(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上のいずれかの場所において、前記アプリケーターロールの表面、或いは前記アプリケーターロール上に形成された塗膜の表面、或いはその両方に前記ローラーカーテン本体と同じでない塗料を塗布若しくは散布するコーターを追加的に設置し、前記ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上に多層塗膜を形成し、前記ローラーカーテンコーターにより同時多層塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【請求項２】
ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上または／及びドクターロール上に、一基もしくは複数基のダイコーター及び／若しくはスロットダイコーターを設置して、前記アプリケーターロールの表面、前記アプリケーターロール上に形成された塗膜の表面、前記ドクターロールの表面のいずれか一つ以上の上に前記ローラーカーテン本体と同じでない塗料を塗布することで前記アプリケーターロールの表面に多層塗膜を形成し、前記ローラーカーテンコーターにより同時多層塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のコーター及び／若しくは通常のローラーカーテンコーターを複数基同時に併用し、前コーター塗布後に乾燥工程を経ずに次コーターで塗布を行い、然る後同時に乾燥するウエットオンウエット方式による塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【請求項４】
通常のロールコーターによる塗布を行った後、乾燥工程を経ることなく請求項１〜３のいずれかに記載の塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電、建材、自動車用等に用いられる意匠性に優れた塗装金属板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気製品、建材、自動車部品等に供される、例えば鋼板、アルミ板、銅板等の金属板において、従来から、防錆性、電気絶縁性、意匠性等を付与することを目的にして、その表面にめっき皮膜や塗装による有機皮膜の形成が行われているが、近年、金属板の用途拡大に伴い、この金属板に求められる特性は多く、また従来以上の意匠性が要求されるようになってきた。樹脂板においても同様に意匠性に対する要求は高まってきており、この要求に応えるために金属板や樹脂板等の上に各種の有機皮膜を形成させることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、加工後に塗装を行って来た塗装製品は、作業環境の改善、公害問題の発生防止、低生産効率の工程省略等のニーズからプレコートされた金属板（以下、塗装金属板）への転換が進行し、塗装金属板の使用量が増加してきている。塗装装置としては、複数のロールを組み合わせたロールコーター方式が多く採用されている。このロールコーターの一般的なものとしては３ロールコーター方式がある。従来、金属板の上に塗料を塗布した後は、塗膜の機能を発揮させるために熱風焼付け炉、誘導加熱、電子線や近赤外炉等のエネルギー線を照射、或いはこれらの組み合わせによって塗膜を乾燥硬化させている。
【０００４】
通常、塗装金属板で塗膜が２層以上形成される場合には、１層目の塗膜を塗装した後、その塗膜を乾燥硬化させた後、次の塗膜を塗布し乾燥硬化させるというように、複数回塗料の塗布と乾燥硬化を繰り返す必要があり、生産性の低下、生産コストの増加になっていた。特に意匠性を引き出すためには多くの層数が必要な場合が多く、そのため複数回の塗布・焼付が可能な専用ラインを作るか、複数回ラインを通す必要があり大幅なコストアップとなる。また複数回ラインを通す場合はロールなどの接触による疵の発生の問題等も生ずる。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、高生産性で意匠性に優れた塗装金属板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、ローラーカーテンコーター上に一基若しくは複数基のコーターを追加的に用いて同時多層塗布を行い、層数よりも少ない回数の塗布・焼付工程で多層の塗装金属板を安価に製造することができる。また複数回通板させる必要がないためにライン通板時の塗装面の欠陥の発生が抑えられる。
【０００７】
（１）ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上のいずれかの場所において、前記アプリケーターロールの表面、或いは前記アプリケーターロール上に形成された塗膜の表面、或いはその両方に前記ローラーカーテン本体と同じでない塗料を塗布若しくは散布するコーターを追加的に設置し、前記ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上に多層塗膜を形成し、前記ローラーカーテンコーターにより同時多層塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
（２）ローラーカーテンコーターのアプリケーターロール上または／及びドクターロール上に、一基もしくは複数基のダイコーター及び／若しくはスロットダイコーターを設置し前記アプリケーターロールの表面、前記アプリケーターロール上に形成された塗膜の表面、前記ドクターロールの表面のいずれか一つ以上の上に前記ローラーカーテン本体と同じでない塗料を塗布することで前記アプリケーターロールの表面に多層塗膜を形成し、、前記ローラーカーテンコーターにより同時多層塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【０００８】
（３）（１）又は（２）記載のコーター及び／若しくは通常のローラーカーテンコーターを複数基同時に併用し、前コーター塗布後に乾燥工程を経ずに次コーターで塗布を行い、然る後同時に乾燥するウエットオンウエット方式による塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
（４）通常のロールコーターによる塗布を行った後、乾燥工程を経ることなく（１）〜（３）記載の塗装を行うことを特徴とする塗装金属板の製造方法。
【０００９】
本発明において層数よりも少ない塗布・焼付装置を用いて意匠性を付与させた塗装金属板を効率よく、しかも低コストで製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜４に本発明におけるコーターの構成例を示す。
通常は図１に示すローラーカーテンコーターを用いた場合、一層の被覆を施すことができる。図１において、アプリケーターロール１に供給された塗料２はドクターロール３によって塗工量を調整された後、かきとりブレード４でカーテン状５に流下させられて金属帯６の表面に塗工される。図１のアプリケーターロール１への塗料の供給は、例えば、ピックアップロール（図示せず）などを用いて行なうことができる。それに対して図２に示す通りアプリケーターロール１上にダイコーター７を設置すると、同時に２層５，８の被覆を行うことが可能になる。図２において、ダイコーター７はドクターロール３の後に設置されている。また図３に示すようにドクターロール３前にダイコーター９を設置しても塗布は可能であり、同時に２層噴出型のスロットダイコーター１２を図の位置に設置すれば合計４層を同時被覆可能となる。図３において、ダイコーター９からアプリケーターロール１上に適用された第１の塗料１０上に、ドクターロール３の位置で第２の塗料１１が適用され、さらに２層噴出型のスロットダイコーター１２から第３及び第４の塗料１３，１４が適用されることにより、合計４層の塗料がかきとりブレード４を経て金属帯６上に適用される。さらには図４に示す通りドクターロール３上にダイコーター１５を設置しても同時被覆の総数を増やすことが可能となる。
【００１１】
図５，６に本発明におけるコーターの設置例を示す。図５に示すように複数基のコーターを併用することにより必要に応じて総数を増やすことが可能となる。すなわち、図５では、金属帯３１に対し、第１のコーター３２、及び第２のコーター３３から塗料を連続して適用し、その間に乾燥、焼付工程を配置しない。第１のコーター３２及び／又は第２のコーター３３は、図２〜４で説明したような本発明による多層コーターであることができる。図５では、アプリケーターロール３４、ドクターロール３５、かきとりブレード３６を持つ第１のコーター３２には、アプリケーターロール３４に対しダイコーター３７が設置され、同様の第２のコーター３３には、アプリケーターロール３４に対してダイコーター３８が設置されると共に、ドクターロール３５に対してもダイコーター３９が設置されている。従って、第１コーター３２で２層、第２コーター３３で３層、合計５層の連続塗工が行なわれる。図６に示すように最初に限定されるがロールコーター３９を併用することも可能である。図６において、ロールコーター３９が、２つのコーター３２，３３の前に配置されている点以外は、図５とほぼ同様である。ロールコーターのアプリケーターロール４０は金属帯３１と接触して塗工するため、以降の塗工に先立って１層のみ可能である。その他の塗装方法も、同様に、適当に本発明の塗装方法に組合せすることができることが明らかである。
【００１２】
以下に使用する基材となる金属板、塗料を説明する。
金属板として、例えば鋼板、アルミ板、ステンレス板、チタン板、銅板等が挙げられる。このうち、鋼板の例として、冷延鋼板、熱延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、亜鉛−鉄合金めっき鋼板、亜鉛−アルミ合金めっき鋼板、亜鉛−マグネシウム合金めっき鋼板、亜鉛−アルミ−マグネシウム合金めっき鋼板、アルミめっき鋼板、アルミ−マグネシウムめっき鋼板、クロムめっき鋼板、ニッケルめっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、錫めっき鋼板等が挙げられる。さらに金属板には必要に応じて前処理を施すことができる。前処理としては、水洗、湯洗、酸洗、アルカリ脱脂、研削、研磨、クロメート処理、リン酸亜鉛処理、複合酸化皮膜処理、陽極酸化処理等の塗装前処理を行う。前処理の条件は適宜選択してよい。
【００１３】
次いで必要に応じて下塗り塗料を金属板上に塗布する。下塗り塗料としては特に指定はないが、例えばポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系等があり、これを必要な膜厚になるように塗装する。特にコーター種類は限定しない。また、下塗り塗装は必要に応じて硬化触媒や、用途によって耐湿顔料、防錆顔料、着色顔料、骨材、消泡材やレベリング剤、カップリング剤等を添加してよい。また下塗りの意匠性を重視させるために下塗り塗料中に酸化チタンの他、弁柄、硫酸バリウム、シリカ、シアニンブルー等の着色顔料や耐湿顔料、樹脂ビーズ、アルミフレーク、マイカ等の添加物を含有させてもよい。膜厚は任意であるが性能とコストから１〜３０μｍ程度が好ましい。なお、本発明では形成される塗膜の層数は何等制限されず、必要に応じて何層かの塗膜を形成した後、上塗り塗装を行う。
【００１４】
上塗り塗装についても樹脂種類、膜厚に特に指定はなく、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系塗料を用いてもよい。但し、上塗り塗料中には酸化チタンの他、弁柄、硫酸バリウム、シリカ、シアニンブルー等の着色顔料や耐湿顔料、樹脂ビーズ、アルミフレーク、マイカ等の添加物、塗装性を向上させるため消泡剤、レベリング剤等の添加物を必要に応じて含有させることができる。また下塗りの意匠性を出すために透明性のあるクリアー層を塗布してもよい。
【００１５】
なおローラーカーテンコーター本体に使用する塗料と、ダイコーター、スロットダイコーター等でコーターロール上に付加する塗料は同じ物では無い。同時に図７に示すようにダイコーターやスロットコーターの塗出ノズル４１を幅方向に区分４２〜４４して、塗料の組成や添加剤濃度を幅方向で変えることや、塗布量を幅方向で変えることは何ら差し支えない。またコーターの向きを変えることにより、元の塗膜と付加した塗膜の上下位置を異動させることができる。さらにはローラーカーテンコーターが基材に非接触である点を利用して複数基のコーターを併用し、ウエットオンウエット方式による同時多層塗装を行うこともできる。この際、通常のロールコーターによる塗布の後に焼付工程を経ないまま、ローラーカーテンコーター等を用いてウエットオンウエット塗装を行っても何ら差し支えない。
【００１６】
焼付条件は塗料に応じて適宜選択すれば良いが、熱風加熱炉、誘導加熱炉、近赤外炉等で最高到達板温が１５０〜３００℃、到達時間が１０〜２００秒程度の条件が一般的である。膜厚は任意であるが、カーテンの安定性や塗料のワキなどから１５〜１００μｍの乾燥膜厚が好ましい。
【００１７】
【実施例】
０．６ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板（６０ｇ／ｍ2 ）を脱脂後、塗布型クロメート処理（日本パーカライジング社製、ＺＭ１３００）をし、５０ｇ／ｍ2 のクロメート皮膜をつけた鋼板にポリエステル−メラミン系の下塗り塗料をロールコーターで塗布後、誘導加熱炉を用い最高到達板温が２１０℃、到達時間が４０秒で焼付けた。
【００１８】
上塗り塗装はチタン白顔料がＰＷＣで４４％含まれるポリエステル−メラミン塗料をローラーカーテンコーターで塗布、そのアプリケーターロール上にスロットダイコーターでパール顔料を２０％含むポリエステル−メラミン塗料と、顔料を含まないポリエステル−メラミンのクリアー層をそれぞれ同時塗布し、計３層を基材にカーテン塗装した。その後、誘導加熱炉を用い最高到達板温が２３０℃、到達時間が６０秒で焼付け、４層塗膜を形成させた。
【００１９】
比較品として、上記と同じ構成の塗膜を、２機のロールコーターと２機の焼付け炉のあるラインを用いて、それぞれの塗料を塗布後は乾燥、硬化させて、かつラインを２回通すことで、４層塗膜を施した材料を製造した。
比較品と本発明品との性能の比較は、塗膜硬度を鉛筆硬度で疵がつかない、そして破壊が起こらない硬さを調べた。また加工性は２０℃の２Ｔ折り曲げ試験、また耐食性はサンプルにクロスカットを入れて塩水噴霧試験を１２０時間行った後、平面部とクロスカット部の錆、膨れの観察を行った。
【００２０】
生産性指数は、塗装鋼板を生産するための所要時間を対象とし、従来例を１００として比較した。外観は目視で判定した。塗膜密着性は、カッターナイフで１ｍｍ角の碁盤目を入れ、エリクセンで７ｍｍ押し出した後テープ剥離して調べた。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
本発明品は比較品に比べ、塗膜の密着性、加工性、表面硬度、耐食性に遜色はなく、外観もロールによる表面模様はなく美麗であった。比較品の外観はロールによる模様、２回ラインを通したことによる塗膜キズがあり、外観を損ねている。また生産性も従来の２回ラインを通したものに比べて、大幅な向上ができた。
以上説明したとおり、本発明により、２台の焼付装置と１台のロールコーター、１台のローラーカーテンコーターとスロットダイコーターを用いて、比較品より優れた外観を有し、しかも他の加工性、耐食性、密着性等の性能に遜色ない塗装金属板を高い生産性で製造することができた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、多層の塗装を、層数よりも少ない回数の塗布、焼付工程で行ない経済的でありかつライン通板時の塗装面の欠陥の発生を防止する効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  通常のローラーカーテンコーターによる塗装方法を示す。
【図２】  本発明によるローラーカーテンコーターによる塗装方法の例を示す。
【図３】  本発明によるローラーカーテンコーターによる塗装方法の例を示す。
【図４】  本発明によるローラーカーテンコーターによる塗装方法の例を示す。
【図５】  本発明による塗装方法において複数のコーターを用いる例を示す。
【図６】  本発明による塗装方法において複数のコーターを用いる例を示す。
【図７】  塗工ノズルを３分割した例を示す。
【符号の説明】
１，３４，４０…アプリケーターロール
３，３５…ドクターロール
４…かきとりブレード
６…金属帯
９，１５，３６，３７，３８…ダイコーター
１２…スロットコーター
３１…金属帯
３２，３３…コーター
３９…ロールコーター
５，８，１０，１１，１３，１４，４２，４３，４４…塗料
４１…塗出ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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