JP5196967B2 - 塗装用乾燥方法及び塗装用乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装用乾燥方法及び塗装用乾燥装置に関する。

塗装用乾燥方法としては、特許文献１に示すように、箱状被乾燥物の外板塗膜に熱風を吹き付けるものが提案されている。このものによれば、外板塗膜表面からの水分の蒸発を促進して、外板塗膜の乾燥を図ることができる。

ところで、近時、揮発性有機溶剤の削減に伴う水性ベース塗料導入等の観点から、塗膜の乾燥時間の短縮化を図ることができる乾燥方法が望まれている。このような乾燥方法としては、特許文献２に示すように、被乾燥物の外板塗膜に輻射線を放射することにより、その外板塗膜を輻射熱により加熱乾燥することが考えられる。この輻射線を利用した乾燥方法によれば、輻射線を塗膜に効率よく均一に吸収でき、その吸収によって発生する輻射熱により塗膜の表面から内部まで急速に昇温できるからである。
特開２００３−２３６４３７号公報 特開平１１−２２１５１３号公報

しかし、本件発明者が行った実験により得た知見によれば、輻射熱に基づく加熱乾燥を外板塗膜に行った場合、外板塗膜を急速昇温させることができるものの、外板塗膜の表面温度がその内部温度よりも昇温し、外板塗膜の表面側が早期に硬化する傾向を示した。このため、そのように外板塗膜表面側が早期に硬化した場合には、内部で発生した蒸気、突沸等を逃がすことができず、塗膜表面の状態が影響を受けることになる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、その第１の技術的課題は、被乾燥物の外板塗膜を、その表面品質を害することなく短時間で乾燥できる塗装用乾燥方法を提供することにある。
第２の技術的課題は、上記塗装用乾燥方法を使用する乾燥装置を提供することにある。

前記第１の技術的課題を達成するために本発明（請求項１に係る発明）においては、
箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥方法において、
前記外板塗膜に対して、赤外線ヒータによる輻射線と、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風とを、同時且つ直接的に供給し、
前記外板塗膜を１００℃以下に加熱すると共に、前記外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度を３０〜７０℃／分にし、
前記被乾燥物を乾燥ライン上において移動させつつ、該被乾燥物の外板塗膜に前記輻射線と前記温風とを供給し、
前記輻射線の出力を、前記乾燥ラインの最上流において最も高くすると共に、該乾燥ラインの下流側に向かうに従って低下させ、
前記乾燥ラインの上流側において、前記被乾燥物の外板塗膜に輻射線と温風とを供給し、
前記乾燥ラインの上流側よりも下流側において、該乾燥ラインの上流側の温風の温度よりも低い温度とされた冷却風を供給し、
しかも、前記乾燥ラインの下流側の冷却風風量を、該乾燥ラインの上流側の温風風量よりも多くし、
前記被乾燥物が存在しないとき、前記輻射線の発生熱源に向かう温風の流れの方向を、別の温風の流れと合流させることにより変えるようにされ、
温風風量が１３１ｍ3／ｍｉｎ以上で、温風温度が６０℃以上とされ、
冷却風量が１８５ｍ3／ｍｉｎ以上で、冷却風温度が３５℃以下とされている、
ような構成としてある。この請求項１の好ましい態様としては、請求項２、請求項３に記載の通りとなる。

前記第２の技術的課題を達成するために本発明（請求項４に係る発明）においては、
箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥装置において、
前記外板塗膜に対して、輻射線を放射する赤外線ヒータと、
前記外板塗膜に対して、前記赤外線ヒータの放射と同時且つ直接的に、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風を吹き出す温風吹出口と、
前記被乾燥物を通過させる乾燥炉が備えられ、
前記乾燥炉の内面に、前記赤外線ヒータと前記温風吹出口とを一ユニットとした加熱手段が、該乾燥路の上流から下流側に向けて隣り合うようにしつつ順次、設けられて、加熱領域が形成され、
前記赤外線ヒータの出力が、前記乾燥炉の最上流において最も高くなるようにされると共に、該乾燥炉の下流側に向かうに従って低下するように設定され、
前記乾燥炉に、前記加熱領域に続いて冷却領域が形成され、
前記乾燥炉の内面に、前記冷却領域において、冷却風を吹き出す冷却風吹出口が開口され、
前記冷却領域における冷却風吹出口からの冷却風の風量が、前記加熱領域における温風吹出口からの温風の風量よりも多くなるように設定され、
前記赤外線ヒータ及び前記温風吹出口が、それぞれ複数備えられ、
前記複数の温風吹出口のうちの一の温風吹出口として、その指向領域に前記複数の赤外線ヒータが入るように配置されたものが備えられ、
前記複数の温風吹出口のうちの別の温風吹出口として、その指向領域が前記一の温風吹出口の指向領域に対して交差するように配置されたものが備えられ、
前記外板塗膜が１００℃以下で加熱されると共に、前記外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度が３０〜７０℃／分とされ、
前記温風吹出口からの温風風量が１３１ｍ3／ｍｉｎ以上で、温風温度が６０℃以上とされ、
前記冷却風吹出口からの冷却風量が１８５ｍ3／ｍｉｎ以上で、冷却風温度が３５ｃ℃以下とされている、
ような構成としてある。この請求項４の好ましい態様としては、請求項５以下の記載の通りとなる。

請求項１に係る発明によれば、輻射熱に基づく加熱乾燥を外板塗膜に行った場合、外板塗膜が急速昇温されることに伴い、外板塗膜の表面温度がその外板塗膜の内部温度よりも高くなろうとするが、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風が外板塗膜の表面に直接的に供給されて、外板塗膜の表面側温度の昇温が効果的に抑えられることになり（相対的な冷却効果）、外板塗膜の表面側が硬化することを抑制することができる。これにより、外板塗膜内部で発生した蒸気、突沸等を逃がして、それらにより外板塗膜表面が影響を受けることを抑えることができることになり、被乾燥物の外板塗膜の表面品質が害されることを抑制できる。しかもこの場合、温風を外板塗膜に供給することから、冷却風を用いる場合のように乾燥能力が大きく低下することはなく、輻射熱に基づく加熱乾燥が外板塗膜表面の冷却により阻害されることを極力抑制できる（乾燥時間の増大抑制）。このため、被乾燥物の外板塗膜を、その表面品質を害することなく短時間で乾燥することができる。

また、請求項１に係る発明によれば、外板塗膜を１００℃以下に加熱すると共に、外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度を３０〜７０℃／分にすることから、輻射線に基づく輻射熱と温風熱とを適正に利用して、外板塗装表面の焼き付き及びピンホールの発生を防止できる。

さらに、請求項１に係る発明によれば、被乾燥物を乾燥ライン上において移動させつつ、被乾燥物の外板塗膜に輻射線と温風とを供給し、輻射線の出力を、乾燥ラインの最上流において最も高くすることから、最も水分が多い外板塗膜において、入射エネルギー（輻射線）の分散を大きくしてその吸収率が増大させることができ、塗膜を効果的に急速昇温して乾燥を早めることができる。その一方、輻射線の出力を乾燥ラインの下流側に向かうに従って低下させることから、輻射線を乾燥に利用する場合であっても、乾燥後の外板塗膜の冷却負担を減らすことができる。このため、輻射線を乾燥に利用する場合であっても、乾燥外板塗膜が適正温度まで低下するまでの時間を短くできる。

さらにまた、請求項１に係る発明によれば、乾燥ラインの上流側において、被乾燥物の外板塗膜を輻射線と温風とを供給し、乾燥ラインの上流側よりも下流側において、乾燥ラインの上流側の温風の温度よりも低い温度とされた冷却風を供給し、しかも、乾燥ラインの下流側の冷却風風量を、乾燥ラインの上流側の温風風量よりも多くすることから、冷却領域（冷却ゾーン）側への加熱領域（加熱ゾーン）の雰囲気の流入が低減され、外板塗膜の乾燥後に、その外板塗膜の適切な冷却手段が確保されることになり、適正温度の乾燥外板塗膜を的確に得ることができる。以上に加えて、被乾燥物が存在しないとき、輻射線の発生熱源に向かう温風の流れの方向を、別の温風の流れと合流させることにより変えることから、輻射線の発生熱源が温風により積極的に冷却されることが防止されることになり、輻射線に基づく乾燥効率が低下することを簡単な方法で防止できる。

請求項２に係る発明によれば、水性ベース塗料塗膜に対するプレヒート工程用として、好適な乾燥方法を提供できる。

請求項３に係る発明によれば、被乾燥物が、その内外を連通する開口を有すると共に、その内板において乾燥すべき内板塗膜を有しており、被乾燥物の内板塗膜に、被乾燥物の外部から開口を介して温風を供給することから、箱状被乾燥物であっても、温風に基づき湿気の排気を図りつつ、温風熱に基づいて内板塗膜を乾燥することができる。

請求項４に係る発明によれば、当該装置の作動において、前記請求項１に係る塗装用乾燥方法が使用されることになり、請求項１に係る塗装用乾燥方法を使用した乾燥装置を提供できる。

請求項５に係る発明によれば、当該装置の作動において、前記請求項２に係る塗装用乾燥方法が使用されることになり、請求項２に係る塗装用乾燥方法を使用した乾燥装置を提供できる。

請求項６に係る発明によれば、当該装置の作動において、前記請求項３に係る塗装用乾燥方法が使用されることになり、請求項３に係る塗装用乾燥方法を使用した乾燥装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
ボディに対する塗装においては、揮発性有機溶剤の削減が進んでいる。例えば、ボディに対する上塗り塗装においては、図１に示すように、溶剤ベース塗料を使用する場合には、ベース塗装工程、クリア塗装工程、焼付工程が行われるのに対して、水性ベース塗料を使用する場合には、クリア塗装前に水性ベース塗料塗膜を乾燥させるべく、ベース塗装工程とクリア塗装工程との間にプレヒート工程（冷却工程も含む）を介在させる必要がある。プレヒート工程は、通常４分以上の工程長が一般的であるが、省スペース化の観点から、その工程を更に短時間で終了できることが望まれている。本実施形態に係る塗装用乾燥方法を、このプレヒート工程に適用した場合を例にとって説明する。先ず、この実施形態に係る塗装用乾燥方法を説明する前に、その方法を使用する乾燥装置について説明する。

乾燥装置１は、図２〜図４に示すように、一方向に延びる乾燥炉２を有している。この乾燥炉２には、その長手方向に延びるようにして通路３が形成されており、その通路３の一端（図３，図４中、左端）が搬入口として外部に開口され、その通路３の他端（図３，図４中、右端）が搬出口として外部に開口されている。この通路３には、図示を略すコンベアが搬入口から搬出口に通り抜けるようにして配設されており、そのコンベアには、被乾燥物であるボディ４を載置して搬送する搬送テーブル５が取付けられている。この搬送テーブル５の乾燥炉通過時間は、２分以内の所定時間に設定されている。

前記通路３は、対向する一対の側壁面６ａ、６ｂと上壁面７とにより区画されている。各側壁面６ａ（６ｂ）は、乾燥炉２全長に亘って、通路３底面から上方側に向けて順に、ボトム部８、サイド部９、ショルダ部１０を備えている。ボトム部８は、上方に向うに従って乾燥炉２の幅方向（図２中、左右方向）外方側に向けて傾斜しており、そのボトム部８は、搬送されてくるボディ４の側方側において、そのボディ４に対して斜め下方側から臨むことになっている。サイド部９は、まっすぐに上下方向に延びており、そのサイド部９は、搬送されてくるボディ４の側方側において、そのボディ４の大部分に対して臨むことになっている。ショルダ部１０は、上方に向うに従って乾燥炉２の幅方向内方側に向けて傾斜しており、そのショルダ部１０は、搬送されてくるボディ４の側方側において、そのボディ４に対して斜め上方側から臨むことになっている。上壁面７は、水平に配置されており、その上壁面７は、搬送されてくるボディ４の上方側において、そのボディ４全体に対して上方側から臨むことになっている。

前記通路３は、図３，図４に示すように、その長手方向全長に亘って、Ａ〜Ｆ領域に区分されている。Ａ〜Ｄの各領域は、加熱領域Ｓｈとして共通の構成とされ、Ｅ，Ｆの各領域は、冷却領域Ｓｃとして共通の構成とされている。Ａ〜Ｄの各領域においては、両側壁面６ａ（６ｂ）及び上壁面７に、多数のＩＲヒータ（赤外線電気ヒータ）１１が取付けられている。この各ＩＲヒータ１１は、通路３周壁から通路３内方に向けて輻射線を放射する機能を有しており、この各ＩＲヒータとしては、種々のフィラメントを加熱することにより輻射線を放射するもの（例えば中波長ヒータ、カーボンヒータ、セラミックヒータ）等が、適宜選択されることになっている。本実施形態においては、ＩＲヒータ１１として、図５に示すように、アルゴンガスを封入した石英ガラス管１７内でカーボンフィラメント１８が加熱されることにより、輻射線を放射するタイプ（カーボンタイプ）が用いられている。このようなタイプのＩＲヒータ１１は、一般に、石英ガラス管１１内面の金属反射膜１９が熱により劣化し易く、また、基端側における接続部２０（石英ガラス管で構成）が薄くて熱によりクラックし易い性質を有しており、クラックが発生した場合、アルゴンガスを封入した石英ガラス管１７内に空気が入り、カーボンフィラメント１８が燃焼して輻射線を発生しなくなる。しかし、各ＩＲヒータ１１は、通路３内の温風下に配置されて、その過昇温が抑制されることになっており、これにより、各ＩＲヒータ１１は、その寿命の低下が抑制されることになっている。この各ＩＲヒータ１１は、その出力についてそれぞれ独立制御可能とされており、そのピーク波長は、水の吸収選択性等を考慮して、１〜５μｍに設定されている。Ａ〜Ｄの各領域におけるＩＲヒータ１１のトータル強度は、下限が、ＩＲヒータの現実的な輻射効果の観点から１０ＫＷに設定される一方、上限が、塗膜の焼き付き防止の観点から７５ＫＷに設定されている。

また、Ａ〜Ｄの各領域においては、両側壁面６ａ（６ｂ）及び上壁面７に、温風を吹き出す温風吹出口１２，１３，１４が開口されている。各側壁面６ａ（６ｂ）においては、ショルダ部１０とボトム部８とに温風吹出口１２ａ，１２ｂ（１３ａ，１３ｂ）が設けられており、側壁面６ａ（６ｂ）におけるショルダ部１０の温風吹出口１２ａ（１３ａ）は、対向する側壁面６ｂ（６ａ）のボトム部８に向けて温風が吹き出すように向けられ、ボトム部８における温風吹出口１２ｂ（１３ｂ）は、複数のスリットをもって、温風が斜め上方に吹き出すように設定されている。この場合、Ａ〜Ｄの各領域における側壁面６ａ（ショルダ部１０）の温風吹出口１２ａと側壁面６ｂ（ショルダ部１０）の温風吹出口１３ａとは、乾燥炉２の長手方向にずれていて、これらは、Ａ領域からＤ領域に向かうに従って互い違いの配置（左右千鳥配置）をなしている。上壁面７には、Ａ〜Ｄの各領域において、２つの温風吹出口１４ａ，１４ｂが設けられており、その各温風吹出口１４ａ（１４ｂ）は、乾燥炉２の幅方向に離れていると共に、乾燥炉２の長手方向にずれて同方向において各側壁面６ａ（６ｂ）の温風吹出口１２ａ（１３ａ）に重なる位置をとることになっている。このため、被乾燥物であるボディ４が存在しないときには、側壁面６ａ（６ｂ）の温風吹出口１２ａ（１３ａ）からの温風の吹き出し流れが、図２に示すように、対向する側壁面６ｂ（６ａ）上のＩＲヒータ１１のヒータ部に当たってその機能を低下させようとするが、上壁面７の温風吹出口１４ａ（１４ｂ）からの温風が、その側壁面６ａ（６ｂ）の温風吹出口１２ａ（１３ａ）からの温風に合流して、その流れをＩＲヒータ１１に当たらない方向に変えることになる。このような各温風吹出口１２〜１４から吹き出される温風の温度については４０〜１００℃（℃は度Ｃ）の範囲、Ａ〜Ｄの各領域の風量については５０〜２２０ｍ3／ｍｉｎ（ｍ3は立法ｍ）の範囲、Ａ〜Ｄ領域内の湿度については２２ｇ／ｋｇ以下となるように設定できることになっている。

Ｅ，Ｆの各領域においては、両側壁面６ａ（６ｂ）及び上壁面７のいずれにもＩＲヒータ１１（赤外線電気ヒータ）も、温風吹出口も設けられておらず、それらに代えて、両側壁面６ａ（６ｂ）及び上壁面７には、冷却風を吹き出す冷却風吹出口１２’〜１４’、１５’が設けられている。このＥ，Ｆの各領域における冷風吹出口１２’〜１４’は、Ａ〜Ｄの各領域における温風吹出口１２〜１４と同じ配置をもって設けられ、冷却風吹出口１５’は、サイド部９に開口されて、その開口が、搬送されてくるボディ４の側方に臨むことになっている。各冷却風吹出口１２’〜１４’、１５’からの冷却風は、その温度を２０〜４５℃の範囲で設定できることになっており、Ｅ，Ｆの各領域の風量は、５０〜２２０ｍ3／ｍｉｎの範囲で設定できることになっている。

次に、実施形態に係る塗装用乾燥方法について、上記乾燥装置１を用いて説明する。
乾燥装置１には、被乾燥物として、水性ベース塗料によるベース塗装が行われたボディ４が搬入されることになるが、乾燥装置１は、そのボディ４が搬入される前から作動している。Ａ〜Ｄの各領域においては、各ＩＲヒータ１１から輻射線が放射されていると共に、各温風吹出口１２〜１４からは温風が吹き出されている。Ａ〜Ｄの各領域におけるＩＲヒータ１１の出力は、１０ＫＷ以上７５ＫＷ以下で、上流側（Ａ領域側）が最も高く、下流側（Ｄ側）に向かうに従って低くなっており（具体的には図７の各実施例参照）、これにより、ボディ４に対する加熱を確保しつつ、加熱領域Ｓｈよりも下流側の冷却領域Ｓｃ（Ｅ，Ｆ領域）での冷却が円滑に行われることになっている。各温風吹出口１２〜１４からの温風に関しては、塗膜硬化温度以下の温度である４０〜１００℃の範囲の温風が５０〜２２０ｍ3／ｍｉｎの範囲の風量をもって吹き出されることになっており、この温風に基づく熱と、前記ＩＲヒータ１１からの輻射線に基づく輻射熱とにより、ボディ４の外板塗膜が１００℃以下に加熱されると共に、その外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温温度が３０〜７０℃／分となるように設定されている。

またこのとき、Ｅ，Ｆの各領域においては、各冷却風吹出口１２’〜１５’から２０〜４５℃の範囲の冷却風が、５０〜２２０ｍ3／ｍｉｎの範囲の風量をもって吹き出されており、その各領域における風量は、ボディ４の塗膜の冷却を的確に行うべく、加熱領域ＳｈにおけるＡ〜Ｄの各領域の風量よりも多くされている。

この場合、風量に関しては、加熱領域ＳｈであるＡ〜Ｄ領域においては、上壁面７、ショルダ部１０、ボトム部８の各温風吹出口１４ａ（１４ｂ），１２ａ（１３ａ），１２ｂ（１３ｂ）から、５〜３０：２０〜６０：２０〜６０の比をもって温風が吹き出される。これは次の理由による。加熱領域Ｓｈにおいては、上壁面７に関し、ボディ４のルーフの板厚が薄く温度が上昇し易いため、温風風量が少なくてもよいこと、ショルダ部１０に関しては、ドア内板に届かせるため、多く温風を出す必要があること、ボトム部８に関しては、サイドシルが板厚が厚く温度が上昇しにくいため、多く温風を当てる必要があること等に基づいている。本実施形態においては、上記の通り、上壁面７、ショルダ部１０、ボトム部８に温風吹出口１４ａ（１４ｂ），１２ａ（１３ａ），１２ｂ（１３ｂ）がそれぞれ設けられ、サイド部９に温風吹出口が設けられていないが、サイド部９に温風吹出口を設けてもよく、その場合には、サイド部９に関しては、ＩＲヒータ１１があるため温風が少なくてもよいことを考慮し、上壁面７、ショルダ部１０、サイド部９、ボトム部８の各温風吹出口からの風量比を、５〜３０：２０〜６０：２０〜６０：２０〜６０とすることが好ましい。

一方、冷却領域ＳｃであるＥ、Ｆ領域においては、上壁面７、ショルダ部１０、サイド部９、ボトム部８の各冷却風吹出口１４ａ’（１４ｂ’），１２ａ’（１３ａ’），１５’，１２ｂ’（１３ｂ’）から、５〜３０：２０〜６０：２０〜６０：２０〜６０の比をもって冷却風が吹き出される。これは次の理由による。冷却領域Ｓｃにおいては、上壁面７に関し、ボディ４のルーフの板厚が薄く温度が下降し易いため、冷却風量が少なくてもよいこと、ショルダ部１０に関しては、ドア内板に届かせるため、多く温風を出す必要があること、サイド部９に関し、ＩＲヒータ１１の効果により温度が下降しにくいため、温風が適量（ショルダ部１０とボトム部８の半分程度）が必要であること、ボトム部８に関しては、サイドシルが板厚が厚く温度が下降しにくいため、多く温風を当てる必要があること等に基づいている。

このような乾燥装置１の乾燥炉２内にボディ４が搬入されると、図６に示すように、Ａ〜Ｄの各領域において、ボディ４の外板塗膜４ａは、ＩＲヒータ１１からの輻射線と温風吹出口１２〜１４からの温風（１００℃以下、例えば８０℃）とを同時に受け、外板塗膜４ａの塗膜温度（フロントドア（外板）塗膜温度）は、図８に示すように、１分以内に７０℃を超える。このとき、外板塗膜４ａの塗膜温度は、前述したように、１００℃以下に抑制され、その外板塗膜４ａが最高温度に上がるまでの昇温速度は、３０〜７０℃／分とされる。

この場合、ボディ４の外板塗膜４ａが、図６に示すように、輻射線を受けることから、外板塗膜４ａは輻射熱に基づき急速昇温され、それに伴い、その表面温度がその内部温度よりも高くなろうとする（本件発明者が見出した知見）。しかし、このときには、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風が外板塗膜４ａの表面に供給されており、この温風が、外板塗膜４ａの表面温度の昇温を抑えて（相対的な冷却効果）、外板塗膜４ａの表面側が硬化することを抑制する。このため、外板塗膜内部で発生した蒸気、突沸等が外板塗膜４ａを通じて逃がされ、それらにより外板塗膜４ａ表面の状態が影響を受けること（ピンホール、梨肌等）が抑えられることになる。
このとき、温風の供給態様が、外板塗膜４ａに対して直接的に吹き付けられて（図６中、波線矢印参照）、外板塗膜４ａにおける境膜伝熱係数（対流境膜伝熱係数）が大きくなっており（対流伝熱の向上が図られていること）、上記温風による相対的な冷却効果は外板塗膜４ａに効果的に及ぼされる。
しかもこのとき、冷却風ではなく温風（例えば８０℃）が外板塗膜４ａに供給されており、この温風供給の下では、冷却風を用いる場合のように乾燥能力が大きく低下することはない。このため、輻射熱に基づく加熱乾燥が外板塗膜４ａ表面の冷却により阻害されることを極力抑制できることになり（乾燥時間の増大抑制）、外板塗膜４ａの乾燥に輻射熱に基づく加熱乾燥を効果的に利用して、外板塗膜４ａを短時間で乾燥できることになる。

一方、ボディ４の内板塗膜４ｂの乾燥については、ショルダ部１０における温風吹出口１２ａ（１３ａ）から吹き出される温風が、ボディ４の窓開口を介して内板塗膜４ｂに温風熱を付与することになる（図６波線矢印参照）。勿論この温風は、その排気と共に、蒸発された水蒸気をボディ４外に持ち出す。このボディ４がＤ領域を通過し終えるときには、外板塗膜４ａの塗膜固形分は８０ｗｔ％を超え、内板塗膜４ｂの固形分は７０ｗｔ％を超える。

ボディ４がＥ領域に入ると、前記温風の温度よりも低い温度の冷却風が、Ａ〜Ｄの各領域の風量よりも多い風量をもってボディ４の外板塗膜４ａ及び内板塗膜４ｂを冷却することになる。ボディ４がＦ領域を通過して乾燥炉２から搬出されるときには、各塗膜４ａ，４ｂは、４０℃以下となる。この後、クリア塗装工程に移行することになる。

図７は、上記各種好ましい条件を裏付ける試験結果である。
この試験結果を得るに際しては、下記試験方法の下で試験を行った。
（１）水性ベース塗膜温度と固形分の測定
実車ボディのフロントドア外板とフロントドア内板ステップに熱電対と固形分測定用アルミ箔を設置した。続いて、内板に水性ベース塗料（日本ペイント製）を乾燥膜厚が１３±３μｍになるようにスプレー塗装し、１２０秒室温放置した。続いて、ボディ４外板に当該水性ベース塗料を乾燥膜厚が１３±３μｍになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。尚、静電塗装は、ボディ４の縦面→受面を１セットとし、これを２回繰り返した。塗装終了後、９０秒間室温放置して２分間プレヒートした。熱電対によりプレヒート開始から終了までのボディ４温度を測定し、プレヒート終了時の水性ベース塗膜固形分を次のようにして求めた。すなわち、アルミ箔の重量Ａを塗装前に予め測定しておき、プレーヒート後、直ちにアルミ箔を塗膜が露出しないように折り畳んで、そのアルミ箔の重量Ｂを測定し、続いて、当該アルミ箔を塗膜が露出するように開いて１４０℃で１時間乾燥し、そのアルミ箔の重量Ｃを測定した。そしてこの後、プレヒート後の塗膜固形分（重量％）を（Ｃ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）×１００により算出した。

（２）塗装外観の測定
実車ボディの外板に溶剤中塗り塗料Ｈ８８０（日本ペイント製）を乾燥膜厚が２０±５μｍになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。７分間室温放置した後、内板に水性ベース塗料を乾燥膜厚が１３±３μｍになるようにスプレー塗装し、２分間室温放置した。続いて、ボディ４外板に当該水性ベース塗料を乾燥膜厚が１３±３μｍになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。１．５分間室温放置して２分間プレヒートした。２分間室温放置した後、内板に溶剤クリア塗料Ｏ−１６００（日本ペイント製）を乾燥膜厚が２５±５μｍになるようにスプレー塗装した。１分間室温放置した後、外板に当該溶剤クリア塗料を乾燥膜厚が３０±５μｍになるように回転霧式塗装機で静電塗装した。１０分間室温放置した後、１４０℃で３０分間電気炉で乾燥した。乾燥後、塗装の仕上がり性をＷａｖｅｓｃａｎＤＯＩ（ＢＹＫ社製）で測定し、ピンホールの有無は目視で判定した。
ここで、水性ベース塗料としては、次のものを用いた。アルミペーストＭＨ８８０１（東洋アルミニウム社製アルミニウム顔料）１９．０部、エマルジョン樹脂（不揮発分３０％、固形分酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価４０）１８３．３部、水溶性アクリル樹脂（固形分酸価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分３０％）３３．３部、及びコーガムＨＷ−６２（昭和高分子社製ポリアクリルアミド、固形分１５％）３１．２５部を混合した後、ＮｅｏｒｅｚＲ９６０（アビシア社製ウレタンエマルジョン、有効成分３３％）６０．０部、ジメチルエタノールアミン１０％水溶液５．０部を混合撹拌し、水性塗料組成物を得た。得られた水性ベース塗料をイオン交換水で、Ｎｏ．４フォードカップを用いて４５秒／２０℃に希釈調整した。

図７によれば、外板（フロントドア）塗膜４ａの塗膜温度（１００℃以下）、外板塗膜４ａの昇温速度（３０〜７０℃／min）等の各条件を満たすものについては、外板塗膜４ａの固形分を８０ｗｔ％以上、内板塗膜４ｂの固形分を７０ｗｔ％以上にできると共に、プレヒート後の内、外板塗膜４ａ温度が４０℃以下にすることができ、所望の結果を得た。また、つや、光沢、平滑性等の仕上がり性については基準を満たし、ピンホールについては発生は見られなかった。
これに対して、条件を満たさないものについては、プレヒート後の塗膜固形分（ｗｔ％）、プレヒート後の塗膜温度（℃）、仕上がり性、ピンホールのいずれかについて問題が発生した（図７中の比較例参照）。

以上実施形態について説明したが本発明にあっては、冷却風吹出口１２’〜１４’の配置を、温風吹出口１２〜１４の配置と同じにする場合に限らず、異なった配置としてもよい。

水性ベース塗料使用の上塗り塗装と、溶剤ベース塗料使用の上塗り塗装とを比較説明する説明図。 実施形態に係る乾燥装置を示す正面図。 図２のＸ３−Ｘ３線断面図。 図２のＸ４−Ｘ４線断面図。 ＩＲヒータの接続部が乾燥路の温風下にある状態を示す図。 図２の乾燥炉にボディが搬送されたときの温風の流れを説明する説明図。 塗膜の評価試験の条件及び試験結果を示す図。 輻射線と温風を利用した乾燥方法、温風を利用した乾燥方法を用いた場合における外板塗膜温度とプレヒート時間との関係を示す図。

１ 乾燥装置
２ 乾燥炉
４ ボディ（被乾燥物）
４ａ 外板塗膜
４ｂ 内板塗膜
１１ ＩＲヒータ
１２ 温風吹出口
１３ 温風吹出口
１４ 温風吹出口
１２’ 冷却風吹出口
１３’ 冷却風吹出口
１４’ 冷却風吹出口
１５’ 冷却風吹出口

Claims (6)

1. 箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥方法において、
   前記外板塗膜に対して、赤外線ヒータによる輻射線と、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風とを、同時且つ直接的に供給し、
   前記外板塗膜を１００℃以下に加熱すると共に、前記外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度を３０〜７０℃／分にし、
   前記被乾燥物を乾燥ライン上において移動させつつ、該被乾燥物の外板塗膜に前記輻射線と前記温風とを供給し、
   前記輻射線の出力を、前記乾燥ラインの最上流において最も高くすると共に、該乾燥ラインの下流側に向かうに従って低下させ、
   前記乾燥ラインの上流側において、前記被乾燥物の外板塗膜に輻射線と温風とを供給し、
   前記乾燥ラインの上流側よりも下流側において、該乾燥ラインの上流側の温風の温度よりも低い温度とされた冷却風を供給し、
   しかも、前記乾燥ラインの下流側の冷却風風量を、該乾燥ラインの上流側の温風風量よりも多くし、
   前記被乾燥物が存在しないとき、前記輻射線の発生熱源に向かう温風の流れの方向を、別の温風の流れと合流させることにより変えるようにされ、
   温風風量が１３１ｍ3／ｍｉｎ以上で、温風温度が６０℃以上とされ、
   冷却風量が１８５ｍ3／ｍｉｎ以上で、冷却風温度が３５℃以下とされている、
   ことを特徴とする塗装用乾燥方法。
2. 請求項１において、
   前記被乾燥物の外板塗膜が水性ベース塗料塗膜とされ、
   前記水性ベース塗料塗膜に対するプレヒート工程において行う、
   ことを特徴とする塗装用乾燥方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記被乾燥物が、その内外を連通する開口を有すると共に、その内板において乾燥すべき内板塗膜を有しており、
   前記被乾燥物の内板塗膜に、該被乾燥物の外部から前記開口を介して温風を供給する、
   ことを特徴とする塗装用乾燥方法。
4. 箱状被乾燥物の外板塗膜を乾燥する塗装用乾燥装置において、
   前記外板塗膜に対して、輻射線を放射する赤外線ヒータと、
   前記外板塗膜に対して、前記赤外線ヒータの放射と同時且つ直接的に、塗膜硬化温度よりも低い温度の温風を吹き出す温風吹出口と、
   前記被乾燥物を通過させる乾燥炉が備えられ、
   前記乾燥炉の内面に、前記赤外線ヒータと前記温風吹出口とを一ユニットとした加熱手段が、該乾燥路の上流から下流側に向けて隣り合うようにしつつ順次、設けられて、加熱領域が形成され、
   前記赤外線ヒータの出力が、前記乾燥炉の最上流において最も高くなるようにされると共に、該乾燥炉の下流側に向かうに従って低下するように設定され、
   前記乾燥炉に、前記加熱領域に続いて冷却領域が形成され、
   前記乾燥炉の内面に、前記冷却領域において、冷却風を吹き出す冷却風吹出口が開口され、
   前記冷却領域における冷却風吹出口からの冷却風の風量が、前記加熱領域における温風吹出口からの温風の風量よりも多くなるように設定され、
   前記赤外線ヒータ及び前記温風吹出口が、それぞれ複数備えられ、
   前記複数の温風吹出口のうちの一の温風吹出口として、その指向領域に前記複数の赤外線ヒータが入るように配置されたものが備えられ、
   前記複数の温風吹出口のうちの別の温風吹出口として、その指向領域が前記一の温風吹出口の指向領域に対して交差するように配置されたものが備えられ、
   前記外板塗膜が１００℃以下で加熱されると共に、前記外板塗膜が最高温度に上がるまでの昇温速度が３０〜７０℃／分とされ、
   前記温風吹出口からの温風風量が１３１ｍ3／ｍｉｎ以上で、温風温度が６０℃以上とされ、
   前記冷却風吹出口からの冷却風量が１８５ｍ3／ｍｉｎ以上で、冷却風温度が３５ｃ℃以下とされている、
   ことを特徴とする塗装用乾燥装置。
5. 請求項４において、
   前記被乾燥物の外板塗膜が水性ベース塗料塗膜とされ、
   前記水性ベース塗料塗膜に対するプレヒート工程において用いられる、
   ことを特徴とする塗装用乾燥装置。
6. 請求項４または請求項５において、
   前記被乾燥物が、その内外を連通する開口を有すると共に、その内板において乾燥すべき内板塗膜を有しており、
   前記温風吹出口として、前記被乾燥物の内板塗膜に、該被乾燥物の外部から前記開口を介して温風を供給するものが備えられている、
   ことを特徴とする塗装用乾燥装置。

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