JPH0775804A - 非塗装用金属板 - Google Patents

非塗装用金属板

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JPH0775804A
JPH0775804A JP22037093A JP22037093A JPH0775804A JP H0775804 A JPH0775804 A JP H0775804A JP 22037093 A JP22037093 A JP 22037093A JP 22037093 A JP22037093 A JP 22037093A JP H0775804 A JPH0775804 A JP H0775804A
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JP
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micro
color tone
surface element
normal vector
metal plate
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Application number
JP22037093A
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English (en)
Inventor
Susumu Moriya
進 守屋
Toshio Imae
敏夫 今江
Akira Torao
彰 虎尾
Kazuo Onda
和雄 恩田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 防眩性に優れ、且つ色調感に優れたステンレ
ス鋼板等の非塗装用金属板を提供する。 【構成】 表面に微小な凹部が形成された非塗装用金属
板において、凹部の深さを5μm 〜30μm の範囲と
し、3次元傾斜角度で±2°以内で微小面素が全微小面
素の25%以下で、且つ、3次元傾斜角度で20°±2
°の微小面素が全微小面素の0.4%〜1.6%である
表面形状とした。3次元傾斜角度は、微小面素Se を規
定する4測定点{D(In ,Jn )、D(In+2
n )、D(In+ 2 ,Jn+2 )、D(In ,Jn+2 )}
の各点において実測した凹凸データ{H(In
n )、H(In+2 ,Jn )、H(In+2 ,Jn+2 )、
H(In ,Jn+2)}で規定される回帰平面SK の法線
ベクトルNと微小面素Se の法線ベクトルとの成す角度
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非塗装用金属板、特
に、建築物や車両等の外装材として、通常は塗装を施さ
ずに用いられる、防眩性と色調感に優れた非塗装用金属
板に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、建築物の外装用の表面材(外装
材)としては、防錆能力の高いアルミ板やステンレス鋼
板等の金属材料が塗装せずに用いられている。
【0003】このような金属板からなる建築物の外装材
としては、一定の明るさを保ちながら、天空下の眩しさ
を減少される防眩性を備えると同時に、その外装面を浅
い角度から見た場合にその表面からの光反射が弱いこと
が求められている。特に、金属板を屋根材として用いる
場合には、地上から屋根を見た場合に、その見る方向に
対しては光反射が弱い程優れた色調感が得られる。
【0004】このような鋼板等の金属表面における光の
反射状態(防眩性、色調)は、その表面に付与された微
細な凹凸によって決定されるため、表面に形成する微細
形状(微細な凹凸形状)が非常に重要となっている。
【0005】上記の如く、金属板の表面が、一定の明る
さを保ちながら、天空下での防眩性を備えるようにする
ために、従来は、その表面における平坦部と凹部とが適
度な割合になるように、金属板に対してヘアライン加工
やダル仕上げ加工が施されている。
【0006】このダル加工仕上げは、例えば鋼板であれ
ばその粗度を最終的に調整する調質圧延を行う際に、シ
ョットブラスト、放電、あるいはレーザー照射等で表面
がダル加工されたワークロールを使用し、その表面に形
成されている粗さ(微細な凹凸)を鋼板表面に転写する
ことにより行われている。
【0007】又、表面に特殊な凹凸形状を付与する方法
やその形状が付与された鋼板に関する技術としては、例
えば、自動車用あるいは家電用の鋼板に、表面に規則性
を有する凹凸形状を付与することにより塗装鮮映性の高
い鋼板を製造する方法が、特開平4−253503、同
4−253502、同4−333309等の多くの公報
に開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報等に開示されている技術は、塗装後の鮮映性を向上さ
せるという点では優れているものの、これらの技術によ
っては、防眩性の高い表面を有する鋼板を製造すること
ができない。
【0009】又、防眩性は表面の凹凸が大きく、平坦部
分の面積が小さくなるほどその効果は大きいことが知ら
れているが、一般的に用いられている前記ショットブラ
ストが施されたロールで圧延した鋼板等の表面には、光
の散乱が非常に大きく、表面全体が暗くなってしまうと
いう問題があった。
【0010】又、前記ヘアライン仕上げは、表面に防眩
性を付与することはできるものの、色調に方向性が現わ
れるため、見る方向によっては良好な色調感が得られな
いという問題があった。
【0011】本発明は、前記従来の問題を解決するべく
なされたもので、防眩性と色調感に優れた非塗装用金属
板を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面に微小な
凹部が形成された非塗装用金属板において、3次元傾斜
角度で±2°以内の微小面素が全微小面素の25%以下
で、且つ、3次元傾斜角度で20°±2°の微小面素が
全微小面素の0.4%〜1.6%であるとすることによ
り、前記課題を解決したものである。
【0013】本発明は、又、上記非塗装用金属板におい
て、凹部の深さが5μm 〜30μmの範囲となるように
しもたのである。
【0014】
【作用】本発明者等は種々検討した結果、金属板の表面
に、微小凹部を形成する際に、3次元傾斜角度で±2°
の範囲にある微小面素が全微小面素の25%以下、且
つ、同傾斜角度で20°±2°の微小面素が全微小面素
の0.4%〜1.6%とすることにより、優れた防眩性
と色調感とを兼備した金属板が得られることを見い出し
た。
【0015】ここで、3次元傾斜角度とは、粗さ計等の
測定器を用いて測定される2次元的な断面プロフィルに
ついての所定領域内のデータから、例えば最小2乗法に
より計算して得られる回帰平面について求めた法線ベク
トルの方向が、測定基準平面の法線ベクルトとなす角度
である。又、微小面素とは、上記法線ベクトルを求める
ための回帰平面を算出する基準となる所定領域をいう。
【0016】上記回帰平面、測定基準平面、微小面素及
び法線ベクトルについて、これらを概念的に示した図1
を参照して具体的に説明する。
【0017】実際の金属板表面(オリジナル面)に相当
する測定データ面SO に対して、該表面の凹凸データを
測定する際の基準となるXY平面からなる測定基準平面
を設定する。この測定基準平面の領域を設定する際に
は、金属板の表面が、ランダム粗面の場合や、後述する
実施例に示すような規則的パターンを有し、且つ測定領
域が規則的パターンの繰返しピッチに比べて、10倍程
度以上の十分に大きな領域の場合には、測定データ面S
O に対する設定の厳密さは要求されない。しかし、規則
的パターンが大きく、測定基準平面の領域の数倍程度の
場合は、測定基準平面の領域を厳密に設定する必要があ
り、規則パターンの原点が測定開始点となるように設定
する。実施に際しては、測定結果から、規則パターンの
原点をデータより切り出し、解析する方法を採用する。
【0018】上記測定基準平面において、X軸方向及び
Y軸方向のそれぞれに一定のピッチPで測定点{D(I
n ,Jn )・・・}を決定し、各測定点における表面の
凹凸データを実測し、測定データ{H(In ,Jn )・
・・}を求める。なお、ここで、DはピッチPで規定さ
れる座標を、又、Hは高さを表わしている。
【0019】微小面素Se は、上記測定ピッチP以上の
XY平面で設定される。即ち、この微小面素Se は、上
記測定基準平面に含まれる。この例では微小面素Se
は、D(In ,Jn )、D(In+2 ,Jn )、D(I
n+2 ,Jn+2 )、D(In ,Jn+ 2 )の4つの測定点で
規定される、1辺が2Pの正方形で設定されている。
【0020】上記微小面素Se についての回帰平面SK
は、該微小面素Se を規定する上記4測定点における測
定データ{H(In ,Jn )、H(In+2 、Jn )、H
(I n+2 ,Jn+2 )、H(In ,Jn+2 )}で規定され
る、図中破線で示す平面であり、この回帰平面における
法線ベクトルがNである。
【0021】従って、微小面素Se における3次元傾斜
角度は、上記法線ベクトルNと測定基準平面、即ち、微
小面素Se における法線ベクトル(図示せず)との成す
角度である。
【0022】次に、防眩性及び色調感を与える表面の解
析方法について説明する。この表面解析方法としては、
本出願人により特願平5−28704に既に提案されて
いる方法を用いることができる。
【0023】この表面解析方法は、前記図1を具体例と
して説明すると、前述したと同様に測定基準平面(XY
平面)において一定の測定ピッチPで規定した2次元位
置データと該測定ピッチPで実測した凹凸形状データと
について、測定ピッチP以上の所定領域を微小面素Se
として選択し、その微小面素Se の4頂点に対応する実
測凹凸形状データで規定される回帰平面SK の法線ベク
トルNを計算すると共に、この所定領域(微小画素)を
測定ピッチP以上の移動ピッチでずらしながら、全領域
(表面全体)について同様の計算を行って略連続的に微
小面素Se に対応する法線ベクトルを計算し、得られた
法線ベクトルの分布から所定の3次元傾斜角度範囲に入
る積算強度(該当する微小面素の数)を計算し、その積
算強度から色調を判定する方法である。
【0024】この方法で算出した積算強度が、色調感の
1つの指票である鏡面光沢度と良好な相関があり、且
つ、その相関関係が検査員による色調感の目視評価と良
く一致することが確認されている。
【0025】その際、微小面素Se の幅、即ち一辺の長
さは、例えば図2に示すように、解析結果(反射ベクト
ル積算強度)の直線性を考慮すると10μm 以下とする
ことが好ましい。但し、これに限定されない。なお、反
射ベクトルは法線ベクトルと同義である。
【0026】本発明において、金属板の表面に形成する
凹部としては、例えば規則的に制御可能な多数の円、楕
円又は多角形等の微小形状とすることができる。
【0027】そして、3次元傾斜角度が±2°以内の略
平坦な微小面素を全微小面素の25%以下とする理由
は、25%を超えると反射が大きすぎて、防眩性が不充
分となるからである。
【0028】又、3次元傾斜角度で20°±2°の微小
面素を全微小面素の0.4%〜1.6%とする理由は、
詳細に検討した結果、20°±2の範囲の3次元傾斜角
度が目視による色調感と最も相関があり、又、この角度
範囲の微小面素が全体の0.4%未満では防眩性が不充
分であると共に、色調感が悪く、1.6%を超えても同
様に色調感が悪くなるからである。なお、ここで傾斜角
度20°とは、微小面素が含まれる平面(図1ではXY
平面)に対する傾斜角の絶対値であり、±20°を意味
する。
【0029】又、本発明において、凹部の深さが5μm
〜30μm の範囲となるようにする場合には、優れた防
眩性と色調感とを兼備した金属板を容易且つ確実に得る
ことができる。
【0030】このように、凹部の深さを5μm 〜30μ
m とする理由は、5μm 未満では防眩性が不充分であ
り、30μm を超える場合には、圧延ロールの表面に対
するエッチング加工が過酷であるため、いずれも好まし
くないからである。但し、30μm を超える加工が可能
であれば30μm 以下に限定されない。
【0031】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0032】本実施例の非塗装用金属板としては、例え
ば図3に示すような表面に規則的な微細凹部が形成され
た金属板を挙げることができる。なお、図3に示した表
面形状データは、縦1.5mm、横2.0mmの大きさに相
当する。
【0033】上記非塗装用金属板は、鋼板を圧延加工す
ることにより製造することができる。まず、この圧延に
使用するワークロールの金属表面に、任意の微細な凹凸
形状を形成するためのロール表面加工技術であるロール
表面のダル加工について説明する。このダル加工につい
ては、特開平2−175882において、レーザーマー
キング技術とエッチング技術とを併用する方法が、既に
本出願人により提案されている。
【0034】このダル加工技術の一例を簡単に説明する
と、ロール表面に光吸収剤を混入した耐酸性の樹脂を塗
布して薄膜とし、その樹脂薄膜に対し集光径を50μm
以下に絞ったYAGレーザを照射して、ロール表面に被
覆されている樹脂を部分的に除去する。その後、ワーク
ロールの表面を腐食液(エッチング液)に浸漬し、その
ロール面をエッチングすることにより、その表面に凹凸
を形成することができる。
【0035】この表面加工技術を用いると、例えば、ロ
ール回転方向及び軸方向に対するレーザビームの分解能
を30μm 程度にすることにより、最小単位30μm 角
のドットを組合せた任意の凸部をロール表面に形成する
ことが可能であ。
【0036】又、このロール表面に形成する凸部の傾斜
部は、ロール面をエッチングする際に、ロールの回転速
度、エッチング液の濃度、エッチング時間等を調整する
ことによって、その傾きを制御することが可能である。
【0037】この方法で表面に微細な凸部を形成したロ
ールで、金属板を圧延すると、その表面に平坦部と凹部
とを形成することができ、しかも凹部の平面形状、大き
さ、配列の自在な金属板表面を容易に作成することがで
きる。
【0038】以上説明したような表面の凹凸を任意に形
成できるロール表面加工技術により作成したワークロー
ルを用いて、本発明者等は、良好な防眩性と色調感を与
える表面形状について詳細に検討した。
【0039】その際、表面解析には前記特願平5−28
704に提案されている表面解析方法を用いた。実際の
表面解析では、前記図1に示した測定ピッチPを2μm
、微小面素Se を4μm ×4μm 、移動ピッチを2μm
として微小画素Se をこの移動ピッチでずらしなが
ら、全領域(表面全体)について略連続的に法線ベクト
ルNを計算し、求めた法線ベクトル分布から所定の3次
元傾斜角度範囲に入る積算強度(該当する微小面素の
数)を計算し、その積算強度から色調を判定した。
【0040】本実施例では、積算強度の事なるステンレ
ス鋼板の表面パターンを設計すると共に、前記ロール加
工方法を用いて、設計した表面パターンを圧延形成する
ための圧延ロールを製作し、その圧延ロールを用いた圧
延加工により所定の表面形状を有するステンレス鋼板を
製造した。そして、その鋼板の表面を前記表面解析方法
により解析すると共に、製造されたステンレス鋼板につ
いて、複数の熟練した検査員によりその色調感を目視評
価した。その結果、防眩性が優れ、且つ色調感に優れた
表面を有する凹凸形状を見い出すことに成功した。
【0041】次に、具体例を挙げて更に詳細に説明す
る。
【0042】オーステナイト系ステンレス鋼板SUS3
04を母板として用い、その表面に深さ10μm 〜15
μm の凹凸を有し、且つ、下記表1に示すように、3次
元傾斜角度が20°±2°に当る法線ベクトル分布の積
算強度の比率(全微小面素に対する上記3次元傾斜角度
範囲に含まれる微小面素の比率)を有する圧延ロール
を、前記特開平2−175882に開示されている方法
によって製作し、且つ、該圧延ロールを適用したセンジ
ミアミルにて圧下率5%で圧延した。
【0043】このように圧延して得られた鋼板につい
て、測定ピッチP、微小面素Se 及び移動ピッチを前記
の如く、それぞれ2μm 、4μm ×4μm 及び2μm に
設定すると共に、前記方法により法線ベクトルNを求
め、法線ベクトル分布に基づく積算強度の比率を計算
し、その計算結果と目視検査による評価とを比較した。
得られた積算強度と目視検査の色調評価との比較結果を
下記表2に示す。
【0044】なお、この色調評価では、法線ベクトル分
布の積算強度が20°±2°の角度範囲としたが、この
角度範囲は、検査員の目視評価との相関が最も良い角度
を予め求めて決定したものである。表中◎は良好、○は
やや良好、×は不良をそれぞれ現わしている。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】上記表2より、比率が約0.2%でも又、
約2%でも色調感が不充分であることがわかる。
【0048】次に、上記角度範囲(20°±2°)につ
いての積算強度の範囲を、色調が良好な約0.8%と
し、凹凸の傾斜面積を変化させ、平坦部の面積率を変化
させた圧延ロールで圧延した鋼板表面について防眩性を
評価した。使用した圧延ロールの平坦部の設計面積率を
上記表3に、これら圧延ロールで圧延した後の鋼板表面
について求めた±2°の範囲の法線ベクトル分布の積算
強度比率と防眩性との関係を下記表4に、それぞれ示
す。
【0049】
【表3】
【0050】
【表4】
【0051】上記表4により、比率が高くなるほど防眩
性が悪化し、それが31%では不充分であることがわか
る。
【0052】前記表2及び表4の結果より、±2°の法
線ベクトル分布の積算強度比率が25%以下で、且つ、
20°±2°の法線ベクトル分布の積算強度比率が0.
4%〜1.6%の比率を有する表面が、優れた防眩性及
び色調感を有することがわかる。
【0053】以上詳述した本実施例によれば、圧延加工
により得られる非塗装用鋼板について、防眩性に優れ、
且つ色調感に優れた表面を形成することが可能となり、
その結果としてこれまでにない意匠性の高い環境を作る
ことが可能となる。
【0054】又、本実施例によれば、建築物等を設計す
る際に、設計者に対して防眩性、色調感に優れた表面を
自由に選択させることも可能となり、その結果、設計者
による新規なアイデアの創出に寄与することが可能とな
る。
【0055】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。
【0056】例えば、前記実施例では、圧延ロールの表
面加工を、前記特開平2−175882に開示されてい
る加工方法を適用する場合を示したが、これに限られる
ものでなく、一般に用いられているフォトエッチング法
でロール表面のダル加工を行ってもよい。
【0057】又、金属板はステンレス鋼板に限らず、例
えばアルミニウム板であってもよく、又、金属表面に形
成する凹部は必ずしも規則的でなくてもよい。
【0058】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
防眩性に優れ、且つ色調感に優れた非塗装用金属板を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】表面解析方法の原理を説明するための概念図
【図2】微小面素の辺長と反射ベクトルとの関係を示す
線図
【図3】本発明の一実施例である鋼板のダル仕上げ表面
の3次元形状を示す説明図
【符号の説明】
Se …微小面素 SO …測定データ面 SK …回帰平面 N…法線ベクトル P…測定ピッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 虎尾 彰 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 恩田 和雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に微小な凹部が形成された非塗装用金
    属板において、 3次元傾斜角度で±2°以内の微小面素が全微小面素の
    25%以下で、且つ、 3次元傾斜角度で20°±2°の微小面素が全微小面素
    の0.4%〜1.6%であることを特徴とする非塗装用
    金属板。
  2. 【請求項2】請求項1において、 凹部の深さが5μm 〜30μm の範囲であることを特徴
    とする非塗装用金属板。
JP22037093A 1993-09-06 1993-09-06 非塗装用金属板 Pending JPH0775804A (ja)

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JP22037093A JPH0775804A (ja) 1993-09-06 1993-09-06 非塗装用金属板

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JP22037093A JPH0775804A (ja) 1993-09-06 1993-09-06 非塗装用金属板

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004143506A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Nippon Steel Corp 外観品位に優れた溶融めっき鋼板および溶融めっき鋼板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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