JPS607973A - 塗装溶融金属メツキ鋼板の製造方法 - Google Patents

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】 イ）産業上の利用分野 本発明は塗装金属メッキ鋼板を製造する方法に関するも
のである。

口）従来技術 塗装溶融メッキ鋼板の一つの代表例である塗装亜鉛鉄板
（カラー亜鉛鉄板とも言う）は、従来製鉄所において冷
延鋼板に溶融メッキ法又は電気メンキ法により、ｌｌｉ
鉛をメッキした後、一旦、コイル状に巻き取り、これを
別の場所の塗装Ｆ１１用ラインにおいて、このコイルに
連続的に塗装して製造するのが通常の方法である。

すなわち、塗装ラインにおいて亜鉛メッキした鉄板（以
下、＋１１（鉛鉄板と表現する）を、まず、脱脂・表面
！、冒争工程において、亜鉛鉄板の表面に刺着している
油脂などの汚れを脱脂剤を用いてブラシロールなどによ
り洗浄除去する。この表面を清浄化した亜鉛鉄板を洗浄
して脱脂剤などを除去した後、次の」工程において、亜
鉛鉄板の表面に、塗ｊ漠の冨７１性、塗装すＩ（鉛鉄板
の加工、１耐食性を向」−させる目的で、燐酸亜鉛系、
クロム酸系などの塗装下地処理剤により処理を行い、亜
鉛鉄板の表面に燐酩亜鉛、クロム酸などの皮膜を形成さ
せる。

この塗装前処理を行った亜鉛鉄板を水洗、乾燥を行った
後、塗装を行う。

塗装方法は、溶剤系塗料を用いて、ロールコータ−によ
り塗装する方法、あるいは、水性系塗料を用いて電着塗
装を行う方法などがある。さらに、塗装鋼板の性能を向
上させる目的で塗装を２回繰り返す方法が多く行われて
いる。この塗装後の亜鉛鉄板は、熱風乾燥炉、赤外線加
熱炉などの乾燥焼伺炉により、炉温５ｏ〜３００　’ｃ
において、３０〜６０秒間で塗膜の乾燥焼付を行う。

従来の塗装鋼板は、塗装、乾燥焼付の回数、組み合せに
より、塗装→乾燥焼付（ｌ−コート、１−ベーク）、塗
装（電着塗装を含む）→乾燥焼付→塗装→乾燥焼付（２
−コート、２−ベータ）、あるいは、塗装→塗装→乾燥
焼付（２−コート、１−ベーク）等、各種の方法により
製造されており、したがって、塗装亜鉛鉄板の製造法は
、塗装、乾燥焼付法などにより非常に複雑である。

このようにして製造された塗装亜鉛鉄板は、後処理とし
て冷却、機械的加工性を改善するためレヘラ加」二を行
い、その後、切板として切断したり、あるいはコイルと
して成品化される。なお、従来の塗装亜鉛鉄板のライン
スピードは、８０〜１２０Ｉ１分である。

このようにして、従来の塗装鋼板は製造されているが、
多くの問題点を包含しており、これらを列記すると次の
通りである。

（１）亜鉛鉄板と塗装亜鉛鉄板の製造場所がそれぞれ異
なるため、運搬コストが高くなる。特に、近年、亜鉛鉄
板のコイルは１０トン以上のものが生産されるため、塗
装製造ラインが遠隔地にある場合、この運搬コストは、
塗装亜鉛鉄板の製造コストの内でかなり大きなウェイト
を占める。

（２）塗装亜鉛鉄板の製造プロセスは、複雑な前処理、
塗装工程、乾燥焼付工程、後処理工程などから成立って
おり、プロセス的に非常に複雑である。

（３）このため、塗装亜鉛鉄板の製造ラインの建設費が
高く、塗装亜鉛鉄板の全コストにおける建設費比コスト
の占める比率が大きい。

（４）また、塗装亜鉛鉄板を製造する際、塗膜を乾燥焼
料するため、塗装後の亜鉛鉄板（温度１５〜３０°Ｃ）
を最高３００°Ｃ程度まで加熱する必要がある。

この塗１１Ｍの乾燥焼付工程において使用されるエネル
ギーの大部分は、亜鉛鉄板の加熱に使用され、塗Ｉりの
乾燥、キユアリングに使用されるエネルギーはわずかで
あり、このため、加熱に莫大なエネルギーを用いる事に
なる。

（５）さらに、塗膜の乾燥焼付時に、塗料に用いられて
いる溶剤が大量に蒸発し、大気汚染の原因となるため、
乾燥焼伺炉より排出する廃カスは浄化処理を４’ｒう必
要がある。

以」二は溶融亜鉛メッキ鋼板を例にした場合であるが、
その他のアルミニウムメッキ、ターンメ・ンキ、錫メン
午等においても同じで、このように従来の塗装溶融金属
メッキ鋼板は多くの問題点を包含している。

ハ）発明の目的 本発明の目的は、従来の塗装溶融金属メッキ鋼板のｊｉ
ｉ＋述の問題点を解決した、安価な、しかも、高性能の
塗装鋼板を製造する新規な方法を提供することにある。

二）発明の構成及び作用 本発明の要旨は、溶融金属メッキ鋼板の製造ラインにお
いて、ラインスピード１００〜２００ｍ／分程度の高速
で、溶融メッキの熱を利用して、メッキ鋼板に塗装前処
理（下地処理）と、塗装及び塗膜の乾燥焼料を連続して
行う塗装溶融メッキ銅板の製造方法である。

このため、本発明の方法は、従来の方法よりも製造コス
ト、設備コストが安く、しかも塗装後の諸性能等が優れ
た塗装鋼板を提供することかできる。

次に、溶融す１（鉛メンキを例にして、本発明の方法に
ついてさらにＪＴ細に説明する。

＋１Ｑに溶融ｒ＋＋ｉ鉛メッキ鋼板は、冷間圧延を行っ
た鋼板（冷延鋼板）を１１００〜１２００°Ｃの無酸化
炉（Ｎ０Ｆ）において加熱して冷延鋼板表面に付着して
いる圧延油、鉄粉などを酸化除去した後、アンモニア分
解ガスから得た水素を主成分とした雰囲気の量元炉にお
いて、表面に生成した酸化膜を還元除去して表面を清浄
活性化する。このように表面か清浄になった冷延鋼板を
溶融亜鉛のポットに通し、亜鉛メンキを行う。この溶融
亜鉛メッキ時の板温は、４００〜５００°Ｃである。こ
のようにして亜鉛メッキされた鋼板は冷却した後、表面
にクロム酸系、クロム酩−有機樹脂系の処理剤あるいは
油などを塗布し、スキンパス、レベラ加工等を行った後
巻取ってコイルとして出荷する。

本発明は、このような溶融金属メッキ鋼板の製造工程に
おいて、溶融メッキ後の板温か高温であることに着目し
、この温度を利用して塗装亜鉛鉄板を製造することを特
徴とする方法である。

一般に、亜鉛メンキ鋼板は、塗装前処理を行わずに直接
塗装し、長期間使用すると塗膜の剥離、１６トｆ食性の
低下などのトラブルが発生する。これらを防止するため
塗装する前に亜鉛鉄板の表面をクロム酸系、クロム酸−
有機樹脂系、リン耐糸などの塗装下地処理剤によって処
理を行った後、塗装するのが通常の方法である。

本発明においても塗装後の加工性、塗膜の密着性、翻食
性などを向−１ニさせるために塗装下地処理が必要であ
る。

従来の塗装下地処理方法は、亜鉛鉄板を常温または高々
７０〜８０°Ｃ程度に加温した下地処理剤に浸漬したり
、あるいは、下地処理剤をスプレーする方法などが行わ
れている。

しかし、本発明の場合、高速塗装を指向しているため、
このような従来の方法を適用しただけでは高度の性能を
有する塗装下地処理を行うのが困難であり、また、浸漬
法を適用すると板温の低下が起り、後工程の塗装に際し
て、塗膜の乾燥焼付を行うために熱風乾燥炉などの乾燥
手段が必要となるため適当でない。

また、温度の高い溶融亜鉛メッキ鋼板の表面に、前述の
下地処理剤の水溶液をスプレー方式により噴霧処理を行
った場合、従来の土地処理剤に用いられているスプレー
方式だと微細な処理剤の水滴を形成せず、また、板温か
高すぎると塗装下地処理剤をはしき均一な下地処理を行
うのが困難である。

したがって、本発明の方法により塗装亜鉛鉄板等の塗装
鋼板を製造する際、従来の塗装下地処理方法をそのまま
適用するのは非常に困難である。

そこで、発明者らは、溶融亜鉛メッキ等のメッキ後の温
度の高いメッキ鋼板にも適用できる塗装下地処理方法を
見い出すことによって本発明を完成したものである。

溶融亜鉛メッキ後の亜鉛鉄板の板温は、約４００〜５５
０°Ｃである。このような高温の表面に塗装下地処理剤
の水溶液を噴霧しても表面において膜浦１岡が起り、塗
装下地が不均一になり、高度な性能を有した下地処理皮
膜を得ることが困難である。

このため本発明においては塗装下地処理皮膜が均一でし
かも高性能の下地処理ができる方法について研究をイー
１つだ結果、鋼板温度か３００°Ｃ以下で塗装ド地処理
剤を気液として噴霧処理することにより１１シ沸騰が起
ったり、あるいははじいたりしないことを見い出した。

本発明の方法は従来の方法より塗装メッキ鋼板を約２倍
のライン速度で製造することを特徴としており、そのた
めには塗装下地処理を極力短時間で行う必要があり、好
ましくは１０秒間以下が望ましい。このような短時間で
乾燥まで行うには下地処理の温度の下限は制約をうけ、
本発明者らの研究によると板温を１５０°Ｃ以上に維持
する必要がある事が判明した。

これらの°１〜から、本発明における溶融亜鉛メッキ鋼
板の塗装ド地処理は板温１５０〜３００°Ｃの範囲で行
うのが最適である。３００°Ｃ超で下地処理を行うと均
一・な処理が困難であり、また下地処理剤の熱分解が起
り、塗装後の加工密着性、耐食性などの性能が低下する
。一方、板温１５０°Ｃ未満で塗装下地処理を行うと、
若干乾燥性に問題が残る。このため１０秒以下の短時間
で乾燥するのが困難であり、本発明の４．＋１徴の１つ
である高速ラインスピードにより塗装亜鉛鉄板を製造す
ることに支障をもたらす懸、念があるので１５０°Ｃ以
上で塗装下地処理を行う。１５０°Ｃ末！！−で塗装下
地処理剤を行っても塗装後の力１ヒ［工性、塗１１りの
密着性、耐食性などの性能には支障をきたさない。

このように下地処理をたとえば１００〜１３０°Ｃで行
っても下地処理被膜の形成には支障はないが、板温か１
３０°Ｃ以下に低下し、次の粉体静電塗装の上程におい
て１０秒以内の短時間の塗膜の乾燥焼料（キユアリング
）が困難になり問題が生じるため、この点からも塗装下
地処理は板温１５０°Ｃ以上で行うのが良い。

次に、１５０〜３００°Ｃの板温で溶融亜鉛メッキ鋼板
の塗装下地処理を行う方法について説明する。

先に説明したように塗装下地処理の水溶液を気水スプレ
ーすると下地処理剤の液滴が非常に細かく、均一・処理
が可能であると共に、板温の低下が１０〜２０℃とわず
かである。このため、次の工程における静電塗装時の板
温か１３０〜２８０°Ｃ程度に維Ｊ！できるので塗膜の
１０秒以下の高速乾燥焼付（キユアリング）などが可能
になる。従って本発明のド地処理は気液スプレーで行う
のが最も好ましい。

次に、下地処理後の塗装方法について説明する。

一般に塗装亜鉛鉄板は、下地処理後、有機溶剤系塗料を
塗装する。しかし、本発明の場合、溶融亜鉛メッキ後の
鋼板の板温か１３０〜２９０°Ｃと高い温度で塗装を行
うので、有機溶剤系塗料を用いるとはじきなどが生じ均
一な塗装が困難である。特に、板温が２００°Ｃ以」二
になるとこの傾向が顕著である。

本発明者らは、塗装時のこれらの問題点を解決するため
研究した結果、無溶剤タイプの塗料が優れており、その
中では特に粉体塗料を用いて静電塗装を行うと均一な塗
装が可能になり、また、使用塗料の約９５％以−にが鋼
板表面に付着することが明らかになった。

このような塗装方法が適用できる塗料としては、アクリ
ル系、エポキシ系、ポリエステル系、ナイロン系、弗素
樹脂系などの塗料が好ましい。

以下に粉体塗料を静電塗装する方法を例にして説明する
。

静電塗装時の極性は、粉体塗料の種類によって異なるが
多くの粉体塗料は負（＝）に帯電し、電圧は３０ＫＶ〜
９０ＫＶの範囲が最適である。

また、塗膜膜厚は、粉体塗料を一定量噴霧しながら、溶
融亜鉛メッキ鋼板のラインスピードをコントロールして
調節する方法と、ラインスピードを一定にして粉体塗料
の噴霧量をコントロールする方法とがあるがいずれの方
法でも塗膜膜厚のコントロールは容易で、塗膜膜厚を約
１０〜３００ミクロンの範囲において調整する事が可能
である。

次に、粉体静電塗装時の溶融亜鉛メッキ銅板の板温は、
先に説明したように下地処理剤の性能からある程度制約
をうけるが、先に列記したほとんどの粉体塗料が１００
〜３００°Ｃの範囲において塗膜を形成するが、１０秒
以下の高速乾燥（キュアリンク）を行う場合には、板温
か１３０〜３００’Ｃ１特に１５０〜２００°Ｃの範囲
が最適である。板温か１５０〜２００°Ｃの範囲であれ
ば、下地処理剤の性能低下がほとんどなく、また、はと
んどの粉体塗料を１０秒以下で高速乾燥焼付することが
可能である。

塗装時の板温が１３０’Ｏ未満では下地処理剤の性能低
下は少ないが、粉体塗料の種類によっては１０秒以下の
高速乾燥焼付が困難である。また、塗装時の板温か３０
０°Ｃ超になると下地処理剤の性能低下が顕著になると
共に、塗膜に梨地模様が発生し、光沢が著しく低下した
り、また、粉体塗料の種類によっては塗膜の熱分解が起
り、変色、性能低下などが起るので好ましくない。

また、粉体塗料は、一般に塗膜面に若干梨地模様を発生
しやすい傾向があり、溶剤系塗料よりもモ滑性が劣って
いるのが欠点である。しかし、本発明においでは、この
塗膜の平滑性を向上させるため粉体静電塗装後、この塗
装鋼板を冷却することなく、このまま圧着ロールに通す
ことにより、この欠点を解決出来ることを見い出した。

すなわち、塗装溶融亜鉛メッキ鋼板は、板温的１００〜
２５０℃の範囲で塗膜面が軟らかく、この温度範囲で圧
着ロールを通すと塗膜表面の平滑性、光沢などが向−１
ニする。なお、圧着ロールに塗膜が刺着する懸念がある
場合、圧着ロールにテフロン樹脂製のものを使用するか
、または、圧着ロールと塗膜との間にシリコンオイルを
微量滴下すると良く、特にシリコンオイルを用いると塗
膜面の平滑性、光沢などが向上する他に塗膜の耐傷性が
良好になる。

このようにして製造した塗装溶融亜鉛メッキ鋼板を約５
０°Ｃ以下に冷却後、レベラロールまたは、スキンパス
により加工した後、コイル状に巻き取ると塗装溶融亜鉛
メッキ鋼板のコイルが得られる。

以」―、溶融亜鉛メッキ後に塗装下地処理と塗装を連続
して行う方法について説明したが、その他の金属の溶融
メッキ鋼板を対象とする場合にも板温方間５０〜３００
°Ｃの範囲で塗装下地処理を行い、１３０°Ｃ以上で塗
装することにより同様な結果が得られる。

次に本発明の実施態様の１つとして塗装溶融亜鉛メンキ
鋼板の製造プロセスの概略例を第１図に示す。

ｌはアンモニア分解ガスなどによって圧延油、鉄粉など
を除去して表面を清浄にした冷延鋼板、２は１１＋：鉛
を主成分とする金属を溶解したポンド、３は亜鉛を主成
分とする金属をメッキした鋼板で板温は４００〜５００
°Ｃである。４は冷却装置で、板温を下地処理、塗装が
できる温度、すなわち、１５０〜３００°Ｃに冷却する
。５は塗装後の加工性、塗膜の密着性、耐食性などの性
能を向上させるため、溶融亜鉛メッキ鋼板の下地処理を
行う装置である。６は、下地処理を行った溶融亜鉛メッ
キ鋼板を静電塗装法により粉体塗料を塗装する設備であ
る。７は圧着ロールで、塗装鋼板の塗膜を平滑にする。

８は、塗装鋼板を冷却する装置である。９は、塗装鋼板
にレベラまたはスキンパス加工する装置である。ＩＯは
、塗装鋼板をコイルに巻取る装置である。

ボ）実施例 次に本発明の実施例について説明する。

第１図に巧クシた塗装亜鉛鉄板の製造ラインにおいて、
ラインスピードを１５０ＩＩｌＺ分とした。鋼板を１１
）鉛メッキし、溶融メッキ後の鋼板（板厚０．５ｍｍ）
を冷却装置δ４において２００°Ｃまで冷却した。この
鋼板を下地処理装置５において、・リン酸亜鉛を主成分
とする下地処理剤の水溶液を約４秒間気水スプレーを行
い、更に約６秒間でこのゾーンを通過乾燥させた。次に
、−Ｆ地処理を行った鋼板を塗装装置６において、静電
塗装法により、エポキシ系、ポリエステル系、アクリル
系粉体塗料を約４秒間スプレーし、その後同装置６内を
約６秒間通過させ乾燥焼付した。この静電粉体塗装時の
板温は約１８０°Ｃ１粉体塗装後の板温は約ＩＥｉ５°
Ｃであった。この板温的１６５℃の塗装鋼板をテフロン
ロールよりなる圧着ロール７に通し、塗膜面を平滑にし
た後、冷却装置８において板温を５０°Ｃ以下に冷却し
、加工装置においてレベラ加工を行った後、コイル１０
として巻取った。なお、この塗装亜鉛鉄板の膜厚は２５
〜３５ミクロンであった。この塗装亜鉛鉄板について性
能試験を行った結果を表１にま表１ へ）発明の効果 表１に示すように本発明の方法で製造した塗装亜鉛鉄板
は塗装鋼板の試験法として一般に採用されている性能テ
ストにおいていずれもすぐれた結果か得られた。

又、本発明は溶融メツキライン中で高速塗装を行い、し
かも塗装後の乾燥焼伺けをメ・フキ後の鋼板の保有熱で
行うためコストを著しく低下できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗装溶融金属メ・ンキ鋼板製造ラインの概略図
を示す。 ■・・・鋼板、２ψ・・メ・ンキ槽、３・・・メツキ鋼
板、４・・会冷却装置、５・・・下地処理装置、６・・
命塗装装置、７Φ・・圧着ロール、８・・・冷却装置、
９・・・加工装置、１ｏ・・・コイル。 特許出願人　新日本製鐵株式會社 代理人　弁理士　井　上　雅　生

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　鋼板を連続的に溶融金属メッキ及び塗装して塗装溶
   融金属メンキ鋼板を製造する方法において、溶融金属メ
   ッキ後の鋼板の板温か１５０〜３００°Ｃの範囲におい
   て塗装下地処理を行い、次いで板温か１３０°Ｃ以上に
   おいて無溶剤りｆ５プの塗料を塗装することを特徴とす
   る塗装溶融金属メンキ鋼板のＭ漬方υ、。 ２、　溶融金属が亜鉛である特許請求の範囲第１項記載
   の製造方法。 ３、　粉体塗料を特徴とする特許請求の範囲第１又は２
   ダ１記・代の製造方法。 ４、　塗装後、１００’Ｏ以北の板温をイ１する塗装鋼
   板を圧着ロール間に通板する特許請求の範囲第３項記載
   の製造方法。