靜電噴涂技術(shù)

1、靜電噴涂技術(shù)靜電噴涂是在涂料顆粒上施加高壓靜電荷，被涂裝到接地良好的工件上來完成的。靜電噴涂的優(yōu)點(diǎn)是提高油漆傳遞效率，減少涂料浪費(fèi)。靜電噴涂技術(shù)一般被高生產(chǎn)量的工廠采用，以節(jié)省生產(chǎn)成本。靜電噴涂的優(yōu)點(diǎn)：極好的表面質(zhì)量，涂料被施加靜電荷后會(huì)進(jìn)一步霧化，更小的涂料顆粒帶來更好的表面質(zhì)量。提高生產(chǎn)率，每個(gè)行程使更多的工件表面被噴涂，從而提高噴涂生產(chǎn)線的效率。節(jié)省油漆，靜電作用帶來的環(huán)保效應(yīng)和均勻的噴涂界面使更多的涂料噴涂到工件表面，其結(jié)果是不僅有更好的表面質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省涂料20-30%。減少噴房維護(hù)，更多涂料噴涂工件上，更少涂料到噴具、地面、墻壁及濾網(wǎng)上，減少了噴房維護(hù)費(fèi)用，為操作者創(chuàng)造了清潔的工作

2、環(huán)境。保護(hù)環(huán)境，高傳遞效率使得涂料消耗少，減少了危害大氣臭氧層的VOC軍發(fā)，更好地保護(hù)我們的環(huán)境?？諝鈬娡浚河推崾强匡L(fēng)力吹到工件表面上靜電噴涂：油漆是靠靜電付在油漆上，然后粘到工件表面上具體說就是，空氣和靜電的區(qū)別就是作用力不同靜電設(shè)備噴比空氣噴省了30%-40%的油漆,靜電涂裝的原理與分類一、前言：在美國(guó)于1955年開始采用圓盤型自動(dòng)靜電涂裝系統(tǒng)用于槍托、馬桶座墊、椅子、床的零件等木制品涂裝。在日本也于1966年開始使用升降機(jī)式圓盤型用于木制電視機(jī)共鳴箱的聚酯樹脂涂料涂裝。然后普及用于餐椅的酸硬化醇酸樹脂(AMI-NOALKYDRESIN涂料涂裝、網(wǎng)球拍的真漆(臘卡)涂裝等量產(chǎn)品涂裝用圓盤型

3、涂裝機(jī)，現(xiàn)在估計(jì)約有200家工廠采用靜電涂裝系統(tǒng)，而成為量產(chǎn)木制品涂裝的主流。由于靜電涂裝能大幅度節(jié)用涂料，可大大地減低制品成，在1945年則實(shí)用于金屬制品的涂裝，于1951年開發(fā)鐘型，1953年則開發(fā)圓盤型涂裝機(jī)，而在下記工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)普及靜電涂裝系統(tǒng)。即家用電氣用品、汽車及其零件、機(jī)車及其零件、腳踏車及其零件、鋼制家具、事務(wù)用器、農(nóng)業(yè)用機(jī)器、建材(金屬門窗中g(shù)及門扉)、護(hù)軌、高壓瓦斯容器、儀表殼等。除了如此靜電涂裝被采用多方面金屬制品外，也適用于丙烯睛一丁二烯一苯乙烯樹脂(ABS樹脂)等各種樹脂零件?？烧f靜電涂裝視為代表性工業(yè)涂裝的一種方法。更且最近數(shù)年來開發(fā)普及超高速回轉(zhuǎn)的圓盤型及鐘型涂裝機(jī)

4、，由于這些機(jī)器具有高能力，所以也被采用于超高級(jí)耳漆涂裝。二、靜電涂裝的原理與靜電涂裝機(jī)的分類。(一)靜電涂裝的原理靜電涂裝乃是以接地被涂物為正電極，涂料霧化裝裝置為負(fù)電極，并將涂料霧化裝置帶高負(fù)電壓，在二極間制成靜電界，使霧化涂料粒子帶負(fù)電，使涂料有效地被吸著于相反電極的被物面上的方法謂之靜電涂裝。那么為什么將被涂物作為正極而涂料霧化裝置作成負(fù)極呢乃因此相反時(shí)，其轉(zhuǎn)移為火花放電較難而安全的緣故。為了實(shí)施靜電涂裝，被涂物的接地乃是重要必須條件，那被涂物必須為電氣的良導(dǎo)體。木材通常被認(rèn)為電氣不良導(dǎo)體，但其含水率為8現(xiàn)上時(shí)，則可實(shí)行靜電涂裝，而經(jīng)驗(yàn)上也被確認(rèn)。此乃因于通常的靜電涂裝，在正負(fù)二極間所流

5、的電流值為2050微安培(MICRO-AMPERE)非常小，所以雖然是如木材般，電阻值較大的物體也可以實(shí)施靜電涂裝。惟在日本，冬季干燥期，木材含水率會(huì)降低至8%下，因此涂料附著量顯著地降低。如此場(chǎng)合，則使用水蒸氣室通過木材，提高木材表面的含水率也為有效方法。(二)靜電涂裝機(jī)的分類1 .依涂料霧化方式分類從前則分類為靜電霧化方式與機(jī)械的霧化方式之二種。所謂靜電霧乃是如前述圓盤型，涂料帶高壓電而供給至圓盤中心，然后圓盤回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生離心力在圓盤表面擴(kuò)展形成薄膜，而在圓盤緣邊從液絲變成漆霧的方式謂之。另一機(jī)械的霧化則涂料的方式。不過因最近發(fā)明小徑超高速圓盤或鐘，所以依涂料的霧化方式的分類稍變復(fù)雜，筆者試

6、圖如下分類。則(1) 靜電霧化方式(低速回轉(zhuǎn)霧化頭型、刀刃式霧化頭型)。(2) 離心力霧化方式(超高速回轉(zhuǎn)霧化頭型)。(3) 壓氣霧化方式。(4) 無氣霧化方式。(5) 液壓霧化一輔助氣并用方式(無氣一壓氣霧化方式)。2 .依涂料帶電方式分類將涂料漆霧粒子賦與負(fù)電電荷一事，在靜電涂裝程序中，是一個(gè)重要一環(huán)。包含新機(jī)種，從這一面試了分類則如下：1 1)接觸帶電方式2 2)離子帶電方式注：上述接觸帶電方式的代表性機(jī)種則有回轉(zhuǎn)霧化頭型，而靜電霧化方式、離心力霧化方式則屬于此類方式。其它尚有噴漆槍型涂裝機(jī)，在槍內(nèi)部的涂料通路賦予高電壓，然后予以機(jī)械的霧化者。離子帶電方式則對(duì)槍尖端具有短針狀電極的涂裝機(jī)

7、而言。將微?；苛纤璧臋C(jī)械能與涂料開關(guān)”開（ON）”，同時(shí)從高電壓發(fā)生裝置施加高電壓于涂裝機(jī)。如圖2-（1）所示噴漆尖端電極的近傍，因有針狀電極，所以電界極不均，而空氣被強(qiáng)烈的離子化。然而在針狀電極尖端附近，空氣的絕緣局部已被破壞，而發(fā)生非常安定的輝光電暈（GLOWCORONA）持續(xù)放電。通常這電暈放電在少為黑暗室內(nèi)則可以肉眼看得到，而是紫藍(lán)色的放光光點(diǎn)。這部分為非常強(qiáng)烈離子化圈域，但實(shí)際有效的離子化圈域更大。如圖2-（2）所示涂料粒子帶負(fù)電，而向如圖2-（3）所示電界方向飛翔而附著于被著物。壓氣霧化、無氣霧化及無氣一壓氣霧化方式則屬于此方式。3 .依靜電涂裝機(jī)的霧化頭與高電壓發(fā)生裝置的關(guān)系

8、位置而分類。迄至最近，一般高電壓發(fā)生裝置設(shè)置于涂裝間外側(cè)，距霧化頭5公尺或10公尺位置為其常識(shí)，但最近則開發(fā)霧化頭內(nèi)臟于升電壓機(jī)構(gòu)或整流機(jī)構(gòu)內(nèi)的裝置。而前者稱為電力供給遙控型（POWERSUPPLYREMOTETY艇肖則稱為裝內(nèi)（PACK-IN）型。然而遙控型的電力供給則從大型濕式（內(nèi)部使用絕緣油）逐漸轉(zhuǎn)移小型干包（DRY-PACK理（吏用成型樹脂）。裝內(nèi)型則有變壓型、高電壓發(fā)生型（COCKCROF聯(lián)謂之格柵（CASCADE部電氣動(dòng)力（EGD）型及渦輪發(fā)電型等。4 .其它分類有的分為自動(dòng)式與手動(dòng)式，或因并用機(jī)器人或自動(dòng)升降機(jī)，而稱為機(jī)器人用，升降機(jī)式等。這些分類方式被認(rèn)為使用區(qū)分上的分類。靜電

9、涂裝的功能有關(guān)靜電涂裝的優(yōu)點(diǎn)，就成本管理、質(zhì)量管理及生產(chǎn)管理（工程管理、交貨期管理）的三個(gè)立場(chǎng)予以分析。（一）從成本管理的立場(chǎng)而言：由于采用靜電涂裝，使用壓氣噴漆槍時(shí)，大幅度減少多余漆霧（OVER-SPRAY或反跳（BLOWBACK）顯著節(jié)省涂料。舉例（日本）說明，在木制碗碟柜的門框，實(shí)施聚酯樹脂涂料涂裝時(shí)，一年減少400000美元的涂料費(fèi)。此乃由壓氣噴漆槍涂裝改采用小徑超高速回轉(zhuǎn)型的升降機(jī)式圓盤涂裝方式所得到的成果。涂料的減少可幫助涂裝間內(nèi)的清潔。所以雖然是間接功效，也可以減少為了維護(hù)、清掃所需的費(fèi)用及時(shí)間。（二）就質(zhì)量管理上的立場(chǎng)而言：在靜電涂裝的噴霧漆形內(nèi)，因被微?；耐苛狭Ｗ訋ж?fù)電，所

10、以互相排斥。此排斥作用帶來漆形內(nèi)粒子的分布更趨于均勻的效果，而產(chǎn)生減輕涂布不均的效果。因超高速回轉(zhuǎn)型涂裝機(jī)，其涂料粒子微?；雀?，粒徑分布幅度亦小。所以可顯著提高涂膜厚度的均一性。（三）就生產(chǎn)管理上立場(chǎng)而言：減少由靜電引力所產(chǎn)生的反跳或繞圈（LAPAROUNDfc果（指因靜電引力的作用多余漆霧附著于被涂物背面的現(xiàn)象而言）不僅是減少涂料耗用量，且可縮短涂裝時(shí)間。尤其是使用霧化能力較大自動(dòng)涂裝機(jī)，其涂裝速度則快。又能穩(wěn)定生產(chǎn)且易于管理。（能涂材端、材邊等面也是其大功能）四、靜電涂裝與安全（一）目前估計(jì)在日本約有10000處以上的工廠實(shí)施靜電涂裝。其中20年以上常用靜電涂裝的工廠亦為數(shù)不少，且無傷害

11、、無火災(zāi)。另一方面每年有數(shù)件火災(zāi)在某些工廠發(fā)生，據(jù)查其原因，多基于因長(zhǎng)時(shí)間的使用而習(xí)慣，而疏忽基本的管理或處理而發(fā)生。木制家具工廠，其周圍可燃物甚多。不僅需整齊整理、整頓被涂物、涂料、溶劑，并依照起動(dòng)時(shí)的規(guī)定基準(zhǔn)管理靜電涂裝機(jī)或噴漆間內(nèi)外為要。他日伴隨技術(shù)的進(jìn)步，靜電涂裝機(jī)的安全性也會(huì)提高乃是事實(shí)。例如在涂裝機(jī)與被涂物之間所流的電流大小產(chǎn)生異常時(shí)能高速檢出，能快速遮斷高電壓及各種連鎖（INTERLOCK康置、自動(dòng)安全裝置等技術(shù)之開發(fā)。這些技術(shù)則彌補(bǔ)被認(rèn)為管理上或處理上或操作上的不安全事項(xiàng)部分。(二)靜電涂裝時(shí)所發(fā)生火災(zāi)的原因則因涂裝機(jī)種類、涂料性質(zhì)、被涂物形狀、運(yùn)輸方法或工廠環(huán)境等而異，而有多

12、種原因。惟在手動(dòng)式涂裝機(jī)，因作業(yè)員或洗凈用溶劑缸為絕緣狀態(tài)，所以在電帶而接地物接近時(shí)發(fā)生放電而所產(chǎn)生火災(zāi)者最多。又自動(dòng)涂裝機(jī)則因涂料皮管的絕緣被破壞而所產(chǎn)生火災(zāi)者最多。安全對(duì)策1,靜電涂裝的事故的大部分則起因于應(yīng)接地的未予接地，并形成絕緣狀態(tài)，而帶電者。在涂裝間內(nèi)的導(dǎo)電性物體須明確區(qū)分是高電壓電位或是接地電位，除了應(yīng)施加高電壓者或部位以外，必須確實(shí)予以接地，這是第一原則。又定期確認(rèn)應(yīng)為接地電位為要，由此可防止大半的火災(zāi)事故。單純地想，因涂裝機(jī)有施加高電壓，所以認(rèn)為涂裝機(jī)最危險(xiǎn)，但最新涂裝機(jī)均施予高度安全對(duì)策，所以因涂裝機(jī)而發(fā)生事故者極少。涂裝時(shí)所有的一般有機(jī)溶劑的蒸汽濃度在爆炸限界時(shí)，能著火溶

13、劑蒸汽的最小著火能量約為0.2mJ(2/10000焦耳)。他方人體的靜電容量則為100pF左右。所以若人體成為2KV左右的電位，則具有0.2mJ的能量。若作業(yè)員未接地時(shí)，形成危險(xiǎn)狀態(tài)，由此可知，在靜電界內(nèi)保持人體未形成絕緣狀態(tài)乃何等重要。下述依接地方式的安全對(duì)策：(1) 作業(yè)員須穿通電性鞋子(皮底鞋則有通電性)。(2) 充分清掃鞋底。(3) 涂裝間內(nèi)的導(dǎo)電性物體須確實(shí)予以接地。(4) 洗凈用溶劑槽為固定式并確實(shí)予以接地。(5) 使用靜電手提噴漆槍的作業(yè)員，必須以赤手操作噴漆槍。(6) 吊掛被涂物的吊架充分清掃，常保持被涂物為接地電位。(注意吊架的接點(diǎn))(7) 涂裝間內(nèi)地面須經(jīng)常保持為導(dǎo)電狀態(tài)。

14、2,使用及操作基本上止讓發(fā)生形成火災(zāi)災(zāi)種的放電。被認(rèn)為有帶電的涂裝機(jī)或涂料槽等，充分換氣后實(shí)施接地，并使殘留電荷逃逸后使用，則為補(bǔ)充涂料或洗凈涂裝間內(nèi)時(shí)必須遵守事項(xiàng)。下述使用及操作上要點(diǎn)。(1) 涂裝終了時(shí)(一時(shí)中斷涂裝時(shí)亦相同)，高電壓必須關(guān)。洗凈操作前確認(rèn)有關(guān)高電壓？(2) 在使用導(dǎo)電性涂料(臘卡、醇酸樹脂涂料多具有導(dǎo)電性)，并涂料供給系統(tǒng)從接地予以絕緣時(shí)，實(shí)施涂料補(bǔ)給于涂料槽，則首先實(shí)施涂料槽接地此時(shí)必須開換氣風(fēng)扇，并在巨溶劑蒸氣部分(例如涂料槽的外底部)予以接地。(3) 若使用溶劑洗凈絕緣材料的部分時(shí)，俟確認(rèn)溶劑干燥后施加高電壓。(4)定期清掃涂裝機(jī)的涂料塵污染。(5) 不得使用如會(huì)滯

15、留溶劑蒸汽的涂裝機(jī)污染防止被覆。(6) 確實(shí)轉(zhuǎn)緊或轉(zhuǎn)妥高電壓電纜或涂料皮管的松弛或脫落。(7) 其它則熟使用說明書并徹底遵守。(8) 裝機(jī)系統(tǒng)及附在設(shè)備防止放電方法則在高電壓施加中設(shè)聯(lián)鎖裝置，以防止不必要的導(dǎo)電性物體及作業(yè)員進(jìn)入于靜宿界內(nèi)。涂裝機(jī)系統(tǒng)及附帶設(shè)備上的要點(diǎn)：(1) 設(shè)操作上必要的足夠鎖裝置。(2) 需要順序動(dòng)作者，則使其不能規(guī)定順序以外的操作。(3) 設(shè)輸送機(jī)、出入口門扉、給氣排氣、消防裝置與涂機(jī)的適當(dāng)聯(lián)鎖裝置。(4) 設(shè)安全柵欄或防止作業(yè)員進(jìn)入裝置。(5) 使用較長(zhǎng)吊架，減輕輸送機(jī)與吊架的接觸點(diǎn)。(6) 采用自動(dòng)洗凈系統(tǒng)(自動(dòng)涂裝機(jī))。(7) 為了萬一，設(shè)自動(dòng)消防裝置。4,靜電涂

16、裝機(jī)的安全系統(tǒng)靜電涂裝機(jī)的安全系統(tǒng)可分為二大類。一為針狀電極裝設(shè)于噴漆槍尖端型式的涂裝機(jī)，則以絕緣物制造涂裝機(jī)本體，縮小針狀電極的靜電容量，將高電阻插入于電極傍并接續(xù)于高電壓發(fā)生器。針狀電極易于放電，隨著接近接地物，其已施加高電壓則迅速下降，其關(guān)系如下圖3所示。若系電阻值高的涂料，則為安全性非常高的涂裝機(jī)。圖3則表示此類型的距離一電壓、電流變化的例子。另一種則為靜電霧化或離心力霧化方式涂裝機(jī)，其電極容量極大，所以具有大著火能量。因此以原來狀態(tài)使用甚危險(xiǎn)，故裝設(shè)所謂防止火花裝置(SPARKGUARD)或過電流檢查器等安全裝置為其預(yù)防對(duì)策。即在產(chǎn)生火花放電之前，所通過高電壓超出所設(shè)定的檢查電流值，

17、則自重遮斷，而其安全度比前者(針狀電極設(shè)于噴槍尖端的涂裝機(jī))較低些并被要求高性能化。然而檢驗(yàn)電流值變di/dt及以超高速的高壓遮斷器使涂裝機(jī)的殘留電荷接地。并已開發(fā)如此非常安全系統(tǒng)，所以已到達(dá)能放心使用靜電涂裝機(jī)的境界。影響空氣靜電噴涂效果的工藝條件(1)噴槍相對(duì)位置：在多支噴槍同時(shí)操作的場(chǎng)所，使用時(shí)應(yīng)注意其相對(duì)位置，應(yīng)使噴出漆流互不干擾，避免同性電荷的漆霧相斥，尤其是對(duì)于噴中小型零件的場(chǎng)所。(2)噴漆室風(fēng)速：靜電噴涂時(shí)噴漆室風(fēng)速、排風(fēng)量小于一般空氣噴涂。風(fēng)速為0.5-0.7m/s較宜。(3)涂料的電阻：涂料的電性能直接影響靜電霧化性及靜電效果。電阻值過高帶電困難，靜電效果差；過小則易漏電，危

18、害噴槍且不利于安全。各種規(guī)格不同的靜電噴槍均有其特定的電阻值范圍，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及噴槍供應(yīng)商建議而確定。(4)涂料的粘度：靜電噴涂用涂料施工粘度一般較空氣噴涂略低，以利于提高霧化效果，使漆霧易于沿電力線方向環(huán)抱沉積。(5)空氣壓力：在相同的管道輸漆系統(tǒng)條件下，空氣靜電噴槍所需壓力低于普通空氣噴槍。過高空氣壓力一方面會(huì)影響渦輪發(fā)電機(jī)的正常工作，另一方面也影響了靜電效果。(6)輸漆壓力：與普通空氣噴槍相比，靜電噴槍噴涂所需漆壓也略低?？諝忪o電噴槍噴涂工藝的初步探討靜電噴涂工藝已越來越廣泛的用于機(jī)械行業(yè)，尤其是汽車制造行業(yè)。它以其極高的涂料利用率、高效的涂裝生產(chǎn)率、優(yōu)異的涂裝質(zhì)量和廢漆、廢漆霧的大幅

19、度的減少及對(duì)環(huán)抱危害的降低愈加倍受人們的青睞。按靜電霧化器的外形和安裝方式的不同，靜電噴涂設(shè)備可分為固定式和手工移動(dòng)式兩大類。對(duì)于一條新涂裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及部分一定規(guī)模的舊生產(chǎn)線改造，往往以前者居多，但對(duì)于原設(shè)計(jì)規(guī)模較小、涂裝作業(yè)場(chǎng)地較擁擠的舊生產(chǎn)線，手提式靜電噴槍則以其靈活、輕便、不占作業(yè)場(chǎng)地和對(duì)外形復(fù)雜工件及凹陷部分的均勻涂裝獨(dú)占優(yōu)勢(shì)。本文以空氣靜電噴槍在生產(chǎn)線上的批量試用情況對(duì)該工藝進(jìn)行初步的探討。1、噴涂工具及使用噴涂工具為GRACOPRO3500型空氣靜電噴槍，它是由槍柄、槍管、扳機(jī)、=空氣帽組件、各管路、氣路系統(tǒng)等部件組成。該種噴槍已在我國(guó)諸家汽車、摩托車制造廠批量使用，具有一定的實(shí)

20、用性和代表性，其靜電原理為由壓縮空氣帶動(dòng)內(nèi)藏式渦輪發(fā)電機(jī)經(jīng)不斷放大整流而成6.5X104V高壓直流電，使漆液粒子帶電并進(jìn)一步霧化而進(jìn)行靜電涂裝。空氣靜電噴槍與普通空氣噴槍外部結(jié)構(gòu)的區(qū)別除了噴嘴部位的電極針外，還裝有一個(gè)用于排除渦輪發(fā)電機(jī)多余廢氣并冷卻發(fā)電機(jī)的排氣管。此外，它的空氣管可導(dǎo)電，用于噴槍系統(tǒng)可*接地。在使用時(shí)必須注意的是，作為安全保證程序，在進(jìn)行檢查、維修、安裝、清洗及中斷噴涂作業(yè)時(shí)，必須進(jìn)行卸壓，即關(guān)閉靜電開關(guān)，切斷空氣和涂料供應(yīng)，扣動(dòng)扳機(jī)，向可*接地物釋放殘余的涂料和空氣。此外，空氣靜電噴槍的維護(hù)保養(yǎng)也十分重要，清洗溶劑必須為非導(dǎo)電性溶劑，導(dǎo)電性溶劑會(huì)造成噴槍失靈；也不允許將噴槍

21、浸泡在溶劑中，否則易造成短路和靜電效果下降。2、安全規(guī)范和安全檢查靜電噴涂最需要特別注意的問題是安全，為此，國(guó)家專門頒布了相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于PRO350C及其他同類空氣靜電噴槍，每次使用前還需要采取以下安全措施及安全檢查。(1)噴槍系統(tǒng)安全：必須系統(tǒng)安全接地，槍身對(duì)地電阻小于1-2兆歐。(2)人體安全：操作者及所有進(jìn)入作業(yè)區(qū)的人員必須穿導(dǎo)電鞋，操作者不允許戴絕緣手套，人體對(duì)地電阻小于1-2兆歐。(3)工件狀態(tài)：地鏈小車或?qū)к壙?接地，與工件呈點(diǎn)或線接觸，工件對(duì)地電阻小于2兆歐，否則直接影響靜電效果，甚至是漆舞回抱于操作者。(4)作業(yè)區(qū)安全：作業(yè)區(qū)內(nèi)所有可燃液體必須放在安全接地的容器中，所有導(dǎo)電體應(yīng)接地。(5)操作保證：所有操作者必須經(jīng)過培訓(xùn)，可以安全使用靜電噴涂系統(tǒng)，且掌握卸壓技術(shù)。3 、工藝條件及操作與普通空氣噴涂相比，以下工藝條件直接影響涂裝效果：(1)噴槍相對(duì)位置：在多支噴