JP4382506B2 - 回転霧化頭の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転霧化頭の洗浄方法に関するものである。

回転霧化頭を有する塗装装置によって塗装を行う方法として、複数の被塗物をコンベアで搬送しつつ、回転霧化頭から水性塗料を噴出させて各被塗物に順次塗布していく方法がある。回転霧化頭を備えた塗装装置の場合、回転霧化頭の表面で水性塗料が乾燥するのに伴って生じる湿気が、回転霧化頭の高速回転によって生じる気流により拡散されるため、回転霧化頭の表面付近の湿度の上昇が抑えられ、水性塗料の乾燥の進行が速くなる。そのため、塗料の噴出が停止する時間が数秒間続くと、水性塗料が乾燥した状態で回転霧化頭に付着してしまう。水性塗料は、一旦乾燥してしまうと、水で濡らしても再溶解しない性質を有する。尚、水性塗料と回転霧化頭を用いた塗装技術は、特許文献１に記載されている。
特開２００３−３３４４９１

このように乾燥した状態で回転霧化頭に付着した水性塗料を洗浄により除去する方法として、従来は、回転霧化頭における水性塗料の流通経路内に有機溶剤が含有されていない水を流し、その水圧によって乾燥塗料を拭い取る方法があるが、水は粘性が低いので、拭い取り効果が低く、洗浄には長時間を要するという欠点がある。
また、回転霧化頭の前面はカップ形に凹んだ凹面となっていて、凹面の後方から連通孔を通して塗料が凹面に供給されるようになっているのであるが、塗料は比較的粘度が高いので、連通孔が塗料によって塞がれてしまう虞がある。この場合、供給した水が連通孔内を通過して凹面に到達することが困難となり、凹面を洗浄することができなくなる。
更に、この凹面の近傍では、回転霧化頭の外周縁から噴出されるシェーピングエアによって負圧となるため、塗装工程の間にスプレイミスト（霧化塗料）が凹面に徐々に付着していき、塗装工程が完了した時点では、凹面に、完全に乾燥した塗料が付着した状態となる。そのため、連通孔の径を大きくして塗料で塞がれないような対策を講じたとしても、凹面に付着した塗料を除去することは困難となる。

尚、水性塗料が乾燥する前、即ち塗料の噴出が所定時間停止する直前の塗料噴出工程が終了した直後に水を回転霧化頭に流す方法も考えられるが、水を流し始める時点で、被塗物がまだ塗装ガンの近傍に位置している虞があるため、その被塗物に対し、回転霧化頭から噴出した水が付着して塗装不良を来すことが懸念される。

また、洗浄を短時間で済ます方法としては、溶剤を流す方法があるが、消防法の規定によって引火性を有する溶剤を使用することができない塗装条件のもとでは、適用できない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、水性塗料が乾燥した状態で付着している回転霧化頭を、有機溶剤が含有されていない水を用いて洗浄する方法において、洗浄時間の短縮を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、搬送される被塗物に対し、回転霧化頭から噴出させた水性塗料を塗布する塗装工程の後に設けた洗浄工程において、塗装用の水性塗料が乾燥した状態となって前記回転霧化頭に付着している付着物を除去する回転霧化頭の洗浄方法であって、前記洗浄工程の開始直前に塗装された被塗物が、その塗装済み被塗物に対して前記回転霧化頭からの噴出物が付着しない位置まで移動した後に、前記回転霧化頭における前記塗装用の水性塗料の流通経路に、前記洗浄工程の開始直前に被塗物の塗装に用いた塗装用の水性塗料と同じ水性塗料である洗浄用水性塗料と、洗浄水を供給し、前記回転霧化頭に前記洗浄用水性塗料を流すことで、前記付着物を前記回転霧化頭から拭い取るとともに、前記洗浄用水性塗料が乾燥する前に供給開始した前記洗浄水を、前記洗浄用水性塗料の供給終了後も前記回転霧化頭に供給し続けることで、前記洗浄用水性塗料により拭い取られた前記付着物を洗い流して前記回転霧化頭から除去するところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、溶剤が含有されている前記洗浄用水性塗料を前記回転霧化頭に供給するところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
洗浄用水性塗料の粘性と洗浄用水性塗料に含有されている顔料の研磨作用とによって、乾燥した付着物は短時間で回転霧化頭から拭い取られる。また、洗浄用水性塗料を流し終わった後も洗浄水を流し続けることで、洗浄用水性塗料によって拭い取られた付着物が、洗浄水により洗い流されて回転霧化頭から確実に除去されるようにしたので、洗浄用水性塗料が回転霧化頭に残留して乾燥状態で付着してしまう、という虞はない。

＜請求項２の発明＞
洗浄用水性塗料に含有されている溶剤によって乾燥状態の水性塗料を化学的に溶解することができるので、拭い取り効果が向上する。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。

本実施形態で使用される塗装ガン１０は、前後方向に細長いガン本体１１の前端部に回転霧化頭１２を取り付けたものである。ガン本体１１の内部には、前後方向に延びる円形の塗料管１３（本発明の構成要件である流通経路）が同心状に固定されているとともに、この塗料管１３を包囲する形態であって塗料管１３と同心円形をなす回転軸１４が周知のエアタービン構造１５により高速で回転駆動されるように支持されている。

回転軸１４の前端部には、回転霧化頭１２が一体的に回転し得るように且つ離脱可能にねじ込みにより固着されている。回転霧化頭１２は、回転軸１４と同心の円形をなし、前端面は、塗料を遠心力によって薄膜化するためのカップ状をなす凹面１６（本発明の構成要件である流通経路）とされている。

回転霧化頭１２の内部、即ち凹面１６よりも後方の位置には、前後方向の寸法が比較的小さい円形の貯留室１７（本発明の構成要件である流通経路）が形成されている。貯留室１７の後面壁の中心には、塗料管１３の前端を貯留室１７内に臨ませるための同心円形の貫通孔が前後に貫通して形成されている。また、貯留室１７の前面壁には、その外周縁に沿い且つ周方向において等角度間隔を空けた複数の連通孔１８（本発明の構成要件である流通経路）が前後に貫通して形成されている。また、貯留室１７の前面壁の中心部には、塗料管１３の前端部に近接し且つ凹面１６側に連通する連通孔１９（本発明の構成要件である流通経路）が形成されている。

回転霧化頭１２を高速回転させた状態で塗料管１３を通して貯留室１７に送り込まれた水性塗料（図示せず）は、貯留室１７の前面壁の連通孔１８，１９を通して凹面１６に供給され、遠心力により凹面１６上で薄膜化されつつ外周縁側へ拡がり、凹面１６の外周縁から微粒化されつつ放出され、静電吸引力によって回転霧化頭１２の前方に搬送されてきた被塗物Ｐに対して塗着（塗布）されるようになっている。

また、塗装ガン１０には、洗浄水（図示せず）の供給源（図示せず）が接続されている。洗浄水は、塗装用の水性塗料を供給するための上記流通経路（塗料管１３、凹面１６、貯留室１７、連通孔１８，１９）と同じ経路を通して回転霧化頭１２に供給され、回転霧化頭１２から水性塗料と同様に前方へ噴出されるようになっている。

かかる塗装ガン１０は、図３に示す塗装ブースに設置されており、水平方向への移動は行わずに、回転霧化頭１２から噴出した水性塗料を前方（図３における上方）へ噴出するようになっている。塗装ガン１０の前方には、複数のハンガー２１を所定のピッチで配列したコンベア２０が設けられ、各ハンガー２１に吊り下げられた被塗物Ｐが、回転霧化頭１２の前方の搬送経路（回転霧化頭１２からの水性塗料の噴出方向と直交する方向）に沿って図４の右方へ一定の速度で搬送されるようになっている。

そして、搬送される各被塗物Ｐが塗装ガン１０の前方位置に接近すると、回転霧化頭１２から水性塗料がその被塗物Ｐに向けて噴出され、その被塗物Ｐに対する塗布が完了してその被塗物Ｐが塗装ガン１０から遠ざかっていくと、一旦、短い時間の間だけ回転霧化頭１２からの水性塗料の噴出が停止する。その後、後続の被塗物Ｐが塗装ガン１０の前方位置に到達すると、回転霧化頭１２からの水性塗料の噴出が再開され、以下、この水性塗料の噴出と停止が繰り返される（図４の塗装工程を参照）。このとき、回転霧化頭１２からの水性塗料の噴出が停止する時間は、回転霧化頭１２において水性塗料が乾燥するのに要する時間Ｔａ（例えば、３秒程度）よりも短く設定されている。

ハンガー２１は一定のピッチで配置された５個が一組となってハンガー群を構成し、これによって５個一組の被塗物群Ｐａが構成されている。搬送方向において隣り合う被塗物群Ｐａの間には、回転霧化頭１２の洗浄を行うために所定の間隔が空けられている。したがって、１つの被塗物群Ｐａに対する塗装が完了すると、後続の被塗物群Ｐａに対する塗装が開始されるまでの間に所定の時間Ｔｂ（例えば、１０秒程度）が空き、この間に回転霧化頭１２に乾燥状態で付着した水性塗料の付着物を除去するための洗浄工程が行われるようになっている。

次に、本実施形態の洗浄方法を図３及び図４を参照して説明する。
回転霧化頭１２を備えた本実施形態の塗装ガン１０の場合、回転霧化頭１２の表面で水性塗料が乾燥するのに伴って生じる湿気が、回転霧化頭１２の高速回転によって生じる気流により拡散されるため、回転霧化頭１２の表面付近の湿度の上昇が抑えられ、水性塗料の乾燥の進行が速くなる。そのため、塗装工程において１つの被塗物群Ｐａの塗装が完了して回転霧化頭１２からの水性塗料の噴出が停止又は休止し、その停止又は休止の時間が数秒間続くと、水性塗料が乾燥し、その乾燥したものが付着物（図示せず）として回転霧化頭１２における水性塗料の流通経路（塗料管１３、貯留室１７、連通孔１８，１９、凹面１６）の内壁に付着する。

水性塗料が乾燥する間に、塗装済みの被塗物群Ｐａは回転霧化頭１２から次第に離れていく。そして、その塗装済みの被塗物群Ｐａにおける最後尾に位置する被塗物Ｐが、回転霧化頭１２に対し、回転霧化頭１２からの噴出物（後述する洗浄用の水性塗料及び洗浄水）が付着しない距離まで離れた後、図３（Ｂ）に示すように、回転霧化頭１２からは、塗装用の水性塗料と同一の水性塗料が、洗浄の手段として、塗装用の水性塗料と同一の流通経路（塗料管１３、貯留室１７、連通孔１８，１９、凹面１６）を通って回転霧化頭１２に供給されるとともに回転霧化頭１２から被塗物Ｐの搬送経路に向けて噴出される。

塗装工程（回転霧化頭１２から最後尾（図３における左端）の被塗物Ｐに向けた水性塗料の噴出）が完了してから、洗浄用水性塗料の噴出が開始されるまでの間には所定の時間Ｔｃ（例えば、５秒程度）が空けられる。この間に、塗装済みの被塗物群Ｐａの最後尾の被塗物Ｐは、回転霧化頭１２からの噴出物が付着する虞のない位置まで回転霧化頭１２から遠ざかっているので、洗浄用水性塗料が塗装済みの被塗物Ｐに付着することはない。

回転霧化頭１２に供給される洗浄用水性塗料の流通経路においては、洗浄用水性塗料に含有されている溶剤（水性塗料においても、５％程度の溶剤の含有は許容されている）によって乾燥状態の水性塗料を化学的に溶解する作用と、洗浄用水性塗料が有する高い粘性と洗浄用水性塗料に含有されている顔料とによる研磨作用とにより、乾燥した付着物は短時間で回転霧化頭１２から拭い取られる。

洗浄用水性塗料が所定時間Ｔｄ（例えば、１秒程度）噴出されると、その噴出が停止し、その洗浄用水性塗料の噴出が停止すると同時に、回転霧化頭１２に対する洗浄水の供給と回転霧化頭１２からの洗浄水の噴出が開始される（図３（Ｃ）を参照）。この洗浄水は、有機溶剤が含有されていないものであるが、流通経路（塗料管１３、凹面１６、貯留室１７、連通孔１８，１９）に未乾燥の状態で残留している洗浄用水性塗料を洗い流し、回転霧化頭１２から除去する。そして、洗浄水が所定時間Ｔｅ（例えば、１秒程度）噴出されると、その噴出が停止し、以上をもって、洗浄工程が完了する。この後、後続の被塗物群Ｐａが塗装ガン１０に接近し、回転霧化頭１２から噴出される塗装用の水性塗料による塗布（塗装工程）が行われる。

上述のように本実施形態においては、洗浄用水性塗料の粘性と洗浄用水性塗料に含有されている顔料の研磨作用とによって、乾燥した付着物を短時間で回転霧化頭１２から拭い取るようにしたので、洗浄水のみを用いて洗浄する方法に比べると、洗浄時間を短縮することができる。

しかも、洗浄用水性塗料に含有されている溶剤によって乾燥状態の水性塗料を化学的に溶解するようにしているので、拭い取り効果が向上し、洗浄時間を、より短縮させることが実現されている。

また、洗浄用水性塗料を流し終わった後も洗浄水を流し続け、洗浄用水性塗料によって拭い取られた付着物は、洗浄水により洗い流されて回転霧化頭１２から確実に除去されるようにしたので、洗浄用水性塗料が回転霧化頭１２に残留して乾燥状態で付着してしまう、という虞はない。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図５を参照して説明する。

本実施形態２は、回転霧化頭からの洗浄用水性塗料の噴出と洗浄水の噴出とを同時に開始し、洗浄用水性塗料の噴出が停止した後に洗浄水の噴出を停止するようにしたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

＜実施形態３＞
次に、本発明を具体化した実施形態３を図６を参照して説明する。

本実施形態３は、回転霧化頭からの洗浄用水性塗料の噴出を開始した後に洗浄水の噴出を開始し、洗浄用水性塗料の噴出が停止した後に洗浄水の噴出を停止するようにしたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

＜実施形態４＞
次に、本発明を具体化した実施形態４を図７を参照して説明する。

本実施形態４は、回転霧化頭からの洗浄用水性塗料の噴出を開始する前に洗浄水の噴出を開始し、洗浄用水性塗料の噴出が停止した後に洗浄水の噴出を停止するようにしたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では溶剤が含有されている水性塗料を洗浄用の水性塗料として用いたが、本発明によれば、溶剤が含有されていない水性塗料を洗浄用の水性塗料として用いてもよい。

（２）上記実施形態では洗浄水の供給が洗浄用水性塗料の供給終了よりも前又は洗浄用水性塗料の供給終了と同時に開始されるようにしたが、本発明によれば、洗浄水の供給が洗浄用水性塗料の供給終了の後であって、洗浄用水性塗料が乾燥する前に開始されるようにしてもよい。

実施形態１の回転霧化頭の断面図 回転霧化頭の拡大断面図 （Ａ）塗装ブースにおいて被塗物群の塗装が完了する直前の状態をあらわす概略図 （Ｂ）塗装ブースにおいて洗浄用水性塗料の噴出が開始した状態をあらわす概略図 （Ｃ）塗装ブースにおいて洗浄水の噴出が開始した状態をあらわす概略図 実施形態１の洗浄工程における洗浄用水性塗料と洗浄水の供給パターンをあらわすタイミングチャート図 実施形態２の洗浄工程における洗浄用水性塗料と洗浄水の供給パターンをあらわすタイミングチャート図 実施形態３の洗浄工程における洗浄用水性塗料と洗浄水の供給パターンをあらわすタイミングチャート図 実施形態４の洗浄工程における洗浄用水性塗料と洗浄水の供給パターンをあらわすタイミングチャート図

符号の説明

１２…回転霧化頭
１３…塗料管（流通経路）
１６…凹面（流通経路）
１７…貯留室（流通経路）
１８…連通孔（流通経路）
１９…連通孔（流通経路）
Ｐ…被塗物

Claims (2)

1. 搬送される被塗物に対し、回転霧化頭から噴出させた水性塗料を塗布する塗装工程の後に設けた洗浄工程において、塗装用の水性塗料が乾燥した状態となって前記回転霧化頭に付着している付着物を除去する回転霧化頭の洗浄方法であって、
   前記洗浄工程の開始直前に塗装された被塗物が、その塗装済み被塗物に対して前記回転霧化頭からの噴出物が付着しない位置まで移動した後に、
   前記回転霧化頭における前記塗装用の水性塗料の流通経路に、前記洗浄工程の開始直前に被塗物の塗装に用いた塗装用の水性塗料と同じ水性塗料である洗浄用水性塗料と、洗浄水を供給し、
   前記回転霧化頭に前記洗浄用水性塗料を流すことで、前記付着物を前記回転霧化頭から拭い取るとともに、
   前記洗浄用水性塗料が乾燥する前に供給開始した前記洗浄水を、前記洗浄用水性塗料の供給終了後も前記回転霧化頭に供給し続けることで、前記洗浄用水性塗料により拭い取られた前記付着物を洗い流して前記回転霧化頭から除去することを特徴とする回転霧化頭の洗浄方法。
2. 溶剤が含有されている前記洗浄用水性塗料を前記回転霧化頭に供給することを特徴とする請求項１記載の回転霧化頭の洗浄方法。

Images