JPH05317785A - 赤外線および熱風併用乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】赤外線照射と熱風吹き付けを被塗装物に同時に
おこないながら、赤外線ランプ周囲に集光用鏡を設置さ
せるスペースを設ける。 【構成】搬送される被乾燥物Ｗに向けて両側に設置され
る、母材表面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透
過率が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照射
する赤外線ランプ１１。トンネル炉３１の天井面と床面
間にかけて被乾燥物Ｗに向けて吹き付けられる熱風とか
らなることを特徴とする赤外線および熱風併用乾燥装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、赤外線および熱風
併用乾燥装置にかかる。更に詳細には、母材表面に塗布
された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材
の吸収率の高い領域の赤外線を照射する赤外線発生装置
と、赤外線発生装置の照射方向とは交差方向に被乾燥物
に吹き付けられる熱風とを併用する乾燥装置にかかる。

【０００２】

【従来の技術】 従来、各種塗料を塗布された被乾燥物
等を乾燥させる乾燥方法としては、いわゆる熱風炉、遠
赤外線利用の乾燥炉を用いた乾燥方法が知られている。
これら乾燥方法の乾燥メカニズムは以下のように理解さ
れている。

【０００３】すなわち、まず溶剤、アクリル樹脂等の樹
脂からなる塗料を表面に塗布された金属板等からなる被
乾燥物を炉内に搬入する。次いで、熱風を吹き付けある
いは遠赤外線を照射する。すると前者においては、被乾
燥物に塗布された塗料表面の溶剤がまず蒸発し、表面が
流動性を失い固形化する。

【０００４】また、後者においては、表面及び表面近傍
の溶剤がまず蒸発し流動性を失い固化する。熱風等の熱
が内部に即ち母材側に伝播すると加熱により塗膜の固形
化が進む。すると母材に近い部分の塗膜中の溶剤は、す
でに固形化された塗膜表面を突き破って蒸発する。する
と、発泡の跡が表面に残りピンホールを生ずる。そのた
め、従来の熱風炉あるいは遠赤外線利用の乾燥炉では、
急激に加熱することなくセッティングルームによって溶
剤の発散を行った後小さな温度勾配で遠赤外線を照射し
或は熱風を吹き付けておこなう。

【０００５】しかしながら、従来のこれら乾燥炉を使用
した乾燥方法では発泡を生じない程度の塗膜表面と母材
との界面部の温度差を小さく維持しながら乾燥させるた
め乾燥に時間がかかる課題を有した。

【０００６】特に熱風と赤外線との組み合わせによる短
時間乾燥を目的とする加熱炉では、塗膜表面はより高温
となり、塗膜表面と塗膜との界面にあたる金属表面との
温度差が生じ発泡が生じ易い課題を有した。

【０００７】他方、「近赤外線の液体、パウダ、コーテ
ィング、ストーブ」（実開平1ー151873）、「塗料焼付
炉専用の光板」（実開平2ー43217）、USP4,863,375「BA
KINGMETHOD FOR USE WITH LIQUID OR POWDER VARNISHIN
G FURNACE」（ベーキングメソッド フォー ユース
ウィズ リキッド オア パウダー ヴァーニシング
ファーニス）等が知られている。これら従来例には、
「一種近赤外線の液体、パウダ、コーティング、ストー
ブのベーキング方法」についての記載があり、「近赤外
線の快速高温と貫通力が強い特性を利用し、ストーブの
ベーキング物品の方法を改良して、ペイントを快速に乾
燥するとともにその付着力を増強する考案」、すなわち
「いわゆる液体、粉末液体の塗装どおりに、粉末液体状
態のパウダ、液体塗料、気体あるいは流体を運送媒介体
としてその物体表面に付着させて、しかるのち加熱熔融
をへて均等にコートの塗装法」についての記載がある。

【０００８】あるいは、「近赤外線を使用した乾燥炉、
あるいは乾燥炉内に高温部と低温部とを順次形成して乾
燥する乾燥方法、あるいは近赤外線ランプの背後には陶
磁製反射板を設け、および陶磁製反射板の中にはヒータ
ーを設ける」旨の記載がある。

【０００９】又塗装技術増刊10月号には「中波長赤外線
ラジエーター」ついての記載がある（1990年10月20日株
式会社理工出版社刊211〜213頁）。すなわち、「塗膜に
到達した放射エネルギーは、その一部は吸収され、一部
は反射し、一部は透過する。このうち吸収されたエネル
ギーが熱に変り塗膜を加熱、乾燥させる。塗装の場合は
母材、ボディがあるため塗膜を透過した放射エネルギー
が母材を加熱し、熱伝導で塗膜を内側から加熱する。

【００１０】近赤外線：温度2000〜2200℃ 最大エネ
ルギー波長約1.2μm，エネルギー密度大、反射，透過エ
ネルギーが大きい，立上り速度が早い（1〜2秒），寿命
が約5000時間と短い。

【００１１】中赤外線：温度850〜900℃ 最大エネル
ギー波長約2.5μm，エネルギー密度中，吸収．透過エネ
ルギーがバランスしてエネルギーが塗膜内に浸透，寿命
が長い。

【００１２】遠赤外線：温度500〜600℃，最大エネル
ギー波長約3.5μm，エネルギー密度小，良く吸収される
が塗膜表面で吸収，加熱となりがち，立上り時間が長い
（5〜15分），対流損失が大きい。」とされる。

【００１３】さらに、「2．最大効率の中波長赤外線
「より早く乾燥し，より良い塗膜品質を得る」には，つ
まり最大効率で加熱，乾燥させるには，次の二つの条件
を同時に満足している必要がある。

【００１４】赤外線ラジェターの温度が高い放射エネ
ルギーはラジェターの絶対温度(T)の４乗に比例する。

【００１５】Eb∝T⁴

【００１６】温度が高いほど放射エネルギーは大きくな
る。

【００１７】最大エネルギー波長が塗料のピーク吸収
率よりいくぶん短波長よりにあること

【００１８】塗料の工業用赤外線加熱で利用できる最大
ピーク波長は例外なく3μm前後にある。よって2.5μm前
後に最大エネルギー波長を持つ赤外線ラジェターが吸収
も良く，透過し，母材も加熱し内部からも加熱できる。

【００１９】上記の関連，赤外線ラジェターの温度
（Ｔ）と最大エネルギー波長（λm）の関係を表す，ウ
ィーンの変位則，

【００２０】λm＝2897/Tより

【００２１】T＝(t+273)＝2897/2.5

【００２２】t＝880℃

【００２３】中波長赤外線がこの条件を満足し有効エネ
ルギーが大きく最大効率となる。」とされる。

【００２４】しかしながら、実開平1ー151873、実開平2
ー43217、USP4,863,375等には、近赤外線を使用して塗
膜乾燥をおこなう旨の記載はあるが、使用される近赤外
線の性質については一般的に記載されるに止どまり金属
表面に塗布される塗膜と近赤外線との関係による照射さ
れる赤外線の最適な範囲、選択ついては記載がない。

【００２５】他方、従来の塗膜乾燥に使用されていた遠
赤外線、中赤外線では、塗膜の吸収率の高い領域、即ち
塗膜の赤外線吸収率の良い領域を選択して使用していた
が、これは塗膜自体の内部から加熱させる目的のためで
ある。しかしながら、塗膜の吸収率の高い赤外線を使用
すると、ピンホールの発生の課題を本質的に抱えること
になる。そのため、発泡を生じない程度の温度差を維持
しながら乾燥させるため急激な昇温をおこなえず乾燥に
時間がかかる課題を有した。

【００２６】また、先の「塗装技術増刊10月号」の記載
には、赤外線と母材の吸収率との関係に基づく赤外線の
選択、あるいはピンホールの発生原因に基づく赤外線の
選択についての記載はなく、そして塗装乾燥においては
「2.5μm前後に最大エネルギー波長を持つ赤外線ラジェ
ターが吸収も良く，透過し，母材も加熱し内部からも加
熱できる。」と結論している。

【００２７】他方、発明者は近赤外線による母材表面に
塗布された塗膜の乾燥を行う過程において、塗布された
塗膜による赤外線吸収率の高い領域を選択するよりはむ
しろ塗膜の赤外線透過性の高い領域の近赤外線を選択す
ると、ピンホール発生を抑制することができることを知
見した。塗膜表面からではなく、塗膜に被覆された被塗
物において塗膜との界面に位置する母材表面を直接加熱
し、母材表面から逆に塗膜が乾燥されているため、と推
測される。

【００２８】すなわち、一般に母材として金属を使用し
た場合金属は赤外線の波長が長くなるほど反射率が高く
なり、波長が短いほど金属の熱吸収率が高くなる。そし
て塗膜に関しては、近赤外線を使用して塗膜を乾燥させ
る場合は、むしろ塗膜に対して透過率の高い、即ち塗膜
の吸収率の低い近赤外線を使用して乾燥させるとピンホ
ールが形成されることなく加熱されると推測される。

【００２９】そこで、先に発明者は特願平２ー３１０９
１６「塗膜の乾燥方法」において、「母材表面に塗布さ
れた塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の
吸収率の高い領域の赤外線を使用して、母材表面に形成
された塗膜を乾燥させることを特徴とする塗膜の乾燥方
法。」を提案した。

【００３０】一方、自動車の塗膜の補正用等に、いわゆ
る遠赤外線、中赤外線等からなる赤外線ランプを照射す
ることは知られている。しかし赤外線ランプのみを使用
して被塗装物に赤外線を照射すると、赤外線の照射され
た範囲は一旦発熱するが、照射範囲外は低温のままであ
るため、被塗装物の照射範囲外あるいは大気側への熱移
動により温度上昇に時間がかかり温度むらを生ずる課題
を有した。

【００３１】他方、発明者は、母材表面に塗布された塗
料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率
の高い領域の赤外線を照射する赤外線ランプと、熱風と
を併用することで、被塗装物の乾燥時間を短くすること
が可能となることを知見した。そこで発明者は、平成３
年３月１２日付特許出願の「赤外線および熱風併用乾燥
装置」を提案した。

【００３２】同装置は、「母材表面に塗布された塗料の
塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率の高
い領域の赤外線を照射する赤外線ランプと、赤外線ラン
プの有効照射範囲に吹き付けられる熱風とからなること
を特徴とする赤外線および熱風併用乾燥装置。」およ
び、「母材表面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線
透過率が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照
射する複数の赤外線ランプと、赤外線ランプの間から有
効照射範囲に吹き付けられる熱風とからなることを特徴
とする赤外線および熱風併用乾燥装置。」からなる。

【００３３】そのため、「被塗装物の表面に、母材表面
に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くか
つ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照射するととも
に、赤外線の有効照射範囲に熱風を吹き付ける。する
と、赤外線の照射範囲では、熱風によって一定以上の温
度に維持されると共に、塗膜を通過して母材と塗膜の間
から赤外線により加熱される。被塗装物の表面の熱風吹
き付け箇所も、熱風のみならず、母材表面に塗布された
塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収
率の高い領域の赤外線を照射されているため、塗膜表面
乾きにより溶剤の気化発散時にピンホールや気泡を生じ
ることはない。複数の赤外線ランプと、赤外線ランプの
間から有効照射範囲に吹き付けられる熱風としたばあい
は、熱風の温度が赤外線の加熱より低温であれば併せて
赤外線ランプの冷却をおこなうことができる。」の作用
を有するものである。

【００３４】しかしながら、同装置では、赤外線照射方
向と、熱風との吹き付け方向は同方向とされるため、熱
風は赤外線ランプ間から吹き付ける必要があり、赤外線
ランプ周囲に集光用鏡を設置できず、効率上に欠ける課
題を有した。

【００３５】

【課題を解決するための手段】 この発明は、これら知
見に基づくものである。すなわち、

【００３６】被乾燥物に向けて設置される、母材表面に
塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ
母材の吸収率の高い領域の赤外線を照射する赤外線発生
装置と、赤外線発生装置の照射方向とは交差方向に被乾
燥物に吹き付けられる熱風とからなることを特徴とする
赤外線および熱風併用乾燥装置、

【００３７】および、

【００３８】搬送される被乾燥物に向けて両側に設置さ
れる、母材表面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線
透過率が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照
射する赤外線発生装置と、天井面と床面間にかけて被乾
燥物に向けて吹き付けられる熱風とからなることを特徴
とする赤外線および熱風併用乾燥装置、

【００３９】を提供する。

【００４０】

【作用】 被塗装物の表面に、母材表面に塗布された塗
料の塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率
の高い領域の赤外線を照射するとともに、赤外線の照射
方向と交差する方向から被塗装物に熱風を吹き付ける。
すると、赤外線の照射範囲では、熱風によって一定以上
の温度に維持されると共に、塗膜を通過して母材と塗膜
の間から赤外線により加熱される。

【００４１】被塗装物の表面の熱風吹き付け箇所も、熱
風のみならず、母材表面に塗布された塗料の塗膜に対す
る赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤
外線を照射されているため、塗膜表面乾きにより溶剤の
気化発散時にピンホールや気泡を生じることはない。

【００４２】赤外線発生装置の照射方向と、熱風の吹き
付け方向は同一方向ではないためピンホール、気泡等の
発生を防止しながら、ランプ周囲にスペースを生ずるた
め、鏡を設置することができる。

【００４３】

【実施例】 塗膜を形成される母材として金属板を使用
する場合金属板としては、鉄、アルミニウム、銅、真ち
ゅう、金、ベリリウム、モリブデン、ニッケル、鉛、ロ
ジウム、銀、タンケル、アンチモン、カドミウム、クロ
ム、イリジウム、コバルト、マグネシウム、タングステ
ンそのほかの金属からなるが、とりわけ銅、アルミニウ
ム、鉄が望ましい。金属表面に塗布される塗膜を形成す
る塗料としては、アクリル系樹脂塗料、ウレタン樹脂系
塗料、エポキシ樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、フッ
素系塗料その他の塗料が可能である。塗膜は、いわゆる
粉体塗料（ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系
等）を溶融させて得られた塗膜でもよい。

【００４４】表１〜表４に、各金属の各波長における反
射率を示す（AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS HANDBOO
K、アメリカン インスティテュート オブ フィジッ
クスハンドブック6ー120）。反射率の高いほど吸収率は
低く、反射率の低いほど吸収率は高くなる。

【００４５】図１は、ブチル化尿素ーブチル化メラミン
樹脂の赤外吸収曲線である。図２は、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂の赤外吸収曲線である。図３は、ＭＭＡ
ホモポリマー（アクリル系）の赤外吸収曲線である。図
４はＥＭＡホモポリマー（アクリル系）赤外吸収曲線で
ある。図５は、不飽和ポリエステル樹脂の赤外吸収曲線
である。図６は、この実施例に使用される近赤外線ラン
プの特性曲線および比較例に使用される遠赤外線ランプ
の特性曲線を表す。近赤外線ランプのピーク波長は1.4
μｍ、遠赤外線ランプのピーク波長は3.5μｍである。

【００４６】金属板として、鉄、アルミニウム、銅、真
ちゅう、金、ベリリウム、モリブデン、ニッケル、鉛、
ロジウム、銀、タンケル、アンチモン、カドミウム、ク
ロム、イリジウム、コバルト、マグネシウム、タングス
テンからなる金属板を使用し、塗料としてアクリル系樹
脂塗料、ウレタン樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、メ
ラミン樹脂系塗料を使用する場合は、波長のピークが2
μｍ以下の赤外線ランプ、望ましくは1.2μｍ〜1.5μｍ
のいわゆるの近赤外線ランプを使用するのが望ましい。

【００４７】実施例1

【００４８】近赤外線ランプ（出力ピーク1,4μｍ）

【００４９】金属板 ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００５０】塗料 メラミン系樹脂（関西ペイント
株式会社製アミラックＮｏ1531、白、アルキド・メラミ
ン樹脂塗料、粘度20ｓｅｃ、イワタカップＮＫ−2粘度
計）

【００５１】比較例1

【００５２】遠赤外線ランプ（出力ピーク3.5μｍ）

【００５３】金属板 ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００５４】塗料 メラミン系樹脂（関西ペイント
株式会社製アミラックＮｏ1531、白、アルキド・メラミ
ン樹脂塗料、粘度20ｓｅｃ、イワタカップＮＫ−2粘度
計）

【００５５】実施例2

【００５６】近赤外線ランプ（出力ピーク1,4μｍ）

【００５７】金属板 ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００５８】塗料 アクリル系樹脂（関西ペイント
株式会社製マジクロンＮｏ1531、白、アクリル・メラミ
ン・エポキシ樹脂塗料、粘度20ｓｅｃ、イワタカップＮ
Ｋ−2粘度計）

【００５９】比較例2

【００６０】遠赤外線ランプ（出力ピーク3.5μｍ）

【００６１】金属板 ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００６２】塗料 アクリル系樹脂（関西ペイント
株式会社製マジクロンＮｏ1531、白、アクリル・メラミ
ン・エポキシ樹脂塗料、粘度20ｓｅｃ、イワタカップＮ
Ｋ−2粘度計）

【００６３】実施例1、実施例2、比較例1、比較例2につ
いてそれぞれの膜厚30μｍ、40μｍ、50μｍについて雰
囲気温度及び照射時間が、130°Ｃ×12分、140°Ｃ×10
分、150°Ｃ×8分、160°Ｃ×6分、170°Ｃ×5分、180
°Ｃ×4分の各場合の発泡、ピンホール数を表５（実施
例１）、表６（比較例１）、表７（実施例２）、表８
（比較例２）に示す。

【００６４】図７はこの発明の実施例の装置の中央断面
図である。図８は赤外線ランプ部分の一部拡大正面図、
図９は図７のＸＸ断面図、図１０は他の実施例の中央断
面図、図１１は図１０の一部拡大図である。

【００６５】１１は、赤外線発生装置であり、この実施
例では赤外線ランプからなる。赤外線発生装置である赤
外線ランプ１１は、被塗装物２１の金属板として、鉄、
アルミニウム、銅、真ちゅう、金、ベリリウム、モリブ
デン、ニッケル、鉛、ロジウム、銀、タンケル、アンチ
モン、カドミウム、クロム、イリジウム、コバルト、マ
グネシウム、タングステンからなる金属板を使用し、塗
料としてアクリル系樹脂塗料、ウレタン樹脂系塗料、エ
ポキシ樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、フッソ系塗料
を使用する場合は、波長のピークが2μｍ以下の赤外線
ランプ、望ましくは1.2μｍ〜1.5μｍのいわゆるの近赤
外線ランプからなる。赤外線ランプ１１表面からワーク
である被塗装物２１表面までは約２５０〜３００ｍｍに
設置した。１２は、集光用鏡である。集光用鏡１２は、
水平方向に複数本設置された赤外線ランプ１１の背面に
設置される。複数本の赤外線ランプ１１からなる各バン
クは、被塗装物２１の搬送方向を挟んだ両側に被塗装物
２１を挟んでトンネル炉３１の内側面にそれぞれ対向さ
せて設置される。この実施例では、トンネル炉内３１内
に一対のバンクを設置したが、２以上でもよい。Ａは、
ワーク搬入口、Ｂはワーク搬出口である。

【００６６】１３は、トンネル炉３１の床面に設置され
たエア吐出口、１４はトンネル炉３１の天井面にエア吐
出口に対向させて設置されたエア吸入口であり、両者は
循環ダクト１５により連結される。循環ダクト１５に
は、エア吸入口１４からエアをエア吐出口１３を移動さ
せるファン１６、移動されるエアを加熱する加熱部１７
を設置する。加熱部１７では、電気抵抗による加熱を用
いる熱源により加熱されるが、加熱可能であれば他の手
段によってもよい。１８はフィルタであり、循環ダクト
１５内にまじったダストを除去する。３２は、被塗装物
２１をトンネル炉３１内外に搬送するコンベアである。

【００６７】メラミン系塗料の場合１３０°Ｃ以上望ま
しくは１５０°Ｃ以上の熱風を１．０ｍ／ｓｅｃ以上、
望ましくは２．０ｍ／ｓｅｃ以上で供給する。アクリル
系樹脂の場合は、１００℃以上望ましくは１７０℃以上
の熱風を１．０ｍ／ｓｅｃ以上望ましくは２．０ｍ／ｓ
ｅｃ以上で供給する。これら、温度、風速は赤外線ラン
プ１１と被塗装物２１との距離等により選択する。

【００６８】次に、実施例の作用について説明する。被
塗装物２１の表面に、母材表面に塗布された塗料の塗膜
に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率の高い領
域の赤外線を赤外線ランプ１１により照射するととも
に、赤外線の照射方向と交差する方向、この実施例では
被塗装物２１の搬送方向と平行な水平方向に赤外線の照
射はなされ、熱風の吹き付けは床面から天井面への垂直
方向になされ、両者の交差位置を被塗装物２１が通過す
るように、エア吐出口１３から熱風を吐出する。する
と、赤外線の有効照射範囲内では、熱風によって一定以
上の温度に維持されると共に、塗膜を通過して母材と塗
膜の間から赤外線により加熱される。被塗装物２１を加
熱した熱風はエア吸入口１４に吸入され、循環ダクト１
５を循環して再度加熱されエア吐出口１３から吐出す
る。

【００６９】加熱は近赤外線のみによらず、熱風による
加熱を加えたいわゆるげたをはかされた状態となるた
め、近赤外線の照射のみによる加熱をした場合は温度上
昇遅延による温度むらの発生を生ずるが、そのようなこ
とはさけることが可能である。

【００７０】なおかつ、赤外線照射と熱風吹付は同時に
される。赤外線を照射させる前に加熱された熱風をあら
かじめ、被塗装物２１に吹き付けた場合は、母材側から
加熱され、熱風により塗膜表面側から加熱されるため、
表面乾（表面固化）を生じ、表面に薄い隔膜が発生し、
その後母材側から加熱されると表面より内部の溶剤は、
すでに固形化された隔膜表面を突き破って蒸発し、発泡
の跡が表面に残りピンホールを生ずるが、この実施例で
はそのようなことはない。

【００７１】すなわち、当該塗膜に対して赤外線透過率
が高く、母材の吸収率の高い領域の赤外線からなる赤外
線ランプ１１を照射する。すると、塗膜を透過した赤外
線は、表面に塗膜形成された母材に吸収され母材表面が
加熱される。そのため、塗膜は、母材表面に近い塗膜裏
面から加熱され固化され、熱風は赤外線照射範囲Ｃ内に
吹き付けられ、熱風によっても表面塗膜は形成されてい
ないため、塗膜中の溶剤が蒸発しても固化した塗膜表面
を破りピンホールを形成することはない。被塗装物２１
の表面の熱風吹き付け箇所も、熱風のみならず、母材表
面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高く
かつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照射されている
ため、塗膜表面乾きにより溶剤の気化発散時にピンホー
ルや気泡を生じることはない。

【００７２】本実施例を、山型炉、トンネンル炉等の炉
体中に設置してもよい。その場合はエネルギーロスを少
なくすることが可能となり、また防臭上有効である。

【００７３】次に、表１０で、テスト使用機器及び材料
及びテスト時の室内条件を、表１１で、熱風路および本
実施例使用における標準硬度に達するまでの温度および
時間の比較を、表１２で、本実施例を使用した近赤外線
および熱風併用および近赤外線のみ使用の比較をあらわ
す。

【００７４】すなわち、表１１に示されるように、熱硬
化塗料を本発明からなる装置を用いて、その標準硬度に
達するまでの温度と時間を従来の熱風方式と比較して調
べた。

【００７５】テスト共通条件

【００７６】１．塗料粘度＝１６〜１８ｓｅｃ

【００７７】２．塗膜厚＝２０μ（±２）

【００７８】３．硬度測定＝鉛筆硬度

【００７９】温度は熱風炉使用の場合は炉内雰囲気温
度、本実施例では、ワーク表面付近の雰囲気温度であ
る。その結果、それぞれの硬化に至る所要時間は、本装
置が従来の熱風炉に比較して下記の如くに短縮された。

【００８０】１．メラミンで、１／１０

【００８１】２．アクリルで、１／１８

【００８２】３．ポリエステルで、約１／４．４

【００８３】４．フッソで、約１／３．６

【００８４】これら２種類の乾燥方法によるテスト結果
の比較によって本装置の効果が著しいことが判明した。

【００８５】表１２は、本装置を用いて近赤外線ランプ
照射のみと、近赤外線照射と熱風噴出を同時に行い温度
と時間と塗膜硬度の関係をアクリル塗料を選び温度条件
を１１０℃と１７０℃の二通りにしてテストした表を表
す。表１２に示すように近赤外線照射のみに対して所要
時間は、以下の如くとなる。

【００８６】イ．硬度Ｈを基準とすれば、

【００８７】１１０℃の熱風を噴出させると、約１／
４．６

【００８８】１７０℃の熱風を噴出させると、約１／
７

【００８９】ロ．硬度２Ｈを基準とすれば、

【００９０】１１０℃の熱風を噴出させると、約１／
４．５

【００９１】１７０℃の熱風を噴出させると、約１／
９

【００９２】上記の結果、近赤外線ランプ照射のみと熱
風＋近赤外線照射では、塗膜の硬化速度には歴然とした
差があり、しかも熱風の温度が高ければ高いほど硬化の
時間短縮が進むことが判明した。

【００９３】表１２中の１１０℃、１７０℃は何れも熱
風のワーク表面付近の温度を示す。

【００９４】次に、本装置を用いて熱風のみを噴射し
て、時間の経過と塗膜硬度の関係をメラミン塗料及びア
クリル塗料について調べた。

【００９５】１．サンプル板 ボンデ鋼板０．８ｍｍ
（厚）サイズ６００ｍｍ×７００ｍｍ

【００９６】２．熱風風速 ２．０ｍ／ｓｅｃ

【００９７】３．塗料粘度 １８〜１９ｓｅｃ／ＮＫ−
２（粘度計）

【００９８】９分間測定したが、両者とも硬度はＢ以下
で実用に適さなかった。

【００９９】次に、図１０、図１１に図示される実施例
について説明する。この実施例は図７〜図９に図示され
る実施例の開口部にエアカーテンを設置してなる。トン
ネル炉３１にはワーク搬入口Ａ、ワーク搬出口Ｂの２個
の開口部を有する。１１は、赤外線ランプである。この
実施例でも、赤外線ランプ１２は、波長のピークが2μ
ｍ以下の赤外線ランプ、望ましくは1.2μｍ〜1.5μｍの
いわゆるの近赤外線ランプを使用する。被塗装物２１の
母材表面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率
が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を母材、塗
料の種類に応じて図１〜図６、表１〜表８に基づき選択
し、炉内の必要箇所に設置する。４１は、エアカーテン
である。エアカーテン４１は、トンネル炉３１のワーク
搬入口Ａ、ワーク搬出口Ｂにそれぞれ設置される。４４
は、エアカーテンのエア吹出口、４５は同エア吸入口で
ある。４６はファン、４７はエア吹出口４４、エア吸入
口４５を連結させる循環ダクトである。４８は、循環ダ
クト４７のファン４６よりエア吹出口４４側に設置され
るフィルターである。５１は冷却装置である。ファン４
６は、エア吸入口４５で吸気された空気をエア吹出口４
４から吹出るようにエアを循環させる。Ｃは赤外線ラン
プ１１の有効照射範囲である。エア吹出口４４からのエ
ア吹出範囲Ｄのエアは、図１１に図示するように一部有
効照射範囲Ｃと抵触してもよい。

【０１００】５２、５３はモジュストロールモータ、５
４は循環ダクト４７のファン４６より上流側に設置され
モジュストロールモータ５２により作動されるたダンパ
ー、５５はモジュストロールモータ５３により駆動され
るダンパー、５６は排気ファン、５７はエア吹出口４４
に設置され温度を感知しモジュストロールモータ５２、
５３の作動を制御する温度調節計である。これらにより
エアカーテンを構成するとともに、冷却装置５１を構成
する。

【０１０１】次に、実施例の作用について説明する。塗
料を塗布された被塗装物２１を、ワーク搬入口Ａからト
ンネル炉３１内に搬入する。すると、エアカーテン４１
を通過し、エア吹出口４４でエアを吹き付けられるが、
エアカーテンで供給されるエアは冷却装置５１よって冷
却され、温度上昇が押さえられているため、エアが被塗
装物２１表面に当接しても、塗膜表面に作用して塗膜を
形成することはない。すなわち、エアカーテンを使用し
ているうちに、エア吹出口４４の温度を例えば１１０度
と検知した温度調節計５７は、例えばトンネル炉３１内
が１６０度であり、エア吹出口４４から吹出されるエア
の設定温度が８０℃の場合、３０℃の温度差を修正すべ
くモジュストロールモータ５２、５３を作動させる。な
お、この状態ではエア吸気口４５では１３０°Ｃであ
る。すると、モジュストロールモータ５２は、ダンパー
５４を開口させ、外気を循環ダクト４７内に導入させ
る。モジュストロールモータ５３は、ダンパー５５を開
口させ、排気ファン５６を作動させ循環ダクト４７内の
エアを循環ダクト４７外に排気させる。温度調節計５７
が、エア吹出口４４から吹出されたエアの温度が設定温
度以下となったことを感知すると、各ダンパー５４、５
５はその開度で保持し、エアーカーテン４１の温度を保
持させる。

【０１０２】ところで、「母材表面に塗布された塗料の
塗膜に対する赤外線透過率が高くかつ母材の吸収率の高
い領域の赤外線を使用して、母材表面に形成された塗膜
を乾燥させることを特徴とする塗膜の乾燥方法。」を使
用する炉の外気への開口部に、従来のように単純循環タ
イプのエアカーテンを設置し、炉で、母材に塗布された
塗膜を乾燥させると、ピンホールを多数発生する。

【０１０３】従来の熱風炉等の乾燥炉に比し、「母材表
面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高く
かつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を使用して、母材
表面に形成された塗膜を乾燥させることを特徴とする塗
膜の乾燥方法。」を使用する炉は、効率が良い。そのた
め、炉開口部からの放熱は大きくエアカーテンに供給さ
れるエアは徐々に温度は上昇され、同赤外線を照射させ
る前に炉内温度に近くまで加熱されたエアカーテンのエ
アを炉の開口部であらかじめ、被乾燥物に吹き付けると
母材側から加熱されることなく、熱風により塗膜表面側
から加熱されるため、表面乾（表面固化）を生じ、表面
に薄い隔膜が発生し、その後母材側から加熱されると表
面より内部の溶剤は、すでに固形化された隔膜表面を突
き破って蒸発する。すると、発泡の跡が表面に残りピン
ホールを生ずると推測される。すなわち、赤外線の有効
照射範囲外では、むしろワークには赤外線照射により加
熱された空気の影響を与えないほうが有効であることを
発明者は知見した。

【０１０４】したがって、この実施例のように構成され
ると、エアカーテン４１によっても表面塗膜は形成され
ていないため、塗膜中の溶剤が蒸発しても固化した塗膜
表面を破りピンホールを形成することはない。

【０１０５】ついで、トンネル炉３１内で、図７〜図９
に図示されるのと同様に被塗装物２１の母材表面に、当
該塗膜に対して赤外線透過率が高く、母材の吸収率の高
い領域の赤外線からなる赤外線ランプ１１を照射すると
ともに熱風を吹き付ける。すると、塗膜を透過した赤外
線は、表面に塗膜を形成された母材に吸収され母材表面
が加熱される。同時に熱風により加熱されるため温度む
らは生じない。そのため、塗膜は、母材表面に近い塗膜
裏面から加熱され固化される。

【０１０６】表９は、図１０に図示される実施例およ
び、冷却装置を使用しないエアカーテンを使用する比較
例における、エアカーテン風速と、温度における塗膜に
於けるピンホール発生状態をあらわす。ピンホールの発
生を防ぐにはほぼ８０°Ｃ以下を保持することが望まし
い。

【０１０７】設定条件

【０１０８】塗料 メラミン樹脂

【０１０９】被塗装物 ボンデ鋼板 １．２ｔ

【０１１０】塗膜厚 ３０ミクロン

【０１１１】室内温度 ３０゜Ｃ

【０１１２】炉内温度 １６０゜Ｃ

【０１１３】エアカーテン高さ（エア吹出口〜エア吸気
口） ２ｍ

【０１１４】エアカーテン風速

【０１１５】エア吹出口で１０ｍ／ｓのときエア吸気口
では４ｍ／ｓ、エア吹出口で７ｍ／ｓのときエア吸気口
では２．８ｍ／ｓ、エア吹出口で４ｍ／ｓのときエア吸
気口では１．２ｍ／ｓであった。

【０１１６】したがって、この実施例では、近赤外線照
射と熱風、冷風を組み合わせて使用することで、更に発
泡、ピンホールの発生を防止することが可能である。

【０１１７】

【発明の効果】 したがって、比較的短時間に炉体を用
いることなくキュアリングが可能となり、発泡、ピンホ
ールを生じない。すなわち、熱風のみの加熱に比し急激
な加熱がおこなわれても近赤外線の照射により被塗装物
の母材側から加熱され、熱風により雰囲気温度は維持さ
れるため短時間で乾燥される。

【図面の簡単な説明】

【図１】各樹脂の赤外線吸収曲線図

【図２】各樹脂の赤外線吸収曲線図

【図３】各樹脂の赤外線吸収曲線図

【図４】各樹脂の赤外線吸収曲線図

【図５】各樹脂の赤外線吸収曲線図

【図６】赤外線ランプの特性曲線図

【図７】この発明の実施例の装置の中央断面図

【図８】この発明の実施例の装置の赤外線ランプ部分の
一部拡大図

【図９】図７のＸＸ断面図

【図１０】この発明の他の実施例の装置の中央断面図

【図１１】図１０の一部拡大図

【表１】 金属の各波長における反射率

【表２】 金属の各波長における反射率

【表３】 金属の各波長における反射率

【表４】 金属の各波長における反射率

【表５】 実施例１におけるピンホール発生数

【表６】 比較例１におけるピンホール発生数

【表７】 実施例２におけるピンホール発生数

【表８】 比較例２におけるピンホール発生数

【表９】 実施例および、冷却装置を使用しないエアカーテンを使
用する比較例における、エアカーテン風速と、温度にお
ける塗膜於けるピンホール発生状態

【表１０】 テスト使用機器及び材料及びテスト時の室内条件

【表１１】 熱風路および本実施例使用における標準硬度に達するま
での温度および時間の比較

【表１２】 アクリル塗料に本実施例を使用した近赤外線および熱風
併用および近赤外線のみ使用の比較

【符号の説明】 １１ 赤外線発生装置 １３ エア吐出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被乾燥物に向けて設置される、母材表面
   に塗布された塗料の塗膜に対する赤外線透過率が高くか
   つ母材の吸収率の高い領域の赤外線を照射する赤外線発
   生装置と、赤外線発生装置の照射方向とは交差方向に被
   乾燥物に吹き付けられる熱風とからなることを特徴とす
   る赤外線および熱風併用乾燥装置。
2. 【請求項２】 搬送される被乾燥物に向けて両側に設置
   される、母材表面に塗布された塗料の塗膜に対する赤外
   線透過率が高くかつ母材の吸収率の高い領域の赤外線を
   照射する赤外線発生装置と、天井面と床面間にかけて被
   乾燥物に向けて吹き付けられる熱風とからなることを特
   徴とする赤外線および熱風併用乾燥装置。