JP3572944B2 - 耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【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４６−７１６１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、曲げなどの加工が施され、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熱処理を施す方法（特公昭６１−２８７４８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、これらのうち前者の方法では耐食性の低下が、また、後者の方法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、素材コストの上昇を招くため好ましくない。
【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、耐クラック性と耐食性に優れた溶融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） めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板では、めっき付着量を少なくしていくと厳しい加工を施した部分でのクラックの発生状態が変化してクラックの開口幅が減少し、外観上クラックがほとんど認識できないような状態となる。
また、めっき付着量の減少に伴ってめっき皮膜の耐白錆性は改善される。
【０００７】
（２） 一方、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耐食性（耐赤錆性）に関しては、片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／ｍ２以上であれば、めっき鋼板の非加工部についてはこのめっき鋼板特有の優れた耐食性が発揮されるが、厳しい加工が施された部分では点状の赤錆が発生し、これを起点として腐食が進行する。
【０００８】
そこで、このような腐食のメカニズムについて調査、検討を行った結果、以下のような事実が判明した。
（３） マクロ的には均一なめっき皮膜であっても、数百μｍ程度の周期で膜厚変動があり、局部的に皮膜付着量が１０ｇ／ｍ２以下になった部分から赤錆が発生する。このようなめっき皮膜の膜厚変動は、図５に示すようにめっき原板表面の凹凸に依存している。
【０００９】
（４） したがって、めっき付着量に応じてめっき原板の表面粗さを調整することにより、厳しい加工が施された部分での点状錆の発生を抑制し、耐赤錆性を効果的に改善することができる。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下のような構成を有することを特徴とする。
【００１０】
［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、
製造すべきめっき鋼板の片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）に応じて下記（１）式を満足する表面粗さＲａ（μｍ）の鋼板をめっき原板とし、片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ２の溶融めっきを施すことを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
【数２】
【００１１】
［２］ 上記［１］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及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
［３］ 上記［１］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耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
［４］ 上記［１］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及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明の製造方法は、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系めっき浴中で溶融めっきを施すことにより溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造する方法である。
【００１３】
表面粗さＲａが１．３５μｍと０．４５μｍのめっき原板を用いてめっき付着量が異なる溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（５５重量％Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板）を製造し、鋼板片面当たりのめっき付着量が厳しい加工が施された部分における耐赤錆性に及ぼす影響を調べた。
この試験では、製造されためっき鋼板の試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施して、試験後の試験片表面の赤錆発生状況を観察し、◎：変色、赤錆発生なし、○＋：僅かに変色発生、○：点錆少量発生、△：点錆発生、×：赤錆発生の評価基準により評価した。
【００１４】
その結果を図１に示す。これによれば、めっき原板の表面粗さＲａが１．３５μｍのめっき鋼板では、めっき付着量が低下する（６０ｇ／ｍ２未満）と加工部における耐赤錆性が劣化するのに対し、めっき原板の表面粗さＲａが０．４５μｍのめっき鋼板では、めっき付着量が低下しても加工部における耐赤錆性の劣化は生じない。これにより、めっき鋼板の加工部における耐赤錆性がめっき付着量との関係でめっき原板の表面粗さＲａに依存することが明らかとなった。
【００１５】
このようにめっき鋼板の加工部における耐赤錆性がめっき付着量との関係でめっき原板の表面粗さＲａに依存するのは、めっき原板の表面粗さＲａの増加により局所的薄めっき領域の発生頻度が増加し、それによって厳しい加工部での耐食性が劣化するためであると考えられる。
【００１６】
そこで、表面粗さＲａが異なるめっき原板（鋼板）を種々のめっき付着量で溶融めっき（５５重量％Ａｌ−１．４重量％Ｓｉ−残部実質的にＺｎ）し、めっき原板の表面粗さＲａと製品めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が、製品めっき鋼板の加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を調べた。
【００１７】
この試験では、製造されためっき鋼板の試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施して、試験後の曲げ加工部表面の赤錆発生の有無を３０倍のルーペで目視観察し、上記◎，○＋の場合を“赤錆発生なし”、上記○〜×の場合を“赤錆発生あり”と評価した。
【００１８】
その結果を図２に示す。これによれば、めっき原板の表面粗さＲａが片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）との関係で下記（１）式を満足した場合にのみ良好な耐食性（厳しい加工を施した部分の耐赤錆性）が得られることが判る。
【数３】
【００１９】
また、めっき鋼板のめっき付着量については、鋼板片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／ｍ２未満では非加工部であっても耐食性が劣る。一方、鋼板片面当たりのめっき付着量の上限は耐クラック性の観点から規定される。図３は、５５％Ａｌ−１．４％Ｓｉ−Ｚｎのめっき組成を有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量と耐クラック性（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）との関係を示したもので、めっき付着量が減少するにしたがって厳しい加工を施した部分でのクラックの開口幅が減少し、片面当たりめっき付着量が４５ｇ／ｍ２以下においてクラック開口幅の平均値が３０μｍを下回り、外観上クラックがほとんど認識できないような状態となる。
【００２０】
また、図４は５５％Ａｌ−１．４％Ｓｉ−Ｚｎのめっき組成を有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量と耐白錆性との関係を示したもので、試験片に対してＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験を実施し、白錆発生面積率が１０〜２５％になるまでの実施サイクル数を調べたものである。これによれば、片面当たりのめっき付着量が４５ｇ／ｍ２以下であれば良好な耐白錆性が得られている。
【００２１】
以上の理由から本発明では、製造すべきめっき鋼板の片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）に応じて上記（１）式を満足する表面粗さＲａ（μｍ）の鋼板をめっき原板とし、片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ２の溶融めっきを施すことを条件とする。
【００２２】
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、冷却して製品めっき鋼板とする。
めっき原板の表面粗さＲａを調整するには、冷間圧延時のロール粗さを調整する方法が最も容易であるが、冷間圧延後の鋼板を別ライン或いはめっきライン入側で圧延する等の方法でめっき原板の表面粗さＲａを調整してもよい。
【００２３】
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Ａｌ−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めっき浴中に添加される）が含有され、また、これ以外に適量のＦｅ、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。
【００２４】
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（所謂黒変現象）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１〜６０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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
【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表面粗さＲａが異なる冷延鋼板（板厚０．２８〜１．８ｍｍ）を連続式溶融めっき設備に装入し、下記［Ａ浴］及び［Ｂ浴］の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、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
【００３８】
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、加工性（耐クラック性）と耐食性を下記の試験方法で評価した。
めっき原板の表面粗さＲａはＪＩＳ−Ｂ０６１０に記載された方法で、また、めっき付着量はＪＩＳ−Ｈ４０１の方法でそれぞれ測定した。
【００３９】
（１） 加工性（耐クラック性）
試験片を０Ｔ曲げ加工し、この加工部を目視観察してクラックの発生状況を下記により評価した。
◎：肉眼ではクラックは認められず
○：僅かにクラックが発生
△：明瞭なクラックが少量発生
×：明瞭なクラックが大量発生
【００４０】
（２） 耐白錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、ＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験（１５０サイクル）と屋外での大気暴露試験（海岸地域６ヶ月、内陸住宅地域６ヵ月）を実施し、試験後の試験片表面の白錆発生面積率で評価した。その評価基準は以下の通りである。
◎：白錆発生面積率０％
○：白錆発生面積率１％以上、２５％未満、
△：白錆発生面積率２５％以上、５０％未満
×：白錆発生面積率５０％以上
【００４１】
（３） 加工部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験後の試験片表面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
○ ：点錆少量発生
△ ：点錆発生
× ：赤錆発生
【００４２】
（４） 切断端部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片であって、切断端面の１辺のみをシールしない試験片について、大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験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
【００４３】
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、めっき原板の表面粗さＲａ、上記（１）式の左辺の値及びめっき付着量とともに表１及び表２に示す。これによれば、本発明条件に従うことにより耐食性と耐クラック性がともに優れためっき鋼板が製造できることが判る。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。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
［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（Ｃｒ付着量：２０ｍｇ／ｍ２）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。
【００４７】
（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０．５ｋｇ／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３及び表４に示すが、いずれの場合も良好な耐黒変性が得られている。
【００４８】
【表３】
【００４９】
［実施例３］
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、実施例１における［Ａ浴］及び［Ｂ浴］の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。これらの溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金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。
【００５０】
これらの塗装鋼板の加工性（耐クラック性）と耐食性を下記の試験方法で評価した。
（１） 塗膜加工性（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
【００５１】
（２） 耐白錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、ＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験（１０００サイクル）と屋外での大気暴露試験（海岸地域２年、内陸住宅地域２年）を実施し、試験後の試験片表面の白錆発生面積率で評価した。その評価基準は以下の通りである。
◎：白錆発生面積率０％
○：白錆発生面積率１％以上、２５％未満、
△：白錆発生面積率２５％以上、５０％未満
×：白錆発生面積率５０％以上
【００５２】
（３） 加工部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域２年）を実施し、試験後の試験片表面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
○ ：点錆少量発生
△ ：点錆発生
× ：赤錆発生
【００５３】
（４） 切断端部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片であって、切断端面の１辺のみをシールしない試験片について、大気暴露試験（内陸住宅地域２年）を実施し、試験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
【００５４】
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、めっき原板の表面粗さＲａ、上記（１）式の左辺の値及びめっき付着量とともに表４及び表５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と耐食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。
【００５５】
【表４】
【００５６】
【表５】
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明法によれば、耐食性と耐クラック性がともに優れた溶融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。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面粗さＲａが０．４５μｍと１．３５μｍのめっき原板を用いて得られた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板について、鋼板片面当たりのめっき付着量が加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図２】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめっき原板の表面粗さＲａと鋼板片面当たりのめっき付着量が加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図３】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が耐クラック性に及ぼす影響を示すグラフ
【図４】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が耐白錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図５】めっき原板表面の凹凸の状態とめっき皮膜の膜厚変動を示す説明図
【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４６−７１６１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、曲げなどの加工が施され、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熱処理を施す方法（特公昭６１−２８７４８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、これらのうち前者の方法では耐食性の低下が、また、後者の方法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、素材コストの上昇を招くため好ましくない。
【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、耐クラック性と耐食性に優れた溶融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） めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板では、めっき付着量を少なくしていくと厳しい加工を施した部分でのクラックの発生状態が変化してクラックの開口幅が減少し、外観上クラックがほとんど認識できないような状態となる。
また、めっき付着量の減少に伴ってめっき皮膜の耐白錆性は改善される。
【０００７】
（２） 一方、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耐食性（耐赤錆性）に関しては、片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／ｍ２以上であれば、めっき鋼板の非加工部についてはこのめっき鋼板特有の優れた耐食性が発揮されるが、厳しい加工が施された部分では点状の赤錆が発生し、これを起点として腐食が進行する。
【０００８】
そこで、このような腐食のメカニズムについて調査、検討を行った結果、以下のような事実が判明した。
（３） マクロ的には均一なめっき皮膜であっても、数百μｍ程度の周期で膜厚変動があり、局部的に皮膜付着量が１０ｇ／ｍ２以下になった部分から赤錆が発生する。このようなめっき皮膜の膜厚変動は、図５に示すようにめっき原板表面の凹凸に依存している。
【０００９】
（４） したがって、めっき付着量に応じてめっき原板の表面粗さを調整することにより、厳しい加工が施された部分での点状錆の発生を抑制し、耐赤錆性を効果的に改善することができる。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下のような構成を有することを特徴とする。
【００１０】
［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、
製造すべきめっき鋼板の片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）に応じて下記（１）式を満足する表面粗さＲａ（μｍ）の鋼板をめっき原板とし、片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ２の溶融めっきを施すことを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
【数２】
［２］ 上記［１］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及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
［３］ 上記［１］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耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
［４］ 上記［１］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及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明の製造方法は、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系めっき浴中で溶融めっきを施すことにより溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造する方法である。
【００１３】
表面粗さＲａが１．３５μｍと０．４５μｍのめっき原板を用いてめっき付着量が異なる溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板（５５重量％Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板）を製造し、鋼板片面当たりのめっき付着量が厳しい加工が施された部分における耐赤錆性に及ぼす影響を調べた。
この試験では、製造されためっき鋼板の試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施して、試験後の試験片表面の赤錆発生状況を観察し、◎：変色、赤錆発生なし、○＋：僅かに変色発生、○：点錆少量発生、△：点錆発生、×：赤錆発生の評価基準により評価した。
【００１４】
その結果を図１に示す。これによれば、めっき原板の表面粗さＲａが１．３５μｍのめっき鋼板では、めっき付着量が低下する（６０ｇ／ｍ２未満）と加工部における耐赤錆性が劣化するのに対し、めっき原板の表面粗さＲａが０．４５μｍのめっき鋼板では、めっき付着量が低下しても加工部における耐赤錆性の劣化は生じない。これにより、めっき鋼板の加工部における耐赤錆性がめっき付着量との関係でめっき原板の表面粗さＲａに依存することが明らかとなった。
【００１５】
このようにめっき鋼板の加工部における耐赤錆性がめっき付着量との関係でめっき原板の表面粗さＲａに依存するのは、めっき原板の表面粗さＲａの増加により局所的薄めっき領域の発生頻度が増加し、それによって厳しい加工部での耐食性が劣化するためであると考えられる。
【００１６】
そこで、表面粗さＲａが異なるめっき原板（鋼板）を種々のめっき付着量で溶融めっき（５５重量％Ａｌ−１．４重量％Ｓｉ−残部実質的にＺｎ）し、めっき原板の表面粗さＲａと製品めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が、製品めっき鋼板の加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を調べた。
【００１７】
この試験では、製造されためっき鋼板の試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施して、試験後の曲げ加工部表面の赤錆発生の有無を３０倍のルーペで目視観察し、上記◎，○＋の場合を“赤錆発生なし”、上記○〜×の場合を“赤錆発生あり”と評価した。
【００１８】
その結果を図２に示す。これによれば、めっき原板の表面粗さＲａが片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）との関係で下記（１）式を満足した場合にのみ良好な耐食性（厳しい加工を施した部分の耐赤錆性）が得られることが判る。
【数３】
また、めっき鋼板のめっき付着量については、鋼板片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／ｍ２未満では非加工部であっても耐食性が劣る。一方、鋼板片面当たりのめっき付着量の上限は耐クラック性の観点から規定される。図３は、５５％Ａｌ−１．４％Ｓｉ−Ｚｎのめっき組成を有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量と耐クラック性（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）との関係を示したもので、めっき付着量が減少するにしたがって厳しい加工を施した部分でのクラックの開口幅が減少し、片面当たりめっき付着量が４５ｇ／ｍ２以下においてクラック開口幅の平均値が３０μｍを下回り、外観上クラックがほとんど認識できないような状態となる。
【００２０】
また、図４は５５％Ａｌ−１．４％Ｓｉ−Ｚｎのめっき組成を有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量と耐白錆性との関係を示したもので、試験片に対してＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験を実施し、白錆発生面積率が１０〜２５％になるまでの実施サイクル数を調べたものである。これによれば、片面当たりのめっき付着量が４５ｇ／ｍ２以下であれば良好な耐白錆性が得られている。
【００２１】
以上の理由から本発明では、製造すべきめっき鋼板の片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）に応じて上記（１）式を満足する表面粗さＲａ（μｍ）の鋼板をめっき原板とし、片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ２の溶融めっきを施すことを条件とする。
【００２２】
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、冷却して製品めっき鋼板とする。
めっき原板の表面粗さＲａを調整するには、冷間圧延時のロール粗さを調整する方法が最も容易であるが、冷間圧延後の鋼板を別ライン或いはめっきライン入側で圧延する等の方法でめっき原板の表面粗さＲａを調整してもよい。
【００２３】
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Ａｌ−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めっき浴中に添加される）が含有され、また、これ以外に適量のＦｅ、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。
【００２４】
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（所謂黒変現象）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１〜６０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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
【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表面粗さＲａが異なる冷延鋼板（板厚０．２８〜１．８ｍｍ）を連続式溶融めっき設備に装入し、下記［Ａ浴］及び［Ｂ浴］の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、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
【００３８】
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、加工性（耐クラック性）と耐食性を下記の試験方法で評価した。
めっき原板の表面粗さＲａはＪＩＳ−Ｂ０６１０に記載された方法で、また、めっき付着量はＪＩＳ−Ｈ４０１の方法でそれぞれ測定した。
【００３９】
（１） 加工性（耐クラック性）
試験片を０Ｔ曲げ加工し、この加工部を目視観察してクラックの発生状況を下記により評価した。
◎：肉眼ではクラックは認められず
○：僅かにクラックが発生
△：明瞭なクラックが少量発生
×：明瞭なクラックが大量発生
【００４０】
（２） 耐白錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、ＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験（１５０サイクル）と屋外での大気暴露試験（海岸地域６ヶ月、内陸住宅地域６ヵ月）を実施し、試験後の試験片表面の白錆発生面積率で評価した。その評価基準は以下の通りである。
◎：白錆発生面積率０％
○：白錆発生面積率１％以上、２５％未満、
△：白錆発生面積率２５％以上、５０％未満
×：白錆発生面積率５０％以上
【００４１】
（３） 加工部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験後の試験片表面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
○ ：点錆少量発生
△ ：点錆発生
× ：赤錆発生
【００４２】
（４） 切断端部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片であって、切断端面の１辺のみをシールしない試験片について、大気暴露試験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験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
【００４３】
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、めっき原板の表面粗さＲａ、上記（１）式の左辺の値及びめっき付着量とともに表１及び表２に示す。これによれば、本発明条件に従うことにより耐食性と耐クラック性がともに優れためっき鋼板が製造できることが判る。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。
【００４４】
【表１】
【表２】
［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（Ｃｒ付着量：２０ｍｇ／ｍ２）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。
【００４７】
（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０．５ｋｇ／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３及び表４に示すが、いずれの場合も良好な耐黒変性が得られている。
【００４８】
【表３】
［実施例３］
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、実施例１における［Ａ浴］及び［Ｂ浴］の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。これらの溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金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。
【００５０】
これらの塗装鋼板の加工性（耐クラック性）と耐食性を下記の試験方法で評価した。
（１） 塗膜加工性（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
【００５１】
（２） 耐白錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、ＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験（１０００サイクル）と屋外での大気暴露試験（海岸地域２年、内陸住宅地域２年）を実施し、試験後の試験片表面の白錆発生面積率で評価した。その評価基準は以下の通りである。
◎：白錆発生面積率０％
○：白錆発生面積率１％以上、２５％未満、
△：白錆発生面積率２５％以上、５０％未満
×：白錆発生面積率５０％以上
【００５２】
（３） 加工部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試験（内陸住宅地域２年）を実施し、試験後の試験片表面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
○ ：点錆少量発生
△ ：点錆発生
× ：赤錆発生
【００５３】
（４） 切断端部の耐赤錆性
１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片であって、切断端面の１辺のみをシールしない試験片について、大気暴露試験（内陸住宅地域２年）を実施し、試験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
【００５４】
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、めっき原板の表面粗さＲａ、上記（１）式の左辺の値及びめっき付着量とともに表４及び表５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と耐食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。
【００５５】
【表４】
【表５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明法によれば、耐食性と耐クラック性がともに優れた溶融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。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面粗さＲａが０．４５μｍと１．３５μｍのめっき原板を用いて得られた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板について、鋼板片面当たりのめっき付着量が加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図２】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめっき原板の表面粗さＲａと鋼板片面当たりのめっき付着量が加工部における耐赤錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図３】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が耐クラック性に及ぼす影響を示すグラフ
【図４】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき付着量が耐白錆性に及ぼす影響を示すグラフ
【図５】めっき原板表面の凹凸の状態とめっき皮膜の膜厚変動を示す説明図
Claims (4)
- 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、
製造すべきめっき鋼板の片面当たりのめっき付着量ＣＷ（ｇ／ｍ２）に応じて下記（１）式を満足する表面粗さＲａ（μｍ）の鋼板をめっき原板とし、片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ２の溶融めっきを施すことを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
- 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に記載の耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
- 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に記載の耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
- 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に記載の耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の製造方法。
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