JP2001089874A - プレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 皮膜中に６価クロムなどの重金属を含まず、
且つプレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性に
優れた表面処理鋼板を提供する。 【解決手段】 亜鉛系又はＡｌ系めっき鋼板の表面に、
クロムを含有せず且つ分子内のＯＨ基が金属錯体形成能
を有する有機化合物を含有する処理液を塗布して形成さ
れた有機系皮膜を有し、その上層に、溶剤系熱硬化型樹
脂と、固形潤滑剤である融点130℃以下、数平均分子量5
000以下のポリエチレン樹脂と、防錆添加剤とを主成分
とする樹皮皮膜であって、前記溶剤系熱硬化型樹脂が、
水酸基含有ウレタンプレポリマーと、硬化剤であるブロ
ックポリイソシアネートプレポリマー及びアミノ樹脂の
中から選ばれる少なくとも１種を主成分とするととも
に、前記水酸基含有ウレタンプレポリマーが、ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリエー
テルポリエステルポリオールの中から選ばれる少なくと
も１種のポリオールと、イソシアネート化合物と、２価
アルコールを主成分とする樹脂皮膜を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電、建
材用途などに最適な表面処理鋼板であって、製品を取扱
う作業者やユーザーへの影響、製造時の排水処理対策、
さらには使用環境下における製品からの有害物質の揮発
・溶出などの環境問題に適応するために、製造時および
製品中に環境・人体に有害なクロム、鉛、カドミウム、
水銀などの重金属を全く含まない環境適応型表面処理鋼
板に関するものであり、特に、潤滑油を塗布しなくても
優れた潤滑性及びプレス成形性を示し、且つプレス成形
後の外観性及び耐食性にも優れた表面処理鋼板に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】家電製品用鋼板、建材用鋼板、自動車用
鋼板には、従来から亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、耐食性（耐白錆性、耐赤錆性）
を向上させる目的で、クロム酸、重クロム酸又はその塩
類を主要成分とした処理液によるクロメート処理が施さ
れた鋼板が幅広く用いられている。このクロメート処理
は耐食性に優れ、且つ比較的簡単に行うことができる経
済的な処理方法である。

【０００３】しかし、クロメート処理は公害規制物質で
ある６価クロムを使用するものであるため、処理工程に
おいてクロム酸塩が人体に悪影響を与えること、排水処
理後のクロムスラッジの廃棄処理が困難であること、ま
たクロメート処理後の製品から６価クロムが溶出するお
それがあることなど、種々の問題を有している。このた
め、クロム酸類の使用管理基準が厳しくなるにしたが
い、クロメート処理工場の管理、排水処理、クロメート
処理物による二次汚染などが問題とされ、これに対応し
て各工場では排水関係をクローズド化し、クロムイオン
が外部に排出されるのを極力防止する対策を講じてい
る。また、ユーザーにおいてクロメート処理鋼板に付着
した防錆油やプレス油を脱脂する工程で、アルカリ系の
脱脂液を用いる際には、脱脂液中へのクロムの溶出がか
なり多くなるため、脱脂液の脱クロム処理が必要とな
る。

【０００４】このようなことから、亜鉛系めっき鋼板の
白錆の発生を防止するために、クロメート処理によらな
い無公害な処理技術が数多く提案されている。このうち
有機系化合物や有機樹脂を利用した方法もいくつか提案
されており、例えば、以下のような方法を挙げることが
できる。

【０００５】（１）タンニン酸を用いる方法（例えば、
特開昭５１−７１２３３号） （２）エポキシ樹脂とアミノ樹脂とタンニン酸を混合し
た熱硬化性塗料を用いる方法（例えば、特開昭６３−９
０５８１号） （３）水系樹脂と多価フェノールカルボン酸の混合組成
物を用いる方法（例えば、特開平８−３２５７６０号）
などのようなタンニン酸のキレート力を利用する方法 （４）ヒドラジン誘導体水溶液をブリキ又は亜鉛鉄板の
表面に塗布する表面処理方法（例えば、特公昭５３−２
７６９４号、特公昭５６−１０３８６号）

【０００６】（５）アシルザルコシンとベンゾトリアソ
ールとの混合物にアミンを付加させて得られたアミン付
加塩を含む防錆剤を用いる方法（例えば、特開昭５８−
１３０２８４号） （６）ベンゾチアゾール化合物などの複素環化合物とタ
ンニン酸を混合した処理剤を用いる方法（例えば、特開
昭５７−１９８２６７号） （７）ポリビニルフェノール誘導体のような多価フェノ
ール化合物の誘導体を用いる方法（特許第２５４９１６
１号） （８）シランカップリング剤とフェノール化合物の水溶
性重合体成分を含む水性処理液を用いる方法（特開平９
−２４１５７６号）

【０００７】一方、クロメート皮膜を第１層皮膜、有機
樹脂皮膜を第２層皮膜とする有機複合被覆鋼板が、複写
機などの事務機器、音響機器、家電製品などの材料とし
て幅広く使用されている。そのなかでも、潤滑油を塗布
しなくても優れた潤滑性、プレス成形性、プレス成形後
外観性及び耐食性を示す高潤滑防錆鋼板が、モーターカ
バー、カトリッシ式タンクなどに用いられている。この
種の高潤滑防錆鋼板としては、例えば下記の提案があ
る。 （９）特許第２８４８１９４号、特許第２９４３４７２
号

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術には以下に述べるような問題がある。まず、
上記（１）〜（４）の方法はいずれも耐食性の面で問題
がある。すなわち、上記（１）の方法では耐食性が不十
分であり、また処理後の均一な外観が得られない。ま
た、上記（２）の方法は、特に亜鉛系又はアルミニウム
系めっき表面に直接、薄膜状（０．１〜５μｍ）の防錆
皮膜を形成することを狙いとしたものではなく、このた
め亜鉛系又はアルミニウム系めっき表面に薄膜状に適用
したとしても十分な防食効果は得られない。また、上記
（３）の方法についても同様に耐食性が不十分である。

【０００９】さらに上記（４）の方法は亜鉛系又はアル
ミニウム系めっき鋼板について適用したものではなく、
また、仮に亜鉛系又はアルミニウム系めっき鋼板に適用
したとしても、得られる皮膜はネットワーク構造を有し
ていないため十分なバリヤー性がなく、このため耐食性
が不十分である。また、特公昭５３−２３７７２号、特
公昭５６−１０３８６号には皮膜の均一性向上を狙いと
してヒドラジン誘導体水溶液に水溶性高分子化合物（ポ
リビニルアルコール類、マレイン酸エステル共重合体、
アクリル酸エステル共重合体など）を混合することが開
示されているが、ヒドラジン誘導体水溶液と水溶性高分
子化合物との単なる混合物では十分な耐食性は得られな
い。

【００１０】さらに、上記（５）、（６）の方法も亜鉛
系又はアルミニウム系めっき鋼板表面に短時間で防錆皮
膜を形成することを狙いとしたものではなく、また、仮
に処理剤をめっき鋼板表面に塗布したとしても、酸素や
水などの腐食因子へのバリヤー性がないため優れた耐食
性は得られない。また、（６）の方法については、添加
剤として樹脂（エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、ニトロセルロース樹脂、塩化ビニル樹脂など）と
の混合についても述べられているが、ベンゾチアゾール
化合物などの複素環化合物と樹脂との単なる混合物では
十分な耐食性は得られない。

【００１１】また、上記（１）〜（８）の方法はいずれ
も、プレス加工などで表面に塗布した油を除去するため
に、スプレーなどによるｐＨ９〜１１程度のアルカリ脱
脂を行うような実用条件においては、アルカリ脱脂によ
って皮膜が剥離または損傷し、耐食性を保持できないと
いう問題がある。したがって、これらの方法は、防錆皮
膜を形成する方法としては実用に適したものではない。

【００１２】一方、上記（９）の高潤滑防錆鋼板は、第
１層皮膜であるクロメート皮膜により耐食性を得るもの
であり、皮膜中に６価クロムを含有する点で環境適合型
の表面処理鋼板ではない。したがって本発明の目的は、
このような従来技術の課題を解決し、皮膜中に６価クロ
ムなどの重金属を含まず、製造工程や使用する際にも安
全、無害であって、しかもプレス成形性、プレス成形後
の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者らが鋭意検討を行った結果、亜鉛系めっき鋼
板又はアルミニウム系めっき鋼板の表面に、第１層皮膜
としてクロムを含まない特定の有機系皮膜を形成し、そ
の上層に第２層皮膜として特定の高潤滑性有機樹脂皮膜
を形成することにより、皮膜中に環境や人体に有害なク
ロムを含有させることなく、プレス成形性、プレス成形
後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板が得られる
ことを見い出した。本発明はこのような知見に基づきな
されたもので、その特徴とする構成は以下の通りであ
る。

【００１４】[1] 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系
めっき鋼板の表面に、第１層皮膜として、クロムを含有
せず且つ分子内のＯＨ基が金属錯体形成能を有する有機
化合物を含有する処理液を塗布して形成された膜厚が
０．００５〜３μｍの有機系皮膜が形成され、その上部
に第２層皮膜として、下記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を
主成分とする膜厚が０．１〜１０μｍの樹脂皮膜が形成
された表面処理鋼板であって、 （Ａ）溶剤系熱硬化型樹脂：１００重量部（固形分の割
合） （Ｂ）固形潤滑剤として、融点が１３０℃以下、数平均
分子量が５０００以下のポリエチレン樹脂：１．０〜３
０重量部（固形分の割合） （Ｃ）防錆添加剤：３〜８０重量部（固形分の割合） 前記樹脂皮膜中の溶剤系熱硬化型樹脂が下記（イ）及び
（ロ）を主成分とすることを特徴とするプレス成形性、
プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼
板。 （イ）下記（ａ）〜（ｃ）を主成分とする水酸基含有ウ
レタンプレポリマー （ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル及びポリエーテルポリエステルポリオールの中から選
ばれる少なくとも１種のポリオール （ｂ）イソシアネート化合物 （ｃ）２価アルコール （ロ）硬化剤として、ブロックポリイソシアネートプレ
ポリマー及びアミノ樹脂の中から選ばれる少なくとも１
種

【００１５】[2] 上記[1]の表面処理鋼板において、第
１層皮膜が、多価フェノール化合物及び／又は多価フェ
ノール化合物の誘導体を含有する水溶液を塗布して形成
された有機系皮膜であることを特徴とするプレス成形
性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理
鋼板。 [3] 上記[1]の表面処理鋼板において、第１層皮膜が、
多価フェノール化合物及び／又は多価フェノール化合物
の誘導体とリン酸イオンを含有する水溶液を塗布して形
成された有機系皮膜であることを特徴とするプレス成形
性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理
鋼板。

【００１６】[4] 上記[1]の表面処理鋼板において、第
１層皮膜が、多価フェノール化合物及び／又は多価フェ
ノール化合物の誘導体と、リン酸イオンと、シランカッ
プリング剤を含有する水溶液を塗布して形成された有機
系皮膜であることを特徴とするプレス成形性、プレス成
形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。 [5] 上記[1]〜[4]のいずれかの表面処理鋼板において、
第２層皮膜に含まれる溶剤系熱硬化型樹脂が、ガラス転
移温度が異なる２種以上の溶剤系熱硬化型樹脂からなる
ことを特徴とするプレス成形性、プレス成形後の外観性
及び耐食性に優れた表面処理鋼板。

【００１７】[6] 上記[5]の表面処理鋼板において、ガ
ラス転移温度が異なる２種以上の溶剤系熱硬化型樹脂
が、硬化後のガラス転移温度が５０℃以下である低ガラ
ス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂と、硬化後のガラス転
移温度が５０℃超である高ガラス転移温度の溶剤系熱硬
化型樹脂からなることを特徴とするプレス成形性、プレ
ス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。 [7] 上記[6]の表面処理鋼板において、低ガラス転移温
度の溶剤系熱硬化型樹脂［ｉ］と高ガラス転移温度の溶
剤系熱硬化型樹脂［ｉｉ］の配合比が、固形分の重量比
で［ｉ］／［ｉｉ］＝９／１〜１／９であることを特徴
とするプレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性
に優れた表面処理鋼板。

【００１８】[8] 上記[1]〜[7]のいずれかの表面処理鋼
板において、第２層皮膜に固形潤滑剤として含まれるポ
リエチレン樹脂が、融点９０〜１３０℃、粒子径２０μ
ｍ以下であることを特徴とするプレス成形性、プレス成
形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。 [9] 上記[1]〜[8]のいずれかの表面処理鋼板において、
第２層皮膜に含まれる防錆添加剤が、シリカ、イオン交
換シリカ、ケイ酸カルシウム、酸化セリウム、リン酸、
リン酸塩、縮合リン酸塩、フィチン酸、フィチン酸塩、
ホスホン酸、ホスホン酸塩、チオール類の中から選ばれ
る少なくとも１種であることを特徴とするプレス成形
性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理
鋼板。

【００１９】[10] 上記[9]の表面処理鋼板において、防
錆添加剤の少なくとも一部が、粒子径３μｍ以下のＣａ
イオン交換シリカ及び／又はケイ酸カルシウムであるこ
とを特徴とするプレス成形性、プレス成形後の外観性及
び耐食性に優れた表面処理鋼板。 [11] 上記[9]又は[10]の表面処理鋼板において、防錆添
加剤の少なくとも一部が、Ｃａイオン交換シリカ及び／
又はケイ酸カルシウムとリン酸及び／又はリン酸塩であ
ることを特徴とするプレス成形性、プレス成形後の外観
性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細とその限定理
由を説明する。本発明の表面処理鋼板のベースとなる亜
鉛系めっき鋼板としては、例えば、亜鉛めっき鋼板、Ｚ
ｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき鋼板
（電気めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板）、Ｚｎ
−Ｃｒ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｍｎ合金めっき鋼板、Ｚ
ｎ−Ｃｏ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ合金めっき
鋼板、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｃｒ−
Ｆｅ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板（例え
ば、Ｚｎ−５％Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−５５％Ａｌ
合金めっき鋼板）、Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板、Ｚｎ−
Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、さらにはこれらのめっき鋼
板のめっき皮膜中に金属酸化物、ポリマーなどを分散さ
せた亜鉛系複合めっき鋼板（例えば、Ｚｎ−ＳｉＯ_２分
散めっき鋼板）などを用いることができる。

【００２１】また、上記のようなめっきのうち、同種ま
たは異種のものを２層以上めっきした複層めっき鋼板を
用いることもできる。また、本発明の表面処理鋼板のベ
ースとなるアルミニウム系めっき鋼板としては、例え
ば、アルミニウムめっき鋼板、Ａｌ−Ｓｉ合金めっき鋼
板などを用いることができる。また、めっき鋼板として
は、鋼板面に予めＮｉなどの薄目付めっきを施し、その
上に上記のような各種めっきを施したものであってもよ
い。めっき方法としては、電解法（水溶液中での電解又
は非水溶媒中での電解）、溶融法及び気相法のうち、実
施可能ないずれの方法を採用することもできる。

【００２２】また、後述するような二層皮膜をめっき皮
膜表面に形成した際に皮膜欠陥やムラが生じないように
するため、必要に応じて、予めめっき皮膜表面にアルカ
リ脱脂、溶剤脱脂、表面調整処理（アルカリ性の表面調
整処理、酸性の表面調整処理）などの処理を施しておく
ことができる。また、表面処理鋼板の使用環境下での黒
変（めっき表面の酸化現象の一種）を防止する目的で、
必要に応じて予めめっき皮膜表面に鉄族金属イオン（Ｎ
ｉイオン、Ｃｏイオン、Ｆｅイオン）を含む酸性又はア
ルカリ性水溶液による表面調整処理を施しておくことも
できる。また、電気亜鉛めっき鋼板を下地鋼板として用
いる場合には、黒変を防止する目的で電気めっき浴に鉄
族金属イオン（Ｎｉイオン、Ｃｏイオン、Ｆｅイオン）
を添加し、めっき皮膜中にこれらの金属を１ｐｐｍ以上
含有させておくことができる。この場合、めっき皮膜中
の鉄族金属濃度の上限については特に制限はない。

【００２３】次に、亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に形成される第１層皮膜について説
明する。この第１層皮膜は、クロムを含有せず且つ分子
骨格内のＯＨ基が金属錯体形成能を有する有機化合物を
含有する処理液を塗布して形成された有機系皮膜であ
る。前記処理液中に含まれる分子骨格内のＯＨ基が金属
錯体形成能を有する有機化合物は、めっき皮膜の金属と
反応して不溶性の金属錯体を形成し、皮膜にバリヤー性
を付与することにより耐食性を向上させる。

【００２４】上記のような第１層皮膜のみでは、クロメ
ート皮膜を形成する場合に較べて耐食性やプレス加工性
は十分ではないが、後述するような特定の溶剤系熱硬化
型樹脂をベース樹脂とする第２層皮膜と複合化すること
により、良好な耐食性とプレス加工性が得られる。すな
わち、めっき表面に直接上記第２層皮膜を形成した場
合、この第２層の有機樹脂皮膜はＯＨ基の数が十分でな
いため、めっき層との密着力が十分確保できず、めっき
層との界面で腐食が進行したり、厳しい条件のプレス加
工を施した際に皮膜剥離が生じたりする。

【００２５】これに対して本発明では、第２層皮膜とめ
っき層間に特定の有機化合物を含有する上記有機系皮膜
を介在させ、その有機化合物のＯＨ基により不溶性の金
属錯体層を形成することにより、めっき層との界面の密
着性を確保して腐食を抑制し、また厳しい条件のプレス
加工を施した場合でも皮膜剥離を抑制することができる
ことを見い出したものである。このような金属錯体層に
よる作用は、特にプレス成形時の摺動部での皮膜外観の
損傷軽減（黒化度）、耐食性低下の抑制について効果が
大きい。

【００２６】処理液中に含まれる分子骨格内のＯＨ基が
金属錯体形成能を有する有機化合物としては、タンニン
酸、多価フェノールカルボン酸、ポリビニルフェノール
誘導体などのような多価フェノール化合物又はその誘導
体が挙げられ、これらの１種以上を用いることができ
る。また、これら多価フェノール化合物又はその誘導体
にシランカップリング剤、有機樹脂、ヒドラジン誘導
体、ベンゾチアゾール化合物などの複素環化合物などを
混合又は重合してもよい。

【００２７】また、処理液中にはリン酸イオンを配合す
ることが好ましく、このリン酸イオンはめっき皮膜と反
応して不溶性塩を形成し、耐食性の向上に寄与する。リ
ン酸イオンはリン酸及び／又は水溶性リン酸化合物とし
て処理液中に添加される。さらに、処理液中には耐食性
向上の目的でシリカ、アルミナ、酸化セリウム、マグネ
シア、酸化カルシウムなどの酸化物微粒子の１種以上を
配合することが好ましい。また、処理液中にリン酸イオ
ンとともにシランカップリング剤を添加することによ
り、緻密な皮膜を形成することができるとともに、上層
樹脂層との密着性を向上させることができる。また、本
発明では特開平９−２４１５７６号に示されるようなシ
ランカップリング剤とフェノール化合物の水溶性重合体
成分を含む水性処理液を塗布することにより第１層皮膜
を形成してもよい。

【００２８】前記有機系皮膜中には、皮膜の加工性、耐
食性をさらに向上させることを目的として、有機樹脂を
配合することができる。この有機樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アク
リル−エチレン共重合体、アクリル−スチレン共重合
体、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン樹脂な
どを用いることができる。これらは水溶性樹脂及び／又
は水分散性樹脂として皮膜中に導入できる。さらに、こ
れらの水系樹脂に加えて、水溶性エポキシ樹脂、水溶性
フェノール樹脂、水溶性ブタジエンラバー（ＳＢＲ、Ｎ
ＢＲ、ＭＢＲ）、メラミン樹脂、ブロックイソシアネー
ト、オキサゾリン化合物などを架橋剤として併用するこ
とが有効である。

【００２９】前記有機系皮膜中には、耐食性を抑制する
ための添加剤として、さらに、ポリリン酸塩、リン酸塩
（例えば、リン酸亜鉛、リン酸二水素アルミニウム、亜
リン酸亜鉛など）、モリブデン酸塩、リンモリブデン酸
塩（例えば、リンモリブデン酸アルミニウムなど）、有
機リン酸およびその塩（例えば、フィチン酸、フィチン
酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、
アルカリ金属塩など）、有機インヒビター（例えば、ヒ
ドラジン誘導体、チオール化合物、ジチオカルバミン酸
塩など）、有機化合物（例えば、ポリエチレングリコー
ルなど）などを配合してもよい。

【００３０】さらに、その他の添加剤として、有機着色
顔料（例えば、縮合多環系有機顔料、フタロシアニン系
有機顔料など）、着色染料（例えば、有機溶剤可溶性ア
ゾ系染料、水溶性アゾ系金属染料など）、無機顔料（例
えば、酸化チタンなど）、キレート剤（例えば、チオー
ルなど）、導電性顔料（例えば、亜鉛、アルミニウム、
ニッケルなどの金属粉末、リン化鉄、アンチモンドーブ
型酸化錫など）、メラミン・シアヌル酸付加物などを添
加することもできる。

【００３１】また、前記有機系皮膜中には、表面処理鋼
板の使用環境下での黒変（めっき表面の酸化現象の一
種）を防止する目的で、鉄族金属イオン（Ｎｉイオン，
Ｃｏイオン，Ｆｅイオン）の１種以上を添加してもよ
い。なかでもＮｉイオンの添加が最も好ましい。この場
合、鉄族金属イオンの濃度としては、処理組成物中の金
属換算量で１／１００００Ｍ（＝ｍｏｌ／Ｌ）以上あれ
ば所望の効果が得られる。鉄族イオン濃度の上限は特に
定めないが、濃度の増加に伴い耐食性に影響を及ぼさな
い程度とするのが好ましい。

【００３２】第１層皮膜の膜厚は０．００５〜３μｍ、
好ましくは０．０１〜２μｍ、より好ましくは０．１〜
１μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．５μｍとする。
第１層皮膜の膜厚が０．００５μｍ未満では耐食性が低
下する。一方、膜厚が３μｍを超えると、溶接性などの
導電性が低下する。

【００３３】次に、上述した第１層皮膜の上部に第２層
皮膜として形成される樹脂皮膜について説明する。この
第２層皮膜は、（Ａ）溶剤系熱硬化型樹脂、（Ｂ）固形
潤滑剤である特定の融点及び数平均分子量を有するポリ
エチレン樹脂（微粉末）、及び（Ｃ）防錆添加剤を主成
分とする樹脂皮膜である。

【００３４】この第２層皮膜は、皮膜に優れた耐食性、
プレス成形性、耐アルカリ性（アルカリ脱脂後耐食性）
を付与するために、ベース樹脂が溶剤系熱硬化型樹脂で
あることが必須である。ベース樹脂が熱可塑性樹脂で
は、耐食性、プレス成形性、耐アルカリ性がいずれも不
十分である。また、水系熱硬化型樹脂では、鋼板の短時
間焼付け（数秒）において有機樹脂の分子量を高分子化
できないこと、水の蒸発と硬化反応が不完全であること
などから、やはり耐食性、プレス成形性、耐アルカリ性
はいずれも不十分である。特に、第１層皮膜の性能のう
ち耐アルカリ性については、従来のクロメート皮膜の耐
アルカリ性に及ばないため、この第２層皮膜のベース樹
脂を溶剤系熱硬化性樹脂とすることにより十分な耐アル
カリ性の機能を保持する必要がある。

【００３５】また、ベース樹脂として溶剤系熱硬化型樹
脂を使用することにより、以下のような効果も得られ
る。 溶剤系樹脂は、水系樹脂に較べて樹脂中に添加され
る固形潤滑剤や防錆添加剤などの添加剤との相溶性に優
れており、且つ長期にわたる安定した性能を有してい
る。 熱可塑型樹脂と異なり熱硬化型樹脂には融点が存在
しないので、高温時の機械的強度が高い。したがって、
このような樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物によって
樹脂皮膜を形成すれば、プレス成形時の摩擦熱によって
樹脂皮膜に剥離や損傷が生じにくい。

【００３６】本発明で使用する溶剤系熱硬化型樹脂は、
下記（イ）及び（ロ）を主成分とする。 （イ）下記（ａ）〜（ｃ）を主成分とする水酸基含有ウ
レタンプレポリマー （ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル及びポリエーテルポリエステルポリオールの中から選
ばれる少なくとも１種のポリオール （ｂ）イソシアネート化合物 （ｃ）２価アルコール （ロ）硬化剤として、ブロックポリイソシアネートプレ
ポリマー及びアミノ樹脂の中から選ばれる少なくとも１
種

【００３７】前記（イ）の水酸基含有ウレタンプレポリ
マーに含まれる前記ポリエーテルポリオールとしては、
例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、グリセリンのエチレンオキサイド又はプロピレ
ンオキサイド付加物のような直鎖状ポリアルキレンポリ
オールなどを使用することができる。また、前記ポリエ
ステルポリオールとしては、例えば、二塩基酸と低分子
ポリオールとを反応させて得られる、分子鎖中にＯＨ基
を有する線状ポリエステルを使用することができる。上
記二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン
酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、イソフタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、テレフタル酸、ジメチルテレフタ
レート、イタコン酸、フマル酸、無水マレイン酸、又は
前記各酸のエステル類を使用することができる。

【００３８】前記ポリエーテルポリエステルポリオール
としては、上述した二塩基酸とポリエーテルポリオール
との混合物、又は二塩基酸と低分子ポリオールとの混合
物を、エステル化反応させて得られる、分子鎖中にＯＨ
基を有する線状ポリエステル、又は、末端にカルボキシ
ル基及び／又は水酸基を有するポリエステルと、アルキ
レンオキサイド（例えば、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイドなど）との付加反応によって得られるポ
リエーテルを使用することができる。

【００３９】前記（イ）の水酸基含有ウレタンプレポリ
マーに含まれるイソシアネート化合物としては、例え
ば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｏ−，ｍ−，又
はｐ−フェニレンジイソシアネート、２，４−又は２，
６−トリレンジイソシアネート、芳香族環が水素添加さ
れた２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート、
ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、３，
３′−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシアネ
ート、ジシクロヘキシルメタン−４，４′−ジイソシア
ネート、ω，ω′−ジイソシアネート−１，４−ジメチ
ルベンゼン、ω，ω′−ジイソシアネート−１，３−ジ
メチルベンゼンなどの、芳香族環を有するイソシアネー
ト化合物を挙げることができ、これらを単独で又は２種
以上を混合して使用することができる。前記（イ）の水
酸基含有ウレタンプレポリマーに含まれる２価アルコー
ルとしては、例えば、エチレングリコール、ブチレング
リコール、ジエチレングリコール、水添ビスフェノール
Ａなどのようなジオール類を使用することができる。

【００４０】前記（ロ）の硬化剤であるブロックポリイ
ソシアネートプレポリマーの代表的なものとしては、ポ
リイソシアネートを公知のブロック剤を使用してブロッ
ク化したブロックポリイソシアネートプレポリマー、例
えば、大日本インキ化学工業（株）製のバーノックＤ−
５５０、バーノックＤ−５００、バーノックＢ７−８８
７、武田薬品工業（株）製のタケネートＮ−８１５−
Ｎ、ヘキスト合成（株）製のアヂトール（ADDITOL) Ｖ
ＸＬ−８０などを挙げることができる。

【００４１】また、硬化剤であるアミノ樹脂としては、
メラミン尿素アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、ス
テログアナミン又はスピログアナミンなどのようなアミ
ノ成分と、ホルムアルデヒド、パラホルム、アセトアル
デヒド、グリオキサールなどのようなアルデヒド成分
と、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−
ブタノール、iso-ブタノール、sec-ブタノールなどのよ
うなアルコール成分とを反応させて得られる樹脂を使用
することができる。

【００４２】本発明において第２層皮膜（樹脂皮膜）中
に添加される固形潤滑剤は特定の融点及び数平均分子量
を有するポリエチレン樹脂（微粉末）である。固形潤滑
剤としてポリエチレン樹脂（微粉末）を使用する理由
は、ポリエチレン樹脂が連続プレス成形加工などにおい
て生じる“かじり”や鋼板の破断などを防止し、また、
鋼板に対して摺動、変形および摩耗に対する抵抗を付与
し、鋼板や成形用金型の損傷を防止する作用を有してい
るからである。

【００４３】ポリエチレン樹脂は、一般に数平均分子量
が数百〜数百万の結晶性熱可塑性樹脂であり、そのガラ
ス転移点は約−１００℃であって常温よりも低く、ま
た、融点は９０〜１４０℃であり、臨界表面張力は約３
０ｄｙｎｅ／ｃｍである。したがって、ポリエチレン樹
脂は常温では柔軟な性質を有しており、その濡れ性及び
付着性が低いので、優れた潤滑性を有している。

【００４４】ポリエチレン樹脂の融点は潤滑性に影響を
与える。すなわち、その融点が高いほど常温付近におけ
る力学的強度、すなわち変形抵抗が高くなり、ポリエチ
レン樹脂を含有する樹脂皮膜の潤滑性（摺動性）が低下
する。したがって、本発明において固形潤滑剤として使
用するポリエチレン樹脂の融点は、１３０℃以下である
ことが必要である。融点が１３０℃を超えるポリエチレ
ン樹脂では、常温付近における変形抵抗が高くなるので
樹脂皮膜の潤滑性が低下する。また、ポリエチレン樹脂
の好ましい融点は９０〜１３０℃の範囲である。

【００４５】また、ポリエチレン樹脂の数平均分子量
は、樹脂皮膜のコーティング性及び潤滑性の観点から５
０００以下であることが必要である。また、ポリエチレ
ン樹脂は、樹脂皮膜中への分散性および成膜性の観点か
ら粒子径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、よ
り好ましくは約５μｍの微粉末であることが望ましい。
なお、本発明では上述した範囲内の融点、数平均分子量
及び粒子径を有する２種以上のポリエチレン樹脂を混合
して用いてもよい。

【００４６】固形潤滑剤であるポリエチレン樹脂の配合
量は、溶剤系熱硬化性樹脂の固形分１００重量部に対し
て固形分の割合で１．０〜３０重量部、好ましくは５〜
２０重量とする。溶剤系熱硬化性樹脂の固形分１００重
量部に対するポリエチレン樹脂の配合量が１．０重量部
未満では、潤滑性の向上効果が十分に得られない。一
方、ポリエチレン樹脂の配合量が３０重量部を超える
と、樹脂皮膜自体の凝集力および強度が低下する結果、
プレス成形時に樹脂皮膜が剥離しやすくなる問題を生ず
る。

【００４７】本発明において第２層皮膜（樹脂皮膜）中
に添加される防錆添加剤は、シリカ、イオン交換シリ
カ、ケイ酸カルシウム、酸化セリウム、リン酸、リン酸
塩、縮合リン酸塩、フィチン酸、フィチン酸塩、ホスホ
ン酸、ホスホン酸塩、チオール類の中から選ばれる少な
くとも１種である。前記イオン交換シリカは、カルシウ
ムやマグネシウムなどの金属イオンを多孔質シリカゲル
粉末の表面に固定したもので、腐食環境下で金属イオン
が放出されて沈殿膜を形成する。また、イオン交換シリ
カのなかでも、耐食性の観点からＣａイオン交換シリカ
が特に好ましく、また、そのなかでも粒子径が３μｍ以
下のものが最も好ましい。このＣａイオン交換シリカと
しては、例えば、シールデックス（W.R.Grace & Co.、
富士シリシア化学など）のものが適用できる。

【００４８】前記シリカは、コロイダルシリカ、ヒュー
ムドシリカのいずれでもよい。コロイダルシリカとして
は、例えば、水系皮膜形成樹脂をベースとする場合は、
例えば、日産化学工業（株）製のオルガノシリカゾルな
どを用いることができる。

【００４９】また、ヒュームドシリカとしては、例え
ば、日本アエロジル（株）製のアエロジル Ｒ９７１、
アエロジル Ｒ８１２、アエロジル Ｒ８１１、アエロジ
ル Ｒ９７４、アエロジル Ｒ２０２、アエロジル Ｒ８
０５、アエロジル １３０、アエロジル ２００、アエロ
ジル ３００、アエロジル ３００ＣＦなどを用いること
ができる。これらシリカは、腐食環境下で緻密で安定な
亜鉛の腐食生成物の生成に寄与し、この腐食生成物がめ
っき表面に緻密に形成されることによって、腐食の促進
を抑制することができると考えられている。

【００５０】前記ケイ酸カルシウム、酸化セリウム、リ
ン酸、リン酸塩（例えば、リン酸亜鉛、リン酸二水素ア
ルミニウム、亜リン酸亜鉛など）、縮合リン酸塩（例え
ば、ポリリン酸アルミ：テイカ（株）製のテイカＫ−WH
ITE ８０、テイカＫ−WHITE８４、テイカＫ−WHITE １
０５、テイカＫ−WHITE Ｇ１０５、テイカＫ−WHITE９
０）、フィチン酸、フィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホ
ン酸塩、チオール類も格段の防錆効果を発揮する。但
し、特に優れた耐食性を得るという観点からは、Ｃａイ
オン交換シリカ及び／又はケイ酸カルシウムを添加する
ことが好ましい。

【００５１】また、以上の防錆添加剤の中から選ばれる
２種類以上のものを複合化（複合添加）することによ
り、より一層の耐食性を発揮することができる。例え
ば、イオン交換シリカとシリカとの複合化、リン酸塩と
イオン交換シリカとの複合化、リン酸塩とケイ酸カルシ
ウムとの複合化、縮合リン酸塩とイオン交換シリカとの
複合化、縮合リン酸塩とケイ酸カルシウムとの複合化、
チオール類とケイ酸カルシウムとの複合化、チオール類
とリン酸塩とケイ酸カルシウムとの複合化、チオール類
とイオン交換シリカとの複合化、チオール類とリン酸塩
とイオン交換シリカとの複合化、フィチン酸とケイ酸カ
ルシウムとの複合化、フィチン酸とイオン交換シリカと
の複合化、などである。また、特に好ましい複合化の形
態は、Ｃａイオン交換シリカ及び／又はケイ酸カルシウ
ムとリン酸及び／又はリン酸塩との複合化である。

【００５２】防錆添加剤の配合量は、溶剤系熱硬化性樹
脂の固形分１００重量部に対して固形分の割合で３〜８
０重量部、好ましくは５〜４０重量部とする。溶剤系熱
硬化性樹脂の固形分１００重量部に対する防錆添加剤の
配合量が３重量部未満では、耐食性が不十分である。一
方、防錆添加剤の配合量が８０重量部を超えると、潤滑
性、耐黒化性、プレス成形後の耐食性が劣る。

【００５３】また、本発明では第２層皮膜（樹脂皮膜）
のベース樹脂である溶剤系熱硬化型樹脂として、ガラス
転移温度が異なる２種以上の溶剤系熱硬化型樹脂を使用
することにより、プレス成形性及びプレス成形後の外観
性を一段と向上させることができる。その理由は、次の
通りである。すなわち、ガラス転移温度が低い溶剤系熱
硬化型樹脂は低温時における柔軟性に優れている。した
がって、このようなガラス転移温度の低い溶剤系熱硬化
型樹脂をベース樹脂とした樹脂皮膜が形成されためっき
鋼板は、プレス成形条件が緩やかな場合又は緩やかな部
分においては、プレス成形性及びプレス成形後の外観性
が良好になる。しかしながら、樹脂皮膜表面が高温にな
るようなプレス成形条件の厳しい場合又は厳しい部分に
おいては、プレス成形時に生ずる摩擦熱のために樹脂皮
膜が軟化して剥離し、この剥離した樹脂皮膜が成形用金
型に付着する結果、プレス成形性及びプレス成形後の外
観性が劣化しやすい。

【００５４】一方、ガラス転移温度が高い溶剤系熱硬化
型樹脂は高温強度に優れている。したがって、このよう
なガラス転移温度が高い溶剤系熱硬化型樹脂をベース樹
脂とした樹脂皮膜が形成されためっき鋼板は、樹脂皮膜
表面が高温になるようなプレス成形条件の厳しい場合又
は厳しい部分においても、樹脂皮膜が軟化してめっき鋼
板から剥離するようなことはない。しかしながら、ガラ
ス転移温度の高い溶剤系熱硬化型樹脂は低温時における
柔軟性が悪いために、プレス成形条件が緩やかな場合又
は緩やかな部分においては、樹脂皮膜が粉化して剥離
し、剥離した樹脂皮膜が成形用金型に付着する結果、プ
レス成形性及びプレス成形後の外観性が劣化しやすい。

【００５５】以上の点から、樹脂皮膜中のベース樹脂と
してガラス転移温度が異なる２種以上の溶剤系熱硬化型
樹脂を使用すれば、プレス成形した際の低温時における
柔軟性と高温時における強度をともに樹脂皮膜に付与す
ることができる。ベース樹脂としてガラス転移温度が異
なる２種以上の溶剤系熱硬化型樹脂を使用する場合、樹
脂硬化後のガラス転移温度が５０℃以下、好ましくは１
０〜５０℃の低ガラス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂
と、樹脂硬化後のガラス転移温度が５０℃超、好ましく
は５０℃超〜１００℃の高ガラス転移温度の溶剤系熱硬
化型樹脂とによりベース樹脂を構成することが好まし
い。

【００５６】また、このようにガラス転移温度が異なる
２種以上の溶剤系熱硬化型樹脂を使用する場合、低ガラ
ス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂（Ｘ）と高ガラス転移
温度の溶剤系熱硬化型樹脂Ｙの好ましい配合比は、固形
分の重量比で（Ｘ）／（Ｙ）＝９／１〜１／９、より好
ましくは９／１〜５／５である。上記配合比が９／１を
超えると、プレス成形条件が樹脂皮膜表面が高温になる
ような厳しい場合に、樹脂皮膜が軟化してめっき鋼板か
ら剥離する問題が生じる。一方、上記配合比が１／９未
満では、プレス成形条件が鋼板表面がそれほど高温にな
らないような緩やかな場合に、樹脂皮膜が粉化してめっ
き鋼板から剥離する問題が生じる。

【００５７】なお、上述した５０℃以下の低ガラス転移
温度を有する溶剤系熱硬化型樹脂及び５０℃超の高ガラ
ス転移温度を有する溶剤系熱硬化型樹脂は、水酸基含有
ウレタンプレポリマーの成分組成を調整することによっ
て得ることができる。本発明の第２層皮膜（樹脂皮膜）
中には、上述した固形潤滑剤及び防錆添加剤に加えて、
有機インヒビター（例えば、ヒドラジン誘導体、ジチオ
カルバミン酸塩など）などを添加することできる。

【００５８】さらに第２層皮膜中には必要に応じて、添
加剤として、有機着色顔料（例えば、縮合多環系有機顔
料、フタロシアニン系有機顔料など）、着色染料（例え
ば、有機溶剤可溶性アゾ系染料、水溶性アゾ系金属染料
など）、無機顔料（例えば、酸化チタン）、導電性顔料
（例えば、亜鉛、アルミニウム、ニッケルなどの金属粉
末、リン化鉄、アンチモンドープ型酸化錫など）、カッ
プリング剤（例えば、シランカップリング剤、チタンカ
ップリング剤など）、メラミン・シアヌル酸付加物など
を添加することができる。第２層皮膜である樹脂皮膜の
膜厚は０．１〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍ、
さらに好ましくは０．５〜２μｍとする。樹脂皮膜の膜
厚が０．１μｍ未満では耐食性が不十分であり、一方、
膜厚が１０μｍを超えると導電性、加工性が低下する。

【００５９】本発明の表面処理鋼板は、亜鉛系めっき鋼
板又はアルミニウム系めっき鋼板の表面に、まず、第１
層皮膜用の処理組成物（処理液）を塗布し加熱乾燥した
後、第２層皮膜用の樹脂組成物を塗布し加熱乾燥するこ
とにより製造することができる。第１層皮膜用の処理組
成物をめっき鋼板表面にコーティングする方法として
は、塗布方式、浸漬方式、スプレー方式のいずれでもよ
く、塗布方式ではロールコーター（３ロール方式、２ロ
ール方式など）、スクイズコーター、ダイコーターなど
のいずれの塗布手段を用いてもよい。また、スクイズコ
ーターなどによる塗布処理、浸漬処理又はスプレー処理
の後に、エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調
整、外観の均一化、膜厚の均一化を行うことも可能であ
る。

【００６０】上記のように処理組成物をコーティングし
た後、通常、水洗することなく加熱乾燥を行うが、コー
ティング後に水洗を行ってもよい。コーティングした処
理組成物を加熱乾燥する方法は任意であり、例えば、ド
ライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などの
手段を用いることができる。この加熱乾燥処理は到達板
温で４０〜３５０℃、望ましくは８０〜２００℃、さら
に望ましくは８０〜１６０℃の範囲で行うことが好まし
い。加熱乾燥温度が４０℃未満では皮膜中に水分が多量
に残り、耐食性が不十分となる。一方、加熱乾燥温度が
３５０℃を超えると非経済的であるばかりでなく、皮膜
にクラックなどの欠陥が生じやすくなり、耐食性が低下
する。

【００６１】以上のようにして亜鉛系めっき鋼板または
アルミニウム系めっき鋼板の表面に第１層皮膜を形成し
た後、その上層に第２層皮膜用の樹脂組成物を塗布す
る。塗料組成物を塗布する方法としては、塗布法、浸漬
法、スプレー法などの任意の方法を採用できる。塗布法
としては、ロールコーター（３ロール方式、２ロール方
式など）、スクイズコーター、ダイコーターなどのいず
れの方法を用いてもよい。また、スクイズコーターなど
による塗布処理、浸漬処理又はスプレー処理の後に、エ
アナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、外観の
均一化、膜厚の均一化を行うことも可能である。

【００６２】樹脂組成物の塗布後、通常は水洗すること
なく加熱乾燥を行うが、樹脂組成物の塗布後に水洗を行
ってもよい。加熱乾燥処理には、ドライヤー、熱風炉、
高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いることができ
る。加熱処理は、到達板温で５０〜３５０℃、好ましく
は８０℃〜２５０℃の範囲で行うことが望ましい。加熱
温度が５０℃未満では皮膜の硬化が十分でないため、耐
食性が不十分となる。また、加熱温度が３５０℃を超え
ると非経済的であるばかりでなく、皮膜に欠陥が生じて
耐食性が低下するおそれがある。

【００６３】本発明は、以上述べたような樹脂皮膜を両
面または片面に有する鋼板を含むものである。したがっ
て、本発明の表面処理鋼板の形態としては、例えば、以
下のようなものがある。 （１）片面：めっき皮膜−第１層皮膜−第２層皮膜、片
面：めっき皮膜 （２）片面：めっき皮膜−第１層皮膜−第２層皮膜、片
面：めっき皮膜−公知のリン酸塩処理皮膜など （３）両面：めっき皮膜−第１層皮膜−第２層皮膜 （４）片面：めっき皮膜−第１層皮膜−第２層皮膜、片
面：めっき皮膜−第１層皮膜に相当する有機系皮膜

【００６４】

【実施例】表１に示す第１層皮膜形成用の処理組成物を
調整した。また、第２層皮膜形成用の樹脂組成物を以下
のように調製した。まず、溶剤系熱硬化型樹脂を得るた
め水酸基含有ウレタンプレポリマーとして、表２に示す
No.１〜８の水酸基含有ウレタンプレポリマーを調製し
た。以下に、表２のNo.１の水酸基含有ウレタンプレポ
リマーの製造例について述べる。

【００６５】加熱装置、攪拌機、水分離器及び温度計を
備えた反応装置を使用し、この装置内にポリエステルポ
リオールである芳香族ポリエステルポリオール(AR)：９
１５重量部と脂肪族ポリエステルポリオール（AL）：９
１５重量部を供給し、これらを不活性雰囲気下において
加熱して融解した。この融解したポリエステルポリオー
ルを攪拌しながら１００℃に加熱し、その温度で３０〜
６０分間保温し、次いで脱水した。

【００６６】次いで、融解した上記原料の温度を７０℃
まで冷却し、その温度下において、２価アルコールであ
る１，４−ブタンジオール：２８重量部、イソシアネー
ト化合物であるジフェニルメタン−４，４’−ジイソシ
アネート：３１３重量部、反応触媒であるジブチルチン
ラウリレート：０．５５重量部及び溶剤であるシクロヘ
キサノン：９４０重量部をそれぞれ添加して混合し、５
〜１０時間反応させた。上記混合物が所定の粘度になっ
た後、２価アルコールである１，３−ブタンジオール：
１０重量部を加えて反応を終了させた。さらに、溶剤で
あるシクロヘキサノン：４１５０重量部を加え、不揮発
分：３０％、粘度：１４００ｃｐｓの水酸基含有ウレタ
ンプレポリマーを調製した。

【００６７】表２に示したNo.２〜No.８の水酸基含有ウ
レタンプレポリマーについても、上述した調製方法に準
じた方法によって調製した。このようにして調製された
No.１〜No.８の水酸基含有ウレタンプレポリマーに、ブ
ロックポリイソシアネートプレポリマー（硬化剤）であ
るヘキサメチレンジイソシアネート３量体をＮＣＯ／Ｏ
Ｎ＝１／１の等量比で添加し、No.１〜No.８の水酸基含
有ウレタンプレポリマーとブロックポリイソシアネート
プレポリマー（硬化剤）とからなる８種類の溶剤系熱硬
化型樹脂を調製した。このようにして得られた溶剤系熱
硬化型樹脂の硬化後のガラス転移温度を表２に併せて示
す。第２層皮膜形成用の樹脂組成物は、上記のようにし
て得られた溶剤系熱硬化型樹脂の１種又は２種を混合し
たものに防錆添加剤と、表３に示す固形潤滑剤を適宜配
合し、塗料用分散機（サンドグラインダー）を用いて必
要時間分散させることにより得た。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】

【表３】

【００７１】家電、建材、自動車部品用の表面処理鋼板
を得るため、板厚：０．８ｍｍ、表面粗さＲａ：１．０
μｍの冷延鋼板に電気亜鉛めっき又は溶融亜鉛めっきを
施しためっき鋼板を処理原板として用い、このめっき鋼
板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、第１
層皮膜用の処理組成物をロールコーターで塗布し、加熱
乾燥させた。この第１層皮膜の膜厚は、処理組成物の固
形分（加熱残分）または塗布条件（ロールの圧下力、回
転速度など）により調整した。次いで、第２層皮膜用の
樹脂組成物をロールコーターにより塗布し、加熱乾燥さ
せて本発明例および比較例の表面処理鋼板を製造した。
第２層皮膜の膜厚は、樹脂組成物の固形分（加熱残分）
または塗布条件（ロールの圧下力、回転速度など）によ
り調整した。

【００７２】このようにして得られた表面処理鋼板の品
質性能（潤滑性、プレス成形性、耐黒化性、プレス成形
後の耐食性）を、以下のような試験により評価した。 (1) 潤滑性 図１に示す試験機を用いて潤滑性の試験を行った。この
試験機は、箱状の枠２の一側２ａの内側に固定されたフ
ラット面を有する雌ダイス１と、この雌ダイス１と向き
合い、所定高さの実質的に水平な突条３を有する雄ダイ
ス４と、この雄ダイス４を支持し、雄ダイス４を雌ダイ
ス１に向けて水平移動させるための、枠２の他側２ｂに
固定された油圧シリンダ５とからなっている。前記雄ダ
イス４は、油圧シリンダ５のロッド５ａにロードセル６
を介して固定されている。なお、雄ダイス４の突条３の
幅は１０ｍｍであり、その先端の長さは１ｍｍである。

【００７３】この試験装置による潤滑性の試験では、各
供試材から切り出された試験片７を雌ダイス１と雄ダイ
ス４との間の間隙に垂直に挿入した状態で、油圧シリン
ダ５を作動させて雌ダイス１と雄ダイス４との間で試験
片７を５０Ｋｇｆ（５００Ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で挟
み込んだ。次いで、試験片７を矢印に示すように１００
ｍｍ／分の速度で上方に引き抜き、そのときの動摩擦係
数を調べ、その値で潤滑性を評価した。なお、この潤滑
性の試験は常温（２０℃）の試験片のほかに、実際のプ
レス作業時の板温上昇を考慮して１５０℃の高温試験片
についても行った。

【００７４】(2) プレス成形性 各供試材から切り出された円形状の試験片を、ポンチ
径：５０ｍｍ、ダイス径：５１．８４ｍｍ、しわ押さえ
力：１トンの条件で、カップ状に成形したときの限界絞
り比を調べ、その値でプレス成形性を評価した。 (3) 耐黒化性 各供試材から切り出された試験片の幅方向にめっき面に
達するスリット疵をカッターによって加え、その部分に
対して、図１に示した試験機を使用して同一条件で２０
回繰返し摺動を与えた後、その外観を調べ、この外観か
ら耐黒化性を評価した。その評価基準は以下の通りであ
る。 ◎：黒化の発生が全くなし ○：スリット疵部近傍に黒化が多少発生 △：スリット疵部近傍に明らかに黒化が発生 ×：全面にわたって激しく黒化が発生

【００７５】(4) プレス成形後の耐食性 各供試材から切り出された円形状の試験片を、ブランク
径：１００ｍｍ、ポンチ径：５０ｍｍ、ダイス径：５
１．８４ｍｍ、しわ押さえ力：１トンの条件でカップ状
に成形し、次いで、その端縁部をタールエポキシ塗料に
よってシールした後、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づく塩水
噴霧試験を２４０時間施し、２４０時間経過後の白錆発
生面積率を調べ、この値でプレス成形後の耐食性を評価
した。その評価基準は以下の通りである。 ◎：白錆発生面積率５％未満 ○：白錆発生面積率５％以上、２０％未満 △：白錆発生面積率２０％以上、４０％未満 ×：白錆発生面積率４０％以上

【００７６】［実施例１］第１層皮膜用として表１に示
すNo.１及びNo.５の処理組成物を、第２層皮膜用として
表３に示すNo.１〜No.８の各水酸基含有ウレタンプレポ
リマーに硬化剤を添加して得られた樹脂組成物及び他の
樹脂組成物（比較用の樹脂組成物）に固形潤滑剤及び防
錆添加剤を添加したものを用い、本発明例および比較例
の表面処理鋼板を製造した。また、第２層皮膜に代えて
プレス油を塗布した表面処理鋼板と第１層皮膜を形成し
ない表面処理鋼板もそれぞれ比較例として製造した。こ
れら表面処理鋼板について、上述した品質性能の評価を
行った結果を第１層皮膜及び第２層皮膜の皮膜構成など
とともに表４及び表５に示す。

【００７７】表４及び表５によれば、第２層皮膜用とし
て本発明で規定する以外の樹脂組成物を使用した比較例
No.１〜No.３は、いずれも高温での潤滑性とプレス成形
性が劣っている。さらに、比較例No.１はプレス成形後
の耐食性が劣り、比較例No.２は耐黒化性が劣り、比較
例No.３は耐黒化性とプレス成形後の耐食性が劣ってい
る。また、プレス油を塗布した比較例No.４は、潤滑
性、プレス成形性、耐黒化性及びプレス成形後の耐食性
の全てが劣っている。また、第１層皮膜として有機樹脂
皮膜を形成した比較例No.５と第１層皮膜を形成してい
ない比較例６は、いずれも耐黒化性とプレス成形後の耐
食性が劣っている。これに対して本発明例No.１〜No.９
は、潤滑性、プレス成形性、耐黒化性及びプレス成形後
の耐食性の全てにおいて優れた性能が得られている。

【００７８】

【表４】

【００７９】

【表５】

【００８０】［実施例２］第１層皮膜用として表１に示
すNo.１〜No.４の処理組成物を、第２層皮膜用として表
２に示すNo.１の水酸基含有ウレタンプレポリマーに硬
化剤を添加して得られた樹脂組成物に種々の固形潤滑剤
及び防錆添加剤を添加したものを用い、本発明例および
比較例の表面処理鋼板を製造した。これら表面処理鋼板
について、上述した品質性能の評価を行った結果を第１
層皮膜及び第２層皮膜の皮膜構成などとともに表６及び
表７に示す。

【００８１】表６及び表７によれば、第２層皮膜に本発
明で規定する以外の固形潤滑剤を使用した比較例No.７
〜No.１０は、潤滑性、プレス成形性、耐黒化性及びプ
レス成形後の耐食性のうちのいずれかが劣っている。第
２層皮膜中の固形潤滑剤の含有量が本発明の下限値未満
である比較例No.１１は、潤滑性、プレス成形性、耐黒
化性及びプレス成形後の耐食性の全てが劣っている。

【００８２】第２層皮膜中の固形潤滑剤の含有量が本発
明の上限値を超えている比較例No.１２は、皮膜の凝集
力の低下に伴う剥離量の増加のためにプレス成形後の耐
食性が劣り、また、高温での潤滑性も劣っている。第２
層皮膜中の防錆添加剤の含有量が本発明の下限値未満で
あり、且つ第１層皮膜の膜厚が本発明の下限値未満であ
る比較例No.１３は、プレス成形後の耐食性が劣ってい
る。第２層皮膜中の防錆添加剤の含有量が本発明の上限
値を超えている比較例No.１４は潤滑性、耐黒化性及び
プレス成形後の耐食性が劣っている。

【００８３】第２層皮膜中の防錆添加剤の含有量が本発
明の上限値を超えており、且つ第１層皮膜の膜厚が本発
明の上限値を超えている比較例No.１５は、潤滑性、耐
黒化性及びプレス成形後の耐食性が劣っている第２層皮
膜の膜厚が本発明の下限値未満である比較例No.１６
は、潤滑性、プレス成形性、耐黒化性及びプレス成形後
の耐食性がいずれも劣っている。これに対して本発明例
No.１０〜２０は、潤滑性、プレス成形性、耐黒化性及
びプレス成形後の耐食性の全てにおいて優れた性能が得
られている。

【００８４】

【表６】

【００８５】

【表７】

【００８６】［実施例３］第２層皮膜用の樹脂組成物と
して、表２に示すNo.１〜No.８の各水酸基含有ウレタン
プレポリマーに硬化剤を添加して得られた樹脂組成物の
中から選ばれる２種類の樹脂組成物を所定の配合比で混
合し、ベース樹脂がガラス転移温度の異なる２種類の溶
剤系熱硬化型樹脂からなる表８に示す樹脂組成物Ａ〜Ｉ
を調製した。第１層皮膜用として表１に示すNo.１の処
理組成物を、第２層皮膜用として表８に示す樹脂組成物
Ａ〜Ｉに固形潤滑剤及び防錆添加剤を添加したものを用
い、本発明例の表面処理鋼板を製造した。これら表面処
理鋼板について、上述した品質性能の評価を行った結果
を第１層皮膜および第２層皮膜の皮膜構成などとともに
表９及び表１０に示す。

【００８７】表９及び表１０によれば、上述した実施例
１（表４及び表５）の結果と対比して判るように、第２
層皮膜の樹脂組成物のベース樹脂としてガラス転移温度
が異なる２種類の溶剤系熱硬化型樹脂を使用した本発明
例No.２１〜No.３０は、一段と優れた潤滑性、プレス成
形性、耐黒化性及びプレス成形後の耐食性が得られてい
る。

【００８８】

【表８】

【００８９】

【表９】

【００９０】

【表１０】

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の表面処理鋼板
は、表面に潤滑油などを塗布することなく優れた潤滑性
およびプレス成形性が発揮され、厳しい条件でプレス成
形を施しても樹脂皮膜が損傷せず、しかもプレス成形後
の外観性及び耐食性に優れ、特にめっき損傷に伴う黒化
現象が適切に抑制される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において潤滑性試験に用いた試験機を示
す説明図

【符号の説明】

１…雌ダイス、２…枠、３…突条、４…雄ダイス、５…
油圧シリンダ、６…ロードセル、７…試験片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｆ 11/00 Ｃ２３Ｆ 11/00 Ｂ (72)発明者 安藤 聡 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 松崎 晃 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 窪田 隆広 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 CA33 DB05 DB07 DC12 DC18 EA19 EA37 EB13 EB53 EC01 EC03 EC07 EC15 EC37 EC45 4J038 CB022 CC092 DA162 DA172 DG051 DG111 DG131 DG271 DG281 DG301 GA03 HA156 HA216 HA416 HA426 HA446 HA456 JA64 JC02 JC23 JC30 KA03 KA05 KA07 MA08 MA09 MA13 MA14 NA01 NA03 NA04 NA27 PA08 PA13 PA19 PC02 4K044 AA02 AB02 BA10 BA14 BA17 BA21 BB03 BC02 BC05 BC09 CA11 CA18 CA53 4K062 AA03 BA05 BA14 BB25 DA01 FA03 FA12

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
   っき鋼板の表面に、第１層皮膜として、クロムを含有せ
   ず且つ分子内のＯＨ基が金属錯体形成能を有する有機化
   合物を含有する処理液を塗布して形成された膜厚が０．
   ００５〜３μｍの有機系皮膜が形成され、 その上部に第２層皮膜として、下記（Ａ）、（Ｂ）及び
   （Ｃ）を主成分とする膜厚が０．１〜１０μｍの樹脂皮
   膜が形成された表面処理鋼板であって、 （Ａ）溶剤系熱硬化型樹脂：１００重量部（固形分の割
   合） （Ｂ）固形潤滑剤として、融点が１３０℃以下、数平均
   分子量が５０００以下のポリエチレン樹脂：１．０〜３
   ０重量部（固形分の割合） （Ｃ）防錆添加剤：３〜８０重量部（固形分の割合） 前記樹脂皮膜中の溶剤系熱硬化型樹脂が下記（イ）及び
   （ロ）を主成分とすることを特徴とするプレス成形性、
   プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼
   板。 （イ）下記（ａ）〜（ｃ）を主成分とする水酸基含有ウ
   レタンプレポリマー （ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
   ル及びポリエーテルポリエステルポリオールの中から選
   ばれる少なくとも１種のポリオール （ｂ）イソシアネート化合物 （ｃ）２価アルコール （ロ）硬化剤として、ブロックポリイソシアネートプレ
   ポリマー及びアミノ樹脂の中から選ばれる少なくとも１
   種
2. 【請求項２】 第１層皮膜が、多価フェノール化合物及
   び／又は多価フェノール化合物の誘導体を含有する水溶
   液を塗布して形成された有機系皮膜であることを特徴と
   する請求項１に記載のプレス成形性、プレス成形後の外
   観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。
3. 【請求項３】 第１層皮膜が、多価フェノール化合物及
   び／又は多価フェノール化合物の誘導体とリン酸イオン
   を含有する水溶液を塗布して形成された有機系皮膜であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形性、プ
   レス成形後の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。
4. 【請求項４】 第１層皮膜が、多価フェノール化合物及
   び／又は多価フェノール化合物の誘導体と、リン酸イオ
   ンと、シランカップリング剤を含有する水溶液を塗布し
   て形成された有機系皮膜であることを特徴とする請求項
   １に記載のプレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐
   食性に優れた表面処理鋼板。
5. 【請求項５】 第２層皮膜に含まれる溶剤系熱硬化型樹
   脂が、ガラス転移温度が異なる２種以上の溶剤系熱硬化
   型樹脂からなることを特徴とする請求項１、２、３又は
   ４に記載のプレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐
   食性に優れた表面処理鋼板。
6. 【請求項６】 ガラス転移温度が異なる２種以上の溶剤
   系熱硬化型樹脂が、硬化後のガラス転移温度が５０℃以
   下である低ガラス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂と、硬
   化後のガラス転移温度が５０℃超である高ガラス転移温
   度の溶剤系熱硬化型樹脂からなることを特徴とする請求
   項５に記載のプレス成形性、プレス成形後の外観性及び
   耐食性に優れた表面処理鋼板。
7. 【請求項７】 低ガラス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂
   ［ｉ］と高ガラス転移温度の溶剤系熱硬化型樹脂［ｉ
   ｉ］の配合比が、固形分の重量比で［ｉ］／［ｉｉ］＝
   ９／１〜１／９であることを特徴とする請求項６に記載
   のプレス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優
   れた表面処理鋼板。
8. 【請求項８】 第２層皮膜に固形潤滑剤として含まれる
   ポリエチレン樹脂が、融点９０〜１３０℃、粒子径２０
   μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５、６又は７に記載のプレス成形性、プレス成形後
   の外観性及び耐食性に優れた表面処理鋼板。
9. 【請求項９】 第２層皮膜に含まれる防錆添加剤が、シ
   リカ、イオン交換シリカ、ケイ酸カルシウム、酸化セリ
   ウム、リン酸、リン酸塩、縮合リン酸塩、フィチン酸、
   フィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩、チオール類
   の中から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とす
   る請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載のプ
   レス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた
   表面処理鋼板。
10. 【請求項１０】 防錆添加剤の少なくとも一部が、粒子
    径３μｍ以下のＣａイオン交換シリカ及び／又はケイ酸
    カルシウムであることを特徴とする請求項９に記載のプ
    レス成形性、プレス成形後の外観性及び耐食性に優れた
    表面処理鋼板。
11. 【請求項１１】 防錆添加剤の少なくとも一部が、Ｃａ
    イオン交換シリカ及び／又はケイ酸カルシウムとリン酸
    及び／又はリン酸塩であることを特徴とする請求項９又
    は１０に記載のプレス成形性、プレス成形後の外観性及
    び耐食性に優れた表面処理鋼板。