JPH031091Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被塗物を炉内に連続的に移送させて
塗膜の焼付乾燥を行う塗装用乾燥炉の改良に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

例えば、自動車ボデイ等の被塗物の焼付乾燥を
行う塗装用乾燥炉にあつては、炉体を山形又は平
形に成形して成るトンネル炉内に被塗物を搬入さ
せて連続的に移送し、該被塗物を通常170〜180℃
程度の高温に加熱して塗膜を反応硬化させること
としている。

そして、このトンネル炉は、被塗物の入口から
出口までの長さが例ば80〜160ｍに選定され、入
口から約20〜50ｍまでを昇温ゾーン、該昇温ゾー
ンから出口までをキユアリングゾーンと夫々称し
ている。この昇温ゾーンとは、炉内に搬入された
被塗物を所定の焼付温度（例えば150〜200℃）に
まで加熱昇温させる区域であり、またキユアリン
グゾーンとは、前記焼付温度下で被塗物の塗膜を
反応硬化させる区域である。

このような塗装用乾燥炉の炉内では、前記の如
く被塗物が高温に加熱されてその塗膜から有機溶
剤や塗料樹脂及びその硬化剤等が蒸発し、有害悪
臭物質が発生する。そして、この有害悪臭物質の
炉内濃度が高まると、塗膜の黄変や乾燥不良が生
じて製品品質が損なわれると同時に作業環境も著
しく悪化するという弊害を生ずる。

そこで従来では、炉内に発生した有害悪臭物質
を含む排ガスを、排気ダクトに介装された触媒層
を通じて脱臭浄化処理させて外部に排出したり、
あるいは脱臭浄化処理された高温の処理ガスを再
び炉内に直接循環対流させて炉内の加熱源として
有効利用を図るなどしている（特公昭58−175785
号、同59−12946号参照）。

然し、従来においては、前記触媒層を形成する
触媒として、活性の高い白金（Pt）、パラジウム
（Pd）あるいはこれらを複合して成る白金−パラ
ジウム系等の白金族系触媒が最も一般的に使用さ
れており、本考案者らの実験によるとこの白金族
系触媒を例えば特有の臭気を有し非常に有毒なフ
エール類やアルコール類等の水酸基を持つ有機化
合物から水素を奪う所謂脱水素反応を促進して、
これらフエノール類、アルコール類等を効果的に
アルデヒド（RCHO）に酸化分解することがで
きるが、このアルデヒドを更にカルボン酸
（RCOOH）に換え、最終的に無害無臭な炭酸ガ
ス（CO₂）と水（H₂O）にまで分解する能力には
劣ることが判明した。

また、アルデヒド基を持つオキソ化合物の炉内
濃度が高まると、塗膜の黄変や層間剥離の発生原
因となる脂状物質が多量に生成されることも判明
した。

更に、被塗物の塗膜から発生する有害悪臭物質
の蒸発量が最も多いのは、被塗物が炉体の入口か
ら搬入されて所定の焼付温度に加熱昇温されるま
での間であることが判明した。

即ち、第２図はその実験データを示すグラフで
あつて縦座標は炉内の排ガス濃度〔ppm〕、横座
標は乾燥炉の炉体の長さ〔ｍ〕を表し、これによ
れば被塗物が高温の炉内に搬入されて加熱開始さ
れる昇温ゾーンにおいてアルコール、シンナー等
の有機溶剤やアミン等の低沸点物質の蒸発量が急
激に増大すると共に、昇温ゾーンからキユアリン
グゾーンにかけて脂状物質の生成原因となる塗料
樹脂分、硬化剤、顔料等の高沸点物質の蒸発量も
漸次増大し、特に昇温ゾーンにおけるこれら低沸
点物質、高沸点物質等の有害悪臭物質の汚染濃度
が著しく高くなることが確認された。

したがつて、この昇温ゾーンにおける排ガスを
従来のように白金族系触媒から成る触媒層に通し
て外部に排出した場合には、その排気中に未分解
のアルデヒドが多量に含まれて大気汚染の原因と
なり、また該触媒層を通された処理ガスを再び炉
内に循環対流させて炉内の加熱源として直接利用
する場合には、前記アルデヒドが原因物質となつ
て塗膜の黄変等を生じさせる脂状物質が多量に生
成されるという弊害を生ずる。また、特に水溶性
塗料が電着された自動車ボデイ等にあつては、昇
温ゾーンにおいて加熱開始されるとその塗膜から
大量の水蒸気が発生するから、前記の如く昇温ゾ
ーンにおける排ガスを触媒層を通して再び炉内に
循環対流させる場合には湿気の多い加熱空気が炉
内に供給されて塗膜不良を生じさせるという問題
がある。

〔考案の目的〕

そこで本考案は、前記昇温ゾーンに限つては、
該昇温ゾーンで発生した有害悪臭物質を含む排ガ
スを触媒層に通して脱臭浄化処理した後に再び炉
内に循環対流させるという方式を止めて、該排ガ
スを触媒層に通して総て外部に排出させる方式を
採用すると共に、前記触媒層として昇温ゾーン内
の排ガス中に多量に含まれる有害悪臭物質の脱水
素反応を促進して効果的にアルデヒドに酸化分解
させ、更にこのアルデヒドを極めて効果的な燃焼
反応によつてほぼ完全に分解させて無害無臭化し
得る新規な触媒層を形成することにより、上述の
ごとき従来の諸問題を一挙に解消することを目的
とする。

〔考案の構成〕

この目的を達成するために、本考案は、炉内に
搬入されて移送される被塗物を所定の焼付温度に
まで加熱昇温させる昇温ゾーンと、前記被塗物の
塗膜を反応硬化させるキユアリングゾーンとを有
する塗装用乾燥炉において、炉内に発生した有害
悪臭物質を含む排ガスを触媒層に通して脱臭浄化
処理した後に外部に排出させる排気ダクトが前記
昇温ゾーンに開口接続されると共に、前記触媒層
が脱水素反応を効果的に促進する白金族系触媒
と、銅及びセリウムの二種の活性種が複合されて
前記脱水素反応により生成されたアルデヒドを分
解する燃焼反応を効果的に促進し得るカツパーセ
リウム系触媒とを組み合わせた構成とされている
ことを特徴とする。

〔考案の作用〕

本考案によれば、昇温ゾーンに発生した多量の
有害悪臭物質を含む排ガスが、排気ダクトを通じ
て白金族系触媒とカツパーセリウム系触媒とを組
み合わせて成る触媒層に送られ、該触媒層を通じ
てまず活性の高い白金族系触媒に依存する脱水素
反応により有害悪臭物質が水素を奪われてアルデ
ヒドとなり、このアルデヒドがカツパーセリウム
系触媒に依存する燃焼反応によりカルボン酸、更
には無害無臭な炭酸ガスと水とに効果的に酸化分
解されて、アルデヒドの含有量が極めて少ない清
浄空気にされてから外部に排出されることとな
る。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す具体的な実施例に基
づいて説明する。

第１図は本考案による塗装用乾燥炉の一例を示
すフローシート図である。

図中、１は乾燥炉の炉体であつて、入口２から
搬入されて連続的に移送される被塗物３を所定の
焼付温度にまで加熱昇温させる昇温ゾーン４と、
該昇温ゾーン４の後段から出口（図示せず）に至
るまでの間において被塗物３の表面に形成された
塗膜を所定の焼付温度（通常、170〜180℃）で反
応硬化させるキユアリングゾーン５とを有してい
る。

６は炉体１の昇温ゾーン４に開口接続された排
気ダクトであつて、該昇温ゾーン４内に発生した
有害悪臭物質を含む排ガスを吸引フアン７により
吸引して反応器８内に配設された触媒層９に送
り、該触媒層９を通して脱臭浄化処理した後の処
理ガスを外部に排出するように成されている。

なお、１０は前記触媒層９をその反応温度であ
る300〜400℃に加熱するためのバーナ、１１は該
バーナ１０に燃焼用空気を供給するブロアーであ
る。

ここで、前記触媒層９は、非常に酸化活性の高
い白金（Pt）及び／又はパラジウム（Pd）を活
性種とする白金族系触媒と、、銅（Cu）及びセリ
ウム（Ce）の二種の活性種を複合して成るカツ
パーセリウム系触媒とを組み合わせて構成されて
いる。

また、Ｎは炉体１のキユアリングゾーン５内に
熱風を循環対流させる熱風循環経路であつて、循
環フアン１２によりリターンダクト１３を通じて
吸引したキユアリングゾーン５内の排ガスを反応
器１４内に配設された触媒層１５に通して脱臭浄
化処理し、清浄化された高温の処理ガスをサプラ
イダクト１６を通じて直接炉体１内に導入するよ
うに成されており、前記触媒層１５は例えば従来
から一般に使用されている白金族系触媒が配設さ
れている。なお、１７は触媒層１５を所定の反応
温度に加熱するためのバーナ、１８は該バーナ１
７に燃焼用空気を供給するブロアーである。

以上が本考案による塗装用乾燥炉の一例構成で
あり、次にその作用について説明する。

炉体１内が所定の焼付温度である170〜180℃に
まで達すると、その入口２から自動車ボデイ等の
被塗物３を搬入し、まず昇温ゾーン４内を移送し
て該被塗物３が所定の焼付温度になるように加熱
昇温させる。この加熱初期時においては、被塗物
３は炉体１内に搬入される以前の20℃前後の温度
から170〜180℃程度の高温にまで急激に加熱され
て、その塗膜からフエノール類、アルコール類等
の水酸基を持つ有害悪臭物質が大量に発生する
（第２図参照）。

この大量に発生した有害悪臭物質を含んだ排ガ
スは、吸引フアン７を介装した排気ダクトに吸引
されて反応器８内の触媒層９に送られる。

ここで、触媒層９は、水酸基を持つた有機化合
物から水素を奪つてアルデヒドにする脱水素反応
を効果的に促進する白金族系触媒と、アルデヒド
を更にカルボン酸を経て最終的に無害無臭な炭酸
ガスと水とに酸化分解する燃焼反応を極めて効果
的に促進させるカツパーセリウム系触媒とを組み
合わせて成るから、昇温ゾーン４内から排気ダク
ト６を通じて吸引された排ガス中のフエノール
類、アルコール類等がほぼ完全に分解され、アル
デヒド量の極めて少ない清浄な脱臭ガスが外部に
排出されることとなる。

したがつて、昇温ゾーン４内のみならず炉体１
内全体の有害悪臭物質の濃度が従来よりも著しく
低減されるから、キユアリングゾーン５において
は従来と同様に炉内の排ガスをリターンダクト１
３から吸引して触媒層１５に通し、該触媒層１５
で脱臭浄化処理された高温の処理ガスをサプライ
ダクト１６を通じて再び炉内に循環対流させる熱
風循環経路Ｎを形成しても、前記処理ガス中にお
ける未分解のアルデヒド量が従来に比して極めて
少なく、塗膜の黄変や層間剥離の発生原因となる
脂状物質の生成量が著しく低減されるので製品品
質を損なうことがない。

また、特に水溶性塗料の塗膜が形成された被塗
物を焼付乾燥する乾燥炉にあつては、昇温ゾーン
４内で被塗物３の表面から大量の水蒸気が発生す
るが、この水蒸気が排気ダクト６を通じて外部に
排出されるから、従来のように炉内に発生した水
蒸気によつて塗膜不良を起こすという危惧も解消
される。

更に、排気ダクト６を通じて外部に排出される
排気中におけるアルデヒド濃度が極めて低いから
大気汚染を生じさせるおそれもない。

なお、本考案においては昇温ゾーン４内で大量
に発生する有害悪臭物質を排気ダクト６を通じて
外部に排出することができるから、熱風循環経路
Ｎに介装される触媒層１５を従来から一般的に用
いられる白金族系触媒のみで形成してもよいが、
これを排気ダクト６に介装した触媒層９と同様に
白金族系触媒とカツパーセリウム系触媒とを組み
合わせた構成とすれば、前記脂状物質の生成量が
更に低減されるという効果がある。

また、実施例では、昇温ゾーン４内の排ガスを
触媒層９で脱臭浄化処理してそのまま外部に排出
させる場合について説明したが、これを間接加熱
式の熱風循環経路に介装される熱交換器のエロフ
インチユーブ等に送り込み、該エロフインチユ−
ブのフイン等から効果的に放熱させて炉内空気の
加熱源として使用した後に外部に排出させて廃熱
の有効利用を図るものであつてもよい。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、昇温ゾー
ンに発生した極めて多量の有害悪臭物質を含む排
ガスが排気ダクトを通じて外部に排出される、炉
内全体における有害悪臭物質の濃度が著しく低減
されるから、塗膜の黄変や乾燥不良が防止されて
製品品質が従来よりも大幅に向上せられるという
優れた効果がある。

また、特に電着塗装の仕上げ乾燥を行う乾燥炉
に適用すれば、昇温ゾーンで大量に発生する水蒸
気も炉外に排出されて塗膜品質が向上されるとい
う効果がある。

更に、このように昇温ゾーンに発生した多量の
有害悪臭物質を含む排ガスを排出する排気ダクト
には、白金族系触媒とカツパーセリウム系触媒と
を組み合わせて成る触媒層が介装されているか
ら、該触媒層で排ガス中の有害悪臭物質がまず活
性の高い白金族系触媒に依存する脱水素反応によ
り水素を奪われてアルデヒドとなり、このアルデ
ヒドがカツパーセリウム系触媒に依存する燃焼反
応によりカルボン酸から最終的に無害無臭な炭酸
ガスと水とに効果的に酸化分解されて、アルデヒ
ドの含有量が極めて少ない清浄空気にされてから
外部に排出されることとなるから、大気汚染の心
配もないという種々の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による塗装用乾燥炉の一例を示
すフローシート図、第２図は乾燥炉内における有
害悪臭物質の発生状態を示すグラフである。 符号の説明、１……乾燥炉の炉体、２……入
口、３……被塗物、４……昇温ゾーン、５……キ
ユアリングゾーン、６……排気ダクト、７……吸
引フアン、８……反応器、９……触媒層、１０…
…バーナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉内に搬入されて連続的に移送される被塗物を
   所定の焼付温度にまで加熱昇温させる昇温ゾーン
   と、前記被塗物の塗膜を反応硬化させるキユアリ
   ングゾーンとを有する塗装用乾燥炉において、炉
   内に発生した有害悪臭物質を含む排ガスを触媒層
   に通して脱臭浄化処理した後に外部に排出させる
   排気ダクトが前記昇温ゾーンに開口接続されると
   共に、前記触媒層が白金族系触媒と、銅及びセリ
   ウムの二種の活性種を複合して成るカツパーセリ
   ウム系触媒とを組み合わせた構成とされているこ
   とを特徴とする塗装用乾燥炉。