JP2000126674A - 塗膜の乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】赤外線を照射して塗膜を乾燥する過程で該塗膜
にフクレやピンホールが形成されることを防止する 【解決手段】例えば、軽量気泡コンクリートからなる被
塗物１の表面に水系エマルジョン塗料によって形成され
た厚さが300 μｍ以上の塗膜に対し、中赤外線又は遠赤
外線を照射して該塗膜を乾燥するに際し、前記赤外線を
照射して塗膜を加熱する加熱工程と、赤外線の照射を停
止して塗膜を加熱しない非加熱工程を繰り返して実行す
ることで、加熱時に付与された熱を非加熱時には塗膜内
部に浸透させ、該塗膜に温度勾配をなくして均等に加熱
する。

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。

【０００３】このため、塗膜内部への浸透性が高く且つ
塗膜の内部で吸収される中赤外線を照射し、塗膜の内部
から加熱して乾燥させることでフクレやピンホールの発
生を抑制する方法（第１公知例）が提案されている。こ
の方法では、塗膜の内部から加熱することによって表面
に薄膜を形成する以前に乾燥させることから、フクレや
ピンホールが発生することがない。

【０００４】また遠赤外線や熱風を利用した場合であっ
ても、初期の熱量を少なくし、その後、段階的に熱量を
増加して乾燥させる方法（第２公知例）も提案されてい
る。この方法では、塗膜が急激に加熱されることがない
ため、溶剤の急激な蒸発がなく、フクレやピンホールが
発生する虞がない。

【０００５】

【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、第１公知例及び第２公知例共に乾燥時間が
長くなるという問題が生じている。

【０００６】特に、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パネルやプレキャストコンクリー
トパネルの表面に塗装する場合、これらの材料では表面
に約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以上が必要である。この塗膜厚さは、各公知例のよ
うに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。

【０００７】窯業系の材料では、近赤外線を照射しても
材料がこのコンベア赤外線を吸収しないため、材料の温
度を上昇させて塗膜を加熱することが出来ない。このた
め、塗膜に中赤外線及び遠赤外線を照射して加熱するこ
とになるが、塗膜厚が極めて厚いため、該塗膜を略均一
な温度に加熱することが出来ず、乾燥効率が悪いという
問題がある。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。

【０００８】本発明の目的は、厚く形成された塗膜を効
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本件出願人等は窯業系の材料である軽量気泡コンク
リート（ＡＬＣ）の基材に水系エマルジョン塗料を用い
て厚さが300 μｍ以上の塗膜を形成し、この塗膜を中赤
外線或いは遠赤外線によって乾燥する実験を実施した。
この結果、塗膜を連続して単調に加熱するよりも、加熱
状態と非加熱状態を断続させて加熱した方が効率の良い
好ましい加熱状態を得ることが出来るとの知見を得た。

【００１０】上記実験は、ＡＬＣからなる被塗物の表面
に温度センサーを設置した状態で、この上に水系エマル
ジョン塗料を１平方メートル当たり1.2kg 塗布すること
で厚さが300 μｍ以上の塗膜を形成した試料を作成し
た。実験１では、前記試料に対し、遠赤外線ＬＰＧ触媒
ヒータ（270 ℃）を300mm 離隔させて配置し、前記ヒー
タによって塗膜を２分間加熱した後、１分間停止するサ
イクルを複数回繰り返した。実験２では、試料に対し、
中赤外線電気ヒータ（800 ℃）を700mm 離隔させて配置
すると共に熱風（70℃）を循環させ、24秒加熱した後13
6 秒停止するサイクルを複数回繰り返した。

【００１１】上記実験１の結果を図２に示し、実験２の
結果を図３に示す。尚、各図に於いて、点線で示す温度
曲線が本実験の結果を示し、実線で示す温度曲線が試料
を連続加熱したときの温度曲線を示している。

【００１２】実験１では、加熱状態及び非加熱状態に伴
って温度の上昇と降下を繰り返しつつ、塗膜全体が徐々
に上昇してゆき、15分後に約70℃に到達している。塗膜
の温度が約70℃に到達するまでの時間は、連続加熱した
場合と比較して遅い。本実験１に於ける蒸発量は、連続
加熱の場合が17ｇであり、断続加熱の場合が26ｇであっ
た。このときの推定水分率は連続加熱の場合が16.0％で
あり、断続加熱の場合が7.0 ％であった。この結果か
ら、断続的に加熱した場合の方が乾燥効率が向上したと
いえる。

【００１３】尚、上記蒸発量は、塗膜を形成した乾燥前
の試料の重量と乾燥後の試料の重量との差としている。
また推定水分率は、乾燥後の塗膜の水分率を前記蒸発量
から算出したものであり、塗膜の厳密な水分率を表すも
のではなく、あくまでも推定した水分率である。

【００１４】また実験２では、実験１と同様に加熱状態
及び非加熱状態に伴って温度の上昇と降下を繰り返しつ
つ、塗膜全体が徐々に上昇してゆき、約46分後に温度約
70℃に到達している。このとき、温度の上昇曲線は連続
加熱の場合と略一致している。本実験２に於ける蒸発量
は、連続加熱の場合が13ｇであり、断続加熱の場合が32
ｇであった。また推定水分率は、連続加熱の場合が32.3
％であり、断続加熱の場合が15.8％であった。この結果
から、断続的に加熱した場合の方が乾燥効率が向上した
といえる。

【００１５】即ち、従来技術のように塗膜を連続的に加
熱した場合、塗膜に於ける加熱された部位の温度が上昇
して硬化し、この硬化部分が他の部分に対する熱の浸透
を阻害すると共に溶剤（水）の蒸発を阻害して乾燥を妨
げる。特に、塗膜の厚さが厚い場合、塗膜内部で温度勾
配が生じて前記傾向が増長する。これに対し、塗膜を断
続的に加熱した場合、加熱時に付与された熱が非加熱時
に浸透し、塗膜全体の温度が均等に上昇して部分的な硬
化を防止することで、塗膜の均等な乾燥を実現出来るも
のと考えられる。

【００１６】従って、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、被
塗物の表面に形成された塗膜に対し、中赤外線又は遠赤
外線を照射して加熱する加熱工程と、前記中赤外線又は
遠赤外線を照射ことなく非加熱状態に保持する非加熱工
程と、を交互に繰り返すことを特徴とするものである。

【００１７】上記塗膜の乾燥方法では、加熱工程に於い
て被塗物の表面に形成された塗膜に対し中赤外線又は遠
赤外線を照射して加熱し、引き続く非加熱工程に於いて
赤外線を照射することなく非加熱状態で保持すること
で、塗膜全体の温度を均等に上昇させることが出来、部
分的な硬化を防止することが出来る。このため、塗膜に
於ける熱の浸透の阻害や、溶剤の蒸発を阻害することが
なく、塗膜の乾燥効率を向上させることが出来る。

【００１８】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厚さ300 μｍ以上の厚膜であること
が好ましい。この場合、被塗物の表面に形成される塗膜
の厚さが300 μｍ以上であっても、塗膜全体を均等に加
熱することが出来る。このため、塗膜に於ける溶剤の蒸
発性能や熱の浸透性能が略均一となり、フクレやピンホ
ールを発生することなく、効率的な乾燥を実現すること
が出来る。

【００１９】

【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
明する図である。

【００２０】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中赤外線又は遠赤外線を照
射して塗膜を加熱する加熱工程と、塗膜に対する加熱を
停止した非加熱工程とを交互に繰り返すことで、塗膜を
部分的に加熱することなく全体的に均等に加熱して該塗
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、乾燥効率の向上を実現
したものである。

【００２１】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、被塗物１に形成された塗膜に対し、中赤
外線或いは遠赤外線を照射し、或いは照射しないように
構成されており、図１（ａ）に示す乾燥装置Ａは、被塗
物１の搬送方向である矢印ａ方向に沿って所定の間隔を
保持し、且つ長手方向が矢印ａ方向に対し直交する方向
に配置された複数の電気ヒータ２を有して構成されてい
る。また乾燥装置を貫通して被塗物１を搬送するローラ
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。

【００２２】また乾燥装置Ｂは、同図（ｂ）に示すよう
に、被塗物１の搬送方向に沿って所定の間隔を保持し、
且つ長手方向が矢印ａ方向と平行方向に配置された複数
の電気ヒータ２を配置して構成されたものであっても良
い。

【００２３】上記構成に於いて、電気ヒータ２は中赤外
線を照射する所謂中赤外線電気ヒータを用いている。し
かし、本発明では、熱源として中赤外線及び遠赤外線を
利用するものであり、従って、上記乾燥装置Ａ，Ｂに於
いて、必ずしも電気ヒータ２のみを用いる必要はなく、
遠赤外線を照射し得る電気ヒータ，ＬＰＧ燃焼ヒータ或
いはＬＰＧ触媒ヒータ等を用いても良いことは当然であ
る。

【００２４】上記の如く構成された乾燥装置Ａでは、電
気ヒータ２の長手方向が被塗物１の搬送方向である矢印
ａ方向に対し直交する方向に配置されている。このた
め、矢印ａ方向に沿った方向の長さは電気ヒータ２の本
数に規制される。また被塗物１に対する非加熱時間ｃは
電気ヒータ２の間隔によって設定することが可能であ
る。

【００２５】また乾燥装置Ｂでは、電気ヒータ２の長手
方向が矢印ａ方向と平行であるため、被塗物１に対する
加熱時間は電気ヒータ２の長さに規制される。従って、
加熱時間ｔは電気ヒータ２の長さと搬送速度とによって
設定され、非加熱時間ｃは電気ヒータ２の間隔で設定さ
れる。

【００２６】被塗物１となる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は約300 μ
ｍ以上の厚さを持って形成されている。

【００２７】塗膜を形成する塗料は、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を形成している。

【００２８】ＡＬＣ基材１に形成した塗膜を乾燥する場
合に於ける加熱時間ｔと非加熱時間ｃとの比率について
実験した。

【００２９】上記比率は、連続加熱であるｔ：ｃが１：
０の場合、断続加熱であるｔ：ｃが24秒：56秒（１：2.
3 ），24秒：136 秒（１：5.7 ），24秒：216 秒（１：
９）の場合としてブロッキングテスト及び外観テストを
実施した。その結果、連続加熱の場合には塗膜の内部に
多少気泡が存在し、塗膜の表面には斑が生じた。他の断
続加熱の場合には塗膜はＡＬＣ基材１の表面に密着して
おり、表面の状態も美麗であった。

【００３０】この結果、加熱時間ｔと非加熱時間ｃとの
比率は１：２〜１：８の範囲であれば実用的であり、
１：４〜１：７の範囲であれば好ましく実施することが
可能である。更に、前記範囲が１：５〜１：６であれば
特に好ましく実施することが可能である。

【００３１】

【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、中赤外線又は遠赤外線を照射して加熱する加熱工
程と、照射を停止する非加熱工程とを繰り返すことで、
塗膜の内部を部分的に硬化させることなく、均等に温度
を上昇させて硬化させ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を蒸発させることが出来る。
このため、塗膜にフクレやピンホールが形成されること
がなく、乾燥効率を向上することが出来る。

【００３２】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、該塗膜に温度勾配が形成されるこ
とがなく、内部に含まれる水分を蒸発させてフクレやピ
ンホールの発生を防止して乾燥させることが出来る。

【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】実験１の結果を示す図である。

【図３】実験２の結果を示す図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 乾燥装置 １ 被塗物 ２ 電気ヒータ

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、被塗物の表面に形成された塗膜に対し、中
   赤外線又は遠赤外線を照射して加熱する加熱工程と、前
   記中赤外線又は遠赤外線を照射ことなく非加熱状態に保
   持する非加熱工程と、を交互に繰り返すことを特徴とす
   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厚さ
   300 μｍ以上の厚膜であ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。