JPH09170062A - 金属板表面の粗化方法及び粗化装置 - Google Patents

金属板表面の粗化方法及び粗化装置

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JPH09170062A
JPH09170062A JP7347517A JP34751795A JPH09170062A JP H09170062 A JPH09170062 A JP H09170062A JP 7347517 A JP7347517 A JP 7347517A JP 34751795 A JP34751795 A JP 34751795A JP H09170062 A JPH09170062 A JP H09170062A
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元旦 舩木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅板や銅合金板等の金属板表面に緑青皮膜を
形成するための下地処理等として、金属板表面を粗化
し、方向性のない粗化面を効率よく短時間で形成するこ
とができる粗化方法及び粗化装置を提供する。 【解決手段】 連続的に走行する金属板1の表面に研掃
材砥粒を散布し、弾性体61で覆われた回転ロール6と
金属板1の表面との間に研掃材砥粒を介在させることに
より凹凸面を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば銅板や銅合
金板等の金属板表面に溶射膜や緑青皮膜を形成するため
の下地処理等として用いられるものであり、金属板表面
を粗化し、方向性のない粗化面を効率よく短時間で形成
することができる金属板表面の粗化方法及び粗化装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、屋根材等の表面に人工緑青を形
成させる場合、表面を粗化した金属板に銅又は銅合金の
溶射膜を形成し、その後、緑青発色液を塗布する方法が
知られている。また、屋根材の表面に防錆処理等の各種
表面処理を施す場合にも、それ以前の下地処理として金
属板の表面を粗化する方法が採られている。このように
金属板表面を粗化する、即ち微細な凹凸を作ることによ
り、その後に形成される溶射膜の接着性が向上して剥離
が防止されるものとなる。従来より、このような目的で
行われる金属板表面の粗化方法について多くの提案がな
されてきた。
【0003】金属板表面を粗化する方法を大別すると、
次の通りである。 研掃材砥粒を、圧縮空気を介して金属板表面に衝突さ
せて粗化面を形成するブラスト法、金属ロールの表面
に凹凸を形成し、該金属ロールに荷重をかけて凹凸を金
属板表面に転写する塑性加工法、ワイヤーブラシや砥
粒入りの弾性ブラシで金属板表面を研削する方法等があ
る。尚、長尺な金属板を連続的に処理するには、金属板
を走行させながら表面粗化を行う必要があり、前記の
方法では走行経路の途中に適宜長さのブラストゾーンを
設け、該ブラストゾーンの中を金属板が通過するように
すれば良い。前記の方法では金属ロール、前記では
弾性ブラシをそれぞれ回転可能な円柱(筒)体とし、こ
れを走行する金属板の幅方向に臨ませるようにすれば良
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
〜の粗化方法では以下のような問題が指摘される。前
記の方法では、比較的処理に時間がかかるので、金属
板の走行速度を遅くする必要があった。尚、ブラストゾ
ーンを長尺にして金属板の走行速度を上げる方法も考え
られるが、設備に莫大な費用がかかり、しかも圧縮空気
により吹き付けられた砥粒が設備に損傷を与え、且つ騒
音が著しいため作業環境が極めて悪いものであった。ま
た、前記の方法では、荷重(プレス)をかけて金属ロ
ール面の凹凸を金属板表面に転写するため、金属ロール
の摩耗が激しい。そのため一定の粗化面を得るためには
頻繁にロール交換をする必要があった。さらに、前記
の方法では、走行方向に研削溝を形成するため、方向性
のある粗化面が形成され、充分な溶射膜の投錨効果を得
ることは難しい。また、金属板表面を削る方法であるた
め、走行速度の変化により板厚変動を生じ易く、特に薄
肉の金属板の場合には、物理的特性に悪影響を及ぼす虞
もあった。
【0005】したがって、本発明の目的は上記問題を解
決し、金属板表面に方向性のない粗化面を効率よく、且
つ短時間で形成することができる粗化方法と粗化装置と
を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続的に走行
する金属板表面に研掃材砥粒を散布し、弾性体で覆われ
た回転ロールと金属板表面との間に研掃材砥粒を介在さ
せ、回転ロールを回転させることによって凹凸面を形成
することを特徴とする金属板の粗化方法に関する。
【0007】また、本発明は、連続的に走行する金属板
表面に研掃材砥粒を幅方向均一に散布する設備を配設す
ると共に、弾性体で覆われた回転ロールを金属板表面の
幅方向に回転可能に臨ませてなる金属板表面の粗化装
置、並びに使用済み研掃材砥粒を回収するための減圧吸
引装置と回収用ホッパー、回収された研掃材砥粒の粒度
を選別して再利用するための粒度選別器、選別回収した
研掃材砥粒を溜めておく砥粒貯蔵タンク、再利用可能な
研掃材砥粒を集めるための集塵機、損失分の研掃材砥粒
を補充する砥粒供給設備からなることを特徴とする金属
板表面の粗化装置をも提案するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いる回転ロールは、弾
性体で覆われている構成であるが、この弾性体はブラシ
状のものでも筒状成形体でも良く、その材質も特に限定
するものではないが、耐摩耗性に優れた材料であること
が好ましい。例えばブラシ状の弾性体は、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミド(商品名;ナイロ
ン)、その他の合成樹脂等を繊維状に成形した人工繊
維、或いは動物繊維,植物繊維等の天然繊維、或いは金
属繊維などを適宜に群立させて構成することができる。
例えばブラシ先端は直径3〜7mmφにして行うことが
できるが、群立密度によっては前記範囲を超えるもので
あっても使用可能となる。また、筒状成形体は、特性と
して弾性を有する天然ゴム、合成ゴム等、或いは発泡成
形体とした前記合成樹脂を適宜に成形して構成すること
ができる。この回転ロールの回転速度は、特に限定する
ものではないが、一般的に400〜1000RPMに設
定される。さらに、その加圧条件についても特に限定す
るものではないが、通常は圧下量で1〜5mm程度に設
定される。
【0009】本発明に用いる研掃材砥粒は、炭化珪素
粒、アルミナ粒、各種の砂粒などを用いることができ
る。この研掃材砥粒は、特にその粒度を限定するもので
はないが、一般的に#60〜#150のものを用いるこ
とができる。さらに、その散布厚みについても特に限定
するものではないが、通常は0.5〜5mm程度に設定
される。
【0010】本発明では、弾性体で覆われた回転ロール
と金属板表面との間に研掃材砥粒を介在させ、回転ロー
ルを回転させることによって研掃材砥粒の一部(金属板
表面との当接部分)形状が金属板表面に転写されて凹凸
面が形成される。また、金属板表面に形成される凹凸面
の粗さは、用いた研掃材砥粒の粒度、研掃材砥粒の散布
厚み、回転ロールの回転スピード、回転ロールの加圧条
件、金属板の走行速度等の条件により適宜に設定され
る。したがって、各条件は特に限定するものではなく、
用途に応じた所望の凹凸面の粗さにより適宜に設定すれ
ばよい。尚、前記各条件のうち、研掃材砥粒の粒度、研
掃材砥粒の散布厚み、回転ロールの回転スピード、回転
ロールの加圧条件については、既に一般的な範囲を示し
たが、金属板の走行速度は40m/分以下に設定され
る。
【0011】
【実施例】図1に示した実施例では、長尺な金属板1が
連続的に走行し、その走行経路の途中に粗化装置が臨ん
でいる。まず、研掃材砥粒を金属板1の幅方向均一に散
布する設備は、研掃材砥粒を貯留する砥粒貯蔵タンク
2、散布設備3、バイブレータ4、厚さ調整用ロール5
からなり、砥粒貯蔵タンク2より散布設備3を介してバ
イブレータ4で幅方向に連続して研掃材砥粒を散布し、
直後に厚さ調整用ロール5を通過させ、研掃材砥粒の堆
積厚みを幅方向並びに長手方向一定とする。尚、研掃材
砥粒の散布設備3は前記の構成に限定するものでなく、
スプレーによる方法、勾配を利用した自然落下などどの
ような方法でも良い。
【0012】ブラシ状の弾性体61で覆われた回転ロー
ル6は高速で回転していて、前記のように一定厚みに散
布、堆積された研掃材砥粒を金属板1の表面にたたき込
み、砥粒形状が金属板1の表面に転写され、凹凸面が形
成される。また、回転ロール6の直下では研掃材砥粒の
堆積層を上方から押圧(加圧)することにより研掃材砥
粒を金属板1の表面に圧接させて凹凸面を形成する。さ
らに、回転ロール6の直後では使用済みの研掃材砥粒を
はじき飛ばす。特にこの回転ロール6では、ブラシ状の
弾性体61が金属板1の表面に食いついた砥粒をたたき
出して除去するので、後述する減圧吸引設備8の負担を
軽減することができる。
【0013】前記回転ロール6によりはじき飛ばされた
使用済みの研掃材砥粒は、じゃま板7で金属板1の表面
上に落下し、金属板1の表面に近接させて臨ませた減圧
吸引設備8で粒度選別機10に吸引移送される。また、
走行経路上から落下した研掃材砥粒は、回収用ホッパー
9に集められ、ボールバルブ11を介して粒度選別機1
0に移送される。こうして回収された研掃材砥粒は、粒
度選別機10で当初の粒度範囲を維持して再利用できる
砥粒と、破砕されて再利用できない砥粒と、に分別さ
れ、再利用できる砥粒は砥粒貯蔵タンク2に移送され、
再度金属板1の表面に散布される。一方、再利用できな
い粒度の細かい砥粒は粒度選別機10から集塵機12へ
と移送され、廃棄される。
【0014】砥粒供給設備13は、砥粒貯蔵タンク2の
砥粒が必要最低量まで減少したときに、コンプレッサー
14の圧縮空気を利用して研掃材砥粒を砥粒貯蔵タンク
2に移送、補給できる構造となっている。
【0015】尚、図中、15は押さえロールであり、1
6はバックロールである。
【0016】図2に示した実施例では、ブラシ状の弾性
体61で覆われた回転ロール6に代えて筒状成形体であ
る弾性体62で覆われた回転ロール6’を設けた以外
は、前記図1の粗化装置と全く同様であり、図面に同一
符号を付して説明を省略する。尚、この実施例では、筒
状成形体である弾性体62で覆われた回転ロール6’が
回転していて、研掃材砥粒を巻き込むように研掃材砥粒
の堆積層を上方から押圧(加圧)することにより研掃材
砥粒を金属板1の表面に圧接させて凹凸面を形成する。
【0017】次に、前記図1に示した粗化装置を用いて
金属板表面を粗化した実験結果を示す。 [実験例1] 実験方法;りん脱酸銅、板厚0.4mmの冷延板(JI
S C 1200P−1/4H)の表面を下記粗化条件
1で処理し、得られた粗化面の表面粗さを金属板の走行
方向に対して平行方向、直角方向で測定し、その結果
(表面粗さチャート)を図3に示した。尚、比較のため
に同一の金属板を従来の手法である粗化条件2,3で処
理し、同様に表面粗さを金属板の走行方向に対して平行
方向、直角方向で測定し、その結果(表面粗さチャー
ト)を図3に併記した。
【0018】粗化条件1;本発明の粗化方法の一実施例
である。 回転ロール:ポリエチレン樹脂製のブラシロール,直径
420mm ブラシ:先端径は6.4mmφ,長さは約50mm 回転ロールの回転速度:600RPM 回転ロールの圧下量:3.0mm 金属板の走行速度:20m/分 研掃材砥粒:炭化珪素砥粒SiC#120 研掃材砥粒の散布厚み:3mm
【0019】粗化条件2;従来のワイヤーブラシによる
粗化方法を実施した。 回転ロール:ステンレスワイヤーによるブラシロール,
直径100mm ブラシ:径0.5mmφ,長さ約40mm 回転ロールの回転数:450RPM 回転ロールの圧下量:3.0mm 金属板の走行速度:20m/分
【0020】粗化条件3;従来のブラスト法による粗化
方法を実施した。 砥粒吐出圧力:4kgf/cm2 研掃材砥粒:炭化珪素砥粒SiC#120 金属板の走行速度:1.0m/分
【0021】実験結果;図3から明らかなように、本発
明を実施した粗化条件1では、Rzは通板平行方向で1
0.1μm、直角方向で9.8μmの表面粗さを得るこ
とができた。この表面を顕微鏡で拡大して観察したが、
方向性は全く認められなかった。ワイヤーブラシで研削
する方法である粗化条件2では、平行方向2.5μm、
直角方向8.4μmの表面粗さであり、明らかな数値の
差が認められた。また、顕微鏡でも縞模様が観察され、
方向性が明らかに存在することが目視でも確認された。
ブラスト法を実施した粗化条件3では、平行方向8.4
μm、直角方向9.1μmの表面粗さであり、顕微鏡で
も殆ど方向性は認められなかった。このように本発明を
実施した粗化条件1では、従来のブラスト法(粗化条件
3)と同様の表面粗さを得ることができた。しかも、ブ
ラスト法(粗化条件3)では金属板の走行速度を本発明
(粗化条件1)の20分の1の低速で行って同等の表面
粗さが得られたものであり、本発明(粗化条件1)の走
行速度に近づけると極端に粗さが小さくなることが別途
試験により確認された。即ち、本発明はブラスト法の2
0倍もの速度で処理できることが示された。
【0022】[実験例2:溶射膜の剥離試験] 実験方法;前記実験例1で粗化処理した3種の粗化面
に、それぞれ銅の溶射膜を約30μmの厚さで付けた。
そして、JIS H8504「テープ試験方法」に準
じ、セロファンテープを材料表面に貼り付け、約10秒
間指で強く圧着した後、材料表面に対してセロファンテ
ープが略垂直状になるようにして(90度ピール)強く
引っ張り瞬時に引き剥し、その表面状態を観察した。
【0023】実験結果;本発明を実施した粗化条件1で
は、全く剥れが観察されなかった。ワイヤーブラシで研
削する方法(粗化条件2)では、溶射膜がほぼ完全に剥
れた。ブラスト法を実施した粗化条件3では、全く剥れ
が観察されなかった。このように本発明を実施した粗化
条件1では、従来のブラスト法(粗化条件3)と同様
で、優れた投錨性を有する粗化表面が得られることが確
認された。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、従来のブラスト法
では処理時間が長くなり、ワイヤーブラシ等を使用する
粗化方法では方向性のある粗化面しか得られず、溶射膜
に対して十分な投錨効果が得られないという問題を有し
ている。しかし、本発明による粗化方法並びに粗化装置
では、溶射膜に対して投錨効果の大きい、方向性の極め
て少ない粗化面を効率よく、且つ短時間で形成できる。
したがって、工業生産性が良く、経済的にも優れたもの
となる。
【0025】特にブラシ状の弾性体で覆われた回転ロー
ルを用いた場合、回転ロール直後の使用済みの研掃材砥
粒をブラシ部分がはじき飛ばすことにより、減圧吸引設
備の負担を軽減することができる。また、金属板の表面
に食いついた砥粒も、ブラシ部分が除去することができ
る。
【0026】また、本発明の粗化装置は、特殊な設備等
を必要とするものではなく、実用性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粗化装置の一実施形態を模式的に示す
側面図である。
【図2】本発明の粗化装置の他の一実施形態を模式的に
示す側面図である。
【図3】本発明と従来法とで得られた粗化面の表面粗さ
チャートと表面写真である。
【符号の説明】
1 金属板 2 砥粒貯蔵タンク 3 散布設備 4 バイブレータ 5 厚さ調整用ロール 6,6’ 回転ロール 61,62 弾性体 7 じゃま板 8 減圧吸引設備 9 回収用ホッパー 10 粒度選別機 11 ボールバルブ 12 集塵機 13 砥粒供給設備 14 コンプレッサー 15 押さえロール 16 バックロール
【手続補正書】
【提出日】平成8年2月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】本発明と従来法とで得られた粗化面の表面粗さ
チャートである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続的に走行する金属板表面に研掃材砥
    粒を散布し、弾性体で覆われた回転ロールと金属板表面
    との間に研掃材砥粒を介在させ、回転ロールを回転させ
    ることによって凹凸面を形成することを特徴とする金属
    板表面の粗化方法。
  2. 【請求項2】 連続的に走行する金属板表面に研掃材砥
    粒を散布し、ブラシ状の弾性体で覆われた回転ロールと
    金属板表面との間に研掃材砥粒を介在させ、回転ロール
    を回転させることによってブラシ状の弾性体で研掃材砥
    粒をたたき込んで凹凸面を形成することを特徴とする金
    属板表面の粗化方法。
  3. 【請求項3】 連続的に走行する金属板表面に研掃材砥
    粒を散布する設備を配設すると共に、弾性体で覆われた
    回転ロールを金属板表面の幅方向に回転可能に臨ませて
    なることを特徴とする金属板表面の粗化装置。
  4. 【請求項4】 連続的に走行する金属板表面に研掃材砥
    粒を散布する設備を配設すると共に、ブラシ状の弾性体
    で覆われた回転ロールを金属板表面の幅方向に回転可能
    に臨ませてなることを特徴とする金属板表面の粗化装
    置。
  5. 【請求項5】 使用済み研掃材砥粒を回収するための減
    圧吸引設備と回収用ホッパー、回収された研掃材砥粒の
    粒度を選別して再利用するための粒度選別機、選別回収
    した研掃材砥粒を溜めておく砥粒貯蔵タンク、再利用不
    可能な研掃材砥粒を集めるための集塵機、並びに損失分
    の研掃材砥粒を補充する砥粒供給設備を備えることを特
    徴とする請求項3又は4に記載の金属板表面の粗化装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002004170A1 (fr) * 2000-07-11 2002-01-17 Sintokogio, Ltd. Procede et dispositif de finition superficielle de produit long

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002004170A1 (fr) * 2000-07-11 2002-01-17 Sintokogio, Ltd. Procede et dispositif de finition superficielle de produit long

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