JPH01293907A - 塗装鮮映性の優れた鋼板 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車、トラック、電車等の各種車輌用外板あ
るいは家庭用電気製品用外板の如く、成形加工後塗装し
て使用される鋼板に関し、殊に成形加工時に型かじりを
起こし難く且つ塗装鮮映性か改善された鋼板に関するも
のである。

［従来の技術］ 前述の様な外板用として使用される鋼板においては、プ
レス加工等の成形加工時に生しる型かしり（鋼板の金型
への焼付きをともなったむしれ状の損傷）を防止するた
め、ダル仕上げロールて調質圧延して表面粗さを調整す
るのが通例である。

このダル仕上げには従来よりショツトブラスト法あるい
は放電加工法が採用されており、これらの方法て仕上げ
たロールを用いて圧延した鋼板の表面は、たとえは第２
図に示す如き不規則な山と谷で構成されるプロフィルを
呈している。そして成形加工においては、該プロフィル
における谷部か潤滑油の油溜め部として作用すると共に
生成した金属粉を捕捉し、焼付きを防いて型かじりを抑
止する作用を発揮する。従って型かしり防止という観点
からすれば表面粗さは大きいものほど好ましい。

他方、前述の如き外板用鋼板においては、美的装飾感を
高めるうえて塗装仕上りの良否は重要な評価項目であり
、その中でも特に塗膜表面に物体を写した時の像の鮮明
度が重要視されており、この特性を一般に鮮映性と称し
ている。

ところで塗装面の鮮映性は、塗料の種類や塗装方法等の
影響もさることながら、鋼板自体の表面粗さによって大
きく左右される。即ち鋼板表面の細かな凹凸は塗料によ
り埋めつくされてレベリングされるため悪影響は殆んど
現われないが、ある程度大きな凹凸になると該凹凸に沿
って塗膜が形成されるため反射光が散乱し、光沢が低下
すると共に鮮映性も悪化してくる。たとえば第３図は、
ショツトブラスト処理ロールで調質圧延された鋼板の表
面粗さＲａ（中心線表面粗さ）と塗装鮮映性の関係を例
示するグラフであり、表面粗さＲａの小さいものほど鮮
映性はほぼ一次関数的に向上している。

即ち対型かじり性を高めるために表面粗さＲａを大きく
すると塗装鮮映性が悪化し、表面粗さＲａを小さくして
塗装鮮映性を高めると対型かじり性が低下するという傾
向があり、そのため従来は表面粗さＲａを適当な範囲に
調整することにより対型かしり性と鮮映性の両立を図っ
ているが、あくまでも折衷的措置であるため両要求性能
を十分に満たすものとは言えない。

こうした状況に対処するための方策として、たとえば特
開昭６２−２３０４０２号公報に開示されている様な技
術が提案されている。この方法は、レーザビームの如き
高密度エネルギービームでダル仕上げされた調質圧延ロ
ールを使用して鋼板表面に特異な形状の凹凸を形成する
ものであり、概要は下記の通りである。

即ちロールを回転させながら該ロール表面に向けてたと
えばレーザパルスを照射すると、第４図（Ａ）　、　（
Ｂ）に示す様にレーザ照射部の金属が溶融してクレータ
１が形成され、その周りには溶融した金属が盛り上って
環状の凸部２が形成される。該クレータ１や凸部２０ロ
一ル円周方向形成ピッチは、ダル仕上げ時におけるロー
ルの回転速度とレーザパルスの照射周期を変えることに
よって任意に調整することができ、またロール軸方向の
形成ピッチはロール１回転毎のレーザ照射装置の８動距
離によって自由に調整することができる。

またクレータ１の直径や深さ、凸部２の幅や高さは、レ
ーザパルスのエネルギーや照射時間によって変えること
ができる。そしてこの様な方法で表面にクレータ１や凸
部２を無数に形成したダル仕上げロールによって鋼板を
調質圧延すると、第５図（Ａ）　、　（Ｂ）に示す如く
ロールＲの凸部２は鋼板Ｐの表面に食い込んで環状凹部
２ａが形成されると共に、この部分の金属はクレータ１
方向へ盛り上る様に流れ込み、略円形状の台地部１ａが
形成され、凸部２より外側における未加工（即ちレーザ
エネルギーが与えられなかった部分）の平坦面３で押し
付けられた鋼板Ｐの面は平坦な平地部３ａとなる。かく
して得られる鋼板の表面は、略円形の台地部１ａとこれ
をとり囲む環状凹部２ａ、および台地部１ａより若干低
めの平地部３ａを有するものとなる。

そしてこの様な表面形状の鋼板においては、環状凹部２
ａが成形加工時の潤滑油溜めおよび切削粉捕捉部として
の機能を果たして型かじり防止効果を発揮し、且つ第２
図に示した様な従来の粗面化鋼板に比べて平坦面が多く
乱反射も抑えられるので鮮映性も非常に優れたものとな
る。

前述の公開発明はこうした知見に基づき、更に鋼板の表
面形状の中で塗装後の鮮映性に影響を及ぼすものは、４
００μｍを超える長い波長成分であることに着目してな
されたものである。そして具体的には、隣り合う台地部
１ａ、Ｉａ間の平均中心間距離をＳａ、環状凹部２ａ外
縁の平均直径をＤ、内縁の平均直径なｄ、粗さ曲線の中
心線での台地部の平均直径をＬａｐとしたとき、これら
が次式の関係を満たす様に調整するところに特徴を有す
るものである。

ン Ｓａ≦８００μｍ Ｌａｐ≦１５０μｍ ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の様な公開発明の特徴を生かしつつ、鋼板
表面の微視的形状特性を違った角度から改善することに
よって、鋼板の対型かじり性および塗装鮮映性を更に高
めることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできた本発明鋼板の構成は
、鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野を取り囲む
谷部からなる凹凸か無数に形成され、且つ該凹凸を除く
部分を平地部とする鋼板において、鋼板の平面視全表面
積中に占める上記平地部の割合か８５％以下であると共
に、上記平地部から谷部への深さが４μｍ以上であり、
且つ鋼板表面形状を周波数解析したときの５８５μｍ≦
λ＜２７３０μｍの範囲に含まれる波長λの波長成分強
度（μｍ　２　）が０．６以下である点に要旨を有する
ものである。

［作用］ 本発明者らは、前述の様な高密度エネルギービームによ
るダル仕上げロール（以下これをレーザダル仕上げロー
ルと呼ぶこともある）で調質圧延された粗面化鋼板の対
型かじり性および塗装鮮映性の両特性に与える表面形状
特性の影響について様々の角度から検討を重ねた。

まず本発明者らは、波長の長い成分のみが塗装後の鮮映
性に関与しているという観点から、次の様な実験を行な
った。即ち本発明者らは種々のレーザダルパターンの鋼
板を作成し、該鋼板にトータル塗膜厚９０μｍの３コー
ト塗装を行ない、塗装前後の表面形状における波長分布
を調査した。

その結果を第６図に示す。尚第６図中の残存率とは、塗
装後の波長成分強度を塗装前の波長成分強度て除した値
を示す。この第６図から明らかな様に、残存率は波長λ
が５８５μｍ以上になると急激な立ち上がりを示してい
る。このことから特に５８５μｍ以上の長い波長成分が
塗装後においても残存し、これが鮮映性に悪影響を与え
るものと判断できる。

そこで木発明者らは、塗装前鋼板における波長λが５８
５μｍ≦λ＜２７３０μｍの範囲での波長成分強度Ｐと
３コート塗装後の鮮映性の関係について調査したところ
、第７図の結果が得られた。このときの周波数解析の条
件は、次の通りである。まず１サンプルについて８．１
９２ｍｍの測定長さのプロフィルを１０本準備し、デー
タ点数をプロフィル１本当たり８，１９２点とし、プロ
フィルは最小自乗法で傾きをなくして移動平均にてフィ
ルターをかけた後波高（ｈ）分布を計算した。そして得
られた１０本の波高分布をリニア加算し平均して１本の
波高分布を得、この波高分布において前記波長範囲に存
在するデータ点について波高の２乗和（Σｈ２）を求め
、これを波長成分強度Ｐ（μｍ　２　）　　とした。

尚波長λの範囲の上限は塗装面の目視感応評価および鮮
映性測定計器による評価において、原板表面の２７３０
μｍ以上の長い波長成分は塗装後の鮮映性に大きな影響
を与えなかったため、上限を２７３０μｍ未満とした。

また鮮映性の評価はＡＴＩ　　ＳＹＳＴＥＭＳ　　ＩＮ
Ｃ社製のＤＯＩメータを使用した。

第７図の結果から明らかであるが、鋼板の表面形状の上
記波長範囲での波長成分強度ＰはＤＯＩ値と良好な相間
々係を示していることがよく分かる。そして鮮映性の評
価については、自動車用外板の場合にはほぼｒＤＯＩ値
≧９３」であることが望ましいと言われているので、そ
の為には波長成分強度が０．６以下であればよいことが
分かる。

次に本発明者らは、各種製造因子が波長成分強度Ｐに如
何なる影響を与えるかについて検討した。第８図は、表
面粗さＲａの異なる調質圧延前の鋼板（即ち素材鋼板）
を用いてレーザダル仕上げロールによって調質圧延した
場合に、調質圧延後の鋼板表面における平地部３ａの平
面視面積率（以下平地部面積率と呼ぶ）（Ｆ・％）と前
記波長成分強度Ｐとの関係を示すグラフである。

第８図の結果から明らかな様に、平地部面積率Ｆ（％）
を大きくするにつれて、或は調質圧延前の鋼板の表面粗
さＲａを細かくするにつれて波長成分強度Ｐの値は小さ
くなり鮮映性が向上する。

尚調質圧延前の鋼板の表面粗さＲａが波長成分強度Ｐに
影響を及ぼすのは、ショツトブラストロール等による冷
間圧延時に表面粗さＲａに関連して生じた波長の長いう
ねり成分が調質圧延後も残存する為であると考えられる
。従って鮮映性の良好な鋼板を得る為には、冷間圧延時
から波長の長いうねりの発生を抑えると共に調質圧延後
は平地部面積率をできるだけ大きくする、或は調質圧延
時の伸び率を可能な範囲で大きくして素材鋼のうねり成
分を極力圧殺する等の工夫が必要である。以上述べてき
たことから明らかな様に、調質圧延前の素材鋼板の表面
粗さＲａ、調質圧延後の鋼板の平地部面積率Ｆ、及び調
質圧延時の伸び率を適当に組み合わせて鋼板表面形状の
波長成分強度Ｐを０．６以下に抑えることによって、Ｄ
ＯＩ値が９３以上の鮮映性に優れた鋼板を得ることがで
きる。

これまで鋼板の鮮映性に関して述べてきたが、外板用鋼
板として使用される為にはプレス成形時に対型かしり性
が良好であることが必要である。

この対型かじり性に関しては、成形加工時の潤滑油溜め
及び切削粉捕捉部として機能を果たす谷部の存在が重要
であり、この谷部の比率および形状を検討する必要があ
る。

レーザダル加工ロールで調質圧延された鋼板における谷
部は、前記環状凹部２ａである。そこで本発明者らは環
状凹部２ａの比率を平地部面積率Ｆで把え、その形状を
環状凹部２ａの深さＤで把えてこれらが対型かじり性に
及ぼす影響について調査した。

第１図は環状凹部２ａの深さＤを変化させた場合に、平
地部面積率Ｆと対型かじり性の関係について調査した結
果を示すグラフである。尚第１図においては、対型かじ
り性を評価するパラメータとしては、しごき曲げ試験に
おける型かじり限界を用いた。又第１図においては、ラ
インより右側は型かじりが発生しており、左側では型か
じりが発生していないことを示している。

第１図の結果から次の様に考察することができる。即ち
平地部面積率Ｆを大きくしていくと（谷部の比率を下げ
ていくと）、ある値以上で急に型かじりを発生する傾向
がある。父型かじりを発生するときの平地部面積率Ｆの
値は、環状凹部２ａの深さＤの大きさによって異なり、
該深さＤの値が大きくなるにつれて大きい側にずれる傾
向を示す。しかしながら深さＤが４μｍ以上では平地部
面積Ｆが８５％のところでほぼ飽和し、型かじりを発生
し始める平地部面積率Ｆの値を大きい側にずらせる効果
がなくなる。このことは深さＤを４μｍ以上、平地部面
積率Ｆを８５％以下とすることによって対型かじり性に
優れた鋼板が得られることを意味している。

以上述べたことから明らかな様に、平地部面積率を８５
％以下、環状凹部２ａ（谷部）の深さＤを４μｍに設定
した上で、波長λが５８５μｍ≦λ＜２７３０μｍにお
ける波長成分強度を０６以下となる様に調質圧延前の鋼
板の表面粗さＲａ。

平地部面ｆｉｔ率Ｆ（即ち平地部面積率の下限）、調質
圧延時の伸び率等を設定すれば、塗装鮮映性および対型
かしり性の両特性に優れた外板用鋼板が得られる。

［実施例コ 低炭素アルミキルド鋼板を素材とし、表面粗さの異なる
ワークロールを用いて冷間圧延を行なった後、脱脂、洗
浄、焼鈍を行ない、表面粗さの異なる数種の冷延鋼板を
得た。一方、調質圧延用のロールとして、レーザビーム
によりダル仕上げしたものを用意した。尚レーザビーム
によるダル仕上げロールについては、ダル仕上げ条件を
変えることにより種々の平地部面積率Ｆのものを得た。

これらの調質圧延ロールを使用し、前述の冷延鋼板を調
質圧延（伸び率は１．０％に調整）することにより、第
１表に示す様々の粗面化鋼板を製造した。

得られた各粗面化鋼板は夫々燐酸塩処理した後、塗料を
膜厚が９０μｍとなる様に３回塗りし、前述のＤＯ■メ
ータを用いて鮮映性を評価した。また各粗面化鋼板につ
いては、クリアランスを板厚の一６０％に設定してしご
き曲げ試験を行ない、型かしり発生の有無を調へた。

結果は第１表に一括して示す通りであり、本発明の規定
要件を満たすもの（実施例）は、比較例に比へて鮮映性
が良くいずれもｒＤＯＩ値９３以上ｊの基準を満たして
おり、成形加工時に型かしりも発生しておらず、各種外
板用として優れたものであることが分かる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、高密度エネルギー
ビームによるダル仕上げロールを用いた粗面化処理鋼板
の特徴を保持しつつ、既述の如く鋼板表面の形状特性を
定めることによって、対型かじり性が良く且つ塗装鮮映
性の優れた粗面化鋼板を提供し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は鮮映性に与える平地部面積率Ｆとクリアランス
の関係を示すグラフ、第２図はショツトブラストでダル
仕上げされたロールを用いた粗面化鋼板の表面プロフィ
ルを例示する拡大断面図、第３図は該粗面化鋼板の表面
粗さと鮮映性の関係を示すグラフ、第４図は高密度エネ
ルギービームを用いたダル仕上げロールの表面形状を示
す説明図、第５図は第４図のダル仕上げロールを用いて
粗面化した鋼板の表面形状を示す説明図、第６図は波長
と残存率の関係を示すグラフ、第７図は波長成分強度と
鮮映性の関係を示すグラフ、第８図は平地部面積率Ｆと
波長成分強度Ｐの関係を示すグラフである。 １・・・クレータ　　　　２・・・環状凸部３・・・平
坦部（非加工部） １ａ・・・台地部　　　　　２ａ・・・環状凹部３ａ・
・・平地部 Ｕ】 ％ 氾 ？　　　　　　　　■ 区 く 鮭 第６図 波長（７ｚｍ） 第７図 ９８５８５≦λ＜２７３ｏ／１ｍ 第８図 孟１へ−〜。 リ　　　　○○ 平地部面積率Ｆ（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野を取り囲む
   谷部からなる凹凸が無数に形成され、且つ該凹凸を除く
   部分を平地部とする鋼板において、鋼板の平面視全面積
   中に占める上記平地部の割合が８５％以下であると共に
   、上記平地部から谷部への深さが４μｍ以上であり、且
   つ鋼板表面形状を周波数解析したときの５８５μｍ≦λ
   ＜２７３０μｍの範囲に含まれる波長λの波長成分強度
   （μｍ＾２）が０．６以下であることを特徴とする塗装
   鮮映性の優れた鋼板。