JP3122616B2 - 深絞り加工性および塗膜密着性に優れた潤滑性樹脂被覆金属板 - 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、自動車や家電製品
用の板材や建築材料などとして有用な、深絞り加工性お
よび塗膜密着性に優れた潤滑性樹脂被覆金属板に関する
ものである。尚以下の説明では、樹脂被覆の対象となる
金属板として最も汎用性の高い鋼板を主体にして説明を
進めるが、本発明はもとより鋼板に特定されるものでは
なく、他のあらゆる金属板に同様に適用することができ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車や家庭用電気製品あるいは建築分
野においては、美観や耐食性などの向上を期して樹脂被
覆鋼板等の表面処理金属板が広く利用されている。また
それらの樹脂被覆鋼板は、その使用に当たり折り曲げ加
工やプレス成形等の成形加工を施して使用するのが大半
であり、従来は、プレス油を塗布して加工を行なった後
脱脂処理を行ない、更には必要に応じて塗装前処理を施
してから仕上げ塗装を行なっている。

【０００３】しかしながら、近年ユーザーにおいては、
プレス加工の際の油の飛散や脱脂工程で使用されるフロ
ンやアルカリ脱脂廃液の発生などを回避して省力化と無
公害化を図るため、プレス油塗布や脱脂等の前処理なし
でも塗装できる様な鋼板が求められており、こうした要
求に応えることのできる潤滑性樹脂被覆鋼板の研究およ
び実用化が進められている。更には、上記工程の省略に
加え、前処理や塗装工程まで省略可能な、プレコート鋼
板に代表される表面処理金属板も開発されるに至ってい
る。

【０００４】加工油なしで折り曲げ加工やプレス加工等
を可能にするための手段として、樹脂被覆鋼板における
被覆樹脂中にワックス等の固体潤滑剤粒子を含有させて
被加工面の滑りを良くする方法、更には被加工表面の摩
擦係数を低下させてより良好な加工性を実現するため、
平均粒子径が樹脂被覆の膜厚よりも大きい略球形の固形
潤滑剤粒子を使用し、該粒子を被覆表面に突出させて表
面に凹凸を形成する方法等が提案されている。

【０００５】例えば特公平５−８６９１６号には、樹脂
付着量が０．３〜３ｇ／ｍ² である樹脂被覆中に、平均
粒子径が１〜７μｍで且つ樹脂の乾燥膜厚よりも大径の
ポリオレフィン系ワックス粒子を、樹脂１００重量部に
対して２０重量部以下含有させることによって加工性を
高めた潤滑性樹脂被覆鋼板が開示されている。

【０００６】また特公平６−５９４５５号には、塗布量
が０．２〜４．０ｇ／ｍ² であり、この被覆中に、融点
が１２０℃以上で且つ１次分散粒子径が２０μｍ以上の
潤滑剤を１０重量％以上含有せしめ、且つ粒径３〜１０
０μｍの結晶性固形潤滑剤を樹脂１重量部に対して０．
０２〜０．４重量部含有させることによって加工性を高
めた潤滑性薄膜樹脂被覆鋼板が開示されている。

【０００７】しかしながらこれらの潤滑性樹脂被覆鋼板
では、加工性改善のため被覆中に含有させた固体潤滑剤
粒子の樹脂被覆表面への突出高さや突出部の占有面積率
が不安定であり、特に深絞り加工を行なったときに、疵
付きやかじり等の欠陥を起こし、安定した加工性が得ら
れなくなることがある。しかも該被覆鋼板を連続加工し
た場合、加工品の表面が黒く変色（以下、「黒変」と呼
ぶ）して外観を著しく悪化させるという現象を起こすこ
とも経験される。こうした黒変を生じる原因の一つとし
て、被覆表面に突出した固体潤滑剤粒子が金型加工面と
の摺動によって被覆から剥離して脱落し、これが金型加
工面に徐々に蓄積され、それらの蓄積粒子がその後に加
工される樹脂被覆鋼板の表面に付着することが考えられ
る。また最終仕上げとして塗装を行なう場合に、時とし
て該塗膜と被覆との密着性が悪くなるという問題を起こ
すこともある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、固体潤滑剤粒
子を樹脂被覆中に含有させることによって潤滑性を高め
た潤滑性樹脂被覆金属板の特性を有効且つ安定して発揮
させるには、例えば固体潤滑剤粒子によって樹脂被覆表
面に形成されて潤滑性の向上に寄与する突起の突出状態
を定量化し、被覆からの脱落による黒変等の障害を起こ
すことなく安定した加工性を発揮せしめ、しかも加工後
の仕上げ塗装性を害することのない様な潤滑性樹脂被覆
金属板の開発が望まれる。

【０００９】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、深絞り加工を連続的に行な
った場合でも黒変等を生じることがなく、また加工後の
塗装性を害することもなく、安定して優れた深絞り加工
性を発揮し得る様な潤滑性樹脂被覆金属板を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る深絞り加工性および塗膜密着性に
優れた潤滑性樹脂被覆金属板とは、表面に突起が形成さ
れた潤滑性樹脂被覆金属板において、該被覆金属板表面
に対して垂直な方向から、任意の突起を観察したときの
走査型電子顕微鏡視野に表われる投影図形における任意
方向（Ａ−Ａ₀ −Ａ’方向：但しＡ₀ は該投影図形の中
心点）の径をＤ₀ 、上記Ａ₀ 点から立てた垂線Ａ₀ −Ａ
₁ と上記Ａ−Ａ₀ −Ａ’方向に引いた仮想線を含む面Ｐ
内で、前記垂線Ａ₀ −Ａ₁ を７０°回転させた方向（Ａ
₀ −Ａ₂ 方向）から上記と同一の突起を観察したときの
走査型電子顕微鏡視野に表われる投影図形における前記
面Ｐによって切られる方向（Ｄ−Ｄ’方向）の径をＤ₇₀
とし、下記式（１）の関係を満足する突起の個数をＮ
_A 、 Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５ …（１） 上記式（１）と下記式（２）の関係を共に満足する突起
の個数をＮ_B としたとき、 ０．８５≧Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５ …（２） 上記Ｎ_A 、Ｎ_B が下記式（３）の関係を満たし、 Ｎ_B ／Ｎ_A ≧０．９５ …（３） 且つ前記被覆金属板表面に対して垂直な方向（Ａ₁ −Ａ
₀ 方向）から走査型電子顕微鏡によって観察され、前記
式（２）の関係を満足する突起の投影図形に現われる面
積の総和ΣＳが、同じ方法によって観察される投影図形
の全表面積Ａに対して下記式（４）の関係を満足する点
に要旨を有するものである。 ０．０８＜ΣＳ／Ａ≦０．４ …（４）

【００１１】本発明の上記構成においては、前記式
（２）の関係を満足する突起のうち、前記径Ｄ₀ が０．
１μｍ以上である突起の個数をＮ_C 、径Ｄ₀ が０．１〜
２０μｍである突起の個数をＮ_D としたとき、Ｎ_D とＮ
_C の比率が下記式（５）の関係を満たし、 Ｎ_D ／Ｎ_C ≧０．９５ …（５） しかも、被覆金属板表面における長さ３００μｍの任意
の直線によって切られ、且つ前記式（２）の関係を満た
すと共に、前記径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍである突起の
個数が１〜３００個であるものは、深絞り加工性と塗膜
密着性において一層安定した性能を発揮する。

【００１２】尚上記の突起はどの様な方法によって形成
されたものであっても構わないが、最も一般的なのは、
樹脂被覆中に潤滑性向上成分として混入させた固体潤滑
剤粒子に起因して形成されたもので、該粒子が被覆表面
に直接突出し、或は樹脂で表面が薄く覆われた状態で突
出した状態が包含される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前述の様な従来技
術に指摘される問題点の解決を目指して種々検討を重ね
た。そしてまず、潤滑性樹脂被覆中に含有させる固体潤
滑剤粒子の粒子径を大きくして被覆表面に形成される突
起の突出程度を大きくしたり、或はその含有量を多くし
ても、必ずしも満足のいく疵付き性や型かじり特性など
の深絞り加工性が向上するとは限らないことを経験し
た。また固体潤滑剤粒子の平均粒子径を小さくし被覆の
膜厚より小さくしたとしても、それのみで加工時におけ
る被覆表面からの固体潤滑剤粒子の脱落が確実に防止さ
れる訳ではなく、依然として加工時に黒変を生じること
があることを確認した。

【００１４】こうした知見から、耐黒変性を含めた深絞
り加工性と塗膜密着性を改善するには、潤滑性被覆中に
含有させる固体潤滑剤粒子の粒径や膜厚を調整するだけ
では足りず、むしろ潤滑性被覆表面の突起（例えば固体
潤滑剤粒子に起因する突起）の突出状態や突出個数、突
出面積率等が大きく影響するのではないかと考え、その
線に沿って研究を進めた結果、上記本発明に想到したも
のである。

【００１５】即ち本発明の狙いとするところは下記の通
りである。まず潤滑性樹脂被覆内に含まれる固体潤滑剤
粒子に起因して該被覆表面に形成される任意の突起の、
該被覆表面に対して垂直方向から観察される任意方向の
径と、斜め方向（前記垂直方向に対し７０°方向）から
観察される径との比が、一定の範囲に入る突起の個数を
規定し、該一定の範囲に入る突起の、被覆全表面に対す
る占有面積率を規定する。更には、上記径の比が一定の
範囲に入る突起のうち、被覆表面に対して垂直な方向か
ら観察される径が一定の範囲に入るものの個数を制御す
ると共に、該被覆表面の任意の一定長さの直線によって
切られる突起の個数を制御するものであり、これらの要
件を規定することによって、疵付きや型かじり等を起こ
すことなく優れた深絞り加工性を有すると共に優れた塗
膜密着性を示し、且つ深絞り加工時における固体潤滑剤
粒子の被覆からの脱落を阻止することによって、加工時
に生じる黒変の問題も軽減し、優れた品質の潤滑性樹脂
被覆金属板（以下、再び鋼板で代表する）を得ることに
成功したものである。

【００１６】以下、本発明において、例えば固体潤滑性
粒子に起因して形成される突起の樹脂被覆表面からの突
出状態やその個数、更には突出面積率等を規定した理由
を詳細に説明する。

【００１７】まず樹脂被覆中に含有させた固体潤滑剤粒
子に起因して該樹脂被覆表面に突起が形成された潤滑性
樹脂被覆鋼板において、例えば図１に示す如く、該被覆
表面に対して垂直な方向から走査型電子顕微鏡（以下、
ＳＥＭと略記））によって観察される任意の突起の投影
図形（投影図形１）における任意方向（Ａ−Ａ₀ −Ａ’
方向：但しＡ₀ は該投影図形１の中心点）の径をＤ₀ と
し、また上記Ａ₀ 点から立てた垂線Ａ₀ −Ａ₁ と上記Ａ
−Ａ₀ −Ａ’方向に引いた仮想線を含む面Ｐ内で、前記
垂線Ａ₀ −Ａ₁ を７０°回転させた方向（Ａ₀ −Ａ₂ 方
向）から上記と同一の突起を観察したときの走査型電子
顕微鏡視野に表われる投影図形２における前記面Ｐによ
って切られる方向（Ｄ−Ｄ’方向）の径をＤ₇₀とし、Ｄ
₇₀とＤ₀の比（Ｄ₇₀／Ｄ₀ ）が前記式（１）の関係を満
足する突起の個数をＮ_A 、該式（１）と前記式（２）の
関係を同時に満足する突起の個数をＮ_B としたとき、そ
れらＮ_A 、Ｎ_B が前記式（３）の関係を満たすことが、
本発明の目的を達成のために必須の要件の一つとなる。
これらの要件を規定した具体的な理由については、後で
明確にする。

【００１８】上記の要件に加えて、例えば図２に示す如
く前記投影図１と同様に被覆金属板表面に対して垂直な
方向から走査型電子顕微鏡によって観察され、且つ前記
式（２）の関係を満足する突起の投影図形１に現われる
面積Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ……の総和ΣＳが、同じ方法によ
って観察される投影図形１の全表面積Ａに対して前記式
（４）の関係、即ち「０．０８＜ΣＳ／Ａ≦０．４」の
要件を満足することも必須の要件となる。

【００１９】次に、請求項２では、前記式（２）の関係
を満足する突起のうち、前記径Ｄ₀が０．１μｍ以上で
ある突起の個数をＮ_C 、径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍであ
る突起の個数をＮ_D としたとき、Ｎ_D とＮ_C の比率が前
記式（５）の関係、即ち「Ｎ _D ／Ｎ_C ≧０．９５」の関
係を満たし、しかも被覆鋼板表面における長さ３００μ
ｍの任意の直線によって切られ且つ前記式（２）の関係
を満たすと共に径Ｄ₀が０．１〜２０μｍである突起の
個数が１〜３００個である樹脂被覆が形成されたもの
は、優れた深絞り加工性に加えて良好な塗膜密着性を示
すものとなる。

【００２０】前記式（２）で定める、角度を変えてＳＥ
Ｍにより観察される突起の投影図形の径の比Ｄ₇₀／Ｄ₀
が０．３５未満では、突起によって与えられる疵付きや
型かじり特性などの深絞り加工性改善効果が十分に発揮
されず、またこの比が０．８５を超えるものでは、突起
が被覆表面から過度に突出した状態となり、加工時に受
ける摺動力によって固体潤滑剤粒子の剥離・脱落が起こ
り易くなり、耐黒変性が劣化するからである。しかしな
がら、上記比Ｄ₇₀／Ｄ₀ が０．３５〜０．８５、より好
ましくは０．４５〜０．７５の範囲に納まるものでは、
優れた加工性と耐黒変性を兼ね備えたものとなる。

【００２１】また上記Ｎ_B ／Ｎ_A の比が０．９５未満で
あるものは、被覆表面から過度に突出した突起の個数が
相対的に多くなり、その結果加工時における金型面との
摺動によって固体潤滑剤粒子の剥離・脱落が著しくな
り、特に連続加工を行なったときに黒変の問題を起こし
易くなる。こうした理由から本発明では、前記式（３）
で規定する様にＮ_B ／Ｎ_A の比は０．９５以上、より好
ましくは０．９８以上にすべきである。

【００２２】本発明において、Ｄ₇₀／Ｄ₀ の比およびＮ
_B ／Ｎ_A の比を上記の様に規定することによって、黒変
を軽減でき、耐疵付き性や型かじり特性等の加工性が高
められる理由は次の様に考えられる。

【００２３】即ち図３に示す様に、樹脂被覆表面の突起
が、樹脂被覆中に埋め込まれその一部が表面に突出した
球形の固形潤滑剤粒子によって形成されていると仮定す
ると、該粒子の半径ｒと被覆表面からの突出高さｈを前
記径Ｄ₀ 、Ｄ₇₀から求めると、下記式（６）〜（９）に
示す通りとなる。

【００２４】 r={D₇₀-(D₀/2) × sin20°-cos20°×(D₇₀ ²-D₀×D₇₀ × sin20°)^1/2} ／sin²20° …（６） h={2×D₇₀-D₀× sin20°+2×(D₇₀ ²-D₀×D₇₀ × sin20°)^1/2} ／{2×(1+cos20°)} …（７） （但し、 sin20°＜D₇₀/D₀≦(1+sin20°) ／2 ） ｒ＝Ｄ₀ ／２…………（８） h=D₇₀ × cos20°+ (D₀/2)×(1-cos20°)-(D₀ ×D₇₀-D₇₀ ²)^1/2× sin20° …（９） （但し、(1+sin20°) ／２＜D₇₀/D₀＜１） これらから、球形粒子の突出の目安となるｈ／ｒは下記
式（１０），（１１）で表わされ、ｈ／ｒとＤ₇₀／Ｄ₀
の関係は図４に示す通りとなる。 h/r=1-1/cos20 °+(1/ cos20°) ×sin²20°×(2×D₇₀/D₀-sin20°)/ [2×D₇₀/D₀-sin20°-2× cos20°×{(D₇₀/D₀)²-(D₇₀/D₀) × sin20°}^1/2] …（10） （但し、 sin20°＜D₇₀/D₀≦(1+sin20°)/2) h/r=1- cos20°+(2 ×D₇₀/D₀) × cos20° - 2×{D₇₀/D₀-(D₇₀/D₀)²}^1/2 × sin20°…（11） （但し、(1+sin20°) ／２＜D₇₀/D₀＜１） 図４からも明らかである様に、Ｄ₇₀／Ｄ₀ が０．３５未
満では、球形粒子に対する突出高さが不足するため、疵
付きや型かじり特性等の加工性が不十分になるものと考
えられる。

【００２５】更に補足すると、図５に示す如く被覆表面
における突起の占有面積率（ｄ／ｌ）が同じ場合、突出
高さ（ｈ＝ｈ₁ ）が同じであっても、小径の球形粒子
［図５（ｂ）：Ｄ＝Ｄ₂ ］に比べて大径の球形粒子［図
５（ａ）：Ｄ＝Ｄ₁ ］の場合には、金型を該粒子の突出
による突起によって受け切れない確率が高くなり、必然
的に突起の高さを高く［図５（ｃ）：ｈ＝ｈ₂ ］する必
要が生じるためと思われる。

【００２６】一方、Ｄ₇₀／Ｄ₀ が０．８５を超えると、
球形粒子と樹脂被覆との接触面積が小さくなり過ぎるた
め、加工時の摺動によって粒子が剥離し易くなる。従っ
て、粒子の剥離とその堆積による加工時の黒変を防止す
るには、Ｄ₇₀／Ｄ₀ が０．３５以上である突起の全個数
に対する０．８５以下の突起の個数の割合を０．９５以
上（上限は当然ながら１．０となる）とし、加工時にお
ける粒子の剥離を少なく抑えることが必要となる。

【００２７】また前記式（２）の要件を満たす図１にお
ける突起の投影図形１の面積Ｓの総和ΣＳと全表面積Ａ
との比（ΣＳ／Ａ）が小さ過ぎる場合は、被覆表面へ突
出する突起の量自体が不十分となって疵付きや型かじり
特性等の深絞り加工性改善効果が有効に発揮できなくな
るため、その下限値は０．０８を超える値とする必要が
ある。但し、ΣＳ／Ａ比が大きくなり過ぎると、被覆表
面に露出する樹脂被覆の塗膜との接着有効面積が小さく
なって塗膜との密着性が低下し、場合によっては突起周
辺において樹脂被覆と塗膜との間に隙間ができ、沸騰水
などに浸漬した時に該隙間に水が侵入し、塗膜剥離を起
こす原因になる恐れがでてくるので、こうした密着性不
良の問題を回避するには、上記ΣＳ／Ａ比を０．４以下
とする必要がある。

【００２８】前記式（２）の関係を満たす突起の、図１
における前記投影図形１における径Ｄ₀ は、少なくとも
０．１μｍ以上、より好ましくは０．３μｍ以上とすべ
きであり、０．１μｍ未満のものでは、被覆表面から突
出する突起の絶対的な突出高さが不足し、本発明で意図
する様な優れた耐疵付き性や耐型かじり特性を得ること
ができなくなる。また、前記投影図形１における突起の
径Ｄ₀ が０．１μｍ以上である突起の個数をＮ_C とし、
そのうち０．１〜２０μｍの範囲の突起の個数をＮ_D と
したとき、それら個数の比（Ｎ_D ／Ｎ_C ）は、被覆表面
に露出する樹脂の接着有効面積を確保して塗膜密着性を
高めるうえで重要な要件となり、少なくとも０．９５以
上、より好ましくは０．９８以上とすることが推奨さ
れ、この比が０．９５未満では、前記と同じ理由によっ
て満足のいく塗膜密着性が得られなくなる。

【００２９】また被覆表面において、長さ３００μｍの
任意の直線によって切られ、且つ前記式（２）の関係を
満たすと共に前記径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍである突起
の個数は、１〜３００個の範囲であることが好ましく、
その個数が１未満では突起による耐疵付き性や型かじり
性改善効果が発揮されず、３００個を超えると被覆表面
における樹脂の露出面積が少なくなり（即ち、塗膜と被
覆との接着面積が減り）、場合によっては隙間が発生
し、満足のいく塗膜密着性が得られなくなる。

【００３０】上記の説明からも明らかである様に、本発
明の特徴を有効に発揮させるべく樹脂被覆中に混入させ
る固形粒子は、それ自身潤滑性を有するものを使用すべ
きである。しかして潤滑性を有する固形粒子は、これ
を被覆樹脂中に混入させてその一部を被覆表面に突出さ
せ、或は、該粒子が樹脂で薄く覆われた状態で該粒子
に起因した突起を被覆表面に形成し、加工の際に該粒子
表面の薄い樹脂が除かれて該粒子が表面に露出する様に
すること等によって、被覆の摩擦係数を効果的に低下さ
せることができるからである。

【００３１】またこの固体潤滑性粒子は、被覆表面に前
述の様な突起を万偏なく形成させる意味から、ほぼ球形
の状態で被覆中に分散させることが好ましい。しかしな
がら場合によっては、固体潤滑剤の軟化点以上の温度で
樹脂被覆を金属板の表面に焼き付けて固体潤滑剤粒子を
軟化させ、樹脂への分散性を高めた状態で被覆形成を行
なうことによって被覆と固体潤滑剤との密着性を確保
し、且つ固体潤滑剤粒子を表面側に丘状に浮き上がらせ
て前述の要件を満たす突起を形成することも可能であ
る。

【００３２】尚樹脂被覆中に分散される固体潤滑剤の好
ましい具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフィン系ワックス、四ふっ化エチレン等の
ふっ素樹脂系ワックス等が挙げられるが、潤滑性付与効
果やコスト等を総合的に考慮して最も好ましいのはポリ
エチレン系ワックスである。こうした固体潤滑剤の市販
品としては、例えば互応化学社製の「ダイジェットＥ−
１７」、三洋化成工業社製の「ＫＵＥ−１」，「ＫＵＥ
−５」、「ＫＵＥ−８」等、三井石油化学工業社製の
「ケミパールＷ−１００，２００，３００，４００，５
００，６４０，７００」等、日華化学社製の「エレポン
Ｅ−２０」などを挙げることができる。

【００３３】上記以外の固体潤滑剤として、例えば二硫
化モリブデン、グラファイト、金属石けん、窒化硼素、
メラミンシアヌール酸等、或はシリカ等の酸化物粒子な
どを用い、これらを樹脂中に混入させること、更には焼
付け工程の際にロールにて有機樹脂被覆自体に刻印する
こと等によって、それらに起因する突起を被覆表面に突
出させることも、有機樹脂被覆のままと比較場合に耐疵
付き性やかじり特性等の深絞り加工性を向上させるとい
う観点から有効である。

【００３４】潤滑性樹脂被覆のビヒクル成分となる樹脂
の種類も特に制限されないが、好ましいものとしては、
エポキシ系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル
系、ポリオレフィン系などの樹脂が例示され、必要に応
じてメラミン系、エポキシ系、イソシアネート系、アジ
リジン系等の架橋剤を併用して被覆強度を高めたり、更
にはシリカ、アルミナ等のコロイダル化合物；クロム系
や鉛系の防錆顔料；酸化チタン、ベンガラ等の着色顔料
等を添加することも勿論可能である。

【００３５】上記の固体潤滑剤と樹脂あるいは更に他の
添加剤を含む混合物を水や溶剤に溶解し、あるいは分散
してエマルジョン状とし、これを被処理金属板の表面に
任意の方法で塗布・乾燥し、必要により焼付け処理する
ことによって潤滑性樹脂被覆の形成が行なわれる。該被
覆の好ましい付着量も特に制限されないが、潤滑被覆と
しての前述の効果を有効且つ経済的に発揮させるうえで
好ましいのは０．１〜３ｇ／ｍ² の範囲であり、該被覆
は単層構造の他、必要によっては下塗り−上塗りの２層
構造、下塗り−中塗り−上塗りの３層構造等の複層構造
とすることも勿論可能である。

【００３６】上記の様な樹脂と固体潤滑剤粒子などを含
む塗布液を用いて潤滑樹脂被覆を形成するに当たり、樹
脂被覆表面に前述の様な適正な高さ・総面積・個数など
の要件を満たす突起は、使用する固体潤滑剤粒子の粒
径、被覆中の含有量、被覆厚み等をうまく調整すること
によって得ることができるが、その為の好ましい条件を
示すと下記の通りである。

【００３７】平均粒径が０．１〜１５μｍ、より好ま
しくは０．５〜７μｍ、更に好ましくは粒径分布の小さ
い固体潤滑剤粒子を使用すること。 固体潤滑剤粒子として、樹脂被覆の被覆厚みに対して
平均粒径が０．５〜３倍程度のものを選択使用し、固体
潤滑剤粒子に起因した突起を適当な高さで樹脂被覆表面
に形成させること。 塗布液の状態で平均比重と同等もしくはやや小さ目の
比重の固体潤滑剤粒子を選択使用し、被覆形成時に固体
潤滑剤粒子を表面側に浮き上がらせて突起形成を助長す
ること。 前記のに関連して、水や溶剤を焼き付けにより蒸発
させる際には、焼き付けの時間が不足し或は過度になる
と粒子の浮上が不足し、或は結果的に液の比重が増して
粒子が過度に浮き上がることになるので、ドライヤーの
風量等をコントロールして焼き付け時間を適当な範囲に
制御することが好ましい。 固体潤滑剤は凝集することがあるので、該粒子を樹脂
液に混入する際には、大きな固形物を取り除いて、樹脂
液中に均一に分散させることが好ましい。 多層構造の被覆とする場合は、最上層部を構成する被
覆のみに固体潤滑剤粒子を適量含有させればよい。

【００３８】上記潤滑性樹脂被覆が形成される被処理金
属板の種類は特に制限されないが、最も汎用性の高いも
のを例示すると、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Ａｌめっ
き鋼板、Ｚｎ−Ａｌ，Ｚｎ−Ｎｉ，Ｚｎ−Ｆｅ等の合金
めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板等の非鉄金属
板、更にはこれらに種々の化成処理を施した表面処理金
属板等が例示される。めっき法としては電気めっき、溶
融めっき、蒸着めっき等が、また化成処理法としては反
応型、塗布型、電解型のクロメート処理やりん酸塩処理
等が非限定的に例示される。

【００３９】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明の構成および作
用効果をより具体的に説明するが、本発明はもとより下
記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の
趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿
論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に
含まれる。

【００４０】実施例 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（厚さ：０．８ｍｍ、亜鉛付着量：２０ｇ／ｍ² 、ク
ロム付着量：２０ｍｇ／ｍ² ）を用いた。また被覆形成
用の樹脂液としては、水系ウレタン系樹脂（第一工業製
薬社製の商品名「スーパーフレックス」）の水溶液に、
球形ポリエチレンワックス粒子（粒径：０．５〜５μ
ｍ、軟化点：１１０〜１４０°）とシリカ粒子（日産化
学社製の商品名「スノーテックスＯ」）を分散したもの
を使用した。

【００４１】上記樹脂液を原板に塗布し、リンガロール
によって絞った後、原板の到達温度が８０〜１５０℃に
なる条件で乾燥乃至焼付けを行ない、有機樹脂被覆の付
着量が０．７〜１．５ｇ／ｍ² の供試材を作成した。こ
のときの被覆付着量は、樹脂液の固形分濃度とリンガー
ロールの圧下量を変えることによって調整し、また用い
るポリエチレンワックスの粒径、添加量、焼付け温度を
変えることによって、下記表１に示す如く、被覆表面に
固体潤滑剤粒子が突出することによって形成される突起
の径の比（Ｄ₇₀／Ｄ₀ ）、突起の径（Ｄ₀ ）、突起の個
数の比（Ｎ_B ／Ｎ_A およびＮ_D ／Ｎ_C ）、面積比（ΣＳ
／Ａ）および３００μｍの直線で切られる突起個数の異
なる潤滑性樹脂被覆を形成し、下記の方法で性能評価試
験を行なった。

【００４２】［性能評価］ (1) 表面観察 供試材表面に金を１ｍｇ／ｍ² 〜１ｇ／ｍ² 蒸着した
後、（株）日立製作所製の走査型電子顕微鏡「Ｓ−２７
００」を用いて加速電圧１５ｋＶで観察した。 (2) 動摩擦係数の測定 摺動試験装置を用い、加圧力１５０ｋｇにおける摺動に
よる荷重から求めた。

【００４３】(3) 深絞り加工性の評価 ８０トンのクランクプレス試験機を用い、単発のプレス
成形を実施し、成形後における成形の品の擦動面の、か
じり状態、疵付き状態および黒変状態を目視で観察し、
下記の基準で深絞り加工性を評価した。 ○：かじり、疵および黒変が殆ど認められない △：若干のかじり、疵または黒変が認められる ×：明確なかじり、疵または黒変が認められる

【００４４】(4) 塗膜密着性の評価 潤滑性被覆の形成された各供試材の表面に、アミノアル
キド系樹脂塗料［関西ペイント（株）製の商品名「アミ
ラック１０００」］を塗布し、１３０℃で２０分間焼付
けて膜厚２０μｍの塗膜を形成した。次いで、塗膜面に
切れ目を入れて１ｍｍ² の碁盤目を１００個形成した
後、エリクセン試験機で１０ｍｍ押し出し、テープ剥離
試験によって１次密着性試験を行なった。また、各塗装
鋼板を沸騰水に１時間浸漬してから取り出し、直ちに上
記と同様にしてテープ剥離試験を行ない、２次密着性を
評価した。評価基準は下記のとおりである。 ○：塗膜の剥離は殆ど認められない △：若干の塗膜剥離が認められる ×：明確な塗膜剥離が認められる 結果を表１に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１より次の様に考察できる。まず本発明
の規定要件を全て満足する実施例１〜８は、深絞り加工
性および塗膜密着性のいずれにおいても良好な結果が得
られている。これに対し、本発明で規定する何れかの要
件を欠く比較例は、下記の様に加工性と塗膜密着性のい
ずれかを満足できない。

【００４７】比較例１は、突起の投影図形１における径
の比（Ｄ₇₀／Ｄ₀ ）が規定要件を外れているため、加工
性のうち疵付きとかじり特性が悪く、比較例２は、Ｄ₇₀
／Ｄ ₀ ≧０．３５を満足する突起の個数に対する０．８
５≧Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５を満足する突起個数の比（Ｎ
_B ／Ｎ_A ）が規定範囲を外れるため、加工性のうち耐黒
変性が悪い。

【００４８】比較例３，４は、被覆表面における０．８
５≧Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５を満足する突起の投影図形の
総面積率が０．０８≦ΣＳ／Ａ≦０．４の範囲を外れる
ものであり、下限値未満の比較例３では耐疵付き性とか
じり特性が悪く、上限値を超える比較例４では塗膜密着
性が悪い。

【００４９】比較例５は、Ｄ₀ ≧０．１μｍを満足する
突起個数に対する２０μｍ≧Ｄ₀ ≧０．１μｍを満たす
突起個数の比（Ｎ_D ／Ｎ_C ）が不足するため、満足な塗
膜密着性が得られていない。また比較例６，７は、被覆
金属板表面における長さ３００μｍの任意の直線によっ
て切られ、且つ０．８５≧Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５の関係
を満たすと共に径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍである突起の
個数が規定範囲を外れる比較例であり、該個数が１未満
の比較例６では加工性のうち耐疵付き性とかじり特性が
悪く、３００個を超える比較例７では塗膜密着性が悪
い。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、潤
滑性被覆の表面に形成される突起の径、突出高さ、個
数、突出面積率等を規定することにより、優れた深絞り
加工性と塗膜密着性を兼ね備えた樹脂被覆金属板を安定
して確実に提供し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂被覆金属板表面に形成された突起の走査型
電子顕微鏡視野を模式的に示した説明図である。

【図２】被覆表面における突起の分布状態を示した模式
図である。

【図３】樹脂被覆中に含有される固体潤滑剤粒子によっ
て突起が形成された状態を模式的に示す説明図である。

【図４】走査型電子顕微鏡視野に表われる突起の径の比
（Ｄ₇₀／Ｄ₀ ）と、被覆中に含まれる固体潤滑剤粒子の
（表面突出高さ）／（該粒子半径）との関係を示すグラ
フである。

【図５】固形潤滑剤粒子の（表面突出高さ）／（該粒子
半径）が、耐疵付き性や耐かじり性等の加工性に及ぼす
影響を模式的に示した説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椿野 啓明 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 15/08 B05D 7/14 B21D 22/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に突起を有する潤滑性樹脂被覆金属
   板において、 該被覆金属板表面に対して垂直な方向から、任意の突起
   を観察したときの走査型電子顕微鏡視野に表われる投影
   図形における任意方向（Ａ−Ａ₀ −Ａ’方向：但しＡ₀
   は該投影図形の中心点）の径をＤ₀ 、 上記Ａ₀ 点から立てた垂線Ａ₀ −Ａ₁ と上記Ａ−Ａ₀ −
   Ａ’方向に引いた仮想線を含む面Ｐ内で、前記垂線Ａ₀
   −Ａ₁ を７０°回転させた方向（Ａ₀ −Ａ₂ 方向）から
   上記と同一の突起を観察したときの走査型電子顕微鏡視
   野に表われる投影図形における前記面Ｐによって切られ
   る方向（Ｄ−Ｄ’方向）の径をＤ₇₀とし、 下記式（１）の関係を満足する突起の個数をＮ_A 、 Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５ …（１） 上記式（１）と下記式（２）の関係を共に満足する突起
   の個数をＮ_B としたとき、 ０．８５≧Ｄ₇₀／Ｄ₀ ≧０．３５ …（２） 上記Ｎ_A 、Ｎ_B が下記式（３）の関係を満たし、 Ｎ_B ／Ｎ_A ≧０．９５ …（３） 且つ前記被覆金属板表面に対して垂直な方向（Ａ₁ −Ａ
   ₀ 方向）から走査型電子顕微鏡によって観察され、前記
   式（２）の関係を満足する突起の投影図形に現われる面
   積の総和ΣＳが、同じ方法によって観察される投影図形
   の全表面積Ａに対して下記式（４）の関係を満足するこ
   とを特徴とする深絞り加工性および塗膜密着性に優れた
   潤滑性樹脂被覆金属板。 ０．０８＜ΣＳ／Ａ≦０．４ …（４）
2. 【請求項２】 前記式（２）の関係を満足する突起のう
   ち、前記径Ｄ₀ が０．１μｍ以上である突起の個数をＮ
   _C 、径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍである突起の個数をＮ_D
   としたとき、Ｎ_D とＮ_C の比率が下記式（５）の関係を
   満たし、 Ｎ_D ／Ｎ_C ≧０．９５ …（５） しかも、被覆金属板表面における長さ３００μｍの任意
   の直線によって切られ、且つ前記式（２）の関係を満た
   すと共に前記径Ｄ₀ が０．１〜２０μｍである突起の個
   数が１〜３００個である請求項１に記載の潤滑性樹脂被
   覆金属板。
3. 【請求項３】 前記突起が、樹脂被覆中に混入された固
   体潤滑剤粒子に起因して形成されたものである請求項１
   または２に記載の潤滑性樹脂被覆金属板。