(57)【要約】【課題】めっき鋼板の黒色化すべき領域をより均一に黒色化できる、黒色めっき鋼板を製造する方法を提供する。【解決手段】本発明は、ＡｌおよびＭｇを含有する溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層を有するめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて黒色めっき鋼板を製造する方法に係る。本発明の方法は、密閉容器の内部に配置した前記めっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスの存在下で加熱する第１工程と、前記加熱された密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程と、前記内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にした密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する第３工程とを、この順番で行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造する方法であって、
密閉容器の内部に配置した前記めっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスの存在下で加熱する第１工程と、
前記加熱された密閉容器の内部の前記雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程と、
前記密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する第３工程とを、
この順番で行う、黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項２】
さらに、前記第３工程の後に、
前記めっき層を黒色化した黒色めっき鋼板が配置された密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第４工程と、
前記密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入して前記めっき鋼板を冷却する第５工程とを
この順番で行う、請求項１に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項３】
前記めっき鋼板の形状は、コイル状である、請求項１または２に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項４】
前記コイル状のめっき鋼板は、アイアップで前記密閉容器の内部に配置される、請求項３に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項５】
２個以上の前記コイル状のめっき鋼板が、いずれもアイアップで前記密閉容器の内部に配置され、前記２個以上のめっき鋼板は、重ねて配置される、請求項３または４に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項６】
前記めっき鋼板は、加工されためっき鋼板である、請求項１または２に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項７】
前記第１工程において、前記ガスは大気である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項８】
前記第１工程において、前記加熱は、前記めっき層の最冷点が、水蒸気との接触によってめっき層が黒色化される温度に達するまで行う、請求項１〜７のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項９】
前記第１工程において、前記密閉容器の内部で前記ガスを攪拌しながら前記めっき鋼板を加熱する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１０】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部の雰囲気温度は１０５℃以上であり、前記密閉容器の内部の相対湿度は８０％以上である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１１】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部を加熱する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１２】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入した後に、前記密閉容器の内部から一定量の雰囲気ガスを排出し、かつ、前記密閉容器に水蒸気をさらに導入する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１３】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入した後に、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１４】
前記溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、Ａｌを０．１質量％以上６０質量％以下の量で含有し、Ｍｇを０．０１質量％以上１０質量％以下の量で含有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１５】
基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を配置可能な配置部を有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部を加熱する加熱部と、
前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする排気部と、
前記密閉容器の内部に水蒸気を導入する水蒸気導入部と、
を有する、黒色めっき鋼板を製造する装置。
【請求項１６】
さらに攪拌部を有する、請求項１５に記載の黒色めっき鋼板を製造する装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の黒色めっき鋼板を製造する装置と、
前記加熱部、前記排気部および前記水蒸気導入部の動作を制御して、前記密閉容器の前記配置部に配置されためっき鋼板を前記密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造させる制御部とを有する、
黒色めっき鋼板を製造するシステム。
【請求項１８】
前記制御部は、前記攪拌部の動作を制御して、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌させる、請求項１７に記載の黒色めっき鋼板を製造するシステム。
【請求項１９】
前記溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、Ａｌを０．１質量％以上６０質量％以下の量で含有し、Ｍｇを０．０１質量％以上１０質量％以下の量で含有する、請求項１７または１８に記載の黒色めっき鋼板を製造するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒色めっき鋼板を製造する方法、黒色めっき鋼板を製造する装置および黒色めっき鋼板を製造するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などの分野では、意匠性などの観点から黒色の外観を有する鋼板のニーズが高まっている。鋼板の表面を黒色化する方法としては、鋼板の表面に黒色塗料を塗布して黒色塗膜を形成する方法がある。しかしながら、上記の分野では、耐食性の観点から溶融Ｚｎめっきや溶融Ａｌ含有Ｚｎめっき、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっきなどのめっきを施しためっき鋼板が使用されることが多く、これらのめっき鋼板の表面は金属光沢のある銀白色の色調を有する。したがって、黒色塗料の塗布により意匠性の高い黒色外観を得るためには、塗膜を厚くして下地色を隠蔽しなければならず、塗装コストが高くなってしまう。また、このように塗膜を厚くすると、スポット溶接などの抵抗溶接を行うことができなくなってしまうという問題もある。
【０００３】
黒色塗膜を形成せずに、めっき鋼板の金属光沢および銀白色の色調を遮蔽する方法として、めっき層そのものを酸化させ、黒色化する方法が提案されている。このような方法として、たとえば特許文献１には、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板（以下、単に「めっき鋼板」ともいう。）を、密閉容器の内部で水蒸気と接触させて（以下、黒色化するためにめっき鋼板と水蒸気とを接触させることを、単に「水蒸気処理」ともいう。）、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層（以下、単に「めっき層」ともいう。）が黒色化した酸化皮膜を形成する方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、めっき鋼板の間にスペーサーを配置して鋼板を水蒸気処理する方法が記載されている。特許文献２によれば、めっき鋼板の間にスペーサーを配置することで、めっき鋼板の周縁部と中心部に水蒸気を同じように接触させることができるため、めっき層の表面をより均一に黒色化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４１６５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載のように、めっき層をより均一に黒色化するためには、めっき鋼板の黒色化すべき領域の全体に水蒸気を十分に行き渡らせて、上記領域をより均一に水蒸気処理することが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明者らは、上記めっき鋼板の黒色化すべき領域の全体に水蒸気をより十分に行き渡らせて、めっき層をより均一に黒色化し、めっき鋼板の外観をより見栄え良くできる、水蒸気処理の条件をさらに詳しく検討した。
【０００８】
本発明は、上記検討の結果に基づくものであり、めっき鋼板の黒色化すべき領域をより均一に黒色化できる、黒色めっき鋼板を製造する方法、ならびにそのような方法に用いることができる装置およびシステムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造する方法に係る。本発明の方法は、密閉容器の内部に配置した前記めっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスの存在下で加熱する第１工程と、前記加熱された密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程と、前記内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にした密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する第３工程とを、この順番で行う。
【００１０】
また、本発明は、黒色めっき鋼板を製造する装置に係る。本発明の装置は、基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を配置可能な配置部を有する密閉容器と、前記密閉容器の内部を加熱する加熱部と、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする排気部と、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入する水蒸気導入部と、を有する。
【００１１】
また、本発明は、黒色めっき鋼板を製造するシステムに係る。本発明のシステムは、上記本発明の装置と、前記加熱部、前記排気部および前記水蒸気導入部の動作を制御して、前記密閉容器の前記配置部に配置されためっき鋼板を前記密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造させる制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、めっき鋼板の黒色化すべき領域をより均一に黒色化できる、黒色めっき鋼板を製造する方法、ならびにそのような方法に用いることができる装置およびシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する方法の一態様のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する方法の別の態様のフローチャートである。
【図３】図３は、本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の一例を示す模式断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の制御系の主要部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．黒色めっき鋼板を製造する方法
本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する方法（以下、単に「本発明の方法」ともいう。）は、ＡｌおよびＭｇを含有する溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて黒色めっき鋼板を製造する方法である。
【００１５】
本発明の方法は、図１に示すように、密閉容器の内部に配置した溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガス（以下、「低水蒸気ガス」ともいう。）の存在下で加熱する第１工程（工程Ｓ１１０）と、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程（工程Ｓ１２０）と、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する第３工程（工程Ｓ１３０）とを、この順番で行う。本発明の方法は、図２に示すように、前記第３工程（工程Ｓ１３０）の後に、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第４工程（工程Ｓ１４０）と、前記密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入して前記めっき鋼板を冷却する第５工程（工程Ｓ１５０）とを、この順番で行ってもよい。なお、雰囲気ガスとは、密閉容器の内部に存在するガスを意味し、本明細書に記載された大気、水蒸気、水素を含有する水蒸気、および低水蒸気ガスの総称である。
【００１６】
以下、各工程についてより詳しく説明する。
【００１７】
（第１工程）
第１工程（工程Ｓ１１０）では、密閉容器の内部に配置しためっき鋼板を低水蒸気ガスの存在下で加熱する。
【００１８】
密閉容器は、めっき鋼板を配置する配置部をその内部に有し、雰囲気ガスの排気による内部の気体の圧力の低下、水蒸気導入、加熱、冷却などに耐えうる強度を有していればよい。密閉容器は、その外部から内部への気体の流入が実質的に不可能な密閉状態と、外部から内部へのめっき鋼板の搬入が可能な開放状態との、いずれをもとることが可能に構成されている。密閉容器は、後述する排気配管、水蒸気供給配管、ガス導入配管およびドレン配管などを接続可能な開口をその壁面または底面に有していてもよく、このとき、これらの配管に設けられた弁を閉じることで、容器の内部を密閉状態にできればよい。また、密閉容器は、容器の内部を密閉状態にできる限りにおいて、後述する加熱部を有していてもよい。
【００１９】
めっき鋼板は、基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層とを有する。
【００２０】
基材鋼板の種類は、特に限定されない。たとえば、基材鋼板として、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、および合金鋼などからなる鋼板を使用することができる。良好なプレス成形性が必要とされる場合は、低炭素Ｔｉ添加鋼および低炭素Ｎｂ添加鋼などの深絞り用鋼板が基材鋼板として好ましい。また、Ｐ、Ｓｉ、Ｍｎなどを添加した高強度鋼板を用いてもよい。
【００２１】
溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、水蒸気との接触により黒色化する組成を有すればよい。水蒸気との接触によりめっき層が黒色化するメカニズムは不明であるが、一つの仮説としては、水蒸気との接触によりめっき層表面およびめっき層中に酸素欠乏型の欠陥構造を有するＺｎ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物（例えば、ＺｎＯ１−ｘやＡｌ２Ｏ３−ｘなど）が生成されるためと推察される。このように酸素欠乏型の酸化物が生成すると、その欠陥準位に光がトラップされるため、酸化物が黒色外観を呈することになる。
【００２２】
たとえば、Ａｌ：０．１質量％以上６０質量％以下、Ｍｇ：０．０１質量％以上１０質量％以下、Ｚｎ：残部の組成を有するめっき層は、水蒸気との接触によって好適に黒変することができる。ＡｌまたはＭｇの含有量を上記上限値以下にすると、めっき時にドロスがより発生しにくいため、めっき層の外観を良好なものにすることができる。一方、Ａｌの含有量を上記下限値以上にすると、めっきの密着性をより高めることができる。また、Ｍｇの含有量を上記下限値以上にすると、より短時間でめっき層を黒色化することができる。
【００２３】
なお、本願明細書において、めっき層中の各成分の含有量の値は、めっき層に含まれる各金属成分の質量をめっき層に含まれる全金属の質量で除したものを百分率で表したものである。すなわち、水蒸気処理によって生じる酸化物や水和酸化物などに含まれる酸素および水素の質量は、めっき層中の成分として含まれない。したがって、水蒸気処理の際に金属成分の溶出が起こらない場合、水蒸気処理の前後においてめっき層中の各成分の含有量の値は変化しない。
【００２４】
現在、市場で最も多く流通している溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板は、めっき層中にＡｌを６質量％程度、Ｍｇを３質量％程度含んでいる。このようなめっき組成の場合、めっき層の金属組織は、主として、初晶のＡｌ相とＡｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織とが混在したものとなっている。ここでＡｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織を形成する各相（Ａｌ相、Ｚｎ相およびＺｎ２Ｍｇ相）は、それぞれ不規則な大きさおよび形状をしており、互いに入り組んでいる。初晶のＡｌ相とＡｌ／Ｚｎ／Ｚｎ２Ｍｇの三元共晶組織中のＡｌ相は、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇの三元系平衡状態図における高温でのＡｌ”相（Ｚｎを固溶するＡｌ固溶体であり、少量のＭｇを含む）に由来するものである。この高温でのＡｌ”相は、常温では、通常は微細なＡｌ相と微細なＺｎ相に分離して現れる。三元共晶組織中のＺｎ相は、少量のＡｌを固溶し、場合によってはさらにＭｇを固溶するＺｎ固溶体である。三元共晶組織中のＺｎ２Ｍｇ相は、Ｚｎ−Ｍｇの二元系平衡状態図におけるＺｎが約８４質量％の点付近に存在する金属間化合物相である。
【００２５】
基材鋼板とめっき層との密着性をより高めるため、めっき層は、０.００５質量％以上２.０質量％以下のＳｉを含有してもよい。めっき層におけるＳｉの含有量が０.００５質量％以上であると、基材鋼板とめっき層との界面におけるＡｌ−Ｆｅ合金層の成長が抑制され、上記密着性がより高まる。めっき層におけるＳｉの含有量が２.０質量％以下であると、Ｓｉ系酸化物がめっき層表面に生成しにくく、上記Ｓｉ系酸化物による黒色化の阻害が生じにくい。また、Ｚｎ１１Ｍｇ２相が過剰に生成および成長して、外観および耐食性に悪影響を与えることを抑制するため、めっき層は、Ｔｉ、Ｂ、Ｔｉ−Ｂ合金、Ｔｉ含有化合物またはＢ含有化合物を含有してもよい。めっき層におけるこれらの化合物の含有量は、Ｔｉの量が０.００１質量％以上０.１質量％以内、かつ、Ｂの量が０.０００５質量％以上０.０４５質量％以内であることが好ましい。めっき層におけるＴｉまたはＢの含有量が上記下限以上であると、上記Ｚｎ１１Ｍｇ２相の生成および成長がより抑制される。めっき層におけるＴｉまたはＢの含有量が上記上限以下であると、めっき層への析出物の成長が生じにくい。なお、めっき層がＴｉ、Ｂ、Ｔｉ−Ｂ合金、Ｔｉ含有化合物またはＢ含有化合物を含有することによる、水蒸気処理による黒色化への影響は、無視できる範囲である。
【００２６】
めっき層の厚みは、特に限定されないが、３μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。めっき層の厚みが３μｍ以上であると、取り扱い時に入るキズが基材鋼板に到達しにくいため、黒色外観の保持性および耐食性がより高くなる。一方、めっき層の厚みが１００μｍ以下であると、圧縮を受けた際のめっき層と基材鋼板の延性が異なることによる、加工部におけるめっき層と基材鋼板との剥離がより生じにくくなる。
【００２７】
めっき鋼板の形状は、水蒸気処理により黒色化すべきめっき層の領域が水蒸気と接触可能であれば、特に限定されない。たとえば、めっき鋼板の形状は、そのめっきされた面が平坦な形状（たとえば、平板状）でもよいし、そのめっきされた面が屈曲した形状（たとえば、コイル状）でもよい。なお、コイル状とは、めっき鋼板により構成される金属帯が、径方向に間隔をあけて巻かれた形状を意味する。密閉容器の内部への配置の容易さ、およびその後の搬送の容易さの観点からは、めっき鋼板の形状は、コイル状であることが好ましい。水蒸気を容易に浸入させるため、上記間隔は、径方向に隣り合う表面同士の最短距離が０．０５ｍｍ以上となるように設定されることが好ましい。
【００２８】
たとえば、コイル状のめっき鋼板における上記間隔は、巻かれためっき鋼板の表面の間にスペーサーを配置するなどして設けることができる。上記スペーサーの形状は、コイル状のめっき鋼板に水蒸気を行き渡らせることができればよく、線状のスペーサーでもよいし、面状のスペーサーでもよい。線状のスペーサーは、めっき鋼板の表面の一部に配置される線材である。面状のスペーサーは、めっき鋼板の表面の少なくとも一部に配置される平板状の部材である。鋼板とスペーサーとが接触する面積は小さい方が好ましく、一つの接触点における接触面積は１５ｍｍ２以下であることがより好ましい。スペーサーの材料は、水蒸気処理中に著しい劣化、発火、めっき鋼板との融着または溶解が生じなければ特に限定されないが、金属および樹脂が好ましく、水蒸気透過性を有する材料であることがより好ましい。
【００２９】
また、めっき鋼板の表面の一部に黒色されない部分を形成するときは、アルミテープまたは樹脂テープによる、上記黒色化されない部分の形状を有するマスキングが施されていてもよい。
【００３０】
めっき鋼板は、単層に配置されてもよいし、積層して配置されてもよい。たとえば、上記コイル状のめっき鋼板は、アイアップで配置することができる。また、２個以上の前記コイル状のめっき鋼板を同時に黒色化するときは、上記２個以上の前記コイル状のめっき鋼板をいずれもアイアップで前記密閉容器の内部に配置し、かつ、前記２個以上のめっき鋼板は、重ねて配置することができる。なお、このときも、水蒸気を容易に浸入させるため、めっき鋼板は、隣り合う表面同士の最短距離が０．０５ｍｍ以上となるように積層または配置されることが好ましい。めっき鋼板同士の上記間隔も、隣り合うめっき鋼板の間に上記スペーサーを配置するなどして設けることができる。また、任意の形状に加工されためっき鋼板を黒色化してもよく、その際は、密閉容器の内部に設けた棚を前記配置部として、加工されためっき鋼板を上記棚に乗せてもよいし、加工されためっき鋼板を上記棚から吊り下げてもよい。
【００３１】
めっき鋼板は、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガス（低水蒸気ガス）の存在下で加熱される。言い換えると、本工程において、密閉容器の内部に存在する雰囲気ガスは低水蒸気ガスである。作業を容易にする観点からは、低水蒸気ガスは、大気であることが好ましいが、黒色化が可能な限りにおいて、不活性ガスとしてもよい。不活性ガスの例には、Ａｒ、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈ２、Ｘｅおよびこれらの混合ガスなどが含まれる。これらのうち、安価に入手可能なＡｒ、Ｎ２、ＨｅおよびＮ２とＨ２との混合ガスが好ましい。低水蒸気ガスは、後述するガス導入部から密閉容器の内部へ導入することができる。
【００３２】
加熱前のめっき鋼板の温度は、通常、常温程度である。また、めっき鋼板の熱容量は大きい。そのため、従来のように、露点がめっき鋼板温度以上となる、水蒸気を多く含有するガスの存在下でめっき鋼板を加熱すると、めっき鋼板の表面近傍の雰囲気ガスがめっき鋼板で冷却されて水蒸気が凝縮し、めっき鋼板の表面に結露が生じることがある。めっき鋼板の表面に結露が生じると、結露が生じた部分には水蒸気が接触できず、黒色化が阻害されるため、めっき層を均一に黒色化できないおそれがある。また、結露によってめっき鋼板表面が腐食し、白錆に覆われることで外観を損なうことがある。これに対し、本発明の方法では、低水蒸気ガスの存在下でめっき鋼板を加熱するため、上記水蒸気の凝縮による結露の発生が生じにくい。そのため、本発明の方法では、上記めっき層をより均一に黒色化し、めっき鋼板の外観をより見栄え良くできる。上記観点から、本工程における雰囲気ガスの露点は常温以下であることがより好ましく、たとえば、本工程における雰囲気ガスは大気とすることができる。また、加熱に伴ってめっき鋼板の温度は上昇していくので、加熱開始時における上記雰囲気ガスの露点がめっき鋼板の温度より低い状態であれば、通常、雰囲気ガスの露点は常にめっき鋼板温度未満となる。
【００３３】
加熱は、めっき層の表面温度が、水蒸気との接触によってめっき層が黒色化される温度（以下、単に「黒色処理温度」ともいう。）に達するまで行う。たとえば、加熱は、密閉容器の内部に設置した温度測定センサーでめっき層の表面の温度を測定しながら行い、めっき層の温度が上記黒色処理温度を超えた後に終了すればよい。
【００３４】
なお、めっき鋼板は熱容量が大きいため、表面の温度が一様に上昇せず、表面の温度にムラが生じることがある。そのため、めっき層の表面のうち複数の点もしくは領域、または表面の全体の温度を測定しながら加熱を行い、測定された温度が最も低い点または領域（以下、単に「最冷点」ともいう。）の温度が上記黒色処理温度に達するまで加熱を行うことが好ましい。ただし、測定データを蓄積すれば、温度を実測しなくとも条件設定のみで加熱工程を終了することも可能である。
【００３５】
上記黒色処理温度は、めっき層の組成（たとえば、めっき層中のＡｌおよびＭｇの量）もしくは厚み、または必要とする明度などに応じて任意に設定することができるが、５０℃以上３５０℃以下であることが好ましく、１０５℃以上２００℃以下であることがより好ましい。黒色処理温度が１０５℃以上であると、黒色化をより短時間で行うことができる。一方、黒色処理温度が３５０℃以下であると、黒色化装置の大型化、ならびに水蒸気の加熱のためのエネルギー消費が低減でき、さらにめっき層の黒色化度合いを容易に制御可能となる。
【００３６】
加熱方法は、めっき層の表面を上記黒色処理温度にすることができれば、特に限定されない。たとえば、密閉容器の内カバーと外カバーとの間に設置した加熱部によって加熱してもよいし、熱風を密閉容器の内部に導入して加熱してもよい。上記めっき鋼板を均一に加熱するため、密閉容器の内部で上記雰囲気ガスを撹拌しながら、加熱を行ってもよい。
【００３７】
（第２工程）
第２工程（工程Ｓ１２０）では、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする。たとえば、密閉容器外に設置した排気ポンプで、密閉容器の中の雰囲気ガスを排出することで、密閉容器の内部を排気し、密閉容器の内部の気体の圧力を上記範囲にすることができる。本工程において、雰囲気ガスの排気は１回のみ行ってもよいが、密閉容器の内部に残存する水蒸気以外の気体成分の量をより少なくするため、雰囲気ガスの排気と低水蒸気ガスの導入を繰り返し行ってもよい。
【００３８】
本発明の方法では、本工程で密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して密閉容器の内部の気体の圧力を低くしているため、後述する第３工程（工程Ｓ１３０）で導入される水蒸気をめっき鋼板の間の隙間にまで十分に行き渡らせることができる。そのため、黒色化すべきめっき層の全体をより均一に水蒸気処理することができ、黒色化のムラを発生しにくくすることができる。また、本工程での排気によって、第３工程で水蒸気を導入した後の密閉容器内の酸素濃度を１３％以下にすることができる。上記観点からは、本工程において前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にすることが好ましく、５０ｋＰａ以下にすることがより好ましい。
【００３９】
（第３工程）
第３工程（工程Ｓ１３０）では、密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する。
【００４０】
本工程で黒色化を均一に行う観点からは、めっき層の表面のうち複数の点もしくは領域、または表面の全体のうち、測定された温度が最も高い点または領域（以下、単に「最温点」ともいう。）の温度と、前記最冷点の温度との差が３０℃以下、好ましくは２０℃以下、さらに好ましくは１０℃以下となってから、第３工程（工程Ｓ１３０）を行うことが好ましい。上記観点からは、上記最温点の温度と上記最冷点の温度とが一致してから、第３工程（工程Ｓ１３０）を行うことがより好ましい。上記温度の差を上記範囲内にするため、第１工程と第２工程との間、または第２工程と第３工程との間に、めっき鋼板を静置してめっき層の表面の温度を均一化させる温度均一化工程を設けてもよい。
【００４１】
水蒸気処理中の密閉容器の内部は、雰囲気温度が１０５℃以上であり、かつ、相対湿度が８０％以上１００％以下であることが好ましい。雰囲気温度を１０５℃以上とし、水蒸気の相対湿度を８０％以上とすることで、黒色化をより短時間で行うことができる。また、雰囲気温度を１０５℃以上とすることで、めっき層を十分に黒色化して、たとえばＬ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるめっき層の明度Ｌ＊を６０以下、好ましくは４０以下、さらに好ましくは３５以下にまで低下させることができる。なお、上記めっき層表面の明度（Ｌ＊値）は、分光型色差計を用いて、分光反射測定法で測定される。また、雰囲気温度を１０５℃以上とすることで、水分を凝縮しにくくして、密閉容器の内部またはめっき層の表面への結露の発生を抑制することができる。上記雰囲気温度は、１０５℃以上３５０℃以下であることがより好ましく、１０５℃以上２００℃以下であることがさらに好ましい。上記相対湿度は、１００％であることがより好ましい。また、水蒸気処理中の密閉容器の内部は、酸素濃度が１３％以下であることが好ましい。上記酸素濃度を１３％以下にすると、黒色化のムラの発生を抑えることができる。
【００４２】
上記雰囲気温度を保つため、本工程において、密閉容器の内部を加熱してもよい。加熱方法は、密閉容器の内部の温度および相対湿度が上記範囲に制御される限りにおいて特に限定されない。たとえば、後述する加熱部を作動させるか、導入される水蒸気を加熱することで、密閉容器の内部を加熱しうる。
【００４３】
現在の技術では１００℃を超える雰囲気での相対湿度や露点、水蒸気分圧そのものを直接測定することは困難である。本工程において、水蒸気の導入開始後は密閉容器の内部はほぼ水蒸気であるため、密閉容器の内部をモニターできる圧力計の値を、そのときの温度での飽和水蒸気圧で除したものが密閉容器の内部の相対湿度となる。しかし、めっき層が黒色化し始めると、めっき層の金属と水蒸気との反応副成物である水素ガスが発生するため、圧力計で測定される密閉容器の内部の気体の圧力は、密閉容器の内部の水蒸気分圧と水素分圧をあわせた全圧となる。この水素ガスが水蒸気処理中の密閉容器の内部の雰囲気ガス内に混入すると、相対湿度が上記好ましい範囲よりも低くなることがある。これに対し、上記相対湿度を保つため、本工程において、密閉容器の内部に水蒸気を導入した後、密閉容器の内部から一定量の雰囲気ガスを排出し、かつ、前記密閉容器に水蒸気をさらに導入してもよい。密閉容器の内部から一定量の雰囲気ガスを排出し、かつ、前記密閉容器の内部に水蒸気をさらに導入しながら本工程を行うことで、密閉容器の内部における上記水素ガスの濃度をより高まりにくくし、相対湿度を上記好ましい範囲内に保ちながら本工程を行うことができる。前記さらに導入する水蒸気の量は、前記排出するガスの量と同じ量とすることが好ましい。上記雰囲気ガスの排出および水蒸気の導入は、本工程の開始から終了まで連続して行ってもよいし、単回のみ行ってもよいし、一定の間隔をおいて複数回行ってもよい。めっき層が所望の程度に黒色化される限りにおいて、上記密閉容器の内部からの雰囲気ガスの排出および内部への水蒸気の導入を行わずに、本工程を行ってもよい。
【００４４】
また、密閉容器の内部の全体を上記相対湿度として、黒色化のムラを防ぐため、本工程において、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入した後、めっき層が黒色化されているときに、密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌してもよい。
【００４５】
水蒸気処理の処理時間は、めっき層の組成（たとえば、めっき層中のＡｌおよびＭｇの量）もしくは厚み、ならびに必要とする明度などに応じて任意に設定することができる。
【００４６】
（第４工程）
第４工程（工程Ｓ１４０）では、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする。たとえば、密閉容器外に設置した排気ポンプで、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排出することで、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して圧力を低くすることができる。
【００４７】
後述する第５工程（工程Ｓ１５０）で、密閉容器の内部に水蒸気が残ったまま上記めっき鋼板を冷却すると、めっき鋼板の隙間などに残った水蒸気が冷却されて凝縮し、めっき鋼板の表面または密閉容器の内部に結露が生じることがある。本工程でめっき鋼板の表面に結露が生じると、黒色めっき鋼板の表面に水分が付着し、めっき鋼板の黒色にムラが生じる可能性がある。これに対し、本発明の方法では、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、密閉容器の内部の水蒸気量を少なくした後にめっき鋼板を冷却するため、このような問題が生じにくい。上記観点からは、本工程において前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にすることが好ましく、３０ｋＰａ以下にすることがより好ましい。
【００４８】
（第５工程）
第５工程（工程Ｓ１５０）では、密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入して前記めっき鋼板を冷却する。本工程で導入されるガスは、加熱されていないことが好ましいが、必要に応じて、上記密閉容器の内部の雰囲気温度よりも低温に加熱されていてもよい。
【００４９】
たとえば、本工程で導入されるガスは、不活性ガスまたは大気とすることができる。本工程で導入されるガスは、前記第１工程における低水蒸気ガスと同一でもよいし、異なっていてもよい。作業を容易にする観点からは、密閉容器を大気開放し、大気を導入することが好ましい。
【００５０】
（効果）
上記本発明の方法によれば、水蒸気がめっき鋼板の隙間にまで十分に行きわたり、かつ、めっき鋼板の表面に結露が生じにくいので、めっき鋼板の黒色化すべき領域をより均一に黒色化することができる。
【００５１】
２．黒色めっき鋼板を製造する装置
（装置の構成）
本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置（以下、単に「本発明の装置」ともいう。）１００は、その一例を示す模式断面図である図３に示すように、めっき鋼板１を取り外し可能に配置できる配置部を有する密閉容器１０と、前記密閉容器の内部を加熱する加熱部２０と、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気する排気部３０と、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入する水蒸気導入部４０と、を有する。本発明の装置１００は、さらに、前記密閉容器の内部にガスを導入するガス導入部５０を有していてもよい。本発明の装置１００は、さらに、めっき鋼板１の表面の温度を測定する温度計測部６０を有していてもよい。本発明の装置１００は、さらに、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを撹拌する撹拌部７０を有していてもよい。本発明の装置１００は、さらに、図４に示すように、加熱部２０、排気部３０および水蒸気導入部４０の動作を制御して、密閉容器１０の配置部１２に配置されためっき鋼板１を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造させる、制御部８０を有していてもよい。本発明の装置１００がガス導入部５０または撹拌部７０を有しているとき、制御部８０はガス導入部５０の動作を制御して、上記黒色めっき鋼板を冷却させてもよいし、撹拌部７０の動作を制御して、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを撹拌してもよい。本発明の装置１００が後述するドレン配管３５およびドレン弁３６を有しているとき、制御部８０はドレン弁３６の動作を制御して、装置内部から外部へ水を排出させてもよい。
【００５２】
本発明の装置１００は、密閉容器の内部に水蒸気を導入した後、めっき層が黒色化されているときに、密閉容器の内部から一定量のガスを排出するための、ガス排出部（不図示）を有していてもよい。なお、上記ガス排出部は、排気部３０にその役割を兼務させてもよい。さらに、本発明の装置１００は水蒸気導入後に装置内部の鋼板以外の部分で水蒸気が結露して生じる結露水を系外に排出させるためのドレン配管３５およびドレン弁３６を有していてもよい。
【００５３】
以下に、図３および図４を参照して、本発明の装置１００の例示的な態様について詳しく説明する。
【００５４】
密閉容器１０は、底部フレーム１１、配置部１２、内カバー１３および外カバー１４を有する。底部フレーム１１は、密閉容器１０の底部を構成する部材である。配置部１２は、めっき鋼板１を配置可能な形状およびサイズを有する部材である。内カバー１３は、底部フレーム１１を覆うように底部フレーム１１上に配置された、断面が略コ字状の部材である。外カバー１４は、内カバー１３よりも大形の、断面が略コ字状の部材であり、内カバー１３の外面を覆うように底部フレーム１１上に配置される。内カバー１３が底部フレーム１１に設けられた溝に嵌合されると、内カバー１３および底部フレームに囲まれた空間（以下、単に「密閉容器１０の内部」ともいう。）は密閉される。密閉容器１０は、雰囲気ガスの排気による内部の気体の圧力の低下、水蒸気導入による内部圧力の上昇、加熱、冷却などに耐えうる強度を有している。
【００５５】
底部フレーム１１または内カバー１３は、後述する排気配管３１、水蒸気供給配管４１およびガス導入配管５１などを接続可能な開口をその壁面または底面に有していてもよく、このとき、これらの配管に設けられた弁を閉じることで、容器の内部を密閉状態にできればよい。
【００５６】
配置部１２は、めっき鋼板１を配置できる形状であればよく、図３に示すように底部フレーム１１上に配置された基台としてもよいし、めっき鋼板を乗せるか、または吊り下げることが可能な棚状の部材としてもよい。
【００５７】
配置部１２には、めっき鋼板１が配置される。たとえば、めっき鋼板１がコイル状のときは、コイル軸方向が鉛直方向に沿うように配置部１２上に配置することができる。めっき鋼板１は、スペーサー２によって積層されてもよい。また、任意の形状に加工されためっき鋼板を上記棚状の部材に乗せてもよく、任意の形状に加工されためっき鋼板を上記棚状の部材から吊り下げてもよい。
【００５８】
めっき鋼板の一部に黒色化させない部分があるときは、上記黒色化しない部分を有する面が配置部１２と接触するように、めっき鋼板１を配置部に配置することが好ましい。
【００５９】
配置部１２のめっき鋼板１が配置される面には、めっき鋼板１の金属帯間の隙間と配置部１２の内部とを連通するように貫通孔が形成され、配置部１２の内部は、上記貫通孔と配置部１２の外部とを連通するように中空状に形成される。たとえば、図３では、配置部１２は、めっき鋼板１の下部から配置部１２の内部に流出した雰囲気ガスを羽根車７１の近辺に吹き出すための流通路を有する上記台座、および下部台座からなり、下部台座は上部台座と連通する貫通孔を有する。このような構成にすると、密閉容器１０の内部の気体がめっき鋼板１の金属帯間の隙間を通って循環し、撹拌されるため、めっき鋼板１により均一な相対湿度を有する雰囲気ガスを接触させることができるため好ましい。
【００６０】
加熱部２０は、密閉容器１０の内部を加熱するための手段であり、たとえば、外カバー１４の周方向に沿って互いに間隔を置いて配置された複数の送風部からなり、それぞれの送風部は、外カバー１４と内カバー１３との間に形成される空間に熱風を送風可能に構成される。なお、密閉容器１０の内部を加熱するための手段は加熱部２０に限られず、内カバー１３の内部に直接加熱大気を導入してめっき鋼板を加熱したり、めっき鋼板下部にＩＨヒーターを設置して鋼板自体を発熱させると同時に内カバー１３内部雰囲気を加熱する方法も考えられる。
【００６１】
排気部３０は、排気配管３１、排気弁３２および排気ポンプ３３を有する。排気配管３１は、密閉容器１０の内部と密閉容器１０の外部とを連通するように底部フレーム１１を貫通して設けられた配管である。たとえば、密閉容器１０の内部の低水蒸気ガスまたは水蒸気処理後の密閉容器の内部の雰囲気ガスは、排気配管３１を通って外部に排気される。排気配管３１は、排気弁３２を介して排気ポンプ３３と連通する。排気部３０は、上記雰囲気ガスの排気によって密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にできるように構成される。また、上記排気をしないときは、排気弁３２は閉じられて、排気配管３１を通じた密閉容器１０の内部と外部との間のガスの流通は遮断される。
【００６２】
ドレン配管３５は、密閉容器１０の内部と密閉容器１０の外部とを連通するように底部フレーム１１を貫通して設けられた配管である。密閉容器１０の内部の液体（結露水など）は、ドレン配管３５を通って外部に排出される。より多くの液体を排出しやすくする観点からは、ドレン配管の開口は、底部フレーム１１と同じ高さかそれより低い位置に設けられることが好ましい。ドレン配管３５は、ドレン弁３６を介して密閉容器１０の外部と連通する。上記液体の排出をしないときは、ドレン弁３６は閉じられて、ドレン配管３５を通じた密閉容器１０の内部と外部との間の液体の流通は遮断される。
【００６３】
水蒸気導入部４０は、水蒸気供給配管４１および水蒸気供給弁４２を有し、任意に、たとえば貯水タンクおよびヒーターから構成される水蒸気供給源４３、および水蒸気ヒーター４４を有する。水蒸気供給配管４１は、たとえば水蒸気供給源４３と密閉容器１０の内部とを、水蒸気供給弁４２を介して連通する。水蒸気ヒーター４４は、導入される水蒸気の温度が、水蒸気処理中の密閉容器１０の内部の雰囲気温度に達するように、水蒸気を加熱する。また、水蒸気の供給をしないときは、水蒸気供給弁４２は閉じられて、水蒸気供給配管４１を通じた密閉容器１０の内部への水蒸気の導入は遮断される。また、他の装置で製造した水蒸気を利用するときは、密閉容器内が所定の相対湿度になるよう水蒸気供給弁４２で圧力制御して供給してもよい。
【００６４】
ガス導入部５０は、ガス導入配管５１およびガス導入弁５２を有する。ガス導入配管５１は、密閉容器１０の内部と、密閉容器１０の外部または不図示のガス供給源と、を連通するように、底部フレーム１１を貫通して設けられた配管である。ガス導入弁５２が開かれると、ガス供給源から供給される露点が常にめっき鋼板温度以下であるガスまたは密閉容器１０の外部の大気は、ガス導入配管５１を通って密閉容器１０の内部に導入される。また、上記ガスの導入をしないときは、ガス導入弁５２は閉じられて、ガス導入配管５１を通じた密閉容器１０の内部と外部との間のガスの流通は遮断される。
【００６５】
温度計測部６０は、めっき鋼板の表面のうちそれぞれ異なる領域に当接して設置された複数の温度センサーであり、たとえば、熱電対を用いることができる。温度計測部６０は、めっき鋼板の表面の温度を測定する。なお、めっき鋼板をコイル状にした場合、コイルの板間に熱電対を挿入してもよい。
【００６６】
撹拌部７０は、内カバー１３の内部に配置された羽根車７１と、羽根車７１を回転駆動する駆動モーター７２とを有する。駆動モーター７２が羽根車７１を回転させると、水蒸気処理中の密閉容器１０の内部の雰囲気ガスは、図３において矢印にて示すように、配置部１２の側部から配置部１２の外周面と内カバー１３の内壁面との間の空隙に流入し、めっき鋼板１の外周面と内カバー１３の内壁面との間の空隙を通過して、めっき鋼板１の上部から金属帯間の隙間に流出し、めっき鋼板１の下部から配置部１２の内部に流出し、再び配置部１２の側部から配置部１２の外周面と内カバー１３の内壁面との間の空隙に流入して、密閉容器１０の内部を循環する。このようにして、水蒸気処理中の密閉容器１０の内部の雰囲気ガスは撹拌される。
【００６７】
撹拌部７０は、加熱部２０によるめっき鋼板の加熱中に、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを撹拌してもよい。
【００６８】
制御部８０は、後述するように、本発明の装置１００の動作を制御する。
【００６９】
３．黒色めっき鋼板を製造するシステム
以下に、図３および図４を参照して、本発明の装置１００の例示的な動作と、黒色めっき鋼板を製造するシステムについて詳しく説明する。
【００７０】
配置部１２にめっき鋼板１が配置され、かつ、内カバー１３および外カバー１４が底部フレーム１１の上へ装着されて密閉容器１００が密閉された後に、制御部８０は、以下のように、加熱部２０、排気部３０、水蒸気導入部４０、ガス導入部５０および撹拌部７０の動作を制御する。
【００７１】
加熱部２０は、外カバー１４と内カバー１３との間に形成される空間に熱風を送風して、低水蒸気ガスの存在下で前記密閉容器の内部を加熱する。これにより、めっき鋼板１は加熱される。このとき、制御部８０は、予め設定されためっき鋼板を水蒸気処理する温度を参照して、温度計測部６０が測定しためっき層の温度、好ましくは前記最冷点の温度、が前記黒色処理温度になるまで、加熱部２０を作動させる。また、必要に応じて、撹拌部７０は、駆動モーター７２を駆動して羽根車７１を回転させ、内カバー１３の内部の雰囲気ガスを循環させ、撹拌しながら加熱してもよい。
【００７２】
その後、排気部３０は、排気弁３２を開放し、排気ポンプ３３を作動させて、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを、排気配管３１を通じて排出する。これにより、密閉容器の内部の気体の圧力は７０ｋＰａ以下にされる（第１の排気）。その後、排気部３０は排気弁３２を閉じて、排気配管３１を通じた密閉容器１０の内部と外部との間のガスの流通を遮断する。
【００７３】
その後、水蒸気導入部４０は、水蒸気供給弁４２を開放し、水蒸気供給源４３に水蒸気を供給させる。これにより、水蒸気供給源４３からの水蒸気が水蒸気供給配管４１を通じて密閉容器１０の内部に導入される。水蒸気導入部４０は、温度計測部６０が測定した前記最温点の温度と前記最冷点の温度との差が所定の範囲になったことを制御部８０が認識した後に、水蒸気供給弁４２を開放することが好ましい。このとき、導入される水蒸気を水蒸気ヒーター４４で加熱してもよい。
【００７４】
このとき、必要に応じて、水蒸気導入部４０は、密閉容器１０の内部に導入される水蒸気を水蒸気ヒーター４４に加熱させてもよい。また、必要に応じて、撹拌部７０は、駆動モーター７２を駆動して羽根車７１を回転させ、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを循環させ、撹拌してもよい。
【００７５】
また、必要に応じて、不図示のガス排出部または排気部３０は、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを一定量だけ排出してもよい。このとき、排出された雰囲気ガスの量と同量の水蒸気を密閉容器１０の内部に導入するように、水蒸気供給弁４２が開放される。
【００７６】
水蒸気を導入しはじめた後、黒色化処理のための時間が経過したら、水蒸気導入部４０は水蒸気供給弁４２を閉じて、水蒸気供給配管４１を通じた密閉容器１０の内部と外部との間のガスの流通を遮断する。その後、必要に応じて、排気部３０は排気弁３２を開放し、排気ポンプ３３に密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを排出させる。これにより、密閉容器の内部の気体の圧力は７０ｋＰａ以下にされる（第２の排気）。その後、排気部３０は排気弁３２を閉じて、排気配管３１を通じた密閉容器１０の内部と外部との間のガスの流通を遮断する。
【００７７】
その後、ガス導入部５０は、ガス導入弁５２を開放する。これにより、ガス導入配管５１を通じて密閉容器１０の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスが導入される。こうして導入されたガスによって、めっき鋼板１は冷却される。
【００７８】
このとき、任意の時点でドレン弁３６の動作を制御して、装置内部から外部へ液体を排出させてもよい。ドレン弁３６の動作の制御は、上記本発明の装置１００の動作中、１回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。めっき層が所望の程度に黒色化される限りにおいて、上記動作中を通じて、ドレン弁３６は閉じられたままであってもよい。
【００７９】
（効果）
上記本発明の装置によれば、水蒸気をめっき鋼板の隙間にまで十分に行きわたらせることができ、かつ、めっき鋼板の表面に結露を生じさせにくいので、めっき鋼板の黒色化すべき領域をより均一に黒色化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の方法は、めっき鋼板の加熱時に生じる結露を抑制し、めっき層がより均一に黒色化され、外観がより見栄え良いめっき鋼板を製造することができるため、黒色化されためっき鋼板のより一層の普及に貢献することが期待される。
【符号の説明】
【００８１】
１    めっき鋼板
１０  密閉容器
１１  底部フレーム
１２  配置部
１３  内カバー
１４  外カバー
２０  加熱部
３０  排気部
３１  排気配管
３２  排気弁
３３  排気ポンプ
３５  ドレン配管
３６  ドレン弁
４０  水蒸気導入部
４１  水蒸気供給配管
４２  水蒸気供給弁
４３  水蒸気供給源
４４  水蒸気ヒーター
５０  ガス導入部
５１  ガス導入配管
５２  ガス導入弁
６０  温度計測部
７０  撹拌部
７１  羽根車
７２  駆動モーター
８０  制御部
【図１】
2017155277.tif 000003
【図２】
2017155277.tif 000004
【図３】
2017155277.tif 000005
【図４】
2017155277.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月13日(2016.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて、黒色めっき鋼板を製造する方法であって、
密閉容器の内部に配置した前記めっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスの存在下で加熱する第１工程と、
前記加熱された密閉容器の内部の前記雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程と、
前記密閉容器の内部に水蒸気を導入して前記めっき層を黒色化する第３工程と、
前記めっき層を黒色化した黒色めっき鋼板が配置された密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする第４工程と、
前記密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入して前記めっき鋼板を冷却する第５工程とを、
この順番で行う、黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項２】
前記めっき鋼板の形状は、コイル状である、請求項１に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項３】
前記コイル状のめっき鋼板は、アイアップで前記密閉容器の内部に配置される、請求項２に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項４】
２個以上の前記コイル状のめっき鋼板が、いずれもアイアップで前記密閉容器の内部に配置され、前記２個以上のめっき鋼板は、重ねて配置される、請求項２または３に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項５】
前記めっき鋼板は、成形加工されためっき鋼板である、請求項１に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項６】
前記第１工程において、前記ガスは大気である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項７】
前記第１工程において、前記密閉容器の内部で前記ガスを攪拌しながら前記めっき鋼板を加熱する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項８】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部の雰囲気温度は１０５℃以上であり、前記密閉容器の内部の相対湿度は８０％以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項９】
前記第３工程において、加熱部からの加熱により、前記密閉容器の内部を加熱する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１０】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入した後に、前記密閉容器の内部から一定量の雰囲気ガスを排出し、かつ、前記密閉容器に水蒸気をさらに導入する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１１】
前記第３工程において、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入した後に、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１２】
前記溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、Ａｌを０．１質量％以上６０質量％以下の量で含有し、Ｍｇを０．０１質量％以上１０質量％以下の量で含有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の黒色めっき鋼板を製造する方法。
【請求項１３】
基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層と、を有するめっき鋼板を配置可能な配置部を有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部を加熱する加熱部と、
前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする排気部と、
前記密閉容器の内部に水蒸気を導入する水蒸気導入部と、
前記密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入するガス導入部と、
を有する、黒色めっき鋼板を製造する装置。
【請求項１４】
さらに前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌する攪拌部を有する、請求項１３に記載の黒色めっき鋼板を製造する装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の黒色めっき鋼板を製造する装置と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
前記加熱部の動作を制御して、前記密閉容器の内部に配置した前記めっき鋼板を、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスの存在下で加熱させ、
前記排気部の動作を制御して、前記加熱された密閉容器の内部の前記雰囲気ガスを排気させて、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にし、
前記水蒸気導入部の動作を制御して、前記密閉容器の内部に水蒸気を導入させ、
前記排気部の動作を制御して、前記めっき層を黒色化した黒色めっき鋼板が配置された密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気させて、前記密閉容器の内部の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にし、
前記ガス導入部の動作を制御して、前記密閉容器の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガスを導入させて前記めっき鋼板を冷却する、
黒色めっき鋼板を製造するシステム。
【請求項１６】
前記制御部は、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌する攪拌部の動作を制御して、前記密閉容器の内部の雰囲気ガスを撹拌させる、請求項１５に記載の黒色めっき鋼板を製造するシステム。
【請求項１７】
前記溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、Ａｌを０．１質量％以上６０質量％以下の量で含有し、Ｍｇを０．０１質量％以上１０質量％以下の量で含有する、請求項１５または１６に記載の黒色めっき鋼板を製造するシステム。