KR20200007079A

KR20200007079A - 도금 강재

Info

Publication number: KR20200007079A
Application number: KR1020207000288A
Authority: KR
Inventors: 다카시 후타바; 기요카즈 이시즈카; 후미오 시바오; 이쿠오 기쿠치; 히데토시 신도; 히로아키 우라모토; 게이타 가츠마루
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2020-01-21
Also published as: JP6447800B1; CN110770018A; CN110770018B; US20200141019A1; MX2019014874A; KR102172011B1; JPWO2018230716A1; US11078590B2; WO2018230716A1

Abstract

이 도금 강재는, 강재와, 상기 강재의 표면에 형성된 아연계 전기 도금층과, 상기 아연계 전기 도금층의 표면에 형성된 유기 수지 피복층을 구비하고, 상기 아연계 전기 도금층의 표면은, 소정의 방향으로 연신되는 헤어라인을 갖고 있고, 상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, Ra(ML)가, 0.10 내지 0.70㎛이고, 상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, 헤어라인 직교 방향으로 측정한 기준 레벨 10μinch의 피크 수 PPI가, Ra(MC)에 대해, PPI≥350×Ra(MC)를 만족시키고, 상기 유기 수지 피복층의 표면에 있어서, Ra(CC)가, Ra(CL)에 대해, Ra(CC)/Ra(CL)≥1.10을 만족시키고, 상기 Ra(CC)가, 상기 Ra(MC)에 대해, Ra(CC)＜Ra(MC)를 만족시킨다.

Description

도금 강재

본 발명은, 도금 강재에 관한 것이다.

본원은, 2017년 06월 16일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2017-118795호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

전기 기기, 건재, 및 자동차를 비롯하여, 사람들의 눈에 띄는 물품은, 일반적으로 의장성이 요구된다. 의장성을 높이는 방법으로서는, 물품의 표면에 대해 도장을 실시하거나 필름을 붙이거나 하는 방법이 일반적이다. 그러나 근년, 자연 지향적인 구미를 중심으로, 금속의 질감을 살린 재료의 적용이 증가하고 있다. 금속의 질감을 살린다고 하는 관점에서 보면, 도장이나 수지 피복은 금속의 질감을 손상시키므로, 물품의 소재로서, 무도장인 채로도 내식성이 우수한 스테인리스 강재나 알루미늄재가 사용되고 있다. 이러한 스테인리스 강재나 알루미늄재를 사용한 경우라도, 의장성이 요구된다. 일반적으로, 스테인리스 강재나 알루미늄재는, 바이브레이션이라고 불리는 원호상의 미세한 요철을 부여하거나, 엠보스 가공 등을 실시하거나, 헤어라인이라고 불리는 가느다란 선상의 요철을 부여하거나 하는 등의, 표면 가공에 의해 의장성이 높여질 수 있다. 특히, 헤어라인을 부여한 외관이 선호되어 다용되고 있다.

헤어라인 마무리(HL 마무리)는, 스테인리스 강재의 표면 마무리의 하나로서, JIS G4305:2012에 있어서, 「적당한 입도의 연마재로 연속된 연마 마크가 생기도록 연마하여 마무리한 것」이라고 정의되어 있다.

그러나 스테인리스 강재나 알루미늄재는 고가의 재료이다. 그 때문에, 이들 스테인리스 강재나 알루미늄재를 대체할 저렴한 재료가 요망되고 있다. 이러한 대체 재료의 하나로서, 도금 강재에 헤어라인을 부여하고, 그 위에 수지층을 형성한 강재가 있다.

강재에 적당한 내식성을 부여하는 기술로서, 강재에 대해 희생 방식성이 우수한 아연 도금, 또는 아연 합금 도금을 부여하는 기술이 널리 사용되고 있다. 이러한 아연 도금 또는 아연 합금 도금(이하, 아연 도금과 아연 합금 도금을 총칭하여, 「아연계 도금」이라고도 함)에 헤어라인을 부여하여 의장성을 높인 강재가 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 헤어라인에 직각 방향의 표면 조도 Ra(산술 평균 조도)가 0.1 내지 1.0㎛인 도금층의 표면에 대해, 투광성을 갖는 접착제층과 투광성을 갖는 필름층을 형성하는 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 2에는, Zn-Al-Mg계 용융 도금층의 표층에 형성된 헤어라인 방향 및 헤어라인과 직교 방향의 조도 파라미터(Ra 및 PPI)를 특정한 범위로 하고, 또한 Zn-Al-Mg계 용융 도금층의 표면에 투명 수지 피막층을 형성하는 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 3에는, Zn 및 Zn계 합금 도금에 압연으로 텍스처를 전사한 강판에 대해, 표면 조도가 일정 범위 내로 되는 유기 코팅을 행하는 기술이 제안되어 있다.

일본 등록 실용 신안 제3192959호 공보 일본 특허 공개 제2006-124824호 공보 일본 특허 공표 제2013-536901호 공보

상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에서 제안되어 있는 헤어라인이 부여된 강판에 유기 수지를 피복하는 기술에서는, 헤어라인에 의한 의장성의 향상을 실현할 수 있고, 또한 소정의 내식성을 발현할 수 있다. 그러나 그 수지 피복의 존재에 기인하여 메탈릭감(금속 광택감)이 상실되어 버린다고 하는 문제가 있다.

스테인리스 강재는, 그 표면에 존재하는 산화막에 의해 스테인리스 강재 자체의 내식성이 좋으므로, 내식성 향상을 위한 도장 등은 불필요하다. 즉, 금속 소지 자체를 표면에 사용할 수 있다는 점에서, 수지 피복에 의한 메탈릭감의 상실이라고 하는 과제가 애당초 존재하지 않는다. 스테인리스 강재에 대해 수지 피복을 실시하는 경우에는, 착색이나 다른 질감을 부여하는 것이 목적이다. 그 때문에, 스테인리스 강재에 있어서는, 본 발명자들이 알게 된 메탈릭감의 상실은, 문제가 되지는 않았다. 이러한 사정은, 알루미늄재에 대해서도 마찬가지이다.

본 발명은, 상기 문제에 비추어 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 저렴한 강재를 사용하면서 헤어라인 외관을 갖고, 또한 메탈릭감이 우수한, 의장성이 높은 도금 강재를 제공하는 데 있다. 이 우수한 의장성이 높은 도금 강재에서는, 내식성(장기 내식성)도 우수한 것이 바람직하다.

아연계 도금은 희생 방식성이 우수하기는 하지만, 내지문성, 가공성 및 내식성의 확보를 위해서는, 아연계 도금만으로는 불충분하다. 그 때문에, 아연계 도금 강재를 스테인리스 강재나 알루미늄재의 대체로 할 경우에는, 수지 피복은 필수적이다. 그러나 상술한 바와 같이, 수지 피복에 의해 메탈릭감이 상실된다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 수지 피복된 도금 강재에 대해, 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 헤어라인 방향으로 측정한 광택도 G60(Gl)이 70 내지 400이고, 또한 헤어라인 직교 방향으로 측정한 광택도 G60(Gc)에 대해, 0.30≤Gc/Gl≤0.70이 되는 경우에, 우수한 메탈릭감을 느낄 수 있고, 이 범위로부터 벗어나면 메탈릭감이 상실되는 것을 지득하였다. 즉, 본 발명자들은, 사람이 「헤어라인 외관을 갖고, 또한 메탈릭감이 우수하다」고 느끼는 감각을, 처음으로 수치화하는 것에 성공하였다. 광택도 G60(Gl)은, 85 초과인 것이 바람직하고, 100 이상인 것이 더 바람직하다.

본 발명자들은, 상기한 바와 같은 현상에 대해 더욱 상세하게 검토하였다. 그 결과, 사람이 상기한 바와 같이 메탈릭감이 상실되었다고 느끼는 이유는, 수지를 통해 보이는 금속 소지의 텍스처의 인상과, 수지 표면에서 반사되는 광의 인상의 차이가 커지기 때문인 것을 알아냈다. 구체적으로는, 가령 투명한 수지라고 하더라도 대기와의 굴절률 차로부터 수지 표면에서 광은 반사하고 있으므로, 수지를 통해 보이는 금속 소지의 텍스처의 인상과, 수지 표면에서 반사되는 광의 인상에는 차이가 발생한다. 이 차이가 커지면, 수지의 존재가 강하게 인식되고, 금속 소지의 텍스처의 인상이 작아져 메탈릭감이 상실된다고 생각할 수 있다.

본 발명자들은 이상의 지견에 기초하여, 도금 표면의 형상 외에도, 수지 표면의 형상을 일정한 범위 내로 제어함으로써, 금속 소지의 텍스처의 인상과 수지 표면에서 반사되는 광의 인상의 차를 억제하여, 광택도를 소정의 범위로 제어할 수 있는 것을 상도하고, 본 발명을 완성하였다.

이러한 지견에 기초하여 완성된 본 발명의 요지는, 이하와 같다.

[1] 본 발명의 일 양태에 관한 도금 강재는, 강재와, 상기 강재의 표면에 형성된 아연계 전기 도금층과, 상기 아연계 전기 도금층의 표면에 형성된 유기 수지 피복층을 구비하고, 상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면은, 소정의 방향으로 연신되는 헤어라인을 갖고 있고, 상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, 상기 헤어라인의 연신 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(ML)가, 0.10 내지 0.70㎛이고, 상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, 상기 연신 방향에 대해 직교하는 방향으로 측정한 기준 레벨 10μinch의 피크 수 PPI가, 상기 연신 방향에 대해 직교하는 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(MC)에 대해, 하기 (I)식으로 나타내어지는 관계를 만족시키고, 상기 유기 수지 피복층의 표면에 있어서, 상기 연신 방향에 직교하는 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CC)가, 상기 연신 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CL)에 대해, 하기 (II)식으로 나타내어지는 관계를 만족시키고, 상기 표면 조도 Ra(CC)가, 상기 표면 조도 Ra(MC)에 대해, 하기 (III)식으로 나타내어지는 관계를 만족시킨다.

[2] 상기 [1]에 기재된 도금 강재는, 상기 유기 수지 피복층의 평균 두께가, 10㎛ 이하여도 된다.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 도금 강재는, 상기 유기 수지 피복층의 두께의 최솟값이, 0.1㎛ 이상이고, 상기 유기 수지 피복층의 평균 두께가, 1.0㎛ 이상이어도 된다.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 도금 강재는, 상기 표면 조도 Ra(MC)가, 1.00㎛ 이하여도 된다.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 도금 강재는, 상기 아연계 전기 도금층의 지철 노출률이, 5％ 미만이어도 된다.

[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 도금 강재는, 상기 아연계 전기 도금층의 부착량이, 10g/㎡ 이상이어도 된다.

[7] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 도금 강재는, 상기 유기 수지 피복층 및 상기 아연계 전기 도금층을 제거한 후의, 상기 강재의 표면 조도 Ra가, 0.50㎛ 이하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상기 양태에 따르면, 저렴한 강재를 사용하면서 헤어라인 외관을 갖고, 또한 메탈릭감이 우수한, 도금 강재를 제공하는 것이 가능해진다.

이하에, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

이하에 설명하는 실시 형태는, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이러한 실시 형태의 구성 요소에는, 이른바 당업자가 치환 가능하면서 용이한 것, 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하의 실시 형태에 포함되는 각종 형태는, 이른바 당업자가 자명한 범위에서 임의로 조합하는 것이 가능하다.

이하에서 상술하는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 도금 강재(본 실시 형태에 관한 도금 강재)는, 유기 수지에 의해 피복된 아연계 도금 강재이며, 헤어라인 외관을 갖고, 또한 메탈릭감이 우수한 의장성이 높은 도금 강재에 관한 것이다.

(도금 강재에 대해)

이하에, 본 실시 형태에 관한 도금 강재에 대해, 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 관한 도금 강재는, 소정의 강재의 표면에 위치하는 아연계 전기 도금층과, 아연계 전기 도금층보다 표면측의 위치에 존재하는, 유기 수지 피복층을 구비하고 있고, 또한 아연계 전기 도금층의 표면은, 소정의 방향으로 연신하는 헤어라인을 갖고 있다.

바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 관한 도금 강재는, 강재와, 강재의 표면에 형성된 아연계 전기 도금층과, 상기 아연계 전기 도금층의 표면에 형성된 유기 수지 피복층을 구비하고, 아연계 전기 도금층의 표면은, 소정의 방향으로 연신하는 헤어라인을 갖고 있다.

이하의 설명에서는, 「헤어라인이 연신되고 있는 방향」을, 「헤어라인 방향」이라고 약기하고, 「헤어라인의 연신 방향에 대해 직교하는 방향」을, 「헤어라인 직교 방향」이라고 약기한다.

<강재에 대해>

본 실시 형태에 관한 도금 강재의 모재로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 도금 강재에 요구되는 기계적 강도(예를 들어, 인장 강도 등) 등에 따라서, 공지의 각종 강재를 적절하게 이용하는 것이 가능하다.

<아연계 전기 도금층에 대해>

상기한 바와 같은 강재의 표면에는, 유기 수지 피복층과 아연계 전기 도금층이 형성되어 있고, 이 아연계 전기 도금층의 표면에는, 소정의 방향을 따라 헤어라인이 형성되어 있다.

[아연계 전기 도금층의 종별 및 조성에 대해]

본 실시 형태에 관한 도금 강재의 아연계 전기 도금층은, 전기 아연 도금, 또는 전기 아연 합금 도금(이하, 「아연계 전기 도금」이라고 총칭함)에 의해 형성한다.

도금 금속에 관하여, 아연계 도금 이외의 도금에서는, 희생 방식성이 떨어지므로, 사용 시에 절단 단부면이 불가피적으로 노출되는 용도에는 적합하지 않다.

아연계 도금층 중의 아연 농도가 지나치게 낮아지면 희생 방식능이 저하되므로, 아연 합금 도금은, 도금 피막의 전체 질량에 대해, 아연을 65질량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 아연계 도금의 도금 방법으로서는, 전기 도금 외에, 용융 도금법이나 용사법이나 증착 도금법 등이 존재한다. 그러나 용융 도금법에서는, 스팽글 등의 응고 모양이나 도금층 중에 불가피적으로 혼입되는 드로스에 의해, 외관 품위가 떨어지므로, 부적합하다. 또한, 용사법에서는, 도금 피막 내부의 공극에 의해 외관의 균일성을 담보할 수 없으므로, 부적합하다. 또한, 증착법은, 성막 속도가 느려 생산성이 부족하므로, 부적합하다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 도금 강재에서는, 강재 표면에 아연계 도금을 실시하기 위해, 전기 도금을 이용한다.

본 실시 형태에 관한 전기 아연 합금 도금은, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, P, Sn, Mn, Mo, V, W, Zr로 이루어지는 원소군에서 선택되는 어느 1종 이상의 원소와, Zn 및 불순물을 포함한다. 또한, 전기 아연 도금은, Zn과 불순물을 포함한다. 여기서, 불순물이란, 아연계 전기 도금 성분으로서 의식적으로 첨가한 것은 아니며, 원료 중에 혼입되어 있거나, 혹은 제조 공정에 있어서 혼입되는 것이며, Al, Mg, Si, Ti, B, S, N, C, Nb, Pb, Cd, Ca, Pb, Y, La, Ce, Sr, Sb, O, F, Cl, Zr, Ag, W 등을 들 수 있다. 또한, 전기 아연 도금의 경우에는, 동일한 제조 설비에서 제조되는 전기 도금 강재의 품종에 따라 다르지만, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, P, Sn, Mn, Mo, V, W, Zr, Pb 등이 불순물로서 혼입되는 경우가 있다. 본 실시 형태에 있어서, 불순물이, 총 도금의 질량에 대해 합계로 1.0질량％ 정도 이하 존재해도, 도금에 의해 얻어지는 효과는 손상되는 일은 없다.

본 실시 형태의 아연계 전기 도금층에 있어서, Zn 함유량이 과도하게 감소하면 희생 방식능이 저하된다. 그 때문에, Zn 함유량은, 도금 피막의 총 질량에 대해, 바람직하게는 전술한 바와 같이 65％ 이상이고, 보다 바람직하게는 70％ 이상이고, 특히 바람직하게는 80％ 이상이다.

상기한 바와 같은 아연계 전기 도금층의 조성에 대해서는, 예를 들어 이하와 같은 방법으로 분석하는 것이 가능하다. 즉, 도금층을 침범하지 않는 용제나 리무버(예를 들어, 네오리버 S-701: 산사이 가코 가부시키가이샤 제조) 등의 박리제로 유기 수지 피복층을 제거한 후에, 인히비터를 넣은 염산 등으로 아연계 전기 도금층을 용해하고, ICP(Inductively Coupled Plasma: 유도 결합 플라스마) 발광 분광 분석 장치에 의해 분석할 수 있다.

[아연계 전기 도금층의 표면 형상에 대해]

본 실시 형태에 관한 아연계 전기 도금층의 표면은, 헤어라인을 구비한다. 아연계 전기 도금층의 표면에 있어서, 헤어라인 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(ML)가 0.10 내지 0.70㎛이다. 헤어라인 직교 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(MC)는 1.00㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 아연계 전기 도금층의 표면에 있어서, 헤어라인 직교 방향으로 측정한, 기준 레벨을 10μinch로 한 피크 수 PPI(Peaks Per Inch)가, 헤어라인 직교 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(MC)[단위:㎛]에 대해, 이하의 (I)식으로 나타내어지는 관계를 만족시킨다.

여기서, Ra는, JIS B 0601에 규정된 산술 평균 조도이고, PPI는, SAEJ911-1986에 규정된, 추출 곡선의 평균선으로부터, 기준 레벨을 역치로서 카운트한 1inch(인치)당의 산부 수(피크 수)이다. 또한, 상기한 바와 같이 Ra(ML)는, 헤어라인과 평행인 방향으로 측정한, 아연계 전기 도금층의 표면의 Ra이고, Ra(MC)는 헤어라인과 직교하는 방향으로 측정한 아연계 전기 도금층의 표면의 Ra이다.

Ra(ML)가 0.70㎛를 초과하는 경우, 아연계 전기 도금층의 표면에서의 광의 산란이 지나치게 커져, 수지 도장 후의 헤어라인 방향으로 측정한 광택도 G60(Gl)이 70 미만이 되어, 메탈릭감을 상실해 버린다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서, Ra(ML)의 상한을, 0.70㎛로 하였다. 한편, 시인할 수 있을 정도의 헤어라인을 부여하려면, 헤어라인 방향에서도 0.10㎛ 이상의 조도가 필요해진다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서, Ra(ML)의 하한을, 0.10㎛로 하였다. 본 실시 형태에 있어서, Ra(ML)의 더 바람직한 범위는, 0.10㎛ 내지 0.50㎛이다.

Ra(MC)가 1.00㎛를 초과하면, 특히 강판의 L 방향(압연 방향에 평행인 방향이며, 헤어라인을 부여하는 방향)의 Ra가 크고, 또한 도금층이 얇은 경우에는, 소지가 노출될 가능성이 높아지므로, 바람직하지 않다. 더 구체적으로는, 강판의 Ra가 1.00㎛ 이상, 또한 도금 두께가 5.5㎛ 이하인 경우에, 소지가 노출될 가능성이 높아지므로 바람직하지 않다.

헤어라인 직교 방향으로 측정한, 기준 레벨을 10μinch로 한 PPI가, Ra(MC)에 대해 (I)식을 만족시키지 않는 경우, 헤어라인의 밀도가 지나치게 작아진다. 이 경우, 0.30≤Gc/Gl≤0.70이라고 하는 관계를 만족시키지 않게 되고, 그 결과, 메탈릭감이 저하되어, 의장성이 부족해진다. 헤어라인 직교 방향으로 측정한 기준 레벨을 10μinch로 한 PPI는, 더 바람직하게는, 이하의 (I)'식으로 나타내어지는 관계를 만족시킨다.

각각의 Ra는, 아연계 전기 도금층의 표면의 임의의 10개소를 소정의 방향(헤어라인 방향 또는 헤어라인 직교 방향)으로 측정하여, 최대측 2개소와 최소측 2개소를 제외한 6개소의 Ra의 평균값이다.

각 방향에 있어서의 표면 조도 Ra나, 기준 레벨을 10μinch로 한 PPI는, 모두 촉침식 조도계로 측정 가능하다. 후술하는 유기 수지 피복층을 형성한 후에, 아연계 전기 도금층의 표면 조도를 측정할 때에는, 도금을 침범하지 않는 용제나 리무버 등의 박리제로 유기 수지 피복층을 제거하고 나서, 측정을 행하면 된다. 측정 시에, PPI의 측정 길이는 1inch, Ra의 평가 길이는, 기준 길이(컷오프 파장)의 5배로 하면 되고, 측정 속도는, 0.5㎜/sec로 하면 된다.

[지철 노출률에 대해]

본 실시 형태에 관한 아연계 전기 도금층의 지철 노출률은, 5％ 미만인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 내식성은, 아연 도금 또는 아연 합금 도금에 의해 충분히 확보된다. 그러나 헤어라인의 부여 시에 지철이 노출된 경우, 갈바니 부식의 영향으로 더 장기간의 내식성(장기 내식성)이 저하되는 경우가 있다. 이러한 장기 내식성의 열화는, 지철 노출률 5％ 이상에서 현저해지는 경우가 많다. 그 때문에, 지철 노출률은, 5％ 미만인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 아연계 전기 도금층의 지철 노출률이 5％ 미만이 됨으로써, 일반적으로 강재에 요구되는 적당한 내식성 외에도, 장기 내식성도 우수한, 극히 양호한 내식성을 갖는 것이 된다. 아연계 전기 도금층의 지철 노출률은, 보다 바람직하게는 3％ 이하이고, 0％인 것이 더욱 바람직하다.

지철 노출률은, 도금을 침범하지 않는 용제나 리무버 등의 박리제로 유기 수지 피복층을 제거하고 나서, 임의의 1㎜ 사방 5개소를 EPMA 분석하고, 분석 면적에 대한 Zn이 검출되지 않는 면적률을 화상 해석함으로써, 구할 수 있다. 본 실시 형태에서는, Zn의 검출 강도가 표준 시료(순Zn)를 측정한 경우의 1/16 이하가 되는 영역을 Zn이 검출되지 않는 영역이라고 판단한다.

[아연계 전기 도금층의 부착량에 대해]

본 실시 형태에 관한 아연계 전기 도금층의 부착량은, 10g/㎡ 이상인 것이 바람직하다. 내식성의 관점에서는, 원하는 내식성을 담보할 수 있으면, 아연계 전기 도금층의 부착량을 묻지는 않지만, 아연계 전기 도금층의 부착량이 10g/㎡ 미만인 경우, 헤어라인의 부여 시에 지철 노출률이 5％를 초과할 가능성이 높아진다. 아연계 전기 도금층의 부착량은, 보다 바람직하게는 15g/㎡ 이상이고, 더욱 바람직하게는 20g/㎡ 이상이다. 아연계 전기 도금층의 부착량의 상한값에 대해서는, 본 실시 형태에 관한 도금 강재의 제조 비용 등에 비추어, 적절하게 결정하면 되고, 예를 들어 40g/㎡ 정도로 할 수 있다. 부착량의 상한값은, 바람직하게는 35g/㎡이다.

이상, 본 실시 형태에 관한 도금 강재가 구비하는 아연계 전기 도금층에 대해, 상세하게 설명하였다.

계속해서, 본 실시 형태에 관한 도금 강재에 있어서, 아연계 전기 도금층의 표면(강재와는 반대측)에 형성되는 유기 수지 피복층에 대해 설명한다.

<유기 수지 피복층에 대해>

상기한 바와 같은 헤어라인이 부여된 아연계 전기 도금층의 표면은, 투명한 유기 수지(바꾸어 말하면, 투광성을 갖는 유기 수지)로 피복된다. 「투광성을 갖는 유기 수지」란, 도금층의 표면에 형성하였을 때, 유기 수지 피복층을 통해 도금층을 눈으로 보아 관찰할 수 있는 것을 의미한다.

[유기 수지 피복층의 성분에 대해]

유기 수지 피복층의 형성에 사용되는 수지는, 충분한 투광성을 유지하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 페놀계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 멜라민알키드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 염화비닐계 수지, 아세트산 비닐계 수지 등이 이용 가능하다.

이때, 금속(즉, 유기 수지 피복층의 하층에 위치하는 아연계 전기 도금층)과의 밀착성을 향상시키기 위해, 상기 각종 수지에 대해 실라놀기 등을 도입해도 된다. 또한, 유기 수지 피복층의 형성 시에, 상기 각종 수지를 단독으로 사용해도 되고, 이들 수지의 혼합물을 사용해도 된다. 또한, 유기 수지 피복층은, 상기 각종 수지의 단층 구조로 되어 있어도 되고, 상기 각종 수지의 적층 구조로 되어 있어도 된다.

또한, 상기 유기 수지 피복층과 아연계 전기 도금층의 밀착성을 향상시키는 수단으로서, 외관을 손상시키지 않는 범위에서, 상기 강재 및 상기 아연계 전기 도금층으로 이루어지는 도금 강재에 대해, 무기 처리나 유기 무기 복합 처리나 표면 개질 처리 등을 실시해도 된다. 여기서, 「외관을 손상시킨다」고 하는 것은, 투명도를 감소시키거나, 광택 불균일을 발생시키거나, 비정상적인 요철감을 발생시키는 것과 같은, 메탈릭감을 감소시키는 것을 의미한다. 이러한 처리로서는, 예를 들어 산화 Zr 처리나, 산화 Zn 처리나, 실란 커플링제 처리나, 약산 침지 처리나, 약알칼리 침지 처리 등을 들 수 있다.

유기 수지 피복층에 원하는 성능을 부가하기 위해, 투명도 및 외관을 손상시키지 않는 범위, 또한 본 발명에서 규정되는 범위를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 첨가제를 함유시켜도 된다. 유기 수지 피복층에 부가하는 성능으로서는, 예를 들어 내식성, 미끄럼 이동성, 내 흠집성, 도전성, 색조 등을 들 수 있다. 예를 들어 내식성이라면, 방청제나 인히비터 등을 함유시켜도 되고, 미끄럼 이동성이나 내흠집성이라면, 왁스나 비즈 등을 함유시켜도 되고, 도전성이라면, 도전제 등을 함유시켜도 되고, 색조라면, 안료나 염료 등을 함유시켜도 된다.

[유기 수지 피복층의 표면 형상에 대해]

본 실시 형태에 관한 유기 수지 피복층은, 하층인 아연계 전기 도금층의 표면에 형성된 헤어라인에 기인하여 이하에 상세하게 설명하는 표면 형상을 갖는다.

즉, 본 실시 형태에 관한 유기 수지 피복층의 표면은, 아연계 전기 도금층에 있어서의 헤어라인 방향 및 헤어라인 직교 방향에 착안한 경우에, 헤어라인 직교 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CC)[단위:㎛]가, 헤어라인 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CL)[단위:㎛]에 대해, 이하의 (II)식으로 나타내어지는 관계를 만족시키고, 또한 헤어라인 직교 방향으로 측정한 아연계 전기 도금층의 표면에서의 표면 조도 Ra인 표면 조도 Ra(MC)에 대해, 이하의 (III)식으로 나타내어지는 관계를 만족시킨다.

유기 수지 피복층의 표면 조도 Ra(CC)가 표면 조도 Ra(CL)에 대해 1.10배 미만인 경우, 헤어라인의 텍스처로부터 받는 인상과, 유기 수지 피복층의 표면에서의 광의 반사의 인상의 괴리가 지나치게 커진다. 그 결과, 메탈릭감이 상실되어, 의장성이 부족해진다. 유기 수지 피복층의 표면 조도 Ra(CC)는, 더 바람직하게는, 표면 조도 Ra(CL)의 1.20배 이상(Ra(CC)/Ra(CL)≥1.20)이다.

한편, 유기 수지 피복층에 윤활성을 부여하기 위해 비즈 등을 함유시킨 경우나, 배 껍질과 같은 외관을 형성하여 Ra(CC)≥Ra(MC)가 된 경우, 상기한 바와 마찬가지로, 헤어라인의 텍스처로부터 받는 인상과, 유기 수지 피복층의 표면에서의 광의 반사의 인상의 괴리가 지나치게 커진다. 그 결과, 메탈릭감이 상실되어, 의장성이 부족해진다. 그 때문에, 상기 (III)식을 만족시킬 필요가 있다.

유기 수지 피복층에 있어서의 각 방향의 표면 조도 Ra는, 모두 촉침식의 조도계로 측정 가능하다. 표면 조도 Ra(CL) 및 표면 조도 Ra(MC)는, 아연계 전기 도금층에 있어서의 표면 조도 Ra(ML) 및 표면 조도 Ra(MC)와 마찬가지로, 임의의 10개소를 측정하여, 최대측 2개소와 최소측 2개소를 제외한 6개소의 Ra의 평균값이다.

[유기 수지 피복층의 두께에 대해]

본 실시 형태에 관한 유기 수지 피복층의 평균 두께는, 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유기 수지 피복층의 평균 두께가 10㎛를 초과하면, 가령 점도나 도포 방법을 조정하여 유기 수지 피복층을 형성하였다고 해도, 아연계 전기 도금층에 헤어라인이 있다고 해도, 유기 수지 피복층의 표면이 평활화되기 쉬워진다. 또한, 광이 유기 수지 피복층 내를 통과하는 거리가 길어짐으로써 반사광이 감소하여, 광택도가 저하될 가능성이 높아진다. 또한, 가공에 수반되는 수지의 변형에 의해, 아연계 전기 도금층 표면의 텍스처와, 유기 수지 피복층의 표면의 형상의 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 이상의 이유에 의해, 유기 수지 피복층의 평균 두께는, 10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.

한편, 장기 내식성의 관점에서, 유기 수지 피복층의 단면으로부터 보아 가장 얇은 부분의 두께(즉, 유기 수지 피복층의 두께의 최솟값)가, 0.1㎛ 이상이고, 또한 유기 수지 피복층의 평균 두께가, 1.0㎛ 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 「가장 얇은 부분」이란, 헤어라인에 대해 직교하는 방향으로 임의의 위치에서 5㎜의 길이를 잘라내어 단면 시료를 제작하고, 100㎛ 간격으로 20점 측정한 막 두께의 최솟값을 의미하고, 「평균 두께」란, 20점의 평균을 의미한다. 유기 수지 피복층의 가장 얇은 부분의 두께는, 0.5㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 유기 수지 피복층의 평균 두께는, 3.0㎛ 이상인 것이 더 바람직하다.

이상, 본 실시 형태에 관한 유기 수지 피복층에 대해, 상세하게 설명하였다.

본 실시 형태에 관한 도금 강재에 있어서, 유기 수지 피복층 및 아연계 전기 도금층을 제거한 후의 표면 조도(즉, 강재의 표면 조도)는, Ra로 0.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 유기 수지 피복층 및 아연계 전기 도금층을 제거한 후의 표면 조도는, 헤어라인에 평행인 방향으로 측정한 값이다. 유기 수지 피복층 및 아연계 전기 도금층을 제거한 후의 표면 조도가 지나치게 클 경우, 헤어라인 방향으로 측정한 도금 표면 조도 Ra(ML)를 0.10 내지 0.70㎛로 하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 유기 수지 피복층 및 아연계 전기 도금층을 제거한 후의 표면 조도가 지나치게 클 경우, 헤어라인의 부여 시에 요철의 산 부분이 깎일 가능성이 높아진다는 점에서, 지철 노출률이 5％를 초과할 가능성이 높아진다.

강재의 표면 조도를 측정할 때, 유기 수지 피복층 및 아연계 전기 도금층은, 강재를 침범하지 않도록, 인히비터를 첨가한 희염산에 침지하여 제거하면 된다. 염산 농도는, 예를 들어 10mass％로 할 수 있다.

지철이 노출되는지 여부는, 모재가 되는 강재(지철)의 표면 조도 Ra에만 영향을 받는 것은 아니며, 아연계 전기 도금층의 두께나, 헤어라인의 깊이 등과 같은 다양한 요인에 의해 영향을 받지만, 강재의 표면 조도 Ra 및 아연계 전기 도금층의 두께의 영향은 비교적 크다고 생각할 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 바람직한 강재의 표면 조도 Ra를, 상기한 바와 같이 규정하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 도금 강재에서는, 투명한 유기 수지 피복층과 아연계 전기 도금층을 구비한 강재에 있어서, 아연계 전기 도금층 표면의 형상 외에도, 유기 수지 피복층 표면의 형상을 일정한 범위 내로 제어한다. 이에 의해, 금속 소지의 텍스처의 인상과 수지 표면에서 반사되는 광의 인상의 차를 억제할 수 있고, 헤어라인 방향으로 측정한 광택도 G60(Gl)이 70 내지 400이고, 또한 헤어라인 직교 방향으로 측정한 광택도 G60(Gc)에 대해, 0.30≤Gc/Gl≤0.70의 범위로 제어할 수 있으므로, 메탈릭감을 발현할 수 있다. 이에 의해, 저렴한 강재를 사용하면서 일정한 내식성을 구비하고, 헤어라인 외관을 갖는 메탈릭감이 우수한 소재를 얻을 수 있다.

상기한 바와 같은 광택도 G60(Gl) 및 G60(Gc)은, 시판되고 있는 광택도계를 사용함으로써 측정 가능하다.

이상, 본 실시 형태에 관한 도금 강재에 대해, 상세하게 설명하였다.

(도금 강재의 제조 방법에 대해)

계속해서, 이상 설명한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 도금 강재의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 실시 형태에 관한 도금 강재의 제조 방법에서는, 먼저, 필요에 따라서 표면 조도가 조정된 강재(예를 들어, 냉연 강판)에 대해, 알칼리 용액에 의한 탈지와 염산이나 황산 등을 사용한 산에 의한 산세를 실시하고, 아연계 전기 도금층을 형성한다. 여기서, 강재의 표면 조도의 조정은, 공지의 방법을 이용하는 것이 가능하고, 예를 들어 강재로서 판재를 사용한다면, 표면 조도가 원하는 범위가 되도록 조정된 롤로 압연하여 전사하는 등의 방법을 사용할 수 있다.

아연계 전기 도금층의 형성 방법으로서는, 기지의 전기 도금법을 사용할 수 있다. 전기 도금욕으로서는, 예를 들어 황산욕, 염화물욕, 징케이트욕, 시안화물욕, 피로인산욕, 붕산욕, 시트르산욕, 기타 착체욕 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 또한, 전기 아연 합금 도금욕에는, Zn 이온 외에, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, P, Sn, Mn, Mo, V, W, Zr으로부터 선택되는 하나 이상의 단이온 또는 착이온을 첨가함으로써, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, P, Sn, Mn, Mo, V, W, Zr을 원하는 양 함유하는 전기 아연 합금 도금층을 형성할 수 있다. 또한, 도금욕 중의 이온의 안정화나 도금의 특성을 제어하기 위해, 상기 도금욕에 대해 첨가제를 첨가하는 것이, 더욱 바람직하다.

상기 전기 도금욕의 조성, 온도, 유속, 및 도금 시의 전류 밀도나 통전 패턴 등은, 원하는 도금 조성이 되도록 적절하게 선택하면 된다. 또한, 아연 도금층 및 전기 아연 합금 도금층의 두께의 제어는, 원하는 조성이 되는 전류 밀도의 범위 내에서 전류값과 시간을 조정함으로써 행할 수 있다.

얻어진 아연계 전기 도금층을 구비하는 도금 강재에 대해, 헤어라인을 형성한다. 헤어라인을 부여하는 방법에 대해서는, 예를 들어 스테인리스 강재에 헤어라인을 부여하는 경우와 마찬가지로, 연마 벨트로 연마하는 방법, 지립 브러시로 연마하는 방법을 들 수 있다.

텍스처를 부여한 롤을 사용하여 전사하는 방법에서는, 도금 결정의 요철을 충분히 제거하지 못하여, 광택도가 저하될 것이 우려되므로, 바람직하지 않다.

헤어라인의 깊이나 빈도는, 연마 벨트나 지립 브러시의 입도를 조정함으로써, 본 실시 형태에 관한 형상으로 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 헤어라인을 부여한 아연계 전기 도금층의 표면에, 유기 수지를 피복한다. 여기서, 유기 수지 피복층의 형성에 사용하는 도료는, 강재에 도포한 순간에는 강재의 표면 형상에 추종하고, 일단 강재의 표면 형상을 반영한 후의 레벨링은 느린 것인 것이 바람직하다. 즉, 높은 전단 속도에서는 점도가 낮고, 낮은 전단 속도에서는 점도가 높은 도료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 전단 속도 0.1[1/sec]에서는 10[Pa·s] 이상의 점도를 갖고, 전단 속도 1000[1/sec]에서는 0.01[Pa·s] 이하의 전단 점도를 갖는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 범위로 전단 점도를 조정하려면, 예를 들어 수계의 에멀션 도료라면, 수소 결합성의 점도 조정제를 첨가하여 조정할 수 있다. 이러한 수소 결합성의 점도 조정제는, 저전단 속도 시에는 수소 결합에 의해 서로 구속하므로, 도료의 점도를 높일 수 있지만, 고전단 속도에서는 수소 결합이 절단되므로, 점도가 저하된다. 이에 의해, 요구하는 도장 조건에 따른 전단 점도로 조정하는 것이 가능해진다. 용제계의 도료를 사용하는 경우에는, 예를 들어 SiO₂나 TiO₂나 ZnO 등의 투명한 안료를 첨가하는 것이나 열물성이 상이한 수지를 혼합함으로써 조정할 수 있다. 이때, 안료를 첨가하는 경우는 안료의 굴절률에 가까운 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 열물성이 상이한 수지를 혼합하는 경우는 양쪽의 수지의 굴절률이 가까운 것이 바람직하다. 굴절률의 차가 커지면 수지와 안료의 계면이나 서로 다른 수지와의 계면에서 산란이 일어나므로, 전기 도금층 표면의 텍스처를 불선명하게 하여, 메탈릭감이 사라져 버린다. 굴절률의 차는 20％ 이하가 바람직하고, 10％ 이하가 더욱 바람직하다.

상기한 바와 같이 유기 수지 피복층의 형성에 사용하는 도료의 전단 점도를 제어함으로써, 앞서 설명한 바와 같은 유기 수지 피복층의 표면 형상을 실현하는 것이 가능해진다. 여기서, 유기 수지 피복층의 형성에 사용하는 도료가 상기한 바와 같은 전단 점도를 갖고 있지 않은 경우, 아연계 전기 도금층의 요철(즉, 헤어라인 형상)에 대해, 유기 수지 피복층의 표면 조도가 지나치게 평활화되어 버려, 앞서 설명한 바와 같은 유기 수지 피복층의 표면 형상을 실현하는 것이 곤란해진다.

유기 수지를 피복하는 방법에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 기지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같은 점도로 조정된 도료를 사용하여, 분사법이나 롤 코터법이나 커튼 코터법이나 침지 인상법으로 도포한 후에, 자연 건조 또는 베이킹 건조하여 형성할 수 있다. 건조 온도 및 건조 시간, 그리고 베이킹 온도 및 베이킹 시간은, 형성할 유기 수지 피복층이 원하는 성능을 구비하고, 또한 본 실시 형태에 관한 형상이 되도록 적절하게 결정하면 된다. 이때, 승온 속도가 느리면, 수지 성분의 연화점으로부터 베이킹 완료까지의 시간이 길어져 레벨링이 진행되어 버리므로, 승온 속도는 빠른 것이 바람직하다.

실시예

이하, 본 발명의 효과를, 발명예에 의해 구체적으로 설명한다. 이하에 설명하는 실시예에 기재된 내용에 의해, 본 발명의 내용이 제한되는 것은 아니다.

두께가 0.6㎜인, 어닐링 및 조질 압연 완료된 강판(성분 조성으로서, 질량％로, C: 0.001％, Si: 0.01％, Mn: 0.1％, P: 0.008％, S: 0.004％를 각각 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강판)을, 농도 30g/L의 Na₄SiO₄ 처리액을 사용하여, 처리액 60℃, 전류 밀도 20A/dm², 처리 시간 10초의 조건에서 전해 탈지하고, 수세하였다. 이어서, 전해 탈지한 강재를, 60℃의 농도 50g/L인 H₂SO₄ 수용액에 10초간 침지하고, 또한 수세함으로써, 도금 전처리를 행하였다. 강판의 L 방향(압연 방향에 평행인 방향이며, 헤어라인을 부여하는 방향)의 Ra(산술 평균 조도)는, 각각, 이하의 표 1A, 표 2A에 나타내는 바와 같았다.

이어서, 상기한 바와 같은 강재에 대해, 하기의 표 1A, 표 2A에 나타내는 도금을 실시하여, 아연계 전기 도금층을 형성하였다.

Zn 도금 피막(표 1A: No.1 내지 15)은, 황산Zn7수화물을 1.0mol/l와, 무수황산나트륨 50g/L를 포함하는 pH2.0의 도금욕을 사용하여, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로, 부착량이 11g/㎡(No.5, 8, 12), 22g/㎡(No.1 내지 4, 7, 9 내지 11, 14 내지 15), 30g/㎡(No.13), 38g/㎡(No.6) 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

Zn-Ni 도금 피막(표 1A: No.16 내지 30)은, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로 도금하였을 때, 이하의 표 1A의 조성이 되는 비로 황산Zn7수화물과 황산Ni6수화물을 조정한, 황산Zn7수화물과 황산Ni6수화물을 합계로 1.2mol/l와, 무수황산나트륨 50g/L를 포함하는 pH2.0의 도금욕을 사용하여, 부착량이 11g/㎡(No.26), 22g/㎡(No.16 내지 23, 25, 27, 29, 30), 30g/㎡(No.28), 38g/㎡(No.24) 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

Zn-Fe 도금 피막(표 1A 내지 표 2A: No.31 내지 45)은, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로 도금하였을 때, 이하의 표 1A, 표 2A의 조성이 되는 비로 황산Zn7수화물과 황산Fe(II)7수화물을 조정한, 황산Zn7수화물과 황산Fe(II)7수화물을 합계로 1.2mol/l와, 무수황산나트륨 50g/L를 포함하는 pH2.0의 도금욕을 사용하여, 부착량이 11g/㎡(No.35, 38), 22g/㎡(No.31 내지 34, 36 내지 37, 40 내지 42, 44 내지 45), 30g/㎡(No.43), 38g/㎡(No.39) 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

Zn-Co 도금 피막(표 2A: No.46 내지 60)은, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로 도금하였을 때, 이하의 표 2A의 조성이 되는 비로 황산Zn7수화물과 황산Co7수화물을 조정한, 황산Zn7수화물과 황산Co7수화물을 합계로 1.2mol/l와, 무수황산나트륨 50g/L를 포함하는 pH2.0의 도금욕을 사용하여, 부착량이 22g/㎡(No.46 내지 52, 54 내지 60), 38g/㎡(No.53) 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

Zn-Ni-Fe 도금 피막(표 2A: No.61 내지 62)은, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로 도금하였을 때, 이하의 표 2A의 조성이 되는 비로 황산Zn7수화물과 황산Ni6수화물과 황산Fe(II)7수화물을 조정한, 황산Zn7수화물과 황산Ni6수화물과 황산Fe(II)7수화물을 합계로 1.2mol/l와, 무수황산나트륨 50g/L를 포함하는 pH2.0의 도금욕을 사용하여, 부착량이 11g/㎡(No.61), 22g/㎡(No.62) 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

Zn-Co-Mo 도금 피막(표 2A: No.63 내지 64)은, 욕온 50℃, 전류 밀도 50A/dm²로 도금하였을 때, 이하의 표 2A의 조성이 되는 비로 황산Zn7수화물과 황산Co7수화물과 몰리브덴산나트륨2수화물을 조정한, 황산Zn7수화물과 황산Co7수화물과 몰리브덴산나트륨2수화물을 합계로 1.2mol/l와, 포름산나트륨 25g/L와, 붕산 50g/L를 포함하는 pH4.0의 도금욕을 사용하여, 부착량이 22g/㎡ 정도가 되도록, 도금 시간을 조정하여 형성하였다.

상기한 모든 도금 처리 시에, 상대 유속이 1m/sec가 되도록, 도금액을 유동시켰다. 또한, 얻어진 도금 피막의 조성은, 도금한 강판을 인히비터(아사히 가가쿠 제조 NO.700AS)를 넣은 10질량％ 염산에 침지하여 용해 박리하고, 용해한 용액을 ICP로 분석함으로써 확인하였다.

또한, 상기한 시약은, 모두 일반 시약을 사용하였다.

No.1 내지 No.64에 대해서는, 얻어진 도금 강판에 대해, 강판의 L 방향(압연 방향)을 따라, 헤어라인을 부여하였다. 헤어라인은, 다양한 입도의 연마지를 강판에 대고 누르고, 압하력, 연마 횟수를 변화시켜 형성하였다.

헤어라인 부여 후의 도금 조도 및 도금 부착량은, 이하의 표 1A, 표 2A에 나타내는 바와 같다.

도금 조도(즉, 표면 조도 Ra)는, 삼차원 표면 조도 측정기(도쿄 세이미츠 제조 서프콤 1500DX3)로 측정하였다. 도금 부착량은, 인히비터(아사히 가가쿠 제조 NO.700AS)를 넣은 10질량％ 염산에 침지하여 용해 박리하기 전후의 중량 차로부터 산출하였다.

이하의 표 1A, 표 2A에 나타낸 도금 부착량은, 헤어라인을 부여한 후에 측정된 부착량이며, 전술한 부착량과의 차분은, 헤어라인을 부여하는 과정에서의, 도금 피막의 감소분에 상당한다.

지철 노출률은, 얻어진 도금 강판을 잘라내고, 1㎜ 사방의 시야 5개소를 EPMA(니혼덴시 제조 JXA8230)로 분석하고, 화상 해석에 의해 Zn이 검출되지 않고 Fe가 검출되는 면적률을 산출함으로써 측정하였다. EPMA 분석은, 가속 전압 15㎸, 조사 전류 30nA의 조건에서 실시하였다. Zn의 검출 강도가 표준 시료(순Zn)를 측정한 경우의 1/16 이하가 되는 영역을 Zn이 검출되지 않는 영역이라고 판단하고, Fe의 검출 강도가 표준 시료(순Fe)를 측정한 경우의 14/16를 초과하는 영역을 Fe가 검출되었다고 판단하였다.

얻어진 이들 결과를, 이하의 표 1A, 표 2A에 나타냈다.

헤어라인을 부여한 상기한 도금 강판에 대해, 투명한 유기 수지 피복층을 형성하였다. 투명한 유기 수지는, 우레탄계 수지(가부시키가이샤 ADEKA 제조, HUX-232)를 물에 분산시킨, 다양한 농도와 점도의 처리액을 준비하고, 이들 처리액을 롤로 퍼올려, 베이킹 건조 후에 이하의 표 1A, 표 2A에 나타내는 두께가 되도록 전사하였다. 처리액을 전사한 강판을 250℃로 유지한 노에 넣고, 강판의 도달 온도가 210℃에 도달할 때까지 1분 내지 5분간 유지한 후, 빼내어 냉각하였다.

여기서, No.3 내지 No.5, No.11 내지 No.15, No.18 내지 No.20, No.26 내지 No.30, No.33 내지 No.35, No.41 내지 No.45, No.48 내지 No.50, No.56 내지 No.64에 대해서는, 다양한 사이즈의 폴리에틸렌 왁스를 첨가하였다.

또한, No.4, No.19, No.34, No.49에 대해서는, 평균 입경이 유기 수지 피복층의 두께의 1.5배의 크기가 되는 아크릴 비즈(네가미 고교사 제조 GR400 투명)를, 도료의 고형분에 대해 3질량％가 되도록 첨가하였다.

상기 처리액을 준비할 때, 점도 조정제로서는, BYK-425(빅케미 제조)를 사용하고, 전단 속도 0.1[1/sec]에서는 10[Pa·s] 이상의 점도를 갖고, 전단 속도 1000[1/sec]에서는 0.01 [Pa·s] 이하의 전단 점도를 갖도록 조정하였다. No.33에 대응하는 처리액에만 점도 조정제를 첨가하지 않고, 전단 속도 0.1[1/sec]에 있어서의 점도가 10[Pa·s]를 하회하도록 조정하였다.

유기 수지 피복층의 표면 조도는, 아연계 전기 도금층의 표면 조도와 마찬가지의 방법으로 측정하였다. 또한, 얻어진 도금 강재의 광택도 G60(Gl) 및 G60(Gc)은, 각각, 광택도계(스가 시켄키 제조: 글로스미터 UGV-6P)에 의해 측정하였다. 얻어진 이들 결과를, 이하의 표 1A, 표 1B, 표 2A, 표 2B에 통합하여 나타냈다.

얻어진 도금 강재의 내식성(더 상세하게는, 장기 내식성)은, 얻어진 시료를 75㎜×100㎜의 크기로 절단하고, 단부면 및 이면을 테이프 시일로 보호한 후에, 35℃-5％NaCl의 염수 분무 시험(JIS Z 2371)에 제공하여, 240시간 후의 녹 발생률이 5％ 이하인 것을 OK로 하고, 5％를 초과한 것을 NG로 하였다. 얻어진 결과를, 이하의 표 1B, 표 2B에 아울러 나타냈다.

[표 1A]

[표 1B]

[표 2A]

[표 2B]

표 1A, 표 1B, 표 2A, 표 2B에 의하면, 본 발명의 실시예는 어느 것이나 모두, 헤어라인을 구비하고, 강재가 메탈릭감을 구비하는 지표인 헤어라인 방향으로 측정한 광택도 G60(Gl)이 70 내지 400이고, 또한 헤어라인 직교 방향으로 측정한 광택도 G60(Gc)에 대해, 0.30≤Gc/Gl≤0.70의 범위였다. 즉, 본 발명의 도금 강재에 상당하는 실시예는 어느 것이나 모두, 우수한 메탈릭감을 갖는 것이었다.

이에 비해, 비교예는 모두, 광택도 G60(Gl)이 70 미만이거나, 또는 헤어라인 직교 방향으로 측정한 광택도 G60(Gc)에 대해, 0.30≤Gc/Gl≤0.70의 범위 밖이었다. 즉, 비교예에 관한 도금 강재에 대해서는, 금속 표면의 인상과 수지 표면에서 반사된 광의 인상에 차이가 있으므로, 우수한 메탈릭감이 있다고는 할 수 없는 것이 명확해졌다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

본 발명에 따르면, 저렴한 강재를 사용하면서 헤어라인 외관을 갖고, 또한 메탈릭감이 우수한, 도금 강재를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims

강재와,
상기 강재의 표면에 형성된 아연계 전기 도금층과,
상기 아연계 전기 도금층의 표면에 형성된 유기 수지 피복층을
구비하고,
상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면은, 소정의 방향으로 연신되는 헤어라인을 갖고 있고,
상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, 상기 헤어라인의 연신 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(ML)가, 0.10 내지 0.70㎛이고,
상기 아연계 전기 도금층의 상기 표면에 있어서, 상기 연신 방향에 대해 직교하는 방향으로 측정한 기준 레벨 10μinch의 피크 수 PPI가, 상기 연신 방향에 대해 직교하는 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(MC)에 대해, 하기 (I) 식으로 나타내어지는 관계를 만족시키고,
상기 유기 수지 피복층의 표면에 있어서, 상기 연신 방향에 직교하는 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CC)가, 상기 연신 방향으로 측정한 표면 조도 Ra(CL)에 대해, 하기 (II)식으로 나타내어지는 관계를 만족시키고,
상기 표면 조도 Ra(CC)가, 상기 표면 조도 Ra(MC)에 대해, 하기 (III)식으로 나타내어지는 관계를 만족시키는, 도금 강재.
제1항에 있어서,
상기 유기 수지 피복층의 평균 두께가, 10㎛ 이하인, 도금 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유기 수지 피복층의 두께의 최솟값이, 0.1㎛ 이상이고,
상기 유기 수지 피복층의 평균 두께가, 1.0㎛ 이상인, 도금 강재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 조도 Ra(MC)가, 1.00㎛ 이하인, 도금 강재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아연계 전기 도금층의 지철 노출률이, 5％ 미만인, 도금 강재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 아연계 전기 도금층의 부착량이, 10g/㎡ 이상인, 도금 강재.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 수지 피복층 및 상기 아연계 전기 도금층을 제거한 후의, 상기 강재의 표면 조도 Ra가, 0.50㎛ 이하인, 도금 강재.