JPH0293093A - 意匠性およびスポット溶接性に優れた着色鋼板 - 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） この発明は主として家電製品、事務用機器、家具、音９
機器等に用いられる薄鋼板であって、主にプレス加工等
の成形加工を行った後、無塗装で使用される意匠性の高
い鋼板に関する。

（従来の技術） 亜鉛又は亜鉛合金めっき（以下、まとめて亜鉛めっきと
いうことがある）を施した鋼板は、耐食性に優れ、安価
に量産できるため広く使用されている。しかし、めっき
のままでは美観に乏しく、耐食性も不十分なことがあり
、これを補うためユザー側で成形加工した後に吹きつ１
．Ｊ’！装、静電塗装等の方法で塗装を施すことが多い
。

ｌ＆近、消費者の審美感の変化に伴い、金属そのものの
美しさを活かして意匠性の高い製品を作る傾向が強くな
り、一方では塗装コストの節減の要望もあって、亜鉛め
っき鋼板なども無塗装でそのまま、あるいは簡単にシル
ク印刷などを施して使用されることが増えてきた。この
ように塗装をせずに使用することを、俗に採便用と言っ
ている。

しかし、採便用といっても、亜鉛めっきのままというこ
とではなく、美観と耐食性の向上のために、鋼板のメー
カー側で着色処理やプレコートが施されている。

採便用を目的とした着色鋼板として現在知られているの
には、 ■　緑色クロメート、黒色クロメートの如く、クロメー
トにより着色したもの（例えば、広信社発行、表面技術
総覧−めっき・陽極酸化膿−３３４〜３３５頁参照）、 ■　Ｇｏ、　Ｎｉの酸化物、水酸化物などで発色させた
もの（特公昭６１−３８２７６号公報、特開昭６１−１
４３５８２号公報）、 ■　マイクロクランク法により発色させたもの（特開昭
６１−３０６８３号公報、同６２−２９７４９０号公報
）、などがある。

しかし、これらの着色皮膜は概ね１μｍ以下の１￥みで
あり、このため、その鋼板を採便用した場合、外観的に
軽い印象、又は安っぽい印象を与える。従って、これら
の鋼板の用途は、あまり人目につかない内部部品や製品
背面の部品などに限られてしまい、いわゆる外観部品へ
の適用は困難であった。

前記のように、従来は外観部品はもっばら塗装によって
いたが、近年、工程省略によるコストダウンを図ろうと
する動きが活発になっており、加工後の塗装を省略して
も十分に意匠性を有する材料を要望する声が高くなって
いる。かかる要望に沿うものとして、いわゆるプレコー
ト鋼板がある。

これは、成形加工前の鋼板に厚さ約２０μｍ前後の塗装
を施したものである。

しかし、プレコート鋼板は、前述の薄膜発色皮膜タイプ
のものに比べて、■コストが高い、■加工形態が限定さ
れる（絞り加工などができない）、■スボント溶接がで
きない、といった欠点があるため、利用分野が限られて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、安価で加工がじやすく溶接も可能であり、し
かも外観部品用として適用するのに十分な意匠性をもつ
薄膜タイプの表面処理鋼板、特に、採便用を前提とした
意匠性の高い着色鋼板を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前述した従来の薄■９タイプの着色鋼板が、外装材とし
て好まれないのは、前記のように見た［８１の印象が軽
くて量感に乏しいからである。そこで、本発明者は、同
じ薄膜タイプの表面処理でもって重厚で深みのある色調
、怒触（以下、これを「肉もち感」という）を得る工夫
をした。その結果、鋼＋５．（母材）の表面粗度、特に
中心線平均粗さ（Ｒａ）に大きく影響されること、およ
び母材表面のめっき皮膜、クロメート皮膜等の膜ｊγも
影響すること、等を知った。かかる知見に基づく本発明
は、下記■および■をその要旨とするものである。

■　表面粗度が中心線平均粗さＲａで１．３〜２．４μ
ｍの鋼板表面に付着量が５〜５０ｇ／ｍ”の亜鉛又は亜
鉛系合金電気めっき皮膜を有し、その」二層に厚さ１．
０μ調以下の発色皮膜を有することを特徴とする意匠性
に優れた着色鋼板。

■　発色皮膜の上層に更に金属クロムとして付着量２０
０ｍｇ／ｍ”以下のクロメート皮膜もしくは厚さ２．５
μｍ以下のクリアー皮膜、又はその両者を有する上記■
の意匠性に優れた着色鋼板。

上記■および■における発色皮膜としては、金属酸化物
、金属水酸化物、金属硫化物のうちの１種類又は２種類
以上からなるもの、或いはマイクロクラックによる光吸
収性の皮膜が利用できる。

（作用） 第１図は、ｎｊＩ記■の本発明鋼板を示す表面部断面図
である。図示のとおり、母材鋼板ｌの上に亜鉛めっき皮
膜２があり、その上に発色皮膜３がある。なお、これら
の皮膜は必ずしも１１４板の両面にあることを要しない
。鋼板の用途によっては、片面だけにこれらの皮膜を形
成させてもよい。

本発明の鋼板の優れた肉もち感は、表面処理後（発色皮
膜形成後）の表面粗度に負うとごろが大きい。即ち、こ
の粗度が、中心線平均粗さ（Ｒａ）でおよそ１．２〜２
．４μ頚である時、肉もう感が優れる。発色皮膜形成後
のＲａが１．２μｍ未満では肉もち感が得られず、２．
４　μｍを超えると凹凸感が強くむしろ肉もち感が１貝
なわれる。このような発色皮膜形成後の表面粗度を得る
には、母材として用いる鋼板ｌの表面のＲａを１．３〜
２．４μｍにする必要がある。これは、めっきや発色皮
膜形成により、表面が若干平滑化するため、母材表面を
幾分粗めにしておく必要があるからである。鋼板のＲａ
を１゜３〜２．４μｍの範囲に管理することで、発色皮
膜形成後のＲａを１．２〜２．４μｍの範囲内にするこ
とができる。なお、鋼板表面をＲａ１．３〜２．４　μ
ｍの範囲にするには、ショツトブラスト法その他の表面
加工法でダル加工を施したロールをワークロールとして
、鋼板を圧延（例えば、調質圧延）する方法が使用でき
る。

めっき皮膜２は、付着量が５〜５０ｇ／ｍ”の電気めっ
き皮膜とする必要がある。溶融めっきでは、母材鋼板表
面のマットが平滑化されてしまうため、本発明の目的に
は適当でない。電気めっき皮膜も、５０ｇ／ｍ”を越え
ると鋼板のマントが平滑化されるので好ましくない。ま
た、５　ｇ／ｍ”未満では、採便用したときに耐食性が
十分でない。

亜鉛系合金めっき皮膜としては、Ｚｎ−Ｎｉ系、ＺｎＦ
ｅ系、Ｚｎ　−Ｃｏ系などがあるが、鋼板の用途に応じ
て選択すればよい。これらの合金めっき、および亜鉛め
っきの１種以上を組み合わせて多層めっきにすることも
できる。

発色皮膜３としては、前掲の特公昭６１−３８２７６号
公報、特開昭６１−１４３５８２号公報にあるようなコ
バルト酸化物、ニッケル酸化物などの金属酸化物をはじ
め、金属水酸化物、金属硫化物等からなる皮膜を用いる
ことができる。また、特開昭６１−３０６８３号公報、
同６２−２９７４９０号公報のマイクロクランク法によ
る光吸収性の皮膜を適用することもできる。

発色皮膜の厚さは、要求される発色の度合いによって決
めればよいが、最小限の厚さは、発色の効果を確実にす
るためには０．０１ｔＩｍ程度とするのが望ましい。た
だし、１．０μｍを超える厚さになると、母材鋼板マッ
トが平滑化されるばかりでなく、スポット溶接性も低下
するので、上限は１．０８ｍまでにしなければならない
。

第２図は、本発明の■の鋼板の表層部所面図である。こ
の鋼板は前記のめっき皮膜２、発色皮膜３の上に、更に
クロメート皮膜または／およびクリアー皮膜４を持って
いる。この場合も、母材鋼板の表面粗度はＲａｔｌ、３
〜２．４　μｍでなければならない。

クロメート皮Ｓまたは／およびクリアー皮ｊ模は、鋼板
の使用環境によってより優れた耐食性を要求される場合
に形成させる。

クロメート皮膜は、反応型クロメート、電解クロメート
あるいは塗布型クロメート等を一般に用いられている手
法によって形成する。付着量は、金属クロムとして、お
よそ１　ｍｇ／ｍ”程度以上であれば目的は達せられる
。ただし、その付着■は金属クロムとして２００　Ｂ７
ｍ”以下にする必要がある。

２００ｍｇ／＋ｉ”を超えると、クロメート皮膜自体の
干渉色が生じるため、外観が著しく悪くなる。また、こ
の上にクリアー皮膜を形成された場合、クロメトの付着
量が２００１１ｇ７ｍ”を超えているとその密着性が劣
化するので好ましくない。

クリアー皮膜というのは、着色顔料を含まない透明な有
機樹脂皮膜である。ただし、この皮膜には必要に応じて
ＳｉＯ！等の無機顔料、あるいは染料を添加することが
できる。この皮１りを付ける場合、その厚さはおよそ０
，１μｌから２．５　μｍとする。

クリアー皮膜は、肉もら惑を低下させることはほとんど
ないが、スボントｉ容接をしなければならない用途に通
用する場合はクリアー膜厚の上限を２゜５μ鴎以下、好
ましくは２μｌ以下にする必要がある。この厚みを超え
るとクリアー皮膜の絶縁性のためにスポット溶接が難し
くなる。

（実施例１） 表面粗度（Ｒａ）の異なるＪＩＳ　Ｇ３１４１の冷延鋼
板（ＳＰＣＣ１板厚０．８ｍｍ　）を母材として、下記
のめっき皮膜および発色皮膜を両面に施した。

■　Ｚｎ−＋２ｗＬ％Ｎｉ電気めっき皮膜付着ｉｉ１　
：　　５０　ｇ／ｍ”ト２０　ｇ７ｍ”■　発色皮膜 めっき皮膜表層を５χｌｌＮ０．水溶液浸漬により酸化
させ、０．６μ１１厚の黒色Ｎｉ酸化物皮膜を形成。

第３図は上記によって得た鋼板の母材の粗度と皮膜形成
後の表面粗度との関係を調べた結果を示すものである。

めっきの付着量が２０ｇ／ｍ”の場合、発色皮膜形成後
の粗度は母材鋼板の粗度とほぼ同じである。付着量が５
０ｇ／■２でも、発色皮膜形成後のＲａは、母材鋼板の
Ｒａの９０％以上となっている。

（実施例２） 実施例１と同し条件で、Ｒａが１．３〜２．４　μｍの
ＪＩＳ　Ｇ３１４１の冷延鋼板を用いて、めっき付＠量
を変えた試料を作製し、その付＠量と皮膜形成後の表面
粗さ（Ｒａ）との関係を調べた。その結果を第４図に示
す。付着量が５０ｇ／ｍ”を超えると発色皮膜形成後の
Ｒａが母材鋼板のＲａの９０％以下に低下することがわ
かる。

第３図および第４図から、めっき皮膜の厚さは付着■で
５０ｇ／ｍ”までにとどめるべきことがわかる。

（実施例３） １１ａ　＝　１．３〜２．４　μ鶴の実施例１と同じ冷
延鋼板の母材に、下記のめっき皮膜および発色皮膜を両
面に施した。

■　Ｚｎ　　１１ｗｔ％Ｎｉ電気めっき皮膜付着量：２
０ｇ／■２ ■　発色皮膜 めっき皮膜表層を６χ１１ＮＯ□エツチングによりマイ
クロクラックを付けたものと、２χの硝酸す１−リウム
とｌχのりん酸を添加した水溶液中で陽極酸化を施して
黒色化したものの２種類を実施。

第５図に、上記発色皮膜の厚さと、発色処理後のＲａ　
（母材鋼板のＲａとの比）との関係を示す０図示のとお
り、いずれの発色皮膜の場合も、その厚さが１．０μｍ
を超えるとＲａの低下が大きくなる。

（実施例４） 実施例３と同様に（但し、めっきはＺｎ　−２０χＦｅ
電気めっき、付着量２０　ｇ／ｎ２）マイクロクラック
法により着色処理（皮膜厚０．３μｍ）を施した後、３
６ＩＩ＋ｇ／１１２のクロメート付着量になるように反
応型クロメート処理を施し、さらに、アクリル系のクリ
アー皮膜（１，２μＩｍ厚）を施した。

第６図は、上記の鋼板について目視による肉もう感の評
価を行った結果である。肉もら感を°良゛、゛中″、°
劣゛の三段階にわけると、図示のように、母材鋼板のＲ
ａが１．３〜２．４の範囲で°良゛となっている。

（実施例５〜７、および比較例） 実施例１の鋼板を母材として各種の表面処理を施し、外
観、肉もち惑、および溶接性を評価した。

第１表に形成した皮膜の種類その他を、第２表に評価結
果をそれぞれまとめて示す。

第２表 水７８７反中で汀っｌこ・ （発明の効果） 本発明の鋼板は薄ｎタタイプの着色方法にもかかわらず
裸のままで十分外観部品に適用できるだけの肉持ち感を
もつ意匠性の高い着色鋼板である。

この鋼板の皮膜は、薄膜着色タイプであるため、スポッ
ト溶接も可能であり、従来プレコート鋼板の通用できな
かった部品にも使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本発明の着色鋼板の断面模式図であ
る。 第３図は、実施例において調べた母材鋼板表面のＲａと
発色皮膜形成後のＲａとの関係図、第４図は、同じくめ
っき付着積とＲａの変化率の関係図、 第５図は、同しく発色皮膜の厚さとＲａの変化率の関係
図、 第６図は、母材鋼板表面のＲａと肉もち惑との関係図、
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面粗度が中心線平均粗さＲａで１．３〜２．４
   μｍの鋼板表面に付着量が５〜５０ｇ／ｍ＾２の亜鉛又
   は亜鉛系合金電気めっき皮膜を有し、その上層に厚さ１
   ．０μｍ以下の発色皮膜を有することを特徴とする意匠
   性に優れた着色鋼板。
2. （２）発色皮膜の上層に更に金属クロムとして付着量２
   ００ｍｇ／ｍ＾２以下のクロメート皮膜もしくは厚さ２
   ．５μｍ以下のクリアー皮膜、又はその両者を有する特
   許請求の範囲第１項記載の意匠性に優れた着色鋼板。