JP4917518B2

JP4917518B2 - 余剰霧化塗料捕集器の再生方法

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Publication number: JP4917518B2
Application number: JP2007302244A
Authority: JP
Inventors: 秀明原; 英典岩田
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: JP2009125646A

Description

本発明は、被塗物に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装システムに用いられ、被塗物に付着しなかった余剰霧化塗料を捕集するための余剰霧化塗料捕集器の再生方法に関するものである。

一般に、塗装ブースの塗装室内にて被塗物に対する霧化塗装を行うと、オーバースプレーにより、塗料ミストや揮発性有機溶剤などを含んだ汚染空気（排気体）が塗装室内に充満してしまう。その結果、塗料ミストのカブリによって被塗物の品質が損なわれたり、揮発性有機溶剤によって作業者の健康が害されたりする可能性がある。これらの問題を解決するために、汚染空気を吸引して塗装室外に排出する構造を備えた塗装ブースが従来提案されている。

ところが、公害防止の観点から、塗装室の汚染空気をそのまま大気中に放出することはできない。そのため、従来の塗装ブースでは、塗装室の下部に排気室を設置し、塗装室から吸引した汚染空気を排気室にて浄化処理するように構成している。

具体的には、自動車ボディや自動車部品の塗装を行う塗装ブースでは、排気室において、汚染空気を水などの液体に接触させて混合し、その汚染空気に含まれる塗料ミストを液体に捕捉させることで、汚染空気から塗料ミストを分離除去している（例えば、特許文献１，２参照）。

自動車ボディや自動車部品の塗装は、一般に耐水性、耐薬品性、耐候性、耐久性、および高級感を確保する必要があり、従来は、有機溶剤を含む溶剤型塗料を用いて塗装が行われてきた。しかし、近年では、塗装工程での排出有機溶剤規制や塗料のＶＯＣ規制が高まってきているため、有機溶剤を少なく含んでいる水性塗料が開発され、自動車ボディや自動車部品の塗装に用いられるようになってきている。

水性塗料を噴霧して塗装を行う塗装ブースにおいて、従来のように水を使用して汚染空気の塗料ミストを捕捉する場合、捕捉した塗料が水に溶け込んでしまうため、その排水の浄化処理（具体的には、水と塗料とを分離するための固液分離処理）が困難となる。また、塗料が腐敗して異臭を発するなどの問題が生じる。そのため、水を用いた湿式法ではなく、乾式法によって塗料ミストを効率よく捕集するシステムが検討されている。

特許文献３には、乾式法によって塗料ミストを捕集するためのフィルタが開示されている。特許文献３のフィルタでは、複数の円筒状部材を塗料捕集固体として備え、それら外周面が接着剤にて互いに接合された状態で支持体内の空間に充填されている。このフィルタでは、各円筒状部材の空隙部が塗料ミストを捕集するための流路を構成している。
特開２００６−１４２２０８号公報特許第３６５６２２９号公報実用新案第３１３０７８０号公報

ところが、上記特許文献３のフィルタでは、複数の円筒状部材が互いに接着剤で接合されているため、各円筒状部材の再利用は困難となっている。このフィルタを再利用するために溶剤などを用いて複数の円筒状部材をばらばらに分離できたとしても、円筒状部材における内側の空隙部に塗料が付着しているので、塗料を完全に除去することはできず、塗料の捕集能力を十分に回復させることは困難である。このため、フィルタの捕集能力が低下した場合、そのフィルタは再利用されることなく廃棄される。また、塗料を捕集する塗料捕集部材として円筒状部材を用いているため、単純形状の粒体を用いる場合と比較して製造コストが嵩む。特に、自動車ボディなどの大型部品を塗装する塗装ブースでは、濾過面積が大きいフィルタが用いられるため、円筒状部材が大量に必要となる。またこの場合、新しいフィルタへの交換が定期的に必要となるため、塗装システムのランニングコストも高くなってしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水などの液体を用いることなく排気体に含まれる余剰霧化塗料を低コストで効率よく捕集することができる余剰霧化塗料捕集器を、簡単にかつ確実に再生する方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、外部から取り入れた空気が流通されるとともに、空気と微粒化塗料とを混合した霧化塗料を噴射して被塗物の塗装を行う塗装室と、前記塗装室の下流側に設けられ、前記空気と被塗物に付着しなかった余剰霧化塗料との混合気体である排気体を排出するための排気流路とを備えた塗装システムに用いられ、前記排気体に含まれる前記余剰霧化塗料がその表面に付着可能な複数の塗料捕集固体と、前記複数の塗料捕集固体を収容する収容体とを有する余剰霧化塗料捕集器の再生方法であって、表面に塗料粕が付着した前記複数の塗料捕集固体を収容体から取り出して再生用容器内に収容し、その再生用容器内において前記複数の塗料捕集固体に摩擦力または衝撃力を作用させて前記塗料粕を除去した後、前記複数の塗料捕集固体を収容体に再投入することを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法をその要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、塗装システムにおいて、被塗物の塗装を行う塗装室の下流側に排気流路が設けられ、空気と被塗物に付着しなかった余剰霧化塗料との混合気体である排気体が排気流路を通じて排出される。この塗装システムにおいて、複数の塗料捕集固体と複数の塗料捕集固体を収容する収容体とを有する余剰霧化塗料捕集器を用いることにより、排気体に含まれる余剰霧化塗料が塗料捕集固体の表面に付着され捕集される。この余剰霧化塗料捕集器において、塗料粕の付着によりその捕集能力が低下した場合、塗料捕集固体が収容体から取り出され再生用容器内に収容される。そして、再生用容器内において塗料捕集固体に摩擦力または衝撃力が作用されて塗料粕が除去された後、塗料捕集固体が収容体に再投入される。このようにすれば、塗料捕集固体による塗料の捕集能力が回復されることで、余剰霧化塗料捕集器が再生されて元の状態に戻るため、余剰霧化塗料捕集器を再利用することができる。従って、従来技術のように塗料捕集固体を廃棄する必要がなく、低コストで効率よく余剰霧化塗料を捕集することができる。また、摩擦力または衝撃力を作用させる本発明の方法によれば、再生処理自体も簡単にかつ確実に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、加振装置を用いて前記再生用容器を振動させることで、前記複数の塗料捕集固体同士を衝突させるようにしたことをその要旨とする。

請求項２に記載の発明によれば、加振装置を用いて再生用容器が振動され、複数の塗料捕集固体同士が衝突される。またこのとき、再生用容器の壁面に各塗料捕集固体が衝突される。これにより、各塗料捕集固体に衝撃力が作用されて表面から塗料粕が剥離される。

請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記再生用容器において加圧部材を用いて前記複数の塗料捕集固体に荷重をかけつつ前記複数の塗料捕集固体を移動させることで、塗料捕集固体表面を摩るようにしたことをその要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、再生用容器において加圧部材を用いて複数の塗料捕集固体に荷重がかけられて複数の塗料捕集固体が移動される。この加圧部材によって、塗料捕集固体表面が摩られることで、各塗料捕集固体に摩擦力が作用されて表面から塗料粕が剥離される。

請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記複数の塗料捕集固体に加えて、塗料剥離用部材を前記再生用容器に収容することをその要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、複数の塗料捕集固体に加えて、塗料剥離用部材が再生用容器に収容されるので、各塗料捕集固体と塗料剥離用部材との間で衝撃力や摩擦力が作用されることにより、塗料捕集固体表面の塗料粕を効率よく除去することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記塗料剥離用部材として無機材料製砥粒を含むことをその要旨とする。

請求項５に記載の発明によれば、塗料剥離用部材として比較的に硬い無機材料製砥粒を含むので、その無機材料製砥粒が塗料捕集固体に衝撃することにより、乾いた状態（ドライ状態）の塗料粕を効率よく除去することができる。なお、無機材料製砥粒としては、金属製の粒体やセラミック製の粒体等を挙げることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５において、前記塗料剥離用部材として吸水性部材を含むことをその要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記塗料剥離用部材として吸水性部材を含むので、その吸水性部材が塗料捕集固体の表面に接触することにより、濡れた状態（ウエット状態）の塗料粕を効率よく除去することができる。なお、吸水性部材としては、布材やスポンジ材などを挙げることができる。

以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、水などの液体を用いることなく排気体に含まれる余剰霧化塗料を効率よく捕集することができる余剰霧化塗料捕集器を、簡単にかつ確実に再生する方法を提供できる。

［第１の実施の形態］

以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態における塗装システムを構成する塗装ブースの概略構成を示す斜視図である。

図１に示されるように、塗装ブース１は、自動車部品２（被塗物）に水性塗料を吹き付けることにより、その自動車部品２の表面に塗膜を形成させるためのものである。この塗装ブース１には、ダウンフロー（上方から下方に向かう一定方向）の空気が流通されるとともに、自動車部品２が収容される塗装空間３を有する塗装室４と、塗装室４の上側に設けられ塗装室４にダウンフローの空気を供給するための給気室５と、塗装室４の下側に設けられその塗装室４内の空気を排気するための排気室６とが設けられている。なお、図１の塗装ブース１においては、塗装室４及び排気室６における前面側の壁を省略して示している。

塗装室４の床部７は簀子状の部材（グレーチング）で形成され、その床部７の略中央部には、自動車部品２が載せられた塗装用テーブル８が設けられている。また、塗装室４において、塗装用テーブル８の近傍には塗装ロボット１１が設けられ、該塗装ロボット１１のアーム１２に取り付けられた塗装機１３で自動車部品２が塗装される。本実施の形態で用いられる塗装機１３は、回転霧化式の塗装機であり、空気と微粒化塗料とを混合した塗料ミストＰ１（霧化塗料）を噴射することで自動車部品２の塗装を行う。

給気室５には、フィルタ等を含んで構成された整流ユニット１５が設けられている。そして、給気ダクト１６を通じて給気室５に圧送された空気が整流ユニット１５により整流された後、空調空気として塗装室４に流下させられる。本実施の形態では、給気ダクト１６や整流ユニット１５を通じて整流された空調空気が塗装室４に供給されるようになっている。

排気室６は、塗装室４内の汚染空気Ａ１（排気体）を排気ファン（図示略）の吸引力によって吸引し、吸引した汚染空気Ａ１の処理を行うようになっている。汚染空気Ａ１には、塗装室４内の塗装機１３からオーバースプレーされ、自動車部品２に付着しなかった塗料ミストＰ１（余剰霧化塗料）が含まれている。また、排気室６の一方の側面には、排気室６内にて浄化された空気を外部に排出する排気ダクト１８が設けられている。そして、排気ダクト１８から排出された空気は、図示しないファンによって圧送され、排気される。なお、排気ダクト１８から排出された空気の一部が再び給気室５に導かれるようになっていてもよい。本実施の形態では、排気室６及び排気ダクト１８により排気流路が構成されている。

また、塗装機１３の下流側であって排気室６の上部となる位置には、汚染空気Ａ１を集めるために角錐状に形成された空気集合部材２１が設けられている。この空気集合部材２１は、下側に行くほど徐々に小断面積となる経路が形成されており、塗装室４の汚染空気Ａ１をその経路に集合させつつ増速させる。また、空気集合部材２１の下端部には、排気用配管２２が接続されており、その排気用配管２２により、空気集合部材２１で増速させた汚染空気Ａ１を排気室６へ排出する。

排気室６において、排気用配管２２の直下流側には、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１を付着させて分離する塗料捕集器２３（余剰霧化塗料捕集器）が配置されている。本実施の形態の塗料捕集器２３は、排気用配管２２から排出された汚染空気Ａ１を受け止める容器２４（収容体）と、その容器２４の内部にて収容され、塗料ミストＰ１に由来する液体状の塗料が付着可能な複数のボール２５（塗料捕集固体）とを備える。容器２４は、底部２６及び側壁２７を有し上端に開口部２８を有する釜状の容器であり、塗料の付着性が低い材料（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の難接着樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦樹脂、表面にポリテトラフルオロエチレン等のコーティングを施した材料）を用いて形成されている。この容器２４において、底部２６には排気用配管２２から排出された汚染空気Ａ１が略直角に衝突する。側壁２７は、その底部２６によって偏向された汚染空気Ａ１の気流に対し略直角となるよう折り返されている。

容器２４内に収容されるボール２５は、直径が５０ｍｍ程度の球体であって、塗料の付着性が高い材料（例えば、鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料やセラミック材料）を用いて形成されている。各ボール２５は、容器２４の内部にて個々に独立して移動可能かつ容器２４の内部表面に接触可能な状態で収容されている。

また、本実施の形態の塗装ブース１では、排気室６の側面において排気ダクト１８との接続部（排気ダクト１８の基端側）に、面状の塗料捕集フィルタ３１（余剰霧化塗料捕集器）が縦置きで配置されている。この塗料捕集フィルタ３１は、各々独立して形成され、塗料ミストＰ１が付着可能な複数のボール３２（塗料捕集固体）と、ステンレス製の金網を用いて構成され、複数のボール３２を集合させて移動不能に収容する通気性収容体３３とを備える。各ボール３２は、直径が２０ｍｍ程度の球体であって、難接着樹脂（例えば、ポリプロピレン）を用いて形成されている。本実施の形態の塗料捕集フィルタ３１は、６０ｍｍ程度の厚さを有し、３層分に相当する個数のボール３２が通気性収容体３３に収納されている。

さらに、塗料捕集フィルタ３１の上流側（排気室６側）及び下流側（排気ダクト１８側）には、気圧を検出するための圧力センサ３４，３５が配置されている。各圧力センサ３４，３５は制御装置３７に接続されており、この制御装置３７には、塗料捕集フィルタ３１の上流側及び下流側の気圧に応じたセンサ信号が取り込まれるようになっている。

制御装置３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等からなる周知のコンピュータにより構成されている。制御装置３７は、各圧力センサ３４，３５のセンサ信号に基づいて、塗料捕集フィルタ３１の上流側と下流側との差圧を判定し、その差圧が予め決められた設定値よりも高くなったとき、メンテナンス信号を出力する。そして、制御装置３７は、このメンテナンス信号によって、図示しない警告装置（警告ランプや警告ブザー等）を駆動する。このとき、作業者は、塗料捕集器２３や塗料捕集フィルタ３１のメンテナンスが必要であると判断して、そのメンテナンスを行う。

具体的には、図２に示す塗料剥離装置４１を用い、塗料捕集器２３のボール２５や塗料捕集フィルタ３１のボール３２に付着した塗料粕を除去することで、塗料の捕集能力を回復させる。

塗料剥離装置４１は、塗料粕が付着したボール２５，３２を収容するための円筒状の容器４２（再生用容器）と、その容器４２を固定するための固定板４３と、固定板４３上に設けられその固定板４３とともに容器４２を振動させる加振装置４５と、バネなどの弾性部材４６を介して固定板４３を保持する保持台４７とを備えている。

塗料剥離装置４１では、固定板４３上において、円筒状の容器４２はその軸心が水平方向に向くように横置きで配置されている。容器４２において、一端側（図２（ｂ）では右側）の上部には、容器４２内に各ボール２５，３２を入れるためのホッパー４８が設けられるとともに、容器４２の他端側（図２（ｂ）では左側）の下部には、容器４２内から各ボール２５，３２を取り出すための排出管４９が設けられている。

図３に示されるように、塗料剥離装置４１の容器４２内には、塗料粕Ｐ０が付着したボール２５，３２に加えて、その塗料粕Ｐ０を剥離するための剥離用ボール５１（塗料剥離用部材）が収容される。この剥離用ボール５１としては、例えば直径が３０ｍｍ程度のサイズを有する鉄球が用いられる。容器４２の振動時には、剥離用ボール５１が各ボール２５，３２にぶつかって衝撃力を作用させることにより、ボール２５，３２表面から塗料粕Ｐ０が剥離される。そして、塗料粕Ｐ０が除去されたボール２５，３２、剥離用ボール５１、及び塗料粕Ｐ０は、排出管４９を通して図４の振動篩装置５２（分離装置）に導入される。

図４に示されるように、振動篩装置５２は、略円筒状の容器５３を備え、その容器５３の上端面には導入口５４が設けられている。また、容器５３の側面において、上方から順に第１排出口５５、第２排出口５６、第３排出口５７が設けられている。振動篩装置５２は、その容器５３を振動させることによりボール２５，３２と剥離用ボール５１と塗料粕Ｐ０とを篩い分け、第１排出口５５からボール２５，３２を排出し、第２排出口５６から剥離用ボール５１を排出し、第３排出口５７から塗料粕Ｐ０を排出する。

次に、本実施の形態の塗装ブース１の作用について説明する。

まず、塗装機１３から水性塗料を噴霧して自動車部品２の塗装を行うと、オーバースプレーされた塗料ミストＰ１を含む汚染空気Ａ１が空気集合部材２１で増速され、排気用配管２２を通して排気室６に排出される。ここで、汚染空気Ａ１は、例えば、５ｍ／秒〜５０ｍ／秒の流速に増速され、その汚染空気Ａ１が容器２４の底部２６に略直角に吹き付けられる。さらに、その底部２６で偏向された汚染空気Ａ１は、底部２６に沿って流れて側壁２７に吹き付けられる。このとき、空気は底部２６や側壁２７の表面に沿って流れるが、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１は空気よりも重いためその慣性力により底部２６や側壁２７に衝突する。これにより、塗料ミストＰ１は、液化した塗料として底部２６や側壁２７の表面に付着する。

また、各ボール２５の表面にも汚染空気Ａ１が吹き付けられ、その空気に含まれる塗料ミストＰ１がボール２５の表面に衝突し、液化した塗料が付着する。さらに、容器２４の内部において、５ｍ／秒〜５０ｍ／秒に増速された汚染空気Ａ１の気流が各ボール２５に作用しその空気抵抗によって各ボール２５が転動する。本実施の形態では、容器２４よりもボール２５の方が塗料の付着性が高いため、ボール２５が転動することにより、容器２４の底部２６や側壁２７に付着していた塗料が擦り取られてボール表面に満遍なく付着する。

さらに、排気室６内において、塗料捕集器２３から流出した汚染空気Ａ１は、塗料捕集フィルタ３１を通過して排気ダクト１８に排出される。この塗料捕集フィルタ３１を通過する際の汚染空気Ａ１の風速は０．８ｍ／秒〜４ｍ／秒の速さに設定されている。汚染空気Ａ１が塗料捕集フィルタ３１を通過するとき、汚染空気Ａ１に残存する塗料ミストＰ１が塗料捕集フィルタ３１における複数のボール３２に衝突し、それらボール３２の表面に塗料が付着して汚染空気Ａ１から分離される。

ここで、塗料捕集フィルタ３１において各ボール３２の表面に塗料が十分に付着し、各ボール３２間の隙間が狭くなると、該フィルタ３１の通気性が悪化して塗料の捕集能力が低下する。このとき、塗料捕集フィルタ３１での圧力損失が大きくなる。

制御装置３７は、圧力センサ３４，３５のセンサ信号に基づいて、塗料捕集フィルタ３１の上流側の気圧と下流側との気圧をモニタしており、その上流側と下流側との差圧が予め決められた設定値よりも高くなると、メンテナンス信号を出力し、警告装置を駆動する。これにより、塗料捕集フィルタ３１のメンテナンス時期が来たことを作業者に通知する。なお、本実施の形態では、塗料捕集フィルタ３１をメンテナンスするタイミングで、塗料捕集器２３もメンテナンスを行うようにしている。

警告装置の警告ランプの点灯やブザー音を確認した作業者は、塗装ブース１の塗装処理を停止して、塗料捕集フィルタ３１及び塗料捕集器２３を再生するための作業を行う。まず、塗料捕集フィルタ３１の再生方法について説明する。

塗料捕集フィルタ３１を排気室６の側面から取り外し、塗料粕Ｐ０が付着した各ボール３２を通気性収容体３３から取り出す。そして、塗料剥離装置４１においてホッパー４８から容器４２内に各ボール３２を収容する。なお、この容器４２内には複数の剥離用ボール５１が予め収容されており、容器４２における各ボール３２，５１の体積率が５％〜６０％となるように設定する。その後、塗料剥離装置４１を駆動して容器４２を振動させる。これにより、各ボール３２同士が衝突したり、各ボール３２と剥離用ボール５１とが衝突したりして、各ボール３２の表面に付着している塗料粕Ｐ０が剥離する。ここで、塗料剥離装置４１を所定時間（例えば、１５分）駆動することにより、ボール３２表面の塗料粕Ｐ０が完全に剥離する。

その後、容器４２内の各ボール３２、剥離用ボール５１、及び塗料粕Ｐ０を排出管４９から排出し、振動篩装置５２の導入口５４から容器５３内に供給する。そして、振動篩装置５２を駆動して容器５３を振動させることにより、ボール３２、剥離用ボール５１、及び塗料粕Ｐ０が篩い分けられる。このとき、塗料粕Ｐ０が除去された各ボール３２が容器５３の第１排出口５５から排出される。それらボール３２を通気性収容体３３内に充填することで塗料捕集フィルタ３１が再生され、その塗料捕集フィルタ３１が排気室６の側面に装着される。また、容器５３の第２排出口５６から排出された剥離用ボール５１は、塗料剥離装置４１の容器４２内に戻されて再使用される。さらに、容器５３の第３排出口５７から排出された塗料粕Ｐ０は、回収容器５８（図４参照）に集められ、その容器５８内に所定量の塗料粕Ｐ０が溜まった段階で廃棄される。

塗料捕集器２３の再生も塗料捕集フィルタ３１と同様に塗料剥離装置４１と振動篩装置５２とを使用して行われる。すなわち、塗料粕Ｐ０が付着した各ボール２５を塗料捕集器２３から取り出し、塗料剥離装置４１の容器４２に収容する。そして、その塗料剥離装置４１を駆動することにより、容器４２内において各ボール２５同士が衝突したり、各ボール２５と剥離用ボール５１とが衝突したりして、各ボール２５の表面に付着している塗料粕Ｐ０を剥離する。その後、容器４２内のボール２５、剥離用ボール５１、及び塗料粕Ｐ０を振動篩装置５２に供給して振るい分ける。そして、振動篩装置５２から排出された各ボール２５を塗料捕集器２３の容器２４に収容することで、塗料捕集器２３を再生させる。

本実施の形態の塗装ブース１において、塗料捕集器２３は、塗料捕集フィルタ３１の上流側に配置されているため、塗料捕集器２３内の各ボール２５には大量の塗料が付着する。このため、塗料捕集器２３内の各ボール２５表面の塗料粕Ｐ０はウエット状態（粘着力がある非乾燥状態）となる場合がある。この場合、塗料剥離装置４１において、容器４２内に吸水性部材（具体的には、図５に示すような布材６１や図６に示すようなスポンジ材６２など）を入れて振動させる。これにより、ボール２５表面の塗料粕Ｐ０に吸水性部材６１，６２が接触することで、その吸水性部材６１，６２に塗料粕Ｐ０が吸着されボール２５表面から剥離される。なお、スポンジ材６２としては、例えばスポンジブラスト工法で使用されるスポンジ研掃材が用いられる。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態の塗装ブース１において、塗装室４には給気室５から取り入れられた空調空気が下方に向けて流通されている。この塗装室４において、その空気と塗料とを混合した塗料ミストＰ１が塗装機１３から自動車部品２に噴射されることでその塗装が行われる。また、給気室５から取り入れられた空気と自動車部品２に付着しなかった塗料ミストＰ１との混合気体である汚染空気Ａ１は、空気集合部材２１によって徐々に小断面積となる経路に集合され増速された後、排気用配管２２を介して排気室６の塗料捕集器２３に向けて排出される。このようにすれば、塗装空間３の汚染空気Ａ１をスムーズに排気することができ、自動車部品２の塗装品質を十分に確保することができる。また、本実施の形態の塗料捕集器２３は、汚染空気Ａ１を受け止める容器２４と、その容器２４の内部に移動可能な状態で収容される複数のボール２５とで構成されており、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１を各ボール２５表面に付着させて空気から分離する。さらに、排気室６の側面において排気ダクト１８の接続部には塗料捕集フィルタ３１が設けられている。この塗料捕集フィルタ３１は、複数のボール３２と、各ボール３２を集合させて移動不能に収容する通気性収容体３３とを備え、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１を各ボール３２表面に付着させて空気から分離する。このように、塗装ブース１において塗料捕集器２３や塗料捕集フィルタ３１を設けることにより、従来技術のように水などの液体を用いることなく、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１を効率よく捕集することができる。

（２）本実施の形態の場合、塗料捕集フィルタ３１において、各ボール３２の表面に塗料粕Ｐ０が付着することでその捕集能力が低下した場合、各ボール３２が通気性収容体３３から取り出され塗料剥離装置４１の容器４２内に収容される。そして、その容器４２が振動されることで各ボール３２に衝撃力が作用されて塗料粕Ｐ０が除去される。その後、各ボール３２が通気性収容体３３に再投入される。このようにすれば、各ボール３２による塗料の捕集能力が回復されることで、塗料捕集フィルタ３１が再生されて元の状態に戻るため、塗料捕集フィルタ３１を再利用することができる。また、塗料捕集器２３の各ボール２５に塗料粕Ｐ０が付着して捕集能力が低下した場合にも、同様に塗料剥離装置４１を使用して各ボール２５の塗料粕Ｐ０が除去される。これにより、各ボール２５による塗料の捕集能力が回復されることで、塗料捕集器２３が再生されて元の状態に戻るため、塗料捕集器２３を再利用することができる。このように、塗料捕集器２３や塗料捕集フィルタ３１を再利用することにより、低コストで効率よく塗料ミストＰ１を捕集することができる。また、摩擦力または衝撃力を作用させる本実施の形態の方法によれば、再生処理自体も簡単にかつ確実に行うことができる。

（３）本実施の形態では、塗料捕集器２３や塗料捕集フィルタ３１の塗料捕集固体としてボール２５，３２を用いた。この場合、ボール２５，３２の表面積を十分に確保することができ、その表面に塗料を確実に付着させることができる。また、ボール２５，３２表面には凹凸がないため、その表面に付着した塗料粕Ｐ０を容易に除去することができる。

（４）本実施の形態の塗料剥離装置４１では、塗料粕Ｐ０が付着したボール２５，３２と一緒に剥離用ボール５１を容器４２内に入れて振動させるようにした。この剥離用ボール５１は硬い金属製ボール（鉄球）であるので、剥離用ボール５１が各ボール２５，３２に衝突することにより、各ボール２５，３２に付着した塗料粕Ｐ０を効率よく除去することができる。

（５）本実施の形態の塗料剥離装置４１では、各ボール２５表面の塗料粕Ｐ０がウエット状態である場合、容器４２内に吸水性部材（布材６１やスポンジ材６２）が加えられて振動される。この場合、ボール２５表面の塗料粕Ｐ０をその吸水性部材６１，６２に吸着させてボール２５表面から確実に剥離させることができる。

（６）本実施の形態では、塗料剥離装置４１を用いて各ボール２５，３２から塗料粕Ｐ０が除去された後、各ボール２５，３２と剥離用ボール５１と塗料粕Ｐ０とが振動篩装置５２に供給される。この振動篩装置５２により、各ボール２５，３２と剥離用ボール５１と塗料粕Ｐ０とが篩い分けられて確実に分離することができる。

（７）本実施の形態の塗装ブース１では、塗料捕集フィルタ３１の上流側と下流側とで気圧を検出し、その上流側と下流側との差圧が設定値を超えたときに、塗料捕集フィルタ３１のメンテナンス信号を出力するようにした。このようにすれば、塗料捕集フィルタ３１の再生が必要なメンテナンス時期を適切に判断することができ、実用上好ましいものとなる。

（８）本実施の形態の塗料剥離装置４１では、容器４２における各ボール２５，３２の体積率を５％〜６０％に設定して容器４２を振動させるようにしたので、各ボール２５，３２に適度な衝撃力を作用させることができ、各ボール２５，３２表面の塗料粕Ｐ０を確実に除去することができる。なお、塗料粕Ｐ０を除去するためには、容器４２における各ボール２５，３２の体積率を１０％〜５０％の範囲とすることがより好ましい。
［第２の実施の形態］

次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に基づき説明する。

本実施の形態では、塗料剥離装置の構成が第１の実施の形態と異なり、他の構成は第１の実施の形態と同じである。図７には本実施の形態の塗料剥離装置７１を示している。

図７に示されるように、塗料剥離装置７１は、ボール２５，３２を収容する容器７２（再生用容器）と、容器７２の底部に配置されるエキスパンドメタル７３（剥離部材）と、各ボール２５，３２をすりつぶすように加重をかけながら移動させる板状加圧部材７４と、容器７２の下側に設けられ、各ボール２５，３２や塗料粕Ｐ０を排出するための排出ダクト７５とを備える。なお、本実施形態では板状加圧部材７４を用いたが、板状でない加圧部材を使用してもよい。

板状加圧部材７４の上面中央部には押圧ロッド７６が突設されており、図示しない電動モータなどのアクチュエータによってその押圧ロッド７６が駆動される。この押圧ロッド７６の駆動により、板状加圧部材７４が加圧された状態で回転される。なおここでは、板状加圧部材７４の面圧が０．０４ｋｇ／ｃｍ^２となるよう加重が加えられる。また、押圧ロッド７６の回転速度は、板状加圧部材７４によりボール２５，３２の表面を擦る速度が２．０ｍ／秒以上となるよう設定されている。また、押圧ロッド７６の内側には導入通路が形成されており、この導入通路を通して各ボール２５，３２が容器７２内に収容されるようになっている。

エキスパンドメタル７３は、メッシュ構造を有する円形の金属板であり、容器７２の底部を開閉するよう水平方向に往復動可能に設けられている。エキスパンドメタル７３のメッシュ構造により、ボール２５表面の塗料粕Ｐ０が削られ、その塗料粕Ｐ０はメッシュの隙間を通じて下方の排出ダクト７５に落下する。また、ボール２５表面の塗料粕Ｐ０が剥離された後、エキスパンドメタル７３が水平方向に移動して容器７２の底部が開状態となると、容器７２内の各ボール２５，３２がその下方の排出ダクト７５に落下する。

排出ダクト７５は、その下側でボール２５，３２を排出するための第１経路７５Ａと塗料粕Ｐ０を排出するための第２経路７５Ｂとに分岐されている。この排出ダクト７５の分岐部において、第２経路７５Ｂ側の開口を塞ぐように金網７７が設けられている。金網７７の網目サイズはボール２５，３２の直径よりも小さく、排出ダクト７５内を落下する各ボール２５，３２は金網７７にぶつかって第１経路７５Ａ側に案内される。また、第２経路７５Ｂは吸引装置（図示略）と接続されており、排出ダクト７５内を落下する塗料粕Ｐ０は、金網７７を通過して第２経路７５Ｂ側に吸引され、廃棄される。この塗料剥離装置７１を用いた場合でも、各ボール２５，３２に付着した塗料粕Ｐ０を確実に除去することができる。

なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記第１の実施の形態の塗料剥離装置４１において、容器４２内に洗浄液を噴霧可能な洗浄ノズル（洗浄手段）を設け、洗浄液を噴霧しながら容器４２を振動させることでボール２５，３２表面の塗料粕Ｐ０を除去するように構成してもよい。この場合、ボール２５，３２表面の塗料粕Ｐ０に洗浄液が接触することにより、水性塗料が希釈（溶解）されるため、塗料粕Ｐ０が確実に除去される。

・上記第１の実施の形態では、水性塗料を用いて自動車部品２の塗装を行うものであったが、溶剤型塗料を用いて自動車部品２の塗装を行うように構成してもよい。溶剤型塗料を用いる場合、ボール２５表面に付着する塗料粕Ｐ０がウエット状態であると、塗料粕Ｐ０の粘着性が強く、ボール２５表面からの剥離が困難となる。この場合、図８に示すように、塗料剥離装置４１の容器４２内に研削材６４（例えば、酸化アルミニウムからなるセラミック焼結体）を加えて容器４２に振動させることが好ましい。このように、研削材６４を加えると、剥離用ボール５１が研削材６４にも衝突して研削材６４が粉砕される。このとき、研削材６４の粉末が塗料粕Ｐ０の周囲に付着してその塗料粕Ｐ０の粘着力が弱まるため、ボール２５表面から剥離しやすくなる。さらに、剥離用ボール５１に加えて研削材６４がボール２５表面に衝突することで、ボール２５表面からの塗料粕Ｐ０の剥離が促進される。なお、溶剤型塗料を用いる場合には、研削材６４ではなく、セラミックの粉末などを容器４２内に加えるようにしてもよい。

・上記各実施の形態において、各ボール２５，３２に付着している塗料粕Ｐ０がウエット状態である場合、乾燥装置を用いて塗料粕Ｐ０を乾かしてドライ状態にした後、塗料剥離装置４１，７１を用いて塗料粕Ｐ０を剥離するよう構成してもよい。

・上記第１の実施の形態の塗料剥離装置４１において、塗料剥離用部材として鉄製の剥離用ボール５１を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、鉄以外の金属やセラミックなどの無機材料製砥粒を用いてもよい。また、塗料剥離用部材の形状は、球形に限定されるものではなく、三角形状、四角形状、円柱形状などであってもよく、表面に鋭利な突起を有する複雑な形状であってもよい。

・上記第２の実施の形態の塗料剥離装置７１において、容器７２の底部にエキスパンドメタル７３を配置するものであったが、このエキスパンドメタル７３に代えて、複数の貫通孔が形成されたパンチングメタルを用いてもよい。また、塗料剥離装置７１において、ボール２５，３２の直径に応じて、網目サイズの異なるエキスパンドメタル７３に交換可能な構成としてもよい。さらに、板状加圧部材７４の加圧面（図７では下面）に凹凸を形成し、その凹凸によってボール２５，３２表面の塗料粕Ｐ０を削り取るようにしてもよい。

・上記各実施の形態において、塗料捕集器２３のボール２５は、塗料の付着性が高い材料を用いるものであったが、これ以外に、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の難接着樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦樹脂、表面にポリテトラフルオロエチレン等のコーティングを施した材料を用いてもよい。また、塗料捕集フィルタ３１は、ポリプロピレン製のボール３２を用いたが、他の難接着樹脂や低摩擦樹脂等からなるボールを用いてもよいし、金属材料やセラミック材料からなるボールを用いてもよい。

また、塗料捕集器２３は、塗料捕集フィルタ３１のボール３２（直径が２０ｍｍ）よりも大きなボール２５（直径が５０ｍｍ）を用いていたが、各ボール２５，３２のサイズは適宜変更することができる。ただし、各ボール２５，３２のサイズは直径が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。各ボール２５，３２のサイズが大きすぎると、汚染空気Ａ１の通過する隙間が大きくなり捕集効率が低下してしまう。また逆に、各ボール２５，３２のサイズが小さすぎると、汚染空気Ａ１の通過する隙間が小さくなるため、汚染空気Ａ１が通過する際の圧力損失が大きくなってしまう。この場合、排気ダクト１８を介して空気を排気するためのファンの出力を大きくする必要があり、部品コストやランニングコストが増大してしまう。従って、直径が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のボール２５，３２を用いることにより、塗料捕集器２３や塗料捕集フィルタ３１において、各ボール２５，３２の間に適切な隙間が形成されるため、汚染空気Ａ１に含まれる塗料ミストＰ１を効率よく捕集することができる。

さらに、塗料捕集器２３と塗料捕集フィルタ３１とで同じサイズ、同じ材質のボールを用いてもよい。この場合、塗料捕集器２３と塗料捕集フィルタ３１とで共通のボールを使用することができるため、塗料捕集器２３及び塗料捕集フィルタ３１の各ボールを区別して再生処理を行う必要がなく、コスト的に有利なものとなる。

・上記各実施の形態では、塗料捕集フィルタ３１の上流側と下流側との差圧が設定値よりも大きくなったときに、塗料捕集フィルタ３１及び塗料捕集器２３のメンテナンスを行うようにしていたが、これに限定されるものではない。例えば、塗装ブース１の稼働時間に基づいて、塗料捕集フィルタ３１及び塗料捕集器２３のメンテナンスを定期的に行うように構成してもよい。

・上記各実施の形態において、塗料捕集フィルタ３１は、排気室６の側面に縦置きで配置されるものであったが、例えば、排気室６内において横置きで配置されるものであってもよく、さらに、排気ダクト１８内において配置されるものでもよい。

・上記各実施の形態において、被塗物として自動車部品２の塗装を行うものであったが、自動車部品２以外に家電製品などの他の部品を塗装するものであってもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項３において、前記加圧部材の加圧面には、凹凸が形成されていることを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

（２）請求項３において、前記再生用容器の底面には、凹凸が形成された剥離部材が配置されていることを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

（３）請求項４乃至６のいずれか１項において、前記塗料剥離用部材として研削材を含むことを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

（４）請求項５において、前記塗料剥離用部材としての無機材料製砥粒は、鋭利な突起を有することを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

（５）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記再生用容器において洗浄手段を用いて前記複数の塗料捕集固体に洗浄液を噴霧するようにしたことを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

（６）請求項１乃至６のいずれか１項において、前記各塗料捕集固体から塗料粕を除去した後、前記複数の塗料捕集固体と塗料剥離用部材とを分離装置に供給しその分離装置を用いて塗料捕集固体と塗料剥離用部材とを分離するようにしたことを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。

本発明を具体化した第１の実施の形態の塗装ブースを示す斜視図。（ａ）は塗料剥離装置を示す正面図、（ｂ）は塗料剥離装置を示す側面図。塗料剥離装置の駆動時の状態を示す説明図。振動篩装置を示す斜視図。塗料剥離装置の駆動時の状態を示す説明図。塗料剥離装置の駆動時の状態を示す説明図。第２の実施の形態における塗料剥離装置を示す斜視図。塗料剥離装置の駆動時の状態を示す説明図。

符号の説明

１…塗料システムを構成する塗装ブース
２…被塗物としての自動車部品
４…塗装室
６…排気流路を構成する排気室
１８…排気流路を構成する排気ダクト
２３…余剰霧化塗料捕集器としての塗料捕集器
２４…収容体としての容器
２５，３２…塗料捕集固体としてのボール
３１…余剰霧化塗料捕集器としての塗料捕集フィルタ
３３…収容体としての通気性収容体
４２，７２…再生用容器としての容器
４５…加振装置
５１…塗料剥離用部材としての剥離用ボール
６１…吸水性部材としての布材
６２…吸水性部材としてのスポンジ材
７４…加圧部材としての板状加圧部材
Ａ１…排気体としての汚染空気
Ｐ０…塗料粕
Ｐ１…霧化塗料としての塗料ミスト

Claims

外部から取り入れた空気が流通されるとともに、空気と微粒化塗料とを混合した霧化塗料を噴射して被塗物の塗装を行う塗装室と、前記塗装室の下流側に設けられ、前記空気と被塗物に付着しなかった余剰霧化塗料との混合気体である排気体を排出するための排気流路とを備えた塗装システムに用いられ、前記排気体に含まれる前記余剰霧化塗料がその表面に付着可能な複数の塗料捕集固体と、前記複数の塗料捕集固体を収容する収容体とを有する余剰霧化塗料捕集器の再生方法であって、
表面に塗料粕が付着した前記複数の塗料捕集固体を収容体から取り出して再生用容器内に収容し、その再生用容器内において前記複数の塗料捕集固体に摩擦力または衝撃力を作用させて前記塗料粕を除去した後、前記複数の塗料捕集固体を収容体に再投入することを特徴とする余剰霧化塗料捕集器の再生方法。
加振装置を用いて前記再生用容器を振動させることで、前記複数の塗料捕集固体同士を衝突させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の余剰霧化塗料捕集器の再生方法。
前記再生用容器において加圧部材を用いて前記複数の塗料捕集固体に荷重をかけつつ前記複数の塗料捕集固体を移動させることで、塗料捕集固体表面を摩るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の余剰霧化塗料捕集器の再生方法。
前記複数の塗料捕集固体に加えて、塗料剥離用部材を前記再生用容器に収容することを特徴とする請求項２に記載の余剰霧化塗料捕集器の再生方法。
前記塗料剥離用部材として無機材料製砥粒を含むことを特徴とする請求項４に記載の余剰霧化塗料捕集器の再生方法。
前記塗料剥離用部材として吸水性部材を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の余剰霧化塗料捕集器の再生方法。