(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッドが具備された1台のインクジェット装置を有し、前記インクジェット装置に具備された複数のヘッドが鋼板の幅方向に沿って配置されている表面処理鋼板の製造設備を用い、塗料を、インクジェット装置に具備された複数のヘッドから液滴として、特定のヘッドでは液滴量を変えて、吐出させ、溶接性及び／又は電磁波シールド性が必要な導電性必要部位では、厚み１μｍ以下の塗膜を形成し、前記導電性必要部位以外は厚み１〜２０μｍの塗膜を形成する、耐食性と導電性とを具備する表面処理鋼板の製造方法。
【請求項２】
複数のヘッドが具備された1台のインクジェット装置および熱処理装置を有し、前記イ
ンクジェット装置に具備された複数のヘッドが鋼板の幅方向に沿って配置されている表面
処理鋼板の製造設備を用い、塗料を、インクジェット装置に具備された複数のヘッドから
液滴として、特定のヘッドでは液滴量を変えて、吐出させ、溶接性及び／又は電磁波シールド性が必要な導電性必要部位では、厚み１μｍ以下の塗膜を形成し、前記導電性必要部位以外は厚み１〜２０μｍの塗膜を形成後、該塗膜に熱処理を施す、耐食性と導電性とを
具備する表面処理鋼板の製造方法。
【請求項３】
塗料として、有機樹脂を含有し、さらに硬化剤、潤滑剤、防錆顔料および着色顔料から
選ばれた少なくとも１種を配合した塗料を用いる請求項１または２に記載の耐食性と導電
性とを具備する表面処理鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、家電、建材、容器などの分野で用いられる表面処理鋼板の製造設備、特に、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えられる表面処理鋼板の製造設備およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車、家電、建材、容器などの分野で用いられる鋼板として、耐食性(耐白錆性や耐赤錆性)を向上させる目的で、無機化合物、有機化合物、有機高分子材料、あるいはこれらを複合した材料を含有する塗料を、ロールコーター、浸漬、電解処理などの方法により表面に塗布して塗膜を形成した表面処理鋼板が提案されている。例えば、特許文献1や特許文献2には、有機樹脂とリン酸化合物を含有する塗料を塗布して塗膜を形成した表面処理鋼板やその製造方法が開示されている。また、特許文献3や特許文献4には、有機樹脂とシランカップリング剤、さらにチオカルボニル化合物、リン酸化合物、バナジウム化合物を含有する塗膜を形成した表面処理鋼板が開示されている。さらに、特許文献5には、4価のバナジウム化合物を含む複合酸化層と自己補修性のあるリン酸塩などを含む有機樹脂層からなる2層構造の塗膜を形成した表面処理鋼板が開示されている。
【０００３】
一方、これらの表面処理鋼板には、耐食性に加え、優れたスポット溶接性やシーム溶接性、あるいは電磁波シールド性なども要求されている。
【特許文献１】特開2000-34578号公報
【特許文献２】特開2000-248380号公報
【特許文献３】特開2000-319787号公報
【特許文献４】特開2000-248384号公報
【特許文献５】特開2005-154811号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献1〜5に記載の表面処理鋼板では、耐食性の観点から、有機樹脂を含む塗料をロールコーターや浸漬により塗布して、比較的厚い塗膜を鋼板表面に均一に形成しているため、導電性が低下し、スポット溶接やシーム溶接が困難になったり、電磁波シールド性に劣るなどの問題が生じる。一方、塗膜厚みを薄くすれば導電性を向上できるが、耐食性の確保が困難になる。そこで、溶接性や電磁波シールド性などの必要な部位のみの塗膜厚みを変えられる手段が望まれるところであるが、現状のロールコーターや浸漬による塗布では、鋼板の長手方向における比較的長い距離にわたってはロール周速などを制御して塗膜厚みを変えることは可能であるが、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えることは困難である。
【０００５】
本発明は、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えられる表面処理鋼板の製造設備およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えられる表面処理鋼板の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、複数のヘッドが具備された1台のインクジェット装置を用い、複数のヘッドを鋼板の幅方向に沿って配置し、塗料を、複数のヘッドから液滴として、特定のヘッドでは液滴量を変えて、吐出させ、鋼板面に着地させて塗膜を形成すればよいことを見出した。
【０００９】
本発明は、複数のヘッドが具備された1台のインクジェット装置を有し、前記インクジェット装置に具備された複数のヘッドが鋼板の幅方向に沿って配置されている表面処理鋼板の製造設備を用い、塗料を、インクジェット装置に具備された複数のヘッドから液滴として、特定のヘッドでは液滴量を変えて、吐出させ、鋼板面に着地させて鋼板表面の任意の位置で厚みの異なる塗膜を形成する、耐食性と導電性とを具備する表面処理鋼板の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明の製造方法では、塗膜を形成後、塗膜に熱処理を施すこともできる。
【００１１】
塗料として、例えば、有機樹脂を含有し、さらに硬化剤、潤滑剤、防錆顔料および着色顔料から選ばれた少なくとも1種を配合した塗料を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みが変えられた表面処理鋼板を製造できるようになった。そのため、必要な部位のみの塗膜厚みを薄くして導電性の付与された表面処理鋼板を用いることが可能となった。したがって、スポット溶接やシーム溶接が可能になるのみならず、この表面処理鋼板を用いた製品の耐食性をほとんど低下させることなく電磁波シールド性も向上できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
インクジェットプリンターは、インクを多数の吐出口(ノズル)を有するヘッドからピエゾ方式やサーマル方式によって微細な液滴として吐出させ、直接紙などの被印字媒体に着地させて印刷する印刷機である。本発明では、このインクジェットプリンターの技術を、主として耐食性を目的に塗膜の形成された表面処理鋼板に応用して、従来不可能であった必要な部位のみの塗膜厚みを変えることを可能にし、例えば特定の部位に導電性を付与させて溶接や電磁波シールドを可能としたことに特徴がある。
【００１４】
図1に本発明の表面処理鋼板の製造設備の一例を示す。この例では、1台のインクジェット装置(図示せず)が設置されており、インクジェット装置に具備された複数のヘッド11が、鋼板面の鉛直方向上方に、鋼板の幅方向に沿って配置されている。このとき、インクジェット装置に具備された複数のヘッド11は、図2に6個のヘッド11a〜fの場合を示したが、鋼板10の幅方向に沿ってちどり配置されることが、塗膜厚みを制御する上で好ましい。また、図1および図2においては、ほぼ水平な鋼板面に対して鉛直方向上方に複数のヘッドを配置する場合を示したが、鋼板面が鉛直方向にほぼ平行となっている場合は、各ヘッドから吐出する塗料の液滴が鋼板面に着地し、塗膜を形成できる位置に各ヘッドを配置すればよい。
【００１５】
本発明の製造設備で使用するインクジェット装置には、市販のインクジェットプリンターと同様なものが適用できるが、表面処理鋼板のような大面積上への塗膜形成を対象としているので、鋼板のサイズによって塗料供給系の容量やヘッドのサイズ、数などを適宜変更できることが好ましい。
【００１６】
図1で、いま、塗料21を、図2に示したように配置された6個のヘッド11a〜fからなるヘッド11から液滴として吐出させ、鋼板10面に着地させる際に、6個のヘッド11a〜fのうち特定のヘッド、例えばヘッド11eと他のヘッド11a〜d、fから吐出される液滴量を変えれば、ヘッド11eを通過した部位と他のヘッドの11a〜d、fを通過した部位で厚みが異なる塗膜を形成できる。このようにして、液滴量を変えるヘッドを経時的に適宜選択していけば、鋼板表面の任意の位置で厚みの異なる塗膜を形成できることになる。さらに、液滴量自体をヘッドごとにあるいは経時的に変えれば、鋼板表面の任意の位置で任意の厚みを有する塗膜を形成できることになる。このとき、ヘッドの液滴量を変えるには、各ヘッドで使用するノズル数やノズルから吐出させる液滴の間隔(周波数)を変えればよい。
【００１７】
インクジェット装置に併せて熱処理装置を備えることにより塗膜形成後塗膜に加熱処理を施すこともできる。
【００１８】
また、図3に示すように、ロール31、32などを用いて鋼板10の進行方向を変え、ヘッド11と、ヘッドの位置より下流側に熱処理装置40を配置すれば、鋼板10の表裏面に塗膜を形成でき、さらに熱処理を施すこともできる。
【００１９】
本発明は、例えば、有機樹脂含有し、さらに硬化剤、潤滑剤、防錆顔料および着色顔料から選ばれた少なくとも1種を配合した塗料を用いて塗膜の形成された表面処理鋼板に適用できる。こうした表面処理鋼板では、通常、塗膜厚みは1〜20μmであるが、溶接が行われる部位や電磁波シールド性の必要な部位では、本発明の方法により塗膜厚みを1μｍ以下にして導電性を持たせることができる。
【実施例】
【００２０】
板厚0.7mm、板幅200mmの電気亜鉛めっき鋼板(片面当たりのめっき付着量：20g/m2)に、図2に示すように鋼板の幅方向に6個のヘッド11a〜fをちどり配置したヘッドを具備するインクジェット装置を用いて、エポキシ樹脂[ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート(登録商標)1007]と硬化剤としてトリレンジイソシアネート[日本ポリウレタン工業(株)製コロネート(登録商標)2507]を質量比70/30で含む塗料の液滴を、ヘッド11a〜d、fとヘッド11eとで液滴量を変えて吐出させ、鋼板面に着地させた後、高周波誘導加熱炉で140℃に加熱し、図4に示すような厚膜部と薄膜部を有する塗膜の形成された表面処理鋼板No.1〜7を作製した。このとき、ヘッド11a〜fの先端は鋼板面から2mmの高さにあり、鋼板の移動速度は10m/minである。ヘッド11a〜fは、いずれもピエゾ方式で液滴を形成するタイプであり、それぞれ幅36mmの中に512本のノズルが、ノズル間距離70.5μmで配列されている。また、表1に示すように、ヘッド11a〜d、fのノズルから吐出される塗料の液滴量を42pL(ピコリットル)とし、周波数を0.5〜9.5kHzに変えて厚みを1.25〜20μmとした厚膜部と、ヘッド11eのノズルから塗料を吐出させないで厚みを0μmとした薄膜部(No.1〜4)あるいはヘッド11eのノズルから吐出される塗料の液滴量を42pLとし、周波数を0.14〜0.45kHzに変えて厚みを0.3〜0.9μmとした薄膜部(No.5〜7)とからなる塗膜を形成した。
【００２１】
また、上記と同じ塗料を、従来法であるロールコーターにより塗布後、高周波誘導加熱炉で140℃に加熱し、表2に示すように、厚み0.3〜20μmの塗膜を形成した表面処理鋼板No.8〜14を作製した。
【００２２】
そして、本発明法で作製した表面処理鋼板No.1〜7の厚膜部と薄膜部と従来法であるロールコーターにより作製した表面処理鋼板No.8〜14について、塗膜厚み、耐白錆性、導電性を以下の方法で調査した。
【００２３】
塗膜厚み：皮膜断面のSEM観察により測定した。
【００２４】
耐白錆性：表面処理鋼板1〜7の厚膜部と表面処理鋼板8〜14について、塩水噴霧試験(JIS-Z-2371-2000)を施し、48時間後の白錆面積率を測定し、以下のように評価した。
◎：白錆発生面積率5%未満
○：白錆発生面積率5%以上10%未満
○−：白錆発生面積率10%以上25%未満
△：白錆発生面積率25%以上50%未満
×：白錆発生面積率50%以上
導電性：表面処理鋼板1〜7の薄膜部と表面処理鋼板8〜14について、使用電極：CF型Cr-Cu電極(先端径：5.5mmφ)、加圧力：196N(200kgf)、通電時間：10サイクル/50Hz、溶接電流：10kAの条件で連続打点性の溶接試験を行い、連続打点数を求め、以下のように評価した。
◎：2000点以上
○：1000点以上2000点未満
△：500点以上1000点未満
×：500点未満
本発明法で作製した表面処理鋼板No.1〜7の結果を表1に、また、従来法であるロール作製した表面処理鋼板No.8〜14の結果を表2に示す。本発明法で作製した表面処理鋼板No.1〜7では、いずれも導電性に優れた薄膜部と耐食性に優れた厚膜部を具備しており、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えられるという本発明の特徴が生かされていることがわかる。一方、従来法であるロールコーターにより作製した表面処理鋼板8〜14では、鋼板表面の任意の位置で塗膜厚みを変えることができないため、厚みが厚いと耐食性に優れるが、導電性に劣り、厚みが薄いと導電性に優れるが、耐食性に劣り、耐食性と導電性の両特性を具備した鋼板は得られない。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明であるインクジェット装置を用いた表面処理鋼板の製造方法の説明図である。
【図２】本発明であるインクジェット装置のヘッド配置の一例を示す図である。
【図３】本発明であるインクジェット装置を用いた表面処理鋼板の製造設備の一例を示す図である。
【図４】本発明の方法により製造された鋼板表面の特定の位置で塗膜厚みが変えられた表面処理鋼板の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
10  鋼板
11  ヘッド
21  塗料
31、32  ロール
40  熱処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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