JPS62149379A - 誘導加熱による切板塗装鋼板の塗膜均一硬化方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、誘導加熱によって切板塗装鋼板の表面に塗
布した塗料を焼付硬化させる場合において、該塗料を板
面全体にわたって均一に硬化させ得る塗膜均一硬化方法
に関するものである。

今日、カラー鉄板と一般に称せられているプレコート鋼
板は、板材として最も一般的な市販材料で、建材、家電
、車両、鋼製家具及び器物をはじめとして、その他多く
の用途に供されている。

その主な特長は、成形加工性、耐食性、耐候性及び不燃
性に富むことの他、安価なことが挙げられる。

ところでかかるプレコート鋼板の分野にも、最近高度の
印刷技術の導入により、意匠感の優れた高級化粧鋼板が
製造されるようになったが、その用途拡大が進むに従い
、極度にゴミ付着の少ないプレコート鋼板に対する要求
が高くなって来た。

しかしながら現行のプレコート鋼板の製造法では、ゴミ
付着の少ない製品板を作ることはかなり困難であった。

というのは塗料の焼付硬化炉としては、熱容量の大きい
熱風炉が現在膜も一般的に使用されているが、これは大
量の熱風を使用するため、ゴミ等の除去が極めてむずか
しかったからである。この点については従来から炉のク
リーン化のために種々の方法が試みられて来たが、なお
かつ十分満足のいくクリーン化は出来なかったのである
。

ここに最近、クリーンな焼付硬化炉として誘導加熱炉が
注目されて来た。

（従来の技術） 誘導加熱による磁性体の加熱は、古くから知られていて
、金属の溶解、焼入れ、加熱等に広く実用化されている
。これは （１）短時間昇温か可能、 （２）加熱昇温における制御特性が浸れている、（３）
加熱エネルギー効率が優れている、（４）クリーンな雰
囲気加熱が出来る、（５）鋼板の場合幅方向の均熱特性
が優れている等の特徴によるものである。

しかしながら、鋼板に対する誘導加熱の活用は、そのほ
とんどが連続鋼帯に対してである。というのは誘導加熱
炉中に磁性体の切板を通過させた場合には、搬送方向の
先端部及び後端部は中央部に較べ極端に温度が低くなり
、磁性体全体を均一に加熱することができなかったから
である。

一方前述した意匠感の優れた高級化粧鋼板については、
印刷仕上り精度、平坦度および形状などに対する要求が
殊の外強く、これを満たすためには切板生産方式をとら
ざるを得ない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したとおり、高級化粧鋼板においては、その要求特
性の面から切板生産方式を採用せざるを得ないわけであ
るが、かかる切板の高級化粧！ａ坂における塗料の焼付
硬化法としてクリーンな誘導加熱方式を導入した場合に
は、塗膜の均一な焼付硬化ができないところに問題を残
していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、高級
化粧鋼板の加熱炉として誘導加熱炉を利用した場合であ
っても、塗料の均一な焼付硬化を実現し得る方法を提案
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） まずこの発明の解明経緯について説明する。

磁性体の電磁誘導による加熱は、加熱目的に応じて低周
波加熱か高周波加熱が選択的に使用される。すなわち周
波数が低いと、誘導電流は磁性体の表面からの浸透深さ
が大となり、磁性体内部名直接加熱されるため、全体加
熱ができるのに対し、周波数が高くなると誘導電流は、
浸透深さが浅くなって磁性体の表層のみを流れるように
なり、表層部の加熱が著しくなるいわゆる表皮効果が大
となる。

ところでφ装鋼板の如＜０．２７ｍｍないし１．２ｍｍ
が主要な板厚である薄鋼板の場合には、誘導電流は板の
表層に沿って還流するため、誘導電流の浸透深さを大き
くすると、板の内部では電流の流れが逆向きとなって打
ち消し合うため、エネルギー損失が大となる。また、鋼
板表面に塗布された数μｍないし数１０μｍの塗料を、
２００〜３００℃に加熱して１０〜６０ｓ程度の短時間
で焼付硬化するためには、鋼板全体の加熱は必ずしも必
要ではなく、むしろ表層加熱を主体とする加熱方法の方
が勝っている。

このため、塗装鋼板の誘導加熱では、１０ＫＨｚ　レベ
ルの高周波を使うことが望ましい。

しかしながら表層部の加熱は、表面からの放熱損や鋼板
内部への熱拡散損などの影響があり、さらにとくに切板
の場合は、磁束と直交する端部では、磁束分布の影響を
強く受けるため、板の先端および後端部の板温は板中央
部に較べ極端に低くなり、このため切板塗装鋼板（以下
被加熱板という）表面に塗布された塗料の均一な焼付硬
化は出来なかったのである。

そこで発明者らは、上記の問題を解決し、誘導加熱方式
によっても被加熱板の均一な焼付硬化を可能ならしめる
べく、鋭意研究を重ねた結果、以下の事実を見出した。

すなわち、 （１）誘導コイル中に、単体の磁性体である被加熱板が
コンベアー等により搬送されると、誘導コイルと被加熱
板との間に出来る磁界は被加熱板の進行方向に平行な閉
回路を作るが、この電磁　　、東は、被加熱板中央部に
おいては、表面に平行になるけれども、先端および後端
部においてはある侵入角度をもち傾斜している、 （２）　　こため磁束と直交する板幅方向に流れる誘導
電流は、端部では中央部より小さく、又各種の焦損も加
わるため、板温か上がらず、被加熱板の均熱が出来ない
、 （３）　　従って単体の被加熱板を均一に加熱するには
、端部における磁束の傾斜を少なくするかまたは平行に
すれば良く、このためには隣接する被加熱板の先端部と
後端部とをそれぞれ近接させてコンベアー上に置くこと
が有効である、ことの知見を得たのである。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、切板塗装鋼板を連続して誘導加熱
炉に導き、該鋼板表面に塗布した塗料を誘導加熱によっ
て焼付硬化するに当り、隣接する該鋼板同志を近接させ
て誘導加熱炉内を搬送させることを特徴とする、誘導加
熱による切板塗装鋼板の塗膜均一硬化方法であり、隣接
する切板塗装鋼板の間隔としては、５　ｍｍ以下の範囲
が好適である。

（作　用） 板厚が０．２７〜１．２ｍｍの厚さの薄鋼板である被加
熱板を、例えば１０ＫＨｚの高周波磁界内に置くと、理
論的には誘導電流の浸透深さは、キュリ一点以下では、
おおよそ０．２ｍｍであり、極めて表層のみに電流が流
れることになる。このため磁束分布の乱れがあると、電
流の均一分布が得られなくなる。

すなわち、被加熱板の先端および後端部では、磁束があ
る角度を持って傾斜して侵入するため、中央部に較べて
磁束密度が小さくなり、結果として電流が小さくなり、
板温か上がらないのである。

ところで、この端部における板温の低い部分の長さは、
被加熱板の厚さや長さに関係なく、おおよそ１００〜２
００　ｍｍであり、これは磁束の傾斜部分に相当する。

従って被加熱板同志が近接する配置とすれば、端部にお
ける磁束の乱れが解消され、端部板温は、急速に回復す
ることになる。この場岑被加熱板相互の間隔は、磁束分
布の乱れの影響を小さくする点からは、接触させること
が好ましい。一方、被加熱板の熱歪みや、搬送中の板の
揺動等による重なりを防ぐなどの点からは幾分離れてい
ることが好ましいが、板間隔が５　ｍｍを超えると、端
部における磁束の乱れの改善効果は著しく低下するので
、板間隔は５ｍｍ以下とすることが望ましい。

このように被加熱板を一定間隔で連続的に誘導加熱炉中
に搬送することにより、被加熱板板面の各点の温度は中
央部に対して±１０℃以内に保持されることになり、か
くして被加熱板における塗膜の均一硬化が実現されるの
である。

（実施例） 板厚：０．６ｍｍ、幅二３００ｍｍ、長さ：５００ｍｍ
のりん酸亜鉛の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板の
表面に、エポキシ樹脂からなるプライマーを５μｍの厚
さに塗布し、熱風炉において２３０℃で焼付硬化させた
のち、さらにその上に重ねてアクリル変性ポリエステル
樹脂からなるトップコートを１５μｍの厚さに塗布して
被加熱板を作成した。

ついで第１図および第２図に示したように、被加熱板１
を、板間隔がそれぞれ０，５および１０ｍｍとなる配置
にてコンベア上に載置し、有効コイル長１０００ｍｍの
誘導加熱炉３内を、コンベア速度２ｍ／ｍｉｎで搬送し
、板中央部の温度が２３５℃になる条件下に塗膜を硬化
させた。図中番号４は誘導コイノペ５は入側シートフィ
ーダー、６はペイントコーター、７は冷却装置、８は乾
燥装置、９は出側シートパイラーである。

かような加熱処理中、板中央部およびエツジ部（Ａ−Ｈ
点）における板温を測定し、中央部とＡ〜Ｈ点との温度
差について調べた結果を表１に示す。なお板温測定位置
は第３図に示したとおりである。

また各板温測定部の塗膜性状について調べた結果を表２
に示す。

なお比較のため、被加熱板を単独で処理した場合につい
ても同様の調査を行い、得られた結果を表１．２に併せ
て示した。

表１，２から明らかなように、この発明に従い被加熱板
を近接させて誘導加熱炉内に導くことによって坂の先後
端部における温度低下が著しく軽減され、塗膜の性状が
向上した。とくに板間隔を５　ｍｍ以内とした場合には
とりわけ浸れた効果が得られた。

（発明の効果） この発明の効果は、次のとおりに要約される。

（１）従来誘導加熱方式では切板塗装鋼板の均一加熱が
できないとされていたけれども、この発明に従い、被加
熱板を一定間隔で連続的に誘導炉中を搬送することによ
って均一加熱を実現でき、クリーンな加熱炉としての利
用を可能にした。

（２）誘導加熱炉は、種々な昇温パターンが容易に作れ
、又急速加熱が可能であるため、厚膜の溶剤型塗料、粉
体塗料およびゾル型塗料など従来焼付硬化過程でワキや
ボイド等の塗膜欠陥が生じ易かった塗料でも、硬化が容
易で安定した品質のものが得られることが期待できる。

（３）従来、粉体塗装鋼板の製造では、粉体塗料が溶融
するまでは、熱容量の大きい熱風炉は、風速による塗料
粉体離脱の危険のため使えず、遠赤外等の静的熱源又は
、その組み合せでの加熱方式がとられていたが、誘導加
熱ではこれを解決でき、従って粉体塗料の焼付硬化方法
として有利な加熱炉として活用出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、誘導加熱炉と被加熱板の搬送状態を示す断面
図、 第２図は、誘導加熱炉をもつ被加熱鋼板製造ラインの模
式図、 第３図は、被加熱板の測温点を示す平面図である。 １・・・被加熱板　　　　　２・・・搬送コンベアー３
・・・高周波誘導加熱炉　４・・・誘導コイル５・・・
入側シートフィーダー ６・・・ペイントコーター（印刷機を含む）７・・・水
冷装置　　　　　８・・・乾燥装置９・・・出側シート
パイラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、切板塗装鋼板を連続して誘導加熱炉に導き、該鋼板
   表面に塗布した塗料を誘導加熱によって焼付硬化するに
   当り、隣接する該鋼板同志を近接させて誘導加熱炉内を
   搬送させることを特徴とする、誘導加熱による切板塗装
   鋼板の塗膜均一硬化方法。 ２、誘導加熱炉内に導入される切板塗装鋼板の間隔が５
   ｍｍ以下である特許請求の範囲第１項記載の方法。