JPH09156029A - 深絞り性および耐カジリ性に優れた脱膜型潤滑鋼板 - Google Patents

深絞り性および耐カジリ性に優れた脱膜型潤滑鋼板

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JPH09156029A
JPH09156029A JP7315200A JP31520095A JPH09156029A JP H09156029 A JPH09156029 A JP H09156029A JP 7315200 A JP7315200 A JP 7315200A JP 31520095 A JP31520095 A JP 31520095A JP H09156029 A JPH09156029 A JP H09156029A
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木 幸 子 鈴
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形 浩 行 尾
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岸 英 夫 大
Yoshihiro Naruse
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Abstract

(57)【要約】 【課題】脱膜性、耐ブロッキング性等を維持しつつ、深
絞り性、耐カジリ性に優れる脱膜型潤滑鋼板の提供。 【解決手段】(a)Tgが0〜120℃、かつ酸価が3
0〜200mg−KOH/gであるアクリル系樹脂と、
混合潤滑剤として(b)金属せっけん、ならびにリン酸
またはモリブデン酸のZn、Caおよびアンモニウム塩
から選ばれる少なくとも1種を(a)の固形分に対して
1〜20wt%と、(c)融点Tmが70≦Tm≦15
0℃であるポリエチレン系ワックスを(a)の固形分に
対して3〜20wt%とを含む潤滑性被膜を有する、深
絞り性および耐カジリ性に優れた脱膜型潤滑鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱膜型潤滑鋼板に
関し、特に、脱膜性、耐ブロッキング性等を維持しつ
つ、深絞り性、耐カジリ性に優れるため、プレス加工さ
れる鋼板、例えば、熱延酸洗鋼板、冷延鋼板、各種表面
処理鋼板として好適な脱膜型潤滑鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鋼板をプレス加工する際には需要
家が加工の直前に高粘度のプレス油を塗油するのが通例
であった。しかし、塗油作業は作業性を低下させ、ま
た、作業者、作業床の油汚れ等の作業環境を悪化させる
等の問題があり、さらに、高度なプレス加工を行う場合
には、塗油しても加工時にワレやカジリが生じる問題等
があった。このような問題を解消するために、現在では
需要家が塗油せずに、鋼板の供給メーカーにおいて、潤
滑被膜層を形成させた鋼板が市販に供されている。この
鋼板上に形成される潤滑被膜層には、(1)1g/m2
程度の薄膜でも良好な潤滑性を示し、(2)耐ブロッキ
ング性(塗布後に被膜同士が粘着しない)、(3)脱膜
性(アルカリ液による脱膜が容易である)、(5)一時
防錆性(プレス加工後の脱膜工程までの防錆性が維持さ
れる。)に優れていることが要求される。これらの要件
特性を満たす技術として、特公昭51−3702号公
報、特公昭52−34704号公報、特公昭53−27
698号公報、特公昭53−37817号公報、特開昭
50−18502号公報、特開昭62−84193号公
報、特開昭63−8489号公報、特開平3−2039
96号公報等に数多くの技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の潤滑被
膜層を有する鋼板は、通常の円筒プレス試験で評価され
る成形性について、優れた性能を示すものである。しか
し、近年、加工精度、加工レベルの高度化、加工形状の
多様化等により、厳しい条件でプレスする場合が増加
し、高面圧がかかる角筒やビード付き円筒金型によりプ
レス加工したところ、上記従来の鋼板は割れやカジリが
発生する問題があることがわかった。
【0004】そこで、本発明は、高面圧下における深絞
り性、耐カジリ性に優れた脱膜型潤滑鋼板を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らが鋭意検討したところ、深絞り性および
耐カジリ性に大きく影響を及ぼす因子について種々検討
した結果、被膜の主成分である樹脂のTgと樹脂酸価が
最大の因子の一つであることがわかった。そこで、アク
リル系樹脂に、特定の混合潤滑剤を特定の割合で添加し
た潤滑性被膜を形成することによって、従来の脱膜性、
耐ブロッキング性等を維持しつつ、深絞り性、耐カジリ
性を向上させた潤滑鋼板を得ることができることを知見
し、本発明に到達した。
【0006】すなわち、本発明は、(a)Tgが0〜1
20℃、かつ酸価が30〜200mg−KOH/gであ
るアクリル系樹脂と、混合潤滑剤として(b)金属せっ
けん、ならびにリン酸またはモリブデン酸のZn、Ca
およびアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種を
(a)の固形分に対して1〜20wt%と、(c)融点
Tmが70≦Tm≦150℃であるポリエチレン系ワッ
クスを(a)の固形分に対して3〜20wt%とを含む
潤滑性被膜を有する、深絞り性および耐カジリ性に優れ
た脱膜型潤滑鋼板を提供するものである。
【0007】以下、本発明の脱膜型潤滑鋼板(以下、
「本発明の鋼板」という)について詳細に説明する。
【0008】本発明の鋼板が有する潤滑性被膜は、
(a)アクリル系樹脂を主成分とするものである。この
アクリル系樹脂は、アクリル酸、メタアクリル酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボ
ン酸と、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタア
クリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、スチレン等か
ら選ばれるモノマーと通常の方法、例えば、乳化重合ま
たは溶液重合法により、重合または共重合したものであ
る。これらの重合体または共重合体は、1種単独で使用
してもよいし、2種以上を組合わせて使用してもよい。
【0009】本発明において、この(a)アクリル系樹
脂は、Tg(ガラス転移温度)が0〜120℃、好まし
くは40〜90℃のものである。Tgが0℃未満のアク
リル系樹脂を用いると、潤滑性被膜が柔らかくなり、耐
カジリ性および耐ブロッキング性に劣り、Tgが120
℃を超えるアクリル系樹脂を用いると、深絞り性が低下
する。
【0010】また、この(a)アクリル系樹脂は、化成
処理の前工程でアルカリ脱膜させる際にカルボキシル基
とアルカリとの反応を利用するために、酸価が30〜2
00mg−KOH/g、好ましくは50〜100mg−
KOH/gのものである。酸価が30mg−KOH/g
未満であると、潤滑性被膜の脱膜性が劣り、200mg
−KOH/gを超えると防錆性が著しく低下する。
【0011】潤滑性被膜の(b)成分は、金属せっけ
ん、ならびにリン酸またはモリブデン酸のZn、Caも
しくはアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種であ
り、これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても用
いられる。金属せっけんとしては、例えば、ラウリル
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等に代表
される高級脂肪酸と、カルシウム、バリウム等に代表さ
れるアルカリ土類金属との塩が挙げられる。この(b)
成分として、2種以上の混合成分からなるものを使用す
ると、耐カジリ性の改善効果が一層大きくなる。また、
リン酸、モリブデン酸のZn、Ca、アンモニウム塩
は、防錆効果も備えているため、これらを使用した場合
には防錆性も向上させることができる。
【0012】本発明において、潤滑性被膜における
(b)成分の含有量は、(a)の固形分に対して、1〜
20wt%、好ましくは5〜15wt%である。(b)
成分の含有量が1%未満では耐カジリ性の効果が認めら
れず、20wt%を超えると、潤滑性被膜の密着性が低
下し、深絞り性や耐カジリ性が低下する。
【0013】また、潤滑性被膜の(c)成分であるポリ
エチレン系ワックスは、融点Tmが、70≦Tm≦15
0℃、好ましくは100〜130℃のものである。これ
らのワックスは、1種単独でも2種以上を組合わせて用
いてもよい。ここで、プレス加工時は金型と鋼板の摩擦
により両者の板温は50〜100℃程度に上昇すると言
われている。そこで、この温度域で有効に作用するワッ
クスのTmについて検討した結果、70≦Tm≦150
℃ のワックスが好適であるとの結論に至った。Tmが
70℃未満のワックスでは、加工時にワックスが溶解し
てしまうため深絞り性が改善されず、また、溶解部が基
点となり耐カジリ性が低下する。150℃を超えるワッ
クスを用いると、プレス加工時にワックスの軟化が開始
せず深絞り性への効果が期待できない。
【0014】潤滑性被膜において、(c)ポリエチレン
系ワックスの含有量は、前記(a)アクリル系樹脂の固
形分に対して3〜20wt%、好ましくは5〜15wt
%である。(c)ポリエチレン系ワックスの含有量が3
wt%未満では、深絞り性が改善されず、20wt%を
超えると、塗膜の密着性が低下し、深絞り性や耐カジリ
性が低下する。
【0015】本発明において、前記の(a)、(b)お
よび(c)成分からなる潤滑剤はそのままでも使用でき
るが、鋼板に塗布して潤滑性被膜を形成するに際して、
分散性、塗料安定性の観点から水分散液の形状で使用す
ることが望ましい。水分散液として使用する場合には、
界面活性剤等を添加してもよい。
【0016】本発明の鋼板において、潤滑性被膜の乾燥
被膜量は各性能面から0.5〜5.0g/m2 であるこ
とが望ましい。
【0017】本発明の鋼板において、潤滑性被膜を形成
する鋼板素地は、特に制限されず、例えば、熱延酸洗鋼
板、冷延鋼板、各種亜鉛めっき鋼板等の表面処理鋼板等
を挙げることができる。
【0018】本発明の鋼板は、前記の(a)アクリル系
樹脂、(b)金属石けん、ならびにリン酸またはZn、
Caもしくはアンモニウム塩系潤滑剤および(c)ポリ
エチレン系ワックス、ならびに必要に応じて配合される
各種成分とを、特定の配合比で調製した樹脂混合物を、
ロール塗布、スプレー塗布、浸漬塗布、バーコーター塗
布等による方法で、鋼板に塗布し、通常、5〜20秒後
の到達板温が50〜150℃になる条件で乾燥させる方
法によって製造することができる。
【0019】
【作用】一般に、(a)アクリル系樹脂単独でも、潤滑
性を示すが、本発明の鋼板のごとく、加工時に高面圧が
かかる角筒絞りやビード付き円筒絞り等のプレス加工を
行う場合には、さらにレベルを向上させる必要があり
る。そこで、本発明においては、(b)金属せっけん、
ならびにリン酸またはモリブデン酸のZn、Ca、もし
くはアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種(以
下、「B群潤滑剤」という)と、(c)ポリエチレン系
ワックス(以下、「C群潤滑剤」という)とを組合わせ
た混合潤滑剤が使用される。通常、これらのB群潤滑剤
またはC群潤滑剤は、それぞれ単独で使用されることが
一般的である。この混合潤滑剤において、B群潤滑剤は
耐カジリ性への効果は大であるが深絞り性への効果は小
さく、C群潤滑剤は深絞り性への効果は大であるが耐カ
ジリ性への効果は小さい。そこで、本発明においては、
深絞り性と耐カジリ性を両立させるために両潤滑剤を含
む混合潤滑剤が使用される。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例によって
本発明を具体的に説明する。
【0021】(実施例1〜24、比較例1〜17)各例
において、表面を脱脂した鋼板の両面に、表1に示す樹
脂および潤滑剤からなる塗料を、乾燥被膜重量で片面あ
たり1.5g/m2 になるように塗装し、10秒後の到
達板温が80℃になるように熱風乾燥機を用いて焼き付
けした。この処理板に防錆油(16.3CST/40
℃)を両面に塗油して、試験片を作成した。この試験片
について、下記の方法にしたがって、深絞り性、耐カジ
リ性、防錆性、脱膜性および耐ブロッキング性を評価し
た。結果を表2に示す。
【0022】(1)深絞り性、耐カジリ性 試験片を、エリクセンカップ絞り試験機を用いて絞り圧
を変えながら、角筒およびビード付き円筒にする絞り試
験に供し、常温での限界絞り圧、耐カジリ性を評価し
た。このときのプレス条件および評価基準は下記の通り
である。 (耐カジリ性評価基準) ◎:カジリなし ○:カジリ若干あり △:カジリやや多い ×:カジリ多い
【0023】(2)防錆性 温度50℃、湿度98%の条件下で湿潤試験を行い、赤
錆が5%発生するまでの時間で評価した。
【0024】(3)脱膜性 試験片に、濃度3%、液温40℃に調整した脱脂液(フ
ァインクリーナー4460(日本パーカーライジング
(株)製)を、10秒間スプレーして脱脂した。次に、
試験片を、3%硫酸銅水溶液に40秒浸漬し、Cuの置
換析出状態を観察し、下記の基準で脱膜性を評価した。 (脱膜性評価基準) ○:Cuが全面に析出 △:Cuが部分的に析出 ×:Cuが全く析出せず
【0025】(4)耐ブロッキング性 塗膜面同士を内側にして重ね合せた2枚の試験片を30
0kg・cmのトルクで締め付けた状態で、60℃の恒
温槽に6時間放置した。その後、重ねた試験片を引き剥
がし、引き剥がした時の粘着状況により、下記の基準で
耐ブロッキング性を評価した。 (耐ブロッキング性) ◎:粘着なし ○:若干粘着あり △:粘着あり ×:粘着大
【0026】 表1 使用した樹脂、添加剤 ─────────────────────────────────── 種 類 メーカー(商品名) ─────────────────────────────────── A アクリル樹脂 三菱レイヨン(株)製(ダイヤナール) 樹 脂 B 無水マレイン酸 三井東圧(株)製 C スチレン 三菱油化(株)製 ─────────────────────────────────── B 群 a パルミチン酸 和光純薬(株)製 b ステアリン酸 c ステアリン酸カルシウム d ステアリン酸バリウム e りん酸亜鉛 f りん酸カルシウム g モリブデン酸亜鉛 h モリブデン酸アンモニウム ─────────────────────────────────── C 群 i ポリエチレンワックス 三井石油化学工業(株) Tm:65℃ (三井ハイワックス) j ポリエチレンワックス 111 k ポリエチレンワックス 130 l ポリエチレンワックス 140 m ポリエチレンワックス 157 ───────────────────────────────────
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【発明の効果】本発明の脱膜型潤滑鋼板は、脱膜性、耐
ブロッキング性等を維持しつつ、深絞り性、耐カジリ性
に優れた鋼板である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/24 303 B05D 7/24 303E 303B // B21D 22/20 B21D 22/20 E (72)発明者 大 岸 英 夫 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 成 瀬 義 弘 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)Tgが0〜120℃、かつ酸価が3
    0〜200mg−KOH/gであるアクリル系樹脂と、
    混合潤滑剤として(b)金属せっけん、ならびにリン酸
    またはモリブデン酸のZn、Caおよびアンモニウム塩
    から選ばれる少なくとも1種を(a)の固形分に対して
    1〜20wt%と、(c)融点Tmが70≦Tm≦15
    0℃であるポリエチレン系ワックスを(a)の固形分に
    対して3〜20wt%とを含む潤滑性被膜を有する、深
    絞り性および耐カジリ性に優れた脱膜型潤滑鋼板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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