JPH0947716A - ロールコーターを用いた塗装焼付方法 - Google Patents

ロールコーターを用いた塗装焼付方法

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JPH0947716A
JPH0947716A JP20240995A JP20240995A JPH0947716A JP H0947716 A JPH0947716 A JP H0947716A JP 20240995 A JP20240995 A JP 20240995A JP 20240995 A JP20240995 A JP 20240995A JP H0947716 A JPH0947716 A JP H0947716A
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Yukihiko Noguchi
之彦 野口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ライン速度を低下させずに焼付後の塗膜に筋模
様がない表面の平滑性に優れた金属板を得る。 【解決手段】搬送される金属板に対して、ロールコータ
ーを用いて連続的に塗料を塗布し、その後乾燥・焼付を
行う塗装焼付方法において、前記塗布後の塗料を、その
塗料の温度と粘度との相関において粘度が最小となる降
伏点温度±10℃以内の温度で8.0秒以上の時間保持
した後に乾燥・焼付を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロールコーターを
用いた塗装焼付方法に係り、特に、筋模様の発生を抑
え、平滑な塗膜を形成するのに適したロールコーターを
用いた塗装焼付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】塗装鋼板は、家電、建材、自動車など幅
広い分野で用いられており、塗膜が所要の厚さであるこ
とが要求される。また、用途によっては、目に見える部
分にそのまま使用されたり、あるいは塗装して使用され
るため、塗装面が平滑であることなどの外観の良好性に
対する要求も厳しくなっている。
【0003】かかる塗装鋼板において、長手方向の塗膜
厚を所要の厚さに制御する方法としては、たとえば特開
昭55−134672号公報において、連続的に塗装鋼
板を製造するものにおいて、塗装機の出側における塗膜
厚みと、塗膜厚み設定値とを比較し、この比較結果に基
づいて鋼板温度を調整し、塗料の粘度を制御して塗膜厚
みを制御する方法が開示されており、また特開平5−2
20441号公報においては、弾性流体理論を適用して
アプリケーターロールと鋼板との間隙を求め、アプリケ
ーターロールゴムライニングの膨潤の影響を補正して塗
膜厚の制御を行う方法が開示されている。
【0004】また鋼帯の塗膜厚を調整する方法として、
特開昭63−7870号公報において、塗膜が焼き付け
られた鋼帯の表面温度、塗膜厚(および塗膜面色彩)を
検出し、これらの検出結果に基づいて、焼付炉の炉内温
度および塗料塗布量を調節する塗装鋼板の塗膜制御方法
が開示されている。
【0005】さらに、鋼帯幅方向の膜厚を制御する方法
として、特開平3−196873号公報において、塗装
後の帯状体の幅方向の塗膜厚を測定し、この測定値に基
づく前記幅方向両端部および中央の塗膜厚パターンに応
じて前記ピックアップロールと前記アプリケーターロー
ルとの間におけるロール両端部のロール間圧力を制御す
ることにより前記帯状体の幅方向の塗膜厚を均等化する
幅方向の塗膜厚制御方法が開示されている。
【0006】これら帯状体に塗料を塗布する方法は、一
般に「ロールコーティング方法」として知られる塗装方
法であり、鋼板、プラスチック、紙等に各種の塗布液を
塗布する一般的な手法の一つである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
に示したロールコーティング法では、長手方向や幅方向
の塗膜厚を制御することはできるが、被塗工材に塗布さ
れた塗膜の厚さが幅方向に微小な範囲で不均一となる、
いわゆる筋模様(ロール目、ストライエーション、ロー
ビング、ウェービングとも呼ばれる)の発生を抑制する
ことできず、乾燥、焼付後の製品表面に筋模様として残
存し、製品の外観不良を招く。
【0008】一般に、被塗工材に塗料を塗布する場合に
は、図4に回転方向を実線で示すように、アプリケータ
ーロール13とバックアップロール14を同一の方向に
回転させるナチュラルコーティング方式と、回転方向を
破線で示すように、バックアップロール14の回転方向
に対してアプリケーターロール13を反対方向に回転さ
せるリバースコーティング方式とがあり、それぞれの場
合において筋模様が発生する。
【0009】ナチュラルコーティングにおいて筋模様が
発生する原因は、被塗工材Mとアプリケーターロール1
3の離れ際で、被塗工材に付着した塗料がアプリケータ
ーロール13によって引き裂かれる現象によるものと言
われている。
【0010】一方、リバースコーティングの場合は、被
塗工材Mの進行方向とアプリケーターロール13の回転
方向とが反対方向であり、ナチュラルコーティングのよ
うな引き裂き現象は生じないため、引き裂き現象に起因
する筋模様の発生はない。しかし、ピックアップロール
12とアプリケーターロール13の回転方向が同一であ
るため、ピックアップロール12とアプリケーターロー
ル13との間で引き裂き現象が起こって筋模様が発生
し、この筋模様が被塗工材に転写され結局は被塗工材に
筋模様が発生するものであった。
【0011】この筋模様は、膜厚調整範囲内において、
ロールの回転速度やロール間の圧力により調整できるも
のではなく、ライン速度そのものを低下させることが必
要となる。
【0012】この問題に対して、本出願人は、先の特開
平4−330964号公報において、ロールコーターに
より板材を連続コーティングするに際し、コーティング
ロールのうちの少なくとも一本を表面加熱ロールとして
そのロールに付着する塗料の温度を上昇させながら塗装
を行うロールコーティング法を開示している。
【0013】かかる方法によれば、被塗工材における筋
模様の発生を少なくすることはできるが、筋模様の発生
を完全に除去できるものではないため、結局はライン速
度をある程度落とすことによって対処するしかなかっ
た。
【0014】いずれにせよ、現在の技術では、アプリケ
ーターロールから被塗工材に塗料を塗布する際に、ライ
ン速度を低下させなければ、アプリケーターロールから
被塗工材に塗料を塗布する際に、被塗工材の表面に筋模
様が発生することは避けられない。
【0015】そこで、本発明の課題は、ライン速度の低
下による生産性の低下を招くことなく塗工を行うことが
でき、焼付後の塗膜に筋模様を残さず、もって塗膜表面
が平滑な外観に優れる塗装金属板を提供することにあ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、搬送される金属板に対して、ロールコーターを用
いて連続的に塗料を塗布し、その後焼付を行う塗装焼付
方法において、前記塗布後の塗料を、その塗料の温度と
粘度との相関において粘度が最小となる降伏点温度±1
0℃以内の温度で8.0秒以上の時間を保持した後に乾
燥・焼付を開始することを特徴とするロールコーターを
用いた塗装焼付方法である。
【0017】本発明は、上記従来技術のように、アプリ
ケーターロールから被塗工金属板に塗料を塗布する時点
の条件を変更することにより筋模様の発生を抑制するこ
とを主眼とするものではなく、塗布後における塗料の金
属板上でのレベリング作用を利用して被塗工材の表面で
の平滑化を図るものである。
【0018】レベリング作用とは、重力や塗料の表面張
力による塗膜の平滑化作用をいい、このレベリング作用
は、主に塗料の希釈率、粘度、温度に依存しており、塗
料の種類によって差はあるものの、一般には、希釈率を
大きくするか、粘度を低下させることによりレベリング
作用が大きくなる。
【0019】したがって、レベリング作用を大きくする
ために、希釈率を大きくすると、乾燥・焼付後の塗膜厚
に悪影響を及ぼすため、塗料を過度に希釈することはで
きない。また、塗料を希釈するためには、溶剤を大量に
消費することとなり、実用的とはいえない。
【0020】そこで、本発明においては塗料そのものを
変えるのではなく、レベリング作用が効果的に発揮され
るよう、塗料自体の粘度が低い状態で使用すればよいこ
とに着目した。塗料の粘度は希釈率が一定である場合に
は温度に依存するが、その場合の温度と粘度との間に
は、たとえば図5に示すような相関関係がある。図5か
ら判るように、希釈率が一定である条件の下では、粘度
が最低となる温度が存在する。
【0021】この塗料の温度と粘度との相関において粘
度が最小となる温度を「降伏点温度」と定義される。こ
の降伏点温度は塗料の種類によってそれぞれ異なる。
【0022】レベリング作用を効果的に発揮させるため
には、塗料の降伏点温度に保持するのが理想的である
が、図5から判るように、降伏点温度の近傍の温度範囲
内では粘度の相違が一般的に±10%で比較的小さい。
【0023】さらに、この知見に基づいてさらに研究を
進めたところ、鋼帯に塗料を塗布してからt秒後におけ
る筋模様(膜厚不均一部分)の振幅をZ1 とすると、こ
の筋模様の振幅Z1 は、次の(1)式で与えられること
が判った。
【0024】
【数1】
【0025】この(1)式によれば、塗料の粘度μが低
いほど同一時間経過後の塗膜厚振幅Z1 は小さくなるこ
とが判る。したがって、塗料の粘度が低ければ低いほど
被塗工材の表面は平滑となる。
【0026】また、(1)式より、焼付硬化するまでの
時間の中で、降伏点温度で保持する時間tを長くするこ
とにより、さらにレベリング作用が高まることが判る。
したがって、塗膜層の表面を平滑にするためには、塗布
後の塗膜温度をその塗料の降伏点温度とすることおよび
降伏点温度に保持する時間を長く取ることが重要となる
のである。
【0027】具体的に、後述の実施例で示すように、良
好な塗膜の平滑性を得るためには、塗布時点から乾燥・
焼付開始時点まで降伏点温度±10℃以内の温度で保持
し、8.0秒以上の時間を経過した後に焼付を開始す
る。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により具体的に説明する。図1は、本発明に係る塗装方
法に用いる塗装装置の概要図である。かかる装置におい
て、塗料パン1内の塗料をピックアップロール2で拾い
あげ、アプリケーターロール3へと転写する。このアプ
リケーターロール3によって、バックアップロール4に
よりガイドされながら連続的に搬送される被塗工金属
板、たとえば鋼帯Mに対して塗料が塗布される。
【0029】塗料は、その塗料の温度と粘度との相関に
おいて粘度が最小となる降伏点温度±10℃以内の温度
で塗布され、この塗布時点から乾燥・焼付開始時点まで
8.0秒以上の時間を経過した後に焼付が開始される。
【0030】同図の例においては、リバースコーティン
グ方式であるが、本発明は、ナチュラルコーティング方
式においても実質的に同様に適用される。
【0031】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。 (実施例1)サイズ0.8mmt×1220mm幅で、
ライン速度として100mpmで搬送される鋼板に対し
て、図1に示すリバースコーティング方式により、溶剤
型のエポキシ樹脂系塗料(硬化温度は160℃、降伏点
温度は50℃、希釈度は23%)を、50℃の温度で塗
布した。この塗布後、20.7秒後に最大加熱速度6.
0℃/secの能力を有する乾燥・焼付炉(炉長57m
/5ゾーン)に進入させた後、図2に示す温度勾配で乾
燥および焼付を行った。
【0032】その結果、製品の塗膜の平滑性は、筋模様
がないきわめて優れたものであった。なお、図2に従来
の代表例を併せて示した。この従来例では、筋模様が若
干残存するものである。
【0033】(実施例2)実施例1により、保持時間お
よび保持温度が塗膜の平滑性に影響することが判ったの
で、保持時間、保持温度およびライン速度を種々変更し
て、平滑性を調べたところ、表1に示す結果を得た。ま
た、結果をまとめて図3に表した。なお、ライン速度と
の関係で保持時間を調整するのは、焼付乾燥炉前段の温
度調整により行った。
【0034】
【表1】
【0035】これらの結果から、優れた塗膜表面の平滑
性を得るためには、塗料の温度と、塗布開始時点から乾
燥・焼付開始するまでの保持時間とがファクターとな
り、これらの両者が本発明に規定する範囲内においての
み、最良となることが判る。
【0036】ここで、降伏点温度よりも10℃を超える
高い温度で保持した場合には、塗布時点ですでに粘度が
低いとともに、保持過程において塗膜中の溶剤の蒸発速
度が温度が高いことにより、希釈率の低下に伴う粘度の
上昇が原因となり、レベリング作用が充分でないものと
考えられる。
【0037】また、降伏点温度よりも10℃を超える低
い温度で保持した場合には、粘度が塗布時点で高いとと
もに、保持過程でのレベリング作用が期待できず、さら
にその後において乾燥を開始した時点から粘度が低下す
るとしても、乾燥の進行に伴いすぐに再び粘度の上昇が
始まり、レベリングが終了するまでに乾燥・焼付が行わ
れるものと考えられる。
【0038】なお、乾燥・焼付炉での加熱速度は、主に
乾燥・焼付炉自体の能力と、塗膜のワキ限界(アバタ状
欠陥)を発生させない条件とに決定される。したがっ
て、保持時間の上限は、乾燥・焼付炉の能力および設備
長さ、ならびにコーターを含めたライン長さ、鋼板の通
過スピードにより自ずと決定される。一般的には、保持
時間の上限は35秒である。保持時間は好ましくは10
〜30秒である。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、ライン速度の低下による生産性の低下を招く
ことなく塗工を行うことができ、焼付後の塗膜に筋模様
を残さず、もって塗膜表面が平滑な外観に優れる塗装金
属板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗装に用いる塗装装置の概要図で
ある。
【図2】本発明例を従来例との対比の下で示したグラフ
である。
【図3】実施例の結果を示すグラフである。
【図4】従来の塗装装置の概要図である。
【図5】塗料の温度と粘度との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1…塗料パン、2…ピックアップロール、3…アプリケ
ーターロール、4…バックアップロール、M…被塗工
材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】搬送される金属板に対して、ロールコータ
    ーを用いて連続的に塗料を塗布し、その後乾燥・焼付を
    行う塗装焼付方法において、 前記塗布後の塗料を、その塗料の温度と粘度との相関に
    おいて粘度が最小となる降伏点温度±10℃以内の温度
    で8.0秒以上の時間を保持した後に乾燥・焼付を開始
    することを特徴とするロールコーターを用いた塗装焼付
    方法。
JP7202409A 1995-08-08 1995-08-08 ロールコーターを用いた塗装焼付方法 Expired - Fee Related JP2976857B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006320872A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Keio Gijuku フィンガリング不安定性を利用した凹凸及び微細凹凸構造を有する表面並びにその凹凸及び微細凹凸形成方法
JP2009268967A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Jfe Steel Corp ロールコーターを用いた塗布方法
JP2009268966A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Jfe Steel Corp ロールコーターを用いた塗布方法
JP2011200795A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Nisshin Steel Co Ltd 塗装鋼板の製造方法

Cited By (4)

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JP2009268966A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Jfe Steel Corp ロールコーターを用いた塗布方法
JP2011200795A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Nisshin Steel Co Ltd 塗装鋼板の製造方法

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