(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体（２）内でワーク（Ｗ）を乾燥することにより蒸発有機溶剤を含む汚染空気が生成される乾燥炉において、炉体（２）内の表出面（14）、もしくは、炉体（２）内の空気が流通するダクト(7, 9, 12)の内面 (15) に、焦電材料の粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した水電解促進材(16)が塗工されていることを特徴とする乾燥炉。
【請求項２】
炉体（２）内でワーク（Ｗ）を乾燥することにより蒸発有機溶剤を含む汚染空気が生成される乾燥炉において、炉体（２）内の表出面（14）、もしくは、炉体（２）内の空気が流通するダクト(7, 9, 12)の内面 (15) に、放射性元素を含むセラミック粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した酸素活性化材 (18) が塗工されていることを特徴とする乾燥炉。
【請求項３】
炉体（２）内でワーク（Ｗ）を乾燥することにより蒸発有機溶剤を含む汚染空気が生成される乾燥炉において、炉体（２）内の表出面（14）、もしくは、炉体（２）内の空気が流通するダクト(7, 9, 12)の内面 (15) に、焦電材料の粉末を混練して焼成したセラミックで形成された水電解促進タイルが貼設されていることを特徴とする乾燥炉。
【請求項４】
炉体（２）内でワーク（Ｗ）を乾燥することにより蒸発有機溶剤を含む汚染空気が生成される乾燥炉において、炉体（２）内の表出面（14）、もしくは、炉体（２）内の空気が流通するダクト(7, 9, 12)の内面 (15) に、放射性元素を含むセラミックで形成された酸素活性化タイルが貼設されていることを特徴とする乾燥炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディなどの被塗物に塗布された塗料を乾燥したり、紙やプラスチックなどに印刷された印刷インクを乾燥するために用いられる乾燥炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車ボディの塗装ラインでは、塗料を吹き付ける塗装ブースの後段に、その塗膜を乾燥させる乾燥炉が設けられており、塗装終了直後の塗膜が未乾燥の自動車ボディをコンベアで搬送しながら、その表面に形成された塗膜を乾燥するようにしている。
乾燥炉は１００〜１６０℃程度の温度に維持され、塗料に含まれる水分や有機溶剤を蒸発させて塗膜を乾燥硬化させているので、炉体内では有機溶剤濃度が徐々に高くなっていき、これを放置すると、汚染空気に含まれる有機溶剤が自動車ボディなどの被塗物表面に凝集して塗料本来の色が褪せてしまい、黄変と称する塗装不良を生ずることとなる。
このため、一般の乾燥炉では常に炉体内から汚染空気（排ガス）を排出し、これを、排ガス処理装置で浄化した後、炉体内に循環供給したり、あるいは、大気に放出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、汚染空気は外部へ排出されるまでの間に炉体内を対流するため、その汚染空気に含まれる蒸発有機溶剤が、側壁，天井壁，床壁，仕切壁などの炉体内の表出面上に凝集し、ヤニとなって付着するという問題があった。
特に、天井壁に付着したヤニが成長すると、被塗物の上にボタオチして塗装不良となるため、これを防止するためには、通常でも２〜３週間ごとに、使用する塗料の種類によっては毎週、炉体内を清掃しなければならない。
しかも、自動車ボディの塗装用乾燥炉は全長が百数十メートルもあり、その清掃作業は人手に頼らざるを得ないので多大な労力を必要とし、清掃作業に要するコストが嵩むという問題があった。
【０００４】
また、塗装用乾燥炉は全長が長いことからその容積も大きく、排ガス処理装置では、この乾燥炉から連続的に排出される大量の排ガスを浄化処理しなければならないことから、消費エネルギーが多く、消耗品の交換や、排ガス処理装置に至るダクト内の清掃作業などに要するメンテナンスコスト及びランニングコストが嵩むという問題があった。
また、印刷用乾燥炉においては、塗装用乾燥炉ほどではないが、印刷インクから有機溶剤成分が蒸発する点では塗装用乾燥炉と共通し、その蒸発有機溶剤による問題点も規模の違いこそあれ同様である。
【０００５】
そこで本発明は、塗装用乾燥炉や印刷用乾燥炉などの乾燥炉内の清掃作業に要する労力を軽減すると共に、排ガス処理装置の負荷を軽減して、メンテナンスコスト及びランニングコストを著しく低減することを技術的課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、炉体内でワークを乾燥することにより蒸発有機溶剤を含む汚染空気が生成される乾燥炉において、炉体内の表出面、もしくは、炉体内の空気が流通するダクトの内面に、焦電材料の粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した水電解促進材が塗工されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明による乾燥炉は、例えば、有機溶剤を含む塗料で塗装された自動車ボディを炉体内に搬入して加熱すると塗膜が乾燥硬化していく。
このとき、炉体内の表出面や、炉体内の空気が流通するダクトの内面には、焦電材料の粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した水電解促進材が塗工されているので、焦電材料が加熱されたときに、その焦電効果により、炉体内の表出面やダクトの内面にマイナスの電荷が表れる。
一方、ワークを加熱すると、未乾燥塗膜から水分や有機溶剤が蒸発し、これが炉体内の空気の対流に伴って、その表出面やダクトの内面に付着凝集してヤニとなる。
そして、このヤニの中に含まれる水の分子は、焦電効果により表れる電子を受け取って、その一部は、
Ｈ2 Ｏ  ＋２ｅ- →  Ｏ2-  ＋  Ｈ2 
Ｈ2 Ｏ  ＋  ｅ- →  Ｏ-   ＋  Ｈ2 
で表される反応により、水素とイオン化された酸素に電気分解される。
そして、このイオン化された酸素が、炉体内の表出面に付着しているヤニの主成分である有機物と反応し、これを酸化して水と二酸化炭素に分解する。
したがって、炉体内の表出面に付着したヤニが徐々に分解されて減量されていくので、その分、清掃作業の頻度及び労力が軽減されると共に、排ガス処理装置の負荷も軽減されて、メンテナンスコスト，ランニングコストが低減される。
【０００８】
さらに、本発明に係る他の乾燥炉は、炉体内の表出面、もしくは、炉体内の空気が流通するダクトの内面に、放射性元素を含むセラミック粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した酸素活性化材が塗工されている。
この乾燥炉によれば、炉体内の表出面などに塗工された酸素活性化材に含まれる放射性元素から、炉体内の表出面やダクトの内面に付着凝集したヤニに含まれる水の分子に放射線が照射されて、その一部は、
３Ｈ2 Ｏ  →  Ｏ3   ＋  ３Ｈ2 
２Ｈ2 Ｏ  →  Ｏ2   ＋  ２Ｈ2 
で表される反応により水が水素と酸素に分離されて、酸素やオゾンが得られる。
したがって、これらの酸素やオゾンが、ヤニの主成分である有機物と反応し、これを酸化して水と二酸化炭素に分解するので、炉体内の表出面やダクトの内面に付着したヤニが徐々に分解されて減量される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る乾燥炉を示す説明図、図２は炉体内での化学変化を示す模式図である。なお、説明の都合上、図１において、右側が暗赤パネルで炉体内を加熱する輻射加熱ゾーン、左側が熱風を吹き出させて炉体内を加熱する対流加熱ゾーンを示す。
【００１０】
本例に係る乾燥炉１は、自動車ボディの塗装用乾燥炉として用いられるもので、塗装ブース（図示せず）に連続して設けられ、炉体２内には、ワークＷとなる自動車ボディを搬送するコンベア３がその長手方向に沿って敷設されている。
そして、乾燥炉１の前段側には、未乾燥塗膜を生乾き状態まで乾燥させる輻射加熱ゾーン４Ａが形成され、その後段側に、輻射加熱ゾーン４Ａで乾燥された塗膜を焼付乾燥する対流加熱ゾーン４Ｂが形成されている。
【００１１】
輻射加熱ゾーン４Ａには、熱風発生装置５から熱風が循環供給される暗赤パネル６が配設されており、この暗赤パネル６の輻射熱により炉体２内が加熱される。
また、対流加熱ゾーン４Ｂには、熱風吸込ダクト７から吸い込まれた熱風を、熱交換器８で加熱した後、熱風吹出ダクト９から吹き出させる熱風循環系１０が形成され、その炉体２内には、熱風吹出ダクト９から吹き出した熱風の横流れを防止するゲート型の仕切壁２Ｐが所定間隔で形成されている。
なお、１２は炉体２内で発生した汚染空気を排出する排ガス吸込ダクト、１３は排ガス吸込ダクト１２を介して排出された汚染空気（排ガス）を浄化処理する排ガス処理装置である。
【００１２】
そして、炉体２内の左右側壁２Ｌ及び２Ｒ，天井壁２Ｕ，床壁２Ｆ，仕切壁２Ｐ，暗赤パネル６の外面，熱風吸込ダクト７及び熱風吹出ダクト９の外面などの炉体２内の表出面１４や、熱風循環系１０の各ダクト７，９及び排ガス吸込ダクト１２の内面１５には、焦電材料の粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した水電解促進材１６が塗工されている
【００１３】
ここで、焦電材料としては、例えば、トルマリン（電気石）や、石英（ＳｉＯ2 ）や、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）や、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）や、ＰＺＴ磁器（チタン酸ジルコン酸鉛：ＰｂＺｒＯ3 とＰｂＴｉＯ3 の固溶体）など、乾燥炉の炉内温度で焦電作用を生ずる任意のものを採用することができる。
また、石英（ＳｉＯ2 ）に、長石，ジルコン（ＺｒＳｉＯ4 ）及び酸化チタン（ＴｉＯ2 ）のうち１種以上のものを混合した混合粉末でもよい。
これら焦電材料は、いずれも乾燥炉の雰囲気温度程度に加熱されたときに焦電効果を示し、その表面に電荷が表れる。
【００１４】
なお、水電解促進材１６を構成する無機接着剤としては、水ガラスや、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等の低温処理（５００℃）で結合強度を発揮する耐熱性の無機系接着剤が用いられる。
そして、上述した焦電材料の粉末を耐熱性の前記無機接着剤に混練した水電解促進材１６が、炉体２内の表出面１４及び炉体２内の空気が流通するダクト７，９，１２の内面１５を構成する鋼板１７の表面に１０μｍ〜１ｍｍの厚さで塗工されている。
塗工する方法は、エア霧化による吹き付けであっても、ロールコーターなどによりコーティングする場合であってもよい。
なお、水電解促進材１６と鋼板１７の熱膨張係数が異なるので、水電解促進材１６を厚めに塗工する場合は、鋼板１７の全面に均一に塗工せずに、不連続に塗工しておけば、鋼板１７が熱膨張しても水電解促進材１６がひび割れするおそれがない。
【００１５】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用を説明する。
乾燥炉１を起動させて、炉体２内が所定の乾燥温度まで上昇したところで、ワークＷとなる自動車ボディをコンベア３で搬送し、その塗膜を乾燥する。
このとき、塗膜に含まれる水分や有機溶剤が蒸発して、炉体２内の空気の対流に伴って、天井壁２Ｕ，左右側壁２Ｒ及び２Ｌ，床壁２Ｆ，仕切壁２Ｐ，暗赤パネル６の外面，熱風吸込ダクト７及び熱風吹出ダクト９の外面などの炉体２内の表出面１４に付着凝集したり、熱風循環系１０の各ダクト７，９や、排ガス吸込ダクト１２を流通してその内面１５に付着凝集してヤニとなる。
【００１６】
一方、炉体２内の表出面１４や、各ダクト７，９，１２の内面１５には、焦電材料の粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した水電解促進材１６が塗工されており、これに含まれる焦電材料が加熱されたときに、その焦電効果により、炉体２内の表出面１４や、ダクト７，９，１２の内面１５に電荷が表れる。
ここで、表出面１４やダクト１２の内面１５に付着したヤニに含まれる水の分子は、水電解促進材１６の表面に表れた電子を受け取って、その一部は、
Ｈ2 Ｏ  ＋２ｅ- →  Ｏ2-  ＋  Ｈ2 
Ｈ2 Ｏ  ＋  ｅ- →  Ｏ-   ＋  Ｈ2 
で表される反応により、水素とイオン化された酸素に電気分解される。
そして、このイオン化された酸素が、炉体２内の表出面１４等に付着しているヤニの主成分である有機物と反応し、これを酸化して水と二酸化炭素に分解していく。
【００１７】
したがって、炉体２内の表出面１４やダクト１２の内面１４に付着したヤニが徐々に分解されて減量されていくので、その分、清掃作業の頻度及び労力が軽減されると共に、排ガス処理装置１３の負荷も軽減されて、メンテナンスコスト，ランニングコストが低減される。
【００１８】
また、炉体２内の表出面１４及びダクト７，９，１２の内面１５に、前記水電解促進材１６に替えて、放射性元素を含むセラミック粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した酸素活性化材１８を塗工する場合であってもよい。
放射性元素としては、トリウム（Ｔｈ），ウラン（Ｕ），アクチニウム（Ａｃ），ネプツニウム（Ｎｐ）などが用いられる。
【００１９】
この場合、炉体２内の表出面１４などに塗工された酸素活性化材に含まれる放射性元素から、炉体２内の表出面１４やダクト１２の内面１５に付着凝集したヤニに含まれる水の分子に放射線が照射されて、その一部は、
３Ｈ2 Ｏ  →  Ｏ3   ＋  ３Ｈ2 
２Ｈ2 Ｏ  →  Ｏ2   ＋  ２Ｈ2 
で表される反応により水が水素と酸素に分離されて、酸素やオゾンが得られる。
したがって、これらの酸素やオゾンが、ヤニの主成分である有機物と反応し、これを酸化して水と二酸化炭素に分解するので、炉体２内の表出面１４やダクト１２の内面１５に付着したヤニが徐々に分解されて減量される。
【００２０】
なお、焦電材料の粉末を耐熱性の前記無機接着剤に混練した水電解促進材１６や、放射性元素を含むセラミック粉末を耐熱性の無機接着剤に混練した酸素活性化材１８を塗工するのに替えて、焦電材料の粉末を混練して焼成したセラミックで形成された水電解促進タイルや、放射性元素を含むセラミックで形成された酸素活性化タイルを無機接着剤などで貼設した場合であってもよい。
このように、タイルにしておけば、工業的にタイルを製造することにより、その品質を一定に維持することができ、また、タイルを貼るだけでよいので、施工が簡単で、塗工する場合に比して塗りムラを起こすことがなく、誰でも均一に仕上げることができるというメリットがある。
なお、この場合、タイル目地にヤニが詰まらないように、耐熱性，弾力性のある充填剤を充填することが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、炉体内の表出面やダクトの内面に付着したヤニに含まれる水分が水素と酸素に分解されて、その酸素により、ヤニの主成分となる有機物が酸化されて水と二酸化炭素に分解されるので、表出面などに付着したヤニが自然に減量化されていき、清掃作業の頻度や労力を軽減すると同時に、排ガス処理装置の負荷を軽減してランニングコスト，メンテナンスコストを低減することができるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る乾燥炉を示す説明図。
【図２】  炉体内での化学変化を示す模式図。
【符号の説明】
１・・・乾燥炉
２・・・炉体
Ｗ・・・ワーク
７・・・熱風吸込ダクト
９・・・熱風吹出ダクト
１４・・・炉体内の表出面
１５・・・ダクトの内面
１６・・・水電解促進材
１８・・・酸素活性化材
【図１】
0003655461.tif 000002
【図２】
0003655461.tif 000003