塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法
【課題】本発明は、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法を提供する。
【解決手段】電磁誘導を利用して導電体１００の表面に塗布された塗料１１０を乾燥させることで、導電体１００の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置１Ａであって、表面に塗料１１０が塗布された導電体１１０を加熱する誘導加熱手段２と、誘導加熱手段２に電力を出力する電力出力手段５と、電力出力手段５により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段５に、導電体１００の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【解決手段】電磁誘導を利用して導電体１００の表面に塗布された塗料１１０を乾燥させることで、導電体１００の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置１Ａであって、表面に塗料１１０が塗布された導電体１１０を加熱する誘導加熱手段２と、誘導加熱手段２に電力を出力する電力出力手段５と、電力出力手段５により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段５に、導電体１００の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に塗膜が形成された塗膜物を製造する場合、所定形状の構造物の表面に塗料を塗布し、この塗料を乾燥して塗膜を形成する。所定形状の構造物の表面に塗布された塗料は、塗布直後においては液状であるため、把持等して次の工程に搬送することは困難である。また、塗料が液状である場合に、この塗料の上に重ねて他の塗料を塗布することができない。このため、例えば、塗布された所定形状の構造物を一定時間放置するか、又は熱風等の所定の方法により加熱乾燥する必要がある。
【０００３】
しかし、例えば自動車のホイール等の工業部品における塗料の乾燥工程では、常温で放置するセッティング工程に３分から５分、乾燥炉中で熱風加熱する乾燥工程に約２５分、及び手で取扱える温度まで冷却する冷却工程に２分から５分の所要時間で塗膜が乾燥されており、塗料の塗布から手で取扱い可能になるまで約３０分から４０分の時間を要している。これら一連の工程のなかで、特に乾燥工程の占める割合は大きく、この乾燥工程にかかる時間の短縮化が望まれている。
【０００４】
これに対し、塗料が塗布された所定形状の構造物を該塗料が乾燥可能な温度に短時間で加熱させる方法として、誘導加熱を利用した加熱装置が提案されている。例えば、短時間の加熱と同時に加熱対象である部品全体を均一に加熱するために、該部品の形状に応じ、加熱する面に沿うように変形が可能な螺旋状誘導コイルを有する誘導加熱装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来技術では対象物の温度を短時間で急速に高温域へ上昇させる手段として誘導加熱が用いられてきたが、緩やかな昇温、または昇温後に一定温度を維持することは誘導加熱装置だけでは困難であり、急激な温度上昇用の誘導加熱装置と温度一定保持用の温風炉を組み合わせた方法が一般的であった（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１２４５１２号公報
【特許文献２】特開平８−２９０１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の誘導加熱装置は、加熱対象の部品全体を均一に加熱するために、螺旋状誘導コイルが加熱対象の形状に応じて変形可能となっているが、この特許文献１の装置では加熱対象の形状が変わるたびに螺旋状誘導コイルの調整が必要になるため、加熱開始までに時間や手間がかかるという問題もある。また、様々な形状の構造物の加熱に対応できないという問題がある。
【０００７】
そして、特許文献２では急激な温度上昇用の誘導加熱装置と温度一定保持用の温風炉を組み合わせているため、装置が大きくなる。また、加熱対象物を装置間で移動する必要が生じる。そして、これらが本発明の課題といってよい。
【０００８】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、上記目的を達成するため、電磁誘導を利用した加熱において、誘導コイル等に出力される電力を間欠的に出力することで加熱対象物を均一に加熱できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
（１） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる塗装物製造装置。
【００１１】
（１）の塗装物製造装置は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【００１２】
（２） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、前記塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる塗装物製造装置。
【００１３】
（２）の塗装物製造装置は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。
【００１４】
（３） 前記所定の出力パターンは、前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とからなり、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる（２）に記載の塗装物製造装置。
【００１５】
（３）の塗装物製造装置は、所定の出力パターンが、第１加熱電力と第２加熱電力とからなり、電力制御手段は、電力出力手段に第１加熱電力と第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる。
【００１６】
（４） 前記誘導加熱手段は、前記導電体を囲むよう螺旋状に形成される（１）から（３）のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【００１７】
（４）の塗装物製造装置は、誘導加熱手段が、導電体を囲むよう螺旋状に形成される。
【００１８】
（５） 前記誘導加熱手段は、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が前記導電体に対向するよう配置される（１）から（３）のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【００１９】
（５）の塗装物製造装置は、誘導加熱手段が、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が導電体に対向するよう配置される。
【００２０】
（６） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する塗装物製造方法。
【００２１】
（６）の塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。
【００２２】
（７） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する塗装物製造方法。
【００２３】
（７）の塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。
【００２４】
（８） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる誘導加熱装置。
【００２５】
（８）の誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【００２６】
（９） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる誘導加熱装置。
【００２７】
（９）の誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。
【００２８】
（１０） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する誘導加熱方法。
【００２９】
（１０）の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。
【００３０】
（１１） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する誘導加熱方法。
【００３１】
（１１）の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施形態における塗装物の製造装置を説明する斜視図である。図２は、図１における塗装物の製造装置に加熱される金属板の配置及び熱伝導を示す図である。図３は、図１におけるコイル２に出力される電圧の第１パターンを示す図である。図４は、図１におけるコイル２に出力される電圧の第２パターンを示す図である。図５は、第１実施形態における塗装物の製造装置に電圧が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電圧が連続的に出力された場合の温度上昇を示す図である。図６は、第１実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ａの各結果を示す図である。図７は、本発明の第２実施形態における塗装物の製造装置を示す図である。図８は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第１加熱例を示すグラフである。図９は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第２加熱例を示すグラフである。図１０は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第３加熱例を示すグラフである。図１１は、第２実施形態における塗装物の製造装置に電圧が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電圧が連続的に出力された場合の温度上昇を示すグラフである。図１２は、実施例Ｂにおける各評価を示す表である。図１３は、第２実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ｃの各結果を示す図である。
【００３５】
［１］塗装物の製造装置
図１から図１４により、本発明における塗装物の製造装置について説明する。
【００３６】
［１．１］
図１から図５により、第１実施形態における塗装物の製造装置について説明する。
【００３７】
［１．２］塗装物
本実施形態における製造装置の製造対象は、表面に塗膜が形成された塗装物である。塗装物は、塗膜を形成するための塗料が塗布された所定形状の部品等の構造物を、所定の加熱手段により加熱乾燥することで製造される。本発明における塗装物の製造装置は、電磁誘導を利用したコイル等の誘導加熱手段により、所定形状の構造物を加熱することで塗料を乾燥させ、表面に塗膜が形成された塗装物を製造する。本発明のおける所定形状の構造物は導電性であり、上記誘導加熱手段により昇温される。
【００３８】
所定形状の構造物の表面に塗膜を形成されるために塗布される塗料は、形成される塗膜の性状等により適宜選択し、調整することができる。詳細には、後述の通りである。
【００３９】
［１．３］第１実施形態
［１．３．１］製造装置の概要
図１に示すように、第１実施形態における塗装物の製造装置１Ａは、表面に塗料１１０が塗布された金属板１００である対象物１０の外周を巻回するように形成される誘導加熱手段であるコイル２と、コイル２に該コイル２を形成する電線２０を介して電力を出力する電源装置５と、電源装置５に内蔵され該電源装置５から出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段である不図示の電力制御部と、を備える。対象物１０に塗布された塗料が乾燥されることで、表面に塗膜が形成された塗装物が製造される。
【００４０】
誘導加熱手段であるコイル２は、所定の電線２０を螺旋状に巻回するようにして形成される。好ましくは、コイル２は、対象物１０の形状や大きさに応じて、その巻回数や形状が調整される。ここで、電線２０として、導水用の中空部が形成された中空状の銅線を例示できる。
【００４１】
電源装置５は、電線２０を介してコイル２に電力を出力すると共に、該電源装置５に内蔵される不図示の電力制御部によりコイル２に出力される電力の強さや出力パターンを制御する。具体的には、図３及び図４に示されるように、不図示の電力制御部は、電源装置５から所定の出力パターンで電力を出力させる。
【００４２】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、対象物１０は、コイル２により誘導加熱される。図２（ａ）に示すように、対象物１０は、コイル２に近い位置である幅方向における両端側から加熱される。そして、加熱により生じた熱は、矢印Ｈ１、Ｈ２で示されるように幅方向における中心へ熱伝導する。また、図２（ｂ）に示すように、対象物１０は、長手方向における中心側から加熱される。そして、加熱により生じた熱は、矢印Ｈ３、Ｈ４Ｈ長手方向における両端側へ熱伝導する。
【００４３】
本実施形態における塗装物の製造装置１Ａは、コイル２に所定の出力パターン、例えば、図３及び図４に示すような出力パターンで電力を出力することで、加熱と熱伝導とのバランスをとり、対象物１０を短時間で所定温度に加熱すると共に全体を均一に加熱する。
【００４４】
［１．３．２］電力出力パターン及び加熱状態
図３及び図４により、電源装置５からコイル２に出力される電力の出力パターンについて説明する。
【００４５】
図３は、所定強さの第１加熱電力が、間欠的に出力される場合における電力の出力パターンを説明する図である。第１電力の出力の変化は、所定強さの電流と図３に示される電圧の変化により示される。具体的には、対象物１０を誘導加熱可能な第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５１と、電力をｔ１ｂ時間出力しない非電力出力域５２と、を交互に繰り返すように電力を出力する。言い換えると、第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５１と、電力をｔ１ｂ時間出力しない非電力出力域５２とを１周期（ｔ２時間）として、これを連続的に繰りかえすよう電力を出力する。
【００４６】
第１加熱電力が出力される第１加熱電力出力域５１において、図１及び図２におけるコイル２は、対象物１０を加熱する。第１加熱電力が出力されない非電力出力域５２においては、コイル２は、対象物１０を加熱しない。この非電力出力域５２では、図２に示すように、第１加熱電力出力域５１で加熱された熱が隣接する部位に熱伝導（拡散）する。
【００４７】
このように、第１加熱電力出力域５１における加熱と、非電力出力域５２における非加熱及び熱伝導とにより、対象物１０である表面に塗料１１０が塗布された金属板１００は、短時間で全体が均一に加熱される。
【００４８】
図４は、所定強さの第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され該第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力とが交互に出力される場合における電力の出力パターンを説明する図である。第１電力及び第２電力の出力の変化は、所定強さの電流と図４に示される電圧の変化により示される。具体的には、対象物１０を誘導加熱可能な第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５３と、対象物１０を実質的に加熱しないか又は弱く加熱する第２加熱電力をｔ１ｂ時間出力する第２加熱電力出力域５４と、を交互に繰り返すように電力を出力される電力である。
【００４９】
言い換えると、第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５３と、第２加熱電力をｔ１ｂ時間出力する第２加熱電力出力域５４とを１周期（ｔ２時間）として、これを連続的に繰りかえすよう電力を出力する。
【００５０】
第１加熱電力が出力される第１加熱電力出力域５３において、図１及び図２におけるコイル２は、対象物１０を加熱する。第２加熱電力が出力される第２加熱電力出力域５４においては、コイル２は、対象物１０を実質的に加熱しないか、又は弱く加熱する。この第２加熱電力出力域５４では、図２に示すように、第１加熱電力出力域５１で加熱された熱が隣接する部位に伝導（拡散）する。ここで、対象物１０を弱く加熱する場合における第２加熱電力は、例えば、コイル２により、対象物１０からの放熱による温度降下や伝熱による温度降下を補うような加熱が可能な電力である。
【００５１】
このように、第１加熱電力出力域５３における加熱と、第２加熱電力出力域５４における熱伝導により、対象物１０である表面に塗料１１０が塗布された金属板１００は、短時間で全体が均一に加熱される。また、第２加熱電力により放熱による熱のロス等を補うように加熱することで、対象物１０を全体的に均一に加熱すると共に、より短時間で所定温度に加熱することができる。
【００５２】
図５に示すように、図１及び図２における対象物１０を、図３のように第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合（Ａ）と、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合（Ｂ）とでは、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合（Ｂ）の方が短時間で所定温度（例えば、１５０℃（４３３．１５Ｋ））に昇温される。
【００５３】
しかし、第１加熱電力を連続的に出力して対象物を短時間で昇温させた場合には、表面に塗布された塗料が乾燥することで形成される塗膜の品質が不均一であり、かつ、全体的に品質が低い。これに比べて、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合には、塗膜は全体的に均一であり、かつ、塗膜の品質も高い。
【００５４】
具体的には、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合、対象物１０における所定位置の温度が上昇して全体として不均一に加熱されるため、塗膜の品質が不均一になる。そして、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合、対象物１０は全体的に均一に加熱されるため、塗膜の品質が均一になる。
【００５５】
更には、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合、表面に塗布された塗料の乾燥速度よりも速く昇温されるため、いわゆるワキ等が発生し塗膜の品質が低くなる。これに対し、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合、表面に塗布された塗料の乾燥速度を考慮した昇温速度で加熱することができ、ワキ等の発生を抑制し塗膜の品質を高くすることができる。
【００５６】
［１．４］第２実施形態
［１．４．１］製造装置の概要
図７に示すように、第２実施形態における塗装物の製造装置１Ｂは、表面に塗料１１０が塗布された金属板１００である対象物１０の下側に配置され、略平板状に巻回される板状コイル３と、板状コイル３に該板状コイル３を形成する電線２０を介して電力を出力する電源装置５と、電源装置５に内蔵され該電源装置５から出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段である不図示の電力制御部と、を備える。対象物１０に塗布された塗料が乾燥されることで、表面に塗膜が形成された塗装物が製造される。
【００５７】
誘導加熱手段である板状コイル３は、所定の電線２０を略板状に巻回するようにして形成される。好ましくは、板状コイル３は、対象物１０の形状や大きさに応じて、その巻回数や大きさが調整される。ここで、電線２０として導水用の中空部が形成された中空状の銅線を例示できる。
【００５８】
電源装置５は、電線２０を介して板状コイル３に電力を出力すると共に、該電源装置５に内蔵される不図示の電力制御部により板状コイル３に出力される電力の強さや出力パターンを制御する。具体的には、図３及び図４に示されるように、不図示の電力制御部は、電源装置５から所定の出力パターンで電力を出力させる。
【００５９】
本実施形態における塗装物の製造装置１Ｂは、第１実施形態における製造装置１Ａと同様に、板状コイル３に所定の出力パターン、例えば、図３及び図４に示すような出力パターンで電力を出力することで、加熱と熱伝導とのバランスをとり、対象物１０を短時間で所定温度に加熱すると共に全体を均一に加熱する。
【００６０】
［１．４．２］電力出力パターン及び加熱状態
図８から図１０に、第２実施形態における塗装物の製造装置１Ｂにより、図３に示す電力出力パターンで、図７における電源装置５から第１加熱電力が間欠的に出力される場合における対象物１０の温度変化を示す。
【００６１】
図８から図１０は、図７の対象物１０における点ａ、点ｂ、点ｃそれぞれの温度変化を示すグラフである。各図におけるΔｔは、各時間における点ａ、点ｂ、点ｃの最も高い温度と最も低い温度との差を示す。
【００６２】
図８は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａと、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂとの関係が好適である場合の温度変化グラフである。つまり、所定位置の加熱と熱伝導のバランスが良く、全体的に均一に加熱されている場合の温度変化グラフである。図８で示されるような温度変化で昇温される場合、対象物１０が全体的に均一に加熱されることから、品質の高い塗膜が形成される。
【００６３】
図９は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａが、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂに対して長すぎる場合の温度変化グラフである。つまり、加熱時間が熱伝導に必要な所定時間よりも長いため、加熱される所定位置から他の位置に熱が伝導して全体の温度が均一化される前に更に加熱されるため、対象物１０の温度が不均一になる。更に、対象物１０の昇温が急すぎるため、ワキ等が生じて形成される塗膜の品質が低くなる場合がある。
【００６４】
図１０は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａと、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂとの関係が好適であるが、それぞれの時間が長すぎるため、加熱時間全体が長くなった場合の温度変化グラフである。図８に示される温度変化で加熱された場合と比べると、塗膜の品質は同等であるが、塗料を乾燥させて塗膜を形成する時間が長くなる。つまり、図８に示される温度変化で加熱された場合に比べ、誘導加熱による昇温時間の短縮というメリットが少なくなる。
【００６５】
ここで、本発明の塗装物の製造装置に供給される加熱電力の強さや出力パターンは、例えば、対象物１０の大きさ、形状及び材質や、誘導加熱手段の形状、大きさ及び対象物１０との距離等により決定される。また、誘導加熱手段による加熱能力は、例えば、電圧、電流、周波数、出力時間等により調整される。
【００６６】
［１．５］塗装
塗膜を形成するために塗布される塗料としては、所定の熱硬化性の粉体塗料、溶剤塗料、水性塗料等を例示できる。熱硬化性の粉体塗料としては、例えばアクリル系粉体塗料等を例示できる。熱硬化性の溶剤塗料としては、例えばアクリルメラミン系溶剤塗料等を例示できる。熱硬化性の水性塗料としては、例えば水溶性アクリル系塗料、アクリルエマルション系塗料等を例示できる。
【００６７】
上述のような塗料を用いることができるが、本発明における塗装物の製造装置は、水性塗料が用いられる場合において特に好適である。本発明における塗装物の製造装置は、高い熱量を生じさせることができるため、比熱が高い水を多く含む水性塗料を乾燥させ塗膜を形成するのに適している。また、本発明における塗膜物の製造装置によれば、塗膜の内側、言い換えると対象物側から水性塗料を加熱することができるので、水性塗料において生じやすいワキ等を抑制しながら塗膜を形成することができる。
【００６８】
塗料を乾燥して塗膜を形成するためには、塗料を塗布する工程と、塗布した塗料を乾燥する乾燥工程とが必要である。ここで、乾燥工程における塗料の乾燥には、本発明における塗装物の製造装置を使用することができる。乾燥工程は、塗装物の製造工程に含まれる工程である。
【００６９】
［２］塗装物製造方法
本発明における塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７０】
また、本発明における塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７１】
［３］誘導加熱装置
本発明における誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７２】
また、本発明における誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７３】
［４］誘導加熱方法
本発明の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７４】
また、本発明の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【実施例】
【００７５】
次に、本発明を実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００７６】
＜実施例Ａ＞
図１に示される塗装物の製造装置１Ａを用いて、図６に示される条件により塗装物を製造した。この塗装物の製造装置１Ａによる加熱中における対象物１０の温度を測定して昇温状況及び温度保持状況を観察した。また、各条件で加熱乾燥され形成された塗膜を下記評価基準により評価した。それらの結果を図６の表に示す。
【００７７】
図６における表に基づいて、本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
コイル ２：電線が螺旋状に巻回されたコイル（楕円筒状）
：長径φ８０ｍｍ、短径４０ｍｍ
距 離 ：コイル２から金属製の平板までの距離（最大２０ｍｍ、最小５ｍｍ）
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すよう電力を間欠的に出力する
：電圧（Ｖ）、電流（Ａ）、周波数ｆ（Ｈｚ）、出力時間（ｔ１ａ）、
：断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、図６における表中の実施例Ｎｏ．ごとの
数値を参照
：昇温・保持：図６における表中の実施例Ｎｏ．ごとの数値を参照
：図１における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：各点の平均温度を対象物における温度とする
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差とする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：「オーデエコラインＳ―１００」）
：塗装条件：スプレー塗装／ウェット膜厚は５０マイクロメータ
【００７８】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【００７９】
＜結果＞
実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２における塗膜評価は、乾燥焼付不良である。実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２は、断続比率が小さいため、十分な乾燥焼付け温度にならず良好な塗膜が形成されなかった。
【００８０】
実施例Ｎｏ．７及び実施例Ｎｏ．８における塗膜評価は、××である。実施例Ｎｏ．７及び実施例Ｎｏ．８は、出力時間ｔ１ａが長く、かつ、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が大きいため、昇温時間が短すぎる共に全体が不均一に昇温される。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が多発した。
【００８１】
実施例Ｎｏ．４おける塗膜評価は、△である。実施例Ｎｏ．４における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが、電力（電圧、電流）が大きいため、昇温時及び保持時における温度差が大きくなり、全体が均一に加熱等されていない。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が少し発生した。
【００８２】
実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．６おける塗膜評価は、○である。実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．６は、電力は適当であるが、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が小さいため昇温時や温度保持時における温度差が少し大きく、塗膜評価が劣る結果となっている。
【００８３】
実施例Ｎｏ５における塗膜評価は、◎である。実施例Ｎｏ．５における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であり、かつ、電力も適当である。また、温度差も、他の実施例に比べて小さい。このため、本実施例における塗膜評価は好適な評価となっている。
【００８４】
また、上記結果を含め、実施例Ａにおける各条件の数値範囲等について下記に説明する。電圧は、４０Ｖから３００Ｖであることが好ましい。電圧が４０Ｖ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電圧が３００Ｖ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８５】
電流は、１．５Ａから５０Ａであることが好ましい。電流が１．５Ａ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電流が５０Ａ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８６】
周波数は、５ＫＨｚから１００ＫＨｚであることが好ましい。周波数が５ＫＨｚ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、周波数が１００ＫＨｚ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８７】
出力時間ｔ１ａは、０．１から５秒であることが好ましい。また、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａである断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、０．０５から２．０であることが好ましい。また、昇温時間は、８０秒から１４０秒であることが好ましい。昇温及び保持における温度差は、１０℃以下、好ましくは５℃以下である場合が好ましい。
【００８８】
ここで、上記数値は、本実施例Ａにおける数値であり、例えば、対象物の大きさ、形状、材質が変更した場合には、上記数値は適宜変化する。例えば、本実施例における金属製の平板の面積が大きくなる場合、電圧、電流、周波数等を大きくすることが必要であり、上記好適な数値範囲も変化する。また、例えば、金属製の平板の厚さが大きくなると、電圧、電流、周波数、出力時間ｔ１ａ、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａを大きくする必要があり、上記好適な数値範囲も変化する。
【００８９】
また、コイル２の外径が大きくなると、対象物１０である金属製の平板との距離が長くなるので、同じ条件でも緩やかな昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が長くなる。逆に、コイル２の外径が大きくなると、対象物１０である金属製の平板との距離が短くなるので、同じ条件でも急な昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が短くなる。
【００９０】
＜実施例Ｂ＞
図７（ａ）（ｂ）に示される塗装物の製造装置１Ｂを用いて、下記に示す条件により塗装物を製造した。図１１には、対象物１０である金属製の平板の温度変化等が示される。図１２には、所定厚さで塗布された塗料を熱風で昇温させた場合と、誘導加熱で昇温させた場合とにおける塗膜評価の結果を示す。
【００９１】
本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０ ：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
板状コイル３ ：電線が略平板状に巻回されたコイル
：外径φ１８０、内径φ７０
距 離 ：板状コイル３から金属製の平板までの距離：３０ｍｍ
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すように電力を間欠的に出力する
：電圧２５０Ｖ、電流８Ａ、周波数５０ｋＨｚ、
出力時間ｔ１ａ＝１秒、非出力時間＝３秒、出力周期ｔ２＝４秒、
断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）＝０．２５
昇温・保持：
実験Ａ：熱風で１５０℃まで昇温（５分間）、熱風で１５０℃に保持（２０分間）
実験Ｂ：誘導加熱で１５０℃まで昇温（３分間）、熱風で１５０℃に保持（２０分間）
温度測定 ：図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差Δｔとする
：室内の温度をＲとする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：オーデエコライン１００」）
：塗装条件：スプレー塗装
：平均膜厚は図１２に示す通りである
セティング：図１２に示す通りである。
【００９２】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【００９３】
＜誘導加熱による昇温＞
図１１に示すように、図７における塗装物の製造装置１Ｂにより加熱された金属製の平板は、全体的に均一に加熱される。具体的には、図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄが大きな温度差Δｔなく加熱される。具体的には、金属製の平板は、Δｔを約１０℃以内に維持しながら加熱される。本実施例において金属製の平板は、約３分間で１５０℃に昇温される。
【００９４】
ここで、図３に示すような間欠的な出力ではなく電力を連続的に出力した場合には、３０秒から４０秒という短い時間で加熱される。電力を連続的に出力した場合、このように短時間で加熱することができるが、全体的に均一に加熱することができず、昇温速度にムラが生じる。この昇温のムラが塗膜の不均一性やワキ等を生じさせる。
【００９５】
＜結果＞
実施例ａと実施例ｂとを比較する。実施例ａは、平均塗膜が１３．７μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｂは、平均塗膜が１４．７でセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ａ及び実施例ｂの塗膜評価は共に◎である。塗膜が薄い場合には、熱風加熱で昇温した場合でも、また、誘導加熱で昇温した場合でも同様に良好な塗膜が形成された。
【００９６】
実施例ｃと実施例ｄとを比較する。実施例ｃは、平均塗膜が５２．３μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｄは、平均塗膜が４３．７μｍでセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ｃが××であり、実施例ｄが◎である。塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。
【００９７】
実施例ｅと実施例ｆとを比較する。実施例ｅは、平均塗膜が４２．９μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｆは、平均塗膜が４１．６μｍでセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ｃが×であり、実施例ｄが◎である。上記と同様に、塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。ここで、実施例ｅは、実施例ｃよりも塗膜が薄いため塗膜に生じる異常が少ない。このため、実施例ｅは実施例よりも塗膜評価の結果がよい。
【００９８】
実施例ｇと実施例ｈとを比較する。実施例ｇは、平均塗膜が５０．０μｍであり、セティング時間が５分間である。実施例ｈは、平均塗膜が４６．８μｍでセティング時間が５分間である。塗膜評価は、実施例ｇが××であり、実施例ｈが◎である。上記と同様に、塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。
【００９９】
更に、実施例ｉと実施例ｊを比較する。実施例ｉは、平均塗膜が５０．６μｍであり、セティング時間が３分間である。実施例ｈは、平均塗膜が４８．１μｍでセティング時間が３分間である。塗膜評価は、実施例ｇが××であり、実施例ｈが○である。
【０１００】
セティング時間が短いと、乾燥前に塗料から十分に揮発成分が揮発しないため、乾燥途中に塗膜が形成されつつある塗料から揮発成分が揮発して塗膜異常を生じさせる。従来の熱風による乾燥の場合には、特に表面から塗膜が形成されるので、この表面に塗膜が形成された状態で揮発成分等が揮発すると、ワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が発生する。これに対し、誘導加熱により加熱される場合、金属製の平板側から加熱されるため、熱風による加熱により生じる塗膜異常が発生し難い。
【０１０１】
上記より、誘導加熱により対象物１０である金属製の平板を加熱した場合、熱風加熱による場合よりも短時間で加熱できるだけでなく、図３に示すように電力を間欠的に出力して加熱することで、全体が均一的に加熱される。更に、誘導加熱による場合には、塗料の表面側ではなく、金属製の平板側から加熱される。これらのことから、塗装物の製造装置１Ｂは、品質が良好な塗膜が形成された塗装物を製造することができる。
【０１０２】
＜実施例Ｃ＞
図７（ａ）（ｂ）に示される塗装物の製造装置１Ｂを用いて、図１３に示される条件により塗装物を製造した。この塗装物の製造装置１Ｂによる加熱中における対象物１０の温度を測定して昇温状況及び温度保持状況を観察した。また、各条件で加熱乾燥され形成された塗膜を下記評価基準により評価した。それらの結果を図１３の表に示す。
【０１０３】
図１３における表に基づいて、本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０ ：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
板状コイル３ ：電線が略平板状に巻回されたコイル
：外径φ１８０、内径φ７０
距 離 ：板状コイル３から金属製の平板までの距離：２０ｍｍ
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すよう電力を間欠的に出力する
：電圧（Ｖ）、電流（Ａ）、周波数ｆ（Ｈｚ）、出力時間（ｔ１ａ）、
：断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、図１３における表中の実施例Ｎｏ．ごとの
数値を参照
：昇温・保持：１５０℃に昇温／１５０℃で保持
温度測定 ：図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：各点の平均温度を対象物における温度とする
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差とする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：オーデエコライン１００」）
：塗装条件：スプレー塗装／ウェット膜厚は５０マイクロメータ
【０１０４】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【０１０５】
＜結果＞
【０１０６】
実施例Ｎｏ．６及び実施例Ｎｏ．７における塗膜評価は、××である。実施例Ｎｏ．６及び実施例Ｎｏ．７は、出力時間ｔ１ａが長く、かつ、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が大きいため、昇温時間が短すぎる共に全体が不均一に昇温される。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が多発した。
【０１０７】
実施例Ｎｏ．１おける塗膜評価は、△である。実施例Ｎｏ．１における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが、電力（電圧、電流）が大きいため、昇温時及び保持時における温度差が大きくなり、全体が均一に加熱等されていない。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が少し発生した。
【０１０８】
実施例Ｎｏ．２及び実施例Ｎｏ．５おける塗膜評価は、○である。実施例Ｎｏ．２及び実施例Ｎｏ．５における電力（電圧、電力）、出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが最適とは言えないため、温度差が、後述する実施例Ｎｏ．３及び実施例４よりも少し大きくなっている。これにより、塗膜評価が劣る結果となっている。
【０１０９】
実施例Ｎｏ３及び実施例４における塗膜評価は、◎である。実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．４における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であり、かつ、電力も適当である。また、温度差も、他の実施例に比べて小さい。このため、本実施例における塗膜評価は好適な評価となっている。
【０１１０】
また、上記結果を含め、実施例Ｃにおける各条件の数値範囲等について下記に説明する。電圧は、４０Ｖから３００Ｖであることが好ましい。電圧が４０Ｖ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電圧が３００Ｖ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１１】
電流は、５Ａから５０Ａであることが好ましい。電流が５Ａ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電流が５０Ａ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１２】
周波数は、５ＫＨｚから１００ＫＨｚであることが好ましい。周波数が５ＫＨｚ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、周波数が１００ＫＨｚ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１３】
出力時間ｔ１ａは、０．１から５秒であることが好ましい。また、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａである断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、０．０５から０．５であることが好ましい。また、昇温時間は、８０秒から１４０秒であることが好ましい。昇温及び保持における温度差は、１０℃以下、好ましくは５℃以下である場合が好ましい。
【０１１４】
ここで、上記数値は、本実施例Ｃにおける数値であり、例えば、対象物の大きさ、形状、材質が変更した場合には、上記数値は適宜変化する。例えば、本実施例における金属製の平板の面積が大きくなる場合、電圧、電流、周波数等を大きくすることが必要であり、上記好適な数値範囲も変化する。また、例えば、金属製の平板の厚さが大きくなると、電圧、電流、周波数、出力時間ｔ１ａ、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａを大きくする必要があり、上記好適な数値範囲も変化する。
【０１１５】
また、コイル３と対象物１０である金属製の平板との距離が長くなると同じ条件でも緩やかな昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が長くなる。逆に、コイル３のと対象物１０との距離が大きくなると同じ条件でも急な昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が短くなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１実施形態における塗装物の製造装置を説明する斜視図である。
【図２】図１における塗装物の製造装置に加熱される金属板の配置及び熱伝導を示す図である。
【図３】図１におけるコイル２に出力される電力の第１パターンを示す図である。
【図４】図１におけるコイル２に出力される電力の第２パターンを示す図である。
【図５】第１実施形態における塗装物の製造装置に電力が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電力が連続的に出力された場合の温度上昇を示す図である。
【図６】第１実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ａの各結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における塗装物の製造装置を示す図である。
【図８】第２実施形態における塗装物の製造装置による第１加熱例を示すグラフである。
【図９】第２実施形態における塗装物の製造装置による第２加熱例を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における塗装物の製造装置による第３加熱例を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態における塗装物の製造装置に電力が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電力が連続的に出力された場合の温度上昇を示すグラフである。
【図１２】実施例Ｂにおける各評価を示す表である。
【図１３】第２実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ｃの各結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１Ａ 塗装物の製造装置
２ コイル
５ 電源装置
１０ 対象物
２０ 電線
１００ 金属製の平板
１１０ 塗料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に塗膜が形成された塗膜物を製造する場合、所定形状の構造物の表面に塗料を塗布し、この塗料を乾燥して塗膜を形成する。所定形状の構造物の表面に塗布された塗料は、塗布直後においては液状であるため、把持等して次の工程に搬送することは困難である。また、塗料が液状である場合に、この塗料の上に重ねて他の塗料を塗布することができない。このため、例えば、塗布された所定形状の構造物を一定時間放置するか、又は熱風等の所定の方法により加熱乾燥する必要がある。
【０００３】
しかし、例えば自動車のホイール等の工業部品における塗料の乾燥工程では、常温で放置するセッティング工程に３分から５分、乾燥炉中で熱風加熱する乾燥工程に約２５分、及び手で取扱える温度まで冷却する冷却工程に２分から５分の所要時間で塗膜が乾燥されており、塗料の塗布から手で取扱い可能になるまで約３０分から４０分の時間を要している。これら一連の工程のなかで、特に乾燥工程の占める割合は大きく、この乾燥工程にかかる時間の短縮化が望まれている。
【０００４】
これに対し、塗料が塗布された所定形状の構造物を該塗料が乾燥可能な温度に短時間で加熱させる方法として、誘導加熱を利用した加熱装置が提案されている。例えば、短時間の加熱と同時に加熱対象である部品全体を均一に加熱するために、該部品の形状に応じ、加熱する面に沿うように変形が可能な螺旋状誘導コイルを有する誘導加熱装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来技術では対象物の温度を短時間で急速に高温域へ上昇させる手段として誘導加熱が用いられてきたが、緩やかな昇温、または昇温後に一定温度を維持することは誘導加熱装置だけでは困難であり、急激な温度上昇用の誘導加熱装置と温度一定保持用の温風炉を組み合わせた方法が一般的であった（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１２４５１２号公報
【特許文献２】特開平８−２９０１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の誘導加熱装置は、加熱対象の部品全体を均一に加熱するために、螺旋状誘導コイルが加熱対象の形状に応じて変形可能となっているが、この特許文献１の装置では加熱対象の形状が変わるたびに螺旋状誘導コイルの調整が必要になるため、加熱開始までに時間や手間がかかるという問題もある。また、様々な形状の構造物の加熱に対応できないという問題がある。
【０００７】
そして、特許文献２では急激な温度上昇用の誘導加熱装置と温度一定保持用の温風炉を組み合わせているため、装置が大きくなる。また、加熱対象物を装置間で移動する必要が生じる。そして、これらが本発明の課題といってよい。
【０００８】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、上記目的を達成するため、電磁誘導を利用した加熱において、誘導コイル等に出力される電力を間欠的に出力することで加熱対象物を均一に加熱できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
（１） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる塗装物製造装置。
【００１１】
（１）の塗装物製造装置は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【００１２】
（２） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、前記塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる塗装物製造装置。
【００１３】
（２）の塗装物製造装置は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。
【００１４】
（３） 前記所定の出力パターンは、前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とからなり、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる（２）に記載の塗装物製造装置。
【００１５】
（３）の塗装物製造装置は、所定の出力パターンが、第１加熱電力と第２加熱電力とからなり、電力制御手段は、電力出力手段に第１加熱電力と第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる。
【００１６】
（４） 前記誘導加熱手段は、前記導電体を囲むよう螺旋状に形成される（１）から（３）のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【００１７】
（４）の塗装物製造装置は、誘導加熱手段が、導電体を囲むよう螺旋状に形成される。
【００１８】
（５） 前記誘導加熱手段は、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が前記導電体に対向するよう配置される（１）から（３）のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【００１９】
（５）の塗装物製造装置は、誘導加熱手段が、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が導電体に対向するよう配置される。
【００２０】
（６） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する塗装物製造方法。
【００２１】
（６）の塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。
【００２２】
（７） 電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する塗装物製造方法。
【００２３】
（７）の塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。
【００２４】
（８） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる誘導加熱装置。
【００２５】
（８）の誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。
【００２６】
（９） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる誘導加熱装置。
【００２７】
（９）の誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。
【００２８】
（１０） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する誘導加熱方法。
【００２９】
（１０）の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。
【００３０】
（１１） 電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、前記誘導加熱工程は、前記誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する誘導加熱方法。
【００３１】
（１１）の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、表面に塗膜が形成された塗装物の製造装置及び塗装物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３４】
図１は、本発明の第１実施形態における塗装物の製造装置を説明する斜視図である。図２は、図１における塗装物の製造装置に加熱される金属板の配置及び熱伝導を示す図である。図３は、図１におけるコイル２に出力される電圧の第１パターンを示す図である。図４は、図１におけるコイル２に出力される電圧の第２パターンを示す図である。図５は、第１実施形態における塗装物の製造装置に電圧が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電圧が連続的に出力された場合の温度上昇を示す図である。図６は、第１実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ａの各結果を示す図である。図７は、本発明の第２実施形態における塗装物の製造装置を示す図である。図８は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第１加熱例を示すグラフである。図９は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第２加熱例を示すグラフである。図１０は、第２実施形態における塗装物の製造装置による第３加熱例を示すグラフである。図１１は、第２実施形態における塗装物の製造装置に電圧が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電圧が連続的に出力された場合の温度上昇を示すグラフである。図１２は、実施例Ｂにおける各評価を示す表である。図１３は、第２実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ｃの各結果を示す図である。
【００３５】
［１］塗装物の製造装置
図１から図１４により、本発明における塗装物の製造装置について説明する。
【００３６】
［１．１］
図１から図５により、第１実施形態における塗装物の製造装置について説明する。
【００３７】
［１．２］塗装物
本実施形態における製造装置の製造対象は、表面に塗膜が形成された塗装物である。塗装物は、塗膜を形成するための塗料が塗布された所定形状の部品等の構造物を、所定の加熱手段により加熱乾燥することで製造される。本発明における塗装物の製造装置は、電磁誘導を利用したコイル等の誘導加熱手段により、所定形状の構造物を加熱することで塗料を乾燥させ、表面に塗膜が形成された塗装物を製造する。本発明のおける所定形状の構造物は導電性であり、上記誘導加熱手段により昇温される。
【００３８】
所定形状の構造物の表面に塗膜を形成されるために塗布される塗料は、形成される塗膜の性状等により適宜選択し、調整することができる。詳細には、後述の通りである。
【００３９】
［１．３］第１実施形態
［１．３．１］製造装置の概要
図１に示すように、第１実施形態における塗装物の製造装置１Ａは、表面に塗料１１０が塗布された金属板１００である対象物１０の外周を巻回するように形成される誘導加熱手段であるコイル２と、コイル２に該コイル２を形成する電線２０を介して電力を出力する電源装置５と、電源装置５に内蔵され該電源装置５から出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段である不図示の電力制御部と、を備える。対象物１０に塗布された塗料が乾燥されることで、表面に塗膜が形成された塗装物が製造される。
【００４０】
誘導加熱手段であるコイル２は、所定の電線２０を螺旋状に巻回するようにして形成される。好ましくは、コイル２は、対象物１０の形状や大きさに応じて、その巻回数や形状が調整される。ここで、電線２０として、導水用の中空部が形成された中空状の銅線を例示できる。
【００４１】
電源装置５は、電線２０を介してコイル２に電力を出力すると共に、該電源装置５に内蔵される不図示の電力制御部によりコイル２に出力される電力の強さや出力パターンを制御する。具体的には、図３及び図４に示されるように、不図示の電力制御部は、電源装置５から所定の出力パターンで電力を出力させる。
【００４２】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、対象物１０は、コイル２により誘導加熱される。図２（ａ）に示すように、対象物１０は、コイル２に近い位置である幅方向における両端側から加熱される。そして、加熱により生じた熱は、矢印Ｈ１、Ｈ２で示されるように幅方向における中心へ熱伝導する。また、図２（ｂ）に示すように、対象物１０は、長手方向における中心側から加熱される。そして、加熱により生じた熱は、矢印Ｈ３、Ｈ４Ｈ長手方向における両端側へ熱伝導する。
【００４３】
本実施形態における塗装物の製造装置１Ａは、コイル２に所定の出力パターン、例えば、図３及び図４に示すような出力パターンで電力を出力することで、加熱と熱伝導とのバランスをとり、対象物１０を短時間で所定温度に加熱すると共に全体を均一に加熱する。
【００４４】
［１．３．２］電力出力パターン及び加熱状態
図３及び図４により、電源装置５からコイル２に出力される電力の出力パターンについて説明する。
【００４５】
図３は、所定強さの第１加熱電力が、間欠的に出力される場合における電力の出力パターンを説明する図である。第１電力の出力の変化は、所定強さの電流と図３に示される電圧の変化により示される。具体的には、対象物１０を誘導加熱可能な第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５１と、電力をｔ１ｂ時間出力しない非電力出力域５２と、を交互に繰り返すように電力を出力する。言い換えると、第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５１と、電力をｔ１ｂ時間出力しない非電力出力域５２とを１周期（ｔ２時間）として、これを連続的に繰りかえすよう電力を出力する。
【００４６】
第１加熱電力が出力される第１加熱電力出力域５１において、図１及び図２におけるコイル２は、対象物１０を加熱する。第１加熱電力が出力されない非電力出力域５２においては、コイル２は、対象物１０を加熱しない。この非電力出力域５２では、図２に示すように、第１加熱電力出力域５１で加熱された熱が隣接する部位に熱伝導（拡散）する。
【００４７】
このように、第１加熱電力出力域５１における加熱と、非電力出力域５２における非加熱及び熱伝導とにより、対象物１０である表面に塗料１１０が塗布された金属板１００は、短時間で全体が均一に加熱される。
【００４８】
図４は、所定強さの第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され該第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力とが交互に出力される場合における電力の出力パターンを説明する図である。第１電力及び第２電力の出力の変化は、所定強さの電流と図４に示される電圧の変化により示される。具体的には、対象物１０を誘導加熱可能な第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５３と、対象物１０を実質的に加熱しないか又は弱く加熱する第２加熱電力をｔ１ｂ時間出力する第２加熱電力出力域５４と、を交互に繰り返すように電力を出力される電力である。
【００４９】
言い換えると、第１加熱電力をｔ１ａ時間出力する第１加熱電力出力域５３と、第２加熱電力をｔ１ｂ時間出力する第２加熱電力出力域５４とを１周期（ｔ２時間）として、これを連続的に繰りかえすよう電力を出力する。
【００５０】
第１加熱電力が出力される第１加熱電力出力域５３において、図１及び図２におけるコイル２は、対象物１０を加熱する。第２加熱電力が出力される第２加熱電力出力域５４においては、コイル２は、対象物１０を実質的に加熱しないか、又は弱く加熱する。この第２加熱電力出力域５４では、図２に示すように、第１加熱電力出力域５１で加熱された熱が隣接する部位に伝導（拡散）する。ここで、対象物１０を弱く加熱する場合における第２加熱電力は、例えば、コイル２により、対象物１０からの放熱による温度降下や伝熱による温度降下を補うような加熱が可能な電力である。
【００５１】
このように、第１加熱電力出力域５３における加熱と、第２加熱電力出力域５４における熱伝導により、対象物１０である表面に塗料１１０が塗布された金属板１００は、短時間で全体が均一に加熱される。また、第２加熱電力により放熱による熱のロス等を補うように加熱することで、対象物１０を全体的に均一に加熱すると共に、より短時間で所定温度に加熱することができる。
【００５２】
図５に示すように、図１及び図２における対象物１０を、図３のように第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合（Ａ）と、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合（Ｂ）とでは、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合（Ｂ）の方が短時間で所定温度（例えば、１５０℃（４３３．１５Ｋ））に昇温される。
【００５３】
しかし、第１加熱電力を連続的に出力して対象物を短時間で昇温させた場合には、表面に塗布された塗料が乾燥することで形成される塗膜の品質が不均一であり、かつ、全体的に品質が低い。これに比べて、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合には、塗膜は全体的に均一であり、かつ、塗膜の品質も高い。
【００５４】
具体的には、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合、対象物１０における所定位置の温度が上昇して全体として不均一に加熱されるため、塗膜の品質が不均一になる。そして、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合、対象物１０は全体的に均一に加熱されるため、塗膜の品質が均一になる。
【００５５】
更には、第１加熱電力を連続的に出力して加熱した場合、表面に塗布された塗料の乾燥速度よりも速く昇温されるため、いわゆるワキ等が発生し塗膜の品質が低くなる。これに対し、第１加熱電力を間欠的に出力して加熱した場合、表面に塗布された塗料の乾燥速度を考慮した昇温速度で加熱することができ、ワキ等の発生を抑制し塗膜の品質を高くすることができる。
【００５６】
［１．４］第２実施形態
［１．４．１］製造装置の概要
図７に示すように、第２実施形態における塗装物の製造装置１Ｂは、表面に塗料１１０が塗布された金属板１００である対象物１０の下側に配置され、略平板状に巻回される板状コイル３と、板状コイル３に該板状コイル３を形成する電線２０を介して電力を出力する電源装置５と、電源装置５に内蔵され該電源装置５から出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段である不図示の電力制御部と、を備える。対象物１０に塗布された塗料が乾燥されることで、表面に塗膜が形成された塗装物が製造される。
【００５７】
誘導加熱手段である板状コイル３は、所定の電線２０を略板状に巻回するようにして形成される。好ましくは、板状コイル３は、対象物１０の形状や大きさに応じて、その巻回数や大きさが調整される。ここで、電線２０として導水用の中空部が形成された中空状の銅線を例示できる。
【００５８】
電源装置５は、電線２０を介して板状コイル３に電力を出力すると共に、該電源装置５に内蔵される不図示の電力制御部により板状コイル３に出力される電力の強さや出力パターンを制御する。具体的には、図３及び図４に示されるように、不図示の電力制御部は、電源装置５から所定の出力パターンで電力を出力させる。
【００５９】
本実施形態における塗装物の製造装置１Ｂは、第１実施形態における製造装置１Ａと同様に、板状コイル３に所定の出力パターン、例えば、図３及び図４に示すような出力パターンで電力を出力することで、加熱と熱伝導とのバランスをとり、対象物１０を短時間で所定温度に加熱すると共に全体を均一に加熱する。
【００６０】
［１．４．２］電力出力パターン及び加熱状態
図８から図１０に、第２実施形態における塗装物の製造装置１Ｂにより、図３に示す電力出力パターンで、図７における電源装置５から第１加熱電力が間欠的に出力される場合における対象物１０の温度変化を示す。
【００６１】
図８から図１０は、図７の対象物１０における点ａ、点ｂ、点ｃそれぞれの温度変化を示すグラフである。各図におけるΔｔは、各時間における点ａ、点ｂ、点ｃの最も高い温度と最も低い温度との差を示す。
【００６２】
図８は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａと、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂとの関係が好適である場合の温度変化グラフである。つまり、所定位置の加熱と熱伝導のバランスが良く、全体的に均一に加熱されている場合の温度変化グラフである。図８で示されるような温度変化で昇温される場合、対象物１０が全体的に均一に加熱されることから、品質の高い塗膜が形成される。
【００６３】
図９は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａが、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂに対して長すぎる場合の温度変化グラフである。つまり、加熱時間が熱伝導に必要な所定時間よりも長いため、加熱される所定位置から他の位置に熱が伝導して全体の温度が均一化される前に更に加熱されるため、対象物１０の温度が不均一になる。更に、対象物１０の昇温が急すぎるため、ワキ等が生じて形成される塗膜の品質が低くなる場合がある。
【００６４】
図１０は、図３における第１加熱電力を出力する出力時間ｔ１ａと、第１加熱電力を出力しない出力時間ｔ１ｂとの関係が好適であるが、それぞれの時間が長すぎるため、加熱時間全体が長くなった場合の温度変化グラフである。図８に示される温度変化で加熱された場合と比べると、塗膜の品質は同等であるが、塗料を乾燥させて塗膜を形成する時間が長くなる。つまり、図８に示される温度変化で加熱された場合に比べ、誘導加熱による昇温時間の短縮というメリットが少なくなる。
【００６５】
ここで、本発明の塗装物の製造装置に供給される加熱電力の強さや出力パターンは、例えば、対象物１０の大きさ、形状及び材質や、誘導加熱手段の形状、大きさ及び対象物１０との距離等により決定される。また、誘導加熱手段による加熱能力は、例えば、電圧、電流、周波数、出力時間等により調整される。
【００６６】
［１．５］塗装
塗膜を形成するために塗布される塗料としては、所定の熱硬化性の粉体塗料、溶剤塗料、水性塗料等を例示できる。熱硬化性の粉体塗料としては、例えばアクリル系粉体塗料等を例示できる。熱硬化性の溶剤塗料としては、例えばアクリルメラミン系溶剤塗料等を例示できる。熱硬化性の水性塗料としては、例えば水溶性アクリル系塗料、アクリルエマルション系塗料等を例示できる。
【００６７】
上述のような塗料を用いることができるが、本発明における塗装物の製造装置は、水性塗料が用いられる場合において特に好適である。本発明における塗装物の製造装置は、高い熱量を生じさせることができるため、比熱が高い水を多く含む水性塗料を乾燥させ塗膜を形成するのに適している。また、本発明における塗膜物の製造装置によれば、塗膜の内側、言い換えると対象物側から水性塗料を加熱することができるので、水性塗料において生じやすいワキ等を抑制しながら塗膜を形成することができる。
【００６８】
塗料を乾燥して塗膜を形成するためには、塗料を塗布する工程と、塗布した塗料を乾燥する乾燥工程とが必要である。ここで、乾燥工程における塗料の乾燥には、本発明における塗装物の製造装置を使用することができる。乾燥工程は、塗装物の製造工程に含まれる工程である。
【００６９】
［２］塗装物製造方法
本発明における塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７０】
また、本発明における塗装物製造方法は、電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７１】
［３］誘導加熱装置
本発明における誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７２】
また、本発明における誘導加熱装置は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、導電体を加熱する誘導加熱手段と、誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、電力出力手段に、誘導加熱手段による導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７３】
［４］誘導加熱方法
本発明の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、誘導加熱手段が導電体を間欠的に加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【００７４】
また、本発明の誘導加熱方法は、電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、所定の誘導加熱手段が、導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、誘導加熱工程は、誘導加熱手段に導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、第１加熱電力に連続して出力され第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、誘導加熱手段が導電体を所定の加熱パターンで加熱する。本発明における各要件の内容は、上述した塗装物の製造装置における記載を援用できる。
【実施例】
【００７５】
次に、本発明を実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００７６】
＜実施例Ａ＞
図１に示される塗装物の製造装置１Ａを用いて、図６に示される条件により塗装物を製造した。この塗装物の製造装置１Ａによる加熱中における対象物１０の温度を測定して昇温状況及び温度保持状況を観察した。また、各条件で加熱乾燥され形成された塗膜を下記評価基準により評価した。それらの結果を図６の表に示す。
【００７７】
図６における表に基づいて、本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
コイル ２：電線が螺旋状に巻回されたコイル（楕円筒状）
：長径φ８０ｍｍ、短径４０ｍｍ
距 離 ：コイル２から金属製の平板までの距離（最大２０ｍｍ、最小５ｍｍ）
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すよう電力を間欠的に出力する
：電圧（Ｖ）、電流（Ａ）、周波数ｆ（Ｈｚ）、出力時間（ｔ１ａ）、
：断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、図６における表中の実施例Ｎｏ．ごとの
数値を参照
：昇温・保持：図６における表中の実施例Ｎｏ．ごとの数値を参照
：図１における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：各点の平均温度を対象物における温度とする
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差とする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：「オーデエコラインＳ―１００」）
：塗装条件：スプレー塗装／ウェット膜厚は５０マイクロメータ
【００７８】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【００７９】
＜結果＞
実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２における塗膜評価は、乾燥焼付不良である。実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．２は、断続比率が小さいため、十分な乾燥焼付け温度にならず良好な塗膜が形成されなかった。
【００８０】
実施例Ｎｏ．７及び実施例Ｎｏ．８における塗膜評価は、××である。実施例Ｎｏ．７及び実施例Ｎｏ．８は、出力時間ｔ１ａが長く、かつ、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が大きいため、昇温時間が短すぎる共に全体が不均一に昇温される。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が多発した。
【００８１】
実施例Ｎｏ．４おける塗膜評価は、△である。実施例Ｎｏ．４における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが、電力（電圧、電流）が大きいため、昇温時及び保持時における温度差が大きくなり、全体が均一に加熱等されていない。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が少し発生した。
【００８２】
実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．６おける塗膜評価は、○である。実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．６は、電力は適当であるが、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が小さいため昇温時や温度保持時における温度差が少し大きく、塗膜評価が劣る結果となっている。
【００８３】
実施例Ｎｏ５における塗膜評価は、◎である。実施例Ｎｏ．５における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であり、かつ、電力も適当である。また、温度差も、他の実施例に比べて小さい。このため、本実施例における塗膜評価は好適な評価となっている。
【００８４】
また、上記結果を含め、実施例Ａにおける各条件の数値範囲等について下記に説明する。電圧は、４０Ｖから３００Ｖであることが好ましい。電圧が４０Ｖ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電圧が３００Ｖ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８５】
電流は、１．５Ａから５０Ａであることが好ましい。電流が１．５Ａ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電流が５０Ａ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８６】
周波数は、５ＫＨｚから１００ＫＨｚであることが好ましい。周波数が５ＫＨｚ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、周波数が１００ＫＨｚ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【００８７】
出力時間ｔ１ａは、０．１から５秒であることが好ましい。また、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａである断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、０．０５から２．０であることが好ましい。また、昇温時間は、８０秒から１４０秒であることが好ましい。昇温及び保持における温度差は、１０℃以下、好ましくは５℃以下である場合が好ましい。
【００８８】
ここで、上記数値は、本実施例Ａにおける数値であり、例えば、対象物の大きさ、形状、材質が変更した場合には、上記数値は適宜変化する。例えば、本実施例における金属製の平板の面積が大きくなる場合、電圧、電流、周波数等を大きくすることが必要であり、上記好適な数値範囲も変化する。また、例えば、金属製の平板の厚さが大きくなると、電圧、電流、周波数、出力時間ｔ１ａ、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａを大きくする必要があり、上記好適な数値範囲も変化する。
【００８９】
また、コイル２の外径が大きくなると、対象物１０である金属製の平板との距離が長くなるので、同じ条件でも緩やかな昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が長くなる。逆に、コイル２の外径が大きくなると、対象物１０である金属製の平板との距離が短くなるので、同じ条件でも急な昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が短くなる。
【００９０】
＜実施例Ｂ＞
図７（ａ）（ｂ）に示される塗装物の製造装置１Ｂを用いて、下記に示す条件により塗装物を製造した。図１１には、対象物１０である金属製の平板の温度変化等が示される。図１２には、所定厚さで塗布された塗料を熱風で昇温させた場合と、誘導加熱で昇温させた場合とにおける塗膜評価の結果を示す。
【００９１】
本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０ ：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
板状コイル３ ：電線が略平板状に巻回されたコイル
：外径φ１８０、内径φ７０
距 離 ：板状コイル３から金属製の平板までの距離：３０ｍｍ
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すように電力を間欠的に出力する
：電圧２５０Ｖ、電流８Ａ、周波数５０ｋＨｚ、
出力時間ｔ１ａ＝１秒、非出力時間＝３秒、出力周期ｔ２＝４秒、
断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）＝０．２５
昇温・保持：
実験Ａ：熱風で１５０℃まで昇温（５分間）、熱風で１５０℃に保持（２０分間）
実験Ｂ：誘導加熱で１５０℃まで昇温（３分間）、熱風で１５０℃に保持（２０分間）
温度測定 ：図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差Δｔとする
：室内の温度をＲとする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：オーデエコライン１００」）
：塗装条件：スプレー塗装
：平均膜厚は図１２に示す通りである
セティング：図１２に示す通りである。
【００９２】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【００９３】
＜誘導加熱による昇温＞
図１１に示すように、図７における塗装物の製造装置１Ｂにより加熱された金属製の平板は、全体的に均一に加熱される。具体的には、図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄが大きな温度差Δｔなく加熱される。具体的には、金属製の平板は、Δｔを約１０℃以内に維持しながら加熱される。本実施例において金属製の平板は、約３分間で１５０℃に昇温される。
【００９４】
ここで、図３に示すような間欠的な出力ではなく電力を連続的に出力した場合には、３０秒から４０秒という短い時間で加熱される。電力を連続的に出力した場合、このように短時間で加熱することができるが、全体的に均一に加熱することができず、昇温速度にムラが生じる。この昇温のムラが塗膜の不均一性やワキ等を生じさせる。
【００９５】
＜結果＞
実施例ａと実施例ｂとを比較する。実施例ａは、平均塗膜が１３．７μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｂは、平均塗膜が１４．７でセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ａ及び実施例ｂの塗膜評価は共に◎である。塗膜が薄い場合には、熱風加熱で昇温した場合でも、また、誘導加熱で昇温した場合でも同様に良好な塗膜が形成された。
【００９６】
実施例ｃと実施例ｄとを比較する。実施例ｃは、平均塗膜が５２．３μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｄは、平均塗膜が４３．７μｍでセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ｃが××であり、実施例ｄが◎である。塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。
【００９７】
実施例ｅと実施例ｆとを比較する。実施例ｅは、平均塗膜が４２．９μｍでセティング時間が１０分間である。実施例ｆは、平均塗膜が４１．６μｍでセティング時間が１０分間である。塗膜評価は、実施例ｃが×であり、実施例ｄが◎である。上記と同様に、塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。ここで、実施例ｅは、実施例ｃよりも塗膜が薄いため塗膜に生じる異常が少ない。このため、実施例ｅは実施例よりも塗膜評価の結果がよい。
【００９８】
実施例ｇと実施例ｈとを比較する。実施例ｇは、平均塗膜が５０．０μｍであり、セティング時間が５分間である。実施例ｈは、平均塗膜が４６．８μｍでセティング時間が５分間である。塗膜評価は、実施例ｇが××であり、実施例ｈが◎である。上記と同様に、塗膜が厚い場合には、誘導加熱で昇温した場合には良好な塗膜が形成されたが、熱風加熱で昇温した場合には、塗膜異常が多発した。
【００９９】
更に、実施例ｉと実施例ｊを比較する。実施例ｉは、平均塗膜が５０．６μｍであり、セティング時間が３分間である。実施例ｈは、平均塗膜が４８．１μｍでセティング時間が３分間である。塗膜評価は、実施例ｇが××であり、実施例ｈが○である。
【０１００】
セティング時間が短いと、乾燥前に塗料から十分に揮発成分が揮発しないため、乾燥途中に塗膜が形成されつつある塗料から揮発成分が揮発して塗膜異常を生じさせる。従来の熱風による乾燥の場合には、特に表面から塗膜が形成されるので、この表面に塗膜が形成された状態で揮発成分等が揮発すると、ワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が発生する。これに対し、誘導加熱により加熱される場合、金属製の平板側から加熱されるため、熱風による加熱により生じる塗膜異常が発生し難い。
【０１０１】
上記より、誘導加熱により対象物１０である金属製の平板を加熱した場合、熱風加熱による場合よりも短時間で加熱できるだけでなく、図３に示すように電力を間欠的に出力して加熱することで、全体が均一的に加熱される。更に、誘導加熱による場合には、塗料の表面側ではなく、金属製の平板側から加熱される。これらのことから、塗装物の製造装置１Ｂは、品質が良好な塗膜が形成された塗装物を製造することができる。
【０１０２】
＜実施例Ｃ＞
図７（ａ）（ｂ）に示される塗装物の製造装置１Ｂを用いて、図１３に示される条件により塗装物を製造した。この塗装物の製造装置１Ｂによる加熱中における対象物１０の温度を測定して昇温状況及び温度保持状況を観察した。また、各条件で加熱乾燥され形成された塗膜を下記評価基準により評価した。それらの結果を図１３の表に示す。
【０１０３】
図１３における表に基づいて、本実施例の各条件等を以下に説明する。
対象物１０ ：金属製の平板（長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）
板状コイル３ ：電線が略平板状に巻回されたコイル
：外径φ１８０、内径φ７０
距 離 ：板状コイル３から金属製の平板までの距離：２０ｍｍ
電線２０ ：中空状の銅線
：直径φ８ｍｍ（導水用の中空部：φ６ｍｍ）
加熱電力 ：出力パターンは図３に示すよう電力を間欠的に出力する
：電圧（Ｖ）、電流（Ａ）、周波数ｆ（Ｈｚ）、出力時間（ｔ１ａ）、
：断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、図１３における表中の実施例Ｎｏ．ごとの
数値を参照
：昇温・保持：１５０℃に昇温／１５０℃で保持
温度測定 ：図７における点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄの各位置で温度を測定
：各点の平均温度を対象物における温度とする
：最も高い温度と最も低い温度との差を温度差とする
塗 料 ：メラミン系水性塗料
（日本ペイント社製、商品名：オーデエコライン１００」）
：塗装条件：スプレー塗装／ウェット膜厚は５０マイクロメータ
【０１０４】
＜塗膜評価基準＞
下記５段階で塗膜を評価した。
◎塗膜異常（ワキ、ピン、ヘコミ）が全く見当たらない
○塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に１個ある
△塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に２個から５個ある
×塗膜異常と判断されるものがφ１０ｍｍ範囲に５個より多くある
××塗膜異常が多発と判断される
【０１０５】
＜結果＞
【０１０６】
実施例Ｎｏ．６及び実施例Ｎｏ．７における塗膜評価は、××である。実施例Ｎｏ．６及び実施例Ｎｏ．７は、出力時間ｔ１ａが長く、かつ、断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）が大きいため、昇温時間が短すぎる共に全体が不均一に昇温される。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が多発した。
【０１０７】
実施例Ｎｏ．１おける塗膜評価は、△である。実施例Ｎｏ．１における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが、電力（電圧、電流）が大きいため、昇温時及び保持時における温度差が大きくなり、全体が均一に加熱等されていない。このため、形成される塗膜にワキ、ピン、ヘコミ等の塗膜異常が少し発生した。
【０１０８】
実施例Ｎｏ．２及び実施例Ｎｏ．５おける塗膜評価は、○である。実施例Ｎｏ．２及び実施例Ｎｏ．５における電力（電圧、電力）、出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であるが最適とは言えないため、温度差が、後述する実施例Ｎｏ．３及び実施例４よりも少し大きくなっている。これにより、塗膜評価が劣る結果となっている。
【０１０９】
実施例Ｎｏ３及び実施例４における塗膜評価は、◎である。実施例Ｎｏ．３及び実施例Ｎｏ．４における出力時間ｔ１ａや断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は適当であり、かつ、電力も適当である。また、温度差も、他の実施例に比べて小さい。このため、本実施例における塗膜評価は好適な評価となっている。
【０１１０】
また、上記結果を含め、実施例Ｃにおける各条件の数値範囲等について下記に説明する。電圧は、４０Ｖから３００Ｖであることが好ましい。電圧が４０Ｖ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電圧が３００Ｖ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１１】
電流は、５Ａから５０Ａであることが好ましい。電流が５Ａ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、電流が５０Ａ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１２】
周波数は、５ＫＨｚから１００ＫＨｚであることが好ましい。周波数が５ＫＨｚ以下の場合には、目標とする温度の到達できない。また、周波数が１００ＫＨｚ以上の場合には、極めて短時間に目標温度に到達し、更にこの目標温度を越えてしまうので該目標温度に全体を均一に保持することが困難である。
【０１１３】
出力時間ｔ１ａは、０．１から５秒であることが好ましい。また、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａである断続比率（ｔ１ａ／ｔ２）は、０．０５から０．５であることが好ましい。また、昇温時間は、８０秒から１４０秒であることが好ましい。昇温及び保持における温度差は、１０℃以下、好ましくは５℃以下である場合が好ましい。
【０１１４】
ここで、上記数値は、本実施例Ｃにおける数値であり、例えば、対象物の大きさ、形状、材質が変更した場合には、上記数値は適宜変化する。例えば、本実施例における金属製の平板の面積が大きくなる場合、電圧、電流、周波数等を大きくすることが必要であり、上記好適な数値範囲も変化する。また、例えば、金属製の平板の厚さが大きくなると、電圧、電流、周波数、出力時間ｔ１ａ、出力周期ｔ２に対する出力時間ｔ１ａを大きくする必要があり、上記好適な数値範囲も変化する。
【０１１５】
また、コイル３と対象物１０である金属製の平板との距離が長くなると同じ条件でも緩やかな昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が長くなる。逆に、コイル３のと対象物１０との距離が大きくなると同じ条件でも急な昇温となり、例えば、１５０℃に昇温するまでの時間が短くなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１実施形態における塗装物の製造装置を説明する斜視図である。
【図２】図１における塗装物の製造装置に加熱される金属板の配置及び熱伝導を示す図である。
【図３】図１におけるコイル２に出力される電力の第１パターンを示す図である。
【図４】図１におけるコイル２に出力される電力の第２パターンを示す図である。
【図５】第１実施形態における塗装物の製造装置に電力が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電力が連続的に出力された場合の温度上昇を示す図である。
【図６】第１実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ａの各結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における塗装物の製造装置を示す図である。
【図８】第２実施形態における塗装物の製造装置による第１加熱例を示すグラフである。
【図９】第２実施形態における塗装物の製造装置による第２加熱例を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における塗装物の製造装置による第３加熱例を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態における塗装物の製造装置に電力が第１パターンで出力された場合の温度上昇と、電力が連続的に出力された場合の温度上昇を示すグラフである。
【図１２】実施例Ｂにおける各評価を示す表である。
【図１３】第２実施形態における塗装物の製造装置による実施例Ｃの各結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１Ａ 塗装物の製造装置
２ コイル
５ 電源装置
１０ 対象物
２０ 電線
１００ 金属製の平板
１１０ 塗料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、
表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる塗装物製造装置。
【請求項２】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、
前記塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる塗装物製造装置。
【請求項３】
前記所定の出力パターンは、前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とからなり、
前記電力制御手段は、前記電力出力手段に前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる請求項２に記載の塗装物製造装置。
【請求項４】
前記誘導加熱手段は、前記導電体を囲むよう螺旋状に形成される請求項１から３のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【請求項５】
前記誘導加熱手段は、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が前記導電体に対向するよう配置される請求項１から３のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【請求項６】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、
前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、
所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する塗装物製造方法。
【請求項７】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、
前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、
所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する塗装物製造方法。
【請求項８】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、
前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる誘導加熱装置。
【請求項９】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、
前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる誘導加熱装置。
【請求項１０】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、
所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する誘導加熱方法。
【請求項１１】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、
所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する誘導加熱方法。
【請求項１】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、
表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる塗装物製造装置。
【請求項２】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで該導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造装置であって、
前記塗膜を形成するために表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる塗装物製造装置。
【請求項３】
前記所定の出力パターンは、前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とからなり、
前記電力制御手段は、前記電力出力手段に前記第１加熱電力と前記第２加熱電力とが交互に繰り返されるよう電力を出力させる請求項２に記載の塗装物製造装置。
【請求項４】
前記誘導加熱手段は、前記導電体を囲むよう螺旋状に形成される請求項１から３のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【請求項５】
前記誘導加熱手段は、略平面状に巻回されるように形成されると共に、所定の面が前記導電体に対向するよう配置される請求項１から３のいずれかに記載の塗装物製造装置。
【請求項６】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、
前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、
所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する塗装物製造方法。
【請求項７】
電磁誘導を利用して導電体の表面に塗布された塗料を乾燥させることで導電体の表面に塗膜が形成された塗装物を製造する塗装物製造方法であって、
前記導電体の表面に塗料を塗布する塗布工程と、
所定の誘導加熱手段が、表面に塗料が塗布された導電体を加熱する誘導加熱工程と、を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する塗装物製造方法。
【請求項８】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、
前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力を所定間隔で間欠的に出力させる誘導加熱装置。
【請求項９】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱装置であって、
前記導電体を加熱する誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段に電力を出力する電力出力手段と、
前記電力出力手段により出力される電力の強さを制御可能な電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、
前記電力出力手段に、前記誘導加熱手段による前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力を出力させる誘導加熱装置。
【請求項１０】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、
所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力が所定間隔で間欠的に出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を間欠的に加熱する誘導加熱方法。
【請求項１１】
電磁誘導を利用して所定の導電体を加熱する誘導加熱方法であって、
所定の誘導加熱手段が、前記導電体を加熱する誘導加熱工程を含み、
前記誘導加熱工程は、
前記誘導加熱手段に前記導電体の加熱が可能な第１加熱電力と、前記第１加熱電力に連続して出力され前記第１加熱電力よりも弱い電力である第２加熱電力と、を含む所定の出力パターンを周期的に繰り返すよう電力が出力されることで、前記誘導加熱手段が前記導電体を所定の加熱パターンで加熱する誘導加熱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２７５７２０（Ｐ２００７−２７５７２０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０３２７２（Ｐ２００６−１０３２７２）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「有害化学物質リスク削減基盤技術研究開発革新的水性塗料の開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「有害化学物質リスク削減基盤技術研究開発革新的水性塗料の開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]