(57)【要約】      （修正有）【課題】塗膜不良を起こすことのない粘度に調節できる塗装装置の提供。【解決手段】塗料と二酸化炭素の両方の成分を混合して混合物を生成する前記混合器５と、混合器５と接続し、前記混合物を噴射する噴射手段１３を備える混合ライン１２とを備える塗装装置１であって、少なくとも塗料供給ライン８、二酸化炭素供給ライン１１又は混合ライン１２のいずれか１つに設けられた温度調節機構１５と、温度調節機構１５の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量によって混合ライン１２の混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備え、温度調節機構１５は、温度調節機構１５を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものである塗装装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して混合物を生成する前記混合器と、この混合器と接続し、前記混合物を噴射する噴射手段を備える混合ラインとを備える塗装装置であって、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられた温度調節機構と、該温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備え、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインに設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記温度調節機構は、塗料供給ラインの内部流体の温度を混合ラインの内部流体の温度より５℃以上高くなるように温度調節することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項５】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ラインに設けられた二酸化炭素供給ライン用熱交換器と、混合ラインに設けられた混合ライン用熱交換器とで構成されており、前記二酸化炭素供給ライン用熱交換器は、間接熱媒を用いる熱交換器であって、この二酸化炭素供給ライン用熱交換器で使用された間接熱媒を混合ライン用熱交換器に供給し、混合ラインの温度調節を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項６】
前記温度調節機構は、間接熱媒を用いる混合ライン用熱交換器を備え、該混合ライン用熱交換器に供給される間接熱媒として二酸化炭素供給ラインに流れる二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項７】
前記混合ライン用熱交換器は、前記二酸化炭素供給ラインに両端が接続された熱交換器用二酸化炭素供給ラインの一部を用いたものであって、該熱交換器用二酸化炭素供給ラインの一部は、前記混合ラインの配管内部に挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の塗装装置。
【請求項８】
二酸化炭素供給源の圧力が二酸化炭素の３重点圧力〜３．５ＭＰａであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項９】
塗料供給源から供給される塗料及び二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程と、該粘度調節工程で粘度が調節された混合物を噴射手段により塗装対象物に噴射する噴射工程とで構成され、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とするであることを特徴とする塗装方法。
【請求項１０】
前記塗料供給源から塗料供給ラインを介して供給される塗料及び前記二酸化炭素供給源から二酸化炭素供給ラインを介して供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成し、混合ラインから吐出する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程とで構成され、前記温度調節機構は、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられ、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とするであることを特徴とする混合物の製造方法。
【請求項１１】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインに設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の混合物の製造方法。
【請求項１２】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の混合物の製造方法。
【請求項１３】
前記温度調節機構は、塗料供給ラインの内部流体の温度を混合ラインの内部流体の温度より５℃以上高くなるように温度調節することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動産又は不動産の如何を問わず、噴射手段（噴射ガン）を操作して物の表面に混合物を塗布する塗装装置、塗装方法及び混合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「有機溶剤系の噴霧塗装において用いられる希釈溶剤（シンナー）を、二酸化炭素で一部又は全部を代替する二酸化炭素塗装において、塗料供給ラインとして、塗料を貯蔵するタンク、該タンクから供給される塗料を所定の圧力まで加圧する塗料高圧ポンプ、該塗料高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を塗料タンクへ返送させる塗料１次圧調整弁を有し、二酸化炭素供給ラインとして、液体二酸化炭素を貯蔵するタンク、該液体二酸化炭素を所定温度まで冷却する冷却器、該冷却器から供給される液体二酸化炭素を所定の圧力まで加圧する液体二酸化炭素高圧ポンプ、該液体二酸化炭素高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を同ポンプのサクションに返送させる液体二酸化炭素１次圧調整弁を有し、塗料／二酸化炭素混合物ラインとして、上記塗料供給ラインから供給される加圧された塗料、上記二酸化炭素供給ラインから供給される加圧された二酸化炭素とを混合する混合器、及び該混合器から供給される混合後の塗料／二酸化炭素加圧混合物を大気圧下の塗装対象物へ噴霧する噴霧ガンを有することを特徴とする二酸化炭素を用いた塗装装置」が開示されている。
【０００３】
上記特許文献１の公知発明１は、システム内部の温度調節方法によっては、二酸化炭素を加えることで光沢度不足や平滑性不足などの塗膜不良を起こす問題があり、二酸化炭素を用いる塗装方法におけるシステム内部の温度調節方法ならびにその実用的な構成については明示されていなかった。
【０００４】
なお、特許文献２乃至４に記載されている公知発明もこのような塗装装置は記載されていない。
【０００５】
また、特許文献５においては、「樹脂成分と、２３．５(ＭＰａ)０.５未満の溶解度パラメータを有する第一の溶剤と、二酸化炭素と、２３．５(ＭＰａ)０.５〜４０(ＭＰａ)０.５の溶解度パラメータを有する第二の溶剤と、を含み、前記第一の溶剤の平均沸点ｂｐ１と前記第二の溶剤の平均沸点ｂｐ２が、ｂｐ１−ｂｐ２＞０を満たす、コーティング液組成物。」が知られている。
しかし、このコーティング液組成物では、溶解度の高い第二溶剤を用いなければならず、また、二酸化炭素や混合物の温度を調節することにより、二酸化炭素の溶解度パラメーターを向上させるという技術的思想は全く無いものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３４３４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３４３４９号公報
【特許文献３】特開２０１２−８６１５０号公報
【特許文献４】特開２０１２−８６１５１号公報
【特許文献５】特許第５９２３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、二酸化炭素や混合物の温度を調節することにより、二酸化炭素の溶解度パラメーターを向上させ、温度調節や二酸化炭素供給量により混合物の粘度を塗膜不良を起こすことのない粘度に調節できる塗装装置、塗装方法及び混合物の製造方法を提供することを目的としている。
【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、本発明の塗装装置は、塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して混合物を生成する前記混合器と、この混合器と接続し、前記混合物を噴射する噴射手段を備える混合ラインとを備える塗装装置であって、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられた温度調節機構と、該温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備え、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の塗装方法は、塗料供給源から供給される塗料及び二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程と、該粘度調節工程で粘度が調節された混合物を噴射手段により塗装対象物に噴射する噴射工程とで構成され、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とするであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の混合物の製造方法は、塗料供給源から供給される塗料及び二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程とで構成され、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却するものであることを特徴とするであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１に記載の発明においては、温度調節機構の温度調節、二酸化炭素の供給量又は温度調節機構の温度調節と二酸化炭素の供給量の両方によって混合ラインの混合物の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備えているので、希釈溶剤を二酸化炭素で一部又は全部を代替しても混合物の塗膜の光沢度不足や平滑性不足による塗膜不良が生じることを防止できる。
（２）混合物の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下にすることができるので、噴射手段で混合物を噴射する際に、良好な霧状の噴霧パターンを得ることができる。
（３）塗料供給ライン、二酸化炭素ライン、混合ラインのひとつ以上の内部流体を、１０℃以下とすることで二酸化炭素の溶解度パラメーターをあげ、塗料との混合性を向上させることが出来る。
（４）二酸化炭素の塗料に対する溶解重量をあげることができ、噴射ガンから塗料が噴霧されたときに二酸化炭素の膨張による霧化を促進させることが出来る。
（５）請求項２に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、温度調節機構が、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインにのみ設けられているので、塗料供給ラインに流れる塗料の過度な冷却を防止できる。
したがって、過度な冷却による塗料の粘度の増大を防止でき、塗料と二酸化炭素の混合性が悪化することを防止できる。
（６）請求項３に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、温度調節機構が、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかにのみ設けられているので、塗料供給ラインに流れる塗料の過度な冷却を防止できる。
したがって、過度な冷却による塗料の粘度の増大を防止でき、塗料と二酸化炭素の混合性が悪化することを防止できる。
（７）請求項４に記載の発明も、前記（１）〜（６）と同様な効果が得られるとともに、塗料中の溶剤重量が少ないミドルソリッド型やハイソリッド型の塗料は通常塗料より粘度が高い傾向があるため、塗料ラインの温度を混合ラインより５℃以上高くすることにより、塗料粘度を下げ、混合器における塗料と二酸化炭素の混合性を高めることが出来る。
（８）請求項５に記載の発明も、前記（１）〜（７）と同様な効果が得られるとともに、二酸化炭素供給ラインの温度調節に用いる間接熱媒系統を、並列または直列に他の温度調節に用いるため、塗料ラインまたは混合ラインの熱交換器を防爆仕様とすることができると共に省スペース化を図ることができる。
（９）請求項６に記載の各発明も前記（１）〜（８）と同様な効果が得られるとともに、間接熱媒を既に冷却した二酸化炭素とすることにより、二酸化炭素の低粘度特性を活かした断面積の小さな流路を確保できるため、塗料ラインの重量の増大を抑えることができる。
（１０）請求項７に記載の発明も前記（１）〜（９）と同様な効果が得られるとともに、間接熱媒を既に冷却した二酸化炭素とし、更に塗料ラインの配管内部に付帯されているため、更に塗料ラインの重量の増大を抑えることができる。
（１１）請求項８に記載の発明も前記（１）〜（１０）と同様な効果が得られるとともに、３重点圧力〜３．５ＭＰａの二酸化炭素の飽和温度は、マイナス５６．６℃（＠０．５１８ＭＰａ）〜０．２℃と低く、本発明の温度調節機構の冷熱源として効果を得ることができる。
（１２）請求項９に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
（１３）請求項１０に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
（１４）請求項１１に記載の発明も、前記（１）〜（５）と同様な効果が得られる。
（１５）請求項１２に記載の発明も、前記（１）〜（４）、（６）と同様な効果が得られる。
（１６）請求項１３に記載の発明も、前記（１）〜（７）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
図６及び図７は本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図８及び図９は本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
図１０及び図１１は本発明の第４の実施形態を示す説明図である。
【図１】第１の実施形態の概略説明図。
【図２】塗料供給ラインの概略説明図。
【図３】二酸化炭素供給ラインの概略説明図。
【図４】温度調節機構の概略説明図。
【図５】第１の実施形態の工程図。
【図６】第２の実施形態の概略説明図。
【図７】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【図８】第３の実施形態の概略説明図。
【図９】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【図１０】第４の実施形態の概略説明図。
【図１１】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
図１乃至図５に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の塗装装置で、この塗装装置１は、動産又は不動産の如何を問わず、また金属製・合成樹脂製・コンクリート製かを問わず、ロボット、各種の機械やその部品、電気器具やその部品、建物の壁面等の表面に混合物を塗布するものである。
【００１４】
この塗装装置１は、図１に示すように、塗料２及び二酸化炭素３をそれぞれ供給する複数のラインが、混合物４を生成する混合器５に接続している。
【００１５】
すなわち、これらのラインは、塗料用駆動ポンプ６と塗料供給源７とを含み混合器５に塗料２を供給する塗料供給ライン８と、二酸化炭素用駆動ポンプ９と二酸化炭素供給源１０とを含み前記混合器５に二酸化炭素３を供給する二酸化炭素供給ライン１１である。
前記混合器５は、塗料２及び二酸化炭素３の成分を混合して混合物４を生成し、混合ライン１２へ混合物４を吐出する。そして、混合器５には混合ライン１２を介して噴射手段１３（例えば手動で噴射させる噴射ガン）が接続されている。
【００１６】
前記混合物４は粘度調節手段１４により粘度が１００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）（イワタカップ３０秒相当）以下となるように調節されている。
【００１７】
この粘度調節手段１４は、本実施の形態においては、二酸化炭素供給ライン１１及び混合ライン１２にそれぞれ設けられた温度調節機構１５と、二酸化炭素定量供給部２０により供給量を調節された二酸化炭素３とで構成されている。
【００１８】
前記塗料用駆動ポンプ６には塗料接続ライン１６を介して塗料供給源７が接続している。
塗料用駆動ポンプ６が起動すると、その吸引口から前記塗料供給源６の塗料２を吸い込む一方、その吐出口から塗料２を圧送する。また塗装供給ライン８は、塗料供給源６と塗料接続ライン１６と前記塗料用駆動ポンプ６と塗料吐出ライン１７とで構成されており、塗料吐出ライン１７は、塗料用駆動ポンプ６と混合器（混合部）５とを接続するラインで、この塗料吐出ライン１７は塗料用駆動ポンプ６から圧送される塗料を混合器５に供給するものである。
【００１９】
この塗料２は、本実施の形態においては、一般的に販売されている塗膜を形成する主成分となる有機原材料と、有機原材料を溶解する複数種類の有機溶媒からなる塗料を用いている。
【００２０】
混合器５の機能について説明する。ところで、混合器５の詳細構造は、好ましくは流路径を考慮して適宜なマイクロ混合器が使用される。マイクロ混合器の種類や構造は周知事項（例えば特開２０１０−２３４３４８号公報の段落００３１〜段落００３３、）なので割愛する。
【００２１】
二酸化炭素用駆動ポンプ９には、温度調節機構１５としての二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａを備えた二酸化炭素接続ライン１８を介して二酸化炭素供給源１０が接続されている。二酸化炭素供給源１０から提供される二酸化炭素３の性状は限定しないものである。
【００２２】
二酸化炭素用駆動ポンプ９が起動すると、その吸引口から前記二酸化炭素供給源１０から二酸化炭素３を吸い込む一方、その吐出口から二酸化炭素３を圧送する。
【００２３】
また二酸化炭素供給ライン１１は、図３に示すように、二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素接続ライン１８と、該二酸化炭素接続ライン１８に設けられた二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａと、前記二酸化炭素用駆動ポンプ９と、二酸化炭素吐出ライン１９とで構成されており、この二酸化炭素吐出ライン１９は、二酸化炭素用駆動ポンプ９と混合器（混合部）５とを接続するもので、二酸化炭素用駆動ポンプ９から圧送される二酸化炭素３を混合器５に供給する。
【００２４】
二酸化炭素供給源１０としては、内容量３．４Ｌから４７Ｌ程度のボンベ複数用いてもよいし、１ｍ３以上の大型タンクから二酸化炭素を供給してもよい。
【００２５】
この二酸化炭素供給源１０の圧力は二酸化炭素３の３重点圧力〜３．５ＭＰａであることが望ましい。３重点圧力〜３．５ＭＰａでの二酸化炭素３の飽和温度は、マイナス５６．６℃（＠０．５１８ＭＰａ）〜０．２℃と低く、二酸化炭素３の供給量により混合物４の温度調節をする温度調節機構１５の冷熱源として有効な効果を得ることが出来る。
前記二酸化炭素供給ライン１１の下流側（前記二酸化炭素用駆動ポンプ７の二次側）に位置する二酸化炭素吐出ライン１９には、例えば図３で示すように、二酸化炭素定量供給部２０及び仕切弁２１を備えている。
【００２６】
この二酸化炭素定量供給部２０は、例えば、流量計、流量調節弁、一次圧調節弁等（図示せず）で構成されている。これらを組み合わせて二酸化炭素定量供給部２０を構成してもよいし、いずれか１つを用いてもよい。
【００２７】
これらの機器を二酸化炭素用駆動ポンプ９の二次側に設けることにより、定量供給精度を向上させることができる。
【００２８】
前記仕切弁２１は二酸化炭素定量供給部２０の下流側に設けられており、逆止弁２２を介して混合器５に接続されている。この仕切弁２１は、本実施の形態においては、制御部（図示せず）により開閉が制御されており、いわゆる自動仕切弁を用いている。
【００２９】
制御部（図示せず）は、例えば、検知手段（図示せず）により、塗料用駆動ポンプ６の稼働状況を判別し、塗料用駆動ポンプ６が稼働している場合には仕切弁２１を開状態として混合器５に二酸化炭素３を供給する等の制御をするものである。本発明に用いられる制御部としては、制御プログラムを記憶部に記憶し、そのプログラムに基づいて仕切弁を制御する制御部であってもよいし、リレー回路等を用いた（記憶部等を有しない）制御部としてもよい。
【００３０】
また、このような制御部を備えず、手動により仕切弁を操作するものであってもよい。
前述した噴射手段１３は、市販されている噴射ガン１３が用いられ、該噴射ガン１３は前記混合器５の二次側に設けられた混合ライン１２を介して接続し、かつ混合器５で生成するとともに、粘度調節手段１４によって粘度を調節された混合物４を大気圧下の塗装対象物２３に噴射する。
【００３１】
本実施の形態においては、混合ライン１２には粘度調節手段１４を構成する温度調節機構１５としての混合ライン用熱交換器１５ｂが設けられており、温度調節機構１５としての二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａ、混合ライン用熱交換器１５ｂによって温度調節及び二酸化炭素３の供給量より前記混合物４の粘度を１００ｍＰａ・ｓ（イワタカップ３０秒）以下になるように調節している。
【００３２】
すなわち、本実施の形態における粘度調節手段１４としては、温度調節機構１５及び二酸化炭素定量供給部２０により供給量を調節された二酸化炭素３とで構成される。
温度調節機構１５は、二酸化炭素供給ライン１１の内部に流れる二酸化炭素３の温度を二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａによって１０℃以下に冷却すると共に、混合ライン１２の内部に流れる混合物４の温度を混合ライン用熱交換器１５ｂによって１０℃以下に冷却している。
【００３３】
また、本実施の形態においては、塗料供給ライン８の内部を流れる塗料２の温度を混合ライン１２の内部を流れる混合物４の温度より５℃以上高くなるように温度調節している。
【００３４】
塗料中の溶剤重量が少ないミドルソリッド型やハイソリッド型の塗料を用いる場合には、これらの塗料は通常の塗料より粘度が高い傾向があるため、塗料供給ライン８の温度を混合ライン１２より５℃以上高くすることにより、塗料の粘度を下げることができる。本実施の形態においては、通常の塗料２を用いているが、この場合であっても塗料２の粘度を下げることができるので、混合器５における塗料２と二酸化炭素３の混合性を高めることが出来る。
【００３５】
塗料２と二酸化炭素３を混合した後は、二酸化炭素３が希釈剤となり混合物４の粘度を大幅に低下させるため、本発明の効果を得ることが出来る。
【００３６】
これらの熱交換器１５ａ、１５ｂは本実施の形態においては、間接熱媒を用いるものであり、当該間接熱媒が恒温槽２４を介して二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａと混合ライン用熱交換器１５ｂが接続されており、二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａで使用された間接熱媒を混合ライン用熱交換器に供給１５ｂし、混合ラインの温度調節を行っている。
【００３７】
二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａに用いる間接熱媒系統を、並列または直列に他の温度調節に用いるため、混合ライン用熱交換器１５ｂを防爆仕様とすることができると共に省スペース化を図ることができる。
【００３８】
例えば、本実施の形態においては、図１に示すように、混合ライン用熱交換器１５ｂを防爆仕様とし、混合器５及び混合ライン１２は防爆エリアに配置されている。
なお、塗料供給ライン８に熱交換器を備える場合には、塗料供給ライン８の熱交換器も防爆しようとすることができる。
【００３９】
本実施の形態においては、二酸化炭素供給ライン１１の温度調節に用いる間接熱媒系統に０℃のブラインを用い、二酸化炭素供給ライン１１の温度調節と混合ライン１２の温度調節を同一の冷却システムから並列的なブライン回路とした。
【００４０】
なお、温度調節機構１５は、温度調整前の流体の温度に対して温度調節後の流体の温度を５℃以上冷却するものであってもよい。
【００４１】
このように二酸化炭素３及び混合物４を冷却することにより、二酸化炭素３の溶解度パラメーターをあげ、塗料との混合性を向上させることが出来る。
【００４２】
また、１０℃以下とすることで二酸化炭素３の塗料に対する溶解重量をあげることができ、混合物４の温度も冷却することで溶解重量を保つことができ、噴射ガン１３から混合物４が噴霧されたときに二酸化炭素３の膨張による霧化を促進させることが出来る。
本発明の塗装方法２５では、前述のように塗料供給源７から供給される塗料２及び二酸化炭素供給源１０から供給される二酸化炭素３を混合器５により混合して混合物４を生成する混合物生成工程２６を構成している。
【００４３】
この混合物生成工程２６により生成された混合物４は、粘度調節手段１４によってその粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程２７が行われ、該粘度調節工程２７にて粘度調整された混合物４を大気圧下の塗装対象物２３噴射する噴射工程２８を行う。
【００４４】
本発明の塗装方法２５における、粘度調節工程２７の粘度調節手段１４は、塗装装置１に用いられる粘度調節手段１４と同様に二酸化炭素供給ライン１１及び混合ライン１２に設けられた温度調節機構１５と、二酸化炭素３の供給量により構成されており、度調節機構１５の温度調節及び二酸化炭素３の供給量より前記混合物４の粘度を１００ｍＰａ・ｓ（イワタカップ３０秒）以下になるように調節している。
【００４５】
この塗装方法においても、検知手段（図示せず）を用いて制御部（図示せず）で仕切弁２１の開閉を連動させて混合物生成工程２５を行ってもよい。
【００４６】
なお、本発明の混合物の製造方法は、塗料供給源７から塗料供給ライン８を介して供給される塗料２及び二酸化炭素供給源１０から二酸化炭素供給ライン１１を介して供給される二酸化炭素３を混合器５により混合して混合物４を生成し、混合ライン１２へ吐出する混合物生成工程２６と、混合物生成工程２６で生成された混合物４の粘度を、粘度調節手段１４によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程２７とで構成されている。
【００４７】
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図６乃至図１１に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
図６及び図７に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、間接熱媒を用いる混合ライン用熱交換器１５ｂを備え、該混合ライン用熱交換器１５ｂには間接熱媒として二酸化炭素供給ライン１１に流れる二酸化炭素３を供給する温度調節機構１５Ａにするとともに、二酸化炭素吐出ライン１９を流れる二酸化炭素３を二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に戻すリターンライン２９を備えた点で、このような塗装装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４９】
この混合ライン用熱交換器１５ｂを詳細に説明すると、二酸化炭素供給ライン１１の二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの下流側に、二酸化炭素供給ライン１１の二酸化炭素３が流れ込む熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０を接続する。この熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０は、図７で示すように、往路Ｘでは混合器５の下流から混合ライン１２と接触状態で並列するように配設され、かつ、混合ライン１２の下流側から折り返して、復路Ｙは混合ライン１２の内部を通過して前記二酸化炭素供給ライン１１に合流する。
【００５０】
この熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０の一部、すなわち往路Ｘの混合器５の下流から混合ライン１２と接触状態で並列するように配設された部位と混合ライン１２の下流側から折り返して、復路Ｙの混合ライン１２の内部を通過する部位が混合ライン用熱交換器１５ｂを構成している。
【００５１】
前記リターンライン２９は、二酸化炭素吐出ライン１９の二酸化炭素定量供給部２０の上流から分岐し、二酸化炭素戻し弁３１を介して二酸化炭素接続ライン１８の二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に接続されている。
【００５２】
なお、二酸化炭素戻し弁３１は圧力調整弁でもよいし、自動弁等でもよい。
前記仕切弁２１が閉じている場合（噴射待機中）は、二酸化炭素３は二酸化炭素供給源１０から酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａ及び二酸化炭素用駆動ポンプ９を通過し、熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０へ流れる。二酸化炭素３が熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０から二酸化炭素吐出ライン１９へ戻ると、リターンライン２９へ流れ、二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に戻る。
【００５３】
このように二酸化炭素３が循環しながら、噴射待機中も常に混合物４の温度調節を行うことができる。
【００５４】
仕切弁２１が開（噴射中）となった場合には、二酸化炭素３はリターンライン２９へ流れ込むことなく、混合器５へ導入される。
なお、リターンライン２９は、二酸化炭素定量供給部２０と仕切弁２１の間から分岐してもよい。
【００５５】
図８及び図９に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、往路Ｘ、復路Ｙ共に混合ライン１２の内部を通過する熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０で構成する混合ライン用熱交換器１５ｂを用いた温度調節機構１５Ｂにした点で、このような塗装装置１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００５６】
図１０及び図１１に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、混合ライン１２の内部を通過する熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０を二重管とし、二重管の内側を往路Ｘ、外側を復路Ｙとして構成した混合ライン用熱交換器１５ｂを用いた温度調節機構１５Ｃにした点で、このような塗装装置１Ｃにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、塗料供給ラインに温度調節機構を備えていないものについて説明したが、塗料供給ラインに温度調節機構を設けたものでもよい。塗料供給ラインに温度調節機構を備え、塗料を冷却することで、混合物の温度が低下するので、本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、熱交換器は、塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン、混合ラインのいずれか１つに設けるものでもよいし、塗料供給ライン及び混合ラインに設けてもよいし、全てのラインに設けてもよい。
【００５９】
さらに、二酸化炭素の供給量ではなく温度調節機構のみによって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態に調節してもよいし、温度調節機構を用いずに二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態に調節してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は塗装装置を製造する産業や塗装方法を使用する産業で利用される。
【符号の説明】
【００６１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：塗装装置、  ２：塗料、
３：二酸化炭素、                  ４：混合物、
５：混合器、                      ６：塗料用駆動ポンプ、
７：塗料供給源、                  ８：塗料供給ライン、
９：二酸化炭素用駆動ポンプ、      １０：二酸化炭素供給源、
１１：二酸化炭素供給ライン、      １２：混合ライン、
１３：噴射手段、                  １４：粘度調節手段、
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ：温度調節機構、
１５ａ：二酸化炭素供給ライン用熱交換器、
１５ｂ混合ライン用熱交換器：      １６：塗料接続ライン、
１７：塗料吐出ライン、            １８：二酸化炭素接続ライン、
１９：二酸化炭素吐出ライン、      ２０：二酸化炭素定量供給部、
２１：仕切弁、                    ２２：逆止弁、
２３：塗装対象物、                ２４：恒温槽、
２５：塗装方法、                  ２６：混合物生成工程、
２７：粘度調節工程、              ２８：噴射工程、
２９：リターンライン、
３０：熱交換器用二酸化炭素供給ライン、
３１：二酸化炭素戻し弁。
【図１】
2017225954.tif 000003
【図２】
2017225954.tif 000004
【図３】
2017225954.tif 000005
【図４】
2017225954.tif 000006
【図５】
2017225954.tif 000007
【図６】
2017225954.tif 000008
【図７】
2017225954.tif 000009
【図８】
2017225954.tif 000010
【図９】
2017225954.tif 000011
【図１０】
2017225954.tif 000012
【図１１】
2017225954.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月2日(2016.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して混合物を生成する前記混合器と、この混合器と接続し、前記混合物を噴射する噴射手段を備える混合ラインとを備える塗装装置であって、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられた温度調節機構と、該温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備え、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインに設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記温度調節機構は、塗料供給ラインの内部流体の温度を混合ラインの内部流体の温度より５℃以上高くなるように温度調節することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項５】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ラインに設けられた二酸化炭素供給ライン用熱交換器と、混合ラインに設けられた混合ライン用熱交換器とで構成されており、前記二酸化炭素供給ライン用熱交換器は、間接熱媒を用いる熱交換器であって、この二酸化炭素供給ライン用熱交換器で使用された間接熱媒を混合ライン用熱交換器に供給し、混合ラインの温度調節を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項６】
前記温度調節機構は、間接熱媒を用いる混合ライン用熱交換器を備え、該混合ライン用熱交換器に供給される間接熱媒として二酸化炭素供給ラインに流れる二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項７】
前記混合ライン用熱交換器は、前記二酸化炭素供給ラインに両端が接続された熱交換器用二酸化炭素供給ラインの一部を用いたものであって、該熱交換器用二酸化炭素供給ラインの一部は、前記混合ラインの配管内部に挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の塗装装置。
【請求項８】
二酸化炭素供給源の圧力が二酸化炭素の３重点圧力〜３．５ＭＰａであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の塗装装置。
【請求項９】
塗料供給源から供給される塗料及び二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程と、該粘度調節工程で粘度が調節された混合物を噴射手段により塗装対象物に噴射する噴射工程とで構成され、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする塗装方法。
【請求項１０】
塗料供給源から塗料供給ラインを介して供給される塗料及び二酸化炭素供給源から二酸化炭素供給ラインを介して供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成し、混合ラインから吐出する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程とで構成され、前記温度調節機構は、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられ、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする混合物の製造方法。
【請求項１１】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインに設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の混合物の製造方法。
【請求項１２】
前記温度調節機構は、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかに設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の混合物の製造方法。
【請求項１３】
前記温度調節機構は、塗料供給ラインの内部流体の温度を混合ラインの内部流体の温度より５℃以上高くなるように温度調節することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の混合物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動産又は不動産の如何を問わず、噴射手段（噴射ガン）を操作して物の表面に混合物を塗布する塗装装置、塗装方法及び混合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「有機溶剤系の噴霧塗装において用いられる希釈溶剤（シンナー）を、二酸化炭素で一部又は全部を代替する二酸化炭素塗装において、塗料供給ラインとして、塗料を貯蔵するタンク、該タンクから供給される塗料を所定の圧力まで加圧する塗料高圧ポンプ、該塗料高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を塗料タンクへ返送させる塗料１次圧調整弁を有し、二酸化炭素供給ラインとして、液体二酸化炭素を貯蔵するタンク、該液体二酸化炭素を所定温度まで冷却する冷却器、該冷却器から供給される液体二酸化炭素を所定の圧力まで加圧する液体二酸化炭素高圧ポンプ、該液体二酸化炭素高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を同ポンプのサクションに返送させる液体二酸化炭素１次圧調整弁を有し、塗料／二酸化炭素混合物ラインとして、上記塗料供給ラインから供給される加圧された塗料、上記二酸化炭素供給ラインから供給される加圧された二酸化炭素とを混合する混合器、及び該混合器から供給される混合後の塗料／二酸化炭素加圧混合物を大気圧下の塗装対象物へ噴霧する噴霧ガンを有することを特徴とする二酸化炭素を用いた塗装装置」が開示されている。
【０００３】
上記特許文献１の公知発明１は、システム内部の温度調節方法によっては、二酸化炭素を加えることで光沢度不足や平滑性不足などの塗膜不良を起こす問題があり、二酸化炭素を用いる塗装方法におけるシステム内部の温度調節方法ならびにその実用的な構成については明示されていなかった。
【０００４】
なお、特許文献２乃至４に記載されている公知発明もこのような塗装装置は記載されていない。
【０００５】
また、特許文献５においては、「樹脂成分と、２３．５(ＭＰａ)０.５未満の溶解度パラメータを有する第一の溶剤と、二酸化炭素と、２３．５(ＭＰａ)０.５〜４０(ＭＰａ)０.５の溶解度パラメータを有する第二の溶剤と、を含み、前記第一の溶剤の平均沸点ｂｐ１と前記第二の溶剤の平均沸点ｂｐ２が、ｂｐ１−ｂｐ２＞０を満たす、コーティング液組成物。」が知られている。
しかし、このコーティング液組成物では、溶解度の高い第二溶剤を用いなければならず、また、二酸化炭素や混合物の温度を調節することにより、二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げて塗料への二酸化炭素の混合性を向上させるという技術的思想は全く無いものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３４３４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３４３４９号公報
【特許文献３】特開２０１２−８６１５０号公報
【特許文献４】特開２０１２−８６１５１号公報
【特許文献５】特許第５９２３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、二酸化炭素や混合物の温度を調節することに より、二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げて塗料への二酸化炭素の混合性を向上させ、温度調節や二酸化炭素供給量により混合物の粘度を塗膜不良を起こすことのない粘度に調節できる塗装装置、塗装方法及び混合物の製造方法を提供することを目的としている。
【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、本発明の塗装装置は、塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して混合物を生成する前記混合器と、この混合器と接続し、前記混合物を噴射する噴射手段を備える混合ラインとを備える塗装装置であって、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられた温度調節機構と、該温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備え、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の塗装方法は、塗料供給源から供給される塗料及び二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程と、該粘度調節工程で粘度が調節された混合物を噴射手段により塗装対象物に噴射する噴射工程とで構成され、前記温度調節機構は、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の混合物の製造方法は、塗料供給源から塗料供給ラインを介して供給される塗料及び二酸化炭素供給源から二酸化炭素供給ラインを介して供給される二酸化炭素を混合器により混合して混合物を生成し、混合ラインから吐出する混合物生成工程と、該混合物生成工程で生成された混合物の粘度を温度調節機構の温度調節及び／又は二酸化炭素の供給量から成る粘度調節手段によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程とで構成され、前記温度調節機構は、少なくとも前記塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれか１つに設けられ、温度調節機構を備えたラインの内部流体の温度を１０℃以下に冷却する又は温度調整前の温度に対して温度調節後の温度を５℃以上冷却することにより二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１に記載の発明においては、温度調節機構の温度調節、二酸化炭素の供給量又は温度調節機構の温度調節と二酸化炭素の供給量の両方によって混合ラインの混合物の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節手段を備えているので、希釈溶剤を二酸化炭素で一部又は全部を代替しても混合物の塗膜の光沢度不足や平滑性不足による塗膜不良が生じることを防止できる。
（２）混合物の粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下にすることができるので、噴射手段で混合物を噴射する際に、良好な霧状の噴霧パターンを得ることができる。
（３）塗料供給ライン、二酸化炭素ライン、混合ラインのひとつ以上の内部流体を、１０℃以下とすることで二酸化炭素の溶解度パラメーターを上げ、塗料との混合性を向上させることが出来る。
（４）二酸化炭素の塗料に対する溶解重量をあげることができ、噴射ガンから塗料が噴霧されたときに二酸化炭素の膨張による霧化を促進させることが出来る。
（５）請求項２に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、 
温度調節機構が、二酸化炭素供給ライン及び混合ラインにのみ設けられているので、塗料供給ラインに流れる塗料の過度な冷却を防止できる。
したがって、過度な冷却による塗料の粘度の増大を防止でき、塗料と二酸化炭素の混合性が悪化することを防止できる。
（６）請求項３に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、温度調節機構が、二酸化炭素供給ライン又は混合ラインのいずれかにのみ設けられているので、塗料供給ラインに流れる塗料の過度な冷却を防止できる。
したがって、過度な冷却による塗料の粘度の増大を防止でき、塗料と二酸化炭素の混合性が悪化することを防止できる。
（７）請求項４に記載の発明も、前記（１）〜（６）と同様な効果が得られるとともに、塗料中の溶剤重量が少ないミドルソリッド型やハイソリッド型の塗料は通常塗料より粘度が高い傾向があるため、塗料ラインの温度を混合ラインより５℃以上高くすることにより、塗料粘度を下げ、混合器における塗料と二酸化炭素の混合性を高めることが出来る。
（８）請求項５に記載の発明も、前記（１）〜（７）と同様な効果が得られるとともに、二酸化炭素供給ラインの温度調節に用いる間接熱媒系統を、並列または直列に他の温度調節に用いるため、塗料ラインまたは混合ラインの熱交換器を防爆仕様とすることができると共に省スペース化を図ることができる。
（９）請求項６に記載の各発明も前記（１）〜（８）と同様な効果が得られるとともに、間接熱媒を既に冷却した二酸化炭素とすることにより、二酸化炭素の低粘度特性を活かした断面積の小さな流路を確保できるため、塗料ラインの重量の増大を抑えることができる。
（１０）請求項７に記載の発明も前記（１）〜（９）と同様な効果が得られるとともに、間接熱媒を既に冷却した二酸化炭素とし、更に塗料ラインの配管内部に付帯されているため、更に塗料ラインの重量の増大を抑えることができる。
（１１）請求項８に記載の発明も前記（１）〜（１０）と同様な効果が得られるとともに、３重点圧力〜３．５ＭＰａの二酸化炭素の飽和温度は、マイナス５６．６℃（＠０．５１８ＭＰａ）〜０．２℃と低く、本発明の温度調節機構の冷熱源として効果を得ることができる。
（１２）請求項９に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
（１３）請求項１０に記載の発明も、前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
（１４）請求項１１に記載の発明も、前記（１）〜（５）と同様な効果が得られる。
（１５）請求項１２に記載の発明も、前記（１）〜（４）、（６）と同様な効果が得られる。
（１６）請求項１３に記載の発明も、前記（１）〜（７）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
図６及び図７は本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図８及び図９は本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
図１０及び図１１は本発明の第４の実施形態を示す説明図である。
【図１】第１の実施形態の概略説明図。
【図２】塗料供給ラインの概略説明図。
【図３】二酸化炭素供給ラインの概略説明図。
【図４】温度調節機構の概略説明図。
【図５】第１の実施形態の工程図。
【図６】第２の実施形態の概略説明図。
【図７】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【図８】第３の実施形態の概略説明図。
【図９】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【図１０】第４の実施形態の概略説明図。
【図１１】混合ライン用熱交換器の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
図１乃至図５に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の塗装装置で、この塗装装置１は、動産又は不動産の如何を問わず、また金属製・合成樹脂製・コンクリート製かを問わず、ロボット、各種の機械やその部品、電気器具やその部品、建物の壁面等の表面に混合物を塗布するものである。
【００１４】
この塗装装置１は、図１に示すように、塗料２及び二酸化炭素３をそれぞれ供給する複数のラインが、混合物４を生成する混合器５に接続している。
【００１５】
すなわち、これらのラインは、塗料用駆動ポンプ６と塗料供給源７とを含み混合器５に塗料２を供給する塗料供給ライン８と、二酸化炭素用駆動ポンプ９と二酸化炭素供給源１０とを含み前記混合器５に二酸化炭素３を供給する二酸化炭素供給ライン１１である。
前記混合器５は、塗料２及び二酸化炭素３の成分を混合して混合物４を生成し、混合ライン１２へ混合物４を吐出する。そして、混合器５には混合ライン１２を介して噴射手段１３（例えば手動で噴射させる噴射ガン）が接続されている。
【００１６】
前記混合物４は粘度調節手段１４により粘度が１００ｍＰａ・ｓ（ミリパスカル秒）（イワタカップ３０秒相当）以下となるように調節されている。
【００１７】
この粘度調節手段１４は、本実施の形態においては、二酸化炭素供給ライン１１及び混合ライン１２にそれぞれ設けられた温度調節機構１５と、二酸化炭素定量供給部２０により供給量を調節された二酸化炭素３とで構成されている。
【００１８】
前記塗料用駆動ポンプ６には塗料接続ライン１６を介して塗料供給源７が接続している。
塗料用駆動ポンプ６が起動すると、その吸引口から前記塗料供給源６の塗料２を吸い込む一方、その吐出口から塗料２を圧送する。また塗装供給ライン８は、塗料供給源６と塗料接続ライン１６と前記塗料用駆動ポンプ６と塗料吐出ライン１７とで構成されており、塗料吐出ライン１７は、塗料用駆動ポンプ６と混合器（混合部）５とを接続するラインで、この塗料吐出ライン１７は塗料用駆動ポンプ６から圧送される塗料を混合器５に供給するものである。
【００１９】
この塗料２は、本実施の形態においては、一般的に販売されている塗膜を形成する主成分となる有機原材料と、有機原材料を溶解する複数種類の有機溶媒からなる塗料を用いている。
【００２０】
混合器５の機能について説明する。ところで、混合器５の詳細構造は、好ましくは流路径を考慮して適宜なマイクロ混合器が使用される。マイクロ混合器の種類や構造は周知事項（例えば特開２０１０−２３４３４８号公報の段落００３１〜段落００３３、）なので割愛する。
【００２１】
二酸化炭素用駆動ポンプ９には、温度調節機構１５としての二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａを備えた二酸化炭素接続ライン１８を介して二酸化炭素供給源１０が接続されている。二酸化炭素供給源１０から提供される二酸化炭素３の性状は限定しないものである。
【００２２】
二酸化炭素用駆動ポンプ９が起動すると、その吸引口から前記二酸化炭素供給源１０か ら二酸化炭素３を吸い込む一方、その吐出口から二酸化炭素３を圧送する。
【００２３】
また二酸化炭素供給ライン１１は、図３に示すように、二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素接続ライン１８と、該二酸化炭素接続ライン１８に設けられた二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａと、前記二酸化炭素用駆動ポンプ９と、二酸化炭素吐出ライン１９とで構成されており、この二酸化炭素吐出ライン１９は、二酸化炭素用駆動ポンプ９と混合器（混合部）５とを接続するもので、二酸化炭素用駆動ポンプ９から圧送される二酸化炭素３を混合器５に供給する。
【００２４】
二酸化炭素供給源１０としては、内容量３．４Ｌから４７Ｌ程度のボンベ複数用いてもよいし、１ｍ３以上の大型タンクから二酸化炭素を供給してもよい。
【００２５】
この二酸化炭素供給源１０の圧力は二酸化炭素３の３重点圧力〜３．５ＭＰａであることが望ましい。３重点圧力〜３．５ＭＰａでの二酸化炭素３の飽和温度は、マイナス５６．６℃（＠０．５１８ＭＰａ）〜０．２℃と低く、二酸化炭素３の供給量により混合物４の温度調節をする温度調節機構１５の冷熱源として有効な効果を得ることが出来る。
前記二酸化炭素供給ライン１１の下流側（前記二酸化炭素用駆動ポンプ７の二次側）に位置する二酸化炭素吐出ライン１９には、例えば図３で示すように、二酸化炭素定量供給部２０及び仕切弁２１を備えている。
【００２６】
この二酸化炭素定量供給部２０は、例えば、流量計、流量調節弁、一次圧調節弁等（図示せず）で構成されている。これらを組み合わせて二酸化炭素定量供給部２０を構成してもよいし、いずれか１つを用いてもよい。
【００２７】
これらの機器を二酸化炭素用駆動ポンプ９の二次側に設けることにより、定量供給精度を向上させることができる。
【００２８】
前記仕切弁２１は二酸化炭素定量供給部２０の下流側に設けられており、逆止弁２２を介して混合器５に接続されている。この仕切弁２１は、本実施の形態においては、制御部（図示せず）により開閉が制御されており、いわゆる自動仕切弁を用いている。
【００２９】
制御部（図示せず）は、例えば、検知手段（図示せず）により、塗料用駆動ポンプ６の稼働状況を判別し、塗料用駆動ポンプ６が稼働している場合には仕切弁２１を開状態として混合器５に二酸化炭素３を供給する等の制御をするものである。本発明に用いられる制御部としては、制御プログラムを記憶部に記憶し、そのプログラムに基づいて仕切弁を制御する制御部であってもよいし、リレー回路等を用いた（記憶部等を有しない）制御部としてもよい。
【００３０】
また、このような制御部を備えず、手動により仕切弁を操作するものであってもよい。前述した噴射手段１３は、市販されている噴射ガン１３が用いられ、該噴射ガン１３は前記混合器５の二次側に設けられた混合ライン１２を介して接続し、かつ混合器５で生成するとともに、粘度調節手段１４によって粘度を調節された混合物４を大気圧下の塗装対象物２３に噴射する。
【００３１】
本実施の形態においては、混合ライン１２には粘度調節手段１４を構成する温度調節機構１５としての混合ライン用熱交換器１５ｂが設けられており、温度調節機構１５としての二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａ、混合ライン用熱交換器１５ｂによって温度調節及び二酸化炭素３の供給量より前記混合物４の粘度を１００ｍＰａ・ｓ（イワタカップ３０秒）以下になるように調節している。
【００３２】
すなわち、本実施の形態における粘度調節手段１４としては、温度調節機構１５及び二酸化炭素定量供給部２０により供給量を調節された二酸化炭素３とで構成される。
温度調節機構１５は、二酸化炭素供給ライン１１の内部に流れる二酸化炭素３の温度を二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａによって１０℃以下に冷却すると共に、混合ライン１２の内部に流れる混合物４の温度を混合ライン用熱交換器１５ｂによって１０℃以下に冷却している。
【００３３】
また、本実施の形態においては、塗料供給ライン８の内部を流れる塗料２の温度を混合ライン１２の内部を流れる混合物４の温度より５℃以上高くなるように温度調節している。
【００３４】
塗料中の溶剤重量が少ないミドルソリッド型やハイソリッド型の塗料を用いる場合には、これらの塗料は通常の塗料より粘度が高い傾向があるため、塗料供給ライン８の温度を混合ライン１２より５℃以上高くすることにより、塗料の粘度を下げることができる。本実施の形態においては、通常の塗料２を用いているが、この場合であっても塗料２の粘度を下げることができるので、混合器５における塗料２と二酸化炭素３の混合性を高めることが出来る。
【００３５】
塗料２と二酸化炭素３を混合した後は、二酸化炭素３が希釈剤となり混合物４の粘度を大幅に低下させるため、本発明の効果を得ることが出来る。
【００３６】
これらの熱交換器１５ａ、１５ｂは本実施の形態においては、間接熱媒を用いるものであり、当該間接熱媒が恒温槽２４を介して二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａと混合ライン用熱交換器１５ｂが接続されており、二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａで使用された間接熱媒を混合ライン用熱交換器に供給１５ｂし、混合ラインの温度調節を行っている。
【００３７】
二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａに用いる間接熱媒系統を、並列または直列に他の温度調節に用いるため、混合ライン用熱交換器１５ｂを防爆仕様とすることができると共に省スペース化を図ることができる。
【００３８】
例えば、本実施の形態においては、図１に示すように、混合ライン用熱交換器１５ｂを防爆仕様とし、混合器５及び混合ライン１２は防爆エリアに配置されている。
なお、塗料供給ライン８に熱交換器を備える場合には、塗料供給ライン８の熱交換器も防爆仕様とすることができる。
【００３９】
本実施の形態においては、二酸化炭素供給ライン１１の温度調節に用いる間接熱媒系統に０℃のブラインを用い、二酸化炭素供給ライン１１の温度調節と混合ライン１２の温度調節を同一の冷却システムから並列的なブライン回路とした。
【００４０】
なお、温度調節機構１５は、温度調整前の流体の温度に対して温度調節後の流体の温度を５℃以上冷却するものであってもよい。
【００４１】
このように二酸化炭素３及び混合物４を冷却することにより、二酸化炭素３の溶解度パラメーターを上げ、塗料との混合性を向上させることが出来る。
【００４２】
また、１０℃以下とすることで二酸化炭素３の塗料に対する溶解重量をあげることができ、混合物４の温度も冷却することで溶解重量を保つことができ、噴射ガン１３から混合物４が噴霧されたときに二酸化炭素３の膨張による霧化を促進させることが出来る。
本発明の塗装方法２５では、前述のように塗料供給源７から供給される塗料２及び二酸化 炭素供給源１０から供給される二酸化炭素３を混合器５により混合して混合物４を生成する混合物生成工程２６を構成している。
【００４３】
この混合物生成工程２６により生成された混合物４は、粘度調節手段１４によってその粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程２７が行われ、該粘度調節工程２７にて粘度調整された混合物４を大気圧下の塗装対象物２３噴射する噴射工程２８を行う。
【００４４】
本発明の塗装方法２５における、粘度調節工程２７の粘度調節手段１４は、塗装装置１に用いられる粘度調節手段１４と同様に二酸化炭素供給ライン１１及び混合ライン１２に設けられた温度調節機構１５と、二酸化炭素３の供給量により構成されており、温度調節機構１５の温度調節及び二酸化炭素３の供給量より前記混合物４の粘度を１００ｍＰａ・ｓ（イワタカップ３０秒）以下になるように調節している。
【００４５】
この塗装方法においても、検知手段（図示せず）を用いて制御部（図示せず）で仕切弁２１の開閉を連動させて混合物生成工程２５を行ってもよい。
【００４６】
なお、本発明の混合物の製造方法は、塗料供給源７から塗料供給ライン８を介して供給される塗料２及び二酸化炭素供給源１０から二酸化炭素供給ライン１１を介して供給される二酸化炭素３を混合器５により混合して混合物４を生成し、混合ライン１２へ吐出する混合物生成工程２６と、混合物生成工程２６で生成された混合物４の粘度を、粘度調節手段１４によって１００ｍＰａ・ｓ以下の状態にする粘度調節工程２７とで構成されている。
【００４７】
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図６乃至図１１に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
図６及び図７に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、間接熱媒を用いる混合ライン用熱交換器１５ｂを備え、該混合ライン用熱交換器１５ｂには間接熱媒として二酸化炭素供給ライン１１に流れる二酸化炭素３を供給する温度調節機構１５Ａにするとともに、二酸化炭素吐出ライン１９を流れる二酸化炭素３を二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に戻すリターンライン２９を備えた点で、このような塗装装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４９】
この混合ライン用熱交換器１５ｂを詳細に説明すると、二酸化炭素供給ライン１１の二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの下流側に、二酸化炭素供給ライン１１の二酸化炭素３が流れ込む熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０を接続する。この熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０は、図７で示すように、往路Ｘでは混合器５の下流から混合ライン１２と接触状態で並列するように配設され、かつ、混合ライン１２の下流側から折り返して、復路Ｙは混合ライン１２の内部を通過して前記二酸化炭素供給ライン１１に合流する。
【００５０】
この熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０の一部、すなわち往路Ｘの混合器５の下流から混合ライン１２と接触状態で並列するように配設された部位と混合ライン１２の下流側から折り返して、復路Ｙの混合ライン１２の内部を通過する部位が混合ライン用熱交換器１５ｂを構成している。
【００５１】
前記リターンライン２９は、二酸化炭素吐出ライン１９の二酸化炭素定量供給部２０の 
上流から分岐し、二酸化炭素戻し弁３１を介して二酸化炭素接続ライン１８の二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に接続されている。
【００５２】
なお、二酸化炭素戻し弁３１は圧力調整弁でもよいし、自動弁等でもよい。
前記仕切弁２１が閉じている場合（噴射待機中）は、二酸化炭素３は二酸化炭素供給源１０から酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａ及び二酸化炭素用駆動ポンプ９を通過し、熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０へ流れる。二酸化炭素３が熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０から二酸化炭素吐出ライン１９へ戻ると、リターンライン２９へ流れ、二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素供給ライン用熱交換器１５ａの間に戻る。
【００５３】
このように二酸化炭素３が循環しながら、噴射待機中も常に混合物４の温度調節を行うことができる。
【００５４】
仕切弁２１が開（噴射中）となった場合には、二酸化炭素３はリターンライン２９へ流れ込むことなく、混合器５へ導入される。
なお、リターンライン２９は、二酸化炭素定量供給部２０と仕切弁２１の間から分岐してもよい。
【００５５】
図８及び図９に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、往路Ｘ、復路Ｙ共に混合ライン１２の内部を通過する熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０で構成する混合ライン用熱交換器１５ｂを用いた温度調節機構１５Ｂにした点で、このような塗装装置１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００５６】
図１０及び図１１に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、混合ライン１２の内部を通過する熱交換器用二酸化炭素供給ライン３０を二重管とし、二重管の内側を往路Ｘ、外側を復路Ｙとして構成した混合ライン用熱交換器１５ｂを用いた温度調節機構１５Ｃにした点で、このような塗装装置１Ｃにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、塗料供給ラインに温度調節機構を備えていないものについて説明したが、塗料供給ラインに温度調節機構を設けたものでもよい。塗料供給ラインに温度調節機構を備え、塗料を冷却することで、混合物の温度が低下するので、本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、熱交換器は、塗料供給ライン、二酸化炭素供給ライン、混合ラインのいずれか１つに設けるものでもよいし、塗料供給ライン及び混合ラインに設けてもよいし、全てのラインに設けてもよい。
【００５９】
さらに、二酸化炭素の供給量ではなく温度調節機構のみによって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態に調節してもよいし、温度調節機構を用いずに二酸化炭素の供給量によって混合ラインの混合物粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下の状態に調節してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は塗装装置を製造する産業や塗装方法を使用する産業で利用される。
【符号の説明】
【００６１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：塗装装置、  ２：塗料、 
３：二酸化炭素、                  ４：混合物、
５：混合器、                      ６：塗料用駆動ポンプ、
７：塗料供給源、                  ８：塗料供給ライン、
９：二酸化炭素用駆動ポンプ、      １０：二酸化炭素供給源、
１１：二酸化炭素供給ライン、      １２：混合ライン、
１３：噴射手段、                  １４：粘度調節手段、
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ：温度調節機構、
１５ａ：二酸化炭素供給ライン用熱交換器、
１５ｂ混合ライン用熱交換器：      １６：塗料接続ライン、
１７：塗料吐出ライン、            １８：二酸化炭素接続ライン、
１９：二酸化炭素吐出ライン、      ２０：二酸化炭素定量供給部、
２１：仕切弁、                    ２２：逆止弁、
２３：塗装対象物、                ２４：恒温槽、
２５：塗装方法、                  ２６：混合物生成工程、
２７：粘度調節工程、              ２８：噴射工程、
２９：リターンライン、
３０：熱交換器用二酸化炭素供給ライン、
３１：二酸化炭素戻し弁。