JPH0317190A - プレス加工用表面処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の剋貝公夏 本発明は、自動車、家庭電気製品、建材等に用いられる
潤滑性、耐黒変化性及び耐食性にすぐれる表面処理鋼板
に関する。

僅３塾１え逝 亜鉛めっき鋼板や亜鉛合金めっ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、種々の表面処理方法が提案されている
。例えば、ミルポンド被膜を形或する方法、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ゴ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
樹脂被膜を形或する方法、ワックスエマルジョンを鋼板
の表面に塗布し、乾燥して、ワックス被膜を形戒させる
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、ξルボンド被膜を形成した亜鉛めっき鋼
板や、ワックス状潤滑剤を塗布した亜鉛めっき鋼板は、
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、良好なブレス或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
あって、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、バラフィン系ワック
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っき銅板に塗布し、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って、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
の下地層の亜鉛めっきも剥離し、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ソクスを用いても、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＃Ｉ離しやすいので、加工後の耐食性も十
分でない。

ロが”′　しようとするｉ 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
ものであって、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しず、しかも、加工後に脱
脂を必要とせず、また、耐食性にすぐれる表面処理鋼板
を提供することを目的とする。

番　を”するための 本発明による表面処理鋼板は、フッ素系樹脂粒子ｌ〜２
５重量％及びシリカ粒子をＳｉ０２としてｌ〜２０重量
％含有するモンタンワックス酸化物のワソクス被膜が付
着量Ｑ．　１〜１．　５　ｇ　／　ｒｒｒの割合にて、
銅板の表面に形戒されていることを特徴とする。

本発明において、表面処理銅板は、亜鉛めっき鋼板、亜
鉛合金めっき鋼板、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銅板を含むものとし、以下、
これらを単に亜鉛めっき銅板又は表面処理鋼板というこ
とがある。

本発明による表面処理鋼板は、固形分にて、フッ素系樹
脂粒子ｌ〜２５重量％及びシリカ粒子をＳｔｏｗとして
ｌ〜２０重量％含有するモンクンワンクス酸化物のエマ
ルジョンを乾燥重量にて付着量０．　１〜１。５　ｇ　
／　ｍの割合にて鋼板の表面に塗布し、乾燥することに
よっ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、モンク
ンワックス酸化物のエマルジョンにフソ素系樹脂のデイ
スバージョンとシリカ粒子とを加え、分散させることに
よっ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’Ｃ以上であ
って高く、被膜の形成後、鋼板の温度が１２０℃に達し
ても、殆どべとつきゃ垂れを生じない。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ｔｏ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、モンク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、緻密な被膜を形或するので、被膜が
剥離し難い。そのうえ、フッ素系樹脂粒子やシリヵ粒子
との混和性がよいので、これらが均一に分散した被膜を
形或することができる。

フッ素系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って、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、ｔａ水効果によっ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
の向上の効果を有効に得るためには、ワックス被膜中に
フッ素系樹脂粒子が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、被膜中のフッ素系樹脂粒子は、５〜１
０重量％の範囲が好ましい。

フッ素系樹脂は、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、フソ素系樹脂の粒径が０．０５μｍよりも小さい
ときは、フッ素系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。

上記フソ素系樹脂としては、例えば、四フフ化エチレン
樹脂、三フフ化塩化エチレン樹脂、フン化ビニリデン樹
脂、フフ化ビニル樹脂、エチレン・四フフ化エチレン共
重合体樹脂、四フフ化エチレン・六フソ化ブロビレン共
重合体樹脂等を挙げることができる。

更に、本発明においては、ワックス被膜は、シリカ粒子
をＳｉｎｇとして１〜２０重景％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Ｓｉｎ
．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ｌ
〜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、コロイダルシリ力として知
られており、例えば、「スノーテソクスＸＳやＳＳＪ　
　（日産化学工業■製）として、市販品を人手すること
ができる。

本発明によれば、このようなワソクス被膜の鋼板への付
着量が０．１ｇ／ｍ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／ｍ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、ブ
レス或形において、金型に剥Ｍ被膜が蓄積し、プレス戒
形に支障を生じる。特に、好ましい付着量は、０．２〜
０．５ｇ／ｒｒｒの範囲である。

発班旦国果 以上のように、本発明によれば、フソ素系樹脂粒子とシ
リカ粒子を含有するモンクンワックス酸化物のワックス
エマルジゴンを洞板に塗布し、乾燥させることによって
、薄膜であっても、すぐれた潤滑性能を有して、プレス
成形性にすぐれるワンクス被膜を鋼板の表面に形戒する
ことができる。

かかる表面処理鋼板は、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。

従って、本発明による表面処理鋼板は、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、家庭電
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
。

大旌班 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ｌ 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２　０　ｇ／ｍ、クロム付着量１３ｍｇ／，｛）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Ｏ〜３０重量％の四フノ化エチレン樹脂（粒径０
．　２〜０．　３μｍ）を加え、更に、１０重量％のシ
リカ粒子（コロイダルシリ力、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０．２５ｇ／ｍ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、モンクンワックス酸化物に代えて、カル
ナウバワックス、バラフィンワックス及びボリエチレン
ワノクスのエマルジョンに固形分にて１０重量％の四フ
フ化エチレン樹脂（粒径０．２〜０．３μｍ）を加え、
更に、ＩＯ重量％のシリ力粒子（コロイダルシリカ、粒
径４〜６ｍμ）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
なって求めた。限界絞り比は、ブランク径１００＋＋ｍ
、ボンチ径５０ｆｌ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、ＪＩＳ　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６ｔｍａの結果にて示す
。結果を第１表に示す。

実施例２ モンク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．　３　ｐ　ｍ．）とＳｉｎｇとしてＯ〜
３０重量％のシリカ粒子（粒径４〜６ｍμ）を加え、分
散させて、ワソ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／ｒｔとなるように塗布し、乾燥させ、ワ
ックス被膜を形戊させて、表面処理鋼板を得た。

実施例ｌ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％の四フフ化エチレン樹脂（粒径０
．２　〜０．３μｍ）とＳｉｎｇ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／ｍ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。

実施例工と同様にして、処理鋼板の性能を調べた。結果
を第３表に示す。

実施例４ モンクンワックス酸化物のワックスエマルジョンにｌＩ
形分ｔＡ算にて１０Ｉｒ量％の四フソ化エヂレン樹脂（
粒径０．２　〜０．３＋ｃｒｍ）とＳｉ０２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。

このワン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っき鋼板の表面に付着量θ〜２．Ｏ
ｇｌｒｄ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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　フッ素系樹脂粒子１〜２５重量％及びシリカ粒
   子をＳｉＯ＿２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０．１〜１．５
   ｇ／ｍ＾２の割合にて、鋼板の表面に形成されているこ
   とを特徴とする表面処理鋼板。
2. （２）　フッ素系樹脂粒子が０．０５〜１μｍの粒子径
   を有することを特徴とする請求項第１項記載の表面処理
   綱板。
3. （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項記載の樹脂塗装鋼板。