JP2001172776A

JP2001172776A - プレス成形性、原板傷認識性に優れたアルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板。

Info

Publication number: JP2001172776A
Application number: JP35826999A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Mori; 陽一郎森; Ryosuke Wake; 亮介和気; Toshihiko Matsumoto; 俊彦松元; Naoto Ono; 直人小野; Masahiro Fuda; 雅裕布田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プレス成形性、原板傷認識性に優れたアルカ
リ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板を提供する。【解決手段】ステンレス鋼板の両面又は片面の表面
に、粒状潤滑機能付与剤を２〜１５重量％含有したアル
カリ可溶型潤滑樹脂皮膜が０．５〜２μｍ形成され、粒
状潤滑機能付与剤の平均粒径（ａ）、潤滑樹脂皮膜の膜
厚（ｂ）が、０．５ｂ≦ａ≦２．５ｂを満足する、プレ
ス成形性、原板傷認識性に優れたアルカリ可溶型潤滑被
覆ステンレス鋼板。アルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜がシリ
カ粒子を１〜３０重量％含有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形性、原
板傷認識性に優れたアルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス
鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼板は、優れた耐食性、美し
い外観、清潔性などの利点から、流し台、ガステーブル
などの厨房機器や家電製品、建材などに幅広く用いられ
ている。多くの用途で、ステンレス鋼板特有の美麗な外
観をそのまま活かして使用されているため、プレス加工
などの加工を施す際には、潤滑性不足による表面の傷つ
きを防止する目的で従来は塩化ビニル系を主とした数十
μｍの表面保護皮膜をステンレス鋼板表面に貼付するの
が一般的であった。しかし、表面保護皮膜材は保護皮膜
の貼付および剥ぎ取り工程が必要で、さらに、一部の保
護皮膜では燃焼時に有害ガスを発生する恐れがあるなど
の問題があった。

【０００３】また、プレス加工時に潤滑油などを塗布す
ることにより加工性を向上可能であるが、この場合に
は、製造工程を煩雑にし、作業環境を悪化させるだけで
なく、プレス成形後の脱脂工程でフロン、トリクロロエ
タン、ジクロロメタンなどの溶剤を用いた潤滑油除去や
アルカリ脱脂工程での潤滑油除去が必要で、これら溶剤
は作業者の健康上、地球環境上好ましくない。そこで、
これら表面保護皮膜や潤滑油を使用せず、所望の形状に
プレス成形可能なステンレス鋼板の提供が要望され、種
々検討されている。

【０００４】その中で、特開平８−１５６１７７号公
報、特開平８−２５２８８７号公報にみられるようにプ
レス成形後のアルカリ脱脂工程において潤滑皮膜が溶
解、離脱するアルカリ溶解型保護皮膜を被覆したステン
レス鋼板が提案されている。一方、需要家がステンレス
鋼板を購入し、プレス加工、組立する過程で、プレス加
工前の段階でステンレス鋼板原板の表面傷を発見しやす
いことが需要家にとっては歩留まり向上、コスト低減の
観点から重要となる。これまでに提案されている保護皮
膜被覆ステンレス鋼板の場合、表面に保護皮膜を被覆し
たことにより、外観が白っぽくなることから、ステンレ
ス鋼板原板に存在する傷をアルカリ脱脂により皮膜が溶
解する前に認識することが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点を解決して、プレス成形性、原板傷認識性に優れたア
ルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは上述した課題
を解決し、プレス成形性、原板傷認識性に優れたアルカ
リ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板を得るべく鋭意研究を
重ねた。その結果、粒状の潤滑機能付与剤を含むアルカ
リ可溶型潤滑樹脂皮膜を一定膜厚範囲内でステンレス鋼
板表面に形成し、潤滑機能付与剤の平均粒径と潤滑樹脂
皮膜膜厚が一定の関係を満足した場合に上記目的を達成
できることを見いだし本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明に係わるアルカリ可溶型
潤滑被覆ステンレス鋼板（１）は、ステンレス鋼板の両
面又は片面の表面に、粒状潤滑機能付与剤を２〜１５重
量％含有したアルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜が０．５〜２
μｍ形成され、粒状潤滑機能付与剤の平均粒径（ａ）、
潤滑樹脂皮膜の膜厚（ｂ）が、０．５ｂ≦ａ≦２．５ｂ
を満足することを特徴としている。粒状潤滑機能付与剤
を含有したアルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜であって、粒状
潤滑機能付与剤の平均粒径（ａ）、潤滑樹脂皮膜の膜厚
（ｂ）が上記範囲を満足することにより、優れたプレス
加工性と、原板傷の認識が容易であることを両立させる
ことが可能となる。

【０００８】本発明に係わるアルカリ可溶型潤滑被覆ス
テンレス鋼板（２）は、ステンレス鋼板の両面又は片面
の表面に、粒状潤滑機能付与剤を２〜１５重量％、シリ
カ粒子を１〜３０重量％含有したアルカリ可溶型潤滑樹
脂皮膜が０．５〜２μｍ形成され、粒状潤滑機能付与剤
の平均粒径（ａ）、潤滑樹脂皮膜の膜厚（ｂ）が、０．
５ｂ≦ａ≦２．５ｂを満足することを特徴としている。
本発明に係わるアルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板
（３）は、上記アルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板
において、含有される粒状潤滑機能付与剤が、ポリオレ
フィン系ワックス、フッ素系ワックス、パラフィン系ワ
ックス、ステアリン酸系ワックスのうちの１種または２
種以上からなることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳述する。本
発明者らは、無塗油の状態でも優れたプレス成形性を有
し、潤滑樹脂皮膜が被覆された状態においても原板傷を
容易に認識することのできるアルカリ可溶型潤滑被覆ス
テンレス鋼板を得るべく鋭意検討した結果、粒状潤滑機
能付与剤を含有したアルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜であっ
て、粒状潤滑機能付与剤の平均粒径（ａ）、潤滑樹脂皮
膜の膜厚（ｂ）がある一定範囲を満足することにより上
記性能を満たすことを突き止めた。

【００１０】まず、アルカリ液に溶解・脱膜するアルカ
リ溶解型潤滑皮膜としては、ポリエチレングリコール
系、ポリプロピレングリコール系、ポリビニルアルコー
ル系、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系などが
ある。アルカリ溶解可能とするために、樹脂水分散体ま
たは水溶性樹脂でなければならない。ポリエチレングリ
コール系では、皮膜形成性の観点から、平均分子量３０
００以上のポリエチレングリコールおよび変性ポリエチ
レングリコールが挙げられる。変性ポリエチレングリコ
ールとしては、イソシアネート変性ポリエチレングリコ
ール、エポキシ変性ポリエチレングリコール等が挙げら
れる。

【００１１】ポリプロピレングリコール系では、皮膜形
成性の観点から、平均分子量３０００以上のポリプロピ
レングリコールおよび変性ポリプロピレングリコールが
挙げられる。変性ポリプロピレングリコールとしては、
イソシアネート変性ポリプロピレングリコール、エポキ
シ変性ポリプロピレングリコール等が挙げられる。ポリ
ビニルアルコール系では、完全ケン化型ポリビニルアル
コール、部分ケン化型ポリビニルアルコール、変性ポリ
ビニルアルコール等が挙げられる。変性ポリビニルアル
コールとしては、カルボキシル基変性ポリビニルアルコ
ール、スルホン酸ポリビニルアルコール、アセトアセチ
ル基ポリビニルアルコール等が挙げられる。

【００１２】アクリル系としては、アクリル酸、メタア
クリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、マレイン酸、イタコン酸の共重合体が挙げられる。
アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ
ブチル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸２ヒ
ドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イ
ソプロピル、メタクリル酸ｎブチル、メタクリル酸イソ
ブチル、メタクリル酸ｎヘキシル、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒ
ドロキシプロピルなどがある。共重合体としては、スチ
レン、アクリルアミド、酢酸ビニル、アクリルニトリ
ル、などが挙げられる。

【００１３】ポリエステル系については、ポリエステル
を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコー
ル、１，６ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ト
リエチレングルコールなどが挙げられ、多塩基酸として
は、無水フタル酸、イソフタル酸テレフタル酸、無水コ
ハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、無水マレイン酸などが挙げられる。
ウレタン系としては、ポリエステル系ウレタン、ポリエ
ーテル系ウレタン、ポリカーボネート系ウレタン、アク
リル系ウレタン、ポリエーテル・ポリエステル系ウレタ
ンなどが挙げられる。

【００１４】本発明のステンレス鋼板に被覆される潤滑
樹脂皮膜の厚さは０．５〜２μｍでなければならない。
厚さが０．５μｍ未満であると、原板傷の認識は容易と
なるが、プレス加工時の押圧によりかじり発生や傷発生
を防止できず，かつ摺動が加わるために要求される加工
性を得ることが出来ない。２μｍ以上であると原板傷の
認識が困難となることに加え、成形時の塗膜剥離粉の発
生が増加し金型の手入れを頻繁に実施する必要があるた
め，生産性を低下させる。また、本発明の潤滑樹脂皮膜
は目的に応じて金属板の両面又は片面に被覆される。

【００１５】次に潤滑機能付与剤について説明する。粒
状潤滑機能付与剤は表面の摩擦係数を低減することによ
りさらに潤滑性を付与し，かじり等を防止してプレス加
工性、しごき加工性を向上する作用を有している。潤滑
機能付与剤としては、得られる皮膜に潤滑性能を付与す
るものであればよいが、ポレオレフィン系（ポリエチレ
ン，ポリプロピレン等）、フッ素系（ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン，ポリフッ化ビニル等）、パラフィン
系、ステアリン酸系ワックスのうちの１種または２種以
上からなるものが好ましい。

【００１６】粒子潤滑機能付与剤の平均粒子径（ａ）
は、潤滑樹脂皮膜の膜厚（ｂ）とした場合に、０．５ｂ
≦ａ≦２．５ｂを満足しなければならない。０．５ｂ未
満の場合、粒子潤滑機能付与剤による滑り性向上効果が
小さく、十分なプレス加工性を発現しない。２．５ｂを
越えると、粒子潤滑機能付与剤により被覆鋼板表面の外
観の白化が促進され、原板傷の認識、発見が困難とな
る。また、プレス加工時に潤滑機能付与剤の剥離が発生
しやすく、金型メンテナンスが増加し問題となる。潤滑
機能付与剤の添加量としては２〜１５重量％が好まし
い。２％未満では要求される潤滑効果が得られない。１
５ｗｔ％を越えると皮膜強度が低下したり、潤滑付与剤
の剥離が発生するなどの問題がある。

【００１７】シリカは皮膜強度、鋼板との密着性を向上
させる場合に添加する。シリカ粒子は、水分散性コロイ
ダルシリカ、粉砕シリカ、気相法シリカなどいずれのシ
リカ粒子であっても良い。皮膜の加工性、耐食性発現を
考慮すると、１次粒子径は２〜３０ｎｍで、２次凝集粒
子径は１００ｎｍ以下が好ましい。シリカの添加量とし
ては１〜３０重量％が好ましい。１％未満では、下層と
の密着性向上効果が得られない。３０％を越えると皮膜
の伸びが減少するため加工性が低下しかじりが発生しや
すくなる。本発明のアルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜中には
上記以外に、意匠性を付与するための顔料や、導電性を
付与する導電性添加剤、等を目的に応じて、皮膜性能を
低下させない範囲内で添加することができる。

【００１８】また、本発明において、さらなる耐食性や
密着性を得るために下地にクロメート処理を施してもか
まわない。この場合のクロメート処理としては、電解型
クロメート、反応型クロメートおよび塗布型クロメート
のいずれの処理をあげることができる。クロメート皮膜
は還元したクロム酸にシリカ、燐酸、親水性樹脂の中か
ら少なくとも１種以上を含有したクロメート液を塗布、
乾燥したものが好ましい。クロメートの付着量として
は、金属クロム換算で５〜１５０ｍｇ／ｍ²、好ましく
は１０〜５０ｍｇ／ｍ²の範囲が好ましい。５ｍｇ／ｍ
²未満では優れた耐食性効果が得られず、１５０ｍｇ／
ｍ²を超えると成形時にクロメート皮膜の凝集破壊が起
こるなど、加工性を劣化させる。

【００１９】潤滑樹脂皮膜の形成方法としては、樹脂成
分および粒状潤滑機能付与剤を含む水溶液また水分散体
をロールコーター塗装法、スプレー法など従来公知の方
法で塗布・焼付乾燥して形成することができる。本発明
の潤滑被覆ステンレス鋼板は潤滑皮膜のさらに上層に潤
滑油または潤滑防錆油を塗布することができる。ただ
し、塗布する潤滑油または潤滑防錆油は、本発明の潤滑
皮膜を膨潤または溶解させないものが望ましい。

【００２０】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。１．供試材（１）原板ステンレス鋼板：板厚０．８ｍｍ、ＳＵＳ４３０、仕上
げ２Ｂ（２）クロメート処理基本的にクロメート未処理とし、一部水準について、ク
ロム還元率（Ｃｒ（ＶＩ）／全Ｃｒ）＝０．４のクロム
酸にコロイダルシリカを加えた塗布型クロメート液を上
記ステンレス鋼板にロールコータにてクロム付着量が金
属クロム換算で２０ｍｇ／ｍ²となるよう塗布し、加熱
乾燥させクロメート皮膜を形成した。

【００２１】（３）潤滑樹脂皮膜表１に示す、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂の水溶液また
は水分散体に、ポリエチレンワックス、ポリテトラフル
オロエチレンワックス、合成パラフィンワックス、ステ
アリン酸カルシウムワックス、およびコロイダルシリカ
を混合し、潤滑樹脂皮膜とした。

【００２２】２．潤滑被覆ステンレス鋼板の製造表１に示す組成比の潤滑皮膜を上記ステンレス鋼板にバ
ーコーター塗装し、１８０℃の加熱炉を用いて鋼板到達
温度８０℃で焼付乾燥し形成した。なお、加工性評価
の比較材として、ステンレス鋼板原板にジョンソンワッ
クス＃１２２を塗布したものを用いた。これらのサンプ
ルに対して以下の試験および性能評価を行った。

【００２３】３．試験、評価法（１）原板傷認識性評価ラビング試験機（荷重５００ｇｆ、速度２００ｃｍ／
ｓ）を用いてあらかじめスチールウールで擦り傷をつけ
た原板に潤滑樹脂皮膜を被覆し、被覆後の原板傷認識性
を目視にて評価した。評価は次の指標に依った。 ○：容易に認識可能 △：認識困難 ×：認識不可能

【００２４】（２）プレス成形性評価円筒ポンチの油圧成形試験機により、下記条件で成形試
験を行いプレス成形性を評価した。・ポンチ：４０ｍｍφ×４ｍｍｒｐｍ・ダイス：４３
ｍｍφ×４ｍｍｒｄ・シワ押さえ：１ｔｏｎ型かじり性は側壁の外観を目視で評価した。型かじり性
の評価は次の指標に依った。 ◎：成形可能で、鋼板表面の欠陥無し ○：成形可能で、鋼板表面の欠陥無し，摺動面わずかに
変色 △：成形可能で、鋼板表面にわずかにかじり疵発生 ×：成形可能で、鋼板表面に線状かじり疵多数発生

【００２５】また、加工後の樹脂カス発生状況を次の指
標で評価した。 ◎：カス発生無し ○：極わずかに樹脂カス発生 △：少し樹脂カス発生 ×：樹脂カス多数発生

【００２６】（３）脱脂性評価ＦＣ−４３５８脱脂液（日本パーカライジング製、ｐＨ
＝１０．５に調整、温度７０℃）を試験片に８秒間スプ
レーした後水洗し、乾燥後の皮膜残存率を赤外分光分析
にて測定し評価した。 ◎：皮膜残存無し ○：皮膜残存５％以下 △：皮膜残存５％超１０％以下 ×：皮膜残存１０％超表１に示すように、本発明に属すアルカリ可溶型潤滑被
覆ステンレス鋼板はいずれも、プレス成形性、型かじり
性に優れ、加工後カス発生しにくく、原板傷の認識が容
易である。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明によって、プレス成形性、原板傷
認識性に優れたアルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板
を提供でき、成形後にアルカリ脱脂を行うステンレス鋼
板用途への寄与が著しい。したがって、本発明の産業上
の価値は極めて高いといえる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松元俊彦東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者小野直人山口県光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内 (72)発明者布田雅裕福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内Ｆターム(参考） 4D075 DA06 DB02 DB04 DC18 EA37 EB13 EC03 4K044 AA03 AB02 BA14 BA21 BB01 BB03 BB11 BC02 BC05 BC09 CA04 CA53 CA62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス鋼板の両面又は片面の表面
に、粒状潤滑機能付与剤を２〜１５重量％含有したアル
カリ可溶型潤滑樹脂皮膜が０．５〜２μｍ形成され、粒
状潤滑機能付与剤の平均粒径（ａ）、潤滑樹脂皮膜の膜
厚（ｂ）が、０．５ｂ≦ａ≦２．５ｂを満足する、プレ
ス成形性、原板傷認識性に優れたアルカリ可溶型潤滑被
覆ステンレス鋼板。
【請求項２】ステンレス鋼板の両面又は片面の表面
に、粒状潤滑機能付与剤を２〜１５重量％、シリカ粒子
を１〜３０重量％含有したアルカリ可溶型潤滑樹脂皮膜
が０．５〜２μｍ形成され、粒状潤滑機能付与剤の平均
粒径（ａ）、潤滑樹脂皮膜の膜厚（ｂ）が、０．５ｂ≦
ａ≦２．５ｂを満足する、プレス成形性、原板傷認識性
に優れたアルカリ可溶型潤滑被覆ステンレス鋼板。
【請求項３】粒状潤滑機能付与剤が、ポリオレフィン
系ワックス、フッ素系ワックス、パラフィン系ワック
ス、ステアリン酸系ワックスのうちの１種または２種以
上からなる請求項１または請求項２に記載のアルカリ可
溶型潤滑被覆ステンレス鋼板。