JP3701901B2

JP3701901B2 - 塗料供給方法及び装置

Info

Publication number: JP3701901B2
Application number: JP2001387103A
Authority: JP
Inventors: 真行鏡山; 宗治大本; 徹竹内; 勝二郎藤原
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003181363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用塗装ラインにおいて塗装に供されるシンナー希釈塗料を、被塗物表面温度、さらには空調温度の変化に対応して最適蒸発速度となるよう調整し、必要量だけを塗装機に供給することにより、該被塗物表面温度、さらには空調温度の管理幅が広い状態でも常に安定した塗装仕上りが得られる塗料供給方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、工業用塗装ラインにおいては、塗装ブースあるいは塗装雰囲気の環境温度に合わせて、塗装に供される塗料の希釈シンナーを変更し蒸発速度を調整することでタレや肉痩せあるいは肌あれ等の塗面異常を制御していた。
【０００３】
一般的に工業用ラインでは塗装ブースの雰囲気温度は一年を通じてある程度一定になるように温調設備を導入しているが、年間を通じて３０℃以上の差がある外気温に対し制御幅は約１０℃程度であり、又、被塗物表面温度は塗装雰囲気温度に対して＋０〜３０℃程度を有するケースが多い。その為、希釈シンナー種で塗装仕上りの微調整を行なうのは必須条件であった。通常、春秋用シンナー、夏用シンナー、冬用シンナーの３種類が用意されており、季節変動による塗装雰囲気の温度変化に対応できるように配慮されている。
【０００４】
冬用シンナーは蒸発速度の速い溶剤系で構成されており、低温雰囲気でも塗着塗料の固形分上昇及び増粘効果によるタレ防止が期待できる。夏用シンナーは蒸発速度の遅い溶剤系で構成されており、高温雰囲気でも塗着塗料の急激な固形分上昇を抑制し、また適度な粘度変化にすることで適性なレベリングによる平滑な塗面を得ることができる。春秋用シンナーは冬用シンナーと夏用シンナーの中間型で、蒸発速度も冬用シンナーと夏用シンナーの中間に相当する配合になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように１つの塗色に対し希釈シンナーが３種類以上必要であるため、塗料を希釈・粘調するのに要する工数が多大で、また結果的に塗料品種が増加することとなり在庫管理が煩雑になるという問題があった。塗装仕上りを厳密に管理する塗装ラインでは、さらに希釈シンナーを区別して６種類以上使用する場合もあり、塗料の在庫管理に要する工数が増大するばかりでなく、在庫スペースなどにも悪影響を与えていた。
【０００６】
また安定な塗装仕上りを維持するために必要な塗装雰囲気温度の制御幅は約５℃以内にする必要があるが、塗装ブースの温調精度を上げて温度制御幅を小さくすると空調設備に対する電力負荷が大幅に増大し、その結果ランニングコストの増加を招くことになる。電力負荷の増大は地球温暖化の主原因となる二酸化炭素の発生にもつながるため、省エネルギーを追及している塗装ラインでは空調精度を上げることは困難であった。
【０００７】
さらに寒暖の差が激しい季節や地域では年間の温度差もさることながら、日内変動や日間変動でも１０℃以上の温度差が生じることがあり、１種類の希釈シンナーでは安定な塗装仕上りを確保・維持することは困難であった。
【０００８】
そこで本出願人は特願２０００−１５６５６２号において塗装雰囲気温度に応じて塗装仕上り性を確保する方策を提案したが、塗装雰囲気温度と被塗物表面温度の温度差が一定でない場合には、塗装雰囲気温度が同一でも塗装仕上がりは同一ではなく、被塗物表面温度の点からも安定な仕上がり確保を検討する必要があった。
本発明は、工業用塗装ラインにおいて、シンナー希釈塗料の多大な工数や煩雑な在庫管理を要することなく、被塗物表面温度、さらには空調温度の管理幅が広い状態でも常に安定した塗装仕上りが得られることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
１．希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料を、被塗物表面温度に応じた比率で混合しながら連続的に供給することを特徴とする塗料供給方法、
２．被塗物表面温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率及びこれら塗料の混合塗料に対する追加量が、該被塗物表面温度及び混合塗料の残量から決められる１項記載の塗料供給方法、
３．被塗物表面温度に加えて塗装雰囲気温度の変化にも対応する１又は２項記載の塗料供給方法、
４．蒸発速度の速い希釈シンナーで調整された塗料と、蒸発速度の遅い希釈シンナーで調整された塗料を用いる１又は２項記載の塗料供給方法、
５．希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料が、コンテナもしくはドラムで搬入される１ないし４項のいずれか１項記載の塗料供給方法、
６．希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種類以上の同一塗色塗料を混合するラインミキサーと、被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率を、該被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度から計算する演算装置と、該演算結果により各塗料の定量供給ポンプの吐出量及び吐出時間を制御するコントローラーとを具備する塗料供給装置、
７．希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種類以上の同一塗色塗料を混合するラインミキサーと、これらによる混合塗料の残量が計量できる中継タンクと、被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率及びこれら塗料の混合塗料に対する追加量を、該被塗物表面温度、塗装雰囲気温度及び混合塗料の残量から計算する演算装置と、該演算結果により各塗料の定量供給ポンプの吐出量及び吐出時間を制御するコントローラーとを具備する塗料供給装置、
８．希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の該被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度に対応する適性混合比率、さらにはこれら塗料の混合塗料に対する追加量を演算するための入力信号が、被塗物表面温度を検出するセンサーの電気信号と、塗装雰囲気温度を検出するセンサーの電気信号、さらには中継タンクに内臓されたレベルセンサーからの電気信号である６又は７項記載の塗料供給装置、
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明では、希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料を用いる。例えば、一つの塗色に対し、塗装雰囲気温度が高温時に適する蒸発速度の遅い希釈シンナーで調整された塗料（「高温用塗料」もしくは「遅乾型塗料」と言うことがある）と、塗装雰囲気温度が低温時に適する蒸発速度の速い希釈シンナーで調整された塗料（「低温用塗料」もしくは「速乾型塗料」と言うことがある）を用いることができ、特に日内変動を含む年間変動を考慮した空調後の塗装雰囲気の最高温度で塗装が行なわれても良好な仕上りが得られる希釈シンナーで調整された高温用塗料と、空調後の塗装雰囲気の最低温度で塗装が行なわれても良好な仕上りが得られる希釈シンナーで調整された低温用塗料とを予め準備しておくことが好適である。これら塗料は、希釈後の固形分を同じ値に調整することで、如何なる比率で混合しても混合後の固形分を常に一定にすることができる。
【００１１】
上記希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料は、塗料メーカーにおいて用意され、コンテナもしくはドラムで塗装ラインに搬入されることが好適である。これにより塗装ラインサイドにおいてこれら希釈塗料を用意する工程が省略され、さらなる工数削減が可能となる。
【００１２】
本発明では、上記２種以上の同一塗色塗料を、被塗物表面温度に応じた混合比率で、さらには該被塗物表面温度に加えて塗装雰囲気温度の変化にも対応した混合比率で、混合しながら連続的に供給する。これら塗料は、それぞれ定量ポンプで混合用スタティックミキサーに送られて十分に混合され、そのまま塗装機に供給される、あるいは一旦、中継タンクに充填させることもでき、その時の被塗物表面温度、さらには塗装雰囲気温度に最適な希釈塗料を必要なだけ調合することができる。混合比率及び充填量はそれぞれの定量ポンプの設定流量と吐出時間で容易に決定することが可能である。
【００１３】
被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度は、被塗物近傍及びブース内に設けた温度センサーで検出され、その変化に応じて、予め決定された被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度に対する各塗料の最適混合比率のデータベースから、その被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度に最適な希釈塗料を調合することが可能となる。なお、被塗物表面温度は非接触かつ定点での測定が必須となるので、例えば赤外線を利用した温度計のような非接触用温度センサーの使用が望ましい。
また本発明では、中継タンクを用いる場合、これにレベルセンサーを設けることで、混合塗料の残量を常時検出することが可能で、混合比率の異なる新たな混合塗料を追加する場合も中継タンクに残っている混合塗料の内訳を逆算することで、被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度に最適な希釈塗料となるようにこれら塗料の混合比率及び追加量を決定することができる。被塗物表面温度を検出する温度センサーからの電気信号と、塗装雰囲気温度を検出する温度センサーからの電気信号、さらには中継タンクに内臓されたレベルセンサーからの電気信号を入力データとし、データベースを参照して混合比率及び追加量を計算する演算装置と、演算結果を出力データとして各塗料の定量供給ポンプのコントローラーに伝達するインターフェースを組み合わせることで年間を通じて常に安定した塗装仕上りが得られる塗料供給システムとすることができる。
【００１４】
【実施例】
図１及び図２は、本発明の一実施例を説明する概略構成図である。
【００１５】
図１おいて、塗料タンク１に充填された高温用塗料は、定量ポンプ２により三方バルブ３を介して循環しており、塗料タンク６に充填された低温用塗料は、定量ポンプ７により三方バルブ８を介して循環している。これら塗料は、三方バルブ３、８による流路変更でマニホールド１０に送られ、スタティックミキサー１１で混合され、塗装機１５に供給される。三方バルブ３、８の流路変更及び定量ポンプ２、７の流量は、コントローラー５によって制御されている。定量ポンプ２、７には、インバータ（図示せず）で回転数を制御可能なＡＣサーボモーターで駆動するギアポンプを使用している。
【００１６】
ここで、塗料として「ネオアミラック」（関西ペイント社製）を使用し、これを高温用希釈シンナー（キシロール／「スワゾール＃１５００」＝２０／８０）と低温用希釈シンナー（キシロール／「スワゾール＃１５００」＝４０／６０）で同一固形分に夫々希釈して、高温用塗料と低温用塗料を作成した。これらは塗料メーカーにおいて作成しコンテナもしくはドラムにて搬入可能であり、該コンテナもしくはドラムをそのまま塗料タンク1及び塗料タンク６として使用可能である。これらの被塗物表面温度、さらには塗装雰囲気温度に対する最適混合比率の一例を表１に示す。
【００１７】
【表１】

図１に示すように、被塗物１６近傍に設けられた非接触形の被塗物表面温度センサー１７からの信号と、塗装ブース１８内に設けられた塗装雰囲気温度センサー９からの信号がコントローラー５に送られ、表１から被塗物表面温度、さらには塗装雰囲気温度に最適な混合比率が算出され、定量ポンプ２、７にはその流量の指示が送られる。例えば塗装雰囲気温度が一定の場合には該塗装雰囲気温度と被塗物表面温度との差が大きければ、それに応じた混合比率とし、塗装雰囲気温度が変動した場合には、その際の被塗物表面温度に応じた混合比率に制御される。その指示によって最適比率で供給された各塗料は、スタティックミキサー１１において混合され、得られた混合塗料が塗装機１５に供給されるものである。
【００１８】
次で図２は、本発明の別の一実施例を説明する概略構成図である。図２おいて、塗料タンク１に充填された高温用塗料は、定量ポンプ２により三方バルブ３を介して循環しており、塗料タンク６に充填された低温用塗料は、定量ポンプ７により三方バルブ８を介して循環している。これら塗料は、三方バルブ３、８による流路変更でマニホールド１０に送られ、スタティックミキサー１１で混合され、一旦、中継タンク１２に充填される。三方バルブ３、８の流路変更及び定量ポンプ２、７の流量は、コントローラー５によって制御されている。定量ポンプ２、７には、インバータ（図示せず）で回転数を制御可能なＡＣサーボモーターで駆動するギアポンプを使用している。
【００１９】
図２に示すように、塗装ブース１８内に設けられた塗装雰囲気温度センサー９からの信号と、被塗物１６近傍に設けられた非接触形の被塗物表面温度センサー１７からの信号と、中継タンク１２に設置したレベルセンサー１３からの信号がコントローラー５に送られ、中継タンク１２中に残る高温用塗料と低温用塗料の内訳をもとに、表１から塗装雰囲気温度及び被塗物表面温度に最適な混合比率とこれら塗料の追加充填量が算出され、定量ポンプ２、７にはその流量の指示が、三方バルブ３、８には追加充填量から逆算した吐出時間により流路を切り替えるパイロットエアーのＯＮ／ＯＦＦ時間の指示が送られる。流路変更によりマニホールド１０に送られた高温用塗料と低温用塗料はスタティックミキサー１１で混合され中継タンク１２に再充填される。中継タンク１２において最適比率で混合された希釈塗料は塗装用定量ポンプ１４により塗装機１５に供給される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、年間を通じて使用する塗料が各塗色に対し、２種類の希釈塗料を準備することで、在庫管理の手間が削減できる。同時に在庫スペースも必要最小限にすることが可能となる。
【００２１】
また被塗物表面が非常に高温の場合、さらには急激な気温変動で塗装ブースの雰囲気温度が変化した場合でも、その温度に応じた最適な希釈シンナーによる混合塗料を供給することができるので、従来のように各希釈塗料が無駄になることがない。
【００２２】
さらに２種の希釈塗料のシンナーの蒸発速度の差をより広く設定することで被塗物温度や塗装ブースの管理幅を従来より緩和することが緩和することが可能で、その結果、塗装ブースの空調エネルギーを削減する効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する塗料供給の概略構成図である。
【図２】本発明の別の一実施例を説明する塗料供給の概略構成図である。
【符号の説明】
１高温時用シンナー希釈塗料タンク
２、７定量ポンプ
３、８三方バルブ
４パイロットエアー
５コントローラー
６低温時用シンナー希釈塗料タンク
９塗装雰囲気温度センサー
１０マニホールド
１１スタティックミキサー
１２中継タンク
１３レベルセンサー
１４塗装用定量ポンプ
１５塗装機
１６被塗物
１７被塗物表面温度センサー
１８塗装ブース

Claims

希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料を、被塗物表面温度に応じた比率で混合しながら連続的に供給することを特徴とする塗料供給方法。
被塗物表面温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率及びこれら塗料の混合塗料に対する追加量が、該被塗物表面温度及び混合塗料の残量から決められる請求項１記載の塗料供給方法。
被塗物表面温度に加えて塗装雰囲気温度の変化にも対応する請求項１又は２記載の塗料供給方法。
蒸発速度の速い希釈シンナーで調整された塗料と、蒸発速度の遅い希釈シンナーで調整された塗料を用いる請求項１又は２記載の塗料供給方法。
希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料が、コンテナもしくはドラムで搬入される請求項１ないし４のいずれか１項記載の塗料供給方法。
希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種類以上の同一塗色塗料を混合するラインミキサーと、被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率を、該被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度から計算する演算装置と、該演算結果により各塗料の定量供給ポンプの吐出量及び吐出時間を制御するコントローラーとを具備する塗料供給装置。
希釈後の固形分が同じであって、希釈に用いたシンナーの蒸発速度が異なる２種類以上の同一塗色塗料を混合するラインミキサーと、これらによる混合塗料の残量が計量できる中継タンクと、被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度の変化に応じて、希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の適性混合比率及びこれら塗料の混合塗料に対する追加量を、該被塗物表面温度、塗装雰囲気温度及び混合塗料の残量から計算する演算装置と、該演算結果により各塗料の定量供給ポンプの吐出量及び吐出時間を制御するコントローラーとを具備する塗料供給装置。
希釈シンナーの蒸発速度が異なる２種以上の同一塗色塗料の該被塗物表面温度及び塗装雰囲気温度に対応する適性混合比率、さらにはこれら塗料の混合塗料に対する追加量を演算するための入力信号が、被塗物表面温度を検出するセンサーの電気信号と、塗装雰囲気温度を検出する温度センサーからの電気信号、さらには中継タンクに内臓されたレベルセンサーからの電気信号である請求項６又は７記載の塗料供給装置。