JP2562056B2 - プレス加工用表面処理鋼板 - Google Patents

プレス加工用表面処理鋼板

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JP2562056B2 JP1151281A JP15128189A JP2562056B2 JP 2562056 B2 JP2562056 B2 JP 2562056B2 JP 1151281 A JP1151281 A JP 1151281A JP 15128189 A JP15128189 A JP 15128189A JP 2562056 B2 JP2562056 B2 JP 2562056B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車、家庭電気製品、建材等に用いられ
潤滑性、耐黒変化性及び耐食性にすぐれるプレス加工用
表面処理鋼板に関する。
従来の技術 亜鉛めつき鋼板や亜鉛合金めつき鋼板等の表面処理鋼
板は、種々の部品や製品への製造過程において、プレス
加工を受けることが多い。このような表面処理鋼板のプ
レス加工に際しては、表面処理鋼板は、その加工性を良
好にするために、表面にプレス油が塗布される。しか
し、このように、プレス油を塗布すれば、その鋼板のプ
レス加工に際してプレス油が飛散して、作業環境を悪化
させ、或いは公害問題を引き起こし、更には、プレス加
工後に脱脂工程を必要とする等の問題がある。
そこで、従来、プレス油を用いずに、良好なプレス加
工性を得るためには、種々の表面処理方法が提案されて
いる。例えば、ミルボンド被膜を形成する方法、ワック
ス状潤滑剤を塗布する方法、無機又は有機系の固体潤滑
剤を含有する樹脂エマルジョン又は樹脂水溶液を表面処
理剤として用いて、これを鋼板の表面に塗布し、乾燥さ
せて樹脂被膜を形成する方法、ワックスエマルジョンを
鋼板の表面に塗布し、乾燥して、ワックス被膜を形成さ
せる方法等が知られている。
しかし、上記したような従来の方法は、種々の問題を
有する。例えば、ミルボンド被膜を形成した亜鉛めつき
鋼板や、ワックス状潤滑剤を塗布した亜鉛めつき鋼板
は、耐食性に著しく劣り、更に、加工後に鋼板の表面に
油状のべとつきを残さないように、脱脂を行なうことが
必要とされる。樹脂被膜を形成する方法は、通常、処理
費用が高く、更に、良好なプレス成形性を得るために
は、樹脂被膜を厚くする必要があるが、被膜を厚くする
と、加工に際して、被膜の剥離が多く、プレス加工時、
種々の支障を引き起こす。
他方、ワックス被膜処理は、一般に、処理費用が低廉
であつて、しかも、良好な潤滑性を得ることができる。
しかし、従来は、ワックスとしては、パラフイン系ワッ
クスやカルナウバ系ワックスが用いられており、かかる
ワックスのエマルジョンを亜鉛めつき鋼板に塗布し、乾
燥させて、ワックス被膜を得る方法によれば、連続プレ
ス加工の際に、金型の温度上昇によつて、ワックス被膜
が軟化し、潤滑性能が低下して、ワックス被膜と共に、
その下地層の亜鉛めつきも剥離し、ワックスと亜鉛とが
混練されて、鋼板の表面が黒色化、即ち、黒変化する。
軟化点の高いポリエチレン系のワックスを用いても、
ワックス被膜の潤滑性能や密着性が十分でないために、
前述したと同様に、プレス加工時に被膜の剥離が起こ
り、鋼板の表面が黒変化する。また、被膜が剥離しやす
いので、加工後の耐食性も十分でない。
発明が解決しようとする課題 本発明は、上記した従来の亜鉛めき鋼板等の表面処理
鋼板のプレス加工における問題を解決するためになされ
たものであつて、薄膜の被膜を有して、潤滑性にすぐ
れ、プレス加工において黒変が生じず、しかも、加工後
に脱脂を必要とせず、また、耐食性にすぐれるプレス加
工用表面処理鋼板を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明によるプレス加工用表面処理鋼板は、四フッ化
エチレン樹脂粒子1〜25重量%及びシリカ粒子をSiO2
して1〜20重量%含有するモンタンワックス酸化物のワ
ックス被膜が付着量0.1〜1.5g/m2の割合にて、鋼板の表
面に形成されていることを特徴とする。
本発明において、プレス加工用表面処理鋼板は、亜鉛
めつき鋼板、亜鉛合金めつき鋼板、かかる表面処理鋼板
にクロメート処理やケイ酸塩処理を施した鋼板を含むも
のとし、以下、これらを単に亜鉛めつき鋼板又は表面処
理鋼板ということがある。
本発明によるプレス加工用表面処理鋼板は、固形分に
て、四フッ化エチレン樹脂粒子1〜25重量%及びシリカ
粒子をSiO2として1〜20重量%含有するモンタンワック
ス酸化物のエマルジョンを乾燥重量にて付着量0.1〜1.5
g/m2の割合にて鋼板の表面に塗布し、乾燥することによ
つて得ることができる。
上記モンタンワックス酸化物のエマルジョンは、モン
タンワックス酸化物のエマルジョンに四フッ化エチレン
樹脂のデイスパージョンとシリカ粒子とを加え、分散さ
せることによつて得ることができる。
モンタンワックス酸化物は、軟化点が80℃以上であつ
て高く、被膜の形成後、鋼板の温度が120℃に達して
も、殆どべとつきや垂れを生じない。また、エマルジョ
ン化においても、界面活性剤のような親水性の乳化剤を
用いることなく、アルカリを用いて乳化することができ
るので、ワックスの有する撥水機能を保持しつつ、被膜
を形成させることができ、従って、耐食性にすぐれる被
膜を得ることができる。
更に、モンタンワックス酸化物は、カルナウバワック
スやポリエチレンワックスに比べて、鋼板との密着性が
よく、しかも、硬く、緻密な被膜を形成するので、被膜
が剥離し難い。そのうえ、四フッ化エチレン樹脂粒子や
シリカ粒子との混和性がよいので、これらが均一に分散
した被膜を形成することができる。
四フッ化エチレン樹脂粒子はワックス被膜の潤滑性能
を著しく向上させる。更に、連続プレス加工において、
金型温度の上昇によるワックスの軟化によつて、被膜の
潤滑性能が低下するのを防止すると共に、極圧下におけ
る型かじりを防止し、また、撥水効果によつて耐食性を
も向上させる。
上記のような効果、特に、被膜の潤滑性と鋼板の耐食
性の向上を有効に得るためには、ワックス被膜中に四フ
ッ化エチレン樹脂粒子が1重量%以上含まれることが必
要である。しかし、25重量%よりも多いときは、潤滑性
能の点では特に問題がないが、得られる被膜の鋼板に対
する密着性が悪くなり、プレス加工において、被膜が剥
離し、耐黒変化性及び耐食性に劣るようになる。特に、
本発明においては、被膜中の四フッ化エチレン樹脂粒子
は、5〜10重量%の範囲が好ましい。
四フッ化エチレン樹脂は、その粒径が0.05〜1μmの
範囲にあることが好ましい。粒径が1μmを越えるとき
は、ワックスエマルジョン中に均一に分散し難くなり、
その結果として、得られる被膜の鋼板への密着性が低下
する。他方、四フッ化エチレン樹脂の粒径が0.05μmよ
りも小さいときは、四フッ化エチレン樹脂の添加による
上記被膜による潤滑性及び耐食性の向上効果を得ること
ができない。
更に、本発明においては、ワックス被膜は、シリカ粒
子をSiO2として1〜20重量%の範囲で含有することが必
要である。ワックス被膜中におけるシリカがSiO2として
1重量%よりも少ないときは、得られる被膜の耐食性が
十分でなく、他方、20%を越えるときは、シリカが増摩
剤として作用するようになり、被膜の摩擦係数を高め
て、被膜の潤滑性を低下させるので、耐黒変化性及び加
工後の耐食性を劣化させる。特に、本発明においては、
ワックス被膜中のシリカ粒子の量は、5〜10重量%の範
囲が好ましい。
本発明においては、かかるシリカ粒子は、その粒径が
1〜20mμの範囲にあることが好ましい。シリカの粒径
が小さくなるほど、被膜の耐食性及び塗装性が向上し、
特に、加工後の耐食性が著しく向上する。かかるシリカ
の効果は、樹脂被膜を緻密で密着性にすぐれるものとし
て、樹脂被膜の有する耐食性を一層高めることによるも
のとみられる。このような観点からは、用いるシリカ
は、粒径が小さいほどよいが、しかし、極端に微小な粒
子を用いても、上記効果がそれに対応して、特に、増強
されるものでもないので、本発明においては、シリカ
は、粒径が1mμ以上であればよい。他方、20mμを越え
るときは、被膜の表面を粗くして、潤滑性を低下させ
る。特に、本発明においては、用いるシリカは、粒径が
4〜6mμの範囲が好ましい。
このようなシリカは、通常、コロイダルシリカとして
知られており、例えば、「スノーテックスXSやSS」(日
産化学工業(株)性)として、市販品を入手することが
できる。
本発明によれば、このようなワックス被膜の鋼板への
付着量が0.1g/m2よりも少ないときは、所要の潤滑効果
及び耐食性を得ることができない。しかし、付着量が1.
5g/m2を越えるときは、鋼板のプレス加工において、被
膜の剥離量が増し、例えば、プレス成形において、金型
に剥離被膜が蓄積し、プレス成形に支障を生じる。特
に、好ましい付着量は、0.2〜0.5g/m2の範囲である。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、四フッ化エチレン樹
脂粒子とシリカ粒子を含有するモンタンワックス酸化物
のワックスエマルジョンを鋼板に塗布し、乾燥させるこ
とによつて、薄膜であつても、すぐれた潤滑性能を有し
て、プレス成形性にすぐれるワックス被膜を鋼板の表面
に形成することができる。かかるプレス加工用表面処理
鋼板は、黒変なしにプレス加工することができ、しかも
耐食性、特に、加工後の耐食性にすぐれる。
従つて、本発明によるプレス加工用表面処理鋼板は、
例えば、プレス加工後、塗装なしにて用いられる用途、
例えば、過程電気製品の底板や内部部品等に好適に用い
ることができる。
実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1 クロメート処理を施した電気亜鉛めつき鋼板(亜鉛付
着量20g/m2、クロム付着量13mg/m2)にケイ酸塩処理を
施し、これを素材鋼板として用いた。
モンタンワックス酸化物のワックスエマルジョンに固
形分にて0〜30重量%の四フッ化エチレン樹脂(粒径0.
2〜0.3μm)を加え、更に、10重量%のシリカ粒子(コ
ロイダルシリカ、粒径4〜6mμ)を加え、ワックスエマ
ルジョンを得た。
このワックスエマルジョンを前記鋼板の表面に乾燥付
着量0.5g/m2となるように塗布し、乾燥させ、ワックス
被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た。
比較のために、モンタンワックス酸化物に代えて、カ
ルナウバワックス、パラフインワックス及びポリエチレ
ンワックスのエマルジョンに固形分にて10重量%の四フ
ッ化エチレン樹脂(粒径0.2〜0.3μm)を加え、更に、
10重量%のシリカ粒子(コロイダルシリカ、粒径4〜6m
μ)を加え、それぞれワックスエマルジョンを得、これ
を用いて、上記と同様にして、表面処理鋼板を得た。
以上の表面処理鋼板について、動摩擦係数、限界絞り
比、耐黒変化性、耐型かじり性及び耐食性を調べた。
尚、動摩擦係数は、加圧力150kgにおける摺動試験を行
なつて求めた。限界絞り比は、ブランク径100mm、ポン
チ径50mmの単一素板法にて求めた。また、このときの摺
動面の状態から耐型かじり性を評価した。耐黒変化性に
ついては、ドロービード試験装置において、加圧力20t
にて摺動し、黒変発生割合から評価した。耐食性は、JI
S Z 2371による塩水噴霧試験において、白錆が1%発生
するまでの時間にて評価した。エリクセンは、エリクセ
ン押出6mm後の結果にて示す。結果を第1表に示す。
実施例2 モンタンワックス酸化物のワックスエマルジョンに固
形分換算にて10重量%の四フッ化エチレン樹脂(粒径0.
2〜0.3μm)とSiO2として0〜30重量%のシリカ粒子
(粒径4〜6mμ)を加え、分散させて、ワックスエマル
ジョンを得た。
このワックスエマルジョンを前記鋼板の表面に乾燥付
着量0.25g/m2となるように塗布し、乾燥させ、ワックス
被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た。
実施例1と同様にして、処理鋼板の性能を調べた。結
果を第2表に示す。
実施例3 モンタンワックス酸化物のワックスエマルジョンに固
形分換算にて10重量%の四フッ化エチレン樹脂(粒径0.
2〜0.3μm)とSiO2として10重量%のシリカ粒子(粒径
4〜6mμ、10〜20mμ又は40〜50mμ)を加え、分散させ
て、ワックスエマルジョンを得た。
このワックスエマルジョンを前記鋼板の表面に 付着量0.25g/m2となるように塗布し、乾燥させ、ワック
ス被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た。
実施例1と同様にして、処理鋼板の性能を調べた。結
果を第3表に示す。
実施例4 モンタンワックス酸化物のワックスエマルジョンに固
形分換算にて10重量%の四フッ化エチレン樹脂(粒径0.
2〜0.3μm)とSiO2として10重量%のシリカ粒子(粒径
4〜6mμ)を加え、分散させて、ワックスエマルジョン
を得た。
このワックスエマルジョンを実施例1のクロメート処
理を施した電気亜鉛めつき鋼板の表面に付着量0〜2.0g
/m2となるように塗布し、乾燥させ、ワックス被膜を形
成させて、表面処理鋼板を得た。
実施例1と同様にして、処理鋼板の性能を調べた。結
果を第4表に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 103:00 109:00) C10N 20:06 40:24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】四フッ化エチレン樹脂粒子1〜25重量%及
    びシリカ粒子をSiO2として1〜20重量%含有するモンタ
    ンワックス酸化物のワックス被膜が付着量0.1〜1.5g/m2
    の割合にて、鋼板の表面に形成されていることを特徴と
    するプレス加工用表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】四フッ化エチレン樹脂粒子が0.05〜1μm
    の粒子径を有することを特徴とする請求項第1項記載の
    プレス加工用表面処理鋼板。
  3. 【請求項3】シリカ粒子が1〜20mμの粒子径を有する
    ことを特徴とする請求項第1項記載のプレス加工用樹脂
    塗装鋼板。
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