(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物に塗布する化成処理前の粒状表面調整処理剤の溶解装置において、
定量の前記粒状表面調整処理剤を供給する粒状表面調整処理剤供給手段と、
定量の水を水流状態で供給する水供給手段と、
水流状態で供給された前記水によって前記粒状表面調整処理剤を溶解して未完全溶解状態の溶液を生成する一次溶解手段と、
前記一次溶解手段の下流に設けられ、前記一次溶解手段から供給された前記未完全溶解状態の溶液を貯溜して所定の溶解状態の溶液を粒状表面調整処理液としてオーバーフローさせる二次溶解手段を備え、
前記二次溶解手段は、複数の傾斜した側壁によって分割形成された複数の溶液槽と、前記複数の溶液槽の前記複数の傾斜した側壁の下部にそれぞれ設けられ、前記未完全溶解状態の溶液に気泡を供給する気泡発生部とを有し、
前記気泡の供給によって、沈殿した前記粒状表面調整処理液の未溶解分を撹拌溶解するとともに、攪拌された所定の溶解状態の溶液を、前記粒状表面調整処理液の供給によって、隣接する前記溶液槽へ向けてオーバーフローして流出させる構成を有してなることを特徴とする粒状表面調整処理剤の溶解装置。
【請求項２】
前記溶液槽は、前記粒状表面調整処理液の流れる方向へ傾斜を付与した仕切り板を有してなる構成の請求項第１項記載の粒状表面調整処理剤の溶解装置。
【請求項３】
前記一次溶解手段は、前記水を内周面上に流動させて攪拌流を発生させる漏斗状部材である構成の請求項第１記載の粒状表面調整処理剤の溶解装置。
【請求項４】
前記一次溶解手段は、前記粒状表面調整処理剤及び前記水を受容する容器と、前記容器に受容された前記粒状表面調整処理剤及び前記水を強制的に攪拌する攪拌羽を有し、
前記攪拌羽の回転に基づいて強制的に攪拌された未完全溶解状態の溶液を前記容器からオーバーフローさせる構成の請求項第１項記載の粒状表面調整処理剤の溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粒状表面調整処理剤の溶解装置に関し、特に、金属塗装の塗装前処理として行われる化成処理前の粒状表面調整処理に用いられる粒状表面調整処理液を適正な濃度で供給する粒状表面調整処理剤の溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属材料への塗装では、塗装後の耐食性及び塗膜密着性を向上させる塗装前処理として、所定の化成処理を施すことが知られている。
【０００３】
上記した塗装前処理として、リン酸系の前処理液を用いた化成処理がある。例えば、リン酸亜鉛系化成処理では、アルカリ等により脱脂された金属材料の表面にリン酸亜鉛の前処理液を塗布することによって化成被膜を形成するものであり、この化成被膜が仲立ちとなって塗膜密着性が高められる。
【０００４】
また、化成処理による塗装下地用の化成被膜を形成するものとして、化成処理の前に表面調整処理を行うことがある。この表面調整処理は、チタンコロイドを含有する表面調整液を金属材料の表面に塗布する。チタンコロイドは、チタン塩とリン酸ナトリウム等よりなる粉状の原料を所定量の水に溶解したものであり、表面調整液の塗布後にリン酸亜鉛の化成処理を行うことで、結晶核の周りにリン酸亜鉛の結晶が形成されて均一な化成被膜を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した塗装前処理では、表面調整剤の原料が水に溶けにくいため、所定の割合で混合しても、攪拌が不充分であると未溶解分が生じて生成される表面調整液の濃度にバラツキが生じる。また、ディッピングやスプレー処理によって塗装前処理を行うことで処理液の濃度が低下する。このような濃度の低下を避けるために一定時間で所定の濃度の処理液を補給しているが、補給前と補給後で濃度変動を生じるので、金属材料の表面における化成被膜の形成状態にムラが生じ、その結果、所望の耐食性及び塗膜密着性が得られない恐れがある。また、表面調整液に濃度変動が生じてこれを補正しようとしても、所定の濃度に速やかに安定させることが難しいという問題がある。従って、本発明の目的は原料の未溶解分をなくし、適正な濃度の粒状表面調整処理液を安定的に供給することのできる粒状表面調整処理剤の溶解装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、粒状表面調整処理液の濃度変動を抑制することができる粒状表面調整処理剤の溶解装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、被塗装物に塗布する化成処理前の粒状表面調整処理剤の溶解装置において、定量の前記粒状表面調整処理剤を供給する粒状表面調整処理剤供給手段と、定量の水を水流状態で供給する水供給手段と、水流状態で供給された前記水によって前記粒状表面調整処理剤を溶解して未完全溶解状態の溶液を生成する一次溶解手段と、前記一次溶解手段の下流に設けられ、前記一次溶解手段から供給された前記未完全溶解状態の溶液を貯溜して所定の溶解状態の溶液を粒状表面調整処理液としてオーバーフローさせる二次溶解手段を備え、前記二次溶解手段は、複数の傾斜した側壁によって分割形成された複数の溶液槽と、前記複数の溶液槽の前記複数の傾斜した側壁の下部にそれぞれ設けられ、前記未完全溶解状態の溶液に気泡を供給する気泡発生部とを有し、前記気泡の供給によって、沈殿した前記粒状表面調整処理液の未溶解分を撹拌溶解するとともに、攪拌された所定の溶解状態の溶液を、前記粒状表面調整処理液の供給によって、隣接する前記溶液槽へ向けてオーバーフローして流出させる構成を有してなることを特徴とする粒状表面調整処理剤の溶解装置を提供する。
【０００８】
上記する粒状表面調整処理剤の溶解装置において、一次溶解手段は、水を内周面上に流動させて攪拌流を発生させる漏斗状部材であっても良く、あるいは、一次溶解手段は、粒状表面調整処理剤及び水を受容する容器と、容器に受容された粒状表面調整処理剤及び水をモータの回転に基づいて強制的に攪拌する攪拌羽を有し、攪拌羽の回転に基づいて強制的に攪拌された未完全溶解状態の溶液を容器からオーバーフローさせる構成であっても良い。また、溶液槽としては、粒状表面調整処理液の流れる方向へ傾斜を付与した仕切り板を有することが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の粒状表面調整処理剤（以下、塗装前処理剤ともいう。）の溶解装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗装前処理剤の溶解装置を示す。ここで溶解される塗装前処理剤は、チタン塩とリン酸ナトリウムよりなる表面調整剤の粉状の原料である。この塗装前処理剤の溶解装置は、粉状の表面調整剤の原料１を供給する原料供給部１０と、供給された原料１を溶解する原料溶解部２０を有する。
【００１１】
原料供給部１０は、粉状の原料１を貯蔵する原料貯蔵部２と、原料貯蔵部２の上部に設けられる蓋３と、原料貯蔵部２の下部に設けられて回転することにより原料１を搬出する原料搬出機４と、原料搬出機４を回転させる駆動モータ５と、駆動モータ５の回転トルクを原料搬出機４に伝達するトルク伝達部６と、原料搬出機４を回転自在に支持する回転軸受７と、原料搬出機４によって搬出された原料１を投下させるシュート８と、原料貯蔵部２を支持するとともに駆動モータ５およびトルク伝達部６を収容する筐体９を有する。
【００１２】
原料供給部１０のシュート８を介して投下された原料１は、その下方に設けられている漏斗状の投入部１１に供給される。投入部１１の上部には、原料１を溶解する水を供給するノズル１２を有し、ノズル１２から水が噴射されると投入部１１の内部に攪拌流が生じるようになっている。このノズル１２には、水道管１３に設けられたフローレギュレータ１４によって所定の流量の水を配管１５を介して供給しており、配管１５には、水の供給を制御する弁１６が設けられている。
【００１３】
原料溶解部２０は、投入部１１で溶解された表面調整剤（以下、前処理液という）の流れる方向に傾斜した仕切り板２１ａを有し、第１槽２１Ａ，第２槽２１Ｂ，および第３槽２１Ｃより構成される気体攪拌槽２１と、気体攪拌槽２１の下部に設けられる気体供給部２２と、気体供給部２２に導管２２Ａを介して接続され、仕切り板２１ａに設けられる気泡孔２７の背面に位置して固定される気泡発生部２２Ｂと、気体供給部２２に導管２３を介して圧搾空気を供給するポンプ２４と、第２槽２１Ｂに流出した前処理液の下流側への流れを制御する制流板２５と、第３槽２１Ｃよりオーバーフローした前処理液を前処理槽（図示せず）に排出する排出部２６を有する。
【００１４】
また、上記した塗装前処理剤の溶解装置は、駆動モータ５、フローレギュレータ１４、弁１６、およびポンプ２４の動作を制御する制御部３０を有している。
【００１５】
図２は、図１に示す気体攪拌槽２１（第１槽２１Ａ）のＡ−Ａ断面を示し、気体攪拌槽２１の側壁部２８は、底部にかけてテーパー状となるように形成されており、下部には気泡孔２７が形成されている。また、気体攪拌槽２１の最下部にも気泡孔２７が形成されている。この気泡孔２７は多孔質板等によって形成されても良く、導管２２Ａを介して圧送される空気を気泡として気泡孔２７から液中に噴出させる。
【００１６】
上記した塗装前処理剤の溶解装置において、制御部３０から駆動モータ５に所定の時間で駆動電圧を供給することによって駆動モータ５が回転し、その回転トルクがトルク伝達部６を介して伝達されて原料搬出機４を回転させることによって、原料貯蔵部２から所定量の原料１が搬出され、シュート８を介して投入部１１に供給される。
【００１７】
投入部１１に所定量の原料１が供給されると、フローレギュレータ１４で流量を調整された水が弁１６の所定の時間における開動作に基づいて供給され、ノズル１２から投入部１１内に噴射される。この水と原料１の混合体は、水噴射に基づいて投入部１１内に生じる攪拌流によって自然攪拌されることにより前処理液となる。また、水を一定の流量で供給し続けるようにしても良い。攪拌後の前処理液は、投入部１１の下部から気体攪拌槽２１の第１槽２１Ａに供給される。
【００１８】
気体攪拌槽２１では、ポンプ２４の駆動に基づいて気体供給部２２に供給される圧搾空気を導管２２Ａを介して気泡発生部２２Ｂに供給することで、気体攪拌槽２１内の前処理液に多数の微少な気泡を発生させる。投入部１１内での攪拌で溶けきらずに供給された原料１（以下、未溶解分という）は、その自重によって気体攪拌槽２１の各槽の下部に沈殿し易いことから、前処理液の流れる方向に傾斜を付与した仕切り板２１ａと、底部にかけてテーパー状に形成された側壁部２８によって、未溶解分を気泡孔２７の周囲に誘導し、気泡孔２７より発生する気泡によって前処理液を攪拌する。
【００１９】
以下に、気体攪拌槽２１における前処理液の流れと各槽における攪拌動作について説明する。
【００２０】
気体攪拌槽２１が空であるとき、投入部１１から第１槽２１Ａに前処理液が供給されることによって、第１槽２１Ａでは前処理液の気泡による攪拌が行われるとともに液面が上昇する。この液面が仕切り板２１ａの高さを越えると前処理液がオーバーフローして隣接する第２槽２１Ｂに流出する。第２槽２１Ｂにおいても第１槽２１Ａと同様に前処理液に気泡による攪拌が行われる。また、第２槽２１Ｂにおける液面が仕切り板２１ａの高さを越えると前処理液がオーバーフローして隣接する第３槽２１Ｃに流出する。
【００２１】
この状態では、第１槽２１Ａおよび第２槽２１Ｂの前処理液の液面がほぼ同一のレベルとなるので、第１槽２１Ａでオーバーフローした前処理液がそのまま第３槽２１Ｃに流出する恐れがある。この前処理液に未溶解分が混在していると、第３槽２１Ｃからオーバーフローする前処理液に未溶解分が混入する恐れがあるので、第２槽２１Ｂに位置して設けられる制流板２５によって第１槽２１Ａから第３槽２１Ｃへの前処理液の直接的な流出を抑制し、未溶解分を沈下させて気泡による溶解を促す。
【００２２】
このように各槽で気泡による攪拌を行うことにより、前処理液中の未溶解分が減少し、適正な濃度の前処理液を安定的に供給することができる。第１の実施の形態では、３槽からなる気体攪拌槽によって気泡による攪拌を行っているが、気体攪拌槽をさらに多段化して気泡による攪拌を行っても良い。
【００２３】
また、原料１を溶解させる水は、汲み置きされたものにガスやポンプ等で加圧することにより所定の水圧で供給するようにしても良く、気体供給部２２に供給される気体についても圧搾空気以外に窒素ガス等の他の気体であっても良い。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る塗装前処理剤の溶解装置を示す。この塗装前処理剤の溶解装置は、粉状の原料１を供給する原料供給部１０と、供給された原料１を強制攪拌して溶解させる強制溶解部４０と、強制攪拌後の前処理液を供給して未溶解分を沈殿させる沈殿槽５０を有する。図３において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については共通する引用数字を付しているので、重複する説明を省略する。
【００２５】
強制溶解部４０は、原料１を水で溶解して得られる前処理液を沈殿槽５０に供給する供給部４１と、供給部４１の内部に設けられて水および原料１を攪拌するための攪拌容器４２と、攪拌容器４２に供給された水および原料１を攪拌する攪拌羽４３Ａと、攪拌羽４３Ａを回転させる攪拌モータ４３を有する。
【００２６】
攪拌容器４２の上部には、原料１を溶解する水を供給するノズル１２を有し、ノズル１２から攪拌容器４２の内部に向けて水が噴射されるようになっている。このノズル１２には、水道管１３に設けられたフローレギュレータ１４によって所定の流量の水を配管１５を介して供給しており、配管１５には、水の供給を制御する弁１６が設けられている。
【００２７】
沈殿槽５０は、上流側５０Ａと下流側５０Ｂとの間に所定の高さを有して設けられる仕切り板５１と、上流側５０Ａから仕切り板５１を越えて下流側５０Ｂにオーバーフローした前処理液を排出する排出口５２を有する。
【００２８】
また、上記した塗装前処理剤の溶解装置は、駆動モータ５、フローレギュレータ１４、弁１６、および攪拌モータ１９の動作を制御する制御部３０を有している。
【００２９】
上記した塗装前処理剤の溶解装置において、制御部３０から駆動モータ５に所定の時間で駆動電圧を供給することによって駆動モータ５が回転し、その回転トルクがトルク伝達部６を介して伝達されて原料搬出機４を回転させることによって、原料貯蔵部２から所定量の原料１が搬出され、シュート８を介して供給部４１内の攪拌容器４２に供給される。
【００３０】
攪拌容器４２に所定量の原料１が供給されると、フローレギュレータ１４で流量を調整された水が弁１６の所定の時間における開動作に基づいて供給され、ノズル１２から攪拌容器４２内に噴射される。この水と原料１の混合体は、攪拌モータ４３の回転力に基づいて回転する攪拌羽４３Ａによって攪拌されることで前処理液となり、また、攪拌羽４３Ａの攪拌によって攪拌容器４２からオーバーフローして供給部４１を介して沈殿槽５０の仕切り板５１で区切られた上流側５０Ａに供給される。
【００３１】
沈殿槽５０では、攪拌容器４２でオーバーフローさせた前処理液に混入している未溶解分を沈下させる。攪拌容器４２での強制的な攪拌で溶けきらずに供給された未溶解分は、その自重によって沈殿槽５０の下部に沈殿し易いことから、未溶解分を沈殿させ、沈殿槽５０への前処理液の供給の基づく攪拌によって未溶解分を溶解させる。沈殿槽５０からは前処理液の上澄み液を仕切り板５１からオーバーフローさせて下流側５０Ｂに供給する。仕切り板５１の下流側５０Ｂに供給された前処理液は排出口５２から排出される。
【００３２】
このように沈殿槽５０で未溶解分を沈殿させ、前処理液の供給の基づく攪拌によって未溶解分を完全に溶解させた後に上澄み液を仕切り板５１の下流側５０Ｂに供給させることにより、安定した濃度の前処理液を供給することができる。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る塗装前処理剤の溶解装置を示す。この塗装前処理剤の溶解装置は、漏斗状の投入部１１に供給される水と原料１の混合体を沈殿槽５０の下部Ａに供給している。沈殿槽５０の下部Ａより供給された混合体は矢印で示す攪拌流の作用によって未溶解分が完全に溶解された前処理液となる。その他の構成については第１および第２の実施の形態で説明したものと同一であり、共通する引用数字を付しているので説明を省略する。
【００３４】
上記した塗装前処理剤の溶解装置において、制御部３０から駆動モータ５に所定の時間で駆動電圧を供給することによって駆動モータ５が回転し、その回転トルクがトルク伝達部６を介して伝達されて原料搬出機４を回転させることによって、原料貯蔵部２から所定量の原料１が搬出され、シュート８を介して投入部１１に供給される。
【００３５】
投入部１１に所定量の原料１が供給されると、フローレギュレータ１４で流量を調整された水が弁１６の所定の時間における開動作に基づいて供給され、ノズル１２から投入部１１内に噴射される。この水と原料１の混合体は、水噴射に基づいて投入部１１内に生じる攪拌流によって自然攪拌されることにより前処理液となる。攪拌後の前処理液は、投入部１１の下部から沈殿槽５０の下部Ａに供給される。
【００３６】
沈殿槽５０では、前処理液の供給によって液面が上昇するとともに、投入部１１内での攪拌で溶けきらずに供給された未溶解分が上流側５０Ａの下部に沈殿する。沈殿した未溶解分は下部Ａより供給される前処理液の流れによって攪拌されて溶解される。未溶解分の溶解された前処理液は仕切り板５１からオーバーフローして下流側５０Ｂに流出し、排出口５２から排出される。
【００３７】
このようにして沈殿槽５０内に沈殿する未溶解分を沈殿槽５０に供給される前処理液の流れに基づいて攪拌し溶解させることにより、より安定した濃度の前処理液を供給することができる。
【００３８】
上記した各実施の形態は、塗装前処理の表面調整処理で使用される粉状の表面調整剤を溶解して前処理液を得る過程について説明したが、他の粉状の原料の溶解装置として用いることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の粒状表面調整処理剤の溶解装置によると、一次溶解手段において水流状態で供給された水によって粒状表面調整処理剤を溶解し、溶解された未完全溶解状態の溶液を二次溶解手段に供給し、二次溶解手段で貯溜して所定の溶解状態の溶液を粒状表面調整処理液としてオーバーフローさせるようにしたため、原料の未溶解分をなくし、適正な濃度の粒状表面調整処理液を安定的に供給するとともに、粒状表面調整処理剤の濃度変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における塗装前処理剤の溶解装置を示す説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ部における断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る塗装前処理剤の溶解装置を示す説明図。
【図４】従来の第３の実施の形態に係る塗装前処理剤の溶解装置を示す説明図。
【符号の説明】
１，原料
２，原料貯蔵部
３，蓋
４，原料搬出機
５，駆動モータ
６，トルク伝達部
７，回転軸受
８，シュート
９，筐体
１０，原料供給部
１１，投入部
１２，ノズル
１３，水道管
１４，フローレギュレータ
１５，配管
１６，弁
２０，原料溶解部
２１，気体攪拌槽
２１Ａ，第１槽
２１Ｂ，第２槽
２１Ｃ，第３槽
２１ａ，仕切り板
２２，気体供給部
２２Ａ，導管
２２Ｂ，気泡発生部
２３，導管
２４，ポンプ
２５，制流板
２６，排出部
２７，気泡孔
２８，側壁部
３０，制御部
４０，強制溶解部
４１，供給部
４２，攪拌容器
４３，モータ
４３Ａ，攪拌羽
５０，沈殿槽
５０Ａ，上流側
５０Ｂ，下流側
５１，仕切り板
５２，排出口
【図１】
0004052713.tif 000002
【図２】
0004052713.tif 000003
【図３】
0004052713.tif 000004
【図４】
0004052713.tif 000005