JPH031092Y2 - - 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焼付乾燥炉の改良に係り、
特に電着塗料等の水溶性塗料の焼付乾燥炉に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

例えば、水溶性塗料が電着された自動車ボデイ
等の仕上げ乾燥を行う焼付乾燥炉にあつては、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、これを通常
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えば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。

このような焼付乾燥炉の炉内では、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する方式
の乾燥炉や、このように脱臭浄化処理した後の高
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方式の乾燥炉が
提案されている（特公昭58−175785号、同59−
12946号参照）。

ところで、本考案者の実験、研究によると、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
グゾーンにかけて塗膜黄変の生成原因となる塗料
樹脂分、顔料、硬化剤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。

また、水溶性塗料が電着された被塗物を炉内に
搬入し、昇温ゾーンにおいて加熱開始すると、そ
の塗膜から急激に大量の水蒸気が発生する。

したがつて、このようにして湿度及び有害悪臭
物質の汚染濃度が非常に高くなつた排ガスを従来
のように触媒層を通じて脱臭浄化処理し、その処
理ガスを直接炉内に循環対流させて炉内の加熱源
として利用する方式を採用すれば、炉内には塗膜
の黄変や層間剥離等を生じさせる脂状物質等が多
量に発生すると共に、湿気の多い加熱空気が供給
されて塗膜のかぶり現象や乾燥不良を生じ、製品
品質が著しく損なわれるという重大な欠点を有し
ていた。これは非常に厳しい製品品質が要求され
る自動車塗装において、水溶性塗料が電着された
自動車ボデイの仕上げ乾燥を行う場合に解決しな
ければならない特に重要な課題の一つとなつてい
た。

また一方では、一般の焼付乾燥炉と同様に、省
エネルギー化の要請により、炉内の排ガスをその
まま外部に排出させずに前記従来方式の如く再び
炉内に循環対流させて加熱源として有効利用する
ことも望まれていた。

〔考案の目的〕 そこで本考案は、大量の水蒸気及び有害悪臭物
質が発生する昇温ゾーンに限つては、該昇温ゾー
ン内の排ガスを総て外部に排出させる方式を採用
すると共に、キユアリングゾーンにおいては、有
害悪臭物質の濃度が低減されて湿気も少なくなつ
た排ガスを触媒層を通して脱臭浄化処理し、その
処理ガスを再び炉内に循環対流させて炉内の加熱
源として有効利用する方式を採用することによ
り、特に水溶性塗料の焼付乾燥炉における塗膜不
良の発生を防止して製品品質の向上を図ると同時
に、炉内の加熱に要するランニングコストを必要
最小限に抑えて省エネルギー化をも達成すること
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、水溶性
塗料の塗膜が形成された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、前記塗膜を
反応硬化させるキユアリングゾーンとを有する水
溶性塗料の焼付乾燥炉において、前記昇温ゾーン
に、該昇温ゾーン内に生じた水蒸気を含む排ガス
を外部に排出させる排気ダクトが配設されると共
に、前記キユアリングゾーンに、該キユアリング
ゾーン内の排ガスを触媒層を通じて脱臭浄化処理
し、その処理ガスを再び前記キユアリングゾーン
内に循環対流させる熱風循環径路が形成されてい
ることを特徴とする。

〔考案の作用〕

上記構成によれば、水溶性塗料の塗膜が形成さ
れた被塗物が炉内に搬入されて昇温ゾーンで加熱
開始され、その表面から発生する大量の水蒸気及
び有害悪臭物質を含む排ガスが昇温ゾーンに配設
された排気ダクトを通じて外部に排出される。し
たがつて、該昇温ゾーン内における水蒸気及び有
害悪臭物質の量が大幅に低減され、これによりキ
ユアリングゾーンを含めた炉内全体の湿度及び汚
染濃度も著しく抵減される。

そして、キユアリングゾーンでは、湿度及び汚
染濃度の低い炉内の排ガスが触媒層を通じて脱臭
浄化処理され、高温の処理ガスが直接炉内に循環
対流せられて炉内の加熱源として有効利用される
から、塗膜の乾燥不良、かぶり現象、黄変現象等
を生じさせることなくランニングコストの大幅な
低減が図られる。

〔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図は本考案による焼付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
水溶性塗料の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内で水溶性塗
料の塗膜から発生した大量の水蒸気及び有害悪臭
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径路であつて、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としては例え
ば白金族系触媒が使用されている。なお、１７は
触媒層１５を所定の反応温度に加熱するバーナ、
１８は該バーナ１７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焼付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から水溶性塗料が電着
された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、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、その表面から水蒸気と
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。

この昇温ゾーン４内に発生した大量の水蒸気及
び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、アルコール類やフエノー
ル類等の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（RCTO）にする脱水素反応を
効果的に促進する白金族系触媒と、このアルデヒ
ドを更にカルボン酸（RCOOH）を経て最終的に
無害無臭な炭酸ガス（CO₂）と水（H₂O）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た構成と
されているから、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、
アルコール類等の有害悪臭物質がほぼ完全に分解
され、アルデヒド量の極めて少ない清浄な脱臭ガ
スと水蒸気が外部に排出されることとなる。

これにより、昇温ゾーン４内のみならずキユア
リングゾーン５を含めた炉体１内全体における湿
度と有害悪臭物質の濃度が大幅に低減されるか
ら、キユアリングゾーン５内の排ガスを熱風循環
径路Ｎを通じて直接循環対流させても塗膜の黄変
や乾燥不良を生ずることがなく、製品品質が大幅
に向上される。

また、このようにキユアリングゾーン５内の排
ガスをリターンダクト１３から吸引して触媒層１
５を通じて脱臭浄化処理し、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、炉内の加熱源として有効利用できれば、ラン
ニングコストも大幅に低減することができる。

なお、キユアリングゾーン５の熱風循環径路Ｎ
に介装される触媒層１５として、従来一般に使用
されている白金族系触媒に代わり、該白金族系触
媒と前記カツパーセリウム系触媒とを組み合わせ
た構成のものを使用すれば、塗膜の黄変や層間剥
離を生じさせる脂状物質の生成原因となるアルデ
ヒドが効果的に酸化分解され、製品品質を更に向
上させることができる。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案による水溶性塗料の
焼付乾燥炉は、昇温ゾーン内で発生した大量の水
蒸気及び有害悪臭物質を含む排ガスを外部に排出
するように成されているから、該昇温ゾーンのみ
ならずキユアリングゾーンを含めた炉内全体の湿
度及び汚染濃度が著しく低減され、塗膜の乾燥不
良、かぶり現象及び黄変現象等が確実に防止され
て製品品質が大幅に向上されるという優れた効果
がある。

しかも、このように炉内の排ガス中に含まれる
水蒸気及び有害悪臭物質の量が著しく低減されれ
ば、キユアリングゾーン内の排ガスを触媒層に通
して脱臭浄化処理し、その処理ガスを直接炉内に
循環対流させることに何ら差し障りがなくなり、
高温の処理ガスを炉内の加熱源として有効利用す
ることがきるから、ランニングコストも大幅に低
減されて省エネルギーが図られるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による水溶性塗料の焼付乾燥炉
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. 水溶性塗料の塗膜が形成された被塗物を所定の
   焼付温度にまで加熱昇温させる昇温ゾーンと、前
   記塗膜を反応硬化させるキユアリングゾーンとを
   有する水溶性塗料の焼付乾燥炉において、前記昇
   温ゾーンに、該昇温ゾーン内に生じた水蒸気を含
   む排ガスを外部に排出させる排気ダクトが配設さ
   れると共に、前記キユアリングゾーンに、該キユ
   アリングゾーン内の排ガスを触媒層を通じて脱臭
   浄化処理し、その処理ガスを再び前記キユアリン
   グゾーン内に循環対流させる熱風循環径路が形成
   されていることを特徴とする水溶性塗料の焼付乾
   燥炉。