水性塗料の塗布乾燥方法及び装置
【課題】 塗装から乾燥までの所要時間を短縮することができる水性塗料の塗布乾燥方法及び装置を提供する。
【解決手段】 ディスクロータ１はローラコンベア２によって予熱用高周波誘導加熱コイル４まで搬送され、予熱用高周波誘導加熱コイル４で局部的に７０乃至１００℃に予熱される。予熱されたディスクローラ１は、後流の塗装ロボット５によって被塗装面が塗装される。塗装後のディスクローラ１は養生のためのセッティング工程を経て乾燥加熱用高周波誘導加熱コイル７まで搬送され、ここで加熱され、塗膜が乾燥する。塗膜が形成されたディスクローラ１は製品１５として回収される。
【解決手段】 ディスクロータ１はローラコンベア２によって予熱用高周波誘導加熱コイル４まで搬送され、予熱用高周波誘導加熱コイル４で局部的に７０乃至１００℃に予熱される。予熱されたディスクローラ１は、後流の塗装ロボット５によって被塗装面が塗装される。塗装後のディスクローラ１は養生のためのセッティング工程を経て乾燥加熱用高周波誘導加熱コイル７まで搬送され、ここで加熱され、塗膜が乾燥する。塗膜が形成されたディスクローラ１は製品１５として回収される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装対象物に水性塗料を塗布し、加熱装置を用いて強制的に乾燥させる水性塗料の塗布乾燥方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装方法又は塗装装置に関する従来技術として、例えば特開２００３−３４０３６１号公報、特開２００２−１２６６２５号公報、特開２００２−３３３２４号公報、特開２００１−９６２１５号公報等が挙げられる。
【０００３】
特開２００３−３４０３６１号公報（特許文献１）には、乾燥時間の短縮、膨れ、ワキ等の欠陥の発生を防止することを目的とし、塗料工程、常温放置セッティング工程、プレヒート工程（３５〜６０℃、３〜５分）及び加熱乾燥工程（８０〜１２０℃）を有する塗膜乾燥方法が開示されている。
【０００４】
また、特開２００２−１２６６２５号公報（特許文献２）には、黄変することなく、優れた外観を有する塗膜形成方法を提供することを目的とし、鋼板に特定のカチオン塗料及び中塗り塗料を塗布し、特定条件で焼き付け処理した後、この塗装鋼板上に、水性中塗り塗料を塗布し、プレヒート又は焼付工程を経た後、水性ベース塗料を塗布し、その後、プレヒート工程を経て得られた塗装表面に、クリヤ塗料を塗布し、焼付（１８０℃、６０分）を行う塗膜形成方法が開示されている。
【０００５】
更に、特開２００２−３３３２４号公報（特許文献３）には、水性分散塗料における割れのない、平滑性に優れた塗膜形成方法を提供することを目的として、特定方法で製造した水性分散塗料の塗布工程、常温における水分蒸発工程、塗料樹脂粒子の形成工程及び塗料樹脂粒子の溶融、融着工程（１００〜１６０℃）を有する塗膜形成方法が開示されている。
【０００６】
また、特開２００１−９６２１５号公報（特許文献４）には、たれ、たるみ、ワキ等の欠陥を生じない水性塗料の塗装方法を提供することを目的として、水性塗料の塗布工程、加熱乾燥工程（４５〜６０℃）及び乾燥空気（温度３０℃、湿度３０％）吹付け工程とを有する塗装方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４０３６１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２６６２５号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３２４号公報
【特許文献４】特開２００１−９６２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術は、いずれも塗装対象物全体の温度を管理して塗装、養生又は乾燥を行うものであり、塗装から乾燥までの所要時間を短縮することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑み、塗装から乾燥までの所要時間を短縮することができる水性塗料の塗布乾燥方法及び装置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】
【００１０】
本願第１発明に係る水性塗料の塗布乾燥方法は、塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱工程と、予熱後の塗装対象物の被塗装面に水性塗料を塗布する塗布工程と、塗装対象物を前記予熱温度に保持する保持工程と、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、この場合に、前記乾燥工程においては前記塗装対象物を高周波誘導加熱することが好ましい。
【００１２】
更に、この場合において、前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により、２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するものであることが好ましい。
【００１３】
本願第２発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置は、塗装対象物を搬送するコンベアと、前記塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱用高周波誘導加熱器と、予熱後の被塗装面に水性塗料を塗布する塗装用ロボットと、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥用高周波誘導加熱器と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願第１発明に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、塗装対象物の被塗装面を高周波誘導加熱するようにしたので、塗装対象物の加熱時間又は塗装膜の乾燥時間を著しく短縮して水性塗料の塗布から乾燥までの所要時間を短縮することができる。
【００１５】
本願の請求項２に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、乾燥工程において前記塗装対象物を高周波誘導加熱するので、昇温時間を短縮して効率よく塗装膜を乾燥させることができる。
【００１６】
本願の請求項３に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により、２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するので、予熱及び乾燥温度の温度管理が容易となる。
【００１７】
本願第２発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置によれば、水性塗料に最適条件の予熱・乾燥加熱を段階的に行うことによって乾燥時間の短縮を図り、塗装から乾燥に至る全処理時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は本発明の実施形態に係る水性塗料の塗布乾燥装置を示す説明図であって、図１は平面図、図２は図１の乾燥用加熱器までを示す側面図、図３は図１の乾燥用加熱器よりも後流側を示す側面である。
【００１９】
図１において、この塗布乾燥装置には塗装対象物１としての例えば自動車のディスクロータを搬送するローラコンベア２が塗装対象物１の搬入端から搬出端にわたって設けられている。ローラコンベア２の塗装対象物の搬入端と搬出端とは例えば隣接しており、ローラコンベア２は塗装対象物の搬入端から搬出端に至る中間点で「Ｕ」字状に湾曲している。
【００２０】
ローラコンベア２の前記「Ｕ」字状に湾曲するまでの間の上方には、塗装対象物１の搬入端から塗装対象物１の搬送方向に沿って順次予熱用高周波誘導加熱コイル４、水性塗料用塗装ロボット５及び乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置されている。予熱用高周波誘導加熱コイル４は高周波誘導加熱機本体３に接続されており、乾燥用高周波誘導加熱コイル７は乾燥用高周波誘導加熱機本体６に接続されている。
【００２１】
水性塗料の塗装ロボット５と乾燥用高周波誘導加熱コイル７に接続された高周波誘導加熱機本体６との間には、予熱用高周波誘導加熱コイル４によって予熱された後、塗装ロボット５によって水性塗料が塗布された塗装対象物１を予熱温度のまま保持するための時間を確保する所定の間隙が設けられている。従って、ローラコンベア２がこの間隙内を移動する間が予熱温度保持工程となる。
【００２２】
ローラコンベア２には、例えば部分的にローラの中央部分が切除された間隙を有するローラ２ａが配置されている。例えば間隙のない通常のローラ２ｂを２本配置し、その後流に間隙を有するローラ２ａを３本を配置し、以下、２本の間隙のないローラ２ｂと３本の間隙のあるローラ２ａが交互に配置されている。
【００２３】
ローラコンベア２の下方には、ローラコンベア２によって搬送される塗装対象物１を上方に押し上げ、加熱器内に挿入したり、塗装ロボットの塗装ノズルの噴射領域に搬入させるシリンダー１２が、各加熱器及び塗装ロボットに対向するように配置されている。シリンダー１２はローラコンベア２の間隙のあるローラ２ａの前記間隙内を上昇して塗装対象物１を各加熱器４、７内又は塗装ロボット５の塗装ノズルの噴射領域内に押し上げる。
【００２４】
各シリンダー１２の塗装対象物１の搬送方向下流側には、塗装対象物１を一時的に停止させるストッパ１６が設けられており、このストッパ１６は、加熱器４若しくは７又は塗装ロボット５に対応する位置に塗装対象物を停止させる。
【００２５】
ローラコンベア２は乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置された部分の後流で「Ｕ」字状に湾曲しており、この湾曲部分の後流部分は、冷却領域及び防錆領域となっている。冷却領域のローラコンベア２の下方には複数の冷却ファン８が配置されている。
【００２６】
冷却ファン８が配置された部分の後流には防錆槽９が設けられており、ローラコンベア２は、例えば防錆槽８の入口部分で下側に移動方向を変更し、ローラコンベア上の塗装された塗装対象物（以下、製品１５という）が防錆槽８内の５０℃の防錆液に浸漬するまで下降し、その後、水平に移動方向を変え、防錆槽９出口部分で更に移動方向を上側に変え、これによってコンベア上の製品１５を防錆槽９から搬出し、その後、ほぼ水平に移動する。
【００２７】
防錆槽９の出口部分には、ローラコンベア２の上下にローラコンベア２を挟むように、ブローノズル１０が配置されており、このブローノズル１０によって製品に付着した余剰の防錆剤が吹き飛ばされる。ローラコンベア２のブローノズル１０が設けられた部分の後流は製品１５の搬出端となり、この搬出端は塗装対象物１の搬入端と隣接している。
【００２８】
図２において、ローラコンベア２の塗装対象物１の搬入端のローラコンベア２の上方には、塗装対象物１をローラコンベア２上に載置する搬入装置１１が設けられており、塗装対象物１としての例えば自動車のディスクロータは搬入装置１１によってローラコンベア２上に搬入、載置される。
【００２９】
予熱用高周波誘導加熱コイル３とローラコンベア２との間には所定の隙間が設けられており、予熱用高周波誘導加熱コイル３とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、予熱用高周波誘導加熱コイル３のディスクロータ１の搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方には塗装対象物であるディスクロータ１の位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３０】
ローラコンベア２上に搬入され、予熱用高周波誘導加熱コイル３の位置まで搬送されたディスクロータ１はストッパ１６によってその搬送が停止され、ローラコンベア２の下方に設けられ間隙のあるローラ２ａの前記間隙を上昇するシリンダー１２によって上方に持ち上げられる。持ち上げられた塗装対象物１はその被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル３内に挿入され、被塗装面が予熱される。
【００３１】
予熱用高周波誘導加熱コイル３の後流のローラコンベア２上には塗装ロボット５が配置されており、この塗装ロボット５とローラコンベア２との間にも所定の隙間が設けられている。
【００３２】
塗装ロボット５とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、塗装ロボット５のディスクロータ１搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方には塗装対象物であるディスクロータ１を停止させるための位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３３】
予熱用高周波誘導加熱コイル３で塗装面が予熱されたディスクロータ１は塗装ロボット５の下方まで搬送され、ストッパ１６によって停止される。塗装ロボット５の下方で停止したディスクロータ１はローラコンベア２の下方に設けられ間隙を有するローラ２ａの前記間隙部分を通過して上昇するシリンダー１２によって上方に持ち上げられ、予熱用高周波誘導加熱コイル３で予熱された塗装面に塗装ロボット５によって水性塗料が塗布される。
【００３４】
塗装ロボット５の後流のローラコンベア２上には、その後流の乾燥用高周波誘導加熱コイル７との間に所定の間隔が設けられている。この間隔は塗装面が塗装されたディスクロータ１を予熱温度のまま保持し、養生（乾燥）するためのものである。この予熱温度保持のための間隔のディスクロータ１の搬送方向後流側のローラコンベア２の下方にもディスクロータ１の搬送を停止するためのストッパ１６が設けられている。
【００３５】
塗装ロボット５の後流には上述した養生（乾燥）のための間隔を隔てて乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置されており、この乾燥用高周波誘導加熱コイル７とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、乾燥用高周波誘導加熱コイル７のディスクロータ１搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方にはディスクロータ１を停止させるための位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３６】
図３は、塗布乾燥装置の乾燥用高周波誘電加熱器７の後流部分を示す側面図であるが、乾燥用高周波誘電加熱器７の後流のローラコンベア２の下方には乾燥工程後の製品を冷却する冷却ファン８が複数設けられている。
【００３７】
冷却ファン８の後流には防錆槽９が設けられており、冷却後の製品にはここで防錆剤が塗布される。防錆剤の塗布は例えば製品を防錆槽９内の防錆剤中に浸漬するどぶ付けにより行う。防錆槽９出口部分にはローラコンベア２の上下にブローノズル１０が配置されており、製品１５に付着した余剰の防錆剤はブローノズル１０によって除去される。余剰の防錆剤が吹き飛ばされた製品１５はローラコンベア２の搬出端から次の工程に搬出される。
【００３８】
冷却工程における冷却ファン８からの送風はフード１３によって吸引され、ブローノズル１０からのブローエアーとして利用される。また防錆槽８の上部空間部がフード１４によって吸引され、同様にブローノズル１０からのブローエアーとして利用される。
【００３９】
次に、上述の如く構成された本発明の水性塗料の塗布乾燥装置の動作について説明する。本実施形態においてローラコンベア２は、例えば間欠移動するものである。先ず、ローラコンベア２の搬入端側に搬入装置１１によって塗装対象物としてのディスクロータ１が搬入され、ローラコンベア２上に載置される。
【００４０】
ディスクロータ１はローラコンベア２上を搬送方向（図２中右方向）に搬送され、高周波誘導加熱機本体３に接続された予熱用高周波誘導加熱コイル４の下方に到達した時、ストッパ１６がローラコンベア２のローラ相互間の隙間を上昇し、ディスクロータ１の搬送を停止する。
【００４１】
図４はローラコンベア２によって搬送されるディスクロータ１と予熱用高周波誘導加熱コイル４との位置関係を示す模式図であり、図４（ａ）はディスクロータ１が加熱コイル４の下に到達して停止した状態を示す。
【００４２】
搬送が停止したディスクロータ１は、間隙を有するローラ２ａの前記間隙を通過して上昇するシリンダー１２によって持ち上げられ、被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入される。図４（ｂ）は、ディスクロータ１の被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入された状態を示す説明図である。予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入されたディスクロータ１の被塗装面は所定の予熱温度、例えば７０乃至１００℃に予熱される。
【００４３】
このとき、加熱コイル４は高周波誘導加熱コイルであるので、所定温度までの昇温時間は短く、１０乃至２０秒で予熱が完了する。なお、塗装対象物であるディスクロータ１は水性塗料の塗布により２０℃以上の温度降下を生じない程度の熱容量を有するものであり、極端な温度低下を生じることはない。
【００４４】
予熱されたディスクロータ１はシリンダー１２の下降によってローラコンベア２上に載置され、ローラコンベア２の稼働によって水性塗料の塗装ロボット５の下方に搬送され、対応するストッパ１６で前記と同様にしてその搬送が停止され、塗装ロボット５のローラコンベア２を挟んで対応する下方に設けられたシリンダー１２によって持ち上げられ、塗装ロボット５の塗装ノズル５ａの噴霧領域内に挿入される。
【００４５】
塗装ロボット５の塗装ノズルの噴霧領域内に挿入された予熱後のディスクロータ１の被塗装面に対して塗装ロボット５の塗装ノズルから水性塗料が吹き付けられ、塗装が完了する。塗装所要時間は例えば３０秒程度である。
【００４６】
塗装が終了したディスクロータ１はシリンダー１２の下降によってローラコンベア２上に載置され、ローラコンベア２の稼働によって後流の予熱温度保持のための間隙部に至り、ここで所定時間、例えば１分間予熱温度に保持され、この間に養生（塗膜が乾燥）する（後述する図５（ａ）参照）。
【００４７】
乾燥後のディスクロータ１はローラコンベア２の稼働によって後流の乾燥用高周波誘導加熱コイル７の下方に搬送され、対応するストッパ１６でその搬送が停止され、乾燥用高周波誘導加熱コイル７とローラコンベア２を挟んで対応する下方に設けられたシリンダー１２によって持ち上げられ、塗装面が乾燥用高周波誘導加熱コイル７のコイル本体内に挿入され、例えば１４０℃に加熱されて塗装膜が乾燥する。１４０℃までの昇温時間は例えば１分であり、乾燥時間は例えば３０秒である。この場合に、予熱したディスクロータ１に塗装したので、７０乃至１００℃の予熱温度を有するディスクロータ１を乾燥すればよいので、乾燥工程も短くなる。
【００４８】
塗装膜の乾燥が終了した製品１５としてのディスクロータ１は、後流の冷却領域に搬送され、ローラコンベア２の下方に配置された冷却ファン８によって冷却される。
【００４９】
冷却後のディスクロータ１は、防錆槽８の入口部分で下側に移動方向を変更するローラコンベア２によって防錆槽９内の例えば５０℃の防錆液に浸漬され、その後、防錆槽９出口部分で上側に移動方向を変えるローラコンベア２によって防錆槽９から搬出され、これによって防錆剤が塗布される。
【００５０】
防錆槽９の出口部分には、ローラコンベア２の上下にローラコンベア２を挟むように、ブローノズル１０が配置されており、このブローノズル１０によって製品としての塗装後のディスクロータ１に付着した余剰の防錆剤が吹き飛ばされる。塗装後のディスクロータ１はローラコンベア２の搬出端から次工程に搬出される。
【００５１】
本実施形態によれば、予熱器及び乾燥用加熱器として高周波誘導加熱コイルを用いたので、塗装対象物を迅速に予熱及び乾燥加熱することができるので、塗装対象物の全体を加熱していた従来技術に比べて塗装及び乾燥に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
図５は、本実施形態と従来技術との塗装及び乾燥時間を比較したものであり、図５（ａ）が本実施形態を示し、図５（ｂ）が従来技術を示す。図５において、本実施形態においては、乾燥工程である本加熱までに要する時間は、例えば５分であり、従来技術の３０分程度に比べて著しく短縮できたことが分かる。
【００５３】
本実施形態によれば、予熱温度を７０乃至１００℃としたので、塗膜の乾燥が促進できる上、塗料を沸騰させることがないので、塗装面の膨れ及びワキを防止することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、水性塗料の塗装、乾燥時間を著しく短縮することができるので、塗装、乾燥工程を機械加工ラインとアッシーラインとの間に設ける等、製造ラインバリエーションが広がる。
【００５５】
本実施形態において、加熱温度の昇温速度は塗装の仕上がり状態に影響を与えないので、特に規定しない。また、養生（乾燥）のための予熱温度保持時間は水性塗料の乾燥状況によって適宜設定される。
【００５６】
上記実施形態において塗装対象物としてディスクロータを使用した場合について説明したが、本発明の水性塗料の塗布乾燥方法に適用される塗装対象物は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、膨れ、ワキ等の不都合を生じることなく水性塗料の塗装乾燥時間を大幅に短縮することができるものであり、水性塗料の塗膜形成の分野で特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の平面図である。
【図２】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の部分側面図である。
【図３】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の部分側面図である。
【図４】誘導加熱コイルと塗装対象物との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の効果を従来技術と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：塗装対象物（ディスクロータ）
２：ローラコンベア
２ａ：間隙のあるローラ
２ｂ：間隙のないローラ
３：予熱用高周波誘導加熱機本体
４：予熱用高周波誘導加熱コイル
５：塗装ロボット
５ａ：塗装ノズル
６：乾燥用高周波誘導加熱機本体
７：乾燥用高周波誘導加熱コイル
８：冷却ファン
９：防錆槽
１０：ブローノズル
１１：搬入装置
１２：シリンダー
１３：フード
１４：フード
１５：製品
１６：ストッパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装対象物に水性塗料を塗布し、加熱装置を用いて強制的に乾燥させる水性塗料の塗布乾燥方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装方法又は塗装装置に関する従来技術として、例えば特開２００３−３４０３６１号公報、特開２００２−１２６６２５号公報、特開２００２−３３３２４号公報、特開２００１−９６２１５号公報等が挙げられる。
【０００３】
特開２００３−３４０３６１号公報（特許文献１）には、乾燥時間の短縮、膨れ、ワキ等の欠陥の発生を防止することを目的とし、塗料工程、常温放置セッティング工程、プレヒート工程（３５〜６０℃、３〜５分）及び加熱乾燥工程（８０〜１２０℃）を有する塗膜乾燥方法が開示されている。
【０００４】
また、特開２００２−１２６６２５号公報（特許文献２）には、黄変することなく、優れた外観を有する塗膜形成方法を提供することを目的とし、鋼板に特定のカチオン塗料及び中塗り塗料を塗布し、特定条件で焼き付け処理した後、この塗装鋼板上に、水性中塗り塗料を塗布し、プレヒート又は焼付工程を経た後、水性ベース塗料を塗布し、その後、プレヒート工程を経て得られた塗装表面に、クリヤ塗料を塗布し、焼付（１８０℃、６０分）を行う塗膜形成方法が開示されている。
【０００５】
更に、特開２００２−３３３２４号公報（特許文献３）には、水性分散塗料における割れのない、平滑性に優れた塗膜形成方法を提供することを目的として、特定方法で製造した水性分散塗料の塗布工程、常温における水分蒸発工程、塗料樹脂粒子の形成工程及び塗料樹脂粒子の溶融、融着工程（１００〜１６０℃）を有する塗膜形成方法が開示されている。
【０００６】
また、特開２００１−９６２１５号公報（特許文献４）には、たれ、たるみ、ワキ等の欠陥を生じない水性塗料の塗装方法を提供することを目的として、水性塗料の塗布工程、加熱乾燥工程（４５〜６０℃）及び乾燥空気（温度３０℃、湿度３０％）吹付け工程とを有する塗装方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４０３６１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２６６２５号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３２４号公報
【特許文献４】特開２００１−９６２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術は、いずれも塗装対象物全体の温度を管理して塗装、養生又は乾燥を行うものであり、塗装から乾燥までの所要時間を短縮することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑み、塗装から乾燥までの所要時間を短縮することができる水性塗料の塗布乾燥方法及び装置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】
【００１０】
本願第１発明に係る水性塗料の塗布乾燥方法は、塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱工程と、予熱後の塗装対象物の被塗装面に水性塗料を塗布する塗布工程と、塗装対象物を前記予熱温度に保持する保持工程と、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、この場合に、前記乾燥工程においては前記塗装対象物を高周波誘導加熱することが好ましい。
【００１２】
更に、この場合において、前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により、２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するものであることが好ましい。
【００１３】
本願第２発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置は、塗装対象物を搬送するコンベアと、前記塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱用高周波誘導加熱器と、予熱後の被塗装面に水性塗料を塗布する塗装用ロボットと、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥用高周波誘導加熱器と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願第１発明に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、塗装対象物の被塗装面を高周波誘導加熱するようにしたので、塗装対象物の加熱時間又は塗装膜の乾燥時間を著しく短縮して水性塗料の塗布から乾燥までの所要時間を短縮することができる。
【００１５】
本願の請求項２に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、乾燥工程において前記塗装対象物を高周波誘導加熱するので、昇温時間を短縮して効率よく塗装膜を乾燥させることができる。
【００１６】
本願の請求項３に係る水性塗料の塗布乾燥方法によれば、前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により、２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するので、予熱及び乾燥温度の温度管理が容易となる。
【００１７】
本願第２発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置によれば、水性塗料に最適条件の予熱・乾燥加熱を段階的に行うことによって乾燥時間の短縮を図り、塗装から乾燥に至る全処理時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は本発明の実施形態に係る水性塗料の塗布乾燥装置を示す説明図であって、図１は平面図、図２は図１の乾燥用加熱器までを示す側面図、図３は図１の乾燥用加熱器よりも後流側を示す側面である。
【００１９】
図１において、この塗布乾燥装置には塗装対象物１としての例えば自動車のディスクロータを搬送するローラコンベア２が塗装対象物１の搬入端から搬出端にわたって設けられている。ローラコンベア２の塗装対象物の搬入端と搬出端とは例えば隣接しており、ローラコンベア２は塗装対象物の搬入端から搬出端に至る中間点で「Ｕ」字状に湾曲している。
【００２０】
ローラコンベア２の前記「Ｕ」字状に湾曲するまでの間の上方には、塗装対象物１の搬入端から塗装対象物１の搬送方向に沿って順次予熱用高周波誘導加熱コイル４、水性塗料用塗装ロボット５及び乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置されている。予熱用高周波誘導加熱コイル４は高周波誘導加熱機本体３に接続されており、乾燥用高周波誘導加熱コイル７は乾燥用高周波誘導加熱機本体６に接続されている。
【００２１】
水性塗料の塗装ロボット５と乾燥用高周波誘導加熱コイル７に接続された高周波誘導加熱機本体６との間には、予熱用高周波誘導加熱コイル４によって予熱された後、塗装ロボット５によって水性塗料が塗布された塗装対象物１を予熱温度のまま保持するための時間を確保する所定の間隙が設けられている。従って、ローラコンベア２がこの間隙内を移動する間が予熱温度保持工程となる。
【００２２】
ローラコンベア２には、例えば部分的にローラの中央部分が切除された間隙を有するローラ２ａが配置されている。例えば間隙のない通常のローラ２ｂを２本配置し、その後流に間隙を有するローラ２ａを３本を配置し、以下、２本の間隙のないローラ２ｂと３本の間隙のあるローラ２ａが交互に配置されている。
【００２３】
ローラコンベア２の下方には、ローラコンベア２によって搬送される塗装対象物１を上方に押し上げ、加熱器内に挿入したり、塗装ロボットの塗装ノズルの噴射領域に搬入させるシリンダー１２が、各加熱器及び塗装ロボットに対向するように配置されている。シリンダー１２はローラコンベア２の間隙のあるローラ２ａの前記間隙内を上昇して塗装対象物１を各加熱器４、７内又は塗装ロボット５の塗装ノズルの噴射領域内に押し上げる。
【００２４】
各シリンダー１２の塗装対象物１の搬送方向下流側には、塗装対象物１を一時的に停止させるストッパ１６が設けられており、このストッパ１６は、加熱器４若しくは７又は塗装ロボット５に対応する位置に塗装対象物を停止させる。
【００２５】
ローラコンベア２は乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置された部分の後流で「Ｕ」字状に湾曲しており、この湾曲部分の後流部分は、冷却領域及び防錆領域となっている。冷却領域のローラコンベア２の下方には複数の冷却ファン８が配置されている。
【００２６】
冷却ファン８が配置された部分の後流には防錆槽９が設けられており、ローラコンベア２は、例えば防錆槽８の入口部分で下側に移動方向を変更し、ローラコンベア上の塗装された塗装対象物（以下、製品１５という）が防錆槽８内の５０℃の防錆液に浸漬するまで下降し、その後、水平に移動方向を変え、防錆槽９出口部分で更に移動方向を上側に変え、これによってコンベア上の製品１５を防錆槽９から搬出し、その後、ほぼ水平に移動する。
【００２７】
防錆槽９の出口部分には、ローラコンベア２の上下にローラコンベア２を挟むように、ブローノズル１０が配置されており、このブローノズル１０によって製品に付着した余剰の防錆剤が吹き飛ばされる。ローラコンベア２のブローノズル１０が設けられた部分の後流は製品１５の搬出端となり、この搬出端は塗装対象物１の搬入端と隣接している。
【００２８】
図２において、ローラコンベア２の塗装対象物１の搬入端のローラコンベア２の上方には、塗装対象物１をローラコンベア２上に載置する搬入装置１１が設けられており、塗装対象物１としての例えば自動車のディスクロータは搬入装置１１によってローラコンベア２上に搬入、載置される。
【００２９】
予熱用高周波誘導加熱コイル３とローラコンベア２との間には所定の隙間が設けられており、予熱用高周波誘導加熱コイル３とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、予熱用高周波誘導加熱コイル３のディスクロータ１の搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方には塗装対象物であるディスクロータ１の位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３０】
ローラコンベア２上に搬入され、予熱用高周波誘導加熱コイル３の位置まで搬送されたディスクロータ１はストッパ１６によってその搬送が停止され、ローラコンベア２の下方に設けられ間隙のあるローラ２ａの前記間隙を上昇するシリンダー１２によって上方に持ち上げられる。持ち上げられた塗装対象物１はその被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル３内に挿入され、被塗装面が予熱される。
【００３１】
予熱用高周波誘導加熱コイル３の後流のローラコンベア２上には塗装ロボット５が配置されており、この塗装ロボット５とローラコンベア２との間にも所定の隙間が設けられている。
【００３２】
塗装ロボット５とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、塗装ロボット５のディスクロータ１搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方には塗装対象物であるディスクロータ１を停止させるための位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３３】
予熱用高周波誘導加熱コイル３で塗装面が予熱されたディスクロータ１は塗装ロボット５の下方まで搬送され、ストッパ１６によって停止される。塗装ロボット５の下方で停止したディスクロータ１はローラコンベア２の下方に設けられ間隙を有するローラ２ａの前記間隙部分を通過して上昇するシリンダー１２によって上方に持ち上げられ、予熱用高周波誘導加熱コイル３で予熱された塗装面に塗装ロボット５によって水性塗料が塗布される。
【００３４】
塗装ロボット５の後流のローラコンベア２上には、その後流の乾燥用高周波誘導加熱コイル７との間に所定の間隔が設けられている。この間隔は塗装面が塗装されたディスクロータ１を予熱温度のまま保持し、養生（乾燥）するためのものである。この予熱温度保持のための間隔のディスクロータ１の搬送方向後流側のローラコンベア２の下方にもディスクロータ１の搬送を停止するためのストッパ１６が設けられている。
【００３５】
塗装ロボット５の後流には上述した養生（乾燥）のための間隔を隔てて乾燥用高周波誘導加熱コイル７が配置されており、この乾燥用高周波誘導加熱コイル７とローラコンベア２を挟んで対向するローラコンベア２の下方にはシリンダー１２が配置されている。また、乾燥用高周波誘導加熱コイル７のディスクロータ１搬送方向後流側端部に対向するローラコンベア２の下方にはディスクロータ１を停止させるための位置決め用のストッパ１６が設けられている。
【００３６】
図３は、塗布乾燥装置の乾燥用高周波誘電加熱器７の後流部分を示す側面図であるが、乾燥用高周波誘電加熱器７の後流のローラコンベア２の下方には乾燥工程後の製品を冷却する冷却ファン８が複数設けられている。
【００３７】
冷却ファン８の後流には防錆槽９が設けられており、冷却後の製品にはここで防錆剤が塗布される。防錆剤の塗布は例えば製品を防錆槽９内の防錆剤中に浸漬するどぶ付けにより行う。防錆槽９出口部分にはローラコンベア２の上下にブローノズル１０が配置されており、製品１５に付着した余剰の防錆剤はブローノズル１０によって除去される。余剰の防錆剤が吹き飛ばされた製品１５はローラコンベア２の搬出端から次の工程に搬出される。
【００３８】
冷却工程における冷却ファン８からの送風はフード１３によって吸引され、ブローノズル１０からのブローエアーとして利用される。また防錆槽８の上部空間部がフード１４によって吸引され、同様にブローノズル１０からのブローエアーとして利用される。
【００３９】
次に、上述の如く構成された本発明の水性塗料の塗布乾燥装置の動作について説明する。本実施形態においてローラコンベア２は、例えば間欠移動するものである。先ず、ローラコンベア２の搬入端側に搬入装置１１によって塗装対象物としてのディスクロータ１が搬入され、ローラコンベア２上に載置される。
【００４０】
ディスクロータ１はローラコンベア２上を搬送方向（図２中右方向）に搬送され、高周波誘導加熱機本体３に接続された予熱用高周波誘導加熱コイル４の下方に到達した時、ストッパ１６がローラコンベア２のローラ相互間の隙間を上昇し、ディスクロータ１の搬送を停止する。
【００４１】
図４はローラコンベア２によって搬送されるディスクロータ１と予熱用高周波誘導加熱コイル４との位置関係を示す模式図であり、図４（ａ）はディスクロータ１が加熱コイル４の下に到達して停止した状態を示す。
【００４２】
搬送が停止したディスクロータ１は、間隙を有するローラ２ａの前記間隙を通過して上昇するシリンダー１２によって持ち上げられ、被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入される。図４（ｂ）は、ディスクロータ１の被塗装面が予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入された状態を示す説明図である。予熱用高周波誘導加熱コイル４のコイル本体内に挿入されたディスクロータ１の被塗装面は所定の予熱温度、例えば７０乃至１００℃に予熱される。
【００４３】
このとき、加熱コイル４は高周波誘導加熱コイルであるので、所定温度までの昇温時間は短く、１０乃至２０秒で予熱が完了する。なお、塗装対象物であるディスクロータ１は水性塗料の塗布により２０℃以上の温度降下を生じない程度の熱容量を有するものであり、極端な温度低下を生じることはない。
【００４４】
予熱されたディスクロータ１はシリンダー１２の下降によってローラコンベア２上に載置され、ローラコンベア２の稼働によって水性塗料の塗装ロボット５の下方に搬送され、対応するストッパ１６で前記と同様にしてその搬送が停止され、塗装ロボット５のローラコンベア２を挟んで対応する下方に設けられたシリンダー１２によって持ち上げられ、塗装ロボット５の塗装ノズル５ａの噴霧領域内に挿入される。
【００４５】
塗装ロボット５の塗装ノズルの噴霧領域内に挿入された予熱後のディスクロータ１の被塗装面に対して塗装ロボット５の塗装ノズルから水性塗料が吹き付けられ、塗装が完了する。塗装所要時間は例えば３０秒程度である。
【００４６】
塗装が終了したディスクロータ１はシリンダー１２の下降によってローラコンベア２上に載置され、ローラコンベア２の稼働によって後流の予熱温度保持のための間隙部に至り、ここで所定時間、例えば１分間予熱温度に保持され、この間に養生（塗膜が乾燥）する（後述する図５（ａ）参照）。
【００４７】
乾燥後のディスクロータ１はローラコンベア２の稼働によって後流の乾燥用高周波誘導加熱コイル７の下方に搬送され、対応するストッパ１６でその搬送が停止され、乾燥用高周波誘導加熱コイル７とローラコンベア２を挟んで対応する下方に設けられたシリンダー１２によって持ち上げられ、塗装面が乾燥用高周波誘導加熱コイル７のコイル本体内に挿入され、例えば１４０℃に加熱されて塗装膜が乾燥する。１４０℃までの昇温時間は例えば１分であり、乾燥時間は例えば３０秒である。この場合に、予熱したディスクロータ１に塗装したので、７０乃至１００℃の予熱温度を有するディスクロータ１を乾燥すればよいので、乾燥工程も短くなる。
【００４８】
塗装膜の乾燥が終了した製品１５としてのディスクロータ１は、後流の冷却領域に搬送され、ローラコンベア２の下方に配置された冷却ファン８によって冷却される。
【００４９】
冷却後のディスクロータ１は、防錆槽８の入口部分で下側に移動方向を変更するローラコンベア２によって防錆槽９内の例えば５０℃の防錆液に浸漬され、その後、防錆槽９出口部分で上側に移動方向を変えるローラコンベア２によって防錆槽９から搬出され、これによって防錆剤が塗布される。
【００５０】
防錆槽９の出口部分には、ローラコンベア２の上下にローラコンベア２を挟むように、ブローノズル１０が配置されており、このブローノズル１０によって製品としての塗装後のディスクロータ１に付着した余剰の防錆剤が吹き飛ばされる。塗装後のディスクロータ１はローラコンベア２の搬出端から次工程に搬出される。
【００５１】
本実施形態によれば、予熱器及び乾燥用加熱器として高周波誘導加熱コイルを用いたので、塗装対象物を迅速に予熱及び乾燥加熱することができるので、塗装対象物の全体を加熱していた従来技術に比べて塗装及び乾燥に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
図５は、本実施形態と従来技術との塗装及び乾燥時間を比較したものであり、図５（ａ）が本実施形態を示し、図５（ｂ）が従来技術を示す。図５において、本実施形態においては、乾燥工程である本加熱までに要する時間は、例えば５分であり、従来技術の３０分程度に比べて著しく短縮できたことが分かる。
【００５３】
本実施形態によれば、予熱温度を７０乃至１００℃としたので、塗膜の乾燥が促進できる上、塗料を沸騰させることがないので、塗装面の膨れ及びワキを防止することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、水性塗料の塗装、乾燥時間を著しく短縮することができるので、塗装、乾燥工程を機械加工ラインとアッシーラインとの間に設ける等、製造ラインバリエーションが広がる。
【００５５】
本実施形態において、加熱温度の昇温速度は塗装の仕上がり状態に影響を与えないので、特に規定しない。また、養生（乾燥）のための予熱温度保持時間は水性塗料の乾燥状況によって適宜設定される。
【００５６】
上記実施形態において塗装対象物としてディスクロータを使用した場合について説明したが、本発明の水性塗料の塗布乾燥方法に適用される塗装対象物は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、膨れ、ワキ等の不都合を生じることなく水性塗料の塗装乾燥時間を大幅に短縮することができるものであり、水性塗料の塗膜形成の分野で特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の平面図である。
【図２】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の部分側面図である。
【図３】本発明に係る水性塗料の塗布乾燥装置の部分側面図である。
【図４】誘導加熱コイルと塗装対象物との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の効果を従来技術と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：塗装対象物（ディスクロータ）
２：ローラコンベア
２ａ：間隙のあるローラ
２ｂ：間隙のないローラ
３：予熱用高周波誘導加熱機本体
４：予熱用高周波誘導加熱コイル
５：塗装ロボット
５ａ：塗装ノズル
６：乾燥用高周波誘導加熱機本体
７：乾燥用高周波誘導加熱コイル
８：冷却ファン
９：防錆槽
１０：ブローノズル
１１：搬入装置
１２：シリンダー
１３：フード
１４：フード
１５：製品
１６：ストッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱工程と、予熱後の塗装対象物の被塗装面に水性塗料を塗布する塗布工程と、塗装対象物を前記予熱温度に保持する保持工程と、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥工程と、を有することを特徴とする水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項２】
前記乾燥工程においては前記塗装対象物を高周波誘導加熱することを特徴とする請求項１に記載の水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項３】
前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項４】
塗装対象物を搬送するコンベアと、前記塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱用高周波誘導加熱器と、予熱後の被塗装面に水性塗料を塗布する塗装用ロボットと、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥用高周波誘導加熱器と、を有することを特徴とする水性塗料の塗布乾燥装置。
【請求項１】
塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱工程と、予熱後の塗装対象物の被塗装面に水性塗料を塗布する塗布工程と、塗装対象物を前記予熱温度に保持する保持工程と、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥工程と、を有することを特徴とする水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項２】
前記乾燥工程においては前記塗装対象物を高周波誘導加熱することを特徴とする請求項１に記載の水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項３】
前記塗装対象物は前記水性塗料の塗布により２０℃以上の温度降下を生じない熱容量を有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水性塗料の塗布乾燥方法。
【請求項４】
塗装対象物を搬送するコンベアと、前記塗装対象物を高周波誘導加熱して少なくとも表面を７０乃至１００℃の予熱温度まで昇温させる予熱用高周波誘導加熱器と、予熱後の被塗装面に水性塗料を塗布する塗装用ロボットと、前記塗装対象物を所定の乾燥温度まで昇温させて塗装膜を乾燥させる乾燥用高周波誘導加熱器と、を有することを特徴とする水性塗料の塗布乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１３０３８４（Ｐ２００６−１３０３８４Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１９９０１（Ｐ２００４−３１９９０１）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（３９００２７５２４）浅間技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（３９００２７５２４）浅間技研工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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