JPH082445B2 - 塗装鮮映性の優れた鋼板 - Google Patents

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、電車等の各種車輛用外板
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が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じる型かじり（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、ダル仕上げロールで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
ットブラスト法あるいは放電加工法が採用されており、
これらの方法で仕上げたロールを用いて圧延した鋼板の
表面は、たとえば第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が潤滑油の油溜め部
として作用すると共に生成した金属粉を捕捉し、焼付き
を防いで型かじりを抑止する作用を発揮する。従って型
かじ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
を高めるうえで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（うね
り）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。

従来から採用されているショットブラスト法や放電加
工法によるロールのダル仕上げではロール表面の粗さを
正確に制御することができず、細かい粗さを与えると同
時にうねりが形成される。従ってこのロールで圧延した
鋼板の表面にも細かい粗さとうねりが共に与えられるこ
とになり、このうねりに起因して塗装鮮映性が悪化して
くる。たとえば第３図は、ショッ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
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。

即ち耐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耐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
することにより耐型かじ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
形成する様な技術が提案されており、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２の
ロー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移動
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（以下、これをレーザダル
仕上げロールと呼ぶこともある）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）の平坦部３で押しつけられた鋼板
Ｐの面は平坦な平地部3aとなる。かくして得られる鋼板
Ｐ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、鮮映性に
悪影響を及ぼすうねりとは独立して表面粗さを与えるこ
とができ、又環状凹部2aが成形加工時の潤滑油溜めおよ
び削粉捕捉部としての機能を果たすため、鮮映性，耐型
かじり性が共に優れたものとなる。

一方タンデム冷間圧延で発生した鋼板表面のうねりは
調質圧延では完全に消失せず、これが塗装鮮映性を悪化
させるという観点から、レーザダル仕上げロールで調質
圧延する前処理としてタンデム冷間圧延機での最終スタ
ンドのワークロールの粗度を規制するという技術が特開
昭62-224405号公報に提案されている。この技術の概要
は下記の通りである。

即ちタンデム冷間圧延の最終スタンドのワークロール
として、ブライトロール，レーザダル仕上げロール，放
電ダル仕上げロールあるいは中心線平均粗さRaが1.0μ
ｍ以下のショットブラストロールから選択されるいずれ
か１種のロールを用いて冷間圧延した後、レーザダル仕
上げロールを調質圧延用のワークロールとして調質圧延
を行なうというものである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らが上記公開公報に開示された技術を更に検
討した結果、次のことが判明した。例えば、タンデム冷
間圧延機の最終スタンドのワークロールとしてレーザダ
ル仕上げロールを用いて冷却圧延した後、調質圧延用ワ
ークロールとしてレーザダル仕上げロールを用いて調質
圧延する如く、レーザダル仕上げロールで２回圧延した
鋼板においては、第１回目に転写されたダルパターン列
と第２回目に転写されたダルパターン列が板幅方向で干
渉して干渉縞が現る。そしてこの干渉縞は鋼板母材の外
観を損なうばかりか、塗装膜厚によっては該干渉縞が浮
き出て塗装外観をも損ねることになる。

本発明はこうした技術的課題を解決する為になされた
ものであって、上記の様な公開発明の特徴を生かしつ
つ、且つ前記干渉縞発生という不都合を解消することを
目的とするものである。

［課題を解決する為の手段］ 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、高密度エネルギービームによるダル仕上げロールに
よって２回圧延を施して得られる鋼板であって、第１回
目の圧延の際に鋼板表面に転写されるダルパターン列の
板幅方向におけるピッチＰ₁（μｍ）と、２回目の圧延
の際に鋼板表面に転写されるダルパターン列の板幅方向
におけるピッチＰ₂（μｍ）が、下記［Ｉ］式又は［I
I］式のいずれかを満足する点に要旨を有するものであ
る。

Ｐ₁＝Ｐ₂ …［Ｉ］ ［作用］ レーザダル仕上げロールにおいては、クレータ１とそ
れを取り囲む環状の凸部から成るダルパターンはロール
回転方向には規則的な列をなし、ロール軸方向には不規
則に形成されている。従って、レーザダル仕上げロール
で圧延された鋼板表面においては、前記台地部1a及びそ
れを取り囲む環状凹部2aから成るダルパターンは、第１
図（Ａ）に示す様に圧延方向には規則的な列（これが前
記のダルパターン列である）をなし、板幅方向には不規
則に配列する。

一方レーザダル仕上げロールで２回圧延される鋼板で
は、第１回目の圧延で転写されたパターンは、調質圧延
の様な転圧下での第２回目の圧延では完全には消失せ
ず、第１回目と第２回目の圧延による表面形状が合成さ
れることになる。

ここで第１回目に鋼板表面に転写されるレーザダルパ
ターン列の板幅方向のピッチＰ₁（μｍ）と、第２回目
に鋼板表面に転写されるレーザダルパターン列の板幅方
向のピッチＰ₂（μｍ）が等しいとき、即ち下記［Ｉ］
式を満足するときには干渉縞は現れない［Ｐ₁,P₂につい
ては後記第１図（Ｂ）参照］。

Ｐ₁＝Ｐ₂ …［Ｉ］ これに対しピッチＰ₁とＰ₂が異なる場合には板幅方向
に干渉縞が現れることがある。

この干渉縞が発生する機構は次の通りである。

レーザダル仕上げロールで２回の圧延を施した鋼板に
おいては、板幅方向のレーザダルパターン列のピッチＰ
₁,P₂が異なるときには、第１図（Ｂ）に示す様に、第１
回目及び第２回目で転写される相互のレーザダルパター
ン列A,Bは板幅方向に周期的に重なり合う。換言すれ
ば、２回の圧延でなお残存する平地部3aの割合（平地部
面積率）が板幅方向で周期的に増減を繰り返す。しかし
ながら台地部1a及び環状凹部2aから成るダルパターンの
配列は板幅方向には不規則であるので、圧延方向におい
ては前記平地部面積率の周期的な変化は起こらない。

板幅方向における平地部面積率の増減の周期は以下の
通りになる。レーザダルパターン列A,Bが完全に重なる
位置を基準にとると、レーザダルパターン列がこの基準
から離れていくに従いパターン列ＡとＢの間隔はピッチ
の差によって広がっていき、ｎ本目のパターン列では｜
P₁-P₂｜×ｎ（μｍ）だけ離れることになる。しかしこ
の間隔がパターン列ＡのピッチＰ₁（あるいはパターン
列ＢのピッチＰ₂）と等しくなるとき、すなわち｜P₁-P₂
｜×ｎ＝Ｐ₁（あるいは｜P₁-P₂｜×ｎ＝Ｐ₂）のとき、
ｎ本目のパターン列Ｂとｎ＋１本目のパターン列Ａ（あ
るいはｎ本目のパターン列Ａとｎ＋１本目のパターン列
Ｂ）が再度重なる。従って再度重なるまでのパターン列
Ｂの本数はｎ＝Ｐ₁/|P₁-P₂｜（パターン列Ａの本数はｎ
＝Ｐ₂/|P₁-P₂｜）で表わすことができる。ここでｎが整
数となるときはパターン列が完全に重なる場合を、ｎが
整数でないときはパターン列は完全には重ならないが、
その近傍で平地部面積率が極大になる場合を意味する。
この間隔はパターン列ＢのピッチＰ₂に再度重なるまで
のパターン列Ｂの本数ｎ＝Ｐ₁/|P₁-P₂｜（あるいはパタ
ーン列ＡのピッチＰ₁にｎ＝Ｐ₂/|P₁-P₂｜）を乗じるこ
とによって求めることができ（Ｐ₁×Ｐ₂）/|P₁-P₂｜
（μｍ）となる。すなわち平地部面積率の増減の周期は
（Ｐ₁×Ｐ₂）/|P₁-P₂｜（μｍ）で表わせる。そして平
地部面積率の高い部分と低い部分が干渉縞となって現れ
る。

しかしながら本発明者らが更に検討を重ねたところ、
平地部面積率の増減の周期が小さくなるに従い、干渉縞
は人間の視覚では識別できなくなることが判明した。そ
こで前記ピッチＰ₁,P₂の異なるレーザダル仕上げロール
で２回の圧延をした数種の鋼板サンプルについて表面を
観察した結果、平地部面積率の増減の周期が2000μｍ以
下のとき即ち下記［II］式を満足するとき、干渉縞は識
別できなくなることが明らかとなった。

以上のことから、［Ｉ］式または［II］式の関係を満
足する様にレーザダル仕上げロールで２回の圧延を施せ
ば、鋼板表面には外観を損ねる干渉縞は現れない。

尚ここでレーザダル仕上げロールでの２回の圧延と
は、前記公開公報の技術に沿う場合即ちレーザダル仕上
げロールで冷間圧延した後更に別のレーザダル仕上げロ
ールで調質圧延をする場合は勿論のこと、２回の調質圧
延をレーザダル仕上げロールで行なう場合をも含んだ意
味である。

［実施例］ 低炭素アルミキルド鋼板を素材とし、タンデム冷却間
圧延機最終スタンドのワークロールとしてレーザダル仕
上げロールを用いて前記素材鋼板を圧延した後、脱脂，
洗浄，焼鈍を行ない、その後レーザダル仕上げロールを
ワークロールとして用い調質圧延を行なった。このとき
タンデム冷間圧延機最終スタンド用ワークロールと調質
圧延のワークロールにおけるダルパターンピッチＰ₁,P₂
を下記第１表に示す様に変え、種々の表面形状の冷間圧
延鋼板（板厚0.8mm）を得た。得られた冷間圧延鋼板に
膜厚20μｍの電着塗装を施した。

冷間圧延鋼板（原板）と電着塗装後の鋼板について、
干渉縞の有無を目視で調査した。この結果を第１表に併
記する。この第１表の結果からも明らかな様に本発明で
規定する要件を満足するもの（実施例）は、干渉縞は現
れず、鋼板の外観には何ら問題のないことが理解され
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で２回圧延する鋼板に
おいて、ダルパターン列の各ピッチを前記［Ｉ］式又は
［II］式を満足する様に規定することによって、素材鋼
板の外観又は塗装後の外観に悪影響を及ぼす干渉縞の出
現を防止することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はレーザダル仕上げロールで圧延した鋼板
表面におけるダルパターンを示す説明図、第１図（Ｂ）
はピッチの異なるレーザダル仕上げロールで２回の圧延
を施した鋼板のダルパターンを示す説明図、第２図はシ
ョッ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
は粗面化鋼板の表面粗さRa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
す説明図である。 １……クレータ、1a……台地部 ２……環状凸部、2a……環状凹部 ３……平坦部、3a……平地部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高密度エネルギービームによるダル仕上げ
   ロールによって２回圧延を施して得られる鋼板であっ
   て、第１回目の圧延の際に鋼板表面に転写されるダルパ
   ターン列の板幅方向におけるピッチＰ₁（μｍ）と、２
   回目の圧延の際に鋼板表面に転写されるダルパターン列
   の板幅方向におけるピッチＰ₂（μｍ）が、下記［Ｉ］
   式又は［II］式のいずれかを満足するものであることを
   特徴とする塗装鮮映性の優れた鋼板。 Ｐ₁＝Ｐ₂ …［Ｉ］