JP2009097773A - 路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置及びマイクロ波加熱溶融方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源としてガスを使用することなく、屋内等においても、路面標示用塗料を加熱溶融する際の作業安全性を確保する。また、施工現場近くで路面標示用塗料を加熱溶融して直ちに施工することができ、作業性に優れている。
【解決手段】溶融釜における少なくとも外周面に沿って多数のマイクロ波吸収部材を設ける。マイクロ波吸収部材に対してマイクロ波発振器からマイクロ波を出力してそのマイクロ波吸収作用により発熱させて溶融釜を加熱することにより路面標示用塗料を加熱溶融する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、道路（本発明において道路とは、屋内及び屋外に敷設される車道、歩道等を含む。）に施工されるセンターライン、横断歩道ライン等の各種標示を施工する際に使用する路面標示用塗料を加熱溶融する路面標示用塗料マイクロ波加熱溶融装置及びマイクロ波加熱溶融方法に関する。

道路の路面に施工される各種標示は、作業現場において標示用塗料を加熱溶融した後にラインマーカに供給し、該ラインマーカを移動操作しながら路面に所定の標示を施工している。作業現場において標示用塗料を加熱溶融する路面標示用塗料の加熱溶融装置としては、例えば特許文献１に示すように、走行車に搭載した装置本体内に耐火材を内張りした外筒を設け、この外筒内に有底円筒状の内筒を所定の間隔を存して固定して内筒と外筒の空隙を燃焼室とし、内筒内に回転軸に設けたスクリュー羽根の外周縁が内周壁との間に若干の間隔が生ずる状態で攪拌機構を設け、前記燃焼室の底部に内筒の外周に対して接線方向に炎が吹き出すようバーナーを設けると共に、内筒の底部に溶融した塗料をラインマーカーに供給する開閉弁付きの流出管を接続し、かつバーナーの熱源と攪拌機構を作動させる駆動機構を設けた構造からなる。

上記した特許文献１に記載されたバーナーの熱源としては、一般的には、ボンベ内に充填されたプロパンガスを使用している。この用にプロパンガスを使用する装置にあっては、プロパンガスのガス漏れや爆発や、作業時における酸素欠乏による事故を防止する必要から、例えば閉鎖空間である駐車場等のような屋内においては、その使用が禁止されている。

一方、屋外で作業する場合には、上記した規制がないが、装置にプロパンガスボンベを積載する必要があり、装置自体が重量化及び大型化して移動作業性が悪くなる問題を有している。

このため、車輛に上記装置及びプロパンガスボンベを積載し、作業現場近くの車輌上にて路面標示用塗料を加熱溶融した後に、溶融した路面標示塗料をラインマーカに移し替えて路面標示施工を行っている。しかし、上記した装置及びボスボンベを積載にするには、大型車輌を必要とするため、全体としての路面標示の施工コストが増大する問題を有している。

また、車輌上に積載された路面標示用塗料の加熱溶融位置と施工現場の距離が離れている場合には、溶融した路面標示用塗料が移し替えられたラインマーカを所定の施工位置まで移動するまでに時間がかかって溶融した路面標示用塗料の温度が低下して粘度が高くなることにより施工作業性が悪くなったり、路面に路面標示用塗料が高い強度で密着するように施工することが困難になる問題を有している。この問題は、ラインマーカを断熱加工したり、加熱手段を設けることにより解決できるが、ラインマーカ自体が重量化及び大型化して路面標示施工の作業性が悪くなる問題を有している。
特開平７−８２７１４号公報

解決しようとする問題点は、熱源としてのガスボンベを積載した場合には、路面標示施工可能な場所が限定される点にある。熱源を積載した場合にあっては、装置自体が大型化及び重量化し、路面標示施工作業性が悪い点にある。車輌に、熱源と共に路面標示用塗料加熱溶融装置を一緒に積載するには、大型車輌を必要とし、路面標示施工コストが増大する点にある。車輌上で路面標示用塗料を加熱溶融する場合で、溶融位置と施工位置が離れている場合には、移動時に溶融した路面標示用塗料の温度が低下して粘度が高くなり、路面標示施工の作業性が悪くなったり、困難になる点にある。

本発明の請求項１は、有底円筒形状で、下部に排出開口部が形成された金属材料からなる溶融釜と、該溶融釜の底面に沿って回転する攪拌部材と、該攪拌部材を回転する回動部材と、溶融釜の排出開口部を開閉する開閉部材と、溶融釜における少なくとも外周面に沿って設けられる多数のマイクロ波吸収部材と、マイクロ波吸収部材が取付けられた溶融釜における少なくとも外周面に対して所定の間隔をおき、かつマイクロ波の漏洩を遮断可能に設けられる金属材料からなるシール部材と、溶融釜及びシールド部材の間隙内にマイクロ波を出力する複数のマイクロ波発振器とを備え、溶融釜内に投入された路面標示用塗料を、マイクロ波吸収部材によるマイクロ波吸収作用による発熱により加熱溶融することを特徴とする。

請求項７は、金属材料からなる溶融釜内に投入された路面標示用塗料を加熱溶融する際に、溶融釜の少なくとも外周面に沿って設けられる多数のマイクロ波吸収部材に対してマイクロ波発振器からマイクロ波を出力し、該マイクロ波吸収部材によるマイクロ波の吸収作用により変換された熱エネルギーにより溶融釜を加熱して投入された路面標示用塗料を加熱溶融することを特徴とする。

本発明は、熱源としてガスを使用することなく、屋内等においても、路面標示用塗料を加熱溶融する際の作業安全性を確保することができる。また、施工現場近くで路面標示用塗料を加熱溶融して直ちに施工することができ、作業性に優れている。

本発明は、溶融釜における少なくとも外周面に沿って多数のマイクロ波吸収部材を設け、マイクロ波吸収部材に対してマイクロ波発振器からマイクロ波を出力してそのマイクロ波吸収作用により発熱させて溶融釜を加熱することにより路面標示用塗料を加熱溶融することを最良の形態とする。

以下に本発明の実施形態を示す図に従って説明する。
図１乃至図４においては、台車１上に路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置３を積載した例を示し、該マイクロ波加熱溶融装置３の一部を構成する溶融釜５は、上部が開口した有底の円筒形状で、ステンレス材、鉄材等で、熱伝導性が高く、後述するマイクロ波を反射する金属材により形成される。該溶融釜５における下部外周の一部には、排出開口部７が形成され、該排出開口部７に応じた溶融釜５には、長手直交方向断面が矩形又は円形からなる排出口部９が、その吐出口が後述するシールド部材２５の外周面から突出するように固着されている。上記排出口部９の吐出口は、カバー部材３５の外周面に設けられた支持板３５ａに昇降可能に支持されると共に図示しないレバー等に連結された開閉部材としての開閉板１０により開閉される。

溶融釜５の上部には、中心を通って両端部が固着される支持板１１が固着され、該支持板１１の中心部には、溶融釜５の中心に一致して上下方向に軸線を有した回転軸１３が回転可能に支持される。該回転軸１３の下部には、両端部が溶融釜５の下部内周面に近接するように延びる攪拌羽根１５が固着される。また、回転軸１３の上部には、回動部材としてのハンドル１７が連結され、該ハンドル１７の回動操作により回転軸１３を所定の方向へ回転させる。

尚、回転軸１３を回転する機構としては、ハンドル１７の代わりに電動モータを使用し、その出力軸と回転軸１３をベルトにより連結して回転軸１３を回転させる構成であってもよい。また、支持板１１の長手直交方向両端部には、蓋板１９がそれぞれ開閉可能に設けられ、溶融釜５の上部開口を開閉する。

溶融釜５の外周面には、放射方向へ所定幅で延出し、かつ上下方向に伸びる多数の取付け突部２１が、周方向に所定の間隔をおいて一体に設けられる。各取付け突部２１には、放射方向へ所定幅で延出し、かつ上下方向に伸びる長方形状のフェライト板やパーマロイ板等のマイクロ波吸収部材を構成するマイクロ波吸収板２３が、ねじ等によりそれぞれ固着される。

そしてマイクロ波吸収板２３が取付けられた溶融釜５の外周面側には、ステンレス板や鉄板等で、マイクロ波を反射する金属材で、シールド部材２５が、内周面とマイクロ波吸収板２３の放射方向端側との間に所定の間隔をおいて全体を覆うように取付けられる。溶融釜５に対するシールド部材２５の取付け態様としては、溶融釜５の外周側との間の空間部を気密状態になるように取付ける態様、シールド部材２５の一部に、マイクロ波の１／４波長以下の大きさからなる多数の孔を形成し、非気密状態でマイクロ波の通過を遮断可能に取付ける態様のいずれであってもよい。また、シールド部材２５の下部には、溶融釜５の下部に固着された排出口部９を挿通するための切欠き部２５ａが形成され、該切欠き部２５ａを介して排出口部９の外側端部を、シールド部材２５の外周面から外側へ突出させる。

シールド部材２５の内面には、マイクロ波発振器２７にそれぞれ接続された複数個のマイクロ波出力部材２９が、周方向に対して等しい間隔をおいて取付けられる。各マイクロ波発振器２７としては、マイクロ波数帯域（２〜１０GHz）のマイクロ波を、例えば０．５〜５kWで出力するマグネトロンや、レーザダイオード及び多段増幅器から構成される半導体マイクロ波発振器により構成される。マイクロ波としては、電波法等により、工業用、科学用、医療用等の用途に割当てられた、例えば２．４５GHz帯域が好適であるが、上記周波数及び出力に限定されるものではなく、周波数に関しては、約１〜２０GHzの範囲で適宜選択することができる。

また、マイクロ波出力部材２９としては、マイクロ波吸収板２３側の面に、マイクロ波の１／４波長以上の幅からなる多数のスリットが形成されたマイクロ波導波管、アンテナ（図は、マイクロ波出力部材をアンテナとした例を示す。）等であればよい。そして各マイクロ波出力部材２９は、マイクロ波吸収板２３に対し、互いに異なるＳ波及びＰ波を出力するように配置される。

尚、シールド部材２５の外周面には、断熱材３３を介してカバー部材３５が全体を覆うように取付けられる。また、マイクロ波発振器２７の電源装置３７は、作業現地近くに設けられた商用電源又は車載電源等から電力が供給される。更に、各マイクロ波発振器２７は、溶融釜５の一部外周面に取付けられた温度センサ（図示せず）により検知される温度データに基づいてマイクロ波が発振制御される。

次に、上記のように構成される路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置３による路面標示用塗料の加熱溶融作用及び加熱溶融方法を説明する。
溶融釜５内に路面標示用塗料を投入した後に、ハンドル１７の回動操作により回転軸１３を回転して投入された路面標示用塗料を攪拌羽根１５により攪拌すると共に各マイクロ波発振器２７をそれぞれ発振駆動して溶融釜５及びシールド部材２５の空隙内にマイクロ波を出力させる。溶融釜５に投入される路面標示用塗料としては、例えば熱可塑性樹脂に、流動化剤、顔料、ガラスビーズ、骨材を混合して組成される。

尚、溶融釜５内に対する路面標示用塗料の投入タイミングとしては、後述するマイクロ波による溶融釜５の加熱により、該溶融釜５が所定の温度に達した後に投入してもよいことは、勿論である。

そして上記空隙内に出力されるマイクロ波は、溶融釜５の外周面とシールド部材２３の内周面の間で反射しながら溶融釜５の外周面に設けられたマイクロ波吸収板２３に当たって吸収される。即ち、マイクロ波は、マイクロ波吸収板２３によるマイクロ波の磁気損失、電界損失により熱エネルギーに変換されることにより吸収される。これによりマイクロ波吸収板２３は、マイクロ波の吸収に伴って発熱して溶融釜５を１５０℃〜２５０℃に加熱させる。それぞれのマイクロ波発振器２７から出力されるマイクロ波は、互いに異なるＳ波、Ｐ波になるように設定されているため、互いに干渉し合うことなく、マイクロ波吸収板２３に効率的に吸収されて発熱し、溶融釜５を加熱することができる。

尚、それぞれのマイクロ波発振器２７は、溶融釜５の外周面に取付けられた温度センサからの温度検知信号に基づいて発振駆動が制御され、投入される路面標示用塗料に応じた最適の溶融状態になるように溶融釜５を加熱させる。

そして溶融釜５内に投入されて攪拌羽根１５により攪拌される路面標示用塗料が、加熱された溶融釜５の熱により溶融されながら攪拌混練され、所定粘度の流動状態に形成されると、排出口部９側に図示しないラインマーカを位置させた状態で、開閉板１０を上方へ移動して排出口部９を開放させる。これにより溶融釜５内で加熱溶融された路面標示用塗料は、攪拌羽根１５の回転に伴って排出口部９内に押し出されてラインマーカに供給される。

本実施例は、路面標示用塗料を加熱溶融する加熱手段としてプロパンガスを使用することがないため、屋内であっても、施工場所の近くで路面標示用塗料を加熱溶融してラインマーカに供給することができ、ガスを使用する従来装置に比べて、ガスによる作業の危険性を排除して安全性を確保することができる。

また、車輛に積載する場合であっても、路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置３を小型化及び軽量化することができ、ガスボンベを積載する従来の装置に比べて小型の車輌に積載することができ、路面標示施工システムを低コスト化することができる。

更に、施工現場に近い場所で路面標示用塗料を加熱溶融することができるため、溶融された路面標示用塗料を施工現場まで移動させる際の温度低下を抑えて最適な状態で路面標示を施工することができる。

本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．上記説明は、溶融釜５の外周面にマイクロ波吸収板２３を、放射方向へ突出するように取付ける構成としたが、図５に示すように溶融釜５の外周面に、上下方向へ延び、上下直交方向断面がＴ字形からなる複数の係止突部６１を、周方向に対して所定の間隔をおいて一体に形成する。そして各係止突部６１間に、溶融釜５の外周面に一致する曲率で湾曲し、上下方向が溶融釜５の高さに応じた長さに形成されたマイクロ波吸収板６３を差込んで取り付ける構成であってもよい。

２．上記説明は、マイクロ波吸収板２３が取付けられた溶融釜５の外周面側に、シールド部材２５を、所定の間隔をおいて取付ける構成としたが、該構成にあっては、排出口部９の通路長さが長くなり、投入された路面標示用塗料が入り込んで加熱溶融されない恐れがある。排出口部９の通路長さを短くするため、排出口部９を除いた溶融釜５の外周面に複数個のマイクロ波吸収板２３を取り付けると共に排出口部９を除いた溶融釜５の外周面に、シールド部材２５を所定の間隙を設けて取付ける構成とすればよい。これにより排出口部９内に入り込み路面標示用塗料の量を少なくすることができ、投入された路面標示用塗料を確実に加熱溶融することができる。

３．上記説明は、溶融釜５の外周面に多数のマイクロ波吸収板２３を取付ける構成としたが、これに加えて溶融釜５の底面にも、マイクロ波吸収部材を取り付け、溶融釜の外周面と共に底面を、所定の間隙を設けて覆うようにシールド部材を設けると共にシールド部材に、底面のマイクロ波吸収部材に向かってマイクロ波を出力するマイクロ波発振器を取り付けた構成であってもよい。

４．上記説明は、路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置３を台車１上に搭載した例を示すが、本発明のマイクロ波加熱溶融装置としては、車輌上に積載した構成であってもよい。

路面標示用塗料マイクロ波加熱溶融装置の概略を示す斜視図である。 マイクロ波加熱溶融装置の一部破断斜視図である。 溶融釜外周面に対するマイクロ波吸収部材の取付け状態を示す説明図である。 マイクロ波発振器の配置状態を示す平面説明図である。 溶融釜に対するマイクロ波吸収部材の他の取付け例を示す説明図である。

符号の説明

３ 路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置
５ 溶融釜
７ 排出開口部
９ 排出口部
１０ 開閉部材としての開閉板
１３ 回転軸
１５ 攪拌羽根
１７ 回動部材としての電動モータ
２３ マイクロ波吸収部材としてのマイクロ波吸収板
２５ シールド部材
２７ マイクロ波発振器

Claims (7)

1. 有底円筒形状で、下部に排出開口部が形成された金属材料からなる溶融釜と、
   該溶融釜の底面に沿って回転する攪拌部材と、
   該攪拌部材を回転する回動部材と、
   溶融釜の排出開口部を開閉する開閉部材と、
   溶融釜における少なくとも外周面に沿って設けられる多数のマイクロ波吸収部材と、
   マイクロ波吸収部材が取付けられた溶融釜における少なくとも外周面に対して所定の間隔をおき、かつマイクロ波の漏洩を遮断可能に設けられる金属材料からなるシール部材と、
   溶融釜及びシールド部材の間隙内にマイクロ波を出力する複数のマイクロ波発振器と、
   を備え、溶融釜内に投入された路面標示用塗料を、マイクロ波吸収部材によるマイクロ波吸収作用による発熱により加熱溶融する路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
2. 請求項１において、溶融釜の外周面には、所定幅で放射方向へ延出し、かつ溶融釜の高さに対応する上下長さで、周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の取付け突部を設け、各取付け突部に対し、放射方向に延出する板状のマイクロ波吸収部材を固着した路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
3. 請求項１において、溶融釜の外周面には、溶融釜の高さに対応する上下長さで、周方向に等しい間隔をおいて設けられた複数の係止部を設け、各係止部に対し、溶融釜の外周面に一致する湾曲状のマイクロ波吸収部材を挿嵌して取付けた路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
4. 請求項１において、溶融釜の底面には、マイクロ波吸収部材を取付けると共に該底面側のマイクロ波吸収部材に向かってマイクロ波を出力するマイクロ波発振器を設けた路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
5. 請求項１において、複数のマイクロ波発振器は、互いに異なる波形のマイクロ波を出力するように配置した路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
6. 請求項１において、シールド部材の外周には、断熱材を設けてカバー部材を取り付けた路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融装置。
7. 金属材料からなる溶融釜内に投入された路面標示用塗料を加熱溶融する際に、溶融釜の少なくとも外周面に沿って設けられる多数のマイクロ波吸収部材に対してマイクロ波発振器からマイクロ波を出力し、該マイクロ波吸収部材によるマイクロ波の吸収作用により変換された熱エネルギーにより溶融釜を加熱して投入された路面標示用塗料を加熱溶融する路面標示用塗料のマイクロ波加熱溶融方法。

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