JP2000254580A - Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に塗料を塗装する
際に、溶剤添加量が少なく、また塗膜厚がその性能を満
足する基準膜厚であっても、未塗装の発生しないように
する。 【解決手段】 アプリケーターロール６、ピックアップ
ロール５そしてドクターロール３とを備えるロールコー
ター式塗装装置を用いてＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を塗
装するに際して、ライン通板方向に対しアプリケーター
ロール６、アプリケーターロール６に対しピックアップ
ロール５を、何れも逆回転させ、またピックアップロー
ル５に対しドクターロール３を順回転させるとともに、
ライン速度及び各ロール周速の関係を、ライン速度／ア
プリケーターロール周速を１.０未満、アプリケーター
ロール周速／ピックアップロール周速を１.０未満、そ
してピックアップロール周速／ドクターロール周速を
２.０以上４.０以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に
塗料を塗装する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板やメッキ鋼板などの鋼板類、ア
ルミニウム板などの金属板に合成樹脂等からなる塗料を
塗装した塗装金属板は、耐食性、耐候性に優れ、また美
麗な着色外観が容易に得られるため、従来から建材、家
電製品、鋼製家具などの用途に広く使用されている。一
般に、これらの用途に使用される塗装金属板は、塗膜厚
が２〜７μｍの下塗り塗装と６〜２０μｍの上塗り塗装
とを施した２コートの塗装金属板が使用される。

【０００３】前記塗装金属板を安価かつ高能率に製造す
る方法として、通常、ロールコーター式塗装装置を用い
た連続塗装方法が採用され、上塗り塗装には、２本また
は３本の塗装ロールを備える塗装装置が採用される。

【０００４】ところで、塗装金属鋼板の耐食性の向上を
目的としてＺｎメッキ鋼板に替わり、Ａｌ−Ｚｎ合金メ
ッキ鋼板を塗装原板として使用する場合がある。

【０００５】Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板は、Ｚｎメッキ
鋼板に比べて、表面外観が悪く、メッキ皮膜にＡｌ−Ｚ
ｎ合金メッキに特有の落込み疵（デンツ）などが有り、
これらの欠陥は程度が悪くなると、塗装時に点状の未塗
装になり、美麗な塗装外観を得ることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の塗装方法では、
Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に塗料を塗装するに際して、
前記未塗装を防止するために、塗料粘度の低下、塗膜の
厚膜化を行っているが、この方法では、未塗装を軽減す
ることが可能であるが、必要以上の溶剤、塗料を使用す
ることになる。すなわち、前記した塗装方法でＡｌ−Ｚ
ｎ合金メッキ鋼板に塗料を塗装すると、溶剤原単位、塗
料原単位が上昇してコストアップになり、美麗な外観の
塗装鋼板を安価に製造することができない。

【０００７】また、必要以上の溶剤を含むと、焼付炉内
で蒸発溶剤の増加による爆発の恐れがあるため、ライン
速度を上げることができず、能率低下となる。

【０００８】本発明は、かかる事情を勘案してなされた
ものであり、Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に塗料を塗装す
る際に、溶剤添加量が少なく、また塗膜厚がその性能を
満足する基準膜厚であっても、未塗装の発生しない塗装
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は以下の通りである。

【００１０】（１）アプリケーターロール、ピックアッ
プロールそしてドクターロールとを備えるロールコータ
ー式塗装装置を用いてＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を塗装
するに際して、ライン通板方向に対しアプリケーターロ
ール、アプリケーターロールに対しピックアップロール
を、何れも逆回転させ、またピックアップロールに対し
ドクターロールを順回転させるとともに、ライン速度及
び各ロール周速の関係を、ライン速度／アプリケーター
ロール周速を１．０未満、アプリケーターロール周速／
ピックアップロール周速を１．０未満、そしてピックア
ップロール周速／ドクターロール周速を２．０以上４．
０以下とすることを特徴とするＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼
板の塗装方法（第１発明）。

【００１１】（２）アプリケーターロール、ピックアッ
プロールそしてドクターロールとを備えるロールコータ
ー式塗装装置を用いてＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を塗装
するに際して、ライン通板方向に対しアプリケーターロ
ール、アプリケーターロールに対しピックアップロー
ル、ピックアップロールに対しドクターロールを、何れ
も逆回転させるとともに、ライン速度及び各ロール周速
の関係が、ライン速度／アプリケーターロール周速を
０．９以上１．０未満、かつアプリケーターロール周速
／ピックアップロール周速を０．９以上１．０未満、そ
してピックアップロール周速／ドクターロール周速を
１．０超えとすることを特徴とするＡｌ−Ｚｎ合金メッ
キ鋼板の塗装方法（第２発明）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の限定理由について
説明する。本発明において、アプリケーターロール、ピ
ックアップロールそしてドクターロールとを備えるロー
ルコーター式塗装装置、所謂３ロールコーター式塗装装
置を使用するのは、塗装性の劣るＡｌ−Ｚｎ合金メッキ
鋼板について未塗装の発生を防止して、美麗な塗装外観
を得るためには、所謂３ロールコーター式塗装装置を使
用することが最適なためである。

【００１３】第１発明では、ライン通板方向に対しアプ
リケーターロール、アプリケーターロールに対しピック
アップロールを、何れも逆回転させ、またピックアップ
ロールに対しドクターロールを順回転させる。

【００１４】ライン通板方向に対しアプリケーターロー
ル、アプリケーターロールに対しピックアップロールの
回転が順回転になると、前記ロールと鋼板間、各ロール
間で塗料が分かれる際に鋼板幅方向で膜厚分布が不均一
になり、塗装後の塗膜面に図３に示すような「ローピン
グ」と呼ばれるライン長手方向の縦縞模様が発生する。
第１発明に規定するように前記各ロールの回転を逆回転
にすると、膜厚分布が不均一になることがなくなり、ロ
ーピングの発生を防止できる。

【００１５】ライン速度／アプリケーターロール周速を
１．０未満、アプリケーターロール周速／ピックアップ
ロール周速を１．０未満に限定するのは、前記各速度比
が１．０以上になると、塗料供給不足による未塗装が発
生するためである。

【００１６】ピックアップロールに対しドクターロール
を順回転させるとともに、ピックアップロールとドクタ
ーロールの周速比（ピックアップロール周速／ドクター
ロール周速）を２．０〜４．０に限定するのは、以下に
説明するように、未塗装の発生を抑え、またローピング
の発生を防止するためでる。

【００１７】本発明者らは、ライン通板方向に対しアプ
リケーターロール、アプリケーターロールに対しピック
アップロールを、何れも逆回転させ、またピックアップ
ロールに対しドクターロールを順回転させて塗装した際
に、ピックアップロール周速／ドクターロール周速（以
下、周速比Ｐｕ／Ｄｃ）が、未塗装及びローピングに及
ぼす影響について調査した。調査結果を図１に示す。

【００１８】図１に示すように、周速比Ｐｕ／Ｄｃが
４．０より大きい場合、ローピングの程度は軽いがメッ
キ皮膜の落込み疵の凹部まで塗料が行き渡らないために
点状の未塗装が発生する。周速比Ｐｕ／Ｄｃが４．０以
下になるとローピングが発生するようになるが、一方落
込み疵の凹部まで塗料が塗れるようになり、点状の未塗
装が発生しなくなる。しかし、周速比Ｐｕ／Ｄｃが２．
０未満になると、ローピングが酷くなり、美麗な表面外
観が得られない。したがって、ローピング程度を抑えな
がら落込み疵に起因する点状の未塗装を防止するには、
周速比Ｐｕ／Ｄｃを２．０以上４．０以下にすることが
必要である。

【００１９】なお、ローピングが発生するような条件下
で落込み疵の凹部まで塗料が塗れるようになる理由は明
らかではないが、ローピングが発生する条件下では、鋼
板幅方向で塗料の分布が若干不均一になっているため、
アプリケーターロールから鋼板に塗料を塗装する際に、
鋼板幅方向への塗料の流動が起こり、落込み疵の凹部ま
で塗料が行き渡るようになるのではないかと考えてい
る。

【００２０】第２発明では、ライン通板方向に対しアプ
リケーターロール、アプリケーターロールに対しピック
アップロール、ピックアップロールに対しドクターロー
ルを、何れも逆回転させる。

【００２１】ライン通板方向に対しアプリケーターロー
ル、アプリケーターロールに対しピックアップロール
を、何れも逆回転させる理由は、前記第１発明の場合と
同様の理由による。第２発明では、更にピックアップロ
ールに対しドクターロールを逆回転させるので、ローピ
ングの発生がなくなる。

【００２２】ライン速度／アプリケーターロール周速を
０．９以上１．０未満、かつアプリケーターロール周速
／ピックアップロール周速を０．９以上１．０未満に限
定するのは、以下に説明するように、前記各速度比が
０．９未満では落込み疵に起因する点状の未塗装が発生
し、１．０以上では塗料供給不足による未塗装が発生す
るためである。また、ピックアップロール周速／ドクタ
ーロール周速を１．０超えに限定するのは、前記速度比
が１．０以下になると塗料供給不足による未塗装が発生
するためである。

【００２３】ライン通板方向に対しアプリケーターロー
ル、アプリケーターロールに対しピックアップロール、
ピックアップロールに対しドクターロールが、何れも逆
回転させて塗装した際に、ライン速度とアプリケーター
ロール周速との比、ライン速度／アプリケーターロー
ル、アプリケーターロール周速とドクターロール周速と
の周速比、アプリケーターロール周速／ドクターロール
周速が未塗装に及ぼす影響について調査した。

【００２４】ライン速度／アプリケーターロール（以
下、速度比ＬＳ／Ａｐ）が未塗装に及ぼす影響について
調査した結果を図２に示す。速度比ＬＳ／Ａｐが０．９
未満では落込み疵に起因する点状の未塗装が発生し、
１．０以上では塗料供給不足による未塗装が発生してい
る。アプリケーターロール周速／ピックアップロール周
速の影響についても同様であり、前記周速比が０．９未
満では、落ち込み疵に起因する未塗装が発生し、１．０
以上では塗料供給不足による未塗装が発生した。

【００２５】本発明の実施の形態について更に説明す
る。第１発明の実施の形態について図４に基いて具体的
に説明する。図４は、第１の３ロールコーター式塗装装
置の要部を示す概略図で、ドクターロール３、ピックア
ップロール５、アプリケーターロール６、金属板８を支
持するバックアップロール７を順に配置している。ピッ
クアップロール５は、その下部が塗料２を入れた塗料パ
ン１に浸漬されている。

【００２６】回転方向を図中に矢印で示すように、ドク
ターロール４はピックアップロール５に対して順回転、
ピックアップロール５はアプリケーターロール６に対し
て逆回転、アプリケーターロール６は金属板８に対して
逆回転する。

【００２７】塗料２をピックアップロール５でくみ上
げ、及み上げた塗料２は、ピックアップロール５とドク
ターロール３との接触により、所定の膜厚に調整され、
アプリケーターロール６を介してバックアップロール７
に支持された金属板８の表面に塗布される。その際、ラ
イン速度及び各ロール周速の関係を、第１発明に規定す
る条件を満足するようにして塗装する。

【００２８】次に、第２発明の実施の形態について図５
に基いて具体的に説明する。図５は、第２の３ロールコ
ーター式塗装装置の要部を示す概略図で、図４の装置
に、ドクターブレード４が追加配置されている。ドクタ
ーロール３はピックアップロール５に対し逆回転し、ド
クターロール３に転写した塗料２はドクターブレード４
で掻き落とされて塗料パン１に戻る。それ以外は図４の
装置の場合と同様である。図５の装置では、ライン速度
及び各ロール周速の関係を、第２発明に規定する条件を
満足するようにして塗装する。

【００２９】前記図４、図５に示す装置で塗装するに際
して、各ロール間のニップ圧や各ロール回転速度は、例
えば、塗膜厚を厚くする場合、ピックアップロール５と
ドクターロール３間のニップ圧を小さく、あるいはピッ
クアップロール５の回転速度を大きく、あるいは必要が
あればドクターロール３の回転速度を小さくする。塗膜
厚を小さくする場合は、上記の逆にする。

【００３０】本発明によれば、塗料粘度を低下、塗膜を
厚膜化しなくても、落込み疵に起因する未塗装を防止で
き、美麗な外観のＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を原板とす
る塗装鋼板を得ることができる。塗料原単位、溶剤原単
位の増加がなくなり、前記鋼板を安価に製造できる。ま
た、焼付炉内での蒸発溶剤の増加の問題がないので、ラ
イン速度低下による能率低下の問題もない。

【００３１】Ａｌ−Ｚｎ合金めっきには、５％Ａｌを含
有するもの、５５％Ａｌを含有するものが主流である。
これらの合金めっきでは、Ａｌを結晶核としてＺｎの結
晶成長が進行することにより、特に結晶核部で落込み疵
が発生しやすい。本発明は、特に前記のような落込み疵
の発生するＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板に、従来から多用
されている２〜２０μｍの塗膜厚を塗装する場合に有効
である。この場合、ピックアップロール５とドクターロ
ール３のニップ圧は１００〜６００ｋｇ／ｃｍ ²とする
のが好ましい。ピックアップロール５をスチールロー
ル、ドクターロール３をゴムロールにすると塗膜調整が
非常に容易になるので好ましい。

【００３２】本発明において使用する塗料は特に制限さ
れない。また塗装に際して使用するロール材質は特に限
定するものではないが、アプリケーターロール５はゴム
ロールを使用すると、Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板８に形
状不良などがある場合でも、ゴムの弾力性により均一な
塗膜が得られるので好ましい。また、この塗装方法は、
下塗り塗装あるいは裏面塗装など、上塗り塗装以外の塗
装にも有用である。

【００３３】

【実施例】厚さ０．３５ｍｍ、幅９１４ｍｍメッキ付着
量Ｙ２５の５％Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を、常法によ
り、脱脂、湯洗、化成処理、乾燥を施した後、膜厚４μ
ｍの下塗り塗膜を形成し、次いで、図４又は図５の塗装
装置を用いて上塗り塗装を行い、前記下塗り塗膜の上に
１２μｍの上塗り塗膜を形成した塗装鋼板を製造した。

【００３４】図４の塗装装置を用いた場合、ライン通板
方向に対しアプリケーターロール、アプリケーターロー
ルに対しピックアップロールを、何れも逆回転させ、ま
たピックアップロールに対しドクターロールを順回転さ
せ（塗装試験１）、図５の塗装装置を用いた場合、ライ
ン通板方向に対しアプリケーターロール、アプリケータ
ーロールに対しピックアップロール、ピックアップロー
ルに対しドクターロールを、何れも逆回転させ（塗装試
験２）、前記何れの場合にも、アプリケーターロール、
ピックアップロールとドクターロールの周速比を変更し
た。なお、塗装装置のアプリケーターロールとドクター
ロールはウレタンロール、ピックアップロールはクロム
メッキのスチールロールを用いた。

【００３５】前記で得た塗装鋼板について、塗膜の外観
を目視観察して未塗装及びローピングの発生状況を調査
した。未塗装については、塗料供給不良による未塗装
（以下、未塗装１）、落込み疵に起因する点状の未塗装
（以下、未塗装２）に分けて観察した。なお、塗料供給
不良による未塗装が発生した場合、落込み疵に起因する
点状の未塗装の評価を行わなかった。

【００３６】（１）未塗装の評価 ○：なし ×：あり （２）ローピングの評価 ○：塗膜乾燥後、目視にて判別不可能 △：塗膜乾燥後、１００ｃｍ以上離れると目視で判別不
可能 ×：塗膜乾燥後、１００ｃｍ以上離れても目視で判別可
能 更に、未塗装、ローピングの各評価に基づいて、以下の
総合評価を行った。

【００３７】◎：未塗装１、未塗装２及びローピングの
評価がすべて「○」のもの ○：未塗装１、未塗装２の評価が何れも「○」で、ロー
ピングの評価が「△」のもの ×：未塗装１、未塗装２、ローピングの評価の少なくと
も一つが「×」のもの

【００３８】塗装試験１、塗装試験２の結果を、それぞ
れ表１、表２に示す。表１及び表２において、未塗装１
の「−」は、塗装できなかった場合、未塗装２の「−」
は、塗料ピックアップ不良による未塗装が発生したた
め、落込みに起因する点状の未塗装部の評価を行わなか
ったことを示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】ライン速度及び各ロール周速が本発明で規
定する範囲を満足する条件で塗装した発明例の塗装鋼板
は、未塗装の発生がなく、またローピングの程度も軽
く、総合評価が○〜◎である。一方、本発明で規定する
範囲を外れる条件て塗装した比較例の塗装鋼板は、未塗
装、程度の酷いローピングの何れか又は両者が発生し、
総合評価が×である。

【００４２】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、塗料粘度を低下、塗膜を厚膜化しなくても、Ａｌ−
Ｚｎ合金メッキ鋼板に発生する未塗装を防止でき、美麗
な外観の塗装鋼板を得ることができる。

【００４３】また、塗料原単位、溶剤原単位の増加がな
り、前記鋼板を安価に製造でき、焼付炉内での蒸発溶剤
の増加の問題がないので、ライン速度低下による能率低
下の問題もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピックアツプロールとドクターロールの周速比
とローピング程度、未塗装程度との関係を示す図。

【図２】ライン速度とアプリケーターロールの速度比と
ローピング程度、未塗装程度との関係を示す図。

【図３】ローピングを説明する図で、（ａ）は塗装表面
の概略図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の概略図。

【図４】本発明の第１発明の実施の形態の説明に用いた
第１の塗装装置の要部を示す概略図。

【図５】本発明の第２発明の実施の形態の説明に用いた
第２の塗装装置の要部を示す概略図。

【符号の説明】

１ 塗料パン ２ 塗料 ３ ドクターロール ４ ドクターブレード ５ ピックアップロール ６ アプリケーターロール ７ バックアップロール ８ 金属板（Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷 敬壱 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AC23 AC94 BB65X CA48 DB02 DB05 DB07 DC03 DC18 DC38

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アプリケーターロール、ピックアップロ
   ールそしてドクターロールとを備えるロールコーター式
   塗装装置を用いてＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を塗装する
   に際して、ライン通板方向に対しアプリケーターロー
   ル、アプリケーターロールに対しピックアップロール
   を、何れも逆回転させ、またピックアップロールに対し
   ドクターロールを順回転させるとともに、ライン速度及
   び各ロール周速の関係を、ライン速度／アプリケーター
   ロール周速を１．０未満、アプリケーターロール周速／
   ピックアップロール周速を１．０未満、そしてピックア
   ップロール周速／ドクターロール周速を２．０以上４．
   ０以下とすることを特徴とするＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼
   板の塗装方法。
2. 【請求項２】 アプリケーターロール、ピックアップロ
   ールそしてドクターロールとを備えるロールコーター式
   塗装装置を用いてＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を塗装する
   に際して、ライン通板方向に対しアプリケーターロー
   ル、アプリケーターロールに対しピックアップロール、
   ピックアップロールに対しドクターロールを、何れも逆
   回転させるとともに、ライン速度及び各ロール周速の関
   係が、ライン速度／アプリケーターロール周速を０．９
   以上１．０未満、かつアプリケーターロール周速／ピッ
   クアップロール周速を０．９以上１．０未満、そしてピ
   ックアップロール周速／ドクターロール周速を１．０超
   えとすることを特徴とするＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板の
   塗装方法。