JPH05317924A

JPH05317924A - 圧延用ダルロールの製造方法

Info

Publication number: JPH05317924A
Application number: JP4123992A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nawata; 康隆縄田; Yasuo Hamamoto; 康男浜本; Takaharu Kawamoto; 隆治川本; Shuichi Shiozawa; 修一塩沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-12-03
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2595409B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、鋼板表面粗度パターンを規制する
ことにより、塗装鮮映性を著しく向上させる事を目的と
する。【構成】ロール表面に全クロムに対する燐酸イオンの
重量比が０．１から１．２である水系クロメート液で化
成処理を施して、絶縁性樹脂を被覆し、その後レーザー
ダル加工し、クロムメッキ処理を施す事を特徴とする。

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。

【０００２】

【従来の技術】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。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】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圧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、等の条件で電解めっきを行うことにより、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。

【０００６】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。

【０００７】

【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型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。

【０００８】

【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、ロール表面に燐酸を含むクロメート処理を施す化成
処理被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、被膜樹脂の膜
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。

【０００９】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。先ず、図３−（１）に示す様に、全クロムに対す
る燐酸イオンの重量比（ＰＯ₄ ^3-／Ｃｒ³⁺＋Ｃｒ⁶⁺ 重
量比）が０．１から１．２である水系クロメート液で化
成処理を施す。この比が０．１未満ではクロメート被膜
の耐アルカリ性並びに耐食性が低下する傾向を示し、逆
に１．２超ではクロメート液中のＣｒ⁶⁺の還元作用が極
度に進行し易くなり塗布前にクロメート液中のＣｒ⁶⁺を
大幅にないしは殆どＣｒ³⁺に還元してしまうのでクロメ
ート液の品質は低下し、本発明の目的に適合するロール
とメッキ材との密着性が著しく劣化する。この時、目付
量１０〜２００ｍｇ／ｍ²とする。この場合、目付量が
多すぎると樹脂塗布後、レーザー加工した時に樹脂膜と
一緒に化成処理被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めっきす
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。このように
形成されたクロメート被膜はＰＯ₄ ^3-を介してＣｒの網
目状分子構造を有するため、耐密着性が優れさらに耐溶
接性も優れたものである。

【００１０】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。

【００１１】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
理被膜を溶解除去する。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被膜、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。

【００１２】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、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。

【００１３】レーザーダル加工後、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２
０〜５０Ａ／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〜２０
００Ａ、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。

【００１４】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被膜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。

【００１５】

【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被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）を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。

【００１６】

【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を形成していたが、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。

【００１７】そこで本発明では、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
の化成処理被膜を形成させ、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化成処理被膜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 (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２５Ｄ 5/36 (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】ロール表面に全クロムに対する燐酸イオ
ンの重量比（ＰＯ₄ ^3-／Ｃｒ³⁺＋Ｃｒ⁶⁺重量比）が０．
１から１．２である水系クロメート液で化成処理を施し
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圧延用ダルロ
ールの製造方法。