JPH0244889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、ブライト鋼板のうち、特に缶用材
料に供されるブライト鋼板及びその製造方法に関
する。 〔従来の技術〕 一般に、缶類は用途別に食缶、一般缶、18
缶、ペール缶、ドラム缶、エアゾール缶等に分類
でき、製造方法からは半田缶、接着缶、溶接缶、
DI缶、絞り缶等に分けられる。一方、構造的に
はツーピース缶、スリーピース缶に分類でき、広
義に解釈すれば上記DI缶、絞り缶はツーピース
缶に、半田缶、接着缶、溶接缶はスリーピース缶
に対応する。 ところで、これらの缶用に供される鋼板には、
錫をめつきしたぶりき鋼板やクロムをめつきした
テインフリー鋼板等があるが、これらは冷間圧延
された鋼板を焼鈍した後、調質圧延を施し、次い
で錫やクロム等をめつきすることにより製造され
る。 また、上記の調質圧延においては板面（鋼板表
面）の粗面調整が行われるが、これは大別して光
沢仕上げ肌（以下、ブライトと称する）と、梨地
仕上げ肌（以下、ダルと称する）の２種類があ
る。これらは調質圧延用ワークロールとして、研
磨仕上げしたブライトロールを用いるか、シヨツ
トブラスト加工あるいは放電加工したダルロール
を用いるかによつて調整される。一般に、このよ
うにして形成された鋼板の表面粗度は、ブライト
の場合0.05〜0.30μｍRa、ダルの場合0.8〜2.0μｍ
Raである。 以上のようにした得られたブライト鋼板は、錫
やクロム等のめつきを施され、ブライトめつき鋼
板としてスリーピース缶用材料に使用され、一
方、ダル鋼板は同様にめつきを施されダルめつき
鋼板としてツーピース缶材料に向けられる。 ところが、上述したような鋼板の製造工程、あ
るいは出荷工程、ユーザーにおける製缶工程等に
おいて、ブライト鋼板やブライトめつき鋼板にあ
つてはすり疵や圧着疵が発生し易いという問題が
ある。すなわち、製造巷程や製缶工程において多
数のロールが使用され、また巻取機や巻戻機によ
る巻取り、巻戻し等の工程も経る関係上、鋼板に
はこれらの装置においてロール摩耗、張力変動等
によるすり疵が生じ易く、また巻取機、巻戻機で
は圧着疵が生じることがあり、さらに巻取られた
タイトコイルや積重ねられたシート（鋼板）の運
搬中に鋼板の自重や振動によつても圧着疵が発生
し易く、これらの疵は特にブライトめつき鋼板に
多く見られる。 これに対し、ダル鋼板やダルめつき鋼板にあつ
ては、その表面粗度が大きいためにすり疵、圧着
疵は発生しにくく、また発生したとしても目立ち
にくい。 そこで、このようなこれまでブライト材の有し
たような問題を解決するものとして、例えば特開
昭55−42147号公報に開示された冷延鋼板がある。
これはダルロールとスムースロール（ブライトロ
ール）とを一対に構成して鋼板を圧延することに
より、鋼板の片面をダルに、多面をブライトに仕
上げるもので、これにより鋼板同士等の接触面積
を小さくして前記疵の発生を防止できるとしてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、ブライト材の有したような欠点
を解決するものとしての上記冷延鋼板には、以下
のようないくつかの問題がある。すなわち、片面
と他面とで粗度に差があるため、例えばスリーピ
ース缶の場合、缶表面を印刷等のために鏡面仕上
げ面とすれば缶の内側は梨地面となり耐蝕性等の
点で好ましくない、などのように缶材料としての
用途が限定される。また上記冷延鋼板にめつきを
施すと、粗度差による表面積の大小からめつき膜
厚が表裏面で差が生じ、膜厚の小さい方の面では
耐蝕性の点で問題となる。さらにこの冷延鋼板の
片面はブライトであることから、ブライト面には
依然として疵が生じ易いという性質が残り、従つ
てこの生じ易い疵の発生を防ぐためには、前記の
製造工程等において常に表面と裏面とを明確に区
別して工程管理を行わなければならないといつた
煩雑さを伴い、生産性の著しい阻害要因となる。 この発明は、このような従来の問題点にかんが
みてなされたものであつて、所定の表面粗度とし
たブライトロールに高密度エネルギ源を用いて所
定形状のクレータを形成した後に、このワークロ
ールで調質圧延を行うことにより、上記問題点を
解決することを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、表面粗度Raが0.40μｍ以下の平滑
部と断面形状が台形もしくは円弧状で且つ高さが
5μｍ乃至50μｍの多数の突起とからなり、これら
の突起の径をＤ（μｍ）、相隣る突起の間隔をＳｍ
（μｍ）とするとき、Ｓｍ／Ｄの値が１≦Ｓｍ／
Ｄ≦５であるような表面形状を有するブライト鋼
板としたものであり、さらにこの冷延鋼板を得る
ために、冷間圧延及び焼鈍を施した冷延鋼板にさ
らに調質圧延を施すことによりブライト鋼板を製
造するブライト鋼板の製造方法において、研磨加
工により表面粗度Raが0.35μｍ以下となるブライ
ト仕上げを施したワークロールの表面に高密度エ
ネルギ源を用いて多数のクレータを規則的に形成
する際に、該クレータの深さが5μｍ乃至50μｍで
相隣るクレータの間隔をＳｍ（μｍ）、各クレー
タの径をＤ（μｍ）とするときＳｍ／Ｄの値が１
≦Ｓｍ／Ｄ≦５であるような穿孔加工を行い、し
かる後にこのワークロールを用いて冷間圧延及び
焼鈍後の冷延鋼板に調質圧延を施すようにしたブ
ライト鋼板の製造方法としたものである。 〔作用〕 レーザビームのような高密度エネルギ源を用い
てその表面に多数のクレータを規則的に穿孔加工
したブライトロールにより冷延鋼板を圧延して、
規則正しく配列され且つ高さが所定の範囲にある
前記クレータに対応した突起を有するブライト鋼
板を得る。従つてこのブライト鋼板の表面には平
坦部が多く且つ上記の突起が規則正しく並んでい
るので、従来のブライト鋼板と同等程度の光沢度
を得ることができる。しかも上述のごとく鋼板の
表面には表裏両面とも突起が形成されているの
で、製造工程等においてすり疵、圧着疵等の発生
を防止できる。 〔実施例〕 以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第
１〜９図は本発明に係る実施例を説明するための
図面である。 先ず、本発明に係るブライト鋼板を製造するた
めの調質圧延用ワークロールの表面粗度形成方法
について述べる。 表面を研磨加工により平滑に仕上げられたワー
クロール表面に、例えばレーザビーム、プラズマ
ビーム、電子ビームなどのような高密度エネルギ
源を、上記ロールを定速度で回転させながら、パ
ルス状に照射してロール表面を規則的に連続した
点状に溶融するごとく穿孔加工を施す。第１，２
図はそれぞれこの点状に溶融されたロール表面の
拡大断面図及び拡大平面図である。図において１
はロール３表面に点状に溶融して形成されたクレ
ータであり、このクレータ１の周囲には溶融した
ロール母材金属がロール表面よりも盛り上がつて
フランジ２が形成される。また隣合うクレータ
１，１のフランジ２，２の間の部分は、もとのロ
ール３の研磨面のままである平滑部４である。こ
こで、隣合うクレータ１の相互間の間隔は、ロー
ル３の回転方向にはロール３の回転速度と関連づ
けてレーザーパルスの周波数を制御することによ
り、またロール３の軸方向に対してはロール３が
１回転する毎にレーザーの照射位置をロール３の
軸方向へ移動させるピツチを制御することによつ
て調節可能である。また、クレータ１の大きさは
レーザーパルスの照射時間及びレーザー出力等を
変えることにより制御できる。 このようにして形成されたワークロールを、上
下一対として調質圧延機に製込んで冷延鋼板に調
質圧延を施す場合の作用について以下説明する。 この調質圧延過程における鋼板表面の挙動を微
視的に拡大すると、第３図に示すように、ロール
３の表面のクレータ１の周囲のほぼ均一な高さを
有するフランジ２が、鋼板５の表面に強い圧力で
押圧され、これによりロール３の材質より軟質な
鋼板５の表面近傍で材料の局所的塑性流動が生
じ、ロール３のクレータ１の内側へ矢印で示すよ
うに鋼板５の金属が流れ込んで粗面が形成され
る。すなわち、クレータ１内へ流れ込んだ金属は
鋼板５表面の山頂部６となり、ロール３の平滑面
はそのまま鋼板５表面の平滑部７となつて山頂部
６はこの平滑部７より高くなる。従つて調質圧延
後の鋼板５の表面における微視的形状は、第４図
にその断面で示すように、山頂部６を有する山部
８と、その周囲をとり囲むように形成された連続
溝状の谷部９と、隣合う山部８の間であつて且つ
谷部９の外側にその谷部９の底よりも高く且つ山
頂部６より低く形成された平滑部７とによつて構
成されることになる。 なお、上記説明において、連続溝状の谷部９は
円環状をなしているが、この発明はこの円環状に
限ることはなく、この円環状の一部が欠如した１
個または２個以上の円弧によつて形成されたもの
であつてもよい。さらに、あるいはパルスビーム
の照射エネルギを高めたり、アシストガスの流量
等を多くしてロール母材の金属を飛散させてフラ
ンジ２、すなわち鋼板５の谷部９を完全に無くす
ようにしてもよい。また図示の例では、鋼板５の
山部８の断面形状は台形状となつているが、調質
圧延時の圧延荷重を大きくして山部８をさらに高
くして円弧状としてもよい。 いずれにしても、本発明においては、谷部９を
含んだ山部８を突起と称し、またフランジ２を含
んだクレータ１をクレータと称する。 次に、表面粗度に関する数値的限定の理由につ
いて説明する。すでに問題点を解決するための手
段の項で述べた如く、ロール３の平滑部４の表面
粗度を0.35μｍRa以下とし、鋼板５の平滑部７の
それは0.40μｍRa以下としたのは、板面（鋼板表
面）粗度が0.40μｍRaを超えると、後述のように
突起１１（第４図）を考慮した場合にブライト鋼
板に要求される光沢を得ることができず、またこ
の板面粗度の上限値を得られるロール表面粗度は
0.35μｍRaであるためである。一方、ロール表面
粗度の下限値については特に規定しないが、現在
のロール研磨技術で達成できる表面粗度Raは
0.02μｍであり、これにより調質圧延を施したと
きに得られる鋼板５の平滑部７の表面粗度は
0.05μｍRaである。 また、鋼板５の突起１１の高さ及びロール３の
クレータ１の深さはそれぞれ平滑部７，４からの
高さ及び深さであつて、これらをそれぞれ５〜
50μｍの範囲内とする。いま、第５図に示すよう
にロール３表面に形成されたフランジ２の外径を
Ｄ（μｍ）、クレータ１の深さをＨ（μｍ）とする
と、レーザーパルスビームによる穿孔加工時の径
Ｄと深さＨの関係は第６図に示すようになる。す
なわち、径Ｄを大きくすれば深さＨも増加する
が、特に径Ｄが300μｍを超えると深さＨは急激
に増加する。従つて径Ｄが300μｍを超えると調
質圧延時の転写率にもよるが、通常のロールの圧
延荷重においても不必要に突起の高さが大きくな
つてしまい、このことはロールが摩耗した場合の
ロール再生加工の際に研磨代が大きくなるために
ロール原単位が悪化することを意味する。さら
に、径Ｄに対する深さＨの比が大きくなつて突起
形状がより鋭角的になり、これは鋼板同士の接触
により疵が生じやすくなることを意味する。以上
のことから突起高さＨの上限値は、第６図に示し
た径300μｍに対応する50μｍとするものである。 一方、クレータ深さもしくは突起高さを小さく
するには、レーザーパルスの照射時間を短くする
か、レーザー出力を低くすることによつて行われ
るが、深さＨを5μｍ前後に安定した状態で穿孔
加工することは、照射時間もしくはレーザー出力
の制御精度の点で非常に困難であると同時に、突
起高さが5μｍ未満では突起の単位面積当たりの
個数を増加しても、すり疵や圧着疵を完全に防止
することができないため5μｍご下限値としたも
のである。 また、第４図において突起１１の径Ｄ（μｍ）
と、隣接する突起同士の平均中心距離であるＳｍ
（μｍ）との関係がＳｍ＜Ｄであると、突起同士
が互いに干渉しあうことになつて鋼板表面の凹凸
が多くなり、光沢の点で好ましくないばかりでな
く、ロール加工の点からの問題として、加工時に
ロールは回転しているため、レーザーパルスビー
ムを先に形成されたクレータ１あるいはフランジ
２に干渉するようなパルス周波数で照射しなけれ
ばならなくなり、安定して規則正しいクレータを
有する表面形状を得ることは困難となる。以上の
ことからＳｍ≧Ｄとするものである。 ここで、ブライト鋼板に要求される光沢は、本
発明によるブライト鋼板では平滑部７に依存する
ところが大きい。しかしながら、本発明によると
ころの突起１１は、シヨツトブラスト加工や放電
加工によるものではなく、高密度エネルギ源をパ
ルス状ビームとして照射して加工したロールによ
つて形成されるので、突起１１の山頂部はほぼ平
坦で且つ突起毎の形状差もほとんどなく、規則正
しく配列されるので、光沢に与える悪影響は少な
い。 第７図は光沢度の点で最も不利となるＳｍ＝Ｄ
の場合につき、平滑部の表面粗度Raと光沢度と
の関係について調査した結果を示したものであ
る。すなわち、研磨仕上げ後の表面粗度Raが
0.05、0.18、0.35、0.40μｍの４種類のロールにク
レータ深さが25μｍで、Ｓｍ／Ｄ＝１となるよう
にレーザーパルスによる穿孔加工を施し、このロ
ールで調質圧延して得られた鋼板の平滑部の粗度
（μｍRa）と光沢度GS（20゜）（JIS Z8741）の関
係を示したものである。これにより鋼板の平滑部
の表面粗度Raが0.40μｍ以下であればブライト感
が得られており、それ以上であると光沢度の測定
ができずブライト感が得られないことがわかる。
また、Ｓｍ／Ｄの値が大きくなるほど光沢度は増
すことになるが、あまり大きくなりすぎると従来
のブライト鋼板の表面形状に近づき、すり疵や圧
着疵が発生することになる。このような本発明者
らの実験から得られた知見によれば、この上限は
Ｓｍ／Ｄ＝５であつた。以上のことからＳｍ／Ｄ
の値が１≦Ｓｍ／Ｄ≦５とするものである。 次に、発明者らの行つた他の実施例について説
明する。 〔第１例〕 低炭素鋼板を冷間圧延及び連続焼鈍した後、引
続いて２スタンド調質圧延機により調質圧延を行
つた。１号スタンド用ワークロールには表面粗度
1.2μｍRaのシヨツトダルロールを使用し、２号
スタンド用ワークロールには研磨仕上げ後のロー
ルの表面粗度を0.07μｍRaとし、その後レーザー
パルスにより穿孔加工を施してクレータ深さが
15μｍで、Ｓｍ／Ｄが５、２、１の３水準のロー
ルを使用し、またその比較例用として表面粗度が
0.07、0.16、0.35μｍRaの３水準のブライトロー
ルを用いた。これにより伸び率1.2％の調質圧延
を施して、板厚が0.22mmの本発明によるブライト
鋼板とその比較材としての従来ブライト鋼板が
各々３種類得られた。このようにして得られたブ
ライト鋼板の表面粗さRaと光沢度GS（20゜）（JIS
Ｚ 8741）の関係を第８図に示す。すなわち、本
発明によるブライト鋼板は、突起を含めた表面粗
度が従来のブライト鋼板よりも粗いにもかかわら
ず、光沢度は各水準に応じて比較材と同等レベル
であり、しかも各水準における光沢度のバラツキ
は少なかつた。なお、この例においては１号スタ
ンドにはシヨツトダルロールを用いたが、放電加
工等の他の方法により加工したダルロールを用い
てもよく、また研磨仕上げしたブライトロールを
用いてもよい。 〔第２例〕 前記第１例で得られた各ブライト鋼板をコイル
準備ラインで耳切りし、次に電気錫めつきライン
で＃25（2.8ｇ／m²）の錫目付を施し、剪断ライン
で切板とした。この剪断ラインの自動探傷装置に
より選別された欠陥を有する切板をさらに目視に
より欠陥の種類弁別を行つて、すり疵と圧着疵の
発生率を調査した。その結果を第９図に示す。図
から明らかなごとく、比較材では表面粗度Raが
小さいほど欠陥発生率が高くなつている。一方、
この実施例では、比較材と同様な傾向が見られる
ものの、欠陥発生率は約1/10以下であつた。 〔第３例〕 突起高さが3μｍ、5μｍ、15μｍの本発明による
ブライト鋼板を上記〔第１例〕に準じた方法で製
造した。このとき、Ｓｍ／Ｄは各突起高さに対し
て６、５、２の３種類を用意した。なお、突起高
さは、調質圧延機の２号スタンドにおける圧延荷
重を小さくすることでも、低くすることができ、
また２号スタンド圧延荷重を一定とし、クレータ
深さのそれぞれ異なる３種類のロールを使用する
方法でも突起高さのコントロールは可能である
が、この例においては前者の方法により製造し
た。 さらに〔第２例〕と同様な通過工程を経て、
各々の水準のレーザーブライト鋼板のすり疵と圧
着疵の発生枚数を調査した。その結果を下表に示
す。この表から鋼板の突起高さが5μｍ以上でＳ
ｍ／Ｄが５以下のものではすり疵や圧着疵の発生
していないことがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、すり疵
や圧着疵の発生しにくいブライト鋼板を得ること
ができ、製品の歩留まり向上に大きく寄与でき
る。また本発明によるブライト鋼板は従来のブラ
イト鋼板に比べて光沢度のバラツキが小さく、品
質保証上有利である、等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロールの部分断面図、第
２図は第１図に相当する部分の上面図、第３図は
本発明の方法による製造過程における作用を示す
断面拡大図、第４図は本発明の鋼板の部分断面拡
大図、第５図はクレータの拡大断面図、第６図は
クレータの径と深さの関係を示すグラフ、第７図
は実施例による鋼板の平滑部粗度と光沢度の関係
を示すグラフ、第８図は他の実施例〔第１例〕に
おけるブライト鋼板の実施例と従来例における表
面粗さと光沢度を比較したグラフ、第９図は実施
例の〔第２例〕においてブライト鋼板に錫めつき
を施したものの実施例と従来例の疵発生率を比較
したグラフである。 １……クレータ、３……ワークロール、４，７
……平滑部、５……冷延鋼板、８，１１……突
起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面粗度Raが0.40μｍ以下の平滑部と、断面
   形状が台形もしくは円弧状で且つ高さが5μｍ乃
   至50μｍの多数の突起とからなり、これらの突起
   の径をＤ（μｍ）、相隣る突起の間隔をＳｍ（μ
   ｍ）とするとき、Ｓｍ／Ｄの値が１≦Ｓｍ／Ｄ≦
   ５であるような表面形状を有することを特徴とす
   るブライト鋼板。 ２ 冷間圧延及び焼鈍を施した冷延鋼板にさらに
   調質圧延を施すことによりブライト鋼板を製造す
   るブライト鋼板の製造方法において、研磨加工に
   より表面粗度Raが0.35μｍ以下となるブライト仕
   上げを施したワークロールの表面に高密度エネル
   ギ源を用いて多数のクレータを規則的に形成する
   際に、該クレータの深さが5μｍ乃至50μｍで相隣
   るクレータの間隔をＳｍ（μｍ）、各クレータの
   径をＤ（μｍ）とするときＳｍ／Ｄの値が１≦Ｓ
   ｍ／Ｄ≦５であるような穿孔加工を行い、しかる
   後にこのワークロールを用いて冷間圧延及び焼鈍
   後の冷延鋼板に調質圧延を施すことを特徴とする
   ブライト鋼板の製造方法。