JP4143306B2

JP4143306B2 - 被覆鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP4143306B2
Application number: JP2002021268A
Authority: JP
Inventors: 康雅福島; 正人高木; 和裕林; 正男田口
Original assignee: JFE Steel Corp; JFE Metal Products and Engineering Inc
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Metal Products and Engineering Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP2003220361A

Description

【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。
【０００８】
すなわち、本発明は、基材の表面に被塗物を含むほうろう用スラリー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ほうろう用スラリー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】
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、基材の表面にほうろう用スラリーを噴霧・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、ＳＰＣＣ、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、ほうろう用スラリー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ほうろう用スラリーは、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。被覆鋼板がほうろう鋼板であるので、基材であるほうろう用鋼板の表面に施釉され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。
【００１４】
本発明の方法において、ほうろう用スラリーの調製は、常法にしたがって行うことができ、特に制限されない。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。
【００１５】
本発明の方法において、基材にほうろう用スラリーを塗布する方法は、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ほうろう用スラリー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、ほうろう用スラリーを噴霧塗布した後、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６５０℃〜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。
【００１８】
本発明の方法において、基材へのほうろう用スラリー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。ほうろう鋼板の製造の場合、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。
【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０．６ｍｍの普通鋼板（川崎製鉄（株）製ほうろう用鋼板ＫＴＭ）の両表面に、ニッケルめっきの付着量が両面で１００ｍｇ／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２０μｍ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。

Claims

基材の表面に被塗物を含むほうろう用スラリー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ほうろう用スラリー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。
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に記載の被覆鋼板の製造方法。