JP3276501B2 - 高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板 - Google Patents
高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板Info
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- JP3276501B2 JP3276501B2 JP00819894A JP819894A JP3276501B2 JP 3276501 B2 JP3276501 B2 JP 3276501B2 JP 00819894 A JP00819894 A JP 00819894A JP 819894 A JP819894 A JP 819894A JP 3276501 B2 JP3276501 B2 JP 3276501B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に家電用部品、例え
ばオーディオやビデオ・シャーシ等の裸使用に適したク
ロメート処理金属板に関するものである。
ばオーディオやビデオ・シャーシ等の裸使用に適したク
ロメート処理金属板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】家電、OA機器等の製造工程では、鋼
板、AlまたはAl系合金めっき鋼板、AlまたはAl
合金板などの種々の金属板がプレス成形される。
板、AlまたはAl系合金めっき鋼板、AlまたはAl
合金板などの種々の金属板がプレス成形される。
【0003】そして一般にこれらのプレス加工時には、
金属板に潤滑油を塗布して加工しており、次のような問
題点があった。 (1)潤滑油はスプレーで塗布されることが多く、潤滑
油が周辺に飛散し、作業環境が悪くなる。 (2)プレス加工後は潤滑油を除去する必要があり、こ
の脱脂工程に溶剤(フロン、1−1−1トリクロロエタ
ン等)を使用したり、アルカリ洗浄剤を使用する。この
ため公害防止対策が必要でコストアップとなりかつ作業
環境も悪くなり易い。このように環境保全の観点から脱
脂工程省略の目的で、無塗油で成形し、成形後無脱脂で
使用可能な金属板の要求が強くなってきた。これまでの
所、クロメート皮膜上に固体潤滑剤を含有する有機樹脂
を被覆した、複合被覆鋼板が各種提案されている。その
代表的な例を以下に示す。
金属板に潤滑油を塗布して加工しており、次のような問
題点があった。 (1)潤滑油はスプレーで塗布されることが多く、潤滑
油が周辺に飛散し、作業環境が悪くなる。 (2)プレス加工後は潤滑油を除去する必要があり、こ
の脱脂工程に溶剤(フロン、1−1−1トリクロロエタ
ン等)を使用したり、アルカリ洗浄剤を使用する。この
ため公害防止対策が必要でコストアップとなりかつ作業
環境も悪くなり易い。このように環境保全の観点から脱
脂工程省略の目的で、無塗油で成形し、成形後無脱脂で
使用可能な金属板の要求が強くなってきた。これまでの
所、クロメート皮膜上に固体潤滑剤を含有する有機樹脂
を被覆した、複合被覆鋼板が各種提案されている。その
代表的な例を以下に示す。
【0004】特開昭60−103185号公報には、第
一層に通常クロメート層を有し、第二層に複合リン酸A
l、クロム酸、防錆顔料、ポリオレフィンワックス、M
oS2 やシリコン樹脂等を含むウレタン変性エポキシ樹
脂層からなる二層鋼板が開示されている。
一層に通常クロメート層を有し、第二層に複合リン酸A
l、クロム酸、防錆顔料、ポリオレフィンワックス、M
oS2 やシリコン樹脂等を含むウレタン変性エポキシ樹
脂層からなる二層鋼板が開示されている。
【0005】特開昭61−227178号公報には、第
一層にクロメート層、第二層に固体潤滑剤を有するアク
リル樹脂層からなる表面処理鋼板が開示されている。
一層にクロメート層、第二層に固体潤滑剤を有するアク
リル樹脂層からなる表面処理鋼板が開示されている。
【0006】特開昭61−227179号公報には、第
一層にクロメート層、第二層にクロム酸塩、シリカゾ
ル、固体潤滑剤と潤滑油の混合物、シランおよび/もし
くはチタネート・カップリング剤および有色顔料を含有
せしめたアクリル系樹脂層からなる表面処理鋼板が開示
されている。
一層にクロメート層、第二層にクロム酸塩、シリカゾ
ル、固体潤滑剤と潤滑油の混合物、シランおよび/もし
くはチタネート・カップリング剤および有色顔料を含有
せしめたアクリル系樹脂層からなる表面処理鋼板が開示
されている。
【0007】特開平1−110140号公報には、第一
層にクロメート層、第二層にコロイダルシリカ5〜40
重量%、チタネート・カップリング剤で表面処理された
固体潤滑剤、エポキシ樹脂を含むアクリル系樹脂複合被
覆鋼板が開示されている。
層にクロメート層、第二層にコロイダルシリカ5〜40
重量%、チタネート・カップリング剤で表面処理された
固体潤滑剤、エポキシ樹脂を含むアクリル系樹脂複合被
覆鋼板が開示されている。
【0008】しかしながら、上記関連技術には樹脂層を
金属板上に形成させるため、本来金属板が有している導
電性を損なうという重大な欠点があった。
金属板上に形成させるため、本来金属板が有している導
電性を損なうという重大な欠点があった。
【0009】また、この導電性を改良するものとして、
樹脂中に導電性粒子を含有する特開昭63−83172
号に開示される技術もあるが、近年の情報機器化の発展
に伴い、金属表面の導電性、アース性の要求レベルが上
がっており、これら関連技術ではこれらの要求を満足さ
せることができない。
樹脂中に導電性粒子を含有する特開昭63−83172
号に開示される技術もあるが、近年の情報機器化の発展
に伴い、金属表面の導電性、アース性の要求レベルが上
がっており、これら関連技術ではこれらの要求を満足さ
せることができない。
【0010】コンピューターシャーシなどでは、高周波
の電磁波の漏洩防止、電磁誘導によるノイズ発生防止等
の電磁波シールド性のために表面電気抵抗1Ω以下の導
電性を要求されている。
の電磁波の漏洩防止、電磁誘導によるノイズ発生防止等
の電磁波シールド性のために表面電気抵抗1Ω以下の導
電性を要求されている。
【0011】前述したような関連技術の欠点は、加工性
改善のために、クロメート層の上に樹脂層を均一に形成
させる点にあった。通常樹脂は1015Ω・cm前後の非
常に高い体積固有抵抗を有しており、1μm程度の極薄
膜として塗布した場合でも1010Ω以上の層間抵抗を有
する層として金属板表面に存在し、これが製品の導電
性、アース性を損なっていた。
改善のために、クロメート層の上に樹脂層を均一に形成
させる点にあった。通常樹脂は1015Ω・cm前後の非
常に高い体積固有抵抗を有しており、1μm程度の極薄
膜として塗布した場合でも1010Ω以上の層間抵抗を有
する層として金属板表面に存在し、これが製品の導電
性、アース性を損なっていた。
【0012】また、これらの樹脂層に導電性粒子を添加
することによって導電性を改善する方法では、近年の要
求レベルに対して十分な導電性を得るためには多量の粒
子添加が必要となり、樹脂塗布作業および樹脂の特性を
損なってしまうことおよび導電性粒子と下地金属の接触
によりいわゆる電食(異種金属接触腐食)が発生し、耐
食性を損なうなどの問題があった。
することによって導電性を改善する方法では、近年の要
求レベルに対して十分な導電性を得るためには多量の粒
子添加が必要となり、樹脂塗布作業および樹脂の特性を
損なってしまうことおよび導電性粒子と下地金属の接触
によりいわゆる電食(異種金属接触腐食)が発生し、耐
食性を損なうなどの問題があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、長期
安定性に優れたクロメート液とし、無塗油でのプレス成
形に耐え得る潤滑性を有し、スポット溶接性やアース性
に問題のない導電性を有し、かつ裸使用にも耐え得る高
耐食性を有するクロメート処理金属板を提供することを
目的とするものである。
安定性に優れたクロメート液とし、無塗油でのプレス成
形に耐え得る潤滑性を有し、スポット溶接性やアース性
に問題のない導電性を有し、かつ裸使用にも耐え得る高
耐食性を有するクロメート処理金属板を提供することを
目的とするものである。
【0014】本発明によれば、アルミニウムめっき鋼
板、アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム板およ
びアルミニウム合金板から選ばれた金属基板の少なくと
も片面にクロメート層を有するクロメート処理金属板に
おいて、クロメート層のクロムの付着量が金属Cr換算
で片面当り10〜200mg/m2 であり、かつクロメ
ート層中にシリカをSiO2 /Crの重量比で0.1〜
6.0の範囲で含有し、かつさらにグラファイト、Mo
S2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有機潤滑性
物質よりなる群より選ばれた少なくとも一種の潤滑粒子
の表面にノニオン系界面活性作用を有する表層を持つ粒
子である潤滑性付与粒子を前記クロメート層中に含有
し、かつクロメート層中の潤滑粒子/Crの重量比が
0.1〜100の範囲であり、潤滑性付与粒子の重量の
1%〜70%の範囲がノニオン系界面活性作用を有する
表層であることを特徴とする高耐食性を有し潤滑性と導
電性に優れたクロメート処理金属板が提供される。
板、アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム板およ
びアルミニウム合金板から選ばれた金属基板の少なくと
も片面にクロメート層を有するクロメート処理金属板に
おいて、クロメート層のクロムの付着量が金属Cr換算
で片面当り10〜200mg/m2 であり、かつクロメ
ート層中にシリカをSiO2 /Crの重量比で0.1〜
6.0の範囲で含有し、かつさらにグラファイト、Mo
S2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有機潤滑性
物質よりなる群より選ばれた少なくとも一種の潤滑粒子
の表面にノニオン系界面活性作用を有する表層を持つ粒
子である潤滑性付与粒子を前記クロメート層中に含有
し、かつクロメート層中の潤滑粒子/Crの重量比が
0.1〜100の範囲であり、潤滑性付与粒子の重量の
1%〜70%の範囲がノニオン系界面活性作用を有する
表層であることを特徴とする高耐食性を有し潤滑性と導
電性に優れたクロメート処理金属板が提供される。
【0015】本発明において、有機潤滑性物質が、天然
ワックス、ポリオレフィンワックス、変性ポリオレフィ
ンワックス、およびフルオロカーボンよりなる群より選
ばれた少なくとも一種の潤滑粒子であるのが好ましい。
ワックス、ポリオレフィンワックス、変性ポリオレフィ
ンワックス、およびフルオロカーボンよりなる群より選
ばれた少なくとも一種の潤滑粒子であるのが好ましい。
【0016】さらに、上記クロメート層は3価のクロム
を主体とし、少なくとも全Cr中のアルカリ水溶液に溶
解しないCrが全Cr量に対し70重量%以上含まれる
のがよく、上記潤滑粒子または潤滑性付与粒子の金属基
板表面の被覆率が50%以下であるのが好ましい。
を主体とし、少なくとも全Cr中のアルカリ水溶液に溶
解しないCrが全Cr量に対し70重量%以上含まれる
のがよく、上記潤滑粒子または潤滑性付与粒子の金属基
板表面の被覆率が50%以下であるのが好ましい。
【0017】本発明のクロメート処理金属板は、アルミ
ニウムめっき鋼板、アルミニウム合金めっき鋼板、アル
ミニウム板およびアルミニウム合金板から選ばれた金属
基板の少なくとも片面にクロメート層を有し、クロメー
ト層のクロムの付着量が金属Cr換算で片面当り10〜
200mg/m2 であり、かつクロメート層中にシリカ
をSiO2 /Crの重量比で0.1〜6.0の範囲で含
有し、かつさらにグラファイト、MoS2 、BN、ステ
アリン酸カルシウムおよび有機潤滑性物質の一種または
二種以上の潤滑粒子の表面にノニオン系界面活性作用を
有する表層を持つ粒子である潤滑性付与粒子を前記クロ
メート層中に含有し、かつ潤滑粒子/Crの重量比で
0.1〜100の範囲であり、潤滑性付与粒子の重量の
1%〜70%範囲がノニオン系界面活性作用を有する表
層である。
ニウムめっき鋼板、アルミニウム合金めっき鋼板、アル
ミニウム板およびアルミニウム合金板から選ばれた金属
基板の少なくとも片面にクロメート層を有し、クロメー
ト層のクロムの付着量が金属Cr換算で片面当り10〜
200mg/m2 であり、かつクロメート層中にシリカ
をSiO2 /Crの重量比で0.1〜6.0の範囲で含
有し、かつさらにグラファイト、MoS2 、BN、ステ
アリン酸カルシウムおよび有機潤滑性物質の一種または
二種以上の潤滑粒子の表面にノニオン系界面活性作用を
有する表層を持つ粒子である潤滑性付与粒子を前記クロ
メート層中に含有し、かつ潤滑粒子/Crの重量比で
0.1〜100の範囲であり、潤滑性付与粒子の重量の
1%〜70%範囲がノニオン系界面活性作用を有する表
層である。
【0018】本発明においては、この金属基板上に、シ
リカおよび潤滑性付与粒子の入ったクロメート処理液を
バーコーター、ロールコーターなどで塗布し、これを8
0〜300℃程度で乾燥させてクロメート層を形成し、
耐食性、導電性などを確保する。クロメート処理は金属
基板の両面に行なうのが望ましいが、片面のみでもよ
い。また、潤滑粒子と潤滑性付与粒子を混合して用いて
もよい。
リカおよび潤滑性付与粒子の入ったクロメート処理液を
バーコーター、ロールコーターなどで塗布し、これを8
0〜300℃程度で乾燥させてクロメート層を形成し、
耐食性、導電性などを確保する。クロメート処理は金属
基板の両面に行なうのが望ましいが、片面のみでもよ
い。また、潤滑粒子と潤滑性付与粒子を混合して用いて
もよい。
【0019】このように、本発明では、導電性を阻害す
る有機樹脂を塗布していないので、シリカならびに潤滑
性付与粒子の適正な範囲においては十分な導電性が容易
に確保できる。そのため、スポット溶接性のみならずア
ース性を問題にする部位にも適用可能である。
る有機樹脂を塗布していないので、シリカならびに潤滑
性付与粒子の適正な範囲においては十分な導電性が容易
に確保できる。そのため、スポット溶接性のみならずア
ース性を問題にする部位にも適用可能である。
【0020】本発明によれば、クロメート層のクロムの
付着量が片面で金属Cr換算で10mg/m2 未満では
プレス加工後の耐食性において高い性能を期待すること
はできない。一方、クロムの付着量が片面で金属Cr換
算で200mg/m2 を超えると膜厚が過大となるた
め、プレス加工時に皮膜剥離の可能性が高くなり型かじ
りを発生しやすくなる。以上の理由によりクロムの付着
量は金属Cr換算で片面当り10〜200mg/m2 と
した。クロメート層中のアルカリに溶解しないクロムが
全Cr量に対して70重量%未満では、塗装工程などで
クロムの溶出が問題となるのでアルカリ水溶液に溶解し
ないクロムが全クロム量の70重量%以上あることが好
ましい。本発明のクロメート処理は、金属板の両面に行
うことが望ましいが、片面のみでもよい。
付着量が片面で金属Cr換算で10mg/m2 未満では
プレス加工後の耐食性において高い性能を期待すること
はできない。一方、クロムの付着量が片面で金属Cr換
算で200mg/m2 を超えると膜厚が過大となるた
め、プレス加工時に皮膜剥離の可能性が高くなり型かじ
りを発生しやすくなる。以上の理由によりクロムの付着
量は金属Cr換算で片面当り10〜200mg/m2 と
した。クロメート層中のアルカリに溶解しないクロムが
全Cr量に対して70重量%未満では、塗装工程などで
クロムの溶出が問題となるのでアルカリ水溶液に溶解し
ないクロムが全クロム量の70重量%以上あることが好
ましい。本発明のクロメート処理は、金属板の両面に行
うことが望ましいが、片面のみでもよい。
【0021】なお、ここで用いるクロメート液は、クロ
ム源として無水クロム酸、重クロム酸、クロム酸塩など
を用い、これにシリカおよび潤滑性付与粒子を交合す
る。また、クロム酸を部分還元した水溶液を用いてもよ
い。これら以外に、リン酸を含有していてもよい。
ム源として無水クロム酸、重クロム酸、クロム酸塩など
を用い、これにシリカおよび潤滑性付与粒子を交合す
る。また、クロム酸を部分還元した水溶液を用いてもよ
い。これら以外に、リン酸を含有していてもよい。
【0022】シリカは主として耐食性を確保するために
添加され、その添加はSiO2 /Crの重量比が0.1
未満では耐食性に劣り、一方SiO2 /Crの重量比が
6.0を超えると、導電性を損なう虞があるのでSiO
2 /Crの重量比を0.1から6.0までの範囲に定め
た。本発明で用いるシリカは水性シリカ(コロイダルシ
リカあるいは水分散性シリカ)もしくは有機ケイ素化合
物を気相で熱分解等を行って製造された気相シリカのい
ずれでもよいが、その平均粒子径は100μm以下が望
ましい。
添加され、その添加はSiO2 /Crの重量比が0.1
未満では耐食性に劣り、一方SiO2 /Crの重量比が
6.0を超えると、導電性を損なう虞があるのでSiO
2 /Crの重量比を0.1から6.0までの範囲に定め
た。本発明で用いるシリカは水性シリカ(コロイダルシ
リカあるいは水分散性シリカ)もしくは有機ケイ素化合
物を気相で熱分解等を行って製造された気相シリカのい
ずれでもよいが、その平均粒子径は100μm以下が望
ましい。
【0023】潤滑性付与粒子は金属板の潤滑性を確保す
るために添加される。なお、本発明においては、グラフ
ァイト、MoS 2 、BN、ステアリン酸カルシウム、有
機潤滑性物質から成る潤滑粒子に界面活性作用を有する
表層を形成させた粒子を潤滑性付与粒子と称する。 クロ
メート処理金属板を製造する際にはクロメート液の長期
安定性も工業上重要な要因であり、長期間同じ液を使用
する場合には潤滑粒子の代りに潤滑粒子に ノニオン系界
面活性作用を持つ表層を形成した潤滑性付与粒子を用い
る。
るために添加される。なお、本発明においては、グラフ
ァイト、MoS 2 、BN、ステアリン酸カルシウム、有
機潤滑性物質から成る潤滑粒子に界面活性作用を有する
表層を形成させた粒子を潤滑性付与粒子と称する。 クロ
メート処理金属板を製造する際にはクロメート液の長期
安定性も工業上重要な要因であり、長期間同じ液を使用
する場合には潤滑粒子の代りに潤滑粒子に ノニオン系界
面活性作用を持つ表層を形成した潤滑性付与粒子を用い
る。
【0024】潤滑粒子としては、グラファイト、MoS
2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有機潤滑性物
質の一種または二種以上を組み合わせて使用可能である
が、平均粒子径が20μmを超えると皮膜からの脱落が
生じ易くなり加工時に金型にこれらの粒子が堆積して粒
子や皮膜片により、かじり現象を発生させ易いために平
均粒子径は20μm以下の微細なものが好ましい。ここ
に平均粒子径とは、光学的手法によって求められたスト
ークス平均径をいう。
2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有機潤滑性物
質の一種または二種以上を組み合わせて使用可能である
が、平均粒子径が20μmを超えると皮膜からの脱落が
生じ易くなり加工時に金型にこれらの粒子が堆積して粒
子や皮膜片により、かじり現象を発生させ易いために平
均粒子径は20μm以下の微細なものが好ましい。ここ
に平均粒子径とは、光学的手法によって求められたスト
ークス平均径をいう。
【0025】有機潤滑性物質としては、天然ワックス、
ポリオレフィンワックス、変性ポリオレフィンワック
ス、フルオロカーボンの一種または二種以上からなる潤
滑粒子を用いることができる。本発明における潤滑粒子
としては、より好ましくは、プレス成形性の面からポリ
オレフィンワックス(含むポリエチレンワックス)、酸
化ポリオレフィンワックス(含む酸化ポリエチレンワッ
クス)、ハロゲン変性、酸変性等の変性ポリオレフィン
ワックス(含む変性ポリエチレンワックス)、ポリテト
ラフルオロカーボン等のフルオロカーボンが挙げられ
る。
ポリオレフィンワックス、変性ポリオレフィンワック
ス、フルオロカーボンの一種または二種以上からなる潤
滑粒子を用いることができる。本発明における潤滑粒子
としては、より好ましくは、プレス成形性の面からポリ
オレフィンワックス(含むポリエチレンワックス)、酸
化ポリオレフィンワックス(含む酸化ポリエチレンワッ
クス)、ハロゲン変性、酸変性等の変性ポリオレフィン
ワックス(含む変性ポリエチレンワックス)、ポリテト
ラフルオロカーボン等のフルオロカーボンが挙げられ
る。
【0026】また潤滑性付与粒子の添加量は、潤滑粒子
/Crの重量比で0.1未満では潤滑性向上効果がな
く、一方100を超えると皮膜の密着性が劣化し、プレ
ス時の型かじりの原因となるので、潤滑性付与粒子の添
加量は潤滑粒子/Crの重量比で0.1〜100の範囲
に限定した。
/Crの重量比で0.1未満では潤滑性向上効果がな
く、一方100を超えると皮膜の密着性が劣化し、プレ
ス時の型かじりの原因となるので、潤滑性付与粒子の添
加量は潤滑粒子/Crの重量比で0.1〜100の範囲
に限定した。
【0027】潤滑粒子を水溶液中に分散させるには、粒
子表面を帯電させて、電気的反発を利用するか、非イオ
ン的な立体障害作用を利用することができる。しかしな
がら、一般にクロメート溶液は、電解質濃度が高く、電
気的な反発力を利用する方法では表面電荷を中和する方
向にイオンを吸着して、粒子間の反発力が低下し、ひい
ては、粒子が凝集してしまう。凝集した粒子は沈澱ある
いは浮上分離し、潤滑粒子を含むクロメート溶液の潤滑
性を付与する機能が徐々に低下する。
子表面を帯電させて、電気的反発を利用するか、非イオ
ン的な立体障害作用を利用することができる。しかしな
がら、一般にクロメート溶液は、電解質濃度が高く、電
気的な反発力を利用する方法では表面電荷を中和する方
向にイオンを吸着して、粒子間の反発力が低下し、ひい
ては、粒子が凝集してしまう。凝集した粒子は沈澱ある
いは浮上分離し、潤滑粒子を含むクロメート溶液の潤滑
性を付与する機能が徐々に低下する。
【0028】したがって、潤滑粒子の表面にはノニオン
系界面活性作用をもつ層を形成する。ノニオン系界面活
性層はノニオン系界面活性剤あるいは水溶性高分子を潤
滑粒子に吸着させることによって形成できる。
系界面活性作用をもつ層を形成する。ノニオン系界面活
性層はノニオン系界面活性剤あるいは水溶性高分子を潤
滑粒子に吸着させることによって形成できる。
【0029】ノニオン系界面活性剤としては、アルキル
フェノール系界面活性剤(R-φ-O-(CH2CH2O)nH、(R=C9H
19あるいはC8H17 、n=2〜50、Rは直鎖あるいは単
純な側鎖を持つアルキル基をいう)、高級アルコール系
界面活性剤(RO(R'O)n(R''O)mH、(HLB値=7〜1
6、Rは直鎖あるいは単純な側鎖を持つアルキル基をい
う(Cx H2x+1 、X=1〜20)、R′、R′′は直鎖あ
るいは単純な側鎖を持つアルキレン基をいう(Cx H2x 、
X=1〜20)、n=1〜30、m=1〜30)、ポリ
アルキレングリコール系界面活性剤(RO(EO/P
O)nH、(Rは直鎖あるいは単純な側鎖を持つアルキ
ル基をいう(Cx H2x+1 、X=1〜20)、E=CH2CH2、
Pはプロピレン基をいう、n=1〜50)などが例示さ
れ、水溶性高分子としてはポリエチレングリコール、ポ
リビニルアルコールなどが挙げられる。
フェノール系界面活性剤(R-φ-O-(CH2CH2O)nH、(R=C9H
19あるいはC8H17 、n=2〜50、Rは直鎖あるいは単
純な側鎖を持つアルキル基をいう)、高級アルコール系
界面活性剤(RO(R'O)n(R''O)mH、(HLB値=7〜1
6、Rは直鎖あるいは単純な側鎖を持つアルキル基をい
う(Cx H2x+1 、X=1〜20)、R′、R′′は直鎖あ
るいは単純な側鎖を持つアルキレン基をいう(Cx H2x 、
X=1〜20)、n=1〜30、m=1〜30)、ポリ
アルキレングリコール系界面活性剤(RO(EO/P
O)nH、(Rは直鎖あるいは単純な側鎖を持つアルキ
ル基をいう(Cx H2x+1 、X=1〜20)、E=CH2CH2、
Pはプロピレン基をいう、n=1〜50)などが例示さ
れ、水溶性高分子としてはポリエチレングリコール、ポ
リビニルアルコールなどが挙げられる。
【0030】ノニオン系表層が潤滑性付与粒子の1重量
%未満では粒子を分散させる能力が小さく、クロメート
液中で粒子が凝集沈澱してしまう。潤滑性付与粒子のう
ち、潤滑性成分(すなわち潤滑粒子)が30重量%未満
になると潤滑性の寄与が小さくなるので、潤滑性付与粒
子の重量の30%以上99%以下の範囲が潤滑性付与粒
子内部の潤滑性物質(すなわち潤滑粒子)であり、か
つ、潤滑性付与粒子の重量の1%以上70%以下の範囲
がノニオン系界面活性作用を有する表層とする。
%未満では粒子を分散させる能力が小さく、クロメート
液中で粒子が凝集沈澱してしまう。潤滑性付与粒子のう
ち、潤滑性成分(すなわち潤滑粒子)が30重量%未満
になると潤滑性の寄与が小さくなるので、潤滑性付与粒
子の重量の30%以上99%以下の範囲が潤滑性付与粒
子内部の潤滑性物質(すなわち潤滑粒子)であり、か
つ、潤滑性付与粒子の重量の1%以上70%以下の範囲
がノニオン系界面活性作用を有する表層とする。
【0031】ノニオン系界面活性作用を持つ表層を有す
る潤滑性付与粒子を用いる場合、潤滑粒子の添加量は、
潤滑粒子/Crの重量比で0.1〜100の範囲が好ま
しく、また潤滑性付与粒子の平均粒径は20μm以下が
好ましい。
る潤滑性付与粒子を用いる場合、潤滑粒子の添加量は、
潤滑粒子/Crの重量比で0.1〜100の範囲が好ま
しく、また潤滑性付与粒子の平均粒径は20μm以下が
好ましい。
【0032】なお、潤滑性付与粒子が金属板表面を占め
る被覆率は50%以下であるのが好ましい。被覆率が5
0%をこえると導電性などに問題が出てくるおそれがあ
るためである。
る被覆率は50%以下であるのが好ましい。被覆率が5
0%をこえると導電性などに問題が出てくるおそれがあ
るためである。
【0033】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づきより具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されることはない。供
試材として板厚1mmの冷延鋼板(SPCC)の表裏面
にそれぞれ付着量が60g/m2 の55%Al−Zn溶
融めっき鋼板、同じくその表裏面にそれぞれ付着量が4
5g/m2 の溶融アルミニウムめっき鋼板、およびJI
S A 5182アルミニウム合金板を用いた。
説明するが、本発明はこれに限定されることはない。供
試材として板厚1mmの冷延鋼板(SPCC)の表裏面
にそれぞれ付着量が60g/m2 の55%Al−Zn溶
融めっき鋼板、同じくその表裏面にそれぞれ付着量が4
5g/m2 の溶融アルミニウムめっき鋼板、およびJI
S A 5182アルミニウム合金板を用いた。
【0034】クロメート液は無水クロム酸に平均粒子径
14nmの液相シリカ(日産化学(株)製スノーテック
スO(商品名))、平均粒子径7nmの気相シリカ(日
本エアロジル(株)製)を用いて任意に調節した。ま
た、クロメート液は適宜、還元剤を用いて、予備還元を
行った。アルカリ水溶液に溶解しないCrは全Cr量に
対し85〜95重量%であった。表1に用いた潤滑粒子
は、 A.グラファイト B.MoS2 C.BN D.ステアリン酸カルシウム E.ポリエチレンワックス F.PTFE(ポリテトラフルオロエチレンワックス)
である。
14nmの液相シリカ(日産化学(株)製スノーテック
スO(商品名))、平均粒子径7nmの気相シリカ(日
本エアロジル(株)製)を用いて任意に調節した。ま
た、クロメート液は適宜、還元剤を用いて、予備還元を
行った。アルカリ水溶液に溶解しないCrは全Cr量に
対し85〜95重量%であった。表1に用いた潤滑粒子
は、 A.グラファイト B.MoS2 C.BN D.ステアリン酸カルシウム E.ポリエチレンワックス F.PTFE(ポリテトラフルオロエチレンワックス)
である。
【0035】表1で用いたノニオン系界面活性剤は、 W.ライオン(株)製 リポノックスNC−100:ア
ルキルフェノール系 X.ライオン(株)製 レオコールSC−90:高級ア
ルコール系 Y.三洋化成製 PEG1500:ポリエチレン
グリコール であるが、これに限定されるものではない。
ルキルフェノール系 X.ライオン(株)製 レオコールSC−90:高級ア
ルコール系 Y.三洋化成製 PEG1500:ポリエチレン
グリコール であるが、これに限定されるものではない。
【0036】表1で用いたアニオン系およびカチオン系
界面活性剤は、 V.ラウリル硫酸Na アニオン系 Z.塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム カ
チオン系である。
界面活性剤は、 V.ラウリル硫酸Na アニオン系 Z.塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム カ
チオン系である。
【0037】ノニオン系表層を持つワックスエマルジョ
ンとして、 a.三洋化成製 KUE−13 天然ワックス 固形分中ワックス29% b.三洋化成製 KUE−8 変性ポリエチレンワックス 固形分中ワックス 86% を用いた。
ンとして、 a.三洋化成製 KUE−13 天然ワックス 固形分中ワックス29% b.三洋化成製 KUE−8 変性ポリエチレンワックス 固形分中ワックス 86% を用いた。
【0038】アニオン系表層を持つワックスエマルジョ
ンとして、 c.日本精蝋製 EMUSTAR−0001 合成ワッ
クスを用いた。
ンとして、 c.日本精蝋製 EMUSTAR−0001 合成ワッ
クスを用いた。
【0039】前記MoS2 、BN、ポリオレフィンワッ
クス等の潤滑粒子に界面活性剤を吸着させて潤滑性付与
粒子とする方法としては、まず、界面活性剤の水溶液を
調製し、潤滑粒子を添加しつつ撹拌しながら熟成した。
この後クロメート液を混合して必要な濃度とした。潤滑
粒子A,B,C,D,E,Fはボールミルで粒径をそれ
ぞれ表1に記載の値に調整したものを用いた。
クス等の潤滑粒子に界面活性剤を吸着させて潤滑性付与
粒子とする方法としては、まず、界面活性剤の水溶液を
調製し、潤滑粒子を添加しつつ撹拌しながら熟成した。
この後クロメート液を混合して必要な濃度とした。潤滑
粒子A,B,C,D,E,Fはボールミルで粒径をそれ
ぞれ表1に記載の値に調整したものを用いた。
【0040】調合したクロメート液に潤滑粒子または潤
滑性付与粒子を混合した後、直ちに上記諸金属基板にバ
ーコーターで塗布し、150℃で乾燥させた。クロメー
ト皮膜の条件を表1に示す。また、液調合後、1週間液
を撹拌しながら保存し、その後金属基板にバーコーター
で塗布し、150℃で乾燥させた。この場合のクロメー
ト皮膜の条件を表1に示す。このとき、クロメート皮膜
のCr付着量は金属Cr換算で50mg/m2 、かつS
iO2 /Crの重量比を3.0にした。
滑性付与粒子を混合した後、直ちに上記諸金属基板にバ
ーコーターで塗布し、150℃で乾燥させた。クロメー
ト皮膜の条件を表1に示す。また、液調合後、1週間液
を撹拌しながら保存し、その後金属基板にバーコーター
で塗布し、150℃で乾燥させた。この場合のクロメー
ト皮膜の条件を表1に示す。このとき、クロメート皮膜
のCr付着量は金属Cr換算で50mg/m2 、かつS
iO2 /Crの重量比を3.0にした。
【0041】(プレス成形性) プレス成形性は下記の基準に基づき評価した。めっき鋼
板の場合、径33mmの円筒絞り試験でブランク径73
mmのものが塗油なしで絞りぬけるか否か、およびパウ
ダリング量で判定した。 ×:絞りぬけないもの △:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.5g/m
2 超のもの ○:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.1g/m
2 超、0.5g/m2 以下のもの ◎:絞りぬけ、かつ側壁のパウダリング量が0.1g/
m2 以下のもの
板の場合、径33mmの円筒絞り試験でブランク径73
mmのものが塗油なしで絞りぬけるか否か、およびパウ
ダリング量で判定した。 ×:絞りぬけないもの △:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.5g/m
2 超のもの ○:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.1g/m
2 超、0.5g/m2 以下のもの ◎:絞りぬけ、かつ側壁のパウダリング量が0.1g/
m2 以下のもの
【0042】アルミニウム板およびアルミニウム合金板
の場合、径33mmの円筒絞り試験でブランク径66m
mのものが塗油なしで絞りぬけるか否か、およびパウダ
リング量で判定した。 ×:絞りぬけないもの △:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.5g/m
2 超のもの ○:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.1g/m
2 超、0.5g/m2 以下のもの ◎:絞りぬけ、かつ側壁のパウダリング量が0.1g/
m2 以下のもの
の場合、径33mmの円筒絞り試験でブランク径66m
mのものが塗油なしで絞りぬけるか否か、およびパウダ
リング量で判定した。 ×:絞りぬけないもの △:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.5g/m
2 超のもの ○:絞りぬけるが側壁のパウダリング量が0.1g/m
2 超、0.5g/m2 以下のもの ◎:絞りぬけ、かつ側壁のパウダリング量が0.1g/
m2 以下のもの
【0043】(導電性) 導電性の評価は三菱油化製表面抵抗計ロレスタMCP−
tester(商品名)によって表面抵抗値を測定し評
価した。測定は10回行い、その平均値で評価した。 ◎:0.1Ω未満 ○:0.1Ω以上0.5Ω未満 △:0.5Ω以上2Ω未満 ×:2Ω以上
tester(商品名)によって表面抵抗値を測定し評
価した。測定は10回行い、その平均値で評価した。 ◎:0.1Ω未満 ○:0.1Ω以上0.5Ω未満 △:0.5Ω以上2Ω未満 ×:2Ω以上
【0044】(耐食性) 耐食性は塩水噴霧試験(JIS Z 2371)で5%
発錆時間が100時間未満のものを×、100時間以上
のものを○とした。
発錆時間が100時間未満のものを×、100時間以上
のものを○とした。
【0045】(潤滑成分の比率) 潤滑性付与粒子中の潤滑成分の比率は、界面活性剤を吸
着させた後の固形分重量中の添加した潤滑粒子の重量の
比率で求めた。
着させた後の固形分重量中の添加した潤滑粒子の重量の
比率で求めた。
【0046】潤滑粒子あるいは潤滑性付与粒子による金
属板表面の被覆率はSEMによる表面観察(×100
0)により任意の20視野の平均値として求めた。以上
の評価結果を表1に併せて示す。
属板表面の被覆率はSEMによる表面観察(×100
0)により任意の20視野の平均値として求めた。以上
の評価結果を表1に併せて示す。
【0047】これから明らかなように、表1に示す本発
明例はいずれも優れたプレス成形性(潤滑性)、導電
性、耐食性を示す。
明例はいずれも優れたプレス成形性(潤滑性)、導電
性、耐食性を示す。
【0048】クロメート処理液を7日間保存した場合
(表1に示す建浴後7日後に塗布した場合)、No.
1、23は界面活性剤を使わなかったため、潤滑粒子が
凝集し、クロメート皮膜中に入らず加工性が悪い。N
o.2、24はノニオン系界面活性剤が不足して、潤滑
性付与粒子が凝集し、クロメート皮膜中に入らず、加工
性が悪い。No.3、4、5、15、25はイオン性表
層のため、潤滑性付与粒子が凝集し、クロメート皮膜中
に入らず、加工性が悪い。No.6、7、16、17は
界面活性層過剰、潤滑粒子不足のため加工性が悪い。
(表1に示す建浴後7日後に塗布した場合)、No.
1、23は界面活性剤を使わなかったため、潤滑粒子が
凝集し、クロメート皮膜中に入らず加工性が悪い。N
o.2、24はノニオン系界面活性剤が不足して、潤滑
性付与粒子が凝集し、クロメート皮膜中に入らず、加工
性が悪い。No.3、4、5、15、25はイオン性表
層のため、潤滑性付与粒子が凝集し、クロメート皮膜中
に入らず、加工性が悪い。No.6、7、16、17は
界面活性層過剰、潤滑粒子不足のため加工性が悪い。
【0049】
【表1】
【0050】
【表2】
【0051】
【表3】
【0052】
【表4】
【0053】
【発明の効果】本発明は、潤滑粒子としてグラファイ
ト、MoS2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有
機潤滑性物質の一種または二種以上のノニオン系界面活
性剤での処理物の一種または二種以上を、SiO2 を含
むクロメート皮膜中に適切量添加するようにしたことに
より長期安定性に優れたクロメート液を得、これを塗布
すると、無塗油でのプレスが可能でかつ高耐食性を有
し、さらに表面電気抵抗値が0.5Ω以下の金属板を得
ることを可能にした。
ト、MoS2 、BN、ステアリン酸カルシウムおよび有
機潤滑性物質の一種または二種以上のノニオン系界面活
性剤での処理物の一種または二種以上を、SiO2 を含
むクロメート皮膜中に適切量添加するようにしたことに
より長期安定性に優れたクロメート液を得、これを塗布
すると、無塗油でのプレスが可能でかつ高耐食性を有
し、さらに表面電気抵抗値が0.5Ω以下の金属板を得
ることを可能にした。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−219086(JP,A) 特開 平2−34792(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 - 22/86
Claims (4)
- 【請求項1】アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム合
金めっき鋼板、アルミニウム板およびアルミニウム合金
板から選ばれた金属基板の少なくとも片面にクロメート
層を有するクロメート処理金属板において、クロメート
層のクロムの付着量が金属Cr換算で片面当り10〜2
00mg/m2 であり、かつクロメート層中にシリカを
SiO2 /Crの重量比で0.1〜6.0の範囲で含有
し、かつさらにグラファイト、MoS2 、BN、ステア
リン酸カルシウムおよび有機潤滑性物質よりなる群より
選ばれた少なくとも一種の潤滑粒子の表面にノニオン系
界面活性作用を有する表層を持つ粒子である潤滑性付与
粒子を前記クロメート層中に含有し、かつクロメート層
中の潤滑粒子/Crの重量比が0.1〜100の範囲で
あり、潤滑性付与粒子の重量の1%〜70%の範囲がノ
ニオン系界面活性作用を有する表層であることを特徴と
する高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート
処理金属板。 - 【請求項2】有機潤滑性物質が、天然ワックス、ポリオ
レフィンワックス、変性ポリオレフィンワックス、およ
びフルオロカーボンよりなる群より選ばれた少なくとも
一種の潤滑粒子である請求項1に記載の高耐食性を有し
潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板。 - 【請求項3】上記クロメート層は3価のクロムを主体と
し、少なくとも全Cr中のアルカリ水溶液に溶解しない
Crが全Cr量に対し70重量%以上含まれる請求項1
または2に記載の高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れ
たクロメート処理金属板。 - 【請求項4】上記潤滑性付与粒子の金属基板表面の被覆
率が50%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の
高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理
金属板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00819894A JP3276501B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00819894A JP3276501B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216555A JPH07216555A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3276501B2 true JP3276501B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=11686578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00819894A Expired - Fee Related JP3276501B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 高耐食性を有し潤滑性と導電性に優れたクロメート処理金属板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276501B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP00819894A patent/JP3276501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07216555A (ja) | 1995-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020122 |
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