JPH07115046B2 - 模様付金属板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、圧延等のロールにレーザビームの照射により
形成された微小ピットのドットマトリックスを転写され
て、外観上ある一定の模様として認識される模様を有す
る模様付金属板に関する。

＜従来技術とその問題点＞ 一般に、美観等の改善を目的として鋼板表面には種々の
塗装が施される。しかるにステンレススチールやティン
フリー鋼板あるいは透明ラッカー仕上鋼板等は鋼板表面
の光沢、粗度などがそのままの状態で使用される。それ
ゆえ、これらの鋼板の表面の美麗さの向上は非常に重要
である。

しかるに現在、これらの表面外観等の改善を目的とした
表面加工技術としてはロール表面を化学的腐食、あるい
は機械加工により加工し、そのロールを用いて模様を鋼
板表面に転写する方法（エンボス加工法）が知られてい
る。とくに大量生産に適用されている方法としては前者
のロールに化学腐食する方法のみが唯一実用化されてい
るのが現状である。

このようなエンボス加工技術は特開昭51−52937号公
報、同51−52938号公報等を始めとして多数開示されて
いる。

これらは、いわゆるフォトエッチング法による技術であ
り、高価であるばかりでなく、粗度が一定とならない
（表面凹凸が大きすぎる）という大きな欠点を有する。

しかるに、化学腐食による模様付けには、 （１）大きな模様のみが可能で、微細な加工が困難であ
ること、 （２）多種の模様の作製が困難で、作業能率が著しく低
いこと、 （３）一般用途には不適であること、 等の難点があった。

とくに美しい模様付けを行うこと、および鋼板の粗さを
一定にしつつ模様付けを行うことに関しては従来の技術
は全く役立たなかった。

＜発明の目的＞ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、レー
ザビームを断続的に照射して、圧延等において用いられ
るロール表面に一定形状の微小ピットの集合体すなわち
ドットマトリックスからなる模様を描き、前記ロールに
より圧下されて、前記模様が転写された模様金属板、特
に、前記微小ピットの凹凸、ピット直径、ピット間距離
を変化させおよび前記微小ピットの重なり状態によっ
て、金属板表面に転写された場合に、ドットマトリック
スからなる外観上ある一定の模様として認識される正確
かつ鮮明な模様を有する模様付金属板を提供することに
ある。

＜発明の構成＞ 本発明によれば、金属板表面に、レーザにより形成され
た微小ピットが該微小ピット凹凸、ピットの直径および
ピット間の距離を変化させた状態およびピットの重なり
状態で刻印された模様付金属板が提供される。

以下に、本発明を添付の図面を参照しつつさらに詳細に
説明する。

本発明に用いられる金属板は圧延工程を経て製造される
鋼板が好ましく、鋼板であれば何でもよく、例えば、冷
延鋼板、表面処理鋼板などが挙げられる。特に、未塗装
鋼板となるステンレススチール、ティンフリー鋼板が好
ましい。しかし、鋼板表面に刻印された模様の凹凸に比
べて、塗装が薄い場合には、薄い塗装処理後、鋼板表面
の模様を浮き出させることができるため、塗装処理を施
すことを妨げるものではない。また、他の金属板たとえ
ば、鋼板、アルミ板あるいは種々のめっき鋼板を用いて
もよい。

以下の説明は、金属板として代表的に鋼板について行
う。

本発明の前記鋼板表面に刻印される模様はレーザビーム
の照射によりロール等に形成された微小ピットの集合体
が該微小ピットの凹凸、ピット直径、ピット間隔を変化
させた状態でおよび該微小ピットの重なり状態でドット
マトリックスからなる一つの模様として描かれ、圧延等
による圧下によって前記鋼板表面上に転写すなわち刻印
することができ、かつ外観上ある一定の模様として認識
される模様であればいかなるものでもよく、例えば、あ
らゆる模様、マーク、絵、図、文字、濃淡画および写真
等が挙げられる。

前記模様は第1a図に示す微小ピット10が鋼板１の表面に
刻印されたことにより形成された第1b図に示す微小凸部
２の集合体すなわちある特定の模様として認識されるド
ットマトリックスとして得られるものである。第1b図に
示す微小凸部２の形状は、目的の模様に応じて色々変化
させることができるが、第1a図に示す微小ピット10の形
状を転写したものであり、転写する際の圧下率によって
は微小ピット10を完全に転写したものでもよいし、一部
を転写したものでもよい。以下に微小ピット10について
説明する。

第1a図に示すように、微小ピット10はロール12の表面に
レーザビーム14を照射することによりロール母材金属が
溶融し、穴形すなわち円形の窪みを形成し、該窪みの周
辺部が盛り上がり、クレーター状に形成されたものであ
る。微小ピット10の大きさ、深さおよび穴形状あるいは
盛り上りの程度はレーザビーム14の強さ、照射時間、そ
してレーザビーム照射中に酸素等のガスを吹きつけるこ
と等の条件を変えることにより変化させることができ
る。

しかし、微小ピット10の大きさは、その最大直径を1mm
以下とするのが実用上好ましい。より好ましくは50〜50
0μｍがよい。この理由は、微小ピット10の直径が1mmよ
り大きくなると、ロール12による鋼板加工が不均一にな
ったり前記鋼板の内部にまで加工歪が加わり、材質が劣
化し易くなるからである。また、上記範囲を外れると美
観上および精度上の見地からも好ましくないからであ
る。

所定の模様を前記鋼板に転写して模様鋼板とするため
に、目的の模様となるように、ロール表面に前記微小ピ
ットの集合体を形成するには、断続的レーザビーム発生
装置と位置制御駆動装置をコンピュータによって制御す
るのが好ましい。該断続的レーザビーム発生装置はレー
ザビーム照射間隔を制御するものであって、レーザビー
ムカット用のチョッパを有していればよく、該チョッパ
は電気的なものでも、機械的なものでもよい。

前記模様形成のために前記レーザビームにより前記ロー
ルに前記微小ピットを刻印するのであるが、該微小ピッ
トに凹凸、ピット直径、ピット間隔を変化させること、
あるいは該微小ピットを重ねて変化させることが必要で
ある。以下に具体的な模様付け方法を述べる。

ｉ）第1c図に示すようにレーザビーム照射間隔を制御す
るレーザビームカット用のチョッパ16の開閉タイミング
を変化させ、ロール12の表面を一定回転で回転しつつレ
ーザビーム照射位置をずらしていく。

ii）レーザビームの出力あるいは前記ロール面への焦点
を変化させ、ロール面全面への照射を複数回に分けて微
小ピットの凹凸、ピット直径、ピット間隔を変化させた
模様づけをする。

iii）各条件にセットされた複数のレーザ照射装置を使
用し、一回で前記ロール面全面に照射し終る。

以上のように前記ロールは前記微小ピットにより模様付
けされるが、該ロールが圧延最終工程、すなわち通常の
冷延鋼板においては焼鈍後の調質圧延工程において、ま
た調質圧延を省略する場合には冷間圧延機の最終スタン
ドにおいて圧下ロールとして使用するのが好ましく、こ
れにより、該鋼板に容易に模様を転写できる。

また前記ロールに描かれた前記模様を前記鋼板表面に美
しくかつ正確に転写するためには、十分な圧下率をとる
必要があるが、スキンパス圧下率は0.3％以上とするこ
とが好ましい。

この理由は、圧下率0.3％未満では、十分な転写率を得
ることができないからである。

なお、前記ロールは該ロール表面がブライトの場合のみ
ならず、ダル表面であってもよく、また、レーザビーム
照射により微小ピットによる模様を形成した後ダル加工
を施したものであってもよい。さらにまたロールによっ
て模様転写後その模様が消えない範囲で表面調整あるい
は機械的性質の制御を目的として、さらに軽圧下の調質
圧延を行うことをさまたげるものではない。

＜実施例＞ 以下に、本発明を実施例につき具体的に説明する。

出力2.5Kwの炭酸ガスレーザにレーザビームを断続させ
るチョッパ（この場合な電気的なものを使用）を設置
し、調質圧延用ロール（SUJ 2）に位置を制御しかつ）
出力を制御しながら微小ピット）の大きさを変えてマー
クを描いた。

該マークを描いた前記調質圧延用ロールを用いて圧下率
0.8％で板厚0.8mmの冷延鋼板（JIS、SPCC）を調質圧延
したところ、拡大図として第２図に模式的に示すマーク
が前記鋼板表面に形成された。肉眼で見た場合、小さな
マークがくっきり見えた。

さらにピットの密度を変えた場合の例を第３図に示す。

得られた模様は従来の化学腐食によるロール模様付法と
は比べものにならない程の美しさと精密さを有するもの
であった。

同様の原理によりあらゆる絵、文字等の模様の転写も可
能であることが確認された。

さらに写真等の転写も原理的に可能であることが確かめ
られた。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、レーザビームの照射により形成された
微小ビットの集合体すなわちドットマトリックスを転写
したものであるため、金属板表面に形成された前記ドッ
トマトリックスからなる外観上にある一定の模様として
認識される模様は正確かつ鮮明なものとすることができ
る。

また、本発明によれば、前記微小ピットの集合体におい
て、前記微小ピットの凹凸、ピット直径、ピット間距離
を変えることができ、また、前記微小ピットを重ね合せ
状態にすることができるため、前記模様が絵あるいは写
真などのような複雑なものを濃淡画もしくは模様とし
て、転写された模様付金属板とすることができる。

また、本発明によれば、前記金属板表面に新しい模様を
描くことが可能であるため、前記金属板の外観を飛躍的
に高めることができるため、付加価値高い金属板とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第1a図はレーザビームの照射によりロール表面に形成さ
れた微小ピットの断面模式図である。 第1b図は第1a図の微小ピットの転写により鋼板上に形成
された微小凸部の断面模式図である。 第1c図はレーザビームの照射によるロールへの模様付け
方法を示す模式図である。 第２図は微小ピットの大きさを変化させて描いた模様を
転写したマークの模式的拡大図の例である。 第３図は微小ピットの密度を変化させて描いた模様を転
写したマークの模式的拡大図の例である。 符号の説明 １……鋼板、２……微小凸部、 10……微小ピット、12……ロール、 14……レーザビーム、16……チョッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板表面に、レーザにより形成された微
   小ピットが該微小ピット凹凸、ピットの直径およびピッ
   ト間の距離を変化させた状態およびピットの重なり状態
   で刻印された模様付金属板。