JP2001157873A - ロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ロール成形時にめっきピックアップの発生を
防止すると共に、皮膜の剥離を抑制できる。 【解決手段】 溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又
は溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板の表面に被覆
面積率７５〜９５％の有機樹脂皮膜を形成する際、ロー
ル材質と表面粗さを限定した３ロール方式のロール塗布
装置を用いて有機樹脂処理液を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール成形時にめ
っきピックアップの発生を防止すると共に、皮膜の剥離
を抑制できる有機樹脂皮膜を有するロール成形性に優れ
たＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板及びその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建材用途などを中心として、
高耐食性の観点から溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼
板が使用され、また高耐食性と表面のスパングルの美麗
さの観点から、溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板
が使用されている。

【０００３】これらのＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板は、
一般的にロール成形されることが多いが、溶融亜鉛めっ
き鋼板と異なり、成形ロールへのめっき皮膜のピックア
ップ（以下、めっきピックアップ）が発生しやすい。め
っきピックアップを防止するため、成形ロールへ塗油し
たり、加工中にめっき鋼板や加工ロールに冷却剤をかけ
ることが行われている。しかし、特にめっきピックアッ
プが発生しやすい溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼
板については、前記対策では十分な効果が得られないた
め、ロール塗布装置を用いてめっき層表面に均一に１〜
２μｍ程度の薄い有機樹脂皮膜を形成し、めっきピック
アップを防ぐことが一般的になっている。

【０００４】しかし、有機樹脂皮膜を形成しためっき鋼
板は、成形条件が厳しくなると、樹脂が成形ロールで削
られ剥離し、成型ロールへの樹脂付着や成形後の加工品
への樹脂付着などが発生する。そのため、成形ロールを
定期的に清掃する必要があり、成形作業能率が低下する
という問題がある。一方、皮膜を薄くすると、樹脂皮膜
の剥離は軽減されるが、潤滑効果が少なくなり、成形ロ
ールへのめっきピックアップの問題や加工部に表面傷が
発生する。すなわち、めっきピックアップを防止しなが
ら樹脂皮膜自体の剥離を防止することが不可能であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題を解決し、めっきピックアップを防止するととも
に、樹脂自体の剥離を防止し、ロールフォーミング性に
優れるＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板及びその製造方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機樹脂
皮膜を形成したＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の前記問題
点を改善すべく種々検討し、有機樹脂皮膜を均一に形成
しないで部分的に非被覆部を有するように形成すると、
前記問題を解決できることを見いだした。また、ロール
塗布装置を用いて部分的に非被覆部を有する有機樹脂皮
膜を形成する方法も見いだした。

【０００７】なお、従来より静電霧化法によって鋼板表
面に樹脂不連続皮膜を形成することが種々提案されてい
るが、これらは、耐指紋性、導電性、溶接性を向上させ
ることを目的とするものであり、ロール成形性の向上に
ついては、全く考慮されていない（特公平７−４９０３
号公報、特開平４−２８５１７８号公報等）。

【０００８】本発明は、前記知見に基づくものであり、
前記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りで
ある。 （１）溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又は溶融Ｚ
ｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板の表面に被覆面積率７
５〜９５％の有機樹脂皮膜を形成したことを特徴とする
ロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板。 （２）溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又は溶融Ｚ
ｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板に被覆面積率７５〜９
５％の有機樹脂皮膜を形成するに際して、ピックアップ
ロールに表面粗さＲａ：２〜３μｍのゴム製ロール、ト
ランスファーロールに、表面粗さＲａ：０．３μｍ以下
のスチール製ロール、アプリケーターロールに、表面粗
さＲａ：１〜３μｍのゴム製ロールを配設した３ロール
方式のロール塗布装置を用いて、トランファーロールと
アプリケーターロールの回転方向を鋼板の進行方向に対
して逆方向として、有機樹脂処理液を塗布することを特
徴とするロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金めっき
鋼板の製造方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。

【００１０】本発明が対象とするＺｎ−Ａｌ系合金めっ
き鋼板は、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又は溶
融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板である。

【００１１】ここで、溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき
鋼板とは、めっき層組成が、Ａｌ：３．５〜６．０ｗｔ
％を含有し、その他ミシュメタル、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｇａ、
Ｍｇの中から選んだ１種以上を０．０５〜２．０ｗｔ％
を含有し、残部Ｚｎ及び不可避不純物からなる合金めっ
き鋼板であり、アルミを約５ｗｔ％含む、所謂Ｚｎ−５
％Ａｌ合金めっき鋼板が最も代表的なものとして知られ
ている。

【００１２】また、溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき
鋼板とは、めっき層組成が、Ａｌ：２０〜７０ｗｔ％、
Ｓｉ：Ａｌの０．５ｗｔ％以上、残部Ｚｎ及び不可避不
純物からなる合金めっき鋼板であり、アルミを５５ｗｔ
％含む、所謂Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板が最も代
表的なものとして知られている。

【００１３】図１は、前記めっき鋼板の表面に形成され
ている有機樹脂皮膜を模式的に示す平面図で、１は有機
樹脂被覆部、２は非被覆部を示す。めっき鋼板の表面に
非被覆部２が分散的に形成されている。

【００１４】前記のような非被覆部２を有する有機樹脂
皮膜によってロール成形性を向上できるメカニズムは次
のように考えられる。すなわち、成形ロールはめっき鋼
板の表面に存在する有機樹脂被覆部１により直接めっき
皮膜と接触するのを回避される。一方、成形ロールの加
工力を受けてめっき表面の有機樹脂被覆部１は変形され
ていくが、非被覆部２が隣に存在することによりその圧
力が開放され、有機樹脂被覆部１が削られて剥離するこ
とが抑制される。このことにより、めっきピックアップ
の防止と共に有機樹脂皮膜の剥離防止が同時に可能とな
る。

【００１５】めっきピックアップと樹脂剥離を防止する
には、樹脂皮膜の有機樹脂被覆部１の被覆面積率が７５
〜９５％（非被覆部２の面積割合が５〜２５％）である
ことが必要であり、非被覆部２の大きさは、直径で０．
１ｍｍ程度が好ましい。耐食性を考慮すると、樹脂被膜
の有機樹脂被覆部１の被覆面積率は、８５％以上である
ことが望ましく、９０％以上であることが更に望まし
い。有機樹脂としては、一般的に使用されているアクリ
ル系樹脂等を使用することができ、膜厚は１〜２μｍが
好ましい。前記皮膜は、めっき皮膜の上に直接形成され
ていてもよいし、クロメート皮膜などの連続した皮膜上
に形成されていてもよい。

【００１６】次に、本発明のＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼
板の製造方法について説明する。図２は３ロール方式の
ロール塗布装置の要部を示す図で、１１は塗料１２を入
れた塗料パン、１３はピックアップロール、１４はトラ
ンスファーロール、１５はアプリケーターロール、１６
はバックアップロール、Ｓはめっき鋼板（Ｚｎ−Ａｌ系
合金めっき鋼板）である。

【００１７】本装置において、ピックアップロール１３
は表面粗さ（中心線平均粗さ、以下同じ）Ｒａ：２〜３
μｍのゴム製ロール、トランスファーロール１４は、表
面粗さＲａ：０．３μｍ以下のスチール製ロール、アプ
リケーターロール１５は、表面粗さＲａ：１〜３μｍの
ゴム製ロールで構成されている。

【００１８】各ロールの回転方向は、図２中に矢印で示
されるように、隣接するロールまたはめっき鋼板の接触
点又は近接点において、お互いに逆方向又はめっき鋼板
の走行方向と逆方向になるように回転（所謂フルリバー
ス回転）している。

【００１９】塗料パン１１には、塗液（有機樹脂処理
液）１２が入っており、ピックアップロール１３は、そ
の下部が塗液１２中に浸漬されている。塗液１２をピッ
クアップロール１３で汲み上げ、汲み上げた塗液１２
は、ピックアップロール１３とトランスファーロール１
４間で所定の膜厚に調整され、トランスファーロール１
４に転写され、さらにアプリケーターロール１５に転写
されバックアップロール１６に支持されためっき鋼板Ｓ
の表面に転写される。

【００２０】ピックアップロール１３、トランスファー
ロール１４、アプリケーターロール１５の材質、表面粗
さＲａを前記のように配設して塗液を塗布することによ
って、めっき鋼板Ｓに転写された塗膜に被覆面積率が本
発明に規定する範囲内にある非被覆部が部分的（分散
的）に形成される。

【００２１】めっき鋼板Ｓに転写された塗膜に部分的
（分散的）に非被覆部を形成できるのは、トランスファ
ーロール１４の表面粗さＲａがピックアップロール１
３、アプリケーターロール１５の表面粗さＲａに比べて
著しく小さいため、ピックアップロール１３からトラン
スファーロール１４への塗液の転写時、トランスファー
ロール１４からアプリケーターロール１５への塗液の転
写時に、転写された塗液分布が不均一になり、最終的に
めっき鋼板Ｓに転写された塗液に非被覆部が分散して形
成されるものと考えられる。

【００２２】なお、耐食性を考慮して、非被覆部の被覆
面積率を８５〜９５％又は９０〜９５％にする場合、ア
プリケーターロール１５の表面粗さＲａを１〜２μｍと
すればよい。

【００２３】

【実施例】溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板（板
厚：０．５ｍｍ×幅９１４ｍｍ、めっき目付量：片面あ
たり８６ｇ／ｍ²）に、図２に示した３ロール方式のロ
ール塗布装置を用いて、ライン速度６０ｍｐｍで、表１
に示す条件の塗布ロールを用い、所謂フルリバース回転
によって、アクリル系樹脂処理液を塗布し、１００〜１
２０℃で乾燥し、めっき鋼板の表面に膜厚２μｍ（乾燥
膜厚）の有機樹脂皮膜を形成した。

【００２４】

【表１】

【００２５】前記で形成した有機樹脂皮膜の外観を顕微
鏡で観察したところ、発明例の鋼板には、直径約０．１
ｍｍの円形状の非被覆部が約７〜１０個／ｍｍ²存在し
ており、樹脂皮膜の面積被覆率は９２〜９４％であっ
た。一方、比較例の鋼板には非被覆部が認められなかっ
た。

【００２６】前記で得た鋼板をＣ型チャンネルにロール
成形し、成形ロールへのピックアップ（めっき及び樹
脂）の発生状況及びロール成形後の鋼板表面の傷発生状
況を観察した。観察結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】発明例の鋼板は、比較例の鋼板に比べて、
成形ロールへのピックアップ、ロール成形後の鋼板表面
の傷発生が、何れも著しく軽減されており、ロール成形
性に優れていることが分かる。

【００２９】また、前記で得たロール成形後の製品につ
いて耐食性を調査したところ、発明例の鋼板は比較例の
鋼板と同等以上の耐食性であった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロール成形時に成形ロールへのめっきピックアップを防
止し、また有機樹脂皮膜自体の剥離、成形ロールへの付
着を抑制でき、ロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金
めっき鋼板が得られる。本発明の鋼板をロール成形する
と、成形ロール清掃による能率低下や加工品の傷発生に
よる品質低下を防止できる。

【００３１】前記本発明の効果は、めっきピックアップ
が発生しやすい溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板に
おいて特に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板の表面に
形成された有機樹脂皮膜を模式的に示す平面図。

【図２】本発明の実施の形態の説明に使用した３ロール
方式のロール塗布装置の要部を示す図。

【符号の説明】

１ 有機樹脂被覆部 ２ 非被覆部 １１ 塗料パン １２ 塗液 １３ ピックアップロール １４ トランスファーロール １５ アプリケーターロール １６ バックアップロール Ｓ めっき鋼板（Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 床爪 真 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 菅原 憲文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 佐藤 省吾 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AC23 AC29 AC92 AC94 AE03 BB87X CA13 DA06 DB05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又
   は溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板の表面に被覆
   面積率７５〜９５％の有機樹脂皮膜を形成したことを特
   徴とするロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系合金めっき
   鋼板。
2. 【請求項２】 溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっき鋼板又
   は溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっき鋼板に被覆面積率
   ７５〜９５％の有機樹脂皮膜を形成するに際して、ピッ
   クアップロールに表面粗さＲａ：２〜３μｍのゴム製ロ
   ール、トランスファーロールに、表面粗さＲａ：０．３
   μｍ以下のスチール製ロール、アプリケーターロール
   に、表面粗さＲａ：１〜３μｍのゴム製ロールを配設し
   た３ロール方式のロール塗布装置を用いて、トランファ
   ーロールとアプリケーターロールの回転方向を鋼板の進
   行方向に対して逆方向として、有機樹脂処理液を塗布す
   ることを特徴とするロール成形性に優れたＺｎ−Ａｌ系
   合金めっき鋼板の製造方法。