JPH08155382A - 塗装鋼板の焼付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】塗膜表面の品質を向上させ、且つ加工性の良好
な塗装鋼板が得られるとともに、塗装鋼板の生産性を向
上させることが可能な塗装鋼板の焼付け方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】熱硬化性樹脂塗料を所定厚みに塗布した鋼板に
対して焼付け処理を行う塗装鋼板の焼付け方法である。
先ず、鋼板に対して外部加熱方式による１００℃〜１６
０℃までの短時間の急速加熱を行い、塗布された前記塗
料に含まれている溶剤の表面側のみの蒸発を行なってい
く。次いで、内部加熱方式による２６０℃までの緩やか
な加熱を行い、前記塗料内部の溶剤の蒸発及び塗料の硬
化反応を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短時間で焼付け処理を
行うことが可能な塗装鋼板の焼付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、予め塗装された鋼板が各分野で使
用されてきている。それに伴って、鋼板の塗膜に対する
高い品質、加工容易性が要求されるようになり、しか
も、この高品質及び高加工性の塗装鋼板を、短時間で大
量に製造することができる塗装鋼板の焼付け技術の開発
が望まれている。

【０００３】従来より、塗料が塗布された鋼板に対し
て、塗料に含まれる溶剤の蒸発及び塗料の焼付け等の焼
付け処理を行う焼付け方法としては、外部加熱方式と、
内部加熱方式と、外部加熱方式及び内部加熱方式を同時
に用いる方法が知られている。前記外部加熱方式は、ガ
ス加熱や、ラジアントチューブ方式を用いた熱風炉を使
用し、鋼板表面に塗布された塗料に対して、熱風を吹き
付けることにより溶剤の蒸発及び塗料の焼付けを行う方
式である。しかし、この方式により急速加熱を行うと、
塗料の表面側が先に硬化していき、塗料内部の溶剤は後
から蒸発して塗料表面にワキ現象（煮沸現象）を生じさ
せてしまうので、焼付け処理された塗装鋼板は、塗膜
（硬化した塗料を示す）の表面の品質低下を招くおそれ
がある。

【０００４】また、前記内部加熱方式は、高周波誘導加
熱炉を使用し、クリーンな雰囲気で鋼板に渦電流を誘発
させて塗料の急速加熱により焼付け処理を行う方式であ
る。しかし、この方式は、塗料の界面（鋼板との境面）
側からの加熱により、塗料に含まれる溶剤は界面側から
蒸発し、また、塗料の硬化反応も界面側から表面側に進
んでいくが、塗料の表面側の硬化が不十分となりやす
く、外部加熱方式による焼付け処理と比較して塗膜表面
の性能、例えば、耐汚染性や表面の傷つき性、表面硬度
等が落ちてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記外部加熱
方式及び内部加熱方式で行われる欠点を補う方法とし
て、特開昭６２ー９９４７９号公報、特開昭６２─１３
３０８３号公報、特開昭６２ー１３３０８４号公報等に
記載された技術（以下、従来技術１という）、特開平３
ー２８４３７５号公報に記載された技術（以下、従来技
術２という）、特公昭４７ー９９１６号公報に記載され
た技術（以下、従来技術３という）が開発されている。

【０００６】しかし、従来技術１（内部加熱方式により
塗料内の溶剤の大部分を蒸発させた後に、外部加熱方式
により塗料の硬化を行う方法）及び従来技術２（外部加
熱方式と内部加熱方式を同時に行う方法）は、塗料表面
での硬化状態は、内部加熱方式のみの方法と比較して良
好となるが、外部加熱方式により塗料の表面側が先に硬
化していき、塗料表面側の溶剤が後から蒸発して塗料表
面にワキ現象（煮沸現象）を生じさせてしまうので、や
はり塗膜の表面の品質低下を招くおそれがある。

【０００７】これらに対し、従来技術３は、外部加熱方
式により塗料内部の溶剤をほとんど蒸発させた後、内部
加熱方式により塗料被膜の硬化不足分に対して約２６０
℃まで急速加熱する方法であり、焼付けされた塗膜の表
面の品質が向上し、加工性の良好な塗装鋼板を得ること
ができる。しかしながら、従来技術３では、塗料内部の
溶剤をほとんど蒸発させるために、外部加熱方式により
１００℃〜１８０℃まで約５０秒間加熱し、その後、内
部加熱方式により約２６０℃まで約４秒間急速加熱し、
トータルで約５４秒間の焼付け時間を必要としているの
で、焼付け炉の長さが長くなるとともに、塗装鋼板の生
産性が低下しているのが現状である。

【０００８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、塗膜表面の品質を向上させ、且つ加工性の良
好な塗装鋼板が得られるとともに、塗装鋼板の生産性を
向上させることが可能な塗装鋼板の焼付け方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の塗装鋼板の焼付け方法は、
熱硬化性樹脂塗料を所定厚みに塗布した鋼板に対して焼
付け処理を行う塗装鋼板の焼付け方法において、先ず、
鋼板に対して外部加熱方式による１００℃〜１６０℃ま
での短時間の急速加熱により、塗布された前記塗料に含
まれる溶剤の表面側のみの蒸発を行せしめ、次いで、内
部加熱方式による２６０℃までの緩やかな加熱により、
前記塗料内部の溶剤の蒸発及び塗料の硬化反応を行わせ
しめることを特徴とする焼付け方法である。

【００１０】また、請求項２記載の塗装鋼板の焼付け方
法は、請求項１記載の方法において、外部加熱方式によ
る加熱速度を、４℃/sec〜２０℃/secの範囲に設定する
とともに、内部加熱方式による加熱速度を、５．０℃/s
ec〜２５℃/sec以下に設定することを特徴とする焼付け
方法である。さらに、請求項３記載の塗装鋼板の焼付け
方法は、請求項１若しくは２記載の方法において、熱硬
化性樹脂塗料を、０. ５μ以上の厚さで鋼板に塗布する
こと特徴とする焼付け方法である。

【００１１】

【作用】周知のように、鋼板に塗装された塗料の望まし
い硬化メカニズムは、加熱によって、塗料に含まれてい
る溶媒の蒸発があった後に、塗料の硬化反応が進行する
ことである。ここで、若し、外部加熱方式による加熱を
過大量としてしまうと、塗料表面側の温度が大であり且
つ界面側の温度が低い温度勾配が発生してしまい、塗料
表面側の硬化反応が溶媒の蒸発に先行して行われ、ワキ
現象が発生してしまう。

【００１２】そこで、本発明の請求項１記載の塗装鋼板
の焼付け方法によれば、先ず、鋼板に対して外部加熱方
式による１００℃〜１６０℃までの短時間の急速加熱を
行っている。すなわち、外部加熱方式による短時間の急
速加熱により、塗料の表面側に含まれている溶剤のみを
蒸発させていく。この際、塗料の表面側の硬化反応は行
われず、また、塗料の界面側は加熱状態とされていない
ので、溶剤は蒸発せずに残留している。

【００１３】次に、本発明では、内部加熱方式による２
６０℃までの緩やかな加熱を行っている。これにより、
塗料は界面側から表面側に向けて高密度のエネルギーに
より加熱されていき、界面側に含まれている溶剤は、す
でに溶剤が蒸発している表面側の塗料を通過して、短時
間で確実に蒸発していく。そして、溶剤が確実に蒸発し
た界面側の塗料から硬化反応が進行していき、その硬化
反応は表面側に向かっていく。さらに、塗料表面の溶剤
は、外部加熱方式により十分に蒸発しているので、内部
加熱方式による加熱により硬化反応が確実に行われる。

【００１４】これにより、焼付け処理された塗装鋼板
は、硬化した塗料の表面にワキ現象が発生しないので品
質が低下せず、また、塗料の表面側の硬化が不十分とな
ることもなく、耐汚染性や表面の傷つき性、表面硬度等
を低下させることがない。また、請求項２記載の塗装鋼
板の焼付け方法によれば、上記作用に加えて、例えば、
外部加熱方式による急速加熱を、加熱速度が４℃/sec〜
２０℃/secの範囲に設定し、内部加熱方式による緩やか
な加熱を、加熱速度が５．０℃/sec〜２５℃/secの範囲
に設定すると、上記作用に加えて、短時間で焼付け処理
が完了するので、焼付け炉の長さを短いものに設計する
ことができ、且つ、塗装鋼板の生産性向上を図ることが
できる。

【００１５】また、請求項３記載の塗装鋼板の焼付け方
法によれば、上記作用に加えて、外部加熱方式による短
時間の急速加熱により、塗料の表面側に含まれている溶
剤のみを蒸発させていくので、塗料の表面側の硬化反応
は進行せず、したがって、鋼板に対する熱硬化性樹脂塗
料の厚肉の塗布が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明に係る塗装鋼板の焼付け炉を
図面を参照して説明する。図１に示すものは、ロールコ
ータ方式等によりに鋼帯（鋼板）１に塗布された塗料２
を鋼帯１に焼き付ける焼付け炉３である。この焼付け炉
３は、矢印で示した鋼帯１の進行方向に対する後方側に
熱風炉（外部加熱方式）４が配設され、前方側に高周波
誘導加熱炉（内部加熱方式）５が連続して配設されてい
る。

【００１７】熱風炉４は、熱風発生装置６で発生した熱
風が炉内に供給され、鋼帯１に塗布された塗料２の表面
に吹き付けられるようになっている。また、高周波誘導
加熱炉５は、電源装置７と、鋼帯１の周囲を巻くように
配設されたコイル８により構成されている。これによ
り、矢印方向に進行する鋼帯１が、熱風炉４及び高周波
誘導加熱炉５を連続して通過することにより、鋼帯１に
塗布された塗料２の焼付け処理が行われるようになって
いる。

【００１８】次に、本発明の塗装鋼板の焼付け方法を、
表１から表３に示される各種の焼付け条件を参照しなが
ら説明する。ここで、鋼板１は、０. ５mm厚の電気亜鉛
めっき鋼板にリン酸塩処理を施したものである。また、
鋼板１に塗布される塗料系は、下塗りとしてポリエステ
ル系の熱硬化性樹脂塗料が１２μm 程度塗布して焼付け
された後に、熱硬化性樹脂塗料の上塗りを１８μm 塗装
したものであり、この上塗り塗料が、各種条件の焼付け
方法により評価される。

【００１９】そして、表１における耐汚染性の評価試験
方法は、焼付け処理により形成された塗膜に黒と赤のマ
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耐汚染
性を判定している。その基準は、◎を「良好」とし、○
を「普通」とし、△を「あまり線が消えない」とし、×
を「全く線が消えない」と判定する。

【００２０】また、表１における加工性の評価試験方法
は、外気温が２０℃の雰囲気中において塗装鋼板のＴ折
り曲げ試験を行い、クラックのない限界値を試験する方
法であり、クラックが容易に発生しない折り曲げ性が良
好なものをＴの値が小さいものに表示し（例えば、３
Ｔ）、クラックが容易に発生して加工性が低下するもの
をＴの値が大きいものに表示している（例えば、４
Ｔ）。

【００２１】また、表１における各種条件の塗装外観の
評価方法は、ワキ現象が発生していないものは○印で示
し、ワキ現象が発生しているものは×印で示している。
そして、表１は、従来の熱風加熱（外部加熱方式）だけ
の焼付け方法、高周波誘導加熱（内部加熱方式）だけの
焼付け方法、及び本発明に係る熱風加熱（外部加熱方
式）を行った後に高周波誘導加熱（内部加熱方式）を行
ったものを示したものである。

【００２２】そして、本発明に係る実施例１から実施例
６は、熱風加熱時間を１７秒、高周波誘導加熱による加
熱時間を７秒として、熱風加熱による到達鋼板温度を変
化せしめた結果を表１に示す。なお、高周波誘導加熱に
よる到達鋼板温度は２４０℃に設定されている。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１より、本発明に係る実施例２から実施
例５の結果と、比較例１との対比から、耐汚染性及び加
工性は共に変わらないが、比較例１ではワキ現象が発生
してしまうので、本発明に係る実施例は外観が向上する
ことが判る。また、表１の本発明に係る実施例２から実
施例５の結果と、比較例２との対比から、外観及び加工
性は共に変わらないが、比較例１では赤マジックによる
汚染性が劣るので、本発明に係る実施例が耐汚染性が向
することが判る。

【００２５】また、実施例６と、他の本発明によれば実
施例の対比から、熱風加熱による到達鋼板温度の設定が
高すぎると、塗料表面にワキ現象が発生してしまい、外
観を向上させることができないことが判る。したがっ
て、本発明の熱風加熱による到達鋼板温度は、１００℃
〜１６０℃の範囲に設定するのが好ましい。また、表２
は、熱風加熱による到達鋼板加熱を上述した範囲内の１
６０℃に設定し、この到達鋼板温度まで達する熱風加熱
の加熱速度を変化させた結果を示している。なお、高周
波誘導加熱による加熱時間は７秒に設定され、その到達
鋼板温度は２４０℃に設定されている。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２の結果より、加熱速度を３. ０℃/sec
に設定した実施例７では、ワキ現象が発生してしまい外
観が低下してしまうことが判る。また、加熱速度が２
５. ０℃/secに設定した実施例１２でも、ワキ現象が発
生してしまい外観が低下してしまうことが判る。したが
って、熱風加熱の加熱速度は、実施例８から実施例１１
の結果から明らかなように、４. ０℃/sec〜２０. ０℃
/secの範囲に設定するのが好ましい。

【００２８】また、表３は、熱風加熱による加熱時間を
１７秒、到達鋼板温度を１００℃に設定しておき、高周
波誘導加熱の到達鋼板温度を２４０℃に設定した際の、
高周波誘導加熱の加熱速度を変化させた結果を示してい
る。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３の結果より、加熱速度を３０. ０℃/s
ecに設定した実施例１６では、ワキ現象が発生してしま
い外観が低下してしまうことが判る。したがって、高周
波誘導加熱による加熱速度は、実施例１３から実施例１
５の結果から明らかなように、２５. ０℃/sec以下に設
定するのが好ましい。ここで、図２に示すものは、上記
実施例より得られた本発明の加熱曲線を示すものであ
る。なお、図中において破線で示す曲線（Ｃ）は、特公
昭４７ー９９１６号公報に記載された従来技術（外部加
熱方式により塗料被膜内部の溶剤をほとんど蒸発させた
後、内部加熱方式により塗料被膜の硬化不足分に対して
約２６０℃まで加熱する方法）の加熱曲線を、比較のた
めに示したものである。

【００３１】そして、曲線（Ａ）は、到達鋼板温度が１
６０℃となるまで加熱速度が４. ０℃/secに設定されて
熱風加熱が行われ、次いで、到達鋼板温度が２６０℃と
なるまで加熱速度が２０. ０℃/secに設定されて高周波
誘導加熱が行われた状態を示す。また、曲線（Ｂ）は、
到達鋼板温度が１６０℃となるまで加熱速度が２０. ０
℃/secに設定されて熱風加熱が行われ、次いで、到達鋼
板温度が２６０℃となるまで加熱速度が２０. ０℃/sec
に設定されて高周波誘導加熱が行われた状態を示す。

【００３２】これにより、本発明の塗装鋼板の焼付け方
法は、図２の曲線（Ａ）及び曲線（Ｂ）の間で示す斜線
部分で行われることにより、塗膜表面の品質を向上さ
せ、加工性の良好な塗装鋼板を得ることができるととも
に、従来技術（破線曲線（Ｃ））と比較しても、塗装鋼
板の生産性を大幅に向上させることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の塗装鋼板の焼付け方法においては、先ず、外部加
熱方式による短時間の急速加熱により、塗料の表面側に
含まれている溶剤のみを蒸発させ、次いで、内部加熱方
式による緩やかな加熱により、界面側に含まれている溶
剤をすでに溶剤が蒸発している表面側の塗料を通過させ
て、短時間で確実に蒸発させ、溶剤が確実に蒸発した界
面側の塗料から硬化反応を進行させていき、溶剤がすで
に蒸発している塗料表面側を内部加熱方式による加熱に
より硬化反応を確実に行わせていくので、品質が低下せ
ず、耐汚染性や表面の傷つき性、表面硬度等を低下させ
ることがない塗装鋼板を得ることができる。

【００３４】また、請求項２記載の塗装鋼板の焼付け方
法は、例えば、外部加熱方式による急速加熱を、加熱速
度が４℃/sec〜２０℃/secの範囲に設定し、内部加熱方
式による緩やかな加熱を、加熱速度が５．０℃/sec〜２
５℃/secの範囲に設定すると、上記効果に加えて、短時
間で焼付け処理が完了するので、焼付け炉の長さを短い
ものに設計することができ、且つ、塗装鋼板の生産性を
大幅に向上することができる。

【００３５】また、請求項３記載の塗装鋼板の焼付け方
法は、上記効果に加えて、外部加熱方式による短時間の
急速加熱により、塗料の表面側に含まれている溶剤のみ
を蒸発させていくので、塗料の表面側の硬化反応は進行
せず、したがって、鋼板に対する熱硬化性樹脂塗料の厚
肉の塗布を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装鋼板の焼付け炉を示す図であ
る。

【図２】本発明の塗装鋼板の焼付け方法に費やされる加
熱時間と従来方法による加熱時間を比較した図である。

【符号の説明】

１ 鋼板（鋼帯） ２ 塗料 ３ 焼付け炉 ４ 熱風炉（外部加熱方式） ５ 高周波誘導加熱炉（内部加熱方式）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進 修 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 関口 貴司 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂塗料を所定厚みに塗布した
   鋼板に対して焼付け処理を行う塗装鋼板の焼付け方法に
   おいて、 先ず、鋼板に対して外部加熱方式による１００℃〜１６
   ０℃までの短時間の急速加熱により、塗布された前記塗
   料に含まれる溶剤の表面側のみの蒸発を行わせしめ、 次いで、内部加熱方式による２６０℃までの緩やかな加
   熱により、前記塗料内部の溶剤の蒸発及び塗料の硬化反
   応を行わせしめることを特徴とする塗装鋼板の焼付け方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の塗装鋼板の焼付け方法に
   おいて、 外部加熱方式の加熱速度を、４. ０℃/sec〜２０. ０℃
   /secの範囲に設定するとともに、内部加熱方式の加熱速
   度を、５．０℃/sec〜２５. ０℃/secの範囲に設定する
   ことを特徴とする塗装鋼板の焼付け方法。
3. 【請求項３】 請求項１若しくは２記載の塗装鋼板の焼
   付け方法において、 熱硬化性樹脂塗料を、０. ５μ以上の厚さで鋼板に塗布
   すること特徴とする塗装鋼板の焼付け方法。