JPH04304962A - ステンレス鋼板の鏡面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼板（鋼帯
を含む）の鏡面研磨装置に関する。詳細には化学発色法
による着色ステンレス鋼板の製造において、着色に先立
ってステンレス鋼板を鏡面研磨するのに適したステンレ
ス鋼板の鏡面研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビル等の内外装としての、所謂、
建材用ステンレス鋼板の需要が急速に高まってきている
が、中でも表面を鏡面研磨したステンレス鋼板（以下、
「鏡面板」と称する。）の需要の伸びは著しい。更に最
近では、意匠性をより高めるために、化学発色法でステ
ンレス鋼板に着色する技術が工業的規模で実施されてお
り、着色鏡面板の生産も拡大の方向にある。

【０００３】この着色の原理は、ステンレス鋼表面に、
主としてＦｅ−Ｃｒの酸化物より成る数千Å厚の薄い透
明な酸化皮膜を形成させ、この酸化皮膜からの反射光と
素地金属からの反射光との干渉作用により発色させるも
のである。代表的な化学発色法としては、クロム酸、硫
酸を用いるインターナショナル・ニッケル社のＩＮＣＯ
法（特開昭４８−１１２４３）があり、実用化されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記着色法では、酸化
皮膜の厚さ及び成分により色が決定されるため、色ムラ
を防止するには、製品表面全てに均一な酸化皮膜を形成
させる必要がある。しかし、従来の鏡面研磨方法では、
その鏡面仕上面の活性状態が不均一であるため、着色時
に酸化皮膜の形成速度が異なり、最終酸化皮膜厚が不均
一に異なって色ムラが生じてしまうという問題があった
。

【０００５】上記問題を解決するために、着色前に鏡面
研磨したステンレス鋼板を陽極処理し、表面の不均一層
を除去する方法（特開昭５８−１９９８９６、特開昭５
８−２２１２８３）や、鏡面研磨時の砥粒、硝酸水溶液
濃度、及び温度を細かく規定し、３工程に分けて研磨す
る方法（特開昭６２−８４９６８）が提案されているが
、前者は陽極処理により、ステンレス鋼表面粗さが０．
２μｍまで増加し、せっかくの鏡面感が損なわれてしま
うという欠陥を有していた。また、後者の場合は、その
製造条件の管理を非常に厳しく行う必要があり、工業規
模で生産を行うには生産性に問題があった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、ステンレス鋼
板を化学発色法で着色した場合に生じる色ムラを防止す
ることのできる、ステンレス鋼板の鏡面研磨装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のステンレス鋼板の鏡面研磨装置は、台車又は
架台上に支持されて水平移動するステンレス鋼板の鏡面
研磨装置において、前記ステンレス鋼板に近接して互い
に所定距離離れた位置に配設された、該ステンレス鋼板
の幅方向に互いに平行に延びる複数のコンタクトローラ
と、前記複数のコンタクトローラに架け渡された、前記
ステンレス鋼板の幅より広幅のエンドレスベルトと、前
記ステンレス鋼板の全幅および該ステンレス鋼板の移動
方向の所定長に亘って前記エンドレスベルトを前記ステ
ンレス鋼板に押接させる押接手段と、前記エンドレスベ
ルトを回転駆動させる回転駆動手段と、前記エンドレス
ベルトを前記ステンレス鋼板との押接部に浮遊砥粒を供
給するノズルとを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】ここで、上記「ステンレス鋼板」にはこの
鋼板が長尺に延びるいわゆる鋼帯も含まれる。また上記
ステンレス鋼板の「幅方向」とは、このステンレス鋼板
の移動方向と交わる方向をいう。

【０００９】

【作用】ここで、先ず上記本発明を完成するに至った経
緯について説明する。本発明者らは、前述した色ムラの
発生原因を調査すべく、着色する前の鏡面板の表面粗度
を詳細に測定し、その結果と、発色後の表面の色差との
対応を調査した。

【００１０】研磨方法は現在広く使用されている湿式砥
石で粗研磨し、ラッピングで仕上研磨する方法で行った
。図１は、最終ラッピング時のラッピングの円板の走行
軌跡を示した図である。ここではラッピングの円板とし
ては直径Ｒが４００ｍｍφのものを使用し、その重なり
代ｗは約４０ｍｍである。この図中ステンレス鋼板２０
上のＡ〜Ｅの５点の、表面粗度Ｒａおよび、着色後の点
Ａを基準とした色差ΔＥを測定した。

【００１１】図２は、点Ａを基準とした点Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅの表面粗度差ΔＲａと色差ΔＥを表わした図である。 これにより、ラッピング時に重ね代が生じた部分（点Ｂ
，点Ｄ）では研磨後の表面粗度Ｒａが大きく、かつ色差
ΔＥも、色ムラとして認識できる２．０以上となること
が判明した。この重ね代部分はラッピング終了時には目
視で識別することは不可能であり、着色後初めて、目視
で判別可能となる。

【００１２】以上の結果より、鏡面材の着色ムラを軽減
させるには、ラッピング時の重ね代を無くせば良いこと
が推定されるが、図１に示すようなラッピング方法の場
合、重ね代を無くすとラッピングされない領域が生じて
表面粗度が不均一となり、鏡面板に仕上がらないことと
なる。本発明は、上記経緯を経て完成されたものである
。

【００１３】本発明は、鏡面研磨後の着色時の色ムラを
防止するのに有効な手段として、ステンレス鋼板の移動
方向に所定長Ｌに亘ってエンドレスベルトをステンレス
鋼板に押接する押接手段を備えたため、この所定長Ｌに
亘って研磨が行われ、これにより均一の鏡面研磨が行わ
れ色ムラが防止される。またこの押接手段はステンレス
鋼板の幅方向については該ステンレス鋼板の全幅に亘っ
てエンドレスベルトをステンレス鋼板に押接しているた
め、幅方向についても均一に研磨される。

【００１４】尚、着色ステンレス鋼板を製造する場合に
おいて、本発明の鏡面研磨装置を用いた研磨工程は、砥
石研磨工程の後においてもよく、砥石研磨工程をおかず
に直接に本発明の鏡面研磨装置を用いた研磨工程をおい
てもよい。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図３
は本発明の一実施例に係るステンレス鋼板の鏡面研磨装
置の概略正面図、図４は図３のＡ−Ａ’に沿って示す断
面図である。ステンレス鋼板１は、走行台車１０上の定
盤にセットされ、図３に示す矢印Ｘ方向に搬送される。 このステンレス鋼板１に近接した位置には、このステン
レス鋼板１の幅方向に延びる２本のコンタクトローラ５
ａ、５ｂが設置され、また上部には駆動ローラ５ｃが設
置されており、これら３本のローラ５ａ，５ｂ，５ｃに
厚さ２〜５ｍｍの発泡ポリウレタン製のエンドレスベル
ト４が張架されている。このエンドレスベルト４は、モ
ータ９の回転がＶ−プーリ８を介して駆動ローラ５ｃに
伝達されることにより、図３に示す矢印Ｙ方向に回転駆
動される。

【００１６】エンドレスベルト４には回転方向より酸化
アルミナ、又は酸化クロムを浮遊砥粒とした研磨剤がノ
ズル１１より吹き付けられおり、エンドレスベルト４は
、エアシリンダ７によって押下された押えパッド６によ
りステンレス鋼板１に押し付けられており、これにより
ステンレス鋼板１が研磨される。ここでエンドレスベル
ト４の幅Ｈは、図４に示したように鏡面研磨するステン
レス鋼板１の幅よりも広幅に形成されている。ここでは
このステンレス鋼板１の幅よりも広幅に形成されている
ことが必要である。もしステンレス鋼板１よりも狭い場
合、従来のラッピングと同様にエンドレスベルトを幅方
向に移動させて研磨する必要を生じ、結局エンドレスベ
ルトの重ね代が生じることになり、着色ムラの原因とな
るからである。

【００１７】また同様の理由により押えパッド６の幅も
ステンレス鋼板１の幅よりも広幅に構成されている。ま
たこの押えパッド６は、ステンレス鋼板１の移動方向に
ついても、図３に示すように所定長Ｌに亘ってエンドレ
スベルト６をステンレス鋼板１に押接するように構成さ
れている。このように所定長Ｌに亘ってステンレス鋼板
１を研磨するように構成したことにより、ステンレス鋼
板１の搬送方向の表面粗度Ｒａのばらつきが防止される
。

【００１８】なお、ベルトを用いた研磨法として、例え
ば特開昭６４−１６３６７号公報に記載された方法があ
るが、これはベルトが張架されたローラと、鋼板をこの
ベルトに押接させるためのローラとで鋼板を挟持する構
成のものであり、表面粗度Ｒａにローラの一回転ごとに
周期をもったムラが生じやすく、したがって、着色ムラ
防止のための研磨法としては適さないものである。

【００１９】図５は図３、図４に示した鏡面研磨装置で
研磨したステンレス鋼板１の表面粗度差ΔＲａと、色差
ΔＥとを示した図である。ここでは下記の表１に示す２
つの研磨条件で研磨を行った。図５に示す記号〇、△は
表１に示した各研磨条件に対応している。また、測定は
、ステンレス鋼板１の幅方向に均等に４箇所で行った。

【００２０】

【表１】 ─────────────────────────
──────────研磨条件　　　　符号　　　　ベ
ルト回転速度　　　　　　砥粒濃度　　　　　　　　　
　　　研磨液温　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（ｍｐｍ）　　　　（Ａｌ２　Ｏ３　ｗｔ％）
　　　　（℃）　　Ａ　　　　　　　　〇　　　　　　
　　　　１２０　　　　　　　　　　　　　　　　２　
　　　　　　　　　　　　　２０　　Ｂ　　　　　　　
　△　　　　　　　　　　２４０　　　　　　　　　　
　　　　　　４　　　　　　　　　　　　　　４０──
─────────────────────────
────────　　表１および図５に示すように、研
磨条件を大きく変えたＡ条件、Ｂ条件のいずれの場合で
も、研磨後のステンレス鋼板の表面の表面粗度ΔＲａは
小さい範囲に抑えられており、これにより着色後の色ム
ラも防止できた。

【００２１】更に本研磨装置によれば、いわゆる湿式研
磨であるため、砥粒によるスクラッチ目が発生しにくく
、鏡面仕上の中でも上級グレードに位置する＃８仕上の
製造も可能となる。尚、本研磨装置は長尺に延びた帯状
のステンレス鋼帯にも適用することができる。

【００２２】図６は本発明の他の実施例に係る、ステン
レス鋼帯の表面を研磨する鏡面研磨装置の概略構成を表
わした平面図である。この図において、図３、図４に示
した実施例における各構成要素と対応する構成要素には
、図３、図４に付した番号と同一の番号を付し、説明は
省略する。この実施例では、図３、図４に示す台車１０
の代わりに、硬質ゴムで被覆した架台１５が設けられて
おり、被研磨材であるステンレス鋼帯１’は、ペイオフ
リール１２から送り出され、デフレクトローラ１３ａ、
架台１５上、デフレクトローラ１３ｂを経由してテンシ
ョンリール１４で巻き取られる。

【００２３】このステンレス鋼帯１’は架台１５を通過
する際に、前述した実施例と同様にしてその表面が研磨
される。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のス
テンレス鋼板の鏡面研磨装置は、エンドレスベルトを、
ステンレス鋼板の全幅および所定長に亘ってステンレス
鋼板に押接して研磨したため、ステンレス鋼板の表面が
均一に研磨され、化学発色法で着色したステンレス鋼板
に発生する色ムラが防止できた。また発色ムラの発生し
ない研磨条件は比較的広い範囲に存在するため、操業条
件を厳しく規定することなく、容易に目的が達成できる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の研磨法における、ラッピング用円板の走
行軌跡を表わした図である。

【図２】図１に示す各点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの点Ａを基準と
した表面粗度差ΔＲａと色差ΔＥを表わした図である。

【図３】本発明の一実施例に係るステンレス鋼板の鏡面
研磨装置の概略正面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ’に沿って示す断面図である。

【図５】図３に示した鏡面研磨装置で研磨したステンレ
ス鋼板表面の表面粗度差ΔＲａと色差ΔＥとを示した図
である。

【図６】本発明の他の実施例に係る、ステンレス鋼帯の
表面を研磨する鏡面研磨装置の概略構成を表わした平面
図である。

【符号の説明】

１、１’　　　　ステンレス鋼板（鋼帯）４　　　　　
　　　　　エンドレスベルト５ａ、５ｂ　　コンタクト
ローラ ５ｃ　　　　　　　　駆動ローラ ６　　　　　　　　　　押えパッド ７　　　　　　　　　　エアシリンダー８　　　　　　
　　　　Ｖ−プーリ ９　　　　　　　　　　モータ １０　　　　　　　　台車 １２　　　　　　　　ペイオフリール １３ａ、１３ｂ　　　　デフレクトローラ１４　　　　
　　　　テンションリール１５　　　　　　　　架台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　台車又は架台上に支持されて水平移動
   するステンレス鋼板の鏡面研磨装置において、前記ステ
   ンレス鋼板に近接して互いに所定距離離れた位置に配設
   された、該ステンレス鋼板の幅方向に互いに平行に延び
   る複数のコンタクトローラと、前記複数のコンタクトロ
   ーラに架け渡された、前記ステンレス鋼板の幅より広幅
   のエンドレスベルトと、前記ステンレス鋼板の全幅およ
   び該ステンレス鋼板の移動方向の所定長に亘って前記エ
   ンドレスベルトを前記ステンレス鋼板に押接させる押接
   手段と、前記エンドレスベルトを回転駆動させる回転駆
   動手段と、前記エンドレスベルトと前記ステンレス鋼板
   との押接部に浮遊砥粒を供給するノズルを備えたことを
   特徴とするステンレス鋼板の鏡面研磨装置。