JP2003220361A

JP2003220361A - 被覆鋼板の製造方法

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Publication number: JP2003220361A
Application number: JP2002021268A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Fukushima; 康雅福島; Masato Takagi; 正人高木; Kazuhiro Hayashi; 和裕林; Masao Taguchi; 正男田口
Original assignee: JFE Steel Corp; Tokan Material Technology Co Ltd; Kawasaki Steel Metal Products and Engineering Inc
Current assignee: JFE Steel Corp; Kawasaki Steel Metal Products and Engineering Inc; Tomatec Co Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-05
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP4143306B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性、耐薬品性、耐候性、意匠性などの本来
の特性を損なうことなく、実用上、表面が非常に平滑で
ある被覆鋼板の安価な製造方法の提供。【解決手段】基材の表面に被塗物を含む塗布液を噴霧し
て塗布する工程を有する被覆鋼板の製造方法であって、
塗布中あるいは塗布後の基材の表面の塗布液が流動状態
にあるときに基材鋼板を振動させることを特徴とする、
被覆鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被覆鋼板の製造方
法に関し、特に、表面が非常に平滑な被覆鋼板の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板に、耐食性、耐薬品性、耐候性、意
匠性などの機能を付与し、基材の寿命を向上させる方法
に、塗装鋼板、ほうろう鋼板等の被覆鋼板がある。これ
らの被覆鋼板は、用途、意匠等に応じて、平滑な表面を
有することが求められ、表面の平滑性によって製品価値
が左右される場合がある。例えば、マーカーボード、黒
板、トンネル内装材、建築用の内・外装材等に用いられ
るほうろう鋼板は、塗装鋼板と比較して、硬度、耐候
性、洗浄回復性、耐熱性、不燃性等の点で優れた性質を
有するが、ほうろう表面にいわゆる“オレンジピール
（ゆず肌）”が形成され、平滑性を損ない、製品価値が
低減することがある。また、塗装鋼板においても、塗装
表面の平滑性は、その外観、意匠性等を損ね、製品価値
を減ずるおそれがある。

【０００３】以下、被覆鋼板の表面の平滑性に関する問
題について、ほうろう鋼板を例に挙げて説明する。ほう
ろう鋼板の表面に“オレンジピール”が生じる原因は不
明であるが、ほうろう鋼板の製造工程において、施釉時
のスプレー等によるほうろう用スラリーの噴霧・塗布が
原因の一つと考えられる。すなわち、ほうろう鋼板の表
面にスプレー等で噴霧された液滴は、基材の表面にその
ままの形で積層されるため、塗面は凹凸になり、その結
果、“オレンジピール”が形成されると推定される。

【０００４】そこで、ほうろう用スラリーの施釉を、ロ
ールコーター、ナイフコーター等を用いるコーター法に
よって行うことにより、ほうろう表面における“オレン
ジピール”の発生を防止できる可能性もある。しかしな
がら、一般に、ほうろう製品は、高価であり、コスト的
に不利なコーター方式を採用すると、ほうろう製品のコ
ストアップの要因となるため、ほうろう製品の製造には
不向きの施釉法である。また、コーター方式で用いられ
るスラリーは、噴霧法で用いる場合よりも高い粘度であ
ることが必要であるため、カルボキシメチルセルロ−ス
（ＣＭＣ）等の有機増粘剤を多量に添加して、粘性を高
める必要がある。このような有機物質を含有するスラリ
ーを施釉した後、焼成すると、ほうろう色の黒色化、ほ
うろう層内の泡欠陥の増加により、ほうろう特性自体に
悪影響を及ぼす場合がある。

【０００５】しかしながら、ほうろう鋼板の製造方法に
関して、ほうろう表面の“オレンジピール”の改善に関
する従来の技術・知見は皆無であった。また、塗装鋼板
等の他の被覆鋼板においても、従来、塗装表面の平滑性
を改善する方法としては、専ら、下地鋼板の表面性状や
塗料そのものの改善を提案するのみであり、塗料の物性
が制約された条件で、塗装方法の改善によって平滑性を
達成する試みはなされて来なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、耐食性、耐薬品性、耐候性、意匠性などの本来の特
性を損なうことなく、実用上、表面が非常に平滑である
被覆鋼板を安価に製造できる製造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】本発明者らは、上記実情
に鑑み検討を重ねた結果、ほうろう用スラリーの塗布中
または塗布直後の流動状態のとき、既に流動塗面が平滑
になっていなければ、平滑性に優れるほうろう面を得る
ことができないことを見出した。そこで、塗布中あるい
は塗布後の流動表面に凹凸が発生しても、塗布中あるい
は塗布後に基材を振動させて、塗面の凹凸を解消させて
流動塗面を平滑にし、これを焼成すれば、非常に平滑な
表面を有するほうろう鋼板を得ることができることを見
出した。また、ほうろう鋼板に限らず、被塗物を含む塗
布液を噴霧して塗布して、基材の表面上に被覆層を形成
する工程を有する製造方法によって製造される塗装鋼
板、カラー鋼板等の被覆鋼板における表面の平滑化につ
いても、同様に、塗布中あるいは塗布後に基材を振動さ
せて、塗布後の流動塗面の凹凸を解消させれば、平滑な
被覆層の表面を形成するために有効であることを見出し
た。

【０００８】すなわち、本発明は、基材の表面に被塗物
を含む塗布液を噴霧して塗布する工程を有する被覆鋼板
の製造方法であって、塗布中あるいは塗布後の基材の表
面の塗布液が流動状態にあるときに基材を振動させるこ
とを特徴とする、被覆鋼板の製造方法を提供する。

【０００９】特に、本発明は、塗布液としてほうろう用
スラリーを用いるほうろう鋼板の製造方法として有用で
ある。また、基材を１Ｇ（Ｇは重力加速度）以上の振動
加速度で振動させると、好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の被覆鋼板の製造方
法（以下、「本発明の方法」という）についてさらに詳
細に説明する。本発明の方法は、基材の表面に塗布液を
噴霧・塗布し、表面に被覆層を有する被覆鋼板を製造す
る方法である。

【００１１】本発明の方法において、表面に被覆層を形
成する基材である鋼板は特に制限されず、ＳＰＰ、ＳＰ
ＣＣ、ＳＰＨＣ、ＳＳ等の普通鋼板、フエライト系ステ
ンレス鋼板（ＳＵＳ４３０系）、オーステナイト系ステ
ンレス鋼板（ＳＵＳ３０４系）等のステンレス鋼板、フ
エライト系耐熱鋼板（ＳＵＨ４０９系）、アルミニウム
板等の被覆していない金属板、また、アルミニウムめっ
き鋼板、アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板、亜鉛鉄合金
めっき鋼板等のめっき鋼板またはそれらのほうろう鋼板
を使用することができる。

【００１２】基材は、特に前処理を必要としないが、脱
脂処理等を施すと、塗布液の濡れ性の向上に有効であ
る。また、ほうろう用鋼板とほうろう層の密着性を向上
させるために、めっき処理等の表面処理を施してもよ
い。例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、ニッケ
ル、コバルト、モリブデン、マンガン等のめっき処理、
アルカリエッチング処理などの表面処理を施してもよ
い。特に、基材鋼板とほうろう層の密着性が不十分であ
る場合には、ニッケルめっき処理やアルカリエッチング
処理を施すと、基材鋼板とほうろう層の反応が促進さ
れ、密着性を向上させる点で、有効である。

【００１３】本発明において、基材に塗布して被覆層を
形成する塗布液は、基材の表面に塗布して被覆層を形成
する成分である被塗物と、該被塗物を分散させるための
分散媒、および必要に応じて添加される各種成分とを含
むものである。被塗物および分散媒は、基材上に形成さ
れる被覆層、あるいは被覆層の含有されるべき物質等の
応じて、適宜選択される。例えば、被覆鋼板がほうろう
鋼板の場合には、基材であるほうろう用鋼板の表面に施
釉される塗布液であるほうろう用スラリーは、長石やソ
ーダ灰、硼酸、硅砂等を原料とするフリットに、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化コバルト等の着色顔料、
分散性を向上させるために添加される蛙目（がいろめ）
粘土、あるいは塩化カリウム、亜硝酸塩等の添加物など
を、必要に応じて配合し、これを水等の分散媒と混合し
て分散させてなるものである。また、例えば、被覆鋼板
が塗装鋼板である場合には、基材に塗布する塗布液は、
チタン白等の白色顔料、不溶性アゾ系顔料等の赤色顔
料、べんがら等の錆色顔料、酸化鉄黄等の黄色顔料、フ
タロシアニンブルー等の青色顔料、カーボンブラック等
の黒色顔料などの着色材料に、フタル酸樹脂、フェノー
ル樹脂、塩化ゴム系樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン
アルキッド樹脂、フッ素樹脂等のビヒクル、乾燥剤、沈
殿防止剤、皮張り防止剤、タレ防止剤、硬化促進剤など
を必要に応じて配合して調製した塗料である。

【００１４】本発明の方法において、塗布液の調製は、
常法にしたがって行うことができ、特に制限されない。
例えば、本発明の方法によって、ほうろう鋼板を製造す
る場合、ほうろう用スラリーの製造は、従来法に従っ
て、フリットに、蛙目（がいろめ）粘土等の添加物、着
色顔料などと分散媒である水を加え、例えば、ボールミ
ル粉砕によって粉砕・混合することによってスラリーを
作製することができる。また、水系スラリーだけでな
く、有機溶剤を溶媒とした非水系スラリーを用いてもよ
い。さらに、塗装鋼板を製造する場合には、塗布液であ
る塗料の調製は、着色材料、ビヒクル、さらに必要に応
じて添加される各種成分を配合して調製することができ
る。

【００１５】本発明の方法において、基材に塗布液を塗
布する方法は、作業性、コスト等の観点から、噴霧法が
好ましい。噴霧法は、スプレー法、回転霧化法等が好ま
しい。また、静電塗装のように、噴霧時にスラリーに静
電圧をかけ、基材をアースすることによって静電力によ
ってスラリーをより多く基材に引きつけるようにしてス
ラリー歩留りを向上させてもよい。噴霧法において、噴
霧圧力は０．１ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ未満が好まし
い。

【００１６】本発明の方法において、塗布中あるいは塗
布後の基材の表面の塗布液が流動状態にあるときに、基
材を振動させて塗面の凹凸を解消させて流動塗面を平滑
にすることによって、焼成等の後段の工程を経て得られ
る被覆層の表面の平滑性を改善する方法である。この
時、基材に与える振動が振動加速度で１Ｇ以上であるこ
とが好ましく、特に作業性等を考慮するとより好ましく
は２．５Ｇ以上である。振動は、カムや不平衡の重錘を
利用した機械式、油圧でアクチュエータを振動させる電
気油圧式、フレミングの法則を利用した動電式、音響を
利用した強音響式、磁力を利用した磁場式等の方法によ
って加えることができる。中でも、機械式の方法が、コ
ンパクトで安価な装置で実施できる点で、好ましい。

【００１７】本発明の方法において、塗布液を噴霧塗布
した後、振動を加えて流動塗面が平滑化された基材は、
乾燥、焼成、焼付け等の処理によって、被塗物の被覆層
が形成される。例えば、施釉した後、振動を加えて塗面
が平滑化された基材は、焼成して基材の表面にほうろう
層を形成することができる。焼成温度は、好ましくは６
５０℃〜９５０℃、特に好ましくは７００〜８５０℃で
あり、焼成時間は、好ましくは０．５分〜３０分間であ
る。この焼成の際、流動塗面が十分乾燥していなくて
も、水分を含んでいる状態であってもよい。水系スラリ
ーにおいては、塗布から焼成の間に１００℃以上の乾燥
工程を入れても入れなくても、被覆特性、外観に何ら影
響はない。また、塗装鋼板の場合は、例えば、塗布液で
ある塗料を噴霧塗布した後、乾燥または焼付け硬化させ
ることにより、基材の表面に塗料層を形成することがで
きる。このとき、乾燥または焼付けは通常の条件でよく
特に制限されない。例えば、乾燥温度は１０℃〜１１０
℃、乾燥時間は０．５分〜６０分である。また、焼付け
温度は１００℃〜３００℃、焼付け時間は０．５分〜９
０分である。

【００１８】本発明の方法において、基材への塗布液の
噴霧塗布および振動加速度の加振は、１回または複数回
行ってもよい。例えば、ほうろう鋼板の製造の場合、塗
布液であるほうろう用スラリーの施釉、加振および焼成
によるほうろう層の形成は、１回または複数回繰り返し
て行ってもよい。例えば、鋼板の表面に下引きほうろう
用スラリーを施釉して加振した後、焼成して下引きほう
ろう層を形成し、さらに、下引きほうろう層の上に仕上
げほうろう用スラリーを施釉、加振および焼成し、仕上
げほうろう層を形成する工程によって、２層のほうろう
層を形成してもよい。２層のほうろう層を形成する場
合、下引きほうろう層と仕上げほうろう層は、同一のほ
うろう成分からなるものでもよいし、異なるほうろう成
分からなるものでもよい。また、塗装鋼板の場合にも、
塗料の塗布、加振および焼付け硬化の工程は１回または
複数回行ってもよい。複数回の工程を繰り返すことによ
って基材上に形成される被覆層は、同一の塗料成分から
なるものでもよいし、異なる塗料成分からなるものでも
よい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例によって
本発明をより具体的に説明する。

【００２０】（下引きほうろう鋼板の作製）板厚０．６
ｍｍの普通鋼板（川崎製鉄（株）製ほうろう用鋼板ＫＴ
Ｍ）の両表面に、ニッケルめっきの付着量が両面で１０
０ｍｇ／ｍ²のニッケルめっき層を有するニッケルめっ
き鋼板を１０枚用意し、それぞれ脱脂およびアルカリエ
ッチング処理した。

【００２１】次に、表１に示す配合の下引きスラリー
を、スプレーでニッケルめっき鋼板に施釉した後、電気
炉にて８１０℃で２分焼成し、下引きほうろう膜厚が２
０μｍである下引きほうろう鋼板を得た。

【００２２】（実施例１〜９）表２に示す配合の仕上げ
スラリーを調製した。この仕上げスラリーを、スプレー
により下引きほうろう鋼板に約１５０ｍｌ／ｍ²の付着
量となるように、噴霧して塗布した。塗布直後に、表３
に示す振動加速度および時間で基材に振動を与えた後、
１０５℃で１０分間乾燥した。なお、振動加速度は、
（株）アカシ製ハンディ・バイブロメータＡＨＶ−１１
を用いて、施釉していない側の鋼板面に接触して測定し
た。

【００２３】（比較例１）表２に示す配合の仕上げスラ
リーを、スプレーにより約１５０ｍｌ／ｍ²の付着量と
なるように、下引きほうろう鋼板に噴霧して塗布した。
その後、６０秒以上保持してから、１０５℃で１０分間
乾燥した。

【００２４】実施例１〜６と比較例１で得られた仕上げ
ほうろうスラリーを塗布した鋼板を、電気炉にて７９０
℃で２分焼成し、仕上げほうろう鋼板を得た。

【００２５】得られた仕上げほうろう鋼板の平滑性は、
ＢＹＫＧａｒｄｎｅｒ製Ｗａｖｅ−ＳｃａｎＤＯＩ
（オレンジピール測定装置）によりＷｄ値にしたがって
評価した。このＷｄ値が低いほど平滑性が高いことを示
す。その結果を表３に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、“オレンジピー
ル”のない、非常に平滑な被覆鋼板を製造することが可
能となる。特に、本発明の方法は、ほうろう鋼板の製造
に適用して、表面の平滑性に優れるため、マーカボー
ド、黒板、トンネル内装材として好適に用いることがで
き、さらに建築用の内・外装材に用いて建物の内外壁の
美観を向上させるために有用なほうろう鋼板を得ること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｄ 5/00 Ｃ２３Ｄ 5/00 Ｚ (72)発明者福島康雅千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者高木正人千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者林和裕千葉県習志野市東習志野２丁目18番13号川鉄建材株式会社習志野工場内 (72)発明者田口正男千葉県習志野市東習志野２丁目18番13号川鉄建材株式会社習志野工場内Ｆターム(参考） 4D075 AA01 AA69 AA85 BB12Y BB95Y CA02 CA13 CA18 CA32 CA33 CA34 CA44 DA06 DB02 DB04 DB05 DB07 DC01 DC05 DC38 EA06 EA10 EB05 EB12 EB15 EB16 EB32 EB36 EB38 EB43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の表面に被塗物を含む塗布液を噴霧し
て塗布する工程を有する被覆鋼板の製造方法であって、
塗布中あるいは塗布後の基材の表面の塗布液が流動状態
にあるときに基材を振動させることを特徴とする、被覆
鋼板の製造方法。
【請求項２】塗布液がほうろう用スラリーである請求項
１に記載の被覆鋼板の製造方法。
【請求項３】基材を１Ｇ（Ｇは重力加速度）以上の振動
加速度で振動させる、請求項１または２に記載の被覆鋼
板の製造方法。