(57)【要約】      （修正有）【課題】赤外線炉の長所を備えた熱風炉による塗料の乾燥装置の提供。【解決手段】熱風炉で発生させた熱風を乾燥室11内に送り込む塗料の乾燥装置であって、電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯の分光放射率が９０％以上である電磁波発生物質22を含んだ電磁波発生体20を前記乾燥室11内に装着したことを特徴とする。この塗料の乾燥装置の乾燥室11内に、塗料31を塗布した被塗物30を載置して、該乾燥室11内における加熱と、その加熱により前記電磁波発生体20から発生した電磁波とによって、該塗料31を硬化させる。【選択図】図１
2014214888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風炉で発生させた熱風を乾燥室内に送り込む塗料の乾燥装置であって、
電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯の分光放射率が９０％以上である電磁波発生物質を含んだ電磁波発生体を前記乾燥室内に装着したことを特徴とする塗料の乾燥装置。
【請求項２】
前記電磁波発生体は、前記乾燥室の壁面から離れた位置に装着されていることを特徴とする請求項1記載の塗料の乾燥装置。
【請求項３】
前記電磁波発生体は、金属板の片面に前記電磁波発生物質が付着されているものであるとともに、その付着面を前記乾燥室の内側に向けて装着されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の塗料の乾燥装置
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の塗料の乾燥装置の乾燥室内に、塗料を塗布した被塗物を載置して、該乾燥室内における加熱と、その加熱により前記電磁波発生体から発生した電磁波とによって、該塗料を硬化させることを特徴とする塗膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤塗料、水性塗料及び粉体塗料の乾燥・硬化に用いられる塗料の乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶剤塗料、水性塗料及び粉体塗料の塗膜を乾燥・硬化させるいわゆる「成膜」工程については、工業的には強制乾燥方法が採用されている。この方法に用いられる設備としては熱風炉及び赤外線炉が挙げられる（下記特許文献１参照）。
熱風炉は、熱風を被塗物表面に塗布された塗料に接触させることにより、塗料に含有させる樹脂を硬化させ、溶剤又は水分を蒸発させる対流伝熱乾燥を行うものである。この場合、塗料の乾燥・硬化は伝導・対流による加熱によりなされるものである。そのため、塗料の温度は、被塗物の温度上昇と同じ速さでしか上昇し得ない。
一方、赤外線炉は、ヒーターから放射された赤外線のエネルギーを塗料中の樹脂や水分に吸収させ、それにより塗膜の分子を振動させ、この分子振動による分子間の摩擦が熱となり、塗膜を硬化させるものである。すなわち、熱風炉のような塗膜の表面からの加熱のみならず、塗膜の内部からも加熱がされることになる。よって、塗膜の硬化速度は熱風炉よりも速くなる。
【０００３】
ここで、代表的な塗料樹脂の赤外吸収スペクトルにおける吸収ピーク波長（λ）は以下の通りである。なお、単位はμｍである。
アクリル樹脂：5.9, 6.7, 7.9
エポキシ樹脂：6.2, 6.4, 7.3, 7.5, 8.9, 12.0
フェノール樹脂：3.0, 6.2, 6.5
ユリア樹脂：5.1, 6.4, 7.2, 8.5
メラミン樹脂：6.3, 6.5, 6.7, 8.5, 12.0
ニトロセルロース：6.3, 7.7, 9.4, 12.2
塩化ビニル樹脂：7.0, 8.0, 9.1, 10.2
酢酸ビニル樹脂：5.8, 7.4, 8.1
以上より、代表的な塗料樹脂の吸収ピーク波長（λ）は1.5〜15μｍの範囲内である。このことから代表的な塗料樹脂は、概ね、中赤外線〜遠赤外線を吸収するものであるといえる。
【０００４】
赤外線炉による塗料の乾燥・硬化は、塗料樹脂のこのような赤外線吸収特性を利用したものである。すなわち、棒形ヒーター、ランプ型ヒーター、パネル型ヒーター、ソケット型ヒーター、シェル型ヒーター等の熱源から放射された中赤外線〜遠赤外線を塗膜に照射すると、それぞれの塗膜の成分の化学構造に応じた振動数の中赤外線〜遠赤外線を吸収しその分子振動が活発になり、塗膜自体が発熱することにより塗膜の乾燥・硬化がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４８４５６号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２０１０／０３５４２２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
赤外線炉による塗膜の乾燥・硬化は、熱風炉に対して以下の長所を有する。
・成膜の熱処理時間が短縮できる。
・製造ラインにおける設備が小規模で済む。
・電力消費量が熱風炉のおよそ３０〜５０％である。
・色の差による加熱ムラが起こりにくい。
・塗膜の内部まで均一に加熱され、表面だけが必要以上に加熱されることがなく、気泡の発生が少ない。
一方、短所としては以下の点が挙げられる。
【０００７】
・水性塗料の場合、塗膜から蒸発する水分の除去が問題となる。
・ヒーターから放射される赤外線が短波長の近赤外線のみである場合、塗料への吸収効果が低い。
・赤外線ヒーターを設置するためのコストが嵩む。
・熱風炉との併用ができない。
上記短所のうち最後に挙げた点は、最初に挙げた短所とも関連する。すなわち、蒸発した水分を除去するために、熱風との併用を想定しても、それは困難である、ということである。
【０００８】
すなわち、赤外線ヒーターの熱源温度は、比較的温度の低い遠赤外線ヒーターでも約５００℃に達する。一方、熱風炉における乾燥室内の温度は高くても２５０℃程度である。そのため、熱風炉による熱風は赤外線ヒーターを冷却してしまうことになる。そのため、ヒーターの温度が下がり、十分な赤外線の放射ができなくなってしまうのである。
一方、熱風炉による塗膜の乾燥・硬化については以下の問題点がある。
・水性塗料の場合、溶媒である水の蒸発潜熱は有機溶剤とは比較にならないほど大きく、水分乾燥に多大な熱エネルギーを要する。
・熱風温度を上げた場合、被塗物や塗膜の内側の温度が低いまま塗膜表面が高温の熱風に接すると、いわゆる「皮張り」等の塗装状態の欠陥を引き起こしやすい。
【０００９】
以上の点から、熱風炉では単位面積あたりの熱量を単純に大きくすることは困難であるため、被塗物の乾燥室内での滞留時間を長くする方法（たとえば、オートメーション工程における乾燥ラインの距離を長くするなど）がとられることとなる。
また、地球温暖化対策として化石燃料の使用を控える観点から、塗料においても有機溶剤を含まない水性塗料や粉体塗料の使用が増加している昨今の状況と、塗膜の乾燥・硬化についての上記の熱風炉及び赤外線炉の問題点とに鑑み、本発明は、赤外線炉の長所を備えた熱風炉による塗料の乾燥装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、熱風炉で発生させた熱風を乾燥室内に送り込む塗料の乾燥装置であって、電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯の分光放射率が９０％以上である電磁波発生物質を含んだ電磁波発生体を前記乾燥室内に装着したことを特徴とする。
ここで、「電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯の分光放射率が９０％以上」との記載のうち、当該波長範囲は、塗料の成分である樹脂の赤外吸収スペクトルにおける吸収ピーク波長（λ）が属する電磁波の波長範囲であって、いわゆる「中赤外線」の波長領域及び「遠赤外線」のうちの短波長領域を含有する。そしてこの分光放射率は、黒体の当該波長範囲における放射率を１としたときの数値であって、当該波長帯の赤外線を放出するに十分な数値としての意義がある。
【００１１】
このような、電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯の分光放射率が９０％以上である電磁波発生物質としては、たとえば、トルマリン、鉄粉及び炭素をそれぞれ３０〜４４重量％、５５〜６９重量％及び０．５〜１．５重量％の範囲で配合した混合物質を用いることができる。なお、この混合物質にはさらに、この混合物質１００重量％中に１．５重量％以下の珪素を配合してもよい。
そして、この混合物質１００重量部と、耐熱温度が３００℃超の無機質系樹脂バインダー７５〜１５０重量部に配合したものを電磁波発生体として、乾燥室の内壁に塗布することで装着することが可能である。
【００１２】
また、この混合物質１００重量部と、金属溶射材料バインダー５０〜１００重量部とを溶融させて混合したものを電磁波発生体として、これを溶射により乾燥室の内壁に塗布することで装着することとしてもよい。
なお、この混合物質１００重量部と、融点が４２０℃以下の金属材料バインダー５０〜１５０重量とを溶融させて配合したものをシート状に形成したものを電磁波発生体として、乾燥室の内壁に貼付することで装着することが可能である。
上記の電磁波発生体については、本件出願人が発明者となっている前記特許文献２に「耐熱燃料活性化物質」として、その電磁波発生特性が開示されている。簡単に説明すると、トルマリン、鉄粉及び炭素を下記の各配合比にて混合し、この混合物質に無機質系樹脂バインダーとして無機質シリコン樹脂を等量加えて混練したものを、厚さ２ｍｍのアルミ鋼板に膜厚０．６ｍｍとなるように塗設したサンプルを分光放射率測定に供した。その測定は、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて行った。具体的には、まず、電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯について、黒体炉（３００℃）にて分光放射率を１．０として読み取り、試料炉には擬似黒体塗料（分光放射率０．９４）を塗布した測定試料を入れ、試料炉内の温度にてこの波長帯における分光放射率を０．９４に設定し、以後、この条件で試料炉内に各サンプルを入れてこの波長帯における分光放射率を測定した。
【００１３】
上記の測定によるトルマリン、鉄粉及び炭素の配合比（％とは重量％を意味する）と、それに対応する分光放射率とは以下の通りであった（なお、有効数字の丸めにより合計が１００％にならない場合がある。）。
トルマリン３０．１％、鉄粉６８．６％、炭素１．３％：分光放射率０．９２
トルマリン３５．９％、鉄粉６２．９％、炭素１．２％：分光放射率０．９４
トルマリン４３．６％、鉄粉５５．０％、炭素１．３％：分光放射率０．９１
トルマリン３６．３％、鉄粉６３．２％、炭素０．５％：分光放射率０．９０
以上の通り、上記の組成範囲内において、電磁波長１．５〜１５μｍの波長帯における分光放射率９０％以上の電磁波発生体が形成可能であることは明らかである。
【００１４】
なお、本発明における熱風炉としては、乾燥室内を熱風により加熱できるような構造を備えていれば、電気炉、燃焼炉等、特にその種別を問わない。
また、前記の混合物質をそのまま、あるいは前記各バインダーと配合したものを電磁波発生物質として、これを熱伝導率の良い金属板、たとえばアルミ板の片面に付着させたものを電磁波発生体とすることもできる。このような板状の電磁波発生体は、乾燥室の内壁に接触させて設置することもできるが、乾燥室の壁面から離れた位置に装着されることが望ましい。このとき、電磁波発生物質が付着されている面を乾燥室の内側、すなわち、被塗物の方へ向けるように装着されるようにする。なお、このような板状の電磁波発生体を乾燥室の壁面から離れた位置に装着することにより、金属板の裏面からも電磁波発生体を加熱することが可能となる。さらに、壁面と金属板との間の空間に熱風炉の熱風が通ることができるため、それにより電磁波発生体が加熱されやすくなり、結果として前記波長帯の電磁波が発生しやすくなる。
【００１５】
ここで、熱風炉から乾燥室内へ送り込まれる熱風の温度は７０〜２００℃程度であるが、本発明で使用される電磁波発生体からはこの温度でも十分に、前記波長帯の電磁波が発生することとなっている。
以上のように、電磁波発生体が装着された塗料の乾燥装置の乾燥室内に、目的の塗料を塗布した被塗物を載置して、該乾燥室内を熱風炉により加熱すると、その加熱で前記電磁波発生体から電磁波が発生し、それが加熱そのものと相まって、該塗料を硬化させることとなっている。このとき、揮発又は蒸発した塗料の溶媒は、熱風によりその排気系統を介して除去されることになっている。このため、水性塗料の場合でも、赤外線炉による場合とは異なり、蒸発した水分は速やかに除去されることになっている。
【００１６】
なお、この熱風炉の熱源としては、電気、化石燃料、バイオ燃料等を用いることができる。
また、本発明の塗料の乾燥装置で使用可能な塗料としては、ニトロセルロース、塩化ビニル、塩化ゴム、アクリルエマルジョン等の熱可塑性樹脂、あるいは、アルキド、ポリエステル／ポリイソシアネート、アクリル／メラミン、アクリル／ポリイソシアネート、ポリエステル／メラミン、フェノール、エポキシ／ポリアミン等の熱硬化性樹脂等を用いた溶剤塗料、水性塗料、粉体塗料が例示される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記の通り構成されているので、赤外線炉の長所を備えた熱風炉による塗料の乾燥装置を提供することが可能となる。すなわち、通常の赤外線炉において赤外線を発生させるのに必要な温度より低い熱風炉の温度によって十分に塗料の成分の赤外線吸収ピークの波長を含む波長帯域の赤外線を発生させることが可能となる。これにより、従来の熱風炉における乾燥・硬化の所要時間を短縮することが可能となる。また、塗料の乾燥室内の温度も従来より低く設定することも可能となる。これらによって、塗膜の形成に要するエネルギー効率の向上が実現可能となる。
なお、本件発明の塗料の乾燥装置は、全く新規に製造したものを導入することも勿論可能であるが、これに限らず、熱風炉を備えた既存の乾燥装置に電磁波発生体を装着することで容易に本件発明の塗料の乾燥装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗料の乾燥装置における乾燥室内を正面から模式的に示したものである。
【図２】本発明の実施の形態に係る塗料の乾燥装置として、１乾燥室に１熱風炉を備えた例を側面断面で模式的に示したものである。
【図３】本発明の実施の形態に係る塗料の乾燥装置として、１乾燥室に２熱風炉を備えた例を側面断面で模式的に示したものである。
【図４】本発明の実施の形態に係る塗料の乾燥装置として、１乾燥室に３熱風炉を備えた例を側面断面で模式的に示したものである。
【図５】本発明の実施の形態に係る塗料の乾燥装置として、１乾燥室に４熱風炉を備えた例を側面断面で模式的に示したものである。
【図６】実施例で使用した塗料の乾燥装置の乾燥室内を正面から模式的に示したものである。
【図７】粉体塗料の成膜範囲の変化をグラフで示す。
【図８】溶剤塗料の成膜範囲の変化をグラフで示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施の形態に係る塗料の乾燥装置10は、製品の製造ラインの一部として構成されている。すなわち、搬送ライン40に載置された状態で、乾燥装置10に搬入されるとともに、乾燥終了後は搬出されていくものである。
乾燥室11内においては、図１に示すように、搬送ライン40上に、塗料31が塗布された被塗物30が載置されている。そして、乾燥室11内の側面及び天面に、パネル状の電磁波発生体20が装着されている。
電磁波発生体20は、アルミ製の金属板21の片面に、電磁波発生物質22が付着された構造を有している。電磁波発生物質22は、トルマリン、鉄粉及び炭素をそれぞれ３０〜４４重量％、５５〜６９重量％及び０．５〜１．５重量％の範囲で配合した混合物質１００重量部に対して、無機質シリコン樹脂のバインダー１００重量部を混合したものである。これが前記金属板21の片面に塗布されて付着している。そして、乾燥室11内では、この電磁波発生物質22が付着された面を内方に向けて設置されている。
【００２０】
電磁波発生体20は、乾燥室11内に熱風炉14から送り込まれる熱風によって加熱されることで、中赤外線から遠赤外線を、内方に向かって照射することになる。この熱風の温度は、７０℃〜２５０℃程度である。
なお、乾燥室11内においては、図１（Ａ）に示すように、電磁波発生体20は、内壁12に接するように設置されていてもよいが、図１（Ｂ）に示すように、内壁12から間隔13を空けて設置されていることが望ましい。このように設置されることで、この間隔13を吹き抜ける熱風により電磁波発生体20の金属板21が加熱されやすくなり、結果として電磁波も照射されやすくなる。
【００２１】
乾燥室11には、図２に示すように、バーナー15を備えた熱風炉14が隣接しており、ここから送風口16を通じて乾燥室11内に熱風が送り込まれることとなる。送風口16は、乾燥室11のラインに沿った距離に応じて、図２（Ａ）に示すように１乾燥室に１つでもよいし、また、図２（Ｂ）に示すように２つ以上であってもよい。
さらに、対象となる被塗物30やそれに塗布される塗料31の性状によって、塗膜の硬化に時間がかかる場合には、乾燥室11のラインに沿った距離を長くすることで対処できる。この場合、乾燥室11内の温度を確保するために、１乾燥室に対して、熱風炉14を２つ（図３）、３つ（図４）及び４つ（図５）、あるいはそれ以上設けることとしてもよい。
【００２２】
なお、図面では省略したが、乾燥室11内で発生した溶剤の揮発物や水蒸気などを排気する設備や、その排気から粉塵や有害物質を除去する設備なども当然に設置されているものである。この排気設備によって、揮発した溶剤や水蒸気などが塗膜の硬化を妨げるようなことも防止される。
なお、本発明の乾燥装置10は、上記のような形状には限らず、図６に示すように、正面に開閉する扉17を備えた、独立した箱形形状を呈するものであってもよい。この図に示す乾燥装置の乾燥室11内においては、図６（Ａ）に示すような、底面に載置された被塗物載置台18の上に被塗物30が載置され、これを側方及び上方から取り囲むように電磁波発生体20が設置されているものであってもよく、また、図６（Ｂ）に示すように、電磁波発生体20が被塗物30の上方に設置されているものであってもよい。
【００２３】
また、本発明における乾燥室11内に搬入される被塗物30は、上記の熱風の温度に耐え得るものであれば、金属、樹脂、木材等、その材質は問わない。また、それに塗布される塗料31についても、水性塗料、溶剤塗料、粉体塗料など、熱によって乾燥・硬化するものであればその性状は問わない。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例により本発明に係る塗料の乾燥装置の効果を、塗料の種類ごとに検証した。
（１）粉体塗料
（１−１）試験サンプル
粉体塗料として、日本ペイント製の商品名ビリューシア  アルティーカラー（ポリエステル粉体塗料ブロックイソシアネート硬化型、色相：ホワイト）を使用した。この塗料に主剤として使用されている樹脂はポリエステルである。なお、この塗料の硬化についての推奨値は、温度は１６０℃及び時間は２０分とされている。
【００２５】
この塗料を、試験板（５０×１５０ｍｍの鉄板）に、塗膜厚を６０±１０μｍとなるように塗布したものを試験サンプルとした。試験サンプルは各試験ポイントごとに２枚作製した。
（１−２）塗料の乾燥装置
塗料の乾燥装置として、電気炉（型番ＤＸ６０２、ヤマト科学）を使用した。この電気炉の乾燥室内に、前記実施の形態に記載した電磁波発生体を、図６（Ａ）に示すように装着した。なお、比較例としては、電磁波発生物質を付着させていない金属板を同様に装着した。この乾燥室内に設置された被塗物設置台の上に上記の試験サンプルを載置し、所定温度（１８０℃又は１６０℃）、所定時間（６〜２０分）加熱した後、下記の各試験に供した。
【００２６】
（１−３）試験項目
（１−３−１）鉛筆引っ掻き試験
鉛筆引っ掻き試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−４に準拠して実施した。概略は以下の通りである。
使用する鉛筆は、三菱鉛筆製Ｕｎｉ  ６Ｂ〜９Ｈとし、この芯を約３ｍｍ露出させ、研磨紙４００番で芯の先端を平らに研磨した。この鉛筆を手で把持し、芯の先端を、塗膜の表面に接触させ、約３ｍｍの距離にわたって滑らせるようにして押し付けた（手かき法）。この手順を、硬度の柔らかい鉛筆から始め、表面にキズが生じなかった場合には順次硬度を上げていき、キズが生じなかった最も高い鉛筆の硬度をもって鉛筆硬度とした。
【００２７】
（１−３−２）クロスカット試験
クロスカット試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に準拠して実施した。概略は以下の通りである。
塗膜の表面に、カッターで鉄板に達するほどの深さで、２ｍｍ角で１０×１０＝１００個の格子をカットし、この上から粘着テープを付着させ、５分以内に引きはがした。このとき、引きはがす方向は粘着面に対して約６０℃の角度で、０．５〜１．０秒で確実に引きはがすようにした。評価は、カットした格子の縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがないもの（上記ＪＩＳ規格における分類「０」）を「Ａ」とし、カットの交差点における塗膜の小さなはがれはあるものの、クロスカット部分で影響を受けるのは５％以下であるもの（上記ＪＩＳ規格における分類「１」）を「Ｂ」とし、塗膜がカットの縁に沿って、及び／又は交差点においてはがれがあり、クロスカット部分で影響を受けるのが５％以上（上記ＪＩＳ規格における分類「２」以上）を「Ｃ」とした。
【００２８】
（１−３−３）色差試験
色差試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−４−６に準拠して実施した。この試験には、コニカミノルタ製カラーリーダーＣＲ−１０を色差計として使用した。なお、この色差試験は、塗料がオーバーベイクとなって黄変が生じているかどうかを判断するために実施したが、いずれのサンプルについても黄変は生じなかったため、下記（１−４）では結果の表示を割愛する。
（１−３−４）光沢試験
光沢試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−４−７に準拠して実施した。この試験には、ＢＹＫガードナー製マイクロ・トリ・グロス４４４６を光沢計として使用した。
【００２９】
（１−４）結果
（１−４−１）比較例（電磁波発生体未装着）
まず、この粉体塗料の推奨加熱温度１８０℃において、電磁波発生体を装着していない比較例の試験結果を下記表1に示す。
【００３０】
【表１】
2014214888.tif 000003
【００３１】
上記結果からは、電磁波発生体を未装着の場合、推奨加熱温度１８０℃では、推奨加熱時間２０分（１００％）で、クロスカット試験で全てのサンプルがＡ評価と、十分な塗膜の硬化が見られたのはもちろんであるが、それに満たない１７分（８５％）でもいずれもＡ評価と十分な硬化が認められた。一方、さらにそれ以下の１５分（７５％）では、Ｂ評価ないしはＢ評価とＣ評価との中間くらいであった。なお、鉛筆引っ掻き試験の結果では、加熱時間１５分（７５％）以上では明瞭な差違は認められなかった。なお、光沢試験ではいずれのサンプルについても問題は認められなかった。また、色差試験ではいずれのサンプルについても黄変は見られなかった。
【００３２】
以上の結果から、粉体塗料において、１８０℃の加熱温度で、電磁波発生体を装着しない状態で十分な塗膜の硬化が認められる加熱時間は、１５分と１７分との間の１６分（８０％）と推定された。
（１−４−２）実施例（電磁波発生体装着、時間条件の検証）
次に、同じく推奨加熱温度１８０℃において電磁波発生体を装着した実施例での試験結果を下記表２に示す。
【００３３】
【表２】
2014214888.tif 000004
【００３４】
鉛筆引っ掻き試験では加熱時間１５分（７５％）以上で明瞭な差違が認められなかったのは比較例と同様であった。しかし、クロスカット試験では、加熱時間１５分（７５％）以降ではいずれのサンプルもＡ評価を示した。さらに、加熱時間がさらに短い１０分（５０％）でも、サンプルの一方はＡ評価で、他方もＢ評価であった。なお、光沢試験ではいずれのサンプルについても問題は認められなかった。また、色差試験ではいずれのサンプルについても黄変は見られなかった。
以上の結果から、粉体塗料において、１８０℃の加熱温度で、電磁波発生体を装着した状態で十分な塗膜の硬化が認められる加熱時間は、１０分と１５分との間で、やや１０分寄りの１２分（６０％）と推定された。
【００３５】
（１−４−３）実施例（電磁波発生体装着、温度条件の検証）
次に、今度は推奨加熱温度１８０℃より低い１６０℃において電磁波発生体を装着した実施例での試験結果を下記表３に示す。
【００３６】
【表３】
2014214888.tif 000005
【００３７】
鉛筆引っ掻き試験では加熱時間１５分（７５％）において、前記（１−４−２）の場合よりやや評価が落ちていたが、１７分（８５％）以上で明瞭な差違が認められなかった。また、クロスカット試験では、加熱時間１７分（８５％）以降ではいずれのサンプルもＡ評価を示した。さらに、加熱時間がさらに短い１５分（７５％）でも、Ｂ評価ないしはＢ評価とＣ評価との中間くらいであった。なお、光沢試験ではいずれのサンプルについても問題は認められなかった。また、色差試験ではいずれのサンプルについても黄変は見られなかった。
以上の結果から、粉体塗料において、１６０℃の加熱温度であっても、電磁波発生体を装着した状態で十分な塗膜の硬化が認められる加熱時間は、１５分と１７分との間の１６分（８０％）と推定され、これは推奨加熱温度１８０℃の場合と同じであった。
【００３８】
（１−４−４）粉体塗料について小括
以上の結果から、粉体塗料については、電磁波発生体を装着しなかった場合、加熱温度１８０℃のときに塗膜の十分な硬化に要する時間は１６分であったのに対し、電磁波発生体を装着した場合には同じ温度で１２分で塗膜の十分な硬化が認められた。すなわち、時間にして２５％の短縮が認められた。
さらに、電磁波発生体を装着した場合には、１６０℃で塗膜の十分な硬化が認められた。
以上の結果から、電磁波発生体の装着の有無による粉体塗料の硬化についての温度と時間の関係を、図７に示す。
【００３９】
図７は、時間をＸ軸及び温度をＹ軸としたグラフである。このグラフにおいて、点Ａは、本実施例で用いた粉体塗料の推奨温度（１８０℃）及び推奨加熱時間（２０分）をプロットしたものである。また、点Ｂは、電磁波発生体を装着しない場合において、実際に十分な塗膜の硬化が得られた温度（１８０℃）及び時間（１６分）をプロットしたものである。さらに、点Ｃ及び点Ｄは、電磁波発生体を装着した場合において、十分な塗膜が得られた温度と時間（それぞれ、１８０℃及び１２分、並びに、１６０℃及び１６分）をプロットしたものである。なお、この図７においては、今回の実験で検証した時間と温度との範囲について表示しており、この範囲より長い時間及び高い温度の範囲においても当然に塗膜が硬化し得るものであることを念のため付言する。
【００４０】
ここから、電磁波発生体を装着した場合に十分な塗膜の硬化が得られる温度と時間との関係は、点Ｃと点Ｄとを結ぶ直線αに従うと仮定する。そして、電磁波発生体を装着しない場合の温度と時間との関係は、直線αを点Ｂを通るように平行移動して得られる直線βに従うと推定される。そうすると、電磁波発生体を装着しない場合に粉体塗料の塗膜が十分に硬化し得る温度と時間との組合せは、グラフ中のドットを施した三角形の領域内で表される「成膜範囲」に包含されると考えられる。そして、電磁波発生体を装着した場合には、この成膜範囲が、斜線を施した領域にまで拡大されることになる。すなわち、時間は１６分から１２分までに短縮可能となり、温度は１６０℃から１４０℃までに低下させることが可能となると推定される。よって、その分、塗膜の硬化に要するエネルギーの節約が可能となる。
【００４１】
なお、色差試験及び光沢試験の結果からは、中赤外線〜遠赤外線を塗膜に照射してもオーバーベイク等の問題はなく、色差にも光沢にも影響はなかった。
（２）水性塗料
（２−１）試験サンプル
水性塗料として、日本ペイント製の商品名オーデパワー７８５（アクリルシリコン塗料、色相：ライトベージュ）を使用した。この塗料に主剤として使用されている樹脂はアクリルシリコンである。
この塗料を、試験板（７０×１５０ｍｍのスレート板）に、塗膜厚を３０μｍとなるように塗布したものを試験サンプルとした。試験サンプルは各試験ポイントごとに３枚作製した。
【００４２】
（２−２）塗料の乾燥装置
塗料の乾燥装置として、電気炉（型番ＳＡ−３１、増田理化工業）を使用した。この電気炉の乾燥室内に、前記実施の形態に記載した電磁波発生体を、図６（Ｂ）に示すように装着した。なお、比較例としては、電磁波発生物質を付着させていない金属板を同様に装着した。この乾燥室内に設置された被塗物設置台の上に上記の試験サンプルを載置し、所定温度（８０℃〜１００℃）、所定時間（１３〜１６分）加熱した後、下記の各試験に供した。
（２−３）試験項目
試験項目として、ラビング試験を行った。このラビング試験は、米国ＡＳＴＭ  Ｄ４７５２に準拠して行った。概略は以下の通りである。
【００４３】
溶剤（キシレン）を付けたガーゼで塗膜を強く10回こすり、そのガーゼに付着した塗料の状態により、溶解がなかったものを「Ａ」、ごく僅かに溶解があったものを「Ｂ」、ほぼ完全に溶解したものを「Ｃ」と評価した。
（２−４）結果
まず、加熱温度１００℃において、電磁波発生体を装着していない比較例及び装着している実施例の試験結果を下記表４に示す。
【００４４】
【表４】
2014214888.tif 000006
【００４５】
すなわち、加熱温度１００℃では、電磁波発生体の装着の有無による差違は認められなかった。
次に、加熱温度８０℃において、電磁波発生体を装着していない比較例及び装着している実施例の試験結果を下記表５に示す。
【００４６】
【表５】
2014214888.tif 000007
【００４７】
以上に示す通り、加熱温度８０℃では、電磁波発生体を装着していない比較例では１６分加熱しても塗膜の硬化が不十分であったのに対し、装着している実施例では１４分で十分な塗膜の硬化が認められた。
以上より、電磁波発生体の装着により、少なくとも加熱温度を２０℃は下げられることが明らかとなった。
（３）溶剤塗料
（３−１）試験サンプル
溶剤塗料として、日本ペイント製の商品名スーパーラックネオ（熱硬化型アクリル樹脂系塗料、色相：ホワイト）を使用した。この塗料に主剤として使用されている樹脂はアクリル樹脂である。なお、この塗料の硬化についての推奨値は、温度は１６０℃及び時間は２０分とされている。
【００４８】
この塗料を、試験板（７０ｍｍ×１５０ｍｍのＳＰＣＣ−ＳＤ鋼板）に、塗膜厚を３０μｍとなるように塗布したものを試験サンプルとした。試験サンプルは各試験ポイントごとに３枚作製した。
（３−２）乾燥装置
乾燥装置については、前記（２−２）と同様とした。ただし、加熱温度は８０℃〜１６０℃とし、加熱時間は１３〜２０分とした。
（３−３）試験項目
（３−３−１）鉛筆引っ掻き試験
前記（１−３−１）と同様に実施した。
【００４９】
（３−３−２）クロスカット試験
前記（１−３−２）と同様に実施した。ただし、格子は１ｍｍ角で１０×１０＝１００個とした。
（３−３−３）ラビング試験
前記（２−３）と同様に実施した。
（３−４）結果
（３−４−１）比較例（電磁波発生体未装着、時間条件の検証）
まず、この溶剤塗料の推奨加熱温度１６０℃において、電磁波発生体を装着していない比較例の試験結果を下記表６に示す。
【００５０】
【表６】
2014214888.tif 000008
【００５１】
まず、鉛筆引っ掻き試験では、加熱時間１３分（６５％）以上では明瞭な差違は認められなかった。そして、クロスカット試験では、加熱時間１３分（６５％）以上の全てのサンプルがＡ評価と、十分な塗膜の硬化が認められた。しかし、ラビング試験では、加熱時間１４分（７０％）以上の全てのサンプルでＡ評価であったものの、１３分（６５％）では評価が悪くなった。
以上の結果から、溶剤塗料において、１６０℃の加熱温度で、電磁波発生体を装着しない状態で十分な塗膜の硬化が認められる最短の加熱時間は、１４分であった。
（３−４−２）比較例（電磁波発生体未装着、温度条件の検証）
次に、同じく電磁波発生体を装着していない比較例において、加熱温度を低くした試験結果を下記表７及び表８に示す。
【００５２】
【表７】
2014214888.tif 000009
【００５３】
【表８】
2014214888.tif 000010
【００５４】
すなわち、１６０℃より低い加熱温度の場合、加熱時間が１６分以下ではいずれの温度においても十分な塗膜の硬化は認められなかった。そして、加熱時間が２０分の場合において、加熱温度１４０℃でようやく十分な塗膜の効果が認められた。
以上より、電磁波発生体を装着しない比較例においては、推奨加熱時間である２０分の加熱の場合、加熱温度は１４０℃までは下げられることが分かった。
（３−４−３）実施例（電磁波発生体装着、時間条件の検証）
次に、推奨加熱温度１６０℃において電磁波発生体を装着した実施例での試験結果を下記表９に示す。
【００５５】
【表９】
2014214888.tif 000011
【００５６】
鉛筆引っ掻き試験では加熱時間１０分（５０％）以上で全て２Ｈと、Ｈであった９分（４５％）に比べて良好な成績が得られた。
クロスカット試験及びラビング試験でも、加熱時間１０分（５０％）以降では全てのサンプルがＡ評価を示した。一方、９分（４５％）では、３分の２のサンプルでＢ評価となり、１０分以上に比べ劣ることとなった。
以上の結果から、溶剤塗料において、１６０℃の加熱温度で、電磁波発生体を装着した状態で十分な塗膜の硬化が認められる加熱時間は、１０分（５０％）と判明した。
（３−４−４）実施例（電磁波発生体装着、温度条件の検証）
次に、今度は、推奨加熱時間２０分の場合に、推奨加熱温度１６０℃より低い温度において電磁波発生体を装着した実施例での試験結果を下記表１０に示す。
【００５７】
【表１０】
2014214888.tif 000012
【００５８】
以上より、加熱温度が１２０℃の場合、鉛筆引っ掻き試験では全てのサンプルが２Ｈであり、また、クロスカット試験及びラビング試験においては、全てのサンプルでＡ評価であった。
一方、加熱温度が１００℃及び８０℃の場合は、鉛筆引っ掻き試験では全てのサンプルでＨより悪い評価となり、また、クロスカット試験及びラビング試験においても、Ａ評価のサンプルは１つもなかった。
以上の結果から、溶剤塗料において、推奨加熱時間２０分で十分な塗膜の硬化が認められる加熱温度は、１２０℃まで下げられることが判明した。
【００５９】
（３−４−５）溶剤塗料について小括
以上の結果から、溶剤塗料については、電磁波発生体を装着しなかった場合、推奨加熱温度１６０℃のときに塗膜の十分な硬化に要する時間は１４分であったのに対し、電磁波発生体を装着した場合には同じ温度で１０分で塗膜の十分な硬化が認められた。すなわち、時間にして２８．６％の短縮が認められた。
一方、電磁波発生体を装着しなかった場合、また、推奨加熱時間２０分のときに塗膜の十分な硬化に要する温度は１４０℃であったのに対し、電磁波発生体を装着した場合には同じ時間で１２０℃で塗膜の十分な硬化が認められた。
【００６０】
以上の結果から、電磁波発生体の装着の有無による溶剤塗料の硬化についての温度と時間の関係を、図８に示す。
図８は、時間をＸ軸及び温度をＹ軸としたグラフである。このグラフにおいて、点Ａは、本実施例で用いた粉体塗料の推奨加熱温度（１６０℃）及び推奨加熱時間（２０分）をプロットしたものである。また、点Ｂは、電磁波発生体を装着しない場合において、推奨加熱温度（１６０℃）及び硬化した最短の時間（１４分）をプロットしたものである。また、点Ｃは、電磁波発生体を装着しない場合において、推奨加熱時間（２０分）及び硬化した最低の温度（１４０℃）をプロットしたものである。なお、この図８においては、今回の実験で検証した時間と温度との範囲について表示しており、この範囲より長い時間及び高い温度の範囲においても当然に塗膜が硬化し得るものであることを念のため付言する。
【００６１】
一方、点Ｄは、電磁波発生体を装着した場合において、推奨加熱温度（１６０℃）及び硬化した最短の時間（１０分）をプロットしたものである。また、点Ｅは、電磁波発生体を装着しＴＡ場合において、推奨加熱時間（２０分）及び硬化した最低の温度（１２０℃）をプロットしたものである。
以上より、電磁波発生体を装着しない場合の温度と時間との関係は、点Ｂ及び点Ｃを通る直線βに従うと推定される。そうすると、電磁波発生体を装着しない場合に粉体塗料の塗膜が十分に硬化し得る温度と時間との組合せは、グラフ中のドットを施した三角形ＡＢＣの領域内で表される「成膜範囲」に包含されると考えられる。
【００６２】
そして、電磁波発生体を装着した場合の温度と時間との関係は、点Ｄ及び点Ｅを通る直線αに従うと推定される。そうすると、この成膜範囲が、斜線を施した領域も含めた領域、すなわち三角形ＡＤＥの領域にまで拡大されることになる。つまり、時間は１４分から１０分までに短縮可能となり、温度は１４０℃から１２０℃までに低下させることが可能となると推定される。よって、その分、塗膜の硬化に要するエネルギーの節約が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、水性塗料、溶剤塗料及び粉体塗料の乾燥・硬化に用いられる塗料の乾燥装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
10  塗料の乾燥装置        11  乾燥室                12  内壁
13  間隔                  14  熱風炉                15  バーナー
16  送風口                17  扉                    18  被塗物載置台
20  電磁波発生体          21  金属板                22  電磁波発生物質
30  被塗物                31  塗料
40  搬送ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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