JPH09316625A - 意匠性に優れたステンレス鋼及びその製造方法 - Google Patents

意匠性に優れたステンレス鋼及びその製造方法

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JPH09316625A
JPH09316625A JP15332896A JP15332896A JPH09316625A JP H09316625 A JPH09316625 A JP H09316625A JP 15332896 A JP15332896 A JP 15332896A JP 15332896 A JP15332896 A JP 15332896A JP H09316625 A JPH09316625 A JP H09316625A
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守弘 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロマネチックス指数がL* ≦45,−5≦
* ≦5,−5≦b* ≦5の範囲にある色調の安定した
焼鈍スケールをステンレス鋼表面につける。 【構成】 #150以上の研磨ベルトで仕上げ研磨した
後、冷延率50%以上で冷間圧延し、露点+10℃以上
の酸化性雰囲気中900℃以上の温度で60秒以上焼鈍
して焼鈍スケールを形成させる。冷間圧延された材料
は、直接焼鈍して焼鈍スケールを形成することもできる
が、焼鈍に先立って焼鈍酸洗してもよい。更には、焼鈍
酸洗後に、研磨,エンボス柄圧延,ダル目柄圧延等の表
面加工を施すこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、黒色系の均一な色調を
もつ意匠性に優れたステンレス鋼板を製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼は、耐食性,意匠性に優れ
ていることから、内装材,外装材,浴槽エプロン,厨房
機器等の部材として広範な分野で使用されている。使用
形態としては、ステンレス鋼を無垢のまま使用する場合
や、着色処理,めっき等の表面処理を施して使用する場
合等がある。無垢のままで使用する場合、2D,2B仕
上げの他に研磨目をつけたHL仕上げや、冷間圧延時,
調質圧延時等でダル目や柄目をつけたダル,エンボス仕
上げ等が採用されている。これらの仕上げは、基本的に
はステンレス鋼無垢材のもつ光沢のある銀白色の地肌を
活かした意匠を目標としている。しかし、意匠に対する
好みが多様化している最近では、ステンレス鋼無垢材の
もつ光沢度が高い銀白色の表面肌だけでなく、黒色系の
落ち着いた色調に対するニーズが強くなってきている。
色調が均一であることも、意匠性,識別性等の商品価値
を高める上で重要なファクターになる。ステンレス鋼に
黒色系の色調を付与する手段としては、化学発色,酸化
処理,塗装等が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】化学発色法では、高濃
度のクロム酸,硫酸等からなる着色溶液にステンレス鋼
を浸漬し、ステンレス鋼素地を溶解し、クロムの酸化物
や水和酸化物を主とする酸化皮膜をステンレス鋼表面に
形成させている。この場合、着色前に表面皮膜の組成や
膜厚が不均一であると、素地の溶解速度が不均一にな
り、結果として均一な着色皮膜が形成されず、色調にバ
ラツキが生じる。そこで、着色前の表面性状を均一化す
るため、電解処理,バフ研磨等の前処理が施されてい
る。たとえば、特開昭59−28574号公報では、着
色前にステンレス鋼を陽極として硝酸水溶液中で電解処
理する方法を紹介している。化学発色法では、処理液の
濃度,温度等の条件が色調に影響を及ぼすため、溶液を
厳格に管理する必要がある。バフ研磨においても、不適
切な条件では着色後に色ムラの原因となるバフ研磨目が
残るため、研磨条件を厳格に管理して入念に研磨する必
要がある。酸化処理法は、化学発色に比較して溶液管理
等の問題がなく経済的であるものの、化学発色同様にス
テンレス鋼素地により影響を受け、色ムラが発生し易い
欠点がある。特に発生し易い色ムラとしては、圧延方向
に延びたスジ状の色ムラがある。
【0004】塗装法では、均一な色調をもつ黒色表面が
得られるが、塗装工程に費用がかかる。化学発色法で採
用されている電解処理,バフ研磨等の前処理は、着色前
の表面性状を均一化する上で有効であるが、そのために
余分な工程が増え、生産性を低下させ、製品コストを上
昇させる原因になる。本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、表面研磨及び冷延率50
%以上の冷間圧延で表面を調整し、更に適正条件下で酸
化処理を施すことにより、黒色系で均一な色調を呈する
意匠性に優れたステンレス鋼を容易に且つ安価に製造す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、#150以上の研磨ベルトで仕
上げ研磨した後、冷延率50%以上で冷間圧延し、露点
+10℃以上の酸化性雰囲気中900℃以上の温度で6
0秒以上焼鈍して焼鈍スケールを形成させることを特徴
とする。冷間圧延された材料は、直接焼鈍して焼鈍スケ
ールを形成することもできるが、焼鈍に先立って焼鈍酸
洗してもよい。更には、焼鈍酸洗後に、研磨,エンボス
柄圧延,ダル目柄圧延等の表面加工を施すこともでき
る。
【0006】
【実施の形態】本発明に従って焼鈍スケールを形成さ
せ、意匠性を付与させるステンレス鋼素材としては、2
D,2B,HL仕上げ,ダルエンボス仕上げ等の各種仕
上げ材料や圧延まま材料等が使用される。材質的には特
に制約されるものでないが、耐食性が要求される外装用
等の用途に使用されるものでは、Cr,Mo,Nb,T
i,Zr,Al,Cu,V等の耐食性改善成分を含む鋼
材が使用される。これら材料を焼鈍して酸化スケールを
形成させると、種々の形態の色ムラが発生する。特に発
生し易い色ムラには、圧延方向に延びたスジ状の色ムラ
がある。本発明者等は、この色ムラを防止するため適正
製造条件を種々検討した。その結果、表面の不均一性を
無くすため粗研磨として研磨番手の低いものを使用し、
最終仕上げとして#150以上の研磨ベルトで研磨した
後、50%以上の冷延率で冷間圧延する工程を少なくと
も1回実施した後、900℃以上で加熱保持時間60秒
以上の熱処理を施すとき、色ムラの発生がなく均一な色
調が得られることを見い出した。得られた焼鈍スケール
は、クロマネチックス指数でL* ≦45,−5≦a*
5,−5≦b* ≦5の色調をもっている。
【0007】研磨条件,冷延条件,焼鈍条件等は、次の
ようなメカニズムにより酸化スケールの色調を改善する
ものと推察される。ステンレス鋼薄板の製造工程では、
先ず200mm程度の厚みをもつスラブを熱間圧延し、
熱延コイルとする。この熱延コイルを焼鈍,酸洗し、所
定の板厚まで冷間圧延する。使用されるスラブには、凝
固時に成分偏析があり、スラブ表層に形成されるスケー
ルの厚みや組成にバラツキがある。また、熱延に先立っ
て約1200℃で2時間程度スラブが加熱処理される
が、このときに生成するスケール及び熱延時に形成され
る熱延コイルのスケールの何れも厚みや組成がばらつい
ている。これらのバラツキは、焼鈍酸洗された熱延コイ
ル表層の成分に微小なバラツキを発生させ、着色後に色
ムラとして美観を害する原因となる。この表面のバラツ
キを解消するには、研磨を施した後で冷間圧延した材料
に焼鈍スケールを生成させることが有効であると考えら
れる。
【0008】研磨工程では、研磨目の粗いベルトで粗研
磨し、次いで研磨目の細かいベルトを使用した仕上げ研
磨が施される。本発明では、成分が不均一な表層部分を
除去するため、粗研磨では#80程度の目の粗いベルト
を使用することが好ましい。しかし、仕上げ研磨時に目
の粗い研磨ベルトを使用すると、或いは低い冷延率で冷
間圧延すると研磨の影響が残り、焼鈍後の鋼板スケール
にスジ状の色ムラが発生する。この色ムラは、#150
以上の細かい研磨目をもつベルトで研磨し、50%以上
の冷延率で冷間圧延した後、規制された条件下で焼鈍し
てスケールをある程度の厚みまで成長させ、特定した色
調をもつ焼鈍スケールとすることにより防止できる。色
ムラのない均一な焼鈍スケール表面は、この条件下で研
磨及び冷間圧延した後で焼鈍酸洗,更には焼鈍酸洗後に
研磨,エンボス圧延,ダル圧延等の表面加工を行っても
維持される。クロマネチックス指数がL* ≦45,−5
≦a* ≦5,−5≦b* ≦5の範囲になるように焼鈍ス
ケールを調整すると、色調の均一性が改善される。クロ
マネチックス指数のうち、明度指数L* は、無垢のステ
ンレス鋼では100以上の値になる。このステンレス鋼
に焼鈍スケールを付けると、スケールが形成され始める
初期では明度指数L* がスケール厚みの増加に伴って大
きく減少し、表面の黒みが増加する。スケール厚みの増
加速度は、スケールがある程度の厚みを超えると徐々に
小さくなり、明度指数L* の減少速度も小さくなってく
る。焼鈍スケールの厚みが不足する場合、素材の成分偏
析や粗さ等の不均一が反映され、焼鈍スケールの厚みや
組成が不均一になり、不均一な色調となる。
【0009】したがって、色調の均一性を確保するため
には、焼鈍スケールにある程度の厚みが必要とされる。
その境界になるのがL* ≦45となる状態であると考え
られる。また、意匠性が強く求められる黒色系の色調を
得るためには、−5≦a* ≦5,−5≦b* ≦5である
ことが必要である。このような範囲にあるクロマネチッ
クス指数の色調をもつ焼鈍スケールは、温度,時間,焼
鈍雰囲気等の焼鈍条件に影響される。本発明者等の調査
・研究によると、露点が+10℃以上の酸化性雰囲気で
900℃以上の温度に60秒間以上加熱することによ
り、クロマネチックス指数がL* ≦45,−5≦a*
5,−5≦b* ≦5の範囲にあり、色ムラのない焼鈍ス
ケールが形成されることを見い出した。900℃以上で
最低60秒の加熱時間が必要とされるが、極端に長い加
熱時間では生産性が低下するばかりでなく、素地に対す
る焼鈍スケールの密着性が悪くなる。この点、加熱時間
は、10分以下,好ましくは3分未満に設定することが
望まれる。焼鈍スケールを形成した後のステンレス鋼
は、硫酸,硫酸ナトリウム,硝酸等の濃度3〜10%,
温度30〜50℃の溶液中で電解処理又は浸漬処理する
ことにより、色調の均一性が一層向上する。また、焼鈍
スケールの上に、疵付き防止用に透明のポリオレフィン
系樹脂等を塗装しても良い。外装材等に使用される場合
には、透明のフッ素系樹脂等を塗装することにより、耐
銹性が向上する。
【0010】
【実施例】
実施例1:SUS304ステンレス鋼の圧延まま材を、
研磨条件及び冷延条件を変えて、露点+20℃の雰囲気
中で900℃以上の温度に170秒加熱し、焼鈍スケー
ルを鋼板表面に形成した。形成された焼鈍スケールの色
調を観察し、色調のバラツキに及ぼす研磨,冷延条件の
影響を調査した。なお、色調は20cm×20cmの試
験片で図1に示した位置についてJIS Z8722に
準拠して測定し、バラツキは材料内における色調の最大
バラツキΔEで評価した。ΔEが1.5以上であれば不
均一な色調が必ず目視観察されるため、ΔE=1.5の
値を色調の均一又は不均一の基準とした。表1の調査結
果にみられるように、本発明に従った条件下で研磨,圧
延するとき、所要のクロマネチックス指数を満足する均
一性の高い黒色系の色調が得られることが判る。
【0011】
【0012】実施例2:表2に示す成分・組成をもつス
テンレス鋼を#250の研磨ベルトで仕上げ研磨し、冷
延率60%で冷間圧延した。そして、冷延まま材,冷延
材を焼鈍酸洗したもの,焼鈍酸洗後に研磨,エンボス圧
延等の表面加工を施したものについて、種々の条件下で
焼鈍した。
【0013】
【0014】焼鈍後に形成された焼鈍スケールの色調を
実施例1と同様に測定し、色調に及ぼす焼鈍条件の影響
を調査した。焼鈍では、特定温度に保持することなく、
表3に示す最高温度まで昇温させた。表3の調査結果に
みられるように、本発明で規定した条件下で焼鈍すると
き、所要のクロマネチックス指数を満足する均一性の高
い黒色系の色調が得られることが判る。
【0015】
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、特定条件下で研磨及び冷間圧延を施したステンレス
鋼板を冷延率50%以上で冷間圧延し、露点+10℃以
上の酸化性雰囲気中900℃以上の温度で60秒以上焼
鈍することにより、色ムラがなく色調が安定したスケー
ルが形成される。このようにして、本発明によるとき、
均一性に優れ黒色系の色調をもつステンレス鋼板が安価
に製造でき、内装材,外装材,浴槽エプロン,厨房機器
等の部材として広範な分野で使用される材料が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例において色調を測定した箇所を示した
試験片

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 #150以上の研磨ベルトで仕上げ研磨
    した後、冷延率50%以上で冷間圧延し、露点+10℃
    以上の酸化性雰囲気中900℃以上の温度で60秒以上
    焼鈍して焼鈍スケールを形成させる意匠性に優れたステ
    ンレス鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の焼鈍に先立って、冷間圧
    延された材料を焼鈍酸洗する意匠性に優れたステンレス
    鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の焼鈍酸洗とスケール形成
    焼鈍との間で、研磨,エンボス柄圧延,ダル目柄圧延等
    の表面加工を施す意匠性に優れたステンレス鋼の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかに記載の方法で製
    造され、クロマネチックス指数がL* ≦45,−5≦a
    * ≦5,−5≦b* ≦5の範囲にある色調の安定した焼
    鈍スケールが表面に形成された意匠性に優れたステンレ
    ス鋼。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100417683B1 (ko) * 1999-12-29 2004-02-11 주식회사 포스코 무광택 엠보싱 스테인레스 강판의 제조 방법
JP2019178392A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 日鉄日新製鋼株式会社 黒色ステンレス鋼板およびその製造方法
KR20190121761A (ko) * 2017-02-23 2019-10-28 닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤 흑색 페라이트계 스테인리스 강판

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US11326236B2 (en) 2017-02-23 2022-05-10 Nippon Steel Stainless Steel Corporation Black ferrite-based stainless steel sheet
JP2019178392A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 日鉄日新製鋼株式会社 黒色ステンレス鋼板およびその製造方法

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