JPH0224911B2 - - Google Patents

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、メツキ層の加
工性、メツキ表面の化成処理性全てに優れた新し
い溶融メツ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−アルミ合金メツキ鋼板或
はアルミメツキ鋼板と多様な製品が製造されてい
るが、これらの溶融メツキ鋼板に対し、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
溶融メツキ鋼板は必ず種々の加工を受けて使用さ
れるので、加工されてもメツキ層に亀裂の生じな
い、充分な加工性のあること（メツキ層に鉄素地
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ツキ表面を更に塗装
していても、メツ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、鉄素地が露出するので、切口部の
発錆を防止するためメツキ層は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
メツ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
ツキ鋼板として溶融亜鉛、アルミ二層メツキ鋼板
（特願昭61−190450号、特開昭63−47355号）を提
案した。 溶融亜鉛メツキした帯鋼にAl被覆して溶融亜
鉛、アルミ二層メツ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、本発明は溶融亜鉛メ
ツ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。溶融亜鉛メツ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、長期間の使用
によりアルミニウム箔が溶融亜鉛メツキ鋼板表面
より剥離して来る。例えばマフラー、煙突などに
使用する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ツキ
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ツ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
ミ二層メツ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、連続溶融メツキ設備で帯鋼を溶融亜
鉛メツキ浴に浸漬し、浴から引上げ、過剰の溶融
亜鉛を除去して亜鉛メツキ量を調整した后、帯鋼
の亜鉛メツ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ツキした帯鋼表面に
張り合わせることを特徴とする溶融亜鉛、アルミ
二層メツ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、
従つて帯鋼を連続溶融亜鉛メツキする場合のメツ
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660℃と高く、
より高温にしないと溶融しない。しかしながら
Zn−Al合金にするとZn95％−Al5％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−Al共晶温度に着目して数多
くの実験を繰返し、溶融亜鉛メツキ層とアルミニ
ウム箔との界面に優れた密着力を有する溶融亜
鉛、アルミ二層メツ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ツキ設備で帯鋼を高温の
溶融亜鉛メツキ浴に浸漬し、浴から引上げ、亜鉛
メツキ量を調整后、帯鋼の亜鉛メツキ層の表面温
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、亜鉛メツキ層表面
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、亜鉛メツキ層とアルミニウム層との界
面に１ｍμ〜1μ（1nm〜1μm）位の薄層のZn−Al
合金層を生成することによりZn、Al両層間に優
れた密着性を有する溶融亜鉛、アルミ二層メツキ
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ツキ層表面にア
ルミニウム箔を張り合わせる溶融亜鉛、アルミ二
層メツ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
インで溶融亜鉛メツキ后、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ツキ浴に
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ツ
キ量に調整される。その亜鉛メツキ層の表面温度
がZn−Al共晶温度ほぼ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
ツ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ツトしたノ
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つた。 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ツキ
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ツキ層表
面温度が382℃以上あれば亜鉛メツキ層表面とア
ルミニウム箔との界面に拡散が生じ、Zn−Al合
金を生成してZn、Al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
Al融点660℃位まで可能であるが、メツキ層表面
を高温にする方法として亜鉛メツキ浴温を高温に
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ツ
キ量に調整后、そのため浴温より多少冷却された
亜鉛メツキ層の表面温度で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、Al二層間で拡散するための時間が必要であ
り、高温程短時間でも充分な密着力が得られる。 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。 低い亜鉛メツキ層表面温度で張り合わせる場合
は帯鋼をメツ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、Al二層間で拡散が促進さ
れ、一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、アルミ二層メツキ鋼板をコ
イル状に巻取つた后、連続溶融メツキ設備外にあ
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
鉛メツキ層の表面温度を得るためには亜鉛メツキ
浴温で調整するのが最も容易であり、通常作業し
ている亜鉛メツキ浴温より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。 また溶融亜鉛メツキ浴に例えばAlを１％添加
すると亜鉛メツキ層の加工性が向上する（特願昭
58−159469号、特公平１−59347号）。このように
Alを添加している溶融Zn−Al合金メツキ浴でも
同様に共晶温度以上でアルミニウム箔を張り合わ
せれば合金メツ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。或は亜鉛メツキ層の
耐食性を向上するため溶融亜鉛メツキ浴に例えば
Alを５％添加するZn−Al合金メツキ浴（特願昭
48−31714号、特公昭53−47055号、特願昭56−
501400号、特公平１−24221号）及び例えばAlを
55％添加するZn−Al合金メツキ浴（特願昭40−
34663号、特公昭46−7161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。本発
明の溶融亜鉛メツキ浴は溶融亜鉛−アルミ合金メ
ツ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ツキ層の表
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、アルミ二層メツキ鋼板の必要品質（耐食
性、加工性など）を確保するため通常4μ〜15μ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密着
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つた。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（鋼製クロムメツキ）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ツキ設備に置いて厚み
0.4mmの帯鋼を連続焼鈍炉、0.5％Alを含有する溶
融亜鉛メツキ浴に浸漬し、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、亜鉛メツ
キ量を140g／m²（片面）に調整し、亜鉛メツキ
層の表面温度がZn−Al共晶温度以上の高温にあ
る間に厚み7μのアルミニウム箔を連続的に圧着
ロールにて亜鉛メツ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
亜鉛メツ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ツ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Al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、アルミ二層メツキ鋼板を製造し
た。 製造した二層メツキ鋼板について本発明が解決
しようとする亜鉛メツキ層、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
ミ二層メツ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。

【表】 后、試験しても全て剥離しなかつた。
更に本発明の方法にて製造した全ての溶融亜
鉛、アルミ二層メツキ鋼板について本製品の開発
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。 切口部耐食性試験；塩水噴霧試験（JIS
G2371）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、メツキ層の亀裂を電顕写真にて観察する
も、Zn層、Al層何れも亀裂なし。 化成処理試験；日本パーカ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つた。 発明の効果 以上説明した通り、本発明の製造方法で溶融亜
鉛メツキ（溶融亜鉛−アルミ合金メツキを含む。）
した帯鋼表面にアルミニウム箔を張り合わせると
亜鉛メツキ層或は亜鉛−アルミ合金メツキ層とア
ルミニウム箔との界面の層間剥離がなく、多くの
用途での加工后の密着性に優れ、本発明で製造し
た溶融亜鉛、アルミ二層メツキ鋼板は亜鉛鉄板、
亜鉛−アルミ合金メツキ鋼板或はアルミメツキ鋼
板に比し、耐食性、切口部耐食性、加工性、化成
処理性全てに優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続溶融メツキ設備で帯鋼を溶融亜鉛メツキ
   浴に浸漬し、浴から引上げ、過剰の溶融亜鉛を除
   去して亜鉛メツキ量を調整した后、帯鋼の亜鉛メ
   ツ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ツ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、アルミ二層メツ
   キ鋼板の製造方法。 ２ 溶融亜鉛メツキ浴が溶融亜鉛−アルミ合金メ
   ツ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、アルミ二層メツキ鋼板の製
   造方法。 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、アルミ二層メツキ鋼板の製造
   方法。