JP3330288B2 - 水溶性塗料の塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水溶性塗料の塗装装
置、特に塗装装置に対する未塗着塗料ミストの付着を低
減させて効率的な未塗着塗料の回収を行うことのできる
水溶性塗料の塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からオーバヘドコンベア等の搬送手
段を用いて被塗装物（ワーク）を連続的に塗装ブース内
で搬送すると共に、搬送されて来たワークに対して塗料
噴射装置等を用いて塗装を行う塗装装置が広く利用され
ている。この時、塗装ブース内でワークに塗着せず、該
塗装ブース内を浮遊する霧状（ミスト）の未塗着塗料が
発生する。この未塗着塗料ミストは、塗装ブース外に漏
れたり、ワークに再付着することを防止する必要があ
り、確実に補集することが要望されている。

【０００３】ところで、最近、噴射塗装の際にワークに
塗着しなかった未塗着塗料ミストを回収し、必要に応じ
てろ過等の再生処理を行い、この再生した塗料を再度塗
装に使用する塗料のリサイクル使用が提案されている。
未塗着塗料ミストの回収は、例えば、塗装ブース内に吊
るされた金属板の表面に水を主成分とする液体（補集
液）を流して形成するウォータカーテンと、前記補集液
を利用したウォータシャワーによって行っている。前記
ウォータカーテンやウォータシャワーによって未塗着塗
料ミストを回収するには、換気ファン等を用いて、塗装
ブース内に気流を発生させ、該気流に前記未塗着塗料ミ
ストを乗せて、ウォータカーテンに衝突させると共に、
ウォータシャワーに導く。ウォータカーテンに衝突した
未塗着塗料ミストは補集液と共に、前記金属板に沿って
流れ落ちる。また、ウォータカーテンに衝突しなかった
未塗着塗料ミストは気流と共にウォータシャワーを通過
する時に補集液に叩き落とされる。そして、未塗着塗料
を含む補集液は回収タンク等によって回収され、再びウ
ォータカーテンやウォータシャワー等に循環利用され
る。そして、循環している補集液が未塗着塗料によって
所定濃度に達したらＵＦ装置等により濃縮液（塗料）と
ろ液とに分離され、濃縮液は再生塗料として再び塗装に
利用され、ろ液は補集液として利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のウォー
タカーテンによる未塗着塗料ミストの補集は、カーテン
本体である金属板に残留してしまう未塗着塗料が多く回
収率が悪いという問題がある。この場合、ウォータカー
テンに使用する補集液の量を増やすことが考えられる
が、補集液循環システムや補集液の再生システムが大型
化してしまうという問題が発生してしまう。また、ウォ
ータシャワーの利用も効率的な未塗着塗料ミストの補集
を行うためには前述と同様に大量の補集液が必要になる
という問題がある。

【０００５】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、未塗着塗料ミストを壁面等に接
触させることなく効率的に回収することができる水溶性
塗料の塗装装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、噴射ノズルから噴射される水溶性塗料に
よって搬送途中のワークに対して片側から塗装を行う塗
装ブースと、前記塗装ブースの天井面のほぼ全面に配置
され、該塗装ブース内に下向きの弱風気流を形成する第
１送風部と、前記塗装ブース内で前記ワークを挟んで前
記噴射ノズルの対向位置の上方にワーク搬送方向に沿っ
て延設され、ワーク搬送方向に沿った下向きの強風気流
を形成する第２送風部と、前記第２送風部の直下に配置
され、前記強風気流及び弱風気流に巻き込まれた未塗着
塗料ミストを回収する回収部と、を含むことを特徴とす
る。

【０００７】ここで、ワークとは電気製品、自動車、建
設資材、その他の各種機械製品や日用品等である。ま
た、前記塗装ブースとは、周りが壁で囲まれた閉鎖空間
であり、オーバヘッドコンベア等の搬送装置に吊下げら
れたワークの出し入れを行うゲートが形成され、内部に
は圧縮空気等によって塗料を霧状にして噴射する塗料噴
射ノズルが配置され、搬送途中のワークに塗料ミストを
噴射する。なお、未塗着塗料ミストとは、ワークに塗着
しなかった塗料ミストであり、ワーク以外に塗着した場
合も未塗着塗料ミストという。

【０００８】この構成によれば、ワークに塗着すること
なく塗装ブース内を浮遊する未塗着塗料ミストは、該塗
装ブースの天井面のほぼ全面から下方に流れる弱風気流
と未塗着塗料の自重との相乗効果によって、回収部に導
かれる。また、特に未塗着塗料ミストが最も多く存在す
るワークを挟んだ塗料噴射装置の対向位置には、ワーク
の搬送方向に沿った下方に流れる強風気流が形成され、
未塗着塗料ミストをその強風気流に確実に巻き込み回収
部に導く。前記気流に巻き込まれた未塗着塗料ミスト
は、例えば、回収部内に保持されている回収液（例え
ば、水）に衝突させることによって、塗料として回収す
ることができる。このように、塗装ブース内の壁面等に
未塗着塗料ミストを接触させることなく回収部に導くこ
とができるので回収効率が向上する。

【０００９】前記目的を達成するために、本発明は、前
記塗装ブースは、往路と復路を含む略Ｕ字軌道を有する
ワーク搬送装置と、前記ワーク搬送装置の往路外側と復
路外側とに配置された塗料噴射ノズルと、を含み、前記
第２送風部は、前記強風気流によって、前記Ｕ字軌道の
往路と復路とを分離することを特徴とする。

【００１０】ここで、ワーク搬送装置が、例えば往路と
復路との接続部分でワークの回転を行い塗料噴射ノズル
に対向する面を変えるようにすればワークの表裏の塗装
を行うことができる。

【００１１】この構成によれば、未塗着塗料ミスト回収
用の強風気流によって往路と復路の分離を完全に行うこ
とが可能になり、分離された複数の塗装工程を容易に形
成することが可能になると共に、未塗着塗料ミストのワ
ークへの再付着を確実に防止することが可能になり、未
塗着塗料ミストの効率的な回収と共に、高品質の塗装を
行うことができる。

【００１２】前記目的を達成するために、本発明は、前
記塗装ブース内壁の非垂直部分に洗浄水を供給する液供
給装置が形成されていることを特徴とする。

【００１３】ここで、塗装ブース内壁の非垂直部分と
は、例えば塗装ブースの底部と回収部との接続部分等の
スロープ部分である。

【００１４】この構成によれば、非垂直部分に付着して
しまった未塗着塗料ミストを少量の洗浄水で洗い流すこ
とができる。なお、この洗浄水は常時流しても間欠的に
流してもよい。

【００１５】前記目的を達成するために、本発明は、前
記第２送風部の送風ノズルは、搬送されるワーク上端近
傍まで突出形成されていることを特徴とする。

【００１６】この構成によれば、強風気流が塗装ブース
内で広がって乱気流を発生させることを防止できると共
に、ワークの非塗装面側の最も未塗着塗料ミストが多い
部分で、送風ノズルから気流の噴射力が最も強くなるの
で、未塗着塗料ミストの補集を効率的に行うことができ
る。

【００１７】前記目的を達成するために、本発明は、前
記回収部は補集した未塗着塗料ミストを水溶化する回収
液を有する回収液槽と、回収液から塗料を再生する塗料
再生部と、を有することを特徴とする。

【００１８】この構成によれば、補集した未塗着塗料ミ
ストの水溶化を最小限の回収液で行うことができると共
に、ＵＦ装置等を含む塗料再生部で、高濃度の回収液か
ら効率的な塗料再生を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。図１には本実施形態の水溶性塗
料の塗装装置１０の平面断面図が示され、図２には側方
断面図が示されている。塗装装置１０を構成する塗装ブ
ース１２は、周りが壁で囲まれた閉鎖空間であり、本実
施形態の場合、内部に被塗装物であるワーク１４（例え
ば、電気製品、自動車、建設資材、その他の各種機械製
品や日用品等）を吊下げ順次搬送する略Ｕ字軌道を有す
るオーバヘッドコンベア（以下、単にコンベアという）
１６が配置されている。また、前記塗装ブース１２の一
壁面には前記コンベア１６に吊下げられたワークの出し
入れを行うゲート１２ａ，１２ｂが形成されている。ま
た、前記コンベア１６の往路１６ａ及び復路１６ｂの外
側（塗装ブース１２の外側）には塗料を霧状にして前記
ワーク１４に吹き付ける塗料噴射装置１８が配置され、
塗料噴射ノズル１８ａのみが塗装ブース１２の内部に突
出形成されている。この塗料噴射装置１８は、前記塗料
噴射ノズル１８ａの正面にワーク１４が搬送されてきた
時に塗料噴射を行う。

【００２０】コンベア１６によって搬送されるワーク１
４は、往路１６ａを搬送される時に一面側の塗装が行わ
れ、前記往路１６ａと復路１６ｂの接続部Ａの位置で１
８０°反転して復路１６ｂを搬送される間に、他方側の
塗装が実施される。なお、本実施形態では、往路１６
ａ、復路１６ｂのそれぞれに一基づつ塗料噴射装置１８
を配置した例を示しているが、その配置数や配置位置は
所望する塗装形態に応じて適宜選択される。また、ワー
ク１４の反転も接続部Ａ以外の位置で行ってもよい。

【００２１】本実施形態の特徴的事項は、塗装ブースの
天井面のほぼ全面から下方に向かう弱風気流を形成する
と共に、ワークを挟んだ塗料噴射ノズルと対向する位置
にワークの搬送方向に沿った下方に向かう強風気流を形
成して、ワークに塗着しないで塗装ブース内を浮遊して
いる未塗着塗料ミストを前記気流に巻き込み塗装ブース
下方に配置された回収部に導くところである。

【００２２】図２に示すように、塗装ブース１２の天井
部分は送風ファン２０を有する第１送風部２２によって
構成され、ワーク１４の往路（復路）搬送方向に沿った
前記第１送風部２２のほぼ中央部に送風ファン２４を有
する第２送風部２６が配置されている。前記塗装ブース
１２の天井部分を構成する第１送風部２２は繊維フィル
タ２２ａを前記天井部分のほぼ全面に配置し、前記繊維
フィルタ２２ａの内部には複数本の送風ラインが配管さ
れている。そして、塗装ブース１２の内部全体に均一な
下向き弱風気流Ｍを常時発生させている。この弱風気流
Ｍの流速は、例えば０．３ｍ／ｓ程度である。そして、
この時の送風ファン２０の能力は、前記塗装ブース１２
の大きさが例えば、ワーク搬送方向４ｍ、幅が３ｍであ
る場合、約２２０ｍ³／ｍｉｎである。

【００２３】一方、前記第１送風部２２のほぼ中央部に
ライン状に延設された第２送風部２６は、図２に示すよ
うに塗装ブース１２の内部に突出形成された送風ノズル
２６ａを有している。この送風ノズル２６ａは図１に示
すように断面矩形の筒形状を呈し、下方に噴射する強風
気流Ｎによって往路１６ａと復路１６ｂを分離するエア
カーテンを形成する。前記送風ノズル２６ａはワーク１
４の上端近傍、例えばワーク１４の上端から２００ｍｍ
〜３００ｍｍの高さまで突出することが望ましい。この
ように送風ノズル２６ａを突出形成して、強風気流Ｎの
流路を短くすることによって、強風気流Ｎが左右に広が
ることを防止すると共に、未塗着塗料ミストが最も多く
存在するワーク１４の近傍で安定した強い下降気流を形
成して効率的な未塗着塗料ミストの補集を行うことがで
きる。前記強風気流Ｎの流速は、例えば１．０ｍ／ｓ程
度である。そして、この時の送風ファン２４の能力は、
前記送風ノズル２６ａのワーク搬送方向の長さが３ｍ、
幅が１００ｍｍである場合、約２０ｍ³／ｍｉｎであ
る。

【００２４】前記強風気流Ｎは、塗装ブース１２内でワ
ーク１４に塗着することなく浮遊している未塗着塗料ミ
ストを巻き込み、前記送風ノズル２６ａの直下に配設さ
れている回収部に導く。また、ワークから離れた位置で
浮遊する未著着塗料ミストは前記弱風気流Ｍとミストの
自重との相乗効果によって落下し、最終的には前記強風
気流Ｎと共に回収部に導かれる。本実施形態の場合、送
風ノズル２６ａの直下には回収部（詳細は後述する）の
一部である導入ダクト２８が接続されている。この導入
ダクト２８は、図１に示すように前記送風ノズル２６ａ
に沿って塗装ブース１２の底面の端から端まで形成され
た溝状構造を呈し、その幅は前記送風ノズル２６ａの幅
の１．５〜２倍程度が好ましい。なお、必要に応じて、
回収部側を負圧にすることによって、弱風気流Ｍ、強風
気流Ｎの回収をより効率的に行うことができる。

【００２５】このように、塗料噴射ノズル１８ａから噴
射され、ワーク１４に塗着しなかった未塗着塗料ミスト
は大半がワーク１４の裏面側に形成されている強風気流
Ｎによるエアカーテンに衝突し該気流に巻き込まれ補集
され、気流と共に回収部へと導かれる。また、前記強風
気流Ｎに衝突しなかった未塗着塗料ミストは、塗装ブー
ス１２の内部全体を下方に向かって流れる弱風気流Ｍに
よって下方に導かれ、回収部へと向かう。つまり、未塗
着塗料ミストは塗装ブース１２内の壁面等に接触した
り、付着したりすることなく回収部に導かれるので、該
未塗着塗料ミストの回収率が向上する。また、強風気流
Ｎによるエアカーテンは往路１６ａと復路１６ｂとの分
離を行うので、往路側の未塗着塗料ミストが復路側のワ
ークに付着すること、またその逆が発生することがな
く、「ブツ」等のない高品質の塗装を行うことができ
る。なお、ワーク１４の塗装面側には弱風気流Ｍしか存
在しないため塗装位置周辺に乱気流を発生することはな
く塗装品質に影響を与えることない。

【００２６】図３には、前記塗装ブース１２の底部に接
続された導入ダクト２８を含む回収部３０の概略構成が
示されている。前記回収部３０の他端は回収部本体３２
に直接接続され、未塗着塗料ミストを巻き込んだ気流を
回収部本体３２の回収液槽３４の回収液（例えば、水）
３４ａに衝突させる。この時、未塗着塗料ミストの大部
分は回収液３４ａに溶解する。また、回収液３４ａの表
面で気流と共に反射した未塗着塗料ミストは回収液槽３
４内部に配置されたウォータシャワー３６によって、た
たき落とされ、回収液３４ａに混合される。未著着塗料
ミストが分離された気流は排気口３８から排気される。
なお、この時、排気を効率的に行うために排気ファン４
０を設けることが好ましい。また、前記塗装ブース１２
における弱風気流Ｍや強風気流Ｎの回収部３０への誘導
を効率的に行うために、前記排気ファン４０の排気能力
を適宜調整することが望ましい。さらに、未塗着塗料ミ
ストの大気への排出を確実に防止するために、エアフィ
ルタ４２を配置することが好ましい。

【００２７】前記回収部本体３２には、塗料再生部４４
が接続されている。この塗料再生部４４は、前記回収液
３４ａに溶解させた未塗着塗料ミストを回収液３４ａか
らろ過分離して、塗料として再生し、再度塗料噴射装置
１８（図１参照）によるワーク１４の塗装に利用するも
のである。なお、塗料が分離された回収液３４ａも塗料
再生部４４にて再生され、再び回収液槽３４に戻され未
塗着塗料ミストの回収に利用される。

【００２８】塗料の再生を行う場合、まず回収液槽３４
内部の回収液３４ａを置換タンク４６に移す。この場
合、切換バルブ４８の切り換えを行いウォータシャワー
３６への接続を遮断し、回収液槽３４を塗料再生部４４
に接続する。塗料再生作業は、例えば回収液３４ａの濃
度が所定値より高くなった場合や塗装作業の終了時、所
定期間の塗装作業終了後等に切換バルブ５０の切換によ
り回収液３４ａを置換タンク４６に移す。そして、置換
タンク４６に移された回収液３４ａは順次、切換バルブ
５２、ポンプ５４を介してＵＦ装置５６に投入されろ過
が行われる。ろ過されたろ液はろ液タンク５８に排出さ
れ、ろ過によって生じた濃縮液は再度置換タンク４６に
戻される。そして、戻された濃縮液に対してＵＦ装置５
６によるろ過が繰り返され、更なる濃縮とろ液の排出が
行われる。前記濃縮が所定値まで行われ、塗料と同レベ
ルになると、切換バルブ５２の切り換えを行い濃縮液は
濃縮タンク６０に移され、所定のタイミングで塗料噴射
装置１８（図１参照）の図示しない塗料タンクに戻さ
れ、塗装のために再利用される。

【００２９】一方、ろ液タンク５８に排出され所定量溜
まったろ液は、切換バルブ６２及びウォータシャワー３
６用のポンプ６４によって汲み上げられウォータシャワ
ー３６に使用される。このように、補集した未塗着塗料
ミストの水溶化を最小限の回収液で行い、ＵＦ装置等を
含む塗料再生部で、高濃度の回収液から効率的な塗料再
生を行う。

【００３０】図４には、前記塗装ブース１２内壁の非垂
直部分、例えば底部の絞り込み部分である斜面１２ｃの
洗浄を行う手段が示されている。前記弱風気流Ｍの流れ
は図２に示すように塗装ブース１２の底部の斜面１２ｃ
に沿って緩やかにカーブして導入ダクト２８に導かれる
ため、巻き込んだ未塗着塗料ミストの一部が斜面１２ｃ
に着底することがある。このため、斜面１２ｃの上流側
に洗浄水（好ましくは、前記回収液槽３４の回収液３４
ａと同じもの）を供給する液供給装置６８が配置されて
いる。この液供給装置６８は、斜面１２ｃの頂上部分に
沿って配置された洗浄水供給管６８ａと、該洗浄水供給
管６８ａに形成された複数のノズル６８ｂとから構成さ
れ、常時または間欠的に洗浄水の供給を行う。洗浄水の
供給は、塗装ブース１２内部の気流に影響を与えない強
さまたはタイミングであれば、噴射してもよいが、洗浄
水による膜を形成する程度に流すのが好ましい。

【００３１】このように、非垂直部分に付着してしまっ
た未塗着塗料ミストを少量の洗浄水で洗い流すことがで
きる。

【００３２】なお、本実施形態では略Ｕ字軌道のラウン
ドコンベアを用いて、強風気流によって、往路と復路と
を分離して２工程の塗装を行う例を示したが、さらに、
Ｕ字軌道のラウンドコンベアや他の形状のコンベアを組
み合わせ、強風気流によってそれぞれ分離した複数の塗
装工程を形成してもよいし、直線コンベアのみで、搬送
されるワークを挟む塗料噴射ノズルに対向する位置に強
風気流を形成するようにしても本実施形態と同様な効果
を得ることができる。また、塗装ブースや回収部、塗料
再生部、洗浄水の液供給装置等の構成は一例であり、同
様な機能を有する構成であれば、本実施形態と同様の効
果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークに塗着することなく塗装ブース内を浮遊する未塗
着塗料ミストを該塗装ブースの天井面のほぼ全面から下
方に流れる弱風気流と未塗着塗料の自重との相乗効果に
よって、回収部に導く。また、特に未塗着塗料ミストが
最も多く存在するワークを挟んだ塗料噴射装置の対向位
置には、ワーク搬送方向に沿った下方に流れる強風気流
を形成し、未塗着塗料ミストをその強風気流に確実に巻
き込み回収部に導く。その結果、塗装回収ブース内の壁
面等に未塗着塗料ミストが付着、残留することなく効率
的に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の平面断面図である。

【図２】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の側方断面図である。

【図３】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の回収部と塗料再生部の構成例を説明する説明図であ
る。

【図４】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の塗装ブースの非垂直部分の洗浄を行う手段の一例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 塗装装置、１２ 塗装ブース、１４ ワーク、１
６ オーバヘッドコンベア、１８ 塗料噴射装置、１８
ａ 塗料噴射ノズル、２０，２４ 送風ファン、２２
第１送風部、２２ａ 繊維フィルタ、２６ 第２送風
部、２６ａ 送風ノズル、２８ 導入ダクト、３０ 回
収部、３２ 回収部本体、３４ 回収液槽、３４ａ 回
収液、３６ ウォータシャワー、４４ 塗料再生部、６
８ 液供給装置、Ｍ 弱風気流、Ｎ 強風気流。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 15/12 B05C 15/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射ノズルから噴射される水溶性塗料に
   よって搬送途中のワークに対して片側から塗装を行う塗
   装ブースと、 前記塗装ブースの天井面のほぼ全面に配置され、該塗装
   ブース内に下向きの弱風気流を形成する第１送風部と、 前記塗装ブース内で前記ワークを挟んで前記噴射ノズル
   の対向位置の上方にワーク搬送方向に沿って延設され、
   ワーク搬送方向に沿った下向きの強風気流を形成する第
   ２送風部と、 前記第２送風部の直下に配置され、前記強風気流及び弱
   風気流に巻き込まれた未塗着塗料ミストを回収する回収
   部と、 を含むことを特徴とする水溶性塗料の塗装装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記塗装ブースは、 往路と復路を含む略Ｕ字軌道を有するワーク搬送装置
   と、 前記ワーク搬送装置の往路外側と復路外側とに配置され
   た塗料噴射ノズルと、を含み、 前記第２送風部は、前記強風気流によって、前記Ｕ字軌
   道の往路と復路とを分離することを特徴とする水溶性塗
   料の塗装装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の装置にお
   いて、 前記塗装ブース内壁の非垂直部分に洗浄水を供給する液
   供給装置が形成されていることを特徴とする水溶性塗料
   の塗装装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の装置において、 前記第２送風部の送風ノズルは、搬送されるワーク上端
   近傍まで突出形成されていることを特徴とする水溶性塗
   料の塗装装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の装置において、 前記回収部は補集した未塗着塗料ミストを水溶化する回
   収液を有する回収液槽と、 回収液から塗料を再生する塗料再生部と、 を有することを特徴とする水溶性塗料の塗装装置。