JPH05285510A

JPH05285510A - 圧延用ダルロールの製造方法

Info

Publication number: JPH05285510A
Application number: JP4090834A
Authority: JP
Inventors: Hirotami Toyoda; 洋民豊田; Yasuo Hamamoto; 康男浜本; Yasutaka Nawata; 康隆縄田; Takaharu Kawamoto; 隆治川本; Shuichi Shiozawa; 修一塩沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ロール表面に化成処理を施して、
圧延用ダルロールと該ロールに付与せしめるＣｒメッキ
との付着性を改善させる事を目的とする。【構成】ロール表面に化成処理を施して薄膜を被覆し
た後、その上に絶縁性樹脂の薄膜を被覆し、被膜樹脂膜
厚に応じて高密度エネルギーの照射条件を補正する事に
より被膜を貫通し、所定の穴を連続的に形成させ、この
ように加工したロールをクロム酸溶液中に浸漬させ、ク
ロムメッキ処理をし、その後、被覆した樹脂を除去する
ことにより、Ｃｒを主成分とし、ロール表面に均一な突
起を設けた事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロール表面に所定の粗
度を付与した圧延用ロール及び、その製造方法に関する
ものであり、鋼板表面粗度パターンを規制する事によ
り、塗装鮮映性、及びプレス成型性を著しく向上させた
鋼板（冷延鋼板、表面処理鋼板アルミ合金鋼板、熱延鋼
板）を製造するための冷間圧延、調質圧延、熱間圧延用
ロール及びその製造方法に関するものである。一般に、
加工用冷間圧延鋼板は、プレス加工し易くするため、鋼
板表面をダル仕上げする。即ち、プレス加工時、鋼板表
面に形成された凹凸に、加工用潤滑油が貯留され、金型
と鋼板の摩擦を少なくし、かつ焼付けを防止する作用を
するからである。また、プレス成型性に関する研究は、
素材である鉄板側と、成型技術の両面から行われてきて
いるが、製品の高精度化と複雑化に伴い、鋼板に対する
要求特性がより高級化、多様化しつつある。

【０００２】このため、現状としては、鋼板粗度を最終
的に調整する調質圧延において、鋼板表面にショットブ
ラスト、放電、あるいはレーザー等でダル加工したワー
クロールを使用し、鋼板表面に粗さを転写している。ま
た、実際のプレス成型における評価基準は、従来用いら
れてきた鋼板の機械的特性（ｒ値、Ｅｌ値等）だけでは
不十分であり、鋼板表面粗度潤滑油等もプレス成型性に
大きな影響を及ぼす。自動車ボディや家電製品などの外
装鋼板は、塗装仕上げをして、美観を付与するが、この
際、塗装面の乱反射によって美観を損なわれないように
することいわゆる、鮮映性に優れていることが要求され
る。

【０００３】

【従来の技術】図１は、従来技術によるロール製造法に
ついての説明図である。まず、図１−（１）に示す様
に、ロール１表面に約５〜５０μｍの樹脂３を被覆す
る。被覆する樹脂は、耐アルカリ性・耐クロム酸性・絶
縁性等の性質を有し、後工程で除去が容易である様にア
ルカリ系樹脂、及びメッキシール用樹脂等が好ましく、
例えば、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、メタアクリ
ル酸エステルポリオレフィン樹脂、エポキシ系樹脂、塩
化ビニル樹脂、ポリアミド系樹脂等がある。これらの樹
脂をロール表面に５〜５０μｍの厚さとなる様に被覆す
る。被覆の方法としては、ロール非回転によるロール引
き抜き法、電着塗装法、及びロール回転によるロールコ
ーター、スプレーによる吹きつけ、カーテンコーター、
粉体塗装法、フィルム状樹脂等を巻きつける、等の手段
でロール表面に均一に付着させ乾燥させる。

【０００４】次いで、図１−（２）に示す様に、樹脂を
被覆したロール１は高密度エネルギー、例えばレーザー
ビーム５により加工を受ける。即ち、レーザービーム５
を被覆した樹脂３の表面から照射して、その部分の樹脂
を溶解除去する。樹脂が溶解除去された後の凹部径は、
レーザー照射条件、特にレーザー出力、集光レンズ〜ロ
ール間ギャップ（焦点ずれ）等により制御することがで
きる。また、樹脂が溶解除去された後の凹部径は、ロー
ル表面に被覆された樹脂の膜厚によっても大きく左右さ
れ、例えばレーザー照射条件一定の場合、樹脂の膜厚が
厚いと樹脂が溶解除去された後の凹部径は小さく、逆に
膜厚が薄いと凹部径は大きくなる。このため、本発明に
おいては、樹脂が溶解除去された後の凹部径が所定の範
囲になるように、レーザー照射中に、加工ヘッド近傍の
樹脂膜厚を膜厚計（例えば電磁膜厚計）にて測定する。
そして樹脂被覆したコールを回転させながら、レーザー
加工ヘッドを移動させ、樹脂膜厚に応じた条件に、レー
ザー照射条件を補正後、あらかじめ設定されたピッチ間
隔Ｐにもとずく加工周波数、ロール回転数にてレーザー
を照射して行う。

【０００５】レーザー加工後、図１−（３）に示す様
に、本発明ロールをクロムメッキ溶液中でクロムメッキ
７を施す。メッキ条件は、クロムメッキ酸溶液中で２０
〜５０Ａ／ｄｍ²の電流密度、及び樹脂が溶解除去され
た後の凹部径Ｄ５０〜２００μｍなる径、即ちクロムメ
ッキ部有効面積比に応じた投入電流１０００Ａ〜２００
０Ａ、等の条件で電解メッキを行うことにより、前記で
レーザー加工によって形成された穴径にて、１〜２０μ
ｍの厚みでクロム突起を付着することができる。この
際、樹脂が絶縁物質であるため、クロムはその表面に付
着することなく、設定したメッキ条件絶縁により、樹脂
の厚さとほぼ同等またはそれ以下の厚さにて、穴の部分
だけにメッキされる。図１−（４）は、クロムメッキ後
の表面状態を示すもので、樹脂３及びロール１表面によ
って形成された穴６は、電解メッキされた曲面状のクロ
ム突起７が付着している。次いで、クロム突起７を有す
るロールは、溶剤を溶かした溶媒中に浸漬するか、溶剤
でブラッシングするなどして、表面の樹脂を除去する。
そして、図１−（４）に示すごとく、樹脂を除去したロ
ール１の表面には、クロム突起７が表出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
圧延用ロール表面に、クロムを主成分とした突起を、所
定間隔に連続して設けることにより、プレス用潤滑油の
貯蔵増加によるプレス成形性の大幅向上等の点で優れ
る。しかし、図２に示すようにロール地鉄表面に直接樹
脂を塗布すると、ロール製造過程におけるレーザー照射
後のクロムメッキ工程にて加工穴部周辺から発生する酸
素等の気体、及び温度の影響によってロールと樹脂の密
着性が低下し、樹脂が浮き上がる。そして、そこへクロ
ムメッキが入り込むことによってロール表面のクロム突
起径が不均一となる問題を生じる。そのため、圧延鋼板
に均一なダルパターンが転写されないため、鋼板表面の
平坦部面積比率が不均一となり、塗装鮮映性を向上させ
ることができない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の課
題を有利に解決するものであって、その特徴とするもの
は、ロール表面にボンデ処理、またはクロメート処理等
の化成処理皮膜を形成させることによって、微細あるい
は粒状の結晶が互いに入り組んだ組織とし、その上に絶
縁性樹脂の薄膜を被覆することによりロールと樹脂の結
合表面積を拡大させ結合度向上を図る。そして、皮膜樹
脂の膜厚に応じて高密度エネルギーの照射条件を補正す
る事により皮膜を貫通し、所定の穴を連続的に形成さ
せ、このように加工したロールをクロム酸溶液中に浸漬
させ、クロムメッキ処理をし、その後被覆した樹脂を除
去することによりロール表面に均一な突起を設けた事を
特徴とする圧延用ダルロールの製造方法にある。

【０００８】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明によるロール製造法についての説明図で
ある。まず、図３−（１）に示す様に、ロール１表面に
予めボンデ処理、またはクロムメート処理を施す。この
時、ボンデ処理の場合は目付量１〜５ｇ／ｍ²、またク
ロメート処理の場合は目付量１〜５０ｍｇ／ｍ²とす
る。、この場合、目付量が多過ぎると樹脂塗布後、レー
ザー加工した時に樹脂膜と一緒に化成処理皮膜を完全に
除去できず、その後のクロムメッキ工程でロール表面の
穴加工部にクロムメッキする際、クロムメッキの密着性
が低下する問題が生じるため、上記の範囲で処理するこ
とが好ましい。

【０００９】そして、その後図３−（２）に示す様に、
更にロール表面へ約５〜５０μｍの樹脂３を被覆する。
被覆する樹脂は、耐アルカリ性・耐クロム酸性・絶縁性
等の性質を有し、後工程で除去が容易である様にアルカ
リ系樹脂、及びメッキシール用樹脂等が好ましく、例え
ば、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、メタアクリル酸
エステル、ポリオレフィン樹脂、エポキシ系樹脂、塩化
ビニール樹脂、ポリアミド系樹脂等がある。これらの樹
脂をロール表面に５〜５０μｍの厚さとなる様に被覆す
る。被覆の方法としては、ロール非回転によるロール引
き抜き法、電着塗装法、及びロール回転によるロールコ
ーター、スプレーによる吹きつけ、カーテンコーター、
粉体塗装法、フィルム状樹脂等を巻きつける、等の手段
でロール表面に均一に付着させ乾燥させる。

【００１０】次いで、図３−（３）に示す様に、樹脂を
被覆したロール１は高密度エネルギー、例えば、集光レ
ンズ４によって集光したレーザービーム５により加工を
受ける。即ち、レーザービーム５を被覆した樹脂３の表
面から照射して、その部分の樹脂及びロール表面化成処
理皮膜を溶解除去する。この時、複数本のレーザービー
ムをごく微小時間遅らせて１つの穴に重ね打ちすること
により、１発目で樹脂を溶融除去し、２発目、３発目で
ロール表面化成処理皮膜、及び穴凹部に付着した不純物
を完全に揮散除去させ、クロムメッキの密着性を高め
る。樹脂が溶解除去された後の凹部６の径は、レーザー
照射条件、特にレーザー出力集光レンズ〜ロール間ギャ
ップ（焦点ずれ）等により制御することができる。

【００１１】また、樹脂が溶解除去された後の凹部径
は、ロール表面に被覆された樹脂の膜厚によっても大き
く左右され、例えばレーザー照射条件一定の場合、樹脂
の膜厚が厚いと樹脂が溶解除去された後の凹部径は小さ
く、逆に膜厚が薄いと凹部径は大きくなる。このため、
本発明においては、樹脂が溶解除去された後の凹部径が
所定の範囲になるように、レーザー照射中に、加工ヘッ
ド近傍の樹脂膜厚を膜厚計（例えば電磁膜厚計）にて測
定する。そして樹脂被覆したロールを回転させながら、
レーザー加工ヘッドを移動させ、樹脂膜厚に応じた条件
に、レーザー照射条件を補正後、あらかじめ設定された
ピッチ間隔Ｐにもとづく加工周波数、ロール回転数にて
レーザーを照射して行う。

【００１２】レーザー加工後、図３−（４）に示す様
に、本発明ロールをクロムメッキ溶液中でクロムメッキ
７を施す。メッキ条件は、クロムメッキ酸溶液中で２０
〜５０Ａ／ｄｍ²の電流密度、及び樹脂が溶解除去され
た後の凹部径Ｄ５０〜２００μｍなる径、即ちクロムメ
ッキ部有効面積比に応じた投入電流１０００Ａ〜２００
０Ａ、等の条件で電解メッキを行うことにより、前記で
レーザー加工によって形成された穴径に１〜２０μｍの
厚みでクロム突起を付着することができる。この際、樹
脂が絶縁物質であるため、クロムは樹脂表面に付着する
ことなく、設定したメッキ条件により樹脂の厚さとほぼ
同等、またはそれ以下の厚さにて穴の部分だけにクロム
メッキされる。

【００１３】図３−（５）は、クロムメッキ後の表面状
態を示すもので、樹脂３及びロール表面化成処理皮膜２
によって形成された穴凹部６には、電解メッキされた曲
面状のクロム突起７が付着している。次いで、クロム突
起７を有するロールは、溶剤を溶かした溶媒中に浸漬す
るか、溶剤でブラッシングするなどして、表面の樹脂を
除去する。そして、図３−（５）に示すごとく、樹脂を
除去したロール表面クロムメッキ部上には、クロム突起
７が表出する。以上の工程によって、本発明はロール表
面にクロム突起を所定の外径で連続的に、かつロール内
において均一な形状を設けたロールを製造することがで
きる。

【００１４】

【実施例】直径６１０ｍｍφの５％Ｃｒ鍛鋼調質圧延ロ
ール用ワークロールの表面に、目付量１ｇ／ｍ²でボン
デ処理を施し、更にその上からアクリル樹脂をスプレー
塗布にて厚さ３０μｍに均一塗布した後乾燥した。その
後、該膜厚を被覆したロール表面に５０〜８０Ｗのレー
ザービームを３ビーム合成となるように遅れ時間照射
し、膜厚表面及び化成処理皮膜面を貫通除去することに
より、円形凹部を形成した。すなわち、一定の照射条件
（ピーク値とパルス幅）有するパルスレーザービームを
集光レンズにより集光後、樹脂表面に照射する。そし
て、レーザー加工後ロールをアルカリ液温５０℃、脱脂
時間１２０ｓｅｃで電解脱脂し、クロム酸溶液にてクロ
ムメッキを行った。すなわち、クロム酸溶液中で電解メ
ッキをし、ほぼ５μｍの厚さのクロムをロール表面に形
成した凹部に密着させた。この際、ロール表面を被覆し
たアクリル樹脂は、絶縁性を有することから穴部のみに
クロムメッキが施された。メッキ後は、表面被覆してい
る樹脂を溶剤でブラッシングにて除去した。その結果、
ロール表面には、ほぼ５μｍ厚さのクロム突起が均一な
形状で形成されていた。

【００１５】

【発明の効果】本発明により製造した圧延用ダルロール
の製造方法において、ロール表面に塗布した樹脂の密着
性向上によるクロムメッキ後の突起形状均一加工効果に
ついて従来技術の場合と比較して図４に示す。従来の技
術では、ロール地鉄表面へ直接アクリル樹脂を塗布し、
レーザー照射によって貫通除去した樹脂面上穴凹部のロ
ール地鉄面にクロムメッキの突起形成していたが、この
場合、ロール製造工程におけるクロムメッキ加工中にロ
ールと樹脂の密着性が低下し、レーザー照射により樹脂
貫通穴加工した部分にクロムメッキが入り込み、均一な
形状のクロム突起をロール表面に形成させることができ
ない。そして、このようにクロム突起形状が不均一なロ
ールで圧延した鋼板は、鋼板表面凹み径が不均一となる
ため、均一な平坦面部を確保することができず、塗装後
の鮮映性に劣る。

【００１６】そこで本発明は、アクリル樹脂塗布前にロ
ール地鉄表面へボンデ処理、またはクロメート処理等の
化成処理皮膜を形成させ、微細あるいは粒状の結晶が互
いに入り組んだ組織にすることによって、後工程におけ
る樹脂面上穴凹部へのクロムメッキ加工の際に、ロール
と樹脂との密着性面積拡大による密着度向上を図った。
本発明では、ロール表面へのアクリル樹脂塗布前に化成
処理を施し、樹脂塗布後レーザー照射によって貫通除去
した樹脂面上穴凹部のロール地鉄面にクロムメッキ処理
を行うことによってロールと樹脂の密着性を向上させ、
ロール胴部全体に均一なクロム突起形状を形成させるこ
とができた。このようにして加工したロールを使って圧
延した鋼板の塗装鮮映性について従来技術と比較し図５
に示す。ロール円周方向、及び胴長方向に均一なクロム
突起形状を形成する圧延用ダルロールにて圧延した鋼板
は、鋼板表面に転写されたダル凹部外径も均一となるた
め、平坦面部分を均等に確保し塗装後の鮮映性を飛躍的
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるロール製造方法の１例を示す
図、

【図２】従来技術の問題点と本発明の狙いを示す図、

【図３】本発明によるロール製造方法の１例を示す図、

【図４】本発明によるクロム突起形状の均一加工効果を
示す図、

【図５】本発明による塗装鮮映性向上効果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ロール２化成処理皮膜３樹脂４集光レンズ５レーザービーム６加工穴部７クロム突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川本隆治千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (72)発明者塩沢修一千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール表面に化成処理を施して薄膜を被
覆した後、その上に絶縁性樹脂の薄膜を被覆し、被覆樹
脂膜厚に応じて高密度エネルギーの照射条件を補正する
事により皮膜を貫通し、所定の穴を連続的に形成させ、
このように加工したロールをクロム酸溶液中に浸漬さ
せ、クロムメッキ処理をし、その後、被覆した樹脂を除
去することにより、Ｃｒを主成分とし、ロール表面に均
一な突起を設けた事を特徴とする圧延用ダルロールの製
造方法。