JPH02274859A - 成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - 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〉 本発明は成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板に関する。

〈従来の技術〉 自動車ボディ外板や家庭電気製品ないし板金家具類など
の外装板のように、塗装後の仕上がり外観が要求される
薄鋼板は従来冷間圧延鋼板が多用され、成形性との両立
から表面の粗度調整を調質圧延によって行っている。　
しかし、特に自動車用鋼板の防錆上の見地から表面処理
鋼板を利用する割合が急速に増加しており、表面処理鋼
板における塗装後鮮映性とプレス成形性の両立が課題と
なっている。　電気めっきのように比較的薄目付の表面
処理鋼板の場合、原板である冷延鋼板の表面粗度は表面
処理後も維持されており、表面粗度の管理は従来冷延鋼
板の延長上の技術でほぼ可能である。

しかし、さらなる防錆上の対策が必要な場合、合金化処
理を施した溶融亜鉛めっき鋼板のように、厚目付の表面
処理が必要となり、その場合の表面粗度は原板の表面粗
度とは全く異なってしまうことが問題となっている。　
すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶
融亜鉛めっき工程および合金化工程の両工程によって原
板の表面粗度から大きく変化してしまう。　最終的な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹
凸によって粗面化し、塗装後の鮮映性およびプレス成形
性の両者に悪影響を及ぼすことが知られている。

今日、自動車の塗装表面仕上がり品質は、直接顧客に自
動車の高級感および総合品質の高さを訴えることができ
ることから、重要な品質管理項目として最近注目されて
いる。　塗装仕上がり品質の一つの指標として鮮映性が
あり、その向上のために主に塗装技術の改善が従来行わ
れてさた。　一方、薄鋼板の表面粗度は、従来プレス成
形性のために、ダル目付によって適度に粗面化するのが
一般的であった。　　しかし、塗装技術の向上とともに
、塗装面の素地となる薄鋼板の表面粗度と塗装後表面粗
度との関係が明らかとなり、鋼板表面粗度を管理するこ
とによって塗装後鮮映性を向上することが可能であるこ
とがしだいに明らかにされてぎた。

冷延鋼板の表面粗度の管理は従来ショットダル加工した
スキンバスロールを用いて調質圧延することによって行
われていたが、この主たる目的は、プレス成形性の改善
である。　塗装後鮮映性を改善するためには冷延鋼板の
表面粗度を小さくする必要があり、この知見は、例えば
ＮｌＬＡＮらのＳＡＥ　（ＳＡＥ　　Ｔｅｃｈ。

ＰａｐｅｒＳｅｒ、Ｎｏ８００２０８）論文においても
紹介されている。

しかしこの結果をそのまま適用しても成形性の点から問
題が残る。　成形性と鮮映性の両立は従来のショットダ
ル加工のようにだいたいの平均あらさの管理では不可能
である。　特開昭６２−１６８６０２および特開昭６２
−２２４４０５号では冷延鋼板において塗装後鮮映性と
成形性を両立するための表面粗度管理技術を開示してい
る。　しかし、この適用鋼種は、冷延鋼板あるいは表面
処理鋼板の中でも表面処理後も原板の表面粗度がそのま
ま受けつがれる薄目付の種類に限られていた。

すなわち、溶融亜鉛めっき鋼板のような厚目付の表面処
理であったり、さらに合金化処理することによって表面
が粗面化する場合については、従来、鮮映性のための表
面粗度管理、あるいは成形性との両立のための粗度管理
は不可能とされ、このための研究はほとんど顧みられな
かった。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の先行特許において、対象ｍｌ　ｆ！はすべて冷延
鋼板および薄目付の表面処理鋼板に限られていた。　そ
れは、表面粗度が原則として調質圧延によって決まる鋼
種であり、目的とする粗度管理がこの工程で比較的容易
にできることがその理由としてあげられる。　これに対
し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、表面に細かな凹凸が
存在し、この凹凸の存在のために冷延鋼板の場合のよう
な粗度管理の効果は期待できないとされていた。

本発明は、合金化溶融亜鉛めっぎ鋼板の塗装後鮮映性と
成形性の両者を冷延鋼板並みに改善するための表面粗度
管理技術を開示するものであり、成形性および塗装後鮮
映性がともに優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供す
ることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、平均あらさＲａが０．６μｍ以下
である平坦部が鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、平
坦部より２μｍ以上突き出た凸部が存在せず、さらに、
平坦部より２μｍ以上深い凹部がそれぞれ最近接間隔が
５０〜３００μｍとなるように分布し、この凹部面積は
５００〜１００００μｍ２で、それぞれが連なることは
なく独立に分布することを特徴とする成形性と塗装後鮮
映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供するもの
である。　さらに、個々の凹部の最近接間隔および面積
がそれぞれの平均値から２０％以上隔ることのないよう
にするのがよい。

以下に、本発明を更に詳細に説明する。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面は、前述のように、め
っき後の合金化の段階で形成される細かな凹凸のために
表面が第６図に示すように全体的に粗面化している。　
このことが従来このｔ１４ｆ！での表面粗度管理を困難
にしていた。　しかし、本発明では、この状態を前提と
して、その後の工程で実現可能な範囲で表面粗度を調整
することによって鮮映性および成形性の改善をはかって
いる。　このためには、従来の平均あらさあるいはＰＰ
Ｉ（１インチ当たりの山数）の管理だけでは不十分であ
りさらに細かな表面粗度構造の限定が必要であることが
判明した。

そこで、本発明においては、両特性と密接に関係する有
効な粗度パラメータを用いて表面粗度を管理することに
より、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の成形性および塗装後
鮮映性の両立を図る。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第６図に示すような粗面を
本願におけるように適切に調整するには、その製造工程
において種々の対策法が考えられるが、本発明において
は特にその手法までは限定しない、　例えば、レーザー
ダル加工を施したロールを用いる方法もその一例として
有効である。　この方法は、ブライドロールにレーザー
でダル加工を施して、溶融亜鉛めっき鋼板に与えようと
する凹凸パターンを形成する技術である。　このダル加
工ロールを所望の転写率となるような圧下率にてめっき
鋼板に押し付ける。　これにより転写率が所望の範囲と
なり、本発明の範囲内に粗度が制御できれば成形性およ
び鮮映性が優れた溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。　た
だし、レーザーダル加工法以外の方法でも本発明の範囲
内に粗度が制御できれば同様に効果は得られる。

本発明においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の平均あ
らさＲａが０．６μｍ以下の平坦部の面積を３０％以上
とし、かつ、平坦部より２μｍ以上突き出た凸部が存在
せず、さらに、平坦部より２μｍ以上深い凹部がそれぞ
れ最近接間隔が５０〜３００μｍとなるように分布し、
この凹部面積は５００〜ｔｏｏｏｏμゴで、それぞれが
連なることはなく独立に分布するようにする。

これを第１図の２次元粗度プロファイルを用いて説明す
ると、ｆｉｌ、　ｉｔ　、　ｊｌｓ　、　ＪＬａｊ！ｓ
　、　ｆｌａ　、　ＩＬｔは所定の長さＬ内に含まれる
平坦部であり、Ｖ、、Ｖ、は平坦部より２μｍ以上深い
凹部間の最近接間隔で、ｓｌ　＊　ｓ、　ＩＳ３は平坦
部より２μｍ以上深い凹部の平坦部における切断部長さ
である。

平坦部とはＲａがＯ，ａμｍ以下の部分を意味し、これ
が３０％以上とは（ＪＺｌ　＋ＩＬ２　＋１３　＋ｆＬ
４＋ｊ！ｓ　＋ｌａ　＋ＩＬｔ　）　／　Ｌ≧０．３を
意味する。　これらは実際には３次元粗度測定データを
用いた鋼板表面の画像処理により得られる。　特に本発
明の凹部面積はこの方法でのみ測定可能である。　平坦
部の面積率が３０％未満であると塗装後の鮮映性が低下
するばかりか、凹部での油だめ効果が低下するために、
成形性も悪く好ましくない。

本発明の鋼板においては、平坦部より２μｍ以上高い凸
部は存在させない、これは２μｍ以上高い凸部が存在す
ると、成形時に型がこれらの凸部をのりこえるときの抵
抗が大きくなりすぎ、成形性が悪くなるためである。

また、凹部は平坦部より２μｍ以上深くなるようにする
のがよい、これは成形時に型との間に十分な油を供給し
て摺動抵抗を小さくするためである。　そして、凹部の
最近接間隔Ｖは５０〜３００μｍとなるように分布させ
る（第２図参照）、　これが５０μｍ未満では、塗装後
の鮮映性が悪く、３００μｍをこえると凹部からの油の
供給がない状態での摺動距離が長くなるため、かじりを
発生しやすくなる。

さらに、この凹部のほぼ平坦面に対応する面での面積Ｓ
は５００〜ｔｏｏｏｏμゴの範囲にする。　５００μ−
未満では、油の保持量が少すくナリ、ｔｏｏｏｏμゴ超
えでは、摺動時に凹部に存在する油の圧力が上がらない
ために、摺動面への油の供給が悪くなり、両者ともかじ
りが発生しやすくなるためである。

そして、これらの凹部はそれぞれが連なることなく独立
して分布するようにする。　凹部が連続してしまうと、
この中に入る油が成形時に型と鋼板との間の摺動面に絞
り出されず、凹部間に逃げてしまうためである。　第１
図に示すように、凹部は凸部および平坦部により隔てら
れているため、上述したような現象はおきず、凹部内の
油は摺動時に型におされて凹部から強制的に摺動面に供
給される。

さらに、個々の凹部の最近接間隔Ｖおよび面積Ｓはそれ
らの平均値から２０％以上隔たることのないようにする
のがよい、　このようにすれ・ば凹部は規則的に配設さ
れることになる。　凹凸部を規則的に配設することによ
って、摺動特性の均一性が得られ、かつ塗装後の鮮映性
にとっても良いことが知見された。

第４図および第５図には本発明による溶融亜鉛めっき鋼
板、第６図には未処理の従来の溶融亜鉛めっき鋼板の表
面プロファイルを示す、　第６図の従来のものは合金化
処理による結晶成長により表面がランダムに粗面化され
ているのに対し、第４図および第５図に示す本発明のも
のは平坦部と凹部が所望の割合で形成されているのがわ
かる。　そして平坦部と凹部は第４図および第５図のよ
うに規則的に配置されているのがよい。　なお、第４図
のものは５Ｒａ（３次元粗度測定器で求めた平均あらさ
）が１．０μｍ、ＳＲｍａｘ　（３次元粗度測定器で求
めた最大あらさ）が１１．３μｍ、第５図のものはＳＲ
ａが０．９μｍ。

ＳＲｍａｘが９μｍ、第６図のものはＳＲａが１．３μ
ｍ、ＳＲｍａｘが１４４ｍである。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１） 厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を原板としく平均あらさ０．
８６μｍ）、単一条件で両面に目付量４５／４・５　ｇ
ｏｄの溶融亜鉛めっきを施し、５４０℃Ｘ３ｓｅｃの合
金化処理を施したところ、第６図に例示するような合金
化亜鉛めっき鋼板を得た。　これは表１に示す比較鋼１
に相当する。

このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板に調質圧延前処
理を施し、その後レーザーダル加工を施したダルロール
を用いて調質圧延を行ない、表１に示すような種々のダ
ル加工鋼板を得た。　これらについて表面特性および下
記の試験結果をあわせて表１に示す。　また試験結果は
第３図に示す。

比較鋼１は合金化処理時に形成された粗い表面粗度ため
摩擦係数が大きく成形性が悪い。

また、このことは塗装後鮮映性（Ｄｏｔ値）にとっても
有害である。

比較鋼２は凹部の最近接間隔が大きすぎるため成形性が
悪い。

比較鋼３は比較鋼１すなわち素地の凹凸が存在し、その
上にレーザーダルを転写したために凹部が連なって成形
性が悪い。

比較鋼４は、凹部間隔が小さいため、鮮映性が悪い。

これに対し、本発明鋼は成形性にも鮮映性にもすぐれて
いることがわかる。

なお、各特性の測定および試験は下記のようにして行っ
た。

（１）平坦度面積率、凹部の面積および距離３次元粗度
測定器を用いて鋼板表面の粗度プロファイルを測定し、
このデータを°解析して、平坦度面積率、凹部の面積、
距離を求めた。　解析は画像処理装置ルーゼックス５０
００　（日本レギュレーター）を使用した。

（２）成形性 成形性は試料と型材との摩擦係数に密接な関係がある。

　このため、型材（ＳＫＤＩＩ、３ｃｍ巾）にて試料を
両側からはさみ、押え荷重１００ｋｇとした時の試料の
ひきぬき抵抗を測定してこの値から摩擦係数を求めた。

（３）塗装後鮮映性 試料に３コート（下塗り（カチオンＥＤ塗料１８〜２０
μｍ厚）、中塗り（シーラー３０〜３５μｍ厚）　上塗
り　（トップツー８３０〜３５μｍ厚））を施した後、
ＤＯＩ値を測定した。

ＤＯＩ値は、ハンター社製ＤＯＲＩＧＯＮメータで測定
し、試料法線の３０”の方向から光を照射した時の正反
射光量をＲｓ、正反射より±０．３°ずれた角度に反射
してくる光の量をＲｏ、３　としたとき、 ＤＯＩ＝　（Ｒｓ−Ｒｏ、ｓ　）／Ｒ８Ｘ１００として
与えられる。　この評価法は、人間の目視判定や、試料
にテストパターンが識別で台るかを見るＰＧＤ法等の従
来の評価方法と良い相関を示す。

表 〈発明の効果〉 本発明の合金化溶融めっき鋼板は、合金化処理後の粗面
を適切に調整しているので、成形性にも塗装後鮮映性に
も優れている。　また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表
面にざらにめっ籾する２層めっきの場合においても、本
発明の効果は同様に得られる。

φ印：凹部凸部の間隔が表中の平均値の±２０％以内に
揃つている。

拳◆印：凹部が連なっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の特性を説明する
ための線図である。 第２図は本発明の溶融亜鉛めっき鋼板の適切な範囲を示
す図である。 第３図は実施例１の結果を示すグラフである。 第４図および第５図は本発明の、第６図は従来の溶融亜
鉛めっき鋼板の３次元粗度プロファイルである。　なお
倍率は、縦横（ＸＹ軸）それぞれ１００倍、粗さ（垂直
Ｚ軸）方向５ｏ。 倍である。 Ｆ　Ｉ　Ｇ。 ＦＩＧ、２ Ｒａ≦０．６．ｉｔ　ｍの面才貴十（％　）ＦＩＧ。 凹部の平均最近接間隔（ｕｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均あらさＲａが０．６μｍ以下である平坦部が
   鋼板表面の３０％以上を占め、かつ、平坦部より２μｍ
   以上突き出た凸部が存在せず、さらに、平坦部より２μ
   ｍ以上深い凹部がそれぞれ最近接間隔が５０〜３００μ
   ｍとなるように分布し、この凹部面積は５００〜１００
   ００μｍ＾２で、それぞれが連なることはなく独立に分
   布することを特徴とする成形性と塗装後鮮映性に優れた
   合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
2. （２）個々の凹部の最近接間隔および面積がそれぞれの
   平均値から２０％以上隔ることのないことを特徴とする
   成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
   板。