(57)【要約】  【課題】接着性と成形性に優れ、化成処理性が改善された潤滑処理鋼板とその製造に用いる潤滑皮膜形成用処理液を提供する。  【解決手段】Ｌｉ／Ｓｉ（原子比）が０.５超のリチウムシリケート水溶液中に、金属石鹸／ワックス質量比＝０.３〜５.０の金属石鹸とワックスとからなる潤滑剤と、チタニアゾルとを配合した処理液を鋼板母材に塗布し、乾燥して、潤滑剤とチタニアを含有するシリケート系潤滑皮膜を形成する。潤滑剤／リチウムシリケート質量比＝０.１〜２.０、チタニア／リチウムシリケート質量比＝０.００１〜０.１とする。潤滑皮膜のリチウムシリケート、潤滑剤及びチタニアの総量は１０〜１０００ｍｇ／ｍ２である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアとから構成された潤滑皮膜を備える潤滑処理鋼板であって、リチウムシリケートのＬｉ／Ｓｉ（原子比）が０.５超であり、潤滑皮膜中の潤滑剤の量が潤滑剤／リチウムシリケート（質量比）＝０.１〜２.０となる量であり、チタニアの量がチタニア／リチウムシリケート（質量比）＝０.００１〜０.１となる量であることを特徴とする、潤滑処理鋼板。
【請求項２】
前記潤滑剤がワックスと金属石鹸とからなり、金属石鹸／ワックス（質量比）＝０.３〜５.０である、請求項１に記載の潤滑処理鋼板。
【請求項３】
潤滑皮膜中のリチウムシリケート、潤滑剤及びチタニアの総量が１０〜１０００ｍｇ／ｍ２である請求項１または２に記載の潤滑処理鋼板。
【請求項４】
潤滑皮膜が皮膜成分としての有機樹脂を本質的に含有していない、請求項１〜３のいずれかに記載の潤滑処理鋼板。
【請求項５】
リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアゾルが配合された潤滑皮膜形成用処理液であって、リチウムシリケートのＬｉ／Ｓｉ（原子比）が０.５超であり、処理液中の潤滑剤の量が潤滑剤／リチウムシリケート（質量比）＝０.１〜２.０となる量であり、チタニアゾルの量がチタニア／リチウムシリケート（質量比）＝０.００１〜０.１となる量であることを特徴とする、潤滑皮膜形成用処理液。
【請求項６】
前記潤滑剤がワックスと金属石鹸とから成り、金属石鹸／ワックス（質量比）＝０.３〜５.０である、請求項５記載の潤滑皮膜形成用処理液。
【請求項７】
皮膜成分としての有機樹脂を本質的に含有していない、請求項５又は６に記載の潤滑皮膜形成用処理液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑処理鋼板、特に化成処理性に優れた潤滑処理鋼板に関する。本発明の潤滑処理鋼板は、熱延鋼板と冷延鋼板のいずれを母材鋼板としても、良好な化成処理性を確保することができ、かつ、母材鋼種が高張力鋼であっても、良好なプレス成形性と耐型カジリ性が発現することができるので、自動車の車体構造部品や他の各種部品にも使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
熱延鋼板と冷延鋼板とを問わず、最近では、高強度化および／または軽量化の目的で高張力鋼が各種用途に広く採用されるようになって来ている。
しかし、高張力鋼は本来成形性が十分でないことから、材料自体の成形性を高める手段を講じるか、或いはそのような加工の難しい材料を成形する場合に金型の焼付きがよく見られることから、そのような金型の焼付き防止を図る必要がある。
【０００３】
従来の成形性の改善策手段として、ミルボンドで代表される有機系の潤滑皮膜を表面に塗布する方法がある。しかし、潤滑皮膜の厚みが大きいため、プレス加工時に皮膜が剥離し、プレスかすの発生が不可避であり、発生したプレスが加工後の表面の汚れや表面欠陥の原因になるという問題がある。特に、自動車用のトルクコンバータ部品を代表とする精密機器では、加工後のプレスかす、汚れ等の発生は、内部の機械動作不良の原因になるという問題があり、プレスかすが低減でき、良好な可能性が確保できる潤滑処理が求められている。
【０００４】
このような課題に対して、次のように、皮膜成分として無機化合物であるリチウムシリケートを用いた潤滑処理を適用する提案がいくつかなされている。
例えば、特許文献１および特許文献２に開示された潤滑皮膜は、有機樹脂と固形潤滑剤を添加したリチウムシリケート皮膜であって、皮膜の造膜性と耐食性の向上を目的として、有機樹脂の添加を前提にしている。
【０００５】
特許文献３には、成形性の向上を目的とし、高軟化点のワックスと低軟化点のワックスとを潤滑剤として併用したリチウムシリケート皮膜が開示されているが、化成処理性については考慮されていない。
【０００６】
特許文献４には、化成処理性、接着性、成形性に優れた潤滑処理鋼板として、リチウムシリケート皮膜が開示されている。具体的には、リチウムシリケートをＬｉ／Ｓｉ（原子比）＝０.４〜０.７とし、潤滑剤総量／リチウムシリケートの質量比を０.１〜２.０とすることにより、良好な化成処理性、接着性、成形性を得ることができる。
【特許文献１】特許第２９９８７９０号公報
【特許文献２】特許第２９５３６５４号公報
【特許文献３】特許第２８５７９８９号公報
【特許文献４】特開２００２−３０７６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車の車体パネル用鋼板の性能に関するユーザーの要求はますます厳しくなる傾向がある。例えば、特許文献４に記載の技術に対しても、化成処理性のさらなる改善が要求される場合がある。
【０００８】
本発明は、接着性と成形性に優れ、さらに特許文献４に開示されている潤滑処理鋼板より化成処理性が改善された潤滑処理鋼板とその製造に用いる潤滑皮膜形成用処理液とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、特許文献４に記載された技術をベースとして検討を進めたところ、リチウムシリケートと潤滑剤を含有する処理液にさらにチタニアゾルを含有させて潤滑皮膜を形成することにより、優れた接着性と成形性を維持したまま、化成処理性をさらに著しく向上させることが可能となることを見出した。
【００１０】
本発明は、リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアとから構成された潤滑皮膜を備える潤滑処理鋼板である。リチウムシリケートは、Ｌｉ／Ｓｉ（原子比）が０.５超のものである。潤滑皮膜における潤滑剤の量は潤滑剤／リチウムシリケート（質量比）＝０.１〜２.０となる量であり、チタニアの量はチタニア／リチウムシリケート（質量比）＝０.００１〜０.１となる量である。
【００１１】
別の側面からは、本発明は、リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアゾルが配合された潤滑皮膜形成用処理液である。リチウムシリケートは、Ｌｉ／Ｓｉ（原子比）が０.５超のものである。処理液中の潤滑剤の量は潤滑剤／リチウムシリケート（質量比）＝０.１〜２.０となる量であり、チタニアゾルの量はチタニア／リチウムシリケート（質量比）＝０.００１〜０.１となる量である。
【００１２】
潤滑剤は、ワックスと金属石鹸とからなり、金属石鹸／ワックス（質量比）＝０.３〜５.０であることが好ましい。潤滑処理鋼板の潤滑皮膜中のリチウムシリケート、潤滑剤及びチタニアの総量は好ましくは１０〜１０００ｍｇ／ｍ２である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、化成処理性、接着性、成形性が高いレベルで要求される車体パネルといった車体構造部品や、トルクコンバータ等の精密機器にも適用可能な、高性能の潤滑処理鋼板を得ることができる。特に、将来的に自動車用鋼材として、適用の拡大が見込める高張力鋼に、より過酷な成形性に耐えうる改善された成形性を付与することができ、同時に従来よりも高レベルでの化成処理性を確保できる点において、本発明の産業上の貢献度は極めて高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の潤滑処理鋼板の母材鋼板の種類は、特に限定されない。高張力鋼はもちろん、金型かじりなどが問題となる場合は、一般の低炭、極低炭軟鋼等の鋼板にも広く適用できる。また、熱延鋼板であっても冷延鋼板であってもよい。潤滑処理鋼板の用途として、化成処理性、プレス成形性、接着性を要求され、結果としてそれらを満足できるものであれば、特に制限はされない。
【００１５】
母材鋼板は、亜鉛系、アルミニウム系などのめっき鋼板、例えば、電気亜鉛めっき鋼板であってもよい。また、母材鋼板は、耐食性向上のための化成処理が予め施されたものであってもよい。
【００１６】
本発明で利用する潤滑皮膜は、リチウムシリケート（ケイ酸リチウム）を皮膜成分とし、それに潤滑剤とチタニアが配合されている。この潤滑皮膜は、潤滑皮膜に通常添加される、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの皮膜成分となる（皮膜形成性の）有機樹脂を本質的に含有しないことが好ましい。そのような有機樹脂を含有する場合でも、含有量は、例えば、リチウムシリケートに対する質量比で１質量％以下といったごく少量にとどめることが好ましい。例えば、リチウムシリケートに対して５質量％程度の有機樹脂を含有させると、チタニア配合による化成処理性の改善効果が見られなくなり、チタニアを含有していても、していなくても化成処理性は低下する。また、プレスかすも発生しやすくなる。
【００１７】
リチウムシリケートは、水溶液の塗布と乾燥により、微細なシリケート質乾燥ゲル粒子からなる強固なガラス質の皮膜を形成する。従って、潤滑皮膜の骨格は実質的にリチウムシリケートから構成され、そこに潤滑剤およびチタニアを含有した皮膜構成になっていると推測される。ただし、チタニアは皮膜の骨格の一部を構成する可能性もある。
【００１８】
潤滑皮膜の皮膜成分であるリチウムシリケートは、Ｌｉ／Ｓｉ比（原子比）が０.５超というリチウム量を有するようにする。Ｌｉ／Ｓｉ比が高い方が、アルカリ脱脂により皮膜が除去されやすいので、化成処理性が向上する。特に優れた化成処理性が要求される場合は、Ｌｉ／Ｓｉが０.８以上であることが好ましい。
【００１９】
Ｌｉ／Ｓｉ比が０.７を超えると、貯蔵時の処理液に分離・沈殿が生じる場合があるが、強く攪拌する等の手段で沈殿成分を強制的に懸濁させながら塗布して潤滑皮膜を形成すればよい。ただし、Ｌｉ／Ｓｉ比が４.０を超えると、潤滑性が低下するおそれがあるため、Ｌｉ／Ｓｉ比は４.０以下とするのが好ましい。
【００２０】
リチウムシリケートのＬｉ／Ｓｉ比は、市販のモル比の異なるリチウムシリケートを組み合わせて使用するか、必要に応じて、ケイ酸コロイドまたは水酸化リチウムを添加することによって調整することができる。
【００２１】
プレス成形性の確保には、潤滑剤の添加が効果的である。本発明では、潤滑剤としてワックスと金属石鹸とを併用することが好ましい。金属石鹸をワックス類と併用することにより、広い温度域で良好な潤滑性を確保することが可能となる。
【００２２】
ワックスとしては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、テフロン（登録商標）ワックス等があげられるが、シリケートが水溶性であるため、分散性の良好な水溶性のワックスが好適である。具体的には、水分散性ポリエチレンワックス、あるいは水溶性のテフロン（登録商標）ワックスもしくは、その混合液があげられる。ワックスの融点は、潤滑皮膜を形成する際の塗布後の乾燥温度より高いことが好ましい。
【００２３】
本発明において使用できる金属石鹸としては、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、ラウリル酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩等があげられるが、そのなかでもステアリン酸亜鉛が好適である。
【００２４】
潤滑剤の添加量（上記のようにワックスと金属石鹸を併用する場合は合計添加量）は、潤滑剤／リチウムシリケート（質量比）＝０.１〜２.０、好ましくは０.５〜１.５となる量である。この範囲内の量であると、潤滑処理鋼板の加工性と化成処理性が改善された上で、接着性の確保も可能となる。この潤滑剤質量比が２.０を越えると、成形性改善効果が飽和するか、逆に皮膜の脆弱化に伴って成形性が劣化傾向となる上、後述するように接着性も劣化する。一方、潤滑剤質量比が０.１を下回ると成形性が十分でなくなる。
【００２５】
本発明の好適態様に従って、潤滑剤として金属石鹸とワックスを併用する場合、耐型かじり性重視の際に高温時の潤滑性を確保するために、金属石鹸／ワックスの質量比は０.３〜５.０、好ましくは０.５〜３.０の範囲内とすることが好ましい。
【００２６】
接着性に関しては、前述のように、シリケート皮膜の採用により、接着性の確保が可能となる。シリケート皮膜の接着性向上の機構は、皮膜表面に多量のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ基）を有するために、接着剤とシラノール基は反応して接着剤との密着力が向上するためと考えられる。一方、潤滑剤として適用されるワックスは、非常に不活性であるため、基本的に接着剤とは反応しない。従って、シリケート皮膜中にワックスを多量に添加すると、潤滑皮膜表面に存在するシラノール基が減少するために、接着性が劣化してくるという問題がある。本発明におけるワックスと併用する金属石鹸は、ワックスほど接着剤の相性が悪くないので、接着性の劣化抑制の点でも、金属石鹸の添加は効果的である。
【００２７】
従って、潤滑剤の合計添加量が多すぎると、皮膜が脆弱になり、潤滑皮膜にて接着剤の界面剥離が生じやすくなるので、接着性の観点からも、潤滑剤の添加量は、潤滑剤／シリケート質量比が２.０以下になるようにする。また、接着性を確保するため、金属石鹸／ワックス比は０.３以上に高めることが好ましい。
【００２８】
化成処理性に関しては、シリケート皮膜の中でも、リチウムシリケートが好適であり、特にＬｉ／Ｓｉ比が０.５超のリチウムシリケートが良好である。さらに前述したように、潤滑剤とチタニアが化成処理性に大きな影響を及ぼす。
【００２９】
潤滑剤の含有量が多くなると、化成処理性は向上する。つまり、潤滑皮膜中のシリケ―ト量が相対的に減少し、鋼板上の接触するシリケート量が減少するため、アルカリ脱脂時の除去性が向上するからである。その際に、潤滑剤として用いる金属石鹸添加量を多くすると、化成結晶が緻密になり、更に化成処理性が向上する。その機構は必ずしも明確ではないが、金属石鹸が鋼板上に吸着したサイトを起点に化成結晶が成長しやすくなるために、均一な化成結晶が成長しやすいと推定される。したがって、化成処理性確保の観点からも、本発明における潤滑剤の総量は、シリケートとの質量比で０.１以上となるようにし、金属石鹸／ワックス質量比は０.３以上に高めることが好ましい。
【００３０】
さらに、チタニアを含有させることで化成処理性は大きく向上する。その機構は、前述した金属石鹸と同様な機構と考えられるが、チタニアによる効果は金属石鹸の効果よりも大きく、金属石鹸と比較して少量の添加であっても化成処理性の改善に有効に働く。チタニアの量は、チタニア／リチウムシリケート（質量比）＝０.００１以上とする。あまり多くても化成処理性改善効果が飽和するので、チタニア／リチウムシリケートの質量比は０.１以下とする。チタニア／リチウムシリケート質量比の好ましい範囲は０．００５〜０．０５である。
【００３１】
皮膜にチタニアを含有させるには、後述するように処理液中にチタニアゾルを含有させることが好ましい。すなわち、チタニアは、チタニアゾル（平均一次粒子径がコロイドレベル（数ｎｍ〜数百ｎｍ）の微粒子状チタニア）から誘導されたものであることが好ましい。
【００３２】
潤滑皮膜は、上記以外の追加成分をさらに含有していてもよい。そのような追加成分の例としては、成形性改善剤として機能するポリアクリル酸および非イオン界面活性剤が上げられる。その他、分散剤、消泡剤、場合によって皮膜着色用の着色剤などを潤滑皮膜中に含有させることができる。このような追加成分の量は可及的に少量（多くても、リチウムシリケートに対して１０質量％以下）にとどめることが好ましい。
【００３３】
潤滑皮膜は、母材鋼板の片面だけに設けても、両面に設けてもよい。潤滑皮膜の付着量（鋼板の両面に皮膜を形成した場合は片面当たりの付着量）は、リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアの総量が１０〜１０００ｍｇ／ｍ２の範囲になるようにすることが好ましく、より好適な範囲は１００〜５００ｍｇ／ｍ２である。この付着量が１０ｍｇ／ｍ２未満では高潤滑性防錆油なみの成形性を確保することが困難であり、１０００ｍｇ／ｍ２超では、潤滑皮膜が厚すぎて、接着性評価において皮膜内での凝集破壊が生じることと、化成処理性に関してアルカリ脱脂による脱膜が不十分となり、問題が生じる。付着量が１００ｍｇ／ｍ２以上あれば、成形性に優れるミルボンド以上の優れた成形性が確保でき、５００ｍｇ／ｍ２以下であれば、冷延鋼板と同等の化成処理性が確保できるために、より好適である。
【００３４】
次に、本発明に係る潤滑皮膜形成用処理液について説明する。
この潤滑皮膜形成用処理液は、溶媒中にリチウムシリケートと潤滑剤とチタニアゾルとを配合したものからなる。追加成分を使用する場合には、それも処理液中に含有させる。溶媒は、好ましくは水であるが、アルコール等の水混和性有機溶媒を水と併用してもよい。各配合成分は、原則として、所望の皮膜が得られるように配合すればよい。
【００３５】
この処理液は、例えば、リチウムシリケートの水溶液を調製し、必要により水酸化リチウムまたはケイ酸コロイドを添加してリチウムシリケートのＬｉ／Ｓｉ比を調整した後、潤滑剤（好ましくはワックスと金属石鹸）を分散させ、さらにチタニアゾルを混合することにより調製できる。成分の添加順序は変更可能である。
【００３６】
このようにして調製された処理液を鋼板表面に塗布し、乾燥させることにより潤滑皮膜を形成（すなわち、本発明の潤滑処理鋼板を製造）することができる。
処理液の塗布方法は、所定量の潤滑皮膜を形成できる任意の方法でよい。具体的な塗布方法としては、処理液をスプレーし、所定量にロールで絞るシャワーリンガー法、ロールによりコーティングするロールコート法があげられる。その他、スピンコート法、浸漬法なども可能である。塗布後の乾燥は、皮膜が乾燥する限り任意の方法で実施できる。例えば、温風乾燥で対応可能であり、その他、常温で放置したり、乾燥機内で加熱する等の他の乾燥手段も採用可能である。
【００３７】
次に、本発明の潤滑処理鋼板における潤滑皮膜の構成を上記のように決定した理由について、実験データによって、より具体的に説明する。以下の説明において、リチウムシリケート皮膜量とは、リチウムシリケートのみの付着量を意味し、皮膜全体の付着量ではない。また、％は、特に指定しない限り質量％である。また、図中のチタニアゾルの量は、チタニア固形分としてのリチウムシリケートに対する質量比（チタニア／リチウムシリケート質量比）である。
【００３８】
以下の試験で使用した潤滑剤は、ワックスが水分散性ポリエチレンワックス、金属石鹸がステアリン酸亜鉛である。
（化成処理性）
化成処理性はアルカリ脱脂における潤滑皮膜の脱膜率（皮膜除去率）により評価した。この脱膜性が高いほど、良好な化成皮膜が形成される。この化成処理性に基づいて、リチウムシリケートのＬｉ／Ｓｉ比が決定された。
【００３９】
日本鉄鋼連盟規格における自動車用冷延鋼板ＪＳＣ２７０Ｄ（板厚＝０.８ｍｍ）の表面に、リチウムシリケート中のＬｉ／Ｓｉ比を変化させたシリケート皮膜（リチウムシリケート皮膜量＝２００ｍｇ／ｍ２）を形成した潤滑処理鋼板を準備した。
【００４０】
使用した処理液は、リチウムシリケートの水溶液中に成形性改善剤としてポリアクリル酸を液中固形分に対し５質量％の量で含有しており、ｐＨは１１であった。潤滑剤は含有させなかった。この処理液は、静置しておいても、シリケートの分離、沈殿が認められなかった。処理液を上記鋼板にスピンコータ法により塗布し、温風乾燥して（最高到達板温５０℃）、潤滑皮膜を形成した。
【００４１】
この潤滑処理鋼板について、下記条件下でアルカリ脱脂を行った：
脱脂剤：ＦＣ−４４２０（日本パーカライジング社製）、濃度＝１８ｇ／Ｌ、
脱脂温度：４０℃、
脱脂時間：３分間の浸漬。
【００４２】
上記条件での浸漬脱脂を行った後、脱脂前後のＳｉ量（蛍光Ｘ線でのＳｉの強度）から、次式に従ってアルカリ脱脂による潤滑皮膜の皮膜除去率を求めた。
皮膜除去率＝（脱脂前Ｓｉ強度−脱脂後Ｓｉ強度）／（脱脂前Ｓｉ強度）
その結果を図１に示す。リチウムシリケート皮膜のＬｉ量が、Ｌｉ／Ｓｉ比で０.４以上であると皮膜の約３／４以上、Ｌｉ／Ｓｉ比が０.５超になると皮膜のほぼ全部が脱膜可能となり、良好な脱膜性を確保することができた。この傾向は、処理液にチタニアゾルを添加した場合でも差異はなく、図１と同じ結果が得られた。
【００４３】
（成形性）
金属石鹸とワックスの配合量は成形性に基づいて検討された。
上記と同じＪＳＣ２７０Ｄ冷延鋼板（板厚＝０.８ｍｍ）を用い、Ｌｉ／Ｓｉ比＝１.０のリチウムシリケート水溶液に添加する潤滑剤総量とチタニアゾルの量（チタニア／リチウムシリケート質量比）を変化させた処理液を用いて潤滑皮膜を形成した。塗布と乾燥方法は上記と同じである。
【００４４】
リチウムシリケート皮膜量：１５０ｍｇ／ｍ２
潤滑剤：ステアリン酸亜鉛／ポリエチレンワックス質量比＝１
チタニア／リチウムシリケート質量比＝０、０.００１または０.１。
【００４５】
この潤滑処理鋼板について、―般防錆油（Nox-Rust 550HN：パーカ興産社製）２ｇ／ｍ２を塗布した後、円筒深絞り試験を行った。円筒深絞り試験条件は、図２に示す通りであった。
【００４６】
比較例として、同一冷延鋼板上に、高潤滑性防錆油としてプレトンＲ８６０（塗油量＝２ｇ／ｍ２、杉村化学社製）を塗布したもの、およびミルボンドとしてＭＣ５６０Ｊ（塗布量＝１.２ｇ／ｍ２、日本油脂社製）を施したものも、同様の円筒深絞り試験により評価した。
【００４７】
合否判定：
潤滑性は、成形限界しわ抑え圧により判定した。高潤滑性防錆油（プレトンＲ８６０）と同等以上で合格とし、ミルボンド（ＭＣ５６０Ｊ）と同等以上を好適とした。
【００４８】
結果を図３に示す。潤滑剤の総含有量が、潤滑剤総量／シリケートの質量比で０.１以上であれば高潤滑性防錆油と同等以上、０.５以上であればミルボンドと同等以上の円筒深絞り成形性が確保できることが判る。一方、上記質量比が１.５を超えると、成形性の劣化がおこり始め、２.０超ではミルボンドより成形性が劣る傾向が確認できた。また、チタニアゾルをチタニア／リチウムシリケート質量比が０.００１または０.１となるように添加した場合でも、成形限界しわ押さえ圧に変化はなかった。
【００４９】
次に、金属石鹸とワックスの配合比率の影響について、動摩擦係数を測定することによって検討した。
前述の脱脂性評価と同じＪＳＣ２７０Ｄ冷延鋼板（板厚＝０.８ｍｍ）を用い、Ｌｉ／Ｓｉ比＝１.０のリチウムシリケートをベース組成とする処理液を用いて、潤滑剤のステアリン酸亜鉛と水分散性ワックスの配合比率を変化させた。その他の処理条件は以下の通りであり、潤滑皮膜の形成は上記と同様に行った。チタニアはチタニアゾルとして添加した。
【００５０】
リチウムシリケート皮膜量：２００ｍｇ／ｍ２
潤滑剤：総量２００ｍｇ／ｍ２（潤滑剤総量／リチウムシリケート質量比＝１）、
チタニア／リチウムシリケート質量比：０または０.１
形成された潤滑皮膜の上に―般防錆油（Nox-Rust 550HN：パーカ興産社製）２ｇ／ｍ２を塗布した。
【００５１】
極めて面圧の高い状態で、カジリが発現しやすいバウデン試験（付着滑り試験器）にて評価を実施した。より過酷なプレス条件下では、加工に伴う発熱で、金型、材温の上昇がおこり、より型かじりが発現しやすくなるが、このような状況をシミュレートするため、バウデン試験を、室温での実施以外に、板温を１５０℃に設定した場合についても実施した。バウデン試験の詳細な試験条件は、図４に記載する。
【００５２】
比較材として、前述と同様に高潤滑性防錆油（プレトンＲ８６０）とミルボンド（ＭＣ５６０Ｊ）でも同時に評価を行った。
合否判定：
３０往復させた際の摩擦係数をもって、合否判定を行った。その際の判定基準としては、室温時の高潤滑性防錆油の摩擦係数（＝０.１９）以下を合格とし、ミルボンドと同等以上の摩擦係数（≧０.０７）であれば好適とした。
【００５３】
その結果を図５（常温での試験結果）および図６（１５０℃での試験結果）に示す。図５から、室温時の潤滑性については、ワックスの比率が高いほど潤滑性に優れ、ステアリン酸亜鉛の比率が増大すると潤滑性が低下し、型かじりが生じやすくなった。ステアリン酸亜鉛／ワックスの質量比≦５.０では高潤滑性防錆油と同等以上の潤滑性を確保でき、この質量比が３.０以下では、潤滑性がさらに改善され、ミルボンドを凌ぐ優れた潤滑性が得られた。
【００５４】
図６から、高温時（＝１５０℃）の潤滑性については、上とは逆に、ワックスにステアリン酸亜鉛を添加するにつれて、潤滑性が著しく向上した。室温時の高潤滑性防錆油と同等の摩擦係数≦０.１９を確保するには、ステアリン酸亜鉛／ワックスの質量比≧０.３が必要であった。この質量比が０.５〜３.０の範囲内では、高温時にも非常に優れた潤滑性が得られた。
【００５５】
高温時の潤滑性はミルボンドを施した場合でもかなり低下したが、本発明における金属石鹸／ワックスの好適な配合比率では、高温時にも極めて優れた潤滑性、従って、耐型かじり性が確保でき、ミルボンドを著しく凌ぐ優れた潤滑性が得られることがわかった
また、いずれの場合においても、チタニアゾルの添加は、潤滑性に影響しなかった。
【００５６】
（接着性）
上記と同様のＪＳＣ２７０Ｄ冷延鋼板（板厚＝０.８ｍｍ）を用い、Ｌｉ／Ｓｉ比＝１.０のリチウムシリケートをベース組成とする処理液を用いて、潤滑剤の総量を変化させることにより、接着性に及ぼす潤滑剤量の影響を接着性試験により検討した。その他の処理条件は以下の通りであり、潤滑皮膜の形成は上記と同様に行った。
【００５７】
リチウムシリケート皮膜量：１５０ｍｇ／ｍ２
潤滑剤：ステアリン酸亜鉛／ポリエチレンワックス質量比＝１
チタニアゾル／リチウムシリケート：０.１
形成された潤滑皮膜の上に―般防錆油（Nox-Rust 550HN：パーカ興産社製）２ｇ／ｍ２を塗布した。
【００５８】
接着性試験は、図７に示す条件で、エポキシ系構造用接着剤であるＰＶ５３０６（ヘンケル白水社製）を用いて実施し、この接着を行った後のせん断引張り強度により接着性を評価した。その際、防錆油とのなじみの問題が生じる可能性もあるため、防錆油を塗油し、室温でスタック状態にして７日間の養生期間を取った後、接着を行って接着性を試験した。
【００５９】
比較例として、高潤滑性防錆油のプレトンＲ８６０（塗油量＝２ｇ／ｍ２杉村化学社製）とミルボンドのＭＣ５６０Ｊ（塗布量＝１.２ｇ／ｍ２、日本油脂社製）を塗布したものも、併せて接着試検に供した。
【００６０】
合否判定：
せん断引張り試験による引張強度である接着強度にて合否判定を行った。判定基準としては、構造用接着剤にて接着強度の低下問題が生じることのあるミルボンド以上の接着強度が確保できる領域を合格とした。また、高潤滑性防錆油を塗油したものと同等以上の接着性が確保できる領域を好適と判断した。
【００６１】
試験結果を図８に示す。成形性評価結果である図３では、潤滑剤の総量が多くても、高潤滑性防錆油以上の良好な円筒深絞り成形性が確保できていたが、図８から、潤滑剤総量が多くなると、接着強度が低下し、良好な接着性の確保が困難になってくることが判る。即ち、潤滑剤／リチウムシリケートの質量比が２.０超になると、接着性に問題が生じるミルボンドよりも接着強度が低下し、接着性が劣化する。また、成形性評価（図３）においてミルボンドと同等以上の成形性が確保できていた、この質量比が０.５〜１.５の範囲内では、図８から、接着強度においても高潤滑防錆油と同等以上の接着強度が確保でき、好適範囲であることが判る。
【００６２】
本接着試験においては、冷延鋼板に一般防錆油のみを塗油した無処理材が最も接着性が良好であり、高潤滑性防錆油はやや劣るが、ミルボンドは防錆油を塗油したものに比較し接着強度が大きく低下しており、本試験による接着性評価が現状の接着問題をよくシミュレートできていることが判る。
【００６３】
なお、自動車車体パネルを想定すると、本実施例に使用したようなエポキシ系の構造用接着剤以外にも、高防錆スポットシーラー等の接着強度の低いマスチック型接着剤もあるが、本発明の潤滑処理鋼板では、これらのマスチック型接着剤でも良好な接着性を確保することができることも確認した
【実施例１】
【００６４】
表１に示すように、Ｌｉ量（Ｌｉ／Ｓｉ比）の異なる各種のリチウムシリケート水溶液を準備し、これにワックスとして融点６０℃の水分散性ポリエチレンワックス（表１にはＰＥと略記）と、金属石鹸としてステアリン酸亜鉛（表１にはＳｔ−Ｚｎと略記）とを添加して溶解または分散させ、さらにチタニアゾルを添加・混合して、潤滑皮膜形成用処理液を作成した。
【００６５】
この処理液を、所定量の潤滑皮膜付着量（リチウムシリケートと潤滑剤とチタニアゾルのチタニア固形分の合計量）になるように、試験ごとに選択した所定の鋼板の片面にロールコートした後、熱風乾燥（最高到達板温＝５０℃）を行って、潤滑皮膜を形成した。
【００６６】
比較材として、ミルボンドのＭＣ５６０Ｊ（塗布量＝１.２ｇ／ｍ２）と比較用のシリケート系潤滑皮膜も、併せて評価に供した。比較用のシリケート系潤滑皮膜は、チタニアゾルを添加しなかった点を除いて上記と同じ皮膜構成を有するもの（Ｎｏ．１，５）であった。
【００６７】
これらの各種の潤滑処理鋼板の化成処理性、プレス成形性、耐型かじり性、耐プレスかす性、接着性評価を下記の要領で試験した。
（化成処理性）
日本鉄鋼連盟規格の５９０ＭＰａ級の高降伏比型冷延鋼板であるＪＳＣ５９０Ｒ（板厚＝１.０ｍｍ）を処理原板として用い、各種潤滑処理を行ったのちに、化成処理に供した。本試験において、高張力鋼を採用した理由は、高張力鋼板はもともと化成処理性が一般軟鋼に比較して劣っているためである。
【００６８】
潤滑処理鋼板の試験片に対して、アルカリ脱脂液ＦＣ−Ｅ２００１（日本パーカライジング社製）を用いて浸漬脱脂を行った後、リン酸亜鉛系化成処理液ＰＢ−ＷＬ３５（日本パーカライジング社製）を用いて指定条件下で化成処理を行った。形成された化成皮膜について外観観察に加えて、ＳＥＭ観察（倍率×５００倍）によりリン酸塩結晶のミクロ的なスケ状態を観察して、スケ発生面積率を求めた。
【００６９】
判定基準：ＳＥＭ観察によるスケ発生面積率
◎：０％、
○：１〜５％、
△：５〜１０％、
×：＞１０％。
【００７０】
（プレス成形性）
日本鉄鋼連盟規格の軟鋼板であるＪＳＣ２７０Ｄ（板厚＝０.８ｍｍ）を処理原板として用い、各種潤滑処理（処理後、一般防錆油を２ｇ／ｍ２塗油）を行ったのちに、前述と同じ円筒深絞り試験（図２参照）を実施した。その評価基準は、前述同様、以下の通りである。
【００７１】
判定基準：成形限界しわ抑え圧
◎＋：≧４２５ｋＮ、
◎：  ≧３７５ｋＮ（ミルボンド以上）、
○：  １５０〜３７５ｋＮ（高潤滑性防錆油以上）、
×：  ＜１５０ｋＮ。
【００７２】
（耐型かじり性）
日本鉄鋼連盟規格の４９０ＭＰａ級の汎用型熱延鋼板であるＪＳＨ４４０Ｗ（板厚＝３.２ｍｍ）を処理原板として用い、各種潤滑処理（処理後に一般防錆油を２ｇ／ｍ２塗油）を行ったのちに、クランクプレス曲げによる型かじり試験を実施した。その際の加工条件と評価方法は図９および下記に示す通りであり、しごき率＝１５％で連続１０枚成形後の１０枚目のサンプルでの正常皮膜残存率（図９には正常部残存率と表示）により耐型かじり性を評価した。
【００７３】
判定基準として、耐型かじり性が良好なミルボンド（ＭＣ５６０Ｊ、塗布量＝１.２ｇ／ｍ２）が同条件で示す正常皮膜残存率＝７５％であることから、それ以上を合格とし、全く型かじりが発生しないものを最良とした。
【００７４】
加工条件：
サンプルサイズ：２５×１５０ｍｍ、
クリアランス：２.７２ｍｍ（しごき率＝１５％）、
成形回数：連続１０枚、
判定基準：正常皮膜残存率
◎：１００％、
○：７５〜１００％、
×：７５％以下。
【００７５】
あわせて、本試験での摺動部である側壁外観を観察することにより、摺動部でのプレスかすの発生状況を評価した。型かじり試験により、潤滑皮膜が擦れ、剥離し、皮膜が型にビルドアップして鋼板に再付着することで、型かじり部にプレスかすが再付着して、その部分が黒く変色するが、そのプレスかすが蒸気脱脂により除去可能な場合は問題なしと判断した。
【００７６】
判定基準：側壁外観観察
◎：プレスかすによる黒変発生なし、
○：プレスかすにより黒変発生するが、脱脂により黒変除去可能、
×：プレスかすによる黒変発生し、脱脂により除去不可能。
【００７７】
（接着性）
日本鉄鋼連盟規格の軟鋼板であるＪＳＣ２７０Ｄ（板厚＝０.８ｍｍ）を処理原板として用い、各種潤滑処理（処理後に一般防錆油を２ｇ／ｍ２塗油）を行った後に、前述と同じ接着性試験（図７参照）を実施した。その評価基準は、前述同様、以下の通りである。
【００７８】
判定基準：接着強度
◎：≧４.０ｋＮ（高潤滑性防錆油以上）、
○：  ３.５〜４.０ｋＮ（ミルボンド以上）、
×：＜３.５ｋＮ。
【００７９】
以上の試験において、いずれも◎と○が合格である。これらの試験結果を、潤滑皮膜形成用処理液の成分および組成ならびに潤滑皮膜量（リチウムシリケート、ワックス、金属石鹸、およびチタニア固形分の合計量）と共に、表１にまとめて示す。
【００８０】
【表１】
2006161126.tif 000002
【００８１】
表１の結果からも分かるように、例Ｎｏ．１、５のチタニアを含有しないシリケート系潤滑皮膜比較して、Ｎｏ．２〜４およびＮｏ．６〜１２のチタニアを含有するシリケート系潤滑皮膜では化成処理性が著しく改善された。同じＬｉ／Ｓｉ比で比べるとわかるように、処理液へのチタニアゾルの添加は、成形性や接着性には全く悪影響を及ぼさず、優れた成形性と接着性を保持したまま、化成処理性をミルボンドと同等レベルまで改善することができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】アルカリ脱脂による脱膜性とリチウムシリケートのリチウム量の影響を示す。
【図２】円筒深絞り成形による生成性評価方法の模式図である。
【図３】限界しわ抑え圧に及ぼす潤滑剤総量の影響を示すグラフである。
【図４】バウデン試験による耐カジリ性評価方法の模式図である。
【図５】室温時のバウデン試験による耐カジリ性評価で、摩擦係数におよぼす金属石鹸、ワックス配合比率の影響を示すグラフである。
【図６】１５０℃時のバウデン試験による耐カジリ性評価で、摩擦係数におよぼす金属石鹸、ワックス配合比率の影響を示すグラフである。
【図７】接着性（構造用接着剤）評価試験方法の模式図である。
【図８】接着強度に及ぼす潤滑剤総量の影響を示すグラフである。
【図９】耐型カジリ性の評価試験方法およびその測定方法を示す模式図である。
【図１】
2006161126.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006161126.tif 000006
【図５】
2006161126.tif 000007
【図６】
2006161126.tif 000008
【図７】
2006161126.tif 000009
【図８】
2006161126.tif 000010
【図９】
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