JPH04238604A - 洗浄性に優れる加工用冷延鋼板およびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレス成形加工、曲
げ加工などの用途に用いて好適な加工用冷延鋼板を製造
する方法に関し、特に加工前後の洗浄油での洗浄および
アルカリ脱脂での洗浄時の洗浄性能に優れた冷延鋼板お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板は、その優れた加工性ゆえに、
各種のプレス成形加工や曲げ加工などの加工用鋼板とし
て広く用いられている。これらの加工される鋼板は加工
時に比較的大きな異物が鋼板面に付着していると、プレ
ス成形用型に接触した時に成形部品に疵を生じ、外観上
有害な欠陥となる場合がある。自動車加工成形において
は、これを星目（ピンプル）と呼称し、自動車の外観品
質の重要な管理項目として扱っている。

【０００３】またプレス加工後の部品はその後の防錆処
理を施すため、化成処理、電着塗装を施されるが、プレ
ス加工時に発生する鉄粉や汚れが付着し、それが化成処
理、塗装時まで残存すると、部分的な塗装不良を生じ、
外観上も、さらには防錆上も多大な問題が生じる。

【０００４】このため、鋼板そのものの清浄度の向上や
プレス加工時の汚れや鉄粉の付着を防止することも重要
な課題であるが、鋼板を加工し塗装する工程を有する工
場においては通常プレス加工前後に洗浄油で鋼板表面を
洗浄する装置や、加工部品をアルカリ脱脂する装置を有
しており、これらの工程で、鋼板に付着している鉄粉や
汚れがいかに洗浄されやすい状態にあるかが重要な課題
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はプレス加工前
後の洗浄油による洗浄および加工後のアルカリ脱脂工程
において、鋼板に付着している鉄粉や汚れが、これらの
工程で特に容易に洗浄される鋼板およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】発明者は鋼板の洗浄性について
各種の調査実験に取り組み、鋭意研究の結果、特に鋼板
を焼鈍し、調質圧延した後の表面粗さと、その後に塗布
する鉱油などを主成分とする液の塗油量を適正範囲に規
制することが本発明の目的の達成に関して極めて有効で
あることを突き止め、本発明を完成させるに至ったので
ある。

【０００７】すなわち、本発明は、鋼板の少なくとも一
方の面が、その中心線表面粗度Ｒａが０．５μ以上の粗
面であり、その粗面上に４０℃での粘度が３ｃｐｓ以上
３０ｃｐｓ以下の液が片面当り２５０×Ｒａ（ｍｇ／ｍ
２　）以上塗布されていることを特徴とする洗浄性に優
れた加工用延鋼板を提供するものである。

【０００８】また、本発明は、規則的なリング状凹凸（
以下、リングという）を有する加工ロールにて鋼板を転
圧して前記リングパターンを鋼板に少なくとも一方の面
に転写して粗面を形成し、これにより鋼板の中心線表面
粗度Ｒａを０．５μ以上にするとともに、鋼板上に形成
されたリングのリング間間隔Ｓｍ　とリング径ＳＬ　が
ＳＬ　＜Ｓｍ　＜５ＳＬなる関係を満たすようにし、そ
の後に前記鋼板粗面上に４０℃での粘度が３ｃｐｓ以上
３０ｃｐｓ以下の液を片面当り２５０×Ｒａ（ｍｇ／ｍ
２　）以上塗布することを特徴とする洗浄性に優れた加
工用冷延鋼板の製造方法を提供するものである。

【０００９】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。固体の
表面に付着した異物の洗浄性（洗浄されやすさ）につい
ては、洗浄という工程において非常に重要な因子である
が、従来この分野での研究は少なく、特に冷延鋼板の清
浄度や洗浄性について論じられたことはほとんど皆無で
あった。発明者は、冷延鋼板の洗浄性に影響する各種因
子について鋭意研究の結果以下のような知見を得た。

【００１０】（１）異物の冷延鋼板への付着は物理的吸
着によるものもあるが、例えば鉄片のような金属状の物
については鉄面との化学反応が起こり、カルシウムのよ
うな潮解性を有するものの場合は水分との反応により吸
着力が発生してくる。

【００１１】（２）また冷延鋼板の場合には、鋼板をコ
イル状に巻いてもしくはシートを重ねて製品形態として
いるが、表面同士が加圧された状態で保持される場合に
鋼板同士の面圧で異物が直接鋼板に押し込まれると、機
械的接合（アンカー効果）によって吸着力が発生してく
る。

【００１２】以上の知見より鋼板表面に付着する異物を
鋼板に固着せぬ状態で保持することが、異物の除去性（
洗浄性）を良くする方法であることが判明した。すなわ
ち冷延鋼板の表面粗さを比較的大きくすることにより、
異物が鋼板に押し込まれないような保持場所に吸着しな
いで存在する状況を提供し、また異物と鋼板表面が大気
中の酸素や水分と反応にて吸着せぬように鉱油を主成分
とする液を粗面に応じた適正量塗布した状態におくこと
が重要である。

【００１３】以下この発明において規制した製造条件の
理由について説明する。

【００１４】まず鋼板の粗度Ｒａが０．５μｍ未満の場
合は、鋼板に塗油をほどこしても、油分を保持する場所
がないため、油分はコイル状に巻かれた鋼板またはシー
ト状に重ねられた鋼板同士の面圧によって押し出され、
十分な量を保持しえない。そのため、鋼板に付着してい
る異物が直接鋼板表面に接触し各種の化学反応により吸
着するもしくは鋼板同士の面圧により鋼板に押し込まれ
て機械的な接合力（アンカー効果）により吸着する。こ
のため、鋼板を洗浄しても洗浄性が著しく劣ることにな
る。

【００１５】このような観点より鋼板の粗度は大きい程
望ましく、さらに、異物が洗浄時に流出しやすい点を考
えると、鋼板粗面の山谷の数は少ないほどよい。粗度の
上限は洗浄性の観点からは規制はないが、加工用に用い
られることを考慮すると３．０μｍ以下が一般的である
。そして、鋼板の表面粗度の調整は調質圧延により行な
うのがよい。

【００１６】次に鋼板に塗布する液について述べると、
後述する油または脂を主成分とするものであり、この液
の粘度が３ｃｐｓ（ａｔ４０℃）より小さい場合は、コ
イル状に保持もしくは、シート状で重ねた場合に油分が
鋼板の粗面上に保持されずに流出してしまい、上述と同
じく著しく洗浄性が劣化する。またこの液の粘度が３０
ｃｐｓ（ａｔ４０℃）より高い場合は、油分の鋼板での
保持は優れており、異物の鋼板への吸着は防止できるも
のの、洗浄時に粘度が著しく高いため、油分自体が除去
しづらくなり、洗浄性が劣化する。

【００１７】また塗油量については、鋼板面の粗度との
かね合いで保持しうる適正な量が規定される。すなわち
、塗油量が２５０×Ｒａ（ｍｇ／ｍ２　）未満の場合は
、油分が少なすぎて異物が鋼板とが直接接触する個所が
多くなる。

【００１８】また塗油量が少ないことにより異物と鋼板
の接触界面に直接空気や水分が介在し各種の化学反応を
起こし、異物の鋼板への吸着力を増すため、洗浄性が劣
化する。塗油量の上限は洗浄性の観点からはない。何故
ならば過剰に塗油を行なったとしても、コイル状、シー
ト状に重ねられた場合、粗面上で保持しきれない液分は
鋼板端面から流出し、保持できる最大量を保持してしま
うからである。この観点から塗油の最大量は５０００×
Ｒａ（ｍｇ／ｍ２　）であり、この量以下で十分である
。

【００１９】ここで用いる油種は防錆性を有するものが
好ましく、鉱油であっても、動植物油（油脂）であって
もよい。鋼板表面で変質しない点では鉱油が最も望まし
いが、牛脂油、鯨油、植物油などでもよい。またこれら
の水溶液でもよい。このような油脂を主成分とする液を
塗布するのは鋼板の両面もしくは片面でよい。塗布方法
はロールコータ法、スプレー法など任意である。

【００２０】本発明を適用できる鋼板は、粗面が上述し
た条件を満たしさえすればいかなる鋼板でもよい。その
一例を挙げると、各種の表面処理鋼板（ＺｎまたはＺｎ
系合金めっき鋼板、Ｓｎめっき鋼板、Ｃｒめっき鋼板な
ど）、また極低炭素鋼板に限らず、低炭素鋼板やステン
レス鋼板、さらには異種金属板（アルミ板など）でもよ
い。

【００２１】次に本発明の洗浄性に優れた加工用冷延鋼
板の製造方法の好適例について説明する。鋼板の粗面化
は以下の方法ではレーザビーム法によるが、これに限ら
れずショットブラスト法、砥石がけ法など任意である。

【００２２】まず調質圧延ロール１に図１の（ａ）に示
すようにレーザビームを照射する。するとレーザビーム
照射部は溶融して谷部２を形成し、溶融金属はその側方
に盛り上がってリング状の山部３を形成する。このよう
な山部および谷部で構成されたリングを圧延ロール１の
全周上に好ましくは規則的に形成する。

【００２３】このようにして形成されたリングを多数有
するロール１を用いて鋼板４を圧延すると、図１の（ｃ
）のような状態となる。すなわち、ロール１の谷部２に
対応して鋼板４上にはリング山部５が、ロール１の山部
３に対応して鋼板４上にはリング谷部６が、それ以外の
部分は元の鋼板表面のままのリング間平坦部７が形成さ
れる。このようにしてリングパターン部８が形成された
鋼板を模式的に図２に示す。図２において、（ａ）は平
面図、（ｂ）はその断面図である。これらのリングパタ
ーン部８がリング間平坦部５との間に表面粗度をつくり
出し、これらの間に前述の油脂を含む液が滞留され、異
物などの吸着などを防止して洗浄性を向上させるのであ
る。

【００２４】ロール１上のリングパターン、すなわち、
ロール１から転写される鋼板上のリングパターン部を適
切につくり出すことにより、すなわち、リングパターン
部８の山部５および谷部６の高低差、リングパターン部
８の密度を適切に調整することにより鋼板の表面粗度Ｒ
ａを前述したように０．５μ以上にする。

【００２５】リングパターンにて表面粗度Ｒａを調整す
る場合には、表面粗度の規制に加えて、次の規制を加え
る必要がある。すなわち、図２に模式的に示すリングと
リングの間隔Ｓｍ　がリングの大きさ（径）ＳＬ　以下
の場合にはリング同士が重なり合うため、洗浄時に異物
が洗い流される経路がなく洗浄性が著しく劣化する。ま
たＳｍ　が５．０×ＳＬ　以上であると、リングとリン
グの中間部の粗度のない平坦な面が多くなりその部分に
油分が保持できないため、異物の吸着が起こり洗浄性が
劣化する。したがって、ＳＬ　＜Ｓｍ　＜５ＳＬ　の関
係を満たすようにしておくことが必要である。

【００２６】以上述べたような条件を満たすリングパタ
ーン部８が形成された鋼板、少なくとも一方の表面に前
述した条件を満たす油脂を主成分とする液を塗布する。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２８】（実施例１）まず洗浄性の評価方法につい
て説明する。洗浄試験の方法を図３に示す。十分に洗浄
した一定面積の鋼板に各種粘度の鉱油を各種量塗油した
後に一定量のダストをふりかけ、鋼板同士を１０枚重ね
一定の面圧をかけて２４０時間保持した後に解体し、洗
浄油を一定条件のスプレーにてかけて鋼板を洗浄する。 洗浄した鋼板を溶媒にて十分に洗い、その溶媒中のダス
トをミリポアフィルターにて採取し重量を測定した。ま
た洗浄性を表わすパラメータとしてはダスト残存率（洗
浄後ダスト量／ダスト付着量×１００）を用いた。

【００２９】この試験には極低炭素鋼板を使用した。こ
の鋼板を焼鈍した後調質圧延機にてワークロールにショ
ットブラスト法、レーザビーム加工法および砥石掛けの
みで各種の粗度をつけた圧延ロールを用いて鋼板を圧延
することによりそのパターンを鋼板に転写させて、鋼板
粗面をダルおよびブライト状に仕上げた。

【００３０】上記のごとく粗面化した鋼板に防錆性を有
する鉱油を主成分とする液をロールコータにより塗布し
た。この塗布液の組成は酸化ワックスに金属スルフォネ
ートを添加したものであり、粘度を２ｃｐｓから３６ｃ
ｐｓ（ａｔ４０℃）に変えて上記のダスト残存率を調べ
た。

【００３１】また本試験では最終の洗浄をスプレーによ
る洗浄油（上記塗布液を溶剤で希釈したもの）のふきか
けのみで実施したが、これに加えて機械的なかき落し（
ブラッシング）を併用したり、アルカリ脱脂や電解、超
音波による洗浄を行なうことでダスト残存率をさらに低
下することが可能であるが、この場合も残存率の傾向は
同様であり、それらの洗浄方法を加えることの経済的時
間的な無駄を考慮すると鋼板の異物の洗浄性を良くする
ことが重要であるのは言うまでもない。

【００３２】図４に本試験方法によるダスト残存率を各
種の粗度および塗油量の組み合わせにおいて測定した結
果を示す。図４より明らかなように、粗度Ｒａ≧０．５
（２５０×Ｒａ≧１２５）で、かつ塗油量が２５０×Ｒ
ａ（ｍｇ／ｍ２　）以上の領域（斜線部）では、ダスト
残存率が５０％以下となりその他の領域に比較し洗浄性
が優れている。

【００３３】また本発明領域において、塗油した液の粘
度を２ｃｐｓ〜３６ｃｐｓ（ａｔ４０℃）の変化させた
時のダスト残存率を図５に示す。本領域内においても液
の粘度が３ｃｐｓ〜３０ｃｐｓ（ａｔ４０℃）でないと
洗浄性は劣化するため、上記範囲の粘度の液を使わなけ
ればならない。

【００３４】また上述した粗度・塗油量および塗油液の
本発明領域内においてレーザーパターンのリング系（Ｓ
Ｌ　）とリング間隔（Ｓｍ　）の比を０．５〜７．０に
変化させた時のダスト残存率を図６に示す。本領域内に
おいてもＳｍ　／ＳＬ　の値が１〜５でないと洗浄性が
劣化するため、レーザーパターンの粗面を使用する場合
においては、上述範囲のリング径、リング間隔の比にし
なければならないことがよくわかる。

【００３５】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、特に加工前
後の洗浄およびアルカリ脱脂での洗浄の洗浄性能の優れ
た鋼板などを製造することができ、これにより製造され
た鋼板を含む金属板は、プレス成形加工、曲げ加工用な
どの用途に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザービーム法によりリング状凹凸を形成し
たロールを用いて鋼板を粗面化する方法を工程（ａ），
（ｂ），（ｃ）順に示す説明用図である。

【図２】図１の方法により粗面化された鋼板の模式図で
ある。（ａ）は鋼板の平面図、（ｂ）はその断面図であ
る。

【図３】洗浄性試験方法のフローチャートである。

【図４】実施例において行った洗浄試験によるダスト残
存率を各種の粗度および塗油量の組合せで示す図である
。各記号に付す数字はダスト残存率を示す。

【図５】塗油液（防錆液）の粘度とダスト残存率との関
係を示す図である。

【図６】鋼板上のリング径（ＳＬ　）とリング間隔（Ｓ
ｍ　）の比を変化させたときのダスト残存率の変化を示
す図である。

【符号の説明】

１　　　　加工ロール ２　　　　谷部 ３　　　　山部 ４　　　　鋼板 ５　　　　リング山部 ６　　　　リング谷部 ７　　　　リング間平坦部 ８　　　　リングパターン部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋼板の少なくとも一方の面が、その中
   心線表面粗度Ｒａが０．５μ以上の粗面であり、その粗
   面上に４０℃での粘度が３ｃｐｓ以上３０ｃｐｓ以下の
   液が片面当り２５０×Ｒａ（ｍｇ／ｍ２　）以上塗布さ
   れていることを特徴とする洗浄性に優れた加工用冷延鋼
   板。
2. 【請求項２】　　規則的なリング状凹凸（以下、リング
   という）を有する加工ロールにて鋼板を転圧して前記リ
   ングパターンを鋼板に少なくとも一方の面に転写して粗
   面を形成し、これにより鋼板の中心線表面粗度Ｒａを０
   ．５μ以上にするとともに、鋼板上に形成されたリング
   のリング間間隔Ｓｍ　とリング径ＳＬ　がＳＬ　＜Ｓｍ
   　＜５ＳＬ　なる関係を満たすようにし、その後に前記
   鋼板粗面上に４０℃での粘度が３ｃｐｓ以上３０ｃｐｓ
   以下の液を片面当り２５０×Ｒａ（ｍｇ／ｍ２　）以上
   塗布することを特徴とする洗浄性に優れた加工用冷延鋼
   板の製造方法。