JPH0999517A

JPH0999517A - 潤滑処理鋼板とそれに用いる皮膜形成性組成物

Info

Publication number: JPH0999517A
Application number: JP8133332A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Toki; 保土岐; Kazuhide Oshima; 一英大島
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-04-15
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3029798B2

Abstract

(57)【要約】【構成】冷延鋼板または亜鉛もしくは亜鉛合金めっき
鋼板の表面に、Cr換算付着量が10〜150 mg/m²のクロメ
ート皮膜と、乾燥皮膜重量が0.1 〜５g/m²の潤滑性樹脂
皮膜とを有する潤滑処理鋼板。潤滑性樹脂皮膜は、ベー
ス樹脂中にシリカ微粒子を５〜30重量％、固体潤滑剤
(ワックス又はフッ素系樹脂粉末) を 0.5〜30重量％、
アンモニウムシリケートを１〜20重量％、所望により着
色顔料を40体積％以下含有する。【効果】プレス油塗布が省略できる高度の潤滑性を備
え、強加工や高温になっても加工部や端面を含めて耐食
性が確保され、溶接性も良好。樹脂皮膜が顔料を含有す
ると、プレコート鋼板なみの意匠性も付与され、自動
車、家電、建材などの外装用に好適。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家電、建材製
品等の外装用に使用するのに好適な表面外観を有し、か
つプレス油を塗布せずに絞り加工や折曲げ加工などのプ
レス成形を施しても加工部や端面の耐食性を十分に確保
できる、潤滑性と耐食性に優れた潤滑処理鋼板と、その
製造に用いる潤滑性皮膜形成性組成物、とに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋼板をプレス成形等により加工す
る際には、滑り不足による鋼板またはプレス金型の傷つ
きを防止するためにプレス油を塗布する。塗布されたプ
レス油は、加工後の脱脂工程で脱脂される。この脱脂に
は特定フロンである 1,1,1−トリクロロエタンなどの有
機溶剤が使用されてきた。これら特定のハロゲン化有機
溶剤の使用については、オゾン層破壊をこれ以上進行さ
せないため、1987年９月モントリオールで規制の議定書
が採択され、わが国でも1988年に国内法が成立し、特定
フロンの使用は既に全廃されている。

【０００３】そこで、潤滑成分を含有する樹脂皮膜を鋼
板の表面に予め形成した、プレス油を塗布せずに加工可
能な潤滑処理鋼板が登場した。この潤滑処理鋼板は、プ
レス油塗布−脱脂工程が省略でき、脱脂時のフロン等の
使用によるオゾン層破壊を防止できる上、プレス作業職
場の環境改善や工程簡略化によるコストダウンの点でも
効果があることから、そのニーズが高まっている。

【０００４】潤滑処理鋼板について提案している特許公
報の例としては、次のものが挙げられる。特開昭63−35798 号公報：亜鉛めっき鋼板上にクロメ
ート処理をした後、この上にウレタン化エポキシエステ
ル樹脂、シリカ粉末、親水性ポリアミド樹脂および潤滑
剤のポリエチレンワックスを含有する溶剤型の塗料組成
物を 0.3〜５μｍを塗布したカチオン電着塗装性に優れ
た有機複合鋼板。

【０００５】特開平２−124997号公報：亜鉛合金めっ
き鋼板上にクロメート皮膜と、その上層としてウレタン
系樹脂とSiO₂との複合または混合物を主成分とする皮膜
層とを形成し、その上にさらにシリカ微粒子を１〜50％
含有するワックス皮膜を形成した潤滑処理鋼板。

【０００６】特開平３−96337 号公報：クロメート処
理した電気亜鉛めっき鋼板に、アクリル化エポキシ樹脂
中にフッ素系樹脂およびシリカ微粒子を含有する樹脂皮
膜が形成されている、プレス加工性に優れる樹脂塗装鋼
板。

【０００７】特開平３−17190 号公報：クロメート処
理した亜鉛めっき鋼板に、フッ素系樹脂粒子およびシリ
カ微粒子を含有するモンタンワックス酸化物のエマルジ
ョンを塗布した潤滑性、耐食性に優れる表面処理鋼板。

【０００８】特開平３−17189 号公報：クロメート処
理した亜鉛めっき鋼板に、ウレタン変性ポリオレフィン
系樹脂中にフッ素系樹脂粒子およびシリカ微粒子を含有
する樹脂皮膜が形成されている、潤滑性、耐食性に優れ
る樹脂塗装鋼板。

【０００９】特開平３−28380 号公報：亜鉛系電気め
っき鋼板の表面に、クロメート皮膜と、その上にフッ素
系樹脂を含有するカルボキシル化したポリエチレン系デ
ィスパージョンの塗布層とを有する潤滑性および耐食性
に優れる表面処理鋼板。

【００１０】特開平３−16726 号公報：亜鉛系めっき
鋼板の表面に、クロメート皮膜と、その上に水酸基およ
び／またはカルボキシル基を有する樹脂中にシリカとポ
リオレフィンワックスとを含有する樹脂皮膜を有する、
成形性に優れた潤滑樹脂処理鋼板。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記〜に記載の潤
滑処理鋼板はいずれもプレス油を塗布せずに加工可能な
潤滑性を備えているが、耐食性が不十分で、絞り加工部
や折曲げ加工部および端面における錆の発生を防止する
ことができないという問題点があった。

【００１２】また、特に上記〜に記載の潤滑処理鋼
板は、高速加工 (例、500 mm/sec以上の高速加工) や金
型の温度上昇時に皮膜が剥離し易く、表面外観が損なわ
れるという欠点もあった。

【００１３】本発明の目的は、プレス油を塗布せずに加
工でき (従って、脱脂工程が不要)、強加工や高速加工
さらには金型の温度上昇にも十分に耐えることができる
高度の潤滑性と、加工部や端面における錆発生が防止さ
れ、外装用としての適用が可能な高度の耐食性とを兼ね
備え、さらに必要に応じて着色顔料を添加することによ
りプレコート鋼板なみの優れた意匠性を付与することが
でき、溶接も可能な、潤滑処理鋼板を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述した従来技術に見ら
れるように、鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面に、好
ましくはクロメート皮膜を形成した後、樹脂中にシリカ
と潤滑付与成分を含有する潤滑性樹脂皮膜を形成する
と、潤滑性とある程度の耐食性を付与することができ
る。本発明者らは、かかる従来技術の長所を生かしつ
つ、樹脂皮膜の耐食性をさらに向上させる手段について
検討した結果、アンモニウムシリケートを樹脂皮膜中に
少量配合すると、特に端面および加工後の耐食性が著し
く向上し、外装用にも適用可能な高度の耐食性を示す潤
滑処理鋼板が得られること、そしてこの潤滑処理鋼板
は、必要に応じて顔料を添加することにより、グレーか
ら黒色系あるいはブラウン系に至る色調を呈し、プレコ
ート鋼板並みの意匠性を有することを見出した。

【００１５】ここに本発明は、冷延鋼板または亜鉛もし
くは亜鉛合金めっき鋼板の表面に、乾燥皮膜重量 0.1〜
５g/m²の潤滑性樹脂皮膜を有し、この潤滑性樹脂皮膜
が、ベース樹脂(A) 中に、シリカ微粒子(B) をSiO₂とし
て５〜30重量％、潤滑機能付与剤(C) を 0.5〜30重量
％、アンモニウムシリケート(D) を１〜20重量％、およ
び必要に応じて着色顔料(E) を40体積％以下、含有する
ものであることを特徴とする耐食性に優れた潤滑処理鋼
板である。

【００１６】好適態様にあっては、前記冷延鋼板または
めっき鋼板の表面に、下層としてCr換算付着量が10〜15
0 mg/m²のクロメート皮膜を有し、その上層として前記
潤滑性樹脂皮膜を有する。また、本発明によれば、全固
形分含有量に基づいて、ベース樹脂(A) 中に、シリカ微
粒子(B) をSiO₂として５〜30重量％、潤滑機能付与剤
(C) を 0.5〜30重量％、アンモニウムシリケート(D) を
１〜20重量％、および必要に応じて着色顔料(E) を40体
積％以下、含有することを特徴とする、潤滑性皮膜形成
性組成物も提供される。

【００１７】

【作用】以下に、本発明の潤滑処理鋼板について、詳細
に説明する。母材鋼板本発明では、母材として、冷延鋼板、または亜鉛もしく
は亜鉛合金めっき鋼板(以下、これらのめっき鋼板を亜
鉛系めっき鋼板と総称する) を使用する。これらは量産
されており、比較的安価に入手できる鋼板である。母材
の冷延鋼板または亜鉛系めっき鋼板は、その上に設ける
皮膜との密着性向上のため、表面粗さがRaで 0.5〜２μ
ｍの範囲のものが好ましい。

【００１８】亜鉛系めっき鋼板は、溶融めっき、電気め
っき、気相めっき (蒸着めっき、スパッタリング等を含
む) 等のいずれのめっき方法により製造したものでもよ
い。亜鉛合金めっき鋼板のめっき種は、Zn−Ni、Zn−A
l、Zn−Fe等が代表的であるが、これらに限定されるも
のではなく、Znを含有し（好ましくは主成分とし) 、１
または２以上の合金元素を含有する任意の亜鉛合金めっ
き種でよい。例えば、Zn−55％Alめっき鋼板のようにZn
が少量成分であるZn合金めっきでもよい。また、上層が
亜鉛系めっき層である複層めっき鋼板も母材として使用
できる。亜鉛系めっき鋼板のめっき付着量は、成形性の
観点から、片面当たり90 g/m² 以下とすることが望まし
い。

【００１９】本発明において母材として使用するのに適
した亜鉛系めっき鋼板の一つは、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板 (以下、ＧＡ鋼板と略記する) である。これは、溶
融亜鉛めっき鋼板をめっき後に加熱処理して、めっき皮
膜中のZnに素地からFeを拡散させ、めっき皮膜をZn−Fe
合金としたものである。母材としてより好ましいＧＡ鋼
板は、合金化度（めっき皮膜中の平均Fe％）が７〜13％
の範囲内、さらに好ましくは９〜11％のものである。Ｇ
Ａ鋼板は、合金化が進んでめっき皮膜の合金化度が高く
なるほど、めっき表面の凹凸が大きくなり、表面粗さが
大きくなる傾向がある。必要であれば、合金化熱処理後
にスキンパス圧延 (圧下率３％以下) を行って、表面粗
さを調整することができる。

【００２０】クロメート皮膜潤滑性のみを付与すれば十分である場合には、潤滑性樹
脂皮膜の下層としてクロメート皮膜を形成する必要はな
いが、耐食性を必要とする場合には、母材の冷延鋼板ま
たは亜鉛系めっき鋼板の表面 (通常は両面) に、まずク
ロメート皮膜を形成する。

【００２１】クロメート皮膜は、６価クロム化合物がCr
³⁺に還元されて難溶化することにより造膜したものであ
り、従来より公知の任意のクロメート処理液 (例、塗布
型、反応型、電解型) を利用して形成することができ
る。

【００２２】使用するクロメート処理液は、主剤である
６価クロム化合物 (例、無水クロム酸、クロム酸塩、重
クロム酸等) の他に、コロイダルシリカやその他の公知
の添加成分を含有していてもよい。

【００２３】クロメート皮膜として特に好ましいのは、
耐食性に優れた塗布型クロメート処理液、中でも迅速な
造膜が可能な部分還元タイプのもの (Cr⁶⁺の一部がCr³⁺
に還元されたもの) を使用して形成されたものである。
必要により、処理後に加熱して、クロメート皮膜を形成
する。

【００２４】本発明では、クロメート皮膜の付着量は、
金属Cr換算で10〜150 mg/m² 、好ましくは30〜90 mg/m²
の範囲とする。付着量が10 mg/m²未満では、外装用の目
的に十分な耐食性を発揮することができない。一方、15
0 mg/m² を超えると、耐食性向上効果がほぼ飽和し、表
面外観も劣化する上、クロメート皮膜が厚くなることで
プレス加工時にクロメート皮膜の凝集破壊が起こり易く
なり、プレス成形性が低下する。

【００２５】潤滑性樹脂被膜母材の冷延鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面に、好ま
しくは前記のようにクロメート皮膜を形成した後、潤滑
性樹脂皮膜を形成する。本発明では、この潤滑性樹脂皮
膜が、ベース樹脂(A) 中に、シリカ微粒子(B) をSiO₂と
して５〜30重量％、潤滑樹脂付与剤(C) を0.5 〜30重量
％、アンモニウムシリケート(D) を１〜20重量％、およ
び必要に応じて着色顔料(E) を40体積％以下含有するも
のであり、その付着量は乾燥皮膜重量で 0.1〜５g/m²と
する。各成分(A) 〜(E) はいずれも１種または２種以上
を使用することができる。また、この樹脂皮膜は、片面
または両面に形成することができる。

【００２６】(A) ベース樹脂：樹脂皮膜のベース樹脂と
しては、加工に耐える十分な強度を有する、透明皮膜を
形成できるものであればよく、特に制限されない。適当
な樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、
アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、アルキド系樹脂、メラミン
系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等物とこれらの混合
物が挙げられる。

【００２７】ベース樹脂は、有機溶剤に溶解させた溶剤
型の樹脂でもよいが、可能であれば水中に溶解ないし分
散 (懸濁もしくは乳化) させた水性樹脂、特にエマルジ
ョン樹脂とすることが好ましい。水性樹脂は、ポリウレ
タン系、アクリル系、ポリエステル系などの樹脂種にお
いては市販品を容易に入手することができる。また、水
性樹脂の各種の組成および製造方法が知られており、こ
のような公知技術に従って水性樹脂を調製することもで
きる。

【００２８】(B) シリカ微粒子：シリカ微粒子は、潤滑
処理鋼板の耐食性を向上させるために樹脂皮膜中に配合
する。このシリカ微粒子は、コロイダルシリカ (水性シ
リカ) 、例えばスノーテックスＣ〜Ｎ (いずれも日産化
学社製) 等、ならびにヒュームドシリカ (気相シリカ)
、例えば疎水性シリカ AEROSIL R-811、親水性シリカ
AEROSIL 200V (いずれも日本アエロジル社製) のいず
れも使用できる。

【００２９】シリカ微粒子の平均粒径 (平均一次粒子
径) は５〜100 nmの範囲が好ましい。平均粒径が５nmよ
り小さいと樹脂中での安定性が悪く、100 nmを超えると
表面平滑性に劣り、潤滑性が低下する。より好ましくは
10〜50 nm の範囲である。

【００３０】また、加水分解によりシリカを生ずる有機
シリケート (例、エチルシリケート等) は、シリカ微粒
子の前駆物であるが、本発明においてはこれもシリカ微
粒子として使用できる。

【００３１】樹脂皮膜中におけるシリカ微粒子の量は、
SiO₂として５〜30重量％、好ましくは15〜25重量％の範
囲内である。シリカがSiO₂として５重量％より少ない
と、耐食性が十分ではなく、外装用としての適用は困難
である。一方、30重量％を超えると、樹脂皮膜の硬度が
高まり、成形時に型カジリを生じ、プレス成形性が低下
する。なお、樹脂とシリカ微粒子との密着性を向上させ
るために、シリカ微粒子に少量のシランカップリング剤
を併用してもよい。

【００３２】(C) 潤滑機能付与剤：潤滑機能付与剤（以
下、単にワックスとも言う）としては、皮膜に潤滑 (摩
擦係数軽減) 機能を付与し (即ち、一般に固体潤滑剤と
して知られ) 、かつ樹脂皮膜の着色を阻害しない固体粉
末であれば、いずれのものを用いてもよい。

【００３３】本発明で用いるのに適した潤滑機能付与剤
は、ポリオレフィン系ワックスおよび／またはフッ素系
樹脂の粉末であるが、これらに制限されるものではな
い。潤滑機能付与剤は平均粒径５μｍ以下、例えば 0.1
〜５μｍ、より好ましくは 0.5〜２μｍの微粉末状態で
あることが好ましい。潤滑機能付与剤の平均粒径が0.1
μｍより小さいと、含有率の割に潤滑性の向上効果が小
さくなる。また、この平均粒径が５μｍを超えると、樹
脂皮膜からのワックスの突出率が大きくなり、摺動の厳
しい加工が付与されるとワックスの剥がれが生じ、金型
に付着しやすくなるという問題が生じる。

【００３４】連続加工時には金型温度が90℃近くに達す
ることがあるので、ポリオレフィン系ワックスは、連続
加工時にも軟化しないように、軟化点が90℃以上、特に
100℃以上のものを使用することが好ましい。特に好ま
しいポリオレフィン系ワックス粉末は、平均粒径が 0.6
〜1.1 μｍで、粒径分布幅が小さく、比重 (25℃) が0.
95〜0.98、軟化点が 100〜150 ℃のポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのオレフィン系重合体または共重合体の
微粉末である。

【００３５】フッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン
樹脂 (PTFE) 、三フッ化塩化エチレン樹脂、フッ化ビニ
リデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、エチレン／四フッ化エ
チレン共重合体樹脂、四フッ化エチレン／六フッ化プロ
ピレン共重合体樹脂などが挙げられる。

【００３６】潤滑機能付与剤は、樹脂皮膜中に0.5 〜30
重量％の割合で存在させる。この量が0.5 重量％よりも
少ないと、潤滑性の向上が少なく、30重量％を超える
と、素地との密着性が低下し、かつ樹脂皮膜強度が低下
し、外観も劣化するからである。潤滑機能付与剤の好ま
しい配合量は3 〜25重量％、より好ましくは８〜20重量
％の範囲内である。

【００３７】(D) アンモニウムシリケート：アンモニウ
ムシリケート (ケイ酸のアンモニウム塩) は、本発明の
潤滑処理鋼板において、加工部の耐食性や切断した端面
の耐食性の向上に寄与する成分である。この効果の面か
ら、アンモニウムシリケートとして、下記式(1) で示さ
れる化合物を使用することが好ましい。

【００３８】

【化２】

【００３９】上記式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はそれぞ
れ炭素原子数１〜12のアルカノール基 (互いに同一でも
異なるものでもよい) を表し、Ｒ⁴は炭素原子数１〜４
のアルキル基または炭素原子数１〜12のアルカノール基
を表し、Ｘは１〜20の数を表す。

【００４０】Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴における炭素
原子数１〜12のアルカノール基としては、メチロール
基、２−ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、
ヒドロキシブチル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキ
シドデシル基等を挙げることができる。

【００４１】Ｒ⁴における炭素原子数１〜４のアルキル
基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ
−プロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチ
ル基等を挙げることができる。

【００４２】アンモニウムシリケートを添加すると特に
端面耐食性や加工後耐食性が向上する理由については明
らかではないが、このアンモニウムシリケートが、特に
端面や加工で生じた微細疵部等の腐食因子が侵入し易い
部位でインヒビターとしての機能を発揮し、Cl^-等の腐
食因子を遮断するからではないかと推測される。なお、
アンモニウムシリケートはｐＨが高いため、アンモニウ
ムシリケートを添加することにより、樹脂皮膜の形成に
用いる組成物のｐＨは一般に7.5 〜11のアルカリ性を示
すようになる。

【００４３】アンモニウムシリケートは樹脂皮膜中に１
〜20重量％の割合で含有させる。この量が１重量％より
少ないと、上述したようなインヒビターとしての効果が
少なく、特に端面等での充分な耐食性が得られない。一
方、20重量％を超えると、樹脂皮膜がゲル化しやすくな
り、塗装時にムラとなって、外観上の品質が劣化するだ
けでなく、塗膜も不均一になるので、潤滑性と平板での
耐食性が劣化する。アンモニウムシリケートの好ましい
配合量は３〜10重量％である。

【００４４】(E) 着色顔料着色顔料は、本発明の潤滑処理鋼板に所定の着色外観を
付与するために、必要に応じて樹脂皮膜中に配合され
る。着色顔料成分については、樹脂への分散がよければ
特に限定されない。例えば、カーボンブラック(CB)、酸
化チタン、酸化鉄、フタロシアニンブルー、フタロシア
ニングリーン、有機系赤色顔料などを用い、配合比を変
えて、グレー系やブラウン系、その他の色についても調
色ができる。なお、着色顔料を添加しないと潤滑性樹脂
皮膜は透明であるため、本発明の潤滑処理鋼板は母材と
同じ外観を呈する。着色顔料の合計添加量は40体積％以
下、好ましくは20体積％以下、より好ましくは10体積％
以下とする。40体積％を超えると、樹脂皮膜より顔料が
露出する割合が増加するため潤滑性が低下する。着色顔
料の合計添加量の下限は、着色に必要な量以上とすれば
よいが、通常は0.5 体積％である。

【００４５】本発明の潤滑処理鋼板の外観がプレコート
並みの意匠性を有するのは、潤滑性鋼板の樹脂皮膜中顔
料の添加量を適正に配合することにより、下地 (母材の
冷延鋼板またはめっき鋼板、またはクロメート皮膜) の
色調を完全に隠ぺいでき、顔料特有の色調を呈すること
が可能となるためである。

【００４６】以上に説明したベース樹脂(A) 中に必須成
分 (B)〜(D) および任意成分(E) を、必要に応じて溶媒
を使用して、全固形分含有量に基づいて上記の所定範囲
内の量で混合することにより、潤滑性樹脂皮膜を形成す
るための皮膜形成性組成物を調製する。溶媒の種類は、
水、アルコール、有機溶媒のいずれでもよく、使用する
ベース樹脂の種類に応じて選択する。前述したように水
を溶媒とすることが、有機溶剤の使用が避けられ、かつ
めっきラインに直結したインライン塗装が容易となるこ
とから好ましい。この皮膜形成性組成物中には、必要で
あれば、塗料に添加することが知られている各種の添加
剤を１種もしくは２種以上さらに添加することができ
る。かかる添加剤としては、架橋剤、消泡剤、防錆顔
料、顔料分散剤、反応促進剤、レベリング剤、増粘剤な
どがある。

【００４７】この皮膜形成性組成物を、好ましくはクロ
メート処理した冷延鋼板または亜鉛系めっき鋼板に塗装
し、塗膜を乾燥させることにより潤滑性樹脂皮膜を形成
すると、本発明の潤滑処理鋼板が製造される。塗装は、
乾燥後の潤滑性樹脂皮膜の付着量が 0.1〜５g/m²の付着
量となるように行う。この付着量が0.1 g/m²未満では、
潤滑性および耐食性向上効果が少なく、５g/m²を超える
と耐食性は向上するが、プレス成形性が低下し、コスト
も増大する。特に加工後にも良好な外観を得るには、潤
滑性樹脂皮膜の付着量を1.0 g/m²以上とすることが好ま
しく、より好ましい付着量は 2.0〜4.0 g/m²の範囲であ
る。塗装方法は、ロールコート、カーテンフローコート
を始めとする各種の塗装方法から状況に応じて選択すれ
ばよく、塗装後の塗膜の乾燥温度は樹脂や溶媒の種類に
応じて選択する。

【００４８】こうして形成された潤滑性樹脂皮膜は、一
般に動的貯蔵弾性率が大きく (特に水性樹脂を用いた場
合) 、強加工における極圧や高速加工における摩擦熱に
よる金型や被加工材の温度上昇といった状況下でも皮膜
が剥離しにくく、連続成形が可能で、加工部の外観を良
好に保持できる。同時に、アンモニウムシリケートがイ
ンヒビターとして作用することから、加工部や端面の耐
食性が改善される。また、樹脂皮膜の付着量が比較的小
さく、これに電解質のアンモニウムシリケートが含まれ
ていることから、この樹脂皮膜は溶接性を著しく阻害せ
ず、本発明の潤滑処理鋼板は溶接可能である。

【００４９】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。なお、実施例中、％は特に指定のない限り
重量％である。実施例で使用した材料についてまず説明
する。

【００５０】母材鋼板使用した母材鋼板は次の通りである (いずれも板厚は0.
8 mm) 。なお、カッコ内は表１に使用した記号である。
めっき鋼板はいずれも両面めっき鋼板であり、付着量は
片面当たりの量である。

【００５１】冷延鋼板溶融亜鉛めっき鋼板 (ＧＩ鋼板) 付着量45 g/m² 電気Zn-12%Niめっき鋼板 (ＳＺ鋼板) 付着量 20 g/m² 合金化溶融Znめっき鋼板 (ＧＡ鋼板) 付着量45g/m²,
合金化度９％ Zn-5%Al めっき鋼板 (ＧＦ鋼板) 付着量45g/m² Zn-55%Alめっき鋼板 (ＧＬ鋼板) 付着量45g/m²。

【００５２】シリカ微粒子平均粒径20 nm のコロイダルシリカ潤滑機能付与剤ポリエチレンワックス (軟化温度100 ℃、平均粒径１μ
ｍ) 。

【００５３】ベース樹脂ウレタン−１：大日本インキ化学 (株) 社製、商品名
「HYDRAN HW-350 」、トリレンジイソシアネート型硬質
タイプの芳香族ポリエステル系ポリウレタンエマルジョ
ン、固形分30％、樹脂のTg点 (ガラス移転温度) は約11
0 ℃；ウレタン−２：大日本インキ化学 (株) 社製、商品名
「HYDRAN AP-60」、イソホロンジイソシアネート型軟質
タイプのポリエステル系ポリウレタンエマルジョン、固
形分30％、樹脂のTg点は約30℃；アクリル−１：カネボーNSC(株) 社製、商品名「ヨ
ドゾール 2D-423 」、アクリルエマルジョン、樹脂のTg
点は約105 ℃；アクリル−２：カネボーNSC(株) 社製、商品名「ヨ
ドゾール GD-900 」、アクリルエマルジョン、樹脂のTg
点は約15℃。

【００５４】アンモニウムシリケート日本化学工業 (株) 社製、商品名「アンモニウムシリケ
ート17804 」、メチルトリエタノールアンモニウムシリ
ケート (上記一般式(1) でＲ¹〜Ｒ³が２−ヒドロキシ
エチル基、Ｒ⁴ がメチル基の化合物) の水溶液、SiO₂含
量約40％、固形分約50％、pH 11.4 。

【００５５】着色顔料大日本インキ化学工業 (株) 社製の下記４色の水分散型
顔料ペーストを下記重量比率で配合し、固形分約64％の
ベージュ色の着色顔料ペーストを用意した。 DISPERSE HG-701 酸化チタン 64.0％ DISPERSE HG-935 カーボンブラック 3.7％ DISPERSE HG-457 黄色酸化鉄 29.0％ DISPERSE HG-838 赤色酸化鉄 3.3％。

【００５６】

【実施例１】前記母材鋼板の両面に市販の部分還元塗布
型クロメート処理液をスピンコーターにより塗布し、80
℃で30秒間乾燥して、クロメート皮膜を形成した。次い
で、片面のクロメート皮膜の上に、上記の１種もしくは
２種以上のベース樹脂中にシリカ微粒子と潤滑機能付与
剤 (ポリエチレンワックス) とアンモニウムシリケート
とを含有する、無顔料のクリアー樹脂塗料組成物または
着色顔料をさらに含有する着色樹脂塗料組成物を、バー
コーターにて乾燥後に所定の付着量となるように塗布
し、120 ℃で30秒間乾燥させて、潤滑性樹脂皮膜を形成
し、潤滑処理鋼板を作製した。得られた潤滑処理鋼板に
ついて耐食性と潤滑性を次のようにして調べた。

【００５７】試験方法 (端面耐食性）潤滑処理鋼板を切断した試験片に対して
塩水噴霧(SST) 試験 (JIS Z-2371に準ずる) に500 時間
行い、500 時間後の端面からの白錆発生幅により、次の
基準で評価した。 ◎‥‥１mm以下 △‥‥３〜10mm ○‥‥１〜３mm ×‥‥10mm以上 (加工後耐食性)試験片に曲げ直径10mmの 180°曲げ加工
を行った後、端面耐食性と同様に塩水試験を行って、加
工部および平板部の白錆発生時間を調べた。

【００５８】(潤滑性) バウデン摩擦試験による摩擦係数とビード付きハッ
ト成形試験によるプレス成形性とで評価した。

【００５９】バウデン摩擦試験：図１(a) に示す測定
装置を用い、下記に示す条件で摩擦係数を測定した。

【００６０】荷重：１kg 摺動速度：４ mm/sec 摺動距離：20 mm 。

【００６１】ビード付きハット成形試験：図１(b) に
示すビード付きクランクプレスを使用して試験片 (ブラ
ンク) を下記条件でハット型に深絞り成形し、成形品の
しごき部の外観を観察して下記の４段階で評価した。ブランクサイズ： 250×50mm ビード高さ：７ mm 成形高さ： 43 mm 成形速度： 70 mm/sec [評価] ◎ 外観変化無し (優) ○ カジリ発生小 (良) △ カジリ発生中 (可) × カジリ発生大、パウダリング大 (不可) 。

【００６２】使用した母材の記号および表面粗さ (Ra
値) 、クロメート皮膜の付着量、樹脂皮膜のベース樹脂
の混合比、樹脂皮膜中のシリカ微粒子、ポリエチレンワ
ックス、アンモニウムシリケート、および顔料の含有
量、ならびに樹脂皮膜の付着量を、試験結果と共に表１
および表２に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】

【００６５】

【実施例２】クロメート処理を行わなかった以外は実施
例１と同様にして潤滑処理鋼板を作製した。表３に、使
用した母材の記号および表面粗さ (Ra値) 、樹脂皮膜の
ベース樹脂の混合比、樹脂皮膜中のシリカ微粒子、ポリ
エチレンワックス、アンモニウムシリケート、および顔
料の含有量、ならびに樹脂皮膜の付着量を、潤滑性の試
験結果と共に示す。

【００６６】

【表３】

【００６７】

【発明の効果】表１〜２からわかるように、潤滑性樹脂
皮膜の下層にクロメート皮膜を形成した本発明例の潤滑
処理鋼板は耐食性 (端面と加工後耐食性を含む) と潤滑
性 (摩擦係数とプレス成形性) がいずれも良好であっ
た。なお、ポリエチレンワックス粉末に代えて、フッ素
樹脂粉末 (例、PTFE) を使用した場合にも、表１〜２と
同様の結果が得られることを確認した。一方、本発明の
範囲外の条件を含む比較例では、少なくとも一つの性能
が劣化した。また、クロメート皮膜を形成しない場合に
も、表３に示すように、本発明によれば非常に優れた潤
滑性を確保することができた。

【００６８】このように、本発明による潤滑処理鋼板
は、潤滑性に優れ、強加工における極圧や金型の温度上
昇に対しても、十分に耐えることができるため、プレス
加工時に、プレス油等の潤滑油を使用せずに、そのまま
プレス加工が可能である。従って、従来、需要家で行わ
れていたプレス油塗布作業や、そのプレス油を除去する
脱脂工程も省略でき、それによるコスト節減が図れる上
に、トリクロロエタンなどの有害な溶剤の使用が回避さ
れることから、環境破壊の防止にもつながる地球環境に
優しい鋼板である。

【００６９】さらに、着色顔料を添加した着色潤滑処理
鋼板においては、グレー系あるいはブラウン系の落ち着
いた外観を呈し、プレコート鋼板並の意匠性を有してい
る。従って、そのままで自動車、家電製品、建材などに
外装用としての適用が可能であるため、これらの製品の
著しいコスト低減が図れる。本発明の着色潤滑鋼板は、
着色が均一で安定しており、樹脂皮膜の形成時の塗料の
塗布も容易である。また、樹脂皮膜が薄いため溶接性や
プレス加工性といった望ましい特性が保持され、端面や
加工後も高い耐食性を発揮することができる。このよう
に、本発明の鋼板は、そのままで外装用に使用するのに
適しているが、もちろん塗装を施して使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で潤滑性の評価に使用した装置を示し、
図１(a) は摩擦係数の測定に用いたバウデン摩擦試験機
の説明図、図１(b) はビード付きハット成形試験のクラ
ンクプレスの形状を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷延鋼板または亜鉛もしくは亜鉛合金め
っき鋼板の表面に乾燥皮膜重量 0.1〜５g/m²の潤滑性樹
脂皮膜を有し、前記潤滑性樹脂皮膜が、ベース樹脂(A) 中に、シリカ微
粒子(B) をSiO₂として５〜30重量％、潤滑機能付与剤
(C) を 0.5〜30重量％、およびアンモニウムシリケート
(D) を１〜20重量％含有するものであることを特徴とす
る、耐食性に優れた潤滑処理鋼板。
【請求項２】冷延鋼板または亜鉛もしくは亜鉛合金め
っき鋼板の表面に、Cr換算付着量10〜150 mg/m²のクロ
メート皮膜と、その上層の乾燥皮膜重量 0.1〜５g/m²の
潤滑性樹脂皮膜とを有し、前記潤滑性樹脂皮膜が、ベース樹脂(A) 中に、シリカ微
粒子(B) をSiO₂として５〜30重量％、潤滑機能付与剤
(C) を 0.5〜30重量％、およびアンモニウムシリケート
(D) を１〜20重量％含有するものであることを特徴とす
る、耐食性に優れた潤滑処理鋼板。
【請求項３】潤滑機能付与剤(C) が、軟化点90℃以上
のポリオレフィン系ワックスおよび／またはフッ素系樹
脂からなる、平均粒径５μｍ以下の微粉末である請求項
１または２記載の潤滑処理鋼板。
【請求項４】アンモニウムシリケート(D) が下記一般
式で示される化合物である請求項１〜３のいずれか１項
に記載の潤滑処理鋼板。【化１】式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はそれぞれ同一または異な
る炭素原子数１〜12のアルカノール基を表し、Ｒ⁴は炭
素原子数１〜４のアルキル基または炭素原子数１〜12の
アルカノール基を表し、Ｘは１〜20の数を表す。
【請求項５】前記潤滑性樹脂皮膜がさらに着色顔料
(E) を40体積％以下含有する、請求項１ないし４のいず
れか１項に記載の潤滑処理鋼板。
【請求項６】全固形分含有量に基づいて、ベース樹脂
(A) 中に、シリカ微粒子(B) をSiO₂として５〜30重量
％、潤滑機能付与剤(C) を 0.5〜30重量％、ならびにア
ンモニウムシリケート(D) を１〜20重量％含有すること
を特徴とする、潤滑性皮膜形成性組成物。
【請求項７】全固形分含有量に基づいて着色顔料(E)
40体積％以下をさらに含有する、請求項６記載の潤滑性
皮膜形成性組成物。