(57)【要約】【課題】  本発明は、ステインの発生を防止し、表面外観の優れた化成処理金属帯を製造できる化成処理金属帯の製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】  水平方向に通板される金属帯の両面に化成処理液を供給する手段、前記金属帯の両面に供給された前記化成処理液を絞り取り前記金属帯表面の化成処理液付着量を調整する上下一対の絞りロール、および化成処理液が絞り取られた金属帯に熱風を吹き付けて乾燥する乾燥装置を備える化成処理金属帯の製造設備において、金属帯下面に接する下絞りロールの下に、前記下絞りロールの下部が液中に没するような貯液部が設けれらていることを特徴とする化成処理金属帯の製造設備。【選択図】    図１
2005139518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に通板される金属帯の両面に化成処理液を供給する手段、前記金属帯の両面に供給された前記化成処理液を絞り取り前記金属帯表面の化成処理液付着量を調整する上下一対の絞りロール、および化成処理液が絞り取られた金属帯に熱風を吹き付けて乾燥する乾燥装置を備える化成処理金属帯の製造設備において、
金属帯下面に接する下絞りロールの下に、前記下絞りロールの下部が液中に没するような貯液部が設けれらていることを特徴とする化成処理金属帯の製造設備。
【請求項２】
前記絞りロールの金属帯入側及び出側の少なくとも一方に、前記下絞りロール表面に液を吹き付けるスプレー装置が設けられていることを特徴とする請求項１に記
載の化成処理金属帯の製造設備。
【請求項３】
前記液を吹き付けるスプレー装置は水スプレー装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の化成処理金属帯の製造設備。
【請求項４】
前記絞りロールと乾燥装置との距離が１ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の化成処理金属帯の製造設備。
【請求項５】
水平方向に通板される金属帯の両面に化成処理液を供給する手段、前記金属帯の両面に供給された化成処理液を上下一対の絞りロールで絞り取り、しかる後化成処理液が絞り取られた金属帯に熱風を吹き付けて乾燥して化成処理金属帯を製造する方法において、
金属帯下面に接する下絞りロールの下に設けた貯液部内の液中に前記下絞りロールの下部を浸漬させることを特徴とする化成処理金属帯の製造方法。
【請求項６】
さらに、前記絞りロールの金属帯入側及び出側の少なくとも一方に、前記下絞りロール表面に液を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載の化成処理金属帯の製造方法。
【請求項７】
吹き付ける液が水であることを特徴とする請求項５又は６に記載の化成処理金属帯の製造方法。
【請求項８】
前記絞りロールと乾燥装置との距離が１ｍ以下であることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の化成処理金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化成処理金属帯の製造設備およびその製造方法に関する。より詳しくは優れた表面外観を得ることができる化成処理金属帯の製造設備およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛系めっき鋼板は耐食性に優れることから、家電、建材等の分野で多岐の用途に使用されている。亜鉛系めっき鋼板の耐食性をより向上し、あるいは耐食性以外の特性を付与するために、クロメート処理、その他の化成処理が施される。
【０００３】
水平方向に通板される亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施すために一般的に用いられている化成処理設備の要部構成を図２に示す。
【０００４】
図２において、化成処理槽２のスプレー装置９から水平方向に通板される亜鉛系めっき鋼板１の両面に所要の化成処理液が吹き付けられて供給され、亜鉛系めっき鋼板１表面に付着している過剰な処理液は亜鉛系めっき鋼板を挟んで配置された上下一対の絞りロール３で絞り取られ、しかる後に乾燥装置４で鋼板全幅に高温空気が吹き付けられて処理液が乾燥されて、所要の化成処理鋼板が製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２に示した装置で、化成処理液を鋼板に吹き付けると、絞りロール３を通過した後で鋼板表面に処理液の絞りむら（ステイン）が発生し、処理後の亜鉛系めっき鋼板の外観を劣化させるという問題がある。
【０００６】
以下に先行技術文献情報について記載する。
【特許文献１】特開平９−１３７２８４号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記ステインの発生を防止し、表面外観の優れた化成処理金属帯を製造できる化成処理金属帯の製造装置及び製造方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。
（１）水平方向に通板される金属帯の両面に化成処理液を供給する手段、前記金属帯の両面に供給された前記化成処理液を絞り取り前記金属帯表面の化成処理液付着量を調整する上下一対の絞りロール、および化成処理液が絞り取られた金属帯に熱風を吹き付けて乾燥する乾燥装置を備える化成処理金属帯の製造設備において、
金属帯下面に接する下絞りロールの下に、前記下絞りロールの下部が液中に没するような貯液部が設けれらていることを特徴とする化成処理金属帯の製造設備。
【０００９】
（２）前記絞りロールの金属帯入側及び出側の少なくとも一方に、前記下絞りロール表面に液を吹き付けるスプレー装置が設けられていることを特徴とする（１）に記載の化成処理金属帯の製造設備。
【００１０】
（３）前記液を吹き付けるスプレー装置は水スプレー装置であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の化成処理金属帯の製造設備。
【００１１】
（４）前記絞りロールと乾燥装置との距離が１ｍ以下であることを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載の化成処理金属帯の製造設備。
【００１２】
（５）水平方向に通板される金属帯の両面に化成処理液を供給する手段、前記金属帯の両面に供給された化成処理液を上下一対の絞りロールで絞り取り、しかる後化成処理液が絞り取られた金属帯に熱風を吹き付けて乾燥して化成処理金属帯を製造する方法において、
金属帯下面に接する下絞りロールの下に設けた貯液部内の液中に前記下絞りロールの下部を浸漬させることを特徴とする化成処理金属帯の製造方法。
【００１３】
（６）前記絞りロールの金属帯入側及び出側の少なくとも一方に、前記下絞りロール表面に液を吹き付けることを特徴とする（５）に記載の化成処理金属帯の製造方法。
【００１４】
（７）吹き付ける液が水であることを特徴とする（５）又は（６）に記載の化成処理金属帯の製造方法。
【００１５】
（８）前記絞りロールと乾燥装置との距離が１ｍ以下であることを特徴とする（５）〜（７）の何れかに記載の化成処理金属帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、下絞りロールに起因して発生するステインを防止できる。また本発明によれば、絞りロールと乾燥装置の距離が短くてもステインの発生を防止できるので、処理設備長を短縮し、コンパクトな処理設備にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明者等は、亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施す際に発生するステインの発生原因、防止対策について種々検討・調査した。その結果、以下の事柄が明らかになった。
【００１８】
ステインは、絞りロールと乾燥装置の距離（絞りロールの軸中心と乾燥装置入側部分との距離）が１ｍ以下の設備で発生しやすく、特に鋼帯板厚が厚い場合に鋼帯下面端部側で発生しやすい。
【００１９】
ステイン発生理由については、以下のように推定された。
（ｉ）鋼帯厚さが厚い場合、絞りロールの撓みにより鋼帯端部側の絞り効果が大きくなるため、絞りロール出側では、鋼帯端部側が中央部に比べて薄膜になりやすい。
（ｉｉ）絞りロール−乾燥装置間では、鋼帯上面側は上方が開放状態にあるため、乾燥装置から上流側に流れた高温空気は容易に系外に流れるのに対して、鋼帯下面側では上流に化成処理槽、絞りロールの架台等があるため、高温空気が系外に流れにくく、従って、下絞りロール近傍の雰囲気はより高温になりやすい。絞りロールと乾燥装置が近接していると、前記の傾向はより顕著になる。
（ｉｉｉ）鋼帯表面に付着している処理液は絞りロールで絞り取られる。鋼帯下面に供給された処理液は、絞りロールに到達前に鋼帯表面から直接下方に落下し、絞りロールで絞り取られる液量が少なくなる。そのため下絞りロールでは、絞り部でメニスカス形成が不安定になり、従って下絞りロール表面に沿って下方に流下する処理液の流れが鋼帯幅方向で不均一になり、下絞りロール表面の濡れ状態が不十分になる。
【００２０】
処理液を絞り取った直後の絞りロール表面にはある量の処理液が付着している。絞りロールが回転して次に処理液を絞りとる迄の間に、膜厚の薄いところやメニスカス形成が不十分なところでは、下絞りロール表面に付着している処理液は、乾燥が促進されて濃縮され粘度が上昇する。濃縮され粘度が上昇した箇所は、絞りロールが回転されて処理液を絞りとることが繰り返されることで、その程度がより顕著になる。濃縮され粘度の高い処理液が付着した部分のある絞りロールで処理液を絞り取ると、該部分が鋼帯表面に転写されて、鋼帯表面にステインを発生させると考えられる。
【００２１】
ステインの発生を防止するには、下絞りロール表面で処理液が濃縮して粘度が上昇するのを防止することが有効と考えた。そこで、下絞りロール表面で処理液が濃縮するのを防止する手段について種々検討し、本発明を完成した。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態に係る化成処理金属帯製造装置の要部を説明する図である。図１において、１は亜鉛系めっき鋼板、２は化成処理槽、３は絞りロール、４は乾燥装置、５は貯留槽（貯留部）、６ａは絞りロール入側スプレー装置、６ｂは絞りロール出側スプレー装置、７は化成処理液循環槽、８はポンプ、９はスプレー装置（化成処理液用）である。
【００２３】
絞りロール３は上絞りロール３ａと下絞りロール３ｂで構成され、下絞りロール３ｂの下に貯留槽６が設けられている。下絞りロール３ｂ入側に該下絞りロール３ｂ表面に水を吹き付けるスプレー装置６ａが設けられ、該下絞りロール３ｂ出側に該下絞りロール３ｂ表面に水を吹き付けるスプレー装置６ｂが設けられている。
【００２４】
化成処理液循環槽７内の処理液はポンプ８で加圧され配管１３を経て化成処理槽２内のスプレー装置９から鋼帯１両面に吹き付けられる。化成処理槽２内で下方に流下した処理液はドレン管１４を経て化成処理液循環槽７に戻る。鋼帯１の両面に付着している処理液は絞りロール３で絞り取られる。絞りロール３で絞り取られた処理液は貯留槽５に流入する。
【００２５】
入側スプレー装置６ａから下絞りロール３ｂに吹き付けられた水は、絞りロール３で絞り取られた後該ロール３ｂ表面に沿って流下し、または直ちに該ロール３ｂ表面に沿って流下し、貯留槽５に流入する。出側スプレー装置６ｂから下絞りロール３ｂに吹き付けられたスプレー水は該ロール３ｂ表面を流下し、貯留槽５に流入する。
【００２６】
貯留槽５の上縁近傍にオーバフロー管１２が設置され、貯留槽５底部にドレン管１６が設置されている。ドレン管１６に設けられている弁１７を閉止することで、貯留槽５内の液は前記オーバフロー管１２を経て化成処理循環槽７に送られるように構成され、また下絞りロール３ｂ下部が貯留槽５内の液中に没するように構成されている。
【００２７】
化成処理槽循環槽７では、処理液濃度は所定の濃度範囲に管理され、該濃度範囲を外れると、図示されていない補給槽から高濃度の処理液を補給し、または水配管から水を補給し、濃度調整される。
【００２８】
乾燥装置４は、鋼帯上下に高温の加熱空気を噴射するノズルヘッダ１５が鋼帯１通板方向の上下に２組ずつ配置されている。
【００２９】
下絞りロールに起因するステインの発生を防止する効果は、スプレー装置を金属帯入側及び出側の何れか一方に設けることでも奏されるが、ステインの発生を防止する効果を高める観点からは、スプレー装置は、図１の装置のように、絞りロールの金属帯入側及び出側の双方に設けることが好ましい。
【００３０】
本装置を用いて次のように化成処理が施される。
化成処理液循環槽７内の処理液はポンプ８で加圧され配管１３を経て、化成処理槽２内のスプレー装置９から鋼帯１の両面に吹き付けられる。化成処理槽２内で下方に流下した処理液はドレン管１４を経て化成処理液循環槽７に戻る。鋼帯１の両面に付着した処理液は絞りロール３で絞り取られる。
【００３１】
絞りロール３では、下絞りロール３ｂ表面にスプレー装置６ａ及び６ｂから水が吹き付けられる。絞りロール３で絞り取られた処理液は貯留槽５に流れる。スプレー装置６ａ及び６ｂから吹き付けた水も貯留槽５に流れる。貯留槽５に流入した液はオーバフロー管１２からオーバフローして化成処理液循環槽７に流れる。貯留槽５では下絞りロール３ｂ下部が液中に没しながら回転する。
【００３２】
これらによって絞りロール３を回転して処理液を絞る際に、下絞りロール３ｂ表面で処理液が濃縮して粘度が上昇することが防止される。
【００３３】
絞りロール３を通過した鋼帯１は下流の乾燥装置４で乾燥される。前記で製造された化成処理鋼板は下絞りロール３ｂに起因するステインの発生がない。
【００３４】
貯留槽５内にはスプレー装置６ａ及び６ｂのスプレー水が流入するので、ここに貯留される処理液は濃度が低下する。この濃度の低下した処理液は貯留槽５からオーバフローして化成処理液循環槽７に流れる。化成処理液循環槽７内の処理液濃度が所定の管理範囲を外れないように、図示されていない補給槽から高濃度の処理液が化成処理液循環槽７内に補給される。
【００３５】
高濃度の処理液の補充をなるべく少なく抑えるために、貯留槽５内の処理液濃度低下はステインの発生を防止できる範囲内でなるべく少なくすることが望ましい。係る観点からは、スプレー装置６ａ及び６ｂの吹き付け水量はなるべく少なくすることが好ましく、またステインの発生しやすい厚物サイズについて鋼帯端部側の流量を中央部側よりも多くする等吹き付け水量を適宜調整することも有利である。また、鋼帯１に付着して持ち出される処理液流量、あるいは不可避的に化成処理液循環槽７と化成処理槽２間の循環系の外に持ち出される処理液量等を予め調査し、スプレー装置６ａ及び６ｂの吹き付け水量をできるだけその範囲内に抑えまたはそれに近づけるように調整することも有利である。
【００３６】
また、本発明は、絞りロールと乾燥装置の間隔（絞りロール軸心と乾燥装置の間隔；図１中の寸法Ｌ）が１ｍ以下である絞りロールと乾燥装置が近接した装置で化成処理鋼板を製造する装置として好適である。
【００３７】
前記装置では下絞りロール表面に水を吹き付けたが、水に代えて化成処理液を吹き付けることも可能である。この場合、化成処理液濃度は、循環使用している化成処理液であってもよいし、この化成処理液を希釈したものであってもよい。
【００３８】
本発明が対象とする化成処理液は特に限定されない。クロメート処理液やクロムフリー処理液、あるいは前記処理液に有機樹脂等が含有される処理液であってもよい。また、前記化成処理液を用いて処理した後に、さらに上層となる皮膜を形成してもよい。
【００３９】
以上、亜鉛系めっき鋼板を対象として本発明の実施の形態を説明したが、亜鉛系めっき鋼板以外の金属帯であっても本発明の効果は奏される。
【実施例１】
【００４０】
サイズ０．８×９１４ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板（付着量２０／２０ｇ／ｍ2）に、通板速度５０ｍｐｍで反応型クロメート処理を行い、金属クロム換算で約１８ｍｇ／ｍ2のクロメート皮膜を形成し、引き続き図１に示した装置を用いて、化成処理液として、トータルＣｒ濃度１％、Ｃｒ6+／Ｃｒ3+＝３／１のクロメート処理液（温度６０℃）を使用し、化成処理槽２でシーリング処理（クロム付着量は金属クロム換算で３ｍｇ／ｍ2程度）を行い、絞りロール３で処理液を絞り取り、乾燥装置４で処理液を乾燥して、クロメート処理鋼板を得た。
【００４１】
スプレー装置６ａ、６ｂは、鋼板全幅にスプレーできるものを設置した。その際に、下絞りロール３ｂ下の貯留槽５の使用条件、スプレー装置６ａ、６ｂの使用条件を種々変更した。貯留槽５の使用条件（浸漬有無）は、ドレン管１６の弁１７を開放、又は閉止して調整した。絞りロール３と乾燥装置４の間隔Ｌは約５００ｍｍである。
【００４２】
また処理後の鋼板表面外観を目視観察し、ステインの有無を以下の様に評価した。
ステイン評価：
○：ステイン発生無し。
△：軽微なステイン発生。
×：明瞭なステイン発生。
【００４３】
貯留槽５の使用条件（浸漬有無）、スプレー装置６ａ、６ｂの使用条件（スプレー有無）及びステインの評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2005139518.tif 000003
【００４５】
表１から、次のことがわかる。本発明例は従来例、比較例に比べて、ステインの発生を防止する効果が優れていることがわかる。貯留槽５で下絞りロール下部を液中に浸漬し、さらにスプレー装置６ａ、６ｂを使用した場合にステインを防止する効果がより優れている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、表面外観に優れた化成処理金属帯を製造するために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る化成処理金属帯製造装置の要部を説明する図である。
【図２】水平方向に通板される亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施すために一般的に用いられている化成処理設備の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  鋼帯（亜鉛系めっき鋼板）
２  化成処理槽
３  絞りロール
４  乾燥装置
５  貯留槽（貯留部）
６ａ、６ｂ  スプレー装置
７  化成処理液循環槽
８  ポンプ
９はスプレー装置（化成処理液用）
１１  水配管
１２  オーバフロー管
１３  配管
１４、１６  ドレン管
１５  ノズルヘッダ
１７  弁
【図１】
2005139518.tif 000004
【図２】
2005139518.tif 000005