WO2024048665A1 - めっき縞鋼板 - Google Patents

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WO2024048665A1
WO2024048665A1 PCT/JP2023/031581 JP2023031581W WO2024048665A1 WO 2024048665 A1 WO2024048665 A1 WO 2024048665A1 JP 2023031581 W JP2023031581 W JP 2023031581W WO 2024048665 A1 WO2024048665 A1 WO 2024048665A1
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WO
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striped steel
steel plate
base
chemical conversion
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/031581
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English (en)
French (fr)
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完 齊藤
靖人 後藤
良太 中林
達美 森本
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

Definitions

  • the present disclosure relates to a plated striped steel sheet.
  • a striped steel plate is a steel plate that has continuous anti-slip protrusions (i.e. protrusions) on its surface by rolling.
  • continuous anti-slip protrusions i.e. protrusions
  • convex portions having a certain width, a certain length, and a certain height are provided at a certain angle and at a certain pitch with respect to the rolling direction.
  • striped steel sheets are manufactured by hot rolling. Striped steel plates are used for the floorboards or steps of large vehicles (buses, trucks, etc.), the floorboards of multi-story parking lots, the floorboards of factories, the decks of ships, temporary scaffolding or stairs at construction sites, and the like.
  • Patent Document 1 states, ⁇ In a method of coating a decorative surface of a base material with a roll coater, the decorative surface of the base material is an uneven surface having an uneven pattern, and at least the surface of the coating roller of the roll coater is made of an elastic material.
  • a coating method characterized in that the coating roller is rotated substantially in synchronization with the transport speed of the substrate, and the coating roller is brought into contact with the uneven surface with a pressing force.
  • a chemical conversion coating layer is formed on the striped steel plate for the purpose of suppressing primary rust prevention defects.
  • striped steel plates have convex and flat areas, so the thickness of the chemical conversion coating layer between the convex and flat areas may become uneven, resulting in poor primary rust prevention. .
  • an object of the present disclosure is to provide a plated striped steel sheet that suppresses primary rust prevention defects.
  • ⁇ 2> The plated striped steel sheet according to ⁇ 1>, wherein the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat portion and the convex portion of the base striped steel sheet is 0.4 or more and 1.5 or less.
  • the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat part and the convex part of the base striped steel plate is 0.2 or more and less than 0.8, or 1.5 or more and 5.0 or less ⁇ 1> or ⁇
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of a base striped steel sheet of the plated striped steel sheet of the present disclosure.
  • 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a base striped steel sheet of the plated striped steel sheet of the present disclosure, and is a schematic cross-sectional view taken along line GG in FIG. 1A.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a base striped steel sheet of the plated striped steel sheet of the present disclosure, and is a schematic cross-sectional view taken along line FF in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a coating device used in the method for manufacturing a plated striped steel sheet of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a grooved applicator roll used in the method for manufacturing a plated striped steel sheet of the present disclosure.
  • the content of each element in the chemical composition is expressed as “%”, meaning “mass %”.
  • a numerical range expressed using “ ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ ” as lower and upper limits.
  • a numerical range in which "more than” or “less than” is attached to the numerical value written before and after “ ⁇ ” means a range that does not include these numerical values as the lower limit or upper limit.
  • the content of elements in a chemical composition is sometimes expressed as element concentration (for example, Zn concentration, Mg concentration, etc.).
  • the plated striped steel sheet of the present disclosure includes a base striped steel plate having a convex portion and a flat portion on one plate surface, and a zinc-based alloy disposed on the plate surface having the convex portions and flat portions of the base striped steel plate. It has a plating layer including a layer, and a chemical conversion coating layer provided on the surface of the plating layer.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer on the flat part of the base striped steel plate is 0.10 to 5.00 ⁇ m per side.
  • the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer on the flat part and the convex part of the base striped steel plate is 0.20 to 5. It is 00.
  • the plated striped steel sheet of the present disclosure becomes a plated striped steel sheet that suppresses primary rust prevention defects.
  • the base striped steel plate is a steel plate on which a plating layer is formed.
  • the base striped steel plate has a convex portion and a flat portion on one plate surface.
  • the height of the convex portions of the base striped steel plate (that is, the stripe height) is 3.0 mm or less.
  • the height of the convex portion of the base striped steel plate is within the above range.
  • the height of the convex portion of the base striped steel plate is preferably 2.5 mm or less.
  • the lower limit of the height of the convex portion of the base striped steel plate is, for example, 0.5 mm or more.
  • the height of the convex part of the base striped steel plate is the height of the central part in the length direction and the central part in the width direction of the convex part (see H in FIGS. 1B and 1C).
  • FIGS. 1A to 1C Other shapes of the striped steel plate are as shown in FIGS. 1A to 1C, for example.
  • A, B, C, D, and E are as follows, respectively.
  • A: Arrangement angle of convex portions (angle of length direction of convex portions with respect to rolling direction) 35 to 55° (preferably 40 to 50°)
  • B: Length of convex portion 15 to 50 mm (preferably 20 to 40 mm).
  • the base striped steel plate is usually given a convex shape by hot rolling.
  • the steel type of the base striped steel plate is not particularly limited. Examples of the base striped steel plate include steel types corresponding to rolled steel for general structures defined in JIS G3101:2015.
  • the convex shape of the base striped steel sheet is imparted, for example, by transferring the concave shape formed on the working roll onto the surface of the steel sheet during the finishing stage of hot rolling. Note that the plate surface on the opposite side in the thickness direction of the plate surface on which the convex portions and flat portions are provided is a surface having the surface texture of a normal steel plate.
  • the plate surface on the opposite side in the thickness direction of the plate surface on which the convex portions and flat portions are provided is, for example, at the stage of finishing hot rolling, where the convex portions and flat portions are provided.
  • This is a plate surface provided by a normal rolling roll (that is, a roll having normal roughness) facing the roll.
  • the base striped steel plate may be a pre-plated striped steel plate.
  • the pre-plated striped steel sheet is obtained, for example, by an electrolytic treatment method or a displacement plating method.
  • a pre-plated striped steel sheet is obtained by immersing a base striped steel sheet in a sulfuric acid bath or a chloride bath containing metal ions of various pre-plating components and subjecting it to electrolytic treatment.
  • a pre-plated striped steel sheet is obtained by immersing a base striped steel sheet in an aqueous solution containing metal ions of various pre-plating components and having its pH adjusted with sulfuric acid to cause metal to be precipitated by displacement.
  • a representative example of the pre-plated striped steel plate is a pre-Ni plated striped steel plate.
  • the plating layer includes a zinc-based alloy layer.
  • the amount of the plating layer deposited is preferably 60 to 500 g/m 2 per side. Corrosion resistance can be ensured more reliably when the amount of the plating layer is 60 g/m 2 or more. On the other hand, when the amount of plating layer deposited is 500 g/m 2 or less, appearance defects such as sagging patterns of the plating layer can be suppressed. Therefore, the amount of the zinc-based plating layer to be deposited is within the above range. From the viewpoint of improving corrosion resistance, the amount of the plating layer deposited is more preferably 90 to 460 g/m 2 , even more preferably 100 to 400 g/m 2 .
  • the amount of plating layer adhered is measured as follows. A sample of 50 mm x 50 mm is cut out from a plated striped steel plate to be measured, and the plate surface on which the convex portions and flat portions are provided and the opposite plate surface facing in the plate thickness direction are sealed with tape. Thereafter, the sample is immersed in hydrochloric acid containing an inhibitor that suppresses dissolution of iron to dissolve the plating on the plate surface where the convex portions and flat portions are provided. The weight difference before and after dissolution is divided by the area of the sample (50 mm x 50 mm) to calculate the amount of plating attached. Perform this three times and take the average value.
  • the zinc-based alloy layer is an alloy layer containing zinc and aluminum. Further, it may contain one or more elements selected from the group consisting of magnesium and silicon.
  • the zinc-based alloy layer may be a well-known zinc-based alloy such as a zinc-aluminum alloy layer, a zinc-aluminum-magnesium alloy layer, a zinc-aluminum-magnesium-silicon alloy layer, or a zinc-aluminum-silicon alloy layer. Examples include layers.
  • a zinc-based alloy layer is a plating layer containing small amounts of cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, calcium, chromium, manganese, iron, lead, bismuth, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic, etc. as additive elements or impurities. But that's fine.
  • the zinc-based alloy layer is preferably an alloy layer containing zinc, aluminum, and magnesium from the viewpoint of corrosion resistance.
  • the plating layer may include an Al--Fe alloy layer in addition to the zinc-based alloy layer.
  • the Al--Fe alloy layer is arranged between the base striped steel sheet and the zinc-based alloy layer.
  • the plating layer may have a single layer structure of a zinc-based alloy layer, or may have a laminated structure including a zinc-based alloy layer and an Al--Fe alloy layer.
  • the zinc-based alloy layer constitutes the surface of the plating layer.
  • an oxide film of the elements constituting the plating layer is formed on the surface of the plating layer to a thickness of about 50 nm, it is considered that it is thinner than the overall thickness of the plating layer and does not constitute the main part of the plating layer.
  • the Al-Fe alloy layer may be formed on the surface of the base striped steel sheet (specifically, between the base striped steel sheet and the zinc-based plating layer), and is a layer whose main phase is the Al 5 Fe phase as a structure. .
  • the Al--Fe alloy layer is formed by mutual atomic diffusion between the striped steel sheet and the plating bath.
  • the plating layer is formed by a hot-dip plating method, so an Al--Fe alloy layer is likely to be formed in the plating layer containing the Al element. Since the plating bath contains Al at a certain concentration or more, the Al 5 Fe phase is formed in the largest amount.
  • the Al--Fe alloy layer may partially contain a small amount of AlFe phase, Al 3 Fe phase, Al 5 Fe 2 phase, etc. Furthermore, since the plating bath also contains Zn at a certain concentration, the Al--Fe alloy layer also contains a small amount of Zn.
  • Si when Si is contained in the plating layer, Si is particularly easily incorporated into the Al--Fe alloy layer and may become an Al--Fe--Si intermetallic compound phase.
  • the intermetallic compound phase identified is the AlFeSi phase, and the isomers include ⁇ , ⁇ , q1, q2-AlFeSi phases, etc. Therefore, these AlFeSi phases may be detected in the Al--Fe alloy layer.
  • the Al--Fe alloy layer containing these AlFeSi phases is also referred to as an Al--Fe--Si alloy layer. Note that since the Al--Fe--Si alloy layer is also thinner than the plating layer, its influence on the corrosion resistance of the entire plating layer is small.
  • the structure of the Al--Fe alloy layer may change depending on the amount of pre-plating. Specifically, if the pure metal layer used for pre-plating remains around the Al-Fe alloy layer, an intermetallic compound phase in which the constituent components of the plating layer and the pre-plating components are combined (for example, a pre-Ni-plated striped steel sheet) (Al3Ni phase, etc.) forms an alloy layer, an Al-Fe alloy layer in which some of the Al atoms and Fe atoms are substituted, or a part of the Al atoms, Fe atoms, and Si atoms.
  • an intermetallic compound phase in which the constituent components of the plating layer and the pre-plating components are combined for example, a pre-Ni-plated striped steel sheet) (Al3Ni phase, etc.) forms an alloy layer, an Al-Fe alloy layer in which some of the Al atoms and Fe atoms are substituted, or a part of the Al atoms, Fe atoms, and
  • an Al--Fe--Si alloy layer is formed in which .
  • these alloy layers are also smaller in thickness than the Zn--Al--Mg alloy layer, their influence on the corrosion resistance of the entire plating layer is small.
  • the plating layer is, for example, mass%, Al: more than 0.1% to less than 25.0%, Mg: 0% to less than 12.5%, Sn: 0% to 5.0%, Bi: 0% to less than 5.0%, In: 0% to less than 2.0%, Ca: 0% to 3.00%, Y: 0% to 0.5%, La: 0% to less than 0.5%, Ce: 0% to less than 0.5%, Si: 0% to less than 2.5%, Cr: 0% to less than 0.25%, Ti: 0% to less than 0.25%, Zr: 0% to less than 0.25%, Mo: 0% to less than 0.25%, W: 0% to less than 0.25%, Ag: 0% to less than 0.25%, P: 0% to less than 0.25%, Ni: 0% to less than 0.25%, Co: 0% to less than 0.25%, V: 0% to less than 0.25%, Nb: 0% to less than 0.25%, Cu: 0% to less than 0.25%, Mn: 0% to less
  • the chemical composition of the plating layer includes Mg, Sn, Bi, In, Ca, Y, La, Ce, Si, Cr, Ti, Zr, Mo, W, Ag, P, Ni, Co, V, Nb, Cu, Mn.
  • Li, Na, K, Fe, Sr, Sb, Pb, and B are optional components. In other words, these elements do not need to be included in the plating layer.
  • the chemical composition of the plating layer is the average chemical composition of the entire plating layer (if the plating layer has a single layer structure of a zinc-based alloy layer, the average chemical composition of the zinc-based alloy layer, - In the case of a stacked structure of Fe alloy layers, the total average chemical composition of the zinc-based alloy layer and the Al--Fe alloy layer).
  • the chemical composition of the zinc-based alloy layer is almost the same as the chemical composition of the plating bath because the reaction for forming the plating layer is completed within the plating bath. Furthermore, in the hot-dip plating method, an Al--Fe alloy layer is formed and grows instantly immediately after immersion in a plating bath. The formation reaction of the Al--Fe alloy layer has been completed in the plating bath, and its thickness is often sufficiently smaller than that of the zinc-based alloy layer. Therefore, unless special heat treatment such as heat alloying treatment is performed after plating, the average chemical composition of the entire plating layer is substantially equal to the chemical composition of the zinc-based alloy layer, ignoring the components of the Al-Fe alloy layer. can do.
  • the chemical components of the plating layer are measured by the following method. First, an acid solution is obtained by removing and dissolving the plating layer with an acid containing an inhibitor that suppresses corrosion of the base striped steel plate. Next, by measuring the obtained acid solution by ICP analysis, the chemical composition of the plating layer (if the plating layer has a single layer structure of a zinc-based alloy layer, the chemical composition of the zinc-based alloy layer, and the chemical composition of the plating layer with Al- In the case of a laminated structure of an Fe alloy layer and a zinc-based alloy layer, a total chemical composition of the Al--Fe alloy layer and the zinc-based alloy layer can be obtained.
  • the components of the pre-plating are also detected.
  • ICP analysis detects not only Ni in the plating layer but also Ni in the pre-Ni plating.
  • a pre-plated striped steel sheet with a Ni coating amount of 1 g/m 2 to 3 g/m 2 is used as a base striped steel sheet, even if the Ni concentration contained in the plating layer is 0%, The Ni concentration is detected as 0.1 to 15%.
  • the method for determining whether the base striped steel sheet is a pre-plated striped steel sheet is as follows.
  • a sample is taken from the target plated striped steel plate, with a cross section cut along the thickness direction of the plated striped steel plate serving as the measurement surface.
  • Line analysis is performed on the measurement surface of the sample near the interface between the plating layer and the base striped steel sheet in the plated striped steel sheet using an electron probe microanalyzer (FE-EPMA) to measure the Ni concentration.
  • the measurement conditions were an acceleration voltage of 15 kV, a beam diameter of about 100 nm, an irradiation time of 1000 ms per point, and a measurement pitch of 60 nm.
  • the measurement distance may be any distance that allows confirmation of whether or not the Ni concentration is concentrated at the interface between the plating layer and the base striped steel sheet in the plated striped steel sheet. If the Ni concentration is concentrated at the interface between the plating layer and the base striped steel sheet in the plated striped steel sheet, the base striped steel sheet is determined to be the pre-plated striped steel sheet.
  • the Ni concentration of the plating layer is defined as a value measured as follows. First, using a high-frequency glow discharge luminescent surface analyzer (GDS: manufactured by Horiba, model number: GD-Profiler2), three or more types of standard samples (Zn alloy standard samples manufactured by BAS, IMN ZH1, ZH2, and ZH4) with different Ni concentrations were analyzed. The luminescence intensity of Ni is measured. A calibration curve is prepared from the relationship between the obtained Ni luminescence intensity and the Ni concentration of the standard sample. Next, we used a high-frequency glow discharge luminescent surface analyzer (GDS: manufactured by Horiba, model number: GD-Pr).
  • GDS high-frequency glow discharge luminescent surface analyzer
  • the luminescence of Ni at the 1/2 film thickness position of the plating layer of the plated striped steel sheet to be measured (the sheet surface opposite in the sheet thickness direction to the sheet surface on which the convex portions and flat portions are provided). Measure intensity.
  • the Ni concentration at the 1/2 position of the plating layer is determined from the obtained Ni emission intensity and the prepared calibration curve.
  • the Ni concentration at the obtained 1/2 position of the plating layer is defined as the Ni concentration of the plating layer.
  • the Zn concentration of the plating layer is defined as the Zn concentration calculated from the following formula.
  • Zn concentration 100 - (element concentration other than Zn and Ni determined by ICP analysis + Ni concentration determined by GDS)
  • the measurement conditions of the high frequency glow discharge luminescent surface analyzer are as follows. ⁇ H. V. :630V ⁇ Anode diameter: ⁇ 4mm ⁇ Gas: Ar ⁇ Gas pressure: 600Pa ⁇ Output: 35W
  • the thickness of the chemical conversion coating layer on the flat part of the base striped steel plate is 0.10 to 5.00 ⁇ m per side. If the thickness of the chemical conversion coating layer in the flat area is thin, white rust will occur locally, resulting in poor primary rust prevention. If the thickness of the chemical conversion coating layer in the flat portion is large, cracks will occur in the chemical conversion coating layer, resulting in poor primary rust prevention. Therefore, the thickness of the chemical conversion coating layer on the flat portion of the base striped steel plate is within the above range. From the viewpoint of improving primary rust prevention, the thickness of the chemical conversion coating layer on the flat part of the base striped steel plate is preferably 0.20 to 4.00 ⁇ m, more preferably 0.30 to 3.00 ⁇ m.
  • the film thickness of the chemical conversion film layer in the flat part is the film thickness of the chemical conversion film layer in the flat part 3 mm away from the convex part (the film thickness of the chemical conversion film layer at the position shown at F2 in FIG. 1A). ).
  • the thickness ratio of the chemical conversion coating layer on the flat part and the convex part of the base striped steel sheet is 0.2 to 5. It is 0. If the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer between flat areas and convex areas is too low, the convex areas will be thicker and the flat areas will be thinner, making coating defects more likely to occur on flat areas, causing localized white rust, and causing primary damage. Rust prevention becomes poor.
  • the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer on the flat portion and the convex portion is within the above range.
  • the thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat portion and the convex portion is preferably 0.3 to 4.0, more preferably 0.4 to 3.0.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer formed on the convex portions and flat portions is usually a transparent coating layer of several micrometers and is located on the surface of the metal layer that reflects light. Therefore, interference colors may appear due to the refraction of light caused by the thickness of the chemical conversion coating layer. Since interference colors produce colors such as red, yellow, or green, they appear like patterns in various parts of the plated striped steel sheet, causing poor appearance.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer on the convex and flat areas should be made as similar as possible to achieve a uniform appearance and to prevent phenomena such as color spots and other patterns that appear. will disappear. Therefore, from the viewpoint of suppressing phenomena that look like patterns such as color spots, the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat part and the convex part is most preferably 1.0, and 0.4 or more and 1.5 or less. More preferably, it is 0.8 or more and 1.1 or less. If the above film thickness ratio is applied to the chemical conversion coating layer on the flat portion and the convex portion, the hue will be the same color system.
  • the plated striped steel sheet of the present disclosure may be arc welded to various members in addition to cutting and bending in order to make structures such as parking lot pallets and stair steps.
  • controlling the thickness of the chemical conversion coating layer affects arc welding.
  • plated striped steel sheets require a higher welding current than hot rolled striped steel sheets without a plating layer, which may result in welding defects.
  • a chemical conversion coating layer is formed on the plating layer, the following problems may occur. (1) Current flow becomes unstable, and the bead formed during arc welding becomes unstable. (2) Sputter marks become more severe due to large current. (3) Damage to the chemical conversion coating layer causes the weld to spread out more than necessary. (4) Welding fumes become intense due to the gas vaporized from the chemical conversion coating layer. (5) Foreign matter occurs inside the bead.
  • the shape of the bead greatly affects the strength of structures obtained from plated striped steel sheets. Therefore, the shape of the bead, specifically, it is preferable to appropriately release the fume gas generated during welding and prevent it from being taken into the bead.
  • plated striped steel sheets have a larger current value than hot rolled steel sheets and are difficult to weld, and if the chemical conversion coating layer is uniformly formed, it generally tends to be difficult to conduct electricity.
  • the film thickness ratio between the flat portion and the convex portion is large, there are regions where the chemical conversion coating layer is partially thin. Thereby, the arc is relatively easy to stabilize and the shape of the bead is stabilized.
  • the thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat part and the convex part is preferably less than 0.8, or preferably 1.5 or more, and less than 0.6. , or more preferably 1.9 or more.
  • the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer between the flat part and the convex part should be 0.2 or more and less than 0.8, or It is preferably 1.5 or more and 5.0 or less, more preferably 0.2 or more and less than 0.6, or more preferably 1.9 or more and 5.0 or less.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer in the convex portion is the thickness of the chemical conversion coating layer at the central portion in the length direction and the central portion in the width direction of the convex portion (the thickness of the chemical conversion coating layer at the position indicated by F1 in FIG. 1A). layer thickness).
  • the film thickness of the chemical conversion coating layer is measured as follows.
  • a plated striped steel plate to be measured is cut in the thickness direction of the plated striped steel plate at the central portion in the length direction of the convex portion and along the width direction of the convex portion to collect a sample.
  • a plated striped steel plate is cut at a position corresponding to the FF cross section in FIG. 1A, and a sample is collected.
  • a gold film is deposited on the surface of the chemical conversion coating layer of the sample.
  • the sample is embedded in epoxy resin and polished to the observation position.
  • the cut cross section of the polished sample is observed using a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 10,000 times.
  • SEM scanning electron microscope
  • the film thickness of the chemical conversion film layer at each position is measured as follows.
  • the thickness of the chemical conversion coating layer at each position is determined by measuring the thickness of the layer between the plating layer and the gold film.
  • Thickness of the chemical conversion coating layer at the central portion in the length direction and central portion in the width direction of the convex portion thickness of the chemical conversion coating layer at the position indicated by F1 in FIG. 1A.
  • Thickness of the chemical conversion coating layer at the flat portion 3 mm away from the convex portion thickness of the chemical conversion coating layer at the position indicated by F2 in FIG. 1A).
  • the above operation is performed three times, and the average value of the film thickness of the chemical conversion film layer at each position is determined.
  • the components of the chemical conversion coating layer are not particularly limited, and well-known components can be used.
  • Examples of the chemical conversion film layer include silane coupling agents (organosilicon compounds), zirconium compounds, titanium compounds, phosphoric acid compounds, fluorine compounds, vanadium compounds, cobalt compounds, zirconium ammonium carbonate, acrylic resins, vanadium compounds, and phosphorus compounds.
  • Examples include well-known chemical conversion coating layers containing as a main component. Note that the main component refers to the component that is the most abundant in the layer. However, from the viewpoint of reducing environmental load, the chemical conversion coating layer is preferably a chemical conversion coating layer other than the chromate chemical conversion coating layer.
  • the following coating layers are preferable as the chemical conversion coating layer.
  • Formula -SiR 1 R 2 R in the molecule obtained by blending a silane coupling agent containing one amino group in the molecule and a silane coupling agent containing one glycidyl group in the molecule.
  • R 1 , R 2 and R 3 independently represent an alkoxy group or a hydroxyl group, and at least one represents an alkoxy group
  • titanium hydrofluoric acid titanium hydrofluoric acid.
  • a film layer containing at least one fluoro compound selected from zirconium hydrofluoric acid, phosphoric acid, and a vanadium compound a film layer containing at least one fluoro compound selected from zirconium hydrofluoric acid, phosphoric acid, and a vanadium compound.
  • a film layer containing acrylic resin, zirconium, vanadium, phosphorus, and cobalt a film layer containing at least one fluoro compound selected from zirconium hydrofluoric acid, phosphoric acid, and a vanadium compound.
  • Method for manufacturing plated striped steel sheet (Method for manufacturing plated striped steel sheet)
  • a method for manufacturing a plated striped steel sheet of the present disclosure is particularly shown in FIGS. It is suitable for a method of manufacturing a plated striped steel sheet using a base striped steel sheet having a shape in which the minimum width D of the portion, the arrangement pitch E of the convex portions, the height H of the convex portions, and the area occupation rate of the convex portions are within the above ranges.
  • the method for manufacturing a plated striped steel sheet of the present disclosure includes a plating layer forming step and a chemical conversion film forming step.
  • a plating layer per one side of a base striped steel plate is provided with convex portions and flat portions with a height of 3 mm or less on one plate surface.
  • a plating layer including a zinc-based alloy layer is formed with a deposition amount of 60 to 500 g/m 2 .
  • the method of forming the plating layer is not particularly limited, and any known method may be employed.
  • a base striped steel plate is heated and held at a temperature higher than the plating bath temperature +20°C and lower than 850°C, and then cooled to a range of higher than the plating bath temperature and lower than the plating bath temperature +10°C.
  • the temperature of the plating bath is over 500°C, cool it to 500°C at a cooling rate of 1 to 20°C/s, and apply the plating layer to the base striped steel plate.
  • the plating is performed by, for example, a continuous hot-dip metal plating method such as the Sendzimir method.
  • pre-plating for example, pre-Ni plating
  • pre-plating may be applied to the base striped steel plate.
  • a plurality of grooves along the circumferential direction are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface, the pitch of the grooves is 0.2 to 1.0 mm, the height of the grooves is 0.05 to 0.5 mm, and the grooves are arranged in the axial direction.
  • a grooving applicator roll with a ratio of pitch to groove height (groove pitch/groove height) of 2 to 8, so that the circumferential direction of the grooving applicator roll is in the length direction of the convex part of the base striped steel plate.
  • a chemical conversion treatment chemical solution hereinafter also referred to as "chemical solution” is applied to the surface of the plating layer at an angle within the range of 45 ⁇ 10° to form a chemical conversion treatment film layer.
  • a chemical conversion treatment chemical solution is applied to the surface of the plating layer to form a chemical conversion film layer using, for example, the coating apparatus shown in FIG.
  • the coating device may be a known coating device including a grooved applicator roll.
  • the coating device shown in Fig. 2 includes a grooved applicator roll that applies a chemical solution by transfer onto the surface of the plating layer of a base striped steel plate on which a plating layer has been formed, and a groove-cutting applicator roll that is placed opposite to the base striped steel plate with the base striped steel plate interposed therebetween.
  • an applicator roll on the opposite side may be arranged instead of the backup roll. In this case, from the viewpoint of coatability on the opposite side, the base striped steel plate is moved straight without changing the direction of movement by the rolls.
  • a storage pan that stores the chemical solution
  • a pickup roll that picks up the chemical solution from the storage pan and then supplies the chemical solution to the grooved applicator roll.
  • a transfer roll may be arranged between the pickup roll and the applicator roll.
  • 101 is a coating device
  • 10 is a grooved applicator roll
  • 12 is a backup roll
  • 14 is a storage pan
  • 14A is a chemical conversion treatment liquid
  • 16 is a pick-up roll
  • M1 is a striped substrate on which a plating layer is formed.
  • the steel plate, M2 is a base striped steel plate on which a chemical conversion coating and a plating layer are formed
  • A indicates the threading direction of the base striped steel plate on which a plating layer is formed.
  • the grooved applicator roll for example, an applicator roll having a metal roll and a rubber coating layer provided on the outer peripheral surface of the metal roll can be adopted.
  • a plurality of circumferential grooves are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface of the grooved applicator roll.
  • the pitch of the grooves (see 10P in Figure 3) is 0.2 to 1.0 mm
  • the height of the grooves (see 10H in Figure 3) is 0.05 to 0.5 mm
  • the pitch of the grooves is 0.2 to 1.0 mm.
  • the ratio to the groove height (groove pitch/groove height) is 2 to 8.
  • the groove pitch means both the groove width and the width of the convex portion formed between adjacent grooves.
  • the groove width and the width of the convex portion formed between adjacent grooves are often the same.
  • 10 indicates a groove cutting applicator roll
  • 10A indicates a groove
  • 10P indicates a pitch of the groove
  • 10H indicates a height of the groove.
  • the pitch of the grooves is set to 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, the amount of the chemical solution taken out becomes appropriate.
  • the height of the groove is set to 0.05 mm or more, the amount of the chemical solution taken out becomes appropriate.
  • the height of the groove is set to 0.5 mm or less, air entrapment by the groove is suppressed.
  • the ratio of the pitch of the grooves to the height of the grooves in the groove cutting applicator roll is 2 or more and 8 or less, the amount of chemical conversion treatment liquid taken out is ensured, and the convex parts, flat parts, and convex parts of the base striped steel plate are secured.
  • the chemical solution can be evenly applied to the boundary between the flat part and the flat part (that is, the base of the convex part).
  • the ratio of the maximum width of the protrusions of the base striped steel plate (see C in FIG. 1A) to the pitch of the grooves (maximum width of the protrusions of the base striped steel plate/groove pitch) is, for example, 3. It is desirable to set it to 0 to 40.0.
  • the pitch of the grooves will not be too large relative to the maximum width of the convex portions of the base striped steel plate. Therefore, the groove for holding the chemical liquid is also close to the boundary between the convex portion and the flat portion of the base striped steel plate (that is, the base of the convex portion), making it easier for the chemical liquid to spread.
  • the ratio of the maximum width of the convex portions of the base striped steel plate to the pitch of the grooves is set to 40.0 or less, the pitch of the grooves will not be too small relative to the maximum width of the convex portions of the base striped steel plate.
  • the groove for holding the chemical liquid is difficult to come close to the boundary between the convex part and the flat part of the base striped steel plate (that is, the base of the convex part), and the amount of the chemical liquid taken out is also ensured.
  • the ratio between the maximum width of the convex portions of the base striped steel plate and the pitch of the grooves be within the above range.
  • the carry-out amount of the chemical conversion treatment liquid is ensured, and it becomes easy to uniformly apply the chemical liquid to the convex portions, flat portions, and boundaries between the convex portions and the flat portions (that is, the bases of the convex portions) of the base striped steel plate.
  • the film thickness of the chemical conversion coating layer in the flat part of the base striped steel plate and the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer in the flat part and the convex part of the base striped steel plate tend to be within the above range.
  • white rust is less likely to occur, and primary rust prevention defects are further suppressed.
  • the grooved applicator roll is rotated, the chemical conversion treatment liquid is picked up by a pick-up roll from the storage pan in which the chemical conversion treatment liquid is stored, and then the chemical conversion treatment liquid is supplied to the grooved applicator roll.
  • the threading of the base striped steel plate is started, and the chemical conversion treatment chemical solution supplied by the groove cutting applicator roll is passed through the plate, plating the base striped steel plate. Transfer and apply to layer surface.
  • a chemical conversion treatment solution is applied to the surface of the plating layer with the circumferential direction of the groove applicator roll at an angle within the range of 45 ⁇ 10 degrees with respect to the length direction of the convex portion of the base striped steel plate.
  • the circumferential direction of the grooving applicator roll is set at an angle within the range of 45 ⁇ 10° with respect to the length direction of the convex portion of the base striped steel plate, the angle in the width direction of the base striped steel plate (that is, the threading direction of the base striped steel plate)
  • the heights of the convex portions that is, the stripe heights) in the orthogonal direction) can be made the same.
  • the contact area between the convex portion and the roll is constant, and the rolling force of the grooving applicator roll against the base striped steel plate is uniform, and the convex portion, flat portion, and convex portion of the base striped steel plate are uniform.
  • the chemical solution can be evenly applied to the boundary between the flat part and the flat part (that is, the base of the convex part).
  • the grooves on the base striped steel plate are
  • the linear pressure of the cutting applicator roll is preferably 1000 to 3000 (g/mm).
  • the direction of rotation of the grooving applicator roll may be the same as the direction in which the base striped steel sheet passes, or may be in the opposite direction to the direction in which the base striped steel plate passes. However, it is better if the direction of rotation of the groove cutting applicator roll is opposite to the direction in which the base striped steel sheet is threaded. When the direction of rotation of the groove applicator roll is opposite to the direction in which the base striped steel sheet is threaded, uneven coating of the chemical solution during application of the chemical conversion treatment liquid is suppressed, and unevenness in the thickness of the chemical conversion coating layer is suppressed. Note that the rotational direction of the groove cutting applicator roll means the direction at a position facing the base striped steel plate (that is, the paint coating position P1 in FIG. 2).
  • the amount of chemical solution supplied to the grooved applicator roll is appropriately set depending on the thickness of the chemical conversion coating layer.
  • the rotational speed of the groove applicator roll is also appropriately set depending on the thickness of the chemical conversion coating layer to be formed on the surface of the plating layer of the base striped steel plate.
  • the threading speed LS of the base striped steel plate is, for example, 20 to 200 m/min.
  • the coating film After forming a coating film of a chemical solution on the surface of the plating layer on the base striped steel plate, the coating film is dried and/or hardened to form a chemical conversion treatment coating layer.
  • the drying conditions and curing conditions for the coating film of the chemical solution may be appropriately set depending on the chemical solution used.
  • the plated striped steel sheet of the present disclosure may have one or more organic resin coatings on the chemical conversion coating layer.
  • the organic resin is not limited to a specific type, and includes, for example, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, acrylic resin, polyolefin resin, fluororesin, or modified products of these resins.
  • modified products are compounds in which the reactive functional groups contained in the structure of these resins are reacted with other compounds (monomers, crosslinking agents, etc.) that contain functional groups in their structure that can react with those functional groups. Refers to resin.
  • organic resin one type or a mixture of two or more types of organic resins (unmodified) may be used, or at least one type of other organic resin may be used in the presence of at least one type of organic resin.
  • Organic resins obtained by modifying organic resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the organic resin film may contain any coloring pigment or antirust pigment. It is also possible to use those made into aqueous systems by dissolving or dispersing them in water.
  • Example 2 After melting the ingot using a predetermined amount of pure metal ingot so as to obtain a plating layer having the chemical composition shown in Table 1, a plating bath was prepared in the atmosphere. A batch hot-dip plating device was used to form the plating layer.
  • plating layers were formed on both sides of the base striped steel plate as follows.
  • the base striped steel plate was heated from room temperature by electrical heating in an N 2 -H 2 (5%) (dew point below -40°C, oxygen concentration below 25 ppm) environment, held for 60 seconds, and then heated by N 2 gas spraying.
  • the sample was cooled to the plating bath temperature +10° C. and immediately immersed in the plating bath. Thereafter, the base striped steel plate was pulled out of the plating bath, the N 2 gas wiping pressure was adjusted, and the amount of the plating layer deposited was adjusted.
  • the amount of plating layer deposited on the plate surface provided with convex portions and flat portions was as shown in Table 2.
  • the base striped steel plate used was hot-rolled Al killed steel, and the shape of the base striped steel plate was the same as in FIGS. 1A to 1C. However, various hot-rolled striped steel plates having partially different shapes (height H of the protrusions, C maximum width of the protrusions) were used as the base striped steel plates.
  • the specific shape is as follows.
  • a pre-Ni-plated striped steel plate obtained by subjecting the hot-rolled striped steel plate to pre-Ni plating was used as the base striped steel plate.
  • the amount of Ni deposited was 1 g/m 2 to 3 g/m 2 .
  • examples in which a pre-Ni-plated striped steel plate was used as the base striped steel plate were written as "pre-Ni" in the column of "base striped steel plate” and "type" in Table 2.
  • a chemical conversion treatment solution was applied to the surface of the plating layer to form a chemical conversion treatment film layer using the coating apparatus shown in FIG. 2 and equipped with a grooved applicator roll.
  • angle indicates the angle formed by the circumferential direction of the groove cutting applicator roll with respect to the length direction of the convex portion of the base striped steel plate.
  • line pressure indicates the rolling force of the groove cutting applicator roll against the base striped steel plate.
  • the chemical conversion treatment liquid used is as follows.
  • ⁇ Medical solution A Chemical solution containing 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vanadium oxysulfate, phosphoric acid, and fluorinated zirconium acid
  • ⁇ Medical solution B Chemical solution containing ammonium zirconium carbonate, acrylic resin, vanadium oxyoxalate, phosphoric acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, and cobalt nitrate.
  • the obtained plated striped steel plate was cut to take a sample of 100 mm x 50 mm. Next, the back surface of the plate surface having the convex portions and flat portions, and the end surfaces were sealed. Next, the sample was subjected to a corrosion acceleration test (SST JIS Z 2371:2015) for 24 hours, and the area ratio of white rust occurrence on convex parts and flat parts was investigated.
  • the white rust occurrence area ratio was evaluated as "A" when it was 10% or less, "B” when it was more than 10% but not more than 20%, "C” when it was more than 20% and not more than 30%, and "D” when it was more than 30%.
  • the appearance of the plated striped steel sheet obtained was observed. Specifically, it is as follows. First, a straight tube fluorescent lamp white light source (straight tube fluorescent lamp Highlight 6 type FL6W) manufactured by Panasonic was placed at a distance of 1 m from each striped surface. Next, while the striped surface was irradiated with white light from a light source, photographs were taken of the striped surface in an area of 1200 mm in the width direction and 1000 mm in length at intervals of 100 ⁇ 100 mm. The color difference ⁇ E in an area of 100 ⁇ 100 mm was measured from the reduced photograph. Specifically, coordinate values (L * value, a * value, and b * value) of the CIE1976L * a * b * color system were determined.
  • the color difference ⁇ E from the measurement point where the color difference ⁇ E is maximum was determined from the average value of the L* value, the a* value, and the b* value.
  • the average color difference ⁇ E over the entire range was measured and evaluated according to the following criteria. A: Average color difference ⁇ E is 0.6 or less B: Average color difference ⁇ E is more than 0.6 and less than 1.2 C: Average color difference ⁇ E is 1.2 or more
  • the obtained weld bead was subjected to X-ray projection, and the quality of welding was evaluated based on the blowhole aperture ratio of the fillet weld according to the following criteria.

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Abstract

一方の板面に、高さ3mm以下の凸部及び平坦部が設けられた素地縞鋼板と、前記素地縞鋼板の凸部及び平坦部が設けられた板面に配された、亜鉛系合金層を含むめっき層と、前記めっき層の表面に設けられた化成処理皮膜層と、を有し、前記素地縞鋼板の前記平坦部における前記化成処理皮膜層の膜厚は、片面当たり0.10~5.00μmであ り、前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率(前記平坦部の前記化成処理皮膜層の膜厚/前記凸部の前記化成処理皮膜層の膜厚)は、0.2~5.0である、めっき縞鋼板。

Description

めっき縞鋼板
 本開示は、めっき縞鋼板に関する。
 縞鋼板は、圧延によって表面に連続した滑り止め用の凸部(つまり突起部)を付けた鋼板である。一般的には、一定の幅、一定の長さ、一定の高さの凸部が、圧延方向に対して、一定の角度および一定のピッチで設けられている。通常、縞鋼板は、熱間圧延により製造される。そして、縞鋼板は、大型車(バス、トラック等)の床板又はステップ、立体駐車場の敷板、工場の敷板、船舶の甲板、建設現場の仮設足場又は階段等に使用されている。
 例えば、特許文献1には、「基材の化粧面をロールコータによって塗装する方法において、基材の化粧面を凹凸模様を有する凹凸面とし、かつ、少なくともロールコータのコーティングローラ表面を弾性のあるものとし、前記コーティングローラを基材の移送速度とほぼ同調して回転させると共に、コーティングローラを押圧力を持って凹凸面に接触させることを特徴とする塗装方法。」が開示されている。
特開平2-17972号
 縞鋼板は、一次防錆不良抑制の目的で、化成処理皮膜層を形成する。縞鋼板では、一般的な平鋼板とは異なり、凸部及び平坦部を有するため、凸部及び平坦部とで化成処理皮膜層の厚さムラが大きくなり、一次防錆不良となることがある。
 そこで、本開示の課題は、一次防錆不良を抑制しためっき縞鋼板を提供することである。
 上記課題を解決するための手段は、下記態様を含む。
<1>
 一方の板面に、高さ3.0mm以下の凸部及び平坦部が設けられた素地縞鋼板と、
 前記素地縞鋼板の凸部及び平坦部が設けられた板面に配された、亜鉛系合金層を含むめっき層と、
 前記めっき層の表面に設けられた化成処理皮膜層と、
 を有し、
 前記素地縞鋼板の前記平坦部における前記化成処理皮膜層の膜厚は、片面当たり0.10~5.00μmであり、
 前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率(前記平坦部の前記化成処理皮膜層の膜厚/前記凸部の前記化成処理皮膜層の膜厚)は、0.2~5.0である、
 めっき縞鋼板。
<2>
 前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.4以上1.5以下である<1>に記載のめっき縞鋼板。
<3>
 前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.2以上0.8未満、又は1.5以上5.0以下である<1>又は<2>に記載のめっき縞鋼板。
 本開示によれば、一次防錆不良を抑制しためっき縞鋼板を提供できる。
本開示のめっき縞鋼板の素地縞鋼板の一例を示す平面模式図である。 本開示のめっき縞鋼板の素地縞鋼板の一例を示す断面模式図であって、図1AのG-G断面模式図である。 本開示のめっき縞鋼板の素地縞鋼板の一例を示す断面模式図であって、図1AのF-F断面模式図である。 本開示のめっき縞鋼板の製造方法で使用する塗布装置の一例を示す模式図である。 本開示のめっき縞鋼板の製造方法で使用する溝切アプリケーターロールの一例を示す模式図である。
 以下、本開示の一例について説明する。
 なお、本開示において、化学組成の各元素の含有量の「%」表示は、「質量%」を意味する。
 「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 「~」の前後に記載される数値に「超」または「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値または上限値として含まない範囲を意味する。
 化学組成の元素の含有量は、元素濃度(例えば、Zn濃度、Mg濃度等)と表記することがある。
 本開示のめっき縞鋼板は、一方の板面に凸部及び平坦部が設けられた素地縞鋼板と、素地縞鋼板の凸部及び平坦部が設けられた板面に配された、亜鉛系合金層を含むめっき層と、めっき層の表面に設けられた化成処理皮膜層と、を有する。
 素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚は、片面当たり0.10~5.00μmである。
 素地縞鋼板の平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率(平坦部の化成処理皮膜層の膜厚/凸部の化成処理皮膜層の膜厚)は、0.20~5.00である。
 本開示のめっき縞鋼板は、上記構成により、一次防錆不良を抑制しためっき縞鋼板となる。
 以下、本開示のめっき縞鋼板の詳細について説明する。
(素地縞鋼板)
 素地縞鋼板は、めっき層が形成される対象の鋼板である。素地縞鋼板は、一方の板面に
凸部及び平坦部が設けられている。
 素地縞鋼板の凸部の高さ(つまり、縞高さ)は、3.0mm以下である。平坦部との高低差が大きくなると、化成処理皮膜層を形成するための溝切アプリケーターロールにおける、素地縞鋼板に対する圧下力が不安定となる。その結果、化成処理薬液切れする箇所が発生し、凸部と平坦部との化成処理皮膜層の膜厚比率が大きくなり、白錆が発生しやすく、一次防錆不良となる。よって、素地縞鋼板の凸部の高さは、上記範囲とする。
 素地縞鋼板の凸部の高さは、2.5mm以下が好ましい。ただし、床板としての滑り防止の観点から、素地縞鋼板の凸部の高さの下限は、例えば、0.5mm以上とする。
 ここで、素地縞鋼板の凸部の高さは、凸部の長さ方向中央部かつ幅方向中央部の高さである(図1Bおよび図1C中、H参照)
 その他の素地縞鋼板の形状は、例えば、図1A~図1Cに示す通りである。なお、図1中では、A、B、C、D、Eは、それぞれ、以下の通りである。
 A:凸部の配列角度(圧延方向に対する凸部の長さ方向の角度)=35~55°(好ましくは40~50°)
 B:凸部の長さ=15~50mm(好ましくは20~40mm)。
 C:凸部の最大幅=3~8mm(好ましくは4~7mm)。
 D:凸部の最小幅=0.5~6mm(好ましくは1~4mm)。
 E:凸部の配列ピッチ(圧延方向に沿った凸部の長さ方向中央部且つ幅方向中央部の位置間の距離)=15~50mm(好ましくは20~40mm)。
 凸部の面積占有率は=10~70%(好ましくは15~60%)
 素地縞鋼板は、通常、熱間圧延によって凸部の形状が付与される。素地縞鋼板の鋼種は特に限定されるものではない。素地縞鋼板は、例えば、JIS G3101:2015に規定される一般構造用圧延鋼材に相当する鋼種が挙げられる。
 素地縞鋼板の凸形状は、例えば、熱間圧延の仕上げ段階で、作動ロールに形成された凹形状を鋼板面に転写することで付与される。
 なお、凸部及び平坦部が設けられている板面と板厚方向に対向する対側の板面は、通常の鋼板の表面性状を有する面である。具体的には、凸部及び平坦部が設けられている板面と板厚方向に対向する対側の板面は、例えば、仕上熱間圧延の段階で、凸部及び平坦部が設けられる作動ロールに対向する通常の圧延用ロール(つまり通常の粗度を有するロール)によって付与される板面である。
 素地縞鋼板は、プレめっきされたプレめっき縞鋼板でもよい。プレめっき縞鋼板は、例えば、電解処理方法または置換めっき方法により得られる。電解処理方法では、種々のプレめっき成分の金属イオンを含む硫酸浴又は塩化物浴に、素地縞鋼板を浸漬して電解処理することにより、プレめっき縞鋼板が得られる。置換めっき方法では、種々のプレめっき成分の金属イオンを含み、硫酸でpH調整した水溶液に、素地縞鋼板を浸漬して、金属を置換析出させることにより、プレめっき縞鋼板が得られる。
 プレめっき縞鋼板としては、プレNiめっき縞鋼板が代表例として挙げられる。
(めっき層)
 めっき層は、亜鉛系合金層を含む。
 めっき層の付着量は、片面あたり60~500g/mが好ましい。
 めっき層の付着量を60g/m以上にすると、より確実に耐食性が確保できる。一方、めっき層の付着量を500g/m以下にすると、めっき層の垂れ模様等の外観不良が抑制できる。よって、亜鉛系めっき層の付着量は上記範囲とする。
 耐食性向上の観点から、めっき層の付着量は、90~460g/mがより好ましく、100~400g/mがさらに好ましい。
 めっき層の付着量は、次の通り測定する。
 測定対象のめっき縞鋼板から、50mm×50mmの試料を切り出し、凸部及び平坦部が設けられている板面と板厚方向に対向する対側の板面をテープでシールする。その後、試料を鉄の溶解を抑制するインヒビターを添加した塩酸に浸漬して凸部及び平坦部が設けられている板面のめっきを溶解する。溶解前後の重量差を試料の面積(50mm×50mm)で除し、めっきの付着量を算出する。これを3回実施し、平均値をとる。
 亜鉛系合金層は、亜鉛およびアルミニウムを含有する合金層である。また、マグネシウム、及びシリコンからなる群から選択される1以上の元素を含んでもよい。具体的には、亜鉛系合金層としては、亜鉛-アルミニウム合金層、亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金層、亜鉛-アルミニウム-マグネシウム-シリコン合金層、亜鉛-アルミニウム-シリコン合金層等の周知の亜鉛系合金層が挙げられる。
 亜鉛系合金層は、添加元素または不純物として、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、カルシウム、クロム、マンガン、鉄、鉛、ビスマス、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等を少量含有しためっき層でもよい。
 特に、亜鉛系合金層は、耐食性の観点から、亜鉛、アルミニウムおよびマグネシウムを含有する合金層であることが好ましい。
 めっき層は、亜鉛系合金層に加え、Al-Fe合金層を含んでもよい。Al-Fe合金層は、素地縞鋼板と亜鉛系合金層との間に配される。
 つまり、めっき層は、亜鉛系合金層の単層構造であってもよく、亜鉛系合金層とAl-Fe合金層とを含む積層構造であってもよい。積層構造の場合、亜鉛系合金層は、めっき層の表面を構成する層となる。
 ただし、めっき層の表面にめっき層構成元素の酸化被膜が50nm程度形成しているが、めっき層全体の厚さに対して厚さが薄くめっき層の主体を構成していないと見なす。
 Al-Fe合金層は、素地縞鋼板表面(具体的には、素地縞鋼板と亜鉛系めっき層との間)に形成されることがあり、組織としてAlFe相が主相の層である。Al-Fe合金層は、素地縞鋼板およびめっき浴の相互の原子拡散によって形成する。本開示の縞鋼板は、溶融めっき法によりめっき層を形成するので、Al元素を含有するめっき層では、Al-Fe合金層が形成され易い。めっき浴中に一定濃度以上のAlが含有されることから、AlFe相が最も多く形成する。しかし、原子拡散には時間がかかり、また、素地縞鋼板に近い部分では、Fe濃度が高くなる部分もある。そのため、Al-Fe合金層は、部分的には、AlFe相、AlFe相、AlFe相などが少量含まれる場合もある。また、めっき浴中にZnも一定濃度含まれることから、Al-Fe合金層には、Znも少量含有される。
 ここで、めっき層中にSiを含有する場合、Siは、特にAl-Fe合金層中に取り込まれ易く、Al-Fe-Si金属間化合物相となることがある。同定される金属間化合物相としては、AlFeSi相があり、異性体として、α、β、q1,q2-AlFeSi相等が存在する。そのため、Al-Fe合金層は、これらAlFeSi相等が検出されることがある。これらAlFeSi相等を含むAl-Fe合金層をAl-Fe-Si合金層とも称する。なお、Al-Fe-Si合金層もめっき層に対し、厚さは小さいため、めっき層全体における耐食性において与える影響は小さい。
 また、素地縞鋼板に各種プレめっき縞鋼板を使用した場合、プレめっきの付着量により、Al-Fe合金層の構造が変化することがある。具体的には、Al-Fe合金層周囲に、プレめっきに用いた純金属層が残存する場合、めっき層の構成成分とプレめっき成分が
結合した金属間化合物相(例えば、プレNiめっき縞鋼板を用いた場合、Al3Ni相等)が合金層を形成する場合、Al原子およびFe原子の一部が置換したAl-Fe合金層が形成する場合、または、Al原子、Fe原子およびSi原子の一部が置換したAl-Fe-Si合金層を形成する場合等がある。いずれにせよ、これらの合金層もZn-Al-Mg合金層に対し、厚さは小さいため、めっき層全体における耐食性において与える影響は小さい。
 めっき層は、例えば、質量%で、
 Al:0.1%超~25.0%未満、
 Mg:0%~12.5%未満、
 Sn:0%~5.0%、
 Bi:0%~5.0%未満、
 In:0%~2.0%未満、
 Ca:0%~3.00%、
 Y :0%~0.5%、
 La:0%~0.5%未満、
 Ce:0%~0.5%未満、
 Si:0%~2.5%未満、
 Cr:0%~0.25%未満、
 Ti:0%~0.25%未満、
 Zr:0%~0.25%未満、
 Mo:0%~0.25%未満、
 W :0%~0.25%未満、
 Ag:0%~0.25%未満、
 P :0%~0.25%未満、
 Ni:0%~0.25%未満、
 Co:0%~0.25%未満、
 V :0%~0.25%未満、
 Nb:0%~0.25%未満、
 Cu:0%~0.25%未満、
 Mn:0%~0.25%未満、
 Li:0%~0.25%未満、
 Na:0%~0.25%未満、
 K :0%~0.25%未満、
 Fe:0%~5.0%、
 Sr:0%~0.5%未満、
 Sb:0%~0.5%未満、
 Pb:0%~0.5%未満、
 B :0%~0.5%未満、及び
 残部:Zn及び不純物
 からなる化学組成が好ましい。上記化学組成とすると、耐食性が向上する。
 めっき層の化学組成において、Mg、Sn、Bi、In、Ca、Y、La、Ce、Si、Cr、Ti、Zr、Mo、W、Ag、P、Ni、Co、V、Nb、Cu、Mn、Li、Na、K、Fe、Sr、Sb、Pb、及びBは、任意成分である。つまり、これら元素は、めっき層中に含まなくてもよい。
 ここで、めっき層の化学組成は、めっき層全体の平均化学組成(めっき層が亜鉛系合金層の単層構造の場合、亜鉛系合金層の平均化学組成、めっき層が亜鉛系合金層及びAl-Fe合金層の積層構造の場合、亜鉛系合金層及びAl-Fe合金層の合計の平均化学組成
)である。
 通常、溶融めっき法において、亜鉛系合金層の化学組成は、めっき層の形成反応がめっき浴内で完了することがほとんどであるため、ほぼめっき浴の化学組成と同等になる。また、溶融めっき法において、Al-Fe合金層は、めっき浴浸漬直後、瞬時に形成し成長する。そして、Al-Fe合金層は、めっき浴内で形成反応が完了しており、その厚さも、亜鉛系合金層に対して十分に小さいことが多い。
 したがって、めっき後、加熱合金化処理等、特別な熱処理をしない限りは、めっき層全体の平均化学組成は、亜鉛系合金層の化学組成と実質的に等しく、Al-Fe合金層の成分を無視することができる。
 めっき層の化学成分は、次の方法により測定する。
 まず、素地縞鋼板の腐食を抑制するインヒビターを含有した酸でめっき層を剥離溶解した酸液を得る。次に、得られた酸液をICP分析で測定することで、めっき層の化学組成(めっき層が亜鉛系合金層の単層構造の場合、亜鉛系合金層の化学組成、めっき層がAl-Fe合金層及び亜鉛系合金層の積層構造の場合、Al-Fe合金層及び亜鉛系合金層の合計の化学組成)を得ることができる。酸種は、めっき層を溶解できる酸であれば、特に制限はない。なお、化学組成は、平均化学組成として測定される。なお、ICP分析でZn濃度は、「式:Zn濃度=100%-他の元素濃度(%)」で求める。
 ここで、素地縞鋼板として、プレめっき縞鋼板を用いた場合、そのプレめっきの成分も検出される。
 例えば、プレNiめっき縞鋼板を用いた場合、ICP分析では、めっき層中のNiだけでなく、プレNiめっき中のNiも検出される。具体的には、例えば、Ni付着量が1g/m~3g/mのプレめっき縞鋼板を素地縞鋼板として使用したとき、仮にめっき層に含まれるNi濃度が0%であっても、Ni濃度が0.1~15%として検出される。一方、プレNiめっき縞鋼板を素地縞鋼板として用いた場合、素地縞鋼板をめっき浴に浸漬した際に、プレNiめっき層中のNiがめっき浴中に微量に溶解する。そのため、めっき浴中のNi濃度が、建浴しためっき浴中のNi濃度と比べて0.02~0.03%高くなる。したがって、プレNiめっき縞鋼板を用いた場合には、めっき層中のNi濃度は最大で0.03%高くなる。
 ここで、素地縞鋼板がプレめっき縞鋼板か否かを判別する方法は、次の通りである。
 対象となるめっき縞鋼板から、めっき縞鋼板の板厚方向に沿って切断した断面が測定面となる試料を採取する。
 試料の測定面に対して、電子線マイクロアナライザ(Electron Probe MicroAnalyser:FE-EPMA)により、めっき縞鋼板におけるめっき層と素地縞鋼板との界面付近を線分析し、Ni濃度を測定する。測定条件は、加速電圧15kV、ビーム径100nm程度、1点あたりの照射時間1000ms、測定ピッチ60nmである。なお、測定距離は、めっき縞鋼板におけるめっき層と素地縞鋼板との界面でNi濃度が濃化しているか否かが確認できる距離であればよい。
 そして、めっき縞鋼板におけるめっき層と素地縞鋼板との界面で、Ni濃度が濃化していれば、素地縞鋼板がプレめっき縞鋼板と判別する。
 また、素地縞鋼板として、プレNiめっき縞鋼板を用いた場合、めっき層のNi濃度は、次の通り測定された値と定義する。
 まず、高周波グロー放電発光表面分析装置(GDS:堀場製作所製、型番:GD-Profiler2)で、Ni濃度が異なる3種類以上の標準試料(BAS製Zn合金標準試料 IMN ZH1、ZH2、ZH4)に対してNiの発光強度を測定する。得られたNiの発光強度と標準試のNi濃度との関係から、検量線を作製する。
 次に、高周波グロー放電発光表面分析装置(GDS:堀場製作所製、型番:GD-Pr
ofiler2)により、測定対象(凸部及び平坦部が設けられている板面と板厚方向に対向する対側の板面)のめっき縞鋼板のめっき層の膜厚1/2位置におけるNiの発光強度を測定する。得られたNiの発光強度と作成した検量線から、めっき層1/2位置でのNi濃度を求める。得られためっき層1/2位置でのNi濃度を、めっき層のNi濃度と定義する。
 そして、素地縞鋼板として、プレNiめっき縞鋼板を用いた場合、めっき層のZn濃度は、下記式から算出されるZn濃度と定義する。
 式:Zn濃度=100-(ICP分析で求めたZn及びNi以外の元素濃度+GDSで求めたNi濃度)
 なお、高周波グロー放電発光表面分析装置の測定条件は、次の通りとする。
・H.V.:630V
・アノード径:φ4mm
・ガス:Ar
・ガス圧力:600Pa
・出力:35W
(化成処理皮膜層)
 素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚は、片面当たり0.10~5.00μmである。
 平坦部における化成処理皮膜層の膜厚が薄いと、局所的に白錆が発生し、一次防錆が不良となる。平坦部における化成処理皮膜層の膜厚が厚いと、化成処理皮膜層にき裂が入り、一次防錆が不良となる。よって、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚は、上記範囲とする。
 一次防錆向上の観点から、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚は、0.20~4.00μmが好ましく、0.30~3.00μmがより好ましい。
 ここで、平坦部における化成処理皮膜層の膜厚は、凸部から3mm離れた平坦部における、化成処理皮膜層の膜厚(図1A中、F2に示す位置での化成処理皮膜層の膜厚)である。
 素地縞鋼板の平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率(平坦部の化成処理皮膜層の膜厚/凸部の化成処理皮膜層の膜厚)は、0.2~5.0である。
 平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率が低すぎると、凸部が厚く平面部が薄いため、平面部の塗布欠陥が出やすくなり、局所的に白錆が発生し、一次防錆が不良となる。
 平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率が高すぎると、化成処理皮膜層の膜厚ムラが大きくなり、局所的に白錆が発生し、一次防錆が不良となる。よって、平坦部と凸部のとの化成処理皮膜層の膜厚比率は、上記範囲とする。
 一次防錆向上の観点から、平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.3~4.0が好ましく、0.4~3.0がより好ましい。
 ここで、本開示のめっき縞鋼板の使用用途として,凸部と平坦部に形成される化成処理皮膜層の膜厚の制御をすることがよい。化成処理皮膜層は通常、数μmの透明の皮膜層で、光の反射をする金属層の表面に位置している。そのため、化成処理皮膜層の膜厚の引き起こす光の屈折により、干渉色を呈することがある。干渉色は、赤色、黄色、又は緑色などを発色するため、めっき縞鋼板の各部位で模様のように現れ、外観不良を引き起こす。
 めっき縞鋼板の外観品位を極力一定にするためには、凸部及び平坦部の化成処理皮膜層の膜厚を極力同じにすることで、均一な外観となり、色斑等の模様状に見える現象はなくなる。
 そのため、色斑等の模様状に見える現象を抑制する観点から、平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率は、1.0が最も好ましく、0.4以上1.5以下がより好ましく、0.8以上1.1以下がさらに好ましい。
 平坦部と凸部との化成処理皮膜層を上記の膜厚比率にすると、同色系統の色合いになる。
 一方、本開示のめっき縞鋼板は、駐車場のパレット、階段のステップなどの構造物にするために、切断、及び曲げに加え、様々な部材とアーク溶接される場合がある。特に、化成処理皮膜層の膜厚制御は、アーク溶接に影響する。
 一般的に、めっき縞鋼板は、めっき層のない熱延縞鋼板よりも溶接電流を大きくする必要があるため、溶接不良を生み出す場合がある。
 特に、めっき層上に、化成処理皮膜層が形成されていると、次の不具合が生じることがある。
 (1)通電が不安定となり、アーク溶接時に形成するビードが不安定となる。
 (2)大電流によるスパッタ痕が激しくなる。
 (3)化成処理皮膜層が損傷することで、溶接後が必要以上に広がる。
 (4)化成処理皮膜層が気化したガスにより溶接ヒュームが激しくなる。
 (5)ビード内に異物が発生。
 特に、ビードの形状は、めっき縞鋼板から得らえる構造物の強度に大きく影響する。
 そのため、ビードの形状、具体的には、溶接時に発生するヒュームガスを適切に逃がし、ビード内部に取り込まれることを防ぐことがよい。この観点において、めっき縞鋼板は熱延鋼板よりも電流値が大きくなり、溶接が難しく、化成処理皮膜層が均一に形成されていると、一般的に通電自体が難しくなる傾向にある。一方、平坦部と凸部の膜厚比率が大きい場合、部分的に化成処理皮膜層が薄くなる領域が存在する。それにより、比較的、アークが安定しやすく、ビードの形状が安定する。
 そのため、平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率が1.0である場合、最もアーク溶接性には不向きである。そして、溶接時のビードの形状の安定化の観点からは、平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.8未満、又は1.5以上が好ましく、0.6未満、又は1.9以上がより好ましい。
 つまり、一次防錆不良抑制と共に、溶接時のビードの形状の安定化の観点からは、平坦部と凸部との化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.2以上0.8未満、又は1.5以上5.0以下が好ましく、0.2以上0.6未満、又は1.9以上5.0以下がより好ましい。
 ここで、凸部における化成処理皮膜層の膜厚は、凸部の長さ方向中央部かつ幅方向中央部の化成処理皮膜層の膜厚(図1A中、F1に示す位置での化成処理皮膜層の膜厚)である。
 ここで、化成処理皮膜層の膜厚は、次の通り測定する。
 測定対象となる、めっき縞鋼板に対して、凸部の長さ方向中央部で、かつ凸部の幅方向に沿って、めっき縞鋼板の厚み方向に切断し試料を採取する。具体的には、図1A中、F-F断面に相当する位置で、めっき縞鋼板を切断し試料を採取する、
 次に、試料の化成処理皮膜層の表面に金膜を蒸着させる。
 次に、試料をエポキシ樹脂に埋込み、観察位置まで研磨する。
 次に、研磨した試料の切断断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)により10000倍で
観察する。
 次に、観察断面において、次の通り、各位置の化成処理皮膜層の膜厚を測定する。なお、各位置の化成処理皮膜層の膜厚は、めっき層と金膜との間の層の膜厚を測定する。
 (1)凸部の長さ方向中央部かつ幅方向中央部における、化成処理皮膜層の膜厚(図1A中、F1に示す位置での化成処理皮膜層の膜厚)。
 (2)凸部から3mm離れた平坦部における、化成処理皮膜層の膜厚(図1A中、F2に示す位置での化成処理皮膜層の膜厚)。
 そして、上記操作を、3回行い、各位置の化成処理皮膜層の膜厚の平均値を求める。
 化成処理皮膜層の成分は、特に制限はなく、周知の成分が採用される。
 化成処理皮膜層としては、例えば、シランカップリング剤(有機ケイ素化合物)、ジルコニウム化合物、チタン化合物、りん酸化合物、フッ素化合物、バナジウム化合物、コバルト化合物、炭酸ジルコニウムアンモニウム、アクリル樹脂、バナジウム化合物、りん化合物を主成分とする、周知の化成処理皮膜層が挙げられる。なお、主成分とは、層中で最も多い成分を示す。
 ただし、環境負荷抑制の観点から、化成処理皮膜層は、クロメート化成処理皮膜層以外の化成処理皮膜層であることがよい。
 一次防錆不良抑制の観点から、化成処理皮膜層として具体的には、例えば、次の皮膜層が好ましい。
 (1)分子中にアミノ基を1つ含有するシランカップリング剤と、分子中にグリシジル基を1つ含有するシランカップリング剤を配合して得られる、分子内に式-SiRR(式中、R、R及びRは互いに独立に、アルコキシ基又は水酸基を表し、少なくとも1つはアルコキシ基を表す)で表される官能基(a)を2個以上と、水酸基(官能基(a)に含まれ得るものとは別個のもの)およびアミノ基から選ばれる少なくとも1種類の親水性官能基(b)を1個以上含有する有機ゲイ素化合物と、チタン弗化水素酸またはジルコニウム弗化水素酸から選ばれる少なくとも1種のフルオロ化合物と、りん酸と、バナジウム化合物を含む皮膜層。
 (2)有機珪素化合物、ジルコニウム化合物及びチタン化合物の1種または2種、りん酸化合物、ふっ素化合物およびバナジウム化合物を含む皮膜層。
 (3)アクリル樹脂とジルコニウムとバナジウムとリンとコバルトとを含む皮膜層。
 (4)炭酸ジルコニウム化合物と、少なくともスチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及びアクリロニトリルとを含むモノマー成分を共重合することから得られるアクリル樹脂と、2~4価のバナジウム化合物と、リン化合物と、コバルト化合物(E)と、を含む皮膜層。
(めっき縞鋼板の製造方法)
 以下、本開示のめっき縞鋼板の製造方法の一例について説明する。
 以下、一例として説明する本開示のめっき縞鋼板の製造方法は、特に、図1A~図1Cで示され、凸部の配列角度A、凸部の長さB、凸部の最大幅C、凸部の最小幅D、凸部の配列ピッチE、凸部の高さH、凸部の面積占有率が上記範囲の形状の素地縞鋼板を適用しためっき縞鋼板の製造方法に適している。
 本開示のめっき縞鋼板の製造方法は、めっき層形成工程と、化成処理皮膜形成工程と、を有する。
-めっき層形成工程-
 めっき層形成工程では、一方の板面に、高さ3mm以下の凸部及び平坦部が設けられた素地縞鋼板における、凸部及び平坦部が設けられた板面に、片面当たりのめっき層の付着量60~500g/mで、亜鉛系合金層を含むめっき層を形成する。
 めっき層の形成方法は、特に制限はなく、周知の方法が採用される。
 例えば、素地縞鋼板を、めっき浴の温度+20℃以上850℃以下まで、加熱して保持
した後、めっき浴の温度以上めっき浴の温度+10℃以下の範囲まで冷却し、冷却した素地縞鋼板を、めっき浴に浸漬して、めっき浴から引き上げた後、めっき浴の温度が500℃超の場合、500℃まで冷却速度1~20℃/sで冷却して、めっき層を素地縞鋼板上に形成する。
 ここで、めっきは、例えば、ゼンジミア法のような連続式溶融金属めっき法を実施する。また、酸洗後、加熱前に素地縞鋼板にプレめっき(例えば、プレNiめっき)を施してもよい。
-化成処理皮膜形成工程-
 化成処理皮膜形成工程では、外周面に周方向に沿った複数の溝が軸方向に配列され、溝のピッチ0.2~1.0mm、溝の高さ0.05~0.5mm、かつ溝のピッチと溝の高さとの比率(溝のピッチ/溝の高さ)2~8の溝切アプリケーターロールを使用し、溝切アプリケーターロールの周方向が素地縞鋼板の凸部の長さ方向に対し45±10°の範囲内の角度で、めっき層の表面に化成処理薬液(以下、「薬液」とも称する)を塗布して化成処理皮膜層を形成する。
 具体的には、化成処理皮膜形成工程では、例えば、図2に示す塗布装置を用いて、めっき層の表面に化成処理薬液を塗布して化成処理皮膜層を形成する。ただし、塗布装置は、溝切アプリケーターロールを備える、周知の塗布装置を採用できる。
 図2に示す塗布装置は、めっき層が形成された素地縞鋼板のめっき層の表面に、薬液を転写により塗布する溝切アプリケーターロールと、素地縞鋼板を介して対向配置され、通板する素地縞鋼板を支持するバックアップロールと、を備える。なお、バックアップロールの代わりに反対面のアプリケーターロールを配置してもよい。この場合、反対面の塗布性の観点から、素地縞鋼板はロールによって進行方向を変えることなく、直進させる。
 溝切アプリケーターロールの周囲には、薬液を貯留する貯留パンと、貯留パンから薬液をピックアップした後、溝切アプリケーターロールに薬液を供給するピックアップロールと、を備える。なお、ピックアップロールとアプリケーターロールの間にトランスファーロールを配置してもよい。
 ここで、図2中、101は塗布装置、10は溝切アプリケーターロール、12はバックアップロール、14は貯留パン、14Aは化成処理薬液、16はピックアップロール、M1はめっき層が形成された素地縞鋼板、M2は化成処理皮膜及びめっき層が形成された素地縞鋼板、Aはめっき層が形成された素地縞鋼板の通板方向を示す。
 溝切アプリケーターロールは、例えば、金属ロールと金属ロールの外周面上に設けられたゴム被覆層と、を有するアプリケーターロールが採用できる。
 溝切アプリケーターロールの外周面には、周方向に沿った複数の溝が軸方向に配列されている。
 溝切アプリケーターロールにおいて、溝のピッチ(図3中10P参照)は0.2~1.0mm、溝の高さ(図3中10H参照)は0.05~0.5mm、かつ溝のピッチと溝の高さとの比率(溝のピッチ/溝の高さ)は2~8とする。
 ここで、溝のピッチとは、溝幅と、隣合う溝間に形成される凸部幅との双方を意味する。通常、溝切アプリケーターロールにおいて、溝幅と、隣合う溝間に形成される凸部幅とは、同じであることが多い。
 なお、図3中、10は溝切アプリケーターロール、10Aは溝、10Pは溝のピッチ、10Hは溝の高さを示す。
 溝のピッチを0.2mm以上1.0mm以下にすると、薬液の持ち出し量が適切な量となる。
 溝の高さを0.05mm以上にすると、薬液の持ち出し量が適切な量となる。溝の高さを0.5mm以下にすると、溝による空気の噛み込みが抑制される。
 さらに、溝切アプリケーターロールにおける、溝のピッチと溝の高さとの比率を2以上8以下とすることで、化成処理薬液の持ち出し量が担保され、素地縞鋼板の、凸部、平坦部及び凸部と平坦部との境界(つまり凸部のすそ野)にも、薬液を均一に塗布できる。
 このような溝切アプリケーターロールを用いることにより、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚、及び素地縞鋼板の平坦部と凸部における化成処理皮膜層の膜厚比率が上記範囲となる。その結果、白錆が発生し難くなり、一次防錆不良が抑制される。
 溝切アプリケーターロールにおいて、素地縞鋼板の凸部の最大幅(図1A中C参照)と溝のピッチとの比率(素地縞鋼板の凸部の最大幅/溝のピッチ)は、例えば、3.0~40.0とすることが望ましい。
 素地縞鋼板の凸部の最大幅と溝のピッチとの比率を3.0以上にすると、素地縞鋼板の凸部の最大幅に対して溝のピッチが相対的に大きすぎなくなる。そのため、素地縞鋼板の凸部と平坦部との境界(つまり凸部のすそ野)にも、薬液を保持する溝が近接し、薬液が塗り広がり易くなる。
 素地縞鋼板の凸部の最大幅と溝のピッチとの比率を40.0以下にすると、素地縞鋼板の凸部の最大幅に対して溝のピッチが相対的に小さすぎなくなる。そのため、素地縞鋼板凸部と平坦部との境界(つまり凸部のすそ野)に、薬液を保持する溝が近接し難くなるのが抑制され、また、薬液の持ち出し量も確保される。その結果、薬液の塗布不足が抑制される。
 よって、溝切アプリケーターロールにおいて、素地縞鋼板の凸部の最大幅と溝のピッチとの比率を上記範囲にすることがよい。化成処理薬液の持ち出し量が担保され、素地縞鋼板の、凸部、平坦部及び凸部と平坦部との境界(つまり凸部のすそ野)にも、薬液を均一に塗布し易くなる。
 それにより、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚、及び素地縞鋼板の平坦部と凸部における化成処理皮膜層の膜厚比率が上記範囲となり易くなる。その結果、白錆が発生し難くなり、一次防錆不良が更に抑制される。
 化成処理皮膜形成工程では、溝切アプリケーターロールを回転させ、化成処理薬液を貯留した貯留パンからピックアップロールにより化成処理薬液をピックアップした後、溝切アプリケーターロールに化成処理薬液を供給する。
 溝切アプリケーターロールへの化成処理薬液の供給を開始後又は開始と同時に、素地縞鋼板の通板を開始し、溝切アプリケーターロールにより供給された化成処理薬液を通板する、素地縞鋼板のめっき層表面に転写し塗布する。
 化成処理皮膜層形成工程では、溝切アプリケーターロールの周方向が素地縞鋼板の凸部の長さ方向に対し45±10°の範囲内の角度で、めっき層の表面に化成処理薬液を塗布する。
 溝切アプリケーターロールの周方向を、素地縞鋼板の凸部の長さ方向に対し45±10°の範囲内の角度とすると、素地縞鋼板の幅方向(つまり、素地縞鋼板の通板方向にして直交方向)における、凸部の高さ(つまり縞高さ)を揃えることができる。
 そのため、溝切アプリケーターロールの幅方向で、凸部とロールとの接触面積が一定となり、素地縞鋼板に対する溝切アプリケーターロールの圧下力が均一となり、素地縞鋼板の、凸部、平坦部及び凸部と平坦部との境界(つまり凸部のすそ野)にも、薬液を均一に塗布できる。
 それにより、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚、及び素地縞鋼板の平坦部と凸部における化成処理皮膜層の膜厚比率が上記範囲となる。その結果、白錆が発生
し難くなり、一次防錆不良が抑制される。
 ここで、素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚、及び素地縞鋼板の平坦部と凸部における化成処理皮膜層の膜厚比率が上記範囲とする観点から、素地縞鋼板に対する溝切アプリケーターロールの線圧は、1000~3000(g/mm)がよい。
 溝切アプリケーターロールの回転方向は、素地縞鋼板の通板方向と同方向でも、素地縞鋼板の通板方向と逆方向でもよい。ただし、溝切アプリケーターロールの回転方向は、素地縞鋼板の通板方向と逆方向だとよりよい。溝切アプリケーターロールの回転方向が素地縞鋼板の通板方向と逆方向であると、化成処理薬液の塗布時に薬液の塗りムラが抑えられ、化成処理皮膜層の膜厚ムラが抑制される。
 なお、溝切アプリケーターロールの回転方向は、素地縞鋼板と対向する位置(つまり、図2中、塗料塗装位置P1)での方向を意味する。
 溝切アプリケーターロールへの薬液供給量は、化成処理皮膜層の膜厚に応じて適宜設定される。溝切アプリケーターロールの回転速度も、素地縞鋼板のめっき層表面へ形成する化成処理皮膜層の膜厚に応じて適宜設定される。
 なお、素地縞鋼板の通板速度LSは、例えば、20~200m/minとする
 素地縞鋼板上のめっき層表面に、薬液の塗膜を形成後、塗膜を乾燥及び/又は硬化させることで、化成処理皮膜層を形成する。
 薬液の塗膜の乾燥条件及び硬化条件は、使用する薬液により適宜設定すればよい。
 以下、本開示のめっき縞鋼板に適用できる後処理について説明する。
 本開示のめっき縞鋼板における化成処理皮膜層上には、有機樹脂皮膜を1層もしくは2層以上有してもよい。有機樹脂としては、特定の種類に限定されず、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、又はこれらの樹脂の変性体等を挙げられる。ここで変性体とは、これらの樹脂の構造中に含まれる反応性官能基に、その官能基と反応し得る官能基を構造中に含む他の化合物(モノマーや架橋剤など)を反応させた樹脂のことを指す。
 このような有機樹脂としては、1種又は2種以上の有機樹脂(変性していないもの)を混合して用いてもよいし、少なくとも1種の有機樹脂の存在下で、少なくとも1種のその他の有機樹脂を変性することによって得られる有機樹脂を1種又は2種以上混合して用いてもよい。また有機樹脂皮膜中には任意の着色顔料や防錆顔料を含んでもよい。水に溶解又は分散することで水系化したものも使用することができる。
 本開示の実施例について説明するが、実施例での条件は、本開示の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本開示は、この一条件例に限定されるものではない。本開示は、本開示の要旨を逸脱せず、本開示の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
(実施例)
 表1に示す化学組成のめっき層が得られるように、所定量の純金属インゴットを使用して、インゴットを溶解した後、大気中でめっき浴を建浴した。めっき層の形成には、バッチ式溶融めっき装置を使用した。
 そして、次の通り、素地縞鋼板の両面に、めっき層を形成した。
 素地縞鋼板を、N-H(5%)(露点-40℃以下、酸素濃度25ppm未満)環境下、室温から通電加熱で昇温し、60秒保持した後、Nガス吹き付けにて、めっき浴温+10℃まで冷却し、直ちにめっき浴に浸漬した。その後、めっき浴から素地縞鋼板を引き上げ、Nガスワイピング圧力を調整し、めっき層の付着量を調整した。凸部及び平坦部が設けられた板面のめっき層の付着量は表2に示す通りとした。
 なお、使用した素地縞鋼板は熱延Alキルド鋼であり、素地縞鋼板の形状は図1A~図1Cと同等とした。
 ただし、素地縞鋼板として、一部形状(凸部の高さH、凸部の最大幅C)が異なる種々の熱延縞鋼板を使用した。具体的の形状は次の通りである。
・凸部の配列角度A=45°
・凸部の長さB=25.3mm
・凸部の最大幅C=表2に示す幅
・凸部の最小幅D=2.5mm
・凸部の配列ピッチE=28.6mm
・凸部の高さ(つまり、縞高さ)H=表2に示す高さ
 なお、凸部の面積占有率は40%とした。
 また、いくつかの例では、素地縞鋼板として、上記熱延縞鋼板にプレNiめっきを施したプレNiめっき縞鋼板を使用した。Ni付着量は1g/m~3g/mとした。なお、素地縞鋼板として、プレNiめっき縞鋼板を使用した例は、表2中の「素地縞鋼板」「種類」の欄に「プレNi」と表記した。
 次に、表2の条件で、溝切アプリケーターロールを備える、図2に示す塗布装置を用いて、めっき層の表面に化成処理薬液を塗布して化成処理皮膜層を形成した。
 なお、表2中、「角度」は、素地縞鋼板の凸部の長さ方向に対する溝切アプリケーターロールの周方向が成す角度を示す。
 また、「線圧」は、素地縞鋼板に対する溝切アプリケーターロールの圧下力を示す。
 ここで、使用した化成処理薬液は、次の通りである。
 ・薬液A
 3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、オキシ硫酸バナジウム、りん酸、フッ化ジルコニウム酸を含む薬液
 ・薬液B
 炭酸ジルコニウムアンモニウム、アクリル樹脂、オキシしゅう酸バナジウム、りん酸、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、硝酸コバルトを含む薬液
-各種の測定-
 得られためっき縞鋼板について、既述の方法にしたがって、下記事項を測定した。
・素地縞鋼板の平坦部における化成処理皮膜層の膜厚(表中、「平坦部膜厚T1」と表記)
・素地縞鋼板の凸部の化成処理皮膜層の膜厚(表中、「凸部膜厚T2」と表記)
-一次防錆-
 得られためっき縞鋼板を切断し、100mm×50mmの試料を採取した。
 次に、凸部及び平坦部を有する板面の裏面、及び端面をシールした。
 次に、腐食促進試験(SST JIS Z 2371:2015)に、試料を24時間供して、凸部と平坦部の白錆発生面積率を調べた。
 白錆発生面積率が、10%以下を「A]、10%超20%以下を「B」、20%超30%以下を「C」、30%超えを「D」と評価した。
―外観-
 得られためっき縞鋼板の外観観察を実施した。具体的には次の通りである。
 まず、各々の縞面表面から距離1m離れた個所に、Panasonic(パナソニック)製の直管蛍光灯白色光源(直管蛍光灯ハイライト 6形 FL6W)を配置した。
 次に、光源から白色光を縞面表面に照射した状態で、幅方向1200mm、長さ1000mmの領域の縞面表面を、100×100mm毎に写真撮影を実施した。
 縮小された写真から、100×100mmの範囲の色差△Eを測定した。
 具体的には、CIE1976L表色系の座標値(L値、a値及びb値)を求めた。そして、L*値、a*値及びb*値の平均値に対して、色差ΔEが最大となる測定箇所との色差ΔEを求めた。なお、色差ΔEは、ΔE=((Δa+(Δb+(ΔL1/2で定義される。
 全範囲(つまり幅方向1200mm、長さ1000mmの領域の縞面表面)における色差△Eの平均を測定し、下記基準で評価した。
 A:色差△Eの平均が0.6以下
 B:色差△Eの平均が0.6超え1.2未満
 C:色差△Eの平均が1.2以上
―溶接-
 得られためっき縞鋼板から、100mm×50mmの鋼板を2枚切断し、採取した。得られた一方の鋼板の中央部に他方の鋼板を垂直に立てて、縞面で挟まれる側にアーク溶接により溶接ビードを形成した。具体的には、2枚の鋼板は、図1Aに示す素地縞鋼板の模様が繋がるように、一方の鋼板の中央部に他方の鋼板を垂直に立てて配置した。アーク溶接では、圧延方向に対する直角方向(C方向)で、縞鋼板の凸部の4線交点から、90mmの長さで10mm幅(溶接45度方向から見た際の肉盛り幅(辺×√2=10mm))の溶接ビードを形成した。
 アーク溶接は、溶接ワイヤ:YM-28Z、溶接速度:40cm/min、COシールドガス流量:20リットル/min、突き出し長さ:15mm、溶接ワイヤ径:1.2mm、積層パス:1回、溶接電流:170A、アーク電圧:23Vの条件で実施した。
 得られた溶接ビードをX線投影し、隅肉溶接部のブローホール開口率で溶接の良否判定を下記基準で評価した。
 A:ブローホール開口率、3%未満、ビード部に波模様、ピット穴が見られない
 B:ブローホール開口率、3~10%未満、~1mm未満のピット穴がみられるが、ビード部に波模様が見られない
 C:ブローホール開口率、10%以上、1mm以上のサイズのピット穴、もしくはビード部に波模様がみられる
 実施例について表1~表2に一覧にして示す。
 
 上記結果から、本開示のめっき縞鋼板に該当する実施例は、比較例に比べ、平坦部および凸部共に一次防錆不良が抑制されていることがわかる。
 以上、本開示の好適な実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 なお、日本国特許出願第2022-138733号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (3)

  1.  一方の板面に、高さ3.0mm以下の凸部及び平坦部が設けられた素地縞鋼板と、
     前記素地縞鋼板の凸部及び平坦部が設けられた板面に配された、亜鉛系合金層を含むめっき層と、
     前記めっき層の表面に設けられた化成処理皮膜層と、
     を有し、
     前記素地縞鋼板の前記平坦部における前記化成処理皮膜層の膜厚は、片面当たり0.10~5.00μmであり、
     前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率(前記平坦部の前記化成処理皮膜層の膜厚/前記凸部の前記化成処理皮膜層の膜厚)は、0.2~5.0である、
     めっき縞鋼板。
  2.  前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.4以上1.5以下である請求項1に記載のめっき縞鋼板。
  3.  前記素地縞鋼板の前記平坦部と前記凸部との前記化成処理皮膜層の膜厚比率は、0.2以上0.8未満、又は1.5以上5.0以下である請求項1又は請求項2に記載のめっき縞鋼板。
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