JPS63195282A - 高潤滑性皮膜鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はめつき鋼板の上に有機皮膜を存在せしめた有機
複合鋼板に関するものである。すなわち、本発明はクロ
メート処理し友クロメート被覆めっき鋼板に加工性、耐
食性、塗料密着性のきわめて優れた有機皮膜を形成させ
商品価値を著しく高めるものである。ここでいうめつき
鋼板とは鋼板上に亜鉛、スズ、銅、クロム、ニッケルを
単独めりきするかあるｈはこれらに１種ま九は２種以上
の金属を含有せしめｔ合金めつき鋼板であシ、これらの
゛電気めりき鋼板あるいは溶融めっき鋼板をさす。

〈従来の技術〉 これまでに電気亜鉛めりき鋼板や溶融めっき鋼板あるい
は各種合金めっき鋼板が製造され、家電、自動車、建材
などく広く使用されている。

その際、一般に鋼板（表面処理鋼板）→プレス油塗油→
成形加工（プレス）→脱脂→（化成処理）→塗装の工程
を通って加工製造され、製品となるが、これら工程のな
かでプレス油塗油には次のような問題点がある。

ｌ）プレス油はスプレー法で塗油されることが多く、作
業環境を悪化させる。

２）プレス油ではプレス時の型カノリの発生を良好に防
止できない。

３）プレス後十分脱脂を行なわないと後工程の化成処理
性をわるくし、また、塗料の密着性を阻害する。

従来、プレス加工性の優れた鋼板として例えば市販潤滑
鋼板が知られており、これＫよればプレス油を塗油する
ことなくプレス加工できる利点があるが、この鋼板の潤
滑皮膜には耐食性がほとんどなく、皮膜上にさらに防錆
油を塗布し耐食性を確保する必要がある。一方針食性に
優れた鋼板として、亜鉛系めっき鋼板のクロメート材に
特殊樹脂を塗布したいわゆる簡易プレコート鋼板（本発
明では以後有機複合鋼板とよぶ）が開発され一部市販さ
れている０例えば特開昭５８−１７７４７６号公報（＊
公昭６１−３６５８７号）、特開昭６０−１４９７８６
号公報、特開昭５８−２１０１９２号公報、特開昭５８
−２１０１９０号公報、特開昭５９−１１６３９７号公
報等をあげることができる。

これらは鋼板上に特殊樹脂を０．３〜５！ｉ／ｍ塗布す
ることからなり、これによって特に裸耐食性はかなシ改
善される。しかし、これら鋼板は、その表面皮膜に潤滑
性がまっ九くないためプレス加工性が劣り、プレス時皮
膜が剥離したシするためプレス油の塗油は必須となる。

これに対し、無塗油の状態でプレスし、かつ、プレス後
の耐食性を確保できる有機複合鋼板の開発が鋭意検討さ
れてき友。例えば特公昭６１−２６６００号公報、特開
昭６１−６０８８６号公報等をあげることができる。し
かし、これらにおいても連続プレス加工を行なうとビル
ドアップをおこし、かつ、耐食性もかならずしも十分と
は言えない。

以上述べたように優れた加工性と耐食性とをかねそなえ
た皮膜を有する有機複合鋼板は未だしの感がある。

〈発明が解決しようとする間櫃点〉 これに対し、本発明は有機複合鋼板を製造するにあたり
きわめて優れた加工性、及び加工後の耐食性とをかねそ
なえた有機皮膜を有した有機複合鋼板を得ることを目的
とし友ものであり、クロメート皮膜めっき鋼板の表面に
特殊組成からなる有機皮膜を形成させることによって、
加工性（プレス性）に優れ、かつ、加工後の耐食性に優
れた高潤滑性皮膜鋼板を得ることができるのである。

〈間頃点を解決するための手段〉 本発明は次に示す３ツａツクの水性液を混合し、クロメ
ート被覆めりき鋼板に塗布することにより得られるきわ
めて優れたプレス性と加工後の耐食性に優れた皮膜を有
する有機複合鋼板にある。

第１図に本発明による高潤滑性皮膜鋼板の断面構造を示
す、鋼板１の上層にめりき層２、クロメート層３を形成
した表面処理鋼板上に下記■〜■を混合した有機皮膜層
４を形成させたものである。

本発明の高潤滑性鋼板の優れた特性は上記３者を混合し
−た水性有機皮膜層に起因するものである０本発明の高
潤滑性鋼板は上記■〜■を混合し九有機皮膜層をクロメ
ート皮膜層上に形成させることにより製造できるが、特
に推奨する製造条件について以下に述べる。

上記■に示す水系分散体油のｉｓあるいは２種以上を１
００部（重量部）に対し■に示す水系分散体ワックスを
１０〜１００部（重量部）混合し、かつ、■に示す各種
酸化物のコロイド（ゾル）の１種あるいは２種以上を１
０〜４００部（重量部）混合した水性液をめっき鋼板上
に塗布するとプレス性及び加工後の耐食性のきわめて優
れた皮膜が形成され、優れた有機複合鋼板を製造できる
ことを確認した。

本発明の有機樹脂皮膜のプレス性及び加工後の耐食性を
大幅に向上させる方法について具体的に説明する。

第２図、第３図はクロム付着量が７ｏり／ｌ！Ｉ２とな
るようだクロメート処理したＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼
板の上に、 水系分散体の鉱物油：水系分散体のワックス＝１００：
５０（固形分重量比）５となるように固定し、；ロイダ
ルシリカ（Ｓｉｎ２）の添加量をかえた水性液を塗布し
乾燥後の皮膜が１μとなるように塗布し、連続プレス性
と加工後の耐食性がどのように変化するかを示したもの
である。

第４図、第５図は同じくクロム付着量が７０〜／ｎ１２
　となるようにクロメート処理したＺｎ−Ｎｉ系合金め
っき鋼板の上に、 水系分散体の鉱物油：コロイダルシリカ（ｓｉｏ２）＝
１００：１００（固形分重量比）となるように固定し、
水系分散体のワックスの添加量をかえ友水性液を塗布し
乾燥後の皮膜が１μとなるように塗布し、連続プレス性
と加工後の耐食性がどのように変化するかを示したもの
である。

ここで耐食性はＪＩＳ−Ｚ−２３７１規格に準拠した塩
水噴霧試験によシ（食塩水濃度５４、槽内温度３５℃、
噴霧圧力２０Ｐｓｉ）２０００時間後の発錆状況を調査
し◎、Ｏ１△、Ｘ、ＸＸの５段階で評価し友ものであシ
、◎が最良である。

◎：：錆発生　ｏｔｓ Ｑ：ｚ　　　　Ｑ〜１嗟 Δ：　　ｌ　　　１〜ｌＯ係 Ｘ：　　　Ｉ　　　　１０〜５０係 ｘｘ：　　　ｚ　　　　５ｏｔｌＩ以上連続プレス性は
５００回連続プレスを行ない途中の皮膜のビルドアツプ
性を調査し◎、○。

△、　Ｘ　、ＸＸの５段階で評価したものであり、◎が
最良である。

◎：連連続プレス５０註 △：　　　＃　　　２００〜４００回　　　ｌＸ：　　
　＃　　　１００〜２００回　　　ｌｘｘ：ｚｘ〜１０
０回でビルドアップ発生第２図から明らかなようにコロ
イダルシリカの添加量によって連続プレス性は変化し、
コロイダルシリカが１０部以下になると皮膜の潤滑性が
劣り１部ビルドアップを生じる．また、４００部以上に
なるとコロイダルシリカの凝集によるビルドアップを生
じる．これに対し、１０〜４００部の領域では皮膜はき
わめて優れた潤滑性を示し連続プレスを５００回実施し
てもビルドアップは皆無である．まｔ，第３図から明ら
かなようにコロイダルシリカの添加量によって加工後（
プレス後）の耐食性も変化し、コロイダルシリカが１０
部以下になると耐食性はかなシ低下する．−１友、４０
０部以上になると加工後の耐食性はやや低下する傾向に
ある。

以上の結果はコロイダルシリカ（ｓｉｏ２）のかわりに
Ｃｒｚ０３　１　Ｆ＠　２０３　ｅ　Ｆ’＠　５０４　
＊　ＭｇＯ　＋　Ｚｒ０ｚ　ｌ　８ｎ０２　５Ａｔ２０
３のコロイド（ゾル）を用いても、あるいはこれらのう
ち２種以上を同時に使用してもほぼ同様の結果が得られ
念。

次に第４図から明らかなように水系分散体ワックスの添
加量によりて連続プレス性は変化し、水系分散体のワッ
クスが１０部以下になると皮膜の抵抗が高くなり潤滑性
が劣シご〈少ない連続プレス回数でビルドアップが生じ
、かつ、皮膜に型カジリを生じる．また、１００部以上
になると水系分散体のワックスの増加に応じてやや潤滑
性は低下する．一方、第５図から明らかなように水系分
散体のワックスの添加量によって加工後（プレス後）の
耐食性も変化し、水系分散体ワックスが１０部以下にな
ると耐食性はやや低下する．また、１００部以上になる
と加工後の耐食性はやや低下する。

以上の結果はパラフィン系水系分散体ワックスを用いた
が、そのかわシに酸化ポリエチレン系、ポリオレフィン
系等をはじめ水系分散体ワックスであればいずれのワッ
クスを用いてもほぼ同様の結果が得られた。

また、上記第２．３，４．５図の結果は水系分散体油（
エマルジ．ン）として水系分散体鉱物油を用い九が、水
系分散体鉱物油のかわシに水系分散体動物油，植物油１
合成動物油２合成植物油１合成動・植物油を用いても同
様の結果が得られ友。

上記結果はめつき鋼板のＣｒ付着量が７ｏダ／ｒｎ２の
場合であるが第６図にＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の上
にクロム付着量をかえ、水系分散体鉱物油１００部（重
量部）に水系分散体ワックス５０部（重量部）、コロイ
ダルシリカ１００ｇ（重量部）混合した水性液を１．９
／ｒｎ２（固形分）塗布しｔ場合の皮膜の密着性を示す
０図から明らかなようにＣｒ付着量が１０　ｆｖ′ｍ２
以下、あるいは１５０１１ｍ２以上では皮膜の密着性が
やや低下する傾向にある。

皮膜の密着性試験は上記塗布した試験片を３０分沸騰し
、その後２■がパン目に皮膜をカットしテープ剥離し、
剥離面積で評制し友。

◎：剥離面積　　　ｏｎ ○：ｌ１Ｏ−１ｆｉ Δ：　　ｌ　　　　　１〜１０係 Ｘ：１１０〜５０％ ＸＸ：　　　＃　　　　　　５０悌以上以上の結果から
本発明ではめつき鋼板に水性液を塗布し有機複合鋼板を
製造するにあたシ１０〜１５０　Ｎｙｒｎ２のクロム付
着量を有するめっき鋼板に対して鉱物油、動物油、植物
油２合成動物油２合成植物油２合成動・植物油の水系分
散体から選ばれた１種または２種以上の混合物の固形１
００重量部に対し、水系分散体のワックスを固形分でｌ
θ〜１００重量部混合し、かつ、Ｓ　ｎ０２　、Ｃｒ　
２０３　＃　Ｆ＠２０３　ｅ　Ｆｅ　！１０４　、Ｍｇ
ｏ　、ｚｒｏ２１　Ｓ　ｎ０２　ｔ　Ａｔ２０５のコロ
イド（ゾル）の１種ま九は２種以上を固形分で１０〜４
００重量部含有させた水性液で処理することを特徴とす
る鋼板の表面処理法であシ、プレス性（加工性）及び加
工後の耐食性のきわめて優れた皮膜を有する有機複合鋼
板の製造法に関するものである。膜厚は特に限定しない
が、好ましくは０．２〜５１７７ｍ２が適当である。

０、２　、ｌｉ’／ｍ未満では、制量効果が不十分とな
り、また、　５．ｌｉｔ／ｍ２超になると連続プレス時
一部ピルドアツブが生じ型カジリが発生する恐れがある
。

〈実施例〉 以下実施例について述る。

実施例１ めっき付着量が２０１７ｍ”のＺｎ　−Ｎｉ系合金めっ
き鋼板（Ｎｉ：１１．５９ｂ）にＣｒ付着量が７５１９
７ｍ”となるようにクロメート処理し。

水系分散体鉱物油：水系分散体ワックス：コロイダルシ
リカ ＝　１００：５０：１００（重量部） となるように調整した水性液をその上に塗布し、乾燥し
て１．０ＪＦ／ｍ”となるように皮膜を形成し友。

実施例２ めりき付着量が２０１７ｍ”のＺｎ　−Ｎｉ　−Ｃ。

系合金めっき鋼板（Ｎｉ＝　１１．０％、Ｃｏ＝０．２
％）にＣｒ付着量が６０１１９／−となるようにクロメ
ート処理し、 水系分散体動物油：水系分散体ワックス：　Ｃｒ２０ｇ
ゾル ＝　１００：３０ニア０（重量部） となるように調整した水性液をその上に塗布し、乾燥し
て０．９１７ｍ”となるように皮膜を形成した。

実施例３ めりき付着量が２０１１７−のＺｎ　−Ｆ＠系合金めり
き鋼板にＣｒ付着量が９０ダ／ｍ”となるようにクロメ
ート処理し。

水系分散体植物油：水系分散体ワックス二Ｆ０２０５ゾ
ル＝１００ニア０：２００ となるように調整した水性液をその上に塗布し、乾燥し
て１．４１７ｍ”となるように皮膜を形成した。

実施例４ めっき付着量が２０１１７ｍ”のＺｎ　−Ｎｉ　−Ｃｒ
系合金めりき鋼板（Ｎｉ　＝１１．０　Ｔｏ　、　Ｃｒ
　＝０．９％　）にＣｒ付着量が３０　Ｗ／ｍ”となる
ようにクロメート処理し。

水系分散体合成動物油：水系分散体ワックス：Ｆ＠３０
４ゾル ＝　１００：５０：２５０ となるように調整した水性液をその上に塗布し。

乾燥して１．ＩＪＦ／ｍ”　となるように皮膜を形成し
た。

実施例５ めっき付着量が２０１１７ｍ”のＺｎ　−Ｍｎ系合金め
りき鋼板（Ｍｎ　＝２９％）にＣｒ付着量が６０　ｑ／
ｍ”となるようにクロメート処理し、 水系分散体合成動・植物油：水系分散体ワックス：　ｚ
ｒｏ２　（ゾル） ＝１００：１００：５０ となるように調整した水性液をその上に塗布し。

乾燥して２．０ｇ／ｍ”となるように皮膜を形成し次Ｏ 比較例１ めっき付着量が２０１！／ｍ”のＺｎ−−Ｎｉ系合金め
っき鋼板（Ｎｉ＝１１．２１）を用いた。

比較例２ めっき付着量が２０１１７−のＺｎ　−Ｎｉ系合金めり
き鋼板（Ｎｉ＝　１１．２１　）にＣｒ付着量が７０１
１９／ｌｒｉ’となるようにクロメート処理し丸鋼板を
用い友。

比較例３ めつき付着量が２０１７−のＺｎ−Ｎｉ系合金めりき鋼
板（Ｎｌ＝１１．２％）にＣｒ付着量が７０ｗ／ｒＪと
なるようにクロメート処理し、その上にアクリル樹脂を
塗布し、乾燥して１．０９／ｍ”となるように皮膜を形
成した。

比較例４ めっき付着量が２０１７−のＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼
板（Ｎ１＝１１．２％）にＣｒ付着量が７０Ｗ／ｍ”と
なるようにクロメート処理し、市販のワックス系潤滑剤
を１．０１７ｍ”となるように皮膜を形成した。

実施例１　ｐ　２　ｔ　３　ｔ　４　ｔ　５ならびに比
較例１゜２．３．４で得られた表面処理鋼板について各
種試験を行たつ九結果を第１表に示す。

各種試験争件は次の通りである。

（＆）プレス性 ５００回の連続プレスを行ない途中の皮膜のピルドアッ
！性と型カジリ性を調査し、◎ｐｏｔ△、　Ｘ　、　Ｘ
Ｘの５段階で評価したものであり、◎が最良である。

◎一連連続プレ３５０凹 ○：連続プレス４００〜５００回でピルドアラグ皆無，
型カジリ皆無 △：連続プレス２００〜４００回でピルドアラグ１部発
生，型カジリ１部発生 ×：連続プレス１００〜２００回でピルドアラグ１部発
生，型カジリ１部発生 ××二連続プレス０〜１００回でピルドアラグ１部発生
、型カジリ１部発生 （ｂ）耐食性 ＪＩＳ−Ｚ−２３２１に準拠した塩水噴霧試験によりブ
レス加工後の製品について１０００ｈ後の白錆発生率（
４）及び２０００ｈ後の赤錆発生率（（イ）を求めた。

（ｃ）塗料密着性 塗料及び評価方法は次の通りでちる。

塗料密着性はメラミン系（焼付条件２８０℃×６０秒）
の焼付塗料を使用し，塗料密着評価法はＪＩＳ−　５　
４　０　０によシ描画，デパン目エリクセン、衝撃、２
，Ｔ折υ曲げの各試験を行ない、これらの総合評価によ
って判定した．評価は◎，○。

Δ，Ｘ，ＸＸの５段階で行ない◎が最良である。

◎：塗膜剥離面積　　０チ ○：　　　ｌ　　　　　０〜１ｍ △：１１〜１（Ｉ Ｘ：　　　　＃　　　　　　１０〜５０％ＸＸ：　　　
　ｔ　　　　　　５０ｍ以上〈発明の効果〉 従来、プレス加工性と耐食性を同時に十分満足する有機
皮膜を有する表面処理鋼板は存在しなかつた。これに対
し本発明は１０〜１５０■／ｍ”のクロム付着量を有す
るクロメート被覆めっき鋼板の表面に■鉱物油、動物油
、植物油１合成動物油１合成植物油２合成動・植物油の
水系分散体から選ばれた１種または２′ａＬ以上の混合
物（ゾルラの１種または２種以上との混合体を含有せし
めた水性液を塗布乾燥すると、きわめて優れ念プレス加
工性とプレス加工後の耐食性に優れた皮膜が得られる。

また、形成さｎた皮膜は塗料密着性にも優れている。従
って例えば本発明による有機複合鋼板を無塗油の状態で
直接プレス加工し、その後の脱脂工程、塗装工程などを
すべて省略し直接使用することが可能であり、いわゆる
大幅な省工程を実現でき、それによりて大幅な省コスト
を達成することができることから、本発明の経済的効果
はきわめて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高潤滑性皮膜鋼板の断面概要図、
第２図、第３図はＺｎ−Ｎｉ系合金めつき鋼板にクロメ
ート処理し、水系分散体鉱物油と水系分散体ワックスの
配合を固定し、コロイダルシリカ（５ｉ０２　）の添加
量をかえ沈水性液を塗布し、プレス加工性とプレス加工
後の耐食性がどのように変化するかを示した図、 第４図、第５図は同じくり四メート処理したＺｎ−Ｎｉ
系合金めっき鋼板の上に、水系分散体鉱物油とコロイダ
ルシリカ（５ｉｏ２　）の配合を固定し、水系分散体ワ
ックスの添加量をかえた水性液を塗布し、プレス加工性
とプレス加工後の耐食性がどのように変化するかを示し
た図、第６図はＺｎ−Ｎ１系合金めっき鋼板のクロム付
着量をかえ、水系分散体鉱物油と水系分散体ワックスと
コロイダルシリカの配合を固定し沈水性液を塗布し乾燥
後の皮膜がμとなるように塗布し、クロム付着量によっ
て皮膜の密着性がどのように変化するかを示した図であ
る。 １：鋼（地鉄）　　２：めっき層 ３：クロメート層　４：有機皮膜層。 第１図 １：鋼（地鉄） ２：めっき層 ３：クロメート層 ４：有機被膜層 一呟蓄値附 ←舘トΔべ宥−局 ←似＠嬰釦横禰

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めっき鋼板の表面に第１層として１０〜１５０ｍｇ／ｍ
   ＾２のクロメート皮膜層が形成され、第２層として鉱物
   油、動物油、植物油、合成動植物油の水系分散体から選
   ばれた１種または２種以上の混合物と水系分散体ワック
   スとＳｉＯ＿２、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｆ
   ｅ＿３Ｏ＿４、ＭｇＯ、ＺｒＯ＿２、ＳｎＯ＿２、Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３のコロイド（ゾル）の１種または２種以上と
   を混合した有機皮膜層が形成されていることを特徴とす
   る高潤滑性皮膜鋼板。