JPH02274858A - 高機能表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は高機能表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備
、特に成形性と塗装後鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造設備に関する。

〈従来の技術〉 自動車ボディ外板や家庭電気製品ないし板金家具類など
の外装板のように、塗装後の仕上がり外観が要求される
薄鋼板は従来冷間圧延鋼板が多用され、成形性との両立
から表面の粗度調整を調質圧延によって行っている。　
　しかし、特に自動車用鋼板の防錆上の見地から表面処
理鋼板を利用する割合が急速に増加しており、表面処理
鋼板における塗装後鮮映性とプレス成形性の両立が課題
となっている。　電気めっきのように比較的薄目付の表
面処理鋼板の場合、原板である冷延鋼板の表面粗度は表
面処理後も維持されており、表面粗度の管理は従来冷延
鋼板の延長上の技術でほぼ可能である。

しかし、さらなる防錆上の対策が必要な場合、合金化処
理を施した溶融亜鉛めっき鋼板のように、厚目付の表面
処理が必要となり、その場合の表面粗度は原板の表面粗
度とは全く異なってしまうことが問題となっている。　
すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶
融亜鉛めっき工程および合金化工程の両工程によって原
板の表面粗度から大きく変化してしまう。　最終的な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹
凸によって粗面化し、塗装後鮮映性およびプレス成形性
の両者に悪影響を及ぼすことが知られている。

今日、自動車の塗装表面仕上がり品質は、直接顧客に自
動車の高級感および総合品質の高さを訴えることができ
ることから、重要な品質管理項目として最近注目されて
いる。　塗装仕上がり品質の一つの指標として鮮映性が
あり、その向上のために主に塗装技術の改善が従来行わ
れてきた。　一方、薄鋼板の表面粗度は、従来プレス成
形性のために、ダル目付によって粗面化するのが一般的
であった。　しかし、塗装技術の向上とともに、塗装面
の素地となる薄鋼板の表面粗度と塗装後表面粗度との関
係が明らかとなり、鋼板表面粗度を管理することによっ
て塗装後鮮映性を向上することが可能であることがしだ
いに明らかにされてきた。

冷延鋼板の表面粗度の管理は従来ショットダル加工した
スキンパスロールを用いて調質圧延することによって行
われていたが、この主たる目的は、プレス成形性の改善
である。　塗装後鮮映性を改善するためには冷延鋼板の
表面粗度を小さくする必要があり、この知見は、例えば
Ｎ　Ｉ　ＬＡＮらのＳＡＥ　（ＳＡＥ　　Ｔｅｃｈ。

Ｐａｐｅｒ　Ｓｅｒ、　Ｎｏ、８００２０８）論文にお
いても紹介されている。

しかしこの結果をそのまま通用しても成形性の点から問
題が残る。　成形性と鮮映性の両立は従来のショットダ
ル加工のようにだいたいの平均あらさの管理では不可能
である。　特　開閉６２−１６８６０２号および特開昭
６２−２２４４０５号では冷延鋼板において塗装後鮮映
性と成形性を両立するための表面粗度管理技術を開示し
ている。　しかし、この適用鋼種は、冷延鋼板あるいは
表面処理鋼板の中でも表面処理後も原板の表面粗度がそ
のまま受けつがれる薄目付の種類に限られていた。

すなわち、溶融亜鉛めっき鋼板のような厚目付の表面処
理であったり、さらに合金化処理することによって表面
が粗面化する場合については、従来、鮮映性のための表
面粗度管理、あるいは成形性との両立のための粗度管理
は不可能とされ、このための研究はほとんど顧みられな
かフた。　したがって、このような高機能表面粗度調整
溶融めっき鋼板の製造設備も開発されていない。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の先行特許において、対象鋼種はすべて冷延鋼板お
よび薄目付の表面処理鋼板に限られていた。　それは、
表面粗度が原則として調質圧延によって決まる鋼種であ
り、目的とする粗度管理がこの工程で比較的容易にでき
ることがその理由としてあげられる。　これに対し、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板は、表面に細かな凹凸が存在し
、この凹凸の存在のために冷延鋼板の場合のような粗度
管理の効果は期待できないとされていた。

本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の塗装後鮮映性と
成形性の両者を冷延鋼板並みに改善するための表面粗度
管理技術を開示するものであり、特に成形性および塗装
後鮮映性がともに優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造設備を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、溶融めっき浴および合金化炉を含
む溶融めっきラインと、この溶融めっきラインの下流側
に設置され、溶融めっきラインで製造された溶融めっき
鋼板の表面粗度を調整する手段とを具えることを特徴と
する高機能表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備を提
供するものである。

表面粗度調整手段は複数の直列配置のスキンパス手段を
具え、または研摩手段およびこの下流に少なくとも一つ
のスキンパス手段を具えることが好ましい。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は前述のようにめ
っき後の合金化の段階で形成される細かな凹凸のために
表面が第２図に示すように全体的に粗面化する。　この
状態を前提として、その後の工程で実現可能な範囲で表
面粗度を調整することによって鮮映性および成形性の改
善をはかっている。　このためには、従来の平均あらさ
あるいはＰＰＩ（１インチ当たりの山数）の管理だけで
は不十分でありさらに細かな表面粗度構造の限定が必要
であることが判明した。

そこで、本発明においては、特別のパラメータを用いて
表面粗度を管理することにより、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の成形性および塗装後鮮映性の両立を図る技術の確
立を目的とした。

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の第２図に示すような粗面を
本願におけるように適切に調整するには、めっき鋼板の
各製造工程において種々対策を施す必要があるが、最終
的にスキンパスによって表面粗度を制御するのが有効で
ある。

特にこの際にレーザーダル加工を施したロールを用いる
のが好ましい。　ブライドロールにレーザーでダル加工
を施して、溶融亜鉛めっき鋼板に与えようとする凹凸パ
ターンを形成する。　このダル加工ロールを所望の転写
率となるような圧下率にてめっき鋼板に押し付ける。　
これにより、転写率が所望の範囲となった、すなわち成
形性および鮮映性が優れた溶融亜鉛めフき鋼板が得られ
る。

このような鋼板を製造するための本発明の溶融めっき鋼
板の製造設備！Ｏを第１図に線図的に示す。

冷延鋼板１１は入側ルーパー１２を経て前処理設備１３
により、脱脂などの予備処理を受けた後、焼鈍炉１４に
より焼鈍される。　次いで亜鉛などの溶融金属あるいは
合金成分の入った溶融めっき浴１５にてめっきされ、合
金化炉ｔ６にて合金化処理され、冷却されつつ出側ルー
パー１７を経て溶融めフき鋼板１８は溶融めっきライン
から次の工程に送られる。　このとき得られる合金化溶
融亜鉛めっき鋼板は、第２図に示すように、合金化の工
程での結晶成長により表面粗度が全体的に粗くなって成
形性および鮮映性に悪影響を与える。　第２図に示すの
は、ＳＲａが１．３μｍ、ＳＲｍａｘが１４μｍのもの
の３次元表面粗度測定結果の一例である。

上述した溶融めっき鋼板の表面は粗れているためそのま
まプレス成形しても型かじりなどが生じて割れが発生す
る場合があり、また全体的に粗れているため塗装して用
いても鮮映性が悪い。　本発明はこのような成形性およ
び鮮映性を双方とも解決しようとするものである。

このため、溶融めっきラインの下流に溶融めっき鋼板の
表面粗度を適切にそして多機能を持つように制御する設
備を設ける。

第１図には溶融めっきラインの下流側に設置する表面粗
度調整手段の二側２ｏ、２１を示す。

第１の構成例２０はスキンパス手段を複数基直列に配列
した例であり、第１図の例では上流側より第１のスキン
パス手段２０ａ、第２手段２０ｂおよび第３手段２０ｃ
を設置している。

このように表面粗度調整手段２ｏとして、複数の直列配
置スキンパス手段を設ける場合、それぞれのスキンパス
手段は各役割を有する。

その−例を挙げると、第１手段２０ａでは第２図に示す
ような粗面の溶融めっき鋼板を鮮映性が増すようにある
程度平滑化して平坦部を有するようにし、次いで第２の
手段２０ｂあるいはさらに所要に応じ第３手段２０ｃ以
下のスキンパス手段を用いて必要とする平坦部と凹部が
配置された鮮映性にも成形性にも優れるよう表面粗度が
調整された溶融めっき鋼板を製造する。

このようにして第２図に例示する合金化溶融めっき鋼板
をスキンパスして得られた表面粗度の調整済の溶融めっ
き鋼板の例を第３図および第４図に示す、　第２図に示
すものは前述したように合金化溶融めっきであり、スキ
ンパスした後の第３図に示すものはＳＲａ　（３次元粗
度測定器で求めた平均あらさ）が１，０μｍ、ＳＲｍａ
ｘ　（最大あらさ）が１１．３μｍ。

第４図に示すものはＳＲａが０．９μｍ１ＳＲｍａｘが
９μｍに調整された鋼板表面の一例である。

第２図と第３図および第４図とを比較してみると明らか
なように、本発明設備で処理した表面粗度が調整溶融め
フき鋼板は平坦部と凹部が適切にそして規則的に配置さ
れ、その結果成形性および塗装後鮮映性にもすぐれたも
のとなる。

第１図に示す他の構成例である表面粗度調整手段２１は
スキンパス手段２０ａの代りに研摩手段２１ａを設置し
たものである。　この研摩手段２１ａにより第２図に示
す合金化溶融めっき鋼板の粗面を研摩して所望の表面粗
度に予備的に調整し、次いでこれより下流のスキンパス
手段２１ｂ、２１ｃを用いて第３図および第４図に示す
ような表面粗度を調整した溶融めっき鋼板を得る。

なお、スキンパス手段において、スキンパスロールはレ
ーザーダル加工したものを用いるのがよく、レーザーダ
ル加工は必要に応じて加工し、スキンパスの圧下率ある
いはスキンパス回数などを適切に選択して合金化溶融め
っき鋼板の表面粗度の調整を行なう。　各スキンパス手
段において対接するロールの表面粗度を異ならせておく
こともできる。

また、研摩手段としては、目の細かいベルト式グライン
ダーなどを用いるのが好適である。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいで具体的に説明する。

（実施例１） 厚さ０．７ｍｍの冷延鋼板の原板としく平均あらさ０．
８６μｍ）、単一条件で両面に目付量（４５／４５）ｇ
／ｍ２の溶融亜鉛めっきを施し、５４０℃×３ＳｅＣの
合金化処理を施したところ、第２図に例示するような合
金化亜鉛めっき鋼板を得た。　これは表１に示すＮｏ、
　　１に相当する。

このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板にレーザーダル
加工を施したロールを含む直列配置の調質圧延機を２基
用い、圧下率を変化させて表１に示すような種々のダル
加工鋼板を得た。　これらについて表面特性および下記
の試験結果をあわせて表１に示す。

Ｎｏ、　１は合金化処理時に形成された粗面のままであ
るため摩擦係数が大きくプレス成形性がよくない。　ま
た、全体的に表面が粗面であるため塗装後の鮮映性（Ｄ
ＯＩ値）も悪い。

これに対し、本発明の設備で表面粗度が調整された鋼Ｎ
ｏ、　２〜Ｎ０１４は成形性にも鮮映性にもすぐれてい
ることがわかる。

（実施例２） 厚さ０．７ｍｍの冷延鋼板の原板としく平均あらさ０．
８７μｍ）、単一条件で両面に目付量（４５／４５）ｇ
／ｍ’の溶融亜鉛めっきを施し、５４０℃Ｘ３ｓｅｃの
合金化処理を施したところ、第２図に例示するような合
金化亜鉛めっき鋼板を得た。　これは表２に示すＮｏ、
　　１に相当する。

このようにして得た溶融亜鉛めっき鋼板にベルト式グラ
インダーを用いて研摩した後、レーザーダル加工を施し
たダルロールを用い、表２に示すような種々のダル加工
鋼板を得た。　これについて表面特性および下記の試験
結果をあわせて表２に示す。

Ｎｏ、　１は合金化処理時に形成された粗面のままであ
るため研摩係数が大きいので成形性がよくないし、全体
的に表面が粗面であるため塗装後鮮映性（ＤＯＩ値）が
悪い。

これに対し、本発明の設備で表面粗度が調整された鋼Ｎ
ｏ、　２〜Ｎｏ、　４は成形性にも鮮映性にもすぐれて
いることがわかる。

なお、各特性の測定および試験は下記のようにして行っ
た。

（１）ロールおよび鋼板の粗度 ロール表面のレプリカあるいは鋼板サンプルの表面粗度
は小板製作所製三次元粗さ測定器５Ｅ−３ＦＫで測定し
た。

（２）成形性 成形性は試料と型材との摩擦係数に密接な関係がある。

　このため、型材（ＳＫＤ−１１゜２ｃｍ巾）にて試料
を両側から押え荷重１００ｋｇではさんだ状態で試料を
引き抜き、そのときの抵抗から摩擦係数を求めた。

（３）塗装後鮮映性 試料に３コート（電着は関西ペイント製ニレクロン９４
００を２０μｍ、中塗りはＴＰ−２６シーラ、上塗りは
アミラックＴＭ−１３＃２０２　（黒）を５０μｍ塗布
）を施した後ＤＯＩ値を測定した。

ＤＯＩ値は、ハンター社製ＤＯＲＩＧＯＮ　メータで測
定し、試料法線の３０’の方向から光を照射した時の正
反射光量をＲｓ、正反射より±０．３＠ずれた角度に反
射してくる光の量をＲｏ、、としたとき、 ＤＯＩ＝　（Ｒｓ−Ｒｏ、ｓ　）／ＲｓｘｌＯＯとして
与えられる。　この評価法は、人間の目視判定や、試料
にテストパターンが識別できるかを見るＰＧＤ法等の従
来の評価方法と良い相関を示す。

表 表 〈発明の効果〉 本発明の表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備は合金
化溶融めっきラインの下流に合金化溶融めっき鋼板の表
面粗度を成形性および鮮映性とともに優れるようにする
表面粗度調整手段を有し、連続的に成形性と鮮映性のす
ぐれた鋼板を製造することができる。　表面粗度調整手
段を適切に選択すれば用途に応じて効果を得ることがで
きる。　また、本発明設備は合金化溶融亜鉛めっき鋼板
のみならず、さらに２層めっきの場合においても有効で
あることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設
備の線図である。 第２図は合金化溶融亜鉛めっき鋼板、第３図および第４
図は本発明の製造設備で表面粗度が調整された溶融亜鉛
めっき鋼板の３次元粗度プロファイル測定結果である。 　なお、倍率は、縦横（Ｘ、Ｙ軸）それぞれ１００倍、
あうさ（垂直２軸）方向５００倍である。 符号の説明 １０・・・・・・製造設備、 ＩＪ・・・・・・冷延鋼板、 １２・・・・・・入側ルーバー １３・・・・・・前処理設備、 １４・・・・・・焼鈍炉、 １５・・・・・・溶融めりき浴、 １６・・・・・・合金化炉、 １７・・・・・・出側ルーバー １８・・・・・・溶融めりき鋼板、 ２０・・・・・・表面粗度調整手段、 ２０ａ・・・・・・スキンパス手段（第１）２０ｂ・・
・・・・スキンパス手段（第２）２０ｃ・・・・・・ス
キンパス手段（第３）２１・・・・・・表面粗度調整手
段、 ２１ａ・・・・・・研磨手段、 ２１ｂ・・・・・・スキンパス手段（ｉｆ）Ｃ・・・・
・・スキンパス手段（第２）ｇ　・ １００μｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融めっき浴および合金化炉を含む溶融めっきラ
   インと、この溶融めっきラインの下流側に設置され、溶
   融めつきラインで製造された溶融めっき鋼板の表面粗度
   を調整する手段とを具えることを特徴とする高機能表面
   粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備。
2. （２）表面粗度調整手段は複数の直列配置のスキンパス
   手段を具える請求項１に記載の高機能表面粗度調整溶融
   めっき鋼板の製造設備。
3. （３）表面粗度調整手段は研摩手段およびこの下流の少
   なくとも一つのスキンパス手段を具える請求項１に記載
   の高機能表面粗度調整溶融めっき鋼板の製造設備。