淺析靜電噴涂專利技術(shù)

謝婭+張欽華

摘 要：基于CNABS和DWPI數(shù)據(jù)庫，通過檢索、統(tǒng)計(jì)和分析國內(nèi)外靜電噴涂的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，重點(diǎn)剖析了靜電噴涂專利的申請(qǐng)量和地域分布，梳理了靜電噴涂領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展演進(jìn)路線，歸納出本領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)和走向。

關(guān)鍵詞：靜電噴涂；申請(qǐng)量；地域分布；技術(shù)發(fā)展演進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.240

0 引言

近年來，靜電噴涂技術(shù)在國內(nèi)外迅猛發(fā)展，得到了廣泛應(yīng)用。它不僅能節(jié)省涂料，降低對(duì)環(huán)境的污染程度，而且可以使噴涂工藝機(jī)械化、連續(xù)化、減少廢品率、獲得優(yōu)異的涂膜性能，大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，從而獲得可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[1]。目前采用的靜電噴涂設(shè)備除提高了自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率外，還由原來的適應(yīng)性差，高能耗，危險(xiǎn)性大轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩⒌秃摹⑦m應(yīng)性好、涂著率高的節(jié)能設(shè)備[2]。

靜電噴涂主要包括高壓電源、噴頭、針筒、注射泵和接收裝置，將制備好的聚合物溶液置于針筒中，由注射泵控制其流動(dòng)速度，聚合物溶液從噴頭流出，噴頭與高壓電源正極相連接，利用高壓靜電電場使帶負(fù)電的涂料微粒沿著電場相反的方向定向運(yùn)動(dòng)，并將涂料微粒吸附在工件表面。

目前，針對(duì)靜電噴涂的技術(shù)研究主要集中在以下幾個(gè)方面：一、基于具有轉(zhuǎn)動(dòng)的出口或偏轉(zhuǎn)部件的噴槍；二、基于無需使用噴槍或噴嘴裝置就能使液體或其他液態(tài)物質(zhì)放電的裝置；三、基于提供液體或其他流態(tài)物質(zhì)的裝置。

1 專利的申請(qǐng)量

從圖1中反映出，全球范圍內(nèi)，靜電噴涂技術(shù)專利申請(qǐng)量總體上呈上升趨勢。專利申請(qǐng)量起始于上世紀(jì)70年代末80年代初，一直到1995年都處于相對(duì)低的水平，申請(qǐng)量較少，為技術(shù)起步階段；在1995年后，專利申請(qǐng)量呈大幅度上升趨勢，一直持續(xù)到2008年，為高潮期；在2009-2015年期間，申請(qǐng)量趨于平穩(wěn)，為穩(wěn)步發(fā)展期。中國國內(nèi)專利申請(qǐng)量的走勢與全球范圍內(nèi)申請(qǐng)量的走勢大致相同，甚至在2010年以后，其開始超過全球范圍內(nèi)的申請(qǐng)量，說明在全球化的格局下，中國市場的專利布局與全球市場的專利布局比較同步，且在2004年以后，中國市場越來越多被眾多企業(yè)所重視，呈膨脹式增長。究其原因在于，靜電噴涂技術(shù)發(fā)展與汽車工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，90年代中后期汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，從而帶動(dòng)靜電噴涂技術(shù)快速發(fā)展。

2 專利申請(qǐng)的地域分布

專利申請(qǐng)的地域分布可以反映出企業(yè)產(chǎn)品的市場重心。對(duì)靜電噴涂技術(shù)專利申請(qǐng)的所在國家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，排名前五位的分別是：日本、美國、德國、歐洲和中國，這五個(gè)國家和地區(qū)占據(jù)了所有專利申請(qǐng)的70%，是靜電噴涂技術(shù)最主要的技術(shù)市場，同時(shí)這五個(gè)國家和地區(qū)也是目前全球最大的五個(gè)汽車制造生產(chǎn)地區(qū)。

3 專利技術(shù)發(fā)展演進(jìn)

通過對(duì)靜電噴涂技術(shù)各個(gè)時(shí)期的專利文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和分析，可以得到該領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)路線，如圖2所示。

靜電噴涂技術(shù)早期涉及的技術(shù)手段主要是整體結(jié)構(gòu)和噴槍的設(shè)計(jì)。對(duì)于整體結(jié)構(gòu)，較有代表性的是1973年松下電工株式會(huì)社申請(qǐng)的JPS5263236A。對(duì)于噴槍的設(shè)計(jì)，典型申請(qǐng)是Nordson申請(qǐng)的US4273293和Toyota申請(qǐng)的EP0034254A2，兩者均是基于具有轉(zhuǎn)動(dòng)的出口或偏轉(zhuǎn)部件的噴槍的靜電噴涂裝置，且其此后一直是這個(gè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，始終受到企業(yè)的關(guān)注；此外，對(duì)于以使用氣體為特征的噴槍設(shè)計(jì)也是噴槍設(shè)計(jì)中的一個(gè)熱點(diǎn)，其主要用于粉末的靜電噴涂，具有代表性的申請(qǐng)為Nordson申請(qǐng)的EP0516462A1。隨著時(shí)間的推移，靜電噴涂技術(shù)的發(fā)展分支越來越廣，在80年代中期和90年代初，出現(xiàn)了針對(duì)放電裝置和供給裝置的研發(fā)分支。在針對(duì)放電裝置的研發(fā)方面，主要集中在利用感應(yīng)放電、利用摩擦放電、使用放電電源放電和利用電弧放電等方面；針對(duì)供給裝置的研發(fā)主要集中在涂料的補(bǔ)充、涂料的供給、涂料的交換和多個(gè)涂料等方面，具有代表性的申請(qǐng)為Toyota申請(qǐng)的JP20030969311A。在2000年初期又出現(xiàn)了針對(duì)不需要噴槍就可實(shí)現(xiàn)靜電噴涂的裝置，這是一個(gè)新興的研發(fā)方向，其無需依賴噴槍，而是通過霧化頭或釋放插針等形式實(shí)現(xiàn)放電霧化，具有代表性的申請(qǐng)為松下電工株式會(huì)社申請(qǐng)的WO2004/205959A1，且其在接下來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)都對(duì)該研發(fā)方向投入巨大，申請(qǐng)了一系列相關(guān)專利，例如JP200668711A、JP2009268944A、JP201450151A，不用噴槍能使液體或其他液態(tài)物質(zhì)放電的靜電噴涂裝置主要用于空氣加濕、食品保鮮、消毒、空氣清新等方面。

4 結(jié)語

本文對(duì)靜電噴涂專利技術(shù)進(jìn)行分析和整理，重點(diǎn)關(guān)注了本領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量和地域分布以及技術(shù)發(fā)展走向等信息，得出了本領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)和走向。

參考文獻(xiàn)：

[1]王家青，汪朝暉，胡迎鋒.靜電噴涂技術(shù)及其應(yīng)用探討[J].表面工程，2006（01）：136-137.

[2]龐留澤.靜電噴涂原理及其應(yīng)用[J].表面技術(shù)，1989（04）：27-30.

作者簡介：謝婭（1988-），女，湖南衡陽人，碩士研究生，從事專利審查工作。