JPH01104753A - 溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐食性、切口部耐食性、メッキ層の加工性、メ
ッキ表面の化成処理性全てに優れた新しい溶融メッキ鋼
板の製造方法に関するものである。

従来の技術 現在亜鉛鉄板、亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板或はアルミ
メッキ鋼板と多様な製品が製造されているが、これらの
溶融メッキ鋼板に対し、その使用されている多くの用途
から種々の品質性能が要求されている。

第１に海岸地帯に使用される屋根、壁材などのように塩
分を含む過酷な腐食環境でも長期間の耐食性が得られる
こと、第２に素材であるこれらの溶融メッキ鋼板は必ず
種々の加工を受けて使用されるので、加工されてもメッ
キ層に亀裂の生じない、充分な加工性のあること（メッ
キ層に鉄素地に達するような亀裂が生じると赤錆が発生
し易くなり、カラー鋼板のようにメッキ表面を更に塗装
していても、メッキ層亀裂部の上部の塗膜は局部的に伸
ばされ、塗膜にも亀裂が生じ、同様に赤錆が発生し易く
なる。）、第３に加工する際切口断面部が必ず生じ、鉄
素地が霜量するので、切口部の発錆を防止するためメッ
キ層はＦｅに対し充分な電気化学的保護作用があること
、第４にこれらのメッキ鋼板は更に塗装されて使用され
る場合が多く、そのため一般に燐酸塩処理或はクロム酸
塩処理など塗装前処理が施されるが、これらの化成処理
が均一に処理し易いことなどである。

これらの課題の全てに答えられる新しい溶融メッキ鋼板
として溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板（特願昭８１−
１９０４５０号）を提案し゛た。

溶融亜鉛メッキした帯鋼にＭ被覆して溶融亜鉛、アルミ
二層メッキ鋼板を製造する方法として多くの方法が考え
られるが１本発明は溶融亜鉛メッキ鋼板にアルミニウム
箔を張り合わせる方法に関するものである。

金属板にアルミニウム箔を張り合わせる方法として一般
に接着剤にて張り合わせる方法或はロールなどにより機
械的に圧着する方法などが実施されている。溶融亜鉛メ
ッキ鋼板にアルミニウム箔を接着剤、粘着剤などで張り
合わせた場合は多くの用途での加工に耐え得る密着力が
得られるが、耐熱性を必要とする用途に使用すると有機
化合物である接着剤、粘着剤が熱劣化し１、長期間の使
用によりアルミニウム箔が溶融亜鉛メッキ鋼板表面より
剥離して来る０例えばマフラー、煙突などに使用すると
アルミニウム箔が容易に剥離して来る。

またアルミニウム箔をロールなどにより機械的に圧着し
た場合は一見密着しているようでも充分な密着力がなく
、加工の程度が厳しい用途では加工すると単なる機械的
圧着のため溶融亜鉛メッキ鋼板表面からアルミニウム箔
の剥離を生じるのである。

発明が解決しようとする問題点 本発明は溶融亜鉛メッキ層表面とアルミニウム箔との間
に優れた密着力を有する溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼
板の製造方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、連続溶融メッキ設備で帯鋼を溶融亜鉛メッキ
浴に浸漬し、浴から引上げ、過剰の溶融亜鉛を除去して
亜鉛メッキ量を調整した后、帯鋼の亜鉛メッキ層の表面
温度が少なくとも亜鉛−アルミ合金の共晶温度以上にあ
る間に連続的に供給するアルミニウム箔を亜鉛メッキし
た帯鋼表面に張り合わせることを特徴とする溶融亜鉛、
アルミ１．二層メッキ鋼板の製造方法である。

以下詳細に説明する。

通常金属亜鉛の融点は４１９℃と言われており、従って
帯鋼を連続溶融亜鉛メッキする場合のメッキ浴温度は一
般に４５０℃〜５００℃位で行われている。一方金属ア
ルミニウムの融点は８６０℃と高く、より高温にしない
と溶融しない、しかしながらＺｎ−Ｍ合金にするとＺｎ
９５％　−ＡＩ　５％位の所に最も低い溶融点である共
晶温度が存在し、３８２℃位であることが知られている
。　　゛ 発明者はこのＺｎ−Ａｔ共晶温度に着目して数多くの実
験を繰返し、溶融亜鉛メッキ層とアルミニウム箔との界
面に優れた密着力を有する溶融亜鉛、アルミ二層メッキ
鋼板の製造方法を確立することが出来たのである。

この方法は連続溶融メッキ設備で帯鋼を高温の溶融亜鉛
メッキ浴に浸漬ル、浴から引上げ、亜鉛メーツキ量を調
整后、帯鋼の亜鉛メッキ層の表面温度が共晶温度である
３８２℃以上の高温にある間にアルミニウム箔を張り合
わせ、亜鉛メッキ層表面とアルミニウム箔表面との界面
で拡散を生じさせる方法で、亜鉛メッキ層とアルミニウ
ム層との界面に１　ｍ　ＪＪ、　〜Ｉ　ＪＬ　（１ｍｍ
　〜Ｉ　Ｂｍ）位の薄層のＺｎ−Ｍ合金層を生成ｆるこ
とによりＺｎ、　ＡＩＷｊｌＮ間に優れた密着性を有す
る溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板の製造方法を確立し
たのである。

次に共晶温度以上にある亜鉛゛メッキ層表面にアルミニ
ウム箔を張り合わせる溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板
の製造方法に関し、本発明で開発したいくつかの特徴を
説明する。

本発明の代表的な製造方法としてゼンジマーラインで溶
融亜鉛メッキ層、アルミニウム箔を′張り合わせる方法
について説明する。

無酸化炉、還元炉で連続焼鈍され、表面が活性化した帯
鋼はスナウトを経て溶融亜鉛メッキ浴に浸漬され、浴か
ら垂直に引上げられ、空気などの気体で過剰の溶融亜鉛
を吹拭して必要な亜鉛メッキ量に調整される。その亜鉛
メッキ層の表面温度がＺｎ−Ａｌ１共晶温度はぼ３８２
℃以上にある間に、コイル状に巻取られたアルミニウム
箔よりアルミニウム箔を連続的に供給し、圧着ロールに
て亜鉛メッキされた帯鋼表面に張り合わせる。

また圧着ロール以外で張り合わせる方法の一つとして帯
鋼板巾方向に狭い間隙でスリットしたノズルより、気体
をアルミニウム箔に吹付けて圧着する方法も効果があっ
た。

コイルのアルミニウム箔がなくなれば、その后端に別の
コイルよりアルミニウム箔の先端を接続して連続供給す
る。アルミニウム箔の帯鋼メッキ層表面への張り合わせ
は片面又は両面何れも可能である。

アルミニウム箔を圧着する際の亜鉛メッキ層表面温度が
３８２℃以上あれば亜鉛メッキ層表面とアルミニウム箔
との界面に拡散が生じ、Ｚｎ−Ａ１１合金を生成してＺ
ｎ、　ＡＱ二層間の密着力が生じるが、３８２℃より高
温になればなる程拡散速度が速くなり、短時間でも密着
力は向上する。最高温度はＭ融点８８０℃位まで可能で
あるが、メッキ層表面を高温にする方法として亜鉛メッ
キ浴温を高温にすると亜鉛蒸気の飛散が多くなり作業環
境が悪化する。張り合わせのための最適温度は空気など
の気体で過剰の溶融亜鉛を吹拭して必要な亜鉛メッキ量
に調整后、そのため浴温より多少冷却された亜鉛メッキ
層の表面温度で４２０〜５２０℃の間が良好である。ま
たアルミニウム箔を張り合わせた后、Ｚｎ、Ｍ二層間で
拡散するための時間が必要であケ リ、高温程短時間でも充分檜密着力が得られる。

４５０℃以上なら２秒程度以上の保定時間で充分な密着
力が得られ、４７０℃以上なら１秒程度以上の保定時間
で充分である。また　３８２℃近くの低温になる程２０
秒以上の長時間の保定時間を要する。

低い亜鉛メッキ層表面温度で張り合わせる場合は帯鋼を
メッキ浴から垂直に引上げる箇所に保熱炉又は加熱炉を
設置し、アルミニウム箔外側より熱量を供給するとＺｎ
、　Ａｌｌ二層間で拡散が促進され、−層密着力が向上
する。また低温で張り合わせた場合、溶融亜鉛、アルミ
二層メッキ鋼板をコイル状に巻取った后、連続溶融メッ
キ設備外にある例えば箱型焼鈍炉で３８２℃以上で２０
分以上長時間低温焼鈍すると良好な密着力が得られる。

アルミニウム箔を張り合わせるための最適な亜鉛メッキ
層の表面温度を得るためには亜鉛メッキ浴温で調整する
のが最も容易であり、通常作業している亜鉛メッキ浴温
より２０℃〜４０℃位高目に設定すれば充分な密着力が
得られるのである。

また溶融亜鉛メッキ浴に例えばＭを１％添加すると亜鉛
メッキ層の加工性が向上する（特願昭５８−１５９４ｆ
１９号）、このように蚊を添加している溶融Ｚｎ−Ａ１
合金メッキ浴でも同様に共晶温度以上でアルミニウム箔
を張り合わせれば合金メッキ層表面とアルミニウム箔と
の間に良好な密着性が得られる。或は亜鉛メッキ層の耐
食性を向上するため溶融亜鉛メッキ浴に例えば蚊を５％
添加するＺｎ−Ａｌ１合金メッキ浴（特願昭４８−３１
７１４号、特願昭５８−５０１４００号）及び例えばＭ
を５５％添加するＺｎ−Ａ１合金メッキ浴（特願昭４０
−３４８８３号）の場合でも同様にアルミニウム箔の良
好な密着性が得られた６本発明の溶融亜鉛メッキ浴は溶
融亜鉛−アルミ合金メッキ浴を含むものとする。

またアルミニウム箔の厚みは亜鉛メッキ層の表面温度と
保定時間を規定すれば充分な密着力が得られるので特に
問題としないが、製品としての溶融亜鉛、アルミ二層メ
ッキ鋼板の必要品質（耐食性、加工性など）を確保する
ため通常４体〜１５ＩＬの厚みのアルミニウム箔を使用
している。

なおアルミニウム箔を張り合わせるための圧着ロールは
張り合わせるときアルミニウム箔外側か−らの冷却をさ
けるためテフロンをライニングした鋼製ロールを使用し
たところ良好であった。また同様に圧着ロールからの冷
却を避け、更に加熱効果を与えるためロール表面全域に
わたり発熱温度の均一な回転加熱ロール（鋼製クロムメ
ッキ）を使用すると密着性の向上に一層良好である。或
は熱容量が小さいため直ぐロール表面温度が昇温し、且
つ軽量のため回転が容易であるアルミニウム製ロールを
使用するのも一方法である。

実施例 次に実施例を挙げて本発明を説明する。連続焼鈍炉を有
する溶融亜鉛メッキ設備に置いて厚み０．４　ｒａｔｓ
の帯鋼を連続焼鈍后、０．５％Ｍを含有する溶融亜鉛メ
ッキ浴に浸漬し、浴から垂直に引上げ、空気により過剰
の溶融亜鉛を吹拭して、亜鉛メッキ量を１４０ｇ／ｍ″
（片面）に調整し、−亜鉛メッキ層の表面温度がＺｎ−
Ｍ共晶温度以上の高温にある間に厚みフルのアルミニウ
ム箔を連続的に圧着ロールにて亜鉛メッキされた帯鋼の
片面に張り合わせた。

本発明の重要な製造条件である張り合わせ時の亜鉛メッ
キ層の表面温度及び張り合わせ后の保定時間を種々変え
て製造した。また本発明を実施するための溶融亜鉛メッ
キ浴温度或は張り合わせ后の保熱炉、加熱炉などの条件
も種々変えて製造した。アルミニウム箔を張り合わせ、
高温で一定時間保定した后は冷却し、室温に近い温度ま
で冷却后、スキンパスミルにより蚊表面外観を光沢仕上
げ或はダル仕上げとし、レベラーで形状を修正し、溶融
亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板を製造した。

製造した二層メッキ鋼板について本発明が解決しようと
する亜鉛メッキ層、アルミニウム層間界面の接着力を、
本発明の範囲外又は従来技術によりアルミニウム箔を張
り合わせた溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板を比較材に
し、ＪＩＳ　Ｇ３３１２デユポン衝撃変形試験で測定し
た。試験結果を第１表に表示する。

（以下余白） 更に本発明の方法にて製造した全ての溶融亜鉛、アルミ
二層メッキ鋼板について木製品の開発目的とする耐食性
、切口部耐食性、”加工性、化成処理性などの品質性能
に関する各種試験を実施したところ、次の結果を得た。

耐食性試験；塩水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｇ２３７１　）　
３０００時間、赤錆発生なし。

切ロ部耐食性試験：塩水噴霧試験（ＪＩＳ　０２３７１
）５００時間、切口部赤錆発生なし。

加工性試験；曲げ試験（ＪＩＳ　Ｇ３３１２　）でＯＴ
折曲げ后、メッキ層の亀裂を電顕写真にて観察するも、
Ｚｎ層、Ｍ層何れも亀裂なし。

化成処理試験：日本バー力ライジング社製ボンデライト
７１２で化成処理し、処理后の外観を電顕写真にて観察
するも良好な化成処理面であった。

発明の詳細 な説明した通り、本発明の製造方法で溶融亜鉛メッキ（
溶融亜鉛−アルミ合金メッキを含む。）した帯鋼表面に
アルミニウム箔を張り合わせると亜鉛メッキ層或は亜鉛
−アルミ合金メッキ層とアルミニウム箔との界面の層間
剥離がなく、多くの用途での加工層の密着性に優れ、本
発明で製造した溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板は亜鉛
鉄板、亜鉛−アルミ合金メッキ鋼板或はアルミメッキ鋼
板に比し、耐食性、切ロ部耐食性、加工性、化成処理性
全てに優れている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続溶融メッキ設備で帯鋼を溶融亜鉛メッキ浴に
   浸漬し、浴から引上げ、過剰の溶融亜鉛を除去して亜鉛
   メッキ量を調整した后、帯鋼の亜鉛メッキ層の表面温度
   が少なくとも亜鉛−アルミ合金の共晶温度以上にある間
   に連続的に供給するアルミニウム箔を亜鉛メッキした帯
   鋼表面に張り合わせることを特徴とする溶融亜鉛、アル
   ミ二層メッキ鋼板の製造方法。
2. （２）溶融亜鉛メッキ浴が溶融亜鉛−アルミ合金メッキ
   浴であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板の製造方法。
3. （３）共晶温度が３８２℃である特許請求の範囲第（１
   ）項記載の溶融亜鉛、アルミ二層メッキ鋼板の製造方法
   。