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、前言：
美國于1955年開始采用圓盤型自動靜電涂裝系統用于槍托、馬桶座墊、椅子、床零件等木制品涂裝日本也于1966年開始使用升降機式圓盤型用于木制電視機共鳴箱聚酯樹脂涂料涂裝普及用于餐椅酸硬化醇酸樹脂(AMI-NOALKYDRESIN)涂料涂裝、網球拍真漆(臘卡)涂裝等量產品涂裝用圓盤型涂裝機現估計約有200家工廠采用靜電涂裝系統而成量產木制品涂裝主流由于靜電涂裝能大幅度節(jié)用涂料大大地減低制品成1945年則實用于金屬制品涂裝于1951年開發(fā)鐘型1953年則開發(fā)圓盤型涂裝機而下記工業(yè)領域內普及靜電涂裝系統即家用電氣用品、汽車及其零件、機車及其零件、腳踏車及其零件、鋼制家具、事務用器、農業(yè)用機器、建材(金屬門窗框及門扉)、護軌、高壓瓦斯容器、儀表殼等除了此靜電涂裝被采用多方面金屬制品外也適用于丙烯睛丁二烯苯乙烯樹脂(ABS樹脂)等各種樹脂零件說靜電涂裝視代表性工業(yè)涂裝種方法更且近數年來開發(fā)普及超高速回轉圓盤型及鐘型涂裝機由于些機器具有高能力所也被采用于超高級耳漆涂裝
二、靜電涂裝原理與靜電涂裝機分類
()靜電涂裝原理
靜電涂裝乃接地被涂物正電極涂料霧化裝裝置負電極并涂料霧化裝置帶高負電壓二極間制成靜電界使霧化涂料粒子帶負電使涂料有效地被吸著于相反電極被物面上方法謂之靜電涂裝被涂物作正極而涂料霧化裝置作成負極呢?乃因此相反時其轉移火花放電較難而安全緣故了實施靜電涂裝被涂物接地乃重要必須條件被涂物必須電氣良導體木材通常被認電氣良導體其含水率8%上時則實行靜電涂裝而經驗上也被確認此乃因于通常靜電涂裝正負二極間所流電流值20~50微安培(MICRO-AMPERE)非常小所雖木材般電阻值較大物體也實施靜電涂裝惟日本冬季干燥期木材含水率會降低至8%下因此涂料附著量顯著地降低此場合則使用水蒸氣室通過木材提高木材表面含水率也有效方法
(二)靜電涂裝機分類
1.依涂料霧化方式分類
從前則分類靜電霧化方式與機械霧化方式之二種所謂靜電霧乃前述圓盤型涂料帶高壓電而供給至圓盤心圓盤回轉所產生離心力圓盤表面擴展形成薄膜而圓盤緣邊從液絲變成漆霧方式謂之另機械霧化則涂料方式過因近發(fā)明小徑超高速圓盤或鐘所依涂料霧化方式分類稍變復雜筆者試圖下分類則
(1)靜電霧化方式(低速回轉霧化頭型、刀刃式霧化頭型)
(2)離心力霧化方式(超高速回轉霧化頭型)
(3)壓氣霧化方式
(4)無氣霧化方式
(5)液壓霧化輔助氣并用方式(無氣壓氣霧化方式)
2.依涂料帶電方式分類
涂料漆霧粒子賦與負電電荷事靜電涂裝程序重要環(huán)包含新機種從面試了分類則下：
(1)接觸帶電方式
(2)離子帶電方式
注：上述接觸帶電方式代表性機種則有回轉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尚有噴漆槍型涂裝機槍內部涂料通路賦予高電壓予機械霧化者離子帶電方式則對槍尖端具有短針狀電極涂裝機而言微粒化涂料所需機械能與涂料開關開(ON)同時從高電壓發(fā)生裝置施加高電壓于涂裝機圖2-(1)所示噴漆尖端電極近傍因有針狀電極所電界極均而空氣被強烈離子化而針狀電極尖端附近空氣絕緣局部已被破壞而發(fā)生非常安定輝光電暈(GLOWCORONA)持續(xù)放電通常電暈放電少黑暗室內則肉眼看得而紫藍色放光光點部分非常強烈離子化圈域實際有效離子化圈域更大圖2-(2)所示涂料粒子帶負電而向圖2-(3)所示電界方向飛翔而附著于被著物壓氣霧化、無氣霧化及無氣壓氣霧化方式則屬于此方式
3.依靜電涂裝機霧化頭與高電壓發(fā)生裝置關系位置而分類
迄至近般高電壓發(fā)生裝置設置于涂裝間外側距霧化頭5公尺或10公尺位置其常識近則開發(fā)霧化頭內臟于升電壓機構或整流機構內裝置而前者稱電力供給遙控型(POWERSUPPLYREMOTETYPE)者則稱裝內(PACK-IN)型而遙控型電力供給則從大型濕式(內部使用絕緣油)逐漸轉移小型干包(DRY-PACK)型(吏用成型樹脂)裝內型則有變壓型、高電壓發(fā)生型(COCKCROFT)或謂之格柵(CASCADE)型、電氣動力(EGD)型及渦輪發(fā)電型等
4.其分類
有分自動式與手動式或因并用機器人或自動升降機而稱機器人用升降機式等些分類方式被認使用區(qū)分上分類
靜電涂裝功能
有關靜電涂裝優(yōu)點成本管理、質量管理及生產管理(工程管理、交貨期管理)三立場予分析
()從成本管理立場而言：由于采用靜電涂裝使用壓氣噴漆槍時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)說明木制碗碟柜門框實施聚酯樹脂涂料涂裝時年減少400000美元涂料費此乃由壓氣噴漆槍涂裝改采用小徑超高速回轉型升降機式圓盤涂裝方式所得成涂料減少幫助涂裝間內清潔所雖間接功效也減少了維護、清掃所需費用及時間
(二)質量管理上立場而言：靜電涂裝噴霧漆形內因被微?；苛狭Ｗ訋ж撾娝ハ嗯懦獯伺懦庾饔脦砥嵝蝺攘Ｗ臃植几呌诰鶆蛐Фa生減輕涂布均效因超高速回轉型涂裝機其涂料粒子微?；雀吡椒植挤纫嘈∷@著提高涂膜厚度均性
(三)生產管理上立場而言：減少由靜電引力所產生反跳或繞圈(LAPAROUND)效(指因靜電引力作用多余漆霧附著于被涂物背面現象而言)僅減少涂料秏用量且縮短涂裝時間尤其使用霧化能力較大自動涂裝機其涂裝速度則快又能穩(wěn)定生產且易于管理(能涂材端、材邊等面也其大功能)
四、靜電涂裝與安全
()目前估計日本約有10000處上工廠實施靜電涂裝其20年上常用靜電涂裝工廠亦數少且無傷害、無火災另方面每年有數件火災某些工廠發(fā)生據查其原因多基于因長時間使用而習慣而疏忽基本管理或處理而發(fā)生木制家具工廠其周圍燃物甚多僅需整齊整理、整頓被涂物、涂料、溶劑并依照起動時規(guī)定基準管理靜電涂裝機或噴漆間內外要日伴隨技術進步靜電涂裝機安全性也會提高乃事實例涂裝機與被涂物之間所流電流大小產生異常時能高速檢出能快速遮斷高電壓及各種連鎖(INTERLOCK)裝置、自動安全裝置等技術之開發(fā)些技術則彌補被認管理上或處理上或操作上安全事項部分
(二)靜電涂裝時所發(fā)生火災原因則因涂裝機種類、涂料性質、被涂物形狀、運輸方法或工廠環(huán)境等而異而有多種原因惟手動式涂裝機因作業(yè)員或洗凈用溶劑缸絕緣狀態(tài)所電帶而接地物接近時發(fā)生放電而所產生火災者多又自動涂裝機則因涂料皮管絕緣被破壞而所產生火災者多
安全對策
1.靜電涂裝事故大部分則起因于應接地未予接地并形成絕緣狀態(tài)而帶電者涂裝間內導電性物體須明確區(qū)分高電壓電位或接地電位除了應施加高電壓者或部位外必須確實予接地第原則又定期確認應接地電位要由此防止大半火災事故單純地想因涂裝機有施加高電壓所認涂裝機危險新涂裝機均施予高度安全對策所因涂裝機而發(fā)生事故者極少
涂裝時所有般有機溶劑蒸汽濃度爆炸限界時能著火溶劑蒸汽小著火能量約0.2mJ(2/10000焦耳)方人體靜電容量則100pF左右所若人體成2KV左右電位則具有0.2mJ能量若作業(yè)員未接地時形成危險狀態(tài)由此知靜電界內保持人體未形成絕緣狀態(tài)乃何等重要
下述依接地方式安全對策：
(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)涂裝間內導電性物體須確實予接地
(4)洗凈用溶劑槽固定式并確實予接地
(5)使用靜電手提噴漆槍作業(yè)員必須赤手操作噴漆槍
(6)吊掛被涂物吊架充分清掃常保持被涂物接地電位(注意吊架接點)
(7)涂裝間內地面須經常保持導電狀態(tài)
2.使用及操作基本上止讓發(fā)生形成火災災種放電被認有帶電涂裝機或涂料槽等充分換氣實施接地并使殘留電荷逃逸使用則補充涂料或洗凈涂裝間內時必須遵守事項
下述使用及操作上要點
(1)涂裝終了時(時斷涂裝時亦相同)高電壓必須關洗凈操作前確認有關高電壓?
(2)使用導電性涂料(臘卡、醇酸樹脂涂料多具有導電性)并涂料供給系統從接地予絕緣時實施涂料補給于涂料槽則首先實施涂料槽接地[此時必須開換氣風扇并巨溶劑蒸氣部分(例涂料槽外底部)予接地
(3)若使用溶劑洗凈絕緣材料部分時俟確認溶劑干燥施加高電壓
(4)定期清掃涂裝機涂料塵污染
(5)得使用會滯留溶劑蒸汽涂裝機污染防止被覆
(6)確實轉緊或轉妥高電壓電纜或涂料皮管松弛或脫落
(7)其則熟謮使用說明書并徹底遵守
3.涂裝機系統及附設備
防止放電方法則高電壓施加設聯鎖裝置防止必要導電性物體及作業(yè)員進入于靜宿界內
涂裝機系統及附帶設備上要點：
(1)設操作上必要足夠鎖裝置
(2)需要順序動作者則使其能規(guī)定順序外操作
(3)設輸送機、出入口門扉、給氣排氣、消防裝置與涂機適當聯鎖裝置
(4)設安全柵欄或防止作業(yè)員進入裝置
(5)使用較長吊架減輕輸送機與吊架接觸點
(6)采用自動洗凈系統(自動涂裝機)
(7)了萬設自動消防裝置
4.靜電涂裝機安全系統
靜電涂裝機安全系統分二大類針狀電極裝設于噴漆槍尖端型式涂裝機則絕緣物制造涂裝機本體縮小針狀電極靜電容量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系下圖3所示若系電阻值高涂料則安全性非常高涂裝機圖3則表示此類型距離電壓、電流變化例子另種則靜電霧化或離心力霧化方式涂裝機其電極容量極大所具有大著火能量因此原來狀態(tài)使用甚危險故裝設所謂防止火花裝置(SPARKGUARD)或過電流檢查器等安全裝置其預防對策即產生火花放電之前所通過高電壓超出所設定檢查電流值則自重遮斷而其安全度比前者(針狀電極設于噴槍尖端涂裝機)較低些并被要求高性能化而檢驗電流值變di/dt及超高速高壓遮斷器使涂裝機殘留電荷接地并已開發(fā)此非常安全系統所已達能放心使用靜電涂裝機境界
影響空氣靜電噴涂效工藝條件
（1）噴槍相對位置：多支噴槍同時操作場所使用時應注意其相對位置應使噴出漆流互干擾避免同性電荷漆霧相斥尤其對于噴小型零件場所
（2）噴漆室風速：靜電噴涂時噴漆室風速、排風量小于般空氣噴涂風速0.5-0.7m/s較宜
（3）涂料電阻：涂料電性能直接影響靜電霧化性及靜電效電阻值過高帶電困難靜電效差；過小則易漏電危害噴槍且利于安全各種規(guī)格同靜電噴槍均有其特定電阻值范圍結合現場試驗及噴槍供應商建議而確定
（4）涂料粘度：靜電噴涂用涂料施工粘度般較空氣噴涂略低利于提高霧化效使漆霧易于沿電力線方向環(huán)抱沉積
（5）空氣壓力：相同管道輸漆系統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方面會影響渦輪發(fā)電機正常工作另方面也影響了靜電效
（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
空氣靜電噴槍噴涂工藝初步探討
靜電噴涂工藝已越來越廣泛用于機械行業(yè)尤其汽車制造行業(yè)其極高涂料利用率、高效涂裝生產率、優(yōu)異涂裝質量和廢漆、廢漆霧大幅度減少及對環(huán)抱危害降低愈加倍受人們青睞按靜電霧化器外形和安裝方式同靜電噴涂設備分固定式和手工移動式兩大類對于條新涂裝生產線設計及部分定規(guī)模舊生產線改造往往前者居多對于原設計規(guī)模較小、涂裝作業(yè)場地較擁擠舊生產線手提式靜電噴槍則其靈活、輕便、占作業(yè)場地和對外形復雜工件及凹陷部分均勻涂裝獨占優(yōu)勢本文空氣靜電噴槍生產線上批量試用情況對該工藝進行初步探討
1、噴涂工具及使用
噴涂工具GRACO產PRO3500型空氣靜電噴槍由槍柄、槍管、扳機、=空氣帽組件、各管路、氣路系統等部件組成該種噴槍已我國諸家汽車、摩托車制造廠批量使用具有定實用性和代表性其靜電原理由壓縮空氣帶動內藏式渦輪發(fā)電機經斷放大整流而成6.5X104V高壓直流電使漆液粒子帶電并進步霧化而進行靜電涂裝空氣靜電噴槍與普通空氣噴槍外部結構區(qū)別除了噴嘴部位電極針外還裝有用于排除渦輪發(fā)電機多余廢氣并冷卻發(fā)電機排氣管此外空氣管導電用于噴槍系統*接地使用時必須注意作安全保證程序進行檢查、維修、安裝、清洗及斷噴涂作業(yè)時必須進行卸壓即關閉靜電開關切斷空氣和涂料供應扣動扳機向*接地物釋放殘余涂料和空氣此外空氣靜電噴槍維護保養(yǎng)也十分重要清洗溶劑必須非導電性溶劑導電性溶劑會造成噴槍失靈；也允許噴槍浸泡溶劑否則易造成短路和靜電效下降
2、安全規(guī)范和安全檢查
靜電噴涂需要特別注意問題安全此國家專門頒布了相關安全標準對于PRO3500型及其同類空氣靜電噴槍每次使用前還需要采取下安全措施及安全檢查
（1）噴槍系統安全：必須系統安全接地槍身對地電阻小于1-2兆歐
（2）人體安全：操作者及所有進入作業(yè)區(qū)人員必須穿導電鞋操作者允許戴絕緣手套人體對地電阻小于1-2兆歐
（3）工件狀態(tài)：地鏈小車或導軌*接地與工件呈點或線接觸工件對地電阻小于2兆歐否則直接影響靜電效甚至漆舞回抱于操作者
（4）作業(yè)區(qū)安全：作業(yè)區(qū)內所有燃液體必須放安全接地容器所有導電體應接地
（5）操作保證：所有操作者必須經過培訓安全使用靜電噴涂系統且掌握卸壓技術
3、工藝條件及操作
與普通空氣噴涂相比下工藝條件直接影響涂裝效：
（1）噴槍相對位置：多支噴槍同時操作場所使用時應注意其相對位置應使噴出漆流互干擾避免同性電荷漆霧相斥尤其對于噴小型零件場所
（2）噴漆室風速：靜電噴涂時噴漆室風速、排風量小于般空氣噴涂方面靜電噴涂本身漆霧、溶劑揮發(fā)量小需要過高排風量另方面風速過大直接影響漆霧電場吸附力而影響靜電效對于般空氣靜電噴槍建議風速0.5-0.7m/s
（3）涂料電阻：涂料電性能直接影響靜電霧化性及靜電效電阻值過高帶電困難靜電效差；過小則易漏電危害噴槍且利于安全各種規(guī)格同靜電噴槍均有其特定電阻值范圍結合現場試驗及噴槍供應商建議而確定
（4）涂料粘度：靜電噴涂用涂料施工粘度般較空氣噴涂略低利于提高霧化效使漆霧易于沿電力線方向環(huán)抱沉積
（5）空氣壓力：相同管道輸漆系統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方面會影響渦輪發(fā)電機正常工作另方面也影響了靜電效
（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
4、涂裝效
與普通空氣噴涂相比空氣靜電噴槍噴涂具有下優(yōu)點：
（1）厚度提高且均勻：操作方法基本相同條件下由于靜電吸附作用空氣靜電噴涂涂膜厚度略高于空氣噴涂（約3-5þum）且由于環(huán)抱效對工件轉角、凹陷等部位易于上漆涂膜更加均勻易于造成漏噴
（2）良好流平性由于濕膜平整、均勻適當粘度、溫濕度等條件下漆膜易于流平桔皮明顯減輕漆膜更加平整
（3）鮮映性：由于桔皮等外觀缺陷減少直接提高了漆膜鮮映性
（4）光澤：光澤略有改善（約1%）對于內表面、轉角等難上漆部位光澤提高更加明顯