(57)【要約】【課題】塗装ユニットにおけるブース水の使用量に対して最適なキャパシティを有する濃縮槽を組み合わせて、塗装システムが保持するブース水量を減らしてシステム全体をコンパクトなものとする。【解決手段】被塗物を塗装する塗装ブース１２を有し、ブース水によってオーバースプレー塗料の固形分を捕獲する塗装ユニット１０、および捕獲した固形分を含むブース水から固形分を濾別する濾過器５４を有する濾過ユニット５０を有する塗装システムは、塗装ユニットにおけるブースの単位幅当りのブース水量は、２００〜２０００ｋｇ／ｍ−ブース幅であり、濾過ユニットは、濾過器から濾液を受容する濾液槽５６、および塗装ユニットから固形分を含むブース水を受容し、かつ、濾過器から残余の濃縮液が流入する濃縮槽を有し、塗装ユニットが保持するブース水量に対する濃縮槽容量の割合が０．０１〜０．５である。【選択図】  図１
2004298771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物を塗装する塗装ブースを有し、ブース水によってオーバースプレー塗料の固形分を捕獲する塗装ユニット、および捕獲した固形分を含むブース水から固形分を濾別する濾過器を有する濾過ユニットを有して成る塗装システムであって、
塗装ユニットにおけるブースの単位幅当りのブース水量は、２００〜２０００ｋｇ／ｍ−ブース幅であり、
濾過ユニットは、濾過器から濾液を受容する濾液槽、および塗装ユニットから固形分を含むブース水を受容し、かつ、濾過器から残余の濃縮液が流入する濃縮槽を有し、
塗装ユニットが保持するブース水量に対する濃縮槽容量の割合（重量基準）として表される濃縮槽係数Ｘが０．０１〜０．５である
ことを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
被塗物は、自動車ボディであり、ブースの単位幅当りのブース水量は、５００〜２０００ｋｇ／ｍ−ブース幅であり、濃縮槽係数Ｘが０．０１〜０．１である請求項１に記載の塗装システム。
【請求項３】
濃縮槽容量に対する濾液槽容量の割合（重量基準）は、１．０〜２．０である請求項１または２に記載の塗装システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の塗装システムを用いて、被塗物を塗装し、オーバースプレー塗料の固形分をブース水によって捕獲する塗装方法において、被塗物の塗装の間に、
（１）塗装ユニット内において、ブース水中の固形分濃度がブース水管理固形分濃度に達すると、濃縮槽の液面レベルが所定の上限レベルに達するまで、塗装ユニットからブース水を捕獲した固形分と共に濃縮槽に移送すること、
（２）移送したブース水の量に等しい量の、ブース水としての濾液を濾液槽から塗装ユニットに供給すること、
（３）濾過ユニットを運転して、濃縮槽に移送されたブース水を濾過処理してブース水中に含まれる固形分を濃縮して固形分濃度を上げると共に、濾液としてのブース水を濾液槽に排出し、濃縮槽の液面レベルが所定の下限レベルに達すると、濾過ユニットの運転を停止すること、
（４）その後、上記（１）〜（３）を繰り返し、濃縮槽におけるブース水中の固形分濃度が、高濃度になって塗装に用いる塗料に含まれる固形分濃度に達すると、濾過ユニットの運転を停止し、濃縮槽から高濃度で固形分を含むブース水を排出して回収すること
を含む塗装方法。
【請求項５】
濃縮槽から高濃度で固形分を含むブース水を排出して回収した後、再び、前記（１）〜（４）を実施する請求項４に記載の塗装方法。
【請求項６】
ブース水管理固形分濃度は、１〜２０重量％である請求項４または５に記載の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装システムおよびそれを用いる塗装方法に関する。より詳しくは、本発明は、オーバースプレー塗料に含まれる固形分（以下、単に「固形分」とも呼ぶ）をブース水で捕獲する塗装ブースを有する塗装ユニットおよび捕獲した固形分を濾過によって回収する濾過ユニットを有する塗装システムならびにそれを用いる塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境への配慮および経済性などの観点から、従来から一般的に使用されている油性塗料に代えて、水性塗料が使用され始めて来ている。水性塗料の利点の１つとして、塗装の際に被塗物に塗着されず、塗装の用に供しなかった過剰な塗料（本明細書において、「オーバースプレー塗料」と言う）の回収およびその後の再利用、より詳細には、オーバースプレー塗料に含まれる不揮発分としての固形分の再利用が比較的容易であることが挙げられる。
【０００３】
例えば、特開平６−１４２５７３号公報には、固形分をウォーターカーテンで捕獲して固形分が希釈されて成る希釈液を得、これをバッチ式で濃縮し、得られた固形分を含む濃縮液を塗料として再利用する塗装方法および塗装システムが記載されている。そのような塗装システムは、塗装ユニットおよび濾過ユニットから構成される。より詳細には、まず、塗装ユニットの塗装ブースにおいて塗装を行っている間は、塗装の際に生じるオーバースプレー塗料の固形分をブース水と呼ばれる水性媒体で捕獲して、希釈された濃度で固形分を含むブース水を貯槽する。塗装を継続すると、ブース水中の固形分濃度が増加する。固形分濃度が所定濃度に達した場合、あるいは所定の塗装が完了した場合には、塗装操作を停止し、貯槽したブース水を別途設けた濃縮槽に全量移送する。そして、この濃縮槽から固形分を含むブース水を限外濾過器に通し、生じる濾液を（次回の塗装時に使用する）ブース水として回収し、濾過されない残余を濃縮槽に戻すという循環濃縮操作により、濃縮槽内のブース水中の固形分濃度を上昇させ、所定の塗料粘度に対応する固形分濃度に達するまで濃縮する。これにより得られた濃縮液は塗料として再利用することができる。
【０００４】
このようなオーバースプレー塗料の回収方法では、塗装と固形分を含むブース水からの固形分の回収とを完全に切り離して行い、いわゆるバッチ式の操作となる。塗装すべき被塗物の数が多く、その結果、オーバースプレー塗料の量も多くなる場合には、塗装ユニットが多量のブース水を保持する必要があり、その結果、固形分を回収する濾過ユニットの大型化につながり、このことは、当然ながら好ましいことではない。
【０００５】
また、特開平５−２２８４２２号公報に開示されたオーバースプレー塗料の回収方法では、塗装ブース内でブース水を循環して塗料の固形分を回収するブース水循環路からブース水を連続的に抜き出して限外濾過循環路に送って含まれる固形分を濃縮し、限外濾過によって生成する濾液を連続的に塗装ブースに戻している。この方法では、限外濾過循環路のブース水中の固形分濃度は一定であり、また、ブース水循環路のブース水中の固形分濃度も一定であり、前者の濃度が後者の濃度より常に高くなるように実施すると記載されいる。
【０００６】
このような方法では、限外濾過装置を通過する液量に比べて限外濾過保持液を受け入れる容器（ブース水循環路からのブース水も受け入れる）の容積が極めて大きく、その結果、限外濾過の保持液の組成はブース水循環路からのブース水の組成と同じになることを利用している。限外濾過保持液を受け入れる容器を極めて大きな容量とすることは、塗装システム全体としては好ましいことではない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１４２５７３号公報
【特許文献２】
特開平５−２２８４２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、塗装ユニットおよび濾過ユニットを有する塗装システムにおいて、目的とする塗装に応じて用いる塗装ユニットに対して最適な濾過ユニットを組み合わせることが重要である。特に、塗装ユニットにおけるブース水の使用量に対して最適なキャパシティ（即ち、容量）を有する濃縮槽を組み合わせることによって、塗装システムが保持するブース水量を減らしてシステム全体をコンパクトなものとすることが望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の要旨において、本発明は、被塗物を塗装する塗装ブースを有し、ブース水によってオーバースプレー塗料の固形分を捕獲する塗装ユニット、および捕獲した固形分を含むブース水から固形分を濾別する濾過器を有する濾過ユニットを有して成る塗装システムであって、
塗装ユニットにおけるブースの単位幅当りのブース水量は、２００〜２０００ｋｇ／ｍ−ブース幅であり、
濾過ユニットは、濾過器から濾液を受容する濾液槽、および塗装ユニットから固形分を含むブース水を受容し、かつ、濾過器から残余の濃縮液が流入する濃縮槽を有し、
塗装ユニットが保持するブース水量に対する濃縮槽容量の割合（重量基準）として表される濃縮槽係数Ｘが０．０１〜０．５である
ことを特徴とする塗装システムを提供する。
【００１０】
また、第２の要旨において、本発明は、第１の要旨の塗装システムを用いて、被塗物を塗装し、オーバースプレー塗料の固形分をブース水によって捕獲する塗装方法において、被塗物の塗装の間に、
（１）塗装ユニット内において、ブース水中の固形分濃度がブース水管理固形分濃度に達すると、濃縮槽の液面レベルが所定の上限レベルに達するまで、塗装ユニットからブース水を捕獲した固形分と共に濃縮槽に移送すること、
（２）移送したブース水の量に等しい量の、ブース水としての濾液を濾液槽から塗装ユニットに供給すること、
（３）濾過ユニットを運転して、濃縮槽に移送されたブース水を濾過処理してブース水中に含まれる固形分を濃縮して固形分濃度を上げると共に、濾液としてのブース水を濾液槽に排出し、濃縮槽の液面レベルが所定の下限レベルに達すると、濾過ユニットの運転を停止すること、
（４）その後、上記（１）〜（３）を繰り返し、濃縮槽におけるブース水中の固形分濃度が、高濃度になって塗装に用いる塗料に含まれる固形分濃度に達すると、濾過ユニットの運転を停止し、濃縮槽から高濃度で固形分を含むブース水を排出して回収すること
を含む塗装方法を提供する。
【００１１】
本発明において塗装に使用する塗料は、従来の技術にて引用したいわゆる水性塗料と呼ばれる塗料であり、不揮発分および水性媒体から構成される。不揮発分は、塗膜を形成する樹脂、塗膜中に取り込まれる顔料、その他の塗料を構成する成分であって、濾過ユニットにおける濾過によって濾別できるものである。上述のように、本明細書において、そのような不揮発分を「固形分」と呼ぶ。
【００１２】
塗料中におけるそのような固形分の濃度は、採取した塗料約１ｇに純水約２ｇを加えた混合物を約１１０℃の乾燥室内に約６０分間配置して揮発分を蒸発させ、蒸発せずに残った物の重量（ｘ）の採取した塗料（固形分を含む）の重量（ｙ）に対する割合（＝（ｘ／ｙ）×１００（％））を求めることによって測定する。尚、固形分を含むブース水中の固形分濃度については、塗料の代わりに固形分を含むブース水を用いて、同様の方法で測定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の塗装システムのフローシートを図１に示す。塗装システムは、塗装ユニット１０および濾過ユニット５０を有して成る。図１において、破線の左側が塗装ユニット１０であり、右側が濾過ユニット５０である。尚、図１において、図示するラインにおいて主要なバルブ（三方バルブ、二方バルブ）、ポンプ（三角形で図示）および大きな異物を除去するフィルター（Ｆで図示）も示している。
【００１４】
塗装ユニット１０は、被塗物１１を収容して塗料を噴射する塗装ブース１２およびその下方に設けたブース水槽１４を有して成る。塗装ブースには塗装ガン１６が装備され、被塗物１１に向かって塗料を噴射する。ブース水槽１４にはブース水が溜められ、そこからブース水が塗装ブース内に供給されてウォーターカーテン１８を形成する。ウォーターカーテン１８は、流下する過程でオーバースプレー塗料、特にその固形分を捕獲し、再び、ブース水槽１４に溜まる。
【００１５】
被塗物１１は、図１において、左から右に向かって矢印で示すように進行して塗装ブース１２を通過し、次々と被塗物が所定間隔を隔てて供給される。そのように通過するに際して、塗装ガンから塗料を噴射して塗装する時、被塗物は一時的に停止するが、場合によっては、必ずしも停止する必要はない。例えば、塗装時に、進行速度が遅くなってもよく、あるいは常に同じ速度でブースを通過してよい。尚、本明細書において、ブース幅とは、被塗物の進行方向に沿った塗装ブースのディメンションＷ１を意味する。ウォーターカーテンがそのような進行方向に沿って延在するように形成される場合は、ウォーターカーテンの幅Ｗ２をブース幅と考える。
【００１６】
濾過ユニット５０は、濃縮槽５２、濾過器５４および濾液槽５６を有して成る。濃縮槽５２には、ブース水槽１４から固形分を含むブース水が移送され、濃縮槽５２の液面は所定の上限レベル５８に達する。濾過器５４は、濃縮槽５２から供給される液体（即ち、固形分を含むブース水）を濾過処理して生じる濾液を濾液槽５６に排出すると共に、供給された液体の固形分濃度より大きい固形分濃度で液体を濃縮槽５２に戻して濃縮を実施する。濾過器５４は、通常、限外濾過器である。このような濃縮は、濃縮槽内の液体のレベルが下限レベル６０に達するまで実施し、その結果、固形分濃度が上昇する。濃縮槽内のレベルが下限レベルに達した後、濃縮槽にはブース水槽から新たにブース水が移送され、同様の操作を繰り返す。
【００１７】
上述のように、ブース水槽からブース水を受け取って濃縮を繰り返すと、濃縮槽５２に保持されているブース水の固形分濃度が徐々に上昇して（従って、固形分を含むブース水の粘度が上昇して）、固形分を含むブース水を塗料として再使用できる程度に十分に高くなる。このように固形分を含むブース水の粘度が上昇して塗料粘度に達すると、濾過ユニットの運転を停止して、そのようなブース水を回収槽６２に排出する。
【００１８】
次に、上述の本発明の塗装システムを用いて、本発明の塗装方法を各工程毎に説明する：
【００１９】
（塗装）塗装およびその間のオーバースプレー塗料中の固形分の捕獲
塗装ユニット１０は、被塗物を塗装すると共に、被塗物に塗着しないオーバースプレー塗料、特にそれに含まれる固形分をブース水によって捕獲する塗装ブース１２を含む。ブース水は、通常、塗装ブース１２内でウォーターカーテン１８を形成し、ウォーターカーテンがブース水槽１４に向かって流下する際に塗料の固形分を捕獲する。ブース水槽１４にはブース水が溜まり、ブース水槽のブース水がウォーターカーテンの形成に再使用される。このようにブース水は塗装ユニット内で循環使用される。
【００２０】
ブース水は塗装ユニット内で再循環されている間、被塗物が次々と塗装されている。その結果、オーバスプレー塗料の固形分を順次捕獲していくので、ブース水に含まれる固形分濃度が徐々に増加する。
【００２１】
（１）ブース水の濃縮槽への移送
塗装ユニットにおけるブース水、特にブース水槽１４に溜まるブース水中の固形分濃度が所定の濃度（後述のブース水管理固形分濃度）に達すると、ブース水をブース水槽１４から濾過ユニット５０の空の濃縮槽５２にライン１００を経由して移送する。この移送は、濃縮槽５２に保持されるブース水の液面レベルが所定の上限レベル５８（例えば、濃縮槽の最高レベルの７割のレベル）となるまで実施する。尚、ブース水の固形分濃度はいずれの適当な方法によって測定してもよい。
【００２２】
例えば、上述のように採取したブース水（固形分を含む）約１ｇに純水約２ｇを加えた混合物を約１１０℃の乾燥室内に約６０分間配置して揮発分を蒸発させ、蒸発せずに残った物の重量（ｘ）の採取したブース水（固形分を含む）の総量重量（ｙ）に対する割合（＝（ｘ／ｙ）×１００（％））を求めることによって固形分濃度を測定できる。
【００２３】
実際には、最初に一定数の被塗物（例えば自動車ボディ１００台）を塗装した時点でブース水中の固形分濃度を上述の方法によって測定して、被塗物１つ当たりの固形分濃度の上昇値を予め求めておき、塗装した被塗物の数によってブース水中の固形分濃度を推定して固形分濃度を管理するのが好都合である。
【００２４】
（２）ブース水の塗装ユニットへの補給
本発明の塗装方法では、稼働時間中、被塗物の塗装を停止しないので、上述のように濃縮槽５２に移送することによって減少した量のブース水を補って塗装ユニットにおけるブース水中の固形分濃度を下げる必要がある。そのために、ブース水（固形分を含む）の濃縮槽５２への移送後、ブース水（固形分を含まない）を予め保持している濾液槽５６から、濃縮槽５２へ移送したブース水の量に等しい量のブース水を塗装ユニット１０にライン１０２を経由して補給する。通常、この補給するブース水は、濾過ユニットにおいて先の塗装時に実施した濾過によって排出された濾液であってよい。蒸発等で液が不足する場合には、例えば純水を補給してよい。
【００２５】
（３）濾過ユニットによるブース水の濃縮
上記（２）にて説明した、塗装ユニットから濃縮槽５２に移したブース水（固形分を含む）については、濾過器（好ましくは限外濾過器）５４によって濃縮する。この濃縮は、従来技術における濾過と同様である。即ち、濃縮槽５２からブース水（固形分を含む）を濾過器５４に送り、そこで濾過処理して濾液を得る。この濾液は、ライン１０４を経由して濾液槽５６に排出して、上記（３）にて説明した補給用のブース水として溜める。濾過器５４に供給したブース水の内、濾過されない残余（即ち、上昇した固形分濃度で固形分を含むブース水）をライン１０６を経由して濃縮槽５２に戻す。このように戻すことによって、濃縮槽に保持されているブース水の固形分濃度が増加する。そのように増加した濃度で固形分を含むブース水を、再び濃縮槽５２から濾過器５４に送り、再びブース水を濾過処理する。このような濾過処理を継続して行い、濾液を連続的に濾液槽５６に排出すると共に、濃縮槽５２に含まれるブース水中の固形分濃度を徐々に高める。
【００２６】
このように濃縮する場合、濃縮の時間が経過するにつれて、濃縮槽５２の液面レベルは、上限レベル５８から徐々に低下していく。そして、所定の下限レベル６０（例えば、濃縮槽の最大貯蔵時のレベル６割のレベル）まで低下すると、濾過ユニットの運転を停止して、即ち、濃縮を中断して、上記（１）のように塗装ユニットからブース水（ブース水管理固形分濃度で固形分を含む）が新たに移送されてくるのを待つ。但し、この場合は、濃縮槽５２は空ではなく液面のレベルが下限レベル６０に達している。このような濾過による濃縮によって、濾液槽５６には、ブース水槽１４から移送されてきたブース水とほぼ同量、好ましくは実質的に同量の濾液が補給用ブース水として溜まっている。即ち、上記（２）のように送液して下限レベルに達した後、濾液槽の液面は下限レベル６４に達しているが、上述のように濃縮することによって生成する濾液によって、上限レベル６６に達する。尚、濃縮槽５２の上限レベル５８と下限レベル６０との間でブース水を保持できる量と、濾液槽５６の上限レベル６６と下限レベル６４との間で濾液、即ち、ブース水を保持できる量とは実質的に等しい。
【００２７】
（４）上記（１）のブース水の移送、上記（２）のブース水の補給および上記（３）のブース水の濃縮の繰り返し
上記（１）のように濃縮槽５２にブース水を移送した後、塗装ユニットは、上記（２）のように新たなブース水としての濾液を受け取るので、ブース水中の固形分濃度が低下する。被塗物が次々と塗装ブース内に供給されて塗装が継続されているので、時間が経過するにつれて、固形分濃度が徐々に増加し、再びブース水管理固形分濃度に達する。その時、上記（３）のように濃縮槽の液面レベルが所定の下限レベル６０まで既に低下しており（即ち、空でない）、上記（１）と同様に濃縮槽の液面が上限レベル５８に達するまでブース水（固形部を含む）を塗装ユニットから濃縮槽５２に移送する。この時、移送したブース水を補うように、上記（２）と同様に濾液槽５６からブース水（固形分を含まない）を補給する。その後、上記（３）のように、濃縮操作を実施して、再び、濃縮槽の液面レベルを下限レベル６０まで下げて、濃縮を停止し、塗装ユニットのブース水槽１４からブース水（所定濃度の固形分を含む）が更に新たに移送されてくるのを待つ。この時、濃縮槽５２に溜まっているブース水の固形分濃度は、上記（３）の場合より増加している。
【００２８】
塗装ユニットにおいては、ブース水の濃縮槽への移送後、新たなブース水としての濾液を受け取っているので、ブース水中の固形分濃度が低下している。塗装は依然として継続されているので、時間が経過するにつれて、固形分濃度が再び徐々に増加し、ブース水管理固形分濃度に再び達する。その時、上述のように濃縮槽の液面レベルが所定の下限レベルまで既に低下しているので、濃縮槽の液面を上限レベルに達するまでブース水（固形部を含む）を濃縮槽に移送して濃縮を実施する。
【００２９】
このように、ブース水の濃縮槽への移送、濾液槽からのブース水の補給および濾過ユニットにおけるブース水の濃縮を繰り返すことによって、塗装を継続しながら、上述のように捕獲した固形分の濃縮を実施できる。尚、濃縮槽５２における上限レベル５８と下限レベル６０との間、即ち、塗装ユニットからブース水管理固形分濃度で固形分を含むブース水を１回当りに移送する量は、濃縮槽の容量の５〜１５％（上記説明では１０％となる）の範囲とするのが一般的に好ましい。この１回当りの移送量が小さ過ぎると、ブース水槽から濃縮槽に頻繁にブース水を移送する必要があり、逆に、大き過ぎると、１回当りの濃縮時間が長くなりブース水の濃度変化が大きくなる為、好ましくないという問題がある。
【００３０】
（５）濾過ユニットの運転の停止および高濃度固形分含有ブース水の回収
上記（４）のように、ブース水の移送、ブース水の補給およびブース水の濃縮を繰り返し実施すると、濃縮槽５２におけるブース水中の固形分濃度が徐々に増加し、最終的に、塗装に使用している塗料中の固形分濃度に実質的に等しくなる。そのように高濃度で固形分を含むブース水は塗料として再使用することができる。このことは、オーバースプレー塗料を回収して実施できることを意味する。従って、濃縮槽中のブース水中の固形分濃度が塗料中の固形分濃度に実質的に等しくなる（即ち、塗料粘度に等しい終点粘度に達する）と、濃縮を停止して、高濃度で固形分を含むブース水を濃縮槽から別途設けた貯槽である排出槽６２に排出して回収し、濃縮槽５２を空にする。尚、高濃度で固形分を含むブース水の固形分濃度はいずれの適当な方法によって測定してもよい。例えば、濃度が高くなると粘度が高くなるので粘度を測定することによって固形分濃度を測定できる。より簡便な方法としては、通常、濃縮中に終点粘度に達する為、その循環ラインに流量計を付設して粘度上昇による流量低下を尺度として固形分濃度を推定してよい。
【００３１】
その後、濃縮槽５２が空の状態から上記（１）〜（５）を繰り返す。上述の濾過ユニットの運転は、塗装ユニットを運転する場合に同時に実施し、塗装ユニットの運転を停止した場合には、それに対応して濾過ユニットを停止してよい。勿論、濾過ユニットの運転を継続して、適当な段階で停止してよい。例えば、濃縮槽の下限レベルまで液面が下がるまで濾過ユニットの運転を継続してよい。
【００３２】
上述のような塗装方法を実施するに当たり、塗装システムとしては、上述の第１の要旨の本発明の塗装システムを使用するのが好ましい。
【００３３】
そのような本発明の塗装システムを見出すに当たり、塗装システムにおける以下のパラメーターを考慮した：
【００３４】
Ａ：濃縮槽容量（単位：ｋｇ）
濃縮槽が収容できるブース水の重量である。
【００３５】
Ｂ：濾液流量（単位：ｋｇ／ｈｒ）
濾過器、好ましくは限外濾過器（ＵＦ）による濾過によって得られる濾液の流量である。この濾液は、ブース水として塗装ユニットに補給して使用できる。
【００３６】
Ｄ：固形分回収時間（単位：ｈｒ）
空の状態の濃縮槽に移送されてきたブース水管理固形分濃度（後述）で固形分を含むブース水を、濾過ユニットにおいて、所定の固形分濃度（通常、塗装に使用する塗料の固形分濃度）まで濃縮し、その結果、そのように高濃度で固形分を含むブース水、即ち、濃縮液を収容している濃縮槽から濃縮液を排出して空にした後、次に、新たに移送されてきたブース水管理固形分濃度で固形分を含むブース水を、同様に濃縮して濃縮槽から濃縮液を排出して空にして回収するまでの時間である。即ち、濾過ユニットによって濃縮液を繰り返し得る場合の１サイクルに要する時間である。回収した濃縮液は、必要に応じて濃度、色等の調整処理６８の後、塗料槽７０に送り、回収塗料として新しい塗料と共に使用できる。
【００３７】
Ｆ：濃縮頻度（単位：日／回）
濾過ユニットにおいて実施する上述の固形分回収を１回実施するのに要する日数である。例えば濃縮頻度が５日／回である場合には、１回の固形分回収を５日間で実施することを意味する。
【００３８】
Ｔ：ブース水量（単位：ｋｇ）
塗装ユニットが保持するブース水の総量であって、本発明においては、ブース水槽に保持されるブース水量、ウォーターカーテン形成デバイス（例えばオーバーフロー槽、ブース水噴射ノズルヘッダー等）内に保持されるブース水量および配管内に保持されるブース水量等の合計量である。
【００３９】
Ｘ：濃縮槽係数（単位：−）
ブース水量Ｔに対する濃縮槽容量Ａの割合（即ち、Ａ／Ｔ、重量基準）である。
【００４０】
Ｙ：ブース水捕獲固形分量（単位：ｋｇ／ｈｒ）
塗装中、単位時間当たりにブース水が捕獲すべき塗料の固形分の重量である。
【００４１】
Ｚ：稼動時間（単位：ｈｒ／日）
１日当たりの塗装時間である。
【００４２】
ａ：ブース水密度（単位：ｋｇ／Ｌ（リットル））
ブース水の密度である。通常、ａ＝１．０ｋｇ／Ｌと考えてよい。
【００４３】
ｂ：ブース幅（単位：ｍ）
塗装ブースの幅である。塗装ブースにおいて複数の被塗物を順次塗装する場合に、被塗物が塗装ブース内を進行する方向に沿った塗装ブースのディメンション（長さ）を意味する。上述のように、塗装ブースが、ウォーターカーテンによってオーバースプレー塗料の固形分を捕獲する場合、ウォーターカーテンの幅を塗装ブースの幅として考える。
【００４４】
ｃ：ブース水管理固形分濃度（単位：重量％）
塗装ユニットのブース水槽に溜まる、固形分を含むブース水における固形分の濃度（重量基準）であって、塗装中にこの濃度に達すると、ブース水槽のブース水（固形分を含有する）を上述のように濃縮槽に移送する。
【００４５】
ｄ：塗装に用いる塗料に含まれる固形分の濃度（単位：重量％）
被塗物の塗装に使用する塗料中における固形分として存在する不揮発分の濃度（塗料の重量基準）である。一般的に、約４０〜６５重量％である。
【００４６】
ｅ：単位ブース幅当たりのブース水量（単位：Ｌ／ｍ）
塗装ユニット内のブース水量（体積）をブース幅ｂで割った値である。塗装ユニット内において、オーバースプレー塗料の固形分を捕獲するようにブース水を循環する必要があるので、使用する塗装ユニットに応じて固有の最低循環量以上の量である必要がある。
【００４７】
ｇ：塗料使用量（単位：ｋｇ／ｈｒ）
塗装のために被塗物に向かって単位時間当りに噴射される塗料の量である。
【００４８】
ｍ：塗料有効使用率（単位：％）
塗装のために被塗物に対して噴射される塗料の内、被塗物に塗着する塗料および濾過ユニットによって回収される塗料の量の割合である。残りの塗料は、有効に使用されず、例えばブース内壁に付着したり、排気ラインのフィルターで捕獲され、最終的にはロスとなる。経験的に決まる数値であり、一般的に約９５％である。
【００４９】
ｎ：塗着効率（単位：％）
使用する塗料の内、被塗物に塗着する塗料の量の割合である。経験的に決まる数値であり、一般的に約３０〜７５％である。
【００５０】
最適な塗装システムの検討
（１）塗装システムが保持するブース水量Ｔの算出
塗装ユニットが保持するブース水の総量Ｔは、次式によって算出できる：
【００５１】
【数１】
Ｔ＝ａ・ｂ・ｅ      式（１）
【００５２】
（２）濃縮槽容量Ａの算出
濃縮槽の有効容量Ａは、濃縮槽係数Ｘの定義に基づいて次式によって算出できる：
【００５３】
【数２】
Ａ＝Ｔ・Ｘ＝ａ・ｂ・ｅ・Ｘ      式（２）
【００５４】
（３）ブース水捕獲固形分量Ｙの算出
ブース水捕獲固形分量Ｙは、使用される塗料の内、被塗物に塗着する塗料およびロスとなる塗料を差し引いた量の塗料に含まれる固形分であるので、次式によって算出できる：
【００５５】
【数３】
Ｙ＝ｇ・（（ｍ−ｎ）／１００）・（ｄ／１００）      式（３）
【００５６】
（４）濾液流量Ｂの算出
ブース水によって捕獲された固形分は、ブース水管理固形分濃度でブース水と一緒に濃縮槽に移送され、そのブース水を濾過によって濾液として得るので、濾液流量Ｂは、ブース水捕獲固形分量Ｙを用いて次式によって算出できる：
【００５７】
【数４】
Ｂ＝Ｙ／（ｃ／１００）      式（４）
【００５８】
（５）固形分回収時間Ｄの算出
空の状態の濃縮槽に、ブース水管理固形分濃度の固形分を含むブース水を移送して、濾過ユニットによる濃縮を繰り返すことによって、最終的に濃縮槽に含まれる濃縮液の固形分濃度は、塗装に使用する塗料の固形分濃度に実質的に等しくなる。従って、固形分回収時間の間に回収される固形分に同伴するブース水が濾液として濾過ユニットから回収される必要があるので、固形分回収時間Ｄは、次式によって算出できる：
【００５９】
【数５】
2004298771.tif 000003
【００６０】
尚、固形分回収時間Ｄは、濃縮処理に要する正味の時間である。厳密には、ブース水の移送時間、濾液の戻し時間等の実際に濃縮処理に関係しない時間をも固形分回収時間の算出に際して考慮する必要があるが、そのような時間は、濃縮に要する時間と比べて相当短いので無視しており、また、そのように無視しても実用上実質的な問題は生じない。
【００６１】
（６）濃縮頻度Ｆの算出
塗料回収時間Ｄを１日当たりの塗装システムの稼動時間Ｚ、即ち、塗装時間で割ったもので濃縮頻度となるので、濃縮頻度Ｆは、次式によって算出できる：
【００６２】
【数６】
2004298771.tif 000004
【００６３】
ブース水の密度ａは、上述のようにａ＝１．０（ｋｇ／Ｌ）と考えてよく、ｂおよびｅは、目的とする被塗物の塗装に応じて、適宜決まる数値である。一般的には被塗物に応じて常套的に使用される塗装ユニットを用いる場合、ｂおよびｅは一義的に決まる。例えば、自動車のボディの塗装（中塗り）の場合、ｂ＝５０（ｍ）およびｅ＝１５００Ｌ／ｍという値を使用できる。
【００６４】
ｄは、塗装に用いる塗料によって一義的に決まるものであり、自動車ボディの中塗り塗装に用いる水性塗料の場合、例えばｄ＝６０％である。また、ｃは、いずれの値であってもよいが、ｃが小さい場合には、ブース水量Ｔが大きくなる。従来、塗装ブース内の汚れを防止する目的で、ｃを小さい値に設定されている傾向がある（例えば２％程度）。本発明では、ｃを１〜２０％の範囲内としてよく、ブース水量を減らすために、好ましくは５〜１５％の範囲内、例えばｃ＝１０％としてよい。過度に大きすぎると、塗装ブースが汚れ過ぎる。また、１日の稼動時間は、適宜選択できるが、例えばＺ＝１６時間とできる。これらの値（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびＺ）を上記式（６）に代入すると、次式が得られる：
【００６５】
【数７】
Ｆ＝３７５００Ｘ／（１６Ｙ）      式（７）
【００６６】
式（７）から明らかなように、塗装すべき被塗物、即ち、自動車のボディが決まると、それによって塗装ユニットの条件が決まり、濃縮頻度Ｆは、濃縮槽係数Ｘとブース水捕獲固形分量Ｙの関数となる。ブース水捕獲固形分量Ｙは、単位時間当たりに塗装する被塗物の数が増加すると、大きくなり、逆に、単位時間当たりに塗装する被塗物の数が減少すると、小さくなる。一般的に、被塗物の種類または被塗物自体が決まり、また、その処理数（単位時間当たりの塗装個数）が変わることによって、このブース水捕獲固形分量Ｙは変動するが、その範囲は、予測可能である。種々の実験を繰り返したところ、例えば自動車ボディの中塗りにおいて、塗料使用量ｇが５０〜１３５ｋｇ／ｈｒの範囲内の場合、塗料有効使用率ｍは約９５％であり、塗着効率ｎは約７０％でとなることが判り、従って、Ｙは７．５〜２０ｋｇ／ｈｒとなる。
【００６７】
また、濃縮頻度Ｆは、使用する塗料の性質および塗装以外の他の要因、例えば労働時間、濾過に使用する膜の強度等によって選択される。濃縮頻度Ｆは、長過ぎると、塗料の寿命の点で好ましくなく、また、短すぎると、濾過頻度が増え、濃縮に使用する濾過器の膜の寿命に問題が生じ易い。これらの点を考慮すると、例えば自動車のボディを塗装する塗料の場合は、濃縮頻度Ｆは一般的に１〜１０日であるのが好ましいことが見出された。
【００６８】
このように、ＹおよびＦの値は、塗装システムとは直接関係の無い他の条件でその数値を選択できるものであり、その結果、選択した値を用いて式（７）に基づいて濃縮槽係数Ｘの値が決まる。即ち、所定の塗装を実施しようとする場合に、塗装に関する諸条件に基づいて濃縮槽係数Ｘが決まり、用いる塗装ユニットに固有のブース水量Ｔから、本発明の塗装システム（または塗装方法）に使用するのに最適な濃縮槽容量Ａが求められる（Ａ＝Ｔ・Ｘ）。
【００６９】
具体的には、式（７）に基づいて、濃縮頻度ＦをパラメーターとするＸ−Ｙ線図を描くことによって、（Ｘ，Ｙ，Ｆ）の組み合わせの集合を図示することができ、これらの種々の組み合わせの中から特に好ましいものを選択できる。
【００７０】
そのように描いたＸ−Ｙ線図を図２に示す。図２は、上述の自動車ボディを塗装する場合のパラメーターの数値を用いて作成したものであり、濃縮頻度Ｆをパラメーターとして図示している。線図内に記載した数値は、その記載箇所の（Ｘ，Ｙ）座標の点における濃縮頻度Ｆ（日／回）である。線図中の直線Ａは、濃縮頻度Ｆが１日／回の点の集合（即ち、Ｙ＝２３４４Ｘ）であり、直線Ｂは濃縮頻度が１０日／回の点の集合（即ち、Ｙ＝２３４Ｘ）である。上述のように、自動車ボディの塗装におけるブース水捕獲固形分量Ｙを例えば７．５〜２０ｋｇ／ｈｒとした場合、自動車ボディの塗装に適する（Ｘ，Ｙ，Ｆ）の組み合わせの集合は、直線Ａ、直線Ｂ、直線Ｃ（Ｙ＝２０の直線）および直線Ｄ（Ｙ＝７．５の直線）に囲まれた台形領域（矢印にて各直線を図示）となる。
【００７１】
基本的には、台形領域内のいずれの点における（Ｘ，Ｙ，Ｆ）の組み合わせを採用してもよい。濃縮槽係数Ｘは塗装システムを一旦構成すると、大きく変化することはない。しかしながら、ブース水捕獲固形分量Ｙは塗装すべき被塗物の種類、処理数等に応じてある範囲で変動する可能性がある。従って、上記台形領域の右側部分の組み合わせを採用する場合、ブース水捕獲固形分量Ｙの変動に対する塗装システムのフレキシビィティが小さくなる。また、濃縮槽の大きさが小さくなるので、Ｘは小さいのが好ましい。これらを考慮すると、自動車ボディの塗装ラインでは、図Ａにおいて斜線で示す領域（即ち、直線Ｃ、直線Ｄ、Ｘ＝０．０１の直線およびＸ＝０．０３の直線で囲まれた矩形領域）における（Ｘ，Ｙ，Ｆ）の組み合わせを採用することが特に好ましいことが判った。
【００７２】
上述の検討は、単位ブース幅あたりのブース水量ｅ＝１５００Ｌ／ｍの場合であるが、ｅが他の値である場合についても、同様に検討して適切な濃縮槽係数を求めることができる。このようにして種々の場合について、検討を重ねた結果、自動車ボディの塗装ラインについては、ｅ＝５００〜２０００Ｌ／ｍ（重量基準では５００〜２０００ｋｇ／ｍ）の場合、濃縮槽係数Ｘは０．０１から０．１とするのが適切であることが判った。
【００７３】
上述のような自動車ボディの塗装についての検討を、一般工業用塗装ライン（例えばａ＝１．０ｋｇ／Ｌ、ｂ＝５〜３０ｍ、ｃ＝５〜１５％、ｄ＝４０〜６５％、ｅ＝２００〜５００Ｌ／ｍ、ｇ＝２０〜６０ｋｇ／ｈｒ、ｍ＝９５％、ｎ＝６０％、Ｚ＝１６ｈｒ）、自動車部品塗装ライン（例えばａ＝１．０ｋｇ／Ｌ、ｂ＝２〜１０ｍ、ｃ＝５〜１５％、ｄ＝４０〜６５％、ｅ＝２００〜５００Ｌ／ｍ、ｇ＝１０〜３０ｋｇ／ｈｒ、ｍ＝９５％、ｎ＝３０％、Ｚ＝１６ｈｒ）を含む種々の塗装ラインについて実施した。
【００７４】
そして、上述と同様にして適切な濃縮槽係数Ｘを求めた。その結果、一般工業用塗装ラインおよび自動車部品塗装ラインについては、ｅ＝２００〜５００Ｌ／ｍ（重量基準では２００〜５００ｋｇ／ｍ）の場合、濃縮槽係数Ｘは０．１から０．５とするのが適切であることが判った。
【００７５】
このような検討の結果、塗装システムにおいては、塗装ユニットが保持するブース水量は、重量基準で２００〜２０００ｋｇ／ｍ−ブース幅（体積基準では２００〜２０００Ｌ／ｍ−ブース幅）であり、濃縮槽係数Ｘが０．０１〜０．５であるのが好ましいことが判った。
【００７６】
尚、濾液槽は、十分な量の濾液を溜めることができるのが好ましいが、過度に多量の濾液を溜める場合には、槽が大きくなり過ぎて好ましくない。基本的には、濾液槽は、槽に固有的に必要な最低循環量、塗装ユニットから濃縮槽に移送するブース水の量、および塗装ブースの洗浄時に必要なブース水の量を保持できる必要がある。これらを考慮した場合、濾液槽容量は、一般的に濃縮槽容量の１〜２倍、好ましくは１．２〜１．６倍である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の塗装システムを模式的に示すフローシートを示す。
【図２】図２は、本発明の塗装システムを構成するために用いたＸ−Ｙ線図の一例を模式的に示す。
【符号の説明】
１０…塗装ユニット、１２…塗装ブース、１４…ブース水槽、
１６…塗装ガン、１８…ウォーターカーテン、５０…濾過ユニット、
５２…濃縮槽、５４…濾過器、５６…濾液槽、５８…上限レベル、
６０…下限レベル、６２…回収槽、６４…下限レベル、６６…上限レベル、
６８…塗料調整、７０…塗料槽。
【図１】
2004298771.tif 000005
【図２】
2004298771.tif 000006