JPH04171068A - 塗料供給装置 - 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、塗装ガンに供給する塗料の色と粘度と性状を
調整するための塗料供給装置及びそれを用いた塗装方法
に関し、特に塗装ガンに供給する直前において塗料の色
と粘度と性状を調整可能とする塗料供給装置及び塗装方
法に関するものである。

（従来の技術） 自動車ボデーなどの塗装ラインにおいて、塗料原液と希
釈用溶媒（シンナー）とを混合し、塗装ガンに粘度調整
した塗料を供給する塗料供給装置は、すでに広く使われ
ている。

実公平２−２５４９５号「塗料供給装置」には、各塗装
ガンに個別に粘度調整装置を設けて、各塗装ガンに合わ
せて異なる粘度の塗料を供給する手法が開示されている
。

特開昭６３−１２３６３号「Ｐ！！装装置」には、塗装
ブース内に温度センサーを設けて、溶媒の供給量を制御
する手法が開示されている。

温度センサーを用いていない一般的な塗料供給装置では
、塗装ブース内温度を、例えば夏は３５℃程度、冬は２
０℃程度に設定し、その温度に応じた粘度になるように
溶媒の配合量を人手によって調整しなければならなかっ
た。

一方、特開昭６３−１２３６３号に記載されているよう
に温度センサーを設けて溶媒の供給量を１１ＪＩＩした
場合には、溶媒が混合された塗料の粘度は所定の値に調
整できるが、粘度が変化するため、塗装ガンから吐出さ
れる塗料の量が一定とならず、自動車ボデーに付着する
塗料にムラができるという欠点があった。

特開平２−５６２８１号「自動車の耐チツピング塗料の
塗装方法」には、明度が大きく異なる２種類の耐チツピ
ング塗料を適量ずつ混合した上で塗装する方法が開示さ
れている。この方法では、明度を調整するだけであって
色の調整は行なわない。

塗料の色の調整に関しては、あらかじめ所望の色に調整
したものを塗料タンク内に収容しておき、使用する時に
ポンプで塗装ガンへと供給するのが一般的である。しか
しながら、塗装対象物の色に合わせて調色する場合には
、塗装置前に調色する必要が生じることがあり、従来の
方法ではこうした状況に対応することができなかった。

また、ユーザー嗜好の多様化によって塗色数が増大し、
塗料の生産は、少量多品種化によってその生産効率が低
下している。さらに、塗装設備においても、各品種ごと
にタンクや配管が必要であり、設備が複雑化してきてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、塗装ガンへ供給する直前において、色
の調整と粘度の調整及び性状の調整を行なうことができ
る塗料供給装置と塗装方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、微妙な色の調整や粘度の調整及び
性状の調整を行なうことを可能にする塗料供給装置と塗
装方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段とその作用）本発明の前
述した目的は、その第１の態様において、塗料タンクか
らの塗料と溶媒タンクからの溶媒とを混合する混合手段
と、塗装ブース内に設置された塗装ガンとを備えて成る
塗料供給装置において、複数の塗料タンクと複数の溶媒
タンクと、前記塗装ブース内の温度を検出する温度セン
サと、前記各塗料タンクから前記混合手段にいたる配管
の途中に設置され塗料の吐出量に対して０．５〜３倍容
量のキャパシティを有しかつ大気に開放された塗料用ク
ッションタンクと、前記各溶媒タンクから前記混合手段
にいたる配管の途中に設置され溶媒の吐出量に対して０
．５〜３倍容量のキャパシティを育しかつ大気に開放さ
れた溶媒用クッションタンクと、各クッションタンクか
ら前記混合手段に向けて塗料又は溶媒を供給するための
自吸式のギヤーポンプ又はスクリューポンプと、前記各
ポンプの吐出量を、所定の塗料混合比率及び溶媒混合比
率と、前記温度センサからの信号に応じて制御する混合
比総合調整手段とが配置されている塗料供給装置によっ
て達成される。

かかる構成に基づき、本発明の塗料供給装置によれば、
複数の原色タンク、例えば３原色の塗料を収容したタン
クからの塗料と複数の溶媒タンクからの溶媒とを塗装置
前において混合することができ、色の調整と粘度の調整
とを同時に達成することができる。従って、タンク内の
塗料をあらかじめ所望の色に混合しておく必要はなく、
例えばライン上を送られてくる自動車車体等のような被
塗物にｐＩ！装されるべき指定の色をその場で調整して
直ちに塗装ガンで吹き付けることができる。

また、塗装ガンへと送られる塗料が圧送される途中で大
気に開放したクッションタンク内に入り大気圧に減圧さ
れるので、従来のようにバルブを開いた瞬間に塗料が吹
き出すことがなくなる。クッションタンクから先は、自
吸式ポンプによって吸い上げられるので、任意の吐出量
が安定して得られることになる。

また、クッションタンクを用いたので、従来のような密
閉型のサージタンクは必要としない、自吸式のギヤーポ
ンプやスクリューポンプは脈動が小さいことが知られて
いる。

これらのポンプの塗料との摺動面は、塗料内の媒体、例
えばアルミ、マイカ、グラファイト等の光輝剤、などを
損傷させないように、シリコンやフッソ樹脂等のプラス
チック系の材質を用いることが望ましい。

スクリューポンプはその口径を比較的小さくとりやすい
ので、複数のスクリューポンプを並列に設置することに
より、さらに定量送りを安定化させることができる。

クッションタンクへの塗料の供給は、常に一定レベルに
保たれるように、接触式又は非接触式のレベル計を取り
付けて、ギヤーポンプと連動させるような構造が望まし
い。

さらに、各クッションタンクには、タンク内液体を混合
する攪拌手段として、例えばモータ付きの羽根車などを
取り付けることが望ましい。

また、クツシロンタンク内面は塗料が付着しないように
研磨しておくことが望ましい。

混合比総合調整手段としては、ポンプの回転数を制御す
ることにより塗料の吐出量と溶媒の吐出量の比率を制御
するようなモータ駆動機構を利用し、さらに希釈率計夏
プログラムを備えたコンピュータやコントローラ等を連
結することが望ましい。

さらに、塗料タンクに少なくとも１つの添加剤を入れる
タンクを併設することが望ましい。

さらにまた、塗装ブース内に被塗物情報センサを設けて
、被塗物表面に塗装されるべき塗料の塗色や光沢、被塗
物の粗度等に関する信号を混合比総合制御手段へと伝達
するようにすれば、さらに緻密な制御を行なうことが可
能になる。

本発明は、その第２のａ様として、被塗物の情報及びブ
ース内温度情報を自吸式のギヤーポンプ又はスクリュー
ポンプに伝達し、次いで、塗料、添加剤及び溶媒を混合
手段に供給し、混合された液体を塗装ガンを用いて被塗
物に向けて噴射し、これにより前記塗料、添加剤及び溶
媒を均質に噴射することを特徴とするＶ！装方法を提供
する。

かかる塗装方法によれば、被塗物表面に塗装されるべき
塗料の塗色や光沢、被塗物の粗度等を塗装置前に知るこ
とができるので、被塗物に最も適した塗装条件になるよ
うに、塗料、添加剤、溶媒を混合して塗装ガンに供給す
ることが可能になる。

従って、あらかじめ混合しておいた塗料をそのまま塗装
する場合と異なり、被塗物の表面塗色の微妙な変化に応
じて最適の塗装を実施することができて、塗装品質が向
上する。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照
した以下の記載により明らかとなろう。

（実施例） 第１図は、本発明による塗料供給装置の好適な態様を表
わしており、３個の塗料タンク１１゜１２．１３からの
塗料原液が、２個のシンナータンク１４．１５からの溶
媒と、リターダタンク１６からの遅緩剤と混合されて、
塗装ガン７ｏへと供給される。Ｐ！！料タンクには添加
剤タンク１７が併設され、必要に応じて混合手段である
カラーチェンジパルプ（ＣＣＶ）６０で塗料原液に添加
剤として、クリヤー、硬化剤、触媒、つや消し剤等が混
入されるようになっている。実施例の第１図は、添加剤
タンクが１個の場合を例示しているが、目的に応じて複
数個を併置しても良い。

各タンクにはそれぞれ送りポンプ２１〜２７がが必要と
なるが、各タンクをドラム缶のままとし、ポンプ、ドラ
ムカバー、攪拌器、背圧レギュレータ等を一体に組み込
んだドラムポンプユニットで構成すれば、そのまま使用
することができて便利である。各タンク１１〜エフから
の液体はそれぞれ圧送管路３１〜３７を経て、対応する
クラジョンタンク４１〜４７へと送られる。

各クッションタンクは第２図のような構造をしており、
例えば圧送管路３１から導入された第１の塗料原液はク
ッションタンク４１内に収容され、モータ３７で回転駆
動される攪拌羽根３８によって攪拌され、粘度が一定に
保たれている。クッションタンク上方にはエア抜き管３
９が取り付けられて大気と連通している。従って、圧送
されてきた塗料はここで大気圧にまで減圧される。クッ
ションタンク内にはレベル計４０が挿入されて液面を一
定に保っている。ｆ！！料は底面に取付けられたギヤー
ポンプ５１によって送り出され、カラーチェンジバルブ
（ＣＣＶ）６０へと送られる。同様に、第２、第３の塗
料原液、シンナー、リターダ及び添加剤の入ったクッシ
ョンタンク４２〜４７からギヤーポンプ５２〜５７で送
り出された液体は、カラーチェンジバルブ６０へと送ら
れる。添加剤用のギヤーポンプ５７は、ロータリーポン
プ、チューブポンプ、ダイヤフラム式定量ポンプ等の定
量精度の高いポンプが好ましい。

各塗料原液の混合比率、溶媒の混合比率、添加剤の混入
比率等は、混合比総合調整装置６２からの信号によって
、各ギヤーポンプ５１〜５７の吐出量が制御されること
によって、所定の値に調整される。

混合比総合調整装置６２には、塗装ブース内の温度を検
出するセンサ６３からの信号と、被塗物情報センサ６４
からの信号とが送られてきており、これらの信号による
ブース内温度情報と、被塗物情報と、予め入力されてい
る塗料原液混合情報、塗料の温度／粘度情報等から、各
原液の混合比率、シンナーの希釈率、添加剤の混入率等
を決定するプログラムを用いて、各液体の所要量が決定
され決定された量の原液、溶媒、添加剤の所定の値が得
られるように、各ポンプの回転数が決定され、電気的あ
るいは電子的な制御方法によって各ポンプの回転数が制
御される。かくして、最適な混合比と吐出量が得られる
ような制御がなされる。

カラーチェンジバルブ６０で混合された塗料はスタティ
ックミキサー（静止型管内混合器）６８へと送られて混
合される。混合され所定の比率で希釈された塗料は、塗
装ガン７０に送られて被塗物に向けて噴射される。各液
体の混合比率及び吐出量は最適になるように制御されて
いるので、被塗物上にムラを生じることがなく、塗装品
賞が保たれることになる。

カラーチェンジバルブ６０には、スタティックミキサー
６８を通して塗装ガン７０にいたる管路を洗浄するため
に、洗浄用シンナー配管７２とエアー配管７３を付設し
ておけば、色替えの際に残留する色の影響を除去するこ
とができる。

本発明による塗料供給装置を用いて実際の塗装作業を実
施した数例を以下に示す。

（実験例１） 任意のＮ値（明度）を待つ中塗塗料の塗装を実験した。

明度の極端に異なる原色（白・黒）を塗料原色タンク１
１．１２に仕込み、混合比を調整した時に得られた塗料
の明度は下表のようになった。ただし、各原色の配合は
次のようにした。

白　　　　　　　　　　　　　　黒 チタン白　３１．７　　カーボンブラック　３．９体質
顔料　　３．７　　　体質細料　　　　　７．９樹脂　
　　３４．７　　樹脂　　　　　　４６．１溶荊他　　
２９．９　　溶剤他　　　　　４２．１合計　１００部
　　　　　合計　　１００部上記の結果、本発明の装置
を用いれば様々な明度に対応した塗装が実行できること
が判明した。

（実験例２） ブース温度によりシンナー比率を変化させた場合につい
て実験した。結果は下表の通り、ただし、明度Ｎ−６と
した。　シンナー組成は、Ａ（タンク１４）がセロアセ
　１０％、ブチセロ　　２０％、　ＢＤＧ　　　１０　
％、　ＭＳ３　　４０　％、Ｓ−１５０２０％、Ｂ（タ
ンク１５）が酢酸エチル　５０％、ＭＳ３　５０％、リ
ターダの組成は　ＥＤＧＡＣ１００％であった。

（ＢＤＧニブチルジグリコール　ＥＤＧＡＣ：エチルジ
グリコールアセテート） 上表より、ブース温度が変化しても、シンナー比率を制
御することで、不具合なく塗装することが可能であるこ
とがわかった。

（実験例３） ３原色系の混合の場合について実験した。

タンク１１，１２．１３に各原色を仕込み、赤、青、黄
、原色の混合比を変化させた結果は次表の通り、温度セ
ンサによる感知温度は２０℃であった。

ｂ値、ａ値、ｂ値は、スガ試験機製の３Ｍカラーコンピ
ュータ　５Ｍ−４で測定した。

各原色の配合量は次の通り。

赤　　　　　　　　　　　　青 ルビクロン　　　　　　ファストゲン ４００ＲＧ　　１２．５　　　ブルー６０１６　　６．
０樹ｌ１ｉ３９．６　　　樹脂　　　　　　４４．７溶
剤他　　　４７．９　　溶剤能　　　　　４９．３合計
　１００．０　　　　　　　合計　１００．０黄 バリオトールエロー Ｌ−０９６２ＨＤ　　　１１．２ 樹１ｌｆ４０．１ 溶剤能　　　　　　　４８．７　　合計　１００．０こ
の結果、赤、青、黄の混合比を任意に変化させて所望の
色が得られることが判明した。

この方法で顔料の代わりに光輝剤（アルミペースト、マ
イカ等）を使用することも可能である。

（実験例４） 中ｐＩ！塗料に対してビヒクル成分を含む添加剤を添加
した場合について実験した。タンク１１に中塗塗料、タ
ンク１７に添加用クリヤを仕込んだ。

中Ｖ！塗料とビヒクル成分を含む添加用クリヤーの混合
比を変化させた時の塗膜の外観を評価した。

下地の粗度と塗膜の粗度との関係は次表のようになった
。数値はＲａ（中心線平均粗さ）で、クリヤー量は中塗
塗料１００部に対しての添加量、それぞれのＰ／Ｖ比（
顔料と樹脂の比率）は０％　　　　　Ｐ／Ｖ＝１／１ ２０％　　　Ｐ／Ｖ＝１／１．２５　　とした。

添加用クリヤーの配合は：中塗に使用している樹脂を７
０％、溶剤他を３０％とした。

上表の通り、下地の表面粗度が悪い時は顔料リッチの方
が仕上がりが良いが、下地の表面粗度が良い時は樹脂リ
ッチの方が仕上がりが良好である。

従って、本発明を用いれば、下地の粗度に合わせてＰ／
Ｖ比を調節することが可能なため、常に良好な仕上がり
外観を維持できることが判明した。

（実験例５） 塗料につや消し剤ペーストを混合した場合について実験
した。タンク１１に塗料、タンク１７につや消し剤ペー
ストを仕込んだ、つや消し剤ペーストの配合は、樹脂３
０％、つや消し剤（ミズカシルＮＰ−８）１０％、溶剤
６０％とした。塗料１００に対してつや消し割の比率を
変化させた場合の６０°グロス値（入射角と反射角が６
０°のときの光沢）は次表のようになった。

（実験例６） 塗料の反応性を上げるために触媒を使用することは多い
が、触媒の影響で塗料の貯蔵安定性が悪くなり実用上問
題になることがあるので、触媒をタンク１７に入れ、タ
ンク１１から送られる塗料に添加し室温で放置した場合
の経時変化を実験した。ストーマ粘度計を用いて粘度Ｋ
Ｕ（タレブスユニット）の数値を測定したところ、次表
のようになった。触媒はＰＴＳＡ　（パラトルエンスル
ホン酸）を樹脂固形分に対し１％添加した。

上表のように、あらかじめ塗料に触媒を添加した系では
経時で反応が進むため、初期の品質を維持することがで
きない、しかし、本発明を用いれば、塗装置前に触媒を
添加することができるので、経時変化がなく、品質の劣
化が生じることがない。

また、触媒等の添加剤は、酸性度が高い物質が多いため
、通常のギヤーポンプでは腐食等の問題が起きる可能性
がある。また、添加剤の添加量は極めて微量となる場合
が少なくない１以上のことから、添加剤ラインに使用す
るポンプには、耐酸性、耐薬品性、及び定量性に優れた
ロータリーポンプ、チューブポンプ、ダイヤフラム式定
量ポンプ等の利用が好ましい。

（実験例７） ２液塗料の主剤／硬化剤を混合する場合について実験し
た。主剤を塗料タンクに仕込み、硬化剤を添加剤タンク
に仕込んで混合を行った結果は次表のようであった。

なお、主剤／硬化剤の混合比率は　１／１が標準品であ
る。

上表から、主ｍ／硬化剤の比率がずれることにより、塗
膜の品質が維持できなくなるため、主剤／硬化剤の比率
を常に標準状態に維持しなければならないことがわかる
。

本発明によれば、添加剤ラインに使用するポンプの定量
性が従来のギヤポンプよりも優れているので、主剤／硬
化剤の混合比率の精度を向上させることができることが
判明した。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明の装置によれば、塗装
ガンへ供給する直前において、色の調整と粘度の調整及
び塗料性状の調整を行なうことができ、さらに微妙な色
の調整や粘度の調整及び塗料性状の調整も可能となる。

また、本発明による装置は、二液混合タイプの塗料につ
いてその混合比率の精度向上にも応用することができ、
さらには塗装設備の簡素化や塗料生産効率の向上環、そ
の技術的効果には極めて顕著なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による塗料供給装置の全体を表わす概略
回路図、第２図はクッションタンクを表わす概略縦断面
図である。 １１〜１３・・・塗料タンク １４．１５・・・溶媒タンク １６・・・リターダタンク １７・・・添加剤タンク ２１〜２７・・・送りポンプ ３１〜３７・・・圧送管路 ４１〜４７・・・クッションタンク　　　　　−５１〜
５７・・・ギヤーポンプ ６０・・・カラーチェンジバルブ ６２・・・混合比総合調整装置 ６３・・・温度センサ ６４・・・被塗物情報センサ ６８・・・ミキサー ７０・・・塗装ガン 特許出願人　　　　日本ペイント株式会社代理人　弁理
士　　二　宮　正　孝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塗料タンクからの塗料と溶媒タンクからの溶媒とを
   混合する混合手段と、 塗装ブース内に設置された塗装ガンとを備えて成る塗料
   供給装置において、 複数の塗料タンクと複数の溶媒タンクと、 前記塗装ブース内の温度を検出する温度センサと、 前記各塗料タンクから前記混合手段にいたる配管の途中
   に設置され塗料の吐出量に対して０．５〜３倍容量のキ
   ャパシティを有しかつ大気に開放された塗料用クッショ
   ンタンクと、 前記各溶媒タンクから前記混合手段にいたる配管の途中
   に設置され溶媒の吐出量に対して０．５〜３倍容量のキ
   ャパシティを有しかつ大気に開放された溶媒用クッショ
   ンタンクと、 各クッションタンクから前記混合手段に向けて塗料又は
   溶媒を供給するための自吸式のギヤーポンプ又はスクリ
   ューポンプと、 前記各ポンプの吐出量を、所定の塗料混合比率及び溶媒
   混合比率と、前記温度センサからの信号に応じて制御す
   る混合比総合調整手段とが配置されていることを特徴と
   する塗料供給装置。 ２、前記塗装ブース内に被塗物情報センサが設けられ、
   この被塗物情報センサからの信号が前記混合比総合調整
   手段へと伝達されるようになっている請求項１記載の装
   置。 ３、被塗物の情報及びブース内温度情報を自吸式のギヤ
   ーポンプ又はスクリューポンプに伝達し、次いで、塗料
   、添加剤及び溶媒を混合手段に供給し、 混合された液体を塗装ガンを用いて被塗物に向けて噴射
   し、 これにより前記塗料、添加剤及び溶媒を均質に噴射する
   ことを特徴とする塗装方法。