JP2000017454A - 化成処理液の塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易でかつ種々の操業条件に対して付着量を均
一化させることができる安価な化成処理液の塗布装置及
び塗布方法を提供する。 【解決手段】走行する金属帯Ｓを挟む一対のスクイズロ
ール20、22を備えた化成処理液の塗布装置において、前
記スクイズロール20、 22は、該塗布装置を通板する最大
幅の金属帯Ｓに対して該金属帯と前記スクイズロール間
に作用する荷重分布が均一となるよう設計されたクラウ
ンを有するとともに、表面に０．２〜３ｍｍピッチの溝
を有するゴムライニング10を有する化成処理液の塗布装
置及びこの装置を用いて塗布する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行金属帯、特に
鋼板の表面にスクイズロールを用いてある塗液を塗布す
る装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行金属帯に塗液を塗布する方法として
は、塗液を金属帯あるいはロール上過剰に供給した後、
ある押付け荷重下で回転ロールにより絞りとり、塗布す
る方法があり、ロール回転方向としては通板方向と一致
する方向あるいは、逆方向の２種類がある。共にロール
の押付けをロール両端のチョックで行うため、ロールが
たわみ金属帯幅方向の付着量は不均一となる。すなわ
ち、幅方向の付着量分布は、板幅中央から板端部に向か
って減少するような傾向を有している。

【０００３】この付着量の不均一性を解消するため、特
開平1-317574号公報に開示されているように塗布ロール
のたわみを抑制するバックアップロールを設置する方法
がある。あるいは、実開昭63-197669 号公報には、可変
クラウンのスクイズロールにより塗布する方法が開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1-317574号公報に開示された方法では、設備が大掛かり
で設備費も高くなるだけでなく、塗布ロールのたわみを
抑制するだけでは付着量の不均一性は解消されない。ま
た、実開昭63-197669 号公報に開示された装置では、可
変クラウンのスクイズロールの形状制御方法についての
記載がなく、振幅、板厚、付着量が種々変わるような場
合に対して如何に形状を設定すれば良いのか不明であ
る。形状制御が巧く成されたとしても、ロール形状制御
のための装置、制御系を必要とするため、設備費が掛か
る。

【０００５】付着量の不均一性は、外観や品質上（例え
ば、耐食性、対アース性等）問題となる場合があり、さ
らには品質を保証するために付着量の下限値を満足する
ように塗布すると、振幅中央では過度に塗布することに
なり、原料コストの増加にもつながることになる。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点を解決し、簡
易でかつ種々の操業条件に対して付着量を均一化させる
ことができる安価な化成処理液の塗布装置及び塗布方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は (1) 走行する金属帯を挟む一対のスクイズロールを備え
た化成処理液の塗布装置において、前記スクイズロール
は、該塗布装置を通板する最大幅の金属帯に対して該金
属帯と前記スクイズロール間に作用する荷重分布が均一
となるよう設計されたクラウンを有するとともに、表面
に０．２〜３ｍｍピッチの溝を有するゴムライニングを
有することを特徴とする化成処理液の塗布装置。

【０００８】( ２) 走行する金属帯を一対のスクイズ
ロールで挟みながら化成処理液を塗布する方法におい
て、前記スクイズロールは、該塗布装置を通板する最大
幅の金属帯に対して該金属帯と前記スクイズロール間に
作用する荷重分布が均一となるよう設計されたクラウン
を有するとともに、表面に０．２〜３ｍｍピッチの溝を
有するゴムライニングを有し、前記最大幅の金属帯の板
幅を超えない任意の板幅の金属帯に化成処理液を塗布し
た後、前記スクイズロール間に通板することを特徴とす
る化成処理液の塗布方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の装置の一例を示
す。この装置は、周面にゴムライニング10を取付けた一
対のスクイズロール20，22間に鋼板Ｓを通して塗液を塗
布するもので、下部のスクイズロール20の下側は、塗液
を入れた塗液槽30に浸漬され、上部のスクイズロール22
は塗液噴霧装置40から塗液が塗布されるようになってい
る。スクイズロール20，22の芯となる金属ロールは、該
塗布装置を通板する最大幅の鋼板（金属帯）に対して鋼
板Ｓと前記スクイズロール20，22間に作用する荷重分布
が均一となるよう設計されたクラウンを有する。

【００１０】荷重分布が均一となるようなクラウンは、
一般的には有限要素法や影響係数法等の数値設計により
圧力分布を算出するなど当業者に周知な方法により設計
される。また、この発明で荷重分布が均一とは厳密な意
味で均一な場合に限らず、本発明の目的を達成する範囲
において圧力偏差は許容され、この圧力偏差は通常は、
±２％、好ましくは±１％程度である。

【００１１】なお上記の説明では、芯となる金属ロール
が所定のクラウンを有する構造であるが、ゴムライニン
グが所定のクラウンを有する構造でも、本発明の目的を
達成することができる。

【００１２】次に、上記のクラウンを有するスクイズロ
ールを用いる理由を以下に示す。荷重分布が均一ロール
軸心に対して平行な金属ロールの外側にある一定の溝を
有するゴムライニングされた従来のスクイズロールにお
いて、ロールに作用する荷重はロール軸中心部の方がロ
ール端部に比較して小さくなり、付着量がロール軸中心
で多くなる凸型分布になる。このようにロールに作用す
る分布荷重の不均一が付着量の不均一につながり、被塗
布材である金属帯の幅が広いものほど金属帯中央と端部
の付着量差は大きくなる。したがって、ロール作用荷重
の均一化方法として、ロール軸方向凸型となるような形
状を有するスクイズロールを用いてロール軸方向の荷重
を均一化する方法が有効である。しかし、クラウン形状
が適正でないと、荷重不均一の是正が不十分であった
り、あるいは、ロール端部で付着量が多くなるような分
布となる場合がある。

【００１３】ロールに作用する荷重は、スクイズロール
の芯となる金属ロールの形状、ライニングゴムの硬度、
厚み、ロール押付力、ライン速度、金属帯の幅と厚みに
よって決まってくる。例えば、このような情報を基に上
述した如きロール変形解析を行えば、ロール軸方向に作
用する荷重分布を推定することが可能である。

【００１４】付着量は鋼板の付加機能性能を左右するも
のであり、通常は機能を発揮するために必要な下限側で
の制御が望まれている。したがって、通常では付着量は
大きく変化せず、所定の量が決まっている。この所定の
付着量を付けるためには、ロール押付力、ライン速度、
金属帯の厚みは重要な制御因子となるが、ロール軸方向
の荷重偏差を決定する重要な要因ではなく、金属ロール
の形状、ライニングゴムの硬度、厚み、金属帯の幅が重
要な要因になると考えられる。しかし、使用するロール
形状が決まれば、操業時には金属ロールの形状、ライニ
ングゴムの硬度、厚みは変化しないので、操業時のロー
ル軸方向荷重偏差は金属帯の幅が支配的な因子と言え
る。

【００１５】金属帯幅方向に作用する荷重の偏差が最も
大きくなるのは塗布する金属幅が最も広い時であり、最
大金属幅塗布時においてロール軸方向に作用する荷重が
均一になるように予めクラウンを付けた金属ロールをス
クイズロールの芯として用いれば、広幅はもちろん金属
幅が狭い場合においても荷重偏差を小さくすることがで
きる。

【００１６】さらに、本発明では、ゴムライニングの表
面に０．２〜３ｍｍピッチの溝を設けている。これは、
化成処理液のような粘度の低い液を塗布するには、液の
持上げ特性を向上させるために溝が必要なためである。
溝ピッチが０．２〜３ｍｍである理由は、０．２ｍｍ未
満では目詰まりし易く、３ｍｍを超えると液のレベリン
グに時間が掛かり局所的な付着量むらに繋がる恐れがあ
る。なお、溝の深さは０．０５〜１．５ｍｍが好まし
く、深さ／ピッチは０．１〜１が好ましい。溝の方向
は、通常円周方向に加工されたものを用いるが、ロール
の軸方向などでも可能である。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。ス
クイズロールにクラウンを付けた図１の装置、及びクラ
ウンのない装置を用いて化成処理液を塗布し、付着量分
布差（鋼板中央の付着量と鋼板端部から１００ｍｍ位置
での付着量）を求め、付着量分布差から本発明の有効性
を評価した。

【００１８】本発明にかかるスクイズロールとして、板
厚１．２ｍｍ、板幅１２００ｍｍの鋼板において付着量
が２．０ｇ／ｍ² となるように押付け荷重を調整したロ
ール変形解析を行い、ロール軸方向の荷重が均一になる
と推定できたクラウン形状を採用した。すなわち、芯と
なる金属ロール中央部の半径が従来のストレートロール
よりも０．３ｍｍ大きく、端部で０．２ｍｍ大きくなる
ように加工したロールを用いた。比較用の従来スクイズ
ロールとして、クラウンのないロールとして長さ１５０
０ｍｍ、外直径２９０ｍｍ、ゴムライニング厚み１５ｍ
ｍ、中空鋼ロール外直径２６０ｍｍ、鋼ロール内直径２
１０ｍｍ、ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ７０゜を用いた。これら
のスクイズロールに、粘度８ｃｐｓの液を塗布した鋼板
を通板した。

【００１９】塗布結果を表１に示す。本発明のスクイズ
ロールを用いることにより鋼板中央部と端部で付着量差
が少なく付着量分布は均一化できる。さらに、同じスク
イズロールを用いて板厚０．３５ｍｍ、板幅１２００ｍ
ｍの鋼板、板厚０．３５ｍｍ、板幅６００ｍｍの鋼板、
板厚１．２ｍｍ、板幅６００ｍｍの鋼板にも塗布を行っ
た。これらの結果を表１に示すが、ほとんど付着量むら
は認められず、均一化が図られている。したがって、広
幅で均一化できるようなスクイズロールを用いれば、鋼
板サイズ（板厚、板幅）が変わっても均一な付着量を得
ることが可能である。

【００２０】また、板厚０．３５ｍｍ、板幅６００ｍｍ
の鋼板に対してロール変形解析を行い、ロール軸方向の
荷重が均一になると推定できたクラウン形状、すなわ
ち、ロール中央部の半径が従来のストレートロール（金
属ロール）よりも０．２ｍｍ大きく、端部で０．１５ｍ
ｍ大きくなるように加工したロールを用いて、板厚０．
３５ｍｍ、板幅６００ｍｍの鋼板と板厚１．２ｍｍ、板
幅１２００ｍｍの鋼板に塗布を行った。その結果、６０
０ｍｍ幅の鋼板については予想通りほぼ均一な付着量分
布を得ることができたが、１２００ｍｍ幅の鋼板につい
ては付着量の不均一性は完全には解消されなかった。

【００２１】このように塗布する最大金属帯幅（一般的
にはロール長の０．８倍程度の長さ）での金属帯とロー
ル間に作用する分布荷重が均一になるように算出したス
クイズロールを用いたスクイズコータで操業することに
より付着量の均一化が図れ、本発明の有用性は明らかで
ある。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明によれれば、簡易かつ安価に種々
の操業条件に対して板幅方向の付着量分布が均一化で
き、製品の外観が向上するだけでなく、従来品質要求を
満足するために過度に塗布していた塗液を要求下限に制
御することが可能となり、合理化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いた装置概略図。

【符号の説明】

10．．．ゴムライニング， 20,22 ．．．スクイズロール， 30．．．塗液槽， 40．．．塗液噴霧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸川 英和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AC24 AC29 AC72 AC93 AC95 BB73Y BB92Y CA48 DA03 DB01 DB02 4F040 AA24 AB20 AC02 BA27 CB03 CB06 DA20 4K026 AA02 AA22 DA02 DA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行する金属帯を挟む一対のスクイズロ
   ールを備えた化成処理液の塗布装置において、前記スク
   イズロールは、該塗布装置を通板する最大幅の金属帯に
   対して該金属帯と前記スクイズロール間に作用する荷重
   分布が均一となるよう設計されたクラウンを有するとと
   もに、表面に０．２〜３ｍｍピッチの溝を有するゴムラ
   イニングを有することを特徴とする化成処理液の塗布装
   置。
2. 【請求項２】 走行する金属帯を一対のスクイズロール
   で挟みながら化成処理液を塗布する方法において、前記
   スクイズロールは、該塗布装置を通板する最大幅の金属
   帯に対して該金属帯と前記スクイズロール間に作用する
   荷重分布が均一となるよう設計されたクラウンを有する
   とともに、表面に０．２〜３ｍｍピッチの溝を有するゴ
   ムライニングを有し、前記最大幅の金属帯の板幅を超え
   ない任意の板幅の金属帯に化成処理液を塗布した後、前
   記スクイズロール間に通板することを特徴とする化成処
   理液の塗布方法。