JP3059675B2 - 着色潤滑処理鋼板およびその製造法 - Google Patents

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
材製品等の外装用に使用するのに好適な表面外観を有
し、プレス油を塗布せずに絞り加工や折曲げ加工などの
プレス成形を施すことができる潤滑性を備え、かつ端面
部や加工部においても耐食性を十分に確保できる、耐食
性に優れた着色潤滑処理鋼板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋼板をプレス成形等により加工す
る際には、滑り不足による鋼板またはプレス金型の傷つ
きを防止するためにプレス油を塗布する。塗布されたプ
レス油は、加工後の脱脂工程で脱脂される。この脱脂に
は特定フロンである 1,1,1−トリクロロエタンなどの有
機溶剤が使用されてきた。これら特定のハロゲン化有機
溶剤の使用については、オゾン層破壊をこれ以上進行さ
せないため、1987年９月モントリオールで規制の議定書
が採択され、わが国でも1988年に国内法が成立して特定
フロンは既に使用できなくなっている。

【０００３】そこで、潤滑成分を含有する樹脂皮膜を鋼
板の表面に予め形成した、プレス油を塗布せずに加工可
能な潤滑処理鋼板が登場した。この潤滑処理鋼板は、プ
レス油塗布−脱脂工程が省略でき、脱脂時のフロン等の
使用によるオゾン層破壊を防止できる上、プレス作業職
場の環境改善や工程簡略化によるコストダウンの点でも
有利であることから、そのニーズが高まっている。

【０００４】潤滑処理鋼板について提案している特許公
報の例としては、次のものが挙げられる。 特開昭63−35798 号公報：亜鉛めっき鋼板上にクロメ
ート処理をした後、この上にウレタン化エポキシエステ
ル樹脂、シリカ粉末、親水性ポリアミド樹脂、および潤
滑剤のポリエチレンワックスを含有する、溶剤型の塗料
組成物を 0.3〜５μｍを塗布した、カチオン電着塗装性
に優れた有機複合鋼板。

【０００５】特開平２−124997号公報：亜鉛合金めっ
き鋼板上にクロメート皮膜と、その上層としてウレタン
系樹脂とSiO₂との複合または混合物を主成分とする皮膜
層とを形成し、その上にさらにシリカ微粒子を１〜50％
含有するワックス皮膜を形成した潤滑処理鋼板。

【０００６】特開平３−96337 号公報：クロメート処
理した電気亜鉛めっき鋼板に、アクリル化エポキシ樹脂
中にフッ素系樹脂およびシリカ微粒子を含有する樹脂皮
膜が形成されている、プレス加工性に優れる樹脂塗装鋼
板。

【０００７】特開平３−17190 号公報：クロメート処
理した亜鉛めっき鋼板に、フッ素系樹脂粒子およびシリ
カ微粒子を含有するモンタンワックス酸化物のエマルジ
ョン塗料を塗布した潤滑性、耐食性に優れる表面処理鋼
板。

【０００８】特開平３−17189 号公報：クロメート処
理した亜鉛めっき鋼板に、ウレタン変性ポリオレフィン
系樹脂中にフッ素系樹脂粒子およびシリカ微粒子を含有
する樹脂皮膜が形成されている、潤滑性、耐食性に優れ
る樹脂塗装鋼板。

【０００９】特開平３−28380 号公報：亜鉛系電気め
っき鋼板の表面に、クロメート皮膜と、その上にフッ素
系樹脂を含有するカルボキシル化したポリエチレン系デ
ィスパージョンの塗布層とを有する潤滑性および耐食性
に優れる表面処理鋼板。

【００１０】特開平３−16726 号公報：亜鉛系めっき
鋼板の表面に、クロメート皮膜と、その上に水酸基およ
び／またはカルボキシル基を有する樹脂中にシリカとポ
リオレフィンワックスとを含有する樹脂皮膜を有する、
成形性に優れた潤滑樹脂処理鋼板。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記〜に記載の潤
滑処理鋼板はいずれもプレス油を塗布せずに加工可能な
潤滑性を備えているが、耐食性が不十分で、端面部や加
工部における錆の発生を防止することができないという
問題点があった。

【００１２】本発明の目的は、プレス油を塗布せずに加
工できる (従って、脱脂工程が不要となる) 潤滑性と、
外装用としての適用を可能にする耐食性および意匠性と
を備え、かつ溶接も可能な着色潤滑処理鋼板を提供する
ことである。

【００１３】本発明の別の目的は、着色顔料を含有して
いても貯蔵安定性に優れており、長期間ゲル化せずに保
管可能な樹脂組成物から形成された着色樹脂皮膜を有す
る、着色潤滑処理鋼板を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述した従来技術に見ら
れるように、鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面に、好
ましくはクロメート皮膜を形成した後、樹脂中にシリカ
と潤滑付与成分 (潤滑機能付与剤) を含有する潤滑性樹
脂皮膜を形成すると、潤滑性とある程度の耐食性を付与
することができる。しかし、その耐食性は、端面部や加
工部での錆発生を有効に防止するには不十分なレベルで
ある。

【００１５】本発明者らは、かかる従来技術の長所を生
かしつつ、樹脂皮膜の耐食性、特に端面部や加工部の耐
食性を確保する手段について検討した結果、樹脂皮膜中
にシリカと潤滑機能付与剤に加えてアルカリ金属化合物
を少量配合することが有効であり、さらに顔料を添加す
るとプレコート鋼板なみの意匠性を有する、耐食性と潤
滑性に優れた着色潤滑処理鋼板が得られることを先に見
出した。

【００１６】しかし、樹脂皮膜の形成に用いる樹脂液中
にシリカとアルカリ金属化合物と顔料とが共存すると、
樹脂液、特にメッキライン内での塗布作業に適している
エマルジョン型の水性樹脂液の安定性が低下し、貯蔵中
にゲル化して、樹脂液の可使期間が、例えば30℃で15日
未満と非常に短くなることが判明した。このように樹脂
液の貯蔵安定性が低いと、工業生産には適用しにくい。

【００１７】そこで、さらに検討した結果、耐食性確保
のために一般に添加が必要であると考えられてきたシリ
カを使用しなくても、樹脂にアルカリ金属化合物を配合
するだけで、端面部や加工部も含めて十分な耐食性が確
保されることが判明した。それにより、最低でも30℃で
30日以上安定に保管できる樹脂液を用いて、良好な耐食
性、潤滑性、意匠性、および溶接性を備えた着色潤滑処
理鋼板が得られることが可能となった。

【００１８】ここに、本発明は、冷延鋼板または亜鉛も
しくは亜鉛系合金めっき鋼板上に、好ましくはCr換算付
着量10〜150 mg/m² のクロメート皮膜を有し、表面に乾
燥皮膜重量１〜６g/m²の潤滑性樹脂皮膜を有する潤滑処
理鋼板であって、前記潤滑性樹脂皮膜が、ベース樹脂
(A) 100 重量部に対して、潤滑機能付与剤(B) を３〜30
重量部、アルカリ金属化合物(C) を５〜25重量部、およ
び着色顔料(D) を10〜80重量部含有し、シリカを含有し
ない着色樹脂皮膜であることを特徴とする、耐食性に優
れた着色潤滑処理鋼板である。

【００１９】本発明の着色潤滑処理鋼板は、上述した従
来の潤滑処理鋼板が示すのと同様の(即ち、強加工にお
ける極圧や金型の温度上昇に対しても十分に耐える) 潤
滑性能を示し、従ってプレス油塗布−脱脂工程を省略し
て、そのまま加工に供することができる。また、鋼板の
端面部、加工部での錆発生を防止できる十分な耐食性が
確保され、溶接も可能である。さらに、顔料の添加によ
り、グレー、黒色系、ブラウン系といった好ましい色調
を付与することができ、プレコート鋼板なみの優れた意
匠性も備えており、外装用としての適用が可能である。
加えて、着色樹脂皮膜の形成に用いる樹脂液が、シリカ
を含有していないため、顔料を比較的多量に含有してい
ても貯蔵安定性に優れ、長期間にわたって保管できるの
で、工業生産に適している。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の着色潤滑処理鋼
板について、詳細に説明する。母材鋼板 本発明では、母材として、冷延鋼板、または亜鉛もしく
は亜鉛系合金めっき鋼板 (以下、これらのめっき鋼板を
亜鉛系めっき鋼板と総称する) を使用する。亜鉛系めっ
き鋼板のめっき付着量は、成形性の観点から、片面当た
り90 g/m² 以下とすることが望ましい。

【００２１】亜鉛系めっき鋼板は、溶融めっき、電気め
っき、気相めっき (蒸着めっき、スパッタリング等を含
む) 等のいずれのめっき方法により製造したものでもよ
い。亜鉛系合金めっき鋼板のめっき種は、Zn−Ni、Zn−
Al、Zn−Fe等が代表的であるが、これらに限定されるも
のではなく、Znを含有し、１または２以上の合金元素を
含有する任意の亜鉛合金めっき種でよい。例えば、Zn−
55％Alめっき鋼板のようにZnが少量成分であるZn合金め
っきでもよい。また、上層が亜鉛系めっき層である複層
めっき鋼板も母材として使用できる。

【００２２】本発明において母材として使用するのに適
した亜鉛系めっき鋼板の一つは、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板 (以下、ＧＡ鋼板と略記する) である。ＧＡ鋼板
は、溶融亜鉛めっき鋼板をめっき後に加熱処理して、め
っき皮膜中のZnに素地からFeを拡散させ、めっき皮膜を
Zn−Fe合金としたものである。母材としてより好ましい
ＧＡ鋼板は、耐食性と加工性の観点から、合金化度（め
っき皮膜中の平均Fe％）が７〜13％、さらに好ましくは
９〜11％の範囲内のものである。ＧＡ鋼板は、合金化が
進んでめっき皮膜の合金化度が高くなるほど、めっき表
面の凹凸が大きくなり、表面粗さが大きくなる傾向があ
る。必要であれば、合金化熱処理後にスキンパス圧延
(圧下率３％以下) を行って、表面粗さを調整すること
ができる。

【００２３】クロメート皮膜 潤滑性のみを付与すれば十分である場合には、潤滑性樹
脂皮膜の下層としてクロメート皮膜を形成する必要はな
いが、耐食性を必要とする場合には、母材の冷延鋼板ま
たは亜鉛系めっき鋼板の表面に、まずクロメート皮膜を
形成することが好ましい。

【００２４】クロメート皮膜は、６価クロム化合物がCr
³⁺に還元されて難溶化することにより造膜したものであ
り、従来より公知の任意のクロメート処理液 (例、塗布
型、反応型、電解型) を利用して形成することができ
る。使用するクロメート処理液は、主剤である６価クロ
ム化合物 (例、無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸
塩等) の他に、コロイダルシリカやその他の公知の添加
成分を含有していてもよい。

【００２５】クロメート皮膜として特に好ましいのは、
耐食性に優れた塗布型クロメート処理液、中でも迅速な
造膜が可能な部分還元タイプのもの (Cr⁶⁺の一部がCr³⁺
に還元されたもの) を使用して形成したものである。塗
布は、浸漬、噴霧等により実施できる。必要により、塗
布後に加熱して、クロメート皮膜を形成する。

【００２６】本発明では、クロメート皮膜の付着量は、
金属Cr換算で10〜150 mg/m² 、好ましくは30〜90 mg/m²
の範囲とする。付着量が10 mg/m²未満では、外装用の目
的に十分な耐食性を発揮することができない。一方、15
0 mg/m² を超えると、耐食性向上効果がほぼ飽和し、表
面外観も劣化する上、クロメート皮膜が厚くなることで
プレス加工時にクロメート皮膜の凝集破壊が起こり易く
なり、プレス成形性が低下する。

【００２７】潤滑性樹脂被膜 母材の冷延鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面に、好ま
しくは前記のようにクロメート皮膜を形成した後、潤滑
性樹脂皮膜を形成する。本発明では、この潤滑性樹脂皮
膜が、ベース樹脂(A) 100 重量部に対して、潤滑機能付
与剤(B) を３〜30重量部、アルカリ金属化合物(C) を５
〜25重量部、および着色顔料(D) を10〜80重量部含有
し、シリカを含有しない着色樹脂皮膜であり、その付着
量は乾燥皮膜重量で１〜６g/m²である。各成分(A) 〜
(D) はいずれも１種または２種以上を使用することがで
きる。また、この樹脂皮膜は、片面または両面に形成す
ることができる。

【００２８】(A) ベース樹脂：樹脂皮膜のベース樹脂と
しては、加工に耐える十分な強度を有する、透明皮膜を
形成できるものであればよく、特に制限されない。適当
な樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、
アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、アルキド系樹脂、メラミン
樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。

【００２９】ベース樹脂は、有機溶剤に溶解させた溶剤
型の樹脂でもよいが、可能であれば水中に溶解ないし分
散 (懸濁もしくは乳化) させた水性樹脂、特にエマルジ
ョン樹脂とすることが好ましい。水性樹脂は、ポリウレ
タン系、アクリル系、ポリエステル系などの樹脂種にお
いては市販品を容易に入手することができる。また、水
性樹脂の各種の組成および製造方法が知られており、こ
のような公知技術に従って水性樹脂を調製することもで
きる。本発明において好ましいベース樹脂は、アクリル
系またはウレタン系のエマルジョン型水性樹脂であり、
特にアクリル系水性樹脂が好ましい。

【００３０】(B) 潤滑機能付与剤：潤滑機能付与剤は、
皮膜に潤滑 (摩擦係数軽減) 機能を付与し (即ち、一般
に固体潤滑剤として知られ) 、かつ樹脂皮膜の着色を阻
害しない固体粉末であれば、いずれのものを用いてもよ
い。

【００３１】本発明で用いるのに適した潤滑機能付与剤
は、ポリオレフィン系ワックスおよび／またはフッ素系
樹脂の粉末であるが、これらに制限されるものではな
い。潤滑機能付与剤（以下、単にワックスとも言う）と
しては平均粒径５μｍ以下、例えば 0.1〜５μｍ、より
好ましくは 0.5〜２μｍの微粉末状態であることが好ま
しい。平均粒径が0.1 μｍより小さいと、ワックスの含
有率の割に潤滑性の向上効果が小さくなる。また、この
平均粒径が５μｍを超えると、樹脂皮膜からのワックス
の突出率が大きくなり、摺動の厳しい加工が付与される
とワックスの剥がれが生じ、金型に付着しやすくなると
いう問題が生じる。

【００３２】連続加工時には金型温度が90℃近くに達す
ることがあるので、ポリオレフィン系ワックスは、連続
加工時にも軟化しないように、軟化点が90℃以上、特に
100℃以上のものを使用することが好ましい。特に好ま
しいポリオレフィン系ワックス粉末は、平均粒径が 0.6
〜3.0 μｍで、粒径分布幅が小さく、比重 (25℃) が0.
95〜0.98、軟化点が 100〜150 ℃のポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのオレフィン系重合体または共重合体の
微粉末である。

【００３３】フッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン
樹脂 (PTFE) 、三フッ化塩化エチレン樹脂、フッ化ビニ
リデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、エチレン／四フッ化エ
チレン共重合体樹脂、四フッ化エチレン／六フッ化プロ
ピレン共重合体樹脂などが挙げられる。

【００３４】潤滑機能付与剤は、樹脂皮膜中に、ベース
樹脂(A) 100 重量部 (本明細書ではすべて固形分基準)
に対して３〜30重量部の割合で存在させる。この量が３
重量部より少ないと、潤滑性の向上が不十分となる。一
方、この量が30重量部を超えると、樹脂皮膜の素地との
密着性が低下し、かつ皮膜強度が低下し、外観も劣化す
る。潤滑機能付与剤の好ましい配合量は５〜25重量部、
より好ましくは８〜20重量部の範囲である。

【００３５】(C) アルカリ金属化合物 アルカリ金属化合物は、潤滑処理鋼板の加工部や切断し
た端面の耐食性の向上に寄与する成分である。アルカリ
金属化合物は塩基性を示すものがよい。アルカリ金属化
合物としては、Li、Na、Ｋ、Rb、Csなどの水酸化物、炭
酸塩 (炭酸水素塩も含む) 、ケイ酸塩(M₂O・nSiO₂)、リ
ン酸塩 (リン酸水素塩、ピロリン酸塩等も含む) 、ホウ
酸塩 (メタホウ酸塩等も含む) などが挙げられる。

【００３６】具体例として、NaOH、KOH 、LiOH、CsOH、
RbOH等の水酸化物；NaHCO₃、Na₂CO₃KHCO₃、LiHCO₃等の
炭酸塩；Na₂O・nSiO₂(ケイ酸ナトリウム) 、 K₂O・nSiO
₂(ケイ酸カリウム) 、Li₂O・nSiO₂(ケイ酸リチウム) な
どのケイ酸塩；Na₂HPO₄ 、K₂HPO₄等のリン酸塩；NaB
O₂ 、KBO₂などのホウ酸塩がある。

【００３７】好ましいアルカリ金属化合物は、顔料との
相性がよく、樹脂液中での顔料の分散性を改善する作用
があるケイ酸リチウム (Li₂O・nSiO₂)である。中でもｎ
値が3.5 、4.5 または7.5 であるケイ酸リチウムが好ま
しい。ケイ酸リチウムはまた、耐食性の向上効果も大き
いことが判明した。アルカリ金属化合物がケイ酸リチウ
ム以外のものである場合には、樹脂として比較的耐食性
の高い樹脂、例えばアクリル樹脂を使用することが好ま
しい。

【００３８】アルカリ金属化合物を樹脂液に添加する
と、端面耐食性や加工後耐食性が向上する理由について
は明らかではないが、特に端面や加工で生じた微細疵部
等の腐食因子が侵入し易い部位においてアルカリ金属化
合物が１種のインヒビターとしての機能を発揮し、Cl^-
等の腐食因子を遮断するからではないかと推測される。
なお、アルカリ金属化合物はｐＨが高いため、アルカリ
金属化合物を添加することにより、樹脂皮膜の形成に用
いる樹脂液のｐＨは一般に7.5 〜11のアルカリ性を示す
ようになる。

【００３９】アルカリ金属化合物は、樹脂皮膜中に、ベ
ース樹脂(A) 100 重量部に対して５〜25重量部、好まし
くは10〜25重量部の割合で含有させる。この量が５重量
部より少ないと、上述したようなインヒビターとしての
効果が少なく、特に端面等での十分な耐食性が得られな
い。一方、25重量部を超えると、樹脂皮膜がゲル化しや
すくなり、塗装時にムラとなって、外観上の品質が劣化
するだけでなく、塗膜も不均一になるので、潤滑性と平
板での耐食性が劣化する。

【００４０】(D) 着色顔料 着色顔料は、本発明の潤滑処理鋼板の樹脂皮膜中に、下
地の色調を完全に隠蔽してプレコート鋼板なみの意匠性
に優れた着色外観を付与するために含有させる。着色顔
料の種類は、樹脂への分散性がよければ特に限定されな
い。例えば、カーボンブラック(CB)、酸化チタン、酸化
鉄、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、
有機系赤色顔料などの１種もしくは２種以上を用い、配
合比を変えて、グレー系やブラウン系、さらにはその他
の所望の色に調整する。

【００４１】着色顔料の添加量は、ベース樹脂(A) 100
重量部に対して10〜80重量部、好ましくは20〜60重量部
とする。80重量部を超えると、樹脂皮膜から顔料が露出
する割合が増加するため、潤滑性が低下する。着色顔料
の添加量が10重量部未満では、下地 (母材の冷延鋼板ま
たはめっき鋼板、またはクロメート皮膜) の色調を完全
には隠ぺいできないので、外観が劣化する。

【００４２】以上に説明したベース樹脂(A) 中に成分
(B)〜(D) を、必要に応じて溶媒を使用して、ベース樹
脂(A) の固形分100 重量部に対する各成分の割合が上記
の所定範囲内となるように混合することにより、潤滑性
樹脂皮膜を形成するための樹脂液 (樹脂組成物) が調製
される。前述したように、樹脂液がシリカを含有してい
ないため、顔料を比較的多量に含むにもかかわらず、エ
マルジョン型の水性樹脂液でもゲル化が起こりにくく、
樹脂液を30℃で30日以上安定に貯蔵することが可能とな
る。

【００４３】溶媒の種類は、水、アルコール、有機溶媒
のいずれでもよく、使用するベース樹脂の種類に応じて
選択する。前述したように水を溶媒とすることが、有機
溶剤の使用が避けられ、かつめっきラインに直結したイ
ンライン塗装が容易となることから好ましい。

【００４４】樹脂液中には、必要であれば、塗料に添加
することが知られている各種の添加剤を１種もしくは２
種以上さらに添加することができる。かかる添加剤とし
ては、架橋剤、消泡剤、防錆顔料、顔料分散剤、反応促
進剤、レベリング剤、増粘剤などがある。

【００４５】この樹脂液を、好ましくはクロメート処理
した冷延鋼板または亜鉛系めっき鋼板に塗装し、塗膜を
乾燥させることにより潤滑性樹脂皮膜を形成すると、本
発明の潤滑処理鋼板が製造される。塗装方法は、ロール
コート、カーテンフローコートを始めとする各種の塗装
方法から状況に応じて選択すればよく、塗装後の塗膜の
乾燥温度は樹脂や溶媒の種類に応じて選択する。

【００４６】塗装は、乾燥後の潤滑性樹脂皮膜の付着量
が１〜６g/m²、好ましくは２〜４g/m²となるように行
う。この付着量が１g/m²未満では、潤滑性および耐食性
の向上効果が少なく、また顔料を十分に加えても下地を
完全に隠蔽することができないことがあり、特に加工後
の外観が劣化する。付着量が６g/m²を超えると平板部の
耐食性は向上するが、プレス成形性が低下し、コストも
増大する。

【００４７】こうして形成された潤滑性樹脂皮膜は、一
般に動的貯蔵弾性率が大きく (特に水性樹脂を用いた場
合) 、強加工における極圧や高速加工における摩擦熱に
よる金型や被加工材の温度上昇といった状況下でも皮膜
が剥離しにくく、連続成形が可能で、加工部の外観を良
好に保持できる。同時に、アルカリ金属化合物がインヒ
ビターとして作用することから、加工部や端面の耐食性
が改善される。また、樹脂皮膜の付着量が比較的小さ
く、これに電解質のアルカリ金属化合物が含まれている
ことから、樹脂皮膜が溶接性を著しく阻害しないため、
本発明の潤滑処理鋼板は溶接可能である。

【００４８】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。なお、実施例中、％は特に指定のない限り
重量％である。実施例で使用した材料についてまず説明
する。

【００４９】母材鋼板 使用した母材鋼板は次の通りである (いずれも板厚は0.
8 mm) 。なお、カッコ内は表１に使用した記号である。
めっき鋼板はいずれも両面めっき鋼板であり、付着量は
片面当たりの量である。

【００５０】冷延鋼板 溶融亜鉛めっき鋼板 (ＧＩ鋼板) 付着量45g/m² 電気Zn-12%Niめっき鋼板 (ＳＺ鋼板) 付着量20g/m² 合金化溶融Znめっき鋼板 (ＧＡ鋼板) 付着量45g/m²,
合金化度９％ Zn-5%Al めっき鋼板 (ＧＦ鋼板) 付着量45g/m² Zn-55%Alめっき鋼板 (ＧＬ鋼板) 付着量45g/m² 潤滑機能付与剤 ポリエチレンワックス (軟化温度100 ℃、平均粒径１μ
ｍ) 。

【００５１】ベース樹脂 アクリル−１：カネボーNSC(株) 社製、商品名 「ヨ
ドゾール 2D-423 」、アクリルエマルジョン、樹脂のTg
点は約105 ℃； アクリル−２：カネボーNSC(株) 社製、商品名 「ヨ
ドゾール GD-900 」、アクリルエマルジョン、樹脂のTg
点は約15℃； ウレタン−１：大日本インキ化学 (株) 社製、商品名
「HYDRAN HW-350 」、トリレンジイソシアネート型硬質
タイプの芳香族ポリエステル系ポリウレタンエマルジョ
ン、固形分30％、樹脂のTg点 (ガラス移転温度) は約11
0 ℃； ウレタン−２：大日本インキ化学 (株) 社製、商品名
「HYDRAN AP-60」、イソホロンジイソシアネート型軟質
タイプのポリエステル系ポリウレタンエマルジョン、固
形分30％、樹脂のTg点は約30℃。

【００５２】アルカリ金属化合物 Li−35 (上記式でｎが3.5 のケイ酸リチウム) Li−45 (上記式でｎが4.5 のケイ酸リチウム) Li−75 (上記式でｎが7.5 のケイ酸リチウム) Na−２ (上記式でｎが2.5 のケイ酸ナトリウム) Na−３ (上記式でｎが３のケイ酸ナトリウム) 炭酸水素ナトリウム (NaHCO₃) 水酸化ナトリウム (NaOH) 水酸化カリウム (KOH)。

【００５３】着色顔料 大日本インキ化学工業 (株) 社製の下記４色の水分散型
顔料ペーストを、ベース樹脂100 重量部に対して下記比
率で配合してグレー色の着色顔料ペーストを作成した。 DISPERSE HG-701 酸化チタン 17.4重量部 DISPERSE HG-935 カーボンブラック 38.4重量部 DISPERSE HG-457 黄色酸化鉄 2.2重量部 DISPERSE HG-838 赤色酸化鉄 3.3重量部。

【００５４】

【実施例１】前記母材鋼板の両面に市販の部分還元塗布
型クロメート処理液をスピンコーターにより塗布し、80
℃で30秒間乾燥して、クロメート皮膜を形成した。次い
で、片面のクロメート皮膜の上に、上記の１種もしくは
２種のベース樹脂中に潤滑機能付与剤のポリエチレンワ
ックスとアルカリ金属化合物と着色顔料とを混合して調
製した樹脂液を、バーコーターにて所定の乾燥皮膜付着
量となるように塗布し、120 ℃で30秒間乾燥させて潤滑
性樹脂皮膜を形成し、着色潤滑処理鋼板を作製した。得
られた着色潤滑処理鋼板と使用した樹脂液について下記
の試験項目について調査した。

【００５５】試験方法 (貯蔵安定性)塗布に使用した樹脂液を30℃に保管し、樹
脂液のゲル化状況を観察し、次の基準で安定性を評価し
た。

【００５６】 ◎‥‥60日以上安定 ○‥‥30〜59日でゲル化 △‥‥15〜29日でゲル化 ×‥‥15日未満でゲル化 (外観)着色潤滑処理鋼板の外観を目視観察して、色調に
ムラがあるかどうかを判定した。

【００５７】(端面耐食性）潤滑処理鋼板を切断した試
験片に対して塩水噴霧(SST) 試験 (JIS Z-2371に準ず
る) に500 時間行い、500 時間後の端面からの白錆発生
幅により、次の基準で評価した。 ◎‥‥１mm以下 △‥‥３〜10mm ○‥‥１〜３mm ×‥‥10mm以上 (加工後耐食性)平板部については、75mm×150 mmの試験
片の裏面と端面をポリエステルテープでシールした後、
塩水噴霧試験 (JIS Z-2371) に供して、５％白錆発生時
間 (面積率５％の白錆発生までの時間) で評価した。加
工部については、試験片に曲げ直径10mmの 180°曲げ加
工を行った後、平板部と同様に塩水噴霧試験での５％白
錆発生時間により評価した。

【００５８】(潤滑性) バウデン摩擦試験による摩擦係数とビード付きハッ
ト成形試験によるプレス成形性とで評価した。

【００５９】バウデン摩擦試験：図１(a) に示す測定
装置を用い、下記に示す条件で摩擦係数を測定した。

【００６０】荷 重 ：１kg 摺動速度：４ mm/sec 摺動距離：20 mm 。

【００６１】ビード付きハット成形試験：図１(b) に
示すビード付きクランクプレスを使用して試験片 (ブラ
ンク) を下記条件でハット型に深絞り成形し、成形品の
しごき部の外観を観察して下記の４段階で評価した。 ブランクサイズ： 250×50mm ビード高さ ： ７ mm 成形高さ ： 43 mm 成形速度 ： 70 mm/sec [評価] ◎ 外観変化無し ○ カジリ発生小 △ カジリ発生中 × カジリ発生大、パウダリング大。

【００６２】使用した母材の記号、クロメート皮膜の付
着量、樹脂皮膜のベース樹脂の組成、樹脂皮膜中のポリ
エチレンワックス、アルカリ金属化合物および顔料の配
合量(ベース樹脂100 重量部に対する重量部) 、アルカ
リ金属化合物の種類、ならびに樹脂皮膜の付着量を、試
験結果と共に表１〜表３に示す。なお、比較例で使用し
たシリカは、平均粒径20 nm のコロイダルシリカであ
る。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】

【００６５】

【表３】

【００６６】

【実施例２】クロメート処理を行わなかった以外は実施
例１と同様にして潤滑処理鋼板を作製した。表４に、使
用した母材の記号、樹脂皮膜のベース樹脂の組成、樹脂
皮膜中のポリエチレンワックス、アルカリ金属化合物お
よび顔料の配合量 (ベース樹脂100 重量部に対する重量
部) 、アルカリ金属化合物の種類、ならびに樹脂皮膜の
付着量を、耐食性以外の試験結果と共に示す。

【００６７】

【表４】

【００６８】表１〜３からわかるように、潤滑性樹脂皮
膜の下層にクロメート皮膜を形成した本発明例の潤滑処
理鋼板は潤滑性 (摩擦係数とプレス成形性) が良好であ
り、またシリカを含有しないにもかかわらず、シリカと
アルカリ金属化合物とを含有させた比較例 (試験No.58,
60)と同様の優れた端面耐食性および加工後耐食性を示
す。

【００６９】しかも、この比較例では、シリカを含有さ
せたために樹脂液の貯蔵安定性が極めて悪く、貯蔵期間
が15日未満となるが、本発明によれば樹脂液の貯蔵安定
性も良好であった。しかし、樹脂液への添加成分の配合
量または樹脂皮膜の付着量が本発明の範囲外である比較
例では、少なくとも一つの性能が劣化した。

【００７０】表４からは、クロメート皮膜を形成しない
場合にも、良好な潤滑性と均一な色調を保持した着色潤
滑処理鋼板が得られることがわかる。なお、ポリエチレ
ンワックス粉末に代えて、フッ素樹脂粉末 (例、PTFE)
を使用した場合にも、表１〜４と同様の結果が得られる
ことを確認した。

【００７１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による着
色潤滑処理鋼板は、潤滑性に優れ、強加工における極圧
や金型の温度上昇に対しても、十分に耐えることができ
るため、プレス加工時に、プレス油等の潤滑油を使用せ
ずに、そのままプレス加工が可能である。従って、従
来、需要家で行われていたプレス油塗布作業や、そのプ
レス油を除去する脱脂工程も省略でき、それによるコス
ト節減が図れる上に、トリクロロエタンなどの有害な溶
剤の使用が回避されることから、地球環境の保全に役立
つ。

【００７２】また、外観は、添加した顔料に応じてグレ
ー系、ブラウン系等の落ち着いた色調を呈し、プレコー
ト鋼板なみの意匠性を有している。従って、そのままで
自動車、家電製品、建材などに外装用としての適用が可
能であるため、これらの製品の著しいコスト低減が図れ
る。しかも、シリカを含有しないため、着色が均一で安
定しており、樹脂液も長期間貯蔵できるため、塗布作業
を工業的に容易に実施できる。さらに、アルカリ金属化
合物を含有する薄い樹脂皮膜により、溶接性やプレス加
工性を阻害せずに端面や加工部も含めて高い耐食性が付
与される。本発明の着色潤滑処理鋼板は、そのままで外
装用に使用するのに適しているが、もちろん塗装を施し
て使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で潤滑性の評価に使用した装置を示し、
図１(a) は摩擦係数の測定に用いたバウデン摩擦試験機
の説明図、図１(b) はビード付きハット成形試験のクラ
ンクプレスの形状を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−280045（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299367（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−13156（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 15/08 B05D 7/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷延鋼板または亜鉛もしくは亜鉛系合金
   めっき鋼板の表面に、Cr換算付着量10〜150 mg/m² のク
   ロメート皮膜と、その上層の乾燥皮膜重量１〜６g/m²の
   潤滑性樹脂皮膜とを有し、 前記潤滑性樹脂皮膜が、ベース樹脂(A) 100 重量部に対
   して、潤滑機能付与剤(B) を３〜30重量部、アルカリ金
   属化合物(C) を５〜25重量部、および着色顔料(D) を10
   〜80重量部含有し、シリカを含有しない着色樹脂皮膜で
   あることを特徴とする、耐食性に優れた着色潤滑処理鋼
   板。
2. 【請求項２】 冷延鋼板または亜鉛もしくは亜鉛系合金
   めっき鋼板の表面に、乾燥皮膜重量１〜６g/m²の潤滑性
   樹脂皮膜を有し、 前記潤滑性樹脂皮膜が、ベース樹脂(A) 100 重量部に対
   して、潤滑機能付与剤(B) を３〜30重量部、アルカリ金
   属化合物(C) を５〜25重量部、および着色顔料(D) を10
   〜80重量部含有し、シリカを含有しない着色樹脂皮膜で
   あることを特徴とする、着色潤滑処理鋼板。
3. 【請求項３】 潤滑機能付与剤(B) が、軟化点90℃以上
   のポリオレフィン系ワックスおよび／またはフッ素系樹
   脂の平均粒径５μｍ以下の微粉末である、請求項１また
   は２記載の着色潤滑処理鋼板。
4. 【請求項４】 アルカリ金属化合物(C) が、Li₂O・nSiO
   ₂ (nは3.5 、4.5 または7.5 である) で示されるケイ酸
   リチウムである請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の着色潤滑処理鋼板。
5. 【請求項５】 冷延鋼板、亜鉛もしくは亜鉛系合金めっ
   き鋼板、或いはこれらの鋼板の表面にCr換算付着量10〜
   150 mg/m² のクロメート皮膜を形成した鋼板の表面に、
   ベース樹脂(A) を 100重量部、潤滑機能付与剤(B) を３
   〜30重量部、アルカリ金属化合物(C) を５〜25重量部、
   および着色顔料(D) を10〜80重量部含有し、シリカを含
   有しない樹脂組成物を用いて、乾燥皮膜重量１〜６g/m²
   の着色樹脂皮膜を形成することを特徴とする、着色潤滑
   処理鋼板の製造方法。