JPH01107903A - 塗装鮮映性の優れた鋼板 - 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］ 本発明は自動車、トラック、電車等の各種車輌用外板あ
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ツ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。そして成形加工時においては、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、美的装価感を
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
方法等の影晋もさることながら、鋼板自体の表面粗さに
も強く影晋される。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
、ショツ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（中心線表面粗さＲａ）と塗装鮮映性の関係を
例示するグラフであり、表面粗さの小さいものほど鮮映
性は明らかに向上している。

即ち対型かじり性を高めるために表面粗さを大きくする
と塗装鮮映性が悪化し、表面粗さを小さくして塗装鮮映
性を高めると対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を適当な範囲に調整すること
により対型かじり性と鮮映性の両立を図っているが、あ
くまで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６２−１６８６０２号公報に開示されている様な技
術が提案された。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りで
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８勤距
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フて鋼板を
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
方向へ流れ込んで盛り上がり、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）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２
ａが成形加工時の潤滑油溜めおよび削粉捕捉部としての
機能を果たし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くものであり、具
体的には、台地部１ａ、環状凹部２ａおよび平地部３ａ
を含めた全鋼板表面の中心線平均粗さＲａを０．３〜２
．０μｍの範囲に設定すると共に、隣り合う台地部１ａ
、ｌａ間の平均中心間距離をＳｍ、環状凹部２ａ外縁の
平均直径をＤ、台地部１ａ山頂面の平均直径をｄｏｘお
よび台地部１ａと平地部３ａの面積の総和が鋼板全面積
に占める割合をηとしたとき、これらが次式の関係を満
たす様に調整するところに特徴を有するものである。

０．８５≦Ｓ　ｍ　／　Ｄ≦１．７ Ｓｍ−Ｄ＜２８０　（μｍ） ３０≦ｄ０≦５００　（μｍ） ２０≦η≦８５（％） ［発明が解決しようとする問題点］ 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、鋼板の対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。

［問題点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、鋼板の平面視全表面
積中に占める上記平地部の割合Ｆ（％）と上記平地部の
中心線平均粗さＲａｆ（μｍ）が下記［Ｉ］式および［
ＩＩ　］式の関係を満たすものであるところに要旨を有
するものである。

２０≦Ｆ≦９０　　　　　　　　　・・・［Ｉ］Ｆ≧　
６　８　　（Ｒａｆ）　２＋　　２　７　　Ｒａｆ　−
１１−［夏■　］［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で調質圧延された粗面化鋼板の対型
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ところ、
次の様な事実が明らかとなってきた。

即ち粗面化鋼板の対型かじり性については、前記第５図
（Ａ）　、　（Ｂ）に示した様な環状凹部２ａが重要な
機能を果し、また塗装鮮映性については表面における平
坦部の存在比率が重大な影響を及ぼす、という傾向に関
しては、前記公開発明に開示されている通りであること
が確認された。しかし、塗装鮮映性については、特に ■台地部１ａおよび環状凹部２ａを除いた平地部（未加
工部）３ａの鋼板表面視全表面積に占める割合Ｆ（％）
と、 ■該平地部３ａにおける中心線平均粗さＲａｆ（μｍ）
、 が重要な影響を及ぼしていることが分かってきた。

上記■の点に関しては、従来例では台地部１ａと平地部
３ａの両面積の総和が全表面積に占める割合（Ｓｍ）を
基準にして定めていたが、本発明者らが研究したところ
によると、台地部１ａの頂面は第６図でも説明した様に
ダル仕上げロールＲ表面のクレータ１方向への金属の盛
り上りによって形成されるためか、必ずしも平坦面とは
ならないでたとえば第６図に示す様な曲面状となり、環
状凹部２ａと同様に乱反射面となること、そして塗装鮮
映性に真に影響してくるのは非加工部である平地部３ａ
のみであること、が確認された。また上記■の点に関し
ては、従来は台地部１ａ、環状凹部２ａおよび平地部３
ａを含めた表面全体の中心線平均粗さを基準にして定め
ていたが、本発明者らが研究を行なったところでは、マ
クロ的に見ても乱反射面を構成する台地部１ａや環状凹
部２ａはその判断要素から外れ、マクロ的に見て非乱反
射面を構成する平地部３ａの中心線平均粗さ（Ｒａｆ）
のみを基準として表面粗さを定めれば、−段と高レベル
の塗装鮮映性を保障し得ることが明らかになってきた。

そこで平地部３ａの平面視面積率（以下平地部面積率と
いうことがある）（Ｆ：％）および該平地部３ａの中心
線平均粗さ（以下平地部平均粗さということがある）（
Ｒａｆ：μｍ）が塗装鮮映性にどの様な影響を及ぼすか
を定量的に把握するため、調質圧延前（即ち素材鋼板の
表面粗さおよびダル仕上げロールの平坦部３の表面粗さ
を変えることによっであるいは調質圧延時の伸び率を変
えることによって粗面化鋼板の平地部平均粗さ（Ｒａｆ
）を種々変えると共に、成形ロールのダル仕上げ条件を
変えることによって粗面化鋼板の平地部面積率を様々に
変化させ、夫々について塗装後の鮮映性に与える影響を
調べた。塗装は、膜厚８０μｍの３回塗りによって行な
い、鮮映性はＡＴＩ　ＳＹＳＴＥＭＳ　ＩＮＣ社製のＤ
ＯＩメータによって評価した。尚鮮映性の評価に当って
は、自動車用外板の場合ｒＤＯＩ値≧９０」であれば合
格という基準が当業界でほぼ確立しているので、この基
準で鮮映性の良否を評価し、平地部面積率（Ｆ）と平地
部平均粗さ（Ｒａｆ）との様々の組合せにおいてＤＯＩ
値の合格範囲がどの様に変化するかを調べた。結果は第
１図に示す通りであり、鮮映性合否の境界線りは、平地
部平均粗さ（Ｒａｆ）が太きくなるにつれて平地部面積
率ＣＦ）は大きくなる方向へ移行していく傾向が見られ
る。この境界線りはＦ＝６８（Ｒａｆ）’＋２７Ｒａｆ
−１１の２次函数として表わすことができ、結局のとこ
ろ前記［ＩＩ　］式の関係を満たす様に平地部平均粗さ
（Ｒａｆ）及び平地部面積率（Ｆ）を調整することによ
って、自動車外板用の一般的合格基準であるｒＤＯＩ≧
９０」を確実に達成することができる。但し前記［Ｉ］
］式の要件を満足する場合であっても、平地部面積率Ｆ
が２０％未満になると乱反射面の増大によって鮮映性が
乏しくなり、しかもその様な平地部面積率を得ようとす
ると、成形用ダル仕上げロール表面の環状凸部２が瓜な
り合うことになって粗面化パターンがくずれ、調質圧延
時に該凸部２の重なり部がひび割れを起こして鋼板表面
にとび込み疵ができるといった問題も生じてくる。

一方、平地部面積率Ｆが９０％を超えると粗面化の目的
が有効に達成されず、殊に潤滑油溜めおよび切削粉捕捉
の為の環状凹部が不足気味となって型かじりを防止し得
なくなる。この様なところから本発明では平地部面積率
Ｆを「２０〜９０％」の範囲に定めている。Ｆ値のより
好ましい範囲は４０〜８０％である。

尚上記Ｆ値は、ダル仕上げロールにおけるクレータ１お
よび凸部２の大きさや形成ピッチ（高密度エネルギービ
ームによる加工条件）を変えることによって調整すれば
よく、またＲａｆ値は、調質圧延前の鋼板の表面粗度、
ダル仕上げ前におけるロールの表面粗度（即ち非加工部
の表面粗度に相当する）あるいは調質圧延時の伸び率に
よって調整すればよい、そして前述の様なレベルのＤＯ
Ｉ値を確保する為の製造基準は特に限定されないが、代
表例を示せば、たとえば調質圧延前の表面粗度が１．０
μｍ以下である鋼板を使用し、平坦部（非加工部）の仕
上げ後の表面粗度が０．３μｍ以下であるダル仕上げロ
ールを用い、ｍ’ｉｉｔ圧延時の伸び率を０．５〜１．
５％に設定してＦ値が４０〜８０％となる様にコントロ
ールするといった条件設定が挙げられる。

［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と、ショツトブラストによりダル
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、ダル仕上げ前における研削用
砥石番手を変えることによって種々の表面粗さのものを
調製し、また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％に調整）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８０μｍ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、ハツト型絞り試験機を用いて型かじり発生の有
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、比較例に比べて鮮映性
が良くいずれもｒＤＯＩ値９０値上０以上準を満たして
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、前記［Ｉ］、［Ｉ］］式に規定す
る如く表面の形状特性を定めることによって、対型かじ
り性が良く且つ塗装鮮映性の卓越した粗面化鋼板を提供
し得ることになった。

【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）と平地部平
均粗さ（Ｒａｆ）の相間々係を示すグラフ、第２図はシ
ョツ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５，６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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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
   表面積中に占める上記平地部の割合Ｆ（％）と上記平地
   部の中心線平均粗さＲａｆ（μｍ）が下記［ I ］式お
   よび［II］式の関係を満たすものであることを特徴とす
   る塗装鮮映性の優れた鋼板。 ２０≦Ｆ≦９０・・・［ I ］ Ｆ≧６８（Ｒａｆ）＾２＋２７Ｒａｆ−１１・・・［I
   I］