JPH09324251A

JPH09324251A - 優れた塗装後外観を与える溶融亜鉛系めっき鋼板

Info

Publication number: JPH09324251A
Application number: JP14328296A
Authority: JP
Inventors: Koji Irie; 広司入江; Masaaki Urai; 正章浦井; Masatoshi Iwai; 正敏岩井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2016-06-05
Also published as: JP3302881B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ゼロスパングル材を対象とし、その表面性状
を改善することによって、塗装後の表面が柚子肌状等の
欠陥を生じることなく優れた塗装後鮮映性を与える様な
溶融亜鉛系めっき鋼板を提供すること。【解決手段】めっき後に塗装される溶融亜鉛系めっき
鋼板において、めっき付着量：Ｃ（ｇ／ｍ²)と該めっき
層の平均スパングル径：Ｄ（ｍｍ）が、下記式の関係を
満足する、優れた塗装後外観を与える溶融亜鉛系めっき
鋼板を開示する。５０≦Ｃ≦−１００×Ｄ＋２００ただし、式中のＤとは、めっき層表面の任意方向に引い
た長さＬ（ｍｍ）の直線がｎ（個）のスパングルを横切
るときに、Ｌ／ｎで表わされる値の平均値を意味する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶融亜鉛系めっき鋼
板に関し、特に塗装下地として使用することにより、塗
装後鮮映性に優れた塗装めっき鋼板を与える溶融亜鉛系
めっき鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛系めっき鋼板は、鋼板の防錆を
目的として自動車、家電、建築・土木分野を初めとして
広く使用されているが、近年では、表面外観の改善、更
には耐食性の一層の向上といった観点から、溶融亜鉛系
めっき鋼板の表面に塗装を施して使用することが多く、
例えば屋根や壁材の様に大気に曝され、腐食されやすい
環境で使用される用途に適用する場合は塗装を施すこと
が多い。

【０００３】塗装は、溶融亜鉛系めっき鋼板を製品形状
に加工した後でユーザー側で行なう場合と、溶融亜鉛系
めっき鋼板製造メーカーにおいて予め表面に塗装してお
く場合があり、後者はユーザー側での塗装工程を省略で
きるという利点があることから、近年、特に多用される
傾向にある。

【０００４】ところで溶融亜鉛系めっき鋼板には、めっ
き層凝固時の結晶成長により”スパングル”と称する華
模様を大きく咲かせためっき溶融亜鉛系めっき鋼板（レ
ギュラースパングル材と称する）と、スパングルを微細
化したゼロスパングル材があるが、前者のレギュラース
パングル材を塗装下地に使用した場合は、スパングル模
様が塗膜表面にまで浮き出してくる恐れがあるばかりで
なく、良好な塗膜密着性も得られ難いといった問題があ
るため、塗装下地には後者のゼロスパングル材を使用す
ることが多い。

【０００５】レギュラースパングル材は、スパングル成
長作用（スパングルサイズを大きくする効果）を有する
ＰｂやＳｂをめっき浴中に添加することによって製造さ
れ、一方ゼロスパングル材は、めっき浴中のＰｂやＳｂ
濃度を低くすることによって製造し得ること（例えば特
公昭３６−２０５６０号公報では、Ａ１を０．２％以
下、Ｐｂを０．０５％以下、Ｓｂを０．０２％以下、Ｓ
ｎを０．８％以下に制限している）が確認されている。
また、レギュラースパングル材を製造するラインでゼロ
スパングル材を製造することも可能であり、この場合
は、めっき浴中にスパングル成長作用を有するＰｂやＳ
ｂが添加されているため、めっき層が凝固する直前に、
めっき層表面に冷媒（水、あるいは水に塩化アンモニウ
ム等の薬剤を加えた水溶液、更には亜鉛粉末と空気の混
合物等）を吹き付け、凝固速度を高めることによりスパ
ングルの成長を阻止する方法が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、製品の高品
質志向が高まってくるにつれて、塗装めっき鋼板の耐食
性は当然のこと、最終製品の高級化および高品質化を担
う塗装後外観の一層の改善が要望されている。塗装後外
観としては、まず、塗膜の光沢や深み感が重要であり、
こうした特性は、メタリック塗料やマイカ塗料等の如く
各種塗料の開発、改善により著しく改良されてきた。も
う一つの重要な要求特性は、塗膜に像が鮮明に写るこ
と、即ち塗装後鮮映性が良好であることであり、そのた
めには塗膜を厚くすれば良いことが確認されている。即
ち塗膜を厚くすれば、塗料によって素地鋼板表面の凹凸
がレベリングされ、塗膜表面が平滑化されるからであ
る。しかしながら塗膜を厚くすることは、塗料原単位の
上昇や乾燥時間の延長に伴う生産性の低下等、コストア
ップに直結するため、塗膜厚さは従来のままで、素地鋼
板の表面性状改善により塗装後鮮映性を高める方法の開
発が要望されている。

【０００７】前述したゼロスパングル材に塗装を施した
場合、レギュラースパングル材の様にスパングル模様が
塗膜表面にまで浮き出してくることはないが、それでも
塗膜の表面が柚子肌状になり、必ずしも満足のいく塗装
後鮮映性は得られない。またゼロスパングル材では、め
っき層表面に溶融亜鉛浴中のドロスに起因する凸状欠陥
を生じることがあり、従ってこれを塗装原板として使用
する場合は、めっき後にダルロールを用いたスキンパス
圧延が行なわれているが、それでも塗装後の表面は依然
として柚子肌状となり、良好な塗装後鮮映性は得られな
い。尚、ブライトロールを用いてスキンパス圧延を行な
えばめっき層表面を平滑にでき、塗装後の塗膜表面も平
滑になって良好な塗装後鮮映性を得ることができるが、
反面ブライトロールを用いてスキンパス圧延を行なう
と、めっき層表面にスリ疵や押し疵等が発生し易くな
り、製品の歩留りが著しく低下するため、現実には実用
化し難い。

【０００８】本発明は上記の様な従来技術の問題点に着
目してなされたものであって、特にゼロスパングル材を
対象とし、その表面性状を改善することによって、塗装
後の表面が柚子肌状等の欠陥を生じることなく優れた塗
装後鮮映性を与える様な溶融亜鉛系めっき鋼板を提供し
ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る溶融亜鉛系めっき鋼板とは、めっ
き後に塗装される溶融亜鉛系めっき鋼板において、めっ
き付着量：Ｃ（ｇ／ｍ ² ）と該めっき層の平均スパング
ル径：Ｄ（ｍｍ）が、下記（１）式の関係を満たすもの
であるところにその特徴が存在する。５０≦Ｃ≦−１００×Ｄ＋２００……（１）ただし、式中のＤとは、めっき層表面の任意方向に引い
た長さＬ（ｍｍ）の直線がｎ（個）のスパングルを横切
るときに、Ｌ／ｎで表わされる値の平均値を意味する。

【００１０】即ち本発明においては、溶融亜鉛系めっき
鋼板におけるめっき付着量と平均スパングル径とが前記
式（１）の関係を満足する様に調整することによって、
めっき鋼板としての表面を可及的に平滑化し、それによ
り塗装後鮮映性を著しく高めることが可能となる。

【００１１】また上記本発明においては、溶融亜鉛系め
っき後にダルスキンパス圧延することによって表面平滑
性を更に高めることも有効であるが、この場合は、ダル
スキンパス圧延による加工性の低下を抑えると共に該圧
延によってめっき層表面に形成されるうねりを抑えるた
め、該めっき層の平面投影図において、ダルスキンパス
圧延により圧下された領域の面積率は７０％以下、より
好ましくは５０％以下に抑えることが望ましい。また本
発明を実施するに当たっては、溶融亜鉛系めっき層中に
おいてスパングル成長作用を示すＰｂおよびＳｂは極力
少なくすることが望ましく、Ｐｂ含有量は０．０４重量
％以下、Ｓｂ含有量は０．０５重量％以下に抑えるのが
良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らは、連続溶融亜鉛系め
っきライン（ＣＧＬ）を使用し様々の条件で製造した溶
融亜鉛系めっき鋼板について、めっき付着量やめっき層
の表面性状が塗装後鮮映性に及ぼす影響を調べた。

【００１３】まず本発明者らは、塗装後鮮映性に及ぼす
めっき付着量の影響を調査した。ＣＧＬでは、通常、素
地鋼板としてタンデム冷間圧延した鋼板が使用される。
タンデム冷間圧延では、一般に最終スタンドにダルロー
ルが用いられるが、ダルロールの表面にはピッチの小さ
い凹凸（粗さ）の他にピッチの大きな凹凸（うねり）も
あり、これらが鋼板表面に転写される。そして、このう
ねりがめっき層表面にまで影響を及ぼしてめっき層表面
に大きな凹凸が生じた場合には、その上に塗装を行なっ
ても平滑な塗膜表面を得ることができず、満足な塗装後
鮮映性は得られない。

【００１４】そこで様々のめっき厚で溶融亜鉛系めっき
を行い、該めっき厚さと塗装後鮮映性の関係を調べた。
その結果、まず良好な塗装後鮮映性を得るには、めっき
付着量を５０ｇ／ｍ² 以上にしなければならないことが
確認された。即ち溶融亜鉛系めっき層には素地鋼板のう
ねりを平滑化する作用があり、めっき付着量を５０ｇ／
ｍ² 以上、より好ましくは７０ｇ／ｍ² 以上にしてやれ
ば、めっき層による上記うねり平滑化作用が有効に発揮
されるのである。

【００１５】ところが上記調査を進めるうち、めっき付
着量がたとえ同じであっても、塗装後鮮映性に優劣を生
じることがあり、めっき付着量のみで塗装後鮮映性が一
義的に決まる訳でもないことが確認されたので、溶融亜
鉛系めっき層の表面性状が塗装後鮮映性に与える影響に
ついて更に検討を進めた。

【００１６】先に述べた様に、たとえばスパングル成長
作用を有するＰｂおよびＳｂのめっき層中の濃度を０．
０４重量％程度以下、および０．０５重量％程度以下に
抑えてやれば、めっき表面のスパングルは目視では識別
が困難な程度に小さくなる。ところが、その表面を顕微
鏡で観察すると小さなスパングルが華模様状に生成して
いるのが観察される。そこで、該華模様状に現われる小
さなスパングルが塗装後鮮映性に及ぼす影響について詳
細に検討を行なった。

【００１７】溶融亜鉛系めっき層表面の任意の位置で、
長さ：Ｌ（ｍｍ）の直線がｎ（個）のスパングルを横切
るとき、Ｌ／ｎ（ｍｍ）を平均スパングル径：Ｄ（ｍ
ｍ）と定義すると、平均スパングル径は通常１〜１．５
ｍｍの大きさとなる。一方、スパングル成長効果を有す
るＰｂやＳｂを添加しためっき浴でゼロスパングル材を
製造する場合の様に、めっき層が凝固する前に、めっき
層表面に冷媒を吹き付けると、冷却条件に応じて平均ス
パングル径は最小で０．２ｍｍ程度にまで微細化させる
ことができる。なお同一条件で製造した場合には、めっ
き表面位置による平均スパングル径のばらつきは殆んど
認められなかった。

【００１８】次に、めっき層表面の凹凸状況を調査する
ため、様々のスパングル径を有する溶融亜鉛系めっき鋼
板について、触針式粗さ計を用いて断面曲線を調べた。
その結果、たとえば図１（めっき層の表層部断面を示
し、縦方向に現われる線は各スパングルの粒界を表わし
ている）に模式的に示す様に、スパングル径の小さなめ
っき層の表面は比較的平滑であるが、スパングル径が大
きくなると、スパングル毎に比較的大きな凹凸が観察さ
れた。

【００１９】そこで、任意の部位における測定長さ５ｍ
ｍの断面内の最高凸部と最低凹部の差を最大凹凸（ｍ
ｍ）と定義し、平均スパングル径との関係を調べたとこ
ろ、図２に示す様な結果が得られた。この図からも明ら
かである様に、最大凹凸と平均スパングル径の間には相
関関係が認められ、平均スパングル径が大きくなるにつ
れて最大凹凸も大きくなることが確認された。

【００２０】次に、多くの溶融亜鉛系めっき鋼板の中か
ら、平均スパングル径が略同等のものについて、めっき
付着量と最大凹凸（ｍｍ）の関係を調べた。結果は図３
に示す通りであり、平均スパングル径がほぼ同じであっ
ても、めっき付着量が多い方ほど最大凹凸（ｍｍ）は大
きくなることが分かる。そこで、めっき付着量および平
均スパングル径の異なる種々の溶融亜鉛系めっき鋼板に
塗装を施し、塗装後鮮映性との関係を調査した。その結
果、めっき付着量Ｃ（ｇ／ｍ² ）と平均スパングル径Ｄ
（ｍｍ）が下記式の関係を満足するものは、安定して優
れた塗装後鮮映性を示すことが確認された。Ｃ≦−１００×Ｄ＋２００

【００２１】この様な結果が得られた理由は次の様に考
えられる。即ち上記式を満足するものでは、各スパング
ルによって生じる凹凸が塗装時に塗料で平滑化されるた
めと考えられ、上記式の関係を外れる場合は、凹凸のピ
ッチあるいは凹凸の高低差が大きくなり、めっき表面に
塗装を施しても該凹凸が十分に平滑化されなくなるため
と思われる。

【００２２】尚上記式の関係を満足させるための手段と
しては、めっき層が凝固する際の冷却条件を、めっき付
着量に応じて適正に制御する方法が例示され、具体的に
は、めっき層表面が４２４±３℃の範囲において、めっ
き層表面に距離１５０ｍｍ程度以内の位置からエアー圧
２ｋｇ／ｃｍ² 程度以上で冷媒を吹きつけ、さらにめっ
き層表面の単位面積に吹きつける冷媒量が冷媒中水量１
０ｃｃ／ｍ² 程度以上、固形分量１００ｍｇ／ｍ² 程度
以上にする方法などが例示される。

【００２３】次に、めっき後に伸び率を変化させてダル
・スキンパス圧延を行ない、めっき層の表面性状と塗装
後鮮映性との関係を調べた。表面性状としては、めっき
層表面の平面投影図において、スキンパスにより圧下さ
れた領域の面積率をＳＫＰ圧下面積率Ｓ（％）と定義し
て測定した。その結果、ＳＫＰ圧下面積率Ｓを７０％以
下に抑えてやれば、塗装後鮮映性を一層確実に改善でき
ることが確認された。その理由は次の様に考えられる。

【００２４】即ちＳＫＰ圧下面積率が７０％を超える
と、素地鋼板が加工硬化を起こして加工性が劣化し、製
品形状に加工する際に割れが発生し易くなるばかりでな
く、通常のダルロールを用いたスキンパス圧延では、Ｓ
ＫＰ圧下面積率が７０％を超えるとロール表面に存在す
るうねりがめっき表面に転写され、めっき層で素地鋼板
のうねりが平滑化されても、新たなうねりがめっき層表
面に生じて塗装後鮮映性を劣化させるからである。従っ
て、めっき後にスキンパス圧延を行なう場合は、ＳＫＰ
圧下面積率を７０％以下、より好ましくは５０％以下、
更に好ましくは４０％以下に抑えることが望ましい。

【００２５】上記の様に本発明では、基本的にスパング
ルを極力微細化したゼロスパングル材を対象とし、めっ
き付着量：Ｃ（ｇ／ｍ²)と該めっき層の平均スパングル
径：Ｄ（ｍｍ）の関係を特定したところに特徴を有する
ものである。さらには、めっき層中にスパングルを成長
させるために添加するＰｂやＳｂに関し、Ｐｂ含有量は
０．０４重量％以下、より好ましくは０．０２重量％以
下、Ｓｂ含有量は０．０５重量％以下、より好ましくは
０．０２重量％以下に抑えることが望ましい。しかして
ＰｂやＳｂはスパングル成長作用を有する元素であり、
浴中添加→めっき後放冷を採用するとスパングル径が大
きくなり、スパングル模様のめっき表面への浮き出しが
生じ易くなるからである。但し、めっき層凝固時にゼロ
処理冷媒の吹き付けを行なうと、スパングル径を十分に
小さくすることができるので、この場合は多少のＰｂや
Ｓｂが含まれていても差し支えない。

【００２６】またＰｂやＳｂの有無によってめっき層表
面の凹凸発生状況も異なってくるが、これらの添加量を
少なく抑えると該凹凸も少なくなり、塗膜密着性の観点
からしても、ＰｂやＳｂの量が少ない方が好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の構成および作
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の
趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施するこ
とも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的
範囲に包含される。

【００２８】実施例連続溶融亜鉛系めっきライン（ＣＧＬ）を使用し、組成
がＡｌ：０．２重量％、Ｐｂ：０．００５重量％、Ｆ
ｅ：０．０２重量％、残部：実質的にＺｎからなる浴を
用いて、下記の条件で溶融亜鉛系めっき鋼板を製造し
た。（めっき条件）めっき浴温度：４６０℃ 浴侵入板温度：４６０℃ ラインスピード：７０〜１４０ｍ／ｍｉｎ鋼板板厚：０．６〜１．６ｍｍめっき付着量：３０〜１４０ｇ／ｍ²

【００２９】尚、めっき付着量はガスワイピングによっ
て調整し、また、めっき層が凝固する前に、めっき層表
面にりん酸２水素アンモニウム水溶液をエアーと共に噴
霧することにより、めっき層の冷却速度を高めた。この
際、噴霧量、噴霧圧、噴霧位置等の噴霧条件を変化させ
た。そしてめっき後に、伸び率を変化させてダルスキン
パス圧延を行ない、画像解析法によってＳＫＰ圧下面積
率を求めた。

【００３０】得られた各溶融亜鉛系めっき鋼板に、下記
の条件で塗装を施し、下記の方法で塗装後鮮映性を評価
した。（塗装条件）塗布型クロメート：Ｃｒ付着量５０ｍｇ／ｍ² ，乾燥温
度１２０℃ 下塗り：ポリエステル系塗料（白色），膜厚５μｍ，乾
燥温度２１０℃ 上塗り：ポリエステル系塗料（白色），膜厚２０μｍ，
乾燥温度２３０℃ （塗装後鮮映性評価法）ＰＤＧ計（Ｐｏｒｔａｂｌｅ
ＤｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓｏｆＧｌｏｓｓＭｅｔｅ
ｒ）を使用し、下記の基準で評価した。 ○：０．６≦ＰＤＧ値 △：０．４≦ＰＤＧ値＜０．６ ×：ＰＤＧ値＜０．４結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から明らかな様に、本発明の規定要件
を満足する実施例では、優れた塗装後鮮映性が得られて
いるのに対して、本発明の規定要件を欠く比較例では、
満足のいく塗装後鮮映性が得られていない。

【００３３】また図４は、上記表１に示したデータを含
めた多くの実験データの中から、めっき付着量と平均ス
パングル径が塗装後鮮映性に与える影響を整理して示し
たグラフであり、めっき付着量（Ｃ）と平均スパングル
径（Ｄ）が、前記（１）式の要件を満たす領域では、い
ずれも優れた塗装後鮮映性が得られているのに対し、
（１）式の要件を外れるものでは、塗装後鮮映性が不十
分になることが分かる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、め
っき付着量と平均スパングル径、更にはＳＫＰ圧下面積
率を規定することにより、塗装後鮮映性が良好で優れた
塗装後外観を与える溶融亜鉛系めっき鋼板を提供し得る
ことになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板における断面形状を例示する模式図であ
る。

【図２】鋼板の平均スパングル系と最大凹凸の関係を示
すグラフである。

【図３】めっき付着量と最大凹凸の関係を示すグラフで
ある。

【図４】めっき付着量と平均スパングル径が塗装後鮮映
性に与える影響を整理して示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき後に塗装される溶融亜鉛系めっき
鋼板において、めっき付着量：Ｃ（ｇ／ｍ² ）と該めっ
き層の平均スパングル径：Ｄ（ｍｍ）が、下記式の関係
を満足することを特徴とする優れた塗装後外観を与える
溶融亜鉛系めっき鋼板。５０≦Ｃ≦−１００×Ｄ＋２００ただし、式中のＤとは、めっき層表面の任意方向に引い
た長さＬ（ｍｍ）の直線がｎ（個）のスパングルを横切
るときに、Ｌ／ｎで表わされる値の平均値を意味する。
【請求項２】溶融亜鉛系めっき後にダルスキンパス圧
延されたものであり、めっき層の平面投影図において、
ダルスキンパス圧延により圧下された領域の面積率が７
０％以下である請求項１記載の溶融亜鉛系めっき鋼板。
【請求項３】溶融亜鉛系めっき層中のＰｂ含有量が
０．０４重量％以下、Ｓｂ含有量が０．０５重量％以下
である請求項１または２に記載の溶融亜鉛系めっき鋼
板。