JP2000093885A - 塗膜の乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被塗物の強面に形成した塗膜を乾燥させるに際
し、塗膜にフクレやピンホールを発生させず、且つエネ
ルギコストを低減させる。 【解決手段】被塗物１の表面に形成した塗膜４に対し、
中赤外線ゾーンＡに於いて中赤外線電気ヒータ２により
中赤外線を照射して塗膜４を内部側から加熱する。この
加熱により、塗膜４の内部に含まれる溶剤や水分を蒸発
させてガスを大気中に放出すると共に該塗膜４を硬化さ
せる。ガスが放出された後の塗膜４を加熱する場合、赤
外線の性格は限定されないため、燃焼ガスヒータ３によ
る遠赤外線を利用する。これにより、エネルギコストを
低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被塗物の表面に形
成された塗膜を乾燥する方法に関し、特に窯業系材料の
表面に形成された塗膜を効率良く乾燥させるようにした
塗膜の乾燥方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被塗物に塗布された塗膜を乾燥する際
に、熱風を吹き付けたり遠赤外線を照射して乾燥させた
場合、塗膜は表面から乾燥するため、該塗膜の表面に薄
膜が形成される。このため、塗膜の内部で発生するガス
が封入されてフクレが発生し、或いはガスが表面の薄膜
を破壊してピンホールが発生することがある。特に、こ
の現象は塗料として水系エマルジョン塗料を塗布した場
合に顕著である。

【０００３】このため、母材が金属である場合、形成さ
れた塗膜内部への浸透性の高い中赤外線を用いて塗膜内
部から加熱すると共に、塗膜への浸透性が極めて高く且
つ金属への吸収率の高い近赤外線を用いて実質的に母材
を加熱して塗膜を母材付近から加熱して乾燥させる方法
（例えば、特開平7-116593号公報，同10-109062 号公報
等，第１公知例）が提案されている。これらの方法で
は、塗膜が内部から加熱されるため、塗膜の表面に薄膜
が形成される以前にガスが放出し、フクレやピンホール
が発生する虞がない。

【０００４】また金属母材の表面に塗布された塗料の塗
膜に対し、先ず近赤外線を照射して母材表面に形成され
た塗膜を予備乾燥した後、遠赤外線の照射或いは熱風に
より塗膜を本乾燥させる方法（特開平4-330966号公報，
同7-4838号公報等，第２公知例）も提案されている。こ
の方法であってもフクレやピンホールが発生することが
ない。

【０００５】更に、中赤外線を照射する中赤外線加熱ゾ
ーンと、この中赤外線加熱ゾーンの後に熱風で加熱する
熱風加熱ゾーンを設け、塗膜を形成した母材を中加熱ゾ
ーンから熱風加熱ゾーンに移送して乾燥させる方法（第
３公知例）も提案されている。この方法であってもフク
レやピンホールが発生することがない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記各公知例は主とし
て金属の母材に塗装した塗膜を乾燥させる技術に関する
ものであり、特に、第１公知例及び第２公知例では熱源
として主に電気を利用している。このため、エネルギコ
ストが高いという問題が生じている。

【０００７】また第３公知例では、熱風の熱源として燃
焼ガスを利用することが出来、エネルギコストを低減さ
せることが可能であるが、加熱対象が塗膜のみに限定さ
れず母材にも熱を供給せざるを得ず、結局加熱効率が低
下してエネルギコストがかかるという問題が生じる。

【０００８】更に、窯業系の材料からなる建材、例えば
軽量気泡コンクリート（以下「ＡＬＣ」という）パネル
やプレキャストコンクリート（ＰＣ）パネルの表面に塗
装する場合、これらの材料では表面には約0.5mm 前後の
無数の細かい凹凸が生じているため、これらの凹凸を確
実に被覆するには塗膜の厚さも約300 μｍ以上が必要で
あり、金属母材の表面に形成された塗膜の厚さと比較す
ると極めて厚い。しかも、塗膜にフクレやピンホールが
発生した場合、耐候性や透水性が劣化する。このため、
合理的で効率の良い乾燥方法を実現することが望まれて
いる。

【０００９】

【００１０】本発明の目的は、エネルギコストを低減さ
せると共に、塗膜を効率良く乾燥させることが出来る塗
膜の乾燥方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る塗膜の乾燥方法は、被塗物の表面に形成
された塗膜の乾燥方法であって、予め被塗物の表面に形
成された塗膜に対し、２μｍ乃至４μｍの波長のピーク
を有する中赤外線電気ヒータによって中赤外線を照射し
た後、４μｍ以上に波長のピークを有する遠赤外線燃焼
ガスヒータによって遠赤外線を照射することを特徴とす
るものである。

【００１２】上記塗膜の乾燥方法では、中赤外線電気ヒ
ータによって被塗物の表面に形成された塗膜に中赤外線
を照射して該塗膜の内部側から加熱することで、乾燥に
伴って発生するガスを放出し、その後、遠赤外線燃焼ガ
スヒータによって遠赤外線を照射することで塗膜の表面
側から加熱することで塗膜全体を乾燥させることが出来
る。

【００１３】予め塗膜を中赤外線電気ヒータによって内
部側から加熱するため、充分に硬化させることが出来
る。従って、塗膜全体を乾燥させる際の熱源は特別に限
定されることがない。このため、遠赤外線の熱源として
燃焼ガスヒータを用いることが可能となり、エネルギコ
ストを低減させることが出来る。

【００１４】上記塗膜の乾燥方法に於いて、被塗物が表
面に凹凸を持った窯業系材料であり、塗膜が水系エマル
ジョン塗料からなることが好ましい。この場合、被塗物
の表面に形成される塗膜の厚さは300 μｍ以上であり、
塗膜の表面に薄膜が形成された後で内部側が加熱された
場合、ガスの放出が困難となりフクレやピンホールが発
生し易い。しかし、中赤外線を照射して塗膜の内部から
加熱した後、遠赤外線によって加熱することで、合理的
な乾燥を実現することが出来る。

【００１５】また窯業系の材料は金属とは異なり近赤外
線を吸収しないため、塗膜に近赤外線を照射しても加熱
されることがなく、該塗膜を母材側から加熱することが
出来ない。従って、窯業系の材料に形成された塗膜に対
し近赤外線を照射することは意味がない。

【００１６】本件発明者等は、被塗物を窯業系のＡＬＣ
材料とし、該ＡＬＣの表面に水系アクリルエマルジョン
塗料を１平方メートル当たり1.2 kgで塗布して塗膜を形
成し、異なる波長を持った赤外線を照射してフクレの発
生について観察したところ 波長7.2 μｍ，ヒータ表面温度130 ℃ではフクレが発生 波長5.5 μｍ，ヒータ表面温度250 ℃ではフクレが発生 波長4.3 μｍ，ヒータ表面温度400 ℃ではフクレが発生 波長2.7 μｍ，ヒータ表面温度800 ℃ではフクレが発生
することなく良好 波長1.6 μｍ，ヒータ表面温度1500℃ではフクレが発生 という結果を得た。

【００１７】上記結果から、遠赤外線の範囲及び近赤外
線の範囲ではフクレが発生するが、中赤外線の範囲では
フクレが発生しないということが明らかである。従っ
て、被塗物の母材が窯業系の材料であっても、フクレや
ピンホールが発生することなく、且つエネルギコストを
低減させて乾燥させることが出来る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、上記塗膜の乾燥方法の好ま
しい実施形態について図を用いて説明する。図１は本発
明に係る塗膜の乾燥方法を実現するための装置の例を説
明する図、図２は塗膜を加熱する際の状態を説明する模
式図、図３は電磁波のスペクトルを示す図、図４は水の
吸収スペクトルを示す図、図５は樹脂の吸収スペクトル
を示す図、図６は本発明に係る塗膜の乾燥方法を実現す
るための装置の他の例を説明する図である。

【００１９】本発明に係る塗膜の乾燥方法は、被塗物の
表面に形成された塗膜に対し先ず２μｍ〜４μｍの範囲
内に波長のピークを有する中赤外線を照射して塗膜の内
部から加熱して液体成分を塗膜の表面から放出させ、そ
の後、遠赤外線ガス燃焼ヒータからの遠赤外線を照射し
て塗膜を乾燥さるようにしたものであり、塗膜にフクレ
やピンホールを発生させることなく、エネルギコストの
低減を実現したものである。

【００２０】先ず、図１により乾燥装置の構成について
説明する。本発明の乾燥方法を好ましく実現するための
乾燥装置は、２μｍ〜４μｍの範囲内に波長のピークを
有する中赤外線ゾーンＡと、４μｍ以上のに波長のピー
クを有する遠赤外線ゾーンＢを連続的に配列して構成さ
れており、これらの各ゾーンＡ，Ｂを貫通して被塗物１
を矢印ａ方向に搬送するローラーコンベアやチェンコン
ベア等の搬送手段が配置されている。

【００２１】中赤外線ゾーンＡには、中赤外線電気ヒー
タ２が長さ方向を被塗物１の搬送方向に対し直交する方
向に配置されており、これらの中赤外線電気ヒータ２か
ら搬送手段によって搬送される被塗物１に対し、２μｍ
〜４μｍの波長を持った中赤外線が照射される。

【００２２】遠赤外線ゾーンＢには、遠赤外線燃焼ガス
ヒータ３が被塗物１の搬送方向に対し直交する方向に配
置されており、これらの遠赤外線燃焼ガスヒータ３から
搬送手段によって搬送される被塗物１に対し、４μｍ以
上の波長を持った遠赤外線が照射される。尚、遠赤外線
燃焼ガスヒータ３としては燃料ガスを燃焼させて遠赤外
線を照射し得る構造であれば用いることが可能であり、
燃料ガスの種類や燃焼方式を限定するものではない。本
実施例では、ＬＰＧ（液化石油ガス）を燃焼させて遠赤
外線を照射し得るＬＰＧヒータを用いている。

【００２３】各ゾーンＡ，Ｂで照射される中赤外線及び
遠赤外線は夫々良く知られるように電磁波の一種であ
り、図３に示すように、0.83μｍ〜１mmの範囲内の波長
を有している。更に、前記範囲は、波長が0.83μｍ〜２
μｍの範囲の近赤外線，波長が２μｍ〜４μｍの範囲の
中赤外線，波長が４μｍ〜１mmの範囲の遠赤外線に分類
される。そして波長が短い程透過性が大きく、波長が長
い程透過性が小さい。

【００２４】即ち、図２に示すように、被塗物１の表面
に形成された塗膜４に照射したとき、各赤外線毎に塗膜
４に対する加熱範囲が異なる。例えば近赤外線は同図
（ｃ）に示すように塗膜４を透過して被塗物１に吸収さ
れる。このため、被塗物１の母材が金属である場合を除
いて、塗膜４の加熱にはほとんど寄与することがない。
また中赤外線は同部（ａ）に示すように塗膜４の内部で
吸収され、塗膜４を内部側から加熱する。更に、遠赤外
線は同図（ｂ）に示すように塗膜４の表面で吸収され、
該塗膜４を表面側から加熱する。

【００２５】上記特性を持った中赤外線ゾーンＡと遠赤
外線ゾーンＢを連続して配置した装置では、表面に塗膜
４を形成した被塗物１を矢印ａ方向に沿って搬送する
と、この被塗物１は、先ず中赤外線ゾーンＡに於いて中
赤外線電気ヒータ２から中赤外線を照射されて塗膜４の
内部側が加熱される。このとき、塗膜２の表面には薄膜
が形成されず、加熱された部位に存在する溶剤や水が蒸
発して塗膜２の表面から大気中に放出される。同時に塗
膜２の内部側が硬化する。

【００２６】このため、中赤外線ゾーンＡの後工程で塗
膜４を加熱する場合、該塗膜４を内部側から加熱するこ
とに限定する必要がない。即ち、中赤外線ゾーンＡを通
過した塗膜４を加熱する際の熱源の選択範囲を広くする
ことが可能である。

【００２７】中赤外線ゾーンＡによって塗膜４の内部側
から加熱した被塗物１は、中赤外線ゾーンＡから遠赤外
線ゾーンＢに移送され、該遠赤外線ゾーンＢに於いて遠
赤外線燃焼ガスヒータ３から遠赤外線を照射されて塗膜
４の表面側から加熱される。このとき、塗膜２の内部側
からは既に蒸発したガスの放出が略終了して硬化してお
り、塗膜４の表面側から加熱して硬化させても、該塗膜
４内にガスが封入されてフクレが生じ、或いはガスが放
出されてピンホールが生じることがない。

【００２８】上記の如く、中赤外線ゾーンＡに於ける加
熱によって塗膜４が内部側から加熱されてガスが放出さ
れるため、遠赤外線ゾーンＢに於ける加熱方式が限定さ
れることがない。このため、燃焼ガスヒータを用いるこ
とが可能となり、電気エネルギのコストと比較してエネ
ルギコストを低減させることが可能となる。

【００２９】また遠赤外線は被塗物１を加熱することな
く塗膜４のみを加熱するため、エネルギ効率が良く、こ
のため、エネルギコストを低減することが可能である。

【００３０】尚、中赤外線ゾーンＡに於ける中赤外線電
気ヒータ２の配置形式は、図１に示すような被塗物１の
搬送方向である矢印ａ方向に対し直交する方向に限定す
るものではなく、図６に示すように、矢印ａ方向に並行
な方向であっても良い。

【００３１】本実施例では、被塗物１として窯業系の材
料として、建物の外壁や界壁に利用されるＡＬＣ基材１
を用いている。ＡＬＣ基材１は表面に約0.5mm 程度の無
数の凹凸が形成されており、この凹凸を被覆するために
塗膜４は約300 μｍ以上の厚さを持って形成されてい
る。

【００３２】塗膜４を形成する塗料は、水系エマルジョ
ン塗料が用いられている。このような塗料の代表的な例
としては、アクリル樹脂を含む塗料，メタクリル酸メチ
ル樹脂を含む塗料，エポキシ樹脂を含む塗料，フェノー
ル樹脂を含む塗料，尿素樹脂を含む塗料，メラミン樹脂
を含む塗料等の塗料があり、本実施例では、ＡＬＣ基材
１の表面に前記塗料群の中から選択された水系エマルジ
ョン塗料が塗布され所定厚さの塗膜４を形成している。

【００３３】特に、図４に示すように、水は固有振動数
である波長2.66μｍ，2.73μｍ（中赤外線範囲）と、6.
27μｍ（遠赤外線範囲）で赤外線が吸収され、効率良く
加熱される。従って、水系エマルジョン塗料からなる塗
膜４に中赤外線を照射することで、水を効率良く加熱し
て蒸発させることが可能である。即ち、塗膜４の表面に
薄膜が形成される以前に該塗膜４に中赤外線を照射する
ことで、該塗膜を内部側から加熱して水を蒸発させ、蒸
発した蒸気を塗膜４の表面から大気中に放出させること
が可能である。

【００３４】また図５に示すように、水系エマルジョン
塗料を形成する樹脂類に於いて、メタクリル酸メチル樹
脂は波長5.9 μｍ，7.9 μｍの遠赤外線の吸収能が高
く、またエポキシ樹脂は波長6.2 μｍ，6.4 μｍ，7.3
μｍ，12μｍの遠赤外線の吸収能が高く、フェノール樹
脂は波長3.0 μｍの中赤外線，波長6.5 μｍの遠赤外線
の吸収能が高く、尿素樹脂は波長6.1 μｍ，6.4 μｍ，
7.2 μｍの遠赤外線の吸収能が高く、更にメラミン樹脂
は波長6.3 μｍ〜6.7 μｍ，8.5 μｍ，12μｍの遠赤外
線の吸収能が高い。

【００３５】従って、遠赤外線ゾーンＢに於いて、塗膜
４に波長４μｍ以上にピークを有する遠赤外線を照射す
ることで、夫々含有する樹脂の種類に応じて最も吸収能
の高い遠赤外線が吸収され、これにより、塗膜４を該塗
膜４の表面側から加熱して硬化させることが可能であ
る。

【００３６】上記の如く、被塗物１の母材が窯業系の材
料である場合、該被塗物１の表面に形成される塗膜４の
厚さが大きいのに関わらず、母材が近赤外線の吸収能を
有しない。このため、近赤外線の照射は無意味である。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
塗膜の乾燥方法では、被塗物の表面に形成された塗膜に
対し、先ず中赤外線を照射することで、該塗膜を内部側
から加熱することが可能であり、この加熱に伴って塗膜
に含まれた溶剤や水分を蒸発させ、蒸発したガスを未だ
硬化していない塗膜の表面から大気中に放出させて硬化
させることが出来る。このため、内部側から硬化した塗
膜を表面側から乾燥させる際に、該塗膜に照射すべき赤
外線の性格を規定されることがない。従って、遠赤外線
の熱源として遠赤外線燃焼ガスヒータを利用することが
出来、エネルギコストを低減させることが出来る。

【００３８】上記の如く、中赤外線の照射に伴って蒸発
した溶剤或いは水分は、塗膜の表面に薄膜が形成される
以前に放出され、該塗膜の内部に封入されることがなく
フクレが発生することがない。また、塗膜の表面に薄膜
が形成された後、蒸発したガスが放出されるようなこと
がなく、ピンホールが発生することもない。従って、美
麗な塗装面を形成することが出来る。

【００３９】また被塗物を窯業系の材料とし塗膜を水系
エマルジョン塗料によって形成した場合、塗膜の厚さが
厚い場合であっても、始めに塗膜に中赤外線を照射して
該塗膜の内部から加熱することで、内部に含まれる水分
を蒸発させ、その後、遠赤外線により塗膜を表面側から
加熱することで、フクレやピンホールの発生を防止する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗膜の乾燥方法を実現するための
装置の例を説明する図である。

【図２】塗膜を加熱する際の状態を説明する模式図であ
る。

【図３】電磁波のスペクトルを示す図である。

【図４】水の吸収スペクトルを示す図である。

【図５】樹脂の吸収スペクトルを示す図である。

【図６】本発明に係る塗膜の乾燥方法を実現するための
装置の他の例を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ 中赤外線ゾーン Ｂ 遠赤外線ゾーン １ 被塗物 ２ 中赤外線電気ヒータ ３ 遠赤外線燃焼ガスヒータ ４ 塗膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗物の表面に形成された塗膜の乾燥方
   法であって、予め被塗物の表面に形成された塗膜に対
   し、２μｍ乃至４μｍの波長のピークを有する中赤外線
   電気ヒータによって中赤外線を照射した後、４μｍ以上
   に波長のピークを有する遠赤外線燃焼ガスヒータによっ
   て遠赤外線を照射することを特徴とする塗膜の乾燥方
   法。
2. 【請求項２】 前記被塗物が表面に凹凸を持った窯業系
   材料であり、塗膜が水系エマルジョン塗料からなること
   を特徴とする請求項１に記載した塗膜の乾燥方法。