(57)【要約】【課題】塗装被膜の反応所用時間に対応して、塗装設備から造膜設備までの時間を自由に調節することができる連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備を提供する。【解決手段】帯状体に塗装を施す塗装設備と、塗装した塗膜を造膜させる造膜設備とを有する連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備であって、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を帯状体の走行方向に沿って移動可能とするか、または、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を複数配設したことを特徴とする連続コーティングラインの塗装および造膜設備。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状体に塗装を施す塗装設備と、塗装した塗膜を造膜させる造膜設備とを有する連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備であって、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を帯状体の走行方向に沿って移動可能としたことを特徴とする塗装および造膜設備。
【請求項２】
帯状体に塗装を施す塗装設備と、塗装した塗膜を造膜させる造膜設備とを有する連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備であって、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を複数配設したことを特徴とする塗装および造膜設備。
【請求項３】
上記造膜設備が、誘導加熱設備であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装および造膜設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状体の塗装および造膜設備に関し、特に、鋼帯に塗布した塗膜物の反応速度が律速となる連続コーティングラインに用いて好適な塗装および造膜設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄鋼板の分野では、近年の高機能化のニーズに対応し、鋼板表面に塗装および造膜処理を施して被膜を形成した塗装鋼板が多種多量に製造されている。例えば、冷延鋼板や表面処理鋼板の表面に塗装を施したカラー鋼板や、自動車や家電製品、建材製品等に主に用いられるリン酸亜鉛処理鋼板、リン酸鉄処理鋼板、クロメート処理鋼板、ノンクロメート処理鋼板、ジンクリッチ系塗装鋼板などが、その代表的なものとして知られている。また、モータや変圧器等に用いられる電磁鋼板の表面にも、塗装・焼付処理によって絶縁被膜が形成されている。
【０００３】
斯かる塗装鋼板は、コイルを巻き戻した帯状（鋼帯）の状態で、塗装設備や造膜設備を有するコーティングラインで連続的に処理され、製造されるのが普通である。上記塗装設備における塗装方法には、吹き付け塗装やロールコート塗装、静電塗装、電着塗装、浸漬塗装などの方法があるが、鋼板の塗装においては、ロールコート塗装が最も使用されている。また、造膜方法としては、加熱炉、紫外線硬化、光硬化等、種々の方法が挙げられるが、鋼帯に塗装された塗料の造膜は、加熱炉による方法が最も多く採用されている。上記加熱炉としては、燃焼ガス炉（熱風式）が従来から多用されているが、近年では、鋼板を直接加熱できて応答性が早く、しかも設備がコンパクトで加熱炉内をクリーンに維持できる誘導加熱式を採用したり、これと熱風式とを併用したりすることが行われている。
【０００４】
ところで、一般に、上記塗装鋼板を製造する上で、生産性を阻害する律速工程は造膜工程にあると考えられ、従来から加熱温度の上昇や加熱時間の延長等の対策が実施されてきた。しかし、前者の方法は、加熱温度が被膜の品質に直接影響する因子であるため、被膜によっては採用できない場合があり、また、製造コストの上昇を招くという問題がある。また、後者の方法は、加熱炉の長さを延長するか、処理速度を遅くして在炉時間を長くする必要があるため、設備費の増大や生産性の低下を招くという問題がある。
【０００５】
このような問題点の解決策として、例えば、特許文献１には、塗膜を有し、乾燥室内を連続走行する帯状体の走行方向を反転させる偏向ロールを加熱ロールとして構成するとともに、その偏向ロールを帯状体の走行方向と平行に移動調節することにより、乾燥室の気体流の温度変更等の条件変更を行うことなく、塗膜の乾燥時間を自由に変更可能とした塗膜連続乾燥装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、連続走行する支持体（帯状体）に塗布液を塗布した後、塗膜中の溶媒を蒸発させる塗膜乾燥装置において、支持体を複数の搬送ロールで支持し、折り返しながら搬送する構造の乾燥室内の支持体の折り返し距離を可変とすることにより、効率的な乾燥能力を有し、連続塗布における乾燥安定性が良好で、塗膜における乾燥の均一性を確保した塗膜乾燥装置が開示されている。
【特許文献１】特開平０１−１２３６６０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１および２のような構造の設備の採用により、コーティングラインの操業条件を大きく変更することなく、造膜時間を自由に変更することができる。これにより、品質の均一性に優れる製品を安定して製造し得る場合が多い。
【０００８】
しかしながら、近年における塗装鋼板の製造品種の拡大にともない、塗装した被膜（塗膜）の造膜時間が律速となるのではなく、塗装から造膜までの時間、すなわち、塗装した塗料中や塗料と基材との界面で起こる化学反応が律速となる場合があることがわかってきた。また、従来からある塗装鋼板においても、塗装から造膜工程までの時間の変動によって被膜特性が変化することがあることが最近明らかになってきた。このような、塗装した塗料中や塗料と基材との界面で起こる化学反応に要する時間が律速となるような場合には、乾燥・焼付時間の調整手段である特許文献１や２の技術をもってしても対応は不可能である。したがって、所望の被膜特性を確保して製品品質を一定に維持するためには、ライン速度を落として反応時間を確保する必要があり、生産性を低下させる大きな要因となっていた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、塗装した塗料中や塗料と基材との界面で起こる化学反応に要する時間に対応して、塗装設備から造膜設備までの時間を自由に調節することができる、連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備（塗装・造膜設備）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、従来技術が抱える上記問題点を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、塗装設備あるいは造膜設備のいずれか１つ以上を、鋼板の走行方向に沿って移動可能とするか、あるいは、塗装設備あるいは造膜設備を複数配設し、使用する設備を任意に選択使用することにより、塗装設備と造膜設備との間の距離を調整してやれば、塗装条件や造膜条件を変更することなく、反応時間の変化に対応できることに想到し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は、帯状体に塗装を施す塗装設備と、塗装した塗膜を造膜させる造膜設備とを有する連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備であって、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を、帯状体の走行方向に沿って移動可能としたことを特徴とする塗装および造膜設備である。この設備では、塗装設備と造膜設備との間の距離を反応時間に応じて自由に調整することができる。
【００１２】
また、本発明は、帯状体に塗装を施す塗装設備と、塗装した塗膜を造膜させる造膜設備とを有する連続コーティングラインにおける塗装および造膜設備であって、上記塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を複数配設したことを特徴とする塗装および造膜設備である。この設備では、複数ある塗装設備と造膜設備を使い分けることにより、塗装設備と造膜設備との間の距離を反応時間に応じて自由に調整することができる。
【００１３】
また、本発明の塗装および造膜設備における上記造膜設備は、誘導加熱設備であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の塗装および造膜設備によれば、塗膜中あるいは塗膜と基材との化学反応に要する時間に応じて塗装工程から造膜工程までの時間を自由に調節することができるので、塗装条件や造膜条件を変更することなく操業することができ、ひいては、安定した品質の製品を得ることができる。また、本発明の塗装および造膜設備では、塗膜の反応時間が律速となることを回避でき、造膜設備の能力一杯での操業が可能となるので、生産性の向上にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、塗装した塗膜の反応時間が律速となる帯状体、特に、塗装から造膜までの時間によって被膜特性が変化する塗装鋼板の製造に用いて好適な塗装および造膜設備に関するものであるが、斯かる反応時間が律速となる塗装鋼板としては、水系塗料を用いたクロメートフリー塗装鋼板を挙げることができる。クロメートが基材に塗布されると、不動態被膜が形成されるため、比較的均一な外観が得られるが、クロメートフリーコートの場合、外観にむらが発生することが多い。これは、塗料中の成分が基材中の金属（例えば、亜鉛めっき鋼板中のＦｅ等）と反応するのに要する時間が長くなるため、場所によって反応が不均一に進行するためであると考えられている。
【００１６】
例えば、亜鉛系のめっき鋼板に、リン酸系のクロメートフリー塗装を施した場合、塗装被膜中では、下記式；
３Ｚｎ２＋  ＋  ２ＰＯ４３−  →  Ｚｎ３（ＰＯ４）２
で表される化学反応が進行するが、この反応を均一に完了させて、優れた外観品質を得るためには、好ましくは１０秒以上、さらに好ましくは１５秒以上の反応時間が必要であると考えられている。したがって、この塗装鋼板を安定した外観および品質で製造するためには、塗装から造膜までの時間を１０秒以上確保することが好ましい。その他の種類の被膜でも、反応を均一に完了させるためには、所定の時間を確保する必要がある場合が多く、また、その必要時間は被膜の種類によってまちまちである。
【００１７】
しかし、従来の塗装鋼板の製造ライン（連続コーティングライン）では、塗装設備と造膜設備としての乾燥・焼付設備が近接して設置されており、しかも固定されていたため、上記反応に要する時間を確保するためには、塗装設備から造膜設備までの間を、ライン速度を大幅に減速して通板させる必要があり、生産性を阻害する大きな要因になっていた。
【００１８】
そこで、本発明は、連続コーティングラインに配設されている塗装および造膜設備における塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を、帯状体の走行方向に沿って移動可能としたことを特徴とする塗装および造膜設備を提供する。図１は、この発明の１実施例を模式的に示したものであり、所用の反応時間に応じて、台車２、２´上に載置された塗装設備３あるいは造膜設備４を鋼帯の走行方向に沿ってレール１上を移動させて、塗装設備と造膜設備との間の距離を自由に調整できるようにしてあるので、塗装条件や造膜条件等の操業条件を変更する必要がなく、製品の品質も安定したものとすることができる。さらに、塗装から造膜までの時間を十分に確保することができるので、製品の品質をより向上することも可能となる。
【００１９】
また、本発明は、連続コーティングラインに配設されている塗装および造膜設備における塗装設備および造膜設備のいずれか一方または両方を、複数配設したことを特徴とする塗装および造膜設備を提供する。図２は、この発明の実施例を模式的に示したものであり、塗装設備と造膜設備をそれぞれ２機ずつ配設した例である。図２では、使用する設備を○、不使用の設備を×で示したが、所用の反応時間に応じて、複数ある塗装設備あるいは造膜設備を使い分けることにより、塗装設備と造膜設備との間の距離を段階的に自由に調整できるので、塗装条件や造膜条件等の操業条件を大幅に変更する必要がなく、安定した品質の製品を得ることができる。さらに、塗装から造膜までの時間を十分に確保することができるので、製品の品質をより向上することも可能となる。
【００２０】
本発明の塗装設備における塗装方法は、工業的に一般に用いられているものを採用することができ、例えば、ロールコータ、フローコータ、スプレーコータ、ナイフコータ等種々の方法を用いることができ、特に制限されるものではない。
【００２１】
また、本発明の造膜設備も、工業的に一般に用いられているものを採用することができ、例えば、加熱方式のものであれば、熱風式、赤外式、誘導加熱式等の種々の方法を用いることができ、紫外線硬化、光硬化等の造膜方式を採用してもよい。なお、本発明では、造膜設備を移動させたり、複数設置したりすることから、できるだけコンパクトなものが好ましく、この点、誘導加熱式の設備が最も好ましい。
【００２２】
さらに、塗装条件や造膜条件についても、塗装から造膜までの時間を所定の反応所要時間とすること以外は、特に制限はなく、通常の条件で構わない。
【実施例】
【００２３】
板厚１．０ｍｍ×板幅１２００ｍｍの冷延鋼板に、図１に示した塗装および造膜設備を用いて、段落００１６で説明した反応所要時間を１０秒とするリン酸系クロメートフリー液を塗布し、片面当たりの付着量が０．８ｇ／ｍ２のリン酸系クロメートフリー塗装鋼板を製造した。なお、上記塗装設備には、リバースロールコータ方式のものを用い、乾燥・焼付設備には、誘導加熱式の加熱炉を用いて、最高到達板温２００℃の温度で造膜（乾燥、焼付け）を行った。この際、表１に示したように、乾燥設備の位置を鋼板進行方向に変化させて、塗装設備と造膜設備間の距離を調整するか、あるいは、ライン速度を調整して、塗装−造膜設備間の通過時間（反応時間）を変化させた。
【００２４】
上記のようにして得た塗装鋼板の被膜特性について、外観を目視で評価し、均一のものを◎、ほぼ均一のものを○、若干むらが認められるものを△、むらが大きいものを×と判定し、その結果を表１に併記して示した。
【００２５】
【表１】
2009045537.tif 000003
【００２６】
表１の結果から、従来例では、良好な被膜特性の塗装鋼板を得るためには、ライン速度を落とさざるを得ず、生産性の低下を招いていたが、本発明の塗装および造膜設備を用いることにより、生産性を低下することなく被膜特性に優れる塗装鋼板を得ることができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の技術によれば、塗装から造膜までの時間の制御が可能となるので、塗膜反応の進行を制御することにより特性の異なる被膜を有する塗装鋼板を造り分けることもできる。また、本発明の技術は、塗装鋼板の製造設備に限定されるものではなく、塗膜の反応速度が律速となるあらゆる分野の塗装および造膜設備に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の塗装および造膜設備の設備列の例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の塗装および造膜設備の設備列の他の例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１´：走行用レール
２、２´：台車
３：塗装設備（ロールコータ）
４：造膜設備
５：帯状体（鋼帯）
【図１】
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【図２】
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