JPH0494771A - 耐食性，溶接性に優れた潤滑性薄膜樹脂鋼板 - 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〉 この発明は、自動車、家電製品、建材製品等の素材とし
て適用されるところの、樹脂薄膜をコティングした薄膜
樹脂鋼板に関するものである。

〈従来技術とその課題〉 一般に、自動車、家電製品、建材製品等の素材鋼板には
優れた耐食性、塗装密着性、溶接性等が必要とされてい
るが、近年、製品の高性能化傾向に伴ってその要求品質
レベルは一段と厳しいものとなってきている。

ところで、通常、上記用途に供する鋼板では耐食性改善
のために亜鉛又は亜鉛系合金メッキが施されるが、この
ようなメッキ鋼板でも無塗装のままで長時間放置すると
錆が発生ずるので、１次防錆のため更にクロメート処理
を施される場合が多い。しかしながら、一般のクロメー
ト処理では塩水噴霧試験で精々４８時間程度の耐食性し
か確保できず、最終素材製品として十分な耐食性を有し
ているとは言えなかった。そこで、この問題を解決すべ
くシリカゾル等を添加した特殊な処理液を用いる塗布型
クロメート処理法が開発されたが、それでも適用環境が
厳しい場合の耐食性や塗装密着性が十分とは言えず、こ
れを適用したメッキ鋼板もやはり最終素材製品として十
分に満足できるものではなかった。

また、厳しい環境にも対処できるよう、リン酸塩処理を
施したメッキ鋼板に樹脂塗料を厚く（膜厚：数十ミクロ
ン程度に）コーティングする手段も検討されているが、
このような処理を施した鋼板は溶接が不可能である上、
塗料コストが嵩むと言う問題点があって採用が躊躇され
るものであった。

ところが、最近、亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼板にクロ
メ−１・処理を施し、更にその上に有機樹脂を薄くコー
ティングした薄膜樹脂鋼板が開発され（特公昭６０−３
３１９２号、特開昭６４−８０３４号）、耐食性、塗装
密着性が良好で溶接も可能な表面処理鋼板として注目を
浴びている。

一方、鋼板のプレス成形では一般に“潤滑油の塗布−プ
レス−脱脂”と言う工程が採られるが、近年になって「
潤滑油を使用しないプレス加工」に対するユーザーの要
望が日増しに強まる傾向を見せている。これは、潤滑油
の不使用や脱脂工程の省略がコストダウンを可能にする
と言う理由によるだけでなく、潤滑油を使用しないこと
による作業環境の改善、更には脱脂液を使用しないこと
による大気環境の改善にもつながるからであった。

従って、潤滑油の使用なしに十分なプレス成形性を示す
と共に、耐食性や塗装密着性にも優れ、しかも溶接が可
能な表面処理鋼板に対する要求は、今後径々切実なもの
となってくることが予想される。

しかるに、耐食性、塗装密着性、溶接性の点から大きな
期待が持たれる前述の薄膜樹脂鋼板では、無塗油でのプ
レス加工は殆んど不可能であるか、或いはダイスでのカ
ジリが激しくて製品外観に問題を来たすばかりでなく、
加工後の耐食性が著しく劣化してしまうため、プレス成
形素材鋼板としてそれほど満足できるものではなかった
。

もっとも、プレス加工性向上のため高分子樹脂中に潤滑
剤を添加し、これをクロメート処理鋼板上に薄くコーテ
ィングした潤滑性薄膜樹脂鋼板も開発されている（特公
昭６２−２４５０５号、特公昭６３２５０３２号、特開
昭６３−１９５２８２号）。そして、確かにこの潤滑性
薄膜樹脂鋼板は室温近傍でのスピードが比較的遅いプレ
ス加工の場合には非常に良好な性能を発揮した。

しかしながら、実際のプレス作業では、プレススピード
が非常に速い上、連続してプレス成形が行われるため、
プレス型や成形鋼板（製品）の温度は相当に高い値とな
ってしまう。例えば、１０段のトランスファープレスマ
シンを使用して、絞り比＝２．０の製品を２段でプレス
した場合には最終製品の温度が１０００個成形した段階
で８０℃程度まで上昇し、また絞り比＝４．０の製品を
３段でプレスした場合には５００個成形した段階で製品
温度が１２０℃にまで達した例もある。そして、このよ
うに成形鋼板温度が非常に高くなる実際のプレス作業に
おいては、従来の薄膜樹脂鋼板では樹脂の軟化による鋼
板と型とのメタルタッチが起こりやすく、樹脂剥離、メ
ッキ剥離を起こして樹脂が型に付着するため連続プレス
成形性が悪くなると言う問題のほか、樹脂剥離、メ・シ
キ剥離のために製品がかじられてしまい製品外観や加工
後耐食性の悪化を招くとの問題が十分に解決されていな
かった。

このようなことから、本発明が目的としたのは、加工の
前後を通じて優れた耐食性を示すと共に、溶接も可能で
あり、しかも鋼板温度が高温となる実際のプレス作業で
潤滑油の使用なしに良好な連続プレス成形を実施できて
、十分に満足できる加工後外観が得られる成形用耐食鋼
板を提供することであった。

く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達成すべく、特に亜鉛又は亜
鉛系合金メッキ鋼板にクロメート処理と薄い樹脂塗装を
施した前記“薄膜樹脂鋼板”の耐食性、塗装密着性、溶
接性に注目し、その高温度下における加工性（潤滑性）
の改善策を求めて鋭意研究を重ねた結果、次のような知
見を得ることができた。即ち、 ａ）　薄膜樹脂鋼板の潤滑性改善には樹脂皮膜中への特
定の固形潤滑剤添加が不可欠であるが、その粒径の違い
が潤滑性に大きな影響を与え、この影響は高温下におい
て特に顕著に現れる。ところが、添加する固形潤滑剤の
粒径を特定の範囲に調整すると樹脂皮膜の高温下におけ
る潤滑性能が極めて良好な領域で安定化するようになる
。

ｂ）一方、高温下においても良好な潤滑性を維持するた
めには樹脂皮膜中へ添加する固形潤滑剤として融点の高
いものを選ぶのが好ましいが、高融点潤滑剤のみでは鋼
板の加工後外観に悪影響を与える。しかし、樹脂皮膜中
に高融点固形潤滑剤と低融点固形潤滑剤を共存させれば
、高温下での良好な潤滑性と十分に満足できる加工後外
観とを同時に確保することも可能である。

Ｃ）　また、上記樹脂皮膜の下地としてのクロメト処理
皮膜も、樹脂皮膜の密着性改善効果を通じて鋼板の加工
性に少なからぬ影響を与えるが、良好な加工性を確保す
るには該クロメート処理皮膜の形成量も特定の範囲内と
なるように調整する必要がある。

Ｃ）そこで、亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼板上に形成す
るクロメート処理皮膜の形成量を特定の範囲に調整する
と共に、その上にコーティングする有機樹脂の中へ添加
する固形潤滑剤の種別選定と粒径調整を適正に行うと、
実際のプレス作業において予想される１２０〜１２０℃
程度の温度上昇が生じたとしても潤滑剤の使用なしに良
好なプレス成形を行うことが可能となり、環境への悪影
響を懸念することなく十分に満足できる品質の製品を低
コストで提供できるようになる。

本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたもので、 ［亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼板上に、クロム付着量が
金属Ｃｒ換算で片面当り２００ｍｇ／ｍ２以下のクロメ
ート皮膜と、粒径が３〜１００μｍの結晶性固形潤滑剤
を含む塗布量：０．２〜４．０ｇ／　ｒｄの樹脂被覆層
とをこの順序で有して成ると共に、前記結晶性固形潤滑
剤中において １次分散粒子径：２０μｍ以上 融点：１２０℃以上 の高融点潤滑剤が潤滑剤全量の１０重量％以上を占める
如くに薄膜樹脂鋼板を構成することにより、自動車、家
電製品、建材製品等の素材として好適な優れた耐食性、
塗装密着性、潤滑性、加工熱による昇温下でのプレス成
形性、加工後外観並びに加工後耐食性と、十分な溶接性
とを兼備せしめた点」に特徴を有している。

本発明での対象素材たる亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼板
としては、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛−鉄合金メッキ鋼板、
亜鉛−ニッケル合金メッキ鋼板。

亜鉛−マンガン合金メッキ鋼板、亜鉛−アルミ合金メッ
キ鋼板、亜鉛−コバルト−クロム合金メッキ鋼板、或い
はこれら任意の鋼板のメッキ成分にＮｉ＋　Ｆｅ、　Ｍ
ｎ＋　Ｍｏ＋　Ｇｏ、＾ｌ、　Ｃｒ等の元素を１種又は
２種以上添加したものを挙げることができる。勿論、上
記メッキのうちの同種又は異種のものを２層以上施した
複合メッキ鋼板（例えばＦｅ含有量の異なるＦｅ−Ｚｎ
合金メッキを２層以上施したメッキ鋼板等）であっても
差し支えない。ただ、これらのうち、特に耐食性の見地
からは亜鉛−ニッケル合金メッキ鋼板や亜鉛〜マンガン
合金メッキ鋼板が好ましく、また亜鉛−ニッケル合金メ
ッキ皮膜中を使用する場合にはメッキ皮膜中のＮｉ含有
量を５〜２０重量％の範囲に、亜鉛−マンガン合金メッ
キ鋼板を使用する場合にはメッキ皮膜中のＭｎ含有量を
３０〜８５重量％の範囲にそれぞれ調整することが好ま
しい。

なお、これら亜鉛系メッキ鋼板を製造する際のメッキ手
段としては、電解法、溶融法、気相法等のうちの実施可
能な何れによっても良いことは言うまでもない。

上述の素材メッキ鋼板の表面には、耐食性向上と樹脂と
の密着性向上のためにクロメート皮膜が形成せしめられ
るが、その膜厚はクロム付着量として金属Ｃｒ換算で２
００　ｍｇ／ｍ”以下とする必要がある。なぜなら、ク
ロム付着量が２００ｍｇ／ｍ”を超えるとクロメート皮
膜層内での凝集破壊が起こって加工性が劣化する恐れが
ある上、溶接性も劣化するためである。ただ、クロム付
着量が１０ｍｇ／ｍ２を下回るとクロメート皮膜の均一
性に難ができがちとなるため、好ましくはクロム付着量
を１０〜２００ｍｇ／ｍ２に調整するのが良い。なお、
クロメート皮膜を形成させるためのクロメート処理とし
ては反応型、塗布型、電解型等の何れの方法によっても
構わないが、形成されるクロメート皮膜中に６価のＣｒ
（Ｃｒ”）が存在するように図るのが望ましい。なぜな
ら、このＣｒ６“はセルフヒーリンク効果を有している
ため、加工等で鋼板に傷が付いた場合でも腐食を抑制す
る作用を発揮するためである。

さて、本発明に係る複合鋼板は、素材メッキ鋼板上にク
ロメ−１・処理を施して特定膜厚のクロメト皮膜を形成
させ、更にその」二に潤滑性向上等のための有機複合樹
脂を薄膜にコーティングしたことを特徴としているが、
この有機複合樹脂はベス樹脂に特定の固形潤滑剤を含ん
で成る組成を有している。

ベース樹脂は、鋼板の耐食性、塗装密着性を向上させる
ほか、固形潤滑剤を強固に保持するために必要なもので
ある。このベース樹脂としては、例えばエポキシ基、カ
ルボキシル基、エステル基アルデヒド基、水酸基、アミ
ノ基等の官能基の１種又は２種以上を側鎖及び／又は主
鎖に有する樹脂を挙げることができ、このような樹脂と
してアクリル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニル樹脂等を例示できる。

また、固形潤滑剤は樹脂皮膜層の潤滑性を向上させるた
めに添加するが、有機系の結晶性固形潤滑剤が選ばれ、
例えばパラフィン系やポリオレフィン系のワックス、或
いはフッ素樹脂が好ましく、これらの内の１種又は２種
以上から成るものを選ぶのが良い。

即ち、固形潤滑剤として一般には ｆａ）　　ワックス　（パラフィンワックスのような天
然ワックスやポリエチレンワックス、ステアリン酸エス
テルのような合成ワックス等がある）。

ｆｂｌ　　層間の剪断強さが弱く、結晶層間が滑ること
によって摩擦を低下させる層状固体潤滑剤（例えば黒鉛
、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素
、フン化黒鉛等がある）。

（Ｃ１摩擦特性が良く、低い摩擦係数値を有するプラス
チック　（例えばテフロンと言う商品名で呼ばれている
フッ素樹脂やナイロン、ポリエチレン、塩化ビニル等が
ある）。

ｆｄ＋　　金属表面の境界潤滑に効果的に作用する金属
せっけん（ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カル
シウム等がある）。

等の数多くのものが知られているが、前記ベース樹脂中
へ混入してクロメート処理鋼板表面に塗布する場合、特
にワックス或いはプラスチックのような有機系の結晶性
固形潤滑剤を採用することによって初めて「皮膜中に均
一に分散し、がっ加工後の外観・加工後の耐食性に優れ
る」と言う所望の効果がもたらされる。これは、有機系
の結晶性固形潤滑剤は他のものに比べて柔らかく、ベー
ス樹脂となじみやすいことによるものと推測される。

これに対して、例えば黒鉛、二硫化モリブデン等の層状
固形潤滑剤は良好な加工性を示しはするが、結晶が硬い
上、ベース樹脂中に保持されにくくて鋼板とプレス型と
の摺動により潤滑剤が剥離を起こしやすく、この潤滑剤
が鋼板のメッキ表面にキズを入れかじってしまうために
、加工後外観に劣ると言う問題を生じる。また、ステア
リン酸カルシウムのような金属石けんも、同様の理由で
加工後外観に問題が生じて不適当である。

ここで、樹脂皮膜層が高温下でも良好な潤滑性（低い動
摩擦係数値）を保持するためには、潤滑剤の粒径及び融
点が非常に重要となる。

つまり、本発明に係る薄膜樹脂鋼板では樹脂膜厚が薄い
ので、潤滑剤が均一に分散すれば鋼板表面にかなり微細
な凹凸が形成される。このため、該樹脂層は潤滑剤自身
が持つ摩擦係数よりも低い摩擦係数値を有することとな
る。このように、鋼板表面状態が潤滑性に大きな影響を
及ぼすが、固形潤滑剤の粒径が３μｍ未満であると樹脂
皮膜層が潤滑剤をカバーしてしまって鋼板表面に微細な
凹凸が形成されなくり、そのため潤滑剤を添加した効果
が殆んど認められな（なる。一方、潤滑剤の粒径が１０
０μｍを超えると樹脂が潤滑剤を保持できな（なって潤
滑剤の！、１１離が起きることから、やはり良好な潤滑
性が得られなくなる。従って、固形潤滑剤の粒径を３〜
１００μｍと限定した。

また、固形潤滑剤の融点も樹脂皮膜層の潤滑性に影響を
及ぼすが、高温下でも所望の潤滑性を発揮させるために
は、融点が１２０〜１２０℃以上のものを固形潤滑剤全
量に対して少なくとも１０重量％以上含んでいなければ
ならない。そして、この場合、融点１２０〜１２０℃以
上の固形潤滑剤は粒径が２０μｍ以上でないとその性能
を十分に引き出すことができない。

即ち、実際のプレス作業においては、加工が進むにつれ
て素材銅板は加工熱にて常温から１２０〜１２０℃程度
まで温度上昇する。従って、１２０〜１２０℃と言う高
温下でも樹脂皮膜層が良好な潤滑性を維持するためには
、潤滑剤が１２０℃でも融解しないで鋼板表面（樹脂層
表面）に成る程度の徽細な凹凸を保っておくことが重要
となる。本発明者等は、このためには全固形潤滑剤中に
融点が１２０℃以上でかつ粒径が２０１Ｋｍ以上のもの
を配合するのが有効であることを種々の研究によって見
出し、本発明を完成するに至ったのである。

ただ、非常に融点の高い有機系固形潤滑剤は一般に常温
付近での硬度も高いため、プレス加工初期に型との摺動
で固形潤滑剤の剥離を起こしやすく、加工外観を劣化さ
せると言う問題が生じがちである。そのため、融点が非
常に高い固形潤滑剤だけを使用することは好ましくない
。従って、樹脂皮膜層に常温から１２０℃までの温度範
囲で良好な潤滑性、動摩擦係数を発揮させるためには、
１５〜 固形潤滑剤として“融点が１２０℃以上の高融点潤滑剤
”と“融点が１２０〜１２０℃未満の低融点潤滑剤”を
組み合わせることが好ましい。但し、低融点固形潤滑剤
を多量に使用、すると、プレス加工段階で鋼板温度が融
点以上になり固形潤滑剤が溶融して鋼板や型に付着して
いくため、連続プレス成形性が劣化すると言う問題を生
じる。そこで、固形潤滑剤の全量中に“融点が１２０℃
以上の高融点固形潤滑剤”が占める割合が重量比で１０
％以上、好ましくは１０〜９０％となるように成分調整
するのが良い。

また、ベース樹脂への固形潤滑剤の添加量としては 有機高分子（ベース樹脂）：固形潤滑剤＝〔１：０．０
２〕〜〔１：０．４） の範囲が好ましい。この理由は ベース樹脂：固形潤滑剤−１：０．０２の比率よりも潤
滑剤添加量が少ないと十分な潤滑性を得ることができず
、一方、 ベース樹脂：固形潤滑剤−１：０．４ の比率よりも潤滑剤添加量が多いとベース樹脂が潤滑剤
を保持できなくなり、加工時の型との摺動で潤滑剤の剥
離を起こしやすくなって潤滑性が劣化するからである。

また、潤滑剤の添加量を多くすることは塗装密着性を劣
化させると言う問題も引き起こす。

更に、樹脂皮膜層の潤滑性に関しては、該樹脂層のガラ
ス転移点Ｔｇ　（樹脂がガラス状態からゴム状態へ変化
する温度）も少なからぬ影響を与え、Ｔｇがプレス温度
から大きく離れる条件の場合には良好な潤滑性が発揮さ
れない恐れがある。つまり、薄膜樹脂銅板が１２０℃程
度にまで温度が上昇するような苛酷な実プレス作業にお
いてもなお良好な潤滑性を示し、連続プレス成形が可能
な状態を維持するためには、高温下であっても小さな摩
擦係数値を有していることが必要であり、具体的には１
２０℃程度の温度下で０．１５以下の摩擦係数値でない
と十分とは言えない。

この高温下における摩擦係数値には樹脂被覆層の熱特性
が影響し、特に樹脂がガラス状態がらゴ入状態へ移る“
ガラス転移点（Ｔｇ）”が重要であって、このＴｇ近傍
では潤滑性が非常に良好となり小さな動摩擦係数値を示
す。そして、多くの実験結果から、［Ｔｇ±３０〜１２
０℃〕の温度範囲では殆んど動摩擦係数値に変化が認め
られず、この範囲であれば極めて良好な潤滑性を示すこ
とが確認された。

しかし、（Ｔｇ４３０℃〕を超える温度になると樹脂が
軟化して完全にゴム状態或いは流動状態となり、プレス
型とメッキ層とのメタルタッチが起こりやすくなってか
じりを生じ動摩擦係数値が急激に上昇する。また、この
ように樹脂がゴム状態或いは流動状態になった場合には
固形潤滑剤の保持も困難となり、潤滑剤による潤滑効果
が期待できなくなってくる。一方、（Ｔｇ−３０℃〕を
下回る温度では樹脂が完全にガラス状態となっており、
樹脂がプレス型に接触すると徐々に削られる現象を起こ
すのでやはり動摩擦係数値は上昇する。もっとも、この
場合には潤滑剤が強固に保持され、鋼板表面に微細な凹
凸を形成しているため、動摩擦係数値の上昇は防止でき
る。

従って、１２０℃まで被加工材温度が上昇するような苛
酷なプレス条件下でも良好な潤滑性を保持するためには
、被覆する樹脂としてＴｇが２０〜１２０℃のものを選
択することが望ましいと言える。即ち、’ｒｇが２０℃
を下回る樹脂では、いくら良好な潤滑剤を使用しても１
２０℃の高温下では高融点固形潤滑剤も保持できなくな
り、潤滑効果が認められな（なる。一方、Ｔｇが１２０
〜１２０℃を超える場合には、平板での潤滑性は潤滑剤
を選択すれば良好となるものの、樹脂皮膜が非常に硬い
ために塗膜の内部応力が高く、加工を行うと型とのこす
れによる外観不良を生じたり、樹脂層中にクラックが入
って耐食性を劣化する等の問題が懸念されるようになる
。

ところで、薄膜樹脂鋼板の樹脂層中へ固形潤滑の他にシ
リカを添加することは、鋼板の耐食性を更に向上させる
上で非常に好ましいことである。

シリカとしては、水分散性のコロイダルシリカ（例えば
酸性側で安定化したスノーテックス−０やスノーテック
ス−ＯＬ、或いは塩基性側で安定化し１つ ２　〇− たスノーテックス−Ｎ〔何れも日産化学工業−の商品名
〕等）や有機溶剤中にコロイド状に分散させたオルガノ
シリカゾル（例えばメタノールシリカゾルやｎ−ブタノ
ールシリカゾル等）が適用でき、また粉末タイプの乾式
シリカ（例えばデグサ社の商品名ＡＢＲＯ３Ｉ　Ｌ等）
も使用できる。このようなシリカの粒径としては、樹脂
中に均一に分散させるために５〜１００ｍμに調整する
のが適当である。

このシリカは、シリカ表面にある水酸基（シラノール基
）がベース樹脂と反応して、或いはシランカップリング
剤（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメト
ギシシラン、Ｔ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン等
）を用いてシリカ粒子表面を変性させることによりベー
ス樹脂と反応させることで、更なる耐食性向上効果を発
揮する。また、シリカはベース樹脂と反応して有機−無
機複合樹脂を形成するが、これを通じて樹脂の硬度、ガ
ラス転移点（Ｔｇ）を上昇させる効果も奏する。

なお、樹脂中へのシリカの添加量は 有機高分子（ベース樹脂）ニジリカ ＝（１：　０．０５〕〜〔１：　１） の範囲とするのが好ましく、シリカ添加量がベース樹脂
ニジリカー１：０．０５ の比率以上になると耐食性向上効果が顕著となって、近
年ユーザーから要求されるようになった最終製品（例え
ば絞り比：２．０の円筒絞り品）での耐食性が塩水噴霧
２００ｈｒ以上と言った性能を安定して満足するように
なる。しかし、シリカ添加量がベース樹脂ニジリカー１
＝１ の比率を超えて多くなると形成される有機−無機複合樹
脂皮膜は透水性が大きくなって耐食性の劣化を招くほか
、樹脂皮膜が非常に硬くかつ脆くなって加工時に剥離し
やすくなり、固形潤滑剤を添加しても十分な潤滑性が得
られなくなる恐れが出てくる。

ここで、樹脂−シリカの反応性を高め、シリカの分散性
を向上させるために前述した如くシランカップリング剤
等の反応促進剤を共に添加したり、固形潤滑剤の樹脂液
中での分散性を上げるために界面活性剤等の安定剤や分
散剤をベース樹脂に添加することは、塗工性や製品性能
の安定化につながるので好ましいことである。また、樹
脂皮膜の架橋密度を向上させて皮膜の硬度やＴｇを上げ
、耐食性、潤滑性の向上を図るため、クロム酸、アンモ
ニア等の架橋促進触媒を添加することも好ましい平文て
である。特に、クロム酸の添加は、Ｃｒ”の持つセルフ
ヒーリング効果によって加工後耐食性の向上が期待でき
るので非常に望ましい。なお、クロム酸の添加量として
は、皮膜乾燥重量当り３０％以下であることが好ましく
、これよりも多く添加すると樹脂薬液中の安定性が悪く
なると同時に、未反応のクロム酸が溶出して逆に耐食性
が劣化する懸念が出てくる。

このように、ベース樹脂、固体潤滑剤、シリカ等を均一
に分散させた樹脂をメ・７キ鋼板上に薄くコーティング
するに当り、形成する樹脂被覆層の厚さは塗布量で０．
２〜４．０ｇ／ボに調整すべきである。

なぜなら、該樹脂被覆層の塗布量が０．２ｇ／　ｍ未満
であるとメッキ鋼板を全面コーティングすることが困難
であり、また加工によってメッキ層とプレス型とのメタ
ルタッチを防止するだけの十分な膜厚が確保できないの
で潤滑性、加工後外観、加工後耐食性が劣化する。一方
、４．０ｇ／ｍ２を超える塗布量とした場合には、耐食
性ば向」ニし加工後外観も良好となるが、樹脂層表層が
固形潤滑剤で殆んど覆われるため、表層の凹凸は大きく
なるもののヘ−ス樹脂が固形潤滑剤を保持できなくなっ
て剥離を生じやすくなり、このための潤滑低下や塗装密
着性の劣化を招く。その上、絶縁皮膜である樹脂層が厚
くなるので溶接性が悪化して特に抵抗溶接ができなくな
ると言う問題を引き起こす上、経済的にも好ましくない
。

なお、本発明に係る薄膜樹脂鋼板の製造に際し、各被覆
層の形成には公知の通常の方法が十分採用でき、その処
理方法については特に規定されるものではない。また、
このような被覆層構造の形成は鋼板の両面であっても片
面のみであっても良く、使用目的に応じて決定すれば良
い。例えば、加工性の面からすると、片面に本発明に係
る皮膜構造を形成すると共に、他面を樹脂コーティング
しないか或いは潤滑剤を含んでいない樹脂をコーティン
グし、鋼板の表裏間で潤滑性能を変えることが好ましい
。しかし、この場合には本発明に係る皮膜構造を形成し
なかった面の耐食性が悪くなるので、両面に良好な加工
後耐食性が求められるときには両面共に本発明に係る皮
膜構造を形成するのが良い。

続いて、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説
明する。

〈実施例〉 実施例　１ 第１表に示すメッキ鋼板を準備し、これら各メッキ鋼板
に、Ｃｒ”／Ｃｒ”−２／３となるように還元剤を添加
したＣｒＯ：＋：２０ｇ／ｊ！を含むクロメート処理液
（ｐ　Ｈ：１．８）をＣｒ付着量が２５０ｍｇ／ｎ？以
下となるように回転塗布し、最高到達温度：１００℃で
２０秒間オーブン乾燥した。

次いで、第２表に示す組成の樹脂、潤滑剤、シリカを均
一に分散させた樹脂液を、乾燥重量にて０．１〜５．０
ｇ／％の塗布量範囲となるようにバーコターで塗布し、
第２表に示す条件で焼付・乾燥した。

このようにして得られた樹脂被覆複合鋼板について、各
種温度における潤滑性、加工後外観、加工後耐食性、並
びに平板耐食性を調査したが、その結果を第３表に示す
。

なお、上記各特性の調査と評価は下記の手法にによって
行った。

（八）　加工性 室温下において無塗油の試験片に下記条件の円筒絞りを
施し、その限界絞り比を求めた。その際、実用できるレ
ベルとしては、同一の材質の冷延鋼板に潤滑油を塗油し
た場合の限界絞り比が２．３あるため、限界絞り比は２
．３以上と考えられる。

プｙ入条件 しわ抑え圧：１トン。

ポンチ径：４０龍φ ダイス径：４２＋＋ｉΦ ブランク径：８０〜］、　ＯＯ＊＊中。

（Ｂ）　　高温潤滑性 ハウデン試験機（先端子：鋼球）を用い、無塗油で２０
℃、６０〜１２０℃，１２０〜１２０℃の試験片温度で
の動摩擦係数値を測定した。なお、このとき加えた荷重
は５００ｇで、摺動回数は１０回とした。そして、評価
結果は ◎：動摩擦係数が０．１０未満。

○：動摩擦係数が０．１０以上０．１５未満△：動摩擦
係数が０．１５以上０．２０未満×：動摩擦係数が０．
２０以上。

で表示した。

（Ｃ）　　加工後外観 室温下において無塗油の試験片を下記試験条件で円筒絞
りし、その時の加工後外観を観察した。

プレス条件 しわ抑え圧：１トン、　　　ポンチ径：４０ｍｍφ。

ダイス径：４２ｖｓｖａφ、　絞り比＝２．０゜そして
、評価結果は ◎：カジリ無し ○：カシリ僅かに有り。

△：カシワやや多い。

×：カジリ多い。

で表示した。

（Ｄ）　　加工後耐食性 前記円筒絞り試験と同一条件で無塗油の試験片を加工し
、試験片の摺動部に温水が当たるように加工品を設置し
て塩水噴霧試験（ＪＴＳＺ　２３７１準拠）を行い、白
錆発生時間を観察した。

そして、評価結果は ◎：白錆発生時間５００ｈｒ以上。

○：白錆発生時間２００ｈｒ以上５００ｈｒ未満△：白
錆発生時間１００ｈｒ以上２００ｈｒ未満×：白錆発生
時間１００ｈｒ未満。

で表示した。

（Ｅ）　　平板耐食性 試験片を平板で塩水噴霧試験（ＪＴＳ　Ｚ２３７１）に
供し、白錆発生時間を観察した。

そして、評価結果は ◎：白錆発生時間１０００ｈｒ以上。

○：白錆発生時間５００ｈｒ以上１０００ｈｒ未満△：
白錆発生時間２００ｈｒ以上５００ｈｒ未満×：白錆発
生時間２００ｈｒ未満。

で表示した。

第３表に示される結果からも明らかなように、本発明に
係る薄膜樹脂鋼板は優れた加工性高温潤滑性と平板耐食
性を示し、かつ加工後外観及び加工後耐食性とも十分に
満足できるものであることが分かる。

実施例　２ 第１表のＡで示される電気Ｚｎメッキ鋼板を準備し、こ
の電気Ｚｎメッキ鋼板にＣｒ”／Ｃｒ６“−２７３とな
るように還元剤を添加したＣｒＣＬ＋：２０ｇ＃！を含
むクロメート処理液（ｐＨ：１．８）をＣｒ付着量が８
０１ｎｇ／ｍ”以下となるように回転塗布し、最高到達
温度：１００℃で２０秒間オーブン乾燥した。

次いで、ベース樹脂としてのアクリルエステル共重合体
、平均粒径が１〜１１０叩の範囲内での各種粒径で融点
の異なるポリエチレンワックスを組み合わせた固形潤滑
剤（配合比：０．１０＋　全ワックス量に対する融点１
２０℃以上のポリエチレンワックス量：６０重量％）、
シリカ分としてのコロイダルシリカ（配合比：　０．２
０）を均一に分散させた樹脂液を、乾燥重量にて０．１
〜５．０ｇ／　ｇの塗布量範囲となるようにバーコータ
ーで塗布し、最高到達温度：１００℃で１０秒間焼付・
乾燥した。なお、このとき形成された樹脂層のＴｇは６
０℃であった。

このようにして得られた薄膜樹脂鋼板について、加工性
、高温における潤滑性、加工後外観、並びにスポット溶
接性を調査し、その結果を第１図乃至第６図に整理して
示した。

なお、加工性については、実施例１におけると同様のプ
レス条件にて円筒絞りを行い、限界絞り比が２．３以上
を○、限界絞り比が２．３未満を×として表示した。高
温における潤滑性は実施例１と同様のハウデン試験によ
り、また加工後外観も実施例１と同様の円筒絞り試験に
よってそれぞれ調査した。そして、スポット溶接性につ
いては電極チップ・・・６φＷＲ型 溶接電流・・・９ｋＡ。

加圧力・・・２００ｋｇｆ 通電■寺間・・・　１０サイクル の条件にて試験片のスポット溶接を行い、○：溶接可能
。

×：溶接不可能。

の評価基準で評価した。

さて、第１図は、融点１２０℃以上のワックス（高融点
ワックス）粒径及びその配合量（配合比）と加工性との
関係を示したグラフである。なお、第１図における［高
融点ワックス比率］とはで表わされるものである。そし
て、この際のワックス全量は０．１２ｇ／　ｎ（、樹脂
被覆層へのワックス配合比は０．１０で、１２０　’ｃ
未満のワックス（低融点ワックス）粒径は２５μＩのも
のに、また樹脂膜厚は１．５ｇ／ｍに統一した。この第
１図に示される結果からも、薄膜樹脂鋼板が優れた加工
性を発揮するには、高融点ワックスの粒径が２０μｍ以
上で、その配合比率を１０以−ヒにする必要のあること
が確認できる。

第２図は、ハウデン試験によって確かめられたワックス
粒子径と動摩擦係数との関係を示したものである。この
際における高融点ワックス粒径は３５卿に、その配合比
を６０％に、そして樹脂膜厚は１．６ｇ／％に統一した
。この第２図に示される結果からも、本発明に係る薄膜
樹脂鋼板は優れた高温潤滑性を示すのに対して、融点が
１２０〜１２０℃未満の低融点ワックスの粒径が３μｍ
を下回ると潤滑性が急激に低下することが分かる。

第３図は、円筒絞り試験によって確かめられたワックス
平均粒子径と加工後外観との関係を示したものである。

この際における高融点ワックス粒径は３５μｍに、その
配合比を６０％に、そして樹脂膜厚は１．６ｇ／ｍに統
一した。この第３図に示される結果からも、本発明に係
る薄膜樹脂鋼板は加工後外観に優れるのに対して、低融
点ワックスの粒径が３〜１００μｍの範囲から外れると
加工後外観の悪化を招くことが分かる。

第４図は、ハウデン試験によって確かめられた樹脂膜厚
と動摩擦係数との関係を示したものである。この際に用
いた固形潤滑剤は、粒径３５陣の高融点ワックスを６０
％、粒径２５μｍの低融点ワックスを４０％組み合わせ
たものに統一した。この第４図に示される結果からも、
本発明に係る薄膜樹脂銅板は優れた高温潤滑性を示すの
に対して、樹脂膜厚が塗布量で０．２ｇ／ｍ２を下回る
と潤滑性が急激に低下することが分かる。

第５図は、円筒絞り試験によって確かめられた樹脂膜厚
と加工後外観との関係を示したものである。この際に用
いた固形潤滑剤は、粒径３５μｍの高融点ワックスを６
０％、粒径２５μｍの低融点ワックスを４０％組み合わ
せたものに統一した。この第５図に示される結果からも
、本発明に係る薄膜樹脂鋼板は加工後外観に優れるのに
対し、樹脂膜厚が塗布量で０．２〜４．０ｇ／ｍ”の範
囲から外れると加工後外観の悪化を招くことが分かる。

第６図は、スポット溶接試験によって確かめられた樹脂
膜厚とスポット溶接性との関係を示したものである。こ
の際に用いた固形潤滑剤は、粒径３５μｍの高融点ワッ
クスを６０％、粒径２５μｍの低融点ワックスを４０％
組み合わせたものに統一した。この第５図に示される結
果からも、本発明に係る薄膜樹脂鋼板はスポット溶接が
可能であるのに対して、樹脂膜厚が塗布量で４．０ｇ／
ｍ”を上回るとスボソＨｔｒ接が不可能になることが分
かる。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、高温下でも良
好な潤滑性を発揮するためプレススピドを十分に速くす
ることができ、より苛酷なプレス条件においても良好な
連続プレス成形が潤滑油を使用することなく可能である
耐食性に優れた樹脂被覆複合鋼板が提供され、ユーザー
でのプレス油塗油工程や脱脂工程の省略、それによるコ
スＩ・低減、プレス油を使用しないための作業環境の向
上、脱脂液を使用しないための環境衛生改善等の便益が
享受できるようになるなど、産業上極めて有用な効果が
もたらされる。

Ｇ

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例で確認された高融点ワックス粒径及び
その配合比率と加工性との関係を示すグラフである。 第２図は、実施例で確認された固形潤滑剤粒径と高温下
での潤滑性との関係を示すグラフである。 第３図は、実施例で確認された固形潤滑剤粒径と加工後
外観との関係を示すグラフである。 第４図は、実施例で確認された樹脂被覆層厚と潤滑性と
の関係を示すグラフである。 第５図は、実施例で確認された樹脂被覆層厚と加工後外
観との関係を示すグラフである。 第６図は、実施例で確認された樹脂被覆層厚とスポット
溶接性との関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼板上に、クロム付着
   量が金属Ｃｒ換算で片面当り２００ｍｇ／ｍ＾２以下の
   クロメート皮膜と、粒径が３〜１００μｍの結晶性固形
   潤滑剤を含む塗布量：０．２〜４．０ｇ／ｍ＾２の樹脂
   被覆層とをこの順序で有して成ると共に、前記結晶性固
   形潤滑剤中において １次分散粒子径：２０μ以上， 融点：１２０℃以上 の高融点潤滑剤が潤滑剤全量の１０重量％以上を占めて
   いることを特徴とする、潤滑性，耐食性，溶接性に優れ
   た薄膜樹脂鋼板。
2. （２）前記樹脂被覆層が、乾燥重量比で 有機高分子：固形潤滑剤 ＝〔１：０．０２〕〜〔１：０．４〕， 有機高分子：シリカ＝〔１：０．０５〕〜〔１：１〕の
   割合で固形潤滑剤及びシリカを含み、かつ２０〜１２０
   ℃のガラス転移点を有したものである、請求項１に記載
   の潤滑性，耐食性，溶接性に優れた薄膜樹脂鋼板。