JPS63203725A - ブライト鋼板及びその製造方法 - 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〕 この発明は、ブライト鋼板のうち、特に缶用材料に供さ
れるブライト鋼板及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、缶類は用途別に食缶、一般缶、１８Ｉ！缶、ベ
ール缶、ドラム缶、エアゾール缶等に分類でき、製造方
法からは半田鏝、接着缶、溶接缶。

ＤＩ缶、絞り缶等に分けられる。電力、構造的にはツー
ピース缶、スリーピース缶に分類でき、広義に解釈すれ
ば上記ＤＩ缶、絞り缶はツーピース缶に、半田鏝、接着
缶、溶接缶はスリーピース缶に対応する。

ところで、これらの缶用に供される鋼板には、錫をめっ
きしたぶりき鋼板やクロムをめっきしたティンフリー鋼
板等があるが、これらは冷間圧延された鋼板を焼鈍した
後、調質圧延を施し、次いで錫やクロム等をめっきする
ことにより製造される。

また、上記の調質圧延においては板面（綱板表面）の粗
度調整が行われるが、これは大別して光沢仕上げ肌（以
下、ブライトと称する）と、梨地仕上げ肌（以下、ダル
と称する）の２種類がある。

これらは調質圧延用ワークロールとして、研磨仕上げし
たブライドロールを用いるか、ショツトブラスト加工あ
るいは放電加工したダルロールを用いるかによって調整
される。一般に、このようにして形成された鋼板の表面
粗度は、ブライトの場合０．０５〜０．３０　μｍＲａ
、ダルの場合０．８〜２゜０μｍＲａである。

以上のようにして得られたブライト鋼板は、錫やクロム
等のめっきを施され、ブライトめっき鋼板としてスリー
ピース缶用材料に使用され、一方、ダル鋼板は同様にめ
っきを施されダルめつき鋼板としてツーピース缶材料に
向けられる。

ところが、上述したような鋼板の製造工程、あるいは出
荷工程、ユーザーにおける製缶工程等において、ブライ
ト鋼板やブライトめっき鋼板にあってはすり疵や圧着疵
が発生し易いという問題がある。すなわち、製造工程や
製缶工程において多数のロールが使用され、また巻取機
や巻戻機による巻取り１巻戻し等の工程も経る関係上、
鋼板にはこれらの装置においてロール摩耗、張力変動等
によるすり疵が生じ易（、また巻取機１巻戻機では圧着
疵が生じることがあり、さらに巻取られたタイトコイル
や積重ねられたシート（鋼板）の運搬中に鋼板の自重や
振動によっても圧着疵が発生し易く、これらの疵は特に
ブライトめっき鋼板に多く見られる。

これに対し、ダル鋼板やダルめっき鋼板にあっては、そ
の表面粗度が大きいためにすり疵、圧着疵は発生しに（
く、また発生したとしても目立ちにくい。

そこで、このようなこれまでブライト材の有したような
問題を解決するものとして、例えば特開昭５５−４２１
４７号公報に開示された冷延鋼板がある。これはダルロ
ールとスムースロール（ブライドロール）とを一対に構
成して鋼板を圧延することにより、鋼板の片面をダルに
、多面をブライトに仕上げるもので、これにより鋼板同
士等の接触面積を小さくして前記底の発生を防止できる
としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ブライト材の有したような欠点を解決す
るものとしての上記冷延鋼板には、以下のようないくつ
かの問題がある。すなわち、片面と他面とで粗度に差が
あるため、例えばスリーピース缶の場合、缶表面を印刷
等のために鏡面仕上げ面とすれば缶の内側は梨地面とな
り耐蝕性等の点で好ましくない、などのように缶材料と
しての用途が限定される。また上記冷延鋼板にめっきを
施すと、粗度差による表面積の大小からめっき膜厚が表
裏面で差が生じ、膜厚の小さい方の面では耐蝕性の点で
問題となる。さらにこの冷延鋼板の片面はブライトであ
ることから、ブライト面には依然として疵が生じ易いと
いう性質が残り、従ってこの生じ易い疵の発生を防ぐた
めには、前記の製造工程等において常に表面と裏面とを
明確に区別して工程管理を行わなければならないといっ
た煩雑さを伴い、生産性の著しい阻害要因となる。

この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、所定の表面粗度としたブライドロー
ルに高密度エネルギ源を用いて所定形状めクレータを形
成した後に、このワークロールで調質圧延を行うことに
より、上記問題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、表面粗度Ｒａが０．４０μｍ以下の平滑部
と断面形状が台形もしくは凪弧状で且つ高さが５μｍ乃
至５０μｍの多数の突起とからなり、これらの突起の径
をＤ（μｍ）＋相隣る突起の間隔をＳｍ（μｍ）とする
とき、Ｓ　ｍ　／　Ｄの値がｌ≦Ｓ　ｍ　／　Ｄ≦５で
あるような表面形状を有するブライト鋼板としたもので
あり、さらにこの冷延鋼板を得るために、冷間圧延及び
焼鈍を施した冷延鋼板にざらに調質圧延を施すことによ
りブライト鋼板を製造するブライト鋼板の製造方法にお
いて、研磨加工により表面粗度Ｒａが０．３５μｍ以下
となるブライト仕上げを施したワークロールの表面に高
密度エネルギ源を用いて多数のクレータを規則的に形成
する際に、該クレータの深さが５μｍ乃至５０ｕｍで相
隣るクレータの間隔をＳｍ（μｍ）、各クレータの径を
Ｄ（μｍ）とするときＳｍ／Ｄの値が１≦Ｓｍ／Ｄ≦５
であるような穿孔加工を行い、しかる後にこのワークロ
ールを用いて冷間圧延及び焼鈍後の冷延鋼板に調質圧延
を施すようにしたブライト鋼板の製造方法としたもので
ある。

〔作用〕

レーザビームのような高密度エネルギ源を用いてその表
面に多数のクレータを規則的に穿孔加工したブライドロ
ールにより冷延鋼板を圧延して、規則正しく配列され且
つ高さが所定の範囲にある前記クレータに対応した突起
を有するブライト鋼板を得る。従ってこのブライト鋼板
の表面には平坦部が多く且つ上記の突起が規則正しく並
んでいるので、従来のブライト鋼板と同等程度の光沢度
を得ることができる。しかも上述のごとく鋼板の表面に
は表裏両面とも突起が形成されているので、製造工程等
においてすり疵、圧着底等の発生を防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第１〜９図
は本発明に係る実施例を説明するための図面である。

先ず、本発明に係るブライト鋼板を製造するための調質
圧延用ワークロールの表面粗度形成方法について述べる
。

表面を研磨加工により平滑に仕上げられたワークロール
表面に、例えばレーザビーム、プラズマビーム、電子ビ
ームなどのような高密度エネルギ源を、上記ロールを定
速度で回転させながら、パルス状に照射してロール表面
を規則的に連続した点状に溶融するごとく穿孔加工を施
す。第１．　２図はそれぞれこの点状に溶融されたロー
ル表面の拡大断面図及び拡大平面図である。図において
１はロール３表面に点状に溶融して形成されたクレータ
であり、このクレータｌの周囲には溶融したロール母材
金属がロール表面よりも盛り上がってフランジ２が形成
される。また隣合うクレータ１゜１のフランジ２，２の
間の部分は、もとのロール３の研磨面のままである平滑
部４である。ここで、隣合うクレータ１の相互間の間隔
は、ロール３の回転方向にはロール３の回転速度と関連
づけてレーザーパルスの周波数を制御することにより、
またロール３の軸方向に対してはロール３が１回転する
毎にレーザーの照射位置をロール３の軸方向へ移動させ
るピッチを制御することによって調節可能である。また
、クレータ１の大きさはレーザーパルスの照射時間及び
レーザー出力等を変えることにより制御できる。

このようにして形成されたワークロールを、上下一対と
して調質圧延機に組込んで冷延鋼板に調質圧延を施す場
合の作用について以下説明する。

この調質圧延過程における鋼板表面の挙動を微視的に拡
大すると、第３図に示すように、ロール３の表面のクレ
ータ１の周囲のほぼ均一な高さを有するフランジ２が、
鋼板５の表面に強い圧力で押圧され、これによりロール
３の材質より軟質な鋼板５の表面近傍で材料の局所的塑
性流動が生じ、ロール３のクレータ１の内側へ矢印で示
すように綱板５の金属が流れ込んで粗面が形成される。

すなわち、クレータ１内へ流れ込んだ金属は鋼板５表面
の山頂部６となり、ロール３の平滑面はそのまま鋼板５
表面の平滑部７となって山頂部６はこの平滑部７より高
くなる。従って調質圧延後の鋼板５の表面における微視
的形状は、第４図にその断面で示すように、山頂部６を
有する山部８と、その周囲をとり囲むように形成された
連続溝状の谷部９と、隣合う山部８の間であって且つ谷
部９の外側にその谷部９の底よりも高（且つ山頂部６よ
り低く形成された平滑部７とによって構成されることに
なる。

なお、上記説明において、連続溝状の谷部９は円環状を
なしているが、この発明はこの円環状に限ることはなく
、この円環状の一部が欠如した１個または２個以上の円
弧によって形成されたものであってもよい、さらに、あ
るいはパルスビームの照射エネルギを高めたり、アシス
トガスの流量等を多くしてロール母材の金属を飛散させ
てフランジ２、すなわち鋼板５の谷部９を完全に無くす
ようにしてもよい、また図示の例では、鋼板５の山部８
の断面形状は台形状となっているが、調質圧延時の圧延
荷重を大きくして山部８をさらに高くして円弧状として
もよい。

いずれにしても、本発明においては、谷部９を含んだ山
部８を突起と称し、またフランジ２を含んだクレータ１
をクレータと称する。

次に、表面粗度に関する数値的限定の理由について説明
する。すでに問題点を解決するための手段の項で述べた
如く、ロール３の平滑部４の表面粗度を０．３５μｍＲ
ａ以下とし、鋼板５の平滑部７のそれは０．４０μｍＲ
ａ以下としたのは、板面（鋼板表面）粗度が０．４０μ
ｍＲａを超えると、後述のように突起１１（第４図）を
考慮した場合にブライト鋼板に要求される光沢を得るこ
とができず、またこの板面粗度の上限値を得られるロー
ル表面粗度は０．３５μｍＲａであるためである。

一方、ロール表面粗度の下限値については特に規定しな
いが、現在のロール研磨技術で達成できる表面粗度Ｒａ
は０．０２μｍであり、これにより調質圧延を施したと
きに得られる鋼板５の平滑部７の表面粗度は０．０５μ
ｍＲａである。

また、鋼板５の突起１１の高さ及びロール３のクレータ
１の深さはそれぞれ平滑部７．４からの高さ及び深さで
あって、これらをそれぞれ５〜５０μｍの範囲内とする
。いま、第５図に示すようにロール３表面に形成された
フランジ２の外径をＤ（μｍ）、クレータ１の深さをＨ
（μｍ）とすると、レーザーパルスビームによる穿孔加
工時の径りと深さＨの関係は第６図に示すようになる。

すなわち、径りを大きくすれば深さＨも増加するが、特
に径りが３００μｍを超えると深さＨは急　、激に増加
する。従って径りが３００μｍを超えると調質圧延時の
転写率にもよるが、通常のロールの圧延荷重においても
不必要に突起の高さが大きくなってしまい、このことは
ロールが摩耗した場合のロール再生加工の際に研磨式が
大きくなるためにロール原単位が悪化することを意味す
る。さらに、径りに対する深さＨの比が大きくなって突
起形状がより鋭角的になり、これは鋼板同士の接触によ
る疵が生じやすくなることを意味する０以上のことから
突起高さＨの上限値は、第６図に示した径３００μｍに
対応する５０μｍとするものである。

一方、クレータ深さもしくは突起高さを小さくするには
、レーザーパルスの照射時間を短くするか、レーザー出
力を低くすることによって行われるが、深さＨを５μｍ
前後に安定した状態で穿孔加工することは、照射時間も
しくはレーザー出力の制御精度の点で非常に困難である
と同時に、突起高さが５ａｍ未満では突起の単位面積当
たりの個数を増加しても、すり疵や圧着底を完全に防止
することができないため５μｍを下限値としたものであ
る。

また、第４図において突起１１の径Ｄ（μｍ）と、隣接
する突起同士の平均中心距離であるＳｍ（μｍ）との関
係がＳ　ｍ　＜　Ｄであると、突起同士が互いに干渉し
あうことになって鋼板表面の凹凸が多くなり、光沢の点
で好ましくないばかりでなく、ロール加工の点からの問
題として、加工時にロールは回転しているため、レーザ
ーパルスビームを先に形成されたクレータｌあるいはフ
ランジ２に干渉するようなパルス周波数で照射しなけれ
ばならなくなり、安定して規則正しいクレータを有する
表面形状を得ることは困難となる。以上のことからＳｍ
≧Ｄとするものである。

ここで、ブライト鋼板に要求される光沢は、本発明によ
るブライト鋼板では平滑部７に依存するところが大きい
、しかしながら、本発明によるところの突起１１は、シ
ョツトブラスト加工や放電加工によるものではなく、高
密度エネルギ源をパルス状ビームとして照射して加工し
たロールによって形成されるので、突起１１の山頂部は
ほぼ平坦で且つ突起毎の形状差もほとんどなく、規則正
しく配列されるので、光沢に与える悪影響は少ない。

第７図は光沢度の点で最も不利となるＳｍ＝Ｄの場合に
つき、平滑部の表面粗度Ｒａと光沢度との関係について
調査した結果を示したものである。

すなわち、研磨仕上げ後の表面粗度Ｒａが０．０５゜０
．１８．０．３５．０．４０μｍの４種類のロールにク
レータ深さが２５μｍで、Ｓｍ／Ｄ＝１となるようにレ
ーザーパルスによる穿孔加工を施し、このロールで調質
圧延して得られた鋼板の平滑部の粗度（μｍＲａ）と光
沢度ＧＳ（２０°）（Ｊｌｓ　　ｚ　　８７４１）の関
係を示したものである。

これにより鋼板の平滑部の表面粗度Ｒａが０．４０μｍ
以下であればブライト感が得られており、それ以上であ
ると光沢度の測定ができずブライト感が得られないこと
がわかる。また、Ｓ　ｍ　／　Ｄの値が大きくなるほど
光沢度は増すことになるが、あまり大きくなりすぎると
従来のブライト鋼板の表面形状に近づき、すり疵や圧着
圧が発生することになる。このような本発明者らの実験
から得られた知見によれば、この上限はＳ　ｍ　／　Ｄ
　＝　５であった。以上のことからＳ　ｍ　／　Ｄの値
がｌ≦Ｓ　ｍ　／　Ｄ≦５とするものである。

次に、発明者らの行った他の実施例について説明する。

〔第１例〕 低炭素鋼板を冷間圧延及び連続焼鈍した後、引続いて２
スタンド調質圧延機により調質圧延を行った。１号スタ
ンド用ワークロールには表面粗度１．２μｍＲａのショ
ットダルロールを使用し、２号スタンド用ワークロール
には研磨仕上げ後のロールの表面粗度を０．０７μｍＲ
ａとし、その後レーザーパルスにより穿孔加工を施して
クレータ深さが１５μｍで、Ｓ　ｍ　／　Ｄが５．　２
．　１の３水準のロールを使用し、またその比較例用と
して表面粗度が０．０７．０．１６．０．３５μｍＲａ
の３水準のブライドロールを用いた。これにより伸び率
１゜２％の調質圧延を施して、板厚が０．２２■ｌの本
発明によるブライト鋼板とその比較材としての従来ブラ
イト鋼板が各々３種類得られた。このようにして得られ
たブライト鋼板の表面粗さＲａと光沢度ＧＳ（２０°）
（、ＪＩＳ　　ｚ　　８７４１）の関係を第８図に示す
。すなわち、本発明にょるブライト鋼板は、突起を含め
た表面粗度が従来のブライト鋼板よりも粗いにもかかわ
らず、光沢度は各水準に応じて比較材と同等レベルであ
り、しがも各水準における光沢度のバラツキは少なかっ
た。

なお、この例においては１号スタンドにはショットダル
ロールを用いたが、放電加工等の他の方法により加工し
たダルロールを用いてもよく、また研磨仕上げしたブラ
イドロールを用いてもよい。

〔第２例〕 前記第１例で得られた各ブライト鋼板をコイル準備ライ
ンで耳切りし、次に電気錫めっきラインで９２５　（２
，８ｇ／ｄ）の錫目付を施し、剪断ラインで切板とした
。この剪断ラインの自動探傷装置により選別された欠陥
を有する切板をさらに目視により欠陥の種類弁別を行っ
て、すり疵と圧着圧の発生率を調査した。その結果を第
９図に示す。

図から明らかなごとく、比較材では表面粗度Ｒａが小さ
いほど欠陥発生率が高くなっている。一方、この実施例
では、比較材と同様な傾向が見られるものの、欠陥発生
率は約１／１ｏ以下であった。

〔第３例〕 突起高さが３μｍｅ　　５　ｉｔ　ｍ、　　１５μｍの
本発明によるブライト鋼板を上記〔第１例〕に準じた方
法で製造した。このとき、Ｓ　ｍ　／　Ｄは各突起高さ
ニ対シて６．５．２の３種類を用意した。なお、突起高
さは、調質圧延機の２号スタンドにおける圧延荷重を小
さくすることで本、低くすることができ、また２号スタ
ンド圧延荷重を一定とし、クレータ深さのそれぞれ異な
る３種類のロールを使用する方法でも突起高さのコント
ロールは可能であるが、この例においては前者の方法に
より製造した。

さらに〔第２例〕と同様な通過工程を経て、各々の水準
のレーザーブライト鋼板のすり疵と圧着圧の発生枚数を
調査した。その結果を下表に示す。

この表から鋼板の突起高さが５μｍ以上でＳｍ／Ｄが５
以下のものではすり疵や圧着圧の発生していないことが
わかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、すり疵や圧着底
の発生しに（いブライト鋼板を得ることができ、製品の
歩留まり向上に大きく寄与できる。

また本発明によるブライト鋼板は従来のブライト鋼板に
比べて光沢度のバラツキが小さく、品質保証上有利であ
る、等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロールの部分断面図、第２図は第
１図に相当する部分の上面図、第３図は本発明の方法に
よる製造過程における作用を示す断面拡大図、第４図は
本発明の銅板の部分断面拡大図、第５図はクレータの拡
大断面図、第６図はクレータの径と深さの関係を示すグ
ラフ、第７図は実施例による鋼板の平滑部粗度と光沢度
の関係を示すグラフ、第８図は他の実施例〔第１例〕に
おけるブライト鋼板の実施例と従来例における表面粗さ
と光沢度を比較したグラフ、第９図は実施例の〔第２例
〕においてブライト鋼板に錫めっきを施したものの実施
例と従来例の疵発生率を比較したグラフである。 １・・・・・・クレータ、３・・・・・・ワークロール
、４，７・・・・・・平滑部、５・・・・・・冷延鋼板
、８，１１・・・・・・突起。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藷　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 住Ｄ（μｍ） 第７図 干ジ貴邪の才ｊＪ　　（Ｊ、Ｉｍ　Ｒａ）第８図 ０．５３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面粗度Ｒａが０．４０μｍ以下の平滑部と、断
   面形状が台形もしくは円弧状で且つ高さが５μｍ乃至５
   ０μｍの多数の突起とからなり、これらの突起の径をＤ
   （μｍ）、相隣る突起の間隔をＳｍ（μｍ）とするとき
   、Ｓｍ／Ｄの値が１≦Ｓｍ／Ｄ≦５であるような表面形
   状を有することを特徴とするブライト鋼板。
2. （２）冷間圧延及び焼鈍を施した冷延鋼板にさらに調質
   圧延を施すことによりブライト鋼板を製造するブライト
   鋼板の製造方法において、研磨加工により表面粗度Ｒａ
   が０．３５μｍ以下となるブライト仕上げを施したワー
   クロールの表面に高密度エネルギ源を用いて多数のクレ
   ータを規則的に形成する際に、該クレータの深さが５μ
   ｍ乃至５０μｍで相隣るクレータの間隔をＳｍ（μｍ）
   、各クレータの径をＤ（μｍ）とするときＳｍ／Ｄの値
   が１≦Ｓｍ／Ｄ≦５であるような穿孔加工を行い、しか
   る後にこのワークロールを用いて冷間圧延及び焼鈍後の
   冷延鋼板に調質圧延を施すことを特徴とするブライト鋼
   板の製造方法。