JP3226724B2 - 潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニウム系めっき鋼板 - Google Patents
潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニウム系めっき鋼板Info
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- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
- C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/10—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers containing more than one epoxy radical per molecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
- C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
- C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
- C08F290/064—Polymers containing more than one epoxy group per molecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無塗油のプレス加工性
に優れ、特に常温から200℃までの加熱部位に使用可
能である塗装アルミニウム系めっき鋼板に関するもので
あり、家庭電気製品、自動車、建材等に用いられる。
に優れ、特に常温から200℃までの加熱部位に使用可
能である塗装アルミニウム系めっき鋼板に関するもので
あり、家庭電気製品、自動車、建材等に用いられる。
【0002】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっきや
各種合金亜鉛めっき鋼板が、自動車、家電、建材分野で
広く使用されている。一般に、これら鋼板をプレス成形
する際には、金型との摩擦抵抗を低下させ加工性を良好
ならしめるためにプレス油を塗布する。しかし、この後
プレス油の脱脂工程を必要とすることや、脱脂の際に用
いる特定フロンやトリクロロエタン等の揮発性有機溶剤
が環境に悪影響を及ぼす等の問題がある。そこで、省工
程、省コスト、及び環境保護の観点から、プレス油を用
いずに良好な加工性が得られる表面処理法が提案されて
いる。例えば、無機あるいは有機系の固体潤滑剤を含有
した樹脂をめっき鋼板上に塗布乾燥し、高い加工性を得
るとともに裸使用を可能とした方法等が知られている。
このような方法は、例えば(特開昭61−227178
号公報、特公昭62−24505号公報、特開昭63−
35798号公報)に記載されている。
各種合金亜鉛めっき鋼板が、自動車、家電、建材分野で
広く使用されている。一般に、これら鋼板をプレス成形
する際には、金型との摩擦抵抗を低下させ加工性を良好
ならしめるためにプレス油を塗布する。しかし、この後
プレス油の脱脂工程を必要とすることや、脱脂の際に用
いる特定フロンやトリクロロエタン等の揮発性有機溶剤
が環境に悪影響を及ぼす等の問題がある。そこで、省工
程、省コスト、及び環境保護の観点から、プレス油を用
いずに良好な加工性が得られる表面処理法が提案されて
いる。例えば、無機あるいは有機系の固体潤滑剤を含有
した樹脂をめっき鋼板上に塗布乾燥し、高い加工性を得
るとともに裸使用を可能とした方法等が知られている。
このような方法は、例えば(特開昭61−227178
号公報、特公昭62−24505号公報、特開昭63−
35798号公報)に記載されている。
【0003】一方、溶融アルミニウムめっき鋼板も自動
車、家電、建材分野で使用されている品種であり、これ
に対しても潤滑処理鋼板の開発要求が高まっている。ア
ルミニウムめっき鋼板は、亜鉛めっき鋼板等他の表面処
理鋼板に比べて耐熱性及び耐候性に優れるのが最大の特
徴である。この鋼板の潤滑処理を必要とする部材、すな
わちプレス加工を必要とする部材は、通常150℃以上
の高温にさらされる部品に用いられることが多い。した
がって、潤滑性を付与する樹脂皮膜は、高温においても
変化しない特性が必要である。しかし、上記従来技術に
おける潤滑皮膜は、プレス成形においては有効な潤滑特
性を示すものの、加熱部位に用いると、その塗膜が減少
あるいは変色して表面がむら模様となり、使用中に外観
が損なわれるという問題がある。
車、家電、建材分野で使用されている品種であり、これ
に対しても潤滑処理鋼板の開発要求が高まっている。ア
ルミニウムめっき鋼板は、亜鉛めっき鋼板等他の表面処
理鋼板に比べて耐熱性及び耐候性に優れるのが最大の特
徴である。この鋼板の潤滑処理を必要とする部材、すな
わちプレス加工を必要とする部材は、通常150℃以上
の高温にさらされる部品に用いられることが多い。した
がって、潤滑性を付与する樹脂皮膜は、高温においても
変化しない特性が必要である。しかし、上記従来技術に
おける潤滑皮膜は、プレス成形においては有効な潤滑特
性を示すものの、加熱部位に用いると、その塗膜が減少
あるいは変色して表面がむら模様となり、使用中に外観
が損なわれるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題点を解決するとともに、めっき特性を十分に発現
した製品への発展応用を目的としたものであって、良好
な加工性を保持し、十分な金型との耐型かじり性を有す
るとともに、鋼板の加工後も優れた耐熱性、耐食性を有
し、そのまま加熱部位への使用や耐候性材料への使用が
可能であることを目的としたものである。
の問題点を解決するとともに、めっき特性を十分に発現
した製品への発展応用を目的としたものであって、良好
な加工性を保持し、十分な金型との耐型かじり性を有す
るとともに、鋼板の加工後も優れた耐熱性、耐食性を有
し、そのまま加熱部位への使用や耐候性材料への使用が
可能であることを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述したように、鋼板表
面に樹脂皮膜を形成することにより潤滑性を向上させる
ことができ、良好なプレス成形性に寄与させることがで
きる。本発明者らは、これらの長所を活かしつつ、加工
後、加熱環境下でも使用可能な有機樹脂皮膜として、ア
クリルグラフト化エポキシ樹脂にイソシアネート樹脂も
しくはフェノール樹脂を硬化剤として用いた系が良好な
潤滑特性及び耐熱特性を発現することを見いだし、本発
明に至った。
面に樹脂皮膜を形成することにより潤滑性を向上させる
ことができ、良好なプレス成形性に寄与させることがで
きる。本発明者らは、これらの長所を活かしつつ、加工
後、加熱環境下でも使用可能な有機樹脂皮膜として、ア
クリルグラフト化エポキシ樹脂にイソシアネート樹脂も
しくはフェノール樹脂を硬化剤として用いた系が良好な
潤滑特性及び耐熱特性を発現することを見いだし、本発
明に至った。
【0006】本発明は、アルミニウムめっき鋼板もしく
は亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板のめっき層上に、
クロメート処理を施し、その上にアクリルグラフト化エ
ポキシ樹脂に硬化剤としてイソシアネート樹脂10〜3
0重量%、もしくはフェノール樹脂10〜30重量%、
潤滑性付与剤を0.6〜2.0重量%を含有する樹脂皮
膜が付着量0.5〜5.0g/m2 で形成されているこ
とを特徴とする潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニ
ウム系めっき鋼板である。
は亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板のめっき層上に、
クロメート処理を施し、その上にアクリルグラフト化エ
ポキシ樹脂に硬化剤としてイソシアネート樹脂10〜3
0重量%、もしくはフェノール樹脂10〜30重量%、
潤滑性付与剤を0.6〜2.0重量%を含有する樹脂皮
膜が付着量0.5〜5.0g/m2 で形成されているこ
とを特徴とする潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニ
ウム系めっき鋼板である。
【0007】以下に、本発明の潤滑性及び耐熱性に優れ
た樹脂被覆鋼板について、詳細に説明する。本発明で、
アルミニウムめっき鋼板もしくは亜鉛−アルミニウム合
金めっき鋼板のめっき層上にクロメート処理を施すの
は、樹脂皮膜の密着性を確保するためである。本発明の
樹脂組成物に使用するベース樹脂は、耐熱性を考慮する
と熱可塑性樹脂より熱硬化性樹脂の方が好ましい。ま
た、良好なプレス加工性を保持するためには、熱硬化性
樹脂の中でも強靱で弾性に優れた架橋型樹脂が最適であ
る。本発明において用いるアクリルグラフト化エポキシ
−ウレタン樹脂、及びアクリルグラフト化エポキシ−フ
ェノール樹脂は、アクリル樹脂をグラフト重合したエポ
キシ樹脂に、イソシアネート樹脂もしくはフェノール樹
脂を反応させて得られる熱硬化性架橋型樹脂である。こ
れは、通常一液型の水分散性樹脂として用いられる。以
下に、耐熱性とプレス加工性の両特性に優れた樹脂配合
について述べる。
た樹脂被覆鋼板について、詳細に説明する。本発明で、
アルミニウムめっき鋼板もしくは亜鉛−アルミニウム合
金めっき鋼板のめっき層上にクロメート処理を施すの
は、樹脂皮膜の密着性を確保するためである。本発明の
樹脂組成物に使用するベース樹脂は、耐熱性を考慮する
と熱可塑性樹脂より熱硬化性樹脂の方が好ましい。ま
た、良好なプレス加工性を保持するためには、熱硬化性
樹脂の中でも強靱で弾性に優れた架橋型樹脂が最適であ
る。本発明において用いるアクリルグラフト化エポキシ
−ウレタン樹脂、及びアクリルグラフト化エポキシ−フ
ェノール樹脂は、アクリル樹脂をグラフト重合したエポ
キシ樹脂に、イソシアネート樹脂もしくはフェノール樹
脂を反応させて得られる熱硬化性架橋型樹脂である。こ
れは、通常一液型の水分散性樹脂として用いられる。以
下に、耐熱性とプレス加工性の両特性に優れた樹脂配合
について述べる。
【0008】
【化1】
【0009】で、原料として、ポリオールもしくはポリ
フェノール化合物、ポリカルボン酸化合物、あるいはポ
リアミン化合物と、エピクロルヒドリンとの付加−脱塩
酸による閉環により製造される。通常ビスフェノールA
とエピクロルヒドリンから合成されるビスフェノールA
ジグリジルエーテルが一般的に多く用いられる。その他
ポリフェノール化合物としては、例えば、ビスフェノー
ルF、ビスフェノールS、レゾルシノール、ヘキサヒド
ロビスフェノールA、ポリプロピレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール等が用いられ、ポリカルボン酸化合
物として、フタル酸、ダイマー酸等が用いられる。
フェノール化合物、ポリカルボン酸化合物、あるいはポ
リアミン化合物と、エピクロルヒドリンとの付加−脱塩
酸による閉環により製造される。通常ビスフェノールA
とエピクロルヒドリンから合成されるビスフェノールA
ジグリジルエーテルが一般的に多く用いられる。その他
ポリフェノール化合物としては、例えば、ビスフェノー
ルF、ビスフェノールS、レゾルシノール、ヘキサヒド
ロビスフェノールA、ポリプロピレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール等が用いられ、ポリカルボン酸化合
物として、フタル酸、ダイマー酸等が用いられる。
【0010】本発明の潤滑性及び耐熱性の両立の目的に
合致するエポキシ樹脂として、ビスフェノールAとエピ
クロルヒドリンから合成されるビスフェノールAジグリ
ジルエーテルが好ましく、特に、分子中に1.5〜2.
0個のエポキシ基を有し、平均分子量が3000〜15
000のものが好ましい。分子量をこれ以上小さくする
と、樹脂の耐熱性は高くなるが、弾性に乏しい脆い樹脂
皮膜となる。また、分子量が大きすぎると、弾性に優れ
るものの耐熱性に劣る皮膜となる。
合致するエポキシ樹脂として、ビスフェノールAとエピ
クロルヒドリンから合成されるビスフェノールAジグリ
ジルエーテルが好ましく、特に、分子中に1.5〜2.
0個のエポキシ基を有し、平均分子量が3000〜15
000のものが好ましい。分子量をこれ以上小さくする
と、樹脂の耐熱性は高くなるが、弾性に乏しい脆い樹脂
皮膜となる。また、分子量が大きすぎると、弾性に優れ
るものの耐熱性に劣る皮膜となる。
【0011】また、アクリル樹脂としては、例えば(メ
タ)アクリル酸、マレイン酸等のエチレン性不飽和カル
ボン酸単量体の一種または二種以上と、アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル等のアクリル酸エステ
ル、スチレン、ビニルトルエン等のスチレン系単量体、
(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の(メタ)アク
リル酸ヒドロキシアルキル、N−置換(メタ)アクリル
アミド等の一種または二種以上の単量体からなる共重合
樹脂が用いられる。このアクリル系樹脂は、平均分子量
が1000〜5000の範囲にあることが好ましい。
タ)アクリル酸、マレイン酸等のエチレン性不飽和カル
ボン酸単量体の一種または二種以上と、アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル等のアクリル酸エステ
ル、スチレン、ビニルトルエン等のスチレン系単量体、
(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の(メタ)アク
リル酸ヒドロキシアルキル、N−置換(メタ)アクリル
アミド等の一種または二種以上の単量体からなる共重合
樹脂が用いられる。このアクリル系樹脂は、平均分子量
が1000〜5000の範囲にあることが好ましい。
【0012】上記のアクリル樹脂をエポキシ樹脂にグラ
フト重合させることにより、水溶性で、しかも加工時の
型かじりに耐え得る表面硬度を得ることができる。エポ
キシ樹脂に対するアクリル系樹脂のグラフト重合反応に
おいて、アクリル樹脂/エポキシ樹脂の割合は、重量比
で1/3〜2/1の範囲が好ましい。アクリル樹脂が少
なすぎると水性溶媒への乳化分散性が不十分であるし、
多すぎると耐熱性の低下、樹脂皮膜(塗膜)の弾性低下
につながる傾向がある。
フト重合させることにより、水溶性で、しかも加工時の
型かじりに耐え得る表面硬度を得ることができる。エポ
キシ樹脂に対するアクリル系樹脂のグラフト重合反応に
おいて、アクリル樹脂/エポキシ樹脂の割合は、重量比
で1/3〜2/1の範囲が好ましい。アクリル樹脂が少
なすぎると水性溶媒への乳化分散性が不十分であるし、
多すぎると耐熱性の低下、樹脂皮膜(塗膜)の弾性低下
につながる傾向がある。
【0013】上記アクリルグラフト化エポキシ樹脂に対
し、イソシアネート樹脂もしくはフェノール樹脂を硬化
剤として用いることで、強靱で弾性に富むウレタン樹脂
もしくはフェノール樹脂との架橋結合を形成させること
ができる。従来、ビスフェノール型エポキシ樹脂に、硬
化剤としてイソシアネート樹脂あるいはフェノール樹
脂、及び添加剤としてシリカを加えた系として、例えば
特開平1−11830等があるが、これらの樹脂系にお
いては、無塗油での絞り加工で摺動部の白化現象を引き
起こすことがある。本発明においては、アクリルグラフ
ト化したエポキシ樹脂を用いることにより、均一で強靱
な架橋結合皮膜を形成すると同時に、高度な加工にも耐
え得る表面硬度を有した皮膜を形成することができる。
し、イソシアネート樹脂もしくはフェノール樹脂を硬化
剤として用いることで、強靱で弾性に富むウレタン樹脂
もしくはフェノール樹脂との架橋結合を形成させること
ができる。従来、ビスフェノール型エポキシ樹脂に、硬
化剤としてイソシアネート樹脂あるいはフェノール樹
脂、及び添加剤としてシリカを加えた系として、例えば
特開平1−11830等があるが、これらの樹脂系にお
いては、無塗油での絞り加工で摺動部の白化現象を引き
起こすことがある。本発明においては、アクリルグラフ
ト化したエポキシ樹脂を用いることにより、均一で強靱
な架橋結合皮膜を形成すると同時に、高度な加工にも耐
え得る表面硬度を有した皮膜を形成することができる。
【0014】イソシアネート樹脂としては、ブロック化
したヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアン酸
エステルを用い、その含有量を樹脂皮膜(塗膜)に対し
て重量%で10〜30%とする。また、フェノール樹脂
を硬化剤として用いる場合は、レゾール型フェノール樹
脂を用い、重量%で10〜30%配合する。これらの樹
脂系を200℃〜240℃で硬化させることにより、耐
熱性の高い強靱な樹脂皮膜を形成できる。硬化剤の含有
量が上記範囲である理由は、樹脂皮膜(塗膜)に対して
重量の10%未満では架橋結合の形成が不十分で、加工
後の外観が不良となり、また、30%を越えると、今度
は硬化剤どうしの自己縮合反応が優勢となり、効率よい
架橋被塗膜が形成されず、同じく加工後外観不良となる
ためである。
したヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアン酸
エステルを用い、その含有量を樹脂皮膜(塗膜)に対し
て重量%で10〜30%とする。また、フェノール樹脂
を硬化剤として用いる場合は、レゾール型フェノール樹
脂を用い、重量%で10〜30%配合する。これらの樹
脂系を200℃〜240℃で硬化させることにより、耐
熱性の高い強靱な樹脂皮膜を形成できる。硬化剤の含有
量が上記範囲である理由は、樹脂皮膜(塗膜)に対して
重量の10%未満では架橋結合の形成が不十分で、加工
後の外観が不良となり、また、30%を越えると、今度
は硬化剤どうしの自己縮合反応が優勢となり、効率よい
架橋被塗膜が形成されず、同じく加工後外観不良となる
ためである。
【0015】次に、潤滑性付与剤について説明する。一
般に、乾式潤滑剤として、ワックス、二硫化モリブデ
ン、有機モリブデン、グラファイト、フッ化カーボン、
金属セッケン、窒化ホウ素、フッ素樹脂等が知られてお
り、軸受け用潤滑剤やグリース等への添加剤として、潤
滑性を向上させるために用いられている。本発明の様な
樹脂皮膜では、潤滑性を保持させるのに、このような潤
滑性付与剤の添加は非常に有効である。これら潤滑性付
与剤は、単に良好な潤滑性を与えるのみでなく、連続プ
レス、高速プレスにおける良好な摺動性も求められてい
る(例えば、特開平2−43040号公報)。
般に、乾式潤滑剤として、ワックス、二硫化モリブデ
ン、有機モリブデン、グラファイト、フッ化カーボン、
金属セッケン、窒化ホウ素、フッ素樹脂等が知られてお
り、軸受け用潤滑剤やグリース等への添加剤として、潤
滑性を向上させるために用いられている。本発明の様な
樹脂皮膜では、潤滑性を保持させるのに、このような潤
滑性付与剤の添加は非常に有効である。これら潤滑性付
与剤は、単に良好な潤滑性を与えるのみでなく、連続プ
レス、高速プレスにおける良好な摺動性も求められてい
る(例えば、特開平2−43040号公報)。
【0016】そこで、本発明では、潤滑性を保持し、か
つ連続プレスにも対応できる潤滑性付与剤について鋭意
検討した結果、カルナウバワックス、フッ素系樹脂粒
子、ポリエチレンワックスが優れた特性を発現すること
を見いだした。これらのワックスは、いずれも高い潤滑
特性を示し、特にカルナウバワックスは、融点が約86
℃と比較的高融点なため加工時の熱の影響を受けにく
く、耐摩耗性に優れるのが特徴であり、また、安価であ
るため経済的利点も大きいため、望ましく用いられる。
つ連続プレスにも対応できる潤滑性付与剤について鋭意
検討した結果、カルナウバワックス、フッ素系樹脂粒
子、ポリエチレンワックスが優れた特性を発現すること
を見いだした。これらのワックスは、いずれも高い潤滑
特性を示し、特にカルナウバワックスは、融点が約86
℃と比較的高融点なため加工時の熱の影響を受けにく
く、耐摩耗性に優れるのが特徴であり、また、安価であ
るため経済的利点も大きいため、望ましく用いられる。
【0017】図1に、潤滑性付与剤であるカルナウバワ
ックス添加量と、潤滑性評価の指標であるLDR(円筒
深絞り試験の限界絞り比)、及び型かじり性との関係を
示す。同図から明らかなように、カルナウバワックス
は、樹脂皮膜(塗膜)に対して重量%で0.6〜2.0
%含有させるのが最適である。これは、0.6%未満で
は十分な潤滑性が得られず、2.0%を越えると樹脂皮
膜軟化が生じ、プレス加工に支障を来すためである。
ックス添加量と、潤滑性評価の指標であるLDR(円筒
深絞り試験の限界絞り比)、及び型かじり性との関係を
示す。同図から明らかなように、カルナウバワックス
は、樹脂皮膜(塗膜)に対して重量%で0.6〜2.0
%含有させるのが最適である。これは、0.6%未満で
は十分な潤滑性が得られず、2.0%を越えると樹脂皮
膜軟化が生じ、プレス加工に支障を来すためである。
【0018】本発明による塗装鋼板は、上述したような
アクリルグラフト化エポキシ−ウレタン樹脂もしくはア
クリルグラフト化エポキシ−フェノール樹脂のディスパ
ージョンと、潤滑性付与剤のカルナウバワックスとを前
記所定の範囲内で水性溶媒に分散させ、更にpHが7〜
11となるように有機アミンを加えて塗料溶液を調製
し、かかる塗料を鋼板に塗布し、乾燥すれば得ることが
できる。上記水性溶媒としては、水または水と親水性有
機溶剤との混合物が用いられる。親水性有機溶媒として
は、例えばメタノール、ブタノール等のアルコールやグ
リコールエーテル、グリコールエステル等が好ましく用
いられる。上記有機アミンとしては、例えばトリメチル
アミン等のアルキルアミン、ジメチルエタノールアミン
等のアルカノールアミン、エチレンジアミン等の多価ア
ミンが好ましく用いられる。
アクリルグラフト化エポキシ−ウレタン樹脂もしくはア
クリルグラフト化エポキシ−フェノール樹脂のディスパ
ージョンと、潤滑性付与剤のカルナウバワックスとを前
記所定の範囲内で水性溶媒に分散させ、更にpHが7〜
11となるように有機アミンを加えて塗料溶液を調製
し、かかる塗料を鋼板に塗布し、乾燥すれば得ることが
できる。上記水性溶媒としては、水または水と親水性有
機溶剤との混合物が用いられる。親水性有機溶媒として
は、例えばメタノール、ブタノール等のアルコールやグ
リコールエーテル、グリコールエステル等が好ましく用
いられる。上記有機アミンとしては、例えばトリメチル
アミン等のアルキルアミン、ジメチルエタノールアミン
等のアルカノールアミン、エチレンジアミン等の多価ア
ミンが好ましく用いられる。
【0019】本発明においては、このような潤滑樹脂皮
膜の付着量は、片面で乾燥樹脂皮膜(塗膜)重量で0.
5〜5.0g/m2 である。図2に、樹脂皮膜付着量と
LDR、及び型かじり性との関係を示す。同図から明ら
かなように、付着量が0.5g/m2 未満では潤滑性の
向上効果が小さく、プレス成形性が低下し、5.0g/
m2 を超えるとプレス成形における耐型かじり性が低下
し、かつ、経済的でない。本発明において、鋼板素材と
しては、アルミニウムめっき鋼板及び亜鉛−アルミニウ
ム合金めっき鋼板を、クロメート処理、リン酸塩処理等
の化成処理したものが好適に用いられる。
膜の付着量は、片面で乾燥樹脂皮膜(塗膜)重量で0.
5〜5.0g/m2 である。図2に、樹脂皮膜付着量と
LDR、及び型かじり性との関係を示す。同図から明ら
かなように、付着量が0.5g/m2 未満では潤滑性の
向上効果が小さく、プレス成形性が低下し、5.0g/
m2 を超えるとプレス成形における耐型かじり性が低下
し、かつ、経済的でない。本発明において、鋼板素材と
しては、アルミニウムめっき鋼板及び亜鉛−アルミニウ
ム合金めっき鋼板を、クロメート処理、リン酸塩処理等
の化成処理したものが好適に用いられる。
【0020】
【実施例】下記条件において、本発明の塗装鋼板の試験
片を作製した。 1.めっき鋼板 (A)溶融アルミニウムめっき鋼板 板厚 0.6mm アルミニウムめっき付着量 40g/m2 (B)溶融亜鉛−アルミニウムめっき鋼板 板厚 0.6mm 亜鉛−アルミニウムめっき付着量 40g/m2 アルミニウム含有量 55% 2.クロメート処理 前記めっき鋼板の両面に、CrO3 10g/l ,SiO2
30g/l (日産化学製;スノーテックス)なる組成のク
ロメート処理液をロールコーターで塗布した後ゴムロー
ルで絞り、熱風乾燥した。クロメート皮膜の付着量は、
片面20mg/m2 である。 3.樹脂皮膜 表1に示す組成の処理液を、バーコート塗装により、片
面で0.5〜5.0g/m2 となるように両面に塗布
し、到達板温240℃で60秒間乾燥し、樹脂皮膜を形
成した。
片を作製した。 1.めっき鋼板 (A)溶融アルミニウムめっき鋼板 板厚 0.6mm アルミニウムめっき付着量 40g/m2 (B)溶融亜鉛−アルミニウムめっき鋼板 板厚 0.6mm 亜鉛−アルミニウムめっき付着量 40g/m2 アルミニウム含有量 55% 2.クロメート処理 前記めっき鋼板の両面に、CrO3 10g/l ,SiO2
30g/l (日産化学製;スノーテックス)なる組成のク
ロメート処理液をロールコーターで塗布した後ゴムロー
ルで絞り、熱風乾燥した。クロメート皮膜の付着量は、
片面20mg/m2 である。 3.樹脂皮膜 表1に示す組成の処理液を、バーコート塗装により、片
面で0.5〜5.0g/m2 となるように両面に塗布
し、到達板温240℃で60秒間乾燥し、樹脂皮膜を形
成した。
【0021】
【表1】
【0022】得られた樹脂塗装鋼板について、円筒深絞
り試験、耐熱試験、及び塩水噴霧試験を行って、動摩擦
係数、限界絞り比、耐型かじり性、耐熱性、及び耐食性
を調べた。円筒深絞り試験は、ポンチ径50mm、しわ
抑え圧500kg/mm2 の限界絞り比(LDR)を測
定して評価した。また、動摩擦係数は、バウデン法(1
0mm鋼球、荷重500g、摺動速度0.5m/mi
n)により求めた。また、耐型かじり性は、円筒絞り加
工後のセロテープ剥離により評価した。
り試験、耐熱試験、及び塩水噴霧試験を行って、動摩擦
係数、限界絞り比、耐型かじり性、耐熱性、及び耐食性
を調べた。円筒深絞り試験は、ポンチ径50mm、しわ
抑え圧500kg/mm2 の限界絞り比(LDR)を測
定して評価した。また、動摩擦係数は、バウデン法(1
0mm鋼球、荷重500g、摺動速度0.5m/mi
n)により求めた。また、耐型かじり性は、円筒絞り加
工後のセロテープ剥離により評価した。
【0023】◎:全く剥離無し、 〇:軽い型かじり、
△:ごくわずかにパウダリング発生、 ×:かなりパ
ウダリング発生 耐熱性は、200℃連続加熱処理後の重量減少、色差、
光沢保持率により評価した。重量減少は加熱前後の重量
変化を秤量し、評価した。 ◎:0〜5%、 〇:5〜15%、 △:15〜30
%、 ×:30%以上 色差は、SMカラーコンピューター(スガ試験機製)を
用いて加熱前後の変化を評価した。 ◎:0〜5%、 〇:5〜10%、 △:10〜20
%、 ×:20%以上 光沢保持率は、デジタル変角光沢計(スガ試験機製)を
用いて、加熱前後の変化率を評価した。 ◎:0〜10%、〇:10〜20%、△:20〜30
%、×:30%以上 耐食性は塩水噴霧試験500hr後の錆発生率、クロス
カットからの膨れ幅で評価した。
△:ごくわずかにパウダリング発生、 ×:かなりパ
ウダリング発生 耐熱性は、200℃連続加熱処理後の重量減少、色差、
光沢保持率により評価した。重量減少は加熱前後の重量
変化を秤量し、評価した。 ◎:0〜5%、 〇:5〜15%、 △:15〜30
%、 ×:30%以上 色差は、SMカラーコンピューター(スガ試験機製)を
用いて加熱前後の変化を評価した。 ◎:0〜5%、 〇:5〜10%、 △:10〜20
%、 ×:20%以上 光沢保持率は、デジタル変角光沢計(スガ試験機製)を
用いて、加熱前後の変化率を評価した。 ◎:0〜10%、〇:10〜20%、△:20〜30
%、×:30%以上 耐食性は塩水噴霧試験500hr後の錆発生率、クロス
カットからの膨れ幅で評価した。
【0024】
【表2】
【0025】結果を表2に示す。表から明らかなよう
に、本発明の塗装アルミニウム系めっき鋼板は、良好な
プレス加工性を示すのみならず、200℃加熱処理後も
あまり性状が変化しない。また、加工後の耐食性等も良
好である。
に、本発明の塗装アルミニウム系めっき鋼板は、良好な
プレス加工性を示すのみならず、200℃加熱処理後も
あまり性状が変化しない。また、加工後の耐食性等も良
好である。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、カルナ
ウバワックス等の潤滑性付与剤を含有するアクリルグラ
フト化エポキシ−ウレタン樹脂及びアクリルグラフト化
エポキシ−フェノール樹脂の水性分散液からなる塗料を
鋼板表面に塗布し、乾燥させることによって、プレス油
を省略して深絞り等のプレス加工を行うことができ、且
つ耐熱性に優れた樹脂皮膜を形成させることができる。
特に、本発明によれば、皮膜を構成するエポキシ−ウレ
タン樹脂及びエポキシ−フェノール樹脂が熱硬化性樹脂
であるため、高い温度で硬化処理を行うことにより、樹
脂の架橋反応を促進し、かつ完全に行うことができる。
従って、ガラス転移点が高く、プレス成形時の金型温度
上昇に対して軟化すること無く潤滑性が保持されると同
時に、耐熱温度も向上させることができる。さらに、上
記の塗料は一液型の樹脂であるため取扱いが容易であ
り、また、塗装原板にアルミめっき鋼板を使用している
ため、上記樹脂を塗装した鋼板は耐食性にも優れる。こ
のような本発明の潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミ
ニウム系めっき鋼板は、プレス加工後、裸使用して使え
るのみならず、さらに塗装して使用することもできる。
ウバワックス等の潤滑性付与剤を含有するアクリルグラ
フト化エポキシ−ウレタン樹脂及びアクリルグラフト化
エポキシ−フェノール樹脂の水性分散液からなる塗料を
鋼板表面に塗布し、乾燥させることによって、プレス油
を省略して深絞り等のプレス加工を行うことができ、且
つ耐熱性に優れた樹脂皮膜を形成させることができる。
特に、本発明によれば、皮膜を構成するエポキシ−ウレ
タン樹脂及びエポキシ−フェノール樹脂が熱硬化性樹脂
であるため、高い温度で硬化処理を行うことにより、樹
脂の架橋反応を促進し、かつ完全に行うことができる。
従って、ガラス転移点が高く、プレス成形時の金型温度
上昇に対して軟化すること無く潤滑性が保持されると同
時に、耐熱温度も向上させることができる。さらに、上
記の塗料は一液型の樹脂であるため取扱いが容易であ
り、また、塗装原板にアルミめっき鋼板を使用している
ため、上記樹脂を塗装した鋼板は耐食性にも優れる。こ
のような本発明の潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミ
ニウム系めっき鋼板は、プレス加工後、裸使用して使え
るのみならず、さらに塗装して使用することもできる。
【図1】樹脂皮膜中における潤滑性付与剤であるカルナ
ウバワックス含有量と得られた塗装鋼板の限界絞り比お
よび型かじり性との関係を示すグラフ、
ウバワックス含有量と得られた塗装鋼板の限界絞り比お
よび型かじり性との関係を示すグラフ、
【図2】得られた樹脂皮膜の付着量と限界絞り比および
型かじり性との関係を示すグラフである。
型かじり性との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−180574(JP,A) 特開 平4−330970(JP,A) 特開 平2−266929(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 - 22/86 C23C 28/00
Claims (2)
- 【請求項1】 アルミニウムめっき鋼板もしくは亜鉛−
アルミニウム合金めっき鋼板のめっき層上に、クロメー
ト処理を施し、その上にアクリルグラフト化エポキシ樹
脂に硬化剤としてイソシアネート樹脂10〜30重量
%、潤滑性付与剤を0.6〜2.0重量%含有する樹脂
皮膜が付着量0.5〜5.0g/m2 で形成されている
ことを特徴とする潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミ
ニウム系めっき鋼板。 - 【請求項2】 アルミニウムめっき鋼板もしくは亜鉛−
アルミニウム合金めっき鋼板のめっき層上に、クロメー
ト処理を施し、その上にアクリルグラフト化エポキシ樹
脂に硬化剤としてフェノール樹脂10〜30重量%、潤
滑性付与剤を0.6〜2.0重量%含有する樹脂皮膜
が、付着量0.5〜5.0g/m2 で形成されているこ
とを特徴とする潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニ
ウム系めっき鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17435494A JP3226724B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニウム系めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17435494A JP3226724B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニウム系めっき鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0841651A JPH0841651A (ja) | 1996-02-13 |
JP3226724B2 true JP3226724B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=15977166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17435494A Expired - Fee Related JP3226724B2 (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 潤滑性及び耐熱性に優れた塗装アルミニウム系めっき鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3226724B2 (ja) |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP17435494A patent/JP3226724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0841651A (ja) | 1996-02-13 |
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