JP3148542B2 - 耐眩性の優れた溶融Znめっき鋼板 - Google Patents
耐眩性の優れた溶融Znめっき鋼板Info
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Description
nめっき鋼板に関するものである。
板を前処理した後、溶融Znめっき浴に浸漬して溶融め
っきされる。めっき浴からの引き上げ後はガスワイピン
グで付着量を調整し、また、通常、ガスワイピング後、
放冷またはガスジェット冷却にてZnの凝固点直上温度
(420℃近傍)に制御し、Znの凝固点直上温度でり
ん酸水溶液等のゼロスパングル液をスプレーして、めっ
き層を瞬時に凝固させ、その後、気水冷却で板温度を下
げてガイドロール等へのZnの付着を防止している。こ
のためめっき層表面の外観は金属光沢があり、眩しい製
品となっている。
等の建築材料などとして使用される溶融Znめっき鋼板
においては、建設工事中に太陽光の照り返しで眩しすぎ
るために作業性を劣化させる問題があり、耐眩性に優れ
ることが新しく具備すべきニーズとなってきた。また、
需要家の耐眩性合格基準は光沢度計によるG値で150
以下であった。尚、光沢度計によって得られるG値の最
大値は200である。しかしながら、通常の溶融めっき
鋼板は、表面が平滑で光沢が大(G値=200)である
ため、耐眩性の点では不十分であり改良すべき課題とし
て残されていた。また、通常の溶融Znめっき鋼板の表
面色調は金属光沢で、その光沢度が一定であり、防錆鋼
板としての機能しか有してなく、意匠性の付与が求めら
れている。つまり、表面色調と光沢度の異なる製品が自
由にできるようになれば、防錆鋼板としてだけでなく、
装飾品としての用途が新たに具備される。
っき鋼板のめっき層の表面の平均結晶粒径が小さいも
の、又は、結晶粒表面にシワを有するものはめっき層の
表面粗度が大きく、光沢度G値が小さくなり、耐眩性に
優れることを見い出した。さらに上記の耐眩性の優れた
溶融Znめっき鋼板を確立した。本発明は耐眩性に優
れ、しかも表面色調が従来品とは異なり、光沢度測定に
より得られるG値で10以上150以下の種々の光沢度
を有する溶融Znめっき鋼板を提供するものである。
平均結晶粒径が50μm以下であり、表面粗度Raが
0.4〜1.0μmであることを特徴とする耐眩性の優
れた溶融亜鉛めっき鋼板。 (2)溶融Znめっき鋼板の溶融Znめっき層の表面の
平均結晶粒径が40μm以下であり、結晶粒表面にシワ
を有して、表面粗度Raが1.0μm超1.5μm未満
であることを特徴とする耐眩性の優れた溶融亜鉛めっき
鋼板。
き層の表面にシワを有して、表面粗度Raが1.5μm
以上であることを特徴とする耐眩性の優れた溶融亜鉛め
っき鋼板。 (4)(1)〜(3)の何れかを満足し、溶融Znめっ
き層中にFe,Mg,Al,Ni,Sb,Pbを1種あ
るいは2種以上で3%以下含有することを特徴とする耐
眩性の優れた溶融Znめっき鋼板にある。
説明する。図1は、熱延Alキルド鋼板(1.6mm)
の鋼板表面にNiを0.5g/m 2 めっき後、N2 −H
2 1%(O2 濃度60ppm)の雰囲気中で40℃/s
ecで昇温し、そのまま浴中有効Al濃度0.25%で
浴温450℃の溶融Zn浴中に3sec浸漬後、引き上
げ、ワイピングで付着量135g/m2 に調整した後の
水スプレー開始鋼板温度を種々変化させて、めっき層表
層にZn融液が残存するように水スプレー(水圧1kg
/m2 ,液量35l/m2 /min,照射時間1秒)
し、その後、残存Zn融液が完全に凝固するまま冷却
し、後は、常温まで水没冷却して作成したサンプルの水
スプレー開始鋼板温度とめっき層の表面光沢との関係を
調べた結果である。尚、スプレー開始板温が450℃未
満の場合には、めっき浴進入板温を450℃とし、スプ
レー開始板温が450℃以上の場合には、めっき浴進入
板温を460℃〜500℃まで変化させて作成した。ノ
ズルは標準扇型ノズルを用い、鋼板までの照射距離は1
00mmとした。
25℃以上で光沢度が150以下となり、需要家の合格
基準となることが明らかである。尚、合格範囲の表面色
調は、光沢度(G値)が100〜150では金属光沢が
あり、白っぽく、光沢度(G値)が100未満では金属
光沢が無く、美麗な白色を呈していた。それに比較し
て、425℃未満では、耐眩性が劣り、表面も金属光沢
を呈することが判明した。尚、水スプレー開始板温が凝
固点直上温度(420℃)では、通常のゼロスパングル
外観を呈し、G値は200であった。
開始鋼板温度、スプレー圧、液量及び照射時間を変化さ
せたサンプルを作製し、めっき層表面の平均結晶粒径、
表面粗度、表面の性状と光沢度との関係を詳細に調査し
た。尚、平均結晶粒径の測定にはJIS−G−0552
記載の切断法を用い、粒度番号からASTM−112記
載の平均結晶粒径(μm)を計算した。また、電子走査
線顕微鏡を用い、倍率400倍にて結晶粒表面の性状の
観察を行った。また、表面粗度の測定は粗度計を用いて
測定し、表面粗度Ra(μm)で示した。また、耐眩性
を評価する手段として光沢度測定により得られるG値を
用いた。その結果、平均結晶粒径と結晶粒表面性状と表
面粗度及び光沢度には規則性があることを新たに見い出
した。
(Ra)が0.4〜1.0μmのものは光沢度(G値)
で100〜150であり、優れた耐眩性を有すること。 (2)平均結晶粒径40μm以下で、且つ、結晶粒表面
に図2(A)に示すようなシワを有して表面粗度Raが
1.0μm超1.5μm未満なるものは光沢度(G値)
で50超100未満であり、より優れた耐眩性を有する
こと。 (3)図2(B)に示すように、結晶粒の識別が容易で
ないほど表面にシワを有して、表面粗度Raが1.5μ
m以上のものは光沢度(G値)で10〜50であり、極
めて優れた耐眩性を有することが明らかである。なお図
2(C)は従来品であり、シワを有せず平滑な状態を示
している。
晶粒径が小なるものほど優れた耐眩性を有していた。ま
た、上記(3)で述べたシワの程度が多いほど良好な耐
眩性を示すが、その程度は表面粗度に現れている。この
場合も前述したように結晶粒径が小さいほど良好な耐眩
性を有すると考えられるが、シワの程度が大きいため、
結晶粒径を測定できなかった。さらに、スプレー圧、液
量及び照射時間を適正な範囲にすることにより、これら
の製品を作り分けることができるが、スプレー開始板温
度425℃未満で作製したものはいずれも本発明品の平
均結晶粒径、表面性状及び表面粗度の範囲から外れてお
り平均結晶粒径が50μm超であり、且つ結晶粒表面が
平滑であり、表面粗度が0.4μm未満であり、図1に
示すように光沢度(G値)は150超であった。尚、水
スプレー照射開始板温度が通常のゼロスパングル製造条
件である凝固点直上温度(420℃)で作製したものは
光沢度(G値)が200であった。
ー圧,液量,照射時間)を変化した場合でも、同様であ
った。また、これらの結果はZn浴中にFe,Mg,A
l,Ni,Sb,Pbを単独あるいは複合で3%以内含
有した場合も同様であった。尚、スプレー方法は特に制
限せず通常の2流体方式の気水スプレーを用いたもので
も使用できるがコスト面から今回使用した水スプレー法
が有効である。また、スプレー液成分についても特に制
限はしないが通常の水かあるいは、りん酸系水溶液など
も有効である。さらに、ここでは、プレNiめっき法の
みについて示したが、溶融Znめっき法については、種
々の方法が適用でき、従来の無酸化、還元方式、フラッ
クス法等の溶融Znめっき方法にも本発明は適用でき
る。また、本発明品はめっき層そのものが良好な耐眩性
を有するため、クロメート処理、被覆処理等の後処理も
適用可能である。
晶粒径及び表面性状が変化し、表面粗度の異なり、耐眩
性が向上するメカニズムは明確でないが次のように考え
られる。即ち、Zn浴出後、めっき層表層にZn融液が
残存する間に、水スプレーが照射されることにより、表
層の水滴の大きさに応じて部分的に微小な凝固核が生成
され、その下部あるいは周囲に残存するZn融液が後の
放冷過程において凝固する際に結晶粒径が小となった
り、結晶粒表面にシワが発生したりするものが考えられ
る。この凝固核の生成は照射開始温度と凝固点との差及
び冷却速度に依存する過冷却速度によって変化する。従
って、照射開始温度をある温度以上にとることにより適
正な凝固核の生成が起こり、その後、残存するZn融液
が放冷過程において凝固する際に結晶粒の生成及び又は
シワの生成が起こるものと考えられる。そして、結晶粒
の生成及び又はシワの生成により、めっき層表面に微小
な凹凸が形成されるために光が当たると乱反射が起こり
易いことに起因して光沢が小なるものと考えられる。水
スプレー開始鋼板温度が425℃未満では、凝固核の生
成が起こりにくく、また、Zn融液が放冷過程において
残存しない場合は結晶粒が小とならず、しかも結晶粒表
面にシワの生成が起こらず表面の凹凸は小となる。従っ
て、本発明において(1)水スプレー開始鋼板温度を4
25℃以上にすること、(2)その後の放冷過程で残存
Zn融液を完全に凝固させることが大きなポイントであ
る。
面にNiを0.5g/m2 めっき後、N2 −H2 1%
(O2 濃度60ppm)の雰囲気中で450まで40℃
/secで昇温し、そのまま浴中Al0.25%、浴温
450℃の溶融Zn浴中に3sec浸漬後、引き上げ、
ワイピング直後の水スプレー条件(スプレー開始鋼板温
度440℃一定)を変化させて、めっき層表層にZn融
液が残存するように照射し、その後、放冷して表層まで
完全凝固した後、水冷して作成した。尚、スプレーノズ
ルは標準扇型ノズルを用い、鋼板との距離は100mm
とした。上記の方法により水スプレーの水圧,液量,照
射時間を変化し、めっき層の表面の平均結晶粒径及び表
面性状を変化させたサンプルを作成し、光沢度(G値)
を測定することにより、耐眩性を評価した。その結果を
表2に示す。
を3〜4kg/cm2 にし、照射時間を1秒とすること
により結晶粒径が小さくなり、光沢度が小さくなり耐眩
性に優れる。試料No.3,4に示すように液量を多く
し、照射時間を短くすることにより、つまり、単位時間
当たりの照射量を多くすることにより結晶粒径が小さ
く、且つ、表面にシワを有するものとなり、より良好な
耐眩性を有する。試料No.5〜7に示すように更に単
位時間の照射量を多くすることにより結晶粒径の判別が
困難な程度のシワを有するものとなり、極めて優れた耐
眩性を有するものとなる。尚、表2に併記したNo.
8,9は上記の方法で水スプレー開始鋼板温度を420
℃でおこなった場合の結果であり、スプレー圧及び液量
の条件を変えても、外観は従来の溶融Znめっき鋼板と
同様に平滑で金属光沢があり、耐眩性は有していなかっ
た。
のゼロスパングルの製造方法で、熱延Alキルド鋼板
(1.6mm)の鋼板表面にNiを0.5g/m2 めっ
き後、N2 −H2 1%(O2 濃度60ppm)の雰囲気
中で450℃まで40℃/secで昇温し、そのまま浴
中Al0.25%, 浴温450℃の溶融Zn浴中に3s
ec浸漬後、ガスワイピング後、放冷にてZnの凝固点
直上温度(420℃近傍)に制御し、Znの凝固点直上
温度でりん酸水溶液のゼロスパングル液をスプレーし
て、めっき層を瞬時に凝固させ、その後、気水冷却で板
温度を下げて作成したサンプルの結果を示している。こ
の場合も表層めっき層粗度Raが0.3μmで、平均結
晶粒径が60μmで、結晶粒内の表面が平滑であり、光
沢度G値200と耐眩性が悪い。以上のように試料N
o.1〜7の本発明品は試料No.8,9の比較品及び
試料No.10の従来品に比べ、耐眩性に優れる。
に優れ、しかも表面色調が異なり、光沢度測定により得
られるG値で10以上150以下の種々の光沢度を有す
る溶融Znめっき鋼板が提供でき、その工業的意義は極
めて大きい。
した図。
Claims (4)
- 【請求項1】 溶融Znめっき鋼板の溶融Znめっき層
の表面の平均結晶粒径が50μm以下であり、表面粗度
Raが0.4〜1.0μmであることを特徴とする耐眩
性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板。 - 【請求項2】 溶融Znめっき鋼板の溶融Znめっき層
の表面の平均結晶粒径が40μm以下であり、結晶粒表
面にシワを有して、表面粗度Raが1.0μm超1.5
μm未満であることを特徴とする耐眩性の優れた溶融亜
鉛めっき鋼板。 - 【請求項3】 溶融Znめっき鋼板の溶融Znめっき層
の表面にシワを有して、表面粗度Raが1.5μm以上
であることを特徴とする耐眩性の優れた溶融亜鉛めっき
鋼板。 - 【請求項4】 請求項1〜3の何れかを満足し、溶融Z
nめっき層中にFe,Mg,Al,Ni,Sb,Pbを
1種あるいは2種以上で3%以下含有することを特徴と
する耐眩性の優れた溶融Znめっき鋼板。
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