JP2514693B2 - 塗装鮮映性の優れた鋼板 - Google Patents

塗装鮮映性の優れた鋼板

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JP2514693B2 JP63123238A JP12323888A JP2514693B2 JP 2514693 B2 JP2514693 B2 JP 2514693B2 JP 63123238 A JP63123238 A JP 63123238A JP 12323888 A JP12323888 A JP 12323888A JP 2514693 B2 JP2514693 B2 JP 2514693B2
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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。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Ra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、たとえば
特開昭62−230402号公報に開示される様な技術が提案さ
れている。この方法は、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ものであ
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)の平坦面3で押し付けられた鋼板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、環状凹部
2aが成形加工時の潤滑油溜めおよび切削粉捕捉部として
の機能を果たして型かじり防止効果を発揮し、且つ第2
図に示した様な従来の粗面化鋼板に比べて平坦面が多く
乱反射も抑えられるので鮮映性も非常に優れたものとな
る。
前述の公開発明はこうした知見に基づき、更に鋼板の
表面形状の中で塗装後の鮮映性に影響を及ぼすものは、
400μmを超える長い波長成分であることに着目してな
されたものである。そして具体的には、隣り合う台地部
1a,1a間の平均中心間距離をSa、環状凹部2a外縁の平均
直径をD、内縁の平均直径をd、粗さ曲線の中心線での
台地部の平均直径をLapとしたとき、これらを次式の関
係を満たす様に調整するところに特徴を有するものであ
る。
Sa≦800μm Lap≦150μm [発明が解決しようとする課題] 本発明は上記の様な公開発明の特徴を生かしつつ、鋼
板表面の微視的形状特性を違った角度から改善すること
によって、鋼板の耐型かじり性および塗装鮮映性を更に
高めることを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 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、鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野を取り囲
む谷部からなる凹凸が無数に形成され、且つ該凹凸を除
く部分を平地部とする鋼板において、鋼板の平面視全面
積中に占める上記平地部の割合が85%以下であると共
に、上記平地部から谷部への深さが4μm以上であり、
且つ鋼板表面形状を周波数解析したときの585μm≦λ
<2730μmの範囲に含まれる波長λの波長成分強度(μ
m2)が0.6以下である点に要旨を有するものである。
[作用] 本発明者らは、前述の様な高密度エネルギービームに
よるダル仕上げロール(以下これをレーザダル仕上げロ
ールと呼ぶこともある)で調質圧延された粗面化鋼板の
耐型かじり性および塗装鮮映性の両特性に与える表面形
状特性の影響について様々の角度から検討を重ねた。
まず本発明者らは、波長の長い成分のみが塗装後の鮮
映性に関与しているという観点から、次の様な実験を行
なった。即ち本発明者らは種々のレーザダルパターンの
鋼板を作成し、該鋼板にトータル塗膜厚90μmの3コー
ト塗装を行ない、塗装前後の表面形状における波長分布
を調査した。
その結果を第6図に示す。尚第6図中の残存率とは、
塗装後の波長成分強度を塗装前の波長成分強度で除した
値を示す。この第6図から明らかな様に、残存率は波長
λが585μm以上になると急激な立ち上がりを示してい
る。このことから特に585μm以上の長い波長成分が塗
装後においても残存し、これが鮮映性に悪影響を与える
ものと判断できる。
そこで本発明者らは、塗装前鋼板における波長λが58
5μm≦λ<2730μmの範囲での波長成分強度Pと3コ
ート塗装後の鮮映性の関係について調査したところ、第
7図の結果が得られた。このときの周波数解析の条件
は、次の通りである。まず1サンプルについて8.192mm
の測定長さのプロフィルを10本準備し、データ点数をプ
ロフィル1本当たり8,192点とし、プロフィルは最小自
乗法で傾きをなくして移動平均にてフィルターをかけた
後波高(h)分布を計算した。そして得られた10本の波
高分布をリニア加算し平均して1本の波高分布を得、こ
の波高分布において前記波長範囲に存在するデータ点に
ついて波高の2乗和(Σh2)を求め、これを波長成分強
度P(μm2)とした。
尚波長λの範囲の上限は塗装面の目視感応評価および
鮮映性測定計器による評価において、原板表面の2730μ
m以上の長い波長成分は塗装後の鮮映性に大きな影響を
与えなかったため、上限を2730μm未満とした。また鮮
映性の評価はATI SYSTEMS INC社製のDOIメータを使用し
た。
第7図の結果から明らかであるが、鋼板の表面形状の
上記波長範囲での波長成分強度PはDOI値と良好な相関
々係を示していることがよく分かる。そして鮮映性の評
価については、自動車用外板の場合にはほぼ「DOI値≧9
3」であることが望ましいと言われているので、その為
には波長成分強度が0.6以下であればよいことが分か
る。
次に本発明者らは、各種製造因子が波長成分強度Pに
如何なる影響を与えるかについて検討した。第8図は、
表面粗さRaの異なる調質圧延前の鋼板(即ち素材鋼板)
を用いてレーザダル仕上げロールによって調質圧延した
場合に、調質圧延後の鋼板表面における平地部3aの平面
視面積率(以下平地部面積率と呼ぶ)(F:%)と前記波
長成分強度Pとの関係を示すグラフである。
第8図の結果から明らかな様に、平地部面積率F
(%)を大きくするにつれて、或は調質圧延前の鋼板の
表面粗さRaを細かくするにつれて波長成分強度Pの値は
小さくなり鮮映性が向上する。
尚鮮映圧延前の鋼板の表面粗さRaが波長成分強度Pに
影響を及ぼすのは、ショットブラストロール等による冷
間圧延時に表面粗さRaに関連して生じた波長の長いうね
り成分が長質圧延後も残存する為であると考えられる。
従って鮮映性の良好な鋼板を得る為には、冷間圧延時か
ら波長の長いうねりの発生を抑えると共に調質圧延後は
平地部面積率をできるだけ大きくする、或は調質圧延時
の伸び率を可能な範囲で大きくして素材鋼のうねり成分
を極力圧殺する等の工夫が必要である。以上述べてきた
ことから明らかな様に、調質圧延前の素材鋼板の表面粗
さRa,調質圧延後の鋼板の平地部面積率F、及び調質圧
延時の伸び率を適当に組み合わせて鋼板表面形状の波長
成分強度Pを0.6以下に抑えることによって、DOI値が93
以上の鮮映性に優れた鋼板を得ることができる。
これまで鋼板の鮮映性に関して述べてきたが、外板用
鋼板として使用される為にはプレス成形時に耐型かじり
性が良好であることが必要である。この耐型かじり性に
関しては、成形加工時の潤滑油溜め及び切削粉捕捉部と
して機能を果たす谷部の存在が重要であり、この谷部の
比率および形状を検討する必要がある。
レーザダル加工ロールで調質圧延された鋼板における
谷部は、前記環状凹部2aである。そこで本発明者らは環
状凹部2aの比率を平地部面積率Fで把え、その形状を環
状凹部2aの深さDで把えてこれらが耐型かじり性に及ぼ
す影響について調査した。
第1図は環状凹部2aの深さDを変化させた場合に、平
地部面積率Fと耐型かじり性の関係について調査した結
果を示すグラフである。尚第1図においては、耐型かじ
り性を評価するパラメータとしては、しごき曲げ試験に
おける型かじり限界のクリアランス を用いた。又第1図において、ラインより右側は型かじ
りが発生しており、左側では型かじりが発生していない
ことを示している。
第1図の結果から次の様に考察することができる。即
ち平地部面積率Fを大きくしていくと(谷部の比率を下
げていくと)、ある値以上で急に型かじりを発生する傾
向がある。又型かじりを発生するときの平地部面積率F
の値は、環状凹部2aの深さDの大きさによって異なり、
該深さDの値が大きくなるにつれて大きい側にずれる傾
向を示す。しかしながら深さDが4μm以上では平地部
面積Fが85%のところでほぼ飽和し、型かじりを発生し
始める平地部面積率Fの値を大きい側にずらせる効果が
なくなる。このことは深さDを4μm以上、平地部面積
率Fを85%以下とすることによって耐型かじり性に優れ
た鋼板が得られることを意味している。
以上述べたことから明らかな様に、平地部面積率を85
%以下、環状凹部2a(谷部)の深さDを4μmに設定し
た上で、波長λが585μm≦λ<2730μmにおける波長
成分強度を0.6以下となる様に調質圧延前の鋼板の表面
粗さRa,平地部面積率F(即ち平地部面積率の下限),
調質圧延時の伸び率等を設定すれば、塗装鮮映性および
耐型かじり性の両特性に優れた外板用鋼板が得られる。
[実施例] 低炭素アルミキルド鋼板を素材とし、表面粗さの異な
るワークロールを用いて冷間圧延を行なった後、脱脂,
洗浄,焼鈍を行ない、表面粗さの異なる数種の冷延鋼板
を得た。一方、調質圧延用のロールとして、レーザビー
ムによりダル仕上げしたものを用意した。尚レーザビー
ムによるダル仕上げロールについては、ダル仕上げ条件
を変えることにより種々の平地部面積率Fのものを得
た。
これらの調質圧延ロールを使用し、前述の冷延鋼板を
調質圧延(伸び率は1.0%を調整)することにより、第
1表に示す様々の粗面化鋼板を製造した。
得られた各粗面化鋼板は夫々燐酸塩処理した後、塗料
を膜厚が90μmとなる様に3回塗りし、前述のDOIメー
タを用いて鮮映性を評価した。また各粗面化鋼板につい
ては、クリアランスを板厚の−60%に設定してしごき曲
げ試験を行ない、型かじり発生の有無を調べた。
結果は第1表に一括して示す通りであり、本発明の規
定要件を満たすもの(実施例)は、比較例に比べて鋼鮮
映が良くいずれも「DOI値93以上」の基準を満たしてお
り、成形加工時に型かじりも発生しておらず、各種外板
用として優れたものであることが分かる。
[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を用いた粗面化処理鋼
板の特徴を保持しつつ、既述の如く鋼板表面の形状特性
を定めることによって、耐型かじり性が良く且つ塗装鮮
映性の優れた粗面化鋼板を提供し得ることいなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は鮮映性に与える平地部面積率Fとクリアランス
の関係を示すグラフ、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図は該粗面化鋼板の表面
粗さ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、第6図は波長
と残存率の関係を示すグラフ、第7図は波長成分強度と
鮮映性の関係を示すグラフ、第8図は平地部面積率Fと
波長成分強度Pの関係を示すグラフである。 1……クレータ、2……環状凸部 3……平坦部(非加工部) 1a……台地部、2a……環状凹部 3a……平地部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩谷 二郎 兵庫県加古川市平岡町二俣1009 (56)参考文献 特開 昭63−50488(JP,A) 特開 昭62−224405(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板表面に略円形の台地部と該台地部裾野
    を取り囲む谷部からなる凹凸が無数に形成され、且つ該
    凹凸を除く部分を平地部とする鋼板において、鋼板の平
    面視全面積中に占める上記平地部の割合が85%以下であ
    ると共に、上記平地部から谷部への深さが4μm以上で
    あり、且つ鋼板表面形状を周波数解析したときの585μ
    m≦λ<2730μmの範囲に含まれる波長λの波長成分強
    度(μm2)が0.6以下であることを特徴とする塗装鮮映
    性の優れた鋼板。
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DE102012017703A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Daetwyler Graphics Ag Flachprodukt aus Metallwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, Verwendung eines solchen Flachprodukts sowie Walze und Verfahren zur Herstellung solcher Flachprodukte
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