JPH04285178A - 分散樹脂皮膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐指紋性，耐食性等を
損なうことなく導電性，溶接性等を備えた分散樹脂皮膜
を鋼板表面に形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板表面は、取扱い中に指紋が付着し易
く、表面変色の原因となる。特に、表面外観を重要視す
るステンレス鋼にあっては、指紋付着に起因して表面に
干渉色が現れ、商品価値を著しく低下させる。また、亜
鉛めっき等の表面処理を施した鋼板に付着した指紋は、
布で拭く程度では鋼板表面から容易に除去されない。

【０００３】これら指紋を鋼板表面から除去するため、
洗剤，溶剤で鋼板を洗浄する工程が採用されている。し
かし、洗浄工程が加わるために製造ラインが煩雑になり
、生産性が低下する。そこで、鋼板表面をクロメート皮
膜及び樹脂皮膜で覆うことにより、耐指紋性を付与して
いる。

【０００４】従来の樹脂皮膜は、比較的大きな付着量で
鋼板の表面全体を覆うように形成されている。そのため
、形成された樹脂皮膜が絶縁層として働くため、樹脂被
覆鋼板を使用して電気製品，内装部品，各種機器等を組
み立てる際、溶接性，半田付け性等が悪くなる。

【０００５】本発明者等は、これらの相反する要求を満
足させるために、樹脂皮膜を不連続状に鋼板表面に形成
させる方法を開発し、特開昭６３−１１４６３５号公報
，特開昭６３−２７６５３９号公報，特開昭６４−１１
９８１号公報等で紹介している。新しく提案した方法に
おいては、静電気を帯電させた樹脂液を高速回転するア
トマイザーから噴霧し、電気的な吸引力によって鋼板表
面に飛翔させる。ここで、鋼板表面に対する樹脂液の塗
布量を調整するとき、多数の液滴が鋼板表面に付着する
。次いで、乾燥炉で焼付け処理を施すことにより、鋼板
表面に不連続樹脂皮膜が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】静電分散により不連続
状の樹脂皮膜を鋼板表面に形成する場合、鋼板表面に対
する樹脂の付着量を向上させるため、鋼板を所定温度に
予熱することが必要になる。しかし、予熱のための静電
分散塗装装置の上流側に加熱炉を設けると、その加熱炉
の設置のための面積が必要となり、また設備負担も増加
する。

【０００７】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、クロメート処理後に行われる乾燥
工程の余熱を樹脂の焼付けに利用することにより、静電
分散塗装される鋼板を予熱するための加熱炉を省略し、
設備的にも熱経済的にも優れた生産ラインを構築するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の分散樹脂皮膜形
成方法は、その目的を達成するため、クロメート処理さ
れた鋼板を加熱乾燥し、加熱後の冷却過程で１４０〜８
０℃の温度域にある前記鋼板に樹脂エマルジョンを静電
分散させ、前記鋼板の表面に不連続な樹脂皮膜を形成す
ることを特徴とする。

【０００９】鋼板表面に付着される樹脂皮膜は、０．１
〜２．０ｇ／ｍ２　の付着量で形成されることが好まし
い。また、本発明で使用する鋼板は、クロメート処理後
の予熱を使用する限り、その鋼種或いは表面処理の如何
に制約を受けるものではない。しかし、亜鉛めっき等の
めっきが施されたものや、ステンレス鋼等の表面外観が
重要視される材料に適用するとき、顕著な効果が発揮さ
れる。

【００１０】

【作　　用】静電分散塗装による樹脂皮膜の形成は、通
常クロメート処理に引き続いて行われる。また、クロメ
ート処理は、化成処理或いは電解法によりクロメート皮
膜を形成した後、鋼板表面を加熱乾燥させる工程を伴っ
ている。そこで、加熱乾燥後の鋼板の余熱を利用すると
き、樹脂液の静電分散塗装に必要な鋼板の予熱工程が省
略されると共に、クロメート処理及び静電分散塗装を連
続したラインで行うことができる。

【００１１】しかし、単にクロメート処理後の余熱を使
用するだけでは、良好な分散樹脂皮膜を形成することが
できない。すなわち、クロメート処理後の加熱乾燥は鋼
板を１６０〜２００℃程度に昇温して行われるが、この
ような高温域の鋼板に樹脂液を静電分散させると、鋼板
表面に飛翔した樹脂液は瞬時に沸騰する。その結果、鋼
板表面に樹脂膜の沸騰跡が残り、いわゆるパウダリング
現象が発生し、製品の表面肌が劣化する。逆に、常温近
くまで冷却した鋼板に樹脂液を静電分散させると、鋼板
表面に付着した樹脂液の乾燥が行われず、所定の不連続
状樹脂皮膜を形成することができない。

【００１２】本発明者等の研究によるとき、目標とする
樹脂皮膜を形成するためには、鋼板が１４０〜８０℃の
温度域にあることが重要であることが判明した。この鋼
板温度は、塗布される樹脂の付着量によって若干の変動
があるが、１４０〜８０℃の温度域に鋼板を維持する限
り、良好な不連続状樹脂皮膜が形成される。

【００１３】本発明は、図１に示したような製造ライン
で実施される。鋼板１０は、図１において左から右方向
に搬送される。このパスラインに沿って上流側から、ク
ロメート処理装置２０，乾燥装置３０，冷却装置４０，
静電分散塗装装置５０及び後冷却装置６０が配列されて
いる。

【００１４】クロメート処理装置２０は、密閉チャンバ
ー２１に配置された容器２２にロールコータ２３を浸漬
している。容器２２に収容されているクロメート処理液
２４は、ロールコータ２３によってもち上げられ、通板
されている鋼板１０に供給される。このクロメート処理
液との接触により、鋼板１０の表面にクロメート皮膜が
形成される。なお、図１では、ロールコータ２３によっ
てクロメート処理液２４を鋼板１０の表面に供給してい
るが、スプレー式でクロメート処理液を供給することも
できる。また、電解槽を通過させることにより、鋼板１
０の表面にクロメート皮膜を形成することも可能である
。

【００１５】クロメート皮膜が形成された鋼板は、余剰
の処理液が除去された後、乾燥装置３０に送り込まれる
。乾燥装置３０には熱風供給口３１及び排気口３２が設
けられており、１８０±２０℃の熱風が供給される。 この熱風により高温雰囲気となった乾燥炉３０の内部を
通過する間に、鋼板１０の表面に残留しているクロメー
ト処理液が蒸散し、鋼板１０の乾燥が行われる。なお、
加熱乾燥手段としては、鋼板１０のパスラインに沿って
配置したヒータや輻射加熱管等を採用することもできる
。

【００１６】乾燥後の鋼板１０は、次いで冷却装置４０
に送り込まれる。冷却装置４０は、隔壁４１によって複
数のチャンバー４２〜４５に区分されている。そして、
送気ファン４６によって、チャンバー４２〜４５に冷却
空気が供給される。冷却空気と接触することにより、鋼
板１０が冷却される。この空冷方式は、鋼板１０の表面
に形成されているクロメート皮膜からクロム酸の溶出を
防止する上で、好ましい冷却手段である。

【００１７】送気ファン４３から供給される冷却空気は
、搬送されている鋼板１０と向流接触、すなわち下流側
のチャンバー４５から上流側のチャンバー４２に流れる
ように、冷却装置４０に吹込まれることが好ましい。 しかし、最下流のチャンバー４５に冷却空気を吹込んだ
場合、冷却装置４０の出側から流出する冷却空気の流量
が多くなる。そこで、図示するように、最下流のチャン
バー４５を避けた下流側のチャンバー４４に冷却空気を
吹込んでいる。

【００１８】冷却装置４０の出側或いは静電分散塗装装
置５０の入側には、冷却装置４０を出た鋼板１０の温度
を検出する温度計４７が設けられている。温度計４７に
よって検出された鋼板温度は、適宜の演算器を介し制御
信号ａとして送気ファン４６に送られる。そして、送気
ファン４６の回転速度が制御され、鋼板温度に対応した
送風量で冷却空気が冷却装置４０に吹き込まれる。この
ようにして、冷却装置４０を出る鋼板１０が、１４０〜
８０℃の温度域に保たれる。

【００１９】冷却された鋼板１０は、静電分散塗装装置
５０に送り込まれる。静電分散塗装装置５０は、密閉チ
ャンバー５１の内部を通過する鋼板１０の上下両面に対
向する一対のアトマイザー５２及び５３を配置している
。アトマイザー５２は、図２に示すように回転軸５３の
先端にヘッド５４を装着している。ヘッド５４の内部に
空間部５５が円周状に穿設されており、空間部５５がア
トマイズ孔５６を介し開放空間５７に連通している。 ヘッド５４は給電線５８により−１００ＫＶ程度の高電
圧に荷電され、塗布される樹脂液を供給するノズル５９
の先端が空間部５５に臨んでいる。なお、下方のアトマ
イザー５３も、同様な構造をもっている。

【００２０】これらアトマイザー５２，５３を数万ｒｐ
ｍで高速回転させるとき、ノズル５９から空間部５５に
供給された樹脂液は、アトマイズ孔５６を介して開放空
間５７に至り、液滴として遠心力で半径方向に放出され
る。アトマイザー５２，５３から出た液滴は、負に帯電
されており、接地により正に帯電されている鋼板１０に
引っ張られ、鋼板１０の表面に被着する。

【００２１】鋼板１０に付着する樹脂の付着量を乾燥重
量で０．１〜２．０ｇ／ｍ２　の範囲に維持するとき、
図３に示すように、鋼板１０の表面に形成しためっき層
１１及びクロメート皮膜１２の上に不連続状の分散樹脂
層１３が形成される。個々の分散樹脂層１３の直径ｄは
、４０〜１５０μｍの直径をもっている。ここで、樹脂
の付着量１３が０．１ｇ／ｍ２　未満であると、樹脂で
覆われずに露出しためっき層１１の表面積が大きくなり
、耐指紋性が低下する。逆に、樹脂付着量が２．０ｇ／
ｍ２　を超えるとき、個々の分散樹脂層１２の間にブリ
ッジが形成され、連続した樹脂皮膜となり易い。この点
で、樹脂付着量を０．１〜２．０ｇ／ｍ２　の範囲に維
持することが好ましい。

【００２２】樹脂液としては、水溶性又は水分散性の有
機樹脂エマルジョンが使用される。たとえば、アクリル
シリカ複合樹脂又はこれにワックスを１〜２５％含有さ
せた有機樹脂エマルジョン及びアクリル変性ポリオレフ
ィン樹脂等の有機樹脂エマルジョンがある。

【００２３】静電分散塗装された鋼板は、次いで後冷却
装置６０によって冷却される。後冷却装置６０は、冷却
装置４０と同様に、隔壁６１により区画された複数のチ
ャンバー６２，６３を備えており、下流側のチャンバー
６３に送気ファン６４から冷却空気が吹き込まれる。こ
の過程で、分散樹脂層１２が乾燥され、目標とする不連
続状の樹脂皮膜が鋼板１０の表面に形成される。

【００２４】

【実施例】ワックス２０％を含有するアクリル−シリカ
系の樹脂液を、ラインスピード７０ｍ／分で走行してい
る鋼板の表面に、図２に示したアトマイザーを使用して
施した。鋼板温度を種々変えた鋼板に付着量０．５ｇ／
ｍ２　及び１．０ｇ／ｍ２　の下で樹脂を塗布したもの
につき、樹脂皮膜の性状を調べた結果を図４に示す。

【００２５】図４から明らかなように、付着量が０．５
ｇ／ｍ２　の場合、静電分散塗装装置５０の入側での鋼
板温度が７０℃以下であると、後冷却装置６０を出た樹
脂皮膜が未乾燥であった。また、鋼板温度が１４０℃を
超える場合、得られた樹脂皮膜にパウダリングが検出さ
れた。これは、鋼板温度が高すぎるため、塗布された樹
脂が沸騰することによって発生した欠陥である。

【００２６】付着量が１．０ｇ／ｍ２　の場合には、鋼
板温度８０℃未満で、樹脂皮膜が焼付け不良の未乾燥状
態であった。また、鋼板温度が１４５℃を超えるとき、
パウダリングが検出された。

【００２７】しかしながら、何れの場合にあっても、静
電分散塗装装置５０の入側での鋼板温度を８０〜１４０
℃の温度域に維持するとき、未乾燥やパウダリングのな
い焼付け良好な樹脂皮膜が形成された。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、クロメート処理後に行われる加熱乾燥によって鋼板
に与えられた予熱を利用して、鋼板表面に不連続状で塗
布した樹脂の焼き付けを行っている。そのため、クロメ
ート処理及び静電分散塗布を連続したラインで行うこと
ができることは勿論、静電分散塗布に必要とされていた
予熱炉を省略することができるため、省エネルギー及び
省スペースが図られ、生産性に優れたが表面処理ライン
が構築される。また、静電分散塗装される鋼板の温度が
８０〜１４０℃に維持されているため、未乾燥，パウダ
リング等のない良好な樹脂皮膜が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明が適用される製造ラインを示す。

【図２】　　静電分散塗装装置のアトマイザーを示す。

【図３】　　クロメート処理されためっき鋼板に付着し
た分散樹脂層を示す。

【図４】　　樹脂の付着量及び鋼板温度が形成された樹
脂皮膜に与える影響を示す。

【符号の説明】

１０　　鋼板　　　　　　　　　　２０　　クロメート
処理装置　　　　３０　　乾燥装置 ４０　　冷却装置　　　　　　５０　　静電分散塗布装
置　　　　　　４６　　送気ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　クロメート処理された鋼板を加熱乾燥
   し、加熱後の冷却過程で１４０〜８０℃の温度域にある
   前記鋼板に樹脂エマルジョンを静電分散させ、前記鋼板
   の表面に負連続な樹脂皮膜を形成することを特徴とする
   分散樹脂皮膜の形成方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の樹脂皮膜が０．２〜２
   ．０ｇ／ｍ２　の付着量で施されることを特徴とする分
   散樹脂皮膜の形成方法。