(57)【要約】【課題】塗装ブース内面における塗料のこびりつき箇所をなくすことができる塗装ブースおよび塗装システムを提供する。【解決手段】被塗装物を入れて塗装するために用いられる塗装ブース１０であって、塗装ブースの壁面９ａに水の付着が生じやすいように、その塗装ブース内に湿分を補給するための加湿器１と、塗装ブースの底部に、塗装の際に被塗装物に塗装されなかった塗料５ｂを収容するための回収配管３３とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物を入れて塗装するために用いられる塗装ブースであって、
前記塗装ブースの壁面に水の付着を生じさせるように位置し、その塗装ブース内に湿分を補給する湿分補給手段と、
前記塗装の際に前記被塗装物に塗装されなかった塗料を収集するための塗料収集構造とを備える、塗装ブース。
【請求項２】
前記塗装ブースの壁を冷却する冷却手段を備える、請求項１に記載の塗装ブース。
【請求項３】
前記塗装ブースの内壁面を被覆する表面コートを有する、請求項１または２に記載の塗装ブース。
【請求項４】
前記表面コートが、撥水性コート層である、請求項３に記載の塗装ブース。
【請求項５】
前記表面コートが、親水性コート層である、請求項３に記載の塗装ブース。
【請求項６】
前記塗装ブースの壁の所定部分に撥水性コート層が形成され、他の部分に親水性コート層が形成されている、請求項３〜５に記載の塗装ブース。
【請求項７】
被塗装物を入れて塗装するために用いられる塗装ブースを含み、前記被塗装物に塗装されずに回収された塗料を再び塗装に用いる塗装システムであって、
前記塗装ブースは、前記塗装ブースの壁面に水の付着を生じさせるように位置し、その塗装ブース内に湿分を補給するための湿分補給手段と、
前記塗装の際に前記被塗装物に塗装されなかった塗料を収集するための塗料収集構造とを備える、塗装システム。
【請求項８】
前記塗装ブースの壁を冷却する冷却手段を備える、請求項７に記載の塗装システム。
【請求項９】
前記塗装ブースの塗料収集構造により収集された塗料を回収して再利用するために用いる配管および槽を備え、前記配管および槽の内面に撥水性コート剤が被覆されている、請求項７または８に記載の塗装システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装ブースおよび塗装システムに関し、より具体的には自動車部品、建材、事務機器等の水性塗料による塗装に用いる塗装ブースおよび塗装システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗装の作業環境への配慮や、廃液や排気への配慮から、溶剤を用いた塗料から水性塗料への転換が進んでいる。たとえば、自動車業界などでは、足回り部品などを所定の年度までに水性塗料で塗装する方式に切り換えるプロジェクトが進められている。溶剤を用いた塗料から水性塗料へ転換すると、上記のように、塗装の作業環境は改善され、廃液や排気の問題も解消される。しかし、水性塗料は塗装歩留りが悪く、たとえば、全水性塗料の３０％程度しか有効に塗装に用いられず、残りの塗料は捨てられていた。すなわち、被塗装物はスプレー塗装されるが、被塗装物に付着しないスプレーは、被塗装物の周囲の塗装ブースの内面に付着したりするなどして、有効に用いられていなかった。
【０００３】
これを解決するために、水性塗料を捕集するフィルタなどの手前に、露点温度以下に冷却した捕集材を配置した水性塗料の回収方法が提案された（特許文献１参照）。この方法によれば、上記捕集材表面に付着した塗料が重力により結露した水とともに流れ落ち、水性塗料を効率よく回収でき、これを再び塗装に用いることができる。
【０００４】
また、塗装ブースの天井面と床面を傾斜させ、壁を２重構造にして１０℃〜−２０℃の冷媒を循環する通路を設け、壁面に結露、またはより望ましくは氷結膜を形成させることにより、塗料を回収するブースの提案がなされた（特許文献２参照）。この塗装ブースによれば、ブースの清掃の手間を省き、ブース天井などから被塗装物への塗料の滴下を防ぎ、効率よく水性塗料を回収することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２４３３３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５１−２０２３９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の塗装ブースは、水性塗料の回収に大きな関心が向けられているが、塗装ブースの内面全体にわたって水性塗料のこびりつきまたは固化の防止をすることには注意が向いていない。塗装ブース内面に飛散した水性塗料の多くは、上記の結露や氷結膜の作用により、水とともに落下して回収されるが、上記の冷却手段だけでは水性塗料の回収はある程度なされるが、次の点で十分でない。
【０００８】
すなわち、塗装の際、スプレーで吹き出された塗料は、塗装ブース内面に場所を選ばず付着する。このため、上記の捕集手段や、冷媒の循環通路を設けただけでは、塗装ブース内面に塗料が付着してこびり付く箇所を生じる。このため、塗装ブース内面にこびりついた塗料を清掃で除去するメンテナンスに多くの工数を要し、改善が望まれていた。
【０００９】
本発明は、塗装ブース内面における塗料のこびりつき箇所をなくすことができる塗装ブースおよび塗装システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗装ブースは、被塗装物を入れて塗装するために用いられる塗装ブースである。この塗装ブースは、塗装ブースの壁面に水の付着が生じるように位置し、その塗装ブース内に湿分を補給するための湿分補給手段と、塗装の際に被塗装物に塗装されなかった塗料を収集するための塗料収集構造とを備える。
【００１１】
この構成により、塗装ブース内面に水を付着させることができ、被塗装物に塗装されなかった塗料と壁内面との間に水を介在させることができる。このため、塗料を壁にこびり付かせず、水に浮かせて重力により落下させることができる。落下した塗料は塗料収集構造により、集められて再使用などに用いることができる。
【００１２】
上記の構成では、湿分が水蒸気や噴霧などの形態で、塗装ブース内に供給されているので、塗装ブース内の全範囲にわたって平衡状態における露点を定義することはできない。また、露点以下の壁面温度のために結露した水付着と、噴霧された水が単に付着した水付着との区別が難しい場合もある。しかし、本説明において、水付着というとき、上記のような結露による水付着と、単に噴霧された水が付着した水付着とを含むこととする。さらに、結露という場合も、結露だけでなく、厳密には結露ではなく単に噴霧された水が付着したものも含むこととする。
【００１３】
上記の塗装ブースの壁を冷却する冷却手段を備えてもよい。
この構成により、水性塗料中の水分および湿分補充手段からの湿分を合わせて、塗装ブース内面における結露を大幅に促進することができ、塗装ブースに塗料がこびりつく箇所がなくなる。上記の湿分補充手段としては、例えば加湿器を用いて水蒸気を塗装ブースの壁に沿うように立ち昇らせてもよい。また、例えば、噴霧装置を用い、上記冷却手段により結露が不足する箇所に向けて、冷却手段を補完するように噴霧を吹き出させ、塗装ブース内面にくまなく結露を生じさせることができる。その結果、塗料のこびりつきを防止することができる。
【００１４】
また、上記の塗装ブースの内壁面を被覆する表面コートを有してもよい。
表面コートの使用により、結露の形成や、水性塗料の結露への浮遊および壁面をつたう落下を促進することができる。
【００１５】
上記の表面コートを撥水性コート層としてもよい。
撥水性コート層を形成することにより、結露を壁面から盛り上る形状にして、壁面を伝う落下を促進することができる。
【００１６】
また、上記の表面コートを親水性コート層としてもよい。
親水性コート層を形成することにより、いったん壁面に生成した結露は壁面に広く拡大することができる。このため、飛散してくる水性塗料と壁面との間に、必ず結露が介在する配置を得ることができる。この結果、水性塗料が壁面にこびり付く箇所を解消することができる。
【００１７】
上記の塗装ブースの壁の所定部分に撥水性コート層が形成され、他の部分に親水性コート層が形成されるようにしてもよい。
【００１８】
この構成により、たとえば大量に水性塗料が飛来する箇所には撥水性コート層を設けて、壁を伝う塗料の落下を促進することができる。また、塗料の飛来頻度は低いが、飛来することがある箇所には親水性コート層を設けて、こびり付きを防ぐことができる。
【００１９】
本発明の塗装システムは、被塗装物を入れて塗装するために用いられる塗装ブースを含み、被塗装物に塗装されずに回収された塗料を再び塗装に用いる塗装システムである。この塗装システムでは、塗装ブースは、塗装ブースの壁面に水の付着が生じさせるように位置し、その塗装ブース内に湿分を補給するための湿分補給手段と、塗装の際に被塗装物に塗装されなかった塗料を収集するための塗料収集構造とを備える。
【００２０】
この構成によれば、こびり付いた塗料によるフィルタ等の目詰まりを防止することがしやすくなり、またメンテナンスの際に簡単にブースを洗浄することができる。さらに、回収した水性塗料中の水分の比率を調整するなどして、フレッシュな塗料中に混合して使用しても、こびり付いた塗料の脱離片の混入などに起因した塗装の出来映え不良を発生することがない。
【００２１】
また、さらに塗装ブースに冷却手段を配置することにより、塗装ブース内面により一層結露を生じ易くなり、塗料のこびり付きをより確実に防止することができる。
【００２２】
上記の塗装ブースの塗料収集構造により収集された塗料を回収して再利用するために用いる配管および槽を備え、それら配管および槽の内面に撥水性コート剤が被覆されるようにしてもよい。
【００２３】
この構成により、配管や槽における塗料のこびりつきを防止して、水性塗料の円滑な再利用を行なうことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における塗装ブースを示す図である。この塗装ブース１０は、被塗装物１１と、その被塗装物に塗料を吹き付けるスプレーノズル１２とを取り囲むように、壁９が配置されている。壁面９ａは、壁と同じ材質で形成されていてもよいし、別の材質、たとえばステンレス鋼板などが表面を形成するように配置されたものであってもよい。塗装ブースの天井壁は、奥行き方向に天井が低くなるテーパを付けて、天井壁から被塗装物に塗料や水滴がたれ落ちないようにされている。塗装ブース１０の底部には、上記使用され塗装に用いられなかった塗料を回収するための、バルブ付きの回収配管３３が配置されている。
【００２６】
水性塗料としては、市販されている水性塗料を用いることができる。これらの水性塗料は、アルキド樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂またはウレタン樹脂など、を主成分としている。
【００２７】
本実施の形態における最大の特徴は、塗装ブース１０の内部に、湿分補充手段である加湿器１を有している点にある。加湿器１からは、図１に示すように、湿分である水蒸気６が、塗装ブースの壁面９ａに沿うように立ち昇っている。湿分補充手段は、壁面に沿うように水蒸気に限定されず、塗装ブース内で水が壁面９ａに付着することを促進するものであれば何でもよい。たとえば、細かい霧を壁面に沿って吹き上げる噴霧器や加湿器などを用いることができる。
【００２８】
「湿分補給手段が塗装ブースの壁面に水の付着を生じさせるように位置する」とは、上記噴霧器などが塗装ブース内に位置する場合、噴霧器などの噴出口のみが塗装ブース内に位置する場合、噴霧器などは塗装ブースの外部に位置していても噴霧は実質的に塗装ブース内に噴出され塗装ブースの壁面に水を付着させる場合などがある。要は、湿分補給手段が、塗装ブースの壁面に実質的に水の付着を生じさせることができる位置に配置されていればよい。
【００２９】
また、本実施の形態では塗料収集構造として、天井を斜めにする構造をとり、天井壁を伝った塗料の落下を促進するとともに、底部に塗料を溶かした水が集まるようにして、それを他の場所に移動させる回収配管３３を配置している。このような塗料収集構造により、塗料を重力により円滑に回収することができる。
【００３０】
図１の塗装ブースによれば、スプレーノズル１２から噴出した塗料のうち、被塗装物に付着しない分５ａは、大部分、壁面９ａに当る。加湿器から立ち昇る水蒸気が壁面に付着しているので、壁面に当った水性塗料はその壁面に付着している水の上に浮き上がる。浮き上がった塗料は水に溶けながら天井壁、側壁などを伝って落下して底部における回収配管３３から回収される。このため、水性塗料が塗装ブースにこびり付くことがなくなり、メンテナンスを容易化し、塗料の回収率を上げ、こびり付いた塗料の破片の混入による塗装不良などを防止することができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における塗装ブースを示す図である。本実施の形態では、塗装ブース１０の壁９の中に冷却水を通す冷却配管７が配置されている。図１と同じ符号が付されている他の部分は、図１と同じ部分である。
【００３２】
図２において、冷却水は、熱交換装置２１により所定温度以下に冷却され、図示されていないポンプなどにより駆動され、冷却配管７を循環流通している。この冷却水は、壁面９ａを冷却して、結露または水分付着の発生を促進する。図２の場合、水蒸気が加湿器から供給されているので、通常の意味での結露の発生という以上に、壁面に水付着が多く発生するように感じられる。
【００３３】
上記の冷却水の作用により、塗装ブースの壁面９ａは冷却され、加湿器から発生する水蒸気の作用を加速し、壁面への水付着を大幅に促進させることができる。この結果、水性塗料がこびり付く箇所をなくし、メンテナンス作業の容易化などを得ることができる。
【００３４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における塗装ブースを示す図である。本実施の形態では、塗装ブースの壁に表面コート層８を形成している点に特徴がある。この表面コート層８は、塗装ブース内面をすべて被覆する必要はなく、部分的に被覆されているだけでもよい。
【００３５】
この表面コート層は、図４（ａ）に示すように水滴がはじかれるような撥水性コート層８ａでもよいし、図４（ｂ）に示すように水滴が表面になじんで広がる親水性コート層８ｂでもよい。本実施の形態において、撥水性コート層８ａは、コート層表面と水滴とのなす角度θが９０°以上のものをいい、親水性コート層８ｂは、コート層表面と水滴とのなす角度θが２５°未満のものをいう。
【００３６】
これらの撥水性コート層および親水性コート層は、市販されているコート剤を電着塗装などそれぞれのコート剤に適合した被膜形成方法により形成することができる。撥水性コート剤としては、フッソ樹脂系コート剤、ビニル樹脂系コート剤、シリコーン樹脂系コート剤、ポリエチレン樹脂系コート剤などがあり、また親水性コート剤としては、シリケート系コート剤、光触媒酸化チタンコート剤、ポリアミド樹脂系コート剤、ウレタン樹脂系コート剤などがある。また、撥水性コート剤に親水性を増す添加剤を添加して親水性コート剤とすることもできる。
【００３７】
たとえば、上記の撥水性コート層８ａを被覆した箇所では、付着した水が撥水性コート層から盛り上がる形状となるので、その撥水性コート層を伝って落下しやすくなる。このため、多量の水性塗料が飛来する箇所に、この撥水性コート層を配置することにより、塗料を能率よく落下させ、たとえ多量の水性塗料が飛来してきてもその箇所で塗料の堆積などを発生させることがない。
【００３８】
また、たとえば、親水性コート層８ｂを被覆した箇所では、付着した水が親水性コート層になじんで広がる形状となる。また、その上に飛来する塗料はその水に浮かされ、壁面を伝って落下する。このため、水付着がまばらになりやすい箇所に親水性コート層を配置することにより、水付着を全面に確実に形成することができ、塗料のこびり付きを防止することが可能となる。
【００３９】
図５は、そのような表面コート層の配置をした場合の例を示す図である。図５において、スプレー塗装において、塗料の飛来が最も多い正面壁を、縁を除いて撥水性コート層８ａで被覆する。底壁は撥水性コート剤で被覆する。また、その周りの、正面壁の縁と、天井壁と、左右の側壁とを親水性コート層で被覆する。図５に示す表面コート層を形成することにより、上記のように飛来する塗料の量に応じて適切な塗料の水浮遊落下を得ることができる。
【００４０】
また、水付着の量が少ない箇所に親水性コート層を配置することが有効であるので、たとえば、次の実施の形態４において説明するように、冷却配管による冷却作用が届きにくい箇所に親水性コート層を配置することが考えられる。
【００４１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における塗装ブースを示す図である。本実施の形態では、加湿器１のほかに、冷却配管７と、表面コート層８とを配置していることに特徴がある。この塗装ブースを用いることにより、塗料が付着する壁面から塗料を水に浮かせて落下させることが、より一層確実にできるようになる。この結果、長期間使用しても塗料のこびりつきを防止することが可能になる。
【００４２】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５における塗装システムを示す。この塗装システムでは、湿分補給手段１を含む塗装ブース１０において塗装を行ない、塗装に用いられなかった水性塗料５ｂを、回収配管３３を通して回収し、回収槽３１に貯留する。この回収槽３１は、塗料調整槽３５と連通している。回収槽３１にはフィルタや沈殿槽を設けてもよい。
【００４３】
塗料調整槽４１における水分の塗料に対する比率などを塗料濃度センサ２９により測定して、その測定値に基づいて、回収槽３１、塗料補充配管３６および水配管３４から、適宜、回収した塗料、塗料補充配管３６から補充した新塗料および水を塗料調整槽３５に導入する。１つの塗料調整槽３５には、複数の塗装ブースが対応し、したがってその複数の数のスプレーノズルが対応してもよい。この場合、スプレーノズルに塗料貯留機能を有する部分が設けられていれば、塗料調整槽３５とスプレーノズルとは分離していてもよい。また、１つの塗料調整槽３５に、１つの塗装ブース、１つのスプレーノズルが対応してもよい。また、１つの回収槽３１に、複数の塗装ブースが対応し、したがってその複数の数のスプレーノズルが対応してもよいし、１つの塗装ブース、１つのスプレーノズルが対応してもよい。さらに、１つの塗料調整槽３５に、１つの塗料調整槽が対応してもよいし、複数の塗料調整槽が対応してもよい。
【００４４】
上記の回収槽３１および塗料調整槽３５と、回収配管３３、水配管３４および塗料補充配管３６とは、塗装ブースの塗料収集構造により収集された塗料を回収して再利用するために用いる槽と配管とに該当する。これらの配管および槽の内面に撥水性コート剤が被覆されることが望ましい。このような構成により、配管や槽における塗料のこびりつきを防止して、水性塗料の円滑な再利用を行なうことができる。
【００４５】
塗装の際には、塗料調整槽から塗料を送り出して、スプレーノズル１２から水性塗料のスプレーを被塗装物に吹き付けて塗装を行なう。
【００４６】
上記の塗装システムを用いることにより、無効になる塗料を有効に利用でき、資源の無駄を省くことができる。また、塗装ブースにこびり付く塗料をなくして、フィルタや塗装ブースなどのメンテナンスを軽度なものにすることができる。
【００４７】
なお、上記の実施の形態５では塗料調整槽や回収槽を配置した塗装システムを例示したが、本発明の塗装システムは、最も広くは、これら塗料調整槽や回収槽を含まず、湿分補給手段と塗料収集構造とを備えた塗装ブースを用いて、塗料を回収しながら塗装を行なうシステムであれば、どのようなシステムでもよい。
【００４８】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態はあくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されることはない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の塗装ブースおよび塗装システムを用いることにより、塗装ブース内における水性塗料のこびり付くを防止して、水性塗料の無効部分を減らすことができ、かつ装置のメンテナンスを軽度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における塗装ブースを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２における塗装ブースを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３における塗装ブースを示す図である。
【図４】表面コートの種類を示す図であり、（ａ）は撥水性コート層を、また（ｂ）は親水性コート層を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３の塗装ブースにおける表面コート層の配置を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４における塗装ブースを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５における塗装システムを示す図である。
【符号の説明】
１  湿分補給手段（加湿器）、５ａ  スプレー状塗料、５ｂ  （回収される）塗料、６  水蒸気、７  冷却配管、８  表面コート層、８ａ  撥水性コート層、８ｂ  親水性コート層、９  （塗装ブースの）壁、９ａ  壁面、１０  塗装ブース、１１  被塗装物、１２  スプレーノズル、２１  熱交換器、２９  塗料濃度センサ、３１  回収槽、３３  回収配管、３４  水配管、３５  塗料調整槽、３６  塗料補充配管。
【図１】
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【図２】
2004275818.tif 000004
【図３】
2004275818.tif 000005
【図４】
2004275818.tif 000006
【図５】
2004275818.tif 000007
【図６】
2004275818.tif 000008
【図７】
2004275818.tif 000009