塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法
【課題】 塗装環境に応じて希釈率を容易かつ正確に調整することができる塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法を提供する。
【解決手段】 原料塗料を輸送する塗料ライン３と、塗料ライン３に分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ライン４と、塗料ライン３に原料塗料を送出する原料ポンプ３０と、希釈液ライン４に希釈液を送出する希釈液タンク６とを備える塗料供給装置１であって、入力信号に基づいて希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動を制御する制御装置４１とを備え、制御装置４１は、開閉バルブ４０を開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置１である。
【解決手段】 原料塗料を輸送する塗料ライン３と、塗料ライン３に分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ライン４と、塗料ライン３に原料塗料を送出する原料ポンプ３０と、希釈液ライン４に希釈液を送出する希釈液タンク６とを備える塗料供給装置１であって、入力信号に基づいて希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動を制御する制御装置４１とを備え、制御装置４１は、開閉バルブ４０を開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料塗料を希釈液で希釈し、希釈塗料を塗装装置に供給する塗料供給装置及び塗料供給方法、並びに、希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの被塗装物を塗装する場合、原料塗料を希釈液で希釈して希釈塗料を生成し、得られた希釈塗料を用いて塗装する。希釈塗料においては、被塗装物の周囲の温度や湿度などの塗装環境変化により溶媒の揮発速度が変動するので、そのままにすると目標とする仕上りを有する塗装物が得られなくなる。そこで、塗装環境の変化に対応して揮発速度を調整するために、原料塗料の希釈において、希釈率を調整する必要がある。これは、水を溶媒とする水性塗料の場合には、水の量が揮発速度に大きく影響するので特に重要である。
【０００３】
従来、原料塗料を希釈液で希釈するときは、人力により、まず液体を撹拌するための撹拌タンクを用意し、次に撹拌タンクに原料塗料及び希釈液を投入し、２液をディスパーで撹拌していた。しかし、このような方法では、希釈率を調整するときに、希釈作業に人手を要すると共に多大な労力がかかるという問題があった。この問題は、多量（約１０Ｌ〜１００Ｌ）の原料塗料を希釈する場合に特に顕著であった。
【０００４】
また、従来、原料塗料を人力によらずに希釈するものとして、例えば、特許文献１に開示されているような装置が知られていた。図４に示すように、この装置１００は、原料塗料を輸送する塗料ライン１０１と、塗料ライン１０１に分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ライン１０２と、塗料ライン１０１に原料塗料を送出する塗料送出手段１０３と、希釈液ライン１０２に希釈液を送出する希釈液送出手段１０４と、希釈液送出手段１０４の圧力を制御する制御手段１０５とを備え、制御手段１０５が希釈液送出手段１０４の圧力を調整することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている。
【特許文献１】特開平３−１３７９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような装置１００では、希釈率を下げるために、希釈液送出手段１０４の圧力を下げ、希釈液の流量を減少させると、希釈液ライン１０２を通過する希釈液の圧力が塗料ライン１０１を通過する原料塗料の圧力に対して低下し、原料塗料が希釈液ライン１０２に流入することがあった。この結果、希釈率を正確に調整することができないという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、塗装環境に応じて希釈率を容易かつ正確に調整することができる塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記目的は、原料塗料を輸送する塗料ラインと、前記塗料ラインに分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ラインと、前記塗料ラインに原料塗料を送出する塗料送出手段と、前記希釈液ラインに希釈液を送出する希釈液送出手段とを備える塗料供給装置であって、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブと、前記開閉バルブの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置により達成される。
【０００８】
上記塗料供給装置において、前記希釈液ラインは、前記塗料ラインに挿入されたニードルを先端に備えており、該ニードルから希釈液を前記塗料ラインに導入することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御手段は、希釈塗料の固形分又は希釈液の流量とデューティ比との相関を表すテーブルを格納する記憶手段を備えており、入力された希釈塗料の固形分又は希釈液の流量に対応するデューティ比に基づいて前記開閉バルブを開閉制御することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の前記目的は、塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップとを備える塗料供給方法であって、前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗料供給方法により達成される。
【００１１】
また、本発明の前記目的は、塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップと、前記混合ステップで得られた希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装ステップとを備える塗装方法であって、前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗装方法より達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗料供給装置、塗料供給方法、又は、塗装方法によれば、塗装環境に応じて希釈率を容易かつ正確に調整することができる。
【００１３】
また、本発明の塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法は、高粘度、高固形分の水性塗料に低粘度の水を少量混合して希釈する場合に特に好適である。また、急な塗装環境の変化に対しても希釈率を容易かつ正確に調整可能であり、目標とする仕上りを有する塗装物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る塗料供給装置１の概略構成図である。
【００１５】
この塗料供給装置１は、原料塗料を希釈液により希釈する装置であって、図１に示すように、原料塗料を輸送する塗料ライン３と、塗料ライン３に希釈液を導入する希釈液ライン４とを備えている。また、塗料供給装置１は、希釈塗料を用いて被塗装物（図示せず）を塗装する塗装装置２に接続されており、希釈塗料を塗装装置２に供給する。
【００１６】
原料塗料としては、例えば、水を溶媒とした水性塗料であって、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓであるものを用いることができる。希釈液としては、本実施形態では、脱イオン水を用いている。
【００１７】
塗料ライン３は、一端部が原料塗料を収容する原料タンク５に接続されており、他端部が塗装装置２に接続されている。原料タンク５としては、内部の原料塗料を密閉状態で保持可能な静置タンクを例示することができる。また、塗料供給装置１は、原料タンク５内の原料塗料を塗料ライン３に一定圧力（すなわち、一定流量）で送出する原料ポンプ３０を備えており、原料塗料を原料タンク５から塗装装置２に輸送可能に構成されている。原料ポンプ３０としては、例えば、回転数を制御可能なモーターで駆動するギアポンプであって、モーターに印加する電圧に応じて原料塗料の送出圧力（すなわち、送出流量）を調整可能なポンプを用いることができる。原料ポンプ３０は、コスト及び耐久性に優れ、大きな流量を得られる観点から選択することができ、ギアポンプ以外に、プランジャーポンプ等が好適である。塗料ライン３に原料塗料を送出するときは、塗料ライン３に流量計を設置し、計測した流量に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。塗料ライン３は、原料塗料が詰まるのを防止すると共に、洗浄性を良好にする観点、また、顔料凝集物等のコンタミを防止する観点から、直径が４ｍｍ〜１０ｍｍの管であることが好ましい。
【００１８】
また、塗料ライン３は、塗料ライン３から分岐する循環ライン５２に接続されており、分岐部分には、原料塗料の流路を塗料ライン３又は循環ライン５２に切り換える三方バルブ３１が設置されている。循環ライン５２は、一端部が原料タンク５に接続されており、循環ライン５２に流入した原料塗料を原料タンク５に送り返し、循環させるように構成されている。この循環ライン５２は、必ずしも必要ではなく、原料塗料を循環させずに塗料ライン３に供給してもよい。この場合、原料タンク５としては、例えば、鋼製家具用の塗料等に一般的に用いられているリザーバタンクや、公知の塗料缶を用いることができる。
【００１９】
また、塗料ライン３は、希釈液ライン４が合流する合流部３２を備えている。図２は、図１に示す塗料供給装置１の部分拡大断面図である。図２に示すように、合流部３２は、台形状のプラスチック塊３３の内部をくり抜くことにより形成された塗料流路３４を備えている。塗料流路３４は、塗料ライン３の一部を構成している。塗料流路３４は、原料塗料の流れ方向に対して傾斜した方向に延びる合流口３５を備えている。
【００２０】
塗料ライン３は、更に、塗料ライン３を通過する原料塗料の圧力を計測する原料圧力ゲージ３６と、原料塗料と希釈液とを混合するミキサー３７とを備えている。ミキサー３７は、本実施形態ではスタティックミキサーとした。
【００２１】
希釈液ライン４は、一端部が希釈液を収容する希釈液タンク６に接続され、他端部が塗料ライン３に分岐接続されており、原料塗料に希釈液を混合するように構成されている。希釈液タンク６としては、例えば、内部に密閉状態で保持した希釈液を空気の圧力により一定圧力（すなわち、一定流量）で希釈液ライン４に送出可能な圧送タンクを用いることができる。この場合、加圧空気は図示しない空気供給源から一定圧力で供給されている。また、希釈液タンク６を圧送タンクとせずに、圧送ポンプにより希釈液タンク６内の希釈液を希釈液ライン４に送出してもよい。この場合、圧送ポンプとしては、上述したギアポンプや、シリンジポンプ等を例示することができる。希釈液ライン４に希釈液を送出するときは、希釈液ライン４に流量計を設置し、計測した流量に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【００２２】
また、希釈液ライン４は、希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動をパルス信号により制御する制御装置４１とを備えている。開閉バルブ４０は、入力されるパルス信号のオン／オフに応じて開閉する電磁弁から構成されている。制御装置４１は、パルス信号のオン／オフに基づいて開閉バルブ４０を開閉制御することにより、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量を調整可能に構成されている。パルス信号のオン／オフの時間間隔を調整することにより、開閉バルブ４０の開閉の時間間隔を調整することができる。パルス信号のオン／オフの時間間隔は、パルス信号の周期やデューティ比を変更することにより、調整することができるが、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量の変動を大きくする観点からデューティ比を変えることにより調整することが好ましい。制御装置４１としては、発生させたパルス信号を出力するファンクションジェネレータを例示することができる。また、制御装置４１としては、パソコンを用いることもでき、電磁弁ドライバを介してパルス信号を開閉バルブ４０に出力し、開閉バルブ４０を開閉制御する構成であってもよい。
【００２３】
また、希釈液ライン４は、図２に示すように、先端部にノズル４２を備えている。ノズル４２は、塗料流路３４の合流口３５に挿入されており、先端から希釈液を吐出することにより、塗料ライン３に希釈液を導入することができる。ノズル４２としては、希釈液の導入圧力を高める観点から、先端から液体を吐出可能な金属製の中空のニードル（針）を用いることが好ましい。また、ノズル４２の直径は、希釈液の導入圧力を高めると共に詰まりを防止する観点から、０.４ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０.７ｍｍ〜１ｍｍがより好ましい。また、長さは、１.５ｃｍ程度が好ましい。また、希釈液ライン４は、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力を計測する圧力ゲージ４３を備えている。
【００２４】
塗装装置２は、希釈塗料を貯留する希釈塗料タンク２０と、希釈塗料を噴射する塗装ガン２１と、希釈塗料を希釈塗料タンク２０から塗装ガン２１に供給する供給ライン２２とを備えている。希釈塗料タンク２０は、塗料ライン３に接続されており、塗料ライン３により輸送された希釈塗料を収容する。また、塗装装置２は、希釈塗料タンク２０内の希釈塗料を供給ライン２２に送出する塗装ポンプ２３を備えている。
【００２５】
塗装ガン２１としては、例えば、回転するベルカップにより塗料を霧状に噴出する公知の回転霧化方式の塗装ガンや、空気の圧力により塗料を霧状に噴出する公知のエアースプレーなどを用いることができる。
【００２６】
次に、以上のように構成された塗料供給装置１を用いて原料塗料を希釈する方法を説明する。
【００２７】
まず、原料塗料を希釈する前段階として、三方バルブ３１の切り換えにより塗料ライン３を開状態とした状態で、原料ポンプ３０を作動させることにより、原料タンク５内の原料塗料を一定圧力（すなわち、一定流量）で塗料ライン３に供給しておく。また、希釈液タンク６内に圧縮空気を導入することにより、希釈液タンク６内の希釈液を希釈液ライン４に一定圧力（すなわち、一定流量）で供給しておく。また、開閉バルブ４０は、閉状態としておく。
【００２８】
この状態で、塗料供給装置１を作動させると、制御装置４１がパルス信号を開閉バルブ４０に出力する。そして、このパルス信号が開閉バルブ４０に入力されると、開閉バルブ４０はパルス信号のオン／オフに基づいて、希釈液ライン４を開閉する。図３に示すように、パルス信号がオンのとき、開閉バルブ４０が開状態になり、希釈液ライン４が開かれる。そして、希釈液ライン４が開状態になると、希釈液が塗料ライン３に導入されることにより、原料塗料が希釈される。
【００２９】
原料塗料の希釈における希釈率を調整するときは、パルス信号の周期（Ｔ）やデューティ比（τ／Ｔ）を調整することにより、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量を調整する。このとき、パルス信号を調整しても、開閉バルブ４０の開閉の時間間隔が変動するだけであり、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力は変化しないので、希釈液の導入圧力はほぼ一定に保たれる。希釈率は、例えば１重量％〜１０重量％の間で変更することができる。
【００３０】
その後、塗料ライン３内の原料塗料及び希釈液は、ミキサー３７に送られ、ミキサー３７で混合されることにより希釈塗料となる。また、希釈塗料は、希釈塗料タンク２０に供給され、貯留される。また、被塗装物を塗装するときは、塗装装置２を作動させることにより、希釈塗料を塗装ガン２１から噴出する。
【００３１】
本実施形態に係る塗料供給装置１によれば、入力信号に基づいて希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動を制御する制御装置４１とを備え、制御装置４１は、開閉バルブ４０を開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されているので、入力信号を変えるだけで原料塗料の希釈における希釈率を調整することができる。したがって、原料塗料を希釈するときに人手を必要とせず、塗装環境に応じて容易に希釈率を調整することができる。また、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整しても、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力は変化しないので、塗料ライン３を通過する原料塗料が希釈液ライン４に流入することがない。したがって、希釈率を正確に調整することができる。
【００３２】
上述した塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法は、高粘度、高固形分の水性塗料に低粘度の水を少量混合して希釈する場合に特に好適である。また、急な塗装環境の変化に対しても希釈率を容易かつ正確に調整可能であり、目標とする仕上りを有する塗装物を得ることができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
例えば、本実施形態では、合流部３２は、プラスチック塊３３を備える構成であったが、希釈液ライン４が塗料ライン３に合流する構成であればその構成は特に限定されない。
【００３５】
また、本実施形態では、希釈液は脱イオン水であったが、原料塗料を希釈できる希釈溶媒であれば、特に限定されない。また、原料塗料以外の塗料であってもよい。
【００３６】
また、制御装置４１は、デューティ比を決定するためのテーブルを格納する記憶手段を備えており、デューティ比に基づいて開閉バルブ４０を開閉制御する構成であってもよい。この場合、テーブルには、例えば、予めデューティ比と希釈液の流量とを対応させて格納することや、デューティ比と希釈塗料の固形分とを対応させて格納することができる。テーブルに基づいてデューティ比を決定するときは、制御装置４１に希釈液の流量や希釈塗料の固形分を入力することにより、それぞれ対応するデューティ比を求めることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
試験の概要
実施例として、図１に示す塗料供給装置１により原料塗料を希釈し、比較例として、人足により原料塗料を希釈し、実施例および比較例について、希釈に要する労力、及び、希釈率を評価した。
【００３９】
また、実施例および比較例において得られた希釈塗料をそれぞれ用いて、塗装装置２により被塗装物を塗装し、被塗装物の塗装状態を評価した。
【００４０】
原料塗料は、自動車用の水性中塗り塗料である「ＷＰ３０６」（関西ペイント株式会社製）とした。原料塗料を１００ｇｆ（１３０ｍｌ）用い、原料塗料の固形分を５８．５重量％とした。原料塗料の固形分は、塗料を１１０℃の室内に１時間放置して乾燥させた後に残存する固形成分の重量を測定することにより求めた。希釈塗料の固形分も原料塗料の固形分と同様に求めることができる。原料塗料の粘度は、３０００ｍＰａ・ｓ（ブルックフィールド粘度計を用いて、回転数６０ｒｐｍで測定）であった。希釈液は、脱イオン水とした。希釈液の粘度は、１ｍＰａ・ｓであった。
【００４１】
被塗装物は、化成処理した冷延ダル鋼板にカチオン電着塗料である「エレクロンＴ１０」（関西ペイント株式会社製）を塗装したものとした。電着塗料の膜厚は２５μｍとした。
【００４２】
塗料供給装置の概要
実施例の塗料供給装置１において、原料タンク５は、静置タンクとした。原料ポンプ３０は、吐出量が３.５ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプとし、原料タンク５内の原料塗料を３００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、塗料ライン３に供給した。原料ポンプ３０の送出圧力は、０.２３ＭＰａとした。ミキサー３７は、スタティックミキサー、Ｔ６−１２Ｒ−３ＰＴ（株式会社ノリタケカンパニーリミテッド社製）とし、これを２つ用いて直列に連結した。
【００４３】
希釈液タンク６は、圧送タンクとし、希釈液タンク６内の希釈液を３０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、希釈液ライン４に供給した。圧送タンクによる希釈液の送出圧力は、０.３５ＭＰａとした。開閉バルブ４０は、ＩＮＫＸ０５１４３００ＡＡ（Ｔｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）とした。開閉バルブ４０の応答時間は、０.２５ｍ秒である。ノズル４２は、金属ニードル、ＳＮＡ−１９Ｇ−Ｃ（武蔵エンジニアリング株式会社製）とした。
【００４４】
比較例における希釈作業
比較例における希釈作業は、塗料供給装置１を用いず、人力で行った。この作業では、まず液体を撹拌するための撹拌タンクを用意し、次に撹拌タンクに原料塗料及び希釈液を投入し、２液をディスパーで撹拌することにより、原料塗料を希釈した。得られた希釈塗料を希釈塗料タンク２０に貯留した。
【００４５】
塗装装置及び塗装方法の概要
塗装装置２における塗装ガン２１は、回転霧化方式のベル塗装機であるＧ１ベルカップ（ＡＢＢ株式会社製）とした。塗装ポンプ２３は、吐出量が３.５ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプとし、希釈塗料タンク２０内の希釈塗料を３００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、供給ライン３に吐出した。
【００４６】
被塗装物の塗装は、塗装ブース内で行った。塗装ブースの内部の風速は０.５ｍ／ｓとした。被塗装物を希釈塗料で塗装した後、塗装ブース内に５分放置し、８０℃の室内に１０分放置して塗着膜を乾燥させ、その後、１５０℃の室内に３０分放置して焼付けを行った。焼付け後の膜厚は、２８μｍである。被塗装物に塗着しない塗料はブース循環水により捕集した。
【００４７】
塗装状態の評価項目
被塗装物の塗装状態の評価項目は、被塗装物を希釈塗料で塗装した後における塗着膜のタレ性、及び、塗着膜を焼付けした後における塗膜面の仕上り肌を評価するウェーブスキャン値とした。
【００４８】
希釈塗料のタレ性の評価では、板状の被塗装物に直径が１ｃｍの貫通孔を形成した後、被塗装物を希釈塗料で塗装し、貫通孔の周縁部からの希釈塗料のタレ長さを測定することにより、良好又は不良の判定を行った。タレ長さは、貫通孔の周縁部における下端部からタレ先端部までの長さとした。タレ先端部とは、貫通孔が形成され、希釈塗料で塗装された被塗装物を立設した状態で、貫通孔の周縁部における下端部から希釈塗料が重力により下方にたれたときに、たれた希釈塗料の重力と希釈塗料の弾性抵抗が釣り合っている部分であり、塗着膜が僅かに盛り上がった部分である。希釈塗料のタレ長さが５ｍｍ以下である場合は、タレ性が良好であるとした。
【００４９】
ウェーブスキャン値の評価では、塗着膜を焼付けした後、ウェーブスキャン（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ社製）を用いて塗膜の表面をスキャンすることにより、塗膜面のウェーブスキャン値を測定した。ウェーブスキャンは、被測定物の表面におけるラウンドを光学的に数値化するものであり、ウェーブスキャン値が小さいほどラウンドが少ないことを示す。
【００５０】
（実施例１）
塗料供給装置１により、制御装置４１におけるパルス信号の周期を０.１秒、デューティ比を３７％として、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５５重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、６.３６重量％である。
【００５１】
塗料供給装置１で得られた希釈塗料を用いて、塗装装置２により、塗装ブースの温度を２５℃、湿度を７０％として、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２１であった。
【００５２】
（比較例１）
実施例１で用いた塗料供給装置１の代わりに、１Ｌの撹拌タンクを用い、１人足で、０．５時間の希釈作業を行うことにより、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５５重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、６.３６重量％である。
【００５３】
実施例１と同様の条件で、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２１であった。
【００５４】
（実施例２）
塗料供給装置１により、制御装置４１におけるパルス信号の周期を０.１秒、デューティ比を７０％として、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５２重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、１２.５重量％である。
【００５５】
塗料供給装置１で得られた希釈塗料を用いて、塗装装置２により、塗装ブースの温度を３３℃、湿度を５０％として、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２３であった。
【００５６】
（比較例２）
実施例２で用いた塗料供給装置１の代わりに、１Ｌの撹拌タンクを用い、１人足で、０．５時間の希釈作業を行うことにより、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５２重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、１２.５重量％である。
【００５７】
実施例２と同様の条件で、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２２であった。
【００５８】
表１は、実施例及び比較例における、希釈に要する労力、希釈塗料の固形分、希釈率、塗装ブースの塗装環境、タレ性、ウェーブスキャン値を示したものである。
【００５９】
【表１】
表１に示すように、実施例では、希釈作業の労力を要さずに希釈率を変えることができた。また、被塗装物の塗装状態において実施例と比較例とが同様の結果を示していることから、塗料供給装置１により正確に希釈を行えることが確認できた。
デューティ比の決定方法
実施例においてパルス信号のデューティ比を決定する方法の一例を説明する。制御装置４１におけるパルス信号のデューティ比は、デューティ比と希釈塗料の固形分との関係式を予めプレ実験から求めておき、求めた関係式に基づいて決定することができる。
【００６０】
プレ実験ではまず、塗料供給装置１により、パルス信号のデューティ比を任意に設定して原料塗料を希釈し、得られた希釈塗料の固形分を求める。この希釈作業を複数のデューティ比について行い、それぞれのデューティ比に対応する希釈塗料の固形分を求める。例えば、実施例において、デューティ比を１０％とすると、希釈塗料の固形分は５７.２重量％であり、デューティ比を１００％とすると、希釈塗料の固形分は４９.４重量％である。このとき、パルス信号の周期は０.１秒とした。
【００６１】
次に、任意に設定した複数のデューティ比と、それらにそれぞれ対応する希釈塗料の固形分とから、デューティ比と希釈塗料の固形分との関係を一次式で近似し、両者の関係式を求める。実施例では、デューティ比をＸ（％）、及び、希釈塗料の固形分をＹ（重量％）とすると、両者の関係式は、Ｙ＝−０.０９０Ｘ＋５８.２で示される。
【００６２】
その後、希望する希釈塗料の固形分に応じて、上記の関係式からデューティ比を決定する。
【００６３】
なお、同様の方法により、デューティ比と希釈液の流量との関係式を求め、その関係式からデューティ比を決定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る塗料供給装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す塗料供給装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す塗料供給装置における制御の一例を示す図である。
【図４】原料塗料を希釈するための従来の装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 塗料供給装置
２ 塗装装置
３ 塗料ライン
４ 希釈液ライン
５ 原料タンク
６ 希釈液タンク
２０ 希釈塗料タンク
２１ 塗装ガン
３０ 原料ポンプ
３２ 合流部
３７ ミキサー
４０ 開閉バルブ
４１ 制御装置
４２ ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料塗料を希釈液で希釈し、希釈塗料を塗装装置に供給する塗料供給装置及び塗料供給方法、並びに、希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの被塗装物を塗装する場合、原料塗料を希釈液で希釈して希釈塗料を生成し、得られた希釈塗料を用いて塗装する。希釈塗料においては、被塗装物の周囲の温度や湿度などの塗装環境変化により溶媒の揮発速度が変動するので、そのままにすると目標とする仕上りを有する塗装物が得られなくなる。そこで、塗装環境の変化に対応して揮発速度を調整するために、原料塗料の希釈において、希釈率を調整する必要がある。これは、水を溶媒とする水性塗料の場合には、水の量が揮発速度に大きく影響するので特に重要である。
【０００３】
従来、原料塗料を希釈液で希釈するときは、人力により、まず液体を撹拌するための撹拌タンクを用意し、次に撹拌タンクに原料塗料及び希釈液を投入し、２液をディスパーで撹拌していた。しかし、このような方法では、希釈率を調整するときに、希釈作業に人手を要すると共に多大な労力がかかるという問題があった。この問題は、多量（約１０Ｌ〜１００Ｌ）の原料塗料を希釈する場合に特に顕著であった。
【０００４】
また、従来、原料塗料を人力によらずに希釈するものとして、例えば、特許文献１に開示されているような装置が知られていた。図４に示すように、この装置１００は、原料塗料を輸送する塗料ライン１０１と、塗料ライン１０１に分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ライン１０２と、塗料ライン１０１に原料塗料を送出する塗料送出手段１０３と、希釈液ライン１０２に希釈液を送出する希釈液送出手段１０４と、希釈液送出手段１０４の圧力を制御する制御手段１０５とを備え、制御手段１０５が希釈液送出手段１０４の圧力を調整することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている。
【特許文献１】特開平３−１３７９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような装置１００では、希釈率を下げるために、希釈液送出手段１０４の圧力を下げ、希釈液の流量を減少させると、希釈液ライン１０２を通過する希釈液の圧力が塗料ライン１０１を通過する原料塗料の圧力に対して低下し、原料塗料が希釈液ライン１０２に流入することがあった。この結果、希釈率を正確に調整することができないという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、塗装環境に応じて希釈率を容易かつ正確に調整することができる塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記目的は、原料塗料を輸送する塗料ラインと、前記塗料ラインに分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ラインと、前記塗料ラインに原料塗料を送出する塗料送出手段と、前記希釈液ラインに希釈液を送出する希釈液送出手段とを備える塗料供給装置であって、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブと、前記開閉バルブの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置により達成される。
【０００８】
上記塗料供給装置において、前記希釈液ラインは、前記塗料ラインに挿入されたニードルを先端に備えており、該ニードルから希釈液を前記塗料ラインに導入することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御手段は、希釈塗料の固形分又は希釈液の流量とデューティ比との相関を表すテーブルを格納する記憶手段を備えており、入力された希釈塗料の固形分又は希釈液の流量に対応するデューティ比に基づいて前記開閉バルブを開閉制御することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の前記目的は、塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップとを備える塗料供給方法であって、前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗料供給方法により達成される。
【００１１】
また、本発明の前記目的は、塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップと、前記混合ステップで得られた希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装ステップとを備える塗装方法であって、前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗装方法より達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗料供給装置、塗料供給方法、又は、塗装方法によれば、塗装環境に応じて希釈率を容易かつ正確に調整することができる。
【００１３】
また、本発明の塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法は、高粘度、高固形分の水性塗料に低粘度の水を少量混合して希釈する場合に特に好適である。また、急な塗装環境の変化に対しても希釈率を容易かつ正確に調整可能であり、目標とする仕上りを有する塗装物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る塗料供給装置１の概略構成図である。
【００１５】
この塗料供給装置１は、原料塗料を希釈液により希釈する装置であって、図１に示すように、原料塗料を輸送する塗料ライン３と、塗料ライン３に希釈液を導入する希釈液ライン４とを備えている。また、塗料供給装置１は、希釈塗料を用いて被塗装物（図示せず）を塗装する塗装装置２に接続されており、希釈塗料を塗装装置２に供給する。
【００１６】
原料塗料としては、例えば、水を溶媒とした水性塗料であって、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓであるものを用いることができる。希釈液としては、本実施形態では、脱イオン水を用いている。
【００１７】
塗料ライン３は、一端部が原料塗料を収容する原料タンク５に接続されており、他端部が塗装装置２に接続されている。原料タンク５としては、内部の原料塗料を密閉状態で保持可能な静置タンクを例示することができる。また、塗料供給装置１は、原料タンク５内の原料塗料を塗料ライン３に一定圧力（すなわち、一定流量）で送出する原料ポンプ３０を備えており、原料塗料を原料タンク５から塗装装置２に輸送可能に構成されている。原料ポンプ３０としては、例えば、回転数を制御可能なモーターで駆動するギアポンプであって、モーターに印加する電圧に応じて原料塗料の送出圧力（すなわち、送出流量）を調整可能なポンプを用いることができる。原料ポンプ３０は、コスト及び耐久性に優れ、大きな流量を得られる観点から選択することができ、ギアポンプ以外に、プランジャーポンプ等が好適である。塗料ライン３に原料塗料を送出するときは、塗料ライン３に流量計を設置し、計測した流量に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。塗料ライン３は、原料塗料が詰まるのを防止すると共に、洗浄性を良好にする観点、また、顔料凝集物等のコンタミを防止する観点から、直径が４ｍｍ〜１０ｍｍの管であることが好ましい。
【００１８】
また、塗料ライン３は、塗料ライン３から分岐する循環ライン５２に接続されており、分岐部分には、原料塗料の流路を塗料ライン３又は循環ライン５２に切り換える三方バルブ３１が設置されている。循環ライン５２は、一端部が原料タンク５に接続されており、循環ライン５２に流入した原料塗料を原料タンク５に送り返し、循環させるように構成されている。この循環ライン５２は、必ずしも必要ではなく、原料塗料を循環させずに塗料ライン３に供給してもよい。この場合、原料タンク５としては、例えば、鋼製家具用の塗料等に一般的に用いられているリザーバタンクや、公知の塗料缶を用いることができる。
【００１９】
また、塗料ライン３は、希釈液ライン４が合流する合流部３２を備えている。図２は、図１に示す塗料供給装置１の部分拡大断面図である。図２に示すように、合流部３２は、台形状のプラスチック塊３３の内部をくり抜くことにより形成された塗料流路３４を備えている。塗料流路３４は、塗料ライン３の一部を構成している。塗料流路３４は、原料塗料の流れ方向に対して傾斜した方向に延びる合流口３５を備えている。
【００２０】
塗料ライン３は、更に、塗料ライン３を通過する原料塗料の圧力を計測する原料圧力ゲージ３６と、原料塗料と希釈液とを混合するミキサー３７とを備えている。ミキサー３７は、本実施形態ではスタティックミキサーとした。
【００２１】
希釈液ライン４は、一端部が希釈液を収容する希釈液タンク６に接続され、他端部が塗料ライン３に分岐接続されており、原料塗料に希釈液を混合するように構成されている。希釈液タンク６としては、例えば、内部に密閉状態で保持した希釈液を空気の圧力により一定圧力（すなわち、一定流量）で希釈液ライン４に送出可能な圧送タンクを用いることができる。この場合、加圧空気は図示しない空気供給源から一定圧力で供給されている。また、希釈液タンク６を圧送タンクとせずに、圧送ポンプにより希釈液タンク６内の希釈液を希釈液ライン４に送出してもよい。この場合、圧送ポンプとしては、上述したギアポンプや、シリンジポンプ等を例示することができる。希釈液ライン４に希釈液を送出するときは、希釈液ライン４に流量計を設置し、計測した流量に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【００２２】
また、希釈液ライン４は、希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動をパルス信号により制御する制御装置４１とを備えている。開閉バルブ４０は、入力されるパルス信号のオン／オフに応じて開閉する電磁弁から構成されている。制御装置４１は、パルス信号のオン／オフに基づいて開閉バルブ４０を開閉制御することにより、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量を調整可能に構成されている。パルス信号のオン／オフの時間間隔を調整することにより、開閉バルブ４０の開閉の時間間隔を調整することができる。パルス信号のオン／オフの時間間隔は、パルス信号の周期やデューティ比を変更することにより、調整することができるが、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量の変動を大きくする観点からデューティ比を変えることにより調整することが好ましい。制御装置４１としては、発生させたパルス信号を出力するファンクションジェネレータを例示することができる。また、制御装置４１としては、パソコンを用いることもでき、電磁弁ドライバを介してパルス信号を開閉バルブ４０に出力し、開閉バルブ４０を開閉制御する構成であってもよい。
【００２３】
また、希釈液ライン４は、図２に示すように、先端部にノズル４２を備えている。ノズル４２は、塗料流路３４の合流口３５に挿入されており、先端から希釈液を吐出することにより、塗料ライン３に希釈液を導入することができる。ノズル４２としては、希釈液の導入圧力を高める観点から、先端から液体を吐出可能な金属製の中空のニードル（針）を用いることが好ましい。また、ノズル４２の直径は、希釈液の導入圧力を高めると共に詰まりを防止する観点から、０.４ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０.７ｍｍ〜１ｍｍがより好ましい。また、長さは、１.５ｃｍ程度が好ましい。また、希釈液ライン４は、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力を計測する圧力ゲージ４３を備えている。
【００２４】
塗装装置２は、希釈塗料を貯留する希釈塗料タンク２０と、希釈塗料を噴射する塗装ガン２１と、希釈塗料を希釈塗料タンク２０から塗装ガン２１に供給する供給ライン２２とを備えている。希釈塗料タンク２０は、塗料ライン３に接続されており、塗料ライン３により輸送された希釈塗料を収容する。また、塗装装置２は、希釈塗料タンク２０内の希釈塗料を供給ライン２２に送出する塗装ポンプ２３を備えている。
【００２５】
塗装ガン２１としては、例えば、回転するベルカップにより塗料を霧状に噴出する公知の回転霧化方式の塗装ガンや、空気の圧力により塗料を霧状に噴出する公知のエアースプレーなどを用いることができる。
【００２６】
次に、以上のように構成された塗料供給装置１を用いて原料塗料を希釈する方法を説明する。
【００２７】
まず、原料塗料を希釈する前段階として、三方バルブ３１の切り換えにより塗料ライン３を開状態とした状態で、原料ポンプ３０を作動させることにより、原料タンク５内の原料塗料を一定圧力（すなわち、一定流量）で塗料ライン３に供給しておく。また、希釈液タンク６内に圧縮空気を導入することにより、希釈液タンク６内の希釈液を希釈液ライン４に一定圧力（すなわち、一定流量）で供給しておく。また、開閉バルブ４０は、閉状態としておく。
【００２８】
この状態で、塗料供給装置１を作動させると、制御装置４１がパルス信号を開閉バルブ４０に出力する。そして、このパルス信号が開閉バルブ４０に入力されると、開閉バルブ４０はパルス信号のオン／オフに基づいて、希釈液ライン４を開閉する。図３に示すように、パルス信号がオンのとき、開閉バルブ４０が開状態になり、希釈液ライン４が開かれる。そして、希釈液ライン４が開状態になると、希釈液が塗料ライン３に導入されることにより、原料塗料が希釈される。
【００２９】
原料塗料の希釈における希釈率を調整するときは、パルス信号の周期（Ｔ）やデューティ比（τ／Ｔ）を調整することにより、希釈液ライン４から塗料ライン３に導入される希釈液の流量を調整する。このとき、パルス信号を調整しても、開閉バルブ４０の開閉の時間間隔が変動するだけであり、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力は変化しないので、希釈液の導入圧力はほぼ一定に保たれる。希釈率は、例えば１重量％〜１０重量％の間で変更することができる。
【００３０】
その後、塗料ライン３内の原料塗料及び希釈液は、ミキサー３７に送られ、ミキサー３７で混合されることにより希釈塗料となる。また、希釈塗料は、希釈塗料タンク２０に供給され、貯留される。また、被塗装物を塗装するときは、塗装装置２を作動させることにより、希釈塗料を塗装ガン２１から噴出する。
【００３１】
本実施形態に係る塗料供給装置１によれば、入力信号に基づいて希釈液ライン４を開閉する開閉バルブ４０と、開閉バルブ４０の作動を制御する制御装置４１とを備え、制御装置４１は、開閉バルブ４０を開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されているので、入力信号を変えるだけで原料塗料の希釈における希釈率を調整することができる。したがって、原料塗料を希釈するときに人手を必要とせず、塗装環境に応じて容易に希釈率を調整することができる。また、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整しても、希釈液ライン４を通過する希釈液の圧力は変化しないので、塗料ライン３を通過する原料塗料が希釈液ライン４に流入することがない。したがって、希釈率を正確に調整することができる。
【００３２】
上述した塗料供給装置、塗料供給方法、及び、塗装方法は、高粘度、高固形分の水性塗料に低粘度の水を少量混合して希釈する場合に特に好適である。また、急な塗装環境の変化に対しても希釈率を容易かつ正確に調整可能であり、目標とする仕上りを有する塗装物を得ることができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
例えば、本実施形態では、合流部３２は、プラスチック塊３３を備える構成であったが、希釈液ライン４が塗料ライン３に合流する構成であればその構成は特に限定されない。
【００３５】
また、本実施形態では、希釈液は脱イオン水であったが、原料塗料を希釈できる希釈溶媒であれば、特に限定されない。また、原料塗料以外の塗料であってもよい。
【００３６】
また、制御装置４１は、デューティ比を決定するためのテーブルを格納する記憶手段を備えており、デューティ比に基づいて開閉バルブ４０を開閉制御する構成であってもよい。この場合、テーブルには、例えば、予めデューティ比と希釈液の流量とを対応させて格納することや、デューティ比と希釈塗料の固形分とを対応させて格納することができる。テーブルに基づいてデューティ比を決定するときは、制御装置４１に希釈液の流量や希釈塗料の固形分を入力することにより、それぞれ対応するデューティ比を求めることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
試験の概要
実施例として、図１に示す塗料供給装置１により原料塗料を希釈し、比較例として、人足により原料塗料を希釈し、実施例および比較例について、希釈に要する労力、及び、希釈率を評価した。
【００３９】
また、実施例および比較例において得られた希釈塗料をそれぞれ用いて、塗装装置２により被塗装物を塗装し、被塗装物の塗装状態を評価した。
【００４０】
原料塗料は、自動車用の水性中塗り塗料である「ＷＰ３０６」（関西ペイント株式会社製）とした。原料塗料を１００ｇｆ（１３０ｍｌ）用い、原料塗料の固形分を５８．５重量％とした。原料塗料の固形分は、塗料を１１０℃の室内に１時間放置して乾燥させた後に残存する固形成分の重量を測定することにより求めた。希釈塗料の固形分も原料塗料の固形分と同様に求めることができる。原料塗料の粘度は、３０００ｍＰａ・ｓ（ブルックフィールド粘度計を用いて、回転数６０ｒｐｍで測定）であった。希釈液は、脱イオン水とした。希釈液の粘度は、１ｍＰａ・ｓであった。
【００４１】
被塗装物は、化成処理した冷延ダル鋼板にカチオン電着塗料である「エレクロンＴ１０」（関西ペイント株式会社製）を塗装したものとした。電着塗料の膜厚は２５μｍとした。
【００４２】
塗料供給装置の概要
実施例の塗料供給装置１において、原料タンク５は、静置タンクとした。原料ポンプ３０は、吐出量が３.５ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプとし、原料タンク５内の原料塗料を３００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、塗料ライン３に供給した。原料ポンプ３０の送出圧力は、０.２３ＭＰａとした。ミキサー３７は、スタティックミキサー、Ｔ６−１２Ｒ−３ＰＴ（株式会社ノリタケカンパニーリミテッド社製）とし、これを２つ用いて直列に連結した。
【００４３】
希釈液タンク６は、圧送タンクとし、希釈液タンク６内の希釈液を３０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、希釈液ライン４に供給した。圧送タンクによる希釈液の送出圧力は、０.３５ＭＰａとした。開閉バルブ４０は、ＩＮＫＸ０５１４３００ＡＡ（Ｔｈｅ Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）とした。開閉バルブ４０の応答時間は、０.２５ｍ秒である。ノズル４２は、金属ニードル、ＳＮＡ−１９Ｇ−Ｃ（武蔵エンジニアリング株式会社製）とした。
【００４４】
比較例における希釈作業
比較例における希釈作業は、塗料供給装置１を用いず、人力で行った。この作業では、まず液体を撹拌するための撹拌タンクを用意し、次に撹拌タンクに原料塗料及び希釈液を投入し、２液をディスパーで撹拌することにより、原料塗料を希釈した。得られた希釈塗料を希釈塗料タンク２０に貯留した。
【００４５】
塗装装置及び塗装方法の概要
塗装装置２における塗装ガン２１は、回転霧化方式のベル塗装機であるＧ１ベルカップ（ＡＢＢ株式会社製）とした。塗装ポンプ２３は、吐出量が３.５ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプとし、希釈塗料タンク２０内の希釈塗料を３００ｍｌ／ｍｉｎの流量で、供給ライン３に吐出した。
【００４６】
被塗装物の塗装は、塗装ブース内で行った。塗装ブースの内部の風速は０.５ｍ／ｓとした。被塗装物を希釈塗料で塗装した後、塗装ブース内に５分放置し、８０℃の室内に１０分放置して塗着膜を乾燥させ、その後、１５０℃の室内に３０分放置して焼付けを行った。焼付け後の膜厚は、２８μｍである。被塗装物に塗着しない塗料はブース循環水により捕集した。
【００４７】
塗装状態の評価項目
被塗装物の塗装状態の評価項目は、被塗装物を希釈塗料で塗装した後における塗着膜のタレ性、及び、塗着膜を焼付けした後における塗膜面の仕上り肌を評価するウェーブスキャン値とした。
【００４８】
希釈塗料のタレ性の評価では、板状の被塗装物に直径が１ｃｍの貫通孔を形成した後、被塗装物を希釈塗料で塗装し、貫通孔の周縁部からの希釈塗料のタレ長さを測定することにより、良好又は不良の判定を行った。タレ長さは、貫通孔の周縁部における下端部からタレ先端部までの長さとした。タレ先端部とは、貫通孔が形成され、希釈塗料で塗装された被塗装物を立設した状態で、貫通孔の周縁部における下端部から希釈塗料が重力により下方にたれたときに、たれた希釈塗料の重力と希釈塗料の弾性抵抗が釣り合っている部分であり、塗着膜が僅かに盛り上がった部分である。希釈塗料のタレ長さが５ｍｍ以下である場合は、タレ性が良好であるとした。
【００４９】
ウェーブスキャン値の評価では、塗着膜を焼付けした後、ウェーブスキャン（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ社製）を用いて塗膜の表面をスキャンすることにより、塗膜面のウェーブスキャン値を測定した。ウェーブスキャンは、被測定物の表面におけるラウンドを光学的に数値化するものであり、ウェーブスキャン値が小さいほどラウンドが少ないことを示す。
【００５０】
（実施例１）
塗料供給装置１により、制御装置４１におけるパルス信号の周期を０.１秒、デューティ比を３７％として、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５５重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、６.３６重量％である。
【００５１】
塗料供給装置１で得られた希釈塗料を用いて、塗装装置２により、塗装ブースの温度を２５℃、湿度を７０％として、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２１であった。
【００５２】
（比較例１）
実施例１で用いた塗料供給装置１の代わりに、１Ｌの撹拌タンクを用い、１人足で、０．５時間の希釈作業を行うことにより、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５５重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、６.３６重量％である。
【００５３】
実施例１と同様の条件で、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２１であった。
【００５４】
（実施例２）
塗料供給装置１により、制御装置４１におけるパルス信号の周期を０.１秒、デューティ比を７０％として、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５２重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、１２.５重量％である。
【００５５】
塗料供給装置１で得られた希釈塗料を用いて、塗装装置２により、塗装ブースの温度を３３℃、湿度を５０％として、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２３であった。
【００５６】
（比較例２）
実施例２で用いた塗料供給装置１の代わりに、１Ｌの撹拌タンクを用い、１人足で、０．５時間の希釈作業を行うことにより、原料塗料を希釈した。これにより、固形分が５２重量％の希釈塗料を得た。この希釈における希釈率は、１２.５重量％である。
【００５７】
実施例２と同様の条件で、被塗装物を塗装した。塗装後のタレ性は、良好であった。塗着膜を焼付けした後のウェーブスキャン値は、２２であった。
【００５８】
表１は、実施例及び比較例における、希釈に要する労力、希釈塗料の固形分、希釈率、塗装ブースの塗装環境、タレ性、ウェーブスキャン値を示したものである。
【００５９】
【表１】
表１に示すように、実施例では、希釈作業の労力を要さずに希釈率を変えることができた。また、被塗装物の塗装状態において実施例と比較例とが同様の結果を示していることから、塗料供給装置１により正確に希釈を行えることが確認できた。
デューティ比の決定方法
実施例においてパルス信号のデューティ比を決定する方法の一例を説明する。制御装置４１におけるパルス信号のデューティ比は、デューティ比と希釈塗料の固形分との関係式を予めプレ実験から求めておき、求めた関係式に基づいて決定することができる。
【００６０】
プレ実験ではまず、塗料供給装置１により、パルス信号のデューティ比を任意に設定して原料塗料を希釈し、得られた希釈塗料の固形分を求める。この希釈作業を複数のデューティ比について行い、それぞれのデューティ比に対応する希釈塗料の固形分を求める。例えば、実施例において、デューティ比を１０％とすると、希釈塗料の固形分は５７.２重量％であり、デューティ比を１００％とすると、希釈塗料の固形分は４９.４重量％である。このとき、パルス信号の周期は０.１秒とした。
【００６１】
次に、任意に設定した複数のデューティ比と、それらにそれぞれ対応する希釈塗料の固形分とから、デューティ比と希釈塗料の固形分との関係を一次式で近似し、両者の関係式を求める。実施例では、デューティ比をＸ（％）、及び、希釈塗料の固形分をＹ（重量％）とすると、両者の関係式は、Ｙ＝−０.０９０Ｘ＋５８.２で示される。
【００６２】
その後、希望する希釈塗料の固形分に応じて、上記の関係式からデューティ比を決定する。
【００６３】
なお、同様の方法により、デューティ比と希釈液の流量との関係式を求め、その関係式からデューティ比を決定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る塗料供給装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す塗料供給装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す塗料供給装置における制御の一例を示す図である。
【図４】原料塗料を希釈するための従来の装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 塗料供給装置
２ 塗装装置
３ 塗料ライン
４ 希釈液ライン
５ 原料タンク
６ 希釈液タンク
２０ 希釈塗料タンク
２１ 塗装ガン
３０ 原料ポンプ
３２ 合流部
３７ ミキサー
４０ 開閉バルブ
４１ 制御装置
４２ ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料塗料を輸送する塗料ラインと、
前記塗料ラインに分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ラインと、
前記塗料ラインに原料塗料を送出する塗料送出手段と、
前記希釈液ラインに希釈液を送出する希釈液送出手段とを備える塗料供給装置であって、
入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブと、
前記開閉バルブの作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置。
【請求項２】
前記希釈液ラインは、前記塗料ラインに挿入されたニードルを先端に備えており、該ニードルから希釈液を前記塗料ラインに導入する請求項１に記載の塗料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、希釈塗料の固形分又は希釈液の流量とデューティ比との相関を表すテーブルを格納する記憶手段を備えており、入力された希釈塗料の固形分又は希釈液の流量に対応するデューティ比に基づいて前記開閉バルブを開閉制御する請求項１又は２に記載の塗料供給装置。
【請求項４】
塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、
前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップとを備える塗料供給方法であって、
前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗料供給方法。
【請求項５】
塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、
前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップと、
前記混合ステップで得られた希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装ステップとを備える塗装方法であって、
前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗装方法。
【請求項１】
原料塗料を輸送する塗料ラインと、
前記塗料ラインに分岐接続され、原料塗料に希釈液を混合する希釈液ラインと、
前記塗料ラインに原料塗料を送出する塗料送出手段と、
前記希釈液ラインに希釈液を送出する希釈液送出手段とを備える塗料供給装置であって、
入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブと、
前記開閉バルブの作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整可能に構成されている塗料供給装置。
【請求項２】
前記希釈液ラインは、前記塗料ラインに挿入されたニードルを先端に備えており、該ニードルから希釈液を前記塗料ラインに導入する請求項１に記載の塗料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、希釈塗料の固形分又は希釈液の流量とデューティ比との相関を表すテーブルを格納する記憶手段を備えており、入力された希釈塗料の固形分又は希釈液の流量に対応するデューティ比に基づいて前記開閉バルブを開閉制御する請求項１又は２に記載の塗料供給装置。
【請求項４】
塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、
前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップとを備える塗料供給方法であって、
前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗料供給方法。
【請求項５】
塗料送出手段から送出された原料塗料を塗料ラインにより輸送する輸送ステップと、
前記塗料ラインに分岐接続された希釈液ラインへ希釈液送出手段から希釈液を送出し、原料塗料に希釈液を混合する混合ステップと、
前記混合ステップで得られた希釈塗料により被塗装物を塗装する塗装ステップとを備える塗装方法であって、
前記混合ステップは、入力信号に基づいて前記希釈液ラインを開閉する開閉バルブを開閉制御することにより、原料塗料に混合される希釈液の流量を調整する塗装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−３０２２８４（Ｐ２００８−３０２２８４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５０５９３（Ｐ２００７−１５０５９３）
【出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【出願人】（０００００１４０９）関西ペイント株式会社 (815)
【Ｆターム（参考）】
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