JP2015004097A - 溶射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼用エアーの供給を不要とし，溶融効率を高めることを可能とする溶射装置を提供する。【解決手段】プロパンガス３が供給される第１のノズル１００と，粉体塗料５が供給される第２のノズル１０１を有し，前記第１のノズル１００からプロパンガス３による火炎が噴出され，前記第２のノズル１０１から前記火炎の外側から前記粉体塗料５を噴出し，前記火炎中で溶融して被塗装面に溶融状態で塗布する。【選択図】図３

Description

本発明は，溶射装置に関し，特に，火炎中で粉体を溶融して被塗装面に塗布する溶射装置に関する。

金属基体，あるいはコンクリート基体, タイル，木材等にプラスチック等の粉体を溶融して塗布する塗装が美観及び基体の保護を目的として行われている。

かかる塗装に用いる溶射装置として，非特許文献１，２に記載の技術あるいは，特許文献１〜４等に記載の技術がある。

図１は，非特許文献１に記載の溶射装置の構成を説明する図である。

溶射ガン１にボンベ２から配管を通してプロパンガス３が供給される。一方，タンク４に溜められた粉体塗料（例えば，プラスチック粉体）５が，コンプレッサー６からドライヤー７を通して送られる搬送用エアー８により配管を通して運ばれ，溶射ガン１に供給される。同時に，燃焼用エアー９が配管を通して溶射ガン１に供給される。

溶射ガン１において，燃焼用エアー９により酸素が供給されて，プロパンガス３が燃焼され火炎１０となる。同時に搬送用エアー８により搬送され，供給される粉体塗料５，例えばプラスチック粉体が，火炎中１０に供給され，溶融される。これにより，粉体塗料５が，溶融された状態で被塗装面１１に吹き付けられて塗装が行われる。

図２は，非特許文献１に記載されている図１の溶射装置に対応する溶射の概念説明図である。図２（１）は溶射ガン１の断面概念図を示し，図２（２）は，被塗装面１１に垂直な方向から見た概念図である。

図２（１）に示す様に，被塗装面１１に溶射ガン１が向けられる。溶射ガン１は，断面同心状に中心ノズル１Ａと，その周囲の外周ノズル１Ｂを有して構成される。外周ノズル１３Ｂからプロパンガス３が噴射されて火炎となり，被塗装面１１に吹き付けられる。同時に中心ノズル１Ａから粉体塗料５が噴射され，火炎中で溶融され，火炎とともに被塗装面１１に吹き付けられて塗装が行われる。

すなわち，外周ノズル１Ｂから噴射されるプロパンガス３が点火されると，火炎１０となって被塗装面１１の表面に吹き付けられる。一方，中心ノズル１Ａから粉体塗料５が吹き出され，周囲の火炎１０により溶融されて，図２（２）に矢印で示す様に、中心から外方向に広がって被塗装面１１に火炎１０とともに吹き付けられる。これにより，被塗装面１１に溶融された粉体塗料５が付着し，塗装層１３が得られる。

特開平９−３１４０３２号公報 特許第３９０３３６９号公報 特開平１０−８２３１号公報 特開平１０−６０６１７号公報

「プラスチック・フレームコート・システム」日本工業出版「配管技術」第39巻第7号，'96.6，58頁〜61頁 「プラスチック溶射技術」表面技術Vol.49，No.6,1998, 52頁〜57頁

上記従来技術において，溶射装置は非特許文献１について説明したように，溶射ガン１の構造は中心ノズル１Ａと外周ノズル１Ｂの二重構造であり，火炎１０の中心にプラスチック粉体等の粉体塗料５が供給される構造である。

かかる構造は，特許文献１〜４，及び非特許文献２に示される発明においても同様である。

かかる従来の溶射装置の構造に鑑みると，第１に溶射ガン１のノズル構造が二重構造となって，複雑である。かかる複雑な構造においては，プラスチック粉体等の粉体塗料５が供給される中心ノズル１Ａが，粉体塗料５の流れに晒され摩耗が避けられない。このため，中心ノズルの摩耗が進むと溶射ガン１を一体で交換することが必要となる。

さらに，粉体塗料５が，火炎１０の中心に供給されるため，溶融効率を高めるために，プロパンガス３とともに，燃焼用エアー９の供給が必要であり，これによりコンプレッサー６の能力も大きくすることが必要である。

かかる種々の観点から従来の溶射装置は，コスト面及び携帯性において問題を有している。さらに，被塗装面１１に複数種の粉体塗料の塗装，あるいは複数種のカラー塗装を行う場合は，複数の溶射ガンを用意するか，タンク４において複数種の粉体塗料を予め混合することが必要である。しかし，かかるタンク内における粉体塗料に対する混合割合の制御は容易ではない。

したがって，本発明の目的は，上記種々の問題を解決する溶射装置を提供することにある。

上記課題を達成する本発明に従う溶射装置は，第１の側面における好ましい態様として，
プロパンガスが供給される第１のノズルと，粉体塗料が供給される第２のノズルを有し，前記第１のノズルからプロパンガスによる火炎が噴出され，前記第２のノズルから前記火炎の外側から粉体塗料を噴出し，前記火炎中で溶融して被塗装面に溶融状態で塗布することを特徴とする。

上記課題を達成する本発明に従う溶射装置は，第１の側面において，前記第２のノズルは，前記第１のノズルに対する角度が可変とされることを特徴とする。

上記課題を達成する本発明に従う溶射装置は，第１の側面において，前記粉体塗料を搬送エアーで搬送して前記第２のノズルから噴出することを特徴とする。

上記課題を達成する本発明に従う溶射装置は，第２の側面における好ましい態様として，プロパンガスが供給される第１のノズルと，前記第１のノズルの周囲に，粉体塗料が供給される複数の第２のノズルを有し，前記第１のノズルからプロパンガスによる火炎が噴出され，前記複数の第２のノズルのそれぞれから前記火炎の外側から粉体塗料を噴出し，前記火炎中で溶融して被塗装面に溶融状態で塗布することを特徴とする。

非特許文献１に記載の溶射装置の構成を説明する図である。 非特許文献１に記載されている図１の溶射装置に対応する溶射の概念説明図である。 本発明の溶射装置の一実施例構成を示す図である。 火炎と，粉体塗料（例えば，プラスチック粉体）の関係を溶射ガンの開口から見た概念図である。 断面で溶射の状態を模式的に示す図である。

以下，本発明に従う溶射装置の実施例を図面に沿って説明する。なお，図に示す実施例構成は，本発明の理解を目的とするものであり，本発明の保護の範囲は，実施例に限定されるものではない。

図３は，本発明の溶射装置の一実施例構成を示す図である。本発明に従う溶射装置の特徴は，特に溶射ガン１の構成にある。

溶射ガン１は，プロパンガス３が供給されるノズル１００と，プラスチック粉体等の粉体塗料５の供給されるノズル１０１が独立している点にある。ノズル１０１は，先端の向く角度が可変であり，ノズル１００からの火炎に対して，外側から粉体塗料５を火炎内に送り込むことが可能である。

すなわち，プロパンガス３は，プロパンガスボンベ２から配管を通して，ノズル１００に導かれる。プロパンガス配管途中にプロパンガス流量調整コック２０を有する。これによりノズル１００から吹き出す火炎の強さが調整できる。

一方，粉体塗料５は，タンク４から供給される。タンク４には，調整コック４０を有し，タンク４から供給される粉体塗料５の流量が調整できる。

さらに，コンプレッサー６から搬送用エアー８が供給される。搬送用エアー８は，混合部１０２に送られ，粉体塗料５を吸引混合して，ノズル１０１から粉体塗料５を噴出する。

この際，搬送用エアー８は途中の調整コック２１により流量が可変とされるので，吸引混合してノズル１０１から噴出する粉体塗料５の流量を調整することが可能である。

なお，搬送用エアー８をコンプレッサー６から供給する代わりに，タンク４を加圧タンクとすることによりコンプレッサー６を省略することも可能である。

このような構成により実行される粉体塗料５の溶射の状態を以下に説明する。

図４は，火炎１０と，粉体塗料５の関係を溶射ガン１の開口から見た概念図である。

本発明では，火炎１０は，ほぼ円の形態で，ノズル１００から噴射される。円の形態の火炎１０は外側が酸素に触れ高い温度である。

一方，粉体塗料５は，図４（１）に示すように，ノズル１０１により矢印方向に火炎１０の外側から中心に向かって噴射され，火炎１０により溶融され，被塗装面に吹き付けられる。

すなわち，図５に断面で溶射の状態を模式的に示す様に、ノズル１０１から噴射される粉体塗料５は，プロパンガス３による火炎１０の外側から中心に向けて噴出され，火炎１０の中心に向かう過程で熱を受けて溶融され，その状態で，火炎１０とともに，被塗装面１１に吹き付けられて塗装１３が行われる。

ここで，上記図４（１）実施例では，ノズル１００の外側に一つのノズル１０１を有し，一つのノズル１０１から粉体塗料５が火炎１０の外側から火炎中に向けて噴出される例を示した。本発明は，かかる構成に限定されず，図４（２）に示す様に、複数のノズル１０１を，火炎１０を中心とするように火炎１０の周囲に設けても良い。そして，それぞれのノズル１０１から火炎１０の周囲に粉体塗料５が噴射される様にしてもよい。

かかる場合，複数のノズル１０１のそれぞれから噴射される粉体塗料５を塗装の目的に応じて同一または異なるものとしてもよい。例えば，プラスチック粉体と，骨材等の無機物の塗装材料を別々のノズル１０１から噴射する様にしてもよい。

ここで，被塗物に塗装を行う際に，被塗物の表面を粗くしておくことにより粉体塗料の乗り，即ち密着度が高まる。そこで，被塗物の表面を粗くする表面処理が必要であり，この目的のために，従来は，専用の機器を用いて行うことが必要であった。

これに対して，かかる表面処理についても本発明の溶射装置を用いることが可能である。すなわち，ノズル１００からの火炎の吹き出しを止めて，ノズル１０１から粉体塗料５として骨材を被塗物の表面に噴出することにより表面処理を行うことが出来る。

あるいは，同時にノズル１００から火炎を噴射して被塗物の表面を加熱し，ついでノズル１０１から骨材を被塗物の表面に噴出することにより，より容易に被塗物の表面処理を行うことが可能である。かかる被塗物の表面処理の後に，粉体塗料５による塗装が行われる。

ここで，発明の溶射装置を，１〜３mm厚程度の薄鋼板に塗装を行う場合を考える。

従来，薄鋼板の塗装をする場合，被塗物である薄鋼板を粉体塗料の融点以上（約200℃）に加熱しないと塗装が困難であった。これにより被塗物が変形してしまうと言う問題がある。これに対して，本発明に従う溶射装置を用いた塗装方法では，火炎と共に溶融された粉体塗料を被塗物に吹き付けるので，被塗物の加熱温度を粉体塗料の融点前後（約100℃）の低温加熱で塗装できる。このために，被塗物が変形することなく塗装が可能である。

また，本発明の溶射装置により滑り止め加工のための塗装を行うことが可能である。

かかる滑り止め加工を行う場合は，一般に溶融したプラスチック被膜上に骨材を付着させて滑り止め加工する。特に，本発明の溶射装置を使用する場合は，事前にタンク４内でプラスチック粉体と骨材を混合して，一つのノズル１０１から混合されたプラスチック粉体と骨材を火炎１０中に噴射する。あるいは，プラスチック粉体と骨材を独立別個のノズル１０１から火炎１０中に噴射して，被塗装面１１に溶射する。

これにより，骨材が塗膜の内面から表面まで均一に分散するために塗膜の滑り止めと共に，塗膜の耐摩耗性を向上させることが可能である。かかる場合は，プラスチック粉体に対して骨材の添加量は，30ｗt％〜50ｗt％が最適である。

このようにして，粉体塗料５としてプラスチック粉体のような有機物とともに，骨材等の無機物を被塗装面に塗装することにより，被塗装面に滑り止めの効果を与える事ができる。

上記したように、本発明に従う溶射装置の溶射ガン１は，プロパンガスを噴射するノズル１００と，粉体塗料を噴出するノズル１０１が，別個に作られている。したがって，溶射ガン１の構造が簡易になる。また，粉体の噴射により，ノズルが摩耗した場合でも，粉体塗料を噴出するノズル１０１のみを容易に取り替えることが出来る。

さらに，粉体塗料が，火炎１０の外側から噴射されるので，燃焼用エアーの供給は不要である。また，異なる塗装粉体を用いる場合であっても、粉体塗料を噴出するノズル１０１のみを増加すればよい。

さらに，塗装粉体の噴出にコンプレッサーを必要としないので，可搬型として溶射装置を容易に移動することができる。

また，プロパンガスを噴射するノズル１００は，一般的なガスバーナーを使用することが出来る。

１ 溶射ガン
１Ａ 中心ノズル
１Ｂ 外周ノズル
２ プロパンガスボンベ
３ プロパンガス
４ タンク
５ 粉体塗料（プラスチック粉体）
６ コンプレッサー
７ ドライヤー
８ 搬送エアー
９ 燃焼用エアー
１０ 火炎
１１ 被塗装面
１２ 溶融状態の粉体塗料
１３ 塗装層
２０ プロパンガス流量調整ノブ
２１ 搬送エアー調整ノブ
１００ プロパンガス噴射ノズル
１０１ 粉体塗料噴射ノズル
１０２ 搬送エアー供給部

Claims (4)

1. プロパンガスが供給される第１のノズルと，
   粉体塗料が供給される第２のノズルを有し，
   前記第１のノズルからプロパンガスによる火炎が噴出され，
   前記第２のノズルから前記火炎の外側から前記粉体塗料を噴出し，前記火炎中で溶融して被塗装面に溶融状態で塗布する
   ことを特徴とする溶射装置。
2. 請求項１において，
   前記第２のノズルは，前記第１のノズルに対する角度が可変とされることを特徴とする溶射装置。
3. 請求項１において，
   前記粉体塗料を搬送エアーで搬送して前記第２のノズルから噴出することを特徴とする溶射装置。
4. プロパンガスが供給される第１のノズルと，
   前記第１のノズルの周囲に，粉体塗料が供給される複数の第２のノズルを有し，
   前記第１のノズルからプロパンガスによる火炎が噴出され，
   前記複数の第２のノズルのそれぞれから前記火炎の外側から前記粉体塗料を噴出し，前記火炎中で溶融して被塗装面に溶融状態で塗布する
   ことを特徴とする溶射装置。

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