JPH0761460B2

JPH0761460B2 - 乾燥装置

Info

Publication number: JPH0761460B2
Application number: JP22483691A
Authority: JP
Inventors: 節男楯
Original assignee: 節男楯
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0550008A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、赤外線ランプを炉
内の炉面に斜めに設置させた乾燥装置にかかる。

【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。すると被乾燥物に塗布された
塗料表面の溶剤がまず蒸発され、表面が流動性を失い固
形化する。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。すると表面より内部の
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
線を照射し熱風を吹き付けておこなう。

【０００４】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低温を維持しな
がら乾燥させるため乾燥に時間がかかる課題を有した。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】Eb∝T⁴

【００１５】温度が高いほど放射エネルギーは大きくな
る。

【００１６】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

【００１７】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。

【００１８】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，

【００１９】λm＝2897/Tより

【００２０】T＝(t+273)＝2897/2.5

【００２１】t＝880℃

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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、これは塗膜表面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低温を維持しなが
ら乾燥させるため乾燥に時間がかかる課題を有した。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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
の吸収率の悪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。

【００２８】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。

【００２９】他方、遠赤外線ランプを炉内に設置する場
合、炉内壁面にべたにランプを設置する必要があった。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、近赤外線
ランプを使用して塗膜を加熱乾燥させる場合、遠赤外線
ランプ使用時と同様に炉内壁面にべたに設置すると、近
赤外線ランプのエネルギー密度は、遠赤外線ランプのエ
ネルギー密度より高いため温度上昇が早く、強くなるこ
と、他方近赤外線ランプを構成する石英管は膨張に弱く
ランプ寿命が短くなることを知見した。それに対して、
複数の近赤外線ランプを、炉内壁面に斜めに設置する
と、ゆっくりとしかし一定量のエネルギーを供給できる
ことを知見した。

【００３１】

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

【００３２】複数の、波長のピークが２μｍ以下の赤外
線を発生する赤外線ランプ（１２）を、炉面（１１）に
順次斜めに設置させたことを特徴とする乾燥装置、

【００３３】を提供する。

【００３４】

【作用】炉面に順次斜めに設置された、複数の母材表
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ランプにより、ラ
ンプ前を通過するワークに順次赤外線を照射する。その
ため、ワークには、ゆっくりと一定量のエネルギーが照
射される。

【００３５】

【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、その
他の塗料が可能である。塗膜は、いわゆる粉体塗膜（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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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
のいわゆる近赤外線ランプを使用するのが望ましい。

【００３９】実施例1

【００４０】近赤外線ランプ（出力ピーク1,4μｍ）

【００４１】金属板ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００４２】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）

【００４３】比較例1

【００４４】遠赤外線ランプ（出力ピーク3.5μｍ）

【００４５】金属板ボンデ鋼板（板厚1ｍｍ、寸法1
00ｍｍ×100ｍｍ）

【００４６】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）

【００４７】実施例2

【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）

【００５１】比較例2

【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）

【００５５】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。

【００５６】図７、図８、図９に図示される実施例は以
下の知見に基づく。すなわち、「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
することが知見された。

【００５７】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
知見した。

【００５８】図７、図８、図９において、１１はトンネ
ル炉、Ｗは母材表面に塗料を塗布されたワークである。
ワークＷは母材として金属板からなり、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。ワークＷの
母材上には、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の塗料が
塗布される。

【００５９】１２は、赤外線ランプである。この実施例
では、赤外線ランプ１２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
る近赤外線ランプを使用する。ワークＷ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
要箇所に設けられた赤外線ランプ取付バンク８１に設置
する。

【００６０】赤外線ランプ取付バンク８１は、同バンク
８１の正面図を表す図１９、同平面図を表す図２１、他
のバンク８１の正面図を表す図２０に図示されるように
ランプ取付面８２の両側に、先端を広げて設置された鏡
面からなる反射面８３、８３を設けられる。設置された
ランプ１２は、図１９、図２０、に図示されるように壁
面内に上下方向に対して斜めとなるように設置される。
ランプの設置は図１９、図２０に図示されるように入り
口側の赤外線ランプ１２の位置を低く、出口側に行くに
従い高く成るように設置させても、入り口側の赤外線ラ
ンプ１２の設置位置は高くし、出口側に行くに従い低く
なるよう設置してもよい。赤外線ランプ１２は、赤外線
ランプ取付バンク８１に取り付けて炉内壁面に設置させ
ても、直接炉面に設置させてもよい。

【００６１】図１９に図示されるように、赤外線ランプ
１２の上下の照射範囲ａは、搬送されるワークＷの上下
長より長くする。ただし、ワークＷが板物からなるとき
は、ワークＷの方が長くともよい。

【００６２】ボンデ鋼板（板厚１、２ｍｍ、寸法１００
ｍｍ×１００ｍｍ）に、関西ペイント株式会社製マジク
ロン白（粘度イワタカップ１８／ＮＫー２）を塗布し、
赤外線ランプ３個を、斜めに配置した炉内でワークに４
分間照射した場合と、同一の赤外線ランプ３個を縦に直
列に配置した炉内でワークに４分間照射した場合を比較
した。直列に赤外線ランプを配置した場合は、膜厚４０
μでは、発泡は生じなかったが、膜厚５１μでは発泡が
出始め、膜厚５４μでは発泡ははっきり出た。他方、斜
めにランプ配置した場合は、膜厚５７μから発泡を生じ
始めた。

【００６３】赤外線ランプ１２は、赤外線ランプ取付バ
ンク８１、あるいは壁面に直接取り付けられ、あるい
は、赤外線ランプ１２は、ランプ本体７２と、ランプ本
体７２の背面に設置される反射板７１とからなる。反射
板７１は、ランプ本体７２側の面は鏡面から形成された
放物曲面からなり、放物線の焦点位置にランプ本体７２
は設置される。

【００６４】図１６に図示される赤外線ランプ１２で
は、反射板７１は曲面からなる。そのため、図１５、図
１６に図示される赤外線ランプでは、赤外線は集光さ
れ、図１５に図示される実施例では、光はほぼ平行光線
となり、ワークに照射される。

【００６５】いわゆる近赤外線ランプではエネルギー密
度が、２．８μをピークとする中赤外線ランプあるいは
遠赤外線ランプよりも高い。例えば赤外線ランプ１２を
使用してワークを加熱するのに約１秒（ほぼ瞬時）です
むのに対し、中赤外線ランプでは約２分、遠赤外線ラン
プでは、それ以上の時間を要することが実験上明らかと
なった。

【００６６】図１７は、ランプ本体７２と反射板７１と
からなるランプを複数並べた赤外線ランプ１２とした実
施例を表す。

【００６７】図１８に図示する実施例では、炉７５を移
動可能とし、壁内面に図１７に図示する赤外線ランプ１
２を設置する。炉はコ字型断面からなる２つの開口部を
有し、開口部がレール７６をまたぐように設置する。７
７は車輪、７８はモータ等の駆動装置であり、車輪７７
の１つを正回転、逆回転することで炉７５をレール７６
に沿って移動し、ワークＷ上を開口部から通過させる。
このような炉の場合、雰囲気温度を利用してワーク表面
を加熱することはできないので、エネルギー密度を高
め、必要箇所を赤外線で加熱する赤外線ランプ１２の使
用は有効である。

【００６８】さらに、熱風を併用せず、即ち、熱風を併
用して雰囲気温度を高めることがない炉、例えば図１８
に図示する炉７５においては、このような反射板７１を
利用するランプは、必要なワーク上のみ集中して加熱す
ることになるため、短時間に加熱される。

【００６９】即ち、ワークを１２０℃まで加熱するのに
反射板つきと反射板なしの赤外線ランプをそれぞれ用い
実験したところ、反射板なしでは、７分かかった場合で
も、反射板をつけることで１分２０秒で同温度に到達し
た。さらに最高到達温度は、反射板つきの場合、反射板
なしに比較し、１．６５倍に達した。

【００７０】さらに、赤外線ランプの照射の不要な場合
には不要な部分の赤外線ランプを点灯しないため、エネ
ルギーの節約となる。

【００７１】熱風を併用しないでも、赤外線ランプのみ
により加熱可能となり、その場合雰囲気温度は室温近く
なる。そのため、塗膜の温度勾配がはっきりと被塗物
（ワーク）と塗膜の界面側が高く塗膜表面側が低くなる
ため、発泡の防止が可能となる。

【００７２】赤外線ランプ１２を設置された図７、図８
に示す実施例において、１１はトンネル炉である。トン
ネル炉１１にはワーク搬入口Ａ、ワーク搬入口Ｂの２個
の開口部を設ける。１３は、エアカーテンである。エア
カーテン１３は、トンネル炉１１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。１４は、エアカー
テンのエア吹出口、１５は同エア吸入口である。１６は
ファン、１７はエア吹出口１４、エア吸入口１５を連結
させる循環ダクトである。１８は、循環ダクト１７のフ
ァン１６よりエア吹出口１４側に設置されるフィルター
である。２１は冷却装置である。ファン１６は、エア吸
入口１５で吸気された空気をエア吹出口１４から吹出る
ようにエアを循環させる。

【００７３】図７、図８に図示する２２、２３はモジュ
ストロールモータ、２４は循環ダクト１７のファン１６
より上流側に設置されモジュストロールモータ２２によ
り作動されるたダンパー、２５はモジュストロールモー
タ２３により駆動されるダンパー、２６は排気ファン、
２７はエア吹出口１４に設置され温度を感知しモジュス
トロールモータ２２、２３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２１を構成する。

【００７４】図８に図示される実施例においては、赤外
線ランプ１２は、エアカーテン１３設置箇所にも設置さ
れる。図９において、３１は赤外線ランプ１２の有効照
射範囲である。有効照射範囲３１では、赤外線ランプに
より、ワークＷの母材側から加熱させ、塗膜を乾燥させ
る。３２はエア吹出し範囲である。この実施例では、有
効照射範囲３１と、エア吹出範囲では若干重複部分を生
ずる。

【００７５】次に、図７、図８、図９に図示される実施
例の作用について説明する。塗料を塗布されたワークＷ
を、ワーク搬入口Ａからトンネル炉１１内に搬入する。
すると、エアカーテン１３を通過し、エア吹出口１４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２１よって冷却され、温度上昇が押さえら
れているため、エアがワークＷ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１４の
温度を例えば１１０度と検知した温度調節計２７は、例
えばトンネル炉１１内が１６０度であり、エア吹出口１
４から吹出されるエアの設定温度が８０度の場合、３０
度の温度差を修正すべくモジュストロールモータ２２、
２３を作動させる。なお、この状態ではエア吸気口１５
では１３０°Ｃである。すると、モジュストロールモー
タ２２は、ダンパー２４を開口させ、外気を循環ダクト
１７内に導入させる。モジュストロールモータ２３は、
ダンパー２５を開口させ、排気ファン２６を作動させ循
環ダクト１７内のエアを循環ダクト１７外に排気させ
る。温度調節計２７が、エア吹出口１４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２４、２５はその開度で保持し、エアーカー
テン１３の温度を保持させる。

【００７６】ついで、トンネル炉１１内で、ワークＷ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１
２を照射する。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。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。エアカーテン１３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。

【００７７】図８に図示されるように、エアカーテン１
３の設置箇所に、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
赤外線を照射する赤外線ランプ１２が設置された場合
は、エアカーテン１３設置箇所でも、塗膜の形成された
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を照射する。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。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、エアカー
テン１３設置位置から塗膜の乾燥は行われる。

【００７８】表９は、図７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。

【００７９】設定条件

【００８０】塗料メラミン樹脂

【００８１】被塗装物ボンデ鋼板１．２ｔ

【００８２】塗膜厚３０ミクロン

【００８３】室内温度３０゜Ｃ

【００８４】炉内温度１６０゜Ｃ

【００８５】エアカーテン高さ（エア吹出口〜エア吸気
口）２ｍ

【００８６】エアカーテン風速

【００８７】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。

【００８８】次に図１０、図１１、図１２に図示される
実施例について説明する。５１は、第１塗装ブース、５
４は第２塗装ブースである。第１塗装ブース５１、第２
塗装ブース５４では、自動機等の塗装装置により、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、タングステン等からなるワークＷに、例え
ば３０μｍ厚のワークＷの母材上には、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
ミン樹脂系塗料の塗料からなる塗膜を形成させる。図１
０に図示される実施例では塗装ブースは、第１塗装ブー
スのみからなる。第２塗装ブース５４は、第１塗装ブー
ス５１と同様の構造からなり、予備加熱炉５２で乾燥を
施されたワークＷ上に例えば３０μｍ厚の塗膜を、更に
形成させいわゆる厚塗りを施す。

【００８９】５２は予備加熱炉である。予備加熱炉５２
はトンネル炉、あるいは山型炉からなり、この実施例で
は、赤外線ランプ１２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
近赤外線ランプを使用する。更に予備加熱炉５２は、図
７、図８に図示される炉を用いてもよい。ワークＷ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。予備加熱炉５２は、図
１０に図示される実施例においては、雰囲気温度は１４
０〜１６０°Ｃに保たれ、３〜４分間ワークＷに加熱を
加え、ワークＷの物体温度を、４０〜６０°Ｃとさせ
る。図１１、図１２に図示される実施例においては、２
〜３分間ワークＷに加熱を加え、ワークＷの物体温度を
５０〜７０°Ｃとさせる。予備加熱炉５２には、図７、
図８に図示されるようなエアカーテン１３を設置させて
もよい。

【００９０】５３は、本加熱炉である。図１０、図１
１、図１２に図示される実施例では、従来の熱風炉、あ
るいは遠赤外線炉のトンネル炉、山型炉からなる。更に
本加熱炉は、図７、図８に図示される炉を用いてもよ
い。本加熱炉５３は、図１０に図示される実施例におい
ては、１３０〜１５０°Ｃ雰囲気に保たせ２０〜３０分
間ワークＷに加熱を加える。図１１、図１２に図示され
る実施例においては、２００〜２２０°Ｃの雰囲気温度
に維持し、３０〜５０分間ワークＷに加熱を加える。

【００９１】次に実施例の炉の作用について説明する。
図１０、図１１、図１２に図示されるように、塗装工程
である第１塗装ブース５１で、被塗装物であるワークＷ
表面に塗料を塗布する。次いで、予備加熱工程である予
備加熱炉５２でワークＷ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。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。母材の加熱により塗膜は母材側
から加熱され塗料中に含まれる溶剤を発散させる。次い
で本加熱炉５３で、更に加熱を加える。本加熱炉５３で
の加熱は塗膜表面側から加熱されるが、予備加熱工程で
母材側から塗膜中の溶剤は発散されているため塗膜表面
が固化始めても、塗膜中の溶剤がさらに発散するために
生ずる発泡は生じない。

【００９２】図１１に図示されるように、塗装工程であ
る第１塗装ブース５１で、被塗装物であるワークＷ表面
に塗料を塗布し、次いで、予備加熱後更に被ワークＷに
塗装を施す工程、次いで本加熱炉５３で本加熱を施す工
程、あるいは、図１２に図示されるように、予備加熱炉
５２で予備加熱後更にワークＷに第２塗装ブースで２次
塗装を施す工程、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
せる予備加熱炉５２で２次予備加熱させる工程、次いで
本加熱を施す工程からなる場合は、最初の塗布後に更に
２次塗布を加えても、予備加熱工程により塗膜を透過し
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、母材の加熱により塗膜は母材側から
加熱され塗料中に含まれる溶剤を発散させる上から塗布
し乾燥されることになるため、厚塗りされても塗膜にダ
レを生じない。

【００９３】更に、図１２に図示されるように、塗装工
程である第１塗装ブース５１で、被塗装物であるワーク
Ｗ表面に塗料を塗布し、予備加熱炉５２予備加熱後更に
被塗装物に２次塗装を施す工程、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予備加熱炉で２次予備加熱させる工
程、次いで本加熱炉５３で本加熱を施す工程からなる場
合は、更に新たな２次予備加熱により表面に塗膜を形成
された母材に吸収され母材表面が加熱され、母材の加熱
により塗膜は母材側から加熱され塗料中に含まれる溶剤
を発散させる上から塗布し乾燥されることになるため、
厚塗りされても更に塗膜にダレを生じない。溶剤の発散
が更に進むため、熱風炉の温度をより上昇させ乾燥時間
を短縮することが可能となる。

【００９４】図１３、図１４は、予備加熱と本加熱を同
一の炉でおこない、同一炉のワーク搬入口Ａ付近で予備
加熱をおこなう各実施例の中央断面図である。図１３
は、山型炉６１に係り、図１４はトンネル炉６２に係
る。両炉は全体としては熱風により本加熱を加えるが、
図１３に図示される山型炉６１では、ワーク搬入口Ａに
連続するエレベーション部分６３に、図１４に図示され
るトンネル炉では、ワーク搬入口Ａに連続する炉内付近
に赤外線ランプ１２を設置する。そして、赤外線ランプ
１２により、あるいは赤外線ランプ１２の作用に熱風を
併用して予備加熱する。熱風を併用した場合は予備加熱
時間を短くすることが可能となる。更に予備加熱が母材
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、赤外線ランプの有効照射範囲に吹き
付けられる熱風とからなる。

【００９５】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。被塗膜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
はなく予備加熱をおこなうことが可能となる。

【００９６】ついで図１３に図示される山型炉６１で
は、炉中央で熱風により本加熱され、図１４に図示され
るトンネル炉６２では中央部以降で熱風により本加熱さ
れる。

【００９７】次に、塗装後、予備加熱、熱風炉による本
加熱をおこなう実施例と、塗装後直接熱風炉により乾燥
させる場合の比較例を示す。

【００９８】実施例３

【００９９】塗装ブースで、ボンデ鋼板（板厚１ｍｍ、
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ）に、アクリル系塗料（株
式会社千代田塗料製アクリライト１００）を３０μ塗布
する。次いで、出力ピーク１．４μｍの近赤外線ランプ
を設置されたトンネル炉中に搬入する。雰囲気温度は１
５０°Ｃ、炉内の通過時間は３分３０秒、ワークの物体
温度は５０°Ｃであった。次いで、雰囲気温度１４０°
Ｃの熱風炉中に２５分間設置した。

【０１００】得られたワークの高度は鉛筆硬度２Ｈ、密
度１００／１００、発泡および膨は見られなかった。

【０１０１】比較例３

【０１０２】塗装ブースで、ボンデ鋼板（板厚１ｍｍ、
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ）に、アクリル系塗料（株
式会社千代田塗料製アクリライト１００）を３０μ塗布
する。次いで、雰囲気温度１４０°Ｃの熱風炉中に２５
分間設置した。

【０１０３】得られたワークの高度は鉛筆硬度Ｈ、密度
１００／１００、発泡および膨れは、２０個／１００ｃ
ｍ2であった。

【０１０４】次に、塗装後、予備加熱、２次塗装、熱風
炉による本加熱をおこなう実施例と、１次塗装後、２次
塗装直接寝熱風炉により乾燥させる場合の比較例を示
す。

【０１０５】実施例４

【０１０６】塗装ブースで、ボンデ鋼板（板厚１ｍｍ、
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ）に、アクリル系塗料（株
式会社千代田塗料製アクリライト１００）を３０μ塗布
する。次いで、出力ピーク１．４μｍの近赤外線ランプ
を設置されたトンネル炉中に搬入する。雰囲気温度は１
５０°Ｃ、炉内の通過時間は２分３０秒、ワークの物体
温度は６０°Ｃであった。ついで、再度アクリル系塗料
（株式会社千代田塗料製アクリライト１００）を３０μ
塗布する。次いで、雰囲気温度２１０°Ｃの熱風炉中に
４０分間設置した。

【０１０７】塗膜のダレ、発泡は殆ど見られず、製造さ
れたワークの１パーセント以下であった。

【０１０８】比較例４

【０１０９】塗装ブースで、ボンデ鋼板（板厚１ｍｍ、
寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ）に、アクリル系塗料（株
式会社千代田塗料製アクリライト１００）を３０μ塗布
する。ついで、再度アクリル系塗料（株式会社千代田塗
料製アクリライト１００）を３０μ塗布する。次いで、
雰囲気温度２１０°Ｃの熱風炉中に４０分間設置した。

【０１１０】ダレ、発泡の発生により、製造されたワー
クの約１０パーセントについて製品の手入れが必要とさ
れた。

【０１１１】したがって、これら実施例では予備加熱炉
において溶剤発散と架橋反応が直ちに行われるためと推
測される塗膜の密着が向上する。また、塗膜と金属面と
の流動性が高くなり、架橋反応時の２次レベリングが良
いためと推測され、塗膜が平滑となり目視による表面の
艶が向上する。

【０１１２】

【発明の効果】したがって、この発明では、炉面に並
べた赤外線ランプを並べて設置した場合に比し、よりよ
い塗膜を得ることができる。

【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中央断面図

【図８】この発明の実施例の中央断面図

【図９】図７の一部拡大図

【図１０】この発明の実施例の概略図

【図１１】この発明の実施例の概略図

【図１２】この発明の実施例の概略図

【図１３】この発明の他の実施例の中央断面図

【図１４】この発明の他の実施例の中央断面図

【図１５】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
の拡大断面図

【図１６】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
の拡大断面図

【図１７】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
の斜視図

【図１８】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
の使用状態正面図

【図１９】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
取付バンクの使用状態正面図

【図２０】この発明に使用される他の実施例の赤外線ラ
ンプ取付バンクの使用状態正面図

【図２１】この発明に使用される実施例の赤外線ランプ
取付バンクの使用状態平面図

【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
ける塗膜に於けるピンホール発生状態

【符号の説明】

１２赤外線ランプ

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の、波長のピークが２μｍ以下の赤
外線を発生する赤外線ランプ（１２）を、炉面（１１）
に順次斜めに設置させたことを特徴とする乾燥装置。