塗装機

Q1.
スプレーガンにおける空気使用量とは? コンプレッサーの選定とからめて教えてください。
A1.

スプレーガンにおける空気使用量は、吹付時にスプレーガン入口に所定の空気圧力(0.25~0.35MPa程度)をかけ、空気をどれだけ使用するかを測定した値です。つまりスプレーガンを使用し、十分な塗膜の仕上がりを得るためにどれだけの圧縮空気が必要かを示す数字です。各メーカーのカタログには、通常大気圧に換算されL/minで表示されています。この値とコンプレッサーの吐出空気量を比較し、コンプレッサーの吐出空気量が大きければよいわけです。その他スプレーガンを複数丁、また他の空気機器を同時に使用する場合には、それらを合計した値からコンプレッサーを選定します。 これとは別に、

  • スプレーガンを間欠使用の場合(たとえば10秒間使用して、20秒間停止)はコンプレッサーの吐出空気量は少なくても良い場合がありますので、メーカーにご相談ください。
  • コンプレッサーの空気量が十分でも空気ホースが細い、長い、接続金具が小さい、トランスホーマーなどの口径が小さいなどでも空気量が不足することがありますので、注意してください。塗装の仕上がりの悪い場合は、まず空気使用量を疑ってください。

(回答会社: 株式会社明治機械製作所)

Q2.
圧送タンクについて、次の事項を教えてください: 最高使用圧力はどのようにしてきめられますか? 容量と耐圧の法的規制の内容は?
A2.

塗料圧送タンクの最高使用圧力とは、塗料を加圧し搬送(通常は圧送式スプレーガンへの塗料供給)するのに、タンク内に圧縮空気を入れますが、その空気圧力の最高圧力を言います。塗料圧送タンクは圧力容器ですので、最高使用圧力を超えての使用は非常に危険です。危険回避のため、一定以上の圧力になると空気が吹出す安全弁、タンク内の空気圧力を表示する圧力計、空気圧力を設定し、また一定に保つレギュレータ、ふたを開けたりする場合にタンク内圧力を抜くための逃がし弁などがついています。これらの機器が壊れた状態での使用は事故の原因となり非常に危険ですので常に点検が必要です。一定以上の容量、最高使用圧力(40L、0.2MPa)の塗料圧送タンクを使用する場合はボイラー協会の2種圧力容器の耐圧証明書が必要となります。

(回答会社: 株式会社明治機械製作所)

Q3.
HVLPとLVLPガンの違いを教えてください。
A3.

HVLP(High Volume Low Pressure)スプレイガンは大別して2種類あります。

  1. タービン(ブロワ)を使用し大量の温風により吹付を行なう低圧温風
  2. コンプレッサーの圧縮空気を利用し比較的高圧の空気を空気回路、特にスプレイガン内部で減圧し空気キャップ内圧力を70KPa以下にして吹付けを行なう低圧霧化

2. のタイプにおいて空気量は通常のスプレイガンより多くなりますが、この空気量を省エネ等の観点から出来るだけ少なくする、つまりVolumeをHighからLow にしたスプレイガンがLVLPということになります。

低圧のあまり多くない空気量で塗料を霧化するため霧化方法に工夫が要るようです。また、空気圧力を70KPaにこだわらないが通常のスプレーガンよりは低い圧力で吹付ける、LVMP(Low Volume Medium Pressure)という場合もあるようです。

(回答会社: 株式会社明治機械製作所)

塗着効率

Q4.
各種の塗装方式の塗着効率の比較を例を挙げて説明してください。
A4.

縦軸に「塗装機の種類」、横軸に「被塗物」を取り、それぞれの標準塗着効率を示しました。これはあくまでも標準で、その傾向を示したもので、各種の条件によって変化します。

塗装機と被塗物の標準塗着効率(%)
被塗物
塗装機
一般の標準 平板 飲料缶(回転) 大径管
(外面)
(回転)
アルミ建材 建設機械
鉄道車両
(屋内)
自動車(ボディ) 電気器具
(反射板)
木工
建材
(フロア)
内面 外面 上塗
(メタリック)
内部
エアスプレー 30~40 40~50 50~60 20~30 - 20~30 40~50 20~30 40~50 30~40 40~50
低圧エアスプレー 40~50 50~60 60~70 30~40 - 30~40 50~60 - 50~60 40~50 50~60
エアレス 50~60 60~70 80~90 60~70 70~80 40~50 60~70 - - - 60~70
エアエアレス 55~65 65~75 80~90 60~70 75~85 40~50 65~75 - - - 65~75
静電 エア 50~60 60~70 - 60~70 - 60~70 65~75 40~50 70~80 60~70 60~70
エアレス 65~75 70~80 - 80~90 - 65~75 70~80 - - - 70~80
ベル 75~85 80~90 - - - 75~85 80~90 60~70 - 70~80 80~85
ディスク 80~90 85~95 - - - - - - - - -

(回答会社: 旭サナック株式会社)

Q5.
粉体静電塗装機の塗着効率は、何パーセント位ですか?
A5.

塗着効率は、被塗物形状・ハンガリング方法・塗装方法等によって大きく変わります。被塗物形状の分類における一般例を紹介します。

1) 箱物形状外面塗装(例:冷蔵庫・自動販売機等)

一般に側面4面及び上下面の塗装を行います。被塗物間での吐出ON-OFFを行う事が多いようです。塗着効率は70~80%程度です。

2) 箱物形状内面塗装(例:電子レンジ)

特に、コーナー部への入り込み性が要求されます。主に、自動機ではロボット(3軸の移動装置含む)が使用されます。オーバースプレイ粉(回収粉)は、背面(B級面)の塗装に使用される場合が多いようです。塗着効率は80~90%程度と高効率です。

3) パネル形状(例:ガードレール)

具体的な例として、ガードレールは膜厚50~60μmで、縦吊りで搬送し、連続塗装(吐出のON-OFFなし)を行う場合が多いようです。塗着効率は70~80%程度です。

4) 網目形状(例:金網状フェンス)

ハンガリング方法として、複数枚(2~3枚)を並列に掛けて塗装する場合が多いようです。塗着効率は20~35%程度と低いのが一般的です。

5) PCM塗装

切り板を水平にし、塗装を行います。ガンは複数ガンが上部に設置され、ショートレシプロケータにて塗装を行います。塗着効率は90~95%程度です。

(回答会社: 旭サナック株式会社)

Q6.
溶剤塗料の静電塗装機を使用していますが、塗着効率の向上を図るにはどのような方法がありますか?
A6.

塗着効率を向上させるためには、いろいろな方法があります。

但し、それぞれのケースでどの要因の効果が大きいかが異なりますので、ここでは一般的な傾向を紹介します。

1) 塗装条件

制御項目 高 ← 塗着効率 → 低
霧化エア圧力 低い ⇔ 高い
パターンエア圧力 低い ⇔ 高い
カップ回転数 低い ⇔ 高い
吐出量 少ない ⇔ 多い
印加電圧 低い ⇔ 高い
スプレイ距離 近い ⇔ 遠い
ガン速度 遅い ⇔ 速い

2) 塗料条件

制御項目 高 ← 塗着効率 → 低
塗料粘度 低い ⇔ 高い
溶剤乾燥速度 遅い ⇔ 速い
塗料抵抗値 低い ⇔ 高い

3) その他

制御項目 高 ← 塗着効率 → 低 製品/適正値
表面抵抗値 低い ⇔ 高い 樹脂部品の場合
含水率 高い ⇔ 低い 木工製品の場合
ブース風速 遅い ⇔ 速い 0.3~0.5m/s
温度 溶剤乾燥速度により調整 10~20℃
湿度 木工・樹脂部品の場合に影響大 40~70%

他 塗装機の種類「エア静電、回転霧化静電、エアラップ静電 他」

自動機の種類「ロボット、レシプロケータ、固定ガン 他」

被塗物の治具への取付方法「密度、方向 他」等 の検討事項が挙げられます。

※ 上記は塗着効率向上のための傾向を示したもので、実際は仕上り外観・膜厚の均一性等の状態も考慮しながら適性値を決定してゆく必要があります。

(回答会社: 旭サナック株式会社)

塗装設備

Q7.
ロボットの導入を検討していますが、導入するに際しての主なチェック項目を教えてください。
A7.

各塗装ラインによって、詳細な検討事項はことなるでしょうが、ここでは基本的なことについて説明します。

第1ステップ

新規に塗装ラインを導入するときは勿論、既設のラインに導入する場合でも、塗装仕様に基づいて先ず塗装ラインのレイアウトを作成すること。この場合、可能な限り長く使用できるようにするため、塗装仕様の長期の見通しに立って作成する必要がある。すなわち、現在のニーズの変化の激しい時代、使用開始後直ぐに大幅な改造をしなければならないことでは、レイアウトを作成した意味がない。少なくとも3~5年程度の見通しをして行うべきである。もしどうしてもその立案ができない場合には、改造箇所を少なくできるよう設備に融通性を持たせることである。その点、ロボットは、他の自動機より有利ではある。

第2ステップ

レイアウトの中で、ロボットおよび他の各装置(自動機、周辺機器など)も含めて分担させる仕事をはっきりさせると同時に、ライン全体での各装置の位置づけ、前後工程との取り合わせをはっきりさせること。また、このとき各装置の仕事量の最高、最低をも決めておくこと。これは、たとえば生産量の変化、仕事の内容の変化に対応させるためである。

第3ステップ

ロボットを含めた各装置間の相互の位置づけをはっきりさせることはもとより、人(作業者)が介在する場合、人の各装置に対する役割もはっきりさせておくこと。ロボットを含めた各装置間の取り合わせ、機能の一致はもとより、人が介在する場合、どこに、どのように、いつ、介在するのかをはっきりさせること。それにより人の作業内容がはっきりし、作業者が何名必要なのかが分かる。

第4ステップ

第3ステップ終了時点で、各設備、ロボット、自動機メーカーと直接打合わせを行う。そのとき、各装置の仕様内容はもとより、ソフトも含めた融通性と計画しているレイアウトへの適応性を打ち合わせるが、当初計画したレイアウトに拘るわけでなく、塗装仕様、ラインの目的を説明して逆に提案していただくことも必要で、それにより、そのメーカーの力量も知ることができる。

第5ステップ

各設備、装置のラインへの適応、不適応の判定を行う。塗装、被塗物の生産方法の詳細仕様によりある程度の余裕を持たせて適応性をチェックする。

第6ステップ

以上のステップの後、その仕様に基づいてテストを行い、詰めを行う。その後は各メーカーと価額折衝も含めて選定することになるが、環境対応が塗装の分野の重要な要素になっており、この面での仕様についても十分検討項目にする必要がある。

(回答会社: 旭サナック株式会社)

Q8.
被塗物、塗装仕様によってそれに適した乾燥方法はなんですか?
A8.

乾燥炉は、熱源、乾燥方式によって次の方式があります。

熱源 乾燥方式
LPG、LNG 直火式熱風 間接式熱風 SCHBANK ガス遠赤外線
電気 遠赤外線
近赤外線
熱風 紫外線(UV) マイクロ波
電子線(EB)
蒸気 熱風 遠赤外線 - -

項目2.に述べましたように、各塗装条件によるYES、NO方式によって適切な硬化システムを選定するのであるが、ここでは参考として、材質、乾燥方法のみを示す。

被塗物 適した乾燥方法(熱源)
樹脂

対流:間接熱風乾燥機(ガス)、熱風乾燥機(電気、スチーム)

輻射:遠赤・近赤外線乾燥機(電気)、紫外線硬化乾燥機(UV)

金属

対流:間接熱風・ガス遠赤熱風(ガス)、熱風式(電気)

輻射:暗赤・遠赤・中波赤・近赤外線乾燥機(電気)。

誘電:マイクロ波・電子線{EB}(電気)

木工

対流:間接熱風乾燥機(ガス)、熱風乾燥機(電気、スチーム)

輻射:遠赤・中波赤・近赤外線乾燥機(電気)

紫外線硬化乾燥{UV}(電気)

(回答会社: タクボエンジニアリング株式会社)

Q9.
塗装設備全体のイニシャルコストとランニングコストを例を挙げて説明してください。また、どのようにしたらランニングコストは下がりますか?
A9.

粉体塗装設備を例に取って述べる。

1. イニシャルコスト

  1. 装置設置場所の確保費用
  2. 各官庁の申請費
  3. 電気、ガス、圧縮空気、スチーム、整備費
  4. 排水処理設備
  5. 設備導入費…前処理装置、塗装ブースおよび塗装機器、水切乾燥炉、焼付乾燥炉、 脱臭装置、搬送機器、廃水処理設備
  6. 塗装費
  7. 前処理液費
  8. 労務費

2. ランニングコスト

  1. 電気使用費
  2. 水使用費
  3. ガス使用費
  4. スラッジ(産業廃棄物)処理費
  5. 塗料費
  6. 塗料剥離費
  7. 前処理液費
  8. 交換部品費
  9. メンテナンス費
  10. 補修費
  11. 労務費
  12. 物流費

<ランニングコストを下げるには> (イニシャルコストとの関係も出てくるが)

  1. 各モーターを省エネルギー仕様に変更する。
  2. 自動化を極力多くする。
  3. 塗料回収率を上げる(塗着効率を向上)
  4. ゴミ不良、塗装不良のための再塗装率の低減。
  5. 搬送機器の整備により直行率をアップする。
  6. 前処理の薬品などの低温度化。

(回答会社: 株式会社 ヲサメ工業)

粉体設備

Q10.
粉体塗装を新しく行うに際して、例を挙げて次の事項について教えてください。
  • 必要な設備は?
  • そのスペースは?
  • イニシャルコストは(溶剤塗装と比較して)?
  • 各官庁への申請する書類は?
A10.

(前処理、乾燥炉などは従来設備の流用とする)

「プロパンガスボンベ」を例に取って説明する。

(1) 必要な設備: 粉体塗装ブース、回収機、回転装置、レシプロケータ、粉体塗装ガン

(2) スペース: 5m×4m

(3) イニシャルコスト \1,500~2,000万 溶剤塗装の場合は、2コート必要になるので、30~40%アップ

(4) 各官庁への申請書類は必要ありません。

回答会社:ノードソン株式会社)

Q11.
粉体塗装で薄膜化ができるようになったと聞いていますが、本当ですか?
A11.

薄膜化は可能です。粉体塗料は一般に平均粒径30~35μmで、一回の塗装において40~150μmの膜厚を得ることができます。また、塗装前に被塗物を予熱することにより300~2000μmの高厚膜も可能です。近年平均粒径20数μmの微粒子粉体塗料が開発され、高平滑性、平均膜厚25~35μmの薄膜塗装ができるようになりました。

(回答会社: 日本パーカーライジング株式会社)

Q12.
粉体塗装において、塗装作業者がとる安全対策(火災・感電)とはどのようなものがありますか?
A12.

機器の保守点検

機器類については、特にアースの点検が重要である。チェックリストを作成し、定期的に点検する。

静電ガンについては、異常放電の有無を定期的に点検する。点検方法は、ガン先に電圧を印加し、ガンのあらゆる面にアースを近づけて行う。また、ガンを落下させたり、レシプロケータなどにより機器類に衝突させた場合は、直ちにこの点検を行う。

作業者の安全対策

塗装作業者の服装・保護具等の主な事項を以下に述べる。

  1. 作業者及び塗装室(塗装ブース)内への立入者は、静電靴並びに帯電防止作業服を着用すること。
  2. 静電靴は、特に靴底に塗料付着等の汚れがあってはならない。清潔である事を事前に確認すること。
  3. 静電靴は一般靴と区別して管理すること。
  4. 手持ガン作業者は素手でガンの取手を握ること。
  5. 塗装室(塗料供給室も同様とする)内には、ライターやマッチ等、着火源となるおそれのあるものの持込を厳禁とすること。
  6. 塗装室内で塗装作業に従事する作業は、検定合格品の防塵マスク及び必要に応じて送気マスクの使用等、作業に適応した呼吸用保護具を原則として着装すること。
  7. 作業靴、作業服、手袋及び呼吸用保護具等は、清潔に維持管理されていること。特に、呼吸用保護具は専用のロッカー等に保管管理され、フィルターは日常点検により必要に応じて随時、ならびに作業量を勘案して定期的に交換すること。

(回答会社: 日本パーカーライジング株式会社)

Q13.
手吹塗装で、同一塗装ブース内での液体塗装と粉体塗装の併用を考えています。可能でしょうか?
A13.

答えは次の2つのケースで異なります

  1. 簡潔に言うと液体塗装ブースであれば粉体塗装を併用することが可能です。但し、次の問題点を覚悟しなければなりません。
    • 粉体塗料を回収して再利用することは困難なのでコストアップが避けられません。
    • 液体塗装ブースの排気システムでは粉体塗料を捕集することが困難なため、オーバースプレー粉が排気エアと共に大気中に放出される恐れがあります。
    • 排気システムの性能維持のために清掃やメンテナンスの回数を増やす必要があります。
    この様な問題点は考えられますが、現実には『小ロット多色生産対応』等の理由により液体塗装ブースで粉体塗装を実施しているケースは多数あると思われます。
  2. 逆のケースである粉体塗装ブースで液体塗装を行うことはできません。

(回答会社: ランズバーグ・インダストリー株式会社)

保守メンテ

Q14.
塗装設備のメンテナンスにはどのような項目がありますか?
A14.
  1. 専門メーカーによる定期点検 ファン、ポンプ、コンプレッサー、バーナーおよびバーナー機器、ボイラーなど
  2. 設備の点検
    • ボルト、ナットなどの緩みはないか。
    • チェーンは伸び過ぎていないか。
    • 測定機器の点検
  3. 交換部品(能力、機能保持)
    • 各種フィルターの清掃、および交換
    • 駆動ベルトの確認、および交換
    • 安全機器などの保証期間の確認など
  4. 各種設備マニュアルによる自己点検
  5. 清掃

(回答会社: 株式会社 ヲサメ工業)

Q15.
塗装設備に対しての保守点検は絶対にしなければならないのか?
A15.

労働安全衛生法にて塗装ブース・乾燥設備等は、事業者が作業主任者を選任し、設備の維持管理をするように定められています(詳しくは、法規を参照してください)。

(回答会社: 松下環境空調エンジニアリング株式会社)

Q16.
塗装機器に対しての保守点検は絶対にしなければならないのか?
A16.

塗装機器は、次の3つの観点から、保守点検を行う必要があります。

尚、「何処を、どのように保守点検するか?」に付きましては、塗装機器メーカーが発行している取扱説明書を、十分にお読みいただき、理解した上で行ってください。

第1の観点は、塗装作業者の方を、事故から保護する観点です。

塗装機器は、主にコンプレッサーで作られた圧縮エアや電気などを動力とし、「塗料を霧にして塗装」をしたり、「塗料を高圧に圧縮して搬送したり」などを行います。

しかし、塗装機器単体ではそれらの働きを果たすことは少なく、人・ロボットなどとの協同作業でその役割を果たします。

言い換えれば、塗装機器の保守点検を怠たり、エア漏れ、塗料漏れや塗装機器の作動が良好でない状態で使い続けることで、塗装機器を取り扱う作業者の方の人体に影響する、思わぬ事故に繋がる可能性が出てきます。

第2の観点は、安定した塗装品質を継続的に得る観点です。

日々安定した塗装品質(塗装仕上りなど)を得るためには、使用する塗装機器の持つ能力が安定的に発揮出来る状態に保つことが、絶対条件です。

塗料が漏れている塗装機器や、ぎこちなく作動する塗装機器では、満足する塗装品質を得ることは出来ません。

第3の観点は、塗装機器を末永くお使いいただくための観点です。

車と同じですが、塗装機器も「使う時だけこき使い」あとは、知らん振りでは、必ず寿命が縮まります。

日々の保守点検を行い、早期発見・早期修理が、塗装機器を末永くお使いいただくための近道です。

(回答会社: アネスト岩田株式会社)