JP2004202445A

JP2004202445A - 鋼板の塗装方法

Info

Publication number: JP2004202445A
Application number: JP2002377424A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Tobisawa; 克紀飛澤; Magonori Nagase; 孫則長瀬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】外観に優れた塗装鋼板を製造するための塗装方法を提供する。
【解決手段】塗料カーテンの垂下位置の前後に配置したサポートロールの間隔を１０００〜３５００ｍｍの範囲とし、鋼板の下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装する鋼板の塗装方法。および表面塗装用のローラーカーテンコーターと裏面塗装用のローラコーターとカテナリー乾燥炉を配置した鋼板の連続塗装装置において、ローラーカーテンコーターとローラコーター間に配置するサポートロールの間隔が１０００〜３５００ｍｍの範囲であり、かつ、下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装する鋼板の両面塗装方法。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観に優れた塗装鋼板を製造するための塗装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車、家電、建材等の分野における塗装鋼板の品質要請の多様化に伴い、冷延鋼板や亜鉛めっき鋼板の表面に、使用目的に応じた塗装を施す有機皮膜系防錆鋼板およびプレコート鋼板、その他各種の塗装鋼板が供給されている。そして、これらの鋼板に塗装を施す連続塗装装置として、ロールコーティング法によるものが広く採用されている。このロールコーティング法においては、数本のロールを組み合わせたロールコータが用いられ、鋼板に接触するアプリケーターロールで塗装が行われるが、さらにより性能の高いロール非接触式のローラーカーテンコータ法が開発され塗膜の外観特性の向上が進められてきた。
【０００３】
図３は、従来のローラーカーテンコータ設備の製造ラインを示す図である。この図３に示すように、鋼板１が固定ロール２を介してサポートロール３、４上を連続走行する際、両サポートロールの中間位置にある表面塗装用ローラーカーテンコータ５とサポートロール４の後段にあり裏面塗装するための裏面ロールコータ６が鋼板の表裏面を塗装する。ローラーカーテンコータ５とサポートロール３は鋼板を挟んで対称の位置に配置するのが望ましいが、ローラーカーテンコータ５の直下には通常塗料受けパン１５が設置されているため、サポートロールはこれを避けて若干離れた位置に設置されるのが一般的である。表裏面を塗装された鋼板は乾燥のために乾燥炉１６内へ導かれるが、塗料が未乾燥の状態では塗装鋼板はカテナリ１７状態で空中に保持され非接触状態で搬送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなカテナリ乾燥炉では、塗装鋼板の炉壁への接触を回避するために、その最下点がある一定の高さレベルを維持するためにレベル制御がされている。一方、塗装鋼板は前記レベル制御のための張力変動や乾燥炉内で吹き付ける乾燥ガスの影響などにより振動が発生する場合がある。このような状況下において、従来のローラーカーテンコータの塗装方法では、後段のカテナリ乾燥炉において発生した振動がコーティング工程に伝播して、鋼板表面長さ方向に一定間隔をおいて、場合によっては約５０ｍ以上に渡って下地が透けて見えるような色抜け、いわゆる塗装ムラが生じ、また、裏面塗装においても軽微なチャタリングが発生し、製品上の外観を劣化させるという問題が発生していた。特にライン速度が速くなるとこの傾向は助長される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、連続塗装鋼板ラインでのサポートロール間隔と塗料カーテンの垂下位置および下限板張力をある一定範囲に抑制させることによって塗装ムラやチャタリングを防止することが出来ることを見出し発明するに至った。
その発明の要旨とするところは、
（１）塗料カーテンの垂下位置の前後に配置したサポートロールの間隔を１０００〜３５００ｍｍの範囲とし、鋼板の下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装することを特徴とする鋼板の塗装方法。
【０００６】
（２）表面塗装用のローラーカーテンコーターと裏面塗装用のローラコーターとカテナリー乾燥炉を配置した鋼板の連続塗装装置において、ローラーカーテンコーターとローラコーター間に配置するサポートロールの間隔が１０００〜３５００ｍｍの範囲であり、かつ、下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装することを特徴とする鋼板の両面塗装方法。
（３）塗料カーテンの垂下位置の前後に配設した鋼板のサポートロールが高さ調整可能であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の鋼板の塗装方法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るローラーカーテンコータ設備の概略図である。本発明は、ローラーカーテンコータを用いた連続塗装方法に関し、図１に示すように、塗料供給パン７から予め粘度調整した塗料をアプリケーターロール８およびドクターロール９との間のロール間隙に供給し、矢印に示すアプリケーターロール８のアプリケーターロール回転方向およびドクターロール９の回転方向の各々の回転によって吐出させ、アプリケーターロール８に接触させたブレード１０でかき取る。かき取られた塗料はブレード１０に沿って下流してカーテン塗膜１１を形成しブレード１１下方を通過する薄鋼板１に塗布され、塗膜１２を形成する。
【０００８】
他方、鋼板の裏面は乾燥炉入側近傍に設けたロールコーター６で塗膜を形成し、表裏両面に塗装が行われた鋼板は、次いで非接触状態で保持されるカテナリー乾燥炉１６で乾燥される。本発明は上記一連の塗装設備において、表裏面ともにチャタマークやフォーシングスポットなどの塗装欠陥を排除する方法に関し、炉長が約５０ｍにも達するカテナリー乾燥炉１６で発生する鋼板振動の影響を低減する方法を提供するものである。
【０００９】
また、塗装欠陥の発生は表面においてはローラーカーテンコーターのカーテン垂下位置に於ける鋼板の振動、裏面のロールコーターに於いては塗装ロ−ルと鋼板との接触圧の変動に起因することが知られている。そこで、発明者らは鋼板の振動（振幅、周波数）と塗装ロールの接触圧変動の両方を最適に維持するために両コーター間のサポートロールの配置と鋼板の下限板張力の関係を調査して本発明を完成させるに至ったものである。
【００１０】
従来、サポートロールの間隔を密にするほど塗装欠陥の発生を防止できると考えられていたが、ローラーカーテンコーターで塗装する場合には、その垂下位置に於いてサポートロールの間隔が狭すぎると鋼板の振動周波数が高くなり、小さなさざ波状チャタマークが発生するため、返ってその欠陥が目立つことが判明した。一方、裏面のロールコーターに於いても両コーター間のサポートロール間隔を密にするとローラーコーターの前後における鋼板の張力バランスが不安定になり、返って塗装ロ−ルと鋼板との接触圧の変動を増す結果となった。従ってサポートロールの間隔には最適範囲が存在することが分かった。
【００１１】
次に、鋼板の振動振幅はサポートロールの間隔に加えて鋼板の張力が影響を及ぼすことが知られている。鋼板張力と鋼板の振幅との関係は一般的に下記のカテナリー式で表現される。
Ｙ＝（ｈ／ｗ）×（ｃｏｓｈ（（ｚ−Ｌ／２）×ｗ／ｈ）−１）−（ｈ／ｗ）×（ｃｏｓｈ（Ｌ／２×ｗ／ｈ）−１）
Ｙ：板振幅、ｗ：鋼板単位長さ当たりの重量、Ｌ：ロール間隔、ｈ：張力の水平成分、ｚ：水平方向位置を示す。
上記式に基づき、サポートロールの間隔を１０００ｍｍから３５００ｍｍとし、板振幅を５ｍｍ以内に収める板張力の範囲を試算したところ少なくとも約２．５ｋｇ／ｍｍ²以上の張力が必要であることが分かった。
【００１２】
実際の操業においては鋼板の張力は一定ではない。特にカテナリー乾燥炉ではカテナリーの位置制御を目的にした鋼板の搬送制御を行う為、鋼板張力を一定に保持することは難しく、常に或る分布範囲で変動している。従って、本発明では下限板張力を以下の如く定義し操業実験をおこなってその最適範囲を統計的に求めた。下限板張力＝Ｘ−１．５σ（Ｘは張力変動の平均値、σはその標準偏差）操業実験の結果、上記式で定義される下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上に維持する事により塗装不良の発生が大幅に低減する事を発見し発明に至った。
【００１３】
この下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上に維持する方法としては、全体的に鋼板張力を高めに維持するか、下限側の変動を少なくするか、何れの方法を採用しても良い。全体的に鋼板張力を高くするにはカテナリー炉における鋼板の最下点を高位に維持すれば良く、下限側の張力変動を押さえるためには連続通板時のコイル接合時に前後コイルの断面積比を小さくするなどの方法を採用すればよい。鋼板張力の測定はロールのサポート部にロードセルを設置したテンション検出ロールを用いるなどの方法があり特に限定されない。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的な設備を説明する。
図２は、本発明に係るカーテンコータ設備での製造ラインを示す図である。この図２に示すように、薄鋼板１が固定ロール２を介してサポートロール３およびサポートロール４上を連続走行する際、サポートロール３とサポートロール４間に表面塗装するためのローラーカーテンコータ５、並びにサポートロール４後の裏面塗装のための裏面ロールコータ６をそれぞれ配設する。これまでの設備は、従来の図３と同一である。
【００１５】
そこで、本発明の塗装ライン設備においては、サポートロール３とサポートロール４間に第二サポートロール１３および第三サポートロール１４を配設した。しかも、板振幅を５ｍｍ以下に抑え、塗装欠陥を防止するために、塗装部のサポートロールの間隔を１０００〜３５００ｍｍの範囲にするような位置に設置し、さらに、第二サポートロール１３および第三サポートロール１４を鋼板１に対し上下移動させ、高さ調整可能なサポートロールとすることにより、板振幅の制御をより精度よく調整することが出来る。調整機構は油圧シリンダーやネジ（スクリュー）機構等、特に限定されない。また、塗装中には鋼板の下限板張力は２．５ｋｇ／ｍｍ²以上に維持することが肝要である。その実施結果を表１に示す。
【００１６】
表１に示すように、Ｎｏ．７〜８、Ｎｏ．１１〜１２、Ｎｏ．１５〜１６は本発明例であり、Ｎｏ．１〜６、Ｎｏ．９〜１０、Ｎｏ．１３〜１４、Ｎｏ．１７〜２０は比較例である。いずれの場合も下限板張力、サポートロール間隔を変化させて板振幅と表面塗膜、裏面塗膜性状を調べたもので、比較例Ｎｏ．１〜６は、いずれもサポートロール間隔が大きく、かつＮｏ．１〜２、Ｎｏ．５〜６の場合は板張力が低いために、実測板振幅値が大きく、表面塗膜にチャタマークが発生した。
【００１７】
また、比較例Ｎｏ．９〜１０は、板張力が低いため、実測板振幅値が大きく、表面塗膜にチャタマークが発生した。また、比較例Ｎｏ．１３〜１４は、板張力が低いため、表面塗膜にさざ波模様が発生し、かつ、裏面塗膜にチャタマークが発生した。また、比較例Ｎｏ．１７〜２０は、サポートロール間隔が小さいために表面塗膜にさざ波模様が発生した。また、比較例Ｎｏ．１７〜１８は、板張力が低いため、表面塗膜にさざ波模様が発生し、かつ、裏面塗膜にフォーシングスポットが発生した。
【００１８】
これに対し、本発明例Ｎｏ．７〜８、Ｎｏ．１１〜１２、Ｎｏ．１５〜１６はいずれも下限板張力が２．５ｋｇ／ｍｍ²以上でありサポートロール間隙も１０００〜３５００ｍｍの範囲で、実測板振動幅値が５ｍｍ以下を達成していることが判る。このようなサポートロールの設置により、裏面ローラコータでのアプリケーターロール負荷が軽減（線圧減少）され、かつ、フォーシングスポットおよびチャタ状模様のない外観の良好な塗装鋼板を得ることができた。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による塗装部のサポートロールの設置間隔および下限板張力を規制するこにより板振幅５ｍｍ以下とし、フォーシングスポットおよびチャタ状模様のない外観の良好な塗装鋼板を得る極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るローラーカーテンコータ設備の概略図である。
【図２】本発明に係るカーテンコータ設備での製造ラインを示す図である。
【図３】従来のローラーカーテンコータ設備での製造ラインを示す図である。
【符号の説明】
１鋼板
２固定ロール
３、４サポートロール
５ローラーカーテンコータ
６裏面コータ
７塗料供給パン
８アプリケーターロール
９ドクターロール
１０ブレード
１１カーテン塗膜
１２塗膜
１３第二サポートロール
１４第三サポートロール
１５塗料受けパン
１６乾燥炉
１７カテナリ

Claims

塗料カーテンの垂下位置の前後に配置したサポートロールの間隔を１０００〜３５００ｍｍの範囲とし、鋼板の下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装することを特徴とする鋼板の塗装方法。
表面塗装用のローラーカーテンコーターと裏面塗装用のローラコーターとカテナリー乾燥炉を配置した鋼板の連続塗装装置において、ローラーカーテンコーターとローラコーター間に配置するサポートロールの間隔が１０００〜３５００ｍｍの範囲であり、かつ、下限板張力を２．５ｋｇ／ｍｍ²以上で塗装することを特徴とする鋼板の両面塗装方法。
塗料カーテンの垂下位置の前後に配設した鋼板のサポートロールが高さ調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼板の塗装方法。