JPH0550017A

JPH0550017A - 樹脂被覆金属板の製造方法

Info

Publication number: JPH0550017A
Application number: JP20193091A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikishima; 健司壱岐島; Akihiro Yanai; 昭博八内
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】誘導加熱を利用して、粉体状塗料を塗装した
塗装鋼板を効率的に製造する。【構成】液体、好ましくは使用する粉体状塗料の融着
温度より高沸点の液体を、粉体状塗料の前後または同時
に鋼板に塗布し、次いで少なくとも部分的に誘導加熱を
利用して、焼付を行うことにより塗装鋼板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂被覆金属板、特
に、粉体塗装法により樹脂を被覆した金属板の製造方法
に関する。本発明の方法により製造された塗装金属板
は、家電・建材用などに有用であり、将来的には自動車
分野への適用可能性もある。

【０００２】

【従来の技術】近年、工程省略、コストダウンの要求に
応えて、アルミニウム板、鋼板、亜鉛めっき鋼板等を工
場であらかじめ塗装し、加工、組立または施工後に塗装
をしなくても良いようにした塗装金属板の使用が益々盛
んである。塗装金属板の大部分は、鋼板または亜鉛系め
っき鋼板などのめっき鋼板に塗装を施した塗装鋼板であ
るので、以下、塗装鋼板で代表させて説明する。

【０００３】塗装鋼板は、必要に応じて化成処理やプラ
イマー塗布などの下地処理を施した鋼板を塗装すること
により製造される。塗装に用いる塗料は、従来は皮膜形
成性樹脂を溶剤に溶解させた液状塗料を使用することが
普通であったが、最近では、無公害型の粉体状塗料を用
いた塗装金属板の製造も行われるようになってきた。粉
体状塗料は、１００％不揮発性であり、塗装後に溶剤の
蒸発がないので、環境対策不要で、いつでも使用できる
という利点がある。しかも、塗料の設計に当たって樹脂
の溶剤溶解性を必要としないため、加工性と硬度が両立
した優れた塗膜物性を得ることができる。

【０００４】粉体状塗料は、付着効率を高めるため、一
般に静電粉体吹付法を利用して塗装される。静電粉体吹
付法は、粉体状塗料に空気を混ぜて流動化させ、これを
圧縮空気でガンの先端から噴出させ、この時ガンの先端
部に設けた電極によって噴出粉体を高電圧に荷電させる
ことにより、アースされた被覆物に均一な塗着を効率よ
く行わせるというものである。この方式の最大の利点は
対象物の形を問わずに適用できることであり、また自動
化された静電粉体塗装装置が普及しているため、使い易
いという利点もある。

【０００５】しかし、溶剤系塗料に用いるロール塗装に
比べて、静電粉体塗装は一部の粉体が吹飛ばされて鋼板
に付着しないため、塗着歩留りは良いとは言えず、また
塗膜が固有のゆず肌を持つ、塗装ライン速度が遅いとい
った難点もある。これらの難点を解消し、粉体状塗料の
優れた塗膜物性を活かした塗装鋼板を製造するために、
粉体状塗料を適当な液体に分散または溶解させ、液状塗
料としてロール塗装などにより塗布して塗装鋼板を製造
することが、特開平２−196876号および同３−38280 号
公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】粉体状塗料は、塗布後
に加熱して樹脂を溶融させた後、溶融樹脂を固化ないし
硬化させることにより焼付を行い、塗膜を形成する。鋼
板の加熱方法として、高周波誘導加熱は非常に効率的な
方法であり、しかもガスオーブンのように大量の熱風を
必要としないため、比較的クリーンで加熱時間を短縮で
きるという利点がある。

【０００７】しかし、鋼板に塗布した粉体状塗料の加熱
に誘導加熱を利用すると、粉体状塗料の熱伝導が悪いた
め、粉体状塗料の有効な加熱が行われず、投入パワーが
無駄になるばかりでなく、プライマーコートや裏面コー
トが施されている場合には、熱伝導が良好なそれらの塗
膜が加熱されすぎて、変色、物性低下を生じる場合もあ
る。そのため、粉体状塗料を用いた塗装鋼板の製造にお
いて、塗装後の加熱に誘導加熱を利用することはこれま
で行われてこなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、加熱効率
のよい誘導加熱を利用して、粉体状塗料を塗布した塗装
鋼板を製造すべく研究を進めた結果、粉体状塗料と液体
とを併用塗布することによって、誘導加熱でも有効に粉
体状塗料を加熱できることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００９】ここに、本発明の要旨は、粉体状の樹脂塗
料を用いて樹脂被覆された金属板を製造する際に、加熱
表面に粉体状塗料を供給する工程の前後いずれかに液体
を塗布するか、該粉体状塗料を液体と混合して塗布し、
塗料と液体が塗布された金属板を、加熱装置の少なくと
も一部に誘導加熱部を有する加熱装置で加熱して、液体
の蒸発および樹脂の焼付を行うことを特徴とする、樹脂
被覆金属板の製造方法にある。

【００１０】

【作用】鋼板に塗布した粉体状塗料の誘導加熱におい
て、粉体状塗料の有効加熱が行われない理由は、粉体状
塗料層の熱伝導性が小さいため、誘導加熱により加熱さ
れた鋼板から塗料層に熱が有効に伝わらないためであ
り、これは塗着した粉体状塗料は空隙が多く (かさ密度
が小さく) 、鋼板母材や他の塗料粒子との接触面積が小
さいため、伝熱面積が小さい、即ち、空隙を占める空気
は熱伝導率が非常に小さく、鋼板面から塗料粒子へ、塗
料粒子から他の塗料粒子への伝熱が、接触面積が小さい
ために起こりにくいからではないかと推定される。

【００１１】これに対して、本発明の方法により、粉体
状塗料を液体と共に塗布すると、空隙が液体で満たされ
ることになり、液体は空気に比べてはるかに大きい熱伝
導率を有することから、熱伝導の効率が大幅に増大する
ため、誘導加熱により粉体状塗料層を有効に加熱するこ
とが可能になる。

【００１２】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明の方法で用いる母材金属板は特に制限され
ず、アルミニウム板、チタン板などの非鉄金属板でも、
或いは、冷延鋼板や、亜鉛もしくは亜鉛合金めっき鋼板
を始めとする各種めっき鋼板を含む鋼板でもよい。めっ
き鋼板の場合、めっき方法は溶融めっきでも、電気めっ
きでもよい。特に好ましい母材は、亜鉛系めっき鋼板、
即ち、電気亜鉛もしくは亜鉛合金めっき鋼板、溶融亜鉛
もしくは亜鉛合金めっき鋼板、ならびに合金化溶融亜鉛
めっき鋼板である。以下は、上と同様に、母材が鋼板で
ある塗装鋼板の製造について説明する。

【００１３】母材鋼板には、塗膜密着性や耐食性の改善
を目的として、慣用の下地処理を施しておくことができ
る。適当な下地処理は、クロメート処理およびリン酸亜
鉛処理などの化成処理、ならびにプライマー塗布があ
る。必要に応じて、これらの１もしくは２以上の下地処
理を常法により実施することができる。

【００１４】こうして好ましくは下地処理した塗装鋼板
に、粉体状の樹脂塗料と液体とを供給して塗布する。粉
体状塗料と液体の塗布の順序は、いずれが先でもよい。
或いは、粉体状塗料と液体とを混合して塗布することも
できる。

【００１５】粉体状塗料による塗装鋼板の製造において
は、付着効率や膜厚均一性を向上させるために静電塗装
を行うことが多いが、本発明の方法では必ずしも静電気
を付与する必要はない。即ち、粉体状塗料の前に先に液
体を塗布した場合には、液体上に塗着した粉体状塗料は
飛散しないので、単に静電気を付与せずに吹付けること
によって粉体状塗料を鋼板に供給して塗布することがで
きる。また、粉体状塗料を液体と混ぜて塗布する場合に
は、混合物が液状となるので、ロールコータ、カーテン
フローコータなどの液状塗料用の塗布装置を利用して塗
布することもできる。液体を塗布する前に粉体状塗料を
塗布する場合には、静電塗装法を利用することが好都合
である。

【００１６】使用する粉体状塗料を構成する樹脂の種類
は特に限定されない。一般に市販されているポリエステ
ル系、ウレタン系、エポキシ系等の樹脂に硬化剤を添加
した熱硬化性の粉体状塗料が好ましいが、ポリオレフィ
ン系、ポリアミド系などの熱可塑性樹脂からなる粉体状
塗料も使用できる。粉体状塗料は、他に、顔料、スリッ
プ剤、反応触媒などの添加剤を含有しうる。粉体状塗料
の粒径も特に制限されないが、通常は約10〜200 μｍの
範囲内である。

【００１７】一方、使用する液体は、粉体状塗料を溶解
するものでも、溶解しないものでもよい。即ち、粉体状
塗料と液体とを同じ鋼板に塗布した時、粉体状塗料は液
体中に分散してもよいし、或いは溶解してもよい。ま
た、膨潤するような状態であってもよい。要は、粉体状
塗料のみを塗布した場合にできる熱伝導率の低い空隙に
液体を充満させることが重要であり、液体の溶解性は問
わない。また、有機液体のみならず、水のような無機液
体も使用できる。ただし、当然ながら、腐食性の強い液
体、あるいはその他、塗装鋼板に著しい悪影響を及ぼす
液体の使用は避けるべきである。

【００１８】液体を粉体状塗料とは別に塗布する場合、
液体の塗布は各種の塗布方法を利用して行うことができ
る。例えば、粉体状塗料の前に液体を予め塗布する場合
には、浸漬、噴霧、ロール塗装、カーテンフロー塗装な
どが適当である。粉体状塗料の塗布後に液体を塗布する
場合には、噴霧、カーテンフロー塗装などで液体を塗布
することが好都合である。

【００１９】粉体状塗料の空隙率は、粉体状塗料の粒
径、形状、塗布条件に依存するため、液体の塗布量はこ
れらの条件を考慮して適宜決定すればよいが、通常は粉
体状塗料／液体の重量比で 0.5／１〜 1.5／1 程度が望
ましいであろう。

【００２０】粉体状塗料と液体とを塗布した鋼板を、次
いで加熱して、液体の蒸発と塗料樹脂の焼付・硬化とを
行い、目的とする樹脂被覆鋼板 (塗装鋼板) を得る。本
発明の方法においては、この加熱を、少なくとも一部に
誘導加熱部を有するオーブンなどの加熱装置に鋼板を通
すことにより行う。誘導加熱部は、加熱装置の入側また
は入側近くに設置することが好ましい。

【００２１】本発明の方法においては、液体が蒸発して
しまった後に、粉体状塗料の融着が生じている (空隙が
なくなっている) ことが重要である。空隙がある間は、
空隙に液体が存在することにより、誘導加熱により効果
的に加熱が行われる。この加熱中、液体が完全に蒸発す
る前に粉体状塗料を融着させて、空隙のない樹脂層を形
成する。空隙がなくなれば、液体がなくても、誘導加熱
で有効な加熱を行うことができる。従って、粉体状塗料
が融着し、液体が蒸発した後も誘導加熱を利用して加熱
できるが、この部分の加熱は所望により熱風オーブンを
使用しても良い。

【００２２】このことより、用いる液体の種類および塗
布量は、粉体状塗料の融着 (軟化)温度を考慮して選択
することが重要である。例えば、粉体状塗料の融着温度
が90℃であれば、樹脂層が少なくとも90℃に昇温するま
では液体の大半が残留するように、液体の種類 (蒸気圧
または沸点) と液体塗布量を決定する。但し、あまりに
液体の蒸気圧が小さい(沸点が高い) か、液体塗布量が
多い場合には、加熱後に液体が残留する可能性があり、
塗膜物性を悪化させたり、液体の完全な蒸発のために余
分な熱量を消費することになり、好ましくない。

【００２３】具体的な加熱温度と加熱時間は、樹脂や液
体の種類、これらの塗布量、加熱装置の構成などに応じ
て、樹脂の融着後に液体が完全に蒸発し、硬化または固
化した樹脂塗膜が形成されるように決定する。こうして
融着により造膜した樹脂被覆層を有する塗装鋼板が得ら
れる。

【００２４】一般に、粉体状塗料を焼付けた塗装鋼板
は、塗膜表面が平滑ではなく、いわゆる「ゆず肌」を呈
するが、本発明により液体を併用塗布することにより、
この液体が使用した粉体状塗料を溶解するものである場
合には、粉体状塗料特有のゆず肌が解消され、表面が平
滑で鮮映性に優れた塗装鋼板が得られる。従って、本発
明の方法により鮮映性に優れた塗装鋼板を製造したい場
合には、粉体状塗料を溶解しうる液体を用いればよく、
それにより粉体状塗料の固有の優れた塗膜物性（硬度、
加工性など）を備え、同時に表面が平滑な美麗な塗装鋼
板を得ることができる。

【００２５】上述した粉体状塗料による塗装は、母材鋼
板の片面または両面に実施することができる。片面塗装
の場合には、裏面には、所望により適当な下地処理ある
いは別の塗装などの適当な被覆処理を施すことができ
る。次に実施例により本発明を具体的に説明する。

【００２６】

【実施例】下地処理としてリン酸亜鉛処理 (付着量１g/
m²) が施されたコイル状の両面溶融亜鉛めっき鋼板（板
厚0.5 mm、片面めっき付着量60 g/m²)を母材として、本
発明の方法により塗装鋼板を製造した。上記めっき鋼板
の表面側 (本発明により塗装を行う面) にはエポキシ系
プライマーの膜厚10μｍのプライマー層を、裏面側には
ポリエステル系塗料の膜厚５μｍの塗膜層をそれぞれ予
め形成しておいた。この塗装は、いずれもロールコータ
により行い、焼付は表面裏面同時に210 ℃×60秒間で行
った。

【００２７】このように処理しておいた鋼板の表面側プ
ライマー層の上に、粉体状塗料と液体を供給して塗布し
た。使用した粉体状塗料は、日本ペイント製プレコート
600(ポリエステル系熱硬化性粉体状塗料、軟化温度約9
0℃) であり、液体としては、シクロヘキサノン (常圧
沸点 156℃) 、アセトン (同57℃) 、ブタノール (同11
7 ℃) 、エタノール (同78℃) 、水 (同100 ℃) の５種
類を使用した。水以外のこれらの液体に対して、上記粉
体状塗料は、それぞれ溶解、膨潤、分散、分散状態とな
り、水に対しては、粉体状塗料は表面張力差より分散で
きず、粉体状塗料は浮上あるいは沈降して固液分離し
た。

【００２８】粉体状塗料の供給・塗布は静電粉体塗装機
を用いて、70 g/m² の付着量となるように行った。液体
の塗布は、粉体塗付前の場合にはロールコート、粉体塗
布後の場合にはカーテンフローコートで、付着量が50 g
/m²となるように行った。粉体状塗料および液体を塗布
した後、誘導加熱により焼付を実施した。誘導加熱オー
ブン内には150 ℃の温風を約２m/sec の速度で流した。
このオーブン内を鋼板は15 m/minの速度で通過し、炉内
の滞留時間は約2.5 分であった。この誘導加熱オーブン
の入力 (電圧) を変えることにより加熱温度を変動させ
た。オーブン出側にて、鋼板の裏面側より接触温度計で
鋼板温度を測定した。得られた塗装鋼板の表面と裏面を
目視で観察し、表面状況については、粉体状塗料が溶融
し、造膜しているものを○、未溶融で光沢のない表面を
もつものを×、部分的に○と×が混在するときを△とし
た。裏面状況については、裏面塗料の変色が認められな
いか少ない場合を○、変色が大きい (ΔＥ＞２) ものに
ついて×と表示した。結果を次の表１に示す。

【００２９】液体塗布を行わない従来方法では、鋼板温
度が上がっても粉体状塗料はとけにくく (試験No. １〜
２) 、粉体状塗料を融着させて造膜させるには、300 ℃
以上の高い鋼板温度が必要であったが (試験No. ３) 、
このように高温で焼付けると裏面側のプライマー層6 大
きく変色してしまった。これに対し、本発明により液体
を併用塗布すると、200 ℃の鋼板温度で塗料は造膜し、
裏面側のプライマー塗料への悪影響を避けることができ
た。ただし、使用した液体の沸点が、粉体状塗料の軟化
温度より低いか、軟化温度より10℃高い程度である場合
には、塗料の融着前に液体が一部蒸発してしまうため、
表面状況が多少劣化した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、粉体状塗料の塗装後
に、効率的な加熱方法である誘導加熱を利用して、空隙
にある空気を熱伝導率の高い液体に置換しておくことで
粉体状塗料を有効に加熱することができ、塗料の融着・
造膜を短時間で効率的に行うことができる。その結果、
エネルギーコストの低減のみならず、裏面塗装やプライ
マー塗料の過熱による変色や、物性低下を抑制すること
ができ、塗膜物性に優れた粉体状塗料が塗装された高品
質の塗装鋼板を、効率よく連続製造することが可能とな
る。

【００３２】また、本発明によれば、粉体状塗料を必ず
しも静電粉体塗装機を用いずに塗布することが可能とな
り、静電粉体塗装機に比べて著しく高速度で粉体状塗料
を塗装した塗装鋼板を製造することができる。さらに、
使用する液体として粉体状塗料に対して溶解性を有する
液体を選択することにより、粉体状塗料を塗装した場合
の塗膜の「ゆず肌」が軽減され、滑らかで鮮映性に優れ
た塗装面となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体状の樹脂塗料を用いて樹脂被覆され
た金属板を製造する際に、鋼板表面に粉体状塗料を供給
する工程の前後いずれかに液体を塗布して、粉体状塗料
と液体とが塗布された金属板を、加熱装置の少なくとも
一部に誘導加熱部を有する加熱装置で加熱して、液体の
蒸発および樹脂の焼付を行うことを特徴とする、樹脂被
覆金属板の製造方法。
【請求項２】粉体状の樹脂塗料を用いて樹脂被覆され
た金属板を製造する際に、該粉体状塗料を液体と混合し
て塗布し、塗布した金属板を、加熱装置の少なくとも一
部に誘導加熱部を有する加熱装置で加熱して、液体の蒸
発および樹脂の焼付を行うことを特徴とする、樹脂被覆
金属板の製造方法。