(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を最大供給圧力ＰＣＯ２で供給する二酸化炭素供給部と、
塗料を最大供給圧力ＰＰで供給する塗料供給部と、
前記二酸化炭素供給部から供給される二酸化炭素、及び、前記塗料供給部から供給される塗料を混合して混合物を得る混合部と、
前記混合物を噴霧する噴霧部と、
前記二酸化炭素供給部と前記混合部とを接続する第一ラインと、
前記塗料供給部と前記混合部とを接続する第二ラインと、
前記混合部と前記噴霧部とを接続する第三ラインと、
前記第一ラインに設けられた、設定圧力ＰＢＶの第一背圧弁と、
前記第二ラインに設けられたチャッキ弁と、を備え、
前記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、前記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰと、前記第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶとが、
ＰＣＯ２＞ＰＢＶ＞ＰＰの関係を満たす、塗装装置。
【請求項２】
前記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、前記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰとが、
０．０２ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＰ≦３ＭＰａの関係を満たす、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、前記第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶとが、
０．００１ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＢＶ≦２ＭＰａの関係を満たす、請求項１又は２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記第三ラインに設けられた、設定圧力ＰＲＶの減圧弁をさらに備え、
前記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰと前記減圧弁の設定圧力ＰＲＶとが、
ＰＰ＞ＰＲＶの関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記二酸化炭素供給部が、
二酸化炭素ボンベと、
吐出側が前記第一ラインに接続された二酸化炭素ポンプと、
前記二酸化炭素ボンベと前記二酸化炭素ポンプとを接続する第四ラインと、
前記第一ラインの前記第一背圧弁よりも上流側と前記第四ラインとを連通する第五ラインと、
前記第五ラインに設けられた第二背圧弁と、を備え、
前記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２が前記第二背圧弁の設定圧力である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項６】
前記塗料供給部が、
塗料タンクと、
吐出側が前記第二ラインに接続された塗料ポンプと、
前記塗料タンクと前記塗料ポンプとを接続する第六ラインと、
前記第二ラインの前記チャッキ弁よりも上流側と前記第六ラインとを連通する第七ラインと、
前記第七ラインに設けられた第三背圧弁と、を備え、
前記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰが前記第三背圧弁の設定圧力である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項７】
前記塗料供給部が、
塗料タンクと、
塗料ポンプと、
前記塗料タンクと前記塗料ポンプとを接続する第六ラインと、を備え、
前記塗料ポンプがエアー駆動式である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項８】
前記第一ラインの第一背圧弁より下流側の容積が１０００ｍＬ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成分を含む塗料、及び、二酸化炭素の混合物を対象物に噴霧する、いわゆる二酸化炭素塗装法が知られている。二酸化炭素塗装法に関する技術は、例えば、特許文献１〜６のように数々開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５３８６２５号公報
【特許文献２】特許第５４２９９２８号公報
【特許文献３】特許第５４２９９２９号公報
【特許文献４】特許第５６６０６０５号公報
【特許文献５】特許第５５６８８０１号公報
【特許文献６】特許第５６０８８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の塗装装置では、塗装装置内において、樹脂の析出による詰まりが発生していた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、塗装装置内における詰まりの発生を軽減できる塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、塗料と二酸化炭素との混合物を噴霧する噴霧ガンのオンとオフを切り替える際に、二酸化炭素の流量が変動するためか、混合物内の樹脂が析出しやすくなることを見出し、本発明に想到した。
【０００７】
本発明の一形態に係る塗装装置は、二酸化炭素を最大供給圧力ＰＣＯ２で供給する二酸化炭素供給部と、塗料を最大供給圧力ＰＰで供給する塗料供給部と、上記二酸化炭素供給部から供給される二酸化炭素、及び、上記塗料供給部から供給される塗料を混合して混合物を得る混合部と、上記混合物を噴霧する噴霧部と、上記二酸化炭素供給部と上記混合部とを接続する第一ラインと、上記塗料供給部と上記混合部とを接続する第二ラインと、上記混合部と上記噴霧部とを接続する第三ラインと、上記第一ラインに設けられた、設定圧力ＰＢＶの第一背圧弁と、上記第二ラインに設けられたチャッキ弁と、を備え、上記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、上記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰと、上記第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶとが、ＰＣＯ２＞ＰＢＶ＞ＰＰの関係を満たす、塗装装置。
【０００８】
上記構成を有する塗装装置であれば、塗装装置内における詰まりの発生を軽減できる。特定の理論に拘束されるものではないが、本発明者らは塗装装置内の詰まり軽減の機構を以下のように推測している。
【０００９】
二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰとを同じ値に設定しても、二酸化炭素供給部及び塗料供給部に使用されるポンプに起因する脈動、及び、噴霧部における噴霧動作のオンとオフとの切り替え時の装置内の大きな圧力変動等によって、二酸化炭素を混合部に供給する第一ライン内の圧力と、塗料を混合部に供給する第二ライン内の圧力とが等しい状態を常に保つことは困難である。このような装置内の圧力の変動によって、二酸化炭素を混合部に供給する第一ラインの圧力が、塗料を混合部に供給する第二ラインの圧力を下回った場合、二酸化炭素を供給する第一ラインに塗料が逆流する。そして、塗料中の樹脂の溶解度パラメ−タ（ＳＰ値）に比べて二酸化炭素のＳＰ値は相当低いため、第一ラインに流れ込んだ塗料中の樹脂成分が析出して、第一ラインに詰まりが発生する可能性がある。そこで、本発明の塗装装置では、あらかじめ二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２を、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰより高く設定しておくことで、装置内で圧力の変動があったとしても、塗料が二酸化炭素を供給する第一ラインに逆流するのを抑制することができる。
【００１０】
ここで、二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２を、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰより高く設定すると、噴霧部の噴霧動作がオフにされている状態では、両供給部間の圧力差によって、塗料を供給する第二ラインに二酸化炭素が流れ込んでしまう。本発明の塗装装置は、第二ラインに存在するチャッキ弁によって、二酸化炭素がチャッキ弁を越えて第二ラインに逆流するのを抑えることができる。
【００１１】
また、噴霧部の噴霧動作がオフにされている状態では、チャッキ弁よりも上流の圧力は塗料供給部の最大供給圧力ＰＰとなっており、チャッキ弁よりも下流の圧力は二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２となっている。そして、噴霧部の噴霧動作がオフからオンに切り替わると、チャッキ弁よりも上流の圧力とチャッキ弁よりも下流の圧力とが等しくなるまで、二酸化炭素供給部から二酸化炭素のみが混合部を介して噴霧部へと供給される。そして、チャッキ弁よりも上流の圧力とチャッキ弁よりの下流の圧力とが等しくなって初めて塗料供給部から塗料が混合部へと供給され、混合部において塗料と二酸化炭素とが混合され、混合物を一定の流量比で供給することが可能となる。このように、噴霧部をオフからオンに切り替えた際に、初期段階では混合部及びその下流において二酸化炭素の濃度が極めて濃厚となることから、混合部、第三ライン、及び噴霧部において、塗料中の樹脂成分が析出しやすくなる。
【００１２】
ここで、本発明の塗装装置は、第一ラインに第一背圧弁を備え、第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶが、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰより高く、かつ、二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２より低く設定されている（ＰＣＯ２＞ＰＢＶ＞ＰＰ）。したがって、噴霧部がオフからオンに切り替わると、第一ラインの圧力がＰＣＯ２から減少していくが、第一背圧弁より上流側の第一ラインの圧力が第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶを下回った時点で、第一背圧弁が閉じて二酸化炭素供給部から混合部への二酸化炭素の供給は一時停止される。そうすると、チャッキ弁の下流側の圧力の低下が速まるとともに、チャッキ弁の上流側とチャッキ弁の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減することができる。したがって、噴霧部のオフからオンへの切り替え開始から、塗料及び二酸化炭素の流量比が一定になるまでに、塗料中の樹脂成分が析出して混合部、第三ライン、又は噴霧部において詰まりが発生する現象が軽減される。
【００１３】
また、上記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、上記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰとが、０．０２ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＰ≦３ＭＰａの関係を満たすことができる。この圧力差が上記下限以上であることで、塗料又は混合物が二酸化炭素を供給する第一ラインに逆流することを抑制しやすい。また、この圧力差が上記上限値以下であることで、噴霧部をオフからオンに切り替えた際に、チャッキ弁の上流側とチャッキ弁の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減しやすい。したがって、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置内に詰まりが発生する現象がより一層軽減される。
【００１４】
また、上記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２と、上記第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶとが、０．００１ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＢＶ≦２ＭＰａの関係を満たすことができる。この圧力差が上記下限以上であることで、二酸化炭素供給部の脈動によって第一背圧弁の上流側の圧力が第一背圧弁の設定圧力ＰＢＶを下回りにくく、二酸化炭素がより安定的に混合部へと供給される。また、この圧力差が上記上限値以下であることで、チャッキ弁の上流側とチャッキ弁の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減しやすい。したがって、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置内に詰まりが発生する現象がより一層軽減される。
【００１５】
さらに、本発明の塗装装置は、上記第三ラインに設けられた、設定圧力ＰＲＶの減圧弁をさらに備え、上記塗料供給部の最大供給圧力Ｐｐと上記減圧弁の設定圧力ＰＲＶとが、Ｐｐ＞ＰＲＶの関係を満たすことができる。
【００１６】
このように、減圧弁設けることで上記混合物の噴霧量がより安定し、よりレベリング性の高い塗装を行うことができる。
【００１７】
さらに、上記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素ボンベと、吐出側が上記第一ラインに接続された二酸化炭素ポンプと、上記二酸化炭素ボンベと上記二酸化炭素ポンプとを接続する第四ラインと、上記第一ラインの上記第一背圧弁よりも上流側と上記第四ラインとを連通する第五ラインと、上記第五ラインに設けられた第二背圧弁と、を備え、上記二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２が上記第二背圧弁の設定圧力であることができる。
【００１８】
このように二酸化炭素供給部が、第二背圧弁を有する構成であることで、二酸化炭素供給部の最大供給圧力ＰＣＯ２をより高度に制御することができる。
【００１９】
また、上記塗料供給部は、塗料タンクと、吐出側が上記第二ラインに接続された塗料ポンプと、上記塗料タンクと上記塗料ポンプとを接続する第六ラインと、上記第二ラインの上記チャッキ弁よりも上流側と上記第六ラインとを連通する第七ラインと、上記第七ラインに設けられた第三背圧弁と、を備え、上記塗料供給部の最大供給圧力ＰＰが上記第三背圧弁の設定圧力であることができる。
【００２０】
このように塗料供給部が、第三背圧弁を有する構成であることで、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰをより高度に制御することができる。
【００２１】
ここで、上記塗料供給部は、塗料タンクと、塗料ポンプと、上記塗料タンクと上記塗料ポンプとを接続する第六ラインと、を備え、上記塗料ポンプがエアー駆動式であることができる。
【００２２】
このように塗料供給部が、塗料ポンプとしてエアー駆動式のポンプを備えることで、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰをより高度に制御することができる。
【００２３】
ここで、上記第一ラインの第一背圧弁より下流側の容積は１０００ｍＬ以下であることができる。
【００２４】
このように、第一ラインの第一背圧弁より下流側の容積を小さくすることで、噴霧部をオフからオンに切り替えた際に、チャッキ弁の上流側とチャッキ弁の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減しやすい。したがって、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置内に詰まりが発生する現象がより一層軽減される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、塗装装置内における詰まりの発生を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る塗装装置１００のフロー図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗装装置２００のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
図１を参照して、第一の実施形態に係る塗装装置１００を説明する。塗装装置１００は、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２、塗料供給部ＦＰ、背圧弁１８、チャッキ弁２８、混合部３２、減圧弁３４、噴霧部３６、並びにラインＬ１〜Ｌ３を備える。
【００２９】
まず、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２は、二酸化炭素ボンベ１２と、吐出側がラインＬ１に接続された二酸化炭素ポンプ１４と、二酸化炭素ボンベ１２と二酸化炭素ポンプ１４とを接続するラインＬ４と、ラインＬ１の背圧弁１８よりも上流側とラインＬ４とを連通するラインＬ５と、ラインＬ５に設けられた背圧弁１６と、を備える。二酸化炭素供給部ＦＣＯ２は、二酸化炭素を最大供給圧力ＰＣＯ２で供給する。
【００３０】
二酸化炭素ボンベ１２は、二酸化炭素を貯留する圧力容器である。二酸化炭素ボンベ１２は特に限定されず、市販されている二酸化炭素ボンベを使用することができる。
【００３１】
二酸化炭素ポンプ１４は、二酸化炭素ボンベ１２からラインＬ４を介して供給される二酸化炭素を加圧する。ポンプの形式は特に限定されないが、プランジャーポンプ、ギアポンプなどの公知のポンプを使用できる。二酸化炭素ポンプ１４によって加圧された二酸化炭素は、ラインＬ１へと供給される。
【００３２】
背圧弁１６は、ラインＬ５に設けられており、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２を制御する。具体的には、背圧弁１６の一次側（入口側）がラインＬ１の背圧弁１８よりも上流側に接続され、背圧弁１６の二次側（出口側）がラインＬ４と接続されている。したがって、ラインＬ１の背圧弁１８より上流側の圧力が、背圧弁１６の設定圧力（二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２）以上になると、閉じていた背圧弁１６が開き、二酸化炭素がラインＬ５を介してラインＬ１からラインＬ４へと戻る。これによって、ラインＬ１の背圧弁１８より上流側の圧力を常に背圧弁１６の設定圧力以下に保つことができる。したがって、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２をより高度に制御することができ、また、圧力の上昇によるラインの破損を防ぐことができる。
【００３３】
二酸化炭素ポンプ１４と混合部３２とはラインＬ１により接続されており、ラインＬ１には背圧弁１８が設けられている。背圧弁１８は、ラインＬ１における二酸化炭素の流れを制御する。具体的には、背圧弁１８の一次側（入口側）が二酸化炭素ポンプ１４に接続され、背圧弁１８の二次側（出口側）が混合部３２と接続されている。したがって、ラインＬ１の背圧弁１８より上流の圧力が背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶ以下になると、背圧弁１８が閉じ、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２から混合部３２への二酸化炭素の供給が停止する。ラインＬ１の背圧弁１８より上流の圧力が背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶ以上になると、背圧弁１８が再び開き、混合部３２への二酸化炭素の供給が再開される。二酸化炭素がラインＬ１を介して混合部３２へと供給される構成上、背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶは、背圧弁１６の設定圧力より低く設定される（ＰＣＯ２＞ＰＢＶ）。
【００３４】
ここで、ライン１の背圧弁１８より下流側の容積は、１０００ｍＬ以下であることができ、２００ｍＬ以下であることが好ましく、２０ｍＬ以下であることがより好ましい。このように、ラインＬ１の背圧弁１８より下流側の容積を小さくすることで、噴霧部３６をオフからオンに切り替えた際に、チャッキ弁２８の上流側とチャッキ弁２８の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部３２及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減することができる。したがって、塗料に対する二酸化炭素の流量比の変動量をより低減することができ、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置１００内に詰まりが発生する現象がより軽減される。
【００３５】
次に、塗料供給部ＦＰは、塗料タンク２２と、吐出側がラインＬ２に接続された塗料ポンプ２４と、塗料タンク２２と塗料ポンプ２４とを接続するラインＬ６と、ラインＬ２のチャッキ弁２８よりも上流側とラインＬ６とを連通するラインＬ７と、ラインＬ７に設けられた背圧弁２６と、を備える。塗料供給部ＦＰは、塗料を最大供給圧力ＰＰで供給する。
【００３６】
塗料タンク２２は、樹脂成分を含む液状の塗料を貯留する。塗料は、樹脂成分以外に溶剤及び種々の添加剤を含むことができる。樹脂成分、溶剤、及び添加剤は、塗料に通常用いられるものであれば特に制限はない。塗料タンク２２内の圧力は通常常圧、すなわち大気圧であるが、ポンプに塗料を安定供給するため、０．１〜０．２ＭＰａ加圧されていてもよい。
【００３７】
樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂（約２２）、アクリル樹脂（約１９）、アクリルウレタン樹脂（約１７〜２２）、ポリエステル樹脂（約２２）、アクリルシリコン樹脂（約１７〜２２）、アルキッド樹脂（約１７〜２５）、ＵＶ硬化樹脂（約１７〜２３）、塩酢ビ樹脂（約１９〜２２）、スチレンブタジエンゴム（約１７〜１８）、ポリエステルウレタン樹脂（約１９〜２１）、スチレンアクリル樹脂（約１９〜２１）、アミノ樹脂（約１９〜２１）、ポリウレタン樹脂（約２１）、フェノール樹脂（約２３）、塩化ビニル樹脂（約１９〜２２）、ニトロセルロース樹脂（約２２〜２４）、セルロースアセテテートブチレート樹脂（約２０）、スチレン樹脂（約１７〜２１）、及び、メラミン尿素樹脂（約１９〜２１）が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。樹脂成分は、１液硬化型樹脂であっても、２液硬化型樹脂であってもよく、ＵＶなどの活性エネルギー線硬化型樹脂であってもよい。なお、上記括弧内の数値は溶解度パラメータであり、その単位は(ＭＰａ)０.５である。
【００３８】
溶解度パラメータとは、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄの溶解度パラメータである。溶解度パラメータ（以下、ＳＰ値とする。）とは、物質間の親和性の尺度を表す熱力学的なパラメータであり、類似したＳＰ値を有する物質同士は溶解しやすい傾向にあることが知られている。
【００３９】
樹脂成分は、例えば、１７(ＭＰａ)０．５以上、１８(ＭＰａ)０．５以上、１９(ＭＰａ)０．５以上のＳＰ値を有することができ、２５(ＭＰａ)０．５以下、２４(ＭＰａ)０．５以下、２３．５(ＭＰａ)０．５以下のＳＰ値を有することができる。
【００４０】
樹脂成分のＳＰ値は以下のようにして求めることができる。すなわち、樹脂を良溶媒Ａに溶かしておき、良溶媒よりもＳＰ値の高い貧溶媒Ｈ、及び、良溶媒よりもＳＰ値の低い貧溶媒Ｌを別々に滴下して樹脂が析出し白濁するまでに要したそれぞれの貧溶媒の量を記録する。良溶媒ＡのＳＰ値δＡ、貧溶媒ＨのＳＰ値をδＨ、貧溶媒ＬのＳＰ値をδＬとし、白濁した点での良溶媒Ａ、貧溶媒Ｈ，貧溶媒Ｌの体積分率を、φＡ、φＨ、φＬとしたときに、２つの濁点における混合溶媒のＳＰ値δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ、δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌは、それぞれ、ＳＰ値の体積平均で表すことができ、下式が成立する。
δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ＝（φＡ・δＡ２＋φＨ・δＨ２）０．５
δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌ＝（φＡ・δＡ２＋φＬ・δＬ２）０．５
したがって、樹脂のＳＰ値ＳＰＲは、
ＳＰＲ＝（（Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ・δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ２＋Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌ・δ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌ２）／（Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ＋Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌ））０．５
ここで、Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ、Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｌは、混合溶媒の濁点における平均モル体積であり、例えば、前者は、次式により求められる。
１／Ｖ良溶媒Ａ＋貧溶媒Ｈ＝φＡ／ＶＡ＋φＨ／ＶＨ
ここで、ＶＡ、ＶＨはそれぞれ良溶媒Ａ、及び、貧溶媒Ｈのモル体積である。
【００４１】
溶剤は、第一の溶剤と第二の溶剤との混合物であることができる。
【００４２】
第一の溶剤は、ＳＰ値が２３．５(ＭＰａ)０．５未満の溶剤であり、樹脂成分を溶解することができる真溶剤である。第一の溶剤のＳＰ値ＳＰ第一の溶剤は、樹脂成分のＳＰ値ＳＰＲに対してＳＰＲ−７≦ＳＰ第一の溶剤≦ＳＰＲ＋４であることができる。第一の溶剤としては、例えば、メチルイソブチルケトン（１７．２）、酢酸３−メトキシブチル（２０．５）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（１８．７）、ソルベッソ１００（東燃ゼネラル石油社製、商品名）（１７．６）、ソルベッソ１５０（東燃ゼネラル石油社製、商品名）（１７．４）、エチルジグリコールアセテート（１８．５）、ｎ−ブタノール（２３．３）、ジイソブチルケトン（１６）、酢酸エチル（１８．６）、酢酸ブチル（１７．０）、及び、キシレン（１８．０）、エチルベンゼン（１８．０）が挙げられる。上記括弧内の数値はＳＰ値であり、その単位は(ＭＰａ)０.５である。
【００４３】
第一の溶剤は、ＳＰ値が２３．５(ＭＰａ)０．５未満の溶剤の混合物であってもよい。第一の溶剤の配合量は樹脂成分を溶解できる範囲であれば特に限定されないが、樹脂成分１００質量部に対して、２５〜１００００質量部であることができ、２５〜１０００質量部であることが好ましく、８７〜４６１質量部であることがより好ましい。
【００４４】
第二の溶剤は、２３．５〜４０（ＭＰａ）０．５のＳＰ値を有する。第二の溶剤の例は、ホルムアミド（３９．３）、ヒドラジン（３７．３）、グリセリン（３３．８）、N−メチルホルムアミド（３２．９）、１，４−ジホルミルピペラジン（３１．５）、エチレンシアノヒドリン（３１．１）、マロノニトリル（３０．９）、２−ピロリジン（３０．１）、エチレンカーボネート（３０．１）、メチルアセトアミド（２９．９）、エチレングリコール（２９．９）、メタノール（２９．７）、ジメチルスルホキシド（２９．７）、フェノール（２９．３）、１，４−ジアセチルピペラジン（２８．０）、無水マレイン酸（２７．８）、２−ピペリドン（２７．８）、ギ酸（２７．６）、メチルエチルスルホン（２７．４）、ピロン（２７．４）、テトラメチレンスルホン（２７．４）、プロピオラクトン（２７．２）、炭酸プロピレン（２７．２）、N−ニトロソジメチルアミン（２６．８）、N−ホルミルモルホリン（２６．６）、３−メチルスルホラン（２６．４）、ニトロメタン（２６．０）、エタノール（２６．０）、ε−カプロラクタム（２６．０）、プロピレングリコール（２５．８）、ブチロラクトン（２５．８）、クロロアセトニトリル（２５．８）、メチルプロピルスルホン（２５．６）、フルフリルアルコール（２５．６）、フェニルヒドラジン（２５．６）、亜リン酸ジメチル（２５．６）、２−メトキシエタノール（２５．４）、ジエチルスルホン（２５．４）、エチレンジアミン（２５．２）、エチルアセトアミド（２５．２）、２−クロロエタノール（２５．０）、ベンジルアルコール（２４．８）、４−エチル−１，３−ジオキソラン−２−オン（２４．８）、フタル酸ビス(２−エチルヘキシル) （２４．８）、ジメチルホルムアミド（２４．８）、ジエチレングリコール（２４．８）、１，４−ブタンジオール（２４．８）、テトラヒドロ−２，４−ジメチルチオフェン１，１−ジオキシド（２４．６）、アクリル酸（２４．６）、１−プロパノール（２４．３）、アセトニトリル（２４．３）、アリルアルコール（２４．１）、４−アセチルモルホリン（２３．７）、１，３−ブタンジオール（２３．７）、ホルミルピペリジン（２３．５）、ペンタンジオール（２３．５）、イソプロパノール（２３．５）、エチレングリコールモノフェニルエーテル（２３．５）、エチルセロソルブ（２３．５）である。上記括弧内の数値はＳＰ値であり、単位は(ＭＰａ)０．５である。第二の溶剤は、２３．５〜４０(ＭＰａ)０．５のＳＰ値を有する溶剤の混合物であってもよい。第二の溶剤のＳＰ値は、２４（ＭＰａ）０．５以上であることができ、２５（ＭＰａ）０．５以上であることができる。
【００４５】
また、第二の溶剤のコーティング液組成物中の配合量としては、二酸化炭素と第二の溶剤との合計１００質量部に対して、通常、５〜９５質量部であり、６〜８４質量部であることができ、１０〜８０質量部であることができる。
【００４６】
塗料ポンプ２４は、塗料タンク２２からラインＬ６を介して供給される塗料を加圧する。ポンプの形式は特に限定されないが、プランジャーポンプ、ギアポンプなどの公知のポンプを使用できる。塗料ポンプ２４によって加圧された塗料は、ラインＬ２へと供給される。
【００４７】
背圧弁２６は、ラインＬ７に設けられており、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰを制御する。具体的には、背圧弁２６の一次側（入口側）がラインＬ２のチャッキ弁２８よりも上流側に接続され、背圧弁２６の二次側（出口側）がラインＬ６と接続されている。したがって、ラインＬ２のチャッキ弁２８より上流側の圧力が、背圧弁２６の設定圧力（塗料供給部の最大供給圧力ＰＰ）以上になると、閉じていた背圧弁２６が開き、塗料がラインＬ７を介してラインＬ２からラインＬ６へと戻る。これによって、ラインＬ２のチャッキ弁２８より上流側の圧力を常に背圧弁２６の設定圧力以下に保つことができる。したがって、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰをより高度に制御することができ、また、圧力の上昇によるラインの破損を防ぐことができる。
【００４８】
塗料ポンプ２４と混合部３２とはラインＬ２により接続されており、ラインＬ２にはチャッキ弁２８が設けられている。チャッキ弁２８は、塗料ポンプ２４から混合部３２へ向かって塗料が流れることを可能とするようにラインＬ２に接続され、ラインＬ２の下流側（混合部３２側）から上流側（塗料ポンプ２４側）に向かって、塗料、二酸化炭素、又はこれらの混合物が逆流することを防ぐ。
【００４９】
混合部３２は、二酸化炭素ポンプ１４からラインＬ１を介して供給される二酸化炭素と、塗料ポンプ２４からラインＬ２を介して供給される塗料と、を混合して混合物を得る。混合部３２としては、例えば、インラインミキサーを使用できる。
【００５０】
混合部３２と噴霧部３６とはラインＬ３により接続されており、ラインＬ３には減圧弁３４が設けられている。減圧弁３４は、ラインＬ３の減圧弁３４より下流の圧力を減圧弁３４の設定圧力ＰＲＶまで減圧する。したがって、減圧弁３４の設定圧力ＰＲＶは、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２（背圧弁１６の設定圧力）、塗料供給部の最大供給圧力ＰＰ（背圧弁２６の設定圧力）、又は背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶのいずれよりも低い値に設定される。このように、減圧弁３４設けることで混合物の噴霧量がより安定し、よりレベリング性の高い塗装を行うことができる。
【００５１】
噴霧部３６は、ラインＬ３を介して混合部３２から供給される混合物を対象物に噴霧する。噴霧部３６としては、公知のスプレーノズルを使用できる。対象物は特に限定されず、自動車ボディー等が挙げられる。
【００５２】
続いて、本実施形態の塗装装置１００の作用について、塗装装置１００内の圧力関係とともに、説明する。二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰとを同じ値に設定すると、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２及び塗料供給部ＦＰに使用される二酸化炭素ポンプ１４及び塗料ポンプ２４に起因する脈動、及び、噴霧部３６における噴霧動作のオンとオフとの切り替え時の装置内の大きな圧力変動等によって、二酸化炭素を混合部３２に供給するラインＬ１内の圧力と、塗料を混合部３２に供給するラインＬ２内の圧力とが等しい状態を常に保つことは困難である。このような装置内の圧力の変動によって、二酸化炭素を混合部３２に供給するラインＬ１の圧力が、塗料を混合部３２に供給するラインＬ２の圧力を下回った場合、二酸化炭素を供給するラインＬ１に塗料が逆流する。そして、塗料中の樹脂のＳＰ値に比べて二酸化炭素のＳＰ値は相当低いため、ラインＬ１に流れ込んだ塗料中の樹脂成分が析出して、ラインＬ１に詰まりが発生する可能性がある。
【００５３】
しかしながら、本実施形態に係る塗装装置１００では、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２が、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰより高く設定されているので、塗装装置１００内で圧力の変動があったとしても、塗料が二酸化炭素を供給するラインＬ１に逆流するのを抑制することができる。
【００５４】
そして、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２を、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰより高く設定すると、噴霧部３６の噴霧動作がオフにされている状態では、両供給部間の圧力差によって、塗料を供給するラインＬ２に二酸化炭素が流れ込んでしまう。本実施形態の塗装装置１００では、ラインＬ２に存在するチャッキ弁２８によって、二酸化炭素がチャッキ弁２８を越えてラインＬ２に逆流するのを抑えることができる。
【００５５】
さらに、噴霧部３６の噴霧動作がオフにされている状態では、チャッキ弁２８よりも上流の圧力は塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰとなっており、チャッキ弁２８よりも下流の圧力は二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２となっている。そして、噴霧部３６の噴霧動作がオフからオンに切り替わると、チャッキ弁２８よりも上流の圧力とチャッキ弁２８よりも下流の圧力とが等しくなるまで、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２から二酸化炭素のみが混合部３２を介して噴霧部３６へと供給される。そして、チャッキ弁２８よりも上流の圧力とチャッキ弁２８よりの下流の圧力とが等しくなって初めて塗料供給部ＦＰから塗料が混合部３２へと供給され、混合部３２において塗料と二酸化炭素とが混合され、一定の流量比での噴霧部３６への混合物の供給が可能となる。このように、噴霧部３６の噴霧動作をオフからオンに切り替えた際に、初期段階では混合部３２及びその下流において二酸化炭素の濃度が極めて濃厚となることから、混合部３２、ラインＬ３、及び噴霧部３６において、塗料中の樹脂成分が析出しやすくなる。
【００５６】
しかしながら、本実施形態の塗装装置１００において、背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶが、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２（背圧弁１６の設定圧力）及び塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰ（背圧弁２６の設定圧力）に対して、ＰＣＯ２＞ＰＢＶ＞ＰＰの関係を満たしている。したがって、噴霧部３６がオフからオンに切り替わると、ラインＬ２のチャッキ弁２８より下流側及びラインＬ１の圧力がＰＣＯ２から減少していくが、背圧弁１８より上流側のラインＬ１の圧力が背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶを下回った時点で、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２から混合部３２への二酸化炭素の供給は一時停止される。そのため、チャッキ弁２８の下流側の圧力の低下が速まるとともに、チャッキ弁２８の上流側とチャッキ弁２８の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部３２及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減することができる。したがって、噴霧部３６のオフからオンへの切り替え開始から、塗料及び二酸化炭素の流量比が一定になるまでに、塗料中の樹脂成分が析出して混合部３２、ラインＬ３、又は噴霧部３６において詰まりが発生する現象が軽減される。
【００５７】
ここで、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰとは、ＰＣＯ２−ＰＰ≦３ＭＰａの関係を満たすことができ、ＰＣＯ２−ＰＰ≦１ＭＰａの関係を満たすことができ、ＰＣＯ２−ＰＰ≦０．５ＭＰａの関係を満たすことができる。これらの関係を満たすことで、噴霧部３６をオフからオンに切り替えた際に、チャッキ弁２８の上流側とチャッキ弁２８の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部３２及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減しやすい。したがって、塗料に対する二酸化炭素の流量比の変動量をより低減することができ、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置１００内に詰まりが発生する現象がより軽減される。
【００５８】
また、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰとは、０．０２ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＰの関係を満たすことができ、０．５ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＰの関係を満たすことができ、１ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＰの関係を満たすことができる。これらの関係を満たすことで、塗料又は混合物が二酸化炭素を供給するラインＬ１に逆流することを抑制しやすい。したがって、背圧弁１８付近で樹脂成分が析出して詰まりが発生する現象をより効率的に軽減することができる。
【００５９】
また、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶとは、ＰＣＯ２−ＰＢＶ≦２ＭＰａの関係を満たすことができ、ＰＣＯ２−ＰＢＶ≦１ＭＰａの関係を満たすことができ、ＰＣＯ２−ＰＢＶ≦０．５ＭＰａの関係を満たすことができる。これらの関係を満たすことで、噴霧部３６をオフからオンに切り替えた際に、チャッキ弁２８の上流側とチャッキ弁２８の下流側との間の圧力差が解消されるまでに混合部３２及びその下流に単独で流れ込む二酸化炭素の量を低減しやすい。したがって、塗料に対する二酸化炭素の流量比の変動量をより低減することができ、塗料中の樹脂成分が析出して塗装装置１００内に詰まりが発生する現象がより軽減される。
【００６０】
また、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶとは、０．００１ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＢＶの関係を満たすことができ、０．０５ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＢＶの関係を満たすことができ、０．１ＭＰａ≦ＰＣＯ２−ＰＢＶの関係を満たすことができる。これらの関係を満たすことで、二酸化炭素ポンプ１４の脈動によって背圧弁１８の上流側の圧力が背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶを下回りにくく、二酸化炭素がより安定的に混合部３２へと供給される。
【００６１】
＜第二実施形態＞
図２を参照して、第二の実施形態に係る塗装装置２００を説明する。塗装装置２００が、第一の実施形態と異なる点は、塗料供給部ＦＰの構成のみである。
【００６２】
第二実施形態の塗料供給部ＦＰが、第一の実施形態の塗料供給部ＦＰと異なる点は、背圧弁２６とラインＬ７とを備えない点、及び、塗料ポンプ２４がエアー駆動式である点である。エアー駆動式のポンプとは、供給するエアーの圧力によって流体に圧力を印加するポンプであり、エアー駆動式ポンプの最大吐出圧力はポンプに供給するエアーの最大圧力により規定される。このような構成から、第二の実施形態における塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰは、塗料ポンプ２４の最大吐出圧力となる。第二の実施形態のその他の点に関しては、第一の実施形態と同様である。
【００６３】
第二の実施形態によっても、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図１及び図２の塗装装置において、背圧弁１８と混合部３２との間に背圧弁１８から混合部３２へ向かう流れを許可するチャッキ弁を設けてもよい。チャッキ弁を設けることで、塗料又は混合物が背圧弁１８を越えてラインＬ１に逆流するのを、より確実に防ぐことができる。
【００６５】
また、図１及び図２の塗装装置において、任意の位置に冷却器又は加熱器を設けてもよい。例えば、二酸化炭素ボンベ１２と二酸化炭素ポンプ１４との間に設けてもよい。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例に基づき発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１〜４）
実施例１〜４について、図２に示す塗装装置２００において、塗料タンク２２内に、Ｓ．ＣＯＡＴ  Ｎｏ．２０１０  Ｗ−１（エスコート社製）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）及びメタノールを、表１及び２に示す割合で仕込んだ。つぎに、環境温度２０℃において、塗料タンク２２内の塗料と、二酸化炭素ボンベ１２内の二酸化炭素とを、表１及び２に示す流量比となるように混合部３２で混合し、噴霧ガン（噴霧部３６）をオンにして、混合物をスプレーノズル（噴霧部３６）から噴霧した。各実施例における、塗料ポンプ２４、背圧弁１６，１８及び減圧弁３４の設定圧力は表１及び２に示すとおりである。塗料ポンプ２４としては、旭サナック社製のエコポン（エアー駆動式のプランジャーポンプ）を使用した。
【００６８】
【表１】
0005982074.tif 000002
【００６９】
【表２】
0005982074.tif 000003
【００７０】
噴霧時間３０秒ごとに噴霧ガンをオフにして噴霧を一時停止し、５秒後に噴霧ガンを再びオンにして噴霧を再開した。これを繰り返し、合計５分間の噴霧を３回行い、ラインの閉塞を評価した。結果を表１及び２に示す。なお、表１において、Ｐｗ、Ｐｘ、Ｐｙ及びＰｚは、それぞれ図２における圧力計、Ｐｗ、Ｐｘ、Ｐｙ及びＰｚの示す値を表す。これらの値は、噴霧ガンをオンにしてから４秒後の値、及び噴霧ガンをオフにしてから４秒後の値である。
【００７１】
ラインの閉塞の評価において、表１及び２の記号は次のように対応する。◎は３回成功、○は１回又は２回成功、×は成功なしを意味する。成功とは、合計５分間の噴霧を閉塞なく完了できたことを意味する。
【００７２】
（比較例１，２，５，６）
塗装装置として、背圧弁１８を有さない塗装装置２００を使用した以外は、実施例１〜４と同様の操作で、噴霧を行った。評価結果を表１及び２に示す。
【００７３】
（比較例３，７）
実施例１〜４と同様の操作で噴霧を行った。評価結果を表１及び２に示す。
【００７４】
（比較例４，８）
塗装装置として、ラインL１の、背圧弁１８と混合部３２との間にチャッキ弁をさらに設けた塗装装置２００を使用した以外は、実施例１〜４と同様の操作で噴霧を行った。評価結果を表１及び２に示す。
【００７５】
（実施例５〜８）
塗装装置として、図１に示す塗装装置１００を使用したことと、背圧弁１６，１８，２６及び減圧弁３４の設定圧力を表３及び４に示す値としたこと以外は、実施例１〜４と同様の操作で、噴霧を行った。評価結果を表３及び４に示す。塗料ポンプ２４としては、イワキ社製の高圧プランジャーポンプＭＰ（モータ駆動式のプランジャーポンプ）を使用した。
【００７６】
（比較例９，１０）
塗装装置として、背圧弁１８を有さない塗装装置１００を使用したこと以外は、実施例５〜８と同様の操作で、噴霧を行った。評価結果を表３及び４に示す。
【００７７】
【表３】
0005982074.tif 000004
【００７８】
【表４】
0005982074.tif 000005
【符号の説明】
【００７９】
１２…二酸化炭素ボンベ、１４…二酸化炭素ポンプ、１６，１８，２６…背圧弁、２２…塗料タンク、２４…塗料ポンプ、２８…チャッキ弁、３２…混合部、３４…減圧弁、３６…噴霧部、１００，２００…塗装装置。
【要約】
【課題】塗装装置内における詰まりの発生を軽減できる塗装装置を提供する。
【解決手段】本発明の塗装装置１００は、二酸化炭素を最大供給圧力ＰＣＯ２で供給する二酸化炭素供給部ＦＣＯ２と、塗料を最大供給圧力ＰＰで供給する塗料供給部ＦＰと、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２から供給される二酸化炭素、及び、塗料供給部ＦＰから供給される塗料を混合して混合物を得る混合部３２と、混合物を噴霧する噴霧部３６と、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２と混合部３２とを接続する第一ラインＬ１と、塗料供給部ＦＰと混合部３２とを接続する第二ラインＬ２と、混合部３２と噴霧部３６とを接続する第三ラインＬ３と、第一ラインＬ１に設けられた、設定圧力ＰＢＶの第一背圧弁１８と、第二ラインＬ２に設けられたチャッキ弁２８と、を備え、二酸化炭素供給部ＦＣＯ２の最大供給圧力ＰＣＯ２と、塗料供給部ＦＰの最大供給圧力ＰＰと、第一背圧弁１８の設定圧力ＰＢＶとが、ＰＣＯ２＞ＰＢＶ＞ＰＰの関係を満たす。
【選択図】図１【図１】
0005982074.tif 000006
【図２】
0005982074.tif 000007