JP2003138385A - 塗膜密着性と加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板 - Google Patents
塗膜密着性と加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板Info
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Abstract
フリーで環境負荷の小さいプレス油省略可能非脱膜型潤
滑めっき鋼板を提供することを目的とする。 【解決手段】 鋼板の表面に下層として、Zn−Mg−
Al系合金めっき層、又はZn−Mg−Al−Si系合
金めっき層を形成させ、その上に固形分として水性樹脂
100質量部、タンニンまたはタンニン酸0.2〜50
質量部を含有する皮膜層を下地処理層として有し、さら
にその上にビスフェノール型骨格、エステル骨格および
カルボキシル基を有するエーテル・エステル型ウレタン
樹脂(a)とエポキシ樹脂(b)の総和(a+b)が全
固形分に対して50〜85質量%、ポリオレフィンワッ
クス(c)を3〜30質量%、粒径3〜30nmのシリ
カ(d)を10〜40質量%含有する水性潤滑塗料を塗
布・焼き付けて得られる膜厚0.2〜5μmの被膜を設
けたことを特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の
小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。
Description
被膜を除去することなく使用する家電、建材、自動車等
の部品に利用する表面処理鋼板に関するものである。
成形後、油を除去して製造する工程であった。しかし、
脱脂溶剤の使用規制や、コスト低減に伴い、プレス油を
省略できる潤滑性能、及びプレス後の被膜が優れた表面
特性(外観、耐食性、塗料密着性等)を有する表面処理
鋼板のニーズが強くなっている。特に強加工を行う部材
では、有機被膜やめっき被膜が損傷しやすく、この被膜
損傷を原因とする加工後の耐食性劣化が起こりやすいた
め、良好な潤滑性能と加工後耐食性を併せ持つ表面処理
鋼板のニーズが強い。
して、特開平3−16726号公報「成形性の優れた潤
滑樹脂処理鋼板」がある。この鋼板は亜鉛系あるいはア
ルミニウム系の合金めっき鋼板の表面にCr付着量20
0mg/m2以下のクロメート被膜、その上に0.3〜
3.0g/m2の樹脂被膜を有するもので樹脂被膜は水
酸基及び/またはカルボキシル基を有する樹脂100質
量部、シリカ10〜80質量部、平均粒径1〜7μmの
ポリオレフィンワックス20質量部以下であると述べら
れている。この潤滑鋼板は幅広い樹脂の種類の適用が可
能であると記載されている。
工性や、加工後の被膜劣化が少ない観点では満足するも
のではなく不十分であり、樹脂、シリカ及び潤滑剤で構
成される被膜を最適化することによってはじめて安定操
業可能な潤滑鋼板が得られる。特に非脱膜型の潤滑鋼板
では加工後の外観と性能が重要であり、潤滑被膜の膜厚
の均一性や延び、圧縮、摺動摩耗性を考慮しなければな
らない。
「プレス油省略可能非脱膜型潤滑めっき鋼板」では、め
っき鋼板表面に化成処理を行い、エーテル・エステル型
ウレタン樹脂とエポキシ樹脂、ポリオレフィンワック
ス、シリカを最適化した塗料を被覆することにより、優
れた潤滑性を有するプレス油省略可能非脱膜型潤滑めっ
き鋼板を提供している。
びその他これまで開示された潤滑めっき鋼板では、厳し
いプレス加工後の加工部の耐食性が十分に確保されてい
ない。
て、加工部の耐食性に優れたプレス油省略可能非脱膜型
潤滑めっき鋼板を提供するものである。
対する要望が高まっている。そこで、本発明では、この
ような要望に答え、加工部の耐食性に優れるクロムフリ
ーで環境負荷の小さい潤滑鋼板を提供することも課題の
1つである。
00−104154号公報において耐食性が通常の溶融
亜鉛めっき鋼板よりも大幅に優れたZn−Mg−Al−
Siめっき鋼板を提案している。
耐食性に優れるめっき鋼板の開発について鋭意研究を重
ねた結果、鋼板の表面にZn−Mg−Al合金めっきま
たはZn−Mg−Al−Si合金めっきを施し、その上
に下地処理としてタンニンまたはタンニン酸系処理を施
し、さらにその上にエーテル・エステル型ウレタン樹脂
とエポキシ樹脂、ポリオレフィンワックス、シリカを最
適化した塗料を被覆することにより、優れた潤滑性と塗
膜密着性、加工部の耐食性を有するプレス油省略可能非
脱膜型潤滑めっき鋼板を製造しうることを見いだして本
発明に至った。
の通りである。
し、かつ、MgとAlが下式、Mg(%)+Al(%)
≦20%を満たし、残部がZn及び不可避的不純物より
なるZn合金めっき層を有し、その上に固形分として水
性樹脂100質量部、タンニンまたはタンニン酸0.2
〜50質量部を含有する皮膜層を下地処理層として有
し、さらにその上にビスフェノール型骨格、エステル骨
格及びカルボキシル基を有するエーテル・エステル型ウ
レタン樹脂(a)とエポキシ樹脂(b)の総和(a+
b)が全固形分に対して50〜85質量%、ポリオレフ
ィンワックス(c)を3〜30質量%、粒径3〜30n
mのシリカ(d)を10〜40質量%含有する水性潤滑
塗料を塗布・焼き付けて得られる膜厚0.2〜5μmの
被膜を設けたことを特徴とする加工部の耐食性に優れ環
境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。
0.01〜2質量%を含有し、かつ、MgとAlが下
式、Mg(%)+Al(%)≦20%を満たし、残部が
Zn及び不可避的不純物よりなるZn合金めっき層を有
し、その上に固形分として水性樹脂100質量部、タン
ニンまたはタンニン酸0.2〜50質量部を含有する皮
膜層を下地処理層として有し、さらにその上にビスフェ
ノール型骨格、エステル骨格及びカルボキシル基を有す
るエーテル・エステル型ウレタン樹脂(a)とエポキシ
樹脂(b)の総和(a+b)が全固形分に対して50〜
85質量%、ポリオレフィンワックス(c)を3〜30
質量%、粒径3〜30nmのシリカ(d)を10〜40
質量%含有する水性潤滑塗料を塗布・焼き付けて得られ
る膜厚0.2〜5μmの被膜を設けたことを特徴とする
加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑め
っき鋼板。
て、微粒シリカ10〜500質量部をさらに含有するこ
とを特徴とする、前記(1)又は(2)記載の加工部の
耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼
板。
脂(a)のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格
の質量比率が10:90〜70:30であり、かつ前記
ウレタン樹脂の酸価が10〜50であることを特徴とす
る前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の加工部の耐
食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。
骨格またはビスフェノール型骨格を有するタイプであっ
て、(a)のカルボキシル基の20〜100質量%と反
応する比率で(b)が配合されることを特徴とする前記
(1)乃至(4)のいずれかに記載の加工部の耐食性に
優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。
融点が70〜160℃、粒径0.1〜7μmであること
を特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の
加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑め
っき鋼板。
ケン化価が30以下または0であり、かつ分岐を有する
構造であることを特徴とする前記(1)乃至(6)のい
ずれかに記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい
非脱膜型潤滑めっき鋼板。
Mgの三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と
〔Zn2Mg相〕及び〔Zn相〕が混在した金属組織を
有することを特徴とする前記(2)乃至(7)のいずれ
かに記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱
膜型潤滑めっき鋼板。
Mgの三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と
〔Zn2Mg相〕及び〔Al相〕が混在した金属組織を
有することを特徴とする前記(2)乃至(7)のいずれ
かに記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱
膜型潤滑めっき鋼板。
2Mgの三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と
〔Zn2Mg相〕及び〔Zn相〕、〔Al相〕が混在し
た金属組織を有することを特徴とする前記(2)乃至
(7)のいずれかに記載の加工部の耐食性に優れ環境負
荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。
2Mgの三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と
〔Zn相〕及び〔Al相〕が混在した金属組織を有する
ことを特徴とする前記(2)乃至(7)のいずれかに記
載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤
滑めっき鋼板。
Al合金めっき、Zn−Mg−Al−Si合金めっきを
施し、その上に下地処理としてタンニンまたはタンニン
酸系処理を施し、さらにその上にエーテル・エステル型
ウレタン樹脂とエポキシ樹脂、ポリオレフィンワック
ス、シリカを最適化した塗料を順次付与したものであ
る。
板、Ti、Nbなどを添加した極低炭素鋼板、及びこれ
らにP、Si、Mnなどの強化元素を添加した高強度鋼
等種々のものが適用できる。
0質量%、Al2〜19質量%、かつMgとAlが式、
Mg(%)+Al(%)≦20、残部がZn及び不可避
的不純物よりなるZn合金めっき層である。
理由は、1質量%未満では加工性、加工後耐食性を向上
させる効果が不十分であるためであり、10質量%を超
えるとめっき層が脆くなって密着性が低下するためであ
る。Alの含有量を2〜19質量%に限定した理由は、
2質量%未満では加工後耐食性を向上させる効果が不十
分であるためであり、19質量%を超えると加工後耐食
性を向上させる効果が飽和するためである。
l(%)≦20に限定した理由は、めっき中のZn含有
量が小さいと犠牲防食効果が小さくなり耐食性が低下す
るためである。
き鋼板を得るためには、さらにSiを添加すると共にA
l、Mgの添加量を多くして、めっき層の凝固組織中に
〔Mg2Si相〕が混在した金属組織を有することが望
ましい。Si添加の目的の1つは、めっき密着性の向
上、及び加工後の耐食性向上である。Siの含有量を
0.01〜2質量%に限定した理由は、0.01質量%
未満では密着性を向上させる効果が不十分であるためで
あり、2質量%を超えると密着性を向上させる効果が飽
和するためである。望ましくは、Al含有量の1%以上
添加する。
し、めっき層の凝固組織中に〔Mg2Si相〕が混在し
た金属組織を作製することにより、さらに加工後耐食性
を向上させることが可能となる。そのためにはMgの含
有量を2質量%以上、Alの含有量を4質量%以上とす
ることが好ましい。
四元系合金であるがAl、Mgの量が比較的少量である
場合、凝固初期はZn−Siの二元系合金に類似した挙
動を示しSi系の初晶が晶出する。その後、今度は残っ
たZn−Mg−Alの三元系合金に類似した凝固挙動を
示す。即ち、初晶として〔Si相〕が晶出した後、〔A
l/Zn/Zn2Mgの三元共晶組織〕の素地中に〔Z
n相〕、〔Al相〕、〔Zn2Mg相〕の1つ以上を含
む金属組織ができる。
と、凝固初期はAl−Mg−Siの三元系合金に類似し
た挙動を示し、Mg2Si系の初晶が晶出し、その後、
今度は残ったZn−Mg−Alの三元系合金に類似した
凝固挙動を示す。即ち、初晶として〔Mg2Si相〕が
晶出した後、〔Al/Zn/Zn2Mgの三元共晶組
織〕の素地中に〔Zn相〕、〔Al相〕、〔Zn2Mg
相〕の1つ以上を含む金属組織ができる。
組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であり、例
えばZn−Siの二元系平衡状態図における初晶Siに
相当する相である。実際には少量のAl固溶しているこ
ともあり、状態図で見る限りZn、Mgは固溶していな
いか、固溶していても極微量であると考えられる。この
〔Si相〕はめっき中では顕微鏡観察において明瞭に区
別できる。
凝固組織中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、例えばAl−Mg−Siの三元系平衡状態図におけ
る初晶Mg2Siに相当する相である。状態図で見る限
りZn、Alは固溶していないか、固溶していても極微
量であると考えられる。この〔Mg2Si相〕はめっき
中では顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
晶組織〕とは、Al相と、Zn相と、金属間化合物Zn
2Mg相との三元共晶組織であり、この三元共晶組織を
形成しているAl相は例えばAl−Zn−Mgの三元系
平衡状態図における高温での「Al”相」(Znを固溶
するAl固溶体であり、少量のMgを含む)に相当する
ものである。この高温でのAl”相は常温では通常は微
細なAl相と微細なZn相に分離して現れる。また、該
三元共晶組織中のZn相は少量のAlを固溶し、場合に
よってはさらに少量のMgを固溶したZn固溶体であ
る。該三元共晶組織中のZn2Mg相は、Zn−Mgの
二元系平衡状態図のZn:約84質量%の付近に存在す
る金属間化合物相である。状態図で見る限りそれぞれの
相にはSiが固溶しているかいないか、固溶していても
極微量であると考えられるがその量は通常の分析では明
確に区別できないため、この3つの相からなる三元共晶
組織を本明細書では〔Al/Zn/Zn2Mgの三元共
晶組織〕と表す。
織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、これは例えばAl−Zn−Mgの三元系平衡状態図
における高温での「Al”相」(Znを固溶するAl固
溶体であり、少量のMgを含む)に相当するものであ
る。この高温でのAl”相はめっき浴のAlやMg濃度
応じて固溶するZn量やMg量が相違する。この高温で
のAl”相は常温では通常は微細なAl相と微細なZn
相に分離するが、常温で見られる島状の形状は高温での
Al”相の形骸を留めたものであると見て良い。状態図
で見る限りこの相にはSiが固溶しているかいないか、
固溶していても極微量であると考えられるが通常の分析
では明確に区別できないため、この高温でのAl”相
(Al初晶と呼ばれる)に由来しかつ形状的にはAl”
相の形骸を留めている相を本明細書では〔Al相〕と呼
ぶ。この〔Al相〕は前記の三元共晶組織を形成してい
るAl相とは顕微鏡観察において明瞭に区別できる。
織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相であ
り、実際には少量のAlさらには少量のMgを固溶して
いることもある。状態図で見る限りこの相にはSiが固
溶しているかいないか、固溶していても極微量であると
考えられる。この〔Zn相〕は前記の三元共晶組織を形
成しているZn相とは顕微鏡観察において明瞭に区別で
きる。
共晶組織の素地中に明瞭な境界をもって島状に見える相
であり、実際には少量のAlを固溶していることもあ
る。状態図で見る限りこの相にはSiが固溶しているか
いないか、固溶していても極微量であると考えられる。
この〔Zn2Mg相〕は前記の三元共晶組織を形成して
いるZn2Mg相とは顕微鏡観察において明瞭に区別で
きる。
向上に特に影響を与えないが、〔初晶Mg2Si相〕の
晶出は耐食性向上に明確に寄与する。これはMg2Si
が非常に活性であることに由来し、腐食環境で水と反応
して分解し、〔Al/Zn/Zn2Mgの三元共晶組
織〕の素地中に〔Zn相〕、〔Al相〕、〔Zn2Mg
相〕の1つ以上を含む金属組織を犠牲防食すると共に、
できたMgの水酸化物が保護性の皮膜を形成し、それ以
上の腐食の進行を抑制するためであると考えられる。特
に加工部においてこの効果が有効である。
Pbを単独あるいは複合で0.5質量%以内含有しても
良い。また、これらを主成分とするめっきにCa、B
e、Ti、Cu、Ni、Co、Cr、Mn、P、B、S
n、REMを合計で1%以下含有しても本発明の効果を
損なわず、その量によってはさらに耐食性が改善される
等好ましい場合もある。めっきの付着量については特に
制約は設けないが、耐食性の観点から10g/m2以
上、加工性の観点から350g/m2以下であることが
望ましい。
ついては特に限定するところはなく、通常の無酸化炉方
式の溶融めっき法が適用できる。下層としてNiプレめ
っきを施す場合も通常行われているプレめっき方法を適
用すれば良く、プレNiめっきを施した後、無酸化ある
いは還元雰囲気中で急速低温加熱を行い、そののちに溶
融めっきを行う方法等が好ましい。
ベースとしてタンニンまたはタンニン酸を含むことを特
徴としている。この下地処理層とZn−Mg−Al合金
めっき層、Zn−Mg−Al−Si合金めっき層を組み
合わせることにより相乗的に加工部の耐食性が向上す
る。
の役割は、めっき層と強固に反応して密着することと、
一方で水性樹脂とも密着することにある。タンニンまた
はタンニン酸と密着した水性樹脂はその上に塗装される
樹脂と強固に密着し、その結果としてめっき鋼板と塗膜
が従来から使用されてきたクロメート処理を使用せずと
も強固に密着するようになったものと考えられる。ま
た、タンニンやタンニン酸そのものが水性樹脂を仲立ち
とせずにめっき鋼板と塗膜の結合に関与している部分も
存在するものと考えられる。
脂のほか、本来水不溶性でありながらエマルジョンやサ
スペンジョンのように水中に微分散された状態になりう
る樹脂を含めて言う。このような水性樹脂として使用で
きるものは、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル
オレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネ
ート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ア
ルキド系樹脂、フェノール系樹脂、その他の熱硬化型樹
脂が挙げられ、架橋可能な樹脂が望ましい。特に好まし
い樹脂は、アクリルオレフィン系樹脂、ポリウレタン系
樹脂、及び両者の混合樹脂である。これらの水性樹脂の
2種類以上を混合あるいは重合して使用しても良い。
下で、Zn−Mg−Al合金めっき、Zn−Mg−Al
−Si合金めっきと塗膜の両者と強固に結合し、塗膜の
密着性を飛躍的に向上させ、ひいては加工部の耐食性を
向上させる。タンニンまたはタンニン酸としては加水分
解できるタンニンでも縮合タンニンでも良く、これらの
一部が分解されたものでも良い。タンニン及びタンニン
酸は、ハマメタタンニン、五倍子タンニン、没食子タン
ニン、ミロバロンのタンニン、ジビジビのタンニン、ア
ルガロビラのタンニン、バロニアのタンニン、カテキン
など特に限定するものではなく、市販のもの、例えば
「タンニン酸:AL」(富士化学工業製)などを使用す
ることができる。
00質量部に対して、タンニンまたはタンニン酸0.2
〜50質量部が良い。タンニンまたはタンニン酸の含有
量が0.2質量部未満ではこれらを添加した効果が見ら
れず、塗膜密着性や加工部の耐食性が不十分である。一
方、50質量部を超えると逆に耐食性が低下したり、処
理液を長期間貯蔵しておくとゲル化したりして問題があ
る。
性、塗膜密着性、耐食性が向上する。本発明において微
粒シリカとは、微細な粒径をもつために水中に分散させ
た場合に安定に水分散状態を保持し得るものである。こ
のような微粒シリカとしては、ナトリウムなどの不純物
が少なく、弱アルカリ系のものであれば、特に限定され
ない。例えば、「スノーテックスN」(日産化学工業社
製)、「アデライトAT−20N」(旭電化工業社製)
などの市販のシリカなどを用いることができる。
樹脂100質量部に対して10〜500質量部であるこ
とが好ましい。10質量部未満では添加した効果が少な
く、500質量部を超えると耐食性向上の効果が飽和し
て不経済である。
剤、発泡剤、顔料などを添加しても良い。さらに密着性
を向上させるために、エッチング性フッ化物を添加して
も良い、エッチング性フッ化物としては、例えば、フッ
化亜鉛四水和物、ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物な
どを使用することができる。同じく密着性を向上させる
目的でシランカップリング剤を添加しても良い。シラン
カップリング剤としては、例えば、γ−(2−アミノエ
チル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−
アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、アミノシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメ
チル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニ
ウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラ
ン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、トリメチルクロロシランなどを挙げることができ
る。
ではなく、一般に公知の塗装方法、例えば、ロールコー
ト、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬などが
適用できる。塗布後の乾燥・焼き付けは、樹脂の重合反
応や硬化反応を考慮して、熱風炉、誘導加熱炉、近赤外
線炉等公知の方法あるいはこれらを組み合わせた方法で
行えば良い。また、使用する水性樹脂の種類によっては
紫外線や電子線などによって硬化させることもできる。
あるいは強制乾燥を用いずに自然乾燥しても良いし、Z
n−Mg−Al合金めっき鋼板、Zn−Mg−Al−S
i合金めっき鋼板を予め加熱しておいて、その上に塗布
して自然乾燥しても良い。
00mg/m2が好適である。10mg/m2未満では密
着性が劣り加工部の耐食性が不十分である。一方、30
00mg/m2を超えると不経済であるばかりか加工性
も低下して耐食性も劣るようになる。
する。本発明の第一の特徴は、ベース樹脂として適切な
種類の樹脂を一定質量比で配合させることにある。樹脂
としては、密着性、伸び、せん断強度、耐食性、耐摩耗
性、耐薬品性のバランスの取れた成分にする必要があ
る。これらの性能を満足するためには、本発明の樹脂の
組合せ使用が好ましいのである。本発明者らは、既にウ
レタン樹脂とエポキシ樹脂を配合しかつ特定のポリオレ
フィンワックスを配合することにより強度の加工性と耐
食性を得ることを達成していたが、さらに鋭意研究の結
果、ウレタン樹脂の構造を特定することにより、特に優
れた性能を発揮することを見いだした。
塗膜が均一でありかつ密着性が優れていることが前提で
あり、かつ強度と伸びのバランスが取れていることが重
要である。分子量の大きいウレタン樹脂と、エポキシ樹
脂とを併用することで、低分子量同士の樹脂の架橋によ
ってできた膜より基本的な物性を制御しやすく、かつ塗
膜量で0.3〜6g/m2の薄膜でも、均一物性が得ら
れやすいことを見いだした。尚、低分子量のウレタン樹
脂とは、各種イソシアネート系の架橋剤を含む種類のも
のである。樹脂として、分子量3000以上の耐摩耗性
に優れたウレタン樹脂と密着性または膜強度の向上に優
れたエポキシ樹脂を配合した樹脂系の組合せが特に高加
工性と耐食性等の諸特性を発揮するのに適したベース樹
脂である。
0以上でビスフェノール型骨格とエステル骨格を有しか
つカルボキシル基を有する水分散性のエーテル・エステ
ル型ウレタン樹脂(a)で、エポキシ樹脂(b)は、グ
リコール骨格またはビスフェノール骨格を有するタイプ
であって、(a)のカルボキシル基の20〜100%を
反応させる比率で配合されたものである。本発明の高分
子ウレタン樹脂を使用することで薄膜での均一な成膜性
が得られ本発明の目的は達成されるが、より好ましくは
塗膜の伸びが100%以上でかつ抗張力が100kg/
cm2以上になる樹脂を適用すれば、最高の高加工性が
得られる。
ードセグメントとソフトセグメントのバランス及び架橋
密度によって行われているため、構成される骨格及びイ
ソシアネートの種類によって、広範な特性が制御でき
る。本発明に使用されるウレタン樹脂の伸びと抗張力の
調整は、可とう性を示すエステル骨格と強靭性を示すエ
ーテル骨格及びウレタン結合部の含有量で制御され、後
者の含有量が増えれば、伸びは小さいが抗張力の高い強
靭な特性が得られる。特に優れた潤滑特性を発揮させる
ためには、本発明の樹脂物性と同程度の数値を有するポ
リエステル骨格単独のウレタン樹脂より、ポリエステル
骨格とエーテル成分がビスフェノール骨格を有するもの
が特に優れた性能を示す。同程度の樹脂物性でビスフェ
ノール骨格を有するものが潤滑特性に優れることは、樹
脂の伸び及び強度だけでなく素地との密着性が潤滑性の
大きな要因であることから容易に推察される。ポリエー
テル骨格とポリエステル骨格の質量比率が、10:90
〜70:30の範囲が好ましい。ポリエーテルの比率が
上記範囲より多い場合、強靭である伸びの小さいため高
度の成形加工性に劣る。
シアネートで分子量3000以上に高分子化させたウレ
タン樹脂系は、加熱により自己成膜するが、塗膜性能と
してさらに加工性、耐薬品性及び耐食性を向上させる方
法として、反応性の官能基(水酸基、エポキシ基など)
を有するエポキシ樹脂を配合して加熱架橋させて機能性
を向上させる方法がある。この方法が、ウレタン樹脂の
エポキシ変性を行った変性物単独の成膜方法より加工
性、耐食性、耐薬品性の大幅な向上が図れることを新た
に見いだした。この架橋反応は組み合わされた樹脂系だ
けでも進行するが、必要によって硬化剤と呼ばれるイソ
シアネート化合物またはアミノ化合物などを配合しても
構わない。
エーテルポリオールとしては、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ビスフェノールAなどの低分子グ
リコール類にエチレンオキサイドやプロピレンオキサイ
ドなどを付加したポリオール、ポリオキシテトラメチレ
ングリコールなどが挙げられるが、特にビスフェノール
A骨格を有するポリエーテルポリオールが好適である。
ポリエステルポリオールとしては、低分子グリコール類
と2塩基酸との脱水縮合反応によって得られるポリエス
テル類及びε−カプロラクタムなどのラクタム類を低分
子グリコールの存在下で開環重合したラクタムポリオー
ル類が挙げられる。
格を結合させるイソシアネート基としては、トリレジイ
ソシアネート、ジフェニルメタジイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート
の単量体、2量体、3量体、及び、それらとポリエーテ
ルポリオールやポリエステルポリオールなどとの反応
物、及びそれらの水素添加誘導体である脂環族イソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネートなどの脂環族、及び脂肪族イソシアネ
ートの単量体、2量体、3量体とポリエーテルポリオー
ルやポリエステルポリオールなどとの反応物、及びそれ
らの混合物も使用できる。配合量は、使用するポリエス
テルポリオール、ポリエーテルポリオール及び後述する
カルボキシル基導入成分の分子量と比率によるが、NC
O換算でウレタン樹脂の5〜20質量%が、樹脂物性と
して最適の加工特性を得られる。
能基であると共に金属表面との密着性に大きな寄与を発
揮する。カルボキシル基の導入成分としては、2個以上
のヒドロキシル基、またはアミノ基と1個以上のカルボ
キシル基を含む化合物であり、2、2−ジメチロールプ
ロピオン酢酸、2、2−ジメチロールプロピオン酸、
2、2−ジメチロール酪酸、2、2−ジメチロールペン
タン酸などのジヒドロキシカルボン酸やリジン、アルギ
ニンなどのジアミノカルボン酸類が挙げられる。これら
から選ばれるカルボキシル基化合物は、前記ポリエステ
ルポリオール及びポリエーテルポリオールとの組合せで
イソシアネート化合物で高分子化される。この方法によ
り、本発明で使用する分子量が3000以上のカルボキ
シル基を有するエーテル・エステル型ウレタン樹脂がで
きる。
しては、カルボキシル基をアンモニア、トリメチルアミ
ン等のアルカリで中和して自己乳化する方法、または乳
化剤を用いてエマルジョン分散する方法が挙げられる。
作業環境対策としては、水系化以前のウレタン製造工程
中に含有する溶剤を回収して、最終的に無溶剤タイプの
水分散体を得ることが最も好ましい。カルボキシル基の
量は、ウレタン固形分当りの酸価で10〜50であるこ
とが適切である。10未満の場合、密着性が不十分で加
工性及び耐食性が劣る。50を超える場合、耐水性、耐
アルカリ性が劣るため耐食性が低下する。
ど)を有するエポキシ樹脂の配合量としては、好ましく
はウレタン樹脂のカルボキシル基の20〜100%が反
応する比率で配合するのが適切である。20%未満では
配合効果が乏しく、100%を超える量ではエポキシ樹
脂が可塑剤的役割となるため高度の加工性が低下する。
尚、エポキシ樹脂は、耐薬品性、耐食性向上効果が大き
い。エポキシ樹脂にビスフェノールA型骨格を有する構
造物を用いると、密着性及び耐食性向上効果が特に大き
い。環境対策として無溶剤タイプ及び塗膜性能低下を防
ぐため無乳化剤タイプが必要である時は、グリコール骨
格で親水性を付与することにより水溶性エポキシ樹脂を
得ることができる。
の配合量を決定する必要があり、その計算方法は、次の
通りである。ウレタン樹脂のカルボキシル基とエポキシ
樹脂のエポキシ基が当量で反応するとして、所定の酸価
(AV)を有するウレタン樹脂に対し、100%の反応
をするためのエポキシ樹脂の必要量を求めた式が式1で
ある。 エポキシ固形分質量(g)=ウレタン樹脂のAV値×(1/56)/1000× エポキシ当量×ウレタン樹脂配合質量(g) ・ ・ ・(1)
シル基と架橋するため、密着性に寄与するカルボキシル
基は反応相当分なくなるが、エポキシ基の開環によりO
H基が生ずるため密着性は確保される。また、エポキシ
樹脂の配合により、耐食性も大きく向上する。分子量が
3000未満のウレタン樹脂と上記エポキシ樹脂の組合
せでは、安定して高加工性が達成されない。また、分子
量3000以上のウレタン樹脂単独の成膜では、高度の
加工性及び耐食性が得られない。
脂(a)とエポキシ樹脂(b)の合計質量は、全固形分
に対する固形分比で50〜85%が適切である。50%
未満の場合及び85%を超える場合、耐食性と加工性が
不十分である。しかし、これらの樹脂系被膜のみでは目
的の加工性を達成することはできないため、潤滑添加物
の併用が必要となる。
化水素系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール
系、金属石鹸系及び無機系等の滑剤が挙げられる。加工
性向上のための潤滑添加物の選択基準としては、添加し
た滑剤が成膜した樹脂膜に分散して存在するよりも樹脂
膜表面に存在するような物質を選択するのが、成型加工
物の表面と金型の摩擦を低減させ潤滑効果を最大限発揮
させる点から必要である。即ち、滑剤が成膜した樹脂膜
に分散して存在する場合、表面摩擦係数が高く樹脂膜が
破壊されやすく粉状物質が剥離堆積してパウダリング現
象と言われる外観不良及び加工性低下を生じる。樹脂膜
表面に存在するような物質としては、樹脂に相溶せずか
つ表面エネルギーの小さいものが選ばれる。
ンワックスを使用すると、加工性が大きく向上し加工後
の耐食性及び耐薬品性等の性能も良好にすることが判っ
た。このワックスとしては、パラフィン、マイクロクリ
スタリンまたはポリエチレン等の炭化水素系のワックス
が上げられる。加工時には、素材の変形熱と摩擦熱によ
って被膜温度が上昇するため、ワックスの融点は70〜
160℃が適切であり、70℃未満では加工時に軟化溶
融して固体潤滑添加物としての優れた特性が発揮されな
い。また、160℃を超える融点のものは、硬い粒子が
表面に存在することとなり摩擦特性を低下させるので高
度の成形加工性は得られない。
ン化価としては、30以下または0であり、かつ分岐構
造を有するものを使用することが好ましい。ケン化価が
30を超えるものは、極性が大きく樹脂に相溶しやすい
ため、成膜時に樹脂表面に存在しにくくなるため、高度
な加工性能レベルが必要な場合には適切とは言えない。
特に好ましいのは、樹脂との相溶性のより小さいエステ
ル結合をもたないケン化価が0のワックスである。
0μmが適切である。7.0μmを超えるものは、固体
化したワックスの分布が不均一となるため好ましくな
い。また、0.1μm未満の場合は、加工性が不十分で
ある。潤滑添加物の量は、潤滑性塗料の全固形分質量に
対して固形分比で3〜30%を添加する。3%未満の場
合、加工性向上効果が小さく、30%を超える量では、
加工性及び耐食性が低下する。
めSiO2を全固形分に対して10〜40%を添加す
る。SiO2の添加により、耐食性の大幅な向上及び加
工性の向上効果がある。10%未満の場合、耐食性及び
加工性の向上効果が小さく、40%を超える量では、樹
脂のバインダー効果が小さくなり、耐食性が低下すると
共に樹脂の伸びと強度が低下するため加工性が低下す
る。SiO2の粒径については、3〜30μmが適切で
ある。30μmを超える場合及び3μm未満の場合、よ
り高度の加工性及び耐食性が得られない。シリカの種類
としては、液相コロイダルシリカ及び気相シリカがある
が、本発明では特に限定するものではない。また、溶接
性の向上のために導電性物または意匠性向上のため着色
顔料物を添加することもある。また、沈降防止剤、レベ
リング剤、増粘剤等の各種添加剤を添加しても本発明の
効果は損なわない。
比較して表面張力が高く表面濡れ性が劣り、被塗面に所
定量塗布を行う場合均一な塗布性が得られないことがあ
る。しかし、高度の加工性及び耐食性等の性能を確保す
るためには、被塗表面に均一な塗布が行われることが不
可欠である。このため、濡れ剤または増粘剤を配合添加
することが公知である。濡れ剤としては、表面張力を低
下させるフッ素系、シリコン系等の公知の表面張力を低
下させる界面活性剤が挙げられる。特にこれらの化合物
の中で付加エチレンオキサイドのモル数が0〜20のア
セチレングリコール・アルコール型界面活性剤を、水系
潤滑塗料組成物に対し0.05〜0.5%含有すると好
ましい。尚、アセチレングリコール・アルコール型界面
活性剤は、濡れ速度が大きくかつ消泡効果を同時に有す
ることが特徴である。一方、フッ素系及びシリコン系の
界面活性剤は、表面張力低下能力は優れているが、濡れ
速度は小さく、消泡性に劣りかつ上塗り塗装密着性も劣
るため適切でない。
して濡れ剤だけでは十分な表面被覆性が確保できない場
合またはロールコーターに代表される塗布方法で塗膜厚
が確保されない場合の対策として添加することがある。
本発明の塗料は、通常、高速で被塗物に塗装されるた
め、セルロース系に代表されるチクソタイプの増粘剤で
は、高速ずり応力を受ける塗工条件では効果が小さい。
この様な塗工条件では、ニュートニアタイプの増粘剤が
適切であることは公知である。本発明に使用する増粘剤
としては、分子量が1000〜20000のエーテル・
ウレタン骨格を有する増粘剤が特に好ましい。
あるウレタン樹脂骨格と相溶性があるため会合性のニュ
ートニア増粘挙動を示し、少量の添加量で有効な効果を
示す。通常、塗料に添加剤を配合する場合、本来の性能
を低下させることが多いが、この増粘剤は加水分解が起
こりにくい骨格のため塗膜中に残存した場合の影響が非
常に小さいことが特徴である。添加量は、水系潤滑性塗
料組成物の樹脂固形分に対し0.01〜0.2%であ
り、通常、塗工条件により決定される。0.01%未満
では増粘効果が小さく、0.2%を超える量では粘度が
大きくなりすぎるため、塗工性に支障が生じること及び
高度の加工性と優れた耐食性が低下するため好ましくな
い。
料は用途、塗装条件によって異なるが一般的には不揮発
分濃度15〜30%、粘度10〜50cps、表面張力
を80dyne/cm以下に調整することが望ましい。
その理由は狙い膜厚を制御しやすく、外観むらや塗料は
じきのない均一な膜厚を得るためである。塗布の方法は
ロールコート法、浸漬法、エアーナイフしぼり、グルー
ブロール法、カーテン塗布法等の既存の方法を採用でき
るが、膜厚制御及び膜厚精度、むらのない外観が得られ
やすいリバースロールコート塗布が最も望ましい。塗布
量は乾燥膜厚として0.2〜5μm塗布後ただちに熱
風、遠赤外線炉、電気炉、燃焼炉、誘導加熱で板温80
〜200℃好ましくは120〜160℃に焼き付けたの
ち水冷等の方法により強制冷却し乾燥して成膜させる。
は0.2μm未満では本発明が目的とする潤滑性、加工
性、耐食性が不十分である。5μm超では溶接ができ
ず、ブロッキング等の問題が生じやすくなる。焼付板温
の限定理由は80℃未満では樹脂のリフローと架橋反応
が不十分のため粗面の欠陥の多い被膜となり、200℃
超では樹脂、潤滑剤のポリオレフィンが熱分解、加熱酸
化を受け性能が劣化する。最も望ましい樹脂の融解と架
橋による均一で平滑な無欠陥被膜及び潤滑剤の適度な表
面濃化と被膜中分散は120〜160℃の範囲で得られ
る。
る。
鋼板を準備し、これに浴温400〜600℃で、それぞ
れMg量、Al量を変化させたZn−Mg−Alめっき
浴、Mg量、Al量、Si量を変化させたZn−Mg−
Al−Siめっき浴を使用し3秒溶融めっきを行い、N
2ワイピングでめっき付着量を60g/m2に調整した。
得られためっき鋼板のめっき層中組成を表1に示す。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に平均粒径8nmのシリカ
ゾルを21%、粒径0.6μmのポリエチレンワックス
(比重0.93、軟化点120℃)13%を配合した潤
滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3μmの
潤滑鋼板を作製した。
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT60サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST2hr
→乾燥4hr→湿潤2hrを1サイクルとした。評点は
3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
Al含有量が本発明の範囲外であるため耐食性が不合格
となった。番号24、28はMg含有量が本発明の範囲
外であるため耐食性が不合格となった。番号25はAl
含有量が本発明の範囲外であるため耐食性が不合格とな
った。番号26はMg+Al含有量が本発明の範囲外で
あるため耐食性が不合格となった。番号27はMg含有
量が本発明の範囲外であるため、めっき密着性が劣化し
耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも、加工
後耐食性が良好な結果となった。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg:3%、Al:5%であっ
た。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg:3%、Al:10%、Si:
0.15%であった。
2に示す組成の下地処理材を塗布し熱風乾燥炉で乾燥し
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製、「B
REWTAN」(オムニケム社製)、TANAL1(オ
ムニケム社製)を使用した。シリカとしては「スノーテ
ックスN、表中ではST−Nと記載」(日産化学工業
製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に平均粒径8nmのシリカ
ゾルを21%、粒径0.6μmのポリエチレンワックス
(比重0.93、軟化点120℃)13%を配合した潤
滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3μmの
潤滑鋼板を作製した。
を1枚はさんだ状態で180°の折り曲げ加工)を施し
たサンプルの加工部に粘着テープを貼り付け、これを勢
い良くはく離した時の粘着テープへの塗膜の付着状況で
評価した。試験した長さに対する付着した塗膜の長さが
5%未満合格、5%以上を不合格とした。
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT60サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST2hr
→乾燥4hr→湿潤2hrを1サイクルとした。評点は
3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
含有量が本発明の範囲外であるため密着性、加工後耐食
性が不合格となった。番号11、28は下地処理層の付
着量が含有量が本発明の範囲外であるため密着性、加工
後耐食性が不合格となった。番号12、29は下地処理
層のタンニン酸含有量が本発明の範囲外であるため加工
後耐食性が不合格となった。番号17、34は密着性、
加工後耐食性に優れるが環境負荷の大きなクロムを使用
しているため不適である。
食性が良好な結果となった。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg:3%、Al:5%であっ
た。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg3%、Al:10%、Si:0.
15%であった。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)、プロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)、平均粒径8nmのシリカ
ゾル、粒径0.6μmのポリエチレンワックス(比重
0.93、軟化点120℃)を表3に示す配合比で作製
した潤滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3
μmの潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 3:かじり発生無し 2:僅かにかじりが認められるが許容されるレベル 1:かじりの激しいもの
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT60サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST2hr
→乾燥4hr→湿潤2hrを1サイクルとした。評点は
3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
5、20はワックス添加量が本発明の範囲外であるため
加工性、耐食性が不合格となった。番号7、12、2
1、26はシリカゾル添加量が本発明の範囲外であるた
め加工性、耐食性が不合格となった。番号13、14、
27、28は全塗料質量に対するウレタン樹脂とエポキ
シ樹脂合計質量の割合が本発明の範囲外であるため加工
性、耐食性が不合格となった。これら以外はいずれも、
加工性、耐食性が良好な結果となった。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg3%、Al5%であった。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg:3%、Al:10%、Si:
0.15%であった。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に平均粒径3〜8nmのシ
リカゾルを21%、粒径0.6μmのポリエチレンワッ
クス(比重0.93、軟化点120℃)13%を配合し
た潤滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて表4に示
す膜厚の潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 3:かじり発生無し 2:僅かにかじりが認められるが許容されるレベル 1:かじりの激しいもの
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT60サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST2hr
→乾燥4hr→湿潤2hrを1サイクルとした。評点は
3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
で行った。 加圧力:200kgf 電極:Cu−Cr系合金、CF型、先端径6mmφ 通電時間:10サイクル 連続溶接条件:ナゲット形成電流I0(板厚をtとした
時、ナゲット径が4√t以上になる 最小電流値)の1.4倍の電流値(Ia)、1打点/3
秒の速度、20打点毎に30秒休止の条件で連続溶接 連続溶接終了:100打点毎にナゲット径測定用のサン
プルを0.85×Iaの電流値で溶接し、ナゲット径が
4√tより小さくなった時点を終了と判定 評価は、溶接点数500点以上を合格とした。
が本発明の範囲外であるため加工性、耐食性が不合格と
なった。番号5、10は膜厚が本発明の範囲外であるた
め溶接性が不合格となった。これら以外はいずれも、加
工性、耐食性、溶接性が良好な結果となった。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg:3%、Al:5%であっ
た。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg:3%、Al:10%、Si:
0.15%であった。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
エステルウレタン樹脂と表6に示すエポキシ樹脂に平均
粒径8nmのシリカゾル、粒径0.6μmのポリエチレ
ンワックス(比重0.93、軟化点120℃)を配合し
た潤滑塗料を表7に示す組成で塗布し板温130℃に焼
き付けて膜厚3μmの潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 3:かじり発生無し 2:僅かにかじりが認められるが許容されるレベル 1:かじりの激しいもの
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT40サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST6hr
→乾燥4hr→湿潤4hr→冷凍4hrを1サイクルと
した。評点は3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
レタン樹脂の分子量が小さいため加工性、耐食性が不合
格となった。これら以外はいずれも、加工性、耐食性が
良好な結果となった。特にエーテル・エステル型ウレタ
ン樹脂のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格の
質量比率が10:90〜70:30であり、かつ前記ウ
レタン樹脂の酸価が10〜50である塗料、エポキシ樹
脂がグリコール骨格またはビスフェノール型骨格を有す
るタイプであって、ウレタン樹脂のカルボキシル基の2
0〜100質量%と反応する比率でエポキシ樹脂が配合
された塗料は良好な加工性、耐食性を示した。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg:3%、Al:5%であっ
た。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg:3%、Al:10%、Si:
0.15%であった。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に平均粒径8nmのシリカ
ゾルを21%、表8に示すワックス13%を配合した潤
滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3μmの
潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 3:かじり発生無し 2:僅かにかじりが認められるが許容されるレベル 1:かじりの激しいもの
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT40サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST6hr
→乾燥4hr→湿潤4hr→冷凍4hrを1サイクルと
した。評点は3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
工性、耐食性を示した。特にケン化価が30以下または
0であるワックス、粒径が0.1〜7。0μmのワック
スは良好な加工性、耐食性を示した。
鋼板を準備し、これに400〜600℃の浴中のMg
量、Al量、Si量を変化させたZn−Mg−Al−S
iめっき浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングで
めっき付着量を60g/m2に調整した。得られためっ
き鋼板のめっき層中組成を表9に示す。また、めっき鋼
板を断面からSEMで観察しめっき層の金属組織を観察
した結果を同じく表9に示す。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に平均粒径8nmのシリカ
ゾルを21%、粒径0.6μmのポリエチレンワックス
(比重0.93、軟化点120℃)13%を配合した潤
滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3μmの
潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面部につ
いて、CCT40サイクル後の白錆発生状況を以下に示
す評点づけで判定した。CCTは、SST6hr→乾燥
4hr→湿潤4hr→冷凍4hrを1サイクルとした。
評点は3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
材はいずれも良い耐食性を示した。特にめっき層中にM
g2Si相が観察されためっき鋼板は良好な耐食性を示
した。
鋼板を準備し、これに450℃のZn−Mg−Alめっ
き浴で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき
付着量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板
のめっき層中組成は、Mg:3%、Al:5%であっ
た。
し、これに450℃のZn−Mg−Al−Siめっき浴
で3秒溶融めっきを行い、N2ワイピングでめっき付着
量を60g/m2に調整した。得られためっき鋼板のめ
っき層中組成は、Mg:3%、Al:10%、Si:
0.15%であった。
ルオレフィン樹脂100質量部に対しタンニン酸2.5
質量部、シリカ30質量部含有させた下地処理材を塗布
し、熱風乾燥炉で乾燥して付着量200mg/m2とし
た。乾燥時の到達板温は150℃とした。タンニン酸と
しては「タンニン酸AL」富士化学工業(株)製を使用
した。シリカとしては「スノーテックスN」(日産化学
工業製)を使用した。
ーテルエステルウレタン樹脂(ビスフェノールAエーテ
ル:酸価18、エーテル/エステル比30/70、イソ
シアネート含有率8)とプロピレングリコールエポキシ
樹脂(エポキシ当量220)に表10に示す平均粒径の
シリカゾルを21%、粒径0.6μmのポリエチレンワ
ックス(比重0.93、軟化点120℃)13%を配合
した潤滑塗料を塗布し板温130℃に焼き付けて膜厚3
μmの潤滑鋼板を作製した。
クランクプレスを行い、サンプルとダイスの金属接触に
よるかじりの発生状況を以下に示す評点づけで判定し
た。 3:かじり発生無し 2:僅かにかじりが認められるが許容されるレベル 1:かじりの激しいもの
筒高速クランクプレスを行ったサンプルのコーナー側面
部について、CCT40サイクル後の白錆発生状況を以
下に示す評点づけで判定した。CCTは、SST6hr
→乾燥4hr→湿潤4hr→冷凍4hrを1サイクルと
した。評点は3以上を合格とした。 5:5%未満 4:5%以上10%未満 3:10%以上20%未満 2:20%以上30%未満 1:30%以上
5、8はシリカゾルの平均粒径が付着量が本発明の範囲
外であるため耐食性が不合格となった。これら以外はい
ずれも、密着性、耐食性が良好な結果となった。
環境負荷の大きなクロムを含有することなく厳しいプレ
ス加工が可能で、加工部の耐食性も十分に確保された潤
滑めっき鋼板を製造することが可能となり、工業上極め
て優れた効果を奏することができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 鋼板の表面に下層としてMg:1〜10
質量%、Al:2〜19質量%を含有し、かつ、Mgと
Alが下式、Mg(%)+Al(%)≦20%を満た
し、残部がZn及び不可避的不純物よりなるZn合金め
っき層を有し、その上に固形分として水性樹脂100質
量部、タンニンまたはタンニン酸0.2〜50質量部を
含有する皮膜層を下地処理層として有し、さらにその上
にビスフェノール型骨格、エステル骨格及びカルボキシ
ル基を有するエーテル・エステル型ウレタン樹脂(a)
とエポキシ樹脂(b)の総和(a+b)が全固形分に対
して50〜85質量%、ポリオレフィンワックス(c)
を3〜30質量%、粒径3〜30nmのシリカ(d)を
10〜40質量%含有する水性潤滑塗料を塗布・焼き付
けて得られる膜厚0.2〜5μmの被膜を設けたことを
特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱
膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項2】 鋼板の表面に下層としてMg:2〜10
質量%、Al:4〜18質量%、Si:0.01〜2質
量%を含有し、かつ、MgとAlが下式、Mg(%)+
Al(%)≦20%を満たし、残部がZn及び不可避的
不純物よりなるZn合金めっき層を有し、その上に固形
分として水性樹脂100質量部、タンニンまたはタンニ
ン酸0.2〜50質量部を含有する皮膜層を下地処理層
として有し、さらにその上にビスフェノール型骨格、エ
ステル骨格及びカルボキシル基を有するエーテル・エス
テル型ウレタン樹脂(a)とエポキシ樹脂(b)の総和
(a+b)が全固形分に対して50〜85質量%、ポリ
オレフィンワックス(c)を3〜30質量%、粒径3〜
30nmのシリカ(d)を10〜40質量%含有する水
性潤滑塗料を塗布・焼き付けて得られる膜厚0.2〜5
μmの被膜を設けたことを特徴とする加工部の耐食性に
優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項3】 下地処理層の皮膜層に固形分として、微
粒シリカ10〜500質量部をさらに含有することを特
徴とする、請求項1又は請求項2記載の加工部の耐食性
に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項4】 エーテル・エステル型ウレタン樹脂
(a)のポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格の
質量比率が10:90〜70:30であり、かつ前記ウ
レタン樹脂の酸価が10〜50であることを特徴とする
請求項第1乃至請求項3のいずれかに記載の加工部の耐
食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項5】 エポキシ樹脂(b)がグリコール骨格ま
たはビスフェノール型骨格を有するタイプであって、
(a)のカルボキシル基の20〜100質量%と反応す
る比率で(b)が配合されることを特徴とする請求項1
乃至請求項4のいずれかに記載の加工部の耐食性に優れ
環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項6】 ポリオレフィンワックス(c)の融点が
70〜160℃、粒径0.1〜7μmであることを特徴
とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の加工部
の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼
板。 - 【請求項7】 ポリオレフィンワックス(c)のケン化
価が30以下または0であり、かつ分岐を有する構造で
あることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか
に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜
型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項8】 めっき層が〔Al/Zn/Zn2Mgの
三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と〔Zn2M
g相〕及び〔Zn相〕が混在した金属組織を有すること
を特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれかに記載の
加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑め
っき鋼板。 - 【請求項9】 めっき層が〔Al/Zn/Zn2Mgの
三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と〔Zn2M
g相〕及び〔Al相〕が混在した金属組織を有すること
を特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれかに記載の
加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑め
っき鋼板。 - 【請求項10】 めっき層が〔Al/Zn/Zn2Mg
の三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と〔Zn2
Mg相〕及び〔Zn相〕、〔Al相〕が混在した金属組
織を有することを特徴とする請求項2乃至請求項7のい
ずれかに記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい
非脱膜型潤滑めっき鋼板。 - 【請求項11】 めっき層が〔Al/Zn/Zn2Mg
の三元共晶組織〕の素地中に〔Mg2Si相〕と〔Zn
相〕及び〔Al相〕が混在した金属組織を有することを
特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれかに記載の加
工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっ
き鋼板。
Priority Applications (1)
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JP2001331264A JP2003138385A (ja) | 2001-10-29 | 2001-10-29 | 塗膜密着性と加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板 |
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Publications (1)
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JP2003138385A true JP2003138385A (ja) | 2003-05-14 |
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ID=19146871
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JP2001331264A Pending JP2003138385A (ja) | 2001-10-29 | 2001-10-29 | 塗膜密着性と加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい非脱膜型潤滑めっき鋼板 |
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- 2001-10-29 JP JP2001331264A patent/JP2003138385A/ja active Pending
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