JPH10324963A

JPH10324963A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10324963A
Application number: JP13673197A
Authority: JP
Inventors: Shunji Uchida; 俊次内田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】印刷鋼板における合金化溶融めっき鋼板の印刷
後の鮮映性を向上させることが可能な印刷鋼板用合金化
溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供することを
課題としている。【解決手段】めっき浴５中の有効アルミニウム濃度を
０．０７８〜０．０８５％に、合金化度を１０〜１２％
に、合金化処理の温度を５００〜８００℃に制御して溶
融亜鉛めっき工程１及び合金化工程２を行った後に、表
面粗さＲａが０．２５μｍ以下のロール１１で調質圧延
を行うことで、平均表面粗さＲａが０．７μｍ以下であ
る平坦部が鋼板表面の４０％以上を占め、且つ鋼板の表
面うねりＷｃａが０．２０μｍ以下である合金化溶融め
っき鋼板とすることで、印刷後の鮮映性が優れたものと
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板及びその製造方法に関し、特に、印刷後の鮮映
性に優れた印刷鋼板に好適な合金化溶融亜鉛めっき鋼板
及びその製造方法である。

【０００２】

【従来の技術】印刷鋼板は、主に食缶用としてブリキが
使用されていたが、近年では、自動車ボディ外板、家庭
電気製品、板金家具等の外装板にも印刷鋼板が展開され
ており、印刷後の仕上がり外観の要求が厳しくなってい
る。

【０００３】このとき、電気めっきのように比較的薄目
付の表面処理鋼板の場合には、原板である冷延鋼板の表
面粗さは表面処理後も維持されており、表面粗さの管理
は従来の冷延鋼板の延長上の技術でほぼ可能である。

【０００４】しかし、更なる防錆上の対策が必要な場合
には、合金化処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板のよう
に、厚目付の表面処理が必要となり、その場合の表面粗
さは原板の表面粗さとは全く異なってしまう。すなわ
ち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、溶融亜鉛
めっき工程および合金化工程の両工程によって原板の表
面粗度から大きく変化してしまう。そして、最終的な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度は、特有の細かな凹
凸によって粗面化し塗装後鮮映性に悪影響を及ぼすこと
が知られている。

【０００５】特に、印刷後の表面仕上がり品質は、直
接、顧客に高級感や総合品質の高さを訴えることが出来
るために、重要な品質管理項目として注目されている。
この印刷仕上がり品質の一つの指標として鮮映性があ
り、従来にあっては、鮮映性の向上のために主に印刷技
術の改善が図られた。

【０００６】また、最近では、鋼板の表面粗さと印刷後
の表面粗さとの関係を考慮し、鋼板表面粗さを管理する
ことにより、印刷後の鮮映性を向上させることが明らか
になった。

【０００７】また、コスト削減等から薄膜化も進めら
れ、薄膜化するほど鋼板の影響が大きく寄与する。そし
て、従来の特許にあっては、主に、冷延鋼板や電気めっ
きによる鋼板等の鋼種に限られ、溶融亜鉛めっき鋼板に
ついてあまり開示されていないが、例えば、特公平６−
７３６８４号公報に記載されているものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、印刷鋼
板としては殆ど検討が行われていない。また、従来技術
では、合金化溶融亜鉛めっき特有のめっき表面の微細な
凹凸が存在するため、冷延鋼板のように表面の粗度調整
を調質圧延で簡単に対処出来るものでないという問題が
ある。

【０００９】なお、上記特公平６−７３６８４号公報に
記載の発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のものである
が、印刷鋼板としての検討はされておらず、また、具体
的な粗度制御としては調質圧延での制御のみが開示され
ている。

【００１０】本発明は、印刷鋼板における合金化溶融め
っき鋼板の印刷後の鮮映性を向上させることが可能な印
刷鋼板用合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を
提供することを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、平均表面粗
さＲａが０．７μｍ以下である平坦部が鋼板表面の４０
％以上を占め、且つ鋼板の表面うねりＷｃａが０．２０
μｍ以下であることを特徴とするものである。

【００１２】鋼板表面の粗度と、印刷後（塗装後）の鮮
映性の指標としてのClarity （ＤＯＩ）との関係を求め
てみると、図１に示すような関係がある。なお、塗膜厚
を６０μｍとする。６０μｍとは、自動車外面塗装の一
般的な膜厚である。

【００１３】この図１から分かるように、表面粗さＲａ
が０．７０μｍ前後を境に当該０．７０μｍより表面粗
さを小さくしても鮮映性の値が飽和する。即ち、鋼板表
面の表面粗さＲａを０．７０μｍ以下とすることで、表
面粗さは印刷後の鮮映性とは殆ど無関係となる。

【００１４】この観点から、本願発明では平均表面粗さ
Ｒａを０．７μｍ以下としてある。ここで、鮮映性の目
視判定による指標と上記ＤＯＩとは、図２に示すような
関係があり、鮮映性とＤＯＩとは比例した相関関係にあ
り、上記ＤＯＩで鮮映性を判定することができる。

【００１５】また、平坦度面積率（Ｗ₂α）と印刷後の
鮮映性との関係を求めると、図３に示すような関係があ
る。ここで、鋼板の平坦度面積率とは、図４を参照して
説明すると、測定表面について所定ピッチ単位に傾斜角
を取った場合に、傾斜角θが−４°〜＋４°の範囲に入
る部分の面積率をいう。

【００１６】そして、上記図３から、平坦度面積率が高
いほど印刷後の鮮映性が良好となっていることが分か
る。また、この平坦面積率とＤＯＩとの関係を求める
と、図５に示す結果が得られる。なお、表面うねりＷｃ
ａを０．６μｍ以下としてある。また、図５中、Ｃ方向
とは板幅方向をいう。

【００１７】図５に示されるように、平坦面積率とＤＯ
Ｉとの相関は、後述のＷｃａとＤＯＩとの相関ほど強く
ないが、４０％を境としてＤＯＩが明確に向上するた
め、本願発明では、鋼板面積の４０％以上としている。

【００１８】また、広範囲の表面うねりＷｃａと鮮映性
との関係をみると、図６に示す結果が得られる。この図
６から分かるように、表面うねりＷｃａが０．６μｍを
境として０．６μｍ以下で鮮映性が安定してよくなるこ
とが分かる。

【００１９】さらに、表面うねりＷｃａが０．６μｍ以
下の場合で、表面うねりＷｃａとＤＯＩとの関係を求め
てみると、図７に示すような結果が得られる。バラツキ
が大きいものの、表面うねりＷｃａとＤＯＩとの相関が
認められ、表面うねりＷｃａが小さいほどＤＯＩが向上
する。ここで、図７中、Ｃ方向とは板幅方向のＤＯＩ
を、Ｌ方向とは長手方向のＤＯＩを表す。なお、バラツ
キは原板上のゴミが大きく影響していると思われる。従
って、表面うねりＷｃａとＤＯＩと関係は、全サンプリ
ングをゴミ取りした後に、原板とその塗装品とについて
測定することによって、バラツキの小さい相関を見いだ
せると思われる。

【００２０】この図７から、表面うねりＷｃａが０．２
０μｍ以下でＤＯＩつまり鮮映性の向上が望めるため、
表面うねりＷｃａを０．２０μｍ以下としている。な
お、図８は印刷後の表面うねりとＤＯＩとの関係を示す
図である。この図からも、表面うねりＷｃａとＤＯＩと
の相関が認められ、表面うねりＷｃａが小さいほどＤＯ
Ｉが向上することが分かる。

【００２１】また、上記従来例では積極的に凹凸を付け
るのに対して、本願では、これを抑えてうねりを小さく
抑えている。次に、請求項２に記載の印刷鋼板用合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、めっき浴中の有効ア
ルミニウム濃度（めっき浴中のアルミニウム濃度からＦ
ｅ濃度を引いた濃度）を０．０７８〜０．０８５％に、
合金化度を１０〜１２％に、合金化処理の温度を５００
〜８００℃に制御して溶融亜鉛めっき工程及び合金化工
程を行った後に、表面粗さＲａが０．２５μｍ以下のロ
ールで調質圧延を行うことを特徴とするものである。

【００２２】即ち、溶融亜鉛めっき工程及び合金化工程
において、有効アルミニウム濃度、合金化度、及び合金
化処理を上述のように制御することで合金化溶融亜鉛め
っき特有のアウトバーストの成長（微小凹凸）を押え、
さらに、調質圧延を上述のように制御することで、さら
に上記微小凹凸を低減すると共に鋼板の表面うねりを抑
えることで、印刷後の鮮映性に優れた合金溶融亜鉛めっ
き鋼板を得る。

【００２３】調質圧延後の０．０１mm²当たりの鋼板表
面の凹部数（アウトバースト量）と、表面粗さＲａとの
関係を求めたところ、図９に示す結果が得られた。この
図９から、表面粗さＲａを０．５５〜０．７５μｍとす
るには、調質圧延後の凹部数が５〜２０となるようにす
ればよいことが分かる。

【００２４】そして、凹部数と有効アルミニウム濃度と
の関係は、図１０となっていることから、凹部数を５〜
１５にするには、有効アルミニウム濃度を０．０７８〜
０．０８５％に制御すればよいことが分かる。

【００２５】有効アルミニウム濃度は、低いほど凹部数
は減少するが、０．０７８％未満まで濃度が低下する
と、めっき剥離が発生するおそれがあるため、有効アル
ミニウム濃度の下限値を、０．７８％とした。

【００２６】また、凹部数と合金化度の関係は、図１１
となっていることから、凹部数を５〜１５にするには、
合金化度を１０〜１２％に制御すれば良いことが分か
る。合金化度は、低いほど凹部数は減少するが、１０％
未満となると、耐食性不良、合金化不良が発生するの
で、合金化度の下限値を１０％とした。

【００２７】また、凹部数と合金化処理の温度との関係
は、図１２に示すような関係であることから、凹部数を
５〜１５にするには、合金化温度を５００〜８００℃に
制御すれば良いことが分かる。

【００２８】合金化温度が低いほど凹部数は低減する
が、５００℃未満では、十分な合金化処理が出来なかっ
たり、処理時間が異常に長くなるおそれがあるので、合
金化温度の下限値を５００℃未満とした。

【００２９】そして、有効アルミニウム濃度、合金化
度、及び合金化温度を全て上記のように総合的に制御す
ることで鋼板の平均表面粗さは０．７μｍ以下に抑えら
れる。さらに、調質圧延を行うことで、合金結晶がロー
ル面圧で潰されて溶融亜鉛めっき特有のボイド（クレー
タ）が少なくなり、平坦部の鋼板表面積が４０％以上に
することができると共に、表面うねりも０．２μｍ以下
とすることができる。

【００３０】なお、例えば、Ｒａ０．２５μｍ以下のロ
ールを使用し線荷重を３ton ／cm以上で調質圧延を行う
ことで、表面うねりを０．２μｍ以下にすることができ
る。また、ロール表面粗さと板面表面粗さとは、図１３
に示す関係にあり、ロール表面粗さを０．２５μｍとす
ることで、合金化溶融めっき鋼板の表面が、調質圧延で
０．７μｍ以上の表面粗さとなることを防止する。

【００３１】上述のように、本発明では、調質圧延前の
めっき工程及び合金化工程を制御することで、所望の表
面粗度をもった合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を可能
としている。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態は、図１４に示すよ
うにめっき工程１、合金化工程２、及び調質圧延工程３
を備える。

【００３３】めっき工程１を構成するめっき槽４内には
めっき浴５（溶融亜鉛）が収納され、センサ６で、めっ
き浴５内の亜鉛濃度、アルミニウム濃度、及びＦｅ濃度
が測定され、その測定信号がコントローラ７に供給され
る。コントローラ７では、アルミニウム濃度からＦｅ濃
度を引いた有効アルミニウム濃度が０．０８％となるよ
うに、亜鉛やアルミニウムの投入装置８を介して、めっ
き浴５への亜鉛量及びアルミニウム添加量を制御する。

【００３４】なお、有効アルミニウム濃度の制御誤差を
−０．００２〜＋０．００５％見込んでいる。更に、コ
ントローラ７では、通常の方法によって、上記有効アル
ミニウム濃度の制御と共に、鋼板９の搬送速度やめっき
浴５内のアルミニウム濃度等を制御することで、合金化
度が１０．０５％となるように制御する。

【００３５】なお、合金化度の制御誤差を−０．５〜＋
１．５％見込んでいる。ここで、１３は、膜厚制御装置
であってめっき浴５に一旦浸漬された鋼板９表面のめっ
き厚を制御するローラ等からなる装置である。

【００３６】また、上記合金化工程２を構成する合金化
炉１０の温度を６５０℃に設定する。また、調質圧延工
程３で使用されるスキンパスロール１１として、表面粗
さが０．２５μｍ以下のロールを使用する。

【００３７】そして、連続的に搬送されてくる鋼板９を
めっき浴５内に浸漬した後に引き上げ、続いて合金化炉
１０で加熱処理を行った後にスキンパスロール１１で調
質圧延を行う。

【００３８】これによって、平均表面粗さＲａが０．７
μｍ以下である平坦部が鋼板９表面の４０％以上を占
め、且つ鋼板９の表面うねりＷｃａが０．２０μｍ以下
の合金溶融亜鉛めっき鋼板９が製造される。

【００３９】この製造された鋼板９の表面に、図１５に
示す印刷鋼板の模式図に従って、下塗り及び上塗り（模
様印刷）を行うと、図１６に示す模式図のようになる。
この図１６のように、平均表面粗さＲａを０．７μｍ以
下に抑えることで、めっき鋼板９表面の微小凹凸の殆ど
は、塗料に隠蔽される。

【００４０】このため、本実施形態のように、めっき鋼
板９表面の平均表面粗さを０．７μｍ以下に抑えること
で、例えば、塗膜厚１５μｍとすると、上記平均表面粗
さは印刷後の鮮映性に無関係となる。

【００４１】さらに、鋼板の表面うねりを０．２μｍ以
下に制御することで、印刷後（塗装後）の鮮映性に優れ
た印刷鋼板を製造可能となる。ここで、上記調質圧延を
ドライ状態で行うと、７０００ｍ程度の調質圧延処理を
した時点で、塗装後の鮮映性に悪影響が生じたが、ウエ
ット状態であると７０００ｍ以上の処理をおこなっても
鮮映性の低下が見られないことから、上記調質圧延はウ
エット状態で行うことが好ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の印刷
鋼板用合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を採
用すると、印刷後の鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を得ることが可能となるという効果がある。

【００４３】特に、請求項２に記載の発明を採用する
と、合金化溶融亜鉛めっき鋼板であっても、合金化溶融
亜鉛めっき特有のめっき表面の微細な凹凸が抑えられて
上述の印刷後の鮮映性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面粗さとＤＯＩとの関係を示す図である。

【図２】鮮映性の目視判定指標とＤＯＩとの関係を示す
図である。

【図３】平坦面積率と鮮映性値との関係を示す図であ
る。

【図４】平坦面積率を説明するための図である。

【図５】平坦面積率とＤＯＩとの関係を示す図である。

【図６】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面うねりと鮮映
性値との関係を示す図である。

【図７】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面うねりとＤＯ
Ｉとの関係を示す図である。

【図８】印刷後の表面うねりとＤＯＩとの関係を示す図
である。

【図９】表面粗さと単位当たりの凹部数との関係を示す
図である。

【図１０】凹部数と有効アルミニウム濃度との関係を示
す図である。

【図１１】凹部数と合金化度との関係を示す図である。

【図１２】凹部数と合金化温度との関係を示す図であ
る。

【図１３】表面粗さとロール表面粗さとの関係を示す図
である。

【図１４】合金化溶融亜鉛めっき処理の装置構成の概要
図である。

【図１５】印刷鋼板の模式図である。

【図１６】鋼板への塗装後の模式図である。

【符号の説明】

１めっき工程２合金化工程３調質圧延工程４めっき槽５めっき浴９鋼板１０合金化炉１１スキンパスロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均表面粗さＲａが０．７μｍ以下であ
る平坦部が鋼板表面の４０％以上を占め、且つ鋼板の表
面うねりＷｃａが０．２０μｍ以下であることを特徴と
する合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】めっき浴中の有効アルミニウム濃度（め
っき浴中のアルミニウム濃度からＦｅ濃度を引いた濃
度）を０．０７８〜０．０８５％に、合金化度を１０〜
１２％に、合金化処理の温度を５００〜８００℃に制御
して溶融亜鉛めっき工程及び合金化工程を行った後に、
表面粗さＲａが０．２５μｍ以下のロールで調質圧延を
行うことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法。