JP2004089796A

JP2004089796A - 塗液の塗布方法および複層塗膜を備える金属板の製造方法

Info

Publication number: JP2004089796A
Application number: JP2002252408A
Authority: JP
Inventors: Katayuki Nakagawa; 中川　方志
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】鋼帯への塗布長さが長くなることに伴う塗膜厚の変化や塗布ムラの発生を軽減し、鋼帯の塗膜厚の変動を低減し、また塗布ロールの交換頻度を低減できる塗液の塗布方法を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面にクロメート処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が２．０〜４．５μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用いてリバースコートによって金属板表面にクロメート処理液を塗布する。複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面に有機樹脂処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が５〜７μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用いてリバースコートによって金属板表面に有機樹脂処理液を塗布する。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて金属板に塗液を塗布する方法及び複層塗膜を備える金属板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐食性、その他の性能を付与することを目的として、複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、鋼帯表面に、クロメート処理液を塗布してクロメート層を形成し、または有機樹脂処理液を塗布して有機樹脂層を形成し、あるいは前記層を複層化して形成することが広く行われている。美麗な外観を得、また所要の性能を発揮するためには、鋼帯寸法が変わっても、鋼帯全長にわたって塗膜厚制御性に優れ、塗膜厚変動を低減できることが必要である。
【０００３】
ロール塗布装置で塗液を塗布する方法には、ナチュラルコートによる方法とリバースコートによる方法がある。ナチュラルコートでは、塗膜厚の制御性が劣り、また塗膜外観が劣る。美麗な外観を得、塗膜厚変動を低減する観点からは塗膜厚の制御性に優れるリバースコートが好ましい。
【０００４】
図１は２本の塗布ロールを備えるロール塗布装置の要部を示す図である。図１において、１は塗液２が入っている塗料パン、３は鋼製ピックアップロール、４はゴムライニングされたアプリケーターロール、５はバックアップロール、６は鋼帯である。
【０００５】
リバースコートの場合、ピックアップロール３で汲み上げられた塗液２はアプリケーターロール４に転写され、更に鋼帯６に転写される。図１中の矢印は、鋼帯の走行方向及びリバースコートの場合のロールの回転方向を示す。
【０００６】
前記ロール塗布装置を用い、リバースコートで、鋼帯６にクロメート処理液、有機樹脂処理液等の塗液を塗布すると、鋼帯６に転写される塗液量が経時的に変化し、またこれに起因して塗布ムラが発生することもある。
【０００７】
このような場合、塗料粘度、塗布ロール周速、塗布ロールと鋼板とのギャップ、鋼帯速度等を調整して対処する。しかし、前記では、塗膜厚の調整を迅速に、また適切に行えない場合があり、塗膜厚の変動が大きくなったり、塗布ムラの発生を防止できない場合もある。
【０００８】
従来は、鋼帯６に転写される塗液量が経時的に変化するのは、塗液２がアプリケーターロール４から鋼帯６に転写される際に、アプリケーターロール４と鋼帯６間での摩擦力によってアプリケーターロール４表面が摩耗し、ロールの表面粗さが変化することによると考えられていたことから、前記問題を防止できない場合は、アプリケーターロールを別のアプリケーターロールに取り換えることで対処していた。そのため、アプリケーターロールの取り換え頻度が多くなり、生産性が低下するという問題があった。
【０００９】
特開平４−２７１８７１号公報には、鋼帯の表面粗さσ_Ｓとアプリケーターロールの表面粗さσ_Ａの比、σ_Ｓ／σ_Ａを３．０以下にすることによって、鋼帯とアプリケーターロール間の潤滑性を改善することによって塗布ムラを防止し、アプリケーターロールの損傷を防止することが記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記に提案される方法では、鋼帯への塗布長さが長くなることで、塗膜厚が変化したり、塗布ムラが発生したりする問題は依然として解決されていないため、塗膜厚の変動が大きく、またアプリケーターロールの交換頻度が多くなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、前記問題を考慮し、鋼帯への塗布長さが長くなることに伴う塗膜厚の変化や塗布ムラの発生を軽減し、鋼帯の塗膜厚の変動を低減し、また塗布ロールの交換頻度を低減できる塗液の塗布方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の手段は以下の通りである。
（１）複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面にクロメート処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が２．０〜４．５μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用いてリバースコートによって金属板表面にクロメート処理液を塗布することを特徴とする塗液の塗布方法。
【００１３】
（２）複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面に有機樹脂処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が５〜７μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用い、リバースコートによって金属板表面に有機樹脂処理液を塗布することを特徴とする塗液の塗布方法。
【００１４】
（３）表面に、第１層がクロメート層、第２層が有機樹脂層からなる複層塗膜を有する金属板を製造するにあたって、前記（１）に記載の方法でクロメート層を形成し、次いで前記（２）に記載の方法で有機樹脂層を形成することを特徴とする複層塗膜を備える金属板の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について発明に至った経緯とともに説明する。
本発明者らは、図１に示す構成のロール塗布装置を用いて、リバースコートによってクロメート処理液を塗布する場合、あるいはリバースコートによって有機樹脂処理液を塗布する場合に、鋼帯への塗布長さが長くなるにつれてアプリケーターロール表面が経時的に摩耗することで起こる塗布液膜厚の変動や塗布ムラの発生を防止する方法について種々検討、調査した。その結果、アプリケーターロールの表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａの経時的変化および付着量の経時的変化について以下のことを知見した。
【００１６】
（１）鋼帯に塗液を塗布したときのアプリケーターロールの表面粗さＲａの経時的な変化は、アプリケーターロールの胴長方向と円周方向とでは全く異なる。すなわち、図２に示すように、鋼帯への塗布長さが長くなると、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は顕著に変化するが、ロール胴長方向の表面粗さＲａ（Ｌ）はほとんど変化しない。
【００１７】
（２）アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）の変化は、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）の大きさによって異なる。すなわち、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を大きくした場合は、鋼帯への塗布長さの増加に伴い、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は、粗さが小さくなる方向に変化し、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を小さくした場合は、鋼帯への塗布長さの増加に伴い、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は、粗さが大きくなる方向に変化することが明らかになった。さらに、両者は、一定の表面粗さＲａ_０に近づくように変化し、また該表面粗さＲａ_０は、塗液の種類に応じて異なる値になることが明らかになった。
【００１８】
図３は、図１の装置を用いて、リバースコートで、亜鉛めっき鋼帯にクロメート処理液を塗布した場合において、種々の塗布長さにおけるアプリケーターロール４の円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を調査した結果を示す図である。クロメート処理液では、鋼帯への塗布長さが増加すると、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）はほぼ３μｍ程度の粗さに近づくように変化することが判る。すなわち、クロメート処理液の場合、前記円周方向の表面粗さＲａ_０はほぼ３μｍである。また、有機樹脂を含有する有機樹脂処理液について同様の調査を行った結果、有機樹脂処理液の場合には、前記円周方向の表面粗さＲａ_０は、ほぼ６μｍであることが明らかになった。
【００１９】
（３）塗布量の経時的な変化は、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）の変化と関係していることが明らかになった。すなわち、例えば、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が前記表面粗さＲａ_０より大きいアプリケーターロールを使用した場合は、図４（ａ）に示すように、鋼帯への塗布長さが長くなると、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は減少し、それに応じて塗膜厚は増加するように変化する。逆に、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が前記表面粗さＲａ_０より小さいアプリケーターロールを使用すると、図４（ｂ）に示すように、鋼帯への塗布長さが長くなると、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は増加し、それに応じて塗膜厚は減少するように変化する。
【００２０】
前記知見によれば、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を塗液の種類に応じて決まる表面粗さＲａ_０に調整したアプリケーターロールを使用すると、鋼帯への塗布長さが増加しても、アプリケーターロールの表面粗さが変化することを防止でき、もって鋼帯への塗布長さが長くなったときに起こる塗膜厚の変化を防止できることになる。
【００２１】
本発明は、前記知見に基づくものである。次に、本発明において、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）の限定理由について説明する。
【００２２】
クロメート処理液を塗布する場合、前記したように、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）をほぼ３μｍに設定するのが最適であるが、実用上鋼帯に許容されるクロメート層の塗膜厚変動と塗布外観を考慮して、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を２．０〜４．５μｍに限定した。すなわち、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が４．５μｍを超えると塗膜厚の変動が大きくなり、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が２．０μｍ未満では塗布ムラが発生しやすくなるためである。アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は、２．５〜３．５μｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００２３】
また、有機樹脂処理液を塗布する場合、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）をほぼ６μｍに設定するのが最適であるが、実用上鋼帯に許容される有機樹脂層の塗膜厚変動と塗布外観を考慮して、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を５〜７μｍに限定した。すなわち、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が７μｍを超えると塗膜厚の変動が大きくなり、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が５μｍ未満では塗布ムラが発生しやすくなるためである。アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は、５．５〜６．５μｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００２４】
また、アプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が前記範囲である場合、アプリケーターロールの加工コストの増加を招くこともない。
【００２５】
本発明は、アプリケーターロールと金属板との間の摩擦力によってアプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が変化しやすい塗膜厚が比較的薄い塗液を塗布する場合に特に効果が大きい。このような観点から、本発明は、ウエット膜厚が４〜１０μｍのクロメート処理液、ウエット膜厚が４〜１０μｍの有機樹脂処理液を塗布する場合に特に好適である。
【００２６】
本発明では、リバースコートによって塗液を塗布するので、美麗な外観が得られ、また塗膜厚の制御性に優れる。また、本発明によれば、鋼帯への塗布長さの増加による塗膜厚の変化を防止して、塗膜厚の変動を防止でき、またアプリケーターロールの交換頻度を減少でき、生産性を向上し、またロールコストを低減できる。
【００２７】
本発明では、ロール塗布装置を用いて金属板に前記した処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が本発明に規定する範囲内にあるアプリケーターロールを使用すること以外は、特に限定されず、通常行われている方法で処理液を塗布することができる。ロール塗布装置は、図１に示す２本の塗布ロールを備える場合だけでなく、３本またはそれ以上の塗布ロールを備えるロール塗布装置であってもよい。クロメート処理液、有機樹脂処理液は特に限定されない。公知のクロメート処理液、公知の有機樹脂処理液について適用できる。金属板は、亜鉛系めっき鋼板等の鋼板、アルミ板等の非鉄系金属板であってもよい。
【００２８】
本発明は、第１層がクロメート層、第２層が有機樹脂層からなる複層塗膜を有する金属板を製造する方法として好適である。
【００２９】
【実施例】
図１に示した構成の第１、第２のロール塗布装置を用いて、亜鉛めっき鋼板に、第１のロール塗布装置で、シリカを含み、固形分濃度６％のクロメート処理水溶液を、ウエット付着量として約１ｇ／ｍ^２（ウエット膜厚で約１μｍ、クロム換算で５０ｍｇ／ｍ^２）塗布し、しかる後加熱乾燥し、次いで第２のロール塗布装置で、固形分濃度１２％のエポキシ系樹脂を、ウエット付着量として、約８ｇ／ｍ^２（ウエット膜厚で約８μｍ、乾燥膜厚で約１ｇ／ｍ^２）塗布し、しかる後加熱乾燥して、第１層がクロメート層、第２層が有機樹脂層からなる複層塗膜を有する表面処理鋼板を製造し、アプリケーターロールの寿命（１本のロールで塗布処理された鋼帯重量）を調査した。
【００３０】
本発明例では、クロメート処理液の塗布に使用するアプリケーターロールは、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を２．０〜４．５μｍの範囲に調整したゴムライニングロールを使用し、有機樹脂処理液の塗布に使用するアプリケーターロールは、円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を５〜７μｍの範囲に調整したゴムライニングロールを使用した。
【００３１】
従来例では、クロメート処理液の塗布に使用するアプリケーターロールには、胴長方向の表面粗さＲａ（Ｌ）を２〜４μｍの範囲に調整したゴムライニングロールが使用され、有機樹脂処理液の塗布に使用するアプリケーターロールには、胴長方向の表面粗さＲａ（Ｌ）を２〜４μｍの範囲に調整したゴムライニングロールが使用されている（円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）は管理されていない）。
【００３２】
本発明例と従来例における、各アプリケーターロールの寿命を図５に示す。本発明例では、クロメート処理液を塗布した場合、有機樹脂処理液を塗布した場合のいずれにおいても、従来例に比べて、アプリケーターロールの寿命は長い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、リバースコートによって塗液を塗布するので、美麗な外観が得られ、また塗膜厚の制御性に優れる。また、本発明によれば、鋼帯への塗布長さの増加による塗膜厚の変化を防止して、塗膜厚の変動を防止でき、またアプリケーターロールの交換頻度を減少でき、生産性を向上し、またロールコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２本の塗布ロールを備えるロール塗布装置の要部を示す図である。
【図２】鋼帯への塗布長さが変化したときのアプリケーターロールの表面粗さの変化の状況を説明する概念図である。
【図３】クロメート処理液を鋼帯に塗布した場合に、種々の塗布長さにおけるアプリケーターロール４の円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）を調査した結果を示す図である。
【図４】アプリケーターロールの円周方向の表面粗さの変化、塗膜厚の変化の状況を説明する概念図で、（ａ）はアプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が表面粗さＲａ_０より大きい場合、（ｂ）はアプリケーターロールの円周方向の表面粗さＲａ（Ｃ）が表面粗さＲａ_０より小さい場合を示す。
【図５】本発明例におけるアプリケーターロールの寿命と従来例におけるアプリケーターロールの寿命を示した図である。
【符号の説明】
１　塗料パン
２　塗液
３　ピックアップロール
４　アプリケーターロール
５　バックアップロール
６　金属板（鋼帯）

Claims

複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面にクロメート処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が２．０〜４．５μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用いてリバースコートによって金属板表面にクロメート処理液を塗布することを特徴とする塗液の塗布方法。
複数の塗布ロールを備えるロール塗布装置を用いて、金属板表面に有機樹脂処理液を塗布するに際して、円周方向の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ（Ｃ）が５〜７μｍの範囲内にあるアプリケーターロールを用いてリバースコートによって金属板表面に有機樹脂処理液を塗布することを特徴とする塗液の塗布方法。
表面に、第１層がクロメート層、第２層が有機樹脂層からなる複層塗膜を有する金属板を製造するにあたって、請求項１に記載の方法でクロメート層を形成し、次いで請求項２に記載の方法で有機樹脂層を形成することを特徴とする複層塗膜を備える金属板の製造方法。