JPS6055560B2

JPS6055560B2 - 防錆潤滑処理鋼板

Info

Publication number: JPS6055560B2
Application number: JP85878A
Authority: JP
Inventors: 文寿横井; 勝鷺山
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPS5494446A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、熱延鋼板、冷延鋼板、表面処理鋼板（以下
単に鋼板と云う）の一時防錆性とプレス加工性を向上さ
せる目的で表面に被覆層を形成した防錆潤滑処理鋼板に
関するものである。

鉄鋼メーカーでは、鋼板に一時防錆性と軽度の潤滑性を
付与するために防錆油を重油しているが、高度のプレス
加工を行なうに際しては、ユーザーが鋼板にプレス加工
油を適宜重油している。

しかしながら、ユーザーでのプレス加工油の重油は、生
産性の低下や作業環境の悪化など起こすので、プレス加
工油の必要性がない鋼板が要望されていた。これに対応
するものとして、防錆油とプレス加工油の機能を兼ね備
えた被覆層を鋼板表面に形成した防錆潤滑処理鋼板が開
発されている。

従来の上記防錆潤滑処理鋼板は、塗布する組成物によつ
て、ワックスタイプ、金属石けんタイプおよび樹脂タイ
プに大別される。

これらの中でワックスタイプは塗装工程が簡単であるこ
と、低廉であること、及び総合的特性が優れていること
などの理由から最も広く用いられている。しかし、防錆
潤滑処理鋼板に要求される主な特性である潤滑性、防錆
性および脱脂性はワックスの組成により相違がある。

すなわち、潤滑性はアルキル基の長さや鋼板表面への吸
着の強さなどによつて変わるが、アルキル基の炭素数が
１ω尖トで極性が高く吸着性の強いワックスを選びさえ
すれば必要な潤滑性が得られる。一方、防錆性ど脱脂性
は、ワックス中の極性基の種類により大きな相違がある
。防錆潤滑処理鋼板に用いられるワックスの組成として
は、特公昭５０−１４２３３号の１成形加工用表面処理
鋼板ョにおける高級カルボン酸アミン塩、特開昭４８−
１０２７６７号の１防錆潤滑鋼板ョあるいは特開昭４９
−３８８４３ｒ防錆潤滑被覆鋼板ョに見られる脂肪酸と
多価アルコールの部分エステルおよび特開昭４９−６１
５５８の１金属類の塑性加工剤組成物ョにおけるジ長鎖
アルキルケトンが代表的である。

高級カルボン酸アミン塩は、アルカリで容易に脱脂てき
る反面、皮膜を水分が容易に透過するために、ブレス加
工後の保管中における防錆性が低い。

また、脂肪酸と多価アルコールとの部分エステルやジ長
鎖アルキルケトンは、保管中の防錆性が高い反面、脱脂
性が防錆油よりも著しく低い。

以上のように、ワックスタイプの防錆潤滑処理鋼板は必
要な潤滑性を確保できるものの、防錆性と脱脂性は必要
水準に達しておらず実用に踏み切る上で大きな障害とな
つていた。そこで、本願発明者等は種々検討を加えた結
果、従来のワックスタイプの防錆潤滑処理鋼板の性能バ
ランス上の問題点を解決するには、酸化ワックスに、ア
ミンおよび非イオン性、陰イオン性、両性の各界面活性
剤のうち１種以上を添加した組成物を塗布すれば良いと
いう知見を得た。

酸化ワックスはパラフィンワックスやペトロラタムを酸
化することにより脂肪酸、ケト酸、エスーテル、ケトン
、高級アルコールなどの含酸素化合物を主とし、一部に
炭化水素を残した組成を持つワックスである。含酸素化
合物は極性が強く、しかもアルキル基の炭素数が１０１
：）上のものが多い分布を持つので鋼板表面に吸着して
防錆性、潤滑性一の優れた皮膜となる。特に防錆性につ
いては、組成物が複合物であるために、その複合効果に
より単体では得られない優れた性能を発揮する。さらに
、原料ワックスの分子量が７００以下のときにノは、皮
膜が柔軟で鋼板上での展着性が良好であるので、ブレス
加工しても皮膜は剥離しにくい。なお、酸化ワックス中
の遊離酸を一部エステル化したものも防錆性、潤滑性お
よび展着性について同様な性能を示すので、ここでは、
これをも含めて広義に酸化ワックスと云う。一方、上記
酸化ワックスは、防錆性および潤滑性以外では、脱脂性
が悪く、スティンを発生し易いといつた問題点がある。

そこで、更に本願発明者等は、種々の検討を行なつた結
果、酸化ワックス中に、アルキル基の炭素数が１０以下
の脂肪族アミン、アルカノールアミン、アルキルイミダ
ゾリンあるいは脂環族アミンのうち少なくとも１種以上
を添加すれば、上述の問題点を同時に解決できるという
知見を得た。

第１図には、脂肪族アミンのアルキル基炭素数と脱脂性
、耐スティン性との関係が示されている。スティンはア
ミンのアルキル基炭素数に無関係で酸化ワックス中の遊
離酸を中和することにより防止される。脱脂性はアミン
のアルキル基の炭素数が増加すると低下する傾向があり
、炭素数が１２以上では酸化ワックス単体よりも悪くな
る。脱脂性向上に寄与するアミンは、第１図からアミン
のアルキル基炭素数が１０以下の範囲で有効なことがわ
かる。なお、このことは、アルカノールアミンおよびア
ルキルアミダゾリンに関しても同様である。なお、第１
図は、酸化ワックス（ＡＶ＝７０）に中性にするために
アミンを添加したものを０．５ｇ１イ、市販脱脂剤１０
ｆ１ｅ１５ＣｆＣ（ＰＨ：１０）の脱脂液中に浸漬した
場合の試験結果である。脱脂性向上およびスティン防止
の効果があるアミンを例示すれば、へキサルアミン、イ
ソヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、
デシルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、
ジオクチルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン
、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチ
ルアミン、トリオクチルアミン、トリデシルアミン、モ
ノエタールアミン、モノブタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、ジブタノールアミン、トリエタノールアミン
、トリブタノールアミン、イミダゾール、ペンチルイミ
ダゾリン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルア
ミン等がある。

脱脂液を連続使用すると組成物が液中に混入し、新規の
組成物でも脱脂性が低下する。

これは、組成物中に油性の高いエステルやケトンが含ま
れるために、脱脂液中の界面活性剤がこれらを分散する
のに消費されるからである。従つて、組！成物自身を脱
脂液中で分散し易くして、脱脂液中の界面活性剤の消耗
を防止する必要があつた。この点に鑑み種々検討した結
果、このためには非イオン性、陰イオン性および両性の
各界面活性剤のうち少なくとも１種以上を組成物中に１
％以上添１加配合することが有効であることがわかつた
。界面活性剤の配合効果が第２図に示されている。有効
な界面活性剤を例示すれば、脂肪酸モノグリセリンエス
テル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪酸アルカノ
ールアミド、脂肪酸ポリエ・チレンエーテル、脂肪族ア
ルコールポリエチレングリコールエーテル、脂肪族メル
カプタンポリエチレンエーテル、ポリプロピレングリコ
ールエーテル、脂肪酸のＮａ，Ｋ塩、アルキルナフタリ
ンスルフォン酸塩、アルキルアリルスルフォン酸ｚ塩、
石油スルフォン酸塩、スルフオこはく酸塩、高級脂肪酸
エステルのスルフォン酸塩、高級アルコールエーテルの
スルフォン酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、アラ
ニン型両性界面活性剤、グリシン型両性界面活性剤、ベ
タイン型両性界面活性剤等がある。なお、第２図は、組
成物を５ｆ′ｅ混入させた脱脂液（５０℃でＰＨ：１０
の市販脱脂剤１０ｙＩ１）中に試験片を２．５分間浸漬
し、ウォーターブレーク法で脱脂率を求めたもので、添
加配合した界面活性剤はポリエチレングリコールオレイ
ルエーテルで、組成物のベースは酸化ワックスとジシク
ロヘキシルアミンからなるものであつて、その塗布量は
０．５ｙ１ｎｔである。

防錆潤滑処理鋼板としてバランスのとれた性能を得るた
めには酸化ワックス、アミンおよび界面活性剤の配合が
以下に示す範囲になければならない。

すなわち、酸化ワックスとアミンとの配合では、アミン
の配合率は酸化ワックスを中和するのに必要な量を最小
限とし、５１量％を最大限とする。

これは第１表に示されるように、中和量未満では脱脂性
、耐スティン性が不良であり、一方、５瀘量％を越すと
防錆性が低下するためである。なお、第１表は、添加量
を変えてジシクロヘキシルアミンを酸化ワックス中に添
加し、脱脂性、耐スティン性および防錆性（発錆率）を
調べた結果である。第１表において、組成物のＰＨは、
エチルアルコールと水を１対１の割合で混合した溶液中
に、ワックスを０．５％溶解した状態で測定したもので
ある。

脱脂時間は、５（代）でＰＨ：１０の市販脱脂剤１０ｆ
１ｅの脱脂液中に浸漬して、１００％水ぬれするまで脱
脂するに要した時間である。

耐スティン性は、５０Ｃ１１００％ＲＨの条件下で７日
間積重ねておき、スティンの発生状態を目視観察したも
のであり、表中０印はスティンが全く発生しないことを
意味し、（Δ印は一部にスティンが発生したことを意味
し、）×印は全面にスティンが発生したことを意味する
。

発錆率は、軒下に１ケ月暴露した後の発錆面積の割合で
ある。

界面活性剤の添加量は組成物全体に対して、１％以上、
４０％以下でなければならない。

界面活性剤が１％以上必要な理由は前述した通りである
が、４０％以下でなければならないのは、第３図に示さ
れるように、界面活性剤が４０％を越えると防錆性が急
激に低下するためである。なお、第３図は、界面活性剤
としてグリセリンモノオレエートを使用し、組成物のベ
ースは酸化ワックスとトリ・ブチルアミンとの混合物で
あり、その塗布量は０．５ｆＩｄとした場合の試験結果
である。上記のように配合された組成物（防錆潤滑処理
剤）は、防錆潤滑鋼板に要求される諸特性をバランスよ
く満足するが、その塗布量が変われば、そ）の性能が変
わることは勿論である。前記組成物の塗布量が０．２′
１Ｗｔ未満では防錆性が低く、保管中に錆びる危険性が
ある。

一方、組成物の塗布量が３ｙＩＴｒｔを越えるとブレス
加工時に皮膜が金型に堆積するようになり、ブレス不良
の原因となる。この組成物の塗布量の影響が第４図に示
されている。なお、第４図は組成物として酸化パラフイ
ンニ８σ％、ジシクロヘキシルアミンニ１５％およびポ
リエチレングリコールオレイルエーテルニ５％からなる
ものについて行なつた試験結果であり、防錆率は次の方
法で求めた。

すなわち、湿潤箱試験で７２，１２０および１６８ＨＲ
にＪＩＳ，、Ｚ−２９１２１に従つて評価した後、Ａ→
１０，Ｂ→８，Ｃ→６，Ｄ→４およびＥ→１の評価値に
換算し、これを下式に定義した計算式に基づいて計算し
た値を防錆率とした。但し、ｉ：くり返し総数１中のｉ
番目の試料（１＝３とした）ｊ：全判定回数Ｊ中
のｊ回目の試料（Ｊ＝３とした）Ｒｉｊ：判定回数ｊ回目、くり返しｉ番目の試料
の評価値を夫々示す。

次に実施例について説明する。

実施例組成物および配合率を変えて諸特性の評価をした。

この結果を第２表に示す。なお、このときの試験条件は
次の通りである。１防錆性：軒下に１ケ月暴露した後、
発錆面積を求めた。

２脱脂性：市販脱脂剤１０ｆＩ＼５０℃（ＰＨ：
１０）の範囲液中に浸漬して、１００％水ぬれ
するに要する脱脂時間を求めた。

３潤滑性：円筒深絞り試験を行ない外径変化率
を求めた。

このときの円筒絞り試験条件は、ポンチ径５０
ｍφブランク径１３『φ試験片ＳＰＣＥＯ．８。
厚で耐スティン性：５ＣｆＣ１１０（代）ＲＨの雰囲気
中に試験片を積重ね７日間放置後ステインの発
生状態を目視観察し、表中０印はスティンが全く発
生しないことを意味し、×印はスティンが発生したことを意味する。

塗布量：０．５ｙ１イなお、第２表中、市販防錆油とは、スピンドル油にスル
フォン酸塩、ワックス酸化物等を添加したものであり、
そして、市販ブレス加工油とは、マシン油に塩素化合物
、イオウ化合物等を添加したものである。

この発明によれば、塗布した組成物中の多数の成分が複
合して一時防錆性とブレス加工性が向上した防錆潤滑処
理鋼板が得られることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脂肪酸アミンのアルキル基炭素数と脱脂性、
耐スティン性の関係を示す図、第２図は、界面活性剤の
配合率と脱脂率との関係を示す図、第３図は、界面活性
剤の配合率と防錆率との関係を示す図、第４図は、塗布
量と防錆率との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１酸化ワックスに、アルキル基の炭素数が１０以下の
脂肪族アミン、アルカノールアミン、アルキルイミダゾ
リンあるいは脂環族アミンのうち少なくとも１種以上を
加えたものでなり、アミンの配合率を５０重量％以下に
することによつて、中性または塩基性にした組成物Ａと
、非イオン性、陰イオン性および両性の各界面活性剤の
うち１種または２種以上からなる組成物Ｂとからなり、
上記組成物Ａと組成物Ｂとの配合割合が６０：４０〜９９：１である防錆潤滑処理剤を、０．２〜３．０ｇ／ｃｍ＾２
塗布したことを特徴とする防錆潤滑処理鋼板。