JP3324505B2 - 耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、めっき皮膜中に
Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、特公昭４
６−７１６１号に示されているように通常の溶融亜鉛め
っき鋼板に比べて優れた耐食性を示すことから、近年そ
の需要が増大しつつある。一般に、この溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板は化成処理或いは塗装を施された後、
プレス成形、ロール成形、曲げなどの加工を施され、建
材、家電などの分野で使用されている。この溶融Ａｌ−
Ｚｎ系合金めっき鋼板は、連続式溶融めっき設備におい
て鋼板を焼鈍し、引き続きＡｌを２０〜９５重量％含む
溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき浴中でめっきを施すことにより
製造される。

【０００３】ところが、この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板は、厳しい曲げ加工を施した場合に加工部にクラ
ックが発生しやすく、このクラックにより外観が損なわ
れるという欠点がある。従来、このような加工部でのク
ラックの発生を防止するために、めっき付着量を低減さ
せる方法（特開平５−２７１８９５号）や、めっき後の
製品に対して９３℃〜４２７℃の温度範囲で熱処理を施
し、次いで少なくとも２０５℃まで徐冷することにより
時効硬化のないめっき皮膜とする方法（特公昭６１−２
８７４８号）などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
でも厳しい曲げ加工を施した場合の耐クラック性の改善
は十分でなく、加えて、前者では加工部における耐食性
の低下が、後者では製造工程が増加することによる製造
コストの増加が問題となる。また、めっき付着量の低減
化による耐食性の劣化を防止するために浴中にミッシュ
メタル、Ｍｇ、Ｍｎなどを添加する方法（特公昭６４−
１０５９３号）も提案されているが、上述したようにめ
っき付着量を低減させても耐クラック性の改善は十分で
ないことから、上記の方法は却って素材コストの上昇を
招くだけである。

【０００５】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、製造工程を増加させたり、めっ
き浴中に特別な元素を添加することなく、耐クラック性
に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を安定して製
造することができる溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の
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、上述した
課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のような
事実を知見した。 (1) Ａｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板のめっき皮膜は、主にデンドライト部、
インターデンドライト部（デンドライト間隙部）及び鋼
板との界面に生成した界面合金層（金属間化合物層）と
からなるが、このような鋼板に厳しい曲げ加工（例え
ば、０Ｔ曲げ）を施すと界面合金層でクラックが発生
し、このクラックがデンドライト／インターデンドライ
ト界面を伝播することによってめっき皮膜にクラックが
入る。

【０００７】(2) 上記のクラックの伝播のしやすさやそ
の形態は、デンドライト部とインターデンドライト部と
の硬度差に大きく依存しており、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板はデンドライト部とインターデンドラ
イト部との硬度差が大きいために個々のクラックの開口
幅が大きくなり、このような開口幅の大きいクラックの
形成によりめっき皮膜の外観が損なわれる結果となる。
これは、デンドライト部とインターデンドライト部との
硬度差が大きい場合には、界面合金層を起点として発生
したクラックの伝播経路がデンドライト／インターデン
ドライト界面という限られた場所に集中してしまうた
め、曲げ加工による鋼板の変形に追従するために導入さ
れる個々のクラックの開口幅が大きくなるためである。

【０００８】一方、デンドライト部とインターデンドラ
イト部との硬度差が小さい場合には、クラックの伝播経
路が上記のように特に限定されないため、めっき皮膜中
に多数のクラックがランダムに入り、このため個々のク
ラックの開口幅は小さく、外観上視認されない程度の大
きさにしかならない。したがって、デンドライト部とイ
ンターデンドライト部との硬度差を小さくすれば、個々
のクラックの開口幅を小さくし、クラックによるめっき
皮膜外観の悪化を抑制できる。

【０００９】(3) デンドライト部とインターデンドライ
ト部との硬度差を小さくするには、溶融めっき後、冷却
途中にあるめっき鋼板に対して、めっき皮膜の液相がま
だ残存している段階、すなわちめっき金属の固液共存温
度域で所定の条件で保熱処理または徐冷処理を施すこと
が有効であり、これにより耐クラック性を効果的に改善
することができる。

【００１０】(4) また、従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金め
っき鋼板はインターデンドライト部自体も凝固後の析出
硬化によって非常に硬質となっているため、上記クラッ
クの伝播が促進されやすいという問題があるが、上記の
保熱処理または徐冷処理を施すことにより、インターデ
ンドライト部自体の硬度が低下し、これにより界面合金
層を起点とするクラックの伝播を抑制することができ
る。

【００１１】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、以下のような特徴を有する。 [1] 連続式溶融めっき設備において鋼板を焼鈍し、引き
続きＡｌを２０〜９５重量％含む溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっ
き浴中で溶融めっきを施す溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
鋼板の製造方法において、溶融めっき後、冷却途中にあ
るめっき鋼板に対して、めっき金属の固液共存温度域内
において１〜１２０秒間の保熱処理を施すことを特徴と
する耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
鋼板の製造方法。

【００１２】[2] 連続式溶融めっき設備において鋼板を
焼鈍し、引き続きＡｌを２０〜９５重量％含む溶融Ａｌ
−Ｚｎ系めっき浴中で溶融めっきを施す溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板の製造方法において、溶融めっき後、
冷却途中にあるめっき鋼板に対して、めっき金属の固液
共存温度域内において冷却速度１０℃／ｓｅｃ以下で且
つ５〜１２０秒間の徐冷処理を施すことを特徴とする耐
クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の
製造方法。

【００１３】[3] 上記[1]または[2]の製造方法におい
て、製造された溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の表面
に化成処理を施すことを特徴とする耐クラック性に優れ
た溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。 [4] 上記[1]または[2]の製造方法において、製造された
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の表面に塗装を施すこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の耐クラック性
に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。 [5] 上記[1]または[2]の製造方法において、製造された
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の表面に化成処理を施
した後、その上層に塗装を施すことを特徴とする耐クラ
ック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造
方法。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を説明する。
図１は溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（Ａｌ含有量：
２０〜９５重量％）のめっき皮膜の断面構造を模式的に
示しており、めっき皮膜は主にデンドライト部、インタ
ーデンドライト部（デンドライト間隙部）及び鋼板との
界面に形成された界面合金層（金属間化合物層）からな
っている。図２は従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼
板におけるめっき皮膜でのクラック発生機構を模式的に
示しており、めっき鋼板に厳しい曲げ加工（例えば、０
Ｔ曲げ）を施すと、界面合金層でクラックが発生し、こ
のクラックがめっき皮膜中で伝播することによってめっ
き皮膜にクラックが入る。

【００１５】上述のように従来の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板はデンドライト部とインターデンドライト部
との硬度差が大きいため、界面合金層で発生したクラッ
クの伝播経路がデンドライト／インターデンドライト界
面に限定されてしまい、この結果、曲げ加工による鋼板
の変形に追従するために導入される個々のクラックの開
口幅が大きくなり、めっき皮膜表面の外観が損なわれて
しまう。

【００１６】このような問題に対して本発明では、溶融
めっき後、冷却途中にあるめっき鋼板に対して、めっき
皮膜の液相が未だ残存している段階、すなわち固液共存
温度域（図８に示すめっき金属の固液共存温度）で保熱
処理または徐冷処理を施す。保熱処理はめっき金属の固
液共存温度域で１〜１２０秒間実施する。保熱処理時間
が１秒未満ではその効果が十分に現れず、一方、１２０
秒を超えて実施しても効果が飽和するため、１２０秒を
超える保熱処理は経済性を損なう。

【００１７】図３は、溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板の製造において、冷却途中にあるめっき鋼板を保熱
処理した場合（保熱処理時間：３０秒）について、保熱
処理温度が耐クラック性（めっき鋼板を０Ｔ曲げした際
の加工部におけるクラック開口幅の平均値）に及ぼす影
響を示したもので、当該めっき金属の固液共存温度域で
ある５００〜５８０℃の温度で所定時間保熱処理するこ
とにより、良好な耐クラック性が得られることが判る。

【００１８】図４は、溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板の製造において、冷却途中にあるめっき鋼板を保熱
処理した場合（保熱処理温度：４５０℃〜５８０℃）に
ついて、保熱処理時間が耐クラック性（めっき鋼板を０
Ｔ曲げした際の加工部におけるクラック開口幅の平均
値）に及ぼす影響を示したもので、凝固が完了してから
の保熱は効果が少ないが、当該めっき金属の固液共存温
度域（５００〜５８０℃）において１秒以上保熱するこ
とにより、良好な耐クラック性が得られることが判る。

【００１９】また、徐冷処理はめっき金属の固液共存温
度域内において冷却速度：１０℃／ｓｅｃ以下で５〜１
２０秒間実施する。徐冷処理時間が５秒未満ではその効
果が十分に現れず、一方、１２０秒を超えて実施しても
効果が飽和するため、１２０秒を超える徐冷処理は経済
性を損なう。また、冷却速度が１０℃／ｓｅｃを超える
と徐冷による効果が得られない。

【００２０】図５は、溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板の製造において、冷却途中にあるめっき鋼板を徐冷
処理した場合（徐冷処理時間：１５秒、冷却速度：１℃
／ｓｅｃ）について、徐冷処理温度が耐クラック性（め
っき鋼板を０Ｔ曲げした際の加工部におけるクラック開
口幅の平均値）に及ぼす影響を示したもので、当該めっ
き金属の固液共存温度域である４６０〜５５０℃の温度
で所定時間徐冷処理することにより、良好な耐クラック
性が得られることが判る。

【００２１】図６は、溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板の製造において、冷却途中にあるめっき鋼板を徐冷
処理した場合（冷却速度：０．１℃／ｓｅｃ）につい
て、徐冷処理時間が耐クラック性（めっき鋼板を０Ｔ曲
げした際の加工部におけるクラック開口幅の平均値）に
及ぼす影響を示したもので、当該めっき金属の固液共存
温度域において５秒以上徐冷処理することにより、良好
な耐クラック性が得られることが判る。

【００２２】図７は、溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
鋼板の製造において、冷却途中にあるめっき鋼板をめっ
き金属の固液共存温度域内で徐冷処理した場合（徐冷処
理開始温度を５５０℃とし、５５０℃から４６０℃まで
を所定の冷却速度で冷却した後、２０℃／ｓｅｃのガス
冷却を行った。但し、徐冷処理を１℃／ｓｅｃ、０．１
℃／ｓｅｃで行ったものについては、徐冷開始３０秒後
から上記２０℃／ｓｅｃのガス冷却を行った。）につい
て、徐冷処理の冷却速度が耐クラック性（めっき鋼板を
０Ｔ曲げした際の加工部におけるクラック開口幅の平均
値）に及ぼす影響を調べたもので、冷却速度を１０℃／
ｓｅｃ以下とすることにより、良好な耐クラック性が得
られることが判る。

【００２３】上記の保熱処理または徐冷処理は、一般
に、めっき浴直上に設けられた保熱装置または加熱装置
等を用いて行なわれる。また、図３、図６に示されるよ
うに、保熱処理または徐冷処理による効果が最も有効に
得られるのは固液共存温度の中でも高温側であり、した
がって、本発明の保熱処理または徐冷処理は固液共存温
度域の上限温度Ｘ（℃）〜［上限温度Ｘ−５０］（℃）
の範囲の温度域で行われることが特に好ましい。また、
めっき直後のめっき皮膜温度は約６００℃程度であるこ
とから、上記のような高温側での保熱または徐冷処理は
インラインでの処理が容易であるという利点もある。

【００２４】上述した保熱処理または徐冷処理によって
耐クラック性が改善される理由は、めっき皮膜を凝固途
中での固液共存温度域で一定時間滞留させることによ
り、既凝固デンドライト内部での亜鉛の析出が加速さ
れ、さらに、凝固時のアルミニウムと亜鉛の２相分離が
促進されることにより、デンドライト部とインターデン
ドライト部との硬度差が小さくなるためであると考えら
れる。このようにデンドライト部とインターデンドライ
ト部との硬度差を小さくすることにより、従来のめっき
鋼板のようにクラックの伝播経路がデンドライト／イン
ターデンドライト界面に限定されることがなく、めっき
皮膜中に多数のクラックがランダムに入るため、個々の
クラックの開口幅を外観上視認されない程度に小さくす
ることができる。

【００２５】なお、上述したような保熱処理や徐冷処理
ではなく、めっき皮膜全体が溶解するような高温域まで
再加熱した場合には、上述した作用が得られないだけで
なく、界面合金層が厚く成長してしまうため加工性が著
しく劣化する。一方、めっき皮膜全体が固体であるよう
な低温側での処理では、析出状態を短時間で変化させる
ことは不可能である。また、上記の保熱処理または徐冷
処理を施すことにより、インターデンドライト部自体の
硬度が低下し、これにより界面合金層を起点とするクラ
ックの伝播が抑制されるため、この面からも耐クラック
性が改善される。

【００２６】本発明において、その他の製造条件につい
ては特別な制約はなく、一般には、常法で鋳造されたス
ラブを熱間圧延した後、酸洗脱スケールした熱延鋼板、
或いはこれをさらに冷間圧延して得られた冷延鋼板を連
続式溶融めっき設備に装入し、この連続式溶融めっき設
備において鋼板を焼鈍し、引き続きＡｌを２０〜９５重
量％含む溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき浴中で溶融めっきを施
し、めっき付着量の調整後、上述した保熱処理または徐
冷処理を施す。この処理後のめっき鋼板は常法により冷
却してよい。

【００２７】本発明により製造される溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板は、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重
量％含有するもので、所謂溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板に代表されるめっき鋼板である。この溶融Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめっき皮膜中には、通常、
Ａｌ及びＺｎ以外にＳｉ：０．３〜３．０重量％程度
（Ｓｉは脆い界面合金層の成長を抑制するために浴中に
添加される）が含有され、また、これ以外に適量のＦ
ｅ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ等の１種以上、
その他不可避的不純物が含有される場合がある。なお、
本発明法により製造される溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
鋼板は、板厚に拘りなく優れた耐クラック性を有する
が、切断端部の耐食性の観点からは板厚を１．２ｍｍ以
下（より好ましくは０．７ｍｍ）とした方が好ましい。

【００２８】本発明法により製造される溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板には、そのめっき面にリン酸塩処理や
クロメート処理等の化成処理を施すか、若しくはめっき
面または前記化成処理皮膜面に塗装を施すことができ
る。溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、例えば屋外で
放置され、結露や雨により鋼板表面が濡れた状態に長期
間置かれると、表面が黒く変色（黒変現象）する場合が
ある。これを防止するためには、めっき鋼板をクロメー
ト処理することによりめっき皮膜表面にクロメート皮膜
を形成することが好ましい。

【００２９】このクロメート皮膜は３価Ｃｒと６価Ｃｒ
とを含み、Ｃｒ付着量（金属クロム換算の付着量）を３
〜８０ｍｇ／ｍ²、より望ましくは１０〜５０ｍｇ／ｍ²
とすることが好ましい。このようなクロメート皮膜を形
成することにより黒変が効果的に防止できる。Ｃｒ付着
量が３ｍｇ／ｍ²未満では黒変防止効果が十分に得られ
ず、一方、Ｃｒ付着量が８０ｍｇ／ｍ²を超えても付着
量に見合う効果が得られず、却ってＣｒが溶解しやすく
なるため好ましくない。

【００３０】また、クロメート皮膜はめっき皮膜の表面
にクロム酸を含むクロメート処理液を塗布し乾燥するこ
とにより形成されるが、クロメート処理液中に含まれる
クロム酸は６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比が０．３〜１．０
であることが好ましく、６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比が
０．３未満では耐黒変性が低下する恐れがある。これ
は、めっき皮膜表面のクロメート皮膜による不働態化作
用が低下することによるものと考えられる。また、以上
の観点からクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比は
０．４〜１．０、特に０．５〜１．０の範囲が好まし
い。なお、クロメート処理を施す前に、湯洗、水洗、或
いはアルカリ系溶液によるめっき面の洗浄を行うことも
可能である。

【００３１】めっき皮膜表面に形成されるクロメート皮
膜中には、例えば、水に分散可能な有機樹脂、シリカ、
鉱酸等のアニオン、フッ化物等を添加することができ
る。これらのうち、有機樹脂の添加により加工時等にお
ける耐傷付き性を付与することが可能であり、また、シ
リカの添加により耐食性の向上を図ることができる。ま
た、アニオンやフッ化物を添加することにより、クロメ
ート皮膜の着色を抑制したり、或いはめっき皮膜との反
応性を調整することができる。但し、これらの添加剤
は、その種類や添加量によっては耐黒変性を低下させる
場合があるため、その種類や添加量は適宜選択する必要
がある。

【００３２】通常、クロメート皮膜は、スプレー、浸
漬、ロールコーター等によりめっき皮膜表面に処理液を
塗布し、板温６０〜２５０℃程度の範囲で乾燥すること
により形成される。このとき処理液中の一部の６価Ｃｒ
がめっき表面で反応し、３価Ｃｒが生成されるため、仮
に３価Ｃｒを含まない処理液を用いても皮膜中には３価
Ｃｒが含まれる。また、クロメート皮膜の上層には０．
１〜５μｍ程度の膜厚の有機樹脂皮膜を形成することも
可能である。

【００３３】また、本発明法により製造される溶融Ａｌ
−Ｚｎ系合金めっき鋼板は塗装材の下地鋼板としても使
用することができる。塗装材を加工する際、厳しい加工
部で塗膜にクラックが発生することがあり、このような
クラックも前述したと同様に外観を害する。このような
クラックの発生原因の１つに下地めっき皮膜のクラック
があり、本発明法により製造される耐クラック性に優れ
た溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を下地鋼板として利
用すれば、塗装鋼板自体の加工性（耐クラック性）も改
善される。また、加工部の耐食性も塗装を施すことによ
り格段に向上する。

【００３４】本発明法により製造される溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板を塗装鋼板として利用する場合、通
常、塗装を施す前に脱脂処理を施し、必要に応じてさら
に酸洗を施した後、クロメート処理やリン酸塩処理等の
化成処理を施すことが好ましい。クロメート処理につい
ては上述した通りであり、特にクロメート皮膜中に水性
樹脂を添加することにより加工性（耐クラック性）を向
上させることができる。

【００３５】塗料は上記化成処理皮膜の上に直接塗装す
ることも可能であるが、加工性と耐白錆性をさらに向上
させるためには、塗装鋼板に通常用いられている下塗り
塗料（所謂プライマー）を塗装して焼き付けた上に塗装
すること、すなわち、下塗り塗膜とその上層の上塗り塗
膜とからなる塗膜構成とすることが望ましい。下塗り塗
料用樹脂としては、加工性と耐白錆性の点からエポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシで変性したポリエス
テル樹脂、ポリエステルで変性したエポキシ樹脂等を主
剤とするものが好ましい。また、硬化剤としては、メラ
ミン、イソシアネート等の１種以上を使用することがで
きる。

【００３６】さらに、高度の耐白錆性が必要とされる場
合は、下塗り塗料中に防錆顔料としてクロム酸塩系化合
物を添加することが好ましい。このクロム酸塩系化合物
としては、ジンククロメート、ストロンチウムクロメー
ト、カルシウムクロメート、バリウムクロメート等が好
適であり、その含有量は塗料中の固形分の割合で１〜６
０重量％とすることが適当である。また、下塗り塗膜の
塗膜厚は、上述した効果を得るために５〜２０μｍ程度
とすることが好ましい。

【００３７】上塗り塗料としては、ポリエステル樹脂塗
料、フッ素樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、塩ビ塗料、シ
リコーン塗料等の通常の塗料が使用できる。上塗り塗膜
の塗膜厚は加工性と耐白錆性の観点から５〜４０μｍが
好ましい。塗膜厚が５μｍ未満では塗膜の耐候性が低下
し（紫外線透過性が高まる）、且つ塗膜の白錆露出を抑
える能力も低下するので好ましくない。一方、４０μｍ
を超えると塗装作業性の低下や塗膜外観の低下を招き、
また、コストも上昇するため好ましくない。

【００３８】下塗り塗料と上塗り塗料中には、必要に応
じて着色顔料、体質顔料、傷つき防止剤等の添加剤を配
合することができる。着色顔料としては、例えば、酸化
チタン、カーボンブラック、酸化鉄、クロム酸鉛、金属
粉末、焼成顔料、パール顔料等が挙げられる。体質顔料
としては、例えば、炭酸カルシウム、クレイ、タルク、
三酸化アンチモン、硫酸バリウム、カオリン等が挙げら
れる。傷付き防止剤としては、シリカ、アルミナ等のセ
ラミックスビーズ、ガラスビーズ、ガラス繊維、樹脂ビ
ーズ、フッ素ビーズ等が加工性の観点から好ましい。

【００３９】また、下塗り塗料や上塗り塗料に用いられ
る溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、セロソルブ系溶剤、メチルイソブチ
ルケトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、
イソホロン、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、
塗料中には添加剤として、例えば、消泡剤、顔料分散
剤、たれ防止剤等を添加することができる。

【００４０】塗料の塗装方法については特に制限はな
く、従来一般に行われているロールコーター法、カーテ
ンフローコーター法、スプレー塗装、はけ塗り等の塗装
法を適用できるが、塗装鋼板の塗装においてはロールコ
ーター法が最も一般的である。ロールコーター法を使用
した場合、塗料を塗布した後の焼付処理は、通常、２０
〜１８０秒間加熱して板温を１５０℃以上に到達させる
ことによって行われる。焼付時間が２０秒未満では樹脂
成分の溶融硬化が不十分であり、一方、１８０秒を超え
ると下塗り塗料成分を含めた熱劣化が始まり、いずれの
場合にも塗料本来の性能が発揮されなくなるため好まし
くない。焼付処理の加熱方法についても特別な制限はな
く、熱風加熱方式、高周波加熱方式等の方法を適用でき
る。

【００４１】

【実施例】［実施例１］常法により鋳造、熱間圧延、酸
洗および冷間圧延して得られた冷延鋼板（板厚０．２８
〜１．８ｍｍ）を、連続式溶融めっき設備に装入して下
記［Ａ浴］（めっき金属の固液共存温度域：５００〜５
８０℃）または［Ｂ浴］（めっき金属の固液共存温度
域：４６０〜５５０℃）の溶融めっき浴でめっきを行
い、溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。 ［Ａ浴］：５５重量％Ａｌ−１．４重量％Ｓｉ−残部実
質的にＺｎ ［Ｂ浴］：４２重量％Ａｌ−１．３重量％Ｓｉ−残部実
質的にＺｎ この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造において
は、めっき浴直上部に設置した誘導加熱方式の保熱装置
（加熱炉）を用い、めっき後の冷却途中にあるめっき鋼
板に対して種々の条件で保熱処理または徐冷処理（平均
冷却速度０．５℃／ｓｅｃ）を行った。また、比較のた
めに一部のめっき鋼板については保熱処理または徐冷処
理は行わなかった。

【００４２】このようにして得られた溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板について、耐クラック性（めっき皮膜表
面のクラック開口幅とクラック改善率）と切断端部の耐
食性を下記の試験方法で評価した。 (1) 耐クラック性 試験片の０Ｔ曲げ加工部を２０倍の光学顕微鏡で観察、
写真撮影してクラック開口幅を測定し、その平均値をク
ラック開口幅とした。また、通常製造材（同一板厚の鋼
板を同一めっき付着量でめっきした後、２０℃／ｓｅｃ
の冷却速度で冷却し、めっき皮膜を凝固させたもの）の
クラック開口幅Ｄｃ（通常製造材の０Ｔ曲げ加工部を上
記と同様に観察、写真撮影して測定されたクラック開口
幅の平均値）に対する各試験片の上記クラック開口幅Ｄ
の改善率を［（Ｄｃ−Ｄ）／Ｄｃ］×１００により求
め、これをクラック改善率とした。

【００４３】(2) 切断端部の耐食性（耐赤錆性） １５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片について屋外での大気暴
露試験を実施し、６ヶ月後の試験片切断端部での赤錆発
生状況を評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００４４】これらの試験結果を、めっき鋼板の板厚、
使用しためっき浴、めっき付着量及びめっき後の保熱ま
た徐冷処理条件とともに表１〜表６に示す。これによれ
ば、本発明条件に従うことにより耐クラック性が大幅に
改善されためっき鋼板が製造できることが判る。また、
めっき皮膜の耐食性そのものには変りはないが、切断端
部の耐食性については、板厚１．２ｍｍ超のめっき鋼板
に較べて板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．７ｍｍ以
下）のめっき鋼板のほうが良好である。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】

【表６】

【００５１】［実施例２］実施例１で製造した本発明例
の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の一部に塗布型クロ
メート処理（処理液のクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの
重量比：０．５，液温：５０℃，塗布方法：スプレー
法）を施し、直ちに乾燥させてクロメート皮膜を形成
し、クロメート処理溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を
得た。これらクロメート処理溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板の耐黒変性を下記の試験方法で評価した。

【００５２】(1) 耐黒変性 試験片のクロメート処理面どうしを重ね合せて０．５ｋ
ｇ／ｃｍ²の面圧でスタック状態とし、６０℃、９８％
ＲＨ以上の湿潤環境下に２４０時間放置した後の外観表
面の変化を下記評価基準にて目視評価した。 ５：全く変化なし ４：１〜５％の面積で若干変化（黒変）あり ３：１〜５％の面積で明らかな黒変あり ２：６〜２５％の面積で明らかな黒変あり １：２６％以上の面積で明らかな黒変あり これらの試験結果を表７〜表１０に示すが、いずれの場
合も良好な耐黒変性が得られる。

【００５３】

【表７】

【００５４】

【表８】

【００５５】

【表９】

【００５６】

【表１０】

【００５７】［実施例３］実施例１と同様にして溶融Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造し、このめっき鋼板に
塗布型クロメート処理を施してＣｒ付着量が３０ｍｇ／
ｍ²のクロメート皮膜を形成し、次いで下塗り塗料とし
てエポキシ・メラミン樹脂系塗料を乾燥塗膜厚が５μｍ
になるように塗布した後、約２００℃で６０秒間焼き付
け、さらに上塗り塗料としてポリエステル樹脂塗料を乾
燥塗膜厚が２０μｍになるよう塗布した後、約２５０℃
で６０秒間焼き付け、引き続き水冷して塗装鋼板を得
た。

【００５８】これらの塗装鋼板の耐クラック性と切断端
部の耐食性を下記の試験方法で評価した。 (1) 塗膜の耐クラック性 試験片に対して２０℃の室内にて１８０°の折り曲げ加
工を行い、その折り曲げ加工部を３０倍のルーペで観察
してクラックを生じていない最少の板はさみ枚数で評価
した。 ◎：０Ｔ ○：１Ｔ △：２Ｔ ×：３Ｔ以上

【００５９】(2) 切断端部の耐食性（耐赤錆性） １５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片について屋外での大気暴
露試験を実施し、２年後の試験片切断端部での赤錆発生
状況を評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００６０】これらの試験結果を表１１〜表１５に示
す。これによれば本発明例の塗装鋼板は、比較例の塗装
鋼板に較べて塗膜の耐クラック性が大幅に改善されてい
る。また、切断端部の耐食性は、板厚１．２ｍｍ超のめ
っき鋼板に較べて板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．
７ｍｍ以下）のめっき鋼板のほうが良好である。

【００６１】

【表１１】

【００６２】

【表１２】

【００６３】

【表１３】

【００６４】

【表１４】

【００６５】

【表１５】

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように本発明法により製造さ
れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、従来法により
製造された溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板に較べて格
段に優れた耐クラック性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（めっき皮膜
中のＡｌ含有量：２０〜９５重量％）のめっき皮膜の断
面構造を模式的に示す説明図

【図２】従来製造されている溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板（めっき皮膜中のＡｌ含有量：２０〜９５重量
％）のめっき皮膜の断面構造と膜厚方向でのクラックの
伝播形態を模式的に示す説明図

【図３】溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の保熱処理において、保熱処理温度が耐
クラック性に及ぼす影響を示すグラフ

【図４】溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の保熱処理において、保熱処理時間が耐
クラック性に及ぼす影響を示すグラフ

【図５】溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の徐冷処理において、徐冷処理温度が耐
クラック性に及ぼす影響を示すグラフ

【図６】溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の徐冷処理において、徐冷処理時間が耐
クラック性に及ぼす影響を示すグラフ

【図７】溶融４２％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板を製造す
る際のめっき後の徐冷処理において、冷却速度が耐クラ
ック性に及ぼす影響を示すグラフ

【図８】Ａｌ−Ｚｎ系合金めっきのＺｎ−Ａｌ平衡状態
図

フロントページの続き (72)発明者 吉田 安秀 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 山下 正明 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 治郎丸 和三 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 大熊 俊之 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 石田 信之 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 (56)参考文献 特開 平９−228017（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−60324（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−331659（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−271895（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−28749（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−28748（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続式溶融めっき設備において鋼板を焼
   鈍し、引き続きＡｌを２０〜９５重量％含む溶融Ａｌ−
   Ｚｎ系めっき浴中で溶融めっきを施す溶融Ａｌ−Ｚｎ系
   合金めっき鋼板の製造方法において、溶融めっき後、冷
   却途中にあるめっき鋼板に対して、めっき金属の固液共
   存温度域内において１〜１２０秒間の保熱処理を施すこ
   とを特徴とする耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系
   合金めっき鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 連続式溶融めっき設備において鋼板を焼
   鈍し、引き続きＡｌを２０〜９５重量％含む溶融Ａｌ−
   Ｚｎ系めっき浴中で溶融めっきを施す溶融Ａｌ−Ｚｎ系
   合金めっき鋼板の製造方法において、溶融めっき後、冷
   却途中にあるめっき鋼板に対して、めっき金属の固液共
   存温度域内において冷却速度１０℃／ｓｅｃ以下で且つ
   ５〜１２０秒間の徐冷処理を施すことを特徴とする耐ク
   ラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製
   造方法。
3. 【請求項３】 製造された溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
   鋼板の表面に化成処理を施すことを特徴とする請求項１
   または２に記載の耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ
   系合金めっき鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 製造された溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
   鋼板の表面に塗装を施すことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の耐クラック性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合
   金めっき鋼板の製造方法。
5. 【請求項５】 製造された溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
   鋼板の表面に化成処理を施した後、その上層に塗装を施
   すことを特徴とする請求項１または２に記載の耐クラッ
   ク性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方
   法。