 코팅하기 위한 본 발명에 따른 정전분말 코팅방법은, 노즐구멍 내측에서 등간격으로 분사총의 환형 노즐구멍과 동심의 원상에 배치된 다수의 코로나 전극에 고전압을 인가하여 고로나 방전을 일으키는 단계; 평균 입자크기가 25㎛ 이하인 미세입자 분말을 원추면을 따라 분산된 분말 유동통로를 통해 환형 노즐구멍으로부터 코팅 대상물에 분사하는 단계; 분사총의 외주부를 덮으며 다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버의 외면에 점착된 미세입자를, 외측 실린더커버를 통해 그의 내측으로부터 외부로 압축공기를 방출함으로써 제거하는 단계; 및 코로나 방전에 의해 발생된 자유이온을, 상기 외측 실린더커버의 외주부에 배치되어 전기적으로 접지된 다수의 이온트랩 전극들에 의해 포획하는 단계로 이루어진다.

구형상을 갖는 미세입자 분말을 사용하는 것이 효과적이다.

미세입자 분말은 페인트 용기의 내측이 다공질 유동화 판에 의해 상부 유동상 호퍼와 하부 공기챔버로 분할되어 있는 분말 공급 장치를 이용하여 분사총에 공급되고, 온도 및 습도가 조절된 압축공기가 공기챔버로부터 다공질 재료를 통해 유동화 탱크내로 도입되고 유동상 호퍼내의 분말은 이 분말의 유동화를 위해 교반되며, 따라서 하부코팅층이 형성되어 있는 자동차 차체에 소망의 코팅막이 형성될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 분말 분사총 (100) 의 구조를 나타낸다. 분사총 (100) 은 원통형 총 본체 (1) 및 이 총 본체 (1) 의 말단부에 배치된 내측 실린더 (2)를 포함한다. 도 2 의 확대도에 명확히 도시된 바와같이, 내측 실린더 (2) 는 총 본체 (1) 의 말단부와 결합된 내측 실린더부재 (3), 이 내측 실린더부재 (3) 의 말단부와 결합된 내측 실린더부재 (4), 및 이들 내측 실린더부재 (3 및 4) 의 외주부를 덮는 내측 실린더커버부재 (5) 로 구성된다. 내측 실린더부재 (3) 는 그의 중심축선상에 형성된 파이프형 구멍 (6)을 가지며, 이 구멍 (6) 과 소통하도록 분말 유동통로 (7) 가 형성되어 있다. 한편, 내측 실린더부재 (4) 에는 원추형 구멍 (8) 이 형성되어 있으며, 이 원추형 구멍은 내측 실린더부재 (3) 의 구멍 (6) 과 소통하며 전방으로 직경이 증가한다.

내측 실린더부재들 (3 및 4) 의 구멍들 (6 및 8) 내에는 디퓨저 (9) 가 삽입되어 있다. 이 디퓨저 (9) 는 원통부 (10) 와 원추부 (11) 로 구성된 디퓨저 본체 (12)를 가지며, 원추부 (11) 는 원통부 (10) 와 결합되어 있고 원통부로부터 멀어짐에 따라 직경이 증가한다. 디퓨저 본체 (12) 의 원통부 (10) 는 내측 실린더부재 (3) 의 구멍 (6) 보다 직경이 약간 작으며 분말 유동통로 (7) 와 소통하는 원통형 유동통로 (13) 가 원통부 (10) 의 외주면과 내측 실린더부재 (3) 의 구멍 (6) 사이에 형성되어 있다. 한편, 디퓨저 본체 (12) 의 원추부 (11) 는 내측 실린더부재 (4) 의 원추구멍 (8) 보다 약간 작게 형성되어 있고, 유동통로 (13) 와 소통하는 원추면 형상의 유동통로 (14) 가 원추부 (11) 의 외주면과 내측 실린더부재 (4) 의 구멍 (8) 사이에 형성되어 있으며, 이 유동통로 (14) 와 소통하는 환형 노즐구멍 (15) 이 원추부 (11) 의 외주면과 내측 실린더커버부재 (5) 의 말단부 사이에 형성되어 있다. 또한, 디퓨저 본체 (12) 는 그의 축방향 라인상에 형성된 압축공기 통로 (16)를 가지며, 이 통로는 원추부 (11) 의 전방 단부면으로 개방되어 있다.

디퓨저 (9) 는 다공질 재료로 구성된 디퓨저 정면커버 (17)를 더 가지며, 이 정면커버는 디퓨저 본체 (12) 의 전방에 부착되어 있다. 디퓨저 정면커버 (17) 는 압축공기 통로 (16) 와 소통하는 디퓨저 세정 공기챔버 (18) 가 노즐구멍 (15) 내측에서 커버와 디퓨저 본체 (12) 의 전방 단부면 사이에 형성되도록 허용한다.

핀형 코로나 전극 (19) 이 노즐구멍 (15) 내측에서 디퓨저 본체 (12) 의 전단부에 배치되어 있고, 코로나 전극 (19) 의 말단부는 디퓨저 정면커버 (17)를 통과하여 디퓨저 (9) 의 전방으로 돌출한다. 도 3 에 도시된 바와같이, 8개 부재의 코로나 전극들 (19) 이 등간격으로 노즐구멍 (15) 과 동심의 원상에 배치되어 있다. 각각의 코로나 전극 (19) 은 서로 전기적으로 접속되어 디퓨저 본체 (12) 의 압축공기 통로 (16)를 통과하고, 총 본체 (1) 의 보호 저항기 (20) 를 통해 고전압 발생기 (21) 에 접속되어 있다.

다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버 (22) 가 내측 실린더 (2) 의 외주부에 배치되고, 외측 실린더커버 세정 공기챔버 (23) 가 내측 실린더커버부재 (5) 의 외주면과 외측 실린더커버 (22) 사이에 형성된다.

총 본체 (1) 의 말단부의 외주에는 링부재 (24) 가 배치되어 있고, 이 링부재 (24) 에는 봉형 이온트랩 지지부재 (26) 가 부착되어 있으며, 각각의 이온트랩 지지부재 (26) 는 총의 전방으로 돌출하고 그의 중심축선에 압축공기 통로 (25) 가 형성되어 있다. 핀형 이온트랩 전극들 (27) 은 각각의 이온트랩 지지부재 (26) 의 말단부에 고정된다. 또한, 각각의 이온트랩 지지부재 (26) 는 그의 말단부에 형성된 이온트랩 말단커버 (29)를 갖는다. 이온트랩 말단커버 (29) 는 이온트랩 전극 (27) 의 기부에서 압축공기 통로 (25) 와 소통하는 이온트랩 세정 공기챔버 (28)를 형성하며, 공기챔버 (28) 내의 압축공기를 트랩 전극의 말단부 쪽으로 배출하는 노즐 홀 (28a) 이 관통하여 형성되어 있다. 도 3 에 도시된 바와같이, 8개 부재의 이온트랩 지지부재들 (26) 과 이온트랩 전극들 (27) 은 각각 노즐구멍 (15) 과 동심의 원상에 등간격으로 배치된다. 각각의 이온트랩 전극 (27) 은 링형 도전부재 (30) 에 의해 서로 전기적으로 접속되고, 도 1 에 도시된 바와같이 총 본체 (1) 의 리드 와이어 (31)를 통해 총 본체 (1) 의 배면에 배치된 접지 단자 (32) 에 전기적으로 접속된다.

압축공기 공급 파이프 (33) 는 총 본체 (1) 내에 배치되고, 디퓨저 본체 (12) 의 압축공기 통로 (16), 외측 실린더커버 세정 공기챔버 (23) 및 이온트랩 지지부재 (26) 의 압축공기 통로 (25) 는 압축공기 공급 파이프 (33) 의 전단부와 각각 소통한다. 압축공기 공급 파이프 (33) 의 후단부는 총 본체 (1) 의 배면에 배치된 압축공기 공급포트 (34) 에 접속된다.

도 2 에 도시된 바와같이, 내측 실린더 (2) 의 내측 실린더부재 (3) 의 말단부에는 링형 와류형성부재 (36) 가 형성되어 이 부재와 내측 실린더부재 (3) 와의 사이에 환형 와동 (vortex) 공기챔버 (35) 를 형성한다. 도 4 에 도시된 바와같이, 내측 실린더부재 (3) 의 구멍 (6) 에 연속적으로 접속된 구멍 (37) 이 와류형성부재 (36) 의 중심에 형성되어 있고, 다수의 와동 공기 도입포트 (38) 가 구멍 (37) 에 접선방향으로 구멍 (37) 둘레에 형성되어 있다. 와동 공기챔버 (35) 는 이들 와동 공기 도입포트들 (38)을 통해 유동통로 (13) 와 소통한다. 와동공기 챔버 (35) 는 내측 실린더부재 (3) 에 형성된 와동 공기통로 (39) 와 소통하고, 또한 총 본체 (1) 에 배치된 미도시의 와동 공기공급 파이프를 통해 총 본체 (1) 의 배면에 배치된 와동 공기 공급포트 (40) 에 접속된다.

분말 유동통로 (7) 와 소통하는 분말 공급포트 (41) 가 총 본체 (1) 의 배면에 또한 배치되어 있고 전원 공급단자 (42) 가 거기에 또한 배치되어 전력을 고전압 발생기 (21) 에 공급한다.

특히, 디퓨저 정면커버 (17) 와 외측 실린더커버 (22) 는 소성 폴리에틸렌, 테프론 또는 다른 유형의 다공질 수지 등의 다공질 재료로 구성된다. 상기 외에 내측 실린더부재 (3 및 4), 내측 실린더커버부재 (5), 디퓨저 본체 (12), 이온트랩 지지부재 (26), 와류형성 부재 (36) 등은 테프론, 고밀도 폴리에틸렌 등의 수지로 구성되어 거기에 분말이 점착되기 어렵다.

도 5 는 전술한 바와같이 배치된 분사총 (100) 에 분말 페인트를 공급하기 위한 분말 공급 장치 (101) 를 나타낸다. 분말 공급 장치 (101) 는 크게 나누어, 평균 입자크기가 25㎛ 이하, 바람직하게 5 - 20㎛ 인 미세입자 페인트 (52) 가 수용되는 분말 호퍼 (51), 상세히 후술하는 바와같은 유동화수단에 의해 분말 호퍼 (51) 로부터 유동화된 미세입자 분말 (52)을 펌핑하여 이 분말 (52)을 분말공급 튜브 (60)를 통해 분사총 (100) 에 압력하에서 공급하는 인젝터 (59), 인젝터 (59) 에 공급되는 공기의 양을 조절함으로써 펌프된 분말의 양을 제어하는 코팅장비 제어패널 (62), 코팅장비 제어패널 (62) 및 유동화 수단에 사용되는 압축공기의 온도와 습도를 제어하는 온도/습도 제어기 (63), 분말 호퍼 (51) 의 배기포트 (68) 로부터 잉여 공기를 배출시키는 배기팬 (69), 및 배기공기를 여과하는 필터 (70) 로 구성된다.

압축공기원 (Ao) 으로부터 공급된 압축공기 (A) 의 온도 및 습도가 온도/습도 제어기 (63) 에 의해 비교적 낮은 온도인 25℃ 이하 및 비교적 낮은 습도인 50% 이하로 제어된 후에, 압축공기 (A) 가 코팅장비 제어패널 (62) 및 각각의 장비에 유동화 공기 및 공기 바이브레이터 구동공기로서 공급된다.

분말 호퍼 (51) 는 다공질 판 또는 캔버스 시이트 (51c) 에 의해 유동상 (51a) 및 공기챔버 (51b) 로 분할되고, 유동화공기 공급 파이프 (54) 는 공기챔버 (51b) 의 일측에 배치된 유동화공기 공급포트 (53) 에 접속되어 있다. 온도/습도 제어기 (63) 에 의해 온도 및 습도가 비교적 낮은 레벨로 제어된 유동화공기의 유동량은 감압 밸브 (64) 에 의해 조절될 수 있다.

교반 블레이드 지지봉 (56) 에 장착된 교반 블레이드 (55) 가 분말 호퍼 (51) 의 유동상 (51a) 에 배치되어 있다. 교반 블레이드 (55) 와 교반 블레이드 지지봉 (56) 은 교반기 구동모터 (57) 에 의해 화살표 (A7) 방향으로 저속으로 회전되어 페인트 용기 (51) 내의 분말입자 (52)를 교반하는 기능을 갖는다.

공기 바이브레이터 (58) 등의 진동수단이 캔버스 시이트 (51c) 아래에 장착되어 있다. 공기 바이브레이터 (58) 의 진동력은 감압 밸브 (65) 에 의해 공기의 유동량을 조절함으로써 제어된다. 진동수단은 공기 바이브레이터에 제한되지 않으며, 예컨대 전기 바이브레이터가 사용될 수도 있다.

예컨대, 플루오르 수지층 등의 분말 점착방지 수단이 분말 호퍼 (51) 의 내면 (51i), 교반 블레이드 (55), 교반 블레이드 지지봉 (56), 인젝터 (59) 의 내면 (59), 커플링 (66, 67) 의 내면, 페인트 공급튜브 (60) 의 내면 따위 처럼 분말과 접촉하는 장비의 부분들에 즉, 분말 접촉면들에 형성되어 있다.

분말 점착방지 수단은 플루오르 수지에 의한 표면처리에 제한되는 것은 아니며, 플루오르 수지의 미세입자들이 균일하게 분산되어 공석변태 (eutectoid) 처리된 합성 도금막 또는 10¹⁰Ω㎝ 이하의 도전 수지층이 사용될 수도 있다.

다음에, 전술한 정전분말 분사총을 이용한 정전분말 코팅방법에 대해 설명한다. 먼저, 전원 공급단자 (42)를 전력 공급원에 접속함으로써 고전압 발생기 (21) 에 의해 고전압이 발생하여 코로나 전극 (19) 에 인가되면, 코로나 전극 (19) 으로부터 미도시의 코팅될 대상물 쪽으로 코로나 방전이 발생한다. 이때, 접지 레벨의 이온트랩 전극들 (27) 이 코로나 전극 (19) 의 뒤쪽에 배치되어 있으므로, 전기력선이 이온트랩 전극들 (27) 상에 집중되고 코로나 전극 (19) 둘레에 발생된 많은 이온들이 전기력선을 따라 이동하여 이온트랩 전극 (27) 에 의해 포획된다.

한편, 압축공기원 (Ao) 으로부터 공급된 압축공기 (A) 의 온도 및 습도가 분말 공급 장치 (101) 의 온도/습도 제어기 (63) 에 의해 낮은 온도 및 습도, 예컨대 5 - 25℃ 및 50% 이하로 제어된 후에, 압축공기가 그의 유동량이 감압밸브 (64) 에 의해 제어되면서 유동화공기 공급 파이프 (54)를 통해 유동화공기 공급포트 (53) 로부터 공기챔버 (51b) 내로 압력하에 공급된다. 공기챔버 (51b) 내의 압축공기 (A) 는 캔버스 시이트 (51c)를 통과하여 유동상 호퍼 (51a) 내로 흐르며, 또한 미세입자 분말 (52)을 유동화하면서 배기포트 (68)를 향해 흐른 다음, 배기팬 (69) 과 필터 (70)를 통해 장치의 외부로 배기된다.

압축공기원 (Ao) 으로부터의 압축공기 (A) 는 또한 감압밸브 (65)를 통해 공기 바이브레이터 (58) 에 공급된다. 공기 바이브레이터 (58) 는 캔버스 시이트 (51c)를 진동시켜 유동상 호퍼 (51a) 내의 미세입자 분말 (52)을 진동시킨다. 비록, 공기 바이브레이터 (58) 의 진동회수는 필요에 따라 적절히 선택되지만, 예컨대 2000 - 30000 rpm 이 선택된다. 모터 (57) 가 구동되고 유동상 호퍼 (51a) 내의 교반 블레이드 (55) 가 화살표 (A7) 방향으로 회전하면, 미세입자 분말 (52) 이 선회하여 공기와 균일하게 혼합된다. 비록, 교반 블레이드 (55) 의 회전속도는 필요에 따라 선택되지만, 예컨대 10 - 100 rpm 이 선택된다.

전술한 바와같이 충분히 유동화된 미세입자 분말 (52) 이 인젝터 (59), 커플링 (66), 페인트 공급튜브 (60) 및 커플링 (67)을 통해 도 1 에 도시된 분말 페인트 공급포트 (41) 로부터 분사총 (100) 에 공급된다. 또한, 압축공기가 분사총 (100) 의 와동공기 공급포트 (40) 에 공급된다.

도 2에서, 미세입자 분말이 분말 유동통로 (7)를 통해 원통형 유동통로 (13) 에 도달하면, 와동공기 통로 (39) 로부터 와동공기 챔버 (35) 에 공급된 공기가 와동공기 도입포트 (38)를 통해 접선방향으로 유동통로 (13) 에 배출되므로, 유동통로 (13) 내의 운반공기는 유동통로 (13) 의 중심축선을 중심으로 와류를 형성하고 미세입자들은 와동상태로 이동하면서 디퓨저 본체 (12) 의 원추부 (11) 에 충돌한다. 이러한 작용에 따라, 응집된 미세입자 페인트가 경감되고 분산되어 유동통로 (14)를 통해 환형 노즐구멍 (15) 으로부터 분사된다. 미세입자 페인트는 코로나 방전에 의해 발생된 이온에 의해 하전된 후에, 하부코팅층이 형성되어 있는 자동차 차체 따위의 코팅될 대상물에 분사됨으로써 균일한 코팅막이 얻어진다.

전술한 바와같이 미세입자 분말 (52)을 이용하여 코팅이 행해지면, 노즐구멍 (15) 으로부터 방출된 미세입자 분말 (52) 의 일부가 디퓨저 정면커버 (17), 외측 실린더커버 (22) 및 이온트랩 전극 (27) 의 근방에 점착되기 쉽다. 이러한 문제에 대처하기 위해, 압축공기가 압축공기 공급 파이프 (33)를 통해 압축공기 공급포트 (34) 로부터 총 본체 (1) 의 배면에 공급되면, 압축공기는 디퓨저 본체 (12) 의 압축공기 통로 (16)를 통해 디퓨저 세정 공기챔버 (18) 에 부분적으로 들어가서 디퓨저 정면커버 (17)를 통과하여 그의 전방으로 방출된다. 압축공기의 일부는 외측 실린더 세정 공기챔버 (23) 내로 공급되어 다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버 (22)를 통과하여 외부로 방출된다. 또한, 압축공기의 일부는 각각의 이온트랩 지지부재 (26) 의 압축공기 통로 (25)를 통과하여 이온트랩 세정 공기챔버 (28) 에 들어와서 노즐 홀 (28) 로부터 이온트랩 전극 (27) 의 말단부 쪽으로 방출된다. 미세입자 분말 (52) 은 상기 압축공기의 방출에 의해 송풍되어, 디퓨저 정면커버 (17), 외측 실린더커버 (22) 및 이온트랩 전극 (27) 에 대한 미세입자 페인트 (52) 의 점착이 방지된다.

특히, 이온트랩 전극 (27) 의 기부는 다공질 재료로 구성된 이온트랩 말단 커버로 덮일 수도 있으며, 이온트랩 말단커버 (29) 에 배치된 노즐 홀 (28a) 로부터 세정공기를 방출함이 없이 상기 이온트랩 말단커버를 통해 공기가 방출될 수도 있다.

비록, 전술한 실시예에 사용된 25㎛ 이하의 평균 입자크기를 갖는 미세입자 페인트는 큰 입자크기를 갖는 분말을 연마하여 만들어질 수 있지만, 기계적인 연마법에 의해 제조된 미세입자 페인트의 입자들은 매우 불규칙한 형상을 갖는다.

반면에, 예컨대 서스펜션 중합법, 시드 (seed) 중합법, 에멀션 중합법, 디스퍼션 (dispersion) 중합법 등의 화학적 제조방법과, 예컨대 입자를 열적으로 순간적으로 용융시켜 구형으로 형성하는 방법, 코팅 용액을 분무건조하여 구형으로 형성하는 방법, 입자들을 고온공기에 의해 순환시켜 충격에 의해 구형으로 형성하는 방법, 열가소성 혼합물을 용융하여 분사하는 방법 등의 물리적 제조방법을 포함하는 구형 미세분말 페인트의 제조방법이 알려져 있다. 전술한 구형 미세입자들은 완전히 구형인 입자들에 제한되는 것은 아니며 구형에 근사한 입자들도 또한 포함된다.

상기 제조방법에 의해 얻어진 구형 미세입자 분말이 본 발명의 정전분말 코팅방법에 적용되면, 페인트가 분사총 (100), 분말 공급튜브 (60) 따위에 점착되기가 더욱 곤란해지므로, 토출이 감소되고 페인트의 유동성이 더욱 향상되며, 그에 따라 분말이 더욱 안정되게 공급될 수 있다.

본 발명의 정전분말 분사총에서, 응집 미세입자 페인트를 경감시키고 분산시킴으로써 그러한 미세입자 분말 페인트가 사용되는지에 무관하게 평활도가 우수한 코팅막이 얻어질 수 있다. 또한, 대량의 자유이온이 이온트랩 전극들에 의해 포획되므로, 코팅 대상물 쪽으로 이동하는 자유이온의 양이 감소되며, 그에 따라 자유이온에 의해 야기되는 역이온화 현상의 발생이 방지되고 전달효율이 우수한 분말코팅이 행해질 수 있다. 또한, 외측 실린더커버, 디퓨저 정면커버 및 이온트랩 전극들에 대한 분말의 점착이 압축 세정공기의 방출에 의해 방지될 수 있다.

또한, 본 발명의 정전분말 코팅방법에 따라, 평균 입자크기가 25㎛ 이하인 미세입자 분말이 사용되는 지에 무관하게 응집 미세 입자를 경감시키고 분산시킴으로써 평활도가 우수한 코팅막을 안정되게 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 전기적으로 접지된 코팅 대상물의 표면에 하전 분말입자를 정전기적으로 코팅하기 위한 정전 분말 분사총에 있어서,

   총 본체;

   상기 총 본체의 말단부에 배치되어 분말 유동통로가 관통하여 형성되어 있는 내측 실린더;

   상기 내측 실린더의 전단부에 배치되어 원추면을 따라 상기 분말 유동통로를 분산시켜 환형 노즐구멍을 형성하는 디퓨저;

   상기 노즐구멍 내측에서 등간격으로 상기 노즐구멍과 동심의 원상에 배치된 다수의 코로나 전극;

   외측 실린더커버와 상기 내측 실린더의 외주부 사이에 외측 실린더커버 세정 공기챔버를 형성하도록 상기 내측 실린더를 덮으며, 상기 외측 실린더커버 세정 공기챔버내로 공급된 압축공기를 외부로 방출하도록 다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버;

   상기 외측 실린더커버의 외주부에 배치되어 코로나 방전에 의해 발생된 자유이온을 포획하도록 전기적으로 접지된 다수의 이온트랩 전극; 및

   상기 다수의 코로나 전극에 고전압을 인가하도록 상기 총 본체에 배치된 고전압 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디퓨저는 압축공기 통로가 관통하여 형성되어 있는 디퓨저 본체와, 상기 노즐구멍 내측에서 상기 디퓨저 본체의 전단부에 형성된 디퓨저 세정 공기챔버를 가지며 디퓨저 세정 공기챔버내로 공급된 압축공기를 전방으로 방출하도록 다공질 재료로 구성된 디퓨저 정면커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
3. 제 1 항에 있어서, 대응 이온트랩 전극들을 각각 지지하며 압축공기 통로가 관통하여 형성되어 있는 다수의 이온트랩 지지부재와, 이온트랩 전극들의 기부에 이온트랩 세정 공기챔버를 형성하도록 상기 각각의 이온트랩 지지부재들에 부착되어 있고 상기 이온트랩 세정 공기챔버내에 공급된 압축공기를 상기 이온트랩 전극들의 말단부에 방출하도록 노즐 홀이 형성된 이온트랩 말단커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 내측 실린더는 상기 분말 유동통로내에 와류를 형성하는 와류 형성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 외측 실린더커버는 소성 폴리에틸렌 등의 다공질 수지로 구성되고, 상기 내측 실린더는 테프론, 고밀도 폴리에틸렌 등의 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 디퓨저 정면커버는 소성 폴리에틸렌 등의 다공질 수지로 구성되고 상기 디퓨저 본체는 테프론, 고밀도 폴리에틸렌 등의 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 분말 분사총.
7. 전기적으로 접지된 코팅될 대상물의 표면에 하전 분말입자를 정전기적으로 코팅하기 위한 정전분말 코팅방법에 있어서,

   노즐구멍 내측에서 등간격으로 분사총의 환형 노즐구멍과 동심의 원상에 배치된 다수의 코로나 전극에 고전압을 인가하여 고로나 방전을 일으키는 단계;

   평균 입자크기가 25㎛ 이하인 미세입자 분말을 원추면을 따라 분산된 분말 유동통로를 통해 상기 환형 노즐구멍으로부터 코팅 대상물에 방출하는 단계;

   분사총의 외주부를 덮으며 다공질 재료로 구성된 외측 실린더커버의 외면에 점착된 미세입자 분말을, 상기 외측 실린더커버를 통해 그의 내측으로부터 외부로 압축공기를 방출함으로써 제거하는 단계; 및

   코로나 방전에 의해 발생된 자유이온을, 상기 외측 실린더커버의 외주부에 배치되어 전기적으로 접지된 다수의 이온트랩 전극들에 의해 포획하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 분말 코팅방법.
8. 제 7 항에 있어서, 구형상을 갖는 미세입자 분말이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 미세입자 분말은 분말 호퍼의 내측이 다공질 재료에 의해 상부 유동상과 하부 공기챔버로 분할되어 있는 분말 페인트 공급 장치를 이용하여 분사총에 공급되고, 온도 및 습도가 조절된 압축공기가 상기 공기챔버로부터 상기 다공질 재료를 통해 유동상내로 도입되고, 유동화 탱크내의 분말 페인트는 분말의 유동화를 위해 교반되며, 하부코팅층이 형성되어 있는 자동차 차체가 코팅 대상물로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.