JP2009119377A - 塗装用乾燥方法及び塗装用乾燥装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】輻射熱(輻射線)に基づく加熱乾燥により外板塗膜4aを急速昇温する。その一方、その急速昇温に伴い、外板塗膜4aの表面温度がその外板塗膜4aの内部温度よりも高くなろうとすることを、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風を外板塗膜4aの表面に直接的に供給することにより、外板塗膜4aの表面温度の昇温を効果的に抑え、外板塗膜4aの表面側が早期に硬化することを抑制する。これにより、輻射熱に基づく加熱乾燥を利用して早期乾燥を図りつつ、外板塗膜4a表面が、内部で発生した蒸気、突沸等の影響を受けることをなくす。
【選択図】 図6
Description
第2の技術的課題は、上記塗装用乾燥方法を使用する乾燥装置を提供することにある。
箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥方法において、
前記外板塗膜に対して、輻射線と、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風とを、同時且つ直接的に供給する構成としてある。この請求項1の好ましい態様としては、請求項2〜7の記載の通りとなる。
箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥装置において、
前記外板塗膜に対して、輻射線を放射する赤外線ヒータと、
前記外板塗膜に対して、前記赤外線ヒータの放射と同時且つ直接的に、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風を吹き出す温風吹出口と、
を備えている構成としてある。この請求項8の好ましい態様としては、請求項9以下の記載の通りとなる。
しかも、赤外線ヒータが乾燥炉内に配置されていることから、その乾燥炉内の温風に基づき、赤外線ヒータの過昇温を抑制することができ、その寿命の低下を抑制することができる。
ボディに対する塗装においては、揮発性有機溶剤の削減が進んでいる。例えば、ボディに対する上塗り塗装においては、図1に示すように、溶剤ベース塗料を使用する場合には、ベース塗装工程、クリア塗装工程、焼付工程が行われるのに対して、水性ベース塗料を使用する場合には、クリア塗装前に水性ベース塗料塗膜を乾燥させるべく、ベース塗装工程とクリア塗装工程との間にプレヒート工程(冷却工程も含む)を介在させる必要がある。プレヒート工程は、通常4分以上の工程長が一般的であるが、省スペース化の観点から、その工程を更に短時間で終了できることが望まれている。本実施形態に係る塗装用乾燥方法を、このプレヒート工程に適用した場合を例にとって説明する。先ず、この実施形態に係る塗装用乾燥方法を説明する前に、その方法を使用する乾燥装置について説明する。
乾燥装置1には、被乾燥物として、水性ベース塗料によるベース塗装が行われたボディ4が搬入されることになるが、乾燥装置1は、そのボディ4が搬入される前から作動している。A〜Dの各領域においては、各IRヒータ11から輻射線が放射されていると共に、各温風吹出口12〜14からは温風が吹き出されている。A〜Dの各領域におけるIRヒータ11の出力は、10KW以上75KW以下で、上流側(A領域側)が最も高く、下流側(D側)に向かうに従って低くなっており(具体的には図7の各実施例参照)、これにより、ボディ4に対する加熱を確保しつつ、加熱領域Shよりも下流側の冷却領域Sc(E,F領域)での冷却が円滑に行われることになっている。各温風吹出口12〜14からの温風に関しては、塗膜硬化温度以下の温度である40〜100℃の範囲の温風が50〜220m3/minの範囲の風量をもって吹き出されることになっており、この温風に基づく熱と、前記IRヒータ11からの輻射線に基づく輻射熱とにより、ボディ4の外板塗膜が100℃以下に加熱されると共に、その外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温温度が30〜70℃/分となるように設定されている。
このとき、温風の供給態様が、外板塗膜4aに対して直接的に吹き付けられて(図6中、波線矢印参照)、外板塗膜4aにおける境膜伝熱係数(対流境膜伝熱係数)が大きくなっており(対流伝熱の向上が図られていること)、上記温風による相対的な冷却効果は外板塗膜4aに効果的に及ぼされる。
しかもこのとき、冷却風ではなく温風(例えば80℃)が外板塗膜4aに供給されており、この温風供給の下では、冷却風を用いる場合のように乾燥能力が大きく低下することはない。このため、輻射熱に基づく加熱乾燥が外板塗膜4a表面の冷却により阻害されることを極力抑制できることになり(乾燥時間の増大抑制)、外板塗膜4aの乾燥に輻射熱に基づく加熱乾燥を効果的に利用して、外板塗膜4aを短時間で乾燥できることになる。
この試験結果を得るに際しては、下記試験方法の下で試験を行った。
(1)水性ベース塗膜温度と固形分の測定
実車ボディのフロントドア外板とフロントドア内板ステップに熱電対と固形分測定用アルミ箔を設置した。続いて、内板に水性ベース塗料(日本ペイント製)を乾燥膜厚が13±3μmになるようにスプレー塗装し、120秒室温放置した。続いて、ボディ4外板に当該水性ベース塗料を乾燥膜厚が13±3μmになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。尚、静電塗装は、ボディ4の縦面→受面を1セットとし、これを2回繰り返した。塗装終了後、90秒間室温放置して2分間プレヒートした。熱電対によりプレヒート開始から終了までのボディ4温度を測定し、プレヒート終了時の水性ベース塗膜固形分を次のようにして求めた。すなわち、アルミ箔の重量Aを塗装前に予め測定しておき、プレーヒート後、直ちにアルミ箔を塗膜が露出しないように折り畳んで、そのアルミ箔の重量Bを測定し、続いて、当該アルミ箔を塗膜が露出するように開いて140℃で1時間乾燥し、そのアルミ箔の重量Cを測定した。そしてこの後、プレヒート後の塗膜固形分(重量%)を(C−A)/(B−A)×100により算出した。
実車ボディの外板に溶剤中塗り塗料H880(日本ペイント製)を乾燥膜厚が20±5μmになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。7分間室温放置した後、内板に水性ベース塗料を乾燥膜厚が13±3μmになるようにスプレー塗装し、2分間室温放置した。続いて、ボディ4外板に当該水性ベース塗料を乾燥膜厚が13±3μmになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。1.5分間室温放置して2分間プレヒートした。2分間室温放置した後、内板に溶剤クリア塗料O−1600(日本ペイント製)を乾燥膜厚が25±5μmになるようにスプレー塗装した。1分間室温放置した後、外板に当該溶剤クリア塗料を乾燥膜厚が30±5μmになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。10分間室温放置した後、140℃で30分間電気炉で乾燥した。乾燥後、塗装の仕上がり性をWavescanDOI(BYK社製)で測定し、ピンホールの有無は目視で判定した。
ここで、水性ベース塗料としては、次のものを用いた。アルミペーストMH8801(東洋アルミニウム社製アルミニウム顔料)19.0部、エマルジョン樹脂(不揮発分30%、固形分酸価10mgKOH/g、水酸基価40)183.3部、水溶性アクリル樹脂(固形分酸価50mgKOH/g、固形分30%)33.3部、及びコーガムHW−62(昭和高分子社製ポリアクリルアミド、固形分15%)31.25部を混合した後、NeorezR960(アビシア社製ウレタンエマルジョン、有効成分33%)60.0部、ジメチルエタノールアミン10%水溶液5.0部を混合撹拌し、水性塗料組成物を得た。得られた水性ベース塗料をイオン交換水で、No.4フォードカップを用いて45秒/20℃に希釈調整した。
これに対して、条件を満たさないものについては、プレヒート後の塗膜固形分(wt%)、プレヒート後の塗膜温度(℃)、仕上がり性、ピンホールのいずれかについて問題が発生した(図7中の比較例参照)。
2 乾燥炉
4 ボディ(被乾燥物)
4a 外板塗膜
4b 内板塗膜
11 IRヒータ
12 温風吹出口
13 温風吹出口
14 温風吹出口
12’ 冷却風吹出口
13’ 冷却風吹出口
14’ 冷却風吹出口
15’ 冷却風吹出口
Claims (13)
- 箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥方法において、
前記外板塗膜に対して、輻射線と、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風とを、同時且つ直接的に供給する、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項1において、
前記外板塗膜を100℃以下に加熱すると共に、
前記外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度を30〜70℃/分にする、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項1又は2において、
前記被乾燥物を乾燥ライン上において移動させつつ、該被乾燥物の外板塗膜に前記輻射線と前記温風とを供給し、
前記輻射線の出力を、前記乾燥ラインの最上流において最も高くすると共に、該乾燥ラインの下流側に向かうに従って低下させる、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項3において、
前記乾燥ラインの上流側において、前記被乾燥物の外板塗膜を輻射線と温風とを供給し、
前記乾燥ラインの上流側よりも下流側において、該乾燥ラインの上流側の温風の温度よりも低い温度とされた冷却風を供給し、
しかも、前記乾燥ラインの下流側の冷却風風量を、該乾燥ラインの上流側の温風風量以上とする、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記被乾燥物の外板塗膜が水性ベース塗料塗膜とされ、
前記水性ベース塗料塗膜に対するプレヒート工程において行う、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項において、
前記被乾燥物が存在しないとき、前記輻射線の発生熱源に向かう温風の流れの方向を、別の温風の流れと合流させることにより変える、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項において、
前記被乾燥物が、その内外を連通する開口を有すると共に、その内板において乾燥すべき内板塗膜を有しており、
前記被乾燥物の内板塗膜に、該被乾燥物の外部から前記開口を介して温風を供給する、
ことを特徴とする塗装用乾燥方法。 - 箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥装置において、
前記外板塗膜に対して、輻射線を放射する赤外線ヒータと、
前記外板塗膜に対して、前記赤外線ヒータの放射と同時且つ直接的に、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風を吹き出す温風吹出口と、
を備えている、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。 - 請求項8において、
前記被乾燥物を通過させる乾燥炉が備えられ、
前記乾燥炉の内面に、前記赤外線ヒータと前記温風吹出口とを一ユニットとした加熱手段が、該乾燥路の上流から下流側に向けて隣り合うようにしつつ順次、設けられて、加熱領域が形成され、
前記赤外線ヒータの出力が、前記乾燥炉の最上流において最も高くなるようにされると共に、該乾燥炉の下流側に向かうに従って低下するように設定されている、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。 - 請求項8において、
前記被乾燥物を通過させる乾燥炉が備えられ、
前記乾燥炉の内面に、前記赤外線ヒータと前記温風吹出口とを一ユニットとした加熱手段が、該乾燥路の上流から下流側に向けて隣り合うようにしつつ順次、設けられて、加熱領域が形成され、
前記乾燥炉に、前記加熱領域に続いて冷却領域が形成され、
前記乾燥炉の内面に、前記冷却領域において、冷却風を吹き出す冷却風吹出口が開口され、
前記冷却領域における冷却風吹出口からの冷却風の風量が、前記加熱領域における温風吹出口からの温風の風量よりも多くなるように設定されている、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。 - 請求項8〜10のいずれか1項において、
前記被乾燥物の外板塗膜が水性ベース塗料塗膜とされ、
前記水性ベース塗料塗膜に対するプレヒート工程において用いられる、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。 - 請求項8〜11のいずれか1項において、
前記赤外線ヒータ及び前記温風吹出口が、それぞれ複数備えられ、
前記複数の温風吹出口のうちの一の温風吹出口として、その指向領域に前記複数の赤外線ヒータが入るように配置されたものが備えられ、
前記複数の温風吹出口のうちの別の温風吹出口として、その指向領域が前記一の温風吹出口の指向領域に対して交差するように配置されたものが備えられている、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。 - 請求項8〜12のいずれか1項において、
前記被乾燥物が、その内外を連通する開口を有すると共に、その内板において乾燥すべき内板塗膜を有しており、
前記温風吹出口として、前記被乾燥物の内板塗膜に、該被乾燥物の外部から前記開口を介して温風を供給するものが備えられている、
ことを特徴とする塗装用乾燥装置。
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