JPH0317189A - 樹脂塗装鋼板 - 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】 崖１』聖４む七ｒ顆 本発明は、自動車、家庭電気製品、建材等に用いられる
耐食性及び潤滑性にすぐれる樹脂塗装鋼板に関する。

藍迷豆丑韮 一般に、鋼板をプレス加工する際には、その加工性を良
好にするために、鋼板の表面にプレス油が塗布される。

しかし、このように、プレス油を塗布すれば、その銅板
のプレス加工に際してプレス油が飛散して、作業環境を
悪化させ、或いは公害問題を引き起こし、更には、プレ
ス加工後に脱脂工程を必要とする等の問題がある。

そこで、プレス油を用いずに、良好なプレス加工性を得
るために、種々の鋼板表面処理方法が提案されている。

例えば、ミルボンド被膜やワ・ノクス被膜を鋼板の表面
に形戊したり、或いは無機又は有機系の固体潤滑剤を含
有する樹脂エマルジョン又は樹脂水溶液を表面処理剤と
して用いて、これを鋼板の表面に塗布し、乾燥させて樹
脂被膜を形戒する方法等が知られている。特に、後者の
方法は、強加工される製品の場合や、加工後に脱脂を省
略して、尚、塗装性が要求される製品のための表面処理
方法として、好適に用いられている。

この方法において、上記固体潤滑剤としては、従来、Ｗ
ｃ機系では、黒鉛や二硫化モリブデンが用いられており
、また、有機系では、バラフィン、ポリエチレン系のワ
ソクスや、ステアリン酸カルシウム等の金属石ケンが用
いられている。このように、無機系の固体潤滑剤を用い
る方法は、例えば、特開昭６１−２２７１７８号公報、
特開昭６１−２２７１７９号公報、特開昭６１−２３１
）７７号公報、特開昭６１−２７９６８７号公報等に記
載されている。

しかし、固体潤滑剤として、黒鉛や二硫化モリブデンを
用いるときは、一般に、ｆｉｌ板の表面の色調の調整が
困難であるうえに、鋼板の強加工に耐え得る潤滑性能を
与えるために、表面処理剤に潤滑剤を多量に配合すると
、得られる樹脂被膜の密着性が著しく悪く、鋼板の加工
後の耐食性が劣化する。更に、黒鉛や二硫化モリブデン
は、比重が大きいために、表面処理剤中に均一に分散し
難く、保存時は勿論、使用時にも、表面処理剤中で沈降
しやすいので、保存性や作業性にも難がある。

他方、ファクスを添加した樹脂エマルジョンのような表
面処理剤を用いるときは、鋼板に塗布後、乾燥するとき
に、ワックスが樹脂Ｐ！ｊｌ膜の表面に浮き出すので、
表面の滑り性は良好であるが、連続プレスによる金型の
温度上昇によって、表面のワックスが液化、流動して、
その潤滑性能が低下し、樹脂被膜の剥離が生じて、やは
り加工後の耐食性が劣化する． また、金属石ケンを固体潤滑剤として用いるときは、鋼
板の表面に形成された樹脂被膜が吸湿性が高いために、
べとつきを生じるほか、耐食性に問題を有する。

最近では、特開昭６　３　−　１　６　２　８　８　６
号公報に、カルボキシル化ポリオレフィン系樹脂にエボ
キシ樹脂を添加し、低温にて架橋造膜化を図った表面処
理剤も提案されている。しかし、このような表面処理剤
は、低温にて塗膜の架橋膜化が始まるために、実操業時
の表面処理剤の安定性に欠けるところがあり、しかも、
被膜が架橋構造を有するために、硬度が高く、加工後の
耐食性が劣る問題を有する。

日が”しようとす（蓬因 本発明は、上記した従来の樹脂塗装鋼板における問題を
解決するためになされたものであって、潤滑性にすぐれ
、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、しかも、鋼板の加工後にも高耐
食性を有し、また、その後の塗装に際しても、脱脂を必
要としない樹脂塗装鋼板を提供することを目的とする。

量　を”するための 本発明による樹脂塗装鋼板は、ウレタン変成ポリオレフ
ィン系樹脂を主体として、フッ素系樹脂粒子２．５〜３
０重景％及びシリカ粒子をＳｉ０２として１〜２０重量
％含有する樹脂被膜が付着量０．１〜５　ｇ　／　ｒｄ
にて鋼板の表面に形戒されていることを特徴とする。

本発明において用いるウレタン変性ポリオレフィン系Ｈ
Ａ脂は、水溶性でも非水溶性でもよく、鋼板への塗布に
際しては、前者は水溶液として、後者は水性エマルジョ
ンとして用いられる。ウレタン変性ポリオレフィン系樹
脂としては、例えば、ウレタンポリエーテル、ウレタン
ポリエステル等のウレタン変性によるポリエチレン、ボ
リプロビレン、ポリブチレンのほか、エチレン、ブロビ
レン、ブチレンの１種又は２種以上とアクリル酸及び／
又はメタクリル酸との共重合体の前記ウレタン変性物等
が好ましく用いられる。

本発明において、かかるウレタン変性ポリオレフィン系
樹脂において、ウレタン或分は、５〜５０重Ｍ％の範囲
にあることが好ましい。ウレタン成分が５重景％よりも
少ないときは、ウレタン変性の効果が乏しく、特に、鋼
板の加工後の耐食性の向上を図ることができない。他方
、ウレタン成分が５０重量％を越えるときは、ポリオレ
フィン系樹脂の有する潤滑性が乏しくなり、また、加工
後の耐食性が劣化する。

本発明による樹脂塗装鋼板は、上記ウレタン変？ボリオ
レフィン系樹脂を主体として、フッ素系樹脂粒子２．５
〜３０重量％及びシリカ粒子をＳｉＯ■としてｌ〜２０
重量％含有し、付着１０．１〜５ｇ／一にて有機樹脂被
膜層が鋼板の表面に形成されている。

有機樹脂被膜において、フッ素系樹脂粒子が２．５重景
％よりも少ないときは、得られる被膜の潤滑性及び耐食
性が十分でなく、一方、３０重量％を越えるときは、潤
滑性能の点では特に問題がないが、得られる被膜の鋼板
に対する密着性が悪くなり、プレス加工において、被膜
が剥離し、加工後の耐食性に劣るようになる。更に、塗
装性についても、被膜と塗料との密着性が低下する．特
に、本発明においては、フン素系樹脂粒子量は、有機樹
脂被膜において、１５〜２５重量％であることが好まし
い。

このようなフッ素系樹脂の効果を最大限に得るには、フ
ッ素系樹脂は、その粒径が０．０１〜２μｍの範囲にあ
ることが好ましく、特に、粒径が２μｍを越えるときは
、ウレタン変性ポリオレフィン樹脂の水溶液又はエマル
ジョン中に均一に分散し難くなり、その結果として、得
られる被膜の鋼板への密着性及び塗料との密着性も悪化
する。他方、フン素系樹脂の粒径が０．０２μｍよりも
小さいときは、フッ素系樹脂の添加による上記被膜の潤
滑性及び耐食性の向上効果を得ることができない。

上記フッ素系樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン
樹脂（ＰＴＦＥ）　、三フッ化塩化エチレン樹脂、フシ
化ビニリデン樹脂、フン化ビニル樹脂、エチレン・四フ
フ化エチレン共重合体樹脂、四フフ化エチレン・六フン
化プロピレン共重合体樹脂等を挙げることができる。

更に、有機樹脂被膜において、シリカ粒子がＳｉＯｚと
して１重景％よりも少ないときは、得られる被膜の耐食
性が十分でなく、他方、２０％を越えるときは、シリカ
が増摩剤として作用するようになり、被膜の摩擦係数を
高めて、潤滑性を低下させ、延いては、加工後の耐食性
をも劣化させる。

このようなシリカの効果を最大限に得るには、シリカは
、その粒径がｌ〜２０ｍμの範囲にあることが好ましい
。シリカの粒径が小さくなるほど、被膜の耐食性及び塗
装性が向上し、特に、加工後の耐食性が著しく向上する
。かかるシリカの効果は、樹脂被膜を緻密で密着性にす
ぐれるものとして、樹脂被膜の有する耐食性を一層高め
ることによるものとみられる。このような観点からは、
用いるシリカは、粒径が小さいほどよいが、しかし、極
端に微小な粒子を用いても、上記効果がそれに対応して
、特に、増強されるものでもないので、本発明において
は、シリカは、粒径がｌｍμ以上であればよい。他方、
２０ｍμを越えるときは、被膜の表面を粗くして、潤滑
性を低下させる。特に、本発明においては、用いるシリ
カは、粒径が３〜１０ｍμの範囲が好ましい。

このようなシリカは、通常、コロイダルシリ力として知
られており、例えば、スノーテックスーＸＳやＳＳ（日
産化学工業■製）として、市販品を人手することができ
る。

本発明においては、このような有機樹脂被膜の鋼板への
付着量が０．　１　ｇ　／　ｃｄよりも少ないときは、
強加工において、所要の潤滑効果及び加工後の耐食性を
得ることができない。しかし、付着量が５ｇ／ｒｄを越
えるときは、鋼板のプレス加工において、被膜の剥離量
が増し、例えば、ブレス或形において、金型に剥離被膜
が蓄積し、プレス或形に支障を生じる。

本発明において、鋼板素材′としては、特に、限定され
るものではないが、例えば、亜鉛又は亜鉛合金めっき鋼
板、これら鋼板をクロメート処理やリン酸塩処理等の化
或処理したもの等が好適に用いられる。

本発明において用いる表面処理剤は、前述したようなウ
レタン変性ポリオレフィン樹脂の水溶液又はエマルジョ
ンにフッ素系樹脂のディスバージョンとシリカ粒子とを
前記所定の範囲内で分散させることによって得ることが
でき、かかる表面処理剤を鋼板に塗布し、乾燥すれば、
本発明による樹脂塗装鋼板を得ることができる。

文旦旦態果 以上のように、本発明によれば、フ・ソ素系樹月旨粒子
とシリカ粒子を含有するウレタン変性ポリオレフィン樹
脂の水溶液又はエマルジョンからなる表面処理剤を鋼板
に塗布し、乾燥させること番こまって、プレス油の塗布
なしに、強加工ができ、且つ、耐食性、特に、加工後の
耐食性番こすくれる樹脂被膜を形或することができる。

このような高潤滑性、高耐食性樹脂被膜を有する処理ｗ
Ｂ板は、プレス加工後、塗装鋼板としてのみならず、裸
使用もできる。

大侮■ 以下に実施例を挙げて本発明を説明する力く、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１ クロメート処理を施した電気亜鉛めっき鋼板（亜鉛付着
量２　０　ｇ／ｍ、クロム付着量１３■／ｍ２）を素材
鋼板として用いた。

水溶性ウレタン変性ボリプロビレン（ウレタン変性量１
０Ｍ量％）に被膜形或後の全固形分換算にてＯ〜３０重
量％の四フフ化エチレン樹脂（粒径０．　１〜４μｍ）
ディスバージョンと、粒径１０〜２０ｍμのコロイダル
シリ力をＳｉ（ｈ　として１０重量％加え、分散させて
、表面処理剤を得た。

この表面処理剤を前記鋼板の表面に乾燥付着量ｌ　ｇ／
ｒｄとなるように絞りロールにて塗布し、１００℃で３
０秒の条件で乾燥させ、樹脂被膜を形成させて、樹脂塗
装鋼板を得た。

得られた樹脂塗装調板について、摺動試験、円筒深絞り
試験及び塩水噴霧試験を行なって、動摩擦係数、限界絞
り比、耐型かじり性及び耐食性を調べた。尚、限界絞り
比は、ブランク径１　０　０　１ｍ、ポンチ径５０Ｈの
単一素板法にて求めた。また、動摩擦係数は、加圧力１
　５　０　ｋｇにおける摺動による荷重から求めた。結
果を第１図及び第２図に示す。塩水噴霧試験は、エリク
セン押出加工後に行なった。結果を第３図に示す。

実施例２ ウレタン変性ポリブチレンエマルジョン（ウレ？ン変性
！３０％）に被膜形成後の全固形分換算にて１０重量％
の四フフ化エチレン樹脂（粒径０．１〜４μｍ）ディス
バージョンと、粒径４〜６ｍμ、１０〜２０ｍμ及び４
０〜５０ｍμのコロイダルシリ力をそれぞれＳｉＯ■と
して１０重量％加え、分散させて、表面処理剤を得た。

この表面処理剤を前記鋼板の表面に乾燥付着量１　ｇ／
ｎ？となるように絞りロールにて塗布し、８０℃でｌ分
間乾燥させ、樹脂被膜を形成させて、樹脂塗装鋼板を得
た。

実施例ｌと同様にして、処理鋼板の性質を調べた。結果
を第１表に示す。

実施例３ ウレタン変性ポリエチレン（ウレタン変性量２０重量％
）エマルジョンに被膜形或後の全固形分換算にてＯ〜３
０重量％の四フッ化エチレン樹脂（粒径Ｏ．１〜４μｍ
）ディスバージョンと、実施例２と同しコロイダルシリ
力をＳｉ０２としてＯ〜２０重量％加え、分散させて、
表面処理剤を得た。

この表面処理剤を前記鋼板の表面に乾燥付着量？　ｇ／
ｒｄとなるように絞りロールにて塗布し、乾燥させ、樹
脂被膜を形成させて、樹脂塗装鋼板を得た。

実施例１と同様にして、処理鋼板の性質を調べた。結果
を第２表に示す。

実施例４ 第３表に示す種々のウレタン変性ポリオレフィン樹脂エ
マルジョンに被膜形成後の全固形分換算にて１０ｆ！１
％となるように四フフ化エチレン樹脂（粒径０．　１〜
４μｍ）ディスバージョンを加えると共に、コロイダル
シリカをＳｉＯ■として５重量％加え、分敗させて、表
面処理剤を得た。

このような表面処理剤を用いて、実施例ｌと同様にして
、表面処理鋼板を得た。

実施例ｌと同様にして、処理鋼板の性質を調べた。結果
を第３表に示す。

また、比較のために、ウレタン変性量が本発明で規定す
る範囲をはずれるウレタン変性ポリオレフィン樹脂を用
いた場合、カルボキシル化ポリオレフィン樹脂を用いた
場合及びアクリル樹脂を用いた場合の結果を第３表に示
す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウレタン変成ポリオレフィン系樹脂を主体として
   、フッ素系樹脂粒子２．５〜３０重量％及びシリカ粒子
   をＳｉＯ＿２として１〜２０重量％含有する樹脂被膜が
   付着量０．１〜５ｇ／ｍ＾２にて鋼板の表面に形成され
   ていることを特徴とする樹脂塗装鋼板。
2. （２）ウレタン変成ポリオレフィン系樹脂中のウレタン
   成分が５〜５０重量％であることを特徴とする請求項第
   １項記載の樹脂塗装鋼板。
3. （３）フッ素系樹脂粒子が０．０１〜２μｍの粒子径を
   有することを特徴とする請求項第１項記載の樹脂塗装鋼
   板。
4. （４）シリカ粒子が１〜２０ｍμの粒子径を有すること
   を特徴とする請求項第１項記載の樹脂塗装鋼板。