JP2016179415A - 管の塗装装置およびその管の外面の塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管の一端部の外面を塗装する際、管の内側への塗料の侵入を容易に防止する。
【解決手段】管３０の挿し口３１の外面に塗装機器のノズル４から塗料を吹き付ける塗装装置１であって、塗装機器のノズル４を内側上部に設けた塗装ブース２と、塗装ブース２内の空気をフレキシブルダクト５を介して排気ダクト９へ吸引し、清浄な空気を外部に排出する集塵機とを備える。塗装ブース２が管３０の挿し口３１の外径よりも大きい開口部７を有し、塗装ブース２の開口部７に管３０の挿し口３１が挿入される状態で、集塵機によって塗装ブース２内の空気を吸引して、塗装ブース２外に位置する受口３２側から、管３０内を通り挿し口３１に向かう空気の流れを形成するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、管の外面の塗装装置、およびその管の外面の塗装方法に関する。

土中に埋設される水道管等に広く使用される鋳鉄管には、内外径が一定な円筒形の直部の一端側に内外径が直部よりも大きい受口を設け、直部の他端側に他の管の受口に挿し込まれる挿し口を設けるものが多い。

このうち、いわゆるダクタイル鋳鉄管（以下、単に「鋳鉄管」と称する。）の挿し口は、管内を通る水等と接触する可能性があるため、日本ダクタイル鉄管協会（ＪＤＰＡ）において、塗装仕様（ＪＤＰＡ Ｚ ２０１０）が規定されている。

ところで、この鋳鉄管の挿し口の外面の塗装には、例えば、図４に示すように、鋳鉄管４０を管軸周りに回転させながら、挿し口４１の外面に向けて塗料を吹き付ける塗装機器のノズル４２を管軸方向に移動させ、複数回塗り重ねることによって、規定量を塗布する方法が採用されている（図４参照）。

また、図５に示すように、鋳鉄管４０の挿し口４１の下方に集塵機４３を設置し、鋳鉄管４０を管軸周りに回転させながら、塗装装置のノズル４２から鋳鉄管４０の挿し口４１の外面に向けて塗料を吹き付け、空気とともに余分なミスト状の塗料を集塵機４３で吸引することも考えられる。

しかしながら、上述のように集塵機を設置しない場合や、下方に集塵機を設置する場合であっても、鋳鉄管の全体が塗装ブース等によって囲われていないため、集塵効果が十分に発揮されない。その結果、鋳鉄管に付着せずに飛散する塗料の一部が挿し口の内側に侵入して内面に付着することがある。

鋳鉄管の挿し口の内面に付着した塗料は、鋳鉄管内面に施した粉体塗装やモルタルライニング上に異物として付着するため、鋳鉄管を接合し、通水した際に、水質に悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで、管体の内側への塗料の侵入を防止するようにした塗装装置が開示されている（特許文献１）。この塗装装置は、鋳鉄管の内側の両管端近傍に挿入した空気配管の先端に、空気をホロコーン状に噴射するノズルを取り付け、そのホロコーン状に噴射される空気が鋳鉄管の管端の内周縁に向かうようにノズルを配置したものである。

鋳鉄管の外面を塗装する際、上記ノズルから管端に向けて空気をホロコーン状に噴射することにより、その空気の噴射流で鋳鉄管の内側への塗料の侵入を防止するようにしている。

特開２００１−２７６７３３号公報

上述した塗装装置は、鋳鉄管の外面を塗装するごとに、その鋳鉄管の両管端近傍に空気配管の先端に取り付けたノズルを配置する必要がある。また、鋳鉄管の内径に応じて、ノズルからの噴射される空気を鋳鉄管の管端の内周縁に向かうように調整する必要がある。

そこで、この発明は、鋳鉄管の挿し口の外面を塗装する際、鋳鉄管の内側への塗料の侵入を容易に防止することである。

上記の課題を解決するために、この発明の塗装装置は、管の一端部の外面に、塗装機器のノズルから塗料を吹き付ける塗装装置において、前記管をその管軸方向に回転可能に支持する支持機構と、前記塗装機器のノズルを内部に設けた塗装ブースと、その塗装ブース内の空気を吸引する集塵機とを備え、前記塗装ブースが前記管の一端部の外径よりも大きい開口部を有し、前記塗装ブースの開口部に前記管の一端部が挿入される状態で、前記集塵機で吸引することで、前記塗装ブース外から前記管内を通ってその一端部へ向かう空気の流れを形成するようにした構成としたのである。

すなわち、集塵機で塗装ブース内の空気を吸引することで、塗装ブース外から管内を通ってその一端部へ向かう空気の流れを形成し、管の一端部の内側へ向かう塗料の流れを遮断するようにしたのである。

また、集塵機で塗装ブース内の空気が吸引されると、塗装ブースの開口部の周縁部と管の一端部との間から、塗装ブース内に外気が入り込む。このような外気の流れによって、塗装ブース内のミスト状の塗料は、開口部から塗装ブース外に漏れることがない。

また、前記塗装機器が塗料を貯める塗料タンクと、前記塗料タンク内の塗料をポンプを介して前記ノズルに供給する供給配管と、その供給配管内を通過する塗料を昇温させるヒータとを備えた構成を採用することができる。

さらに、前記塗装機器が、前記供給配管に供給された前記塗料を前記ノズルをバイパスして前記塗料タンクに戻す戻り配管を備える構成としてもよい。

上記の課題を解決するために、この発明の塗装方法は、上記構成を備える管の一端部の外面に、塗装機器のノズルから塗料を吹き付ける塗装方法であって、前記管をその管軸周りに回転させながら、その一端部を塗装ブースに形成される開口部に差し込み、前記塗装ブース内の空気を集塵機で吸引しつつ、前記塗装ブース内に設けた塗装機器のノズルから前記管の一端部の外面に向けて塗料を吹き付ける構成としたのである。

この発明は、塗装機器のノズルから管の一端部の内側へ向かう塗料の流れを遮断する空気の流れを形成するようにしたので、管の一端部の内側への塗料の付着を容易に防止することができる。

また、集塵機で塗装ブース内の空気が吸引されると、塗装ブースの開口部周縁と管の一端部との間から、塗装ブース内に外気が入り込む。このため、塗装ブース内のミスト状の塗料は、開口部から塗装ブース外に漏れることがなく、塗装ブースの外側の作業環境に影響を及ぼさない。

この発明に係る実施形態の塗装装置の概要を示す正面図 同上の塗装装置の塗装機器を示す概略図 同上の塗装機器の他の形態を示す概略図 従来の鋳鉄管の外面を塗装する装置を示す概略図 従来の鋳鉄管の外面を塗装する装置の他の形態を示す概略図

以下、本発明の実施形態に係る塗装装置を図１〜図３に基づいて説明する。
この塗装装置１は図１に示すように、内外径が一定な円筒形の直部３３と、直部３３の一端に設けられ内径が直部３３と同径の挿し口３１と、直部３３の他端に設けられ内外径が直部３３よりも大きい受口３２とからなる管３０の挿し口３１の外面の塗装に用いられる。

塗装装置１は、塗装ブース２と、塗装ブース２内に配置される塗装機器３のノズル４と、塗装ブース２の下部に形成されるダクト引き込み口２ａに一端が接続されるフレキシブルダクト５と、フレキシブルダクト５の他端が接続された外気に通じる排気ダクト９と、塗装ブース２内の空気をフレキシブルダクト５を介して排気ダクト９へ吸引し、清浄な空気を外部に排出する集塵機（図示省略）と、管３０を回転可能に支持する支持機構６とを備えている。

塗装ブース２は、箱形のスプレーブースであり、その内側上部に塗装機器３のノズル４が取り付けられる。塗装ブース２の一側面には円形の開口部７が形成され、下面にフレキシブルダクト５の一端が接続されるダクト引き込み口２ａが形成される。ノズル４以外の塗装機器３は、後述する供給チューブ１３を介して、塗装ブース２の外部に設置される。

また、塗装ブース２の大きさは、管３０の挿し口３１を囲うことができる大きさであればよく、管３０全体を囲う大きさである必要はない。

開口部７は、ノズル４よりも低い位置に設けられ、支持機構６に支持される管３０の挿し口３１に対向する。開口部７の内径は、開口部７周縁と管３０の挿し口３１の外周部とのすき間が１０〜３０ｍｍとなるように設定される。

上記すき間が１０ｍｍよりも小さいと、塗装時、管３０の挿し口３１の外面に開口部７の周縁部が接触し、管３０の外面の塗装が剥がれるおそれがある。

一方、すき間が３０ｍｍよりも大きいと、そのすき間から必要以上の外気が塗装ブース２内に侵入する。その結果、塗装ブース２外から管３０内を通って挿し口３１に向かう空気の流れが弱くなり、挿し口３１の内側へ塗料が侵入するおそれがある。

また、塗装ブース２は、台車８に載せられ、台車８を介して、テーブル１０上を支持機構６に支持される管３０の管軸方向（以下、管軸方向という）に移動可能となっている。

フレキシブルダクト５は、可撓性を有する素材から形成される。フレキシブルダクト５は、一端が塗装ブース２のダクト引き込み口２ａに接続され、他端がテーブル１０の下方に配置される排気ダクト９に接続される。

排気ダクト９は、塗装環境の外部に引き出され、その外部に設置された集塵機（図示省略）に接続されている。集塵機は、塗装ブース２内の空気をフレキシブルダクト５を介して排気ダクト９内へ吸引し、塗装環境の外部に清浄な空気を排出するものである。

台車８上の塗装ブース２がテーブル１０上を管軸方向に移動する際、フレキシブルダクト５は、その移動に追従して伸縮し、塗装ブース２と排気ダクト９とに対して接続状態を維持する。

塗装機器３は、図２に示すように、塗料を貯める塗料タンク１１と、塗料タンク１１内の塗料を公知のポンプ１２を介してノズル４に供給する供給配管としての供給チューブ１３と、供給チューブ１３内を通過する塗料を昇温させるヒータ１４と、供給チューブ１３内の塗料圧力を調整する公知のレギュレータ１５とを有する。

塗装機器３のヒータ１４は、供給チューブ１３内を通過する塗料を昇温させることができる。塗料の昇温により、塗料の粘度を下げて、塗料内の溶媒の添加量を抑制するとともに、塗料の乾燥時間を短縮することができる。

ノズル４は、管３０の挿し口３１に耐食性を付与する塗料をスプレー可能な、公知の構造を有するものである。ノズル４は、塗装ブース２内の上部に取り付けられ、開口部７に挿入される管３０の挿し口３１の外面に対向する。

支持機構６は、管軸方向に延びる細長い枠状の基台６ａと、基台６ａの長さ方向の両側上面に設けられたローラ部６ｂとから成る公知の構造を有するものである。各ローラ部６ｂには、基台６ａの幅方向に並列する一対のターニングローラ６ｃ、６ｃが回転可能に取り付けられている。

ターニングローラ６ｃにより管３０の直部３３の両端近傍を下方より支持している。また、各ターニングローラ６ｃは、その周方向に回転可能であり、管３０は支持された状態で、図１の矢印Ａで示すように、その管軸周りに回転させることができる。

塗装装置１の塗装対象としての管３０は、鋳鉄管が対象であるが、これに限られず、一端部の外面に塗装が必要なものを適用可能である。

この実施形態の塗装装置の構成は以上のようなものである。次に、管３０の挿し口３１の外面に塗料を吹き付ける塗装方法を説明する。

まず、支持機構６上の管３０をその管軸周りに回転させながら、塗装ブース２を管３０の挿し口３１に向かって移動させて、管３０の挿し口３１を塗装ブース２の開口部７に差し込み、塗装ブース２内の空気をフレキシブルダクト５を介して排気ダクト９内へ吸引して、集塵機により清浄な空気を塗装環境外に排出する。

続いて、塗装ブース２内に設けた塗装機器３のノズル４から塗料を管３０の挿し口３１の外面に向けて吹き付けて、挿し口３１の外面全周の塗装作業を行う。

集塵機により塗装ブース２内の空気が吸引されると、塗装ブース２内が負圧になり、塗装ブース２の受口３２側から、管３０内を通って挿し口３１へ向かう空気の流れが形成される。この空気の流れにより、塗装機器３のノズル４から管３０の挿し口３１の内側へ向かう塗料の流れが遮断され、容易に管３０の挿し口３１の内側への塗料の侵入が防止される。

また、集塵機により塗装ブース２内が負圧になると、塗装ブース２の開口部７の周縁部と管３０の挿し口３１との間から、塗装ブース２外の空気が塗装ブース２内に入り込む。

この空気の流入により、塗装ブース２内のミスト状の塗料は、開口部７から塗装ブース２外に漏れることなく、塗装ブース２内の空気とともに吸引され、塗装ブース２外に排出される。このため、塗装ブース２外の塗装環境に影響を及ぼすことがない。

ところで、鋳鉄管の外面塗装は、上述の塗装仕様（ＪＤＰＡ Ｚ ２０１０）により、受口と挿し口から構成される管継手部の塗膜の膜厚が１００μｍに規定される。鋳鉄管の挿し口外面に規定膜厚を一度に塗布すると、乾燥が不十分となり、たれ（ＪＩＳ Ｋ５５００）が生じるため、鋳鉄管を５０〜７０℃に予熱して塗装している。

しかしながら、管内面へのミスト状の塗料の侵入を防止するために、塗装ブース内で集塵すると、塗装ブース内の温度低下を招き、管の温度が低下する。冬季はその温度低下が著しく、管を予熱した場合であっても、たれが生じていた。

この実施形態の塗装機器３は、供給チューブ１３にヒータ１４を備えているので、ヒータ１４により、供給チューブ１３内を通過する塗料が昇温される。塗料の昇温によって、乾燥性が向上し、塗装後のたれを防止することができる。

次に、この発明の塗料の昇温による乾燥性能の確認のため、呼び径７５ｍｍの鋳鉄管に、下記に示す塗装条件で塗料温度を６０℃（実施例１）、３０℃（比較例１）、１０℃（比較例２）とした塗料により粉体塗装を施し、塗膜表面の乾燥性能試験を行った。

乾燥性能試験方法は、ＪＩＳ Ｋ５６００ １−１に規定する指触乾燥による評価を行い、指先で軽く触れて、指先が汚れない状態になるまでの時間を測定した。試験結果を表１に示す。

（塗装条件）
塗装方法：スプレー塗装
塗料：クリモトコートＡＣ−１（日本ペイント株式会社製）
希釈剤：クリモトＳシンナー（キシレン５０％、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）５０％大商化成株式会社製）
目標膜厚：１００μｍ
管温度：５０〜７０℃
塗料温度：６０℃（実施例１）、３０℃（比較例１）、１０℃（比較例２）

乾燥性能試験の結果、実施例１は、乾燥時間が比較例１よりも短くなっており、比較例２にようにたれも生じないため、乾燥性が向上し、たれが生じないことを確認することができた。

また、この実施形態において、塗装機器３は、図２に示す構成に限られず、例えば、図３に示す構成を採用することができる。すなわち、塗装機器３が、供給チューブ１３内に供給された塗料をノズル４をバイパスして塗料タンク１１に戻す戻り配管１６を備える構成とすることができる。

図３に示す塗装機器３では、上述のレギュレータ１５に代えて、戻り配管１６に背圧レギュレータ１７を接続して、戻り配管１６内の塗料圧力を調整する。戻り配管１６を設けると、塗装が中断した場合であっても、塗料を循環させることができ、塗料の液温が下がらず、塗装を安定して継続することができる。

なお、この実施形態では、台車８により塗装ブース２を管３０の管軸方向に移動可能としているが、支持機構６を管軸方向に移動可能することもできる。すなわち、台車８及び支持機構６の少なくとも一方が管軸方向に移動可能であればよい。

１ 塗装装置
２ 塗装ブース
２ａ ダクト引き込み口
３ 塗装機器
４ ノズル
５ フレキシブルダクト
６ 支持機構
６ａ 基台
６ｂ ローラ部
６ｃ ターニングローラ
７ 開口部
８ 台車
９ 排気ダクト
１０ テーブル
１１ 塗料タンク
１２ ポンプ
１３ 供給チューブ
１４ ヒータ
１５ レギュレータ
１６ 戻り配管
１７ 背圧レギュレータ
３０ 管
３１ 挿し口
３２ 受口
３３ 直部
４０ 鋳鉄管
４１ 挿し口
４２ ノズル
４３ 集塵機

Claims (4)

1. 管の一端部の外面に塗装機器のノズルから塗料を吹き付ける管の塗装装置において、
   前記管をその管軸方向に回転可能に支持する支持機構と、前記塗装機器のノズルを内部に設けた塗装ブースと、その塗装ブース内の空気を吸引する集塵機とを備え、前記塗装ブースが前記管の一端部の外径よりも大きい開口部を有し、前記塗装ブースの開口部に前記管の一端部が挿入される状態で、前記集塵機で吸引することで、前記塗装ブース外から前記管内を通ってその一端部へ向かう空気の流れを形成するようにしたことを特徴とする管の塗装装置。
2. 前記塗装機器が、塗料を貯める塗料タンクと、前記塗料タンク内の塗料をポンプを介して前記ノズルに供給する供給配管と、その供給配管内を通過する塗料を昇温させるヒータとを備えることを特徴とする請求項１に記載の管の塗装装置。
3. 前記塗装機器が、前記供給配管に供給された前記塗料を、前記ノズルをバイパスして前記塗料タンクに戻す戻り配管を備えることを特徴とする請求項２に記載の管の塗装装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の管の一端部の外面に塗装機器のノズルから塗料を吹き付ける管の外面の塗装方法であって、
   前記管をその管軸周りに回転させながら、その一端部を塗装ブースに形成される開口部に差し込み、前記塗装ブース内の空気を集塵機で吸引しつつ、前記塗装ブース内に設けた塗装機器のノズルから前記管の一端部の外面に向けて塗料を吹き付ける管の外面の塗装方法。

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