(57)【要約】【課題】所望の混合比率の塗料を連続的に得ることができ、かつ塗料性能に応じた攪拌混合により品質の良い塗料を得ることができる塗料混合装置を提供する。【解決手段】複数の供給コンテナから供給された複数の塗料原料を合流させ、塗料ポットに収容する塗料混合装置において、供給コンテナから塗料ポットに至る供給ライン中で合流した塗料原料を液流攪拌機のインペラを高速回転させることにより攪拌混合し、塗料ポットに収容される前に効率良く混合する。そのため、短時間でかつ連続的に混合攪拌することができ、量の大小を問わず、均質に攪拌混合された塗料を塗料ポットに連続供給する。この際、インペラは、主剤流量計で計測した流量に応じて回転制御されるため、塗料の性能に応じた回転数で混合攪拌され、品質の良い塗料を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の供給コンテナから供給された複数の塗料原料を合流させ、塗料ポットに収容する塗料混合装置において、供給コンテナから塗料ポットに至る供給ラインで合流した塗料原料を攪拌混合するインペラを備えた液流攪拌機が設けられ、前記インペラが供給ラインを流れる原料流量に応じて回転制御されることを特徴とする塗料混合装置。
【請求項２】
前記供給コンテナの出力側に設けられた供給弁が、該供給弁よりも塗料ポット側で塗料原料の供給流量を計測する流量計からの流量信号に基づいて開閉制御される塗料混合装置において、
前記液流攪拌機のインペラが、前記流量計で計測された流量に基づいて回転制御され、その流量が多いほど高速で回転制御されることを特徴とする請求項１に記載の塗料混合装置。
【請求項３】
少なくとも主剤供給コンテナおよび硬化剤供給コンテナを備え、各供給コンテナから塗料原料の合流部に至る供給ライン上に夫々流量計が配設された塗料混合装置において、
前記液流攪拌機のインペラが、前記流量計のうち主剤供給ラインの流量を計測する主剤流量計からの流量信号に基づいて回転制御されることを特徴とする請求項２に記載の塗料混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エポキシ樹脂塗料やウレタン樹脂塗料等のように、２液あるいは３液を混合するための塗料混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エポキシ樹脂塗料やウレタン樹脂塗料は、２液あるいは３液を混合して化学反応させて使用するものであるが、これらの塗料原料は、最初から混ぜ合わせると短時間のうちに硬化してしまうため、使用直前に混合させることが行われている。
【０００３】
特許文献１には、複数の塗料原料を混合し、取り出すための塗料混合装置が開示されている。この塗料混合装置は、塗料原料を供給する供給タンクの出力側に設けられた原料供給弁と、各供給タンクから供給される原料塗料を一時溜めるための混合タンクと、混合タンク内の塗料を攪拌するための攪拌手段と、混合タンクからの出力を開閉する混合塗料供給弁とを備え、多液形塗料を多量に用いる場合でも効率的にかつ計画的に混合することができるようになっている。
【特許文献１】特許第３２６７５２９号（請求項１、段落０００６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の塗料混合装置においては、塗料の混合が混合タンク内で攪拌機により攪拌されることにより行われる。そのため、混合タンク内で十分攪拌したとしても各種原料が均質に混合された塗料を得るには困難を伴い、また、均質性の高い塗料を得るためには十分攪拌する必要があり、それだけ時間を要することになる。
【０００５】
また、特許文献１の塗料混合装置では、混合タンク内に溜まった塗料がほとんどなくなってから、新たな塗料原料を混合タンクに供給して所望の塗料をつくることになる。そのため、混合タンクから塗料を取り出す際には、間欠的な取り出し作業となり、塗料の塗布作業などが滞ることになる。また、連続的に塗料を混合させる方式ではないため、同じ品質の塗料を得ようとしても、１回目の混合塗料と２回目の混合塗料との間に品質のバラツキが生じる可能性がある。
【０００６】
さらに、特許文献１の塗料混合装置では、混合タンク内で塗料の攪拌混合を行うが、その攪拌機の回転は常時一定回転で駆動されており、塗料の性能に応じた回転数で回転制御することがなされていないのが現状である。
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、所望の混合比率の塗料を連続的に得ることができ、かつ塗料性能に応じた攪拌混合により品質の良い塗料を得ることができる塗料混合装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明においては、複数の供給コンテナから供給された複数の塗料原料を合流させ、塗料ポットに収容する塗料混合装置において、供給コンテナから塗料ポットに至る供給ラインで合流した塗料原料を攪拌混合するインペラを備えた液流攪拌機が設けられ、前記インペラが供給ラインを流れる原料流量に応じて回転制御されることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によると、塗料の供給ライン中でインペラの回転により２液あるいは３液の塗料原料が攪拌混合されるので、塗料原料を短時間でかつ連続的に混合攪拌することができる。そのため、量の大小を問わず、均質に攪拌混合された塗料を塗料ポットに連続的に供給することができ、塗料ポットからの取り出しも連続的に行うことができ、塗料の塗布作業も効率良く行うことができる。また、この際、インペラは供給ライン中を流れる原料流量に応じて回転制御されるので、塗料の性能に応じた回転数で混合攪拌される。
【００１０】
インペラの回転は、原料の供給流量を計測する流量計からの流量信号を利用して制御することができる。すなわち、供給コンテナの出力側に設けられた供給弁が、該供給弁よりも塗料ポット側で塗料原料の供給流量を計測する流量計からの流量信号に基づいて開閉制御される塗料混合装置において、前記液流攪拌機のインペラが、前記流量計で計測された流量に基づいて回転制御され、その流量が多いほど高速で回転制御される。
【００１１】
上記構成によると、原料供給弁の開閉制御を行うための流量計からの流量信号を利用し、その流量の大小に応じてインペラの回転が可変制御されるので、塗料の性能に応じた回転数で塗料を混合することができる。
【００１２】
ここで、流量計には、主剤の供給ライン上に配置された主剤流量計と、硬化剤の供給ラインに配置された硬化剤流量計とがあり、さらに、シンナーなどの溶剤を混合する場合には、溶剤の供給ラインに配置された溶剤流量計が存在する。このように複数の流量計が存在する場合、液流攪拌機のインペラの回転制御を主剤流量計で計測された流量に基づいて行う。これは、混合塗料の６０〜９０重量％が主剤であるからであり、その流量に応じてインペラを回転制御するのが得策だからである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のとおり、本発明によると、供給コンテナから塗料ポットに至る供給ライン中に、合流した塗料原料を攪拌混合するインペラを備えた液流攪拌機を設けているので、塗料原料を短時間でかつ連続的に混合攪拌することができる。
【００１４】
そのため、量の大小を問わず、均質に攪拌混合された塗料を塗料ポットに連続的に供給することができ、塗料ポットからの取り出しも連続的に行うことができ、塗料の塗布作業も効率良く行うことができる。
【００１５】
また、この際、インペラは供給ラインを流れる原料流量に応じて回転制御されるので、塗料の性能に応じた回転数で混合攪拌され、品質の良い塗料を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態である塗料混合装置の概略構成図である。図に示すように、本実施形態の塗料混合装置１は、
主剤と硬化剤と必要に応じて溶剤を混合して塗料とするもので、主剤を供給する複数個の主剤供給コンテナ２ａ、２ｂ、２ｃと、硬化剤を供給する硬化剤供給コンテナ３ａ，３ｂと、シンナーなどの溶剤を供給する溶剤供給コンテナ４とを備え、これらのコンテナから各々の供給ラインＡ，Ｂ，Ｃを通して２液ないし３液を混合し、塗料ポット５に収容するようになっている。
【００１７】
各供給ラインＡ，Ｂ，Ｃには、塗料ポットに要求される量の塗料原料を供給するために、供給弁、供給ポンプおよび流量計が配置される。まず、主剤供給ラインＡにおいては、主剤供給コンテナ２ａ〜２ｃの出口側に主剤供給弁６ａ，６ｂ，６ｃが設けられ、この主剤供給弁６ａ〜６ｃの供給方向で下流側に主剤ポンプ９が設置され、該主剤ポンプ９の吐出側には主剤の流量を計測する主剤流量計１２が配置される。
【００１８】
硬化剤供給ラインＢにおいては、硬化剤供給コンテナ３ａ、３ｂの出口側に硬化剤供給弁７ａ，７ｂが設けられ、この硬化剤供給弁７ａ，７ｂの供給方向で下流側に硬化剤ポンプ１０が設置され、該硬化剤ポンプ１０の吐出側には硬化剤の流量を計測する硬化剤流量計１３が配置される。
【００１９】
溶剤供給ラインＣにおいては、溶剤供給コンテナ４の出口側に溶剤供給弁８が設けられ、この溶剤供給弁８の供給方向で下流側に溶剤ポンプ１１が設置され、該溶剤ポンプ１１の吐出側には溶剤の流量を計測する溶剤流量計１４が配置される。
【００２０】
そして、各供給ラインＡ，Ｂ，Ｃが、流量計１２，１３，１４よりも供給方向の下流側で合流され、合流後の合流ラインＤ上に設けられた液流攪拌機１５により混合攪拌されて塗料ポット５に収容される。
【００２１】
塗料ポット５は、その質量を計測するロードセル１６上に載置されており、このロードセル１６からの重量信号および流量計からの流量信号により、前記供給ポンプ９，１０，１１および供給弁６ａ、６ｂ、６ｃ、７ａ，７ｂ，８の開閉動作並びに液流攪拌機１５が駆動制御される。また、塗料ポット５には取出しラインＥが接続され、この取出しラインＥには圧送ポンプ１７が設置されると共に先端側にスプレーガン１８が接続され、塗料ポットからの塗料を取出せるようになっている。
【００２２】
各供給弁６ａ，６ｂ，６ｃ、７ａ，７ｂ、８は、ゲートバルブが使用され、ゲートバルブがエアモータ（図示略）と減速機構とにより開閉駆動される。これら供給弁よりもコンテナ側には手動バルブ１９が設けられ、供給コンテナからの液の流入を防止し、供給ラインへの空気の混入を防止している。なお、手動バルブ１９は、運転中は開状態としておく。
【００２３】
各供給ポンプ９，１０，１１は、供給コンテナから液を吸入して塗料ポット５に吐出するもので、図２に示すように、ギアポンプ３０をエアモータ３１および減速機構３２を介して駆動するようにしている。
【００２４】
これらの供給ポンプでは、主剤供給ポンプ９を除き、そのエアモータ３１の排気量が比例制御弁２５（溶剤供給ポンプ１１側の比例制御弁は符号２６で示す）により制御され、エアモータ３１が回転制御される。エアモータ３１の排気側を絞ると、エアモータ３１のトルク変動が少なくなり、容量可変型ポンプとして少量の液の混合でも十分に対応することができる。なお、主剤供給ポンプ９は、混合比として６０重量％〜９０重量％の塗料原料を吐出するものであり、主剤の量を基準に硬化剤および溶剤の量を決めるものであるため、定量ポンプを用いても十分対応することができるが、この主剤ポンプ９として他のポンプ１０，１１と同様に容量可変型ポンプを用いてもよい。
【００２５】
流量計１２，１３，１４は、例えば、コリオリ質量流量計を用いることができる。コリオリ質量流量計は、流体が流れるセンサチューブの両端を支持して設け、このセンサチューブの中央部に振動を与える加振機を備えた周知の２管式のものである。このコリオリ質量流量計において、振動するセンサチューブに流体を流したとき、コリオリの力によりセンサチューブの両端支持部と中央部との間の対称２位置に質量流量に比例する振動位相差が生じるので、この位相差を検出して流体の流量を求める。
【００２６】
図３は各供給ラインＡ，Ｂ，Ｃの合流部概略構造を示す図で、硬化剤供給ラインＢおよび溶剤供給ラインＣの先端開口Ｂ１，Ｃ１は、主剤供給ラインＡの流れ方向で下流側に向けて開放している。これにより、主剤が硬化剤供給ラインＢや溶剤供給ラインＣに逆流するのを防止することができる。
【００２７】
図４（ａ）は液流攪拌機の概略平面図、同図（ｂ）は同じく概略側面図である。液流攪拌機１５は、図４に示すように、合流ラインＤ上に設置されるハウジング３５と、該ハウジング内で回転するインペラ３６と、該インペラ３６を減速機構３７を介して回転駆動するエアモータ３８とを備え、該エアモータ３８の排気側が比例制御弁２７により絞られることにより回転制御される。
【００２８】
ハウジング３５は、例えば、略円筒状に形成され、その軸方向一側に流体入口３５ａが、また軸方向の他側に流体出口３５ｂが夫々形成されている。流体出入口３５ａ，３５ｂの口径は、合流ラインＤの流路径に合わせて、例えば、流路径が２０ｍｍの場合、口径も同等に設定される。円筒状のハウジングは、例えば、筒径が９０ｍｍ程度のものであっても、その内部に収容したインペラ３６の回転によってハウジング内で十分攪拌混合されて出口３５ｂから塗料ポット５に送られる。
【００２９】
インペラ３６は、図４に示すように、例えば、周方向に複数の切欠が形成された円筒体から構成され、ハウジング３５の流路に対して直交する軸周りに回転可能に支持され、エアモータ３８により回転駆動される。
【００３０】
図５は塗料混合装置の制御ブロック図である。図に示すように、制御部２０は、マイクロコンピュータから構成されており、その入力側に主剤、硬化剤および溶剤の流量計１２〜１４とロードセル１６とが接続される。
【００３１】
制御部２０の出力側には、主剤供給弁６ａ〜６ｃ、硬化剤供給弁７ａ、７ｂおよび溶剤供給弁８のエアモータにエアの給排を行うソレノイドバルブ２２ａ〜２２ｆが接続される。また、制御部２０の出力側には、主剤、硬化剤および溶剤の供給ポンプ９〜１１並びに液流攪拌機１５のエアモータにエアの給排を行うソレノイドバルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが接続される。さらに、制御部２０の出力側には、硬化剤供給ポンプ１０および溶剤供給ポンプ１１の容量を可変とするエア供給回路の比例制御弁２５，２６が接続され、さらにまた、液流攪拌機１５のエア供給回路の比例制御弁２７が接続される。さらに、制御部２０には、表示・操作パネル４０が接続される。
【００３２】
上記構成の塗料混合装置の動作を図６に示す流量制御フローチャートに基づいて説明する。塗料混合運転を開始すると、まず、ロードセル１６からの重量信号に基づいて、塗料混合運転が要求されているか否かを判断する。制御部２０では、塗料ポット５に収容される塗料がほぼ満杯となる停止重量と、塗料ポット内の塗料が消費されて補充を必要とする要求重量とを予め設定しておき、ロードセル１６からの重量信号を常時入力するようにする。今、ロードセル１６から入力された重量信号が要求重量に達した場合、制御部２０では、主剤供給弁６ａ、６ｂあるいは６ｃと、硬化剤供給弁７ａあるいは７ｂと、溶剤供給弁８を開動作し、供給ポンプ９，１０，１１を駆動して原料の吐出運転を行う。
【００３３】
このとき、主剤供給ラインＡの主剤流量計１２からの信号に基づいて硬化剤供給ポンプ１０の容量可変制御が行われ、また、硬化剤供給ラインＢの硬化剤流量計１３からの信号に基づいて溶剤供給ポンプ１１の容量可変制御が行われる。これにより、主剤の流量に応じて硬化剤および溶剤が少量であっても正確に供給されることになる。
【００３４】
そして、主剤供給ラインＡを流れる主剤に対して硬化剤供給ラインＢからの硬化剤および溶剤供給ラインＣからの溶剤が合流され、合流ラインＤ上の液流攪拌機１５により攪拌混合される。この液流攪拌機１５では、合流した塗料原料がハウジング３５内でインペラ３６が高速回転することにより攪拌混合され、塗料ポット５に収容される。
【００３５】
このとき、液流攪拌機１５のインペラ３６の回転制御は、最も多く供給される主剤供給ラインＡの主剤流量計１２で計測した流量に基づいて行われる。例えば、主剤流量計１２から計測した流量が多いほど高速で回転制御される。この回転制御は、エアモータ３８の排気側を比例制御弁２７により制御することで行われるが、他の方法で回転制御されてもよい。インペラの回転数制御は、例えば、６００〜１５００ｒｐｍの範囲内で行われる。
【００３６】
また、インペラ３６は、原料の種類や粘性などの性能に応じて回転数を予め定め、この設定回転数に対して流量計１２から計測した値に基づいて回転数を可変するようにしてもよい。さらに、原料の粘度は温度によっても変化するので、温度をパラメータとして採用し、温度センサからの入力した値を加味して回転数を設定するようにしてもよい。
このように、供給コンテナから塗料ポットに至る供給ライン上で、液流攪拌機１５により供給原料が攪拌混合されるので、均質な混合塗料が短時間で連続して得ることができる。この際、液流攪拌機１５は、塗料原料の流量に応じた回転数で回転制御されるので、品質の良い混合塗料を得ることができる。また、一般的に、塗料の攪拌混合が十分行われると、塗料粘度が下がるので、その分、シンナーなどの溶剤の使用量を抑えることができる。
【００３７】
上記運転動作は塗料停止要求信号が入力されるまで繰り返し行われる。したがって、途中で塗料ポット５から塗料を取り出しても運転が継続して行われ、塗料を連続的に供給することができる。
【００３８】
塗料ポット５を載置するロードセル１６からの重量信号が停止重量に達したならば、各種原料の供給コンテナからの吐出を停止するべく供給ポンプ９〜１１が停止し、供給弁６〜８が閉弁し、さらに、液流攪拌機１５の駆動も停止し、混合運転を終了する。
【００３９】
次に、上記混合運転中に原料供給コンテナが空になった場合の供給コンテナの自動切換制御動作を図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、混合運転中に主剤側コンテナ２ａ，２ｂ，２ｃのうち、現在記憶されている供給弁（ゲートバルブ）を開放し、運転を行う。このとき、主剤流量計１２から瞬時流量がゼロの信号が入力されたとき、現在開のゲートバルブ（例えば、供給弁６ａ）を閉とし、次のＮｏのゲートバルブ（例えば、供給弁６ｂ）を開放し、運転を続行する。そして、運転停止の指令があれば、現在開放のゲートバルブ（例えば、供給弁６ｂ）を閉にする。ここで、瞬時流量ゼロとは、一定時間内に一定量の流量が検知できなかった場合をいう。そして、このようなコンテナ切換制御は、硬化剤供給コンテナ３ａ，３ｂにおいても同様に行われる。
【００４０】
以上のとおり、塗料原料の流量制御や供給コンテナの切換制御は、流量計１２〜１４の信号に基づいて供給弁６〜８、供給ポンプ９〜１１、および液流攪拌機１５を制御することにより行われる。すなわち、本実施形態では、複数の制御対象を、共通する流量計により制御するようにしているので、その部品点数が少なくなるというメリットがある。
【００４１】
さらに、本実施形態では、供給コンテナから供給された塗料が塗料ポットに収容される前に合流され、液流攪拌機１５により攪拌混合されるので、短時間でかつ連続的に混合することができる。そして、この際、液流攪拌機のインペラは供給ラインを流れる原料流量に応じて回転制御されるので、塗料原料の性能に応じた回転数で攪拌混合され、品質の良い混合塗料を得ることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、３個の主剤供給コンテナ、２個の硬化剤供給コンテナ、１個の溶剤供給コンテナを例に説明したが、その個数は実施形態に限定されるものではない。また、供給ポンプおよび流量計の構成も実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態である塗料混合装置の概略構成図
【図２】供給ポンプの概略構成図
【図３】供給ラインの合流部の概略構造を示す図
【図４】（ａ）は液流攪拌機の概略平面図、（ｂ）は同じく概略側面図
【図５】図１の塗料混合装置の制御ブロック図
【図６】原料供給流量の制御動作を示すフローチャート
【図７】供給コンテナの自動切換制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４４】
１    塗料混合装置
２ａ、２ｂ、２ｃ    主剤供給コンテナ
３ａ，３ｂ    硬化剤供給コンテナ
４    溶剤供給コンテナ
５    塗料ポット
６ａ，６ｂ，６ｃ    主剤供給弁
７ａ，７ｂ    硬化剤供給弁
８    溶剤供給弁
９，１０，１１    供給ポンプ
１２，１３，１４    流量計
１５    液流攪拌機
２５，２６    比例制御弁
３０    ギアポンプ
３１    エアモータ
３２    減速機構
３５    ハウジング
３６    インペラ
３７    減速機構
３８    エアモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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