JPS61227178A - 潤滑性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体潤滑剤を含有する樹脂皮膜を形成して、樹
脂皮膜の潤滑性を向上させた表面処理鋼板に関する。

（従来技術） 冷延鋼板やめっき鋼板などの鋼板は塗装鋼板にする場合
を除いて、一般に製造されてから最終製品になるまでか
なりの長期間無塗装状態におかれ、かつ成形加工する場
合も無塗装状態で行なわれる。

しかし冷延鋼板やめっき鋼板などの鋼板は無塗装状態に
長期間放置しておいた場合錆が発生し、使用できなぐな
ってしまうものである。このため製造時に防錆処理を後
処理として施しているのが一般である。従来ニの防錆処
理としてはクロメート処理が一般に用いられていたが、
クロメート皮膜は生成直後塗料との密着性はよいものの
、長期間放置しておいた場合塗料との密着性は低下し、
成形加工した場合容易に破壊されてしまう。　このため
近年はクロメート処理後水分散性や水溶性樹脂水溶液で
処理して、クロメ−Ｆ皮膜の上に耐食性、塗装性に優れ
た樹脂皮膜を形成することが行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのように樹脂皮膜を形成しても従来樹脂
皮膜は鋼板にロール７オーミング加工やプレス加工を施
すと傷が付いたり、剥離したりしでしまい、耐成形加工
性はまだ不十分であった。

（問題、直を解決するための手ａ） そこで本発明者らは樹脂皮膜の耐成形加工性を改善すべ
く種々検討した結果、樹脂皮膜をアクリル系樹脂皮膜に
しで、その樹脂皮膜中に固体潤滑剤を添加すればよいこ
とを見出だしたのである。

すなわち本発明者らは鋼板の表面にクロメート皮膜が形
成され、そのクロメート皮膜の上に固体潤滑剤を含有す
るアクリル系樹脂皮膜が形成されでいることを特徴とす
る潤滑性に優れた表面処理鋼板の開発に成功したのであ
る。

本発明において、樹脂皮膜をアクリル系にしたのはアク
リル系樹脂皮膜は耐食性、射水性などに優れ、長期間無
塗装状態で放置しておいても鋼扱衰面に錆が発生するこ
とがなく、また皮膜硬度も適当に高く、成形加工時に傷
が付かず、さらにりａメート皮膜および塗膜に対する密
着性にも優れているからである。

このアクリル系樹脂皮膜はアクリル系樹脂単味であって
もよいが、加工性を損なわない範囲で添加剤を添加して
、耐食性、塗膜密着性および溶接性などを向上させたも
のでもよい、この添加剤としては水溶性または水分散性
の無機物が適当である。例えば耐食性や溶接性を向上さ
せるのに金属ゾル（例えばアルミナゾル、ツルコニアシ
ル、マグネシアゾル、チタニアゾル、シリカゾルなど）
を、また皮膜表面に凹凸を付け、アンカー効果を高めて
、塗Ｉｌｌ！着性を向上させるのにシリカコロイド、二
酸化チタン、アルミニウムシリケート、炭酸バリウム、
炭酸カルシウム、クレー、タルク、硫酸バリウム、ケイ
ソウ土、粉末シリカなどを添加してもよい。また樹脂皮
膜の厚さとしては０．１〜２．５μが適当である。

また本発明において潤滑剤を固体潤滑剤にしたのは液状
のものく例えば合成潤滑油）、半固体状のもの（例えば
ワックス）なども使用できるが、これらは潤滑効果、長
期安定性、処理液中での分散性や安定性において固体潤
滑剤より劣るからである。

固体潤滑剤としては種々のものがあるが、水分散性が良
好で、しかも安価で、皮膜中に含有させても皮膜の耐食
性、密着性、耐候性などを低下させないものが好ましい
、このようなものとして好ましいものは有機系固体潤滑
剤より無８！系固体潤滑剤で、例えば二硫化モリブデン
、二硫化タングステン、窒化はう素、黒鉛、７ツ化黒鉛
などであり、待に二硫化モリブデンと黒鉛が皮膜中の添
加物との反応性がなく、安価で好ましい。これらの固体
潤滑剤は混合使用してもよい。

樹脂皮膜中の固体潤滑剤含有量は、添付図面に示すよう
に、含有量増加に伴い動摩擦係数が低下し、加工時の潤
滑性は良好になるが、含有量が樹脂１００重量部に対し
て３重量部未満であると添加効果はあまり認められず、
また１０重量部を超えると、鋼板に対する皮膜の密着性
が低下し、かつ処理液中での分散性が悪くなって、固体
潤滑剤が沈降したり、処理液がゲル化したりする。この
ため固体潤滑剤の含有量は樹脂１００重量部に対して３
〜１０重量部にするのが好ましい。

固体潤滑剤の粒径は平均粒径で０．３〜１．０μのもの
が好ましい。これは平均粒径が０．３μ未満であると、
固体潤滑剤が樹脂皮膜の表面よりあまり突出しないため
、潤滑効果が少なく、逆に１．０μを超えると、皮膜の
平滑性が損なわれ、処理液中への分散も困難になるから
である。

なお本発明におけるクロメート皮膜としては公知のもの
でよい。例えば公知りａメート皮膜としては反応型クロ
メート処理（クロム酸にエツチング剤を添加した強化ク
ロ／−ト処理も含む）により形成したもの、ノーリンス
の塗布型クロメート処理（有機樹脂や無機物を添加した
ものを含む）により形成したもの、または電解クロメー
ト処理により形成したものなどがあるが、これらのいず
れでもよく、また組合わせでもよい。

次に実施例により本発明を説明する。

（実施例） ８５％のリン酸５９に加水後エチルオルトシリケ−）５
０９お上りγ−７ミノプロビルトリエトキシシラン５９
を攪拌下にゆっくりと加え、３０℃の温度で加水分解し
、水を加えて全量を３０８ｍ１にすることにより、アル
キルシリケート加水分解物およびアルコキシシラン加水
分解物をそれぞれ５ｉ０２換ｊＥ　テ約４６．８９　ｌ
ｅ　オヨＣ／　約４，４９　ｌｅ　を有するやや白濁し
た水溶液にした。

次にこの水溶液１００９に対しで、次のような陽イオン
性樹脂水分散液、すなわち分子量が約１０００のエポキ
シポリブタジェン（商品名０Ｆ−１０００１７デカアー
ガス社製）と分子量が３００のポリエチレンイミンとを
反応させた後、酢酸で中和し、その後リン酸でＰＨを２
．５に調整した陽イオン性窒素を２．３ミリモル／９含
有する水分散性エポキシＩｆ脂の水分散液を固形分とし
て１０９加えた。

引続き水を加えて全量を２００１にした。ここで調整さ
れた水溶液にはアルキルシリケート加水分解物お上びア
ルコキシシラン加水分解物がそれぞしＳ　ｉ　Ｏ２換ｊ
ｌ−テ約Ｚ３．４９　ｌｅ　オヨ（７約２．２９７ｅ含
有され、陽イオン性樹脂も５０９／ｅ含有され、ｐＨは
２．３であった。

さらにこの陽イオン性樹脂添加水溶液５００鰺１に対し
て次のような両性イオン性樹脂水分散液、すなわちメチ
ルメタアクリレ−）４０％、ブチル７クリレート５０％
およびアクリル酸１０％からなる分子量約２０万のアク
リル系三元共重合体にエチレンアミンを反応させた後、
リン酸で中和した水分散性アクリル樹脂（陽イオン性窒
素を１．２ミリモル／９、カルボキシル基を０．２ミリ
モル／９含有）の水分散液を固形分として７０９加えた
。その復水を加え全量を９００１にした。ここで調整さ
れた水溶液にはフルキルシリケート加水分解物お上びア
ルコキシシラン加水分解物がそれぞれＳｉｎ□ｍＫ　テ
約１３．０９／ｅ　オＪ：　（／約１．２９　ｌｅ　＆
有され、また陽イオン性樹脂と両性イオン性樹脂が合計
で約１０５，５９　／ｅ金含有れていた。さらにＰＨは
２．５であった。　以上のように調整した樹脂分散液に
異なる固体潤滑剤を加え、次のような３種の処理液を調
整し、冷延鋼板、めっき鋼板（いずれも板厚は０．６１
）を処理することにより表面処理鋼板を製造した。

処理液（１） ０４８１００重量部に対して二硫化モリブデンＬ商品名
モリコロイドＣＦ６２６、日本黒鉛工業（株）製１を１
〜１５重量部添加 処Ｊ！Ｉ！［（２＞ 樹脂１００重量部に対して二硫化モリブデン（同上）と
黒鉛［商品名オイルハイ）　Ｇ３０７、日本黒鉛工業（
株）製１との混合物を１〜１５重量部添加処Ｊ！！液（
３） 樹脂１００重量部に対して黒鉛［商品名アルグイスＦ３
３Ｇ、日本黒鉛工業（株）製１を１〜１５重量部添加　
なお製造工程およびりａメート皮膜の形成は次のように
した。

（イ）製造工程 鋼板→脱脂→クロメート処理樹脂皮膜処理液塗布→乾燥
（１５０℃、１０秒） （ロ）クロメート皮膜の形成 無水クロム酸　２０９　／６　、　Ｎ１１２ＳＩＦ＠１
９　ｌｅ、４０℃の処理液中に５秒間浸漬後ロールスク
イズした。　第１表と第２表は以上のようにして製造し
た表面処理鋼板の動摩擦係数、加工時の潤滑性′（ロー
ル７オーミング性、ハツト曲げ性）および樹脂皮膜の密
着性を示したものである。なおロール７オーミング性、
ハツト曲げ性の評価は次の基準により行った。

◎　皮膜が全く破損しないもの Ｏわずかに皮膜が破損したもの Δ　かなり皮膜が破損したもの ×　著しく皮膜が破損したもの また樹脂皮膜の密着性はデュポン衝撃試験で調査し、次
の基準により評価した。

◎　皮膜が全く剥離しないもの Ｏわずかに皮膜が剥離したもの Δ　かなり皮膜が剥離したちの ×　者しく皮膜が剥離したもの 第１表、第２表より明らかなごとく、本発明の表面処理
鋼板は樹脂皮膜中の固体潤滑剤含有量が増加する程動摩
擦係数が小さくなり、加工時の樹脂皮膜破損程度が少な
くなる。しかし潤滑剤の含有量が＃ｊＪＪ１１ｏｏ重量
部に対して１０重ｊｉｓを超えると、樹脂皮膜の密着性
は悪（なる。

（効果） 以上のごとく、本発明の表面処理鋼板は樹脂皮膜の潤滑
性が優れているので、ロール７オーミングやプレス加工
を施してもｒＪｆ脂皮脱皮膜が付いたり、樹脂皮膜が剥
離したりすることがない。従って成形加工後塗装しても
耐食性が損なわれることがない。

【図面の簡単な説明】 添付図面は本発明の表面処理鋼板番；おけるアクリル系
樹脂皮膜の固体潤滑剤含有量と動摩擦係数の関係を示す
グラフである。 添付図面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の表面にクロメート皮膜が形成され、そのク
   ロメート皮膜の上に固体潤滑剤を含有するアクリル系樹
   脂皮膜が形成されていることを特徴とする潤滑性に優れ
   た表面処理鋼板。
2. （２）アクリル系樹脂皮膜が固体潤滑剤を樹脂１００重
   量部当り３〜１０重量部含有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の潤滑性に優れた表面処理鋼板
   。
3. （３）固体潤滑剤が黒鉛であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の潤滑性に優れた表面処理鋼板。
4. （４）固体潤滑剤が二硫化モリブデンであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の潤滑性に優れた表
   面処理鋼板。
5. （５）固体潤滑剤が黒鉛と二硫化モリブデンとを混合し
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の潤滑性に優れた表面処理鋼板。
6. （６）固体潤滑剤の平均粒径が０．３〜１．０μである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の潤滑性
   に優れた表面処理鋼板。