(57)【要約】【課題】  塗布材の均一性を向上させるだけでなく、必要最小限の洗浄流体で残存塗布材を確実に洗浄除去できるようにする。【解決手段】  円錐凹面（５Ａ）と円錐凸面（５Ｂ）を所定のクリアランスで重ねて成る液膜流路（３）の上流側環状部（３ａ）に所要数の塗布材流入口（６…）を形成し、下流側頂点部（３ｂ）に形成した流出口（７）を管路攪拌器（４）に連通させ、各塗布材流入口（６…）に配した塗布材逆流防止用逆止弁（９…）に対してその下流側から洗浄流体を供給して液膜流路（３）及び管路攪拌器（４）を洗浄する洗浄流路（１１）を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の塗布材から選択供給された１以上の塗布材を攪拌して塗装機器へ送給する塗布材攪拌装置であって、
二つの面を所定のクリアランスで重ねた面状空間で成る液膜流路に、その周端部から前記各塗布材を個別に流入させる所要数の塗布材流入口が形成され、その中央近傍に形成された流出口に前記液膜流路を通過した塗布材を攪拌する管路攪拌器が接続されてなり、
前記各塗布材流入口には、塗布材の供給圧で開成し逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁が介装されると共に、前記各逆止弁に対してその下流側から洗浄液及び洗浄エアの洗浄流体を供給して前記液膜流路及び管路攪拌器を洗浄する洗浄流路が形成されたことを特徴とする塗布材攪拌装置。
【請求項２】
複数種類の塗布材から選択供給された１以上の塗布材を攪拌して塗装機器へ送給する塗布材攪拌装置であって、
二つの面を所定のクリアランスで重ねた面状空間で成る液膜流路に、その周端部から前記各塗布材を個別に流入させる所要数の塗布材流入口が形成され、その中央近傍に形成された流出口に前記液膜流路を通過した塗布材を攪拌する管路攪拌器が接続されてなり、
前記各塗布材流入口には、塗布材の供給圧で開成し逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁が介装されたことを特徴とする塗布材攪拌装置。
【請求項３】
前記液膜流路は、頂点を下流側に向けると共に底面周縁部を上流側に向けた円錐凹面と円錐凸面を所定のクリアランスで重ねた円錐皿型空間に形成され、上流側周縁部に所要数の塗布材流入口が形成されると共に、下端側頂点部に流出口が形成された請求項１又は２記載の塗布材攪拌装置。
【請求項４】
前記液膜流路を形成する二つの面が分離可能に取り付けられてなる請求項１又は２記載の塗布材攪拌装置。
【請求項５】
前記逆止弁は、磁着性を有する弁体を上流側に形成されたバルブシートに向って付勢する永久磁石を備えている請求項１又は２記載の塗布材攪拌装置。
【請求項６】
前記液膜流路がその流出口を中心とする回転体空間で形成されると共に、その上流側周縁部に塗布材流入口が形成されてなり、各塗布材流入口に洗浄流体を供給する前記洗浄流路が、前記液膜流路内で渦流を生じるように、液膜流路の上流側周縁部の接線に沿ってその外側から各塗布材流入口に向かって形成されて成る請求項１又は２記載の塗布材攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の塗布材から選択供給された１以上の塗布材を攪拌して、塗装機やこれに装備もしくは脱着自在に装着される塗料タンクなどの塗装機器へ送給する塗布材攪拌装置に関し、特に、二液混合型塗料の主剤と硬化剤を攪拌混合する塗布材攪拌装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、多液混合型塗料の塗布材成分となる主剤及び硬化剤や、色の異なる二種類以上の塗料などをインラインで供給しながら混合する混合器を提案した。
【特許文献１】特開２００１−２３９１９０
【０００３】
図４は、このような混合器を組み込んで、複数種類の二液混合型塗料Ｋ１、Ｋ２を選択的に攪拌混合して塗装する場合に使用する塗装機を示す。
この塗装機Ｔには二液混合型塗料Ｋ１、Ｋ２の主剤及び硬化剤を個別に流入させる所要数の流入ポート４１…が形成され、主剤及び洗浄流体を切換供給するバルブ装置４２…を備えた主剤供給管４３Ａ、４４Ａと、硬化剤及び洗浄流体を切換供給するバルブ装置４５…を備えた硬化剤供給管４３Ｂ、４４Ｂが、塗料ポンプ４６…を介して前記流入ポート４１…に接続されている。
そして、各流入ポート４１…は、回転霧化頭（霧化機構）４７を高速回転駆動させるエアモータ４８の管状回転軸４９内に非接触状態で挿通された管状のスタティックミキサ（管路攪拌器）５０の流入口５０inに対して、配管５１、５２を介して接続されている。
【０００４】
これによれば、他方の二液混合型塗料Ｋ１で塗装する場合は、主剤供給管４３Ａ及び硬化剤供給管４３Ｂのバルブ装置４２及び４５の塗布材バルブ５３を開いて、ポンプ４６を稼動させれば、二液混合型塗料Ｋ１の主剤Ｍ１及び硬化剤Ｈ１が塗装機Ｔに供給され、流入ポート４１…から配管５１を通り、スタティックミキサ５０で均一に攪拌混合されて回転霧化頭４７に供給される。
この間、主剤供給管４３Ａ及び硬化剤供給管４３Ｂに接続された配管５１を介して主剤Ｍ１及び硬化剤Ｈ１が供給されており、主剤供給管４３Ａ及び硬化剤供給管４３Ｂに接続された配管５２には主剤Ｍ１及び硬化剤Ｈ１が逆流するため、配管５１及び５２にはいずれも主剤Ｍ１及び硬化剤Ｈ１が充填されることとなる。
【０００５】
次いで、他方の二液混合型塗料Ｋ２で塗装する場合は、配管５１及び５２内に残存する主剤Ｍ１及び硬化剤Ｈ１と混ざらないように、各バルブ装置４２及び４５の洗浄液バルブ５４と洗浄エアバルブ５５を交互に開閉して洗浄液と洗浄エアを交互に供給して各配管５１及び５２を一斉に洗浄する。
その後、主剤供給管４４Ａ及び硬化剤供給管４４Ｂのバルブ装置４２及び４５の塗布材バルブを開いて、ポンプ４６を稼動させれば、二液混合型塗料Ｋ２の主剤Ｍ２及び硬化剤Ｈ２が塗装機Ｔに供給され、流入ポート４１…から配管５２を通り、スタティックミキサ５０で均一に攪拌混合されて回転霧化頭４７に供給される。
【０００６】
しかしながら、従来の洗浄系は、主剤供給管４３Ａ、４４Ａ及び硬化剤供給管４３Ｂ，４４Ｂに介装されたバルブ装置４２、４５に取り付けられた洗浄液バルブ５４及び洗浄エアバルブ５５から洗浄液及び洗浄エアが供給されるため、塗装が終るたびに各配管５１及び５２を洗浄するために、バルブ装置４２及び４５からスタティックミキサ５０に至る流路をすべて洗浄しなければならないので、洗浄流体の使用量が嵩むという問題があった。
【０００７】
また、スタティックミキサ５０で攪拌混合する際に、主剤供給管４３Ａ、４４Ａ及び硬化剤供給管４３Ｂ，４４Ｂ介して供給された主剤及び硬化剤に含まれる塗料成分にムラがあったり、塗布材の粘性が不均一であったときは、スタティックミキサ５０を通しても均一に混合されずに、塗装不良を生ずる場合があることが判明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、第一に攪拌による塗布材の均一性を向上させ、第二に必要最小限の洗浄流体で残存塗布材を確実に洗浄除去できるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明は、複数種類の塗布材から選択供給された１以上の塗布材を攪拌して塗装機器へ送給する塗布材攪拌装置であって、二つの面を所定のクリアランスで重ねた面状空間で成る液膜流路に、その周端部から前記各塗布材を個別に流入させる所要数の塗布材流入口が形成されると共に、その中央近傍に形成された流出口に前記液膜流路を通過した塗布材を攪拌する管路攪拌器が接続されてなり、前記各塗布材流入口には、塗布材の供給圧で開成し逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁が介装されると共に、前記各逆止弁に対してその下流側から洗浄液及び洗浄エアの洗浄流体を供給して前記液膜流路及び管路攪拌器を洗浄する洗浄流路が形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る塗布材攪拌装置によれば、選択供給された塗布材が液膜流路で膜状に流された後、前記液膜流路を通過した塗料がスタティックミキサなどの管路攪拌器を通過することによって攪拌される。
液膜流路は、二つの面を所定のクリアランスで重ねた面状空間で形成されているので、その周縁部に形成された塗布材流入口から流入された塗布材が中央近傍に形成された流出口に向ってそのクリアランスの厚さの液膜となって流れる。
【００１１】
すなわち、クリアランスの狭い液膜流路内で薄く延ばされ、しかも、流路断面積が狭いことから塗布材の流速が加速されて液膜流路内の流れが乱流となるため、塗布材が自分自身の流れにより攪拌されることになる。
したがって、粘性が不均一の塗布材が供給されても、その塗布材に含まれる塗料成分が均一になるように予備攪拌され、二液混合型塗料では液膜流路で主剤と硬化剤が予備混合される。
そして、このように予備攪拌・予備混合された塗布材が流出口からスタティックミキサ等の管路攪拌器を通過することにより確実に均一化され、塗料品質の均一性が向上する。
また、各塗布材流入口には塗布材の供給圧で開成し逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁が介装されているので、圧送供給された塗布材の逆止弁のみが開かれ、他の塗布材を供給する塗布材流入口は逆止弁で塞がれているので、種類の異なる塗布材が他の塗布材流入口から逆流して夫々の流路内で混ざることがない。
【００１２】
ここで、請求項３に記載されたように、液膜流路が、頂点を下流側に向けると共に底面周縁部を上流側に向けた円錐凹面と円錐凸面を所定のクリアランスで重ねた円錐皿型空間に形成されていれば、その上流側周縁部に形成された塗布材流入口から下端側頂点部の流出口に向って流路断面積が徐々に狭くなるので、液膜流路を流れる塗布材は流出口に向って急激に加速され、拡販機能が向上する。
【００１３】
また、請求項４に記載されたように、液膜流路を形成する円錐凹面と円錐凸面が分離可能に取り付けられていれば、これらを分離することにより僅かなクリアランスの液膜流路内を容易に洗浄することができ、メンテナンスの作業性が向上する。
【００１４】
さらに、請求項５に記載したように、塗布材流入口に配された逆止弁が、磁着性を有する弁体を上流側に形成されたバルブシートに向って付勢する永久磁石を備えた構造となっていれば、弁体を付勢するスプリングが不要となるので、そのスプリングの隙間など塗布材が溜まるところが少なくなり、洗浄性に優れる。
【００１５】
さらにまた、各塗布材流入口に対し、逆止弁の下流側に洗浄液及び洗浄エアの洗浄流体を供給する洗浄流路が形成されているので、各洗浄流路から洗浄流体を一斉に供給することにより、洗浄流体は、塗布材流入口より下流側の液膜流路及び管路攪拌器内を流れて、残存塗布材が洗浄除去される。
すなわち、各塗布材流入口に逆止弁が配されており、その上流側は塗布材同士が混合する可能性がないため洗浄する必要がなく、塗布材が混合する可能性のある下流側のみを洗浄すれば足りるので洗浄流体の使用量を抑えることができる。
この場合において、請求項６に記載されたように、洗浄流路を液膜流路の周縁部の接線に沿ってその外側から各塗布材流入口に向かって形成すれば、液膜流路の周縁部から中央部に向って螺旋状に流れる渦流が形成されるので、洗浄効果がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本例では、攪拌による塗布材の均一性を向上させ、必要最小限の洗浄流体で残存塗布材を確実に洗浄除去するという課題を、逆止弁を備えた塗布材流入口から円錐皿型の液膜流路を通り、管路型攪拌器に塗布材を流入させる構成とすることにより達成した。
【００１７】
図１は本発明に係る塗布材攪拌器を示す垂直断面図、図２はその平面図、図３はその水平断面図である。
【００１８】
図１〜図３に示す塗布材攪拌器１は、複数の塗布材供給源（図示せず）から選択供給された１以上の塗布材を攪拌して、塗装機やこれに装備もしくは脱着自在に装着される塗料タンクなどの塗装機器へ送給するために用いられる。
本例では、攪拌器本体２の上段周面に、各塗布材供給配管を接続する八つの流入ポートＰ１〜Ｐ４及びＱ１〜Ｑ４が放射状に形成されており、直径方向に向き合う３対の流入ポートＰ１〜Ｐ３及びＱ１〜Ｑ３に３種類の二液混合型塗料の主剤供給源及び硬化剤供給源（図示せず）が接続され、残る二つの流入ポートＰ４及びＱ４に任意のソリッド塗料供給源（図示せず）が接続されている。
即ち、本例では攪拌器１に、塗布材として、主剤・硬化剤・塗料が供給されている。
【００１９】
攪拌器本体２の下段周面には、攪拌終了した塗布材を塗装機器へ送給する流出ポートＰoutが形成されており、前記各流入ポートＰ１〜Ｐ４及びＱ１〜Ｑ４から流出ポートＰoutに至る塗布材流路に、選択供給された塗布材を膜状に流す液膜流路３が形成されると共に、この液膜流路３を通過した塗布材を攪拌するスタティックミキサ（管路攪拌器）４が配されている。
【００２０】
液膜流路３は、二つの面を所定のクリアランスで重ねた面状空間で形成されている。本例では、円錐凹面５Ａ及び円錐凸面５Ｂの二つの面を１ｍｍ程度のクリアランスで重ねられた円錐皿型空間に形成され、その頂点３ｂが下流側となるように下向きに配され、底面の環状部（周縁部）３ａが上流側となるように上向きに配されて成る。
すなわち、液膜流路３の上流側環状部３ａには、各塗布材を液膜流路３内に個別に流入させるように前記流入ポートＰ１〜Ｐ４及びＱ１〜Ｑ４から連通する所要数の塗布材流入口６…が形成され、その中央に位置する頂点３ｂには流出口７が形成されており、流出口７から水平方向に周回して流出ポートＰoutに至る流路８中に前記スタティックミキサ４が収容配設されている。
すなわち、液膜流路３は流出口７を中心とする円錐状の回転体空間で形成されると共に、その上流側環状部３ａに塗布材流入口６…が形成されている。
【００２１】
各塗布材流入口６…には、塗布材の供給圧で開成し、逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁９…が介装されている。
この逆止弁９は、強磁性体等で形成された磁着性を有するボールやポペット等の弁体９ａを上流側に形成されたバルブシート９ｂに向って付勢する永久磁石１０を備えており、本例では、クラッキング圧０.４ｋｇｆ／ｃｍ２，吸着力６０ｇｆとなるような永久磁石１０が選定されている。
【００２２】
また、攪拌器本体２の下段周面には、流入ポートＰ１〜Ｐ４に連通する塗布材流入口６…と、流入ポートＱ１〜Ｑ４に連通する塗布材流入口６…に洗浄液及び洗浄エアなどの洗浄流体を供給する二つの洗浄流体供給ポートＣ１、Ｃ２がその直径方向に対向して形成されている。
各供給ポートＣ１及びＣ２から流入した洗浄流体を各塗布材流入口６…に供給する洗浄流路１１は、供給ポートＣ１及びＣ２に連通された円弧状の主洗浄流路１２と、この主洗浄流路１２から分岐して各塗布材流入口６…に洗浄流体を吐出させる分岐流路１３…からなる。
【００２３】
そして、主洗浄流路１２は、塗布材流入口６…を円周上に配列したときのピッチ円より大径の円弧状に形成され、分岐流路１３…は、液膜流路３の上流側環状部３ａの接線に沿ってその外側から各塗布材流入口６…に向かって形成されている。
これにより、主洗浄流路１２及び分岐流路１３からなる洗浄流路１１を通って各塗布材流入口６…に供給された洗浄液流体は、各逆止弁９…に対してその下流側から吐出されるて液膜流路３及びスタティックミキサ４を洗浄する。
【００２４】
このとき、分岐流路１３…を通り、液膜流路３の上流側環状部３ａの接線方向外側から各塗布材流入口６…に向かって洗浄流体が供給されるので、洗浄流体は円錐皿型空間で成る液膜流路３内を螺旋状に渦を巻きながら流出口７へ向って流れる渦流となり、液膜流路３内を隅々まできれいに洗浄することができる。
その後、スタティックミキサ４内を洗浄して廃液が流出ポートＰoutから排出される。
なお、各洗浄流体供給ポートＣ１及びＣ２には、洗浄流体の供給圧で開成し、逆流方向に圧力が作用したときに閉成される逆止弁１４が介装され、塗布材供給時に塗布材が洗浄流体流路に流入しないようになっている。
この逆止弁１４は、強磁性体等で形成された磁着性を有するボールやポペット等の弁体１４ａを上流側に形成されたバルブシート１４ｂに向って付勢する永久磁石１５を備えており、本例では、クラッキング圧０.４ｋｇｆ／ｃｍ２，吸着力６０ｇｆとなるような永久磁石１５が選定されている。
【００２５】
以上が、本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する
まず、例えば流入ポートＰ１及びＱ１を介して供給される主剤及び硬化剤を攪拌混合してなる二液混合型塗料を供給する場合、夫々の主剤供給源及び硬化剤供給源から主剤及び硬化剤を圧送すると、その供給圧で流入ポートＰ１及びＱ１に連通する塗布材流入口６及び６に配された逆止弁９の弁体９ａがバルブシート９ｂから離れる方向に押され、永久磁石１０の磁力に抗して開成され、主剤及び硬化剤は液膜流路３及びスタティックミキサ４を通過する際に攪拌混合される。
【００２６】
液膜流路３は、所定のクリアランスの円錐皿型空間に形成されているので、上流側環状部３ａに形成された塗布材流入口６から流入された主剤及び硬化剤が頂点３ｂに形成された流出口７に向ってそのクリアランスの液膜となって流れる。
このとき、主剤及び硬化剤はクリアランスの狭い液膜流路３内で薄く延ばされるので、液膜流路３中に広がり、互いに接触して混ざり合う。
【００２７】
しかも、塗布材流入口６から流出口７に向って流路断面積が徐々に狭くなり、液膜流路３を流れる主剤及び硬化剤は流出口に向って加速されていくので、クリアランスの狭い液膜流路３内ではその流れが乱流となって、主剤及び硬化剤が攪拌混合されることとなる。
そして、このように予備攪拌・予備混合された塗布材がスタティックミキサを通過することにより確実に均一化され、塗料品質の均一性が向上する。
【００２８】
なお、このとき、圧送供給されている主剤及び硬化剤によりその逆止弁９のみが開かれ、それ以外の流入ポートＰ２〜Ｐ４及びＱ２〜Ｑ４に連通する塗布材流入口６…の逆止弁９…は塞がれているので、種類の異なる塗布材が他の塗布材流入口６から逆流して混ざることがない。
また、逆止弁９として、磁着性を有する弁体を永久磁石で付勢するスプリングレス構造とすれば、塗布材が溜まりやすいスプリングの隙間が形成されることもなく、洗浄性に優れる。
【００２９】
また、二液混合型塗料に限らず、流入ポートＰ４を介してソリッド塗料を単独で供給する場合も、同様に、その供給圧で流入ポートＰ４に連通する塗布材流入口６に配された逆止弁９が開成されて、塗料は液膜流路３及びスタティックミキサ４を通過する際に攪拌混合される。
液膜流路３内では、塗布材流入口６から流出口７に向ってそのクリアランスの液膜となって薄く延ばされ、しかも、流出口７に向って加速されて乱流となるので、塗料の粘性が不均一であっても、液膜流路３で予備攪拌されて塗料成分が略均一になるよに調整され、その後、スタティックミキサ４で確実に攪拌されるので塗料品質の均一性が向上する。
【００３０】
そして、塗装が終了すると、全ての塗布材の供給を停止した状態で、洗浄流路１１から洗浄液及び洗浄エアを交互に供給して、塗布材攪拌器１を洗浄する。
この場合、各塗布材流入口６の逆止弁９は閉じているので、その下流側から洗浄液及び洗浄エアの洗浄流体を供給すると、洗浄流体は、塗布材流入口６から下流側に向って液膜流路３及びスタティックミキサ４内を流れて、残存している主剤及び硬化剤などの塗布材が洗浄除去される。
しかも、分岐流路１３…を通り、液膜流路３の上流側環状部３ａの接線方向外側から各塗布材流入口６…に向かって洗浄流体が供給されるので、洗浄流体は円錐皿型空間で成る液膜流路３内を螺旋状に渦を巻きながら流出口７へ向って流れる渦流となり、液膜流路３内を隅々まできれいに洗浄することができる。
なお、各塗布材流入口６…には逆止弁９…が配されており、その上流側は塗布材同士が混合する可能性がないため洗浄する必要がなく、塗布材が混合する可能性のある下流側の液膜流路３及びスタティックミキサ４内を洗浄すれば足りるので洗浄流体の使用量を抑えることができる。
【００３１】
さらに、液膜流路３を形成する円錐凹面５Ａと円錐凸面５Ｂが分離可能に取り付けられているので、メンテナンスを行う場合に、これらを分離して液膜流路３内を容易に洗浄することができ、その作業性が向上すると言うメリットもある。
【００３２】
以上述べたように本例によれば、塗布材として、二液混合型塗料の主剤及び硬化剤を供給する場合も、ソリッド塗料のような一液タイプの塗料を供給する場合も、液膜流路３で塗布材が液膜状に広がって加速しながら流れるので、液膜流路３内で乱流となって攪拌が促進され、このように予備攪拌された塗布材がスタティックミキサ４に流入して確実に攪拌される。
したがって、二液混合型塗料では主剤及び硬化剤が確実に攪拌混合され、一液型の塗料では塗料成分が均一に分散するように攪拌されるので、塗料品質の均一性が向上するという効果がある。
さらに、液膜流路３への塗布材流入口６…に逆止弁９…が介装されているので、その上流側では塗布材が混ざり合うことがなく、その下流側の液膜流路３及びスタティックミキサ４で塗布材が混ざる可能性があるので、その部分のみを洗浄すれば足り、洗浄流体を節約して、必要最小限の使用量で残存塗布材を確実に洗浄除去できることができるという効果もある。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、二液混合型塗料の主剤及び硬化剤や、ソリッド塗料のように、複数種類の塗布材から選択供給される１以上の塗布材を塗装機やこれに装備もしくは脱着自在に装着される塗料タンクなどの塗装機器へ送給する際に、その塗料成分が均一に分散されるように攪拌する用途に用いて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る塗布材攪拌器を示す垂直断面図。
【図２】その平面図。
【図３】その水平断面図。
【図４】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１    塗布材攪拌器
２    攪拌器本体
３    液膜流路
３ａ  上流側環状部
３ｂ  下流側頂点部
４    スタティックミキサ（管路攪拌器）
５Ａ  円錐凹面
５Ｂ  円錐凸面  
６    塗布材流入口
７    流出口
８    流路
９    逆止弁
９ａ  弁体
９ｂ  バルブシート
１０  永久磁石
１１  洗浄流路
【図１】
2006043491.tif 000003
【図２】
2006043491.tif 000004
【図３】
2006043491.tif 000005
【図４】
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