(57)【要約】【課題】  本発明は、しごき加工用途に用いられるインナーワックスを含む塗装金属帯のしごき加工成形性を改善する技術を提供する。【解決手段】  多段しごき成型用インナーワックスを含有する塗装金属帯において、総肉厚減少率１０％以上のしごき成型を行なうにあたり、しごき成型工程のａ段目の成形直前の金属帯しごき表面をＴＥＭ解析顕微鏡で２０００倍上の倍率にて観察される任意の部位のワックス分布の５点の平均表面面積比をＸa ％とするとき、Ｘa+1 ＞＝０．５Ｘa であり、かつ、Ｘ1 が３％以上である塗膜が形成されていることを特徴としたしごき成型性に優れた金属帯を得る。【選択図】      図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段しごき成型用インナーワックスを含有する塗装金属帯であって、総肉厚減少率１０％以上のしごき成型を施されるに際し、しごき成型工程のａ段目の成形直前の金属帯しごき最表面をＴＥＭ解析顕微鏡で２０００倍以上の倍率にて観察される任意の部位のワックス分布の５点の平均表面積比をＸa ％とするとき、Ｘa+1 ＞＝０．５Ｘa であり、かつＸ1 が３以上である塗膜が形成されていることを特徴とするしごき成型性に優れたインナーワックスを含有する塗装金属帯。
【請求項２】
含有されるインナーワックスがオレフィン系の樹脂の１種あるいは２種以上を含有することを特徴とする請求項１記載のしごき成型性に優れたインナーワックスを含有する塗装金属帯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、しごき成形用途に適用されるあらかじめ塗装された金属帯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低コスト量産が容易なことから、絞り加工やしごき加工が飲料容器分野を中心に幅広く適用されている。又、自動車部品や電気部品の分野においても部品の生産性向上を目指して、しごき加工成形が徐々に適用されつつある。これらのしごき加工を行なう方法としては、一般に加工性確保の観点からニッケルメッキや錫メッキ等の表面処理を施した鋼板やアルミ板をその表面に潤滑剤を付与しつつ加工を行う方法が一般的である。外面錆防止と内面耐食性確保のためには、しごき成形後に塗装被覆する必要があるため、成形後に缶単位で潤滑剤をアルカリ等の洗剤で水洗除去、化成処理、塗装する低生産性の工程を経由せねばならないという問題があった。
【０００３】
かかる缶工程の低生産性工程を省略し、生産性を改善する技術として、特開平１０−４６１０１号公報（特許文献１）に開示されたような表面にラミネートを施す方法や、加工前に予め缶外面相当面に樹脂系塗料で塗装する方法が提唱されてきた。樹脂系塗料で塗布するに際しては、その後の加工時の加工性を確保するため、塗料中に潤滑剤としてインナーワックスを添加する場合がある。絞り加工やしごき加工は一般に多段加工であるが、このような場合、インナーワックスの成形性が安定せず、加工過程で潤滑効果が十分発揮できないという場合があった。
【０００４】
インナーワックスの塗膜内分布を塗装焼付温度制御や塗装加熱勾配制御により均一に分布させる方法が、しごき加工性を向上させる手段として提唱された事例はあるが、この場合、ワックス分布の定量的な管理手法がなく、特に、板表面方向へのワックス分布の均一性について定量管理基準がない為、加工性の板幅方向、板長さ方向への加工性ばらつきを管理出来ないという問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の従来技術の欠点を改善し、樹脂系塗料に添加されたインナーワックスの分布を絞り加工やしごき加工の潤滑効果を十分に発揮させるように板表面方向のワックス分布の均一性を定量管理した加工性のよい塗装金属帯を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、しごき加工を行うに際して、インナーワックスの塗装膜内の分布をＴＥＭ顕微鏡で精緻に確認し、その観察に基づき、最適なインナーワックス分布の詳細を制御することによりしごき加工性を飛躍的に改善できることを知見した。すなわち、本発明者らは、板表面方向のワックス分布を複数のしごき加工における各しごき加工工程において、定量的に把握し、下記の条件に制御することにより、均一な安定したしごき加工を実現出来ることを知見したのである。
【０００８】
その発明の要旨とするところは、
（１）多段しごき成型用インナーワックスを含有する塗装金属帯であって、総内厚減少率１０％以上のしごき成型を施されるに際し、しごき成型工程のａ段目の成形直前の金属帯しごき表面をＴＥＭ解析顕微鏡で２０００倍上の倍率にて観察される任意の部位のワックス分布の５点の平均断面積比をＸa ％とするとき、Ｘa+1 ＞＝０．５Ｘa であり、かつＸ1 が３％以上である塗膜が形成されていること。
（２）更に望ましい条件として（１）に記載の金属帯であって、含有されるインナーワックスがオレフィン系の樹脂の１種あるいは２種以上を含むことである。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、本発明によると、樹脂系塗料に添加されたインナーワックスの絞り加工やしごき加工時における潤滑効果を十分に発揮させることができ、その工業的意義は極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について、しごき加工の場合を例として説明する。まず、本発明の金属帯について説明する。図１は、本発明に係わる金属帯の表面断面構造を示す図である。図１に示すように母材Ａとなる金属帯の少なくともしごき加工を受ける面側塗膜Ｂ中にインナーワックスＣを含んでおり、塗膜内のインナーワックス分布を以下の状態とする。すなわち、総肉厚減少率１０％以上のしごき成型を行なうにあたり、しごき成型工程のａ段目の成形直前の金属帯しごき表面をＴＥＭ解析顕微鏡で２０００倍上の倍率にて観察される任意の部位のワックス分布の５点の平均断面積をＸa ％と標記する時、Ｘa+1 ≧０．５Ｘa であり、かつＸ1 が３％以上確保されるような塗装膜内インナーワックス分布状態を有する塗膜からなる塗装金属帯が本発明の金属帯である。
【００１１】
従来、インナーワックスがしごき加工性を改善する効果があることは知られていたものの、その塗装膜内の分布をしごき加工性確保の観点からにどのような分布、形態とすればよいかは知られていなかった。本発明者らは、塗装膜内のインナーワックス分布を正確に定量的に把握する方法として、あらかじめオスミウム酸処理により塗装膜内のワックスを検視可能な状態に加工してＴＥＭ顕微鏡を用い、インナーワックスの塗装膜断面及び表面における面積当たりの存在比でインナーワックスの塗装膜内分布を測定する手法を開発することによりこの問題を解決した。
【００１２】
本発明者らは、この手法を駆使し、塗装金属帯の複数しごき加工性と各しごき断面での表面のインナーワックス残留性を詳細に調査し、上記のような一定の関係を確保するようなインナーワックス分布を実現することで、しごき成形性を飛躍的に高めることができることを知見した。ここで、インナーワックス分布を制御する方法については特に規定するものではないが、塗料の粘性と固形分比率、インナーワックスの成分、初期粒径、膜厚、及び塗装焼付け温度加熱パターンと組み合わせを制御することにより求められる上記のインナーワックス分布を実現することが出来る。ここで、Ｘa+1 ＜０．５Ｘa の場合及び、Ｘ1 が３未満の場合には、ワックスの各しごき過程での供給が不十分となり、しごき成型時の外観ムラやしごき時の部品の断裂が発生しやすくなるので好ましくない。
【００１３】
この詳細な機構は必ずしも明確ではないが、塗膜がしごき加工を受けると、塗膜が伸び、また一部が破壊されるため、塗膜内部に存在するインナーワックスが塗膜表面に接するようになる。このインナーワックスがより多く塗膜表面に接する、つまり金型に接するように分布していると、しごき加工性が向上すると考えられる。所定のしごき加工を受ける前に、塗膜の最表面付近にあるインナーワックスの面積比率が、一定量以上であるときに、前述のような機構でワックスが金型に接し、これによって塗膜面の潤滑性が確保されることでしごき加工性が向上する。本発明は、最表面のワックス面積比を規定することによって、しごき加工性を向上させようとするものである。多段のしごき加工を受ける場合には、それぞれのしごき加工を受ける前の塗膜最表面のワックス面積比が重要である。
【００１４】
ここで金属帯については本発明では特に規定するものではないが、一般にしごき加工性を確保するよう材質や金属内清浄性を確保した金属帯が望ましい。例えば、０．１ｍｍから０．８ｍｍの範囲のしごき絞り加工用鋼板や０．１ｍｍから０．８ｍｍのしごき加工用アルミ板が代表例として挙げられる。
又、塗装前の表面処理についても特に規定するものではないが、塗料密着性を確保する為にはクロムメッキ処理、燐酸処理、有機燐酸処理等の化成処理を施すことが望ましい。また、塗装樹脂については、しごき加工性に優れた樹脂であれば特に規定するものではないが、例えば、ビニルオルガノゾル、ポリエステル樹脂が成形性に優れており望ましい。      
【００１５】
又、本発明に係わる金属帯上の塗膜中に含まれるインナーワックスは少なくとも１種以上のオレフィン系樹脂を含むことが好ましい。オレフィン系樹脂は他の樹脂に比べ、潤滑性に優れているからである。この時、ワックスの含有率は本発明を規定するものではないが、３０％以上のしごき加工を行なう場合、乾燥塗膜重量比で２％以上３０％未満含有することが望ましい。２％未満であれば、しごき加工時の潤滑効果が不十分になり３０％以上となると余剰ワックスがしごき加工後に表層に残留しやすくなり、表面接着性や外観不良を誘発するので好ましくない。塗膜の膜厚も特に限定されず、ワックスの面積比が本請求項の範囲に入っていれば良い。
【００１６】
オスミウム酸による染色の方法とＴＥＭによるワックス分布の観察方法は下記の通りである。
（１）染色の方法
（ａ）塗装金属帯を針状に切り出し、観察する皮膜面にＰｔ−Ｐｄを蒸着する。
（ｂ）４％オスミウム酸水溶液に１４日間浸漬して染色する。
（ｃ）試料をビームカプセルに固定し、埋め込み樹脂で包埋する。
（ｄ）ミクロトームで厚み５０ｎｍの切片を切り出す。
（ｅ）切り出した切片をＣｕメッシュに掬い取り、カーボンを蒸着して電子顕微鏡観察用試料とする。
【００１７】
（２）観察方法
（ａ）使用した電子顕微鏡２００ｋＶ透過型電子顕微鏡  Ｈ−８００（日立製作所製）  （ｂ）測定条件  加速電圧２００ｋＶ
なお、成形加工後の塗膜中のワックスの面積比は、しごき加工の程度によって試料を５以上に分割し、それぞれの部位のワックス面積比を算術平均して求めた値とする。
【実施例】
【００１８】
表１に実施例を示す。ここでどの塗装時間も２０秒とした。表面方向のワックス均一性の差異影響は焼き付け加熱法を変更し比較した。なお、ワックス面積率の測定方法は、前述の記載した通りである。初期のワックス面積率は平板の状態で測定、しごき加工したサンプルのワックス面積率は、加工された円筒を円筒の高さ方向に５分割し、それぞれの部位についてワックス面積率を測定し、それを算術平均して求めた。
【００１９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わる金属帯の表面断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ  母材
Ｂ  しごき加工を受ける面側塗膜
Ｃ  インナーワックスＣ
特許出願人    新日本製鐡株式会社
代理人  弁理士    椎  名      彊  他１
【図１】
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