JPH10114012A - Surface lubricating treatment metallic material with excellent marring resistance and film-removing property - Google Patents

Surface lubricating treatment metallic material with excellent marring resistance and film-removing property

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JPH10114012A
JPH10114012A JP27266596A JP27266596A JPH10114012A JP H10114012 A JPH10114012 A JP H10114012A JP 27266596 A JP27266596 A JP 27266596A JP 27266596 A JP27266596 A JP 27266596A JP H10114012 A JPH10114012 A JP H10114012A
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film
water
lubricating
soluble
metal
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JP27266596A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Takahashi
昌弘 高橋
Shuji Nakai
修二 中居
Yukihiro Yoshikawa
幸宏 吉川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film-removing type surface lubricating treatment metallic plate in which the whole performance such as marring resistance, lubricating properties, blocking resistance and film-removing properties necessary at time of plastic working is satisfied and applied to a metallic material having a pretty surface such as a stainless steel plate and an aluminum-based plated steel sheet. SOLUTION: Water-based treating liquid is applied to the surface of a metallic plate and dried to form a lubricating treatment film of 0.5-10μm film thickness. The water-based treating liquid contains at least one kind of resin, which has glass transition temperature of 10-85 deg.C and is water-soluble or water- dispersible or alkali-soluble, and contains <=5.0wt.% colloidal silica or titanate- based coupling agent or aluminum-based coupling agent for the alkali-soluble resin solid content and 0.5-10wt.% metallic soap.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基材金属の表面
に、耐キズつき性と脱膜性に優れた潤滑処理皮膜を有す
る金属材 (以下、表面潤滑処理金属材という) に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal material having a lubricating film having excellent scratch resistance and excellent film removal properties on a surface of a base metal (hereinafter referred to as a surface lubricating metal material).

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板やめっき鋼板を始めとする金属薄板
(以下、金属板という) を塑性加工する際に、加工前に
金属板にプレス油等の潤滑剤を塗布して金型と金属板と
の潤滑性を高め、加工時に加えられる荷重を低減した
り、焼き付きを防止する技術は、従来より常套的に採用
されてきた。
2. Description of the Related Art Thin metal sheets such as steel sheets and plated steel sheets
When plastic working (hereinafter referred to as metal plate), a lubricant such as press oil is applied to the metal plate before processing to improve the lubricity between the mold and the metal plate, and reduce the load applied during processing. Techniques for preventing image sticking and image sticking have been conventionally employed.

【0003】しかし、近年は、潤滑剤の塗布および加工
後の潤滑剤の除去における環境問題への対応や、製造コ
スト低減を考慮して、需要家が加工時に潤滑剤を塗布す
るのではなく、金属板の製造段階または需要家までの適
当な段階で、有機樹脂中に各種の潤滑剤を含有させた固
体有機皮膜 (本明細書においては「潤滑処理皮膜」とい
う) を金属板の表面に予め形成した表面潤滑処理金属板
が広く利用されるようになってきた。それにより、需要
家は直ちに塑性加工を施すことができ、手間が省ける。
別の利点として、潤滑剤の塗布が専門の設備で大規模に
実施されるため、形成された潤滑処理被膜の品質が安定
化および均質化する。
However, in recent years, in consideration of environmental problems in applying lubricant and removing the lubricant after processing, and in consideration of reduction of manufacturing cost, a consumer does not apply lubricant at the time of processing. At the metal plate manufacturing stage or at an appropriate stage up to the customer, a solid organic film containing various lubricants in the organic resin (referred to as “lubrication treatment film” in this specification) is applied to the surface of the metal plate in advance. The formed surface lubricated metal plate has come to be widely used. As a result, the consumer can immediately perform the plastic working, which saves labor.
Another advantage is that the quality of the lubricated coating formed is stabilized and homogenized, since the application of the lubricant is carried out on a large scale in specialized equipment.

【0004】表面潤滑処理金属板は脱膜型と非脱膜型と
に大別される。脱膜型の表面潤滑処理金属板は、塑性加
工後に脱脂等の手法により潤滑処理皮膜を除去した後、
無処理でそのまま、或いは更に化成処理および塗装など
を施して使用される。一方、非脱膜型の表面潤滑処理金
属板は、塑性加工後に潤滑処理皮膜を除去することな
く、その潤滑処理皮膜を付けたままで、或いはその上に
更に塗装などを施して使用される。一般に、ステンレス
鋼板やアルミニウム系めっき鋼板など、その美麗な表面
を生かして最終製品化される金属板の場合は、脱膜型の
表面潤滑処理金属板として使用することが多い。
[0004] Surface lubrication-treated metal plates are roughly classified into a film-deposited type and a non-film-deposited type. After removing the lubricated film by a method such as degreasing after plastic working,
It is used as it is without any treatment or after further chemical conversion treatment and painting. On the other hand, a non-delamination type surface lubricated metal sheet is used without removing the lubricated film after plastic working, with the lubricated film attached, or with further coating applied thereon. Generally, in the case of a metal plate that is made into a final product by making use of its beautiful surface, such as a stainless steel plate or an aluminum-plated steel plate, it is often used as a film-coated surface lubrication-treated metal plate.

【0005】脱膜型の塑性加工用潤滑処理皮膜に要求さ
れる主な性能は次の〜である。 皮膜厚が薄くても良好な潤滑性を示す。 皮膜形成後、皮膜同士が容易に粘着しない (耐ブロッ
キング性が良好) 。 洗浄により皮膜を容易に除去できる。
[0005] The main performances required of a delamination type lubricating film for plastic working are as follows. Good lubricity even when the film thickness is small. After the film is formed, the films do not easily stick to each other (good blocking resistance). The film can be easily removed by washing.

【0006】金属板の表面にこのような潤滑処理皮膜を
形成することができる処理液として、アクリル系樹脂、
エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等
の従来より公知の水溶性または水分散性樹脂からなる乾
燥または焼付硬化型の皮膜形成性成分を主成分とし、こ
れに脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸金属石鹸、脂肪酸エステ
ル、脂肪酸アミド、高級アルコール、グラファイト、二
硫化モリブデン、フッ素樹脂粉末などの1種もしくは2
種以上の潤滑性成分を配合したものが提唱されている。
An acrylic resin, a processing liquid capable of forming such a lubricating film on the surface of a metal plate,
The main component is a dry or bake-curable film-forming component composed of a conventionally known water-soluble or water-dispersible resin such as an epoxy resin, a melamine resin, or a phenolic resin. One or two of soap, fatty acid ester, fatty acid amide, higher alcohol, graphite, molybdenum disulfide, fluororesin powder, etc.
Compounds containing more than one kind of lubricating component have been proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したステ
ンレス鋼板のように、表面に研磨ないし光輝焼鈍等を施
した美麗な金属光沢を有する金属板の場合、絞り加工等
の厳しい塑性加工が可能な潤滑性を付与するだけでは不
十分で、加工後に潤滑処理皮膜を除去した後も本来の美
麗な表面を保持していることが要求される。加工中に基
材の金属板がキズつくと、表面の美麗さが大きく損なわ
れる。
However, in the case of a metal plate having a beautiful metallic luster whose surface is polished or brightly annealed, such as the above-mentioned stainless steel plate, severe plastic working such as drawing can be performed. It is not enough to impart lubricity only, and it is required to maintain the original beautiful surface even after removing the lubricating film after processing. If the metal plate of the base material is scratched during processing, the beauty of the surface is greatly impaired.

【0008】従来の潤滑処理皮膜では耐キズつき性が不
十分なため、基材がステンレス鋼板やアルミニウム系め
っき鋼板のように美麗な表面を持つ金属板の場合には、
上記のような潤滑処理皮膜を形成する代わりに、金属板
の表面に厚み80μm程度のビニールフィルム等を貼合し
て潤滑性および美麗な表面を確保する方法が一般に採用
されている。
The conventional lubrication coating film has insufficient scratch resistance, so when the substrate is a metal plate having a beautiful surface such as a stainless steel sheet or an aluminum-based steel sheet,
Instead of forming a lubricating film as described above, a method is generally adopted in which a vinyl film or the like having a thickness of about 80 μm is bonded to the surface of a metal plate to ensure lubricity and a beautiful surface.

【0009】しかし、この方法では、塑性加工後にフィ
ルムを剥離する必要があり、通常この作業は人力で行わ
なければならないため、製造ラインの自動化・省力化の
大きな妨げとなる上、コストを押し上げる。また、特に
加工部ではフィルムの剥離が困難になる場合が多い。さ
らに、剥離したフィルムは嵩高く、多くは焼却処分が困
難で、その減容・埋立処理等に多大な経費を要する。
However, in this method, it is necessary to peel off the film after the plastic working, and this work must be performed manually, which greatly hinders the automation and labor saving of the production line and raises the cost. In addition, it is often difficult to peel the film particularly at the processed part. Furthermore, the peeled film is bulky and difficult to incinerate in many cases, and requires a great deal of expense for volume reduction and landfill treatment.

【0010】そのため、脱膜型の表面潤滑処理金属板に
対して、耐キズつき性の改善が従来より強く求められて
いた。これに関して、例えば、特開昭52−104459号公報
には、特定組成からなる有機樹脂皮膜を両面に有し、塑
性加工を施す方の片面には、その上にさらに潤滑皮膜を
形成した加工用ステンレス鋼板が開示されている。ま
た、特開昭53−75159 号公報には、特定の酸価およびガ
ラス転移温度を有するビニル系樹脂等を表面に被覆した
ステンレス鋼板が開示されている。しかし、家電メーカ
ー等の需要家が要求する非常に高度の耐キズつき性を備
えた潤滑処理皮膜を有する金属板は未だ得られていない
のが現状である。
[0010] For this reason, there has been a strong demand for the improvement of scratch resistance of a film-coated surface lubricated metal sheet. In this regard, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 52-104459 discloses that for processing, an organic resin film having a specific composition is provided on both sides, and a lubricating film is further formed thereon on one side on which plastic working is performed. A stainless steel plate is disclosed. JP-A-53-75159 discloses a stainless steel sheet whose surface is coated with a vinyl resin or the like having a specific acid value and a glass transition temperature. However, at present, a metal plate having a lubricating film having a very high scratch resistance required by a consumer such as a home appliance manufacturer has not yet been obtained.

【0011】このような状況に鑑み、本発明は、耐キズ
つき性をはじめ、潤滑性、耐ブロッキング性、脱膜性等
といった、塑性加工用の潤滑処理皮膜に要求される全て
の性能を満たした、脱膜型の表面潤滑処理金属材を提供
することを目的とする。
In view of such a situation, the present invention satisfies all the performances required for a lubricating film for plastic working, such as scratch resistance, lubrication, blocking resistance, and film removal. It is another object of the present invention to provide a metal material of surface lubrication treatment of a film removal type.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】従来、塑性加工時に発生
する表面キズを防止するための主たる考え方は以下のよ
うなものであった。 (a) 潤滑処理皮膜の膜厚を厚くして、金型と金属薄板の
直接接触を避ける。 (b) 潤滑処理皮膜の潤滑性を固体潤滑剤などの添加によ
って向上させ、キズ発生にいたるまでの摺動長さを増加
させる。
Heretofore, the main concept for preventing surface flaws generated during plastic working has been as follows. (a) Increase the thickness of the lubrication coating to avoid direct contact between the mold and the sheet metal. (b) Improve the lubricity of the lubricating film by adding a solid lubricant or the like, and increase the sliding length until the occurrence of scratches.

【0013】しかし、このような考え方による潤滑処理
皮膜では、塑性加工の条件が厳しいと、基材金属の表面
キズの発生を確実に防止することは困難であった。そこ
で、本発明者らは、塑性加工時における表面キズ発生の
メカニズムについて種々の検討を行った結果、材料との
接触により金型内に堆積する潤滑処理皮膜の剥離片その
ものが表面キズ発生の原因になるという知見を得た。
However, with a lubricating film based on such a concept, it is difficult to reliably prevent the occurrence of surface scratches on the base metal if the conditions of the plastic working are severe. Accordingly, the present inventors have conducted various studies on the mechanism of surface flaw generation during plastic working, and as a result, the peeled pieces of the lubricating film deposited in the mold due to contact with the material are the causes of surface flaw generation. Was obtained.

【0014】即ち、どんなに潤滑性のよい潤滑処理皮膜
を厚く形成しても、皮膜と基材金属の密着性が低ければ
皮膜が根こそぎ剥離し、その剥離した皮膜が金型に堆積
し、表面キズの原因となるのである。従って、皮膜と基
材金属との密着性を高めることにより表面キズの発生を
抑制することが可能であるという結論に達した。
That is, no matter how thick a lubricating film having good lubricity is formed, if the adhesion between the film and the base metal is low, the film is exfoliated and the peeled film is deposited on a mold, and the surface is scratched. It is the cause of. Therefore, it has been concluded that the generation of surface flaws can be suppressed by increasing the adhesion between the film and the base metal.

【0015】この知見に基づいて、本発明者らが脱膜型
の潤滑処理皮膜を構成する樹脂の主成分や添加剤等につ
いて検討を重ねた結果、従来より提唱されてきた主成分
の皮膜形成性成分 (樹脂) と潤滑性成分に加えて、潤滑
処理皮膜と基材金属との密着性を高める密着性強化剤を
添加して皮膜と基材金属への密着力を強化することによ
り、耐キズつき性が飛躍的に向上することを見出し、本
発明に到達した。
Based on this finding, the present inventors have repeatedly studied the main components and additives of the resin constituting the delamination type lubricating film, and as a result, the conventionally proposed film formation of the main component has been proposed. In addition to the lubricity component (resin) and the lubricating component, an adhesion enhancer that enhances the adhesion between the lubricating coating and the base metal is added to enhance the adhesion between the coating and the base metal, thereby improving the The inventors have found that the scratching property is dramatically improved, and have reached the present invention.

【0016】ここに、本発明は、基材金属の表面に、ガ
ラス転移温度が10℃以上85℃以下の水溶性または水分散
性でアルカリ可溶性の少なくとも1種の樹脂と、このア
ルカリ可溶性樹脂固形分に対して5.0 重量%以下の量の
樹脂/基材間の密着性を高める密着性強化剤および0.5
重量%以上10重量%以下の金属石鹸とを含有する水系処
理液から形成された、膜厚が0.5 μm以上10μm以下の
潤滑処理皮膜を有することを特徴とする、耐キズつき性
と脱膜性に優れた表面潤滑処理金属材である。
Here, the present invention provides at least one kind of a water-soluble or water-dispersible alkali-soluble resin having a glass transition temperature of 10 ° C. to 85 ° C. 0.5% by weight or less of an adhesion enhancer for enhancing the adhesion between the resin and the substrate,
A scratch-resistant and film-removing film characterized by having a lubricating film having a film thickness of 0.5 μm to 10 μm formed from an aqueous treatment solution containing at least 10% by weight of metal soap. It is an excellent surface lubricated metal material.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の表面潤滑処理金属
材とその潤滑処理皮膜の形成に用いる処理液について詳
細に説明する。以下の説明において、%は特に指定のな
い限り、重量%である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The surface lubricating metal material of the present invention and the processing liquid used for forming the lubricating film will be described in detail below. In the following description,% is% by weight unless otherwise specified.

【0018】基材金属 基材金属の形状および種類は特に限定されるものではな
い。形状としては、塑性加工の主な対象となる薄板形状
のものが基材金属として広く適用されるので、以下では
主に金属板について本発明を説明する。しかし、線材、
管材などにも適用可能である。
The base metal substrate shape and type of the metal is not particularly limited. As the shape, a thin plate shape which is a main target of plastic working is widely applied as a base metal, and therefore, the present invention will be mainly described below with reference to a metal plate. However, the wire rod,
It is also applicable to pipe materials and the like.

【0019】金属の種類としては、熱延鋼板、冷延鋼
板、ステンレス鋼板、亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム
系めっき鋼板、アルミニウム板、チタン板等が例示され
る。中でも、美麗な表面を生かして無塗装で使用される
ことの多いステンレス鋼板やアルミニウム系めっき鋼板
(例、55%Al−Znめっき鋼板) が、本発明による優れた
耐キズつき性を最大限に発揮させるのに適した基材金属
である。
Examples of the type of metal include hot-rolled steel sheets, cold-rolled steel sheets, stainless steel sheets, galvanized steel sheets, aluminum-coated steel sheets, aluminum sheets, titanium sheets and the like. Among them, stainless steel sheets and aluminum-plated steel sheets that are often used unpainted for their beautiful surfaces
(Example: 55% Al-Zn plated steel sheet) is a base metal suitable for maximizing the excellent scratch resistance according to the present invention.

【0020】基材金属は、耐食性を向上させるために、
本発明による潤滑処理皮膜の下地としてクロメート皮膜
を有していてもよい (特に、基材金属が亜鉛系またはア
ルミニウム系めっき鋼板の場合) 。
The base metal is used to improve corrosion resistance.
The lubricating film according to the present invention may have a chromate film as a base (particularly, when the base metal is a zinc-based or aluminum-based plated steel sheet).

【0021】本発明によれば、基材金属の表面に、アル
カリ可溶性の樹脂成分と潤滑性成分と密着性強化剤とを
含有する処理液を塗布し、塗膜を乾燥させて、アルカリ
溶液(例、市販のアルカリ脱脂液)で容易に脱膜でき
る、脱膜型の潤滑処理皮膜を形成する。次に、これらの
処理液の成分について説明する。
According to the present invention, a treatment liquid containing an alkali-soluble resin component, a lubricating component and an adhesion enhancer is applied to the surface of a base metal, and the coating film is dried to form an alkali solution ( For example, a film-forming type lubricating film which can be easily removed with a commercially available alkaline degreasing solution) is formed. Next, the components of these treatment liquids will be described.

【0022】樹脂成分 潤滑処理皮膜の主成分を構成する樹脂成分 (皮膜形成性
成分) としては、水系処理液を調製することができ、か
つアルカリ溶液による洗浄で容易に脱膜することができ
るように、水溶性または水分散性で、アルカリ可溶性の
樹脂を用いる。このような樹脂の例には、アクリル系、
エポキシ系、メラミン系、フェノール系等の水溶性また
は水分散性樹脂が挙げられ、従来より水系塗料に使用さ
れているものの中から選ぶことができる。これらのアル
カリ可溶性樹脂は、一般に酸性モノマーを共重合させる
か、酸性化合物で変性することにより、分子中に酸性基
を導入した、酸価を持つ重合体である。その重合法につ
いては何ら制限はない。
As a resin component (film-forming component) constituting a main component of the lubricating film, an aqueous treatment solution can be prepared, and the film can be easily removed by washing with an alkali solution. Water-soluble or water-dispersible, alkali-soluble resin is used. Examples of such resins include acrylics,
Examples thereof include water-soluble or water-dispersible resins such as epoxy-based, melamine-based, and phenol-based resins, and can be selected from those conventionally used in water-based paints. These alkali-soluble resins are generally polymers having an acid value in which an acidic group is introduced into a molecule by copolymerizing an acidic monomer or modifying it with an acidic compound. There is no restriction on the polymerization method.

【0023】アルカリ可溶性樹脂は、ガラス転移温度が
10℃以上85℃以下のものを用いる。樹脂のガラス転移温
度が10℃未満であると、皮膜の耐ブロッキング性が不十
分で、皮膜同士を重ねたときに密着してしまうおそれが
あり、また、耐キズつき性も劣化する。一方、樹脂のガ
ラス転移温度が85℃を越えると、皮膜の加工性が劣化す
る。ガラス転移温度は好ましくは15℃以上60℃以下であ
る。
The alkali-soluble resin has a glass transition temperature.
Use a temperature between 10 ° C and 85 ° C. When the glass transition temperature of the resin is less than 10 ° C., the blocking resistance of the coating is insufficient, and the coatings may adhere to each other when they are stacked, and the scratch resistance is also deteriorated. On the other hand, when the glass transition temperature of the resin exceeds 85 ° C., the workability of the film deteriorates. The glass transition temperature is preferably from 15 ° C to 60 ° C.

【0024】また、アルカリ可溶性樹脂は、酸価が20以
上、より好ましくは30以上であることが好ましい。酸価
が20未満では、得られる潤滑処理皮膜のアルカリ溶液に
よる脱膜性が不十分となることがある。
The alkali-soluble resin preferably has an acid value of 20 or more, more preferably 30 or more. If the acid value is less than 20, the resulting lubricating film may be insufficiently removed by an alkaline solution.

【0025】アルカリ可溶性樹脂は、水溶性または水分
散性の1種もしくは2種以上のアルカリ可溶性樹脂を使
用しても、或いは水溶性と水分散性の両方のアルカリ可
溶性樹脂をそれぞれ1種以上づつ併用してもよい。
As the alkali-soluble resin, one or more water-soluble or water-dispersible alkali-soluble resins may be used, or at least one water-soluble and water-dispersible alkali-soluble resin may be used. You may use together.

【0026】密着性強化剤 本発明においては、樹脂と潤滑性成分に加えて、潤滑処
理皮膜の基材金属への密着力を強化するために密着性強
化剤を潤滑処理皮膜中に存在させる。それにより、絞り
加工といった厳しい塑性加工を施した場合でも皮膜の剥
離が起こりにくくなり、剥離した皮膜に起因するキズの
発生を防止できるので、耐キズつき性が飛躍的に向上す
る。
In the present invention, in addition to the resin and the lubricating component, an adhesion enhancer is present in the lubricating coating in order to enhance the adhesion of the lubricating coating to the base metal. Thus, even when severe plastic working such as drawing is performed, peeling of the film is less likely to occur, and generation of scratches due to the peeled film can be prevented, so that scratch resistance is dramatically improved.

【0027】密着性強化剤としては、基材金属とアルカ
リ可溶性樹脂の両方に高い親和性を有する化合物が使用
できる。このような化合物の例としては、コロイド状シ
リカ、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カ
ップリング剤などがある。
As the adhesion enhancer, a compound having a high affinity for both the base metal and the alkali-soluble resin can be used. Examples of such compounds include colloidal silica, titanate-based coupling agents, and aluminum-based coupling agents.

【0028】コロイド状シリカは、皮膜中でポリシロキ
サン型の網目構造を作り、それにより基材金属と樹脂皮
膜の両者に密着するため、両者の間の密着性を高める。
コロイド状シリカには、湿式シリカ(シリカゾルまたは
コロイダルシリカとも呼ばれる)と気相法で合成される
湿式シリカ(ヒュームドシリカとも呼ばれる)がある
が、本発明で塗布に用いる処理液が水性系であるので、
水性系中での分散性に優れた湿式シリカの方が好まし
い。
The colloidal silica forms a polysiloxane-type network structure in the film, and thereby adheres to both the base metal and the resin film, thereby improving the adhesion between the two.
Colloidal silica includes wet silica (also called silica sol or colloidal silica) and wet silica (also called fumed silica) synthesized by a gas phase method, and the treatment liquid used for coating in the present invention is an aqueous system. So
Wet silica excellent in dispersibility in an aqueous system is preferable.

【0029】チタネート系カップリング剤やアルミニウ
ム系カップリング剤は、加水分解して基材金属表面の極
性基と反応できる加水分解性の基と、樹脂に対する親和
性の高い有機基とを持っており、それにより無機質の基
材金属と有機質の樹脂との間の密着性を高める作用があ
る。これらのカップリング剤としては、多くの種類の化
合物が知られており、そのどれを使用してもよい。
The titanate-based coupling agent and the aluminum-based coupling agent have a hydrolyzable group capable of hydrolyzing and reacting with a polar group on the surface of the base metal, and an organic group having a high affinity for the resin. This has the effect of increasing the adhesion between the inorganic base metal and the organic resin. Many types of compounds are known as these coupling agents, and any of them may be used.

【0030】密着性強化剤は、1種もしくは2種以上を
使用することができる。その配合量(シリカゾルの場合
はSiO2換算の量、2種以上の場合は合計量)は、樹脂固
形分に対して5.0 %以下とする。配合量が5.0 %を越え
ると、樹脂皮膜の架橋が著しく進行し、塑性加工後の脱
膜性が劣化する。下限は特に制限されないが、好ましく
は0.1 %以上である。より好ましい配合量は 0.5〜3.0
%である。
One or more of the adhesion enhancers can be used. The amount (in terms of SiO 2 in the case of silica sol, the total amount in the case of two or more) is 5.0% or less with respect to the resin solid content. If the compounding amount exceeds 5.0%, the crosslinking of the resin film proceeds remarkably, and the film removing property after plastic working deteriorates. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.1% or more. A more preferred amount is 0.5 to 3.0
%.

【0031】金属石鹸 本発明における潤滑処理皮膜には、潤滑性成分として金
属石鹸を含有させる。金属石鹸としては、ステアリン酸
アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等が例示されるが、こ
れら以外のものも使用可能である。また、2種以上を使
用することもできる。金属石鹸は一般に非常に微粒子で
あり、水系処理液中に分散させることができる。
Metal Soap The lubricating film of the present invention contains metal soap as a lubricating component. Examples of the metal soap include aluminum stearate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate and the like, but other than these can also be used. Also, two or more kinds can be used. Metal soaps are generally very fine particles and can be dispersed in aqueous treatment liquids.

【0032】金属石鹸の配合量は、樹脂固形分に対して
0.5 %以上10%以下とする。好ましくは1〜5%であ
る。配合量が0.5 %未満では潤滑性が不十分となり、10
%を越えると、潤滑性の向上効果が飽和するのみなら
ず、樹脂皮膜の凝集強化が低下し、耐キズつき性が劣化
する。
The amount of the metal soap is based on the solid content of the resin.
0.5% or more and 10% or less. Preferably it is 1 to 5%. If the amount is less than 0.5%, the lubricity becomes insufficient, and
%, The effect of improving lubricity is not only saturated, but also the cohesive strengthening of the resin film is reduced and the scratch resistance is deteriorated.

【0033】潤滑処理皮膜 本発明の表面潤滑処理金属材は、上記のアルカリ可溶性
樹脂と密着性強化剤と金属石鹸とを含有させた水系処理
液を基材金属表面に塗布し、必要により加熱して塗膜を
乾燥させることにより形成した潤滑処理皮膜を表面に有
する。この潤滑処理皮膜の膜厚は0.5 μm以上10μm以
下とする。0.5 μm未満では耐キズつき性が不十分であ
り、10μmを越えると逆に金型への皮膜堆積の問題が生
じる。好ましい膜厚は1.0 μm以上5.0 μm以下であ
る。
Lubricated film The surface lubricated metal material of the present invention is prepared by applying an aqueous treatment solution containing the above-mentioned alkali-soluble resin, adhesion enhancer and metal soap to the surface of the base metal and heating it if necessary. To form a lubricated film formed on the surface by drying the film. The thickness of the lubricating film is 0.5 μm or more and 10 μm or less. If it is less than 0.5 μm, the scratch resistance is insufficient, and if it exceeds 10 μm, the problem of film deposition on the mold occurs. The preferred film thickness is 1.0 μm or more and 5.0 μm or less.

【0034】基材金属が金属板である場合、潤滑処理皮
膜の形成は金属板の両面に行うのが普通であるが、用途
によっては片面だけに潤滑処理皮膜を形成してもよい。
この潤滑処理皮膜の形成方法は特に限定されるものでは
ないが、以下に標準的な手法を説明する。
When the base metal is a metal plate, the formation of a lubricating film is usually performed on both surfaces of the metal plate. However, depending on the application, the lubricating film may be formed on only one surface.
The method of forming the lubricating film is not particularly limited, but a standard method will be described below.

【0035】前処理 潤滑処理皮膜の形成に用いる処理液は、主成分の樹脂が
水溶性または水分散性の樹脂であるため、水系である。
そのため、基材金属はアルカリ脱脂等で十分に脱脂して
おく必要がある。この脱脂が不十分であると、形成され
る皮膜に塗装はじきあるいは塗装ムラ等の欠陥が発生す
る。
Pretreatment The treatment liquid used for forming the lubrication treatment film is water-based because the main component resin is a water-soluble or water-dispersible resin.
Therefore, the base metal needs to be sufficiently degreased by alkali degreasing or the like. If the degreasing is insufficient, defects such as repelling or uneven coating are generated on the formed film.

【0036】処理液 処理液は、水溶性または水分散性でアルカリ可溶性の1
種もしくは2種以上を含有する水性樹脂液に、まず金属
石鹸を添加して十分に分散させた後、密着性強化剤を添
加し、攪拌し、必要に応じて希釈することにより調製す
ることができる。希釈はイオン交換水を用いて行うが、
濡れ性の改善、消泡・乾燥性の向上のため、水と相溶性
のよい有機溶剤(例、アルコール、ケトン等)を添加し
てもよい。処理液の固形分濃度は、形成する潤滑処理皮
膜の厚さおよび塗布方法によって調整する。処理液に
は、上記成分以外に、分散剤、界面活性剤などの慣用の
添加剤を少量添加してもよい。さらに、基材金属の片面
だけを潤滑処理する場合の処理面の識別や、脱膜状況の
把握が容易になるように、処理液に着色剤(顔料または
染料)を添加して、皮膜を着色してもよい。
Treatment Solution The treatment solution is a water-soluble or water-dispersible alkali-soluble one.
The aqueous resin liquid containing the seed or two or more kinds may be prepared by first adding a metal soap and sufficiently dispersing the same, then adding an adhesion enhancer, stirring, and, if necessary, diluting. it can. Dilution is performed using ion-exchanged water.
An organic solvent having good compatibility with water (eg, alcohol, ketone, etc.) may be added to improve the wettability and the defoaming / drying properties. The solid content concentration of the treatment liquid is adjusted according to the thickness of the lubricating film to be formed and the application method. In addition to the above components, small amounts of conventional additives such as a dispersant and a surfactant may be added to the treatment liquid. In addition, a colorant (pigment or dye) is added to the treatment liquid to color the coating so that it is easy to identify the treated surface when lubricating only one side of the base metal and to grasp the state of film removal. May be.

【0037】処理液の塗布 処理液の塗布方法は基材金属の形状により異なるが、金
属板の場合はロールコーターによる塗布が最も好まし
い。ロールコーターを用いると、塗布膜厚の調整が容易
で、かつ美麗な塗装が可能である。その他、スプレー
法、刷毛塗り法、浸漬法なども適用できる。形状が複雑
な基材に対してはスプレー法、浸漬法等が実用的であ
る。
The method of applying the treatment liquid varies depending on the shape of the base metal, but in the case of a metal plate, application by a roll coater is most preferable. When a roll coater is used, it is easy to adjust the coating film thickness and beautiful coating is possible. In addition, a spray method, a brush coating method, a dipping method, and the like can be applied. For a substrate having a complicated shape, a spray method, an immersion method or the like is practical.

【0038】乾燥 処理液を塗布した後、乾燥して潤滑処理皮膜を形成す
る。乾燥温度は水が蒸発する程度でよいが、最高到達板
温が40〜100 ℃となる条件で行うのが効率よく好まし
い。乾燥方法としては、温風乾燥、赤外線による乾燥
等、通常用いられる方法が適用できる。
Drying After applying the treatment liquid, it is dried to form a lubrication treatment film. The drying temperature may be such that the water evaporates, but it is preferable to carry out the drying under the condition that the maximum attained plate temperature is 40 to 100 ° C. As a drying method, a commonly used method such as hot air drying or infrared drying can be applied.

【0039】本発明の表面潤滑処理金属材は、潤滑処理
皮膜と基材金属との密着力が強く、優れた耐キズつき性
を有しており、後述する実施例に示すように、脱膜性、
耐ブロッキング性にも優れている。
The surface lubricating metal material of the present invention has a strong adhesion between the lubricating film and the base metal, and has excellent scratch resistance. sex,
Excellent blocking resistance.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例により、本発明の詳細を説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0041】表1に示したガラス転移温度(Tg)および酸
価を有する各種のアルカリ可溶性樹脂が水中に溶解ない
し分散している樹脂液に、まず金属石鹸を添加し、十分
に攪拌して分散させてから、密着性強化剤を添加して、
表2に示す固形分組成を持った水系処理液を調製した。
処理液の総固形分濃度は、イオン交換水を添加して20%
に調整した。密着性強化剤としては、平均粒径10 nm の
湿式シリカ (日産化学社製スノーテックス20) 、チタネ
ート系カップリング剤 (イソプロピルイソステアロイル
ジアクリルチタネート、味の素社製KR11) 、およびアル
ミニウム系カップリング剤 (アセトアルコキシアルミニ
ウムジイソプロピレート、味の素社製AL-M) を使用し
た。
To a resin solution in which various alkali-soluble resins having a glass transition temperature (Tg) and an acid value shown in Table 1 are dissolved or dispersed in water, metal soap is first added, and the mixture is thoroughly stirred and dispersed. And then add the adhesion enhancer,
An aqueous treatment liquid having a solid content composition shown in Table 2 was prepared.
The total solids concentration of the treatment solution is 20%
Was adjusted. Examples of the adhesion enhancer include wet silica having an average particle diameter of 10 nm (Snowtex 20 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), titanate-based coupling agents (isopropylisostearoyl diacryl titanate, KR11 manufactured by Ajinomoto Co.), and aluminum-based coupling agents (Acetoalkoxyaluminum diisopropylate, AL-M manufactured by Ajinomoto Co.) was used.

【0042】この水系処理液を、表面をアルカリ脱脂し
たステンレス鋼板 (SUS430、2B仕上げ、板厚1.2mm)の両
面にバーコーターで塗布し、最高到達温度が60℃になる
ように熱風炉で5分間乾燥して試験板を得た。この試験
板を下記の試験に供し、その性能を調査した。
This aqueous treatment solution was applied to both surfaces of a stainless steel plate (SUS430, 2B finish, 1.2 mm thick) whose surface was alkali-degreased with a bar coater. After drying for a minute, a test plate was obtained. This test plate was subjected to the following test, and its performance was examined.

【0043】耐キズつき性評価試験 図1に示す簡易的な摺動試験装置を用い、下記の条件で
研磨したダイスを試験片に押しつけながら試験片を摺動
させることにより試験を行い、摺動部のキズを目視観察
して、下記の判定基準により耐キズつき性の評価を行っ
た。◎または○であれば良好とした。
Evaluation Test of Scratch Resistance Using a simple sliding test apparatus shown in FIG. 1, a test was performed by sliding the test piece while pressing a polished die against the test piece under the following conditions. The scratches of the part were visually observed, and the scratch resistance was evaluated according to the following criteria. ◎ or ○ indicates good.

【0044】 ダイス研磨紙 :#600 ダイス研磨方向:平行研磨 押し付け圧 :0.66 Mpa(66 g/mm2) 試験片採取方向:圧延方向 試験片形状 :1.2 mm厚×30mm幅×150 mm長さ 摺動長さ :50 mm Dice polishing paper: # 600 Dice polishing direction: Parallel polishing Pressing pressure: 0.66 Mpa (66 g / mm 2 ) Test specimen collection direction: Rolling direction Test specimen shape: 1.2 mm thick × 30 mm width × 150 mm length Moving length: 50 mm

【0045】脱膜性評価試験 市販のアルカリ脱脂液 (日本パーカライジング社製、FC
-L-4480)の2%水溶液を使用し、温度40℃、スプレー圧
1kg/cm2で10秒間スプレーすることにより脱膜した後、
水はじきの有無を目視にて判定し、脱膜性を以下の基準
で判定した。○であれば良好とした。
Evaluation Test for Removal of Membrane A commercially available alkaline degreasing solution (FC manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.
-L-4480) at a temperature of 40 ° C. and a spray pressure of 1 kg / cm 2 for 10 seconds to remove the film.
The presence or absence of water repellency was visually determined, and the film removal property was determined according to the following criteria.で あ れ ば: good

【0046】 ○:水はじきなし △:水はじき一部あり ×:水はじき全面発生。:: No water repelling Δ: Part of water repelling ×: Water repelling occurred on the entire surface.

【0047】耐ブロッキング性評価試験 耐ブロッキング性は、潤滑処理板の積み重ね保管時にお
ける潤滑処理皮膜同士の粘着 (ブロッキング) に対する
耐性である。この粘着が起こると、作業性が低下し、塑
性加工の効率が著しく悪化する。
Evaluation Test of Blocking Resistance The blocking resistance is resistance to adhesion (blocking) between the lubricated coatings during stacking and storage of the lubricated plates. When this sticking occurs, workability is reduced and the efficiency of plastic working is significantly deteriorated.

【0048】試験は、片面のみに潤滑処理皮膜を形成し
た2枚の試験片の皮膜同士を重ねあわせ、40℃、200 kg
/cm2の圧力で3時間押し付け、剥離した後の粘着状態を
下記の4段階で評価した。◎または○であれば良好とし
た。
The test was performed by superimposing the films of two test pieces each having a lubricated film formed only on one side at 40 ° C. and 200 kg.
The adhesive state after being pressed for 3 hours at a pressure of / cm 2 and peeled was evaluated according to the following four grades. ◎ or ○ indicates good.

【0049】◎:自重で剥離し、粘着痕がない。A: Peeled off by its own weight, with no sticking marks.

【0050】○:自重で剥離するが、粘着痕がみられ
る。
:: Peeled off by its own weight, but adhesive marks were observed.

【0051】△:粘着するが、軽く叩くと剥離する。△: Adhesive, but peels off when patted lightly.

【0052】×:粘着し、叩いても剥離しない。×: Adhered and did not peel off when hit.

【0053】評価結果を表2に併せて示す。この結果か
ら明らかなように、実施例として示した本発明の潤滑処
理金属材は耐キズつき性に優れるとともに、脱膜性およ
び耐ブロッキング性も良好であった。
The evaluation results are also shown in Table 2. As is clear from the results, the lubricated metal material of the present invention shown as an example was excellent in scratch resistance, and also good in film removal property and blocking resistance.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の表面潤滑処理金属材は、潤滑処
理皮膜の基材金属への密着力に優れており、絞り加工と
いった厳しい塑性加工を受けても皮膜の剥離が起こりに
くいため、塑性加工時に金型との接触による表面キズが
発生せず、成形後の脱膜性および耐ブロッキング性にも
優れている。
The surface lubricated metal material of the present invention is excellent in the adhesion of the lubricated film to the base metal, and the film is unlikely to be peeled off even under severe plastic working such as drawing. No surface flaws occur due to contact with the mold during processing, and the film is excellent in film removal and blocking resistance after molding.

【0057】従って、従来は塑性加工中のキズつきを防
止するためビニールシートを貼合して成形していた、ス
テンレス鋼板やアルミニウム系めっき鋼板といった、加
工後に無塗装で使用されることが多い美麗な表面を持っ
た金属材に対しても、十分に適用しうるものである。そ
れにより、このような金属材の塑性加工の作業性が著し
く改善され、かつビニールシートの廃棄の問題も解消さ
れる。
[0057] Accordingly, a beautiful material, such as a stainless steel plate or an aluminum-plated steel plate, which is conventionally used without coating after processing, has been conventionally formed by bonding a vinyl sheet to prevent scratches during plastic working. The present invention can be sufficiently applied to a metal material having a smooth surface. Thereby, the workability of the plastic working of such a metal material is remarkably improved, and the problem of disposal of the vinyl sheet is also solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例において耐キズつき性評価試験に用いた
簡易的な摺動試験装置の概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a simple sliding test apparatus used for a scratch resistance evaluation test in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:材料、2:ダイス、3:ホルダー、4:荷重、5:
スライドテーブル
1: material, 2: die, 3: holder, 4: load, 5:
Slide table

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材金属の表面に、ガラス転移温度が10
℃以上85℃以下の水溶性または水分散性でアルカリ可溶
性の少なくとも1種の樹脂と、このアルカリ可溶性樹脂
固形分に対して5.0 重量%以下の量の樹脂/基材間の密
着性を高める密着性強化剤および0.5 重量%以上10重量
%以下の金属石鹸とを含有する水系処理液から形成され
た、膜厚が0.5 μm以上10μm以下の潤滑処理皮膜を有
することを特徴とする、耐キズつき性と脱膜性に優れた
表面潤滑処理金属材。
1. A glass transition temperature of 10 on a surface of a base metal.
A water-soluble or water-dispersible and alkali-soluble resin having a temperature of not less than 85 ° C and not more than 5.0% by weight based on the solid content of the alkali-soluble resin; With a lubricating film having a film thickness of 0.5 μm to 10 μm, formed from an aqueous treatment liquid containing a water-enhancing agent and a metal soap of 0.5% to 10% by weight. Surface lubricated metal material with excellent properties and film removal.
【請求項2】 前記密着性強化剤が、コロイド状シリ
カ、チタネート系カップリング剤、およびアルミニウム
系カップリング剤よりなる群から選ばれる、請求項1記
載の表面潤滑処理金属材。
2. The surface lubricating metal material according to claim 1, wherein the adhesion enhancer is selected from the group consisting of colloidal silica, titanate coupling agents, and aluminum coupling agents.
JP27266596A 1996-10-15 1996-10-15 Surface lubricating treatment metallic material with excellent marring resistance and film-removing property Withdrawn JPH10114012A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007040096A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Toyo Kohan Co., Ltd. Treatment liquid for improving formability of aluminum alloy material
CN109533503A (en) * 2018-10-16 2019-03-29 东莞润如智能科技有限公司 A kind of manufacturing equipment of transparent pattern printed steel plate

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Effective date: 20040106