JPH02305979A - プレス加工兼用防錆油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車産業を中心に、防錆・防食の観点から急
速に需要が高まっている、亜鉛メッキ鋼板の保存期間中
の防錆処理と鋼板を加工する際のプレス加工処理を単一
の潤滑油で処理することを可能とする亜鉛メッキ鋼板用
プレス加工兼用防錆油に関する。

この場合、亜鉛メッキ鋼板とは溶融亜鉛メッキ鋼板、電
気亜鉛／ツキ鋼板、蒸着亜鉛メッキ鋼板、及びこれらを
合金化した合金化亜鉛メツ斗鋼板等、亜鉛を主たる成分
とするメッキ鋼板の全てを指すものである。

（従来の技術） 亜鉛メッキ鋼板が製鉄メーカーで製造されてから、Ｗ＃
要家で種々の部品に成型、加工されるまでの仕掛り期間
中で品質上置も重要な問題は発錆の防止である。

このため通常の亜鉛メッキ鋼板製造工程においては、そ
の最終通板ライン（各亜鉛メツキライン又はリコイリン
グが多い）出側でコイルに巻き取る直前又はシートに裁
断する直前にコーティングロール法、油滴下法、静電塗
布法などのいずれかの方法で防錆油が適量塗布されてい
る。

一般に各種鋼板類、特にＺｎメッキ鋼板を対象に用いる
防錆油は油じみが少ない、表面のＺｎメッキ層を腐食し
ない、脱脂性、化成処理性が良い等の品質の面と、油の
持出しを少な（するという経済性の両面から、４０℃の
粘度が２０ｃＳｔ以下、好ましくは５〜１０ｃＳｔのも
のが用いられている。

防錆油を塗布された鋼板は、気化性防錆紙やポリエチレ
ンフィルムを積層した防ｗ４紙あるいはポリエチレンフ
ィルムなどで厳重に梱包された後納期に合わせて出荷さ
れる。

山背されたコイルあるいはシートはユーザーで開梱され
、種々の製品形状にプレス加工される。

ユーザーにおけるプレス加工は張り出し、引張り、絞り
加工などの成型に大小の面圧が加わる摺動が複雑に組み
合わされており、しかもできるだけ高速で加工できるこ
とが要求されるが、上述のように粘度が低いため油膜強
度も弱（、張り出し、引張り、絞り加工などを行うには
潤滑性が不十分である。

亜鉛メッキ鋼板のプレス加工において潤滑性が不十分で
あると、例えば電気亜鉛メッキ＃１ｌＪＩｉや溶融亜鉛
メッキ鋼板のようにメッキ層が軟質な亜鉛のη相である
場合、り相が金型と凝着して所謂カジリ現象をおこし、
メッキ層が剥離したり、甚だ　　゛しい場合は板破断に
至ることがしばしばある。

又例えば、溶融亜鉛メッキ後、熱拡散処理をして製造す
る合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の場合、メッキ層は鉄・亜
鉛の合金層となるが、メッキ表面に比較内軟、質なζ相
（ＦｅＺｎ＋ｓ）が残存すると、溶融亜鉛メッキＲ＠と
同様の現象が生ずる場合がある。

破断はもとより歩留り低下につながり、メッキ層の剥離
も、その剥離片が製品に押し傷がつく原因となるので歩
留り低下、或いは型洗浄頻度増等によるａ＊低下の実害
がでる。

このため成型金型、工具と亜鉛メッキ鋼板の界面を適度
な潤滑状態に保つことが技術上の重要なポイントとなる
。

そこで潤滑技術については従来いろいろの工夫がなされ
てきたが、最も一般的なものは油脂類と鉱物油との混合
物であるプレス加工油を直前塗布する方法である。

プレス加工油は加工度により使用するものが異なるため
、種々の粘度グレード（５０−１５０ｃＳ　ｔｔ　４０
℃）があり、本発明の対象となる亜鉛メッキ鋼板のプレ
ス加工には７Ｏ−８０ｃＳ　ｔ（４０℃）の高粘度のも
のが使用されている。

その最も原始的な手法は手塗潤滑であるが、この場合生
産性が低（、更に塗布するプレス加工油の種類、堂、位
置のコントロールが困難で成型性にバラツキを生じたり
、後工程の親席が不十分となる欠点がある６ そこで近年ではプレス作業のＷ１械化による合理化に伴
い、潤滑個所へのプレス加工油のスプレー潤滑に変って
きており、生産性、塗油量のコントａ−ルには改善が見
られるものの、設備投資が必要で、しかも油のミストに
よる環境悪化などの問題をかかえている。

一方視点をかえて高粘度のプレス加工油を防錆油として
使用することが考えられるが、高粘度であるが故、塗布
方法を考慮しても油膜を薄くできる限界があり、持ち出
しによる損失が大きいため不Ｍ、済である。

又この問題は現在用いられているプレス加工油の粘度を
防錆油並に下げることが可能であれば解決できるが、こ
の場合加工に支障をきたさないようにするには潤滑性を
上げるために極圧添加剤の添加が不可欠となる。

極圧添加剤は空気中の水分と接触することにより、加水
分解、親塩酸などが起こり、腐食性物質が生成するため
防錆性能が着しく低下する。この現象は防錆添加層によ
って抑制することは難しく、特に亜鉛メッキ鋼板での実
用性は乏しい。

つ本９現在の添加剤類の組み合わせ技術では市販の防錆
油又はプレス加工油のどちらか一力でもって防錆性及び
プレス加工性を満足させることは不可能であった。

そこで本発明者らは、特開昭６２−９５３９６に開示さ
れているところであるプレス加工兼用防錆油を提案した
。その内容は（ａ）スルホン酸塩の群から選ばれた少な
くとも１１！、（ｂ）カルボン酸塩の群から選ばれた少
なくとも１種、（Ｃ）リン酸エステル誘導体、ジエステ
ル、ポリオールエステル、油脂の群から選ばれた少なく
とも１種、及び（ｃｌ）　０．１μ輪以下の粒子を主成
分とするホウ酸のアルカリ／アルカリ土類金属塩を含有
することを特徴とするプレス加工兼用防錆油である。し
かし上記発明は表面が比較的不活性な冷延鋼板等には適
用できるが、表面が活性な亜鉛メッキ鋼板の場合には防
錆性能が不十分であることが見出され、未だ改善の余地
があった。

これらの問題点を解決するためには、油じみが少なく、
鋼板表面の亜鉛メッキ層を腐食せず、脱脂性、化成処理
性に優れた低粘度の防錆油でもって防錆処理を施し、且
つその油膜でもってプレス加工を行う際の成型金型、工
具と亜鉛メッキ鋼板の界面を適度な潤滑状態に保つこと
が重要となる。

（発明が解決しようとするａ題） 本発明の目的は粘度が２０ｃＳＬ以下で亜鉛メッキ鋼板
のプレス加工時に高潤滑性を有するプレス加工兼用防錆
油を提供することにある。

又、本発明の目的は亜鉛メッキ鋼板に対し優れた潤滑性
、防錆性、脱脂性、化成処理性を有するプレス加工兼用
防錆油を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は（ａ）スルホン酸塩の群がら選ばれた少なくと
も１種、 （ｂ）カルボン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、 （Ｃ）ジエステル、ポリオールエステル、？ＴＩＩＮの
群から選ばれた少なくともＩＦｌ。

（ｄ）超塩基性スルホネートの群から選ばれた少なくと
も１種及び、 （ｅ）ホウ酸カリウムを主成分とする１μ論以下の粒子 を含有することを特徴とする亜鉛メッキ鋼板用プレス加
工兼用防錆油に係る。

以下、各添加剤の作用について詳細に説明する。

まずスルホン酸塩、カルボン酸塩、及び超塩基性スルホ
ネートは防錆を目的とした添加剤である。

スルホン酸塩としてはフルキルベンゼンスルホン酸塩、
アルキルナフタレンスルホン酸塩４百油スルホン酸塩等
を、又カルボン酸塩としては例えばステアリン酸、ナフ
テン酸、酸化ワックス、ラノリン脂肪酸等の長鎖の脂肪
酸塩等を挙げることがｒ′きる。

スルホン酸塩の作用ＰＩｉ構はそれの持つ金属表面への
強い吸着力による水通過を防ぐ防御膜を形成し、又油中
で極性基を内側に、炭化水素基を外側に配向した分子集
合体、ミセルを形成し水を可溶化することにより亜鉛メ
ッキ表面への水の接触を防ぐものである。

カルボン酸塩はＪｋ風表面への強い吸着性、密着性、被
膜形成性による水通過を防ぐ防御膜を形成し、防錆効果
を発揮する。

更に、スルホン酸塩と併用することによる相乗効果によ
って優れた防錆性が得られ、又カルボン酸塩自体の各種
溶媒に対する溶解性も改善できる。

超塩基性スルホネートはその中に含まれる分散体中の炭
酸カルシウムの結晶が偏平な板状であり、造膜した時に
重なりあって配向しバリアーを形成することにより腐食
成分の侵入を防ぐものである。

更にこれらはアルカリ性のためにホウ酸カリウムの加水
分解によって生ずるホウ酸の中和作用を有し、特に亜鉛
メッキ鋼板には不可欠である。

超塩基性スルホネートとしでは、超塩基性カルシウムス
ルホネート、超塩基性バリウムスルホネート、超塩基性
マグネシウムスルホネート等を挙げることができ、中で
も粒径が６０オングストローム以下の、７０〜９０％の
炭酸カルシウムと１０〜３０％の水酸化カルシウムをコ
ロイド状に分散した、謂塩基性カルシウムスルホネート
が好ましい。

上記３種の添加剤の濃度については特に限定するもので
はないが、実用上１０％以下で十分であり、経済的観点
からすると３〜５％が好ましい。

又ジエステルとしては例えばノオクチルセパヶート、ジ
オクチルアノベート等を、ボリオールエステルトシては
トリノチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリ
グリセライド等と炭素！１Ｌ１０〜１８の脂肪酸とのエ
ステル等を、油脂としてはパーム油、ナタネ油、ヒマシ
油等の植物油脂や、う−ド、う／リン、牛脂等の動物油
脂を挙げることができる。

これらは油性向上を目的とするもので、プレス加工時の
適度の滑り作用と良好な表面状態を与える。

本添加剤の濃度も特に限定するものではないが、効果と
しては２０％以下で十分であり、１１１済的観点から１
０−１５％が好ましい。

本発明のホウ素化合物は油中において一般に清浄分散剤
と称されるアルカリ又はアルカリ土類金属スルホン酸塩
及びスクシンイミド等の化合物の存在下でホウ酸と水酸
化カリウムを反応させた、粒状ホウ酸カリウム分散体で
、その粒径は１μ情以下、好ましくは平均粒子径が０．
１μ槍のものが良−１゜ ホウ酸カリウムの濃度も特に限定するものでなく、効果
としては２％以下で十分であり経済的観点から０．３〜
１％が好ましい。即ち潤滑性の観点からは濃度が高い方
が望ましいが、潤滑性の向上効果は小さくなり、ｆｉ済
的に不利となる。更に油中での分散安定性も悪化する傾
向にあることから上記範囲が望ましい。

このようなホウ酸カリウム分散体としては、例えば商品
名［ＯＬＯ＾９７５０Ｊ（ＣＩ＋ｅｖｒｏｎ　　Ｃｌ＋
ｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ　　０ｒｏｎｉｔｅ　　Ａ
ｄｄｉｔｉｖｅｓ　　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ製）が使用でき
る。

本発明のホウ素系固体潤滑剤の場合は極圧被膜は化学反
応によるものではなく物理的吸着によるもので、この吸
着膜は特に高荷ｆｆｉ債域で優れた潤滑性を示す。

粒子径を１ミクロン以下に限定した理由は防錆油に固体
潤滑剤を添加する場合、粒径の大きさが１ミクロンを越
えると二次凝集によって、油中での分散安定性が悪くな
るからである。粒子径が１ミクロンを越えると貯蔵中に
潤滑剤成分が分難、沈降し潤滑不足の原因になるとか、
金属表面に塗油した時に、固体潤滑剤が錆発生の核とな
り、著しく防錆性を落とすことにつながる場合がある。

粒子径が１ミクａン以下のホウ酸カリウムはアルキルベ
ンゼンスルホン酸バリウム塩、超塩基性カルシウムスル
ホネートとラノリン脂肪酸バリウム塩の相乗効果により
油中に透明に分散でき、萌述の不安がないことは大きな
特長である。

又前述した如（、ホウ酸カリウムは親水性が強く、水と
の接触により一部溶解し、ホウ酸を生成することがある
。生成したホウ酸成分は金属に対し腐食性をらつことか
ら、防錆油に使用する場合はこの対策を施しておく必要
がある。

本発明のプレス加工兼用防錆油は使用環境での吸湿や、
工程での水の混入が考えられるため、萌述した超塩基性
カルシウムスルホネートを配合し、生成したホウ酸を中
和できるようにしであることも特長である。

本発明において（ａ）〜（ｅ）成分の配合割合は（ａ）
成分は１０重量％以下、好ましくは３〜５重量％、（ｂ
）成分は１０重１％以下、好ましくは３〜５重量％、（
ｃ）成分は２０重１％以下、好ましくは１０＝１５重１
％、（ｄ）成分は１０重量％以下、好ましくは３〜５重
量％、（ｅ）成分は２重量％以ド、好ましくは０．３〜
１重景％とするのが良く、これに適当な粘度に調整する
ことのできる鉱油を配合する。

本発明の亜鉛メッキ鋼板用プレス加工兼用防錆油は、常
法に従って容易に製造することができる。

即ち、所定量の基油に所定量の防錆添加剤、潤滑剤、固
体潤滑剤を加え、撹拌・混合する。混合は、常用の撹拌
機付！混合槽を用いることができ、通常６０〜１００℃
で行われ、時間は１〜２時間で十分である。

このようにして前記組成の成分の配訃によって、後記実
施例で実証されるように、亜鉛メッキ鋼板に対して優れ
た防錆性と、プレス性を有するプレス加工兼用防錆油が
得られる。

（叉　施　例） 以下に実施例及び比較例により詳細に説明する。

Ｎｏ、１〜３は実施例であり、Ｎ０２４〜５は比較例で
ある。結果を第１表に示す。

防錆性、潤滑性、脱脂性、化成処理性の試験方法と評価
基準は次の通りである。

防錆性：供試亜鉛メッキ鋼板 ａ）溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ付着量９０ｇ／＋―勺
１〕）合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ付着ｊｉ１６
０ｇ評価方法 上記亜鉛メッキ鋼板を本発明品及び比較油中に浸漬し、
４９℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽に６０日問静置し、メ
ッキ層の腐食の状態を目視で評価した。

○：腐食がない。

Δ：腐食による変色が認められる。

Ｘ：腐食による変色が著しい。

潤滑、性：供試亜鉛メッキ鋼板 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ付着量６０ｇ／＋６
２） 評価方法 本発明品及び比較油を同一コイルから採取した合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板に約１ｇ／ｍ２塗布し、ビード金型を
通過する際の引き抜き荷重（ｋｇｆ）で評価した。

引き抜き荷重が小さいほど潤滑性が良好であることを示
す。ビード金型には２２０ｋｇｆの押し付は荷重を加え
た。

サンプル形状：　１７Ｗ　Ｘ　４００Ｌ　　Ｘ　Ｏ，８
１引き抜き速度：　５００ｍ＋＠／　ｗｉｎ。

ストローク　　＝３００論誦 脱脂性：供試亜鉛メッキ鋼板 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ付着ｆｆ１６０ｇ／
評価方法 炭酸ソーダ系脱脂液を用いて、スプレ一方式で２０秒間
脱脂し、水洗後の水濡れ面積率（％）で評価した。水濡
れ面積率が高い１よと脱脂性が良好であることを示す。

化成処理性：供試亜鉛メッキ鋼板 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ付着！６０ｇ／論２
） 評価方法 リン酸亜鉛系化成処理液を用いて浸漬方式で化成処理を
行い、付着量、結晶形態で評価した。

Ｏ：緻密な結晶 ×：粗大な結晶 尚、脱脂性、化成性については、合金化亜鉛メッキ鋼板
に約１ｇ／鴫２塗油を行い、評価に先立って、恒温恒湿
槽（５５℃、６０％ＲＩＩ　）で７日間経時させた。

第１表に見られるように、本発明品は防錆性、潤滑性に
優れ、脱脂性、化成処理性にも間ｍ無く、亜鉛メッキ鋼
板用プレス加工兼用防錆油として優れた性能を有するこ
とがわかる。

（発明の効果） １．プレス加工油及び加工油スプレー設備が不必要とな
り、大幅なＪｌ′ＩＲｆｆ５減がでさる、２、プレス加
工油塗布工程が省略できるため、ハンドリングタイムの
短縮が可能となり、生産性向上につながる。

３、プレス加工油の飛散、洩れなどによる工場汚染がな
くなり、環境改善が可能となる。

４、亜鉛メッキ鋼板のプレス成型時の板破断、メッキ剥
離等を防止でき、歩留り向上、生産性向上に寄与する。

５、成型性が向上することから、高価な高品質の亜鉛メ
ッキ鋼板や亜鉛系合金化メッキｗ４Ｍを使用する必要が
なくなり、より安価な材料で容易に成型できる。

以上の如く本発明のプレス加工兼用防錆油を用いること
によってプレス工程に多大なメリットを提供し工業的に
大きな効果をもたらすものである、（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）スルホン酸塩の群から選ばれた少なくとも
   １種、 （ｂ）カルボン酸塩の群から選ばれた少なくとも１種、 （ｃ）ジエステル、ポリオールエステル、油脂の群から
   選ばれた少なくとも１種、 （ｄ）超塩基性スルホネートの群から選ばれた少なくと
   も１種及び、 （ｅ）ホウ酸カリウムを主成分とする１μｍ以下の粒子 を含有することを特徴とする亜鉛メッキ鋼板用プレス加
   工兼用防錆油。