WO2016157665A1 - 吸放熱鋼板および吸放熱部材 - Google Patents

吸放熱鋼板および吸放熱部材 Download PDF

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WO2016157665A1
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晋 上野
中野　忠
山本　雅也
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    • F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal

Definitions

  • the present invention relates to a heat absorbing / dissipating steel sheet and a heat absorbing / dissipating member, and more specifically, is suitable as a material for a housing of a device serving as a heat source such as an electronic component or an electrical component, and has excellent heat absorbing / dissipating properties and workability.
  • the present invention relates to a steel plate and a heat absorbing / dissipating member constituted thereby.
  • the internal temperature of the housing (case) that houses the electronic and electrical components tends to increase.
  • the internal temperature is high, there is a problem that the product life is shortened due to failure of the electronic and electrical components and malfunction.
  • a method for suppressing the rise in the internal temperature of the casing by absorbing heat at the inner surface of the casing and dissipating heat at the outer surface by producing the casing with a material having excellent heat absorption and radiation characteristics is being studied.
  • a material excellent in the heat absorbing / dissipating characteristics for example, a coated steel sheet having a steel sheet and a coating film containing a pigment or a resin having excellent heat absorbing / dissipating characteristics disposed on the surface thereof is known (for example, patents). Reference 1 and 2).
  • the coated steel sheet is manufactured by applying and baking a paint to which an additive or a resin is added so as to have a predetermined emissivity. For this reason, it tends to be expensive. Further, when the coated steel sheet is processed, the coating film is peeled off and the substrate (for example, the plating layer or the steel substrate in the steel sheet) is exposed, and there is a concern that the heat absorption and radiation characteristics of the exposed part may be deteriorated. The Furthermore, since the coating material uses a large amount of volatile organic compound (VOC), there is a concern about the influence on the environment.
  • VOC volatile organic compound
  • the present invention has a heat-absorbing and heat-dissipating steel sheet that has no deterioration in heat-absorbing and heat-dissipating properties due to processing, has an excellent heat-absorbing and heat-dissipating property without substantially containing an organic compound, and has excellent workability, and It is an object of the present invention to provide an excellent new heat absorbing / dissipating member.
  • the inventors of the present invention provide Zn having lattice defects in a hot-dipped layer in a hot-dip Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet by hot-dip plating of hot metal containing zinc (Zn), aluminum (Al) and magnesium (Mg), It has been found that by distributing one or both of the oxides and hydroxides of Al and Mg in a lamellar shape, it is possible to achieve both good heat-absorbing and radiating properties and good workability, and further studies are added to the present invention. Completed.
  • the present invention is a heat-absorbing and radiating steel plate having a steel plate and a hot-dip plated layer disposed on the surface of the steel plate and having an emissivity of 0.4 or more. And 1.0 to 22.0% by mass of Al, 1.3 to 10.0% by mass of Mg, and / or lamellar oxides and hydroxides having lattice defects And a heat absorbing / dissipating steel sheet.
  • this invention provides the heat absorbing / dissipating member comprised with the said heat absorbing / dissipating steel plate.
  • the present invention it is possible to provide a heat-absorbing and heat-dissipating steel sheet that has no deterioration in heat-absorbing and heat-dissipating properties due to processing, has excellent heat-absorbing and heat-dissipating properties without containing an organic compound, and has excellent workability. it can.
  • the heat absorbing / dissipating steel sheet can be provided at low cost, and exhibits excellent heat absorbing / dissipating characteristics even when processed into a severely processed shape (for example, a complicated shape or a shape by precise processing).
  • the heat absorbing / dissipating member excellent in the heat absorbing / dissipating property can be provided.
  • FIG. 1A is a diagram showing a measurement result of hydroxide by TOF-SIMS of a hot-dipped layer in an example of a hot-dip steel sheet according to the present invention
  • FIG. 1B is a hot-dipped layer in an example of the heat absorbing / dissipating steel plate according to the present invention. It is a figure which shows the measurement result of the hydroxide by TOF-SIMS.
  • FIG. 2A is a diagram showing a measurement result of oxides by TOF-SIMS of a hot-dipped layer in an example of a hot-dip steel sheet according to the present invention
  • FIG. 2B shows a hot-dip heat-dissipating steel sheet according to the present invention.
  • FIG. 3A is a view showing an X-ray diffraction chart of a hot-dip plated layer in an example of a hot-dip steel sheet according to the present invention
  • FIG. 4A is a diagram showing an ESR spectrum of a hot-dip plated layer in an example of a hot-dip plated steel sheet according to the present invention
  • FIG. 4B is a diagram showing an ESR spectrum of a hot-dip plated steel sheet according to an example of the present invention.
  • FIG. 3A is a view showing an X-ray diffraction chart of a hot-dip plated layer in an example of a hot-dip steel sheet according to the present invention
  • FIG. 4B is a diagram showing an ESR spectrum of a hot-dip plated steel sheet according to an example of the present invention.
  • It is an optical microscope photograph of the cross section in an example of the heat absorption / radiation steel plate of
  • FIG. 6A is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of an apparatus used for measuring the heat absorption / release characteristics of the heat-absorbing / radiating steel sheet of the present invention
  • FIG. 6B is a plan view schematically showing the configuration of the apparatus. .
  • “Radiation” is one way of transmitting heat. This is a phenomenon in which heat moves as electromagnetic waves. It is known that when heat is incident on an object, part is reflected, part is transmitted, and part is absorbed. Since the heat incident on the steel plate is hardly transmitted, a part of the heat incident on the steel plate is substantially reflected and the rest is absorbed.
  • excellent heat absorption / dissipation characteristics means “heat is easily absorbed” and “electromagnetic waves are easily absorbed”.
  • An oxide or hydroxide having lattice defects has an energy level equal to or lower than the band gap, and easily absorbs and emits electromagnetic waves. Therefore, it is easy to absorb and dissipate heat.
  • the oxides and hydroxides are generally hard and brittle. For this reason, when the oxide or hydroxide layer is formed on the surface of the steel sheet, the formed layer is easily peeled off by processing. Further, even when the oxide or hydroxide layer is formed on a steel plate having pits formed on the surface by shot blasting or etching, the layer is likely to fall off by subsequent processing.
  • the present inventors studied to give the plating layer an oxide or hydroxide having a lattice defect by performing some kind of treatment on the plated steel sheet.
  • the present inventors have found a method of changing a part of the metal in the hot-dip plated layer to an oxide or hydroxide having lattice defects by performing a treatment in which a Zn-based hot-dip steel sheet is brought into contact with water vapor.
  • An oxide or hydroxide layer having lattice defects can be formed by performing the above-described treatment on a normal hot-dip Zn-plated steel sheet or electric Zn-plated steel sheet.
  • the present inventors have performed the above-described steam treatment on the hot-dip Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet, so that the plated steel sheet is part of the oxide or hydroxide even after processing. Was found to have good processability without peeling.
  • the heat absorbing / dissipating steel plate according to the present embodiment includes a steel plate and a hot dipped plating layer.
  • steel sheet Various steel plates can be used as the steel plate.
  • the steel plate include low carbon steel, medium carbon steel, steel carbon steel, alloy steel, high strength steel plate and stainless steel.
  • the steel plate is preferably a deep drawing steel plate, examples of which include low-carbon Ti-added steel and low-carbon Nb-added steel.
  • the said steel plate may be electroplated before the said hot dipping is performed for reasons, such as the metal-plating improvement of the said steel plate. Examples of the electroplating include plating of Ni or Fe.
  • the hot-dip plating layer is disposed on one surface or both surfaces of the steel plate.
  • the hot-dip plating layer contains Zn, Al, and Mg.
  • the Al content in the hot dipped layer is 1.0 to 22.0 mass%.
  • the Mg content in the hot-dip plating layer is 1.3 to 10.0% by mass.
  • the content of Zn in the hot-dip plating layer may be the remaining, for example, 68 to 97.7% by mass.
  • the hot-dip plated layer has a lamellar eutectic structure. Since the hot-dip plated layer has a lamellar eutectic structure, the later-described oxide or hydroxide portion is prevented from being peeled off from the hot-dip heat-dissipating steel sheet even after the heat absorbing and radiating steel sheet is processed.
  • the hot-dip plated layer usually has a lamellar ternary eutectic structure of Al—Zn—Zn 2 Mg.
  • the hot-dip plated layer only needs to have another lamellar eutectic structure as long as peeling of the oxide or hydroxide portion is prevented, and Al—Zn or Zn—Zn 2 Mg Or a binary eutectic structure such as Zn 11 Mg 2 instead of Zn 2 Mg.
  • the Zn 11 Mg 2 phase can be formed according to conditions such as the cooling rate of the molten metal during the production of the hot dipped layer.
  • the hot-dip plated layer may further contain other metals or inorganic components other than Zn, Al, and Mg as long as the effects of the present embodiment can be obtained.
  • the hot-dip plating layer may further contain 2.0% by mass or less of Si, may further contain 0.1% by mass or less of Ti, or 0.045% by mass or less.
  • B may be further contained.
  • the hot-dip plated layer may further contain up to approximately 2.0% by mass of Fe.
  • the thickness of the hot-dip plating layer can be determined within a range in which the effect of the present embodiment can be obtained, and is preferably 3 to 100 ⁇ m, for example.
  • the thickness of the hot-dip plated layer is less than 3 ⁇ m, scratches that reach the steel plate are likely to occur during handling of the hot-dip plated steel plate, so that the corrosion resistance may be lowered.
  • the thickness of the hot dip plating layer is more than 100 ⁇ m, the hot dip plating layer and the steel plate are easily separated from each other at the processed portion of the heat absorbing and radiating steel plate because the hot dip plating layer and the steel plate have different ductility when compressed.
  • the thickness of the hot dip plated steel sheet is more preferably 3 to 50 ⁇ m and even more preferably 3 to 30 ⁇ m from the viewpoint of preventing the above-described deterioration in corrosion resistance and peeling of the hot dip plated layer.
  • the hot-dip plating layer contains one or both of oxides and hydroxides having lattice defects.
  • the oxide or hydroxide is distributed in a lamellar manner in the hot-dip plating layer.
  • “in the hot-dip plating layer” includes both the surface of the hot-dip plating layer and the inside of the hot-dip plating layer.
  • oxide etc. One or both of the oxide and hydroxide having the lattice defect (hereinafter also referred to as “oxide etc.”) are produced by bringing the hot-dip plated steel sheet into contact with water vapor.
  • the oxide or the like is, for example, one or more oxides or hydroxides selected from the group consisting of Zn, Al, and Mg.
  • the oxides and the like can be identified by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) or X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA, XPS) analysis. Since the oxide or the like is a reaction product of the metal component in the hot-dip plating layer and water vapor, it is considered that the hot-dip plating layer contains both oxide and hydroxide. . Moreover, metal ions, such as the said oxide, originate in the metal component in the said hot dipping layer. The fact that the hot-dip plating layer contains the oxide or the like substantially means that any oxide and hydroxide of Zn, Al, and Mg are present in the hot-dip plating layer.
  • FIG. 1A is a diagram showing a measurement result of hydroxide by TOF-SIMS of a hot-dipped layer of a plated steel sheet 3 (hot-dipped steel sheet before water vapor treatment) in an example
  • FIG. FIG. 3 is a view showing a measurement result of hydroxide by TOF-SIMS of a hot-dipped layer of No. 3 (hot-dipped steel sheet after steam treatment).
  • FIG. 2A is a diagram showing a measurement result of oxides by TOF-SIMS of the hot-dipped layer of the plated steel sheet 3 (hot-dipped steel sheet before steaming) in the example
  • FIG. 1A is a diagram showing a measurement result of hydroxide by TOF-SIMS of a hot-dipped layer of a plated steel sheet 3 (hot-dipped steel sheet before water vapor treatment) in an example
  • FIG. FIG. 3 is a view showing a measurement result of hydroxide by TOF-SIMS of a hot-dipped layer of No
  • FIG. 1 shows the measurement result of the oxide by TOF-SIMS of the hot-dipping layer of (hot-dipped steel plate after steam treatment).
  • the alternate long and short dash line represents HOZn
  • the black solid line represents HOAl
  • the black dashed line represents HOMg.
  • the alternate long and short dash line represents OZn
  • the black solid line represents OAl
  • the black broken line represents OMg.
  • the measurement conditions are such that Ga + is used as the primary ion species, the primary acceleration voltage is 15 kV, and the primary ion current is 0.6 nA.
  • the raster area is 20 ⁇ m ⁇ 20 ⁇ m, and the measurement range is 0.5 to 2000 m / z.
  • the “secondary ion intensity” in FIGS. 1 and 2 represents the number of secondary ions detected in 30 seconds
  • “sputtering time” is the sputtering time. That means
  • Both the plated steel sheet 3 and the heat absorbing / dissipating steel sheet 3 are oxidized by the atmosphere at the surface of the hot-dip plated layer and in the vicinity thereof (also referred to as “surface layer”), and are derived from secondary ions and hydroxides derived from oxides. Both secondary ions are detected. However, secondary ions are not detected in the hot dipped layer before the steam treatment in the hot dipped layer (also referred to as “lower layer”) rather than the surface layer. That is, in the lower layer of the hot dip plating layer, neither oxide nor hydroxide is present, and it is shown that all are in a metal state (FIGS. 1A and 2A). However, OAl in FIG. 2A is also detected in the lower layer.
  • Al is a metal having a higher ionization efficiency than Zn and Mg, it is considered that the strength is increased even in the lower layer. Further, the present inventors have found that OZn and OMg are not substantially present in the lower layer and that the strength in FIG. 2A is sufficiently low compared to those in FIG. 2B described later for Zn and Mg. Believes that the detection of Al in the lower layer is due to measurement errors and does not indicate the presence of oxide.
  • both secondary ions of oxide and hydroxide are detected in the lower layer.
  • the OAl in FIG. 2B clearly shows a higher strength than that in FIG. 2A, and therefore the presence of an oxide of Al can be confirmed. It can be seen that the oxide has a large number of secondary ions derived from the oxide of Al, and the hydroxide has a large number of secondary ions derived from the hydroxide of Mg (FIGS. 1B and 2B).
  • FIG. 3A is a diagram showing an X-ray diffraction chart of a hot-dip plated layer of the plated steel sheet 3 in the example
  • FIG. 3B is a diagram showing an X-ray diffraction chart of the hot-dip plated layer of the heat absorbing / dissipating steel sheet 3 in the example.
  • ⁇ indicates Zn 2 Mg
  • ⁇ indicates ZnO
  • ⁇ indicates Zn (OH) 2
  • ⁇ indicates Zn
  • ⁇ indicates Al
  • ⁇ indicates Each represents Fe.
  • the peak intensities of Zn, Zn 2 Mg, and Al are recognized before the steam treatment (plated steel sheet 3). However, after the steam treatment (absorbing and dissipating steel plate 3), the peak intensities thereof are decreased, and the peak intensities of ZnO and Zn (OH) 2 are increased instead. From the change in the peak intensity, it can be confirmed that oxides and hydroxides are generated in the hot-dip plating layer by the steam treatment.
  • the peaks of Al and Mg oxides are likely to be broad and difficult to judge. Even in that case, these can be determined by the above-described TOF-SIMS or ESCA.
  • oxides of Al and Mg are subjected to element mapping in the cross section of the heat absorbing and radiating steel plate using an electron beam microanalyzer (EPMA) and the like, and are determined from the distribution of each metal component and oxygen in the cross section. It is also possible.
  • EPMA electron beam microanalyzer
  • FIG. 4A is a diagram showing an ESR spectrum of the hot-dip plated layer of the plated steel sheet 3 in the example
  • FIG. 4B is a diagram showing an ESR spectrum of the hot-dip plated layer of the heat absorbing / dissipating steel plate 3 in the example.
  • the horizontal axis represents the magnetic flux density (mT) and the g factor (symbol: g), and the vertical axis represents the strength.
  • the ESR response When comparing the ESR response before and after the steam treatment, the ESR response is recognized only after the steam treatment. Therefore, it can be determined that the oxide or the like generated by the steam treatment has lattice defects.
  • the cause of the lattice defect is not necessarily clear, but because it is a reaction with water vapor, Zn, Al, and Mg are substituted with each oxide or hydroxide or arranged as an interstitial atom, or This is probably because oxygen-deficient oxides or hydroxides of Zn, Al, and Mg are generated.
  • Whether the distribution is lamellar or not can be determined by observing a cross-sectional structure with an optical microscope or a scanning electron microscope. For example, when observed from a cross section, the metal is observed as a whitish portion, and the oxide or the like is observed as a gray portion or a darker portion.
  • FIG. FIG. 5 is an optical micrograph of a cross section of the heat absorbing and radiating steel plate 3 in the example.
  • the amount of the oxide or the like can be determined by measuring the area of the corresponding portion by observing the cross-sectional structure with an optical microscope. Specifically, the area of a portion such as an oxide in the field of view for an arbitrary length of 20 mm in the cross section of the heat absorbing and radiating steel plate is calculated. As described above, the oxide or the like has a gray to black color, and the calculation of the part can be performed, for example, by image processing of the part.
  • the area of the oxide or the like in the visual field for 20 mm is preferably 0.01 mm 2 or more. When the area is less than 0.01 mm 2, the amount of the oxide or the like in the hot-dip plating layer may be insufficient.
  • the upper limit of the area depends on the thickness of the hot-dip plating layer. For this reason, it is necessary to judge by the ratio with the thickness of a hot dipping layer.
  • the ratio of the area of the oxide or the like to the area of the hot-dip plated layer in the cross section is preferably 95% or less.
  • the area ratio is more than 95%, when the heat absorbing / dissipating steel sheet is processed more precisely or complicatedly, there is a possibility that a portion such as the oxide falls off from the heat absorbing / dissipating steel sheet.
  • the area ratio is calculated, for example, by calculating the area of a portion other than the oxide or the like in the hot-dip plating layer in the cross section, and the portion other than the oxide or the like in the hot-dip plating layer and the portion of the oxide or the like (The area of the entire hot-dip plating layer in the above cross section), and the area of the oxide or the like is divided by the area of the entire plating layer and multiplied by 100.
  • the emissivity of the heat absorbing / dissipating steel sheet is 0.4 or more.
  • the heat absorbing / dissipating characteristics of the heat absorbing / dissipating steel sheet are derived from the oxides and hydroxides, and are adjusted based on their amounts, for example.
  • the emissivity can be measured by, for example, an emissometer (for example, D and S AERD manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
  • the emissivity can be appropriately determined from the use of the heat absorbing / dissipating steel sheet. For example, if the emissivity is less than 0.4, the heat absorbing / dissipating characteristics as a material for the heat absorbing / dissipating member are insufficient. Sometimes.
  • the emissivity is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.6 or more, from the viewpoint of realizing higher heat absorption / dissipation characteristics.
  • Al, Zn, or Zn 2 Mg may be precipitated as the primary crystal.
  • the primary crystal portion is observed in the same manner as the oxide portion in the cross-sectional observation, and shows a distribution different from the lamellar shape.
  • the presence of the primary crystal is not substantially a problem in the heat absorbing / dissipating steel sheet, and the primary crystal is rather a path for promoting oxidation inside the hot-dip plated layer. As a result, the manufacturing time of the heat absorbing / dissipating steel sheet is likely to be shortened.
  • the heat absorbing / dissipating steel sheet may have a further configuration as long as the effects of the present embodiment can be obtained.
  • a plated steel sheet may be subjected to a chemical conversion treatment for the purpose of rust prevention, scratch resistance improvement, slipperiness improvement during processing, and thus may have a chemical conversion coating.
  • the heat absorbing and radiating steel plate may further have the chemical conversion treatment film.
  • the chemical conversion treatment film may be any of an organic film, an inorganic film, and an organic-inorganic composite film.
  • the heat-absorbing and heat-dissipating steel plate may further have a clear coating.
  • these films and coating films may contain chromate, or may be chromium-free containing substantially no chromate. Further, the film and the coating film may be formed before the steam treatment of the hot-dip plated steel sheet or may be formed after the steam treatment.
  • the thickness of the film or coating film is preferably 15 ⁇ m or less from the viewpoint of sufficiently bringing the hot-dip plating layer into contact with water vapor.
  • the heat absorbing / dissipating steel sheet can be manufactured, for example, by preparing a hot dip plated steel sheet and subjecting the hot dip plated steel sheet to steam treatment.
  • the hot dip galvanized steel sheet is, for example, a molten metal having Al of 1.0 to 22.0 mass%, Mg of 1.3 to 10.0 mass%, and the balance being substantially Zn (Manufactured by a hot dipping method using an alloy plating bath).
  • the hot dipping layer may be formed on one surface of the steel plate or on both surfaces.
  • the hot dip plated steel sheet usually has a lamellar ternary eutectic structure of Al—Zn—Zn 2 Mg in the hot dip plated layer.
  • the ternary eutectic structure can be made into a structure having a lamellar oxide or the like having a lattice defect.
  • the oxides and the like are distributed in a lamellar form on the micro order, and as a result, are difficult to peel off even after the hot dip plated steel sheet is processed.
  • the hot-dip plated steel sheet has a micro Al—Zn—Zn 2 Mg ternary eutectic structure
  • the formation reaction of oxides and the like having lattice defects due to the steam treatment described later is less than that of other steel sheets. Complete quickly and quickly.
  • the cause of this is not necessarily clear, but because Al, Zn, and Zn 2 Mg are finely distributed, it may be caused by the promotion of oxidation of each metal component due to the potential difference between the metal components.
  • the present inventors have inferred.
  • the hot-dip plated steel sheet has, for example, a temperature of the alloy plating bath of 400 ° C., cooling after hot dipping is an air cooling system, and an average cooling rate from the temperature of the alloy plating bath to solidification of the hot-dip plating layer is 10 ° C./second. By adjusting the degree, it can be produced as a hot-dip Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet.
  • the hot-dip plated steel sheet is brought into contact with water vapor to change a part of the metal component in the hot-dip plating layer into an oxide or hydroxide having lattice defects.
  • the amount of oxygen in the atmosphere is adjusted to be lower than the normal concentration in the atmosphere from the viewpoint of uniformly generating a reaction for obtaining the oxide or the like. This is presumably because when oxygen is large, the generation of oxides and hydroxides having no lattice defects is promoted. Therefore, the oxygen concentration in the atmosphere in the steam treatment is preferably 13% or less.
  • a sealed container or a semi-sealed container that can be held in a state where the pressure inside the container is raised for the steam treatment.
  • a semi-hermetic container is a container that can maintain its internal pressure higher than atmospheric pressure by supplying water vapor. Specifically, it is a container to which more water vapor is constantly or appropriately supplied than leaks.
  • the treatment temperature of the steam treatment is preferably 50 to 350 ° C.
  • the reaction rate is extremely reduced, and productivity may be reduced.
  • the treatment temperature is higher than 350 ° C., the speed of the reaction becomes extremely fast, but the alloying of the hot-dip plating layer and the steel sheet proceeds in the temperature rising process, and the lamellar structure in the hot-dip plating layer May collapse, and as a result, the yield may be extremely reduced.
  • the treatment temperature is more preferably 105 to 200 ° C.
  • the relative humidity in the steam treatment atmosphere is preferably 30 to 100%.
  • the rate of the reaction may be extremely reduced, and productivity may be reduced.
  • the treatment time for the water vapor treatment is appropriately set according to the treatment temperature and relative humidity, the composition of the hot dip plating layer, and the like.
  • the treatment time can be appropriately determined from the range of 0.017 to 120 hours.
  • the shape of the hot dip plated steel sheet to be subjected to the steam treatment can be appropriately determined within a range where the steam treatment is sufficiently performed.
  • the hot dip galvanized steel sheet to be subjected to the steam treatment can be any of the coiled galvanized steel sheet, the cut plate shaped hot dip plated steel sheet, and a product after the hot dip plated steel sheet is processed.
  • the hot dip plated steel plates are in contact with each other, it is preferable to arrange a spacer between the hot dip plated steel plates from the viewpoint of sufficiently bringing the hot dip plated layer into contact with the water vapor. Examples of the spacer include a nonwoven fabric, a mesh-like resin, and a metal wire.
  • the above-mentioned heat absorbing / dissipating steel sheet can be manufactured only by using water vapor in the hot dip plated steel sheet. Therefore, according to such a manufacturing method, it is possible to significantly reduce the burden on the environment as compared with the case where VOC is used, and it is possible to manufacture a steel sheet that is low in cost and excellent in heat absorption and radiation characteristics.
  • the heat absorbing / dissipating member according to the present embodiment is composed of the above-described heat absorbing / dissipating steel plate.
  • the heat absorbing / dissipating member may be composed only of the heat absorbing / dissipating steel plate, or may include other components than the heat absorbing / dissipating steel plate as long as excellent heat absorbing / dissipating characteristics are exhibited by the heat absorbing / dissipating steel plate. Also good.
  • Examples of the other configuration include an adhesive for bonding the heat-absorbing and radiating steel plate and a brazing for welding.
  • the adhesive preferably has heat conductivity, like an adhesive containing a heat conductive filler, from the viewpoint of enhancing the heat absorption and radiation characteristics.
  • Examples of the heat absorbing / dissipating member include an object produced by processing the heat absorbing / dissipating steel plate, mechanical joining using bolts and nuts, caulking, or the like, adhesion, and welding.
  • the heat absorbing / dissipating member can be manufactured by processing the heat absorbing / dissipating steel plate, but can also be manufactured by subjecting the processed product of the hot dip plated steel plate to the steam treatment.
  • the heat absorbing / dissipating member by any of the manufacturing methods has excellent heat absorbing / dissipating characteristics by the above-described heat absorbing / dissipating steel plate.
  • the heat absorbing / dissipating member has excellent heat absorbing / dissipating characteristics due to the heat absorbing / dissipating steel plate. Therefore, the heat absorbing / dissipating member is preferably a member that requires at least one of heat absorption and heat dissipation.
  • the heat-absorbing / dissipating member is a housing for electronic and electrical parts, it absorbs heat generated from the electronic and electrical parts inside the casing well and releases the heat to the outside of the casing well. . Therefore, an increase in the internal temperature of the casing is suppressed.
  • the heat absorbing / dissipating steel plate is a heat absorbing / dissipating steel plate having a steel plate and a hot-dip plated layer disposed on the surface of the steel plate and having an emissivity of 0.4 or more.
  • the hot-dip plated layer is composed of Zn, 1.0 to 22.0% by mass of Al, 1.3 to 10.0% by mass of Mg, and lamellar oxides having lattice defects.
  • the heat absorbing / dissipating steel sheet has no deterioration in heat absorbing / dissipating characteristics due to processing, has excellent heat absorbing / dissipating characteristics without substantially containing an organic compound, and is excellent in workability.
  • the oxide or the hydroxide is one or more oxides or hydroxides selected from the group consisting of Zn, Al, and Mg. is there.
  • the heat absorbing / dissipating member is composed of the heat absorbing / dissipating steel plate. Therefore, the heat absorbing / dissipating member is excellent in heat absorbing / dissipating characteristics. And the said heat absorption / radiation member has the high freedom degree of design of a product, and enables further size reduction compared with the conventional product.
  • a cold-rolled steel plate (SPCC) having a thickness of 1.2 mm is formed with a plated layer (hot-plated layer) made of a molten metal containing Al, Mg and Zn and having a thickness of 3 to 100 ⁇ m.
  • the composition of the hot-dip plating layer was adjusted by changing the composition of the molten metal (the concentrations of Zn, Al, and Mg).
  • the thickness of the hot dipping layer was adjusted by the amount of adhesion of the hot metal.
  • the hot dipped steel plate 21 which does not contain Mg was produced.
  • the remainder in the composition of the molten metal described in Table 1 is substantially zinc.
  • the composition of the molten metal and the composition of the produced hot-dip plating layer are substantially the same.
  • the emissivity of the hot dip plated steel sheets 1 to 21 was measured.
  • the said emissivity is the value which measured each hot-dipped steel plate with the emissometer "D and S AERD" (made by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
  • Table 1 shows the composition of the molten metal, the thickness (t D ), and the emissivity ( ⁇ 1) of the hot-dip plated steel sheets 1 to 21.
  • Example 1 The hot-dip hot-dip heat treatment apparatus (manufactured by Nisaka Manufacturing Co., Ltd.) is placed on the hot-dip plated steel sheet 1 and the hot-dip plated layer of hot-dip plated steel sheet 1 is 120 ° C., 85% RH, oxygen concentration 3% as shown in Table 2.
  • the steel sheet 1 was obtained by contacting with water vapor for 20 hours under the above treatment conditions.
  • Example 2 to 23 Instead of the hot dip plated steel sheet 1, hot dip plated steel sheets 2 to 16 were used, and the hot dip plated layers of these hot dip plated steel sheets were brought into contact with water vapor under the processing conditions shown in Table 2 to obtain the heat absorbing and radiating steel sheets 2 to 23, respectively. .
  • Table 2 shows the types of hot-dip plated steel sheets, the processing temperature (T1), the relative humidity (Hr), the oxygen concentration (Co), and the processing time (t1) in the heat-absorbing and radiating steel sheets 1 to 23.
  • Table 3 shows the types of hot-dip plated steel sheets, the processing temperature (T1), the relative humidity (Hr), the oxygen concentration (Co), and the processing time (t1) in the heat absorbing and radiating steel sheets C1 to C7.
  • each of the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 had the above-mentioned oxide distributed in a lamellar shape as shown in FIG.
  • Amount of Oxide A cross section of an arbitrary portion having a length of 20 mm in the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 and C1 to C7 was observed with an optical microscope, and the area of the oxide in the cross section was calculated. The case where the area of 0.01 mm 2 or more "A”, the case where the area is less than 0.00 mm 2 Ultra and 0.01 mm 2 "B", if the oxide by optical microscopy can not be recognized (0. 00mm 2 ) was determined as “C”.
  • the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 and C1 to C7 are respectively installed on the upper surface of the apparatus shown in FIGS. 6A and 6B, the temperature outside the apparatus is maintained at 25 ° C., and the heater inside the apparatus is set to 150 ° C. The temperature was raised to ° C., and the temperature (T2) inside the apparatus after 2 hours was measured using a thermocouple installed in the apparatus. The case where the measured temperature T2 was 38.0 ° C. or lower was determined as “A”, the case where it was higher than 38.0 ° C. and lower than 38.5 ° C. was determined as “B”, and the case where it was higher than 38.5 ° C. was determined as “C”. .
  • 6A and 6B is arranged in an uncovered housing 42 made of vinyl chloride, a planar heater 43 disposed at the bottom of the housing 42, and an upper opening of the housing 42. And a thermocouple 44 for detecting the temperature inside the housing 42. And the plate sample 41 of the said heat absorption / radiation steel plate is arrange
  • the wall and bottom plate of the housing 42 are covered with a foamed polystyrene 45 having a thickness of about 50 mm in order to prevent the release of heat.
  • the heat absorbing and radiating characteristics of the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 and C1 to C7 are as follows. The inside of the housing 42 is heated by the planar heater 43, the temperature inside the housing 42 is measured by the thermocouple 44, and the internal temperature Is determined based on the measured value T2 and the above-mentioned standard.
  • Corrosion resistance The corrosion resistance of the heat absorbing and dissipating steel sheets 1 to 23 and C1 to C7 was evaluated. Corrosion resistance is determined by sealing the end faces of the test pieces (width 70 mm ⁇ length 150 mm) cut from each of the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 and C1 to C7, followed by a salt spraying process, a drying process, and a wetting process for one cycle ( 8 hours), and the number of cycles (Cy) until the area ratio of red rust was 5% was counted.
  • the salt water spraying process was performed by spraying a 5% NaCl aqueous solution at 35 ° C. on the test piece for 2 hours.
  • the drying process was performed by leaving it to stand for 4 hours in an environment with an air temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 30%.
  • the wetting process was performed by leaving it for 2 hours in an environment of an air temperature of 50 ° C. and a relative humidity of 95%.
  • the weight of the obtained processed product is measured, a value ⁇ W obtained by subtracting the weight after processing from the original weight is obtained, and the ⁇ W is divided by 0.00785 m 2 (surface area of the plate sample) to obtain a plating layer per unit area
  • the peel amount (Ws) of the oxide layer was determined. Then, the case where the release amount of 0.02 g / m 2 or less "A”, when the case of 0.02 g / m 2 Ultra and 0.05 g / m 2 or less "B", of 0.05 g / m 2 greater was determined as “C”. 0.05 g / m 2 or less was regarded as acceptable.
  • Table 4 shows the oxide area A1, the area ratio R A , the emissivity ⁇ 2, the in-apparatus temperature T2, the cycle number Cy, the peel amount Ws, and the determination results thereof in the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 10.
  • Table 5 shows the oxide area A1, the area ratio R A , the emissivity ⁇ 2, the in-apparatus temperature T2, the cycle number Cy, the peel amount Ws, and the determination results thereof in the heat absorbing and radiating steel plates 11 to 23.
  • Table 6 shows the oxide area A1, the area ratio R A , the emissivity ⁇ 2, the in-apparatus temperature T2, the cycle number Cy, the peel amount Ws, and the determination results thereof in the heat absorbing and radiating steel plates C1 to C7.
  • each of the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 has a sufficient and appropriate amount of oxide in the plating layer, and has sufficient heat absorbing and radiating properties, corrosion resistance and workability. is doing.
  • the heat-absorbing and radiating steel plates C1 to C7 are insufficient in at least one of the heat-absorbing and radiating properties, corrosion resistance, and workability.
  • the heat absorbing and radiating steel plates C1, C3, and C5 have insufficient corrosion resistance. This is considered because the content of Al or Mg in the hot dip plating layer is outside the proper range.
  • the heat-absorbing / dissipating steel plate C5 has insufficient workability.
  • the reason is considered as follows. That is, since the contents of both Al and Mg in the hot-dipped layer are outside the proper range, the oxide or hydroxide is dispersed almost uniformly in the hot-dipped layer, resulting in a lamellar shape. Not distributed. Therefore, in the hot dip plated layer of the heat-absorbing and radiating steel plate C5 after the steam treatment, oxidation proceeds in layers from the surface layer in the depth direction, oxides of molten metal are unevenly distributed only on the surface layer, and unoxidized molten metal is present in the lower layer. It has a two-layer structure that exists. Thus, since the brittle oxide layer was concentrated only on the surface layer of the hot-dip plated layer, it is considered that the workability in the cylindrical drawing of the heat-absorbing and heat-dissipating steel sheet was lowered.
  • the heat absorbing and radiating steel plates C2 and C4 were not able to obtain beautiful plating, and their workability was greatly reduced. This is presumably because the amount of oxide (dross) generated on the surface of the plating bath (molten metal) increases when the hot-dip plated steel sheet is manufactured, and the dross adheres to the surface of the hot-dip plated layer.
  • the emissivity was less than 0.40, and the heat absorbing and radiating characteristics were insufficient. This is thought to be because the hot-dip plated layer of the hot-dip steel sheet was not brought into contact with water vapor.
  • the heat absorbing and radiating steel plates 1 to 23 are excellent in all of the heat absorbing and radiating properties, corrosion resistance and workability.
  • the heat absorbing / dissipating steel sheet according to the present invention is excellent in both workability and heat absorbing / dissipating characteristics. For this reason, for example, it is useful as a material for members that require both heat absorption and heat dissipation, such as home appliances, automotive products, building roofing materials, and exterior materials.

Abstract

　本発明に係る吸放熱鋼板は、鋼板と、その表面に配置された溶融めっき層とを有する。当該吸放熱鋼板の放射率は０．４以上である。上記溶融めっき層は、Ｚｎと、１.０～２２.０質量％のＡｌと、１.３～１０.０質量％のＭｇと、格子欠陥を持つ、ラメラ状に分布している酸化物および水酸化物の一方または両方と、を含む。本発明に係る吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板で構成されている。

Description

吸放熱鋼板および吸放熱部材
　本発明は、吸放熱鋼板および吸放熱部材に関し、より詳しくは、電子部品や電気部品などの発熱源となるデバイスの筐体用の素材として好適な、吸放熱特性および加工性に優れた吸放熱鋼板、およびそれにより構成される吸放熱部材、に関する。
　近年、電子、電気部品の小型化、高機能化に伴い、電子、電気部品を収容している筐体（ケース）の内部温度が高くなる傾向にある。内部温度が高くなると、当該電子、電気部品の故障、誤作動の原因となり、その製品寿命が短くなるという問題がある。
　これに対し、当該部品の筐体の内部温度を低減する方法として、冷却ファンを用いた強制空冷や、冷却フィンを用いた放熱促進、ヒートパイプなどの放熱部品を当該電子、電気部品に取り付ける方法などが提案されている。しかしながら、いずれも筐体に冷却用の部品を取り付ける必要がある。このため、当該冷却用の部品およびそれを備えた上記電子、電気部品の取り付けに手間がかかり、上記電子、電気部品に係るコストが増加することがあり、また、上記電子、電気部品の小型化の要求を満足できないことがある。
　そこで、吸放熱特性に優れた材料で上記筐体を作製することで、当該筐体の内面で吸熱し、外面で放熱させて当該筐体の内部温度の上昇を抑制する方法が検討されている。上記吸放熱特性に優れた材料としては、例えば、鋼板とその表面に配置される吸放熱特性に優れた顔料や樹脂などを含有する塗膜とを有する塗装鋼板が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特開２００４－２１６３７６号公報 特開２００６－９５７０９号公報
　上記塗装鋼板は、所定の放射率になるように添加剤や樹脂などを添加した塗料を鋼板に塗布し、焼き付けて製造される。このため、高コストになりやすい。また、上記塗装鋼板は、加工された際に塗膜が剥がれて素地(例えば、上記鋼板におけるめっき層や鋼素地など)が露出し、その露出した部分の吸放熱特性が低下することが懸念される。さらに、上記塗料は、揮発性有機物化合物（ＶＯＣ）を多く使用しており、環境への影響も懸念される。
　一方、吸放熱特性に優れた材料で筐体を作製する方法としては、鋼板を加工してから吸放熱特性の優れる塗料を塗装する方法も考えられる。しかしながら、上記鋼板の加工によって複雑な形状に形成された加工品を均一に塗装するのは困難かつ高コストであり、ＶＯＣによる環境への負荷は、上記の塗装鋼板に比べてさらに高くなりやすい。
　本発明は、加工による吸放熱特性の低下がなく、実質的に有機化合物を含有せずに優れた吸放熱特性を有し、かつ加工性にも優れた吸放熱鋼板、および、吸放熱特性に優れる新たな吸放熱部材、を提供することを課題とする。
　本発明者らは、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）およびマグネシウム（Ｍｇ）を含む溶融金属の溶融めっきによる溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板における溶融めっき層中に、格子欠陥を持つＺｎ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物および水酸化物の一方または両方をラメラ状に分布させることで、良好な吸放熱特性と良好な加工性とを両立させられることを見いだし、さらに検討を加えて本発明を完成させた。
　すなわち、本発明は、鋼板と、前記鋼板の表面に配置された溶融めっき層とを有し、かつその放射率が０．４以上である吸放熱鋼板であって、前記溶融めっき層は、Ｚｎと、１.０～２２.０質量％のＡｌと、１.３～１０.０質量％のＭｇと、格子欠陥を持つ、ラメラ状に分布している酸化物および水酸化物の一方または両方と、を含む吸放熱鋼板、を提供する。
　また、本発明は、上記吸放熱鋼板で構成されている吸放熱部材を提供する。
　本発明によれば、加工による吸放熱特性の低下がなく、実質的に有機化合物を含有せずに優れた吸放熱特性を有し、かつ加工性にも優れた吸放熱鋼板を提供することができる。上記吸放熱鋼板は、低コストで提供することができ、かつ加工の厳しい形状（例えば、複雑な形状や精密な加工による形状など）に加工しても、その優れた吸放熱特性を発現する。このため、本発明によれば、吸放熱特性に優れる吸放熱部材を提供することができる。その結果、製品形状の自由度がより高く、また、吸放熱特性を有する従来の製品のさらなる小型化も可能とする吸放熱部材を提供することができる。
図１Ａは、本発明における溶融めっき鋼板の一例における溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる水酸化物の測定結果を示す図であり、図１Ｂは、本発明に係る吸放熱鋼板の一例における溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる水酸化物の測定結果を示す図である。 図２Ａは、本発明における溶融めっき鋼板の一例における溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる酸化物の測定結果を示す図であり、図２Ｂは、本発明に係る吸放熱鋼板の一例における溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる酸化物の測定結果を示す図である。 図３Ａは、本発明における溶融めっき鋼板の一例における溶融めっき層のＸ線回折のチャートを示す図であり、図３Ｂは、本発明に係る吸放熱鋼板の一例における溶融めっき層のＸ線回折のチャートを示す図である。 図４Ａは、本発明における溶融めっき鋼板の一例における溶融めっき層のＥＳＲスペクトルを示す図であり、図４Ｂは、本発明に係る吸放熱鋼板の一例における溶融めっき層のＥＳＲスペクトルを示す図である。 本発明の吸放熱鋼板の一例における断面の光学顕微鏡写真である。 図６Ａは、本発明の吸放熱鋼板の吸放熱特性の測定に用いられる装置の構成を模式的に示す部分断面図であり、図６Ｂは、上記装置の構成を模式的に示す平面図である。
　熱の伝わり方のひとつとして「輻射（放射）」がある。これは、熱が電磁波として移動する現象である。熱が物体に入射すると、一部は反射し、一部は透過し、一部は吸収されることが知られている。鋼板に入射した熱が透過することはほぼないので、実質的には、鋼板に入射した熱は、一部が反射し、残りは吸収される。
　一方で、「吸放熱特性が優れる」とは、「熱が吸収されやすい」と言え、「電磁波が吸収されやすい」とも言える。格子欠陥を持つ酸化物または水酸化物は、バンドギャップ以下のエネルギー準位を有しており、電磁波を吸収、放射しやすい。よって、熱を吸放熱しやすい。
　しかしながら、上記酸化物および水酸化物は、一般に硬くて脆い。このため、当該酸化物または水酸化物の層を鋼板の表面に形成した場合、形成された層は、加工により剥がれやすい。また、ショットブラストやエッチングなどにより表面にピットを生成させた鋼板上に上記酸化物または水酸化物の層を形成しても、その後の加工により当該層が脱落しやすい。
　そこで、本発明者らは、めっき鋼板を何らかの処理を施すことにより、めっき層に格子欠陥を持つ酸化物または水酸化物を持たせることを検討した。その結果、Ｚｎ系の溶融めっき鋼板を水蒸気と接触させる処理を行うことで、その溶融めっき層中の金属の一部を、格子欠陥を持つ酸化物または水酸化物に変化させる方法を見いだした。通常の溶融Ｚｎめっき鋼板や電気Ｚｎめっき鋼板に上記の処理を行うことで、格子欠陥を持つ酸化物または水酸化物の層を形成させることができる。
　ところが、元々めっき層が均一であると、上記酸化物または水酸化物の層は、当該めっき鋼板の表面に形成されるにとどまる。その結果、めっき鋼板の表面に形成された上記の層は、やはり加工によって脱落しやすい。そこで、本発明者らは、さらに検討した結果、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板に上記の水蒸気処理を施すことで、当該めっき鋼板が、加工後においても上記酸化物または水酸化物の部分が剥離することなく、良好な加工性を有することを見いだした。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。
　本実施の形態に係る吸放熱鋼板は、鋼板と溶融めっき層とを有する。
　［鋼板］
　上記鋼板には、種々の鋼板を用いることができる。上記鋼板の例には、低炭素鋼、中炭素鋼、鋼炭素鋼、合金鋼、高強度鋼板およびステンレス鋼が含まれる。良好なプレス成形性が必要とされる場合は、上記鋼板は、深絞り用の鋼板であることが好ましく、その例には、低炭素Ｔｉ添加鋼および低炭素Ｎｂ添加鋼が含まれる。また、上記鋼板は、当該鋼板のめっき性向上などの理由から、上記溶融めっきが施される前に、電気めっきをされていてもよい。当該電気めっきの例には、ＮｉやＦｅなどのめっきが含まれる。
　［溶融めっき層］
　上記溶融めっき層は、上記鋼板の一表面または両面に配置される。当該溶融めっき層は、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇを含有する。上記溶融めっき層におけるＡｌの含有量は、１.０～２２.０質量％である。上記溶融めっき層におけるＭｇの含有量は、１.３～１０.０質量％である。上記溶融めっき層におけるＺｎの含有量は、残りであってよく、例えば６８～９７．７質量％である。
　Ａｌの含有量またはＭｇの含有量が上記範囲の下限値より小さい場合、吸放熱鋼板の十分な耐食性が得られないことがある。一方、Ａｌの含有量またはＭｇの含有量が上記範囲の上限値より大きい場合は、当該溶融めっき鋼板の製造の際に、めっき浴（溶融金属）の表面にドロスと呼ばれる酸化物が多く発生し、吸放熱鋼板の美麗な外観が得られないことがある。
　上記溶融めっき層は、ラメラ状の共晶組織を有している。上記溶融めっき層がラメラ状の共晶組織を有することから、後述する酸化物または水酸化物の部分が、吸放熱鋼板の加工後においても当該溶融めっき層から剥離することが防止される。上記溶融めっき層は、通常、Ａｌ－Ｚｎ－Ｚｎ２Ｍｇのラメラ状の三元共晶組織を有している。上記溶融めっき層は、上記の酸化物または水酸化物の部分の剥離が防止される範囲において、ラメラ状の他の共晶組織を有していればよく、Ａｌ－ＺｎやＺｎ－Ｚｎ２Ｍｇなどの二元共晶組織を含んでいてもよいし、Ｚｎ２Ｍｇに代えてＺｎ１１Ｍｇ２を含んでいてもよい。当該Ｚｎ１１Ｍｇ２相は、溶融めっき層の製造時における溶融金属の冷却速度などの条件によって形成され得る。
　また、上記溶融めっき層は、本実施形態の効果が得られる範囲において、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇ以外の他の金属または無機成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、上記溶融めっき層は、２．０質量％以下のＳｉをさらに含有していてもよいし、０．１質量％以下のＴｉをさらに含有していてもよいし、０．０４５質量％以下のＢをさらに含有していてもよい。また、上記溶融めっき層を製造する際に、上記鋼板を上記溶融金属へ浸漬し、通過させることから、上記溶融めっき層には、上記鋼板中の金属成分が一般には混入し得る。よって、上記溶融めっき層は、概ね２．０質量％程度までのＦｅをさらに含有していてもよい。
　上記溶融めっき層の厚みは、本実施の形態の効果が得られる範囲において決めることができ、例えば、３～１００μｍであることが好ましい。上記溶融めっき層の厚みが３μｍ未満の場合は、溶融めっき鋼板の取り扱い時に上記鋼板に到達するキズが入りやすいため、耐食性が低下するおそれがある。一方、溶融めっき層の厚みが１００μｍ超の場合、圧縮を受けた際の溶融めっき層と上記鋼板の延性が異なるため、吸放熱鋼板の加工部において溶融めっき層と鋼板とが剥離しやすくなる。上記溶融めっき鋼板の厚みは、上記の耐食性の低下や溶融めっき層の剥離を防止する観点から、３～５０μｍであることがより好ましく、３～３０μｍであることがさらに好ましい。
　［格子欠陥を持つ酸化物、水酸化物］
　上記溶融めっき層は、格子欠陥を持つ酸化物および水酸化物の一方または両方を含んでいる。当該酸化物または水酸化物は、当該溶融めっき層中にラメラ状に分布している。ここで「溶融めっき層中」とは、溶融めっき層の表面と溶融めっき層の内部との両方を含む。
　上記格子欠陥を持つ酸化物および水酸化物の一方または両方（以下、「酸化物等」とも言う）は、上記溶融めっき鋼板を水蒸気に接触させることで生成する。
　上記酸化物等は、例えば、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇからなる群から選ばれる一以上の酸化物または水酸化物である。上記酸化物等は、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）やＸ線光電子分光（ＥＳＣＡ、ＸＰＳ）分析によって同定することができる。上記酸化物等は、上記溶融めっき層中の金属成分と水蒸気との反応生成物であることから、上記溶融めっき層には、酸化物および水酸化物のいずれもが含まれていると考えられる。また、上記酸化物等の金属イオンは、上記溶融めっき層中の金属成分に由来する。上記溶融めっき層が上記酸化物等を含む、とは、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇのいずれもの酸化物および水酸化物が上記溶融めっき層中に存在していることを実質的には意味する。
　ＴＯＦ－ＳＩＭＳ分析結果の一例を図１および図２に示す。図１Ａは、実施例におけるめっき鋼板３（水蒸気処理前の溶融めっき鋼板）の溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる水酸化物の測定結果を示す図であり、図１Ｂは、実施例における吸放熱鋼板３（水蒸気処理後の溶融めっき鋼板）の溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる水酸化物の測定結果を示す図である。図２Ａは、実施例におけるめっき鋼板３（水蒸気処理前の溶融めっき鋼板）の溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる酸化物の測定結果を示す図であり、図２Ｂは、実施例における吸放熱鋼板３（水蒸気処理後の溶融めっき鋼板）の溶融めっき層のＴＯＦ－ＳＩＭＳによる酸化物の測定結果を示す図である。図１中、一点鎖線はＨＯＺｎを、黒実線はＨＯＡｌを、そして黒破線はＨＯＭｇをそれぞれ表している。同様に、図２中、一点鎖線はＯＺｎを、黒実線はＯＡｌを、そして黒破線はＯＭｇをそれぞれ表している。また、測定条件は、一次イオン種にＧａ＋を用い、一次加速電圧を１５ｋＶ、一次イオン電流を０．６ｎＡとしている。ラスター領域は２０μｍ×２０μｍ、測定範囲は０．５～２０００ｍ／ｚである。図１および図２中の「２次イオン強度」とは、３０秒間で検出された二次イオンの個数を表しており、「スパッタ時間」とはスパッタリングした時間のことであり、測定部分の深さを意味している。
　めっき鋼板３および吸放熱鋼板３のいずれも、溶融めっき層の表面およびその近傍（「表層」とも言う）では大気による酸化を受けて、酸化物に由来する二次イオンと水酸化物に由来する二次イオンのどちらもが検出される。しかしながら、水蒸気処理前の溶融めっき層では、上記表層よりも溶融めっき層の内部（「下層」とも言う）では、二次イオンが検出されない。すなわち、溶融めっき層の下層では、酸化物および水酸化物のいずれも存在しておらず、すべて金属の状態であることが示されている（図１Ａ、図２Ａ）。ただし、図２ＡのＯＡｌについては下層でも検出されている。Ａｌは、ＺｎやＭｇと比較してイオン化効率の高い金属のため、下層でも強度が高くなったと考える。また、ＯＺｎやＯＭｇは、上記下層には実質的に存在していないこと、および、ＺｎおよびＭｇについて後述の図２Ｂのそれらと比較すると図２Ａにおける強度が十分に低いことから、本発明者らは、下層でのＡｌの検出は測定誤差などに起因しており、酸化物としての存在を示すものではないと考えている。
　一方、水蒸気処理後のめっき層では、下層においても、酸化物および水酸化物のいずれの二次イオンも検出される。また、前述したように図２ＢのＯＡｌは、図２Ａのそれと比較して明らかに高い強度を示していることから、Ａｌの酸化物の存在が確認できる。酸化物は、Ａｌの酸化物に由来する二次イオンの個数が多く、水酸化物は、Ｍｇの水酸化物に由来する二次イオンの個数が多いことがわかる（図１Ｂ、図２Ｂ）。
　溶融めっき層中の酸化物および水酸化物の種類については、上記吸放熱鋼板をＸ線回折にて分析することで判断できる。一例を図３に示す。図３Ａは、実施例におけるめっき鋼板３の溶融めっき層のＸ線回折のチャートを示す図であり、図３Ｂは、実施例における吸放熱鋼板３の溶融めっき層のＸ線回折のチャートを示す図である。図３中、「●」はＺｎ２Ｍｇを、「▼」はＺｎＯを、「▲」はＺｎ（ＯＨ）２を、「○」はＺｎを、「△」はＡｌを、そして「▽」はＦｅをそれぞれ表している。
　水蒸気処理の前後における回折強度を見ると、水蒸気処理の前（めっき鋼板３）には、Ｚｎ、Ｚｎ２Ｍｇ、Ａｌのピーク強度が大きく認められる。しかしながら、水蒸気処理の後（吸放熱鋼板３）では、それらのピーク強度は減少し、代わりにＺｎＯおよびＺｎ（ＯＨ）２のピーク強度が増加している。上記のピーク強度の変化から、上記水蒸気処理により、溶融めっき層中に酸化物や水酸化物が生成したことが確認できる。
　ただし、ＡｌおよびＭｇの酸化物等は、いずれもそのピークがブロードになりやすく、判断しにくい場合がある。その場合でも、これらは、上述したＴＯＦ－ＳＩＭＳやＥＳＣＡにて判断できる。また、簡易的には、ＡｌおよびＭｇの酸化物等は、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）などによる吸放熱鋼板の断面における元素マッピングを行い、当該断面中の各金属成分と酸素の分布から判断することも可能である。
　上記酸化物等が格子欠陥を持つか否かについては、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）スペクトルによるピークの有無により判断できる。一例を図４に示す。図４Ａは、実施例におけるめっき鋼板３の溶融めっき層のＥＳＲスペクトルを示す図であり、図４Ｂは、実施例における吸放熱鋼板３の溶融めっき層のＥＳＲスペクトルを示す図である。図４において、横軸は磁束密度（ｍＴ）とｇ因子（記号：ｇ）を表しており、縦軸は強度を表している。
　水蒸気処理の前後におけるＥＳＲ応答を比較すると、ＥＳＲ応答は、水蒸気処理の後にのみ認められる。よって、水蒸気処理により生成した酸化物等は、格子欠陥を有すると判断できる。格子欠陥の原因については、必ずしも明確ではないが、水蒸気との反応であるために、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇがそれぞれの酸化物または水酸化物に置換あるいは格子間原子として配置されるため、あるいは、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇの酸素欠乏型の酸化物または水酸化物が生成しているため、と推察される。
　ラメラ状の分布か否かについては、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡による断面組織観察によって判断できる。例えば、断面から観察すると、金属は白っぽい部分として観察され、酸化物等は灰色かそれよりも黒っぽい部分として観察される。一例を図５に示す。図５は、実施例における吸放熱鋼板３の断面の光学顕微鏡写真である。
　上記酸化物等の量は、光学顕微鏡での断面組織観察により、該当する部分の面積を測定することによって判断できる。具体的には、上記吸放熱鋼板の断面における任意の２０ｍｍ長さ分の視野の酸化物等の部分の面積を算出する。当該酸化物等の部分は、上述したように、灰色から黒色を呈しており、当該部分の算出は、例えば当該部分の画像処理によって行うことができる。
　２０ｍｍ分の上記視野における上記酸化物等の部分の面積は、０．０１ｍｍ２以上であることが好ましい。当該面積が０．０１ｍｍ２未満の場合、上記溶融めっき層における上記酸化物等の量が不十分となることがある。
　一方で、上記面積の上限は、溶融めっき層の厚みに依存する。このため、溶融めっき層の厚みとの割合で判断する必要がある。具体的には、上記断面における上記溶融めっき層の部分の面積に対する上記酸化物等の部分の面積の比が９５％以下であることが好ましい。当該面積比が９５％超の場合は、吸放熱鋼板をより精密あるいは複雑に加工した時に、上記酸化物等の部分が吸放熱鋼板から脱落するおそれがある。
　上記面積比は、例えば、上記断面における溶融めっき層中の上記酸化物等の部分以外の部分の面積を算出し、溶融めっき層中の上記酸化物等の部分以外の部分と酸化物等の部分との面積の和（上記断面における溶融めっき層全体の面積）を求め、酸化物等の部分の面積を当該めっき層全体の面積で除して１００を乗じることにより求められる。
　上記吸放熱鋼板の放射率は、０．４以上である。上記吸放熱鋼板の吸放熱特性は、上記酸化物および水酸化物に由来し、例えば、それらの量に基づいて調整される。上記放射率は、例えば、放射率計（例えば、京都電子工業株式会社製：Ｄ　ａｎｄ　Ｓ　ＡＥＲＤ）により測定することができる。上記放射率は、吸放熱鋼板の用途から適宜に決めることが可能であり、例えば、上記放射率が０．４未満であると、吸放熱部材用の材料としての吸放熱特性が不十分となることがある。上記放射率は、より高い吸放熱特性を実現する観点から、０．５以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましい。
　なお、溶融めっき層の組成によっては、初晶としてＡｌあるいはＺｎあるいはＺｎ２Ｍｇが析出する場合がある。このときは、初晶の部分は、上記の断面観察では酸化物等の部分と同様に観察され、ラメラ状とは異なる分布を示す。上記初晶の存在は、上記吸放熱鋼板では実質的には問題にはならず、上記初晶は、むしろ溶融めっき層内部の酸化を促進するためのパスとなる。その結果、上記吸放熱鋼板の製造時間の短縮化がもたらされやすい。
　上記吸放熱鋼板は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、さらなる構成を有していてもよい。たとえば、一般にめっき鋼板は、防錆や耐傷付き性向上、加工時の滑り性向上などを目的に、化成処理が施されることがあり、よって化成処理皮膜を有することがある。上記吸放熱鋼板も、上記化成処理皮膜をさらに有していてもよい。上記化成処理皮膜は、有機系皮膜、無機系皮膜および有機無機複合皮膜のいずれであってもよい。また、上記化成処理皮膜以外にも、上記吸放熱鋼板は、クリア塗装をさらに有していてもよい。さらに、これらの皮膜および塗膜は、クロメートを含有していてもよいし、クロメートを実質的に含有しないクロムフリーであってもよい。さらには、上記皮膜および塗膜は、上記溶融めっき鋼板の水蒸気処理の前に形成されていてもよいし、水蒸気処理後に形成されてもよい。
　水蒸気処理前に上記の皮膜または塗膜を形成する場合には、溶融めっき層を水蒸気に十分に接触させる観点から、当該皮膜または塗膜の厚みは、１５μｍ以下であることが好ましい。
　［製造方法］
　上記吸放熱鋼板は、例えば、溶融めっき鋼板を準備し、当該溶融めっき鋼板に水蒸気処理を施すことによって製造することができる。
　（１）溶融めっき鋼板の準備
　上記溶融めっき鋼板は、例えば、Ａｌが１．０～２２．０質量％、Ｍｇが１．３～１０．０質量％、残部が実質的にＺｎの溶融金属（合金めっき浴）を用いた溶融めっき法によって製造される。溶融めっき層は、鋼板の一方の面に形成されてもよいし、両面に形成されてもよい。
　上記溶融めっき鋼板は、通常、溶融めっき層にＡｌ－Ｚｎ－Ｚｎ２Ｍｇのラメラ状の三元共晶組織を有している。上記処理を行うことで、当該三元共晶組織を、格子欠陥を持つ酸化物等をラメラ状に有する組織にすることができる。上記酸化物等は、ミクロオーダーでラメラ状に分布し、その結果、溶融めっき鋼板の加工後でも剥離しにくい。
　また、上記溶融めっき鋼板は、ミクロなＡｌ－Ｚｎ－Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織を有すると、後述の水蒸気処理による格子欠陥を持つ酸化物等の生成反応が、他の鋼板に比べて速く、短時間で完了する。この原因については必ずしも明確ではないが、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｎ２Ｍｇが微細に分布しているため、当該金属成分間の電位差による各金属成分の酸化が促進されることが原因ではないか、と本発明者らは推察している。
　上記合金めっき浴には、Ｓｉ、ＴｉまたはＢなどの他の元素をさらに添加してもよい。上記溶融めっき鋼板は、例えば、上記合金めっき浴の温度を４００℃とし、溶融めっき後の冷却を空冷方式とし、合金めっき浴の温度から溶融めっき層の凝固までの平均冷却速度を１０℃／秒程度とすることで、溶融Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板として製造することができる。
　（２）水蒸気処理の実施
　上記水蒸気処理は、上記溶融めっき鋼板を水蒸気と接触させて、溶融めっき層中の金属成分の一部を、格子欠陥を持つ酸化物または水酸化物に変化させる。当該水蒸気処理は、上記酸化物等とするための反応を均一に生じさせる観点から、雰囲気中の酸素の量を通常の大気中の濃度よりも少なめに調整することが好ましい。これは、酸素が多いと、格子欠陥を持たない酸化物および水酸化物の生成が促進されるため、と考えられる。よって、水蒸気処理における雰囲気中の酸素濃度は、１３％以下であることが好ましい。当該雰囲気中の酸素の侵入を防ぐため、水蒸気処理には密閉容器、または容器内部の圧力を上げた状態で保持できる半密閉容器を用いることが好ましい。半密閉容器とは、水蒸気の供給によりその内圧を大気圧よりも高く維持できる容器である。具体的には、漏出するよりも多くの水蒸気が常時あるいは適宜供給される容器である。
　上記水蒸気処理の処理温度は、５０～３５０℃であることが好ましい。当該処理温度が５０℃未満の場合は、上記反応の速度が極端に低下し、生産性が低下することがある。上記処理温度が３５０℃超の場合、上記反応の速度が極端に速くなるが、昇温過程で上記溶融めっき層と上記鋼板との合金化が進行してしまい、溶融めっき層中のラメラ状組織が崩れることがあり、その結果、歩留まりが極端に低下することがある。水蒸気処理の反応速度を考慮した場合、上記処理温度は１０５～２００℃であることがより好ましい。
　上記水蒸気処理の雰囲気中の相対湿度は、３０～１００％であることが好ましい。当該相対湿度３０％未満の場合、上記反応の速度が極端に低下し、生産性が低下することがある。
　上記水蒸気処理の処理時間は、上記の処理温度や相対湿度、あるいは溶融めっき層の組成などに応じて適宜設定される。たとえば、上記処理時間は、０．０１７～１２０時間の範囲内から適宜に決めることが可能である。
　上記水蒸気処理が施される上記溶融めっき鋼板の形状は、上記水蒸気処理が十分に施される範囲において適宜に決めることができる。たとえば、水蒸気処理が施される溶融めっき鋼板は、コイル状の上記溶融めっき鋼板、切り板形状の上記溶融めっき鋼板、および、上記溶融めっき鋼板の加工後の製品、のいずれでも可能である。溶融めっき鋼板同士が接触する場合では、上記溶融めっき層と水蒸気とを十分に接触させる観点から、溶融めっき鋼板間にスペーサーを配置することが好ましい。当該スペーサーの例には、不織布、メッシュ状の樹脂、および、金属ワイヤーが含まれる。
　以上の説明から明らかなように、上記吸放熱鋼板は、溶融めっき鋼板に水蒸気を使用するだけで製造することが可能である。よって、このような製造方法によれば、ＶＯＣを用いる場合に比べて環境への負荷を大幅の低減することができ、かつ低コストで、吸放熱特性に優れる鋼板を製造することができる。
　本実施の形態に係る吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板で構成されている。上記吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板のみから構成されていてもよいし、上記吸放熱鋼板による優れた吸放熱特性が発現される範囲において、上記吸放熱鋼板以外の他の構成を含んでいてもよい。当該他の構成の例には、上記吸放熱鋼板を接着するための接着剤および溶接のためのろうが含まれる。上記接着剤は、伝熱性のフィラーを含有する接着剤のように、伝熱性を有することが、吸放熱特性を高める観点から好ましい。上記吸放熱部材の例には、上記吸放熱鋼板の加工、ボルトおよびナットやかしめなどによる機械的接合、接着、および溶接の少なくともいずれかによって作製された物体が含まれる。
　なお、当該吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板の加工によって製造され得るが、上記溶融めっき鋼板の加工品に上記水蒸気処理を施すことによっても、製造することも可能である。いずれの製造方法による吸放熱部材も、上記吸放熱鋼板による優れた吸放熱特性を有する。
　前述したように、上記吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板による優れた吸放熱特性を有する。よって、上記吸放熱部材は、吸熱および放熱の少なくともいずれかを要する部材であることが好ましい。たとえば、吸放熱部材が電子、電気部品用の筐体である場合では、当該筐体の内部の電子、電機部品から発生する熱をよく吸収し、そして当該筐体の外部へ熱をよく放出する。よって、当該筐体の内部温度の上昇が抑制される。
　以上の説明から明らかなように、上記吸放熱鋼板は、鋼板と、当該鋼板の表面に配置された溶融めっき層とを有し、かつその放射率が０．４以上である吸放熱鋼板であって、上記溶融めっき層は、Ｚｎと、１.０～２２.０質量％のＡｌと、１.３～１０.０質量％のＭｇと、格子欠陥を持つ、ラメラ状に分布している酸化物および水酸化物の一方または両方と、を含む。よって、上記吸放熱鋼板は、加工による吸放熱特性の低下がなく、実質的に有機化合物を含有せずに優れた吸放熱特性を有し、かつ加工性にも優れる。
　また、上記酸化物または上記水酸化物は、Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇからなる群から選ばれる一以上の酸化物または水酸化物であることは、上記吸放熱特性を高める観点からより一層効果的である。
　さらに、上記吸放熱部材は、上記吸放熱鋼板で構成されている。よって、上記吸放熱部材は、吸放熱特性に優れる。そして、上記吸放熱部材は、製品の設計の自由度が高く、また従来の製品に比べてさらなる小型化を可能にする。
　以下、実施例を記すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
　［溶融めっき鋼板１～２１の作製］
　板厚１.２ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）に、厚みが３～１００μｍの、Ａｌ、ＭｇおよびＺｎを含有する溶融金属によるめっき層（溶融めっき層）を形成し、溶融めっき鋼板１～２０を作製した。溶融めっき層の組成は、上記溶融金属の組成（Ｚｎ、ＡｌおよびＭｇの濃度）を変化させて調整した。また、溶融めっき層の厚みは、当該溶融金属の付着量によって調整した。また、Ｍｇを含有しない溶融めっき鋼板２１を作製した。なお、表１に記載の溶融金属の組成における残りは、実質的には亜鉛である。また、上記溶融金属の組成と作製された溶融めっき層の組成とは実質的に同一である。
　さらに、溶融めっき鋼板１～２１の放射率を測定した。当該放射率は、各溶融めっき鋼板を放射率計「Ｄ　ａｎｄ　Ｓ　ＡＥＲＤ」(京都電子工業株式会社製)で測定した値である。
　溶融めっき鋼板１～２１における溶融金属の組成、溶融めっき鋼板の厚み（ｔＤ）および放射率（ε１）を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　［実施例１］
　溶融めっき鋼板１を高温高圧湿熱処理装置（株式会社日阪製作所製）内に置き、溶融めっき鋼板１の溶融めっき層を、表２に示すように、１２０℃、８５％ＲＨ、酸素濃度３％の処理条件で２０時間、水蒸気に接触させて、吸放熱鋼板１を得た。
　［実施例２～２３］
　溶融めっき鋼板１に代えて溶融めっき鋼板２～１６を用い、これらの溶融めっき鋼板の溶融めっき層を、表２に示す処理条件で水蒸気に接触させて、吸放熱鋼板２～２３をそれぞれ得た。
　［比較例１～５］
　溶融めっき鋼板１に代えて溶融めっき鋼板１７～２１を用い、これらの溶融めっき鋼板の溶融めっき層を、表３に示す処理条件で水蒸気に接触させて、吸放熱鋼板Ｃ１～Ｃ５をそれぞれ得た。
　［比較例６、７］
　溶融めっき鋼板４、１６を吸放熱鋼板Ｃ６、Ｃ７とした。
　吸放熱鋼板１～２３における、溶融めっき鋼板の種類、処理温度（Ｔ１）、相対湿度（Ｈｒ）、酸素濃度（Ｃｏ）および処理時間（ｔ１）を表２に示す。また、吸放熱鋼板Ｃ１～Ｃ７における、溶融めっき鋼板の種類、処理温度（Ｔ１）、相対湿度（Ｈｒ）、酸素濃度（Ｃｏ）および処理時間（ｔ１）を表３に示す。
　なお、吸放熱鋼板１～２３は、いずれも、図５に示されるような、ラメラ状に分布する上記酸化物等を有していた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（１）酸化物の量
　吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７における、２０ｍｍの長さを有する任意の部分の断面を光学顕微鏡にて観察し、当該断面中の酸化物の面積を算出した。当該面積が０．０１ｍｍ２以上の場合を「Ａ」、上記面積が０．００ｍｍ２超かつ０．０１ｍｍ２未満の場合を「Ｂ」、光学顕微鏡で酸化物が認識できなかった場合(０．００ｍｍ２の場合)を「Ｃ」と判定した。
　さらに、当該断面における、酸化物の部分を含む溶融めっき層全体の面積(Ａ０)を求め、当該面積Ａ０における前述の酸化物の面積（Ａ１）の割合ＲＡ（ＲＡ＝（Ａ１／Ａ０）×１００（％））を算出した。そして、当該割合が９５％以下の場合を「Ａ」、９５％超の場合は「Ｂ」、０％の場合を「Ｃ」と判定した。
　（２）吸放熱特性
　吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７について、前述と同様の方法で放射率（ε２）を測定した。放射率ε２が０．５以上の場合を「Ａ」、０．４以上かつ０．５未満の場合を「Ｂ」、０．４未満の場合を「Ｃ」と判定した。
　また、吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７を、それぞれ、図６Ａおよび図６Ｂに示す装置の上面に設置し、装置の外部の温度を２５℃に維持し、当該装置の内部のヒーターを１５０℃に昇温し、２時間後の装置内部の温度（Ｔ２）を、当該装置内に設置した熱電対を用いて測定した。測定された温度Ｔ２が３８．０℃以下の場合を「Ａ」、３８．０℃超かつ３８．５℃以下の場合を「Ｂ」、３８．５℃超の場合を「Ｃ」と判定した。
　なお、図６Ａおよび図６Ｂに示される上記装置は、塩化ビニル製の無蓋の筐体４２と、筐体４２の底部に配置された面状ヒーター４３と、筐体４２の上部開口部に配置された、筐体４２内部の温度を検出するための熱電対４４と、を有している。そして、筐体４２の上記開口部を塞ぐように上記吸放熱鋼板の板サンプル４１が配置されている。筐体４２の壁および底板は、熱の放出を防止するために約５０ｍｍの厚さの発泡スチロール４５で覆われている。吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７の吸放熱特性は、上記面状ヒーター４３で筐体４２内を加熱し、そのときの筐体４２内部の温度を熱電対４４で測定し、当該内部温度の測定値Ｔ２と上記の基準とに基づいて判定される。
　（３）耐食性
　吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７の耐食性を評価した。耐食性は、吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７のそれぞれから切り出した試験片（幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ）の端面にシールを施した後、塩水噴霧工程、乾燥工程および湿潤工程を１サイクル（８時間）とし、赤錆の発生面積率が５％となるまでのサイクル数（Ｃｙ）を数えた。塩水噴霧工程は、３５℃の５％ＮａＣｌ水溶液を試験片に２時間噴霧することで行った。乾燥工程は、気温６０℃、相対湿度３０％の環境下で、４時間放置することで行った。湿潤工程は、気温５０℃、相対湿度９５％の環境下で、２時間放置することで行った。赤錆の発生面積率が５％に達するまでのサイクル数が１２０サイクル超の場合を「Ａ」、７０サイクル超かつ１２０サイクル以下の場合を「Ｂ」、７０サイクル以下の場合を「Ｃ」と判定した。７０サイクルを超えるものを合格とした。
　（４）加工性
　吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７の加工性を評価した。加工性は次の手順で評価した。まず、吸放熱鋼板１～２３およびＣ１～Ｃ７のそれぞれから１００ｍｍφの円状に打ち抜いた板サンプルを作製し、その重量を測定した。測定後の板サンプルに加工油を塗布し、ダイス径５０ｍｍ、ダイス肩Ｒ４ｍｍ、高さ２５ｍｍの円筒絞り加工を実施した。その後、アルカリ脱脂を行った。得られた加工品の重量を測定し、元の重量から加工後の重量を引いた値ΔＷを求め、当該ΔＷを０．００７８５ｍ２(上記板サンプルの表面積)で割り、単位面積当たりのめっき層（酸化物層を含む）の剥離量（Ｗｓ）を求めた。そして、剥離量が０．０２ｇ／ｍ２以下の場合を「Ａ」、０．０２ｇ／ｍ２超かつ０．０５ｇ／ｍ２以下の場合を「Ｂ」、０．０５ｇ／ｍ２超の場合を「Ｃ」と判定した。０．０５ｇ／ｍ２以下のものを合格とした。
　吸放熱鋼板１～１０における酸化物の面積Ａ１、その面積率ＲＡ、放射率ε２、装置内温度Ｔ２、サイクル数Ｃｙ、剥離量Ｗｓおよびそれらの判定結果を表４に示す。また、吸放熱鋼板１１～２３における酸化物の面積Ａ１、その面積率ＲＡ、放射率ε２、装置内温度Ｔ２、サイクル数Ｃｙ、剥離量Ｗｓおよびそれらの判定結果を表５に示す。さらに、吸放熱鋼板Ｃ１～Ｃ７における酸化物の面積Ａ１、その面積率ＲＡ、放射率ε２、装置内温度Ｔ２、サイクル数Ｃｙ、剥離量Ｗｓおよびそれらの判定結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表４および表５に示されるように、吸放熱鋼板１～２３は、いずれも、そのめっき層における酸化物の量が十分かつ適切であり、かつ十分な吸放熱特性、耐食性および加工性を有している。
　これに対して、表６に示されるように、吸放熱鋼板Ｃ１～Ｃ７は、吸放熱特性、耐食性および加工性の少なくともいずれかが不十分である。
　たとえば、吸放熱鋼板Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５は、耐食性が不十分である。これは、その溶融めっき層中のＡｌあるいはＭｇの含有量が適正な範囲の外であるため、と考えられる。
　特に、吸放熱鋼板Ｃ５は、上記加工性も不十分である。その理由は、以下のように考えられる。すなわち、溶融めっき層中のＡｌ、Ｍｇのいずれの含有量もが適正な範囲の外であるため、酸化物または水酸化物が溶融めっき層の中で略均一に分散してしまい、ラメラ状に分布しなかった。そのため、水蒸気処理後の吸放熱鋼板Ｃ５の溶融めっき層では、表層から深さ方向に層状に酸化が進行し、表層のみに溶融金属の酸化物等が偏在し、下層に未酸化の溶融金属が存在するという２層構造となった。このように、脆い酸化物の層が溶融めっき層の表層だけに集中して存在したため、吸放熱鋼板の円筒絞り加工における加工性が低下してしまった、と考えられる。
　また、吸放熱鋼板Ｃ２、Ｃ４は、美麗なめっきが得られず、加工性も大きく低下した。これは、溶融めっき鋼板を製造する際にめっき浴（溶融金属）の表面の酸化物（ドロス）の発生量が多くなり、溶融めっき層の表面に当該ドロスが付着したため、と考えられる。
　また、吸放熱鋼板Ｃ６、Ｃ７は、水蒸気と接触させなかったため、放射率が０．４０未満であり、吸放熱特性が不十分であった。これは、溶融めっき鋼板の溶融めっき層を水蒸気と接触させなかったため、と考えられる。
　以上のことから、吸放熱鋼板１～２３は、吸放熱特性、耐食性および加工性のいずれにも優れていることがわかる。
　本出願は、２０１５年３月３１日出願の特願２０１５－０７１３７２に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明に係る吸放熱鋼板は、加工性および吸放熱特性の両方に優れている。このため、例えば、家電製品や自動車用の製品、建築物の屋根材、外装材などの、吸熱および放熱の両方を求められる部材の材料として有用である。
　４１　板サンプル
　４２　筐体
　４３　面状ヒーター
　４４　熱電対
　４５　発泡スチロール

Claims (3)

  1. 　鋼板と、前記鋼板の表面に配置された溶融めっき層とを有し、かつその放射率が０．４以上である吸放熱鋼板であって、
    　前記溶融めっき層は、亜鉛と、１.０～２２.０質量％のアルミニウムと、１.３～１０.０質量％のマグネシウムと、格子欠陥を持つ、ラメラ状に分布している酸化物および水酸化物の一方または両方と、を含む、
    　吸放熱鋼板。
  2. 　前記酸化物または前記水酸化物は、亜鉛、アルミニウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる一以上の酸化物または水酸化物である、請求項１に記載の吸放熱鋼板。
  3. 　請求項１または２に記載の吸放熱鋼板で構成されている吸放熱部材。
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