JP5245089B2 - 鋼棒の塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼棒を粉体塗料により塗装するための塗装装置に関し、特に噴射した粉体塗料を回収し再利用する塗料回収装置に関するものである。

建築や土木の分野においては、近年、腐蝕環境下で構造物を建築施行や土木施工する状況が増えてきており、このような構造物の建築及び土木のために使用される鉄筋コンクリート高強度鋼材（これを「鋼棒」と総称する。）は、その表面に、エポキシ系粉末塗料を塗装したものが使用されている。

このような鋼棒の表面へのエポキシ系粉末塗料の塗布においては、塗布膜の厚さをできるだけ薄くすると共に、鋼棒の曲げ等において付着性が損なわれないようにすることが重要である。このために、このような鋼棒の塗装装置及び塗装方法が種々工夫されている。例えば本出願人による特許文献１では、異形鉄筋を予熱し、その表面にエポキシ系粉体塗料を静電塗装する場合に、上記異形鉄筋を軸方向送りしつつ誘導加熱手段により所定予熱温度よりも１０〜２０℃高温に加熱のうえ、送り速度と異形形状とから定まる表面均熱までの所定時間後に異形鉄筋の表面へエポキシ系粉体塗料を静電噴射するようにし、次いで可及的に少数配置した送りローラと塗料被覆異形鉄筋表面との接触点に冷却水の細流を流すようにして搬送し、少なくとも粉体塗料硬化後に塗装鉄筋の表面を水冷するようにしたことを特徴とする、異形鉄筋の塗装方法が開示されている。

これに対して、例えば特許文献２には、鋼管表面をブラスト処理等で清浄にしてクロム酸系の化成処理を行なった後に、鋼管表面を１７０〜２１０℃に予熱して粉状のエポキシ樹脂塗料を塗装し、鋼管表面に塗装したエポキシ樹脂がゲル化した後にエポキシ樹脂の熱分解温度未満の温度で後加熱することを特徴とする鋼管のエポキシ樹脂粉体塗装方法が開示されている。

特公平０６−０１６８６８号公報 特開平０４−１８０８６７号公報

ところで、特許文献１による異形鉄筋の塗装方法及び装置においては、エポキシ系粉体塗料が、鋼棒に対してその中心軸に対して１２０度の等角度間隔で配置された三つの静電噴射ガンにより噴射される。
その際、静電噴射ガンによる粉体塗料の噴射が大気中で行なわれるので、余分の粉体塗料が浮遊粒子として拡散し外部に散逸してしまう。
このため、静電噴射ガンの周囲をチャンバーで覆ったとしても、チャンバーに設けられた鋼棒の出入り口から外部に散逸することになり、塗装に使用される粉体塗料の利用効率が低くなってしまうと共に、周辺環境を汚染することになってしまう。

これに対して、特許文献２による鋼管のエポキシ樹脂粉体塗装方法においては、粉状のエポキシ樹脂塗料の塗装は、低温に加熱した鋼管の表面にエポキシ樹脂塗料を塗装して、エポキシ樹脂塗料をゲル化するようにしている。
しかしながら、鋼管に対するエポキシ樹脂塗料の塗装の具体的な方法については言及されておらず、大気中で塗装が行なわれるものと推察される。従って、同様に粉体塗料の利用効率が低くなると共に、散逸した粉体塗料により周囲環境を汚染することになってしまう。

本発明は上記課題に鑑み、簡単な構成で、鋼棒、特に異形鋼棒の表面に噴射した粉体塗料が散逸しないようにした鋼棒の塗装装置を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の構成によれば、鋼棒を軸方向に搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送される鋼棒を予熱する加熱手段と、加熱手段により予熱された鋼棒の表面に粉体塗料を帯電噴射する塗装手段と、粉体塗料が帯電噴射された鋼棒を水冷する冷却手段と、を含む鋼棒の塗装装置であって、塗装手段が、搬送手段により搬送される鋼棒の通路に入口及び出口を有するチャンバーと、チャンバー内で通路を搬送される鋼棒の表面に粉体塗料を噴射する複数個の噴射管と、各噴射管に粉体塗料を供給する塗料供給源と、チャンバー内の粉体塗料を回収する塗料回収装置と、を備えており、塗料回収装置が、チャンバーの底部に堆積した粉体塗料を吸引する吸引手段と、吸引手段により吸引された粉体塗料の少なくとも一部をチャンバーの入口及び出口から内部に噴出させる噴出手段と、を備えるようにした鋼棒の塗装装置により達成される。

上記構成によれば、通路に沿って搬送される鋼棒が、チャンバー内で塗装手段により粉体塗料を帯電噴射することで鋼棒の表面に粉体塗料が付着して塗装が行なわれ、その後冷却手段により鋼棒が冷却される。
その際、塗装手段のチャンバー内では、鋼棒に付着する粉体塗料は噴射管から噴射される粉体塗料の一部であり、残りの粉体塗料がチャンバー内を浮遊することになる。この浮遊する粉体塗料は、吸引手段によって吸引されて回収された後、噴出手段によりチャンバーの入口及び出口からチャンバー内に噴出される。
従って、鋼棒の塗装に利用されなかった粉体塗料が塗料回収装置によって再びチャンバー内に再供給され、鋼棒の塗装のために再利用される。これにより、粉体塗料の利用効率が向上すると共に、粉体塗料がチャンバーの外部に飛散することがなく、周囲環境の粉体塗料による汚染が防止される。

上記構成において、好ましくは、吸引手段が、チャンバーの底部に堆積した粉体塗料を、チャンバーの底部に設けられた吸引口から吸引する。
上記構成によれば、チャンバーの底部に堆積して鋼棒に付着する可能性の低い粉体塗料が、吸引口から吸引手段により吸引され回収されることにより、粉体塗料の利用効率が向上する。

上記構成において、好ましくは、塗装手段がチャンバーの底部に設けられたスクリューコンベアを備えている。
上記構成によれば、チャンバーの底部に堆積して固まった粉体塗料がスクリューコンベアの駆動によって崩され吸引口に導かれるので、チャンバーの底部に堆積した粉体塗料が吸引手段によって容易に吸引される。

上記構成において、好ましくは、噴出手段が、チャンバーの入口及び出口に設けられた保護管の内側に粉体塗料を噴出させる。
上記構成によれば、搬送される鋼棒と保護管との間の間隙を通ってチャンバー内から外部に漏出しようとする粉体塗料が、噴出手段から噴出される粉体塗料と共に、チャンバー内に押し戻されるのでチャンバーから周囲環境への粉体塗料の漏出そして汚染が確実に回避される。

本発明の鋼棒の塗装装置によれば、簡単な構成で鋼棒、特に異形鋼棒の表面に噴射した粉体塗料を回収し再利用することができ、粉体塗料の利用効率が向上して、結果的に粉体塗料の使用量が削減される。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明による鋼棒の塗装装置１０の一実施形態の構成を示している。
図１において、鋼棒の塗装装置１０は、搬送手段１１と、加熱手段１２と、塗装手段２０と、冷却手段３０と、から構成されている。

搬送手段１１は、図示の場合、搬送すべき鋼棒１５を上下から挟み込んで、所定速度で回転駆動される複数対の駆動ローラ１１ａから構成されており、鋼棒１５を通路Ｐに沿って軸方向に搬送する。これにより、例えば１０ｍの定尺に切断された鋼棒１５が連続的にまたは間欠的に所定速度、例えば３３ｍｍ／秒で搬送される。

加熱手段１２は、図示の場合、通路Ｐ上で所定間隔に配置された二つの誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂから構成されている。これらの誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂは、それぞれ多巻されており、それぞれ図示しない所定出力・周波数から成る誘導加熱電源に接続されている。鋼棒１５は、上記搬送手段１１により通路Ｐを所定速度で搬送されて加熱手段１２の通過時に表面加熱され、所定の表面温度、即ち塗布すべき粉体塗料の分解温度以下の温度、例えば２７０℃程度の温度まで加熱される。

図２は図１の鋼棒の塗装装置１０における塗装手段２０の構成を示す概略断面図、図３は図１の鋼棒の塗装装置１０における塗装手段２０の支持部材２２を示す部分拡大斜視図で、図４は図３の支持部材２２の断面図である。
図２〜図４に示すように、塗装手段２０は、チャンバー２１と、支持部材２２と、噴射管２３と、塗料供給源２４と、塗料回収装置２５と、から構成されている。

チャンバー２１は内部が常圧雰囲気になっており、鋼棒１５の通路Ｐ上にそれぞれ入口２１ａ及び出口２１ｂを備えている。
これらの入口２１ａ及び出口２１ｂには、それぞれチャンバー２１の中心に向かって通路Ｐに沿って支持部材２２の手前まで延びる保護管２１ｃ，２１ｄが設けられている。

保護管２１ｃ，２１ｄは、それぞれ内側を鋼棒１５が通路Ｐを通過し得るように通路Ｐを包囲しており、入口２１ａ及び出口２１ｂに対して気密的に取り付けられている。さらに、チャンバー２１の入口２１ａの手前（上流側）には、図１に示すように、受けローラ２６が設けられている。受けローラ２６は接地(アース)されている。

受けローラ２６は、その上方周面により搬送手段１１によって加熱手段１２を介して搬送されてくる鋼棒１５を支持し回転することにより、鋼棒１５をチャンバー２１内に送り込む。

支持部材２２は、チャンバー２１の内部の中心付近に配置され、鋼棒１５の通路Ｐの中心軸と同心の中空円筒状に形成されている。支持部材２２は、図３及び図４に示すように、支持棒２２ａによりチャンバー２１に対して保持されている。

支持部材２２は、その周面に複数組、図示の場合、二組の支持孔２２ｂ，２２ｃと、抜き孔２２ｄと、を有している。一組の支持孔２２ｂは、それぞれ同じ半径ｄを有しており、図４に示すように、中心軸Ｏに関して等角度間隔に、図示の場合、３０度間隔で配置された１２個の支持孔が、中心軸Ｏに沿って前後にずれて配置されている。即ち、支持孔２２ｂは、鋼棒１５の通路Ｐに対して前後にずれた二段に配置されている。

他の組の支持孔２２ｃは、中心軸Ｏに関して等角度間隔に配置されていると共に、上述した組の支持孔２２ｂとは異なる直径を有している。

これにより、各組の支持孔２２ｂ，２２ｃはそれぞれ中心軸Ｏに関して規則性をもって配置されている。

抜き孔２２ｄは、支持部材２２の支持孔２２ｂのない領域に設けられており、支持部材２２自体の重量を軽くすると共に、支持部材２２への粉体塗料の付着量を低減するものである。

噴射管２３は、フッ素樹脂等からなる中空管状の噴射ガンとして構成されており、塗料は中空管状の管璧との摩擦によって帯電する。図示の場合には、噴射管２３のそれぞれ先端が、通路Ｐの中心にほぼ垂直に向くように一つの組の支持孔２２ｂに支持されている。
なお、粉体塗料の噴射流量に応じて、異なる直径を有する噴射管２３が、対応する直径の支持孔２２ｃに支持されるようにしてもよい。各噴射管２３は、図４に示すように、その他端が塗料供給源２４に接続されている。

各噴射管２３は、図４に示すように、その他端が塗料供給源２４に接続されている。
これにより、各噴射管２３は支持部材２２の中心軸Ｏに関して規則性をもって配置されることになり、塗料供給源２４から供給される粉体塗料を支持部材２２の中心付近の通路Ｐに向かって均等に噴射する。
なお、各噴射管２３の一端は、帯電噴射ガンとして構成されていてもよい。

塗料供給源２４は公知の構成であって、圧縮空気等を利用して例えばエポキシ系の粉体塗料を所定の例えば３０ｇ／分の流量で各噴射管２３に対して供給する。

塗料回収装置２５は、チャンバー２１の底部に配置されたスクリューコンベア２５ａと、チャンバー２１の入口２１ａ及び出口２１ｂに設けられた押し込みノズル２５ｂ，２５ｃと、チャンバー２１の底部の吸引口２１ｅから粉体塗料を吸引する吸引手段２５ｄと、
吸引手段２５ｄから粉体塗料を吸引して双方の押し込みノズル２５ｂ，２５ｃに供給する噴出手段２５ｅと、から構成されている。吸引手段２５ｄとしては、サイクロン式回収装置を用いることができる。噴出手段２５ｅとしては、ブロアーを用いることができる。

スクリューコンベア２５ａはモータ２５ｆにより駆動され、チャンバー２１の底部に堆積した粉体塗料を吸引口２１ｅに導く。

押し込みノズル２５ｂ，２５ｃは、チャンバー２１の入口２１ａ及び出口２１ｂから保護管２１ｃ，２１ｄ内に粉体塗料を吹き込むことにより、チャンバー２１内に回収した粉体塗料を再供給すると共に、チャンバー２１内から各保護管２１ｃ，２１ｄ内を通って外側に出ようとする粉体塗料をチャンバー２１内に押し戻す。

これにより、チャンバー２１の入口２１ａ及び出口２１ｂからの粉体塗料の流出が防止されると共に、チャンバー２１内における粉体塗料の流れが一定に保持される。

サイクロン式回収装置２５ｄは、チャンバー２１内に堆積した粉体塗料を吸引口２１ｅから吸引して回収する。ブロアー２５ｅは、サイクロン式回収装置２５ｄ内に回収された粉体塗料の一部を各押し込みノズル２５ｂ，２５ｃに供給する。なお、図示の場合、ブロアー２５ｅにより供給される粉体塗料の一部は、サイクロン式回収装置２５ｄに戻される。

図５は図１の塗装装置１０における冷却手段３０の構成を示す概略断面図である。
図５に示すように、冷却手段３０は、塗装手段２０に隣接して、鋼棒１５の通路Ｐに沿って配置された樋型の冷却槽３１と、冷却槽３１の上流側に配置された排水部３２と、ドレーンパン３３と、ドレーンパン３３の一側に設けられた貯水槽３４と、給水ポンプ３５と、圧縮空気源３６と、から構成されている。

冷却槽３１は、密閉式に構成されており、鋼棒１５の搬送方向の下流側に設けられた給水口３１ａを介して給水ポンプ３５によって貯水槽３４から給水されることで上流側に向かって水流が形成される。
ここで、給水口３１ａは、冷却槽３１内で上流側に向かって例えば４５度だけ傾斜して配置されている。これにより、給水口３１ａから冷却槽３１内に放出される水流が上流側に進む。

給水口３１ａの具体例について説明する。
図６は図５の冷却手段３０の給水口３１ａの概略断面図であり、図７は図６の給水口３１ａのＡ−Ａ方向に沿った平面図である。
図６及び７に示すように、給水口３１ａは円錐状冷却器３８から構成されている。円錐状冷却器３８において、鋼棒１５の通路となる搬送軸線Ｐの上部及び下部には、それぞれ、冷却水供給配管３８ａと給気口３１ｄとが配設されている。

円錐状冷却器３８は、冷却槽３１内で入口（上流）側から軸方向、つまり鋼棒１５の搬送軸線Ｐに対して所定の角度の傾斜面を有している。この角度（θ）が好ましくは４５〜７５°である。複数の冷却水噴射孔Ｈが、円錐状冷却器３８の傾斜面に対して直角となるように穿孔されている。この円錐状冷却器３８の中心には、被冷却物である表面に樹脂を塗布した鋼棒１５の直径に対応し、かつ、被冷却物を通過させる穴が設けられており、被冷却物の通路となる。このため、円錐状冷却器３８は、表面に樹脂が塗布された鋼棒１５の円周方向から冷却することができる。
これにより、円錐状冷却器３８から冷却槽３１内に噴射される水流Ｗは上流側に向かって進む。つまり、冷却水は鋼棒１５の搬送方向に対して対向して流れる。

冷却手段３０で冷却される被冷却物は、加熱した鋼棒１５の表面に樹脂を塗布したものであるので、被冷却物に直接冷却水を噴射して冷却した場合、剥離等の不具合を起こすことがあり得るので、冷却水を被冷却物の表面に沿って被冷却物の出口３１ｃ側から乱流とならずに整流として流して冷却することが好ましい。

加熱した鋼棒１５の表面に樹脂を塗布して冷却した場合、鋼棒１５の表面に塗付した樹脂の剥離等の不具合が生起しないように、円錐状冷却器３８の傾斜面の角度θを４５〜７５°としている。角度が４５°未満では、冷却水が乱流となり易く樹脂の剥離が生じ好ましくない。逆に、角度が７５°を越えると、冷却効果が低下するので好ましくない。また、円錐状冷却器３８の傾斜面の角度は、被冷却物に対して６０°以上７０°以下の範囲がより好ましいことが分かった。

冷却槽３１は、その鋼棒１５の通路Ｐ上に入口３１ｂ，出口３１ｃを有している。ここで、冷却槽３１の下流側の出口３１ｃに隣接して給気口３１ｄが設けられている。圧縮空気源３６から送出される圧縮空気により、出口３１ｃから鋼棒１５と共に付着して漏れ出す冷却水を冷却槽３１へ一部戻すと同時に、ドレーンパン３３内に落とすことで、冷却槽３１の出口３１ｃからの冷却水の排出が阻止される。

ここで、圧縮空気源３６から給気口３１ｄを介して冷却槽３１へ圧縮空気を送出する目的は、鋼棒１５に付着して漏れてくる冷却水を冷却槽３１外部へ漏れないように、圧縮空気でドレーンパン３３上に落とすことが主であり、漏れてくる冷却水の一部を出口３１ｃ方向へ戻ることも考慮している。このため、圧縮空気の流量や圧力は、冷却槽３１内の水流が整流となるように、整流に影響の無い範囲とすることが好ましい。

これらの操作により、冷却槽３１内において、冷却水が水密、つまり満杯な状態で冷却槽３１内を満たしている。鋼棒１５は、軸方向の下流側から上流側に流れる乱流ではなく整流状態の冷却水で冷却されるので、鋼棒１５の表面に塗布された被膜に影響を与えずに被膜された鋼棒１５が冷却される。

排水部３２は、上方が開放した縦樋として構成されており、冷却槽３１の入口３１ｂから排出された冷却水を受けて、排水口３２ａからドレーンパン３３内に排出する。ドレーンパン３３は、冷却槽３１全体の下方に配置されており、排水部３２及び冷却槽３１の出口３１ｃから排出された冷却水を受けて、貯水槽３４に導くように形成されている。

貯水槽３４には、冷却槽３１に供給される冷却水が貯蔵されている。冷却水は、好ましくは例えばチラー等の図示しない冷却槽３１用の冷却部により、その温度が例えば５℃に保持されている。

本発明の実施形態による鋼棒の塗装装置１０は以上のように構成されており、本発明による塗装方法に基づいて、以下のように動作する。
先ず、前処理された鋼棒１５は、順次に搬送手段１１により、連続的または間欠的に通路Ｐを所定速度で搬送される。

通路Ｐを搬送される鋼棒１５は加熱手段１２内に導かれ、二つの誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂにより表面加熱されて、所定の表面温度に予熱される。
続いて、鋼棒１５は、受けローラ２６を介して塗装手段２０のチャンバー２１の入口２１ａから保護管２１ｃを通ってチャンバー２１内に導入される。

チャンバー２１内で、鋼棒１５は、所定速度で通過する際に保護管２１ｃ，２１ｄの間の区間だけチャンバー２１内に露出して、環状の支持部材２２により支持された複数個の噴射管２３から粉体塗料が噴射されることで塗装される。その際、鋼棒１５の上面へのチャンバー２１内に浮遊する粉体塗料の堆積が、保護管２１ｃ，２１ｄにより阻止される。従って、複数個の噴射管２３が環状に規則的に配置されていることと相まって、鋼棒１５は、その表面全体に亘って均等の厚さで塗装膜が形成されることができる。

さらに、噴射管２３の内径及び個数そして塗布すべき粉体塗料の流量が適宜に選定されることにより、塗装膜ができるだけ薄く形成される。
その後、下流側に搬送される鋼棒１５は、塗装手段２０のチャンバー２１の保護管２１ｄを通って出口２１ｂから搬出される。

次に、塗装手段２０から下流側に搬送される鋼棒１５は、冷却手段３０の排水部３２から冷却槽３１内に進入し、冷却槽３１内で冷却水中に浸漬されることで冷却される。
その後、下流側に搬送される鋼棒１５は、冷却槽３１の出口３１ｃから搬出される。

冷却槽３１から入口３１ｂと鋼棒１５の間の間隙を通って排水部３２内に排水された冷却水は、ドレーンパン３３を通って貯水槽３４に戻され、冷却された後、給水ポンプ３５により再び給水口３１ａから冷却槽３１内に循環される。

また、冷却槽３１の出口３１ｃでは、冷却槽３１内に向かって給気口３１ｄから圧縮空気が給気されているので、出口３１ｃと鋼棒１５との間の間隙から排出されようとする冷却水がこの圧縮空気により押し戻される。従って、冷却槽３１の出口３１ｃからの冷却水の洩れは生じない。

このようにして、搬送手段１１により搬送される鋼棒１５は、受けローラ２６を介して塗装手段２０のチャンバー２１内に導入された後は、その表面が何にも触れることなく冷却手段３０により冷却され、粉体塗料による塗装膜が硬化される。従って、冷却手段３０から排出された鋼棒１５は、図示しない第二の搬送手段により搬送されても、塗装膜が傷ついたり鋼棒１５の表面から剥がれてしまったりすることはない。

ところで、塗装手段２０のチャンバー２１内に浮遊する粉体塗料は、重力により落下して、チャンバー２１の底部に堆積する。チャンバー２１の底部に堆積した粉体塗料は、スクリューコンベア２５ａにより吸引口２１ｅに導かれる。その際、チャンバー２１の底部に堆積した粉体塗料が固まったとしても、スクリューコンベア２５ａの駆動により、固まった粉体塗料が崩れて容易に吸引口２１ｅに導かれることになる。
そして、吸引口２１ｅに導かれた粉体塗料は、サイクロン式回収装置２５ｄにより吸引される。

サイクロン式回収装置２５ｄに吸引され回収された粉体塗料は、その一部がブロアー２５ｅにより押し込みノズル２５ｂ，２５ｃからチャンバー２１の入口２１ａ及び出口２１ｂに設けられた保護管２１ｃ，２１ｄ内に噴射される。
これにより、回収された粉体塗料が再びチャンバー２１内に供給されると共に、チャンバー２１内から保護管２１ｃ，２１ｄを通ってチャンバー２１から外部に出ようとする粉体塗料がチャンバー２１内に押し戻される。従って、チャンバー２１内に浮遊する粉体塗料は、保護管２１ｃ，２１ｄが存在することにより、入口２１ａ，出口２１ｂからチャンバー２１の外側に漏出しにくくなっていることもあって、入口２１ａ及び出口２１ｂからの粉体塗料の漏出が確実に阻止される。

このようにして、塗料回収装置２５によって、チャンバー２１内で堆積した粉体粒子が回収され、再びチャンバー２１内に供給されて再利用されると共に、チャンバー２１内に浮遊する粉体塗料が入口２１ａ及び出口２１ｂからチャンバー２１の外側に漏出することがないので、粉体塗料の利用効率が向上し、且つ周囲に対する粉体塗料の飛散即ち周囲環境の粉体塗料による汚染が確実に防止される。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、鋼棒１５の予熱は、二つの誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂを備えた加熱手段１２により行なわれているが、これに限らず、他の任意の形式の加熱手段１２が使用されてもよいことは明らかである。

上述した実施形態においては、鋼棒１５の表面に粉体塗料を付着させるために、支持部材２２を備えた塗装手段２０が備えられているが、これに限らず、鋼棒１５を塗装することができれば、任意の構成の塗装手段２０を使用することも可能である。

さらに、上述した実施形態においては、塗装後の鋼棒１５を冷却するために、冷却手段３０が備えられているが、これに限らず、鋼棒１５を冷却することができれば、任意の構成の冷却手段３０を使用することも可能である。

以下、本発明による鋼棒の塗装装置１０の具体的な実施例について詳細に説明する。
鋼棒の塗装装置１０を使用し、鋼棒１５にエポキシ樹脂からなる粉体塗料（大日本塗料社製）を塗装した。鋼棒１５としては、平均外径３２ｍｍの異形鉄筋（ネジボン（高周波熱錬株式会社の登録商標）、Ｄ３２）を用いた。塗装前の前処理として、鋼棒１５にはショットブラスト等による表面清浄化を施した。鋼棒１５の送り速度を３０ｍｍ／秒とした。周波数が２５ｋＨｚで出力が２２ｋＷの誘導加熱装置を加熱手段１２として用い、鋼棒１５を２００〜２５０℃に加熱した。鋼棒１５の熱処理状態の一例を示すと、鋼棒１５のチャンバー２１の入口２１ａの表面温度は２４０℃であり、チャンバー２１の出口２１ｂの温度は２３５℃であり、その後で鋼棒１５を冷却槽３１において水温５℃の冷却水で冷却し、４５℃とした。
なお、上記実験例において、塗工後の鋼棒１５にピンホールは認められなかった。

（比較例）
実施例に対する比較例として、保護管２１ｃ、２１ｄを設置しないチャンバー２１を使用し、他は同じ条件によってエポキシ塗料を鋼棒１５に塗装した。

表１に、実施例及び比較例のエポキシ塗料の塗膜厚さ（μｍ）を測定した結果を示す。塗膜の厚さは電磁式厚膜計（ケット科学研究所社製、ＬＥ−３００Ｊ）で測定した。

表１の測定値は、実施例及び比較例の鋼棒１５の平滑部、節の低部（節底と呼ぶ）、節の頂部（節頂と呼ぶ）における塗膜の厚さを示している。実施例の場合は、鋼棒１５を４本測定した場合の塗膜厚さとその平均値を示し、比較例の場合は、鋼棒１５が３本について測定した塗膜厚さとその平均値を示している。

実施例の鋼棒１５の場合、平滑部上面の塗膜厚さは２７５μｍ，２９８μｍ，３０４μｍ，２９０μｍで、平均厚さは２９２μｍであった。平滑部下面の塗膜厚さは３０４μｍ，２９６μｍ，３０９μｍ，２８１μｍで、平均厚さは２９８μｍであった。節底の塗膜厚さは２６０μｍ，２７１μｍ，２７６μｍ，２６６μｍで、平均厚さは２６８μｍであった。節頂の塗膜厚さは２６８μｍ，２５８μｍ，２４２μｍ，２８４μｍで、平均厚さは２６３μｍであった。

比較例の鋼棒１５の場合、平滑部の塗膜厚さは３４５μｍ，３４６μｍ，３１３μｍで、平均厚さは３３４μｍであった。節底の塗膜厚さは２６８μｍ，２７８μｍ，２９３μｍで、平均厚さは２８０μｍであった。節頂の塗膜厚さは４０７μｍ，４２２μｍ，４３５μｍで、平均厚さは４２１μｍであった。

表１から明らかなように、実施例の鋼棒１５の塗膜における平滑部の上面及び下面の塗膜厚さは、それぞれ、２９２μｍ，２９８μｍであり、殆ど差がないことが分かる。さらに、実施例の鋼棒１５の平滑部における上面及び下面の塗膜厚さは、比較例の場合よりも約３０μｍ薄くなっていることが分かる。実施例の鋼棒１５では、節底と節頂の塗膜を平均厚さで比較した場合、差が５μｍ程度である。
一方、比較例の場合、節底と節頂の塗膜を平均厚さで比較した場合、差が１４０μｍ程度と非常に大きいことが分かる。これから、実施例の鋼棒１５の塗膜は、比較例の場合よりも塗膜が薄く、かつ、より均一に塗付されていることが判明した。

実施例の鋼棒１５の塗工には、保護管２１ｃ、２１ｄを設置したチャンバー２１を使用しており、塗工に保護管２１ｃ、２１ｄを設置しない比較例と比較すると、粉体塗料が鋼棒１５の表面全体に亘ってより一層均等の厚さとすることができた。保護管２１ｃ、２１ｄをチャンバー２１内に設けることによって、塗膜の厚さを均等にできることが分かる。

実施例の塗工した鋼棒１５を、土木学会基準「エポキシ樹脂塗装鉄筋の曲げ試験方法(ＪＳＣＥ−Ｅ５１５−２００３）」によって曲げ試験を実施した。
曲げ試験条件を以下に示す。
曲げ試験条件
試験本数 ：各水準 ６本（加熱温度２００℃、２４０℃）
曲げ内半径：３Ｄ、４Ｄ（ここで、Ｄは鋼棒１５の直径であり、試験では３２ｍｍである。）
曲げ角度 ：９０°
試験温度 ：室温

曲げ試験における割れ発生率は、下記（１）式で求めた。
Ｐ＝Ａ／Ｎ×１００（％） （１）
ここで、Ｐは割れ発生率（％）、Ａは割れの発生した供試体数、Ｎは全供試体測定数である。

曲げ試験において、曲げ内半径による差は見られなかった。鋼棒１５の加熱温度を２００℃とした場合、１〜２ｍｍ以下のクラックが３３％発生した。鋼棒１５の加熱温度が２４０℃の場合、割れは０％、発生しなかった。

以上述べたように、本発明によれば、簡単な構成により鋼棒１５、特に異形鋼棒１５の表面に噴射した粉体塗料が散逸しないようにした、極めて優れた鋼棒の塗装装置１０が提供される。

本発明による鋼棒の塗装装置の一実施形態の全体構成を示す概略図である。 図１の鋼棒の塗装装置における塗装手段の構成を示す概略断面図である。 図１の鋼棒の塗装装置における塗装手段の支持部材を示す部分拡大斜視図である。 図３の支持部材の断面図である。 図１の鋼棒の塗装装置における冷却手段の構成を示す概略断面図である。 図５の冷却手段の給水口の概略断面図である。 図６の給水口のＡ−Ａ方向に沿った平面図である。

符号の説明

１０：鋼棒の塗装装置
１１：搬送手段
１１ａ：駆動ローラ
１２：加熱手段
１２ａ，１２ｂ：誘導加熱コイル
１５：鋼棒
２０：塗装手段
２１：チャンバー
２１ａ：入口
２１ｂ：出口
２１ｃ，２１ｄ：保護管
２１ｅ：吸引口
２２：支持部材
２２ａ：支持棒
２２ｂ，２２ｃ：支持孔
２２ｄ：抜き孔
２３：噴射管
２４：塗料供給源
２５：塗料回収装置
２５ａ：スクリューコンベア
２５ｂ，２５ｃ：押し込みノズル
２５ｄ：サイクロン式回収装置
２５ｅ：ブロアー
２５ｆ：モータ
２６：受けローラ
３０：冷却手段
３１：冷却槽
３１ａ：給水口
３１ｂ：入口
３１ｃ：出口
３１ｄ：給気口
３２：排水部
３２ａ：排水口
３３：ドレーンパン
３４：貯水槽
３５：給水ポンプ
３６：圧縮空気源
３８：円錐状冷却器
３８ａ：冷却水供給配管

Claims (4)

1. 鋼棒を軸方向に搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送される鋼棒を予熱する加熱手段と、加熱手段により予熱された鋼棒の表面に粉体塗料を帯電噴射する塗装手段と、粉体塗料が帯電噴射された鋼棒を水冷する冷却手段と、を含む鋼棒の塗装装置であって、
   上記塗装手段が、上記搬送手段により搬送される鋼棒の通路に入口及び出口を有するチャンバーと、上記チャンバー内で上記通路を搬送される鋼棒の表面に粉体塗料を噴射する複数個の噴射管と、各噴射管に粉体塗料を供給する塗料供給源と、上記チャンバー内の粉体塗料を回収する塗料回収装置と、を備えており、
   上記塗料回収装置が、上記チャンバーの底部に堆積した粉体塗料を吸引する吸引手段と、上記吸引手段により吸引された粉体塗料の少なくとも一部を上記チャンバーの入口及び出口から内部に噴出させる噴出手段と、
   を備えていることを特徴とする、鋼棒の塗装装置。
2. 前記吸引手段が、前記チャンバーの底部に堆積した粉体塗料を、前記チャンバーの底部に設けられた吸引口から吸引することを特徴とする、請求項１に記載の鋼棒の塗装装置。
3. 前記塗装手段が、前記チャンバーの底部に設けられたスクリューコンベアを備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼棒の塗装装置。
4. 前記噴出手段が、前記チャンバーの入口及び出口に設けられた保護管の内側に粉体塗料を噴出させることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼棒の塗装装置。

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