特開 2023-145842 塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145842

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 7/02 20060101AFI20231004BHJP

   C09D 5/03 20060101ALI20231004BHJP

   C09D 201/00 20060101ALI20231004BHJP

   B05B 7/14 20060101ALI20231004BHJP

   B05B 7/04 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

B05C7/02

C09D5/03

C09D201/00

B05B7/14

B05B7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052706

(22)【出願日】2022-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳谷 仁志

(72)【発明者】

【氏名】冨田 直岐

(72)【発明者】

【氏名】明渡 健吾

(72)【発明者】

【氏名】安東 尚紀

【テーマコード（参考）】

4F033

4F042

4J038

【Ｆターム（参考）】

4F033QA01

4F033QB02Y

4F033QB03X

4F033QB05

4F033QB12Y

4F033QB18

4F033QD02

4F033QD11

4F033QH02

4F042AA03

4F042AB03

4F042AB05

4F042BA08

4F042BA10

4F042BA25

4F042CB03

4F042CB27

4F042EA03

4F042EA09

4F042EC04

4J038DB001

4J038KA08

4J038NA01

4J038PA02

4J038PA06

4J038PC02

(57)【要約】

【課題】塗膜中に粉体充填材を良好に分布させることができる塗装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の塗装装置１は、管体Ｐの内側から内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを気体圧送によって噴射する粉体塗料ノズル２１を備えた粉体塗料噴射装置２と、管体Ｐの内側から内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを気体圧送によって噴射する粉体充填材ノズル３１を備えた粉体充填材噴射装置３とを備え、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１はそれぞれ、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１のそれぞれから噴射される粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの、内面ＰＳに到達するまでの軌跡が互いに重ならないように、管体Ｐの管軸Ｘ方向で互いに離間して配置され、管体Ｐの管軸Ｘ周り方向で互いに異なる方向に粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射するように配置されることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管体の内面を塗装するための塗装装置であって、
前記塗装装置が、
前記管体の内側から前記内面に向かって粉体塗料を気体圧送によって噴射する粉体塗料ノズルを備えた粉体塗料噴射装置と、
前記管体の内側から前記内面に向かって粉体充填材を気体圧送によって噴射する粉体充填材ノズルを備えた粉体充填材噴射装置とを備え、
前記粉体塗料ノズルおよび前記粉体充填材ノズルはそれぞれ、前記粉体塗料ノズルおよび前記粉体充填材ノズルのそれぞれから噴射される前記粉体塗料および前記粉体充填材の、前記内面に到達するまでの軌跡が互いに重ならないように、前記管体の管軸方向で互いに離間して配置され、前記管体の管軸周り方向で互いに異なる方向に粉体塗料および粉体充填材を噴射するように配置される、
塗装装置。

【請求項2】

前記粉体充填材ノズルの噴射方向が、前記管体の前記内面に対して垂直方向から前記粉体塗料ノズル側に傾斜している、
請求項１記載の塗装装置。

【請求項3】

前記粉体塗料噴射装置が、複数の粉体塗料ノズルを備え、
前記複数の粉体塗料ノズルがともに、前記管軸方向で略同一の位置に配置され、
前記複数の粉体塗料ノズルはそれぞれ、前記複数の粉体塗料ノズルのそれぞれから噴射される前記粉体塗料の、前記内面に到達するまでの軌跡が互いに重ならないように、前記管体の管軸周り方向で互いに異なる方向に前記粉体塗料を噴射するように配置される、
請求項１または２記載の塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上下水などの流体を流すために、たとえばダクタイル鋳鉄管などの管体が用いられる。管体の内面は、その内面を保護するために、粉体塗料を用いて塗装が施される。管体の内面の塗装においては、コストダウンを目的に、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されるように、比較的高価な粉体塗料の使用量を減らして、比較的安価な珪砂などの粉体充填材を塗料に混合して塗装が行なわれることがある。

【0003】

たとえば、特許文献１の塗装装置では、空気圧送によって粉体塗料を管体の内面に噴射した後、珪砂を管体の内面に重力で落下させて、塗料に珪砂が混在した塗膜を形成している。特許文献２の塗装装置では、特許文献１の塗装装置と同じように、空気圧送によって粉体塗料を管体の内面に噴射した後、特許文献１の塗装装置とは違って、空気圧送によって珪砂を管体の内面に噴射することで、塗料に珪砂が混在した塗膜を形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－８２６０号公報

【特許文献2】特開２０１７－１７６９３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

塗料に珪砂を混合する場合、管体の内面の面内での保護性能の均一化のために、塗膜の面内で珪砂を均一に分散させるとともに、塗膜の厚さ方向の内側に珪砂を配置する必要がある。ところが、特許文献１の塗装装置では、珪砂を重力により落下させているので、管体の内面の面内方向への分散が不均一となってしまい、塗膜の面内に均一に珪砂を分布させることが難しい。一方、特許文献２の塗装装置では、空気圧送によって珪砂を噴射しているので、管体の内面の面内の広範囲に亘って珪砂を比較的均一に分散させることができる。ところが、空気圧送によって粉体塗料および珪砂の両方を噴射すると、塗膜の厚さ方向の内側だけでなく塗膜表面側や管体の内面側にも珪砂が分布してしまい、塗膜平滑性が悪化したり、ピンホールが発生したりする場合がある。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、塗膜中に粉体充填材を良好に分布させることができる塗装装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の塗装装置は、管体の内面を塗装するための塗装装置であって、前記塗装装置が、前記管体の内側から前記内面に向かって粉体塗料を気体圧送によって噴射する粉体塗料ノズルを備えた粉体塗料噴射装置と、前記管体の内側から前記内面に向かって粉体充填材を気体圧送によって噴射する粉体充填材ノズルを備えた粉体充填材噴射装置とを備え、前記粉体塗料ノズルおよび前記粉体充填材ノズルはそれぞれ、前記粉体塗料ノズルおよび前記粉体充填材ノズルのそれぞれから噴射される前記粉体塗料および前記粉体充填材の、前記内面に到達するまでの軌跡が互いに重ならないように、前記管体の管軸方向で互いに離間して配置され、前記管体の管軸周り方向で互いに異なる方向に粉体塗料および粉体充填材を噴射するように配置されることを特徴とする。

【0008】

前記粉体充填材ノズルの噴射方向が、前記管体の前記内面に対して垂直方向から前記粉体塗料ノズル側に傾斜していることが好ましい。

【0009】

前記粉体塗料噴射装置が、複数の粉体塗料ノズルを備え、前記複数の粉体塗料ノズルがともに、前記管軸方向で略同一の位置に配置され、前記複数の粉体塗料ノズルはそれぞれ、前記複数の粉体塗料ノズルのそれぞれから噴射される前記粉体塗料の、前記内面に到達するまでの軌跡が互いに重ならないように、前記管体の管軸周り方向で互いに異なる方向に前記粉体塗料を噴射するように配置されることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、塗膜中に粉体充填材を良好に分布させることができる塗装装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る塗装装置を示す概略図である。

【図2】図１の塗装装置の粉体塗料ノズルおよび粉体充填材ノズルの部分を拡大して示す拡大図である。

【図3】図１の塗装装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

【図4】粉体充填材が混在した塗膜の断面を模式的に示す断面図であり、（ａ）は、粉体充填材が塗膜の厚さ方向の内側に分布した状態を示しており、（ｂ）は、粉体充填材が、塗膜の厚さ方向の内側だけでなく、塗膜の表面側や管体の内面側にも分布した状態を示している。

【図5】管体の内面上で粉体塗料および粉体充填材が噴射された領域を模式的に示す、管体の内面の展開図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る塗装装置を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまで一例にすぎず、本発明の塗装装置は、以下の実施形態に限定されることはない。

【0013】

本実施形態の塗装装置１は、図１に示されるように、管体Ｐの内面ＰＳを塗装するための装置である。塗装装置１が適用される管体Ｐは、管体Ｐの中心軸である管軸Ｘの延びる方向（以下では、管軸Ｘ方向という）に沿って一端Ｐａから他端Ｐｂまで延び、内部に空間を有する筒状（図示された例では、略円筒状）に形成される部材である。管体Ｐは、図示された例では、管軸Ｘ方向の一端Ｐａ側に設けられた受口Ｐ１と、管軸Ｘ方向の他端Ｐｂ側に設けられた挿口Ｐ２と、受口Ｐ１と挿口Ｐ２との間で管軸Ｘ方向に沿って延びる直管部Ｐ３とを備えている。管体Ｐは、受口Ｐ１に他の管体Ｐの挿口Ｐ２が差し込まれることで、他の管体Ｐと連結されるように構成されている。塗装装置１が適用可能な管体Ｐとしては、特に限定されることはなく、公知のダクタイル鋳鉄管などが例示される。ただし、塗装装置１は、管軸Ｘ方向に沿って延びて筒状に形成された管体であれば、ダクタイル鋳鉄管に限定されることはなく、鋼管などの他の種類の管体にも適用可能である。

【0014】

塗装装置１は、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを管体Ｐの内面ＰＳに噴射し、塗料と充填材とが混在した塗膜ＣＦ（図４（ａ）参照）を管体Ｐの内面ＰＳ上に形成するために使用される。塗装装置１は、図１に示されるように、粉体塗料ＰＰを噴射する粉体塗料噴射装置２と、粉体充填材ＰＦを噴射する粉体充填材噴射装置３とを備えている（以下では、まとめて噴射装置２、３ともいう）。塗装装置１は、本実施形態では、粉体塗料噴射装置２の後述する粉体塗料ノズル２１、および粉体充填材噴射装置３の後述する粉体充填材ノズル３１（以下では、まとめてノズル２１、３１ともいう）に対して管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させる回転装置４と、管体Ｐに対してノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って相対移動させる搬送装置５と、管体Ｐを加熱する加熱装置（図示せず）とをさらに備えている。塗装装置１は、加熱装置により管体Ｐを加熱するとともに、回転装置４により管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させ、搬送装置５によりノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に相対移動させながら、噴射装置２、３により管体Ｐの内面ＰＳに向けて粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射することにより、管体Ｐの内面ＰＳを粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦにより塗装することができる。

【0015】

回転装置４は、管体Ｐを支持するとともに、ノズル２１、３１に対して管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させる。回転装置４は、本実施形態では、図１に示されるように、管体Ｐを管軸Ｘ周りに回転させる回転ローラ４１と、回転ローラ４１を回転可能に支持する支持台４２と、回転ローラ４１を回転させるモーターなどの駆動装置（図示せず）とを備えている。回転装置４は、噴射装置２、３により管体Ｐの内面ＰＳに向けて粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する間、管体Ｐを管軸Ｘ周りで所定範囲（たとえば全周）に亘って回転させる。それによって、塗装装置１は、管体Ｐの内面ＰＳの内周面に沿った所定範囲（たとえば全周）に亘って粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦにより塗装することができる。

【0016】

回転装置４による管体Ｐの回転方向は、特に限定されることはなく、管軸Ｘ周りの一方向のみであってもよいし、管軸Ｘ周りの一方向の逆の他方向のみであってもよいし、一方向および他方向の両方であってもよい。また、回転装置４により管体Ｐを回転させる速度は、特に限定されることはなく、必要とする塗装膜厚などに応じて適宜設定することができる。回転装置４は、本実施形態では管体Ｐを管軸Ｘ周りに回転させるように構成されているが、少なくともノズル２１、３１に対して管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させることができればよく、ノズル２１、３１を管軸Ｘ周りに回転するように構成されていてもよいし、管体Ｐおよびノズル２１、３１を互いに異なる速度で管軸Ｘ周りに回転するように構成されていてもよい。また、回転装置４は、本実施形態では塗装装置１に設けられているが、塗装装置１とは別に設けられていてもよい。

【0017】

搬送装置５は、管体Ｐに対してノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って相対移動させる。搬送装置５は、本実施形態では、図１に示されるように、噴射装置２、３の両方の全体を管体Ｐに対して管軸Ｘ方向に沿って移動させることで、ノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って移動させるように構成されている。搬送装置５は、噴射装置２、３により管体Ｐの内面ＰＳに向けて粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する間、ノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って所定範囲（たとえば全長）に亘って移動させる。それによって、塗装装置１は、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ方向に沿った所定範囲（たとえば全長）に亘って粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦにより塗装することができる。

【0018】

搬送装置５によるノズル２１、３１の移動方向は、特に限定されることはなく、管軸Ｘ方向の一方向（管体Ｐの一端Ｐａから他端Ｐｂに向かう方向）のみであってもよいし、一方向とは逆の他方向（管体Ｐの他端Ｐｂから一端Ｐａに向かう方向）のみであってもよいし、一方向および他方向の両方であってもよい。また、搬送装置５によりノズル２１、３１を移動させる速度は、特に限定されることはなく、必要とする塗装膜厚などに応じて適宜設定することができる。搬送装置５は、本実施形態では噴射装置２、３の両方の全体をまとめて管軸Ｘ方向に沿って移動させるように構成されているが、少なくともノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って管体Ｐに対して相対移動させることができればよく、たとえば噴射装置２、３を別々に移動させるように構成されていてもよいし、噴射装置２、３の全体ではなく、ノズル２１、３１の全体をまとめて、またはノズル２１、３１のそれぞれを別個に管軸Ｘ方向に沿って移動させるように構成されていてもよいし、管体Ｐを管軸Ｘ方向に沿って移動させるように構成されていてもよい。また、搬送装置５は、本実施形態では塗装装置１に設けられているが、塗装装置１とは別に設けられていてもよい。

【0019】

加熱装置（図示せず）は、管体Ｐを所定の温度で加熱する。管体Ｐの加熱温度は、粉体塗料ＰＰが管体Ｐの内面ＰＳに直接または間接的に接触または付着した際に、管体Ｐから伝達される熱を通じて、粉体塗料ＰＰが硬化する温度（たとえば、１５０℃以上）に設定される。加熱装置は、管体Ｐが回転装置４に搭載される前に管体Ｐを予め加熱するように構成されていてもよいし、管体Ｐが回転装置４に搭載された後に管体Ｐを加熱するように構成されていてもよい。加熱装置は、特に限定されることはなく、ガス炉や電気炉などにより具現化することができる。なお、加熱装置は、本実施形態では塗装装置１に設けられているが、塗装装置１とは別に設けられていてもよい。

【0020】

粉体塗料噴射装置２は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを噴射する。粉体塗料噴射装置２は、図１に示されるように、管体Ｐの内側から管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを気体圧送（空気、希ガスなどによる圧送）によって噴射する粉体塗料ノズル２１を備えている。粉体塗料噴射装置２は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを噴射するために、少なくとも粉体塗料ノズル２１を備えていればよく、その他の構成は特に限定されない。本実施形態では、粉体塗料噴射装置２は、粉体塗料ノズル２１に粉体塗料ＰＰを供給するランスなどの粉体塗料供給管２２と、粉体塗料ＰＰを収容し、粉体塗料供給管２２を介して粉体塗料ノズル２１に粉体塗料ＰＰを供給する粉体塗料供給装置２３とをさらに備えている。本実施形態では、粉体塗料ノズル２１は、粉体塗料供給装置２３から圧縮気体（空気、希ガスなど）とともに供給される粉体塗料ＰＰを噴射するように構成されている。

【0021】

粉体塗料ノズル２１は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを噴射するように構成されていればよく、その噴射形態は特に限定されない。本実施形態では、粉体塗料ノズル２１は、図２に示されるように、管軸Ｘ方向に対して第１の噴射角度θ１の方向に向かって粉体塗料ＰＰを噴射するように構成されている。なお、第１の噴射角度θ１は、粉体塗料ノズル２１により噴射される粉体塗料ＰＰの広がりの略中心の角度である。粉体塗料ノズル２１の第１の噴射角度θ１は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体塗料ＰＰを噴射するという目的のために、少なくとも管軸Ｘ方向に対して傾斜した角度であればよく、特に限定されることはない。本実施形態では、第１の噴射角度θ１は、管軸Ｘ方向に対して略垂直の角度に設定されている。第１の噴射角度θ１が管軸Ｘ方向に対して略垂直の角度に設定されることで、粉体塗料ＰＰは、粉体塗料ノズル２１から管体Ｐの内面ＰＳまで最短距離で到達するので、粉体塗料ノズル２１の構成から想定される粉体塗料ＰＰの軌跡（後述する第１の広がり角度α１内の領域）から外れて浮遊することが抑制される。なお、ここでいう管軸Ｘ方向に対して略垂直な角度とは、管軸Ｘ方向に対して８０°～１００°の範囲の角度を意味する。第１の噴射角度θ１は、粉体塗料ＰＰを最短距離で管体Ｐの内面ＰＳに到達させるという観点から、８５°～９５°の範囲内であることがさらに好ましく、８８°～９２°の範囲内であることがよりさらに好ましい。

【0022】

また、粉体塗料ノズル２１は、図２に示されるように、管軸Ｘ方向において、第１の噴射角度θ１を中心として第１の広がり角度α１で粉体塗料ＰＰを噴射するように構成されている。粉体塗料ＰＰは、管軸Ｘ方向において第１の広がり角度α１で広がって噴射されることで、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ方向の所定範囲に亘って分散される。これにより、管体Ｐの内面ＰＳの面内における塗装膜厚の均一性を確保しやすくなる。第１の広がり角度α１は、特に限定されることはないが、粉体塗料ＰＰの分散性を高めるとともに、粉体塗料ノズル２１の構成から想定される粉体塗料ＰＰの軌跡（第１の広がり角度α１内の領域）から外れて粉体塗料ＰＰが浮遊することを抑制するという観点から、たとえば１００°（±１０°の範囲内）とすることができる。

【0023】

粉体塗料ノズル２１は、図３に示されるように、管軸Ｘ周り方向において、粉体塗料ＰＰの噴射方向（粉体塗料ＰＰの広がりの略中心の方向）を中心として第２の広がり角度α２で粉体塗料ＰＰを噴射するように構成されている。粉体塗料ＰＰは、管軸Ｘ周り方向において第２の広がり角度α２で広がって噴射されることで、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ周り方向の所定範囲に亘って分散される。これにより、管体Ｐの内面ＰＳの面内における塗装膜厚の均一性を確保しやすくなる。第２の広がり角度α２は、特に限定されることはないが、粉体塗料ＰＰの分散性を高めるとともに、粉体塗料ノズル２１の構成から想定される粉体塗料ＰＰの軌跡（第２の広がり角度α２内の領域）から外れて粉体塗料ＰＰが浮遊することを抑制するという観点から、または後述するように粉体塗料ノズル２１を複数備える場合に互いの粉体塗料ＰＰの軌跡が重なるのを抑制するという観点から、たとえば１５°（±１０°の範囲内）とすることができる。なお、粉体塗料ノズル２１の管軸Ｘ周り方向における噴射方向は、水平方向よりも鉛直方向の下側に向いていることが好ましい。

【0024】

粉体塗料噴射装置２は、図２および図３に示されるように、複数の粉体塗料ノズル２１、２１を備えていてもよい（図２では、紙面奥行き方向に配置された粉体塗料ノズルの図示を省略している）。粉体塗料噴射装置２は、複数の粉体塗料ノズル２１、２１を備えることで、より広範囲に亘って粉体塗料ＰＰを噴射することができる。本実施形態では、複数の粉体塗料ノズル２１、２１はともに、管軸Ｘ方向で略同一の位置に配置されている。そして、複数の粉体塗料ノズル２１、２１はそれぞれ、複数の粉体塗料ノズル２１、２１のそれぞれから噴射される粉体塗料ＰＰの、管体Ｐの内面ＰＳに到達するまでの軌跡（第２の広がり角度α２内の領域）が互いに重ならないように、管体Ｐの管軸Ｘ周り方向で互いに異なる方向に粉体塗料ＰＰを噴射するように配置されている。これにより、異なる粉体塗料ノズル２１、２１から噴射された粉体塗料ＰＰ同士が互いに干渉することが抑制され、粉体塗料ノズル２１の構成から想定される粉体塗料ＰＰの軌跡（第２の広がり角度α２内の領域）から外れて粉体塗料ＰＰが浮遊することが抑制される。さらに、粉体塗料ノズル２１を複数備えることで、それぞれの第２の広がり角度α２を小さくして粉体塗料ＰＰの浮遊を抑制しつつも、広範囲に亘って粉体塗料ＰＰを分散させることができる。なお、粉体塗料ノズル２１の数は、特に限定されることはなく、図示されたように２つであってもよいし、１つまたは３つ以上であってもよい。

【0025】

管軸Ｘ周り方向における（管軸Ｘ方向に沿って見たときの）複数の粉体塗料ノズル２１、２１の噴射方向の間の第１の噴射方向間角度θ３（図３参照）は、それぞれの粉体塗料ノズル２１、２１の管軸Ｘ周り方向の第２の広がり角度α２を考慮して、それぞれの粉体塗料ＰＰの軌跡が互いに重ならないように設定される。なお、第１の噴射方向間角度θ３は、２つの粉体塗料ノズル２１、２１のそれぞれから噴射される粉体塗料ＰＰの広がりの略中心間の角度である。粉体塗料ノズル２１、２１の間の第１の噴射方向間角度θ３は、両方の粉体塗料ＰＰの軌跡の重なりを抑制することができればよく、特に限定されることはないが、両方の粉体塗料ＰＰの軌跡の重なりをより確実に抑制するとともに、異なる粉体塗料ノズル２１、２１から同時に噴射された粉体塗料ＰＰが堆積される、管体Ｐの内面ＰＳ上の領域（図５の粉体塗料噴射領域Ａ、Ａを参照）同士の間隔を狭めて、塗膜の連続性を高めるという観点から、たとえば４０°（±１０°の範囲内）とすることができる。

【0026】

ここで、粉体塗料とは、粉末状の塗料のことを意味し、より具体的には、塗料中に有機溶剤や水を含まないか、ほとんど含まない粉末状の塗装材料を意味する。ここで使用される粉体塗料ＰＰとしては、特に限定されることはなく、たとえば、管体Ｐの内面ＰＳに直接または間接的に接触または付着したあとに、熱により硬化する性質を有する公知のエポキシ樹脂粉体塗料を用いることができる。たとえば、エポキシ樹脂粉体塗料は、常温で固形のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂用の硬化剤、さらに必要に応じて各種顔料、添加剤などを含有する。粉体塗料ＰＰの大きさは、特に限定されることはなく、噴射時に必要な分散性や必要な塗装膜厚などに応じて適宜設定することができる。

【0027】

エポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン型樹脂、複素環式エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂などが挙げられる。その中でも、安全性の観点から、ビスフェノールＦとエピクロロヒドリンから合成されるビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好適に採用される。

【0028】

硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化させる性質を有していれば、特に限定されることはないが、アミン系化合物、アミド系化合物、イミダゾール系化合物、イミダゾリン系化合物、ヒドラジド系化合物、酸無水物、フェノール樹脂およびその誘導体などが挙げられる。その中でも、塗膜の防食性、可撓性、密着性および強度の観点から、アニリンを主体とした変性芳香族アミンアダクト、エチレンジアミンとベンゾニトリルを主体としたイミダゾール・イミダゾリン化合物、ヒドラジンと二塩基を主体としたヒドラジド、トリメリット酸とエチレングリコールを主体とした酸無水物が好適に採用される。

【0029】

顔料のうち着色顔料としては、たとえばカーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、黄色酸化鉄などが挙げられる。顔料のうち体質顔料としては、たとえば硫酸バリウム、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられる。

【0030】

粉体充填材噴射装置３は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを噴射する。粉体充填材噴射装置３は、図１に示されるように、管体Ｐの内側から管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを気体圧送（空気、希ガスなどによる圧送）によって噴射する粉体充填材ノズル３１を備えている。粉体充填材噴射装置３は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを噴射するために、少なくとも粉体充填材ノズル３１を備えていればよく、その他の構成は特に限定されない。本実施形態では、粉体充填材噴射装置３は、粉体充填材ノズル３１に粉体充填材ＰＦを供給するランスなどの粉体充填材供給管３２と、粉体充填材ＰＦを収容し、粉体充填材供給管３２を介して粉体充填材ノズル３１に粉体充填材ＰＦを供給する粉体充填材供給装置３３とをさらに備えている。本実施形態では、粉体充填材ノズル３１は、粉体充填材供給装置３３から圧縮気体（空気、希ガスなど）とともに送られてくる粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されている。

【0031】

粉体充填材ノズル３１は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されていればよく、その噴射形態は特に限定されない。本実施形態では、粉体充填材ノズル３１は、図２に示されるように、管軸Ｘ方向に対して第２の噴射角度θ２の方向に向かって粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されている。なお、第２の噴射角度θ２は、粉体充填材ノズル３１により噴射される粉体充填材ＰＦの広がりの略中心の角度である。粉体充填材ノズル３１の第２の噴射角度θ２は、管体Ｐの内面ＰＳに向かって粉体充填材ＰＦを噴射するという目的のために、少なくとも管軸Ｘ方向に対して傾斜した角度であればよく、特に限定されることはない。本実施形態では、第２の噴射角度θ２は、図２に示されるように、粉体充填材ノズル３１の噴射方向が、管体Ｐの内面ＰＳに対して垂直方向から粉体塗料ノズル２１側に傾斜するように設定されている。粉体充填材ＰＦは、管体Ｐの内面ＰＳに対して垂直な方向から傾斜して噴射されることで、管体Ｐの内面ＰＳに対して垂直に噴射される場合と比べて、管軸Ｘ方向でより広範囲に分散される。これにより、管体Ｐの内面ＰＳの面内で局所的に粉体充填材ＰＦが堆積されることが抑制されるので、形成される塗装膜厚の均一性を向上させることができ、塗膜表面に凹凸が形成されることを抑制することができる。第２の噴射角度θ２は、特に限定されることはないが、粉体充填材ＰＦの分散性を高めるとともに、粉体充填材ノズル３１の構成から想定される粉体充填材ＰＦの軌跡（後述する第３の広がり角度α３内の領域）から外れて粉体充填材ＰＦが浮遊することを抑制するという観点から、４５°（±１０°の範囲内）とすることができる。

【0032】

また、粉体充填材ノズル３１は、図２に示されるように、管軸Ｘ方向において、第２の噴射角度θ２を中心として第３の広がり角度α３で粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されている。粉体充填材ＰＦは、管軸Ｘ方向において第３の広がり角度α３で広がって噴射されることで、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ方向の所定範囲に亘って分散される。これにより、管体Ｐの内面ＰＳの面内における塗装膜厚の均一性を確保しやすくなるとともに、塗膜表面に凹凸が形成されることを抑制することができる。第３の広がり角度α３は、特に限定されることはないが、粉体充填材ＰＦの分散性を高めるとともに、粉体充填材ノズル３１の構成から想定される粉体充填材ＰＦの軌跡（第３の広がり角度α３内の領域）から外れて粉体充填材ＰＦが浮遊することを抑制するという観点から、たとえば３０°（±１０°の範囲内）とすることができる。

【0033】

粉体充填材ノズル３１は、図３に示されるように、管軸Ｘ周り方向において、粉体充填材ＰＦの噴射方向（粉体充填材ＰＦの広がりの略中心の方向）を中心として第４の広がり角度α４で粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されている。粉体充填材ＰＦは、管軸Ｘ周り方向において第４の広がり角度α４で広がって噴射されることで、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ周り方向の所定範囲に亘って分散される。これにより、管体Ｐの内面ＰＳの面内における塗装膜厚の均一性を確保しやすくなるとともに、塗膜表面に凹凸が形成されることを抑制することができる。第４の広がり角度α４は、特に限定されることはないが、粉体充填材ＰＦの分散性を高めるとともに、粉体充填材ノズル３１の構成から想定される粉体充填材ＰＦの軌跡（第４の広がり角度α４内の領域）から外れて粉体充填材ＰＦが浮遊することを抑制するという観点から、たとえば６０°（±１０°の範囲内）とすることができる。なお、粉体充填材ノズル３１の管軸Ｘ周り方向における噴射方向は、水平方向よりも鉛直方向の下側に向いていることが好ましい。

【0034】

ここで、粉体充填材とは、粉末状の充填材のことを意味し、充填材とは、塗膜中に塗料とともに混在させることが可能な材料を意味する。充填材としては、塗膜中に塗料とともに混在しても、塗料のみの塗膜と比べて保護機能の低下を抑制できる材料であることが好ましい。粉体充填材ＰＦとしては、たとえば珪砂、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ガラスパウダー、タルク、溶融シリカなどの公知の無機骨材を用いることができる。特に、粉体充填材ＰＦとしては、比較的安価で、取り扱いが容易な珪砂が好適に用いられる。珪砂としては、特に限定されることはなく、市販の珪砂を用いることができるが、たとえば、モード径約０．１～０．２ｍｍ程度、かつ粒度分布が０．０５ｍｍ～０．３ｍｍの範囲にあるもので一般に７号珪砂、８号珪砂として市販されているものを用いることが好ましい。

【0035】

粉体塗料噴射装置２および粉体充填材噴射装置３はそれぞれ、上述したように、気体圧送によって粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射するように構成されている。このように気体圧送によって粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射して塗膜を形成する場合、塗膜の面内で粉体充填材ＰＦを容易に分散させることができる一方で、塗膜の厚さ方向の所望の位置に粉体充填材ＰＦを分布させることが難しい。気体圧送によって粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射して塗膜を形成すると、たとえば、図４（ｂ）に示されるように、塗膜ＣＦの厚さ方向で、管体Ｐの内面ＰＳ側や塗膜ＣＦの表面側に粉体充填材ＰＦが分布してしまう場合がある。その場合、塗膜ＣＦに必要な密着性が得られず、また、塗膜ＣＦ表面に凹凸が生じ、塗膜ＣＦにピンホールが生じる可能性もある。そのような観点から、図４（ａ）に例示されるように、塗膜ＣＦの厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦが分布するように、管体Ｐの内面ＰＳが塗装されることが望ましい。

【0036】

本発明者らは、鋭意検討した結果、図２および図３に示されるように、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１のそれぞれから噴射される粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの、管体Ｐの内面ＰＳに到達するまでの軌跡（図２、３中、広がり角度α１、α２内の領域）が互いに重ならないように、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１を配置することで、図４（ａ）に例示されるように、塗膜ＣＦの厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦを分布させることができることを見出した。より具体的には、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１はそれぞれ、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの軌跡が互いに重ならないように、管体Ｐの管軸Ｘ方向で互いに離間して配置され、管体Ｐの管軸Ｘ周り方向で互いに異なる方向に粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射するように配置される。これにより、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦが噴射されて管体Ｐの内面ＰＳに到達するまでの間に、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの互いに対する干渉を抑制することができ、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦをそれぞれ別個に管体Ｐの内面ＰＳ上に堆積させることができる。したがって、たとえば、管体Ｐの内面ＰＳ上に、粉体塗料ＰＰ、粉体充填材ＰＦ、粉体塗料ＰＰを順に堆積させることで、図４（ａ）に例示されるように、塗膜ＣＦの厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦを分布させることができる。

【0037】

粉体塗料ノズル２１は、本実施形態では、図１および図２に示されるように、粉体充填材ノズル３１に対して管軸Ｘ方向の一方向（管体Ｐの一端Ｐａから他端Ｐｂに向かう方向）側に位置し、粉体充填材ノズル３１から管軸方向間隔Ｌを空けて離間して配置されている。粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１は、管軸Ｘ方向に沿って一方向に移動しながら粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射することで、管体Ｐの内面ＰＳの同じ場所に、粉体塗料ＰＰを堆積させた後に粉体充填材ＰＦを堆積させることができる。また、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１は、粉体塗料ＰＰ上に粉体充填材ＰＦを堆積させた後に、管軸Ｘ方向に沿って一方向とは反対の他方向（管体Ｐの他端Ｐｂから一端Ｐａに向かう方向）に移動しながら粉体塗料ＰＰのみ、または粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの両方を噴射することで、粉体塗料ＰＰ上に粉体充填材ＰＦが堆積した、管体Ｐの内面ＰＳの同じ場所に、粉体塗料ＰＰのみを堆積させ、または粉体充填材ＰＦを堆積させた後に粉体塗料ＰＰを堆積させることができる。これにより、図４（ａ）に例示されるように、塗膜ＣＦの厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦを分布させることができる。

【0038】

粉体塗料ノズル２１と粉体充填材ノズル３１との間の管軸方向間隔Ｌは、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡とが重ならないように設定されていればよく、特に限定されることはない。管軸方向間隔Ｌは、たとえば、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡との重なりをより確実に抑制するという観点から、４００ｍｍ以上であることが好ましく、５００ｍｍ以上であることがさらに好ましく、５５０ｍｍ以上であることがよりさらに好ましい。また、管軸方向間隔Ｌは、管体Ｐの内面ＰＳ上で塗料が硬化する前に粉体充填材ＰＦを堆積させるという観点から、８００ｍｍ以下が好ましく、７００ｍｍ以下がさらに好ましく、６５０ｍｍ以下がよりさらに好ましい。

【0039】

粉体塗料ノズル２１は、上述したように、管軸Ｘ方向で粉体充填材ノズル３１から離間して配置されているだけでなく、管軸Ｘ周りにおいても、粉体充填材ノズル３１による粉体充填材ＰＦの噴射方向とは異なる方向に粉体塗料ＰＰを噴射するように配置されている（図３参照）。ここで、図５は、管体Ｐの内面ＰＳ上の、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦが同時に噴射されたときの粉体塗料噴射領域Ａおよび粉体充填材噴射領域Ｂを、管体Ｐを展開した展開図上に概略的に示している。図５に示されるように、管軸Ｘ方向（図５中、左右方向）および管軸Ｘ周り方向（図５中、上下方向）の両方で粉体塗料噴射領域Ａおよび粉体充填材噴射領域Ｂを互いからずらすことにより、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡との重なりをより確実に抑制することができる。さらに、粉体塗料噴射領域Ａおよび粉体充填材噴射領域Ｂを管軸Ｘ周り方向（図５中、上下方向）で互いからずらすことで、管軸方向間隔Ｌを小さくしても、たとえば図５の点線で示されるように、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡との重なりを抑制することができる。管体Ｐの内面ＰＳ上で塗料が硬化する前の溶融状態のときに、溶融した塗料上に粉体充填材ＰＦを堆積させることが好ましいが、そのためには、粉体塗料ＰＰが堆積されてから粉体充填材ＰＦが堆積されるまでの時間間隔を調整できる範囲が広いことが好ましい。上述したように、粉体塗料噴射領域Ａおよび粉体充填材噴射領域Ｂを管軸Ｘ周り方向（図５中、上下方向）で互いからずらすことで、管軸方向間隔Ｌを大きくすることはもちろんのこと、より小さくすることもできるので、粉体塗料ＰＰが堆積されてから粉体充填材ＰＦが堆積されるまでの時間間隔を調整できる範囲を広げることができる。

【0040】

管軸Ｘ周り方向における（管軸Ｘ方向に沿って見たときの）粉体塗料ノズル２１の噴射方向（粉体塗料ノズル２１により噴射される粉体塗料ＰＰの広がりの略中心の方向）と粉体充填材ノズル３１の噴射方向（粉体充填材ノズル３１により噴射される粉体充填材ＰＦの広がりの略中心の方向）との間の第２の噴射方向間角度θ４（図３参照）は、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡とが重ならないように設定されていればよく、特に限定されることはない。第２の噴射方向間角度θ４は、たとえば、粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡との重なりをより確実に抑制するとともに、粉体充填材ノズル３１の管軸Ｘ周り方向における噴射方向を水平方向よりも鉛直方向の下側に向けるという観点から、たとえば４０°（±１０°の範囲内）とすることができる。

【0041】

つぎに、本実施形態の塗装装置１を用いて、管体Ｐの内面ＰＳを塗装する方法について説明する。ただし、本実施形態の塗装装置１を用いた塗装方法は、以下の説明に限定されることはない。

【0042】

管体Ｐの内面ＰＳを塗装する際に、まず、加熱装置によって管体Ｐを所定の温度に加熱する。管体Ｐの加熱温度は、粉体塗料ＰＰが管体Ｐの内面ＰＳに直接または間接的に接触または付着した際に、管体Ｐから伝達される熱を通じて、粉体塗料ＰＰが硬化する温度（たとえば、１５０℃以上）に設定される。管体Ｐは、回転装置４に搭載される前に予め加熱されてもよいし、回転装置４に搭載された後に加熱されてもよい。

【0043】

つぎに、図１に示されるように、回転装置４により、管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させ、搬送装置５により、粉体塗料噴射装置２の粉体塗料ノズル２１および粉体充填材噴射装置３の粉体充填材ノズル３１を管軸Ｘ方向に沿って一方向（管体Ｐの一端Ｐａから他端Ｐｂに向かう方向）に相対移動させながら、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１により、加熱された管体Ｐの内側から内面ＰＳに向けて粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する。管体Ｐの内面ＰＳに直接または間接的に接触または付着した粉体塗料ＰＰは、管体Ｐから伝達される熱を通じて管体Ｐの内面ＰＳ上で硬化し、管体Ｐの内面ＰＳ上に堆積される。粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する際に、回転装置４により管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させることで、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦは、管体Ｐの内面ＰＳの周方向の所定範囲（たとえば全周）に亘って堆積される。また、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する際に、ノズル２１、３１を管軸Ｘ方向に沿って相対移動させることで、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦは、管体Ｐの内面ＰＳの管軸Ｘ方向の所定範囲（たとえば全長）に亘って堆積される。このとき、粉体塗料ノズル２１が、粉体充填材ノズル３１よりも、ノズル２１、３１の相対移動方向の前側（管体Ｐの一端Ｐａに対して他端Ｐｂ側）に位置しているので、粉体塗料ＰＰが堆積された後に粉体充填材ＰＦが堆積される。

【0044】

管体Ｐの内面ＰＳ上では、粉体塗料ＰＰが堆積された後に粉体充填材ＰＦが堆積されることで、塗料上に粉体充填材ＰＦが積層された塗膜が形成される。このとき、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１が、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する際に粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡とが互いに重ならないように配置されているので、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦが互いに干渉することが抑制されて、管体Ｐの内面ＰＳに到達する前に粉体塗料ＰＰと粉体充填材ＰＦとが混合された状態で管体Ｐの内面ＰＳ上に堆積されることが抑制される。したがって、形成された塗膜の厚さ方向で粉体充填材ＰＦが分散して分布することが抑制され、塗料上に粉体充填材ＰＦが積層された塗膜が形成される。

【0045】

つぎに、回転装置４により、管体Ｐを管軸Ｘ周りに相対回転させ、搬送装置５により、粉体塗料噴射装置２の粉体塗料ノズル２１を管軸Ｘ方向に沿って他方向（管体Ｐの他端Ｐｂから一端Ｐａに向かう方向）に相対移動させながら、加熱された管体Ｐの内面ＰＳですでに塗料上に粉体充填材ＰＦが堆積されて形成された塗膜上に、粉体塗料ノズル２１により粉体塗料ＰＰを噴射する。管体Ｐの内面ＰＳ上の塗膜に接触または付着した粉体塗料ＰＰは、管体Ｐから伝達される熱を通じて管体Ｐの内面ＰＳ上で硬化し、塗料上に堆積された粉体充填材ＰＦ上に堆積される。これにより、図４（ａ）に例示されるように、厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦが分布した塗膜ＣＦが形成される。

【0046】

粉体塗料ノズル２１により粉体塗料ＰＰを噴射する際に、粉体塗料ノズル２１とともに粉体充填材ノズル３１を管軸Ｘ方向に沿って他方向に相対移動させながら、粉体充填材ノズル３１により粉体充填材ＰＦを噴射してもよい。このとき、粉体充填材ノズル３１が、粉体塗料ノズル２１よりも、ノズル２１、３１の相対移動方向の前側（管体Ｐの他端Ｐｂに対して一端Ｐａ側）に位置しているので、粉体充填材ＰＦが堆積された後に粉体塗料ＰＰが堆積される。この場合も同様に、図４（ａ）に例示されるように、厚さ方向の内側に粉体充填材ＰＦが分布した塗膜ＣＦが形成される。このとき、粉体塗料ノズル２１および粉体充填材ノズル３１が、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦを噴射する際に粉体塗料ＰＰの軌跡と粉体充填材ＰＦの軌跡とが重ならないように配置されているので、粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦが互いに干渉することが抑制されて、管体Ｐの内面ＰＳに到達する前に粉体塗料ＰＰと粉体充填材ＰＦとが混合された状態で管体Ｐの内面ＰＳ上に堆積されることが抑制される。したがって、図４（ｂ）に例示されるように塗膜ＣＦの厚さ方向で粉体充填材ＰＦが分散することが抑制され、図４（ａ）に例示されるように、粉体充填材ＰＦ上に塗料が積層された塗膜ＣＦが形成される。

【0047】

なお、管体Ｐの内面ＰＳに向けて噴射する粉体塗料ＰＰおよび粉体充填材ＰＦの噴射速度や噴射量は、特に限定されることはなく、必要な塗装膜厚に応じて適宜設定することができる。また、管体Ｐの相対回転速度およびノズル２１、３１の相対移動速度も、特に限定されることはなく、必要な塗装膜厚に応じて適宜設定することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 塗装装置
２ 粉体塗料噴射装置
２１ 粉体塗料ノズル
２２ 粉体塗料供給管
２３ 粉体塗料供給装置
３ 粉体充填材噴射装置
３１ 粉体充填材ノズル
３２ 粉体充填材供給管
３３ 粉体充填材供給装置
４ 回転装置
４１ 回転ローラ
４２ 支持台
５ 搬送装置
Ａ 粉体塗料噴射領域
Ｂ 粉体充填材噴射領域
ＣＦ 塗膜
Ｌ 管軸方向間隔
Ｐ 管体
Ｐ１ 受口
Ｐ２ 挿口
Ｐ３ 直管部
Ｐａ 一端
Ｐｂ 他端
ＰＦ 粉体充填材
ＰＰ 粉体塗料
ＰＳ 管体の内面
Ｘ 管軸
α１ 第１の広がり角度
α２ 第２の広がり角度
α３ 第３の広がり角度
α４ 第４の広がり角度
θ１ 第１の噴射角度
θ２ 第２の噴射角度
θ３ 第１の噴射方向間角度
θ４ 第２の噴射方向間角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】