JPH0317549B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は着色塗装鉄線の製造装置に関する。

（従来の技術） 着色塗装鉄線を得る装置として、塗装槽の上方
に加熱炉を設け、鉄線を牽引して塗装槽の塗料に
浸漬した後、加熱炉を通して垂直上方へ送るよう
にしたものがある。この鉄線の垂直送りは、鉄線
に付着した塗料の流動方向を垂直下方とすること
により、鉄線表面に真円で且つ均一な塗膜を形成
するためであり、鉄線は加熱炉を通過した後、そ
の上方のターンホイルを懸回しドラムに巻取られ
ていくことになる。

かかる従来の技術において、鉄線は加熱炉を通
過し終わるまでに200℃程度にまで加熱して塗膜
の焼付を行ない、さらに加熱炉上方のターンホイ
ルに接触するまでに100℃程度にまで冷却させて
塗膜がターンホイル懸回時に擦傷を生じないよう
硬化せしめる必要がある。しかし、従来は塗膜の
冷却に空冷方式が採用されており、冷却硬化に30
〜100秒程度の時間を要し、鉄線塗装工程のライ
ン速度を高めるのが難しいという問題がある。す
なわち、ライン速度を高めようとする場合には、
加熱炉からターンホイルまでの距離を長くすれば
よいが、実際問題としてターンホイルの位置を非
常に高くする必要があつて無理がある。従つて、
一般には上記ライン速度を遅くして鉄線の着色処
理がなされているが、加熱炉での塗膜の加熱時間
が長くなつて加熱による変色、焦損を招くことが
あり、また、塗膜の状態によつては冷却硬化が不
十分で上記ターンホイルでの擦傷、塗膜の真円度
や平滑性の低下を招くことがある。そして、例え
ば、上記鉄線の前処理として亜鉛鍍金処理を行な
おうとする場合、この亜鉛鍍金処理ではそのライ
ン速度を５〜40ｍ／分程度にすることができるも
のの、上記塗装処理でのライン速度は１〜５ｍ／
分程度であるから、この亜鉛鍍金処理と塗装処理
とは、連続したラインで処理しようとしても亜鉛
鍍金処理速度を著しく低くする必要を生じ、結局
は両処理を独立した別ラインで行なつているのが
実状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、加熱炉を通して垂直送りされ
てくる高温の着色塗装鉄線を、塗膜性状の悪化等
の不具合を生ずることなく、垂直送り状態で急冷
できるようにして、鉄線の塗装処理におけるライ
ン速度を高めること及び鉄線の処理設備の高さを
低くできるようにすること、並びに高温雰囲気ガ
スが作業環境等を悪化させることがないようにす
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題に対して、対象物が
垂直上方へ送られる鉄線である点に着目し、加熱
炉の上方位置に、垂直送りされる鉄線に対し冷却
液を噴出する冷却液ノズルを配設して、鉄線を急
冷できるようにするとともに、加熱炉の上方にエ
アカーテンを形成して、加熱炉の高温雰囲気ガス
の上方への流出を防止できるようにするものであ
る。

すなわち、そのための具体的な手段は、 塗料を貯留する塗装槽と、 上記塗装槽の塗料中に浸漬された鉄線を垂直上
方に牽引する牽引手段と、 上記塗装槽の上方に配設され、垂直送りされる
鉄線が通過する開孔を上壁と下壁とに有し、この
鉄線の塗膜の焼付を行なう加熱炉と、 上記加熱炉の上方に配設され、エアを加熱炉の
上壁の開孔から加熱炉内に吹き込むエア吹出しノ
ズルと、 上記エア吹出しノズルの上方に配設され、垂直
送りされる鉄線に対し冷却液を噴出する冷却液ノ
ズルと を備えていることを特徴とする着色塗装鉄線の製
造装置である。

（作用） 上記着色塗装鉄線の製造装置においては、塗装
槽で鉄線に付着した塗料は、垂直送りによつて真
円かつ均一な厚さの塗膜となりながら加熱炉で焼
き付けられ、この加熱炉の上方において冷却液ノ
ズルから噴出した冷却液によつて塗膜は急冷され
て硬化する。

この場合、冷却液を噴出して冷却する対象は鉄
線、つまり線材であつて、板材と違つてノズルか
らの冷却液の全量が線材に接触するのでなく、一
部のみが接触し、冷却液の殆どは線材間を通つて
向こう側に逃げるものであり、しかも、線材自体
は高温であるから、線材に付着し得る液量には限
りがあり、線材に付着した冷却液は直ちに蒸発
し、冷却液が線材を伝つて流下するというような
ことは基本的に生じない。

さらに、線材自体が垂直上方に送られているか
ら、仮に冷却液が線材を伝つて流下するような事
態が偶発的に生じても、線材に付着する液量自体
が少なく流下速度は遅いから、それは線材に対し
相対的に流下するにすぎず、冷却液の実質的な流
下はなく、よつて、冷却液の加熱炉への落下やそ
れに伴う硬化前の塗膜への冷却液の付着による塗
膜性状の悪化、さらには塗装槽への冷却液の落下
の問題もない。

そうして、上述の如く加熱炉の上方において塗
膜の冷却液による急冷硬化を可能としたことによ
り、上方のターンホイルでの塗膜の擦傷、真円度
の低下ないしは平滑性の低下を招くことなく、ラ
イン速度を高めること、ないしは塗膜冷却のため
の鉄線の垂直送り長さを短くすることが可能にな
る。

そして、ライン速度を高めることができるとい
うことは、鉄線に塗装処理前に鉄線にライン速度
が高い亜鉛鍍金処理を行なう場合でも、この亜鉛
鍍金処理と上記塗装処理とを連続して行なうこと
ができるようになるということである。

また、鉄線の垂直送り長さを短くすることがで
きるということは、それだけ垂直送り状態での鉄
線の振動（横揺れ）を小さくすることができ、従
つて、数十本の鉄線を並行して処理する場合にお
いては加熱炉等での相隣る鉄線同士の接触による
塗膜の損傷を招くことなく、鉄線同士の間隔を狭
めることができ、また、工場の天井を高くする必
要がなくなるということであり、設備費の点で有
利になる。

そうして、加熱炉と冷却液ノズルとの間に設け
たエア吹出しノズルは、エアを加熱炉内に上壁の
開孔から吹き込むことにより、この開孔に加熱炉
内の高温雰囲気ガスの上方への流出を防止するエ
アカーテンを形成することになる。これにより、
上記鉄線の冷却に上記高温雰囲気ガスの熱影響が
でること、つまりは冷却液ノズルによる鉄線の冷
却効率が低下することが防止されるとともに、こ
の高温雰囲気ガス（塗膜から蒸発する有機溶剤が
含まれている）によつて周囲の作業環境の悪化し
たり、工場の廃ガス処理を難しくしたりすること
が防止される。

（発明の効果） 従つて、本発明によれば、塗装槽上の加熱炉の
上方に垂直送りされる鉄線に対し冷却液を噴出す
るノズルを配設したから、塗膜性状の悪化等の不
具合を生ずることなく、上記鉄線を冷却液にて急
速に冷却させて塗膜を硬化させることができる。

よつて、鉄線の垂直送り長さを長くすることな
く、鉄線の処理のためのライン速度を高めること
が可能になり、従来の加熱炉での過熱による焦損
や変色、ターンホイルでの塗膜の擦傷や平滑性、
真円度の低下の問題を解消することができる。さ
らに、前処理としてライン速度の高い亜鉛鍍金を
行なう場合でもこの前処理のラインと塗装処理の
ラインとを連続せしめて生産性の向上を図ること
ができるとともに、鉄線の垂直送り長さを短くす
ることができるから、それだけこの垂直送り状態
での鉄線の振動（横揺れ）も少なくなり、数十本
の鉄線を並行して処理する設備においては加熱炉
等での相隣る鉄線同志の接触による塗膜の損傷を
招くことなく、鉄線同志の間隔を狭めることがで
き、設備のコンパクト化が図れる。

また、加熱炉内の高温雰囲気ガスの流出がエア
吹出しノズルによつて防止されるから、上記高温
雰囲気ガスの熱影響を受けることなく冷却液ノズ
ルによる鉄線の冷却を行なうことができるととも
に、作業環境や工場の廃ガス処理に悪影響を与え
ることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には亜鉛鍍金処理および化成処理を施し
た後、着色塗装を施した着色塗装鉄線１が示され
ており、この場合、鉄線素材２の表面に亜鉛被膜
３、燐酸塩被膜４、下塗り塗膜５および上塗り塗
膜６が順に形成されている。

第２図には、本発明にかかる着色塗装のための
製造装置を利用して亜鉛鍍金と着色塗装とを連続
して行なう処理ラインが示されている。

すなわち、鉄線素材２は、ペイオフコイル１１
から牽引して送り出され、焼鈍炉１２から水冷槽
１３、酸洗槽１４、水洗槽１５を経てフラツクス
槽１６に至る前処理工程、亜鉛鍍金槽１８での亜
鉛鍍金処理工程、水冷槽１９、化成処理槽２０お
よび水洗槽２１での化成処理工程、塗装槽２２で
の塗装処理工程、加熱炉２３での垂直送りによる
加熱処理工程、水冷ブース３０での後述する冷却
液ノズルを用いた垂直送りによる液冷処理工程、
水冷機構を備えたトツプターンホイル３７、温水
槽３８を連続して通過し、さらに前記塗装処理工
程から温水槽３８に至る各工程を連続してもう一
段階通過した後、捲取機３９を経て捲取コイル４
０に捲き取られる。なお、本実施例では数十本の
鉄線素材２が並行して処理される。

さて、本実施例における各処理装置の構成につ
いて説明するに、上記前処理、亜鉛鍍金処理およ
び化成処理に用いる上記焼鈍炉１２から水洗槽２
１に至る各装置（槽）は、基本的には鉄線が炉お
よび各槽を順に通過して横送りできるように配設
されている。

しかして、上記塗装処理、加熱処理および液冷
処理に用いる装置に関し、まず、塗装槽２２には
着色塗料が貯留され、この着色塗料中にターンホ
イル４１が浸漬されている。塗装槽２２の真上に
は絞り治具４２が設けられ、この絞り治具４２の
上方に第３図に示す如く加熱炉２３と、エア吹出
ノズル４３と、複数の冷却ノズル３５を備えた水
冷ブース３０と、トツプターンホイル３７が下か
ら順に配設されている。

加熱炉２３は、高さが７〜10ｍであつて、上壁
２４と下壁２５に鉄線が垂直方向に連通する開孔
２６，２７が設けられている。エア吹出ノズル４
３は、加熱炉２３の上壁２４の開孔２６の周囲に
おいて噴出口４４を加熱炉２３の内部へ向けて配
設され、導風管にて加熱炉２３に連通していて、
加熱炉２３の雰囲気ガスの一部を導風管から導い
て再び加熱炉２３に吹込むようになされている。
水冷ブース３０は、高さが２ｍ程度であつて、上
壁３１と下壁３２には鉄線が加熱炉２３から引続
いて垂直方向に通過する開孔３３，３４が設けら
れている。そして、この水冷ブース３０の内部に
上記複数の冷却液ノズル３５が上下に間隔をお
き、かつ噴出口が鉄線に向くように配設されてい
る。本例の場合、この冷却液ノズル３５は冷却液
（水）を霧状に噴出するスプレー方式のものを用
いている。

トツプターンホイル３７は、下部が水冷槽４５
に浸漬されており、その真上にはトツプターンホ
イル３７およびこれに懸回される鉄線に対し冷却
液を適下する水槽４６が設けられている。そし
て、トツプターンホイル３７の側方に温水槽３８
が設けられ、温水槽３８を経た鉄線が次の塗装槽
２２もしくは捲取機３９へ牽引走行されるように
なつている。この場合、上述の塗装槽２２に設け
たターンホイル４１、トツプターンホイル３７お
よび捲取機３９が鉄線を垂直送りする牽引手段を
構成していることになる。

次に、上記実施例の装置での鉄線の処理態様を
具体的に説明する。

まず、前処理工程において焼鈍炉１２の温度
は、700〜800℃であり、酸洗槽１４にて鉄線素材
表面の付着物等が除去される。また、水洗槽１５
では鉄線素材２に付着した酸分が除去され、フラ
ツクス槽１６では塩化アンモニアを用いて鉄線素
材表面の清浄化処理が行なわれ、亜鉛鍍金し易く
される。

亜鉛鍍金処理工程は、溶融浸漬鍍金処理であつ
て、亜鉛鍍金槽１８に溶融状態の亜鉛が貯留され
ており、前処理工程を経た鉄線素材２を牽引しな
がら浸漬して亜鉛被膜３を形成する。亜鉛鍍金槽
１８の浴温は450℃程度である。

化成処理工程は、燐酸塩処理を行なうもので、
化成処理槽２０に燐酸塩水溶液が貯留されてお
り、亜鉛鍍金処理が施された鉄線を牽引しながら
浸漬して亜鉛被膜３の表面に燐酸塩被膜４を形成
する。

塗装処理工程は、塗装槽２２に貯留した着色塗
料中への浸漬によつて行なうもので、燐酸塩被膜
４が形成された鉄線をターンホイル４１に巻掛け
て垂直上方へ牽引し、燐酸塩被膜４の表面に塗料
を付着せしめ、塗装槽２２の上方に設けた絞り治
具４２を通過せしめ、該絞り治具で余分に付着し
た塗料を塗装槽２２へ落とし、所望厚さの下塗り
あるいは上塗り塗膜５，６を形成する。

加熱処理工程は、塗装処理工程で形成された塗
膜被覆鉄線を加熱しながら垂直送りを行なつて塗
膜５，６を焼付けるもので、塗膜被覆鉄線は、雰
囲気温度350〜450℃の加熱炉２３内を垂直上方へ
走行し、この加熱炉２３を通過し終わるまでに約
200℃まで加熱される。なお、塗膜５，６は加熱
によつて溶剤分が蒸発するが、加熱炉２３を通過
した時点ではまだ軟らかな状態にある。この加熱
炉２３においては、上記エア吹出ノズル４３によ
る雰囲気ガスの循環、吹込みにより、雰囲気温度
の均一化が図られているとともに、高温の雰囲気
ガスが水冷ブース３０へ流入しないように上壁２
４の開孔２６にエアカーテンが形成されている。
もちろん、このエアカーテンは加熱炉２３に充満
している有機溶剤が周囲に漏れて作業環境が悪化
したり、工場廃ガス処理が面倒になることを防止
する。

液冷処理工程は、前記水冷ブース３０の中で行
なわれるもので、加熱炉２３で高温に加熱された
塗膜被覆鉄線を垂直上方へ送りながら該鉄線に冷
却液を噴霧供給して塗膜５，６を冷却硬化させ
る。すなわち、冷却液ノズル３５から低温に冷却
された水を霧状に噴出させて水冷ブース３０の内
部に霧状の冷却水を充満させ、塗膜被覆鉄線が水
冷ブース内を通過する３〜24秒の間に該鉄線を
100℃程度まで冷却するようになされている。な
お、前記鉄線は第４図に示すように３〜４cmの間
隔Ｗをおいて平行状態で走行させるもので、冷却
液ノズル３５は鉄線30本に対して左右に５個程度
が上中下の三段に設けられる。

トツプターンホイル３７においては、該トツプ
ターンホイルが回転することによりホイルの全周
が冷却されると同時に鉄線が冷却され、さらにト
ツプターンホイル真上に設けた水槽４６から冷却
水を滴下してトツプターンホイル３７および鉄線
を冷却するようになされている。このトツプター
ンホイル３７における冷却処理により、鉄線は
100℃以下まで温度が下がる。

トツプターンホイル３７を通過した鉄線は、温
水槽３８の温水に浸漬され、該温水槽を２〜６秒
間で通過する。このとき鉄線は温水槽３８の水温
と同じ温度になる。温水槽３８の水温は60〜90℃
であつて、該水温を調節することにより、２回目
の塗装工程に至るまであるいは捲取機３９に至る
までに塗膜５，６の表面を乾燥させる。

上記構成において、加熱炉２３で高温になつた
着色塗装鉄線には液冷処理工程において霧状の冷
却液が付着するが、該冷却液は着色塗装鉄線が高
温であることから直ちに蒸発するため、加熱炉２
３へは落下することがないとともに、着色塗装鉄
線は冷却液蒸発時に多量の気化熱が奪われるため
塗膜５，６の冷却硬化に要する時間が３〜24秒程
度まで短縮される。従つて、塗装工程から捲取機
３９に至る処理速度を通常の亜鉛鍍金の処理速度
５〜40ｍ／分にまで高めても塗膜５，６はトツプ
ターンホイル３７を通過する際に擦り傷等を受け
ることがなく、表面の平滑な着色塗装鉄線１が得
られることから、鉄線素材２を５〜40ｍ／分で牽
引し、亜鉛鍍金処理、化成処理、塗装処理、加熱
処理および液冷処理等の各工程を連続して通過せ
しめて捲き取ることができる。

なお、塗装処理工程においては、１回の塗装で
10〜30μの塗膜が形成されるもので、本例では下
塗りと上塗りの２回の塗装を行なうことから、塗
膜５，６を合わせて20〜60μの被膜が形成され
る。この塗装は必ずしも２回行なうことを要する
ものでなく、１回あるいは３回の塗装を行なつて
もよく、また塗膜の厚さを前記絞り治具４２の調
節により所望の厚さとすることができる。また、
塗膜５，６の冷却時間は、前記ライン速度５〜40
ｍ／分と水冷ブース３０の高さ２ｍから３〜24秒
となるが、実際には鉄線径にもよるが３〜10秒あ
れば鉄線を100℃程度まで冷却させることができ
る。

また、上記実施例では冷却液ノズルとしてスプ
レー方式のものを用いているが、冷却液を連続流
の状態で鉄線に対し噴出するノズルを用いてもよ
い。

また、上記実施例では、塗装、加熱および冷却
のための装置を前処理、亜鉛鍍金処理、化成処理
のラインに接続して前処理から捲取りまでを連続
して行なうようにしたが、亜鉛鍍金処理までと化
成処理以降とを独立した別ラインとしたり、化成
処理までと塗装処理以降とを独立した別ラインと
してもよい。

また、上記実施例は亜鉛被膜と燐酸塩被膜とを
形成した鉄線に対して塗膜を形成するために本発
明の製造装置を適用したものであるが、本発明の
製造装置が亜鉛鍍金処理を施さず表面清浄のため
の前処理と化成処理、あるいはこの前処理のみを
施した鉄線に対して塗膜を形成する場合にも適用
できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は着色塗
装鉄線の一例を示す断面図、第２図は着色塗装鉄
線製造装置を組込んだ鉄線処理ラインの一例を示
す図、第３図は処理ラインの要部を示す縦断面
図、第４図は第３図の−線における断面図で
ある。 １……着色塗装鉄線、２……鉄線素材、３……
亜鉛被膜、４……燐酸塩被膜、５……下塗り塗
膜、６……上塗り塗膜、１１……ペイオフコイ
ル、１２……焼鈍炉、１４……酸洗槽、１６……
フラツクス槽、１８……亜鉛鍍金槽、２０……化
成処理槽、２２……塗装槽、２３……加熱炉、３
０……水冷ブース、３５……冷却液ノズル、３７
……トツプターンホイル、４０……捲取コイル、
４１……ターンホイル、４２……絞り治具、４３
……エア吹出ノズル、４４……エア吹出ノズルの
噴出口、４５……水冷槽、４６……水槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗料を貯留する塗装槽と、 上記塗装槽の塗料中に浸漬された鉄線を垂直上
   方に牽引する牽引手段と、 上記塗装槽の上方に配設され、垂直送りされる
   鉄線が通過する開孔を上壁と下壁とに有し、この
   鉄線の塗膜の焼付を行なう加熱炉と、 上記加熱炉の上方に配設され、エアを加熱炉の
   上壁の開孔から加熱炉内に吹き込むエア吹出しノ
   ズルと、 上記エア吹出しノズルの上方に配設され、垂直
   送りされる鉄線に対し冷却液を噴出する冷却液ノ
   ズルと を備えていることを特徴とする着色塗装鉄線の製
   造装置。