JPH0734260A - 加工性および耐食性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

加工性および耐食性に優れた表面処理鋼板

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JPH0734260A
JPH0734260A JP17870293A JP17870293A JPH0734260A JP H0734260 A JPH0734260 A JP H0734260A JP 17870293 A JP17870293 A JP 17870293A JP 17870293 A JP17870293 A JP 17870293A JP H0734260 A JPH0734260 A JP H0734260A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】鋼板の少なくとも片面に、アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分と
し、固形潤滑剤(粒径が 0.5〜5μm)を5〜30重量
%、カーボンブラック(粒径が 0.5μm以下)を 0.5〜
5重量%含有し、厚さが 0.5〜5μmで、かつ、下記
(1)式を満足し、ビッカース硬度が5〜30、明度(L
値)が45〜55である有機皮膜を有する表面処理鋼板。 0.2≦B/A≦2 ・・・ (1) ただし、Aは有機皮膜の膜厚(μm) Bは固形潤滑剤の平均粒径(μm) 【効果】加工性および耐食性に優れるとともに良好なス
ポット溶接性を有し、かつ、ダークグレーの均一で美麗
な外観を有し、家電製品、事務用機器、鋼製家具、建材
等の素材として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家電製品、事務用機
器、鋼製家具、建材等の素材として好適な、加工性およ
び耐食性に優れ、かつ、ダークグレーの美麗な外観を有
する表面処理鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、家電製品や事務用機器等の分野で
使用される鋼板に対するニーズが多様化するとともに、
高級なものが求められるようになってきた。例えば、従
来は、亜鉛めっき又は亜鉛系合金めっきを施した後クロ
メート処理を行った鋼板が多く使用されていたが、その
後、さらにその上に薄い有機皮膜層を形成させて、耐指
紋付着性や耐食性を向上させた鋼板が使用されるように
なってきている。
【0003】また、最近では、樹脂皮膜層中に固形潤滑
剤を添加してプレス成形性を向上させた潤滑性鋼板(例
えば、特開平4− 94771号公報、特開平3− 16726号公
報等)も量産化されており、さらに、染料や顔料等を添
加して樹脂皮膜を着色させた鋼板も提案されている。例
えば、従来から、鋼板表面にカーボンブラック等の黒色
顔料を含む膜厚が数十μmの樹脂皮膜をスプレーあるい
はロールコーティングにより形成させる方法が知られて
おり、特開平4−354884号公報には、樹脂皮膜中に黒色
染料を添加して着色させ、あるいは、さらに固形潤滑剤
を添加してプレス成形性を向上させた黒色鋼板が、ま
た、特開平4−355127号公報には黒色染料以外の染料に
よる着色鋼板が開示されている。
【0004】しかしながら、従来の、鋼板表面にカーボ
ンブラック等の黒色顔料を含む樹脂皮膜をスプレー等に
より形成させる方法では、黒色度を高めようとすると膜
厚が厚くなるのでスポット溶接ができなくなるという問
題があった。また、前記の特開平4−354884号公報に記
載された黒色鋼板においては、ベースの樹脂皮膜につい
ては何ら改善されていないので、成形条件が厳しくなる
と鋼板表面の樹脂皮膜や固形潤滑剤が削り取られて金型
に付着するという問題があり、また、着色剤として染料
を使用しているため、製造コストが高くなる。特開平4
−355127号公報に記載された着色鋼板についても、前記
の黒色鋼板の場合と同様の問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、表面に着色
樹脂層を形成させた着色鋼板における上記の問題を解決
し、加工性および耐食性に優れるとともに良好なスポッ
ト溶接性を有し、かつ、ダークグレーの均一で美麗な外
観を有する表面処理鋼板を提供することを課題としてな
されたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
表面処理鋼板にある。
【0007】鋼板の少なくとも片面に、熱硬化性樹脂を
主成分とする有機皮膜を有し、この有機皮膜は、厚さが
0.5〜5μmで、粒径が 0.5〜5μmの固形潤滑剤をこ
の有機皮膜に対して5〜30重量%と、粒径が 0.5μm以
下のカーボンブラックを同じくこの有機皮膜に対して
0.5〜5重量%含有し、かつ、下記 (1)式を満足し、ビ
ッカース硬度が5〜30、明度L値が45〜55であることを
特徴とする加工性および耐食性に優れた表面処理鋼板。
【0008】0.2≦B/A≦2 ・・・ (1) ただし、Aは有機皮膜の膜厚(μm) Bは固形潤滑剤の平均粒径(μm)
【0009】
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。
【0010】本発明の表面処理鋼板において、有機皮膜
がその表面に形成される前の鋼板(以下、下地鋼板とい
う)としては、一般的には JIS G 3141 に規定されるSP
CC等の表面に亜鉛めっきまたは亜鉛系合金めっきが施さ
れ、さらにその上にクロメート処理が施されたものが用
いられる。その他のめっき鋼板、あるいはステンレス鋼
板等の上にクロメート処理が施されたものであってもよ
い。なお、クロメート処理については、塗布型クロメー
ト、反応型クロメート、あるいは電解型クロメートのい
ずれでもよい。
【0011】有機皮膜の主成分である熱硬化性樹脂とし
ては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ア
ルキド樹脂、フェノール樹脂等、あるいはこれらの2種
以上が混合された樹脂、他のモノマーとの付加縮合物あ
るいは他の樹脂による変性誘導体が挙げられる。また、
防錆顔料として、シリカや難溶性クロム酸塩が含まれて
いてもよい。
【0012】有機皮膜に含まれる固形潤滑剤とは、例え
ばポリオレフィンワックス、ポリテトラフルオルエチレ
ン(テフロン=商品名)等である。この固形潤滑剤の粒
径は、 0.5μmよりも小さいとプレス成形時の潤滑性が
不十分であり、一方、5μmを超えると成形時に剥離し
やすくなるので、 0.5〜5μmでなければならない。
【0013】さらに、有機皮膜の膜厚をA(μm)、固
形潤滑剤の平均粒径をB(μm)とすると、 0.2≦B/
A≦2 であることが必要である。これは、B/Aが2
を超えると樹脂と固形潤滑剤の密着性が悪くなるためプ
レス成形時に固形潤滑剤が剥離して金型に付着しやすく
なり、一方、 0.2未満では加工性が悪くなる傾向がみら
れるからである。
【0014】また、固形潤滑剤の含有量は硬化後の有機
皮膜の重量に対して5〜30重量%の範囲内であることが
必要で、5重量%よりも少ないと成形時に十分な潤滑性
が得られず、30重量%を超えると製造コストが高くなる
わりにはそれに見合った効果が得られない。
【0015】カーボンブラックの粒径は、 0.5μmを超
えると凝集あるいは沈澱した状態となりやすく、良好な
外観を有する有機皮膜が得られない。また、カーボンブ
ラックの含有量が硬化後の有機皮膜の重量に対して 0.5
重量%より少ないと本発明の膜厚範囲内では均一で美麗
なダークグレイにならず、一方、5重量%を超えると有
機皮膜の導電性が大きくなって耐食性が劣化するので、
その含有量は 0.5〜5重量%の範囲内であることが必要
である。
【0016】有機皮膜の膜厚は 0.5〜5μmであること
が必要である。膜厚が 0.5μm未満では耐食性が十分で
はなく、5μmを超えるとスポット溶接性が低下する。
【0017】この有機皮膜は、ビッカース硬度(Hv)で5
〜30の硬さを有するものでなければならない。ビッカー
ス硬度が5よりも小さいとプレス加工時に皮膜のすべり
性が悪くなるので固形潤滑剤の含有量を多くしなければ
ならず、また、塗膜が損傷を受けやすくなる。一方、ビ
ッカース硬度が30を超えると皮膜が脆くなり、加工後の
耐食性が劣化する。
【0018】この有機皮膜の明度はL値で45〜55である
ことが必要である。この範囲を外れると、好ましいダー
クグレーの色調が得られない。
【0019】なお、この有機皮膜は、用途に応じて下地
鋼板の少なくとも片面に形成されていればよい。
【0020】本発明の表面処理鋼板を製造するには、前
記の下地鋼板、すなわち、JIS に規定されるSPCC等の母
材鋼板の表面に亜鉛めっきまたは亜鉛系合金めっきが施
され、更に、クロメート処理が施された鋼板や、その他
のめっき鋼板、あるいはステンレス鋼板等の上にクロメ
ート処理が施された鋼板の表面に、前記の所定の条件を
満たすように固形潤滑剤とカーボンブラックを含む樹脂
を塗布すればよい。塗布方法は従来用いられている方法
を適用することができる。なお、形成された有機皮膜の
L値は、カーボンブラックの添加量と樹脂の膜厚を調整
することにより所定の範囲内にすることができる。ま
た、皮膜の硬度を所定の値にするには、樹脂の組成や架
橋密度を適切に選定すればよい。
【0021】
【実施例】表1に示す電気亜鉛(Zn)めっき鋼板、及び
めっき皮膜中にニッケル(Ni)を13重量%含むZn−Ni合
金めっき鋼板にクロメート処理を施したものを下地鋼板
(いずれも、母材は JISに規定されるSPCC相当材で、板
厚は 0.8mm)として使用し、その表面に、表2に示す樹
脂を主成分とし(これを基本樹脂という)、表3に示す
固形潤滑剤とカーボンブラックを含む有機皮膜を形成さ
せた。
【0022】めっき付着量はいずれも20g/m2とした。ク
ロメート処理は、表4に示すように、電気Znめっき鋼板
については反応型クロメート処理により行い、クロメー
ト皮膜の付着量を金属クロム(Cr)に換算して10〜100m
g/m2とし、電気Zn−Ni合金めっきについては塗布型クロ
メート処理により行って付着量を同じく50mg/m2 とし
た。
【0023】有機皮膜の形成は、表4に示すように、固
形潤滑剤とカーボンブラックを種々の条件で含有させた
基本樹脂を含む処理液(塗料)をロールコーターで塗布
し、200℃で20秒間加熱して硬化させることにより行っ
た。有機皮膜の膜厚は塗料濃度およびピックアップロー
ルとアプリケーターロールの周速比等を変えることによ
って調整した。
【0024】上記のようにして作製した表面処理鋼板
(表4に示す本発明例の No.1〜25お比較例の No.1〜
13)を供試材として、下記の諸性能について試験を行っ
た。
【0025】(1)耐食性 供試材から平板試験片を切り出し、JIS Z 2371に規定さ
れる塩水噴霧試験を行い、 360時間経過する間に白錆発
生率が5%になる時間で評価した。評価基準は下記のと
おりで、◎又は○印の場合を良好とした。
【0026】◎: 360時間で白錆発生なし、 ○: 240
時間以上 360時間未満 △:72時間以上 240時間未満、 ×:72時間未満 (2)加工性 所定の試験片について、ブランク径90mm、ダイス径42mm
(肩8R)、ポンチ径40mm(肩8R)、ブランクホルダ
ー圧1トンの円筒絞り(絞り抜き)を行い、側壁部のか
じり状況で評価した。評価基準は下記のとおりで、◎又
は○印の場合を良好とした。
【0027】◎:かじりなし、 ○:かじりがある
が極軽度 △:かじりが目立つ、 ×:全面かじりあり (3)加工後の塗膜はがれ 上記の円筒絞り条件で連続10個成形したときの金型への
剥離皮膜の付着状況で評価した。すなわち、金型(ダイ
ス側)にテープを貼り付けてはがし、剥離皮膜の付着状
況を目視により観察した。評価基準は下記のとおりで、
○又は△印の場合を良好とした。
【0028】○:剥離皮膜の付着なし、 △:軽度の剥
離皮膜の付着あり ×:剥離皮膜の付着大 (4)色調 カラーテスター(スガ試験機製)を用いて皮膜の明度L
値を測定した。評価基準は下記のとおりである。
【0029】○:45≦L値≦55(皮膜の表面はダークグ
レーを呈する) ×:L値<45、又は、L値>55 (5)スポット溶接性 下記の条件でスポット溶接を行い、連続打点数で評価し
た。
【0030】〔スポット溶接の条件〕 電 極 :Cu−Cr合金、R型 電極径 :6mmφ 溶接電流:10kA 加圧力 :200kg 通電時間:12サイクル/50Hz 評価基準は下記のとおりで、○印の場合を良好とした。
【0031】 ○:1000打点以上、 △: 500打点以上1000打点未満 ×: 500打点未満 (6)加工後耐食性 円筒絞り試験片についてJIS Z 2371に規定される塩水噴
霧試験を行い、72時間経過する間における白錆の発生の
有無により評価した。評価基準は下記のとおりである。
【0032】○:白錆発生なし、 ×:白錆発生あり 試験結果を表4に併せて示す。なお、この表において、
下地鋼板、有機皮膜の種類および固形潤滑剤の種類はそ
れぞれ表1、表2および表3で用いた記号で表した。表
4の結果から明らかなように、本発明例では試験を行っ
た各性能のいずれについても良好な結果が得られたが、
本発明で規定する条件のいずれかを欠く場合は、試験項
目の少なくとも一つが不良であった。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4(1)】
【0037】
【表4(2)】
【0038】
【表4(3)】
【0039】
【発明の効果】本発明の表面処理鋼板は、加工性および
耐食性に優れるとともに良好なスポット溶接性を有し、
かつ、ダークグレーの均一で美麗な外観を有し、家電製
品、事務用機器、鋼製家具、建材等の素材として好適で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板の少なくとも片面に、熱硬化性樹脂を
    主成分とする有機皮膜を有し、この有機皮膜は、厚さが
    0.5〜5μmで、粒径が 0.5〜5μmの固形潤滑剤をこ
    の有機皮膜に対して5〜30重量%と、粒径が 0.5μm以
    下のカーボンブラックを同じくこの有機皮膜に対して
    0.5〜5重量%含有し、かつ、下記 (1)式を満足し、ビ
    ッカース硬度が5〜30、明度L値が45〜55であることを
    特徴とする加工性および耐食性に優れた表面処理鋼板。 0.2≦B/A≦2 ・・・ (1) ただし、Aは有機皮膜の膜厚(μm) Bは固形潤滑剤の平均粒径(μm)
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