JPH08267656A

JPH08267656A - 無塗油型有機被覆金属板

Info

Publication number: JPH08267656A
Application number: JP7756695A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Nishioka; 良二西岡; Hiroshi Kanai; 洋金井; Toshiyuki Katsumi; 俊之勝見
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】プレス成形性と裏面導電性の両方を兼ね備え
た金属板を提供する。【構成】片面に、導電性を有する金属を含有する塗膜
（Ａ）を厚さ０．５μｍ未満形成させ、他方の面には、
膜厚が０．２μｍ以上５μｍ以下の有機物塗膜（Ｂ）を
有することを特徴とするプレス加工性と導電性に優れた
無塗油型有機被覆金属板。有機物塗膜（Ａ）に含有され
る導電性を有する金属としては、厚さ１．０μｍ以下、
長径最大１００μｍ、平均１５μｍの燐片状ニッケル及
び／または、最大４４μｍ、平均２．５μｍの鎖状ニッ
ケルが好ましく、有機物塗膜（Ｂ）は、エーテル・エス
テル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂にポリオレフィンワ
ックスとシリカを含有させた有機物が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス油を塗布するこ
となく成形加工できるプレス加工性と導電性に優れた無
塗油型有機被覆金属板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板は、住宅、店舗などの建
材、自動車やオーディオ、ビデオデッキ、洗濯機、冷蔵
庫などの家電製品として広く利用されている。その加工
形状は多種多様であり、単純な曲げ加工もあれば深絞り
加工もある。また、加工された金属板はその後、塗装さ
れたり、印刷されたりして使用される。さらに、家電製
品であるオーディオ機器やビデオデッキのケースではア
ース性を必要とするために、その裏面に導電性が要求さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、金属板の成形
には、金型とのかじりを回避するために、その表面に油
（プレス油等）を塗布している。しかしながら、プレス
油を塗布して加工すると、加工後に塗装や印刷をするた
めに、脱脂設備を設けてその油を除去するという多額の
投資が必要となる。もし、脱脂が不十分であると、塗装
した塗膜が剥離したり、印刷のインキがにじんだりし
て、材料の歩留まりの低下として問題となる。また、用
途によっては、金属板よりアースをとったり、溶接接合
したりする。しかしながら、無処理の金属板のままでは
錆が発生したりして耐食性に問題が生じる。本発明は、
上記課題を解決し、塗膜に悪影響を及ぼすプレス油を用
いないでプレス成形が可能で、またアース性もしくは溶
接性に優れた有機被覆金属板の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前述のような課題に対し
て、プレス成形性と導電性という２つの機能を同時に付
与するために、本発明者らは、金属板の両面に被覆する
有機物の種類、膜厚等について種々検討を行ない、その
結果をもとに本発明を完成させた。本発明は、金属板の
片面には、導電性を有する金属を含有する塗膜（Ａ）を
厚さ０．５μｍ以上１５μｍ未満形成させ、他方の面に
は、膜厚が０．２μｍ以上５μｍ以下の有機物塗膜
（Ｂ）を有することを特徴とするプレス加工性と導電性
に優れた無塗油型有機被覆金属板である。有機物塗膜
（Ａ）は、高分子ポリエステル樹脂が好ましい。また、
有機物塗膜（Ｂ）は、ビスフェノール型骨格、エステル
骨格およびカルボキシル基を有するエーテル・エステル
型ウレタン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂（ｂ）を総和（ａ
＋ｂ）で全固形分に対して５０〜８５重量％、ポリオレ
フィンワックス（ｃ）を３〜３０重量％、粒径３〜３０
ｎｍのシリカ（ｄ）を１０〜４０重量％含有する水性潤
滑塗料を塗布・焼き付けて得られる皮膜であることが望
ましい。

【０００５】

【作用】まず、本発明の有機物塗膜（Ａ）について以下
説明する。本発明において有機物塗膜（Ａ）として使用
できる樹脂は、高分子ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン
等であるが、高分子ポリエステル樹脂が最適である。樹
脂の伸び率は４０％以上必要とする。４０％未満である
と、プレス成形時に塗膜が切れてしまうという不都合が
生じる。樹脂は、溶剤型、溶融型、水系、粉体などどの
形態のものでも良い。さらに樹脂には、顔料、染料、充
填剤、各種添加剤を添加することができる。前述した有
機物塗膜（Ａ）の樹脂は、金属板に０．５μｍ以上１５
μｍ未満の膜厚で形成させる。０．５μｍ未満では耐食
性が悪くなり、１５μｍ以上では導電性が悪くなる。

【０００６】前記有機物塗膜（Ａ）には、導電性を有す
る金属を含有させる。導電性を有する金属としては、
銅、亜鉛、ニッケル、ステンレス等いずれも使用できる
が、特にニッケルは、厚さ１．０μｍ以下、長径最大１
００μｍ、平均１５μｍの燐片状ニッケルを樹脂１００
重量部に対して１１〜２００重量部含有することが望ま
しい。１１重量部より少ないと導電性が不十分であり、
２００重量部を超えると導電性は充分得られるが、塗膜
として形成できなくなる。また、ニッケルの厚さが１．
０μｍを超えるものや長径が最大１００μｍを超えるも
のは、塗料中に分散しにくくなる。平均で１５μｍのも
のがもっとも塗料分散性が良好であった。塗料分散性が
よいと、塗装しやすくなり、塗膜中のニッケル量を制御
しやすくなるという大きな長所がある。（株）高純度化
学研究所製のニッケル粉末（コードナンバーＮＩ１１
０１０４相当品）を使用するとよい。

【０００７】そのほかに、最大４４μｍ、平均２．５μ
ｍの鎖状ニッケルを樹脂１００重量部に対して０〜１０
重量部含有すると導電性の効果がさらに発揮できる。最
大が４４μｍを超えると、塗料中に分散しにくくなり、
平均で２．５μｍのものがもっとも塗料分散性が良好で
あった。また、１０重量部を超えると、塗料中に分散し
にくくなる。（株）高純度化学研究所製ニッケル粉末
（コードナンバーＮＩ１１０１０１相当品）を使用す
るとよい。

【０００８】次に、本発明の有機物塗膜（Ｂ）について
以下に説明する。本発明の有機物塗膜（Ｂ）は、特定の
ウレタン樹脂（ａ）、エポキシ樹脂（ｂ）、ポリオレフ
ィンワックス（ｃ）、シリカ（ｄ）からなる水性潤滑塗
料を塗布・焼き付けて得られる。まず、ウレタン樹脂
（ａ）は、分子量が３０００以上でビスフェノール型骨
格とエステル骨格を有し、かつカルボキシル基を有する
水分散性のエーテル・エステル型ウレタン樹脂であり、
このポリエステル骨格に対するポリエーテル骨格の重量
比率は１０：９０〜７０：３０であることが望ましい。
この範囲よりもポリエステルの比率が高いとプレス加工
性に悪影響を及ぼし、ポリエーテルの比率が高いと強靱
ではあるが伸びが悪化する。このウレタン樹脂のカルボ
キシル基の量は、ウレタン固形分当たりの酸価で１０〜
５０であることが適切である。１０未満の場合、密着性
が不十分で加工性及び耐食性が劣る。５０を越える場
合、耐水性、耐アルカリ性は劣るため耐食性が低下す
る。

【０００９】次に、エポキシ樹脂（ｂ）は、グリコール
骨格またはビスフェノール骨格を有するタイプであっ
て、その配合量としては、エポキシ樹脂（ｂ）の有する
反応性官能基（水酸基、エポキシ基など）が、ウレタン
樹脂のカルボキシル基の２０〜１００％が反応する比率
で配合するのが望ましい。２０％未満では配合効果が乏
しく、１００％を越える量では、エポキシ樹脂が可塑剤
的役割となるため高度の加工性が低下する。

【００１０】上記のウレタン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂
（ｂ）の総和は、塗膜（Ｂ）の塗料の全固形分に対して
５０〜８５重量％とする。５０％未満の場合及び８５％
を越える場合は、耐食性と加工性が不十分である。ポリ
オレフィンワックス（ｃ）は、塗膜（Ｂ）の塗料の全固
形分重量に対して固形分比で３〜３０重量％を添加す
る。３％未満では加工性向上効果が小さく、３０％を越
えると加工性および耐食性が低下する。また、ワックス
の粒径は、０．１〜７．０μｍが適切である。７．０μ
ｍを越えると、固体化したワックスの分布が不均一とな
るので好ましくない。また、０．１μｍ未満の場合、加
工性が不十分である。

【００１１】ポリオレフィンワックスの融点は、金属板
加工時の素材の変形熱と摩擦熱によって皮膜温度が上昇
するため、７０〜１６０℃が適切である。７０℃未満で
は加工時に軟化溶融して固体潤滑添加物としての優れた
特性が発揮されない。また、１６０℃を越える融点のも
のは、硬い粒子が表面に存在することとなり、摩擦特性
を低下させるので高度の加工性形成は得られない。ポリ
オレフィンワックスのケン化価としては、３０以下また
は０であり、かつ分岐構造を有するものを使用すること
が好ましい。ケン化価が３０を越えるものは、極性が大
きく樹脂に相溶しやすいため、成膜時に樹脂表面に存在
しにくくなる。従って、高度な加工性能レベルが必要な
場合には適切とは言えない。

【００１２】その他の添加物として、耐食性及び加工性
向上のため粒径３〜３０ｎｍのシリカ（ｄ）、ＳｉＯ₂
を全固形分に対して１０〜４０重量％を添加する。粒径
が３ｎｍ未満の場合及び３０ｎｍを越える場合には、高
度の加工性、耐食性が得られない。シリカの添加量は、
１０％未満の場合は効果不足であり、４０％を越えると
樹脂のバインダー効果が小さくなり耐食性が低下すると
共に、樹脂の伸びと強度が低下する。シリカの種類とし
ては、液相コロイダルシリカ及び気相シリカいずれでも
よい。また、溶接性向上のために導電フィラー、また着
色顔料、沈降防止剤、レベリング剤、増粘剤などの各種
添加剤を添加してもよい。

【００１３】有機物塗膜（Ａ，Ｂ）の金属板表面への形
成方法としては、浸漬法、カーテンフロー法、ロールコ
ート法、バーコート法、静電法、刷毛塗り法、Ｔ−ダイ
法、ラミネート法などが用いられる。焼き付け方法とし
ては熱風、常温、近赤外線、遠赤外線、誘導加熱等が挙
げられる。本発明の有機被覆金属板を製造する方法とし
ては、通常のプレコート金属板を製造するラインにおい
て、通常のプレコート金属板と同様の方法で製造するこ
とができる。

【００１４】金属板としては、冷延鋼板、熱延鋼板、各
種めっき鋼板（例えば亜鉛めっき、亜鉛合金めっき、錫
めっき、鉛めっき、アルミニウムめっき、クロムめっき
鋼板など）、ステンレス板、チタン板、アルミニウム板
などが使用でき、これらをそのままあるいは通常の化成
処理を施して使用すればよい。また、有機物と金属板と
の接着性を向上させるために、他の樹脂を施した金属板
を使用してもよい。例えば、ナイロン、ポリアクリル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウ
レタン、エポキシ、ポリアミド、フェノール、ポリオレ
フィン等が挙げられる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。板
厚０．６ｍｍの冷延鋼板に下地処理としてクロメート処
理をＣｒ付着量で５０ｍｇ／ｍ² 処理したものを用い
た。有機物塗膜（Ａ）の樹脂としては、高分子ポリエス
テル樹脂を選び、使用した。これに、導電性金属とし
て、ニッケルを含有させた。そして、ニッケルの形状と
配合量、塗膜厚を変えた試料を作製した。なお、ニッケ
ルは以下の２種類を用いた。ニッケルＡ：厚さ１．０μｍ以下、長径最大１００μ
ｍ、平均１５μｍの燐片状ニッケルニッケルＢ：厚さ１．０μｍ以下、最大４４μｍ、平均
２．５μｍの鎖状ニッケル

【００１６】これらについて塗膜の導電性を試験した。
有機物塗膜（Ｂ）として分子量５０００のエーテルエス
テルウレタン樹脂（ビスフェノールＡエーテル：酸化
８、エーテル／エステル比３０／７０、イソシアネート
含有率８）とプロピレングリコールエポキシ樹脂（エポ
キシ当量２２０）の総和を全固形分に対し６６重量％、
平均８ｎｍのシリカゾルを２１重量％、粒径が０．６〜
２０μｍのポリエチレンワックス（比重０．９３、軟化
点１２０℃）を１３重量％を配合した潤滑塗料を準備し
た。

【００１７】次に、塗膜の形成方法について述べる。冷
延鋼板の片面に有機物塗膜（Ａ）を、裏側に有機物塗膜
（Ｂ）の塗料を、それぞれバーコーターにより塗布し、
焼き付けた後速やかに水冷し、表１に示す有機被覆鋼板
を製造した。また、比較例としては、おもて面に有機物
塗膜（Ａ）のみを塗布した冷延鋼板、膜厚を変えたもの
を製造した。得られた有機被覆鋼板について以下に示す
性能試験を行なった。

【００１８】（１）プレス性有機物塗膜（Ａ）が内側になるように円筒深絞りを行な
った（直径５０ｍｍ、絞り比２．０）。その際、本発明
鋼板はそのまま試験に供したが、比較の鋼板については
一部未処理面にプレス油を塗布して行なった。プレス性
は、◎：表裏共にカジリ発生なし、×：カジリ発生を示
す。（２）プレス後の耐食性上記（１）で作成した円筒深絞りサンプルを用い、ＪＩ
ＳＺ２７３１に準じて塩水噴霧試験を１２０時間行っ
た。 ◎：塗膜面に錆発生なし、 ×：塗膜面に錆発生

【００１９】（３）プレス後の塗装性上記（１）で作成した円筒深絞りサンプルの塗膜表面
に、マジクロン（関西ペイント製）を乾燥塗膜で１０μ
ｍ焼き付け塗装し、ＪＩＳＫ５４００に準じて碁盤目
試験を行い、セロテープにて剥離試験を行った。 ◎：
塗膜が全く剥離しない場合、×：少しでも塗膜が剥離し
た場合。（４）導電性まず、一辺１０ｍｍの銅でできた立方体２個を５ｃｍは
なして平らな机の上に置く。ただし、机の上にはゴムマ
ット等絶縁物を敷いておくことが望ましい。導電性金属
を有する塗膜面を下になるよう、すなわち銅ブロックに
接触するようにのせ、さらにそのうえから１ｋｇのおも
りをのせる。そののち、テスターにより２個の銅ブロッ
ク間の抵抗値を測定した。 ◎：１オーム以下 ○：１オームを超え、５オーム未満 ×：５オーム以上

【００２０】以上の評価試験の結果を表１に示す。これ
らの結果から明らかなように、本発明鋼板はプレス油な
しに成形加工が可能であり、裏面導電性にも優れてい
る。一方、比較例ではプレス時にプレス油を用いること
によって、プレス後の塗装性に問題を生じたり、潤滑皮
膜無しではプレス後の耐食性が悪くなったりした。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】以上示したように、本発明の有機被覆金
属板は、塗膜に悪影響を及ぼすプレス油を用いないでプ
レス成形ができるので、金属板ユーザーとしては、プレ
ス油塗布工程が省略できるばかりでなく、誤って塗膜面
にプレス油が付着することによる歩留まりの低下の心配
もなくなる。また、プレス油を洗浄する工程も必要なく
なる。すなわち、本発明の有機被覆金属板を使用するこ
とにより、金属板ユーザーは、塗料塗布工程、プレス油
塗布工程、洗浄工程をすべて省略して、製品を完成する
ことができるようになる。しかも導電性を有しているの
で、アースをとったり、溶接接合が可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板の片面には、導電性を有する金属
を含有する塗膜（Ａ）を厚さ０．５μｍ以上１５μｍ未
満形成させ、他方の面には、膜厚が０．２μｍ以上５μ
ｍ以下の有機物塗膜（Ｂ）を有することを特徴とするプ
レス加工性と導電性に優れた無塗油型有機被覆金属板。
【請求項２】導電性を有する金属として、厚さ１．０
μｍ以下、長径最大１００μｍ、平均１５μｍの燐片状
ニッケルを樹脂１００重量部に対して１１〜２００重量
部含有する事を特徴とする請求項１記載のプレス加工性
と導電性に優れた無塗油型有機被覆金属板。
【請求項３】導電性を有する金属として、厚さ１．０
μｍ以下、長径最大１００μｍ、平均１５μｍの燐片状
ニッケルを樹脂１００重量部に対して１１〜２００部、
さらに最大４４μｍ、平均２．５μｍの鎖状ニッケルを
樹脂１００重量部に対して０〜１０重量部含有する事を
特徴とする請求項１記載のプレス加工性と導電性に優れ
た無塗油型有機被覆金属板。
【請求項４】有機物塗膜（Ｂ）が、ビスフェノール型
骨格、エステル骨格およびカルボキシル基を有するエー
テル・エステル型ウレタン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂
（ｂ）を総和（ａ＋ｂ）で全固形分に対して５０〜８５
重量％、ポリオレフィンワックス（ｃ）を３〜３０重量
％、粒径３〜３０ｎｍのシリカ（ｄ）を１０〜４０重量
％含有する水性潤滑塗料からなる塗膜であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレス加工性と
導電性に優れた無塗油型有機被覆金属板。
【請求項５】金属板として、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼
板、亜鉛系合金めっき鋼板、アルミめっき鋼板、クロム
めっき鋼板、ステンレス鋼、アルミニウム板、銅板であ
ることを特徴とする請求項１、２、３、又は４のいずれ
かに記載のプレス加工性と導電性に優れた無塗油型有機
被覆金属板。