JPH1158599A

JPH1158599A - 表面処理金属板

Info

Publication number: JPH1158599A
Application number: JP21877997A
Authority: JP
Inventors: Tomio Kajita; 富男梶田; Tadashige Nakamoto; 忠繁中元; Hiroaki Nakano; 博昭中野; Atsushi Kihara; 敦史木原; Takeshi Watase; 岳史渡瀬
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-03-02
Anticipated expiration: 2017-08-13
Also published as: JP2953654B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐疵付き性及び深絞り性に優れる様に無機高
分子及び樹脂をベースとした皮膜を形成した表面処理金
属板であって、しかも耐食性、耐水性及び塗装性に優れ
る表面処理金属板を提供する。【解決手段】ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８
〜３３であるケイ酸リチウム水溶液に有機樹脂、シラン
カップリング剤及び固体潤滑剤を含有させた処理液を金
属板表面に塗布した後乾燥してなるもので、前記処理液
における固形分総量に対する各含有量は、有機樹脂８〜
３３重量％、シランカップリング剤０．８〜１７重量
％、固体潤滑剤０．２〜２．８重量％が好ましく、該固
体潤滑剤の粒径は０．１〜１．０μｍであることが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、深絞り性、耐疵付
き性、及び耐水性に優れた表面処理金属板に関し、結露
等により表面に水滴が付着した場合の外観変化が問題と
なるような家庭用電気製品の部品、例えばオーディオシ
ャーシ類や、コンピューターケース，ビデオケース，モ
ーターケース，プーリー等の深絞り製品に好適な表面処
理金属板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭用電気製品の部品に用いられる材料
としては、電気Ｚｎめっき鋼板及び溶融Ｚｎめっき鋼板
等のＺｎ系めっき鋼板や、より一層の耐食性及び塗料を
塗布した場合の塗膜の密着性（以下「塗装性」という）
の向上を目的として、該Ｚｎめっき鋼板上にクロメート
処理やりん酸塩処理等の化成処理を施した金属系表面処
理鋼板が多く用いられている。

【０００３】これらの金属系表面処理鋼板は、鋼板メー
カーによりコイル材またはシート材の状態で製品として
出荷され、ユーザーにて各種の加工が施される。但し、
これらの表面処理鋼板は、表面には硬い金属質の皮膜が
形成されているため、搬送用の台と接触したり、或いは
曲げ加工時に金属製の型と擦れ合うことにより鋼板表面
に擦り疵等が発生することがある。鋼板表面の疵付き
は、製品の外観及び皮膜性能を損ない商品価値を劣化さ
せる。

【０００４】そこで、クロメート処理が施された表面処
理鋼板表面に、有機樹脂皮膜を形成した表面処理鋼板
（特開昭５８−１５３７８５号公報、特開昭５８−１７
７４７６号公報等）が提案されている。樹脂皮膜が形成
されている表面処理鋼板の場合、耐疵付き性に対しては
効果が認められる。しかしながら、モーターケース等の
様に深絞り加工が施される部品の場合には、金型との間
で激しい摺動摩擦が生じるため、摺動面の樹脂皮膜が剥
離して黒変する黒化現象が発生し、製品外観を著しく損
なうと共に、その黒化物が他の設備等に付着して別の不
具合を派生するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような樹脂皮膜が
形成された表面処理鋼板が有する問題点を解決するため
に、樹脂と無機高分子化合物をベースとし、さらに固体
潤滑剤を含有する樹脂を形成した表面処理鋼板（特開平
６−５７４４２号公報）や、更に水性樹脂を含有する皮
膜が形成された表面処理鋼板（特開平６−５７４４１号
公報）が提案されている。これらの無機高分子及び樹脂
をベースとした皮膜が形成された表面処理鋼板は、耐疵
付き性や深絞り加工時の皮膜の黒化物の発生については
改善効果が認められる。しかし皮膜の耐水性が不十分な
ため、結露等により皮膜が水と接触状態になると、水分
中に皮膜成分の一部が溶出することがある。このような
場合、皮膜の外観が損なわれるだけでなく、鋼板自体の
耐食性も劣化し、黒点状の錆びや白錆が発生し易く、皮
膜形成による塗装性の改善効果が不十分となる等の欠点
を有している。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、耐疵付き性及び
深絞り性に優れる様に無機高分子及び樹脂をベースとし
た皮膜を形成した表面処理金属板であって、しかも耐食
性、耐水性及び塗装性に優れる表面処理金属板を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の表面処
理金属板は、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８〜
３３であるケイ酸リチウム水溶液に、有機樹脂、シラン
カップリング剤、及び固体潤滑剤を含有させた処理液
を、金属板表面に塗布した後乾燥してなるものであるこ
とを特徴とする。

【０００８】前記処理液における有機樹脂の含有量は、
該処理液中の固形分総量に対して８〜３３重量％である
ことが好ましい。前記シランカップリング剤は下記
（１）〜（４）式で表されるシランカップリング剤より
なる群から選択される１種以上であることが好ましい。

【０００９】

【化３】

【００１０】（式中、Ｒ₁ ，Ｒ₅ は夫々低級アルキル基
を示し、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は夫々低級アルコキシ基を示
す。）

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、Ｒ_g はグリシドキシ基を示し、Ｒ
₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は夫々低級アルコキシ基を示し、Ｒ₅ は
低級アルキル基を示し、Ｒ₆ は低級アルキレン基を示
す。）

【００１３】前記処理液におけるシランカップリング剤
の含有量は、該処理液中の固形分総量に対して０．８〜
１７．０重量％であることが好ましい。また、前記処理
液における固体潤滑剤の含有量は、該処理液中の固形分
総量に対して０．２〜２．８重量％であり、且つ該固体
潤滑剤の粒径が０．１〜１．０μｍであることが好まし
い。前記処理液は、Ｓｉ換算で０．０２０〜０．６ｇ／
ｍ² となる量を塗布したものであることが好ましい。

【００１４】また、本発明の表面処理金属板は、ＳｉＯ
₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８〜３３であるケイ酸リ
チウム成分と有機樹脂とがシランカップリングした高分
子、及び固体潤滑剤が含有されている皮膜が、金属板表
面に形成されていることを特徴とし、前記皮膜中におい
て、不純物として含まれるＮａ及び／又はＫの含有総量
が１．０重量％以下であることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の表面処理金属
板を作製するために用いられる処理液について説明す
る。本発明に用いられる処理液は、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ
比（モル比）が１８〜３３であるケイ酸リチウム水溶液
に、有機樹脂、シランカップリング剤、及び固体潤滑剤
を含有させたものである。

【００１６】ケイ酸リチウム水溶液とは、ＳｉＯ₂ ／Ｌ
ｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８〜３３となるようにケイ酸リ
チウム成分が含まれている水溶液で、ケイ酸リチウム単
独を水に分散させた溶液であってもよいし、或いはケイ
酸リチウムとケイ酸コロイドとの混合物を水に分散させ
た溶液であってもよい。混合物を用いる場合、ケイ酸コ
ロイド量を調節することにより、容易にＳｉＯ₂ ／Ｌｉ
₂ Ｏ比（モル比）が１８〜３３となるように処理液を調
製することができるので好ましい。要するに、ＳｉＯ₂
／Ｌｉ₂ Ｏ比で１８〜３３、好ましくは２２以上、より
好ましくは２６以上で、好ましくは３０以下、より好ま
しくは２８以下を満足すればよい。

【００１７】ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比を１８未満では、皮
膜成分（特にＬｉ成分）が溶出しやすくなって皮膜の耐
水性が低下するからである。一方、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ
比が３３を超える場合には、金属板に塗布された処理液
の皮膜の形成のし易さ（以下「造膜性」という）が低下
すると共に、金属板との濡れ性が低下するため、金属板
に塗布した処理液がはじかれやすくなって、形成される
皮膜の金属板に対する密着性が低下するからである。ま
た形成された皮膜に亀裂が生じやすく、耐食性が劣化す
るとともに、疵つきやすくなるからである。

【００１８】尚、ケイ酸リチウムとしては、市販のリチ
ウムシリケートを用いることができる。またケイ酸コロ
イドとしては、市販品のコロイダルシリカやシリカゾル
を用いることができる。但し、市販品のケイ酸コロイド
には一般に不純物としてケイ酸ナトリウムやケイ酸カリ
ウムが含有されており、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリ
ウムは処理液と金属板との濡れ性を悪化させ、形成され
た皮膜に欠陥が生じやすく、耐食性及び塗装性が低下す
る原因となる。従って、皮膜中に不純物として含まれる
Ｎａ及び／又はＫの含有量合計（Ｎａ含有量＋Ｋ含有
量）は、１．０重量％以下に調整することが望ましい。

【００１９】有機樹脂は、皮膜の耐水性及び耐食性の改
善を目的として添加される。本発明に用いられる有機樹
脂としては、ウレタン系樹脂，アクリル系樹脂，ポリエ
チレン樹脂，ポリスチレン樹脂，ポリエステル樹脂、及
びこれらの変性樹脂等が挙げられる。これらのうちウレ
タン系樹脂、アクリル系樹脂及びそれらを主体とした変
性樹脂が好ましく用いられる。

【００２０】有機樹脂の含有量は、処理液中の固形分総
量に対して８重量％以上が好ましく、より好ましくは１
０．０重量％以上、特に好ましくは１５重量％以上であ
る。また含有量の上限は３３重量％以下が好ましく、よ
り好ましくは３０．０重量％以下、特に好ましくは２５
重量％以下である。有機樹脂の含有量が８重量％未満の
場合には、有機樹脂添加による造膜性及び耐水性の改善
効果が十分でないからである。一方、有機樹脂の含有量
が３３重量％を上回る場合には、深絞り加工を行うこと
により摺動面の樹脂が剥離して黒変する黒化現象が発生
し易くなり、加工後の外観を劣化させるからである。

【００２１】シランカップリング剤は、皮膜の耐水性の
向上を目的として添加される。ここで、シランカップリ
ング剤とは、Ｓｉ原子に有機基と加水分解性のアルコキ
シ基とが結合した有機シラン化合物をいい、アルコキシ
基が無機物と反応し、有機基が有機樹脂と結合等するこ
とができる。従って、シランカップリング剤を含有する
処理液は、処理液の保存中に更には金属板に塗布されて
乾燥するまでの間に、有機樹脂と結合すると共にケイ酸
リチウム、金属板をはじめとする無機成分と結合でき
る。また、処理液にケイ酸コロイドが含まれている場合
には、ケイ酸コロイド同士、又はケイ酸コロイドとケイ
酸リチウムとを結合することもできる。このため生成し
た皮膜中の成分間の結合がより強固になり、皮膜成分、
特にリチウム成分の溶出を防止できる。結果として、耐
水性が向上すると考えられる。

【００２２】本発明に用いられるシランカップリング剤
は特に限定しないが、下記（１）〜（４）式で表される
シランカップリング剤よりなる群から選択される１種以
上が好ましく用いられる。

【００２３】

【化５】

【００２４】（式中、Ｒ₁ ，Ｒ₅ は夫々低級アルキル基
を示し、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は夫々低級アルコキシ基を示
す。）

【００２５】

【化６】

【００２６】（式中、Ｒ_g はグリシドキシ基を示し、Ｒ
₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は夫々低級アルコキシ基を示し、Ｒ₅ は
低級アルキル基を示し、Ｒ₆ は低級アルキレン基を示
す。）

【００２７】このようなシランカップリング剤は加水分
解をしてシラノール基を生成する際に、アルコールも生
成する。アルコールは造膜性に悪影響を及ぼすため、皮
膜が形成されるまでの間に揮発させておくことが好まし
い。よって、上記シランカップリング剤におけるアルコ
キシ基は、沸点が最も低い低級アルコールであるメタノ
ールが生じるようなメトキシ基であることが好ましい。
また、水溶液中での分散性や相溶性等の観点からは、下
記（３）式または（４）式に示すように、末端にグリシ
ドキシ基を有するシランカップリング剤を用いることが
好ましい。従って、具体的には、シランカップリング剤
として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン，γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン，β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリ
メトキシシランなどが好ましく用いられる。

【００２８】シランカップリング剤の含有量は、処理液
中の固形分総量に対して０．８〜１７．０重量％である
ことが好ましい。０．８重量％未満では、十分な耐水性
の改善効果が得られないからである。一方、１７．０重
量％を上回るとシランカップリング反応が進行しすぎて
処理液の安定性が低下し、ひどい場合には処理液がゲル
化してしまって処理液の塗装作業ができなくなるからで
ある。

【００２９】固体潤滑剤は、皮膜の潤滑性改善により皮
膜の疵付きを防止し、加工時の皮膜の損傷を低減するこ
とを目的として添加される。本発明に用いることのでき
る固体潤滑剤としては、ポリエチレンワックス，酸化ポ
リエチレンワックス，酸化ポリプロピレンワックス，カ
ルナバワックス，パラフィンワックス，モンタンワック
ス，ライスワックス，テフロンワックス，２硫化モリブ
デン，２硫化炭素，グラファイト等が例示でき、これら
の固体潤滑剤の中から１種又は２種以上を任意に選択す
ればよい。処理液中での分散状態や潤滑性能を考慮する
と、ワックスタイプの潤滑剤、特にポリエチレンワック
ス、酸化ポリエチレンワックスを用いて、水分散型ワッ
クスの状態で、ケイ酸リチウム水溶液に添加することが
推奨される。

【００３０】上記固体潤滑剤の添加量は、０．２０重量
％以上、特に０．２５重量％以上で、２．８重量％以
下、特に１．５重量％以下とすることが好ましい。０．
２０重量％未満では潤滑性の改善効果が十分に得られな
いからである。一方、２．８重量％を超えると、塗装性
が低下するとともに造膜性も低下するため、結果として
形成される皮膜の耐食性及び耐水性が劣化するからであ
る。

【００３１】また、本発明で用いられる固体潤滑剤は、
その粒径が０．１〜１．０μｍであることが好ましい。
固体潤滑剤の粒径が０．１μｍ未満では、皮膜中に潤滑
剤が埋もれてしまい満足できる性能が十分得られず、一
方１．０μｍを上回ると、処理液中における固体潤滑剤
の均一分散性及び液安定性が劣化して金属板へ均一に塗
布することができなくなるからである。

【００３２】本発明の表面処理金属板は、以上のような
組成を有する処理液を金属板表面に塗布し、乾燥するこ
とにより製造されたものである。従って金属板の表面に
は、微細なシリカ粒子の強固な乾燥ゲルからなるガラス
質の皮膜が形成されている。このガラス質の皮膜は、具
体的には処理液に含まれているケイ酸リチウム成分と有
機樹脂とがシランカップリングし、さらに固体潤滑剤が
含まれてなるものである。尚、乾燥は常温で行ってもよ
いし、有機樹脂の種類によっては加熱により行ってもよ
い。

【００３３】処理液の塗布量は、Ｓｉの重量で、０．０
２０〜０．６ｇ／ｍ² となる量である。０．０２５ｇ／
ｍ² 未満では強靭で硬いガラス質の皮膜を得ることがで
きず、十分な耐食性及び深絞り加工性が得られないから
である。一方、Ｓｉ重量が０．５ｇ／ｍ² 上回ると皮膜
のアース性及び塗装性が劣化するからである。

【００３４】本発明に用いられる金属板（処理液を塗布
する金属板）としては特に限定されず、鋼板の他、アル
ミ板，アルミ合金板，ステンレス鋼板，チタン板等の金
属板を用いてもよい。但し、上記皮膜の密着性を考慮す
ると、Ｚｎ又はＺｎ合金めっき鋼板にクロメート処理や
りん酸塩処理等の化成処理を施したもの等が好ましく用
いられ、耐食性の観点からは、クロメート処理を施した
Ｚｎ又はＺｎ合金めっき鋼板が最も好ましい。クロメー
ト皮膜の付着量は、Ｃｒ付着量として１０ｍｇ／ｍ² 以
上であることが耐食性の観点から好ましく、皮膜との密
着性の観点から１００ｍｇ／ｍ² 以下とすることが好ま
しい。尚、クロメート処理を施す方法としては、水洗型
（反応型）クロメート処理，塗布型クロメート処理，電
解クロメート処理等の方法があるが、特に限定するもの
ではなく、任意の方法で行えば良い。

【００３５】処理液の塗装方法は限定されるものではな
く、ロールコーター法，ナイフコーター法，スプレー法
等の公知の塗布方法の中から任意に選択すればよい。こ
のようにして形成される表面処理金属板は、皮膜組成に
起因して耐疵付き性及び深絞り性だけでなく、耐食性、
耐水性及び塗装性にも優れている。

【００３６】

【実施例】

〔試験方法〕下記実施例で用いた試験方法は下記の通り
である。耐食性ＪＩＳＺ２３７１に準じて塩水噴霧試験を実施し、１
００時間後の白錆の発生面積により耐食性を評価した。
評価基準を以下に示す。 ◎：白錆なし ○：白錆５％未満 △：白錆５％以上１０％未満 ×：白錆１０％以上

【００３７】耐水性得られた表面処理鋼板の表面にイオン交換水０．５ｍｌ
を滴下し、この表面処理鋼板の水が滴下された側の面
に、別途作製した表面処理鋼板を重ね合せた。すなわち
２枚の表面処理鋼板で水を挟んだ状態とした。次いで、
表面処理鋼板に１ｋｇの荷重をかけ、１週間保管した後
の水滴下部分の外観変化を観察して評価した。評価基準
を以下に示す。 ◎：変化なし ○：わずかに変色が認められる △：水滴下部分は若干変化している ×：外観変化が著しい

【００３８】耐疵付き性得られた表面処理鋼板を２枚重ねた状態（上側の表面処
理鋼板寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍ）で、表面性試験装置
（ＨＥＩＤＯＮ社製）にセットした。セットした表面処
理鋼板に１ｋｇの荷重をかけた状態で、２枚の表面処理
鋼板相互間で摺動させることによりすり傷を発生させ、
目視により疵付きを評価した（◎：極めて良い，○：良
い，△：悪い，×：極めて悪い）。

【００３９】濡れ性調製した処理液を金属板表面に絞りロールで塗布し、塗
布直後の表面における処理液のはじきの程度を目視で観
察して評価した（◎：極めて良い，○：良い，△：悪
い，×：極めて悪い）。

【００４０】深絞り加工性得られた表面処理鋼板を用いて、８０トンのクランクプ
レス装置でプレス成形品を作製し、成形品の摺動面の型
かじり及び黒化現象（耐黒化性）について、目視で観察
して評価した（◎：極めて良い，○：良い，△：悪い，
×：極めて悪い）。

【００４１】塗装性得られた皮膜処理鋼板にメラミン系塗料を膜厚２０μｍ
にてスプレー塗布した後、１５０℃で３０分間焼きつけ
てメラミン系塗膜を形成した。形成された塗膜をカッタ
ーナイフで１ｍｍ枡目の碁盤目１００枡を入れ、これに
テープ剥離試験を実施して、塗膜の残存枡目数を調べ
た。塗膜の残存枡目数が多いほど塗装性が良好である。

【００４２】アース性表面処理鋼板の表面抵抗をテスターにて測定し、以下の
様に評価した。 ◎：５０Ω未満 ○：５０Ω以上１００Ω未満 △：１００Ω以上２００Ω未満 ×：２００Ω以上

【００４３】〔実施例〕以下の実施例では、金属板とし
て、クロメート処理を施した電気Ｚｎめっき鋼板（Ｚｎ
付着量２０ｇ／ｍ² 、Ｃｒ付着量２０ｍｇ／ｍ² 、板厚
０．８ｍｍ）を用いた。

【００４４】実施例１；まず処理液中のＳｉＯ₂ ／Ｌｉ
₂ Ｏ比が耐食性、耐水性、耐疵付き性、及び濡れ性に与
える影響を調べた。水にケイ酸リチウム及びケイ酸コロ
イドを分散させ、さらに、ウレタン系樹脂２５重量％、
シランカップリング剤としてγ―グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン１０重量％、及び粒径０．６μｍの
水分散型ポリエチレンワックス粒子１．５重量％を添加
して処理液を調製した。尚、ウレタン系樹脂、シランカ
ップリング剤、ポリエチレンワックス粒子の含有量は、
最終的に調製された処理液中の固形分総量に対する割合
である。

【００４５】次に、調製した処理液を、塗布乾燥後のＳ
ｉ重量にて０．１ｇ／ｍ² となる様に絞りロールにて上
記金属板の表面に塗布し、板温８０℃で乾燥することに
よりガラス質の皮膜を形成させて、Ｎo.１〜９の表面処
理鋼板を得た。尚、Ｎo.１〜９は、処理液におけるケイ
酸リチウムとケイ酸コロイドとの混合比率を調節するこ
とによって、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比が１０〜４０となる
ように調節した。Ｎo.１〜９の表面処理鋼板について、
耐食性、耐水性、耐疵付き性、及び濡れ性の試験を行っ
た。結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比が１８〜３３を満足
する本発明例Ｎo.１〜５は、耐食性、耐水性、耐疵付き
性、及び濡れ性の全てに優れている。特にＳｉＯ₂ ／Ｌ
ｉ₂Ｏ比が２６〜２８の本発明例Ｎo.３、４は、耐食
性、耐水性、耐疵付き性、及び濡れ性が極めて優れてい
た。一方、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比が小さ過ぎる比較例Ｎ
o.６、７では耐水性が乏しく、ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比が
大き過ぎる比較例Ｎo.８，９は耐食性、耐水性、耐疵付
き性、及び濡れ性の全てに劣っていた。

【００４８】実施例２；次に、処理液中の有機樹脂の含
有量と得られる表面処理鋼板の性質との関係を調べた。
水にケイ酸リチウムとケイ酸コロイドの混合物を、Ｓｉ
Ｏ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比を２５となるように分散させ、さらに
ウレタン系樹脂の含有量を０〜４０重量％に変更した以
外は実施例１と同様にして処理液を調製し、調製した処
理液を用いて実施例１と同様にしてＮo.１０〜１８の表
面処理鋼板を得た。これらの表面処理鋼板について、耐
食性、耐水性、濡れ性及び深絞り加工性の試験を行なっ
た。結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】有機樹脂の含有量が０．８〜３３重量％で
ある本発明例Ｎo.１０〜１４は、耐食性，耐水性、濡れ
性、及び深絞り加工性の全てに優れている。一方有機樹
脂の含有量が少な過ぎる比較例Ｎo.１５、１６は耐食
性，耐水性及び濡れ性のいずれかが劣っており、有機樹
脂の含有量が多過ぎる比較例Ｎo.１７、１８では深絞り
加工時に黒化現象が発生した。

【００５１】実施例３；次に、処理液中の固体潤滑剤の
含有量又は粒径と得られる表面処理鋼板の性質との関係
を調べた。ケイ酸リチウムとケイ酸コロイドの混合物に
おけるＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比を２５とし、粒径の異なる
水分散型ポリエチレンワックス粒子の含有量を０〜１０
重量％に変更した以外は実施例１と同様にして処理液を
調製した。調製した処理液を用いて実施例１と同様にし
てＮo.１９〜３３の表面処理鋼板を得た。これらの表面
処理鋼板について、耐食性、耐水性、塗装性、及び深絞
り加工性の試験を行った。結果を表３に示す。

【００５２】

【表３】

【００５３】処理液中の固体潤滑剤の含有量が０．２〜
２．８重量％であり、その粒径が０．１〜１．０μｍで
ある本発明例Ｎo.１９〜２５は、耐食性、耐水性、塗装
性及び深絞り加工性の全てに優れていた。一方、固体潤
滑剤の含有量が少な過ぎる比較例Ｎo.２６、２７は深絞
り加工性が乏しく、固体潤滑剤の含有量が多過ぎる比較
例Ｎo.２８〜３０は耐食性、耐水性、及び塗装性が劣っ
ている。また固体潤滑剤の粒径が小さ過ぎる比較例Ｎo.
３１は深絞り加工性に乏しく、固体潤滑剤の粒径が大き
過ぎる比較例Ｎo.３２は耐食性、塗装性及び深絞り加工
性（耐黒化性）に劣り、固体潤滑剤の粒径が３．０μｍ
の比較例Ｎo.３３では溶液中に固体潤滑剤の分散ができ
なかった。

【００５４】実施例４；次に、処理液中のシランカップ
リング剤の種類又は含有量と表面処理鋼板の性質の関係
を調べた。ケイ酸リチウムとケイ酸コロイドの混合物に
おけるＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比を２５とし、シランカップ
リン剤の種類又は含有量を表４に示すように変更した以
外は実施例１と同様にして処理液を調製し、調製した処
理液を用いて実施例１と同様にしてＮo.３４〜４６の表
面処理鋼板を作製した。これらの表面処理鋼板につい
て、耐食性、耐水性、及び深絞り加工性の試験を行なっ
た。結果を表４に示す。

【００５５】

【表４】

【００５６】シランカップリング剤を０．８〜１７．０
重量％の範囲で含有させた本発明例Ｎo.３４〜４１は、
耐食性、耐水性、及び深絞り加工性のいずれにも優れて
いる。一方シランカップリング剤の含有量が少な過ぎる
比較例Ｎo.４２、４３は耐水性に乏しく、シランカップ
リング剤の含有量が多過ぎる比較例Ｎo.４４，４５は耐
水性、深絞り加工時に型かじりが発生した。また、シラ
ンカップリング剤の含有量が３０％である比較例Ｎo.４
６は処理液がゲル化した。さらに、Ｎo.３６、３９〜４
１の比較から、シランカップリング剤としては、アルコ
キシ基がメトキシ基で有機基としてグリシドキシ基を有
するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが、
耐食性、耐水性について最も優れていたことがわかる。

【００５７】実施例５；次に、処理液中のＮａ及び／又
はＫの含有総量（Ｎａ含有量＋Ｋ含有量）と得られる表
面処理鋼板の性質との関係を調べた。ケイ酸リチウムと
ケイ酸コロイドの混合物におけるＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比
が２５である混合溶液を用いて実施例１と同様にして調
製した処理液にいてＮａ及び／又はＫの含有総量を０．
１〜３．０重量％の範囲で調節した処理液を調製し、こ
れらを用いて、実施例１と同様にしてＮo.４７〜５３の
表面処理鋼板を得た。これらの表面処理鋼板について、
耐食性，耐水性、濡れ性，及び深絞り加工性の試験を行
った。結果を表５に示す。

【００５８】

【表５】

【００５９】Ｎａ及び／又はＫの含有総量が１．０重量
％以下である本発明例Ｎo.４７〜５０は、耐食性、耐水
性、濡れ性及び深絞り加工性の全てに優れている。一
方、Ｎａ及び／又はＫの含有総量が１．０重量％を超え
る比較例Ｎo.５１〜５３は、耐食性、耐水性及び濡れ性
に劣っている。

【００６０】実施例６；次に、処理液の塗布量と得られ
る表面処理鋼板の性質との関係を調べた。ケイ酸リチウ
ムとケイ酸コロイドとの混合物におけるＳｉＯ₂ ／Ｌｉ
₂ Ｏ比が２５である混合溶液を用いて実施例１と同様に
して調製した処理液を、塗布乾燥後のＳｉ重量にて０．
０１５〜２．０ｇ／ｍ² となる様に実施例１と同様の方
法で、Ｎo.５４〜６２の表面処理鋼板を得た。これらの
表面処理鋼板について、耐食性、深絞り加工性及びアー
ス性を試験した。結果を表６に示す。

【００６１】

【表６】

【００６２】Ｓｉ量が０．０２〜０．６ｇ／ｍ² である
本発明例Ｎo.５４〜５８は、耐食性，深絞り加工性及び
アース性の全てに優れている。一方Ｓｉ付着量が少な過
ぎる比較例Ｎo.５９は、耐食性及び深絞り加工性に乏し
く、Ｓｉ付着量が多過ぎる比較例Ｎo.６０〜６２はアー
ス性に劣っている。

【００６３】

【発明の効果】本発明の表面処理鋼板は、ＳｉＯ₂ ／Ｌ
ｉ₂ Ｏ比が１８〜３３のガラス質で、且つケイ酸リチウ
ム成分をはじめとする無機物と有機樹脂とがシランカッ
プリングされた皮膜が金属表面に形成されているので、
耐水性、耐食性、塗装性、耐疵付き性及び深絞り性に優
れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木原敦史兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者渡瀬岳史兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８
〜３３であるケイ酸リチウム水溶液に、有機樹脂、シラ
ンカップリング剤、及び固体潤滑剤を含有させた処理液
を、金属板表面に塗布した後乾燥してなるものであるこ
とを特徴とする表面処理金属板。
【請求項２】前記処理液における有機樹脂の含有量
は、該処理液中の固形分総量に対して８〜３３重量％で
ある請求項１に記載の表面処理金属板。
【請求項３】前記シランカップリング剤が下記（１）
〜（４）式で表されるシランカップリング剤よりなる群
から選択される１種以上である請求項１又は２に記載の
表面処理金属板。【化１】（式中、Ｒ₁ ，Ｒ₅ は夫々低級アルキル基を示し、Ｒ
₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ は夫々低級アルコキシ基を示す。）【化２】（式中、Ｒ_g はグリシドキシ基を示し、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ
₄ は夫々低級アルコキシ基を示し、Ｒ₅ は低級アルキル
基を示し、Ｒ₆ は低級アルキレン基を示す。）
【請求項４】前記処理液におけるシランカップリング
剤の含有量は、該処理液中の固形分総量に対して０．８
〜１７．０重量％である請求項１〜３のいずれかに記載
の表面処理金属板。
【請求項５】前記処理液における固体潤滑剤の含有量
は、該処理液中の固形分総量に対して０．２〜２．８重
量％であり、且つ該固体潤滑剤の粒径が０．１〜１．０
μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理金
属板。
【請求項６】前記処理液は、Ｓｉ換算で０．０２０〜
０．６ｇ／ｍ² となる量を塗布したものである請求項１
〜５のいずれかに記載の表面処理金属板。
【請求項７】ＳｉＯ₂ ／Ｌｉ₂ Ｏ比（モル比）が１８
〜３３であるケイ酸リチウム成分と有機樹脂とがシラン
カップリングした高分子、及び固体潤滑剤が含有されて
いる皮膜が、金属板表面に形成されていることを特徴と
する表面処理金属板。
【請求項８】前記皮膜中において、不純物として含ま
れるＮａ及び／又はＫの含有総量が１．０重量％以下で
ある請求項７に記載の表面処理金属板。