(57)【要約】【課題】樹脂ライニング施工対象物の予熱を何回もせずに必要な膜厚が確保でき、ライニング材料の性能劣化が最小限に押えることが可能で、且つ、ライニング粉体の歩留まりを向上させることができる流動浸漬ライニング装置並びに流動浸漬ライニング方法を提供することを課題とする。【解決手段】流動浸漬ライニング装置１００は、ライニング施行対象物５０を収容して高周波で加熱する高周波誘導加熱炉１０１と、炉内に樹脂粉体を供給する注入口２３を備えた粉体供給手段と、多孔質セラミック部材で構成され炉内に流動用流体を供給する微細孔を有する床板を含む粉体流動手段とを備えている。そして、高周波誘導加熱炉内でライニング施行対象物を予熱し、予熱後、該ライニング施行対象物を炉外に出すことなく樹脂粉体に浸漬させてライニングを行う。【選択図】図１
2005074304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライニング施行対象物を収容して高周波で加熱する高周波誘導加熱炉と、
前記高周波誘導加熱炉内に樹脂粉体を供給する粉体供給手段と、
前記高周波誘導加熱炉内に流動用流体を供給して前記樹脂粉体を流動させる粉体流動手段と
を備えたことを特徴とする流動浸漬ライニング装置。
【請求項２】
前記高周波誘導加熱炉の炉壁は無機材料で構成されており、その炉壁の一部は前記流動用流体を炉内に吹き込み供給する多孔質セラミック部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項３】
前記高周波誘導加熱炉の炉壁は内筒、床板及び上部蓋を有し、
前記粉体供給手段は、前記上部蓋又は前記内筒上部に形成され前記樹脂粉体を炉内に供給する注入口を有し、
前記粉体流動手段は、前記床板に形成され前記流動用流体を炉内に供給する微細孔を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項４】
前記上部蓋又は前記内筒上部に形成され前記流動用流体を炉外に排気する排気口を有する流動用流体排気手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項５】
前記流動用流体排気手段は、前記排気口からつながる排気通路を開閉するように設けられた樹脂粉体遮断用フィルタと、該樹脂粉体遮断用フィルタの下流に設けられた樹脂粉体回収容器とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項６】
前記高周波誘導加熱炉の炉内に設けられ、ライニング施行対象物を取り外し可能に取り付けることができる取付け具と、
前記取付け具を炉内で回転可能に支持する軸手段と、
前記取付け具を炉外より回転駆動する駆動手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項７】
前記高周波誘導加熱炉の上部蓋に設けられ、ライニング施行対象物を炉内に吊下げる吊り棒と、
前記上部蓋の外側に設けられ、前記吊り棒を回転させる駆動手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の流動浸漬ライニング装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の流動浸漬ライニング装置を用い、
前記高周波誘導加熱炉内でライニング施行対象物を予熱し、予熱後、該ライニング施行対象物を炉外に出すことなく樹脂粉体に浸漬させてライニングを行う、ことを特徴とする流動浸漬ライニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素樹脂を含むプラスチック樹脂をライニング施行対象物の外表面にライニング施工するための、流動浸漬ライニング装置並びに流動浸漬ライニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライニング施行対象物即ち、樹脂ライニング施工対象物の外表面に樹脂ライニングを施工する方法として、静電粉体塗装方法（例えば、特許文献１参照）や、流動浸漬方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【０００３】
ここで、樹脂ライニング施工対象物の外表面に厚い膜の樹脂ライニングを施工する場合、静電粉体塗装方法では、まず、樹脂ライニング施工対象物を焼成炉で予熱し、予熱されたライニング施行対象物を静電粉体塗装装置内に吊り、スプレーガンによる静電粉体塗装により外表面をライニングしていた。この場合、一回の塗装によるライニングの膜厚は極めて薄いため、予熱と塗装を繰返して所定の膜厚を確保している。
【０００４】
また、流動浸漬方法では静電粉体塗装方法と同様、樹脂ライニング施工対象物を焼成炉で予熱し、予熱された樹脂ライニング施工対象物を流動浸漬装置の炉内に吊り、密閉された炉内に樹脂ライニングの粉体を挿入し、これを炉内床面から空気を送り込み、ライニングの粉体を炉内で流動させて、予熱された樹脂ライニング施工対象物の外表面にライニングの粉体を付着させ溶融させて、所定のライニング膜厚を形成していた。この場合、一回のライニング施工で静電粉体塗装方法より厚い膜厚が可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７９２４７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−３４３０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の施工方法の静電粉体塗装では、樹脂ライニング施工対象物へのライニングの膜厚が極めて薄く、所定の膜厚にするには何回もの予熱と塗装を繰返す必要があるため、ライニング材料の熱による性能劣化が生じること、手作業による吹付け塗装のため安定した膜厚が得られにくいこと、さらに大物のライニング施工が出来難いことや、予熱作業と吹付け塗装の繰返し作業により施工時間が長くなることなど、作業効率が極めて悪いという課題がある。さらに、樹脂粉体の外部飛散による作業環境の劣悪さなどが上げられる。
【０００８】
また、流動浸漬方法では、樹脂ライニング施工対象物へのライニングの膜厚は、静電粉体塗装方法に比べると厚膜が可能である。しかし、所定の膜厚にするには、数回の予熱とライニング施工を繰返す必要がある。このため、ライニング材料の熱による性能劣化が生じること、予熱された樹脂ライニング施工対象物を流動浸漬装置の炉内に設置する作業の繰返しによる作業効率の悪さや、装置の開け閉めの繰返しによるライニング粉体の歩留まりの低下などの問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂ライニング施工対象物の予熱を何回もせずに必要な膜厚が確保でき、ライニング材料の性能劣化が最小限に押えることが可能で、且つ、ライニング粉体の歩留まりを向上させることができる流動浸漬ライニング装置並びに流動浸漬ライニング方法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】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明の流動浸漬ライニング装置は、ライニング施行対象物を収容して高周波で加熱する高周波誘導加熱炉と、前記高周波誘導加熱炉内に樹脂粉体を供給する粉体供給手段と、前記高周波誘導加熱炉内に流動用流体を供給して前記樹脂粉体を流動させる粉体流動手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記高周波誘導加熱炉の炉壁は無機材料で構成されており、その炉壁の一部は前記流動用流体を炉内に吹き込み供給する多孔質セラミック部材で構成されていると好適である。
前記高周波誘導加熱炉の炉壁は内筒、床板及び上部蓋を有し、前記粉体供給手段は、前記上部蓋又は前記内筒上部に形成され前記樹脂粉体を炉内に供給する注入口を有し、前記粉体流動手段は、前記床板に形成され前記流動用流体を炉内に供給する微細孔を有するように構成してもよい。
前記上部蓋又は前記内筒上部に形成され前記流動用流体を炉外に排気する排気口を有する流動用流体排気手段をさらに備えていると好適である。
前記流動用流体排気手段は、前記排気口からつながる排気通路を開閉するように設けられた樹脂粉体遮断用フィルタと、該樹脂粉体遮断用フィルタの下流に設けられた樹脂粉体回収容器とを備えていてもよい。
前記高周波誘導加熱炉の炉内に設けられ、ライニング施行対象物を取り外し可能に取り付けることができる取付け具と、前記取付け具を炉内で回転可能に支持する軸手段と、前記取付け具を炉外より回転駆動する駆動手段とをさらに備えていてもよい。あるいは、前記高周波誘導加熱炉の上部蓋に設けられ、ライニング施行対象物を炉内に吊下げる吊り棒と、前記上部蓋の外側に設けられ、前記吊り棒を回転させる駆動手段と
をさらに備えていてもよい。
【００１２】
また、同目的を達成するための流動浸漬ライニング方法は、前述した流動浸漬ライニング装置を用い、前記高周波誘導加熱炉内でライニング施行対象物を予熱し、予熱後、該ライニング施行対象物を炉外に出すことなく樹脂粉体に浸漬させてライニングを行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂ライニング施工対象物の予熱を何回もせずに必要な膜厚が確保でき、ライニング材料の性能劣化が最小限に押えることが可能で、且つ、ライニング粉体の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図中、同一の符号は、同一又は対応の部分を示すものとする。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る流動浸漬ライニング装置１００の縦断面図である。流動浸漬ライニング装置１００は主に、高周波誘導加熱炉１０１と、粉体供給手段１０２と、粉体流動手段１０３とを備えている。高周波誘導加熱炉１０１は、外側の外筒１の内側に断熱材２と高周波誘導コイル３を有しており、この高周波誘導コイル３の内側には炉壁４が設けられている。
【００１６】
炉壁４はそれぞれ無機材料で構成された内筒５、床板６、上部蓋７を有している。無機材料としてはセラミックやガラスあるいは石英などの非磁性材料が用いられる。内筒５の中央部には回転座８が設けられ、この回転座８内には回転軸９が横方向軸回りに回転係合しており、回転軸９における炉内１０１ａ側には取付け具１０が備えられている。また、ライニング施工中、取付け具１０には、樹脂ライニング施工対象物（被ライニング基材）５０が取付けられる。
【００１７】
樹脂ライニング施工対象物５０は、各種形状の産業用部品類であって、例えばポンプ、バルブ、半導体製造装置部品、製紙機械部品、化学プラント部品などの産業用機械部品が対象となる。また、高周波誘導加熱法によれば、磁性を有する金属などは加熱されるが、磁性を持たない無機材料やプラスチック樹脂などは加熱することはできない。このため、これらの産業用機械部品の材質は、磁性を有し且つ加熱温度に耐え得る金属などが採用されている。
【００１８】
また、回転軸９は、回転座８を貫通して外筒１側に突出しており、その突出端部は支持台座１１に設けられている支持座１２に回転係合して支持される。この支持座１２で支持された回転軸９は端部にスプロケット１３が取付けられ、チェーンあるいはベルト１４、そしてスプロケット１５などの駆動伝達部品を介して、支持台座１１に備えられた回転駆動機１６に連結している。
【００１９】
床板６は、上記のように無機材料で構成され特に板状の多孔質セラミック部材からなる。より詳細には、床板６は、多孔質であるだけでなく、その下面から上面へと後述する流動用流体が貫通でき且つ流動する樹脂粉体は通過できない複数の微細な孔を有している。床板６の下方には、格子状の床板支持板１７が設けられており、さらにその下方には、高周波誘導加熱炉１０１の全体を支える炉床１８が設けられている。炉床１８は支持台座１１に取付け固定されている。炉床１８の中心部分には、段部を有する窪み１８ａが形成されている。床板支持板１７は窪み１８ａの段部に係合され、床板６はその下面において、床板支持板１７によって支えられている。また、このような構成及び配置によって、炉床１８の中心部分には、窪み１８ａの画定面と床板支持板１７の下面とによって空隙部１９が形成される。
【００２０】
また、炉床１８における窪み１８ａの下方には、流動用流体としての空気あるいは不活性ガスを吹き込むための吹き込み口２０が設けられ、かかる吹き込み口２０には吹き込み導管２１が接続されており、途中に除湿加熱器２２が設けられている。
【００２１】
本実施の形態においては、上述した床板６及びそれに形成された微細孔、床板支持板１７、窪み１８ａ、空隙部１９、吹き込み口２０、吹き込み導管２１により粉体流動手段が構成されている。なお、本発明は、必ずしも粉体流動手段が上記構成要素を全て含んでいることに限定されるものではない。
【００２２】
高周波誘導加熱炉１０１の炉壁４における内筒５の上部には、樹脂粉体を注入する注入導管２５が取付けられている。注入導管２５の先端である注入口２３は、内筒５の炉内１０１ａ側に突出している。注入口２３には、流動状態の樹脂紛体が注入導管２５に逆流するのを防止するチェック弁２４が設けられている。本実施の形態においては、かかる注入導管２５、チェック弁２４、注入口２３により粉体供給手段が構成されている。なお、本発明は、必ずしも粉体供給手段が上記構成要素を全て含んでいることに限定されるものではない。
【００２３】
また、内筒５の上部における注入口２３とほぼ反対側には、排気口２６が設けられている。排気口２６は、外筒１や内筒５を貫通し且つ排気通路を画定する排気導管２８の先端に形成されている。排気導管２８における外筒１の外側部分には、樹脂粉体遮断用の排気フィルタ２７を備えたフィルタ弁３１や、さらにその下流に位置する回収容器３２が設けられている。排気フィルタ２７は、フィルタ弁３１の弁体開閉動作に伴って、排気通路を開閉するように動作する。すなわち、排気フィルタ２７が排気通路内に配置されたり排気通路から外されたりする。本実施の形態においては、上述した排気口２６、排気フィルタ２７、排気導管２８、フィルタ弁３１、回収容器３２により流動用流体排気手段が構成されている。なお、本発明は、必ずしも流動用流体排気手段が上記構成要素を全て含んでいることに限定されるものではない。
【００２４】
次に上記のように構成された流動浸漬ライニング装置１００の作動施工方法について説明する。
磁性体である樹脂ライニング施工対象物５０を高周波誘導加熱炉１０１の炉内１０１ａに収容するため、上部蓋７を開放する。これにより上部に生じた開放部から樹脂ライニング施工対象物５０を挿入し、取付け具１０に固定する。この状態で高周波誘導加熱炉１０１の電源を入れ、回転駆動機１６により樹脂ライニング施工対象物５０を、最適な回転速度で回転させながら加熱（予熱）する。ここで、高周波による加熱は磁性体である樹脂ライニング施工対象物５０だけを加熱し、無機材料の炉壁４や取付け具１０は加熱されず、また、後述する樹脂粉体自体も加熱されない。また、下記のライニング施工中にもライニング施工対象物を一定の処理温度に保つため、適宜高周波による加熱を行うものとする。
【００２５】
所定の温度に加熱された時点で、除湿乾燥器２２により加熱乾燥された空気あるいは不活性ガスを、吹き込み導管２１を介して吹き込み口２０から空隙部１９に吹き込む。このようにして吹き込まれた空気あるいは不活性ガスは、空隙部１９で床板６の下面全域に拡散し、微細孔を通って床板６の上面全域から炉内１０１ａに吹き込まれる。同時に注入口２３より樹脂紛体（本実施の形態ではフッ素樹脂を含むプラスチック樹脂の粉体）を、注入導管２５やチェック弁２４を介して注入する。これにより注入された樹脂粉体は、床板６の全面より噴出する空気あるいは不活性ガスにより、炉内１０１ａで流動状態になる。このため、流動している樹脂紛体の一部が、加熱された樹脂ライニング施工対象物５０の表面に徐々に付着し、時間とともに膜厚が厚くなってくる。すなわち、予熱後に、ライニング施行対象物５０を炉外に出すことなく樹脂粉体に浸漬させてライニングを行う。
【００２６】
また、このとき、樹脂ライニング施工対象物５０が高周波誘導加熱炉１０１の炉内中心付近に配置され、回転しながら加熱されていたことにより、流動状態の樹脂紛体は樹脂ライニング施工対象物５０の外表面に満遍なく付着する。しかも、ライニング中も樹脂ライニング施工対象物５０の天地が逆になるように回転されることにより、付着した樹脂粉体の垂れを防止し、均一な膜厚施工が可能となる。この回転駆動機１６は炉内の樹脂ライニング施工対象物５０に樹脂粉体が付着し易い回転速度に調整する機能を有している。
【００２７】
また、上述したように、高周波誘導加熱炉１０１には、その上部から樹脂紛体が供給され、下部から流動用流体が供給される。このように樹脂紛体が上部から供給されることによって、攪拌時の樹脂粉体の対流が生じ易くなり、効率よく効果的に樹脂のライニングを行うことができる。また、流動用流体が下部から供給されることによって、静止時に自重で下部に溜まり易い樹脂粉体を確実に攪拌することができ、粉体の下部への滞留を防止することができる。
【００２８】
なお、ここで、内筒５、床板６及び上部蓋７自体まで樹脂ライニング施工対象物５０と同じように加熱されていると、これらの部分にも樹脂粉体が付着し、加熱炉自体が使用できなくなる恐れがあるが、本実施の形態では、これら内筒５、床板６及び上部蓋７は、磁性を持たない無機材料で構成されているため、加熱による樹脂粉体付着の問題が生じないようになっている。
【００２９】
また、この樹脂紛体の流動状態を連続的に維持するため、排気口２６より空気あるいは不活性ガスを排気フィルタ２７や排気導管２８を介して排出する。この排気フィルタ２７は樹脂紛体が排出されないように防止する目的で設けられている。
【００３０】
このように樹脂粉体を流動させながら、加熱された樹脂ライニング施工対象物５０に付着ライニングしていくが、所定の膜厚が確保された時点でフィルタ弁３１を開放して排気通路から排気フィルタ２７を除き、樹脂ライニング施工対象物５０に付着しなかった樹脂粉体を排気口２６より排気導管２８を介して、回収容器３２へ回収し再使用する。
【００３１】
以上、本実施の形態によれば、樹脂ライニング施工対象物５０を粉体供給手段及び粉体流動手段を備えた高周波誘導加熱炉１０１により加熱することにより、予熱後に、ライニング施行対象物５０を炉外に出すことなく樹脂粉体に浸漬させてライニングを行うことができる。よって、静電粉体塗装方法や従来の流動浸漬装置のように、装置外で予熱する必要がなくなるので、作業時間の短縮化や作業人員の少人数化などの作業効率の向上が得られ、静電粉体塗装方法のように樹脂粉体の外部飛散による作業環境の劣悪さも防止できる。
【００３２】
また、予熱の繰返しによる樹脂材料の劣化も防止することができるとともに、ライニング膜に気泡が発生し難くなる。
さらに、高周波誘導加熱により樹脂ライニング施工対象物の表面の温度が均一化され、それにより、膜厚変化の少ない樹脂ライニングができ、且つ、一回の施工で所定の膜厚が可能になる。また、従来は、一度使用した樹脂粉体の再利用効率は低かったが、本装置では樹脂粉体の再利用効率が大幅に向上する。
【００３３】
実施の形態２．
次に図２に基づいて本発明の実施の形態２に係る流動浸漬ライニング装置について説明する。図２は、流動浸漬ライニング装置２００の構造図を示し、以下に説明する構造や施工方法以外は図１の流動浸漬ライニング装置１００と同じであるものとする。
【００３４】
流動浸漬ライニング装置２００の上部蓋７の中央部には、１０１ａ内に突出・垂下するように吊り棒２１０が設けられている。吊り棒２１０の上端は、上部蓋７を貫通して外部の回転駆動機２１６に接続されている。この吊り棒２１０は、図１の取付け具１０には取付け難い形状の樹脂ライニング施工対象物２５０を取付けることができ、回転駆動機２１６により樹脂ライニング施工対象物２５０を回転させながらライニングを施工することができる。
【００３５】
このような本実施の形態２に係る流動浸漬ライニング装置によっても、実施の形態１と同様な作用効果を奏することができる。
また、樹脂ライニング施工対象物の形状によっては、例えば図２に示すように一方向の寸法が特に長いような細長形状など、横方向軸周りの回転軸に取り付けて加熱回転させるよりも、吊下げて加熱回転する方が、樹脂紛体が全体に満遍なく付着する場合があり、本実施の形態では、そのような形状の樹脂ライニング施工対象物に対して特に好適に樹脂ライニング施工を行うことができる。
【００３６】
なお、以上に説明してきた本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく様々な改変を施して実施することが可能である。まず、粉体供給手段の注入口や流動用流体排気手段の排気口は炉壁の内筒上部に代えて、上部蓋に設けられていてもよい。また、高周波誘導加熱炉内に流動用流体を供給する微細孔は、炉壁の床板に代えて内筒下部に設けられていてもよい。また、流動用流体は、樹脂粉体を好適に流動状態にすることができるものであれば、空気あるいは不活性ガス以外の流体であってもよい。
【００３７】
また、ライニング施工中の加熱態様について、上記実施の形態では、ライニング施行前に予熱していたものがライニング中に温度が低下した場合、樹脂粉体を流動させたままでも高周波による加熱を行い、ライニング施行対象物の温度を一定に保つようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ライニング施工中に施行対象物の温度が低下した場合、樹脂粉体の流動を一旦停止させ、高周波加熱により温度を上昇させた後に、再び樹脂粉体の流動を伴うライニング施行を再開するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る流動浸漬ライニング装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る流動浸漬ライニング装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
４  炉壁
５  内筒
６  床板（高周波誘導加熱炉、粉体流動手段）
７  上部蓋
９  回転軸（軸手段）
１０  取付け具
１６、２１６  回転駆動機（駆動手段）
２３  注入口（粉体供給手段）
２６  排気口
２７  フィルタ
２８  排気導管（排気通路）
３２  回収容器
５０  ライニング施工対象物
１００、２００  流動浸漬ライニング装置
１０１  高周波誘導加熱炉
２１０  吊り棒
【図１】
2005074304.tif 000003
【図２】
2005074304.tif 000004