(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延コイルを焼鈍，酸洗した後に冷間圧延して得られた冷延コイルに焼鈍スケールを形成して着色ステンレス鋼板を製造する際、前記熱延コイルの表面層を＃１５０以上の研磨ベルトで仕上げ研磨した後、冷延率５０％以上で冷間圧延し、露点＋１０℃以上の酸化性雰囲気中９００℃以上の温度で６０秒以上焼鈍して焼鈍スケールを形成させる意匠性に優れたステンレス鋼板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の焼鈍に先立って、冷間圧延された材料を焼鈍酸洗する意匠性に優れたステンレス鋼板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の焼鈍酸洗とスケール形成焼鈍との間で、研磨，エンボス柄圧延，ダル目柄圧延等の表面加工を施す意匠性に優れたステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の方法で製造され、クロマネチックス指数がＬ* ≦４５，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範囲にある色調の安定した焼鈍スケールが表面に形成された意匠性に優れたステンレス鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、黒色系の均一な色調をもつ意匠性に優れたステンレス鋼板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼は、耐食性，意匠性に優れていることから、内装材，外装材，浴槽エプロン，厨房機器等の部材として広範な分野で使用されている。使用形態としては、ステンレス鋼を無垢のまま使用する場合や、着色処理，めっき等の表面処理を施して使用する場合等がある。
無垢のままで使用する場合、２Ｄ，２Ｂ仕上げの他に研磨目をつけたＨＬ仕上げや、冷間圧延時，調質圧延時等でダル目や柄目をつけたダル，エンボス仕上げ等が採用されている。これらの仕上げは、基本的にはステンレス鋼無垢材のもつ光沢のある銀白色の地肌を活かした意匠を目標としている。しかし、意匠に対する好みが多様化している最近では、ステンレス鋼無垢材のもつ光沢度が高い銀白色の表面肌だけでなく、黒色系の落ち着いた色調に対するニーズが強くなってきている。色調が均一であることも、意匠性，識別性等の商品価値を高める上で重要なファクターになる。
ステンレス鋼に黒色系の色調を付与する手段としては、化学発色，酸化処理，塗装等が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
化学発色法では、高濃度のクロム酸，硫酸等からなる着色溶液にステンレス鋼を浸漬し、ステンレス鋼素地を溶解し、クロムの酸化物や水和酸化物を主とする酸化皮膜をステンレス鋼表面に形成させている。この場合、着色前に表面皮膜の組成や膜厚が不均一であると、素地の溶解速度が不均一になり、結果として均一な着色皮膜が形成されず、色調にバラツキが生じる。そこで、着色前の表面性状を均一化するため、電解処理，バフ研磨等の前処理が施されている。
たとえば、特開昭５９−２８５７４号公報では、着色前にステンレス鋼を陽極として硝酸水溶液中で電解処理する方法を紹介している。化学発色法では、処理液の濃度，温度等の条件が色調に影響を及ぼすため、溶液を厳格に管理する必要がある。バフ研磨においても、不適切な条件では着色後に色ムラの原因となるバフ研磨目が残るため、研磨条件を厳格に管理して入念に研磨する必要がある。
酸化処理法は、化学発色に比較して溶液管理等の問題がなく経済的であるものの、化学発色同様にステンレス鋼素地により影響を受け、色ムラが発生し易い欠点がある。特に発生し易い色ムラとしては、圧延方向に延びたスジ状の色ムラがある。
【０００４】
塗装法では、均一な色調をもつ黒色表面が得られるが、塗装工程に費用がかかる。
化学発色法で採用されている電解処理，バフ研磨等の前処理は、着色前の表面性状を均一化する上で有効であるが、そのために余分な工程が増え、生産性を低下させ、製品コストを上昇させる原因になる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、表面研磨及び冷延率５０％以上の冷間圧延で表面を調整し、更に適正条件下で酸化処理を施すことにより、黒色系で均一な色調を呈する意匠性に優れたステンレス鋼を容易に且つ安価に製造することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法は、その目的を達成するため、ステンレス鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延コイルを焼鈍，酸洗した後に冷間圧延して得られた冷延コイルに焼鈍スケールを形成して着色ステンレス鋼板を製造する際、前記熱延コイルの表面層を＃１５０以上の研磨ベルトで仕上げ研磨した後、冷延率５０％以上で冷間圧延し、露点＋１０℃以上の酸化性雰囲気中９００℃以上の温度で６０秒以上焼鈍して焼鈍スケールを形成させることを特徴とする。
冷間圧延された材料は、直接焼鈍して焼鈍スケールを形成することもできるが、焼鈍に先立って焼鈍酸洗してもよい。更には、焼鈍酸洗後に、研磨，エンボス柄圧延，ダル目柄圧延等の表面加工を施すこともできる。
【０００６】
【実施の形態】
本発明に従って焼鈍スケールを形成させ、意匠性を付与させるステンレス鋼素材としては、２Ｄ，２Ｂ，ＨＬ仕上げ，ダルエンボス仕上げ等の各種仕上げ材料や圧延まま材料等が使用される。材質的には特に制約されるものでないが、耐食性が要求される外装用等の用途に使用されるものでは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｖ等の耐食性改善成分を含む鋼材が使用される。
これら材料を焼鈍して酸化スケールを形成させると、種々の形態の色ムラが発生する。特に発生し易い色ムラには、圧延方向に延びたスジ状の色ムラがある。本発明者等は、この色ムラを防止するため適正製造条件を種々検討した。その結果、表面の不均一性を無くすため粗研磨として研磨番手の低いものを使用し、最終仕上げとして＃１５０以上の研磨ベルトで研磨した後、５０％以上の冷延率で冷間圧延する工程を少なくとも１回実施した後、９００℃以上で加熱保持時間６０秒以上の熱処理を施すとき、色ムラの発生がなく均一な色調が得られることを見い出した。得られた焼鈍スケールは、クロマネチックス指数でＬ* ≦４５，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の色調をもっている。
【０００７】
研磨条件，冷延条件，焼鈍条件等は、次のようなメカニズムにより酸化スケールの色調を改善するものと推察される。ステンレス鋼薄板の製造工程では、先ず２００ｍｍ程度の厚みをもつスラブを熱間圧延し、熱延コイルとする。この熱延コイルを焼鈍，酸洗し、所定の板厚まで冷間圧延する。使用されるスラブには、凝固時に成分偏析があり、スラブ表層に形成されるスケールの厚みや組成にバラツキがある。また、熱延に先立って約１２００℃で２時間程度スラブが加熱処理されるが、このときに生成するスケール及び熱延時に形成される熱延コイルのスケールの何れも厚みや組成がばらついている。
これらのバラツキは、焼鈍酸洗された熱延コイル表層の成分に微小なバラツキを発生させ、着色後に色ムラとして美観を害する原因となる。この表面のバラツキを解消するには、研磨を施した後で冷間圧延した材料に焼鈍スケールを生成させることが有効であると考えられる。
【０００８】
研磨工程では、研磨目の粗いベルトで粗研磨し、次いで研磨目の細かいベルトを使用した仕上げ研磨が施される。本発明では、成分が不均一な表層部分を除去するため、粗研磨では＃８０程度の目の粗いベルトを使用することが好ましい。しかし、仕上げ研磨時に目の粗い研磨ベルトを使用すると、或いは低い冷延率で冷間圧延すると研磨の影響が残り、焼鈍後の鋼板スケールにスジ状の色ムラが発生する。この色ムラは、＃１５０以上の細かい研磨目をもつベルトで研磨し、５０％以上の冷延率で冷間圧延した後、規制された条件下で焼鈍してスケールをある程度の厚みまで成長させ、特定した色調をもつ焼鈍スケールとすることにより防止できる。色ムラのない均一な焼鈍スケール表面は、この条件下で研磨及び冷間圧延した後で焼鈍酸洗，更には焼鈍酸洗後に研磨，エンボス圧延，ダル圧延等の表面加工を行っても維持される。
クロマネチックス指数がＬ* ≦４５，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範囲になるように焼鈍スケールを調整すると、色調の均一性が改善される。クロマネチックス指数のうち、明度指数Ｌ* は、無垢のステンレス鋼では１００以上の値になる。このステンレス鋼に焼鈍スケールを付けると、スケールが形成され始める初期では明度指数Ｌ* がスケール厚みの増加に伴って大きく減少し、表面の黒みが増加する。スケール厚みの増加速度は、スケールがある程度の厚みを超えると徐々に小さくなり、明度指数Ｌ* の減少速度も小さくなってくる。焼鈍スケールの厚みが不足する場合、素材の成分偏析や粗さ等の不均一が反映され、焼鈍スケールの厚みや組成が不均一になり、不均一な色調となる。
【０００９】
したがって、色調の均一性を確保するためには、焼鈍スケールにある程度の厚みが必要とされる。その境界になるのがＬ* ≦４５となる状態であると考えられる。また、意匠性が強く求められる黒色系の色調を得るためには、−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５であることが必要である。このような範囲にあるクロマネチックス指数の色調をもつ焼鈍スケールは、温度，時間，焼鈍雰囲気等の焼鈍条件に影響される。本発明者等の調査・研究によると、露点が＋１０℃以上の酸化性雰囲気で９００℃以上の温度に６０秒間以上加熱することにより、クロマネチックス指数がＬ* ≦４５，−５≦ａ* ≦５，−５≦ｂ* ≦５の範囲にあり、色ムラのない焼鈍スケールが形成されることを見い出した。９００℃以上で最低６０秒の加熱時間が必要とされるが、極端に長い加熱時間では生産性が低下するばかりでなく、素地に対する焼鈍スケールの密着性が悪くなる。この点、加熱時間は、１０分以下，好ましくは３分未満に設定することが望まれる。
焼鈍スケールを形成した後のステンレス鋼は、硫酸，硫酸ナトリウム，硝酸等の濃度３〜１０％，温度３０〜５０℃の溶液中で電解処理又は浸漬処理することにより、色調の均一性が一層向上する。また、焼鈍スケールの上に、疵付き防止用に透明のポリオレフィン系樹脂等を塗装しても良い。外装材等に使用される場合には、透明のフッ素系樹脂等を塗装することにより、耐銹性が向上する。
【００１０】
【実施例】
実施例１：
ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の圧延まま材を、研磨条件及び冷延条件を変えて、露点＋２０℃の雰囲気中で９００℃以上の温度に１７０秒加熱し、焼鈍スケールを鋼板表面に形成した。形成された焼鈍スケールの色調を観察し、色調のバラツキに及ぼす研磨，冷延条件の影響を調査した。なお、色調は２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片で図１に示した位置についてＪＩＳ  Ｚ８７２２に準拠して測定し、バラツキは材料内における色調の最大バラツキΔＥで評価した。ΔＥが１．５以上であれば不均一な色調が必ず目視観察されるため、ΔＥ＝１．５の値を色調の均一又は不均一の基準とした。表１の調査結果にみられるように、本発明に従った条件下で研磨，圧延するとき、所要のクロマネチックス指数を満足する均一性の高い黒色系の色調が得られることが判る。
【００１１】
0003657356.tif 000002
【００１２】
実施例２：
表２に示す成分・組成をもつステンレス鋼を＃２５０の研磨ベルトで仕上げ研磨し、冷延率６０％で冷間圧延した。そして、冷延まま材，冷延材を焼鈍酸洗したもの，焼鈍酸洗後に研磨，エンボス圧延等の表面加工を施したものについて、種々の条件下で焼鈍した。
【００１３】
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【００１４】
焼鈍後に形成された焼鈍スケールの色調を実施例１と同様に測定し、色調に及ぼす焼鈍条件の影響を調査した。焼鈍では、特定温度に保持することなく、表３に示す最高温度まで昇温させた。表３の調査結果にみられるように、本発明で規定した条件下で焼鈍するとき、所要のクロマネチックス指数を満足する均一性の高い黒色系の色調が得られることが判る。
【００１５】
0003657356.tif 000004
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、特定条件下で研磨及び冷間圧延を施したステンレス鋼板を冷延率５０％以上で冷間圧延し、露点＋１０℃以上の酸化性雰囲気中９００℃以上の温度で６０秒以上焼鈍することにより、色ムラがなく色調が安定したスケールが形成される。このようにして、本発明によるとき、均一性に優れ黒色系の色調をもつステンレス鋼板が安価に製造でき、内装材，外装材，浴槽エプロン，厨房機器等の部材として広範な分野で使用される材料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例において色調を測定した箇所を示した試験片
【図１】
0003657356.tif 000005