(57)【要約】【課題】  プライマー処理された鋼材をレーザー切断した場合であっても、レーザー切断面が美麗に維持される、レーザー切断性に優れた鋼材を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のレーザー切断性に優れた鋼材は、金属酸化物粉末および亜鉛（Ｚｎ）粉末を含有するプライマーが表面に塗布されていることを特徴とする。また、金属酸化物粉末が酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末からなることを特徴とする。さらに、前記表面がブラスト処理されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物粉末および亜鉛（Ｚｎ）粉末を含有するプライマーが表面に塗布されていることを特徴とするレーザー切断性に優れた鋼材。
【請求項２】
前記金属酸化物粉末が酸化チタン（ＴｉＯ2)粉末からなることを特徴とする請求項１記載のレーザー切断性に優れた鋼材。
【請求項３】
前記表面がブラスト処理されていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザー切断性に優れた鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防錆性およびレーザー切断性、特に、レーザー切断面の美麗性に優れた鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
造船、建築等の分野において使用される厚板鋼板は、熱影響が少ないこと、切断歪みが小さいこと、無人化レベルの自動化が比較的容易であること等の利点から、レーザーによる切断が多用されている。また、鋼板表面には、防錆のためにプライマー処理が通常施されている。このため、プライマー処理によるレーザー切断性の悪化、特に亜鉛（Ｚｎ）を含有するプライマーを塗布した鋼板については高速切断が難しいという問題があった。そこで、切削速度の低減を防止するため、Ｚｎ≦４０ｇ／ｍ2、および、Ｚｎ＋８（ＳｉＯ2）≦５０ｇ／ｍ2の条件を満足するプライマー剤を塗布したことを特徴とする、レーザー切断用鋼材が開示されている（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０−２２６８４６号公報（２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は切断速度の低減を防止するものの、切断面品質については、さらなる向上が要請されていた。すなわち、レーザー切断後の切断面にドロスが付着するため、付着したドロスを除去するための手入れ工程が必要になるという問題があった。
本発明は、かかる問題に対応するものであって、プライマー処理された鋼材をレーザー切断した場合であっても、レーザー切断面が美麗に維持され、レーザー切断性に優れた鋼材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】
【０００４】
（１）本発明のレーザー切断性に優れた鋼材は、金属酸化物粉末および亜鉛（Ｚｎ）粉末を含有するプライマーが表面に塗布されていることを特徴とする。
（２）また、前記金属酸化物粉末が酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末であることを特徴とする。
（３）さらに、前記表面がブラスト処理されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
プライマー処理された鋼材をレーザー切断した場合には切断速度の低下が起こる。レーザー切断速度低下のメカニズムは明確にはなっていないが、一次防錆処理として行われるプライマー塗装により、(1)一次防錆処理剤によるレーザー吸収率の低下(2)切断時の加熱による一次防錆剤中のバインダー樹脂やＺｎ粉末の分解や蒸発によるレーザー光の散乱・吸収(3)発生したガスによるアシストガス(酸素)の分圧低下等が原因で切断速度の低下が起こると推定される。
【０００６】
発明者等は、高速レーザー切断おいてもレーザー切断面について特に美麗性を保証することに着目して研究を重ねた結果、低ガス発生性樹脂（アルキルシリケート）をバインダーとしてＺｎ粉末を含有したプライマーに金属酸化物粉末を含有すると、レーザー切断面におけるドロスの発生が激減することを見出した。本発明はかかる知見に基づくものである。
【０００７】
表１は本発明を実施するための試作に用いたサンプルを示す。表１において、一次プライマー塗料調合液として低ガス発生性樹脂（アルキルシリケート、以下「樹脂」と称す）、亜鉛(Ｚｎ)粉末と金属酸化物として酸化チタン粉末を試作し鋼板に塗布した。樹脂及びシンナーなどを含む樹脂ベースを一定量(３００ｇ)とし、亜鉛（Ｚｎ）粉末及び酸化チタンを変化させて塗料を調合し、切断速度及び防錆性の評価を行った。一定量の樹脂ベースに酸化チタンを含有せず亜鉛量を段階的に減らしたものを「試作サンプル１〜４」とし、更に、試作サンプル１、３に、酸化チタンを加えたものを「試作サンプル５、６」としている。
なお、酸化チタンはルチル型で、平均粒径が０．２１μｍである。
【０００８】
なお、各サンプルに用いた鋼材は、ＳＭ４９０級、２００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１１ｍｍで、表面にショットブラス処理を実施して表面粗度をＲＺ６０に仕上げている。
また、プライマーの塗布は、スプレーガンによって直接、鋼板表面に向けて噴霧し、塗装前後の重量測定によって、塗布量（１平方メートル当たり）を算出した。
また、以下のレーザー切削は、三菱電機（株）製炭酸ガスレーザー装置を用いて、出力３ｋＷで、アシストガスとして酸素を０．１ＭＰａにて噴射した。また、切削速度は４００〜１０００ｍ／分である。また、また、防錆性をＪＩＳＫ５５５２ジンクリッチプラ−マーに準拠してＳＳＴで評価した。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
表２は、各試作サンプルのレーザー切断面性状と防錆性の評価結果を示す。表２において、切断速度の評価で◎は最も美麗な評点３（ドロスが皆無または極微量で切断面が整っている）、○はやや美麗な評点２（ドロスが大きいが切断面は比較的整っている）、△は美麗でない評点１（ドロスが大きいく切断面が荒れている）、×は切断不能を示している。また、防錆性の評価は規格に定めるＳＳＴで１６８時間発錆がないことに基づき、１６８時間以上発錆のないものを○とし、１６８時間未満のものは×とした。
【００１１】
試作サンプル１〜４においては、Ｚｎ塗布量の減少にしたがって、切断速度を速くしても美麗な切断面が得られている。すなわち、亜鉛含有量が低下する程、高速切断が可能になり、また、切断面の美麗さも改善されることが確認される。しかしながら、試作４では防錆性が劣化し実用への適用は出来ない。
【００１２】
さらに、酸化チタンを含有した試作サンプル５、６は、酸化チタンの添加により、試作サンプル１、３と比較してＺｎ塗布量は同じにあるにもかかわらず切断速度を高速にしても切断面が美麗になっている。また、防錆性評価においても、試作サンプル５、６は良好な結果となっている。
【００１３】
【表２】
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【００１４】
図１は、酸化チタンの塗布有無でのレーザー切断速度と亜鉛塗布量との関係を示す相関図である。図１において、縦軸はレーザー切断速度、横軸は亜鉛の塗布量であって、酸化チタンを含有したプライマー(酸化チタンの塗布量１３.２ｇ／ｍ2)は、酸化チタンを含有しないプライマーと比較してレーザー切断速度を増大させても切断面が格段美麗になっている。
【００１５】
金属酸化物としては酸化チタンに限定されるものでなく、酸化アルミニウム(Ａｌ2Ｏ3)，酸化ジルコニウム(ＺｒＯ2)等の、ＣＯ2レーザー（λ=10.6μｍ）の吸収性が高い金属酸化物を塗膜中に添加することで、塗膜のレーザー吸収性が向上し同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
以上のように本発明のレーザー切断性に優れた鋼材は、造船、建築等に使用される鋼板として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】酸化チタン有無でのレーザー切断速度と亜鉛塗布量との関係を示す相関図。
【図１】
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