JP2011196945A - 帯状金属材料の表面に被覆された皮膜の膜厚測定方法および校正板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(1)式で定義されるRa比率が0.7〜4.0となるように表面粗さが調整された機械的粗面化表面を有するステンレス鋼板を校正板として使用する。
Ra比率=Ra[基材]/Ra[校正板] …(1)
ただし、
Ra[基材]; 前記基材(皮膜を持たないもの)の算術平均粗さRa(μm)
Ra[校正板]; 校正板の算術平均粗さRa(μm)
【選択図】図2
Description
下記(1)式で定義されるRa比率が0.7〜4.0となるように表面粗さが調整された機械的粗面化表面を有するステンレス鋼板を校正板として使用することを特徴とする帯状金属材料の表面に被覆された皮膜の膜厚測定方法が提供される。また、それに用いる校正板が提供される。
Ra比率=Ra[基材]/Ra[校正板] …(1)
ただし、
Ra[基材]; 前記基材(皮膜を持たないもの)の算術平均粗さRa(μm)
Ra[校正板]; 校正板の算術平均粗さRa(μm)
本発明では、表面粗さが基材に近い金属材料であって、いわゆる裸の状態(測定対象となる無機系または有機系の皮膜を有しな状態)で現場保管時に表面が変質しない耐食性を有する材料を校正板に使用する。そのような材料としては粗面化ステンレス鋼板が挙げられる。ここで、「ステンレス鋼」はJIS G0203:2009の番号3801に規定されるように耐食性を向上させた合金鋼である。発明者らの詳細な検討の結果、そのような粗面化ステンレス鋼板としては、ステンレス鋼板の表面を機械的手段により粗面化したものが適用できることが明らかになった。例えばショットブラスト仕上げ、ダル仕上げ、HL(ヘアライン)仕上げによるものが挙げられる。ショットブラスト仕上げ、ダル仕上げおよびHL仕上げは、それぞれJIS G0203:2009の番号4216、4218および4226に規定されている。本発明ではこのような機械的粗面化表面を有するステンレス鋼板を校正板として使用する。
Ra比率=Ra[基材]/Ra[校正板] …(1)
ただし、
Ra[基材]; 前記基材(皮膜を持たないもの)の算術平均粗さRa(μm)
Ra[校正板]; 校正板の算術平均粗さRa(μm)
質量%でC:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜4.0%、Mn:0.001〜2.5%、P:0〜0.045%、S:0〜0.03%、Ni:7.0〜16.0%、Cr:15.0〜20.0%、Mo:0〜7.0%、Cu:0〜3.5%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.1%、N:0〜0.3%、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物
質量%でC:0.0001〜0.15%、Si:0.001〜1.2%、Mn:0.001〜1.2%、P:0〜0.04%、S:0〜0.03%、Ni:0〜0.6%、Cr:15.0〜24.0%、Mo:0.3〜3.0%、Cu:0〜1.0%、Nb:0〜1.0%、Ti:0〜1.0%、Al:0〜0.2%、N:0〜0.025%以下、B:0〜0.01%、V:0〜0.5%、W:0〜0.3%、Ca、Mg、Y、REM(希土類元素)の合計:0〜0.1%、残部Feおよび不可避的不純物
基材としては化成処理や塗装に供される種々の帯状金属材料が対象となる。特に、めっきの後処理として化成処理を施すものが好適な対象となる。具体的には、亜鉛めっき鋼板、Zn−2.0〜20.0質量%Al−0.1〜5.0質量%Mgめっき鋼板、Zn−50.0〜60.0質量%Alめっき鋼板、Al−0〜13.0質量%Siめっき鋼板などが挙げられる。その他、化成処理を施して使用するステンレス鋼板も対象となる。
皮膜の種類としては、波長5.0〜10.0μmの赤外線波長域における赤外吸収スペクトルに基づいて検量線を用いた膜厚測定が可能な種々のものが対象となる。無機系化成皮膜の場合、リン酸塩皮膜、クロメート皮膜、クロムフリー皮膜などが挙げられる。有機系皮膜の場合、樹脂塗膜や、樹脂成分を有するクロムフリー皮膜が挙げられる。これらの各種皮膜には既に実用化されている種々のものが含まれる。
校正板を用いた膜厚の校正は、従来、金コートミラー等の標準試料を校正板に用いて行っていた校正と同様の手順で行うことができる。ただし、予め基材の種類に応じて上記(1)式を満たすステンレス鋼板を校正板として用意し、赤外線膜厚計の初期状態(補正なしで検量線を適用することができる装置コンディション)での赤外線反射強度をそれぞれの校正板について測定し、そのデータを記録しておく必要がある。
2 機械的粗面化表面
3 赤外線入射方向
4 赤外線反射方向
Claims (12)
- 波長5.0〜10.0μmの赤外線波長域に検出範囲を有する赤外線膜厚計を用いて、帯状金属材料(「基材」という)の表面に被覆された無機系化成皮膜または樹脂成分を含む有機系皮膜の膜厚を連続通板ラインにてオンライン計測するにあたり、赤外線膜厚計初期状態からの装置コンディションの経時変化に伴う赤外線反射強度検出値のずれを校正するために、上記の皮膜を有しない金属板からなる「校正板」を使用して、初期状態に対する被測定材料(基材表面に上記皮膜を有する帯状材料)通板時期の赤外線反射強度の変位量を求め、被測定材料について測定された赤外吸収スペクトルのベースライン位置を前記変位量に応じて補正したうえで、検量線との照合を行う膜厚測定方法において、
下記(1)式で定義されるRa比率が0.7〜4.0となるように表面粗さが調整された機械的粗面化表面を有するステンレス鋼板を校正板として使用することを特徴とする帯状金属材料の表面に被覆された皮膜の膜厚測定方法。
Ra比率=Ra[基材]/Ra[校正板] …(1)
ただし、
Ra[基材]; 前記基材(皮膜を持たないもの)の算術平均粗さRa(μm)
Ra[校正板]; 校正板の算術平均粗さRa(μm) - 前記基材が溶融めっき鋼板である請求項1に記載の膜厚測定方法。
- 前記溶融めっき鋼板は、亜鉛めっき鋼板、Zn−2.0〜20.0質量%Al−0.1〜5.0質量%Mgめっき鋼板、Zn−50.0〜60.0質量%Alめっき鋼板、またはAl−0〜13.0質量%Siめっき鋼板である請求項2に記載の膜厚測定方法。
- 前記無機系化成皮膜は、リン酸塩皮膜、クロメート皮膜、またはクロムフリー皮膜である請求項1〜3のいずれかに記載の膜厚測定方法。
- 前記有機系皮膜は、樹脂成分を有するクロムフリー皮膜である請求項1〜3のいずれかに記載の膜厚測定方法。
- 前記校正板として使用するステンレス鋼板は、Cr:15.0〜20.0質量%、Ni:7.0〜16.0質量%を含有するオーステナイト系ステンレス鋼、またはCr:15.0〜24.0質量%を含有するフェライト系ステンレス鋼からなるものである請求項1〜5のいずれかに記載の膜厚測定方法。
- 前記校正板として使用するステンレス鋼板は、Cr:15.0〜20.0質量%、Ni:7.0〜16.0質量%を含有し且つJIS G4305:2005の表2に規定されるオーステナイト系鋼種に相当する鋼、またはCr:15.0〜24.0質量%を含有し且つJIS G4305:2005の表4に規定されるフェライト系鋼種に相当する鋼からなるものである請求項1〜5のいずれかに記載の膜厚測定方法。
- 前記校正板として使用するステンレス鋼板がHL仕上げステンレス鋼板であり、前記Ra[校正板]はHLの研磨方向に対して直角方向に測定される値であり、赤外線を照射する板面において赤外線入射光に垂直な方向をT方向とするとき、HLの研磨方向がT方向に対して直角方向となるように赤外線を照射して当該校正板を使用した赤外線反射強度を測定する請求項1〜7のいずれかに記載の膜厚測定方法。
- 波長5.0〜10.0μmの赤外線波長域に検出範囲を有する赤外線膜厚計を用いて、帯状金属材料(「基材」という)の表面に被覆された無機系化成皮膜または樹脂成分を含む有機系皮膜の膜厚を連続通板ラインにてオンライン計測するにあたり、赤外線膜厚計初期状態からの装置コンディションの経時変化に伴う赤外線反射強度検出値のずれを校正するために使用する上記の皮膜を有しない金属板からなる「校正板」であって、
下記(1)式で定義されるRa比率が0.7〜4.0となるように表面粗さが調整された機械的粗面化表面を有するステンレス鋼板からなる校正板。
Ra比率=Ra[基材]/Ra[校正板] …(1)
ただし、
Ra[基材]; 前記基材(皮膜を持たないもの)の算術平均粗さRa(μm)
Ra[校正板]; 校正板の算術平均粗さRa(μm) - 前記ステンレス鋼板の鋼種が、Cr:15.0〜20.0質量%、Ni:7.0〜16.0質量%を含有するオーステナイト系ステンレス鋼、またはCr:15.0〜24.0質量%を含有するフェライト系ステンレス鋼である請求項9に記載の校正板。
- 前記ステンレス鋼板の鋼種が、Cr:15.0〜20.0質量%、Ni:7.0〜16.0質量%を含有し且つJIS G4305:2005の表2に規定されるオーステナイト系鋼種に相当する鋼、またはCr:15.0〜24.0質量%を含有し且つJIS G4305:2005の表4に規定されるフェライト系鋼種に相当する鋼である請求項9に記載の校正板。
- 前記ステンレス鋼板がHL仕上げステンレス鋼板であり、前記Ra[校正板]はHLの研磨方向に対して直角方向に測定される値である請求項9〜11のいずれかに記載の校正板。
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