JPH01299672A - 水系塗料塗装用ブースの運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車、電気製品等の被塗装物に水系塗料を
塗装するための塗装用ブースの運転方法に関するもので
あり、とくに塗装時の水系塗料からの水分の蒸発速度を
一定化するための空調方法に関するものである。

（従来の技術） 有機溶剤を溶媒とする、いわゆる溶剤系塗料を自動車、
電気製品等に塗装するため“のブース内は、従来より良
好な作業環境の確保、空気中の浮遊塵の低減、静電塗装
機のリーク防止等を図るために、湿り空気線図を利用す
るなどして、季節に応じて気温１５〜３５℃、相対湿度
６０〜９０％の範囲内に空調されている。ところが、上
記塗料中の有機溶剤の飽和蒸気圧は温度の上昇に伴って
累進的に高くなるといった特性を有するので、上記のよ
うな空調では、概ね季節変化に対応するブース内の気温
の変化に応じて、有機溶剤の蒸発速度が変化し、これに
伴って被塗装物上に形成されるウェット塗膜の不揮発分
濃度（以下、これをＮＶという）が変化するといった現
象が生じる。一方、塗料の粘度とＮＶとの間には強い正
の相関関係があるので、ブース内の気温の変動に対応し
て、被塗装物上に形成されるウェット塗膜の粘度が大き
く変動する。そして、ウェット塗膜の粘度が適切でない
と、いわゆる、タレ、ワキ、肌不良、メタル止まり不良
等の不具合が生じるので、概ね季節の変化に対応させて
、気温が高い時期程飽和蒸気圧の低い溶剤を使用して、
溶剤の蒸発速度を一定化することによりウェット塗膜の
粘度を適正化し、タレ、ワキ、肌不良、メタル止まり不
良等の不具合の発生を防止するようにしている。

ところで、・溶剤系塗料から蒸発する有機溶剤が大気汚
染の原因となるため、近年大気汚染防止等の観点から、
水を溶媒とする水系塗料が注目されている。

そこで、本出願者は、このような水系塗料として、例え
ば、エチレングリコールモノブチルエーテル、スチレン
、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート、ｎ−ブチルアクリレート、メタクリル酸、ラ
ウリルメルカプタン、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
メチルエタノールアミン、脱イオン水等を原料とする、
不揮発分５０％、平均分子量６０００のアクリル系樹脂
を主成分とする水系塗料（特開昭６２−１８１３６８号
公報参照）、あるいは、各種水性樹脂ワニスを主成分と
する水系塗料（特開昭６２−１８１３６７号公報参照）
を提案している。

ところが、水系塗料においては、溶媒が単一（水）であ
るため、溶剤系塗料の場合のように、気温の変化に応じ
て蒸気圧の異なる溶媒に取り替えることはできず、さら
に、溶媒である水の蒸発速度は、ブース内の気温によっ
て規制されるだけではなく、ブース内の湿度によっても
規制される。このため、ブース内の空気に対して、前記
のような概ね季節変化に対応する空調を行ったのでは、
塗料中の水の蒸発速度が温度と湿度とに応じて変化し、
被塗装物上に形成されるウェット塗膜の粘度が大幅に変
動し、該粘度が適切でないときには、タレ、ワキ、肌不
良、メタル止まり不良等の不具合が発生するといった問
題かあ”った。

そこで、従来は、含水物質の乾燥速度が、−船釣に空気
の乾燥度の指標として用いられる相対湿度に関連してい
るという事実に着目して、水系塗料の塗装時には、ブー
ス内の空気の相対湿度を比較的低い所定のほぼ一定値に
保つことによって、塗装時の塗料から水の蒸発速度を一
定化するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、塗料からの水の蒸発速度は、ブース内の空気
の相対湿度に密接に関連するものの、相対湿度が同じで
あっても水の蒸発速度は必ずしも同一とはならず、例え
ば、相対湿度が同じときでも気温が高いとき程蒸発速度
が大きくなるといった現象が生じるので、相対湿度を所
定の一定値に保つ上記空調方法では、タレ、ワキ、肌不
良、メタル止まり不良等の不具合を完全に防止すること
ができないといった問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、塗装用ブース内において水系塗料の塗装時に、塗料
からの水の蒸発速度を一定に保持して、被塗装物上に形
成されるウェット塗膜の粘度を適正値に維持し、タレ、
ワキ、肌不良、メタル止まり不良等の不具合の発生を有
効に防止できる、水系塗料塗装用ブースの運転方法を提
供することを目的とする。なお、塗料からの水の蒸発速
度が一定化されれば、塗料からの水の蒸発量ら一定化さ
れることはもちろんである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、水系塗料を被塗装物に噴霧塗装する際、塗
料の霧化時と、被塗装物上での塗膜のセツティング時と
において水が蒸発するが、これらの総合的な水の蒸発速
度は、ブース内空気の相対湿度ではなく、ブース内気温
に対する飽和水蒸気圧と、ブース内の空気の絶対湿度と
の差で定義される許容容積絶対湿度によって支配される
という事実を実験により発見した。本発明は、このよう
な事実に着目し、上記の目的を達するため、塗装用ブー
ス内において、ブース内空気温度に対する飽和絶対湿度
と、ブース内空気の絶対湿度との差で定義される許容容
積絶対湿度が所定の一定値に維持されるようにブース内
空気を空調するようにしたことを特徴とする水系塗料塗
装用ブースの運転方法、より好ましくは、一方の軸に温
度をとり、他方の軸に相対湿度をとった２次元座標面上
に、許容容積絶対湿度が一定となる点を連ねた曲線を、
許容容積絶対湿度をパラメータとしていくつか描いて作
成される許容容積絶対湿度線図を用いることを特徴とす
る、上記水系塗料塗装用ブースの運転方法を提供する。

（発明の作用・効果） 本発明によれば、ブース内空気温度に対する飽和絶対湿
度と、ブース内空気の絶対湿度との差で定義される許容
容積絶対湿度が一定であれば、ブース内における塗装時
の水系塗料からの水の蒸発速度が一定化されるという事
実に着目して、ブース内の空気の許容容積絶対湿度が所
定の一定値となるように、ブース内空気の温度ないし湿
度がコントロールされる。このため、塗装時の塗料から
の単位蒸発面積当たりの水の蒸発速度が一定化され、被
塗装物上に形成されるウェット塗膜の粘度が適切な一定
値に維持されるので、タレ、ワキ、肌不良、メタル止ま
り不良等の不具合の発生を有効に防止することができる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を自動車の車体の塗装に関して、
具体的に説明する。

第２図に示すように、中塗り用ブース１は、ブースｉ内
において、被塗装物である車体２が人口側（第２図では
左側）から出口側（第２図では右側）に向かって、所定
のタイミングで、順次各塗装セクションＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
に送られ、Ａセクションでは、２台の塗装用ロボット３
によって外板タッチアップ塗装が行なわれ、Ｓセクショ
ンでは６台のミニベル型塗装機４によって外板塗装が行
なわれ、Ｃセクションでは４台の塗装用ロボット３によ
って内板共色塗装が行なわれ、Ｓセクションでは塗装検
査が行なわれるような構成となっている。

また、第３図に示すように、上塗り用ブース６は、ブー
ス６内において、被塗装物である車体７が入口側（第３
図では左側）から出口側（第３図では右側）に向かって
、所定のタイミングで、順次各塗装セクションＰ、Ｑ、
Ｒ，Ｓ、Ｔに送られ、Ｐセクションでは、４台の塗装用
ロボット８によって内板塗装が行なわれ、Ｃセクション
では２台のレシプロ型塗装機９によって外板エナメル塗
装が行なわれ、Ｒセクションでは２台の塗装用ロボット
８によって内・外板クリア塗装が行なわれ、Ｓセクショ
ンでは６台のミニベル型塗装機ｌＯによって外板クリア
塗装が行なわれ、Ｔセクションでは塗装検査が行なわれ
るような構成となっている。

ところで、中塗り用ブースｌと上塗り用ブース６とは、
塗装時の水系塗料からの水の蒸発速度を一定化すること
によって、車体の塗装面上に形成されるウェット塗膜の
粘度を所定の適正値に維持するために、ブース内の気温
に対する飽和絶対湿度と、ブース内空気の絶対湿度との
差で定義される許容容積絶対湿度が一定値に維持される
ような空調が行なわれるようになっているが、以下、中
塗り用ブース１について、その空調システムの構成を説
明する。なお、上塗り用ブース６の空調システムの構成
も、中塗り用ブースｌの空調システムと実質的には同一
である。

第１図に示すように、中塗り用ブースｌのハウジング１
９内には、上側から順に、ブースＩ内に空調エアを導入
するためのエア導入チャンバ２０と、車体２に水系塗料
を霧化塗装するための塗装吹付は室２１と、ブースｌ外
に排出されるエアを水洗するための洗浄室２２とが形成
され、エア導入チャンバ２０と塗装吹付は室２１との間
にはエア中の浮遊塵を除去する天井フィルタ２３が設け
られ、塗装吹付は室２１と洗浄室２２とはエアが自由に
流通できるダレイチング２４で仕切られている。そして
、洗浄室２２内で水洗されたエアは排気ダクト２５を通
して大気中に排出されるようになっている。また、塗装
吹付は室２１内の気温（乾球温度）を検出する白金抵抗
式気温センサ２６と、塗装吹付は室２１内のエアの湿球
温度を検出する白金抵抗式湿球温度センサ２７と、空調
エアの風量を検出する風量センサ２８とが設けられ、こ
れらのセンサ２６，２７．２８によって検出される、ブ
ース内気温とブース内湿球温度と風量とは、後で詳説す
るコントロールユニット２９に入力されるようになって
いる。

そして、上記エア導入チャンバ２０に空調エアを供給す
るために、空調装置３Ｋが設けられ、該り調装置３１は
空調エアの温度と湿度とをコントロールする空調部３２
と、空調エアをブースｌ側に送風する送風部３３とで構
成され、送風部３３内には送風機３４が設けられている
。

一方、空調部３２内にはエアの流れ方向上流側から順に
、エア中の浮遊塵を除去するロールフィルタ３５と、・
塗装吹付は室２１内のエアを１５℃〜３５℃にコントロ
ールするためのプレヒータ３６と、充填材表面に水を流
し、この水をエアと接触させて気化させることによって
エアを加湿する水接触式加湿器３７と、スチームで間接
的に加熱してエアを乾燥させる（相対湿度を低下させる
）メインヒータ３８と、エア中に直接スチームを吹き込
むことによってエアを加湿するスチーム式加湿器３９と
が設けられている。なお、上記水接触式加湿器３７の上
流側と下流側とには夫々水滴の飛散を防止するエリミネ
ータ４１．４２が設けられている。

上記プレヒータ３６には、冷凍機（図示せず）によって
冷却された冷水を供給する冷水通路４３と、不チームを
供給するプレヒータ用スチーム通路４４とが接続されて
いる。そして、後で詳説するように、冷水通路４３に介
設された冷水開閉弁４６と、プレヒータ用スチーム通路
４４に介設されたスチーム開閉弁４７とを切り替えるこ
とによって、プレヒータ３６に冷水またはスチームを導
入できるようになっている。なお、冷水として地下水を
用いるようにしてもよい。

また、水接触式加湿器３７には、普通の工業用水を供給
する工業用水供給通路４５が接続され、該工業用水供給
通路４５にはコントロールユニット２９によって開度が
コントロールされる第１制御井４８が介設されている。

さらに、メインヒータ３８とスチーム式加湿器３９とに
は、夫々、スチームを供給するために、コントロールユ
ニット２９によって開度がコントロールされる第２制御
弁４９が介設されたメインヒータ用スチーム供給通路５
０と、コントロールユニット２９によって開度がコント
ロールされる第３制御弁５１が介設された加湿器用スチ
ーム供給通路５２とが接続されている。

ところで、コントロールユニット２９は、マイクロコン
ンピュータで構成され、シーケンス制御機能とフィード
バック制御機能とを備えた空調システムの温湿度の総合
制御装置であり、各種塗装条件、ブース内気温Ｔａ、ブ
ース内湿球温度Ｔｗ。

空調エア風１Ｆ、外気温、外気湿球温度等を制御情報と
して、ブースｌ内の空調制御を行うようになっているが
、以下、第４図（ａ）、（ｂ）に示すフローチャートに
従って、コントロールユニット２９による制御方法を説
明する。

制御が開始されると、ステップＳ１で車体の塗装に使用
される水系塗料の品番が入力される。

ステップＳ２では、当該塗装における必要塗膜厚、肌ラ
ンク、タレ限界ウェット塗膜厚等の各種塗装条件が入力
される。

ステップＳ３では、車体の塗装面上に形成されるウェッ
ト塗膜にタレ、メタル止まり不良等の不具合を発生させ
ずに所定の塗膜厚を確保するために、必要とされるウェ
ット塗膜の必要粘度が算出される。上記演算に必要な、
各塗料毎の塗膜厚と必要粘度との関係は、コントロール
ユニット２９内のメモリに記憶されている。

ステップＳ４では、ウェット塗膜の粘度を上記必要粘度
に調整するために必要とされる、塗装時の塗料からの水
分蒸発速度が算出される。ウェット塗膜はＮＶ（不揮発
分濃度）が高い程その粘度が高くなるといった特性を有
する一方、ウェット塗膜のＮＶは塗装時の塗料からの水
分蒸発速度によって規制されるので、上記水分蒸発速度
を調節することによってウェット塗膜の粘度を適正値に
コントロールすることができる。なお、各塗料品番毎の
水分蒸発速度とウェット塗膜の粘度との関係は、コント
ロールユニット２９のメモリに記憶されている。

ステップＳ５では、ステップＳ４で算出された水分蒸発
速度を得るために必要な、ブースｌの塗装吹付は室２！
内の目標許容容積絶対湿度ＬＨ。

が算出される。第６図に示すように、塗装時の塗料から
の水分蒸発速度は、許容容積絶対湿度と関数関係にあり
、許容容積絶対湿度を一定値に維持することによって、
水分蒸発速度を所定の一定値に保つことができる。第６
図において、線Ｇ、はエアスプレー式塗装機で２ステー
ジ塗装を行う場合の水分蒸発速度と許容容積絶対湿度と
の関係を示し、線Ｇ！はベル型塗装機とエアスプレー式
塗装機とで２ステージ塗装を行った場合の水分蒸発速度
と許容容積絶対湿度との関係を示し、線Ｇ３はベル型塗
装機で２ステージ塗装を行う場合の水分蒸発速度と許容
容積絶対湿度との関係を示している。塗料の各品番毎の
上記のような関係はコントロールユニット２９のメモリ
内に記憶されている。

以下余白 そして、第７図に示すように、当該塗装条件に対応する
、水分蒸発速度対許容容積絶対湿度の関数に、について
、所定の水分蒸発速度Ｓ０に対応する許容容積絶対湿度
ＬＨ，を目標許容容積絶対湿度ＬＨａとする。なお、実
際の許容容積絶対湿度ＬＨは上記ＬＨ，に完全に一致さ
せる必要はなく、所定の許容範囲内（ＬＨ，−β）〜（
ＬＨ，十α）に入っていればよい。上記α、βは、夫々
、プラス側とマイナス側の許容範囲の幅を示す。そして
、通常はα＝５ｇ／ｍ’、β＝２ｇ／ｓ’に設定すれば
よいが、好ましくはα＝２ｇ／ｅ’、β＝１ｇ／ｌ１１
３、さらに好ましくは、α−１ｇ／１１３．β＝０に設
定すべきである。

ステップＳ６では、作業環境が高温化または低温化する
ことを防止するために、ブース−内気温を１５℃〜３５
℃の範囲内に維持する、プレヒータ温度制御が開始され
る。なおブレヒータ温度制御自体は、第４図（ａ）　、
　（ｂ）に示す本制御ルーチンでは行なわれず、後で詳
説するように、第５図に示す別のプレヒータ温度制御ル
ーチンで実行され、このステップＳ６では上記プレヒー
タ温度制御ルーチンを起動するだけである。このプレヒ
ータ温度制御の目的は、許容容積絶対湿度の制御とは無
関係に、オペレータの作業環境を良好に保つことであり
、たとえ許容容積絶対湿度が目標値に維持されていても
、ブース内気温を上記範囲内（例えば、１５℃〜３５℃
）に強制的に修正するので、本制御ルーチンとは独立さ
せたほうが制御性が良くなるからである。

ステップＳ７ではブース内気温ＴＢが読み込まれる。

ステップＳ８では上記ブース内気温Ｔａカ月５℃以上か
つ３５℃以下であるか否かが比較される。

前のステップＳ６でプレヒータ温度制御が開始されてい
るが、運転開始時のブース内温度が１５℃未満であった
り、または、３５℃を超えているような場合には、ブー
ス内温度が１５℃〜３５℃になるまでにはある程度時間
遅れを伴なうので、ブース内気温が１５℃〜３５℃の範
囲内に入るまでは許容容積絶対湿度の制御が開始されな
いようにしている。比較の結果、ＴＢ＜１５℃またはＴ
ａ〉３５℃であれば（Ｎｏ）、制御はステップＳ７に戻
され、１５℃≦Ｔｏ≦３５℃となるまで、ステップＳ７
とステップＳ８とが繰り返し実行される。

一方、上記比較の結果、１５℃≦Ｔａ≦３５℃であれば
（ＹＥＳ）、制御はステップＳ９に進められる。

ステップＳ９では、ブース内湿球温度Ｔｗが読み込まれ
る。

ステップＳＩＯでは、上記のブース内気ｍＴｔｓとブー
ス内湿球温度Ｔｗとに基づいて、次式によって塗装吹付
は室２１内の許容容積絶対湿度ＬＨが算出される。

ＬＨ＝Ｈ−Ｈ−ＲＨ／１００ ただし、ＬＨ・・・許容容積絶対湿度［ｇ／ａ”］ＬＨ
・・飽和容積絶対湿度［ｇ／ｍ３］ＲＨ・・・相対湿度
［％］ なお、相対湿度ＲＨはブース内気温ＴＢ（乾球温度）と
ブース内湿球温度Ｔｗとから普通の方法で算出される。

第８図に、横軸に温度をとり、縦軸に相対湿度をとった
２次元座標面上に、許容容積絶対湿度が一定となる点を
連ねた曲線を、許容容積絶対湿度をパラメータとしてい
くつか描いた許容容積絶対湿度線図を示す。本実施例で
はこのような関係は、コントロールユニット２９内のメ
モリに記憶されており、随時制御に引用されるようにな
っているが、コントロールユニット２９を用いず、マニ
ュアル操作でブース内エアの空調を行う場合には、この
ような許容容積絶対湿度線図を目視しつつ空調を行うの
が好ましい。

ステップＳｌｌでは、許容容積絶対湿度ＬＳＩが目標許
容容積絶対湿度ＬＨ，以下であるか否かが比較される。

ＬＨ＜ＬＨＯである場合には、ブース内エアは目標状態
より湿潤側にあり、この状態から目標状態に修正する（
以下、これを乾燥操作という）には、一般的にはエアの
温度を上昇させるか、または、エア中の水蒸気を除去す
ればよい。

しかし、エア中の水蒸気を除去するには、エアをその露
点より低い低温の物体に接触させる必要があり、この場
合通常は冷凍機を必要とするので、設備的あるいはエネ
ルギコスト的には不利である。

そこで、本実施例では、乾燥操作はエアを加熱すること
により行うようにしている。

第９図は、湿り空気ｉ−Ｘ線図上に、目標許容容積絶対
湿度ＬＨＯが７ｇ／ａ３となる点を連ねた曲線Ｇ、を描
いた図であるが、上記乾燥操作は、例えば第９図中にお
いて、最初にブース内エアが■１で示すような湿潤状態
にある場合は、矢印Ｘで示すような経路で、■、の状態
になるまで、エアの加熱が行なわれる。

一方、ＬＨ＞ＬＨＯである場合には、ブース内エアは目
標状態より乾燥側にあり、この状態から目標状態に修正
する（以下、これを湿潤操作という）には、一般的には
エアの温度を低下させるか、または、エア中に水蒸気を
供給すればよい。しかし、エアの温度を低下させるには
通常冷凍機を必要とするので設備的あるいはエネルギコ
スト的には不利である。そこで、本実施例では、湿潤操
作はエア中に水蒸気を供給することにより行うようにし
ている。上記湿潤操作は、例えば第９図中において、最
初にブース内エアがＷｌで示すような乾燥状態にある場
合は、矢印Ｙで示すような経路で、Ｗ、の状態になるま
で、エアへの水蒸気の供給が行なわれる。

上記比較の結果、Ｌ　Ｈ＞　Ｌ　Ｈｏであれば（ＮＯ）
、ブース内エアは目標状態より乾燥側にあり、したがっ
て、普通外気も目標状態より乾燥状態にあり、ブース内
エアを目標状態に維持するためには、継続的にエア中に
水分を供給して湿潤操作を行わなければなら、ないので
、制御はステップＳ１２〜ステツプＳ２２の水分供給量
制御側ルーチンが実行される。

ステップＳ１２では、第２制御弁４９が全閉され、メイ
ンヒータ３８へのスチームの供給が停止され、メインヒ
ータ３８からの加熱が停止される。

この水分供給量制御側ルーチンでは、エアに供給する水
蒸気量のみがコントロールされ、エアの温度はコントロ
ールされないからである。

ステップＳ１３では第１制御井４８と第３制御弁５１の
コントロールが開始され、水分供給量制御が開始される
。

ステップＳＩ４ではブース内気温Ｔａとブース内湿球温
度Ｔｗとが読み込まれる。

ステップＳ１５では許容容積絶対湿度ＬＨが算出される
。算出方法は前記のステップＳＩＯの場合と同一である
。

ステップＳ１６では許容容積絶対湿度ＬＨが（ＬＨ０＋
α）以上であるか否かが比較される。前記したように、
許容容積絶対湿度Ｌ）Ｉｈ＜（ＬＨ，−β）〜（ＬＨ，
＋α）の範囲内に入っていれば、実質的にウェット塗膜
のＮＶが適正値に保たれるが、上記αはそのプラス側の
許容範囲を示している。本制御では、サイクリングない
しハンチングの発生を防止して制御の安定化を図るため
に、許容容積絶対湿度ＬＨがＬ　Ｈｏ−β＜ＬＨ＜ＬＨ
Ｏ＋αの範囲内にあるときには制御量を現状維持するよ
うにする、いわゆる不感帯を設けている（第７図参照）
。

比較の結果、ＬＨ≧ＬＨＯ＋αであれば（ＹＥＳ）、ブ
ース内エアは乾燥状態にあるので、エアへの水９供給量
を増量制御するために、制御はステップ６１８に進めら
れる。

ステップ９１８では、水分供給量の増量制御が行なわれ
る。許容容積絶対湿度ＬＨと目標許容容積絶対湿度ＬＨ
，との差、エアの風量、外気温、外気の湿度等の制御情
報に応じて、普通の方法で第１制御井４８を所定量開方
向に変更し、水接触式加湿器３７の水量を増やしてエア
への水蒸気の供給量を増加させる。ただし、第１制御井
４８が全開状態にあるとき、すなわち水接触式加湿器３
７の水量が最大値に達している場合には、さらに、第３
制御弁５１を上記制御情報に応じて開方向に制御し、エ
アに直接スチームを供給してエアへの水蒸気供給量を増
加させる。

この後、制御はステップＳ２２に進められ、塗装が終了
したか否かが比較され、塗装が終了していなければ（Ｎ
ｏ）、制御はステップＳ１４に復帰して続行され、一方
、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３４で
プレヒータ温度制御を停止して制御は終了する。

一方、ステップＳ１６での比較の結果、ＬＨ＜ＬＨａ＋
αであれば（ＮＯ）、制御はステップＳ１７に進められ
、許容容積絶対湿度ＬＨが（ＬＨｏ−β）以下であるか
否かが比較される。比較の結果、ＬＨ≦ＬＨ，−βであ
れば（ＹＥＳ）、ブース内エアは湿潤状態にあるので、
エアへの水分供給量を減量制御するために、制御はステ
ップＳ２０に進められる。

ステップＳ２０では、水分供給量の減量制御が行なわれ
る。許容容積絶対湿度ＬＨと目標許容容積絶対湿度ＬＨ
ｏとの差、エアの風量、外気温、外気の湿度等の制御情
報に応じて、第３制御弁５１を所定量閉方向に変更し、
スチーム式加湿器３９のスチーム供給量を減らしてエア
への水蒸気の供給量を減少させる。ただし、第３制御弁
５Ｉが全閉状態にあるとき、すなわちスチーム式加湿器
３９のスチーム供給量が０である場合には、第１制御井
４８を上記制御情報に応じて閉方向に制御し、エアへの
水蒸気供給量を減少させる。

続いて、ステップＳ２１でエアへの水分供給量が０であ
るか否かが比較される。萌のステップＳ２０でエアへの
水分供給量が減少する方向に制御されているが、すでに
水分供給量がＯになっている場合、これ以上水分供給量
を減らすことはできず、したがって、ステップＳ２０の
方法では、ブース内エアの湿潤状態を是正することはで
きない。

このため、上記の比較の結果、第１制御井４８と第３制
御弁５１とがともに全閉状態にあり、エアへの水分供給
量が０になっているときには（ＹＥＳ）、制御は後で説
明するステップＳ２３〜ステツプＳ３３のメインヒータ
温度制御ルーチンに進められ、エア加熱によりブース内
エアの許容容積絶対湿度ＬＨを目標許容容積絶対湿度Ｌ
ＨＯに追随させる制御が行なわれる。

一方、ステップＳ２１での比較の結果、水分供給量がＯ
でなければ（ＮＯ）、制御はステップＳ２２に進められ
、塗装が終了したか否かが比較され、塗装が終了してい
なければ（Ｎｏ）、制御はステップＳ１４に復帰して続
行され、一方、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステ
ップＳ３４でプレヒータ温度制御を停止して制御は終了
する。

上記のステップＳ１７での比較の結果、ＬＨ＞ＬＨａ−
βであれば（ＮＯ）、許容容積絶対湿度ＬＨはほぼ目標
値Ｌ　Ｈｏ近傍の許容範囲内（ＬＨａ−β＜　Ｌ　Ｈ＜
　Ｌ　Ｈｏ＋α）にあるので、第１．第３制御弁４８．
５１の開度は変更されず、水分供給量は現状維持され、
制御の安定化が図られる。

この後、制御はステップＳ２２に進められ、塗装が終了
したか否かが比較され、塗装が終了していなければ（Ｎ
Ｏ）、制御はステップＳ１４に復帰して続行され、一方
、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３４で
プレヒータ温度制御を停止して制御は終了する。

ところで一方、ステップＳｌｌでの比較の結果、ＬＨ≦
Ｌ　Ｈｏであれば（ＹＥＳ）、ブース内エアは目標状態
より湿潤側にあるので（ただし、Ｌｌ−１＝ＬＨ，の場
合は目標状態にある）、制御はステップ８２３〜ステツ
プＳ３３のメインヒータ温度制御側ルーチンが実行され
る。

ステップＳ２３では、第１．第３制御井４８，５夏が全
閉され、エアへの水分供給が停止される。

このメインヒータ温度制御側ルーチンでは、メインヒー
タ３８に供給されるスチーム量、すなわちエア加熱量の
みがコントロールされ、エアへの水分供給量はコントロ
ールされないからである。

ステップＳ２４では第２制御弁４９のコントロールが開
始され、メインヒータ温度制御が開始される。

ステップＳ２５ではブース内気温ＴＢとブース内湿球温
度Ｔｗとが読み込まれる。

ステップＳ２６では許容容積絶対湿度ＬＨが算出される
。算出方法は前記のステップＳｌＯの場合と同一である
。

ステップＳ２７では許容容積絶対湿度ＬＨ／１（（ＬＨ
ｏ＋α）以上であるか否かが比較される。なお、αは前
記のステップＳ１６で説明したものと同一である。比較
の結果、ＬＨ≧Ｌ　Ｈｏ＋αであれば（ＹＥＳ）、ブー
ス内エアは乾燥状態にあるので、エア加熱量を減量して
その温度を低下させることによりブース内エアを湿潤側
に移行させるために、制御はステップＳ２９に進められ
る。

ステップＳ２９では、エア加熱量の減量制御が行なわれ
る。許容容積絶対湿度ＬＨと目標許容容積絶対湿度Ｌ　
Ｈｏとの差、エアの風量、外気温、外気の湿度等の制御
情報に応じて、第２制御弁４９を所定量閉方向に変更し
、メインヒータ３８のスチーム量を減らしてエア加熱量
を減らし、ブース内エア温度を低下させる。

続いて、ステップＳ３２でエア加熱量が０であるか否か
が比較される。前のステップＳ２９でエア加熱量が減少
する方向に制御されているが、すでにエア加熱量が０に
なっている場合、これ以上エア加熱量を減らすことはで
きず、したがって、ステップＳ２９の方法では、ブース
内エアの乾燥状態を是正することはできない。このため
、上記の比較の結果、第２制御弁４９が全閉状態にあり
、エア加熱量が０になっているときには（ＹＥＳ）、制
御は前記のステップＳＩ２−ステップＳ２２の水分供給
量制御側ルーチンに進められ、エアへの水分の供給によ
りブース内エアの許容容積絶対湿度ＬＨを目標許容容積
絶対湿度ＬＨｏに追随させ゛る制御が行なわれる。

一方、ステップＳ３２での比較の結果、エア加熱量がＯ
でなければ（Ｎｏ）、制御はステップＳ３３に進められ
、塗装が終了したか否かが比較され、塗装が終了してい
なければ（ＮＯ）、制御はステップＳ２５に復帰して続
行され、一方、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステ
ップＳ３４でプレヒータ温度制御を停止して制御は終了
する。

一方、ステップＳ２７での比較の結果、ＬＨくしＨ８＋
αであれば（ＮＯ）、制御はステップ８２８に進められ
、許容容積絶対湿度ＬＨが（Ｌ　Ｈｏ−β）以下である
か否かが比較される。比較の結果、ＬＨ≦ＬＨ，−βで
あれば（ＹＥＳ）、ブース内エアは湿潤状態にあるので
、エア加熱量を増量制御するために制御はステップＳ３
１に進められる。

ステップＳ３１では、エア加熱量の増量制御が行なわれ
る。許容容積絶対湿度ＬＨと目標許容容積絶対湿度ＬＨ
Ｏとの差、エアの風量、外気温、外気の湿度等の制御情
報に応じて、第２制御井４９を所定量開方向に変更し、
メインヒータ３８のスチーム供給量を減らしてエア加熱
量を増加させ、ブース内エアの温度を上昇させる。

この後、制御はステップＳ３３に進められ、塗装が終了
したか否かが比較され、塗装が終了していなければ（Ｎ
　Ｏ）、制御はステップＳ２５に復帰して続行され、一
方、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３４
でプレヒータ温度制御を停止して制御は終了する。

以下余白 ステップ９２８での比較の結果、ＬＨ＞ＬＨ。

−βであれば（ＮＯ）、許容容積絶対湿度ＬＨはほぼ目
標値ＬＨ，近傍で許容範囲内（ＬＨＯ−βくＬ）（＜　
Ｌ　Ｈｏ＋α）にあるので、第２制御弁４９の開度は変
更されず、エア加熱量は現状維持される。

この後、制御はステップＳ３３に進められ、塗装が終了
したか否かが比較され、塗装が終了していなければ（Ｎ
ｏ）、制御はステップＳ２５に復帰して続行され、一方
、塗装が終了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３４で
プレヒータ温度制御を停止して制御は終了する。

以下、第５図に示すフローチャートに従って、プレヒー
タ温度制御の制御方法を説明する。

制御が開始されると、ステップ５ＩＯＩでブース内気温
ＴＢが読み込まれる。

ステップ５１０２では、ブース内気温Ｔａが１５℃未満
であるか否かが比較される。比較の結果、Ｔａ＜１５℃
であれば（ＹＥＳ）、制御はステップ５１０４に進めら
れる。

ステップ５１０４では、エアを加熱するためにスチーム
開閉弁４７が開かれる一方、冷水開閉弁４６が閉じられ
、プレヒータ３６にスチームが導入され、エアの加熱が
行なわれる。この後、制御はステップ５ｌｏｔに復帰し
て続行される。

一方、ステップ５１０２での比較の結果、１８２１５℃
であれば（ＮＯ）、制御はステップ５１０３に進められ
、ブース内気温Ｔａが３５℃を超えているか否かが比較
される。比較の結果、ＴＢ〉３５℃であれば（Ｙ　Ｅ　
Ｓ　）、制御はステップ５ＩＯ６に進められる。

ステップ５１０６では冷水開閉弁４６が開かれる一方、
スチーム開閉弁４７が閉じられ、プレヒータ３６に冷水
が導入され、エアの冷却が行なわれる。この後、制御は
ステップ５ＩＯＩに復帰して続行される。

また、ステップ５１０３での比較の結果、Ｔａ６３５℃
であれば（ＮＯ）、制御はステップ５ＩＯ５に進められ
、ブース内気温が１５℃〜３５℃の範囲内に入っている
ので、スチーム開閉弁４７と冷水開閉弁４６とが閉じら
れ、プレヒータ３６はエアの加熱と冷却とをともに停止
する。この後、制御はステップ５ＩＯＩに復帰して続行
される。

なお、本制御の開始と終了は、前記したとおり、第４図
（ａ）　、　（ｂ）にフローチャートを示す許容容積絶
対湿度の制御ルーチンによって制御される。

このようにして、ブース内気温が１５℃未満であれば、
エアが加熱され、一方、ブース内気温が３５℃を超えて
いればエアが冷却され、ブース内気温が１５℃〜３５℃
の範囲内に維持される。

以上のように、許容容積絶対湿度に基づいてブース内エ
アの空調を行うことにより、被塗装物上に形成されるウ
ェット塗膜のＮＶをほぼ一定に維持し、その粘度を一定
化できるので、タレ、メタル止まり不良等を有効に防止
して、塗装状態を良好に保つことができる。

第１表に、冬期と夏期とこれらの中間期とにおいて、目
標許容容積絶対湿度を７ｇ／１３として上記のような許
容容積絶対湿度の制御を行った場合の塗装状態（実験Ｎ
ｏ、４．５．６）を、相対湿度を７０％とに維持した従
来の空調を行った場合の塗装状態（実験Ｎｏ、１．２．
３）と比較して示す。

第１表から明らかなように、本発明によれば、相対湿度
は季節によって大きく変化しているものの、被塗装物上
に形成されるウェット塗膜のＮＶは、季節変化にかかわ
りなく、はぼ一定値に維持され、肌ランク、ＰＧＤ値が
いずれも良好となっている。これに対して、従来の空調
方法では、中間期（実験Ｎｏ、２）にはウェット塗膜の
ＮＶが適正値に維持され、肌ランクとＰＧＤ値とが良好
となっているものの、冬期（実験Ｎｏ、１）にはウェッ
ト塗膜のＮＶが大幅に低下し、粘度低下によるタレが発
生し、ＰＧＤ値は測定できない程低下し、一方、夏期（
実験Ｎｏ、３）には、ウェット塗膜のＮＶが大幅に上昇
し、粘度の過上昇により、肌ランクとＰＧＤ値とが低下
している。

また、許容容積絶対湿度に基づく上記空調方法によれば
、従来の空調方法に比較して、ブース内エアの加熱量と
エアへの水分供給量とを少なくできるので、空調に要す
るエネルギを低減することができる。

第１表 塗装；ミニベル、２００００ｒｐｍ、−９０ＫＶ塗料＋
（ＮＶ５０％、ＭＷ６０００） アクリル樹脂　　　　　　　　　　　８０メラミン樹脂
（サイメル３０３）　　　２０白顔料（タイベークＲ−
９３０）　　　７０溶剤（ブチル・ジ・グリコール）　
　　８水（イオン交換水）　　　　　　　２０４添加剤
（シリコン系表面調整剤）０．２３８２．２ 塗料ＮＶ＝４４．５％ 本塗料を水で希釈し、＃４フォードカップで３０秒／２
０℃にし、塗装した。

第２表に、中間期の夜間と昼間とにおいて、許容容積絶
対湿度に基づく上記空調を行った場合に要する総熱Ｉ！
（実験Ｎｏ、　３　、４　）を、ブース内気温を２３℃
に維持し、かつブース内相対湿度を７０％に維持して従
来の空調を行った場合に要する総熱！（実験Ｎｏ、ｌ、
２）と比較して示す。　なお、上記必要総熱量は次式に
より算出した。

Ｑ　ｒ　＝（Ｖ／ｖ）　・（ｉｌｉｔ）　・６０ただし
Ｑｒ・・・必要総熱量［ｋｃａｌ／ｈｒ］Ｖ　・・・風
量［ｍ３／ｍｉｎコ Ｖ・・・比体積［ｍ’／ｋｇ］ １１・・・空調後のエンタルピ［ｋｃａｌ／　ｋｇ］ｈ
・・・空調前のエンタルピ［ｋｃａｌ／ｋｇｌ（本実験
では、Ｖ　＝　８４０　［ｍ３／　ｌｌ１ｉｎ］として
いる。） 第２表から明らかなように、本発明に基づく空調方法（
実験ＮＯ，３，４）によれば、従来の空調方法（実験Ｎ
ｏ、ｌ、２）に比較して、夜間、昼間ともに必要総熱量
が大幅に低減されている。このため、空調装置のランニ
ングコストの低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す、自動車の車体の中塗
りブース用空調系統のシステム構成図である。 第２図は、自動車の車体の中塗り用ブースの平面説明図
である。 第３図は、自動車の車体の上塗り用ブースの平面説明図
である。 第４図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々、コントロールユニ
ッ・トによる、許容容積絶対湿度を一定値に保つように
した空調制御の制御方法を示すフローチャートである。 第５図は、コントロールユニットによる、ブース内温度
を１５℃〜３５℃に保つための温度制御の制御方法を示
すフローチャートである。 第６図は、水系塗料の塗装時の水分蒸発速度の、ブース
内エアの許容容積絶対湿度に対する特性を示す図である
。 第７図は、所定の水分蒸発速度に対応する必要許容容積
絶対湿度の算出方法を示す図である。 第８図は、横軸に温度をとり、縦軸に相対湿度をとった
２次元座標平面上に、許容容積絶対湿度が一定となる点
を連ねた曲線を、許容容積絶対湿度をパラメータとして
いくつか描いて作成した許容容積絶対湿度線図である。 第９図は、湿り空気ｉ−Ｘ線図上に、許容容積絶対湿度
が７ｇ／ｎ＋”となる点を連ねてできる曲線を描いた図
である。 Ｉ・・・中塗り用ブース、２・・・車体（被塗装物）、
６・・・上塗り用ブース、２０・・・エア導入チャンバ
、２ト・・塗装吹付は室、２９・・・コントロールユニ
ット、３１・・・空調装置、３６・・・プレヒータ、３
７・・・水接触式加湿器、３８・・・メインヒータ、３
９・・・スチーム式加湿器、４６・・・冷水開閉弁、４
７・・・スチーム開閉弁、４８・・・第１制御弁、４９
・・・第２制御弁、５１・・・第３制御弁。 特許出願人　日本ペイント株式会社 代理人　弁理士　青白　葆　はか１名 −４５：− 第６図　　　　　　　　第７図 ′ａｅ図 セ拳廖頑絶ｔｔａ度 ４亜＆７９　５１３９　１２！Ｌ　　＋７．否２１０２
　ｙ６３３　３１Ｑ　　５１９５．ｌ、ｍ３逼屓シーー
ー→ご１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装用ブース内において、ブース内空気温度に対
   する飽和絶対湿度と、ブース内空気の絶対湿度との差で
   定義される許容容積絶対湿度が所定の一定値に維持され
   るようにブース内空気を空調するようにしたことを特徴
   とする水系塗料塗装用ブースの運転方法。
2. （２）一方の軸に温度をとり、他方の軸に相対湿度をと
   った２次元座標面上に、許容容積絶対湿度が一定となる
   点を連ねた曲線を、許容容積絶対湿度をパラメータとし
   ていくつか描いて作成される許容容積絶対湿度線図を用
   いることを特徴とする、請求項１に記載された水系塗料
   塗装用ブースの運転方法。