JP5567167B1 - 金属サイディングの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属板、芯材および裏面材をこの順で有する金属サイディング原板の金属板側の表面に、造膜助剤を含有する水系塗料が塗布された金属サイディング原板を、少なくとも第1加熱工程および第2加熱工程で加熱して、水系塗料から形成された塗膜を有する金属サイディングを製造する。第1加熱工程では、金属板の到達温度を60〜100℃に1〜10分間維持し、第2加熱工程では、最大エネルギー波長が0.8〜3.0μmである近赤外線または中赤外線を塗布された水系塗料に照射して、金属板の温度を昇温時間1〜30秒間で120〜200℃に到達させる。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、上記金属サイディングを製造することができる装置を提供する。
すなわち、本発明は、以下の金属サイディングの製造方法および製造装置を提供する。
前記第1加熱工程は、前記金属板の到達温度を60〜100℃に1〜10分間維持し、前記第2加熱工程は、最大エネルギー波長が0.8〜3.0μmである近赤外線または中赤外線を前記水系塗料に照射して、前記金属板の温度を昇温時間1〜30秒で120〜200℃に到達させる、金属サイディングの製造方法。
[2] 前記第2加熱工程は、中赤外線を前記水系塗料に照射する、[1]に記載の金属サイディングの製造方法。
[3] 金属板、芯材および裏面材をこの順で有し、金属板側の表面に、樹脂、水および造膜助剤を含有する水系塗料が塗布された金属サイディング原板を、前記金属板の到達温度を60〜100℃に維持するように加熱するための第1加熱炉と、前記金属板の到達温度を120〜200℃に維持するように前記金属サイディング原板を加熱するための第2加熱炉と、前記金属サイディング原板の少なくとも前記第1加熱炉への搬入から前記第2加熱炉からの搬出までを行う搬送装置と、を有し、
前記第2加熱炉は、前記水系塗料に最大エネルギー波長が0.8μm以上1.8μm未満である近赤外線を照射する近赤外線炉または前記水系塗料に最大エネルギー波長が1.8〜3.0μmである中赤外線を照射する中赤外線炉であり、
前記搬送装置は、前記第1加熱炉における前記到達温度を1〜10分間維持し、前記第2加熱炉における前記到達温度に昇温時間1〜30秒で到達するように、前記金属サイディング原板を搬送する、金属サイディングの製造装置。
[4] 前記第2加熱炉は、前記中赤外線炉である、[3]に記載の金属サイディングの製造装置。
本発明に係る金属サイディングの製造方法は、表面に水系塗料が塗布された金属サイディング原板を、第1加熱工程および第2加熱工程によって加熱し、水系塗料から形成された塗膜を有する金属サイディングを製造する。
本発明に係る金属サイディングの製造装置は、第1加熱炉、第2加熱炉および搬送装置を有する。
板厚0.27mm、片面当たりめっき付着量90g/m2の溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板を塗装原板として使用した。塗装原板をアルカリ脱脂した後、塗布型クロメート処理液(NRC300NS(日本ペイント株式会社製)をCrとして50mg/m2の付着量となるように塗布した)を行った。次いで、下塗り塗料として市販のポリエステル系プライマー塗料(日本ファインコーティングス株式会社製700P)を乾燥膜厚が5μmとなるようにロールコーターでクロメート処理された塗装原板に塗装した後、塗装原板の到達温度が215℃となるように当該塗装原板を加熱し、下塗り塗膜を焼き付けた。次いで、上塗り塗料として、市販のポリエステル系塗料(日本ファインコーティングス株式会社製NX−K、ポリエステルの数平均分子量:5,000)を乾燥膜厚18μmとなるように下塗りされた塗装原板にロールコーターで塗装した後、塗装原板の到達温度が225℃になるように当該塗装原板を加熱し、上塗り塗膜を焼き付けた。また、上塗りされた塗装原板の裏面に、市販のエポキシ樹脂系塗料(日本ファインコーティングス株式会社製SKB0)を乾燥膜厚が4μmとなるようにロールコーターで塗装して皮膜を形成した。こうして、上記めっき鋼板に上記皮膜および塗膜を形成してなる表面用塗装鋼板を得た。
アンコイラーに巻かれた表面用塗装鋼板を連続的に送り出し、エンボス成形機により、ブリック柄のエンボス形状に表面用塗装鋼板を連続して成形し、御影石擬似柄の外観を有する表面用塗装鋼板を形成した。次いで、形成された表面用塗装鋼板の裏面に、芯材となるポリイソシアヌレート原料として、ソフランR−HIPとトーヨーソフランR746−19D(いずれも株式会社ソフランウィズ製)とを、発泡機によって質量比10対7で混合しながら混合押出機により吐出した。また、発泡するポリイソシアヌレート原料層上にアルミクラフト紙を送り出した。そして、エンボス加工された表面塗装鋼板とアルミクラフト紙との間にポリイソシアヌレート原料層をサンドイッチした状態で加熱、加圧し、発泡成形することにより、表面用塗装鋼板、芯材およびアルミクラフト紙をこの順で有する金属サイディング原板を製造した。なお、芯材の厚みは、17mmとした。芯材の厚みは、上記加熱、加圧時に金属サイディング原板をその積層方向に挟持するダブルコンベア間の距離によって調整した。
ポリイソシアヌレート原料の詳細な発泡条件は以下の通りである。
ラインスピード 40m/min
流量 6kg/min
液温 30℃
表面用塗装鋼板のプレヒート温度 35℃
オーブンキュアー温度 50℃
発泡機 低圧型アジテータミキシング発泡機
以下に示す材料を以下に示す組成でディスパーによって混合することにより、特開2010−234366号公報に記載されているような水系クリアー塗料である塗料1を調製した。
結合剤 68.0質量%
感熱ゲル化剤 0.1質量%
造膜助剤 6.0質量%
紫外線吸収剤 0.4質量%
酸化防止剤 0.2質量%
増粘剤 4.5質量%
艶消し剤 0.5質量%
消泡剤 0.4質量%
水 19.9質量%
(1.エマルションの調製)
窒素で内部を置換した2リットルのステンレス製オートクレーブに、以下に示す材料を以下に示す組成で投入し、攪拌し、溶解した。
ノニオン系乳化剤1 2.26質量%
ノニオン系乳化剤2 2.83質量%
アニオン系乳化剤 4.52質量%
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体 2.26質量%
Borax(テトラボレートナトリウム10水和物) 0.57質量%
0.5%塩化鉄(III)6水和物水溶液 0.34質量%
水 87.22質量%
(混合液1)
n−ブチルビニルエーテル 49.1質量%
ヒドロキシブチルビニルエーテル 18.2質量%
ネオナノン酸ビニルエステル 32.7質量%
(混合液2)
過硫酸ナトリウム 3.5質量%
水 96.5質量%
(混合液3)
ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート水和物 3.5質量%
水 96.5質量%
以下に示す材料を以下に示す組成で高速ホモミキサーにて6000rpmで20分間攪拌し、100メッシュポリネットで濾過した後、再度、6000rpmで20分間攪拌し、100メッシュポリネットで濾過して、固形分72.3%、PWC98.4%の酸化チタンペースト(以下、「塗料2用酸化チタンペースト」とも言う)を得た。
酸化チタン 69.30質量%
顔料分散剤 7.90質量%
25%アンモニア水 0.07質量%
消泡剤 0.13質量%
水 22.60質量%
以下に示す材料を以下に示す組成で混合し、特開2005−36024号公報に記載されているようなグラビアオフセット印刷用塗料(塗料2)を調製した。
塗料2用エマルション 57.4質量%
造膜助剤 2.9質量%
塗料2用酸化チタンペースト 24.9質量%
アルカリ増粘型増粘剤 2.9質量%
25%アンモニア水 0.3質量%
水性ポリイソシアネート 11.6質量%
ガラス瓶に、以下に示す材料を以下に示す組成で投入し、また、直径1mmのジルコニアビーズを投入し、密栓した。次いで、ペイントシェーカーで4時間分散処理した。分散処理後、上記ジルコニアビーズを除去して4色の顔料分散体を得た。
高分子分散剤 9質量%
オキセタン化合物 71質量%
下記に示す4種の色顔料のいずれか一つ 20質量%
(色顔料)
ブラック:Pigment Black 7
シアン:Pigment Blue 15:4
イエロー:Pigment Yellow 138
マゼンタ:Pigment Red 122
光重合性化合物(エポキシ化亜麻仁油) 4質量%
下記式(1)で表される化合物 34質量%
オキセタン化合物1 24質量%
オキセタン化合物2 8.9質量%
N−エチルジエタノールアミン 0.05質量%
パーフルオロアルキル基含有アクリルオリゴマー 0.025質量%
パーフルオロアルキル基含有エチレンオキサイド付加物 0.025質量%
グリコールエーテル 10質量%
トリフェニルスルホニウム塩 5質量%
金属サイディング原板の表面用塗装鋼板の表面を、乾燥質量30g/m2となるようにエアーレススプレーによって塗料1で塗装した。その後、塗装した金属サイディング原板を第1加熱工程および第2加熱工程で加熱することによって、表面用塗装鋼板の表面に塗料1の塗膜を形成し、金属サイディング1を作製した。第1加熱工程には熱風炉を用い、第2加熱工程には中赤外線炉を用いた。第1加熱工程の加熱条件は、板面風速(表面用塗装鋼板の表面での風速)を10m/秒とし、表面用塗装鋼板の到達温度を80℃とし、保持時間(表面用塗装鋼板の温度を上記到達温度に維持する時間)を3分間とした。また、第2加熱工程の加熱条件は、板面風速を0.5m/秒とし、表面用塗装鋼板の到達温度を120℃とし、昇温時間を5秒間とした。
第2加熱工程における昇温時間を10秒間および30秒間にそれぞれ変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング2および3を作製した。なお、昇温時間は、金属サイディング原板の搬送速度および赤外線ヒーターの出力(中赤外線の照射量)を調整することによって変化させた。
第1加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を60℃とし、第1加熱工程における保持時間を10分間とし、第2加熱工程における到達温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして、金属サイディング4を作製した。
また、第1加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を100℃とし、第1加熱工程における保持時間を1分間とし、第2加熱工程における到達温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして、金属サイディング6を作製した。
第2加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を150℃とし、第2加熱工程における昇温時間を5秒間および10秒間にそれぞれ変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング5および7を作製した。
第2加熱工程における到達温度を200℃とし、第2加熱工程における昇温時間を5秒間および10秒間にそれぞれ変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング8および9を作製した。
第2加熱工程に、中赤外線炉に代えて近赤外線炉を用い、第2加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を150℃とし、第2加熱工程における昇温時間を3秒間に変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング10を作製した。
第1加熱工程に、熱風炉に代えて遠赤外線炉を用い、第2加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を150℃に変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング11を作製した。
第1加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を60℃とし、第1加熱工程における保持時間を11分間とし、第2加熱工程における到達温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして、金属サイディング12を作製した。
第1加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を100℃とし、第1加熱工程における保持時間を0.5分間とし、第2加熱工程における到達温度を150℃とした以外は実施例1と同様にして、金属サイディング13を作製した。
第2加熱工程を行わない以外は実施例1と同様にして、金属サイディング14を作製した。
第1加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を110℃とし、第2加熱工程を行わない以外は実施例1と同様にして、金属サイディング15を作製した。
第2加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度と昇温時間を110℃、10秒間および120℃、35秒間にそれぞれ変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング16および17を作製した。
第2加熱工程に、中赤外線炉に代えて近赤外線炉を用い、第2加熱工程における表面用塗装鋼板の到達温度を210℃とし、第2加熱工程における昇温時間を5秒間に変更した以外は実施例1と同様にして、金属サイディング18を作製した。
金属サイディング原板の表面用塗装鋼板の表面を、表面の起伏に合わせて、乾燥質量20g/m2となるようにグラビアオフセット印刷装置によって塗料2で塗装した。グラビアオフセット印刷装置には、特開2002−86036号公報に記載されているような、グラビア版ロール、オフセットロールおよびクリーニングロールを有する装置を用いた(図2参照)。グラビア版ロールは、画像の濃度に応じて異なる深さを有するセル部(凹部)に供給される塗料を保持して回転する。オフセットロールは、その表面層がゴム硬度35度のシリコーンゴムで構成されており、該グラビア版ロールに回転自在に接しており、該グラビア版ロールに保持されている塗料を担持した後に金属サイディング原板に転写する。クリーニングロールは、オフセットロールに回転自在に接しており、オフセットロール表面に残る未転写塗料を当該表面から除去する。
塗料2で塗装した金属サイディング原板を、実施例2〜11および比較例1〜7と同じ条件の第1加熱工程および第2加熱工程でそれぞれ加熱する以外は実施例10と同様にして、金属サイディング20〜36をそれぞれ作製した。
金属サイディング原板の表面用塗装鋼板の表面に、塗料3を用いて、インクジェットプリンター(パターニングジェット;株式会社トライテック)により、表面用塗装鋼板の表面積の50%の部分に、エンボス柄に合わせた砂岩調のデザインをインクジェット印刷した。インクジェット印刷の条件を以下に示す。
(インクジェット印刷の条件)
インクジェットヘッドのノズル径 35μm
インクジェット印刷時のヘッド加熱温度 45℃
印加電圧 11.5V
パルス幅 10.0μs
駆動周波数 3483Hz
インク滴の体積 42pL
解像度 360dpi
インク塗布量 8.4g/m2
(紫外線照射の条件)
光源 高圧水銀ランプ(Hバルブ;フュージョンUVシステムズ・ジャパン株式会社)
ランプ出力 200W/cm
積算光量 600mJ/cm2
塗料3の塗膜の表面を塗料1で塗装した金属サイディング原板を、実施例2〜11および比較例1〜7と同じ条件の第1加熱工程および第2加熱工程でそれぞれ加熱する以外は実施例23と同様にして、金属サイディング38〜54をそれぞれ作製した。
(1.密着性)
JIS K 5600−5−6に従い、間隔1mmで10×10=100個の碁盤目状に金属サイディングの表面の塗膜に切れ目を入れ、切れ目を入れた部分にセロハンテープを貼り、勢いよく剥がし、塗膜の剥離した切片の数を数え、以下の基準で評価した。○以上であれば使用可能なレベルである。
◎:剥離した切片の数が5未満
○:剥離した切片の数が5〜29
×:剥離した切片の数が30以上
JIS K5600−5−4に規定された測定方法に従って、金属サイディングの表面の塗膜の鉛筆硬度を測定し、以下の基準で評価した。○以上であれば使用可能なレベルにある。
◎:H以上
○:HB〜F
×:B以下
金属サイディングから芯材および裏面紙を剥がし、上記の実施例または比較例で作製した塗膜を有する表面用塗装鋼板を、98℃以上の沸騰したイオン交換水中に2時間浸漬した後、室温で2時間乾燥させた。その後、前述した密着性の評価試験を行い、以下の基準で評価した。○以上であれば使用可能なレベルにある。
◎:剥離した切片の数が0
○:剥離した切片の数が1〜4
×:剥離した切片の数が5以上
金属サイディング(働き幅381mm、長さ3,788mm)を、第1加熱工程前と第2加熱工程後に、それぞれ定盤の上に置き、金属サイディング端面の定盤からの高さを測定した。そして、塗装焼成(第1加熱工程と第2加熱工程の両方を合わせた工程)前後における、金属サイディングの表面の端縁の定盤からの高さ変化量を求め、以下の基準で評価した。○以上であれば使用可能なレベルにある。
◎:1mm未満
○:1mm以上2mm未満
×:2mm以上
作製した金属サイディングの裏面紙の膨れ、シワの状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:膨れおよびシワ無し
×:膨れおよびシワ有り
作製した金属サイディングの表面用塗装鋼板と芯材との界面を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:剥離無し
×:剥離有り
15 熱風炉
16 中赤外線炉
17 スプレーノズル
19 グラビアオフセット印刷装置
19a グラビア版ロール
19b オフセットロール
19c クリーニングロール
20 インクジェットノズル
21 UVランプ
Claims (4)
- 金属板、芯材および裏面材をこの順で有する金属サイディング原板の金属板側の表面に、樹脂、水および水の沸点以上の沸点を有する造膜助剤を含有する水系塗料が塗布された金属サイディング原板を、少なくとも第1加熱工程および第2加熱工程で加熱して、前記水系塗料から形成された塗膜を有する金属サイディングを製造する方法であって、
前記第1加熱工程は、前記金属板の到達温度を60〜100℃に1〜10分間維持し、前記第2加熱工程は、最大エネルギー波長が0.8〜3.0μmである近赤外線または中赤外線を前記水系塗料に照射して、前記金属板の温度を昇温時間1〜30秒間で120〜200℃に到達させる、金属サイディングの製造方法。 - 前記第2加熱工程は、中赤外線を前記水系塗料に照射する、請求項1に記載の金属サイディングの製造方法。
- 金属板、芯材および裏面材をこの順で有し、金属板側の表面に、樹脂、水および水の沸点以上の沸点を有する造膜助剤を含有する水系塗料が塗布された金属サイディング原板を、前記金属板の到達温度を60〜100℃に維持するように加熱するための第1加熱炉と、前記金属板の到達温度を120〜200℃にするように前記金属サイディング原板を加熱するための第2加熱炉と、前記金属サイディング原板の少なくとも前記第1加熱炉への搬入から前記第2加熱炉からの搬出までを行う搬送装置と、を有し、
前記第2加熱炉は、前記水系塗料に最大エネルギー波長が0.8μm以上1.8μm未満である近赤外線を照射する近赤外線炉または前記水系塗料に最大エネルギー波長が1.8〜3.0μmである中赤外線を照射する中赤外線炉であり、
前記搬送装置は、前記第1加熱炉における前記到達温度を1〜10分間維持し、前記第2加熱炉における前記到達温度に昇温時間1〜30秒間で到達するように、前記金属サイディング原板を搬送する、金属サイディングの製造装置。 - 前記第2加熱炉は、前記中赤外線炉である、請求項3に記載の金属サイディングの製造装置。
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