(57)【要約】【課題】排気系の高温環境化で潤滑塗膜が破壊されても、燃焼制御センサーを誤作動させることのない排気系ステンレス潤滑鋼板を提供する。【解決手段】ステンレス鋼板の表面に５〜１５ｍｇ／ｍ２　のクロメート被膜を有し、さらに、該クロメート被膜上に粒径が１〜４μｍのポリオレフィンワックスを１０〜２０質量％含有する潤滑塗料層を有しており、該潤滑塗料層の塗膜硬さが２０ＨＵ（ユニバーサル硬度）以上である排気系ステンレス潤滑鋼板。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼板の表面に５〜１５ｍｇ／ｍ２　のクロメート被膜を有し、さらに、該クロメート被膜上に粒径が１〜４μｍのポリオレフィンワックスを１０〜２０質量％含有する潤滑塗料層を有しており、該潤滑塗料層の塗膜硬さが２０ＨＵ（ユニバーサル硬度）以上であることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板。
【請求項２】
請求項１に記載のポリオレフィンワックスの粒径を２〜３μｍ、塗膜硬さ２０〜４０ＨＵ（ユニバーサル硬度）、塗膜厚みを２．０〜６．０μｍとすることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の潤滑塗料がエーテルエステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂からなることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系ステンレス潤滑鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステンレス鋼板そのものは潤滑性を持っていないため加工時に油を塗油し油潤滑剤により加工を施していた。そのため塗油工程での作業環境の悪化、塗油不良による加工トラブル、加工後の脱脂液の廃液管理が必要となる等の問題があることから、十分に加工性を担保できる塗膜を付与したステンレス潤滑塗膜が多く提案されている。例えば、引用文献１には、ステンレス鋼板表面に、Ｃｒ付着量として５〜１００ｍｇ／ｍ２　のクロメート処理層を有し、さらにそのクロメート処理層の上に潤滑塗料層を有している耐酸化性と耐食性に優れた高温用塗装ステンレス鋼板が開示されている。
【０００３】
また、引用文献２には、化成処理しためっき鋼板の表面に、エーテルエステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂からなりガラス転移温度が８０℃以上の樹脂にポリオレフィンワックスとシリカを含有させた水性潤滑塗料を塗布・焼付けて得られる潤滑層と、この潤滑層上に第３層としての表面潤滑被覆層を設けたことを特徴とするプレス加工特性及び耐水二次密着性に優れた表面処理鋼板が開示されている。
【０００４】
【引用文献】
（ａ）引用文献１（特開平８−４１６５２号公報）
（ｂ）引用文献２（特開平９−２６７０７２号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した引用文献１の場合は、ステンレス鋼板を対象とするものであるが、特に自動車排気系に限定したものでなく、また、加工性が十分でないという問題がある。また、引用文献２の場合は、ステンレス鋼板を対象とするものでなく、しかも、本発明の場合はシリカを塗膜中に含有させていることを特徴としている。自動車排気系ステンレス鋼板の塗膜中にシリカを含有させると排気系の高温環境下で徐々に潤滑塗膜が破壊され、排気ガス中の酸素濃度を測定して最適燃料投入バランスを調整している燃焼制御センサーを塗膜中のシリカが誤作動させる可能性があることから、塗膜中にシリカを含有させることは問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために発明者らは鋭意開発を進めた結果、エーテルエステル型ウレタン／エポキシ系塗料を用いてシリカを含有させることなく塗膜硬度を高め、かつ塗膜動摩擦係数を低下するためのワックス粒径およびその含有量を規制し、かつその膜厚の適正化を図ることによって、従来のシリカ含有塗料が排ガスセンサーを誤作動させる問題を解決し、かつ加工時のかじり発生を防止し加工性の向上を図る排気系ステンレス潤滑鋼板を提供するものである。
【０００７】
その発明の要旨とするところは、
（１）ステンレス鋼板の表面に５〜１５ｍｇ／ｍ２　のクロメート被膜を有し、さらに、該クロメート被膜上に粒径が１〜４μｍのポリオレフィンワックスを１０〜２０質量％含有する潤滑塗料層を有しており、該潤滑塗料層の塗膜硬さが２０ＨＵ（ユニバーサル硬度）以上であることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板。
（２）前記（１）に記載のポリオレフィンワックスの粒径を２〜３μｍ、塗膜硬さ２０〜４０ＨＵ（ユニバーサル硬度）、塗膜厚みを２．０〜６．０μｍとすることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板。
（３）前記（１）または（２）に記載の潤滑塗料がエーテルエステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂からなることを特徴とする排気系ステンレス潤滑鋼板にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
ステンレス鋼板の表面に第一層としてクロメート被膜を用いる。このクロメート被膜はステンレス鋼板面と潤滑被膜の間に位置し加工時の密着性、耐食性を付与する。クロメートは３価クロム水和酸化物を主成分とする後水洗型の電解還元クロメート、３価クロムと６価クロム水和酸化物を主成分とするエッチングクロメート液を塗布し乾燥する無水洗型の塗布クロメート被膜を採用する。付着量はＣｒ換算で５〜１５ｍｇ／ｍ２　のクロメート被膜を形成させる。５ｍｇ／ｍ２　未満では潤滑被膜の密着不良を生ずる。また、１５ｍｇ／ｍ２　を超えるとクロメート被膜が抵抗となり溶接不良が発生する。従って、その範囲を５〜１５ｍｇ／ｍ２　とした。
【０００９】
本発明の課題は、従来加工性を改善するために潤滑被膜中に混入していたシリカなどの無機酸化物を被膜から排除し、自動車排気系材料として使用しても排ガスセンサーの誤作動を誘起しない潤滑被膜の開発にある。液相コロイダルシリカや気相シリカなどのシリカを樹脂被膜中から排除すると、大幅に塗膜加工性が悪化し、加工時に型かじり現象が発生することは良く知られている。本発明は樹脂の硬度を高くすること、潤滑粒子であるポリオレフィンワックスの粒径を大きくすること、また、その樹脂への混入割合を高くすることによりこの問題を解決した。
【００１０】
樹脂の硬度は少なくとも２０ＨＵ（ユニバーサル硬度）以上の硬度が必要であり、これより柔らかい樹脂では加工時に塗膜が破損して加工性が悪化する。より好ましくは２０〜４０ＨＵとするのが良い。塗膜硬度の測定は荷重自動変換式ダイナミック被膜硬度計：フイシャースコープＨ１００Ｖ（Ｈ．Ｆｉｓｃｈｅｒ社）を用いて、塗膜にステップ的に荷重を加えながらその押し込み深さを測定し、塗膜硬さを求めた。測定値はユニバーサル硬度（ＨＵ）で表し、次式で定義される。ＨＵ＝Ｆ／２６．４３ｈ２　（Ｎ／ｍｍ２　）、ただし、Ｆ：試験荷重（Ｎ）、ｈ：試験荷重下での押し込み深さ（ｍｍ）である。
【００１１】
本発明に係わるベース樹脂としては、塗膜硬さが２０ＨＵ以上で、加工に耐えうるに充分な強度と可撓性を有しおれば良く、特に制限されない。適当な樹脂としては、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などから選択して潤滑塗料とすることが出来る。好適な樹脂塗料の一例としてエーテルエステル型ウレタン樹脂とエポキシ樹脂からなる潤滑塗料の例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。分子量の大きいウレタン樹脂とエポキシ樹脂とを併用することにより均一で高加工性の樹脂を得ることができることに着目し、以下の方法で最適な樹脂を調整した。
【００１２】
ウレタン樹脂はポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、カルボキシル基化合物、イソシアネート化合物を配合して高分子化したエーテルエステル型ウレタン樹脂で、分子量は３０００以上とした。このウレタン樹脂の酸価に応じて、さらにエポキシ樹脂を加え、潤滑剤であるポリオレフィンワックスを混合して最終の潤滑塗料を調整した。エーテルエステル型ウレタン樹脂（ａ）とエポキシ樹脂（ｂ）の総和は全固形分に対して８０〜９０質量％である。また、塗料の塗膜硬さはポリエステル（ポリオール）樹脂の比率で調整し、全固形分に対して５０〜７０質量％の比率を確保することにより、塗膜硬さを２０ＨＵ以上とすることが可能である。図１は、本発明に係る全固形分に対するポリエステル樹脂の比率と塗膜硬度との関係を示す図である。この図に示すように、配合比が５０％未満では塗膜硬度が得られず、また、７０％を超えると塗膜白濁化が起こり好ましくない。
【００１３】
ポリオレフインワックスを用いると加工性が大きく向上する。このワックスとしては、パラフイン、またはポリエチレン等の炭化水素系ワックスが挙げられる。また、ワックスの粒径は１〜４μｍが適切である。図２は、本発明に係るワックス粒径とバウデン摩擦係数との関係を示す図である。この図に示すように、粒径１μｍ未満ではバウデン摩擦係数が大きくなり潤滑性が劣る。また、４μｍを超えると、粒径１μｍ未満と同様にバウデン摩擦係数が大きくなり潤滑性が劣る。従って、その範囲を１〜４μｍとした。より好ましくは２〜３μｍである。
【００１４】
図３は、本発明に係るワックス含有量とバウデン摩擦係数との関係を示す図である。この図に示すように、ワックス含有量が１０質量％未満ではバウデン摩擦係数が大きくなり潤滑性が劣る。また、２０質量％を超えてもバウデン摩擦係数が変わらず飽和の状態となることから、その範囲を１０〜２０質量％とした。
図４は、本発明に係る樹脂塗膜厚みと成型性との関係を示す図である。この図に示すように、樹脂塗膜厚み２．０μｍ未満の場合は、塗膜の潤滑性が不足し加工時に割れやかじりが発生する。また、６．０μｍを超えるとコスト高になることから、その上限を６．０μｍとした。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
Ｃｒ付着量１０ｍｇ／ｍ２　の塗布クロメート処理したステンレス鋼板に板速度３０ｍｐｍにおいて、エーテルエステル型ウレタンとエポキシ樹脂の総和が全固形分の８５％で、また、エステル樹脂の比率が全固形分の６５％からなる樹脂でガラス転移温度１４０℃であった。この樹脂に粒径２μｍのポリオレフインワックス１５％を配合した潤滑塗料を塗布し、時間４０秒で板温度１６０℃まで焼付け、その後水冷却し潤滑塗膜厚み４μｍの塗膜を成型したステンレス潤滑鋼板を製造し、その鋼板の潤滑特性を評価した結果、塗膜表面の摩擦係数は０．０６と低く、成型高さも絞り比２．３で４７ｍｍといった極めて潤滑性の良好な鋼板が得られた。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による潤滑被膜はシリカを使用しないので排気系の高温環境化で潤滑塗膜が破壊されても、燃焼制御センサーを誤作動させることがない。また、本潤滑被膜を用いることにより極めて優れた加工性を有するステンレス潤滑塗装鋼板を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る全固形分に対するエステル樹脂の比率と塗膜硬度との関係を示す図である。
【図２】本発明に係るワックス粒径とバウデン摩擦係数との関係を示す図である。
【図３】本発明に係るワックス含有量とバウデン摩擦係数との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る樹脂塗膜厚みと成型性との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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