JP2019042717A - 表面処理金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロメートフリー表面処理金属板の製造における、有害な液滴を周囲に飛散させずに、ばらつきの少ない均一な膜厚の表面処理皮膜を有する為の塗布後の液膜絞りを行わないことを前提とする金属板に表面処理液を塗布して表面処理金属板を製造する方法の提供。【解決手段】連続して走行する金属板３の表面に水溶性表面処理液４を塗布し、表面処理皮膜を形成する表面処理金属板１０の製造方法において、水溶性表面処理液４を１ＭＰａ以上に加圧し、１流体スプレーノズル１により微粒化させて、金属板３に噴射する表面処理金属板１０の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、金属板に表面処理液を塗布して表面処理金属板を製造するための表面処理金属板の製造方法に関する。なかでも亜鉛めっき鋼板、特に溶融亜鉛めっき鋼板にクロメートフリー表面処理を施して表面処理亜鉛めっき鋼板を製造する場合に有用である。

従来、鋼板などの金属材料（以下、鋼板を例に説明する）の表面に耐食性、耐熱性、耐指紋性、塗装性などの特性を付与するための表面処理法として、クロメート処理が広く行われてきた。しかし、近年、クロメート処理は環境負荷が大きいという理由から、クロメートを用いないクロメートフリー表面処理の開発が行われている。

また、従来より、鋼板に表面処理する際の表面処理液の塗布方法として、ロールコータ塗布、処理液中への浸漬塗布、スプレー塗布、浸漬やスプレー塗布後のロールなどによる液膜絞りなどの方法が採られている。

乾燥後の膜厚が同じ場合、クロメートフリー表面処理皮膜は、クロメート処理皮膜に較べて耐食性などの必要特性が低下する。そのため、クロメートフリー表面処理では、より厚い皮膜を形成する必要がある。一般に、厚い皮膜を形成する方法として、（ｉ）処理液の塗布量を多くして塗布膜厚を厚くする、（ｉｉ）処理液の固形分濃度を高くする、といった方法がある。しかし、（ｉ）の方法では、乾燥に必要な熱量が多くなるため製造コストが増大し、（ｉｉ）の方法では、ロールコータなどで塗布する際に皮膜欠陥の発生リスクが高くなる。

また、処理液にワックスや樹脂成分を添加することにより、潤滑性などの特性を向上させることができるが、同時に添加する界面活性剤により処理液が泡立ちやすくなる。そのため、ロールコータ塗布やロールによる液膜絞りを行う場合、処理液が泡立つと泡がロールに入り込み、皮膜欠陥を生じるリスクが高くなる。

また、クロメート処理の場合、不動態膜の形成によりクロメートと亜鉛とは必要以上に反応しないが、クロメートフリー表面処理の場合、不動態皮膜が形成される前に亜鉛の溶解反応が進み、処理液中の亜鉛濃度が増加する。その結果、クロメートフリー処理液を鋼板に塗布すると、亜鉛を溶かし、処理液中の亜鉛濃度が高くなる。このため、鋼板にクロメートフリー処理液を浸漬塗布又はスプレー塗布後に、ロールやエアノズルなどによる液膜絞りを行う場合、絞られた液膜中の亜鉛濃度は徐々に高くなり、一定の亜鉛濃度を超えると処理液の特性が劣化するため、処理液を交換する必要があり、コストの増大を招く。また、亜鉛濃度がさらに増加すると、スラッジが発生する場合もあり、この処理によるコスト増大もある。

これらの問題を解決する技術として、例えば、図３に示すように、鋼板幅方向に間隔をおいて複数本のスプレーノズル２１を配置し、このスプレーノズル群を通板方向に複数段配置した装置を用いて、亜鉛めっき鋼板２３に表面処理液を塗布するスプレーコーティング方法がある。このスプレーコーティング方法には、例えば特許文献１として、気液混合スプレーを用いて処理液を粒径１０〜３０μｍの微細な液体粒子とした状態で亜鉛めっき鋼板に吹き付けるスプレーコーティング方法が開示されている。特許文献１には、この方法によれば、塗りムラの発生を抑制するとともに、膜厚を増大させないようにしつつ十分な耐食性を確保することを記載している。

特開２００９−２９３０６２号公報

特許文献１に記載されたスプレーコーティング方法は、ロールやエアノズルで液膜の絞りを行うことによる処理液の劣化（すなわち、亜鉛の溶解による液の劣化）を防止するために、鋼板表面に微細な液滴をスプレー塗布し、塗布後の液膜絞りは行わないことを前提としている。このため、スプレー塗布したままで、膜厚のばらつきが少ない均一な皮膜が形成される必要がある。

しかし、本発明者が行った実験の結果では、特許文献１に記載されるスプレーコーティング方法では、従来より特性として要求されるばらつきが少ない均一な膜厚の表面処理皮膜の形成は可能であるが、スプレー塗布の際、スプレーノズルで微粒化された液滴が周囲に飛散した（後述する実施例の比較例の結果を参照）。これらの液滴は人体に有害な物質であることから、飛散することは好ましくない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、ばらつきが少ない均一な膜厚の表面処理皮膜を維持しつつ、有害な液滴を周囲に飛散させない、表面処理金属板の製造方法を提供することを目的とする。

なお、本発明において、均一な膜厚の表面処理皮膜とは、得られる表面処理金属板の全幅方向を１０分割してそれぞれの膜厚を測定した場合に、これらの膜厚の平均値と最大値・最小値との差が２０％以内であることを意味する。

本発明者は、特許文献１に記載のスプレーコーティング方法において、有害な液滴を周囲に飛散させない対策について詳細な検討を行った。その結果、以下のような知見を得た。

図４には、特許文献１に記載の２流体スプレーノズルにおける圧縮気体の流れを説明する模式図を示す。図４に示すように、表面処理部（表面処理液の塗布設備）は、２流体スプレーノズル２１、カバー２２、鋼板２３のパスラインを有する。スプレーノズル２１からは液滴と同時に圧縮空気が噴射され、その気流に乗って液滴が移動するため、鋼板２３に付着しない液滴は飛散し、カバー２２で覆われたエリアより外部へ飛散する。また、スプレーノズル２１からの圧縮空気の流量が多いほど、周囲への液滴の飛散は激しくなる。

ここで、従来の一般的なスプレー塗布の場合には、処理液の微粒化に圧縮気体を使用せず、また、微粒化された液滴の粒径は数百μｍ〜数ｍｍと大きい。このため、ほとんどの液滴は鋼板に付着するので、液滴の飛散量は少ない。これに対して、特許文献１に記載のスプレーコーティング方法のように、処理液の粒子径が３０μｍ以下で、圧縮気体を使用する場合には、スプレーノズルから噴射された液の５０％以上が周囲に飛散する。すなわち、特許文献１のように、圧縮気体を用いて微細な液滴を噴射する場合には、液滴の飛散量が多いことがわかった。しかし、特許文献１に記載されるように、液滴の粒子径を十分に小さくしないと、皮膜の外観が劣化するという問題がある。

そこで、この解決策として、圧縮空気を使用せずに、表面処理液を１ＭＰａ以上に加圧し、微粒化可能なノズルを使用して、表面処理液の塗布を行うことが有効な方法であることを見出した。例えば、微粒化可能なノズルとして、噴射口の直径が０．５ｍｍ以下の円状に形成され、高圧の液体を柱状に高速で噴射させることにより、周囲の空気と柱状液体の界面に大きなせん断力を与えて、液体を微粒化させることが可能なものを用いる。

本発明は、以上の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は以下の通りである。
［１］ 連続して走行する金属板の表面に水溶性表面処理液を塗布し、表面処理皮膜を形成する表面処理金属板の製造方法において、
前記水溶性表面処理液を１ＭＰａ以上に加圧し、１流体スプレーノズルにより微粒化させて、金属板に噴射することを特徴とする表面処理金属板の製造方法。

本発明によれば、表面処理液の液滴を周囲に飛散させることなく、従来材と同等に良好な均一な膜厚の表面処理皮膜を有する表面処理金属板が得られる。そして、コストの高い圧縮空気を使用せずに表面処理液を微粒化して塗布するため、表面処理金属板を安全かつ低コストで製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態である表面処理部を説明する模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である表面処理部を、カバーを外して上面から見た状態を説明する模式図である。 図３は、従来技術のスプレーコーティング方法の一例を説明する模式図である。 図４は、従来技術のスプレーコーティング方法の別の例において、表面処理部の圧縮空気の流れを説明する模式図である。

以下、本発明の表面処理金属板の製造方法について説明する。ここでは、一例として、後述する表面処理部を有する表面処理液の塗布設備を用い、表面処理の対象が亜鉛めっき鋼板などの鋼板である場合を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

本発明は、連続して走行する金属板の表面に水溶性表面処理液を塗布し、表面処理皮膜を形成する表面処理金属板の製造方法である。本発明では、連続して走行する金属板の表面に水溶性表面処理液を塗布する際、水溶性表面処理液（以下、表面処理液と称する）を１ＭＰａ以上に加圧し、１流体スプレーノズルにより微粒化させた後に、金属板の表面に微粒化された表面処理液を噴射する。表面処理液の噴射に際し、表面処理液を噴射可能な複数個のスプレーノズルについて、使用・不使用の切り替えを行うことにより、表面処理液の付着量を制御することが望ましい。これにより、ロールやエアノズルなどによる液膜の絞りを行うことなく、微細な液滴をスプレー塗布したままで均一な膜厚の皮膜を得ることができる。そのため、本発明では、表面処理液の塗布後の液膜絞り（平滑化処理）は行わない。

また、本発明では、少なくともスプレーノズル噴射部と該噴射部から噴射される処理液が塗布される金属板部分の、周囲の雰囲気を外部から隔離する遮蔽物を設け、該雰囲気の湿度を飽和湿度に維持して表面処理皮膜を形成することができる。さらに、遮蔽物の内壁面の少なくとも一部に、水または水性液を流下させ、スプレーノズルから噴射されて金属板に塗布されなかった水溶性表面処理液微粒を水または水性液に吸収させることができる。これにより、塗布設備に処理液が付着することを防止可能となる。

［表面処理液の塗布設備］
図１を参照して、本発明を適用する表面処理部を有する表面処理液の塗布設備の一例について説明する。図１は、本発明の一実施形態である表面処理部を模式的に示した図である。ここでは説明のために、表面処理部を断面視した側面図を示す。

図１に示すように、本発明を適用する表面処理部１０には、水平状に連続通板する鋼板３に対して、鋼板３の上方及び下方から微粒化した表面処理液４を噴射するスプレーノズル１が配置されている。例えば、本実施形態では、鋼板パスラインの上方及び下方の各位置に、通板方向に間隔をおいて、４段の後述するスプレーノズル群１ａ〜１ｄが設けられている。スプレーノズル群は、均一に塗布する観点より、例えば２０ｍｍ〜３００ｍｍの間隔をおいて設置することが好ましい。また、設備の大きさなどに応じて適宜段数は増減してもよい。そして、ノズル１からの噴射液が周囲に飛散しないようにするため、複数のノズル１が配置された表面処理部１０は、全体を遮蔽物（カバー）２で覆れている。

表面処理部１０に進入した鋼板３に対して、各スプレーノズル１から微粒化した表面処理液４を鋼板幅方向の全域（全幅）にわたり噴射する。その後、表面処理部で鋼板の表面に塗布された表面処理液は、公知の加熱処理、例えば熱風加熱、誘導加熱、赤外線加熱などの方法により乾燥される。

［金属板］
本発明では、上述の表面処理金属板の製造方法の適用対象となる金属板や表面処理の種類について、制限はなく、種々の金属板と表面処理を適用対象とすることができる。そのなかでも本発明は、亜鉛めっき鋼板、特に溶融亜鉛めっき鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む）にクロメートフリー表面処理を施して表面処理亜鉛めっき鋼板を製造する場合に有用性が高い。これは、次の理由による。亜鉛めっき鋼板、特に溶融亜鉛めっき鋼板に処理液を塗布した後、ロールやエアノズルなどによる液膜の絞りを行い、亜鉛めっき鋼板に付着しなかった処理液を循環させて再利用する場合には、亜鉛の溶解により処理液の特性の劣化が生じる。しかし、本発明によれば、ロールやエアノズルなどによる液膜の絞り（平滑化処理）を行うことなく、微細な液滴をスプレー塗布したままで均一な膜厚の皮膜を得られるため、上述のような処理液の特性の劣化が生じないからである。

［表面処理液］
本発明で使用する表面処理液は、例えば、シランカップリング剤、界面活性剤、シリカ、水溶性の有機樹脂、及び溶媒としての水を含む水性ベースの液体を用いることが好ましい。
表面処理液の粘度は、ポンプの性能に依存する。例えばポンプとして、スラリーのような高粘度のものでも微細化できるものを用いてもよい。また、表面処理液の表面張力は、例えば、鋼板との接触角が９０度以下とする。また、溶質濃度は、例えば液の特性や目的に応じて適宜決定するとよい。また、表面処理液の固形分は、液の特性や目的に応じて適宜決定される。例えば、数％〜５０％とする。

本発明では、上記した表面処理液を使用することにより、スプレー塗布後、公知の加熱処理で乾燥させて硬化するまで、均一な状態を保て、均一な膜厚の皮膜を形成することができる。

［表面処理液の塗布方法］
ここでは、表面処理液を塗布する方法について、より詳細に説明する。まず、本発明の塗布に用いて好適な、１流体スプレーノズル（以下、ノズルと称する）について説明する。図２は、本発明の一実施形態である表面処理部を模式的に示した図である。ここでは説明のために、表面処理部のカバーを外して上面視した上面図を示す。

ノズル１は、鋼板幅方向において鋼板幅以上の領域に表面処理液を噴射可能とする噴射口を有し、噴射口から加圧した表面処理液を噴射することで微粒化させた表面処理液４を噴射するものである。また、ノズル１は、鋼板幅方向に複数のノズルを配置して、スプレーノズル群（ノズル群）１ａ〜１ｄを構成する。一般に、液体を加圧して噴射するノズルは円錐状に液滴が噴霧されることから、例えば、ノズル群１ａ〜１ｄのノズル列は、図２に示すように、千鳥状に配置されることが好ましい。各ノズル１には、公知の方法により、表面処理液が、処理液タンク（図示せず）からポンプ（図示せず）により供給される。また、処理液は、公知のポンプからノズル１に供給される際に１ＭＰａ以上に加圧される。

本発明では、ノズル１の噴射口と鋼板３との距離は、通常、５０〜４００ｍｍ程度が適当である。５０ｍｍ未満では、均一な付着量を保つことが難しくなる。一方、４００ｍｍ超えでは、飛散量が増える恐れがある。

次に、本発明の表面処理液を塗布する方法について説明する。本発明では、連続して走行する金属板の表面に水溶性表面処理液を塗布する際、表面処理液を１ＭＰａ以上に加圧し、１流体スプレーノズルにより微粒化させた後に、金属板の表面に微粒化された表面処理液を噴射する。

本発明では、表面処理液を加圧することにより、１ＭＰａ以上に加圧する。例えば、ポンプで加圧する。なお、ポンプに限らず、ポンプの作用を有するものであれば適用可能である。１ＭＰａ未満では、圧力が低いと微粒化が不十分になり、外観不良が生じる。なお、上限は特に規定しないが、３ＭＰａ以下が好ましい。３ＭＰａを超える場合には、微粒化効果は小さいが、コストが向上するためである。

本発明では、上述の１流体ノズル１として、例えば、噴射口の直径が０．５ｍｍ以下の円状であり、高圧の液体を柱状に高速で噴射させることにより、周囲の空気と柱状液体の界面に大きなせん断力を与え、液体を微粒化できるものを用いる。これにより、表面処理液を微細な液滴にでき、鋼板表面に均一に付着させることが可能となる。一方、噴射口の直径は０．１ｍｍ以上が好ましい。０．１ｍｍ未満の場合、異物によるノズルの閉塞リスクが増加するためである。なお、上記効果を得ることができれば、噴射口の形状は円状でなくてもよい。

また、本発明では、上述のノズル群１ａ〜１ｄにおいて、各列のノズル１の使用・不使用の切り替えにより、表面処理液の付着量を制御することが望ましい。表面処理液の付着量の制御は、例えば、表面処理部において、鋼板の通板速度、表面処理皮膜の目標膜厚、各ノズルからの噴射量などの塗布条件を制御することにより行う。この塗布条件に応じて、ノズルの使用列数などを決定し、鋼板に対して表面処理液が塗布される。

本発明によれば、表面処理液の微細な液滴を鋼板表面に均一に付着させることにより、薄膜で均一な膜厚の表面処理皮膜を形成できる。このため、ノズルから噴射される液滴の粒径は小さいことが好ましい。また、処理液の塗布量（液供給量）は少ないことが好ましい。さらに、濡れ膜厚及び乾燥膜厚は薄いことが好ましい。

本発明では、例えば、ノズルから噴射される液滴の粒径は１０〜５０μｍ程度とするのが好ましい。液滴の粒径が１０μｍ未満では塗着効率が低下し、処理液コストが増大しやすい。一方、液滴の粒径が５０μｍを超えると外観の劣化が生じるやすくなる。より好ましくは、１０μｍ以上４０μｍ以下とする。なお、ノズルから噴射される液滴の粒子径は、処理液の圧力を調整することにより制御することができる。処理液の圧力の調整は、例えば、ポンプの調整で行う。なお、液滴の粒径は、後述する実施例の方法により測定できる。

また、本発明では、例えば、処理液の塗布量（液供給量）は、鋼板の通板速度と膜厚で決まる。例えば、塗着率８０％で、鋼板の通板速度６０ｍｐｍ、板幅１０００ｍｍあたりの供給液量が１２０ｍL/ｍｉｎの場合、膜厚は１．６μｍになる。なお、乾燥後の膜厚は固形分濃度となる。

さらに、本発明では、例えば、乾燥膜厚は１μｍ以下が好ましい。乾燥膜厚の厚さが過剰な場合、クラックが入る場合もある。

［塗布設備への処理液付着の防止方法］
ここでは、塗布設備への処理液付着を防止する方法について説明する。本発明では、上述した方法で表面処理液を塗布するに際し、少なくともノズル１の噴射部と該噴射部から噴射される表面処理液４が塗布される鋼板３部分に、周囲の雰囲気を外部から隔離するカバー２を設けることが好ましい。そして、カバー２で覆われた表面処理部１０のエリア内の温湿度を調整することにより、上記雰囲気の湿度を飽和湿度に維持して表面処理皮膜を形成することが好ましい。

例えば、図１に示すように、ノズル１からの噴射液が周囲に飛散しないようにするため、複数のノズル１が配置された表面処理部１０は、全体をカバー２で覆われている。なお、鋼板３の出入口には、例えばエアカーテンを設けるとよい。そして、カバー２で覆われた表面処理部１０のエリア内に、加湿装置を設置して雰囲気湿度を飽和湿度に維持し、微粒化された表面処理液が塗布されて表面処理皮膜を形成する。

加湿方法としては、例えば、超音波加湿器や上述のノズル１で、微小な水滴を発生させ、表面処理部１０のエリア内に微小な水滴を充満させれば良い。なお、表面処理部１０の温度が高くなると相対湿度が高くなる。このため、温度が低くなるように、周囲が高温であれば、例えば断熱材や水冷管を配置するといった処置を行うとなお良い。表面処理部の相対湿度としては、７０％以上が好ましく、９０％以上がより好適である。湿度が低いと微粒化した液が乾燥しやすく、回収率が低下するためである。

また、表面処理部１０には、鋼板に付着しなかったノズル１から噴射された微粒化した表面処理液（表面処理液微粒）を回収し、処理液タンクに戻す装置を設置することができる。装置として、例えば、市販のミストセパレータを使用すればよい。表面処理部１０に進入した鋼板３に対して、ノズル１から微粒化した表面処理液（表面処理液微粒）４が鋼板幅方向の全域（全幅）にわたり噴射され、表面処理液微粒の一部は鋼板に付着し、残りは付着せずに飛散する。飛散した表面処理液微粒は、上記装置により回収されてタンクに戻される。その際、表面処理部１０内の相対湿度を上記した範囲に調整することで、回収した表面処理液微粒の乾燥を防止することができる。また、飛散した表面処理液微粒が設備に乾いて固着することも防止できる。

本発明では、さらに、カバー２の内壁面の少なくとも一部に、水または水性液を流下させて、ノズル１から噴射されて鋼板３に塗布されなかった表面処理液微粒を該水または水性液に吸収させることが好ましい。

図１に示したカバー２は、その内壁面の少なくとも一部に、水または水性液を流下させて、液状カーテンを形成する。液状カーテンは、鋼板３に塗布されなかった表面処理液微粒を効率良く吸収するために、飛散液滴の経路に配置すると良い。これにより、表面処理部１０のエリア内に残留する表面処理液微粒が液状カーテンに吸収され、微粒化された表面処理液を回収できる。回収された液は、処理液タンクに戻す。なお、回収は、例えば上述の装置を用いて行う。

液状カーテンは、例えば、ノズル１に水または水性液を供給して、微粒化をしない連続粒で形成されることが好適である。ただし、液状カーテンが鋼板に触れないよう、例えば樋を設置する。樋は、鋼板幅方向において、最大鋼板幅よりも長くなっており、鋼板に当たらないように形成され、カーテン状に噴射された水または水性液を液回収口に流すことが可能である。

液状カーテンに水を使用する場合、処理液タンクに回収した後、ろ過等により表面処理液と水に分離することにより、それぞれを再利用可能となる。また、水性液に上述の表面処理液を使用する場合、表面処理液微粒が表面処理液の液状カーテンに触れると再溶解するため、処理液タンクに戻すことで再利用可能となる。また、水性液に上述の溶剤を使用する場合、固形分濃度を調整した後、処理液タンクに戻すことで再利用可能となる。

以上のとおり、本発明は、微小な円状の噴射口を有し、鋼板幅方向において鋼板幅以上の領域に表面処理液を噴射可能な複数個のノズル１を、鋼板長手方向に複数列配置し、各ノズル１により、微粒化した表面処理液４を鋼板幅方向の全域にわたり噴射するようにしたものである。これにより従来のスプレーコーティング方法（例えば特許文献１に記載の方法）と比較して、液滴の周囲への飛散を抑えることができる。また、ロールやエアノズルなどによる液膜の絞りを行うことなく、微細な液滴をスプレー塗布したままで均一な膜厚の皮膜を得ることができるため、表面処理液の塗布後の液膜絞り（平滑化処理）は行わない。また、コストが高い圧縮空気を使用せず、安価な液体ポンプを使用するため、製造コストが安価になるという利点を有する。

以下、本発明の表面処理金属板の製造方法について、実施例を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

ここでは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を被処理金属板とし、これにクロメートフリー表面処理を施して表面処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。

本発明例では、表面処理液をポンプで加圧してノズル１に供給し、ノズル噴射口から噴射することで微粒化させた表面処理液４（表面処理液微粒）を噴射するノズル１を用いる。また、図１および図２に示すように、鋼板幅方向において鋼板幅以上の領域に表面処理液を噴射可能とする複数個のノズル１を配置し、該ノズル１を、鋼板パスラインの上方及び下方の各位置に、通板方向に間隔をおいて４段配置した表面処理部１０で、上述した本発明の塗布方法に従って、鋼板３の表面処理を行った。この際、各ノズルにより、微粒化した表面処理液を鋼板幅方向の全域にわたり噴射した。ここでは、ノズルとして、例えば、株式会社いけうち 涼霧ノズルを使用する。また、表面処理液の加圧は圧力：１〜３ＭＰａの範囲で制御した。そして、表面処理液を塗布した後の鋼板３は、熱風乾燥炉に装入して塗布液の乾燥処理を行った。

また、図１に示すように、表面処理部１０をカバー２で覆い、各ノズル１から噴射後、鋼板３に付着しなかった表面処理液微粒を回収・分離する装置を用い、分離後の表面処理液は処理液タンクに戻すという操作を行った。

一方、比較例では、従来法（特許文献１に記載の方法）に従い、鋼板幅方向で間隔をおいて９本の気液混合スプレーノズルを配置し、このスプレーノズル群を通板方向に３段配置した表面処理部で、鋼板の表面処理を行った。この際、図３に示すように、鋼板幅方向に間隔をおいて配置された９本の気液混合スプレーノズル２１により、微粒化した表面処理液を鋼板幅方向の全域にわたり噴射した。なお、表面処理液の回収・分離、塗布液の乾燥処理は、本発明例と同様とした。

表面処理液は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、有機ケイ素化合物、Ｚｒフルオロ化合物、リン酸、オキシ硫酸バナジウム、ポリエチレンオキサイドを含む薬液を所定の固形分濃度になるように純水で希釈したものを用いた。この表面処理液は、粘度１０ｍＰａｓ、表面張力４０ｍＮ／ｍ、溶質濃度２０〜３０ｍａｓｓ％、比重１であった。

本発明例、比較例ともに、表面処理皮膜の膜厚は、ノズルの使用段数を１〜４段の範囲で変更することにより調整した。

得られた表面処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、以下に示す、測定と耐食性及び外観の評価を行った。
（１）液滴粒子径
液滴粒子径はＳａｕｔｅｒ平均であり、シリコンオイルに液滴を捕集して測定を行う方法により計測した。すなわち、シリコンオイルを塗布したガラス板上に、各実施例と同じ条件で表面処理液の液滴を噴射後、液滴個数１００個以上が入る程度の視野を領域とし、その領域内に存在する１００個の平均値を求めた。そして、その平均値を液滴粒子径（μｍ）とした。
（２）付着効率
付着効率については、単位面積当たりの噴射液量（ｍＬ／ｍ²）と成膜された膜厚（μｍ）から換算した単位面積当たりの皮膜重量の比較から計算した。ここでは、固形分濃度を２０％とし、膜厚に対する噴射液量の割合を算出し、付着効率（％）とした。
（３）液滴飛散
表面処理部１０外への液滴の飛散の有無については、カバー２の鋼帯出側部分のカバーと鋼帯との隙間部分から一定量の雰囲気気体を吸引し、雰囲気気体中の処理液成分量を定量した。吸引場所は鋼帯中央部上側とした。液滴飛散量は比較例１の場合を１．００として、他の比較例と実施例は比較例１との比で評価した。得られた結果は表１に示した。
（４）耐食性
耐食性については、得られた鋼板３枚（サイズ：１５０ｍｍ×７０ｍｍ）に対し、それぞれＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠した塩水噴霧試験を９６時間および７２時間実施して、最も悪い結果のものを採用し、評価した。下記基準に照らし、下記の記号を付与して評価した。記号○、△を合格とした。
○：７２時間で錆発生面積が全体の１０％未満かつ９６時間で錆発生面積が全体の１０％未満
△：７２時間で錆発生面積が全体の１０％未満かつ９６時間で錆発生面積が全体の１０％以上
×：７２時間で錆発生面積が全体の１０％以上かつ９６時間で錆発生面積が全体の１０％以上
（５）外観判定
外観判定については、３００ｍｍ×３００ｍｍの範囲を目視により確認を行い、下記基準に照らし、下記の記号を付与して評価した。記号○を合格とした。
○：目視で塗布模様が確認できない。
×：目視で塗布模様（粒模様）が確認できる。
（６）付着量の分布
乾燥膜厚の膜厚の均一性については、得られた鋼板の全幅方向を１０分割して膜厚を測定し、膜厚の平均値と最大値・最小値との差が２０％以内であれば均一と評価した。下記基準に照らし、下記の記号を付与して評価した。記号○、△を合格とした。
○：±１０％以内
△：±１０％超え、±２０％以内
×：±２０％より大きい
以上の測定結果と耐食性及び外観の評価結果を表１に示す。

表１によれば、比較例１、２では、いずれも、気液混合式のスプレーノズルを用いているため、液滴の飛散が多かった。すなわち、表面処理部外への液滴飛散を防止できないことがわかる。また、外観については、液滴粒子径が５０μｍ以下では、外観不良には至っていない。なお、比較例３は気液混合式のスプレーノズルを用いているが、液滴粒子径が６０μｍと大きいため、比較例１と比べて液滴飛散は低減したが、外観不良に至った。耐食性、均一な膜厚の表面処理皮膜については、比較例１〜３のいずれの条件についても問題なかった。

これに対して本発明例では、液体を加圧して噴射するノズルを用いているため、いずれも比較例１と比べて液滴飛散の値は低く、液滴の表面処理部外への飛散はなかった。また、液滴粒子径が５０μｍ以下では、外観は問題なかった。耐食性については、いずれの条件も問題なかった。また、各比較例と比べて、付着効率が全体的に高くなった。すなわち、本発明の方法によれば、表面処理板として当然に要求される特性、すなわち従来材と同等あるいはそれ以上の良好な特性を有する均一な膜厚の表面処理皮膜を得られ、有害な液滴を周囲に飛散させないことが分かる。

１ スプレーノズル
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ スプレーノズル群
２ 遮蔽部（カバー）
３ 鋼板
４ 表面処理液
１０ 表面処理部
２１ スプレーノズル
２２ 遮蔽物
２３ 鋼板

Claims (1)

1. 連続して走行する金属板の表面に水溶性表面処理液を塗布し、表面処理皮膜を形成する表面処理金属板の製造方法において、
   前記水溶性表面処理液を１ＭＰａ以上に加圧し、１流体スプレーノズルにより微粒化させて、金属板に噴射することを特徴とする表面処理金属板の製造方法。

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