液体二氧化碳供给装置和涂装装置的制作方法

本申请是申请号为201680084096.1、申请日为2016年4月5日、发明名称为“液体二氧化碳供给装置和涂装装置”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及液体二氧化碳供给装置和涂装装置。

背景技术：

已知将涂料和二氧化碳的混合物向对象物进行喷雾的、所谓二氧化碳涂装法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4538625号

专利文献2：日本专利第5429928号

专利文献3：日本专利第5429929号

专利文献4：日本专利第5660605号

专利文献5：日本专利第5568801号

专利文献6：日本专利第5608864号

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，对于现有的方法而言，用柱塞泵等高压泵对从储瓶中排出的液体的二氧化碳加压后，与涂料混合，然后从喷雾器喷雾。但是，如果用柱塞泵对作为液化气体的二氧化碳进行加压，则成为高压气体的制造设备，因此设备成本增加。另外，如果使用柱塞泵，有时在二氧化碳的流量上产生脉动。

本发明鉴于上述课题而完成，目的在于提供没有使用柱塞泵等高压泵就能够稳定地供给液体二氧化碳的二氧化碳供给装置和使用了其的涂装装置。

用于解决课题的手段

本发明涉及的第一液体二氧化碳供给装置具备：积存液体二氧化碳的二氧化碳瓶；与所述二氧化碳瓶连接、向所述二氧化碳瓶内供给气体的气体瓶；将所述二氧化碳瓶的内外连通、所述二氧化碳瓶内的端部被配置于所述二氧化碳瓶内的液体内的出口管。

根据本发明，通过从气体瓶将气体向二氧化碳瓶内供给，从而能够在没有使用柱塞泵等高压泵的情况下经由设置于二氧化碳瓶的出口管将二氧化碳瓶内的液体二氧化碳向外部例如混合器供给。

其中，上述装置能够还具有阀门，所述阀门被连接在所述气体瓶与所述二氧化碳瓶之间，调节向所述二氧化碳瓶供给的气体的流量。

本发明涉及的第一涂装装置具备：上述的液体二氧化碳供给装置；将从所述液体二氧化碳供给装置供给的二氧化碳与涂料混合而得到混合物的混合器；将上述混合物进行喷雾的喷雾器。

本发明涉及的第一二氧化碳涂装方法具备：使用第一液体二氧化碳供给装置将液体二氧化碳供给至混合器的工序；将涂料供给至所述混合器的工序；将二氧化碳和涂料的混合物向对象物进行喷雾的工序。

本发明涉及的第二液体二氧化碳供给装置具备：积存液体二氧化碳的二氧化碳瓶；将所述二氧化碳瓶的内外连通、所述二氧化碳瓶内的端部被配置在所述二氧化碳瓶内的液体内的出口管；将从所述出口管供给的二氧化碳与涂料混合而得到混合物的混合器；和将所述混合物进行喷雾的喷雾器。而且，没有对所述二氧化碳瓶内的液体二氧化碳进行加压就向所述混合器供给。

本发明涉及的第二二氧化碳涂装方法具备：从积存液体二氧化碳的二氧化碳瓶将二氧化碳供给至混合器的工序；将涂料供给至所述混合器的工序；和将二氧化碳和涂料的混合物向对象物进行喷雾的工序。而且，在从所述二氧化碳瓶到所述混合器之间没有对液体二氧化碳进行加压就将二氧化碳从所述二氧化碳瓶供给到所述混合器。

在这些第二装置和方法中，由于没有对液体二氧化碳进行加压就直接向混合器供给，因此不必使用柱塞泵等高压泵就能够供给液体二氧化碳。

发明的效果

根据本发明，目的在于提供没有使用柱塞泵等高压泵就能够稳定地供给液体二氧化碳的二氧化碳供给装置和使用了其的涂装装置。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置100和涂装装置200的流程图。

图2是本发明的第二实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置100和涂装装置300的流程图。

图3是本发明的第三实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置400和涂装装置500的流程图。

图4是本发明的第四实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置400和涂装装置600的流程图。

具体实施方式

参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

参照图1，对本实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置100进行说明。液体二氧化碳供给装置100具备：气体瓶10、管线l1、阀门12、液体二氧化碳瓶(二氧化碳瓶)20、出口管22、阀门24、管线l2。

气体瓶10积存高压的气体。就气体的种类而言，只要不与二氧化碳反应，则并无特别限定。例如可列举出氮、空气、氩、氦等。气体瓶的压力只要比液体二氧化碳瓶20高即可，例如能够设为10～15mpa。

管线l1将气体瓶10与液体二氧化碳瓶20连接。在管线l1中设置有控制从气体瓶10向液体二氧化碳瓶供给的气体的量的阀门12。

液体二氧化碳瓶20为积存液体的二氧化碳的压力容器。将液体二氧化碳瓶20维持于在内部形成由二氧化碳产生的气液界面i的温度条件。优选的温度的例子为-50～31℃，表压力为0.68～7.4mpa。在温度为31℃以上的情况下，在液体二氧化碳瓶20的内部没有形成气液界面i，瓶内部的二氧化碳成为了超临界状态，因此不适合。根据需要，能够对液体二氧化碳瓶20设置温度调节器26。液体二氧化碳瓶20具有出口管22。出口管22将液体二氧化碳瓶20的内外连通，将液体二氧化碳瓶20内的端部配置在液体二氧化碳瓶20内的气液界面i之下。出口管22的另一端露出到液体二氧化碳瓶20的外部，与管线l2连接。在管线l2中设置有阀门24。

接下来，对该液体二氧化碳供给装置100的使用方法进行说明。

在将阀门12、24关闭的状态下，根据温度来规定液体二氧化碳瓶20内的压力。例如，如果为20℃，则表压成为约5.7mpa，绝对压成为6.7mpa。接下来，将阀门24和阀门12打开。由此将气体瓶10内的气体供给至液体二氧化碳瓶20，将液体二氧化碳瓶20内的液体二氧化碳挤出，经由出口管22、管线l2供给至混合器8。通常能够利用阀门12的开度来调节二氧化碳的流量，也可使用阀门24来调节流量。利用气体对液体二氧化碳瓶内的液体二氧化碳给予的压力用表压表示，能够设为0.68mpa以上，能够设为3.5～14.7mpa。该压力与利用柱塞泵等所给予的压力(例如3.5～14.7mpa)是同等的。

采用这样的液体二氧化碳供给装置100，能够在没有使用柱塞泵等高压泵的情况下就稳定地将液体二氧化碳瓶20内的液体二氧化碳向外部供给。在使用了柱塞泵等高压泵的情况下，如果处理能力成为300m³/日以上，则成为第一种制造。另一方面，液体二氧化碳供给装置100相当于高压气体制造设备的容器内的液面加压，处理能力视为0m³/日，因此成为第二种制造，进行高压气体制造事业时的法律手续简便就足以。另外，由于不使用高价的柱塞泵等高压泵，因此设备费等变得便宜。另外，如果使用柱塞泵，则二氧化碳的流量容易产生脉动，但在本实施方式中二氧化碳的流量不易脉动。

接着，对具备这样的液体二氧化碳供给装置100的涂装装置200进行说明。涂装装置200具有：上述的液体二氧化碳供给装置100、涂料罐1、泵2、蓄压器3、混合器8、管线l3～l4、喷雾器9。

涂料罐1积存包含树脂成分的液体的涂料。涂料能够包含树脂成分以外的溶剂。涂料罐1内的压力通常为常压即大气压，但为了向泵稳定供给涂料，可加压0.1～0.2mpa。

作为树脂成分，只要是在涂料中通常使用的树脂，则并无特别限制，例如可列举出环氧树脂、丙烯酸类树脂、丙烯酸氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸硅树脂、醇酸树脂、uv固化树脂、氯乙烯醋酸乙烯酯树脂(塩酢ビ樹脂)、苯乙烯丁二烯橡胶、聚酯氨基甲酸酯树脂、苯乙烯丙烯酸类树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、氯乙烯树脂、硝基纤维素树脂、乙酸丁酸纤维素树脂、苯乙烯树脂、三聚氰胺脲醛树脂等。它们可单独地使用或者将2种以上混合地使用。树脂成分可以是单液固化型树脂，也可以是双液固化型树脂，还可以是uv等活性能量线固化型树脂。

溶剂将树脂成分溶解/分散，提高涂料的流动性。溶剂可以是单一化合物，也可以是混合物。作为溶剂，例如可列举出甲基异丁基酮、醋酸3-甲氧基丁酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、solvesso100(东燃ゼネラル石油社制造、商品名)、solvesso150(东燃ゼネラル石油社制造、商品名)、乙基二甘醇乙酸酯、正丁醇、二异丁基酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、异丁醇、双丙酮醇、环己醇、异佛尔酮、乙基-3-乙氧基丙酸酯、丙二醇单甲基醚、二甘醇单丁基醚、甲基亚丙基二甘醇(メチルプロピレンジグリコール)、醋酸异丁酯、醋酸异戊酯、n-甲基-2-吡咯烷酮、醋酸异丙酯、甲基戊基酮、甲基二甘醇、甲基溶纤剂、溶纤剂乙酸酯、醋酸卡必醇、乙酸乙氧基丙酯、丙酮、甲乙酮、正己烷、环己烷、庚烷、乙基苯、矿油精等。

另外，溶剂的其他例子为甲酰胺、肼、甘油、n-甲基甲酰胺、1,4-二甲酰基哌嗪、乙撑氰醇、丙二腈、2-吡咯烷、碳酸亚乙酯、甲基乙酰胺、乙二醇、甲醇、二甲基亚砜、苯酚、1,4-二乙酰基哌嗪、马来酸酐、2-哌啶酮、甲酸、甲基乙基砜、吡喃酮、四亚甲基砜、丙内酯、碳酸亚丙酯、n-亚硝基二甲基胺、n-甲酰基吗啉、3-甲基环丁砜、硝基甲烷、乙醇、ε-己内酰胺、丙二醇、丁内酯、氯乙腈、甲基丙基砜、糠醇、苯基肼、亚磷酸二甲酯、2-甲氧基乙醇、二乙基砜、乙二胺、乙基乙酰胺、2-氯乙醇、苄醇、4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、二甲基甲酰胺、二甘醇、1,4-丁二醇、四氢-2,4-二甲基噻吩1,1-二氧化物、丙烯酸、1-丙醇、乙腈、烯丙醇、4-乙酰基吗啉、1,3-丁二醇、甲酰基哌啶、戊二醇、异丙醇、乙二醇单苯基醚、乙基溶纤剂。

在涂料包含溶剂的情况下，对涂料中的溶剂的配合量并无特别限定，相对于树脂成分100质量份，可以为25～10000质量份，优选为25～1000质量份，更优选为87～461质量份。

涂料能够包含上述以外的各种添加剂。例如可含有助溶剂、稀释剂、颜料、颜料分散剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、流平剂、密合性赋予剂、流变控制剂、聚合引发剂等涂料中通常添加的添加剂。使用了双液固化型树脂作为树脂成分的情况下，可包含固化剂作为添加剂。作为双液固化型树脂的固化剂，并无特别限定，能够使用异氰酸酯等作为双液固化型树脂的固化剂一般所使用的固化剂。

对涂料中的添加剂的合计配合量并无特别限定，相对于树脂成分100质量份，可以为0.1～1000质量份。

泵2对从涂料罐1经由管线l3所供给的涂料进行加压。对泵的形式并无特别限定，能够使用柱塞泵等公知的泵。排出侧的压力能够设为与液体二氧化碳瓶内的压力相同的程度。

蓄压器3通过在体系内的压力升高时积存流体、在体系内的压力降低时将流体排出，从而吸收体系内的压力的变动。将涂料经由管线l3供给至混合器8。

混合器8将经由管线l2所供给的二氧化碳和经由管线l3所供给的涂料混合而得到混合物。作为混合器8，例如能够使用在线混合器。通常，混合器8内的二氧化碳为液体。就混合时的二氧化碳和涂料的混合比率而言，在混合物中能够使得二氧化碳的浓度成为5～95质量％。

喷雾器9将经由管线l4从混合器8所供给的混合物向对象物喷雾。作为喷雾器，能够使用公知的各种喷嘴。对对象物也无特别限定，可列举出汽车车身等。

根据本实施方式，由于使用了上述的液体二氧化碳供给装置100，因此在无二氧化碳的高压泵(柱塞泵等)的情况下可适宜地进行包含液体二氧化碳的涂料的涂布。另外，由于采用了蓄压器3，因此减轻泵2引起的脉动，能够抑制二氧化碳与涂料的流量比的变动、其引起的膜的平坦性的降低。

＜第二实施方式＞

接着，参照图2对第2实施方式涉及的涂装装置300进行说明。在此，只对与图1的涂装装置200不同之处进行说明。本实施方式涉及的涂装装置300除了涂装装置200以外，具备溶剂罐30、泵31、蓄压器32、管线l5、l6、混合器33。

溶剂罐30积存溶剂。作为溶剂，例如也能够积存第1实施方式的涂装装置300的涂料罐的涂料中所含的溶剂的一部分、或者、与该溶剂不同的溶剂。溶剂的例子与第1实施方式相同。

泵31对经由管线l5从溶剂罐30所供给的溶剂进行加压。加压的程度可以与泵2相同。

蓄压器32吸收由泵31产生的体系内的压力的脉动。

混合器33将经由管线l2从液体二氧化碳供给装置100所供给的二氧化碳和经由管线l5所供给的溶剂预混合。

于是，混合器8将经由管线l6的二氧化碳与溶剂的预混合物与经由管线l3所供给的涂料混合，将得到的混合物经由管线l4供给至喷雾器9。

根据本实施方式，也由于使用了上述的液体二氧化碳供给装置100，因此没有使用二氧化碳的高压加压泵(柱塞泵等)，可适宜地进行包含液体二氧化碳的涂料的涂布。另外，由于采用了蓄压器3、32，因此使泵2、31产生的脉动减轻，能够抑制二氧化碳与涂料的流量比的变动、由其引起的膜的平坦性的降低。

＜第三实施方式＞

接着，参照图3对第三实施方式涉及的二氧化碳供给装置400和涂装装置500进行说明。本实施方式涉及的二氧化碳供给装置400是从第一实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置100中将气体瓶10、管线l1和阀门12除去，除了二氧化碳供给装置400以外，与第一实施方式相同。

在本实施方式中，只利用液体二氧化碳瓶20内的压力将液体二氧化碳经由出口管22和管线l2供给至混合器8。即，没有对液体二氧化碳瓶20内的液体二氧化碳进行加压就供给至混合器8。由此也能够没有使用柱塞泵等高压泵就供给液体二氧化碳。由于没有对二氧化碳加压，因此不相当于高压气体的制造设备，设备费等变得便宜。当然，也难以发生使用柱塞泵时的二氧化碳的流动的脉动。

＜第四实施方式＞

接着，参照图4对第四实施方式涉及的涂装装置600进行说明。在此，只对与图2的涂装装置300不同的方面进行说明。本实施方式涉及的二氧化碳供给装置400是从第二实施方式涉及的液体二氧化碳供给装置100将气体瓶10、管线l1和阀门12除去，除了二氧化碳供给装置400以外，与第二实施方式相同。

在本实施方式中，也只利用液体二氧化碳瓶20内的压力将液体二氧化碳经由出口管22和管线l2供给至混合器8。即，没有对液体二氧化碳瓶内的液体二氧化碳进行加压就经由混合器33供给至混合器8。由此也能够没有使用柱塞泵等高压泵就供给液体二氧化碳。由于没有对二氧化碳加压，因此不相当于高压气体的制造设备，设备费等变得便宜。当然，也难以发生使用柱塞泵时的二氧化碳的流动的脉动。

在本发明中，并不限定于上述实施方式，可采用各种各样的变形形态。例如，在上述实施方式中，出口管在上下延伸，但也可以是将瓶壁贯通的形态。

另外，可在管线l2中设置蓄压器。

附图标记的说明

8…混合器、9…喷雾器、10…气体瓶、12…阀门、20…液体二氧化碳瓶(压力容器)、22…出口管、100…液体二氧化碳供给装置、200，300…涂装装置。