JPS6216140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼帯表面を連続的に処理するために
塗布型化成処理液又は塗料（以下塗布液と言う）
の塗装時に、その余剰分をガスワイピングするこ
とにより皮膜付着量をコントロールする装置の改
良に関するものであつて、高粘度、低密度、低界
面張力等、様々な物性を有する速乾性の塗布液に
対し、二次空気取入れ用バツフル及びガスワイピ
ングノズルから噴出する空気を吸引する空気吸引
機構を設けることにより、200ｍ／min以上の高
速ラインでもスプラツシユ発生によるノズル汚染
を無くし、操業率を向上させると共に製品品質を
も向上させることを目的とするものである。

従来、鋼帯の表面を塗布型化成処理又は塗装す
る場合の皮膜付着量コントロール方法としては、
ロール絞り法が採用されていたが、近年のライン
スピード高速化技術の確立に伴い、ロール絞り法
を採用することは技術的に困難となつてきた。つ
まり、このロール絞り法によつて高速ラインの塗
布液の付着量コントロールをすると、次の問題が
ある。

(イ) 巾方向の均一性が低下する。

(ロ) 鋼帯の板厚変更時及びスローダウン時の付着
量コントロールが困難となる。

(ハ) ロールの摩耗が激しく、メインテナンスに費
用がかかる。

(ニ) ライン停止時にロールに塗布液が固着し、絞
り性を低下させる。

そこで、これらの問題を解決する方法として、
鋼帯に非接触で併も付着量コントロールが容易に
行えることから、いわゆるガスワイピング（気体
絞り）法が開発された。この方法は溶融金属めつ
きの分野では従来から盛んに行われていた技術で
あり、その典型的な例を第１図に示す。この図に
おける１は鋼帯であり、溶融金属めつき浴２から
引出され、その表面に付着した過剰の溶融金属
が、ガスワイピングノズル３，３′から噴射され
るガスにより吹拭されて、所定の皮膜付着量コン
トロールされる如きものであつた。しかしなが
ら、このような方法を直ちに塗布型化成処理液又
は塗料等の塗布液塗装に用いた場合は、スプラツ
シユ発生によるノズル汚染や、ノズル・スリツト
の目詰り、製品汚染による品質低下などの問題が
生じ、高速ラインでの実用化が困難であつた。そ
の理由として、次のことが挙げられる。

(a) 上述の塗布液は溶融金属に比べて高粘度（１
〜数百CP）、低密度（１ｇ／cm³程度）であり、
粘度は同程度から約100倍、密度において数分
の一である。その結果、鋼帯によつて持上げら
れる塗布液量はラインスピード一定とした場
合、塗布液の方が溶融金属よりも格段に多くな
るため、液膜のだぶつきによつてもたらされる
スプラツシユの発生が激しい。この鋼帯持上げ
による塗布液量は、理論的には粘度とラインス
ピードの積の平方根に比例し、密度の平方根に
反比例することが知られている。

このことから考えて、塗布液の場合は溶融金
属めつきに比べて、かなり低ラインスピードで
なければスプラツシユの発生なしに操業できな
いことが判る（経験的には30ｍ／min以下）。

(2) 一般に、塗布液は表面張力が小さく、そのた
め鋼帯によつて持上げられる塗布液の量の割に
はスプラツシユが発生し易く、かつ低密度であ
ることも手伝つてノズル先端での二次空気の巻
込み及びその乱れの影響を受けて、ノズル汚染
やノズルスリツトの目詰り、製品汚染による品
質低下の問題があり、この現象は速乾性の塗布
液の場合は重大な問題である。

(3) 塗布液は人体に有害な重金属（例えば六価ク
ロム）や有機溶剤を含んでいるため、それを扱
う塗布型化成処理槽又は塗装ゾーンは安全上閉
塞系になつているのが一般的である。その結
果、発生したスプラツシユは上記処理槽又は塗
装ゾーン内に充満して、二次的にガスワイピン
グノズルを汚染する。

以上の理由から明らかなように、高速ラインに
おける鋼帯への塗布液の皮膜付着量コントロール
をガスワイピングで行なおうとする場合は、スプ
ラツシユ発生は避けられず、従つてノズル汚染を
無くするための対策が必要である。このスプラツ
シユの発生によるノズル汚染は、スプラツシユの
発生と同時に起る一次的汚染と、発生したスプラ
ツシユが処理槽や塗装ゾーン内に充満することに
よつて起る二次的汚染とに大別される。一次的汚
染の原因としてはノズル先端部での二次空気の巻
込み及びその乱れによると考えられ、二次的汚染
の原因としては発生したスプラツシユの処理槽や
塗装ゾーン内への充満及びノズル先端部での二次
空気の巻込みによると考えられる。

ところで、この一次的汚染は、既に説明した通
り溶融金属めつきとここで対象としている塗布液
とにおいて共通の問題であり、これを解決する方
法としてノズル構造の改善が先に発明者らにより
特願昭56―108791号で提案されている。しかし、
二次的汚染の問題については、未だ解決策が無い
のが実情である。

本発明は、塗布型処理又は塗装においてガスワ
イピングにより連続的に皮膜付着量コントロール
する場合に発生するスプラツシユによるノズル汚
染あるいはノズルスリツトの目詰り、さらに製品
品質の低下という問題を解決するためになされた
ものであつて、その要旨とするところは、鋼帯の
表面に連続的に塗布される塗布型化成処理液又は
塗料等の塗布液の余剰分をガスワイピングする装
置において、塗布液をガスワイピングすべき鋼帯
の走行ライン個所に鋼帯の走行とは無関係な囲い
を設け、該囲い内の上部にガスワイピングノズル
を設け、該ガスワイピングノズルの下部に間隔を
置いて二次空気通路形成のためのバツフルを設
け、該バツフルの下部に前記囲いの外部へ通じる
空気吸引機構（エアーサクシヨン）を設けたこと
を特徴とする鋼帯塗布液のガスワイピング装置で
ある。

以下、図面により本発明のガスワイピング装置
の実施例を、前述の発明者らが本発明の出願に先
立つて提案した従来のガスワイピング装置と比較
しつつ詳細に説明する。第２図は上記の従来のガ
スワイピング装置であり、塗布型化成処理液塗布
の例を示している。第３図ａ，ｂ及び第４図は共
に本発明のガスワイピング装置であり、第３図
ａ，ｂは塗布型化成処理液塗布の例を示し、第４
図は同じくその応用例を示している。各図に共通
の１は鋼帯である。４は処理液を収容した処理槽
の側壁であり、５は該処理槽の天井壁である。６
は処理槽内に収容されている塗布型化成処理浴で
あり、７，７′は処理槽内上部に設けられたガス
ワイピングノズルである。しかして、第２図に示
す従来装置では、鋼帯１は化成処理浴６を通過後
先端角度が鋭角のガスワイピングノズル７，７′
によつて過剰の処理液を吹拭し、皮膜付着量コン
トロールがなされる。この場合、ガスワイピング
ノズル７，７′から噴出される空気は矢印で示さ
れる流線に従つて槽内を流れ、天井壁５に設けら
れた隙間９を通り、ダクト１０，１０′へ導かれ
る。尚、ダクト１０，１０′の延長端には空気洗
浄設備が設けられているものとする。又、化成処
理槽の上部には熱風乾燥装置１１が設けてあり、
そこから噴出される熱風が隙間１２からダクト１
０，１０′内へ流れ込む。このように、ガスワイ
ピングノズル７，７′を有する従来の装置では、
発生したミスト状のスプラツシユが処理槽内に充
満し、ガスワイピングノズル７，７′の先端部へ
の二次空気１３，１３′の巻き込みによつてスプ
ラツシユが同伴され、その結果二次的に該ノズル
を汚染する。そこで発明者らは、ガスワイピング
ノズル７，７′を有する従来の化成処理槽におけ
る上述の欠点を除くことを目的として検討した結
果、ミスト状のスプラツシユを同伴していないき
れいな二次空気を取り入れるためのバツフルと必
要に応じて発生したミスト状のスプラツシユと空
気とを分離するためのバツフルを設けると共に、
前記ガスワイピングノズル７，７′から噴出する
空気を吸引するための空気吸引機構（エアーサク
シヨン）を取り付けることにより、スプラツシユ
によるノズル７，７′の二次的汚染を実害のない
程度まで軽減させるかあるいは全く無くすること
を確認したものである。第３図ａ，ｂはこのよう
な本発明のガスワイピング装置の実施例を示すも
ので、塗布液をガスワイピングすべき鋼帯の走行
ライン個所に鋼帯の走行とは無関係な囲いである
ところの側壁４、天井壁５を設け、この囲い内の
上部に先端角度が鋭角のガスワイピングノズル
７，７′を設け、このノズル７，７′の下にはきれ
いな二次空気１４，１４′を取り入れるためのバ
ツフル１５，１５′が設けられている。このバツ
フル１５，１５′の先端はノズル７，７′の先端に
近い個所で下方に丸められているが、これは二次
空気１４，１４′をスムーズに下方へ送るためで
ある。バツフル１５，１５′はノズル７，７′より
下方に20〜200mmの範囲で水平に位置するのが適
当である。なお、バツフル１５，１５′の先端の
間隔は、それらとノズル７，７′との位置関係に
より決定するのが望ましく、後者の位置関係が離
れていればいる程前者の間隔を広げる必要があ
る。又、バツフル１５，１５′の下部には湾曲し
た仕切板１６，１６′が取り付けてあり、この仕
切板１６，１６′の下部には空気とミスト状のス
プラツシユを分離するための半円状バツフル１
７，１７′が取付けてある。仕切板１６，１６′は
ノズル７，７′から噴出した空気の流れを整える
とともに、塗布液を予備的にワイピングさせるこ
とを目的としている。また半円状バツフル１７，
１７′はミスト状のスプラツシユと空気とを遠心
力により分離することを目的としており、それら
の最下部には分離されたスプラツシユを化成処理
浴６に戻す通路１８，１８′が設けてある。１
９，１９′は囲いの外部へ通じる空気出口であ
り、この先には図示は省略してあるが空気吸引機
構が設けてある。この空気吸引機構の吸引量は、
通常ノズル７，７′から噴出される空気量の1.1〜
5.0倍であることが好ましく、従つて化成処理槽
の天井壁５に設けられている隙間９からは外気が
常に流れ込んでいるため、処理槽自体は閉鎖系に
なつている。また、空気の流れは矢印で示した流
線２０に沿つてスムーズに流れる。第４図は本発
明のガスワイピング装置の応用例を示すもので、
ミスト状のスプラツシユと空気とを分離するため
のバツフルを外方へ向けて湾曲するバツフル２
１，２１′のような形とし、空気出口１９，１
９′を化成処理槽の下方に位置させたものであ
る。空気出口１９，１９′の先には図示は省略し
てあるが空気吸引機構及び空気洗浄装置が設けら
れる。

次に、本発明のガスワイピング装置を適用した
実施例と比較のため従来のガスワイピング装置を
用いた比較例を示す。

実施例 １ 板厚0.27mm、板巾1219mmのストリツプ状溶融亜
鉛めつき鋼板上に、粘度4Cp、密度1.06ｇ／cm³、
表面張力36dyn／cmの有機系塗布型化成処理液を
縦型ラインにより浸漬塗布し、第３図ａ，ｂに示
される本発明のガスワイピング装置を用いて皮膜
付着量コントロールを行つた。この時の条件は次
の通りであつた。

ノズル７，７′とバツフル１５，１５′の間隔：
50mm バツフル１５，１５′の先端間隔： 100mm バツフル１５，１５′とバツフル１７，１７′最
底部間隔： 700mm （空気吸引量）÷（ノズルからの空気噴出量）：
1.2 ガスワイピング条件：ノズルとストリツプの間
隔 15mm ノズルスリツト巾 1.5mm 空気圧 0.8Kg／cm² その結果、600ｍ／minのライン速度でもスプ
ラツシユ発生によるノズルの一次的及び二次的汚
染は全く無く、連続操業を行うことができた。

実施例 ２ 板厚0.27mm、板巾1219mmのストリツプ状溶融金
属亜鉛めつき鋼板上に、粘度120Cp、密度2.1
ｇ／cm³、表面張力52dyn／cmの塗料を縦型ライン
により浸漬塗布し、第３図ａ，ｂに示される本発
明のガスワイピング装置を用いて皮膜付着量コン
トロールを行つた。この時の条件は次の通りであ
つた。

ノズル７，７′とバツフル１５，１５′の間隔：
30mm バツフル１５，１５′の先端間隔： 60mm バツフル１５，１５′とバツフル１７，１７′最
低部の間隔： 700mm （空気吸引量）÷（ノズルからの空気噴出量）：
3.0 ガスワイピング条件：ノズルとストリツプの間
隔 15mm ノズルスリツト巾 1.2mm 空気圧 1.0Kg／cm² その結果、200ｍ／minのライン速度でもスプ
ラツシユ発生によるノズルの一次的及び二次的汚
染は全く無く、連続操業を行うことができた。

比較例 板厚0.27mm、板巾1219mmのストリツプ状溶融亜
鉛めつき鋼板上に、実施例１で用いた化成処理液
を縦型ラインにより浸漬塗布し、第２図に示され
る従来のガスワイピング装置を用いて皮膜付着量
コントロールを行つた。この時の条件は次の通り
であつた。

ガスワイピング条件：ノズルとストリツプの間
隔 15mm ノズルスリツト巾 1.5mm 空気圧 0.8Kg／cm² その結果、200ｍ／minのライン速度ではスプ
ラツシユ発生によるノズルの一次的汚染は全く無
かつたものの、二次的汚染により約２時間の連続
操業でノズルスリツトの目詰りを生じ、操業が不
可能となつた。

本発明の鋼帯塗布液のガスワイピング装置を用
いれば、200ｍ／min以上の高速ラインでも高粘
度低密度、そして低表面張力の物性を有する塗布
型化成処理液あるいは塗料に対して、スプラツシ
ユ発生によるノズルの二次的汚染を招くことが無
く、鋼帯上に塗布された塗布液の皮膜付着量コン
トロールが可能である。また、本発明によるガス
ワイピング装置は、将来出現するであろう超高速
溶融金属めつきラインにも適用可能となるものと
考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は共に従来のガスワイピング
装置の断面図である。第３図ａは本発明のガスワ
イピング装置の一実施例の断面図であり、同ｂは
その一部切欠き斜視図である。第４図は本発明の
ガスワイピング装置の更に一つの実施例の断面図
である。 ４…側壁、５…天井壁、６…化成処理浴、７，
７′…ガスワイピングノズル、１４，１４′…二次
空気、１５，１５′…二次空気取入れ用バツフ
ル、１６，１６′…仕切板、１７，１７′…空気と
スプラツシユ分離用バツフル、１８，１８′…液
戻し通路、１９，１９′…空気出口、２１，２
１′…空気とスプラツシユを分離するバツフル、
２２…ガスワイピングノズル用空気入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼帯の表面に連続的に塗布される塗布型化成
   処理液又は塗料等の塗布液の余剰分をガスワイピ
   ングする装置において、塗布液をガスワイピング
   すべき鋼帯の走行ライン箇所に鋼帯の走行とは無
   関係な囲いを設け、該囲い内の上部にガスワイピ
   ングノズルを設け、該ガスワイピングノズルの下
   部に間隔を置いて二次空気通路形成のためのバツ
   フルを設け、該バツフルの下部に鋼帯に沿う仕切
   板と前記囲いの外部へ通じる空気吸引機構を設け
   たことを特徴とする鋼帯塗布液のガスワイピング
   装置。