JPH0889869A

JPH0889869A - 塗装板材製造用磁性模様発生装置

Info

Publication number: JPH0889869A
Application number: JP25765994A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nagatomo; 敏雄長友; Hideyasu Kamikawa; 英泰上川; Tetsuo Sakai; 哲男坂井
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】塗膜に分散している磁性粉末を磁力によって
配向・移動させ、意匠性及び識別性に優れた模様付き塗
装鋼板を得る。【構成】磁性粉末を分散させた塗膜が形成された金属
帯を搬送する複数の搬送ロール１〜４を金属帯の板幅方
向と平行に配置し、隣接する搬送ロール１〜４の間に複
数の電磁石７を板幅方向に沿って配列する。電磁石の板
幅方向に沿った配列個数は、着磁幅が金属帯の板幅全域
をカバーするように定める。電磁石７は、金属帯の片面
又は両面に接触又は非接触で配置される。電磁石に対す
る通電の有無及び通電量は、各電磁石７と電源とを接続
する回路に組み込んだ制御機構により調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性粒子を分散させた
塗膜に磁性を印加して鋼板表面に磁性模様を発現すると
きに使用する磁性模様発生装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】

【従来の技術】内装材，外装材，家電製品の外板等とし
て使用される意匠鋼板には、代表的なものに着色亜鉛鉄
板がある。しかし、着色亜鉛鉄板は、単一色で意匠性に
乏しく、光沢があり、冷たい印象を与える。そのため、
高級感が必要とされる内装材や器物等の外板としては不
向きである。高級感をもつ表面状態を得る手法として
は、金属板に塗装を施した後、模様を印刷したフィルム
を張り付けて意匠性を改善している。また、意匠性のあ
る塗膜を形成するため、炭酸カルシウム，シリコン化合
物，ガラス繊維，雲母状酸化鉄，着色ビーズ，他の無機
顔料等の固体添加材を添加した塗料を使用することも知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】模様付きフィルムを張
り付ける方法は、製造コストが高くなる欠点がある。品
質的にもフィルムの密着性及び経時変化等に問題があ
り、たとえば直射日光に長時間曝される環境では樹脂の
変質に起因して表面が黄変する場合もある。他方、固体
添加材を含む塗料を使用する方法では、均一な艶消し面
が得られるものの、単調な表面状態になり易い。そのた
め、外観が与える印象が弱く、意匠性及び識別性に改善
の余地がある。本発明者等は、塗膜に分散させた磁性粒
子の配向性を制御することにより、このような欠点のな
い模様を鋼板表面につけることを開発し、その一部を特
願平６−１３５０６８号として出願した。この方法にお
いては、磁性粒子を分散させた塗膜を鋼板表面に形成
し、塗膜が流動性を保っている間に磁場を作用させ、磁
性粒子を磁場作用によって特定方向に配向させる。その
結果、深みのある独特な模様をつけた塗装金属板が得ら
れる。本発明は、この磁性模様を付けた塗装鋼板を製造
する段階で案出されたものであり、複雑模様の生成に適
した磁場を発生させることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の塗装板材製造用
磁性模様発生装置は、その目的を達成するため、磁性粉
末を分散させた塗膜が形成された金属板又は金属帯を搬
送する複数の搬送ロールを前記金属板又は金属帯の板幅
方向と平行に配置し、隣接する搬送ロールの間に複数の
電磁石を前記板幅方向に沿って配列したことを特徴とす
る。電磁石は、その着磁幅が金属板又は金属帯の板幅全
域をカバーするように、板幅方向に沿った配列個数を定
められる。金属板又は金属帯の下側、すなわち塗膜を施
していない表面側では、金属板又は金属帯に対し接触状
態或いは非接触状態の何れでも電磁石を配置できる。更
に、搬送される金属板又は金属帯の上方に複数の電磁石
を追加配置することもできる。電磁石に対する通電の有
無及び通電量は、目標とする磁性模様に対応してコンピ
ュータ制御することができる。

【０００５】以下、図面を参照しながら本発明を具体的
に説明する。本発明の磁性模様発生装置は、たとえば図
１に示すように金属帯の搬送方向Ｄに沿って４本の搬送
ロール１〜４を配置している。搬送ロール１〜４として
は、ゴム質の駆動ロールが使用される。各搬送ロール１
〜４にはロール軸５に複数のフランジ６が設けられてお
り、これらフランジ６は各ロール１〜４ごとに金属板又
は金属帯の板幅方向に関して若干ずれた位置にある。ロ
ール軸５は、ゴムロールを削ることによって形成するこ
ともできる。この場合、未切削部がフランジ６となる。
隣接する搬送ロール１〜４間で、ロール軸５及びフラン
ジ６により区画された空間部に電磁石７を配置する。図
１の例では、搬送方向Ｄに関して３列，金属板又は金属
帯の幅方向に関して５〜６個の電磁石７を配列してい
る。電磁石７の配置個数は、これに拘束されることな
く、板幅全域を着磁幅でカバーする限り、任意の数に設
定できる。電磁石７は、金属板又は金属帯の表面に接触
させ或いは非接触状態で配置できるが、両者の間のクリ
アランスを通常０〜１０ｍｍに設定する。

【０００６】電磁石７としては、図１に示すようにＮ極
８及びＳ極９を同一面上にもち、コイル部１０を備え、
外径５〜９０ｍｍ及び内径５〜６０ｍｍのものを使用す
る。小さな電磁石７を多数配置するほど、複雑な磁性模
様が発現される。電磁石７の密な配置は、着磁から焼付
けまでの時間を短縮する上でも有効である。また、多数
配置した電磁石７の間で時間差着磁すると、模様の発現
性が向上する。この点、電源から各電磁石７に至る回路
に制御機構を組み込むとき、各電磁石７に対する通電の
有無，通電量等が制御され、複雑な磁性模様の発現が可
能になる。磁場強度は、Ｎ極８，Ｓ極９及び電磁コイル
１０の大きさに比例して大きくなる。着磁面積は、模様
の分解能に影響し、発現する模様が細かいほど小さくす
る。磁力パターンは、図２でＮ極８を円状（ａ）及び矩
形状（ｂ）として示しているように、必要に応じて円
形，楕円形，三角形，矩形，多角形等から適宜選択され
る。

【０００７】電磁石７で発生させる磁場の強度が大きい
ほど、模様の発現が効果的になる。しかし、磁場強度が
大きくなるに従って、隣接する電磁石７で発生した磁場
との間の干渉に起因して模様の分解能が低下する。した
がって、模様の発現性と分解能とをバランスさせるよう
に、電磁石７の磁場強度を選定する。また、磁場強度
は、コンピュータ制御によりラインスピードに応じ調整
することもできる。図１では背面から金属板又は金属帯
を着磁しているが、図３に示すように両面から着磁する
こともできる。この場合、金属板又は金属帯１１が通過
する搬送路の上下に複数の電磁石７を配置する。塗膜１
２を設けた金属板又は金属帯１１の上面に対向する電磁
石７は、塗膜１２から間隙をもって配置させる。塗膜１
２のない金属板又は金属帯１１の背面に対向する電磁石
７は、金属板又は金属帯１１に接触又は非接触の状態で
配置する。上下何れの電磁石７も、金属板又は金属帯１
１に対して有効な強度の磁場を作用させるため、金属板
又は金属帯１１の表面までの間隙を１０ｍｍ以下にする
ことが好ましい。

【０００８】本発明で使用される金属板又は金属帯は、
磁性又は非磁性の何れであってもよい。たとえば、溶融
Ｚｎめっき鋼板，電気Ｚｎめっき鋼板，アルミめっき鋼
板等のめっき鋼板、冷延鋼板等の磁性金属板、オーステ
ナイトステンレス鋼板，アルミニウム板，アルミニウム
合金板等の非磁性金属板等がある。オーステナイトステ
ンレス鋼等の非磁性材料を塗装原板として使用すると、
比較的弱い磁場でも模様発現性が高くなる。他方、磁性
材料を塗装原板とするとき、比較的強い磁場を作用させ
る。磁性粉末を分散させる塗料としては、種類に制約を
受けるものでないが、たとえばアクリル樹脂，エポキシ
樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂，ビニル樹脂
等が使用される。

【０００９】塗料に分散させる磁性粉末には、たとえば
Ｎｉめっき，Ｃｒめっき，Ｆｅ₂ Ｏ₃ コーティング等を
施したマイカ粉が使用される。また、フェライト系ステ
ンレス鋼の粉末やベンガラ，フェライト等を、磁性粉末
として使用することも可能である。磁性粉末は、通常塗
料用として使用されている直径が１００μｍ以下で厚み
が数μｍのフレークが好ましい。磁性粉末は、過剰に塗
料に添加すると塗膜性能に悪影響を与えるので、樹脂１
００重量部に対して１〜５０重量部の割合で添加するこ
とが好ましい。塗料は、適宜の方法で金属板又は金属帯
に塗布される。たとえば、鋼板又は鋼帯の形状やサイズ
等に応じ、ロールコータ，バーコータ，スプレー等が使
用される。また、スクリーン印刷，グラビア印刷等の方
法によっても、塗料を塗布できる。

【００１０】ロールコータ方式の連続塗装ラインで模様
付き塗装金属帯を製造する場合、ロールコータの出側で
塗装された裏面から塗装金属帯と接触しない位置又は接
触する位置に、ラインスピードに連動する回転磁気ドラ
ム又は磁力可変型のプレートを取り付ける。そして、磁
場を作用させながら塗装金属板を走行させ乾燥・焼付け
を施すことにより、連続的に模様が形成される。金属板
又は金属帯の表面には、同種又は異種の塗膜を多層に形
成することができる。たとえば、磁性粉末を分散させた
塗料を通常の磁性粉末を含まない塗料と併用し、磁性粉
末を分散させた塗料で少なくとも１層以上の塗膜を形成
する。このとき、下層の塗膜が乾燥する前に、上層の塗
膜となる塗料を塗布することが好ましい。

【００１１】磁性粉末を含む塗料を金属板又は金属帯に
塗布し、塗料が流動性を維持している段階で塗膜に接近
した位置又は裏面から１００〜１０００ガウスの磁場を
０．０１〜３０秒作用させることにより磁場に対応する
模様が発現する。磁性粉末は、塗料を金属板又は金属帯
に塗布した状態では形成された塗膜内で安定した状態を
維持するが、塗料が未だ流動状態にあるとき磁場を作用
させると磁場に対して安定な状態に移動又は配向する。
塗装後の安定状態と磁場安定状態との差が大きいほど、
磁場によって付与される磁性模様が顕著になる。たとえ
ば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等のコーティングした鱗片状マイ
カは、金属板又は金属帯表面に対し鱗片がほぼ平行にな
った塗装後の安定状態をとるが、磁場を作用させると、
磁力線に沿って鱗片が傾斜する。中には、磁力線に沿っ
て流動性のある塗膜内を移動する鱗片もある。

【００１２】磁性模様を発現させた塗膜を焼き付けると
き、磁場によって配向した磁性粉末がその状態で固定さ
れ、深み感に富む意匠鋼板が得られる。塗膜の焼付け
は、磁場を作用させたままで、或いは磁場を消去した後
で行うことができる。得られた塗膜面は、磁性粉末の配
向状態，塗膜内での不均一分布，微細な凹凸等に起因し
た偏光，干渉作用があり、深みのある表面状態を呈す
る。また、微細な凹凸があり、従来にない意匠性及び識
別性に優れた塗装金属板が得られる。塗膜に作用させる
磁場は、鮮明度のある模様に必要な磁性粉末の配向又は
移動を行わせるため、１００ガウス以上の強度をもつこ
とが要求される。しかし、３０００ガウスを超える磁場
強度では、模様の発現性は良いが、３０００ガウスの磁
場強度を得るために電磁石のコア部が大きくなり、結果
的に実用的でない。また、細かな部分の磁化が困難で、
隣接する部分にも目的とする部分以外に磁場を発生さ
せ、模様に乱れが生じやすくなる問題がある。通常は、
通板速度が高くなるに従って強力な磁場を作用させるよ
うに、１００〜３０００ガウスの範囲で選定される。磁
場印加時間は、磁場の影響を確保する上から０．０１〜
３０秒の範囲が必要であり、生産性を考慮するとき短い
ほうが好ましい。印加時間と通板速度と磁場強度との積
が一定になるように印加時間を定めると、通板速度が変
わってもほぼ同様な模様が得られる。

【００１３】

【実施例】金属板１１として、クロム酸処理した板厚
０．５ｍｍの溶融Ｚｎめっき鋼板を使用した。直径１〜
３２μｍ（平均粒径１２μｍ）の鱗片状雲母及び直径２
０〜９６μｍ（平均粒径５０μｍ）の鱗片状雲母に、蒸
着によって平均厚み０．０１〜０．１μｍのＮｉ層を粉
末コーティングした磁性粉末を用意した。高分子ポリエ
ステル系樹脂１００重量部に対し磁性粉末を５〜１５重
量部配合して塗料を調製し、溶剤で希釈した。塗料の粘
度をＮo.４フォードカップで１００〜１２０秒（２５
℃）に調整した後、乾燥塗膜厚が１０〜２０μｍとなる
ように金属板１１にバーコータで塗布することにより、
塗膜１２を形成した。

【００１４】次いで、塗装面を上面に維持して、図４に
矢印で示す方向Ｄから金属板１１を駆動ロール１３で搬
入し、電磁石１４及び１５により１００〜３００ガウス
の磁場を５〜１０秒加えた。このとき、金属板１１と電
磁石１４，１５との間の間隙は、ベース架台１６に設け
た調整ネジ１７により調節した。磁性粉末は、磁場作用
により直ちに磁化され、磁極に対応する塗膜面１２上に
微細で鮮やかな模様が発現した。磁場作用を受けた金属
板１１を電磁石１４と１５との間から取り出し、そのま
ま焼き付けた。その結果、磁極に対向した部分に濃淡模
様が発現し、深みのある模様が付けられた。得られた塗
装鋼板は、電磁石１４，１５の配列に対応するスジ状模
様をもっていた。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の磁性模
様発生装置は、着磁させる金属帯又は金属板の板幅方向
及び搬送方向に関し複数の電磁石を配置している。これ
ら電磁石によって金属帯又は金属板の板幅方向全域にわ
たる磁場を作用させることにより、金属帯又は金属板に
施した塗膜に分散している磁性粉末が磁場に対応して配
向又は移動する。この塗膜を焼き付けるとき、磁性粉末
がそのままの状態で塗膜中に固定され、偏光，干渉作用
のある塗膜面が形成され、意匠性及び識別性に優れた塗
装鋼板が得られる。塗膜の模様は、電磁石に対する通電
の有無や通電量によって容易に変更できる。このように
して得られた塗装鋼板は、深み感に富む模様が付けら
れ、意匠性及び識別性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】搬送ロールの間に配置した複数の電磁石

【図２】円形のＮ極（ａ）及び矩形のＮ極（ｂ）をも
つ電磁石

【図３】塗装鋼板の上下両面に対向配置された電磁石

【図４】本発明実施例で使用した装置

【符号の説明】

１〜４：搬送ロール５：ロール軸６：フランジ
７，１４，１５：電磁石８：Ｎ極９：Ｓ極
１０：電磁コイル１１：金属板又は金属帯
１２：塗膜１３：駆動ロール１６：ベース架台
１７：調整ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉末を分散させた塗膜が形成された
金属板又は金属帯を搬送する複数の搬送ロールを前記金
属板又は金属帯の板幅方向と平行に配置し、隣接する搬
送ロールの間に複数の電磁石を前記板幅方向に沿って配
列した塗装板材製造用磁性模様発生装置。
【請求項２】金属板又は金属帯の板幅全域を電磁石の
着磁幅がカバーするように、電磁石の板幅方向に沿った
配列個数が定められている請求項１記載の塗装板材製造
用磁性模様発生装置。
【請求項３】搬送される金属板又は金属帯の上方に複
数の電磁石を追加配置した請求項１記載の塗装板材製造
用磁性模様発生装置。
【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載の電磁石に
対する通電の有無及び通電量が調整されるように、各電
磁石と電源とを接続する回路に制御機構を組み込んでい
る塗装板材製造用磁性模様発生装置。