JPH10109376A - 非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】防錆油を無塗布で優れた一次防錆性を有し、プ
レス油を無塗布で優れたプレス加工性を有し、溶接性も
優れ、りん酸亜鉛皮膜がなくても充分な上塗り塗膜密着
性および耐水２次密着性を有する潤滑樹脂処理鋼板を提
供する。 【解決手段】片面または両面に、Tgが40〜100 ℃、酸価
が10〜50のウレタン系樹脂と、Tsが90〜130 ℃のポリエ
チレンワックスとからなり、付着量が0.5 〜 3g/m²、ウ
レタン／ポリエチレンの固形分比率が97/3〜80/20 、下
記［Ａ］式により定義された造膜率が70〜100 ％の皮膜
を有することで、前記課題を解決する。 滑処理皮膜の造膜率（％）＝［（風乾皮膜の粒子数−焼
付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂処理鋼板の技
術分野に属する。より詳細には、無塗油でプレス加工し
得るため、プレス後に実施されているアルカリ脱脂工程
を省略でき、また、これにより成形品を接合する際の溶
接性を損なうことがなく、しかも、非アルカリ脱膜型の
皮膜であるため、従来から行われている塗油→アルカリ
脱脂工程を経ても樹脂処理皮膜が溶解せずに鋼板表面に
存在しており、リン酸亜鉛等の化成処理皮膜を付着しな
いにも関わらず、電着塗装や静電粉体塗装等の上塗り塗
膜の密着性や耐水２次密着性を有し、さらに、プレス加
工物を接合する際の溶接性も優れる、無塗油防錆性、無
塗油プレス加工性、上塗り塗膜密着性、耐水２次密着
性、および溶接性に優れた非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処
理を有してなる熱延もしくは冷延鋼板、およびその製造
方法に関する。

【０００２】一般的な有機溶剤系の塗料を用い、充分に
時間をかけて高温で焼付を行えば、一次防錆性やプレス
加工性等諸特性を発現することは比較的容易である。と
ころが、熱延や冷延鋼板を別ラインで塗装する方法は、
樹脂処理鋼板の製造コストアップを招くため、熱延鋼板
の場合では酸洗工程直後、冷延鋼板の場合でもＣＡＬ
（連続焼鈍ライン）出側の極短いスペースにおいて前処
理を行わず塗装、焼付を行いたい。しかも塗装設備、付
帯設備を安価にしたいため５〜１０ｍ程度の短い長さの
焼き付け炉で、かつエネルギーコストの低い水蒸気を熱
源とし、安価な非防爆型焼付炉によって塗装焼付を行う
必要がある。このような製造ライン上の要求を満たすた
めには、５〜１５秒後の到達板温が５０〜７０℃となる
ような条件で、前処理を行うことなく焼付けを行うこと
が好ましい。また、本発明は、所定の水系エマルジョン
塗料を用いることにより、製造ラインにおける上記要求
を可能にし、かつ、上記特性を満足する潤滑樹脂処理鋼
板を実現したものである。

【０００３】

【従来の技術】その表面に防錆油を塗布しなくても優れ
た一次防錆性を有し、かつプレス油を塗布しなくてもプ
レス加工性を有し、しかも溶接性にも優れ、さらに、そ
の後アルカリ脱脂工程を経ても脱膜せず、以てりん酸亜
鉛皮膜が生成せずとも充分な上塗り塗膜密着性を有する
潤滑性樹脂鋼板の開発が従来から要求されている。しか
しながら、このような特性の全てを同時に解決する技術
は未だ実現されておらず、その一部を含む類似技術とし
て、以下に示されるような技術が提案されているのが現
状である。

【０００４】例えば、特開昭５３−４４４６８号公報に
は、冷延鋼板表面には水溶性および／または水分散性樹
脂を塗布し、未乾燥の皮膜表面に常温で固体の潤滑剤を
粉末状にして塗布、乾燥せしめた潤滑皮膜を有するプレ
ス加工用潤滑処理金属板が開示されている。この潤滑処
理金属板によれば、無塗油でのプレス加工性や溶接性は
得られるものの、この皮膜系はアルカリ脱膜性を有して
おり、また、カルボキシル基や水酸基等の親水基の密度
が高く、親水性に富み、無塗油での防錆性に劣る。さら
に、２段階の製造工程（樹脂塗布→固体潤滑剤塗布、乾
燥）を必要としており、生産性の点でも難点がある。

【０００５】また、特開昭５４−６９６６２号公報に
は、熱延、冷延、表面処理鋼板等の表面に、酸化ワック
スのアルカリ土類金属塩、防錆剤、界面活性剤からなる
組成物を被覆せしめてなる防錆潤滑処理鋼板が開示され
ている。この防錆潤滑処理鋼板の場合には酸化ワックス
を中心としてプレス加工性を発現させているが、樹脂と
の混合皮膜でなければ皮膜硬度が低すぎて、潤滑性は有
するものの金型と素材との接触率が大きく、無塗油での
プレス加工性は劣る。また、皮膜の潤滑性や乳化性の向
上を目的として酸化ワックスや界面活性剤を併用してい
るが、非アルカリ脱膜型ではないため無塗油での防錆性
に劣る。さらに、防錆剤の防錆効果は認められるが、ベ
ースとなる有機皮膜の無塗油での防錆性が非常に劣るた
め、相殺されて効果は小さい。

【０００６】特開昭６１−２３７６７号公報には、冷
延、表面処理鋼板等の表面にアクリル系エマルジョン、
クロム酸塩、シリカゾルを含有する皮膜を形成せしめた
高耐食性表面処理鋼板が開示されている。この高耐食性
表面処理鋼板の場合、皮膜形成の焼鈍条件によっては、
水溶性の６価クロムが非常に多いため、その溶出速度が
速すぎて無塗油での防錆性は不良である。また、アルカ
リ脱脂槽中へのクロム溶出量が多く、周辺環境への影響
を考慮すると工業的に不利である。

【０００７】特開昭６２−７７４９８号公報には、冷延
鋼板の表面にクロメート皮膜を形成した後、水溶性樹脂
またはエマルジョンを塗布する処理方法が開示される。
また、この処理方法においては、前記水溶性樹脂中に
は、必要に応じて防錆顔料とシリカゾルが添加される。
しかしながら、この処理方法の場合では、クロメート皮
膜を設けた後、水溶性樹脂またはエマルジョンを塗布、
皮膜形成しており、前述の特開昭５３−４４４６８号公
報に開示される例と同様に、生産性に難点がある。ま
た、シリカゾルの添加は、亜鉛系めっき鋼板を基材とす
る場合には腐食を抑制する塩基性塩化亜鉛の生成を促
し、耐食性の向上をもたらすが、熱延や冷延鋼板を基材
とする場合には、逆にシリカゾルの親水性により無塗油
での防錆性を低下させてしまう。

【０００８】さらに、特開平２−３１０３８４号公報に
は、鋼板の表面にポリエチレンオキサイド、水溶性防錆
剤、その他数種のコロイド等からなる水溶性液を塗布乾
燥せしめることにより、プレス成形性、脱膜性および防
錆性を向上せしめた鋼板が開示されている。しかしなが
ら、この鋼板は、やはり無塗油での防錆性は十分ではな
く、しかも、非アルカリ脱膜性を有していない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決することにあり、前述の諸特性
の全てを好適に満たす樹脂処理鋼板、すなわち、表面に
防錆油を塗布しなくても優れた一次防錆性を有し、かつ
プレス油を塗布しなくても優れたプレス加工性を有し、
溶接性にも優れ、しかも、その後アルカリ脱脂工程を経
ても脱膜せず、これを以て、りん酸亜鉛皮膜がなくても
充分な上塗り塗膜密着性および耐水２次密着性を有する
潤滑樹脂処理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、上記諸特
性を全て満足する樹脂処理鋼板を実現するために鋭意研
究を重ねた。その結果、中でも特に、無塗油での防錆性
を有するための考え方が重要であることを見出し、これ
を基に次の知見を得た。

【００１１】まず、無塗油での防錆性を有するために
は、基材と塗膜との濡れ性、密着性特に潤滑時密着力の
向上が有効であり、そのためには、ウレタン樹脂系から
なる水系エマルジョンを用いる方法が有効である。すな
わち、湿潤密着力を上げるには水素結合能の高いウレタ
ン結合が大きな効果を有するためである。また、塩水の
透過を抑える事も、無塗油での防錆性向上には有効であ
る。そのためには分子間の凝集力を高める必要があり、
この観点からも上記ウレタン結合を利用する方法が有効
である。さらに、前記両知見に加え、同一組成の皮膜で
も、後述する造膜率が高い程、防錆性が向上する。その
ためには焼付条件の選択や、樹脂やワックスエマルジョ
ンの粒子径を小さくする手法も有効である。

【００１２】本発明は、上記知見に基づいて成されたも
のであり、熱延または冷延鋼板の片面または両面に、ガ
ラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜１００℃で酸価が１０〜
５０のウレタン系樹脂と、軟化点（Ｔｓ）が９０℃〜１
３０℃のポリエチレンワックスからなり、かつ、ウレタ
ン系樹脂／ポリエチレンワックスの固形分比率が重量比
で９７／３〜８０／２０で、下記［Ａ］式により定義さ
れた造膜率が７０％〜１００％である被膜を、付着量で
０．５ｇ／ｍ² 〜３．０ｇ／ｍ² 有する非アルカリ脱膜
型潤滑樹脂処理鋼板を提供する。 潤滑処理皮膜の造膜率（％）＝ ［（風乾皮膜の粒子数−焼付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００ ……［Ａ］式 （上記［Ａ］式において、粒子数とは、樹脂処理鋼板を
液体窒素にて冷却した後急激に力を加えて脆性破壊し、
鋼板表面の潤滑皮膜破断面を電子顕微鏡にて１万倍で観
察し、明瞭に確認しうるウレタン系樹脂粒子およびポリ
エチレンワックス粒子の１μｍ×１μｍ当たりの数であ
る。）

【００１３】また、本発明の製造方法は、前記本発明の
非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板の製造方法であっ
て、粒子径が０．０１μｍ〜０．２μｍでガラス転移点
（Ｔｇ）が４０℃〜１００℃で酸価が１０〜５０のウレ
タン系樹脂の水系エマルジョンと、粒子径が０．０１μ
ｍ〜０．２μｍで軟化点（Ｔｓ）が９０℃〜１３０℃の
ポリエチレンワックスの水系エマルジョンとを混合して
なる水系エマルジョン塗料を塗布し、焼き付ける非アル
カリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板の製造方法を提供する。

【００１４】さらに、本発明の別の態様は、熱延または
冷延鋼板の片面または両面に、粒子径が０．０１μｍ〜
０．２μｍでガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜１００℃
で酸価が１０〜５０のウレタン系樹脂の水系エマルジョ
ンと、粒子径が０．０１μｍ〜０．２μｍで軟化点（Ｔ
ｓ）が９０℃〜１３０℃のポリエチレンワックスの水系
エマルジョンとを混合してなる水系エマルジョン塗料を
塗布し、焼き付けてなる、付着量が０．５ｇ／ｍ² 〜
３．０ｇ／ｍ² で、ウレタン系樹脂／ポリエチレンワッ
クスの固形分比率が重量比で９７／３〜８０／２０で、
下記［Ａ］式により定義された造膜率が７０％〜１００
％である潤滑処理皮膜を有する非アルカリ脱膜型潤滑樹
脂処理鋼板を提供する。 潤滑処理皮膜の造膜率（％）＝ ［（風乾皮膜の粒子数−焼付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００ ……［Ａ］式 （上記［Ａ］式において、粒子数とは、樹脂処理鋼板を
液体窒素にて冷却した後急激に力を加えて脆性破壊し、
鋼板表面の潤滑皮膜破断面を電子顕微鏡にて１万倍で観
察し、明瞭に確認しうるウレタン系樹脂粒子およびポリ
エチレンワックス粒子の１μｍ×１μｍ当たりの数であ
る。）

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の非アルカリ脱膜型
潤滑樹脂処理鋼板（以下、樹脂処理鋼板とする）につい
て詳細に説明する。

【００１６】本発明の樹脂処理鋼板の基材としては、一
般的な熱延鋼板および冷延鋼板が各種利用可能である。
ただし、後述するプレス加工性や溶接性の特性レベル
は、鋼板厚みや鋼板の機械的特性等により変化すること
は言うまでもない。

【００１７】本発明の樹脂処理鋼板は、これらの鋼板の
片面もしくは両面に、Ｔｇが４０℃〜１００℃で、酸価
が１０〜５０のウレタン系樹脂と、Ｔｓが９０℃〜１３
０℃のポリエチレンワックスとからなる潤滑樹脂皮膜が
形成されたものであり、好ましくは、ウレタン系樹脂の
水系エマルジョンと、ポリエチレン系ワックスの水系エ
マルジョンとを混合してなる水系エマルジョンを用い
る。

【００１８】本発明の樹脂処理鋼板において、ウレタン
系樹脂を用いる理由は無塗油での防錆性を向上させるた
めである。前述のように、防錆性を向上させるために
は、基材と塗膜との濡れ性および密着性、特に湿潤時密
着力の向上が有効である。湿潤密着力を上げるには水素
結合能力の高いウレタン結合を有することが大きな効果
を有するため、本発明においては、ウレタン系の樹脂を
用いる。また、塩水の透過を抑える事も有効であり、そ
のためには分子間の凝集力を高める必要がある。この観
点からも上記同様、ウレタン結合を利用するのが有効で
ある。

【００１９】本発明においては、Ｔｇ（ガラス転移点）
が４０℃〜１００℃のウレタン系樹脂を使用する。鋼板
が無塗油で連続プレス加工される際、金型と鋼板との摩
擦発熱や鋼板の塑性変形発熱により金型は昇温する。こ
こで、この発熱温度はプレス条件により様々な可能性が
あるが、平均的には４０℃〜１００℃の範囲を考えてお
けばほぼ対応できると考えられる。この事を考慮する
と、ウレタン系樹脂のＴｇを４０℃〜１００℃とすれ
ば、良好なプレス加工性を得ることができる。つまりＴ
ｇが４０℃未満の場合、プレス環境下では皮膜が軟らか
くなりすぎて、皮膜の変形や剥離による金型／鋼板間の
金属間接触率が高まり摩擦係数が上昇しプレス加工性が
低下する。一方、１００℃超の場合は、プレス環境下に
おける樹脂の柔軟性が不足しやはり皮膜の剥離等が激し
くなり上記と同様の問題が発生する。なお、ウレタン系
樹脂のＴｇは、好ましくは、６０℃〜９０℃の範囲であ
る。

【００２０】また、本発明においては、酸価（樹脂１ｇ
中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに必要なＫＯＨの
ｍｇ数）が１０〜５０のウレタン系樹脂を使用する。酸
価とアルカリ脱膜性は、基本的に正比例する。そのた
め、酸価が１０未満の場合、ウレタン系樹脂の親水性が
低下してしまい、界面活性剤を併用して水分散しても十
分な分散を行うことができず、樹脂の粒子径が大きく成
りすぎたり、界面活性剤の表面へのブリードのため、上
塗り塗膜の密着性や耐水２次密着性の低下が発生する。
逆に、酸価が高くなるほどアルカリ脱膜性が高くなって
しまい、酸価が５０を超えた場合、アルカリ脱脂工程を
経た際には脱膜してしまうため、いかなる製造工程を経
た場合であっても化成処理皮膜の付着無しで優れた上塗
り塗膜の密着性や耐水２次密着性を実現するという、本
発明の目的を達成できず、しかも、皮膜の親水性が高す
ぎ、無塗油防錆性の低下も見られる。なお、ウレタン樹
脂の酸価は、好ましくは、２０〜４０である。

【００２１】本発明において、ウレタン系樹脂として
は、前記Ｔｇや酸価等の条件を満たす公知および市販の
ものが各種利用可能である。具体的には、１例として、
大日本インキ化学工業社製のHYDRAN HW-311 やHW-317等
の各種のものが挙げられる。

【００２２】本発明においては、好ましくは、このよう
なウレタン系樹脂の水系エマルジョンを用いる。ウレタ
ン系樹脂の水系エマルジョンの調製方法には特に限定は
なく、ウレタン樹脂や末端イソシアネート含有ウレタン
ウレポリマーを水と混合し、必要に応じて分散剤や有機
溶剤を添加して、撹拌して分散（あるいは、さらに反
応）する方法等、公知の方法が各種利用可能である。な
お、撹拌の程度によって、ウレタン系樹脂の粒径を調整
してもよいのはもちろんである（粒子径に関しては、後
に詳述する）。また、上記各種の条件（粒径を含む）を
満たすものであれば、ウレタン系樹脂の水系エマルジョ
ンは各種の市販品（いわゆるポリウレタン水系ディスパ
ージョン塗料）も好適に利用可能である。具体的には、
１例として、大日本インキ化学工業社製のVONDICシリー
ズが挙げられる。

【００２３】本発明の樹脂処理鋼板は、このようなウレ
タン系樹脂と、Ｔｓ（軟化点）が９０〜１３０℃のポリ
エチレンワックスとからなる樹脂皮膜を有する。ポリエ
チレンは一般に平均分子量が数百〜数百万の結晶性熱可
塑性樹脂であるが、ポリエチレンワックスは分子量が数
１０００までのものである。そのため凝集力が低く、破
壊エネルギーが小さいため容易に自身が破壊するので潤
滑性を有する。また、そのＴｇは−１００℃であるた
め、常温では柔軟な性質を有しており、かつその臨界面
張力は約３０ｄｙｎｅ／ｃｍと表面エネルギーが低いの
で、濡れ性および付着性が低いことから非常に優れた潤
滑作用を有するものの代表である。

【００２４】本発明においては、このようなポリエチレ
ンワックスのうち、Ｔｓが９０℃〜１３０℃のポリエチ
レンワックスを使用する。ポリエチレンワックスのＴｓ
が９０℃未満の場合、プレス環境下で皮膜が柔軟になり
過ぎ、金型／素材間の金属間接触による摩擦係数の増加
が生じる。逆に、Ｔｓが１３０℃を超えると、破壊や変
形抵抗の増加による摩擦係数の増加がおこる。すなわ
ち、Ｔｓが上記範囲を超えた場合、いずれの場合であっ
てもプレス加工性が低下する。なお、ポリエチレンワッ
クスのＴｓは、好ましくは、１００℃〜１２０℃の範囲
である。

【００２５】本発明において、ポリエチレンワックスと
しては、上記条件を満たす公知および市販のものが各種
利用可能である。中でも、好ましくは、平均分子量が３
０００〜９０００、より好ましくは５０００〜８０００
のものが用いられる。また、本発明においては、このよ
うなポリエチレンワックスは、水系エマルジョンとして
用いるのが好ましい。ポリエチレンワックスの水系エマ
ルジョンの調製方法には特に限定はなく、ポリエチレン
ワックスと水とを混合し、必要に応じて分散剤や有機溶
剤を添加して、撹拌して分散する方法等、公知の方法が
各種利用可能である。なお、撹拌の程度によって、ポリ
エチレンワックスの粒径を調整してもよいのはウレタン
系樹脂と同様である（粒子径は後に詳述）。また、ポリ
エチレンワックスの水系エマルジョンとしては、上記各
種の条件（粒径を含む）を満たすものであれば、各種の
市販品も好適に利用可能である。具体的には、１例とし
て、三井石油化学工業社製のケミパールシリーズが挙げ
られる。

【００２６】本発明においては、好ましくは、これらの
ウレタン系樹脂およびポリエチレンワックスの水系エマ
ルジョン塗料で、かつ、ウレタン系樹脂およびポリエチ
レンワックス共に、粒子径が０．０１μｍ〜０．２μｍ
のものを用いる。水系エマルジョン塗膜の場合、塗膜の
造膜性が高まる程、塩水の透過量が小さくなり、無塗油
での防錆性は向上する傾向にある。一定組成で造膜性を
高めるためには、粒子径を小さくする方法が有効である
が、そのためには樹脂中の親水基密度を上げたり造膜助
剤の添加量を増加させる必要がある。しかしながら、こ
の方法では、粒子径が小さくなり造膜性が向上しても、
無塗油での防錆性の向上には限界があり、また、樹脂の
親水性のため、上塗り塗膜の密着性や耐水２次密着性の
低下も見られる。

【００２７】これらの特性の限界より、好適粒子径の範
囲は決定される。すなわち、水系エマルジョン塗料に分
散されるウレタン系樹脂およびポリエチレンワックスの
粒子径が０．０１μｍ未満の場合、焼き付けの条件等に
よっては、無塗油での防錆性、上塗り塗膜密着性や耐水
２次密着性に劣り、粒子径が０．２μｍ超の場合、同様
に、造膜性が低下し無塗油防錆性に劣る。なお、本発明
で用いる水系エマルジョン塗料における粒子径は、好ま
しくは、０．０５μｍ〜０．１５μｍである。

【００２８】本発明の樹脂処理鋼板は、このようなウレ
タン系樹脂と、ポリエチレンワックスとから形成され
る、乾燥後の付着量が０．５ｇ／ｍ² 〜３．０ｇ／ｍ²
で、ウレタン系樹脂／ポリエチレンワックスの固形分比
率が９７／３〜８０／２０の潤滑処理皮膜を有するもの
である。この潤滑樹脂皮膜の付着量が０．５ｇ／ｍ² 未
満であると、皮膜が鋼板表面を覆いきれず、摩擦係数が
高くなり、その結果、無塗油プレス加工性が低下する。
また、表面被覆率が低いため、塩水の鋼板への接触量も
多くなってしまい、無塗油防錆性が劣る。逆に、付着量
が３．０ｇ／ｍ² を超えると、無塗油プレス加工性、無
塗油防錆性は向上するが、表面被覆率が高く、しかも皮
膜厚みが溶接時に破壊されにくい程の厚みとなり、通電
点が皆無となり、溶接性不良を起こす。なお、本発明の
樹脂処理鋼板において、潤滑樹脂皮膜の付着量は、好ま
しくは０．８ｇ／ｍ² 〜２．５ｇ／ｍ² である。

【００２９】また、この潤滑樹脂皮膜（前記水系エマル
ジョン塗料）におけるウレタン系樹脂／ポリエチレンワ
ックスの固形分比率は、重量比で９７／３〜８０／２０
である。この制限は主に無塗油プレス加工性に関わるも
のである。すなわち、樹脂はワックスよりも遥かに硬度
が高く、金型と鋼板との接触を防ぐ役割を有している。
一方ワックスは金型が摺動する際の仕事量を低くする役
割を有している。そのためウレタン系樹脂／ポリエチレ
ンワックスの比が９７／３を超えると、潤滑性が低下し
すぎ、良好なプレス加工性が得られない。逆に、８０／
２０未満では、金型と鋼板との接触率が高まり、潤滑性
すなわちプレス加工性が低下すると共に、ワックスは非
極性であるため、上塗り塗膜との密着性や耐水２次密着
性に劣る。

【００３０】本発明の樹脂処理鋼板においては、このよ
うな潤滑樹脂皮膜は、５〜１５秒後の到達板温が５０〜
７０℃となるような条件で前処理を行うことなく焼付て
形成し、また、得られた皮膜の下記［Ａ］式により定義
された造膜率が７０％〜１００％であることが重要であ
る。 潤滑処理皮膜の造膜率（％）＝ ［（風乾皮膜の粒子数−焼付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００ ……［Ａ］式

【００３１】なお、上記［Ａ］式において、風乾皮膜と
は、塗料を塗布した後、室温で２４時間放置して形成し
た被膜のことである。他方、焼付塗膜とは、１０秒後の
到達板温が５０℃となる焼付により形成した皮膜のこと
である。さらに、両皮膜（塗膜）における粒子数とは、
樹脂処理鋼板を液体窒素で冷却した後急激に力を加えて
脆性破壊し、鋼板表面の潤滑皮膜破断面を電子顕微鏡に
て１万倍で観察し、明瞭に確認しうるウレタン系樹脂粒
子およびポリエチレンワックス粒子の、１μｍ×１μｍ
当たりの数（両者の合計数）である。

【００３２】つまり、造膜率とは、樹脂粒子同士の融着
率すなわち皮膜の完全度を示すものであり、本発明の樹
脂処理鋼板においては、潤滑樹脂皮膜の造膜率を７０％
以上とする。造膜性が７０％未満の場合には、ミクロな
皮膜欠陥が多量に生成して、これを通って腐食起因とな
る水やイオンの透過率が高くなり、無塗油防錆性に劣る
結果となる。また、本発明においては、造膜率は９０％
以上とするのが好ましい。なお、潤滑樹脂皮膜の造膜率
は、塗料に含まれる樹脂（ワックス）の粒子径や造膜剤
の量等によって調整可能である。

【００３３】本発明においては上記諸条件を満足する潤
滑樹脂皮膜を形成する際に、好ましくは、５〜１５秒後
の到達板温が５０〜７０℃となるような条件で前処理を
行うことなく焼付けを行う。前述のように、一般的な有
機溶剤系の塗料を用い、充分に時間をかけて高温で焼付
を行えば、一次防錆性やプレス加工性等の諸特性を発現
することは容易である。ところが、熱延や冷延鋼板を別
ラインで塗装する方法は、樹脂処理のコストアップを招
くため、熱延鋼板の場合では酸洗工程直後、冷延鋼板の
場合ではＣＡＬ出側の極短いスペースにおいて前処理を
行わず塗装、焼付を行いたい。しかも、塗装設備、付帯
設備を安価にしたいため５〜１０ｍ程度の短い長さの焼
き付け炉で、かつエネルギーコストの低い水蒸気を熱源
とし、安価な非防爆型焼付炉によって塗装焼付を行う必
要がある。

【００３４】そのため、５〜１５秒後の到達板温が５０
〜７０℃となるような条件で、前処理を行うことなく焼
付を行うことにより、上記要求を満たした上で、前記諸
条件を満たす潤滑樹脂皮膜を形成することができ、好ま
しい結果を得る。特に、前記水系エマルジョン塗料を用
いることにより、この焼付条件によって容易に良好な皮
膜を形成することができる。到達板温が５０℃未満で
は、５〜１０ｍ程度の短い焼き付け炉を用いた際には、
水や他の助剤が皮膜中に残存して防錆性、上塗り塗膜密
着性、耐水２次密着性不良を起こす場合があり、また、
塗膜形成も不良でプレス加工性も不良となることもあ
る。一方、７０℃超えでは上記諸要求を満足する焼付が
可能ではあるが、熱源として水蒸気を利用することが困
難になる等、樹脂処理のコストアップを招き、この点で
不利である。

【００３５】以下、本発明の潤滑樹脂鋼板の製造方法に
ついて説明する。まず、前述のウレタン系樹脂の水系エ
マルジョンと、ポリエチレンワックスの水系エマルジョ
ンとを混合して、ウレタン系樹脂／ポリエチレンワック
スの固形分比率が９７／３〜８０／２０となる水系エマ
ルジョン塗料を調製する。なお、この水系エマルジョン
塗料の調製は、ウレタン樹脂エマルジョンとポリエチレ
ンワックスエマルジョンとを混合するのに限定はされ
ず、分散媒となる水に、上記各条件を満たすようにウレ
タン系樹脂とポリエチレンワックスとを投入して（同時
あるいは順次）、撹拌することによって水系エマルジョ
ン塗料を調製してもよい。

【００３６】酸洗を終了した熱延鋼板もしくＣＡＬから
排出された冷延鋼板の片面もしくは両面に、バーコータ
ー、ロールコーター、カーテンフローコーター、または
スプ４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、前記水系エマルジョン塗料を塗布し、または、
上述した水系エマルジョン塗料中に鋼板を浸漬した後、
ロールや空気の吹き付けにより所定量に絞って、乾燥後
の付着量が０．５ｇ／ｍ² 〜３．０ｇ／ｍ² の範囲とな
るような、所定量の水系エマルジョン塗料の皮膜を形成
する。次いで、これを熱風炉や誘導加熱装置により、５
〜１５秒間焼き付けた後到達板温が５０〜７０℃となる
条件で焼き付けることにより、鋼板の片面または両面に
非アルカリ脱膜型樹脂皮膜が形成され、本発明の樹脂処
理鋼板が得られる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をより詳細に説明する。表面を脱脂した鋼板の表面に、
下記表１〜表４に示すような種々の塗料をバーコータ塗
装して所定の付着量に調整し、所定の焼付条件（板温）
になるよう熱風乾燥機を用いて加熱焼付処理を行い、各
種の試験片を作製した。なお、塗料は、ウレタン系樹脂
の水系エマルジョン（大日本インキ化学工業社製 VONDI
C シリーズ）と、ポリエチレンワックスの水系エマルジ
ョン（三井石油化学工業社製 ケミパールシリーズ）と
を混合して調製し、界面活性剤の種類および添加量によ
り粒子径を、樹脂に含まれるモノマー成分によりＴｇ
を、それぞれ調整した。また、表１〜４にある焼付条件
のＰＭＴとは、到達板温（Peak Metal Temperature）で
ある。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】得られた各試験片について、無塗油防錆
性、無塗油プレス加工性、上塗り塗膜密着性、耐水２次
密着性、溶接性、および脱膜性を下記の方法に従って測
定、評価した。

【００４３】（１）無塗油防錆性 試験片を５０×１００ｍｍの大きさで作製後、ＪＩＳ
Ｚ ２３７１に準じて塩水噴霧試験を行い、赤錆が５％
発生するまでの時間で評価した。

【００４４】（２）無塗油プレス加工性 試験片に塗油せずに絞り加工し、鋼板を破断することな
く絞りきれた時の最大しわ押さえ荷重、および、しわ押
さえ荷重１ｔでカップ成形した時のカップ側壁部の外観
を目視評価で評価した。絞り加工条件および外観目視の
評価基準は、下記のとおりである。 ［加工条件］ ポンチ径：３３ｍｍφ ブランク径：７０ｍｍφ 加工速度：６０ｍｍ／秒 しわ押さえ荷重：１〜９ｔ（但しカップ側壁部の外観評
価時は１ｔで実施） ［カップ側壁部の外観評価規準］ ◎：ほとんどかじり無し ○：若干かじりあり △：ややかじり多い ×：非常にかじり多い

【００４５】（３）上塗り塗膜密着性 試験片に下記条件で電着塗装を行った後、碁盤目テープ
剥離試験での塗膜残存率で評価した。 ［電着塗装条件］ 処理液：パワートップＵ−６００（日本ペイント（株）
製） 浴 温：２８℃ 電着電圧：２５０ｖ 焼付条件：１７０℃×２０分間

【００４６】（４）耐水２次密着性 上記（３）の条件下で作製した電着塗装鋼板を、４０℃
の純水に１２０時間浸漬後、碁盤目テープ剥離試験を行
い、電着塗膜の残存率で評価した。

【００４７】（５）溶接性 スポット溶接機を用いて下記の条件にて、ＣＦ型の５．
０ｍｍφの電極を用いて連続的にスポット溶接を行い、
ナゲット径が５√ｔ未満となった時の打点数を連続打点
数と定義し、この数値で評価した。 ［スポット溶接条件］ 加圧力：２００ｋｇｆ 初期加圧時間：５０ｃｙｃｌｅ 通電時間：８ｃｙｃｌｅ 保持時間：３０ｃｙｃｌｅ

【００４８】（６）脱膜性 塗装鋼板をアルカリ溶液（日本パーカライジング（株）
製 ファインクリーナーＬ３０２０システム）でスプレ
ー脱脂（浴温４０℃、スプレー圧０．８ｋｇ／ｃｍ² 、
スプレー時間１０秒）した後に、硫酸銅水溶液へ浸漬
（硫酸銅濃度３％、浴温２５℃、浸漬時間４０秒）し、
蛍光ｘ線測定により銅カウントを測定し、下記式より脱
膜率（％）を求めた。 脱膜率（％）＝塗装鋼板の場合の銅カウント／素材まま
の場合の銅カウント×１００ 以上の結果を、下記表５および表６に示す。

【００４９】

【表５】

【００５０】

【表６】

【００５１】なお、比較鋼板１および２、ならびに比較
鋼板７および８は、いずれも、この条件では成膜が好適
に行われず、その結果、無塗油防錆性、上塗り塗料密着
性、耐水２次密着性等に劣る結果となっている。以上の
結果より、本発明の効果は明らかである。

【００５２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板は、その表面に防錆
油を塗布しなくても優れた一次防錆性を有し、かつプレ
ス油を塗布しなくてもプレス加工性を有し、溶接性にも
優れ、しかも、その後にアルカリ脱脂工程を経ても脱膜
せず、これを以てりん酸亜鉛皮膜を生成しなくても充分
な上塗り塗膜密着性および耐水２次密着性を有する。し
かも、本発明の非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板は、
前記のような低温短時間塗装工程において製造できるた
め、鋼板メーカーにおける生産効率向上、およびプレス
加工メーカー、自動車メーカー等の生産性、省力化に絶
大な効果を発揮し、産業の発展に大いに貢献するものと
考えられる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱延または冷延鋼板の片面または両面に、
   ガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃〜１００℃で酸価が１０
   〜５０のウレタン系樹脂と、軟化点（Ｔｓ）が９０℃〜
   １３０℃のポリエチレンワックスからなり、かつ、ウレ
   タン系樹脂／ポリエチレンワックスの固形分比率が重量
   比で９７／３〜８０／２０で、下記［Ａ］式により定義
   された造膜率が７０％〜１００％である被膜を、付着量
   で０．５ｇ／ｍ² 〜３．０ｇ／ｍ² 有する非アルカリ脱
   膜型潤滑樹脂処理鋼板。 潤滑処理皮膜の造膜率（％）＝ ［（風乾皮膜の粒子数−焼付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００ ……［Ａ］式 （上記［Ａ］式において、粒子数とは、樹脂処理鋼板を
   液体窒素にて冷却した後急激に力を加えて脆性破壊し、
   鋼板表面の潤滑皮膜破断面を電子顕微鏡にて１万倍で観
   察し、明瞭に確認しうるウレタン系樹脂粒子およびポリ
   エチレンワックス粒子の１μｍ×１μｍ当たりの数であ
   る。）
2. 【請求項２】請求項１に記載の非アルカリ脱膜型潤滑樹
   脂処理鋼板の製造方法であって、 粒子径が０．０１μｍ〜０．２μｍでガラス転移点（Ｔ
   ｇ）が４０℃〜１００℃で酸価が１０〜５０のウレタン
   系樹脂の水系エマルジョンと、粒子径が０．０１μｍ〜
   ０．２μｍで軟化点（Ｔｓ）が９０℃〜１３０℃のポリ
   エチレンワックスの水系エマルジョンとを混合してなる
   水系エマルジョン塗料を塗布し、焼き付ける非アルカリ
   脱膜型潤滑樹脂処理鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】熱延または冷延鋼板の片面または両面に、
   粒子径が０．０１μｍ〜０．２μｍでガラス転移点（Ｔ
   ｇ）が４０℃〜１００℃で酸価が１０〜５０のウレタン
   系樹脂の水系エマルジョンと、粒子径が０．０１μｍ〜
   ０．２μｍで軟化点（Ｔｓ）が９０℃〜１３０℃のポリ
   エチレンワックスの水系エマルジョンとを混合してなる
   水系エマルジョン塗料を塗布し、焼き付けてなる、 付着量が０．５ｇ／ｍ² 〜３．０ｇ／ｍ² で、ウレタン
   系樹脂／ポリエチレンワックスの固形分比率が重量比で
   ９７／３〜８０／２０で、下記［Ａ］式により定義され
   た造膜率が７０％〜１００％である潤滑処理皮膜を有す
   る非アルカリ脱膜型潤滑樹脂処理鋼板。 潤滑処理皮膜の造膜率（％）＝ ［（風乾皮膜の粒子数−焼付塗膜の粒子数）／風乾皮膜の粒子数］×１００ ……［Ａ］式 （上記［Ａ］式において、粒子数とは、樹脂処理鋼板を
   液体窒素にて冷却した後急激に力を加えて脆性破壊し、
   鋼板表面の潤滑皮膜破断面を電子顕微鏡にて１万倍で観
   察し、明瞭に確認しうるウレタン系樹脂粒子およびポリ
   エチレンワックス粒子の１μｍ×１μｍ当たりの数であ
   る。）