JP2002302776A - 加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑性と加工後の耐食性に優れたプレス油を
省略した非脱膜型の潤滑めっき鋼板を提供することを目
的とする。 【解決手段】 鋼板の表面に下層として、Ｚｎ−Ｍｇ−
Ａｌ系合金めっき層、又はＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金めっき層を形成させ、その上にクロメート被膜もしく
はりん酸塩被膜の化成被膜を形成させ、更にその上にビ
スフェノール型骨格、エステル骨格及びカルボキシル基
を有するエーテル・エステル型ウレタン樹脂とエポキシ
樹脂、ポリオレフィンワックス及びシリカを含有する水
性潤滑塗料を塗布して得られる被膜を設けたことを特徴
とする加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス加工後に潤滑
被膜を除去することなく使用する家電、建材、自動車等
の部品に利用される表面処理鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家電、建材、自動車等に使用され
る部品はプレス油を塗布し、プレス成形後に油を除去し
て製造されていた。しかし、脱脂溶剤の使用規制やコス
ト低減要求に伴い、プレス油を省略できる潤滑性能及び
プレス後の被膜が優れた表面特性（外観、耐食性、塗料
密着性等）を有する表面処理鋼板のニーズが強くなって
いる。特に強加工を行う部材では、有機被膜やめっき被
膜が損傷し易く、この被膜損傷を原因とする加工後の耐
食性劣化が起こり易いため、良好な潤滑性能と加工後の
耐食性とを併せ持つ表面処理鋼板のニーズが強い。

【０００３】こうした問題を解決する技術として、特開
平０３−０１６７２６号公報に開示された技術がある。
これは、亜鉛系或いはアルミニウム系の合金めっき鋼板
の表面にＣｒ付着量２００ｍｇ／ｍ²以下のクロメート
被膜、その上に０．３〜３．０ｇ／ｍ²の樹脂被膜を有
するもので樹脂被膜は水酸基及び／又はカルボキシル基
を有する樹脂１００重量部、シリカ１０〜８０重量部、
平均粒径１〜７μｍのポリオレフィンワックス２０重量
部以下であることが開示されており、この潤滑鋼板は幅
広い種類の樹脂が適用できると記載されている。しかし
ながら、実際の高速連続クランクプレス加工性や、加工
後の被膜劣化が少ないという観点からは満足できるレベ
ルのものではなく、樹脂、シリカ及び潤滑剤で構成され
る被膜を最適化することによってはじめて安定操業可能
な潤滑鋼板が得られる。特に非脱膜型の潤滑鋼板では加
工後の外観と性能が重要であり、潤滑被膜の膜厚の均一
性や延び、圧縮、摺動摩耗性を考慮しなければならな
い。

【０００４】このため、特開平０６−１７３０３７号公
報には、めっき鋼板表面に化成処理を行い、エーテル、
エステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂、ポリオレフィ
ンワックス、シリカを最適化した塗料を被覆することに
より、優れた潤滑性を有するプレス油を省略した非脱膜
型潤滑めっき鋼板が得られることが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな潤滑めっき鋼板では、厳しいプレス加工後の加工部
の耐食性が十分に確保されていないという問題点を依然
として有している。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっ
き鋼板を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは既に、特開
２０００−１０４１５４号公報に開示されているよう
に、耐食性が通常の溶融亜鉛めっき鋼板よりも大幅に優
れたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき鋼板を提案しているが、更
に鋼板の表面にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき又はＺｎ−
Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきを施し、その上に下地処理
としてクロメート被膜若しくはりん酸塩被膜を施し、さ
らにその上にエーテル・エステル型ウレタン樹脂とエポ
キシ樹脂、ポリオレフィンワックス、シリカを最適化し
た塗料を被覆することにより優れた潤滑性と加工部の耐
食性を有する非脱膜型潤滑めっき鋼板を製造し得ること
を見出して本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明の要旨とするところは以下の
とおりである。

【０００９】（１） 鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：
１〜１０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％を含有し、且
つ、Ｍｇ質量％＋Ａｌ質量％≦２０質量％を満たし、残
部がＺｎ及び不可避的不純物よりなるＺｎ合金めっき層
を有し、その上にＣｒ付着量５〜１００ｍｇ／ｍ²のク
ロメート被膜もしくは付着量０．２〜２．０ｇ／ｍ²の
りん酸塩被膜の化成被膜を有し、更にその上にビスフェ
ノール型骨格、エステル骨格及びカルボキシル基を有す
るエーテル・エステル型ウレタン樹脂（ａ）とエポキシ
樹脂（ｂ）の合計（ａ＋ｂ）が全固形分に対して５０〜
８５質量％、ポリオレフィンワックス（ｃ）を３〜３０
質量％、粒径３〜３０ｎｍのシリカ（ｄ）を１０〜４０
質量％含有する水性潤滑塗料を塗布して得られる膜厚
０．２〜５μｍの被膜を設けたことを特徴とする加工部
の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１０】（２） 鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：
１〜１０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％、Ｓｉ：０．０
１〜２質量％を含有し、且つ、Ｍｇ質量％＋Ａｌ質量％
≦２０質量％を満たし、残部がＺｎ及び不可避的不純物
よりなるＺｎ合金めっき層を有し、その上にＣｒ付着量
５〜１００ｍｇ／ｍ²のクロメート被膜もしくは付着量
０．２〜２．０ｇ／ｍ²のりん酸塩被膜の化成被膜を有
し、更にその上にビスフェノール型骨格、エステル骨格
及びカルボキシル基を有するエーテル・エステル型ウレ
タン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂（ｂ）の合計（ａ＋ｂ）
が全固形分に対して５０〜８５質量％、ポリオレフィン
ワックス（ｃ）を３〜３０質量％、粒径３〜３０ｎｍの
シリカ（ｄ）を１０〜４０質量％含有する水性潤滑塗料
を塗布して得られる膜厚０．２〜５μｍの被膜を設けた
ことを特徴とする加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑
めっき鋼板。

【００１１】（３） エーテル・エステル型ウレタン樹
脂（ａ）のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格
の重量比率が１０：９０〜７０：３０であり、且つ前記
ウレタン樹脂の酸価が１０〜５０であることを特徴とす
る上記（１）又は（２）に記載の加工部の耐食性に優れ
た非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１２】（４） エポキシ樹脂（ｂ）がグリコール
骨格又はビスフェノール型骨格を有し、エーテル・エス
テル型ウレタン樹脂（ａ）のカルボキシル基の２０〜１
００質量％と反応する比率で配合されていることを特徴
とする上記（１）又は（２）に記載の加工部の耐食性に
優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１３】（５） ポリオレフィンワックス（ｃ）の
融点が７０〜１６０℃、粒径が０．１〜７μｍであるこ
とを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の加工部耐
食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１４】（６） ポリオレフィンワックス（ｃ）の
ケン化価が３０以下又は０であり、且つ分岐を有する構
造であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載
の加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１５】（７） Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ
／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ
相〕と〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕が混在した金属
組織を有することを特徴とする上記（２）に記載の加工
部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１６】（８） Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ
／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ
相〕と〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属
組織を有することを特徴とする上記（２）に記載の加工
部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。

【００１７】（９） Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ
／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ
相〕と〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕が
混在した金属組織を有することを特徴とする上記（２）
に記載の加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼
板。

【００１８】（１０） Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚ
ｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ
相〕と〔Ｚｎ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を
有することを特徴とする上記（２）に記載の加工部の耐
食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板、である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明の潤滑めっき鋼板は鋼板上にＺｎ−
Ｍｇ−Ａｌ合金めっき、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金め
っきを施し、その上に下地処理としてクロメート被膜も
しくはりん酸塩被膜を施し、更にその上にエーテル・エ
ステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂、ポリオレフィン
ワックス、シリカを最適化した塗料を付与したものであ
る。

【００２１】本発明の下地鋼板としては、Ａｌキルド鋼
板、Ｔｉ、Ｎｂなどを添加した極低炭素鋼板、及びこれ
らにＰ、Ｓｉ、Ｍｎなどの強化元素を添加した高強度鋼
等種々のものが適用できる。

【００２２】Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき層は、Ｍｇ：１〜
１０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％で、且つＭｇとＡｌ
がＭｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０（％）を満たし、残部
がＺｎ及び不可避的不純物よりなるＺｎ合金めっき層で
ある。

【００２３】Ｍｇの含有量を１〜１０質量％に規定した
理由は、１質量％未満では加工性、加工後耐食性を向上
させる効果が不十分であるためであり、１０質量％を超
えるとめっき層が脆くなって密着性が低下するためであ
る。

【００２４】Ａｌの含有量を２〜１９質量％に規定した
理由は、２質量％未満では加工後耐食性を向上させる効
果が不十分であるためであり、１９質量％を超えると加
工後耐食性を向上させる効果が飽和するためである。

【００２５】ＭｇとＡｌの含有量を式、Ｍｇ（％）＋Ａ
ｌ（％）≦２０（％）に規定した理由は、めっき中のＺ
ｎ含有量が小さいと犠牲防食効果が小さくなり耐食性が
低下するためである。

【００２６】本発明において、更に耐食性の良好なめっ
き鋼板を得るためには、さらにＳｉを添加すると共にＭ
ｇ、Ａｌの添加量を多くして、めっき層の凝固組織中に
〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕が混在した金属組織を有することが望
ましい。

【００２７】Ｓｉ添加の目的の１つは、めっき密着性の
向上及び加工後の耐食性の向上である。Ｓｉの含有量を
０．０１〜２質量％に規定した理由は、０．０１質量％
未満では密着性を向上させる効果が不十分であるためで
あり、２質量％を超えると密着性を向上させる効果が飽
和するためである。望ましくはＡｌ含有量の３％以上添
加する。

【００２８】また、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉの添加量を多く
し、めっき層凝固組織中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕が混在した
金属組織を作製することにより、更に加工後耐食性を向
上させることが可能となる。そのためにはＭｇの含有量
を２質量％以上、Ａｌの含有量を４質量％以上とするこ
とが好ましい。

【００２９】本めっき組成はＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉの
四元系合金であるがＡｌ、Ｍｇの量が比較的少量である
場合、凝固初期はＺｎ−Ｓｉの二元系合金に類似した挙
動を示しＳｉ系の初晶が晶出する。その後、今度は残っ
たＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に類似した凝固挙動を
示す。即ち、初晶として〔Ｓｉ相〕が晶出した後、〔Ａ
ｌ／Ｚｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｚ
ｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕の１つ以上を含
む金属組織ができる。また、Ａｌ、Ｍｇの量がある程度
増加すると、凝固初期はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系合金
に類似した挙動を示し、Ｍｇ₂Ｓｉ系の初晶が晶出し、
その後、今度は残ったＺｎ−Ｍｇ−Ａｌの三元系合金に
類似した凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Ｍｇ₂Ｓ
ｉ相〕が晶出した後、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元
共晶組織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ
₂Ｍｇ相〕の１つ以上を含む金属組織ができる。

【００３０】ここで、〔Ｓｉ相〕とは、めっき層の凝固
組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例
えばＺｎ−Ｓｉの二元系平衡状態図における初晶Ｓｉに
相当する相である。実際には少量のＡｌが固溶している
こともあり、状態図で見る限りＺｎ、Ｍｇは固溶してい
ないか、固溶していても極微量であると考えられる。こ
の〔Ｓｉ相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に
区別できる。

【００３１】また、〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕とは、めっき層の
凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、例えばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉの三元系平衡状態図におけ
る初晶Ｍｇ₂Ｓｉに相当する相である。状態図で見る限
りＺｎ、Ａｌは固溶していないか、固溶していても極微
量であると考えられる。この〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕はめっき
中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。

【００３２】また、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共
晶組織〕とは、Ａｌ相とＺｎ相と金属間化合物Ｚｎ₂Ｍ
ｇ相との三元共晶組織であり、この三元共晶組織を形成
しているＡｌ相は例えば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）に相当するもの
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。また、この三
元共晶組織中のＺｎ相は少量のＡｌを固溶し、場合によ
っては更に少量のＭｇを固溶したＺｎ固溶体である。こ
の三元共晶組織中のＺｎ₂Ｍｇ相は、Ｚｎ−Ｍｇの二元
系平衡状態図のＺｎ：約８４質量％付近に存在する金属
間化合物相である。状態図で見る限りそれぞれの相には
Ｓｉが固溶していないか、固溶していても極微量である
と考えられるが、その量は通常の分析では明確に区別で
きないため、この３つの相からなる三元共晶組織を本明
細書では〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕と
称す。

【００３３】また、〔Ａｌ相〕とは、前記の三元共晶組
織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、これは例えば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）に相当するものであ
る。この高温でのＡｌ″相はめっき浴のＡｌやＭｇ濃度
に応じて固溶するＺｎ量やＭｇ量が相違する。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Ｚ
ｎ相に分離するが、常温で見られる縞状の形状は高温で
のＡｌ″相の形骸を留めたものであると見てよい。状態
図で見る限りこの相にはＳｉが固溶していないか、固溶
していても極微量であると考えられるが、通常の分析で
は明確に区別できないため、この高温でのＡｌ″相（Ａ
ｌ初晶と呼ばれる）に由来し、且つ形状的にはＡｌ″相
の形骸を留めている相を本明細書では〔Ａｌ相〕と称
す。この〔Ａｌ相〕は前記の三元共晶組織を形成してい
るＡｌ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。

【００３４】また、〔Ｚｎ相〕とは、前記の三元共晶組
織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、実際には少量のＡｌ、更には少量のＭｇを固溶して
いることもある。状態図で見る限り、この相にはＳｉが
固溶していないか、固溶していても極微量であると考え
られる。この〔Ｚｎ相〕は前記の三元共晶組織を形成し
ているＺｎ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別でき
る。

【００３５】また、〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕とは、前記の三元
共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相
であり、実際には少量のＡｌを固溶していることもあ
る。状態図で見る限り、この相にはＳｉが固溶していな
いか、固溶していても極微量であると考えられる。この
〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕は前記の三元共晶組織を形成している
Ｚｎ₂Ｍｇ相とは顕微鏡観察において明瞭に区別でき
る。

【００３６】本発明において〔Ｓｉ相〕の晶出は耐食性
向上に特に影響を与えないが、〔初晶Ｍｇ₂Ｓｉ相〕の
晶出は耐食性向上に大きく寄与する。これはＭｇ₂Ｓｉ
が非常に活性であることに由来し、腐食環境で水と反応
して分解し、〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ₂Ｍｇの三元共晶組
織〕の素地中に〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕、〔Ｚｎ₂Ｍｇ
相〕の１つ以上を含む金属組織を犠牲防食すると共に、
できたＭｇ水酸化物が保護性の皮膜を形成し、それ以上
の腐食の進行を抑制するためであると考えられ、特に加
工部においてこの効果が顕著である。

【００３７】めっき層中には、これ以外にＦｅ、Ｓｂ、
Ｐｂを単独或いは複合で０．５質量％以下含有してもよ
い。また、これらを主成分とするめっきにＣａ、Ｂｅ、
Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｎ、
ＲＥＭを合計で１％以下含有しても本発明の効果を損な
わず、その量によっては更に耐食性が改善される等好ま
しい場合もある。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっきの付着
量については特に定めないが、耐食性の観点から１０ｇ
／ｍ²以上、加工性の観点から３５０ｇ／ｍ²以下である
ことが望ましい。

【００３８】本発明において、めっき鋼板の製造方法に
ついては特に限定するところはなく、通常の無酸化炉方
式の溶融めっき法が適用できる。下層としてＮｉプレめ
っきを施す場合も通常行われているプレめっき方法を適
用するばよく、Ｎｉプレめっきを施した後、無酸化或い
は還元雰囲気中で急速低温加熱を行い、その後に溶融め
っきを行う方法等が好ましい。

【００３９】化成被膜としてはクロメート被膜もしくは
りん酸塩被膜を用いる。化成被膜はめっき面と潤滑被膜
との間に位置し加工時の密着性、耐食性向上に寄与す
る。クロメートは３価クロム水和酸化物を主成分とする
後水洗型の電解還元クロメート、３価クロムと６価クロ
ムの水和酸化物を主成分とする後水洗型のエッチングク
ロメート液を塗布し乾燥する無水洗型の塗布クロメート
被膜を採用できる。

【００４０】付着量はＣｒ換算で５〜１００ｍｇ／ｍ²
である。５ｍｇ／ｍ²未満では十分な耐食性が得られ
ず、１００ｍｇ／ｍ²超ではクロメート自身の凝集破壊
が生じ易く、密着性が得られない。クロメート被膜は３
価クロム／６価クロム比率の高い、水系潤滑塗料に溶解
し難いものが望ましい。

【００４１】りん酸塩被膜は亜鉛、ニッケル、マンガ
ン、カルシウム等のりん酸塩で構成されるものである。
付着量は０．２〜２．０ｇ／ｍ²の範囲が耐食性及びめ
っき密着性の理由で望ましい。０．２ｇ／ｍ²未満では
十分な耐食性が得られない。２．０ｍ／ｍ²超ではりん
酸塩被膜の凝集破壊により、厳しい加工で密着性が得ら
れない。

【００４２】次に、本発明の潤滑被膜について以下に説
明する。

【００４３】本発明の第一の特徴は、ベース樹脂として
適切な種類の樹脂を一定質量比で配合させることにあ
る。樹脂としては、密着性、伸び、せん断強度、耐食
性、耐摩耗性、耐薬品性のバランスのとれた成分にする
必要がある。これらの性能を満足するためには、本発明
の樹脂の組み合せ使用が好ましい。本発明者らは、既に
ウレタン樹脂とエポキシ樹脂を配合し、且つ特定のポリ
オレフィンワックスを配合することにより高度の加工性
と耐食性を得ることができるという知見を得ていたが、
更に鋭意研究した結果、ウレタン樹脂の構造を特定する
ことにより、特に優れた性能を発揮することを見出し
た。

【００４４】高加工性と高耐食性を達成するためには、
塗膜が均一であり、且つ密着性が優れていることが前提
であり、更に強度と伸びのバランスがとれていることが
重要である。分子量の大きいウレタン樹脂とエポキシ樹
脂とを併用することで、低分子量同士の樹脂の架橋によ
ってできた膜よりも基本的な物性を制御し易く、且つ塗
膜量で０．３〜６ｇ／ｍ²の薄膜でも、均一物性が得ら
れ易いことを見出した。

【００４５】尚、低分子量のウレタン樹脂とは、各種イ
ソシアネート系の架橋剤を含む種類のものである。樹脂
として分子量３０００以上の耐摩耗性に優れたウレタン
樹脂と密着性又は膜強度の向上に優れたエポキシ樹脂を
配合した樹脂系の組み合せが特に高加工性と高耐食性等
の諸特性を発揮するのに適したベース樹脂である。

【００４６】本発明のウレタン樹脂は、分子量が３００
０以上でビスフェノール型骨格とエステル骨格を有し、
且つカルボキシル基を有する水分散性のエーテル・エス
テル型ウレタン樹脂（ａ）で、エポキシ樹脂（ｂ）はグ
リコール骨格又はビスフェノール骨格を有するタイプで
あって、（ａ）のカルボキシル基の２０〜１００％を反
応させる比率で配合されたものである。本発明の高分子
ウレタン樹脂を使用することで薄膜での均一な成膜性が
得られ本発明の目的は達成されるが、より好ましくは塗
膜の伸びが１００％以上で、且つ抗張力が１００ｋｇ／
ｃｍ²以上になる樹脂を適用すれば最高の加工性が得ら
れる。

【００４７】一般的にウレタン樹脂の物性の制御は、ハ
ードセグメントとソフトセグメントのバランス及び架橋
密度によって行われているため、構成される骨格及びイ
ソシアネートの種類によって、広範な特性が制御でき
る。本発明に使用されるウレタン樹脂の伸びと抗張力の
調整は、可とう性を示すエステル骨格と強靭性を示すエ
ーテル骨格及びウレタン結合部の含有量で制御され、後
者の含有量が増えれば、伸びは小さいが抗張力の高い強
靭な特性が得られる。特に優れた潤滑特性を発揮させる
ためには、本発明の樹脂物性と同程度の数値を有するポ
リエステル骨格単独のウレタン樹脂より、ポリエステル
骨格とエーテル成分がビスフェノール骨格を有するもの
が特に優れた性能を示す。同程度の樹脂物性でビスフェ
ノール骨格を有するものが潤滑特性に優れることは、樹
脂の伸び及び強度だけでなく素地との密着性が潤滑性の
大きな要因であることから容易に推察される。ポリエー
テル骨格とポリエステル骨格の重量比率は、１０：９０
〜７０：３０の範囲が好ましい。ポリエーテルの比率が
上記範囲より多い場合、強靭である伸びが小さいため高
度の成形加工性に劣る。

【００４８】エーテル及びエステルのポリオールをイソ
シアネートで分子量３０００以上に高分子化させたウレ
タン樹脂系は、加熱により自己成膜するが、塗膜性能と
して更に加工性、耐薬品性及び耐食性を向上させる方法
として、反応性の官能基（水酸基、エポキシ基など）を
有するエポキシ樹脂を配合して加熱架橋させて機能性を
向上させる方法がある。この方法が、ウレタン樹脂のエ
ポキシ変性を行った変性物単独の成膜方法より加工性、
耐食性、耐薬品性の大幅な向上が図れることを新たに見
出した。この架橋反応は組み合わされた樹脂系だけでも
進行するが、必要に応じて硬化剤と呼ばれるイソシアネ
ート化合物又はアミノ化合物などを配合してもよい。

【００４９】本発明に使用するウレタン樹脂骨格のポリ
エーテルポリオールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ビスフェノールＡなどの低分子グ
リコール類にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイ
ド等を付加したポリオール、ポリオキシテトラメチレン
グリコールなどが挙げられるが、特にビスフェノールＡ
骨格を有するポリエーテルポリオールが好適である。ポ
リエステルポリオールとしては、低分子グリコール類と
２塩基酸との脱水縮合反応によって得られるポリエステ
ル類及びε−カプロラクタムなどのラクタム類を低分子
グリコールの存在下で開環重合したラクタムポリオール
類が挙げられる。

【００５０】ウレタン樹脂のエステル骨格とエーテル骨
格を結合させるイソシアネート基としてはトリレジイソ
シアネート、ジフェニルメタジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートの
単量体、２量体、３量体、及び、それらとポリエーテル
ポリオールやポリエステルポリオールなどとの反応物、
及びそれらの水素添加誘導体である脂環族イソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネートなどの脂環族、及び脂肪族イソシアネート
の単量体、２量体、３量体とポリエーテルポリオールや
ポリエステルポリオールなどとの反応物、及びこれらの
混合物も使用できる。配合量は、使用するポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオール、及び後述するカ
ルボキシル基導入成分の分子量との比率になるが、ＮＣ
Ｏ換算でウレタン樹脂の５〜２０質量％が樹脂物性とし
て最適な加工特性を得られる。

【００５１】カルボキシル基は、自己乳化するための官
能基であると共に金属表面との密着性に大きく寄与す
る。カルボキシル基の導入成分としては、２個以上のヒ
ドロキシル基、又はアミノ基と１個以上のカルボキシル
基を含む化合物であり、２，２−ジメチロールプロピオ
ン酢酸、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−
ジメチロール酪酸、２，２−ジメチロールペンタン酸な
どのジヒドロキシカルボン酸やリジン、アルギニンなど
のジアミノカルボン酸類が挙げられる。これらから選ば
れるカルボキシル基化合物は、前記ポリエステルポリオ
ール及びポリエーテルポリオールとの組み合せでイソシ
アネート化合物で高分子化される。この方法により、本
発明で使用する分子量が３０００以上のカルボキシル基
を有するエーテル・エステル型ウレタン樹脂ができる。

【００５２】前記のウレタン樹脂を水に分散させる方法
としては、カルボキシル基をアンモニア、トリメチルア
ミン等のアルカリで中和して自己乳化させる方法、又は
乳化剤を用いてエマルジョン分散させる方法が挙げられ
る。作業環境対策としては、水系化以前のウレタン製造
工程中に含有する溶剤を回収して、最終的に無溶剤タイ
プの水分散体を得ることが最も好ましい。カルボキシル
基の量は、ウレタン固形分当りの酸価で１０〜５０であ
ることが適切である。１０未満の場合、密着性が不十分
で加工性及び耐食性が劣る。５０を超える場合、耐水
性、耐アルカリ性が劣るため耐食性が低下する。

【００５３】反応性の官能基（水酸基、エポキシ基な
ど）を有するエポキシ樹脂の配合量としては、好ましく
はウレタン樹脂のカルボキシル基の２０〜１００％が反
応する比率で配合するのが適切である。２０％未満では
配合効果が乏しく、１００％を超える量ではエポキシ樹
脂が可塑剤的役割となるため加工性が低下する。尚、エ
ポキシ樹脂は、耐薬品性、耐食性向上効果が大きい。エ
ポキシ樹脂にビスフェノールＡ型骨格を有する構造物を
用いると、密着性及び耐食性向上効果が特に大きい。環
境対策として無溶剤タイプ及び塗膜性能低下を防ぐため
無乳化剤タイプが必要であるときは、グリコール骨格で
親水性を付与することにより水溶性エポキシ樹脂を得る
ことができる。

【００５４】ウレタン樹脂の酸価に応じてエポキシ樹脂
の配合量を決定する必要があり、その計算方法は、次の
とおりである。ウレタン樹脂のカルボキシル基とエポキ
シ樹脂のエポキシ基が当量で反応するとして、所定の酸
価（ＡＶ）を有するウレタン樹脂に対し、１００％の反
応をするためのエポキシ樹脂の必要量を求めたのが下記
式（１）である。 エポキシ固形分質量（ｇ）＝ウレタン樹脂のＡＶ値×（１／５６）／１０００ ×エポキシ当量×ウレタン樹脂配合質量（ｇ） ・ ・ ・（１）

【００５５】本発明で配合されるエポキシ基はカルボキ
シル基と架橋するため、密着性に寄与するカルボキシル
基は反応相当分なくなるが、エポキシ基の開環によりＯ
Ｈ基が生ずるため密着性は確保される。また、エポキシ
樹脂の配合により、耐食性も大きく向上する。分子量が
３０００未満のウレタン樹脂と上記エポキシ樹脂の組み
合せでは、安定して高加工性が達成されない。また、分
子量３０００以上のウレタン樹脂単独の成膜では、高度
の加工性及び耐食性が得られない。

【００５６】本発明の水系潤滑塗料組成物のウレタン樹
脂（ａ）とエポキシ樹脂（ｂ）の合計重量は、全固形分
比で５０〜８５％が適切である。５０％未満の場合及び
８５％を超える場合は耐食性と加工性が不十分である。
しかし、これらの樹脂系被膜のみでは目的の加工性を達
成することができないため、潤滑添加物の併用が必要と
なる。潤滑添加物としては、公知のフッ素系、炭化水素
系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属
石鹸系及び無機系等の滑剤が挙げられる。加工性向上の
ための潤滑添加物の選択基準としては、添加した滑剤が
成膜した樹脂膜に分散して存在するよりも樹脂膜表面に
存在するような物質を選択するのが、成型加工物の表面
と金型の摩擦を低減させ潤滑効果を最大限発揮させる点
から必要である。即ち、滑剤が成膜した樹脂膜に分散し
て存在する場合、表面摩擦係数が高く樹脂膜が破壊され
易く粉状物質が剥離体積してパウダリング現象といわれ
る外観不良及び加工性の低下を生じる。樹脂膜表面に存
在するような物質としては、樹脂に相溶せず、且つ表面
エネルギーの小さいものが選ばれる。

【００５７】本発明者らが検討した結果、ポリオレフィ
ンワックスを使用すると、加工性が大きく向上し、加工
後の耐食性及び耐薬品性等の性能も良好になることが判
った。このワックスとしては、パラフィン、マイクロク
リスタリン又はポリエチレン等の炭化水素系のワックス
が挙げられる。加工時には、素材の変形熱と摩擦熱によ
って被膜温度が上昇するため、ワックスの融点は７０〜
１６０℃が適切であり、７０℃未満では加工時に軟化溶
融して固体潤滑添加物としての優れた特性が発揮されな
い。また、１６０℃を超える融点のものは、硬い粒子が
表面に存在することとなり摩擦特性を低下させるので高
度の成形加工成は得られない。好ましくは、ポリオレフ
ィンワックスのケン化価としては３０以下又は０であ
り、且つ分岐構造を有するものを使用することが好まし
い。ケン化価が３０を超えるものは、極性が大きく樹脂
に相溶し易いため、成膜時に樹脂表面に存在しにくくな
るため、高度な加工性能レベルが必要に場合には適切と
は言えない。特に好ましいのは、樹脂との相溶性のより
小さいエステル結合を持たないケン化価が０のワックス
である。これらのワックスの粒径は０．１〜７．０μｍ
が適切である。７．０μｍを超えるものは、固体化した
ワックスの分布が不均一となるため好ましくない。ま
た、０．１μｍ未満の場合は加工性が不十分である。潤
滑添加物の量は、潤滑性塗料の全固形分重量に対して固
形分比で３〜３０％を添加する。３％未満の場合、加工
性向上効果が小さく、３０％を超える量では加工性及び
耐食性が低下する。

【００５８】その他の添加物として、耐食性向上のため
ＳｉＯ₂を全固形分に対して１０〜４０％を添加する。
ＳｉＯ₂の添加により、耐食性の大幅な向上及び加工性
の向上効果がある。１０％未満の場合、耐食性及び加工
性の向上効果が小さく、４０％を超える量では樹脂のバ
インダー効果が小さくなり、耐食性が低下すると共に樹
脂の伸びと強度が低下するため加工性が低下する。Ｓｉ
Ｏ₂の粒径については３〜３０μｍが適切である。３０
μｍを超える場合及び３μｍ未満の場合、より高度の加
工性及び耐食性が得られない。シリカの種類としては、
液相コロイダルシリカ及び気相シリカがあるが、本発明
では特に限定するものではない。また、溶接性の向上の
ために導電性物又は意匠性向上のため着色顔料物を添加
することもある。また、沈降防止剤、レベリング剤、増
粘剤等の各種添加剤を添加しても本発明の効果は損なわ
れない。

【００５９】本発明は水系の塗料であるため、溶剤系に
比較して表面張力が高く表面濡れ性が劣り、被塗面に所
定量塗布を行う場合、均一な塗布性が得られないことが
ある。しかし、高度の加工性及び耐食性等の性能を確保
するためには、被塗表面に均一な塗布が行われることが
不可欠である。このため、濡れ剤又は増粘剤を配合添加
することが公知である。濡れ剤としては、表面張力を低
下させるフッ素系、シリコン系等の公知の表面張力を低
下させる界面活性剤が挙げられる。特にこれらの化合物
の中で付加エチレンオキサイドのモル数が０〜２０のア
セチレングリコール・アルコール型界面活性剤を水系潤
滑塗料組成物に対し０．０５〜０．５％含有させると好
ましい。尚、アセチレングリコール・アルコール型界面
活性剤は、濡れ速度が大きく且つ消泡効果を同時に有す
ることが特徴である。一方、フッ素系及びシリコン系の
界面活性剤は、表面張力低下能力は優れているが、濡れ
速度は小さく、消泡性に劣り且つ上塗り塗装密着性も劣
るため適切ではない。また、増粘剤は被塗面のはじき箇
所に対して濡れ剤だけでは十分な表面被覆性が確保でき
ない場合、又はロールコーターに代表される塗布方法で
塗膜厚が確保されない場合の対策として添加することが
ある。本発明の塗料は、通常、高速で被塗物に塗装され
るため、セルロース系に代表されるチクソタイプの増粘
剤では、高速ずり応力を受ける塗工条件では効果が小さ
い。このような塗工条件では、ニュートニアタイプの増
粘剤が適切であることは公知である。本発明に使用する
増粘剤としては、分子量が１０００〜２００００のエー
テル・ウレタン骨格を有する増粘剤が特に好ましい。

【００６０】この増粘剤は本発明で使用される塗料のベ
ース樹脂であるウレタン樹脂骨格と相溶性があるため会
合性のニュートニア増粘挙動を示し、少量の添加量で有
効な効果を示す。通常、塗料に添加剤を配合する場合、
本来の性能を低下させることが多いが、この増粘剤は加
水分解が起こりにくい骨格のため塗膜中に残存した場合
の影響が非常に小さいことが特徴である。添加量は、水
系潤滑性塗料組成物の樹脂固形分に対し０．０１〜０．
２％であり、通常、塗工条件により決定される。０．０
１％未満では増粘効果が小さく、０．２％を超える量で
は粘度が大きくなりすぎるため塗工性に支障が生じるこ
と及び高度の加工性と優れた耐食性が低下するため好ま
しくない。

【００６１】以上述べた化合物で構成される本発明にお
ける塗料は用途、塗装条件によって異なるが、一般的に
は不揮発分濃度１５〜３０％、粘度１０〜５０ｃｐｓ、
表面張力を８０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下に調整することが望
ましい。その理由は狙い膜厚を制御し易く、外観むらや
塗料はじきのない均一な膜厚を得るためである。塗布の
方法はロールコート法、浸漬法、エアーナイフしぼり、
グルーブロール法、カーテン塗布法等の既存の方法を採
用できるが、膜厚制御及び膜厚精度、むらのない外観が
得られ易いリバースロールコート塗布が最も望ましい。
塗布量は乾燥膜厚として０．２〜５μｍ塗布後、直ちに
熱風、遠赤外線炉、電気炉、燃焼炉、誘導加熱炉等で板
温８０〜２００℃、好ましくは１２０〜１６０℃に焼付
けた後、水冷等の方法により強制冷却し乾燥して成膜さ
せる。

【００６２】膜厚０．２〜５μｍの範囲を限定した理由
は、０．２μｍ未満では本発明が目的とする潤滑性、加
工性、耐食性が不十分である。５μｍ超では溶接ができ
ず、ブロッキング等の問題が生じ易くなる。焼付板温の
限定理由は、８０℃未満では樹脂のリフローと架橋反応
が不十分のため粗面の欠陥の多い被膜となり、２００℃
超では樹脂、潤滑剤のポリオレフィンが熱分解、加熱酸
化を受け性能が劣化する。最も望ましい樹脂の融解と架
橋による均一で平滑な無欠陥被膜及び潤滑剤の適度な表
面濃化と被膜中分散は１２０〜１６０℃の範囲で得られ
る。

【００６３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００６４】（実施例１）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４００〜６００℃で、それぞ
れＭｇ量、Ａｌ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき
浴、Ｍｇ量、Ａｌ量、Ｓｉ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−
Ａｌ−Ｓｉめっき浴を使用して３秒溶融めっきを行い、
Ｎ₂ワイピングでめっき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整し
た。得られためっき鋼板のめっき層中の組成を表１に示
す。次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ付着量５
０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理又は付着量１．５ｇ
／ｍ²のりん酸亜鉛処理を行い、分子量５０００のエー
テルエステルウレタン樹脂（ビスフェノールＡエーテ
ル：酸価１８、エーテル／エステル比＝３０／７０、イ
ソシアネート含有率８）とプロピレングリコールエポキ
シ樹脂（エポキシ当量２２０）に平均粒径８ｎｍのシリ
カゾルを２１％、粒径０．６μｍのポリエチレンワック
ス（比重０．９３、軟化点１２０℃）１３％を配合した
潤滑塗料を塗布し、板温１３０℃にて焼付けて膜厚３μ
ｍの潤滑鋼板を作製した。

【００６５】加工後耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、ＣＣＴ６０サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ２ｈｒ
→乾燥４ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サイクルとした。評点は
３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【００６６】評価結果を表１に示す。番号４５、５１は
Ｍｇ、Ａｌ含有量が本発明の範囲外であるため耐食性が
不合格となった。番号４６、５２はＭｇ含有量が本発明
の範囲外であるため耐食性が不合格となった。番号４
７、５０、５３、５６はＡｌ含有量が本発明の範囲外で
あるため耐食性が不合格となった。番号４８、５４はＭ
ｇ＋Ａｌ含有量が本発明の範囲外であるため耐食性が不
合格となった。番号４９、５５はＭｇ含有量が本発明の
範囲外であるため、めっき密着性が劣化し耐食性が不合
格となった。これら以外はいずれも加工後耐食性が良好
な結果となった。

【００６７】

【表１】

【００６８】（実施例２）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめ
っき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき
鋼板のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝５％であ
った。

【００６９】また、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝１０％、Ｓｉ
＝０．１５％であった。

【００７０】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、表２
に示す付着量の塗布クロメート処理又はりん酸亜鉛処理
を行い、分子量５０００のエーテルエステルウレタン樹
脂（ビスフェノールＡエーテル：酸価１８、エーテル／
エステル比＝３０／７０、イソシアネート含有率８）と
プロピレングリコールエポキシ樹脂（エポキシ当量２２
０）に表２に示す平均粒径のシリカゾルを２１％、粒径
０．６μｍのポリエチレンワックス（比重０．９３、軟
化点１２０℃）１３％を配合した潤滑塗料を塗布し、板
温１３０℃にて焼付けて膜厚３μｍの潤滑鋼板を作製し
た。

【００７１】密着性の評価は、エリクセン試験機で９ｍ
ｍ絞り、凸部をテープ剥離し、剥離しなかったものを合
格、剥離したものを不合格とした。加工後耐食性の評価
は、６０ｍｍ深さの角筒高速クランクプレスを行ったサ
ンプルのコーナー側面部について、ＣＣＴ６０サイクル
後の白錆発生状況を以下に示す評点づけで判定した。Ｃ
ＣＴは、ＳＳＴ２ｈｒ→乾燥４ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サ
イクルとした。評点は３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【００７２】評価結果を表２に示す。番号１、６、１
５、１６、２１、３０は化成処理付着量が本発明の範囲
外であるため密着性、耐食性が不合格となった。番号
７、１０、２２、２５はシリカゾルの平均粒径と付着量
が本発明の範囲外であるため耐食性が不合格となった。
これら以外はいずれも、密着性、耐食性が良好な結果と
なった。

【００７３】

【表２】

【００７４】（実施例３）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめ
っき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき
鋼板のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝５％であ
った。

【００７５】また、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝１０％、Ｓｉ
＝０．１５％であった。

【００７６】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ
付着量５０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理を行い、分
子量５０００のエーテルエステルウレタン樹脂（ビスフ
ェノールＡエーテル：酸価１８、エーテル／エステル比
＝３０／７０、イソシアネート含有率８）とプロピレン
グリコールエポキシ樹脂（エポキシ当量２２０）、平均
粒径８ｎｍのシリカゾル、粒径０．６μｍのポリエチレ
ンワックス（比重０．９３、軟化点１２０℃）を表３に
示す配合比で作製した潤滑塗料を塗布し、板温１３０℃
にて焼付けて膜厚３μｍの潤滑鋼板を作製した。

【００７７】加工性の評価は、６０ｍｍ深さの角筒高速
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 ３：かじり発生無し ２：僅かにかじり発生が認められるが許容されるレベル １：かじりの激しいもの

【００７８】加工後耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、ＣＣＴ６０サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ２ｈｒ
→乾燥４ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サイクルとした。評点は
３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【００７９】評価結果を表３に示す。番号１、６、１
５、２０はワックス添加量が本発明の範囲外であるため
加工性、耐食性が不合格となった。番号７、１２、２
１、２６はシリカゾル添加量が本発明の範囲外であるた
め加工性、耐食性が不合格となった。番号１３、１４、
２７、２８は全塗料重量に対するウレタン樹脂とエポキ
シ樹脂合計重量の割合が本発明の範囲外であるため加工
性、耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも、
加工性、耐食性が良好な結果となった。

【００８０】

【表３】

【００８１】（実施例４）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめ
っき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき
鋼板のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝５％であ
った。

【００８２】また、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝１０％、Ｓｉ
＝０．１５％であった。

【００８３】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ
付着量５０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理を行い、分
子量５０００のエーテルエステルウレタン樹脂（ビスフ
ェノールＡエーテル：酸価１８、エーテル／エステル比
＝３０／７０、イソシアネート含有率８）とプロピレン
グリコールエポキシ樹脂（エポキシ当量２２０）に平均
粒径３〜８ｎｍのシリカゾルを２１％、粒径０．６μｍ
のポリエチレンワックス（比重０．９３、軟化点１２０
℃）１３％を配合した潤滑塗料を塗布し、板温１３０℃
にて焼付けて表４に示す膜厚の潤滑鋼板を作製した。

【００８４】加工性の評価は、６０ｍｍ深さの角筒高速
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 ３：かじり発生無し ２：僅かにかじり発生が認められるが許容されるレベル １：かじりの激しいもの

【００８５】加工後耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、ＣＣＴ６０サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ２ｈｒ
→乾燥４ｈｒ→湿潤２ｈｒを１サイクルとした。評点は
３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【００８６】溶接性の評価は、次に示すスポット溶接条
件で行った。 加圧力：２００ｋｇｆ 電極：Ｃｕ−Ｃｒ系合金、ＣＦ型、先端６ｍｍφ 通電時間：１０サイクル 連続溶接条件：ナゲット形成電流Ｉ₀（板厚をｔとした
とき、ナゲット径が４√ｔ以上になる最小電流値）の
１．４倍の電流値（Ｉ_a）、１打点／３秒の速度、２０
打点毎に３０秒休止の条件で連続溶接 連続溶接終了：１００打点毎にナゲット径測定用のサン
プルを０．８５×Ｉ_aの電流値で溶接し、ナゲット径が
４√ｔより小さくなった時点を終了と判定

【００８７】評価は、溶接点数５００点以上を合格とし
た。評価結果を表４に示す。番号１、６は膜厚が本発明
の範囲外であるため加工性、耐食性が不合格となった。
番号５、１０は膜厚が本発明の範囲外であるため溶接性
が不合格となった。これら以外はいずれも、加工性、耐
食性、溶接性が良好な結果となった。

【００８８】

【表４】

【００８９】（実施例５）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめ
っき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき
鋼板のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝５％であ
った。

【００９０】また、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝１０％、Ｓｉ
＝０．１５％であった。

【００９１】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ
付着量５０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理を行い、表
５に示すエーテルエステルウレタン樹脂と表６に示すエ
ポキシ樹脂に平均粒径８ｎｍのシリカゾル、粒径０．６
μｍのポリエチレンワックス（比重０．９３、軟化点１
２０℃）を配合した潤滑塗料を表７に示す組成で塗布
し、板温１３０℃にて焼付けて膜厚３μｍの潤滑鋼板を
作製した。

【００９２】加工性の評価は、６０ｍｍ深さの角筒高速
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 ３：かじり発生無し ２：僅かにかじり発生が認められるが許容されるレベル １：かじりの激しいもの

【００９３】加工後耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、ＣＣＴ４０サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ６ｈｒ
→乾燥４ｈｒ→湿潤４ｈｒ→冷凍４ｈｒを１サイクルと
した。評点は３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【００９４】評価結果を表７に示す。番号８、１８はウ
レタン樹脂の分子量が小さいため加工性、耐食性が不合
格となった。これら以外はいずれも、加工性、耐食性が
良好な結果となった。特にエーテル・エステル型ウレタ
ン樹脂のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格の
重量比率が１０：９０〜７０：３０であり、且つ前記ウ
レタン樹脂の酸価が１０〜５０である塗料、エポキシ樹
脂がグリコール骨格又はビスフェノール型骨格を有する
タイプであって、ウレタン樹脂のカルボキシル基の２０
〜１００質量％と反応する比率でエポキシ樹脂が配合さ
れた塗料は非常に良好な加工性、耐食性を示した。

【００９５】

【表５】

【００９６】

【表６】

【００９７】

【表７】

【００９８】（実施例６）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ
めっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめ
っき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき
鋼板のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝５％であ
った。

【００９９】また、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中の組成はＭｇ＝３％、Ａｌ＝１０％、Ｓｉ
＝０．１５％であった。

【０１００】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ
付着量５０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理を行い、分
子量５０００のエーテルエステルウレタン樹脂（ビスフ
ェノールＡエーテル：酸価１８、エーテル／エステル比
＝３０／７０、イソシアネート含有率８）とプロピレン
グリコールエポキシ樹脂（エポキシ当量２２０）に平均
粒径８ｎｍのシリカゾルを２１％、表８に示すワックス
１３％を配合した潤滑塗料を塗布し、板温１３０℃にて
焼付けて膜厚３μｍの潤滑鋼板を作製した。

【０１０１】加工性の評価は、６０ｍｍ深さの角筒高速
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 ３：かじり発生無し ２：僅かにかじり発生が認められるが許容されるレベル １：かじりの激しいもの

【０１０２】加工後耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、ＣＣＴ４０サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ６ｈｒ
→乾燥４ｈｒ→湿潤４ｈｒ→冷凍４ｈｒを１サイクルと
した。評点は３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【０１０３】評価結果を表８に示す。いずれも良好な加
工性、耐食性を示した。特にケン化価が３０以下又は０
であるワックス、粒径が０．１〜７．０μｍのワックス
は良好な加工性、耐食性を示した。

【０１０４】

【表８】

【０１０５】（実施例７）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに４００〜６００℃の浴中のＭｇ
量、Ａｌ量、Ｓｉ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングで
めっき付着量を６０ｇ／ｍ²に調整した。得られためっ
き鋼板のめっき層中の組成を表９に示す。また、めっき
鋼板を断面からＳＥＭで観察し、めっき層の金属組織を
観察した結果を同じく表９に示す。

【０１０６】次に、このめっき鋼板を脱脂した後、Ｃｒ
付着量５０ｍｇ／ｍ²の塗布クロメート処理又は付着量
１．５ｇ／ｍ²のりん酸亜鉛処理を行い、分子量５００
０のエーテルエステルウレタン樹脂（ビスフェノールＡ
エーテル：酸価１８、エーテル／エステル比＝３０／７
０、イソシアネート含有率８）とプロピレングリコール
エポキシ樹脂（エポキシ当量２２０）に平均粒径８ｎｍ
のシリカゾルを２１％、粒径０．６μｍのポリエチレン
ワックス（比重０．９３、軟化点１２０℃）１３％を配
合した潤滑塗料を塗布し、板温１３０℃にて焼付けて膜
厚３μｍの潤滑鋼板を作製した。

【０１０７】耐食性の評価は、６０ｍｍ深さの角筒高速
クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面部につ
いて、ＣＣＴ４０サイクル後の白錆発生状況を以下に示
す評点づけで判定した。ＣＣＴは、ＳＳＴ６ｈｒ→乾燥
４ｈｒ→湿潤４ｈｒ→冷凍４ｈｒを１サイクルとした。
評点は３以上を合格とした。 ５：５％未満 ４：５％以上１０％未満 ３：１０％以上２０％未満 ２：２０％以上３０％未満 １：３０％以上

【０１０８】評価結果は表９に示すとおりであり、本発
明材はいずれもよい耐食性を示した。めっき層中にＭｇ
₂Ｓｉ相が観察されためっき鋼板は特に良好な耐食性を
示した。

【０１０９】

【表９】

【０１１０】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によりプ
レス油を塗布することなく厳しいプレス加工が可能で、
加工部の耐食性も十分に確保された潤滑鋼板を製造する
ことが可能となり、工業上極めて優れた効果を奏するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０５Ｄ 7/24 Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｕ Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｇ Ｃ２３Ｃ 2/06 Ｃ２３Ｃ 2/06 2/26 2/26 2/40 2/40 (72)発明者 宮内 優二郎 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 田中 曉 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 末宗 義広 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 BB73X BB74X BB87X CA02 CA09 CA13 CA33 CA44 DA06 DB02 DC01 DC13 DC19 EA06 EA10 EB13 EB33 EB35 EB37 EB38 EB52 EB53 EB55 EB56 EB57 4F100 AA20D AA22C AB03A AB09B AB10B AB18B AB31B AJ11D AK03D AK51D AK53D AK62D AK66D AL05D BA04 BA05 BA07 BA10A BA10D DE01D EH46D EH71B EJ68C EJ69C GB07 GB32 GB48 JA04D JB01 JK06 JK16 YY00B YY00C YY00D 4K027 AA02 AA22 AB05 AB26 AB32 AB44 AC82 AE21 4K044 AA02 AB02 BA10 BA15 BA17 BA21 BB04 BC02 CA11 CA16 CA53

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
   ０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％を含有し、且つ、Ｍｇ
   質量％＋Ａｌ質量％≦２０質量％を満たし、残部がＺｎ
   及び不可避的不純物よりなるＺｎ合金めっき層を有し、
   その上にＣｒ付着量５〜１００ｍｇ／ｍ²のクロメート
   被膜もしくは付着量０．２〜２．０ｇ／ｍ²のりん酸塩
   被膜の化成被膜を有し、更にその上にビスフェノール型
   骨格、エステル骨格及びカルボキシル基を有するエーテ
   ル・エステル型ウレタン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂
   （ｂ）の合計（ａ＋ｂ）が全固形分に対して５０〜８５
   質量％、ポリオレフィンワックス（ｃ）を３〜３０質量
   ％、粒径３〜３０ｎｍのシリカ（ｄ）を１０〜４０質量
   ％含有する水性潤滑塗料を塗布して得られる膜厚０．２
   〜５μｍの被膜を設けたことを特徴とする加工部の耐食
   性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
2. 【請求項２】 鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
   ０質量％、Ａｌ：２〜１９質量％、Ｓｉ：０．０１〜２
   質量％を含有し、且つ、Ｍｇ質量％＋Ａｌ質量％≦２０
   質量％を満たし、残部がＺｎ及び不可避的不純物よりな
   るＺｎ合金めっき層を有し、その上にＣｒ付着量５〜１
   ００ｍｇ／ｍ²のクロメート被膜もしくは付着量０．２
   〜２．０ｇ／ｍ²のりん酸塩被膜の化成被膜を有し、更
   にその上にビスフェノール型骨格、エステル骨格及びカ
   ルボキシル基を有するエーテル・エステル型ウレタン樹
   脂（ａ）とエポキシ樹脂（ｂ）の合計（ａ＋ｂ）が全固
   形分に対して５０〜８５質量％、ポリオレフィンワック
   ス（ｃ）を３〜３０質量％、粒径３〜３０ｎｍのシリカ
   （ｄ）を１０〜４０質量％含有する水性潤滑塗料を塗布
   して得られる膜厚０．２〜５μｍの被膜を設けたことを
   特徴とする加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき
   鋼板。
3. 【請求項３】 エーテル・エステル型ウレタン樹脂
   （ａ）のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格の
   重量比率が１０：９０〜７０：３０であり、且つ前記ウ
   レタン樹脂の酸価が１０〜５０であることを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の加工部の耐食性に優れた
   非脱膜型潤滑めっき鋼板。
4. 【請求項４】 エポキシ樹脂（ｂ）がグリコール骨格又
   はビスフェノール型骨格を有し、エーテル・エステル型
   ウレタン樹脂（ａ）のカルボキシル基の２０〜１００質
   量％と反応する比率で配合されていることを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の加工部の耐食性に優れた
   非脱膜型潤滑めっき鋼板。
5. 【請求項５】 ポリオレフィンワックス（ｃ）の融点が
   ７０〜１６０℃、粒径が０．１〜７μｍであることを特
   徴とする請求項１又は請求項２に記載の加工部耐食性に
   優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
6. 【請求項６】 ポリオレフィンワックス（ｃ）のケン化
   価が３０以下又は０であり、且つ分岐を有する構造であ
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加工
   部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
7. 【請求項７】 Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ
   ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕と
   〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕が混在した金属組織を
   有することを特徴とする請求項２に記載の加工部の耐食
   性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
8. 【請求項８】 Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ
   ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕と
   〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を
   有することを特徴とする請求項２に記載の加工部の耐食
   性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
9. 【請求項９】 Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚｎ
   ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕と
   〔Ｚｎ₂Ｍｇ相〕及び〔Ｚｎ相〕、〔Ａｌ相〕が混在し
   た金属組織を有することを特徴とする請求項２に記載の
   加工部の耐食性に優れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。
10. 【請求項１０】 Ｚｎ合金めっき層が〔Ａｌ／Ｚｎ／Ｚ
    ｎ₂Ｍｇの三元共晶組織〕の素地中に〔Ｍｇ₂Ｓｉ相〕と
    〔Ｚｎ相〕及び〔Ａｌ相〕が混在した金属組織を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の加工部の耐食性に優
    れた非脱膜型潤滑めっき鋼板。