(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理金属板を、
１０〜５５重量％のシリカ、
３〜２０重量％の潤滑剤、
０.０５〜１重量％のシランカップリング剤、
０．１〜２重量％クロム酸又はクロム酸塩、
及び残部下記の水溶性ウレタン樹脂を含む水溶液中に浸漬した後、
乾燥して０．１〜５μｍの有機樹脂層を形成させることを特徴とする加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法。
ウレタン樹脂単体
鉛筆硬度：Ｈ〜６Ｈ
引張強度：３３０〜５９０kg/cm２、
伸び：１８０〜４５０％
【請求項２】
前記潤滑剤が、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンワックスの少なくとも一方、あるいは両方であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理金属板の製造方法。
【請求項３】
前記表面処理金属板が、鋼板表面に、亜鉛、コバルト、モリブデン、錫、ニッケルのいずれかの単層めっき、または、亜鉛−コバルト、亜鉛−ニッケル、亜鉛−コバルト−モリブデンのいずれかの合金めっきを施したもの、
あるいは、さらにその上層にクロム水和酸化物皮膜を形成させたものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の表面処理金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法に関する。より詳細には、家電製品のシャーシや複写機等に使用される表面処理金属板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等に使用される表面処理金属板として、金属板に亜鉛めっき層、亜鉛合金めっき層、亜鉛めっきあるいは着色亜鉛めっき層を形成させ、その上層にクロム酸化物、水和酸化物、およびシリカからなる表面処理層を設けた表面処理金属板、またはこの表面処理層のさらに上層にシリカを添加した表面処理層を設けた表面処理金属板が開示されており(特開平８−２７７４９８号公報参照)、この表面処理鋼板は、コピー用紙が表面処理層を擦過する際の耐庇付き性や耐摩耗性に優れていることが記載されている。しかし、家電製品のシャーシや複写機などの用途においては、家電製品を取り扱う際や複写機などのコピー作業等の際に手指が頻繁に表面に接触するため、手指が触れた部分が変色したり、汗の塩分によって金属板に錆が発生することがあり、さらには折り曲げ、絞りやしごき加工により表面処理層がダメージをうけ、加工性に劣る場合があり、上記の耐疵付き性や耐摩耗性に優れた表面処理金属板を用いても、変色や錆の発生を防止し、十分な加工をすることは困難であった。また、表面処理鋼板上における紙の滑り性が必ずしも十分ではなく、複写作業時の紙詰まりなどのトラブルを完全に回避することが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐食性を向上させ、またコピー用紙の出し入れ時におけるコピー用紙の擦過等による表面処理皮膜の擦り疵および摩耗を軽減させるとともに、滑り性を向上させ、かつ手指が接触した際の汗による変色や錆の発生を著しく軽減させ、さらには折り曲げ、絞りやしごき加工も可能な加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法は、
表面処理金属板を、１０〜５５重量％のシリカ、３〜２０重量％の潤滑剤、０.０５〜１重量％のシランカップリング剤、０．１〜２重量％クロム酸又はクロム酸塩、及び残部下記の水溶性ウレタン樹脂を含む水溶液中に浸漬した後、乾燥して０．１〜５μｍの有機樹脂層を形成させることを特徴とする。
ウレタン樹脂単体
鉛筆硬度：Ｈ〜６Ｈ
引張強度：３３０〜５９０kg/cm２、
伸び：１８０〜４５０％
請求項２に記載の加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法は、請求項１において、前記潤滑剤が、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンワックスの少なくとも一方、あるいは両方であることを特徴とする。
請求項３に記載の加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板の製造方法は、請求項１又は２において、前記表面処理金属板が、鋼板表面に、亜鉛、コバルト、モリブデン、錫、ニッケルのいずれかの単層めっき、または、亜鉛−コバルト、亜鉛−ニッケル、亜鉛−コバルト−モリブデンのいずれかの合金めっきを施したもの、あるいは、さらにその上層にクロム水和酸化物皮膜を形成させたものであることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては、金属板の少なくとも片面に、１０〜５５重量％のシリカ、３〜２０重量％の潤滑剤および ０.０５〜１重量％のシランカップリング剤を含む、樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％のウレタン系樹脂からなる有機樹脂層を設けることにより、耐食性を向上させ、また、複写機等においてコピー用紙の出し入れ時におけるコピー用紙の擦過による表面処理皮膜の擦り疵および摩耗を軽減させるとともに、滑り性を向上させ、かつ手指が接触した際の汗による変色や錆の発生を著しく軽減させるとともに、さらには折り曲げ、絞りやしごき加工も可能な加工性、耐疵付き性および耐食性に優れる表面処理金属板が得られる。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
まず、本発明の表面処理金属板に用いられる基体金属板としては、銅板、銅合金板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、ステンレス鋼板などの他に、スケールを除去した熱延鋼板、または冷延鋼板に、亜鉛、コバルト、モリブデン、錫、ニッケルのいずれか１種の単層めっき、または２種以上からなる亜鉛−コバルト、亜鉛−ニッケル、亜鉛−ニッケル−コバルト、亜鉛−コバルト−モリブデン、亜鉛−ニッケル−コバルト−モリブデン、ニッケル−錫などの複層めっき、合金めっきあるいは複合めっきを施した鋼板、またはさらにその上層にクロム水和酸化物皮膜を形成させた鋼板が適用可能である。また、陽極処理、陰極処理、または酸化剤を主成分とする浴中への浸漬処理等により、めっき層を着色した着色めっき鋼板も同様に適用可能である。
【０００７】
次に、上記の基体金属板上に１０〜５５重量％のシリカ、３〜２０重量％の潤滑剤および ０.０５〜１重量％のシランカップリング剤を含む、樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％のウレタン系樹脂からなる有機樹脂層を設けることが、本発明の目的とする折り曲げ、絞りやしごき加工も可能な加工性に加えて、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板を得る上で極めて重要である。有機樹脂層中に硬質のシリカを含有させることにより、層全体の硬度が高まり、耐疵付き性、および耐摩耗性が向上する。また有機樹脂層中に滑り性に富む潤滑剤粉末を含有させることにより、層表面の摩擦係数が減少し、紙等との滑り性が向上し、また耐摩耗性もさらに向上する。さらに、有機樹脂層中にシランカップリング剤を含有させることにより、耐食性が向上するとともに、また塗膜密着性が向上する。さらにまた、上記の有機樹脂層にシリカ、潤滑剤およびシランカップリング剤に加えてクロム酸あるいはクロム酸塩類を含有させることが、より耐食性を向上させる。有機樹脂層を構成する樹脂としては、環境保全の観点からは有機溶媒系樹脂よりも水に溶解または分散可能な水性樹脂が好ましく、耐疵付き性および耐食性に加えて、折り曲げ、絞りやしごき加工も可能な望ましい加工性を達成するには、樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％のウレタン系樹脂が適当である。鉛筆硬度がＨよりも低いＦやＨＢになると、樹脂が柔らかいために耐疵付き性や耐摩耗性に劣る。６Ｈよりも高い７〜９Ｈになると加工性に劣る。引張強度が３３０kg/cm２未満、伸びが１８０％未満では加工性に劣り、引張強度が５９０kg/cm２および伸びが４５０％越えると効果が飽和するとともに樹脂が高価になり経済的でなくなる。
【０００８】
上述したように、有機樹脂は水性であることが好ましく、水性樹脂を用いて有機樹脂層中にシリカを含有させるためには、水性樹脂を溶解した水溶液中に水性のコロイダルシリカを分散させたものを基体金属板上に塗布し乾燥する等によって適用することができる。有機樹脂層中に含有させる硬質粉末も特に限定するものではないが、上記のように水溶液に分散可能であること、安価であること、および透明な皮膜が得られ、有機樹脂層を通して基体金属板の色を識別可能にし得るシリカは特に好ましいものである。
【０００９】
有機樹脂中に含有させる潤滑剤としては、上記の水性樹脂を溶解した水溶液中に分散可能なものが好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンワックス等が適用可能である。また、着色した表面処理皮膜を形成させる場合、二硫化モリブデン、グラファイト、ボロンナイトライドなどの有色の無機系潤滑剤の粉末も適用可能である。しかし、これらの無機系潤滑剤粉末は水溶液中に分散し難いので、有機溶媒系樹脂を用いる必要がある。
【００１０】
有機樹脂層を基体金属板上に形成させる方法としては、フィルムラミネート、押出しラミネートなどのラミネート法、粉体塗装法、ロールコート法、スプレー法、静電塗装法等、公知の塗装方法が適用可能であるが、有機樹脂層の厚さは比較的薄くてよいこと、塗装作業の簡便さ、および経済性の観点から、樹脂を溶解した溶液中に基体金属板を浸漬し、絞りロール等を用いて余分の樹脂溶液を除去した後、乾燥させる方法を採用することが好ましい。乾燥方法は熱風乾燥、ガスオーブン、電気オーブン、誘導加熱炉等、いずれの手段を用いてもよく、処理量と経済性の観点から最も有利な方法を採用すればよい。また、塗装皮膜が生成した後、ＵＶ照射や電子線照射を併用してもよい。
【００１１】
有機樹脂層の皮膜組成としては、シリカ：１０〜５５重量％、潤滑剤：３〜２０重量％、残部が有機樹脂からなる組成とすることが好ましい。シリカが１０重量％未満および潤滑剤が３重量％未満では十分な耐疵付き性、耐摩耗性、および良好な滑り性が得られず、一方シリカが５５重量％を越えると表面処理皮膜の加工性が乏しくなり、得られた表面処理金属板に折り曲げ等の加工を施すと、表面処理皮膜に亀裂を生ずるようになる。また、潤滑剤の含有量を増やすと塗油量の少ない条件下や無塗油での加工も可能となるが、２０重量％を越えて含有しても、特性の向上効果が飽和してしまい、かつ経済的でなくなる。
なお、耐食性向上を目的として無水クロム酸や重クロム酸ナトリウムやクロム酸アンモニウム等のクロム酸塩類を、効果が認められる ０.１重量％以上添加してもかまわないが、添加量が多い場合には処理液がゲル化し、皮膜形成が困難になる場合もあるので、２重量％以下が好ましい。
また、塗膜密着性および耐食性向上を目的として、シランカップリング剤を上層の有機樹脂層中に効果が認められる ０.１重量％以上添加してもかまわないが、添加量が多い場合には処理液がゲル化し、皮膜形成が困難になる場合もあるので、１重量％未満が好ましい。
【００１２】
有機樹脂層の厚さは ０.１〜５μｍである。乾燥重量に換算した場合、含有させるシリカ、潤滑剤およびシランカップリング剤の種類と量により比重が異なるため、およそ ０.１〜５ｇ／ｍ２である。０.１μｍ未満では十分な耐疵付き性、耐摩耗性、耐食性および良好な滑り性、加工性が得られない。５μｍを越えると効果が飽和し、経済的でなくなる。なお、通電性が合わせて要求される場合には、有機樹脂層の厚さは薄い方が好ましく、１μｍ以下が適当である。
上記のようにして、基体金属板上に１０〜５５重量％のシリカ、３〜２０重量％の潤滑剤および ０.０５〜１重量％のシランカップリング剤を含む、樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％のウレタン系樹脂からなる有機樹脂層を設けてなる、折り曲げ、絞りやしごき加工も可能な加工性に加えて、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板が得られる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
焼鈍および調質圧延を施した冷延鋼板 （厚さ：０.５０ｍｍ）をめっき原板とし、アルカリ溶液中で陰極電解脱脂し、硫酸中で酸洗した後、表１に示す単一めっき、合金めっきあるいは複合めっきを施した。めっき付着量は２０ｇ／ｍ２ とした。次いでクロメート処理し、めっき上に全クロム量として３０ｍｇ／ｍ２のクロム水和酸化物皮膜を形成させた。一部の試料についてはクロメート処理を行わなかった。
【００１４】
次いで、表１に示す組成のシリカ、潤滑剤およびシランカップリング剤を含む樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％の水性のウレタン系樹脂溶液中にこれらのめっき鋼板を浸漬し、絞りロールを用いて余分の樹脂溶液を除去した後、熱風乾燥し、表１に示す厚さの有機樹脂層を形成させた。一部の試料については、クロム酸を有機樹脂中に添加した。
なお、樹脂単体の引張強度および伸びの値は、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１００ｍｍの樹脂単体の試験片を作製し、引張試験により評価した。
【００１５】
【表１】
0003836273.tif 000002
【００１６】
このようにして得られた、シリカ、潤滑剤およびシランカップリング剤を含む有機樹脂層を設けてなる表面処理鋼板を、以下に示す項目について特性を評価した。
１）耐汗跡性
ＪＩＳ−Ｋ２２４６に基づいて人工汗を作成し、これを試料の表面処理鋼板上に滴下し、3分間静置した後拭き取り、滴下部分の変色の程度を目視評価した。
２）耐汗跡錆性
ＪＩＳ−Ｋ２２４６に基づく人工汗を試料の表面処理鋼板上に塗布し乾燥させ、次いで６０℃、９５％の恒温恒湿雰囲気中に９６時間放置した後、錆の発生程度を目視評価した。
３）耐疵付き性
試料の表面処理鋼板上にコピー用紙（７０ｇ／ｍ２） を載せ、上から４００ｇｆの荷重を載荷した状態で２０００回のラビングを実施し、表面に発生した疵の程度を目視評価した。
４）加工性Ａ
試料の表面処理面が外側にくるように、半径１ｍｍで１８０度折り曲げ、折り曲げ部に生じた亀裂の発生程度を目視評価した。
５）加工性Ｂ
絞り比 ２.２で山田式カップ深絞り成形を行い、カップ側面の疵付き性を目視評価した。
６）耐食性
ＪＩＳ−Ｚ２３７１に基づいて７２時間の塩水噴霧試験を実施し、錆の発生程度を目視評価した。
７）密着性
日本ペイント製ＳＰ−Ｆ５０エナメル塗料を、膜厚５μｍになるようにバーコーターにて塗布した後、１６０℃で２０分間焼き付けを行った後、２ｍｍの碁盤目テープ剥離試験を行い、塗膜残存程度を目視評価した。
各特性の評価は１（劣）〜５（優）の５段階で評価した。評価結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
表２に示すように、比較例では評価点３以下の特性が認められるのに対して、本発明の表面処理金属板は、加工性、耐疵付き性に加えて、耐汗性、耐汗跡錆性、耐食性および密着性のいずれにおいても優れている。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は表面処理金属坂上に、１０〜５５重量％のシリカ、３〜２０重量％の潤滑剤および ０.０５〜１重量％のシランカップリング剤を含む、樹脂単体の鉛筆硬度がＨ〜６Ｈの硬さを有し、引張強度が３３０〜５９０kg/cm２、伸びが１８０〜４５０％のウレタン系樹脂からなる有機樹脂層を設けてなる加工性、耐疵付き性および耐食性に優れた表面処理金属板、およびその製造方法であり、本発明の表面処理金属板を複写機等に適用した場合、コピー用紙の出し入れ時におけるコピー用紙の擦過による表面処理皮膜の擦り疵および摩耗が軽減するとともに、滑り性を向上させ、かつ手指が接触した際の汗による変色や錆の発生を著しく軽減させるとともに、さらには折り曲げ、絞りやしごき加工を受ける家電製品のシャーシ等に適用した場合、無塗油あるいは塗油量の少ない条件下でも、疵や割れが発生すること無く加工が可能である。