(57)【要約】【課題】表面処理液塗布後の乾燥を含めた工程を低コストで実施することができる表面処理金属帯の製造方法を提供する。【解決手段】連続ラインにおける表面処理金属帯の製造方法であって、金属帯の表面に表面処理液xを塗布する表面処理工程と、この表面処理工程で金属帯表面に塗布された表面処理液xを乾燥させる乾燥工程を有し、この乾燥工程では、金属帯を大気圧未満、好ましくは表面処理液の溶媒の蒸気圧以下に減圧された減圧室Aを通過させ、この減圧室Aにおいて、金属帯表面に付着した表面処理液xの溶媒を揮発させる。【選択図】図１
2020139232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続ラインにおける表面処理金属帯の製造方法であって、
金属帯の表面に表面処理液（x）を塗布する表面処理工程と、
該表面処理工程で金属帯表面に塗布された表面処理液（x）を乾燥させる乾燥工程を有し、
該乾燥工程では、金属帯を大気圧未満に減圧された減圧室（A）を通過させ、該減圧室（A）において、金属帯表面に付着した表面処理液（x）の溶媒を揮発させることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
【請求項２】
減圧室（A）が表面処理液（x）の溶媒の蒸気圧以下（但し、溶媒が蒸気圧が異なる２種以上の液体からなる場合には、蒸気圧が低い方の液体の蒸気圧以下）に減圧されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項３】
表面処理液（x）の溶媒の主成分が水であり、減圧室（A）が６０５Ｐａ以上１０１ｋＰａ以下に減圧されていることを特徴とする請求項２に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項４】
減圧室（A）は、主減圧室（a）と、その入側及び出側にそれぞれ付設された予備減圧室（b1），（b2）とを有し、金属帯を、大気圧未満に減圧された両予備減圧室（b1），（b2）を通じて主減圧室（a）を通過させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項５】
減圧室（A）の入側にロールコーターを設け、該ロールコーターにより金属帯表面に表面処理液（x）を塗布することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項６】
減圧室（A）の内部、減圧室（A）の入側直前の位置、減圧室（A）の出側直後の位置のうちの少なくとも１箇所に加熱装置を設け、該加熱装置により金属帯を加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項７】
減圧室（A）の内部、減圧室（A）の入側直前の位置、減圧室（A）の出側直後の位置のうちの少なくとも１箇所に制振装置を設け、該制振装置により金属帯の振動を抑制することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項８】
減圧室（A）の入側にロールコーターを設け、該ロールコーターにより金属帯表面に表面処理液（x）を塗布し、且つ主減圧室（a）の出側に付設された予備減圧室（b2）内に制振装置を設け、該制振装置により金属帯の振動を抑制することを特徴とする請求項４に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項９】
ロールコーターを構成する上下１対の塗布ロールが、金属帯を拘束しつつ減圧室（A）の入口方向に送り出すことにより、金属帯を減圧室（A）内に水平通板するように案内することを特徴とする請求項５又は８に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項１０】
制振装置は、抑えロール、非接触式の電磁式制振装置の中から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項７又は８に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項１１】
主減圧室（a）の入側に付設された予備減圧室（b1）内に加熱装置を設け、該加熱装置により金属帯を加熱することを特徴とする請求項４又は８に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項１２】
加熱装置で金属帯を加熱することにより、表面処理液（x）の溶媒の蒸気圧を調整することを特徴とする請求項６又は１１に記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項１３】
減圧室（A）を通過する際の金属帯の温度に応じて、減圧室（A）内の圧力を制御することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の表面処理金属帯の製造方法。
【請求項１４】
連続ラインによる表面処理金属帯の製造設備であって、
金属帯の表面に表面処理液（x）を塗布する表面処理設備と、
該表面処理設備で金属帯表面に塗布された表面処理液（x）を乾燥させる乾燥設備を有し、
該乾燥設備は金属帯を通過させる減圧室（A）を有し、該減圧室（A）において、金属帯表面に付着した表面処理液（x）の溶媒を揮発させるようにしたことを特徴とする表面処理金属帯の製造設備。
【請求項１５】
減圧室（A）は、主減圧室（a）と、その入側及び出側にそれぞれ付設された予備減圧室（b1），（b2）とを有し、金属帯を両予備減圧室（b1），（b2）を通じて主減圧室（a）を通過させるようにしたことを特徴とする請求項１４に記載の表面処理金属帯の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理金属帯の製造方法及び設備、詳細には金属帯に塗布した表面処理液の乾燥方法に特徴を有する表面処理金属帯の製造方法及び設備に関するものであり、特に、亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板にクロメートフリー表面処理を施して表面処理亜鉛めっき鋼板を製造する場合に好適な製造技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼帯などの金属材料（以下、鋼帯を例に説明する）の表面に耐食性、耐熱性、耐指紋性、塗装性などの特性を付与するための表面処理法として、クロメート処理が広く行われてきた。しかし、近年、クロメート処理は環境負荷が大きいという理由から、クロメートを用いないクロメートフリー表面処理の開発が行われている。
【０００３】
乾燥後膜厚が同じ場合、クロメートフリー表面処理皮膜は、クロメート処理皮膜に比べて耐食性などの必要特性が低下するため、クロメートフリー表面処理では、より厚い皮膜を形成する必要がある。厚い皮膜を形成するには、（i）処理液の塗布量を多くして塗布膜厚を厚くする、（ii）処理液の固形分濃度を高くする、という方法がある。しかし、前者の方法では、乾燥に必要な熱量が多くなるため製造コストが増大する。一方、後者の方法では、ロールコーターなど、ロールを用いた塗装をする際に皮膜欠陥の発生リスクが高くなる。
また、従来では塗料（表面処理液）の溶媒として有機溶剤が使用されることも多かったが、近年では、環境負荷低減のために溶媒を水系にする傾向が強くなっている。
【０００４】
以下、鋼帯に水性塗料（水系表面処理液）を塗装する場合を例に、従来行われている塗膜の乾燥焼付方法とその課題について説明する。
連続ラインにおいて鋼帯に水性塗料を塗装する場合、ロールコーターなどの連続塗装装置で鋼帯に水性塗料を塗装して塗膜を形成し、続いて乾燥焼付装置により塗膜を乾燥焼付けする。従来使用されている乾燥焼付装置には、熱風加熱炉、誘導加熱炉、赤外線加熱炉などがあり、また、これらの加熱炉を組み合わせたものも用いられている。
例えば、特許文献１には、熱風加熱炉と誘導加熱炉からなる乾燥焼付装置を用いた塗装鋼板の焼付け方法として、前段の熱風加熱炉において塗膜の１次乾燥を行い、後段の誘導加熱炉において塗膜の最終乾燥と焼付を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１９０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
誘導加熱炉は、鋼帯を誘導加熱することで塗膜を乾燥焼付けするものであり、鋼帯を高温に加熱することにより、塗膜の乾燥焼付け速度を高めている。また、熱風加熱炉などの他の加熱炉でも、乾燥焼付け過程で鋼帯はある程度の高温状態になる。
鋼帯の塗装ラインでは、最終工程でオペレータによる塗膜の検査が行われるため、その検査のために鋼帯は常温近くまで冷却される必要がある。塗膜の乾燥焼付け後の冷却方法としては、水冷却は塗膜が劣化する問題があるため、通常、ガス冷却や圧縮空気による空冷が行われるが、このような冷却にもエネルギーコストが余計にかかる。また、膜厚が厚い場合、蒸発させなければならない水分量が多くなり、乾燥に必要なエネルギーが大きくなるという課題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、表面処理液塗布後の乾燥を含めた工程を低コストで実施することができる表面処理金属帯の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、連続ラインにおいて金属帯表面に塗布された表面処理液を乾燥させる方法として、金属帯を大気圧未満、好ましくは表面処理液の溶媒の蒸気圧以下に減圧された減圧室に導入し、この減圧室において表面処理液の溶媒を揮発させることにより表面処理液を乾燥させるという新たな方法を創案した。
すなわち、上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
【０００９】
［1］連続ラインにおける表面処理金属帯の製造方法であって、
金属帯の表面に表面処理液（x）を塗布する表面処理工程と、
該表面処理工程で金属帯表面に塗布された表面処理液（x）を乾燥させる乾燥工程を有し、
該乾燥工程では、金属帯を大気圧未満に減圧された減圧室（A）を通過させ、該減圧室（A）において、金属帯表面に付着した表面処理液（x）の溶媒を揮発させることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［2］上記［1］の製造方法において、減圧室（A）が表面処理液（x）の溶媒の蒸気圧以下（但し、溶媒が蒸気圧が異なる２種以上の液体からなる場合には、蒸気圧が低い方の液体の蒸気圧以下）に減圧されていることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［3］上記［2］の製造方法において、表面処理液（x）の溶媒の主成分が水であり、減圧室（A）が６０５Ｐａ以上１０１ｋＰａ以下に減圧されていることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
【００１０】
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの製造方法において、減圧室（A）は、主減圧室（a）と、その入側及び出側にそれぞれ付設された予備減圧室（b1），（b2）とを有し、金属帯を、大気圧未満に減圧された両予備減圧室（b1），（b2）を通じて主減圧室（a）を通過させることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの製造方法において、減圧室（A）の入側にロールコーターを設け、該ロールコーターにより金属帯表面に表面処理液（x）を塗布することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの製造方法において、減圧室（A）の内部、減圧室（A）の入側直前の位置、減圧室（A）の出側直後の位置のうちの少なくとも１箇所に加熱装置を設け、該加熱装置により金属帯を加熱することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの製造方法において、減圧室（A）の内部、減圧室（A）の入側直前の位置、減圧室（A）の出側直後の位置のうちの少なくとも１箇所に制振装置を設け、該制振装置により金属帯の振動を抑制することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
【００１１】
［8］上記［4］の製造方法において、減圧室（A）の入側にロールコーターを設け、該ロールコーターにより金属帯表面に表面処理液（x）を塗布し、且つ主減圧室（a）の出側に付設された予備減圧室（b2）内に制振装置を設け、該制振装置により金属帯の振動を抑制することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［9］上記［5］又は［8］の製造方法において、ロールコーターを構成する上下１対の塗布ロールが、金属帯を拘束しつつ減圧室（A）の入口方向に送り出すことにより、金属帯を減圧室（A）内に水平通板するように案内することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［10］上記［7］又は［8］の製造方法において、制振装置は、抑えロール、非接触式の電磁式制振装置の中から選ばれる１種以上であることを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［11］上記［4］又は［8］の製造方法において、主減圧室（a）の入側に付設された予備減圧室（b1）内に加熱装置を設け、該加熱装置により金属帯を加熱することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［12］上記［6］又は［11］の製造方法において、加熱装置で金属帯を加熱することにより、表面処理液（x）の溶媒の蒸気圧を調整することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
［13］上記［1］〜［12］のいずれかの製造方法において、減圧室（A）を通過する際の金属帯の温度に応じて、減圧室（A）内の圧力を制御することを特徴とする表面処理金属帯の製造方法。
【００１２】
［14］連続ラインによる表面処理金属帯の製造設備であって、
金属帯の表面に表面処理液（x）を塗布する表面処理設備と、
該表面処理設備で金属帯表面に塗布された表面処理液（x）を乾燥させる乾燥設備を有し、
該乾燥設備は金属帯を通過させる減圧室（A）を有し、該減圧室（A）において、金属帯表面に付着した表面処理液（x）の溶媒を揮発させるようにしたことを特徴とする表面処理金属帯の製造設備。
［15］上記［14］の製造設備において、減圧室（A）は、主減圧室（a）と、その入側及び出側にそれぞれ付設された予備減圧室（b1），（b2）とを有し、金属帯を両予備減圧室（b1），（b2）を通じて主減圧室（a）を通過させるようにしたことを特徴とする表面処理金属帯の製造設備。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、連続ラインにおいて金属帯表面に塗布された表面処理液を、金属帯を高温に加熱することなく乾燥させることができる。このため乾燥後の冷却工程が不要となり、表面処理金属帯の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の製造方法と製造設備の一実施形態を模式的に示す説明図
【図２】本発明の製造方法と製造設備の他の実施形態を模式的に示す説明図
【図３】本発明の実施形態において、鋼帯制振用の抑えロールを利用したロールシール機構の一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、連続ラインにおける表面処理金属帯の製造方法であって、金属帯の表面に表面処理液xを塗布する表面処理工程と、この表面処理工程で金属帯表面に塗布された表面処理液xを乾燥させる乾燥工程を有し、この乾燥工程では、金属帯を大気圧未満、好ましくは表面処理液の溶媒の蒸気圧以下に減圧された減圧室Aを通過させ、この減圧室Aにおいて、金属帯表面に付着した表面処理液xの溶媒を揮発させるものである。以下、金属帯が鋼帯である場合を例に説明するが、本発明は鋼帯以外の種々の金属帯の表面処理に適用することができる。
【００１６】
一般に、液体状態の物質が大気圧未満の減圧下、特に蒸気圧以下の減圧下に置かれると、液体状態でいることが難しくなり、気化が促進される。表面処理液xの溶媒が水の場合、水の蒸気圧は１００℃で約１０１ｋＰａ、２０℃で約２ｋＰａになる。表面処理液xの溶媒である水は、その蒸気圧を超える圧力であっても大気圧未満の減圧下であれば気化が進行し、表面処理液xを乾燥させることができるが、例えば、鋼帯の温度が２０℃であれば、その表面に付着した表面処理液xの溶媒の温度も概ね２０℃になるため、蒸気圧以下である２ｋＰａ以下の減圧下に置くことにより、乾燥をより促進させることができる。
【００１７】
表面処理工程において、鋼帯に表面処理液xを塗布する方法は特に制限はなく、例えば、ロールコーターやバーコーターによる塗布、浸漬、スプレー塗布など任意の方法を適用できるが、表面処理工程で表面処理液xが塗布された鋼帯を、他の部材と接触させることなく乾燥工程が行われる減圧室A内に安定して導くには、後述するようにロールコーターを用いるのが有利であるので、ロールコーターによる塗布が特に好ましい。
鋼帯に塗布される表面処理液xの種類や組成も特に制限はなく、通常用いられているものを用いることができる。表面処理液xの溶媒は、水、有機溶媒、水と有機溶剤の混合溶媒のいずれでもよいが、一般には水を主成分とする溶媒（水のみからなる溶媒を含む。）が用いられる場合（すなわち水系の表面処理液x）が多い。ここで、溶媒の主成分である水に対して有機溶媒を混合する場合、有機溶媒の割合は溶媒全体で１０質量％程度を上限とすることが好ましい。水系の表面処理液xとしては、例えば、シランカップリング剤や界面活性剤などを含有する水溶液が挙げられる。
【００１８】
表面処理工程において表面に表面処理液xが塗布された鋼帯を大気圧未満、好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下（より好ましくは表面処理液の溶媒の蒸気圧未満）に減圧された減圧室Aに導入し、この減圧室Aにおいて、鋼帯表面に付着した表面処理液xの溶媒を揮発させる乾燥工程が行われる。ここで、減圧室A内を表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下（より好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧未満）に減圧した方が、より乾燥を促進できる。表面処理液xの溶媒の蒸気圧は、例えば、表面処理液xが塗布されて減圧室Aに導入される直前又は導入された直後の鋼板の温度を測定し、通常、この鋼板温度≒表面処理液x温度であることから、この鋼板温度に基づき求めることができる。
なお、減圧室Aが表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下に減圧される場合であって、溶媒が蒸気圧が異なる２種以上の液体からなる場合（例えば、溶媒が水と有機溶媒の混合溶媒である場合）には、蒸気圧が低い方の液体の蒸気圧以下に減圧されることが好ましい。
減圧室A内を減圧するために、真空ポンプなどを用いて室内の排気が行われる。
【００１９】
この減圧室A内での乾燥工程では、表面に表面処理液xが付着した鋼帯は、少なくとも表面処理皮膜成分が搬送ロールに付着しない程度に乾燥され、この状態で減圧室Aを出てライン下流側に送られる。減圧室Aを出た直後の表面処理鋼帯の表面処理皮膜は、製品のレベルまでは乾燥し切れていない場合もあるが、通常の連続ラインでは、減圧室Aの下流側にルーパーなどの長大なラインがあるので、そのライン下流側に搬送される過程でさらに乾燥（自然乾燥）が進み、製品レベルの所望の表面処理皮膜が得られる。したがって、乾燥工程以降において表面処理皮膜の焼付処理（加熱処理）を行う必要はない。
なお、表面処理皮膜の付着量（乾燥後の付着量）は、皮膜の種類によって異なり、一律には規定できないが、例えば、実施例に示したような成分を含有する皮膜の場合には、耐食性の確保の点から０．２〜１．０ｇ／ｍ２程度とすることが好ましい。付着量が０．２ｇ／ｍ２未満では耐食性が不足する場合があり、一方、１．０ｇ／ｍ２を超えると皮膜が部分的に剥離するおそれがある。
【００２０】
本発明法は、減圧室Aでの乾燥工程だけで必要とされる表面処理液xの乾燥を行うことができるので、乾燥工程では鋼帯が高温とならず、このため乾燥後の冷却工程が基本的に不要となり、その分、製造コストを低減することができる。
加えて、本発明法では、従来法のように誘導加熱炉で塗膜の乾燥焼付けを行う場合における以下のような問題についても、基本的に回避することができる。すなわち、塗膜の乾燥焼付けに使用されている誘導加熱炉では、通板する鋼帯を取り囲むように誘導加熱コイルが配設されている。この誘導加熱炉で塗膜を乾燥焼付けすると水蒸気が発生するが、誘導加熱コイルはその内部で循環している冷却水によって冷却されているので、誘導加熱炉内で発生した水蒸気が誘導加熱コイルに結露し、凝集した水滴が塗装鋼帯面に滴下付着し、塗装鋼帯の品質を損なうという問題がある。特に厚い塗膜を乾燥焼付けする場合、蒸発水分量が多くなって結露が生じやすくなるため、塗装鋼帯に水滴が落下し、表面品質の低下を招くリスクが増大する。したがって、特許文献１のように熱風加熱炉と誘導加熱炉を併用する乾燥焼付け方法も同様の課題がある。本発明法では、このような表面処理液の乾燥に伴う水蒸気の結露による問題が基本的に生じないので、厚い塗膜を形成する場合でも、優れた表面品質の表面処理金属帯を安定して製造することができる。
【００２１】
図１は、本発明の製造方法と製造設備の一実施形態を模式的に示したものである。
本実施形態では、連続ラインにおいて鋼帯Ｓに張力を付与するための上流側及び下流側ブライドルロール２a，２b間に、上流側からロールコーター１と減圧室Aが順に設けられている。
減圧室Aは、鋼帯Ｓが通過する入口４と出口５を有するとともに、真空ポンプ３が接続され、この真空ポンプ３で減圧室A内の空気が排気され、減圧されるようになっている。通常、真空ポンプ３としては、少なくとも高圧用ポンプと低圧用ポンプを併用し、これらを減圧の程度に応じて使い分けることが経済的であり、本実施形態でも、真空ポンプ３として高圧用ポンプ３０（例えば、油回転ポンプなど）と低圧用ポンプ３１（例えば、メカニカルブースターポンプなど）を設け、適宜使い分けるようにしている。
【００２２】
ロールコーター１は、それ自体は従来から使用されているものでよいが、本実施形態では、減圧室Aの入側に近接して設置されており、このロールコーター１が鋼帯Ｓを減圧室A内で水平に通板させるための案内手段の役目も果すようにしている。すなわち、減圧室Aの入口４の前面において、ロールコーター１を構成する上下１対の塗布ロール１２が鋼帯Ｓを拘束しつつ入口４方向に送り出すことにより、表面処理液xが塗布された鋼帯Ｓを、他の部材（例えば、減圧室Aの入口４や出口５などの部材）と接触させることなく、減圧室A内で安定して水平に通板させることができるようにしている。このためロールコーター１は、減圧室Aの入側にできるだけ近接して設置されることが好ましく、特にロールコーター１の最下流側位置（塗布ロール１２の出側）と減圧室Aの入口４との距離が１ｍ以下となるように設置されることが好ましい。
【００２３】
また、図示しないが、鋼帯Ｓが振動して他の部材（例えば、減圧室Aの入口４や出口５などの部材）と接触することをより確実に防止するため、減圧室Aの内部、減圧室Aの入側直前（好ましくは減圧室Aの入口４の上流側１ｍ以内）の位置、減圧室Aの出側直後（好ましくは減圧室Aの出口５の下流側１ｍ以内）の位置のうちの少なくとも１箇所に制振装置を設け、この制振装置により鋼帯Ｓの振動を抑制することが好ましい。この制振装置としては、例えば、抑えロール、非接触式の電磁式制振装置（電磁サポート装置）などが挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。
抑えロールとしては、例えば、鋼帯Ｓを上下ロールで挟んで拘束する公知のロール装置などを用いることができる。また、非接触式の電磁式制振装置としては、鋼帯通板ラインの両側に配置された電磁石から鋼帯Ｓに磁力（引力又は斥力）を及ぼすことにより鋼帯Ｓを制振する公知の電磁式制振装置などを用いることができる。
【００２４】
また、表面処理液xによっては、所定の温度に加熱しないと皮膜成分と鋼帯が反応しないため十分な皮膜特性が得られない場合があるため、図示しないが、減圧室Aの内部、減圧室Aの入側直前（好ましくは減圧室Aの入口４の上流側１ｍ以内）の位置、減圧室Aの出側直後（好ましくは減圧室Aの出口５の下流側１ｍ以内）の位置のうちの少なくとも１箇所に加熱装置を設け、この加熱装置で鋼帯（表面処理液x）を加熱できるようにしてもよい。加熱装置の種類は特に制限はないが、加熱温度の制御性などの観点から誘導加熱装置が特に好ましい。また、上記のように減圧室A内（室内の入口４に近い位置）や減圧室Aの入側直前に加熱装置を設け、この加熱装置で鋼帯Ｓ（表面処理液x）を加熱することにより、表面処理液xの溶媒の蒸気圧を調整することができ、これにより減圧室Aの減圧の程度を軽減することも可能である。
なお、減圧室A内に設置された誘導加熱装置で鋼帯を加熱しても、発生した水蒸気は真空ポンプ３で吸引されて排気されるため、誘導加熱装置に結露を生じるおそれはない。
【００２５】
減圧室Aの入口４と出口５は、通常、スリット状の開口部で構成される。これらの開口部は、空気の流入をなるべく少なくするために、通板する鋼帯Ｓとの隙間が小さい方が好ましいが、鋼帯Ｓとの隙間が小さすぎると鋼帯Ｓが接触する恐れがある。このため減圧室Aの入口４と出口５には、必要に応じて、空気の流入を抑えるための適当なシール機構を設けることができる。このシール機構には、例えば、ロールシールやエアシール（エアカーテン）などの公知のシール機構を用いることができる。
また、鋼帯Ｓの板幅に応じて入口４と出口５の幅を変更できるようにするため、減圧室Aの入口４と出口５には、それらの幅方向の一部を塞ぐことができる可動式のマスクを付設することが好ましい。
【００２６】
図１の実施形態では、減圧室A内が真空ポンプ３により大気圧未満、好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下（より好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧未満）に減圧される。
ロールコーター１により鋼帯Ｓの表面に表面処理液xが塗布され（表面処理工程）、この表面処理液xが塗布された鋼帯Ｓは直ちに減圧室Aに導入され、減圧室Aを通過する過程で表面処理液xの乾燥がなされる（乾燥工程）。
【００２７】
減圧室A内を表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下に減圧する場合、例えば、減圧室Aの入側で鋼帯Ｓ（表面処理液x）の温度を放射温度計などで測定し、この測定温度に基づいて表面処理液xの溶媒の蒸気圧を求め、減圧室A内の圧力を制御するようにしてもよい。また、減圧室A内や減圧室Aの入側直前で加熱装置により鋼帯Ｓ（表面処理液x）を加熱する場合には、この加熱後の鋼帯Ｓ（表面処理液x）の温度を放射温度計などで測定し、この測定温度に基づいて表面処理液xの溶媒の蒸気圧を求め、減圧室A内の圧力を制御するようにしてもよい。
本実施形態では、鋼帯Ｓが減圧室Aの入口４や出口５などで部材と接触しないようにするため、ロールコーター１を減圧室Aの入側に近接して設置しているが、さらに必要に応じて、ブライドルロール２a，２b間の鋼帯張力を増加させたり、上述したような制振装置を設置して鋼帯Ｓの振動を抑制してもよい。
【００２８】
また、図１の実施形態のように単体の減圧室のみで減圧を行うと、減圧室Aの入口４と出口５の隙間から空気を吸引するため、圧力を必要なレベルまで低下させるために排気能力が高い高価な真空ポンプが必要になる。そこで、主たる減圧室の前後に予備室を設けることで、主たる減圧室と外部との気圧差を小さくし、主たる減圧室への外部からの空気吸引が抑制されるようにすることが好ましい。
図２は、そのような形態の本発明の製造方法と製造設備の一実施形態を模式的に示している。
【００２９】
図２の実施形態は、連続ラインにおいて鋼帯Ｓに張力を付与するための上流側及び下流側ブライドルロール２a，２b間に、上流側からロールコーター１と減圧室Aが順に設けられている点は図１と同様であるが、減圧室Aを、主減圧室aとその入側及び出側にそれぞれ付設された予備減圧室b1，b2で構成し、鋼帯Ｓを、大気圧未満に減圧された両予備減圧室b1，b2を通じて主減圧室aを通過させるようにしている。ここで、主減圧室aでは、図１の実施形態の減圧室Aと同様に、表面処理液xの乾燥が行われ、予備減圧室b1，b2は、主減圧室aと外部との気圧差を小さくし、主減圧室aへの外部からの空気吸引を抑制する役目をする。
【００３０】
主減圧室aと予備減圧室b1，b2には、それぞれ真空ポンプ３a，３b1，３b2が接続され、これら真空ポンプ３a，３b1，３b2で主減圧室aと予備減圧室b1，b2内の空気が排気され、減圧されるようになっている。本実施形態でも、真空ポンプ３として高圧用ポンプ３０（例えば、油回転ポンプなど）と低圧用ポンプ３１（例えば、メカニカルブースターポンプなど）を設け、適宜使い分けるようにしている。
なお、予備減圧室による効果をさらに高めるために、予備減圧室b1と予備減圧室b2を、それぞれライン方向で隣接する複数の予備減圧室で構成し、各予備減圧室を真空ポンプで減圧するようにしてもよい。
【００３１】
予備減圧室b1の入口６、予備減圧室b2の出口７、予備減圧室b1と主減圧室a間の出入口８、主減圧室aと予備減圧室b2間の出入口９は、通常、スリット状の開口部で構成される。これらの開口部は、空気の流入をなるべく少なくするために、通板する鋼帯Ｓとの隙間が小さい方が好ましいが、鋼帯Ｓとの隙間が小さすぎると鋼帯Ｓが接触する恐れがある。このため予備減圧室b1の入口６、予備減圧室b2の出口７、予備減圧室b1と主減圧室a間の出入口８、主減圧室aと予備減圧室b2間の出入口９には、必要に応じて、空気の流入を抑えるための適当なシール機構を設けることができる。このシール機構としては、ロールシール（例えば図３参照）やエアシール（エアカーテン）などの公知のシール機構を適用できる。
【００３２】
図１の実施形態と同様、本実施形態でも、ロールコーター１は、減圧室A（予備減圧室b1）の入側に近接して設置されており、このロールコーター１が鋼帯Ｓを減圧室A内で水平に通板させるための案内手段の役目も果すようにしている。これにより表面処理液xが塗布された鋼帯Ｓを、他の部材（例えば、予備減圧室b1の入口６、予備減圧室b2の出口７、予備減圧室b1と主減圧室a間の出入口８、主減圧室aと予備減圧室b2間の出入口９などの部材）と接触させることなく、減圧室A内で安定して水平に通板させることができるようにしている。この実施形態でも、ロールコーター１は、減圧室A（予備減圧室b1）の入側にできるだけ近接して設置されることが好ましく、特にロールコーター１の最下流側位置（塗布ロール１２の出側）と予備減圧室b1の入口６との距離が１ｍ以下となるように設置されることが好ましい。
【００３３】
また、図１の実施形態と同様に、図２の実施形態のような減圧室の構造でも、減圧室A（主減圧室a、予備減圧室b1、予備減圧室b2のうちの少なくとも１つ）の内部、減圧室Aの入側直前（好ましくは予備減圧室b1の入口６の上流側１ｍ以内）の位置、減圧室Aの出側直後（好ましくは予備減圧室b2の出口７の下流側１ｍ以内）の位置のうちの少なくとも１箇所に制振装置や加熱装置を設けることができ、それらを設ける意義や制振装置の詳細などは、図１の実施形態で述べた通りであるが、本実施形態では、主減圧室aの入側に付設された予備減圧室b1内に誘導加熱装置などの加熱装置１０を設け、この加熱装置１０により鋼帯Ｓを加熱できるようにするとともに、主減圧室aの出側に付設された予備減圧室b2内に制振装置である抑えロール１１を設け、この抑えロール１１により鋼帯Ｓの振動を抑制するようにしている。なお、制振装置には、非接触式の電磁式制振装置などを用いてもよい。
【００３４】
図２の実施形態では、減圧室Aの主減圧室a内が真空ポンプ３aにより大気圧未満、好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下（より好ましくは表面処理液xの溶媒の蒸気圧未満）に減圧されるとともに、予備減圧室b1，b2内も真空ポンプ３b1，３b2により大気圧未満に減圧される。ここで、主減圧室aと予備減圧室b1，b2の減圧状態としては、予備減圧室b1，b2の圧力が主減圧室aの圧力よりも高くなるようにすることが好ましい。
ロールコーター１により鋼帯Ｓの表面に表面処理液xが塗布され（表面処理工程）、この表面処理液xが塗布された鋼帯Ｓは直ちに減圧室Aに導入され、減圧室A（主減圧室a）を通過する過程で表面処理液xの乾燥がなされる（乾燥工程）。その際、予備減圧室b1，b2が外部との気圧差を緩衝する領域となるため、主減圧室aへの外部からの空気吸引が抑えられ、このため排気能力が高い高価な真空ポンプを用いなくても主減圧室aの減圧を比較的容易に行うことができる。
【００３５】
本実施形態では、鋼帯Ｓが予備減圧室b1の入口６、予備減圧室b2の出口７、予備減圧室b1と主減圧室a間の出入口８、主減圧室aと予備減圧室b2間の出入口９などで部材と接触しないようにするため、ロールコーター１を減圧室Aの入側に近接して設置するとともに、予備減圧室b2内に制振装置（抑えロール１１）を設けており、これにより鋼帯Ｓが減圧室A内の部材と接触することが適切に防止されるが、さらに必要に応じて、ブライドルロール２a，２b間の鋼帯張力を増加させるなどの対応を採ってもよい。
【００３６】
また、予備減圧室b1内に設けられた加熱装置１０で鋼帯Ｓ（表面処理液x）を加熱することにより、所定の皮膜特性を得るために加熱が必要な表面処理液xの場合にも適切に対応することができる。さらに、加熱装置１０で鋼帯Ｓ（表面処理液x）を加熱することにより、表面処理液xの溶媒の温度をコントロールすることでその蒸気圧を調整することができ、これにより減圧室Aの減圧の程度を軽減することも可能である。
主減圧室a内を表面処理液xの溶媒の蒸気圧以下に減圧する場合、例えば、予備減圧室b1内で鋼帯Ｓ（表面処理液x）の温度を放射温度計などで測定し、この測定温度と蒸気圧曲線に基づいて表面処理液xの溶媒の蒸気圧を求め、減圧室A内の圧力を制御するようにしてもよい。また、予備減圧室b1内の加熱装置１０により鋼帯Ｓを加熱する場合には、この加熱後の鋼帯Ｓ（表面処理液x）の温度を放射温度計などで測定し、この測定温度と蒸気圧曲線に基づいて表面処理液xの溶媒の蒸気圧を求め、減圧室A内の圧力を制御するようにしてもよい。
【００３７】
本発明では、減圧室Aの出口などにおいて、鋼帯制振用の抑えロールを利用してロールシール機構を構成することができる。図３は、そのロールシール機構の一例を示しており、減圧室Aの出口に抑えロール１１（制振装置）を組み込み、この抑えロール１１でロールシール機構１３を構成したものである。出口を構成する減圧室A側の部材は、抑えロール１１との隙間をできるだけ小さくし、場合によっては適当な摺動部材を介して抑えロール１１と接触させてもよい。このような抑えロール１１を利用したロールシール機構は、例えば、図１の出口５、図２の出口７、出入口９などに適用できる。
【００３８】
さきに述べたように本発明法は、減圧室Aでの乾燥工程だけで必要とされる表面処理液xの乾燥を行うことができるので、乾燥工程では鋼帯が高温とならず、このため乾燥後の冷却工程が基本的に不要となる。ただし、場合によっては、熱風加熱や誘導加熱などのような公知の乾燥方法と組み合わせて用いることもでき、例えば、熱風加熱（前段）＋本発明法（後段）、本発明法（前段）＋誘導加熱（後段）などの実施形態を採ることもできる。また、皮膜の種類によっては、成膜反応や硬化反応を促進するために、必要に応じて紫外線照射工程を設け、本発明法と組み合わせて実施してもよい。
【００３９】
減圧室で表面処理液の乾燥を行う場合、減圧室内を真空に近い状態（例えば１００Ｐａ程度）まで減圧するには減圧室と外部との隙間をなくすことが重要であるが、本発明法は連続ラインで行われるため、金属帯が減圧室Aを通過するための隙間が必ず生じる。このような隙間がある減圧室A内を真空に近い状態まで減圧するには、大規模な設備と真空ポンプによる大量の気体の排出が必要となり、莫大な費用を要する。
一般的な表面処理液ｘは溶媒の主成分が水であり、水の蒸気圧は０℃で６０５Ｐａ、１００℃で１０１ｋＰａである。本発明法では、減圧室Aは水の蒸気圧以下まで減圧することができれば十分であるため、表面処理液xの溶媒の主成分が水の場合、減圧室Aは６０５Ｐａ以上１０１ｋＰａ以下に減圧されていればよく、それよりも低い圧力（例えば１００Ｐａ程度）まで減圧しないことが、真空設備（真空ポンプを含む減圧用設備）の設備コストの観点から好ましい。また、減圧室Aで必要とされる減圧の程度は水の蒸気圧で決まり、水の蒸気圧は加熱装置で金属帯温度を調整することにより制御できることから、真空設備と加熱装置の両方の費用のバランスを取りながら乾燥設備を設計することにより、設備コストを抑えることも可能である。
【実施例】
【００４０】
溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）を被処理金属帯（以下「鋼帯」という）とし、これにクロメートフリー表面処理を施して表面処理鋼帯を製造した。
発明例では、図２に示すような設備において、鋼帯の表面にロールコーター１で表面処理液を塗布した後、減圧室Ａで表面処理液を乾燥させた。比較例１、２では、従来法にしたがい鋼帯の表面にロールコーターで表面処理液を塗布した後、誘導加熱炉で表面処理液を乾燥させた。また、比較例３では、図２に示すような設備において減圧室A内の圧力を敢えて大気圧よりも高くし、表面処理液が塗布された鋼帯を通過させた。
【００４１】
表面処理液は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、有機ケイ素化合物、Ｚｒフルオロ化合物、リン酸、オキシ硫酸バナジウム、ポリエチレンオキサイドを含む薬液を所定の固形分濃度になるように純水で希釈したものを用いた。この表面処理液は、粘度１０ｍＰａｓ、表面張力４０ｍＮ／ｍ、比重１であった。
本実施例では、以下のようにして、乾燥工程完了直後の表面処理皮膜の乾燥状態と鋼帯温度を調べるとともに、製造された表面処理鋼帯の耐食性、耐黒変性、外観の評価を行った。なお、乾燥後の皮膜付着量は、表面処理鋼帯から切り出した試験片を試料として重量法で校正した蛍光Ｘ線分析により測定した。それらの結果を、製造条件ととともに表１に示す。
【００４２】
（1）乾燥工程完了直後の塗膜の乾燥状態の評価
検査台において乾燥工程完了直後の表面処理鋼帯（１コイル分）の表面状態を目視で観察することで塗膜の乾燥状態を評価した。すなわち、表面処理液が十分に乾燥する前に表面処理鋼帯が予備減圧室b2内の抑えロール１１（比較例１，２を実施した設備では誘導加熱炉の出側に設けた抑えロール）に接触した結果、皮膜に「かすれ」が生じたか否かを目視で判定した。乾燥の良否は表面処理鋼帯の搬送速度の影響もあることから、表面処理鋼帯の搬送速度により判定基準を下記のように細分化した。
◎：搬送速度１５０ｍｐｍ以上であっても「かすれ」が生じなかったもの
○：搬送速度１２５ｍｐｍ以上であっても１５０ｍｐｍ未満であれば「かすれ」が生じなかったもの
●：搬送速度１００ｍｐｍ以上であっても１２５ｍｐｍ未満であれば「かすれ」が生じなかったもの
△：搬送速度７５ｍｐｍ以上であっても１００ｍｐｍ未満であれば「かすれ」が生じなかったもの
▲：搬送速度５０ｍｐｍ以上であっても７５ｍｐｍ未満であれば「かすれ」が生じなかったもの
×：搬送速度５０ｍｐｍ未満であっても「かすれ」が生じたもの
【００４３】
（2）乾燥工程完了直後の鋼帯温度の評価
検査台において乾燥工程完了直後の表面処理鋼帯（１コイル分）の温度を放射温度計で測定した。なお、乾燥工程完了直後の表面処理鋼帯から試験片を切り出して熱電対で温度を測定し、この測定値との比較により放射率の校正を実施した。測定された乾燥工程完了直後の鋼帯温度が６０℃未満を合格（○）、６０℃以上を不合格（×）とした。
（3）外観の評価
表面処理鋼帯（１コイル分）の外観については、皮膜欠陥（上述した皮膜の「かすれ」や他の皮膜欠陥）の有無を目視で確認し、いずれの鋼帯搬送速度であっても皮膜欠陥が確認された場合を不合格（×）、少なくとも一部範囲の鋼帯搬送速度では皮膜欠陥が確認されなかった場合を合格（○）とした。
また、表面処理鋼帯が乾燥設備を通過する間に同設備の構成部材（抑えロール１１を除く）に接触して皮膜に「こすれ」が生じていないかどうかも調べた。
【００４４】
（4）耐食性の評価
表面処理鋼帯から切り出した試験片に対してＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠した塩水噴霧試験を２４時間実施し、錆発生面積率を測定した。錆発生面積率が１０％未満の場合を合格（○）とし、１０％以上の場合を不合格（×）とした。
（5）耐黒変性の評価
表面処理鋼帯から切り出した試験片（サイズ５０×１５０ｍｍ）を８０℃、９８％ＲＨの恒温槽に２４時間保持し、この保持前後の試験片の色調を分光色彩計で測定し、Ｌａｂ表色系のＬ値の差（ΔＬ）で評価した。その判定基準は以下のとおりである。
○：ΔＬ≧−３
△：−３＞ΔＬ≧−５
×：ΔＬ＜−５
なお、乾燥工程前の鋼帯温度は、予備減圧室b1内の加熱装置１０（誘導加熱装置）の下流側に設置した放射温度計を用いて測定した。
【００４５】
【表１】
2020139232.tif 000003
【００４６】
表１において、発明例１〜４，１０は、減圧室A（主減圧室a）の圧力を大気圧未満であって、かつ表面処理液の溶媒の蒸気圧よりも高い圧力に設定した。なお、発明例１０では、ロールコーター１の入側位置において冷却液で鋼帯を０℃に冷却し、ロールコーター１で塗布された表面処理液が０℃となるようにした。発明例５は、減圧室A（主減圧室a）の圧力を表面処理液の溶媒の蒸気圧以下の圧力に設定した。発明例１〜５，１０では、予備減圧室b1内に設置した加熱装置１０（誘導加熱装置）は使用しなかった。また、発明例６〜８では、予備減圧室b1内に設置した加熱装置１０を使用して鋼帯を加熱することで表面処理液の溶媒の蒸気圧を高め、減圧室の圧力をその蒸気圧以下となるように設定した。このため加熱装置１０で加熱された直後の鋼帯の温度の測定結果を基に表面処理液の溶媒の蒸気圧を求め、この蒸気圧以下になるように減圧室の圧力を制御した。また、発明例９では、発明例５と同等の乾燥条件としたが、制振装置である抑えロール１１を使用しなかった。
【００４７】
比較例１、２では、製造された表面処理鋼帯は耐食性、外観等の特性を満足したが、検査台において温度が６０℃以上あり、安全上、オペレータによる検査を実施できなかった。
比較例２では、皮膜付着量が多く、これに伴い乾燥工程での蒸発水分量も多いため、蒸発した水蒸気が誘導加熱炉内で結露し、水滴が鋼帯上に落下し、製造された表面処理鋼帯は外観不良となった。
比較例３では乾燥不良となり、それに伴い製造された表面処理鋼帯は皮膜特性や外観も劣位であった。
【００４８】
これに対して、発明例１〜１０では、検査台温度が６０℃未満（４０℃以下）でオペレータ検査に問題がなく、製造された表面処理鋼帯は耐食性、外観等の特性を満足していた。特に、減圧室の圧力を表面処理液の溶媒の蒸気圧未満にした発明例５〜９は、皮膜の乾燥状態が特に良好であった。
また、発明例９は、制振装置である抑えロール１１を使用しなかったために、表面処理鋼帯が乾燥設備を通過する間に同設備の構成部材（抑えロール１１を除く）に接触して皮膜の「こすれ」が生じ、この皮膜欠陥が１００コイル中１〜５本程度の割合で観察された。これに対して、制振装置である抑えロール１１を使用した発明例１〜８，１０では、そのような皮膜欠陥は観察されなかった。
また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）を被処理金属帯とし、これにクロメートフリー表面処理を施して表面処理鋼帯を製造し、上記と同様の評価を行ったところ、本発明条件を満足することにより優れた耐食性及び外観性を有する表面処理鋼帯が得られた。
【符号の説明】
【００４９】
A  減圧室
a  主減圧室
b1，b2  予備減圧室
１  ロールコーター
２a，２b  ブライドルロール
３，３a，３b1，３b2  真空ポンプ
４  入口
５  出口
６  入口
７  出口
８，９  出入口
１０  加熱装置
１１  抑えロール
１２  塗布ロール
１３  ロールシール機構
３０  高圧用ポンプ
３１  低圧用ポンプ
Ｓ  鋼帯
【図１】
2020139232.tif 000004
【図２】
2020139232.tif 000005
【図３】
2020139232.tif 000006