2026-10-17
プレプリグ製の炭素繊維製電動デイボート（年間最大120艇、2つの組立ライン）を製造する新工場を建設中のメーカーが、塗装ブースのエンジニアリングをCoatTechに依頼しました。工場では、2液性ポリウレタンで船体、デッキ、部品全体を塗装する必要があり、ブースは60℃で焼成できる必要がありました。
CoatTechは、内部寸法15,000×7,000×4,000mmのスプレー・ベークブースを提供しました。このブースは、4つの独立制御ゾーンで112,000m³/hの風量を処理し、264kWの全電気加熱と1,000ルクスのLED照明を備えています。このエンジニアリングの興味深さは、そのサイズではなく、設計を形作った4つの決定にあります。
クライアントは、ガスやディーゼルではなく、電気加熱のみを指定しました。スプレーには100%の新鮮空気を必要とし、このサイズでは、ブースが常に全新鮮空気で稼働する場合、毎分112,000m³/hを外気温から設定温度まで加熱する必要があります。吸気温度35℃、設定温度60℃の場合、この単一の要件だけで約860kWの加熱が必要となります。
ベークはスプレーとは異なります。塗料は塗布されていないため、唯一の汚染物質はフィルムから揮発する溶剤です。そのため、再循環は安全です。CoatTechは、ベークモードで最大70%の再循環を可能にする電動ダンパーを指定しました。これにより、加熱需要は約258kW（約3分の1）に削減されます。設置容量264kWの加熱能力は十分であり、66kWの4つのゾーンに分割されています。
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モード |
新鮮空気 |
60℃での加熱需要（35℃吸気） |
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スプレー |
100% |
該当なし - スプレー中の加熱なし |
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ベーク、全新鮮空気 |
100% |
約860kW |
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ベーク、70%再循環 |
30% |
約258kW |
各排気キャビネットは28,000m³/h、つまり7.78m³/sを処理します。最初の炭素サイジング（キャビネットあたり0.507m³、厚さ100mmでレンガ1段分）では、面面積が5.07m²となり、面風速は1.53m/sとなりました。ハニカム活性炭は1.2m/sを超えて稼働すべきではありません。それ以上になると、滞留時間が短くなり、吸着効率が低下します。
補正は算術的に簡単です。7.78 ÷ 1.2では、6.5m²の面面積が必要です。CoatTechはベッドをキャビネットあたり0.702m³に増やし、7.02m²と面風速1.11m/sを実現しました。これは制限内に収まり、余裕があります。活性炭は溶剤を吸着する際に熱を放出するため、各炭素ボックスに温度プローブを追加しました。炭素ベッドの持続的な温度上昇は、実際の着火リスクとなります。
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パラメータ |
最初のサイジング |
補正後のサイジング |
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炭素/キャビネット |
0.507 m³ |
0.702 m³ |
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面面積（厚さ100mm） |
5.07 m² |
7.02 m² |
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面風速 |
1.53 m/s - 制限超過 |
1.11 m/s - 1.2 m/s制限内 |
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年間交換量 |
12.2 m³ |
年間サイクルあたり約11.2 m³ |
再循環はエネルギーを節約しますが、溶剤を蓄積します。ベークモードで空気の70%がブース内を循環する場合、監視しないと濃度が上昇します。CoatTechはLELセンサー（3つのプローブを備えた1つのコントローラー）を指定し、25%LELでシステムが警報を発し、加熱を停止し、パージのために全新鮮空気換気を開くようにインターロックしました。
ヒーター自体も同じ論理で制御されます。クライアントは次のようなルールを設定しました。ヒーター表面温度が93℃を超えた場合、ヒーターは防爆仕様でなければならない。93℃は、溶剤の自己発火温度から安全マージンを引いた作業限界です。CoatTechの標準的な管状ヒーターは100℃を超えて稼働するため、ベーク回路には標準的なパターンではなく防爆ヒーターが供給されました。
2液性ポリウレタンはイソシアネート硬化剤との反応で硬化しますが、その硬化剤は水とも反応します。この反応でCO₂が放出され、塗膜にはブラッシング、ピンホール、光沢低下として現れます。沿岸部の湾岸地域では、これは理論的なリスクではなく、現実的なリスクです。
クライアントは工場レベルでこれを解決しました。ブースは空調完備の生産ホール内に設置されているため、CoatTechは使用されない能力を販売するのではなく、空気供給冷却をスコープから除外しました。これにより、設備投資コストと接続負荷の両方が削減されました。エンジニアリング上の結果は明確に述べる価値があります。なぜなら、これは最も見落とされがちな点だからです。ブースはスプレーモードで全112,000m³/hを屋外に排出するため、ホールの空調は継続的にその空気を補充する必要があります。冷却は排除されるのではなく、移動されます。CoatTechはこれを設計上の確認事項としてクライアントに提起しました。暗黙のままにするのではなく。
これは、他の複合材作業に一般化できるプロジェクトの部分であり、ほとんどの鋼鉄由来の仕様が間違っている場所です。
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複合材ボートの船体 |
ブースが異なることを行う必要があること |
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背が高くなく、長く低い |
クリア長12m、高さ約2m。サイドダウンドラフトと持ち上げられたサイドプレナムにより、床のピットを掘削することなく必要な風速が得られます。これは、新築時の土木コストの大幅な節約になります。 |
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樹脂によって制限されるベーク温度 |
プレプリグシステムにはガラス転移温度があります。それを超えてベークすると船体が歪みます。海洋複合材ブースは、鋼鉄が許容する80℃以上ではなく、一般的に60℃でベークします。設定温度を固定する前に、樹脂の限界を確認してください。 |
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外観のために塗装 |
ほとんどの複合材ボートでは、繊維が仕上げであるか、その上のクリアコートが仕上げです。湿ったクリアコートに付着したほこりやオーバーミストは、光沢を失うことなく研磨できません。天井全面F5ろ過は、保護コーティングの場合よりも重要です。 |
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湿気に敏感な化学反応 |
2液性ポリウレタンは水と反応します。冷却だけでは解決しません。空気は露点以下にする必要があります。そのため、単に冷たい水ではなく、約7℃の冷水が指定されています。 |
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湾曲した、照明が難しい表面 |
船体下部と船首のフレアは、天井照明がそれらを通り過ぎる光を投げかけるため、欠陥が隠れる場所です。これらの表面には、側壁照明列と3Dトロリーが必要です。トロリーは最初からブースの幅に合わせて設計する必要があります。 |
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質問 |
回答 |
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15mのボート塗装ブースにはどのくらいの空気が必要ですか？ |
床面積に必要な空気速度を掛けます。0.30m/sの15m×7mのブースには、約113,000m³/hが必要です。CoatTechは4つのキャビネットで112,000m³/hを供給しました。この単一の数値は、ファンのサイズ、ダクトのサイズ、フィルター面積、加熱能力、およびランニングコストを決定するため、早期に決定する必要があります。 |
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このサイズのブースは電気暖房のみで稼働できますか？ |
はい、ただし、ベークモードで再循環を許可する切り替えダンパーが必要です。112,000m³/hの新鮮空気を60℃に加熱するには、約860kWが必要です。70%の再循環では、需要は約258kWに低下します。再循環なしでは、この規模での全電気加熱は現実的ではありません。 |
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活性炭はどのくらいの面風速で稼働すべきですか？ |
ハニカム炭の場合は1.2m/s以下です。体積流量を面面積で割ります。7.78m³/sの場合、単一キャビネットの最小値は6.5m²です。風速が高いと、滞留時間と吸着効率が低下します。 |
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ヒーターはなぜ防爆仕様である必要があるのですか？ |
溶剤蒸気は、火花なしで高温表面で発火する可能性があるためです。作業限界は93℃で、溶剤の自己発火温度から安全マージンを引いたものです。標準的な管状ヒーターはこれよりはるかに高く稼働するため、ベーク回路のヒーターは防爆仕様で供給されます。 |
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冷却を除去すると、冷却負荷も除去されますか？ |
いいえ。それは移動されます。スプレーモードのブースは100%新鮮空気を稼働させ、屋外に排出するため、ホールのシステムはその量を補充する必要があります。ブースが空調完備のホール内にある場合、ホールのシステムが負荷を負担します。節約は現実ですが、それは移動であり、排除ではありません。 |
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なぜ湿度が高温の2液性ポリウレタンにとって重要なのですか？ |
イソシアネート硬化剤は水と反応し、CO₂を放出します。これにより、ブラッシング、ピンホール、光沢低下が発生します。これは海洋仕上げにおける再作業の最も一般的な原因の1つであり、沿岸部や湿度の高い気候でははるかに可能性が高くなります。設計相対湿度は、仕様書に書面で記載する必要があります。 |
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船体はブース内をどのように移動しますか？ |
床のレール上を走行する搬送クレードルに乗せて移動します。ドア開口部は船体ではなくクレードルをクリアする必要があります。12mボートの場合、典型的な開口部は5m×3mです。レールゲージと車輪の負荷は、スラブが打設される前に決定する必要があります。 |
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ボートの船体にはどのような照明が必要ですか？ |
CRI 90以上の1,000ルクス以上が必要ですが、数値だけでは十分ではありません。天井の列は、船体下部と船首のフレアを影にします。これらの表面には側壁照明列が必要です。 |
