JP3178798B2 - 静電粉体塗装における塗料替え方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色及び又は樹脂の
異なる粉体塗料を静電粉体塗装として扱い、短時間で容
易に塗料替えができる静電粉体塗装における塗料替え方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電粉体塗装は溶剤を排出せず、また、
スプレー時に塗着しなかった塗料を回収して再使用でき
るなど環境的、経済的有利性のために、近年塗装分野に
おける重要な地位を占めるに至った。図６は、従来用い
られている一般的な静電粉体塗装ラインの構成を説明す
るための平面構造図である。被塗物（以下、ワークとい
う）は、循環コンベア１上のＡ点においてコンベア１の
ハンガーに着荷されて、塗装ブース２へ搬入される。塗
装ブース２は、ワークの搬送方向前後の両側からそれぞ
れ帯電させた粉体塗料をワークにスプレー塗装する２つ
の領域を有している。各スプレー塗装領域には、それぞ
れ塗装機４、８で制御されて粉体塗料をスプレー塗装す
る複数台のスプレーガン３、７が配設されており、これ
らのスプレーガン３、７はそれぞれレシプロケータ５、
９により上下の往復運動を行なって、コンベア１上を連
続して搬送されるワークの全面を順次塗装するようにな
っている。塗装されたワークは次いで焼付炉１９に入
り、所定の温度及び所定の時間加熱されて溶融或いは熱
硬化反応により皮膜が形成された後、コンベア１上で自
然冷却されＢ点において脱荷される。

【０００３】また、塗装ブース２の各スプレーガン３、
７の対向側には、それぞれ排気ファン１４、１８に接続
された吸込口１０、１０´が設けられ、オーバースプレ
ーされた塗料を吸込んでサイクロン１２、１６ヘ送る。
サイクロン１２、１６を通過した塗料はその大部分を分
離回収され、更にバグフィルタ１３、１７において微細
粉末が捕捉され排気ファン１４、１８を通して排気され
る。このようにして回収された塗料は、塗装機４、８に
備えられた塗料供給タンクに加えられて再使用されるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、粉体塗
料は溶剤塗料に比べ、オーバースプレー塗料の回収によ
って塗料歩留りを極めて高くすることができる。しかし
ながら、同一の塗装ラインで多色又は樹脂の種類が異な
る粉体塗料を交互に塗装する場合には、塗料替え時に塗
装系のみならず、塗装ブース及び回収系までも入念に清
掃して、回収塗料中に異種塗料が混入することを防止し
なければならない。即ち、塗料の粒子はほぼ膜厚に近い
粒径を有し、加熱溶融時にも粘度が高く、溶剤塗料のよ
うに分散しないので、異色の塗料が微量混入しても明瞭
な色斑となる。更に、樹脂の異なる塗料粒子が混入した
場合（例えば、エポキシ塗料中にアクリル塗料が混入）
には、それぞれの流動温度特性、表面張力、相溶性等が
要因となって焼付け冷却過程でいわゆるハジキを生じ、
混入塗料粒子を核としたクレータを発生する。クレータ
の大きさは混入塗料の粒径より大きく１〜２ｍｍに達
し、集団発生すると梨地状を呈する。

【０００５】以上の結果として、回収した塗料は塗装に
不良品を発生させることになるので、回収塗料の再利用
はできなくなる。このような回収塗料の汚染を防止する
ために、塗料替えの都度塗装装置全体の清掃を行なうこ
とは、長時間塗装ラインの運転を停止させる結果とな
り、設備の稼働率は著しく低下する。

【０００６】塗料替え時の運転停止を無くすには、塗料
毎に塗装ラインを別途設ければ良いが、設備投資が増大
して塗料回収によるコストメリットは失われてしまう。
そのため、回収系のみを塗料替え時に交換する方法が行
なわれている。例えば、カセットフィルタを用いた回収
系全体をユニット化して各色別に用意し、色替え時に所
要の回収ユニットを塗装ブースに取付ける方法がある。
この方法は、塗料回収をフィルタのみで行なうため小容
量の小型塗装装置には良いが、大容量の塗装ラインには
不向きである。

【０００７】本出願人は、特開平８−１１７６４７号公
報に示されるような色替えが短時間で容易にできる静電
粉体塗装装置を提案した。その概略構成は、内部の壁面
が滑らかな絶縁性プラスチック材料で成り、断面Ｙ字形
にして下り勾配をなす底部の下端に排出口を形成する塗
装ブースと、前記排出口と気密に結合する受口を有し、
一端が閉じられ他端がサイクロンへ導く吸引ダクトに着
脱自在に連結される円筒状の収集トラフと、下部の塗料
堆積部を着脱可能に分離できるサイクロンとを具備し、
前記収集トラフ及び前記塗料堆積部を色別に複数備えた
ものである。更に、清掃作業を容易にするため、前記塗
装ブースには、塗装ブース上方に架設されたレールに懸
架され、塗装装置の運転中は塗装ブース外に待機し、清
掃時には作業者を乗せて塗装ブース内を走行する電動式
ゴンドラが付設されるようになっている。

【０００８】上記塗装装置によれば、塗装ブース内壁は
絶縁性材料で形成されているので、帯電粒子によるイメ
ージ電荷は発生せず、従って帯電塗料粒子は壁面との間
に静電的吸引力を生じない。また、壁面が滑らかな形状
のため、エアブローやモップによる拭取りなどで容易に
清掃できる。更に、作業足場としてゴンドラを走行させ
ることによって、清掃作業を迅速かつ安全に行ない得
る。回収系のうち、流速の早い吸引ダクトやサイクロン
本体内には塗料の付着は生ぜず、また、バグフィルタは
清掃困難である上捕集量が少なく、回収効率に大きな影
響がないので塗料の回収はしない。従って、色替えにお
ける交換は収集トラフとサイクロンの塗料堆積部のみと
する。これらの交換部分は何れも台車で移動され、交換
位置にセットできるようにすれば短時間での交換が可能
である。このようにして、回収塗料への異色の混入は、
実用的に問題ない程度に防止できる。

【０００９】しかし、塗料を構成する樹脂の種類が異な
る場合には上述した通り、汚染の影響は更に大きく、上
記塗装装置によっても完全に防止することは困難であ
る。

【００１０】本発明は上述のような事情により成された
ものであり、本発明の目的は、色及び又は樹脂の異なる
粉体塗料を扱う静電粉体塗装において、塗料替え時の交
換部分の交換を容易にすると共に、塗装ブース内の清掃
を安全かつ短時間で行ない得る方法及び装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、色及び又は樹
脂の異なる粉体塗料を扱う静電粉体塗装の塗料替え方法
に関するもので、本発明の上記目的は、塗装ブースから
排出される塗料を受ける収集トラフと、サイクロン下部
の塗料堆積部とを塗料の色及び樹脂別に交換可能なもの
とし、塗料替え時には、先ずスプレーガンへの塗料供給
を停止して塗料ホース及び前記スプレーガン内に残留す
る塗料を前記塗装ブース内にエアパージし、前記塗装ブ
ース内を走行する電動式ゴンドラを用いて前記塗装ブー
ス内を乾式清掃した後、吸引ファンを止め、前記収集ト
ラフ及び前記塗料堆積部の結合を解除して塗料回収を行
ない、次に前記ゴンドラの前後面に列設した温水シャワ
ーノズルにより、前記塗装ブース内全面を温水洗すると
共に、前記サイクロン本体内部を温水洗して洗浄部分を
乾燥させた後、所要の塗料用収集トラフ及び塗料堆積部
を結合することによって達成される。

【００１２】本発明の上記目的はまた、内部の壁面が滑
らかな絶縁性プラスチック材料で成り、断面Ｙ字形にし
て下り勾配をなす底部の下端に排出口を形成する塗装ブ
ースと、前記排出口と気密に結合する受口を有し、一端
が閉じられ他端がサイクロンへ導く吸引ダクトに着脱自
在に連結される円筒状の収集トラフと、下部の塗料堆積
部を着脱可能に分離できるサイクロンと、塗装中はブー
ス外に待機し、塗料替え時にブース内を走行すると共に
温水シャワーノズルを前後面に列設した電動式ゴンドラ
とを具備し、前記収集トラフ及び前記塗料堆積部を色及
び樹脂別に複数備えることによって達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】塗装終了後ブース内に残留した塗
料の回収には、エアブロー或いはモップによる拭取りな
どの乾式の清掃が必須であり、付着残留する塗料を飛散
或いは掻き取って浮遊させ、ブース底部の排出口から吸
引するようにしている。しかし、塗装ブース内は広いの
で、浮遊した塗料粒子の一部は排出口へ向う気流に乗れ
ず、再び流速の小さい場所に沈着してしまい、結果とし
て清掃に時間を使っても回収量は減る一方、微小の塗料
残留を無くすことは極めてむずかしい。以上のことから
本発明においては、上記乾式清掃と湿式洗浄とを併用
し、乾式清掃は塗料の回収効率を勘案して短時間で済ま
せ、汚染源となる微小残留塗料の清掃には温水洗を行な
うようにした。この結果、塗料を飛散させることなく流
出し、完全な洗浄ができる。また、サイクロン本体内部
など静電的に付着する塗料粒子も、水洗により除電され
て完全に除去される。なお、洗浄に温水を用いることに
よって洗浄部分の乾燥が早い利点がある。

【００１４】以下に、本発明の実施例を図面を用いて具
体的に説明する。

【００１５】図１は塗装時における本発明の概略構成を
示す図であり、コンベア搬送されるワーク２０は、塗装
ブース２１を通過する間に、両側のスプレーガン２２及
び２２´によって帯電した粉体塗料をスプレー塗装され
る。この時、ワーク２０に塗着しないオーバースプレー
塗料は、断面Ｙ字形にして下り勾配をなすブース底部の
傾斜面に連なる排出口２３から、その下部に交換可能に
取付けられた円筒状の収集トラフ２４に吸込まれる。収
集トラフ２４の円筒の一端は閉じられ、他端は吸引ファ
ン２５の駆動によって吸引する吸引ダクト２６に着脱可
能に連結されており、収集トラフ２４に吸込まれた塗料
は空気と共にサイクロン２７へ送られる。サイクロン２
７は、その本体と下部の塗料堆積部２８とを分離できる
ようになっており、塗料堆積部２８は回収塗料タンク２
９と共に色及び樹脂別の移動式回収ユニット５０を構成
している。サイクロン２７を出た空気は、回収されなか
った微細塗料粒子をバグフィルタ３０で捕捉されて、吸
引ファン２５の出口から排気されるようになっている。

【００１６】交換用の収集トラフ２４１は図１で示すよ
うに台車２４２に載置され、ピット内に設置されたテー
ブルリフタ２４４上の定位置に置かれる。ここでテーブ
ルリフタ２４４を上昇させると、収集トラフ２４１の受
口２４３及び連結端部はそれぞれ排出口２３及び吸引ダ
クト２６との接合位置にセットされて、ワンタッチ金具
などにより簡易な方法で結合できる。また、回収ユニッ
ト５０は、台車５１上に装着されたフレーム５２と、こ
のフレーム５２の上部に設けられた支持部材５２１によ
り昇降自在に支持される塗料堆積部２８と、この塗料堆
積部２８から排出する回収塗料を受ける回収塗料タンク
２９とから構成される。そして、回収ユニット５０の交
換には、回収ユニット５０をサイクロン本体下方に運
び、図示されないシリンダの動作により支持部材２５１
を上昇させて、塗料堆積部２８の上端に設けたフランジ
をサイクロン本体側のフランジ２７１に当接させ、結合
金具を用いて結合する。

【００１７】図２は塗料替え時における本発明の塗装ブ
ース２１の様子を示す図であり、図２（Ａ）はコンベア
進行方向の断面図、図２（Ｂ）は側面の断面図である。
塗装ブース２１の内壁３２の材料には硬質塩化ビニル或
いはＦＲＰなどの絶縁性プラスチック材料を使用し、粉
や水溜まりを生じないような緩やかな曲面によって形成
されている。塗装ブース２１の前後には開閉扉２１１及
び２１２が設けられ、天井にはワーク用ハンガー３３及
びゴンドラ用ハンガー３４の通路となる切込み部３５が
設けられている。また、断面Ｙ字形にして下り勾配をな
す底部中央部には、垂直な側面を有する排出口２３の両
外側に収集トラフ２４を結合するための鍔２３１が各１
条設けられている。

【００１８】電動式ゴンドラ３１は２本のレール３４１
に懸架され、図示されない駆動モータにより正逆方向に
走行する。ゴンドラ３１の前後面にはそれぞれ内壁３２
及び扉２１１、２１２を洗浄するためのシャワーノズル
３６を列設したシャワー管３６１及び３６２が配設され
ている。シャワー管３６１及び３６２への温水の供給
は、図１のようにボイラ３７で加熱され所定の温度に保
たれた温水が温水槽３８に貯えられ、ポンプ３９により
温水ホース４０へ送られる。温水ホース４０は中間に設
けられた緊張部４１を経て、ゴンドラ３１の上方からシ
ャワー管３６１及び３６２に接続されている。図では緊
張部４１としてテンションロール４１１を用いている
が、リール巻取り方式としてもよい。

【００１９】以上のような静電粉体塗装装置において、
塗料替え作業は次の順序で行なわれる。先ず、スプレー
ガン２２及び２２´への塗料供給を停止し、塗料ホース
及びガン内の塗料を圧縮空気により塗装ブース２１内に
エアパージする。次に、作業者が待機位置である位置
（１）にあるゴンドラ３１に乗って塗装ブース２１内に
入ると、塗装ブース２１の開閉扉２１１及び２１２が閉
められると共に、ゴンドラ３１がゆっくり走行する間、
作業者は塗装ブース２１内の周囲の壁面をエアノズル又
はモップ等を用いて清掃し、ゴンドラ３１が塗装ブース
２１内を往復することによって乾式清掃が終わる。そし
て、開閉扉２１１及び２１２が開かれ、ゴンドラ３１は
元の位置（１）に戻される。なお、エアノズル又はモッ
プ等による乾式清掃は、自動的に又は遠隔操作で行なう
ようにしても良い。

【００２０】図３はその場合の構成を図２（Ｂ）に対応
させて示しており、シャワーノズル３６をエアーノズル
３６Ａと、シャワー管３６１及び３６２をエアー管３６
１Ａ及び３６２Ａと、温水ホース４０を空気圧送ホース
４０と兼用すると共に、ポンプ３９と空気圧送ホース４
０との間に切替弁４３を連結し、切替弁４３を通してコ
ンプレッサ４２からエアーを送出できるようにする。そ
して、駆動はゴンドラ３１が塗装ブース２１内に入り、
入口近くの位置（２）で一旦停止すると、開閉扉２１１
及び２１２を閉め、エアー管３６１Ａ及び３６２Ａのエ
アーノズル３６Ａから圧力空気を噴出させて吹付ける。
この状態でゴンドラ３１はゆっくり進行して出口近くの
位置（３）で一旦停止し、再び位置（２）に戻る。そし
て、コンプレッサ４２を停止し、圧力空気を止める。次
に、切替弁４３を温水シャワー用に切替えてから、温水
シャワー清掃工程に移る。

【００２１】上記のような塗装ブース２１内の乾式清掃
が終ると吸引ファン２５の駆動を停止し、テーブルリフ
タ２４４上の空台車を収集トラフ２４の受取り位置まで
上昇させて排出口２３及び吸引ダクト２６との結合を解
き、収集トラフ２４を台車に乗せて下降させて保管場所
へ移す。また、回収ユニット５０はサイクロン本体との
結合を解除され、シリンダの動作により塗料堆積部２８
のフランジ面を降下させた後に保管場所へ移され、これ
で塗料の回収が終了する。

【００２２】次に、位置（１）で待機していたゴンドラ
３１が再び塗装ブース２１内に入り、入口近くの位置
（２）で一旦停止すると開閉扉２１１及び２１２を閉
め、シャワー管３６１及び３６２のシャワーノズル３６
から温水シャワーを噴出する。この状態でゴンドラ３１
はゆっくり進行して出口近くの位置（３）で一旦停止
し、再び位置（２）に戻る。そして、ポンプ３９を停止
してシャワーの噴出を止め、開閉扉２１１及び２１２を
開いてゴンドラ３１を位置（１）に戻す。この時、排出
口２３から流出する洗浄水は、仮設の排水トラフを使っ
て排水すればよい。

【００２３】また、サイクロン２７の洗浄に当って、サ
イクロン本体は内部構造が簡単なので手動のシャワーホ
ースを用いて容易に洗浄できるが、吸引ファン２５の排
気容量が大きい場合にはサイクロン２７は大型になり、
高さも極めて高くなるので洗浄作業が難しくなる。この
ような場合には複数の小型サイクロンを並列に用いる。
例えばマルチセパレータ等を用いれば、高さが低くスペ
ースも小さくなって作業し易い。

【００２４】上記温水洗に用いる温水の温度は、洗浄部
分の乾燥を早くするためには高い程良いが、塗装ブース
２１の構造材料であるプラスチック材料の軟化点を超え
ると、加工時に生じた残留応や据付使用時にかかる内部
応力による歪、或いは熱歪による変形を生じることがあ
るので、使用材料によって温度の制約を受ける。通常温
水の温度は６０℃を超えなければ安全である。

【００２５】このようにして洗浄部分が乾燥した後、次
の塗装に用いる塗料用の収集トラフ２４１及び回収ユニ
ット５０がそれぞれの保管場所から各取付位置に運ばれ
て結合され、塗料替え作業がすべて終了する。

【００２６】なお、温水を用いることによって乾燥時間
が短縮されるが、塗装ブースの乾燥待ち時間を省きたい
場合には、２台の塗装ブースを用意して、その１台を稼
働中の塗装ラインで使用し、他の１台はオフラインで乾
燥させるようにすればよい。図４にその具体例の一つを
示す。コンベアライン６０上で前回の塗装に使用された
第１ブース６１は温水洗された後、架台と共にレール６
１１上を走行して乾燥エリアに移される。一方、乾燥エ
リアで待機乾燥させた第２ブース６２がレール６２１上
を走行してコンベアライン６０に挿着され、次の塗装に
使用される。

【００２７】また、図５は他の具体例を示したもので、
コンベアライン６０にパワーアンドフリーコンベアを使
用し、第１ブース６１及び第２ブース６２を直列に配置
する。そして、各塗装ブースの区域には図のようにそれ
ぞれバイパス６１３、６２３を設け、ポイントＰ１、Ｐ
２、Ｐ３を切替えることによってフリーラインの経路を
選定すると共に、各ポイント間のパワーラインは分割駆
動させるようにする。このようにすれば、第１ブース６
１を使用する場合には、コンベアライン６０で搬送され
て来るワークは図の実線で示される径路を採り、また、
第２ブース６２を使用する場合には図の破線で示される
径路を採ることになる。

【００２８】本発明の適用において、塗料の色のみが替
わる場合は上述した温水洗工程は省略できる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の静電粉体
塗装における塗料替え方法及び装置によれば、塗料の色
のみでなく樹脂の種類が替わる場合にも、乾式清掃及び
湿式洗浄を併用する手段を提供することによって、回収
塗料に他の塗料が混入する恐れがなく、また回収効率を
低下させることなく、迅速かつ安全に塗料替えを行なう
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】塗装時における本発明の概略構成を説明するた
めの構成図である。

【図２】塗料替え時における本発明の塗装ブースの様子
を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す側面図である。

【図４】２台の塗装ブースを交互に使用する一具体例を
示す図である。

【図５】２台の塗装ブースを交互に使用する他の具体例
を示す図である。

【図６】従来の静電粉体塗装ラインの概略構成を説明す
るための平面構造図である。

【符号の説明】

２０ ワーク ２１ 塗装ブース ２２、２２´ スプレーガン ２３ 排出口 ２４、２４１ 収集トラフ ２５ 吸引ファン ２６ 吸引ダクト ２７ サイクロン ２８ 塗料堆積部 ２９ 回収塗料タンク ３０ バグファイル ３１ 電動式ゴンドラ ３６ シャワーノズル ３６１、３６２ シャワー管 ３８ 温水槽 ３９ ポンプ ４０ 温水ホース ４１ 緊張部 ５０ 回収ユニット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−117647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−254268（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−156226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−5766（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−4476（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−78770（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−18498（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 5/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装ブースから排出される塗料を受ける
   収集トラフと、サイクロン下部の塗料堆積部とを塗料の
   色及び樹脂別に交換可能なものとし、塗料替え時には、
   先ずスプレーガンへの塗料供給を停止して塗料ホース及
   び前記スプレーガン内に残留する塗料を前記塗装ブース
   内にエアパージし、前記塗装ブース内を走行する電動式
   ゴンドラを用いて前記塗装ブース内を乾式清掃した後、
   吸引ファンを止め、前記収集トラフ及び前記塗料堆積部
   の結合を解除して塗料回収を行ない、次に前記ゴンドラ
   の前後面に列設した温水シャワーノズルにより前記塗装
   ブース内全面を温水洗すると共に、前記サイクロン本体
   内部を温水洗して洗浄部分を乾燥させた後、所要の塗料
   用収集トラフ及び塗料堆積部を結合するようにしたこと
   を特徴とする静電粉体塗装における塗料替え方法。
2. 【請求項２】 前記ブース内を温水洗する温水の温度
   は、６０℃を超えない可及的高いものとする請求項１に
   記載の静電粉体塗装における塗料替え方法。
3. 【請求項３】 前記塗装ブースの温水洗において、ブー
   ス排出口から流出する洗浄水は、仮設した排水用トラフ
   を用いて排水するようにした請求項１に記載の静電粉体
   塗装における塗料替え方法。
4. 【請求項４】 ２台の塗装ブースを準備し、その１台を
   稼働中の塗装ラインに使用し、他の１台はオフラインで
   乾燥させるようにした請求項１に記載の静電粉体塗装に
   おける塗料替え方法。
5. 【請求項５】 内部の壁面が滑らかな絶縁性プラスチッ
   ク材料で成り、断面Ｙ字形にして下り勾配をなす底部の
   下端に排出口を形成する塗装ブースと、前記排出口と気
   密に結合する受口を有し、一端が閉じられ他端がサイク
   ロンへ導く吸引ダクトに着脱自在に連結される円筒状の
   収集トラフと、下部の塗料堆積部を着脱可能に分離でき
   るサイクロンと、塗装中は前記塗装ブース外に待機し、
   塗料替え時に前記塗装ブース内を走行すると共に温水シ
   ャワーノズルを前後面に列設した電動式ゴンドラとを具
   備し、前記収集トラフ及び前記塗料堆積部を色及び樹脂
   別に複数備えたことを特徴とする静電粉体塗装における
   塗料替え装置。
6. 【請求項６】 ２台の塗装ブースを有し、前記各塗装ブ
   ースはそれぞれ架台と共にレール上を走行して塗装ライ
   ン上、又は乾燥エリアに移動が可能である請求項５に記
   載の静電粉体塗装における塗料替え装置。
7. 【請求項７】 ２台の塗装ブースを塗装ライン上直列に
   配置し、前記各塗装ブース区間にはそれぞれポイントで
   切換えられるバイパスが設けられている請求項５に記載
   の静電粉体塗装における塗料替え装置。