JP2001158969A - Metal surface treatment composition - Google Patents
Metal surface treatment compositionInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】亜鉛系めっきした鋼板などの金属に、優れた耐
食性、耐傷つき性と耐指紋性を付与し、かつ色調変化と
光沢の低下を防止できる、クロムを含有しない金属表面
処理組成物の提供。
【解決手段】水溶性有機樹脂、水分散性有機樹脂、金属
イオン、酸および水性媒体を含有するが、クロムを含有
しない水性組成物、好ましくはさらに、多価フェノール
カルボン酸、カップリング剤、有機酸などを含有する水
性組成物であり、これを例えば黒色鋼板に塗布すること
により、耐食性等に優れ、色調変化と光沢低下がない鋼
板が得られる。[Problem] To provide a metal such as a zinc-plated steel sheet with excellent corrosion resistance, scratch resistance and fingerprint resistance, and to prevent a change in color tone and a decrease in gloss, and a metal containing no chromium. Provide a surface treatment composition. An aqueous composition containing a water-soluble organic resin, a water-dispersible organic resin, a metal ion, an acid and an aqueous medium but not containing chromium, preferably further contains a polyhydric phenol carboxylic acid, a coupling agent, and an organic compound. An aqueous composition containing an acid or the like, which is applied to, for example, a black steel sheet to obtain a steel sheet that is excellent in corrosion resistance and the like, and has no color tone change and gloss reduction.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は金属の表面処理剤に
関し、より詳しくは表面処理剤がクロムを含有しないに
も係わらず、耐食性に特に優れ、かつ黄色化・緑色化・
白色化等の色調変化、低光沢化を引き起こさず、耐傷つ
き性、耐指紋性に優れた表面処理金属材料を提供し得る
金属表面処理組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal surface treating agent, and more particularly, to a metal surface treating agent which is particularly excellent in corrosion resistance and yellowish / greenish even though it does not contain chromium.
The present invention relates to a metal surface treatment composition capable of providing a surface treatment metal material having excellent scratch resistance and fingerprint resistance without causing a change in color tone such as whitening and low gloss.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より亜鉛めっき鋼板、亜鉛−アルミ
めっき鋼板等の亜鉛系めっき鋼板は家電、自動車、建築
の分野で広く使用されている。これらの鋼板は、鋼板の
耐食性向上のために、めっきの上にクロメート被覆処理
を施して、もしくはクロメート被覆処理を施した上に、
さらに有機皮膜を施して使用されている。有機皮膜を施
す場合、このクロメート皮膜は有機皮膜との密着性を向
上させるという役割も果たす。また、場合によっては、
有機樹脂とクロメート薬液を混合した、いわゆる樹脂/
クロメート薬液を塗布して使用される場合もある。2. Description of the Related Art Conventionally, galvanized steel sheets such as galvanized steel sheets and zinc-aluminized steel sheets have been widely used in the fields of home appliances, automobiles and construction. In order to improve the corrosion resistance of the steel sheet, these steel sheets are subjected to a chromate coating treatment on the plating or after a chromate coating treatment.
Furthermore, it is used after applying an organic film. When applying an organic film, the chromate film also plays a role of improving the adhesion to the organic film. Also, in some cases,
So-called resin / mixed organic resin and chromate chemical
In some cases, a chromate solution is applied and used.
【0003】しかし、クロメート皮膜や樹脂/クロメー
ト薬液を塗布して得た皮膜の場合は、耐食性や塗装密着
性に優れているものの、6価クロムを含有するので、ク
ロメート被覆工程において水質汚染防止法に規定される
特別な排水処理を行う必要があり、コストアップになる
欠点を有していた。さらに、クロムイオンによる鋼板表
面の色調が黄色、緑色に変化することを防止することは
不可能であった。このため、鋼板、特に亜鉛系めっき鋼
板の白錆の発生を防止するために、クロムを用いない表
面処理技術が求められ、例えば、下記のように数多く提
案されている。However, a chromate film or a film obtained by applying a resin / chromate chemical solution has excellent corrosion resistance and coating adhesion, but contains hexavalent chromium. , It is necessary to perform a special wastewater treatment, which has a disadvantage of increasing the cost. Furthermore, it was impossible to prevent the color tone of the steel sheet surface from changing to yellow or green due to chromium ions. For this reason, in order to prevent the generation of white rust on steel sheets, particularly zinc-based plated steel sheets, surface treatment techniques that do not use chromium are required. For example, a number of the following surface treatment techniques have been proposed.
【0004】特開平5−195244号公報には、
(a)少なくとも4個のフッ素原子と、チタン、ジルコ
ニウム等の少なくとも1個の元素とからなる陰イオン成
分(例えば、(TiF6 2-)で示されるフルオロチタン
酸)、(b)コバルト、マグネシウム等の陽イオン成
分、(c)PH調節のための遊離酸および(d)有機樹
脂を含有するが、クロムを含有しない組成物からなる金
属の表面処理方法が提案されている。[0004] JP-A-5-195244 discloses that
(A) an anionic component composed of at least four fluorine atoms and at least one element such as titanium and zirconium (for example, fluorotitanic acid represented by (TiF 6 2- )); (b) cobalt and magnesium A metal surface treatment method comprising a composition containing (c) a free acid for controlling pH and (d) an organic resin but not containing chromium, such as a cationic component, has been proposed.
【0005】特開平9−241856号公報には、
(a)水酸基含有共重合体、(b)リン酸および(c)
銅、コバルト、鉄、マンガン等の金属のリン酸塩を含有
する表面処理剤、すなわち、クロムを含まない表面処理
組成物が提案されている。[0005] JP-A-9-241856 discloses that
(A) a hydroxyl group-containing copolymer, (b) phosphoric acid and (c)
A surface treatment agent containing a phosphate of a metal such as copper, cobalt, iron, and manganese, that is, a chromium-free surface treatment composition has been proposed.
【0006】特開平11−50010号公報には、
(a)ポリヒドロキシエーテルセグメントと不飽和単量
体の共重合体セグメントを有する樹脂、(b)リン酸お
よび(c)カルシウム、コバルト、鉄、マンガン、亜鉛
等の金属のリン酸塩を含有する表面処理剤、すなわち、
クロムを含有しない表面処理剤組成物が提案されてい
る。[0006] JP-A-11-50010 discloses that
(A) a resin having a polyhydroxyether segment and a copolymer segment of an unsaturated monomer, (b) phosphoric acid and (c) a phosphate of a metal such as calcium, cobalt, iron, manganese, or zinc. Surface treatment agent, that is,
Chromium-free surface treatment compositions have been proposed.
【0007】特開平11−106945号公報には、
(a)マンガン、コバルト、亜鉛等の多価金属イオン、
(b)フルオロ酸、リン酸、酢酸等の酸、(c)シラン
カップリング剤および(d)重合単位2〜50の水溶性
重合体を水性媒体に溶解した水溶性表面処理剤が提案さ
れている。[0007] JP-A-11-106945 discloses that
(A) polyvalent metal ions such as manganese, cobalt and zinc;
There has been proposed a water-soluble surface treating agent in which (b) an acid such as fluoroacid, phosphoric acid, and acetic acid, (c) a silane coupling agent, and (d) a water-soluble polymer having 2 to 50 polymerized units are dissolved in an aqueous medium. I have.
【0008】前記〜の方法において、金属板に十分
な付着量の表面処理剤を被覆した場合、すなわち、十分
な膜厚の皮膜を施した場合には、まずまずの耐食性が得
られるが、例えば、金属板の凸部などの一部が露出する
ような皮膜が施されていたり、膜厚が薄過ぎる場合に
は、耐食性が極めて不十分であった。つまり、金属板に
対する表面処理剤の被覆率が100%の場合にのみ、耐
食性があるが、被覆率が100%未満の場合には耐食性
が不十分であった。逆に、これを全面的に厚く被覆する
と、プレス成形後の外観が白色化する問題があった。In the above methods (1) and (2), when a metal plate is coated with a sufficient amount of a surface treating agent, that is, when a film having a sufficient film thickness is applied, a reasonable corrosion resistance can be obtained. When a coating such that a part of a metal plate such as a convex portion was exposed was provided, or when the film thickness was too thin, the corrosion resistance was extremely insufficient. In other words, the metal plate had corrosion resistance only when the coverage of the surface treatment agent was 100%, but when the coverage was less than 100%, the corrosion resistance was insufficient. Conversely, when this is entirely coated thick, there is a problem that the appearance after press molding becomes white.
【0009】さらに、前記〜の従来技術は、いずれ
もリン酸塩を含むが、乾燥後の皮膜中にリン酸化合物が
固体として残留した場合、鋼板表面の色調、特に光沢度
や白色度が著しく変化するという問題を有している。Further, the above prior arts each contain a phosphate, but when the phosphoric acid compound remains as a solid in the dried film, the color tone, particularly glossiness and whiteness, of the steel sheet surface is remarkably high. It has the problem of changing.
【0010】特に最近、パソコン、複写機などの事務
機、エアコンなどの家電製品、自動車部品、内装建材に
おいて、表面を黒色化処理した鋼板が広く使用されてい
る。黒色鋼板は亜鉛系めっき鋼板表面に黒色塗料を塗布
したり、Zn−Niめっき鋼板のめっき面を黒色化処理
して製造される場合がある。しかし、前者は導電性がな
く、プレス成形時に塗膜が破損した場合、耐食性に劣る
し、後者の場合は、黒色化処理までは光沢がなく、また
耐食性に劣るため、クロメート処理後、さらに、クリヤ
ー塗装を施したり、樹脂/クロメート混合型塗料を塗布
する必要があった。In recent years, particularly in office machines such as personal computers and copiers, home electric appliances such as air conditioners, automobile parts, and interior building materials, steel sheets having a blackened surface are widely used. A black steel sheet may be manufactured by applying a black paint on the surface of a zinc-based plated steel sheet, or by blackening the plated surface of a Zn-Ni plated steel sheet. However, the former is not conductive, and if the coating film is damaged during press molding, it is inferior in corrosion resistance, and in the latter case, there is no gloss until blackening treatment, and it is inferior in corrosion resistance, so after chromate treatment, It was necessary to apply a clear coating or a resin / chromate mixed paint.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたもので、表面処理剤の被覆工程および得
られた表面処理金属材料の使用の際に特別な排水処理が
不要で、従来の表面処理金属材料、特に亜鉛系めっき鋼
板が有する欠点を改良し、耐食性に優れ、さらに塗布後
の色調変化が少なく、光沢の低下がなく、かつ耐傷つき
性、耐指紋性に優れた表面処理皮膜を有する金属材料、
特に亜鉛系めっき鋼板とすることができる金属表面処理
組成物を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not require a special wastewater treatment in the step of coating a surface treatment agent and the use of the obtained surface treatment metal material. Surface treatment of metal materials, especially zinc-coated steel sheets, improves defects, has excellent corrosion resistance, has little change in color after application, does not reduce gloss, and has excellent scratch resistance and fingerprint resistance Metal material having a coating,
In particular, it is an object of the present invention to provide a metal surface treatment composition that can be used as a zinc-based plated steel sheet.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するため、鋭意検討した結果、亜鉛系めっき鋼板で
代表される金属材料の表面に、極薄く被覆するだけで
も、耐食性を損なうことがなく、色調変化が少なく、光
沢の低下がない皮膜を形成できる、クロムを使用しない
金属イオン、水溶性有機樹脂、水分散性有機樹脂および
酸が配合された水性表面処理組成物を見いだし、本発明
を完成するに至ったものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, even if the surface of a metal material typified by a galvanized steel sheet is coated very thinly, the corrosion resistance is impaired. Aqueous surface treatment composition containing no chromium-containing metal ions, water-soluble organic resin, water-dispersible organic resin and acid, which can form a film with little color tone change and no reduction in gloss, The present invention has been completed.
【0013】すなわち、本発明は、(a)金属イオン、
(b)水溶性有機樹脂、(c)水分散性有機樹脂、
(d)酸および(e)水性媒体からなる金属表面処理組
成物において、(c)/[(a)+(b)+(c)+
(d)]が50〜98重量%であることを特徴とする金
属表面処理組成物である。That is, the present invention provides (a) a metal ion,
(B) a water-soluble organic resin, (c) a water-dispersible organic resin,
In a metal surface treatment composition comprising (d) an acid and (e) an aqueous medium, (c) / [(a) + (b) + (c) +
(D)] is 50 to 98% by weight.
【0014】好ましい本発明は、前記(a)金属イオン
がAlイオン、MgイオンまたはMnイオンであること
を特徴とする金属表面処理組成物である。The preferred present invention is a metal surface treatment composition characterized in that the (a) metal ion is Al ion, Mg ion or Mn ion.
【0015】好ましい本発明は、前記(b)水溶性有機
樹脂がカルボキシル基含有単量体の重合体の少なくとも
1種および/またはカルボキシル基含有単量体とその他
の重合性単量体との共重合体の少なくとも1種であるこ
とを特徴とする金属表面処理組成物である。In a preferred aspect of the present invention, the water-soluble organic resin (b) is a polymer of a carboxyl group-containing monomer and / or a copolymer of a carboxyl group-containing monomer and another polymerizable monomer. A metal surface treatment composition comprising at least one polymer.
【0016】また、好ましい本発明は、前記(d)酸が
リン酸、酢酸、硝酸およびフッ酸からなる群より選ばれ
る少なくとも1種であることを特徴とする金属表面処理
組成物である。Further, the present invention is preferably a metal surface treatment composition, wherein the acid (d) is at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid.
【0017】また、好ましい本発明は、前記金属表面処
理組成物が多価フェノールカルボン酸を含むことを特徴
とする金属表面処理組成物である。Further, the present invention is a metal surface treatment composition characterized in that the metal surface treatment composition contains a polyhydric phenol carboxylic acid.
【0018】また、好ましい本発明は、前記3種の金属
イオンの他に、さらに金属イオンとしてZn,Co,T
i,Sn,Ni,Fe,Zr,Sr,Y,Nb,Cu,
Ca,VおよびBaからなる群から選ばれる少なくとも
1種の金属のイオンを含むことを特徴とする金属表面処
理組成物である。Further, the present invention preferably provides, in addition to the above three kinds of metal ions, Zn, Co, T
i, Sn, Ni, Fe, Zr, Sr, Y, Nb, Cu,
A metal surface treatment composition comprising ions of at least one metal selected from the group consisting of Ca, V and Ba.
【0019】また、好ましい本発明は、前記4種の酸の
他に、さらに2価以上の金属に配位可能である有機酸を
含むことを特徴とする金属表面処理組成物である。The present invention is also a metal surface treatment composition characterized by further comprising an organic acid capable of coordinating to a divalent or higher-valent metal, in addition to the above four kinds of acids.
【0020】さらに、好ましい本発明は、前記金属表面
処理組成物が、さらにカップリング剤を含有することを
特徴とする金属表面処理組成物である。Further, the present invention is a metal surface treatment composition characterized in that the metal surface treatment composition further contains a coupling agent.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明のクロムを含有しな
い金属表面処理組成物について、詳細に説明する。本発
明の金属イオン、水溶性有機樹脂、水分散性有機樹脂お
よび酸を含有する水性金属表面処理組成物を、例えば、
亜鉛系めっき鋼板に塗布することによりめっき層の上
に、耐食性を有し、鋼板表面の色調変化と光沢の低下が
なく、かつ緻密で化学的に安定であり、耐傷つき性と耐
指紋性を有する皮膜が形成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The chromium-free metal surface treatment composition of the present invention will be described in detail below. The metal ion of the present invention, a water-soluble organic resin, an aqueous metal surface treatment composition containing a water-dispersible organic resin and an acid, for example,
When applied to galvanized steel sheet, it has corrosion resistance on the plating layer, no change in color tone and luster on the steel sheet surface, and it is dense and chemically stable, and has scratch resistance and fingerprint resistance. Is formed.
【0022】このような皮膜は、水溶性有機樹脂と水分
散性有機樹脂に、金属イオンと酸を配合させた結果、該
金属イオンが水溶性有機樹脂、金属材料下地層と反応し
て形成されたものである。水分散性有機樹脂層と、水溶
性有機樹脂を含むクリヤー皮膜が鋼板表面に存在し、耐
食性向上、色調変化の防止、低光沢化の防止に機能す
る。該皮膜は、本発明の金属表面処理組成物を塗布する
ことにより初めて形成されたものであり、従来の有機樹
脂を被覆した亜鉛系めっき鋼板とは別異である。Such a film is formed by mixing a metal ion and an acid with a water-soluble organic resin and a water-dispersible organic resin, and the metal ion reacts with the water-soluble organic resin and the metal material base layer. It is a thing. A water-dispersible organic resin layer and a clear film containing a water-soluble organic resin are present on the steel sheet surface, and function to improve corrosion resistance, prevent color change, and prevent low gloss. The coating is formed for the first time by applying the metal surface treatment composition of the present invention, and is different from a conventional zinc-based plated steel sheet coated with an organic resin.
【0023】本発明の金属表面処理組成物に含有される
水溶性有機樹脂は、カルボキシル基含有単量体の重合
体、カルボキシル基含有単量体とその他の重合性単量体
との共重合体から選ばれる少なくとも1種であることが
好ましい。すなわち、重合体の少なくとも1種、共重合
体の少なくとも1種、重合体の少なくとも1種と共重合
体の少なくとも1種の混合体である。The water-soluble organic resin contained in the metal surface treatment composition of the present invention is a polymer of a carboxyl group-containing monomer, or a copolymer of a carboxyl group-containing monomer and another polymerizable monomer. Preferably, at least one member selected from the group consisting of That is, it is at least one kind of polymer, at least one kind of copolymer, and a mixture of at least one kind of polymer and at least one kind of copolymer.
【0024】カルボキシル基含有単量体としては、例え
ば、エチレン性不飽和カルボン酸とその誘導体をあげる
ことができる。エチレン性不飽和カルボン酸は、例え
ば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸などのモ
ノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸など
のジカルボン酸である。誘導体としてはアルカリ金属
塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などをあげることが
できる。好ましいのはアクリル酸、メタアクリル酸の誘
導体である。The carboxyl group-containing monomer includes, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acids and derivatives thereof. The ethylenically unsaturated carboxylic acid is, for example, a monocarboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like, and a dicarboxylic acid such as itaconic acid, maleic acid and fumaric acid. Derivatives include alkali metal salts, ammonium salts, organic amine salts and the like. Preferred are derivatives of acrylic acid and methacrylic acid.
【0025】カルボキシル基含有重合体と共重合する単
量体は、水酸基含有単量体、各種のアクリル酸エステル
類、メタアクリル酸エステル類、芳香族ビニル化合物、
ビニルエステル化合物、その他のビニル化合物などであ
り、スルフォン酸基含有ビニル化合物、リン酸基含有ビ
ニル化合物なども使用できる。好適な単量体は、スチレ
ン、メタアクリル酸ブチル、メタアクリル酸メチルなど
のメタアクリル酸エステル類などである。The monomers copolymerized with the carboxyl group-containing polymer include hydroxyl group-containing monomers, various acrylates, methacrylates, aromatic vinyl compounds,
Examples thereof include vinyl ester compounds and other vinyl compounds, and sulfonic acid group-containing vinyl compounds and phosphoric acid group-containing vinyl compounds can also be used. Suitable monomers include styrene, butyl methacrylate, methacrylates such as methyl methacrylate, and the like.
【0026】また、カルボキシル基含有単量体を、(メ
タ)アクリル酸エステルの(共)重合体、エポキシ樹
脂、エステル変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ
樹脂などに共重合または付加したものを配合することが
できる。さらに、水溶性有機樹脂の他に多価フェノール
カルボン酸を配合するのが好ましい。これにより、耐食
性をさらに改善できる。多価フェノールカルボン酸とし
ては、タンニン酸、没食子酸などが好適であり、金属表
面処理組成物の固形分の0.1〜20重量%の割合で配
合するのがよい。さらに本発明の目的を損なわない限
り、各種樹脂用添加物を配合することができる。In addition, a compound obtained by copolymerizing or adding a carboxyl group-containing monomer to a (meth) acrylate (co) polymer, an epoxy resin, an ester-modified epoxy resin, a urethane-modified epoxy resin, or the like is blended. Can be. Further, it is preferable to blend a polyhydric phenol carboxylic acid in addition to the water-soluble organic resin. Thereby, the corrosion resistance can be further improved. As the polyhydric phenol carboxylic acid, tannic acid, gallic acid and the like are suitable, and it is preferable to mix them at a ratio of 0.1 to 20% by weight of the solid content of the metal surface treatment composition. Furthermore, various additives for resins can be blended as long as the object of the present invention is not impaired.
【0027】カルボキシル基含有単量体とその他の重合
性単量体との共重合体の場合、カルボキシル基含有単量
体の含有量が全共重合体の0.5重量%以上であるのが
好ましい。カルボキシル基含有単量体が0.5重量%以
上であると、皮膜の緻密性が増大するため、耐食性が向
上する。また共重合体の重量平均分子量は特に限定され
ないが、1万〜数十万程度である。In the case of a copolymer of a carboxyl group-containing monomer and another polymerizable monomer, the content of the carboxyl group-containing monomer should be 0.5% by weight or more of the total copolymer. preferable. When the content of the carboxyl group-containing monomer is 0.5% by weight or more, the denseness of the film is increased, so that the corrosion resistance is improved. The weight average molecular weight of the copolymer is not particularly limited, but is about 10,000 to several hundred thousand.
【0028】本発明の金属表面処理組成物に含有される
金属イオンは、水溶性有機樹脂および金属材料下地層と
反応し、耐食性に優れた皮膜を形成する。金属イオン
は、Al,Mg,Mn,Zn,Co,Ti,Sn,N
i,Fe,Zr,Sr,Y,Nb,Cu,Ca,Vおよ
びBaからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の
イオンであるが、Al,MgおよびMnの金属イオンが
特に好ましい。3種の金属イオンが好ましいのは、皮膜
形成時に、広いpH領域での疑似架橋反応を生じさせる
ことが可能となり、緻密な皮膜となり、薄くても十分な
耐食性が得られると同時に、耐傷つき性、耐指紋性等が
得られ、金属イオンとして該3種を含まない場合に比べ
て、飛躍的に耐食性が向上するためである。特に、カル
ボキシル基含有有機樹脂との組合せによって、さらにこ
の効果が増大する。The metal ions contained in the metal surface treatment composition of the present invention react with the water-soluble organic resin and the metal material underlayer to form a film having excellent corrosion resistance. Metal ions are Al, Mg, Mn, Zn, Co, Ti, Sn, N
It is at least one metal ion selected from the group consisting of i, Fe, Zr, Sr, Y, Nb, Cu, Ca, V and Ba, but metal ions of Al, Mg and Mn are particularly preferred. The three types of metal ions are preferable because a pseudo-crosslinking reaction can be caused in a wide pH range at the time of forming a film, and a dense film can be obtained. This is because the anti-fingerprint property and the like are obtained, and the corrosion resistance is remarkably improved as compared with the case where the three kinds are not included as metal ions. In particular, this effect is further enhanced by combination with a carboxyl group-containing organic resin.
【0029】金属イオンは、リン酸塩、硝酸塩、炭酸
塩、硫酸塩、酢酸塩、フッ酸塩などの塩、または酸化
物、水酸化物、金属を溶解して供給される。好ましいの
は、Al、Mg、Mnのリン酸塩、硝酸塩、炭酸塩、硫
酸塩、酢酸塩、水酸化物の溶液である。これらの金属塩
を構成する酸は、本発明の金属表面処理組成物の成分の
一つである(d)酸の供給源ともなり得る。The metal ions are supplied by dissolving a salt such as a phosphate, a nitrate, a carbonate, a sulfate, an acetate, a hydrofluoride, or an oxide, a hydroxide, or a metal. Preferred are solutions of phosphates, nitrates, carbonates, sulfates, acetates and hydroxides of Al, Mg and Mn. The acid constituting these metal salts can also be a source of the acid (d), which is one of the components of the metal surface treatment composition of the present invention.
【0030】金属イオンとして、Al,MgおよびMn
からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属イオン
に、Zn,Co,Ti,Sn,Ni,Fe,Zr,S
r,Y,Nb,Cu,Ca,VおよびBaからなる群よ
り選ばれる少なくとも1種の金属イオンをリン酸、硝
酸、炭酸、硫酸などの無機塩、酢酸などの有機塩、また
は水酸化物を溶解した状態で、併用するのが特に好まし
い。より好ましいのは、Znのリン酸塩、酢酸塩などの
水溶液である。Al, Mg and Mn as metal ions
At least one metal ion selected from the group consisting of Zn, Co, Ti, Sn, Ni, Fe, Zr, S
At least one metal ion selected from the group consisting of r, Y, Nb, Cu, Ca, V and Ba is converted to an inorganic salt such as phosphoric acid, nitric acid, carbonic acid, sulfuric acid, an organic salt such as acetic acid, or a hydroxide. It is particularly preferable to use them together in a dissolved state. More preferred are aqueous solutions of Zn phosphate, acetate and the like.
【0031】金属表面処理組成物の固形分に占める各金
属イオンの含有量は0.1〜5重量%、好ましくは0.
1〜2重量%の割合である。0.1重量%未満では、耐
食性が劣り、5重量%を超えると溶接性が劣化する傾向
がある。金属表面処理組成物の固形分に占める前記A
l,MgおよびMnの3種の金属イオンの合計含有量は
0.3〜10重量%に調整されることが好ましい。The content of each metal ion in the solid content of the metal surface treatment composition is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight.
1 to 2% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the corrosion resistance tends to be poor, and if it exceeds 5% by weight, the weldability tends to deteriorate. The above A in the solid content of the metal surface treatment composition
It is preferable that the total content of the three metal ions of 1, Mg and Mn is adjusted to 0.3 to 10% by weight.
【0032】本発明の金属表面処理組成物に含有される
酸は、亜鉛系めっき鋼板の表面をエッチングし、表面処
理組成物によって形成される皮膜の亜鉛系めっき鋼板と
の密着性をさらに向上させ、皮膜剥離を防止し、耐食性
を上げる作用の他に、金属表面処理組成物のpHを1.
0〜3.0に調整する作用をする。酸は、リン酸、酢
酸、硝酸およびフッ酸から選ばれる少なくとも1種であ
るのが好ましい。酸は前記したように金属塩として供給
してもよい。The acid contained in the metal surface treatment composition of the present invention etches the surface of the galvanized steel sheet and further improves the adhesion of the film formed by the surface treatment composition to the galvanized steel sheet. In addition to preventing the peeling of the film and increasing the corrosion resistance, the pH of the metal surface treatment composition is set to 1.
It acts to adjust to 0 to 3.0. The acid is preferably at least one selected from phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid. The acid may be supplied as a metal salt as described above.
【0033】また、酸として2価以上の金属に配位可能
である有機酸も使用される。特に前記例示した4種の酸
に、該有機酸の少なくとも1種を、さらに配合させる
と、耐食性がさらに向上する。該有機酸は、めっき面の
エッチングを促進する上、金属イオンに配位し、皮膜を
より緻密にする。有機酸としては、例えば、オキサル酢
酸、トリカルバリル酸、クエン酸、イソクエン酸、コハ
ク酸、リンゴ酸、グルタル酸などをあげることができ
る。該有機酸の含有量は特に限定されないが、金属表面
処理組成物の固形分に対して1〜10重量%であるのが
好ましい。1重量%未満であると、その効果が十分でな
く、未架橋点が増大し、かえって皮膜の緻密化を妨げる
虞がある。逆に、10重量%を超えると、金属表面処理
組成物としての安定性が保持できない。As the acid, an organic acid capable of coordinating to a divalent or higher valent metal is also used. In particular, when at least one of the organic acids is further blended with the above four exemplified acids, the corrosion resistance is further improved. The organic acid promotes etching of the plating surface and coordinates with metal ions to make the film more dense. Examples of the organic acid include oxalacetic acid, tricarballylic acid, citric acid, isocitric acid, succinic acid, malic acid, glutaric acid and the like. The content of the organic acid is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by weight based on the solid content of the metal surface treatment composition. If the amount is less than 1% by weight, the effect is not sufficient, the number of uncrosslinked points increases, and there is a possibility that the densification of the film may be hindered. Conversely, if it exceeds 10% by weight, the stability as a metal surface treatment composition cannot be maintained.
【0034】金属表面処理組成物の固形分に占める酸の
含有量は特に限定されないが、1〜20重量%、好まし
くは5〜15重量%である。1重量%未満であると、p
Hを前記範囲に調整することができないので、亜鉛めっ
きのエッチングが不十分になり、耐食性が低下する。逆
に、20重量%を超えると、亜鉛めっきの溶解が早過
ぎ、めっき面に外観むらが生じる傾向がある。The content of the acid in the solid content of the metal surface treatment composition is not particularly limited, but is 1 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight. If it is less than 1% by weight, p
Since H cannot be adjusted to the above range, the etching of zinc plating becomes insufficient and the corrosion resistance decreases. Conversely, if it exceeds 20% by weight, the dissolution of the zinc plating is too fast, and the plated surface tends to have uneven appearance.
【0035】本発明の金属表面処理組成物は水分散性有
機樹脂を所定量含有するので、塗装後の鋼板表面の色調
変化と光沢の低下を防止できる。水分散性有機樹脂に
は、カルボキシル基、水酸基含有単量体以外の公知の不
飽和単量体の重合体または共重合体あるいは該不飽和単
量体とカルボキシル基含有単量体との共重合体が好適に
使用される。好適な単量体としては、スチレン、メタア
クリル酸ブチル、メタアクリル酸メチル等のメタアクリ
ル酸のアルキルエステルが挙げられる。Since the metal surface treatment composition of the present invention contains a predetermined amount of a water-dispersible organic resin, it is possible to prevent a change in color tone and a decrease in gloss of the steel sheet surface after coating. The water-dispersible organic resin includes a polymer or copolymer of a known unsaturated monomer other than a carboxyl group and a hydroxyl group-containing monomer, or a copolymer of the unsaturated monomer and the carboxyl group-containing monomer. Coalescing is preferably used. Suitable monomers include alkyl esters of methacrylic acid such as styrene, butyl methacrylate, and methyl methacrylate.
【0036】水分散性有機樹脂としては、さらに、酸性
水溶液(pH1〜3)中で安定に均一分散させることが
できるものが使用可能である。例えば、ポリエステル
系、アクリル系、ウレタン系の従来の金属材料の表面処
理に使用されていたものが挙げられる。これらは2種以
上併用することもできる。As the water-dispersible organic resin, those which can be stably and uniformly dispersed in an acidic aqueous solution (pH 1 to 3) can be used. For example, those used for the surface treatment of conventional metallic materials of polyester type, acrylic type and urethane type can be mentioned. These may be used in combination of two or more.
【0037】前記水分散性有機樹脂は粒径が1μm以下
であるのが好ましい。粒径が1μmを超えると、水分散
性有機樹脂が乾燥し、成膜した後でも、皮膜表面に凹凸
が残存し、光沢度が低下するためである。水分散性有機
樹脂のガラス転移温度(Tg)は20〜100℃である
のが好ましい。Tgが20℃未満であると、皮膜を乾燥
させた後でも耐ブロッキング性に劣るし、Tgが100
℃を超えると、加工時の鋼板変形に皮膜が追従せずに皮
膜破壊が起こり、加工後耐食性が劣化するためである。The water-dispersible organic resin preferably has a particle size of 1 μm or less. When the particle size exceeds 1 μm, the water-dispersible organic resin is dried, and even after the film is formed, unevenness remains on the surface of the film, and the glossiness is reduced. The glass transition temperature (Tg) of the water-dispersible organic resin is preferably from 20 to 100C. When the Tg is less than 20 ° C., the blocking resistance is poor even after the film is dried, and the Tg is 100%.
If the temperature exceeds ℃, the coating does not follow the deformation of the steel sheet during processing, and the coating is destroyed, and the corrosion resistance after processing is deteriorated.
【0038】金属表面処理剤組成物中に占める水分散性
有機樹脂の混合比率[(c)水分散性有機樹脂/
{(a)金属イオン+(b)水溶性有機樹脂+(c)水
分散性有機樹脂+(d)酸}で示される固形分重量比]
は、50〜98重量%でなければならない。水分散性有
機樹脂の混合比率が50重量%未満であると、金属表面
処理剤組成物の塗布による色調変化が生じるし、逆に9
8重量%を超えると耐食性が低下する。該混合比率は6
0〜95重量%であるのが好ましく、75〜95重量%
であるのが特に好ましい。The mixing ratio of the water-dispersible organic resin in the metal surface treating agent composition [(c) water-dispersible organic resin /
{Solid weight ratio represented by (a) metal ion + (b) water-soluble organic resin + (c) water-dispersible organic resin + (d) acid]
Should be 50-98% by weight. If the mixing ratio of the water-dispersible organic resin is less than 50% by weight, the color tone changes due to the application of the metal surface treating agent composition, and conversely, 9%.
If it exceeds 8% by weight, the corrosion resistance decreases. The mixing ratio is 6
0-95% by weight, preferably 75-95% by weight
Is particularly preferred.
【0039】本発明の金属表面処理剤組成物に、カップ
リング剤を含有させると、鋼板表面の耐指紋性を向上さ
せることができる。カップリング剤は、活性水素含有ア
ミノ基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基およびメ
タアクリロキシ基から選ばれた少なくとも1種の反応性
官能基を有するカップリング剤であることが好ましい。
特に好ましいのは、シランカップリング剤、チタンカッ
プリング剤、ジルコニウムカップリング剤であり、これ
らから選ばれる少なくとも1種である。カップリング剤
の含有量は、従来金属材料を表面処理する際に、表面処
理剤(組成物)、塗料に添加される量と同程度であれ
ば、十分である。When the metal surface treating composition of the present invention contains a coupling agent, the fingerprint resistance of the steel sheet surface can be improved. The coupling agent is preferably a coupling agent having at least one reactive functional group selected from an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a vinyl group, a mercapto group and a methacryloxy group.
Particularly preferred are a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and a zirconium coupling agent, and at least one selected from these. The content of the coupling agent is sufficient as long as it is substantially the same as the amount added to the surface treatment agent (composition) and the paint when the surface treatment is conventionally performed on the metal material.
【0040】シランカップリング剤としては、例えばγ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−アミノエ
チル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、β−3,4−エポ
キシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルト
リアセトキシシラン、N−[2−(ビニルベンジルアミ
ノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランな
どをあげることができる。As the silane coupling agent, for example, γ
-Aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-
Aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane , Vinyltriacetoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like.
【0041】チタンカップリング剤としては、例えばジ
−イソプロポキシビス(アセチルアセトナトチタン、ジ
ヒドロキシビス(ラクタト)チタン、ジイソプロポキシ
−ビス−(2,4−ペンタジオネート)チタニウム、イ
ソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート
などをあげることができる。Examples of the titanium coupling agent include di-isopropoxybis (acetylacetonatotitanium, dihydroxybis (lactato) titanium, diisopropoxy-bis- (2,4-pentadionate) titanium, isopropyltri (dioctyl) (Phosphate) titanate and the like.
【0042】ジルコニウムカップリング剤としては、例
えばアセチルアセトンジルコニウムブチレート、ジルコ
ニウムラクテート、ジルコニウムアセテートなどをあげ
ることができる。Examples of the zirconium coupling agent include acetylacetone zirconium butyrate, zirconium lactate, zirconium acetate and the like.
【0043】金属表面処理組成物の皮膜の緻密性を上げ
るため、該組成物に金属酸化物を含有させることができ
る。金属酸化物は、シリカ(SiO2 )、MgO、Zr
O2、Al2 O3 、SnO2 ,Sb2 O3 ,Fe2 O3
およびFe3 O4 からなる群より選ばれる少なくとも1
種である。金属酸化物もまた、従来金属材料を表面処理
する際の表面処理剤(組成物)、塗料に添加されている
量と同程度使用すれば十分な効果を発揮することができ
る。In order to increase the denseness of the film of the metal surface treatment composition, the composition may contain a metal oxide. Metal oxides include silica (SiO 2 ), MgO, Zr
O 2 , Al 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , Fe 2 O 3
And at least one selected from the group consisting of Fe 3 O 4
Is a seed. A sufficient effect can also be exerted by using a metal oxide in the same amount as that of a surface treatment agent (composition) and a coating material which have been conventionally used for surface treatment of a metal material.
【0044】本発明の金属表面処理組成物は水性媒体に
溶解ないし分散して使用される。該溶液ないし分散液は
固形分濃度が5〜40重量%、好ましくは10〜30重
量%に調整される。水性媒体は、水または水と混合可能
な有機溶剤または無機溶剤との混合媒体である。有機溶
剤としては、ブチルセロソルブが例示される。混合比率
は特に制限されない。The metal surface treatment composition of the present invention is used after being dissolved or dispersed in an aqueous medium. The solution or dispersion is adjusted to have a solid concentration of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight. The aqueous medium is a mixed medium with water or an organic solvent or an inorganic solvent miscible with water. As the organic solvent, butyl cellosolve is exemplified. The mixing ratio is not particularly limited.
【0045】本発明の金属表面処理組成物は金属材料全
般に適用可能であるが、亜鉛系めっき鋼板に適用した場
合に、顕著な効果を発揮することができる。亜鉛系めっ
き鋼板は、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛−ニッケルめ
っき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−アルミ(Zn−
Al)溶融めっき鋼板などであり、亜鉛系のめっきが施
された鋼板であれば特に制限されることはない。The metal surface treatment composition of the present invention can be applied to metal materials in general, but when applied to galvanized steel sheets, a remarkable effect can be exhibited. Galvanized steel sheets are electro-galvanized steel sheets, electro-galvanized nickel-plated steel sheets, hot-dip galvanized steel sheets, zinc-aluminum (Zn-
Al) Hot-dip coated steel sheet and the like are not particularly limited as long as they are zinc-plated steel sheets.
【0046】本発明の金属表面処理組成物を、例えば、
亜鉛系めっき鋼板に適用し、該鋼板の上に、皮膜を形成
するには、該組成物を、亜鉛系めっき鋼板の表面に、塗
布し、リンガーロールで押圧し、乾燥して、皮膜を形成
・硬化させる方法が一般的である。該組成物を金属材料
に塗布するには、ロールコート、スプレー塗装、刷毛塗
り、浸漬塗装、カーテンフローなどの方法を用いる。The metal surface treatment composition of the present invention is, for example,
To apply the composition to a galvanized steel sheet and form a film on the steel sheet, apply the composition to the surface of a galvanized steel sheet, press with a ringer roll, and dry to form a film. -The method of curing is common. To apply the composition to a metal material, a method such as roll coating, spray coating, brush coating, dip coating, curtain flow, or the like is used.
【0047】皮膜の膜厚は0.1〜3.0μmであるの
が好ましく、より好ましいのは0.5〜1.5μmであ
る。0.1μm未満であると、皮膜がめっき層を被覆し
きれず、耐食性が劣化する。逆に、3.0μmを超える
と、プレス成形後の外観が白色化や曲げ部に塗膜クラッ
クが発生する問題がある。The thickness of the coating is preferably from 0.1 to 3.0 μm, more preferably from 0.5 to 1.5 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the coating cannot completely cover the plating layer, and the corrosion resistance deteriorates. Conversely, if the thickness exceeds 3.0 μm, there is a problem that the appearance after press molding is whitened and a coating film crack occurs in a bent portion.
【0048】[0048]
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳しく説明
する。 [実施例1〜33、35〜38:比較例34、39]下
記金属材料A〜Iに、下記の水溶性有機樹脂A〜E、多
価フェノールカルボン酸F〜G、金属イオン(パターン
A〜F)、酸A〜D、有機酸A〜C、水分散性有機樹脂
A〜D、カップリング剤A〜Cおよび水性媒体を、第1
表に記載した割合で混合して得られた表面処理剤組成物
をロールコート塗布し、15秒で金属材料温度が170
℃となるように加熱して乾燥・硬化させて、所定の膜厚
の皮膜を形成させ、試験片を作製した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. [Examples 1-33, 35-38: Comparative Examples 34, 39] The following metal materials AI were replaced by the following water-soluble organic resins AE, polyhydric phenolcarboxylic acids FG, metal ions (patterns AE). F), acids A to D, organic acids A to C, water-dispersible organic resins A to D, coupling agents A to C, and an aqueous medium
The surface treating agent composition obtained by mixing at the ratios shown in the table was roll-coated, and the metal material temperature was 170 in 15 seconds.
The film was heated and dried and cured at a temperature of ℃ to form a film having a predetermined thickness, thereby preparing a test piece.
【0049】金属材料A〜I: 板A: 電気亜鉛めっき鋼板(板厚:1.0mm、Z
n:20g/m2 ) 板B: 電気亜鉛−ニッケルめっき鋼板(板厚:1.0
mm、Zn−Ni:20g/m2 、Ni:12重量%) 板C: 電気亜鉛−ニッケルめっき陽極酸化処理鋼板
(黒化処理鋼板、板厚:1.0mm、Zn−Ni:10
g/m2 、Ni:12重量%) 板D: 溶融亜鉛めっき鋼板(板厚:1.0mm、Z
n:60g/m2 ) 板E: 合金化溶融亜鉛めっき鋼板(板厚:1.0m
m、Zn:60g/m2、Fe:10重量%) 板F: 亜鉛−アルミニウム鋼板(“ガルファン”、板
厚:1.0mm、60g/m2 、Al:5重量%) 板G: 亜鉛−アルミニウム鋼板(“ガルバリウム”、
板厚:1.0mm、60g/m2 、Al:55重量%) 板H: 冷延鋼板(板厚:0.7mm) 板I: アルミニウム板(板厚:1.0mm)Metal materials A to I: Sheet A: Electrogalvanized steel sheet (sheet thickness: 1.0 mm, Z
n: 20 g / m 2 ) Sheet B: Electric zinc-nickel plated steel sheet (sheet thickness: 1.0
mm, Zn-Ni: 20 g / m 2 , Ni: 12% by weight) Plate C: Electrolytic zinc-nickel plated anodized steel plate (blackened steel plate, thickness: 1.0 mm, Zn-Ni: 10)
g / m 2 , Ni: 12% by weight) Sheet D: hot-dip galvanized steel sheet (sheet thickness: 1.0 mm, Z
n: 60 g / m 2 ) Sheet E: alloyed hot-dip galvanized steel sheet (sheet thickness: 1.0 m)
m, Zn: 60 g / m 2 , Fe: 10 wt%) Plate F: zinc-aluminum steel plate (“Galphan”, plate thickness: 1.0 mm, 60 g / m 2 , Al: 5 wt%) Plate G: zinc- Aluminum steel sheet ("Galvalume",
Sheet thickness: 1.0 mm, 60 g / m 2 , Al: 55% by weight) Sheet H: Cold rolled steel sheet (sheet thickness: 0.7 mm) Sheet I: aluminum sheet (sheet thickness: 1.0 mm)
【0050】水溶性有機樹脂A〜E:樹脂A〜Eの数値
は共重合体の重合単位の重量比率である。 樹脂A: アクリル酸/マレイン酸=90/10(分子
量2万) 樹脂B: アクリル酸/イタコン酸=70/30(分子
量1.5万) 樹脂C: メタアクリル酸/イタコン酸=60/40
(分子量2.5万) 樹脂D: メタアクリル酸ブチル/アクリル酸/2HB
A=20/40/40(分子量:3万) 2HBAはアクリル酸2−ヒドロキシブチルである。 樹脂E: スチレン/メタアクリル酸ブチル/アクリル
酸=40/30/30(分子量:3万)Water-soluble organic resins A to E: The numerical values of the resins A to E are the weight ratio of the polymerized units of the copolymer. Resin A: acrylic acid / maleic acid = 90/10 (molecular weight 20,000) Resin B: acrylic acid / itaconic acid = 70/30 (molecular weight 15,000) Resin C: methacrylic acid / itaconic acid = 60/40
(Molecular weight 25,000) Resin D: butyl methacrylate / acrylic acid / 2HB
A = 20/40/40 (molecular weight: 30,000) 2HBA is 2-hydroxybutyl acrylate. Resin E: styrene / butyl methacrylate / acrylic acid = 40/30/30 (molecular weight: 30,000)
【0051】多価フェノールカルボン酸F〜G: 樹脂F: 水溶性有機樹脂A/タンニン酸=95/5 樹脂G: 水溶性有機樹脂A/没食子酸=90/10Polyhydric phenol carboxylic acids FG: resin F: water-soluble organic resin A / tannic acid = 95/5 resin G: water-soluble organic resin A / gallic acid = 90/10
【0052】金属イオンA〜F:パターンの数値は金属
イオンの重量比率である。 パターンA: Al3+/Mn2+/Mg2+/Men+=1/
1/1/0 パターンB: Al3+/Mn2+/Mg2+/Men+=1/
1/1/1(Men+=Zn2+) パターンC: Al3+/Mn2+/Mg2+/Men+=1/
1/1/2(Men+=Ca2+) パターンD: Al3+/Mn2+/Mg2+/Me1 n+/M
e2 n+=2/1/1/2/1(Me1 n+=Cu2+,Me
2 n+=Sr2+) パターンE: Al3+/Mn2+/Mg2+/Men+=1/
0/0/0 パターンF: Al3+/Mn2+/Mg2+/Men+=2/
1/0/0Metal ions A to F: Numerical values of patterns are weight ratios of metal ions. Pattern A: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Men + = 1 /
1/1/0 Pattern B: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Men + = 1 /
1/1/1 (Me n + = Zn 2+ ) Pattern C: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Men + = 1 /
1/2 (Me n + = Ca 2+ ) Pattern D: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Me 1 n + / M
e 2 n + = 2/1/1/2/1 (Me 1 n + = Cu 2+ , Me
2 n + = Sr 2+) Pattern E: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Me n + = 1 /
0/0/0 Pattern F: Al 3+ / Mn 2+ / Mg 2+ / Men + = 2 /
1/0/0
【0053】酸A〜D: 酸A: リン酸 酸B: 酢酸 酸C: 硝酸 酸D: フッ酸Acids A to D: Acid A: phosphoric acid Acid B: acetic acid C: nitric acid D: hydrofluoric acid
【0054】有機酸A〜C: 有機酸A: トリカルバリル酸 有機酸B: クエン酸 有機酸C: コハク酸Organic acids A to C: Organic acids A: Tricarballylic acid Organic acids B: Citric acid Organic acids C: Succinic acid
【0055】水分散性有機樹脂A〜B: エマルジョンA: アクリルエマルジョン(固形分40
重量%) エマルジョンB: ポリエステルエマルジョン(固形分
40重量%) エマルジョンC: ウレタン−エポキシエマルジョン
(固形分40重量%)Water-dispersible organic resins AB: Emulsion A: Acrylic emulsion (solid content 40)
Emulsion B: Polyester emulsion (solid content 40% by weight) Emulsion C: Urethane-epoxy emulsion (solid content 40% by weight)
【0056】シランカップリング剤A〜C: シランA: γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン(“KBM403”:信越化学工業社製) シランB: γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン(“KBM402”:信越化学工業社製) シランC: γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン(“KBM603”:信越化学工業社製)Silane coupling agents A to C: Silane A: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (“KBM403”: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Silane B: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (“KBM402” : Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Silane C: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane ("KBM603": Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
【0057】各試験片について下記の特性(平面部耐食
性、色調変化、光沢値、ブロッキング性、塗料安定性、
耐曲げ性および耐傷つき性)を下記の試験方法に従って
評価した。 <平板部耐食性>試験片を50mm×100mmの大き
さに剪断後、端面部をシールし、塩水噴霧試験(JIS
Z−2371)を行い、48時間後の白錆発生面積率
を、下記の評価基準に従って評価した。結果を第2表に
示した。 ◎: 5%以下 ○: 5%超 10%以下 △: 10%超 20%以下 ×: 20%超The following characteristics (corrosion resistance of flat area, change in color tone, gloss value, blocking property, paint stability,
(Bending resistance and scratch resistance) were evaluated according to the following test methods. <Flat plate corrosion resistance> After shearing a test piece to a size of 50 mm x 100 mm, the end face was sealed, and a salt spray test (JIS)
Z-2371), and the area ratio of white rust after 48 hours was evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2. ◎: 5% or less ○: More than 5% 10% or less △: More than 10% 20% or less ×: More than 20%
【0058】<色調変化>鋼板表面に、表面処理剤組成
物を塗布する前後の色調(L*)の変化(ΔL*)を分
光式色差計(“SQ2000”:日本電色社製)を用い
て測定し、下記の評価基準に従って評価した。結果を第
2表に示した。 ◎: ΔL*が5未満 △: ΔL*が5以上 10未満 ×: ΔL*が10以上<Change in Color Tone> The change in color tone (L *) (ΔL *) before and after applying the surface treatment agent composition to the surface of the steel sheet was measured using a spectral color difference meter (“SQ2000”: manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). And evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2. ◎: ΔL * is less than 5 Δ: ΔL * is 5 or more and less than 10 ×: ΔL * is 10 or more
【0059】<光沢値>鋼板表面に表面処理剤組成物を
塗布後の光沢(G値)を分光式色差計(“SQ200
0”:日本電色社製)を用いて測定し、下記の評価基準
に従って評価した。結果を第2表に示した。 ◎: 光沢低下なし 1未満 あるいは 光沢値上昇 △: 光沢低下が1以上 5未満 ×: 光沢低下が5以上<Gloss Value> The gloss (G value) after the surface treatment agent composition was applied to the steel sheet surface was measured using a spectral colorimeter (“SQ200”).
0 ": manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.) and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.: no gloss reduction less than 1 or gloss value increase △: gloss reduction of 1 or more Less than 5 ×: Gloss reduction of 5 or more
【0060】<ブロッキング性>皮膜面同士を内側にし
て重ね合わせた2枚の試験片を、2.94×105 N・
mのトルクで締めつけた状態で、40℃の恒温槽に6時
間浸漬した。試験片を剥がし、剥がした際の粘着状況に
より耐ブロッキング性を3段階評価した。結果を第2表
に示した。 ◎: 粘着なし(試験片の自重により剥離) △: 若干粘着あり(試験片の自重により剥離しない
が、容易に引き剥がし可能) ×: 粘着あり(剥離困難)<Blocking property> Two test pieces superposed with the coating surfaces inside were 2.94 × 10 5 N ·
While tightened with a torque of m, the sample was immersed in a thermostat at 40 ° C. for 6 hours. The test piece was peeled off, and the anti-blocking property was evaluated on a three-point scale according to the state of adhesion at the time of peeling. The results are shown in Table 2. ◎: No sticking (peeled off by the weight of the test piece) △: Slightly sticky (not peeled off by the weight of the test piece, but easily peelable) ×: Sticky (difficult to peel)
【0061】<処理剤組成物安定性>表面処理剤組成物
を40℃に24時間放置した後、該組成物温度を室温と
し、前記の方法で試験片を作製し、色調変化の項に記載
したと同様な方法で、経時劣化後の色調変化を評価し
た。結果を第2表に示した。 ◎: 色調変化なし(ΔL*が0) △: 若干色調変化あり(ΔL*が2以下) ×: 色調変化あり(ΔL*が2超)<Stability of treatment composition> After the surface treatment composition was left at 40 ° C. for 24 hours, the temperature of the composition was set to room temperature, and a test piece was prepared by the above-described method. In the same manner as described above, the change in color tone after aging was evaluated. The results are shown in Table 2. ◎: No color change (ΔL * is 0) Δ: Slight color change (ΔL * is 2 or less) ×: Color change (ΔL * exceeds 2)
【0062】<耐傷つき性>試験片(20mm×200
mm)について、荷重9.8MPa、摺動速度20mm
/秒、摺動温度25℃の条件で摺動試験を行い、実体顕
微鏡(倍率:10倍)で観察した。結果を第2表に示し
た。 ◎: 傷つきなし(幅方向で傷つき面積5%未満) △: 傷つき多め(幅方向で傷つき面積5%以上 20
%未満) ×: 傷つき多い(幅方向で傷つき面積20%以上)<Scratch resistance> Test piece (20 mm × 200
mm), a load of 9.8 MPa and a sliding speed of 20 mm
A sliding test was performed under the conditions of a sliding temperature of 25 ° C./sec and a stereoscopic microscope (magnification: 10 ×). The results are shown in Table 2. :: No damage (scratch area less than 5% in width direction) △: More damage (scratch area in width direction 5% or more 20)
%) ×: Many scratches (20% or more of scratches in the width direction)
【0063】<耐指紋性>試験片にワセリンを塗布前後
の色調(L値、a値、b値)の変化を分光式色差計
(“SQ2000”:日本電色社製)を用いて測定し、
下記式で示される△Eで評価した。結果を第2表に示し
た。 ◎: △Eが1以下 ○: △Eが1超 2以下 △: △Eが2超 3以下 ×: △Eが3超<Fingerprint Resistance> The change in color tone (L value, a value, b value) before and after application of petrolatum to the test piece was measured using a spectral colorimeter (“SQ2000”: manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). ,
It was evaluated by ΔE represented by the following equation. The results are shown in Table 2. ◎: ΔE is 1 or less ○: ΔE is more than 1 2 or less Δ: ΔE is more than 2 3 or less ×: ΔE is more than 3
【0064】[0064]
【数1】 (Equation 1)
【0065】<耐曲げ性>試験片を100mm×20m
mに剪断後、OT曲げを実施し、曲げ部を実体顕微鏡
(倍率20倍)で観察し、皮膜のクラックの有無につい
て評価した。結果を第2表に示した。 ◎: クラックなし △: クラック若干あり(幅方向でクラック面積20%
未満) ×: クラック発生大(幅方向でクラック面積20%以
上)<Bending Resistance> A test piece was 100 mm × 20 m.
After shearing to m, OT bending was performed, the bent portion was observed with a stereoscopic microscope (magnification: 20 times), and the presence or absence of cracks in the film was evaluated. The results are shown in Table 2. ◎: No cracks △: Some cracks (crack area 20% in width direction)
×): Large crack occurrence (crack area 20% or more in width direction)
【0066】[0066]
【表1】 [Table 1]
【0067】[0067]
【表2】 [Table 2]
【0068】[0068]
【表3】 [Table 3]
【0069】[0069]
【表4】 [Table 4]
【0070】[0070]
【表5】 [Table 5]
【0071】[0071]
【表6】 [Table 6]
【0072】[0072]
【発明の効果】本発明の金属表面処理組成物はクロムを
含有しない、いわゆる無公害のノンクロメート処理剤で
あり、塗料安定性に優れ、これで表面処理した亜鉛系め
っき鋼板に代表される金属材料は、特に耐食性と色調変
化、光沢低下防止、耐傷つき性、耐指紋性、ブロッキン
グ性、耐曲げ性に優れている。The metal surface treatment composition of the present invention is a so-called non-polluting non-chromate treatment agent which does not contain chromium, has excellent paint stability, and is typified by zinc-coated steel sheet surface-treated with this. The material is particularly excellent in corrosion resistance, color tone change, gloss reduction prevention, scratch resistance, fingerprint resistance, blocking property, and bending resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海野 茂 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4D075 CA02 CA33 DA06 DB02 DB05 EA06 EB01 EC45 4K026 AA02 AA07 AA09 AA12 AA13 AA22 BA01 BA03 BB01 BB08 BB10 CA16 CA18 CA26 CA28 CA32 CA37 CA38 CA39 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Umino 1-term Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba F-term in Technical Research Institute, Kawasaki Steel Co., Ltd. 4D075 CA02 CA33 DA06 DB02 DB05 EA06 EB01 EC45 4K026 AA02 AA07 AA09 AA12 AA13 AA22 BA01 BA03 BB01 BB08 BB10 CA16 CA18 CA26 CA28 CA32 CA37 CA38 CA39
Claims (8)
脂、(c)水分散性有機樹脂、(d)酸および(e)水
性媒体からなる金属表面処理組成物において、(c)/
[(a)+(b)+(c)+(d)]が50〜98重量
%であることを特徴とする金属表面処理組成物。1. A metal surface treatment composition comprising (a) a metal ion, (b) a water-soluble organic resin, (c) a water-dispersible organic resin, (d) an acid and (e) an aqueous medium, wherein (c) /
A metal surface treatment composition wherein [(a) + (b) + (c) + (d)] is 50 to 98% by weight.
イオンまたはMnイオンであることを特徴とする請求項
1に記載の金属表面処理組成物。2. The method according to claim 2, wherein (a) the metal ion is Al ion, Mg
The metal surface treatment composition according to claim 1, which is an ion or a Mn ion.
ル基含有単量体の重合体の少なくとも1種および/また
はカルボキシル基含有単量体とその他の重合性単量体と
の共重合体の少なくとも1種であることを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の金属表面処理組成物。(3) The water-soluble organic resin (b) is a copolymer of at least one carboxyl group-containing monomer polymer and / or a carboxyl group-containing monomer and another polymerizable monomer. The metal surface treatment composition according to claim 1, wherein the composition is at least one of the following.
フッ酸からなる群より選ばれる少なくとも1種であるこ
とを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
金属表面処理組成物。4. The metal according to claim 1, wherein the acid (d) is at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid. Surface treatment composition.
ルカルボン酸を含むことを特徴とする請求項3または請
求項4に記載の金属表面処理組成物。5. The metal surface treatment composition according to claim 3, wherein the metal surface treatment composition contains a polyhydric phenol carboxylic acid.
イオンとしてZn,Co,Ti,Sn,Ni,Fe,Z
r,Sr,Y,Nb,Cu,Ca,VおよびBaからな
る群から選ばれる少なくとも1種の金属のイオンを含む
ことを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載
の金属表面処理組成物。6. In addition to the three kinds of metal ions, Zn, Co, Ti, Sn, Ni, Fe, Z
The metal surface according to any one of claims 2 to 5, comprising at least one metal ion selected from the group consisting of r, Sr, Y, Nb, Cu, Ca, V and Ba. Treatment composition.
属に配位可能である有機酸を含むことを特徴とする請求
項4〜請求項6のいずれかに記載の金属表面処理組成
物。7. The metal surface according to claim 4, further comprising an organic acid capable of coordinating to a divalent or higher valent metal, in addition to said four kinds of acids. Treatment composition.
プリング剤を含有することを特徴とする金属表面処理組
成物。8. The metal surface treatment composition according to claim 1, wherein said metal surface treatment composition further comprises a coupling agent.
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JP2008510603A (en) * | 2004-08-24 | 2008-04-10 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Method for passivating metal surface using itaconic acid homopolymer or copolymer |
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