JP7164063B1 - 鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]少なくとも片面にアクリル系樹脂およびワックスを含む皮膜が形成された鋼板であって、前記アクリル系樹脂のガラス転移点(Tg)が100℃以上であり、酸価とガラス転移点の比率R=酸価(mg-KOH/g)/Tg(℃)が1.50以上であり、前記ワックスは融点が100℃以上145℃以下、かつ平均粒径が3.0μm以下のポリオレフィンワックスであり、前記皮膜中のワックスの割合が5質量%以上であり、前記皮膜の片面当たりの付着量Wが0.3g/m2以上2.5g/m2以下である鋼板。
[2]前記アクリル系樹脂の酸価が180mg-KOH/g以上350mg-KOH/g以下である[1]に記載の鋼板。
[3]前記アクリル系樹脂の酸価とガラス転移点の比率Rが2.05以下である[1]または[2]に記載の鋼板。
[4]前記皮膜は、前記アクリル系樹脂を30質量%以上含み、前記ワックスの割合が50質量%以下である[1]~[3]のいずれかに記載の鋼板。
[5]前記アクリル系樹脂の質量平均分子量が5000以上30000以下である[1]~[4]のいずれかに記載の鋼板。
[6]前記アクリル系樹脂がスチレンアクリル樹脂である[1]~[5]のいずれかに記載の鋼板。
[7]前記皮膜形成前の鋼板の算術平均粗さRaが0.4μm以上2.5μm以下である[1]~[6]のいずれかに記載の鋼板。
[8]前記皮膜中に防錆剤を5質量%以上30質量%以下含有する[1]~[7]のいずれかに記載の鋼板。
[9]前記防錆剤がリン酸類のアルミニウム塩、亜鉛塩および酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種である[1]~[8]のいずれかに記載の鋼板。
[10]前記ワックスの平均粒径が0.01μm以上0.5μm以下である[1]~[9]のいずれかに記載の鋼板。
[11]前記皮膜中にシリカを1質量%以上10質量%以下含有する[1]~[10]のいずれかに記載の鋼板
[12][1]~[11]のいずれかに記載の鋼板の製造方法であって、[1]~[11]のいずれかに記載のアクリル系樹脂およびワックスが含まれる塗料を、鋼板の少なくとも片面に塗布し乾燥する鋼板の製造方法。
[13]前記乾燥時の鋼板の最高到達温度が60℃以上前記ワックスの融点以下である[12]に記載の鋼板の製造方法。
[14]前記塗料における全固形分の割合が1質量%以上30質量%以下である[12]または[13]に記載の鋼板の製造方法。
本発明において、鋼板とは、冷延鋼板および熱延鋼板である。
本発明の鋼板は、少なくとも片面にアクリル系樹脂およびワックスを含む皮膜が形成された鋼板であって、アクリル系樹脂はガラス転移点(Tg)が100℃以上であり、酸価とガラス転移点の比率R=酸価(mg-KOH/g)/Tg(℃)が1.50以上であるアクリル系樹脂と、融点が100℃以上145℃以下、かつ平均粒径が3.0μm以下のポリオレフィンワックスを5質量%以上含有する有機樹脂皮膜を片面当たりの付着量Wが0.3g/m2以上2.5g/m2以下であることを特徴とする。
表1に示す算術平均粗さRaを有する板厚0.8mmの冷延鋼板(鋼板No.A~C)、板厚2.0mmの熱延鋼板(鋼板No.D)を用い、表2に示す組成の塗料をバーコーターで塗布し、鋼板の最高到達温度が80℃となるようIHヒーターで乾燥することで潤滑処理鋼板とした。なお、A~Dの鋼板はいずれも270MPa級の引張強度を有するSPCD(JIS G 3141)およびSPHD(JIS G 3131)である。なお、シリカとしては体積平均粒子径9nmのコロイダルシリカを用いた。
プレス成形性を評価するために、各供試材の摩擦係数を以下のようにして測定した。
各試験片について、使用電極:DR型Cr-Cu電極、加圧力:150kgf、通電時間:10サイクル/60Hz、溶接電流:7.5kAの条件で連続打点性の溶接試験を行い、連続打点数で評価した。連続打点数が5000点以上の場合は溶接性良好であるとして○、5000点未満の場合は溶接性不十分として×と評価した。
本発明に係る鋼板が、自動車用途で使用される場合を想定して、脱脂時の脱膜性を評価した。皮膜の脱膜性を求めるために、まず、各試験片をアルカリ脱脂剤のファインクリーナーE6403(日本パーカライジング(株)製)で脱脂処理した。脱脂処理は、試験片を、脱脂剤濃度20g/L、温度40℃の脱脂液に所定の時間浸漬し、水道水で洗浄することにより行った。脱脂処理後の試験片に対し、蛍光X線分析装置を用いて表面炭素強度を測定し、測定値と予め測定しておいた脱脂前表面炭素強度および無処理金属板の表面炭素強度の測定値を用いて、以下の式により皮膜剥離率を算出した。
皮膜の脱膜性は、皮膜剥離率が98%以上となるアルカリ脱脂液への浸漬時間により、以下に示す基準で評価し、120秒以内である場合を良好な脱膜性であるとして〇、120秒超えの場合は不十分な脱膜性であるとして△と評価した。
本発明に係る鋼板が、鋼帯としてコイル状態で保管した場合を想定して、重ね合わせ状態での防錆性を評価した。各試験片を150mm×70mmのサイズに加工し、防錆油を片面当たり1.0g/m2となるよう両面に塗布し、2枚の試験片を重ね合わせ、面圧0.02kgf/mm2となるように荷重をかけた状態で温度50℃、湿度95%RHの環境で試験を行った。防錆性の評価は7日ごとに重ね合わせた内側の面を確認し、錆が発生するまでの日数を評価し、56日以上である場合を特に良好な防錆性として◎、21日以上である場合を良好な防錆性として○、21日未満の場合を不十分な防錆性として△と評価した。
各試験片を100×25.4mmのサイズに加工し、防錆油に浸漬後24時間垂直に立て掛けて余分な油を除去したものを2枚使用し、25.4mm×13mmの部分にエポキシ系接着剤を0.2mm厚に均一に塗布後、クリップで重ね合わせて挟み、180℃で20分焼付けし、乾燥・硬化させた。冷却後、オートグラフ試験機によりせん断引張試験を行い、せん断接着力を測定した。接着性は接着力20MPa以上を良好な接着性として○、20MPa未満を不十分な接着性として△と評価した。
2 試料台
3 スライドテーブル
4 ローラ
5 スライドテーブル支持台
6 ビード
7 第1ロードセル
8 第2ロードセル
9 レール
Claims (14)
- 少なくとも片面にアクリル系樹脂およびワックスを含む皮膜が形成された鋼板であって、前記アクリル系樹脂のガラス転移点(Tg)が100℃以上であり、酸価とガラス転移点の比率R=酸価(mg-KOH/g)/Tg(℃)が1.50以上であり、前記ワックスは融点が100℃以上145℃以下、かつ平均粒径が3.0μm以下のポリオレフィンワックスであり、前記皮膜中のワックスの割合が5質量%以上であり、前記皮膜の片面当たりの付着量Wが0.3g/m2以上2.5g/m2以下である鋼板。
- 前記アクリル系樹脂の酸価が180mg-KOH/g以上350mg-KOH/g以下である請求項1に記載の鋼板。
- 前記アクリル系樹脂の酸価とガラス転移点の比率Rが2.05以下である請求項1または2に記載の鋼板。
- 前記皮膜は、前記アクリル系樹脂を30質量%以上含み、前記ワックスの割合が50質量%以下である請求項1~3のいずれかに記載の鋼板。
- 前記アクリル系樹脂の質量平均分子量が5000以上30000以下である請求項1~4のいずれかに記載の鋼板。
- 前記アクリル系樹脂がスチレンアクリル樹脂である請求項1~5のいずれかに記載の鋼板。
- 前記皮膜形成前の鋼板の算術平均粗さRaが0.4μm以上2.5μm以下である請求項1~6のいずれかに記載の鋼板。
- 前記皮膜中に防錆剤を5質量%以上30質量%以下含有する請求項1~7のいずれかに記載の鋼板。
- 前記防錆剤がリン酸類のアルミニウム塩、亜鉛塩および酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項8に記載の鋼板。
- 前記ワックスの平均粒径が0.01μm以上0.5μm以下である請求項1~9のいずれかに記載の鋼板。
- 前記皮膜中にシリカを1質量%以上10質量%以下含有する請求項1~10のいずれかに記載の鋼板。
- 請求項1~11のいずれかに記載の鋼板の製造方法であって、請求項1~11のいずれかに記載のアクリル系樹脂およびワックスが含まれる塗料を、鋼板の少なくとも片面に塗布し乾燥する鋼板の製造方法。
- 前記乾燥時の鋼板の最高到達温度が60℃以上かつ前記ワックスの融点以下である請求項12に記載の鋼板の製造方法。
- 前記塗料における全固形分の割合が1質量%以上30質量%以下である請求項12または13に記載の鋼板の製造方法。
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