JP2857989B2

JP2857989B2 - 溶接性及び深絞り加工性にすぐれる表面処理金属板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2857989B2
Application number: JP21222895A
Authority: JP
Inventors: 啓明椿野; 忠繁中元; 富男梶田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH0957188A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭電気製品用部
品、例えば、コンピューターケース、ビデオケース、オ
ーディオシャーシ類、更には、モーターケース、プーリ
ー等の深絞り加工製品に好適に用いることができる溶接
性及び深絞り加工性にすぐれる表面処理金属板、好まし
くは、表面処理鋼板と、そのような表面処理金属板、好
ましくは、表面処理鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭電気製品用部品の製造に用い
る表面処理金属板には、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛
めっき鋼板等の亜鉛めっき系鋼板や、その耐食性と塗装
性の向上のために、クロメート処理、リン酸塩処理等
や、或いは水ガラス等を塗布した無機系表面処理鋼板が
多く用いられている。

【０００３】これらの無機系表面処理鋼板は、鋼板メー
カーからコイルやシート材の状態で製品として出荷さ
れ、主にトラックにてユーザーに油層、納品されて、種
々の加工を受けることとなる。このような無機系表面処
理鋼板は、その表面が硬い無機質の被膜で被覆されてい
るので、その輸送時に種々の金属部材と接触し、或いは
単純な曲げ加工において金属と鋼板とが擦れて、鋼板表
面に擦り疵等の疵付きが発生することがある。このよう
な擦り疵等は、製品の外観や性能を損ない、商品価値を
劣化させる。また、このような表面処理鋼板に深絞り加
工等の厳しい加工を施す際に、プレス油を塗布してプレ
ス成形を施せば、成形の後、脱脂することが必要であ
る。しかし、近年、環境保護の観点から、脱脂溶剤の規
制、コスト削減を目的とした脱脂工程省略の動きから、
潤滑性を有する鋼板のニーズが高まっている。

【０００４】これら無機系被膜処理鋼板に対して、例え
ば、特開昭５８−１５３７８５号公報や特開昭５８−１
７７４７６号公報等には、有機系被膜処理鋼板として、
クロメート処理等を施した後、有機樹脂被膜を塗布した
樹脂塗装鋼板が提案されている。このような樹脂塗装鋼
板においては、表面が樹脂被膜により被覆されているの
で、疵付きの防止効果を有しているものの、反面、この
ような樹脂塗装鋼板は、モータケース等の深絞り用部品
に加工する場合、金型が激しく摺動する摺動面で樹脂被
膜が剥離する黒化現象が起こり、製品の外観が著しく劣
化するうえに、その黒化物が設備等に付着し、種々の支
障を生じる問題がある。

【０００５】また、近年、例えば、特開昭６１−２２７
１７８号公報、特願平１−１１０１４０号公報、特願平
６−２９９３６７号公報等に記載されているように、樹
脂被膜中に潤滑剤を含む樹脂塗装鋼板、即ち、樹脂塗装
潤滑鋼板が提案され、注目されるに至っている。このよ
うな樹脂塗装潤滑鋼板は、表面の潤滑の効果によって、
疵付きの防止に効果がある。しかし、このような樹脂塗
装潤滑鋼板は、表面に均一な樹脂被膜を有しているの
で、電気抵抗が大きく、家庭電気部品に求められる重要
な特性であるアース性と溶接性に劣る問題がある。更
に、モータケース等の深絞り用部品に加工する場合、前
記黒化現象が生じて、その商品価値が著しく損なわれ
る。

【０００６】そこで、このような樹脂塗装潤滑鋼板にお
けるアース性や溶接性等の問題を解決すべく、導電性に
すぐれるクロメート処理鋼板が特開平６−９３４６１号
公報に提案されているが、しかし、耐疵付き性と深絞り
加工性を併せ有するまでには至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の表面
処理金属板における上述したような種々の問題を解決す
るためになされたものであって、溶接性及び深絞り加工
性にすぐれ、特に、家庭電気製品の部品の製造に好適に
用いることができる無機・有機複合被覆表面処理金属板
及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による溶接性及び
深絞り加工性にすぐれる表面処理金属板は、ワックスを
含むシリカ微粒子の乾燥ゲルからなるガラス質の被膜を
表面に有する表面処理金属板において、ガラス質の被膜
がリチウムをケイ素に対するモル比にて0.０２〜0.５の
範囲で含有すると共に、第１のワックスが主としてガラ
ス質の被膜の表面に付着しており、第２のワックスが粒
子状にて主としてガラス質の被膜中に分散されており、
一部が表面に露出していることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明によれば、水分散型ワックス
粒子を含むケイ酸塩水溶液か、又はケイ酸塩水溶液とケ
イ酸コロイドとの混合物からなる塗布液を金属板の表面
に塗布し、金属板を所定の板温度に加熱し、乾燥させ
て、ガラス質の被膜を金属板の表面に形成する表面処理
金属板の製造方法において、リチウムをケイ素に対する
モル比にて0.０２〜0.５の範囲で含有するケイ酸塩水溶
液か、又はケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物
を用いると共に、上記水分散型ワックス粒子として、金
属板の加熱乾燥時の板温度よりも低い軟化点を有する第
１の水分散型ワックス粒子と、金属板の加熱乾燥時の板
温度よりも高い軟化点を有する第２の水分散型ワックス
粒子との混合物を用いることを特徴とする溶接性及び深
絞り加工性にすぐれる表面処理金属板の製造方法が提供
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】先ず、本発明による表面処理金属
板の製造方法について説明する。本発明において用いる
表面処理金属板のための原板は、特に限定されるもので
はなく、例えば、アルミニウム材、アルミニウム合金
材、ステンレス鋼板、チタン材等の金属板を用いること
ができるが、しかし、本発明による表面処理金属板は、
後述するように、原板表面上に、シリカの乾燥ゲルから
なり、硬くて強靱なガラス質の被膜を形成したものであ
るので、原板表面とこのようなガラス質の被膜との密着
性にすぐれるように、原板としては、亜鉛又は亜鉛合金
めっき鋼板にクロメート処理やリン酸塩処理等の化成処
理を施したものが好ましく用いられる。以下、簡単のた
めに、鋼板に金属板を代表させる。

【００１１】特に、上記亜鉛又は亜鉛合金めっき鋼板に
施す化成処理としては、耐食性の点から、クロメート処
理が好ましい。クロメート処理方法としては、特に、限
定されるものではないが、通常、水洗型（反応型）クロ
メート処理、塗布型クロメート処理、電解クロメート処
理法等が用いられる。

【００１２】本発明において、ケイ酸塩水溶液として
は、Ｌｉ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂（ｎ＝２〜４）で表わされる
ケイ酸リチウムの水溶液が好ましく用いられ、また、ケ
イ酸コロイドとしては、水を分散媒として無水ケイ酸の
微粒子を分散させたコロイド溶液（コロイダルシリカ）
が好ましく用いられる。

【００１３】本発明において、鋼板の表面にガラス質の
被膜を形成するための塗布液は、ケイ酸塩水溶液か、又
はケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物からなる
と共に、リチウムをケイ素に対するＬｉ／Ｓｉモル比に
て0.０２〜0.５の範囲で含有し、更に、水分散型ワック
ス粒子を含有する。以下、ケイ酸塩水溶液か、又はケイ
酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物を「ケイ酸塩水
溶液（とケイ酸コロイドとの混合物）」という。

【００１４】このように、リチウムをケイ素に対するＬ
ｉ／Ｓｉモル比にて0.０２〜0.５の範囲で含有するケイ
酸塩水溶液（とケイ酸コロイドとの混合物）は、好まし
くは、ケイ酸リチウム水溶液とケイ酸コロイドとを混合
することによって調製することができる。また、ケイ酸
リチウムと共に、Ｎａ₂Ｏ・ｍＳｉＯ₂（ｍ＝２〜４）
で表わされるケイ酸ナトリウムや、Ｋ₂Ｏ・ｐＳｉＯ₂
（ｐ＝３〜５）で表わされるケイ酸カリウム等のような
ケイ酸塩水溶液との混合物も用いることができる。必要
に応じて、ケイ酸リチウム水溶液とケイ酸コロイドとの
混合物に、更に、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウムを
併用してもよい。

【００１５】上記ケイ酸リチウムやケイ酸コロイドは、
市販品を好適に用いることができる。ケイ酸リチウムと
しては、例えば、リチウムシリケート３５、リチウムシ
リケート４５、リチウムシリケート７５（日産化学
（株）製）等を挙げることができる。また、上記ケイ酸
コロイドとして、例えば、スノーテックスＵＰ、スノー
テックス２０、スノーテックス４０、スノーテックス４
０、スノーテックスＮ、スノーテックスＳ、スノーテッ
クスＫ、ＰＣ−５００（日産化学（株））等を挙げるこ
とができる。

【００１６】一般に、ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリ
ウムの水溶液を鋼板に塗布すると、これら水溶液の鋼板
との濡れ性が悪く、所謂はじきと呼ばれる結果として、
加熱乾燥して被膜を形成したとき、得られる被膜に欠陥
が生じることがある。ここに、本発明に従って、ケイ素
に対するモル比Ｌｉ／Ｓｉが0.０２〜0.５の範囲でリチ
ウムを含むケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイドの混合
物）を用いることによって、得られる塗布液の鋼板に対
する濡れ性と鋼板の表面上での造膜性が著しく向上し、
かくして、このような所定割合のリチウムを含むケイ酸
塩水溶液（とケイ酸コロイドの混合物）を主体とする塗
布液を鋼板に塗布し、加熱乾燥させることによって、鋼
板上に欠陥のない均一で平滑な被膜を形成させることが
できる。

【００１７】これに対して、得られるガラス質被膜中に
リチウムが少なく、ナトリウムが多いときは、被膜の透
水性が高くなり、腐食因子が鋼板の素地を攻撃しやすく
なり、耐食性の劣化をもたらす。また、Ｌｉ／Ｓｉモル
比が0.０２よりも小さいときは、塗布液の造膜性も悪
い。他方、Ｌｉ／Ｓｉモル比が0.５を超えるときは、リ
チウムを含むケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイドの混合
物）を主体とする塗布液の粘度が高くなり、液安定性が
悪く、却って造膜性が低下し、その結果として、鋼板の
表面に緻密なガラス質の膜を形成できなくなり、得られ
る被膜は、耐食性、耐疵付き性、耐型かじり性に劣るも
のとなる。また、経済的にも不利である。特に、本発明
においては、ケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイドの混合
物）におけるリチウムの含有量は、Ｌｉ／Ｓｉモル比に
て0.０５〜0.３の範囲が好ましい。

【００１８】かくして、本発明に従って、ケイ素に対す
るモル比Ｌｉ／Ｓｉが0.０２〜0.５の範囲でリチウムを
含むケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイドの混合物）から
なる塗布液を鋼板の表面に塗布し、加熱し、乾燥するこ
とによって、微細なシリカ粒子の強固な乾燥ゲルからな
るガラス質の被膜が鋼板の表面に形成される。このガラ
ス質の被膜は、非常に硬く、且つ、鋼板の表面を平滑化
するので、トラック輸送時等に発生する振動や金属部材
との接触による鋼板の疵付きを防止することができる。

【００１９】また、モータケース等の深絞り加工におけ
る金型との摺動に対しても、上述したような硬く、強靱
なガラス質の被膜によって、鋼板への疵付きを抑制する
ことができる。更に、本発明による表面処理鋼板によれ
ば、被膜に延性がないので、金型との摺動によって被膜
が剥離したとき、得られる成形品（製品）や金型にその
被膜が付着せず、かくして、黒化現象を低減して、製品
外観を向上させることができる。

【００２０】本発明の方法によれば、ワックスを含む微
細なシリカ粒子の強固な乾燥ゲルからなるガラス質の被
膜が鋼板上に形成される。即ち、本発明の方法によれ
ば、水分散型ワックス粒子を含むケイ酸塩水溶液（とケ
イ酸コロイドとの混合物）からなる水性塗布液を鋼板の
表面に塗布し、この鋼板を所定の板温度に加熱し、乾燥
させて、ガラス質の被膜を鋼板の表面に形成するに際し
て、上記水分散型ワックス粒子として、鋼板の加熱乾燥
時の上記板温度よりも低い軟化点を有する第１の水分散
型ワックス粒子Ａと、鋼板の加熱乾燥時の板温度よりも
高い軟化点を有する第２の水分散型ワックス粒子Ｂとか
らなる混合物を用いる。

【００２１】かくして、本発明の方法によれば、そのよ
うな水分散型ワックス粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶
液（とケイ酸コロイドとの混合物）からなる水性の塗布
液を金属板の表面に塗布し、鋼板を所定の板温度に加熱
し、乾燥させるとき、上記第１の水分散型ワックス粒子
Ａは、その軟化点が鋼板の加熱乾燥時の板温度よりも低
いから、軟化、液化し、ケイ酸塩水溶液やケイ酸コロイ
ドとの比重差によって、形成されるガラス質の被膜の表
面に浮き出し、その後、板温度の低下に伴って、主とし
て、ガラス質の被膜の表面に被膜状に付着する。他方、
第２の水分散型ワックス粒子Ｂは、上記鋼板の加熱乾燥
時の板温度よりも高い軟化点を有するから、鋼板を加熱
乾燥後も、粒子形状を保持しており、主として、ガラス
質の被膜中に含まれるが、一部は、被膜の表面から露出
している。

【００２２】図１は、一例として、亜鉛めっき１を有す
る鋼板２のクロメート被膜３上に第１の水分散型ワック
ス粒子Ａと第２の水分散型ワックス粒子Ｂとからなる混
合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物
４を塗布したときの被膜、即ち、加熱乾燥前の湿潤被膜
５の構造を模式的に示す。図２は、水分散型ワックス粒
子の混合物を含むケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイドと
の混合物）を塗布した後、加熱乾燥させて得られたガラ
ス質の被膜６を模式的に示し、上記第１の水分散型ワッ
クス粒子Ａは、粒子形状を失ない、主として、このガラ
ス質の被膜の表面に薄膜状に固着しており、第２の水分
散型ワックス粒子Ｂは、粒子形状を保持しつつ、主とし
て、ガラス質の被膜中に含まれるが、一部は、ガラス質
の被膜の表面から露出している。

【００２３】従って、本発明による表面処理鋼板は、溶
接性にもすぐれている。例えば、スポット溶接の場合、
樹脂塗装潤滑鋼板のように、有機物が鋼板の表面に存在
するときは、電気抵抗値が大きくなるので、スパークの
発生、電極チップの劣化等の問題が生じるが、しかし、
本発明の表面処理鋼板によれば、表面には、主として、
軟化点及び分解温度の低い第１のワックスの薄膜が存在
するから、溶接に際しては、通電時の発熱によって、表
面のワックスは容易に液化、軟化、分解ガス化し、更
に、ガラス質被膜中の第２のワックス粒子も、同様に発
熱によって、液化、軟化、分解ガス化し、そこが起点、
即ち、通電点となって電流が流れるので、スパークの発
生や電極チップの劣化が少なくなり、溶接性にもすぐれ
る。

【００２４】更に、このような本発明による表面処理鋼
板は、ガラス質の被膜の表面に付着している第１のワッ
クスからなる被膜による潤滑性を有すると共に、ガラス
質の被膜から一部露出している第２のワックス粒子によ
る潤滑性をも有し、かくして、被膜の疵付きを抑制する
と共に、金型による激しい摺動を受けた際にも、ガラス
質の被膜中の第２のワックス粒子Ｂの効果によって、被
膜の剥離が抑制される結果、すぐれた深絞り加工性を有
する。

【００２５】本発明において、ケイ酸塩水溶液（とケイ
酸コロイドとの混合物）に配合する第１及び第２の水分
散型ワックス粒子Ａ及びＢの混合物の量は、シリカ（Ｓ
ｉＯ ₂）重量に対して、１〜３０重量％の範囲であるの
が好ましい。水分散型ワックス粒子Ａ及びＢの混合物の
量が１重量％よりも少ないときは、得られるガラス質の
被膜の表面の潤滑性が不十分であって、表面処理鋼板
は、耐疵付き性と深絞り加工性において、未だ十分でな
く、他方、３０重量％を超えるときは、得られる表面処
理鋼板は、耐疵付き性の点では特に問題ないが、形成さ
れたガラス質の被膜が脆くなり、深絞り加工において、
ガラス質の被膜が剥離し、その結果、ワックスの黒化現
象が起こって、製品の外観を著しく劣化させる。特に、
本発明においては、ケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイド
との混合物）に配合する第１及び第２の水分散型ワック
ス粒子Ａ及びＢの混合物の量は、シリカ（ＳｉＯ₂）重
量に対して、５〜２０重量％の範囲であることが好まし
い。

【００２６】更に、本発明によれば、第１の水分散型ワ
ックス粒子Ａと第２の水分散型ワックス粒子Ｂとの混合
物におけるＡ／Ｂ重量比は、0.２５〜4.０の範囲である
ことが好ましい。ワックス粒子Ａ及びＢの混合物の割合
Ａ／Ｂが0.２５よりも小さいときは、得られるガラス質
の被膜の表面の潤滑性の向上が未だ十分でない。しか
し、Ａ／Ｂ重量比が4.０を超えるときは、ガラス質の被
膜中に含まれる第２のワックス粒子の分散量が少ないの
で、スポット溶接時、通電点数が十分でなく、スパーク
が発生すると共に、電極チップが劣化し、良好な溶接性
を得ることができない。

【００２７】本発明において、第１及び第２の水分散型
ワックス粒子Ａ及びＢの軟化点については、その選定に
よっては低温乾燥が可能となり、例えば、電気めっきラ
イン又は溶接めっきラインのインライン化が可能であ
り、コストダウンおよび生産性に大きく寄与することが
できる。

【００２８】また、本発明において、上記第１及び第２
の水分散型ワックス粒子Ａ及びＢの粒径は、0.１〜1.０
μｍの範囲であることが好ましい。水分散型ワックス粒
子の粒子径が0.１μｍより小さい場合は、特に、第２の
水分散型ワックス粒子Ｂにおいて、上述したような効果
を十分に得ることができない。しかし、ワックス粒子の
粒子径が1.０μｍよりも大きいときは、ケイ酸塩水溶液
（とケイ酸コロイドとの混合物）におけるそれらの均一
分散性と液安定性が劣化し、鋼板表面への均一塗布がで
きなくなる。

【００２９】本発明において、水分散型ワックス粒子の
うち、低軟化点を有する第１の水分散型ワックス粒子と
しては、天然ワックスのカルナウバワックス、ライスワ
ックス、モンタンワックス、パラフィンワックス等、種
々のワックスを挙げることができ、市販品として、スリ
ップエイドＳＬ−５０６、ＳＬ−５０８、ＳＬ−５１
１、（サンノプコ（株）製）、パスランNo. ５２（共栄
社油脂化学工業（株）製）、ヘキストワックスエマルジ
ョンＪ−１２０（ヘキストジャパン（株）製）、ＫＵＥ
−７、ＫＵＥ−１１（三洋化成工業（株）製）等を好適
に用いることができる。

【００３０】高軟化点を有する第２の水分散型ワックス
粒子としては、合成ワックスの低分子量ポリエチレンワ
ックス、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン等のワ
ックスを挙げることができ、市販品として、ダイジェッ
トＥ−１７（互応化学（株）製）、ＫＵＥ−１、ＫＵＥ
−５、ＫＵＥ−８（三洋化成工業（株）製）、ケミパー
ルＷ−１００、Ｗ−２００、Ｗ−３００、Ｗ−４００、
Ｗ−５００、ＷＦ−６４０、Ｗ−９００、Ｗ−９５０
（三井石油化学工業（株）製）、エポノール、エポノー
ルＨＣ−１（一方社油脂（株）製）、エレポンＥ−２０
（日華化学（株）製）等を好適に用いることができる。

【００３１】本発明によれば、鋼板の表面に形成するワ
ックス粒子の混合物を含むガラス質の被膜の量は、シリ
カ重量にて、0.１〜1.０ｇ／ｍ²の範囲であることが好
ましい。上記被膜量がシリカ重量で0.１ｇ／ｍ²よりも
少ないときは、得られる被膜の電気抵抗が小さくなり、
そのような被膜は、アース性と溶接性にはすぐれるもの
の、強靱で硬いガラス質の連続被膜を得ることができ
ず、目的とする耐食性と深絞り加工性を得ることができ
ない。しかし、被膜量がシリカ重量で1.０ｇ／ｍ ²より
も多いときは、得られる被膜は、アース性と溶接性が劣
化する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、水分散
型ワックス粒子を含むケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロイ
ドとの混合物）からなる塗布液を金属板の表面に塗布
し、金属板を所定の板温度に加熱し、乾燥させて、ガラ
ス質の被膜を金属板の表面に形成する表面処理金属板の
製造方法において、上記ケイ酸塩水溶液（とケイ酸コロ
イドとの混合物）として、リチウムをケイ素に対するＬ
ｉ／Ｓｉモル比にて0.０２〜0.５の範囲で含有するもの
を用いると共に、上記水分散型ワックス粒子として、金
属板の加熱乾燥時の板温度よりも低い軟化点を有する第
１の水分散型ワックス粒子と、金属板の加熱乾燥時の板
温度よりも高い軟化点を有する第２の水分散型ワックス
粒子との混合物を用いて、表面処理鋼板を得る。

【００３３】従って、このような方法によれば、塗布液
が鋼板に対して、よい濡れ性を有するので、所謂はじき
なしに、鋼板に塗布することができ、均一で平滑なガラ
ス質の被膜を形成させることができる。

【００３４】更に、本発明による表面処理金属板は、ワ
ックスを含むシリカ粒子の乾燥ゲルからなるガラス質の
被膜を表面に有し、第１のワックスが主としてガラス質
の被膜の表面に付着しており、第２のワックスが粒子状
にて主としてガラス質の被膜中に分散されており、一部
が表面に露出しているので、溶接性及び深絞り加工性に
すぐれており、例えば、家庭電気製品用部品、例えば、
コンピューターケース、ビデオケース、オーディオシャ
ーシ類、更には、モーターケース、プーリー等の深絞り
加工製品の製造に好適に用いることができる。

【００３５】更に、本発明の方法は、有機溶剤を用いな
いので、電気めっきライン又は溶融めっきラインのイン
ライン化を実現することができ、生産性の向上及びコス
トダウンのみならず、環境改善に大きく寄与することが
できる。

【００３６】

【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。

【００３７】実施例Ｉ（ケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドの混合物中のリチウ
ムイオン含有量と得られる表面処理鋼板の性質との関
係）原板として、クロメート処理を施した電気亜鉛めっき鋼
板（亜鉛付着量２０ｇ／ｍ²、クロム付着量２０ｍｇ／
ｍ²）を用いた。

【００３８】ケイ酸リチウム（リチウムシリケート３
５）とケイ酸コロイド（スノーテックスＯ）とを混合し
て、リチウムをケイ素に対するＬｉ／Ｓｉモル比で０〜
0.５の範囲で含有する混合物を調製した。以下、同様の
方法によって、ケイ素に対して所定割合のリチウムを含
有するケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物を調
製した。

【００３９】別に、軟化点５２℃の水分散型ワックス粒
子Ａ（粒子径0.３μｍ）と軟化点１３２℃の水分散型ワ
ックス粒子Ｂ（粒子径0.６μｍ）とを混合比（重量比）
Ａ／Ｂ＝1.０の割合で混合した。前記ケイ素に対するＬ
ｉ／Ｓｉモル比で所定割合のリチウムを含有するケイ酸
塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物に、上記水分散型
ワックス粒子の混合物を塗布液の塗布乾燥後のＳｉＯ₂
重量に対して、１０重量％となるように加えて、塗布液
を調製した。

【００４０】このようにして調製した水分散型ワックス
粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物からなる塗布液を、原板の表面に塗布乾燥後の
ＳｉＯ₂重量にて0.５ｇ／ｍ²となるように、絞りロー
ルにて塗布し、板温度８０℃で乾燥させて、ガラス質の
被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た（実施例１〜
５、比較例１〜３）。これらについて、以下のようにし
て、耐食性、耐疵付き性試験、プレス試験、スポット溶
接試験及び濡れ性試験を実施した。結果を表１に示す。

【００４１】(1) 耐食性試験ＪＩＳ２３７１に準じて塩水噴霧試験を実施した。１
２０時間白錆なしを◎、１００時間で白錆５％以下発生
を○、１２０時間で白錆５％以上で且つ６０時間で白錆
５％以下を△、６０時間で白錆５％以上を×とした。 (2) 耐疵付き性試験ＨＥＩＤＯＮ社製表面性試験装置を用いて、供試材を２
枚重ねにし、相互の摺動によるすり疵を発生させ、目視
により評価した。上記２枚重ねの供試材のうち、上側の
ものは寸法１０mm×１０mmとし、１Kgの荷重を加えた。 (3) プレス試験８０トンのクランクプレス装置を用いて、単発のプレス
試験を実施し、成形後の成形品の摺動面の型かじり及び
黒化現象（耐黒化性）について、目視で評価して、深絞
り加工性とした。

【００４２】(4) スポット溶接試験材質が１％Ｃｒ−Ｃｕのドーム型（先端径６mm、４０mm
Ｒ）電極を用いて、加圧力２１５６Ｎ（２２０ kgf）、
電流８ｋＡ、通電時間１２サイクル（６０Ｈｚ）で１０
００打点のスポット溶接を実施し、全溶接点に対する良
溶接点の百分率比を求め、溶接性とした。また、全打点
における表散り（表面スパーク）発生状況を目視で観察
し、評価した。尚、表１から表５において、上記試験の
評価は、前記耐食性試験の評価を除いて、極めてよいを
◎、よいを○、悪いを△、極めて悪いを×の４段階で示
す。

【００４３】(5) 濡れ性試験塗布液を絞りロールで鋼板上に塗布し、乾燥後の表面の
はじきを目視で観察して、評価した。これらの結果を表
１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】実施例II （水分散型ワックス粒子の配合量と得られる表面処理鋼
板の性質との関係）実施例Ｉと同じ原板を用いた。ま
た、以下において、軟化点５２℃の水分散型ワックス粒
子Ａとしては、三洋化成工業（株）製パラフィンワック
スＫＵＥ−１１を用い、軟化点１３２℃の水分散型ワッ
クス粒子Ｂとしては、三井石油化学工業（株）製ポリエ
チレンワックスＷ−９００を用いた。

【００４６】実施例Ｉと同様にして、リチウムをケイ素
に対するＬｉ／Ｓｉモル比で0.１としたケイ酸塩水溶液
とケイ酸コロイドとの混合物を調製した。別に、軟化点
５２℃の水分散型ワックス粒子Ａ（粒子径0.３μｍ）と
軟化点１３２℃の水分散型ワックス粒子Ｂ（粒子径0.６
μｍ）とを混合比（重量比）Ａ／Ｂ＝1.０の割合で混合
した。

【００４７】前記所定量のリチウムを含有するケイ酸塩
水溶液とケイ酸コロイドとの混合物に、上記水分散型ワ
ックス粒子の混合物を塗布液の塗布乾燥後のＳｉＯ₂重
量に対して、１〜５０重量％の範囲となるように加え
て、塗布液を調製した。このようにして調製した水分散
型ワックス粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸
コロイドとの混合物からなる塗布液を、原板の表面に塗
布乾燥後のＳｉＯ₂重量にて0.５ｇ／ｍ²となるよう
に、絞りロールにて塗布し、板温度８０℃で乾燥させ
て、ガラス質の被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た
（実施例６〜１０、比較例４〜７）。

【００４８】これらについて、前述のようにして、耐食
性、耐疵付き性試験、プレス試験及びスポット溶接試験
を実施した。結果を表２に示す。尚、濡れ性について
は、本実施例以下、すべての実施例において、すぐれて
いることが確認されている。

【００４９】

【表２】

【００５０】実施例III （水分散型ワックス粒子ＡとＢの混合比と得られる表面
処理鋼板の性質との関係）実施例Ｉと同じ原板を用い
た。実施例Ｉと同様にして、リチウムをケイ素に対する
Ｌｉ／Ｓｉモル比で0.１としたケイ酸塩水溶液とケイ酸
コロイドとの混合物を調製した。

【００５１】別に、軟化点５２℃の水分散型ワックス粒
子Ａ（粒子径0.３μｍ）と軟化点１３２℃の水分散型ワ
ックス粒子Ｂ（粒子径0.６μｍ）とを混合比（重量比）
Ａ／Ｂ＝0.１１〜9.０の範囲で混合した。前記所定量の
リチウムを含有するケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物に、上記水分散型ワックス粒子の混合物を塗布
液の塗布乾燥後のＳｉＯ₂重量に対して、１０重量％と
なるように加えて、塗布液を調製した。

【００５２】このようにして調製した水分散型ワックス
粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物からなる塗布液を、原板の表面に塗布乾燥後の
ＳｉＯ₂重量にて0.５ｇ／ｍ²となるように、絞りロー
ルにて塗布し、板温度８０℃で乾燥させて、ガラス質の
被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た（実施例１１〜
１５、比較例８〜１１）。これらについて、前述のよう
にして、耐食性、耐疵付き性試験、プレス試験及びスポ
ット溶接試験を実施した。結果を表３に示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】実施例IV （水分散型ワックス粒子Ｂの粒子径と得られる表面処理
鋼板の性質との関係）実施例Ｉと同じ原板を用いた。実
施例Ｉと同様にして、リチウムをケイ素に対するＬｉ／
Ｓｉモル比で0.１としたケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイ
ドとの混合物を調製した。

【００５５】別に、軟化点５２℃の水分散型ワックス粒
子Ａ（粒子径0.３μｍ）と軟化点１３２℃の水分散型ワ
ックス粒子Ｂとを混合比（重量比）Ａ／Ｂ＝1.０の割合
で混合した。ここに、水分散型ワックス粒子Ｂとして
は、粒子径が0.１μｍ以下から3.０μｍにわたるものを
用いた。前記所定量のリチウムを含有するケイ酸塩水溶
液とケイ酸コロイドとの混合物に、上記水分散型ワック
ス粒子の混合物を塗布液の塗布乾燥後のＳｉＯ₂重量に
対して、１０重量％となるように加えて、塗布液を調製
した。

【００５６】このようにして調製した水分散型ワックス
粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物からなる塗布液を、原板の表面に塗布乾燥後の
ＳｉＯ₂重量にて0.５ｇ／ｍ²となるように、絞りロー
ルにて塗布し、板温度８０℃で乾燥させて、ガラス質の
被膜を形成させて、表面処理鋼板を得た（実施例１６〜
１９、比較例１２〜１４）。これらについて、前述のよ
うにして、耐食性、耐疵付き性試験、プレス試験及びス
ポット溶接試験を実施した。結果を表４に示す。

【００５７】

【表４】

【００５８】実施例Ｖ（ガラス質の被膜の付着量と得られる表面処理鋼板の性
質との関係）実施例Ｉと同じ原板を用いた。実施例Ｉと
同様にして、リチウムをケイ素に対するＬｉ／Ｓｉモル
比で0.１としたケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混
合物を調製した。

【００５９】別に、軟化点５２℃の水分散型ワックス粒
子Ａ（粒子径0.３μｍ）と軟化点１３２℃の水分散型ワ
ックス粒子Ｂ（粒子径0.６μｍ）とを混合比（重量比）
Ａ／Ｂ＝1.０の割合で混合した。前記所定量のリチウム
を含有するケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物
に、上記水分散型ワックス粒子の混合物を塗布液の塗布
乾燥後のＳｉＯ₂重量に対して、１〜５０重量％の範囲
となるように加えて、塗布液を調製した。

【００６０】このようにして調製した水分散型ワックス
粒子の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物からなる塗布液を、原板の表面に塗布乾燥後の
ＳｉＯ₂重量にて0.１ｇ／ｍ²以下から1.５ｇ／ｍ²の
範囲となるように、絞りロールにて塗布し、板温度８０
℃で乾燥させて、ガラス質の被膜を形成させて、表面処
理鋼板を得た（実施例２０〜２４、比較例１５〜１
７）。

【００６１】これらについて、前述のようにして、耐食
性、耐疵付き性試験、プレス試験及びスポット溶接試験
を実施した。更に、得られた表面処理鋼板の表面抵抗を
テスターにて測定して、アース性を評価した。結果を表
５に示す。

【００６２】

【表５】

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の方法に従って、水分散型ワックス
の混合物を含むケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混
合物からなる塗布液を鋼板の表面に塗布し、乾燥前の湿
潤被膜の構造を模式的に示す断面図である。

【図２】は、本発明による表面処理鋼板の構造を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１…亜鉛めつき、２…鋼板、３…クロメート被膜、Ａ…
第１の水分散型ワックス（粒子）、Ｂ…第２の水分散型
ワックス粒子、４…ケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドと
の混合物、５…加熱乾燥前の湿潤被膜、６…ガラス質の
被膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 7/14 B05D 7/24 302 B05D 3/02 B05D 5/00 B05D 7/24 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワックスを含むシリカ粒子の乾燥ゲルから
なるガラス質の被膜を表面に有する表面処理金属板にお
いて、ガラス質の被膜がリチウムをケイ素に対するモル
比にて0.０２〜0.５の範囲で含有すると共に、第１のワ
ックスが主としてガラス質の被膜の表面に付着してお
り、第２のワックスが粒子状にて主としてガラス質の被
膜中に分散されており、一部が表面に露出していること
を特徴とする溶接性及び深絞り加工性にすぐれる表面処
理金属板。
【請求項２】ガラス質の被膜が第１のワックスと第２の
ワックスとを合計にて１〜３０重量％含む請求項１に記
載の表面処理金属板。
【請求項３】ガラス質の被膜が第１のワックスと第２の
ワックスとを第１のワックス／第２のワックス重量比に
て0.２５〜4.０の範囲にて含む請求項１又は２に記載の
表面処理金属板。
【請求項４】第２のワックスの粒子の粒径が0.１〜1.０
μｍの範囲である請求項１乃至３のいずれかに記載の表
面処理金属板。
【請求項５】ガラス質の被膜がシリカ重量にて0.１〜1.
０ｇ／ｍ²の範囲で形成されている請求項１乃至４のい
ずれかに記載の表面処理金属板。
【請求項６】水分散型ワックス粒子を含むケイ酸塩水溶
液か、又はケイ酸塩水溶液とケイ酸コロイドとの混合物
からなる塗布液を金属板の表面に塗布し、金属板を所定
の板温度に加熱し、乾燥させて、ガラス質の被膜を金属
板の表面に形成する表面処理金属板の製造方法におい
て、リチウムをケイ素に対するモル比にて0.０２〜0.５
の範囲で含有するケイ酸塩水溶液か、又はケイ酸塩水溶
液とケイ酸コロイドとの混合物を用いると共に、上記水
分散型ワックス粒子として、金属板の加熱乾燥時の板温
度よりも低い軟化点を有する第１の水分散型ワックス粒
子と、金属板の加熱乾燥時の板温度よりも高い軟化点を
有する第２の水分散型ワックス粒子との混合物を用いる
ことを特徴とする表面処理金属板の製造方法。
【請求項７】ガラス質の被膜が第１のワックスと第２の
ワックスとを合計にて１〜３０重量％含む請求項６に記
載の表面処理金属板の製造方法。
【請求項８】ガラス質の被膜が第１のワックスと第２の
ワックスとを第１のワックス／第２のワックス重量比に
て0.２５〜4.０の範囲にて含む請求項６又は７に記載の
表面処理金属板の製造方法。
【請求項９】第２のワックスの粒子の粒径が0.１〜1.０
μｍの範囲である請求項６乃至８のいずれかに記載の表
面処理金属板の製造方法。
【請求項１０】塗布液がケイ酸リチウム水溶液とケイ酸
コロイドとの混合物を含む請求項６乃至９のいずれかに
記載の表面処理金属板の製造方法。
【請求項１１】ガラス質の被膜をシリカ重量にて0.１〜
1.０ｇ／ｍ²の範囲で形成する請求項６乃至１０のいず
れかに記載の表面処理金属板の製造方法。