JPH03284374A

JPH03284374A - 塗装金属板の焼付方法

Info

Publication number: JPH03284374A
Application number: JP8126690A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanai; 洋金井; Joji Oka; 岡　襄二; Takao Yamazaki; 隆生山崎; Hideo Kotani; 小谷　英夫
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-16
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2825312B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕高周波誘導加熱方式を採用した塗装金属板の焼付方法に
関して、良好な表面性能を有する塗装金属板を高い焼付速度で短
時間に得ることができ、且つ、エネルギー原単位を低く
押えた塗装金属板の焼付方法を提供することを目的とし
ている。

本発明では、高周波誘導加熱により金属板を加熱すると
同時に、該金属板の塗料表面に熱風を吹き付けて焼付け
る塗装金属板の焼付方法であって、前記金属板の塗料表
面に対する熱風を該金属板の移動方向と反対の方向に吹
き付ける構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は塗装金属板の焼付方法に関し、特に、高周波誘
導加熱方式を採用した塗装金属板の焼付方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、例えば、家電製品に見られるように、予め塗装さ
れた鋼板（プレコート鋼板）が広く使用されるようにな
り、その鋼板の塗膜に対しても優れた品質が要求されて
いる。一方、このようなプレコート鋼板を製造する際に
使用するエネルギーについても低減を図ることが必要と
なっている。

そこで、少ないエネルギー原単位で高品質のプレコート
鋼板を短時間で大量に製造することのできる焼付方法の
開発が期待されている。

従来より、塗装金属板（例えば、塗装銅板）は、ガス加
熱方式を採用した熱風炉によって、溶剤蒸発および焼付
硬化等の一連の塗料焼き付は処理を行なって来た。

また、最近では、急速加熱が可能で熱慣性がなく、しか
も、クリーンな雰囲気で処理するために塗装欠陥の少な
い塗装金属板が得られる高周波誘導加熱方式も実用化さ
れている。具体的には、大きく２つのケースがあり、高
周波誘導加熱方式を用いた誘導加熱炉で焼き付は処理を
行う方法（例えば、特開平１−１３９１７８号公報参照
）、および、誘導加熱炉で大部分の溶剤を蒸発させ、そ
の後、熱風炉で焼き付けを行う方法（例えば、特開昭６
２−９９４７９号公報、特開昭６２−１３３０８３号公
報、特開昭６２−１３３０８４号公報参照）である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したように、塗装金属板の焼付方法としては、熱風
炉を使用するもの、誘導加熱炉を使用するもの、並びに
、誘導加熱炉との後に熱風炉を使用するものが現在実用
化されている。しかし、これら従来の塗装金属板の焼付
方法には、以下に述べるような問題がある。

まず、熱風炉を用いる塗装金属板の焼付方法では、熱風
を塗装面上方から吹き付けるため、加熱を塗装表面から
行うことになる。したがって、急速に加熱すると、塗装
面内部の溶剤がうまく蒸発できず、塗装面にワキ現象が
発生して塗装金属板の品質を低下させることになる。そ
こで、ワキ現象の発生防止を目的として、塗装面の加熱
を穏やかに行う必要があるが、それには、炉長を長くす
るか或いはラインスピードを遅くすることになり、生産
性の低下を招く。

一方、上述のような熱風炉を用いる塗装金属板の焼付方
法の短所を解決するものとして、誘導加熱炉を用いる方
法がある。しかし、この場合には、加熱が塗装面の内側
から行われるため塗装表面部（塗料）の硬化が不十分と
なり、熱風炉で焼き付けた塗装金属板よりも塗料表面の
性能（例えば、耐汚染性１表面硬度）が劣る。また、誘
導加熱炉の後に熱風炉を配置したものは、炉長が誘導加
熱炉だけのものに比して必然的に長くなるという加熱炉
（焼付炉）自体の問題がある。

さらに、熱風炉を使用する塗装金属板の焼付方法では、
塗料表面に吹き付ける熱風の風速を上げ、あるいは温度
を高くすると、その熱風を発生するのに要するエネルギ
ー量が増大し、エネルギー原単位が上昇する。

また、従来の一般的な熱風炉で使用する熱風の温度は、
３００℃〜３５０°Ｃ程度であるため、使用済みのガス
（−度金属板に吹きつけた熱風）を再使用するには、３
００℃以上の温度に対しても使用可能な材質のフィルタ
が必要となる。しかし、そのような高温に耐え得る材質
で使用済みのガスに含まれる塵埃等を有効に取り除くフ
ィルタはこれまでに実用化されていない。

それに対して、前述した誘導加熱炉を用いる塗装金属板
の焼付方法においても、炉内で蒸発した溶剤を排気する
ために使用するフレッシュエア−は、炉内の熱損失を少
なくするために加熱して吹き込む必要がある。しかし、
フレッシュエア−の加熱には大量のエネルギーを要する
ため、この点に関してもエネルギー原単位の上昇を招く
。

本発明は上述のような従来の塗装金属板の焼付方法が持
っている課題に鑑み、良好な表面性能を有する塗装金属
板を高い焼付速度で短時間に得ることができ、且つ、エ
ネルギー原単位を低く押えた塗装金属板の焼付方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、高周波誘導加熱により金属板を加熱すると
同時に、該金属板の塗料表面に熱風を吹き付けて焼付け
る塗装金属板の焼付方法であって、前記金属板の塗料表
面に対する熱風を該金属板の移動方向と反対の方向に吹
き付けることを特徴とする塗装金属板の焼付方法を提供
する。

〔作　用〕

本発明に係る塗装金属板の焼付方法では、高周波誘導加
熱により金属板を加熱するため、塗膜を内側（金属板側
）から加熱することになり、塗装面内部の溶剤をうまく
蒸発させることができる。

したがって、塗料表面で生じるワキ現象等を防止して高
品質の塗膜面を有する塗装金属板を短時間で得ることが
できる。

また、外観および塗料表面の性能（例えば、耐汚染性９
表面硬度）に関しては、例えば、高周波誘導加熱により
金属板に塗布された塗料中の溶剤を蒸発させるときに熱
風を塗料表面に吹き付けることにより、塗膜表面の外観
を向上させることができる。これは、高周波誘導加熱で
は溶剤の蒸発（揮発）時にワキが発生し、それを防止す
るために、熱風による加熱を行なうことが有効だからで
ある。また、溶剤を蒸発させた後、塗料を金属板に焼き
付ける処理の最終段階において熱風を塗料表面に吹き付
けることにより、上記塗料表面の性能を向上させること
が可能となる。というのは、高周波誘導加熱では塗装表
面部の硬化が不十分であり、それを改善するために、熱
風による加熱を行なう必要があるからである。

さらに、金属板の塗料表面に対する熱風を金属板の移動
方向と反対の方向に吹き付けることによって、熱風の風
速および温度を下げ、熱風を発生させるために必要なエ
ネルギー量を低減することができる。また、こうして熱
風の温度を低く抑え得ることから、使用済みのガスに含
まれる塵埃等を有効に取り除くフィルタの使用も可能と
なり、−度金属板に吹き付けた熱風を再使用することが
できる。その上、揮発した溶剤を排気するのにこの熱風
を利用し、それによってエネルギー原単位を一層低減さ
せることができる。

なお、金属板の塗料表面に対する熱風の吹き付けは、外
観の向上に対しては塗料中の溶剤を蒸発させるときに、
また、塗料表面の性能の向上に対しては高周波誘導加熱
により金属板に塗布された塗料中の溶剤を蒸発させた後
、塗料を金属板に焼き付ける処理の最終段階で行うのが
好ましい。その理由は前述した通りである。

さらに、金属板の塗料表面に吹き付ける熱風の温度は８
０℃〜２８０℃の範囲内に設定するのが好ましく、また
、熱風の風速は０．１■／ｓｅｃ、　〜８　ｍ／ｓｅｃ
。

の範囲内に設定するのが好ましい、なぜならば、熱風の
温度が８０℃未満、風速が０．１■／ｓｅｃ、未満の場
合、塗料表面の性能を向上させることができず、また、
熱風の温度が、２８０℃を超え、風速が８−／ｓｅｃ、
を超えた場合、折り曲げ加工性が低下するからである。

〔実施例〕

以下、本発明に係る塗装金属板の焼付方法を適用した焼
付炉の例を図面を参照して説明する。この焼付炉は、例
えば、ロールコータ方式、スプレ一方式、静電粉体塗装
方式、或いは、カーテン・フローコータ方式等の様々な
方式により鋼板に塗布された塗料を該鋼板に焼き付ける
ために使用されるものである。

第１図は本発明に係る塗装金属板の焼付方法を適用した
焼付炉の一例を示す図である。同図に示されているよう
に、焼付炉１には、綱板６を誘導加熱するために電源装
置２に接続されたコイル３、および鋼板６に塗布された
塗料７の表面性能（例えば、耐汚染性１表面硬度）を向
上させるために熱風発生装置４からの熱風を綱板６上の
塗料７に吹き付ける熱風吹出口５が設けられている。こ
の熱風吹出口５は、熱風を鋼板６の移動方向と反対の方
向に向かって吹き付けるように配設されている。

塗料７が塗布された鋼板６は、電源装置２およびコイル
３によって順次加熱され、まず、塗料７中の溶剤が蒸発
しく７ａ）、次いで、塗料７が綱板６に焼き付けられる
（７ｂ）。そして、塗料７の焼き付は処理が行われると
同時に、熱風吹出口５から熱風が塗料７の表面に吹き付
けられる（７Ｃ）ようになっている。ここで、熱風吹出
口５は、コイル３の下流端に隣接して設けられ、該熱風
吹出口５の方向は綱板６の移動方向と反対になるように
配設されている。すなわち、鋼板６に塗布された塗料７
は、鋼板６の移動方向と反対の方向に吹き出される熱風
によって加熱され、塗料７の表面硬度および耐汚染性等
の表面性能を向上させるようになっている。

このように、本発明に係る塗装金属板の焼付方法を適用
した焼付炉において、鋼板６上の塗料７の表面に対して
吹き付けられる熱風は、鋼板６の移動方向と反対の方向
に規定されており、鋼板６に対する熱風の相対速度は、
熱風の風速に鋼板６の移動速度を加えた値になる。その
結果、低風速かつ比較的低温度の熱風を使用しても塗料
７の表面を十分に加熱することができ、低いエネルギー
原単位で塗料７の表面性能を向上させることが可能であ
る。そして、熱風の温度を低く抑えることができるため
、使用済みのガスに含まれる塵埃等を有効に取り除くフ
ィルタの使用が可能となり、−度鋼板６に吹き付けた熱
風を再使用することによって、エネルギー原単位をさら
に向上させることができる。加えて、本焼付炉において
は、熱風が綱板６の移動方向と反対の方向（焼付炉の入
口方向）に吹き付けられるため、該鋼板６に吹き付けら
れた熱風が塗料中から揮発した溶剤を排気する上でも有
利であり、したがって、エネルギー原単位を一層向上さ
せることができる。具体的には、鋼板６の塗料表面に吹
き付ける熱風の風速は、０．１ｇ＋／ｓｅｃ、　〜８　
ｍ／ｓｅｃ、の範囲がよく、また、熱風の温度は８０℃
〜２８０°Ｃの範囲がよい。

電源装置２は、例えば、サイリスタ等を使用して６ＫＨ
ｚ〜１０ＫＨｚ程度の高周波電圧を発生するもので、該
電源装置２からの電圧はコイル３に印加される。ここで
、電源装置２は、例えば、コンピュータ等によりコイル
３に流す電流を制御しており、金属板（鋼板）６の材質
、厚さ、および塗料７の種類や膜厚等に応じて最適な加
熱制御を行うようになっている。また、第１図において
、コイル３は鋼板６を巻くように配設されており、磁力
線がストリップ進行方向に発生する構成となっている。

しかし、鋼板６の上面および下面に一対のコイルを設け
て磁力線がストリップ厚さ方向に発生するように構成す
ることもでき、金属板６の材質および厚さ等により適切
なものを選択可能である。

熱風発生装置４は、一般的な熱風炉で使用される熱風発
生装置と同様のものであるが、本発明で使用する熱風発
生装置４は、一般的な熱風炉のものよりも低い温度の熱
風（ガス）を発生すればよく、使用済みのガス（−度鋼
板に吹き付けた熱風）を再使用する場合に必要となるフ
ィルタに関しても様々な材質のものを利用することが可
能である。

すなわち、一般的な熱風炉で使用する熱風の温度は、３
００℃〜３５０℃程度であるために、使用済みのガスを
再使用するためには、３００°Ｃ以上の温度に対しても
使用できるような材質のフィルタが必要となる。しかし
、そのような高温に耐え得る材質で塵埃等を有効に取り
除くフィルタはこれまでに実用化されていない。これに
対して、本発明で使用する熱風の温度は８０℃〜２８０
°Ｃの範囲でよいために、使用済みのガスを再使用する
場合でも塵埃等を有効に取り除くフィルタがすでに提供
されており、−度加熱したガスを何度も使用することに
よって無駄な熱の浪費を抑え、エネルギー原単位を向上
させることができる。

次に示す第１表は、三種類のサンプルＡ、Ｂ。

Ｃに対して、従来の高周波誘導加熱のみの場合熱風加熱
のみの場合、および上記焼付炉を使用した高周波誘導加
熱＋熱風加熱の場合を比較したものであり、本発明に係
る高周波誘導加熱士熱風加熱の焼付炉により焼付処理し
たものは、熱風の温度並びに風速を変化させている。こ
の第１表を参照すれば、高周波誘導加熱＋熱風加熱の焼
付炉で製造した塗装金属板の塗料表面性能が、高周波誘
導加熱のみの焼付炉で製造した塗装金属板の塗料表面性
能よりも優れたものとなることがわかる。

ここで用いた塗装原板は、０．６■厚の電気亜鉛メツキ
鋼板に電解クロメート処理を施したものである。また、
塗装系は、下塗りとしてポリエステル系塗料を５ａｍ塗
布焼付後、上塗りを２０μｍ塗布した。第１表は、上塗
りの焼付けに関する条件である。

参考までに、第１表に挙げた評価試験の方法を以下に記
載する。

まず、耐汚染性の試験方法は、塗膜に黒と赤のマジック
インキで線を引き、２４時間経過後にエタノールで拭き
取り、マジックインキの線の跡の残り方で判定する。基
準は以下の通りである。

◎・・・・・・痕跡なし ○・・・・・・僅かに痕跡あり △・・・・・・あまり拭き取れない ×・・・・・・全（拭き取れないまた、折り曲げ加工性の試験方法は、２０℃雰囲気下で
プレコート鋼板のＴ折り曲げ試験を行い（塗膜面を外側
とする）、３０倍ルーペで観察して、クラックのない限
界値で表示する。

具体的には、まず、第１表の実施例３と比較例１１との
対比から、本発明の実施により、膜厚が２０μｍのサン
プルＡについて、加工折り曲げが共に３Ｔと同じである
ものの、耐汚染性（黒マジック汚染性および赤マジック
汚染性）は向上することが判る。ここで、塗料表面の硬
度に関する項目はないが、結果は耐汚染性と同様で、本
発明に係る塗装金属板の焼付方法を適用して、高周波誘
導加熱による焼き付は処理の最終段階で熱風を吹き付け
る処理を行えば、塗料表面の硬度も向上させることがで
きる。

次に、第１表の実施例５と比較例３及び９との対比から
、膜厚が２０μｍのサンプルＡについて、熱風の風速あ
るいは温度の設定が低いと塗料表面の性能を向上させる
ことはできない、また、第１表の実施例２と比較例２と
の対比から、膜厚が２０μｍのサンプルＡについて、熱
風の風速および温度の設定が高すぎると、加工折り曲げ
が３Ｔから５Ｔとなって加工性が低下することが判る。

さらに、膜厚が２０μｍのサンプルＡと膜厚が１７μｍ
のサンプルＢおよび膜厚が１５μｍのサンプルＣとの比
較から、塗料表面に吹き付ける熱風の風速および温度は
、該塗料（塗膜）の膜厚に適した範囲に設定する必要が
あることが判るであろう、ここで、第１表には、塗料７
および鋼板６についての試験データの一部を示したが、
塗料７の表面に吹きつける熱風の風速と温度とは密接に
関係しており、ここでは、全てを網羅することはできな
い。結論を言えば、第１表からもわかるように、金属板
（１１ｉ板）の塗料表面に吹きつける熱風の温度は、８
０℃〜２８０℃の範囲に設定するのが好ましく、また、
金属板の塗料表面に吹き付ける熱風の風速は、０．１ｍ
＋／ｓｅｃ、　〜８　ｍ１ｓｅｃ、の範囲に設定するの
が好ましい。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明は高周波誘導加熱により
金属板を加熱すると同時に、金属板の塗料表面に対して
熱風を該金属板の移動方向と反対の方向に吹き付けるこ
とによって、良好な表面性能を有する塗装金属板を、高
い焼き付は速度で短時間に、かつ、少ないエネルギー原
単位で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る塗装金属板の焼付方法を適用した
焼付炉の一例を示す図である。（参照符号の説明）１・・・焼付炉、２・・・電源装置、３・・・コイル、４・・・熱風発生装置、５・・・熱風吹出口、６・・・銅板、７・・・塗料（ｆ！！膜）。第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、高周波誘導加熱により金属板を加熱すると同時に、
該金属板の塗料表面に熱風を吹き付けて焼付ける塗装金
属板の焼付方法であって、前記金属板の塗料表面に対す
る熱風を該金属板の移動方向と反対の方向に吹き付ける
ことを特徴とする塗装金属板の焼付方法。２、金属板の塗料表面に対する熱風の吹き付けを、高周
波誘導加熱により該金属板に塗布された塗料中の溶剤を
蒸発させた後、該塗料を金属板に焼き付ける処理の最終
段階で行なう請求項第１項に記載の塗装金属板の焼付方
法。３、金属板の塗料表面に吹き付ける熱風の温度を、８０
℃〜２８０℃とする請求項第１項に記載の塗装金属板の
焼付方法。４、金属板の塗料表面に吹き付ける熱風の風速を、０．
１ｍ／ｓｅｃ．〜８ｍ／ｓｅｃ．とする請求項第１項に
記載の塗装金属板の焼付方法。