(57)【要約】【課題】  優れた耐食性または放熱性を有する安価なプラズマディスプレイ固定板を提供する。【解決手段】  連続鋳造鋼からなる鋼片を高圧下率で熱間圧延した後に急冷し、フェライトト中にマルテンサイトが分散してなる組織の熱延板とし、次いでこの熱延板を１次冷間圧延した焼鈍し、さらに２次冷間圧延した鋼板に、Ｚｎめっきを施し、その上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を形成させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするプラズマディスプレイ固定板用鋼板。
【請求項２】
平均結晶粒径が５μｍ〜１２μｍのフェライトと、平均粒径が５μｍ以下のマルテンサイトが体積率で３０％以下からなる組織を有することを特徴とする請求項１項に記載のプラズマディスプレイ固定板用鋼板。
【請求項３】
重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる連続鋳造鋼からなる鋼片を、平均結晶粒径が５μｍ以下のフェライト中にマルテンサイトが分散してなる組織となるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が３０〜９０％の冷間圧延を施し、焼鈍を行い、その後、６０％以下の圧延率で２次冷間圧延を施すことを特徴とするプラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記２次冷間圧延後、連続焼鈍では７００℃以上、または箱型焼鈍では５５０℃以上で焼鈍を行い、更に、圧延率６０％以下の３次圧延または調質圧延を施すことを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法。
【請求項５】
重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板に、更に表面にＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層を有することを特徴とするプラズマディスプレイ固定板。
【請求項６】
前記ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層の上に、化成処理層を有することを特徴とする請求項５記載のプラズマディスプレイ固定板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマディスプレイ固定板用鋼板、プラズマディスプレイ固定用鋼板の製造方法及びプラズマディスプレイ固定板に関し、特に耐食性あるいは放熱性に優れたプラズマディスプレイ固定板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ分野では、ＣＲＴタイプ、液晶タイプ及びプラズマディスプレイタイプ間で性能面だけでなく、価格面で厳しい競争が行われている。プラズマディスプレイに使われるプラズマディスプレイ固定板は現在アルミニウム合金板使われている。しかし、高強度が要求されるため、厚さが約２ｍｍと厚くしなければならず高コストの原因にもなっている。このため、薄くて、耐食性あるいは放熱性に優れた高強度の材料が求められている。しかし、現在使われているアルミニウム合金板を高強度化することは困難である。従来高強度の鋼板については、再結晶温度以上に加熱した後、急冷する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、急冷するため、急冷後、冷延鋼板にそりが発生し、平坦性の点で問題がある。
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９４９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に薄くて、耐食性あるいは放熱性に優れた高強度のプラズマディスプレイ固定板用鋼板、プラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法及びプラズマディスプレイ固定板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のプラズマディスプレイ固定板用鋼板（請求項１）は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。この場合、プラズマディスプレイ固定板用鋼板の平均結晶粒径が  ５μｍ〜１２μｍのフェライトと、平均粒径が５μｍ以下のマルテンサイトが体積率で３０％以下からなる組織を有することが望ましい。
本発明のプラズマディスプレイ固定板用鋼板の製造方法（請求項３）は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる連続鋳造鋼からなる鋼片を、平均結晶粒径が５μｍ以下のフェライト中にマルテンサイトが分散してなる組織となるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が３０〜９０％の冷間圧延を施し、焼鈍を行い、その後、６０％以下の圧延率で２次冷間圧延を施すことを特徴とする。この場合、前記２次冷間圧延後、連続焼鈍では７００℃以上、または箱型焼鈍では５５０℃以上で焼鈍を行い、更に、圧延率６０％以下の３次圧延または調質圧延を施すことが望ましい。
本発明のプラズマディスプレイ固定板（請求項５）は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼板に、更に表面にＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層を有することを特徴とする。この場合、前記ＺｎまたはＺｎを主成分としためっき層の上に、化成処理層を有することが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプラズマディスプレイ固定板は、板厚が約０．７ｍｍと薄く、しかも高強度な鋼板を用いているため、安価で、耐食性、放熱性などの特性に優れた材料として提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の原板となる鋼板の鋼成分は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１０〜０．０１６０％、残部がＦｅおよび不可避的な不純物よりなる。また、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％およびＢ：０．００１〜０．０１％の内、１種または２種を更に含有するとより望ましい。
【０００８】
Ｃは鋼板に高い調質度を付与するため、０．０３重量％以上であることが望ましい。しかし、Ｃが０．２重量％を超えると、炭化物析出量が増大し鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明においてはＣ成分の上限値を０．２０重量％とする。
【０００９】
Ｓｉは、鋼中では大きな固溶強化機能を持ち、強靱性を得るのに有効な元素である。従って、０．１重量％以上は必要である。また、材質強化面では、多いほど良いが、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化を招くため上限値を０．５０重量％とする。
【００１０】
Ｍｎは不純物であるＳによる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であると同時に、上記のＣと同様に原板に高い調質度を与えるため、Ｍｎ成分は０．５重量％以上とする。しかし、ここでもＣ同様に、多過ぎると冷間圧延の負荷の増大、スラブ圧延中の割れ発生、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となるため、上限値を３．０重量％とする。
【００１１】
Ｐは結晶粒微細化成分であり、また原板の強度を高めることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を阻害する。本発明用途としては、Ｐが０．１０重量％を超えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下するため上限値を０．１０重量％とする。
【００１２】
Ｓは熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましいが、鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、工程中の脱硫も困難なことからある程度の残留もやむをえない。少量の残留Ｓによる赤熱脆性はＭｎにより軽減できるため、Ｓ成分の上限値は０．０６重量％とする。
【００１３】
Ａｌは製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、０．１０重量％以上になると連続鋳造時に酸化抑制剤、および、連続鋳造での鋳型への焼き付き防止剤として使用する鋳型パウダー中の酸素と過剰Ａｌが反応し、本来のパウダー効果を阻害する。したがって、Ａｌ量は０．１０重量％以下とする。
【００１４】
ＮはＣ，Ｍｎと同様に原板に高い調質度を与える。耐力強化のために必要な成分であるが、０．００１重量％より少なくすることは製鋼上の困難を生じ、また一方０．０１６０重量％を超える添加は製鋼時に添加するフェロ窒化物の歩留の低下が著しく、安定性に欠けると同時に、加工時の異方性を著しく劣化させる。さらに連続鋳造片の表面に割れが生じ、鋳造欠陥となるため本発明ではＮ成分範囲を０．００１〜０．０１６０重量％とする。
【００１５】
Ｔｉ、Ｎｂは炭窒化化合物を形成しやすく、結晶粒を微細化する効果ある。Ｎｂは下限を０．００５重量％、Ｔｉは０．０１重量％とする。また、いずれの元素も多すぎると再結晶温度を上昇させ、連続焼鈍温度を上げなければならず、コスト増である。そこで、Ｔｉの上限は０．２重量％、Ｎｂの上限を０．１重量％とする。
【００１６】
Ｂは本発明の重要な組織であるマルテンサイトを得るために必要な元素であることと粒界に偏析しやすく、結晶粒粗大化を低減し結晶粒を微細化する効果があるため、必要に応じて０．００１重量以上を添加する。また、多過ぎてもその効果が飽和するため、コストなどの理由から、上限を０．０１重量％とする。
【００１７】
（熱間圧延）
熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが、Ｎの積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から１１００℃以上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度をＡｒ3 点以下にすると、熱間鋼帯の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、目的の強度が得られないので熱間圧延仕上温度はＡｒ3 点以上とするのが望ましい。
熱延仕上圧延における圧延率、冷却条件は特定するものではないが、高強度を得るためには、平均結晶粒径が５μｍ以下となるようにできるだけ高圧下、急冷することが望ましい。また、平均粒径が５μｍ以下のフエライト中にマルテンサイトが分散してなる組織であることが望ましい。
巻き取り温度は本発明において特定するものではないが、結晶粒粗大化を抑制するために巻取温度は７００℃以下とするのが望ましい。
【００１８】
（冷間圧延）
上記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、この冷間圧延率は、成分とともに本発明の重要な強度因子であり、目的の強度を得るために、３０〜９０％で行う。
【００１９】
（焼鈍）
上記のように圧延率３０〜９０％の冷間圧延を施した材料は、クリーニング工程で脱脂を施した後、連続焼鈍では７００〜８３０℃または、バッチ焼鈍では５５０〜７００℃の温度で焼鈍する。
【００２０】
（２次冷間圧延）
焼鈍後の２次冷間圧延は圧延率が高くなると強度は増し、望ましいが、伸びが小さくなるので、２次冷間圧延を行う場合は、圧延率を６０％以下とする。その後、必要により調質圧延により表面粗度を付与する。
【００２１】
（２次焼鈍及び３次冷間圧延）
前記２次冷間圧延後、連続焼鈍では７００℃以上、または箱型焼鈍では５５０℃以上で焼鈍を行い、更に、圧延率６０％以下の３次圧延または調質圧延を施しても良い。
【００２２】
本発明のプラズマディスプレイ固定板素材となる鋼板としては、板厚が０．５〜０．８ｍｍ、抗張力が５５０〜１０００ＭＰａ、伸びが１０〜３０％である鋼板が好ましい。
これらの鋼板は以下のようにして得られる。すなわち、鋼成分が重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦０．５％、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｐ：≦０．１％、Ｓ：≦０．０６％、Ａｌ：≦０．１％、Ｎ：０．００１〜０．０１６％、Ｔｉ：≦０．２％、Ｎｂ：≦０．１％、Ｂ：≦０．０１％、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる連続鋳造鋼からなる鋼片を、加熱温度：≧１１００℃、仕上温度：≧Ａｒ３点以上の条件で熱間圧延する。熱間圧延に際しては、平均粒径が５μｍ以下のフェライト中にマルテンサイトが分散してなる組織となるように、高圧下率で圧延した後に急冷し、巻取温度：≦７００℃でコイルとして巻取り、長尺帯状の熱延板とする。次いでこの熱延板を３０〜９０％の圧延率で１次冷間圧延し、クリーニングして脱脂した後、焼鈍する。焼鈍を連続焼鈍で行う場合は７００〜８３０℃に加熱し、箱型焼鈍で行う場合は５５０〜７００℃に加熱する。次いで６０％以下の圧延率で２次冷間圧延する。さらに、その後、連続焼鈍では７００℃以上、または箱型焼鈍では５５０℃以上で焼鈍を行い、更に、圧延率６０％以下の３次圧延または調質圧延を施しても良い。、
【００２３】
このようにして、０．５〜０．８ｍｍの板厚を有し、平均結晶粒径が５〜１２μｍのフェライトと平均結晶粒径が５μｍ以下のマルテンサイトからなり、マルテンサイトの体積率が３０％以下の組織の冷延鋼板からなる基板が得られる。平均結晶粒径が３〜１０μｍのフェライトと平均粒径が５μｍ以下のマルテンサイトからなり、マルテンサイトの体積率が８〜３０％からなる組織とすることが望ましい。強度を重視する場合は、平均粒径が２μｍ以下のフェライトと、平均粒径が５μｍ以下のマルテンサイトが体積率で６％〜３０％以下からなる組織を有することがより望ましい。加工性を重視する場合、平均粒径が３μｍ〜１２μｍのフェライトと、平均粒径が５μｍ以下のマルテンサイトが５％以下からなる組織を有することがより望ましい。このようにフェライトの結晶粒径とマルテンサイトの体積比率を冷延率と焼鈍条件を組み合わせて制御することにより、強度を重視した鋼板には、より微細な組織とし、加工性を重視した鋼板には粒径を大きくすることで必要な特性を得ることが可能である。
【００２４】
次いで、以上のようにして得られる基板に耐食性を付与するためにめっきを施す。めっき金属としては、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、またはこれらの２種以上からなる合金を用いることができるが、廉価であることからＺｎまたはＺｎを主成分とする合金を用いることが好ましい。また、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｍｏからなる電気めっき鋼板を用いても良い。Ｚｎめっき方法として、溶融めっき法または電気めっき法のいずれを用いてもよい。電気めっき法を用いる場合、めっき量としては５〜５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００２５】
引き続いてめっき層上にクロムを含まず、耐食性及び放熱性を向上させる化成処理層を設ける。化成処理層としては、次の組成を有する処理液を用いて、浸漬法、ロールコート法、カーテンフローコート法、スプレーコート法などのいずれかの塗布方法を用いて塗布し、乾燥することにより形成させる。塗布厚さは乾燥後の厚さ０．０５〜１０μｍであることが好ましい。
（１）アクリル系処理液
水系アクリル樹脂や水系ウレタン樹脂などの水系有機樹脂に水分散性シリカおよび防錆剤、さらにフラックス性を付与するために水溶化ロジンを含有したもの処理液を用いる。
【００２６】
処理液の水系樹脂として水系アクリル樹脂を用いる場合は、１００〜８００ｇ／Ｌの濃度のものを用い、処理液中に５０〜６００ｇ／Ｌの濃度で水溶化ロジン、１０〜２００ｇ／Ｌで濃度の水分散性シリカ、および１０〜２００ｇ／Ｌの濃度で防錆剤を含有させることが好ましい。
【００２７】
処理液の水系樹脂として水系ウレタン樹脂を用いる場合は、１００〜９００ｇ／Ｌの濃度のものを用い、処理液中に１０〜４００ｇ／Ｌで濃度の水分散性シリカ、および１０〜１００ｇ／Ｌの濃度で防錆剤を含有させることが好ましい。
【００２８】
これらの処理液中に含有させる水分散性シリカは、シリカ表面にアルミニウムをコーティングしたものが分散性に優れており好ましい。シリカの粒径としては１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
防錆剤としては、クロムを含まずアミンを含む化合物またはスチレン・無水マレイン酸共重合体のいずれかもしくは両方を含むものを用いることが好ましい。アミンを含む化合物としては、ドデシルアミン、オレオイルイミダゾリン、アミノプロピル牛脂アミン、ロジンアミンなどの有機アミン石けんを単独でまたは混合して使用する。スチレン・無水マレイン酸共重合体としてはスチレン・無水マレイン酸共重合アルキルエステル・アンモニウム塩を用いる。
【００３０】
処理液の水系樹脂として水系アクリル樹脂を用いる場合に含有させる水溶化ロジンとしては、ロジンの主成分であるアビエチン酸分子内のカルボン酸基をアミン塩などで中和し、ロジン石けんとしたものを用いることが好ましい。
【００３１】
（２）黒色系（放熱性を有する処理液）
処理液としては、上記水系アクリル樹脂や水系ウレタン樹脂に、黒色顔料を５０〜３００ｇ／Ｌ添加した液を用いる。黒色顔料としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛などの無機顔料、あるいはアニリン黒などの有機顔料が適用できる。５０ｇ／Ｌ未満では放熱性の効果が小さく、３００ｇ／Ｌを超えると皮膜の製膜性が悪くなる。
以上のようにして素材となる鋼板にめっきを施し、次いでめっき層上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を設けることにより、本発明のプラズマディスプレイ固定板用材料を得ることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
[供試板の作成］
表１に示す鋼板の化学成分、冷間圧延条件、焼鈍条件を示す。
【００３３】
【表１】
2006307260.tif 000002
【００３４】
この鋼板に、下記に示すめっき浴とめっき条件を用いてＺｎめっきを施した後、下記にに示す液組成の処理液を用いて耐食性を向上させる化成処理層をＺｎめっき皮膜上に形成し、特性評価用の基板とした。 めっき条件、化成処理の種類は表２に示す。 
【００３５】
[Ｚｎめっき］
めっき浴    硫酸亜鉛                      ２５０ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム              ３０ｇ／Ｌ
ｐＨ                                      ３．０
浴温                                      ４０℃
電流密度                                  ２０Ａ／ｄｍ２
めっき量                                  ２０ｇ／ｍ２
【００３６】
[耐食性を向上させる化成処理］
浴組成    水系ウレタン樹脂                ７００ｇ／Ｌ
水分散性シリカ                  ２００ｇ／Ｌ
ロジン−アミン系防錆剤          ５０ｇ／Ｌ
塗布方法  ロールコート
塗布厚さ（乾燥後）                            １μｍ
【００３７】
[放熱性を向上させる化成処理］
浴組成    水系ウレタン樹脂                ６００ｇ／Ｌ
水分散性シリカ                  １００ｇ／Ｌ
ロジン−アミン系防錆剤          ５０ｇ／Ｌ
カーボンブラック                ２００ｇ／Ｌ
塗布方法  ロールコート
塗布厚さ（乾燥後）                            １μｍ
また、比較用の供試板として、表２に示す厚み２ｍｍのＡｌ合金板（試料番号８）を用いた。なお、表２において、耐食性を向上させる化成処理はＡ、放熱性を向上させる化成処理はＢで示した。
【００３８】
上記のようにして得られた供試板について、ＴＳ（抗張力）とＴ．ＥＬ．（伸び）はＪＩＳ５号試験片とした供試板を引張試験により測定した。
放熱性は、放射率計（ＡＥＲＤ放射率計（ＤＥＶＩＣＥＳ ＆ ＳＥＲＶＩＣＥＳ  ＣＯＭＰＡＮＹ製））を用いて供試板の放射率を測定し、下記の基準で熱放射性を評価した。熱放射性は熱放射率が０．４以上（下記評価基準で◎と○に相当する）を合格とした。
◎：放射率≧０．７
○：放射率≧０．４でかつ＜０．７
△：放射率≧０．１でかつ＜０．４
×：放射率＜０．１
これらの評価結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2006307260.tif 000003
【００４０】
その結果、表２に示すように、鋼板上にＺｎめっきを施し、その上に耐食性あるいは放熱性を向上させる化成処理層を形成してなる本発明のプラズマディスプレイ固定板は、プラズマディスプレイ固定板として充分適用できることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のプラズマディスプレイ固定板は、安価な鋼板に安価なＺｎめっきとその上に耐食性または放熱性を向上させる化成処理層を形成したものであり、プラズマディスプレイ固定板として充分適用できることが判明した。また、従来材より薄いため、コンパクトなプラズマディスプレイが製造可能となる。