JP4781241B2 - 粉体塗料回収処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、粉体塗料に含まれる金属粉を磁石に吸着させることにより除去する金属粉除去装置、及びその金属粉除去装置を備えた粉体塗料回収処理装置に関するものである。

粉体塗装は、例えば、自動車、車両、建材、家電製品等の各種分野において、広く使用されている。また、粉体塗装は、水道管や下水道管、ガス管など各種流体管用の鋳鉄管にも使用されている。

特に、水道管用のダクタイル鋳鉄管の場合、外面は周囲の土壌の水分による腐食を防止し得る防食塗装を、内面には、管内を通過する水による腐食を防止するとともに、その管内を通過する水の水質を低下させないように粉体塗装を採用する場合が多い。

粉体塗装によりダクタイル鋳鉄管の内面を塗装する際の状況の一例を、以下、図４に基づいて説明する。

塗装ブース１０内において、加熱した管体１が駆動ローラ１１上に載せられて、その管体１が軸心周りに回転可能に支持されている。駆動ローラ１１を回転させて、管体１を所定の周方向速度で回転させる。

管体１の端部の開口部から管体１内へ塗装ガン１２を備えたランスを挿入し、その塗装ガン１２からエアー圧送方式等により塗料を吐出する。前記塗装ガン１２又は駆動ローラ１１を管体１の軸方向に沿って移動させることにより、管体１の内面の全周、全長に亘って粉体塗装を施していく。

このとき、管体１の内面に付着しなかった余剰の塗料は、塗装ブース１０の下方に設けた塗料受パン１０ａ上に流れて回収される。回収した塗料は、図中矢印ａに示すように篩（ふるい）装置１３に投入されて、塗料として再利用できない径の大きい粒や、あるいは大きな異物等が除去されるとともに、永久磁石を備えた金属粉除去装置１４を経て（矢印ｂ’参照）、再利用可能な塗料が流動槽（流動床）２０に移送される（矢印ｂ”参照）。

なお、図中の符号１９は集塵機、符号１８は排気口、符号１８ａは弁である。塗装ブース１０内に浮遊する粉体塗料を、矢印ｆのように排出する。

流動槽２０は、槽内に貯留した粉体塗料Ｗが凝集することを防止し、流動状態を維持する機能を有している。
この流動状態を維持する機能は、いわゆる気流撹拌によるものであり、流動槽２０内において、微小な孔２４を多数有する多孔質板２２からなる底板の下方に気体供給部２１が設けられており、その気体供給部２１が、前記多孔質板２２の微小な孔２４を介して、気体溜まり２３からの圧縮空気を槽内の粉体塗料Ｗに供給するようになっている。供給した気体が粉体塗料Ｗ内を移動することによりその粉体塗料Ｗが撹拌される。
すなわち、図６の矢印Ｃ、Ｄに示すように、供給された空気Ｇが気泡となって、粉体塗料Ｗ内を下方から上方に向かって通過する。この気泡の通過により、粉体塗料Ｗが撹拌されて凝集が阻止され、流動状態が維持できるようになっている。

この流動槽２０と、未使用の粉体塗料Ｗを貯蔵した新粉体供給装置１６の双方から、計量器１５を経て、所定の配合割合に応じた量の粉体塗料Ｗが粉体混合装置１７に投入される。
その粉体混合装置１７では、流動槽２０から供給された粉体塗料Ｗと、新粉体供給装置１６から供給された粉体塗料Ｗとを混合し（矢印ｃ，ｄ参照）、適宜、前記塗装ガン１２に必要な粉体塗料Ｗが供給できる（矢印ｅ参照）ようになっている（例えば、特許文献１参照）。

このように、各種分野の粉体塗装用の塗装装置には、塗装ガン等から吐出した粉体塗料のうち、被塗装物に付着できなかった粉体塗料を回収し、それを塗料として再利用できるように処理する粉体塗料回収処理装置が広く採用されている。

なお、流動槽に、粉体塗料の凝集防止を目的とする撹拌機能を備えたものとして、例えば、特許文献２に記載のものがある。

特開平８−２９９８５８号公報 特開２００２−２７３２７５号公報

粉体塗料回収処理装置には、通常、回収した粉体塗料に含まれる細かな金属粉を除去するために、流動槽の前段に金属粉除去装置を備えている。この金属粉は、鋳鉄管等の被塗装物に付着していたもの、あるいは被塗装物と駆動ローラ等との摺動により発生したものが多いと考えられる。

金属粉除去装置の例としては、上記特許文献１に示されるように、永久磁石を固定した容器内に回収した粉体塗料を投入するものが一般的である。

また、例えば、図５に示すように、棒状の永久磁石１４ａを複数本並列して固定した可動枠１４ｂを、容器１４ｃ内の上下方向に複数段重ねて設けたものがある。
この金属粉除去装置によると、容器１４ｃ内に回収した粉体塗料が投入され（矢印Ａ参照）ると、その粉体塗料に含まれる金属粉は、容器下方から排出される（矢印Ｂ参照）までの間に永久磁石１４ａに吸着されて除去される。

しかし、いずれの金属粉除去装置も金属粉の除去効率は低く、永久磁石を備えた容器内への粉体塗料の投入を繰り返し何度も行わなければならないのが実態である。
粉体塗料の投入は手作業で行われる場合が多いので重労働であり、大量の粉体塗料の金属粉除去処理を一度に行うことができない。また、その投入作業を繰り返し行うことは、処理工程に遅延を生じさせる原因ともなっている。

そこで、金属粉の除去効率を高めるために、容器内に配置する永久磁石の数、密度を増やす手段も考えられる。

しかし、永久磁石の数や配置の密度を増やすことは、装置の大型化をもたらしたり、あるいは、その磁石の取替え、磁石の洗浄時等のメンテナンスを煩雑にするので好ましくない。

そこで、この発明は、粉体塗料に含まれる金属粉を除去するに際し、装置や工程を増やすことなくその除去効率を高めることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、粉体塗料回収処理装置において、粉体塗料の流動状態を維持するための流動槽内に磁石を設けたのである。

流動槽内の粉体塗料に磁石が触れるので、金属粉が磁石に接近する機会が増える。このため、より多くの金属粉を磁石に吸着させて、金属粉を効率的に除去することができる。
また、既存の流動槽内において金属粉の除去が行われるので、粉体塗料回収処理装置に、前記流動槽とは別に、新たに金属粉除去工程、その除去に要する装置を設ける必要がなくなる。このため、粉体塗料の移送工程及び移送作業を簡略化し得るとともに、粉体塗料回収処理装置の構成を簡素化することができる。

具体的な構成は、粉体塗装を行った際に被塗装物に付着しなかった粉体塗料を回収し、その回収した粉体塗料を流動槽に投入して流動状態を維持するとともに、その流動槽内に磁石を配置して、前記回収した粉体塗料に含まれる金属粉を前記磁石に吸着させることにより除去する構成を採用した。

上記流動槽における粉体塗料の流動状態を維持する機能は、粉体塗料に流れを生じさせる周知の手段を採用し得る。
例えば、粉体塗料をかき混ぜる撹拌翼や振動部材等を流動槽内に設けてもよい。また、粉体塗料を貯留した流動槽を振動又は回転させて、その振動、回転に伴う慣性力で粉体塗料に流れを生じさせてもよい。さらに、粉体塗料内に気体を供給し、その気体の移動に伴って粉体塗料に流れを生じさせる気流撹拌としてもよい。

気流撹拌の場合、流動槽の容器内に撹拌翼のような障害物がなく、流動槽内への磁石の着脱が容易である。また、障害物がなければ、磁石の配置位置を、任意の場所に設定できるようになり便利である。

また、上記気流撹拌を採用した構成において、上記流動槽の底板を多孔質板とし、前記気流撹拌として、その多孔質板を介して上記粉体塗料内に気体が供給されるようにし、上記磁石が、前記多孔質板上に設けられる構成を採用し得る。

多孔質板は、その全面に亘って孔が分布しているので、その孔を通じて供給される気体は、粉体塗料にむらのない流れを生じさせる。
このため、金属粉は、多孔質板上の磁石全体にむらなく接近しやすくなり、あるいは、むらなく衝突しやすくなるので、金属粉は、より効率的に磁石に吸着されるようになる。

この発明は、粉体塗料回収処理装置において、粉体塗料の流動状態を維持するための流動槽内に磁石を設けたので、より多くの金属粉が磁石に吸着し得る。このため、金属粉の除去効率を高めることができる。

また、流動槽内において金属粉除去が行われるので、粉体塗料の移送工程及び移送作業を簡略化し得るとともに、装置の構成を簡素化することができる。

一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。この実施形態は、ダクタイル鋳鉄管の管体１の内面２に粉体塗装を施すための粉体塗装用塗装装置である。
塗装ブース１０内における管体１、駆動ローラ１１、塗装ガン１２、集塵機１９、排気口１８、弁１８ａ等の構成は、従来例と同様であるので説明を省略する。なお、塗料としては、エポキシ樹脂粉体塗料が用いられている。

塗装ガン１２から吐出された粉体塗料Ｗのうち、管体１の内面２に付着しなかった余剰の粉体塗料Ｗは、図１に示す塗装ブース１０の下方に設けた塗料受パン１０ａ上に流れて回収される。回収した塗料は、図中矢印ａに示すように、篩装置１３に投入されて、塗料として再利用できない凝集した粒や、あるいは大きな異物等が除去される。その後、粉体塗料Ｗは、矢印ｂに示すように、流動槽２０に移送される。

流動槽２０と新粉体供給装置１６の双方から、計量器１５を経て、所定の配合割合に応じた量の粉体塗料が粉体混合装置１７に投入される点（矢印ｃ，ｄ参照）、及び、その粉体混合装置１７では、流動槽２０から供給された粉体塗料と、新粉体供給装置１６から供給された新しい粉体塗料とを混合し、適宜、前記塗装ガン１２に必要な粉体塗料が供給できるようになっている点（矢印ｅ参照）については、従来例と同様である。

上記矢印ａ，ｂに示す移送作業は、作業者が手作業により粉体塗料を運搬して、その粉体塗料を各装置内に手作業で流し込む作業を行うものである。
また、矢印ｃ，ｄ，ｅに示すその他の移送作業は、圧送又は落下による粉体塗料の配管内（自動）移送である。

流動槽２０は、図６に示す従来例において使用されていたものと同一の仕様からなる流動槽２０である。

図２に示すように、耐圧性を有する流動槽２０の容器２５上部に開閉自在の蓋２５ａが設けられている。この蓋２５ａを開ければ、容器２５の内部に粉体塗料Ｗが投入できるようになっている。
また、容器２５には、リリーフ弁２７と圧力計２８が備えられている。蓋２５ａを閉めれば、設定された所定の圧力で容器２５内の気密性を保持できるようになっている。なお、容器２５内は、通常、大気圧かその大気圧よりも若干加圧した状態に保持される。

開閉弁２６は、容器２５の下部に設けられた排出部を開閉するピンチバルブである。
容器２５内に貯留された粉体塗料Ｗを排出しないようにする際には、図２に示す供給口２６ａから管状流路２６ｂを通じてバルブラバー２６ｃ内に気体を供給する。その供給された気体により、バルブラバー２６ｃが内径方向へ膨張して、図中に鎖線で示すように中央で相互に密着して前記排出部を閉じる。バルブラバー２６ｃ内の気圧は、その状態で維持できるようになっている。

バルブラバー２６ｃ内の気圧を解放すれば、密着した前記バルブラバー２６ｃは、図中に実線で示すように相互に外径方向に離反して、前記排出部が開く。
その排出部が開いた状態において、インジェクター２９の供給口２９ａから吐出エアを供給することにより、開口部２９ｂから前記粉体混合装置１７の計量器１５へ向かって粉体塗料Ｗが吐出される。

また、流動槽２０の下方には気体供給部２１が設けられている。その気体供給部２１は、ポーラス状の微小な孔２４を多数有する多孔質板２２からなる底板を介して、粉体塗料Ｗの貯留空間と仕切られており、多孔質板２２の孔２４を通じてエアチャンバー２３からの圧縮空気を、容器２５の前記貯留空間内の粉体塗料Ｗに供給可能となっている。
多孔質板２２は、ポーラス状の樹脂発泡体であるので、その孔２４は全域に亘り偏りなく分布している。

金属粉除去装置３０は、図３に示す構成である。平面視矩形を成す枠状の台座３２の上部に、棒状の永久磁石３１の両端が嵌る凹部３３，３３が対向して形成されている。
永久磁石３１は断面円形であり、前記凹部３３の底は、前記永久磁石３１の両端を安定して支持できるように弧状となっている。

台座３２上に複数本の永久磁石３１が水平状態で並列して固定され、その永久磁石３１を固定した台座３２が、図２に示すように、前記多孔質板２２上に載置される。多孔質板２２上に置かれた台座３２はその自重で安定するので、容易に容器２５内から取り出すことができる。

金属粉除去時の作用について説明すると、図２に示すように、容器２５内に、塗装ブース１０から回収され篩装置１３を経た粉体塗料Ｗが貯留されている。エアチャンバー２３内に矢印Ｃに示すように圧縮空気が供給され、容器２５内の粉体塗料Ｗに、多孔質板２２の多数の孔２４を介して空気Ｇが供給される。

空気Ｇは、細かな気泡となって粉体塗料Ｗ内を下方から上方に向かって通過する。気泡の通過により、容器２５内の粉体塗料Ｗに流れが生じて撹拌される。粉体塗料Ｗが撹拌されると、その粉体塗料Ｗに含まれる金属粉が次々と磁石３１に近づき、また、その磁石３１に衝突していく。そして、時間の経過とともに永久磁石３１への金属粉の付着量は、次第に増していく。
このため、粉体塗料Ｗが次工程である粉体混合装置１７に移送されるまでの間に、効率的に金属粉を除去することができる。

また、気体Ｇは、容器２５の底から供給されているので、粉体塗料Ｗの流れが、容器２５の底から塗料上面（液面）付近まで全体に亘る。このため、粉体塗料Ｗに「淀み」、すなわち局部的な流れの滞りが生じにくく、金属粉の除去効果がより高いといえる。

この実施形態では、従来例において使用されていたものと同一の仕様からなる流動槽２０内に磁石３１を設けたが、磁石３１を設ける流動槽は、他の構成からなるものを用いても良い。例えば、流動槽２０内に設けたエアノズルにより、粉体塗料Ｗ内に気体を供給する構成、あるいは、バイブレータ等の振動部材を粉体塗料Ｗ内に差し入れる構成、粉体塗料Ｗをかき混ぜる撹拌翼を流動槽２０内に設けた構成などを採用し得る。

また、磁石３１の態様も自由であり、上記実施形態に示す棒状の磁石のほか、粒状、塊状、板状、網状の磁石であってもよい。また、磁石３１を、永久磁石に代えて電磁石とすることも可能である。
さらに、その磁石３１を底板上に支える台座３２の構成も、上記実施形態の矩形のものには限定されない。また、台座３２を介さず、底板上に磁石３１を直接載置又は固定してもよいし、流動槽２０の容器２５に直接磁石３１を固定してもよい。

一実施形態の粉体塗料回収処理装置の構成を示す説明図 同実施形態の流動槽の断面図 流動槽内に設けられる金属粉除去装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は斜視図 従来例の粉体塗料回収処理装置の構成を示す説明図 従来例の金属粉除去装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図 従来例の流動槽の断面図

符号の説明

１ 被塗装物（管体）
２ 管内面
１０ 塗装ブース
１１ 駆動ローラ
１２ 塗装ガン
１３ 篩装置
１４，３０ 金属粉除去装置
１５ 計量器
１６ 新粉体供給装置
１７ 粉体混合装置
１８ 排気口
１８ａ 弁
１９ 集塵機
２０ 流動槽
２１ 気体供給部
２２ 多孔質板
２３ 気体溜まり（エアチャンバー）
２４ 孔
２５ 容器
３１ 磁石（永久磁石）
３２ 台座
３３ 凹部
Ｇ 気体（空気）
Ｗ 粉体塗料

Claims (3)

1. 粉体塗装を行った際に被塗装物１に付着しなかった粉体塗料Ｗを回収し、その回収した粉体塗料Ｗを流動槽２０に投入して流動状態を維持するとともに、その流動槽２０内に磁石３１を配置して、流動状態の前記回収した粉体塗料Ｗに含まれる金属粉を前記磁石３１に吸着させることにより除去することを特徴とする粉体塗料回収処理装置。
2. 上記流動槽２０は、気流撹拌により上記粉体塗料Ｗの流動状態を維持するものであることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗料回収処理装置。
3. 上記流動槽２０の底板を多孔質板２２とし、上記気流撹拌は、前記多孔質板２２を介して上記粉体塗料Ｗ内に気体Ｇが供給されるようになっており、上記磁石３１は、前記多孔質板２２上に設けられることを特徴とする請求項２に記載の粉体塗料回収処理装置。
   

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