JPS63223093A - 防錆性に優れた潤滑処理鋼材用塗料組成物 - Google Patents

防錆性に優れた潤滑処理鋼材用塗料組成物

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JPS63223093A
JPS63223093A JP62057791A JP5779187A JPS63223093A JP S63223093 A JPS63223093 A JP S63223093A JP 62057791 A JP62057791 A JP 62057791A JP 5779187 A JP5779187 A JP 5779187A JP S63223093 A JPS63223093 A JP S63223093A
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花畑　浩喜
Hideo Kawaguchi
英夫 川口
Hiroshi Fukutome
福留　博
Ryoichi Nomi
亮一 能見
Hiromi Izaiku
居細工　広海
Koichi Komai
駒井　幸一
Kisuke Yoshida
吉田　喜助
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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、プレス加工される鋼板（例えば、熱延酸洗鋼
板、冷延鋼板、メッキ鋼板、ステンレス鋼板等）あるい
は鋼管（本明細書では、これら鋼板、鋼管などのプレス
加工用鋼素材を総称して鋼材という）の潤滑処理用の防
錆性、特にスタック時の防錆性に優れた塗料組成物に関
する。
（従来の技術） 鋼板あるいは鋼管などのプレス加工用鋼素材をプレス加
工する際に潤滑油を利用する技術は、従来より常套的に
採用されている。しかし、近年は潤滑油を使用する際の
環境問題等により、需要家が加工時に潤滑油を塗布する
のではなく、鋼板あるいは鋼管の製造段階あるいは需要
家までの適当な段階でその表面に種々の潤滑剤を含有す
る有機被膜を形成した、固形潤滑処理鋼板あるいは鋼管
（本明細書においては、これらを潤滑処理鋼材という）
が広く利用されるようになってきた。
この有機被膜を形成するための塗料の主成分は、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乾燥もしくは焼付硬化型塗
膜形成成分であり、これに潤滑剤として脂肪酸、脂肪酸
エステル、脂肪酸石ケン、金属石ケン、アルコール、ポ
リエチレン微粉末、グラファイト、二硫化モリブデン、
フッ素樹脂微粉末等の１種以上を配合して鋼材の潤滑処
理に使用する（例えば、特開昭６０−２５００９９号、
同５９−Ｌ　２０４６８８号および同５７−６５９７．
５号の各公報参照）。
（発明が解決しようとする問題点） 一般に、潤滑処理鋼材用の塗料は、以下に示す諸特性を
有するｗｔ膜を形成できることが、実際の使用にあたっ
て必要である。
ｆａｌブレス加工時の潤滑性。
（ｂｌ潤滑処理鋼材の製造時からプレス後に脱脂洗浄す
るまでの防錆性。
（Ｃ１脱脂洗浄性（脱膜性）。
（ｄｌ耐ブロッキング性（重ねても塗膜同志が粘着しな
い性質）。
前述した各種の潤滑処理鋼材用の塗料は、プレス加工性
（潤滑性）に重点が置かれている。そのため、防錆性に
対しては多くの難点を有しており、実使用に当たっても
発錆トラブルが多発しているのが現状であり、防錆性に
優れた潤滑処理鋼材用の塗料組成物が切望されている。
本発明は、このような潤滑処理鋼材用塗料の弱点である
防錆性を改良することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、従来の潤滑処理鋼材に多発している発錆
現象について調査検討した結果、この発錆のメカニズム
は、主として、鋼板あるいは鋼管が積み重ねられた条件
下（スタック条件下）で鋼材間にできる隙間において大
気中よりの水蒸気が結露し、この凝縮した水分の作用と
スタック条件での荷重の作用により、この隙間で被膜損
傷が起こり、さらに水分存在による電池作用も寄与して
鋼材の発錆が加速される結果、発錆が多発することを突
き止めた。つまり、従来より行われている単なる暴露条
件に対応した防錆対策、すなわち、有機被膜で鋼材と大
気とを遮断するだけでは、特にスタック条件下での潤滑
処理鋼材の防錆力向上には必ずしも有効ではないことを
見出した。
そこで、本発明者らは、前記メカニズムに対応した防錆
力を発揮でき、しかも上述した他の特性、すなわち、潤
滑性、脱脂洗浄性、耐ブロッキング性の点でも満足でき
る潤滑処理鋼材用の塗料組成物を提供すべくさらに研究
した結果、特定の特性を示すアクリル系樹脂に特定の防
錆剤およびｔａ水剤を添加した組成物が最適であること
を見出し、本発明を完成した。
ここに、本発明は、酸価２０〜１６０、ガラス転移温度
５〜１００℃のアクリル系樹脂を７５〜９７．７重量％
と、防錆剤としてスルホンアミドカルボン酸と環状アミ
ンとの混合物を０．３〜５重景％と、撥水剤を２〜２０
重量％とから成る、防錆性に優れた潤滑処理鋼材用塗料
組成物である。
（作用） 以下、本発明の潤滑処理鋼材用塗料組成物について、よ
り具体的に説明する。
本発明の組成物において、防錆剤であるスルホンアミド
カルボン酸と環状アミンとの混合物の量が０．３重量％
未満であると、得られる樹脂被膜の防錆性が十分でな（
、またこの量が５重量％を超えても防錆性は悪化する。
ｔａ水剤は、２重量％未満であると被膜の撥水性が不十
分であり、２０重量％を超えると１８水剤の効果が飽和
し、それ以上の撥水性の大きな向上が望めないので、経
済的に不利となる０本発明の組成物の残部は、上記アク
リル系樹脂からなるが、後述のように、場合により少量
の添加剤を合計２０重世％程度まで存在させてもよい。
本発明の塗料組成物で使用するアクリル系樹脂は、酸価
が２０〜１６０　、望ましくは４０〜１２０、ガラス転
移温度が５〜１００℃、望ましくは１０〜８５℃のもの
である。樹脂の酸価が２０未満では、得られる樹脂被膜
のアルカリ性溶液による脱脂洗浄性（脱膜性）が十分で
ない。一方、樹脂の酸価が１６０を超えると被膜の防錆
性が非常に低下する。アクリル系樹脂のガラス転移温度
は、５℃未満であると、樹脂の粘着性が大きすぎて、被
膜の耐ブロッキング性が劣化し、１００℃を超えると、
樹脂の造膜性が悪化して防錆性が低下すると共に、脱脂
洗浄性も低下する。
本発明で使用するアクリル系樹脂は、一般に使用されて
いる塗料用の熱可塑性アクリル系樹脂であり、任意の重
合法で得られたものでよい。このようなアクリル系樹脂
およびその製造法については、例えば、北岡協三著「塗
料用合成樹脂入門」（株式会社高分子刊行会発行）に詳
しく説明されている。
上記アクリル系樹脂は、ビニル系不飽和カルボン酸およ
びビニル系不飽和カルボン酸エステル（炭素数１〜２５
のアルコールとのエステル）から選ばれた単量体（主と
してｌ官能性のもの）を重合して得られる。これらの単
量体の具体例は、アクリル酸もしくはメタクリル酸（以
下、これらを（メタ〉アクリル酸と略記する）、ソルビ
ン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、メチル（メ
タ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロ
ピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アク
リレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（
メタ）アクリレート、２−エチル−ヘキシル（メタ）ア
クリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル
（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレー
ト、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル
（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）
アクリレートなどである。
上記アクリル１ｍ体の重合は、一般に少なくとも１種の
ビニル系不飽和カルボン酸と少なくとも１種のビニル系
不飽和カルボン酸エステルとからなる２成分以上の単量
体混合物を使用し、通常の重合方法、例えば、溶液重合
方法あるいは乳化重合方法等により実施する。単量体混
合物中の上記不飽和カルボン酸成分の割合を調整するこ
とにより、２０〜１６０の範囲内の所望の酸価を存する
重合物を得ることができる。同様に、重合体のガラス転
移温度（Ｔｇ）についても、上記カルボン酸およびカル
ボン酸エステルの成分の選択および使用割合の調整によ
り、本発明の範囲内のＴ、の値を持つ重合物を得ること
ができる。また、重合物をブレンドすることにより本発
明の範囲内のＴｇの値をもつ重合物を得ることもできる
。なお、重合物は、塗料組成物の安定性を良くするため
に、アンモニアあるいはアミン等で中和することもでき
る。
本発明の塗料組成物の防錆剤としては、スルホンアミド
カルボン酸と環状アミンとの混合物を使用するが、他の
公知の防錆剤（例、オレオイルザルコシン）を併用する
こともできる。上記混合物からなる防錆剤においては、
スルホンアミドカルボン酸１当量に対して、環状アミン
０．５〜２．５当量の割合の混合物を使用することが−
望ましい。
より望ましくは、スルホンアミドカルボン酸１当量に対
して環状アミン０．８〜１．２当量の割合でこの両成分
を混合する。スルホンアミドカルボン酸と環状アミンと
は溶液状態では塩を形成するが、上述のように、必ずし
もこの両成分の当量混合物を使用する必要はなく、いず
れか一方が過剰であってもよい。
スルホンアミドカルボン酸としては、例えば、ヘキスト
・ジャパン四のカタログに詳しく説明されているものが
使用できる。これは、次の一般式で示される化合物であ
り、 Ｒ５０ｚＮｔｌＣ−ｔｈＲＣＯＯＨ （ただし、Ｒは炭化水素基、ｎは１〜７の整数である）
、より具体的には、メチルスルホンアミドカルボン酸、
エチルスルホンアミドカルボン酸、プロピルスルホンア
ミドカルボン酸、アリルスルホンアミドカルボン酸、ブ
チルスルホンアミドカルボン酸、ベンゼンスルホンアミ
ドカルボン酸、ベンジルスルホンアミドカルボン酸、ノ
ニルフェニルスルホンアミドカルボン酸、オクチルフェ
ニルスルホンアミドカルボン酸等が例示される。
環状アミンは、環窒素原子を有する、好ましくは６員環
の複素環化合物を意味し、たとえば、ピラジン、ピリジ
ン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、およびこれ
らの誘導体が例として挙げられる。環状アミンの具体例
としては、例えば、ピリジン、メチルビリジン、ジメチ
ルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、シア
ノピリジン、アミノピリジン、アミノメチルピリジン、
ピペリジン、Ｎ−メチルピペリジン、メチルピペリジン
、ジメチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、エチル
ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、Ｎ−メチルモル
ホリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロ
ピルモルホリン、ピラジン、メチルピラジン、ジメチル
ピラジン等がある。
本発明の塗料組成物のｔθ水剤としては、使用するアク
リル系樹脂の造膜性や防錆剤の作用を実質的に阻害しな
いものであれば、従来公知の任意の１８水剤を使用する
ことができるが、好ましくはカルボン酸エステル、金属
石ケン、ポリエチレン微粉末、フッ素樹脂微粉末などの
材料が使用される。
本発明で１ｎ水剤として有用なカルボン酸エステルは、
脂肪族もしくは芳香族の飽和モノカルボン酸、あるいは
好ましくはジもしくはトリカルボン酸などの飽和多価カ
ルボン酸のエステルである。
かかるカルボン酸エステルの具体例としては、ステアリ
ン酸ブチル、フタル酸ジ２−エチルヘキシル、フタル酸
ジヘブチル、フタル酸ジｎ−オクチル、フタル酸ジノニ
ル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、ア
ジピン酸ジ２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ２−エチ
ルヘキシル、トリメリット酸トリオクチル、エチレング
リコールジステアレート、グリセリントリカプリレート
、トリメチロールプロパントリステアレート等が挙げら
れる。金属石ケンとしては、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ある。
フッ素樹脂の代表例は、ポリテトラフルオロエチレン樹
脂である。これらの撥水剤はいずれも潤滑剤としても有
効であることが知られているものであるが、本発明にお
いて使用するｆａ水剤は必ずしも潤滑作用を示すもので
なくてもよい。
本発明の塗料組成物において、必要により少量添加でき
る添加剤には、極圧添加剤、防腐剤、顔料、潤滑剤等が
ある。
本発明の塗料組成物は、水あるいは溶剤で希釈して、通
常の塗布方法、例えば浸漬、ロールコータ−、カーテン
コーター、スプレー、静電塗装、電着塗装等で鋼材に塗
装し、熱風あるいは活性エネルギー線照射で乾燥させて
、固体皮膜とする。
アクリル系樹脂を乳化重合もしくは溶液重合によりエマ
ルシランもしくは溶液状態で得た場合には、この液に防
錆剤およびｔａ水剤、さらに必要により少量の他の添加
剤を添加・混合することにより、塗装用の組成物を調製
することができる。
本発明の塗料組成物は、０．２〜６．０　ｇ／ｒｒｌ、
望ましくは、０．５〜３．０ｇ／ｆｆｌの塗布量で塗装
するのが有利である。塗布量が０．２ｇ／ｒｔｒ未満で
あれば、潤滑性および防錆性が不足し、６．０　ｇ／ｎ
（を超えても、それ以上の潤滑性および防錆性の向上効
果は得られにくい。
（発明の効果） 本発明の塗料組成物により鋼材を塗装し、乾燥すると、
アクリル系樹脂が鋼材上に防錆剤および１ａ水剤を保持
した状態で塗膜が形成される。本発明の組成物から得ら
れた塗膜はプレス加工に十分な潤滑性を有している。こ
の潤滑性は大部分は、アクリル系樹脂被膜自体に起因す
るものであり、これに撥水剤が添加されたことにより潤
滑性は一層向上する。
本発明の潤滑処理鋼材用塗料組成物は、上述したプレス
時の潤滑性に加えて、潤滑処理鋼材用の塗料に求められ
るその他の特性、すなわち潤滑処理鋼材の製造時からプ
レス後に脱脂洗浄するまでの間の防錆性、脱脂洗浄性お
よび耐ブロッキング性にも優れ、以上の特性を同時に満
足する。防錆性に関しては、特に従来の潤滑処理用鋼材
の弱点であったスタック時の防錆性にも優れているため
、潤滑処理鋼板の製造時、貯蔵中、輸送中、プレス時お
よびプレス後のいずれにおいても錆の発錆が抑制される
。このスタック時の防錆性は、本発明によりアクリル系
樹脂に防錆剤と撥水剤の両者を添加することにより初め
て達成されるこの両者の相乗作用によるもので、一方が
欠けてはこの効果は十分に達成されない。
（実施例） 下記第１表に示したモノマー組成を有する各種のアクリ
ル系樹脂、撥水剤（カルボン酸エステル）および防錆剤
（スルホンアミドカルボン酸と環状アミンとの混合物）
を使用して、第２表に示す成分を含有する塗料組成物を
、塗料製造法の常法により製造した。各塗料組成物はい
ずれも下記の同−成分配合率とし、トリエチルアミンで
ｐＨが８．０となるように調整して製造した。（）内は
水を除外した場合の組成を示す。なお、第２表において
、撥水剤もしくは防錆剤が「なし」の場合、ｊＲ水剤も
しくは防錆剤の代わりに水を添加した。
アクリル系樹脂　２２．５Ｍ量％（９０，０重量％）撥
水剤　　　　　２．０重量％（８，０重量％）防錆剤　
　　　　０．５重量％（２，０重量％）水　　　　　　
　　　　残部 この塗料組成物を使用して、表面を脱脂により清浄化し
た冷延鋼板の片面に乾燥塗膜の付＠量が３ｇ／ｒｄにな
るようにバーコーターで塗装し、１１０℃で１０分間熱
風乾燥して塗膜を乾燥させ、固形潤滑処理鋼板を得た。
この処理鋼板を、下記の試験要領で円筒絞り性（潤滑性
評価）、脱脂洗浄性、耐ブロッキング性、ならびにスタ
ック時、暴露時および湿潤時の防錆性について試験した
。試験結果を第３表にまとめて示す。
第１表 （１）ＡＡニアクリル酸；阿へＡ：メタクリル酸；開Ａ
：メチルメタクリレート；Ｏ＾ニオクチルアクリレート
；Ｂｌブチルアクリレート； ＥＩＩＭＡ　：　２−エチルへキシルメタクシレート。
（２）Ｔｇニガラス転移温度（’Ｃ） 傘印：本発明の範囲外の特性。
第　２　表　（塗料組成物） 本　　：本発明の範囲外 第３表 〔試験法〕 （１）円筒絞り性： ポンチ径３３．Ｏ龍φ、押圧１０００にｇ／ａ！で絞り
抜は可能な最大ブランク径を測定し、次式により限界絞
り比（Ａ）を算出した。
ポンチ径 未潤滑処理鋼板の限界絞り比（Ｂ）を同様に求め、未処
理鋼板に対する潤滑処理した試験鋼板の限界絞り比の比
率（Ａ／Ｂ）により、下記基準で円筒絞り性を評価した
。
Ｘ　　：　　Ａ／Ｂ＜１．０ Δ　：　　Ａ／Ｂ−１，０〜１．１ ０　　：　　Ａ／Ｂ＞１．１ Ａ／Ｂ＝試験片限界絞り比／未処理鋼板限界絞り比（２
）脱脂洗浄性： ファインクリナーＦＣ４３２６（日本パーカライジング
■〕の濃度２％水溶液を、温度６０〜７０℃、スプレー
圧ＩＫｇ／ａｊで５秒間スプレーすることにより脱脂洗
浄した後、水はじきの有無を調べ、脱脂洗浄性を下記の
基準で評価した。
×　：　水はじき全面あり Δ　：　　　〃　一部あり ○　：　　　＃　なし く３）耐ブロッキング性： ０．８　Ｘ７０Ｘ１５０　ａｍの寸法の潤滑処理鋼板２
枚を、その乾燥塗膜面同志が密着するように塗膜面を内
側にして重ね合わせ、６７Ｋｇ／ｃａｌの荷重下に温度
５０℃で１分間エージングした後、５００ｇ／ｎ７の軽
荷重下に４０℃で１６時間エージングし、さらに無荷重
下に室温で５０日間エージングした。その後、重ねた鋼
板を引離し、引離し時の塗膜の粘着状況により、下記基
準で耐ブロッキング性を評価した。
Ｘ　：　粘着有り △　：　粘着かすかに有り ○　：　粘着なし く４）防錆性： ４−１スタック時： ０．８　Ｘ７０Ｘ１５０　ｔｍの寸法の潤滑処理鋼板２
枚の乾燥塗膜面に市販の防錆油を０．５　ｇ／−の量で
塗布し、その乾燥塗膜面同志を合わせて重ね合わせ・５
０Ｋｇ　／−の荷重を加えて温度５０℃で２４時間エー
ジングした。なお、乾燥塗膜面間に水１滴を介在させた
。
４−２暴露時： ０．８　ｘ７０ｘ１５０　ｍｌの寸法の潤滑処理鋼板の
乾燥塗膜面に市販の防錆油を０．５ｇ／ｉの量で塗布し
た後、これを外気露出部屋内の暴露条件下に３０日間放
置した。
４−３湿潤時： ０．８　ｘ７０ｘ１５０　ｍの寸法の潤滑処理鋼板の乾
燥塗膜面に市販の防錆油を０．５　ｇｉｒｄの量で塗布
した後、温度４９±１℃、相対湿度９７％の湿潤箱内に
１０日間放置した。
防錆性は、上記条件でエージングまたは放置後に塗膜面
の発錆状況を目視観察し、下記の基準で評価した。
×　　：　錆有り △　：　請かすかに有り Ｏ：　錆なし 第３表の結果から判るように、アクリル系樹脂の酸価も
しくはガラス転移温度のいずれかが本発明の範囲外であ
る比較例６〜９では、潤滑性（円筒絞り性）ならびに暴
露時および湿潤時の防錆性は良好であるものの、脱脂洗
浄性、耐ブロッキング性およびスタック時防錆性の少な
くとも一つの性質が十分でない。一方、アクリル系樹脂
が本発明で規定する酸価およびガラス転移温度を有する
ものであっても、防錆剤とｎ水剤の一方しか添加しない
と、比較例１０および１２に示すように、スタック時防
錆性を満たすことができない。
これに対して、本発明の組成物は、いずれも潤滑性のみ
ならず、脱脂洗浄性、耐ブロッキング性およびスタック
時はかの防錆性のすべての試験項目で優れた結果を示し
、特定の酸価およびガラス転移温度を示すアクリル系樹
脂に特定の防錆剤とｔｎ水剤を添加した塗料を使用する
ことにより、プレス加工用素材に要求されるこれらの特
性を同時に満たす潤滑処理鋼材が得られることが判る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）酸価２０〜１６０、ガラス転移温度５〜１００℃
    のアクリル系樹脂を７５〜９７．７重量％と、防錆剤と
    してスルホンアミドカルボン酸と環状アミンとの混合物
    を０．３〜５重量％と、撥水剤を２〜２０重量％とから
    成る、防錆性に優れた潤滑処理鋼材用塗料組成物。
  2. （２）前記撥水剤が、カルボン酸エステル、金属石ケン
    、ポリエチレン微粉末またはフッ素樹脂微粉末である、
    特許請求の範囲第１項記載の塗料組成物。
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