JPH0694019B2 - 乾燥炉用ヒータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、乾燥炉用ヒータ、さらに詳細には近赤外線
利用の乾燥炉用反射板に設けられたヒータにかかる。

（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
燥炉としては、いわゆる熱風炉、遠赤外線利用の乾燥炉
が知られている。これら乾燥路の乾燥メカニズムは以下
のように理解されている。

すなわち、まず溶剤、アクリル樹脂等の樹脂からなる固
形分からなる塗料を、表面に塗布された被乾燥物を炉内
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過熱により塗
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直ちに塗膜表面の溶剤が発泡し
固形化しない程度の低温を維持させるように遠赤外線を
照射し、熱風を吹き付けておこなう。

しかしながら、従来のこれら乾燥炉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。更に遠赤外線、中赤外線ではプラ
スチック塗膜は透過しにくくまた複雑な形状からなる被
乾燥物の場合不可避的に生ずる陰部分の乾燥がしきれな
い課題を有する。

そのため、被乾燥物の乾燥時間を短縮させるための手段
として、近赤外線利用の乾燥炉が提案されている。例え
ば「近赤外線の液体、パウダ、コーティング、ストー
ブ」（実開平１-151873）、「塗料焼付炉専用の光板」
（実開平２-43217）、USP4,863,375「BAKING METHOD FO
R USE WITH LIQUID OR POWDER VARNISHING 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）等である。これら従来例には、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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、近赤外線利用の乾燥炉のさらなる効率化
が求められた。

（課題を解決するための手段） この発明は、 乾燥炉11内部方向に向けて設置された近赤外線ランプ22
の側部に設置された反射板24の背面に設置され、反射板
24表面を加熱し乾燥炉11雰囲気温度より高温にかつ使用
される塗料、溶剤等の露点以上に維持することを特徴と
する乾燥炉用ヒータ、 および、 乾燥炉11内部方向に向けて設置された近赤外線ランプ22
の側部に設置された反射板24の背面に設置され、反射板
24表面を加熱し乾燥炉雰囲気温度より３〜５℃の範囲で
高温かつ使用される塗料、溶剤等の露点以上に維持する
ことを特徴とする乾燥炉用ヒータ、 を提供する。

（作用） ヒータは、反射板を加熱し反射板表面を乾燥炉内雰囲気
温度より高温にかつ使用される塗料、溶剤等の露点以上
に維持する。あるいは、加熱は、反射面の温度が乾燥炉
の雰囲気より３〜５℃高くかつ使用される塗料、溶剤等
の露点以上に維持されることにより、溶剤ガスの露点以
上に反射板表面は維持されそのため、溶剤中のタール分
等が反射面に固着することは避けられ、反射板の反射面
の反射効率の低下を避けることが可能である。

（実施例） この発明の実施例の正面中央断面図をあらわす第１図、
同平面図をあらわす第２図、ランプまわりの斜視図をあ
らわす第３図、同平面図をあらわす第４図、他の実施例
の同平面図をあらわす第５図、近赤外線ランプの断面図
をあらわす第６図、同他の近赤外線ランプの断面図をあ
らわす第７図に従って説明する。

（11）は乾燥炉である。乾燥炉（11）は、搬入口（1
2）、搬出口（13）を開口させた金属製の中空角柱状か
らなる。（14）は導入部、（15）は有効部、（16）は搬
出部である。搬入口（12）、搬出口（13）は有効部（1
5）に対して低く設け導入部（14）、搬出部（16）は傾
斜させて設置させる。この実施例では有効部（15）の内
面は、反射効率の良い表面からなる金属板からなるが、
鏡面加工を行ってもよい。（17）はコンベアである。コ
ンベア（17）は、乾燥炉（11）内外にわたって、搬送可
能に設置する。（18）は、コンベア（17）に係止される
被乾燥物である。被乾燥物（18）は、前工程で、例えば
1mmの鉄板に30μの溶剤およびアクリル樹脂等の樹脂か
らなる塗料を塗布される。

（21）は近赤外線照射装置である。近赤外線照射装置
（21）は、この実施例では２個設置されるが、等間隔に
３以上設置させてもよい。近赤外線照射装置（21）は、
近赤外線ランプ（22）、ランプバンク（23）、反射板
（24）とを有する。近赤外線ランプ（22）の照射する赤
外線としては、１〜１、８μ、望ましくは１〜１、５μ
にピークを有する近赤外線が有効である。近赤外線ラン
プ（22）は、上下に９本水平方向に設置するが、本数に
は限定はない。近赤外線ランプ（22）の断面は、第６図
に図示されるように円形からなっても第７図に図示され
るように放物曲面からなってもよく、フィラメント（2
5）の背面には反射板（26）を設置する。ランプバンク
（23）は、前面で近赤外線ランプ（22）を固定し、近赤
外線ランプ（22）側の面は鏡面処理を施された金属ある
いは反射効率の良い金属からなる。反射板（24）は、表
面は鏡面処理をおこなうが反射効率が良好な金属からな
ってもよく、先端が湾曲した板状体からなる。反射板
（24）は更に、湾曲しない平板状からなってもよい。
（27）は、反射板回転軸である。反射板回転軸（27）
は、第４図に図示されるように２枚の反射板（24）のラ
ンプバンク（23）側にそれぞれ縦方向に取り付けられて
も、第５図に図示されるようにランプバンク（23）、反
射板（24）、（24）を一体に形成し、ランプバンク（2
3）部分の背面に１個設置してもよい。（31）は、反射
板回転軸（27）の駆動用モータである。駆動用モータ
（31）は正逆回転することで、反射板回転軸（27）を回
転させ、反射板（24）先端を乾燥炉（11）中心側あるい
は壁面側へと移動させる。（32）は、マイクロコンピュ
タ等からなる制御装置であり、駆動用モータの駆動を制
御する。（33）は、非接触型のセンサーであり、近赤外
線照射装置（21）のコンベア（17）上流側に設置させ、
被乾燥物（18）の近接を感知する。（34）は、コンベア
駆動モータである。センサー（33）、コンベア駆動モー
タ（34）はともに制御装置（32）に接続される。近赤外
線照射装置は固定としてもよい。

第９図に図示される実施例では、反射板（24）は被乾燥
物（18）の移動を追跡することなく、反射回転軸（27）
を回転中心として反射板（24）を回転し、あらかじめ集
光方向を設定する。

（41）は、ヒータである。ヒータ（41）は、電熱ヒータ
からなり反射板（24）の背面に設置される。ヒータ（4
1）は、反射板（24）を加熱し反射板（24）表面を乾燥
炉（11）雰囲気温度より高温に維持する。使用される塗
料、溶剤等の露点は成分により異なるが、加熱は、反射
面の温度が乾燥炉（11）雰囲気の温度より３〜５℃の範
囲で高温の、使用される塗料、溶剤等の露点以上の温度
であればよく、５℃以上の高温は必ずしも必要ではな
い。

次に、実施例の作用について説明する。被乾燥物（18）
は、前工程で溶剤およびアクリル樹脂等の樹脂からなる
塗料を塗布され、コンベア（17）に係止される。コンベ
ア（17）は、コンベア駆動モータ（34）により駆動され
る。被乾燥物（18）は、コンベア（17）に搬送され、搬
入口（12）から乾燥炉（11）内に入り、有効部（15）に
至る。すると、第４図、第５図に図示される実施例で
は、被乾燥物（18）の近接はセンサー（33）で感知され
る。センサー（33）が感知すると、信号を制御装置（3
2）に伝送する。制御装置（32）は、駆動用モータ（3
1）を駆動させ各反射板（25）を、ａ側に回転させる。
制御装置（32）は、コンベア駆動用モータ（34）にも接
続しており、コンベアの駆動速度信号も伝送される。制
御装置（32）は、入力されるコンベアの駆動速度信号に
よりコンベアの駆動速度に同期させて反射板（25）を、
ｂ方向即ち被乾燥物（18）の移動方向に、移動速度にあ
わせて移動させる。下流側のセンサー（33）順次感知す
るにしたがい、その下流側の近赤外線照射装置（21）が
同様に順次作動される。被乾燥物（18）が、近赤外線照
射装置の照射範囲外にいたると、例えばセンサー（33）
での感知後一定時間経過後、制御装置（32）により駆動
用モータ（31）は駆動され反射板回転軸（27）を再度正
面に向かせる。

反射板（25）による、近赤外線ランプ（22）の反射は、
近赤外線ランプ（22）の近赤外線ランプ（22）前通過時
の被乾燥物（18）に対するエネルギー密度が上昇し、被
乾燥物（18）の物体表面温度が上昇する。さらに、反射
板（25）は被乾燥物（18）の搬送速度に同期されて移動
するため、近赤外線ランプ（22）の照射時間が延長され
る。

第９図に図示される実施例においては、あらかじめ設定
された反射板（24）の位置により集光方向が定められ、
集光方向ではより高温となる。そのため炉内で高温低温
の差を反射板なしの場合に比し高めることが可能とな
る。

近赤外線を、被乾燥物に照射すると、大部分の近赤外線
は塗膜を透過し、金属板の表面から１〜2nmの位置で吸
収され金属表面の温度が上昇し、塗膜を内部から加熱さ
せ金属表面付近から硬化が始まる。そのため、塗膜表面
の流動性が低下する以前に急激な加熱がされ、溶剤は飛
ばされ塗膜表面の流動性喪失後の溶剤発泡、ピンホール
は生じない。そのため、短時間によるキュアリングが可
能となり、乾燥炉自体も小型化が可能となる。

ヒータ（41）は、反射板（24）を加熱し反射板（24）表
面を乾燥炉（11）雰囲気温度より高温に維持する。加熱
は、反射面の温度が乾燥炉（11）の雰囲気よりが３〜５
℃高くかつ使用される塗料、溶剤等の露点以上の温度に
維持されることにより、溶剤ガスの露点以上に反射板
（25）表面は維持される。すなわち、乾燥炉（11）壁面
に近赤外線照射装置（21）は取り付けられるが、壁面と
も、雰囲気温度より温度は低下しがちであるが、ヒータ
（41）により加熱される。そのため、溶剤中のタール分
等が反射面に固着することは避けられ、反射板（24）の
反射面の反射効率の低下を避けることが可能である。

（実施例１） 第１図、第２図に図示されるような形状からなる乾燥炉
を使用し、近赤外線照射装置は固定し、反射板の有無に
よる被乾燥物表面の温度変化を測定した。

有効部（15） 5,000mm 有効部通過時間 10分 近赤外線照射装置 ２基 近赤外線照射装置間隔 2,800mm 有効部端部から近赤外線照射装置中心までの距離1,600m
m 鉄板厚（ボンデ鋼板） 2mm 雰囲気温度 160℃ 反射板を設置した場合ａと、しない場合ｂとを第８図に
図示する。ｃは反射板取り付け部、Ｉは導入部、IIは有
効部である。

反射板を取り付けた場合は、赤外線のエネルギー密度が
ランプ前に集中し、炉端部のエネルギー密度は少なくな
るため初期温度は反射板を取り付けた場合よりも反射板
なしの場合の方が高いにもかかわらず、上昇点が遅く、
有効部入口より約４分の地点で表面温度は逆転する。ラ
ンプバンク付近になると、反射板有りの方が温度上昇勾
配が大きくなり、ランプバンク前面で反射板なしの温度
曲線と交差し、以後反射板有りの場合の方の表面温度の
方が高くなる。このことは、ランプ前で被乾燥物が急激
に照射され温度上昇をすることを示しており、塗膜の温
度を急上昇させ、溶剤の蒸発の進行とともに樹脂の架橋
反応を促進し、架橋度の増大を図ることが可能となる。

（発明の効果） したがってこの発明では、反射板の反射面の反射効率の
低下を避けることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の正面中央断面図、第２図
は同平面図、第３図はランプまわりの斜視図、第４図は
同平面図、第５図は他の実施例の同平面図、第６図は近
赤外線ランプの断面図、第７図は同他の近赤外線ランプ
の断面図、第８図は実施例の温度変化図、第９図は更に
他の実施例の平面図である。 （11）……乾燥炉、（21）……近赤外線照射装置、（2
2）……近赤外線ランプ、（24）……乾燥炉用反射板、
（41）……乾燥炉用ヒータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥炉11内部方向に向けて設置された近赤
   外線ランプ22の側部に設置された反射板24の背面に設置
   され、反射板24表面を加熱し乾燥炉11雰囲気温度より高
   温にかつ使用される塗料、溶剤等の露点以上に維持する
   ことを特徴とする乾燥炉用ヒータ。
2. 【請求項２】乾燥炉11内部方向に向けて設置された近赤
   外線ランプ22の側部に設置された反射板24の背面に設置
   され、反射板24表面を加熱し乾燥炉雰囲気温度より３〜
   ５℃の範囲で高温かつ使用される塗料、溶剤等の露点以
   上に維持することを特徴とする乾燥炉用ヒータ。