JPH0889875A - 金属管の内外面を同時に塗装する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂粉体塗料を用い金属管の内外面を同
時に塗装する方法と装置を得る。 【構成】 金属管を加熱し、ほぼ水平に保ち軸心中心に
回転しながら、また管の一方端部より他方端部に向かう
空気流を供給しながら、粉体塗料を浮遊させた槽中で塗
料粉体を管内外面に溶着させ均一な被膜を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、金属管の内外面を合
成樹脂粉体塗料を用いて同時に塗装する方法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属管内面と外面は別個に塗装さ
れており、粉体塗料を用いて管の内外面を同時に塗装す
る技術は存在しない。一般には管の外面のみ吹き付けに
よる静電塗装を行い、管の内面は液状塗料によって別個
に塗装する方法が行われている。一方、従来から金属材
料に合成樹脂粉体塗料を流動浸漬法によって塗装する技
術は存在した。流動浸漬法とは、塗料粉体を槽に入れ、
槽下方より空気を送って、槽中で塗料粉体を浮遊させて
おき、その中へ、予め所定の温度に加熱した被塗装物を
縦に吊り下げ、これと接触する塗料粉体を逐次溶融さ
せ、被塗装物表面上に厚い被膜を形成させる方法であ
る。

【０００３】この方法によると、被塗装物に極めて短時
間で厚い被膜を形成することが可能である。一般に１秒
で約１００μの厚さの被膜を形成させることができる。
本発明者はこの流動浸漬法に着目し、これを応用して金
属管の内外面を塗装する技術を開発した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の流動浸
漬法を用いて長尺の金属管を塗装するためには、克服し
なければならない問題が存在した。とくに、長尺の金属
管の内外面を同時に塗装することは極めて大きな課題で
あった。すなわち従来の流動浸漬法において使用される
流動浸漬槽は、槽底面より上方へ向けて塗料粉体を供給
し槽内にこれを浮遊させている。このため、管内外面を
塗装するためには管を垂直方向に向けて槽中に入れ、浮
遊粉体にさらした後に引き上げることになる。この場
合、金属管の上部と下部とでは浸漬時間に差を生じ、こ
のため管の位置によって膜厚に差が生ずるという問題が
生ずる。

【０００５】例えば、５．５ｍの長さの金属管を縦に槽
中に入れる場合、全部を入れるために要する時間は２秒
であり、引き上げにも２秒要するため、往復で４秒要す
る。停止時間を２秒おくと、金属管の浸漬時間は上部で
２秒、下部で６秒となる。この結果、膜厚は上部で約２
００μ、下部で約６００μという差が生ずる。これを避
けるために金属管の出し入れをこれ以上迅速に行うこと
はできない。その際の衝撃によって浮遊粉体が槽より飛
び出したり、塗装面に空隙が生じたりする。

【０００６】さらに、合成樹脂粉体塗料の粒度は均一で
なく、８０〜２００メツシユ２５％、２００〜３００メ
ツシユ２０％、３００〜３５０メツシユ３０％、３５０
メツシユ以上２５％という割合が一般的である。金属管
を浸漬流動槽中に縦に入れるには、底面積に比較して大
きい高さの槽が要求されるが、垂直方向に長い槽中で粉
体塗料を吹き上げると、粒度の細い粉体が上部に多くな
り、その結果上部の浮遊層は薄くなる傾向にある。しか
も、浸漬時間は上部が少ないという事実により、上下の
膜厚の差はさらに大きくなるという問題がある。

【０００７】従って、従来法を応用して金属管の内外面
の同時塗装を行おうとすると、被塗装物の長さが限定さ
れ、合格品を得る限界は１．５〜２ｍ位の長さのものま
でに限られてしまうことになる。

【０００８】次に、流動浸漬槽中に金属管を水平にして
入れてみると、塗料の浮遊粉体は管内に一たんは入るが
浮遊を止め、塗料は管の端部付近にかたまって付着する
傾向をみせる。

【０００９】本願発明は、以上の従来技術を応用した場
合の問題点を解決し、金属管の内外面に均一な美しい被
膜を同時に形成することができ、さらに比較的長尺の金
属管に対して上記のような塗装を可能とする、合成樹脂
粉体塗料による金属管の塗装方法と装置を得ることを目
的とする。本発明は、さらに一定の範囲内で異なる大き
さの金属管に対して使用することのできる、上記のよう
な塗装方法と装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成樹脂粉体
塗料を用いて金属管の内外面を同時に塗装する際、流動
浸漬法を用い、少なくとも金属管が流動浸漬槽中に滞留
する間、金属管両端部を保持する１対の保持具を備えた
金属管保持枠を用いて金属管をほぼ水平に保ち、金属管
内にその一方端部より他方端部に向かう空気流を供給す
る方法によって、前記の課題を解決した。

【００１１】本発明はさらに、水平方向に間隔をおいて
向かい合う１対の回転台を金属管保持枠に設け、金属管
の両端部を前記回転台において軸心を中心として回転で
きるように保持し、さらに金属管保持枠に金属管の一方
端部より他方端部へ向かう空気流を供給する空気流発生
装置のエアパイプ端部であるエアノズルおよび／または
吸気パイプを取り付けることによって、前記の課題を解
決した。

【００１２】また、金属管保持枠の横材はその長さを調
節することができ、前記回転台において金属管の外周に
配置した複数の車輪の相互の間隔を調整可能とすること
によって、一定範囲内で長さや直径の異なる金属管に使
用することのできる装置を得た。複数の車輪は、３つの
車輪であることが好適である。

【００１３】本発明では、金属管を把持具で直接把持せ
ず、前記車輪と金属管外周面との間に押え治具を用いる
技術を開発した。押え治具はリング状部材で、その内周
面に中心に向かう突起を複数設けたものであり、突起先
端と金属管面との接触面積は少なく、わずかな補正で美
しい塗装が可能となる。

【００１４】なお、本発明の塗装方法および装置は直径
約２ｃｍないし５０ｃｍ、長さ約２ｍないし１２ｍの大
きさの金属管を対象とする。また、被塗装物は、鋼管、
鋳鉄管、ステンレススチール管、アルミニウム管、銅
管、亜鉛メツキ鋼管、等の金属管に対して用いるのに好
適である。

【００１５】

【実施例】本発明の金属管の内外面を同時に塗装する方
法の一実施例は次の工程に従って行うことができる。

【００１６】１．まず、内部に合成樹脂粉体塗料を浮遊
させた流動浸漬槽を準備する。

【００１７】２．被塗装物である金属管を加熱する。

【００１８】３．加熱した金属管をほぼ水平に保持す
る。

【００１９】４．前記金属管を軸心を中心に回転させ
る。

【００２０】５．金属管内に金属管の一方端部より他方
端部へ向かう空気流を供給する。

【００２１】６．金属管を槽内へ入れる。

【００２２】７．金属管を槽内へ滞留させる。

【００２３】８．金属管を槽から引き上げる。

【００２４】９．引上げ後、所定の時間金属管の回転と
空気流の供給を続ける。

【００２５】１０．金属管の回転と空気流の供給を停止
する。

【００２６】１１．金属管を冷却する。

【００２７】なお、前記工程の前に、被塗装物となる金
属管は、外面はサンドブラスト、内面は所定の治具で汚
れ、錆等を落とす必要がある。

【００２８】前記１の工程では、長さ６．５ｍ、深さ１
ｍ、巾０．６ｍの槽を用いた。また、被膜用合成樹脂塗
料として変性飽和ポリエステルパウダーを着色して用い
た。

【００２９】２の工程では、金属管を２６０℃以上に加
熱した。加熱温度は、加熱された金属管を流動浸漬槽に
入れるまでに下降することを考慮し、通常金属管の材
質、厚さ、長さ等を考慮し、２６０℃ないし４５０℃位
の範囲で選ばれる。

【００３０】３の工程では、金属管両端部を保持する１
対の保持具を備えた金属管保持枠を用い、金属管をほぼ
水平に保つ。金属管はほぼ水平に保持されるが、状況に
よってやや斜めに保持される場合も含む。

【００３１】４の工程では、金属管はその両端部の外周
にリング状の押え治具を取り付け、その上から保持具で
ある回転台に回転可能に取り付けられる。金属管の回転
は塗料粉体の均一な溶着を助ける。なお、この４の工程
は金属管の大きさ、塗装の目的等によっては省略するこ
とも可能である。

【００３２】５の工程では、送風機に接続したエアノズ
ルを金属管の一方端部の管口に向けて設置する。また前
記エアノズルに代え、金属管の他方端部の開口面に対面
して吸気ポンプに接続した吸気パイプを設置することも
できる。さらにエアノズルと吸気パイプを金属管の両端
に設置してもよい。この工程で管内に空気流が供給さ
れ、逐次浮遊状の塗料粉体が供給される。空気流により
浮遊状粉体は途切れることなく供給され、一か所にかた
まって付着することもない。余分の粉体は外部へ飛んで
出て行く。

【００３３】６から８までの工程は、前記回転台を取り
付けた金属管保持枠があり、これをリフトで上下に移動
させ、所定位置で停止させる。またこの工程で粉体が金
属管の熱によって管面上に溶着する。

【００３４】７の工程における金属管の槽内の滞留時間
は、本実施例では約２秒とした。通常この時間は２秒か
ら５秒までの範囲で選ばれる。

【００３５】９および１０の工程は、４および５の工程
とともに前記金属管保持枠に取り付けたモータの駆動に
よって操作される。９の工程により余分の塗料粉体が除
かれる。

【００３６】１１の工程は空冷または水冷による。

【００３７】次に、前記の方法を実施するための装置の
一実施例を図を参照して説明する。本装置は、内部に合
成樹脂粉体塗料を浮遊させた流動浸漬槽（１）と、加熱
した被塗装物である金属管（２）を保持する金属管保持
枠（３）とを含む。金属管保持枠（３）はリフト（図示
せず）と接続し、上下に移動可能で、流動浸漬槽の中に
入れたり出したりすることができる。

【００３８】金属管保持枠（３）は、水平に延びる横材
（９）と、横材（９）の両端部付近に垂直に下方に延び
て取り付けられた１対の縦材（１０）とを含み、前記縦
材（１０）の下端部に１対の保持具が内方に向かって取
り付けられる。前記１対の保持具は互いに水平方向に間
隔をおいて向かい合っていて、それぞれが金属管の端部
を保持する。本実施例では、前記保持具は回転台（４）
として構成され、金属管の端部を保持しつつ、軸心を中
心に回転させることができる。

【００３９】各回転台（４）は円周方向に互いに離隔し
て配置された３つの車輪（１１、１２、１３）を持ち、
前記車輪は金属管を外周方向から管中心に向かって支え
る。

【００４０】前記の３つの車輪のうち２つの車輪（１
１、１２）は、縦材（１０）の下端から内方に向かい水
平に突出して設けられた取付台（１６）の上面に、互い
に間隔をおいて取り付けられ、残りの１つの車輪（１
３）は、縦材（１０）のさらに上方の位置で内方に向か
い突出し、縦材（１０）に対し垂直方向に回動可能に取
り付けられたアーム（１７）の下面に取り付けられてい
る。

【００４１】回転台（４）の３つの車輪（１１、１２、
１３）の間に金属管（２）を取り付ける際に、金属管
（２）と前記車輪との間に押え治具（１４）を挟み、前
記車輪と金属管（２）の外周面が直接接触することで大
きな塗装空白面ができたり、塗装面を傷付けることを避
ける。

【００４２】押え治具（１４）はリング状部材で、その
内周面に円周方向に互いに間隔をおき、中心に向かって
突出し先端を細くした３つの突起（１５）が設けられて
いる。押え治具（１４）を金属管端部の外周に取り付け
たとき、突起（１５）の先端は金属管（２）の外周面に
当接する。突起先端は細いので金属管端部の塗装を妨げ
ず、塗装面に大きな傷を付けることがない。突起先端と
の接触個所は点状の塗り残しとなり、この補正は容易に
できる。

【００４３】押え治具（１４）のリング状部材は２つの
半円状部材が互いに円周方向に回動可能に結合されてい
て、円周方向に開くことができる。押え治具（１４）を
金属管外周面に取り付けるとき、開いた状態で取付位置
に当てがってから閉じる。

【００４４】一方の回転台の取付台（１６）上に設けた
２つの車輪（１１、１２）のうち１つは歯車であり、縦
材（１０）の上部に取り付けたモータ（１８）と接続し
て駆動輪として作動する。押え治具（１４）の外周面に
前記歯車と噛み合う歯が設けてあり、前記歯車の駆動に
より金属管（２）の回転が作動される。他の車輪はすべ
て回転の自由な車輪である。

【００４５】金属管保持枠（３）の回転台（４）に金属
管（２）を保持した場合に金属管（２）の一方端部
（５）の管口中心に向かう位置に、空気流を吹き出すエ
アノズル（６）が金属管保持枠（３）に取り付けられて
いる。エアノズル（６）は送風機（図示しない）に接続
している。

【００４６】金属管（２）の一方端部（５）側の前記エ
アノズル（６）に代え、またはそれに加えて、前記金属
管（２）の他方端部（７）の管口に対面する位置に空気
流を吸入する吸気パイプ（８）を金属管保持枠（３）に
取り付けることができる。吸気パイプ（８）は吸気ポン
プ（図示しない）と接続している。

【００４７】金属管保持枠（３）の横材（９）は２個の
部材（９′、９″）によって構成され、前記２個の部材
（９′、９″）が互いに長手方向に摺動し、横材（９）
の長さを調節することができ、所望の長さの位置で固定
することができる。

【００４８】取付台（１６）上の２つの車輪（１１、１
２）は、互いの間隔を調節することができ、所望の位置
に固定できる。すなわち、一方の車輪の軸に連結する軸
柱（１９）の下端は取付台（１６）の上面に金属管と直
角に交わる方向に設けた溝の中を摺動し、所望の位置で
ねじ止めして固定することができる。

【００４９】また、アーム（１７）の縦材（１０）への
取付は、縦材（１０）に長手方向の溝（２０）を設け、
この溝内を摺動できる軸（２１）にアーム（１７）の基
部を回動可能に取り付けることによって行われる。軸
（２１）は溝（２０）の所望の位置でねじ止めして固定
することができる。

【００５０】

【作用】加熱された金属管（２）はその両端を回転台
（４）に保持され水平に保たれる。各端部で、金属管
（２）は押え治具（１４）の突起（１５）の先端の３つ
の極めて小さい点で支えられる。管端部は外周方向より
３つの車輪で支えられ、その１つの車輪が駆動される
と、金属管（２）が軸心を中心とする回転を行う。

【００５１】上記のように金属管を水平に支えた金属管
保持枠は、合成樹脂粉体塗料を浮遊させた流動浸漬槽に
入れられ、金属管は一方端部から他方端部へ向かう空気
流が供給され、浮遊する塗料粉体は管の外面だけでなく
内面にも絶えず供給され、金属管の熱によって逐次管内
外面上に溶着し、管の回転および管内の空気流により均
一な被膜が形成される。

【００５２】管の回転と空気流の供給を続けたまま、金
属管保持枠を槽より引き上げると、余分の塗料粉体は飛
ばされ除かれる。管は冷却され、押え治具の突起との接
触点を補修し、塗装は完了する。

【００５３】

【発明の効果】本発明により金属管の内外面を同時に塗
装することが可能となり、しかも、膜厚の均一な美しい
塗装を得ることができる。また、長尺の金属管の塗装も
可能となる。さらに、１台の装置で大きさの異なる金属
管に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例の概略図である。

【図２】金属管の他方端部に設けた吸気パイプを用いた
別の実施例を示す。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 流動浸漬槽 ２ 金属管 ３ 金属管保持枠 ４ 回転台 ６ エアノズル ８ 吸気パイプ ９ 横材 １０ 縦材 １１、１２、１３ 車輪 １４ 押え治具 １５ 突起 １６ 取付台 １７ アーム ２０ 溝 ２１ 軸

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０５Ｄ 3/02 Ｂ 7415−4Ｆ 7/14 Ｋ 7/22 Ｄ 7415−4Ｆ 7/24 ３０１ Ａ 7415−4Ｆ (72)発明者 山内 五郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 斎藤 博之 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 高井 健一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 高沢 壽佳 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 半田 隆夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 木村 幸夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 高橋 俊夫 東京都武蔵野市御殿山１丁目１番３号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社 (72)発明者 上田 利信 東京都武蔵野市御殿山１丁目１番３号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社 (72)発明者 中越 吉雄 東京都葛飾区青戸３−９−１−316 (72)発明者 中越 千吉 東京都世田谷区桜上水１−１−４−709 (72)発明者 中越 益世 群馬県太田市新井町305−２

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗装物である金属管を予め所定の温度
   に加熱する工程と、加熱された被塗装物を合成樹脂粉体
   塗料を浮遊させた流動浸漬槽中に入れる工程と、少なく
   とも前記金属管が流動浸漬槽中に保持されている間、前
   記金属管をほぼ水平に保ち、金属管内にその一方端部よ
   り他方端部に向かう空気流を供給する工程と、前記工程
   後に前記金属管を流動浸漬槽より出して冷却する工程と
   を含む、金属管の内外面を同時に塗装する方法。
2. 【請求項２】 前記金属管は、少なくとも流動浸漬槽に
   保持されている間、軸心を中心として回転されることを
   特徴とする、請求項１記載の金属管の内外面を同時に塗
   装する方法。
3. 【請求項３】 前記空気流の供給は、加熱された金属管
   を流動浸漬槽に入れる直前から開始し、金属管が前記流
   動浸漬槽から出された後、所定の時間をおいて停止され
   る、請求項１または２記載の金属管の内外面を同時に塗
   装する方法。
4. 【請求項４】 内部に合成樹脂粉体塗料を浮遊させた流
   動浸漬槽（１）と、加熱した被塗装物である金属管
   （２）を保持する金属管保持枠（３）とを含み、前記金
   属管保持枠（３）は上下に移動可能に設けられていて前
   記流動浸漬槽の中に入れたり出したりすることができ、 前記金属管保持枠（３）は、互いに水平方向に間隔をお
   いて向き合う１対の保持具を持ち、金属管の各端部を保
   持することができ、 前記金属管保持枠（３）は、さらに前記保持具に保持さ
   れた金属管（２）の管口に相対する空気流発生装置のエ
   アパイプ端部を備え、金属管（２）の一方端部（５）か
   ら他方端部（７）へ向かう空気流を供給することを特徴
   とする、金属管の塗装装置。
5. 【請求項５】 前記１対の保持具は、金属管が軸心を中
   心として回転することができるように金属管の各端部を
   保持する１対の回転台（４）として構成されることを特
   徴とする、請求項４記載の金属管の塗装装置。
6. 【請求項６】 前記空気流発生装置のエアパイプ端部
   は、保持具に保持された金属管（２）の一方端部の管口
   に相対して設けられた、空気流を吹き出すエアノズル
   （６）である、請求項４または５記載の金属管の塗装装
   置。
7. 【請求項７】 前記空気流発生装置のエアパイプ端部
   は、保持具に保持された金属管（２）の他方端部（７）
   の管口に相対して設けられた、空気流を吸引する吸気パ
   イプ（８）である、請求項４から６までのいずれか１項
   記載の金属管の塗装装置。
8. 【請求項８】 前記空気流発生装置のエアパイプ端部
   は、保持具に保持された金属管（２）の一方端部と他方
   端部の両管口に相対してそれぞれ設けられた、エアノズ
   ル（６）と吸気パイプ（８）である、請求項４から７ま
   でのいずれか１項記載の金属管の塗装装置。
9. 【請求項９】 金属管保持枠（３）は、水平に延びる横
   材（９）と、横材（９）の両端部付近に垂直に下方へ延
   びて取り付けられた１対の縦材（１０）とを含み、前記
   縦材（１０）の下端部に保持具が取り付けられている、
   請求項４から８までのいずれか１項記載の金属管の塗装
   装置。
10. 【請求項１０】 前記保持具は、両回転台間の間隔が調
    節可能である、請求項４から９までのいずれか１項記載
    の金属管の塗装装置。
11. 【請求項１１】 前記横材（９）は、２個の部材
    （９′、９″）によって構成され、前記２個の部材
    （９′、９″）は互いに長手方向に摺動して横材（９）
    の長さを調節することができる、請求項９または１０記
    載の金属管の塗装装置。
12. 【請求項１２】 回転台（４）は円周方向に互いに離隔
    して配置された複数の車輪を持ち、前記車輪は金属管の
    端部を外周方向から支え車輪の１つは動力源と接続して
    金属管を回転可能に支持する、請求項５記載の金属管の
    塗装装置。
13. 【請求項１３】 回転台（４）は３つの車輪（１１、１
    ２、１３）を持つ、請求項１２記載の金属管の塗装装
    置。
14. 【請求項１４】 前記車輪（１１、１２、１３）は、前
    記車輪と金属管（２）との間に挟んで取り付けられる押
    え治具（１４）を介して金属管（２）を保持し、前記押
    え治具（１４）はリング状部材で、その内周面に、円周
    方向に互いに間隔をおき、中心に向かって突出し、先端
    を細くした複数の突起（１５）が設けられており、前記
    突起の先端が金属管の外周面に接してこれを保持する、
    請求項１２または１３記載の金属管の塗装装置。
15. 【請求項１５】 前記押え治具（１４）のリング状部材
    は、その内周面に３つの突起（１５）が設けられてい
    る、請求項１４記載の金属管の塗装装置。
16. 【請求項１６】 回転台（４）の２つの車輪（１１、１
    ２）は、縦材（１０）の下端から内方に向かい水平に突
    出して設けられた取付台（１６）の上面に互いに間隔を
    おいて取り付けられ、前記２つの車輪（１１、１２）に
    対応する１つの車輪（１３）は、縦材（１０）のさらに
    上方の位置で内方に向かい突出し、縦材（１０）に対し
    垂直方向に回動可能に取り付けられたアーム（１７）の
    下面に取り付けられている、請求項１２から１４までの
    いずれか１項記載の金属管の塗装装置。
17. 【請求項１７】 取付台（１６）上の２つの車輪（１
    １、１２）は、互いの間隔を調節可能に取り付けられ、
    アーム（１７）は縦材（１０）に沿って垂直方向に調節
    可能に取り付けられている、請求項１６記載の金属管の
    塗装装置。
18. 【請求項１８】 一方の回転台の取付台（１６）上の２
    つの車輪（１１、１２）のうちの１つは歯車であり、動
    力源と接続して駆動輪として作動し、他の車輪は自由に
    回転し、押え治具（１４）の外周面に前記歯車と噛み合
    う歯が設けてある、請求項１６または１７項記載の金属
    管の塗装装置。
19. 【請求項１９】 押え治具（１４）のリング状部材は２
    つの半円状部材がそれぞれの１端で互いに円周方向に回
    動可能に結合していて円周方向に開くことができる、請
    求項１４または１５記載の塗装装置。