JPH1088310A - 眩しさを抑えた溶融Ｚｎ系めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光沢度を十分に低下させてめっき層表面の眩
しさを十分に抑えた溶融Ｚｎ系めっき鋼板、およびこう
した溶融Ｚｎ系めっき鋼板を製造する為の新規な方法を
提供する。 【解決手段】 めっき浴に素鋼板を浸漬して引き出した
後ガスワイピングし、引き続きめっき層凝固開始温度以
上の板温度で気水スプレー冷却を開始すると共に、該気
水スプレーのエアー圧を１．０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下とし
て操業し、ＪＩＳ−Ｚ−８７４１の６０度鏡面光沢度測
定方法による前記素鋼板表面の光沢度が１００以下のめ
っき層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、めっき表面におけ
る眩しさを抑えた溶融Ｚｎ系合金めっき鋼板、およびそ
の様な溶融Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造する為の有用な
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板の耐食性を改善して長寿命化を図る
ために、鋼板表面に溶融Ｚｎめっきを施すことが従来か
ら実施されており、こうして得られた溶融Ｚｎめっき鋼
板は、建築材料、自動車、鉄道車両等の広い用途で使用
されている。

【０００３】近年における溶融Ｚｎめっき鋼板の使用環
境の多様化に伴い、特に海岸地帯における海塩粒子の影
響を強く受ける場所や、重工業地帯において酸性雨等の
影響を受ける場所等の様に、過酷な環境下でしかも長期
間の使用においては、通常の溶融Ｚｎめっきを施しただ
けでは十分な耐食性を発揮することは困難であり、より
耐食性の優れためっき鋼板の実現が望まれている。

【０００４】こうしたことから、溶融Ｚｎめっき鋼板の
耐食性を更に向上させるべく、通常の溶融Ｚｎめっきよ
りも更に耐食性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼
板の研究開発が行われてきた。その結果、溶融Ｚｎ−５
％Ａｌ系合金めっき鋼板や溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金め
っき鋼板の２種類が既に実用化され、これらの使用量も
年々増加している。このうち特に溶融Ｚｎ−５％Ａｌ系
合金めっき鋼板は、その性質が純Ｚｎめっき鋼板に比較
的類似しており、また製造方法も割合簡単であり、しか
も費用も安い等の理由から、溶融Ｚｎめっきからの代替
えが行ないやすいものとして広く使用されている。

【０００５】上記の様な溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、連続
溶融めっきラインにて、以下の様にして製造されるのが
一般的である。まず連続溶融めっきライン中の焼鈍炉で
鋼板を焼鈍して鋼板表面を還元・活性化した後、非酸化
性雰囲気のまま、Ｚｎ系めっき浴に浸漬・引き出しを行
なう。その後、ガスワイピングを行なってめっき付着量
をコントロールし、引き続き気水スプレー冷却を行って
鋼板を冷却して溶融Ｚｎ系めっき鋼板を得る。尚溶融Ｚ
ｎ系めっき鋼板は、めっき表面品質を調整するためスキ
ンパス圧延が実施される場合がある。また所期の耐食性
を更に向上し、白錆発生を防止することを目的として、
めっき層の表面にクロメート処理を施すことも多い。

【０００６】この様にして得られる溶融Ｚｎ系めっき鋼
板は、前述した各種用途の他、ガードレールや建築用足
場板、更にはビニールハウス等の農業用施設材料等とし
て使用されるに至っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで溶融亜鉛めっ
き鋼板の表面（めっき層表面）は、一般に光沢度が高い
ことが知られている。これは、溶融めっき層によって素
地鋼板の凹凸が平滑化されると共に、めっき層の結晶粒
が比較的大きいため（０．３ｍｍ以上）、めっき層表面
が平滑になるからであると考えられる。こうした状況
は、上記溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板においても同
様である。

【０００８】従来では、めっき層表面の光沢度が高い所
謂金属光沢の外観が好まれるのが一般的であったが、美
観性も考慮して材料が選ばれるようになってきている現
在においては、前記した金属光沢を示す材料のみなら
ず、光沢度の低い所謂「艶消し」の表面品質も好まれる
様になってきている。また前述したガードレール、建築
用足場板、ビニールハウス等の農業用施設材料等では、
めっき層表面の光沢度が高いめっき鋼板材料を使用すれ
ば、太陽光を反射して、運転者や作業者の目を眩惑して
非常に危険であることも指摘されており、こうした観点
からも、光沢度を低くして眩しさを抑えた溶融亜鉛系め
っき鋼板への要望が高くなっているのが実情である。

【０００９】こうした状況の下で、めっき層表面の光沢
度を低くして眩しさを抑えた溶融亜鉛系めっき鋼板を実
現すべく、これまで様々検討されてきた。しかしながら
これまで提案された技術では、夫々下記の様な問題があ
ることが指摘されている。

【００１０】光沢度を低くする為の一つの手段として、
めっき層表面に前記したダルスキンパス圧延を行なうこ
とも有効であることが知られている。しかしながらダル
スキンパス圧延を行なうだけでは、光沢度を十分に低下
させて眩しさを十分に抑えることはできない。まためっ
き後にクロメート処理を施すことも、光沢度を低下させ
る手段となり得るが、こうした手段においても光沢度を
十分に低下させて眩しさを十分に抑えることはできな
い。

【００１１】一方、特開平８−６０３２８号には、溶融
Ｚｎめっき鋼板に関して、気水スプレー冷却開始時の板
温を４２５℃以上に規定することによって、めっき表面
の眩しさを抑えた（この技術では、こうした特性を「耐
眩性」と呼んでいる）方法が開示されている。しかしな
がらこの方法によっても、めっき層表面の光沢度を十分
に低下できるとは言えない。

【００１２】上記のように、めっき層表面の眩しさを抑
える為には該表面の光沢度を低下することが有効である
ことが知られているものの、光沢度を効果的に低下する
為の手段が確立されていないのが実情である。

【００１３】本発明は、こうした従来技術における課題
を解決する為になされたものであって、その目的は、光
沢度を十分低下させてめっき層表面の眩しさを十分に抑
えた溶融Ｚｎ系めっき鋼板、およびこうした溶融Ｚｎ系
めっき鋼板を製造する為の新規な方法を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とは、素鋼板表
面にめっき層が形成されたものであり、ＪＩＳ−Ｚ−８
７４１の６０度鏡面光沢度測定方法による前記めっき層
表面の光沢度が１００以下である点に要旨を有するもの
である。

【００１５】また上記本発明の溶融Ｚｎ系めっき鋼板に
おいて、耐食性を考慮すれば、前記めっき層は、Ａｌを
３〜６０重量％含有し、残部が実質的にＺｎからなる溶
融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき層であることが好ましい。

【００１６】上記の様な溶融Ｚｎ系めっき鋼板を製造す
るに当たっては、めっき浴に素鋼板を浸漬して引き出し
た後ガスワイピングし、引き続きめっき層凝固開始温度
以上の板温で気水スプレー冷却を開始すると共に、該気
水スプレーのエアー圧を１．０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下とし
て操業する様にすれば良い。またこの方法において、気
水スプレーの水量密度は、鋼板表面の単位面積当り、１
５ｃｃ／ｍ² 以上であることが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明者らは、めっき浴浸漬（お
よび引き出し）、ガスワイピング、および気水スプレー
冷却の各設備を備えた実験装置を使用し、様々な条件で
溶融Ｚｎ系合金めっき鋼板を試作し、得られた溶融Ｚｎ
系合金めっき鋼板の表面性状について調査した。

【００１８】そしてまず、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の眩し
さを十分に抑えるためには、めっき層表面の光沢度（Ｊ
ＩＳ−Ｚ−８７４１の６０度鏡面光沢度測定方法による
光沢度、以下同じ）を少なくとも１００以下にする必要
があるとの知見が得られた。従来の方法で製造した溶融
Ｚｎ系めっき鋼板の光沢度は、めっきままでは４００以
上である。こうしためっき鋼板に対してダルスキンパス
圧延を施せば、めっき層表面の光沢度を２００程度まで
は低減できるが、眩しさを抑えることに関しては十分と
は言えない。またクロメート処理を施した場合には、ク
ロメート付着量に依存して光沢度を約１５０までは低下
させることができるが、眩しさを十分に抑えることはで
きない。こうしたことから、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の眩
しさを十分に抑えるためには、塗装材と同等に光沢度を
１００以下にする必要がある。

【００１９】本発明者らは、溶融Ｚｎ系合金めっき鋼板
におけるめっき層表面の光沢度を１００以下に低減する
為の具体的手段について、様々な観点から検討を重ね
た。そして、気水スプレー冷却の条件を様々に変化させ
て各種の溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板を試作する中
で、この条件を適切にコントロールしてめっき層の表面
性状を変化させてやれば、めっき層表面の光沢度を１０
０以下にできることを見出し、本発明を完成した。

【００２０】次に、光沢度が１００以下の溶融Ｚｎ系め
っき鋼板を製造する為の本発明方法について説明する。
本発明方法においては、まず所定の化学成分組成のめっ
き浴に素鋼板を浸漬して引き出し、ガスワイピング後、
めっき層凝固開始温度以上の板温で気水スプレー冷却を
開始する必要がある。これは、めっき層が凝固を開始
し、一部が凝固した後に気水スプレー冷却を開始して
も、該凝固位置が高い光沢度を示す表面性状となり、未
凝固部分の表面性状がその後の気水スプレー冷却で変化
したとしても、得られた製品は全体として光沢度の低下
が不十分であり、眩しさを十分に抑えることができな
い。

【００２１】上記めっき層凝固開始温度は、溶融Ｚｎめ
っきでは４２０℃以上であり、一方溶融Ｚｎ−Ａｌ系合
金めっきでは、Ｚｎ−Ａｌ二元系平衡状態図に従い、溶
融Ｚｎ−５％Ａｌ系合金めっきでは約３８２℃以上、溶
融Ｚｎ−５５％Ａｌ系合金めっきでは約５５５℃以上で
あり、こうした板温で気水スプレー冷却を開始するにこ
とによって、光沢度を十分に低下させることができ、眩
しさを十分に抑えることができ。

【００２２】通常の気水スプレー冷却では、水を十分に
微霧化するという観点からエアー圧は２〜４ｋｇｆ／ｃ
ｍ² に設定されるのが一般的であるが（例えば、前記特
開平８−６０３２８号）、眩しさを十分に抑えた本発明
の溶融Ｚｎ系めっき鋼板を製造するためには、エアー圧
を１．０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下に設定する必要がある。エ
アー圧を低下することによって、眩しさを十分に抑える
ことができるメカニズムは、以下の様に考えることがで
きる。

【００２３】気水スプレーは、供給される水をエアーの
圧力で微細な霧状にしてスプレーするものである。そし
て従来の様にエアー圧を２〜４ｋｇｆ／ｃｍ² に設定し
たときには、水は十分に微霧化されて粒径：１０〜１０
０μｍの微霧が得られる。この微霧をめっき層凝固開始
前のめっき層表面に噴霧しても、微霧はそのまま蒸発す
るだけであり、めっき層の表面形状には何らの影響をも
及ぼさない。これに対して、エアー圧を２ｋｇｆ／ｃｍ
² よりも低下させた場合には、水が十分に微霧化され
ず、粒径が次第に大きくなる。そしてエアー圧を１．０
ｋｇｆ／ｃｍ² 以下としたときには、霧はそのままでは
蒸発しなくなり、めっき層表面の霧到達位置に微細な凹
凸を形成するようになる。その結果、めっき層の光沢度
が十分に低下し、眩しさを十分に抑えることができるの
である。

【００２４】エアー圧の下限値については、特に限定さ
れるものではないが、低くし過ぎた場合には、気水スプ
レーの水が霧を形成せず、水滴となってめっき浴上に落
下することがあるので、０．０５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上と
するのが好ましく、より好ましくは０．１ｋｇｆ／ｃｍ
² 以上とするのが良い。

【００２５】気水スプレーの水量密度は、鋼板表面の単
位面積当たり、１５ｃｃ／ｍ² 以上とするのが好まし
い。気水スプレーの水量密度とは、単位時間（分）当た
りに気水スプレー冷却処理した鋼板の表面積で、スプレ
ーノズルからスプレーした水量を除した値のことであ
る。このときスプレーされた霧の一部は、めっき層表面
に接触して蒸発し、一部は接触しないまま大気中に放出
されるものもあるが、これらのトータルの水量密度が１
５ｃｃ／ｍ² 以上であれば良い。水量密度が１５ｃｃ／
ｍ² 未満になると、めっき層表面の凹凸部の密度が低下
し、光沢度を十分に低下させることができない。水量密
度の上限については、特に限定されないが、大きくなり
過ぎた場合には、噴霧された霧がノズル周辺の装置に付
着して水滴を形成し、これが浴上に落下するようになる
ため、５０ｃｃ／ｍ² 以下であることが好ましく、より
好ましくは４０ｃｃ／ｍ² 以下にするのが良い。

【００２６】ところで気水スプレー冷却を開始する際の
板温は、前述したようにめっき層凝固開始温度以上であ
れば良く、その上限は特に規定されない。気水スプレー
開始時の板温がめっき層凝固開始温度よりも十分に高け
れば、気水スプレー冷却終了後も板温はめっき層凝固開
始温度よりも高い場合があるが、この場合でも、めっき
層の表面には凹凸部が形成される。これは、気水スプレ
ー通過後に板温がめっき層凝固開始温度以上であって
も、上記の様な霧が接触してめっき層に凹凸が形成され
た周辺は、鋼板の熱で再溶解、平滑化されることなく、
めっき層全体が凝固を完了するまで、そのままの形状を
維持するためと考えられる。また上記凹凸部が形成され
るのは、めっき層表面への霧の衝突エネルギー、或は接
触した水が蒸発する際の蒸気圧等によるものと推定され
る。

【００２７】本発明において対象とする溶融Ｚｎ系めっ
き鋼板は、めっき層の主成分がＺｎであれば特に規制さ
れるものではないが、耐食性向上の観点からは溶融Ｚｎ
−Ａｌ系合金めっき鋼板が良い。

【００２８】また本発明に係る溶融Ｚｎ系めっき鋼板に
おいては、不めっき部分発生防止、めっき密着性向上、
および耐食性向上等の目的で、めっき層中に例えばＭ
ｇ，Ｍｎ，Ｎａ，Ｓｉ，ミッシュメタル等を含有するこ
ともできる。要するに、めっき層の主成分がＺｎ系或は
Ｚｎ−Ａｌ系である溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、全て本発
明に含まれるものである。

【００２９】尚本発明の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における
めっき付着量については、特に限定されるものではな
く、通常製造されている３０〜１５０ｇ／ｍ² 程度で良
いが、十分な耐食性が要求される場合にはめっき付着量
が多い方が有利であり、こうした場合には６０ｇ／ｍ²
以上、より好ましくは１００ｇ／ｍ² 以上のめっき付着
量とするのが良い。

【００３０】また気水スプレー冷却で用いる冷媒として
は、一般的に水が使用されるが、本発明で用いる冷媒と
しては必ずしも水のみである必要はなく、冷却能力の向
上や結晶核生成促進等の観点から、例えばリン酸水素ア
ンモニウム、リン酸ナトリウム、塩化アンモニウム等の
各種塩類を添加しても良い。

【００３１】本発明方法においては、得られる溶融Ｚｎ
系めっき鋼板におけるめっき層の光沢度が１００以下で
ある限りにおいて、めっき層表面にスキンパス圧延やク
ロメート処理等を施しても良い。

【００３２】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００３３】

【実施例】めっき浴浸漬（および引き出し）、ガスワイ
ピング後、気水スプレー冷却する実験装置を用い、実験
条件（めっき条件および気水スプレー冷却条件）を変化
させて溶融Ｚｎ系めっき鋼板を試作した。このときの実
験条件を下記に示す。 ［実験条件］ （めっき条件） ・めっき層中Ａｌ濃度：０〜５５％ ・浴温度 ：４６０〜６４０℃ ・鋼板厚さ ：１．０ｍｍ ・めっき付着量 ：１００ｇ／ｍ² （気水スプレー冷却条件） ・エアー圧力 ：０．５〜４ｋｇｆ／ｃｍ² ・水量密度 ：１０〜３０ｃｃ／ｍ² ・ノズル−鋼板間距離：１００ｍｍ ・冷媒 ：リン酸水素アンモニウム１％水溶液。

【００３４】試作した各めっき鋼板について、ＪＩＳ−
Ｚ−８７４１に準拠し、６０度鏡面光沢度測定方法で光
沢度を測定した。また眩しさの抑制程度については、屋
外にて太陽光の反射による幻惑の程度を、下記の条件で
塗装を施した塗装鋼板と相対比較し、下記の基準で判定
した。得られた結果を、上記実験条件と共に下記表１に
示す。 （塗装条件） ・塗装型クロメート：Ｃｒ付着量５０ｍｇ／ｍ² ，乾燥
温度１２０℃ ・下塗り：ポリエステル系塗料（白色），膜厚５μｍ，
乾燥温度２１０℃ ・上塗り：ポリエステル系塗料（白色），膜厚２０μ
ｍ，乾燥温度２３０℃ （眩しさの抑制程度の判定基準） ○：塗装鋼板と同等以上 △：塗装鋼板に比べてやや劣る ×：塗装鋼板に比べて劣る

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかな様に、本発明で規定する
要件を満足する実施例では、光沢度が低く、眩しさが効
果的に抑制されているのに対し、本発明で規定する要件
の少なくともいずれかを満足しない比較例では、眩しさ
を抑える程度が不十分であることが分かる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、気
水スプレー冷却条件を適切に規定することによって、め
っき層表面の光沢度を十分に低下させて、眩しさを十分
に抑えた溶融Ｚｎ系めっき鋼板が得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩井 正敏 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素鋼板表面に溶融Ｚｎ系めっき層が形成
   されたものであり、ＪＩＳ−Ｚ−８７４１の６０度鏡面
   光沢度測定方法による前記めっき層表面の光沢度が１０
   ０以下であることを特徴とする眩しさを抑えた溶融Ｚｎ
   系めっき鋼板。
2. 【請求項２】 前記めっき層は、Ａｌを３〜６０重量％
   含有し、残部が実質的にＺｎからなる溶融Ｚｎ−Ａｌ系
   合金めっき層である請求項１に記載の溶融Ｚｎ系めっき
   鋼板。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の溶融Ｚｎ系め
   っき鋼板を製造するに当たり、めっき浴に素鋼板を浸漬
   して引き出した後ガスワイピングし、引き続きめっき層
   凝固開始温度以上の板温で気水スプレー冷却を開始する
   と共に、該気水スプレーのエアー圧を１．０ｋｇｆ／ｃ
   ｍ² 以下として操業することを特徴とする眩しさを抑え
   た溶融Ｚｎ系めっき鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 気水スプレーの水量密度が、鋼板表面の
   単位面積当り１５ｃｃ／ｍ² 以上である請求項３記載の
   製造方法。