(57)【要約】      （修正有）【課題】より表面の粗さが小さく、かつ光沢度の低い外観を有するめっき鋼板の提供。【解決手段】溶融めっき付着量の調整後、まだ凝固していないめっき層の表面に、酸素を４０体積％以上含む気体と、水又は水溶液を、２流体ノズルを用いて噴霧する方法を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に規定される６０度鏡面光沢度が１５０未満で、かつＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（’０１）に規定される最大粗さが１０μｍ未満となる表面凹凸形状を有し、Ｍｇ：０．２〜６．０質量％，Ａｌ：１．０〜２２．０質量％を含有し残部がＺｎ及び不可避的不純物からなる防眩性溶融Ｚｎ基めっき鋼板のめっき層表面上に形成することによって達成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき層表面が、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に規定される６０度鏡面光沢度が１５０以下で、かつＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（’０１）に規定される最大粗さが１０μｍ以下である防眩性溶融Ｚｎ基めっき鋼板。
【請求項２】
Ｚｎ基めっき層がＭｇ：０．２〜６．０質量％，Ａｌ：１．０〜２２．０質量％を含有し残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる、請求項１に記載のめっき鋼板。
【請求項３】
溶融めっき付着量の調整後、まだ凝固していないめっき層の表面に、酸素を４０体積％以上含む気体と、水または水溶液を、２流体ノズルを用いて噴霧する請求項１あるいは２に記載のめっき鋼板の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防眩性を有する溶融Ｚｎ基めっき鋼板およびその製造法に関する。
【０００２】
溶融Ｚｎめっき鋼板は、建築土木分野において屋外耐久性が必要な用途に広く用いられている。例えば、建築工事現場のデッキプレートや仮囲い、土木工事現場の土砂止め用仮枠などである。これらの用途では塗装コストを省略するため、塗装を行わず、めっき外観のまま使用されるケースが多い。ところが、めっき外観のまま屋外で使用した場合には、太陽光を反射して眩しすぎることがしばしばある。住宅地では住環境を悪化させ、また工事現場では作業者の目に健康上の悪影響を与えるだけでなく、眩惑感により作業の安全性にも問題を生じる。
【０００３】
溶融Ｚｎめっき鋼板は、その一方で、家庭用電気機器や産業用機械類の筐体または部材にも多用されている。高級な外観品質が必要な場合は後塗装されて使用されるが、冷蔵庫の裏面板や配電盤筐体など、めっき外観のまま使用される場合も多い。これらの用途の場合、傷や汚れが目立ちにくくなるなどの理由から、金属光沢感の強い外観よりも、防眩性が付与された外観が好まれる傾向がある。
【０００４】
防眩性を有するめっき鋼板はめっき表面に凹凸を形成することで得られることが知られている。これは、連続溶融めっきラインにおいて、めっき付着量絞り装置の直後に設けられたスプレーノズルから未凝固のめっき層表面に液体を吹き付けることにより、表面に凹凸を形成したものである。この凹凸が光を乱反射させ、防眩性が発揮される。
【０００５】
例えば、特開平８−１８８８６３号公報には、めっき層中にＦｅ，Ｍｇ，Ａｌ等を３％以下含有する溶融Ｚｎめっき鋼板の製造において、ガスワイピング直上で水スプレーを行うことによって、溶融Ｚｎめっき層の表面の平均結晶粒径を５０μｍ以下、表面粗度Ｒａを０．４〜１．０μｍにする技術が開示されている。それによると、光沢度Ｇ値が１０〜１５０の防眩性溶融Ｚｎめっき鋼板が得られている。
【０００６】
また、特開平１０−８８３１０号公報には、溶融Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板の製造に際し、ガスワイピング後に特定条件下で気水スプレー冷却を行うことにより、めっき層表面に微細な凹凸を形成する技術が開示されている。この場合、６０度鏡面光沢度が１００以下の防眩性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板が得られている。
【０００７】
また、特開２００４−１０７７１７号公報には、Ａｌ、Ｍｇ等を含有する溶融Ｚｎめっき鋼板の製造において、二流体ノズルを用いて水ミストを噴霧することにより複雑形状の表面凹凸を形成しする技術が開示されている。この場合、６０度鏡面光沢度が１５０未満の防眩性に優れた溶融Ｚｎ基めっき鋼板が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８８８６３号公報
【特許文献２】特開平１０−０８８３１０号公報
【特許文献３】特開２００４−１０７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らは、これらの防眩性溶融Ｚｎ基めっき鋼板について品質特性を詳細に調査検討した。その結果、特開平８−１８８８６３号公報および特開平１０−８８３１０号公報に示された方法によりめっき層に凹凸を形成させた鋼板は、凹凸が大きいほど光沢度が低下して十分な防眩性が得られる一方で、めっき層が平滑な場合と比べ耐食性の低下が認められた。しかも、大きな防眩性を示す鋼板ほど耐食性が低下した。これは、凹凸の形成に起因して凹部でのめっき層の厚さが薄くなったことが原因と考えられる。特に、防眩性の高いものは凹凸が大きいため凹部のめっき層厚さがより一層薄くなり、耐食性低下も大きくなったと推察される。
【００１０】
一方、特開２００４−１０７７１７号公報に示された方法では、水ミストの液滴が衝突した部分（液滴衝突痕）がわずかに凹部となるとともに、その凹部の表面には極めて光を乱反射させやすい複雑形状の凹凸が形成されることで、光沢度１５０以下を達成し、しかも、凹部が形成されても高耐食性が維持されるめっき鋼板が得られている。しかしながら、この方法で作成した大きな凹凸を有する外観は、土木建材用途では問題が無い場合が多いが、電気機器や産業機械類の筐体または部材に使用される場合、その大きな凹凸形状によるザラツキ感が強すぎて、使用に耐えない。すなわち、より表面の粗さが小さく、かつ光沢度の低い外観を有するめっき鋼板が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、種々のミスト噴霧条件、ならびに種々のめっき組成のＺｎ基めっき鋼板を作製し、溶融めっきラインでの防眩性付与手段を検討してきた。その結果、溶融めっき付着量の調整後、まだ凝固していないめっき層の表面に、酸素を４０体積％以上含む気体と、水とを、２流体ノズルを用いて噴霧すると、未凝固のめっき層表面に水ミストを吹き付けて形成される表面凹凸形状が比較的小さくても光沢度が低下する現象を見出した。さらに、めっき浴中に適量のＭｇとＡｌを添加した場合、表面凹凸形状が小さい、すなわち粗さが小さくても十分な光沢度の低下が得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【００１２】
すなわち、上記目的は、溶融めっき付着量の調整後、まだ凝固していないめっき層の表面に、酸素を４０体積％以上含む気体と、水または水溶液を、２流体ノズルを用いて噴霧する方法を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に規定される６０度鏡面光沢度が１５０未満で、かつＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（’０１）に規定される最大粗さが１０μｍ未満となる表面凹凸形状を、Ｍｇ：０．２〜６．０質量％，Ａｌ：１〜２２．０質量％を含有し残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる溶融Ｚｎ基めっき鋼板のめっき層表面上に形成することによって達成される。
【００１３】
以下、本明細書において単に「光沢度」というときは、「ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に規定される６０度鏡面光沢度」を意味する。また、同じく単に「粗さ」というときはＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（’０１）に規定される「最大粗さＲｚ」を意味する。
【発明の効果】
【００１４】
表面外観の粗さを小さくすることと光沢度を低くすることは背反するため、これら二つの現象を両立させることは従来困難であったことである。本発明を用いて、従来の防眩性溶融Ｚｎ基めっき鋼板では得られなかった低光沢性と低粗度性を両立しためっき層表面を実現することで、土木建築用途のみならず、家庭用電気機器や産業用機械まで、多様な用途需要に応えうる防眩性めっき鋼板を製造することができる。したがって、本発明は防眩性溶融Ｚｎ基めっき鋼板の普及に寄与するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
通常、防眩性めっき鋼板は、連続溶融めっきラインにおいて、めっき付着量調整装置（ガスワイピングノズルなど）の直後に２流体ノズルを設けることによって製造することができる。すなわち、めっき原板をめっき浴に浸漬して引き上げ、溶融めっき付着量を調整したのち、まだ凝固していないめっき層の表面に２流体ノズルからミスト状の液体を気体とともに噴霧する方法により製造できる。
【００１６】
本発明は、光沢度が低く、粗さが小さい表面を有するめっき鋼板を得ることを特徴とする。さらに、ＭｇとＡｌを適量添加したＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴を用いて作製した、ＭｇおよびＡｌを含有した溶融Ｚｎ基めっき鋼板であることを特徴とする。またさらに、酸素を４０体積％以上含む気体と、水または水溶液とを、２流体ノズルを用いて未凝固のめっき層表面に噴霧する方法を用いて製造することを特徴とする。
【００１７】
めっき浴のＭｇ含有量を０．２質量％以上にすると、めっき浴から引き上げて、溶融めっきの付着量を調整したのち、未凝固の状態にあるめっき層表面に水ミストを吹き付けたとき、光沢度が低下する。一方、同含有量が０．２質量％未満の場合、同一条件で水ミストを吹き付けても光沢度は十分に低下しなかった。この原因は必ずしも明確ではないが、液滴衝突痕での光の乱反射による光沢度低減に加えて、Ｍｇを添加した場合には溶融状態のめっき層における酸化膜形成が著しく促進され、この厚く成長した酸化皮膜が金属光沢を低減させる効果があると推測している。Ｍｇの添加が１．０質量％以上の場合は、さらに光沢度低減の効果が高まる。
【００１８】
また、過剰なＭｇ含有はめっき浴の酸化ドロス発生を促進させるため、Ｍｇ含有量は６．０質量％以下にする必要がある。Ｍｇ含有量が４．０質量％を超えるとめっき層中に粗大なＺｎ２ Ｍｇ相が生じ、この部分で局部腐食が起こるためめっき層の耐食性が劣化する傾向にあるためＭｇ含有量は４．０質量％以下がより好ましい。
【００１９】
Ａｌは、Ｍｇ添加によって生成が促進される浴中の表面酸化ドロスの生成を抑制する作用を呈する。浴中のＡｌ含有量が１．０質量％より低いとその作用は十分発揮されない。一方、Ａｌ含有量が２２質量％より高いとめっき浴中の凝固開始温度が上昇するため、めっき浴温を高くせざるを得ず、これにより合金層の発生が顕著となりめっき層が剥離しやすくなる。なお、実操業での経済性を考慮すると、めっき浴中のＡｌ含有量は１５質量％以下にすることがより好ましい。
【００２０】
以上のように、本発明の溶融Ｚｎ基めっき鋼板は、めっき層中にＭｇ：０．２〜１０．０質量％，Ａｌ：１．０〜２２．０質量％を含有することを特徴とする。より好ましいめっき層中のＭｇおよびＡｌの含有量は、Ｍｇ：１．０〜４．０質量％，Ａｌ：４．０〜１５．０質量％である。Ｍｇ，Ａｌ以外には必要に応じて種々の元素を含有してよい。ただし、「Ｚｎ基」であるからめっき層中に少なくともＺｎが５０質量％以上含まれることが必要である。
【００２１】
二流体ノズルに用いる気体は空気の他に、各種の気体を用いることができる。さらに本発明者らは、酸素を４０体積％以上含む気体を用いた場合、粗度が小さく比較的平滑な外観であっても低い光沢度を得ることができるという知見を得た。この原因については必ずしも明らかではないが、酸素濃度を高めることで未凝固状態のめっき金属表面が酸化しやすくなり、金属光沢を低減させるためではないかと推測している。
【００２２】
噴霧液として、具体的には上水道の水（水道水）や不純物の少ない工業用水をそのまま使用することができる。これにより、薬剤を溶かした水溶液を使用する場合に生じていたノズル詰まりの問題が解消され、また水溶液の調製，貯蔵，温度管理，供給の手間が省かれるため、製造コストが低減できる。
【００２３】
噴霧条件については、通板速度や板幅などに応じて液滴衝突痕を形成するのに十分な水量および吹き付け圧力を確保すればよい。
【実施例】
【００２４】
〔実施例１〕
めっき原板として板厚０．８ｍｍの弱脱酸鋼板を用い、Ａｌを０．２質量％含むＺｎ基めっき浴に約２秒浸漬したのち引き上げ、気体絞り装置にてめっき付着量を鋼板片面あたり９０ｇ／ｍ２に調整した。その直後に気体圧：０．４０ＭＰａ ，水圧：０．２５ＭＰａの条件で２流体ノズルからミスト状の液滴を、未凝固の状態にあるめっき層表面に噴霧した。二流体ノズルは株式会社いけうち製のＢＩＭＶ４５０７５Ｓ３０３を用いた。噴霧気体には空気を用いた。噴霧水には水道水を用いた。ノズルと鋼板との距離は５０ｍｍから２００ｍｍまで変化させた。ノズル１個あたりの噴霧水量は約１５Ｌ／ｈであった。噴霧時間は、約０．５秒に相当する。噴霧を終えたのち、冷却速度１０℃／ｓｅｃの条件で空冷し、めっき層を完全に凝固させた。
【００２５】
各試料のめっき層表面について、光沢度計を用いてＪＩＳ  Ｚ  ８４７１に規定される６０度鏡面光沢度Ｇｓを測定した。
光沢度についての評価基準は以下のとおりである。
◎：Ｇｓが６０以上１００未満
○：Ｇｓが１００以上１５０未満
△：Ｇｓが１５０以上２００未満
×：Ｇｓが２００以上
【００２６】
各試料のめっき層表面について、触針式二次元粗さ計を用いてＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（’０１）に規定される最大粗さＲｚを測定した。
最大粗さについての評価基準は以下のとおりである。
◎：Ｒｚが３μｍ以下
○：Ｒｚが３μｍを超え、１０μｍ以下
△：Ｒｚが１０μｍを超え、２０μｍ以下
×：Ｒｚが２０μｍを超える
以上の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2015193881.tif 000002
【００２８】
本発明例であるＮｏ．１２、１３では、低い光沢度と小さな粗さが両立しためっき鋼板が得られているのに対して、実施例１１はノズル鋼板間距離が近いため、液滴衝突痕が大きく、光沢度は低いものの、粗さが大きすぎる。実施例１４はノズル鋼板間距離が遠すぎるため、粗さは小さいが、光沢度が高すぎる。
【００２９】
〔実施例２〕
めっき時に用いるめっき浴中のＡｌ，Ｍｇを種々変化させ、めっき後に二流体ノズルを用いて水ミスト噴霧を行った。水ミスト噴霧時の二流体ノズル先端と鋼板間の距離は２００ｍｍとした。それ以外の条件は実施例１と同じである。光沢度と粗さの測定方法ならびに評価基準は実施例１と同じである。
【００３０】
各めっき鋼板試料について、めっき層剥離試験を行った。１８０°密着曲げを行い、その曲げ加工部に粘着テープを貼り付け、それを剥がした際に剥離しためっき層の
量を目視で評価した。粘着テープはＪＩＳ  Ｚ  １５２２で定めるセロハン粘着テープを用いた。めっき層剥離試験結果の評価基準は以下のとおりである。（○以上を合格とする）
◎：剥離なし
○：ごくわずかに剥離が認められる
△：一部剥離が認められる
×：全面剥離が認められる
【００３１】
また、めっき浴のドロス発生量を調べた。各組成のめっき浴をめっき温度で２４時間大気中に静置した後、表面酸化により発生したドロスの量を目視で評価した。ドロス発生の評価基準は以下のとおりである。（○以上を合格とする）
○：ドロス発生なし
△：ドロス発生あり
×：著しいドロス発生あり
以上の結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
本発明例であるＮｏ．２３，２４、２５，２８は、６０度鏡面光沢度Ｇｓが１５０未満の防眩性と、最大粗さが３μｍ以下の滑らかな表面外観が両立できることが確かめられた。これに対し、比較例のＮｏ．２１、２７はめっき浴のＭｇ濃度が低いため、光沢度が高い。また、Ｎｏ．２２はめっき浴のＡｌ濃度が低いために、ならびにＮｏ．２９はめっき浴のＭｇ濃度が高いために、それぞれドロス発生が著しい。Ｎｏ．２６はめっき層のＡｌ含有率が高いため、めっき層剥離が生じた。
【００３４】
〔実施例３〕
噴霧気体には、空気、あるいは酸素をそれぞれ６０、８０体積％含む窒素と酸素の混合気体を用いた。噴霧水には水道水を用いた。水ミスト噴霧時の二流体ノズル先端と鋼板間の距離は２００ｍｍとした。それ以外の条件は実施例２と同じである。光沢度と粗さの測定方法ならびに評価基準は実施例１と同じである。以上の結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
2015193881.tif 000004
【００３６】
本発明例のＮｏ．３２、３３では、最大粗さが３μｍ以下の滑らかな表面外観を得ながら、低光沢外観を得ることができた。これは、二流体ノズルに用いた気体の酸素濃度が高いため、未凝固状態のめっき浴表面が酸化され、これに対して、Ｎｏ．３１では