靜電原理

靜電理論

靜電涂裝工藝起源于20世紀(jì)50年代初。涂裝工程師們需要一種可以大大提高傳輸效率，降低加工成本的應(yīng)用方法。他們的理由是同性顆粒及物體互相排斥，而異性的物質(zhì)則會(huì)相互吸引。這同樣適用于已帶電荷的噴涂涂料以及將被噴涂的部件。他們發(fā)現(xiàn)含負(fù)電的霧化涂料粒子以及含正電的將被噴涂的工件（或接地）會(huì)形成一個(gè)靜電場(chǎng)，將涂料微粒吸附到工件表面上。（見圖1）。

對(duì)于典型的靜電噴槍，靜電電極則位于霧化器的頂部。該電極通過電源接收電荷。當(dāng)涂料經(jīng)過電極時(shí)會(huì)被霧化，從而涂料顆粒會(huì)帶電（吸附額外電子形成負(fù)電荷）。

電極和接地的工件之間將形成一個(gè)靜電場(chǎng)。帶負(fù)電荷的涂料粒子將被吸附到中性地面。隨著顆粒沉積到工件上，電荷將消失并通過地面返回至電源，從而形成電路。這一工藝體現(xiàn)了較高的轉(zhuǎn)換效率。大部分被霧化的涂料將被吸附到零件上。

靜電力對(duì)涂料顆粒的路徑的影響程度到底有多大取決于它們的大小，移動(dòng)的速度以及噴房?jī)?nèi)的其他力量，如重力和氣流。高速噴射大顆粒會(huì)產(chǎn)生很大的動(dòng)力，這降低了靜電力的影響。粒子的方向慣性力可能比靜電場(chǎng)產(chǎn)生的更大。增加粒子的動(dòng)力對(duì)噴涂復(fù)雜的表面是有利的，因?yàn)檫@一動(dòng)力能夠克服法拉第籠效應(yīng)——帶電粒子僅傾向于沉積在腔體入口周圍。（見圖2）。

另一方面，速度低的小的噴涂粒子有動(dòng)力相對(duì)較低，靜電力則可以將其吸附到工件上。這種情況適用于簡(jiǎn)單的表面處理，但它被法拉第籠問題所接受。靜電系統(tǒng)應(yīng)平衡粒子的速度和靜電電壓以優(yōu)化涂料的傳輸效率。

靜電優(yōu)勢(shì)

靜電噴涂系統(tǒng)所帶來(lái)最大裨益是傳輸效率。在某些應(yīng)用中，靜電旋杯可以達(dá)到超過90％的傳輸效率。這種高效率的傳輸將大大節(jié)省成本，因?yàn)樗鼫p少了超范圍的噴涂。有種靜電噴涂的現(xiàn)象被稱為“包覆”，它可以使某些經(jīng)過工件的涂料顆粒被吸附到該工件背面，這進(jìn)一步提高了傳輸效率。

提高了的傳輸效率也降低了揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放量及危險(xiǎn)廢物的處理成本。噴漆室的清理和維護(hù)也將減少。

涂料應(yīng)用

任何可霧化的材料都可以接受靜電電荷。低、中、高固體含量的溶劑型涂料、搪瓷、漆和雙組分涂料都可應(yīng)用于靜電中。

不同類型的靜電系統(tǒng)可采用各類涂料，不論其導(dǎo)電性。水性和金屬涂料具有高的導(dǎo)電性。溶劑型涂料往往是不導(dǎo)電的。任何金屬涂料包含導(dǎo)電的金屬顆粒。這些金屬涂料必須保持流通，以防止在進(jìn)料線中短路。隨著高電壓被導(dǎo)入系統(tǒng)中，金屬顆粒將會(huì)成隊(duì)形成一個(gè)導(dǎo)電路徑。因?yàn)橥苛系膶?dǎo)電性，系統(tǒng)可能需要改進(jìn)以防止電荷接地（見圖3）。

靜電安全操作

如果設(shè)備保養(yǎng)得當(dāng)并遵守安全工序，靜電噴涂是安全的。在工作區(qū)中的所有物體必須接地，包括噴房、輸送機(jī)、零部件支架、應(yīng)用設(shè)備（除非使用導(dǎo)電/水性涂料）及噴涂操作者。

當(dāng)電荷與未接地的組分接觸時(shí)會(huì)被吸附并沉積。這就是所謂的電容電荷的沉積。這最終會(huì)形成足夠的電荷，以致未接地的物體在離地面一定距離時(shí)會(huì)瞬間放電。這種瞬間放電足以點(diǎn)燃噴涂區(qū)內(nèi)存在的可燃?xì)怏w和煙霧。

接地工人不會(huì)及時(shí)知道電容電荷已被吸附。工人不應(yīng)穿磨損橡膠或軟木底鞋，它們會(huì)形成不接地的電容器。可穿特制的接地鞋。如果工人使用手持式噴槍，他們應(yīng)該徒手掌握或用露出指尖和手掌的手套，以充分接觸皮膚。

使所有不用于高壓工藝中的設(shè)備保持正確的接地是必不可少的。接地帶應(yīng)附帶在設(shè)備上并連接至大家所知的地面。快速檢查所有設(shè)備，包括輸送機(jī)和部件支架等可以發(fā)現(xiàn)不正確的接地。良好的內(nèi)務(wù)管理會(huì)帶來(lái)裨益。去除部件支架上沉積的涂料以便確保工件接地。不接地的物體，如工具和容器，應(yīng)移出加工區(qū)域。

涂料顆粒的充電

涂料顆粒的靜電充電在20世紀(jì)50年代早期就已開始。工程師們正在尋找方法來(lái)降低產(chǎn)品加工的成本。靜電工藝的發(fā)明者Harold Ransburg的理由是異性電荷互相吸引，同樣的理念也適用于帶電粒子和即將被噴涂的部件。

每個(gè)人都聽到他說(shuō)：“異性相吸，同性相斥。”這對(duì)于磁場(chǎng)及帶電涂料顆粒的靜電工藝而言是真實(shí)的。

靜電工藝與磁鐵的工作方式幾乎相同。通過在帶負(fù)電的涂料粒子和帶正電的接地工件之間形成一個(gè)靜電場(chǎng)，將涂料顆粒吸附到工件上并沉積。積聚電能的基礎(chǔ)是帶電粒子。所有的物質(zhì)都是由帶電粒子制成的。這些顆粒要么是中性的，要么是負(fù)電或正電。

在顆粒充電成立之初，被稱為頭號(hào)工藝的是由Harold Ransburg開發(fā)的為涂料顆粒充電的制程。涂料顆粒通過常規(guī)的空氣噴槍被噴入一個(gè)靜電場(chǎng)，形成兩條以一定的距離排開的平行線網(wǎng)，然后部件將會(huì)被輸送入這些電網(wǎng)中。在電網(wǎng)的一個(gè)末端，被霧化的涂料顆粒被噴入靜電場(chǎng)。涂料顆粒將會(huì)變成帶負(fù)電的粒子，并被吸附到帶正電的接地部件上。

現(xiàn)在這些線網(wǎng)成為靜電噴槍的電極絲。三種最常見的為涂料顆粒充電方式包括靜電噴槍、旋杯或旋盤。

這三種方法采用的是相同的工作原理，即在霧化器和工件之間形成靜電場(chǎng)，然后將涂料霧化顆粒噴入該靜電場(chǎng)，它們將被吸附并沉積到帶正電的接地工件上。

采用空氣噴槍或HVLP靜電噴槍，高電壓直流電將被供給到操作者的噴嘴電極中，噴槍和接地物體之間則會(huì)形成一個(gè)靜電場(chǎng)（見圖4）。涂料將在霧化點(diǎn)被充電。這種靜電充電可使涂料顆粒更高效，更均衡地吸附到產(chǎn)品的前后、側(cè)面及邊緣。靜電力也可使帶電涂料顆粒以高的比例沉積到工件上。

該靜電工藝也可采用無(wú)氣及空氣輔助無(wú)氣靜電噴槍對(duì)涂料顆粒進(jìn)行充電。唯一的區(qū)別是涂料是由不同的方法被霧化。空氣噴槍或HVLP靜電噴槍利用較低的空氣壓力霧化涂料，而無(wú)氣或空氣輔助無(wú)氣噴涂方法使用的壓力高得多。涂料在高壓下被運(yùn)輸?shù)届F化器中，材料通過非常小的孔在高壓下被霧化。當(dāng)使用靜電噴槍或HVLP靜電時(shí)，其產(chǎn)生的細(xì)水霧顆粒會(huì)被靜電充電，然后以同樣的方式被吸附到工件上。

今天，旋杯噴頭直徑一般約1至3英寸，旋盤的直徑約為6至12英寸。這些霧化器采用同樣的工作原理，只是它們被定位在工件的不同位置。旋杯是沿軸水平置于工件上，而旋盤是垂直放置。

旋盤或旋杯會(huì)將薄而均勻的涂料散布到霧化器的邊緣。此處的涂料通過靜電力或離心力被霧化。低速的旋轉(zhuǎn)霧化器幾乎運(yùn)用所有的靜電力，高速的旋轉(zhuǎn)霧化器則依賴于霧化器的離心力來(lái)霧化涂料。然后直流高壓電會(huì)供給至旋轉(zhuǎn)霧化器，在其與接地的目標(biāo)物體之間形成一個(gè)靜電場(chǎng)。帶負(fù)電荷的粒子被吸附并沉積到帶正電的接地工件中。帶電顆粒接地目標(biāo)物體之間的力量足以使周圍正常的超范圍噴涂物沉積到目標(biāo)物體的背面，因此，噴涂顆粒會(huì)以非常高的比例沉積在零件上。

在靜電噴涂材料時(shí)，涂料的電阻率，通常稱為傳導(dǎo)率，是至關(guān)重要的。水性材料的導(dǎo)電性非常好；因此必須采取電壓閉鎖裝置、外部充電探針或完全隔離液體供給和液體生產(chǎn)線等方式，否則噴涂顆粒將無(wú)法保持靜電充電。由于水性材料電阻低，所有的靜電電壓會(huì)流失至地面，導(dǎo)致系統(tǒng)供給不足。如未使用上述任意一種方法，噴涂顆粒將無(wú)法負(fù)載靜電。

溶劑型材料的噴涂電阻率因材料而異。當(dāng)靜電噴涂溶劑型涂料時(shí)，測(cè)量及監(jiān)控正在被噴涂的涂料的電阻是非常重要的。導(dǎo)電性強(qiáng)的材料（電阻非常低，通常被稱為“活性材料”），靜電電壓會(huì)部分甚至全部流失至地面。這將大大減少其對(duì)噴涂顆粒的靜電作用。另一方面，當(dāng)使用電阻非常高的材料，通常被稱為“惰性材料”時(shí)，噴涂顆粒不易接受靜電電荷，傳輸效率會(huì)很差。

涂料供應(yīng)商在特定的電阻率范圍內(nèi)可以很容易地制定溶劑型材料。最佳電阻可能因應(yīng)用中所使用的不同工具而有所不同。例如，使用靜電旋盤或靜電旋杯，（蘭氏）噴涂電阻率計(jì)顯示的最佳電阻率范圍為0.05和1兆歐。但是靜電噴槍可以在0.1～00兆歐的電阻下有效地噴涂涂料。

另一個(gè)例子是位居第二的工藝——現(xiàn)場(chǎng)靜電噴槍。該噴槍需要一個(gè)更精確的涂料電阻率，因?yàn)樗鼉H依靠靜電電荷霧化涂料。在（蘭氏）噴涂測(cè)試儀顯示0.1至1兆歐之間時(shí)，該噴槍與其使用的涂料才能夠正常工作。

靜電工藝或噴涂顆粒充電中的另一個(gè)關(guān)鍵因素是顆粒的大小。高速噴射的大顆粒具有較大的動(dòng)力，可減少靜電力。在噴涂復(fù)雜表面時(shí)，增大的顆粒尺寸將成為一種優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋭?dòng)力可以克服法拉第籠區(qū)域（涂料顆粒被吸附到工件邊緣的同時(shí)還可避免內(nèi)菱角和凹區(qū)）。

另一方面，低速噴涂的小噴涂顆粒動(dòng)力較低，從而靜電力可將涂料吸附到目標(biāo)對(duì)象上。這種情況適用于簡(jiǎn)單的表面噴涂，但可被法拉第籠問題所接受。

靜電工藝/設(shè)備

開發(fā)霧化材料的靜電應(yīng)用以提高加工質(zhì)量和傳輸效率（見圖5）。

目前，噴涂應(yīng)用中有七種類型的靜電工藝：

空氣靜電霧化
高容量、低壓力（HVLP）靜電霧化
無(wú)氣靜電霧化
空氣靜電輔助式無(wú)氣噴槍霧化
靜電純電法霧化
靜電旋杯式霧化
靜電旋盤式霧化

無(wú)論何種靜電處理系統(tǒng)都有其優(yōu)勢(shì)和局限性。適合于某種情況的方法可能并不適合其他情況（參見表I）。

空氣靜電噴涂霧化

空氣靜電噴涂使用一個(gè)含有小型精密開口的氣孔將壓縮空氣射入涂料中達(dá)到最優(yōu)霧化。空氣靜電噴槍霧化因其可控性及多功能性，已成為現(xiàn)今行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。空氣靜電噴槍可提供很高的轉(zhuǎn)化效率，它利用靜電電荷使涂料包覆邊緣附近區(qū)域并捕捉過噴的浪費(fèi)了的涂料。標(biāo)準(zhǔn)的空氣靜電噴涂根據(jù)不同類型的材料和應(yīng)用可提供40至90％的轉(zhuǎn)移效率。

HVLP靜電噴涂霧化

HVLP靜電噴涂和空氣靜電噴涂技術(shù)利用相同的霧化特性，僅是稍作修改。當(dāng)使用氣動(dòng)HVLP時(shí)，氣孔內(nèi)的壓縮空氣的壓力必須降至0.1到10磅之間。當(dāng)使用HVLP噴涂降低顆粒速度及霧化材料時(shí)轉(zhuǎn)換效率會(huì)更高，從而帶來(lái)更少的廢物及材料的竄漏。有些靜電設(shè)備通過簡(jiǎn)單地改變四個(gè)部件可以很容易地在空氣噴涂和HVLP噴涂技術(shù)之間轉(zhuǎn)換。HVLP的噴涂技術(shù)可滿足需嚴(yán)格減少VOC的EPA規(guī)范。HVLP靜電噴涂根據(jù)不同類型的材料和應(yīng)用可以提供60至90％的轉(zhuǎn)移效率。

無(wú)氣靜電噴涂霧化

無(wú)氣靜電噴涂技術(shù)利用高壓流體（500-5,000磅）的原理，通過一個(gè)非常小的流體噴嘴完成霧化。噴涂圖案的大小和形狀以及噴液質(zhì)量受噴嘴控制。無(wú)氣噴涂技術(shù)在空氣噴涂之后得以發(fā)展，以幫助在大型部件上運(yùn)用更高的到達(dá)率及粘度達(dá)到更快的應(yīng)用速度。

空氣輔助式無(wú)氣靜電噴涂霧化

空氣輔助式無(wú)氣靜電噴涂技術(shù)采用無(wú)氣噴涂原理在壓力降低的情況下霧化流體，并利用輔助霧化空氣減少圖案尾料并達(dá)到更佳的圖形效果。空氣輔助無(wú)氣噴涂技術(shù)可以提供無(wú)氣噴涂和空氣噴涂所達(dá)到的令人滿意的一些特征。這些理想的特點(diǎn)包括中等偏高的到達(dá)率，可在低速及高轉(zhuǎn)換效率下達(dá)到低粘度的噴涂能力。

純電法靜電霧化

純電法靜電霧化通過在噴槍的一端使用一個(gè)旋杯均勻?qū)⑼苛贤坑诒倪吘墶．?dāng)涂料到達(dá)杯的邊緣就會(huì)負(fù)載上電荷。尖銳邊緣的電荷（約100千伏）會(huì)在中等的電荷電阻范圍（0.1至1兆歐）內(nèi)使涂料顆粒噴涂至產(chǎn)品上。純電法是一種比空氣噴涂或空氣輔助無(wú)氣噴涂技術(shù)略為緩慢的工藝過程，并且旋杯霧化狀態(tài)需要旋杯式噴涂技術(shù)，不過它是現(xiàn)今同行業(yè)中轉(zhuǎn)化效率最高的噴槍工藝。噴流型超軟的前進(jìn)速度可使大部分產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率幾乎達(dá)到100％。

這種高轉(zhuǎn)換效率在某種程度上促進(jìn)了噴涂和翻新機(jī)械及家具行業(yè)的發(fā)展。

旋杯式靜電霧化

旋杯式靜電霧化器利用一個(gè)含離心力及靜電霧化的高速旋杯來(lái)霧化材料并高效地將材料從杯的邊緣運(yùn)輸至被噴涂的目標(biāo)物體上（見圖6）。杯被用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，并在杯口的邊緣導(dǎo)入壓縮空氣來(lái)控制圖案。壓縮空氣將推動(dòng)材料的前進(jìn)速度，以幫助其滲透到凹陷區(qū)域。旋杯通常被固定安裝或直接在輸送機(jī)上往復(fù)地涂覆產(chǎn)品。旋杯也可置于輸送機(jī)的兩側(cè)。旋杯式霧化可提供70至95％的轉(zhuǎn)移效率。

旋盤式靜電霧化

旋盤式靜電霧化器是一種利用離心力及電霧化的高速旋轉(zhuǎn)霧化器來(lái)霧化涂料并高效地將材料從盤的邊緣傳輸至被噴涂的目標(biāo)物體上。旋盤在一個(gè)封閉的Ω形環(huán)中涂覆產(chǎn)品（見圖7）。旋盤可固定安裝并傾斜（高達(dá)45度） 12英寸或以下的小配件，或安裝到往復(fù)式機(jī)臂上噴涂40英尺高4英寸寬的部件。旋盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移效率達(dá)80至95％。

水性靜電

在過去的幾年中，政府法規(guī)對(duì)噴涂應(yīng)用工廠中釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放量的要求推動(dòng)了涂料制造商們降低其涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量。水性涂料已出現(xiàn)多年，但更為嚴(yán)格的政府法規(guī)推動(dòng)了它們?cè)诮裉焯幚硇袠I(yè)中的發(fā)展勢(shì)頭。目前許多溶劑型涂料用戶被迫做出更符合未來(lái)的涂裝發(fā)展的涂裝方式的改變并努力利用其現(xiàn)有處理設(shè)備利用水性涂料。

盡管這些水性涂料的應(yīng)用基本上與溶劑型涂料一樣，但必須考慮許多因素。我的系統(tǒng)組件是否與水性材料兼容？許多合金和金屬在與水性材料接觸一段時(shí)間后會(huì)生銹或被腐蝕，因此，您必須確保水泵、閥門、管道及構(gòu)建材料的霧化器等與水性涂料兼容，如316不銹鋼或聚四氟乙烯。

同時(shí)還需做出如下決定：系統(tǒng)如何與經(jīng)過水性溶液供給中接地返回的高電壓相隔離。水是電的良導(dǎo)體，所有與水性物質(zhì)接觸的組件都帶有高電壓。這包括所有的霧化器、供液軟管、泵、穩(wěn)壓器、閥門和流體供給本身。

在今天的處理環(huán)境中，水性材料必須安全隔離。這將通過以下項(xiàng)目得以完成：（1）完整的系統(tǒng)隔離;（2）電壓阻斷裝置;或（3）涂料的間接充電。

完全系統(tǒng)隔離

完全系統(tǒng)隔離是將供給的水性流體與高電壓相隔離最常用的方法。這種低技術(shù)含量的方法已存在數(shù)十年（見圖3）。

在一個(gè)隔離的系統(tǒng)中，接觸到水性材料的所有組件必須與任何有可能接地的情況隔絕。供給的液體必須置于封閉的區(qū)域，如桶、鼓形圓桶或隔絕的工作臺(tái)上。這些密閉載體必須配備安全聯(lián)鎖裝置。當(dāng)操作者打開入口進(jìn)入其間時(shí)，氣動(dòng)接地棒必須使高電壓接地。這確保了操作者不會(huì)接觸帶電的水性液。此外，隔離臺(tái)的一條支柱需安裝一個(gè)1,050兆歐的泄放電阻器并連接到地面，這樣，當(dāng)關(guān)閉高電壓時(shí)電壓可以及時(shí)釋放至地面。

盡管事實(shí)證明，這些已確定的水性系統(tǒng)可有安全聯(lián)鎖裝置和泄放電阻器，但不可由此斷定所有的高電壓已釋放至地面。在接觸任何潮濕系統(tǒng)的組件前，始終需要一個(gè)輔助接地線并連接所有系統(tǒng)組件，以確保該系統(tǒng)的電壓可完全釋放。如果不這樣做，可能會(huì)給操作者帶來(lái)沖擊。

若未使整個(gè)系統(tǒng)與地面正確地隔離可能會(huì)導(dǎo)致短路情況發(fā)生。這可能會(huì)導(dǎo)致部分或全部的高電壓釋放至地面。這會(huì)大大降低靜電的影響，并導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率不佳。例如：供液容器離地面太近，供液膠管可能會(huì)使該系統(tǒng)完全短路或?qū)﹄娏?yīng)帶來(lái)更高負(fù)荷（顯示高微安），這反過來(lái)會(huì)降低噴頭的實(shí)際電壓，并會(huì)大大降低傳輸效率。

除了使所有的設(shè)備保持隔離狀態(tài)，供液的籠子必須與應(yīng)用設(shè)備保持相對(duì)較近的距離。這可能會(huì)占用大量的地面空間。在許多情況下，可能并沒有足夠的用地面積用于供液。在許多廠房設(shè)施中，建筑面積極其寶貴，一旦失去可能無(wú)力承擔(dān)。

外接充電（材料間接充電）

水性涂料的外部充電可使供液接地。供液范圍可保持不變，因?yàn)樗菫槿軇┬屯苛吓渲谩Ｓ捎谕苛项w粒是外部充電，或如人們所說(shuō)的“間接充電”，高電壓可不遵循從液體生產(chǎn)線至地面的導(dǎo)電路徑。

該材料的間接充電是由一個(gè)離噴槍電極幾英寸遠(yuǎn)的帶有高電壓的探測(cè)器來(lái)完成。該探針產(chǎn)生的靜電場(chǎng)可對(duì)涂料顆粒進(jìn)行充電而不用直接接觸水性材料。因此，高電壓無(wú)需沿著導(dǎo)電路徑回到溶液生產(chǎn)線。

自動(dòng)噴頭，如旋轉(zhuǎn)式霧化器的一環(huán)探頭（6-8）大約置于噴頭周圍幾英寸遠(yuǎn)，并遠(yuǎn)離旋杯。這種配置通常被稱為“導(dǎo)電涂料靜電噴涂（即COPES-CO nductive P aint E lectrostatic S pray）”環(huán)。許多美國(guó)的汽車裝配廠已改用水性涂料，導(dǎo)電涂料靜電噴涂旋杯已經(jīng)被汽車市場(chǎng)廣泛接受。利用導(dǎo)電涂料靜電噴涂技術(shù)可以在十秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)換色。

不幸的是，在靜電噴涂水性材料的這三種常用方法中，外部或間接充電方式的效率是最低的。電壓閉鎖及隔離系統(tǒng)已被證明可以提供更高的傳輸效率。

電壓閉鎖

近年來(lái)，隨著電壓閉鎖設(shè)備的發(fā)展，水性涂料的應(yīng)用已經(jīng)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單與安全。

電壓閉鎖裝置可以隔離噴頭與接地供液。這可以防止高電壓順著導(dǎo)電路徑流經(jīng)溶液生產(chǎn)線至地面供液及釋放系統(tǒng)高電壓。

這些裝置可用于供給手動(dòng)和自動(dòng)噴涂噴頭。采用手動(dòng)噴槍時(shí)，單個(gè)電壓閉鎖裝置僅可供給一個(gè)噴頭。但是若采用自動(dòng)噴頭，電壓閉鎖裝置則可以供給多種應(yīng)用。這是由于當(dāng)連接閉鎖裝置時(shí)，所有的噴頭都會(huì)通過他們的溶液生產(chǎn)線反被充電。

電壓閉鎖裝置免除了安全籠和聯(lián)動(dòng)裝置的需要，并防止噴頭與帶電供液相接觸。同時(shí)還消除了其對(duì)隔離臺(tái)的需求以及供液與地面的隔離。

它現(xiàn)在是一個(gè)接地供液站，并大量地節(jié)省了空間。

總結(jié)

上述三種水性涂料的靜電噴涂都有各有優(yōu)劣。終端用戶必須確定哪種方法最適合他們的應(yīng)用。電壓閉鎖是最簡(jiǎn)單的，可用于任何類型的供液，但成本有時(shí)會(huì)成為決策者選擇時(shí)所需考慮的一大因素。

大多數(shù)情況下隔離系統(tǒng)更為便宜，但占用了大量寶貴的地面空間。隔離系統(tǒng)同時(shí)也是最不安全的，而且當(dāng)您的供液系統(tǒng)是遠(yuǎn)程噴房時(shí)可能就不切實(shí)際。

雖然間接充電可能是上述討論的三種方法中效率最低的，但它在一些應(yīng)用中可能最為實(shí)用。例如，汽車裝配工廠可能需要一個(gè)大型噴房或快速換色。電壓閉鎖和隔離系統(tǒng)已被證明可以提供更高的傳輸效率。

塑膠及其他絕緣襯底的靜電工藝

使用靜電的理想基材是金屬，因?yàn)樵陟o電噴涂中唯一需要做的是給產(chǎn)品連接一條地線，但是，當(dāng)您嘗試靜電噴涂絕緣的基材如塑料時(shí)，則必須使它變?yōu)閷?dǎo)體。現(xiàn)今已有多種方式涂覆部件或使其導(dǎo)電。最常見的有：

1.為接地金屬建立一個(gè)支架，并將絕緣部件置于噴頭和導(dǎo)電夾具之間。（帶電顆粒將會(huì)觸地并被吸附到被噴涂的部件上。采用這種技術(shù)的實(shí)例是噴涂織物、紙或其他薄的結(jié)構(gòu)。）

2.某些材料加熱后會(huì)變?yōu)閷?dǎo)體，如玻璃、橡膠制品以及一些塑料可加熱至其變?yōu)閷?dǎo)體，當(dāng)其變熱后可靜電噴涂。

3.所有絕緣體，如木材、橡膠、塑料和玻璃，也可能被視為化學(xué)增敏劑。這些都是一般的吸濕化學(xué)品，可以將水分吸附到產(chǎn)品表面并產(chǎn)生導(dǎo)電性。可通過浸漬、擦拭、噴涂或噴霧來(lái)控制增敏劑的濃度。處理后，將部件暴露在足夠潮濕的環(huán)境中時(shí)可變?yōu)閷?dǎo)體，如潮濕的室中或高濕度環(huán)境（相對(duì)濕度70％時(shí)）。敏化劑是非成膜的液體。

4. 使部件導(dǎo)電的另一個(gè)方法是使用一種導(dǎo)電底漆。導(dǎo)電底漆可通過傳統(tǒng)方式應(yīng)用于襯底，從而使面漆被靜電噴涂。導(dǎo)電底漆可噴涂、浸鍍、流涂或模壓。

使絕緣部件更易于靜電充電的原因是為了以最低的成本，使用最高效的工藝達(dá)到最高質(zhì)量。

采用靜電工藝可實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)。

節(jié)省成本

轉(zhuǎn)移效率/節(jié)省涂料

使用靜電設(shè)備可以節(jié)約成本已在許多不同領(lǐng)域得以實(shí)現(xiàn)。最明顯的節(jié)省之處是涂料的用量。隨著高的固體含量，多組分及基底/清洗處理的增加，為這些涂料支付每加侖100美元的費(fèi)用是不切實(shí)際的。考慮到這一成本，盡可能將涂料高效地應(yīng)用于產(chǎn)品中是至關(guān)重要的。傳統(tǒng)的空氣噴槍中噴出的涂料大約有15%-40%會(huì)應(yīng)用于部件。這就是所謂的轉(zhuǎn)換效率。余下的60%至85％則損耗在過濾器或地板及墻壁中的超范圍噴涂中。傳統(tǒng)的HVLP噴槍比傳統(tǒng)的空氣噴槍效率要高。HVLP噴槍通常可產(chǎn)生30%-60％的轉(zhuǎn)換效率。

靜電噴槍可以獲得更大的傳輸效率。空氣靜電噴槍一般可獲得40至80％的轉(zhuǎn)換效率。這意味著在所提供的涂料相同的情況下，空氣靜電噴槍與非空氣靜電噴槍相比之下可為許多部件提供兩次噴涂。正如非空氣靜電噴槍，HVLP技術(shù)顯著地提高了傳輸效率。HVLP靜電技術(shù)同樣如此。在某些情況下，HVLP靜電已獲得高達(dá)90％的效率。

通常情況下，費(fèi)用的合理性僅來(lái)源于節(jié)約的涂料成本。所節(jié)約的成本通常足以購(gòu)買靜電噴頭。表II顯示了略微提高傳輸效率后節(jié)省的涂料的成本數(shù)據(jù)。

VOC減量

另一個(gè)節(jié)約的領(lǐng)域是減排。隨著聯(lián)邦及地方法規(guī)變得日益嚴(yán)苛，VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的排放已成為主要議題。我們正不斷努力地減少排放到大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物含量。通過提高轉(zhuǎn)移效率來(lái)降低VOC的排放（見圖8）。這是將更多的涂料涂覆在部件上，而少部分沉積于噴涂過濾器或大氣中的結(jié)果。

美國(guó)的許多州，如加利福尼亞州，現(xiàn)在要求人們要么使用HVLP或靜電技術(shù)以獲得安裝新噴涂室的許可。制造工廠允許排放的揮發(fā)性有機(jī)物每年都會(huì)指定含量（以噸來(lái)計(jì)）。如超過噸位限制，將予以重罰，罰款可能高達(dá)數(shù)千美元。迫于這些法律，許多公司紛紛投資靜電噴涂設(shè)備，以遵循揮發(fā)性有機(jī)化合物規(guī)章。

降低維護(hù)成本

如前所述，當(dāng)轉(zhuǎn)移效率增加時(shí)，沉積于噴房中的超范圍噴涂將會(huì)減少。這意味著以前需要每周清洗和更換過濾器的噴房現(xiàn)在僅需要每?jī)芍芫S護(hù)一次。

以前每月水洗噴房需消耗55加侖的化學(xué)品，而現(xiàn)在僅需30加侖。不僅購(gòu)買這些材料的成本降低了，而且處理它們的成本也相應(yīng)降低。骯臟的噴房過濾器和被污染的水通常必須作為危險(xiǎn)廢物來(lái)處置。

近年來(lái)，處理危險(xiǎn)廢物的相關(guān)成本迅速飆升。不僅是直接成本有所降低，如過濾器、化學(xué)品和處置的費(fèi)用（見表III），同時(shí)勞力方面的間接成本也有所降低，因?yàn)閲姺康木S護(hù)每周平均消耗僅8個(gè)工時(shí)。

優(yōu)質(zhì)涂覆/改進(jìn)質(zhì)量

靜電噴涂除了可以節(jié)約成本還有很多其他好處。靜電包覆有助于減少應(yīng)用時(shí)間。帶電的涂料顆粒可以改變方向，當(dāng)從一個(gè)方向進(jìn)行噴涂時(shí)，可在零件頂部、底部及側(cè)面沉積。根據(jù)零部件的尺寸和配置，這種包覆方式足以一次性地涂覆所有產(chǎn)品，省去了額外的傳輸需要。

當(dāng)使用非靜電噴槍時(shí)，您需將噴槍指向每個(gè)需要噴涂的區(qū)域，如果你錯(cuò)過了某個(gè)特殊角度，那么它就無(wú)法被噴涂。當(dāng)采用靜電噴頭時(shí)，包覆式的噴涂可產(chǎn)生涂層更均勻的成品。統(tǒng)一的處理使不少生產(chǎn)廠方得到更低的次品率。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)翻新家具或設(shè)備時(shí)，如不采用靜電噴漆設(shè)備，幾乎無(wú)法進(jìn)行。(end)