JP2011252178A - ワーク塗膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼付工程の生産性を高めつつ、ワークに被覆されている焼付塗膜の塗膜強度を高くできるワーク塗膜の製造方法を提供する。
【解決手段】製造方法では、加熱室４７に配置された遠赤外線ヒータ４９を有すると共に加熱室４７の室内温度の目標温度がワーク１の未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に設定された加熱炉４を用いる。未硬化塗膜が被覆されたワーク１を加熱室４７に装入し、遠赤外線ヒータ４９からの遠赤外線により加熱室４７を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に加熱する。ワーク１を加熱室４７に装入した時刻から３０秒〜４分間で未硬化塗膜を加熱させて焼き付ける。その後、ワーク１を加熱室４７から取り出し、未硬化塗膜を冷却させる。
【選択図】図５

Description

本発明はワーク塗膜の製造方法に関する。

ワーク塗膜の製造方法として、電着塗装で未硬化塗膜が被覆されたワークを用い、そのワークを加熱炉の加熱室に装入した状態で、加熱室の室内温度を６０〜１２０℃（未硬化塗膜のＴｇ温度未満）という低温において数時間加熱させて熱硬化させる焼付工程を実施する技術が知られている（例えば特許文献１，２）。特許文献１では、ワークに被覆されている焼付塗膜の塗膜強度を高めるため、電着塗装工程前に、ワークに対して脱脂する脱脂工程、脱脂処理後にブラスト処理により粗面化させる工程、粗面化したワークを脱脂する工程、脱脂したワークを水洗する水洗工程とを実施して、ワークの表面における異物を電着塗装前に除去することにしている。更に、本出願人の従来工法では、図２に示すように、鋳造されて砂落としされたワークについては、電着塗装工程の前に、ワークに付着した油脂分を除去するために、ワークを湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワークを脱脂する脱脂工程、ワークに付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワークの表面をリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワークの表面をリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）をワークの表面に形成する化成工程、化成工程を経たワークを水洗する水洗工程等といった前処理工程が、電着塗装工程の前に実施されている。

特開２００９−１９１３０７号公報 特許２８１１３５０号

産業界では、未硬化塗膜を焼き付けて焼付塗膜を形成する焼付工程の生産性を高めつつ、ワークに被覆されている焼付塗膜の塗膜強度を高くすることが要請されている。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、焼付工程の生産性を高めつつ、ワークに被覆されている焼付塗膜の塗膜強度を高くできるワーク塗膜の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るワーク塗膜の製造方法は、（ｉ）電着塗装で被覆された樹脂を基材とする未硬化塗膜が被覆された金属系のワークを用意する工程と、
（ｉｉ）加熱室と前記加熱室に配置された遠赤外線ヒータとを有すると共に前記加熱室の室内温度の目標温度が前記未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に設定された加熱炉を用い、
前記未硬化塗膜が被覆された前記ワークを前記加熱炉の前記加熱室に装入し、前記遠赤外線ヒータからの遠赤外線により前記加熱室を前記未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に加熱すると共に前記ワークの前記未硬化塗膜を加熱させ、且つ、前記ワークを前記加熱室に装入した装入時刻から３０秒〜４分間で前記未硬化塗膜の焼き付けを終了する焼付工程と、
（ｉｉｉ）その後、前記ワークの前記未硬化塗膜を常温領域に冷却させる冷却工程とを含むことを特徴とする。

Ｔｇ温度は未硬化塗膜のガラス転移温度を意味する。『３０秒〜４分間で未硬化塗膜の焼き付けを終了する』とは、目標温度が未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温とされている加熱室にワークを装入した装入時刻を起点とし、起点から３０秒〜４分間で、未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温に維持されている加熱室からワークを取り出すことをいう。本発明方法によれば、加熱室の室内温度の目標温度（実際の温度に相当）が未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に設定されている。殊に、焼付時間の短縮化のため、Ｔｇ温度よりも３５０℃以上、４５０℃以上、５００℃以上の高温側に設定されていることが好ましい。本発明方法によれば、ワークに被覆されている未硬化塗膜のＴｇ温度は１００〜１５０℃であり、焼付工程における加熱室の温度は３５０〜８００℃であることが好ましい。

本発明方法によれば、遠赤外線の照射で未硬化塗膜を加熱する。遠赤外線は、樹脂を基材とする未硬化塗膜の厚み方向の内部に深く浸透するため、遠赤外線を照射しない電気ヒータに比較して、未硬化塗膜の内部やワークの表面（未硬化塗膜の底面）側からの加熱を実現できる。よって、未硬化塗膜の内部の硬化が進行していないのにもかかわらず、未硬化塗膜の表面のみが優先的に過剰に硬化してしまうことが抑制される。このためワークの表面に付着していたり、未硬化の塗膜に含有していたりしている不良の要因となり得る液相状の水分や液相状の溶剤等を気相化させて未硬化塗膜の全域から良好に排出させることができる。このため本発明方法によれば、加熱室の目標温度（加熱室の温度）を、未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の遙かに高温側に設定して未硬化塗膜を加熱できる。しかし加熱室の温度がＴｇ温度よりも遙かに高温であるため、ワークの未硬化塗膜が熱劣化するおそれがある。そこで、ワークを加熱室に装入した装入時刻から短時間のうちに未硬化塗膜の焼き付けを終了し、加熱室から取り出す。このように未硬化塗膜の内部や底面側から加熱でき、ピンホールやクラックの生成が抑制され、焼付塗膜の塗膜強度ひいてはワークに対する焼付塗膜の密着強度を高くできる。更に焼付工程を短時間に済ませ得るため、焼付工程の生産性を高め得る。

本発明方法によれば、焼付工程における生産性を高め、焼付塗膜の塗膜強度ひいてはワークに対する焼付塗膜の密着強度を高くできる。

実施形態１に係り、（Ａ）は鋳型でワークが鋳造されている状態を示す断面図であり、（Ｂ）はワークの表面に未硬化塗膜が被覆されている状態を示す断面図であり、（Ｃ）はワークの表面に被覆されている未硬化塗膜に遠赤外線を照射している状態を示す断面図であり、（Ｄ）はワークの表面に被覆されている焼付塗膜を示す断面図である。 参考形態に係り、ワークに焼付塗膜を形成する過程を示す図である。 実施形態１に係り、ワークに焼付塗膜を形成する過程を示す図である。 加熱炉を組み付ける直前の状態を示す断面図である。 加熱炉を組み付けた直後の状態を示す断面図である。 実施形態２に係り、加熱炉を示す図である。 実施形態３に係り、ワークの未硬化塗膜の昇温過程を示すグラフである。 Ｔｇ温度を求める際のグラフである。

ワークは金属系である。金属としては、鉄、鉄合金（ステンレス鋼を含む）、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等が挙げられる。鉄合金として、鉄基地に黒鉛が分散している鉄鋳物、プレス成形品、鍛造成形品、ダイクエンチ成形品が挙げられる。鉄鋳物としては、砂型（生砂型、シェルモールド型を含む）で鋳造した鋳物、金型で形成した鋳物でも良い。鋳物は鋳鉄、アルミニウム合金を含む。鉄鋳物は、鉄−炭素系、鉄−炭素−シリコン系、鉄−炭素−シリコン−マンガン系、鉄−炭素−シリコン−マグネシウム系が例示される。亜共結晶組成、共結晶組成、過結晶組成が挙げられる。アルミニウム合金としては、アルミニウム、アルミニウム−シリコン系、アルミニウム−シリコン−マンガン系、アルミニウム−マグネシウム系が例示される。アルミニウム合金の場合においても、亜共結晶組成、共結晶組成、過結晶組成が挙げられる。
砂型で鋳造された鋳物であれば、砂型の鋳型面を転写しているため、ワークの表面は粗面化されていることが多い。ワークの表面が粗面化されていれば、ワークに被覆されている未硬化塗膜を透過してワーク表面に到達した遠赤外線の吸収面積が増加するため、遠赤外線の吸収率が高く、未硬化塗膜の底面側からの加熱に貢献できる。焼付工程で用いる加熱炉は、ワークを保持する保持部をもつワーク設置台と、下面が開放され上方および側方が閉鎖された加熱室を形成する断熱材料で形成された断熱壁と加熱室に配置された遠赤外線ヒータとを有する加熱炉本体とを備えていることが好ましい。そして、遠赤外線ヒータをオンさせた状態で、ワーク設置台および加熱炉本体のうちの少なくとも一方を高さ方向において一方向に相対移動させることにより、ワークを加熱室に収容させることができる。この場合、ワークを短時間に高温状態の加熱室に収容でき、ワークの未硬化塗膜を短時間のうちにＴｇ温度付近（Ｔｇ温度に対してプラスマイナス２０℃以内）まで加熱できる。また、ワーク設置台および加熱炉本体のうちの少なくとも一方を高さ方向において逆方向に相対移動させることにより、加熱室からワークを取り出すことができる。この場合、高温状態の加熱室からワークを短時間に取り出すことができ、未硬化塗膜をＴｇ温度付近（Ｔｇ温度に対してプラスマイナス２０℃）に保持する焼付キープ時間を短時間にでき、あるいは、焼付キープ時間を無くすのに有利である。未硬化塗膜のうち樹脂成分は６０％以上とすることができる。

（実施形態１）
以下、本発明方法の代表的な実施形態１について、図１〜図５（図２を除く）を参照して説明する。本実施形態によれば、まず、鋳造工程により鉄鋳物系のワーク１（図１参照）を形成する。鉄鋳物は砂型（生砂型、シェルモールド型を含む）で鋳造した鉄鋳物である。鉄鋳物としては、多数の黒鉛が鉄系基地に分散している組織をもつ鋳鉄が挙げられ、例えば、球状黒鉛鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄、いも虫状黒鉛鋳鉄等が挙げられる。基本組成としては、凝固速度などによっても相違するが、質量比で、炭素が２〜５％、シリコンが０．４〜１０％、マンガンが０．１〜２．０％、リンが１％以下、硫黄が１％以下の組成が挙げられる。マグネシウムが含まれている場合には、０．０２〜０．８％、０．０２〜０．５％、０．０３〜０．０５％が例示される。黒鉛サイズは特に限定されるものではなく、鉄鋳物系における黒鉛の一般的なサイズで良く、一般的には５〜５００マイクロメートル、１０〜３００マイクロメートルが例示される。鉄系基地として、フェライト系、パーライト系、フェライトおよびパーライト混合系、オーステナイト系、ベイナイト系等が挙げられる。

ワーク１は鋳型１０（砂鋳型）のキャビティ１０ｃへ鋳鉄溶湯を注湯する注湯工程、キャビティ１０ｃ内で溶湯を凝固させる凝固工程、鋳型１０とワーク１とを分離させる型ばらし工程、ショットやグリッド等の投射材等でワーク１に付着した砂を落とす砂落とし工程、バリ取り工程等を順に経たものである。ワーク１の表面１ａは鋳型１０の鋳物砂１０ｓの跡が転写された鋳物肌とされているため、粗面化されている。更に、ワーク１の表面１ａには、ショット等の投射材が投射されているため、ワーク１の表面１ａ（鋳物肌）は粗面化されている。

本出願人による従来工程に係る参考形態では、図２に示すように、鋳造されて砂落としされたワークについては、ワークに付着した油脂分を除去するために、ワークを湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワークを脱脂する脱脂工程、ワークに付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワークの表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワークの表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、化成工程を経たワークを水洗する水洗工程等といった前処理工程が、電着塗装工程の前に実施されている。参考形態では、これらの前処理工程は、ワークに被覆されている焼付塗膜の塗膜強度ひいては密着強度を高くするために実施されている。更に図２に示すように、参考形態では、電着塗装後に、電着塗装したワークを水洗する水洗工程（回収水洗）、ワークに被覆されている未硬化塗膜を熱風等で１００〜１３０℃の温度で２０〜６０分間程度焼き付けて焼付塗膜を形成する焼付工程、焼付工程を経た焼付塗膜を水で冷却させる冷却工程が実施されている。

しかしながら本実施形態によれば、図３に示すように、鋳造されて砂落としされたワーク１を湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワーク１を脱脂する脱脂工程、ワーク１に付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワーク１の表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワーク１の表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、化成工程を経たワーク１を水洗する水洗工程等といった前処理工程は、電着塗装工程の前に実施されておらず、廃止されている。本実施形態でも、従来工程と同様に、図３に示すように、電着塗装後に、電着塗装したワーク１を水洗する水洗工程（回収水洗）、ワーク１に被覆されている未硬化塗膜２を焼き付けて焼付塗膜３を形成する焼付工程、焼付塗膜３を水で冷却させる冷却工程が実施されている。このように本実施形態では、ワーク１を湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワーク１を脱脂する脱脂工程、ワーク１に付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワーク１の表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワークの表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、化成工程を経たワーク１を水洗する水洗工程等といった前処理工程が廃止されている。これらの前処理工程は、前述したように、焼付塗膜３の塗膜強度を高め、ひいてはワーク１に対する密着強度を高くするために実施されるが、Ｔｇ温度よりも遙かに高温の加熱室４７を用いてワーク１および未硬化塗膜２を遠赤外線で急速加熱させる本実施形態によれば、後述するように電着塗装前の上記した前処理工程を廃止したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度ひいては密着強度を従来工程と同様に高く維持できるため、製造工程の簡素化および製造コストの低減の観点から、上記した多数の工程からなる前処理工程を廃止している。

このように本実施形態では、鋳造工程で形成されたワーク１に対して、湯洗工程や水洗工程、脱脂工程等といった前処理工程を実施することなく、電着塗装工程を実施する。電着塗装工程では、塗装槽の液状の塗料にワーク１の全体および電極を浸漬させ、ワーク１を陽極とし電極を負極とした状態で、塗料に浸漬されているワーク１と電極との間に直流電圧を印加させて直流電流を通電し、カチオン電着塗装を実施する。なお塗装槽自体を電極としても良い。電着塗装では、塗料は対極であるワーク１に向けて電気泳動し、ワーク１の表面１ａに被着して未硬化塗膜２を形成する（図１（Ｂ）参照）。この場合、電着塗装としては適宜設定できるものの、直流電圧として１００〜２５０Ｖ、１２０〜２５０Ｖが挙げられ、電流として１〜４アンペア、１．３〜２アンペアが挙げられ、電着時間は１〜６分間、２〜５分間が挙げられる。但しこれらに限定されるものではない。なお、電着時間を過剰にしても、未硬化塗膜２の形成によりワーク１の表面１ａにおける導電性が損なわれるため、未硬化塗膜２は一定膜厚み以上は形成されない。このような電着塗装工程により、ワーク１の表面１ａに未硬化塗膜２が被覆される（図１（Ｂ）参照）。未硬化塗膜２の厚みは電着塗装の条件によっても相違するが、好ましくは、５〜１００マイクロメートル、７〜７０マイクロメートル、１０〜５０マイクロメートルが挙げられる。未硬化塗膜２のうち樹脂成分は質量比で６０％以上とすることができる。塗料の基体樹脂としてエポキシ樹脂系、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂等のように電着塗装で用いられる樹脂が挙げられる。必要に応じて、可塑剤、硬化剤、乳化剤、増粘剤、着色顔料を塗料に配合しても良い。

本出願人によれば、図３に示すように、電着塗装後において、ワーク１に対して水洗工程を実施し、余剰の塗料をワーク１の表面１ａから除去する。次に焼付工程および冷却工程を実施する。焼付工程では加熱炉４が用いられる。加熱炉４は、例えば、図４および図５に示すように、加熱炉４は互いに分離可能なワーク設置台４０と加熱炉本体４６とを有することができる。ワーク設置台４０は、支持脚部４１ａをもつ複数の脚４１と、脚４１に支持された断熱壁で形成された支持部４２と、支持部４２に保持されワーク１を保持する保持部４４と、支持部４２に設けられた遠赤外線ヒータ４５とを有する。遠赤外線ヒータ４５は、保持部４４に保持されたワーク１の下側から遠赤外線を照射する。図４および図５に示すように、加熱炉本体４６は、密閉室となる加熱室４７を形成するセラミックス断熱材料で形成された断熱壁４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄを有する炉体４８と、加熱室４７に配置された加熱源としての複数の遠赤外線ヒータ４９（遠赤外線の波長：３〜１０マイクロメートル）とを有する。断熱壁４８ｃは天井壁を形成する。断熱壁４８ａ，４８ｂ，４８ｄは側壁を形成すると共に、断熱壁４８ｄに対面する断熱壁（図示せず）も側壁を形成する。

加熱室４７へワーク１を出入する時間をなるべく短縮すべく、加熱室４７の下面４７ｄは開放されている。加熱された空気は上昇するため、加熱室４７の熱気が逃げることが抑制され、加熱室４７の温度が低下することが抑制され、ワーク１および未硬化塗膜２の加熱に貢献できる。炉体４８には、ガイド用の拡開部４８ｔを有するガイド４８ｍが下方に延設されている。ワーク設置台４０および加熱炉本体４６のうちの少なくとも一方が高さ方向（矢印Ｈ方向）における一方向に相対移動して組み付けられるとき、ガイド４８ｍは、ワーク設置台４０の脚４１に案内される。この場合、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６との組付時間を短縮でき、ひいてはワーク１および未硬化塗膜２の加熱に有利である。未硬化塗膜２の焼付工程が完了したら、ワーク設置台４０および加熱炉本体４６のうちの少なくとも一方を高さ方向（矢印Ｈ方向）における逆方向に相対移動させることにより、加熱室４７からワーク１および未硬化塗膜２を取り出す。この場合、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６との組付解除時間を短縮でき、ひいてはワーク１および未硬化塗膜２が過熱されることが抑制され、未硬化塗膜２をＴｇ温度直下に保持する焼付キープ時間をなるべく短縮できる。

遠赤外線ヒータ４９は、複数個の上ヒータ４９ｕと、複数個の第１側面ヒータ４９ｓと、複数個の第２側面ヒータ４９ｅと、複数個の第３側面ヒータ４９ｆと、複数個の第４側面ヒータ（図示せず）を有する。遠赤外線ヒータ４５，４９から放射される遠赤外線は、未硬化塗膜２を構成する高分子材料である樹脂に対して浸透性が良い。以下、遠赤外線ヒータ４９は遠赤外線ヒータ４５を含む概念である。遠赤外線は、樹脂を基材とする未硬化塗膜２の厚み方向の内部に深く浸透する波長を有するため、遠赤外線を照射しない電気ヒータや熱風等に比較して、未硬化塗膜２の内部やワーク１の表面１ａ（未硬化塗膜２の底面）側からの加熱を実現できる。このため未硬化塗膜２の内部の硬化が進行していないのにもかかわらず、未硬化塗膜２の表面２ａのみが優先的に過剰に硬化してしまうことが抑制される。従って、ワーク１の表面１ａや未硬化塗膜２の内部に付着しており且つ欠陥の要因となり得る液相状の水分や液相状の溶剤等を気相化させ、未硬化塗膜２から排出させることができる。ここで、仮に、未硬化塗膜２の表面２ａのみが優先的に硬化してしまう場合には、ワーク１の表面１ａや未硬化塗膜２の内部に含まれている液相状の水分や液相状の溶剤等が気相化したとしても、未硬化塗膜２から排出されることが阻害され、ピンホールやクラック等の欠陥の要因となり、焼付塗膜３の品質が低下してしまうおそれがある。なお、遠赤外線は超遠赤外線も含む概念であり、波長３〜１０００マイクロメートルの電磁波が挙げられる。殊に波長としては３〜１００マイクロメートルが挙げられ、殊に３〜４０マイクロメートルが挙げられる。

焼付工程では、図４に示すように、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６とが高さ方向（矢印Ｈ方向）に分離している状態で、未硬化塗膜２を有するワーク１をワーク設置台４０の保持部４４に設置する。この場合、ワーク設置台４０に設置されているワーク１は５０℃以下であり、基本的には常温領域とされている。図４に示すように、加熱室４７にワーク１を収容する前の段階においてワーク設置台４０と加熱炉本体４６とが互いに分離していたとしても、即ち、ワーク１を加熱室４７に密閉させる前において、収容加熱炉本体４６の遠赤外線ヒータ４９のヒータ４９ｕ，４９ｓ，４９ｅ，４９ｆはオンして加熱作動している。このため、加熱炉本体４６の加熱室４７はワーク１を収容しておらず、密閉室となっていないものの、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温領域、即ち、３５０〜８００℃の温度範囲、４００〜７５０℃の温度範囲、４５０〜７００℃の温度範囲に維持されている。この場合、未硬化塗膜２の材質等によっても相違するが、加熱室４７の温度の上限値として８００℃、７５０℃、７００℃が挙げられ、更には、６５０℃、６００℃、５５０℃、５００℃、４５０℃が適宜挙げられる。加熱室４７の温度の下限値として３５０℃、３７５℃、３５０℃、４２５℃が挙げられる。このようにワーク１および未硬化塗膜２の加熱性を考慮すると、加熱室４７にワーク１を収容する直前の段階には、加熱室４７の温度としては、ワーク１に被着されている未硬化塗膜２のＴｇ温度以上またはＴｇ温度直下の温度領域に維持しておくことが好ましい。

焼付工程では、上記した状態で、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６とを高さ方向（矢印Ｈ方向）において相対的に接近させ、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６とを組み付け、加熱室４７の下面４７ｄを閉鎖し、加熱室４７にワーク１を収容させると共に加熱室４７を密閉状態とし、遠赤外線ヒータ４９の出力を増加させる。この場合、ワーク設置台４０を上昇させても良いし、加熱炉本体４６を下降させても良い。このようにワーク１を収容する加熱室４７を密閉状態（図５参照）とすると、ワーク１を収容する加熱室４７の室内温度を急激に昇温させることができる。従って、本実施形態に係る焼付工程では、加熱室４７にワーク１を装入した時刻から、遠赤外線ヒータ４９による加熱室４７の室内温度の昇温速度は速い。昇温速度としては、８０〜２５０℃／分間、１００〜２５０℃／分間が好ましい。この場合、４０〜１２５℃／３０秒間、５０〜２２５℃／３０秒間が好ましい。図５では保持部４４は図略されている。

このように本実施形態によれば、ワーク１に被着されている未硬化塗膜２は、これのＴｇ温度の直下の温度（Ｔｇ温度よりも１〜２０℃直下の温度）まで短時間（２０秒〜４分間）のうちに昇温される。この場合、加熱炉本体４６の加熱室４７の目標温度、即ち、実際の室内温度（加熱室４７の空気の温度）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温である。具体的には、加熱室４７の目標温度、即ち、実際の室内温度は未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも２５０℃以上（３５０℃以上、４５０℃以上）高温の領域である。このように加熱室４７の室内温度は未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温であるため、未硬化塗膜２を熱劣化させるおそれがある。このため、焼付工程において、加熱室４７の室内温度の上限値としては、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも例えば６５０℃、７００℃または７５０℃高温の温度が挙げられる。焼付工程においては、加熱室４７の室内温度の上限値以上の高温には、昇温させない方が好ましい。加熱室４７の室内温度は加熱室４７に設置した温度センサにより検知することが好ましい。

このように本実施形態によれば、ワーク１の表面１ａに被覆されている未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、加熱室４７の室内温度を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温（２５０℃以上高温）の領域に維持するため、未硬化塗膜２が加熱室４７の温度により熱劣化するおそれがあるが、基本的には、焼付工程を極く短時間で行い、ワーク設置台４０と加熱炉本体４６とを高さ方向（矢印Ｈ方向）において相対的に離間させ、過剰に高温の加熱室４７からワーク１を速やかに取り出す。即ち、ワーク１を加熱室４７に装入した時刻から３０秒間〜４分間（４０秒間〜３分３０秒間、５０秒間〜３分間、６０秒間〜２分３０秒間）という極く短時間のうちに焼付工程を終えて加熱室４７から取り出す。このため、ワーク１に被覆されている未硬化塗膜２自体をＴｇ温度以上に長い時間（例えば５分以上）晒すことが抑制されている。仮に、未硬化塗膜２自体を加熱室４７においてＴｇ温度以上に瞬間的に加熱することがあるとしても、２０秒以内、好ましく１５秒以内、更に好ましくは１０秒以内と極く短時間とすることが好ましい。このため加熱室４７の未硬化塗膜２は遠赤外線で加熱されて熱硬化するものの、熱劣化は抑制されている。

加熱室４７の高温維持、焼付時間の短縮などを考慮すると、加熱室４７からワーク１を速やかに取り出すときにおいても、遠赤外線ヒータ４９，４５はオンされて遠赤外線の放射を継続させることが好ましい。但し、必要に応じて遠赤外線ヒータ４９，４５をオフさせても良い。

上記したように本実施形態によれば、遠赤外線ヒータから放射される遠赤外線の照射によりワーク１の表面１ａ、さらには、未硬化塗膜２の内部または底面（ワーク１の表面１ａ側）を含む未硬化塗膜２全体からの熱硬化をほぼ同時に実現できるため、焼付塗膜３の塗膜強度ひいてはワーク１に対する密着強度を向上させることができる。更に本実施形態によれば、未硬化塗膜２を有するワーク１を収容する加熱炉本体４６の加熱室４７の室内温度の目標温度（実際の温度）を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温領域に設定し、未硬化塗膜２を効率よく熱硬化させる。この場合、未硬化塗膜２が熱劣化するおそれがあるが、その加熱時間は極く短時間であるため、ワーク１に被覆されている未硬化塗膜２の熱劣化が抑制される。

加えて本実施形態によれば、ワーク１は鉄鋳物が採用されている。鉄鋳物の鉄基地は金属であり、遠赤外線に対する反射性が高い。これに対して鉄基地に分散されている黒鉛は、鉄基地に対して遠赤外線の吸収性が高い。このため遠赤外線を用いる焼付工程において、未硬化塗膜２ばかりか黒鉛もワーク１の表面１ａにおける遠赤外線の吸収により加熱に影響を与えると考えられる。すなわち、未硬化塗膜２を透過した遠赤外線はワーク１の表面１ａに到達し、表面１ａに存在する黒鉛にも吸収されると考えられる。このため、ワーク１の表面１ａを効果的に迅速加熱でき、ワーク１の表面１ａや未硬化塗膜２の内部に含まれている液相状の水分や液相状の溶剤等を気相化させて未硬化塗膜２から外方に速やかに排出させるのに有利であると考えられる。更に、鋳物系のワーク１の表面１ａは鋳型面の鋳物砂の影響で表面粗さがプレス成形品に比較して粗く、粗面化されているため、アンカー効果により未硬化塗膜２とワーク１の表面１ａとの密着性を高め得る。そればかりか、ワーク１の表面１ａは粗面化されているため、未硬化塗膜２を透過した遠赤外線の吸収面積を増加させて遠赤外線の吸収性を更に高めることも期待でき、ワーク１の表面１ａの加熱、さらには、表面１ａに被覆されている未硬化塗膜２の内部または底面からの加熱に一層有利であり、水分や溶剤等を効率よく気相化させるのに有利であると考えられる。なお電着塗装後に実施される冷却工程では、加熱室４７から取り出したワーク１をほぼ密閉状態の容器に装入し、ワーク温度を例えば１００〜２００℃付近まで徐冷させた後、ワーク１を容器から排出させて水冷させることができる。本実施形態によれば、横軸を時間とし、縦軸をワーク１の未硬化塗膜２の温度とするグラフが描かれるとき、ワーク１の未硬化塗膜２をＴｇ温度直下の温度（Ｔｇ温度よりも１〜２０℃低温，焼付工程における最高温度）まで昇温させると共に、その温度にキープする時間を０〜３０秒以内とし（０〜２０秒以内、ここで、時間０は、その温度に温度キープしないことを意味する）、その後、ワーク１の未硬化塗膜２を冷却させる。

以上説明したように本実施形態によれば、(i)遠赤外線の照射でワーク１および未硬化塗膜２を加熱させること（ｉｉ）加熱炉４の加熱室４７の目標温度（実際の温度）をＴｇ温度よりも遙かに高温としていること（ｉｉｉ）加熱時間を極く短時間としていること，を採用している。このため未硬化塗膜２の過熱および過熱に起因する熱劣化を誘発させること無く、ワーク１の表面１ａや未硬化塗膜２の内部に存在する液相状の水分や液相状の溶剤等を気相化させて未硬化塗膜２から排出できる。電着塗装工程の前に実施される前処理工程を削減したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度およびワーク１に対する密着強度を、前処理工程を実施する従来方法と同様に高めることができる。このため電着塗装工程の前に実施される前処理工程の削減を図るという本実施形態の課題を達成できる（図３参照）。
更に本実施形態によれば、焼付工程において、加熱室４７の室内温度の目標温度が未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温側に設定された加熱炉４を用い、ワーク１を加熱室４７に装入し、遠赤外線ヒータ４９，４５からの遠赤外線により加熱室４７を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温側に加熱すると共に、ワーク１を加熱室４７に装入する装入した時刻を起点とし、３０秒〜４分間で、ワーク１の未硬化塗膜２を加熱させて焼き付けることにしているため、焼付工程における焼付時間を短縮するという本実施形態の課題を達成でき（図３参照）、焼付工程の生産性を高めることができる。

（実施形態２）
図６は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施形態では加熱炉４Ｂは連続炉であり、一端側に設けられた入口４０１と、他端側に設けられた出口４０２と、入口４０１と出口４０２との間に設けられた加熱室４０３と、ワーク１を係合させた状態で入口４０１から出口４０２にかけて搬送させる搬送要素４０４を有する。加熱室４０３には複数の遠赤外線ヒータ４９が設けられている。加熱室４０３の温度は、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも２５０℃以上（例えば３５０℃以上、４５０℃以上、５００℃以上）の高温側に設定されている。

本実施形態においても、未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温に維持されている加熱室４７に入口４０１からワーク１を装入した時刻を起点とし、３０秒〜４分間（６０秒間〜３分間）で出口４０２からワーク１を取り出す。即ち、ワーク１を入口４０１から加熱室４７に装入した時刻から、３０秒間〜４分間（６０秒間〜３分間）で、ワーク１の未硬化塗膜２をこれのＴｇ温度の直下の温度（Ｔｇ温度よりも１〜２０℃直下の温度）まで加熱させる。その後、その温度にキープする時間を０〜２０秒以内とさせつつ、ワーク１を加熱室４０３の出口４０２から取り出し、未硬化塗膜２を冷却工程で冷却させる。冷却工程は実施形態１と同様にできる。

以上説明したように、本実施形態においても、焼付工程において、ワーク１に被着されている未硬化塗膜２は、これのＴｇ温度の直下の温度（Ｔｇ温度よりも１〜２０℃直下の温度）まで、加熱炉４Ｂへの装入時刻から極く短時間のうちに昇温される。この場合、加熱炉４Ｂの加熱室４０３の室内温度（加熱室４０３の空気の温度）は、実施形態１と同様に、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とされている。このように本実施形態によれば、実施形態１と同様に、ワーク１の未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、加熱室４０３の室内温度の目標温度（実際の温度）を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温に維持するため、未硬化塗膜２が加熱室４０３の温度により熱劣化するおそれがあるが、基本的には、焼付工程を極く短時間で行い、加熱室４０３からワーク１を速やかに取り出すため、ワーク１に被覆されている未硬化塗膜２自体をＴｇ温度以上に長い時間（例えば５分以上）加熱することが抑制されている。仮に、未硬化塗膜２自体をＴｇ温度以上に加熱することがあるとしても、３０秒以内、好ましく２０秒以内、更に好ましくは１０秒以内とごく短時間とされている。このため未硬化塗膜２は熱硬化するものの、熱劣化は抑制されている。

本実施形態においても、実施形態１と同様に、図３から理解できるように、ワーク１を湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワーク１を脱脂する脱脂工程、ワーク１に付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワーク１の表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワーク１の表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、化成工程を経たワーク１を水洗する水洗工程等といった前処理工程が廃止されている。上記した前処理工程を廃止したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度ひいては密着強度を従来工程と同様に高く維持できるため、製造工程の簡素化および製造コストの低減の観点から、上記した多数の工程からなる前処理工程を廃止している。

（実施形態３）
本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。ワーク１の未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、加熱室４７の室内温度を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温に維持するため、未硬化塗膜２が加熱室４７の温度により熱劣化するおそれがあるが、焼付工程を短時間で行い、加熱室４７からワーク１を速やかに取り出すため、ワーク１に被覆されている未硬化塗膜２自体をＴｇ温度以上に長い時間（例えば５分以上）加熱することが抑制され、未硬化塗膜２の熱劣化が抑制されている。以下、相違する部分を中心として説明する。

図７は、鉄鋳物で形成されているワーク１の厚み（ミリメートル）と未硬化塗膜２の昇温過程との関係を模式的に示す。図７の横軸は時間を示し、縦軸は未硬化塗膜２の温度を示す。図７において、特性線Ｗ１はワーク１の厚みが薄いとき（例えば８ミリメートル）における未硬化塗膜２の昇温過程を示す。特性線Ｗ２はワーク１の厚みが中程度のとき（例えば１２ミリメートル）における未硬化塗膜２の昇温過程を示す。特性線Ｗ３はワーク１の厚みが厚いとき（例えば１８ミリメートル）における未硬化塗膜２の昇温過程を示す。ワーク１の厚みが薄いと、ワーク１の熱容量が小さいため、ワーク１および未硬化塗膜２の昇温速度は増加する傾向がある。これに対してワーク１の厚みが厚いと、ワーク１の熱容量が大きいため、ワーク１および未硬化塗膜２の昇温速度は低下する傾向がある。このため未硬化塗膜２の昇温速度、即ち、加熱室４７の目標温度はワーク１の厚みを考慮して設定することが好ましい。

本実施形態によれば、実施形態１と同様に、焼付工程における加熱室４７の目標温度を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とする。具体的には、Ｔｇ温度よりも２５０℃以上、３５０℃以上、４５０℃以上、５００℃以上の高温とする。但し、加熱室４７の目標温度の上限値としては、未硬化塗膜２の熱劣化を抑制するため、Ｔｇ温度よりも７００℃以上の高温とならないようにすることが好ましい。このように本実施形態によれば、加熱室４７の温度を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とする。この場合、未硬化塗膜２が熱劣化するおそれがある。そこで、本実施形態によれば、図７に示すように、ワーク１の未硬化塗膜２の温度がこれのＴｇ温度を超えないようにＴｇ温度の直下付近（Ｔｇ温度の１〜２０℃低温の領域）まで昇温させた後に、昇温温度にほとんど温度キープさせることなく、未硬化塗膜２を冷却させるために、昇温後に直ちに加熱室４７からワーク１を取り出す。ワーク１に被覆されている焼付塗膜３の熱劣化を抑えるためである。このように焼付工程を短時間で済ませ得るため、焼付工程の生産性を高めることができる。未硬化塗膜２の温度はワーク１の表面温度を代用できる。

本実施形態においても、電着塗装工程の前に実施される前処理工程が廃止されている。上記した前処理工程を廃止したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度ひいては密着強度を従来工程と同様に高く維持できるため、製造工程の簡素化および製造コストの低減の観点から、上記した多数の工程からなる前処理工程を廃止している。

（実施形態４）
本実施形態は実施形態１〜３と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。ワーク１の未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、加熱室４７の室内温度を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温に維持する。

さて、実際のワーク１には厚肉品、中肉品、薄肉品と多種存在する。本実施形態によれば、各種のワーク１の様々な厚みに対応すべく、ワーク１に対する基準厚みのパラメータを採用し、基準厚みをδｓ（ミリメートル）とし、実際の厚みをδ（ミリメートル）とする。ワーク１の実際の厚みが厚い方が、同一材質および同一加熱条件であれば、ワーク１の熱容量が増加し、ワーク１が昇温しにくくなり、未硬化塗膜２の昇温速度が低下する傾向にある。ここで、焼付工程において、加熱炉４の加熱室４７の目標とする設定温度をＴｓ（℃）とし、昇温時間（加熱室４７に装入してからワーク表面温度がＴｇ温度の直下まで昇温する目標時間）をｔｓ（秒）とする。ここで、ワークの実際の厚みδが増加してδ／δｓの値が増加するにつれて、加熱室４７の設定温度Ｔｓ（℃）を上昇させること、昇温時間ｔｓを増加させることが好ましい。換言すると、ワークの実際の厚みδが減少してδ／δｓの値が減少するにつれて、加熱室４７の設定温度Ｔｓ（℃）を降下させること、昇温時間ｔｓを短縮させることが好ましい。

（実施形態５）
本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。ワーク１は、鉄合金（炭素量は質量比で０．８％以下）である炭素鋼または合金鋼のプレス成形品（厚み：１〜３ミリメートル）とされており、厚みは鋳物に比較して薄いため、ワーク１の熱容量は小さく、ワーク１の昇温速度、ひいてはワーク１の未硬化塗膜２の昇温速度は速い。このため加熱室４７の目標温度（実際の温度）を、ワークが厚肉の鋳物の場合よりも、５０〜１５０℃程度低くすることが好ましい。

本実施形態においても、実施形態１〜４と同様に、焼付工程における加熱室４７の目標温度（実際の温度）を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とするが、未硬化塗膜２が熱劣化するおそれがあるため、ワーク１の未硬化塗膜２の温度がこれのＴｇ温度を超えないようにＴｇ温度の直下付近（Ｔｇ温度の１０〜２０℃低温の領域）まで昇温させた後に、その昇温温度にほとんど温度キープさせることなく、未硬化塗膜２を冷却させるために昇温後に直ちに加熱室４７からワーク１を取り出す。このように焼付工程を短時間で済ませ得るため、焼付工程の生産性を高めることができる。本実施形態においても、電着塗装工程の前に実施される前処理工程が廃止されている。上記した前処理工程を廃止したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度ひいては密着強度を従来工程と同様に高く維持できるため、製造工程の簡素化および製造コストの低減の観点から、上記した多数の工程からなる前処理工程を廃止している。

（実施形態６）
本実施形態は上記した実施形態と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。ワーク１の未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、焼付工程における加熱室４７の目標温度（実際の温度）を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とするが、未硬化塗膜２が熱劣化するおそれがある。このため、ワーク１の未硬化塗膜２の温度がこれのＴｇ温度を超えないようにＴｇ温度の直下付近（Ｔｇ温度の１〜２０℃低温の領域）まで昇温させた後に、昇温温度にほとんど温度キープさせることなく、未硬化塗膜２を冷却させるために昇温後に直ちに加熱室４７からワーク１を取り出す。このように焼付工程を短時間で済ませ得るため、焼付工程の生産性を高めることができる。但し、本実施形態では、電着塗装工程の前、図２に示す従来工程に係る前処理が実施されている。すなわち、図２に示すように、鋳造されて砂落としされたワークについては、ワークに付着した油脂分を除去するために、ワークを湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワークを脱脂する脱脂工程、ワークに付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワークの表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワーク１の表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、化成工程を経たワークを水洗する水洗工程等といった前処理工程が、電着塗装工程の前に実施されている。このため製造工程が複雑化しコスト高となる傾向がある。

（実施形態７）
本実施形態は上記した実施形態と基本的には同様の構成であり、同様な作用効果を有する。ワーク１はアルミニウム−シリコン系の鋳物（亜共晶組成、共晶組成または過共晶組成）で形成されている。更に、ワーク１の未硬化塗膜２を焼き付けるにあたり、焼付工程における加熱室４７の目標温度（実際の温度）を未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも遙かに高温とする。但し未硬化塗膜２が熱劣化するおそれがあるため、ワーク１の未硬化塗膜２の温度がこれのＴｇ温度を超えないようにＴｇ温度の直下付近（Ｔｇ温度の１０〜２０℃低温の領域）まで昇温させた後に、昇温温度にほとんど温度キープさせることなく、未硬化塗膜２を冷却させるために昇温後に直ちに加熱室４７からワーク１を取り出す。このように焼付工程を短時間で済ませ得るため、焼付工程の生産性を高めることができる。なお、焼付塗膜３の塗膜強度および密着強度が得られるため、図２に示す従来工程に係る前処理が削減されている。

上記した実施形態１に基づいて実施例を実施した。電着塗装で用いた塗料（デュポン神東株式会社製，型式：サクセード＃８０）を表１に示す。そして、塗料に浸漬されているワーク１と電極との間に直流電圧を印加させて直流電流を通電し、ワーク１に対してカチオン電着塗装を実施した。この場合、ワーク１は車両部品（デフキャリア，材質：球状黒鉛鋳鉄，ＦＣＤ４５０、厚み８〜１８ミリメートル）とし、直流電圧としては１６０Ｖとし、電流として１．５はアンペアとし、電着時間は３分間とし、未硬化塗膜２の厚みとしては１５マイクロメートルとした。

本実施例では、図３に示すように、ワーク１を湯（水）で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワーク１を脱脂する脱脂工程、ワーク１に付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワーク１の表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワーク１の表面１ａをリン酸塩処理することによりリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜）を表面１ａに形成する化成工程、水洗工程等といった電着塗装前に実施される前処理工程が廃止されていた。これらの工程は、ワーク１に対する焼付塗膜３の塗膜強度を高くするために実施される。しかし本実施例によれば、上記した前処理工程を廃止したとしても、焼付塗膜３の塗膜強度ひいては密着強度を従来工程と同様に高く維持できるため、製造工程の簡素化および製造コストの低減の観点から、上記した多数の前処理工程が廃止されている。そして、本実施例においては、表２に基づく条件で焼付工程を実施した。焼付工程では、図４および図５に示す加熱炉４を用い、焼付キープ時間は実質的になしとした。

更に、実施例で形成した焼付塗膜３について物性値を測定した。この場合、加熱炉４で焼き付けした焼付塗膜３を水銀に浸漬させてワーク１から焼付塗膜３を剥がし、塗膜物性試験を実施した。未硬化塗膜２のＴｇ温度については、引張り伸縮型の動的粘弾性測定装置（装置面：Rheovibron DDV-II-EA（オリエンテック）を用いて測定した。この装置は、試料に周期的な曲げの強制振動を与え、試料から逆に帰ってくる応力を作動トランスで試料の物性値を検出する。図８は測定例を示すグラフである。図８において、横軸は試料の温度を示し、左側の縦軸は弾性率を示し、右側の縦軸は位相差角を示す。この場合、外力と試料の歪みとの間には、時間軸において位相差δが発生し、試料の弾性率E’、損失弾性率E"、更にはtanδを検出できる。tanδのピーク値をＴｇ温度（℃）とした。測定条件としては荷重を0.1ｇ、試料サイズを2cm×0.3cmとし、周期を11Hzとし、昇温速度を3℃／minとし、測定温度範囲を室温〜２５０℃とした。これによりＴｇ温度（℃）、架橋密度（mol/cm³）を求めた。架橋密度ν（mol/cm³）の計算は次の式に基づいて行った。
ν（mol/cm³）＝Eh’／［3・φ・R・T］
ここで、Eh’は高温弾性率を示し、上記した装置で得られたグラフ（図８）の最低値とする。φはフロントファクターを示し、 架橋過程の特質、網目鎖間の距離に関する係数であり、理想的な網目構造ではφ＝１．０となり、本計算ではφ＝１．０とした。Rは気体定数（8.314×10⁷ dyne・cm／mol）を示す。Tは高温弾性率を得たときの絶対温度である高温弾性率温度（°K）を示す。

例えば、Eh’＝3.69×10⁸ dyne・cm^２、フロントファクターφ＝1.0、高温弾性率温度T＝162℃としたとき、ν（mol/cm³）＝Eh’／［3φRT］＝（3.69×10⁸ ）÷［（3×1.0×（8.314×10⁷）×（162＋273）］＝3.40（mol/cm³）
更に比較例１，２についても同様に試験した。比較例１，２では、図２に示すように、ワーク１を湯または水で洗う湯洗工程（水洗工程）、ワーク１を脱脂する脱脂工程、ワーク１に付着した脱脂剤を水洗する水洗工程、ワーク１の表面１ａをリン酸系処理液により処理する表面調整工程、ワーク１の表面１ａをリン酸亜鉛により置き換える化成工程、化成工程の後の水洗工程といった前処理工程が電着塗装の前に実施し、更に、表２の比較例の欄に示す焼付条件で焼付工程を実施した。比較例１，２では遠赤外線の照射ではなく通常の電気ヒータを内蔵する電気炉でワークの未硬化塗膜を焼き付けて焼付塗膜を形成した。比較例１では加熱室の温度を１３０℃と低温とし、焼付キープ時間を２０分間とした。比較例２では加熱室の温度を１９０℃と低温とし、焼付キープ時間を２０分間とした。比較例１，２に係る焼付塗膜についても物性値を同様に測定した。

表２は、実施例および比較例の焼付条件および試験結果を示す。表２は試料名、加熱室４７の目標温度、加熱室４７に装入（常温領域）してから目標温度までの昇温時間（加熱室４７への装入時刻から加熱室４７からの取出時刻）、未硬化塗膜２の求めたＴｇ温度（℃）、焼付塗膜３の求めた架橋密度を示す。

本実施例においては、試料１（実施例１）によれば、加熱室４７の室内温度（６５０℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１２４℃）よりも５２６℃高温側に設定されている。試料２（実施例２）によれば、加熱室４７の室内温度（６００℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１２２℃）よりも４７８℃高温側に設定されている。試料３（実施例３）によれば、加熱室４７の室内温度（５５０℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１２０℃）よりも４３０℃高温側に設定されている。試料４（実施例４）によれば、加熱室４７の室内温度（６００℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１１９℃）よりも４８１℃高温側に設定されている。試料５（実施例５）によれば、加熱室４７の室内温度（５５０℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１１２℃）よりも４３８℃高温側に設定されている。試料６（実施例６）によれば、加熱室４７の室内温度（５００℃）は、未硬化塗膜２のＴｇ温度（１１７℃）よりも３８３℃高温側に設定されている。

このように実施例に係る試料１〜６によれば、加熱室４７の室内温度は、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも３５０℃以上の高温側、殊に３８０℃以上の高温側に設定されている。そして加熱室４７に装入した時刻（常温領域と考えられる）から、この温度まで、昇温時間２．０〜２．５分間という短時間で未硬化塗膜２を焼き付けている。従って、加熱室４７の昇温速度は２４０〜３００℃／分であり、かなり速いと考えられる。なお、実施例に係る試料１〜５によれば、加熱室４７の加熱温度は、未硬化塗膜２のＴｇ温度よりも３５０℃以上の高温側に設定されている。

表２から理解できるように、実施例に係る試料１〜６によれば、焼付塗膜３の架橋強度は、電着塗装前に実施される複数の前処理工程を廃止しているにも拘わらず、前処理工程を実施している比較例に係る試料１，２に係る焼付塗膜３の架橋強度と遜色はなかった。ワーク１に対する密着強度も同様である。

その理由としては、遠赤外線照射で未硬化塗膜２の内部や底面側（ワーク１の表面１ａ側）から加熱させていること、加熱室４７の温度をＴｇ温度よりも遙かに高温であり、ワーク１および未硬化塗膜２を加熱させていること、加熱室４７の温度がＴｇ温度よりも遙かに高温であるものの、焼付時間は極く短時間とされていること等が挙げられる。更には、ワーク１が鋳物系であるため、ワーク１の肉厚は板金プレス成形品よりも厚く、熱容量が大きい。熱容量が大きなワーク１であれば、加熱室４７をＴｇ温度よりも遙かに高温側の温度に加熱したとしても、未硬化塗膜２よりもワーク１側に伝熱される割合が多くなり、未硬化塗膜２の過剰加熱が抑制され、未硬化塗膜２の熱劣化が抑制される等が影響していると考えられる。更に、ワーク１が鉄基地に黒鉛が分散している鉄鋳物系であり、且つ、粗面化されているため、遠赤外線の吸収性が良く、ワーク１の表面１ａ側すなわち未硬化塗膜２の底面側から加熱できることが影響を与えていると考えられる。

（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

１はワーク、２は未硬化塗膜、３は焼付塗膜、４は加熱炉、４０はワーク設置台、４９は遠赤外線を示す。

Claims (5)

1. 電着塗装で被覆された樹脂を基材とする未硬化塗膜が被覆された金属系のワークを用意する工程と、
   加熱室と前記加熱室に配置された遠赤外線ヒータとを有すると共に前記加熱室の室内温度の目標温度が前記未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に設定された加熱炉を用い、
   前記未硬化塗膜が被覆された前記ワークを前記加熱炉の前記加熱室に装入し、前記遠赤外線ヒータからの遠赤外線により前記加熱室を前記未硬化塗膜のＴｇ温度よりも２５０℃以上の高温側に加熱すると共に前記ワークの前記未硬化塗膜を加熱させ、且つ、前記ワークを前記加熱室に装入した装入時刻から３０秒〜４分間で前記未硬化塗膜の焼き付けを終了する焼付工程と、
   その後、前記ワークの前記未硬化塗膜を常温領域に冷却させる冷却工程とを含むことを特徴とするワーク塗膜の製造方法。
2. 請求項１において、前記加熱室の室内温度の目標温度が前記ワークの前記未硬化塗膜のＴｇ温度よりも３５０℃以上の高温側に設定されていることを特徴とするワーク塗膜の製造方法。
3. 請求項１または２において、前記ワークに被覆されている前記未硬化塗膜のＴｇ温度は１００〜１５０℃であり、前記焼付工程における前記加熱室の目標温度は３５０〜８００℃であることを特徴とするワーク塗膜の製造方法。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、横軸を時間とし、縦軸を前記ワークに被覆されている前記未硬化塗膜の温度とするグラフが描かれるとき、前記ワークの前記未硬化塗膜をＴｇ温度付近の温度（Ｔｇ温度に対してプラスマイナス２０℃以内）まで昇温させると共に、その温度にキープする時間を０〜３０秒以内とし、その後、前記ワークの前記未硬化塗膜を冷却させることを特徴とするワーク塗膜の製造方法。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、前記加熱炉は、前記ワークを保持する保持部をもつワーク設置台と、下面が開放され上方および側方が閉鎖された加熱室を形成する断熱材料で形成された断熱壁と前記加熱室に配置された遠赤外線ヒータとを有する加熱炉本体とを備えており、前記遠赤外線ヒータをオンさせた状態で、前記ワーク設置台および前記加熱炉本体のうちの少なくとも一方を高さ方向において一方向に相対移動させることにより、前記ワークを前記加熱室に収容させて前記ワークの前記未硬化塗膜を加熱して焼き付け、前記ワーク設置台および前記加熱炉本体のうちの少なくとも一方を高さ方向において逆方向に相対移動させることにより、前記加熱室から前記ワークを取り出すことを特徴とするワーク塗膜の製造方法。

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