JP3305905B2 - 加熱無臭性潤滑鋼板 - Google Patents

加熱無臭性潤滑鋼板

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幸夫 内田
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博文 武津
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、部材に加工後200℃
以上の温度に加熱される用途や製品に使用されても、異
臭が発生しない潤滑鋼板に関する。
【0002】
【従来技術】家電製品や音響機器の分野では、亜鉛系や
アルミニウム系などのめっき鋼板をプレス加工して、種
々の部材を製造しているが、クロメ−ト処理だけを施し
ためっき鋼板は潤滑性が劣るので、プレス加工の際には
潤滑油の塗布を必要としていた。そこで、作業性を改善
するため、クロメ−ト皮膜の上に樹脂粉末を含有する樹
脂の薄膜を形成して、無塗油でプレス加工できるように
した潤滑鋼板が種々開発されている。
【0003】この鋼板の代表的なものは、クロメ−ト皮
膜の上にポリオレフィン樹脂やフッ素樹脂などの粉末を
含有するアクリル樹脂皮膜を形成したものである(特開
平3−39485号公報)。この鋼板は皮膜をアクリル
エマルジョンの水溶液で形成するため、アクリル樹脂と
しては親水性の低分子量ポリアクリル酸樹脂やポリメタ
クリル酸樹脂などを使用していた。
【0004】しかし、このような樹脂の皮膜を形成した
鋼板の加工部材は樹脂皮膜を除去することなく使用する
ので、例えば、オ−ブンの内部部材のように200℃以
上に加熱される部位に使用すると、最初の使用開始から
しばらくの期間、樹脂皮膜が熱分解して、酢酸系、アル
デヒド系やアクリル酸系の刺激臭の有機系ガスが発生し
たり、水蒸気に起因する白煙が多く発生するなどの問題
があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解消した潤滑鋼板を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、め
っき鋼板の表面にクロム付着量が金属Cr換算で5〜2
00mg/m2のクロメ−ト皮膜が形成され、その上に
融点が120℃以上で粒子径が0.1〜0.3μmの樹脂
粉末を2〜25質量%含有するアクリル−スチレン共重
合体で、スチレン成分が質量%で40〜80%であるも
のの皮膜が0.3〜0.6μm形成されていることを特徴
としている。また、第2発明は第1発明の潤滑鋼板のア
クリル−スチレン共重合体皮膜がクロム酸を金属Cr換
算で3〜100mg/m2を含有していることを特徴と
している。
【0007】
【作用】アクリル−スチレン共重合体の場合、共重合ス
チレン成分が熱分解すると、化学構造上、酸素原子
(O)を含有していないため、酢酸系、アルデヒド系や
アクリル酸系などの刺激臭の有機系ガスが発生し難く、
また、炭素原子(C)に対する水素原子(H)の比率が
アクリル樹脂のモノマ−成分と比較して小さいため、白
煙の発生量も少ない。このスチレン成分の効果により、
アクリル−スチレン共重合体を被覆した潤滑鋼板は加熱
時の臭気や白煙の発生が極力抑制される。ここで、共重
合スチレン成分を質量%で40〜80%にしたのは、4
0%未満であると、加熱時に臭気や白煙の発生が認めら
れ、80%を超えると、皮膜が硬くなり、パウダリング
の発生や加工性の低下が認められるからである。
【0008】めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、亜
鉛と鉄、ニッケル、マンガン、アルミニウムまたはマグ
ネシウム等との合金めっき鋼板、アルミニウム、アルミ
ニウムとシリコンまたはマンガンとの合金めっき鋼板等
が挙げられ、なかでも耐熱性を有するアルミニウム系め
っき鋼板が好ましい。
【0009】クロメ−ト皮膜は、クロム付着量が金属C
r換算で5mg/m2未満であると、十分なる耐食性が
得られず、200mg/m2を超えると、皮膜が絶縁体
になり、連続スポット溶接性が低下する。シリカゾル、
アルミナゾル、ジルコニアゾルのような無機系ゾルを添
加して耐食性を高めてもよい。
【0010】クロメ−ト皮膜の上に形成するアクリル−
スチレン共重合体の皮膜には、従来のように、樹脂粉末
を添加して、皮膜に潤滑性を付与する。この樹脂粉末は
連続プレス加工時の金型温度上昇により溶融しないよう
にするため、融点が120℃以上のものにし、かつ、皮
膜に微細凹凸が形成されるように粒径を0.1μm以上
にする。しかし、0.3μmを超えると、皮膜厚みが0.
3〜0.6μmの場合、皮膜に強固に保持されないた
め、プレス加工時に脱落し易くなるので、0.3μm以
下にする。
【0011】樹脂粉末の添加量は、2質量%未満である
と、充分なる潤滑効果が得られないため、加工性が低下
し、25質量%を超えると、樹脂粉末が処理液に充分安
定した状態で分散せず、鋼板に均一に塗布できないの
で、2〜25質量%にする。なお、樹脂粉末は2種以上
のものを併用してもよい。例えば、ボリオレフィン樹脂
粉末は安価であるが潤滑性が劣るので、高価ではある
が、潤滑性の優れたフッ素樹脂粉末を併用する方法であ
る。この場合、ポリオレフィン樹脂粉末として、ポリエ
チレン樹脂粉末を使用すると、加工部の黒変を抑制し、
フッ素樹脂粉末が加工部の耐食性を抑制するという特異
な効果がある。この併用の場合、ポリエチレン樹脂粉末
の質量比率が0.6〜0.95になるようにするのが好ま
しい。0.6未満であると、加工部の黒変抑制が劣り、
0.95を超えると、加工部耐食性が低下する傾向があ
る。
【0012】樹脂皮膜は、厚みが0.3μm未満である
と、樹脂粉末を添加しても、加工時に充分な滑り込み性
が確保できず、加工性が低下する。一方、0.6μmを
超えると、加熱時に白煙の発生が認められるので、0.
3〜0.6μmにする。
【0013】樹脂皮膜中には、耐食性を向上させるた
め、クロム酸を含有させてもよい。この場合、含有させ
るクロム酸の量は金属Cr換算で3〜100mg/m2
にするのが好ましい。これは3mg/m2未満である
と、耐食性向上に充分な効果がなく、100mg/m2
を超えると、連続スポット溶接性を低下させる。
【0014】本発明の潤滑鋼板は、めっき鋼板にクロメ
−ト処理を施して、樹脂粉末を添加したアクリル−スチ
レン共重合体のエマルジョンをロ−ルコ−ト法等の公知
塗布法で塗布して、乾燥すれば得られる。
【0015】
【実施例】
実施例1 無水クロム酸にケイフッ化ソ−ダを添加したクロメ−ト
処理液を板厚0.6mmの溶融アルミニウムめっき鋼板
[めっき付着量;60g/m2(片面)]の表面に塗布
して、水洗することなく乾燥した後、ポリエチレン樹脂
とフッ素樹脂(融点325℃)の粉末を添加したアクリ
ル−スチレン共重合体(アクリルモノマ−はメチルメタ
クリレ−トとブチルアクリレ−ト)のエマルジョン処理
液をロ−ルコ−ト法で塗布して、乾燥した。そして、得
られた潤滑鋼板に次の試験を実施した。表1および表2
に潤滑鋼板のクロメ−ト皮膜の金属Cr換算クロム付着
量と樹脂皮膜組成を、また、表3に試験結果を示す。
【0016】(1)潤滑性試験 表面性状測定機によりステンレス鋼板(SUS304、
BA仕上げ)表面に対する動摩擦係数を荷重200g
f、移動速度60mm/minで測定し、動摩擦係数が
0.12未満を記号◎で、0.12以上0.15未満を記
号○で、0.15以上0.25未満を記号△で、0.25
以上を記号×で評価した。
【0017】(2)加工性試験 円筒絞り成形機で連続プレス加工時の金型温度上昇を想
定して、プレス金型を120℃に加熱して、プレス油を
塗布せずに円筒絞り成形(しわ押さえ力5,500N、
絞り比2.4)を行って、成形後の外形比を測定し、外
形比が0.85未満を記号◎で、0.85以上0.90未
満を記号○で、0.90以上0.95未満を記号△で、
0.95以上を記号×で評価した。
【0018】(3)加工部外観試験 上記(2)の加工性試験後のサンプル表面外観を目視観
察して、黒変が全く認められず、加工前と同等の外観を
呈したものを記号○で、若干黒変が認められるものを記
号△で、黒変が著しく認められたものを記号×で評価し
た。 (4)加工部耐食性試験 前記(2)の加工性試験後のサンプルに対して塩水噴霧
試験(JIS Z 2371)を300時間行い、試験
後の赤錆発生率が0%のものを記号◎で、5%未満のも
のを記号○で、20%未満のものを記号△で、20%以
上のものを×で評価した。
【0019】(5)連続スポット溶接性試験 電極CF型(先端4.5mm)、加圧力2,300N、通
電時間14サイクル、溶接電流8kAで連続スポット溶
接を行い、連続打点数が500以上のものを記号○で、
200以上500未満のものを記号△で、200未満の
ものを記号×で評価した。 (6)耐臭気試験 5cm×5cmのサンプルを400℃で10分加熱した
際の臭気の発生状況を官能評価と刺激臭を有する酢酸お
よびアセトンの発生ガス量により以下のように評価し
た。 官能評価;臭気がほとんど発生しないものを記号○で、
臭気のあるものを記号△で、刺激臭の強いものを記号×
で評価した。 酢酸およびアセトンの発生量による評価;発生量が1.
0×10-3ml未満を記号○で、1.0×10-3ml以
上を記号×で評価した。 (7)耐白煙試験 上記(6)の耐臭気試験と同様の加熱試験を行い、白煙
の発生状況を官能評価とH2Oの発生量により以下のよ
うに評価した。 官能評価;白煙がほとんど発生しないものを記号○で、
少量発生したものを記号△で、多量に発生したものを記
号×で評価した。 H2Oの発生量による評価;発生量が1ml未満を記号
○で、1ml以上を記号×で評価した。
【0020】
【表1】 (注1)下地のクロム付着量は金属Cr換算である。 (注2)スチレン共重合量は質量%表示である。
【0021】
【表2】 (注1)下地のクロム付着量は金属Cr換算である。 (注2)スチレン共重合量は質量%表示である。
【0022】
【表3】 実施例2 クロム酸溶液(Cr3+/Cr6+=0.4)にシリカゾル
を添加したクロメ−ト処理液を板厚0.6mmの溶融亜
鉛−アルミニウム合金めっき鋼板[Al;4質量%、め
っき付着量;60g/m2(片面)]の表面に塗布し
て、水洗することなく乾燥した後、ポリエチレン樹脂粉
末、フッ素樹脂粉末(融点325℃)および無水クロム
酸を添加したアクリル−スチレン共重合体(アクリルモ
ノマ−はメチルメタクリレ−トと2−エチルヘキシルア
クリレ−ト)のエマルジョン処理液をロ−ルコ−ト法に
より乾燥塗膜厚ですべてが0.5μmになるように塗布
して、乾燥した。そして、得られた潤滑鋼板に実施例1
と同様の試験を実施した。表4に潤滑鋼板のクロメ−ト
皮膜の金属Cr換算クロム付着量と樹脂皮膜組成を、ま
た、表5に試験結果を示す。
【0024】
【表4】 (注1)下地のクロム付着量と樹脂被膜のクロム含有量
はともに金属Cr換算である。 (注2)スチレン共重合量は質量%表示である。
【0025】
【表5】
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明の潤滑鋼板は、熱
分解による異臭や白煙が生じないので、使用の際に20
0℃以上になる部材や製品に使用しても、最初の使用開
始時に不快を生じることがない。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 125/14 C09D 125/14 133/06 133/06 C23C 28/00 C23C 28/00 C (72)発明者 古川 伸也 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株 式会社 鉄鋼研究所 表面処理研究部内 (56)参考文献 特開 平5−92173(JP,A) 特開 平5−57838(JP,A) 特開 昭62−100561(JP,A) 特開 昭50−122530(JP,A) 特開 昭51−2745(JP,A) 特開 平4−239636(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/08 B05D 7/14 - 7/24 C09D 1/00 - 10/00 C09D 101/00 - 101/201

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっき鋼板の表面にクロム付着量が金
    属Cr換算で5〜200mg/m2のクロメ−ト皮膜が
    形成され、その上に融点が120℃以上で粒子径が0.
    1〜0.3μmの樹脂粉末を2〜25質量%含有するア
    クリル−スチレン共重合体で、スチレン成分が質量%で
    40〜80%であるものの皮膜が0.3〜0.6μm形成
    されていることを特徴とする加熱無臭性潤滑鋼板。
  2. 【請求項2】 樹脂粉末がポリエチレン樹脂粉末とフ
    ッ素樹脂粉末の混合物で、ポリエチレン樹脂粉末が質量
    比率で0.6〜0.95であることを特徴とする請求項1
    に記載の加熱無臭性潤滑鋼板。
  3. 【請求項3】 請求項1の潤滑鋼板のアクリル−スチ
    レン共重合体皮膜がクロム酸を金属Cr換算で3〜10
    0mg/m2を含有していることを特徴とする加熱無臭
    性潤滑鋼板。
  4. 【請求項4】 樹脂粉末がポリエチレン樹脂粉末とフ
    ッ素樹脂粉末の混合物で、ポリエチレン樹脂粉末が質量
    比率で0.6〜0.95であることを特徴とする請求項3
    に記載の加熱無臭性潤滑鋼板。
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US7740184B2 (en) 2006-08-03 2010-06-22 Honeywell International Inc. Methods of dehumidification control in unoccupied spaces

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