JPH0745042B2 - 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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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、通常ショッ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］ 上述の理由から、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0.01〜0.25μｍ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、ロール表面か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］ 以下、本発明の構成を詳しく説明する。第１図は、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した
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_a，1_b，・・・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;0.01〜0.2
5μｍ、うねりWca;0.03μｍ以下に仕上げたブライトロ
ールであり、他の１本は、最終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;
0.01〜0.25μｍ、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、ブライト仕上表面部分よ
り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。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］ A1−4.5％Mg−0.4％Mn系アルミニウム合金（JISA5182）
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;0.01〜0.25μｍ、うねりWca;0.03μｍ以下に
仕上げたブライトロールを用い、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（LD
R）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
同じく電着プライマーを30μｍ塗布し、中塗を40μｍ、
上塗塗料を45μｍ塗布した３コートの被覆（厚さ115μ
ｍ）を施し、ICM計により測定した。ICM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。

第１表に示された本発明例のNo.1〜７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。

No.8、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、プレス成形性
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］ 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、レーザービーム技術によって表面加工したロ
ールで圧延した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凸模
様の拡大図であり、第５図は他の形状の凸ロールによっ
て得た板表面の拡大図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 紘 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 疋田 達也 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 松浦 達郎 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社名古屋製造所内 (72)発明者 高橋 博 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社名古屋製造所内 (72)発明者 伊藤 正夫 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社名古屋製造所内 (56)参考文献 特開 昭62−224405（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板表面の平坦部の表面粗さRaが0.02〜0.25
   μｍ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
   ス成形性と塗装後鮮映性に優れたアルミニウム合金板。
2. 【請求項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
   タンドにはロール平坦部の表面粗さがRa:0.01〜0.25μ
   ｍ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
   表面か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、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
   後鮮映性に優れたアルミニウム合金板の製造方法。