(57)【要約】【目的】  深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板を提供する。【構成】  シリコーン樹脂を主成分とする塗膜の上面に潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜を形成した。具体的には、低融点フリット粉末５〜３５質量％、ニッケル粉末１０〜３０質量％を含むメチルフェニルシリコーン樹脂（Ａ）と、メチルシリコーン樹脂（Ｂ）とを、質量比（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜３０／７０のシリコーン樹脂塗膜、その上面に潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜２μｍ以下を順次鋼板表面に形成することを特徴とする深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板であり、潤滑剤がポリエチレンワックスおよび／またはフッ素ワックスである。また、ウレタン樹脂皮膜は水系塗料により形成される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低融点フリット粉末５〜３５質量％、ニッケル粉末１０〜３０質量％を含むメチルフェニルシリコーン樹脂（Ａ）と、メチルシリコーン樹脂（Ｂ）とを、質量比（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜３０／７０のシリコーン樹脂塗膜、その上面に潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜２μｍ以下を順次鋼板表面に形成することを特徴とする深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板。
【請求項２】
潤滑剤がポリエチレンワックスおよび／またはフッ素ワックスであることを特徴とする請求項１記載の深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板。
【請求項３】
ウレタン樹脂皮膜が水系塗料により形成されることを特徴とする請求項１記載の深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン周辺部品、マフラーおよびマフラー周辺部品等に適用可能な深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン周辺部品、マフラーおよびマフラー周辺部品等のように耐熱性を要求される用途に対して、鋼板、ステンレス鋼板等を所望の形状に成形した後、耐熱性に優れる無機系塗料を用いた耐熱塗膜をポストコートする方法が多用されてきた。
【０００３】
また、特開２００１−３４１２２９号公報（特許文献１）には、耐熱性、成形加工性、スポット溶接性に優れた耐熱プレコート鋼板が開示されている。メチルフェニルシリコーン樹脂と、メチルシリコーン樹脂との重量比を所定の範囲に調整したシリコーン樹脂を用い、低融点フリット粉末を所定量添加することによって３５０℃以上での耐熱性を顕著に向上させ、グラファイト粉末を所定量添加することで成形加工性を得る。さらにニッケル粉末を所定量添加することでスポット溶接性を向上させるものである。
【特許文献１】特開２００１−３４１２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、深絞り形状を有する部品については、グラファイト粉末を調整添加した耐熱プレコート鋼板でもプレス金型による塗膜カジリを抑制できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するため本発明において講じた技術的手段は、シリコーン樹脂を主成分とする塗膜の上面に潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜を形成した。具体的には、低融点フリット粉末５〜３５質量％、ニッケル粉末１０〜３０質量％を含むメチルフェニルシリコーン樹脂（Ａ）と、メチルシリコーン樹脂（Ｂ）とを、質量比（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜３０／７０のシリコーン樹脂塗膜、その上面に潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜２μｍ以下を順次鋼板表面に形成することを特徴とする深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板であり、潤滑剤がポリエチレンワックスおよび／またはフッ素ワックスである。
また、ウレタン樹脂皮膜は水系塗料により形成される。
【発明の効果】
【０００６】
潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜は、柔らかく、潤滑性を有しているので、深絞り性に優れている。また、ウレタン樹脂皮膜の厚さが２μｍ以下であり、スポット溶接性に優れ、エンジン周辺部品、マフラーおよびマフラー周辺部品などの高温使用環境下でウレタン樹脂が加熱分解され、シリコーン樹脂塗膜特性に悪影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明においては、シリコーン樹脂を主成分とする塗膜の上面に、潤滑剤を配合したウレタン樹脂皮膜を２μｍ以下となるように形成する。また、潤滑剤として、ポリエチレンワックスおよび／またはフッ素ワックスを用いることができる。
【０００８】
本発明で用いるシリコーン樹脂は化学式１（ｎおよびｍは互いに独立した整数）で表されるメチル基と、フェニル基とを有するメチルフェニルシリコーン樹脂（Ａ）と、化学式２（ｎ、ｍ、ｌは互いに独立した整数）で表されるメチル基と、水酸基とを有するメチルシリコーン樹脂（Ｂ）とからなり、質量比（Ａ）／（Ｂ）は、９９／１〜３０／７０の範囲に限定される。
【０００９】
【化１】
2007230111.tif 000002
【００１０】
【化２】
2007230111.tif 000003
【００１１】
当該シリコーン樹脂塗膜では、メチルシリコーン樹脂の橋かけ反応性が高いことによって耐熱性を発現しており、質量比（Ａ）／（Ｂ）が９９／１よりも大きい、すなわちメチルシリコーン樹脂（Ｂ）の質量が小さい場合、橋かけ反応が乏しくなり耐熱性が低下する。また、質量比（Ａ）／（Ｂ）が３０／７０よりも小さい、すなわちメチルシリコーン樹脂（Ｂ）の質量が大きい場合、橋かけ反応が過剰に進行し、塗膜の柔軟性が損なわれ、成形加工性が低下する。
【００１２】
シリコーン樹脂塗膜は、高温環境下で使用される段階で有機官能基が分解し、最終的にシリカを生成する。シリコーン樹脂塗膜が実用的に十分な硬度と耐熱性を有するシリカ膜を形成するまでには塗膜が一時的に不安定な状態を呈する。例えば、３００〜４００℃の温度で数百時間熱処理した状態で有機官能基が分解されるものの、シリカ膜まで至っておらず、硬度などの物理的塗膜特性が低下する。
【００１３】
本発明では、物理的塗膜特性低下を抑制するために低融点フリット粉末を添加する。フリット粉末が溶融することによって、シリコーン樹脂塗膜を補強する。低融点フリット粉末としては、アルミニウム化合物、リン酸化合物、アルカリ金属化合物等を配合し、これらの配合物を一旦、溶融し急冷して得られるガラス状の粉末が挙げられる。低融点フリット粉末の軟化点は、３５０〜４５０℃の温度範囲のものが好ましい。低融点フリット粉末の粒径は、シリコーン樹脂塗料への分散性やロール塗装での均一塗布性の観点から、２０μｍ以下であることが好ましい。シリコーン樹脂塗膜への低融点フリット粉末の添加量は５〜３５質量％とする。５質量％未満ではシリコーン樹脂塗膜の補強効果が乏しく、３５質量％を越えるとシリコーン樹脂塗料の粘度が高くなり、均一にロール塗装できなくなる。
【００１４】
本発明では、シリコーン樹脂塗膜にスポット溶接性を付与するために、ニッケル粉末を１０〜３０質量％添加する。１０質量％未満では導電性付与効果が少なく、３０質量％を越えるとシリコーン樹脂塗料の粘度が高くなり、塗装性を低下させる。ニッケル粉末の形状としては、粒状ニッケルまたは鱗片状ニッケル粉末が好ましく、フレーク状ニッケルは、アスペクト比が大きくなるほどシリコーン樹脂塗膜の断面方向での短絡効果が減少するので好ましくない。粒状ニッケルを使用する場合の粒径は、シリコーン樹脂塗料中への分散性、塗装性から５〜２０μｍの範囲が好ましい。なお、本発明のシリコーン樹脂塗膜中には、上記性質を阻害しない限り、通常の顔料や添加剤を塗料中に添加してもよい。
【００１５】
本発明では、上記シリコーン樹脂塗膜に深絞り性を付与させるため、潤滑剤を配合した水系ウレタン樹脂塗料による皮膜を２μｍ以下になるよう形成する。２μｍを越えるとスポット溶接ができなくなり、０．３μｍ未満では十分な深絞り性が得られない。
焼付けされた段階のシリコーン樹脂塗膜は、前述したようにシリカ膜でなく、有機溶剤系塗料を上面に塗布すると、シリコーン樹脂塗膜中に有機溶剤が含浸し、基材に対する塗膜密着性を低下させる。したがって、シリコーン樹脂塗膜上に設ける潤滑皮膜は水系である必要がある。水系潤滑皮膜として、水溶性もしくは水分散性樹脂、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂などに無機系潤滑剤（例えば、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等）または有機系潤滑剤［例えば、フッ素ワックス（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンワックス（高圧法）、ポリエステルワックス（ＰＥＴ）、脂肪酸オイル］を配合して深絞り性を評価したところ、柔軟かつ高延性な水系ウレタン樹脂が最も優れていることを見出した。潤滑剤としては、ポリエチレンワックスおよび／またはフッ素ワックスが優れた深絞り性を発現した。
【００１６】
基材としては、例えば耐熱性に優れたステンレス鋼板、溶融アルミニウムめっきを施したステンレス鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板などが挙げられる。基材は、要求される性能（耐熱性、成形加工性、耐食性等）に応じて使い分けすることができる。基材には必要に応じて、リン酸塩処理、表面調整処理などの各種塗装前処理を施してもよい。基材である鋼板表面に、シリコーン樹脂塗料の塗装や塗膜の焼付け方法についても特に限定されるものでなく、例えば、シリコーン樹脂塗料をロールコート法により深絞り性の観点から乾燥後の塗膜厚みが５〜２０μｍとなるように塗装し、２００〜３５０℃程度の温度で数十秒から数分間程度の時間、熱処理して塗膜を乾燥させ、プレコート鋼板が作製される。
【００１７】
本発明のプレコート鋼板は、用塗によって片面のみに前述の特定塗膜を形成する場合があり、未塗装面の耐熱性は基材自体の性能に依存する。冷延鋼板を基材とした場合、プレコート鋼板全体の耐熱性が不十分になることがあり、その場合、両面に塗装しても切断端面から発生する錆が進行し、耐熱性低下に支障をきたすおそれがある。したがって、基材である鋼板は、耐熱塗膜と同程度の耐熱性を有する前記耐熱性鋼板を用いることが好ましい。
【００１８】
このように所定の塗膜が形成された本発明によるプレコート鋼板は、深絞り加工、かしめ加工等の過酷な条件で加工しても良好な成形加工性を有しており、スポット溶接性にも優れ、４００〜５００℃の温度に対する耐熱性も具備するものである。
【実施例】
【００１９】
実施例１；
メチルフェニルシリコーン樹脂（A）と、メチルシリコーン樹脂（B）とを、質量比（A）／（Ｂ）が５０／５０のシリコーン樹脂塗料に、軟化点が３５０〜４５０℃のアルカリ金属酸化物系低融点フリット粉末（平均粒径１０μｍ）を１０質量％、粒状ニッケル粉末（平均粒径７μｍ）を２０質量％、黒色焼成顔料を１０質量％配合してシリコーン樹脂系塗料を作製し、板厚１．０ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板をアルカリ脱脂後、フルオロアシッド処理して、前記シリコーン樹脂系塗料を乾燥塗膜厚みが１０μｍとなるように塗布し、最高到達温度３３０℃で１２０秒間焼付けて冷却し、この上面に、ポリエチレンワックス（平均粒径３μｍ）８質量％、フッ素ワックス（ＰＴＦＥ：平均粒径２μｍ）２質量％を配合した水系ウレタン樹脂塗料を、乾燥塗膜厚みが１μｍとなるように塗布し、到達温度が１００℃になるように加熱乾燥してプレコート鋼板を得た。
【００２０】
この耐熱プレコート鋼板をマフラーのアッパーとロワーにプレス成形し、アッパーとロワーをスポット溶接してマフラー（ケースのみ）を作製した。良好な深絞り性とスポット溶接性が確認でき、次いでマフラーを５００℃の雰囲気下で５００時間加熱試験を行い、深絞り部の塗膜についてセロハン粘着テープにて剥離試験を行った。シリコーン樹脂系塗膜は剥離することなく良好な塗膜密着性が確認できた。
【００２１】
実施例２；
シリコーン樹脂系塗料の質量比（Ａ）／（Ｂ）が８０／２０であり、基材がアルミニウムめっき鋼板である以外は実施例１と同じ条件でプレコート鋼板を作製した。実施例１と同様、良好な深絞り性、スポット溶接性、加熱試験後塗膜密着性を示した。
【００２２】
比較例１；
水系ウレタン樹脂皮膜を設けない以外は、実施例１と同様な条件でプレコート鋼板を作製した。プレス成形で塗膜カジリが発生し、アッパー、ロワー共に良好な深絞り性が得られなかった。
【００２３】
比較例２；
水系ウレタン樹脂皮膜の皮膜厚さが４μｍ以外は、実施例１と同様な条件でプレコート鋼板を作製した。良好なプレス成形性を示したが、スポット溶接ができなかった。
【００２４】
比較例３；
シリコーン樹脂系塗料がメチルフェニルシリコーン樹脂（Ａ）のみである以外は実施例１と同様な条件でプレコート鋼板を作製した。深絞り性、スポット溶接性は共に良好であったが、加熱試験後塗膜密着性試験で塗膜が剥離した。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明による深絞り性に優れた耐熱プレコート鋼板は、スポット溶接性、深絞り性に優れ、かつ、塗膜の耐熱密着性が優れることから、エンジン周辺部品、マフラーおよびマフラー周辺部材等として好適に使用できる。