JPH01293905A - 塗装鮮映性の優れた鋼板及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 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
て使用される鋼板及びその製造方法に関し、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
た鋼板及びその製造方法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しる型かしり（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
るのか通例である。

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ダル仕上げ鋼板の表面は、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。従って型かしり防止
という観点からすれは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。

上記ダル仕上げ鋼板に対し、ブライト仕上げ鋼板も知ら
れている。このブライト仕上げ鋼板は、砥石によって研
削した平滑な表面のロールを使用して調質圧延するもの
であるから、得られる鋼板の表面は金属光沢を持ち鏡面
反射する。従って前記塗装鮮映性だけを考慮すれば、ダ
ル仕上げ鋼板よりもブライト仕上げ鋼板の方が優れてい
ると言える。しかしながら上述した趣旨から明らかであ
るが、このブライト仕上げ鋼板は潤滑油の油溜め部とし
て作用する谷部がほとんどないので、プレス成形等の加
工性に難点がある。

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、表面粗さを小さくして（又
はブライト仕上げすると）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）　、　Ｃ
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Ｑ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）の平坦部３で押し
付けられた鋼板Ｑ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ばずものは、４
００μｍを超える長い波長成分であることに着目してな
されたものであり、そして具体的には、隣り合う台地部
１ａ、ｉａ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
心線て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
、高密度エネルギービームによるダル仕上げロールによ
って調質圧延して得られる鋼板であって、該鋼板表面の
形状を周波数解析したときの５８５μｍ≦λ＜２７３０
μｍの範囲に含まれる波長入の波長成分強度が０２以下
である点に要旨を有するものである。

又この様な鋼板は、高密度エネルギービームによるダル
仕上げロールの平坦部の全表面積に占める割合を２０％
以上に設定し、該ロールを使用して少なくとも２回の調
質圧延を行なうことによフて得られる。

［作用］ 木発明者らは、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）で調質圧延された粗面化鋼板（以下これをダ
ル仕上げ鋼板と呼ぶ）が良好な耐型かじり性を示すとい
うことをベースとし、更に塗装鮮映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か塗装後の鮮映
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パターンのレーザダル仕
上げ鋼板を作成し、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１図に示す。尚第１図中の残存率とは、塗
装後の波長成分強度Ｐを塗装前の波長成分強度Ｐで除し
た値を示す。この第１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
与えるものと判断てきる。

そこで木発明者らは、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６図の結果が得らねた。尚このときの周波数解析の
条件は、次の通りである。ます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の波高（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木の波高分布を得、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（μｍ　２　）　　と
した。

尚波長λの範囲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２７３０μｍ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（７
）ＤＯＩメータを使用した。

第６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値と良好な相間
々係を示していることがよく分か次に本発明者らは、種
々の方法によって得られたダル仕上げロールを用いて鋼
板な調質圧延した場合に、各鋼板表面において波長λが
５８５μｍ≦λ＜２７３０μｍでの波長成分強度Ｐを測
定した。このとき比較の為にブライト仕上げ鋼板につい
ても同様の測定を行なった。

その結果を第７図に示すが、得られた鋼板の表面におけ
る波長成分強度Ｐは、ショツトブラストダル仕上げ５放
電加エダル仕上げ、レーザダル仕上げおよびブライト仕
上げの順で小さくなっている。尚ショツトブラスト法、
放電加工法で得られたダル仕上げロールで調質圧延した
鋼板は、その波長成分強度Ｐにばらつきが認められるが
、これはロールの製造プロセス自体に起因するものと思
える。これに対しレーザダル仕上げ鋼板では、波長成分
強度Ｐを適当な範囲内に制御できるものの、従来品では
ブライト仕上げと同等の波長成分強度Ｐ（即ちＰ＝０．
２以下）に制御することは困難でありだ。

この様にして本発明者らは、鋼板の塗装鮮映性が５８５
μｍ≦λ＜２７３０μｍの波長領域の波長成分強度Ｐに
依存し、この強度Ｐが０．２以下となる様な波長分布を
有するレーザダル仕上げ鋼板を製造することができさえ
すれば、ブライト仕上げ鋼板に四速する塗装鮮映性を備
えた鋼板が得られるという着想が得られた。

そこで本発明者らは上記の表面特性を有する鋼板を製造
する方法について種々検討を重ねた。その結果、平坦部
３［前記第５図（Ａｌ参照］の面積率Ｆ（以下平地部面
積率と呼ぶ）が２０％以上のレーザダル仕上げロールを
使用し、少なくとも２回の調質圧延を行なうことによっ
て希望する鋼板が得られることを見出し、本発明を完成
した。尚前記平地部面積率Ｆとは、第５図（Ａ）に示し
た平坦部３が全表面積に占める割合を意味する。

通常の調質圧延は、ロールに一回通板させることによっ
て行なわれるが、−回のみの通板ではレーザダル仕上げ
の方法を如何に改善しても、５８５μｍ≦λ＜２７３０
μｍの波長領域におけ１す る波長成分強度を０．２以下とすることは困難である。

そこで本発明では上記したレーザ仕上げロールによって
調質圧延を少なくとも２回行なうことによって、前記波
長成分強度Ｐを０．２以下にすることができたのである
。尚本発明において、前記レーザダル仕上げロールの平
地部面積率Ｆを２０％以上に設定したのは、２０％未満
では２回以上の調質圧延を行なっても、クレータ１　（
第４図参照）が相互にオーバラップしたパターンとなっ
て鋼板の塗装鮮映性の改善は期待できないからである。

［実施例コ 種々の平地部面積率Ｆを有するレーザダル仕上げロール
を使用し、板厚０．８５ｍｍの低炭素アルミキルド鋼板
の調質圧延を行なった。モして調質圧延後の鋼板表面を
、３次元粗度解析装置を用いて周波数解析を行ない、各
鋼板表面での波長λが５８５μｍ≦λ＜２７３０μｍに
おける波長成分強度Ｐを測定した。

得られた各鋼板について、塗料を膜厚が９０μｍとなる
様に３回塗りした後（電着２０μｍ。

中塗り３５μｍ、上塗り３５μｍ）、前述したＤＯＩメ
ータによフて鮮映性を評価した。

尚比較例としてショツトブラストダル仕上げロールとブ
ライト仕上げロールによって調質圧延した鋼板について
も同様の実験を行なった。

結果は第１表に一括して示す通りであり、本発明の規定
要件を満足するもの（実施例）は、ブライト仕上げ鋼板
とほぼ同等のｒＤＯＩ値９５値上５以上映性を示してい
ることが分かる。

［発明の効果コ 以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を採用する
ことによ）て、ブライト仕上げ鋼板並みの鮮映性を有す
るダル仕上げ鋼板が得られた。そしてこの鋼板は自動車
用外板等の様に特に優れた塗装鮮映性が要求される素材
として最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は波長と残存率との関係を示すグラフ、第２図は
ショツトブラストて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図は波長成分強度Ｐと塗装後のＤＯＴ値
との関係を示すグラフ、第７図は各種の仕上げロールを
用いて調質圧延した鋼板表面における波長成分強度Ｐを
示すグラフである。 １・・・クレータ　　　　２・・・凸部３・・・平坦部
（非加工部） １ａ・・・台地部　　　　　２ａ・・・環状凹部３ａ・
・・平地部 ？の 一ノ　　　　　　　　　　　　　　　　−ノく 味 Ｓ　応　趙　　Ｏ ｒ） ば叶＠　（［有］） 第５図 波畏成分強度Ｐ（ｌ１ｍ２） 第７図 ＋、５５８５≦λ〈２７３０１′”

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高密度エネルギービームによるダル仕上げロール
   によって調質圧延して得られる鋼板であって、該鋼板表
   面の形状を周波数解析したときの５８５μｍ≦λ＜２７
   ３０μｍの範囲に含まれる波長λの波長成分強度（μｍ
   ＾２）が０．２以下であることを特徴とする塗装鮮映性
   の優れた鋼板。
2. （２）高密度エネルギービームによるダル仕上げロール
   の平坦部の全表面積に占める割合を２０％以上に設定し
   、該ロールを使用して少なくとも２回の調質圧延を行な
   うことによって請求項（１）に記載の鋼板を得ることを
   特徴とする塗装鮮映性の優れた鋼板の製造方法。