JPH0742470B2

JPH0742470B2 - 亜鉛めっき鋼板用防錆兼用プレス加工油

Info

Publication number: JPH0742470B2
Application number: JP1301470A
Authority: JP
Inventors: 義勇永栄; 泰雄奥村; 康雄谷澤; 直幸林; 充美飯田
Original assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH03162492A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、
亜鉛合金めっき鋼板、合金化亜鉛めっき鋼板などの鋼板
に適用する防錆性（白錆、赤錆などに対する防錆性）、
洗浄除去性および変色防止性を兼ね備えたプレス加工油
に関する。

〔従来の技術〕

亜鉛めっき鋼板のプレス加工油として、鉱油、油脂及び
液状合成油などを基油とし、それに油脂と硫黄の化合物
を含有した高粘度の油が使用されているが、プレス加工
は一般に連続加工で行なわれるため工具温度が50〜100
℃になり、また加工材料も塑性変形による発熱があるた
めに、この様な状況のもとでプレス加工を行なうと亜鉛
めっき鋼板が変色（黒ずみ）を起こすので好ましくな
い。またプレス加工油は一般に防錆機能が低いためにプ
レス成形された亜鉛めっき鋼板の保管中に該表面に白錆
が発生し易く、特に輸送中に主として該鋼板エッジ部な
どに白錆のほかにさらに赤錆が発生するといった問題を
起こし易いのが現状である。また、プレス加工後の亜鉛
めっき鋼板を塗装前処理として化成処理する際の、脱脂
洗浄段階においてプレス油膜を完全に除去し難い場合が
あり、さらに亜鉛めっき鋼板表面に変色、白錆、赤錆の
何れかまたはそれらが混在している場合も多く見受けら
れ、何れの場合も化成不良を誘発するので、塗膜品質を
著しく損ねるといった問題を有しているのである。

次に、亜鉛めっき鋼板用の防錆油として、基油にアルキ
ルスルフォン酸塩またはカルボン酸塩などを含有するも
のが用いられているが、この油は潤滑性が劣るので、こ
のような油を塗布した亜鉛めっき鋼板をプレス加工する
際は、その上にさらにプレス加工油を塗油する必要があ
るので、１回の塗油で耐変色性、防錆性及び加工性を付
与し得る亜鉛めっき鋼板多機能油の開発要望が生じたの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記問題点を解決することを目的とし、亜鉛
めっき鋼板用の多機能型プレス加工油として１回の塗油
で、加工潤滑性、耐変色性、防錆性および塗装前処理に
おける洗浄除去性に優れた亜鉛めっき鋼板用防錆兼用プ
レス加工油を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そして、本発明者等は、先に述べた問題点を解決できる
亜鉛めっき鋼板用プレス加工油について研究した結果、
先づ下記の新たな知具を得るに至った。すなわち、（イ）プレス潤滑性能を適度に保持するための潤滑助剤
として、基油に配合するアルキル亜リン酸エステルの種
類、その分子構造における炭素数およびプレス加工油へ
の配合量などについて限定する必要があること。

（ロ）プレス潤滑性能を適度に保持するために、硫黄結
合化合物の種類その分子構造における炭素数、不活性硫
黄分の含有量及び硫黄結合化合物のプレス加工油への配
合量などについて限定する必要があること。

（ハ）塗油された亜鉛めっき表面の変色を抑制するに
は、硫黄系極圧剤は不活性タイプが適切であり、プレス
加工油中の活性硫黄分の含有量を0.5％（重量％、以下
同じ）以下とする必要があること。

（ニ）耐白錆性及び耐赤錆性を付与させるための防錆添
加剤として、アルキルスルフォン酸塩、カルボン酸塩及
びその塩、アミン化合物から選ばれる化合物をプレス加
工油に配合させること。

（ホ）プレス加工油の油膜の洗浄除去性を付与するため
に、該加工油の粘度を40℃で５〜30cStに限定するこ
と。

以上の知見に基づいてさらに検討を進めた結果、前述の
要望に添った目的とするプレス加工油を完成するに至っ
た。すなわち、本発明のプレス加工油は防錆性と潤滑性
を兼ね備えたものであって、その構成は、（ａ）基油、防錆添加剤、潤滑助剤、および極圧添加剤
とから成るものであって、まず（ｂ）各物質の限定範囲として基油：鉱油、油脂及び液状合成油から選ばれる１種ま
たは２種以上を65〜90部（重量部、以下同じ）含有させ
ること、防錆添加剤:C₁₆以上のアルキルスルフォン酸塩、C₁₂
以上のカルボン酸及びその塩から選ばれる１種または２
種以上の化合物を１〜20部含有させる。

潤滑助剤：アルキル亜リン酸エステルの第２級及び第
３級化合物から選ばれる１種または２種以上の化合物を
１〜20部含有させる。

極圧添加剤：不活性タイプの硫黄系極圧添加剤であっ
て、硫黄分を５〜15％含む脂肪酸エステル化合物、硫黄
結合油脂および油脂とC₈〜C₁₈のオレフィンとを硫黄結
合している化合物から選ばれる１種または２種以上を１
〜20部含有させること。

さらにこれ等の配合において、アルキル亜リン酸エステ
ルと不活性タイプ硫黄系極圧添加剤の比率を重量比で1:
15〜2:1とし、かつ前記配合によってできたプレス加工
油中の活性硫黄分を0.5％以下とし、さらに加工油の粘
度を40℃で５〜30cStとなすことを要件とするものであ
る。

本発明の亜鉛めっき鋼板用防錆兼用プレス加工油（以
下、単にプレス加工油という。）に適用される基油は、
鉱油、油脂、および液状合成油から１種または２種以上
を任意に選んだものとすることができ、それらの油およ
びその油の粘度を特定するものではないが、プレス加工
油を塗布して加工した後の油膜除去性を適度に保つため
に、プレス加工油の40℃における粘度を５〜30cStに保
つ必要があり、そのためには、プレス加工油における各
成分の種類、配合量などとの兼ね合いで基油の粘度を選
定する必要がある。

プレス加工油の粘度が40℃で5cStよりも低いとプレス加
工時の潤滑性能を満足に発揮させることができなくな
り、逆に30cStよりも高くなると、油膜量が必要以上と
なり、不経済であること、およびプレス加工後の油膜の
洗浄除去性が悪くなるので好ましくない。特にスポット
溶接の合わせ目部分の油の除去性が悪くなり、洗浄後も
合わせ目から油が滲み出易いので、その後に行なわれる
表面処理に悪影響を及ぼす。従って基油の粘度選定が重
要であるが、基油はあらかじめ5cStよりも低い粘度のも
のを選定し、プレス加工油に調整後必要に応じて増粘剤
を添加して、粘度を5cStよりも高めることにより、潤滑
性を向上させることおよび本発明の目的に添ったプレス
加工油と成すこともできる。

この場合増粘剤として、例えばポリアクリル酸エステル
系、ポリブテン等が挙げられる。

次に防錆添加剤として加えられるアルキルスルフォン酸
塩は、C₁₆以上のものが好ましく、またカルボン酸、カ
ルボン酸塩はC₁₂以上のものが好ましい。炭素数がそれ
未満では防錆効果が不充分であり、具体的には次のよう
な化合物を挙げることができる。

アルキルスルフォン酸塩としては、例えばジノニルナフ
タレンスルフォン酸金属塩（Ba、Ca、Zn、Mg、Na等）、
ジドデシルベンゼンスルフォン酸金属塩（Ba、Ca、Zn、
Mg、Na等）、石油スルフォン酸金属塩である。C₁₂以上
のカルボン酸又はその塩は例えばイソオレイン酸、オレ
イン酸、ダイマー酸、アルケニルコハク酸石油酸化ワッ
クスまたはその金属塩（Ba、Ca、Zn、Mg、Na）及びアミ
ン塩である。C₁₂以上のカルボン酸の窒素含有化合物と
しては、例えばベンゾトリアゾール系及びイミダゾリン
系のC₁₂以上のカルボン酸化合物がある。

以上挙げた化合物のうち特に好ましくは、ジノニルナフ
タレンスルフォン酸バリウム塩、ジドデシルベンゼンス
ルフォン酸バリウム塩、石油酸化ワックスのバリウム塩
等が挙げられる。これらの化合物から任意に１種または
２種以上を選んで基油に配合させる。ただしアルキル亜
リン酸エステル（特に第２級エステル化合物）は加水分
解しやすく、遊離酸が生成して亜鉛めっき鋼板を腐食す
る傾向があるので、これを防止するために硫黄系極圧添
加剤を配合することにより、遊離酸をアルキルチオ亜リ
ン酸エステルにして安定化させるのである。またさらに
カルシウムスルフォネートおよびバリウムスルフォネー
トの塩基性化合物を添加することにより一層安定化させ
ることもできる。またアミンの添加により前述の遊離酸
を中和することも適切な手段である。なお、添加量は、
アルキル亜リン酸エステルの１モルに対して１モル以上
が適切である。これら防錆成分の基油への配合量は１〜
20部であって、１部未満では防錆効果が不充分となり、
20部より多く加えてもその効果の向上は期待できないの
で、他の成分とのバランス上20部を上限とする。

次に潤滑助剤としては、アルキル亜リン酸の第３級およ
びまたは第２級エステル化合物を用いる。本発明では具
体的な化合物までも特定するものではないが、次の一般
式（Ｉ）及び／又は（II）で示されるものが用いられ、
特に具体的に例示したものが好ましい。

（１）第３級エステル化合物（RO）₃P ……（Ｉ）式中Ｒは炭素数８〜22の炭化水素基具体的には例えば脂肪族系のオクチル、ラウリル、セチ
ル、パルミチル、オレイル、ステアリル、合成油系のイ
ソデシル、トリデシル、イソステアリル等の基を挙げる
ことができる。

（２）第２級エステル化合物（RO）₂PHO ……（II）式中Ｒは炭素数８〜22の炭化水素基であり、具体例とし
て脂肪酸系のオクチル、ラウリル、セチル、パルミチ
ル、オレイル、ステアリル、合成油系のイソデシル、ト
リデシル、イソステアリル等の１種または２種以上の基
が挙げられる。

プレス加工油中のアルキル亜リン酸エステルの炭素数は
８〜22の範囲であり、炭素数８未満では加水分解され易
いために防錆性が低下するので、この場合は対応手段と
して前記したエステル化、アミン中和等により防錆性を
向上させる必要がある。逆に炭素数が22を超えると粘度
が高いため、塗装前処理工程での脱脂性に悪影響するの
で、この場合には配合量を１〜20部の範囲内において減
ずる必要がある。しかしながら最も好ましいものは、炭
素数12〜16に該当するものである。

上記アルキル亜リン酸エステルから任意に１種または２
種以上を選んで基油に配合させるが、その配合量は１〜
20部が好ましく、１部未満では潤滑性能が不充分とな
り、20部超では防錆性が低下する。

次に、極圧添加剤としては、不活性タイプの硫黄系極圧
添加剤であり、硫黄分を５〜15％含有する硫黄結合化合
物である。すなわち、油脂、脂肪酸エステルなどの硫黄
結合化合物および油脂とC₈〜C₁₈のオレフィンとを硫黄
結合している化合物を用いる。油脂、脂肪酸エステル、
およびオレフィンの選択において特に好ましいものを以
下に例示する。

（１）油脂は下記一般式で示されるグリセライド系のラ
ード油、なたね油、チキン油等である。

一般式 R₁COOはC₁₂以上の不飽和脂肪酸を主成分とする残基であ
る。

（２）脂肪酸エステルは、オレンジラフィー油、オレイ
ン酸オレイルエステル、オレイン酸メチルエステル等で
ある。

一般式 R₁COOR₂ R₁は前記と同様の脂肪酸の基であり、R₂はC₁以上の脂肪
族アルコールの基である。

（３）C₈〜C₁₈のオレフィン前記化合物への硫黄結合量は適切な極圧性を付与するた
めには、５〜15％が必要であり、５％未満では極圧性が
不充分となり、逆に15％超ではプレス加工油中の活性硫
黄分が0.5％超となるので好ましくない。

次に防錆兼用プレス加工油中の活性硫黄分は0.5％以下
が好ましく、0.5％を超えると、亜鉛表面との反応性が
強すぎるため、加工後に表面の変色が強くなる傾向があ
る。好ましいのは0.3％以下である。

なお、前記炭素数の下限の限定はいずれも潤滑性、特に
亜鉛めっき材の加工温度が上昇（70〜100℃）した場合
の潤滑性の低下の防止を考慮して決められるものであ
る。

以上の硫黄結合化合物から任意に１種または２種以上を
選んで基油に配合させる。その化合物の配合量は１〜20
部が好ましく、１部未満では、潤滑性能が不充分とな
り、またプレス加工後の亜鉛めっき材の変色を防止する
ために20部を上限とするのが好ましい。

アルキル亜リン酸エステル（とする）と不活性タイプ
硫黄系極圧添加材（とする）とを混合することによ
り、安定性の高い化合物であるチオホスフェイトが生成
するが、混合比率（：）が1:15超では、をそれだ
け余分に加えても潤滑性の向上効果が得られず、逆に2:
1未満では潤滑性は良好であるが、防錆性が低下するの
で好ましくない。従ってその範囲は1:15〜2:1であり、
さらに好ましいのは1:4〜2:3である。

さらに本発明のプレス加工油中には、該加工油の油膜除
去性を高めるために数％未満の油溶性界面活性材を添加
することもでき、本発明においては、その様な添加を拒
むものではない。

〔実施例〕

次に実施例を比較例とともに挙げ、本発明の効果を具体
的に説明する。

表−１に示す本発明の実施例の供試油No.〜を用
い、ロールコーター法により試験片に塗布し、次に示す
深絞り試験、防錆試験及び、脱脂試験を行なった。尚表
−１で供試油No.〜No.は比較例であり、実施例と同
様に試験した。

なお、塗油量は1.5±0.1g/m²になるように調整した。

下記に、試験方法及び判定基準を示した。

（１）潤滑試験（深絞り試験） a.試験片材質：合金化溶融亜鉛めっき鋼板45/45 寸法:90mm（直径）×0.7mm（厚さ） b.工具ダイス径:42.5mm（直径）ポンチ径:40.0mm（直径）ポンチ肩半径:8mm c.試験条件絞り速度:400mm/min しわ押え荷重:1000kg d.判定深絞り率（％）＝（１−D/D₀）×100 D₀:試験前の試験片の直径 D:試験後の試験片の平均直径上記深絞り率を求めて、下表により判定する。深絞り率
が高いほうが潤滑性が良好である。

（２）防錆試験（２）−１湿潤試験 a.試験片材質：合金化溶融亜鉛めっき鋼板45/45 寸法:70mm×150mm×0.7mm b.試験条件湿潤試験方法（JIS Ｋ・22464.32準拠）温度:49±１℃ 相対湿度:95％以上時間:10日間、30日間 c.判定：試験片の変色及び白錆発生の度合いを下表によ
り判定する。

（２）−２スタック試験 a.試験片材質：合金化溶融亜鉛めっき鋼板45/45 寸法:70mm×150mm×0.7mm b.試験条件恒温恒湿試験機使用温度:49±１℃ 相対湿度:95％以上スタック力:70kgf−cm 期間:10日間/30日間 c.判定：試験片の変色及び白錆発生の度合いを湿潤試験
と同様に判定する。

（３）脱脂試験 a.試験片材質：合金化溶融亜鉛めっき鋼板45/45 寸法:70mm×150mm×0.7mm b.試験片の調整各供試片を塗油後70kgf−cmのスタックをし、温度50
℃、相対湿度95％の恒温恒湿試験機内に７日間放置経時
し、試験材とした。

c.試験条件完全静止浴中でディップ脱脂した。

脱脂剤：商品名ファインクリーナーL4480〔日本パーカ
ライジング（株）製〕濃度1.8％、温度40℃、時間３分 d.判定：脱脂後の試験片を30秒間流れ中で洗った後、30
秒間室内静置後の水ぬれ面積（％）で判定した。判定は
下表の通りである。

表−２に各試験結果を示した。

〔発明の効果〕表−２からわかるように、本発明実施例の組成物は、潤
滑性、防錆性、脱脂性のすべてにおいて比較例のものよ
り優れているのである。

このように、本発明の亜鉛めっき鋼板用防錆兼用プレス
加工油は、亜鉛めっき鋼板のプレス加工に際して、１回
の塗油で、プレス油並みの優れた潤滑性が防錆油並みの
耐変色性、防錆性が得られ、塗装前処理での脱脂性も良
好であって、極めて有用といえよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 159:20 159:24 137:02 135:02）Ｃ１０Ｎ 10:04 20:02 30:00 Ａ 30:06 30:12 40:24 Ｚ (72)発明者谷澤康雄東京都中央区日本橋１―15―１日本パーカライジング株式会社内 (72)発明者林直幸東京都中央区日本橋２―15―５パーカ興産株式会社内 (72)発明者飯田充美東京都中央区日本橋２―15―５パーカ興産株式会社内 (56)参考文献特開昭62−95396（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−60791（ＪＰ，Ａ) 特開平１−156398（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−22757（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基油として、鉱油、油脂及び液状合成油か
らなる群より選ばれる１種または２種以上の油を65〜95
重量部と、防錆添加剤として、C₁₆以上のアルキルスル
フォン酸塩、C₁₂以上のカルボン酸およびその塩からな
る群より選ばれる化合物の１〜20重量部と、潤滑助剤と
して、Ｒが炭素数８〜22の炭化水素基である一般式（R
O）₃Pで表される第３級アルキル亜リン酸エステルおよ
びＲが炭素数８〜22の炭化水素基である一般式（RO）₂P
HOで表される第２級アルキル亜リン酸エステルからなる
群より選ばれる１種または２種以上の化合物の１〜20重
量部と、不活性タイプ硫黄系極圧添加剤として、硫黄分
を５〜15重量％含む脂肪酸エステル化合物、硫黄結合油
脂および油脂とC₈〜C₁₈のオレフィンとを硫黄結合した
化合物からなる群より選ばれる１種または２種以上の化
合物の１〜20重量部とから成るプレス加工油であって、
該加工油は、アルキル亜リン酸エステルと不活性タイプ
硫黄系極圧添加剤の含有比率が1:15〜2:1であり、かつ
活性硫黄分が0.5重量％以下であり、さらに粘度が40℃
で５〜30cstであることを特徴とする亜鉛めっき鋼板用
防錆兼用プレス加工油。
【請求項２】防錆添加剤として、塩基性アルキルスルフ
ォネート塩を含む特許請求の範囲第１項記載の亜鉛めっ
き鋼板用防錆兼用プレス加工油。