JPH06106039A - 調色原料の混合方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 塗料等の混合において、混合時間を短縮し、
且つより均一に混合でき、更に自動化が可能な混合方法
及び装置を提供すること。 【構成】 調色原料槽無いから混合すべき調色原料を取
出し、それぞれを混合槽に導入し混合する方法におい
て、調色原料の取出量は調色原料槽の重量減少で測定
し、且つ取出量はコンピューターによって決定され、該
コンピューターによっ調色原料槽と混合槽間の連絡配管
先端付近に設けられた先端弁を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調色原料の混合方法及
び装置に関するものである。ここで、調色原料とは、混
合することによって所定の色を有した製品を製造するた
めの原料をいう。よって、透明のものでもよい。混合し
て製造する製品には、塗料、印刷インキ、染料、食品、
化粧品、スラリー状顔料、その他調色すべき液状、懸濁
状、乳化状のものをいう。

【０００２】

【従来の技術】調色原料には、前記した如く塗料、印刷
インキ、染料があるが、そのどれもがいくつかの色のも
のを準備し、それを混合することによって多数の色を作
り出すという点からして、本発明においてはまったく同
様に取り扱うことができるため、以下塗料を例にとって
説明する。

【０００３】塗料は、被塗装物の保護のために塗布され
るものであるが、表面に塗布されるものであるため、そ
の色調が重要視されることとなる。塗料（有色塗料）
は、ビヒクルに顔料を混合したものであり、その色は顔
料で決まる。しかし、顔料の色の種類は少ないため、種
々のものを混合して所望の色を調整（調色という）する
こととなる。また、顔料での混合は均一化や色調識別が
困難であるため、所定の数だけ特定の色の塗料を準備
し、それを混合するのが通常である。この特定の色の塗
料を原色塗料と言う。勿論、原色塗料であっても、顔料
が１種とは限らない。

【０００４】特に、趣味の多様化が進む、又多品種少量
生産が要望される現代社会においては、塗料の製造にお
いて、この調色が非常に重要なものとなってきている。
また、この調色が実際問題としては非常に難しいもので
ある。需要者が所望の色（特定の原色を除く）を指定し
た場合、それと同一の色の塗料を製造することは非常に
困難である。これは、従来は熟練した職人が、その目と
勘で、その色を見て複数の原色塗料を適当に目分量で混
合し調色を行なっていた。

【０００５】しかし、この方法では再現性がなく、且つ
熟練を要するものである。また、その熟練者が退職した
りすると忽ち調色ができなくなるか、精度が落ちること
となっていた。最近では、そのような熟練者自体が非常
に少なくなっている。

【０００６】そこで、自動的に混合する方法が考案さ
れ、実施もされている。これは、種々の色見本（マンセ
ルの色表のようなもの）を準備し、夫々の色を現出する
ように試行錯誤により、混合比率（白が何％、赤が何
％、黄が何％等）を決定しておき、そのデーターをコン
ピューターにインプットしておく方法である。そして、
所望の色の塗料を製造する場合、その色に最も近い色を
色表から選び、その番号をインプットすると、コンピュ
ーターが自動的に複数の原色塗料を混合して製造する。

【０００７】混合の方法は、混合槽の中に順次原色塗料
を定量的に加えていくものである。例えば、所定の色の
塗料を１００Kg製造するとして、それが白６０kg、赤１
０Kg、青１０kg、黄１０kg、緑１０kgを混合すればよい
とすると、まず白６０kgを混合槽に入れ、その混合槽の
重量（混合槽全体が大きな重量計に載置されている）を
見て、それが７０kgを示すまで赤を導入し、次に８０kg
を示すまで青を導入し、順次その作業をすすめすべての
原色塗料を導入する。この方法では配合率（混合割合）
が判明すれば、後は機械が自動的に行なう。即ち、混合
槽の重量を常に検知しその値をコンピューターにフィー
ドバックし、所定の重量に達すれば、ポンプを止め、次
の色の塗料のポンプを可動する方法である。

【０００８】この方法は、人間が混合する場合に比較し
て、確実に、且つ迅速に所定量混合できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法では、原色塗料を順次導入していくため時間が
かかる。なぜならば、製造すべき塗料の量を１本の導入
ノズル（装置としては多数のノズルを有していても）で
導入するだけ時間がかかるのである。即ち、同時に複数
本のノズルから塗料を導入しないためである。これは、
同時に複数の原色塗料を導入すると、個々の塗料の重量
がわからなくなるためである。

【００１０】この混合時間を短縮するということは、本
業界の長年の要望であった。即ち、塗料メーカーにおい
ては、注文の製品を直ちに混合製造でき、購入者を待た
せる時間が短縮する。一般需要者を例にとって説明する
と、需要者が塗料店で特定の色の塗料を要望した場合、
原色塗料の混合時間だけそこで待たなければならい。又
は、メーカーが後で届けなければならい。これを、でき
るだけ短時間にして、その場で持って帰れるようにする
と両者にとって大きなメリットがある。また、産業用の
場合であっても、緊急に特定の色が必要な場合、その混
合時間だけその他の工程が停止する場合もある。勿論、
原色塗料の数を増やし、例えば、数十種以上、常に在庫
しておくと混合時間は短縮されるが、これはメーカーと
しては最も効率が悪く、避けたい方法である。

【００１１】また、混合槽全体が重量計に載置されてい
るため、その重量計の計量スケールが大きくなり、少量
混合する塗料の計測が正確にはできない。例えば、１０
０Kgスケールで数ｇを正確に計量することはほぼ不可能
である。よって、微妙な色が現出できず、且つ再現性が
乏しかった。

【００１２】更に、従来の自動化法では、混合槽が重量
計上にあるため、混合中（原色塗料導入中）には、攪拌
ができなかった。攪拌すると、重量計の針が振れ正確な
計量ができないためである。よって、すべての原色塗料
の導入が終了した後、攪拌を開始していた。これでは、
混合に時間がかかるばかりか、均一な混合が不可能であ
った。複数の塗料の混合は、少量づつ攪拌しながら混合
するのが理想であり、これはほとんどの液体の混合に当
てはまる理論である。

【００１３】そこで、本業界では、できる限り在庫する
原色塗料数を減らし、且つ混合時間が短く、少量も正確
に混合でき、混合当初から攪拌できるような混合方法が
長く要望されていた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上のような現状に鑑
み、本発明者等は鋭意研究の結果、本発明方法及び装置
を完成させたものであり、その特徴とするところは、方
法にあっては、調色原料槽内から混合すべき調色原料を
取出し、それぞれを混合槽に導入し混合する方法におい
て、調色原料の取出量は調色原料槽の重量減少で測定
し、且つ取出量はコンピューターによって決定され、該
コンピューターによって調色原料槽と混合槽間の連絡配
管先端付近に設けられた先端弁を制御する点にあり、装
置にあっては、複数の調色原料槽、混合槽及び制御用コ
ンピューターからなる設備であって、各調色原料槽と混
合槽は連絡配管によって連結され、該連絡配管先端付近
には先端弁が夫々設けられ、且つ各先端弁は該コンピュ
ーターによって制御される点にある。

【００１５】調色原料とは、前記塗料について説明した
通り、顔料その他発色成分が１種とは限らず、これ自体
がすでに混合物であってもよい。これは、種々の色に調
整するため混合されるものであって、色の三原色のよう
に、理論的には三色及び白、黒でよいのであるが、通常
は５〜10色程度準備される。

【００１６】調色原料槽とは、調色原料を貯蔵し、そこ
から混合用に取り出すべき容器をいう。この調色原料槽
は重量計でその重量を測定されており、随時その重量を
コンピューターに導入することができる。重量計はどの
ようなものでもよいが、測定値をコンピューターに送れ
るタイプのものでなくてはならない。即ち、電子式と呼
ばれるものである。また、微量混合する調色原料用には
１ｇ単位で測定できるものが好ましい。

【００１７】混合槽は、調色原料を混合すべき容器であ
り、特別なものである必要はない。また、重量を測定す
る必要もない。攪拌装置は付属しているが、必ずしも混
合と同時に攪拌を開始する必要はない。

【００１８】重量減少で測定するとは、調色原料槽の重
量減少量を混合槽に導入された塗料の量として認識しそ
れによって、所定の混合比率に合わせるのである。混合
比率とは、コンピューターにインプットされた数値であ
って、各調色原料の混合量を決定するものである。この
比率のインプットは、人間が試行錯誤によって求めた値
を手でインプットしてもよく、色分析計（分光光度計）
から求めた値を自動的にインプットしてもよい。比率は
予めインプットしておいても、混合の時にインプットし
てもよい。

【００１９】コンピューターは、人間がインプットした
比率で、ポンプの起動、停止や弁の開閉のみを行なう所
謂シーケンスのみのようなものでも、所定の数値や記号
をインプットすると予め記憶している比率を読みだし、
それによってポンプ等を制御するようなものでもよい。
更に、分光光度計が接続され、色見本を分析してそのデ
ータによって混合比率を決定したり、混合した後の製品
を再度分析し、混合比率を修正するようなタイプのもの
でもよい。この種のコンピューターの場合には、内蔵さ
れた検量線を人間が修正できるようにしておくとよい。

【００２０】先端弁とは、連絡配管（チューブ等でもよ
い）の混合槽側の先端付近に設けられるもので、１ｇ単
位で排出できるようなものが好適である。少量吐出用と
してパルシング（点滴のような滴下）ができるものがよ
い。勿論、通常の単なるオン・オフの弁でもよい。連絡
配管には、この先端弁以外にも弁を設けて、大きな量の
調整等を行ってもよい。この弁の開閉、開度、パルシン
グはすべてコンピューターによって制御されている。

【００２１】調色原料槽から混合槽への調色原料の移送
は、どのような方法でもよく、通常は、自然落下（重
力）、背圧による圧送、送液ポンプ方式等である。この
中で、自然落下方式は最も簡単であり、調色原料槽を混
合槽よりも上方に載置するだけでよく、移送の開始、停
止は先端弁の開閉だけでよい。この方式は、調色原料の
粘度がある程度低くなくてはならないが、設備が簡単で
安価という大きなメリットがある。

【００２２】また、背圧方式では、調色原料槽に圧を掛
けて、その圧によって液を圧送するものである。この方
式では、前記した自然落下方式に比較して、調色原料槽
を上方に載置する必要がなく、且つ粘土の高いものでも
移送できる。背圧を掛けること以外は、自然落下方式と
ほぼ同じ設備で行なえる。ただし、背圧による調色原料
槽の重量の増加等は、補正しなければならない。背圧を
掛ける気体としては、空気、窒素、炭酸ガス等がよく、
コンプレッサーからでもボンベからでもよい。圧力とし
ては、移送する液によって異なるが、通常 0.1〜6.0 kg
重／cm2 程度で充分である。

【００２３】更に、送液ポンプを用いる方法では、調色
原料槽と混合槽との間に送液ポンプを設けその吐出力に
よって調色原料を移送する。ポンプの形式はどのような
ものでもよく、使用する流体に適合したものでよい。送
液ポンプ方式の場合、該ポンプのサクション側に排出弁
を設けることが望ましい。勿論、この弁もコンピュータ
ーによって制御され、調色原料の排出を一次的に制御
（通常は、開か閉のオンオフ制御）する弁であり、どの
ようなタイプのものでもよい。調色原料槽の直後に弁を
設けて、その開閉をコンピューターで制御することによ
って、次のような効果が生じる。即ち、通常の方式で
は、塗料等は圧縮性があるため、調色原料槽で所定の量
減少したからといって、その時にポンプや排出先端ノズ
ルを停止すると、減少量と同量が混合槽に達せず量が不
足することとなる。よって、弁をポンプのサクション側
に位置させ、且つその圧縮による不足分を計算し、コン
ピューターによって弁閉止時を遅らせることによって所
定量混合槽に導入されるように構成し、前記の量不足を
なくしている。

【００２４】また、このサクション弁を用いると、ポン
プが停止した時、配管内の調色原料が、調色原料槽に逆
流するのを防止する効果もある。

【００２５】本発明装置は、以上が必須要件であるが、
これ以外の装置、例えば弁や流量計等付加してもよいこ
とは言うまでもない。

【００２６】

【実施例】以下図面に示す実施例に基づいて本発明をよ
り詳細に説明する。図１は、本発明混合装置１を塗料の
混合に使用したもので、送液ポンプを利用したものの１
例を示す概略フローシートである。調色原料は、ここで
は原色塗料である。この例では、原色塗料槽２は３つだ
け示しているが数は問題ではない。各原色塗料槽２には
重量計３が設けられ、計量したデータが随時コンピュー
ター４にインプットされている。このコンピューター４
には、混合比率が既にメモリされており、必要な量（混
合した所望の色の塗料の量）をインプットすると、直ち
に各原色塗料の混合量を計算する。

【００２７】原色塗料を混合する混合槽５と、各原色塗
料槽２は連絡配管６で連結されており、その途中に送液
ポンプ７が夫々設けられている。各ポンプ７と原色塗料
槽２との中間に排出弁８が設けられ、ポンプ７にはリタ
ーン配管９が設けられている。また、混合槽５に位置す
るノズルの先端部分には、先端弁１０が設けられてい
る。

【００２８】ポンプ７の起動・停止、排出弁８の開度、
先端弁１０の開度はすべてコンピューター４によって制
御されている。

【００２９】次に作動順序を説明する。まず、コンピュ
ーター４に必要量と所望の色のデータをインプット（分
光光度計を備えた装置の場合、分光光度計が見本から読
み取ったデータを自動的にインプットする場合も同様）
する。コンピューター４は各原色塗料の必要量を計算す
る。そして、スタートボタン（図示せず）を押すと、ポ
ンプ７が起動する。この時はまだ排出弁８が閉止状態で
あるためポンプの出側の塗料は全量リターンすることと
なる。これらの動作は、必要な原色塗料のものだけであ
り、不要な色に関するものは起動しないことは言うまで
もない。

【００３０】次いで、排出弁８及び先端弁１０が開か
れ、塗料の導入が始まる。コンピューター４は常に各重
量計からのデータを監視し、各色ごとに必要量だけ重量
が減少すれば、所定の時間（塗料の圧縮やラグタイム等
の計算から求めた値）経過後に各弁を閉止し、次いでポ
ンプを停止させる。これがすべての調色原料について行
なわれれば混合は完了である。

【００３１】先端弁１０は、導入量の所定量（例えば３
００ｇ）前になると、開度を全開から少量用の開度に
し、その状態で送液し、更に導入量に近く（例えば２０
ｇ前）になると、点滴のようなパルシングを行ない、導
入量のオーバーを防止するようにしてもよい。

【００３２】この例では、排出弁がポンプのサクション
に設けられ、先端弁も導入しているため停止時には、連
絡配管内は常に一定の圧縮状態（同じ量だけ密閉して塗
料が残存する）で封止されていることとなる。これが、
この方式の重要な点であり、このことで原色塗料の減少
量が混合槽への導入量となることを担保しているのであ
る。また、先端弁は１ｇ単位で塗料を排出できる形式の
ものであり、塗料の吐出用のものが市販されている。

【００３３】原色塗料槽の重量は、重量計で測定するの
であるが、取出量が多くなるに従って、重量計の上で上
昇することとなり、それによって塗料に浸かる配管の長
さが変化する。よって、浮力の関係から正味の塗料の重
量が測定できなくなるため、その浮力分だけコンピュー
ターで是正している。

【００３４】図２は、背圧方式のものの１例を示すフロ
ーシートである。原理は図１に示すものと同様である
が、送液ポンプや排出弁は使用していない。エアーコン
プレッサー１１から調色原料槽２に配管し、その間に圧
力調整弁１２を設けている。このエアーコンプレッサー
１１の圧力によって塗料は先端弁１０にまで押圧されて
いる。そして、先端弁１０が開くと塗料が吐出される。
先端弁１０の制御はコンピューター４によって、図１の
場合と同様に行なわれている。この方式では、機器数が
減り、制御も容易である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、原色塗料の取出量を原色塗料
槽の重量減少で測定しているため、次のような大きな利
点がある。 重量計は個々の調色原料槽に、その槽の容量に適し
たスケールのものが設けられているため、自動混合であ
るにもかかわらず少量計量でも充分な精度で行なうこと
ができる。 複数の原色塗料を同時に混合槽に導入することがで
きる。これによって、混合時間が大きく短縮される。 混合開始時から攪拌が可能であり、均一混合がより
短時間にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の１例を示す概略フローシートであ
る。

【図２】本発明装置の他の例を示す概略フローシートで
ある。

【符号の説明】

１ 塗料混合装置 ２ 原色塗料槽 ３ 重量計 ４ コンピューター ５ 混合槽 ６ 連絡配管 ７ 送液ポンプ ８ 排出弁 ９ リターン配管 １０ 先端弁 １１ エアーコンプレッサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 昭彦 大阪府泉南郡阪南町石田600−６ 石田住 宅18棟404号 (72)発明者 松野 輝雄 神戸市垂水区塩屋町字大谷671−239

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調色原料槽内から混合すべき調色原料を
   取出し、それぞれを混合槽に導入し混合する方法におい
   て、調色原料の取出量は調色原料槽の重量減少で測定
   し、且つ取出量はコンピューターによって決定され、該
   コンピューターによって調色原料槽と混合槽間の連絡配
   管先端付近に設けられた先端弁を制御することを特徴と
   する調色原料の混合方法。
2. 【請求項２】 コンピューターは、分光光度計を有し、
   該分光光度計からの信号により混合比率を設定又は修正
   する請求項１記載の調色原料の混合方法。
3. 【請求項３】 複数の調色原料槽、混合槽及び制御用コ
   ンピューターからなる設備であって、各調色原料槽と混
   合槽は連絡配管によって連結され、該連絡配管先端付近
   には先端弁が夫々設けられ、且つ各先端弁は該コンピュ
   ーターによって制御されることを特徴とする調色原料の
   混合装置。
4. 【請求項４】 コンピューターは、分光光度計を有し、
   且つ内部メモリーに種々の色の混合比率及び種々の色の
   反射率を記憶しているものである請求項３記載の調色原
   料の混合装置。