JP2784325B2

JP2784325B2 - 高端面耐食性の着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板とその製法

Info

Publication number: JP2784325B2
Application number: JP6146468A
Authority: JP
Inventors: 誠治坂東; 一英大島; 保土岐
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JPH0813156A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、家電、建材製
品等の外装用に使用するのに好適な表面外観を有し、か
つ潤滑性と耐食性、特に端面耐食性に優れた、着色化潤
滑処理亜鉛系めっき鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境破壊の防止対策が世界的
な問題としてとりあげられており、中でも強烈な紫外線
から我々を守っているオゾン層の破壊防止は重要な課題
である。1987年９月モントリオールでフロン規制の議定
書が採択されたのをはじめ、わが国でも1988年に国内法
が成立するなど、フロンや水質汚染の原因となるトリク
レンなどの有機溶剤の使用が規制されるようになってい
る。

【０００３】一般に鋼板を加工する際には、摩擦抵抗の
低減のためにプレス油を塗布する。塗布されたプレス油
は、加工後の脱脂工程で脱脂される。この脱脂工程でよ
く用いられるトリクロロエタンはオゾン層破壊物質であ
り、1995年には全廃される予定である。

【０００４】さらに、プレス作業職場の環境改善や脱脂
工程省略によるコストダウンの観点から、プレス油塗布
−脱脂工程が省略できる、予め潤滑処理が施された潤滑
処理鋼板に対するニーズが高まっている。このような情
況から、次に例示する各公報に記載されているように、
種々の潤滑処理鋼板がこれまでに提案されている。

【０００５】特開平３−96337 号：クロメート処理した
電気亜鉛めっき鋼板の表面に、アクリル化エポキシ樹脂
中にフッ素系樹脂粒子およびシリカ粒子を含有する樹脂
皮膜を形成したプレス加工性に優れる樹脂塗装鋼板。特開平３−17190 号：クロメート処理した亜鉛めっき鋼
板の表面に、フッ素系樹脂粒子およびシリカ粒子を含有
するモンタンワックス酸化物の被膜を形成した潤滑性、
耐食性に優れる表面処理鋼板。特開平３−17189 号：クロメート処理した亜鉛めっき鋼
板の表面に、ウレタン変性ポリオレフィン系樹脂中にフ
ッ素系樹脂粒子およびシリカ粒子を含有する樹脂皮膜を
形成した潤滑性、耐食性に優れる樹脂塗装鋼板。

【０００６】特開平３−28380 号：亜鉛系（＝亜鉛また
は亜鉛合金）電気めっき鋼板の表面にクロメート皮膜を
形成し、その上にフッ素系樹脂を含有するカルボキシル
化したポリエチレン系ディスパージョンの塗布層を有す
る潤滑性および耐食性に優れる表面処理鋼板。特開平３−16726 号：亜鉛系電気または溶融めっき鋼板
の表面にクロメート皮膜を形成し、その上に水酸基およ
び／またはカルボキシル基を有する樹脂中にシリカとポ
リオレフィンワックスとを含有する樹脂皮膜を有する成
形性に優れた潤滑樹脂処理鋼板。これらは、いずれも、電気亜鉛系めっきおよびおよび／
または溶融亜鉛めっき鋼板を母材として使用し、色調と
しては、下地の亜鉛系めっきに特有の金属光沢があるた
め、意匠性に劣る。

【０００７】近年、コストダウンの観点から、これら潤
滑処理鋼板を、従来はプレコート鋼板が用いられていた
外装用鋼板にも適用しようとする試みがあるが、これま
での潤滑処理鋼板では、外装用としての適用は困難であ
った。

【０００８】着色外観を有する潤滑処理鋼板として、特
開平２−263633号公報には、亜鉛系めっき鋼板の表面に
クロメート皮膜を形成し、その上にシリカとポリエチレ
ンワックスと着色顔料とを含有する有機溶剤型塗料組成
物を塗布した高耐食性着色薄膜塗装鋼板が提案されてい
る。この塗装鋼板は、樹脂皮膜を顔料で着色しているだ
け製造コストが高い。さらに、顔料を塗料中に均一に分
散するのが難しいため、均一に着色した樹脂皮膜を安定
して形成することが困難であり、やはり外装用としての
使用は困難な、意匠性が低下したものとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プレ
ス油塗布−脱脂工程を省略して加工することができ、し
かも顔料を使用せずに好ましい外観に着色された、外装
用としての適用が可能な、潤滑性、耐食性、意匠性に優
れた表面処理鋼板を提供することである。

【００１０】本発明のより具体的な目的は、上述した従
来の潤滑処理鋼板が示すのと同等の潤滑性能を示す（即
ち、潤滑性に優れ、強加工における極圧や金型の温度上
昇に対しても、十分に耐えることができる）と同時に、
顔料を使用せずに着色化してプレコート鋼板なみの意匠
性も兼ね備え、しかも鋼板の端面や鋼板の加工後にも高
耐食性を保持し、溶接も可能な、着色潤滑処理溶融亜鉛
系めっき鋼板を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した従来技術に見ら
れるように、電気亜鉛めっきまたは溶融亜鉛めっき鋼板
の表面にクロメート処理後、潤滑成分を含有する潤滑性
樹脂皮膜を形成すると、母材めっき鋼板の潤滑性、耐食
性を向上させることができる。

【００１２】本発明者は、これらの従来技術の長所を生
かしつつ、顔料を添加せずにプレコート鋼板なみの意匠
性を有し、外装用にも適用可能な、潤滑処理鋼板を開発
すべく鋭意検討した結果、母材に特定の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を用いて、クロメート処理を施した後、シリ
カ粒子および潤滑成分を含有する潤滑性樹脂皮膜の形成
を行うと、潤滑性および耐食性に優れ、色調としては落
ち着いたグレー色を呈する表面処理鋼板が得られること
を見出した (特願平５−174302号参照) 。その後、さら
に研究を重ねた結果、樹脂皮膜中に特定の塩基性添加剤
を添加することで、特に端面および加工後の耐食性が著
しく向上することを見出した。

【００１３】本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表
面に、Cr換算付着量10〜150 mg／m²のクロメート皮膜
と、その上層の樹脂皮膜とを有し、前記樹脂皮膜が、ベ
ース樹脂(A) 中に、シリカ粒子(B) をSiO₂として５〜30
重量％、潤滑機能付与剤(C) を0.5〜30重量％、および
塩基性アルカリ金属塩(D) を１〜10重量％含有し、着色
顔料を含まない、乾燥皮膜重量 0.1〜５g/m²の潤滑性樹
脂皮膜であることを特徴とする、端面耐食性に優れた着
色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板を要旨とする。

【００１４】好ましくは、この着色潤滑処理亜鉛系めっ
き鋼板は、表面の色調がJIS Z8729の L^*ａ^*ｂ^*表色
系で、50≦ L^*≦62、−１≦ a^*≦0 、−２≦ b^*≦0
である。L ^*ａ^*ｂ^*表色系において、 L^*値は明度指
数であって、大きいほど明るく、小さいほど暗い。 a^*
値は赤緑間の知覚色度 (クロマティクネス) 指数であっ
て、この値が大きいほど赤みが強く、小さい (−の絶対
値が大きい) ほど緑みが強い。 b^*値は黄青間の知覚色
度指数であって、大きいほど黄みが強く、小さい (−の
絶対値が大きい) ほど青みが強い。 L^*ａ^*ｂ^*の各値
が上記範囲内の色調は実質的にグレーである。

【００１５】好適態様にあっては、前記潤滑機能付与剤
(C) は、軟化点90℃以上のポリオレフィン系ワックスお
よび／またはフッ素系樹脂の平均粒径５μｍ以下の微粉
末からなる。

【００１６】この着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板は、合
金化度７〜13％の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を母材と
し、まずクロメート処理して、めっき表面にCr換算付着
量10〜150 mg／m²のクロメート皮膜を形成した後、不揮
発分合計量に対してシリカ粒子をSiO₂として５〜30重量
％、潤滑機能付与剤を 0.5〜30重量％、および塩基性ア
ルカリ金属塩を１〜10重量％含有し、着色顔料を含まな
い樹脂塗料組成物を用いて、クロメート皮膜上に乾燥皮
膜重量で 0.1〜５g/m²の樹脂皮膜を形成することにより
製造できる。

【００１７】

【作用】以下に、本発明の着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼
板とその製造方法について詳細に説明する。

【００１８】母材めっき鋼板本発明の着色潤滑処理鋼板の母材は合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板 (以下、ＧＡ鋼板と略記する) 、即ち、溶融亜鉛
めっき鋼板をめっき後に加熱処理して、めっき皮膜中の
Znの一部を素地のFeと合金化させた亜鉛系めっき鋼板で
ある。母材として用いるＧＡ鋼板は、めっき皮膜の合金
化度（めっき皮膜中の平均Fe％）が７〜13％の範囲内の
ものが望ましい。この合金化度は、より望ましくは９〜
11％である。ＧＡ鋼板は、合金化が進み、めっき皮膜の
合金化度が高くなるほど、めっき表面の凹凸が大きくな
り、表面粗さが大きくなる傾向がある。など、ＧＡ鋼板
は、Feと合金化させた後、スキンパスで圧下させた (圧
下率０〜３％) ものでもよい。

【００１９】本発明の着色潤滑処理鋼板は、このＧＡ鋼
板のめっき皮膜の上にクロメート皮膜を形成し、その上
にシリカ、潤滑成分、および塩基性アルカリ金属塩を含
有し、顔料を含まない樹脂皮膜を形成したものである。
上層の樹脂皮膜は、顔料を含有しないクリアータイプの
ものであるにもかかわらず、樹脂皮膜の被覆により外観
の色調が暗色化し、ＧＡ鋼板が有していた金属光沢が消
えて、好ましいグレーの色調に変化し、プレコート鋼板
なみの意匠性をもたらす。

【００２０】このように色調が変化する理由は、母材に
表面凹凸の大きい合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いるこ
とで、下地のめっき表面の凹凸が光が乱反射させ、樹脂
中での光路長が長くなることによって、光が樹脂中で吸
収される割合が多くなるため、母材ＧＡ鋼板よりも暗く
見えるものと考えられる。

【００２１】電気亜鉛系めっきや溶融亜鉛めっきなどの
他のめっきでは、表面が比較的平滑であるので、クロメ
ート皮膜と透明樹脂皮膜で被覆した時に、上記のような
暗色化への色調の変化は認められない。即ち、この色調
の変化は、加熱処理により表面粗さが増大したＧＡ鋼板
のめっき皮膜に特有なものである。

【００２２】この暗色化で得られる色調は、ＧＡ鋼板の
めっき皮膜の表面粗さによって変化し、表面粗さが大き
くなると、暗色化が進み、色調がより黒っぽくなる。め
っき皮膜の合金化度が７％以下では、その表面粗さが小
さく、めっき皮膜表面の凹凸が不十分なために、十分な
暗さが得られない。しかし、めっき皮膜の合金化度が13
％を超えると、色調としてはさらに暗くなるものの、表
面の凹凸が大きすぎてめっき皮膜が脆くなる結果、加工
時にパウダリング現象を起こしやすくなる。母材として
用いるＧＡ鋼板の合金化度が７〜13％であると、加工性
を低下させずに、好ましくは前述した50≦ L^*≦62、−
１≦ a^*≦0 、−２≦ b^*≦0 で規定される、グレーの
色調の外観を得ることができる。

【００２３】なお、母材のＧＡ鋼板は、そのめっき表面
に本発明に従ってクロメート皮膜と樹脂皮膜とを形成し
た時に、表面がグレーの色調、好ましくは上記範囲内の
L^*値、 a^*値、 b^*値のグレーの色調になればよいわ
けであり、その意味では特に制限されるものではない。
しかし、上に説明したように、合金化度が７〜13％のＧ
Ａ鋼板を母材とすると上記の色調が一般に得られるの
で、本発明の着色潤滑処理鋼板の製造時にはこのような
合金化度のＧＡ鋼板を母材として使用すればよい。合金
化度が高いほど色調が暗くなるので、所望の色調 (暗
さ) に応じて母材ＧＡ鋼板の合金化度を選択することが
できる。

【００２４】ＧＡ鋼板のめっき皮膜の合金化度は前述の
ように表面粗さと相関するので、合金化度の代わりに、
ＧＡ鋼板のめっき表面粗さを尺度にして母材のＧＡ鋼板
を選択することもできる。めっき皮膜の表面粗さは一般
にRa＝ 0.5〜2.0 μｍの範囲内が好ましい。この範囲内
で表面粗さが大きいほど色調が暗くなるので、所望の色
調となるように母材ＧＡ鋼板をめっき表面粗さで選択す
ることもできる。より好ましい表面粗さの範囲は 0.8〜
1.5 μｍである。

【００２５】ＧＡ鋼板のめっき付着量は特に制限されな
いが、耐食性と加工性の兼ね合いから、片面当たり30〜
60 g/m² の範囲内が好ましい。このように、本発明の着
色潤滑処理鋼板の着色は、最上層の樹脂皮膜中に着色顔
料を添加して得たものではないので、顔料の分散性や安
定性を心配する必要はなく、均一で安定した色調を得る
ことができる。また、高価な着色顔料を使用しないの
で、コスト面でも有利である。

【００２６】クロメート皮膜合金化溶融亜鉛めっきのめっき表面 (通常は両面である
が、片面であっても構わない) に形成するクロメート皮
膜は、公知の通常のクロメート皮膜でよく、６価クロム
化合物がCr³⁺に還元されて難溶化することにより造膜し
たものである。クロメート処理液としては、例えば、無
水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸等の６価クロム化
合物を主剤とする水溶液型のクロメート処理液や、上記
水溶液にコロイダルシリカ等を混合したものなど、公知
のいずれの種類のものも使用でき、処理方法も、浸漬、
塗布、電解、噴霧など特に制限されない。

【００２７】クロメート皮膜として特に好ましいのは、
耐食性に優れた塗布型クロメート処理液、中でも迅速な
造膜が可能な部分還元タイプのもの (Cr⁶⁺の一部がCr³⁺
に還元されたもの) を使用して形成されたものである。
必要により、処理後に加熱して、クロメート皮膜を形成
する。

【００２８】本発明では、クロメート皮膜の付着量は金
属Cr換算で10〜150 mg/m² 、好ましくは30〜90 mg/m²の
範囲内とする。付着量が10 mg/m²未満では、外装用とし
ての十分な耐食性を発揮することができない。一方、15
0 mg/m² を超えると、付着量の増加の割合に対しての耐
食性向上効果が少なくなり、表面外観も劣化する上、ク
ロメート皮膜が厚くなることでプレス加工時にクロメー
ト皮膜の凝集破壊が起こり、プレス成形性が低下する。

【００２９】潤滑性樹脂皮膜このクロメート皮膜の上に、顔料を含有しない実質的に
透明な潤滑性樹脂皮膜を形成する。この樹脂皮膜は、ベ
ース樹脂(A) 中に、シリカ粒子(B) をSiO₂として５〜30
重量％、潤滑機能付与剤(C) を0.5 〜30重量％、および
塩基性アルカリ金属塩(D) を１〜10重量％含有し、付着
量は乾燥皮膜重量で 0.1〜５g/m²である。各成分(A) 〜
(D) はいずれも１種または２種以上を使用することがで
きる。

【００３０】(A) ベース樹脂：樹脂皮膜のベース樹脂と
しては、加工に耐える十分な強度を有する、透明皮膜を
形成できるものであればよく、特に制限されない。適当
な樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、
アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリオレフィン系
樹脂、アルキド系樹脂、メラミン系樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂等が挙げられる。

【００３１】(B) シリカ粒子：シリカ粒子は、潤滑処理
鋼板の耐食性を向上させるために樹脂皮膜中に配合す
る。このシリカ粒子は、コロイダルシリカ (水性シリ
カ) 、例えばスノーテックスＣ〜Ｎ (いずれも日産化学
社製) 等、ならびに気相シリカ粉末、例えば疎水性シリ
カ AEROSIL R-811、親水性シリカ AEROSIL 200V(いずれ
も日本アエロジル社製) 等が使用できる。また、加水分
解によりシリカを生ずる有機シリケート (例、エチルシ
リケート) もシリカ粒子の前駆物ではあるが、シリカ粒
子として本発明において使用できる。シリカ粒子の平均
一次粒子径粒径は、５〜100 nm、好ましくは10〜50 nm
の範囲内が好適である。

【００３２】樹脂皮膜中におけるシリカ粒子の量は、Si
O₂として５〜30重量％、好ましくは15〜25重量％の範囲
内である。シリカがSiO₂として５重量％よりも少ない
と、耐食性が十分ではなく、外装用としての適用は困難
である。一方、30重量％を超えると、樹脂皮膜の硬度が
高まり、成形時に型カジリを生じ、プレス成形性が低下
する。なお、樹脂とシリカ粒子との密着性を向上させる
ために、シリカ粒子に少量のシランカップリング剤を併
用してもよい。

【００３３】(C) 潤滑機能付与剤：潤滑機能付与剤とし
ては、潤滑 (摩擦係数軽減) 機能を発揮し (即ち、一般
に固体潤滑剤として知られ) 、かつ樹脂皮膜の透明性を
阻害しない固体粉末を使用する。例えば、黒鉛は皮膜を
黒色化させるので、本発明では使用しない。

【００３４】本発明で用いるのに適した潤滑機能付与剤
は、ポリオレフィン系ワックスおよびフッ素系樹脂の粉
末であり、これらは平均粒子径５μｍ以下の微粉末状で
あることが好ましい。連続加工時には金型温度が90℃近
くに達することがあるので、ポリオレフィン系ワックス
は、連続加工時にも軟化しないように、軟化点が90℃以
上、特に 100℃以上のものを使用することが好ましい。

【００３５】特に好ましいポリオレフィン系ワックス粉
末は、平均粒径 0.6〜1.1 μｍで、粒径分布幅が小さ
く、比重 (25℃) が0.95〜0.98、軟化点が 100〜150 ℃
のポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン
系重合体または共重合体の微粉末である。

【００３６】フッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン
樹脂 (PTFE) 、三フッ化塩化エチレン樹脂、フッ化ビニ
リデン樹脂、フッ化ビニル樹脂エチレン／四フッ化エチ
レン共重合体樹脂、四フッ化エチレン／六フッ化プロピ
レン共重合体樹脂などが挙げられる。フッ素系樹脂粉末
の平均粒径は 0.1〜５μｍ、特に 0.5〜２μｍの範囲内
が好ましい。

【００３７】潤滑機能付与剤は、樹脂皮膜中に３〜30重
量％の割合で存在させる。この量が３重量％よりも少な
いと、潤滑性の向上が少なく、30重量％を超えると、素
地との密着性が低下し、かつ樹脂皮膜強度が低下し、外
観も劣化するからである。潤滑機能付与剤の好ましい配
合量は８〜20重量％の範囲内である。

【００３８】(D) 塩基性アルカリ金属塩塩基性アルカリ金属塩を樹脂皮膜中に存在させると、潤
滑処理鋼板の耐食性、特に端面と加工後の耐食性がさら
に向上する。即ち、厳しい加工や連続加工を行う場合に
は、シリカ粒子(B) 成分のみでは十分な耐食性を得るこ
とができず、また樹脂皮膜が形成されない端面において
耐食性を確保することができないが、塩基性アルカリ金
属塩の配合によって、このような問題点が解消される。

【００３９】塩基性アルカリ金属塩としては、アルカリ
金属の水酸化物、炭酸塩、珪酸塩、燐酸塩、硼酸塩、有
機酸塩など、各種の塩基性のアルカリ金属塩を使用でき
る。例えば、水酸化物としてはNaOH、KOH 、LiOH、CsO
H、RbOH が、炭酸塩としてはNaHCO₃、Na₂CO₃、KHCO
₃ 、K₂CO₃ 、LiHCO₃等が、珪酸塩としては珪酸ナトリウ
ム(Na₂O・xSiO₂)、珪酸カリウム(K₂O・xSiO₂)、珪酸リ
チウム (Li₂O・xSiO₂)等が、燐酸塩としてはNa₂HPO₄、
K₂HPO₄等が、硼酸塩としてはNaBO₂、KBO₂等などが挙げ
られる。アルカリ金属珪酸塩としては、例えば、Na塩
（珪酸ソーダ）ではｘ値が２(1号）、2.5 (2号) 、3 (3
号) のものがあり、Li塩ではｘ値が3.5(珪酸リチウム3
5) 、4.5(珪酸リチウム45) 、7.5(珪酸リチウム５) の
ものがある。

【００４０】塩基性アルカリ金属塩を添加すると、特に
端面耐食性や加工後耐食性が向上する理由については、
明らかではないが、このアルカリ金属塩が、特に端面や
加工で生じた微細疵部等の腐食因子が侵入し易い部位で
インヒビターとしての機能を発揮し、Cl^-等の腐食因子
を遮断するからではないかと推測される。なお、この塩
基アルカリ金属塩を添加することにより、樹脂皮膜の形
成に用いる塗料組成物のｐＨは一般に 7.5〜12のアルカ
リ性を示すようになる。

【００４１】塩基性アルカリ金属塩は樹脂皮膜中に１〜
10重量％の割合で含有させる。この量が１重量％よりも
少ないと、上述したようなインヒビターとしての効果が
少なく、特に端面等での十分な耐食性が得られない。一
方、10重量％を超えると、樹脂皮膜がゲル化し易くな
り、塗装時にムラとなって、外観上の品質が劣化するだ
けでなく、塗膜も不均一になるので、潤滑性、および平
板での耐食性が劣化する。塩基性アルカリ金属塩の好ま
しい配合量は３〜７重量％である。

【００４２】ベース樹脂(A) 中に(B) 〜(D) の各成分を
含有する潤滑性樹脂皮膜は、片面当たりの乾燥皮膜重量
として 0.1〜５g/m²の付着量で形成する。この付着量が
0.1g/m²未満では、潤滑性および耐食性向上効果が少な
く、５g/m²を超えると、耐食性は向上するが、プレス成
形性が低下し、コストも増大する。特に加工後にも良好
な外観を得るには、付着量を1.0 g/m²以上とすることが
好ましい。より好ましい付着量の範囲は 2.0〜4.0 g/m²
である。

【００４３】樹脂皮膜の形成に用いる樹脂塗料組成物
は、ベース樹脂(A) のほかに、不揮発分合計量に基づい
て上記所定範囲内の量で成分(B) 〜成分(D) を含有す
る。この塗料組成物には、必要に応じて、架橋剤、消泡
剤などの添加剤を添加してもよい。溶媒の種類は、水、
アルコール、有機溶媒のいずれでもよく、使用する樹脂
種に応じて選択する。塗装方法は、ロールコート、カー
テンフローコートを始めとする各種の塗装方法から状況
に応じて選択すればよい。塗装後の塗膜の乾燥温度は、
樹脂や溶媒の種類に応じて選択する。

【００４４】このようにして、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板上に上記のクロメート皮膜と潤滑性樹脂皮膜とを形成
した着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板はグレーの色調を有
し、好ましくは L^*ａ^*ｂ^*表色系で、50≦ L^*≦62、
−１≦ a^*≦0 、−２≦ b^*≦0 という表面色調を有す
る。より好ましくは、52≦ L^*≦56、−0.5 ≦ a^*≦−
0.1 、−0.5 ≦ b^*≦−0.1 である。この表面色調は、
具体的には落ちついたグレー色であり、一見してグレー
の塗料で塗装した塗装鋼板のように見え (即ち、プレコ
ート鋼板なみの意匠性を有し) 、金属光沢は実質的に消
失している。

【００４５】また、本発明の着色潤滑処理亜鉛系めっき
鋼板は、最上層の樹脂皮膜が十分な摩擦低減作用を示
し、潤滑油を塗布せずに、連続プレス成形や厳しい加工
を施すことができ、しかも加工後や端面の耐食性も十分
に高い。

【００４６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明す
るが、本発明は実施例により何ら限定されるものではな
い。

【００４７】既存の溶融亜鉛めっきラインで生産された
溶融亜鉛めっき鋼板 (板厚0.6 mm、両面めっき、片面当
たりめっき付着量45 g/m²)を、温度および／または処理
時間を変えて塩浴に浸漬して熱処理し、合金化度の異な
るＧＡ鋼板を作製した。各ＧＡ鋼板(300×200 mm) の片
面のめっき表面に、市販の部分還元塗布型クロメート処
理液をスピンコーターにより塗布し、80℃で30秒間乾燥
して、クロメート皮膜を形成した。次いで、このクロメ
ート皮膜の上に、シリカ粒子 (平均粒径20 nm のコロイ
ダルシリカ) 、ポリエチレンワックス (平均粒径１μ
ｍ) 、および塩基性アルカリ金属塩を含有する、無顔料
のクリアー樹脂塗料組成物を、バーコーターにて乾燥後
に所定の付着量となるように塗布し、120 ℃で30秒間乾
燥させ、樹脂皮膜を形成して、着色潤滑処理ＧＡ鋼板を
得た。

【００４８】表１に、使用した母材ＧＡ鋼板のめっき皮
膜の合金化度 (Fe％) および表面粗さ (Ra値) 、クロメ
ート皮膜の付着量、樹脂皮膜のベース樹脂、樹脂皮膜中
のシリカ粒子とポリエチレンワックスの含有量および塩
基性アルカリ金属塩の種類と量、ならびに樹脂皮膜の付
着量をまとめて示す。

【００４９】得られた着色潤滑処理ＧＡ鋼板について、
色調、耐食性、加工後耐食性、潤滑性の各性能を下記の
要領で調べた。 [試験方法]色調：色彩色差計 (ミノルタ社製、CR-300) を用いて、
L^*値、 a^*値、 b^*値を測定した。耐食性：塩水噴霧(SST) 試験 (JIS Z-2371に準ずる) に
よる白錆発生時間で耐食性を評価した。

【００５０】端面耐食性は、上記のSST 試験において、
白錆発生時の試験片の端面からの白錆発生幅の測定値に
基づき次の基準で評価した。 ◎：１mm以下 ○：１〜３mm △：１〜10mm ×：10mm以上加工後耐食性：試験片に曲げ直径10 mm の 180°曲げ加
工を行い、その後、耐食性と同様に塩水噴霧試験を行っ
て、白錆発生時間を調べた。

【００５１】潤滑性：バウデン摩擦試験による摩擦係
数と、ビード付きハット成形試験によるプレス成形性
とで評価した。バウデン摩擦試験：図１(a) に示す測定装置を用い、
荷重１kg、摺動速度４mm/sec、摺動距離20 mm の条件で
摩擦係数を測定した。ビード付きハット成形試験：図１(b) に示すビード付
きクランクプレスを使用して、 250×50 mm の試験片を
ハット型に深絞り成形した。ビード高さは７mm、成形高
さは43 mm 、成形速度は70 mm/sec であった。成形品の
しごき部の外観を観察して、◎（良好、観変化なし) →
○ → △ → ×（不可、カジリ発生大、パウダリ
ング大) の４段階で評価した。これらの試験結果は表２
にまとめて示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【発明の効果】表１からわかるように、本発明例の潤滑
処理鋼板はいずれも色調が好ましいの範囲内の良好なグ
レー色を呈し、耐食性 (端面と加工後耐食性を含む) と
潤滑性(摩擦係数とプレス成形性) も良好であった。な
お、ポリエチレンワックス粉末に代えて、フッ素樹脂粉
末 (例、PTFE) を使用した場合にも、表１と同様の結果
が得られることを確認した。一方、本発明の範囲外の条
件 (＊印）を含む比較例では、少なくとも一つの性能が
劣化した。

【００５５】本発明による着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼
板は、最上層の樹脂皮膜が着色顔料を含有しない透明皮
膜であるにもかかわらず、ＧＡ鋼板の金属光沢が消え、
外観は落ち着いたグレー色を呈し、プレコート鋼板並み
の意匠性を有している。従って、そのままで自動車、家
電製品、建材などに外装用としての適用が可能であるた
め、これらの製品の著しいコスト低減が図れる。

【００５６】また、潤滑性に優れ、強加工における極圧
や金型の温度上昇に対しても、十分に耐えることができ
るため、プレス加工時に、プレス油等の潤滑油を使用せ
ずに、そのままプレス加工が可能である。従って、従
来、需要家で行われていたプレス油塗布作業やそのプレ
ス油を除去する脱脂工程が省略でき、それによるコスト
節減が図れる上に、トリクロロエタンなどの有害な溶剤
の使用が回避されることから、環境破壊の防止にもつな
がる。

【００５７】さらに、本発明の鋼板は、顔料を使用せず
に着色化されているため、着色が均一で安定しており、
樹脂皮膜の形成時の塗料の塗布も容易である上、顔料を
使用しない分だけ安価である。また、樹脂皮膜が薄いた
め、ＧＡ鋼板が持つ溶接性やプレス加工性といった望ま
しい特性が保持され、端面や加工後も高い耐食性を発揮
することができる。このように、本発明の鋼板、そのま
まで外装用に使用するのに適しているが、もちろん塗装
を施して使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で潤滑性の評価に使用した装置を示し、
図１(a) は摩擦係数の測定に用いたバウデン摩擦試験機
の説明図、図１(b) はビード付きハット成形試験のクラ
ンクプレスの形状を示す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ１０Ｍ 125/26 Ｃ１０Ｍ 125/26 159/06 159/06 (56)参考文献特開平３−219950（ＪＰ，Ａ) 特開平５−171457（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−60886（ＪＰ，Ａ) 特開平７−34259（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 B05D 3/10 B05D 7/14 B32B 15/08 C23C 28/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、Cr
換算付着量10〜150mg／m²のクロメート皮膜と、その上
層の樹脂皮膜とを有し、前記樹脂皮膜が、ベース樹脂(A) 中に、シリカ粒子(B)
をSiO₂として５〜30重量％、潤滑機能付与剤(C) を0.5
〜30重量％、および塩基性アルカリ金属塩(D)を１〜10
重量％含有し、着色顔料を含まない、乾燥皮膜重量 0.1
〜５g/m²の潤滑性樹脂皮膜であることを特徴とする、端
面耐食性に優れた着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板。
【請求項２】表面の色調がJIS Z8729 の L^*ａ^*ｂ^*
表色系で、50≦ L^*≦62、−１≦ a^*≦0 、−２≦ b^*
≦0 である、請求項１記載の着色潤滑処理亜鉛系めっき
鋼板。
【請求項３】潤滑機能付与剤(C) が、軟化点90℃以上
のポリオレフィン系ワックスおよび／またはフッ素系樹
脂の平均粒径５μｍ以下の微粉末からなる、請求項１ま
たは２記載の着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板。
【請求項４】合金化度７〜13％の合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板をクロメート処理して、めっき表面にCr換算付着
量10〜150 mg／m²のクロメート皮膜を形成した後、不揮
発分合計量に対してシリカ粒子をSiO₂として５〜30重量
％、潤滑機能付与剤を 0.5〜30重量％、および塩基性ア
ルカリ金属塩を１〜10重量％含有し、着色顔料を含まな
い樹脂塗料組成物を用いて、クロメート皮膜上に乾燥皮
膜重量で 0.1〜５g/m²の樹脂皮膜を形成することからな
る、端面耐食性に優れた着色潤滑処理亜鉛系めっき鋼板
の製造方法。