JPH0446607A - 塗装後鮮映性に優れたアルミニウム合金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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、表面に規則的に配列された微小な凹みを有し
、鮮映性とともに加工性にも優れたアルミニウム合金板
とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 自動車外装材や家電製品等に広く使用されるようになっ
たアルミニウム合金板は、鋼板と同様に、または、鋼板
と併用して使用されるようになった。

このため、プレス加工等による成形性の優れたアルミニ
ウム合金板材が要求される。更に、上記のような用途向
けには、冷延鋼板で最近要求されるようになった鮮映性
という概念を導入した外観の美麗さも、アルミニウム合
金板に要求されるようになった。通常、冷延鋼板は、め
っき・塗装などの表面処理を施して使用されるが、下地
の鋼板の表面状態が塗装後の美しさに大きく影響するこ
とは周知である。このため、アルミニウム合金板にも、
同様な要件が要求されるようになった。もともとアルミ
ニウム合金板は、冷延鋼板に比べると、加工性が悪く、
冷延鋼板との併用は困難であった。

近年、商品の軽量化がその機能面からだけでなく、デザ
インや色彩の面からも強調されるようになり、前記のよ
うな用途に用いられるアルミニウム合金板にも、鋼板同
様に鮮映性ということが問題にされるようになってきた
。この鮮映性とは、まだ定量化された概念ではないが、
文字どおり「物が鮮やかに映る性質」であり、さらには
「写像に歪みやぼけがないこと」、「写像に曇りがなく
、光沢があること」である。

従来からアルミニウム板には、平滑な表面をもつブライ
ト仕上げと、微少な凹凸のある表面を持つダル仕上げと
がある。

ブライト板材は、塗装後の表面光沢がよく、鮮映性とい
う点からは望ましい。しかし、一方では塗料の密着性に
劣ることとプレス成形時に潤滑油の保持性が乏しく、プ
レス型との金属接触をする面積が大きくなるため摩擦抵
抗が大きくなり、型かじりや焼付きを起こすという問題
がある。さらに、板材の搬送の過程でスリップしてすり
傷が発生し、それが目立ち易いというような難点がある
。

自動車外装材等のプレス加工を行って使用するものとし
ては、表面に微少な凹凸のあるいわゆるダル仕上げ板材
が使用されてきた。

ダル仕上げ板材は、上記ブライト板材の難点を補うもの
として開発されたもので表面の微少な凹部に潤滑油が溜
り、油膜切れが起こりにくいため、深絞り等のプレス加
工性が良く、前記のブライト仕上げ板材の欠点はない。

しかし、通常ショツトブラスト等でダル加工されたロー
ルで圧延して製造されるダル仕上げ板材は、ブライト仕
上げ板材とは逆に、鮮映性という点では問題がある。す
なわち、ランダムに凹凸をつけた従来のダル仕上げ板材
では、塗装の後でも下地の凹凸が写像のゆがみを生じ、
また、光線の乱反射のために光沢が失われる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の埋自から、単一の表面状態で加工性と鮮映性の両
者を満足させることは難しい。特公昭６２−１１９２２
号公報の発明は、このような課題を解決することを一つ
の目的としている。その方法は、圧延用のロール表面に
、規則的な凹凸模様を付与して、これを冷延鋼板表面に
転写し、冷延鋼板の粗さをある程度コントロールすると
いうものである。同公報に記載されているレーザービー
ム加工技術によれば、ロール表面の凹凸模様を規則的に
することはできる。しかし、これをアルミニウム合金板
に適用した場合、第１図に示すようなリング状の凹部が
形成され、このリング状の凹部の中央部は、ブライト仕
上げ相当材の表面の基線から僅かに高く盛り上った状態
となっているので、鮮映性とプレス成形性共に低下し、
冷延鋼板と同様の加工工程に乗せた場合、アルミニウム
合金板に問題が生じるようになった。これはショットダ
ルロールやレーザーダルロールでアルミニウム合金板を
圧延する場合は、第３図に示すようにアルミニウム合金
板は冷延鋼板よりも転写能が高く、高さの高い凸部が形
成される。この凸部は、プレス成形加工時に、ブライト
仕上げ部分よりも悪影響を及ぼすこととなり、成形性を
悪くするものと考えられる。

本発明の目的は、近年ますます多様化し高度化するユー
ザーの要望に応えるため、冷延鋼板と同等の塗装鮮映性
とプレス成形加工性とを共に備えたアルミニウム合金板
とそれを製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述のとおり、鮮映性と加工性を同時に満足するアルミ
ニウム合金板の表面状態を得ることは困難である。しか
し、本発明者らは、アルミニウム合金板の凹凸模様をコ
ントロールする技術を確立するとともに、上記の要求を
満たすアルミニウム合金板表面の理想的なパターンを追
求した。その結果、アルミニウム合金板における平坦な
部分、すなわち、従来のブライトな表面状態の部分と、
意識的に凹みをつけた凹部とが、均等に分散配列されて
いれば、従来のブライト仕上げされたアルミニウム合金
板に匹敵する鮮映性と、従来のダル仕上げされたアルミ
ニウム合金板に匹敵するプレス成形加工性とを同時に持
たせ得ることを知見し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の第１の発明は、板表面の平坦部の表
面粗さＲａが０．０１〜ｏ、２５μｍであり、該表面に
幅Ｗと深さｄとの比（Ｗ／ｄ）が５以上であり、深さが
１μｍ以上である凹みが存在し、板表面からみた板面で
の凹みの合計面積が、板表面の面積率で１０〜３０％で
あることを特徴とするプレス成形性と塗装鮮映性に優れ
たアルミニウム合金板であり、第２の発明は、仕上げ圧
延工程での最終２つの圧延スタンドにおいて、最終スタ
ンドの上流側スタンドには表面粗さＲａ　：　０゜０１
〜０．２５μｍの表面粗さを有するロールを用い、最終
スタンドには平坦部の表面粗さがＲａ：０，０１〜０．
２５μｍであり、該表面に幅Ｗと高さｈとの比（ｗ／ｈ
）が５以上であり、高さが１μｍ以上である突起が存在
し、ロール表面がらみた面での突起の投影面積がロール
表面の１０〜３０％であるロールを用い、最終スタンド
で圧下率０．５〜５％で圧延することにより、プレス成
形性と塗装鮮映性に優れたアルミニウム合金板を製造す
る方法である。

［作用コ 以下、本発明の構成を詳しく説明する。第１図は、本発
明のアルミニウム合金板の表面を一部拡大した平面図、
第２図は、第１図のａ−ａ線での断面図である。第１図
の１．１．．１ｂ、　　・・・は、表面に規則的に配列
された凹部である。ここでは便宜上、凹部の形状を円形
としているが、この形状には制約はない。前記のレーザ
ービーム技術によって、表面加工したロールで圧延すれ
ばブライト仕上げ板の表面に、第１図に示すようなリン
グ状の凹部が形成され、このリング状の凹部の中央部は
、第３図のようにブライト仕上げ相当材の表面の基線か
ら僅かに高く盛り上った状態となっている。

本発明の板材を得る圧延ロールは２本必要とし、１本は
上流の圧延機に組み込むもので、表面粗さＲａ；０．０
１〜０．２５μｍ、うねりＷｃａ；０．０３μｍ以下に
仕上げたブライドロールであり、他の１本は、最純仕上
げ圧延時に使用されるもので、例えば、第４図に示す圧
延面が得られるように、ブライト仕上げしたロールの表
面に、表面粗さＲａ　；　０．０１〜０．２５　μｍ、
うねりＷｃａ；０．０２μｍに仕上げた後、微少なレー
ザービームを照射し、ロール表面に規則的な凹凸模様を
付与することによって得られる。

このように２本のロールで、アルミニウム合金材料を最
終的な仕上げ圧延を行うと、アルミニウム合金板の表面
状態はブライト仕上げ状態の中に凹部が分散して存在す
る板材となり、前述のレーザービームで作成したロール
１本で圧延した場合のような、凹凸模様の断面に盛り上
がり部がないものが得られる。すなわち、フラットな面
の中に凹部が規則的に形成されたものとなり、フラット
面でブライト仕上げ面と同等な鮮映性が得られ、凹部で
はプレス成形時には潤滑油溜りとなり成形性が改善され
る。ショットダルロールやレーザーダルロールでアルミ
ニウム合金材を圧延する場合は、アルミニウム合金板は
冷延鋼板よりも転写能が高く、高さの高い凸部が形成さ
れる。この凹部はプレス成形加工時に、ブライト仕上げ
部分よりも悪影響を及ぼすこととなり、成形性を悪くす
るものと考えられる。　レーザービーム技術によって表
面加工したロールで圧延すれば、第５図に示すような形
状を転写することができる。

［実施例］ Ａｌ−４，５％Ｍｇ−０，４３Ｍｎ系アルミニウム合金
（Ｊ　ｌ５Ａ５　Ｌ８２）を溶解し、厚さ５００ｍｍ、
幅１０００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの鋳塊を、４８０℃
で２４時間の均質化処理を行った後、４８０℃に再加熱
し、熱間圧延した。熱間圧延後、必要に応じて途中焼鈍
を行いながら、所定の板厚１ｍｍまで冷間圧延した。こ
の冷間圧延の最終部圧延スタンドの上流１段目に、表面
粗さＲａ　；　０．０１〜０．２５　μｍ、うねりＷｃ
ａ；０．０３μｍ以下に仕上げたブライドロールを用い
、最終仕上げスタンドにレーザーダルロールを組み込み
仕上げ圧延した。また、比較のために上記最終圧延スタ
ンドに、ブライト仕上げロールのみ、及びレーザーダル
仕上げロールのみを組み込み、仕上げ圧延した。

評価の方法を次に説明する。

■加工性 直径３３ｍｍの球状ポンチで、潤滑油（商品名ジョンソ
ンワックス７００）を使用した円筒絞りによる限界絞り
比（ＬＤＲ）により評価した。ＬＤＲが２．０５以上を
加工性良好、１．９〜２゜０５を普通、１．９以下を不
良とした。

■鮮映性 試験材は前記の凹凸を付与した後、自動車外板の塗装と
同じく電着ブライマーを３０μｍ塗布し、中塗を４０Ｉ
Ｌｍ、上塗塗料を４５μｍ塗布した３コートの被覆（厚
さ１１５μｍ）を施し、ＩＣＭ計により測定した。ＩＣ
Ｍ値が８５〜１００％を鮮映性合格、８５％未満を不合
格とした。

第１表に、凹部１個の平均面積（Ａ）と凹部間の平均距
離（１）並びに加工性と鮮映性の評価をまとめて示す。

なお、上記面積と平均距離は、光学顕微鏡により測定し
た。

ωａ’ｚ−＋ｍ　＋　＋　＋ 粧 ％　ｔＲｆＥ 云　ｇ　匣 第１表に示された本発明例のＮ００１〜７は、凹部の幅
・深さおよび凹部の投影面積が、いずれも本発明の範囲
内に入っており、プレス成形性、塗装鮮映性に優れたも
のである。

しかし、比較例のＮｏ、１４は凹部の投影面積率が３５
％と大きく、平坦部の平均粗さが０．０２μｍ（いわゆ
る鏡面仕上げ）としたものであるが、鮮映性が劣ってい
る。

Ｎ０９８、Ｎｏ、１０およびＮｏ、１１は凹部の面積率
が８％および０％と小さく、塗装鮮映性は良好であるが
、゛ブレス成形性が劣っている。

Ｎｏ、９は面積率が１０％以上であるが、幅／深さ比が
５以下のためプレス成形性が劣っている。

Ｎｏ、１３は、平坦部の平均粗さが０．３０μｍと大き
く、本発明の範囲の凹部形状を持ってはいるが、塗装鮮
映性に劣るものである。

Ｎｏ、１１は、板表面の平均粗さを０．０２μｍ（いわ
ゆる鏡面仕上げ）としたものであり、塗装鮮映性は良好
であるが、プレス成形性が劣るものであった。

Ｎｏ、１２は板表面の平均粗さを５．５μｍ（いわゆる
ダル仕上げ）としたものであり、プレス成形性は良好で
あるが、塗装鮮映性に劣るものである。

第１表から明らかなように凹部１個の面積（Ａ）と凹部
間の距離（１）とが共に前記の■と■の条件を満たす場
合は、加工性、鮮映性共に良好であり、それぞれ従来の
ダルマット鋼板ブライト鋼板と同等である。かかる効果
は、めっき鋼板でも同じように認められる。しかし、凹
部１個の面積が大きすぎるもの、あるいは、凹部の間隔
が小さすぎるものは、鮮映性に劣り、逆に凹部の１個の
面積が小さすぎるものは、いずれも加工性に劣る。

第４図は、本発明のアルミニウム板の表面状態の一例を
示す顕微鏡写真である。同図で黒く見えるのが凹部であ
り、きわめて規則的に配列されていることがわかる。

［発明の効果コ 本発明は、以上説明したように構成されているから、板
表面に設けた凹部の幅・深さおよび凹部の投影面積率を
規定の範囲としたことにより、プレス成形性および塗装
鮮映性に優れたアルミニウム合金板を製造することがで
き、自動車外装材や家電製品用として広く使用すること
が可能となり、産業上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明アルミニウム合金板の表面を一部拡大
した平面図、第２図は第１図ａ−ａ線の断面図、第３図
は鋼板用ロールによりアルミニウム合金材料を圧迫した
際の表面を示す説明図、第４図はロール表面に設けた凹
凸模様の拡大図であり、第５図は他の形状の凹凸ロール
によって得た板表面の拡大図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板表面の平坦部の表面粗さＲａが０．０２〜０．
   ２５μｍであり、該表面に幅が１０〜１５０μｍ、深さ
   １μｍ以上で、幅ｗと深さｄとの比（ｗ／ｄ）が５以上
   である凹みが存在し、板表面からみた板面での窪みの合
   計面積が、板表面の面積率で１０〜３０％であることを
   特徴とするプレス成形性と塗装鮮映性に優れたアルミニ
   ウム合金板。
2. （２）仕上げ圧延工程で２つの圧延スタンドにおいて、
   最終スタンドの上流スタンドには表面粗さＲａ：０．０
   １〜０．２５μｍの表面粗さを有するロールを用い、最
   終スタンドには平坦部の表面粗さがＲａ：０．０１〜０
   ．２５μｍであり、該表面にレーザービームで規則的な
   凹凸模様を作成したロールを用い、該最終スタンドで圧
   下率０．５〜５％で圧延することを特徴とするプレス成
   形性と塗装鮮映性に優れたアルミニウム合金板の製造方
   法。