(57)【要約】【課題】過熱水蒸気乾燥装置を用いて電着塗装を施したワークを好適な状態に乾燥する。【解決手段】ヒータ装置１５は、ボイラ装置１７から送り込まれた水蒸気を過熱してオーブン装置１３に過熱水蒸気を送り込む。オーブン装置１３は、予め電着塗装を施したワーク（自動車ボデー１２）を収納し、ヒータ装置１５からの過熱水蒸気を用いて自動車ボデー１２を乾燥する。オーブン装置１３内の温度は温度センサ１６ａによって測定され、これに応じてヒータ装置１５から送り出される気体の温度が調整される。オーブン装置１３内の水蒸気の体積濃度は水蒸気測定センサ１６ｂによって測定され、これに応じてボイラ装置１７からヒータ装置１５に送り出される水蒸気の量が調整される。【選択図】図１
2011080658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ装置と、
前記ボイラ装置から送り込まれた水蒸気を過熱して送り出すヒータ装置と、
予め電着塗装を施したワークを収納し、前記ヒータ装置から送り込まれた過熱水蒸気を用いて当該ワークを乾燥するオーブン装置と、
前記オーブン装置内の温度に応じて前記ヒータ装置から前記オーブン装置に送り出される気体の温度を調整する温度調整部と、
前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度に応じて前記ボイラ装置から前記ヒータ装置に送り出される水蒸気の量を調整する水蒸気量調整部と、
を備える過熱水蒸気乾燥装置。
【請求項２】
前記温度調整部は、前記オーブン装置内の温度を摂氏１７０度にし、
前記水蒸気量調整部は、前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度を７５ｖｏｌ％未満にする、
請求項１記載の過熱水蒸気乾燥装置。
【請求項３】
前記温度調整部は、前記オーブン装置内の温度を摂氏１７０度にし、
前記水蒸気量調整部は、前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度を７０ｖｏｌ％以下にする、
請求項１記載の過熱水蒸気乾燥装置。
【請求項４】
予め電着塗装を施したワークを搬送する搬送装置と、
ボイラ装置と、
前記ボイラから送り込まれた水蒸気を過熱して送り出すヒータ装置と、
前記搬送装置による前記ワークの搬送経路の途中に設けられ、当該ワークを収納し、前記ヒータ装置から送り込まれた過熱水蒸気を用いて当該ワークを乾燥するオーブン装置と、
前記オーブン装置内の温度に応じて前記ヒータ装置から前記オーブン装置に送り出される気体の温度を調整する温度調整部と、
前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度に応じて前記ボイラ装置から前記ヒータ装置に送り出される水蒸気の量を調整する水蒸気量調整部と、
を備える製造ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め電着塗装を施したワークを乾燥する過熱水蒸気乾燥装置、及び、これが組み込まれた製造ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、食品の加熱による食品の加工、調理の単位操作において、摂氏１００度以上の加熱に際し、熱エネルギーを多量に供給でき、かつ、水蒸気の湿度を自由に調整し得る、飽和過熱水蒸気、不飽和過熱水蒸気、過飽和過熱水蒸気を発生させて行う食品の加工、調理法とそれに用いる装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３は、一般的な過熱水蒸気乾燥装置９０１のブロック図である。過熱水蒸気乾燥装置９０１は、乾燥対象物であるワーク９０２（例えば、自動車ボデー）を収納するオーブン装置９０３と、オーブン装置９０３から空気を取り込み送り出すファン装置９０４と、ファン装置９０４から送り出された空気を過熱してオーブン装置９０３に送り出すヒータ装置９０５と、を備える。
【０００５】
過熱水蒸気乾燥装置９０１は、温度センサ９０６と、ボイラ装置９０７と、給水タンク９０８とを更に備えている。温度センサ９０６は、オーブン装置９０３に取り付けられる。温度センサ９０６は、オーブン装置９０３内の温度を測定して、この温度に応じた検出信号を出力する。ボイラ装置９０７は、給水タンク９０８から供給された水を水蒸気に変え、この水蒸気をヒータ装置９０５に供給する。ヒータ装置９０５は、温度センサ９０６からの検出信号に応じて温度調整を行い、ボイラ装置９０７から供給された水蒸気を過熱して過熱水蒸気にする。この過熱水蒸気は、オーブン装置９０３に送り込まれて、オーブン装置９０３に収納されたワーク９０２を乾燥する。
【０００６】
ここで、電着塗装を施したワーク９０２をオーブン装置９０３に格納し、高温高湿度な過熱水蒸気によってオーブン装置９０３でワーク９０２を乾燥し塗装を硬化反応させることを想定する。この場合、特許文献１の記載からは想定しえない課題が生じる。つまり、（１）過熱水蒸気が凝縮する際に水滴に変化し、この水滴がワーク９０２の表面に水痕を残すという課題が浮かび上がる。また、（２）塗料が二級アミンと二級アルコールとを含む場合、二級アミンの方が水との反応性が良いため、過熱水蒸気による乾燥で塗膜の一部に硬化不良が発生するという課題も浮かび上がる。さらに、（３）上記の過熱水蒸気乾燥装置９０１では、ボイラ装置９０７から供給される水蒸気の量の調整が行われず、ヒータ装置９０５に供給される水蒸気の量がワーク９０２の乾燥に適さない場合が生じうる、という課題も浮かび上がる。このような背景の下、従来、過熱水蒸気乾燥装置は、電着塗装を施したワークの乾燥のために用いられていない。
【０００７】
本発明の目的は、過熱水蒸気乾燥装置を用いて電着塗装を施したワークを好適な状態に乾燥することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の過熱水蒸気乾燥装置は、ボイラ装置と、前記ボイラ装置から送り込まれた水蒸気を過熱して送り出すヒータ装置と、予め電着塗装を施したワークを収納し、前記ヒータ装置から送り込まれた過熱水蒸気を用いて当該ワークを乾燥するオーブン装置と、前記オーブン装置内の温度に応じて前記ヒータ装置から前記オーブン装置に送り出される気体の温度を調整する温度調整部と、前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度に応じて前記ボイラ装置から前記ヒータ装置に送り出される水蒸気の量を調整する水蒸気量調整部と、を備える。
【０００９】
本発明の製造ラインは、予め電着塗装を施したワークを搬送する搬送装置と、ボイラ装置と、前記ボイラから送り込まれた水蒸気を過熱して送り出すヒータ装置と、前記搬送装置による前記ワークの搬送経路の途中に設けられ、当該ワークを収納し、前記ヒータ装置から送り込まれた過熱水蒸気を用いて当該ワークを乾燥するオーブン装置と、前記オーブン装置内の温度に応じて前記ヒータ装置から前記オーブン装置に送り出される気体の温度を調整する温度調整部と、前記オーブン装置内の水蒸気の体積濃度に応じて前記ボイラ装置から前記ヒータ装置に送り出される水蒸気の量を調整する水蒸気量調整部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボイラ装置からヒータ装置に供給される水蒸気の量が調整された上でヒータ装置はオーブン装置に過熱水蒸気を送り込むので、過熱水蒸気乾燥装置を用いて電着塗装を施したワークを好適な状態に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】過熱水蒸気乾燥装置のブロック図である。
【図２】過熱水蒸気乾燥装置を製造ラインに適用した一例を示す模式図である。
【図３】一般的な過熱水蒸気乾燥装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の一形態を、図１に基づいて説明する。本実施の形態では、自動車ボデー１２が、特許請求の範囲における「ワーク」に相当する。
【００１３】
図１は、過熱水蒸気乾燥装置１１のブロック図である。過熱水蒸気乾燥装置１１は、ワークとしての自動車ボデー１２を収納するオーブン装置１３、オーブン装置１３から空気を取り込み送り出すファン装置１４、ファン装置１４から送り出された空気を過熱してオーブン装置１３に送り出すヒータ装置１５と、を備える。
【００１４】
過熱水蒸気乾燥装置１１は、温度センサ１６ａと、水蒸気測定センサ１６ｂと、ボイラ装置１７と、給水タンク１８とを更に備えている。温度センサ１６ａ及び水蒸気測定センサ１６ｂは、オーブン装置１３に取り付けられる。温度センサ１６ａは、オーブン装置１３内の空気の温度を測定して、この温度に応じた温度信号を出力する。また、水蒸気測定センサ１６ｂは、オーブン装置１３内の水蒸気の体積濃度（ｖｏｌ％）を測定して、この体積濃度（ｖｏｌ％）に応じた濃度信号を出力する。ボイラ装置１７は、給水タンク１８から供給された水を水蒸気に変えて、この水蒸気をヒータ装置１５に供給する。ヒータ装置１５は、温度センサ１６ａからの温度信号に応じて温度調整を行う。このように、ヒータ装置１５と温度センサ１６ａとは、温度調整部２２を構成する。
【００１５】
過熱水蒸気乾燥装置１１は、バルブ１９と、制御機能を担う回路２０とを更に備えている。バルブ１９は、ボイラ装置１７からヒータ装置１５に供給される水蒸気の経路をなすパイプの途中に設けられる。回路２０は、水蒸気測定センサ１６ｂからの濃度信号に応じてバルブ１９の開閉を制御する。回路２０は、コンピュータ等によって、オーブン装置１３内の水蒸気の体積濃度の目標値を入力することができるよう構成されている。また、回路２０には、上述の目標値と濃度信号とバルブ１９の開閉量との対応関係を示す情報が予め組み込まれている。このため、回路２０は、濃度信号に応じてバルブ１９の開閉量を変化させ、オーブン装置１３内の水蒸気の体積濃度を目標値に近づけることができる。このように、バルブ１９と回路２０と水蒸気測定センサ１６ｂとは、水蒸気量調整部２３を構成する。なお、バルブ１９と回路２０とは別体になっていても良い。また、バルブ１９と回路２０とは一体となって電磁弁を構成していてもよい。ヒータ装置１５は、バルブ１９を通過してボイラ装置１７から供給された水蒸気を過熱して過熱水蒸気とし、この過熱水蒸気をオーブン装置１３に送り込む。
【００１６】
本実施の形態の過熱水蒸気乾燥装置１１によれば、ボイラ装置１７からヒータ装置１５に供給される水蒸気の量が調整された上でヒータ装置１５はオーブン装置１３に過熱水蒸気を送り込むので、過熱水蒸気乾燥装置１１を用いて電着塗装を施した自動車ボデー１２を、水痕を生じさせる等の不具合を生じさせることなく、好適な状態に乾燥することができる。
【００１７】
ここで、本実施の形態の過熱水蒸気乾燥装置１１では、オーブン装置１３内の空気の温度を摂氏１７０度にし、オーブン装置１３内の水蒸気量を７５ｖｏｌ％未満、より好ましくは７０ｖｏｌ％以下にすることで、より一層好適に自動車ボデー１２を乾燥することができる。この点について、以下に述べる。
【００１８】
＜実験＞
発明者は、過熱水蒸気乾燥装置１１のオーブン装置１３内にテストピースを格納し、オーブン装置１３内の温度を摂氏１７０度に保って、バルブ１９を調整してオーブン装置１３内の水蒸気の体積濃度を３０ｖｏｌ％、４０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％、６０ｖｏｌ％、７０ｖｏｌ％、７５ｖｏｌ％及び８５ｖｏｌ％の状態にそれぞれ保ち、二十分間乾燥するという実験を行った。この実験は、屋外環境において行われた。そして、発明者は、乾燥後のテストピースの状態を評価した。ここで、このテストピースは、自動車ボデー１２を構成する材料となる鉄板であり、そのサイズは７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍであって、自動車ボデー１２と同じ電着塗装が予め施されているものである。より詳細には、このテストピースは、以下の手順で作成される。
【００１９】
［１］サイズが７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍである鉄板に、脱脂・被膜化成処理を実施する。
［２］脱脂・被膜化成処理の鉄板に、電着膜厚が平均２０μｍになるように電着塗装を施す。電着膜厚に用いられている塗料は、特開２００９−１３８１２６号公報に記載されているカチオン電着塗料組成物、すなわち、（ａ）アミン変性エポキシ樹脂、（ｂ）熱硬化剤および（ｃ）アクリルモノマーを乳化してプレエマルションを調製し、このプレエマルションに重合開始剤を加えてアクリルモノマー（ｃ）を重合させてアクリル樹脂を含むエマルションを得て、この得られたエマルションと顔料分散ペーストとを混合して調整されたカチオン電着塗料組成物を成分として含有している塗料（日本ペイント株式会社製、商品名ＰＮ−１１０）である。
［３］純水中に、電着塗装した鉄板を入れて充分に洗浄する。
［４］洗浄した鉄板を、５分間以上大気中で風乾させる。
【００２０】
そして、発明者は、乾燥後のテストピースを、「碁盤目付着性」、「硬さ」、「耐溶剤拭き性」及び「光沢度」という四つの評価項目に基づいて評価した。
【００２１】
ここで、評価項目「碁盤目付着性」とは、電着塗料がテストピースに対してどの程度硬化しているかどうかを評価するための項目であって、針又はカッタナイフなどで塗膜を貫通する碁盤目を切り、塗膜のキズや剥離状態を調べて、付着量を評価する碁盤目試験によって、乾燥後のテストピースの表面を１ｍｍ碁盤目状に切って付着量を調べ、付着量が１００枚中０枚である場合に状態良（○）とする項目である。
【００２２】
また、評価項目「硬さ」とは、電着塗料がテストピースに対してどの程度硬化しているかどうかを評価するための項目であって、乾燥後のテストピースの表面の硬さが鉛筆の硬さ「Ｈ」よりも硬い場合に状態良（○）とする項目である。
【００２３】
また、評価項目「耐溶剤拭き性」とは、電着塗料がテストピースに対してどの程度硬化しているかどうかを評価するための項目であって、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）溶剤を用いて乾燥後のテストピースの表面を拭き、色落ち艶引けが無い場合に状態良（○）とする項目である。
【００２４】
また、評価項目「光沢度」とは、テストピースに施された電着塗料の表面の仕上がり具合を評価するための項目であって、測定メーカー名：コニカミノルタ、型式：ＵＮＩ  ＧＲＯＳＳ  ６０（ＧＭ−６０）を用いて測定角度６０度で測定した値で、光沢度６０以上である場合に状態良（○）とする項目である。
【００２５】
＜評価＞
上記の各評価項目を用いて行った乾燥後のテストピースの評価を、［表１］に示す。
【表１】
2011080658.tif 000003
【００２６】
［表１］に示すように、水蒸気の体積濃度を７０ｖｏｌ％以下にして乾燥を行ったテストピースは、全ての評価項目において状態良（○）であった。
【００２７】
一方、水蒸気の体積濃度を７５ｖｏｌ％〜８５％にして乾燥を行ったいずれのテストピースも、評価項目「耐溶剤拭き性」において状態不良（×）であり、これらについては塗膜硬化不良が懸念される。
【００２８】
＜適用例＞
図２は、過熱水蒸気乾燥装置１１を自動車ボデー製造ライン１０１に適用した一例を示す模式図である。この例において、自動車ボデー製造ライン１０１は、特許請求の範囲における「製造ライン」に相当する。また、自動車ボデー１０３は、特許請求の範囲における「ワーク」に相当する。過熱水蒸気乾燥装置１１は、一例として、工場内に設けられた製造ラインとしての自動車ボデー製造ライン１０１に適用される。自動車ボデー製造ライン１０１では、搬送装置１０２によって、予め電着塗装が施されたワークとしての自動車ボデー１０３が、搬送されている。そして、搬送装置１０２による自動車ボデー１０３の搬送経路の途中には、この搬送経路に沿って、自動車ボデー１０３を乾燥する乾燥部１０５と、自動車ボデー１０３を乾燥部１０５に導くための導入路１０６と、乾燥部１０５で乾燥された自動車ボデー１０３が移動する搬出路１０７とが設けられている。
【００２９】
乾燥部１０５には、オーブン装置１３が三つ並んで配置されている。各オーブン装置１３には、耐熱性、耐水性、気密性に優れた扉１０９が、取り付けられている。扉１０９はオーブン装置１３を開閉して、オーブン装置１３内の空間を外部空間と連通したり隔離したりする。そして、扉１０９が閉じられると、オーブン装置１３内に格納された自動車ボデー１０３を過熱水蒸気で加熱することが可能になる。また、オーブン装置１３には、温度センサ１６ａ及び水蒸気測定センサ１６ｂが取り付けられている。また、オーブン装置１３の下方には、ファン装置１４、ヒータ装置１５、ボイラ装置１７、給水タンク１８、バルブ１９及び回路２０が配置されている。
【００３０】
このように、自動車ボデー製造ライン１０１に本実施の形態の過熱水蒸気乾燥装置１１を適用することで、電着塗装が施された状態で搬送装置１０２によって搬送される自動車ボデー１０３を、水痕を生じさせる等の不具合を生じさせることなく、好適な状態に乾燥することができる。ここで、オーブン装置１３内の空気の温度を摂氏１７０度にし、オーブン装置１３内の水蒸気量を７５ｖｏｌ％未満、より好ましくは７０ｖｏｌ％以下にすることで、より一層好適に自動車ボデー１０３を乾燥することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態の過熱水蒸気乾燥装置１１が、自動車ボデーを乾燥するにとどまらず、電着塗装を施した乾燥対象物も乾燥できることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１１      過熱水蒸気乾燥装置
１２      自動車ボデー（ワーク）
１３      オーブン装置
１５      ヒータ装置
１７      ボイラ装置
２２      温度調整部
２３      水蒸気量調整部
１０１    自動車ボデー製造ライン（製造ライン）
１０２    搬送装置
１０３    自動車ボデー（ワーク）
【図１】
2011080658.tif 000004
【図２】
2011080658.tif 000005
【図３】
2011080658.tif 000006