加工性，塗装後耐食性に優れた燃料タンク用ステンレス鋼板
【課題】 厳しい絞り加工や二次加工でも亀裂，破断が生じることなく、ステンレス鋼本来の耐食性に加えて塗装後耐食性も良好なステンレス鋼製燃料タンクを提供する。
【解決手段】 Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のステンレス鋼を基材に用い、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のウレタン樹脂に固形潤滑剤粒子を１〜３５質量％分散させた樹脂皮膜がクロメート皮膜を介して基材表面に設けられている。
【解決手段】 Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のステンレス鋼を基材に用い、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のウレタン樹脂に固形潤滑剤粒子を１〜３５質量％分散させた樹脂皮膜がクロメート皮膜を介して基材表面に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌用内燃機関にガソリン，メタノール含有ガソリン等の燃料を供給する燃料タンクの素材として使用されるステンレス鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車，自動二輪等の車輌に搭載される燃料タンクは，ガソリン，メタノール含有ガソリン等の燃料を貯蔵しているが、気密性が悪いと気化した燃料が大気中に散逸する。燃料の散逸は地球環境に悪影響を及ぼす原因の一つであるが、樹脂を素材にした従来の燃料タンクでは十分な気密性を維持できない。Ｐｂめっき鋼板，Ａｌめっき鋼板等のめっき鋼板を素材にした燃料タンクも知られているが、燃料タンクに加工する際にめっき層に剥離や亀裂が生じやすい。剥離，亀裂等の欠陥部は、ガソリンの劣化によって生じる蟻酸や酢酸等の有機酸を含む腐食性環境に曝されたとき腐食発生の起点となる。その結果、孔食による穴開き等が発生し、燃料タンクの気密性が低下する。
【０００３】
燃料タンクは、内面側の腐食に加えて外面側も腐食性環境に曝される。たとえば、道路に融雪塩を散布する寒冷地等では、タンクや給油管の外面が過酷な腐食環境に曝され、従来の素材では長期耐食性を満足しない。外面の腐食抑制には、エポキシ系やメラミン系等の樹脂塗料を焼き付ける防錆塗装が一般的に採用されている。
所定形状に加工したアッパーハーフ，ロアーハーフのフランジを互いにシーム溶接することにより組み立てられる燃料タンクは、シーム溶接部やタンク固定用バンドとタンク本体との間に隙間（金属隙間）が生じやすい。隙間に雨水等が侵入すると、ステンレス鋼特有の隙間腐食が発生する。特に、融雪塩が散布される地域では、溶接部の隙間に侵入した塩分の乾燥・濃縮により極めて過酷な腐食環境になり、隙間腐食が加速されやすい。隙間腐食の成長によっては穴開き腐食に至ることもあり、燃料タンクの機能自体も大きく損なわれる。防錆塗装は、隙間腐食対策としても有効である。
【０００４】
燃料タンクに要求される気密性，耐食性を満足させるため、代表的な耐食材料であるステンレス鋼を燃料タンクや給油管の素材に使用することが検討されているが、普通鋼に比較して加工性に劣るステンレス鋼を成形加工すると加工割れが発生しやすい。加工割れは、燃料タンク，給油管の機密性を損ない、貯蔵燃料の揮散を促進させる。オーステナイト系ステンレス鋼は、加工性の点で有利であるが、応力腐食割れが発生する虞がある。
【０００５】
フェライト系ステンレス鋼は、応力腐食割れが発生しない利点をもつが、加工性に問題がある。そこで、Ｔｉ，Ｎｂの添加によって加工性を改善した低Ｃ，Ｎフェライト系ステンレス鋼を基材とし、潤滑性の良い皮膜を設けることが提案されている（特許文献１）。しかし、燃料タンク形状が複雑化するに従い一層加工性に優れたタンク素材の要求が強くなっており、基材の改質だけでは要求特性を十分に満足させ得ない。
【特許文献１】特開2002-363711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、このような問題を解消すべく案出されたものであり、材質が特定されたステンレス鋼基材の表面に潤滑剤分散樹脂皮膜を形成することにより、プレス加工時に均一な材料の流れ込みを確保して耐食性に必要な不動態皮膜の損傷を抑え、長期間にわたり良好な塗装後耐食性を維持し、貯蔵燃料の揮散がないステンレス鋼製燃料タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料タンク用ステンレス鋼板は、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を基材とし、クロメート皮膜を介して樹脂皮膜を基材表面に設けている。
基材のフェライト系ステンレス鋼は、Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、更に必要に応じてＭｏ：３.０質量％以下，Ｎｉ：２.０質量％以下，Ｃｕ：２.０質量％以下，Ａｌ：４.０質量％以下の１種又は２種以上を含む。
【０００８】
樹脂皮膜は、有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させたウレタン樹脂をベースとしている。該ウレタン樹脂は１００℃での弾性率が１０００Ｎ／ｃｍ2以上であり、形成された樹脂皮膜には固形潤滑剤粒子が１〜３５質量％の割合で分散している。固形潤滑剤粒子には、平均粒径：０.１〜５μｍの合成樹脂粉末及び／又はシリカ粉末が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
車両用燃料タンクは、鋼板を複雑形状にプレス加工したアッパーハーフ，ロアハーフのフランジをシーム溶接することにより作製したタンク本体１に、インレットパイプ２，フュエルパイプ３，フュエルリターンパイプ４，仕切り板（図示せず），サブタンク５，ドレーンプラグ６等の各種部材を溶接，ろう付け等で取り付けている（図１）。燃料タンク形状への成形に際し、伸び，圧縮等が複合された複雑な塑性変形を伴う過酷な条件下で鋼板がプレス加工されることから、基材に使用するステンレス鋼板の加工性が不足すると、過酷な加工を受けた部位にクラックが発生しやすい。
【００１０】
そこで、本発明者等は、板厚収縮や幅方向に沿った材料流入の指標としてランクフォード値に着目し、燃料タンク形状への成形に耐えうるステンレス鋼を調査した。ランクフォード値の中でも、特に重要な因子は圧延方向（Ｌ方向），圧延方向に対して４５度の角度で交差する方向（Ｄ方向），圧延方向に直交する方向（Ｔ方向）での最小値ｒmin及び一軸引張りで加工したときの破断伸びである。
【００１１】
最小ランクフォード値ｒminは、圧延方向に平行する方向を長手方向とするサンプルを鋼板から切り出してJIS Z2201の１３Ｂ号試験片に加工し、１５％の引張り歪みを与えた後、Ｌ方向，Ｄ方向，Ｔ方向に関するランクフォード値を測定し、最も小さなランクフォード値として求められる。一軸引張りで加工したときの破断伸びは、同じく１３Ｂ号試験片を速度１０mm／分で破断するまで引っ張り、破断後の試験片を突き合わせて標点間距離の伸びを測定することにより求められる。
【００１２】
プレス加工後の欠陥発生と破断伸び，最小ランクフォード値ｒminとの関係を種々調査・検討した結果、破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を使用すると、絞り成形時や二次的な加工時に割れ，破断等の欠陥が発生せず、目標とする燃料タンク形状に加工できる。
以下、基材として使用するフェライト系ステンレス鋼に含まれる合金成分，含有量等を説明する。
【００１３】
Ｃ：０.１５質量％以下
最終焼鈍時に再結晶フェライトをランダム化させる再結晶核として有効な炭化物を形成する合金成分である。しかし、冷延焼鈍後の強度を上昇させ、過剰なＣ含有は延性低下の原因となる。また、０.１５質量％を超えるＣ含有量では、溶接部等の熱影響部を鋭敏化させ、耐食性を低下させる。好ましくは、０.００１〜０.０５０質量％の範囲にＣ含有量を設定する。
Ｓｉ：０.５質量％以下
製鋼段階で脱酸剤として添加される成分であるが、固溶強化能が高いのでＳｉ含有量の増加に伴い硬質化，延性低下を引き起こす。そこで、Ｓｉ含有量の上限を０.５質量％（好ましくは、０.１質量％）に設定した。
【００１４】
Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％
ステンレス鋼としての耐食性を確保するために１１.０質量％以上のＣｒが必要である。しかし、Ｃｒ含有量の増加に伴い靭性や加工性が低下するので、Ｃｒ含有量の上限を２５.０質量％に設定した。好ましくは、１５.０〜２２.０質量％の範囲にＣｒ含有量を設定する。
Ｎ：０.０２０質量％以下
Ｃと同様に最終焼鈍時に再結晶フェライトをランダム化させる再結晶核として有効な窒化物を形成する合金成分である。しかし、冷延焼鈍材の強度を上昇させ、過剰なＮ含有は延性低下の原因となるので、上限を０.０２０質量％（好ましくは、０.０１０質量％）に設定する。
【００１５】
任意成分としては、以下の合金成分が必要に応じて添加される。
Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％
Ｃ，Ｎを固定して加工性，耐食性を向上させる合金成分であり、０.０５質量％以上でＴｉの添加効果がみられる。しかし、Ｔｉ添加によって鋼材コストの上昇，Ｔｉ系介在物起因の表面欠陥が生じやすくなるので、Ｔｉ含有量の上限を０.５０質量％（好ましくは、０.２０質量％）に設定する。
Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％
Ｃ，Ｎを固定して耐衝撃特性や二次加工性を向上させる合金成分であり、０.１０質量％以上でＮｂの添加効果がみられる。しかし、Ｎｂの過剰添加は材料を硬質化させて加工性に悪影響を及ぼし、再結晶温度を上昇させることから、Ｎｂ含有量の上限を０.５０質量％（好ましくは、０.２５質量％）に設定する。
Ｂ：０.０１００質量％以下
Ｎを固定して耐食性，加工性を改善する作用を呈し、０.０００５質量％以上でＢの添加効果が顕著になる。しかし、Ｂを過剰添加すると熱間加工性、溶接性が低下するので、Ｂ含有量の上限を０.０１００質量％（好ましくは、０.００１５質量％）に設定する。
【００１６】
Ｍｏ：３.０質量％以下
耐食性の改善に有効な合金成分であるが、過剰添加すると過剰添加は高温での固溶強化や動的再結晶の遅滞が生じて熱間加工性が低下するので、Ｍｏ含有量の上限を３.０質量％（好ましくは、１.０質量％）に設定する。
Ｎｉ：２.０質量％以下
オーステナイト形成元素であり、過剰添加は硬質化や鋼材コストの上昇を招くのでＮｉ含有量の上限を２.０質量％（好ましくは、０.２質量％）に設定する。
Ｃｕ：２.０質量％以下
溶製時にスクラップ等から混入する不純物であり、過度にＣｕが含まれると熱間加工性、耐食性が低下するので、２.０質量％（好ましくは、０.０５質量％）以下にＣｕ含有量を規制する。
【００１７】
Ａｌ：４.０質量％以下
脱酸や耐酸化性のために添加される合金成分であるが、過剰添加は表面欠陥の原因となるので、上限を４.０質量％（好ましくは、０.００５質量％）に設定する。
使用するフェライト系ステンレス鋼は、更に以下に掲げる成分を含む場合もある。
Ｍｎ：２.０質量％以下
オーステナイト形成元素であり、固溶強化能が小さく、材質への悪影響も少ない。しかし、Ｍｎ含有量の増加に応じて溶製時にヒュームが発生する等、製造性が低下するので、Ｍｎを添加する場合には上限を２.０質量％（好ましくは、０.１５質量％）に設定する。
Ｐ：０.０５０質量％以下
熱間加工性に有害な成分であり、０.０５０質量％を超えるとＰの影響が顕著になるので、上限を０.０５０質量％（好ましくは、０.０２０質量％）に設定する。
【００１８】
Ｓ：０.０２０質量％以下
結晶粒界に偏析しやすく、粒界酸化を促進させて熱間加工性を低下させる有害成分であるが、０.０２０質量％（好ましくは、０.００１質量％）以下に規制するとＳ起因の悪影響が抑えられる。
Ｖ，Ｚｒ：０.０１〜０.３０質量％
固溶Ｃを炭化物として析出させ、加工性を改善する合金成分であり、０.０１質量％以上でＶ，Ｚｒの添加効果がみられる。Ｚｒは、更に鋼中[Ｏ]を酸化物として捕捉することによっても加工性，靭性の向上に有利である。しかし、Ｖ，Ｚｒの過剰添加は製造性を低下させることになるので、添加量を０.３０質量％（好ましくは、０.０２０質量％）以下に規制する。
その他の成分としてＣａ，Ｍｇ，Ｃｏ，REM等が溶製中の鋼材に原料スクラップから混入することもあるが、過剰に含まれる場合を除きプレス成形品の形状凍結性に影響を及ぼさない。
【００１９】
本成分系では、Ｎｂの添加により結晶粒の微細化を図っており、鋼板の中間焼鈍，冷延で微細な結晶粒に歪みを導入することにより、最終焼鈍時に(１１１)面を出現させている。これにより、最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上が達成される。更に、高ランクフォード値を維持しながらＣ：０.０１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｎ：０.０２０質量％以下と不純物を規制することにより、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上が得られる。
【００２０】
以上のように成分調整されたフェライト系ステンレス鋼は、極めて優れた加工性を呈する。しかし、燃料タンクの形状は自動車メーカごとに、更には車種ごとに異なり、浅いものから深いものまで多岐にわたる。浅い燃料タンクでは、比較的小さな加工度のプレス加工によりステンレス鋼板を目標形状に成形できるため、前掲の成分設計に従ったフェライト系ステンレス鋼が使用可能である。他方、大きな加工度を必要とする深い燃料タンクでは、当該フェライト系ステンレス鋼を使用した場合でも割れ，破断等の加工欠陥が散見される。同様な加工欠陥は、浅い燃料タンクであっても大きな加工を受けた縦壁部等にも生じがちである。しかも、普通鋼に比較してＣｒを多量に含み硬質化しており、伸びも低いフェライト系ステンレス鋼を燃料タンク素材に使用する場合、素材の延性に基づく張出し要素による加工性の向上を期待できない。
【００２１】
加工欠陥は、プレス加工されるステンレス鋼基材に潤滑油を塗布することによりある程度防止できる。しかし、塗布された潤滑油は、金型に材料が流れ込む際に基材表面を均一に覆った状態でなく、基材の一部が露出した状態（膜切れ）で基材表面に分布する。潤滑油のない表面部で基材が金型に直接接触すると、局部的に大きな変形が生じる結果、亀裂，破断等の加工欠陥が発生しやすくなる。プレス加工後に潤滑油をアルカリ洗浄等で除去する工程を必要とし、製造工数が多くなることも欠点である。
【００２２】
膜切れが加工欠陥の発生原因であるとの前提で、潤滑油を使用することなく、基材表面に設けた樹脂皮膜でプレス加工時に必要な潤滑性を得る方法を調査・検討した。過酷な条件下で塗装鋼板を絞り加工すると、樹脂皮膜が損傷して基材が疵付きやすい。基材の疵付きに至る樹脂皮膜の損傷は、樹脂皮膜の潤滑性に大きく影響されていることが判った。合成樹脂粉末，シリカ粉末等の固形潤滑剤粒子を樹脂皮膜に分散させると、材料各部が均等な条件下で加工され、亀裂，破断等の加工欠陥が防止される。
【００２３】
伸び，強度が適正にバランスしたウレタン樹脂をベースとする樹脂皮膜では、加工時に凝集力が局部集中しないため損傷が防止される。更に、カルボキシル基の含有によって基材に対する密着性が向上しているので、加工中に基材の塑性変形に追従できる皮膜となることからも亀裂，破断等の加工欠陥が抑制される。その結果、ステンレス鋼板の各部が均等な条件下で加工されるため、アッパーハーフ，ロアハーフのフランジが皺のないフラット形状になり、フランジをシーム溶接して燃料タンクを組み立てる際の溶接性も安定し、気密性に優れたシーム溶接部が得られる。
【００２４】
１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上で伸び，強度が適正にバランスした樹脂皮膜としては、有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させたウレタン樹脂をベースとするウレタン樹脂皮膜が好適であり、クロメート皮膜を介在させると塗膜密着性が向上する。ウレタン樹脂皮膜は、耐カジリ性，溶接性を考慮して０.２〜１０μｍの膜厚で形成することが好ましい。
クロメート皮膜は、樹脂皮膜の密着性を向上させると共に、塗膜下腐食の防止にも有効である。クロメート皮膜は、塗布型，焼付け型何れのクロメート処理でも形成可能であるが、リン酸含有定着色タイプのクロメート皮膜が好ましい。クロメート皮膜が厚いほど溶接性が低下するので、好ましくはＣｒ換算付着量：１〜２００ｍｇ／ｍ2の範囲で塗布量を調整する。
【００２５】
皮膜形成用のウレタン樹脂としては、分子中にカルボキシル基を有し、酸価：４０〜９０，イソシアネート（ＮＣＯ）換算のウレタン結合含有量：１２〜２０質量％，弾性率：１０００〜６０００Ｎ／ｃｍ2，流動開始温度：７５〜１７０℃のウレタン樹脂が好適である。カルボキシル基の導入によって酸価：４０〜９０に調整されたウレタン樹脂でできた皮膜はアルカリ洗浄で容易に除去できるため、溶接・ろう付けに先立つアルカリ洗浄で樹脂皮膜を除去するとき、燃料タンク形状に成形されたアッパーハーフ，ロアハーフのシーム溶接や各種部品の溶接・ろう付けに際して樹脂皮膜の熱分解に起因する異臭，ヒュームの発生がなくなる。アルカリ洗浄は既存ラインに通常組み込まれている工程であるため、従来の生産ラインに余分な工程を組み込む必要もない。
【００２６】
ウレタン樹脂皮膜は、酸価が高いほどアルカリに溶けやすく、酸価：４０以上になると短時間のアルカリ洗浄で基材・ステンレス鋼から容易に除去される。しかし、９０を超える酸価では造膜性が低下し、プレス成形時に皮膜のカジリが発生しやすく、基材表面の不動態皮膜が損傷し、燃料タンクの内面耐食性を劣化させる原因となる。また、ウレタン樹脂にアルカリ金属を添加してカルボキシル基のＨの一部をカチオン変換しておくと、アルカリ洗浄による樹脂皮膜の溶解除去が一層短時間で完了する。
【００２７】
必要な皮膜強度を得る上では、固形分当りイソシアネート（ＮＣＯ）換算でウレタン結合含有量：１２質量％以上のウレタン樹脂皮膜が好ましい。ウレタン結合が少なくなると皮膜強度が低下し、プレス成形時に皮膜のカジリが発生しやすくなるが、このような欠陥発生はウレタン結合含有量：１２質量％以上で抑制できる。しかし、ウレタン結合の増量に伴い皮膜の凝集力が大きくなりすぎ、高い酸価でも樹脂皮膜のアルカリ溶解性が低下するのでウレタン結合含有量を２０質量％以下に抑制することが好ましい。
【００２８】
ウレタン樹脂の弾性率は、必要強度を樹脂皮膜に付与する上で好ましくは１０００Ｎ／ｃｍ2以上に設定される。また、プレス加工時に金型との摺動によって材料温度が高くなった状態でも金型と基材・ステンレス鋼との間に樹脂皮膜を存在させるため、ウレタン樹脂の流動開始温度を７５〜１７０℃の範囲に調節しておくことが好ましい。低すぎる流動開始温度では、プレス成形中における材料温度の上昇に伴って樹脂が軟化し、カジリが発生しやすくなる。逆に高すぎる流動開始温度では、ウレタン樹脂の凝集力が強くなりすぎ、樹脂皮膜のアルカリ溶解性が低下する。
【００２９】
耐カジリ性，溶接性は、固形潤滑剤をウレタン樹脂皮膜に分散させることによって向上する。固形潤滑剤には、ウレタンと相溶しないフッ素系，ポリオレフィン系，スチレン系，塩化ビニル等の合成樹脂粉末やシリカ粉末があり、１種又は２種以上を混合しても使用できる。ウレタンに対する相溶性のない固形潤滑剤を分散させた樹脂組成物を用い、固形潤滑剤粒子の一部を樹脂皮膜から突出させると、過酷な加工を施してもカジリの発生なく所定形状に成形加工できる。固形潤滑剤粒子の平均粒径が０.１μｍ以上になると、耐カジリ性の向上に有効な固形潤滑剤粒子の突出がみられる。しかし、平均粒径が５μｍを超えると、樹脂皮膜から大きく突出した固形潤滑剤粒子がプレス加工金型で削り取られ、必要な潤滑性が得られがたい。
【００３０】
１〜１５質量％の合成樹脂粉末，１〜２０質量％のシリカ粉末又は合計量で１〜３５質量％の合成樹脂粉末及びシリカ粉末を分散させることで必要な加工性向上効果が得られるが、過剰量の固形潤滑剤粒子を配合すると皮膜強度が低下し、ひいてはプレス加工時にカジリが発生しやすくなる。樹脂組成物のゲル化を抑制する上でも固形潤滑剤粒子の過剰配合を避けるべきで、固形潤滑剤粒子の配合量を１〜１０質量％の範囲で選定することにより樹脂組成物の長期安定性を確保することがより好ましい。
【００３１】
シリカ粉末は温間加工時における塗膜の軟化に起因するカジリの発生を抑制する作用を呈するが、シリカ粉末の他にアルミナ，ジルコニア，二硫化モリブデン，黒鉛，二硫化タングステン等の無機粉末を必要に応じて分散させても良い。無機粉末の配合によって樹脂皮膜の熱安定性が向上し、たとえば１００〜２００℃に予熱した金型を使用する温間加工等においても樹脂皮膜の軟化が防止され、良好な耐カジリ性が維持される。
所定組成に調製された塗料組成物は、常法に従ってクロメート処理されたステンレス鋼板に塗布され、焼付け・乾燥によって樹脂皮膜となる。塗料組成物の塗布に格段の制約はなく、ローラ，ロールコータ，シャワーリング，スプレー等の塗布方法を採用できる。
【実施例１】
【００３２】
表１の成分・組成をもつ板厚０.８ｍｍのステンレス鋼板を原板に用いた。表中、Ａ〜Ｅは本件の請求項で特定した成分・組成を満足する鋼種であり、Ｆ〜Ｈはそれ以外の鋼種である。
【００３３】
【００３４】
各ステンレス鋼板にクロメート処理液を塗布し、焼き付けることにより、Ｃｒ換算付着量３０ｍｇ／ｍ2のクロメート皮膜を形成した。
樹脂組成物として、カルボキシル基ウレタン樹脂に合成樹脂粉末，シリカ粉末を配合したエマルジョン処理液を用意した。カルボキシル基ウレタン樹脂としては、種々の割合で2,2-ジメチロールプロピオン酸，ヘキサメチレンジイソシアネート，1,4-ブチレングリコール，エチレングリコール系ポリエステルポリパラフェノールを反応させることにより酸価，ウレタン結合含有量，弾性率，流動開始温度が異なるカルボキシル基ウレタン樹脂を使用した。
【００３５】
ロールコータでエマルジョン処理液をステンレス鋼板に塗布し、最高到達板温：１２０℃で焼き付けることにより膜厚：２μｍのウレタン樹脂皮膜を形成した。
樹脂皮膜が形成されたステンレス鋼板を燃料タンク形状（図１）にプレス加工し、得られた成形品を観察して加工欠陥の有無を調査した。調査結果を、ステンレス鋼板の伸び，最小ランクフォード値ｒmin及び樹脂皮膜の固形潤滑剤粒子配合量，弾性率と関連付けて表２に示す。
【００３６】
表２の結果は、本発明で規定した条件を満足するステンレス鋼と樹脂皮膜との組合せによって初めて、割れの発生がなく所定の燃料タンク形状への成形加工が可能になったことを示している（Ａ-1，Ｂ-1，Ｃ-1，Ｄ-1，Ｅ-1）。
素材として使用するステンレス鋼が本発明で規定した機械的特性を満足していても樹脂皮膜が本発明で規定した条件を満足していない場合には、部分的に縦割れが発生し、目標の燃料タンク形状に成形できなかった（Ａ-2，Ｂ-2，Ｃ-2，Ｄ-2）。逆に、本発明で規定した機械的特性を満足しないステンレス鋼板に本発明で規定した条件を満足する樹脂皮膜を設けたものでは、大きな割れが発生し、プレス加工自体が不可能であった（Ｆ-1，Ｇ-1，Ｈ-1）。
【００３７】
【実施例２】
【００３８】
実施例１で燃料タンク形状に加工できた試験番号Ａ-1の樹脂被覆ステンレス鋼板をｐＨ１２，液温：６０℃でアルカリ脱脂することにより潤滑皮膜を除去した後、タンク外面にエポキシ系の焼付け塗装を施した。塩水噴霧（５％ＮａＣｌ，１５分）→乾燥（６０℃，３５％ＲＨ，１８０分）→湿潤（６０℃，９５％ＲＨ，１８０分）を１サイクルとする塩乾湿複合サイクル試験で外面耐食性を調査した。塩乾湿複合サイクル試験を３００サイクル繰り返した後、隙間腐食部の侵食深さからタンク外面の耐食性を評価した。比較のため、クロメート処理していない試験番号Ａのステンレス鋼に樹脂皮膜を設けて所定形状にプレス加工した燃料タンク（比較例１）及びＰｂめっき鋼板を素材として同様に加工，塗装した燃料タンク（比較例２）についても、同じ塩乾湿複合サイクル試験で耐食性を調査した。
【００３９】
表３の調査結果にみられるように、Ｐｂめっき鋼板を基材に用いた比較例２ではシーム溶接隙間，金属隙間部共に侵食が検出された。これに対し、試験番号Ａ-1の樹脂被覆ステンレス鋼板を素材とした燃料タンクでは、溶接部，隙間部共に腐食が発生していなかった。しかし、クロメート皮膜を省略すると、シーム溶接部で塗膜フクレが生じ、塗膜下腐食が検出された（比較例１）。以上の対比から、本発明で規定した成分，機械特性のステンレス鋼板にクロメート皮膜を介して樹脂皮膜を形成すると、燃料タンクに要求される加工性，耐食性を満足した樹脂被覆ステンレス鋼板が得られることが確認される。
【００４０】
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上に説明したように、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のステンレス鋼板を基材に用い、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のウレタン樹脂皮膜に固形潤滑剤粒子を分散させた樹脂皮膜をクロメート皮膜を介して基材表面に形成しているので、潤滑油を塗布しなくても複雑形状の燃料タンクにプレス加工でき、高度の加工を受けた部位にも亀裂，破断等の加工欠陥が生じない。しかも、ステンレス鋼表面の不動態皮膜が樹脂皮膜で保護されるため、塗装後耐食性も良好に維持され、ステンレス鋼本来の優れた耐食性が発現する。その結果、有害な貯蔵燃料の揮散を防止する気密性が長期にわたって維持される燃料タンクが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が対象とする燃料タンクの形状
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌用内燃機関にガソリン，メタノール含有ガソリン等の燃料を供給する燃料タンクの素材として使用されるステンレス鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車，自動二輪等の車輌に搭載される燃料タンクは，ガソリン，メタノール含有ガソリン等の燃料を貯蔵しているが、気密性が悪いと気化した燃料が大気中に散逸する。燃料の散逸は地球環境に悪影響を及ぼす原因の一つであるが、樹脂を素材にした従来の燃料タンクでは十分な気密性を維持できない。Ｐｂめっき鋼板，Ａｌめっき鋼板等のめっき鋼板を素材にした燃料タンクも知られているが、燃料タンクに加工する際にめっき層に剥離や亀裂が生じやすい。剥離，亀裂等の欠陥部は、ガソリンの劣化によって生じる蟻酸や酢酸等の有機酸を含む腐食性環境に曝されたとき腐食発生の起点となる。その結果、孔食による穴開き等が発生し、燃料タンクの気密性が低下する。
【０００３】
燃料タンクは、内面側の腐食に加えて外面側も腐食性環境に曝される。たとえば、道路に融雪塩を散布する寒冷地等では、タンクや給油管の外面が過酷な腐食環境に曝され、従来の素材では長期耐食性を満足しない。外面の腐食抑制には、エポキシ系やメラミン系等の樹脂塗料を焼き付ける防錆塗装が一般的に採用されている。
所定形状に加工したアッパーハーフ，ロアーハーフのフランジを互いにシーム溶接することにより組み立てられる燃料タンクは、シーム溶接部やタンク固定用バンドとタンク本体との間に隙間（金属隙間）が生じやすい。隙間に雨水等が侵入すると、ステンレス鋼特有の隙間腐食が発生する。特に、融雪塩が散布される地域では、溶接部の隙間に侵入した塩分の乾燥・濃縮により極めて過酷な腐食環境になり、隙間腐食が加速されやすい。隙間腐食の成長によっては穴開き腐食に至ることもあり、燃料タンクの機能自体も大きく損なわれる。防錆塗装は、隙間腐食対策としても有効である。
【０００４】
燃料タンクに要求される気密性，耐食性を満足させるため、代表的な耐食材料であるステンレス鋼を燃料タンクや給油管の素材に使用することが検討されているが、普通鋼に比較して加工性に劣るステンレス鋼を成形加工すると加工割れが発生しやすい。加工割れは、燃料タンク，給油管の機密性を損ない、貯蔵燃料の揮散を促進させる。オーステナイト系ステンレス鋼は、加工性の点で有利であるが、応力腐食割れが発生する虞がある。
【０００５】
フェライト系ステンレス鋼は、応力腐食割れが発生しない利点をもつが、加工性に問題がある。そこで、Ｔｉ，Ｎｂの添加によって加工性を改善した低Ｃ，Ｎフェライト系ステンレス鋼を基材とし、潤滑性の良い皮膜を設けることが提案されている（特許文献１）。しかし、燃料タンク形状が複雑化するに従い一層加工性に優れたタンク素材の要求が強くなっており、基材の改質だけでは要求特性を十分に満足させ得ない。
【特許文献１】特開2002-363711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、このような問題を解消すべく案出されたものであり、材質が特定されたステンレス鋼基材の表面に潤滑剤分散樹脂皮膜を形成することにより、プレス加工時に均一な材料の流れ込みを確保して耐食性に必要な不動態皮膜の損傷を抑え、長期間にわたり良好な塗装後耐食性を維持し、貯蔵燃料の揮散がないステンレス鋼製燃料タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料タンク用ステンレス鋼板は、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を基材とし、クロメート皮膜を介して樹脂皮膜を基材表面に設けている。
基材のフェライト系ステンレス鋼は、Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、更に必要に応じてＭｏ：３.０質量％以下，Ｎｉ：２.０質量％以下，Ｃｕ：２.０質量％以下，Ａｌ：４.０質量％以下の１種又は２種以上を含む。
【０００８】
樹脂皮膜は、有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させたウレタン樹脂をベースとしている。該ウレタン樹脂は１００℃での弾性率が１０００Ｎ／ｃｍ2以上であり、形成された樹脂皮膜には固形潤滑剤粒子が１〜３５質量％の割合で分散している。固形潤滑剤粒子には、平均粒径：０.１〜５μｍの合成樹脂粉末及び／又はシリカ粉末が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
車両用燃料タンクは、鋼板を複雑形状にプレス加工したアッパーハーフ，ロアハーフのフランジをシーム溶接することにより作製したタンク本体１に、インレットパイプ２，フュエルパイプ３，フュエルリターンパイプ４，仕切り板（図示せず），サブタンク５，ドレーンプラグ６等の各種部材を溶接，ろう付け等で取り付けている（図１）。燃料タンク形状への成形に際し、伸び，圧縮等が複合された複雑な塑性変形を伴う過酷な条件下で鋼板がプレス加工されることから、基材に使用するステンレス鋼板の加工性が不足すると、過酷な加工を受けた部位にクラックが発生しやすい。
【００１０】
そこで、本発明者等は、板厚収縮や幅方向に沿った材料流入の指標としてランクフォード値に着目し、燃料タンク形状への成形に耐えうるステンレス鋼を調査した。ランクフォード値の中でも、特に重要な因子は圧延方向（Ｌ方向），圧延方向に対して４５度の角度で交差する方向（Ｄ方向），圧延方向に直交する方向（Ｔ方向）での最小値ｒmin及び一軸引張りで加工したときの破断伸びである。
【００１１】
最小ランクフォード値ｒminは、圧延方向に平行する方向を長手方向とするサンプルを鋼板から切り出してJIS Z2201の１３Ｂ号試験片に加工し、１５％の引張り歪みを与えた後、Ｌ方向，Ｄ方向，Ｔ方向に関するランクフォード値を測定し、最も小さなランクフォード値として求められる。一軸引張りで加工したときの破断伸びは、同じく１３Ｂ号試験片を速度１０mm／分で破断するまで引っ張り、破断後の試験片を突き合わせて標点間距離の伸びを測定することにより求められる。
【００１２】
プレス加工後の欠陥発生と破断伸び，最小ランクフォード値ｒminとの関係を種々調査・検討した結果、破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を使用すると、絞り成形時や二次的な加工時に割れ，破断等の欠陥が発生せず、目標とする燃料タンク形状に加工できる。
以下、基材として使用するフェライト系ステンレス鋼に含まれる合金成分，含有量等を説明する。
【００１３】
Ｃ：０.１５質量％以下
最終焼鈍時に再結晶フェライトをランダム化させる再結晶核として有効な炭化物を形成する合金成分である。しかし、冷延焼鈍後の強度を上昇させ、過剰なＣ含有は延性低下の原因となる。また、０.１５質量％を超えるＣ含有量では、溶接部等の熱影響部を鋭敏化させ、耐食性を低下させる。好ましくは、０.００１〜０.０５０質量％の範囲にＣ含有量を設定する。
Ｓｉ：０.５質量％以下
製鋼段階で脱酸剤として添加される成分であるが、固溶強化能が高いのでＳｉ含有量の増加に伴い硬質化，延性低下を引き起こす。そこで、Ｓｉ含有量の上限を０.５質量％（好ましくは、０.１質量％）に設定した。
【００１４】
Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％
ステンレス鋼としての耐食性を確保するために１１.０質量％以上のＣｒが必要である。しかし、Ｃｒ含有量の増加に伴い靭性や加工性が低下するので、Ｃｒ含有量の上限を２５.０質量％に設定した。好ましくは、１５.０〜２２.０質量％の範囲にＣｒ含有量を設定する。
Ｎ：０.０２０質量％以下
Ｃと同様に最終焼鈍時に再結晶フェライトをランダム化させる再結晶核として有効な窒化物を形成する合金成分である。しかし、冷延焼鈍材の強度を上昇させ、過剰なＮ含有は延性低下の原因となるので、上限を０.０２０質量％（好ましくは、０.０１０質量％）に設定する。
【００１５】
任意成分としては、以下の合金成分が必要に応じて添加される。
Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％
Ｃ，Ｎを固定して加工性，耐食性を向上させる合金成分であり、０.０５質量％以上でＴｉの添加効果がみられる。しかし、Ｔｉ添加によって鋼材コストの上昇，Ｔｉ系介在物起因の表面欠陥が生じやすくなるので、Ｔｉ含有量の上限を０.５０質量％（好ましくは、０.２０質量％）に設定する。
Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％
Ｃ，Ｎを固定して耐衝撃特性や二次加工性を向上させる合金成分であり、０.１０質量％以上でＮｂの添加効果がみられる。しかし、Ｎｂの過剰添加は材料を硬質化させて加工性に悪影響を及ぼし、再結晶温度を上昇させることから、Ｎｂ含有量の上限を０.５０質量％（好ましくは、０.２５質量％）に設定する。
Ｂ：０.０１００質量％以下
Ｎを固定して耐食性，加工性を改善する作用を呈し、０.０００５質量％以上でＢの添加効果が顕著になる。しかし、Ｂを過剰添加すると熱間加工性、溶接性が低下するので、Ｂ含有量の上限を０.０１００質量％（好ましくは、０.００１５質量％）に設定する。
【００１６】
Ｍｏ：３.０質量％以下
耐食性の改善に有効な合金成分であるが、過剰添加すると過剰添加は高温での固溶強化や動的再結晶の遅滞が生じて熱間加工性が低下するので、Ｍｏ含有量の上限を３.０質量％（好ましくは、１.０質量％）に設定する。
Ｎｉ：２.０質量％以下
オーステナイト形成元素であり、過剰添加は硬質化や鋼材コストの上昇を招くのでＮｉ含有量の上限を２.０質量％（好ましくは、０.２質量％）に設定する。
Ｃｕ：２.０質量％以下
溶製時にスクラップ等から混入する不純物であり、過度にＣｕが含まれると熱間加工性、耐食性が低下するので、２.０質量％（好ましくは、０.０５質量％）以下にＣｕ含有量を規制する。
【００１７】
Ａｌ：４.０質量％以下
脱酸や耐酸化性のために添加される合金成分であるが、過剰添加は表面欠陥の原因となるので、上限を４.０質量％（好ましくは、０.００５質量％）に設定する。
使用するフェライト系ステンレス鋼は、更に以下に掲げる成分を含む場合もある。
Ｍｎ：２.０質量％以下
オーステナイト形成元素であり、固溶強化能が小さく、材質への悪影響も少ない。しかし、Ｍｎ含有量の増加に応じて溶製時にヒュームが発生する等、製造性が低下するので、Ｍｎを添加する場合には上限を２.０質量％（好ましくは、０.１５質量％）に設定する。
Ｐ：０.０５０質量％以下
熱間加工性に有害な成分であり、０.０５０質量％を超えるとＰの影響が顕著になるので、上限を０.０５０質量％（好ましくは、０.０２０質量％）に設定する。
【００１８】
Ｓ：０.０２０質量％以下
結晶粒界に偏析しやすく、粒界酸化を促進させて熱間加工性を低下させる有害成分であるが、０.０２０質量％（好ましくは、０.００１質量％）以下に規制するとＳ起因の悪影響が抑えられる。
Ｖ，Ｚｒ：０.０１〜０.３０質量％
固溶Ｃを炭化物として析出させ、加工性を改善する合金成分であり、０.０１質量％以上でＶ，Ｚｒの添加効果がみられる。Ｚｒは、更に鋼中[Ｏ]を酸化物として捕捉することによっても加工性，靭性の向上に有利である。しかし、Ｖ，Ｚｒの過剰添加は製造性を低下させることになるので、添加量を０.３０質量％（好ましくは、０.０２０質量％）以下に規制する。
その他の成分としてＣａ，Ｍｇ，Ｃｏ，REM等が溶製中の鋼材に原料スクラップから混入することもあるが、過剰に含まれる場合を除きプレス成形品の形状凍結性に影響を及ぼさない。
【００１９】
本成分系では、Ｎｂの添加により結晶粒の微細化を図っており、鋼板の中間焼鈍，冷延で微細な結晶粒に歪みを導入することにより、最終焼鈍時に(１１１)面を出現させている。これにより、最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上が達成される。更に、高ランクフォード値を維持しながらＣ：０.０１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｎ：０.０２０質量％以下と不純物を規制することにより、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上が得られる。
【００２０】
以上のように成分調整されたフェライト系ステンレス鋼は、極めて優れた加工性を呈する。しかし、燃料タンクの形状は自動車メーカごとに、更には車種ごとに異なり、浅いものから深いものまで多岐にわたる。浅い燃料タンクでは、比較的小さな加工度のプレス加工によりステンレス鋼板を目標形状に成形できるため、前掲の成分設計に従ったフェライト系ステンレス鋼が使用可能である。他方、大きな加工度を必要とする深い燃料タンクでは、当該フェライト系ステンレス鋼を使用した場合でも割れ，破断等の加工欠陥が散見される。同様な加工欠陥は、浅い燃料タンクであっても大きな加工を受けた縦壁部等にも生じがちである。しかも、普通鋼に比較してＣｒを多量に含み硬質化しており、伸びも低いフェライト系ステンレス鋼を燃料タンク素材に使用する場合、素材の延性に基づく張出し要素による加工性の向上を期待できない。
【００２１】
加工欠陥は、プレス加工されるステンレス鋼基材に潤滑油を塗布することによりある程度防止できる。しかし、塗布された潤滑油は、金型に材料が流れ込む際に基材表面を均一に覆った状態でなく、基材の一部が露出した状態（膜切れ）で基材表面に分布する。潤滑油のない表面部で基材が金型に直接接触すると、局部的に大きな変形が生じる結果、亀裂，破断等の加工欠陥が発生しやすくなる。プレス加工後に潤滑油をアルカリ洗浄等で除去する工程を必要とし、製造工数が多くなることも欠点である。
【００２２】
膜切れが加工欠陥の発生原因であるとの前提で、潤滑油を使用することなく、基材表面に設けた樹脂皮膜でプレス加工時に必要な潤滑性を得る方法を調査・検討した。過酷な条件下で塗装鋼板を絞り加工すると、樹脂皮膜が損傷して基材が疵付きやすい。基材の疵付きに至る樹脂皮膜の損傷は、樹脂皮膜の潤滑性に大きく影響されていることが判った。合成樹脂粉末，シリカ粉末等の固形潤滑剤粒子を樹脂皮膜に分散させると、材料各部が均等な条件下で加工され、亀裂，破断等の加工欠陥が防止される。
【００２３】
伸び，強度が適正にバランスしたウレタン樹脂をベースとする樹脂皮膜では、加工時に凝集力が局部集中しないため損傷が防止される。更に、カルボキシル基の含有によって基材に対する密着性が向上しているので、加工中に基材の塑性変形に追従できる皮膜となることからも亀裂，破断等の加工欠陥が抑制される。その結果、ステンレス鋼板の各部が均等な条件下で加工されるため、アッパーハーフ，ロアハーフのフランジが皺のないフラット形状になり、フランジをシーム溶接して燃料タンクを組み立てる際の溶接性も安定し、気密性に優れたシーム溶接部が得られる。
【００２４】
１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上で伸び，強度が適正にバランスした樹脂皮膜としては、有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させたウレタン樹脂をベースとするウレタン樹脂皮膜が好適であり、クロメート皮膜を介在させると塗膜密着性が向上する。ウレタン樹脂皮膜は、耐カジリ性，溶接性を考慮して０.２〜１０μｍの膜厚で形成することが好ましい。
クロメート皮膜は、樹脂皮膜の密着性を向上させると共に、塗膜下腐食の防止にも有効である。クロメート皮膜は、塗布型，焼付け型何れのクロメート処理でも形成可能であるが、リン酸含有定着色タイプのクロメート皮膜が好ましい。クロメート皮膜が厚いほど溶接性が低下するので、好ましくはＣｒ換算付着量：１〜２００ｍｇ／ｍ2の範囲で塗布量を調整する。
【００２５】
皮膜形成用のウレタン樹脂としては、分子中にカルボキシル基を有し、酸価：４０〜９０，イソシアネート（ＮＣＯ）換算のウレタン結合含有量：１２〜２０質量％，弾性率：１０００〜６０００Ｎ／ｃｍ2，流動開始温度：７５〜１７０℃のウレタン樹脂が好適である。カルボキシル基の導入によって酸価：４０〜９０に調整されたウレタン樹脂でできた皮膜はアルカリ洗浄で容易に除去できるため、溶接・ろう付けに先立つアルカリ洗浄で樹脂皮膜を除去するとき、燃料タンク形状に成形されたアッパーハーフ，ロアハーフのシーム溶接や各種部品の溶接・ろう付けに際して樹脂皮膜の熱分解に起因する異臭，ヒュームの発生がなくなる。アルカリ洗浄は既存ラインに通常組み込まれている工程であるため、従来の生産ラインに余分な工程を組み込む必要もない。
【００２６】
ウレタン樹脂皮膜は、酸価が高いほどアルカリに溶けやすく、酸価：４０以上になると短時間のアルカリ洗浄で基材・ステンレス鋼から容易に除去される。しかし、９０を超える酸価では造膜性が低下し、プレス成形時に皮膜のカジリが発生しやすく、基材表面の不動態皮膜が損傷し、燃料タンクの内面耐食性を劣化させる原因となる。また、ウレタン樹脂にアルカリ金属を添加してカルボキシル基のＨの一部をカチオン変換しておくと、アルカリ洗浄による樹脂皮膜の溶解除去が一層短時間で完了する。
【００２７】
必要な皮膜強度を得る上では、固形分当りイソシアネート（ＮＣＯ）換算でウレタン結合含有量：１２質量％以上のウレタン樹脂皮膜が好ましい。ウレタン結合が少なくなると皮膜強度が低下し、プレス成形時に皮膜のカジリが発生しやすくなるが、このような欠陥発生はウレタン結合含有量：１２質量％以上で抑制できる。しかし、ウレタン結合の増量に伴い皮膜の凝集力が大きくなりすぎ、高い酸価でも樹脂皮膜のアルカリ溶解性が低下するのでウレタン結合含有量を２０質量％以下に抑制することが好ましい。
【００２８】
ウレタン樹脂の弾性率は、必要強度を樹脂皮膜に付与する上で好ましくは１０００Ｎ／ｃｍ2以上に設定される。また、プレス加工時に金型との摺動によって材料温度が高くなった状態でも金型と基材・ステンレス鋼との間に樹脂皮膜を存在させるため、ウレタン樹脂の流動開始温度を７５〜１７０℃の範囲に調節しておくことが好ましい。低すぎる流動開始温度では、プレス成形中における材料温度の上昇に伴って樹脂が軟化し、カジリが発生しやすくなる。逆に高すぎる流動開始温度では、ウレタン樹脂の凝集力が強くなりすぎ、樹脂皮膜のアルカリ溶解性が低下する。
【００２９】
耐カジリ性，溶接性は、固形潤滑剤をウレタン樹脂皮膜に分散させることによって向上する。固形潤滑剤には、ウレタンと相溶しないフッ素系，ポリオレフィン系，スチレン系，塩化ビニル等の合成樹脂粉末やシリカ粉末があり、１種又は２種以上を混合しても使用できる。ウレタンに対する相溶性のない固形潤滑剤を分散させた樹脂組成物を用い、固形潤滑剤粒子の一部を樹脂皮膜から突出させると、過酷な加工を施してもカジリの発生なく所定形状に成形加工できる。固形潤滑剤粒子の平均粒径が０.１μｍ以上になると、耐カジリ性の向上に有効な固形潤滑剤粒子の突出がみられる。しかし、平均粒径が５μｍを超えると、樹脂皮膜から大きく突出した固形潤滑剤粒子がプレス加工金型で削り取られ、必要な潤滑性が得られがたい。
【００３０】
１〜１５質量％の合成樹脂粉末，１〜２０質量％のシリカ粉末又は合計量で１〜３５質量％の合成樹脂粉末及びシリカ粉末を分散させることで必要な加工性向上効果が得られるが、過剰量の固形潤滑剤粒子を配合すると皮膜強度が低下し、ひいてはプレス加工時にカジリが発生しやすくなる。樹脂組成物のゲル化を抑制する上でも固形潤滑剤粒子の過剰配合を避けるべきで、固形潤滑剤粒子の配合量を１〜１０質量％の範囲で選定することにより樹脂組成物の長期安定性を確保することがより好ましい。
【００３１】
シリカ粉末は温間加工時における塗膜の軟化に起因するカジリの発生を抑制する作用を呈するが、シリカ粉末の他にアルミナ，ジルコニア，二硫化モリブデン，黒鉛，二硫化タングステン等の無機粉末を必要に応じて分散させても良い。無機粉末の配合によって樹脂皮膜の熱安定性が向上し、たとえば１００〜２００℃に予熱した金型を使用する温間加工等においても樹脂皮膜の軟化が防止され、良好な耐カジリ性が維持される。
所定組成に調製された塗料組成物は、常法に従ってクロメート処理されたステンレス鋼板に塗布され、焼付け・乾燥によって樹脂皮膜となる。塗料組成物の塗布に格段の制約はなく、ローラ，ロールコータ，シャワーリング，スプレー等の塗布方法を採用できる。
【実施例１】
【００３２】
表１の成分・組成をもつ板厚０.８ｍｍのステンレス鋼板を原板に用いた。表中、Ａ〜Ｅは本件の請求項で特定した成分・組成を満足する鋼種であり、Ｆ〜Ｈはそれ以外の鋼種である。
【００３３】
【００３４】
各ステンレス鋼板にクロメート処理液を塗布し、焼き付けることにより、Ｃｒ換算付着量３０ｍｇ／ｍ2のクロメート皮膜を形成した。
樹脂組成物として、カルボキシル基ウレタン樹脂に合成樹脂粉末，シリカ粉末を配合したエマルジョン処理液を用意した。カルボキシル基ウレタン樹脂としては、種々の割合で2,2-ジメチロールプロピオン酸，ヘキサメチレンジイソシアネート，1,4-ブチレングリコール，エチレングリコール系ポリエステルポリパラフェノールを反応させることにより酸価，ウレタン結合含有量，弾性率，流動開始温度が異なるカルボキシル基ウレタン樹脂を使用した。
【００３５】
ロールコータでエマルジョン処理液をステンレス鋼板に塗布し、最高到達板温：１２０℃で焼き付けることにより膜厚：２μｍのウレタン樹脂皮膜を形成した。
樹脂皮膜が形成されたステンレス鋼板を燃料タンク形状（図１）にプレス加工し、得られた成形品を観察して加工欠陥の有無を調査した。調査結果を、ステンレス鋼板の伸び，最小ランクフォード値ｒmin及び樹脂皮膜の固形潤滑剤粒子配合量，弾性率と関連付けて表２に示す。
【００３６】
表２の結果は、本発明で規定した条件を満足するステンレス鋼と樹脂皮膜との組合せによって初めて、割れの発生がなく所定の燃料タンク形状への成形加工が可能になったことを示している（Ａ-1，Ｂ-1，Ｃ-1，Ｄ-1，Ｅ-1）。
素材として使用するステンレス鋼が本発明で規定した機械的特性を満足していても樹脂皮膜が本発明で規定した条件を満足していない場合には、部分的に縦割れが発生し、目標の燃料タンク形状に成形できなかった（Ａ-2，Ｂ-2，Ｃ-2，Ｄ-2）。逆に、本発明で規定した機械的特性を満足しないステンレス鋼板に本発明で規定した条件を満足する樹脂皮膜を設けたものでは、大きな割れが発生し、プレス加工自体が不可能であった（Ｆ-1，Ｇ-1，Ｈ-1）。
【００３７】
【実施例２】
【００３８】
実施例１で燃料タンク形状に加工できた試験番号Ａ-1の樹脂被覆ステンレス鋼板をｐＨ１２，液温：６０℃でアルカリ脱脂することにより潤滑皮膜を除去した後、タンク外面にエポキシ系の焼付け塗装を施した。塩水噴霧（５％ＮａＣｌ，１５分）→乾燥（６０℃，３５％ＲＨ，１８０分）→湿潤（６０℃，９５％ＲＨ，１８０分）を１サイクルとする塩乾湿複合サイクル試験で外面耐食性を調査した。塩乾湿複合サイクル試験を３００サイクル繰り返した後、隙間腐食部の侵食深さからタンク外面の耐食性を評価した。比較のため、クロメート処理していない試験番号Ａのステンレス鋼に樹脂皮膜を設けて所定形状にプレス加工した燃料タンク（比較例１）及びＰｂめっき鋼板を素材として同様に加工，塗装した燃料タンク（比較例２）についても、同じ塩乾湿複合サイクル試験で耐食性を調査した。
【００３９】
表３の調査結果にみられるように、Ｐｂめっき鋼板を基材に用いた比較例２ではシーム溶接隙間，金属隙間部共に侵食が検出された。これに対し、試験番号Ａ-1の樹脂被覆ステンレス鋼板を素材とした燃料タンクでは、溶接部，隙間部共に腐食が発生していなかった。しかし、クロメート皮膜を省略すると、シーム溶接部で塗膜フクレが生じ、塗膜下腐食が検出された（比較例１）。以上の対比から、本発明で規定した成分，機械特性のステンレス鋼板にクロメート皮膜を介して樹脂皮膜を形成すると、燃料タンクに要求される加工性，耐食性を満足した樹脂被覆ステンレス鋼板が得られることが確認される。
【００４０】
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上に説明したように、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のステンレス鋼板を基材に用い、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のウレタン樹脂皮膜に固形潤滑剤粒子を分散させた樹脂皮膜をクロメート皮膜を介して基材表面に形成しているので、潤滑油を塗布しなくても複雑形状の燃料タンクにプレス加工でき、高度の加工を受けた部位にも亀裂，破断等の加工欠陥が生じない。しかも、ステンレス鋼表面の不動態皮膜が樹脂皮膜で保護されるため、塗装後耐食性も良好に維持され、ステンレス鋼本来の優れた耐食性が発現する。その結果、有害な貯蔵燃料の揮散を防止する気密性が長期にわたって維持される燃料タンクが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が対象とする燃料タンクの形状
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を基材とし、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のカルボキシル基含有ウレタン樹脂から形成された樹脂皮膜がクロメート皮膜を介して基材表面に設けられており、１〜３５質量％の割合で固形潤滑剤粒子が樹脂皮膜に分散している加工性，塗装後耐食性に優れた燃料タンク用ステンレス鋼板。
【請求項２】
基材のフェライト系ステンレス鋼が更にＭｏ：３.０質量％以下，Ｎｉ：２.０質量％以下，Ｃｕ：２.０質量％以下，Ａｌ：４.０質量％以下の１種又は２種以上を含む請求項１記載の燃料タンク用ステンレス鋼板。
【請求項３】
固形潤滑剤が平均粒径：０.１〜５μｍの合成樹脂粉末及び／又はシリカ粉末である請求項１記載の燃料タンク用ステンレス鋼板。
【請求項１】
Ｃ：０.１５質量％以下，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｃｒ：１１.０〜２５.０質量％，Ｎ：０.０２０質量％以下，Ｔｉ：０.０５〜０.５０質量％，Ｎｂ：０.１０〜０.５０質量％，Ｂ：０.０１００質量％以下を含み、一軸引張りで加工したときの破断伸び：３０％以上，最小ランクフォード値ｒmin：１.３以上のフェライト系ステンレス鋼を基材とし、１００℃での弾性率：１０００Ｎ／ｃｍ2以上のカルボキシル基含有ウレタン樹脂から形成された樹脂皮膜がクロメート皮膜を介して基材表面に設けられており、１〜３５質量％の割合で固形潤滑剤粒子が樹脂皮膜に分散している加工性，塗装後耐食性に優れた燃料タンク用ステンレス鋼板。
【請求項２】
基材のフェライト系ステンレス鋼が更にＭｏ：３.０質量％以下，Ｎｉ：２.０質量％以下，Ｃｕ：２.０質量％以下，Ａｌ：４.０質量％以下の１種又は２種以上を含む請求項１記載の燃料タンク用ステンレス鋼板。
【請求項３】
固形潤滑剤が平均粒径：０.１〜５μｍの合成樹脂粉末及び／又はシリカ粉末である請求項１記載の燃料タンク用ステンレス鋼板。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２２３５３（Ｐ２００６−２２３５３Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９９５８６（Ｐ２００４−１９９５８６）
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月６日（２００４．７．６）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
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