JP4689184B2 - 高意匠性塗装金属板製造用塗装設備 - Google Patents

Description

本発明は、塗装金属板の製造設備に係り、とくに高意匠性を付与する塗装設備に関する。

塗装金属板は、通常、金属板（原板）に前処理を施したのち、塗料を塗布し、熱で硬化させる工程を主要工程として製造されている。金属板として鋼帯を用いた塗装鋼板の製造ラインの一例を図５に示す。図５に示す例は、２コート２ベークのラインの例である。一般に、塗膜の構成は要求される製品品質に応じて適宜選択されており、２コートに限定されることはない。

図５に示すラインでは、ペイオフリール20から払いだされた鋼帯（原板）１は、前処理装置24により前処理を施された後、コータ25a、オーブン26a、冷却装置27aと、さらにコータ25b、オーブン26b、冷却装置27bを順次通り、塗料を塗布、硬化させて塗膜を形成し塗装鋼板とされ、テンションリール30にコイル状に巻き取られる。なお、23、28はアキュムレータ、21、29はシャー、22は連続処理のための鋼帯端部接続用ウェルダーである。

塗装鋼板は一般的には単一色であり、意匠性に乏しいため、意匠性を高めることが従来から要望されている。意匠性を高めるために、塗装鋼板表面に木目、砂等の絵柄、模様等を印刷する方法がある。絵柄、模様等を印刷する場合には、例えば、図５に示したラインの塗料の一つを印刷インキに置き換えるか、または新たに印刷工程を設けて対応している。

塗装鋼板に絵柄、模様等を印刷する方法としては、グラビヤオフセット印刷、シルク印刷が最も適しているといわれている。グラビヤオフセット印刷は、原紙（フィルム等）からシリンダ状の筒（版ロール）の表面に、絵柄、模様等を転写し、腐食により絵柄、模様等になる部分に小さい穴（セル）を形成する。そして、そのセル中に印刷用インキを入れたのち余分なインキをドクターナイフ等で掻きとって、セル中のインキをオフセットロールを介して塗装鋼板表面に移し塗装鋼板に絵柄、模様等を印刷するというものである。また、シルク印刷は、ステンシルと称される細かい網状のスクリーンに絵柄、模様等以外の部分を遮蔽した印刷版（柄シルク）を作製し、その印刷版を塗装鋼板上に置き、その上から印刷インキをゴム板等で掻き、遮蔽しない部分からインキを押し出して、塗装鋼板表面に絵柄、模様等を印刷するというものである。

しかしながら、このようなグラビヤオフセット印刷、シルク印刷等を用いる技術では、絵柄、模様等の更新ごとに、新たに版ロール、印刷版（柄シルク）を作製する必要がある。版ロール、印刷版等の作製には一定の期間が必要であるとともに、新たな作製費用が発生する。このため、納期が短い場合や小ロットの場合には、これらの方法では対応することが難しいうえ製造コストの高騰を招くという問題があった。

また、ベル型飛散装置やスプレー等を用いて、塗装鋼板上に塗料を飛散させて絵柄、模様等を形成する方法が考えられている。しかしながら、この方法では、形成できる絵柄、模様等の種類、大きさに制限があるという問題があった。また、この方法では、基地塗膜のうえに絵柄、模様用の塗料が載った状態となり、鋼板表面が凹凸を有し平滑でなくなるという問題があった。

このようなことから、版ロールや印刷版を作製することなく、塗装金属板に、所望の種類、大きさの絵柄、模様等を、簡便でかつ安価に形成でき、しかも表面が平滑な高意匠性塗装金属板を製造できる設備が要望されていた。

本発明は、このような従来技術の問題を有利に解決し、意匠性に富みしかも表面が平滑な塗装金属板を容易に、しかも安価に製造できる、高意匠性塗装金属板製造用塗装設備を提供することを目的とする。本発明は、製造工程が短く、絵柄、模様の変更にも短期に対応可能で、とくに小ロット対応に有効な製造設備を提案することを目的とする。

本発明者らは、上記した課題を達成するために、絵柄、模様等の形成方法について鋭意検討した。その結果、塗装金属板表面の所望の領域に柄模様用塗料をスプレー滴下可能に、トリガー付スプレー装置を配設し、さらにこれらスプレー滴下された絵柄塗料を平滑化できる均しロールを配設した塗装設備とすることにより、意匠性に富む柄模様が塗装金属板上に容易に形成できることを見出した。本発明はこれら知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。

すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
（１）金属板表面に基地塗料を塗布し基地塗膜を形成させる基地用塗料塗布手段と、金属板を搬送する搬送手段とを有する塗装金属板製造用塗装設備であって、前記金属板の搬送方向に沿って前記基地用塗料塗布手段の下流側に、金属板表面に塗布された塗料を平滑化する均しロールを配設するとともに、基地塗膜上に柄模様を形成する柄模様用塗料をスプレー滴下する柄模様用塗料滴下手段を前記均しロールの直上に配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（２）（１）において、前記柄模様用塗料滴下手段が、前記柄模様塗料が鋼板に塗布された基地用塗料上で、少なくとも80％が、2.0mm²以上の面積を有する大きさで存在するように、前記柄模様用塗料をスプレー滴下する手段であることを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（３）表面に基地塗膜を形成された金属板を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される金属板表面の基地塗膜上に柄模様を形成する柄模様用塗料をスプレー滴下する柄模様用塗料滴下手段と、前記金属板表面にスプレー滴下された柄模様用塗料を平滑化する均しロールと、を有し、前記柄模様用塗料滴下手段を前記均しロールの直上に配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（４）（３）において、前記柄模様用塗料滴下手段が、前記柄模様塗料が鋼板に塗布された基地塗膜上で、少なくとも80％が、2.0mm²以上の面積を有する大きさで存在するように、前記柄模様用塗料をスプレー滴下する手段であることを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（５）（１）ないし（４）のいずれかにおいて、前記柄模様用塗料滴下手段が、塗料の吐出開始・停止の自動制御手段を有することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（６）（１）ないし（５）のいずれかにおいて、前記柄模様用塗料滴下手段を、金属板幅方向に離間して複数基配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（７）（６）において、前記複数基の柄模様用塗料滴下手段が、独立して塗料の自動吐出開始・停止可能に配設されることを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（８）（１）ないし（７）のいずれかにおいて、前記柄模様用塗料滴下手段が、トリガー付スプレー滴下装置であることを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
（９）（１）ないし（８）において、前記均しロールを、該均しロールの回転速度を調整可能に配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。

本発明によれば、一方向に長く延びた、比較的大きな柄模様を有する、意匠性に富む塗装金属板を簡便にしかも安価に製造でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、表面が平滑な意匠性塗装金属板を得ることができるという効果もある。また、本発明によれば、短納期で小ロット対応が可能となる。

高意匠性塗装金属板製造用塗装設備は、図示しない搬送手段（図示せず）と、図１に示すように、搬送手段による原板（金属板）１の搬送方向に沿って上流から下流側に、基地用塗料塗布手段10と、柄模様用塗料滴下手段12と、均しロール11と、をこの順に有する塗装設備である。

基地用塗料塗布手段10は、ロールコーター、カーテンフローコーター等の公知の塗布手段がいずれも適用できる。図１に模式的に例示されるロールコータ10は、コーティングロール10aとピックアップロール10bとを有し、塗料保持用パン等に一部を浸漬したピックアップロール10bから塗料をコーティングロール10aに転写し、金属板を搬送しながらコーティングロール10aを金属板表面に接触させて塗料を塗布するものである。塗布量は、コーティングロール10aとピックアップロール10bとの隙間の調整または周速の調整により行うことができる。なお、本発明では、基地用塗料を金属板の少なくとも片面に塗布するように、少なくとも一基の基地用塗料塗布手段を有する。二基備えて、両面に基地用塗料を塗布しても良いことは言うまでもない。

また、図４に示すように、金属板表面に、基地用塗料を塗布したのち、焼付・乾燥処理を行い塗膜を形成したのち、柄模様用塗料をスプレー滴下してもよい。

柄模様用塗料滴下手段12は、基地用塗料塗布手段10で金属板表面に形成された基地用塗料２上、あるいは塗膜上の所望領域に柄模様用塗料3を大きさが異なる滴状でしかもランダムに分散（分布）可能にスプレー滴下できればよく、とくに限定されないが、トリガー付スプレー装置12とすることが好ましい。

トリガー付スプレー装置12の好ましい構成を図３に示す。

トリガー付スプレー装置12には、ノズル12aとトリガー12bとが備えられる。ノズル12aは、塗料が滴状にしかもランダムに分散（分布）させることができれば、とくにその種類は限定されない。ノズルの径、吐出圧力を調整することにより滴状の塗料の大きさを調整可能であることが好ましい。

なお、トリガー付スプレー装置12には、塗料保持のためのパン12e等が配設されることは言うまでもない。パン12eに保持された柄模様用塗料3を、塗料供給用管12d等でノズルに供給可能とすることが好ましい。トリガー付スプレー装置12は架台12f上に固定または移動可能に配設されることが好ましい。架台12fは、搬送される金属板の幅方向に金属板を跨ぐように配設されることが好ましい。

また、トリガー12bには駆動装置12cを備えることが望ましい。トリガーの駆動装置としては、空気圧または油圧駆動のシリンダとすることが好ましい。シリンダの端部には、トリガー駆動端12c1が設けられ、シリンダの伸縮によりトリガー12bを駆動させ、塗料の吐出開始・停止を行うことが好ましい。さらに電磁弁、シーケンサー等を備え空気圧、油圧を電気的に制御してトリガーの自動制御を可能とすることが望ましい。これにより、スプレー滴下時期、パターンの自動制御が可能となり、所望の柄模様を自動付与することができる。

ここでいう「滴状」とは、霧状とは異なり、柄模様塗料が鋼板に塗布された基地用塗料（あるいは基地塗膜）上で、少なくとも80％が、2.0mm²程度以上の面積を有し、目視で確認可能な面積を占める程度の大きさで存在する状態をいうものとする。本発明では、滴状に分散する塗料の大きさは、一定にする必要はない。基地用塗料上に分散する柄模様用塗料のそれぞれが占める面積（大きさ）が霧状のように小さいと意匠性に乏しく、意匠性を向上させるためには、目視で識別できる程度の大きさ(面積)を占める必要がある。

柄模様用塗料滴下手段12は、固定または、原板の幅方向（原板の搬送方向に直角方向）に移動可能で、かつ任意の位置に固定可能な構造とすることが好ましい。これにより、柄模様を原板の任意の領域に付与可能となる。また、柄模様用塗料滴下手段12は、被塗装金属板の幅方向に複数台配設することが好ましい。複数台配設する場合には、所定の距離だけ離間して配設されることが望ましい。これにより、基地用塗料塗布手段10で金属板表面に形成された基地用塗料２上の所望領域に柄模様用塗料3をスプレー滴下できる。

上記した構成の柄模様用塗料滴下手段12は、図２に示すように、均しロール11の直上に配設する。この場合には、均しロールの後面の金属板上にスプレー滴下した塗料が散乱しないように、遮蔽板13を設置することが好ましい。

柄模様用塗料滴下手段の直下には、均しロール11が配設される。均しロール11は、金属板の全幅に亘り金属板表面に滴下された柄模様用塗料を平滑化できる長さのロールであればよく、とくにその材質は限定されない。塗装金属板の表面の美麗性の観点から、ゴム、樹脂等で被覆されたロールとすることが好ましい。均しロール11を用いた圧下により、塗膜厚さが均一化され、塗膜のワキ、発泡等の不具合の発生を防止できる。なお、均しロール11の回転速度は、調整可能に配設することが好ましい。均しロール11の回転速度と原板１の搬送速度との比を調整可能にすることにより、柄模様の形状の制御が可能となる。例えば、均しロール11の回転速度を鋼板１の搬送速度より遅くすると、滴状でランダム分布した柄模様用塗料３が鋼板の搬送方向（長手方向）に延ばされ、一方向（長手方向）に延びた形状の柄模様４とすることができる。

なお、柄模様用塗料滴下手段12を、図２に示すように、均しロール11の直上に配設した場合には、スプレー滴下され滴状でランダム分布した塗料は均しロール11上に付着し、均しロール11により、金属板に塗布された基地用塗料あるいは塗膜上に転写されるとともに平滑化され、柄模様４とされる。

上記した、基地用塗料塗布手段、柄模様用塗料滴下手段、均しロールを有する塗装設備には、焼付処理およびその後に続く乾燥処理を施すための、通常の焼付装置（オーブン）、乾燥装置(水焼入れ、ドライヤ等)が付属することは言うまでもない。その他、本発明の塗装設備には、必要に応じ、原板の脱脂、洗浄、研磨、化成処理、塗布型クロメート処理等の前処理装置、金属板の切断、溶接装置等、通常の塗装金属板製造用として好適な設備、装置が付加できることは言うまでもない。

また、使用する原板（金属板）の種類は、とくに限定されないが、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム板、亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板等の中から、用途に応じて適宜選択することができる。なお、本発明でいう金属板は、金属板、金属帯を含むものとする。

（実施例１）
原板として、板厚：0.35mm、幅：1000mmの冷延鋼帯を用いた。原板(鋼帯)に、図１または図２に示す設備を用いて、基地用塗料を基地用塗料塗布手段10（ロールコータ）で塗布した。ついで、柄模様用塗料滴下手段12を図３に示す構成のトリガー付スプレー装置として、原板の幅方向に200mm間隔で６基配設し、基地用塗料上に、柄模様用塗料をスプレー滴下、または転写し、ついで均しロール11で平滑化し、しかるのち焼付、乾燥処理を行い、塗装鋼板とした。なお、柄模様用塗料をスプレー噴霧し、あるいは均しロールを適用しない場合を比較例とした。得られた塗装鋼板の柄模様について、柄模様の滴状性、方向性、平滑性を測定し、塗装鋼板の意匠性を評価した。滴状性は、目視で、各柄模様の大きさが２〜400mm以上で滴状である場合を○、それ以外の場合を×とした。また、方向性は、各柄模様の縦横比が1.5以上である場合を○、1.5未満である場合を×とした。平滑性は、凸部高さが20μm以下の場合を○、20μm超の場合を×とした。

得られた結果を表１に示す。

本発明例はいずれも、意匠性に富む塗装鋼板となっている。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、滴状性、方向性、平滑性のうちのいずれか一つまたはそれ以上が低下して意匠性が劣化している。

塗装設備の一例を示す模式図である。 本発明の塗装設備の一例を示す模式図である。 本発明の柄模様用塗装滴下手段の構成の一例を示す模式図である。 塗装設備の他の一例を示す模式図である。 従来の塗装鋼板製造ラインの一例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 鋼板（原板）
２ 基地用塗料
2a 基地塗膜
３、3a 柄模様用塗料
４ 柄模様
10 ロールコーター（基地用塗料塗布手段）
10a コーティングロール
10b ピックアップロール
11 均しロール
12 トリガー付スプレー装置（柄模様用塗料滴下手段）
12a ノズル
12b トリガー
12c 駆動装置
12c1 トリガー駆動端
12d 塗料供給用管
12e パン
12f 架台
13 遮蔽板
20 ペイオフリール
21、29 シャー
22 ウエルダー
23、28 アキュムレータ
24 前処理装置
25a、25b コータ
26a、26b オーブン
27a、27b 冷却装置
30 テンションリール

Claims (9)

1. 金属板表面に基地塗料を塗布し基地塗膜を形成させる基地用塗料塗布手段と、金属板を搬送する搬送手段とを有する塗装金属板製造用塗装設備であって、前記金属板の搬送方向に沿って前記基地用塗料塗布手段の下流側に、金属板表面に塗布された塗料を平滑化する均しロールを配設するとともに、基地塗膜上に柄模様を形成する柄模様用塗料をスプレー滴下する柄模様用塗料滴下手段を前記均しロールの直上に配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
2. 前記柄模様用塗料滴下手段が、前記柄模様塗料が鋼板に塗布された基地用塗料上で、少なくとも80％が、2.0mm²以上の面積を有する大きさで存在するように、前記柄模様用塗料をスプレー滴下する手段であることを特徴とする請求項１に記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
3. 表面に基地塗膜を形成された金属板を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される金属板表面の基地塗膜上に柄模様を形成する柄模様用塗料をスプレー滴下する柄模様用塗料滴下手段と、前記金属板表面にスプレー滴下された柄模様用塗料を平滑化する均しロールと、を有し、前記柄模様用塗料滴下手段を前記均しロールの直上に配設することを特徴とする高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
4. 前記柄模様用塗料滴下手段が、前記柄模様塗料が鋼板に塗布された基地塗膜上で、少なくとも80％が、2.0mm²以上の面積を有する大きさで存在するように、前記柄模様用塗料をスプレー滴下する手段であることを特徴とする請求項３に記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
5. 前記柄模様用塗料滴下手段が、塗料の吐出開始・停止の自動制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
6. 前記柄模様用塗料滴下手段を、金属板幅方向に離間して複数基配設することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
7. 前記複数基の柄模様用塗料滴下手段が、独立して塗料の自動吐出開始・停止可能に配設されることを特徴とする請求項６に記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
8. 前記柄模様用塗料滴下手段が、トリガー付スプレー滴下装置であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
9. 前記均しロールを、該均しロールの回転速度を調整可能に配設することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の高意匠性塗装金属板製造用塗装設備。
   

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