(57)【要約】【課題】エネルギ効率が高く省スペースで行うことが可能な塗料の乾燥方法および塗料乾燥装置の提供。【解決手段】外周面に露出部を設けて塗料が塗布された導電性の帯状材を長さ方向に搬送し、前記帯状材に直接接触する一対の電極部を搬送方向に沿って設け、一対の前記電極部の間で前記帯状材に電流を流して前記帯状材を加熱し前記塗料を乾燥させる、塗料乾燥方法。また、前記露出部は、前記帯状材の幅方向両側に位置する一対の側端面に設けられ、前記電極部は、回転可能に支持された円盤状のロール部を有し、前記ロール部の円周面を前記帯状材の側端面に接触させて前記帯状材に電流を流す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に露出部を設けて塗料が塗布された導電性の帯状材を長さ方向に搬送し、前記帯状材に直接接触する一対の電極部を搬送方向に沿って設け、一対の前記電極部の間で前記帯状材に電流を流して前記帯状材を加熱し前記塗料を乾燥させる、塗料乾燥方法。
【請求項２】
前記露出部は、前記帯状材の幅方向両側に位置する一対の側端面に設けられ、
前記電極部は、回転可能に支持された円盤状のロール部を有し、前記ロール部の円周面を前記帯状材の側端面に接触させて前記帯状材に電流を流す、請求項１に記載の塗料乾燥方法。
【請求項３】
前記電極部は、前記ロール部を回転可能に支持するとともに前記ロール部に電流を供給するロータリーコネクタを有し、前記電極部は、ロータリーコネクタを介し前記ロール部に給電する給電部に接続されている、請求項２に記載の塗料乾燥方法。
【請求項４】
前記ロール部の前記円周面には凹溝が設けられ、前記凹溝は深さ方向に延び互いに対向する一対の傾斜面を有し、前記ロール部は前記一対の傾斜面において前記帯状材の側端面に接触して前記帯状材に電流を流す、請求項２又は３に記載の塗料乾燥方法。
【請求項５】
前記電極部は、前記帯状材の幅方向両側で前記側端面にそれぞれ接触する一対の前記ロール部を有し、一方の前記ロール部が付勢手段により前記帯状材に付勢される、請求項２〜４の何れか一項に記載の塗料乾燥方法。
【請求項６】
前記電極部の前記露出部との接触面が、アルミニウム合金またはアルミニウム合金より導電性の高い材料からなる、請求項１〜５の何れか一項に記載の塗料乾燥方法。
【請求項７】
前記帯状材の搬送方向に沿って３つ以上の前記電極部を並べて配置するとともに前記電極部の間の前記帯状材に付与する電力を異ならせ前記帯状材に複数の加熱領域を形成する、請求項１〜４の何れか一項に記載の塗料乾燥方法。
【請求項８】
一対の前記電極部の間に与える電力を制御する、請求項１〜７の何れか一項に記載の塗料乾燥方法。
【請求項９】
長さ方向に搬送される導電性の帯状材の搬送方向に沿って設けられた一対の電極部、を備え、
前記帯状材には、外周面に露出部を設けて塗料が塗布され、
一対の前記電極部は、前記帯状材に直接接触して前記帯状材に電流を流し、前記帯状材を加熱して前記塗料を乾燥させる、塗料乾燥装置。
【請求項１０】
前記露出部は、前記帯状材の幅方向両側に位置する一対の側端面に設けられ、
前記電極部は、回転可能に支持された円盤状のロール部を有し、前記ロール部の円周面を前記帯状材の側端面に接触させて前記帯状材に電流を流す、請求項９に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１１】
前記電極部は、前記ロール部を回転可能に支持するとともに前記ロール部に電流を供給するロータリーコネクタを有し、ロータリーコネクタを介し前記ロール部に給電する給電部に接続されている、請求項１０に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１２】
前記ロール部の前記円周面には凹溝が設けられ、前記凹溝は深さ方向に延び互いに対向する一対の傾斜面を有し、前記ロール部は前記一対の傾斜面において前記帯状材の側端面に接触して前記帯状材に電流を流す、請求項１０又は１１に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１３】
前記電極部は、前記帯状材の幅方向両側で前記側端面にそれぞれ接触する一対の前記ロール部を有し、一方の前記ロール部が付勢手段により前記帯状材に付勢される、請求項１０〜１２の何れか一項に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１４】
前記電極部の前記露出部との接触面が、アルミニウム合金またはアルミニウム合金より導電性の高い材料からなる、請求項９〜１３の何れか一項に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１５】
前記帯状材の搬送方向に沿って３つ以上の前記電極部が並んで配置され、前記電極部の間の前記帯状材に付与する電力を異ならせ前記帯状材に複数の加熱領域を形成する、請求項９〜１４の何れか一項に記載の塗料乾燥装置。
【請求項１６】
一対の前記電極部の間に与える電力を制御する制御部を有する、請求項９〜１５の何れか一項に記載の塗料乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料乾燥方法および塗料乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器として偏平状のチューブ（偏平管）を備えたものが知られている。また、偏平状のチューブの平坦な面には、ろう付けと防食を兼ねてフラックスなどの成分を含む塗料が塗布される。塗料は、塗布後に乾燥されてチューブの面に定着される。従来、塗料の乾燥方法として、塗料を塗布したチューブを長さ方向に搬送して高温の熱風が循環する乾燥炉を通過させる方法（およびシート型乾燥機）が知られている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】三澤忠則、「乾燥」、新増補３版、株式会社化学工業社発行、平成７年１２月、ｐ．７５―８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塗料の乾燥においては、温度を高め過ぎると変質する場合があるため、炉内の熱風の温度を高めすぎずに長時間の乾燥を行うことが望まれる。しかしながら、長時間の乾燥を行うためには乾燥装置に要する敷地面積が大きくなるばかりか、乾燥炉から外部への放熱量が大きくなり、エネルギ効率が悪いという問題があった。このため、乾燥炉に代わる新たな乾燥方法が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、エネルギ効率が高く省スペースで行うことが可能な塗料の乾燥方法および塗料乾燥装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の塗料乾燥方法は、外周面に露出部を設けて塗料が塗布された導電性の帯状材を長さ方向に搬送し、前記帯状材に直接接触する一対の電極部を搬送方向に沿って設け、一対の前記電極部の間で前記帯状材に電流を流して前記帯状材を加熱し前記塗料を乾燥させる。
【０００７】
また、上述の塗料乾燥方法において、前記露出部は、前記帯状材の幅方向両側に位置する一対の側端面に設けられ、前記電極部は、回転可能に支持された円盤状のロール部を有し、前記ロール部の円周面を前記帯状材の側端面に接触させて前記帯状材に電流を流してもよい。
また、上述の塗料乾燥方法において、前記電極部は、前記ロール部を回転可能に支持するとともに前記ロール部に電流を供給するロータリーコネクタを有し、前記電極部は、ロータリーコネクタを介し前記ロール部に給電する給電部に接続されていてもよい。
また、上述の塗料乾燥方法において、前記ロール部の前記円周面には凹溝が設けられ、前記凹溝は深さ方向に延び互いに対向する一対の傾斜面を有し、前記ロール部は前記一対の傾斜面において前記帯状材の側端面に接触して前記帯状材に電流を流してもよい。
また、上述の塗料乾燥方法において、前記電極部は、前記帯状材の幅方向両側で前記側端面にそれぞれ接触する一対の前記ロール部を有し、一方の前記ロール部が付勢手段により前記帯状材に付勢されていてもよい。
【０００８】
また、上述の塗料乾燥方法において、前記電極部の前記露出部との接触面が、アルミニウム合金またはアルミニウム合金より導電性の高い材料からなっていてもよい。
また、上述の塗料乾燥方法において、前記帯状材の搬送方向に沿って３つ以上の前記電極部を並べて配置するとともに前記電極部の間の前記帯状材に付与する電力を異ならせ前記帯状材に複数の加熱領域を形成してもよい。
また、上述の塗料乾燥方法において、一対の前記電極部の間に与える電力を制御してもよい。
【０００９】
本発明の塗料乾燥装置は、長さ方向に搬送される導電性の帯状材の搬送方向に沿って設けられた一対の電極部、を備え、前記帯状材には、外周面に露出部を設けて塗料が塗布され、一対の前記電極部は、前記帯状材に直接接触して前記帯状材に電流を流し、前記帯状材を加熱して前記塗料を乾燥させる。
【００１０】
また、上述の塗料乾燥装置において、前記露出部は、前記帯状材の幅方向両側に位置する一対の側端面に設けられ、前記電極部は、回転可能に支持された円盤状のロール部を有し、前記ロール部の円周面を前記帯状材の側端面に接触させて前記帯状材に電流を流す構成としてもよい。
また、上述の塗料乾燥装置において、前記電極部は、前記ロール部を回転可能に支持するとともに前記ロール部に電流を供給するロータリーコネクタを有し、ロータリーコネクタを介し前記ロール部に給電する給電部に接続されている構成としてもよい。
また、上述の塗料乾燥装置において、前記ロール部の前記円周面には凹溝が設けられ、前記凹溝は深さ方向に延び互いに対向する一対の傾斜面を有し、前記ロール部は前記一対の傾斜面において前記帯状材の側端面に接触して前記帯状材に電流を流す構成としてもよい。
また、上述の塗料乾燥装置において、前記電極部は、前記帯状材の幅方向両側で前記側端面にそれぞれ接触する一対の前記ロール部を有し、一方の前記ロール部が付勢手段により前記帯状材に付勢される構成としてもよい。
【００１１】
また、上述の塗料乾燥装置において、前記電極部の前記露出部との接触面が、アルミニウム合金またはアルミニウム合金より導電性の高い材料からなるものであってもよい。
また、上述の塗料乾燥装置において、前記帯状材の搬送方向に沿って３つ以上の前記電極部が並んで配置され、前記電極部の間の前記帯状材に付与する電力を異ならせ前記帯状材に複数の加熱領域を形成する構成としてもよい。
また、上述の塗料乾燥装置において、一対の前記電極部の間に与える電力を制御する制御部を有する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗料乾燥方法によれば、一対の電極部を、長さ方向に搬送する帯状材に直接接触させて帯状材に電流を流し、帯状材自身を発熱させる。このため、外部に放散される熱エネルギが少なく、効率的に塗料乾燥を行うことができ加熱領域を短く設定できる。すなわち、塗料乾燥装置の設置面積を小さくすることができ、工場内のスペースを有効利用することが可能である。さらに、エネルギ効率が高いために、消費電力を抑制でき、塗料乾燥工程に係るコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る偏平管の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る塗装ラインの模式図である。
【図３】第１実施形態に係る塗装乾燥装置の模式図である。
【図４】第１実施形態に係る塗装乾燥装置の平面図である。
【図５】第１実施形態に係るロール部と偏平管との接触部の断面図である。
【図６】第１実施形態に採用可能な変形例のロール部と偏平管との接触部の断面図である。
【図７】第２実施形態に係る塗装乾燥装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る塗料乾燥装置および塗料乾燥装置を用いた塗料の乾燥方法の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態において、塗料が塗布される帯状材としての偏平管２の断面図である。偏平管（帯状材）２は、熱交換器において冷媒が流される伝熱管である。偏平管２は、幅寸法に対して厚み寸法が小さい偏平な形状を有する。偏平管２は、その外周を形成する周壁２ａの内側に幅方向に間隔をおいて複数の仕切壁２ｂが形成され、周壁２ａの内側空間が相互に平行な複数の内部流路２ｃに分割された構造の多穴管である。偏平管２はアルミニウム合金の押出成形により一体形成される。
【００１６】
偏平管２の外周面４は、偏平管２の厚さ方向両側に位置する一対の主面４ａと、偏平管２の幅方向両側に位置する一対の側端面４ｂと、から構成される。図１に示すように、外周面４のうち一対の主面４ａには、塗料３が塗布される。また、外周面４のうち側端面４ｂには、塗料３が塗布されず、偏平管２が露出して露出部５が形成される。このように、偏平管２は、外周面４に露出部５を設けて塗料３が塗布される。本実施形態の塗料３は、偏平管２に対して著しく抵抗値が高く電流が流れない。
なお、本実施形態において塗料３は、偏平管２の一対の主面４ａのいずれにも塗布されるが、何れか一方に塗布されていてもよい。
【００１７】
＜塗装ライン＞
図２は、塗装ライン９の模式図である。塗装ライン９は、偏平管２を搬送する搬送装置７０と、偏平管２に塗料３を塗布する塗料塗布装置６０と、塗料３を乾燥させる塗料乾燥装置１とを有する。
【００１８】
＜搬送装置＞
搬送装置７０は、巻き出しボビン８１から巻き取りボビン８２に偏平管２を長さ方向に搬送する。搬送装置７０は、巻き出しボビン支持部７１と、巻き取りボビン支持部７２と、第１の中間ロール７３と、第２の中間ロール７４と、第３の中間ロール７５と、レベラー７６と、を有する。
【００１９】
巻き出しボビン支持部７１は、偏平管２がコイル状に巻き付けられた巻き出しボビン８１を回転自在に支持する。
巻き取りボビン支持部７２は、巻き取りボビン８２を支持する。また、巻き取りボビン支持部７２は、図示略のモーターと連結され巻き取りボビン８２を回転駆動させ偏平管２を長さ方向に搬送する。
【００２０】
第１〜第３の中間ロール７３〜７５は、巻き出しボビン８１から巻き取りボビン８２までの搬送路に配置されている。第１〜第３の中間ロール７３〜７５は、偏平管２の搬送方向を変える。第１の中間ロール７３と第２の中間ロール７４との間には、レベラー７６、塗料塗布装置６０、塗料乾燥装置１が配置されている。偏平管２は、第１の中間ロール７３と第２の中間ロール７４との間で塗料塗布および塗料乾燥が行われる。
第３の中間ロール７５は、塗料乾燥工程を経た偏平管２の搬送距離を確保するために設けられている。塗料乾燥工程を経た偏平管２は、高温であるためこの状態で巻き取られると歪等が生じやすい。偏平管２は、第３の中間ロール７５により搬送距離が確保されて十分に放熱した後に巻き取りボビン８２に巻きとられる。
レベラー７６は、第１の中間ロール７３の後段に設けられている。レベラー７６は、偏平管２の搬送空間を上下に挟むように千鳥上に配置された５つの小ロール７６ａを有する。偏平管２は、巻き出しボビン８１に巻き付けられることで巻きぐせ等の歪を生じている場合がある。レベラー７６は、このような偏平管２を通過させて偏平管２の歪を矯正する。
【００２１】
＜塗料塗布装置＞
塗料塗布装置６０は、搬送装置７０のレベラー７６と第２の中間ロール７４との間に設けられている。塗料塗布装置６０は、一対のロールコータ部６１を有している。一対のロールコータ部６１のうち、一方は搬送される偏平管２の上側に設けられ、他方は下側に設けられる。それぞれのロールコータ部６１は、偏平管２の主面４ａに塗料を塗布する。ロールコータ部６１は、転写ロール６２と、ドクターロール６３と、塗料タンク（図示略）と、転写ロール６２およびドクターロール６３を回転駆動するモータ（図示略）と、を有する。転写ロール６２は、偏平管２の主面４ａに塗料３を塗布する。ドクターロール６３は、転写ロール６２に隣接して配置され転写ロール６２のロール面に塗料３の塗膜を形成する。
本実施形態において、塗料塗布装置６０は、ロールコータ式の塗装装置であるが、その他にフローコータ式、刷毛塗り式などの塗布装置が採用可能である。
【００２２】
＜塗料乾燥装置＞
塗料乾燥装置１は、熱風乾燥炉５０と、一対の電極部（第１の電極部１０Ａおよび第２の電極部１０Ｂ）と、を有する。
熱風乾燥炉５０は、偏平管２の搬送方向に沿って設けられ偏平管２を囲む熱風筒５１と、熱風筒５１を囲み熱風筒５１からの放熱を抑制する断熱壁５２と、熱風筒５１の内部に熱風を供給するファン（図示略）と、空気を加熱して熱風を生じさせるヒータ（図示略）と、を有する。
一対の電極部１０Ａ、１０Ｂは、偏平管２の搬送方向に沿って熱風乾燥炉５０の前後に設けられている。一対の電極部１０Ａ、１０Ｂは、偏平管２に直接接触して、電極部１０Ａ、１０Ｂの間で偏平管２に電流を流す。
【００２３】
熱風乾燥炉５０は、熱風として偏平管２に外部から熱を与えて塗料３を乾燥させる。これに対して、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂは、偏平管２に電流を流して偏平管２自身を発熱させて塗料を乾燥させる。すなわち、本実施形態の塗料乾燥装置１は、偏平管２に対し内側と外側から同時に熱を与えて塗料３を乾燥させる構成を有する。熱風乾燥炉５０は、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂによる偏平管２の加熱を補助する目的で設けられている。したがって、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂにおいて塗料３を十分に乾燥できる場合には、熱風乾燥炉５０を備えていなくてもよい。以下の説明において、塗料乾燥装置１について、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂによる乾燥工程について説明する。
【００２４】
図２に示すように、第１の電極部１０Ａは、第２の電極部１０Ｂに対し偏平管２の搬送方向上流側に位置している。また、本実施形態において第１の電極部１０Ａは、塗料塗布装置６０より上流側に位置している。偏平管２は、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂの間で電流が流されて発熱するため、偏平管２は、第１の電極部１０Ａから塗料塗布装置６０の間で、塗料が塗布される前に予備加熱される。なお、第１の電極部１０Ａは、塗料塗布装置６０より下流側に位置していてもよい。
【００２５】
図３は、塗料乾燥装置１の模式図を示す。なお、図３において熱風乾燥炉５０を省略している。
塗料乾燥装置１の第１の電極部１０Ａと第２の電極部１０Ｂは、搬送方向に沿って並んで配置されている。また、第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂは、配線１３Ａ、１３Ｂを介し給電部１４と接続されている。第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂのうち何れか一方は、正極であり他方は負極である。偏平管２には、第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂの間で直流電流が流される。なお、第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂの間で偏平管２に流される電流は、交流電流であってもよい。
【００２６】
図３に示すように、第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ支持側電極構造１１と付勢側電極構造１２とを有する。支持側電極構造１１と付勢側電極構造１２とは、搬送される偏平管２の幅方向の両側に位置する。
【００２７】
支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２は、円盤状のロール部２１と、回転シャフト２４と、ロータリーコネクタ２２と、絶縁板２３と、を有している。また、付勢側電極構造１２は、さらにスライド機構２５と、スプリング（付勢手段）２６と、を有している。絶縁板２３は、支持側電極構造１１または付勢側電極構造１２と設置面Ｇとの間の絶縁を確保するために設けられている。
【００２８】
ロール部２１は、回転シャフト２４を介しロータリーコネクタ２２に回転可能に水平に支持されている。ロール部２１の円周面２１ａは、偏平管２の側端面４ｂと接触して電流を流す。ロール部２１は、偏平管２の搬送とともに回転する。これにより、ロール部２１が偏平管２の搬送とともに回転することで、偏平管２とロール部２１の円周面２１ａにおける接触状態が安定して、スパークの発生を抑制できる。本実施形態のロール部２１は、回転シャフト２４を介して自由に回転し、ロール部２１と偏平管２との摩擦抵抗でロール部２１とともに回転する。しかしながら、図３に仮想線（二点鎖線）として示すように、回転シャフト２４にサーボモータ２９を取り付け、偏平管２の搬送とともにロール部２１を駆動回転させてもよい。この場合には、偏平管２とロール部２１の円周面２１ａとの接触状態がさらに安定して、スパークの発生抑制の効果を高めることができる。
なお、ロール部２１の円周面２１ａにおける偏平管２との接触状態については、図５を基に後段で詳述する。
【００２９】
ロール部２１は、アルミニウム合金よりも導電性が高い材料から構成することが好ましい。ロール部２１をアルミニウム合金より導電性が高い材料から構成することで、接触面積が低減した場合であっても十分に電流を供給することが可能となり、スパークが生じにくくなる。より具体的には、ロール部２１としては、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることができる。
なお、偏平管２がアルミニウム合金からなり、耐食性を高めることを目的として塗料３を塗布する場合には、ロール部２１は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが最も好ましい。ロール部２１と偏平管２との接触部でロール部２１を構成する金属粉が付着することがある。ロール部２１として偏平管２を構成するアルミニウムよりイオン化傾向が低い銅および銀などの材料を用いると、金属粉が加熱時に偏平管２のアルミニウムと共晶融解を生じて孔食するおそれがある。
【００３０】
ロータリーコネクタ２２は、ロール部２１を回転可能に支持するとともにロール部２１に電流を供給する。すなわち、ロータリーコネクタ２２は、ロール部２１を支持する回転シャフト２４の軸受として機能するともに、連続回転するロール部２１に回転シャフト２４を介し給電するコネクタとして機能する。ロータリーコネクタ２２としては、導電性のニードルベアリングを介して支持するロータリーコネクタを好適に採用できる。また、ロータリーコネクタ２２として、スリップリングを用いてもよいし、水銀充填式のロータリーコネクタを採用してもよい。
【００３１】
支持側電極構造１１は、設置面Ｇに対して固定されている。一方で付勢側電極構造１２は、設置面Ｇに対してスライド機構２５とスプリング２６とを介して取り付けられている。スライド機構２５は、付勢側電極構造１２の偏平管２の幅方向への移動を許容するリニアスライダである。スプリング２６は、付勢側電極構造１２を支持側電極構造１１側に付勢する。支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロール部２１は、スライド機構２５およびスプリング２６により、偏平管２を挟み込む。偏平管２が、ロール部２１同士の間で付勢されて挟み込まれることで、ロール部２１が偏平管２の搬送に伴いスムーズに回転する。これにより、ロール部２１と偏平管２との接触状態が安定し、電流供給が安定的に行われ、スパーク発生を抑制できる。
【００３２】
支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロータリーコネクタ２２同士は、配線２７により接続されている。これにより、支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロール部２１同士は、同電位が保たれている。したがって、第１の電極部１０Ａ又は第２の電極部１０Ｂは、支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のそれぞれのロール部２１から偏平管２に電流を流す。これにより、支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロール部２１から偏平管２に流れる電流はほぼ半減され、スパーク発生を抑制できる。また、支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２を複列化することも有効である。
【００３３】
第１の電極部１０Ａおよび第２の電極部１０Ｂの支持側電極構造１１には、それぞれ配線１３Ａ、１３Ｂを介して給電部１４から電流が流される。給電部１４を電源として第１の電極部１０Ａ、偏平管２および第２の電極部１０Ｂをループする通電回路が形成される。
【００３４】
図４は、塗料乾燥装置１の平面図である。図４において、第１の電極部１０Ａ側に正極が接続された場合の塗料乾燥装置１が構成する通電回路を模式的に示す。
給電部１４から供給された電流は、配線１３Ａから第１の電極部１０Ａに流れる。電流は、第１の電極部１０Ａにおいて支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロール部２１を介し偏平管２に流れる。さらに電流は、偏平管２の内部を第１の電極部１０Ａ側から第２の電極部１０Ｂ側に流れる。これにより、偏平管２にジュール熱が生じ偏平管２自身が発熱する。すなわち、第１の電極部１０Ａと第２の電極部１０Ｂとの間には、加熱領域Ｈが形成される。加熱領域Ｈにおいて、偏平管２に一対の主面４ａに塗布された塗料３は、乾燥されて成分が主面４ａに定着する。電流は、第２の電極部１０Ｂにおいて支持側電極構造１１および付勢側電極構造１２のロール部２１および配線１３Ｂを介して給電部１４に流れる。
【００３５】
一般的に導電体の抵抗値は、温度が上がるにしたがって上昇する。偏平管２の内部において電流は、温度が低い個所に優先的に流れるため、偏平管２の幅方向の温度分布は、均一となる。
また、偏平管２は、長さ方向に搬送されながら電流が流されるため、下流側に進むにつれて発熱時間が長くなり、より高温となる。すなわち、偏平管２の温度は、上流側から下流側に向かって高くなる。偏平管２に塗布された未乾燥の塗料３の温度も、上流側から下流側に徐々に高くなり、塗料３の突沸を抑制して乾燥を促進させることができる。
【００３６】
加熱領域Ｈの長さ（すなわち第１の電極部１０Ａと第２の電極部１０Ｂとの距離）は、偏平管２の特性（断面積および電気抵抗率）および偏平管２の搬送速度などを基に、塗料３を乾燥させるために必要な温度まで上昇させることができるために必要な長さに適宜設定される。同様に、給電部１４により第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂに付与される電圧又は電流値は、偏平管２の特性、搬送速度および塗料３の乾燥温度に応じて適宜設定される。なお、給電部（電源装置）１４には、電圧および電流値のうち何れを設定するか選択するための切り替えスイッチが設けられ、一方が設定されると抵抗に応じて他方が必然的に決まる。アルミニウム合金からなる一般的な伝熱管としての偏平管２を用い、偏平管２を１５０ｍ／分〜２００ｍ／分で搬送し、偏平管２を１５０℃〜１６０℃に加熱して塗料を乾燥させる場合を例示する。この場合、加熱領域Ｈの長さは、５ｍ〜２０ｍとして、３６Ｖ以下の電圧を付与することが好ましい。また、給電部１４の許容電流を１２００アンペア（Ａ）程度とすることが好ましい。なお、電圧を３６Ｖ以下とすることで作業者の安全性を高めることができる。
【００３７】
給電部１４は、制御部１４ａを有している。制御部１４ａは、給電部１４から第１および第２の電極部１０Ａ、１０Ｂに付与する電力を一定に保つように制御する。給電部１４の電力は、偏平管２の単位時間当たりの発熱量に比例する。したがって、給電部１４を制御することは、偏平管２の発熱量を制御することを意味する。制御部１４ａは、偏平管２の表面温度を測定する温度計と接続されていてもよい。この場合、制御部１４ａは、温度計の測定結果に基づき給電部１４における電力をフィードバック制御することができる。
【００３８】
次にロール部２１と偏平管２との接触部について図５を基に説明する。
ロール部２１の円周面２１ａには、凹溝部２１ｂが設けられている。凹溝部２１ｂは、偏平管２の側端面４ｂを囲むことで側端面４ｂと確実に接触する。本実施形態において、凹溝部２１ｂは、円弧状の断面形状を有する。凹溝部２１ｂの曲率半径は、円弧上に湾曲する側端面４ｂの曲率半径より大きい。このため、ロール部２１は、凹溝部２１ｂの底部において１つの接触点Ｐ１で接触する。
【００３９】
図６は、第１実施形態に採用可能な変形例のロール部１２１と偏平管２との接触部を示す図である。
変形例のロール部１２１の円周面１２１ａには、Ｖ字状の凹溝部１２１ｂが設けられている。凹溝部１２１ｂは、互いの対向する一対の傾斜面１２１ｃを有する。傾斜面１２１ｃは、凹溝部１２１ｂの深さ方向（すなわちロール部１２１の径方向）に対して傾斜している。また、一対の傾斜面１２１ｃは、凹溝部１２１ｂの中心に対して互いに対称な形状を有する。
【００４０】
ロール部１２１は、一対の傾斜面１２１ｃにおいて偏平管２の側端面４ｂに接触する。このため、ロール部１２１と偏平管２とは、２点の接触点Ｐ２において接触することで安定的に２点接触するため効果的にスパーク発生を抑制できる。また、側端面４ｂの表面性状によっては、一方の接触点Ｐ２における接触が不安点となり瞬間的に一方の傾斜面１２１ｃと側端面４ｂとが離間する場合がある。このような場合であっても、他方の接触点Ｐ２が接触していれば、ロール部１２１と偏平管２との接触状態が保たれ、ロール部１２１と偏平管２との間にスパークが生じない。すなわち、ロール部１２１と偏平管２とが２点の接触点Ｐ２で接触することで、スパーク発生を抑制できる。
さらに、ロール部１２１として、偏平管２の側端面４ｂをクランプしながら搬送して給電するクランプ式給電ロールを配置しても良い。この場合は、クランプ部から安定した給電を行うことが可能となり、より効果的にスパーク発生を抑制できる。
【００４１】
本実施形態の塗料乾燥方法によれば、一対の電極部１０Ａ、１０Ｂを、長さ方向に搬送する偏平管２に直接接触させて偏平管２に電流を流して、偏平管２自身を発熱させる。このため、塗料乾燥方法は、外部に放散される熱エネルギが少なく、効率的に塗料３の乾燥を行うことができる。したがって、加熱領域Ｈを短く設定しても十分に塗料を乾燥させることが可能であり、塗料乾燥装置１の設置面積を小さくすることができ、工場内のスペースを有効利用することが可能である。また、偏平管２の搬送速度を高めて塗料乾燥を行うことが可能となり、偏平管２の塗料乾燥工程を高速化して低コスト化に寄与できる。さらに、エネルギ効率が高いために、消費電力を抑制でき、塗料乾燥工程に係るコストを低減できる。
【００４２】
本実施形態において第１の電極部１０Ａは、塗料塗布装置６０より上流側に位置し、塗料３が塗布される前の偏平管２と接触する。このため、第１の電極部１０Ａは、偏平管２の主面４ａにも接触する構成としてもよい。この場合は、第１の電極部１０Ａは、側端面４ｂに接触するロール部２１に代えて、主面４ａに接触するロール部を設ける。
【００４３】
本実施形態において、一対の電極部（第１の電極部１０Ａおよび第２の電極部１０Ｂ）の間で偏平管２の搬送方向に電流が流される。しかしながら、偏平管２の幅寸法が十分に大きい場合および抵抗値の比較的高い導電性材料からなる場合には、給電部１４の正極側と負極側に接続されるそれぞれの電極部を、偏平管２の幅方向両側に配置して、電流を幅方向に流してもよい。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の塗料乾燥装置２０１について説明する。
図７は、塗料乾燥装置２０１の平面図である。塗料乾燥装置２０１は、上述の第１実施形態の塗料乾燥装置１と比較して、４つの電極部（第１の電極部２１０Ａ、第２の電極部２１０Ｂ、第３の電極部２１０Ｃおよび第４の電極部２１０Ｄ）を備えている点が主に異なる。
なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図７に示すように、第１の電極部２１０Ａ、第２の電極部２１０Ｂ、第３の電極部２１０Ｃおよび第４の電極部２１０Ｄは、偏平管２の搬送方向に沿って配置されている。また、第１の電極部２１０Ａは、複列化されており、搬送方向に沿って並ぶ２つの複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂを有する。複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂ同士は、搬送方向に沿って近接して配置する。第１の電極部２１０Ａの複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂおよび第２〜第４の電極部２１０Ｂ〜２１０Ｄは、第１実施形態と同様に、それぞれ支持側電極構造１１と付勢側電極構造１２とを有する。支持側電極構造１１と付勢側電極構造１２とは、搬送される偏平管２の幅方向の両側に位置する。
【００４６】
第１の電極部２１０Ａと第２の電極部２１０Ｂとの間には、第１の給電部２１４Ａが接続されている。第１の電極部２１０Ａの複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂには、第１の給電部２１４Ａの正極側が接続され、第２の電極部２１０Ｂの負極側が接続される。複列電極部２１０Ａａと第２の電極部２１０Ｂとの間および複列電極部２１０Ａｂと第２の電極部２１０Ｂとの間には、それぞれ電流が流れる。これにより、偏平管２自身が発熱し、第１の加熱領域Ｈ１ａ、Ｈ１ｂが形成される。２つの第１の加熱領域Ｈ１ａ、Ｈ１ｂは、搬送方向に沿ってほぼ重なり合っている。
第１の電極部２１０Ａとして２つの複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂを設けることは、ロール部２１を増加させて偏平管２との接触点としてのロール部２１を増加させることを意味する。本実施形態において、第１の電極部２１０Ａは、４つのロール部２１を有する。このため、第１の電極部２１０Ａは、偏平管２と４つの接触点で接触し、それぞれの接触点における電気抵抗の合成抵抗を小さくすることができる。また、接触が不安定となった場合であっても、接触点同士が互いに電流供給を補い合い、スパークの発生を抑制できる。
【００４７】
第２の電極部２１０Ｂと第３の電極部２１０Ｃとの間には、第２の給電部２１４Ｂが接続されている。第２の電極部２１０Ｂは、第２の給電部２１４Ｂの正極側が接続され、第３の電極部２１０Ｃの負極側が接続される。第２の電極部２１０Ｂと第３の電極部２１０Ｃと間には、第２の加熱領域Ｈ２が形成される。
【００４８】
第３の電極部２１０Ｃと第４の電極部２１０Ｄとの間には、第３の給電部２１４Ｃが接続されている。第３の電極部２１０Ｃは、第３の給電部２１４Ｃの正極側が接続され、第４の電極部２１０Ｄの負極側が接続される。第３の電極部２１０Ｃと第４の電極部２１０Ｄと間には、第３の加熱領域Ｈ３が形成される。
【００４９】
第１〜第３の給電部２１４Ａ〜２１４Ｃは、それぞれ電極部間に付与する電力値が異なる。これにより、第１〜第３の加熱領域Ｈ１〜Ｈ３における偏平管２の発熱量が異ならせることができる。すなわち、偏平管２の搬送方向に加熱領域を区分して、塗料３の乾燥状態に応じた偏平管２の発熱を実現できる。
【００５０】
各加熱領域Ｈ１〜Ｈ３における加熱制御の例を説明する。
まず、第１の加熱領域Ｈ１において塗料３中に含まれる液の沸点未満の突沸が起こらない温度まで急速に加熱する。沸点未満で急速に加熱することで、第１の加熱領域Ｈ１を短くして、装置の全長を短くできる。
次に、第２の加熱領域Ｈ２において塗料３中に含まれる液の沸点から目標温度まで緩やかに加熱する。第２の加熱領域Ｈ２では、急速乾燥時に懸念される突沸が起こらない範囲の熱量を供給しながら乾燥、全液気化後は温度上昇が起こり目標温度まで昇温させる。
次に、第３の加熱領域Ｈ３において、目標温度を保持して、乾燥状態を安定させ塗料３の仕上げ乾燥を行う。
【００５１】
次にそれぞれの電極部２１０Ａ〜２１０Ｄと偏平管２との接触点において流れる電流について説明する。
図７に示すように本実施形態では、第１の給電部２１４Ａの負極側と第２の給電部２１４Ｂの正極側とが接続されている。同様に、第２の給電部２１４Ｂの負極側と第３の給電部２１４Ｃの正極側とが接続されている。これにより、第２の電極部２１０Ｂおよび第３の電極部２１０Ｃから給電部側に流れる電流が相殺され、電流値を抑制することでスパーク発生を低減できる。
具体的には、実施形態において、第１の給電部２１４Ａは１２００アンペア（Ａ）の電流を供給し、第２の給電部２１４Ｂは８００アンペアの電流を供給し、第３の給電部２１４Ｃは３００アンペアの電流を供給するものとする。
第２の電極部２１０Ｂから偏平管２に流れる電流値は、１２００−８００＝４００アンペアであり、１つのロール部２１あたり約２００アンペアとなる。第３の電極部２１０Ｃから偏平管２に流れる電流値は、８００−３００＝５００アンペアであり、１つのロール部２１あたり約２５０アンペアとなる。
なお、第１の電極部２１０Ａから偏平管２に流れる電流値は、１２００アンペアであるが、第１の電極部２１０Ａは２つの複列電極部２１０Ａａ、２１０Ａｂを有し４つのロール部２１が設けられているため、１つのロール部２１あたりの電流値はＨ１ａ＝Ｈ１ｂとした時は約３００アンペアとなる。
また、第４の電極部２１０Ｄから偏平管２に流れる電流値は、３００アンペアであり、１つのロール部２１あたり約１５０アンペアとなる。
【００５２】
本実施形態の塗料乾燥装置２０１によれば、第１実施形態の塗料乾燥装置１と同様の効果を奏することができる。
加えて、本実施形態の塗料乾燥装置２０１によれば、偏平管２に３つの加熱領域Ｈ１〜Ｈ３を形成して各加熱領域に付与する電力を異ならせることで加熱状態を異ならせることができる。これにより、塗料３の乾燥状態に応じた段階的な加熱が可能となる。
【００５３】
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５４】
１、２０１…塗料乾燥装置、２…偏平管（帯状材）、３…塗料、４…外周面、４ａ…主面、４ｂ…側端面、５…露出部、９…塗装ライン、１０Ａ、１０Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ…電極部、１１…支持側電極構造、１２…付勢側電極構造、１３Ａ、１３Ｂ、２７…配線、１４、２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ…給電部、１４ａ…制御部、２１、１２１…ロール部、２１ａ、１２１ａ…円周面、２１ｂ、１２１ｂ…凹溝部、２２…ロータリーコネクタ、２３…絶縁板、２４…回転シャフト、２５…スライド機構、２６…スプリング（付勢手段）、２９…サーボモータ、５０…熱風乾燥炉、６０…塗料塗布装置、７０…搬送装置、７１…巻き出しボビン支持部、７２…巻き取りボビン支持部、７３、７４、７５…中間ロール、７６…レベラー、８１…巻き出しボビン、８２…巻き取りボビン、１２１ｃ…傾斜面、Ｇ…設置面、Ｈ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３…加熱領域、Ｐ１…接触点、Ｐ２…接触点
【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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