JP4458862B2 - 未着塗料回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の生産ラインなどで使用される塗装ブースなどの塗装設備に好適な未着塗料回収装置に関する。

自動車などの生産ラインでは、車体に塗装を施す塗装工程を有している。この塗装工程では、塗装ブース内で、塗装ガンから塗料を噴霧し、車体表面に塗料を塗着させる。このとき、車体に塗着しなかった塗料（未塗着塗料）は、塗装ブースの天井側から床面に向かって流下するエア流によりブース下方に流される。塗装ブースの床面にはその傾斜面に沿って工業用水が膜状に流下する未塗着塗料捕集部が形成されていて、この工業用水が未塗着塗料を捕集する。工業用水はブース内で循環使用されているが、その一部は排出されて塗装ブース外部に設置された分離装置に送られ、分離装置内の分離槽において未塗着塗料と分離されて再生される。再生された工業用水は塗装ブース下部の上記未塗着塗料捕集部に供給されて再使用される。

塗料を含む工業用水から未塗着塗料をスラッジとして分離する分離装置としては、２つの分離槽を有するものが知られている。すなわち塗装ブースから排出された塗料を含む工業用水は、第１分離槽に送られて塗料と分離され上記未塗着塗料捕集部に戻される。一方、分離された塗料はまだ大量の工業用水を含んでいるため第２分離槽へ送くられ、この第２分離槽において塗料スラッジの凝集がさらに促進されて工業用水から分離される。

上記２つの分離槽を有する分離装置は、両分離槽により塗料スラッジの凝集時間を充分に確保することができるため、回収される塗料スラッジの含水量を減少させることができる。塗料スラッジに含まれる水分量が少なければ取り扱いが容易となり、廃棄物量が削減される効果がある。

特許文献１には、前記第２分離槽において分離した塗料スラッジを、さらに脱水処理するための脱水手段が開示されている。また、この脱水手段から排出される塗料スラッジを廃棄するとともに、脱水手段により分離させた工業用水を再び第１分離槽に供給する構成も開示されている。そして脱水手段としては、含水塗料スラッジを一時的に滞留させる貯留槽と脱水機との組み合わせとしている。

特開平７−１４８４５１号公報

特許文献１に開示された装置による工業用水と塗料との分離は、塗料スラッジ中の水分量を減少することはできるものの、実質的には、第１分離槽、第２分離槽および貯留槽の３槽構造によって塗料スラッジを凝集させる時間を稼ぐものである。
すなわち、付加された貯留槽における塗料スラッジの処理時間を稼ぐためには、その間に塗装ブースに供給する工業用水の水量を確保する必要がある。このため第１分離槽の容量を大きくし、系を循環する工業用水の塗料含量の上昇を抑えるために、循環水量を多くする必要もある。
また各分離槽はメンテナンスのために定期的に清掃を行なうが、その際、槽内の工業用水は排水として処理される。環境の観点から排水となる工業用水の量を削減することが望ましいが、塗料スラッジの含水量と工業用水の量との間には、塗料スラッジの含水量を少なくすると必要な工業用水の量が増え、工業用水の量を減らすと塗料スラッジの含水量が多くなるという問題がある。

本発明は、塗装設備内の未塗着塗料捕集用工業用水の使用量を少なくした場合であっても、塗料を含む工業用水から凝集分離させた塗料スラッジの含水量を低減させ、効率的な塗料スラッジの回収を行なうことのできる塗装設備の未着塗料回収装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る未着塗料回収装置は、塗装設備内から排出される未塗着塗料を含む捕集液を回収して塗料スラッジと工業用水に分離し、分離した工業用水は再び塗装設備に戻す未着塗料回収装置であって、この未着塗料回収装置は、塗装設備内からの捕集液を受ける第１分離槽と、この第１分離槽で分離した塗料スラッジを多く含む捕集液を分流路を介して受ける第２分離槽とを備え、前記第１分離槽内には塗料スラッジを多く含む捕集液を集めて前記分流路に送り込む捕集部材が設けられ、この捕集部材は底部上面が液面直下となるようにフロートによって調整され、また捕集部材の捕集液が流入する開放部の端部と第１分離槽内壁との間にはスラッジフェンスが繋留された構成とした。

このように、第１分離槽内内にその底部上面が液面直下となる捕集部材を設けることで、捕集液のうち塗料スラッジを多く含む上澄み部分のみを効率よく捕集することができる。特に、捕集部材の底部上面と液面との間隔をフロートによって調整することで、液面の変動に左右されず、確実に必要な部分のみを捕集することできる。

また、第１分離槽で捕集した塗料スラッジを多く含む捕集液を第２分離槽に送る分流路に、エア吸引配管を接続することで、エアが微細化（マイクロエア化）され、これにより塗料スラッジの分離が促進される。

また、前記スラッジフェンスを２つ用意し、これらを捕集部材の開放部の両端から第１分離槽の内側壁に向かって扇状に広がるように配置することで、塗料スラッジの回収が効率よくなされる。

更に、前記第２分離槽で分離した工業用水を前記第１分離槽に戻すための帰還路の開口位置を、前記捕集部材を配置した側とは反対側の第１分離槽の壁面側とすることで、塗料スラッジを多く含む捕集液を捕集部材側に押しやる作用が発揮され、塗料スラッジを多く含む捕集液を効率よく捕集することができる。

本発明の未着塗料回収装置によれば、フロート式塗料スラッジ捕集部と第２分離槽とを備え、塗料スラッジの凝集を促進させることができるため、第１分離槽の容量を減少させることができる。また、捕集水の滞留時間を短縮することができる。すなわち、設備面積を減少し、メンテナンス性を向上させ、排水として廃棄する工業用水の量を削減することが可能となる。

また、捕集部材の底板上面の深さが液面直下に調節されているため、漏斗状などの排出口から塗料スラッジを含む工業用水を吸引するときにエアも同時に引き込まれ、引き込まれたエアがマイクロ気泡となって工業用水からの塗料スラッジの分離を促進することができる。

以下本発明の装置を図を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る未着塗料回収装置の全体構成図、図２は本発明に係るフロート式塗料スラッジ捕集部材の平面図、図３は同捕集部材の側面図、図４は第１分離槽から第２分離槽へ塗料スラッジ入り工業用水を送るポンプの断面図である。

分離装置１は塗装設備２の下部に配置されている。塗装設備２には、ワークＷ（ここでは自動車ボディ）に塗料を噴霧するための塗装装置３が設けられている。ワークＷに塗着できなかった未塗着塗料は工業用水に捕集され、塗装設備２の下部から排出されて分離装置１に溜められる。分離装置１で再生された工業用水は塗装設備２へ還流され再使用される。

塗装設備２は、ワークＷを収容可能な塗装ブース４と、スプレーガン５ａを備えたロボット５からなる塗装装置３とにより構成され、塗装ブースの塗装室４ｃ内を台車Ｗ１に載置されて搬送されるワークＷに、スプレーガン５ａから塗料を噴射する。

塗装ブース４は、上部に設けられた静圧室４ａ、静圧室４ａに未塗着塗料を流下させるためのエアを供給するエア供給用ダクト４ｂ、パンチングメタル４ｆによって静圧室４ａと区分された塗装室４ｃ、同じくパンチングメタル４ｄによって塗装室４ｃと区分された下部の捕集室４ｅ、捕集室４ｅの長さ方向に形成された捕集水（未塗着塗料を含む工業用水）流下用の傾斜面６、この傾斜面６の上部に形成された捕集水貯留槽８、捕集水貯留槽８をオーバーフローした捕集水を捕集室４ｅから排出する排出口７より構成される。

一方、分離装置１は、塗装ブース４の捕集室４ｅに未塗着塗料流下エアにより流下した未塗着塗料を捕集するため、予め分離剤を分散させた工業用水を捕集水貯留槽８に供給する第１分離槽１２と、第１分離槽１２に貯留された工業用水の一部が送られる第２分離槽１３と、第１分離槽１２に配設されるフロート式塗料スラッジ捕集部材７０とを主要部とする。

前記分離装置１は、フロート式塗料スラッジ捕集部材７０から第２分離槽１３に塗料スラッジを含む工業用水を送るポンプ１４および分流路１５、第２分離槽１３から第１分離槽１２に塗料含量の減った工業用水を送るための帰還路１６、第２分離槽１３から排出される塗料スラッジを水切りして貯める貯留槽であるメッシュ金網桶１７を有する。

また、第１分離槽１２からは捕集水貯留槽８に向けて供給路１８が配設され、供給路１８にはポンプ１９が設けられている。また、第２分離槽１３には、塗料スラッジを含有する工業用水を堰４０によってオーバーフローさせて捕集する捕集室１３ｃが設置され、捕集室１３ｃとメッシュ金網桶１７とは排出管１３ｄにより連通している。

供給路１８の一端は、第１分離槽１２内のフロート式塗料スラッジ捕集部材７０を配置した側壁１２ａの下部に連結されている。第１分離槽１２の側壁１２ａに相対する側壁１２ｂ近傍には、捕集液の液面から離れた上方に、排水口７に連通する排出路１１の開口部および帰還路１６の開口部が並置されている。

第１分離槽１２は、塗装設備２の稼動当初には、例えば３００トンの工業用水を貯留している。第１分離槽１２の容量は、塗装ブース４の大きさ、傾斜面６を流下する捕集水の量、あるいは分離剤その他の条件により決まる塗料と工業用水との分離に要する時間などにより変化するが、本例では、第１分離槽１２の容量は、第１分離槽１２内での工業用水の滞留時間が前記分離に要する時間に対して実質的にその半分以下の時間となるように設計されている。

上記滞留時間を短縮すると、第１分離槽１２で凝縮しきれなかった塗料スラッジが多くなる可能性があるが、後述するフロート式塗料スラッジ捕集部７０および第２分離槽１３により塗料スラッジの凝集を促進させることができるため、第１分離槽１２の容量を減少させ、捕集水の滞留時間短縮を可能としている。これにより、設備面積を減少し、メンテナンス性を向上させ、排水として廃棄する工業用水の量を削減することが可能となる。

図２及び図３に示すように、フロート式塗料スラッジ捕集部材７０は、底板７１と、底板７１の３辺に形成された側板７１ａ、７１ｂ、７１ｃとによって一辺が開放された箱型捕集部を構成し、側板７１ａ、７１ｃの上端から斜め外方に向けて延設された捕集板７２、７２と、捕集板７２、７２の先端部に装備されたフック材７３、７３とを有する。

側板７１ａ、７１ｂ、７１ｃの各中央部付近には、Ｌ型支持部材７４、７４、７４が設けられ、各Ｌ型支持部材７４の先端部には、内部にネジ穴が螺設されたフロート支持部７４ａが装着されている。各フロート支持部７４ａには、フロート７５に支持された棒状ネジ７５ａが螺着されている。また側板７１ａ、７１ｂの側方向端部にはフック部材７６、７６が取り付けられている。

底板７１のほぼ中央部には、漏斗状（円錐型）の工業用水排出口７７が開設されていて、排出管路７８に連結されている。また排出管路７８には、液面上に先端をのぞかせたエア吸引配管７９が付設されている。エア吸引配管７９から吸い込まれたエアも、塗料スラッジを含む工業用水のミキシングの効率化に寄与する。

また、第１分離槽１２の側壁１２ａにはフック部材１２ｃ、１２ｃが、側壁１２ｂにはフック部材１２ｄ、１２ｄがそれぞれ取り付けられていて、フロート式塗料スラッジ捕集部材７０のフック部材７６、７６がフック部材１２ｃ、１２ｃと、また、フック材７３、７３が塗料スラッジフェンス８０を介してフック部材１２ｄ、１２ｄと連結されている。

そして図３に示すように、フロート式塗料スラッジ捕集部材７０の底板７１の上面が液面直下となるように、フロート７５によって第１分離槽１２の液面と底板７１の上面との距離（深さ）を調整している。この深さは１０ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。深さが１０ｍｍ未満ではエアの吸い込み量が多くなりすぎて第２分離槽への送液効率が低下し、３０ｍｍを超えると塗料スラッジ濃度の低い工業用水を吸い込むため第２分離槽への送液量が増えて好ましくない。

上記の通り、底板７１上面の深さを液面直下に調節することにより、円錐型の工業用水排出口７７から塗料スラッジを含む工業用水を吸引するときにエアも同時に引き込まれ、引き込まれたエアがマイクロ気泡となって工業用水からの塗料スラッジの分離を促進することができる。

また図４の断面図に示すように、排出管路７８はポンプ１４のケーシング２２接続されている。ケーシング２２内に納められたモータ２４の回転軸２５には回転体２６が連結されている。そして回転体２６にはフィン２６ａが形成されており、円錐型の工業用水排出口７７より吸引された塗料スラッジを含む工業用水は、回転体２６により吐出管２７へと送られ、図１に示した分流路１５を通って第２分離槽１３に移される。このとき、工業用水排出口７７から排出管路７８を経てケーシング２２に吸引されたエアと塗料スラッジを含む工業用水がミキシングされるため、さらに工業用水からの塗料スラッジの分離が促進される。

また、本実施例では、排出配管７８を第１分離槽の槽外に延出し、ポンプ１４を配置したが、第１分離槽内に水中ポンプを配置し、この水中ポンプに排出配管７８および分流路１５を接続する形態でもよい。

更に、ポンプ１４のケーシング２２とフィン２６ａの隙間ｄは５ｍｍ程度が好適である。この程度の隙間をあけることにより、回転体２６とケーシング２２とが高粘性の塗料スラッジにより固着され、作動不良が発生することを防止できる。勿論、ケーシング２２とフィン２６ａの隙間ｄが５ｍｍ以下のポンプを用いても定期的なメンテナンスを行えば特に問題はない。上記については、水中ポンプについても同様である。

第２分離槽１３は、塗料スラッジを効率よく分離して廃棄するために設置されている。使用する工業用水の水量を大幅に増加させないよう、その容量は第１分離槽１２の１／１０から１／１００程度でよい。分流路１５の開放端は第２分離槽１３の側壁１３ａ近傍に設けられ液面より上方に位置している。第２分離槽１３の側壁１３ｂの下部には帰還路１６が連結されている。また、側壁１３ｂの液面近くには既述の通り堰４０が設けられ、堰４０を越えて捕集室１３ｃに排出された塗料スラッジは、排出管１３ｄによりメッシュ金網桶１７に排出される。

第２分離槽１３に供給される塗料スラッジを含む工業用水は、液面から離れた分流路１５の開口部から落下するため、空気と工業用水がさらにミキシングされ、塗料スラッジの分離が促進される。

ここで、未塗着塗料を含む工業用水の再生の手順について説明する。未塗着塗料を含む工業用水は、塗装ブース４の排出口７から排出路１１を介して第１分離槽１２に流入する。第１分離槽１２では、工業用水に捕捉された未塗着塗料は、添加されている分散剤の作用により塗料スラッジとして凝集して液面に浮遊する。このため、第１分離槽１２の底部は、未塗着塗料をほとんど含まない工業用水の割合が多くなり、一方液面付近は、塗料スラッジを多く含む工業用水の割合が多くなる。

上記塗料スラッジを多く含む工業用水は、スラッジフェンス８０に沿ってフロート式塗料スラッジ捕集部７０の捕集板７２方向に誘導され、フロート式塗料スラッジ捕集部７０の円錐型の工業用水排出口７７からポンプ１４により吸引され、エアとミキシングされた状態で第２分離槽１３に供給される。第２分離槽１３では、塗料スラッジの凝縮がさらに促進されるため、塗料スラッジは成長して粒径が増大し、第２分離槽１３の液面付近に浮上集合する。この粒径の大きな塗料スラッジは堰４０からオーバーフローして捕集室１３ｃに排出され、さらに排出管１３ｄによりメッシュ金網桶１７に排出される。

一方、前記塗料スラッジの凝集の促進により、第２分離槽１３の底部付近の工業用水は塗料スラッジをほとんど含まないため、この工業用水は帰還路１６を介して第１分離槽へ送り、側壁１２ｂ近くから液面に落下させる。

本発明の塗装設備の未着塗料回収装置は、上記手順により、塗料スラッジを効率よく、かつ、大粒径に成長させることができるため、分離槽の小型化が可能となり、工業用水の使用量を少なくした場合であっても、塗料スラッジの含水量を低減させ、効率的に塗料スラッジの回収を行なうことができる。例えば第１分離槽１２の容量を３００トン、第２分離槽の容量を４トンとし、第１分離槽１２における工業用水の滞留時間を４分程度としたときでも、塗料スラッジの含水率を６０％以下に低減することができる。

したがって本発明の塗装設備の未着塗料回収装置は、工業用水の使用量と塗料廃棄物量の両者を減少することができるため、自動車の生産ライン等に好適に組み込むことができる。

本発明に係る未着塗料回収装置の全体構成図 本発明に係るフロート式塗料スラッジ捕集部材の平面図 同捕集部材の側面図 第１分離槽から第２分離槽へ塗料スラッジ入り工業用水を送るポンプの断面図

符号の説明

１…分離装置、２…塗装設備、３…塗装装置、４…塗装ブース、４ａ…静圧室、４ｂ…エア供給用ダクト、４ｃ…塗装室、４ｄ，４ｆ…パンチングメタル、４ｅ…捕集室、５…塗装ロボット、５ａ…スプレーガン、６…傾斜面、７…排出口、８…捕集水貯留槽、１１…排出路、１２…第１分離槽、１２ａ，１２ｂ…第１分離槽の側壁、１２ｃ，１２ｄ…フック、１３…第２分離槽、１３ａ，１３ｂ…第２分離槽の側壁、１３ｃ…捕集室、１３ｄ…排出管、１４…ポンプ、１５…分流路、１６…帰還路、１７…メッシュ金網桶、１８…供給路、１９…ポンプ、２２…モータ、２６…回転体、２６ａ…フィン、４０…堰、７０…フロート式塗料スラッジ捕集部材、７１…底板、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ…側板、７２…捕集板、７３…フック材、７４…Ｌ型支持部材、７４ａ…フロート支持部、７５…フロート、７５ａ…棒状ネジ、７６…フック部材、７７…工業用水排出口、７８…排出管路、７９…エア吸引配管、８０…塗料スラッジフェンス、Ｗ…ワーク、Ｗ１…台車。

Claims (1)

1. 塗装設備内から排出される未塗着塗料を含む捕集液を回収して塗料スラッジと工業用水に分離し、分離した工業用水は再び塗装設備に戻す未着塗料回収装置であって、この未着塗料回収装置は、塗装設備内からの捕集液を受ける第１分離槽と、この第１分離槽で分離した塗料スラッジを多く含む捕集液を分流路を介して受ける第２分離槽とを備え、前記第１分離槽内には塗料スラッジを多く含む捕集液を集めて前記分流路に送り込む捕集部材が設けられ、この捕集部材は底部上面が液面直下となるようにフロートによって調整され、また捕集部材の捕集液が流入する開放部の端部と第１分離槽内壁との間にはスラッジフェンスが繋留され、更に前記塗装設備には未塗着塗料を含む捕集液を第１分離槽に向けて移送するための排出路が設けられ、前記第１分離槽には分離した工業用水を前記塗装設備に供給する供給路が設けられ、前記捕集部材は箱型をなすとともに底部に前記分流路に連結される漏斗状排出部が設けられ、前記第２分離槽には分離した工業用水を前記第１分離槽に戻す帰還路が設けられ、更に前記第２分離槽の下流には第２分離槽から移された含水塗料スラッジを水切り貯留する貯留槽が設けられていることを特徴とする未着塗料回収装置。