JPH0677713B2 - 金属ストリツプの連続塗覆装ラインにおける誘導加熱炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、金属ストリップに連続して塗料を塗装した
り、ラミネートフィルムをプリント塗装するいわゆる金
属ストリップの連続塗覆装ラインにおける誘導加熱炉に
関するものである。

（従来の技術） 今日、カラー鉄板と一般に称せられているプレコート鋼
板は、板材として最も一般的な市販材料として、外装建
材をはじめ、内装建材、家電、鋼製家具および車両など
広範囲の用途に使用されている。

その主な特長は、成形加工性、耐食性、耐候性および不
燃性に富むことの他、安価なことが挙げられる。

ところでかかるプレコート鋼板の内装建材や家電、鋼製
家具、車両への用途拡大が進むに従って、最近では、意
匠性の優れた高級化粧鋼板や表面光沢の高い鮮映鋼板な
ど高級化、意匠性および高品質に対する要請が次第に高
まり、それに伴って極度にゴミ付着が少なく美麗な塗装
仕上がりのプレコート鋼板が要求されている。

しかしながら現行のプレコート鋼板の塗料焼付け硬化炉
としては、熱容量の大きな熱風循環方式の熱風炉が主流
で、対流効率を上げるために多量の熱風をストリップに
吹付けて塗料の焼付け硬化を行っているので、塗料焼付
け時に発生するヤニやダストを完全に除去することはで
きず、各種の改良が試みられているとはいえ、満足いく
程度にまで炉内をクリーンな状態に保持することはでき
なかった。

しかも焼付け時に発生したヤニやダストは炉内およびダ
クトに堆積するので、品質確保上定期掃除が必要であ
り、そのため稼動率の低下を招いていた。

その他、外装建材ではその需要ニーズである長期保証の
要求に耐え得る塗料の開発が進められ、また家電では耐
熱性プレコート鋼板に対する要求が殊の外強い。これら
の要求に応えるためには、塗料として高分子樹脂塗料を
用いる必要があるが、かかる高分子樹脂塗料を用いた場
合には、従来の塗料焼付け温度よりも高温で焼付けを行
う必要があることから、焼付け硬化炉としても広い処理
温度範囲をそなえることが必要である。

しかしながら従来の熱風炉では処理温度が最高で300℃
程度であるため、高分子樹脂塗料の性能を充分に発揮さ
せることができないというところにも問題を残してい
た。

ここに最近、クリーンでかつ高温処理が可能な焼付硬化
炉として誘導加熱炉が注目され、たとえば特公昭47−99
16号公報や特開昭50−45022号公報などにおいて、誘導
加熱コイルによる塗料焼付け方法が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の如き誘導加熱炉においては、次のよ
うな問題を残していた。

すなわち誘導加熱コイルは熱に弱いために通常内部水冷
構造になっているが、逆にこの水冷構造に起因した表面
温度の低さ故に、塗料の焼付け時やラミネートフィイル
の被覆時に蒸発する水分や揮発溶剤、樹脂、接着剤など
が結露してヤニやダストを形成し易く、かようなヤニや
ダストが製品表面に付着して品質の低下を招くところに
問題を残していたのである。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、金属
ストリップの連続塗覆装ラインにおいて、誘導加熱コイ
ルを用いて塗料を焼付け硬化させる場合に、表面性状を
劣化させる原因となるヤニやダストの発生を効果的に防
止して美麗な表面の塗装鋼板を得ることができる誘導加
熱炉を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、金属ストリップ（１）の連続塗覆
装ラインに設置される誘導加熱炉（３）であって、複数
の加熱ゾーン（７）とこれらの加熱ゾーン（７）間それ
ぞれに配設された排気ゾーン（８）とからなり、 各加熱ゾーン（７）には、らせん形で各隣接コイル導線
間に適当な間隙を設けた誘導加熱コイル（６）を設置す
ると共に、該誘導加熱コイル（６）の内部を通過する金
属ストリップ（１）と該コイル（６）の上部内周面との
間に整流効果を有するマスキング（11）を配置し、 さらにフレッシュ熱風を加熱ゾーン（７）および排気ゾ
ーン（８）の上方から炉内に供給し、誘導加熱コイル
（６）の背後から上記マスキング（11）を通し整流して
から金属ストリップ上面に対し下降流として吹付けるフ
レッシュ熱風の吹込み系と、炉内ガスを排気ゾーン
（８）の金属ストリップ下面側において炉外に導き、清
浄化したのち大気中に放散する炉内ガスの排気系とをそ
なえて成る金属ストリップの連続塗覆装ラインにおける
誘導加熱炉である。

まずこの発明の解明経緯について説明する。

さて発明者らは、ヤニやダストの発生状況について解明
を試みた結果、以下の知見を得た。

プレコート鋼板の塗装は一般に、溶剤型樹脂、水性樹脂
および粉体樹脂などが使用されているが、これらの塗料
を焼付け乾燥する工程において水分、溶剤、樹脂が、さ
らに粘着ラミネートフィルムの乾燥時においては接着剤
中の揮発分が、それぞれ蒸発する。かかる蒸発ガスには
その濃度に依存した結露温度が存在し、従ってかかる蒸
発ガスが接触した所の温度が結露温度以下の場合は結露
してヤニやダストの発生となる。

従来の加熱炉設計では、かかる結露温度のみ考慮されて
いたが、種々実験の結果、焼付け工程におけるガス濃度
の変動や温度変動さらにはガス流動過程におけるポケッ
トの発生などによってもヤニやダストなどの発生状況が
変化し、とくに誘導加熱コイルは前述したとおり表面温
度が低いこともあって、蒸発ガスが容易に結露してヤニ
やダストが発生し易いことの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚して開発された新規な構
造になる誘導加熱炉である。

第１図に、この発明に従う誘導加熱炉を組込んだ連続塗
覆装ラインの全体を模式で、また第２図、第３図には、
上記誘導加熱炉の要部を断面で示す。

図中番号１は金属ストリップ、２は塗装設備（プリント
塗装を含む）、そして３が誘導加熱炉、４が冷却装置で
あり、金属ストリップ１はかかる処理ラインを通板する
間に塗装が施されて製品コイル５として巻取られる。

誘導加熱炉３は、誘導加熱コイル６をそなえる加熱ゾー
ン７と排気ゾーン８とを交互に配設した構造になってい
る。この誘導加熱コイル６は、らせん形であって、各隣
接コイル導線間には適当な間隙が設けられているので、
フレッシュ熱風はこの間隙を通ってコイル内部に自由に
出入りできる仕組みになっている。またこの誘導加熱コ
イル６は銅チューブ内に冷却水９を通すことによって内
部冷却され、他方その外周は絶縁断熱シール10で完全に
保護されている。

さてこの発明では、かかる誘導コイル６内を通過する金
属ストリップ１と該コイル６の上部内周面との間に、整
流効果を有する非磁性体のマスキング11を配置し、フレ
ッシュ熱風を図中番号12で示したようにコイル６の背後
から導き、かかるマスキング11を通して整流してから、
ストリップ面に対し下降流として（好ましくは垂直に）
吹き付けるのである。

ここに上記マスキングとしては、平面形状が蜂の巣形の
いわゆるハニカム状の微細通孔を多数そなえるものや、
同様に平面形状が格子状、円形などの多数の微細通孔を
有するものが有利に適合する。そしてかかる構造になる
マスキングを通過させることによってフレッシュ熱風の
効果的な整流が達成できるのである。なおこのマスキン
グは、上記したフレッシュ熱風の整流効果の他、何かし
らの原因で炉内ガスが上昇してきた場合に、かかる微細
通孔において炉内ガス中の蒸発成分を付着除去する機能
もそなえている。

次にフレッシュ熱風は、送風装置13からの空気を１次、
２次、３次の高性能フィルター14で充分にクリーン化し
たのち熱交換器15を介して適正温度に昇温されてから加
熱炉３内にその上方から送り込まれるしくみになってい
る。

またストリップ上面に対し下降流として吹付けられた後
の熱風は、炉内発生ガスと共に、排気ゾーン８のストリ
ップ下面側に設けた排出口16から炉外に導き、その後ヒ
ュームインシネレーター17で可燃成分を燃焼・脱臭して
無害化し、ついで熱交換器15で抜熱してから大気中へ放
散されるしくみになっている。

（作用） この発明では、使用熱風は完全にクリーン化されている
ので、かかる熱風をストリップ表面に吹付けたとしても
板表面が汚れることはない。

また炉内において、フレッシュ熱風は下降流としてスト
リップ表面に吹付けられるので、焼付け時に揮散する溶
剤や樹脂、水分などの蒸発成分がストリップ上方の誘導
コイルや炉壁に接触して結露に至ることはなく、従って
かかる蒸発成分に起因したヤニやダストによって板表面
が汚染されることもない。

さらに炉内で発生した溶剤や水分、樹脂などの揮発ガス
は速やかに炉外に排出されるので、炉内において爆発や
火災が生じることはなく、しかもかかる炉内ガスは、そ
の可燃成分を燃焼・脱臭して無害化されると共に熱回収
されたのち大気中へ放散されるので、公害防止および熱
収支の面でも有利である。

なお金属ストリップ表面に対するフレッシュ熱風の吹付
け速度は、従来の熱風炉における風速よりもはるかに小
さいので、粉体塗料が使用し得る利点もある。

（実施例） 前掲第１図に示した、この発明に従う誘導加熱炉をそな
える連続塗覆装設備を用いて、下表に示した条件下に連
続塗装処理を施した。

同表より明らかなように、この発明に従う誘導加熱炉を
用いた場合には、180℃から450℃までにわたる各種樹脂
塗装の最適焼付け温度で、焼付け処理を実施でき、しか
も得られた製品の表面にはヤニやダストなどの付着が全
く無く、美麗な外観を呈していた。

（発明の効果） この発明の効果は次のとおりに要約される。

ｉ）フレッシュ熱風の供給系統と炉内ガスの排気系統と
が完全に分れていて、塗料焼付け時に発生するガスは最
短距離で炉外に排出され、製品通過ゾーンは常にフレッ
シュ熱風で満たされ極めて高いクリーン度に保持されて
いるので、表面にヤニやダストなどの付着がない美麗表
面の高級化粧鋼板を容易に得ることができる。

ii）誘導加熱コイルとフレッシュ熱風との組合わせによ
り、樹脂の選択範囲が拡大する。たとえば粉体塗装鋼板
については、熱風炉では粉体が飛散するため使用不可能
であったが、フレッシュ熱風の吹付け速度は粉体の飛散
風速以下が十分であるので、その使用が可能になる。ま
た300℃以上の焼付け温度が必要とされる樹脂塗料は、
従来の熱風炉では危険を伴うため使用できなかったが、
誘導加熱とフレッシュ熱風との組合わせではかかる高温
焼付けを必要とする塗料の塗装も可能になる。さらに炉
内雰囲気中に所定量の酸素を必要とする樹脂塗料の焼付
けに当っては、従来の誘導加熱炉や循環熱風炉では酸素
コントロールができなかったので使用に供し得なかった
が、ガス供給系をそなえるこの発明では、かような塗料
の焼付けも可能になる。

iii）金属ストリップの加熱は、誘導加熱によって行わ
れ、しかも炉内は加熱ゾーンと排気ゾーンとに分割され
ているため、各種樹脂特性に対するヒートサイクルを瞬
時に適正サイクルに変更できるので、良好な品質の製品
を安定して得ることができ、また炉内清掃が不必要にな
ることもあって稼働率の向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う誘導加熱炉を組込んだ連続塗
覆装ラインの模式図、 第２図および第３図はそれぞれ、上記誘導加熱炉の要部
拡大図である。 １…金属ストリップ、２…塗装設備 ３…誘導加熱炉、４…冷却装置 ５…製品コイル、６…誘導加熱コイル ７…加熱ゾーン、８…排気ゾーン ９…冷却水、10…絶縁断熱シール 11…マスキング 12…フレッシュ熱風の流れ 13…送風装置、14…フィルター 15…熱交換器、16…排出口 17…ヒュームインシネレーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属ストリップ（１）の連続塗覆装ライン
   に設置される誘導加熱炉（３）であって、複数の加熱ゾ
   ーン（７）とこれらの加熱ゾーン（７）間それぞれに配
   設された排気ゾーン（８）とからなり、 各加熱ゾーン（７）には、らせん形で各隣接コイル導線
   間に適当な間隙を設けた誘導加熱コイル（６）を設置す
   ると共に、該誘導加熱コイル（６）の内部を通過する金
   属ストリップ（１）と該コイル（６）の上部内周面との
   間に整流効果を有するマスキング（11）を配置し、 さらにフレッシュ熱風を加熱ゾーン（７）および排気ゾ
   ーン（８）の上方から炉内に供給し、誘導加熱コイル
   （６）の背後から上記マスキング（11）を通し整流して
   から金属ストリップ上面に対し下降流として吹付けるフ
   レッシュ熱風の吹込み系と、炉内ガスを排気ゾーン
   （８）の金属ストリップ下面側において炉外に導き、清
   浄化したのち大気中に放散する炉内ガスの排気系とをそ
   なえることを特徴とする金属ストリップの連続塗覆装ラ
   インにおける誘導加熱炉。