JPH0994912A

JPH0994912A - 亜鉛系めっき鋼板

Info

Publication number: JPH0994912A
Application number: JP27644995A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kaihara; 巳樹雄貝原; Tatsuya Miyoshi; 達也三好; Akihiko Furuta; 彰彦古田; Masaaki Yamashita; 正明山下
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JP3127799B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】潤滑性およびプレス成形性に優れ、更に、プ
レス成形後の耐食性、外観に優れる亜鉛系めっき鋼板。【解決手段】亜鉛系めっき鋼板の表面にクロメート被
膜を有し、その上に、 (a)ポリエーテルポリオール、ポ
リエステルポリオールおよびポリエーテルポリエステル
ポリオールからなる群から選んだ少なくとも１種のポリ
オール、 (b)イソシアネート化合物、および、 (c)２価
のアルコールからなる、ガラス転移温度の異なる２種以
上の水酸基含有ウレタンプレポリマーの混合物に、ブロ
ックイソシアネートプレポリマーおよび／またはアミノ
樹脂からなる硬化剤を配合した塗料組成物に、前記塗料
組成物の固形分100 重量部当たり１〜30重量部の含有量
の、130 ℃以下の融点を有するポリエチレン樹脂と、ク
ロム酸塩およびシリカとを配合してなる塗料を塗布し、
加熱硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、その表面上に潤
滑油等を塗布しなくても、プレス成形後の耐食性および
外観に優れた亜鉛めっき鋼板または亜鉛系合金めっき鋼
板（以下、「亜鉛系めっき鋼板」と略称する）に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板は、耐食性に優れてい
るので、各種の産業分野において広く使用されている。
このような亜鉛系めっき鋼板を、複写機等の事務機器、
音響機器、家庭電器製品等の材料として裸使用する場合
には、亜鉛系めっき鋼板に対して、種々のプレス成形が
施され、また、モーターカバー、カートリッジ式タンク
等の材料として裸使用する場合には、亜鉛系めっき鋼板
に対して絞り成形が施される。亜鉛系めっき鋼板のプレ
ス成形性は、冷延鋼板に比べて劣っている。その原因
は、プレスなどによる成形加工時の、金型に対する亜鉛
系めっき鋼板の摩擦抵抗が冷延鋼板のそれよりも大きい
ためである。そこで、亜鉛系めっき鋼板のプレス成形性
を向上させ、プレス成形後の外観を良好ならしめるため
に、一般に亜鉛系めっき鋼板の表面上に潤滑油や防錆油
などを塗布することが行なわれている。

【０００３】しかしながら、亜鉛系めっき鋼板の表面上
に潤滑油などを塗布することは、製造工程を煩雑にし、
且つ、作業環境を悪化させるのみならず、潤滑油を塗布
してプレス成形した場合でも、成形加工が厳しい場合に
は、プレス成形させる鋼板にかじりが発生して、耐食性
が劣化することがある。

【０００４】一方、亜鉛系めっき鋼板の耐食性をより向
上させるために、亜鉛系めっき層の表面上に、クロメー
ト被膜、または、クロメート被膜および樹脂被膜が形成
されたクロメート処理亜鉛系めっき鋼板が知られてい
る。このような、クロメート処理亜鉛系めっき鋼板の、
成形加工を施さない平板状での耐食性は良好である。

【０００５】しかしながら、潤滑油などを塗布しないで
成形加工を施すと、クロメート被膜に剥離や黒化現象が
発生し、耐食性および表面性状が劣化する。従って、ク
ロメート処理亜鉛系めっき鋼板の場合においても、プレ
ス成形加工を施す場合には、その表面上に、潤滑油を塗
布することが必要とされている。

【０００６】上述した問題を解決し、その表面上に、潤
滑油を塗布しなくても、優れた潤滑性およびプレス成形
性を有し、且つ、成形後の耐食性と外観に優れた表面処
理鋼板の開発が従来から要求されており、例えば、次の
ような表面処理鋼板が、従来、提案されている。

【０００７】特開平６−２５４４８６号公報：亜鉛めっ
き鋼板または、亜鉛系合金めっき鋼板の少なくとも１つ
の亜鉛系めっき層の上に、クロメート被膜が形成され、
更に、前記クロメート被膜の上に、塗料を塗布し、そし
て、これを加熱硬化させることによって樹脂被膜が形成
されている亜鉛系めっき鋼板であって、前記クロメート
被膜の量は、金属クロムに換算して、前記鋼板の片面当
たり、５〜２００ｍｇ／ｍ²の範囲内であり、前記樹脂
被膜の厚さは、前記鋼板の片面当たり、０．３〜３．０
μｍの範囲内であり、前記樹脂被膜は、固形分換算で、（１）ガラス転移温度の異なる２種以上の溶剤系熱硬化
性樹脂：１００重量部（２）固形潤滑剤としての１３０℃以下の融点を有する
ポリエチレン樹脂：１〜３０重量部、および、（３）防錆顔料：３〜３０重量部からなっており、そして、前記ガラス転移温度の異なる
２種以上の溶剤系熱硬化性樹脂は、（Ａ）下記からなるガラス転移温度の異なる２種以上の
水酸基含有ウレタンポリマー、（ａ）ポリエーテルポリ
オール、ポリエステルポリオールおよびポリエーテルポ
リエステルポリオールからなる群から選んだ少なくとも
１種のポリオール、（ｂ）イソシアネート化合物、およ
び、（ｃ）２価のアルコール、および、（Ｂ）硬化剤としてのブロックイソシアネートプレポリ
マーおよびアミノ樹脂のうち少なくとも１種、からな
り、そして、前記防錆顔料は、クロム酸塩系化合物、お
よび、シリカのうちの少なくとも１種からなる潤滑性、
プレス成形性、および、耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼
板（以下、「先行技術」という）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術に
は、次のような問題がある。表面に潤滑油等を塗布する
ことなく、優れた潤滑性、および、プレス成形性が発揮
され、厳しい条件で、プレス成形を施しても、樹脂被膜
の損傷はわずかであるが、成形加工後の耐食性と外観と
の両立ができなかった。即ち、成形加工後の耐食性を上
げるためには、防錆剤の添加量を増量すればよいが、そ
の結果、逆に成形加工性が劣化してしまうために、従
来、防錆顔料の最大含有量は３０重量部、好ましくは２
０重量部までに限定されており、加工部分の耐食性向上
に限界があった。

【０００９】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、表面に潤滑油等を塗布することなく、優れた潤
滑性およびプレス成形性が発揮され、厳しい条件で、プ
レス成形を施しても、樹脂被膜が損傷せず、めっき損傷
を伴う黒化現象を抑制でき、更に、プレス成形後の耐食
性、外観に優れる亜鉛系めっき鋼板を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、次の知
見を得た。

【００１１】（１）シリカ単独では、４０重量部未満ま
でなら、防錆顔料の添加量を増やしても成形加工性を大
きく損なうことなく加工後耐食性が向上する。

【００１２】（２）クロム酸塩単独の場合、シリカ単独
と比較して、同一重量部では、加工後耐食性は若干劣
る。成形後外観は、クロム酸塩単独の場合、シリカ単独
の１．５〜２．０倍の含有量で、同レベルの成形後外観
となる。

【００１３】（３）防錆顔料としてシリカとクロム酸塩
とを混合する場合、クロム酸塩をシリカの約５０ｗｔ．
％程度まで混合しても、その成形後外観は殆ど劣化しな
い。従って、シリカとクロム酸塩とを混合すると、加工
後外観を維持しながら、加工後耐食性は著しく向上す
る。

【００１４】この発明は、上述の知見に基づいてなされ
たものであって、請求項１記載の発明は、亜鉛系めっき
鋼板の表面に、金属クロム換算で５〜２００ｍｇ／ｍ²
の付着量のクロメート被膜を有し、前記クロメート被膜
の上に、（ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステル
ポリオールおよびポリエーテルポリエステルポリオール
からなる群から選んだ少なくとも１種のポリオール、
（ｂ）イソシアネート化合物、および、（ｃ）２価のア
ルコールからなる、ガラス転移温度の異なる２種以上の
水酸基含有ウレタンプレポリマーの混合物に、ブロック
イソシアネートプレポリマーおよび／またはアミノ樹脂
からなる硬化剤を配合した塗料組成物に、前記塗料組成
物の固形分１００重量部当たり１〜３０重量部の含有量
の、１３０℃以下の融点を有するポリエチレン樹脂と、
クロム酸塩およびシリカとを配合してなる塗料を塗布
し、加熱硬化してなる、０．３超〜１０μｍの厚さを有
する樹脂被膜を有し、前記クロム酸塩およびシリカの含
有量は、前記塗料組成物の固形分１００重量部当たり、
（１）３０重量部＜（クロム酸塩＋シリカ）含有量＜７
０重量部且つ（２）１０重量部＜シリカ含有量＜４０重
量部且つ（３）クロム酸塩含有量≧（シリカ含有量）／
５の条件を満足することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明は、亜鉛系めっき鋼板の
表面に、クロメート被膜を有し、その上に樹脂被膜を有
する亜鉛系めっき鋼板である。樹脂被膜は、塗料組成物
と、有機系固形潤滑剤としてのポリエチレン樹脂と、防
錆顔料としてのクロム酸塩およびシリカとからなってい
る。

【００１６】塗料組成物は、溶剤系熱硬化性樹脂からな
っており、該溶剤系熱硬化性樹脂は、下記、（Ａ）およ
び（Ｂ）からなっている。（Ａ）：下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなるガラ
ス転移温度の異なる２種以上の水酸基含有ウレタンポリ
マーの混合物（ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ルおよびポリエーテルポリエステルポリオールからなる
群から選んだ少なくとも１種のポリオール、（ｂ）イソ
シアネート化合物、（ｃ）２価のアルコール、（Ｂ）：硬化剤としてのブロックイソシアネートプレポ
リマーおよび／またはアミノ樹脂

【００１７】ポリエチレン樹脂の融点は、１３０℃以下
とすべきである。ポリエチレン樹脂の融点は、潤滑性に
影響を与える。即ち、その融点が高いほど、常温付近に
おける力学的強度即ち変形抵抗が高くなり、ポリエチレ
ン樹脂を含有する樹脂被膜の潤滑性（摺動性）が低下す
る。従って、有機系固定潤滑剤としてのポリエチレン樹
脂の融点は、１３０℃以下とすべきである。融点が１３
０℃を超えると、常温付近における変形抵抗が高くなる
ので樹脂被膜の潤滑性が低下する。ポリエチレン樹脂の
好ましい融点は、９０〜１３０℃の範囲内である。

【００１８】防錆顔料は、クロム酸塩およびシリカから
なっている。亜鉛系めっき層の表面上に形成される樹脂
被膜のための防錆顔料として、前記のクロム酸塩とシリ
カとを併用する理由は、次の通りである。

【００１９】図１は、防錆顔料の含有量とプレス加工後
の耐食性との関係を示すグラフである。図１に示すよう
に、耐食性は、成形加工した円筒の塩水噴霧試験を４８
０時間施こした後の白錆発生面積で評価した。シリカの
場合、４０重量部では、被膜の損傷が大きくなり、却っ
て耐食性は低下する。クロム酸塩としてのクロム酸バリ
ウムでは、６０重量部を超えると、やはり、被膜の損傷
が大きくなり、却って耐食性は低下する。シリカとクロ
ム酸バリウムとを混合した場合（シリカ：クロム酸塩＝
１：１）、加工後耐食性は非常に優れているが、やは
り、７０重量部以上では、却って耐食性は低下する。

【００２０】図２は、防錆顔料の含有量と耐黒化性（成
形加工後外観）との関係を示すグラフである。図２に示
すように、防錆顔料の含有量が増加すると耐黒化性は劣
化する傾向にある。しかしながら、シリカとクロム酸塩
とを混合した場合（シリカ：クロム酸塩＝１：１）、耐
黒化性の防錆顔料含有量に対する劣化の程度は、シリカ
単独の場合よりも緩やかになっており、クロム酸塩単独
と同レベルである。この結果は、クロム酸塩の密度（約
４．０〜５．０）がシリカの密度（約２．７）よりも大
きく、占有体積が小さいこと、および、シリカの孔質や
シリカと樹脂とによる安定な網目構造中にクロム酸塩が
安定に存在できるためと推定される。

【００２１】クロム酸塩として、クロム酸カルシウム、
クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウム、クロム酸
鉛、クロム酸亜鉛、クロム酸亜鉛カリウム、クロム酸銀
等の中から使用するが、好ましくは、クロム酸ストロン
チウムおよびクロム酸バリウムがよい。

【００２２】シリカとして、微粒子状の疎水性シリカ、
親水性シリカを使用するが、好ましくは、これらの粒径
１００ｍｍ以下の微粒子状のものがよい。

【００２３】以上、防食メカニズムの異なるクロム酸塩
とシリカとの相乗効果、および、シリカと樹脂との安定
な網目構造と孔質の形成によるクロム酸塩の含有量アッ
プ効果とクロム酸塩を安定且つ強固に保持する効果によ
って、成形加工性を維持しながら、良好な耐食性を得る
ことができたものと考えられる。

【００２４】クロム酸塩とシリカとの混合物の含有量
は、塗料組成物（溶剤系熱硬化性樹脂）の固形分１００
重量部に対して、３０重量部を超え７０重量部未満の範
囲内とすべきである。（１）３０重量部＜（クロム酸塩＋シリカ）含有量＜７
０重量部クロム酸塩とシリカとの混合物の含有量が、塗料組成物
の固形分１００重量部に対して３０重量部以下では、従
来に比べて、加工後の耐食性が向上しない。一方、７０
重量部以上では、より以上の耐食性向上効果が得られな
いのみならず、樹脂被膜中の樹脂の凝集力が低下して、
プレス成形時に樹脂被膜が剥離しやすくなる問題が生ず
る。

【００２５】シリカの含有量は、塗料組成物の固形分１
００重量部に対して、１０重量部を超え４０重量部未満
の範囲内とすべきである。（２）１０重量部＜シリカ含有量＜４０重量部シリカを１０重量部超えに限定した理由は、１０重量部
以下では、シリカの長所（シリカの孔質やシリカと樹脂
とによる安定な網目構造中にクロム酸塩が安定に存在で
きる）が充分発揮されない。また、４０重量部未満に限
定した理由は、４０重量部以上では、被膜の樹脂の凝集
力が低下して、加工後耐食性が劣化するためである。

【００２６】また、（３）クロム酸塩含有量≧（シリカ
含有量）／５とすべきである。クロム酸塩≧（シリ
カ）／５と、クロム酸塩の下限値を限定した理由は、ク
ロム酸塩がこれより少ないと、シリカとクロム酸塩の相
補的な耐食性改善効果が充分得られないためである。以
上に述べた、クロム酸塩とシリカ（ＳｉＯ₂）の含有量
の好ましい範囲を図示すると、図５のグラフにおいて斜
線で示した範囲となる。

【００２７】塗料中には、上述した溶剤系熱硬化性樹
脂、有機系固形潤滑剤および防錆顔料のほかに、必要に
応じて、他の成分、例えば、顔料、染料などの着色剤、
溶剤、界面活性剤、安定剤等を含有させてもよい。

【００２８】上述した溶剤系熱硬化性樹脂、有機系固形
潤滑剤および防錆顔料からなる、所定の溶剤によって希
釈した塗料を、亜鉛系めっき鋼板の表面上に塗布し、そ
して、加熱して架橋硬化させることにより、樹脂被膜が
形成される。

【００２９】上述のようにして形成される樹脂被膜を、
亜鉛系めっき鋼板の亜鉛系めっき層の上に形成されたク
ロメート被膜の上に形成することが必要である。このよ
うに、クロメート被膜の上に樹脂被膜を形成することに
より、クロメート被膜中に含まれるＣｒ^{6 +}のクロム酸
イオンによる不働態化効果が生ずる。更に、亜鉛系めっ
き層の表面が、クロム酸イオンの還元生成物であるＣｒ
^{3 +}のクロム水和酸化物被膜によって被覆されるので、
アノード面積が減少し、且つ、亜鉛系めっき層への水や
酸素の侵入が防止される。従って、亜鉛系めっき鋼板の
耐食性が向上し、且つ、樹脂被膜の形成も良好になる。
なお、クロメート被膜の形成は、塗布処理、電解処理、
反応処理等、既知のどの様な手段で行なってもよい。

【００３０】クロメート被膜の量は、金属クロムに換算
して、鋼板の片面当たり５〜２００ｍｇ／ｍ²の範囲内
とすべきである。クロメート被膜の量が、金属クロムに
換算して、鋼板の片面当たり５ｍｇ／ｍ²未満では、耐
食性の向上効果が得られない。一方、クロメート被膜の
量が、金属クロムに換算して、鋼板の片面当たり２００
ｍｇ／ｍ²を超えると、より以上の耐食性向上効果が得
られないのみならず、鋼板の変形を伴う厳しいプレス成
形が施こされた場合に、クロメート被膜が破壊する問題
が生ずる。クロメート被膜の、より好ましい量は、金属
クロムに換算して、鋼板の片面当たり１０〜１５０ｍｇ
／ｍ²の範囲内である。

【００３１】この発明において、潤滑のための樹脂被膜
が形成されるべき鋼板は、その少なくとも１つの表面上
に亜鉛系めっき層を有する亜鉛系めっき鋼板であって、
その少なくとも１つの表面上に亜鉛めっき層を有する亜
鉛めっき鋼板でも、亜鉛の他に、ニッケル、鉄、マンガ
ン、モリブデン、コバルト、アルミニウム、クロム、シ
リコン等のうちの少なくとも１つの成分を含有する亜鉛
合金めっき層を有する亜鉛合金めっき鋼板でも、また
は、上述した亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層の複
数層を有する複層亜鉛系めっき鋼板でもよい。また、亜
鉛系めっき層を形成しない上記金属板であっても適用可
能であることはいうまでもない。

【００３２】亜鉛系めっき鋼板の少なくとも１つの表面
に対する樹脂被膜の形成は、次のようにして行なわれ
る。即ち、亜鉛系めっき層の上に形成されたクロメート
被膜の表面上に、ロールコーター、カーテンフローコー
ターまたはスプレー塗装等の既知の方法によって、上述
した組成の塗料を塗布し、または、上述した組成の塗料
中に、その表面上にクロメート被膜が形成された亜鉛系
めっき鋼板を浸漬した後、付着した塗料を、ロールや空
気の吹き付けにより絞って、所定量の被膜を形成する。
次いで、これを熱風炉や誘導加熱装置により、１５０〜
２５０℃の温度で加熱して塗料中の溶剤を蒸発させ、樹
脂を架橋硬化させる。かくして、亜鉛系めっき鋼板の表
面上に形成されたクロメート被膜の上に、樹脂被膜が形
成される。

【００３３】上述のようにして形成された樹脂被膜の厚
さは、鋼板の片面当たり、０．３μｍ超、１０μｍ以下
の範囲内とすべきである。樹脂被膜の厚さが、鋼板の片
面当たり０．３μｍ以下では、プレス成形時、特に高精
度を要求される厳しいプレス成形時に、着色処理層が受
ける損傷を完全に防止することができず、しかも、その
部分に更に摺動抵抗が加わるために、亜鉛系めっき鋼板
の外観の低下を抑制することができない。一方、樹脂被
膜の厚さが、鋼板の片面当たり１０μｍを超えると、溶
接が不可能になるばかりか、プレス成形時に、樹脂被膜
自体の破壊や剥離量が増加し、金型への付着や堆積が不
可避になるので、プレス成形を安定して連続的に行うこ
とができなくなる問題が生ずる。

【００３４】

【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。

【００３５】〔実施例１〕この発明の範囲内の代表的な
亜鉛系めっき鋼板およびこの発明の範囲外の亜鉛系めっ
き鋼板を製造するための塗料を構成する溶剤系熱硬化性
樹脂中の水酸基含有ウレタンプレポリマーとして、表１
に示す成分組成Ａ、Ｂの２種類の水酸基含有ウレタンプ
レポリマーを準備した。

【００３６】

【表１】

【００３７】以下に、表１のＡ：水酸基含有ウレタンプ
レポリマーの製造例について述べる。加熱装置、攪拌
機、水分離機および温度計を備えた反応装置を使用し、
この装置内に、ポリエステルポリオールとしての芳香族
ポリエステルポリオール（ＡＲ）：９１５重量部および
脂肪族ポリエステルポリオール（ＡＬ）：９１５重量部
を供給し、これらを、不活性雰囲気下において加熱しそ
して融解した。融解したポリエステルポリオールを、攪
拌しながら１００℃の温度に加熱し、そして、その温度
で３０〜６０分間保温し、次いで、脱水した。次いで、
融解した原料の温度を約７０℃まで冷却し、その温度下
において、２価のアルコールとしての１，４ブタンジオ
ール：２８重量部、イソシアネート化合物としてのジフ
ェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート：３１３重
量部、反応触媒としてのジブチルチンラウリレート：
０．５５重量部および溶剤としてのシクロヘキサノン：
９４０重量部をそれぞれ添加し、そして、混合し、５〜
１０時間反応させた。上記混合物が所定の粘度になった
後、２価のアルコールとしての１，３−ブタンジオー
ル：１０重量部を加えて反応を終了させた。更に、溶剤
としてのシクロヘキサノン：４１５０重量部を加え、か
くして、不揮発分：３０％、粘度：１４００ｃｐｓの水
酸基含有ウレタンプレポリマーを調製した。

【００３８】更に、表１のＢのポリオールを使用し、上
記と同じ方法により、この発明において使用される溶剤
系熱硬化樹脂を調製した。このようにして、ヘキサメチ
レンジイソシアネート３量体と、ＮＣＯ／ＯＨ＝１／１
の当量比で架橋硬化させた熱硬化型樹脂のガラス転移温
度を表１に併せて示す。

【００３９】本発明の溶剤系熱硬化樹脂ａは、表１のＡ
とＢとを８：２の配合比で組み合わせて使用した。比較
用の溶剤系熱硬化樹脂ｂ（表４の比較鋼板No. ９の溶剤
系熱硬化樹脂）は表１のＢのみを使用した。一方、表２
に示した成分組成の２種類の有機系固形潤滑剤ａ、ｂを
準備した。

【００４０】

【表２】

【００４１】板厚０．８ｍｍ、めっき量９０／９０ｇ／
ｍ²の溶融亜鉛めっき鋼板の亜鉛めっき層の両面をアル
カリで脱脂し、次いで、亜鉛めっき層の上にシリカゾル
を含有するクロメート処理液をロールコーティング法に
より塗布した後、加熱し、そして、乾燥して、亜鉛めっ
き層の上に、金属クロムに換算して５０ｍｇ／ｍ²の量
のクロメート層を形成した。表１のＡ、Ｂで構成される
溶剤系熱硬化性樹脂ａ、ｂの各々と、表２に示した有機
系固形潤滑剤ａ、ｂと、そして、防錆顔料としてのシリ
カおよびクロム酸塩とからなる塗料を、表３、表４に示
した溶融亜鉛めっき鋼板の両面に形成されたクロメート
被膜の上に、ロールコーティング法により塗布した。

【００４２】防錆顔料は、シリカとして粒系１００ｎｍ
以下の親水性シリカ、クロム酸塩としてクロム酸バリウ
ムとクロム酸ストロンチウムとを用いた。次いで、これ
を、誘導加熱装置において２２０℃の温度に加熱して、
クロメート被膜の上に、約２．０μｍの厚さの樹脂被膜
を形成した。このようにして、表３に示す、この発明の
範囲内の代表的な鋼板（以下、「本発明鋼板」という）
No. １〜３５を調製した。

【００４３】

【表３】

【００４４】比較のために、この発明の範囲外の防錆顔
料を使用した塗料により、上記と同じように、クロメー
ト被膜の上に約２．０、０．２または１２μｍの厚さの
樹脂被膜を形成し、この発明の範囲外の被膜組成鋼板
（以下、「比較用鋼板」という）No. １〜３９を、表４
に示すように調製した。

【００４５】

【表４】

【００４６】上述した、本発明鋼板および比較用鋼板の
各々について、成形後の耐食性、成形後外観を、以下に
述べる性能試験によって、潤滑性、耐黒化性およびプレ
ス成形後の耐食性を評価した。評価結果を表５、表６に
示す。

【００４７】（１）潤滑性図３に概略正面図で示す試験機を使用した。図３に示す
ように、箱状の枠２の一方側２ａに固定されたフラット
面を有する雌ダイス１と、雌ダイス１と向き合った、所
定の高さの実質的に水平な突条３を有する雄ダイス４
と、雄ダイス４と、雄ダイス４を支持し、そして、雄ダ
イス４を雌ダイス１に向けて図３中黒塗り矢印に示すよ
うに水平移動させるための、枠２の他方側２ｂに固定さ
れた油圧シリンダ５とからなっている。雄ダイス４は、
油圧シリンダ５のロッド５ａに、ロードセル６を介して
固定されている。なお、雄ダイス４の突条３の幅は１０
ｍｍであり、その先端の長さは１ｍｍである。

【００４８】本発明鋼板および比較用鋼板から切り出さ
れた試験片７を、雌ダイス１と雄ダイス４との間の間隙
に垂直に挿入し、そして、油圧シリンダ５を作動させ
て、雌ダイス１と雄ダイス４とにより試験片７を５０ｋ
ｇｆ（５００ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧力で押し付けた。次
いで、試験片７を図３中白抜き矢印に示すように、１０
０ｍｍ／分の速度で上方に引き抜き、その時の動摩擦係
数を調べ、これによって潤滑性を評価した。なお、試験
は、常温（２０℃）の試験片のほか、実際のプレス作業
時の板温上昇を考慮して、１５０℃の温度の高温試験片
についても行った。

【００４９】（２）耐黒化性図４に概略正面図で示す試験機を使用した。図４に示す
ように、箱状の枠２の一方側２ａに固定された所定の高
さの実質的に水平な突条８を有する雄ダイス９と、雄ダ
イス９の突条８と向き合った所定深さの溝１０を有する
雌ダイス１１と、雌ダイス１１を支持し、そして、雌ダ
イス１１を雄ダイス９の突条８に向けて図４中黒塗り矢
印に示すように水平に移動させるための、枠２の他方側
２ｂに固定された油圧シリンダ５とからなっている。雌
ダイス１１は、油圧シリンダ５のロッド５ａに、ロード
セル６を介して固定されている。なお、雄ダイス９の突
条８の幅は３０ｍｍであり、突条８の先端の半径は０．
２５ｍｍである。

【００５０】本発明鋼板および比較用鋼板から切り出さ
れた試験片を雄ダイス９と雌ダイス１１との間の間隙に
垂直に挿入し、油圧シリンダ５を作動させて、雄ダイス
９と雌ダイス１１とにより、試験片７を１００ｋｇｆ
（１０００ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧力で押し付けた。次い
で、試験片７を図４中白抜き矢印に示すように、１００
ｍｍ／分の速度で上方に引き抜き、そのときの試験片の
外観を目視によって調べ、傷つき程度および黒化程度を
評価した。評価基準は次の通りである。 ◎印：傷つきおよび黒化の発生なく、外観が均一 ○印：傷つきおよび黒化が発生し、外観が多少不均一 △印：局部的に傷つきおよび黒化が発生し、外観が明ら
かに不均一 ×印：コーナー部を中心に傷つきおよび黒化が激しく発
生

【００５１】（３）プレス成形後の耐食性円形状の試験片を、ブランク径：１００ｍｍ、ポンチ
径：５０ｍｍ、ダイス径：５２．１６ｍｍ、しわ押さえ
力：１トンの条件でカップ状に成形し、次いで、その端
縁部を、タールエポキシ塗料によってシールした後、Ｊ
ＩＳＺ２３７１に基づく塩水噴霧試験を４８０時間
施こし、４８０時間経過後の白錆発生率を調べ、これに
よって、プレス成形後の耐食性を評価した。評価基準
は、以下の通りであった。 ◎印：白錆発生率；５％未満 ○印：白錆発生率；５〜２０％未満 △印：白錆発生率；２０〜４０％未満 ×印：白錆発生率；４０％以上

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

【００５４】表４、表６から明らかなように、比較用鋼
板No. １〜５は、塗料組成物の固形分１００重量部に対
するシリカの含有量が４０重量部と上限を超えており、
加工後耐食性が劣っていた。

【００５５】比較用鋼板No. ６、７は、シリカに対して
クロム酸塩が少なく、加工後耐食性が劣っていた。

【００５６】比較用鋼板No. ８〜１３は、塗料組成物の
固形分１００重量部に対する防錆顔料（シリカ＋クロム
酸塩）の含有量が７０重量部と、防錆顔料の含有量が上
限を超えているため加工後外観が劣っていた。

【００５７】比較用鋼板No. １４〜１９は、防錆顔料７
０重量部と、防錆顔料の含有量が上限を超えているため
加工後外観が劣っていた。

【００５８】比較用鋼板No. ２０、２１は、防錆顔料２
５重量部と、防錆顔料の含有量が下限に達していないた
め加工後耐食性が劣っていた。

【００５９】比較用鋼板No. ２２〜２４は、防錆顔料７
０重量部と、防錆顔料の含有量が上限を超えているため
加工後外観が劣っていた。

【００６０】比較用鋼板No. ２５〜２７は、防錆顔料２
５重量部と、防錆顔料の含有量が下限に達していないた
め加工後耐食性が劣っていた。

【００６１】比較用鋼板No. ２８〜３０は、防錆顔料７
０重量部と、防錆顔料の含有量が上限を超えているため
加工後外観が劣っていた。

【００６２】比較用鋼板No. ３１〜３３は、防錆顔料２
５重量部と、防錆顔料の含有量が下限に達していないた
め加工後耐食性が劣っていた。

【００６３】比較用鋼板No. ３４〜３６は、防錆顔料７
０重量部と、防錆顔料の含有量が上限を超えているため
加工後外観が劣っていた。

【００６４】比較用鋼板No. ３７は、有機系固形潤滑剤
ｂを使用したため、含有量は２０重量部だが、融点が１
３３℃と上限を超えていた。

【００６５】比較用鋼板No. ３８は、膜厚が０．２μｍ
と下限より少なく、比較用鋼板No.３９は、膜厚が１２
μｍと上限を超えており、成形後耐食性、または、成形
後外観のいずれか一方、または、両方が劣っていた。

【００６６】これに対して、表３、表５から明らかなよ
うに、本発明鋼板No. １〜３５は、成形後耐食性と成形
後外観の何れも優れていた。

【００６７】〔実施例２〕亜鉛系めっき鋼板として、溶
融亜鉛めっき（レギュラースパングル材）、溶融亜鉛め
っき（ゼロスパングル材）、鉄亜鉛合金めっき、亜鉛５
５％アルミニウム合金めっき、亜鉛５％アルミニウム合
金めっき、電気亜鉛めっき、または、電気亜鉛ニッケル
合金めっきが施こされた７種類を準備した。実施例１と
同様のクロメート被膜がその表面に形成された前記７種
類の鋼板のクロメート被膜の上に、前述した溶剤系熱硬
化樹脂ａの固形分１００重量部に対して、有機系固形潤
滑剤ａ、および、防錆顔料（シリカ、クロム酸塩）を、
この発明の範囲内の割合で含有する塗料を、実施例１と
同様の方法により塗布し、次いで、加熱して、クロメー
ト被膜の上に樹脂被膜を形成した。防錆顔料として、粒
径１００ｎｍ以下の親水性シリカ、クロム酸塩としてク
ロム酸バリウムとクロム酸ストロンチウムとを用いた。
このようにして、表７に示す本発明鋼板No. ３６〜４２
を調製した。比較のために、表７に併せて示す、先行技
術の範囲内（本発明範囲外）の防錆顔料を含有する塗料
を使用した比較用鋼板No. ４０〜４６を調製した。

【００６８】

【表７】

【００６９】上述した、本発明鋼板No. ３６〜４２およ
び比較用鋼板No. ４０〜４６の各々について、成形後の
耐食性、成形後外観を実施例１と同様に評価した。評価
結果を表８に示す。

【００７０】

【表８】

【００７１】表７、表８から明らかなように、比較用鋼
板No. ４０〜４６は、先行技術の発明の範囲の組成被膜
をコーティングしており、いずれも、成形後耐食性が劣
っていた。

【００７２】これに対して、本発明鋼板No. ３６〜４２
は、成形後耐食性と成形後外観のいずれも優れていた。

【００７３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の亜鉛系め
っき鋼板によれば、表面に潤滑油を塗布することなく、
優れた潤滑性が発揮され、特に、厳しい条件でプレス成
形を施してもプレス成形後の耐食性および外観が極めて
優れており、かくして、工業上有用な効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】防錆顔料の含有量とプレス成形加工後耐食性と
の関係を示すグラフである。

【図２】防錆顔料の含有量と耐黒化性との関係を示すグ
ラフである。

【図３】試験片の潤滑性を評価するための試験機の概略
正面図である。

【図４】試験片の耐黒化性を評価するための試験機の概
略正面図である。

【図５】クロム酸塩含有量とシリカ含有量との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１雌ダイス２枠２ａ枠の一方側２ｂ枠の他方側３突条４雄ダイス５油圧シリンダ５ａロッド６ロードセル７試験片８突条９雄ダイス１０溝１１雌ダイス

フロントページの続き (72)発明者山下正明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛系めっき鋼板の表面に、金属クロム
換算で５〜２００ｍｇ／ｍ²の付着量のクロメート被膜
を有し、前記クロメート被膜の上に、（ａ）ポリエーテ
ルポリオール、ポリエステルポリオールおよびポリエー
テルポリエステルポリオールからなる群から選んだ少な
くとも１種のポリオール、（ｂ）イソシアネート化合
物、および、（ｃ）２価のアルコールからなる、ガラス
転移温度の異なる２種以上の水酸基含有ウレタンプレポ
リマーの混合物に、ブロックイソシアネートプレポリマ
ーおよび／またはアミノ樹脂からなる硬化剤を配合した
塗料組成物に、前記塗料組成物の固形分１００重量部当
たり１〜３０重量部の含有量の、１３０℃以下の融点を
有するポリエチレン樹脂と、クロム酸塩およびシリカと
を配合してなる塗料を塗布し、加熱硬化してなる、０．
３超〜１０μｍの厚さを有する樹脂被膜を有し、前記ク
ロム酸塩およびシリカの含有量は、前記塗料組成物の固
形分１００重量部当たり、（１）３０重量部＜（クロム酸塩＋シリカ）含有量＜７
０重量部且つ（２）１０重量部＜シリカ含有量＜４０重
量部且つ（３）クロム酸塩含有量≧（シリカ含有量）／
５の条件を満足することを特徴とする亜鉛系めっき鋼
板。