JP2005152853A - 塗布機とその配管ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
管路攪拌機に残存する塗布材を廃棄することなく回転霧化頭を洗浄することができ、さらに塗布材成分合流点の上流側に残存する塗布材成分を廃棄することなく管路攪拌機を洗浄できるようにすることを技術的課題としている。
【解決手段】
塗布機（１）の回転霧化頭（２）に多液混合型塗布材を供給する塗布材供給管（６）が、外管（８）とこれに挿通される内管（９）とで外側流路（６out）及び内側流路（６in）を有する二重管構造に形成され、内側流路（６in）内に、各塗布材成分を個別に供給する複数の塗布材成分供給細管（１２Ａ、１２Ｂ）と、これら供給細管（１２Ａ、１２Ｂ）から供給された各塗布材成分を混合する管路攪拌機（１５）を形成し、各塗布材供給細管（１２Ａ、１２Ｂ）と内側流路（６in）との隙間を内側流路洗浄用の洗浄流体供給流路に形成し、外側流路（６out）を回転霧化頭洗浄用の洗浄流体供給流路に形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアモータで高速回転駆動される回転霧化頭等の霧化機構を備えた塗布機とそれに使用する塗布機用配管ユニットに関し、特に、主剤及び硬化剤等の二種類以上の塗布材成分が混合される多液混合型塗料が霧化機構に供給される塗布機及びその配管ユニットに用いて好適なものである。

本出願人は、多液混合型塗料の塗布材成分となる主剤及び硬化剤や、色の異なる二種類以上の塗料などを混合しながら霧化させて塗装する塗装機（塗布機）を提案した（特許文献１参照）。
図３はこのような従来の塗装機（塗布機）４１を示し、回転霧化頭（霧化機構）４２を高速回転駆動させるエアモータ４３の管状回転軸４４内に管状のスタティックミキサ（管路攪拌機）４５が非接触状態で挿通されている。
そして、例えば主剤及び硬化剤からなる二液混合型塗料を供給する場合、主剤及び硬化剤をスタティックミキサ４５に流入させると、その主剤及び硬化剤はスタティックミキサ４５内で均一に混合され、その混合塗料が回転霧化頭４２に供給されて回転霧化される。
特開２００１−２３９１９０

二液混合型塗料は主剤と硬化剤を混合した時点から硬化反応が開始され、スタティックミキサ４５内に配された攪拌エレメントの入隅部や、回転霧化頭４２に滞留付着した主剤及び硬化剤の混合液が硬化すると、ブツと称する塗装不良を生ずる原因となる。
したがって、塗装開始してから一定の使用時間（ポットライフ）が経過した場合には、必ず回転霧化頭４２とスタティックミキサ４５を洗浄するようにしている。

従来の洗浄系は、主剤供給源４６Ａ及び硬化剤供給源４６Ｂと塗装機４１とを夫々接続する主剤配管４７Ａ及び硬化剤配管４７Ｂに、洗浄液及び洗浄エアなどの洗浄流体を供給する洗浄バルブ４８Ａ及び４８Ｂが介装されてなる。
そして、これらのバルブ４８Ａ及び４８Ｂを切り替え、主剤配管４７Ａ及び硬化剤配管４７Ｂを介して供給される洗浄流体でスタティックミキサ４５を洗浄した後、そのスタティックミキサ４５から流出した洗浄流体で回転霧化頭４２を洗浄するようにしている。

しかしながら、発明者らの実験によれば、回転霧化頭４２は塗料が液膜となって流れるので塗料が付着硬化し易く、少しでも付着硬化するとそれが剥がれてブツと称する塗装不良を生ずるためにポットライフより短い間隔で頻繁に洗浄除去する必要があるが、スタティックミキサ４５内は大量の塗料が流れるため塗料が回転霧化等ほど付着硬化しにくく、したがって回転霧化頭４２ほど頻繁に洗浄しなくてもよいことが判明した。
この場合に、前述したようにスタティックミキサ４５から流出した洗浄流体で回転霧化頭４２を洗浄すると、回転霧化頭４２のみを洗浄することはできず、主剤配管４７Ａ及び硬化剤配管４７Ｂ、スタティックミキサ４５に残存する主剤及び硬化剤が全て廃棄されるため、その分、主剤及び硬化剤の無駄を生じだけでなく、洗浄時間が長くかかるという問題があった。

また、スタティックミキサ４５を洗浄する場合は、主剤と硬化剤の合流点より下流側を洗浄すれば足りるにも拘らず、従来の洗浄系では主剤及び硬化剤を個別に供給する主剤配管４７Ａ及び硬化剤配管４７Ｂを介して洗浄流体が供給されるため、やはり、主剤及び硬化剤の無駄を生ずる。

特に、常にコストの削減が要求される自動車ボディの塗装ラインでは、生産効率向上のためワークをできる限り短い搬送間隔で搬送することから必然的に洗浄時間の短縮が要請され、また塗料の無駄を極力減少する要請が高い。

そこで本発明は、管路攪拌機に残存する塗布材を廃棄することなく霧化機構を洗浄することができ、さらに塗布材成分合流点上流側に残存する塗布材成分を廃棄することなく管路攪拌機を洗浄できるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するために、本発明は、霧化機構を備えた塗布機において、前記霧化機構に二種以上の塗布材成分が混合された多液混合型塗布材を供給する塗布材供給管が、外管とこれに挿通される内管とで外側流路及び内側流路を有する二重管構造に形成され、 前記内側流路内に、各塗布材成分を個別に供給する複数の塗布材成分供給細管が配されると共に、該供給細管から供給された各塗布材成分を混合する管路攪拌機が形成され、各塗布材供給細管と内側流路との隙間が内側流路洗浄用の洗浄流体供給流路に形成され、前記外側流路が、霧化機構洗浄用の洗浄流体供給流路に形成されたことを特徴とする。

本発明にかかる塗布機によれば、塗布時は、主剤及び硬化剤などの塗布材成分が塗布材成分供給細管を介して塗布材供給管の内側流路に供給され、管路攪拌機で混合された後、エアモータで高速回転駆動される回転霧化頭等の霧化機構に供給されて霧化される。
そして、霧化機構洗浄時は、二重管構造に形成された塗布材供給管の外側流路を通って霧化機構洗浄用の洗浄流体が供給されるので、内側流路に配された管路攪拌機に残存する塗布材を廃棄することなく霧化機構のみを洗浄でき、その洗浄時間も短縮できる。
また、管路攪拌機を洗浄するときは、各塗布材供給細管と内側流路の隙間から洗浄流体が供給されるので、各供給細管内部に残存する主剤及び硬化剤を廃棄することなく、管路攪拌機を洗浄できる。

霧化機構を短時間で塗料の無駄なく洗浄するという目的を、管路攪拌機を経由することなく霧化機構に直接洗浄液を供給できるようにすることにより達成し、また、塗布材成分合流点の上流側に残存する塗布材成分を廃棄することなく管路攪拌機を洗浄するという目的を、その上流側を経由せずに洗浄流体を供給できるようにして達成した。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は本発明に係る塗布機の一例を示す説明図である。

本発明に係る塗布機１は、先端に回転霧化頭（霧化機構）２を取り付けた管状回転軸３を高速回転駆動するエアモータ４を内蔵した本体５に、前記回転霧化頭２に塗布材を供給する塗布材供給管６を備えた配管ユニット７が装着されて形成されている。

配管ユニット７は、その正面側に向って管状回転軸３に挿通される所定長さの塗布材供給管６が設けられている。
この塗布材供給管６は、直径８〜９ｍｍの外管８とその内部に配される直径５〜６ｍｍの内管９とで二重管構造に形成され、外管８と内管９の隙間が外側流路６outに形成されると共に、内管９内が内側流路６inに形成されている。
また、配管ユニット７の背面には、主剤ポート１０Ａ、硬化剤ポート１０Ｂ、内側流路洗浄用の洗浄流体ポート１０Ｃ及び回転霧化頭洗浄用の洗浄流体ポート１０Ｄが形成され、夫々に、主剤配管１１Ａ、硬化剤配管１１Ｂ、洗浄流体配管１１Ｃ及び洗浄流体配管１１Ｄが接続されるようになっている。

また、塗布材供給管６は、その内側流路６in内に、主剤及び硬化剤（塗布材成分）を個別に供給する直径１〜２ｍｍの主剤供給細管（塗布材成分供給細管）１２Ａ及び硬化剤供給細管（塗布材成分供給細管）１２Ｂが二本ずつ合計四本配されている。
そして、前記主剤供給細管１２Ａは逆止弁１３Ａを介して前記主剤ポート１０Ａに接続され、前記硬化剤供給細管１２Ｂは逆止弁１３Ｂを介して前記硬化剤ポート１０Ｂに接続されている。

本例では、主剤供給細管１２Ａが短く、硬化剤供給細管１２Ｂが長く形成されて、夫々の供給細管１２Ａ及び１２Ｂの流出口が、塗布材流路となる内側流路６inの長手方向に沿って主剤及び硬化剤ごとに異なる位置に開口されている。
これによって、各供給細管１２Ａ及び１２Ｂから主剤及び硬化剤の供給が停止されたときでも、その管端部に残る滴同士が接触して混合することがない。
しかも、主剤及び硬化剤は、直径の比較的細い供給細管１２Ａ及び１２Ｂから供給されるので、供給停止したときに、主剤及び硬化剤が管端から液ダレを起こしにくい。
さらに、主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂの流出口には、図２に示すように、微細管１６…を束ねた圧損生成部１７が設けられ、主剤及び硬化剤を供給するときや洗浄するときに、その圧損により、内側流路６in内の残存塗料や洗浄液が逆流するのを阻止する構成となっており、このような圧損生成部１７を設けることにより、液ダレもより確実に防止できる。
なお、圧損生成部１７は圧力損失を生じる構造であれば、流出口に、ネット・オリフィス・ノズル等を設けても良い。

また、各供給細管１２Ａ及び１２Ｂと内側流路６inとの隙間が、内側流路洗浄用の洗浄流体供給流路１４に形成され、該流路１４は逆止弁１３Ｃを介して洗浄流体ポート１０Ｃに接続されている。
さらに、塗布材供給管６の外側流路６outが、回転霧化頭洗浄用の洗浄流体供給流路に形成され、逆止弁１３Ｄを介して洗浄流体ポート１０Ｄに接続されている。

そして、内側流路６inには、各供給細管１２Ａ及び１２Ｂの下流側に、主剤及び硬化剤を混合させるスタティックミキサ（管路攪拌機）１５が形成されている。
このスタティックミキサ１５は、主剤及び硬化剤をその流れの方向を変化させながら混合する多数のエレメントが、内側流路６inの長手方向に沿って多数配されている。

以上が本例の一構成例であって、次にその作用について説明する。
まず、塗布機本体５の背面側から塗布材供給管６を管状回転軸３内に挿通させるようにして、配管ユニット７を塗布機本体５に装着固定し、配管ユニット７の背面に形成された各ポート１０Ａ〜１０Ｄに夫々の配管１１Ａ〜１１Ｄを接続する。

そして、塗装時は、主剤配管１１Ａ及び硬化剤配管１１Ｂを介して混合比率に応じた流量で主剤及び硬化剤を加圧供給すると、主剤及び硬化剤は各ポート１０Ａ及び１０Ｂ内に流入し、その供給圧により逆止弁１３Ａ及び１３Ｂを開いて、夫々主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂから内側流路６inを通りスタティックミキサ１５に流入される。

スタティックミキサ１５内では、主剤と硬化剤が各エレメントを通過する際に、流れの方向変化・分割・置換・重ね合わせを受けて混合される。
そして、多数のエレメントを通過することにより主剤と硬化剤が均一に混合された二液混合型塗料が、内側流路６inの先端から回転霧化頭２内に供給される。
したがって、回転霧化頭２を被塗物に向けてエアモータ４により高速回転駆動しておけば、二液混合型塗料は回転霧化されて被塗物を塗装することができる。

塗装を中断して主剤及び硬化剤の供給を停止すると、主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂからスタティックミキサ１５に至る内側流路６inと、スタティックミキサ１５内に混合塗料が残存し、回転霧化頭２に混合塗料が付着している。

回転霧化頭２に付着した混合塗料を除去するためにこれを洗浄するときは、洗浄流体配管１１Ｄから洗浄流体として洗浄液及び洗浄エアを交互に加圧供給すると、洗浄流体は洗浄流体ポート１０Ｄに流入し、その供給圧により逆止弁１３Ｄを開いて、外側流路６outを通り、回転霧化頭２に供給される。

したがって、洗浄流体は、内側流路６inに形成されたスタティックミキサ１５を経由せずに回転霧化頭２に直接供給されるので、内側流路６in及びスタティックミキサ１５に残存する塗料を廃棄することなく回転霧化頭２のみが短時間で洗浄される。

また、スタティックミキサ１５を洗浄するときは、洗浄流体配管１１Ｃから洗浄液及び洗浄エアを交互に加圧供給すると、主剤及び硬化剤は洗浄流体ポート１０Ｃに流入し、その供給圧により逆止弁１３Ｃを開いて、主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂと内側流路６inとの隙間に形成された洗浄流体供給流路１４から内側流路６inを通りスタティックミキサ１５に流入される。

したがって、内側流路６in及びスタティックミキサ１５内に残存する廃塗料が洗浄流体により押し出されると共に、その内壁が洗浄され、内側流路６inの先端から廃液が回転霧化頭２から外部に排出される。
このとき、主剤及び硬化剤が合流する内側流路６inから下流側のみが洗浄され、主剤及び硬化剤が個別に供給される主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂ内は洗浄されないので、主剤及び硬化剤が無駄になることもない。
また、主剤供給細管１２Ａ及び硬化剤供給細管１２Ｂはその長さが異なるので、洗浄後に主剤及び硬化剤それぞれの流出口で液滴となっても互いに接触することはない。
なお、内側流路６in及びスタティックミキサ１５を洗浄する際に、同時に、外側流路６outを介して洗浄流体を供給して回転霧化頭２を洗浄してもよい。

上述の説明では、塗布材成分となる主剤と硬化剤を混合する二液混合型塗料を用いて塗装する場合について説明したが、本発明はこれに限らず例えば、色の異なる塗料を任意の混合比率で供給する場合や、その混合比率を変化させながら供給してグラデーション模様などを施す場合にも適用できる。
さらに、単色塗料の塗装機や複数色の塗料を択一的に供給する色替塗装機では、塗布材供給管６を外管８とこれに挿通される内管９とで外側流路６out及び内側流路６inを有する二重管構造に形成して、内側流路６inに管路攪拌機を設けることなく、内側流路６in及び外側流路６outの一方を塗布材供給流路とし、他方を回転霧化頭洗浄用の洗浄流体供給流路とすればよい。
この場合、例えば、内側流路６inに必要に応じて管路攪拌機を設けて塗布材供給流路としたときに、外側流路６outが回転霧化頭洗浄用の洗浄流体供給流路となっていさえすれば、内側流路６inに対して主剤配管１１Ａ及び硬化剤配管１１Ｂなどの塗布材成分供給配管を介して洗浄液が送給されるようになっていても良い。
、スタティックミキサ４５に残存する主剤及び硬化剤が全て廃棄されるため、その分、主剤及び硬化剤の無駄を生じだけでなく、洗浄時間が長くかかるという問題があった。
渇ク半期
また、塗布材供給管６が回転霧化頭２を先端に設けた管状回転軸３内に挿通されているセンターフィードタイプの塗布機１について説明したが、回転霧化頭２の回転軸の外に配されるサイドフィードタイプの塗布機にも適用できる。
さらにまた、霧化機構として回転霧化頭２を使用する場合に限らず、エア霧化やエアレス霧化その他の任意の霧化機構を採用し得る。

以上述べたように、本発明は、個別に供給される塗布材成分を塗布材供給管に内蔵したスタティックミキサで混合して回転霧化頭へ供給する場合に、スタティックミキサを洗浄することなく回転霧化頭のみを洗浄することができるので、比較的頻繁に洗浄する必要のある回転霧化頭を洗浄するたびに、スタティックミキサ内に残存する塗料を廃棄する無駄がないだけでなく、洗浄時間も短縮できるという大変優れた効果を奏する。
また、スタティックミキサを洗浄する際も、塗布材成分が合流した下流側のみが洗浄されるので、その上流側に残存する塗布材成分が無駄にならないというメリットがある。
さらに、外観上一本の塗布材供給管で塗布材とは別経路で霧化機構に洗浄流体を供給することができるので、配管の取り回しの面倒が一切ないというメリットもある。

本発明は、主剤と硬化剤などの複数の塗布剤成分を混合する多液混合型塗料の塗布機に適しており、特に回転霧化頭を頻繁に洗浄する必要のある場合に回転霧化等のみを洗浄したり、管路攪拌機を洗浄する場合に塗布材成分の合流点の下流側のみを洗浄して、塗料や塗布材成分を無駄に廃棄することなく洗浄するという用途に適用できる。

本発明にかかる塗布機を示す説明図。 その部分拡大図。 従来装置を示す説明図。

符号の説明

１ 塗布機
２ 回転霧化頭（霧化機構）
３ 管状回転軸
４ エアモータ
５ 本体
６ 塗布材供給管
７ 配管ユニット
６in 内側流路
６out 外側流路
８ 外管
９ 内管
１２Ａ 主剤供給細管（塗布材成分供給細管）
１２Ｂ 硬化剤供給細管（塗布材成分供給細管）
１４ 洗浄流体供給流路
１５ スタティックミキサ（管路攪拌機）

Claims (9)

1. 霧化機構を備えた塗布機において、前記霧化機構に二種以上の塗布材成分が混合された多液混合型塗布材を供給する塗布材供給管が、外管とこれに挿通される内管とで外側流路及び内側流路を有する二重管構造に形成され、前記内側流路内に、各塗布材成分を個別に供給する複数の塗布材成分供給細管が配されると共に、該供給細管から供給された各塗布材成分を混合する管路攪拌機が形成され、各塗布材供給細管と内側流路との隙間が内側流路洗浄用の洗浄流体供給流路に形成され、前記外側流路が、霧化機構洗浄用の洗浄流体供給流路に形成されたことを特徴とする塗布機。
2. 前記各塗布材成分供給細管の流出口が、前記塗布材流路の長手方向に沿って塗布材成分ごとに異なる位置に開口された請求項１記載の塗布機。
3. 前記各塗布材成分供給細管の流出口に圧損生成部が形成されている請求項１記載の塗布機。
4. 霧化機構を備えた塗布機において、前記霧化機構に塗布材を供給する塗布材供給管が、外管とこれに挿通される内管とで外側流路及び内側流路を有する二重管構造に形成され、前記内側流路及び外側流路の一方が塗布材供給流路に形成され、他方が霧化機構洗浄用の洗浄流体供給流路に形成されたことを特徴とする塗布機。
5. 前記霧化機構が高速回転駆動される回転霧化頭であり、前記塗布材供給管が、回転霧化頭を先端に取り付けた管状回転軸内に挿通されて成る請求項１乃至４記載の塗布機。
6. 前記塗布材成分が主剤及び硬化剤である請求項１乃至４記載の塗布機。
7. 前記塗布材成分が色の異なる塗料である請求項１乃至４記載の塗布機。
8. 塗布機の霧化機構に塗布材を供給する塗布材供給管を備えた塗布機用配管ユニットであって、前記塗布材供給管が外管とこれに挿通される内管とで外側流路及び内側流路を有する二重管構造に形成され、前記内側流路及び外側流路の一方が塗布材供給流路に形成され、他方が霧化機構洗浄用の洗浄流体供給流路に形成されたことを特徴とする塗布機用配管ユニット。
9. 前記内側流路内に、各塗布材成分を個別に供給する複数の塗布材成分供給細管が配されると共に、該供給細管から供給された各塗布材成分を混合する管路攪拌機が形成され、各塗布材供給細管と内側流路との隙間が内側流路洗浄用の洗浄流体供給流路に形成されてなる請求項８記載の塗布機用配管ユニット。
   

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