JP2017179509A

JP2017179509A - 化成処理金属板

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Publication number: JP2017179509A
Application number: JP2016069931A
Authority: JP
Inventors: 平野　康雄; Yasuo Hirano; 康雄平野; 渡瀬　岳史; Takeshi Watase; 岳史渡瀬; 山本　哲也; Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: TW201801911A; EP3421640A1; EP3421640A4; TWI658925B; JP6640638B2; WO2017169571A1; KR20180132747A; CN109072445A; US20190084274A1; KR102177892B1; EP3421640B1

Abstract

【課題】プレス成形性に優れた化成処理金属板であり、接着性に優れた複合部材とするための素材として有用な化成処理金属板を提供する。
【解決手段】金属基板の少なくとも一方の面に化成処理皮膜が積層された化成処理金属板であって、上記化成処理皮膜が、水溶性樹脂及び潤滑剤を含み、上記化成処理皮膜の膜厚は０．２〜１μｍであり、上記潤滑剤は炭素を含み、上記潤滑剤における炭素の１％以上は炭素−酸素結合を有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、プレス成形性に優れた化成処理金属板であり、接着性に優れた複合部材とするための素材として有用な化成処理金属板に関する。

自動車、家電製品、ＯＡ機器等には、金属板を始めとする多くの金属部品が使用されている。このような金属部品は、多くの場合、金属板がプレス成形されて所定の形状を付与された後、他の金属部品やプラスチック部品と溶接やネジ留め等により接合されて使用されている。

一方、金属板の表面にプラスチックとの接着性を付与できれば、その金属板をプレス成形した後、プラスチックの成形金型にセットして、溶融プラスチックを注入して冷却固化するだけで、金属部品とプラスチック部品などの樹脂成形品とが接着した金属板複合樹脂成形品（以下、複合部材という）を形成することができ、部材製造工程の効率化や部材の軽量化に繋がる。金属板の表面にプラスチックとの接着性を付与する方法として、本出願人は特許文献１により、化成処理された合金化溶融亜鉛めっき金属板の化成処理皮膜表面の一部または全面に接着剤層が設けられている表面処理金属板であって、化成処理皮膜が、水溶性樹脂とコロイダルシリカとを含むことを特徴とする表面処理金属板を提案している。

しかし、特許文献１の表面処理金属板は動摩擦係数が高く、目的とする形状にプレス成形するのが難しいことがある。プレス成形性が劣ると、化成処理金属板をプレス成形し、その後に接着剤層及び樹脂成形品を設けて複合部材とすることは難しい。プレス成形性を向上させる方法として、特許文献２のように化成処理皮膜にポリエチレンワックスを添加することが考えられる。しかし、ポリエチレンワックスを添加するとプレス成形性は向上するが、表面処理金属板と樹脂成形品との接着性（以下、単に接着性ということがある）が低下してしまう。

特開２０１５−１９６８７８号公報特開２００１−２７１１７３号公報

そこで、本発明は、上記諸事情を考慮して、プレス成形性に優れた化成処理金属板であり、接着性に優れた複合部材とするための素材として有用な化成処理金属板を提供することを課題として掲げる。

本発明は、金属基板の少なくとも一方の面に化成処理皮膜が積層された化成処理金属板であって、上記化成処理皮膜が、水溶性樹脂及び潤滑剤を含み、上記化成処理皮膜の膜厚は０．２〜１μｍであり、上記潤滑剤は炭素を含み、上記潤滑剤における炭素の１％以上は炭素−酸素結合を有することを特徴とする。

上記潤滑剤は、ポリオレフィン系ワックスであることが好ましい。上記水溶性樹脂が、水溶性ウレタン樹脂及び水溶性アクリル樹脂の少なくとも一方であることが好ましい。また、上記化成処理皮膜が、さらに上記水溶性樹脂とは異なる水性樹脂を含む態様も好ましい。

本発明には、上記化成処理金属板における上記化成処理皮膜表面の一部または全面に接着剤層が設けられている表面処理金属板も含まれる。また、本発明には、上記表面処理金属板の接着剤層の上に、樹脂層が設けられている複合部材も含まれ、樹脂層としては、ポリプロピレン樹脂を含むことが好ましい。

加えて、本発明は、上記化成処理金属板の製造方法も包含しており、上記製造方法は、水溶性樹脂及び潤滑剤を含む化成処理皮膜形成用塗工液を金属基板の少なくとも一方の面に塗布して化成処理皮膜を形成する工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、炭素−酸素結合を有する潤滑剤を含む化成処理皮膜を用いることによって、プレス成形性に優れた化成処理金属板とすることができる。また、本発明の化成処理金属板を用いて複合部材を製造すると、接着性に優れた複合部材を得ることができる。本発明の化成処理金属板は、自動車や家庭電気製品の筐体や内装・外装部品、鋼製家具等の外板材や建築材料等に用いることができる。

また、本発明により、樹脂複合用の表面処理金属板、及び、この表面処理金属板を用いて複合一体化された複合部材を提供することができる。

従って、本発明の複合部材は、自動車部品、家電製品、建築材料、ＯＡ機器等、各種用途に有用である。

本発明の化成処理金属板は、金属基板の上に化成処理皮膜が積層されており、化成処理皮膜は水溶性樹脂及び所定の潤滑剤を含んでいる。

［金属基板］
本発明で用いられる金属基板としては、特に限定されないが、例えば、非めっき冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）等の鋼板の他、アルミニウム板およびチタン板等を挙げることができる。これらの中でも、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）、アルミニウム板、およびチタン板が好ましく、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）がより好ましい。金属基板の厚みは特に限定されないが、最終製品の軽量化のためには、０．３〜３．２ｍｍ程度が好ましい。

＜化成処理皮膜＞
化成処理皮膜は、化成処理皮膜形成用塗工液を用いて作製することができる。化成処理皮膜は水溶性樹脂を必須的に含有する、すなわち、化成処理皮膜形成用塗工液には、水溶性樹脂が含まれている。

［水溶性樹脂］
水溶性樹脂を用いることによって、金属基板に化成処理皮膜を備えただけであるにもかかわらず、本発明の化成処理金属板は高い耐食性を実現することができる。水溶性樹脂は水に溶解しているため、金属基板の表面を均一な連続皮膜で覆うことができるからである。なお、本発明でいう水溶性樹脂とは、２５℃の水に、１質量％以上溶解するもの、より好ましくは５質量％以上溶解するものを指す。また、ｐＨを５〜９にアルカリ等で調製することで、目視で均一な透明溶液になるようなものも、水溶性樹脂に含まれるものとする。

水溶性樹脂としては、水溶性ウレタン樹脂及び水溶性アクリル樹脂の少なくとも一方であることが好ましく、水溶性ウレタン樹脂であることがより好ましい。水溶性ウレタン樹脂としては、ブロックイソシアネート基を有する自己架橋型の水溶性ウレタン樹脂が好ましい。このような水溶性ウレタン樹脂としては、第一工業製薬社製の「エラストロン（登録商標）」シリーズを挙げることができ、中でも、「エラストロン（登録商標）ＭＦ−２５Ｋ」が特に好ましい。

また、上述のとおり、水溶性樹脂として水溶性アクリル樹脂を用いてもよい。このような水溶性アクリル樹脂としては、住友精化社製の「ＡＱＵＰＥＣ（登録商標）」シリーズが挙げられ、中でも、「ＡＱＵＰＥＣ（登録商標）ＨＶ−５０１」が特に好ましい。

水溶性樹脂の量は、化成処理皮膜形成用塗工液中の樹脂１００質量部のうち、５質量部以上であることが好ましく、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上であり、特に好ましくは３０質量部以上である。上限については特に限定されないが、例えば、８０質量部以下であり、好ましくは７０質量部以下であり、より好ましくは６０質量部以下である。

また、水溶性樹脂の量は、化成処理皮膜形成用塗工液の固形分１００質量部中、５〜５０質量部であることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましく、２０〜３０質量部であることがさらに好ましい。

［水性樹脂］
化成処理皮膜には、さらに、水溶性樹脂とは異なる水性樹脂を含めてもよい。水性樹脂としては、性能の点で水性ウレタン樹脂が好ましく、ウレタン樹脂の水分散体（エマルション）が、上記水溶性樹脂との混合が容易であり好適である。ウレタン樹脂の水分散体としては、第一工業製薬社製の「スーパーフレックス（登録商標）」シリーズが挙げられ、中でも、「スーパーフレックス（登録商標）１７０」が好ましいものとして挙げられる。ウレタン樹脂の水分散体は水溶性ウレタン樹脂と組み合わせて使用することが好ましい。

また、水性樹脂として、水性アクリル樹脂である東亞合成社製の「ジュリマー（登録商標）」シリーズも好ましいものとして挙げられる。

水性樹脂の量は、化成処理皮膜形成用塗工液中の樹脂１００質量部のうち、９５質量部以下であることが好ましく、より好ましくは９０質量部以下、さらに好ましくは８０質量部以下であり、特に好ましくは７０質量部以下である。下限については特に限定されないが、例えば、２０質量部以上であり、好ましくは３０質量部以上であり、より好ましくは４０質量部以上である。

また、水性樹脂の量は、化成処理皮膜形成用塗工液の固形分１００質量部中、５〜５０質量部であることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましく、２０〜３０質量部であることがさらに好ましい。

［潤滑剤］
本発明の化成処理皮膜には、潤滑剤が含まれている。潤滑剤としては、炭素が含まれていればよく、例えば、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系ワックス；パラフィンワックス等が使用可能である。これらの中でも、ポリオレフィン系ワックスが好ましく、炭素原子数２〜２０のα−オレフィンの重合体または共重合体からなるポリオレフィン系ワックスがより好ましく、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。潤滑剤の量は、化成処理皮膜形成用塗工液の固形分１００質量部中、０．５〜１０質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましく、１．５〜３質量部であることがさらに好ましい。

ポリエチレンワックスとしては、市販品を用いることもでき、例えば、三井化学社製ハイワックス（登録商標）８００Ｐ、４００Ｐ、２００Ｐ、１００Ｐなどの高密度ポリエチレンワックス；三井化学社製ハイワックス（登録商標）７２０Ｐ、４２０Ｐ、３２０Ｐなどの低密度ポリエチレンワックス；等を例示することができ、高密度ポリエチレンワックスであることが好ましい。高密度かつ高結晶性である高密度ポリエチレンワックスは、硬度が低く、融点及び軟化点が高いため、プレス成形性をより高めることができる。なお、「高密度ポリエチレン」とは、ＪＩＳＫ７１１２に基づいて測定した密度が９６０ｋｇ／ｍ³以上のポリエチレンであり、９７０ｋｇ／ｍ³以上のポリエチレンであることが好ましい。

本発明では、潤滑剤における炭素の１％以上は炭素−酸素結合を有することが重要である。潤滑剤をプラズマ処理することによって、炭素−酸素結合を有する潤滑剤とすることができ、このような潤滑剤を含む化成処理皮膜を備えた化成処理金属板とすることによって、接着性に優れた複合部材を得ることができる。潤滑剤における炭素の３％以上は炭素−酸素結合を有することがより好ましく、潤滑剤における炭素の５％以上は炭素−酸素結合を有することがさらに好ましい。潤滑剤中の炭素に対する炭素−酸素結合を有する炭素の割合の測定方法については後述する。

上記プラズマ処理とは、公知のプラズマ処理方法により、例えば、アルゴンと酸素の混合ガス又は酸素のみからなる雰囲気下において放電を行うことにより、酸素プラズマを発生させて潤滑剤を処理する方法である。処理時間は、放電電力にもよるが３０秒〜５分程度で処理可能である。

［コロイダルシリカ］
本発明の化成処理皮膜には、コロイダルシリカが含まれることが好ましい。耐食性を高める効果を有するからである。コロイダルシリカとしては、「スノーテックス（登録商標）」シリーズ（日産化学工業社製のコロイダルシリカ）の「ＸＳ」、「ＳＳ」、「４０」、「Ｎ」、「ＵＰ」等が好適に用いられる。特に、表面積平均粒子径が１０〜２０ｎｍ程度の「スノーテックス（登録商標）４０」が好適に用いられる。コロイダルシリカの量は、化成処理皮膜形成用塗工液の固形分１００質量部中、３０〜６０質量部であることが好ましく、３５〜５５質量部であることがより好ましく、４０〜５０質量部であることがさらに好ましい。

［シランカップリング剤］
化成処理皮膜形成用塗工液にはシランカップリング剤を配合しておくことが好ましい。金属基板に対する化成処理皮膜の密着性を向上させることができる。シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノ基含有シランカップリング剤；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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ基含有シランカップリング剤；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シランなどのビニル基含有シランカップリング剤；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのメタクリロキシ基含有シランカップリング剤；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプト基含有シランカップリング剤；γ−クロロプロピルメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどのハロゲン基含有シランカップリング剤などが挙げられ、中でもアミノ基含有シランカップリング剤であることが好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いも良いし、２種以上を併用してもよい。これらの中では、最終的に得られる後述の複合部材における表面処理金属板と樹脂層との接合強度が良好になる点で、アミノ基含有シランカップリング剤やグリシドキシ基含有シランカップリング剤が好ましく、アミノ基含有シランカップリング剤がより好ましい。シランカップリング剤の量は、化成処理皮膜形成用塗工液の固形分１００質量部中、１〜２０質量部であることが好ましく、３〜１５質量部であることがより好ましく、５〜１０質量部であることがさらに好ましい。

シランカップリング剤としては、市販品を用いることもでき、例えば、信越シリコーン社製ＫＢＭ−９０３（３−アミノプロピルトリメトキシシラン）、東レ・ダウコーニング社製Ｚ−６０１１（３−アミノプロピルトリエトキシシラン）、東レ・ダウコーニング社製Ｚ−６０２０（３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン）等が好適に用いられる。

［化成処理皮膜の形成方法］
化成処理皮膜形成時には、塗工液中にその他の公知の添加剤を加えてもよい。金属基板上に化成処理皮膜を形成する方法は特に限定されず、従来公知の塗布方法が採用でき、例えば、化成処理皮膜用塗工液を、ロールコーター法、スプレー法、カーテンフローコーター法等を用いて、金属基板表面の片面もしくは両面に塗布して、加熱乾燥すればよい。加熱乾燥温度は特に限定されるものではないが、化成処理皮膜形成用の塗工液は水性であるため、水が蒸発する１００℃前後で数十秒〜数分程度加熱するとよい。

化成処理皮膜は、乾燥膜厚で０．２μｍ以上（好ましくは０．２５μｍ以上、より好ましくは０．４μｍ以上）であり、１．０μｍ以下（好ましくは０．８μｍ以下、より好ましくは０．７μｍ以下）である。化成処理皮膜の膜厚が０．２μｍ未満であると、耐食性が不十分となったり、動摩擦係数が高くなり、プレス成形性が低下したりするおそれがある。また、化成処理皮膜の膜厚が１．０μｍを超えると、溶接性が低下するおそれがある。化成処理皮膜は、１層のみでも複数層積層したものでもよく、化成処理皮膜が複数層積層された場合には、上記乾燥膜厚は全ての化成処理皮膜の合計膜厚のことを指す。

本発明の化成処理金属板の動摩擦係数は０．２５以下であり、より好ましくは０．２以下、さらに好ましくは０．１５以下である。動摩擦係数が０．２５を超えると、プレス成形性が低下するおそれがある。なお、化成処理金属板表面の動摩擦係数の測定方法については後述する。

＜表面処理金属板＞
上記化成処理皮膜の上に接着剤層が設けられた表面処理金属板とすることができる。接着剤層は、化成処理皮膜表面の全面に設けてもよいし、化成処理皮膜表面の一部の必要な場所だけに設けてもよく、例えば何本かのライン状や、ドット状に設けてもよい。接着剤層に含まれる接着剤としては、表面処理金属板と複合する後述の樹脂成形品との接着性に優れたものが好ましい。例えば、ナイロンと複合するのなら、ナイロン用の接着剤が好ましく、ポリプロピレン樹脂と複合するのなら、ポリプロピレン用の接着剤が好ましい。具体的には、ホットメルト型ウレタン系接着剤、ホットメルト型ナイロン系接着剤、ウレタン変性ナイロン系接着剤、ウレタン変性オレフィン系接着剤、酸変性ポリプロピレン系接着剤、塩素化ポリプロピレン系接着剤、ポリエステル系接着剤等が好適である。

ホットメルト型接着剤は粉末の状態で化成処理金属板に塗布することができる。例えば、ダイセル・エボニック社製のホットメルト型ナイロン系接着剤「ベスタメルト（登録商標）」シリーズや三井化学社製の酸変性ポリプロピレン系接着剤「ユニストール（登録商標）」シリーズなどが使用できる。また、接着剤を有機溶剤に溶解させた溶液や、水に分散させた水分散液を、化成処理金属板に塗布してもよい。接着剤塗布後は、接着剤の種類に適した温度（例えば、１８０〜２３０℃程度）で、１〜３分程度加熱する。

接着剤層の厚さは特に限定されないが、乾燥後の厚さで５〜４０μｍ程度が好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。接着剤層が５μｍより薄いと、樹脂成形品との接着強度が低くなるおそれがあり、４０μｍを超えても接着強度が向上することは特には認められず、却ってコスト高となり好ましくない。

＜複合部材＞
本発明の表面処理金属板は、樹脂成形品（樹脂層）と複合して用いる、すなわち接着剤層の上に、樹脂層が設けられた複合部材とすることができる。このとき、加工が必要な場合は、化成処理金属板を目的とする形状にプレス成形した後に接着剤層を設けてもよく、化成処理金属板に接着剤層を設けた表面処理金属板を目的とする形状にプレス成形してもよい。そして、表面処理金属板を、射出成形機の金型の中に装入し、型締めして、溶融樹脂を型内に射出し、樹脂が冷却固化すれば、複合部材が得られる。もちろん、本発明の表面処理金属板は、プレス成形法で樹脂と複合してもよいが、射出成形の短時間・高効率というメリットを生かすには、射出成形法を採用することが好ましい。

射出成形の条件は、成形品を構成する樹脂の種類に応じて適宜変更すればよく、成形品用樹脂がナイロン６の場合の一例を挙げれば、シリンダー温度を２４０〜２５０℃、金型温度を７０〜８０℃、射出保持時間を５〜８秒、冷却時間を２０〜３０秒程度とすることができ、成形品用樹脂がポリプロピレン樹脂の場合の一例を挙げれば、シリンダー温度を２３０〜２５０℃、金型温度を４５〜５５℃、射出保持時間を５〜８秒、冷却時間を２０〜３０秒程度とすることができる。この条件で射出成形を行うと、樹脂層と表面処理金属板とが強固に接着した本発明の複合部材が得られる。

樹脂層としては公知の成形品用樹脂であればいずれも使用でき、特に限定されないが、各種ナイロンやポリプロピレン樹脂等が好ましく、ポリプロピレン樹脂がより好ましい。複合部材の強度を高めるために、樹脂層中にガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維が５〜６０質量％程度含まれていてもよい。また、各種顔料や染料、難燃剤、抗菌剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤等の公知の添加剤を加えてもよい。

以下実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明に包含される。なお、特に断らない限り、部は質量部を、％は質量％を意味する。

まず、実施例で用いた測定・評価方法について、以下説明する。

（耐食性（塩水噴霧試験））
後述の製造方法で得られる化成処理金属板から試験片を切り出して、切り口（端面）をテープでシールし、ＪＩＳＺ２３７１に準拠した塩水噴霧試験（ＳＳＴ）を５００時間行い、白錆発生率を求めた。結果を表１に示した。

（プレス成形性（動摩擦係数））
動摩擦係数測定機（新東科学社製ヘイドン（登録商標）１４Ｄ）を用い、下記の条件にて同一サンプルにつき、測定場所の異なる合計５点を測定し、最大値および最小値を除いた合計３点の平均値を動摩擦係数とした。
摺動面：１０ｍｍφ鋼球
摺動速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ
摺動距離：５０ｍｍ

（溶接性）
溶接は、ポータブルスポット溶接機（大同興業製ＵＮＩ−ＰＲＯＤ１０ＤＩＧＩＴＡＬＤＥＬＵＸＥ）を用いて行った。電極の材質は、陽極、陰極共に、クロム銅合金であり、電極の先端は４ｍｍφの曲面である。溶接は、非塗装金属板と後述の製造方法で得られる化成処理金属板とを部分的に重ねて行った。具体的には、化成処理金属板が上記非塗装金属板の表面の一部と接するように重ねられており、一方の電極に３０〜５０ｋｇの荷重を加え、上記非塗装金属板を化成処理金属板側へ押し込みながら溶接を行った。溶接時の溶接電流は３ｋＡ、通電時間は０．２５秒とした。なお、他方の電極には、化成処理金属板から他方の電極が離れない程度の荷重を加えている。評価結果を表１に示した。

（接着性（接着強度））
後述の製造方法で得られる複合部材において、表面処理金属板の長手方向端部と樹脂層の長手方向端部とを、２５℃の雰囲気下で、引張試験機のチャックで掴み、１０ｍｍ／分の引張速度で引張り、樹脂層が表面処理金属板から剥離した時の引張強度を測定し、その値を接着強度とした。ただし、表面処理金属板の長手方向端部とは、樹脂層で覆われていない方の端部のことであり、樹脂層の長手方向端部とは、表面処理金属板が接着されていない方の端部のことである。

（実施例１〜３、比較例１〜５）
［化成処理金属板］
厚さ１．０ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜形成用塗工液をバーコーターで乾燥後の膜厚が表１に記載の膜厚となるように塗布し、１００℃で１分間加熱し、化成処理皮膜を備えた化成処理金属板を得た。塗工液の組成（添加量は固形分である）を表１に示す。水溶性樹脂として第一工業製薬社製エラストロン（登録商標）ＭＦ−２５Ｋを、水性樹脂として第一工業製薬社製スーパーフレックス（登録商標）１７０を、コロイダルシリカとして日産化学工業社製スノーテックス（登録商標）４０（表面積平均粒径１０〜２０ｎｍ）を、シランカップリング剤として信越化学工業社製ＫＢＭ９０３（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）を用いた。潤滑剤としては、実施例１〜３及び比較例１・２・５では、後述のプラズマ処理を行ったポリエチレンワックス（三井化学社製ハイワックス（登録商標）８００Ｐ８００ＰＦ）を用い、比較例４では、プラズマ処理を行っていないポリエチレンワックス（三井化学社製ハイワックス（登録商標）８００ＰＦ）を用いた。なお、比較例３では、塗工液に潤滑剤を含んでおらず、比較例５では、塗工液に水溶性樹脂を含んでいない。

＜潤滑剤のプラズマ処理＞
潤滑剤のプラズマ処理は、反応性イオンエッチング装置（アネルバ社製ＤＥＭ−４５１Ｔ）を用いて行った。上記装置内に酸素ガスを導入して１３Ｐａの圧力とし、出力２００Ｗ、１３．５６ＭＨｚの高周波電源を使用して、グロー放電を起こさせ、潤滑剤に対して３分間プラズマ処理を施した処理を行った。次に、上記処理を行った潤滑剤を蒸留水に１時間浸漬させ、その後、乾燥させた。

フーリエ変換型赤外分光光度計を用いて、炭素−酸素結合に由来する１７５０ｃｍ^−１近傍の吸収及び炭素−水素結合に由来する２９５０ｃｍ^−１近傍の吸収から、潤滑剤中の炭素に対する炭素−酸素結合を有する炭素の割合を測定した。上記プラズマ処理後における潤滑剤中の炭素に対する炭素−酸素結合を有する炭素の割合は６％であった。なお、上記プラズマ処理前の上記潤滑剤は炭素−酸素結合を有していなかった。

［表面処理金属板及び複合部材］
上記各化成処理金属板の化成処理皮膜上に、酸変性ポリプロピレン系接着剤である三井化学社製ユニストール（登録商標）Ｒ−３００をバーコーターで膜厚２０μｍとなるように塗布した後、２２０℃で２分間加熱し、接着剤層を備えた表面処理金属板を得た。

次に、射出成形機（日精樹脂工業社製ＰＮＸ６０）を用いて射出成形を行った。まず、上記表面処理金属板を１００ｍｍ×２５ｍｍにカットし、金型に入れた。その後、ガラス繊維が２０質量％含まれたポリプロピレン樹脂であるプライムポリマー社製プライムポリプロ（登録商標）Ｖ７０００を溶融させて、接着剤層の表面を覆うように射出して、１００ｍｍ長さ×２５ｍｍ幅×３ｍｍ厚である樹脂層を備えた複合部材を得た。樹脂層と表面処理金属板とは、１２．５ｍｍ長さ×２５ｍｍ幅で重なるように接着させた。射出条件は、表２に示した。

表１より、以下のように考察することができる。

本発明の構成要件を満たす実施例１〜３の化成処理金属板は、溶接性、耐食性、及びプレス成形性に優れていた。さらに、実施例１〜３の化成処理金属板を用いて製造された複合部材は、接着性も優れていた。

これに対し、上記以外の金属板は、下記に詳述する通り、本発明の構成要件を満たさず、所望の特性が得られなかった。

膜厚が厚すぎる比較例１では、溶接性が劣っていた。一方、膜厚が薄すぎる比較例２では、耐食性及びプレス成形性が劣っていた。

潤滑剤を含まない比較例３では、プレス成形性が劣っていた。一方、プラズマ処理を行っていない潤滑剤を含む比較例４では、比較例４の化成処理金属板を用いて製造された複合部材の接着性が劣っていた。

水溶性樹脂を含まない比較例５では、耐食性が劣っていた。

Claims

金属基板の少なくとも一方の面に化成処理皮膜が積層された化成処理金属板であって、
上記化成処理皮膜が、水溶性樹脂及び潤滑剤を含み、
上記化成処理皮膜の膜厚は０．２〜１μｍであり、
上記潤滑剤は炭素を含み、上記潤滑剤における炭素の１％以上は炭素−酸素結合を有する
ことを特徴とする化成処理金属板。
上記潤滑剤は、ポリオレフィン系ワックスである請求項１に記載の化成処理金属板。
上記水溶性樹脂が、水溶性ウレタン樹脂及び水溶性アクリル樹脂の少なくとも一方である請求項１または２に記載の化成処理金属板。
上記化成処理皮膜が、さらに上記水溶性樹脂とは異なる水性樹脂を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の化成処理金属板。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の化成処理金属板における上記化成処理皮膜表面の一部または全面に接着剤層が設けられていることを特徴とする表面処理金属板。
請求項５に記載の表面処理金属板における接着剤層の上に、樹脂層が設けられていることを特徴とする複合部材。
上記樹脂層がポリプロピレン樹脂を含む請求項６に記載の複合部材。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の化成処理金属板の製造方法であって、
水溶性樹脂及び潤滑剤を含む化成処理皮膜形成用塗工液を金属基板の少なくとも一方の面に塗布して化成処理皮膜を形成する工程を有する
ことを特徴とする化成処理金属板の製造方法。