JPH10165864A - 水溶性塗料の塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補集液の発泡を防止しつつ、効率的かつ低コ
ストの未塗着塗料ミストの補集ができない。 【解決手段】 塗装ブース１２内部に設けたウォータカ
ーテン２４の下端部に角度調節自在な通気フィルタ２６
を配置し、当該通気フィルタ２６の内部にウォータカー
テン２４から供給される補集液を流す。補集液は通気フ
ィルタ２６内部を通るため落下速度やエアの巻き込みが
緩和され、補集液に発泡が生じない。また、通気フィル
タ内部を補集液が通過することで、常時フィルタの洗浄
が行われ、塗料による目詰まりが発生しないので、メン
テナンス性が向上すると共に、フィルタは常にクリーン
な状態に保たれ、塗装ブース１２の排気動力の縮小を行
うことができるので運転コストの低減を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水溶性塗料の塗装装
置、特に低コストで未塗着塗料ミストの補集を効率的に
行うことのできる水溶性塗料の塗装装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からオーバーヘッドコンベア等の搬
送手段を用いて被塗装物（ワーク）を連続的に塗装ブー
ス内に搬送すると共に、搬送されて来たワークに対して
塗料噴射装置等を用いて塗装を行う塗装装置が広く利用
されている。この時、塗装ブース内でワークに塗着せ
ず、該塗装ブース内を浮遊する霧状（ミスト）の未塗着
塗料が発生する。この未塗着塗料ミストは、塗装ブース
外に漏れたり、ワークに再付着することを防止する必要
があり、確実に補集することが要望されている。

【０００３】未塗着塗料ミストを補集する手段として、
エアフィルタや水洗による方法が一般的である。また、
最近、未塗着塗料ミストを回収し、必要に応じてろ過等
の再生処理を行い、この再生した塗料を再度塗装に使用
する塗料のリサイクル使用が提案されている。未塗着塗
料ミストの回収は、例えば、塗装ブース内に設置された
金属板の表面に水を主成分とする液体（補集液）を流し
て形成するウォータカーテン方式や前記補集液を利用し
たウォータシャワー方式、塗装ブースの底面に溜まった
補集液を負圧で巻き上げて水幕を形成するスクラバー方
式等によって行う。前記補集液は浮遊する未塗着塗料ミ
ストを巻き込んだ後、回収タンクに導かれて、再びウォ
ータカーテンやウォータシャワー等に循環利用される。
そして、循環している補集液が所定の未塗着塗料濃度に
達したらＵＦ装置等により濃縮液（塗料）とろ液とに分
離され、濃縮液は再生塗料として再び塗装に利用され、
ろ液は補集液として再利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したウォ
ータカーテン方式やウォータシャワー方式は補集液が落
下する際に発泡してしまう。同様に、スクラバー方式も
補集液の巻き上げに伴い発泡を生じる。未塗着塗料ミス
トを回収した補集液が発泡すると、その泡が排気と共に
塗装ブース外に排出され未塗着塗料ミストの回収が十分
に行えないという問題がある。

【０００５】さらに、ウォータシャワー方式は他の方式
に比べて、補集効率が低く、多段のウォータシャワーを
形成する必要があり設備コストが増加してしまう。ま
た、エアフィルタ方式はフィルタ目詰まりが頻繁に発生
し、メンテナンスコストが増大してしまう。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、未塗着塗料ミストの補集を効率
的に行うと共に、低コストで運転可能な水性塗料の塗装
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、噴射ノズルから噴射される水溶性塗料に
よって搬送途中のワークに対して塗装を行う塗装ブース
と、塗装ブースに連通し、当該塗装ブースの排気を行う
排気路と、前記塗装ブース内に設けられ、未塗着塗料ミ
ストの補集を行うウォータカーテンと、前記ウォータカ
ーテンの下端部に設けられ、前記排気路の入口を覆うフ
ィルタであって、前記ウォータカーテンから流下する補
集液が内部を流れる通気フィルタと、を有することを特
徴とする。

【０００８】この構成によれば、補集液は通気フィルタ
内部を通り、当該補集液の落下速度やエアの巻き込みが
緩和され発泡が生じない。また、通気フィルタ内部を補
集液が通過することで、未塗着塗料ミストの補集を効率
的に行うことができると共に、常時フィルタの洗浄が効
率的に行われ、塗料による目詰まりが発生しない。その
結果、排気ファン動力の縮小が可能になり運転コストの
低減を行うことができる。

【０００９】また、前記目的を達成するために、本発明
は、前記通気フィルタは、前記ウォータカーテン表面を
流下する補集液の落下方向に対して排気路側に角度調整
自在であることを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、通気フィルタ内部を流
れる補集液に作用する排気路側の負圧と、当該補集液に
作用する重力とのバランスを調整することが可能にな
り、補集液が通気フィルタの途中から流出することなく
通気フィルタ内部を流すことができる。

【００１１】また、前記目的を達成するために、本発明
は、前記通気フィルタの排気路側表面には、当該通気フ
ィルタの表面に浸出した補集液の液受けが設けられ、溜
まった補集液を再度通気フィルタに戻すことを特徴とす
る。

【００１２】この構成によれば、塗装装置に運転状態の
変動等により通気フィルタ表面に補集液が浸出した場合
でも、その補集液を再度通気フィルタに戻すため、通気
フィルタの湿潤状態を維持することができる。

【００１３】以上のように通気フィルタをクリーンな状
態に保ち通気抵抗を低く維持することができるので、排
気ファ動力の縮小が可能になり運転コストの低減を行う
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。図
１には本実施形態の水溶性塗料の塗装装置１０の全体構
成を説明する概略図が示されている。塗装装置１０を構
成する塗装ブース１２は、内部に被塗装物であるワーク
１４（例えば、電気製品、自動車、建設資材、その他の
各種機械製品や日用品等）を吊下げ順次搬送するオーバ
ヘッドコンベア（以下、単にコンベアという）１６が配
置されている。従って、前記ワーク１４は紙面裏面側か
ら搬入され塗装処理が施された後、紙面表面側に搬出さ
れる。また、前記コンベア１６によって搬送されるワー
ク１４の側方には、ワーク１４の表面に塗料を霧状にし
て吹き付ける塗料噴射装置１８が配置されている。この
塗料噴射装置１８は上下左右の任意の方向に移動可能な
噴射ノズル１８ａを有し、搬送中のワーク１４の片側全
面に塗料を吹き付ける。なお、ワーク１４の搬送中にワ
ーク１４を回転させたり、噴射ノズル１８ａを上向きや
下向きにすることによってワーク１４の周囲全体及び裏
面や上面、底面等全面に塗料を吹き付けることができ
る。なお、塗料噴射装置１８は複数配置してもよい。

【００１５】また、前記塗装ブース１２の隣接位置に
は、塗装ブース１２内部の空気を排気するための排気路
２０が形成されている。この排気路２０の出口近傍に
は、排気ファン装置２２が設けられ、後述する未塗着塗
料ミストが補集、除去された後の空気を強制排気すると
共に、前記未塗着塗料ミストの補集作業の効率を向上さ
せるために塗装ブース１２内部に所定方向の気流を形成
している。なお、前記未塗着塗料ミストとは、噴射ノズ
ル１８ａから噴射された後、ワーク１４に付着すること
なく塗装ブース１２内部を浮遊する霧状の塗料である。
この未塗着の塗料は塗装完了後のワーク１４に再付着し
て品質不良の原因になったり、塗装ブース１２内部のコ
ンベア１６や塗料噴射装置１８に付着して、動作不良の
原因になるので、完全に除去する必要がある。

【００１６】そこで、本実施形態の塗装装置１０は、前
記ワーク１４を挟んで塗料噴射装置１８の対向位置に、
未塗着塗料ミストの補集を行うウォータカーテン２４が
形成されている。このウォータカーテン２４は、液供給
装置２４ａによって供給される補集液を金属板等で構成
される壁面２４ｂに沿って、連続的に流し水幕を形成し
ている。前記補集液は水を主成分とし、未塗着塗料ミス
トが接触すると、当該未塗着塗料ミストを巻き込んで前
記壁面２４ｂに沿って下方に落下する。本実施形態の場
合、前記排気ファン装置２２による気流によって未塗着
塗料ミストを誘導し、前記ウォータカーテン２４に効率
的に衝突させている。なお、前記液供給装置２４ａの補
集液供給能力は、例えば、ウォータカーテン幅１ｍあた
り、５０ｌ／ｍｉｎ程度が好ましい。

【００１７】本実施形態の特徴的事項は、前記ウォータ
カーテン２４の下端部に、排気路２０の入口を覆うよう
に、通気フィルタ２６が設けられ、当該通気フィルタ２
６の取付角度が調整可能であると共に、その内部にウォ
ータカーテン２４からの補集液が流れ込むようになって
いるところである。

【００１８】前記通気フィルタ２６は、図２、図３に示
すように、前記ウォータカーテン２４を構成する壁面２
４ａの下端部に固定可能な固定フレーム２８ａと、ヒン
ジ２８ｂによって回動自在に接続された可動フレーム２
８ｃから成るフレーム２８に、繊維状のフィルタ３０が
固定されて形成されている。前記フィルタ３０は、内部
を前記補集液が流れ落ちることが可能であると共に、前
記塗装ブース１２内の空気が通過できる程度に比較的粗
いもので構成されている。例えば、６〜８メッシュのス
テンレス金網の場合、３〜６枚重ねが望ましく、また、
ナイロン繊維フィルタの場合、密度が４０〜６０Ｋｇ／
ｍ³程度のものが好ましく、その厚みは、例えば１５〜
２５ｍｍ程度が好ましい。

【００１９】前述したように、塗装ブース１２内部の空
気は排気ファン装置２２で発生する吸引力によって排気
路２０に導かれるため未塗着塗料を含む空気やすでにウ
ォータカーテン２４によって未塗着塗料の補集が完了し
た空気が通気フィルタ２６を通過することが可能にな
る。この通気フィルタ２６を空気が通過する際にフィル
タ３０の各繊維及びその繊維に沿ってフィルタ３０内部
を流れる補集液によって、空気に含まれる未塗着塗料が
補集される。本実施形態の場合、前記ウォータカーテン
２４と前記通気フィルタ２６との補集作用によって、塗
装ブース１２内の未塗着塗料ミストの約９９．５％を回
収することが可能になる。また、補集液がフィルタ３０
の各繊維の表面を常時流れることによって、常に繊維の
洗浄が行われ、補集した未塗着塗料がフィルタ３０内部
に残留することがなくなる。その結果、フィルタ３０の
メンテナンスが簡略化されると共に、フィルタ３０が常
にクリーンな状態になり、空気の通気抵抗が低く保た
れ、排気ファン装置２２の能力縮小が可能になり、塗装
装置１０の運転コストを低減することができる。

【００２０】また、図３に示すように、前記通気フィル
タ２６はヒンジ２８ｂを中心に鉛直方向から排気路２０
側に所定角度回動して、所望位置で固定できるようにな
っている。前述したように排気ファン装置２２によって
排気路２０側は負圧になっているため、通気フィルタ２
６を鉛直に配置した場合、通気フィルタ２６内部を通過
する補集液は排気路側に吸引され流出してしまう。その
結果、フィルタ３０内部の補集液が欠乏して、前述した
フィルタ３０の補集作用や洗浄作用を阻害してしまう。
そこで、通気フィルタ２６を傾けることによって、補集
液に作用する排気路側の負圧と、当該補集液に作用する
重力とのバランスを調整し、フィルタ３０から補集液が
流出することなくフィルタ３０内部を通過するようにし
ている。なお、前記回動角度は例えば３０°であるが、
排気状態やフィルタ３０の状態や補集液の量等によって
適宜調整することが望ましい。また、このときの通気フ
ィルタ３０の表裏の差圧は、通気フィルタ３０内に補集
液が流れている状態で、約１００〜２００ｍｍＰａ程度
が好ましい。

【００２１】図３に示すように、排気路２０の側面に
は、前記通気フィルタ２６の角度調整を行うために、塗
装装置１０の管理者が出入り可能なメンテナンス用ハッ
チ３２が設けられている。管理者は前記ハッチ３２を解
放し、容易に角度調整を行うことができる。

【００２２】また、前記フレーム２８の排気路２０側に
は、少なくとも１つの液受け３４が配置されている（図
２の場合１つ、図３の場合は２つ配置された例であ
る）。図３に示すようにウォータカーテン２４の補集液
は通気フィルタ２６の上端部Ａで当該通気フィルタ２６
のフィルタ３０に合流する。そのため、上端部Ａ近傍で
は補集液が排気路側に浸出する場合がある。この場合、
ヒンジ２８ｂ付近に配置された液受け３４によって、浸
出した補集液を一時的に保持すると共に、前記フィルタ
３０に戻して、フィルタ３０の湿潤を維持する。また、
可動フレーム２８ｃに設けられた液受け３４は、排気路
２０側の排気力が変化する等塗装装置１０の運転状態の
変動に伴って、フィルタ３０の表面に補集液が浸出した
場合、その補集液を回収し再度フィルタ３０に戻し、フ
ィルタ３０の湿潤状態を維持する機能を有している。

【００２３】このように、ウォータカーテン２４の補集
液を当該ウォータカーテン２４の下端部に配置された通
気フィルタ２６の内部を通過させることによって、補集
液の落下速度やエアの巻き込みが緩和され、それによる
発泡を防止することができる。また、繊維状のフィルタ
を使用することで補集効率を向上することができると共
に、通気フィルタ２６の内部に補集液を通過させること
によって、常時フィルタ３０の洗浄が行われ、塗料によ
る目詰まりが発生しない。

【００２４】また、前述したようにフィルタ３０の洗浄
を常に行いフィルタの通気負荷を低減することができる
と共に、従来のスクラバー方式のように補集液の巻き上
げを必要としないため排気ファン装置２２の消費電力を
縮小することが可能になり、塗装装置１０の運転コスト
の低減を行うことができる。

【００２５】なお、前述したように通気フィルタ２６に
よって未塗着塗料ミストは９９．５％排除することがで
きるが、図１に示すように、排気路２０による最終排気
直前に二次フィルタ３６を配置することが望ましい。ま
た、前記通気フィルタ２６や二次フィルタ３６は、塗装
装置１０の非稼動時のメンテナンス時にウォータシャワ
ー３８を用いて洗浄するようにしてもよい。

【００２６】一方、前記塗装ブース１２の補集液槽４０
には、再生部４２が接続されている。この再生部４２
は、回収された補集液に含まれる未塗着塗料成分を補集
液からろ過分離して、塗料として再生し、再度塗料噴射
装置１８によるワーク１４の塗装に利用するものであ
る。なお、塗料が分離された補集液は、前記液供給装置
２４ａやウォータシャワー３８に供給され、再び未塗着
塗料ミストの補集や洗浄に利用される。

【００２７】塗料及び補集液の再生を行う場合、まず補
集液槽４０内部の補集液を置換タンク４４に移す。この
場合、バルブ４６ａを解放しバルブ４６ｂを閉鎖して、
所定量の補集液を補集液槽４０から再生部４２に送り込
む。この再生作業は、例えば補集液の濃度が未塗着塗料
の補集により所定値より高くなった場合や塗装作業の終
了時、所定期間の塗装作業終了後等に行う。そして、置
換タンク４４に移された補集液は順次、切換バルブ４
８、ポンプ５０を介してＵＦ装置５２に投入されろ過が
行われる。ろ過されたろ液はろ液タンク５４に排出さ
れ、ろ過によって生じた濃縮液は再度置換タンク４４に
戻される。そして、戻された濃縮液に対してＵＦ装置５
２によるろ過が繰り返され、更なる濃縮とろ液の排出が
行われる。前記濃縮が所定値まで行われ、塗料と同レベ
ルになると、切換バルブ４８の切り換えを行い濃縮液は
濃縮タンク５６に移され、所定のタイミングで塗料噴射
装置１８の図示しない塗料タンクに戻され（記号Ｂ）、
塗装のために再利用される。

【００２８】一方、ろ液タンク５４に排出され所定量溜
まったろ液は、適宜前記液供給装置２４ａやウォータシ
ャワー３８に供給され（記号Ｃ）、補集液や洗浄液とし
て使用される。

【００２９】なお、前記補集液槽４０に溜まっている補
集液の濃度が所定値に達していない場合（補集液中の塗
料成分が少ない段階）は、前記バルブ４６ａを閉鎖し、
バルブ４６ｂを解放して、補集液槽４０に溜まった補集
液を前記液供給装置２４ａやウォータシャワー３８に循
環供給し（記号Ｃ）、補集液や洗浄液として使用しても
よ。

【００３０】図１に示す塗装装置１０においては、再生
部４２が地下にある構成を示しているが、この配置は任
意であり並列配置や個別配置としてもよい。また、図１
の例では塗装ブース１２の天井面に強制給気用の給気フ
ァン５８が配置され、前記排気ファン装置２２による排
気とのバランスをとると共に、ダウンブローを発生させ
て、未塗着塗料ミストの誘導を補助している。

【００３１】図４には、他の実施形態の塗装装置６０の
構成概念図が示されている。この塗装装置６０は、図１
に示す塗装装置１と同様にワーク６２の搬送中に上下左
右の任意の方向に移動可能な噴射ノズル６４ａを有する
塗料噴射装置６４から霧状の塗料を噴射することにより
ワーク６２の塗装を行うものであるが、ワーク６２の搬
送形態、塗料の噴射形態、塗装ブース６６内の気流の流
れ等が図１と異なる。ワーク６２はフロアコンベア６８
に載置された状態で搬送され、塗料噴射装置６４は、ワ
ーク６２の左右に配置されている。塗装ブース６６の上
部に配置された給気部７０から給気が行われ、拡散フィ
ルタ７２及び二次フィルタ７４によって塗装ブース６６
内部への均一なダウンブローが形成される。ワーク６２
に付着しなかった未塗着塗料ミストは、前記ダウンブロ
ーによって、下方へと導かれる。前記フロアコンベア６
８が配置されている床面７６は目の粗い網構造を呈し、
未塗着塗料ミストを含むダウンブローは容易に床面７６
を通過できるようになっている。前記床面７６の下方
は、斜面７８ａで構成されるウォータカーテン７８が形
成され、液供給装置８０から常時、補集液が供給されて
いる。また、図４に示す塗装装置６０の場合、一方のウ
ォータカーテン７８（図４では右側）の下端部に、図１
の塗装装置１０と同様に、角度調整可能な通気フィルタ
８２が配置され、当該通気フィルタ８２の内部にウォー
タカーテン７８の補集液が流れ込むようになっている。

【００３２】前記ダウンブローによって下方に導かれる
塗装ブース６６の空気中に含まれる未塗着塗料ミスト
は、塗装装置１０と同様にウォータカーテン７８及び通
気フィルタ８２によって補集され、クリーンエアのみが
排気路８４を通過し外部に排出される。なお、未塗着塗
料ミストの補集作用や補集液の発泡防止作用、通気フィ
ルタ８２の補集液湿潤保持作用、洗浄作用等は図１の塗
装装置１０と同様であるので、説明を省略する。なお、
通気フィルタ８２は、左右のウォータカーテン７８に設
けてもよいし、排気路８４に二次フィルタやウォータシ
ャワーを設けてもよい。また、ウォータカーテン７８及
び通気フィルタ８２を通過した補集液は、図１の塗装装
置１０と同様に、図示しない補集液槽からウォータシャ
ワー等に循環供給したり、再生部に適宜移送され再生処
理が行われて再利用される。

【００３３】このようにワーク６２の左右に塗料噴射装
置６４を配置し、床面７６の下方で補集作業を行うこと
によって、大型のワーク（例えば、図４に示すような自
動車ボディー）等の一括全体塗装を行うことができる。

【００３４】なお、上述した各実施形態で使用する通気
フィルタのフィルタ材は通気性を有し、ある程度の補集
液補水能力、及び流水能力を有するものであれば、樹脂
繊維、ガラス繊維、金属繊維等で構成されても同様の効
果をえることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補集液の発泡を防止し、補集効率を維持した状態で、メ
ンテナンス性の向上や排気能力の削減を行うことが可能
であり、運転コストの低減を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の全体構成説明図である。

【図２】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の通気フィルタの一部を破断した構成説明図である。

【図３】 本発明に係る実施形態の水溶性塗料の塗装装
置の通気フィルタ及びその周辺の構成説明図である。

【図４】 本発明に係る他の実施形態の水溶性塗料の塗
装装置の全体構成説明図である。

【符号の説明】

１０ 塗装装置、１２ 塗装ブース、１４ ワーク、１
６ オーバヘッドコンベア、１８ 塗料噴射装置、１８
ａ 噴射ノズル、２０ 排気路、２４ ウォータカーテ
ン、２６ 通気フィルタ、２８ フレーム、２８ａ 固
定フレーム、２８ｂ ヒンジ、２８ｃ 可動フレーム、
３０ フィルタ、３４ 液受け、３８ウォータシャワ
ー、４０ 補集液槽、４２ 再生部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴射ノズルから噴射される水溶性塗料に
   よって搬送途中のワークに対して塗装を行う塗装ブース
   と、 塗装ブースに連通し、当該塗装ブースの排気を行う排気
   路と、 前記塗装ブース内に設けられ、未塗着塗料ミストの補集
   を行うウォータカーテンと、 前記ウォータカーテンの下端部に設けられ、前記排気路
   の入口を覆うフィルタであって、前記ウォータカーテン
   から流下する補集液が内部を流れる通気フィルタと、 を有することを特徴とする水溶性塗料の塗装装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記通気フィルタは、前記ウォータカーテン表面を流下
   する補集液の落下方向に対して排気路側に角度調整自在
   であることを特徴とする水溶性塗料の塗装装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の装置にお
   いて、 前記通気フィルタの排気路側表面には、当該通気フィル
   タの表面に浸出した補集液の液受けが設けられ、溜まっ
   た補集液を再度通気フィルタに戻すことを特徴とする水
   溶性塗料の塗装装置。