JP2002212747A - 耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板及びその製造方法 - Google Patents

耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板及びその製造方法

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JP2002212747A
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健吾 吉田
Atsushi Morishita
敦司 森下
Yujiro Miyauchi
優二郎 宮内
Akira Takahashi
高橋　　彰
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れ
た表面処理金属板と、その表面処理金属板を得ることが
できる水性有機複合塗料と製造方法を提供する。 【解決手段】 水性樹脂およびケイ酸塩化合物の一方ま
たは両方、更に、分子量が６０００〜１５０００のポリ
オレフィンワックスディスパージョンで構成される潤滑
剤（Ａ）、分子量が１０００〜５０００のポリオレフィ
ンワックスディスパージョンで構成される潤滑剤（Ｂ）
と固形分換算で５〜３５質量％のコロイダルシリカ及び
水を含有する水性有機無機複合塗料を、めっき金属板の
上層に乾燥質量換算で０．３〜５．０ｇ／ｍ2塗布した
後、焼き付けて水性有機無機複合皮膜を形成する。

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
材製品等に好適に使用される、耐食性、密着性および溶
接性等の各種性能に優れ、かつ良好な耐プレス性と耐連
続摺動摩耗性を有する表面処理金属板と、その表面処理
金属板を得ることができる水性有機無機複合塗料と製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでに電気亜鉛系めっき鋼板や溶融
亜鉛めっき系鋼板等の表面処理鋼板が開発され、家電、
建材、および自動車部品等の用途において幅広く利用さ
れている。また、これらの鋼板の多くは耐食性および塗
装密着性の向上を目的としてクロメート処理やリン酸塩
処理等が施されている。
【０００３】さらに、最近では特に家電業界において省
工程、省コストの観点から無塗装のまま適用されるもの
が増えてきており、耐食性や塗装密着性のみならず耐か
じり性、耐指紋性、耐結露ムラ性等、鋼板の表面外観品
位に対する様々な性能の要求レベルが高まってきてい
る。この様な需要家での性能要求に応えるべく、クロメ
ート処理を施しためっき鋼板上に特殊樹脂をベースとす
る有機複合皮膜を形成させた塗装金属板が開発された。
例えば、特公平４−１４１９１号公報にはクロメート被
覆めっき鋼板上に水系有機樹脂に特定の微細な粒度のコ
ロイドゾルを追加調整した有機複合皮膜を形成させ、耐
食性、耐指紋性等の性能向上を図った表面処理鋼板の製
造方法が開示されている。
【０００４】特開平３−３９４８５号公報には、亜鉛系
のめっき鋼板の上にクロメート処理を施した後、水性樹
脂にシリカとガラス転位点（Ｔｇ点）が４０℃以上のワ
ックスを分散させた塗料を乾燥質量として０．３〜３．
０ｇ／ｍ2被覆したものが開示されている。また、特開
平３−２８３８０号公報には、電気亜鉛めっき鋼板の上
にクロメート処理を施した後、カルボキシル化したポリ
エチレン樹脂とテフロン（商標）潤滑剤からなる塗料を
乾燥質量として０．５〜４．０ｇ／ｍ2被覆した潤滑鋼
板が開示されている。さらに、深絞り加工性の様な、厳
しい耐かじり性を必要とする需要家の要求に応えるべ
く、有機皮膜中に固形潤滑剤を添加して潤滑性を向上さ
せた表面処理鋼板が開発された。例えば、特開平６−１
７３０３７号公報には、エーテル・エステル型ウレタン
樹脂とエポキシ樹脂にシリカとポリオレフィンワックス
を添加した潤滑皮膜を有する鋼板が開示されている。
【０００５】特公平４−１４１９１号公報で開示されて
いる技術は、耐食性、塗装密着性、耐指紋性および耐結
露性等の性能バランスに優れるものであり、現在家電向
けの主力商品の一つとして利用されている。しかしなが
ら、この様な有機皮膜を被覆させた表面処理鋼板におい
てもハンドリング時の疵付き、プレス加工時のかじり
や、製品輸送時におけるアブレージョン（擦り疵）等が
発生する場合がある。
【０００６】これに対して特開平３−３９４８５号公報
および特開平３−２８３８０号公報で開示されている技
術は、上記で示されるプレス加工時のかじりやアブレー
ジョンが発生しにくく、さらに特開平６−１７３０３７
号公報で開示されている技術は、深絞り加工性の様な厳
しい加工においても優れた耐プレスかじり性を有してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐食
性、密着性、溶接性等の各種性能に優れ、かつ耐プレス
かじり性と耐連続摺動摩耗性に優れる表面処理金属板と
その表面処理金属板を得ることができる水性有機無機複
合塗料と製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々の検討を行った結果、分子量６０
００〜１５０００のポリオレフィンワックスディスパー
ジョンと分子量１０００〜５０００のポリオレフィンワ
ックスディスパージョンと適正量のコロイダルシリカを
含有するする水性有機無機複合塗料を、めっき金属板上
に塗布、乾燥して水性有機無機複合皮膜を形成すること
で、耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れる表面
処理金属板が得られることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【０００９】本発明の要旨とするところは、（１）水性
樹脂およびケイ酸塩化合物の一方または両方、更に、分
子量６０００〜１５０００のポリオレフィンワックスデ
ィスパージョンで構成された潤滑剤（Ａ）、分子量１０
００〜５０００のポリオレフィンワックスディスパージ
ョンで構成された潤滑剤（Ｂ）と固形分換算で５〜３５
質量％のコロイダルシリカを含有する水性有機無機複合
皮膜を有し、該水性有機無機複合皮膜を０．３〜５．０
ｇ／ｍ2有することを特徴とする耐プレスかじり性と耐
連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板、（２）前記潤
滑剤（Ａ）が極性基を含まない分子量６０００〜１５０
００、粒径０．１〜５．０μmのポリオレフィンワック
スディスパージョンと分子量６０００〜１５０００、酸
価４０以下、粒径０．１〜５．０μmの変性ポリオレフ
ィンワックスディスパージョンから選ばれる少なくとも
１種類以上の潤滑剤で、潤滑剤（Ｂ）が極性基を含まな
い分子量１０００〜５０００、粒径０．１〜５．０μm
のポリオレフィンワックスディスパージョンであること
を特徴とする前記（１）に記載の耐プレスかじり性と耐
連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板、（３）水性樹
脂およびケイ酸塩化合物の一方または両方、更に、分子
量が６０００〜１５０００のポリオレフィンワックスデ
ィスパージョンで構成される潤滑剤（Ａ）、分子量が１
０００〜５０００のポリオレフィンワックスディスパー
ジョンで構成される潤滑剤（Ｂ）と固形分換算で５〜３
５質量％のコロイダルシリカ及び水を含有する水性有機
無機複合塗料、（４）前記潤滑剤（Ａ）が極性基を含ま
ない分子量６０００〜１５０００、粒径０．１〜５．０
μmのポリオレフィンワックスディスパージョンと分子
量６０００〜１５０００、酸価４０以下、粒径０．１〜
５．０μmの変性ポリオレフィンワックスディスパージ
ョンから選ばれる少なくとも１種類以上の潤滑剤で、潤
滑剤（Ｂ）が極性基を含まない分子量１０００〜５００
０、粒径０．１〜５．０μmのポリオレフィンワックス
ディスパージョンであることを特徴とする前記（３）に
記載の水性有機無機複合塗料、（５）前記（３）に記載
の水性有機無機複合塗料をめっき金属板に乾燥質量換算
で０．３〜５．０ｇ／ｍ2塗布した後、焼き付けて水性
有機無機複合皮膜を形成することを特徴とする耐プレス
かじり性と耐連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板の
製造方法、（６）前記（４）に記載の水性有機無機複合
塗料をめっき金属板に乾燥質量換算で０．３〜５．０ｇ
／ｍ2塗布した後、焼き付けて水性有機無機複合皮膜を
形成することを特徴とする耐プレスかじり性と耐連続摺
動摩耗性に優れた表面処理金属板の製造方法、である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
従来水性有機無機複合被覆鋼板の耐プレスかじり性を向
上させるためには、一般的に鋼板上の水性有機無機複合
皮膜中に分子量の低いポリオレフィンワックス等の潤滑
剤を添加する手法が用いられている。この様な極性基を
有さず分子量の低いポリオレフィンワックスディスパー
ジョンを水性有機無機皮膜中に配合することで、ワック
スが皮膜表面に粒状で存在し、金属板表面の親和力を低
下させることができると同時に、プレス加工時にワック
スが潰れて鋼板と金型との間に潤滑層が形成されること
となる。このため優れた潤滑効果を得られ、プレス時の
かじりを低減することができる。
【００１１】一方、本発明では潤滑剤として分子量の異
なる潤滑剤（Ａ）、（Ｂ）を水性有機無機複合塗料中に
所定量配合して使用する。ここで、潤滑剤（Ａ）として
は分子量６０００〜１５０００のポリオレフィンワック
スディスパージョンを使用し、潤滑剤（Ｂ）としては分
子量１０００〜５０００のポリオレフィンワックスディ
スパージョンを使用する。さらに、水性有機無機複合皮
膜におけるシリカの含有率を、固形分換算で５〜３５質
量％に調節することで皮膜硬度と耐食性や密着性等の皮
膜性能との両立化を図る。図１に本件発明の表面処理金
属板の例を示す。
【００１２】本発明の表面処理金属板はめっき金属板４
上に水性有機無機複合皮膜３を有した構成となってい
る。該水性有機無機複合皮膜３は水性樹脂およびケイ酸
塩化合物の一方または両方、更には潤滑剤（Ａ）、潤滑
剤（Ｂ）と固形分換算で５〜３５質量％のコロイダルシ
リカ及び水を配合させた水性有機無機複合塗料を適宜な
方法でめっき金属板４上に塗布して形成させたものであ
る。図１のように水性有機無機複合皮膜３から潤滑剤
（Ａ）及び潤滑剤（Ｂ）が粒状に露出した構造となって
いる。
【００１３】この様に、水性有機無機複合皮膜中に従来
用いていた分子量の低いポリオレフィンワックスディス
パージョンと、分子量の高いポリオレフィンワックスデ
ィスパージョンを併用して添加することで、ワックスを
皮膜表面に粒状で存在させると同時にプレス成形や連続
摺動時のワックスの潰れを抑制する。さらにシリカの含
有率を調節して皮膜硬度と耐食性や密着性等の皮膜性能
との両立化を図る。以上より、良好な耐食性や密着性を
有するだけでなく耐プレスかじり性と連続摺動時におけ
る潤滑効果の持続力を高めることが可能になる。
【００１４】以下本発明である耐プレスかじり性と耐連
続摺動摩耗性に優れる表面処理金属板の製造方法を詳述
する。本発明において適用可能な下地めっき金属板とし
ては、亜鉛めっき金属板、亜鉛−ニッケルめっき金属
板、亜鉛−鉄めっき金属板、亜鉛−クロムめっき金属
板、亜鉛−アルミニウムめっき金属板、亜鉛−チタンめ
っき金属板、亜鉛−マグネシウムめっき金属板、亜鉛−
マンガンめっき金属板等の亜鉛系の電気めっき、溶融め
っき、蒸着めっき鋼板、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金めっき金属板、鉛または鉛合金めっき金属板、錫
または錫合金めっき金属板、さらにはこれらのめっき層
に少量の異種金属元素あるいは不純物としてコバルト、
モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、クロ
ム、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、
アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等を含有したも
の、または／およびシリカ、アルミナ、チタニア等の無
機物を分散させたものが含まれる。さらには、以上のめ
っきと他の種類のめっき、例えば鉄めっき、鉄−りんめ
っき等と組み合わせた複層めっきにも適用可能である。
【００１５】各めっき金属板におけるめっき付着量は片
面１ｇ／ｍ2以上とすることが好ましく、これを下回る
と耐食性が低下する。本発明の表面処理金属板は、めっ
き金属板上に密着性あるいは耐食性等の向上を目的とし
た下地処理を施した後、水性有機無機複合皮膜を形成さ
せて得ることができる他、下地処理を施さずに直接水性
有機無機複合皮膜を形成させて得ることも可能である。
下地処理としては上記目的を達成できるものであれば特
に規定するものではないが、一般的には耐食性や密着性
を向上することができるクロメート処理が好ましい。
【００１６】クロメート皮膜を形成させる手段として
は、例えば無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩を
主剤とした水溶液中での浸漬（反応型）クロメート処
理、電解型クロメート処理、さらには上記水溶液にコロ
イダルシリカ等を混合した処理液を塗布して、水洗する
ことなく乾燥させる塗布型クロメート処理方法等が上げ
られる。
【００１７】クロメート付着量はＣｒ換算で５〜１００
ｍｇ／ｍ2程度とするのが好ましい。付着量がＣｒ換算
で５ｍｇ／ｍ2未満では十分な耐食性が得られず、１０
０ｍｇ／ｍ2を越えるとクロメート皮膜自身の凝集破壊
を生じて塗料密着性が低下する。本発明で用いる水性樹
脂としてはアクリルエステル・アクリル酸共重合物、エ
ポキシ・アクリル酸、オレフィンアクリル酸共重合物、
オレフィンアイオノマー、スチレンアクリル酸共重合
物、ウレタンアクリル酸共重合物、ウレタンエポキシ樹
脂、エチレンイミンアクリル樹脂等が適用でき、塗料と
しては水系溶媒に分散させたエマルジョンを用いるのが
好ましい。また、必要により各種メラミン樹脂、アミノ
樹脂等の架橋剤を添加してもよい。これらの中で、特に
性能面とコストの両面を考慮する場合、オレフィンアク
リル酸共重合物等のアクリル系樹脂を用いるのが好まし
い。また、厳しい深絞り加工を必要とする場合、またよ
り耐連続摺動摩耗性を必要とする場合には硬さと伸びを
兼ね備えたウレタンエポキシ系樹脂を用いるのが好まし
い。
【００１８】本発明で用いるケイ酸塩化合物としては一
般にＭ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（Ｍはナトリウム、カリウム、リ
チウムのアルカリ金属、ｎは任意の数値）で示されるも
ので、ナトリウムシリケート、カリウムシリケート、リ
チウムシリケートから選ばれる少なくとも１種類以上の
混合物のことである。Ｍ2ＯとＳｉＯ2のモル比であるｎ
は１〜１０の範囲が好ましい。ｎの値が１未満では、得
られる皮膜が吸湿しやすくなり皮膜の密着性が不十分と
なるため好ましくない。また、１０を越えると得られる
皮膜が脆くなり加工性が低下するため好ましくない。
【００１９】本発明で用いるコロイダルシリカとしては
球状、線状、あるいは枝分かれを有する球形コロイダル
シリカが結合した数珠状シリカのいずれを用いても良
い。球状シリカの場合、粒子径が５〜５０ｎｍ、線状シ
リカの場合、直径５〜５０ｎｍで長さ／太さの比率が１
〜５に化学的に結合したもの、枝分かれを有する数珠状
シリカの場合、[結合体の長さ／球形シリカの平均粒径]
の比が４以上でかつ１個所以上の枝分かれを有するもの
が好ましい。
【００２０】これらのコロイダルシリカを本発明である
水性有機無機複合塗料中に固形分換算で５〜３５質量％
配合させる。５質量％未満では十分な耐食性および耐プ
レスかじり性が得られず、３５質量％を越えると塗料密
着性および耐プレスかじり性が劣化する。本発明では上
記水性樹脂、コロイダルシリカ、水とともに分子量の異
なる潤滑剤（Ａ）、（Ｂ）を水性有機無機複合塗料中に
所定量配合して使用する。ここで、潤滑剤（Ａ）として
は分子量６０００〜１５０００のポリオレフィンワック
スディスパージョンを使用し、潤滑剤（Ｂ）としては分
子量１０００〜５０００のポリオレフィンワックスディ
スパージョンを使用する。さらに好ましくは、潤滑剤
（Ａ）としては極性基を含まない分子量６０００〜１５
０００、粒径０．１〜５．０μmのポリオレフィンワッ
クスディスパージョンと分子量６０００〜１５０００、
酸価４０以下、粒径０．１〜５．０μmの変性ポリオレ
フィンワックスディスパージョンから選ばれる少なくと
も１種類以上の潤滑剤を使用し、潤滑剤（Ｂ）としては
極性基を含まない分子量１０００〜５０００、粒径０．
１〜５．０μmのポリオレフィンワックスディスパージ
ョンを使用する。
【００２１】ポリオレフィンワックスディスパージョン
としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワッ
クス、ポリブチレンワックスを乳化剤濃度５％以下、好
ましくは乳化剤を用いることなく水または水溶液に分散
させたものを用いる。また、変性ポリオレフィンワック
スディスパージョンとしては、同じくポリエチレンワッ
クス、ポリプロピレンワックス、ポリブチレンワックス
を乳化剤濃度５％以下、好ましくは乳化剤を用いること
なく水または水溶液に分散させたものを用いる。極性基
は、触媒存在下で、ポリオレフィンワックスを酸素、オ
ゾンあるいは硝酸等の酸化剤で酸化処理することによっ
て得られる酸化ポリオレフィンワックス、あるいはアク
リル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フ
マール酸、イタコン酸等のエチレン不飽和カルボン酸モ
ノマーとポリオレフィンワックスとをベンゾール等で溶
解し、重合開始剤（パーオキサイド、レドックス、重金
属触媒等）と共に窒素気流中で加熱してグラフト化して
得る。
【００２２】ポリオレフィンワックスディスパージョン
および変性ポリオレフィンワックスディスパージョンの
質量平均粒径は０．１〜５．０μmが好ましく、さらに
好ましくは１．０〜４．０μｍのものが使用される。質
量平均粒径が０．１μm未満の場合、凝集しやすく安定
性に劣るため好ましくない。また、質量平均粒径が５．
０μmを越えると分散安定性に劣るため好ましくない。
また、質量平均粒径と数平均粒径の比率としては、質量
平均粒径／数平均粒径＜３の範囲内であることが好まし
い。
【００２３】潤滑剤（Ａ）におけるポリオレフィンワッ
クスディスパージョンおよび変性ポリオレフィンワック
スディスパージョンの質量平均分子量の範囲としては、
６０００〜１５０００のものが好ましい。質量平均分子
量が６０００未満では軟らかすぎるため、耐連続摺動摩
耗性を高めることができない。また質量平均分子量が１
５０００を越えると耐プレスかじり性を劣化させるため
好ましくない。
【００２４】潤滑剤（Ｂ）におけるポリオレフィンワッ
クスディスパージョンの質量平均分子量の範囲として
は、１０００〜５０００のものが好ましい。質量平均分
子量が１０００未満では熱分解し易く、表面が１０００
℃近い高温に曝される直火型乾燥炉では十分な潤滑特性
が得られない場合があるため好ましくない。また、平均
分子量が５０００を越えると、耐連続摺動摩耗性が劣化
するため好ましくない。
【００２５】これらのポリオレフィンワックスディスパ
ージョンおよび変性ポリオレフィンワックスディスパー
ジョンの質量平均分子量の分析方法および条件を以下に
示すが、分子量の分析はこの方法のみに限定されるもの
ではない。 ・分析方法：高温用ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィ
ー（gel permeation chromatography）） ・カラム：ＰＳ（ポリスチレン）ゲルのミックスタイプ
（２〜４本直列接続） ・溶媒：ｏ−ジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ）、トリクロ
ロベンゼン（ＴＣＢ）等 ・測定温度：１３０〜１４０℃ ・検出器：示差屈折計（ＲＩ）もしくは赤外検出器 ・検量線の作成：市販の単分散ＰＳを用いてそれぞれの
分子量に換算。
【００２６】また、潤滑剤（Ａ）における変性ポリオレ
フィンワックスディスパージョンのＪＩＳ Ｋ ５９０２
で規定される酸価（KOHmg/g）の範囲としては、４０以
下のものが好ましい。酸価が４０を越えると潤滑剤が硬
くなりすぎるため十分な潤滑性が得られない。さらに、
これら潤滑剤（Ａ）におけるポリオレフィンワックスデ
ィスパージョンおよび変性ポリオレフィンワックスディ
スパージョンのＪＩＳ Ｋ ６７６０で規定される密度は
９５０〜１０００ｋｇ／ｍ3であって、ＪＩＳ Ｋ ２２
０７で規定される硬度（針入度）は０．２ｍｍ以下であ
って、Ｘ線回折法により求められる結晶化度としては８
０％以上であって、融点は１１０〜１５０℃のものが好
ましい。
【００２７】これらの潤滑剤（Ａ）、（Ｂ）の総含有量
は、水性有機無機複合塗料中に固形分換算で１〜３０質
量％配合させることが好ましい。１質量％未満では十分
な耐連続摺動摩耗性が得られず、３０質量％を越えると
塗料密着性が劣化するため好ましくない。潤滑剤
（Ａ）、（Ｂ）の総含有量に対する潤滑剤Ａの含有率と
しては、１０〜９０％の範囲内とするのが好ましい。１
０％より少ない場合は、摺動摩耗性を高めることができ
ない。また、９０％より多い場合には、潤滑剤Ｂのみの
ものと比較して耐プレスかじり性が劣化するため好まし
くない。
【００２８】これらの水性有機無機複合皮膜の付着量範
囲は乾燥質量として０．３〜５ｇ／ｍ2とする。さらに
好ましくは１．０〜３．０ｇ／ｍ2である。付着量が
０．３ｇ／ｍ2未満では目的とする耐プレスかじり性が
劣り、また５．０ｇ／ｍ2を越えると溶接性が困難とな
るため好ましくない。これらの水性有機無機複合皮膜を
形成させるための塗布方法としては、スプレー、カーテ
ン、フローコーター、ロールコーター、バーコーター、
刷毛塗り、浸漬およびエアナイフ絞り等のいずれの方法
を用いても良い。
【００２９】また、焼き付け温度は８０〜２５０℃とす
るのが望ましい。さらに望ましくは用いる潤滑剤の融点
より高い温度とするのが好ましい。８０℃未満では、塗
料中の水が完全に揮発しづらいため耐食性が低下し、２
５０℃を越えると皮膜の硬化が進みすぎて加工性が低下
するため好ましくない。また、乾燥設備については特に
規制するものではないが、熱風吹き付けによる方法や、
ヒーターによる間接加熱方法、赤外線による方法、誘導
加熱による方法、並びにこれらを併用する方法が採用で
きる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって
限定されるものではない。 （１）薬剤の種類 実施例に用いた薬剤の一覧を表１に示す。ここでＤ７を
除く潤滑剤（Ａ）としては、ＪＩＳ Ｋ ６７６０で規定
される密度は９５０〜１０００ｋｇ／ｍ3であって、Ｊ
ＩＳ Ｋ ２２０７で規定される硬度（針入度）は０．２
ｍｍ以下であって、Ｘ線回折法により求められる結晶化
度としては８０％以上であって、融点は１１０〜１５０
℃のものを用いた。
【００３１】
【表１】
【００３２】（２）金属板の種類 金属板は表２に示すものを用いた。
【００３３】
【表２】
【００３４】（３）クロメート処理 表２に示すＥＧおよびＺＮは、クロム酸５０ｇ／ｌ、硫
酸０．３ｇ／ｌの浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2で所定
の電気量を通電して電解型クロメート処理を施し、水洗
した後熱風乾燥炉を用いて到達板温８０℃で乾燥した。
また、表２に示すＧＩについては還元率４０％の還元ク
ロム酸とシリカをＳｉＯ2／ＣｒＯ3の比で３となるよう
に配合したクロメート処理液を塗布した後、水洗せずに
乾燥した。尚、クロメート皮膜の付着量は蛍光Ｘ線分析
により、Ｃｒ換算で定量した。 （４）水性有機無機複合塗料の調整 表１に示す水性樹脂およびケイ酸塩化合物の一方または
両方、コロイダルシリカおよび潤滑剤を表４〜６に示す
比率で配合し、水性有機無機複合塗料を調整した。 （５）水性有機無機複合塗料の塗布・乾燥方法 （３）に示すクロメート処理を施しためっき金属板に、
（４）で調整した水性有機無機複合塗料を乾燥質量とし
て表４〜６に示す値となるように塗布し、雰囲気温度５
００℃の熱風循環型乾燥炉で、到達板温１４０℃で焼き
付け乾燥して評価用サンプルを作製した。また、有機複
合皮膜の付着量は塗布時の液膜量を質量法により測定し
て算出した。 （６）性能評価項目 ａ：平板耐食性 （５）で作製した評価用サンプルについて、JIS Z 2371
に記載されている塩水噴霧試験方法に準じて、雰囲気温
度35℃で、5％のNaCl水溶液を塗装鋼板試料に吹き付
け、７２時間後の白錆発生率を測定した。以下の評価
で、◎および○を良好と判定した。
【００３５】 ◎ ： 白錆発生なし ○ ： 白錆発生率 １０％未満 △ ： 白錆発生率 １０％以上、５０％未満 × ： 白錆発生率 ５０％以上 ｂ：加工部耐食性 （５）で作製した評価用サンプル試験片に６ｍｍのエリ
クセン加工を施し、JIS Z 2371に記載されている塩水噴
霧試験方法に準じて、雰囲気温度35℃で、5％のNaCl水
溶液を塗装鋼板試料に吹き付け、４８時間後の加工部に
おける白錆発生率を測定した。以下の評価で、◎および
○を良好と判定した。
【００３６】 ◎ ： 白錆発生なし ○ ： 白錆発生率 ５％未満 △ ： 白錆発生率 ５％以上、２０％未満 × ： 白錆発生率 ２０％以上 ｃ：塗料密着性 （５）で作製した評価用サンプルに、さらに、バーコー
タを用いて、メラミンアルキッド樹脂塗料（関西ぺイン
ト（株）製、アミラック＃1000）を、乾燥膜厚が２５μ
mとなるように塗布し、炉温130℃で20分間焼き付けた。
次に、１晩放置した後、沸騰水に３０分浸漬したものと
そうでないものについて、７ｍｍエリクセン加工を施
し、粘着テープ（ニチバン（株）：商品名セロテープ）
を試験片のエリクセン加工部に張り付けた。粘着テープ
を速やかに斜め４５゜の方向に引っ張り、エリクセン加
工部の外観を目視で評価した。以下の評価で、◎および
○を良好と判定した。
【００３７】 ◎ ： 剥離なし ○ ： 剥離面積率 ５％未満 △ ： 剥離面積率 ５％以上、５０％未満 × ： 剥離面積率 ５０％以上 ｄ：連続溶接性 （５）で作製したサンプルを表３に示す条件で連続スポ
ット溶接試験を行い、安定してナゲット径が３ｍｍφ以
上形成できる打点数を求めた。
【００３８】
【表３】
【００３９】以下の評価で◎および○を良好と判定し
た。 ◎ ： 打点数５０００以上 ○ ： 打点数２５００以上 ５０００未満 △ ： 打点数１０００以上 ２５００未満 × ： 打点数１０００未満 ｅ：耐プレスかじり性 （５）で作製したサンプルについて角筒クランクプレス
試験を行った。角筒クランクプレス試験の条件は、しわ
押さえ圧６トンでサンプル（０．８×２２０×１８０ｍ
ｍ）を６５×１１５ｍｍ、高さ５０ｍｍに成形して、成
形後の摺動面を目視にて評価した。以下の評価で◎およ
び○を良好と判定した。
【００４０】 ◎ ： 黒化なし ○ ： 摺動部の５０％未満の面積が黒化、摺動疵あり △ ： 摺動部の５０％以上の面積が黒化、摺動疵あり × ： 下地金属が露出、かじりあり ｆ：耐アブレージョン性試験 （５）で作製したサンプルに、ビニールを介して１０ｇ
／ｃｍ2の荷重で３６０回／分の楕円振動を加えて摺動
部にアブレージョンを発生させた。１０分間試験を行っ
た後のサンプル表面を目視にて評価した。以下の評価で
◎および○を良好と判定した。
【００４１】 ◎ ： 黒化なし ○ ： 摺動部の５０％未満の面積が黒化 △ ： 摺動部の５０％以上の面積が黒化 × ： 下地金属が露出 ｇ：耐連続摺動摩耗性 回転式の摺動摩耗試験機で、５００ｇの荷重の端子に１
０ｍｍに打ち抜いたプラスチック（ビデオケース）を貼
り、円盤に加工したサンプルの表面に乗せる。毎分６０
回転させて５０回毎にサンプル表面を観察し、めっきに
傷が入った回数で評価した。
【００４２】ｈ：動摩擦係数 新東科学製１４Ｓ型ＨＥＩＤＯＮ動摩擦係数測定装置
で、１０ｍｍφステンレス球摺動、荷重１００ｇ、摺動
速度１５０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて（５）で作製したサ
ンプルの動摩擦係数を測定した。 ｉ：熱分解安定性 （５）作製したサンプルを雰囲気温度９００℃、空気比
１．０〜１．５の直火型乾燥炉で到達板温１４０℃で加
熱処理して、動摩擦係数が高くなり、耐プレスかじり
性、耐連続摺動摩耗性が劣化する場合を不良：×とし、
同等の場合を良好：○と判定した。
【００４３】 ○ ： 加熱処理後、動摩擦係数、耐プレスかじり性、
耐連続摺動摩耗性が同等 × ： 加熱処理後、動摩擦係数が高く、耐プレスかじ
り性、耐連続摺動摩耗性が劣化 以上の評価結果を表７〜９に示す。これらの結果より明
らかなように、本発明の技術により耐食性、密着性、溶
接性等の各種性能に優れ、さらに耐プレスかじり性と耐
連続摺動摩耗性に優れた表面処理金属板を得ることがで
きる。
【００４４】
【表４】
【００４５】
【表５】
【００４６】
【表６】
【００４７】
【表７】
【００４８】
【表８】
【００４９】
【表９】
【００５０】
【発明の効果】本発明の表面処理金属板は、耐食性、密
着性、溶接性等の各種性能に優れ、さらに耐プレスかじ
り性と耐連続摺動摩耗性に優れたものであるため、家
電、建材および自動車分野向け材料として好適である。
また、本発明に係る水性有機無機複合塗料と製造方法に
より、良好な耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性を有
する表面処理金属板を市場に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面処理金属板を説明する図である。
【符号の説明】
１…潤滑剤（Ａ） ２…潤滑剤（Ｂ） ３…水性有機無機複合皮膜 ４…めっき金属板
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｚ 123/02 123/02 201/00 201/00 Ｃ２３Ｃ 22/53 Ｃ２３Ｃ 22/53 26/00 26/00 Ａ (72)発明者 宮内 優二郎 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 高橋 彰 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 Ｆターム(参考） 4D075 BB24Z CA02 CA09 CA13 CA33 CA48 DA23 DB05 DB06 DB07 DC01 DC11 DC18 EA06 EA10 EB02 EB13 EB14 EB22 EB33 EB38 EB52 EB55 EB56 EB57 EC03 EC22 EC24 EC53 EC54 EC60 4F100 AA03B AA20B AB01A AJ11B AK01B AK03 AK24 AK51 AK53 AL06B BA02 EJ69 GB07 GB32 JA07B JB05B JK14 JK16B JK20 JL04 YY00B 4J038 CB002 CC061 CG021 CG141 CJ011 CJ131 CJ261 CJ271 CJ281 DA132 DB211 DB281 GA16 HA436 HA446 KA06 MA08 MA10 MA14 NA03 NA12 NA23 PB05 PB07 PB09 PC02 4K026 AA02 AA07 AA12 AA13 AA22 BA01 BA02 BA06 BA12 BB04 BB06 BB08 BB09 BB10 CA16 CA21 CA27 CA39 CA41 DA02 DA11 DA15 DA16 EB08 EB11 4K044 AA02 AB02 BA10 BA14 BA15 BA21 BB04 BC01 BC02 BC04 BC05 BC08 CA11 CA16 CA17 CA18 CA53

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水性樹脂およびケイ酸塩化合物の一方ま
    たは両方、更に、分子量６０００〜１５０００のポリオ
    レフィンワックスディスパージョンで構成された潤滑剤
    （Ａ）、分子量１０００〜５０００のポリオレフィンワ
    ックスディスパージョンで構成された潤滑剤（Ｂ）と固
    形分換算で５〜３５質量％のコロイダルシリカを含有す
    る水性有機無機複合皮膜を有し、該水性有機無機複合皮
    膜を０．３〜５．０ｇ／ｍ2有することを特徴とする耐
    プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れた表面処理金
    属板。
  2. 【請求項２】 前記潤滑剤（Ａ）が極性基を含まない分
    子量６０００〜１５０００、粒径０．１〜５．０μmの
    ポリオレフィンワックスディスパージョンと分子量６０
    ００〜１５０００、酸価４０以下、粒径０．１〜５．０
    μmの変性ポリオレフィンワックスディスパージョンか
    ら選ばれる少なくとも１種類以上の潤滑剤で、潤滑剤
    （Ｂ）が極性基を含まない分子量１０００〜５０００、
    粒径０．１〜５．０μmのポリオレフィンワックスディ
    スパージョンであることを特徴とする請求項１に記載の
    耐プレスかじり性と耐連続摺動摩耗性に優れた表面処理
    金属板。
  3. 【請求項３】 水性樹脂およびケイ酸塩化合物の一方ま
    たは両方、更に、分子量が６０００〜１５０００のポリ
    オレフィンワックスディスパージョンで構成される潤滑
    剤（Ａ）、分子量が１０００〜５０００のポリオレフィ
    ンワックスディスパージョンで構成される潤滑剤（Ｂ）
    と固形分換算で５〜３５質量％のコロイダルシリカ及び
    水を含有する水性有機無機複合塗料。
  4. 【請求項４】 前記潤滑剤（Ａ）が極性基を含まない分
    子量６０００〜１５０００、粒径０．１〜５．０μmの
    ポリオレフィンワックスディスパージョンと分子量６０
    ００〜１５０００、酸価４０以下、粒径０．１〜５．０
    μmの変性ポリオレフィンワックスディスパージョンか
    ら選ばれる少なくとも１種類以上の潤滑剤で、潤滑剤
    （Ｂ）が極性基を含まない分子量１０００〜５０００、
    粒径０．１〜５．０μmのポリオレフィンワックスディ
    スパージョンであることを特徴とする請求項３に記載の
    水性有機無機複合塗料。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の水性有機無機複合塗料
    をめっき金属板に乾燥質量換算で０．３〜５．０ｇ／ｍ
    2塗布した後、焼き付けて水性有機無機複合皮膜を形成
    することを特徴とする耐プレスかじり性と耐連続摺動摩
    耗性に優れた表面処理金属板の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の水性有機無機複合塗料
    をめっき金属板に乾燥質量換算で０．３〜５．０ｇ／ｍ
    2塗布した後、焼き付けて水性有機無機複合皮膜を形成
    することを特徴とする耐プレスかじり性と耐連続摺動摩
    耗性に優れた表面処理金属板の製造方法。
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