JPH0465154B2

JPH0465154B2 -

Info

Publication number: JPH0465154B2
Application number: JP1126275A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Nakayama; Yukio Numakura; Tamio Akata; Michihiro Yamamoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1992-10-19
Also published as: JPH02305979A

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つている、亜鉛メツキ鋼
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
可能とする亜鉛メツキ鋼板用プレス加工兼用防錆
油に関する。この場合、亜鉛メツキ鋼板とは溶融亜鉛メツキ
鋼板、電気亜鉛メツキ鋼板、蒸着亜鉛メツキ鋼
板、及びこれらを合金化した合金化亜鉛メツキ鋼
板等、亜鉛を主たる成分とするメツキ鋼板の全て
を指すものである。（従来の技術）亜鉛メツキ鋼板が製鉄メーカーで製造されてか
ら、需要家で種々の部品に成型、加工させるまで
の仕掛り期間中で品質上最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ツ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イング
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メツキ鋼板を対象
に用いる防錆油は油じみが少ない、表面のZnメ
ツキ層を腐食しない、脱脂性、化成処理性が良い
等の品質の面と、油の持出しを少なくするという
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
リエチレンフイルムを積層した防錆紙あるいはポ
リエチレンフイ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。出荷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く、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。亜鉛メツキ鋼板のプレス加工において潤滑性が
不十分であると、例えば電気亜鉛メツキ鋼板や溶
融亜鉛メツキ鋼板のようにメツキ層が軟質な亜鉛
のη相である場合、η相が金型と凝着して所謂カ
ジリ現象をおこし、メツキ相が剥離したり、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、溶融亜鉛メツキ後、熱拡散処理をし
て製造する合金化溶融亜鉛メツキ鋼板の場合、メ
ツキ層は鉄・亜鉛の合金層となるが、メツキ表面
に比較的軟質なξ相（FeZn₁₃）が残存すると、
溶融亜鉛メツキ鋼板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、メツキ
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
による能率低下の実害がでる。このため成型金型、工具と亜鉛メツキ鋼板の界
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（50〜150cSt、40
℃）があり、本発明の対象となる亜鉛メツキ鋼板
のプレス加工には70〜80cSt（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るが、この
場合生産性が低く、更に塗布するプレス加工油の
種類、量、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、後工程の脱脂が不十分とな
る欠点がある。そこで近年ではプレス作業の機械化による合理
化に床泣い、潤滑個所へのプレス加工油のスプレ
ー潤滑に変つてきており、生産性、塗油量のコン
トロー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
不経済である。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、脱酸塩などが起こり、腐食性物質
が生成するため防錆性能が著し低下する。この現
象は防錆添加剤によつて抑制することは難しく、
特に亜鉛メツキ鋼板での実用性は乏しい。つまり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化合油のどちらか一方でも
つて防錆性及びプレス加工性を満足させることは
不可能であつた。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)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(d)0.1μｍ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いるが、表
面が活性な亜鉛メツ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
あつた。これらの問題点を解決するためには、油じみが
少なく、鋼板表面の亜鉛メツキ層を腐食せず、脱
脂性、化成処理性に優れた低粘度の防錆油でもつ
て防錆処理を施し、且つその油膜でもつてプレス
加工を行う際の成型金型、工具と亜鉛メツキ鋼板
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課題）本発明の目的は粘度が20cSt以下で亜鉛メツキ
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ツキ鋼板に対し優れ
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ツキ鋼板プレ
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ア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、石油
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、酸化ワツクス、ラ
ノリン脂肪酸等の長鎖の脂肪酸塩等を挙げること
ができる。スルホン酸塩の使用機構はそれの持つ金属表面
への強い吸着力にる水透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ツキ表面への水の接触を
防ぐものである。カルボン酸塩は金属表面への強い吸着性、密着
性、被膜形成性による水透過を防く防御膜を形成
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
効果によつ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つ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
ムの加水分解によつて生ずるホウ酸の中和作用を
有し、特に亜鉛メツキ鋼板には不可欠である。超塩基性スルホネートとしては、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、超
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ジオクチルセバケ
ート、ジオクチルアジペート等を、ポリオールエ
ステルとしてはトリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール、トリグリセライド等の炭素数10
〜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、ラ
ード、ラノリン、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、経済的
観点から10〜15％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、
粒状ホウ酸カルウム分散体で、その粒径は1μｍ
以下、好ましくは平均粒径が0.1μｍのものが良
い。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、経済的に不利となる。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「OLOA 9750」（Chevron Chemical
Cmpany Oroite Additives Division製）が使用
できる。本発明のホウ酸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重領域で優れた潤
滑性を示す。粒子系を１ミクロン以下に限定した理由は防錆
油に固定潤滑剤を添加する場合、粒系の大きさが
１ミクロンを越えると二次凝集によつて、油中で
の分散安定性が悪くなるからである。粒子系が１
ミクロンを越えると貯蔵中に潤滑剤成分が分離、
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。
粒子系が１ミクロ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、前述
の不安がないことは大きな特長である。又前述した如く、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
し腐食性をもつことから、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、前
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てある
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重量％以下、好ましくは３〜５重量％、(c)
成分は20重量％以下、好ましくは10〜15重量％、
(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％以下、好ましくは0.3〜１
重量％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。本発明の亜鉛メツキ鋼板用プレス加工兼用防錆
油は、常法に従つ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、固定潤滑剤を加え、撹拌・混合する。混
合は、常用の撹拌機付き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合によつ
て、後記実施例で実証されるように、亜鉛メツキ
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。（実施例）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、No.４〜６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：供試亜鉛メツキ鋼板 (a) 溶融亜鉛メツキ鋼板（メツキ付着量90ｇ／
m²） (b) 合金化溶融亜鉛メツキ鋼板（メツキ付着量60
ｇ／m²）評価方法上記亜鉛メツ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日間静
置し、メツキ層の腐食の状態を目視で評価した。 ○：腐食がない。 △：腐食による変色が認められる。 ×：腐食による変色が著しい。潤滑性：供試亜鉛メツキ鋼板合金化溶融亜鉛メツキ鋼板（メツキ付着量60
ｇ／m²）評価方法本発明製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ツキ鋼板に約１ｇ／m²塗布
し、ビード金型で通過する際に引き抜き荷重（Kg
ｆ）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の押し付け
荷重を加えた。サンプル形状：17W×400L×0.8t 引き抜き速度：500mm／min. ストローク：300mm 脱脂性：供試亜鉛メツキ鋼板合金化溶融亜鉛メツキ鋼板（メツキ付着量60
ｇ／m²）評価方法炭酸ソーダ系脱脂液を用いて、スプレー方式で
20秒間脱脂し、水洗後の水漏れ面積率（％）で評
価した。水漏れ面積率が高いほど脱脂性が良好で
あることを示す。化成処理性：供試亜鉛メツキ鋼板合金化溶融亜鉛メツキ鋼板（メツキ付着量60
ｇ／m²）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。 ○：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
ツキ鋼板に約１ｇ／m²塗油を行い、評価に先立つ
て、恒温恒湿槽（55℃、60％RH）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、化成処理性にも問題無
く、亜鉛メツ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。

【表】（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、大幅な経費削減ができる。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亜鉛メツキ鋼板のプレス成形時の板破断、メ
ツ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
亜鉛メツキ鋼板や亜鉛系合金化メツキ鋼板を使
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
いることによつてプレス工程に多大なメリツトを
提供し工業的に大きな効果をもたらすものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】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ツキ鋼板用プ
レス加工兼用防錆油。