JP2006307261A

JP2006307261A - プラズマディスプレイ固定板用鋼板、プラズマディスプレイ固定用鋼板の製造方法及びプラズマディスプレイ固定板。

Info

Publication number: JP2006307261A
Application number: JP2005129223A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hayashida; 貴裕林田; Masaki Yoshikawa; 雅紀吉川; Toshiyuki Ueda; 利行上田; Shinichi Aoki; 晋一青木; Hiroyasu Ito; 博康伊藤; Masao Yui; 真男由井; Toshiaki Miyata; 年明宮田; Akihide Nakamura; 彰秀中村
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】優れた耐食性または放熱性を有する安価なプラズマディスプレイ固定板を提供する。
【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる鋼板を用いて、Ｚｎめっきを施し、その上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を形成させる。
【選択図】なし

Description

本発明はプラズマディスプレイ固定板用鋼板、プラズマディスプレイ固定用鋼板の製造方法及びプラズマディスプレイ固定板に関し、特に耐食性あるいは放熱性に優れたプラズマディスプレイ固定板に関する。

近年、ディスプレイ分野では、ＣＲＴタイプ、液晶タイプ及びプラズマディスプレイタイプ間で性能面だけでなく、価格面で厳しい競争が行われている。プラズマディスプレイに使われるプラズマディスプレイ固定板は現在アルミニウム合金板が使われている。しかし、高強度が要求されるため、厚さが約２ｍｍと厚くしなければならず高コストの原因にもなっている。このため、薄くて、耐食性あるいは放熱性に優れた高強度の材料が求められている。しかし、現在使われているアルミニウム合金板を高強度化することは困難である。従来高強度の鋼板については、再結晶温度以上に加熱した後、急冷する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、急冷するため、急冷後、冷延鋼板にそりが発生し、平坦性の点で問題がある。
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。

特開平９−１９４９３５号公報

本発明は、特に薄くて、耐食性あるいは放熱性に優れた高強度のプラズマディスプレイ固定板用鋼板、プラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法及びプラズマディスプレイ固定板を提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイ固定板用鋼板（請求項１）は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなることを特徴とする。
本発明のプラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法（請求項２）は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる連続鋳造鋳片を、熱間圧延、酸洗し、圧延率が５０〜９０％の冷間圧延を施すことを特徴とする。
本発明のプラズマディスプレイ固定板（請求項３）は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる鋼板の表面に、ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層を有することを特徴とする。この場合、前記ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層の上に、化成処理層を有することが望ましい。

本発明のプラズマディスプレイ固定板は、板厚が約０．７ｍｍと薄く、しかも高強度な鋼板を用いているため、安価で、耐食性、放熱性などの特性にすぐれた材料として提供できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の原板となる鋼板の鋼成分は、重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：≦１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１５％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。

Ｃはガスケット材用冷延鋼板に高い調質度に加えるため、Ｃは０．０８重量％以上あることが望ましい。一方でＣ成分が０．６０重量％を超えると炭化物析出量が増大し、加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明ではＣ成分の上限値を０．６０重量％とする。

Ｍｎは不純物であるＳによる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であると同時に、上記のＣと同様に鋼板に高い調質度を与えるため、Ｍｎ成分は０．５重量％以上とする。しかし、ここでもＣ同様に、多過ぎると冷間圧延の負荷の増大、スラブ圧延中の割れ発生、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となるため、上限値を３．０重量％とする。

Ｐは結晶粒微細化成分であり、また鋼板の強度を高めることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を阻害する。本発明の用途としては、Ｐが０．０６重量％を超えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下するため上限値を０．０６重量％とする。

Ｓは熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましいが、鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、工程中の脱硫も困難なことからある程度の残留もやむをえない。少量の残留Ｓによる赤熱脆性はＭｎにより軽減できるため、Ｓ成分の上限値は０．０６重量％とする。

Ａｌは製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、０．１０重量％以上になると連続鋳造時に酸化抑制剤、および、連続鋳造での鋳型への焼き付き防止剤として使用する鋳型パウダー中の酸素と過剰Ａｌが反応し、本来のパウダー効果を阻害する。したがって、Ａｌ量は０．１０重量％以下とする。

ＮはＣ、Ｍｎと同様に鋼板に高い調質度を与える。耐力強化のために必要な成分であるが、０．００１重量％より少なくすることは製鋼上の困難を生じ、また一方０．０１５０重量％を超える添加は製鋼時に添加するフェロ窒化物の歩留の低下が著しく、安定性に欠けると同時に、プレス成形時の異方性を著しく劣化させる。さらに連続鋳造片の表面に割れが生じ、鋳造欠陥となるため、本発明においてはＮ成分範囲を０．００１〜０．０１５０重量％とする。より望ましくは０．００２１〜０．０１５０とする。

Ｓｉは本発明の主要な特徴である。Ｓｉは鋼中では大きな固溶強化能を持ち、ばね性を得るのに有効な元素である。従って、１．０重量％以上は必要である。また、材質強化面では多い程良いが、３．０重量％を超えると冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化を招くため上限値を３．０重量％とする。

熱間圧延
熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが、Ｎの積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から１１００℃以上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度をＡｒ3 点以下にすると、熱間鋼帯の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、目的の強度が得られないので熱間圧延仕上温度はＡｒ3 点以上とするのが望ましい。熱間圧延に際しては、平均粒径が５μｍ以下のフェライト中にマルテンサイトが分散してなる組織となるように、高圧下率で圧延した後に急冷する。

巻き取り温度は４５０℃〜６５０℃とする。熱延時のコイルの幅方向および長手方向の品質安定性を考慮して４５０℃を下限とする。また、巻取温度が６５０℃を超えると、熱延時および連続焼鈍時で結晶粒径が大きくなり、加工時の不良原因となるため、巻取温度は６５０℃以下とするのが望ましい。

上記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、この冷間圧延率は、成分とともに本発明の重要な強度因子であり、目的の強度を得るために、５０〜９０％で行う。

上記のように５０〜９０％の冷間圧延を施した材料は、クリーニング工程で脱脂を施した後、６３０〜８７０℃以上、望ましくは６８０〜８７０℃で連続焼鈍を行う。または、５００〜７５０℃、望ましくは６００〜７５０℃でバッチ焼鈍を行う。焼鈍時間は再結晶される範囲内であれば良い。

上記焼鈍を行った後、２次冷間圧延を圧延率７０％以下で行っても良い。その後、必要により調質圧延により表面粗度を付与する。

次いで、以上のようにして得られる基板に耐食性を付与するためにめっきを施す。めっき金属としては、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、またはこれらの２種以上からなる合金を用いることができるが、廉価であることからＺｎまたはＺｎを主成分とする合金を用いることが好ましい。また、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｍｏからなる電気めっき鋼板を用いても良い。Ｚｎめっき方法として、溶融めっき法または電気めっき法のいずれを用いてもよい。電気めっき法を用いる場合、めっき量としては５〜５０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

引き続いてめっき層上にクロムを含まず、耐食性及び放熱性を向上させる化成処理層を設ける。化成処理層としては、次の組成を有する処理液を用いて、浸漬法、ロールコート法、カーテンフローコート法、スプレーコート法などのいずれかの塗布方法を用いて塗布し、乾燥することにより形成させる。塗布厚さは乾燥後の厚さ０．０５〜１０μｍであることが好ましい。
（１）アクリル系処理液
水系アクリル樹脂や水系ウレタン樹脂などの水系有機樹脂に水分散性シリカおよび防錆剤、さらにフラックス性を付与するために水溶化ロジンを含有したもの処理液を用いる。

処理液の水系樹脂として水系アクリル樹脂を用いる場合は、１００〜８００ｇ／Ｌの濃度のものを用い、処理液中に５０〜６００ｇ／Ｌの濃度で水溶化ロジン、１０〜２００ｇ／Ｌで濃度の水分散性シリカ、および１０〜２００ｇ／Ｌの濃度で防錆剤を含有させることが好ましい。

処理液の水系樹脂として水系ウレタン樹脂を用いる場合は、１００〜９００ｇ／Ｌの濃度のものを用い、処理液中に１０〜４００ｇ／Ｌで濃度の水分散性シリカ、および１０〜１００ｇ／Ｌの濃度で防錆剤を含有させることが好ましい。

これらの処理液中に含有させる水分散性シリカは、シリカ表面にアルミニウムをコーティングしたものが分散性にすぐれており好ましい。シリカの粒径としては１００ｎｍ以下であることが好ましい。

防錆剤としては、クロムを含まずアミンを含む化合物またはスチレン・無水マレイン酸共重合体のいずれかもしくは両方を含むものを用いることが好ましい。アミンを含む化合物としては、ドデシルアミン、オレオイルイミダゾリン、アミノプロピル牛脂アミン、ロジンアミンなどの有機アミン石けんを単独でまたは混合して使用する。スチレン・無水マレイン酸共重合体としてはスチレン・無水マレイン酸共重合アルキルエステル・アンモニウム塩を用いる。

処理液の水系樹脂として水系アクリル樹脂を用いる場合に含有させる水溶化ロジンとしては、ロジンの主成分であるアビエチン酸分子内のカルボン酸基をアミン塩などで中和し、ロジン石けんとしたものを用いることが好ましい。

（２）黒色系（放熱性を有する処理液）
処理液としては、上記水系アクリル樹脂や水系ウレタン樹脂に、黒色顔料を５０〜３００ｇ／Ｌ添加した液を用いる。黒色顔料としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛などの無機顔料、あるいはアニリン黒などの有機顔料が適用できる。５０ｇ／Ｌ未満では放熱性の効果が小さく、３００ｇ／Ｌを超えると皮膜の製膜性が悪くなる。
以上のようにして素材となる鋼板にめっきを施し、次いでめっき層上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を設けることにより、本発明のプラズマディスプレイ固定板用材料を得ることができる。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
[供試板の作成］
表１に示す鋼板の化学成分、冷間圧延条件、焼鈍条件を示す。

この鋼板に、下記に示すめっき浴とめっき条件を用いてＺｎめっきを施した後、下記にに示す液組成の処理液を用いて耐食性を向上させる化成処理層をＺｎめっき皮膜上に形成し、特性評価用の基板とした。めっき条件、化成処理の種類は表２に示す。

[Ｚｎめっき］
めっき浴硫酸亜鉛２５０ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム３０ｇ／Ｌ
ｐＨ３．０
浴温４０℃
電流密度２０Ａ／ｄｍ^２
めっき量２０ｇ／ｍ^２

[耐食性を向上させる化成処理］
浴組成水系ウレタン樹脂７００ｇ／Ｌ
水分散性シリカ２００ｇ／Ｌ
ロジン−アミン系防錆剤５０ｇ／Ｌ
塗布方法ロールコート
塗布厚さ（乾燥後）１μｍ

[放熱性を向上させる化成処理］
浴組成水系ウレタン樹脂６００ｇ／Ｌ
水分散性シリカ１００ｇ／Ｌ
ロジン−アミン系防錆剤５０ｇ／Ｌ
カーボンブラック２００ｇ／Ｌ
塗布方法ロールコート
塗布厚さ（乾燥後）１μｍ
また、比較用の供試板として、表２に示す厚み２ｍｍのＡｌ合金板（試料番号８）を用いた。なお、表２において、耐食性を向上させる化成処理はＡ、放熱性を向上させる化成処理はＢで示した。

上記のようにして得られた供試板について、ＴＳ（抗張力）とＴ．ＥＬ．（伸び）はＪＩＳ５号試験片とした供試板を引張試験により測定した。
放熱性は、放射率計（ＡＥＲＤ放射率計（ＤＥＶＩＣＥＳ＆ＳＥＲＶＩＣＥＳＣＯＭＰＡＮＹ製））を用いて供試板の放射率を測定し、下記の基準で熱放射性を評価した。熱放射性は熱放射率が０．４以上（下記評価基準で◎と○に相当する）を合格とした。
◎：放射率≧０．７
○：放射率≧０．４でかつ＜０．７
△：放射率≧０．１でかつ＜０．４
×：放射率＜０．１
これらの評価結果を表２に示す。

その結果、表２に示すように、鋼板上にＺｎめっきを施し、その上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を形成してなる本発明のプラズマディスプレイ固定板は、プラズマディスプレイ固定板として充分適用できることが判明した。

本発明のプラズマディスプレイ固定板は、安価な鋼板に安価なＺｎめっきとその上に耐食性または放熱性を向上させる化成処理層を形成したものであり、プラズマディスプレイ固定板として充分適用できることが判明した。また、従来材より薄いため、コンパクトなプラズマディスプレイが製造可能となる。

Claims

重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなることを特徴とするプラズマディスプレイ固定板用鋼板。
重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる連続鋳造鋳片を、熱間圧延、酸洗し、圧延率が５０〜９０％の冷間圧延を施すことを特徴とするプラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法。
重量％で、Ｃ：０．０８〜０．６０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．０６％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１５０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる鋼板の表面に、ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層を有することを特徴とするプラズマディスプレイ固定板。
前記ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層の上に、化成処理層を有することを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイ固定板。