JP7250722B2 - 被塗装物の洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、被塗装物を洗浄するための装置及び方法に係り、例えば、塗装前で自動車のボデー等を洗浄するのに好適な洗浄装置及び方法に関する。

自動車等のボデーは、脱脂、表面調整、化成工程を経て電着・中塗り・上塗り塗装へと進んでいく。

その中で、自動車のボデーを洗う水洗工程が各所に存在する。水洗工程は、高圧シャワーで水洗する工程と、水の中につける（ＤＩＰ）工程と大きく２種類存在する。

ＤＩＰ水洗槽においては、自動車を水洗した際に剥落した鉄くずや金属類、糸くず等を含む細かなＳＳ分と菌やカビ等のバクテリアが滞留し、これが自動車の表面に付着することによって「ブツ」といわれる塗装の品質不良をひき起こす。

この対策として、ボデー洗浄水を濾過処理する方法が特許文献１，２に記載されている。特許文献１では、多段式の金網フィルターと、水中の金属粉を遠心力により金属粉等を分離する。特許文献２では、アモルファス合金の塊と磁石を使用したストレーナーにより金属粉等を除去する。

なお、排水を濾過処理する濾過装置として、浮上濾材を用いた浮上濾過装置が公知であり、市販されて広く用いられている（例えば、特許文献３，４、栗田工業株式会社製ライトフィルター（登録商標））。

特開２００９－１１２９２０号公報 特開平１０－１１８４２３号公報 特開２００４－２４９１６５号公報 特開２００５－２６２００９号公報

特許文献１，２の方法では、ストレーナーに汚れが付着し、清掃が必要になる。遠心分離などは大型の装置が必要となり、コストも高く、メンテナンスも多くなる。また、汚れは水中に分散しているため、槽全体の汚れを除去するためには濾過装置などに送る流量を多くしなければならず、そのためには装置やポンプの大型化が必要となる。

本発明は、洗浄水からＳＳ（懸濁物質）を少ない流量で効率よく除去することができ、フィルター交換の手間が解消される被塗装物の洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の被塗装物の洗浄装置は、被塗装物を洗浄するための洗浄槽と、該洗浄槽内の水を濾過して濾過水を該洗浄槽に返送する浮上濾過装置とを有する。

本発明の一態様では、前記洗浄槽は、電着塗装前の被塗装物を浸漬洗浄するＤＩＰ洗浄槽である。また、前記洗浄槽から前記浮上濾過装置へ送水するための配管の流入部を、洗浄槽内の上部及び洗浄槽の底部の一方又は双方に位置させている。

本発明の一態様では、前記配管の流入部は、前記洗浄槽から洗浄水を流出させる流出部又はその近傍に配置されている。また、前記洗浄槽内に微細気泡を発生させる微細気泡発生手段を備える。

本発明の洗浄方法は、かかる本発明の被塗装物の洗浄装置を用いて、電着前の自動車ボデーなどの被塗装物を洗浄する。

本発明によると、浮上濾過装置によって、洗浄水中のＳＳを効率よく除去することができる。この浮上濾過装置は、浮上濾材への付着物を洗浄により容易に剥離除去することができるので、フィルターを交換することなく運転を長期にわたって安定して継続することができる。

本発明の被塗装物の洗浄装置の構成図である。 浮上濾過装置の構成図である。 浮上濾過装置の濾材を撹拌する工程の説明図である。 浮上濾過装置からの排水工程の説明図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は本発明の被塗装物の洗浄装置１を説明する概略的な縦断面図である。

この被塗装物の洗浄装置１は、被塗装物を洗浄するための略円筒状の洗浄槽２と、該洗浄槽２から配管３及びポンプ４を介して水が供給される浮上濾過装置５と、浮上濾過装置５の濾過水を洗浄槽２に返送する配管６と、浮上濾過装置５の濾材洗浄排水を排出するための配管７等を有する。

この実施の形態では、洗浄槽２はＤＩＰ洗浄を行うためのものであり、前段のシャワー洗浄工程等からの洗浄水が配管８を介して供給される。洗浄槽２からのオーバーフロー水は、オーバーフロー部９を介して次段の洗浄工程へ送水される。

この実施の形態では、前記配管３は、洗浄槽２内の上部から、洗浄槽２内で浮上したＳＳ分を含む水を取水するように設けられており、配管３の流入端はオーバーフロー部９又はその近傍に設置されている。洗浄槽２内でのＳＳ分の浮上を促進するために、加圧水を洗浄槽２内に供給して微細気泡を発生させるようにしてもよい。

なお、本発明では、洗浄槽２の底部から、沈降ＳＳ分を含む水を取水して浮上濾過装置５へ送水するようにしてもよく、洗浄槽２の上部及び底部の双方から取水して浮上濾過装置５へ送水するようにしてもよい。

次に、浮上濾過装置５の構成について、図２を参照して説明する。

浮上濾過装置５の塔体１１内に浮上濾材１２が収容されている。浮上濾材としては、通常の場合、粒径０．０１～５ｍｍ程度で、比重０．０２～０．９５特に０．０２～０．５程度の軽比重材料よりなるものが用いられる。浮上濾材の材料としては、ポリエチレン、ピロプロピレン、ポリスチレンなどの合成樹脂、無機質発泡体など各種のものを用いることができるが、中でも発砲スチロール等の発泡合成樹脂が好適である。この浮上濾材の充填量は、塔体１１内に厚さ０．０５～１ｍ特に０．１～０．５程度の濾材層が形成される量が好適であるが、これに限定されない。

塔体１１の底部には、下部給排口１３が設けられ、頂部には上部給排口２５が設けられている。下部給排口１３には、前記ポンプ４の吐出口に連なる送水配管１４が流入弁１５を介して接続されている。また、下部給排口１３には、排水弁１６を介して前記配管７が接続されている。配管７の途中には、上方に立ち上がる大気連通管１７が接続されている。符号１８は圧力スイッチである。

上部給排口２５の直下に集水ノズル２４が設置されている。上部給排口２５には前記配管６の一端が接続されている。また、上部給排口２５には、逆止弁２６を介して空気流入配管２７が接続されている。逆止弁２６は、塔体１１内に向う方向の流れを許容し、これと逆方向の流れを阻止するものである。

塔体１１内には、撹拌翼２０が設置されており、この撹拌翼２０を回転させるためのモータ２１を備えた駆動装置２２が設置されている。この実施の形態では、撹拌翼２０は、回転軸心を鉛直方向かつ塔体１１と同軸状にして設置されている。

このように構成された浮上濾過装置５により、洗浄槽２内からの水（原水）を濾過処理する場合は、流入弁１５を開とし、排水弁１６を閉とし、ポンプ４からの原水を塔体１１内に流入させる。原水は浮上濾材１２の層を通過して濾過され、集水ノズル２４を通り抜けて上部給排口２５から配管６を介して洗浄槽２に返送される。なお、この場合、撹拌翼２０は停止している。この時の原水の通水ＬＶ（線速度）は５～１００ｍ／ｈ特に１５～６５ｍ／ｈが好ましい。この範囲より遅いと処理量が少なくり、また、この範囲より速いと、濁質により目詰まりが多く発生したり、処理水の濁度が悪くなる場合がある。

濾過運転を継続することにより、浮上濾材１２に付着したＳＳ量が増加し、圧損が所定値以上になった場合には、図３の通り、ポンプ４を停止すると共に、流入弁１５及び排水弁１６を閉とし、駆動装置２２によって撹拌翼２０を回転させ、塔体１１内で浮上濾材１２を撹拌する。これにより、浮上濾材１２に付着しているＳＳが剥離する。

所定時間撹拌工程を行った後、図４の通り、撹拌翼の回転を停止し、排水弁１６を開とする。これにより、剥離したＳＳを含んだ排水が配管７を介して流出する。なお、このとき、配管２７及び逆止弁２６を介して塔体１１内に空気が流入する。

前記大気連通配管１７と配管７との接続部の高さは、塔体１１底面の下部給排口１３開口高さと略同一となっている。そのため、塔体１１内からの排水は、塔体１１内の水面位が下部給排口１３開口高さと略同一となった時点で停止する。この濾材洗浄排水の排出工程が終了した後、排水弁１６を閉、流入弁１５を開とし、図３の濾過工程に復帰する。

このように、この実施の形態では、洗浄槽２内の水を浮上濾過装置５で濾過するので、浮上濾過装置５内の洗浄水からＳＳを効率よく十分に除去することができる。また、浮上濾過装置５は、フィルターの交換が不要であると共に、濾材を洗浄して付着ＳＳを容易に剥離除去することができるので、安定して濾過運転を継続することができ、そのメンテナンスも容易である。

［比較例１］
自動車ボデー塗装前処理の化成工程のＤＩＰ水洗槽に、以下の濾過機を設置し、濾過効果を検証した。
・サイクロンフィルター
・バックフィルター
・マグネット浸漬

＜実験条件＞
それぞれ濾過流量１６０Ｌ／ｍｉｎで比較を行った。
水洗槽には自動車の車体の効率の良い洗浄と異物を浮上分離させるためにマイクロエアー発生装置を設置した。空気量や空気を出す方向などは各条件において一定にし、フィルターでの除去性のみ比較できるような条件にした。

＜結果＞
（１） サイクロンフィルターは鉄粉などの大きいものは除去できるが、細かいものを除去できない。逆にバックフィルターは細かいものの除去は可能であるが、フィルターの目詰まり頻度が多く工数がかかる（１回／週程度）。
（２） マグネットの浸漬は鉄粉の除去については効果があるが糸くずなどの除去ができない上に浸漬したフィルターを引き上げてマグネットの付着物を除去するという工数がかかる（１回／週程度）。

［実施例１］
自動車ボデー塗装前処理の化成工程のＤＩＰ水洗槽に、浮上濾過装置として、栗田工業株式会社製クリタライトフィルター（登録商標）ＳＡ－IIを図１のように設置した。水洗槽容量４３ｍ^３、補給水量１６０Ｌ／ｍｉｎ、処理台数８００台／日の条件で水洗を行ったところ、水洗水中の鉄粉量０．１２ｍｇ／Ｌとなり、電着完了時のブツ件数を９３％（３８件／台→２．４件／台）削減することができた。

以上の評価結果をまとめて表１に示す。

１ 被塗装物の洗浄装置
２ 洗浄槽
５ 浮上濾過装置
１１ 塔体
１２ 浮上濾材
１３ 下部給排口
２０ 撹拌翼
２４ 集水ノズル
２５ 上部給排口
２６ 逆止弁

Claims (6)

1. 被塗装物を洗浄するための洗浄槽（２）と、
   該洗浄槽（２）内の水を、塔体（１１）の底部に設けられた下部給排口（１３）から該塔体（１１）内に受け入れ、該塔体（１１）内の浮上濾材（１２）により濾過して該水からＳＳを除去した濾過水を該洗浄槽に返送する浮上濾過装置（５）と
   を有する被塗装物の洗浄装置（１）であって、
   前記洗浄槽（２）は、電着塗装前の被塗装物を浸漬洗浄するＤＩＰ水洗槽であり、
   該浮上濾材（１２）を撹拌する撹拌翼（２０）が設けられており、
   該洗浄槽（２）内の水を浮上濾過装置（５）の該下部給排口（１３）に送水するための配管（３）、ポンプ（４）、送水配管（１４）及び流入弁（１５）が設けられており、
   該下部給排口（１３）に、排水弁（１６）を介して排水用配管（７）が接続されており、
   該排水用配管（７）の途中に、上方に立ち上がる大気連通配管（１７）が接続されており、
   該大気連通配管（１７）と該排水用配管（７）との接続部の高さは、該塔体（１１）底面の該下部給排口（１３）の開口高さと略同一となっていることを特徴とする被塗装物の洗浄装置。
2. 前記洗浄槽（２）から前記浮上濾過装置（５）へ送水するための配管（３）の流入部を、洗浄槽（２）内の上部及び洗浄槽（２）の底部の一方又は双方に位置させたことを特徴とする請求項１の被塗装物の洗浄装置。
3. 前記配管（３）の流入部は、前記洗浄槽（２）から洗浄水を流出させる流出部又はその近傍に配置されていることを特徴とする請求項２の被塗装物の洗浄装置。
4. 前記洗浄槽内に微細気泡を発生させる微細気泡発生手段を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれかの被塗装物の洗浄装置。
5. 前記微細気泡発生手段は、前記洗浄槽内でのＳＳ分の浮上を促進するために加圧水を前記洗浄槽に供給するものであることを特徴とする請求項４の被塗装物の洗浄装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項の被塗装物の洗浄装置を用いて被塗装物を洗浄する洗浄方法。

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