JPH07116593A

JPH07116593A - 塗膜乾燥方法

Info

Publication number: JPH07116593A
Application number: JP26871793A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Yamada; 宗弘山田
Original assignee: GAS ENG KK
Current assignee: GAS ENG KK
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】乾燥中の塗膜内の温度勾配を小さくして、乾
燥した塗膜の物性を安定化させ、塗膜の品質または特性
を良好なものとする。【構成】塗装ブース２で母材の表面に塗料を塗布して
塗膜を形成する。塗膜を備えた母材を赤外線焼付乾燥炉
３に搬入する。赤外線焼付乾燥炉３として、母材に近赤
外線と中赤外線とを併用して照射できる構造のものを用
いる。近赤外線の照射により母材を加熱して母材に近い
塗膜の厚み領域を加熱し、中赤外線の照射により塗膜の
厚みの中間領域を加熱する。近赤外線の照射と中赤外線
の照射を同時にまたは交互に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗膜に近赤外線を照射
して塗膜の予備乾燥または本乾燥を行う塗膜乾燥方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】塗膜表面にピンホールを形成させること
なく塗膜を短時間に乾燥させる乾燥方法として、近赤外
線を照射して塗膜を乾燥させる方法が種々提案されてい
る。特開昭５９−１６５７１号公報及び特開平４−３３
０９６６号公報は、それぞれ近赤外線を塗膜に照射して
本乾燥を行う方法と、近赤外線を塗膜に照射して予備乾
燥した後に遠赤外線照射による乾燥または熱風乾燥を行
って塗膜を本乾燥する方法とを開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の乾燥技術にお
いて、近赤外線とは塗膜に対する赤外線透過率が高く且
つ母材の吸収率が高い最大エネルギー波長を有する赤外
線である。したがって近赤外線を塗膜に照射すると、近
赤外線の大部分は塗膜を透過して母材中に吸収され、母
材が加熱される。その結果、塗膜は母材側から加熱され
て、母材との境界部分から塗膜の乾燥が進行し、塗膜の
表面は最後に乾燥することになる。したがって近赤外線
を照射して塗膜の乾燥を行うと、溶剤系塗料で塗膜を形
成した場合に、乾燥途中に塗膜中の溶剤がスムーズに塗
膜表面から抜け出るため、塗膜中に発泡が残ったり、気
化した溶剤が硬化途中で塗膜表面から抜け出ることによ
り塗膜表面にピンホールが形成されるのを防止できる。
しかしながら塗膜が厚くなった場合や、多重塗装を行う
場合や、母材の熱容量が大きい場合や、母材の厚みが場
所により不均一な場合等に、近赤外線の照射だけで塗膜
を予備乾燥または本乾燥させようとすると、母材をかな
り強烈に加熱する必要がある。そのため耐熱性の低い母
材には、この方法を適用することができなかった。また
母材の厚みが場所により不均一になるような場合等に母
材を強烈に加熱すると、いわゆる焼きむらが発生して、
乾燥した塗膜の物性にバラツキが生じ、塗膜の品質また
は特性が悪くなる問題が発生する。

【０００４】本発明の目的は、近赤外線の照射だけで塗
膜を予備乾燥または本乾燥させた場合に生じる問題点を
解消できる塗膜乾燥方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明は、母材表面に
塗布された塗膜に近赤外線を照射して塗膜を予備乾燥ま
たは本乾燥させる塗膜乾燥方法を対象とする。

【０００６】請求項１の発明では、近赤外線の照射に中
赤外線の照射を併用しながら塗膜を乾燥させる。ここで
本願明細書における近赤外線とは、塗膜に対する赤外線
透過率が高く且つ母材の吸収率が高い最大エネルギー波
長を有する電磁波である。塗膜を形成する塗料の材質及
び母材の材質によって範囲は異なるが、近赤外線はその
最大エネルギー波長が０．８０〜１．８０μｍの電磁波
を主体とする電磁波である。また本願明細書における中
赤外線とは、近赤外線よりも塗膜に対する赤外線透過率
は低く且つ遠赤外線のように塗膜の表面を直接加熱して
乾燥させるほどには塗膜に対する赤外線透過率が低くな
いもので、塗膜への吸収率が高い最大エネルギー波長を
有する電磁波である。塗膜を形成する塗料の材質及び母
材の材質によって範囲は異なるが、中赤外線はその最大
エネルギー波長が１．８１〜３．００μｍの電磁波を主
体とする電磁波である。

【０００７】本願明細書において、近赤外線の照射に中
赤外線の照射を併用する場合の態様は、近赤外線の照射
によって母材を加熱して母材に近い塗膜の厚み領域を加
熱し、中赤外線の照射によって塗膜の厚みの中間領域を
加熱し、必要以上に母材を加熱することなく、塗料が溶
剤系の塗料であれば塗膜中に発泡を残すことなく、しか
も塗膜内部に大きな温度勾配を形成しない態様であれ
ば、いかなる態様であってもよい。例えば、請求項２の
発明のように、近赤外線と中赤外線とを同時に塗膜に照
射してもよい。また請求項３の発明のように、近赤外線
と中赤外線とを交互に塗膜に照射するようにしてもよ
い。

【０００８】また近赤外線の照射と中赤外線の照射の放
射エネルギーのバランスや照射時間の比率は、母材の特
性（具体的には母材の材質、形状、寸法、熱伝導率、熱
容量分布等）と塗料の種類と塗膜の厚さとに応じて、試
験結果に基づくデータを利用して計算により決定する。

【０００９】尚本願発明により塗膜の予備乾燥をする場
合には、熱風乾燥、遠赤外線照射による乾燥等により本
乾燥を行うことができる。

【００１０】本発明では、耐熱性の高い金属や耐火ボー
ド等の耐火材等だけでなく、耐熱性の低いプラスチッ
ク、木材、ダンボール等の紙等も母材として用いること
ができる。また塗膜を形成する塗料としては、溶剤系塗
料、水溶系塗料、粉体系塗料及びエマルジョン系塗料
等、いずれに対しても用いることができる。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、近赤外線の照射により母
材を加熱して母材に近い塗膜の厚み領域を加熱し、中赤
外線の照射によって塗膜の厚みの中間領域を加熱する。
したがって近赤外線の照射は、母材に近い塗膜の厚み領
域を加熱できる程度に母材を加熱するものであればよ
い。そのため耐熱性の低い母材の表面上に塗布した塗膜
も乾燥できる。その上中赤外線の照射の併用により、母
材に近い塗膜の厚み領域の加熱に加えて、塗膜の厚みの
中間領域も加熱するため、塗膜内の温度勾配が大きくな
るのを防ぐことができる。そのため本発明によれば、い
わゆる焼きむらの発生を防止できて、乾燥した塗膜の物
性を安定化させることができ、塗膜の品質または特性を
良好な状態にすることができる。また中赤外線の照射に
よって母材が直接加熱される率は極めてわずかであるた
め、中赤外線の照射により高密度のエネルギーを供給す
ることが可能であり、乾燥時間を短縮化できる。更に、
近赤外線の照射と中赤外線の照射のバランスを変化させ
ることにより、塗装の三要素と言われる「塗料・塗り・
母材」の変化に幅広く対応することができる。本発明に
よると、母材への密着性、塗膜の強靭性、塗膜の硬度及
び塗膜表面の平坦性等、塗膜の特性を優れたものにする
ことができる。

【００１２】請求項２の発明のように、近赤外線と中赤
外線とを同時に塗膜に照射すると、塗膜の厚み方向の温
度勾配を小さくすることができる。特に、塗膜の厚みが
厚い場合や多重塗装の焼き付けに有効である。

【００１３】また請求項３の発明のように、近赤外線と
中赤外線とを交互に塗膜に照射すると、塗膜中の高温部
位が母材に近い領域と中間領域とに交互に移動するた
め、母材に対する熱負荷が軽減される。そのため母材の
耐熱性が低い場合や、母材の表面形状が複雑な場合の塗
膜の乾燥に有効である。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の方法を塗膜の本乾燥に適
用した塗膜乾燥装置のシステムを説明するための概略図
である。同図において、１ａは被塗装物（ワーク）であ
る母材を塗装ブース２に搬入するコンベア等の第１の搬
送手段である。塗装ブース２では、搬入された母材に所
定の塗料を塗布する。１ｂは塗装ブース２から表面に未
乾燥状態の塗膜が形成された母材を赤外線焼付乾燥炉３
に搬入する第２の搬送手段である。後に詳しく説明する
ように、この赤外線焼付乾燥炉３は母材に近赤外線と中
赤外線とを併用して照射することにより、塗膜を乾燥さ
せる構造を有している。したがって赤外線焼付乾燥炉３
内に搬送された母材の塗膜には、近赤外線の照射と中赤
外線の照射とが併用される。赤外線焼付乾燥炉３に対し
ては、炉内の温度を制御する温度制御システム４が設け
られている。この温度制御システム４は、温・熱風循環
用ブロワー４１と、空気予熱器４２と、循環空気調節弁
４３と排気ガス調節弁４４とこれらの部材を相互に連結
する配管とから構成されている。なお配管に示した矢印
は空気の流れる方向を示している。赤外線焼付乾燥炉３
で乾燥された母材は、搬送手段１ｃによって搬出され
る。

【００１５】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施例で用い
ることができる赤外線焼付乾燥炉３の概略構成の一例を
示している。これらの図において、３１は赤外線焼付乾
燥炉３の炉本体である。この炉本体３１は、長手方向の
両側に搬入口３１ａと搬出口３１ｂとを有しており、図
示していないが搬入口３１ａ及び搬出口３１ｂに対して
は、炉内の温度の低下を防止するためにエアーカーテン
が装備してある。また炉本体の上壁部には、２つの赤外
線照射装置３２，３２が長手方向に所定の間隔を開けて
取付けられている。３３はパレット３４上に載置された
塗膜を備えた母材である。パレット３４は、所定の間隔
をあけてスラット・コンベア３５により搬送される。

【００１６】赤外線照射装置３２に取り付けられる近赤
外線ランプと中赤外線ランプの配列は、搬送されてくる
母材の塗膜に近赤外線と中赤外線を併用しながら照射で
きる配列であればよい。例えば、図３（Ａ）に示すよう
に母材が移動する方向（矢印の方向）に各ランプが平行
に配置され、近赤外線ランプＳと中赤外線ランプＭとを
交互に並べてなるブロックＢ１１〜Ｂ１３を、母材の移
動方向に複数個並べた配列を用いることができる。図３
（Ａ）の例では、近赤外線ランプＳと中赤外線ランプＭ
とを一本づつ交互に規則正しく並べているが、複数本づ
つ交互に規則正しく並べてよく、また近赤外線ランプＳ
と中赤外線ランプＭを不規則に並べてもよい。近赤外線
ランプＳと中赤外線ランプＭの本数は、母材の材質、塗
料の材質等を考慮して定められることになるため、図３
（Ａ）のように近赤外線ランプＳと中赤外線ランプＭの
本数を１：１の関係にする必要はない。このような配列
を用いると、近赤外線と中赤外線とを塗膜に同時に照射
することができる。

【００１７】近赤外線と中赤外線とを塗膜に同時に照射
すると、近赤外線の照射により母材を加熱して母材に近
い塗膜の厚み領域を加熱し、同時に中赤外線の照射によ
って塗膜の厚みの中間領域を加熱することになる。した
がって塗膜内部の温度勾配を極力小さくできる上、部分
的に温度降下が発生しないため、効率よく乾燥させるこ
とができる。したがって少いエネルギーで迅速に塗膜を
乾燥することができる。

【００１８】また図３（Ｂ）に示すように、母材が移動
する方向（矢印の方向）に各ランプが平行に配置され、
近赤外線ランプＳのみまたは中赤外線ランプＭのみを複
数本並べてなるブロックＢ２１〜Ｂ２３を、母材の移動
方向に複数個並べた配列を用いることができる。この場
合には、塗膜に対して近赤外線と中赤外線とを交互に照
射することができる。交互照射では、近赤外線による母
材に近い塗膜の厚み領域の加熱と、中赤外線の照射によ
る塗膜の厚みの中間領域の加熱とを選択的に行うことが
できるため、母材への熱集中を避けることができる。

【００１９】さらに近赤外線ランプＳと中赤外線ランプ
Ｍとを交互に並べたブロック（Ｂ１１〜Ｂ１３）と近赤
外線ランプＳのみまたは中赤外線ランプＭのみを複数本
並べたブロック（Ｂ２１〜Ｂ２３）を交互に配置したり
または混在させるように配置することもできる。この場
合には、近赤外線と中赤外線の同時照射と交互照射の両
方を実施することになる。

【００２０】尚図２の赤外線焼付乾燥では、炉本体３１
の上壁部にだけ赤外線照射装置３２を配置したが、炉本
体の側壁部にも赤外線照射装置３２を配置してもよいの
は勿論である。また図２の赤外線焼付乾燥では、２台の
赤外線照射装置３２を長手方向に並べているが、赤外線
照射装置３２の台数は任意である。

【００２１】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、吊り下げ移動式
の搬送手段により母材を搬送するタイプの赤外線焼付乾
燥炉１３の概略構成の一例を示している。これらの図に
おいて、１３１は赤外線焼付乾燥炉３の炉本体である。
この炉本体１３１は、長手方向の両側に搬入口１３１ａ
と搬出口１３１ｂとを有しており、図示していないが搬
入口１３１ａ及び搬出口１３１ｂに対しては、炉内の温
度の低下を防止するためにエアーカーテンが装備してあ
る。また炉本体の一対の側壁部には、それぞれ３つの赤
外線照射装置１３２Ａ…が長手方向に所定の間隔を開け
て取付けられており、また炉本体の底壁部にも側壁部に
設けた赤外線照射装置１３２Ａ…に対応して３つの赤外
線照射装置１３２Ｂ…が取付けられている。各母材１３
３は、吊り下げ用モノレール１３５の吊り下げフックに
吊り下げられて搬送される。各赤外線照射装置１３２Ａ
…及び１３２Ｂ…に取り付けられる近赤外線ランプと中
赤外線ランプの配列も、搬送されてくる母材の塗膜に近
赤外線と中赤外線を併用しながら照射できる配列であれ
ばよく、前述の赤外線照射装置３２と同様に図３（Ａ）
及び（Ｂ）に示すような配列を用いることができる。

【００２２】図５は、本発明の方法により塗膜の予備乾
燥と本乾燥とを行う場合に用いる塗膜乾燥装置のシステ
ムを説明するための概略図である。同図において、図１
に示した実施例と同様の部材には、図１に付した符号と
同じ符号を付して説明を省略する。図１の実施例と異な
るのは、赤外線焼付乾燥炉３´が塗膜の予備乾燥に用い
られ、更に本乾燥のために赤外線焼付乾燥炉３´の後方
に本乾燥用の赤外線焼付乾燥炉５が設けられている点で
ある。本実施例では、予備乾燥用の赤外線焼付乾燥炉３
´及び本乾燥用の赤外線焼付乾燥炉５ともに、図１の実
施例の赤外線焼付乾燥炉３と同様に母材に近赤外線と中
赤外線とを併用して照射することができるものを用いて
いる。したがってこれらの乾燥炉としては、図２及び図
４に示した構造の乾燥炉を用いることができる。尚図示
していないが、本乾燥用の赤外線焼付乾燥炉５に対して
も温度制御システム４を設けてもよいのは勿論である。

【００２３】尚本乾燥を行うための赤外線焼付乾燥炉５
としては、公知の遠赤外線焼付乾燥炉を用いてもよく、
また本乾燥を熱風乾燥によって行ってもよい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、いわゆる焼き
むらの発生を防止できて、乾燥した塗膜の物性を安定化
させることができ、塗膜の品質または特性を良好な状態
にすることができる利点がある。また近赤外線及び中赤
外線の照射により高密度のエネルギを供給することが可
能であり、乾燥時間を大幅に短縮化できる利点がある。
更に、近赤外線の照射と中赤外線の照射のバランスを変
化させることにより、塗装の三要素と言われる「塗料・
塗り・母材」の変化に幅広く対応することができる利点
がある。

【００２５】請求項２の発明によれば、近赤外線と中赤
外線とを同時に塗膜に照射することにより、塗膜の厚み
方向の温度勾配を小さくすることができる利点がある。

【００２６】請求項３の発明によれば、近赤外線と中赤
外線とを交互に塗膜に照射することにより、塗膜中の高
温部位が母材に近い領域と中間領域とに交互に移動させ
て、母材に対する熱負荷を軽減することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を塗膜の本乾燥に適用した塗膜乾
燥装置のシステムを説明するための概略図である。

【図２】（Ａ）は図１の実施例で用いることができる赤
外線焼付乾燥炉の一例の概略構成を示す断面図であり、
（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ近赤外線ランプ
と中赤外線ランプの配列の態様を説明するための図であ
る。

【図４】（Ａ）は図１の実施例で用いることができる赤
外線焼付乾燥炉の他の例の概略構成を示す断面図であ
り、（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】本発明の方法により塗膜の予備乾燥と本乾燥と
を行う場合に用いる塗膜乾燥装置のシステムを説明する
ための概略図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ搬送手段２塗装ブース３，３´ 赤外線焼付乾燥炉４温度制御システム４１温・熱風循環用ブロワー４２空気予熱器４３循環空気調節弁４４排気ガス調節弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材表面に塗布された塗膜に近赤外線を
照射して前記塗膜を予備乾燥または本乾燥させる塗膜乾
燥方法であって、前記近赤外線の照射に中赤外線の照射を併用しながら前
記塗膜を乾燥させることを特徴とする塗膜乾燥方法。
【請求項２】前記近赤外線と前記中赤外線とを同時に
前記塗膜に照射することを特徴とする請求項１に記載の
塗膜乾燥方法。
【請求項３】前記近赤外線と前記中赤外線とを交互に
前記塗膜に照射することを特徴とする請求項１に記載の
塗膜乾燥方法。