JPH0215154A - 耐疵付き性に優れた溶融亜鉛めっき鋼帯の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐疵付き性に優れた溶融亜鉛めっき鋼帯の製
法、特に、ワイピングガスとして空気あるいは窒素を使
用するとともにスキンパス工程管理によって表面粗さを
調整する溶融亜鉛めっき綱帯の耐疵イ」き性の改善を図
る方法に関する。

（従来の技術） 溶融亜鉛めっき鋼帯はその優れた耐食性のため、今日、
自動車、家庭電気器具、建材その他の分野において多量
に使用され、それに伴って製造法にも多くの改善が成さ
れてきている。例えば、めっき面の平滑さひとつを考え
てみても、改善の程度は目覚ましく、その結果、溶融亜
鉛めっき鋼帯表面の美麗化は著しく、従来では考えられ
なかったような高精度の溶融亜鉛めっき皮膜が形成され
るようになった。

しかしながら、そのような高度の美麗化が実現すると、
今度は意外にも製品精整（スリット）工程において一般
的に用いられているテンションパッドによる筋状価（バ
ーコード模様の疵）が顕著になり、その改善が強く求め
られるようになった。

かかる筋状価の発生は美麗化を損なうばかりでなく、そ
の疵による耐食性の劣化も考えられることから、本来の
耐食性改善の観点からもそのような疵発生防止は不可欠
である。

（発明が解決しようとする課題） かくして、本発明の目的は、美麗表面肌を損なうことな
く、しかも前述のテンションパッドによる筋状価の発生
を防止した溶融亜鉛めっき鋼帯の製法を提供することで
ある。

ここに、テンションパッドは前述のように精整工程にお
いて鋼帯に張力を付与するためばかりでなく、レベラー
通過時あるいは巻取り時に鋼帯に張力を付与するのにも
利用されることがあるため、それによる疵発生防止は重
要である。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明者らは筋状価の発生機構そのものの検討
を行った。

第４図は、本発明者らのこれまでの研究結果に基づいて
まとめたテンションバンド疵発生機構の概念図である。

図中、めっき鋼帯４０はその表面がテンションパッド４
２によって下向きに圧力Ｐで押さえられるとともに、そ
の長平方向には巻取りロールなどによって絶えず引っ張
られており、その結果、鋼帯４０には張力が作用し、ス
リット、レヘリングあるいは堅固な巻取りが可能となる
のである。

鋼帯の巻取りまたは巻取りラインで鋼帯に張力を付与す
るためには、通常０．３〜５．０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の
圧力Ｐでテンションパッド４２によって鋼帯４０は押さ
えられながら巻取られている。したがって、鋼帯４０は
テンションパッド４２によって表面が押さえられた状態
で連続して移動することになり、テンションパッド４２
の押圧力に応じた張力が鋼帯表面に付与されることにな
る。なお、テンションパッド４２は厚さ５〜１０ｍｍ、
長さ１００〜３００ｍｍ程度である。幅は鋼帯の幅板上
である。

ところで、テンションパッドの材質は通常フェルト、じ
ゅうたん等であってそのため、鋼帯表面が十分に硬質で
あれば、あるいはテンションバンドの押圧力が十分低け
れば、筋状価発生は問題にならないが、前述のように表
面が美麗であるため従来ならば疵発生が認められないか
あるいは問題とならないような範囲の条件下でも筋状価
発生が問題となるのである。

そこで、筋状価発生の機構について検討すると、鋼帯表
面とバンドの間には図中黒丸で示すように一般にはめっ
き皮膜に由来する堆積物４６が存在する。この堆積物が
更に新たな粉の発生を促進させる事により鋼帯の移動に
したがって長平方向に延びた筋状価が発生するのである
。特に、近年、溶融亜鉛めっき鋼帯の表面の平滑度が著
しく改善されるようになったため、上述のような堆積物
４６による疵はよく目立つようになったのである。確か
に同様な問題発生の可能性は従来もあったのであるが、
押圧力が低くてもよかったこと、表面平滑さがそれ程で
なかったため堆積物の発生が少なく、たとえそれによる
疵が発生したとしても目立たなかったこと等から問題に
はならなかった。しかも、最近に至り窒素ガスなどの不
活性ガスによるワイピングが広く行われるようになった
ため、鋼帯めっき皮膜表面層の硬さが相対的に低下して
きている。疵発生それ自体が従来より多くなってきてい
る。

したがって、本発明者らがこれらの点を考慮して検討を
重ねたところ、■鋼帯表面層に純亜鉛が存在する場合に
は亜鉛から成る堆積粉の発生が多い。しかし、酸化亜鉛
層が存在するときは、酸化亜鉛の材質が硬質であるため
堆積粉の発生が比較的少ない。

■鋼帯表面の粗さが小なるときは、発生粉がパッドに付
着し、徐々に堆積して行き、終には堆積凝集粉によりめ
っき鋼帯の表面の筋状価に発展する。

■鋼板表面粗さが大なるときは、発生した粉が堆積せず
に鋼帯表面凹部に付着し、パッド外へ連続的に持ち出さ
れるためパッドへのイ」着凝集が防止され、したがって
疵発生には至らないこと等が判明した。

そこで、さらにこれらの点についてさらに検討を重ねた
ところ、ワイピングガスの種類、ミニマイストスパング
ル化条件、スキンパス条件などが関連して、ある特定の
条件下で製造した場合にそのような筋状価の発生は効果
的に防止できることを知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするとごろは、溶融亜鉛めっき
浴に浸漬しためっき鋼帯を引き上げてワイピングを行う
こと、ワイピング後のめっき鋼帯へミニマイズドスパン
グル化を行うあるいは行わないこと、そして得られた鋼
帯にスキンパスを行うことから成る溶融亜鉛めっき鋼帯
の製造に際し、亜鉛目付は量コントロールのためのワイ
ピングガスに空気を使用し、後にスキンパス工程におい
てロール表面粗さＲａ＝１．６〜３．０　μｍ　、伸び
率−０３〜４．０％の条件下でスキンパスを実施するこ
とを特徴とする耐疵付き性に優れた溶融亜鉛めっき鋼帯
の製法である。

本発明によれば、上述のようにして得られた溶融亜鉛め
っき鋼帯の表面粗さを最終的にＲａ＝０．６〜１．８μ
ｍあるいはＲｍａｘ　＝　５〜１５μｍとすることによ
り、表面美麗さを確保したままテンションパッドによる
筋状価発生は効果的に防止できる。

また、本発明は、その別の態様によれば、溶融亜鉛めっ
き浴に浸漬しためっき鋼帯を引き上げてワイピングを行
うこと、ワイピング後のめっき鋼帯へミニマイズドスパ
ングル化を行うこと、そして得られた鋼帯にスキンパス
を行うことから成る溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に際し、
亜鉛目付は量コントロールのだめのワイピングガスに窒
素を使用し、ミニマイズドスパングル化工程の後のスキ
ンパス工程においてロール表面粗さＲａ＝１．６〜３゜
０μｍ、伸び率＝０．３〜４．０％の条件下でスキンパ
スを実施することを特徴とする耐疵付き性に優れた溶融
亜鉛めっき鋼帯の製法である。

本発明の上述のような態様によって得られた溶融亜鉛め
っき鋼帯もその表面粗さを最終的にＲａ＝０．６〜１．
８　μｍあるいはＲｍａｘ　＝　５〜１５μｍとするこ
とによってテンションパッドによる筋状価発生を効果的
に防止できる。

窒素ガスによるワイピングを行う場合、特に美麗な表面
が得られることが知られるようになり、現在、窒素ガス
ワイピングが一般化してきているが、特に窒素ガスワイ
ピングで筋状価発生が顕著であることから、本発明は窒
素ガスワイピング法に適用することでより多くの利益が
期待できる。

なお、窒素ガスワイピングといっても微量（体積１％以
下）の酸素は含有されているが、従来、めっき皮膜の硬
質化は十分でなかった。この点、従来の空気ワイピング
の場合には、めっき皮膜の硬質化が行われるため、筋状
価発生は余り顕著ではないが、めっき皮膜表面の平滑さ
は十分でなかった。

ここに、上述のＲａは中心線平均粗さであり、Ｒｍａｘ
は最大山高さでいずれも、１１３ＢＯ６０１−１９８２
で定義される鋼帯表面粗さを示す尺度である。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、本発明にかかる耐疵付き性に優れた溶融亜鉛
めっき鋼帯の製法を説明する略式１程図である。

図中、製鋼、熱間圧延、冷間圧延を経て製造された鋼帯
１０はコイル１２から巻戻され、慣用の予備処理工程１
３を経て表面活性化が行われ、次いで溶融亜鉛めっき槽
１４に送られ、溶融亜鉛めっき浴１５に浸漬される。め
っき槽１４を出た鋼帯１０はワイピングガス１６および
必要によりミニマイズドスパングル化工程１８を経てめ
っき処理が完了する。このようにして熔融亜鉛めっきが
行われた鋼帯１ｏは最終的にスキンパス工程２０におい
て本発明が特定化する条件下で仕上げ処理が行われる。

ここで、溶融亜鉛めっき鋼帯の表面美麗化および筋状疵
防止の観点からこれらの各工程についてさらに詳細に説
明すると次の通りである。

■ワイピング工程： 溶融亜鉛めっき槽１４から立上った鋼帯１０の亜鉛めっ
き目付は量をコントロールするための気体絞り工程であ
る。

ワイピングガスの種類によるめっき皮膜中の酸素濃度分
布を後述する実施例で得た第２図のグラフを参照して説
明すると、窒素ガスワイピングに比べ、空気ワイピング
時には皮膜中に酸素が多量に検出され、純亜鉛より硬質
の酸化亜鉛が多量に存在することが推測される。

これらの事実から、ワイピングガスの種類と耐疵付き性
との関連について言及すれば、次の通り考えられる。

窒素ガス使用時にはめっき鋼帯表面の滑らかさおよび酸
化物低減のための効果が有るものの表層亜鉛の純度が高
く軟らかい。これは製品の耐テンンヨンパッド性に悪影
響を及ぼすこととなる。

方、空気ガス使用時は表層亜鉛中に酸化亜鉛が多く存在
し、純亜鉛層に比べ硬質となるため［テンションパッド
疵」が発生し難くなるのである。

■ミニマイズドスパングル化工程： ミニマイズドスパングルを得るため、ワイピング後、水
中にＺｎ結晶核生成剤（例：重合リン酸塩）を溶融させ
た水溶液から成るミストをめっき鋼帯表面に吹き付け、
スパングルの成長を阻止する。

これにより、めっき皮膜凝固後のめっき鋼帯表面粗さは
、ミニマイズドスパングル化処理を行わないものに比較
して大きくなる。

本発明による場合、ワイピングガスとして空気を用いる
ときには、このミニマイズドスパングル化は必ずしも必
要ではないが、窒素ガスを使ってワイピングを行う場合
には、このミニマイズドスパングル化工程は必須である
。これは窒素ガスワイビング時は鋼帯表面が非常に平滑
な状態に仕上るため、ミニマイズドスパングル化処理に
より、微細な凹凸を均一に付与するためである。

しかし、空気を用いてワイピング処理を行い、次いでゼ
ロスパングル処理を行うと、皮膜の硬質化と合わせて微
細な凹凸を付与できるため特に好ましい。

■スキンパス工程： 平坦度および機械的性質の調整のためスキンパス処理を
行うが、このときロール表面の粗さおよび鋼帯伸び率を
適度に付与することにより、めっき鋼帯表面の粗さを所
望の値にコントロールできる。本発明にあってスキンパ
ス工程はロール表面粗さＲａ＝１．６〜３．０μｍ、伸
び率＝０．３〜４．０％の条件下で行う。このロール表
面粗さの調整はショツトブラストまたはレーザーダル加
工によって、また伸び率の調整も圧延荷重の変更によっ
て容易に行うことができる。

かくして、本発明によれば、ミニマイズドスパンクル処
理およびスキンパス圧延により、最終めっき鋼帯表面粗
さをＲａ＝０．６μｍ以上、またはＲｍａｘ−５μｍ以
上にコントロールすることにより「テンションバッド疵
」の発生を防止できる。しかしながら、Ｒａ＞１．８１
１ｍまたはＲｍａｘ　＞　１５　ｐ　ｍとなるとめっき
鋼帯のその外観的性状面から好ましくなくなるため、本
発明におけるそれらの数値限定の上限をＲａ＝１．８　
＋ｃ１ｍ　、　Ｒｍａｘ＝１５μｍとした。かかる条件
を満足することによって美麗表面の実現と筋状疵の発生
防止とが併せて実現される。

次に、本発明をその実施例によってさらに詳細に説明す
る。

実施例 本例ではＪＩＳ　Ｇ　３３０２の非合金化溶融亜鉛めっ
き鋼帯（板厚０．４〜１．６ｍｍ）について目付量両面
合計１２０〜３８１ｇ／ｍ２で溶融亜鉛めっきを行った
。

結果は第１表にまとめて示す。

同表中、テンションパッド性の評価は、次のよにして行
った。

前述の鋼帯を、鋼帯巻直し設備（スリッターラインを使
用）の巻取機直前に設けた第４図に相当するテンション
パット装置内に連続通板し、約３００ｍ長さ通板後、鋼
帯表面に発生した疵の状況を観察した。

疵発生に対する抵抗性を１（疵発生なし）〜４（全面的
に疵発生）の４段階に分けて評価し、それぞれの数値を
テンションパッド性とした。数の少ないほうが疵発生が
少ない。

本発明によれば、いずれの場合もその評価値は１であり
、従来例および比較例と比較しても優れていることが分
かる。

第２図は、ＥＳＣＡによる皮膜表層部の酸素濃度を測定
した結果を示すグラフである。板厚は０．８ｍｍ、目付
は量は両面合計で１８０ｇ／ｍ２であった。当然ながら
ワイピングガスとして空気を使用した場合のほうが表層
部の酸素濃度は高い。つまり、表層部が硬質であるので
ある。

次に、ミニマイズドスパングル処理の有無によるめっき
鋼帯の表面粗さをレーザ一方式による三次元表面粗度計
にて測定した。結果は第３図にまとめて示す。なお、倍
率はＸ、Ｙ＝１．００倍、Ｚ　＝　５００倍であった。

第３図（イ）はミニマイズドスパングル化処理を行わな
かった場合で、第１表の試験Ｍ８の場合を示す。第３図
（ロ）はミニマイズドスパングル化処理を行った場合で
、同じく実験歯１０の場合を、そして第３図（ハ）は、
実験阻１２の場合についてスキンパス工程終了後の表面
粗さを示す。

ミニマイズドスパングル化によって、さらにスキンパス
によって表面粗さは一層促進されることが分かる。

第５図は、ワイピングガスとして窒素を使い、ミニマイ
ズドスパングル化を行った場合の例におけるテンシコン
パッド性とスキンパス条件との関連を示したグラフであ
る。テンションパッド性の評価基準は第１表の場合のそ
れに同じであった。

これらのデータから、ロール表面粗さ１．６〜３．０μ
ｍ、伸び率０．３〜４．０％のときにテンションパッド
性にすぐれていることが分かる。

■ （発明の効果） 以上詳述してきたように、本発明によれば、その操業条
件を変えることによって、製品の耐疵付き性、主として
「テンションパッド疵」の発生防止による製品外観性状
の改善、特にクロメート処理品での耐食性能劣化防止、
さらにテンションパッド処理時の作業停滞（工数）減少
ならびにパッド汚染によるその交換頻度の減少が実現さ
れるのであって、その実用上の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる溶融亜鉛めっき鋼板の製造法
の工程図； 第２図は、ＥＳＣＡによる皮膜表層部の酸素濃度の変化
を示すグラフ； 第３図（イ）ないし同（ハ）は、めっき皮膜表層部の粗
さを示す図； 第４図は、テンションパッドによる筋状疵発生の機構の
説明図；および 第５図は、テンションバンド性とスキンパス条件との関
連を示すグラフである。 （Ｃ，ｄＤ） ’ｙ　ｙ； 羊廻

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融亜鉛めっき浴に浸漬しためっき鋼帯を引き上
   げてワイピングを行うこと、ワイピング後のめっき鋼帯
   へミニマイズドスパングル化を行うあるいは行わないこ
   と、そして得られた鋼帯にスキンパスを行うことから成
   る溶融亜鉛めっき鋼帯の製造に際し、亜鉛目付け量コン
   トロールのためのワイピングガスに空気を使用し、後に
   スキンパス工程においてロール表面粗さＲａ＝１．６〜
   ３．０μｍ、伸び率＝０．３〜４．０％の条件下でスキ
   ンパスを実施することを特徴とする耐疵付き性に優れた
   溶融亜鉛めっき鋼帯の製法。
2. （２）得られた溶融亜鉛めっき鋼帯の表面粗さがＲａ＝
   ０．６〜１．８μｍあるいはＲｍａｘ＝５〜１５μｍで
   ある請求項１記載の製法。
3. （３）溶融亜鉛めっき浴に浸漬しためっき鋼帯を引き上
   げてワイピングを行うこと、ワイピング後のめっき鋼帯
   へミニマイズドスパングル化を行うこと、そして得られ
   た鋼帯にスキンパスを行うことから成る溶融亜鉛めっき
   鋼帯の製造に際し、亜鉛目付け量コントロールのための
   ワイピングガスに窒素を使用し、ミニマイズドスパング
   ル化工程の後のスキンパス工程においてロール表面粗さ
   Ｒａ＝１．６〜３．０μｍ、伸び率＝０．３〜４．０％
   の条件下でスキンパスを実施することを特徴とする耐疵
   付き性に優れた溶融亜鉛めっき鋼帯の製法。
4. （４）得られた溶融亜鉛めっき鋼帯の表面粗さがＲａ＝
   ０．６〜１．８μｍあるいはＲｍａｘ＝５〜１５μｍで
   あるとともに亜鉛めっき皮膜表面層が酸化されているこ
   とを特徴とする、請求項３記載の製法。