WO2007144980A1 - 紫外線塗料硬化設備、塗料硬化方法 - Google Patents

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WO2007144980A1
WO2007144980A1 PCT/JP2007/000524 JP2007000524W WO2007144980A1 WO 2007144980 A1 WO2007144980 A1 WO 2007144980A1 JP 2007000524 W JP2007000524 W JP 2007000524W WO 2007144980 A1 WO2007144980 A1 WO 2007144980A1
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workpiece
work
tank
ultraviolet
carbon dioxide
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PCT/JP2007/000524
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English (en)
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Inventor
Yukihiro Goto
Hideaki Hara
Atsuya Kato
Yu Akaki
Original Assignee
Trinity Industrial Corporation
Kansai Paint Co., Ltd.
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065After-treatment
    • B05D3/067Curing or cross-linking the coating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/14Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by trays or racks or receptacles, which may be connected to endless chains or belts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/06Chambers, containers, or receptacles
    • F26B25/08Parts thereof
    • F26B25/12Walls or sides; Doors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun

Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet paint curing facility for irradiating a workpiece with ultraviolet rays and curing an ultraviolet ray curable coating applied to the workpiece surface, and a coating curing method by irradiating the workpiece with ultraviolet rays. Is.
  • ultraviolet paint curing equipment is used in a process of curing an ultraviolet ray curable paint (UV paint) applied to a workpiece such as a vehicle part.
  • UV paint ultraviolet ray curable paint
  • the UV coating on the work surface is cured by irradiating the work surface with UV light while transporting the work in a certain direction by a conveyor.
  • the oxygen present in the air may inhibit the curing of the UV paint (so-called “oxygen inhibition”).
  • UV paint is cured by irradiating with a high amount of UV light so as to counteract the above-mentioned oxygen inhibition, but UV light is irradiated to cure UV paint efficiently. It is desirable to reduce the oxygen concentration in the irradiation zone as much as possible.
  • a processing tank having a work inlet / outlet formed in the upper part is provided, and the work tank passing through the processing tank is filled with an inert gas such as carbon dioxide (carbon dioxide).
  • carbon dioxide carbon dioxide
  • the oxygen concentration in the treatment tank decreases due to the air being pushed out from the work inlet / outlet, so the UV paint is cured efficiently. be able to.
  • Patent Document 1 JP 2 0 3 5-5 1 5 4 4 5 (refer to claims 1, 5, 6 etc.)
  • Patent Document 2 JP 2 0 5 _ 3 4 2 5 4 9 ( (Refer to Fig. 1)
  • a UV lamp is usually used for ultraviolet irradiation.
  • the UV lamp emits visible light and infrared light in addition to ultraviolet light.
  • the infrared rays irradiated from the UV lamp hit the inner surface of the processing tank to increase the temperature of the wall of the processing tank, and the heat of the wall increases the temperature of carbon dioxide in the processing tank.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet paint curing facility and a paint curing method capable of reducing the consumption of inert gas and suppressing running costs. Is to provide.
  • the first invention of the present application is an ultraviolet paint curing equipment for irradiating a work with ultraviolet light and curing the ultraviolet curable paint applied to the surface of the work.
  • a processing tank that is configured by a wall portion that can function as a light reflecting surface, that has a work inlet / outlet formed in the upper part of the tank, and that is configured so that an inert gas heavier than air accumulates therein;
  • a conveying means for carrying the workpiece into the processing tank via a workpiece inlet / outlet, and carrying the workpiece out of the processing tank via the workpiece inlet / outlet while ascending the workpiece;
  • the gist of the UV paint curing equipment is as follows.
  • the wall portion at a position facing the light source is directly exposed to light emitted from the light source. Therefore, the temperature rise is remarkable, but according to the first invention of the present application, the wall portion is cooled by the cooling means to prevent the temperature rise.
  • the temperature of the inert gas in the treatment tank can be prevented from rising due to the heat transferred from the wall, so that the thermal expansion associated with the temperature rise is avoided, and the inert gas is light (ie low density) and difficult .
  • the inert gas is less likely to leak out of the processing tank from the work entrance at the top of the tank, so that the consumption of the inert gas can be reduced, and the running cost of the UV paint curing equipment can be reduced.
  • the inner surface of the wall can function as a light reflecting surface, the ultraviolet light uniformly strikes the entire surface of the cake while reflecting off the inner surface of the wall. Therefore, the UV curable paint can be cured efficiently. Furthermore, since the wall is cooled from the outer surface side by the cooling means, there is no need to install the cooling means on the inner surface side of the wall, and the light from the light source is not blocked.
  • the inert gas includes, in a narrow sense, rare gas group element gases such as helium gas, neon gas, and argon gas, and in a broad sense, includes nitrogen gas and carbon dioxide gas having low chemical reactivity. It is done. Examples of the inert gas heavier than air include argon gas and carbon dioxide (carbon dioxide), but it is preferable to use carbon dioxide that is relatively cheaper than argon gas. In addition, if carbon dioxide is used as the inert gas, the gas diffusion rate is lower than that of helium gas or nitrogen gas, so that the inert gas is less likely to leak out of the treatment tank.
  • the cooling means there is one that cools the wall portion using a refrigerant such as cold air or cooling water.
  • a refrigerant such as cold air or cooling water.
  • the cooling water is used as much as the cooling water is used. Since it is not necessary to pay attention to the sealing of the refrigerant flow path, the cooling means can be configured easily.
  • the wall portion refers to a member that partitions and forms the treatment tank, and not only the side wall provided perpendicular to the equipment installation surface (horizontal plane) but also the equipment installation surface. Including horizontal walls (upper and lower walls).
  • the second invention of the present application is an ultraviolet paint hardener that cures an ultraviolet curable paint applied to the surface of the work by irradiating the work with ultraviolet light.
  • a treatment tank having an inner surface constituted by a wall portion that can function as a light reflecting surface, a work inlet / outlet formed at the upper part of the tank, and an inert gas heavier than air accumulated inside The workpiece is carried into the processing tank through the workpiece inlet / outlet while the workpiece is lowered, and the workpiece is carried out of the processing tank through the workpiece inlet / outlet while raising the workpiece.
  • the gist of the present invention is an ultraviolet paint curing facility comprising a light reflecting member with a cooling mechanism installed on a wall portion at a facing position.
  • the wall portion at the position facing the light source has a remarkable temperature rise because the light irradiated from the light source is directly applied to the wall portion.
  • the light reflecting member is applied to the wall portion.
  • the light reflecting member is cooled by a cooling mechanism to prevent the temperature of the wall from rising.
  • the light reflecting member of the present invention may be installed, for example, on the inner surface side of a wall portion facing the light source, or may be installed so as to be fitted into an opening formed in the wall portion.
  • examples of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path include cold air and cooling water.
  • cold air the more the cooling water is used, the more care is taken to seal the refrigerant flow path.
  • a light reflecting member with a cooling mechanism can be configured easily.
  • the light reflecting member can be configured to be detachable, it can be replaced when it becomes dirty or damaged.
  • the third invention of the present application is configured such that the inner surface side is constituted by a wall portion that can function as a light reflecting surface, and a work inlet / outlet is formed in the upper portion of the tank.
  • the work passing through the processing tank from a light source installed on the wall constituting the processing tank while storing a heavy inert gas and carrying the work in and out through the work inlet / outlet in this state Is a coating curing method for curing an ultraviolet curable coating applied to the surface of the workpiece by irradiating the surface of the workpiece with the ultraviolet ray, while cooling the wall portion at a position facing the light source from the outer surface side.
  • the gist of the method is a coating curing method characterized by performing ultraviolet irradiation on a workpiece.
  • the wall portion located at the position facing the light source is irradiated with ultraviolet rays while cooling from the outer surface side, so that the temperature rise of the wall portion due to the light irradiated from the light source is prevented.
  • the temperature of the inert gas in the treatment tank is prevented from rising due to the heat transferred from the wall.
  • thermal expansion of the inert gas is avoided, the inert gas is not light (ie, has a low density), and the inert gas is less likely to leak out of the processing tank from the workpiece inlet / outlet at the top of the tank.
  • the consumption of inert gas can be reduced, and the running cost of the UV paint curing equipment can be reduced.
  • the inert gas is filled in the treatment tank when the work is irradiated with ultraviolet rays. Therefore, the UV curable paint hardens without being inhibited by oxygen.
  • the fourth invention of the present application is configured such that the inner surface side is constituted by a wall portion that can function as a light reflecting surface, and a work inlet / outlet is formed in the upper portion of the tank.
  • the work passing through the processing tank from a light source installed on the wall constituting the processing tank while storing a heavy inert gas and carrying the work in and out through the work inlet / outlet in this state Is a paint curing method in which an ultraviolet curable paint applied to the surface of the workpiece is cured by irradiating the surface of the workpiece with light, and a light reflection with a cooling mechanism installed on a wall portion facing the light source. While cooling the light reflecting member itself by flowing a coolant through the member,
  • the gist of the method is a coating curing method characterized by performing ultraviolet irradiation on the workpiece.
  • the light reflecting member installed on the inner surface side of the wall portion facing the light source is irradiated with ultraviolet rays while being cooled, the light is emitted from the light source. Therefore, the temperature rise of the inert gas in the treatment tank due to the heat transferred from the wall is prevented. As a result, thermal expansion of the inert gas is avoided, the inert gas is not light (ie, has a low density), and the inert gas is less likely to leak out of the processing tank from the work inlet / outlet at the top of the tank. Accordingly, the consumption of inert gas can be reduced, and the running cost of the UV paint curing equipment can be reduced.
  • the treatment tank is filled with the inert gas when the work is irradiated with ultraviolet rays. Therefore, the UV curable paint is cured without being inhibited by oxygen.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an ultraviolet paint curing facility in a first embodiment.
  • FIG. 2 (a) is a side sectional view showing a schematic configuration of an ultraviolet paint curing facility, and (b) is a plan view showing a schematic configuration of a treatment tank.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a schematic configuration of an ultraviolet paint curing facility according to a second embodiment.
  • FIG. 4 is a side sectional view showing a schematic configuration of an ultraviolet paint curing facility in another embodiment.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing a schematic configuration of an ultraviolet paint curing facility according to another embodiment. Explanation of symbols
  • the ultraviolet paint curing equipment 10 is incorporated in a production line for producing a large workpiece W, and the workpiece W is irradiated with ultraviolet rays, and the workpiece surface is formed in the previous step.
  • This equipment cures UV curable paint (UV paint) applied to the surface.
  • the workpiece W of the present embodiment is a resin vehicle part (bumper) having a coated surface W1 on the front surface side and a concave curved surface W2 that is not the coated surface W1 on the back surface side.
  • the ultraviolet paint curing facility 10 includes a work transfer passage 11 and a treatment tank 12 located below the work transfer passage 11.
  • the workpiece conveyance path 1 1 conveys the workpiece W coated with UV paint.
  • the treatment tank 12 is composed of a plurality of walls, specifically, a tank upper part 1 2 £ 1 constituting the ceiling part of the treatment tank 12 and a tank bottom part constituting the floor part of the treatment tank 12.
  • 1 2 b and four side walls 1 2 e, 1 2 f, 1 2 g, and 1 2 h constitute a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the tank upper part 12a, the tank bottom part 12b, and the side walls 12e to 12h are formed of an aluminum plate having gas impermeability in the thickness direction.
  • the aluminum plate has a relatively high ultraviolet reflectivity, and the inner surfaces of the tank upper part 12 a, the tank bottom part 12 b and the side walls 12 e to 12 h are smooth surfaces. Therefore, the inner surface side of the tank upper part 12a, the tank bottom part 12b and the side walls 12e to 12h functions as a light reflecting surface.
  • a work inlet 1 2 c (work inlet / outlet) for carrying the workpiece W from the workpiece transfer path 1 1 into the processing tank 1 2 and an outside of the processing tank 1 2 (work The work exit 1 2 d (work entrance) for unloading the work W is opened in different places in the transport path 1 1). As shown in FIGS.
  • the ultraviolet paint curing equipment 10 includes a floor conveyor 14 as a conveying means.
  • the floor conveyor 14 conveys the workpiece W with the concave curved surface W 2 facing downward while being supported by the workpiece support 19.
  • the floor conveyor 14 carries the workpiece W into the treatment tank 12 2 through the workpiece inlet 12c while lowering the workpiece W, and also lifts the workpiece W while raising the workpiece W 1 2d.
  • the work W is carried out of the treatment tank 1 2 via
  • the floor conveyor 14 is provided with a workpiece transfer path 18 to which the workpiece support 19 is transferred.
  • the workpiece transfer path 18 is constituted by a pair of guide rails 17 a having a U-shaped cross section. Both guide rails 1 and a are provided in parallel with the longitudinal direction of the workpiece transfer path 18.
  • the workpiece support 19 includes a carriage 17 on which four wheels 17c are rotatably attached. Each wheel 11c is supported by a pair of guide rails 17a. For this reason, the carriage 17 is moved along the both guide rails 17 a (work transport path 18) by being pulled by a not-shown pulling member (wire, chain, etc.), for example.
  • the cart 17 may be configured to run on its own.
  • the work support 19 is provided with a support bar 11 b provided so as to be rotatable with respect to the carriage 17.
  • the support rod 17 b supports the workpiece W at the upper end and has a weight 17 d heavier than the workpiece W at the lower end.
  • UV lamps 6 1 a and 6 1 b are respectively provided on the side walls 1 2 g and 1 2 h facing each other in the treatment tank 12.
  • the UV lamp 61a is attached to the through hole 13 provided in the side wall 12g and protrudes to the outer surface side of the side wall 12g.
  • the UV lamp 61b is attached to the through hole 13 provided in the side wall 12h and protrudes to the outer surface side of the side wall 12h.
  • Each of the UV lamps 6 1 a and 6 1 b is provided corresponding to the place where the lowest point of the floor conveyor 14 is located in the treatment tank 12.
  • UV lamps 6 1 a and 6 1 b are installed parallel to the height direction of the treatment tank 1 2 (that is, placed vertically) so that the work W passing through the treatment tank 1 2 is irradiated with ultraviolet rays. It has become.
  • the UV lamps 6 1 a and 6 1 b are installed vertically, but may be installed horizontally. If installed vertically as in this embodiment, the UV paint can be cured without unevenness.
  • a condensing lamp having a light emitting portion 62 and an aluminum plate 63 (reflecting plate) having a concave reflecting surface is used. It is done.
  • a heat ray cut filter 64 as a partition is provided at the position where the UV lamps 61a, 61b and the treatment tank 12 are partitioned. More specifically, the heat ray cutlet filter 64 is attached so as to close the through holes 13.
  • the heat ray cut filter 64 transmits ultraviolet rays from the light rays (visible rays, ultraviolet rays, and infrared rays) emitted from the re-lamps 6 1 3 and 6 1 b into the treatment tank 1 2 and in the infrared treatment tank 1 2. It is trying to suppress the permeation to. Therefore, the UV lamps 6 1 a and 6 1 b are arranged close to the treatment tank 1 2 filled with carbon dioxide (carbon dioxide).
  • cooling devices 4 1 a and 4 1 b are respectively provided on the side walls 1 2 g and 1 2 h facing each other in the treatment tank 12.
  • the cooling device 41a is installed on the side wall 12g that faces the UV lamp 61b, and cools the side wall 12g.
  • the cooling device 4 1 b is installed on the side wall 12 2 h facing the UV lamp 61 a, and cools the side wall 12 h.
  • the cooling devices 4 1 a and 4 1 b and the UV lamps 6 1 a and 6 1 b are arranged in a staggered manner along the conveying direction of the workpiece W (see FIG. 2B).
  • Each cooling device 4 1 a, 4 1 b is a floor competition in the treatment tank 1 2.
  • a 14 is provided corresponding to the location with the lowest point.
  • the cooling devices 4 1 a and 4 1 b are arranged outside the treatment tank 12, and are formed of a box-shaped cooling device body 40 and a plurality of sheets. It has cooling fins 4 2 and fans 4 3.
  • the fan 43 is disposed on the lower side of the cooling device main body 40, and supplies external air as cold air into the cooling device main body 40.
  • the cooling fins 42 are arranged at equal intervals along the vertical direction on the outer surface of the side wall 12 e located in the cooling device main body 40, and extend horizontally. Each cooling fin 42 is cooled by cold air sent from the fan 43.
  • the outer surfaces of the side walls 1 2 g and 12 h are cooled by the cooling devices 4 1 a and 4 1 b, and a part of the side walls 1 2 g and 1 2 h is cooled.
  • the carbon dioxide inside is also cooled.
  • the cold air that has passed through the cooling device main body 40 is discharged to the outside through the exhaust port 44.
  • the fan 43 of the present embodiment is disposed on the lower side of the cooling device body 40, and cool air flows from the lower side toward the upper side.
  • the fan 43 is disposed on the upper side of the cooling device body 40 and from the upper side. You may make it flow cold wind toward the lower side.
  • the size and shape of the cooling device main body 40 may be arbitrarily changed according to the position of the fan 43.
  • the ultraviolet paint curing facility 10 includes a tank 32 that stores a carbon dioxide gas (inert gas) heavier than air in a liquefied state.
  • the ultraviolet paint curing equipment 10 includes a carbon dioxide supply pipe 37 that constitutes a carbon dioxide supply path that allows communication between the tank 3 2 and the inside of the treatment tank 12.
  • a heating device 34 and a decompressor 38 are installed on the carbon dioxide supply pipe 37.
  • the heating device 34 heats the temperature of the carbon dioxide gas sent out from the tank 32 from 0 ° C to 10 ° C, for example, from below freezing.
  • the heating device 34 of the present embodiment is a device that uses a heat exchanger as a heating source.
  • the decompressor 3 8 is disposed downstream of the heating device 3 4. 3 The pressure of carbon dioxide gas heated to 4 is reduced and sent to the treatment tank 12 side.
  • the carbon dioxide gas supply pump 33 is disposed downstream of the heating device 34, and the carbon dioxide gas heated by the heating device 34 is 1 O m mZ sec or less (in this embodiment, 2 m mZ sec or less).
  • the punching metal 5 1 rectifying means
  • the temperature sensor 3 9 is arranged downstream of the carbon dioxide supply pump 3 3, measures the temperature of the carbon dioxide heated by the heating device 3 4, and outputs the first temperature measurement signal to the CPU 21.
  • the carbon dioxide supply valve 35 is disposed on the downstream side of the temperature sensor 39, and the carbon dioxide supply pipe 37 is switched between the open state and the closed state.
  • the carbon dioxide supply valve 35 can supply carbon dioxide into the treatment tank 12 when it is switched to the open state.
  • the carbon dioxide supply valve 35 of the present embodiment is an electromagnetic valve that is operated by a solenoid (not shown).
  • the carbon dioxide gas supply ports 36 are installed at a plurality of locations on the tank bottom 12 b of the treatment tank 12 (see FIG. 2 (a)) so as to supply carbon dioxide into the treatment tank 12. It has become. As a result, carbon dioxide gas accumulates in the treatment tank 12.
  • the carbon dioxide supply port 36 of the present embodiment is a nozzle that opens upward.
  • the punching metal 51 is located above the tank bottom 12b in the processing tank 12 and below the irradiation zone irradiated with ultraviolet rays. Is arranged in parallel with the tank bottom 1 2 b.
  • the punching metal 51 is configured by regularly arranging a plurality of through holes in a plate-like member. Punching metal 51 regulates the flow of carbon dioxide gas as it passes through each through-hole, generating an upward flow of minute wind speed that flows upward from the entire bottom of the tank 1 2 b. It has become so.
  • a filter or the like may be used instead of the punching metal 51 as the rectifying means. As the filter in this case, for example, a filter configured in a mat shape by stacking fibers together is suitable.
  • an oxygen concentration meter 24 and a thermometer 25 are installed in the irradiation zone in the treatment tank 12.
  • the oxygen concentration meter 24 measures the oxygen concentration in the treatment tank 12 and outputs an oxygen concentration measurement signal to the CPU 21.
  • the thermometer 25 measures the temperature in the treatment tank 12 and outputs a second temperature measurement signal to the CPU 21.
  • the oxygen concentration meter 24 is located in the vicinity of the tank upper part 1 2 a in the treatment tank 12, and is located above the upper end of the workpiece W conveyed to the lowest point of the floor conveyor 14. is doing. Therefore, the oxygen concentration near the workpiece W can be accurately measured by the oxygen concentration meter 24.
  • the thermometer 25 is located in the vicinity of the tank upper part 12 a and is located above the upper end of the workpiece W that has been conveyed to the lowest point. Therefore, the temperature near the workpiece W can be accurately measured by the thermometer 25.
  • the ultraviolet paint curing facility 10 includes a control device 15 for comprehensively controlling the entire facility.
  • the control device 15 is composed of CPU 21, ROM 22, RAM 23, an input / output circuit, and the like.
  • CPU 21 includes UV lamps 61a and 61b, floor conveyor 14, cooling device 41a and 4 1b fan 43, heating device 34, decompressor 38, carbon dioxide supply pump 33 and carbon dioxide supply valve 35. They are electrically connected and controlled by various drive signals.
  • the CPU 21 is configured to receive the first temperature measurement signal output from the temperature sensor 39. Then, the CPU 21 determines whether or not the temperature indicated by the first temperature measurement signal is lower than 0 ° C, and determines whether or not the temperature indicated by the first temperature measurement signal is higher than 10 ° C. It is supposed to be. If the temperature indicated by the first temperature measurement signal is less than 0 ° C, the CPU 21 Control to start heating of carbon dioxide gas by 34 is performed. Further, when the temperature indicated by the first temperature measurement signal becomes higher than 10 ° C., the CPU 21 performs control to end the heating of the carbon dioxide gas by the heating device 34. According to such control, the temperature of the carbon dioxide gas supplied into the treatment tank 12 can be kept constant. In addition, energy required for heating can be saved because carbon dioxide gas does not need to be heated unnecessarily.
  • the oxygen concentration measurement signal output from the oxygen concentration meter 24 is input to the C P U 21. Then, the CPU 21 determines whether or not the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration measurement signal is equal to or higher than a threshold value (for example, 3% or higher). When the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration measurement signal is equal to or greater than the threshold value, the CPU 21 performs control to switch the carbon dioxide supply valve 35 to the open state. On the other hand, when the oxygen concentration indicated by the oxygen concentration measurement signal is less than the threshold value, the CPU 21 performs control to switch the carbon dioxide supply valve 35 to the closed state. According to such control, the oxygen concentration in the treatment tank 12 can be kept constant, so that the coating quality is stabilized. In addition, since the wasteful supply of carbon dioxide is reduced, the consumption of carbon dioxide can be further reduced.
  • a threshold value for example, 3% or higher
  • the second temperature measurement signal output from the thermometer 25 is input to the CPU 21. Then, the CPU 21 determines whether or not the temperature indicated by the second temperature measurement signal is lower than 20 ° C, for example, and whether or not the temperature indicated by the second temperature measurement signal is higher than 40 ° C. Is to be judged. When the temperature indicated by the second temperature measurement signal is higher than 40 ° C, the CPU 21 performs control to increase the air flow rate by increasing the rotation speed of the fan 43, etc. Control to start cooling is performed. When the temperature indicated by the second temperature measurement signal is less than 20 ° C, the CPU 21 performs control to reduce the air flow by reducing the rotation speed of the fan 43, etc. Control is performed to stop the cooling of the gas. According to such control, the temperature in the treatment tank 12 can be kept constant, so that the curing time of the UV paint becomes constant and the coating quality is stabilized. Carbonic acid The energy required for cooling can be saved because it is not necessary to cool the gas wastefully.
  • the temperature threshold is set to 20 ° C, but this value may be set to 20 ⁇ 1 ° C.
  • the CPU 21 outputs drive signals to the heating device 34, the decompressor 38, the carbon dioxide supply pump 33, and the carbon dioxide supply valve 35.
  • the carbon dioxide supply valve 35 is switched to the open state, and the carbon dioxide gas heated by the heating device 34 and decompressed by the decompressor 38 passes through the carbon dioxide supply pipe 37 by the carbon dioxide supply pump 33.
  • the processing tank 1 2 is filled.
  • the CPU 21 outputs a drive signal to the floor conveyor 14 and loads the work support 19 (work W) into the treatment tank 12 via the work load inlet 12c.
  • the work support 1 9 (work W) is carried out of the treatment tank 12 through the work carry-out opening 12 d.
  • the UV lamps 61a and 61b are always lit because it takes time for the output of the ultraviolet rays to stabilize. For this reason, the workpiece W passing through the treatment tank 12 is irradiated with ultraviolet rays. At this time, the ultraviolet rays uniformly hit the entire surface of the workpiece W while being reflected by the inner surfaces of the tank upper part 12 a, the tank upper part 12 a and the side walls 12 e to 12 h. As a result, the UV coating applied to the workpiece surface of the workpiece W is efficiently cured.
  • the carbon dioxide gas filled in the treatment tank 12 is accumulated in the treatment tank 12, the light irradiated from the UV lamps 61 a and 61 b is applied to the side walls 12 g and 12 h.
  • the side walls 12 2 g and 12 h are heated by the heat.
  • the specific gravity of the carbon dioxide gas decreases and flows upward, and leaks out of the processing tank 12 from the workpiece carry-in port 12 c and the work carry-out port 12 d.
  • the CPU 21 always determines whether or not the temperature indicated by the second temperature measurement signal output from the thermometer 25 is higher than 40 ° C.
  • the CPU 21 When the temperature indicated by the second temperature measurement signal is higher than 40 ° C, the CPU 21 outputs a drive signal to the fans 43 of the cooling devices 41 a and 41 b, and the side walls 1 2 g and 1 2 h from the outside. Control to cool. At this time, the side walls 1 2 g and 1 2 h are outside.
  • the workpiece W is irradiated with ultraviolet rays while being cooled.
  • the carbon dioxide in the treatment tank 12 is also cooled, so that the specific gravity of the carbon dioxide increases and the specific gravity difference with the air increases, and the carbon dioxide increases.
  • the side walls 1 2 g and 1 2 h facing the UV lamps 6 1 a and 6 1 b are directly exposed to the light emitted from the UV lamps 6 1 a and 6 1 b. Therefore, the temperature rise is remarkable. Therefore, in the ultraviolet paint curing equipment 10 of the present embodiment, the side walls 12 g and 12 h are cooled by the cooling devices 4 1 a and 4 1 b, so that the temperature of the side walls 12 g and 12 h is increased. The rise can be prevented.
  • the temperature of the carbon dioxide gas in the treatment tank 12 can be prevented from rising due to the heat transferred from the side walls 12 g and 12 h, so that the thermal expansion of the carbon dioxide gas is avoided and the carbon dioxide gas is light (that is, has a low density). ) Narikunushi.
  • carbon dioxide gas is less likely to leak out of the processing tank 12 from the work inlet 12c and the workpiece outlet 12d, so that the consumption of carbon dioxide can be reduced.
  • the side walls 1 2 g and 1 2 h are cooled by the cooling devices 4 1 a and 4 1 b and the temperature (atmosphere temperature) in the treatment tank 12 is cooled from 40 ° C to 20 ° C, carbon dioxide gas Can be reduced by about 50%.
  • the running cost of the ultraviolet paint curing facility 10 can be suppressed. Further, since the side walls 1 2 g and 1 2 h are cooled from the outer surface side by the cooling devices 4 1 a and 4 1 b, the cooling devices 4 1 a and 4 1 are provided on the inner surface side of the side walls 1 2 g and 1 2 h. There is no need to install b, and the light from the UV lamps 6 1 a and 6 1 b is not blocked. In addition, since the space in the processing tank 12 is not reduced by installing the cooling devices 4 1 a and 4 1 b, problems such as contact between the workpiece W and the cooling devices 4 1 a and 4 1 b can be solved.
  • the treatment tank 12 of the present embodiment is made of an aluminum plate having a relatively high ultraviolet reflectance, the ultraviolet light is emitted from the tank upper part 1 2 a and the tank upper part 1 2. a and side walls 1 2 e to 1 2 h Reflects on the inner surface of the workpiece and hits the entire surface of the workpiece W evenly. Therefore, the UV paint can be cured efficiently even if the number of re-lamps 6 1 £ 1, 6 1 b is reduced or the amount of light is reduced. Further, since the treatment tank 12 is composed of an aluminum plate that is gas-impermeable in the thickness direction, the carbon dioxide gas is contained in the tank upper part 1 2 a, the tank bottom part 1 2 b, and the side walls 1 2 e to 1.
  • the ultraviolet paint curing equipment 10 of the present embodiment has a UV
  • the first implementation is that a light reflecting member 71 with a cooling mechanism is installed on the inner surface of the side wall 12 h (or side wall 12 g) facing the lamp 61a (or UV lamp 61b). Different from form. That is, the light reflecting member 71 is separate from the treatment tank 12.
  • the light reflecting member 71 has a flat plate shape and is disposed in contact with the side wall 12 h (or the side wall 12 g), so that contact with the workpiece W being conveyed is prevented.
  • the light reflecting member 71 has substantially the same configuration as the cooling devices 41a, 41b of the first embodiment, and has a refrigerant channel 70 therein.
  • a light reflecting member main body 72 On the coolant channel 70, a light reflecting member main body 72, a plurality of cooling fins 73, and a fan 43 are provided.
  • the light reflecting member main body 72 is composed of an aluminum plate having a relatively high ultraviolet reflectance, and the outer surface is a light reflecting surface.
  • the light reflecting member main body 72 is cooled by cold air (refrigerant) sent from the fan 43 by the cooling fins 73. Along with this, the carbon dioxide in the treatment tank 12 is also cooled.
  • the light reflecting member 71 is installed on the inner surface side of the side wall 12 h (or the side wall 12 g), and the side wall 1 is cooled by cooling the light reflecting member 71. Temperature rise of 2 h (or side wall 1 2 g) is prevented. This prevents the temperature of the carbon dioxide gas in the treatment tank 12 from rising due to the heat transferred from the side wall 12 h (or the side wall 12 g), thereby avoiding thermal expansion of the carbon dioxide gas and reducing the carbon dioxide gas lightly.
  • the cooling devices 41a and 41b of the above-described embodiment were respectively installed on the side walls 12g and 12h facing each other in the treatment tank 12.
  • the cooling devices 41a and 41b may be arranged so as to surround the treatment tank 12 from below.
  • the cooling device 4 1 has side walls 1 2 g, It may be arranged so as to cover 1 2 h and the tank bottom 1 2 b.
  • the UV lamps 6 1 a and 6 1 b may be arranged so as to face each other on the side walls 12 g and 12 h. Then, the cooling devices 4 1 a and 4 1 b may be arranged so as to surround the UV lamps 6 1 a and 6 1 b.
  • the side walls 12 2 g and 12 h are cooled by using the cooling devices 4 1 a and 4 1 b to cool the carbon dioxide gas in the treatment tank 12. Carbon dioxide gas cooled by the cooling devices 4 1 a and 4 1 b may be supplied into the treatment tank 12.
  • the refrigerant in the above embodiment is cold air sent out from the fan 43, but cooling water or the like may be used as the refrigerant.
  • the tank upper portion 1 2 a, the tank bottom portion 1 2 b, and the side walls 1 2 e to 1 2 h of the above embodiment are formed of an aluminum plate having a relatively high ultraviolet reflectance, and the inner surface side is light. It could function as a reflective surface.
  • the inner surface of the tank upper part 1 2 a, the tank bottom part 1 2 b, and the side walls 1 2 e to 1 2 h can function as a light reflecting surface by polishing the inner surface to make a mirror surface or performing vapor deposition on the inner surface. May be allowed
  • the bumper is exemplified as the workpiece W to be coated by the ultraviolet paint curing facility 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • other vehicle parts such as an aerodynamic addition (such as a boiler) may be used as the workpiece W.
  • the workpiece W does not necessarily have to be a vehicle part.
  • the cooling means is along the conveying direction of the workpiece.
  • UV paint curing equipment which is arranged in a staggered pattern.
  • the cooling means is disposed so as to surround the treatment tank from below.
  • the light source is disposed so as to face each other in the treatment tank.
  • the cooling means is disposed so as to surround the light source.
  • the light source is provided so as to correspond to a place where the lowest point of the transfer means is located in the processing tank. UV paint curing equipment.
  • the workpiece inlet / outlet port includes a workpiece loading / unloading port for loading the workpiece into the processing tank, and a loading / unloading of the workpiece out of the processing tank.
  • Ultraviolet paint curing equipment characterized by comprising a workpiece unloading port.
  • the inert gas is supplied so as to pass through the rectifying device at a speed of 10 mmZsec or less (preferably a speed of 2 mmZsec or less).
  • UV paint curing equipment characterized by

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Abstract

【課題】不活性ガスの消費量を低減してランニングコストを抑えることができる紫外線塗料硬化設備及び塗料硬化方法を提供すること。 【解決手段】紫外線塗料硬化設備10は、処理槽12、光源61a,61b及び冷却手段41a,41bを備える。処理槽12は、内面側が光反射面として機能しうる壁部12a,12b,12g,12hなどにより構成され、空気よりも重い不活性ガスが内部に溜まるように構成される。光源61a,61bは、処理槽12内を通過するワークWに紫外線を照射する。冷却手段41a,41bは、光源61a,61bと対面する位置にある壁部12g,12hを外面側から冷却する。

Description

明 細 書
紫外線塗料硬化設備、 塗料硬化方法
技術分野
[0001 ] 本発明は、 ワークに紫外線を照射して、 そのワーク表面に塗布された紫外 線硬化型塗料を硬化させる紫外線塗料硬化設備、 及び、 ワークに紫外線を照 射することによる塗料硬化方法に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、 紫外線塗料硬化設備は、 車両用部品などのワークに塗布された紫外 線硬化型塗料 (U V塗料) を硬化させる工程などで使用されている。 具体的 にいうと、 紫外線塗料硬化設備では、 コンベアによりワークを一定方向に搬 送しながらワーク表面に紫外線を照射することにより、 ワーク表面の U V塗 料の硬化処理を行う。
[0003] ところが、 空気中に存在する酸素により、 U V塗料の硬化が阻害されてし まうことがある (いわゆる 「酸素阻害」 ) 。 従来の紫外線塗料硬化設備では 、 上記の酸素阻害を打ち消すように、 高い光量の紫外線を照射して U V塗料 を硬化させていたが、 U V塗料を効率良く硬化させるためには、 紫外線が照 射される照射ゾーン内の酸素濃度をできるだけ低下させておくことが望まし い。
[0004] そこで、 上部にワーク出入口が形成された処理槽を設け、 処理槽内に炭酸 ガス (二酸化炭素) などの不活性ガスが充満した状態で、 処理槽内を通過す るワークに対して紫外線を照射することが提案されている (例えば、 特許文 献 1, 2参照) 。 このようにすれば、 空気よりも重い炭酸ガスが処理槽内に 溜まるのに伴い、 空気がワーク出入口から押し出されることで処理槽内の酸 素濃度が低下するため、 U V塗料を効率良く硬化させることができる。
特許文献 1 :特表 2 0 0 3— 5 1 5 4 4 5号公報 (請求項 1, 5, 6等参照) 特許文献 2:特開 2 0 0 5 _ 3 4 2 5 4 9号公報 (図 1等参照)
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、 紫外線の照射には通常 U Vランプが用いられる。 なお、 U Vラ ンプは、 紫外線に加え、 可視光線や赤外線も照射する。 そして、 U Vランプ から照射された赤外線は、 処理槽の内面に当たることにより処理槽の壁部の 温度を上昇させ、 壁部の熱は処理槽内の炭酸ガスの温度を上昇させる。 特に
、 ワークが車両用部品のような大型部品であると、 処理槽内の複数箇所に u
Vランプを設けてワーク表面全体に満遍なく紫外線を当てる必要があるため
、 壁部の温度上昇は顕著になり、 炭酸ガスの温度上昇も顕著になる。 その結 果、 炭酸ガスの比重が小さくなつて軽くなるため、 槽上部のワーク出入口を 介して炭酸ガスが処理槽外に漏れ易くなる。 ゆえに、 酸素濃度を低く維持す るためには、 絶えず炭酸ガスを供給し続けなければならないため、 炭酸ガス の消費量が多くなリ、 コストアップの原因となる。
[0006] 本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 不活性ガ スの消費量を低減してランニングコス卜を抑えることができる紫外線塗料硬 化設備及び塗料硬化方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を解決するために、 本願第 1発明は、 ワークに紫外線を照射して 、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料を硬化させる紫外線塗料硬 化設備であって、 内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク出入口が形成され、 空気よりも重い不活性ガスが内部に溜ま るように構成された処理槽と、 前記ワークを下降させながら前記ワーク出入 口を介して前記ワークを前記処理槽内に搬入するとともに、 前記ワークを上 昇させながら前記ワーク出入口を介して前記処理槽外に前記ワークを搬出す る搬送手段と、 前記壁部に設置され、 前記処理槽内を通過する前記ワークに 紫外線を照射する光源と、 前記光源と対面する位置にある壁部をその外面側 から冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする紫外線塗料硬化設備をそ の要旨とする。
[0008] 通常、 光源と対面する位置にある壁部は、 光源から照射された光が直接当 たるために温度上昇が顕著であるが、 本願第 1発明によると、 当該壁部が冷 却手段によって冷却されることで温度上昇が防止される。 これにより、 壁部 から伝達された熱による処理槽内の不活性ガスの温度上昇を防止できるため 、 温度上昇に伴う熱膨張が回避され、 不活性ガスが軽く (即ち低密度に) な リにくい。 その結果、 不活性ガスが槽上部のワーク出入口から処理槽外に漏 れにくくなるため、 不活性ガスの消費量を低減でき、 ひいては、 紫外線塗料 硬化設備のランニングコストを抑えることができる。 また、 壁部の内面側が 光反射面として機能しうるため、 紫外線は、 壁部の内面で反射しながらヮー ク表面全体に満遍なく当たる。 ゆえに、 紫外線硬化型塗料を効率良く硬化さ せることができる。 さらに、 壁部は冷却手段によってその外面側から冷却さ れるため、 壁部の内面側に冷却手段を設置する必要性がなく、 光源からの光 が遮られない。
[0009] ここで、 不活性ガスとしては、 狭義にはヘリウムガス、 ネオンガス、 アル ゴンガスなどの希ガス族元素ガスが挙げられ、 広義には化学反応性の低い窒 素ガスや炭酸ガスなども挙げられる。 そして、 空気よりも重い不活性ガスと しては、 アルゴンガスや炭酸ガス (二酸化炭素) などが挙げられるが、 アル ゴンガスよりも比較的安価な炭酸ガスを用いることが好ましい。 また、 不活 性ガスとして炭酸ガスを用いれば、 ヘリウムガスや窒素ガスなどに比べて気 体拡散速度が低いため、 不活性ガスが処理槽外に漏れにくくなる。
[0010] また、 冷却手段としては、 冷風や冷却水などの冷媒を用いて壁部を冷却す るものが挙げられるが、 冷風を冷媒として用いるようにすれば、 冷却水を用 いる場合ほど冷媒が流れる冷媒流路の密封に気を遣わなくても済むため、 冷 却手段を簡単に構成できる。
[0011 ] さらに、 本発明において壁部とは、 処理槽を区画形成する部材のことをい い、 設備設置面 (水平面) に対して垂直に設けられる側壁のみならず、 設備 設置面に対して水平に設けられる壁 (上壁や下壁) も含む。
[0012] 上記課題を解決するために、 本願第 2発明は、 ワークに紫外線を照射して 、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料を硬化させる紫外線塗料硬 化設備であって、 内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク出入口が形成され、 空気よりも重い不活性ガスが内部に溜ま るように構成された処理槽と、 前記ワークを下降させながら前記ワーク出入 口を介して前記ワークを前記処理槽内に搬入するとともに、 前記ワークを上 昇させながら前記ワーク出入口を介して前記処理槽外に前記ワークを搬出す る搬送手段と、 前記壁部に設置され、 前記処理槽内を通過する前記ワークに 紫外線を照射する光源と、 外表面に光反射面を有しかつ内部に冷媒流路を有 し、 前記光源と対面する位置にある壁部に設置された冷却機構付きの光反射 部材とを備えたことを特徴とする紫外線塗料硬化設備をその要旨とする。
[0013] 通常、 光源と対面する位置にある壁部は、 光源から照射された光が直接当 たるために温度上昇が顕著であるが、 本願第 2発明によると、 当該壁部に光 反射部材を設置するとともに、 光反射部材を冷却機構によって冷却すること で、 壁部の温度上昇が防止される。 これにより、 壁部から伝達された熱によ る処理槽内の不活性ガスの温度上昇を防止できるため、 熱膨張が回避され、 不活性ガスが軽く (即ち低密度に) なりにくい。 その結果、 不活性ガスが槽 上部のワーク出入口から処理槽外に漏れにくくなるため、 不活性ガスの消費 量を低減でき、 ひいては、 紫外線塗料硬化設備のランニングコストを抑える ことができる。 また、 壁部の内面側及び光反射部材の外表面が光反射面とし て機能しうるため、 紫外線はそれらの面で反射しながらワーク表面全体に満 遍なく当たる。 ゆえに、 紫外線硬化型塗料を効率良く硬化させることができ る。 なお、 本発明の光反射部材は、 例えば光源と対面する位置にある壁部の 内面側に設置されてもよく、 あるいは当該壁部に形成した開口部分に嵌め込 むようにして設置されてもよい。
[0014] ここで、 冷媒流路を流れる冷媒としては、 冷風や冷却水などが挙げられる が、 冷風を冷媒として用いるようにすれば、 冷却水を用いる場合ほど冷媒流 路の密封に気を遣わなくても済むため、 冷却機構付きの光反射部材を簡単に 構成できる。 また、 光反射部材を着脱可能に構成できるため、 汚れたり破損 した際などに交換が可能となる。 [0015] 上記課題を解決するために、 本願第 3発明は、 内面側が光反射面として機 能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク出入口が形成された処理槽内 に、 空気よりも重い不活性ガスを溜めるとともに、 この状態で前記ワーク出 入口を介してワークの搬入及び搬出を行いながら、 前記処理槽を構成する壁 部に設置された光源から前記処理槽内を通過する前記ワークに紫外線を照射 することにより、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料を硬化させ る塗料硬化方法であって、 前記光源と対面する位置にある壁部をその外面側 から冷却しながら、 前記ワークに対する紫外線照射を行うことを特徴とする 塗料硬化方法をその要旨とする。
[0016] 従って、 本願第 3発明によると、 光源と対面する位置にある壁部を外面側 から冷却しながら紫外線照射を行うため、 光源から照射された光に起因する 壁部の温度上昇が防止され、 壁部から伝達された熱による処理槽内の不活性 ガスの温度上昇が防止される。 その結果、 不活性ガスの熱膨張が回避され、 不活性ガスが軽く (即ち低密度に) ならず、 槽上部にあるワーク出入口から 不活性ガスが処理槽外に漏れにくくなる。 従って、 不活性ガスの消費量を低 減でき、 ひいては、 紫外線塗料硬化設備のランニングコストを抑えることが できる。 また、 処理槽内に不活性ガスを溜めた状態でワークの搬入及び搬出 が行われるため、 ワークに紫外線が照射される時点で、 処理槽内には不活性 ガスが充満する。 よって、 紫外線硬化型塗料は酸素に阻害されることなく硬 化する。
[0017] 上記課題を解決するために、 本願第 4発明は、 内面側が光反射面として機 能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク出入口が形成された処理槽内 に、 空気よりも重い不活性ガスを溜めるとともに、 この状態で前記ワーク出 入口を介してワークの搬入及び搬出を行いながら、 前記処理槽を構成する壁 部に設置された光源から前記処理槽内を通過する前記ワークに紫外線を照射 することにより、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料を硬化させ る塗料硬化方法であって、 前記光源と対面する位置にある壁部に設置された 冷却機構付きの光反射部材に冷媒を流して前記光反射部材自身を冷却しなが ら、 前記ワークに対する紫外線照射を行うことを特徴とする塗料硬化方法を その要旨とする。
[0018] 従って、 本願第 4発明によると、 光源と対面する位置にある壁部の内面側 に設置された光反射部材を冷却しながら紫外線照射を行うため、 光源から照 射された光に起因する壁部の温度上昇が防止され、 壁部から伝達された熱に よる処理槽内の不活性ガスの温度上昇が防止される。 その結果、 不活性ガス の熱膨張が回避され、 不活性ガスが軽く (即ち低密度に) ならず、 槽上部に あるワーク出入口から不活性ガスが処理槽外に漏れにくくなる。 従って、 不 活性ガスの消費量を低減でき、 ひいては、 紫外線塗料硬化設備のランニング コストを抑えることができる。 また、 処理槽内に不活性ガスを溜めた状態で ワークの搬入及び搬出が行われるため、 ワークに紫外線が照射される時点で 、 処理槽内には不活性ガスが充満する。 よって、 紫外線硬化型塗料は酸素に 阻害されることなく硬化する。
発明の効果
[0019] 以上詳述したように、 本願第 1〜第 4発明によると、 不活性ガスの消費量 を低減してランニングコス卜を抑えることができる紫外線塗料硬化設備及び 塗料硬化方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1 ]第 1実施形態における紫外線塗料硬化設備の概略構成を示す断面図。
[図 2] ( a ) は紫外線塗料硬化設備の概略構成を示す側断面図、 (b ) は処理 槽の概略構成を示す平面図。
[図 3]第 2実施形態における紫外線塗料硬化設備の概略構成を示す側断面図。
[図 4]他の実施形態における紫外線塗料硬化設備の概略構成を示す側断面図。
[図 5]他の実施形態における紫外線塗料硬化設備の概略構成を示す側断面図。 符号の説明
[0021 ] 1 0…紫外線塗料硬化設備、 1 2…処理槽、 1 2 a…壁部としての槽上部 、 1 2 b…壁部としての槽底部、 1 2 c…ワーク出入口としてのワーク搬入 口、 1 2 d…ワーク出入口としてのワーク搬出口、 1 2 e, 1 2 f , 1 2 g , 1 2 h…壁部としての側壁、 1 4…搬送手段としてのフロアコンベア、 4 1 a, 4 1 b…冷却手段としての冷却装置、 6 1 a, 6 1 b…光源としての UVランプ、 70…冷媒流路、 7 1…冷却機構付きの光反射部材、 W…ヮー ク
発明を実施するための最良の形態
[0022] [第 1実施形態]
以下、 本発明を具体化した第 1実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
[0023] 図 1に示されるように、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 大型のワーク Wを製 造するための製造ラインに組み込まれ、 ワーク Wに紫外線を照射して、 前ェ 程においてワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料 (UV塗料) を硬化さ せる設備である。 なお、 本実施形態のワーク Wは、 被塗面 W1を表面側に有 する一方で被塗面 W1でない凹状曲面 W 2を裏面側に有する樹脂製の車両用 部品 (バンパー) である。
[0024] また、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 ワーク搬送通路 1 1と、 同ワーク搬送 通路 1 1の下側に位置する処理槽 1 2とを備えている。 ワーク搬送通路 1 1 は、 UV塗料が塗布されたワーク Wを搬送するようになっている。 一方、 処 理槽 1 2は、 複数の壁部、 具体的には、 処理槽 1 2の天井部を構成する槽上 部1 2 £1と、 処理槽 1 2の床部を構成する槽底部 1 2 bと、 4つの側壁 1 2 e, 1 2 f , 1 2 g, 1 2 hとによって略直方体状に構成されている。 これ ら槽上部 1 2 a、 槽底部 1 2 b及び側壁 1 2 e〜 1 2 hは、 厚さ方向に対し てガス不透過性を有するアルミニウム板によって形成されている。 なお、 ァ ルミ二ゥム板は紫外線の反射率が比較的高く、 槽上部 1 2 a、 槽底部 1 2 b 及び側壁 1 2 e〜 1 2 hの内面は、 平滑な面である。 このため、 槽上部 1 2 a、 槽底部 1 2 b及び側壁 1 2 e〜 1 2 hの内面側は、 光反射面として機能 する。 また、 槽上部 1 2 aには、 ワーク搬送通路 1 1から処理槽 1 2内にヮ ーク Wを搬入するためのワーク搬入口 1 2 c (ワーク出入口) と、 処理槽 1 2外 (ワーク搬送通路 1 1内) にワーク Wを搬出するためのワーク搬出口 1 2 d (ワーク出入口) とがそれぞれ別の場所に開口されている。 [0025] 図 1, 図 2に示されるように、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 搬送手段とし てのフロアコンベア 1 4を備えている。 フロアコンベア 1 4は、 凹状曲面 W 2を下方に向けた状態のワーク Wをワーク支持体 1 9で支持しながら搬送す るようになっている。 また、 フロアコンベア 1 4は、 ワーク Wを下降させな がらワーク搬入口 1 2 cを介してワーク Wを処理槽 1 2内に搬入するととも に、 ワーク Wを上昇させながらワーク搬出口 1 2 dを介して処理槽 1 2外に ワーク Wを搬出するようになっている。 なお、 フロアコンベア 1 4は、 ヮー ク支持体 1 9が搬送されるワーク搬送経路 1 8を備えている。 ワーク搬送経 路 1 8は、 断面コ字状をなす一対のガイドレール 1 7 aによって構成されて いる。 両ガイドレール 1, aは、 ワーク搬送経路 1 8の長手方向に平行に設 けられている。
[0026] 図 2 ( a ) に示されるように、 ワーク支持体 1 9は、 4つの車輪 1 7 cが 回転可能に取り付けられた台車 1 7を備えている。 各車輪 1 1 cは、 一対の ガイドレール 1 7 aによって支持されるようになっている。 このため、 台車 1 7は、 例えば図示しない牽引部材 (ワイヤやチェーン等) で引っ張られる ことにより、 両ガイドレール 1 7 a (ワーク搬送経路 1 8 ) に沿って移動す る。 なお、 台車 1 7が自走する構成であってもよい。 また、 ワーク支持体 1 9は、 台車 1 7に対して回動可能に設けられた支持棒 1 1 bを備えている。 支持棒 1 7 bは、 上端部にてワーク Wを支持するとともに、 下端部にワーク Wよりも重い錘 1 7 dを有している。 これにより、 ワーク支持体 1 9がヮー ク搬送経路 1 8の傾斜部分を通過する際に、 支持棒 1 7 bは、 錘 1 7 dによ つて台車 1 7に対して回動する。 このため、 支持棒 1 7 bはガイドレール 1 7 aの設置面に対してほぼ直立状態に維持され、 支持棒 1 7 bに支持される ワーク Wの向きはほぼ同じ状態に維持される。
[0027] 図 1, 図 2に示されるように、 前記処理槽 1 2において互いに対面する前 記側壁 1 2 g, 1 2 hには、 U Vランプ 6 1 a , 6 1 b (光源) がそれぞれ 1つずつ設置されている。 具体的に言うと、 U Vランプ 6 1 aは、 側壁 1 2 gに設けられた貫通孔 1 3に取り付けられ、 側壁 1 2 gの外面側に突出して いる。 同様に、 UVランプ 6 1 bは、 側壁 1 2 hに設けられた貫通孔 1 3に 取り付けられ、 側壁 1 2 hの外面側に突出している。 各 UVランプ 6 1 a, 6 1 bは、 処理槽 1 2内においてフロアコンベア 1 4の最下点がある箇所に 対応して設けられている。 これら UVランプ 6 1 a, 6 1 bは、 処理槽 1 2 の高さ方向と平行 (即ち縦置き) に設置されており、 処理槽 1 2内を通過す るワーク Wに紫外線を照射するようになっている。 なお、 各 UVランプ 6 1 a, 6 1 bは、 縦置きに設置されていたが、 横置きに設置されていてもよい 。 本実施形態のように縦置きに設置すれば、 UV塗料をムラなく硬化させる ことができる。
[0028] リ ランプ6 1 3, 6 1 bとしては、 図 2に示すように、 発光部 62と、 凹状の反射面を有するアルミ板 63 (反射板) とを備える集光形のランプが 用いられる。 UVランプ 6 1 a, 6 1 bと処理槽 1 2とを区画する位置には 、 区画体としての熱線カットフィルタ 64が設けられている。 詳述すると、 熱線カツ卜フィルタ 64は、 貫通孔 1 3を塞ぐように取り付けられている。 熱線カットフィルタ 64は、 リ ランプ6 1 3, 6 1 bから照射される光線 (可視光線、 紫外線、 赤外線) のうち、 紫外線を処理槽 1 2内に透過させる とともに、 赤外線の処理槽 1 2内への透過を抑えるようになつている。 よつ て、 UVランプ 6 1 a, 6 1 bは、 炭酸ガス (二酸化炭素) が充満している 処理槽 1 2に近付けて配置される。
[0029] 図 1, 図 2に示されるように、 処理槽 1 2において互いに対面する前記側 壁 1 2 g, 1 2 hには、 冷却装置 4 1 a, 4 1 b (冷却手段) がそれぞれ 1 つずつ設置されている。 具体的に言うと、 冷却装置 4 1 aは、 UVランプ 6 1 bと対面する位置にある側壁 1 2 gに設置されており、 側壁 1 2 gを冷却 するようになつている。 また、 冷却装置 4 1 bは、 U Vランプ 6 1 aと対面 する位置にある側壁 1 2 hに設置されており、 側壁 1 2 hを冷却するように なっている。 即ち、 冷却装置 4 1 a, 4 1 b及び UVランプ 6 1 a, 6 1 b は、 前記ワーク Wの搬送方向に沿って千鳥状に配置されている (図 2 (b) 参照) 。 各冷却装置 4 1 a, 4 1 bは、 処理槽 1 2内においてフロアコンペ ァ 1 4の最下点がある箇所に対応して設けられている。
[0030] 図 2 ( a ) に示されるように、 冷却装置 4 1 a , 4 1 bは、 処理槽 1 2の 外部に配置されており、 箱状の冷却装置本体 4 0と、 複数枚の冷却フィン 4 2と、 ファン 4 3とを備えている。 ファン 4 3は、 冷却装置本体 4 0の下側 に配置されており、 外部の空気を冷風として冷却装置本体 4 0内に供給する ようになつている。 各冷却フィン 4 2は、 冷却装置本体 4 0内に位置する側 壁 1 2 eの外面において上下方向に沿って等間隔に配置されており、 それぞ れ水平に延びている。 各冷却フィン 4 2は、 ファン 4 3から送られてきた冷 風によって冷却されるようになっている。 これにより、 側壁 1 2 g, 1 2 h の外面が冷却装置 4 1 a , 4 1 bに冷却されて側壁 1 2 g, 1 2 hの一部が 冷却され、 これに伴って処理槽 1 2内の炭酸ガスも冷却される。 また、 冷却 装置本体 4 0を通過した冷風は、 排気口 4 4を介して外部に排出されるよう になっている。 なお、 本実施形態のファン 4 3は、 冷却装置本体 4 0の下側 に配置されており、 下側から上側に向けて冷風を流すが、 冷却装置本体 4 0 の上側に配置し、 上側から下側に向けて冷風を流すようにしてもよい。 また 、 冷却装置本体 4 0の大きさ、 形状などを、 ファン 4 3の位置に応じて任意 に変更してもよい。
[0031 ] 図 1に示されるように、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 空気よりも重い炭酸 ガス (不活性ガス) を液化した状態で貯留するタンク 3 2を備えている。 ま た、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 タンク 3 2と処理槽 1 2内との間を連通し うる炭酸ガス供給経路を構成する炭酸ガス供給管 3 7を備えている。 炭酸ガ ス供給管 3 7上には、 加熱装置 3 4及び減圧器 3 8が設置されている。 加熱 装置 3 4は、 タンク 3 2から送り出された炭酸ガスの温度を氷点下から例え ば 0 °C以上 1 0 °C以下に加熱するようになっている。 これにより、 炭酸ガス 供給管 3 7上において処理槽 1 2側にある減圧器 3 8などの凍結を防止でき るとともに、 供給した炭酸ガスによる処理槽 1 2内の温度上昇を防止できる 。 なお、 本実施形態の加熱装置 3 4は、 熱交換器を加熱源とする装置である 。 また、 減圧器 3 8は、 加熱装置 3 4の下流側に配置されており、 加熱装置 3 4に加熱された炭酸ガスの圧力を低下させて処理槽 1 2側に送るようにな つている。
[0032] 図 1に示されるように、 炭酸ガス供給管 3 7上には、 炭酸ガス供給ポンプ
3 3、 温度センサ 3 9、 炭酸ガス供給バルブ 3 5及び炭酸ガス供給口 3 6を 備えている。 炭酸ガス供給ポンプ 3 3は、 加熱装置 3 4の下流側に配置され ており、 加熱装置 3 4によって加熱された炭酸ガスを、 1 O m mZ s e c以 下 (本実施形態では 2 m mZ s e c以下の速度) でパンチングメタル 5 1 ( 整流手段) を通過させるようになつている。 このようにすれば、 炭酸ガスの 速度が抑えられるため、 炭酸ガスがワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dから処理槽 1 2外に漏れにくくなる。 温度センサ 3 9は、 炭酸ガス供給 ポンプ 3 3の下流側に配置されており、 加熱装置 3 4に加熱された炭酸ガス の温度を測定して、 C P U 2 1に第 1温度測定信号を出力するようになって いる。 炭酸ガス供給バルブ 3 5は、 温度センサ 3 9の下流側に配置されてお リ、 炭酸ガス供給管 3 7を開状態または閉状態に切り替えるようになつてい る。 炭酸ガス供給バルブ 3 5は、 開状態に切り替えられた際に、 処理槽 1 2 内に炭酸ガスを供給可能とするようになつている。 なお、 本実施形態の炭酸 ガス供給バルブ 3 5は、 図示しないソレノィドにより作動する電磁弁である 。 また、 炭酸ガス供給口 3 6は、 処理槽 1 2の前記槽底部 1 2 bの複数箇所 に設置されており (図 2 ( a ) 参照) 、 炭酸ガスを処理槽 1 2内に供給する ようになつている。 これにより、 炭酸ガスが処理槽 1 2内に溜まるようにな る。 なお、 本実施形態の炭酸ガス供給口 3 6は、 上方に開口するノズルであ る。
[0033] 図 1, 図 2 ( a ) に示されるように、 処理槽 1 2内の槽底部 1 2 bの上方 であって、 紫外線が照射される照射ゾーンの下方には、 パンチングメタル 5 1が槽底部 1 2 bと平行に配置されている。 パンチングメタル 5 1は、 板状 部材に複数の貫通孔を規則的に配置することで構成されている。 パンチング メタル 5 1は、 炭酸ガスが各貫通孔を通過する際にその流れを整えて、 槽底 部 1 2 b全体から鉛直方向上側に向けて流れる微小風速の上昇流を生じさせ るようになっている。 なお、 整流手段としてパンチングメタル 51を用いる 代わりに、 フィルタなどを用いてもよい。 この場合におけるフィルタとして は、 例えば、 繊維をまとめて積層することでマット状に構成されたもの等が 好適である。
[0034] 図 1に示されるように、 処理槽 1 2内の照射ゾーンには、 酸素濃度計 24 及び温度計 25が設置されている。 酸素濃度計 24は、 処理槽 1 2内の酸素 濃度を測定して、 前記 CPU 21に酸素濃度測定信号を出力するようになつ ている。 また、 温度計 25は、 処理槽 1 2内の温度を測定して、 CPU 21 に第 2温度測定信号を出力するようになっている。 なお、 酸素濃度計 24は 、 処理槽 1 2内の槽上部 1 2 aの近傍に位置しており、 フロアコンベア 1 4 の最下点に搬送されてきたワーク Wの上端よリも上方に位置している。 従つ て、 酸素濃度計 24によってワーク W付近の酸素濃度を正確に測定できる。 同様に、 温度計 25も、 上記槽上部 1 2 aの近傍に位置しており、 最下点に 搬送されてきたワーク Wの上端よりも上方に位置している。 従って、 温度計 25によってワーク W付近の温度を正確に測定できる。
[0035] 次に、 紫外線塗料硬化設備 1 0の電気的構成について説明する。
[0036] 図 1に示されるように、 紫外線塗料硬化設備 1 0は、 設備全体を統括的に 制御するための制御装置 1 5を備えている。 制御装置 1 5は、 C P U 21、 ROM 22、 RAM 23、 入出力回路等により構成されている。 CPU 21 は、 UVランプ 61 a, 61 b、 フロアコンベア 1 4、 冷却装置 41 a, 4 1 bのファン 43、 加熱装置 34、 減圧器 38、 炭酸ガス供給ポンプ 33及 び炭酸ガス供給バルブ 35に電気的に接続されており、 各種の駆動信号によ つてそれらを制御する。
[0037] また、 CPU 21には、 前記温度センサ 39から出力された第 1温度測定 信号が入力されるようになっている。 そして、 CPU 21は、 第 1温度測定 信号が示す温度が 0°C未満であるか否かを判定するとともに、 第 1温度測定 信号が示す温度が 1 0°Cよりも高いか否かを判定するようになっている。 第 1温度測定信号が示す温度が 0°C未満である場合、 C P U 21は、 加熱装置 34による炭酸ガスの加熱を開始する制御を行うようになっている。 また、 第 1温度測定信号が示す温度が 1 0°Cよりも高くなると、 CPU 21は、 加 熱装置 34による炭酸ガスの加熱を終了する制御を行うようになっている。 このような制御によれば、 処理槽 1 2内に供給する炭酸ガスの温度を一定に 保つことができる。 また、 炭酸ガスを無駄に加熱しなくても済むため、 加熱 に要するエネルギを節約できる。
[0038] また、 C P U 21には、 前記酸素濃度計 24から出力された酸素濃度測定 信号が入力されるようになっている。 そして、 CPU 21は、 酸素濃度測定 信号が示す酸素濃度が閾値以上 (例えば 3%以上) であるか否かを判定する ようになつている。 酸素濃度測定信号が示す酸素濃度が閾値以上である場合 、 CPU 21は、 炭酸ガス供給バルブ 35を開状態に切り替える制御を行う ようになつている。 一方、 酸素濃度測定信号が示す酸素濃度が閾値未満であ る場合、 CPU 21は、 炭酸ガス供給バルブ 35を閉状態に切り替える制御 を行うようになっている。 このような制御によれば、 処理槽 1 2内の酸素濃 度を一定に保つことができるため、 塗装品質が安定する。 また、 炭酸ガスの 無駄な供給が減るため、 炭酸ガスの消費量をよりいっそう低減できる。
[0039] さらに、 C P U 21には、 前記温度計 25から出力された第 2温度測定信 号が入力されるようになっている。 そして、 CPU 21は、 第 2温度測定信 号が示す温度が例えば 20°C未満であるか否かを判定するとともに、 第 2温 度測定信号が示す温度が 40°Cよりも高いか否かを判定するようになってい る。 第 2温度測定信号が示す温度が 40°Cよリも高い場合、 C P U 21は、 ファン 43の回転数を上げて送風量を増す制御を行うなどして冷却装置 41 a, 41 bによる炭酸ガスの冷却を開始する制御を行うようになっている。 また、 第 2温度測定信号が示す温度が 20°C未満になると、 C P U 21は、 ファン 43の回転数を下げて送風量を減らす制御を行うなどして冷却装置 4 1 a, 41 bによる炭酸ガスの冷却を停止する制御を行うようになっている 。 このような制御によれば、 処理槽 1 2内の温度を一定に保つことができる ため、 UV塗料の硬化時間が一定になり、 塗装品質が安定する。 また、 炭酸 ガスを無駄に冷却しなくても済むため、 冷却に要するエネルギを節約できる
。 なお、 ここでは温度閾値を 20°Cとしたが、 この値を 20 ± 1 °Cで設定し てもよい。
[0040] 次に、 紫外線塗料硬化設備 1 0を用いた塗料硬化方法を説明する。
まず、 CPU 21は、 加熱装置 34、 減圧器 38、 炭酸ガス供給ポンプ 3 3及び炭酸ガス供給バルブ 35に駆動信号を出力する。 これにより、 炭酸ガ ス供給バルブ 35が開状態に切り替わり、 加熱装置 34にて加熱され、 減圧 器 38にて減圧された炭酸ガスが、 炭酸ガス供給ポンプ 33によって炭酸ガ ス供給管 37を通過し、 処理槽 1 2内に充填される。
[0041] この状態で、 CPU 21は、 フロアコンベア 1 4に駆動信号を出力し、 ヮ ーク搬入口 1 2 cを介して処理槽 1 2内にワーク支持体 1 9 (ワーク W) を 搬入させるとともに、 ワーク搬出口 1 2 dを介して処理槽 1 2外にワーク支 持体 1 9 (ワーク W) を搬出させる。 なお、 UVランプ 61 a, 61 bは、 紫外線の出力が安定するまでに時間がかかるため、 常時点灯している。 この ため、 処理槽 1 2内を通過するワーク Wには紫外線が照射される。 このとき 、 紫外線は、 槽上部 1 2 a、 槽上部 1 2 a及び側壁 1 2 e〜 1 2 hの内面で 反射しながらワーク Wの全面に満遍なく当たる。 その結果、 ワーク Wのヮー ク表面に塗布された U V塗料が効率良く硬化する。
[0042] ところで、 処理槽 1 2内に充填された炭酸ガスは、 処理槽 1 2内に溜まる ものの、 UVランプ 61 a, 61 bから照射された光が側壁 1 2 g, 1 2 h にあたつて側壁 1 2 g, 1 2 hの温度が上昇すると、 側壁 1 2 g, 1 2 hの 熱によって温められてしまう。 その結果、 炭酸ガスの比重が小さくなつて上 方に流れ、 ワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dから処理槽 1 2外に 漏れ出してしまう。 このため、 CPU 21は、 温度計 25から出力された第 2温度測定信号が示す温度が 40°Cよりも高いか否かを常時判定している。 第 2温度測定信号が示す温度が 40°Cよりも高くなると、 CPU 21は、 冷 却装置 41 a, 41 bのファン 43に駆動信号を出力し、 側壁 1 2 g, 1 2 hを外面から冷却する制御を行う。 このとき、 側壁 1 2 g, 1 2 hが外面側 から冷却されながら、 ワーク Wに対する紫外線照射が行われる。 その結果、 処理槽 1 2内の炭酸ガスも冷却されるため、 炭酸ガスの比重が大きくなつて 空気との比重差が大きくなリ、 炭酸ガスが重くなる。 本実施形態では、 40
°Cで 1. 35程度となる炭酸ガスの比重が 20°Cに冷却された際に 1. 43 程度に上昇し、 空気の比重 (約 1 ) との差が大きくなる。 その後、 第 2温度 測定信号が示す温度が例えば 20°C未満になった場合、 C P U 2 1は、 冷却 装置 4 1 a, 4 1 bのファン 43に対する駆動信号の出力を停止する。
[0043] 従って、 本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
[0044] ( 1 ) 通常、 UVランプ 6 1 a, 6 1 bと対面する位置にある側壁 1 2 g , 1 2 hは、 UVランプ 6 1 a, 6 1 bから照射された光が直接当たるため に温度上昇が顕著である。 そこで、 本実施形態の紫外線塗料硬化設備 1 0で は、 側壁 1 2 g, 1 2 hが冷却装置 4 1 a, 4 1 bで冷却されることにより 、 側壁 1 2 g, 1 2 hの温度上昇を防止できる。 従って、 側壁 1 2 g, 1 2 hから伝達された熱による処理槽 1 2内の炭酸ガスの温度上昇を防止できる ため、 炭酸ガスの熱膨張が回避され、 炭酸ガスが軽く (即ち低密度に) なり にくしゝ。 その結果、 炭酸ガスがワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 d から処理槽 1 2外に漏れにくくなるため、 炭酸ガスの消費量を低減できる。 例えば、 冷却装置 4 1 a, 4 1 bで側壁 1 2 g, 1 2 hを冷却して処理槽 1 2内の温度 (雰囲気温度) を 40°Cから 20°Cへ冷却した場合、 炭酸ガスの 流出量を約 50%の低減できる。 従って、 紫外線塗料硬化設備 1 0のラン二 ングコストを抑えることができる。 さらに、 側壁 1 2 g, 1 2 hは冷却装置 4 1 a, 4 1 bによってその外面側から冷却されるため、 側壁 1 2 g, 1 2 hの内面側に冷却装置 4 1 a, 4 1 bを設置する必要がなく、 UVランプ 6 1 a, 6 1 bからの光が遮られない。 また、 冷却装置 4 1 a, 4 1 bの設置 によって処理槽 1 2内のスペースが小さくならないため、 ワーク Wと冷却装 置 4 1 a, 4 1 bとが接触するなどの問題を解消できる。
[0045] (2) 本実施形態の処理槽 1 2は、 紫外線の反射率が比較的高いアルミ二 ゥム板によって構成されているため、 紫外線は、 槽上部 1 2 a、 槽上部 1 2 a及び側壁 1 2 e〜 1 2 hの内面などで反射しながらワーク Wの全面に満遍 なく当たる。 ゆえに、 リ ランプ6 1 £1, 6 1 bの数を減らしたり光量を小 さくしても、 U V塗料を効率良く硬化させることができる。 また、 処理槽 1 2は、 厚さ方向に対してガス不透過性を有するアルミニウム板によって構成 されているため、 炭酸ガスが槽上部 1 2 a、 槽底部 1 2 b及び側壁 1 2 e〜 1 2 hを透過して処理槽 1 2外に漏れることがない。 さらに、 ワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dが槽底部 1 2 bに形成されているため、 ヮー ク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dからの炭酸ガスの漏れを最小限に抑 えることができる。 従って、 ある程度大きくワーク搬入口 1 2 c及びワーク 搬出口 1 2 dを形成することも可能となり、 三次元的な形状を有する大型の ワーク Wに対する処理も可能となる。
[0046] ( 3 ) 本実施形態では、 ワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dから 遠い槽底部 1 2 bから炭酸ガスを供給しているため、 炭酸ガスが空気中に拡 散しにくくなる。 しかも、 パンチングメタル 5 1が上昇流を生じさせるため 、 槽底部 1 2 b側に流れやすい炭酸ガスを槽上部 1 2 aまで到達させること ができる。 よって、 処理槽 1 2内を炭酸ガスで確実に充満させることができ る。 さらに、 処理槽 1 2外の空気がワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dを介して侵入することを、 上昇流の風圧によって防止できる。
[0047] ( 4 ) 本実施形態の塗料硬化方法では、 ワーク Wの搬入を行ってから処理 槽 1 2内に炭酸ガスを溜めるのではなく、 炭酸ガスを溜めておいてからヮー ク Wの搬入を行っている。 よって、 紫外線の照射に際し、 ワーク Wを搬入し た状態でフロアコンベア 1 4を止めて、 炭酸ガスが溜まるのを待たなくても 済む。 従って、 U V塗料の硬化作業を効率良く行うことができる。
[0048] [第 2実施形態]
次に、 第 2実施形態の紫外線塗料硬化設備 1 0について説明する。 なお、 第 1実施形態と共通している構成については、 同一の部材番号を付す代わり に、 その詳細な説明を省略する。
[0049] 図 3に示されるように、 本実施形態の紫外線塗料硬化設備 1 0は、 U Vラ ンプ 6 1 a (または U Vランプ 6 1 b ) と対面する位置にある側壁 1 2 h ( または側壁 1 2 g ) の内面側に冷却機構付きの光反射部材 7 1を設置した点 が第 1実施形態と異なる。 即ち、 光反射部材 7 1は、 処理槽 1 2とは別体に なっている。 なお、 光反射部材 7 1は、 平板状であって、 側壁 1 2 h (また は側壁 1 2 g ) に接触して配置されるため、 搬送されるワーク Wとの接触が 防止される。
[0050] 光反射部材 7 1は、 前記第 1実施形態の冷却装置 4 1 a , 4 1 bとほぼ同 様の構成を有しており、 内部に冷媒流路 7 0を有している。 冷媒流路 7 0上 には、 光反射部材本体 7 2、 複数の冷却フィン 7 3及びファン 4 3が設けら れている。 光反射部材本体 7 2は、 紫外線の反射率が比較的高いアルミニゥ ム板によって構成されており、 外表面が光反射面となっている。 なお、 光反 射部材本体 7 2は、 各冷却フィン 7 3がファン 4 3から送られてきた冷風 ( 冷媒) によって自身が冷却される。 これに伴い、 処理槽 1 2内の炭酸ガスも 冷却される。
[0051 ] 従って、 本実施形態によれば、 側壁 1 2 h (または側壁 1 2 g ) の内面側 に光反射部材 7 1を設置するとともに、 光反射部材 7 1を冷却することで、 側壁 1 2 h (または側壁 1 2 g ) の温度上昇が防止される。 これにより、 側 壁 1 2 h (または側壁 1 2 g ) から伝達された熱による処理槽 1 2内の炭酸 ガスの温度上昇を防止できるため、 炭酸ガスの熱膨張が回避され、 炭酸ガス が軽く (即ち低密度に) なりにくい。 その結果、 炭酸ガスがワーク搬入口 1 2 c及びワーク搬出口 1 2 dから処理槽 1 2外に漏れにくくなるため、 炭酸 ガスの消費量を低減でき、 ひいては、 紫外線塗料硬化設備 1 0のランニング コス卜を抑えることができる。
[0052] なお、 本発明の各実施形態は以下のように変更してもよい。
[0053] ■上記実施形態の冷却装置 4 1 a , 4 1 bは、 処理槽 1 2において互いに 対面する側壁 1 2 g, 1 2 hにそれぞれ設置されていた。 しかし、 冷却装置 4 1 a , 4 1 bは、 処理槽 1 2を下方から囲むようにして配置されていても よい。 具体的には、 図 4に示されるように、 冷却装置 4 1が、 側壁 1 2 g, 1 2 h及び槽底部 1 2 bを覆うように配置されていてもよい。
[0054] ■図 5に示されるように、 U Vランプ 6 1 a, 6 1 bを、 側壁 1 2 g, 1 2 hにおいて互いに対面するように配置してもよい。 そして、 U Vランプ 6 1 a , 6 1 bを囲むようにして冷却装置 4 1 a, 4 1 bを配置してもよい。 ■上記実施形態では、 冷却装置 4 1 a , 4 1 bを用いて側壁 1 2 g, 1 2 hを冷却することにより、 処理槽 1 2内の炭酸ガスを冷却するようになって いたが、 冷却装置 4 1 a , 4 1 bによって冷却した炭酸ガスを処理槽 1 2内 に供給するようにしてもよい。
[0055] ■上記実施形態の冷媒は、 ファン 4 3から送り出される冷風であつたが、 冷却水などを冷媒としてもよい。
[0056] ■上記実施形態の槽上部 1 2 a、 槽底部 1 2 b及び側壁 1 2 e〜 1 2 hは 、 紫外線の反射率が比較的高いアルミニウム板によって形成することで、 内 面側が光反射面として機能しうるようになっていた。 しかし、 内面を研磨し て鏡面としたり、 内面に対して蒸着を行うことにより、 槽上部 1 2 a、 槽底 部 1 2 b及び側壁 1 2 e〜 1 2 hの内面を光反射面として機能させてもよい
[0057] ■上記実施形態では、 リ ランプ6 1 3, 6 1 b、 フロアコンベア 1 4、 冷却装置 4 1 a , 4 1 bのファン 4 3、 加熱装置 3 4、 減圧器 3 8、 炭酸ガ ス供給ポンプ 3 3及び炭酸ガス供給バルブ 3 5の制御を 1つの C P U 2 1で 制御するようにしたが、 各制御を別々の C P Uで行うように構成してもよい
[0058] ■上記実施形態では、 紫外線塗料硬化設備 1 0によって塗装されるワーク Wとしてバンパーを例示したが、 これに限定されるものではない。 例えば、 空力付加物 (スボイラーなど) などの他の車両用部品をワーク Wとしてもよ い。 また、 ワーク Wは、 必ずしも車両用部品でなくてもよい。
[0059] 次に、 請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、 前述した実施形態に よって把握される技術的思想を以下に列挙する。
[0060] ( 1 ) 本願第 1発明において、 冷却手段は、 前記ワークの搬送方向に沿つ て千鳥状に配置されていることを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0061] (2) 本願第 1発明において、 前記冷却手段は、 前記処理槽を下方から囲 むようにして配置されていることを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0062] (3) 本願第 1発明において、 前記光源は、 前記処理槽において互いに対 向するように配置されていることを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0063] (4) 技術的思想 (3) において、 前記冷却手段は、 前記光源を囲むよう にして配置されていることを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0064] (5) 本願第 1発明または本願第 2発明において、 前記光源は、 前記光源 と前記処理槽とを区画する位置に熱線力ットフィルタを備えることを特徴と する紫外線塗料硬化設備。
[0065] (6) 本願第 1発明または本願第 2発明において、 前記光源は、 前記処理 槽内において前記搬送手段の最下点がある箇所に対応して設けられているこ とを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0066] (7) 本願第 1発明または本願第 2発明において、 前記ワーク出入口は、 前記処理槽内に前記ワークを搬入するためのワーク搬入口と、 前記処理槽外 に前記ワークを搬出するためのワーク搬出口とからなることを特徴とする紫 外線塗料硬化設備。
[0067] (8) 本願第 1発明または本願第 2発明において、 前記不活性ガスは炭酸 ガスであることを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[0068] (9) 本願第 1発明または本願第 2発明において、 前記不活性ガスを 1 0 mmZs e c以下の速度 (好ましくは 2 mmZ s e c以下の速度) で整流手 段を通過させるようにして供給することを特徴とする紫外線塗料硬化設備。

Claims

請求の範囲
[1 ] ワークに紫外線を照射して、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗 料を硬化させる紫外線塗料硬化設備であって、
内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク 出入口が形成され、 空気よりも重い不活性ガスが内部に溜まるように構成さ れた処理槽と、
前記ワークを下降させながら前記ワーク出入口を介して前記ワークを前記 処理槽内に搬入するとともに、 前記ワークを上昇させながら前記ワーク出入 口を介して前記処理槽外に前記ワークを搬出する搬送手段と、
前記壁部に設置され、 前記処理槽内を通過する前記ワークに紫外線を照射 する光源と、
前記光源と対面する位置にある壁部をその外面側から冷却する冷却手段と を備えたことを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[2] ワークに紫外線を照射して、 そのワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗 料を硬化させる紫外線塗料硬化設備であって、
内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク 出入口が形成され、 空気よりも重い不活性ガスが内部に溜まるように構成さ れた処理槽と、
前記ワークを下降させながら前記ワーク出入口を介して前記ワークを前記 処理槽内に搬入するとともに、 前記ワークを上昇させながら前記ワーク出入 口を介して前記処理槽外に前記ワークを搬出する搬送手段と、
前記壁部に設置され、 前記処理槽内を通過する前記ワークに紫外線を照射 する光源と、
外表面に光反射面を有しかつ内部に冷媒流路を有し、 前記光源と対面する 位置にある壁部に設置された冷却機構付きの光反射部材と
を備えたことを特徴とする紫外線塗料硬化設備。
[3] 内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク 出入口が形成された処理槽内に、 空気よリも重い不活性ガスを溜めるととも に、 この状態で前記ワーク出入口を介してワークの搬入及び搬出を行いなが ら、 前記処理槽を構成する壁部に設置された光源から前記処理槽内を通過す る前記ワークに紫外線を照射することにより、 そのワーク表面に塗布された 紫外線硬化型塗料を硬化させる塗料硬化方法であって、
前記光源と対面する位置にある壁部をその外面側から冷却しながら、 前記 ワークに対する紫外線照射を行うことを特徴とする塗料硬化方法。
内面側が光反射面として機能しうる壁部により構成され、 槽上部にワーク 出入口が形成された処理槽内に、 空気よリも重い不活性ガスを溜めるととも に、 この状態で前記ワーク出入口を介してワークの搬入及び搬出を行いなが ら、 前記処理槽を構成する壁部に設置された光源から前記処理槽内を通過す る前記ワークに紫外線を照射することにより、 そのワーク表面に塗布された 紫外線硬化型塗料を硬化させる塗料硬化方法であって、
前記光源と対面する位置にある壁部に設置された冷却機構付きの光反射部 材に冷媒を流して前記光反射部材自身を冷却しながら、 前記ワークに対する 紫外線照射を行うことを特徴とする塗料硬化方法。
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