摩擦生電的靜電塗裝噴槍的製作方法

2023-05-05 04:45:36

專利名稱：摩擦生電的靜電塗裝噴槍的製作方法
技術領域：
本實用新型有關一種靜電塗裝噴槍，尤指一種以摩擦方式使特定塗裝粉末帶電，以供塗裝的靜電塗裝噴槍。
熱固粉體塗裝技術自六十年代引薦於歐洲，迄今已有巨大成就。由於塗裝粉體並不須加入揮發性溶劑，故施工安全衛生，沒有易燃易爆性，又可節省能源。其經一道施工作業，便可得到所需的薄膜或厚膜塗裝(欲得厚膜時，被塗物須先預熱，使帶電粉末絕緣電阻降低，減弱離子反斥現象，始可達到較厚的膜層)。而優異的防蝕或抗化學品性能，更是其快速發展的原因之一。
目前一般粉體塗裝設備，多採用電暈放電法將粉末充電，如圖1所示為其裝置示意圖。這種設備是將高壓電發生器B所產生的負極高壓電(約－60KV至－100KV間)，連送到設於噴槍A前端的擴散器A3的電極針A1上，使該電極針至接地的被塗物C的周圍空間處，產生電暈放電(Corona Discharge)現象，進而使該空間因電荷作用而離子化，因此，藉助輸送來的空氣流，由進口端A2吹送入噴槍A內的塗裝粉體，經設於噴槍A前端的擴散器A3的適當擋擴後而通過此電荷區時，被離子化成帶負電體(陰離子)，此等帶負電之粉體借空氣流的持續力及空間電場吸力而移往並吸附在被塗物C上，從而形成粉體塗層，然後再經一道烘烤熱固程序，即可完成塗裝工藝。此種方法雖有其優點而被廣泛使用，然而亦有某些缺點，茲列舉如下(1)由於電暈放電產生的強大空間電場，使粉末無法進入法拉第帶死角，從而使局部覆蓋不良，如被塗物背部、凹陷部及內部等，以及太複雜的構件及管體內壁，均無法以此法獲得良好效果。其中，所謂法拉第現象，是指在空間電場中，電力線在尖部區域密度增大及在凹部區域密度降低的現象，因此粉體就較難進入凹陷部位，從而使塗膜不均。
(2)電暈放電產生的強大空間電場，使粉體塗裝中離子反斥現象增強，因此塗裝厚度達到一定程度後即無法再增加。所謂離子反斥現象，就是指帶電粉末層達到一定厚度時會排斥以後噴來的同性帶電粉末使其無法再附著的現象。而電暈放電式塗裝法之所以會增強此現象的原因，就是帶負電荷的顆粒，一經與由被塗物反向游離的正離子會合，很容易被中和，甚至正值充電，從而造成對接地被塗物的吸力和粘附力減弱或消失以致脫落的現象。其中，該「反向遊至電極端的正離子」，是由電暈放電的強大電場所產生，因為在此電場中，負離子由電極端遊向被塗物，同時正離子即由被塗物遊向電極端。一般塗膜厚度，若不預熱，平均約在50至150μm；若將被塗物預熱到50至90℃間，則可得100至300μm的塗膜。
(3)須裝設一高壓電產生裝置(直流靜電發電機)，設備費用高、耗費電能，增加了生產成本。
由於電暈放電法有上述難以克服的弊端，於是出現了摩擦生電的靜電塗裝法。它是利用一種粉末顆粒和另一種聚合物摩擦，使這些粉末顆粒感應電荷，借靜電吸力而附著在接地的被塗物上。這種方法由於是對粉粒個別充電，並無「強大之空間電場」產生，故對於法拉第角落有較優的穿透力，可環繞覆蓋被塗物，得到良好均勻的塗膜厚度，且可延遲「反離子作用」而得到更佳的粉層持續性，故無須預熱，噴塗厚度即可增加，更不需昂貴複雜的高壓電產生裝置，完全無電暈放電法所產生的缺陷，有其研究開發的價值。唯摩擦生電方式亦遇到某些問題，使其未能廣泛應用，主要原因在於相關裝置的設計上，未能使塗裝粉粒與摩擦材料間建立確切而有效的摩擦作用，且理想的摩擦材料難以尋得。
目前可依此法成功使用於塗裝作業上的粉末配方為環氧粉末，唯其尚須另外加入昂貴的氧化鋁增益劑，始能達至可用的程度。
本發明人針對上述習用的摩擦生電的靜電塗裝法在實際使用上的關鍵問題，對該方法所用的噴槍構造及其摩擦材料的選用兩方面深入研究、試驗，發展出一種可直接適用於聚脂系列或混合型系列的塗裝粉末的摩擦生電噴槍。
本實用新型的主要目的，在於提供一種摩擦生電的靜電塗裝噴槍，其可適用於聚脂系列及混合型系列的塗裝粉末，而可以不另外添加增益劑和不藉助高壓電產生器，即可產生足夠的摩擦靜電效應。
本實用新型的主要特徵是在一個以玻璃纖維和凡立水混合製成的中空護管中，架設多個以尼龍11及纖維混合材料構成的貫通的螺旋狀摩擦管，因而可藉助壓縮空氣流的壓力，將聚脂系列或混合型系列粉末塗料，旋壓輸入並經過這些螺旋狀摩擦管，使之以渦動狀態與管壁產生充分的衝擊摩擦，從而產生靜電效應而帶電。
本實用新型的另一特徵是在該噴槍前端可利用接頭接一延伸管，該延伸管亦採用與上述摩擦管相同的材料，以維持流經其內的粉粒的摩擦充電作用；另外，該接頭可以鋁合金材料製成，以調節粉粒的電場強度。
由此，本實用新型的摩擦生電靜電塗裝噴槍至少包括一個護管，以玻璃纖維和凡立水混合製成；及多個摩擦管，架設於上述護管中，成為塗裝粉體必經的管路，其以尼龍11及纖維混合材料製成，並做成螺旋狀；因而，可藉助壓縮空氣流的壓力，將聚脂系列或混合型系列粉末塗料，壓送經過這些螺旋狀摩擦管，使之與管壁產生充分衝擊摩擦，從而發生靜電效應以形成帶電。
有關本實用新型為達到上述目的所採用的技術手段及其功效，茲舉三較佳可行的實施例並配合
如下，以便對本實用新型的構造、特徵及優點能更深入而具體地了解。
圖例簡單說明圖1是一種傳統電暈放電式靜電塗裝裝置的構造示意圖。
圖2為本實用新型第一實施例的局部剖視圖。
圖3為本實用新型的第二實施例的剖視圖。
圖4為本實用新型的第三實施例的剖視圖。
請參閱圖2本實用新型第一實施例主要是由一個護管10、多個摩擦管20、兩個固定塊30、一個握柄40、以及一個擴散器50等所構成；其中，護管10呈中空長筒狀，由玻璃纖維及凡立水配合成的材料製成，並於前後兩端分別設有螺紋11、12。
多個摩擦管20，均呈中空管體，以成為塗裝粉體摩擦及輸送的管道，其相互卷繞成螺旋狀，以增大粉粒運行於其中的摩擦效應；且其由尼龍11及一般纖維混制而成，從而可使聚脂系列或混合型系列粉末的塗料與之衝擊摩擦後，發生靜電效應形成帶電粉末。其中所稱混合系列粉末，是指聚脂及環氧之混合型，並非任何塗料的混合，且其是在原料的混練加熱制出前即已混合，而並非在粉碎製成粉末後再混合，簡言之，即每一粉粒中均含有預定比例的聚脂及環氧。
兩個固定塊30，其截面與護管內徑同形，並分別以適當間隔密封套設於前述護管10的兩端，其上各設有與上述摩擦管20同樣數目的撐孔，以供摩擦管20之兩端分別密套架設，從而將摩擦管20固定於護管10內。
握柄40，呈彎折狀以方便握執，其內部設有一個貫穿的空通道41；前端形成螺紋42，與上述護管10末端的螺紋12呈氣密性螺合；末端形成一個送料接頭43，從而可與粉末供應裝置的輸料連接，使粉體和壓縮空氣可經由通道41進入摩擦管20中；並且在其彎折處設有一按壓開關44，並用電線45連接至粉末供應裝置，以控制粉末供應裝置的送料。
擴散器50，末端設有螺帽51，可藉此螺固於護管10前端的螺紋11上；其前端對應於護管10的出口並形成一圓弧狀擴散擋片52，以供噴出的粉末流衝擊而均勻擴散，使塗布效率更佳更均勻分布。
上述之組合，即為本實用新型第一實施例的噴槍。欲操作前，須先將各項管線接妥一將送料接頭43連接至粉末供應裝置的輸出端；電線45連接至粉末供應裝置的空氣供應電磁閥，並作好準備工作等。
操作時手持握柄，槍口與接地的被塗物保持適當距離(約30釐米)，按下按壓開關44，粉末供應裝置供應的壓縮空氣流及受其攜帶的粉末，經輸送管由槍體下方的供料接頭43進入握柄40，再經通道41輸入摩擦管20內部。由於摩擦管20呈螺旋狀，粉粒流於管內成螺旋渦動狀流動，不斷與管壁發生撞擊摩擦而帶電。護管10可形成靜電屏蔽，以維持靜電場。噴出槍口的帶電粉末仍成渦旋狀流動，並撞擊槍口前端的擴散器50，從而形成更均勻的擴散前進。由於帶電粉末與接地的被塗物間存在電位差，因而形成電場，於是粉粒借靜電吸力而吸附在被塗物表面。由於粉體有很高的電阻值(其電阻係數約在10的8次方至10的16次方Ωcm間)，故於附著在被塗物上之後，可保存住相當多一部分靜電，故可長久附著在被塗物上而不掉落。且因帶電的粉粒強力作用於電位差較高的部分，故易在被塗物表面上擴散展開，從而形成均勻的粉粒塗層。然後再將其在固化溫度下烘烤，使粉粒層溶融成連續的深膜，待冷卻硬化後，即形成最終的塗膜，從而完成塗裝。
請再參閱圖3，圖中示出本實用新型的第二實施例的剖視圖。其主要是由一個護管10、多個摩擦管20、兩個固定塊30、以及一個擴散器50等組成。其中各構件的構造、組合、材料均與前述第一實施例相同，故不再冗述(即可將握柄分離開而不再使用握柄)。本實施例的構造，主要為便於配合自動化塗裝作業而設計，使用時可將槍體裝在自動化機械手臂上，而被塗物放置或懸吊於輸送機上，配合自動化機械的運作，即可完成自動化塗裝作業。
圖4為本實用新型第三實施例的構造剖視圖，其主要是由一個護管10、多個摩擦管20、兩個固定塊30、一個連接器60、一條延伸管70、以及一個擴散器80等組成。其中護管10、多個摩擦管20以及兩個固定塊30所組成的槍體完全與上述第二實施例相同。而連接器60呈環狀體，內徑末端部分形成螺紋61，與護管10前端之螺紋11螺配，中間形成抵緊緣62，前端成適當管徑之內徑63，並可視使用狀況，以鋁合金製成，以調節出口粉末的靜電強度。延伸管70，同是以適當管徑的尼龍11及纖維材料管制成，可持續粉末的摩擦充電作用，防止靜電散失。其末端形成一凸緣71，可穿套於上述連接器60的內徑63內，承抵於連接器60的抵緊緣62上，並借螺紋密閉裝設在護管10的前端，以延伸其長度。擴散80借套環81套固於延伸管70的前端，其前端設有一擴散片82，以使噴出的粉末擴散而均勻分布。
本實施例主要是借延伸管70的適當延伸，以配合大的被塗物，使之可深入其內部噴塗，或深入管狀物的內徑(例如可在1吋之管壁內噴塗)中噴塗，故在使用上更為方便。
綜上所述，本實用新型至少具有下列優點1.由於粉粒個別充電，無習用的電暈放電式空間存在的強大電場，使陽離子由被塗物反向游離至高壓電極端而加速離子反斥之現象，故不須預熱，塗膜厚度亦可增加。
2.由於粉粒是個別充電，從而個別與被塗物間形成靜電場，故對法拉第死角穿透力強，對於凹處，甚至管內壁及複雜構件等，均可獲得良好的噴塗效果。
3.摩擦管設計成螺旋狀，使粉末流形成渦流狀，可增加摩擦效應，並促進粉體的均勻分散，使塗布更均稱；且使用尼龍11及纖維成分作為摩擦材料，可適用於聚脂系列及混合型系列粉末，經實驗證明其摩擦靜電效應良好，無須再另加氧化鋁增益劑。
4.構造簡單，使用設備少，無須另加一套高壓電產生器，經濟性較好。
本實用新型現已實際實施，其所達到的功效確如以上所述。
權利要求1.一種摩擦生電的靜電塗裝噴槍，其特徵在於包括一個護管，是由玻璃纖維及凡立水混合製成的中空管體，前後兩端分別形成螺紋；兩個固定塊，其截面與上述護管內徑同形，並分別以適當間隔密封套設於上述護管內，且分別於其上形成多個撐孔；多個摩擦管，是由尼龍11及纖維混制而成的中空管體，並成螺旋狀緊密穿設固定在上述兩個固定塊的撐孔中，以擴大粉粒流運行於其中時的摩擦效應，可供聚脂系列或混合型系列粉末的塗料在與其摩擦後發生靜電效應而成為帶電粉末；一個擴散器，末端形成螺紋，螺固於上述護管的前端；其前端對應於護管出口處設一圓弧狀擴散片，以供噴出的粉末衝擊而均勻擴散；由上述構件的組合，粉末即可借壓縮空氣流的攜帶由護管末端輸入，經螺旋狀摩擦管形成螺旋狀渦流，與管壁充分摩擦成帶電粉末，再經護管前端的護散器，予以均布擴散，從而可均勻分布噴塗於接地的被塗物上。
2.根據權利要求1所述摩擦生電的靜電塗裝噴槍，其特徵在於，在護管前端與擴散器間，加設一條延伸管，且該延伸管亦以上述摩擦管的材料製成，從而可深入被塗物內部噴塗。
3.根據權利要求1所述摩擦生電的靜電塗裝噴槍，其特徵在於，在所述護管末端，加設一個呈彎折狀的握柄，以利於人工手持操作。
專利摘要一種摩擦生電的靜電塗裝噴槍，主要是在一個以玻璃纖維和凡立水混合製成的中空護管中，架設多個螺旋狀的摩擦管，這些摩擦管是以尼龍11及纖維混合材料製成，可借壓縮空氣流將聚酯系列及混合型系列的粉末塗料，旋壓輸入並經過這些摩擦管而吹出，使之在管中產生渦動，從而與管壁造成充分摩擦形成帶電粉末，以供塗裝作業之用。使用該噴槍可減少大量設備費用，效益高經濟性好。
文檔編號B05B5/00GK2116533SQ92205429
公開日1992年9月23日 申請日期1992年3月25日 優先權日1992年3月25日
發明者林啟祥 申請人:嘉仕企業股份有限公司