JP2004307570A - 難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】チタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材（強度が高い、スプリングバックが大きい）の傷防止、絞り加工範囲の拡大が可能な難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物
【解決手段】ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
【選択図】なし
【解決手段】ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材（強度が高い、スプリングバックが大きい）の傷防止、絞り加工範囲の拡大が可能な難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとしている課題】
例えばチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材はすべり面が少なく、表面の酸化皮膜が非常に薄く、活性に富んでいるために金型との間で焼け付きが生じやすく、深絞り成形が困難とされている。現在適切な潤滑剤が存在していない。
【０００３】
チタン鋼板、マグネシウム合金鋼板等特殊合金鋼板の難加工材は現在コイル製品は開発されているが、それを利用してのプレス加工製品は立ち遅れている。
特殊合金鋼板は軽量で高強度、耐蝕性、電磁波遮断性、延性等に優れているが最密六方格子構造ですべり面が少ない。
【０００４】
それがため、従来では、チタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材の深絞り成形品を得るためには、その難加工材の溶融金属又は半溶融金属を金型に流し込み必要な形状を得ている、そのような成形方法では、熱エネルギー、製品の歩留まり、剥離材の塗布、その除去に多くのコストを必要とし、又加工工数、中間焼鈍、切削加工等の多くの加工工程を必要とする。
【０００５】
曲げ加工等は行われているが、量産加工を行うと、金属粉（パウダリンギング現象）が発生して、連続生産が困難な状況が起きている。
特殊合金鋼板は種類によって、指紋が付着すると除去するために大変費用が掛かり、他の油類が付着しても商品価値を損ねる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は幅広い研究により、特定な水性被覆潤滑剤組成物を使用すると、難加工材を深絞り加工できることを発見して、本発明に至った。すなわち本発明の水性被覆潤滑剤組成物は、水性溶液として金属表面に塗布し、乾燥すると密度が高く硬い皮膜を形成し、同時に高い潤滑性を持つことを発見し、又水性被覆潤滑剤組成物が難加工金属に良好な深絞り効果を発揮することを本発明者は、発見して本発明に至った。
【０００７】
すなわち本発明の第一態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００８】
本発明の第二態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ、（ｄ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｅ）シリコーン系消泡剤及び（ｆ） アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００９】
本発明の第三態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１０】
本発明の第四態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ） シリコーン系消泡剤及び（ｆ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１１】
本発明の第五態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１２】
本発明の第六態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１３】
本発明の第七態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１４】
本発明の第八態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）シリカ、（ｃ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ） アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１５】
本発明の第九態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１６】
本発明の第十態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ） シリコーン系消泡剤及び（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１７】
本発明の十一態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１８】
本発明の第十二態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１９】
総樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含むことが好ましい。
本発明の難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物には金属支持体の表面の耐蝕性を良くするためにクロム酸を加えても良い。
【００２０】
樹脂成分は、水性被覆潤滑剤組成物の６〜３５重量％含まれることが好ましい。
本発明で使用されるウレタン樹脂は、非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂であり、それはウレタン樹脂に若干の親水性を、又は親水性セグメントを付与し、水溶性又は自己分散型にしたものであり、乳化剤を使用せずに、水に分散又は溶解できる。
【００２１】
自己乳化型でないウレタン樹脂は乳化させる際に、乳化剤が必要となる。乳化剤を使用して乳化させた自己乳化型でないウレタン樹脂の水性エマルジョンを本発明のように使用するとゲル化し、所望の被覆潤滑剤組成物は得られない。本発明のウレタン樹脂エマルジョンは、ウレタン樹脂を液体中に例えば高速分散させて得られたものである。
【００２２】
ウレタン・アクリル複合樹脂とは、ウレタン樹脂とアクリル樹脂との単なる混合物ではなく、ウレタンポリマーとアクリルポリマー又はアクリル−スチレンコポリマーとを特殊複合化したエマルジョンである。例えば、アクリル樹脂に導入したケト基とウレタン樹脂に導入したヒドラジド基による架橋反応させて、ウレタン・アクリル複合樹脂を製造する。また、水性ウレタン樹脂の存在下、アクリルモノマーを重合することで、ウレタン・アクリル複合樹脂を製造しても良い。
【００２３】
本発明で使用されるフッ素樹脂粉末は潤滑性、離型性、耐熱に優れ、ウレタン樹脂皮膜の耐摩耗性を高め、難加工金属に良好な深絞り効果を発揮することに役に立つ。フッ素樹脂は固体材用の中で最も低い摩擦係数を示し、これを主剤であるウレタン樹脂に添加することにより、より難度の高い加工が可能になる。
そのフッ素樹脂粉末の平均粒径は０．１〜５０μｍのものが好ましい。
【００２４】
フッ素樹脂粉末は比重により液中に沈殿しやすいのであらかじめ水分散処置がとられているディスパージョンタイプの使用が望ましい。
フッ素樹脂粉末は一般に総組成物量に対し５〜１５％が望ましい。
【００２５】
フッ素樹脂の単独使用による難加工適用も考え得るが、この樹脂を金属に密着させるにはいずれにおいても硬化剤の使用、もしくは長時間高温での焼付けが必要であり、工業使用についてはフッ素樹脂そのものの高価格もあいまって非常にコストのかかるものとなる。
【００２６】
本発明で使用されるフッ素樹脂粉末はウレタン樹脂に均一に分散させることが重要であり、この為にあらかじめ分散剤によって水分散されたフッ素樹脂ディスパージョンを使用しても良い。
【００２７】
本発明の第一、第三及び第五の様態に使用されるセルソルブ化合物は、レベリング及び濡れ性の付与に役に立つ、セルソルブ化合物としてブチセルソルブがもっとも好ましい。
一般にセルソルブ化合物は総組成物量の５〜２０％使用することが好ましい。
【００２８】
アルコールとしてイソプロピルアルコールが好ましい。イソプロピルアルコールは、低い温度（１００℃以下の温度）で水と一緒に外気に飛散しやすいので乾燥は速くなる。イソプロピルアルコールは一般に総組成物量に対し８〜２５％使用するのが好ましい。
【００２９】
本発明の第二、第四及び第六の様態においてシリカとしてシリカゾルが好ましい。シリカゾルは、金属支持体の膜の傷防止、硬度を高めかつ耐食性の改良及び付加、白化防止において役に立つ。シリカとセルソルブ化合物を一緒に使用すると樹脂がゲル化する。そのためシリカを使用する時は、セルソルブ化合物の代わりにシリコーン系非イオン界面活性剤及びシリコーン系消泡剤を使用する。
【００３０】
ウレタン樹脂及びウレタン・アクリル樹脂、フッ素樹脂は耐熱、耐久性、可撓性、耐摩耗性に優れ、金属表面に接着硬化、皮膜の分子密度が高く硬度Ｈ以上では難加工材に対し良好な潤滑保護皮膜になる又、加工中及び加工後の傷防止となる。
【００３１】
本発明の第四から第六の態様において異なる粒径からなる樹脂を使用する。難加工材に鏡面加工を施されている場合、密着力を高めるのに役に立つ。ウレタン樹脂のみを使用するときは、異なる粒径からなるウレタン樹脂を使用する。例えば、前記異なる粒径からなるウレタン樹脂は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなることが好ましい。
非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させたウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物を使用する場合、その混合物は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなることが好ましい。この場合、ウレタン樹脂は、６０〜１００ｎｍの粒径の粒子を使用し、ウレタン・アクリル複合樹脂は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子を使用することが、より好ましい。
即ちこのフッ素樹脂を分散させたウレタン樹脂及び／又はウレタン・アクリル複合樹脂は、通常の水性樹脂皮膜では見られない分子間の密度高くピンホール無く耐熱性があり、温水によって膨張しにくいため塗装に際し高速でシームレス状の皮膜を作るため熱風加熱（前、後）温度７０℃〜１２０℃スプレー塗装、空気冷却１〜３秒で固化するため塗装前後の液の垂れ状態がないため作業環境が良く際しようが出来水溶性のため引火性がないので危険物とならない。
本発明において樹脂成分として、ウレタン樹脂及びウレタン・アクリル複合樹脂を使用する場合、それぞれの樹脂は、２０〜８０重量％使用することが好ましい。
本発明においてフッ素樹脂は総樹脂成分の５〜４５重量％使用することが好ましい。
本発明において、組成分中、樹脂成分は、６〜３０重量％使用することが好ましい。
本発明の各成分は任意の方法で混合して組成物を形成できる。
本発明組成物を金属支持体に適用する方法はまず金属支持体を例えば温度７０℃〜１２０℃で暖めその後本発明組成物をスプレー塗布し乾燥すると共にその樹脂は皮膜化し硬化する。又、室温の金属支持体に組成物をスプレー塗布後、炉内温度７０℃〜１２０℃上昇させてその組成物を乾燥硬化させる。
本発明組成物は本発明はチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材（強度が高い、スプリングバックが大きい）の傷防止、深絞り加工範囲の拡大を可能にする性能を備えている。
【００３２】
本発明組成物においてはフッ素樹脂を分散させたウレタン樹脂、ウレタン・アクリル複合樹脂は水性のため、危険物にならず、引火しない。しかも速乾性、密着硬膜なので金属表面に接着硬化し被膜は光沢があり深絞り加工後、例えば鋼管と鋼管またロールとの物理的接触をしても被膜が剥離しにくい、そして均一被膜（シームレス）により製品表面の向上となる。潤滑性、離型性、耐熱、耐久性、可撓性、耐摩耗性に優れ、難加工材の深絞り加工範囲の拡大、傷防止に最適である。
又、例えば組成物を金属支持体にスプレーした後、下にしたたり落ちた組成物は循環再使用が出来るため経済的である。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明をさらに説明のため、実施例を示す。これらの実施例は、本発明を限定するものではない。
以下の実施例及び比較例の成分から水性組成物を調整した。すべての組成物においてウレタン樹脂、ウレタン・アクリル複合樹脂は、エマルジョンとなっている。
【００３４】
実施例１
ウレタン樹脂エマルジョン １８．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 ３．０ 〃
ブチルセロソルブ １６．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
トリエチルアミン ０．２ 〃
水道水 ４２．８ 〃
実施例２
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 １．５ 〃
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
実施例３
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂ディスパージョン ６．５ 〃
シリカゾル ４．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ７３．５ 〃
実施例４
ウレタン樹脂エマルジョン １０．０ＷＴ％
フッ素樹脂ディスパージョン ５．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
実施例５
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 １．５ 〃
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
ウレタン樹脂の粒径
９０ｎｍ ３０ＷＴ％
８０ｎｍ ３０ＷＴ％
２０ｎｍ ６０ＷＴ％
実施例６
ウレタン樹脂エマルジョン ８．０ＷＴ％
ウレタン・アクリル複合樹脂 ７．０ 〃
フッ素樹脂ディスパージョン ５．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
樹脂の粒径
ウレタン樹脂の粒径 ９０ｎｍ
ウレタン・アクリル樹脂の粒径 ３０ｎｍ
実施例７
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４５．０ 〃
実施例８
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
実施例９
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
シリカゾル ４．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ７３．５ 〃
実施例１０
ウレタン樹脂エマルジョン １０．０ＷＴ％
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
実施例１１
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
ウレタン樹脂の粒径
９０ｎｍ ３０ＷＴ％
８０ｎｍ ３０ＷＴ％
２０ｎｍ ６０ＷＴ％
実施例１２
ウレタン樹脂エマルジョン ８．０ＷＴ％
ウレタン・アクリル複合樹脂 ７．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
比較例１
ＰＥフィルム
比較例２
プレス油
実施例８
円筒では東京衡機製ＴＦ−１０２−３０型深絞り試験機を使用し、角筒では日本オートマチック株式会社製ＨＹＰ１０００卓上油圧プレス機を使用した。基本仕様を表１，２に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
金型
パンチとダイス寸法を表３に示し、そのクリアランスは、一般的に最適条件とされている範囲内で片側０．５８ｍｍとした。パンチ、ダイス、しわ抑え板の材質は工具鋼（ＳＫＤ１１）を使用した。
【００３８】
【表３】
【００３９】
実験材料
本試験に使用した供試材は、板厚ｔ＝０．５ｍｍの冷間圧延純チタン板一種（ＴＰ２７０Ｃ）で表４にその機械的性質を示す。尚、供試材の圧延方向をＬ方向、圧延に直角方向をＴ方向とする。但し、ＰＳは耐力、ＴＳは引張強さ、ＥＬは全伸びを示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
潤滑剤
潤滑剤はＰＥフィルム、プレス油、ＤＱ−３３１Ｓ（実施例７）、ＤＱ−３３１ＳＴ（実施例１）を使用した。潤滑剤の性状を表５に示す。
【００４２】
【表５】
【００４３】
ＤＱ−３３１ＳＴは、ＤＱ−３３１Ｓにポリフルオロカーボンを加えたものである。
ＤＱ−３３１Ｓ及びＤＱ−３３１ＳＴは、予めチタン板に塗布し、乾燥して、チタン板の表面に塗膜を形成した。
【００４４】
ＰＥフィルム２枚の間にチタン板を挟んで実験を行なった。
プレス油は、予め型に塗布した。
板厚ひずみ測定位置
円筒絞りにおいて板厚ひずみの測定位置を図１に示す。
円筒実験
実験方法
ＰＥフィルム二枚の間には供試材を挟んで絞り加工する。ＤＱ−３３１Ｓ、ＤＱ−３３１ＳＴは片面に吹きかけ、遠赤外線コンベアを使用し乾燥させる。裏面の同様に行う。しわ抑え力は、ＰＥフィルムの場合３．０ｔ、ＤＱ−３３１Ｓ、ＤＱ−３３１ＳＴの場合０．３ｔとする。
【００４５】
限界絞り比（ＬＤＲ）は、供試材径Ｄとポンチ径ｄを用いて次式で表される。
ＬＤＲ＝Ｄ／ｄ （１）
実験結果及び考察
図２よりＬＤＲはＤＱ−３３１ＳＴとＰＥフィルムが大きいことがわかる。ＳＱ３３１Ｓに比べＤＱ−３３１ＳＴの方のＬＤＲが大きいのは、ＤＱ−３３１ＳＴに含まれるポリフロロカーボンの影響だと考える。ポリフロロカーボンの特性として低摩擦力であり、事故潤滑性に優れているという事が挙げられる。よって、ＤＱ−３３１ＳよりＤＱ−３３１ＳＴの方が優れた潤滑剤であることが分かった。昨年度の研究で固形潤滑剤のＰＥフィルムが一番だと考えられていた。しかし、図３及び４の板厚ひずみのグラフにより、ＰＥフィルムに比べ、全般的にＤＱ−３３１ＳＴの方の板厚ひずみが抑えられている。測定位置９，１０で板厚ひずみが増加するのは、しわの影響である。今後もＤＱ−３３１ＳＴについて考えていかなければならないだろう。
【００４６】
実施例２〜６及び実施例８〜１２の組成物を使用して同様な実験を行なった。図１に示す９及び１０の測定位置の板厚ひずみ（％）は、以下の表６に示される。
【００４７】
【表６】
【図面の簡単な説明】
【図１】測定装置の概略図
【図２】テストサンプルの限界絞り比を示すグラフ
【図３】板厚ひずみ方向と板厚ひずみとの関係を示すグラフ
【図４】板厚ひずみ方向と板厚ひずみとの関係を示すグラフ
【産業上の利用分野】
本発明はチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材（強度が高い、スプリングバックが大きい）の傷防止、絞り加工範囲の拡大が可能な難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとしている課題】
例えばチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材はすべり面が少なく、表面の酸化皮膜が非常に薄く、活性に富んでいるために金型との間で焼け付きが生じやすく、深絞り成形が困難とされている。現在適切な潤滑剤が存在していない。
【０００３】
チタン鋼板、マグネシウム合金鋼板等特殊合金鋼板の難加工材は現在コイル製品は開発されているが、それを利用してのプレス加工製品は立ち遅れている。
特殊合金鋼板は軽量で高強度、耐蝕性、電磁波遮断性、延性等に優れているが最密六方格子構造ですべり面が少ない。
【０００４】
それがため、従来では、チタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材の深絞り成形品を得るためには、その難加工材の溶融金属又は半溶融金属を金型に流し込み必要な形状を得ている、そのような成形方法では、熱エネルギー、製品の歩留まり、剥離材の塗布、その除去に多くのコストを必要とし、又加工工数、中間焼鈍、切削加工等の多くの加工工程を必要とする。
【０００５】
曲げ加工等は行われているが、量産加工を行うと、金属粉（パウダリンギング現象）が発生して、連続生産が困難な状況が起きている。
特殊合金鋼板は種類によって、指紋が付着すると除去するために大変費用が掛かり、他の油類が付着しても商品価値を損ねる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は幅広い研究により、特定な水性被覆潤滑剤組成物を使用すると、難加工材を深絞り加工できることを発見して、本発明に至った。すなわち本発明の水性被覆潤滑剤組成物は、水性溶液として金属表面に塗布し、乾燥すると密度が高く硬い皮膜を形成し、同時に高い潤滑性を持つことを発見し、又水性被覆潤滑剤組成物が難加工金属に良好な深絞り効果を発揮することを本発明者は、発見して本発明に至った。
【０００７】
すなわち本発明の第一態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００８】
本発明の第二態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ、（ｄ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｅ）シリコーン系消泡剤及び（ｆ） アルコールを含み、樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【０００９】
本発明の第三態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１０】
本発明の第四態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ） シリコーン系消泡剤及び（ｆ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１１】
本発明の第五態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１２】
本発明の第六態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物に関する。
【００１３】
本発明の第七態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１４】
本発明の第八態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）シリカ、（ｃ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ） アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１５】
本発明の第九態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１６】
本発明の第十態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ） シリコーン系消泡剤及び（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１７】
本発明の十一態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１８】
本発明の第十二態様は、（ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法に関する。
【００１９】
総樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含むことが好ましい。
本発明の難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物には金属支持体の表面の耐蝕性を良くするためにクロム酸を加えても良い。
【００２０】
樹脂成分は、水性被覆潤滑剤組成物の６〜３５重量％含まれることが好ましい。
本発明で使用されるウレタン樹脂は、非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂であり、それはウレタン樹脂に若干の親水性を、又は親水性セグメントを付与し、水溶性又は自己分散型にしたものであり、乳化剤を使用せずに、水に分散又は溶解できる。
【００２１】
自己乳化型でないウレタン樹脂は乳化させる際に、乳化剤が必要となる。乳化剤を使用して乳化させた自己乳化型でないウレタン樹脂の水性エマルジョンを本発明のように使用するとゲル化し、所望の被覆潤滑剤組成物は得られない。本発明のウレタン樹脂エマルジョンは、ウレタン樹脂を液体中に例えば高速分散させて得られたものである。
【００２２】
ウレタン・アクリル複合樹脂とは、ウレタン樹脂とアクリル樹脂との単なる混合物ではなく、ウレタンポリマーとアクリルポリマー又はアクリル−スチレンコポリマーとを特殊複合化したエマルジョンである。例えば、アクリル樹脂に導入したケト基とウレタン樹脂に導入したヒドラジド基による架橋反応させて、ウレタン・アクリル複合樹脂を製造する。また、水性ウレタン樹脂の存在下、アクリルモノマーを重合することで、ウレタン・アクリル複合樹脂を製造しても良い。
【００２３】
本発明で使用されるフッ素樹脂粉末は潤滑性、離型性、耐熱に優れ、ウレタン樹脂皮膜の耐摩耗性を高め、難加工金属に良好な深絞り効果を発揮することに役に立つ。フッ素樹脂は固体材用の中で最も低い摩擦係数を示し、これを主剤であるウレタン樹脂に添加することにより、より難度の高い加工が可能になる。
そのフッ素樹脂粉末の平均粒径は０．１〜５０μｍのものが好ましい。
【００２４】
フッ素樹脂粉末は比重により液中に沈殿しやすいのであらかじめ水分散処置がとられているディスパージョンタイプの使用が望ましい。
フッ素樹脂粉末は一般に総組成物量に対し５〜１５％が望ましい。
【００２５】
フッ素樹脂の単独使用による難加工適用も考え得るが、この樹脂を金属に密着させるにはいずれにおいても硬化剤の使用、もしくは長時間高温での焼付けが必要であり、工業使用についてはフッ素樹脂そのものの高価格もあいまって非常にコストのかかるものとなる。
【００２６】
本発明で使用されるフッ素樹脂粉末はウレタン樹脂に均一に分散させることが重要であり、この為にあらかじめ分散剤によって水分散されたフッ素樹脂ディスパージョンを使用しても良い。
【００２７】
本発明の第一、第三及び第五の様態に使用されるセルソルブ化合物は、レベリング及び濡れ性の付与に役に立つ、セルソルブ化合物としてブチセルソルブがもっとも好ましい。
一般にセルソルブ化合物は総組成物量の５〜２０％使用することが好ましい。
【００２８】
アルコールとしてイソプロピルアルコールが好ましい。イソプロピルアルコールは、低い温度（１００℃以下の温度）で水と一緒に外気に飛散しやすいので乾燥は速くなる。イソプロピルアルコールは一般に総組成物量に対し８〜２５％使用するのが好ましい。
【００２９】
本発明の第二、第四及び第六の様態においてシリカとしてシリカゾルが好ましい。シリカゾルは、金属支持体の膜の傷防止、硬度を高めかつ耐食性の改良及び付加、白化防止において役に立つ。シリカとセルソルブ化合物を一緒に使用すると樹脂がゲル化する。そのためシリカを使用する時は、セルソルブ化合物の代わりにシリコーン系非イオン界面活性剤及びシリコーン系消泡剤を使用する。
【００３０】
ウレタン樹脂及びウレタン・アクリル樹脂、フッ素樹脂は耐熱、耐久性、可撓性、耐摩耗性に優れ、金属表面に接着硬化、皮膜の分子密度が高く硬度Ｈ以上では難加工材に対し良好な潤滑保護皮膜になる又、加工中及び加工後の傷防止となる。
【００３１】
本発明の第四から第六の態様において異なる粒径からなる樹脂を使用する。難加工材に鏡面加工を施されている場合、密着力を高めるのに役に立つ。ウレタン樹脂のみを使用するときは、異なる粒径からなるウレタン樹脂を使用する。例えば、前記異なる粒径からなるウレタン樹脂は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなることが好ましい。
非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させたウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物を使用する場合、その混合物は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなることが好ましい。この場合、ウレタン樹脂は、６０〜１００ｎｍの粒径の粒子を使用し、ウレタン・アクリル複合樹脂は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子を使用することが、より好ましい。
即ちこのフッ素樹脂を分散させたウレタン樹脂及び／又はウレタン・アクリル複合樹脂は、通常の水性樹脂皮膜では見られない分子間の密度高くピンホール無く耐熱性があり、温水によって膨張しにくいため塗装に際し高速でシームレス状の皮膜を作るため熱風加熱（前、後）温度７０℃〜１２０℃スプレー塗装、空気冷却１〜３秒で固化するため塗装前後の液の垂れ状態がないため作業環境が良く際しようが出来水溶性のため引火性がないので危険物とならない。
本発明において樹脂成分として、ウレタン樹脂及びウレタン・アクリル複合樹脂を使用する場合、それぞれの樹脂は、２０〜８０重量％使用することが好ましい。
本発明においてフッ素樹脂は総樹脂成分の５〜４５重量％使用することが好ましい。
本発明において、組成分中、樹脂成分は、６〜３０重量％使用することが好ましい。
本発明の各成分は任意の方法で混合して組成物を形成できる。
本発明組成物を金属支持体に適用する方法はまず金属支持体を例えば温度７０℃〜１２０℃で暖めその後本発明組成物をスプレー塗布し乾燥すると共にその樹脂は皮膜化し硬化する。又、室温の金属支持体に組成物をスプレー塗布後、炉内温度７０℃〜１２０℃上昇させてその組成物を乾燥硬化させる。
本発明組成物は本発明はチタン鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキ鋼板、マグネシウム合金鋼板、等特殊合金鋼板の難加工材（強度が高い、スプリングバックが大きい）の傷防止、深絞り加工範囲の拡大を可能にする性能を備えている。
【００３２】
本発明組成物においてはフッ素樹脂を分散させたウレタン樹脂、ウレタン・アクリル複合樹脂は水性のため、危険物にならず、引火しない。しかも速乾性、密着硬膜なので金属表面に接着硬化し被膜は光沢があり深絞り加工後、例えば鋼管と鋼管またロールとの物理的接触をしても被膜が剥離しにくい、そして均一被膜（シームレス）により製品表面の向上となる。潤滑性、離型性、耐熱、耐久性、可撓性、耐摩耗性に優れ、難加工材の深絞り加工範囲の拡大、傷防止に最適である。
又、例えば組成物を金属支持体にスプレーした後、下にしたたり落ちた組成物は循環再使用が出来るため経済的である。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明をさらに説明のため、実施例を示す。これらの実施例は、本発明を限定するものではない。
以下の実施例及び比較例の成分から水性組成物を調整した。すべての組成物においてウレタン樹脂、ウレタン・アクリル複合樹脂は、エマルジョンとなっている。
【００３４】
実施例１
ウレタン樹脂エマルジョン １８．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 ３．０ 〃
ブチルセロソルブ １６．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
トリエチルアミン ０．２ 〃
水道水 ４２．８ 〃
実施例２
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 １．５ 〃
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
実施例３
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂ディスパージョン ６．５ 〃
シリカゾル ４．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ７３．５ 〃
実施例４
ウレタン樹脂エマルジョン １０．０ＷＴ％
フッ素樹脂ディスパージョン ５．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
実施例５
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
フッ素樹脂粉末 １．５ 〃
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
ウレタン樹脂の粒径
９０ｎｍ ３０ＷＴ％
８０ｎｍ ３０ＷＴ％
２０ｎｍ ６０ＷＴ％
実施例６
ウレタン樹脂エマルジョン ８．０ＷＴ％
ウレタン・アクリル複合樹脂 ７．０ 〃
フッ素樹脂ディスパージョン ５．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
樹脂の粒径
ウレタン樹脂の粒径 ９０ｎｍ
ウレタン・アクリル樹脂の粒径 ３０ｎｍ
実施例７
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４５．０ 〃
実施例８
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
実施例９
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
シリカゾル ４．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ７３．５ 〃
実施例１０
ウレタン樹脂エマルジョン １０．０ＷＴ％
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
実施例１１
ウレタン樹脂エマルジョン １５．０ＷＴ％
ブチルセロソルブ １８．０ 〃
イソプロピルアルコール ２２．０ 〃
水道水 ４３．５ 〃
ウレタン樹脂の粒径
９０ｎｍ ３０ＷＴ％
８０ｎｍ ３０ＷＴ％
２０ｎｍ ６０ＷＴ％
実施例１２
ウレタン樹脂エマルジョン ８．０ＷＴ％
ウレタン・アクリル複合樹脂 ７．０ 〃
イソプロピルアルコール ２０．０ 〃
シリコーン系非イオン界面活性剤 ０．９ 〃
シリコーン系消泡剤 ０．１ 〃
水道水 ６４．０ 〃
比較例１
ＰＥフィルム
比較例２
プレス油
実施例８
円筒では東京衡機製ＴＦ−１０２−３０型深絞り試験機を使用し、角筒では日本オートマチック株式会社製ＨＹＰ１０００卓上油圧プレス機を使用した。基本仕様を表１，２に示す。
【００３５】
【表１】
【表２】
金型
パンチとダイス寸法を表３に示し、そのクリアランスは、一般的に最適条件とされている範囲内で片側０．５８ｍｍとした。パンチ、ダイス、しわ抑え板の材質は工具鋼（ＳＫＤ１１）を使用した。
【００３８】
【表３】
実験材料
本試験に使用した供試材は、板厚ｔ＝０．５ｍｍの冷間圧延純チタン板一種（ＴＰ２７０Ｃ）で表４にその機械的性質を示す。尚、供試材の圧延方向をＬ方向、圧延に直角方向をＴ方向とする。但し、ＰＳは耐力、ＴＳは引張強さ、ＥＬは全伸びを示す。
【００４０】
【表４】
潤滑剤
潤滑剤はＰＥフィルム、プレス油、ＤＱ−３３１Ｓ（実施例７）、ＤＱ−３３１ＳＴ（実施例１）を使用した。潤滑剤の性状を表５に示す。
【００４２】
【表５】
ＤＱ−３３１ＳＴは、ＤＱ−３３１Ｓにポリフルオロカーボンを加えたものである。
ＤＱ−３３１Ｓ及びＤＱ−３３１ＳＴは、予めチタン板に塗布し、乾燥して、チタン板の表面に塗膜を形成した。
【００４４】
ＰＥフィルム２枚の間にチタン板を挟んで実験を行なった。
プレス油は、予め型に塗布した。
板厚ひずみ測定位置
円筒絞りにおいて板厚ひずみの測定位置を図１に示す。
円筒実験
実験方法
ＰＥフィルム二枚の間には供試材を挟んで絞り加工する。ＤＱ−３３１Ｓ、ＤＱ−３３１ＳＴは片面に吹きかけ、遠赤外線コンベアを使用し乾燥させる。裏面の同様に行う。しわ抑え力は、ＰＥフィルムの場合３．０ｔ、ＤＱ−３３１Ｓ、ＤＱ−３３１ＳＴの場合０．３ｔとする。
【００４５】
限界絞り比（ＬＤＲ）は、供試材径Ｄとポンチ径ｄを用いて次式で表される。
ＬＤＲ＝Ｄ／ｄ （１）
実験結果及び考察
図２よりＬＤＲはＤＱ−３３１ＳＴとＰＥフィルムが大きいことがわかる。ＳＱ３３１Ｓに比べＤＱ−３３１ＳＴの方のＬＤＲが大きいのは、ＤＱ−３３１ＳＴに含まれるポリフロロカーボンの影響だと考える。ポリフロロカーボンの特性として低摩擦力であり、事故潤滑性に優れているという事が挙げられる。よって、ＤＱ−３３１ＳよりＤＱ−３３１ＳＴの方が優れた潤滑剤であることが分かった。昨年度の研究で固形潤滑剤のＰＥフィルムが一番だと考えられていた。しかし、図３及び４の板厚ひずみのグラフにより、ＰＥフィルムに比べ、全般的にＤＱ−３３１ＳＴの方の板厚ひずみが抑えられている。測定位置９，１０で板厚ひずみが増加するのは、しわの影響である。今後もＤＱ−３３１ＳＴについて考えていかなければならないだろう。
【００４６】
実施例２〜６及び実施例８〜１２の組成物を使用して同様な実験を行なった。図１に示す９及び１０の測定位置の板厚ひずみ（％）は、以下の表６に示される。
【００４７】
【表６】
【図面の簡単な説明】
【図１】測定装置の概略図
【図２】テストサンプルの限界絞り比を示すグラフ
【図３】板厚ひずみ方向と板厚ひずみとの関係を示すグラフ
【図４】板厚ひずみ方向と板厚ひずみとの関係を示すグラフ
Claims (17)
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ、（ｄ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｅ）シリコーン系消泡剤及び（ｆ） アルコールを含む、難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末またはあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ） シリコーン系消泡剤及び（ｅ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｆ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｄ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）フッ素樹脂粉末又はあらかじめその微粒子を分散剤によって水分散させたディスパージョン（ｃ）シリカ（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた、ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物は１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなる請求項３〜６のいずれかに記載の難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- 前記異なる粒径の粒子からなるウレタン樹脂は、１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなる請求項４〜６のいずれかに記載の難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた、ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物は１０〜４０ｎｍの粒径の粒子と６０〜１００ｎｍの粒径の粒子とからなる請求項３〜６のいずれかに記載の難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物。
- 総樹脂成分が総重量の６〜３５重量％を含む請求項１〜９のいずれかに記載の水性被覆潤滑剤組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載された水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型ウレタン樹脂を実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させた水系ウレタン樹脂、（ｂ）シリカ、（ｃ） シリコーン系非イオン界面活性剤（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ） アルコールを含む難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、異なる粒径からなるウレタン樹脂、そのウレタン樹脂は実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができ、又は前期ウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ） シリコーン系消泡剤及び（ｄ）シリコーン系非イオン界面活性剤及（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート又はブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系化合物又はシリコーン系非イオン界面活性剤及び（ｃ）イソプロピルアルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
- （ａ）非反応型、自己乳化型であり、実質上乳化剤を使用せずに水中に分散させる事ができるウレタン樹脂とウレタン・アクリル複合樹脂との混合物、この場合その混合物は、異なる粒径の粒子からなり、（ｂ）シリカ（ｃ）シリコーン系非イオン界面活性剤，（ｄ）シリコーン系消泡剤及び（ｅ）アルコールを含み、組成物（ａ）は組成物中エマルジョンとして存在する難加工金属用の水性被覆潤滑剤組成物を難加工用金属に塗布し、乾燥してその組成物の途膜を形成し、その後、その金属の深絞り加工を行なうことを特徴とする金属の加工方法。
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