JP7070685B2 - 乾燥システム及び塗装金属板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、直列に接続された複数の乾燥炉を有する乾燥システム及び塗装金属板の製造方法に関する。
水等の溶媒を有する塗料を金属板等に塗装して乾燥炉内で乾燥する場合、水分が蒸発するために乾燥炉内の露点温度を制御する必要がある。これに関し、単体の乾燥炉の露点温度管理方法として、特許文献１に記載の方法が知られている。具体的には、特許文献１には、乾燥炉内の露点温度に基づいて乾燥炉内の雰囲気温度を制御することにより、乾燥炉内に結露が発生することを抑制する方法が記載されている。
特開２００５－２６２１３２号公報
特許文献１に記載の方法では、雰囲気温度を制御するために単体の乾燥炉に給排気用のファンを取り付ける必要がある。このため、直列に接続された複数の乾燥炉を有する乾燥システムの露点温度を制御するために特許文献１に記載の方法を適用した場合には、吸排気用のファンの数が多くなり、設備が過大になってしまう。また、このような問題を解決するために、給気系統及び排気系統それぞれについて１台ずつのファンにより全ての乾燥炉の露点温度を一括で管理しようとすると、ファンに必要とされる能力が大きくなり、露点温度を適切に管理することが困難になる。
ＩＨ方式の乾燥炉では、単体の乾燥炉で熱量が足りない場合には複数の乾燥炉を接続して１つの乾燥炉として使用することが多い。バーナ加熱方式の乾燥炉でも、場所毎の温度管理を厳密に行う場合には、炉長を短くした乾燥炉を複数接続して使用する場合がある。乾燥炉では、被乾燥物から蒸発した水分が炉内に溜まってしまうため、乾燥気体を供給するための給気系統と湿潤気体を排出するための排気系統が必要となる。特にＩＨ方式の乾燥炉のように小型で入熱量の大きい乾燥炉では、単位面積当たりの蒸発量が多いため、炉内の水分量が多くなる傾向にある。また、ＩＨ方式のように金属板側からの加熱が行われる加熱方式の場合は、必ずしも雰囲気温度や雰囲気の風速をあげなくとも金属板温度をあげることができるため、結露が発生しやすい状況にあり、露点温度の制御がより重要となる。加熱炉への給排気量を適切に管理できずに、水分が炉内に留まり、露点温度が上がってしまうと、炉内に結露が発生し、被乾燥物の品質や仕上がりに悪影響を与えることになる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、設備が過大になることなく複数の乾燥炉の露点温度を適切に制御可能な乾燥システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、優れた品質を有する塗装金属板を製造可能な塗装金属板の製造方法を提供することにある。
本発明に係る乾燥システムは、直列に接続された複数の乾燥炉を有する乾燥システムであって、複数の乾燥炉間に交互に接続された炉内に乾燥気体を供給する給気系統及び炉内の湿潤気体を排出する排気系統と、前記給気系統及び前記排気系統それぞれに設けられた流量調整弁と、を備える。
基準の露点温度より乾燥炉内の露点温度が上昇した場合、露点温度が上昇した乾燥炉に最も近い給気系統及び排気系統に設けられた流量調整弁のみを開放する制御装置を備えるとよい。
前記制御装置は、加熱炉内の壁温度の飽和水分量より加熱炉内の水分量が少なくなるように前記流量調整弁の開度を制御するとよい。
本発明に係る塗装金属板の製造方法は、本発明に係る乾燥システムを用いて塗装金属板を製造するステップを含む。
本発明に係る乾燥システムによれば、設備が過大になることなく複数の乾燥炉の露点温度を適切に制御することができる。また、本発明に係る塗装金属板の製造方法によれば、優れた品質を有する塗装金属板を製造することができる。
図１は、本発明の一実施形態である乾燥システムの全体構成を示す模式図である。 図２は、炉内壁温度における飽和水分量と炉内通気気体流量における水分量との関係を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である乾燥システムについて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態である乾燥システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である乾燥システム１は、搬送ラインＬに沿って搬送されてくる塗装金属帯等の被乾燥物を乾燥させるためのシステムであり、搬送ラインＬに沿って直列に接続された複数の乾燥炉２ａ～２ｄと、乾燥炉間に交互に接続された炉内に乾燥気体を供給する給気系統３及び炉内の湿潤気体を排出する排気系統４と、を備えている。また、本発明の一実施形態である乾燥システム１を用いた塗装金属板の製造方法では、図示しない塗装装置によって水等の溶媒を含む塗料が金属板に塗装され、金属板が搬送ラインＬに沿って乾燥システム１内に搬送されて乾燥され、図示しない冷却装置等で冷却されることによって、塗装金属板が製造される。また、必要に応じて塗装前に金属板を清浄する脱脂や酸洗等が行われる。塗装方法は限定されるものではなく、ロールコーター、スプレーコーター、バーコーター等の各種の塗装方法が適用可能である。金属板を連続操業するために、搬送ラインの入側及び出側に金属板の払い出し及び巻取りを行う装置を備えているとよい。
給気系統３は、給気配管３ａを介して乾燥炉２ｂと乾燥炉２ｃとの間に接続され、給気配管３ｂを介して乾燥炉２ｄと乾燥炉２ｄの次の乾燥炉との間に接続されている。また、給気配管３ａ及び給気配管３ｂにはそれぞれ、炉内に供給される乾燥気体の流量を調整するための流量調整弁３ｃ及び流量調整弁３ｄが設けられている。
排気系統４は、排気配管４ａを介して乾燥炉２ａと乾燥炉２ｂとの間に接続され、排気配管４ｂを介して乾燥炉２ｃと乾燥炉２ｄとの間に接続されている。また、排気配管４ａ及び排気配管４ｂにはそれぞれ、炉内から排出する湿潤気体の流量を調整するための流量調整弁４ｃ及び流量調整弁４ｄが設けられている。
このような乾燥システム１において、各乾燥炉の露点温度を管理するためには、単位時間当たりに炉内で発生する水分量と炉内に供給される乾燥気体の流量を管理することが重要である。しかしながら、炉内で発生する水分量は、塗料の濃度や膜厚、搬送速度、被乾燥物に加える熱量や乾燥速度によって変化し、発生する水分量を制御することは被乾燥物の品質や生産性に大きく影響するため、状況によって変更することは避けたく、効率よく結露を防止することが望まれている。
このため、この乾燥システム１では、コンピュータ等の情報処理装置によって構成される制御装置１０が、流量調整弁３ｃ，３ｄ，４ｃ，４ｄの開度を制御することにより各乾燥炉の露点温度を制御する。具体的には、乾燥炉内を通過する気体の流量（炉内通気気体流量）が増えると露点温度は下がるため、露点温度が基準値を上回った乾燥炉の炉内通気気体流量が増加するように流量調整弁３ｃ，３ｄ，４ｃ，４ｄの開度を制御する。
本実施形態では、制御装置１０は、露点温度が基準値を上回った乾燥炉に隣接する給気系統３及び排気系統４の流量調整弁を開き、その他の流量調整弁を閉じる。例えば乾燥炉２ｂの露点温度が基準値を上回った場合、制御装置１０は、隣接する流量調整弁３ｃ及び流量調整弁４ｃのみを開き、その他の流量調整弁は閉じることにより、乾燥炉２ｂ内を通過する気体の流量を増やす。これにより、各乾燥炉の露点温度を所定範囲内に制御することができる。
ここで、図２に示すように、炉内水分量が炉内壁温度における飽和水分量を上回ると炉内に結露が発生する。このため、制御装置１０は、炉内水分量が炉内壁温度における飽和水分量を上回らないように炉内通気気体流量を調整することが望ましい。このような構成によれば、温度を調整することにより結露の発生を抑制する方法と比較して、応答性よく結露の発生を抑制することができる。
なお、連続式の露点計と自動流量調整弁によって各乾燥炉の露点温度を連続的に自動で管理することも可能であるが、スポット式の露点計の指示値を作業者が定期的に読み取り、手動で流量調整弁を開閉することでも一定の効果を得ることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である乾燥システムは、複数の乾燥炉間に交互に接続された炉内に乾燥気体を供給する給気系統及び炉内の湿潤気体を排出する排気系統と、給気系統及び排気系統それぞれに設けられた流量調整弁と、を備えるので、複数の乾燥炉それぞれの露点に基づき吸気配管と排気配管を設けて調整する必要がなくなり、効率よく結露を防止することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
本発明によれば、設備が過大になることなく複数の乾燥炉の露点温度を適切に制御可能な乾燥システムを提供することができる。また、本発明によれば、優れた品質を有する塗装金属板を製造可能な塗装金属板の製造方法を提供することができる。
１ 乾燥システム
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 乾燥炉
３ 給気系統
３ａ，３ｂ 給気配管
３ｃ，３ｄ 流量調整弁
４ 排気系統
４ａ，４ｂ 排気配管
４ｃ，４ｄ 流量調整弁
１０ 制御装置
Ｌ 搬送ライン

Claims (4)

  1. 直列に接続された複数の乾燥炉を有する乾燥システムであって、
    複数の乾燥炉間に交互に接続された炉内に乾燥気体を供給する給気系統及び炉内の湿潤気体を排出する排気系統と、
    前記給気系統及び前記排気系統それぞれに設けられた流量調整弁と、
    を備える、乾燥システム。
  2. 基準の露点温度より乾燥炉内の露点温度が上昇した場合、露点温度が上昇した乾燥炉に最も近い給気系統及び排気系統に設けられた流量調整弁のみを開放する制御装置を備える、請求項１に記載の乾燥システム。
  3. 前記制御装置は、加熱炉内の壁温度の飽和水分量より加熱炉内の水分量が少なくなるように前記流量調整弁の開度を制御する、請求項２に記載の乾燥システム。
  4. 請求項１～３のうち、いずれか１項に記載の乾燥システムを用いて塗装金属板を製造するステップを含む、塗装金属板の製造方法。
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