JPH062161A - 成形性、成形後外観性および耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 亜鉛系めっき層の表面上に所定量のクロメー
ト皮膜が形成され、クロメート皮膜の上に、溶剤系熱硬
化性樹脂と、所定の融点および分子量を有するポリエチ
レン系樹脂とそして防錆添加剤とが一定の割合で配合さ
れた、所定厚さの樹脂皮膜が形成されている、亜鉛系め
っき鋼板。 【効果】 表面に潤滑油等を塗布しなくても、優れた潤
滑性および成形後外観性が発揮され、摩擦熱が発生する
厳しい条件でプレス成形が施されても、樹脂皮膜に損傷
や黒化の生ずることがなく、優れた成形後耐食性を有し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、その表面上に潤滑油等
を塗布しなくても、優れた成形性および成形後外観性を
有し、且つ、耐食性の良好な、亜鉛めっき鋼板または亜
鉛系合金めっき鋼板（以下、「亜鉛系めっき鋼板」と略
称する）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板は、耐食性に優れてい
ることから、各種の産業分野において広く使用されてい
る。このような亜鉛系めっき鋼板を、複写機等の事務機
器、音響機器、家庭電気製品等の材料として使用する場
合には、亜鉛系めっき鋼板に対して、種々のプレス成形
が施され、また、モータカバー、カートリッジ式タンク
等の材料として使用する場合には、亜鉛系めっき鋼板に
対して、絞り成形が施される。

【０００３】亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性は、冷延
鋼板に比べて劣る。その原因は、プレス成形時の、金型
に対する亜鉛系めっき鋼板の摺動抵抗が、冷延鋼板のそ
れよりも大きいためである。そこで、亜鉛系めっき鋼板
のプレス成形性を向上させ、成形後の外観を良好になら
しめるために、一般に、亜鉛系めっき鋼板の表面上に、
潤滑油や防錆油を塗布することが行われている。しかし
ながら、亜鉛系めっき鋼板の表面上に、潤滑油等を塗布
することは、製造工程を煩雑にし、且つ、作業環境を悪
化させる。のみならず、潤滑油等を塗布してプレス成形
した場合でも、成形条件が厳しい場合には、亜鉛系めっ
き鋼板にかじりが発生して、耐食性が劣化することがあ
る。

【０００４】一方、亜鉛系めっき鋼板の耐食性を、より
向上させるために、亜鉛系めっき層の表面上に、クロメ
ート皮膜、または、クロメート皮膜と樹脂皮膜とが形成
されたクロメート処理亜鉛系めっき鋼板が知られてい
る。このようなクロメート処理亜鉛系めっき鋼板の、プ
レス成形を施さない平板状での耐食性は良好である。し
かしながら、その表面上に潤滑油等を塗布しないでプレ
ス成形を施すと、クロメート皮膜が剥離したり、めっき
層が損傷する結果、亜鉛系めっき鋼板の耐食性および表
面性状が劣化する。従って、クロメート処理亜鉛系めっ
き鋼板の場合においても、プレス成形を施す場合には、
その表面上に、潤滑油等を塗布することが必要とされて
いる。

【０００５】上述した問題を解決し、その表面上に潤滑
油等を塗布しなくても、優れた潤滑性およびプレス成形
性を有し、且つ、耐食性の良好な表面処理鋼板の開発が
従来から要求されており、例えば、次のような表面処理
鋼板が提案されている。 特開昭61-60886号 鋼板の表面上に形成されたクロメート皮膜の上に、水分
散性潤滑添加物を含有する水系アクリル共重合体よりな
る、0.3 〜3 μm の厚さの有機複合シリケート被膜が形
成された、潤滑性および耐食性に優れた表面処理鋼板
（以下、先行技術１という）。

【０００６】 特開昭62-289275 号 鋼板の表面上に、潤滑剤として高融点のフッ素系樹脂パ
ウダーが配合された熱硬化性粉体塗料を塗布し、次い
で、フッ素系樹脂の融点以下の温度によって焼き付ける
ことにより、その表面上に、フッ素系樹脂パウダーが露
出する皮膜が形成された表面処理鋼板（以下、先行技術
２という）。

【０００７】 特開平１-110140 号 亜鉛系めっき鋼板の表面上に、予めチタネートカップリ
ング処理が施された、グラファイト、二硫化モリブデン
等の無機系固体潤滑剤およびコロイダルシリカを含有す
る、0.2 〜２g/m²の厚さの、水溶性または水分散性のア
クリル・エポキシ系樹脂被膜が形成された表面処理鋼板
（以下、先行技術３という）。

【０００８】 特開平２-140294 号 亜鉛系めっき鋼板の表面上に、プレス成形時の黒化現象
を抑制するための、モンタンワックス酸化物の薄い皮膜
が形成された表面処理鋼板（以下、先行技術４とい
う）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術に
は、次のような問題がある。 先行技術１の表面処理鋼板の場合には、水系アクリ
ル共重合体よりなる有機複合シリケート皮膜中に含有さ
れている潤滑剤によって、潤滑性およびプレス成形性の
多少の向上は認められる。しかしながら、プレス成形条
件が厳しい場合には、プレス成形時の摩擦熱や激しい摺
動により、水系アクリル共重合体よりなる有機複合シリ
ケート皮膜が劣化しそして破壊して、金型への焼きつき
および表面の黒化が避けらない。従って、表面上に潤滑
油等が塗布された従来の亜鉛系めっき鋼板に比べて、プ
レス成形後の外観性特に耐黒化性が劣る。これは、水系
アクリル共重合体と水分散性潤滑剤との組合せ、およ
び、0.3 〜3 μm の厚さの薄い被膜に起因すると考えら
れる。

【００１０】 先行技術２の表面処理鋼板の場合に
は、皮膜を構成する樹脂として、粉体塗料が使用されて
いるために、均一な厚さの皮膜を形成することが困難で
あり、特に、数μm 程度の薄い皮膜を形成することはで
きない。更に、潤滑剤として添加されるフッ素樹脂パウ
ダーを、数μm 以下の微粒子とすることが困難であるた
めに、皮膜中および皮膜表面に、フッ素樹脂パウダーが
露出した状態で存在することになる。その結果、フッ素
樹脂パウダーが、プレス成形時の潤滑性向上に寄与しな
いばかりでなく、逆に、フッ素樹脂パウダーが被膜から
脱離して、ピンホールの発生を招く問題が生ずる。

【００１１】 先行技術３の表面処理鋼板の場合に
は、グラファイト、二硫化モリブデン等の無機系固体潤
滑剤と、樹脂成分との親和性および密着性が多少改良さ
れる。しかしながら、プレス成形条件が厳しい場合に
は、先行技術１と同様に、表面上に潤滑油等が塗布され
た従来の亜鉛系めっき鋼板よりも、成形後外観性、特に
耐黒化性が劣る。これは、無機系潤滑剤適用の限界、ま
たは、0.2 〜2 g/m²という薄い被膜による限界であると
考えられる。

【００１２】 先行技術４の表面処理鋼板の場合に
は、潤滑性を付与するモンタンワックスの軟化点が低
い。従って、プレス成形時の摩擦熱によって、表面温度
が約100 ℃以上の高温になると、皮膜にべた付きや脱落
が生ずる結果、良好な耐食性が得られない。

【００１３】上述した先行技術のほかにも、特定の樹脂
に任意の潤滑剤が添加された、１〜２μm 程度の厚さの
潤滑性皮膜を有する表面処理鋼板が提案されている。し
かしながら、このような表面処理鋼板は、皮膜が薄いた
めに、成形時にめっき損傷に伴う黒化発生を抑制するこ
とができず、更に、ベースとなる樹脂の性質（例えば、
水系、粉体、熱可塑性、熱硬化性等）、および、皮膜の
形成方法（例えば、常温乾燥、高温焼き付け等）によ
り、プレス成形性の向上効果が制約される。即ち、どの
ような潤滑剤を使用してもプレス成形性および成形後外
観性の向上効果が得られるものではなく、ベースとなる
樹脂の性能に適する特定の潤滑剤を組み合わせることに
よって、初めて満足し得るプレス成形性および成形後外
観性の向上効果が得られるものであり、その性能は限定
される。

【００１４】従って、本発明の目的は、上述した問題を
解決し、表面に潤滑油等を塗布することなく、優れたプ
レス成形性および成形後外観性が発揮され、摩擦熱が発
生するような厳しい条件でプレス成形が施されても、皮
膜に損傷や黒化が発生せず、且つ、優れた成形後耐食性
を有する亜鉛系めっき鋼板を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段〕本発明者等
は、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その
結果、溶剤系熱硬化性樹脂と、特定の融点および分子量
を有するポリエチレン樹脂と、防錆添加剤とが、所定の
割合で配合された樹脂皮膜を、亜鉛系めっき層の表面上
に、所定範囲の厚さで形成すれば、塗油を施さなくて
も、優れたプレス成形性、成形後外観性、特にめっき皮
膜の損傷に伴う黒化現象の抑制効果および良好な成形後
耐食性が得られることを知見した。 【００１６】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであって、本発明は、鋼板と、前記鋼板の少なくとも
１つの表面上に形成された、亜鉛または亜鉛合金めっき
層と、前記亜鉛または亜鉛合金めっき層の上に形成され
たクロメート皮膜と、そして、前記クロメート皮膜の上
に形成された樹脂皮膜とからなる亜鉛系めっき鋼板にお
いて、前記クロメート皮膜の量は、金属クロム換算で、
鋼板の片面当たり５〜200mg/m²の範囲内であり、前記樹
脂皮膜の厚さは、鋼板の片面当たり、3 μm 超、10μm
以下の範囲内であり、前記樹脂被膜は、溶剤系熱硬化性
樹脂と、90〜120 ℃の融点を有する平均分子量5000以下
のポリエチレン系樹脂と、そして、防錆添加剤とからな
っており、前記ポリエチレン系樹脂の含有量は、前記溶
剤系熱硬化性樹脂の固形分 100重量部に対して、１〜30
重量部の範囲内であり、そして、前記防錆添加剤の含有
量は、前記溶剤系熱硬化性樹脂の固形分 100重量部に対
して、３〜30重量部の範囲内である、ことに特徴を有す
るものである。

【００１７】

【作用】本発明において、亜鉛系めっき層の表面上に形
成される樹脂皮膜のベース樹脂として、溶剤系熱硬化性
樹脂を使用する理由は、次の通りである。 溶剤系樹脂は、水系樹脂に比較して、樹脂中に添加
される潤滑剤および防錆剤等の添加剤との相容性、およ
び、塗液としての長期安定性に優れている。 熱可塑性樹脂と異なり、熱硬化性樹脂には融点が存
在しないので、高温時の機械的強度が高い。従って、こ
のような樹脂からなる塗料によって樹脂皮膜を形成すれ
ば、プレス成形時の摩擦熱により鋼板の表面温度が上昇
しても、樹脂皮膜の剥離や変形が生じにくい。

【００１８】溶剤系熱硬化性樹脂は、ビスフェノール型
エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、オイルフリーア
ルキド樹脂などのエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン樹脂（ポリオール）、または、上述した各樹脂の変成
誘導体のうちの少なくとも１つと、各種のアミン化合
物、アミノ樹脂、イソシアネート化合物のうちの少なく
とも１つとを組合せた加熱硬化が可能な組成物からなっ
ている。このような組成の樹脂は、これを所定の溶剤に
よって希釈した塗液を、亜鉛系めっき層の表面上に塗布
しそして加熱することによって、架橋硬化される。

【００１９】ポリエチレン樹脂は、連続プレス成形等に
よって生じる、かじり、鋼板の破断等を防止して、鋼板
に対し、摺動、変形および摩耗に対する抵抗を付与し、
鋼板および成形用金型の損傷を防止する作用を有してい
る。従って、塗液中に潤滑剤として添加する。

【００２０】ポリエチレンは、一般に、平均分子量が数
百から数百万である結晶性熱可塑性樹脂であり、そのガ
ラス転移点は約−100 ℃であって常温よりも低く、その
融点は90〜140 ℃であって、常温では柔軟な性質を有し
ている。更に、ポリエチレンの臨界表面張力は約30dyne
/cm であって、その表面エネルギーが小さく、濡れ性お
よび付着性が低い。従って、ポリエチレン樹脂は、優れ
た潤滑作用を有している。なお、本発明のように、ポリ
エチレン樹脂を、亜鉛系めっき層の表面上に形成される
樹脂皮膜のための塗液中に、潤滑剤として含有させる場
合には、塗液の分散性および薄膜形成性の観点から、20
μm 以下好ましくは10μm 以下の粒径の微粉末のポリエ
チレン樹脂を使用することが望ましく、このような微粉
末でないポリエチレン樹脂では、プレス成形性の向上効
果が薄い。

【００２１】ポリエチレン樹脂の融点は、潤滑性に影響
を与える。即ち、その融点が高いほど、常温近傍におけ
る力学的強度即ち変形抵抗が高く、ポリエチレン樹脂を
含有する樹脂皮膜の潤滑性（摺動性）が低下する。従っ
て、この発明において使用する、潤滑剤としてのポリエ
チレン樹脂の融点は、90〜120 ℃の範囲内であることが
必要である。更に、好ましい融点は、90〜110 ℃の範囲
内である。

【００２２】ポリエチレン樹脂の分子量と溶融粘度とは
密接に関連し、その分子量が高くなるほど溶融粘度が高
くなり、加熱焼き付けによる樹脂皮膜の形成時に、充分
なフローが得られない。従って、分子量が高いポリエチ
レン樹脂では、平滑な樹脂皮膜を形成することができ
ず、成形性およびプレス成形時の耐皮膜損傷性が低下す
る。

【００２３】具体的には、平均分子量が5,000 以下、好
ましくは、3,000 以下のポリエチレン樹脂が適する。溶
剤系熱硬化性樹脂をベースとした塗液は、樹脂皮膜形成
時に架橋させるために、150 〜250 ℃の範囲内の温度に
加熱されるが、この加熱時に、樹脂皮膜中のポリエチレ
ン樹脂をフローさせて、これを無定形またはディスク状
にすることが、プレス成形性の観点から好ましい。

【００２４】本発明者等の研究の結果、熱硬化性樹脂に
分散させた潤滑剤としてのポリエチレン樹脂のフロー性
は、140 〜150 ℃の範囲内の温度における溶融粘度と密
接に関連しており、140 〜150 ℃の温度における溶融粘
度が10〜1,000cpsの範囲内であるポリエチレン樹脂が、
最適なフロー性を有することがわかった。即ち、溶融粘
度が10cps 未満では、形成された皮膜がべとつき、空隙
の生成を促進する問題が生ずる。一方、溶融粘度が1,00
0cpsを超えると、充分なフローが行われずに、ベース樹
脂の架橋硬化が進行する。その結果、平滑な樹脂皮膜表
面が得られず、プレス成形時の抵抗増加、潤滑剤脱離、
空隙発生等を招く問題が生ずる。

【００２５】潤滑剤としてのポリエチレン樹脂の含有量
は、溶剤系熱硬化性樹脂の固形分100 重量部に対して１
〜30重量部の範囲内に限定すべきである。ポリエチレン
樹脂の含有量が、溶剤系熱硬化性樹脂の固形分100 重量
部に対して１重量部未満では、潤滑性の向上効果が得ら
れない。一方、30重量部を超えると、樹脂皮膜自体の凝
集力および強度が低下する結果、プレス成形時に樹脂皮
膜の剥離が増加する問題が生ずる。ポリエチレン樹脂
の、より好ましい含有量は、溶剤系熱硬化性樹脂の固形
分100 重量部に対して、５〜20重量部の範囲内である。

【００２６】塗料中に潤滑剤と共に添加される防錆添加
剤としては、クロム酸塩系化合物およびシリカの少なく
とも１つを使用することが好ましい。クロム酸塩系化合
物およびシリカは、亜鉛系めっき鋼板の耐食性を、より
向上させる作用を有している。このように樹脂皮膜中に
クロム酸塩系化合物およびシリカの少なくとも１からな
る防錆添加剤が含有されていることにより、プレス成形
が施されていない平板状での耐食性が向上することは勿
論、プレス成形によって、樹脂皮膜に変形等のダメージ
が発生した場合でも、耐食性の劣化を防止することがで
きる。特に、本発明においては、プレス成形時に、樹脂
皮膜に疵等の損傷が生じにくいので、樹脂皮膜中に含有
されている防錆添加剤の効果は極めて大きい。

【００２７】クロム酸塩系化合物としては、クロム酸カ
ルシウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウ
ム、クロム酸鉛、クロム酸亜鉛、クロム酸亜鉛カリウ
ム、クロム酸銀等が使用される。また、シリカとして
は、例えば、５〜100nm の粒径の疎水性シリカ、親水性
シリカ等が使用される。

【００２８】防錆添加剤の含有量は、溶剤系熱硬化性樹
脂の固形分100 重量部に対して、３〜30重量部の範囲内
とすべきである。防錆添加剤の含有量が、溶剤系熱硬化
性樹脂の固形分100 重量部に対して３重量部未満では、
耐食性の向上効果が得られない。一方、30重量部を超え
ても、より以上の耐食性向上効果が得られないのみなら
ず、樹脂皮膜の凝集力が低下するために、プレス成形時
に樹脂皮膜の剥離を増長させる問題が生ずる。防錆添加
剤のより好ましい含有量は、溶剤系熱硬化性樹脂の固形
分100 重量部に対して、５〜20重量部の範囲内である。

【００２９】樹脂皮膜中には、上述した熱硬化性樹脂、
ポリエチレン樹脂および防錆添加剤のほかに、必要に応
じて、他の成分、例えば、顔料、染料などの着色剤、界
面活性剤、安定剤等を含有させてもよい。

【００３０】上述した溶剤系熱硬化性樹脂、ポリエチレ
ン樹脂および防錆添加剤からなる所定の溶剤によって希
釈した塗液を、亜鉛系めっき鋼板の表面上に塗布しそし
て加熱して架橋硬化させることにより、樹脂皮膜が形成
される。

【００３１】上述のようにして形成される樹脂皮膜は、
亜鉛系めっき層の上に形成されたクロメート皮膜の上に
形成することが必要である。このように、クロメート皮
膜の上に樹脂皮膜を形成することにより、クロメート皮
膜中に含まれるCr⁶⁺のクロム酸イオンによる不動態化効
果が生じ、且つ、クロム酸イオンの還元生成物であるCr
³⁺のクロム水和酸化物皮膜が表面を被覆することによ
り、アノード面積が減少化したり、Cr³⁺のクロム水和酸
化物皮膜が水や酸素の拡散障壁となる効果が生ずる。こ
のような効果によって、優れた耐食性が得られ、且つ、
樹脂皮膜の形成も良好になる。なお、クロメート皮膜の
形成は、塗布、電解処理、反応処理等、既知のどのよう
な手段で行ってもよい。

【００３２】クロメート皮膜の量は、金属クロム換算
で、鋼板の片面当たり５〜200mg/m²の範囲内に限定すべ
きである。クロメート皮膜の量が、金属クロム換算で、
鋼板片面当たり５mg/m² 未満では、優れた耐食性向上効
果が得られない。一方、クロメート皮膜の量が、金属ク
ロム換算で、鋼板の片面当たり200mg/m²を超えると、そ
の量に見合った耐食性向上効果が得られないのみなら
ず、鋼板の変形を伴う曲げ加工やプレス成形が施された
場合に、クロメート皮膜の凝集破壊が発生する。クロメ
ート皮膜の、より好ましい量は、金属クロム換算で、鋼
板の片面当たり10〜150mg/m²の範囲内である。

【００３３】本発明において、潤滑のための樹脂皮膜が
形成されるべき鋼板は、その少なくとも１つの表面上に
亜鉛めっき層を有する亜鉛めっき鋼板でも、亜鉛のほか
に、ニッケル、鉄、マンガン、モリブデン、コバルト、
アルミニウム、クロム、シリコン等のうちの少なくとも
１つの成分を含有する亜鉛合金めっき層を有する亜鉛系
合金めっき鋼板でも、または、上述した亜鉛めっき層ま
たは亜鉛合金めっき層の複数層を有する複層亜鉛系めっ
き鋼板でもよい。また、鋼板としては、冷延鋼板、熱延
鋼板、ステンレス系鋼板等が使用されるほか、鋼以外の
例えばアルミニウム等の金属板を使用することもでき
る。

【００３４】亜鉛系めっき鋼板の少なくとも１つの表面
に対する樹脂皮膜の形成は、次のようにして行われる。
即ち、亜鉛系めっき層の上に形成されたクロメート皮膜
の表面上に、ロールコーター、カーテンフローコーター
またはスプレー塗装等の既知の方法によって前述した組
成が得られる塗液を塗布し、または、前述した組成が得
られる塗液中に、その表面上にクロメート皮膜が形成さ
れた亜鉛系めっき鋼板を浸漬した後、付着した塗液を、
ロールや空気の吹きつけにより絞って、所定量の皮膜を
形成する。次いで、これを熱風炉や誘導加熱装置によ
り、150 〜250 ℃の温度に加熱することによって、溶剤
を飛ばし、樹脂の架橋硬化を施す。かくして、亜鉛系め
っき鋼板の表面上に形成されたクロメート皮膜の上に、
樹脂皮膜が形成される。

【００３５】亜鉛系めっき鋼板の少なくとも１つの表面
上に形成された樹脂皮膜の厚さは、鋼板の片面当たり、
３μm 超、10μm 以下の範囲内に限定すべきである。樹
脂皮膜の厚さが、鋼板の片面当たり3 μm 以下では、プ
レス成形時、特に高精度を要する厳しいプレス成形時
に、金型の局部押圧によって、亜鉛系めっき層まで達す
る損傷を防止できず、しかも、その部分に更に摺動が加
わるために、黒化発生を防止することができない。一
方、樹脂皮膜の厚さが、鋼板の片面当たり10μm を超え
ると、プレス成形の際に樹脂皮膜自体の剥離や破壊が増
加し、成形用金型への付着や堆積が不可避になるため、
安定した連続プレス成形が実現できず、好ましくない。
上述した観点から、より好ましい樹脂皮膜の厚さは、鋼
板の片面当たり、３μm 超、７μm 以下である。

【００３６】

【実施例】次ぎに、本発明を、実施例により、比較例と
対比しながら説明する。 〔実施例１〕本発明の範囲内の亜鉛系めっき鋼板および
本発明の範囲外の亜鉛系めっき鋼板を製造するための樹
脂皮膜用の塗液の材料として、下記材料を準備した。

【００３７】(1) 樹脂 メラミン硬化型ポリエステル樹脂 イソシアネート硬化型ポリウレタン樹脂 尿素樹脂硬化型エポキシ樹脂 水系のアクリル系エマルジョン樹脂

【００３８】(2) 潤滑剤 Ａ 融点:105℃、150 ℃での溶融粘度:200cps 、分子
量:1,500のポリエチレン微粉末、 Ｂ 融点:115℃、150 ℃での溶融粘度:700cps 、分子
量:3,000のポリエチレン微粉末、 Ｃ 融点:130℃、150 ℃での溶融粘度:3,000cps 、分子
量:5,000のポリエチレン微粉末、 Ｄ 融点: 133 ℃、150 ℃での溶融粘度:30,000cps、分
子量:10,000 のポリエチレン微粉末、 Ｅ 融点: 160 ℃のポリプロピレン微粉末、 Ｆ 融点: 70℃のパラフィンワックス、 Ｇ 融点:325℃のポリ四フッ化エチレン粉末、 Ｈ グイラファイト微粉末、 Ｉ 二硫化モリブデン微粉末。

【００３９】板厚0.8mm 、めっき量20g/m²の電気亜鉛め
っき鋼板の亜鉛めっき層の両面を、アルカリで脱脂し、
次いで、亜鉛めっき層の上に、クロメート処理液をロー
ルコーティング法により塗布した後、加熱、乾燥して、
亜鉛めっき層の上に、金属クロム換算で50mg/m² の量の
クロメート皮膜を形成した。

【００４０】上述した樹脂〜に、潤滑剤Ａまたは
Ｂ，および、防錆添加剤としてのヒュームドシリカ（平
均粒径10〜20nm) またはクロム酸バリウムを、樹脂100
重量部に対し所定量含有してなる塗液を、電気亜鉛めっ
き鋼板の両面に形成されたクロメート皮膜の上に、ロー
ルコーティング法により塗布した。次いで、これを、誘
導加熱装置により200 ℃の温度まで加熱して、クロメー
ト皮膜の上に、厚さ約４μm の樹脂皮膜を形成した。こ
のようにして、表１に示す、この発明の範囲内の亜鉛系
めっき鋼板（以下、「本発明鋼板」という）No. １〜６
を調製した。

【００４１】比較のために、潤滑剤または防錆添加剤を
含有せず、または、本発明の範囲外の潤滑剤を含有する
塗液により、上記と同じように、クロメート皮膜の上に
厚さ約４μm の樹脂皮膜を形成し、本発明の範囲外の亜
鉛系めっき鋼板（以下、「比較用鋼板」という）No. １
〜10、および、樹脂皮膜を有せず、クロメート皮膜の上
にプレス油を2g/m² 塗布した比較用鋼板No.11 を、表１
に併せて示すように調製した。

【００４２】

【表１】

【００４３】上述した本発明鋼板No. １〜６および比較
用鋼板No. １〜11の各々について、潤滑性、プレス成形
性、耐黒化性および成形後耐食性を、以下に述べる性能
試験によって評価した。その評価結果を、表２に示す。

【００４４】(1) 潤滑性 図１に概略正面図で示した万能引っ張り試験機を使用し
て、本発明鋼板および比較用鋼板の各々の潤滑性を調べ
た。試験機は、図１に示すように、箱状の枠２の一側2a
に固定された、平滑面1aを有するビード１と、ビード１
の平滑面1aと向き合った、所定高さの実質的に水平な突
条（幅10mm, 長さ１mm) ４を有するビード３と、ビード
３を支持しそしてビード３を、ビード１の平滑面1aに向
けて水平方向に移動させるための、枠２の他側2bに固定
された油圧シリンダ５とからなっている。ビード３は、
油圧シリンダ５のロッド5aにロードセル６を介して固定
されている。

【００４５】上述した試験機のビード１とビード３との
間の間隙内に、幅30mm×長さ300mmに切断された試験片
７（即ち、本発明鋼板および比較用鋼板の各々）を垂直
に挿入し、そして、油圧シリンダ５を作動させて、500
Kgf/cm² の圧力で、試験片７をビード１とビード３とに
よって押しつけた。次いで、試験片７を矢印で示すよう
に、100 mm/ 分の速度で上方に引き抜いてこれをしごい
た。このときの、試験片７の動摩擦係数を調べ、これに
よって潤滑性を評価した。なお、試験は、実操業時にお
ける板温の上昇を考慮して、常温(20 ℃) の試験片およ
び高温(120℃)の試験片について行った。

【００４６】(2) プレス成形性 円板状の試験片を、ブランク径：120mm 、ポンチ径:50m
m 、ダイス径:51.91mm、しわ押さえ力：１トンの条件
で、ポンチを使用しダイスを通過させることによりカッ
プ状に成形したときの、試験片の外径変化率を調べ、こ
れによってプレス成形性を評価した。評価基準は、次の
通りである。 ◎：外径変化率10％以上であって、皮膜に損傷なし、 ○：外径変化率10％以上、 △：外径変化率５％以上、10％未満、 ×：外径変化率５％未満。

【００４７】(3) 耐黒化性 (1) に述べた試験片の幅方向に、カッターによってめっ
き面に達するスリット疵を付し、このようなスリット疵
の付された部分に対し、(1) に述べたと同様の試験機を
使用して、同一条件で10回繰り返し摺動を与えた後、そ
の表面外観を目視によって調べ、これによって耐黒化性
を評価した。評価基準は、次の通りである。 ◎：黒化が全く発生せず、 ○：スリット疵の近傍に多少黒化が発生、 △：スリット疵の近傍に明らかに黒化が発生、 ×：全面にわたって激しく黒化が発生。

【００４８】(4) 成形後耐食性 試験片を、ブランク径：100mm 、ポンチ径:50mm 、ダイ
ス径:51.91mm、しわ押さえ力：１トンの条件で、カップ
状に成形し、次いで、このようにカップ状に成形された
試験片の端縁部を、タールエポキシ塗料によってシール
した後、JIS Z2371に基づく塩水噴霧試験を240 時間施
しときの白錆の発生率を調べ、これによって、成形後耐
食性を評価した。評価基準は、次ぎの通りである。 ◎：白錆発生率 5%未満、 ○：白錆発生率 5 〜20% 未満、 △：白錆発生率 20 〜40% 未満、 ×：白錆発生率 40%以上。

【００４９】

【表２】

【００５０】表１および表２から明らかなように、水系
樹脂からなる塗液を使用した比較用鋼板No. １は、プレ
ス成形性、耐黒化性および成形後耐食性が悪かった。防
錆添加剤を含有しない塗液を使用した比較用鋼板No. ２
は、成形後耐食性が悪かった。潤滑剤を含有しない塗液
を使用した比較用鋼板No. ３は、潤滑性およびプレス成
形性が悪く、耐黒化性および成形後耐食性は、試験片が
破断したために成形が不可能であり、従って試験を行う
ことができなかった。潤滑剤として、その融点が本発明
の範囲を超えて高いポリエチレン微粉末を含有する塗液
を使用した比較用鋼板No. ４および５は、潤滑性および
プレス成形性が悪かった。

【００５１】本発明の潤滑剤以外の潤滑剤を含有する塗
液を使用した比較用鋼板No. ６〜10は、潤滑性、プレス
成形性、耐黒化性および成形後耐食性のうちの何れかが
悪く、特に、比較用鋼板No. ９，10の潤滑性およびプレ
ス成形性は、潤滑油を塗布した従来の比較用鋼板No. 11
よりも悪かった。

【００５２】これに対して、本発明鋼板No. １〜６は、
潤滑性、プレス成形性、耐黒化性および成形後耐食性の
すべてにおいて、優れていた。

【００５３】〔実施例２〕実施例１と同様のクロメート
皮膜がその両面に形成された鋼板の、前記クロメート皮
膜の上に、樹脂即ちメラミン硬化型ポリエステル樹脂
の固形分100 重量部に対して、潤滑剤Ａおよびクロム酸
バリウムを、この発明の範囲の割合で含有する塗液を、
実施例１と同様の方法により塗布し次いで加熱して、ク
ロメート皮膜の上に樹脂皮膜を形成した。このようにし
て、表３に示す本発明鋼板No. ７〜15を調製した。

【００５４】比較のために、潤滑剤Ａおよびクロム酸バ
リウムの含有量が本発明の範囲外である塗液を使用した
比較用鋼板No. 12〜15、クロメート皮膜の量が本発明の
範囲外である比較用鋼板No. 16、および、皮膜の厚さが
本発明の範囲外である比較用鋼板No. 17〜19を、表３に
併せて示すように調製した。

【００５５】

【表３】

【００５６】上述した本発明鋼板No. ７〜15および比較
用鋼板No. 12〜19の各々について、潤滑性、プレス成形
性、耐黒化性および成形後耐食性を、前述した性能試験
によって評価した。評価結果を表４に示す。

【００５７】

【表４】

【００５８】表３および表４から明らかなように、潤滑
剤の含有量が本発明の範囲を外れて少ない塗液を使用し
た比較用鋼板No. 12は、潤滑性、プレス成形性および成
形後耐食性が悪かった。潤滑剤の含有量が本発明の範囲
を外れて多い塗液を使用した比較用鋼板No. 13は、樹脂
皮膜の凝集力低下に基づく剥離量の増加のために、耐黒
化性および成形後耐食性が悪かった。

【００５９】防錆添加剤であるクロム酸バリウムの含有
量が本発明の範囲を外れて少ない塗液を使用した比較用
鋼板No. 14は、成形後耐食性が悪かった。クロム酸バリ
ウムの含有量が本発明の範囲を外れて多い塗液を使用し
た比較用鋼板No. 15は、プレス成形性、耐黒化性および
成形後耐食性が悪かった。クロメート皮膜の量が本発明
の範囲を外れて多い比較用鋼板No. 16は、プレス成形性
が悪かった。

【００６０】樹脂皮膜量が本発明の範囲を外れて少ない
比較用鋼板No. 17および18は、特に耐黒化性が悪かっ
た。樹脂皮膜量が本発明の範囲を外れて多い比較用鋼板
No. 19は、プレス成形性が悪かった。

【００６１】これに対して、本発明鋼板No. ７〜15は、
潤滑性、プレス成形性、耐黒化性および成形後耐食性の
すべてにおいて優れており、特に、耐黒化性および成形
後耐食性において優れていた。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の亜鉛系めっ
き鋼板によれば、表面に潤滑油等を塗布しなくても、優
れたプレス成形性が発揮され、厳しい条件で成形が施さ
れても、皮膜が疵つきにくく、且つ、特にめっき損傷に
伴う黒化が発生せず、優れた成形後耐食性が得られる、
工業上有用な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】亜鉛系めっき鋼板の潤滑性を試験するための万
能引っ張り試験機の概略正面図である。

【符号の説明】

１ ビード、 ２ 枠、 ３ ビード、 ４ 突条、 ５ 油圧シリンダ、 ６ ロードセル、 ７ 試験片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 豊文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板と、前記鋼板の少なくとも１つの表
   面上に形成された、亜鉛または亜鉛系合金めっき層と、
   前記亜鉛または亜鉛系合金めっき層の上に形成されたク
   ロメート皮膜と、そして、前記クロメート皮膜の上に形
   成された樹脂皮膜とからなる亜鉛系めっき鋼板におい
   て、 前記クロメート皮膜の量は、金属クロム換算で、鋼板の
   片面当たり５〜200mg/m²の範囲内であり、前記樹脂皮膜
   の厚さは、鋼板の片面当たり、3 μm 超、10μm 以下の
   範囲内であり、 前記樹脂皮膜は、溶剤系熱硬化性樹脂と、90〜120 ℃の
   融点を有する平均分子量5000以下のポリエチレン系樹脂
   と、そして、防錆添加剤とからなっており、 前記ポリエチレン系樹脂の含有量は、前記溶剤系熱硬化
   性樹脂の固形分 100重量部に対して、１〜30重量部の範
   囲内であり、そして、 前記防錆添加剤の含有量は、前記溶剤系熱硬化性樹脂の
   固形分 100重量部に対して、３〜30重量部の範囲内であ
   る、ことを特徴とする、成形性、成形後外観性および耐
   食性に優れた亜鉛系めっき鋼板。
2. 【請求項２】 前記ポリエチレン系樹脂の140 〜150 ℃
   における溶融粘度が、10〜1000cps の範囲内である、請
   求項１記載の亜鉛系めっき鋼板。
3. 【請求項３】 前記防錆添加剤が、クロム酸塩化合物お
   よび／またはシリカである、請求項１記載の亜鉛系めっ
   き鋼板。