JPH0355519B2

JPH0355519B2 -

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Publication number: JPH0355519B2
Application number: JP2929787A
Authority: JP
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1991-08-23
Also published as: JPS63195282A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明はめつき鋼板の上に有機皮膜を存在せし
めた有機複合鋼板に関するものである。すなわ
ち、本発明はクロメート処理したクロメート被覆
めつき鋼板に加工性，耐食性，塗料密着性ほきわ
めて優れた有機皮膜を形成させ商品価値を著しく
高めるものである。ここでいうめつき鋼板とは鋼
板上に亜鉛，スズ，銅，クロム，ニツケルを単独
めつきするかあるいはこれらに１種または２種以
上の金属を含有せしめた合金めつき鋼板であり、
これらの電気めつき鋼板あるいは溶融めつき鋼板
をさす。＜従来の技術＞これまでに電気亜鉛めつき鋼板や溶融めつき鋼
板あるいは各種合金めつき鋼板が製造され、家
電，自動車，建材などに広く使用されている。そ
の際、一般に鋼板（表面処理鋼板）→プレス油塗
油→成形加工（プレス）→脱脂→（化成処理）→
塗装の工程を通つて加工製造され、製品となる
が、これら工程のなかでプレス油塗油には次のよ
うな問題点がある。１）プレス油はスプレー法で塗油されることが
多く、作業環境を悪化させる。２）プレス油ではプレス時の型カジリの発生を
良好に防止できない。３）プレス後十分脱指を行なわないと後工程の
化成処理性をわるくし、また、塗料の密着性を
阻害する。従来、プレス加工性の優れた鋼板として例えば
市販潤滑鋼板が知られており、これによればプレ
ス油を塗油することなくプレス加工できる利点が
あるが、この鋼板の潤滑皮膜には耐食性がほとん
どなく、皮膜上にさらに防錆油を塗布し耐食性を
確保する必要がある。一方耐食性に優れた鋼板と
して、亜鉛系めつき鋼板のクロメート材に特殊樹
脂を塗布したいわゆる簡易プレコート鋼板（本発
明では以後有機複合鋼板とよぶ）が開発され一部
市販されている。例えば特開昭58−177476号公報
（特公昭61−36587号）、特開昭60−149786号公報、
特開昭58−210192号公報、特開昭58−210190号公
報、特開昭59−116397号公報等をあげることがで
きる。これは鋼板上に特殊樹脂を0.3〜５ｇ／m²
塗布することからなり、これによつて特に裸耐食
性はかなり改善される。しかし、これら鋼板は、
その表面皮膜に潤滑性がまつたくないためプレス
加工性が劣り、プレス時皮膜が剥離したりするた
めプレス油の塗油は必須となる。これに対し、無塗油の状態でプレスし、かつ、
プレス後の耐食性を確保できる有機複合鋼板の開
発が鋭意検討されてきた。例えば特公昭61−
26600号公報、特開昭61−60886号公報等をあげる
ことができる。しかし、これらにおいても連続プ
レス加工を行なうとビルドアツプをおこし、かつ
耐食性もかならずしも十分とは言えない。以上述べたように優れた加工性と耐食性とをか
ねそなえた皮膜を有する有機複合鋼板は未だしの
感がある。＜発明が解決しようとする問題点＞これに対し、本発明は有機複合鋼板を製造する
にあたりきわめて優れた加工性、及び加工後の耐
食性とをかねそなえた有機皮膜を有した有機複合
鋼板を得ることを目的としたものであり、クロメ
ート皮膜めつき鋼板の表面に特殊組成からなる有
機皮膜を形成させることによつて、加工法（プレ
ス性）に優れ、かつ、加工後の耐食性に優れた高
潤滑性皮膜鋼板を得ることができるのである。＜問題点を解決するための手段＞本発明は次に示す３ブロツクの水性液を混合
し、クロメート被覆めつき鋼板に塗布することに
より得られるきわめて優れたプレス性と加工後の
耐食性に優れた皮膜を有する有機複合鋼板にあ
る。第１図に本発明による高潤滑性皮膜鋼板の断面
構造を示す。鋼板１の上層にめつき層２、クロメ
ート層３を形成した表面処理鋼板上に下記〜
を混合した有機皮膜層４を形成させたものであ
る。ブロツク：水系分散体の鉱物油，動物油，植
物油，合成動物油，合成植物油，
合成動・植物油ブロツク：水系分散体のワツクスブロツク：SiO₂，Cr₂O₃，Fe₂O₃，Fe₃O₄，
MgO，ZrO₂，SnO₂，Al₂O₃のコロイド（ゾル）本発明の高潤滑性鋼板の優れた特性は上記３者
を混合した水性有機皮膜層に起因するものであ
る。本発明の高潤滑性鋼板は上記〜を混合し
た有機皮膜層をクロメート皮膜層上に形成させる
ことにより製造できるが、特に推奨する製造条件
について以下に述べる。上記に示す水系分散体油の１種あるいは２種
以上を100部（重量部）に対しに示す水系分散
体ワツクスを10〜100部（重量部）混合し、かつ、
に示す各種酸化物のコロイド（ゾル）の１種あ
るいは２種以上を10〜400部（重量部）を混合し
た水性液をめつき鋼板上に塗布するとプレス性及
び加工後の耐食性のきわめて優れた皮膜が形成さ
れ、優れた有機複合鋼板を製造できることを確認
した。本発明の有機樹脂皮膜のプレス性及び加工後の
耐食性を大幅に向上させる方法について具体的に
説明する。第２図，第３図はクロム付着量が70mg／m²とな
るようにクロメート処理したZn−Ni系合金めつ
き鋼板の上に、水系分散体の鉱物油：水系分散体のワツクス＝
100：50（固形分重量比）となるように固定し、コ
ロイダルシリカ（SiO₂）の添加量をかえた水性
液を塗布し乾燥後の皮膜が1μとなるように塗布
し、連続プレス性と加工後の耐食性がどのように
変化するかを示したものである。第４図，第５図は同じくクロム付着量が70mg／
m²となるようにクロメート処理したZn−Ni系合
金めつき鋼板の上に、水系分散体の鉱物油：コロイダルシリカ
（SiO₂）＝100：100（固形分重量比）となるように
固定し、水系分散体のワツクスの添加量をかえた
水性液を塗布し乾燥後の皮膜が1μとなるように
塗布し、連続プレス性と加工後の耐食性がどのよ
うに変化するかを示したものである。ここで耐食性はJIS−Ｚ−2371規格に準拠した
塩水噴霧試験により（食塩水濃度５％、槽内温度
35℃、噴霧圧力20Psi）2000時間後の発錆状況を
調査ち◎，〇，△，×，××の５段階で評価したも
のであり、◎が最良である。 ◎：赤錆発生０％〇：〃０〜１％ △：〃１〜10％ ×：〃 10〜50％ ××：〃 50％以上連続プレス性は500回連続プレスを行ない途中
の皮膜のビルドアツプ性を調査し◎，〇，△，×，
××の５段階で評価したものであり、◎が最良で
ある。 ◎：連続プレス500回後ビルドアツプ皆無〇：連続プレス400〜500回でビルドアツプ１部発
生 △：〃 200〜400回〃 ×：〃 100〜200回〃 ××：〃１〜100回でビルドアツプ発生第２図から明らかなようにコロイダルシリカの
添加量によつて連続プレス性は変化し、コロイダ
ルシリカが10部以下になると皮膜の潤滑性が劣り
１部ビルドアツプを生じる。また、400部以上に
なるとコロイダルシリカの凝集によるビルドアツ
プを生じる。これに対し、10〜400部の領域では
皮膜はきわめて優れた潤滑性を示し連続プレスを
500回実施してもビルドアツプは皆無である。ま
た、第３図から明らかなようにコロイダルシリカ
の添加量によつて加工後（プレス後）の耐食性も
変化し、コロイダルシリカが10部以下になると耐
食性はかなり低下する。また、400部以上になる
と加工後の耐食性はやや低下する傾向にある。以上の結果はコロイダルシリカ（SiO₂）のか
わりにCr₂O₃，Fe₂O₃，Fe₃O₄，MgO，ZrO₂，
SnO₂，Al₂O₃のコロイド（ゾル）を用いても、あ
るいはこれらのうち２種以上を同時に使用しても
ほぼ同様の結果が得られた。次に第４図から明らかなように水系分散体ワツ
クスの添加量によつて連続プレス性は変化し、水
系分散体のワツクスが10部以下になると皮膜の抵
抗が高くなり潤滑性が劣りごく少ない連続プレス
回数でビルドアツプが生じ、かつ、皮膜に型カジ
リを生じる。また、100部以上になると水系分散
体のワツクスの増加に応じてやや潤滑性は低下す
る。一方、第５図から明らかなように水系分散体
のワツクスの添加量によつて加工後（プレス後）
の耐食性も変化し、水系分散体ワツクスが10部以
下になると耐食性はやや低下する。また、100部
以上になると加工後の耐食性はやや低下する。以上の結果はパラフイン系水系分散体ワツクス
を用いたが、そのかわりに酸化ポリエチレン系、
ポリオレフイン系等をはじめ水系分散体ワツクス
であればいずれのワツクスを用いてもほぼ同様の
結果が得られた。また、上記第２，３，４，５図の結果は水系分
散体油（エマルジヨン）として水系分散体鉱物油
を用いたが、水系分散体鉱物油のかわりに水系分
散体動物油，植物油，合成動物油，合成植物油，
合成動・植物油を用いても同様の結果が得られ
た。上記結果はめつき鋼板のCr付着量が70mg／m²
の場合であるが第６図にZn−Ni系合金めつき鋼
板の上にクロム付着量をかえ、水系分散体鉱物油
100部（重量部）に水系分散体ワツクス50部（重
量部）、コロイダルシリカ100部（重量部）混合し
た水性液を１ｇ／m²（固形分）塗布した場合の皮
膜の密着性を示す。図から明らかなようにCr付
着量が10mg／m²以下、あるいは150mg／m²以上で
は皮膜の密着性がやや低下する傾向にある。皮膜の密着性試験は上記塗布した試験片を30分
沸騰し、その後２mmゴバン目に皮膜をカツトしテ
ープ剥離し、剥離面積で評価した。 ◎：剥離面積０％〇：〃０〜１％ △：〃１〜10％ ×：〃 10〜50％ ××：〃 50％以上以上の結果から本発明ではめつき鋼板に水性液
を塗布し有機複合鋼板を製造するにあたり10〜
150mg／m²のクロム付着量を有するめつき鋼板に
対して鉱物油，動物油，植物油，合成動物油，合
成植物油，合成動・植物油の水系分散体から選ば
れた１種または２種以上の混合物の固形100重量
部に対し、水系分散体のワツクスを固形分で10〜
100重量部混合し、かつ、SiO₂，Cr₂O₃，Fe₂O₃，
Fe₃O₄、MgO，ZrO₂，SnO₂，Al₂O₃のコロイド
（ゾル）の１種または２種以上を固形分で10〜400
重量部含有させた水性液で処理することを特徴と
する鋼板の表面処理法であり、プレス性（加工
性）及び加工後の耐食性のきわめて優れた皮膜を
有する有機複合鋼板の製造法に関するものであ
る。膜厚は特に限定しないが、好ましくは0.2〜
５ｇ／m²が適当である。0.2ｇ／m²未満では、潤
滑効果が不十分となり、また、５ｇ／m²超になる
と連続プレス時一部ビルドアツプが生じ型カジリ
が発生する恐れがある。＜実施例＞以下実施例について述る。実施例１めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni系合金めつ
き鋼板（Ni：11.5％）にCr付着量が75mg／m²と
なるようにクロメート処理し、水系分散体鉱物油：水系分散体ワツクス：コロイ
ダルシリカ＝100：50：100（重量部）となるように調整した水性液をその上に塗布し、
乾燥して1.0ｇ／m²となるように皮膜を形成した。実施例２めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni−Co系合金
めつき鋼板（Ni＝11.0％，Co＝0.2％）にCr付着
量が60mg／m²となるようにクロメート処理し、水系分散体動物油：水系分散体ワツクス：Cr₂O₃
ゾル＝100：30：70（重量部）となるように調整した水性液をその上に塗布し、
乾燥して0.9ｇ／m²となるように皮膜を形成した。実施例３めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Fe系合金めつ
き鋼板にCr付着量が90mg／m²となるようにクロ
メート処理し、水系分散体植物油：水系分散体ワツクス：Fe₂O₃
ゾル＝100：70：200 となるように調整した水性液をその上に塗布し、
乾燥して4.4ｇ／m²となるように皮膜を形成した。実施例４めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni−Cr系合金
めつき鋼板（Ni＝11.0％，Cr＝0.9％）にCr付着
量が30mg／m²となるようにクロメート処理し、水系分散体合成動物油：水系分散体ワツクス：
Fe₃O₄ゾル＝100：50：250 となるように調整した水性液をその上に塗布し、
乾燥して1.1ｇ／m²となるように皮膜を形成した。実施例５めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Mn系合金めつ
き鋼板（Mn＝29％）にCr付着量が60mg／m²とな
るようにクロメート処理し、水系分散体合成動・植物油：水系分散体ワツク
ス：ZrO₂（ゾル）＝100：100：50 となるように調整した水性液をその上に塗布し、
乾燥して2.0ｇ／m²となるように皮膜を形成した。比較例１めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni系合金めつ
き鋼板（Ni＝11.2％）を用いた。比較例２めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni系合金めつ
き鋼板（Ni＝11.2％）にCr付着量が70mg／m²と
なるようにクロメート処理した鋼板を用いた。比較例３めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni系合金めつ
き鋼板（Ni＝11.2％）にCr付着量が70mg／m²と
なるようにクロメート処理し、その上にアクリル
樹脂を塗布し、乾燥して1.0ｇ／m²となるように
皮膜を形成した。比較例４めつき付着量が20ｇ／m²のZn−Ni系合金めつ
き鋼板（Ni＝11.2％）にCr付着量が70mg／m²と
なるようにクロメート処理し、市販のワツクス系
潤滑剤を1.0ｇ／m²となるように皮膜を形成した。実施例１，２，３，４，５ならびに比較例１，
２，３，４で得られた表面処理鋼板について各種
試験を行なつた結果を第１表に示す。各種試験条件は次の通りである。 (a) プレス性 500回の連続プレスを行ない途中の皮膜のビ
ルドアツプ性と型カジリ性を調査し、◎，〇，
△，×，××の５段階で評価したものであり、◎
が最良である。 ◎：連続プレス500回後，ビルドアツプ皆無，
型カジリ皆無〇：連続プレス400〜500回でビルドアツプ皆
無，型カジリ皆無 △：連続プレス200〜400回でビルドアツプ１部
発生，型カジリ１部発生 ×：連続プレス100〜200回でビルドアツプ１部
発生，型カジリ１部発生 ××：連続プレス０〜100回でビルドアツプ１
部発生、型カジリ１部発生 (b) 耐食性 JIS−Ｚ−2321に準拠した塩水噴霧試験によ
りプレス加工後の製品について1000h後の白錆
発生後（％）及び2000h後の赤錆発生率（％）
を求めた。 (c) 塗料密着性塗料及び評価方法は次の通りである。塗料密着性はメラミン系（焼付条件280℃×
60秒）の焼付塗料を使用し、塗料密着評価法は
JIS−5400により描画、ゴバン目エリクセン、
衝撃、2T折り曲げの各試験を行ない、これら
の総合評価によつて判定した。評価は◎，〇，
△，×，××の５段階で行ない◎が最良である。 ◎：塗膜剥離面積０％〇：〃０〜１％ △：〃１〜10％ ×：〃 10〜50％ ××：〃 50％以上

【表】＜発明の効果＞従来、プレス加工性と耐食性を同時に十分満足
する有機皮膜を有する表面処理鋼板は存在しなか
つた。これに対し本発明は10〜150mg／m²のクロ
ム付着量を有するクロメート被覆めつき鋼板の表
面に鉱物油，動物油，植物油，合成動物油，合
成値物油，合成動・植物油の水系分散体から選ば
れた１種または２種以上の混合物と、水系分散
体のワツクスと、SiO₂，Cr₂O₃，Fe₂O³，
Fe₃O₄，MgO，ZnO₂，SnO₂，Al₂O₃のコロイド
（ゾル）の１種または２種以上との混合体を含有
せしめた水性液を塗布乾燥すると、きわめて優れ
たプレス加工性とプレス加工後の耐食性に優れた
皮膜が得られる。また、形成された皮膜は塗料密
着性にも優れている。従つて例えば本発明による
有機複合鋼板を無塗油の状態で直接プレス加工
し、その後の脱脂工程、塗装工程などをすべて省
略し直接使用することが可能であり、いわゆる大
幅な省工程を実現でき、それによつて大幅な省コ
ストを達成することができることから、本発明の
経済的効果はきわめて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高潤滑性皮膜鋼板の断面
概要図、第２図，第３図はZn−Ni系合金めつき
鋼板にクロメート処理し、水系分散体鉱物油と水
系分散体ワツクスの配合を固定し、コロイダルシ
リカ（SiO₂）の添加量をかえた水性液を塗布し、
プレス加工性とプレス加工後の耐食性がどのよう
に変化するかを示した図、第４図，第５図は同じ
くクロメート処理したZn−Ni系合金めつき鋼板
の上に、水系分散体鉱物油とコロイダルシリカ
（SiO₂）の配合を固定し、水系分散体ワツクスの
添加量をかえた水性液を塗布し、プレス加工性と
プレス加工後の耐食性がどのように変化するかを
示した図、第６図はZn−Ni系合金めつき鋼板の
クロム付着量をかえ、水系分散体鉱物油と水系分
散体ワツクスとコロイダルシリカの配合を固定し
た水性液を塗布し乾燥後の皮膜がμとなるように
塗布し、クロム付着量によつて皮膜の密着性がど
のように変化するかを示した図である。１：鋼（地鉄）、２：めつき層、３：クロメー
ト層、４：有機皮膜層。

Claims

【特許請求の範囲】

１めつき鋼板の表面に第１層として10〜150
mg／m²のクロメート皮膜層が形成され、第２層と
して鉱物油、動物油、植物油、合成動植物油の水
系分散体から選ばれた１種または２種以上の混合
物と水系分散体ワツクスとSiO₂，Cr₂O₃，Fe₂O₃，
Fe₃O₄，MgO，ZrO₂，SnO₂，Al₂O₃のコロイド
（ゾル）の１種または２種以上とを混合した有機
皮膜層が形成されていることを特徴とする高潤滑
性皮膜鋼板。