JP6186218B2 - Pre-coated aluminum alloy plate and method for producing press-molded product - Google Patents
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Description
本発明は、温間プレス成型に用いられるプレコートアルミニウム合金板及びこれをプレス成型してなるプレス成型品の製造方法に関する。 The present invention relates to a precoated aluminum alloy plate used for warm press molding and a method for producing a press-molded product formed by press molding the same.
自動車等の輸送機器は、省燃費化の観点から、その素材が鋼からより軽量なアルミニウム合金に変わりつつある。特に、自動二輪車においては、フレーム等の構造部材が、アルミニウム合金の押出型材やプレス成型材によって構成されている。プレス成型材は、アルミニウム合金板に潤滑油を塗布し、プレス成型した後、溶剤、アルカリ、又は酸を用いて洗浄した後、意匠性を付与するための塗装を施すことにより製造されている。このような自動二輪や自動車の構造部材には、高強度のアルミニウム合金が用いられるが、さらに強度を高めたり、意匠性を向上させたりするために、複雑なプレス成型加工を施すことが要求されている。したがって、構造部材には、強度が高く、成型性に優れたアルミニウム合金板のプレス成型品が要求されている。さらに、低コスト化や製造時における環境の改善も望まれている。 Transport equipment such as automobiles is changing from steel to a lighter aluminum alloy from the viewpoint of fuel efficiency. In particular, in a motorcycle, a structural member such as a frame is made of an aluminum alloy extrusion mold material or a press molding material. The press-molded material is manufactured by applying a lubricant to an aluminum alloy plate, press-molding it, washing it with a solvent, an alkali, or an acid, and then applying a coating for imparting design properties. High-strength aluminum alloys are used for the structural members of such motorcycles and automobiles, but in order to further increase the strength and improve the design, it is required to perform complicated press molding processing. ing. Therefore, the structural member is required to be an aluminum alloy plate press-molded product having high strength and excellent formability. Furthermore, cost reduction and improvement of the environment at the time of manufacture are also desired.
ところが、成型性の向上に関しては、アルミニウム合金成分及び合金の製造条件の見直しなどによる材料特性からのアプローチには限界がある。そこで、成型性を向上させるために、プレス成型の際に用いる潤滑油の粘度や油性を高める方法や、潤滑油の使用量を増やす方法が検討されている。しかし、潤滑油の粘度や油性を高めると、プレス成型後の油の除去が困難になる。その結果、プレス成型後に行う洗浄をより厳しい条件で行う必要性が生じ、製造コストが増大したり、洗浄時間が長くなって生産効率が低下したりするおそれがある。 However, with regard to improvement of formability, there is a limit to the approach from material characteristics by reviewing aluminum alloy components and alloy manufacturing conditions. Therefore, in order to improve moldability, methods for increasing the viscosity and oiliness of the lubricating oil used in press molding and methods for increasing the amount of lubricating oil used have been studied. However, when the viscosity and oiliness of the lubricating oil are increased, it becomes difficult to remove the oil after press molding. As a result, there is a need to perform the cleaning performed after press molding under more severe conditions, which may increase the manufacturing cost or increase the cleaning time and reduce the production efficiency.
また、プレス成型品には、歩留まりの向上、潤滑油及び洗浄液の使用量の抑制などによる低コスト化が望まれている。プレス成型時の潤滑性は歩留まりを左右するため、プレス成型時には、高い潤滑性を安定して維持することが望まれる。さらに、環境改善の観点から潤滑油や洗浄液の使用を極力回避することが望まれている。 In addition, for press-molded products, it is desired to reduce the cost by improving the yield and suppressing the use amount of lubricating oil and cleaning liquid. Since the lubricity during press molding affects the yield, it is desirable to stably maintain high lubricity during press molding. Furthermore, it is desired to avoid the use of lubricating oil and cleaning liquid as much as possible from the viewpoint of environmental improvement.
上述のような様々な要求特性がある中で、プレス成形に供されるアルミニウム合金板としては、アルミニウム合金板に固体潤滑材を塗布してなる、潤滑性に優れたプレス加工用潤滑処理金属板がある（特許文献１参照）。
また、アクリル樹脂を含有し、プレス加工後にアルカリ性水溶液にて脱膜できる塗膜を有するプレコートアルミニウム合金塗装板がある（特許文献２参照）。
また、ウレタン樹脂を含有し、プレス加工後にアルカリ性水溶液にて脱膜できる潤滑皮膜を塗布した潤滑表面処理金属製品がある（特許文献３参照）。
また、特定のアクリル樹脂又はウレタン樹脂を含有し、プレス加工後にアルカリ性水溶液にて脱膜できる有機樹脂皮膜をアルミニウム合金板の表面に被覆させたプレコートアルミニウム合金板がある（特許文献４参照）。
このように、各種皮膜を形成したプレコートアルミニウム合金板を用いることにより、アルミニウム合金板自体の潤滑性を高めることができるため、潤滑油の使用量を極力少なくして、或いは潤滑油を使用せずにプレス加工を行うことが可能になる。
Among the various required characteristics as described above, as an aluminum alloy plate used for press forming, a lubricated metal plate for press working excellent in lubricity, which is obtained by applying a solid lubricant to an aluminum alloy plate (See Patent Document 1).
Moreover, there exists a precoat aluminum alloy coating board which contains an acrylic resin and has a coating film which can be film-removed with alkaline aqueous solution after press processing (refer patent document 2).
Further, there is a lubricated surface-treated metal product containing a urethane resin and coated with a lubricating film that can be removed with an alkaline aqueous solution after pressing (see Patent Document 3).
In addition, there is a precoated aluminum alloy plate that contains a specific acrylic resin or urethane resin and has an aluminum resin plate coated with an organic resin film that can be removed with an alkaline aqueous solution after pressing (see Patent Document 4).
Thus, since the lubricity of the aluminum alloy plate itself can be improved by using the precoated aluminum alloy plate on which various coatings are formed, the amount of the lubricating oil used is reduced as much as possible, or the lubricating oil is not used. It is possible to perform press working.
近年、高強度のプレス成型品を得るために、高強度の材質からなるアルミニウム合金板を用いるようになってきた。このような高強度のアルミニウム合金板のプレス成型においては、プレス加工時における荷重を小さくしたり、寸法精度を向上させたりするために、プレス加工用の金型を例えば２００〜３００℃程度の高温に加熱する必要が生じる。しかしながら、上述の従来のアルミニウム合金板は、皮膜の耐熱性が不十分であり、高温の温間プレス成型に適用すると成型加工中あるいは成型加工後に皮膜が軟化し、さらには剥離するという問題がある。その結果、潤滑性が不足し、アルミニウム合金板が金型に焼き付いたり、アルミニウム合金板を所望の形状に成型することが困難になったりするおそれがある。また、皮膜が成型加工に追随できず、プレス加工時に傷が発生することがある。上述の皮膜では、皮膜の粘着性が高くなりすぎて、アルミニウム合金板が金型に張り付いてしまうことがある。また、加熱加工後の成型品を重ね合わせて保管すると、成型品同士が張り付き、取り扱いが困難になる。 In recent years, in order to obtain a high-strength press-molded product, an aluminum alloy plate made of a high-strength material has been used. In press molding of such a high-strength aluminum alloy plate, a press mold is used at a high temperature of about 200 to 300 ° C., for example, in order to reduce the load during press processing or improve dimensional accuracy. Need to be heated. However, the above-mentioned conventional aluminum alloy plate has insufficient heat resistance of the film, and there is a problem that the film softens and peels off during or after the molding process when applied to high-temperature warm press molding. . As a result, the lubricity is insufficient, and the aluminum alloy plate may be seized on the mold or it may be difficult to form the aluminum alloy plate into a desired shape. In addition, the film cannot follow the molding process, and scratches may occur during the pressing process. In the above-mentioned film, the adhesion of the film becomes too high, and the aluminum alloy plate may stick to the mold. Moreover, when the molded products after heat processing are stacked and stored, the molded products stick to each other, making handling difficult.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高温の温間プレス成型に適用しても潤滑皮膜が剥がれ難く、傷が付き難く、潤滑皮膜の脱膜が容易であり、重ね合わせ時の張り付きを防止できるプレコートアルミニウム合金板及びこれを用いたプレス成型品の製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and even when applied to high-temperature warm press molding, the lubricating film is difficult to peel off, hardly scratched, and easy to remove the lubricating film. It is an object of the present invention to provide a pre-coated aluminum alloy plate that can prevent sticking of the sheet and a method for producing a press-molded product using the same.
本発明の一態様は、アルミニウム合金板と、該アルミニウム合金板の少なくとも一方の面を被覆する潤滑皮膜とを有し、温間プレス成型に用いられるプレコートアルミニウム合金板であって、
上記潤滑皮膜は、上記アルミニウム合金板に直接接触しており、
上記潤滑皮膜は、へきかい性を有する固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスとを少なくとも含有し、
上記固体潤滑剤の平均粒子径は０．６〜６μｍであり、
上記アクリル樹脂の数平均分子量は５０００〜１０００００であり、
上記アクリル樹脂の含有量は、上記固体潤滑剤と上記アクリル樹脂との合計量１００質量部に対して５〜５０質量部であり、
上記ワックスの含有量は、上記固体潤滑剤と上記アクリル樹脂との合計量１００質量部に対して１〜５０質量部であり、
上記潤滑皮膜は、上記固体潤滑剤と、上記アクリル樹脂と、上記ワックスと、平均粒子径５０〜２００ｎｍの上記コロイダルシリカとを少なくとも含有する塗料を上記アルミニウム合金板に焼き付けてなり、
上記潤滑皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液に接触させることにより上記アルミニウム合金板から除去可能であることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板にある。
One aspect of the present invention is a pre-coated aluminum alloy plate having an aluminum alloy plate and a lubricating film covering at least one surface of the aluminum alloy plate, and used for warm press molding,
The lubricating film is in direct contact with the aluminum alloy plate,
The lubricating film contains at least a solid lubricant having a crazing property, an acrylic resin, and a wax,
The average particle size of the solid lubricant is 0.6 to 6 μm,
The acrylic resin has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000.
Content of the said acrylic resin is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of the said solid lubricant and the said acrylic resin,
The content of the wax is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin,
The lubricant film is formed by baking a paint containing at least the solid lubricant, the acrylic resin, the wax, and the colloidal silica having an average particle diameter of 50 to 200 nm on the aluminum alloy plate,
The pre-coated aluminum alloy plate is characterized in that the lubricating film can be removed from the aluminum alloy plate by contacting with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or higher.
本発明の他の態様は、加工穴を有するダイスと、該ダイスの上記加工穴に挿入可能なポンチとを有するプレス成型機を用いて上記プレコートアルミニウム合金板のプレス成型を行うことにより、プレス成型品を製造する方法において、
上記ダイスを温度２００〜３００℃に加熱し、上記潤滑皮膜が形成された面側を上記ダイス側に向けて上記プレコートアルミニウム合金板を上記プレス成型機に配置し、該プレス成型機を用いてプレス成型を行うことにより、上記プレス成型品を得るプレス工程と、
上記プレス成型品をｐＨ８以上のアルカリ性水溶液と接触させることにより、上記潤滑皮膜を除去する脱膜工程とを有することを特徴とするプレス成型品の製造方法にある。
Another aspect of the present invention is to perform press molding of the precoated aluminum alloy plate by using a press molding machine having a die having a processed hole and a punch that can be inserted into the processed hole of the die. In a method for manufacturing a product,
The die is heated to a temperature of 200 to 300 ° C., the precoated aluminum alloy plate is placed on the press molding machine with the surface on which the lubricating film is formed facing the die side, and the press is pressed using the press molding machine. A pressing step for obtaining the press-molded product by molding;
A method for producing a press-molded product, comprising: removing the lubricating film by bringing the press-molded product into contact with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or more.
上記プレコートアルミニウム合金板は、上記特定の固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスとを上記特定量含有する潤滑皮膜をアルミニウム合金板の少なくとも一方の面上に有している。そのため、潤滑皮膜中の固体潤滑剤が成型中にへきかいすることにより、例えば２００℃以上という高温の温間プレス成型に適用しても、成型加工中に潤滑性が低下することを防止することができる。さらに、上記アルカリ性水溶液と接触させることにより、短時間で容易に脱膜が可能である。このように、上記プレコートアルミニウム合金板は、高温の温間プレス成型における潤滑皮膜の潤滑性に優れると共に、脱膜性にも優れている。また、上記潤滑皮膜自体が優れた潤滑性を示すため、別途潤滑油を使用せずに上記温間プレス成型を行うことができる。なお、潤滑油を使用して成型を行うことも可能である。
また、上記潤滑皮膜は、固体潤滑剤としてへきかい性を有するものを含有している。そのため、自動車や自動二輪車等の構造部材等の用途のように、温間プレス成型時に高い荷重をかける必要がある場合でも、潤滑皮膜は、固体潤滑剤自体の滑りによって高い潤滑性を示すことができる。
The pre-coated aluminum alloy plate has a lubricating film containing the specific amount of the specific solid lubricant, acrylic resin, and wax on the at least one surface of the aluminum alloy plate. Therefore, it is possible to prevent the lubricity from being deteriorated during the molding process even when applied to a hot press molding at a high temperature of, for example, 200 ° C. or higher by scratching the solid lubricant in the lubricating film during the molding. it can. Furthermore, the film can be easily removed in a short time by contacting with the alkaline aqueous solution. Thus, the pre-coated aluminum alloy plate is excellent in lubricity of the lubricating film in high-temperature warm press molding and also excellent in film removal. Moreover, since the said lubricating film itself shows the outstanding lubricity, the said warm press molding can be performed without using lubricating oil separately. It is also possible to perform molding using a lubricating oil.
Moreover, the said lubricating film contains what has a scratch property as a solid lubricant. Therefore, even when it is necessary to apply a high load during warm press molding, such as for structural members such as automobiles and motorcycles, the lubricating film may exhibit high lubricity due to sliding of the solid lubricant itself. it can.
また、上記潤滑皮膜には傷が付きにくく、温間プレス成型時等に潤滑皮膜に傷が発生することを防止することができる。また、高温環境下における潤滑皮膜の粘着性が低いため、上記プレコートアルミニウム合金板を加熱成型後に重ね合わせても、成型品同士が張り付いてしまうことを防止することができる。そのため、上記プレコートアルミニウム合金板を用いた成型品同士を重ね合わせることが可能であり、取り扱いや保管が容易である。 Further, the lubricating film is hardly scratched, and it is possible to prevent the lubricating film from being scratched during warm press molding or the like. Moreover, since the adhesiveness of the lubricating film in a high temperature environment is low, it is possible to prevent the molded products from sticking to each other even when the precoated aluminum alloy plates are stacked after heat molding. Therefore, the molded products using the precoated aluminum alloy plate can be overlapped with each other, and handling and storage are easy.
また、上記プレス成型品の製造方法においては、上記プレス工程と上記脱膜工程とを行うことにより、アルミニウム合金板のプレス成型品を製造する。
上記プレス工程においては、上記ダイスを温度２００〜３００℃に加熱し、上記潤滑皮膜が形成された面側を上記ダイス側に向けて上記プレコートアルミニウム合金板を上記プレス成型機に配置し、該プレス成型機を用いてプレス成型を行うことにより、プレス成型品を得る。そして、上記プレス工程においては、上記特定の潤滑皮膜を有する上述のプレコートアルミニウム合金板を用いている。そのため、２００〜３００℃という高温のプレス成型に適用しても、成型加工中あるいは成型加工後に上記潤滑皮膜が剥がれてしまうことを防止することができる。それ故、高温のプレス成型においても上記プレコートアルミニウム合金板が優れた成型性を示し、単純な加工だけでなく複雑な加工も可能になる。また、上記潤滑皮膜には傷が付き難いため、上記プレス工程において上記プレコートアルミニウム合金板に傷が発生することを防止することができる。また、上記プレコートアルミニウム合金板は、上述のごとく、重ね合わせても、加熱成型後の成型品同士が張り付いてしまうことを防止することができ、取り扱いや保管が容易である。
Moreover, in the manufacturing method of the said press-molded product, the press-molded product of an aluminum alloy plate is manufactured by performing the said press process and the said film removal process.
In the pressing step, the die is heated to a temperature of 200 to 300 ° C., the precoated aluminum alloy plate is placed in the press molding machine with the surface side on which the lubricating film is formed facing the die side, and the press A press-molded product is obtained by performing press molding using a molding machine. And in the said press process, the above-mentioned precoat aluminum alloy plate which has the said specific lubricating film is used. Therefore, even when applied to press molding at a high temperature of 200 to 300 ° C., it is possible to prevent the lubricating film from peeling off during or after the molding process. Therefore, the precoated aluminum alloy plate exhibits excellent formability even in high-temperature press molding, and not only simple processing but also complex processing is possible. Further, since the lubricating film is hardly damaged, it is possible to prevent the precoated aluminum alloy plate from being damaged in the pressing step. Further, as described above, the pre-coated aluminum alloy plate can prevent the molded products after heat molding from sticking to each other even if they are overlapped, and is easy to handle and store.
また、上記脱膜工程においては、上記プレス成型品をｐＨ８以上のアルカリ性水溶液と接触させることにより、プレス成型品から上記潤滑皮膜を除去している。上記潤滑皮膜は、上記特徴的な構成からなるため、上記脱膜工程においては、潤滑皮膜を短時間で容易に除去することができる。 In the film removal step, the lubricating film is removed from the press-molded product by bringing the press-molded product into contact with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or higher. Since the lubricating film has the characteristic configuration, the lubricating film can be easily removed in a short time in the film removal step.
上記プレコートアルミニウム合金板は、アルミニウム合金板とその少なくとも一方の面を被覆する潤滑皮膜とを有する。本明細書において、アルミニウム合金板は、アルミニウム合金板だけでなく、純アルミニウムからなるアルミニウム板を含む概念である。
好ましくは、上記アルミニウム合金板は、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系）のアルミニウム合金からなることがよく、上記プレコートアルミニウム合金板は、温度２００〜３００℃にて行う上記温間プレス成型に用いられることがよい。５０００系、３０００系、又は６０００系のアルミニウム合金からなるアルミニウム合金板は、強度が高く、自動車や自動二輪車等の構造部材に適しているが、２００〜３００℃という高温でのプレス成型が要求される。上記特定の潤滑皮膜を有するプレコートアルミニウム合金板は、このような高温でのプレス成型においても、潤滑性が低下し難く、優れた成型性を発揮することができる。そのため、アルミニウム合金板が５０００系、６０００系、又は３０００系のアルミニウム合金からなる場合や温度２００〜３００℃にて温間プレス成型を行う場合に、上記プレコートアルミニウム合金板は好適である。より好ましくは、上記アルミニウム合金板は、５０００系又は６０００系のアルミニウム合金からなることがよい。
The pre-coated aluminum alloy plate has an aluminum alloy plate and a lubricating film covering at least one surface thereof. In this specification, an aluminum alloy plate is a concept including not only an aluminum alloy plate but also an aluminum plate made of pure aluminum.
Preferably, the aluminum alloy plate may be made of a 5000 series (Al-Mg series), 6000 series (Al-Mg-Si series), or 3000 series (Al-Mn series) aluminum alloy. The plate is preferably used for the warm press molding performed at a temperature of 200 to 300 ° C. Aluminum alloy plates made of 5000 series, 3000 series, or 6000 series aluminum alloys have high strength and are suitable for structural members such as automobiles and motorcycles, but require press molding at a high temperature of 200 to 300 ° C. The The pre-coated aluminum alloy plate having the above-mentioned specific lubricating film is less liable to lower the lubricity even in press molding at such a high temperature, and can exhibit excellent moldability. Therefore, when the aluminum alloy plate is made of a 5000 series, 6000 series, or 3000 series aluminum alloy, or when performing warm press molding at a temperature of 200 to 300 ° C., the precoated aluminum alloy sheet is suitable. More preferably, the aluminum alloy plate is made of a 5000 series or 6000 series aluminum alloy.
上記潤滑皮膜は、アルムミニウム板のいずれか一方の面に形成されていてもよいが、両面に形成されていてもよい。上記潤滑皮膜とアルミニウム合金板との間には、例えば化成皮膜等の他の層は存在しない方がよい。即ち、潤滑皮膜は、化成皮膜等の他の層を間に介することなく、アルミニウム合金板と直接接触して該アルミニウム合金板上に積層されていることが好ましい。アルミニウム合金板と潤滑皮膜との間に化成皮膜等が存在する場合には、成型後の電着塗装などが実施できなくなるため、所望の耐食性や意匠が得られなくなるおそれがある。 The lubricating film may be formed on any one surface of the aluminum plate, but may be formed on both surfaces. It is preferable that no other layer such as a chemical conversion film exists between the lubricating film and the aluminum alloy plate. That is, the lubricating film is preferably laminated on the aluminum alloy plate in direct contact with the aluminum alloy plate without interposing another layer such as a chemical conversion film. When a chemical conversion film or the like is present between the aluminum alloy plate and the lubricating film, electrodeposition coating after molding cannot be performed, and thus desired corrosion resistance and design may not be obtained.
上記潤滑皮膜は、へきかい性を有する固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスとを少なくとも含有する。潤滑皮膜は、固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスとを少なくとも含有する塗料をアルミニウム合金板に塗布し焼き付けることにより作製することができる。焼き付け温度は例えば１７０〜２４０℃にすることができる。 The lubricating film contains at least a solid lubricant having a crazing property, an acrylic resin, and a wax. The lubricating film can be produced by applying and baking a paint containing at least a solid lubricant, an acrylic resin, and a wax on an aluminum alloy plate. The baking temperature can be 170-240 degreeC, for example.
へきかい性を有する固体潤滑剤は、グラファイト、タルク、及び二硫化モリブデンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。この場合には、温間プレス成型時に固体潤滑剤が確実に滑り作用を発揮し、潤滑皮膜が優れた潤滑性を発揮することができる。そのため、上記プレコートアルミニウム合金板の成型性を確実に高めることができる。 The solid lubricant having a stiffness is preferably at least one selected from graphite, talc, and molybdenum disulfide. In this case, the solid lubricant reliably exhibits a sliding action during warm press molding, and the lubricating film can exhibit excellent lubricity. Therefore, the moldability of the precoated aluminum alloy plate can be reliably improved.
また、潤滑皮膜は、上記のごとくアクリル樹脂を含有するが、アクリル樹脂用の硬化剤を用いることができる。硬化剤としてはメラミンあるいはイソシアネートの少なくとも一方を用いることができる。硬化剤は、アクリル樹脂の末端基と反応し、架橋構造を構築することができる。その結果、潤滑皮膜の硬度を向上させることができ、温間プレス成型時における金型と潤滑皮膜との張り付きを抑制することができる。
硬化剤の添加量が少なすぎる場合には、架橋反応が十分に進行せず、潤滑皮膜の硬度を十分に高めることができなくなるおそれがある。一方、硬化剤の添加量が多くなりすぎると、潤滑皮膜の硬度が高くなりすぎて、アルカリ性水溶液による脱膜性が低下するおそれがある。したがって、硬化剤の添加量は、アクリル樹脂１００質量部に対して１〜５０質量部であることが好ましい。同様の観点からアクリル樹脂１００質量部に対する硬化剤の添加量の下限は５質量部であることがより好ましく、上限は３０質量部であることがより好ましく、上限は２０質量部であることがさらにより好ましい。
Further, the lubricating film contains an acrylic resin as described above, but a curing agent for the acrylic resin can be used. As the curing agent, at least one of melamine and isocyanate can be used. The curing agent can react with the end groups of the acrylic resin to build a crosslinked structure. As a result, the hardness of the lubricating film can be improved, and sticking between the mold and the lubricating film during warm press molding can be suppressed.
If the addition amount of the curing agent is too small, the crosslinking reaction does not proceed sufficiently, and the hardness of the lubricating film may not be sufficiently increased. On the other hand, if the addition amount of the curing agent is too large, the hardness of the lubricating film becomes too high, and there is a possibility that the film removal property by the alkaline aqueous solution is lowered. Therefore, it is preferable that the addition amount of a hardening | curing agent is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of acrylic resins. From the same viewpoint, the lower limit of the addition amount of the curing agent with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin is more preferably 5 parts by mass, the upper limit is more preferably 30 parts by mass, and the upper limit is further 20 parts by mass. More preferred.
また、上記ワックスは、カルナウバ、パラフィン、及びマイクロクリスタリンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。この場合には、例えば２００〜３００℃という高温の温間プレス成型時において、プレコートアルミニウム合金板と金型との焼き付きを十分に防止することができる。 The wax is preferably at least one selected from carnauba, paraffin, and microcrystalline. In this case, seizure between the precoated aluminum alloy plate and the mold can be sufficiently prevented during warm press molding at a high temperature of 200 to 300 ° C., for example.
上記潤滑皮膜は、上述の固体潤滑剤、アクリル樹脂、ワックスの他に、さらにコロイダルシリカ由来のシリカ成分を含有することができる。このシリカ成分は、コロイダルシリカを焼き付けてなり、表面に水酸基が付着していると考えられる。潤滑皮膜がコロイダルシリカ由来のシリカ成分を含有する場合には、潤滑皮膜をより傷つき難くすることができると共に、加熱成型後の成型品を重ね合わせたときに、成型品同士が張り付いてしまうことをより一層防止することができる。
コロイダルシリカ由来のシリカ成分を含有する潤滑皮膜は、固体潤滑剤、アクリル樹脂、ワックス、及びコロイダルシリカを少なくとも含有する塗料をアルミニウム合金板に塗布し焼き付けることにより作製することができる。
The lubricating film can further contain a silica component derived from colloidal silica in addition to the solid lubricant, acrylic resin, and wax described above. This silica component is formed by baking colloidal silica and is considered to have hydroxyl groups attached to the surface. When the lubricating film contains a silica component derived from colloidal silica, the lubricating film can be made more difficult to be damaged, and the molded products will stick to each other when the molded products after heat molding are overlaid. Can be further prevented.
A lubricating film containing a silica component derived from colloidal silica can be prepared by applying and baking a paint containing at least a solid lubricant, an acrylic resin, a wax, and colloidal silica on an aluminum alloy plate.
上記プレコートアルミニウム合金板は、上述のように潤滑皮膜形成用の塗料をアルミニウム合金板上に塗布し、焼き付けることにより作製することができる。潤滑皮膜形成用の塗料は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ワックス、及び必要に応じて添加されるコロイダルシリカなどを適当な溶剤に溶解することにより作製することができる。均一な膜厚で潤滑皮膜を形成するという観点から、潤滑皮膜の重量は、２０ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、１２ｇ／ｍ2以下であることがより好ましい。また、潤滑皮膜の形成効果を充分に得るという観点から、潤滑皮膜の重量は０．５ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、２．５ｇ／ｍ2以上であることがより好ましく、５ｇ／ｍ2以上であることがさらに好ましい。
The pre-coated aluminum alloy plate can be produced by applying and baking a paint for forming a lubricant film on the aluminum alloy plate as described above. The paint for forming a lubricating film can be prepared by dissolving an acrylic resin, a urethane resin, a wax, colloidal silica added as necessary, and the like in an appropriate solvent. From the viewpoint of forming the lubricating film with a uniform film thickness, the weight of the lubricating film is preferably 20 g / m 2 or less, and more preferably 12 g / m 2 or less. Further, from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of forming the lubricating film, the weight of the lubricating film is preferably 0.5 g / m 2 or more, more preferably 2.5 g / m 2 or more, and 5 g /
上記潤滑皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液に接触させることによりアルミニウム合金板から除去可能な皮膜である。潤滑皮膜の除去時に用いるアルカリ性水溶液は、ｐＨ８〜１２であることが好ましい。アルカリ性水溶液のｐＨが８未満の場合には、潤滑皮膜を除去するのに必要な時間が長くなるおそれがあり、一方ｐＨが１２を超える場合には、潤滑皮膜が除去された後のアルミニウム合金板の表面が必要以上に溶解するおそれがある。 The lubricating film is a film that can be removed from the aluminum alloy plate by contacting with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or higher. The alkaline aqueous solution used at the time of removing the lubricating film preferably has a pH of 8-12. If the pH of the alkaline aqueous solution is less than 8, the time required to remove the lubricating film may be lengthened. On the other hand, if the pH exceeds 12, the aluminum alloy plate after the lubricating film is removed There is a possibility that the surface of the material dissolves more than necessary.
また、上記アルカリ性水溶液は水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。
この場合には、工業製品としてアルカリ性水溶液の入手が容易であり、かつ脱膜のコストが比較的低くなるという効果が得られる。
The alkaline aqueous solution is preferably a sodium hydroxide aqueous solution.
In this case, it is easy to obtain an alkaline aqueous solution as an industrial product, and the effects of relatively low film removal costs can be obtained.
上記プレコートアルミニウム合金板は、プレス成型品を製造するために用いられる。
プレス成型品の製造方法においては、プレコートアルミニウム合金板にプレス加工を行うプレス工程と、潤滑皮膜を除去する脱膜工程とを行う。
プレス工程においては、ダイスを温度２００〜３００℃に加熱し、上記潤滑皮膜が形成された面側を上記ダイス側に向けて上記プレコートアルミニウム合金板を上記プレス成型機に配置し、該プレス成型機を用いてプレス成型を行う。このように温度２００〜３００℃に加熱したダイスを用いることにより、例えば５０００系アルミニウム合金等からなる高強度のアルミニウム合金板に対しても成型を行うことができる。さらに、上記特徴的な構成の潤滑皮膜を有しているため、２００〜３００℃という高温の温間プレス成型を行っても、成型加工中あるいは成型加工後に潤滑皮膜が剥がれることなく、潤滑皮膜が優れた潤滑性を発揮することができる。したがって、比較的複雑な形状への成型が可能になる。温間プレス成型におけるダイスの温度が２００℃未満の場合には、５０００系アルミニウム合金からなるアルミニウム合金板に対して所望の形状に成型を行うことが困難になる。一方、ダイス温度が３００℃を超える場合には、ダイスの加熱時間が増加するため、生産性が著しく低下するおそれがある。
また、脱膜工程においては、プレス成型品をｐＨ８以上のアルカリ性水溶液と接触させて上記プレス成型品から上記潤滑皮膜を除去する。
The pre-coated aluminum alloy plate is used for producing a press-molded product.
In the method of manufacturing a press-molded product, a pressing process for pressing the precoated aluminum alloy plate and a film removal process for removing the lubricating film are performed.
In the pressing step, the die is heated to a temperature of 200 to 300 ° C., the precoated aluminum alloy plate is placed on the press molding machine with the surface side on which the lubricating film is formed facing the die side, and the press molding machine Is used for press molding. In this way, by using a die heated to a temperature of 200 to 300 ° C., it is possible to mold even a high-strength aluminum alloy plate made of, for example, a 5000 series aluminum alloy. Furthermore, since it has the lubricating film having the above-mentioned characteristic configuration, even if hot press molding at a high temperature of 200 to 300 ° C. is performed, the lubricating film is not peeled off during or after the molding process. Excellent lubricity can be exhibited. Therefore, molding into a relatively complicated shape is possible. When the temperature of the die in the warm press molding is less than 200 ° C., it is difficult to mold the aluminum alloy plate made of a 5000 series aluminum alloy into a desired shape. On the other hand, when the die temperature exceeds 300 ° C., the heating time of the die increases, so that the productivity may be remarkably lowered.
In the film removal step, the lubricant film is removed from the press-molded product by bringing the press-molded product into contact with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or higher.
（実施例及び比較例）
次に、実施例及び比較例に相当する複数のプレコートアルミニウム合金板（試料１〜４２）を作製し、これらを用いてプレス成型品を作製する例について説明する。
図１に示すごとく、本例のプレコートアルミニウム合金板１は、アルミニウム合金板２と、その少なくとも一方の面２１（以下適宜「第１面」という）を被覆する潤滑皮膜３とを備える。潤滑皮膜３は、化成皮膜等を介することなくアルミニウム合金板２上に直接積層されている。即ち、潤滑皮膜３は、アルミニウム合金板２の第１面２１に直接接触している。
なお、本例においては、潤滑皮膜３をアルミニウム合金板の第１面２１に形成し、その反対側の面２２（以下、適宜「第２面」という）には形成していないが、第１面２１及び第２面２２の両面に、潤滑皮膜３を形成することも可能である。
(Examples and Comparative Examples)
Next, an example will be described in which a plurality of precoated aluminum alloy plates (
As shown in FIG. 1, the precoated
In this example, the lubricating
本例において、アルミニウム合金板２は、５０００系のアルミニウム合金からなる。
潤滑皮膜３は、へきかい性を有する固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスと、必要に応じて添加されるコロイダルシリカ由来のシリカ成分を所定の割合で含有する。
プレコートアルミニウム合金板１は、プレス成型に用いられる。また、潤滑皮膜３は、ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液に接触させることによりアルミニウム合金板２から除去可能である。
In this example, the
The precoat
本例のプレコートアルミニウム合金板１の作製にあたっては、アルミニウム合金板２に各種塗料を焼き付けることにより潤滑皮膜３を形成する。
具体的には、まず、材質ＪＩＳ−Ａ５１８２材、厚み０．８ｍｍのアルミニウム合金板２を準備した。そして、ヘキサンを用いて、アルミニウム合金板２に対して脱脂処理を施した。
In producing the precoated
Specifically, first, an
次いで、バーコート法によって、所定の塗料をアルミニウム合金板２の第１面２１に塗布し、塗装板の最高到達温度（Ｐｅａｋ Ｍｅｔａｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、ＰＭＴ）が２００℃となるように焼付け処理を行い、塗料を硬化させた。これにより、アルミニウム合金板２と、その第１面２１を被覆する潤滑皮膜３とを備えるプレコートアルミニウム合金板１を得た（図１参照）。
本例においては、塗料における固体潤滑剤、アクリル樹脂、硬化剤、ワックス、及びコロイダルシリカの種類や配合量、並びに潤滑皮膜の付着量を後述の表１及び表２に示すようにそれぞれ変更して、複数のプレコートアルミニウム合金板（試料１〜４２）を作製した。潤滑皮膜の付着量は、潤滑皮膜を硫酸で脱膜し、脱膜前後の重量差を測定することにより求めることができる。
Next, a predetermined coating material is applied to the
In this example, the types and blending amounts of solid lubricant, acrylic resin, curing agent, wax, and colloidal silica in the paint and the adhesion amount of the lubricant film were changed as shown in Tables 1 and 2 below. A plurality of precoated aluminum alloy plates (
なお、後述の表１及び表２において、平均粒子径４μｍのグラファイトとしては、伊藤黒鉛工業(株)製の「Ｚ−５Ｆ」を用いた。平均粒子径０．６３μｍの二硫化モリブデンとしては、（株）ダイソー製の「Ａパウダー」を用いた。平均粒子径３．５μｍの二硫化モリブデンとしては、(株)ダイゾー製の「Ｔパウダー」を用いた。平均粒子径１μｍのタルクとしては、日本タルク(株)製の「Ｄ−１０００」を用いた。平均粒子径６μｍのグラファイトとしては、伊藤黒鉛工業(株)製の「ＡＧ−６Ｔ」を用いた。平均粒子径０．４５μｍの二硫化モリブデンとしては、(株)ダイゾー製の「Ｍ−５パウダー」を用いた。平均粒子径７μｍのグラファイトとしては、伊藤黒鉛工業(株)製の「ＤＮＰ−７」を用いた。平均粒子径４μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）としては、住友３Ｍ(株)製の「ダイニオンＴＦ９２０７Ｚ」を用いた。 In Tables 1 and 2 described later, “Z-5F” manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd. was used as graphite having an average particle diameter of 4 μm. As molybdenum disulfide having an average particle size of 0.63 μm, “A powder” manufactured by Daiso Corporation was used. As molybdenum disulfide having an average particle diameter of 3.5 μm, “T powder” manufactured by Daizo Co., Ltd. was used. As the talc having an average particle diameter of 1 μm, “D-1000” manufactured by Nippon Talc Co., Ltd. was used. As the graphite having an average particle diameter of 6 μm, “AG-6T” manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd. was used. As molybdenum disulfide having an average particle size of 0.45 μm, “M-5 powder” manufactured by Daizo Co., Ltd. was used. As the graphite having an average particle diameter of 7 μm, “DNP-7” manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd. was used. As the polytetrafluoroethylene (PTFE) having an average particle diameter of 4 μm, “Dinion TF9207Z” manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. was used.
数平均分子量５００００のアクリル樹脂としては、東亜合成(株)製の「ジュリマーＡＴ６１３」を用いた。数平均分子量５０００のアクリル樹脂としては、東亜合成(株)製の「ジュリマーＡＣ−１０Ｓ」を用いた。数平均分子量１０００００のアクリル樹脂としては、東亜合成(株)製の「アロン Ａ−３０」を用いた。数平均分子量２０００のアクリル樹脂としては、東亜合成(株)製の「アロン Ａ−２１０」を用いた。数平均分子量１５００００のアクリル樹脂としては、東亜合成(株)製の「ジュリマーＡＣ−１０Ｈ」を用いた。
また、メラミン系硬化剤としては、住友化学(株)製の「Ｍ−５０ＷＴ」を用いた、イソシアネート系硬化剤としては、第一工業製薬(株)製の「エラストロンＢＮ−１１」を用いた。
As an acrylic resin having a number average molecular weight of 50000, “Jurimer AT613” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. was used. As an acrylic resin having a number average molecular weight of 5000, “Julimer AC-10S” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. was used. As an acrylic resin having a number average molecular weight of 100,000, “Aron A-30” manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used. As an acrylic resin having a number average molecular weight of 2000, “Aron A-210” manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. was used. As an acrylic resin having a number average molecular weight of 150,000, “Jurimer AC-10H” manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used.
In addition, “M-50WT” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used as the melamine curing agent, and “Elastolon BN-11” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. was used as the isocyanate curing agent. .
また、粒径（平均粒子径）１００ｎｍのコロイダルシリカとしては、日産化学(株)製の「スノーテックスＭＰ−１０４０」を用いた。平均粒子径５０ｎｍのコロイダルシリカとしては、日産化学(株)製の「スノーテックスＸＬ」を用いた。平均粒子径２００ｎｍのコロイダルシリカとしては、日産化学(株)製の「スノーテックスＭＰ−２０４０」を用いた。平均粒子径４５ｎｍのコロイダルシリカとしては、日産化学(株)製の「スノーテックス３０Ｌ」を用いた。平均粒子径３００ｎｍのコロイダルシリカとしては、日産化学(株)製の「スノーテックスＭＰ−３０４０」を用いた。 As the colloidal silica having a particle size (average particle size) of 100 nm, “Snowtex MP-1040” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used. “Snowtex XL” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used as colloidal silica having an average particle diameter of 50 nm. As a colloidal silica having an average particle diameter of 200 nm, “Snowtex MP-2040” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used. “Snowtex 30L” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used as colloidal silica having an average particle diameter of 45 nm. As a colloidal silica having an average particle diameter of 300 nm, “Snowtex MP-3040” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used.
また、融点８３℃のカルナウバとしては、日本精蝋(株)製の「ＥＭＵＳＴＥＲ０４１３」を用いた。融点８６℃のマイクロクリスタリンとしては、日本精蝋(株)製の「Ｈｉ−Ｍｉｃ−１０９０」を用いた。融点４６℃のラノリンとしては、日本精化(株)製の「ハードラノリン」を用いた。融点４０℃のラノリンとしては、丸石製薬(株)製の「精製ラノリン」を用いた。また、融点９０℃のマイクロクリスタリンとしては、日本精蝋(株)製の「Ｈｉ−Ｍｉｃ−２０９５」を用いた。 Further, “EMUSTER0413” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd. was used as carnauba having a melting point of 83 ° C. As a microcrystalline having a melting point of 86 ° C., “Hi-Mic-1090” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd. was used. As lanolin having a melting point of 46 ° C., “Hard Lanolin” manufactured by Nippon Seika Co., Ltd. was used. As the lanolin having a melting point of 40 ° C., “purified lanolin” manufactured by Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd. was used. Further, “Hi-Mic-2095” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd. was used as the microcrystalline having a melting point of 90 ° C.
次に、各試料１〜４２のプレコートアルミニウム合金板について、温間プレス成型時における潤滑皮膜の密着性、耐傷つき性、脱膜性、及びプレコートアルミニウム合金板の取り扱い性についての評価を次のようにして実施した。
Next, with respect to the precoated aluminum alloy plates of each
「密着性」
密着性の評価にあたっては、各試料のプレコートアルミニウム合金板１に、潤滑皮膜３の形成面（第１面２１）とは反対側の面、即ち第２面２２が突出する凸部１５を形成する温間プレス成型を行って、プレス成型品４を作製する（図３参照）。
具体的には、まず、各試料から幅２５ｍｍ×長さ（圧延方向の長さ）２５０ｍｍの試験片（プレコートアルミニウム合金板１）を切り出した。次いで、図２に示すごとく、試験片１を油圧深絞り成型機（プレス成型機）５のダイス５１としわ押さえ５２との間に所定荷重で狭持した。試験片１は、潤滑皮膜３の形成面（第１面２１）側をダイス５１側に向けて配置した。ダイス５１は所定温度に加熱可能な構成になっている。また、ダイス５１には、角頭ポンチ５３が通る加工穴５１０が設けられている。そして、図２及び図３に示すごとく、試験片１の潤滑皮膜３の形成面にポンチ５３を当接し、ポンチ５３をダイス５１の加工穴５１０内へ押し上げることにより、試験片１に凸部１５を形成した。このようにして、潤滑皮膜３の形成面（第１面２１）の反対面（第２面２２）側に突出する高さ４０ｍｍの凸部１５を有するプレス成型品４を得た。そして、このプレス成型品４について、側面から潤滑皮膜３の剥離の有無及び剥離の大きさを観察し、次のようにして評価した。即ち、加工部に潤滑皮膜の剥離がない場合を「◎」として評価し、加工部において幅方向に１ｍｍ未満の剥離が観察された場合を「○」として評価し、加工部において幅方向に１ｍｍ以上の剥離が観察された場合を「×」として評価した。その結果を表３に示す。実用的には◎又は○が好ましい。
なお、プレス加工は、ダイス温度：２５０℃、ポンチサイズ：４０ｍｍ×４０ｍｍ、頭頂部の角部（ポンチコーナー部）の曲率半径：５Ｒ、しわ押さえ荷重：３．５ｋＮ、成型速度：１００ｍｍ／ｍｉｎという条件で行った。
"Adhesion"
In the evaluation of adhesion, the
Specifically, first, a test piece (precoated aluminum alloy plate 1) having a width of 25 mm and a length (length in the rolling direction) of 250 mm was cut out from each sample. Next, as shown in FIG. 2, the
In addition, press work is called die temperature: 250 degreeC, punch size: 40 mm x 40 mm, curvature radius of the corner | angular part (punch corner part) of a top part: 5R, wrinkle pressing load: 3.5 kN, molding speed: 100 mm / min Performed under conditions.
「耐傷つき性」
バウデン式摩擦試験により、耐傷つき性の評価を行った。
具体的には、図４に示すごとく、荷重５００ｇ、直径３／１６インチの鋼球をプレコートアルミニウム合金板１の潤滑皮膜３上で１００回摺動させた。そして、摺動後の痕跡幅の寸法（幅寸法：ｍｍ）を測定した。そして、痕跡幅の寸法が０．１ｍｍ未満の場合を５点、０．１ｍｍ以上かつ０．３ｍｍ未満の場合を４点、０．３ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ未満の場合を３点、０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ未満の場合を２点、１．０ｍｍ以上の場合を１点として、５段階で評価を行った。その結果を表３に示す。実用的には３点以上が好ましい。
"Scratch resistance"
The scratch resistance was evaluated by a Bowden friction test.
Specifically, as shown in FIG. 4, a steel ball having a load of 500 g and a diameter of 3/16 inch was slid 100 times on the
「脱膜性」
まず、各試料のプレコートアルミニウム合金板から幅１００ｍｍ×長さ（圧延方向の長さ）５０ｍｍの寸法の試験片を切り出した。この試験片を幅方向の中心で９０°に曲げ、マグネチックスターラーで攪拌したアルカリ性水溶液（濃度５質量％の水酸化ナトリウム水溶液、液温６０℃）中に、３０秒又は６０秒間浸漬した。その後、試験片を水洗いし、乾燥させた。乾燥後の試験片について、潤滑皮膜の残存の有無を目視にて確認した。３０秒間の浸漬にて潤滑皮膜の残存がなかった場合を「◎」として評価した。また、３０秒間の浸漬では潤滑皮膜の残存があったが、６０秒間の浸漬では残存がなかった場合を「○」として評価した。また、６０秒間の浸漬でも潤滑皮膜の残存があった場合を「×」として評価した。その結果を表３に示す。実用的には◎又は○が好ましい。
"Membrane removal"
First, a test piece having a size of 100 mm width × length (length in the rolling direction) 50 mm was cut out from the precoated aluminum alloy plate of each sample. This test piece was bent at 90 ° at the center in the width direction, and immersed in an alkaline aqueous solution (5% by weight sodium hydroxide aqueous solution, liquid temperature 60 ° C.) stirred with a magnetic stirrer for 30 seconds or 60 seconds. Thereafter, the test piece was washed with water and dried. About the test piece after drying, the presence or absence of the residual lubricant film was visually confirmed. The case where no lubricant film remained after immersion for 30 seconds was evaluated as “◎”. Moreover, although the lubricating film remained in immersion for 30 seconds, the case where it did not remain in immersion for 60 seconds was evaluated as "(circle)". In addition, the case where the lubricant film remained even after 60 seconds of immersion was evaluated as “x”. The results are shown in Table 3. Practically, ◎ or ○ is preferable.
「取り扱い性」
まず、各試料のプレコートアルミニウム合金板から幅５０ｍｍ×長さ（圧延方向の長さ）５０ｍｍの寸法の試験片１１、１２を２枚ずつ切り出した（図５及び図６参照）。次いで、図５に示すごとく、これら２枚試験片１１、１２を潤滑皮膜３１、３２同士が当接するように重ね合わせ、温度２０℃、４０℃、６０℃、８０℃に設定したホットプレート７上に載置した。次いで、重ね合わせた試験片１１、１２上に３ｋｇの錘７０をのせ、１５分間放置した。その後、錘７０を取り除き、重ね合わせた試験片１１、１２を鉄製の定盤７５の上に静置して室温まで冷却させた（図６参照）。その後、図６に示すごとく、重ね合わせた試験片３１、３２のうち、鉛直方向の上側に配置している試験片１１をつかんで鉛直方向の上方７００に持ち上げた。試験片１１のみが持ち上げられた場合を張り付きがない状態であると判定し、試験片１１だけなく試験片１２も持ち上げられた場合を張り付きがある状態であると判定した。そして、温度８０℃の加熱においても張り付きがなかった場合を５点として評価した。温度８０℃の加熱では張り付きがあるが、温度６０℃の加熱では張り付きがなかった場合を４点として評価した。温度６０℃の加熱では張り付きがあるが、温度４０℃の加熱では張り付きがなかった場合を３点として評価した。温度４０℃の加熱では張り付きがあるが、温度２０℃の加熱では張り付きがなかった場合を２点として評価した。温度２０℃でも張り付きがある場合を１点として評価した。このようにして、取り扱い性を５段階にて評価した。その結果を表３に示す。実用的には３点以上が好ましい。
"Handability"
First, two
表１〜表３より知られるように、試料１〜３０及び試料３７〜３９は、塗膜密着性、耐傷つき性、脱膜性、及び取り扱い性の全てが実用上十分に優れた結果を示した。即ち、へきかい性を有し、平均粒子径が０．６〜６μｍの固体潤滑剤と、数平均分子量が５０００〜１０００００のアクリル樹脂と、ワックスとを少なくとも所定量含有する潤滑皮膜３を有するプレコートアルミニウム合金板１（試料１〜３０及び試料３７〜３９）は、温度２００〜３００℃という高温の温間プレス成型に好適であり、耐傷つき性、脱膜性、及び取り扱い性にも優れている。
As can be seen from Tables 1 to 3,
これに対し、試料３１は、固体潤滑剤の平均粒子径が小さすぎた。その結果、耐傷つき性が不十分であった。また、固体潤滑剤の平均粒子径が小さすぎる場合には、支持体としての効果が不十分になり、プレコートアルミニウム合金板の成型性が低下するおそれがある。一方、試料３２は、固体潤滑剤の平均粒子径が大きすぎた。その結果、この場合にも耐傷つき性が不十分であった。また、固体潤滑剤の平均粒子径が大きすぎる場合には、単位面積あたりに存在する固体潤滑剤の数が少なくなり、支持体としての効果が不十分になり、成型性が低下するおそれがある。表１〜表３より知られるように、固体潤滑剤の平均粒子径は、０．６〜６μｍであることが好ましい。固体潤滑剤の平均粒子径の下限は１μｍであることがより好ましく、上限は５μｍであることがより好ましい。固体潤滑剤の平均粒子径は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。
固体潤滑剤の平均粒子径は、ＪＩＳ Ｚ ８８２５−１（２００１年）の規定に準拠して測定することができる。平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径にて規定することができる。
In contrast, in
The average particle diameter of the solid lubricant can be measured in accordance with JIS Z 8825-1 (2001). The average particle size can be defined by the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method.
また、試料３３は、アクリル樹脂の数平均分子量が小さすぎた。その結果、潤滑皮膜の密着性及び耐傷つき性が不十分であった。また、アクリル樹脂の数平均分子量が小さすぎる場合には、潤滑皮膜が硬くなり、プレコートアルミニウム合金板の成型性が低下するおそれがある。一方、試料３４は、アクリル樹脂の数平均分子量が大きすぎた。その結果、潤滑皮膜の密着性、耐傷つき性、脱膜性、及び取り扱い性のいずれの評価結果も不十分であった。特に、密着性や脱膜性が低下し易くなる。表１〜表３より知られるように、アクリル樹脂の数平均分子量は５０００〜１０００００であることが好ましい。アクリル樹脂の数平均分子量の下限は、１５０００であることがより好ましく、３００００であることがさらにより好ましい。また、アクリル樹脂の数平均分子量の上限は、８００００であることがより好ましく、６００００であることがさらに好ましい。アクリル樹脂の数平均分子量は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値、さらに好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。アクリル樹脂の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定することができる。 In Sample 33, the number average molecular weight of the acrylic resin was too small. As a result, the adhesion and scratch resistance of the lubricating film were insufficient. Moreover, when the number average molecular weight of an acrylic resin is too small, a lubricating film becomes hard and there exists a possibility that the moldability of a precoat aluminum alloy plate may fall. On the other hand, the number average molecular weight of the acrylic resin in Sample 34 was too large. As a result, the evaluation results for the adhesion, scratch resistance, film removal, and handling properties of the lubricating film were insufficient. In particular, the adhesion and film removal properties tend to decrease. As is known from Tables 1 to 3, the acrylic resin preferably has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000. The lower limit of the number average molecular weight of the acrylic resin is more preferably 15000, and still more preferably 30000. Further, the upper limit of the number average molecular weight of the acrylic resin is more preferably 80000, and further preferably 60000. The number average molecular weight of the acrylic resin can be determined within the range of all the combinations of preferred values, more preferred values, and further preferred values regarding these upper and lower limits. The number average molecular weight of the acrylic resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
試料３５は、固体潤滑剤の含有量が多すぎ、アクリル樹脂の含有量が少なすぎた。その結果、潤滑皮膜の密着性及び耐傷つき性が不十分であった。アクリル樹脂の含有量が少なくなると、アクリル樹脂の有する接着性が十分に得られなくなり、特に、潤滑皮膜の密着性が低下し易くなる。一方、試料３６は、固体潤滑剤の含有量が少なすぎ、アクリル樹脂の含有量が多すぎた。その結果、脱膜性が不十分であった。また、アクリル樹脂の含有量が多くなりすぎると、温間成型時に樹脂成分が軟化してアクリル樹脂が温間成型用の金型に付着し易くなり、離型が困難になるおそれがある。また、金型に潤滑皮膜が残存すると、押し込み欠陥を生じるおそれがある。表１〜３より知られるごとく、アクリル樹脂の含有量は、固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対して５〜５０質量部であることが好ましい。固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対するアクリル樹脂の含有量の下限は、８質量部であることがより好ましく、１０質量部であることがさらに好ましい。また、アクリル樹脂の含有量の上限は、２０質量部であることがより好ましく、１５質量部であることがさらに好ましい。アクリル樹脂の含有量は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値、さらに好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。 Sample 35 contained too much solid lubricant and too little acrylic resin. As a result, the adhesion and scratch resistance of the lubricating film were insufficient. When the content of the acrylic resin decreases, the adhesive property of the acrylic resin cannot be obtained sufficiently, and in particular, the adhesion of the lubricating film tends to be lowered. On the other hand, Sample 36 contained too little solid lubricant and too much acrylic resin. As a result, the film removal property was insufficient. On the other hand, if the content of the acrylic resin is too large, the resin component is softened during warm molding, and the acrylic resin tends to adhere to the mold for warm molding, which may make release difficult. Further, if the lubricating film remains in the mold, there is a risk of causing indentation defects. As is known from Tables 1 to 3, the content of the acrylic resin is preferably 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin. The lower limit of the acrylic resin content relative to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin is more preferably 8 parts by mass, and even more preferably 10 parts by mass. Moreover, as for the upper limit of content of an acrylic resin, it is more preferable that it is 20 mass parts, and it is further more preferable that it is 15 mass parts. Content of an acrylic resin can be determined within the range of the preferable value regarding these upper limits and a minimum, a more preferable value, and the combination of all the further preferable values.
試料４０は、ワックスの含有量が少なすぎた。その結果、潤滑皮膜の密着性及び耐傷つき性が不十分であった。また、ワックスの含有量が少なすぎると、成型時に焼き付きが起こるおそれがある。一方、試料４１は、ワックスの含有量が多すぎた。その結果、脱膜性が不十分であった。表１〜３より知られるごとく、ワックスの含有量は、固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対して１〜５０質量部であることが好ましい。固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対するワックスの含有量の下限は、２質量部であることがより好ましく、３質量部であることがさらに好ましい。また、ワックスの含有量の上限は、１０質量部であることがより好ましく、８質量部であることがさらに好ましい。ワックスの含有量は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値、さらに好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。 Sample 40 had too little wax content. As a result, the adhesion and scratch resistance of the lubricating film were insufficient. Also, if the wax content is too small, there is a possibility that seizure will occur during molding. On the other hand, Sample 41 contained too much wax. As a result, the film removal property was insufficient. As is known from Tables 1 to 3, the wax content is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin. The lower limit of the wax content relative to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin is more preferably 2 parts by mass, and still more preferably 3 parts by mass. Further, the upper limit of the content of the wax is more preferably 10 parts by mass, and further preferably 8 parts by mass. The content of the wax can be determined within a range of preferable values, more preferable values, and further preferable values regarding these upper and lower limits.
試料４２は、へきかい性を有さないポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を固体潤滑剤として用いた。その結果、耐傷つき性及び取り扱い性が不十分であった。したがって、固体潤滑剤としては、グラファイト、タルク、二硫化モリブデン等のようなへきかい性を有するものが好ましい。 As the sample 42, polytetrafluoroethylene (PTFE) having no stiffness was used as a solid lubricant. As a result, scratch resistance and handleability were insufficient. Therefore, as the solid lubricant, those having a cracking property such as graphite, talc, molybdenum disulfide and the like are preferable.
また、表１〜３より知られるように、ワックスの融点が低くなると、取り扱い性が低下する傾向にある。したがって、ワックスの融点は４５℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましく、７０℃以上であることがさらに好ましい。一方、ワックスの融点が高くなると、密着性が低下する傾向がある。また、温間成型時にワックスが溶融し難くなり、潤滑効果が十分に得られにくくなる。したがって、ワックスの融点は９０℃未満であることが好ましい。 Further, as is known from Tables 1 to 3, when the melting point of the wax is lowered, the handleability tends to be lowered. Accordingly, the melting point of the wax is preferably 45 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, and further preferably 70 ° C. or higher. On the other hand, when the melting point of the wax increases, the adhesion tends to decrease. In addition, the wax is difficult to melt during warm molding, and it is difficult to obtain a sufficient lubricating effect. Accordingly, the melting point of the wax is preferably less than 90 ° C.
また、潤滑皮膜の付着量が少なくなると、密着性や耐傷つき性が低下する傾向にある。したがって、潤滑皮膜の付着量は０．５ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、１ｇ／ｍ2以上であることがより好ましい。一方、潤滑皮膜の付着量が多くなりすぎると、脱膜性が低下する傾向にある。したがって、潤滑皮膜の付着量は２０ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、１０ｇ／ｍ2以下であることがより好ましい。潤滑皮膜の付着量は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。 Moreover, when the adhesion amount of the lubricating film is reduced, the adhesion and scratch resistance tend to be lowered. Therefore, the adhesion amount of the lubricating film is preferably 0.5 g / m 2 or more, and more preferably 1 g / m 2 or more. On the other hand, when the adhesion amount of the lubricating film is too large, the film removal property tends to decrease. Therefore, the adhesion amount of the lubricating film is preferably 20 g / m 2 or less, and more preferably 10 g / m 2 or less. The adhesion amount of the lubricating film can be determined within the range of all the combinations of preferable values and more preferable values regarding these upper and lower limits.
また、潤滑皮膜は、さらにコロイダルシリカ由来のシリカ成分を含有し、該シリカ成分の含有量は、上記固体潤滑剤と上記アクリル樹脂との合計量１００質量部に対して５０質量部以下であることが好ましい。この場合には、耐傷つき性及び取り扱い性を向上させることができる。シリカ成分の含有量が５０質量部を超えるとかえって耐傷つき性を低下させてしまうおそれがある。シリカ成分の含有量は、３０質量部以下であることがより好ましく、２０質量部以下であることがさらに好ましい。また、シリカ成分の添加効果を十分に得るためには、シリカ成分の含有量は、１質量部以上であることが好ましく、５質量部以上であることがより好ましい。コロイダルシリカを用いる場合には、シリカ成分の含有量は、上述の上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値、さらに好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。 The lubricating film further contains a silica component derived from colloidal silica, and the content of the silica component is 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin. Is preferred. In this case, scratch resistance and handleability can be improved. If the content of the silica component exceeds 50 parts by mass, scratch resistance may be deteriorated. The content of the silica component is more preferably 30 parts by mass or less, and further preferably 20 parts by mass or less. Moreover, in order to fully acquire the addition effect of a silica component, it is preferable that content of a silica component is 1 mass part or more, and it is more preferable that it is 5 mass parts or more. When colloidal silica is used, the content of the silica component can be determined within the range of all the combinations of the above-mentioned preferred values, more preferred values, and further preferred values for the lower and upper limits.
また、コロイダルシリカ由来のシリカ成分を含有する潤滑皮膜は、上述の固体潤滑剤、アクリル樹脂、及びワックスに加えて、さらにコロイダルシリカを少なくとも含有する塗料をアルミニウム合金板に塗布し、焼き付けることにより作製することができる。このとき、コロイダルシリカの含有量（固形分量）を固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対して５０質量部以下にすることにより、上述のシリカ成分の含有量を５０質量部以下にすることができる。塗料中のコロイダルシリカの含有量は、固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対して３０質量部以下であることがより好ましく、２０質量部以下であることがさらに好ましい。また、添加効果を十分に得るためには、塗料中のコロイダルシリカの含有量は、固体潤滑剤とアクリル樹脂との合計量１００質量部に対して１質量部以上であることが好ましく、５質量部以上であることがより好ましい。コロイダルシリカの含有量は、これらの上限及び下限に関する好ましい値、より好ましい値、さらに好ましい値の全ての組み合わせの範囲内で決定することができる。 In addition to the above-mentioned solid lubricant, acrylic resin, and wax, a lubricating coating containing a silica component derived from colloidal silica is prepared by applying and baking a paint containing at least colloidal silica on an aluminum alloy plate. can do. At this time, content of the above-mentioned silica component is 50 mass parts or less by making content (solid content) of colloidal silica into 50 mass parts or less to 100 mass parts of total amounts of a solid lubricant and an acrylic resin. Can be. The content of colloidal silica in the paint is more preferably 30 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin. In order to sufficiently obtain the effect of addition, the content of colloidal silica in the paint is preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin, and 5 masses. More preferably, it is at least part. The content of colloidal silica can be determined within a range of preferred values, more preferred values, and even more preferred values regarding these upper and lower limits.
また、コロイダルシリカの平均粒子径が小さくなると、取り扱い性が低下する傾向がある。したがって、コロイダルシリカの平均粒子径は５０ｎｍ以上であることが好ましい。一方、コロイダルシリカの平均粒子径が大きくなると、潤滑皮膜の密着性や耐傷つき性が低下する傾向がある。したがって、コロイダルシリカの平均粒子径は２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本例において、コロイダルシリカの平均粒子径は、紫外線半導体レーザーを用いた（株）島津製作所製のナノ粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ−７１００を用いて測定した。 Moreover, when the average particle diameter of colloidal silica becomes small, there exists a tendency for a handleability to fall. Therefore, the average particle diameter of colloidal silica is preferably 50 nm or more. On the other hand, when the average particle size of colloidal silica is increased, the adhesion and scratch resistance of the lubricating film tend to be reduced. Therefore, the average particle diameter of colloidal silica is preferably 200 nm or less. In this example, the average particle size of the colloidal silica was measured using a nanoparticle size distribution measuring device SALD-7100 manufactured by Shimadzu Corporation using an ultraviolet semiconductor laser.
以上のように、本例によれば、高温の温間プレス成型に適用しても潤滑皮膜が剥がれ難く、傷が付き難く、潤滑皮膜の脱膜が容易であり、重ね合わせ時の張り付きを防止できるプレコートアルミニウム合金板及びこれを用いたプレス成型品を製造することができる。 As described above, according to this example, even when applied to hot press molding at high temperatures, the lubricating film is difficult to peel off, scratches are difficult, the lubricating film is easy to remove, and sticking during stacking is prevented. A precoated aluminum alloy plate and a press-molded product using the same can be produced.
１ プレコートアルミニウム合金板
２ アルミニウム合金板
３ 潤滑皮膜
1 Pre-coated
Claims (9)
上記潤滑皮膜は、上記アルミニウム合金板に直接接触しており、
上記潤滑皮膜は、へきかい性を有する固体潤滑剤と、アクリル樹脂と、ワックスとを少なくとも含有し、
上記固体潤滑剤の平均粒子径は０．６〜６μｍであり、
上記アクリル樹脂の数平均分子量は５０００〜１０００００であり、
上記アクリル樹脂の含有量は、上記固体潤滑剤と上記アクリル樹脂との合計量１００質量部に対して５〜５０質量部であり、
上記ワックスの含有量は、上記固体潤滑剤と上記アクリル樹脂との合計量１００質量部に対して１〜５０質量部であり、
上記潤滑皮膜は、上記固体潤滑剤と、上記アクリル樹脂と、上記ワックスと、平均粒子径５０〜２００ｎｍの上記コロイダルシリカとを少なくとも含有する塗料を上記アルミニウム合金板に焼き付けてなり、
上記潤滑皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ性水溶液に接触させることにより上記アルミニウム合金板から除去可能であることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。 An aluminum alloy plate and a lubricating film covering at least one surface of the aluminum alloy plate, a pre-coated aluminum alloy plate used for warm press molding,
The lubricating film is in direct contact with the aluminum alloy plate,
The lubricating film contains at least a solid lubricant having a crazing property, an acrylic resin, and a wax,
The average particle size of the solid lubricant is 0.6 to 6 μm,
The acrylic resin has a number average molecular weight of 5,000 to 100,000.
Content of the said acrylic resin is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of the said solid lubricant and the said acrylic resin,
The content of the wax is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solid lubricant and the acrylic resin,
The lubricant film is formed by baking a paint containing at least the solid lubricant, the acrylic resin, the wax, and the colloidal silica having an average particle diameter of 50 to 200 nm on the aluminum alloy plate,
The precoated aluminum alloy sheet, wherein the lubricating film can be removed from the aluminum alloy sheet by contacting with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or more.
上記ダイスを温度２００〜３００℃に加熱し、上記潤滑皮膜が形成された面側を上記ダイス側に向けて上記プレコートアルミニウム合金板を上記プレス成型機に配置し、該プレス成型機を用いてプレス成型を行うことにより、上記プレス成型品を得るプレス工程と、
上記プレス成型品をｐＨ８以上のアルカリ性水溶液と接触させることにより、上記潤滑皮膜を除去する脱膜工程とを有することを特徴とするプレス成型品の製造方法。 Press molding of the precoated aluminum alloy sheet according to any one of claims 1 to 8 , using a press molding machine having a die having a processed hole and a punch that can be inserted into the processed hole of the die. In the method of manufacturing a press-molded product,
The die is heated to a temperature of 200 to 300 ° C., the precoated aluminum alloy plate is placed on the press molding machine with the surface on which the lubricating film is formed facing the die side, and the press is pressed using the press molding machine. A pressing step for obtaining the press-molded product by molding;
A method for producing a press-molded product, comprising: removing the lubricating film by bringing the press-molded product into contact with an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or more.
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