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JP7077121B2 - Repairable plating base material - Google Patents

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JP7077121B2
JP7077121B2 JP2018086310A JP2018086310A JP7077121B2 JP 7077121 B2 JP7077121 B2 JP 7077121B2 JP 2018086310 A JP2018086310 A JP 2018086310A JP 2018086310 A JP2018086310 A JP 2018086310A JP 7077121 B2 JP7077121 B2 JP 7077121B2
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将人 綿引
暁 玉置
直也 照沼
貴和 山根
愛梨 本延
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NOF METAL COATINGS ASIA PACIFIC CO., LTD.
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NOF METAL COATINGS ASIA PACIFIC CO., LTD.
Mazda Motor Corp
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Description

本発明は、修復性めっき基材に関する。 The present invention relates to a restorable plating substrate.

自動車部品としては、鋼板の表面に亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき鋼板が一般的に使用されている。亜鉛めっき層に含まれる亜鉛は、鋼板に含まれる鉄よりも高いイオン化傾向を示す。このため、亜鉛めっき層に引っかき傷(スクラッチ)が形成されて鋼板が露出したとき、亜鉛めっき層は亜鉛が溶出する犠牲防食性能および当該溶出した亜鉛が露出鋼板の表面に皮膜を形成する保護皮膜形成能を有し、自己修復を行い、耐食性を発揮する。しかしながら、従来の亜鉛めっき鋼板は十分な耐食性を発揮できなかった。 As an automobile part, a galvanized steel sheet having a zinc-plated layer formed on the surface of the steel sheet is generally used. Zinc contained in the galvanized layer shows a higher ionization tendency than iron contained in the steel sheet. Therefore, when the steel sheet is exposed due to scratches formed on the zinc-plated layer, the zinc-plated layer has sacrificial anticorrosion performance in which zinc is eluted and a protective film in which the eluted zinc forms a film on the surface of the exposed steel sheet. It has the ability to form, self-repairs, and exhibits corrosion resistance. However, the conventional galvanized steel sheet could not exhibit sufficient corrosion resistance.

そこで、特許文献1には、金属基体表面に設けられる防食被膜であって、導電性微粒子からなる下地部と、導電性高分子からなる表面部とを有する防食被膜が報告されている。しかしながら、このような技術においても、やはり十分な耐食性が発揮されるとは言えないのが現状である。 Therefore, Patent Document 1 reports an anticorrosion coating provided on the surface of a metal substrate, which has a base portion made of conductive fine particles and a surface portion made of a conductive polymer. However, even with such a technique, it cannot be said that sufficient corrosion resistance is exhibited at present.

また、特許文献2には、硫酸亜鉛、リン酸二水素ナトリウムおよびアミノトリス(メチレンホスホン酸)を含む修復剤が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a repair agent containing zinc sulfate, sodium dihydrogen phosphate and aminotris (methylenephosphonic acid).

特開2010-174273号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-174273 特開2018-28115号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-28115

本発明の発明者等は、めっき層表面に1つのポリマー層を形成し、当該ポリマー層に特許文献2の修復剤を含有させても、十分な耐食性は得られないという新たな問題を見出した。 The inventors of the present invention have found a new problem that sufficient corrosion resistance cannot be obtained even if one polymer layer is formed on the surface of the plating layer and the polymer layer contains the repair agent of Patent Document 2. ..

本発明は、より十分な耐食性を示す修復性めっき基材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a repairable plating base material that exhibits more sufficient corrosion resistance.

本発明は、
金属基材の表面に、該金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Aを含有するめっき層、および該めっき層の上に形成された2層以上のポリマー層を有し、該2層以上のポリマー層がリン酸化合物、ホスホン酸化合物および前記金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物を含む修復性めっき基材であって、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、前記2層以上のポリマー層のうち、前記リン酸化合物または前記ホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは異なるポリマー層に含まれている、修復性めっき基材、
に関する。
The present invention
The surface of the metal substrate has a plating layer containing a metal A having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal substrate, and two or more polymer layers formed on the plating layer. A repairable plating base material in which two or more polymer layers contain a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and a compound containing a metal B having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal base material.
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in a polymer layer different from the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound or the phosphonic acid compound among the two or more polymer layers. , Repairable plating base material,
Regarding.

本発明の修復性めっき基材は、より一層、十分な耐食性を示す。詳しくは本発明の修復性めっき基材は、実使用環境下で金属基材に達する引っかき傷(スクラッチ)が形成されても、犠牲防食性能および保護皮膜形成能により一層、優れているため、より一層、良好な自己修復性を有し、より十分な耐食性を発揮する。
本発明の修復性めっき基材は、金属基材としてハイテン材料(高張力鋼板)を用いた場合に特に有用である。
The repairable plating substrate of the present invention further exhibits sufficient corrosion resistance. More specifically, the repairable plating base material of the present invention is more excellent in sacrificial anticorrosion performance and protective film forming ability even if scratches that reach the metal base material are formed in an actual use environment. Further, it has good self-repairing property and exhibits more sufficient corrosion resistance.
The repairable plating base material of the present invention is particularly useful when a high-tensile material (high-strength steel plate) is used as the metal base material.

本発明の修復性めっき基材に使用可能なめっき基材の一例の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of an example of a plating base material that can be used for the repairable plating base material of the present invention is shown. 本発明の第1実施態様に係る修復性めっき基材の概略断面図を示す。The schematic cross-sectional view of the repairable plating base material which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1実施態様に係る修復性めっき基材に欠陥(引っかき傷)が形成され、保護皮膜が形成される態様の一例を説明するための修復性めっき基材の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the repairable plating base material for explaining an example of an embodiment in which a defect (scratch) is formed in the repairable plating base material according to the first embodiment of the present invention and a protective film is formed is shown. 本発明の第2実施態様に係る修復性めっき基材の概略断面図を示す。The schematic cross-sectional view of the repairable plating base material which concerns on 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第2実施態様に係る修復性めっき基材に欠陥(引っかき傷)が形成され、保護皮膜が形成される態様の一例を説明するための修復性めっき基材の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the repairable plating base material for explaining an example of an embodiment in which a defect (scratch) is formed in the repairable plating base material according to the second embodiment of the present invention and a protective film is formed is shown. 実施例1で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Example 1 is shown. 実施例2で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Example 2 is shown. 比較例1で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Comparative Example 1 is shown. 比較例2で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Comparative Example 2 is shown. 参考例1で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Reference Example 1 is shown. 実施例3で作製された試験片の概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view of the test piece produced in Example 3 is shown. 本発明の修復剤を評価するための装置の概略構成図を示す。The schematic block diagram of the apparatus for evaluating the restoration agent of this invention is shown. 実施例で作製された試験片の浸漬時間-分極抵抗の関係を表すグラフを示す。The graph which shows the relationship of the immersion time-polarization resistance of the test piece prepared in an Example is shown. 実施例で作製された試験片の浸漬時間-分極抵抗の関係を表すグラフを示す。The graph which shows the relationship of the immersion time-polarization resistance of the test piece prepared in an Example is shown. 実施例1および実施例3で作製された試験片を用いたときの保護皮膜の形成メカニズムの相違を説明するための概略断面図を示す。A schematic cross-sectional view for explaining the difference in the formation mechanism of the protective film when the test pieces prepared in Example 1 and Example 3 are used is shown. 実施例1の試験片における浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を示す。A scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel plate in the scratched portion after the immersion time of 48 hours in the test piece of Example 1 is shown. 図11AにおけるFe元素のマッピング像である。It is a mapping image of Fe element in FIG. 11A. 図11AにおけるZn元素のマッピング像である。It is a mapping image of the Zn element in FIG. 11A. 図11AにおけるP元素のマッピング像である。It is a mapping image of P element in FIG. 11A. 図11AにおけるO元素のマッピング像である。It is a mapping image of O element in FIG. 11A. 図11AにおけるN元素のマッピング像である。It is a mapping image of N element in FIG. 11A. 図11Aにおける白線による囲み部分の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the part surrounded by a white line in FIG. 11A. 図11Bにおける白線による囲み部分の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the part surrounded by a white line in FIG. 11B. 図11Eにおける白線による囲み部分の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the part surrounded by a white line in FIG. 11E. 図11Cにおける白線による囲み部分の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the part surrounded by a white line in FIG. 11C. 図11Dにおける白線による囲み部分の拡大写真である。It is an enlarged photograph of the part surrounded by a white line in FIG. 11D. 実施例1の試験片における浸漬時間3時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を示す。A scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel plate in the scratched portion after the immersion time of 3 hours in the test piece of Example 1 is shown. 図12AにおけるFe元素のマッピング像である。It is a mapping image of Fe element in FIG. 12A. 図12AにおけるZn元素のマッピング像である。It is a mapping image of the Zn element in FIG. 12A. 図12AにおけるO元素のマッピング像である。It is a mapping image of O element in FIG. 12A. 図12AにおけるP元素のマッピング像である。It is a mapping image of the P element in FIG. 12A. 図12AにおけるN元素のマッピング像である。It is a mapping image of N element in FIG. 12A. 参考例1の試験片における浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を示す。A scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel plate in the scratched portion after the immersion time of 48 hours in the test piece of Reference Example 1 is shown. 図13AにおけるFe元素のマッピング像である。It is a mapping image of Fe element in FIG. 13A. 図13AにおけるZn元素のマッピング像である。It is a mapping image of the Zn element in FIG. 13A. 図13AにおけるO元素のマッピング像である。It is a mapping image of O element in FIG. 13A. 図13AにおけるP元素のマッピング像である。It is a mapping image of P element in FIG. 13A. 図13AにおけるN元素のマッピング像である。It is a mapping image of N element in FIG. 13A. 実施例3の試験片における浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を示す。A scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel plate in the scratched portion after the immersion time of 48 hours in the test piece of Example 3 is shown. 図14AにおけるFe元素のマッピング像である。It is a mapping image of Fe element in FIG. 14A. 図14AにおけるZn元素のマッピング像である。It is a mapping image of the Zn element in FIG. 14A. 図14AにおけるO元素のマッピング像である。It is a mapping image of O element in FIG. 14A. 図14AにおけるP元素のマッピング像である。It is a mapping image of P element in FIG. 14A. 実施例1等で作製された試験片における48時間後の分極抵抗の誤差範囲(エラーバー)を表すグラフを示す。The graph which shows the error range (error bar) of the polarization resistance after 48 hours in the test piece prepared in Example 1 etc. is shown.

[修復性めっき基材]
本発明の修復性めっき基材は、めっき基材のめっき層の上に形成されたポリマー層を有する。本発明の修復性めっき基材は、ポリマー層に修復剤を含むため、ポリマー層表面から金属基材に達する欠陥が形成されたとき、欠陥の内側表面、特に露出した金属基材の表面に保護皮膜を形成し、修復性(特に自己修復性)を有するようになる。以下、本発明を、図面を用いて詳しく説明するが、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観および寸法比などは実物と異なり得る。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”、“左右方向”および“表裏方向”はそれぞれ、図中における上下方向、左右方向および表裏方向に対応した方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材または同じ意味内容を示すものとする。
[Repairable plating base material]
The repairable plating substrate of the present invention has a polymer layer formed on the plating layer of the plating substrate. Since the repairable plating substrate of the present invention contains a repair agent in the polymer layer, it protects the inner surface of the defect, particularly the surface of the exposed metal substrate, when a defect reaching the metal substrate from the surface of the polymer layer is formed. It forms a film and becomes repairable (particularly self-repairing). Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but various elements in the drawings are merely schematically and exemplified for the purpose of understanding the present invention, and the appearance, dimensional ratio, etc. are different from the actual ones. obtain. The "vertical direction", "left-right direction", and "front-back direction" used directly or indirectly in the present specification correspond to the directions corresponding to the vertical direction, the left-right direction, and the front-back direction in the figure, respectively. Unless otherwise specified, the same sign or symbol shall indicate the same member or the same meaning.

(めっき基材)
めっき基材10は、図1Aに示すように、金属基材1および当該金属基材表面に形成されためっき層2を有する。金属基材1は、金属を含むあらゆる基材であってよく、通常、鉄を含み、所望により、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄等を含んでもよい。金属基材において、炭素の含有量は1重量%以下、特に0.8重量%以下であり、ケイ素、マンガン、リン、硫黄等の含有量はそれぞれ0.5重量%以下、特に0.3重量%以下であり、残部が鉄である。
(Plating base material)
As shown in FIG. 1A, the plating base material 10 has a metal base material 1 and a plating layer 2 formed on the surface of the metal base material. The metal base material 1 may be any base material containing a metal, and usually contains iron, and may optionally contain carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, and the like. In the metal substrate, the carbon content is 1% by weight or less, particularly 0.8% by weight or less, and the content of silicon, manganese, phosphorus, sulfur, etc. is 0.5% by weight or less, particularly 0.3% by weight, respectively. % Or less, and the rest is iron.

金属基材1としては、自動車部品の分野においては、鋼板が好ましく、より好ましくはいわゆる炭素鋼板、特に高張力鋼板(ハイテン材料)である。 As the metal base material 1, in the field of automobile parts, a steel plate is preferable, and a so-called carbon steel plate, particularly a high-strength steel plate (high-tensile material), is more preferable.

めっき層2は、金属基材1を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属を主成分として含有する。めっき層の主成分として含有される当該イオン化傾向が高い金属を、以下、「イオン化傾向が高い金属A」ということがある。金属基材1が鋼板である場合、金属基材1を構成する金属とは鉄のことである。鉄よりもイオン化傾向が高い金属として、例えば、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよびジルコニウムからなる群から選択される1種以上の金属が挙げられる。好ましくは亜鉛である。このようなめっき層2に含有されるイオン化傾向が高い金属Aは通常、イオンの形態で、後で詳述する保護皮膜の形成に寄与する。 The plating layer 2 contains a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal base material 1 as a main component. The metal having a high ionization tendency contained as a main component of the plating layer may be hereinafter referred to as "metal A having a high ionization tendency". When the metal base material 1 is a steel plate, the metal constituting the metal base material 1 is iron. Metals with a higher ionization tendency than iron include, for example, one or more metals selected from the group consisting of zinc, aluminum, magnesium and zirconium. Zinc is preferred. The metal A having a high ionization tendency contained in such a plating layer 2 usually contributes to the formation of a protective film described in detail later in the form of ions.

めっき層2は、金属基材1の露出表面での保護皮膜の形成の観点から、亜鉛めっき層であることが好ましい。亜鉛めっき層とは、亜鉛を含むめっき層のことであり、好ましくは亜鉛合金層である。 The plating layer 2 is preferably a zinc plating layer from the viewpoint of forming a protective film on the exposed surface of the metal base material 1. The zinc plating layer is a plating layer containing zinc, and is preferably a zinc alloy layer.

めっき層2の形成方法としては、あらゆるめっき法を採用してもよく、例えば、いわゆる電気めっき法、無電解めっき法および溶融めっき法等の湿式めっき法;ならびにいわゆる真空めっき法(物理気相成長法(PVD法))、化学蒸着法(CVD法)および衝撃めっき法等の乾式めっき法が挙げられる。好ましくは乾式めっき法、特に衝撃めっき法である。衝撃めっき法は、中心部(例えば鉄核)の外殻部にめっき層の構成金属粒子を有する複合粒子を被処理物(金属基材1)に投射することにより、めっき層(皮膜)を形成する方法である。図1Aにおいて、めっき層2が衝撃めっき法により形成され、めっき層2の内部において構成金属粒子の界面および間隙が存在するめっき基材の概略断面図が示されているが、めっき層は他の方法により形成されて、構成金属粒子の界面および間隙が存在しない形態を有していてもよい。 As a method for forming the plating layer 2, any plating method may be adopted, for example, a wet plating method such as a so-called electroplating method, an electroless plating method and a hot-dip plating method; and a so-called vacuum plating method (physical vapor deposition). A dry plating method such as a method (PVD method)), a chemical vapor deposition method (CVD method), and an impact plating method can be mentioned. A dry plating method, particularly an impact plating method, is preferable. In the impact plating method, a plating layer (coating) is formed by projecting composite particles having metal particles constituting the plating layer on the outer shell portion of the central portion (for example, an iron core) onto an object to be treated (metal substrate 1). How to do it. FIG. 1A shows a schematic cross-sectional view of a plating substrate in which the plating layer 2 is formed by an impact plating method and an interface and gaps of constituent metal particles are present inside the plating layer 2, but the plating layer is another It may be formed by the method and have a form in which the interface and the gap of the constituent metal particles do not exist.

めっき層2の厚みは特に限定されず、例えば、1μm以上であってもよく、通常は1~50μm、特に1~10μmである。 The thickness of the plating layer 2 is not particularly limited, and may be, for example, 1 μm or more, usually 1 to 50 μm, and particularly 1 to 10 μm.

(修復剤)
修復剤はリン酸化合物、ホスホン酸化合物および金属基材1を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属を含有する化合物(以下、化合物Bということがある)を含む。修復剤とは、金属基材の露出表面に保護皮膜を形成する薬剤のことである。
(Repair agent)
The repair agent contains a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and a compound containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal substrate 1 (hereinafter, may be referred to as compound B). The repair agent is an agent that forms a protective film on the exposed surface of the metal substrate.

リン酸化合物は、リン酸(HPO)およびリン酸塩からなる群から選択される1種以上の無機系リン酸化合物である。保護皮膜の形成の観点から好ましくはリン酸塩である。リン酸塩とは、第1リン酸イオン(HPO )、第2リン酸イオン(HPO 2-)または第3リン酸イオン(PO 3-)等のリン酸イオンと、陽イオンとの塩のことである。保護皮膜の形成の観点から好ましいリン酸イオンは第1リン酸イオン、第2リン酸イオンであり、より好ましくは第1リン酸イオンである。陽イオンは、1価金属イオン、2価金属イオン、3価金属イオンおよびアンモニウムイオンからなる群から選択される1種以上のイオンである。好ましくは1価金属イオンおよびアンモニウムイオンである。1価金属イオンを構成する金属としてはアルカリ金属(例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム)が挙げられ、好ましくはナトリウム、カリウムである。2価金属イオンを構成する金属としてはアルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム)およびマンガンが挙げられ、好ましくはカルシウム、バリウムおよびマンガンである。3価金属イオンを構成する金属としては、例えば、クロム、アルミニウムが挙げられ、好ましくはクロムである。 The phosphoric acid compound is one or more inorganic phosphoric acid compounds selected from the group consisting of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and phosphate. Phosphate is preferable from the viewpoint of forming a protective film. Phosphate is a phosphate ion such as a first phosphate ion (H 2 PO 4- ) , a second phosphate ion (HPO 4-2 ) or a third phosphate ion (PO 4-3- ), and a positivity . It is a salt with ions. From the viewpoint of forming the protective film, the preferred phosphate ion is a first phosphate ion, a second phosphate ion, and more preferably a first phosphate ion. Cations are one or more ions selected from the group consisting of monovalent metal ions, divalent metal ions, trivalent metal ions and ammonium ions. It is preferably a monovalent metal ion and an ammonium ion. Examples of the metal constituting the monovalent metal ion include alkali metals (for example, sodium, potassium and lithium), and sodium and potassium are preferable. Examples of the metal constituting the divalent metal ion include alkaline earth metals (for example, magnesium, calcium, strontium, barium) and manganese, preferably calcium, barium and manganese. Examples of the metal constituting the trivalent metal ion include chromium and aluminum, and chromium is preferable.

保護皮膜の形成の観点から好ましいリン酸化合物の具体例として、例えば、リン酸(HPO)、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素バリウム、リン酸二水素マンガン、リン酸二水素リチウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素バリウム、リン酸水素マンガン(II)、リン酸クロム(III)、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、および縮合リン酸化合物が挙げられる。縮合リン酸化合物は、例えば、トリポリリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、亜リン酸等の陰イオンと陽イオンからなる化合物であり、当該陽イオンは、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび両性金属イオン(亜鉛イオン、アルミニウムイオン)から選択される。 Specific examples of the phosphoric acid compound preferable from the viewpoint of forming a protective film include phosphoric acid (H 3 PO 4 ), sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, and calcium dihydrogen phosphate. , Barium dihydrogen phosphate, Manganese dihydrogen phosphate, Lithium dihydrogen phosphate, Sodium ammonium hydrogen phosphate, Diammonium hydrogen phosphate, Dipotassium hydrogen phosphate, Disodium hydrogen phosphate, Barium hydrogen phosphate, Phosphoric acid Examples include manganese hydrogen (II), chromium (III) phosphate, tripotassium phosphate, trisodium phosphate, and condensed phosphate compounds. The condensed phosphoric acid compound is, for example, a compound composed of anions and cations such as tripolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, and phosphite, and the cations are, for example, alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and the like. It is selected from amphoteric metal ions (zinc ion, aluminum ion).

保護皮膜の形成の観点からより好ましいリン酸化合物としては、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、縮合リン酸化合物が挙げられる。好ましい縮合リン酸化合物の具体例として、例えば、トリポリリン酸二水素アルミニウム、トリポリリン酸カルシウム、トリポリリン酸亜鉛、トリポリリン酸ナトリウム、メタリン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、亜リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛等が挙げられる。 More preferable phosphoric acid compounds from the viewpoint of forming a protective film include sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, sodium ammonium hydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate. , Disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, condensed phosphoric acid compounds. Specific examples of preferred condensed phosphate compounds include, for example, aluminum dihydrogen tripolyphosphate, calcium tripolyphosphate, zinc tripolyphosphate, sodium tripolyphosphate, calcium metaphosphate, calcium metaphosphate, calcium pyrophosphate, calcium pyrophosphate, aluminum phosphite, zinc phosphite. And so on.

リン酸化合物は市販品として容易に入手可能である。リン酸化合物として2種以上の化合物を使用してもよい。 Phosphoric acid compounds are readily available as commercial products. Two or more kinds of compounds may be used as a phosphoric acid compound.

ホスホン酸化合物は、保護皮膜の金属基材1への吸着に寄与する非共有電子対を有する原子を含有するものであれば特に限定されず、例えば、窒素含有ホスホン酸化合物およびその塩からなる群から選択される1種以上の有機系ホスホン酸化合物である。有機系ホスホン酸化合物とは有機基およびホスホノ基を有する化合物という意味である。有機基としては、アルキレン基が挙げられ、特に炭素原子数1~3のアルキレン基が好ましい。ホスホノ基は-P(=O)(OH)で表され、塩形態を有していてもよい。ホスホノ基が塩形態を有するとは、ホスホノ基の水酸基における水素イオンが遊離して、金属イオン等に置換されてもよいという意味である。金属イオンとして、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンが挙げられる。 The phosphonic acid compound is not particularly limited as long as it contains an atom having an unshared electron pair that contributes to the adsorption of the protective film on the metal substrate 1, and is, for example, a group consisting of a nitrogen-containing phosphonic acid compound and a salt thereof. One or more organic phosphonic acid compounds selected from. The organic phosphonic acid compound means a compound having an organic group and a phosphono group. Examples of the organic group include an alkylene group, and an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferable. The phosphono group is represented by −P (= O) (OH) 2 and may have a salt form. The fact that the phosphono group has a salt form means that the hydrogen ion at the hydroxyl group of the phosphono group may be liberated and replaced with a metal ion or the like. Examples of the metal ion include sodium ion, potassium ion, and calcium ion.

窒素含有ホスホン酸化合物としては、窒素原子およびホスホノ基を含有する有機化合物であれば特に限定されず、例えば、アミノトリス(メチレンホスホン酸)(ATMP)(構造式:N[CHPO(OH))、アミノトリス(エチレンホスホン酸)(構造式:N[CHCHPO(OH))、およびこれらの金属塩等のホスホノ基含有アミンが挙げられる。金属塩は、当該化合物が1分子中、2個以上の水酸基を有する場合、一部の水酸基における水素イオンが金属イオンに置換されたものであってもよいし、または全ての水酸基における水素イオンが金属イオンに置換されたものであってもよい。 The nitrogen-containing phosphonic acid compound is not particularly limited as long as it is an organic compound containing a nitrogen atom and a phosphono group, and is, for example, aminotris (methylenephosphonic acid) (ATMP) (structural formula: N [CH 2 PO (OH)). 2 ] 3 ), aminotris (ethylenephosphonic acid) (structural formula: N [CH 2 CH 2 PO (OH) 2 ] 3 ), and phosphono group-containing amines such as metal salts thereof. When the compound has two or more hydroxyl groups in one molecule, the metal salt may be one in which hydrogen ions in some hydroxyl groups are replaced with metal ions, or hydrogen ions in all the hydroxyl groups are present. It may be substituted with a metal ion.

ホスホン酸化合物は市販品として容易に入手可能である。ホスホン酸化合物として2種以上の化合物を使用してもよい。 Phosphonic compounds are readily available as commercial products. Two or more kinds of compounds may be used as a phosphonic acid compound.

リン酸化合物およびホスホン酸化合物は通常、10/90~90/10の重量割合(リン酸化合物/ホスホン酸化合物)で含まれ、保護皮膜の形成の観点から好ましくは20/80~80/20、より好ましくは40/60~80/20、さらに好ましくは45/55~65/35の重量割合で含まれる。リン酸化合物として2種以上の化合物を使用する場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。ホスホン酸化合物として2種以上の化合物を使用する場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。 The phosphoric acid compound and the phosphoric acid compound are usually contained in a weight ratio of 10/90 to 90/10 (phosphoric acid compound / phosphoric acid compound), and are preferably 20/80 to 80/20 from the viewpoint of forming a protective film. It is more preferably contained in a weight ratio of 40/60 to 80/20, more preferably 45/55 to 65/35. When two or more kinds of compounds are used as the phosphoric acid compound, the total amount thereof may be within the above range. When two or more kinds of compounds are used as the phosphonic acid compound, the total amount thereof may be within the above range.

化合物Bは、金属基材1を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属を含有する化合物である。本明細書中、修復剤に含まれるこのような化合物Bに含有されるイオン化傾向が高い金属を、前記めっき層に含まれるイオン化傾向が高い金属Aと区別して、「イオン化傾向が高い金属B」ということがある。このようなイオン化傾向が高い金属Bも、イオンの形態で、保護皮膜の形成に寄与する。イオン化傾向が高い金属Bは、前記したイオン化傾向が高い金属Aと同様の範囲内の金属から選択されればよく、好ましくはイオン化傾向が高い金属Aと同種の金属である。 Compound B is a compound containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal substrate 1. In the present specification, the metal having a high ionization tendency contained in such compound B contained in the repair agent is distinguished from the metal A having a high ionization tendency contained in the plating layer, and is referred to as "metal B having a high ionization tendency". There is that. Such a metal B having a high ionization tendency also contributes to the formation of a protective film in the form of ions. The metal B having a high ionization tendency may be selected from the metals within the same range as the metal A having a high ionization tendency described above, and is preferably a metal of the same type as the metal A having a high ionization tendency.

イオン化傾向が高い金属Bは、水中において当該金属がイオンの形態で存在できる限り特に限定されず、例えば、亜鉛、鉄、マグネシウム、コバルト、ニッケル、クロム、銀、ジルコニウム、アルミニウム等が挙げられる。水中での錯体の形成の観点、特にATMPとの錯体の形成の観点から、これらの金属のうち、2価~4価(望ましくは2価および4価)の金属、特に亜鉛、鉄、ニッケル、ジルコニウムが好ましく、亜鉛がより好ましい。イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、水中において当該金属がイオンの形態で存在できる限り特に限定されない。イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物の好ましい具体例として、例えば、硫酸亜鉛、硫酸鉄、硫酸ニッケル、硫酸ジルコニウム、硝酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等が挙げられる。 The metal B having a high ionization tendency is not particularly limited as long as the metal can exist in the form of ions in water, and examples thereof include zinc, iron, magnesium, cobalt, nickel, chromium, silver, zirconium, and aluminum. Among these metals, divalent to tetravalent (preferably divalent and tetravalent) metals, particularly zinc, iron, nickel, among these metals, from the viewpoint of forming a complex in water, particularly from the viewpoint of forming a complex with ATMP, Zirconium is preferred, zinc is more preferred. The compound containing the metal B having a high ionization tendency is not particularly limited as long as the metal can exist in the form of ions in water. Preferred specific examples of the compound containing the metal B having a high ionization tendency include zinc sulfate, iron sulfate, nickel sulfate, zinc sulfate, zinc nitrate, aluminum sulfate, aluminum nitrate, magnesium sulfate, magnesium nitrate and the like.

イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物Bは、リン酸化合物とホスホン酸化合物との合計量100重量部に対して10~400重量部で含有されることが好ましく、保護皮膜の形成促進の観点から、特に好ましくは30~300重量部、より好ましくは80~300重量部、さらに好ましくは80~200重量部、最も好ましくは110~150重量部で含有される。イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物Bは2種以上の化合物を使用してもよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。 The compound B containing the metal B having a high ionization tendency is preferably contained in an amount of 10 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound, from the viewpoint of promoting the formation of the protective film. Therefore, it is particularly preferably contained in an amount of 30 to 300 parts by weight, more preferably 80 to 300 parts by weight, still more preferably 80 to 200 parts by weight, and most preferably 110 to 150 parts by weight. As the compound B containing the metal B having a high ionization tendency, two or more kinds of compounds may be used, and in that case, the total amount thereof may be within the above range.

修復剤がリン酸化合物、ホスホン酸化合物および化合物Bを組み合わせて含有することにより、欠陥の形成により露出した金属基材表面に、非導電性および密着性に優れた保護皮膜を形成することができ、耐食性がより十分に向上する。リン酸化合物の代わりに、硝酸化合物、炭酸化合物、炭酸水素化合物、クロム酸化合物、ケイ酸化合物、フッ化金属、金属酸化物等の化合物を用いても、またはホスホン酸化合物の代わりに、芳香族または脂肪族カルボン酸または有機アミンを用いても、保護皮膜は形成されないか、または形成されたとしても、保護皮膜の非導電性または密着性の少なくとも一方が低下するため、十分な耐食性は得られない。また修復剤が化合物Bを含有しないと、保護皮膜は十分に形成されないため、十分な耐食性は得られない。本明細書中、非導電性とは、体積抵抗率が1012Ω・cm以上である絶縁性のことである。 By containing the repair agent in combination with the phosphoric acid compound, the phosphonic acid compound and the compound B, it is possible to form a protective film having excellent non-conductivity and adhesion on the surface of the metal substrate exposed by the formation of defects. , Corrosion resistance is improved more sufficiently. Fragrant compounds such as nitrate compounds, carbonate compounds, hydrogen carbonate compounds, chromium acid compounds, silicic acid compounds, metal fluorides, metal oxides, etc. may be used instead of phosphoric acid compounds, or instead of phosphonic acid compounds. Alternatively, even if an aliphatic carboxylic acid or an organic amine is used, the protective film is not formed, or even if it is formed, at least one of the non-conductiveness and the adhesiveness of the protective film is reduced, so that sufficient corrosion resistance can be obtained. do not have. Further, if the repair agent does not contain the compound B, the protective film is not sufficiently formed, so that sufficient corrosion resistance cannot be obtained. In the present specification, the non-conductive means the insulating property having a volume resistivity of 10 12 Ω · cm or more.

本発明においては、イオン化傾向が高い金属AおよびB、リン酸化合物およびホスホン酸化合物が露出した金属基材の表面に保護皮膜を形成する。すなわち、保護皮膜の形成時において、リン酸化合物のリン酸イオンは、めっき層に含まれる前記イオン化傾向が高い金属Aのイオンおよび化合物Bに含まれるイオン化傾向が高い金属Bのイオンとの反応(例えば、下記概略反応式(I))により、皮膜の主要骨格成分として非導電性化合物を生成する。他方、ホスホン酸化合物は、前記イオン化傾向が高い金属AおよびBのイオンと錯体を形成するとともに(例えば、下記概略反応式(II))、ホスホン酸化合物部分に含まれる窒素原子がその非共有電子対により、金属基材表面との吸着作用を発揮する。しかも、ホスホン酸化合物錯体の存在により、皮膜の非晶質化が促進され、皮膜の金属基材表面に対する柔軟性および密着性が向上する。これらの結果、非導電性および密着性に優れた保護皮膜が形成され、耐食性がより十分に向上するものと考えられる。なお、以下の概略反応式は保護皮膜の形成に係わる主要な物質に由来する生成物の形成を概略的に示すものの一例である。 In the present invention, a protective film is formed on the surface of a metal substrate on which metals A and B, which have a high ionization tendency, a phosphoric acid compound, and a phosphonic acid compound are exposed. That is, at the time of forming the protective film, the phosphate ion of the phosphoric acid compound reacts with the ion of the metal A having a high ionization tendency contained in the plating layer and the ion of the metal B having a high ionization tendency contained in the compound B ( For example, a non-conductive compound is produced as a main skeleton component of a film by the following schematic reaction formula (I). On the other hand, the phosphonic acid compound forms a complex with the ions of the metals A and B having a high ionization tendency (for example, the following schematic reaction formula (II)), and the nitrogen atom contained in the phosphonic acid compound portion is an unshared electron thereof. By pairing, it exerts an adsorption action with the surface of the metal base material. Moreover, the presence of the phosphonic acid compound complex promotes the amorphization of the film and improves the flexibility and adhesion of the film to the surface of the metal substrate. As a result, it is considered that a protective film having excellent non-conductivity and adhesiveness is formed, and the corrosion resistance is further improved. The following schematic reaction equation is an example of a schematic representation of the formation of a product derived from a major substance involved in the formation of a protective film.

Figure 0007077121000001
Figure 0007077121000001

本明細書中、耐食性とは、腐食に抵抗する特性のことであり、特に欠陥が形成されて金属基材が露出しても、腐食に対して十分に抵抗し得る特性のことである。耐食性は自己修復性を包含する概念で用いるものとする。自己修復性とは、欠陥の形成により金属基材が露出しても、当該露出した金属基材の表面に保護皮膜が形成されることにより、欠陥を修復するような挙動を示す特性のことである。 In the present specification, the corrosion resistance is a property that resists corrosion, and is a property that can sufficiently resist corrosion even if a defect is formed and a metal substrate is exposed. Corrosion resistance shall be used in a concept that includes self-repairing properties. Self-healing property is a property that even if the metal substrate is exposed due to the formation of defects, the protective film is formed on the surface of the exposed metal substrate to repair the defects. be.

修復剤はナノファイバを必ずしも含まなくてもよいが、含むことが好ましい。ナノファイバは直径がナノオーダーの繊維のことである。このようなナノファイバを修復剤に含有させることにより、修復性めっき基材が、より一層、十分な耐食性を示すようになる。修復剤がナノファイバを含有することにより、修復性めっき基材がより一層、十分な耐食性を示すようになるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下の原理・原則に基づくものと考えられる。ナノファイバが含有されると、リン酸化合物、ホスホン酸化合物、および化合物B(以下、リン酸化合物等ということがある)等の成分は、ナノファイバの表面を伝って移動するようになる。このため、欠陥(傷)が形成されると、これらの成分の、後述するポリマー層内での移動が促進され、当該層からの滲出が促進される。その結果として、傷部における金属基材の露出表面に保護皮膜(修復皮膜)がより効果的に形成され、十分な耐食性を示すようになるものと考えられる。 The repair agent does not necessarily contain nanofibers, but is preferably contained. Nanofibers are fibers with diameters on the order of nano-order. By including such nanofibers in the repair agent, the repairable plating base material becomes more and more sufficiently corrosion resistant. The details of the mechanism by which the repairable plating substrate exhibits sufficient corrosion resistance due to the inclusion of nanofibers in the repair agent are not clear, but it is considered to be based on the following principles. When the nanofiber is contained, components such as a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and compound B (hereinafter, may be referred to as a phosphoric acid compound) move along the surface of the nanofiber. Therefore, when defects (scratches) are formed, the movement of these components in the polymer layer, which will be described later, is promoted, and the exudation from the layer is promoted. As a result, it is considered that a protective film (repair film) is more effectively formed on the exposed surface of the metal base material in the scratched portion, and sufficient corrosion resistance is exhibited.

ナノファイバは、直径がナノオーダーを有する限り、その構成材料は特に限定されない。ナノファイバの具体例として、例えば、セルロースナノファイバ、キトサンナノファイバ、ゼラチンナノファイバ等の天然高分子ナノファイバ;ポリオレフィンナノファイバ、ポリアミドナノファイバ、ポリフッ化ビニリデンナノファイバ、アクリル系ナノファイバ、エポキシ系ナノファイバ、ポリウレタンナノファイバ、ポリイミドナノファイバ等の合成高分子ナノファイバ;およびカーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ等が挙げられる。リン酸化合物等の滲出のさらなる促進の観点から、好ましいナノファイバは天然高分子ナノファイバ、特にセルロースナノファイバである。セルロースナノファイバは植物から得られる植物繊維をナノサイズまで細かくほぐすことによって得られる繊維であり、プラスチックの分野でいわゆる補強用繊維として知られているものが使用可能である。 The constituent materials of the nanofibers are not particularly limited as long as the diameter has a nanoorder. Specific examples of nanofibers include natural polymer nanofibers such as cellulose nanofibers, chitosan nanofibers, and gelatin nanofibers; polyolefin nanofibers, polyamide nanofibers, polyvinylidene fluoride nanofibers, acrylic nanofibers, and epoxy nanofibers. Synthetic polymer nanofibers such as fibers, polyurethane nanofibers and polyimide nanofibers; and carbon nanofibers, carbon nanotubes and the like can be mentioned. From the viewpoint of further promoting the exudation of phosphoric acid compounds and the like, preferable nanofibers are natural polymer nanofibers, particularly cellulose nanofibers. Cellulose nanofibers are fibers obtained by finely loosening plant fibers obtained from plants to nanosize, and those known as so-called reinforcing fibers in the field of plastics can be used.

ナノファイバの平均繊維径は通常、1nm以上1000nm以下であり、リン酸化合物等の滲出促進の観点から、好ましくは1~500nm、より好ましくは10~400nm、さらに好ましくは100~300nmである。 The average fiber diameter of the nanofibers is usually 1 nm or more and 1000 nm or less, and is preferably 1 to 500 nm, more preferably 10 to 400 nm, and further preferably 100 to 300 nm from the viewpoint of promoting exudation of phosphoric acid compounds and the like.

ナノファイバの平均繊維長は通常、10~1000μmであり、リン酸化合物等の滲出促進の観点から、好ましくは50~800μm、より好ましくは100~500μm、さらに好ましくは200~400μmである。 The average fiber length of the nanofibers is usually 10 to 1000 μm, preferably 50 to 800 μm, more preferably 100 to 500 μm, still more preferably 200 to 400 μm from the viewpoint of promoting exudation of phosphoric acid compounds and the like.

ナノファイバの平均繊維径および平均繊維長は顕微鏡写真(SEM)から測定された任意の200本の値の平均値を用いている。 For the average fiber diameter and average fiber length of the nanofibers, the average value of any 200 values measured from micrographs (SEM) is used.

修復剤がナノファイバを含む場合、ナノファイバは、リン酸化合物とホスホン酸化合物との合計量100重量部に対して1~200重量部で含有されることが好ましく、リン酸化合物等の滲出促進の観点から、特に好ましくは5~100重量部、より好ましくは10~80重量部、さらに好ましくは10~60重量部、最も好ましくは20~40重量部で含有される。ナノファイバは2種以上の化合物を使用してもよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。 When the repair agent contains nanofibers, the nanofibers are preferably contained in an amount of 1 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the phosphoric acid compound and the phosphoric acid compound, and promote leaching of the phosphoric acid compound and the like. From the above viewpoint, it is particularly preferably contained in an amount of 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 80 parts by weight, still more preferably 10 to 60 parts by weight, and most preferably 20 to 40 parts by weight. Two or more kinds of compounds may be used for the nanofibers, in which case the total amount thereof may be within the above range.

(ポリマー層)
ポリマー層は2層以上の多層型構造を有し、修復剤を含む。例えば、ポリマー層が2層構造を有する場合、図1Bに示すように、めっき層2の上に、第1ポリマー層41および第2ポリマー層42が順次形成(または積層)され、結果として当該2層構造のポリマー層は、めっき層2の上に積層された第1ポリマー層41および当該第1ポリマー層41に積層された第2ポリマー層42を含む。また例えば、ポリマー層が3層構造を有する場合、図1Dに示すように、めっき層2の上に、第1ポリマー層41、第2ポリマー層42および第3ポリマー層43が順次(または積層)形成され、結果として当該3層構造のポリマー層は、めっき層2の上に積層された第1ポリマー層41、当該第1ポリマー層41に積層された第2ポリマー層42、および当該第2ポリマー層42に積層された第3ポリマー層43を含む。本明細書中、各ポリマー層は、修復剤を構成するリン酸化合物、ホスホン酸化合物、ナノファイバおよび化合物Bの成分のうち、少なくとも1成分を含む。従って、各ポリマー層は、保護皮膜の形成に寄与する観点から、修復性ポリマー層とも呼ばれ得る。
(Polymer layer)
The polymer layer has a multi-layered structure of two or more layers and contains a repair agent. For example, when the polymer layer has a two-layer structure, as shown in FIG. 1B, the first polymer layer 41 and the second polymer layer 42 are sequentially formed (or laminated) on the plating layer 2, and as a result, the 2nd polymer layer is formed. The polymer layer having a layered structure includes a first polymer layer 41 laminated on the plating layer 2 and a second polymer layer 42 laminated on the first polymer layer 41. Further, for example, when the polymer layer has a three-layer structure, as shown in FIG. 1D, the first polymer layer 41, the second polymer layer 42, and the third polymer layer 43 are sequentially (or laminated) on the plating layer 2. As a result, the polymer layer having the three-layer structure is the first polymer layer 41 laminated on the plating layer 2, the second polymer layer 42 laminated on the first polymer layer 41, and the second polymer. The third polymer layer 43 laminated on the layer 42 is included. In the present specification, each polymer layer contains at least one component among the components of the phosphoric acid compound, the phosphonic acid compound, the nanofiber and the compound B constituting the repair agent. Therefore, each polymer layer can also be referred to as a repairable polymer layer from the viewpoint of contributing to the formation of the protective film.

ポリマー層を構成する2層以上のポリマー層は相互にその組成が異なる。組成が異なるとは、ポリマー層に含まれる修復剤の成分の種類および量、ならびにポリマー層を構成するポリマーの種類からなる群から選択される少なくとも1つが異なるという意味である。当該2層以上のポリマー層は通常、含まれる修復剤の成分の種類が相互に異なる。 The composition of two or more polymer layers constituting the polymer layer is different from each other. The difference in composition means that at least one selected from the group consisting of the types and amounts of the components of the repair agent contained in the polymer layer and the types of the polymers constituting the polymer layer is different. The two or more polymer layers usually contain different types of repair agent components from each other.

本発明においては、化合物Bは、2層以上のポリマー層のうち、リン酸化合物またはホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは異なるポリマー層に含まれている。詳しくは、化合物Bは、リン酸化合物もホスホン酸化合物も含まれていないポリマー層に含まれている。より詳しくは、化合物Bは、リン酸化合物またはホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは分離されて隣接する別のポリマー層に含まれている。分離とは、2つのポリマー層間の界面を隔てたポリマー層の存在形態のことである。本発明においては、化合物Bを、リン酸化合物もホスホン酸化合物も含まれていないポリマー層に含ませることにより、修復性めっき基材がより一層、十分な耐食性を示すようになる。そのメカニズムの詳細は明らかではないが、以下の原理・原則に基づくものと考えられる。化合物Bが1つのポリマー層内にリン酸化合物および/またはホスホン酸化合物とともに含有されると、当該ポリマー層内において前記反応(I)および/または(II)が起こり、生成物が生じるため、各成分の層外への滲出および放出が妨げられる。そこで、化合物Bを、リン酸化合物および/またはホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは異なるポリマー層に含有させた場合、層内での前記反応(I)および/または(II)が抑制されるため、図1Cおよび図1Eに示すような金属基材1に達する欠陥13が形成されると、各成分が層外へ円滑に滲出および放出される。その結果として、傷部における金属基材の露出表面に保護皮膜(修復皮膜)14がより効果的に形成され、より一層、十分な耐食性を示すようになるものと考えられる。各ポリマー層から滲出した各成分の金属基材1の露出表面への移動は、欠陥13に付着する水分(例えば雨水)により達成されてもよいし、空気中の水分により達成されてもよいし、または欠陥13が形成された修復性めっき基材を水中に浸漬することにより達成されてもよい。化合物Bを、リン酸化合物および/またはホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層に含有させると、当該ポリマー層内において前記反応(I)および/または(II)が起こり、生成物が生じるため、各成分の層外への滲出および放出が妨げられ、当該修復性めっき基材は十分な耐食性を示さない。 In the present invention, the compound B is contained in a polymer layer having two or more layers, which is different from the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound. Specifically, compound B is contained in a polymer layer containing neither a phosphoric acid compound nor a phosphonic acid compound. More specifically, compound B is contained in another polymer layer adjacent to the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound. Separation is the form of existence of a polymer layer that separates the interface between two polymer layers. In the present invention, by including the compound B in the polymer layer containing neither the phosphoric acid compound nor the phosphonic acid compound, the repairable plating base material becomes more sufficiently corrosion resistant. The details of the mechanism are not clear, but it is considered to be based on the following principles. When compound B is contained in one polymer layer together with a phosphoric acid compound and / or a phosphonic acid compound, the reaction (I) and / or (II) occurs in the polymer layer, and a product is produced. The exudation and release of the component out of the layer is hindered. Therefore, when compound B is contained in a polymer layer different from the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound and / or the phosphoric acid compound, the reaction (I) and / or (II) in the layer occurs. In order to be suppressed, when the defect 13 reaching the metal substrate 1 as shown in FIGS. 1C and 1E is formed, each component is smoothly exuded and released out of the layer. As a result, it is considered that the protective film (repair film) 14 is more effectively formed on the exposed surface of the metal base material in the scratched portion, and further exhibits sufficient corrosion resistance. The movement of each component exuded from each polymer layer to the exposed surface of the metal substrate 1 may be achieved by the moisture adhering to the defect 13 (for example, rainwater) or by the moisture in the air. , Or by immersing the repairable plating substrate on which the defect 13 is formed in water. When compound B is contained in a polymer layer containing at least one of a phosphoric acid compound and / or a phosphonic acid compound, the reaction (I) and / or (II) occurs in the polymer layer, and a product is produced. , The exudation and release of each component to the outside of the layer is hindered, and the repairable plating substrate does not exhibit sufficient corrosion resistance.

本発明の修復性めっき基材において、保護皮膜14は金属基材1の露出表面に選択的に形成される。これは、特定の理論に拘束されることを意図するわけではないが、以下の理由によるものと考えられる。
(1)金属基材1は初期に腐食電位(負)を有するため、イオン化傾向が高い金属AおよびBが正イオンとして金属基材1の露出表面に静電気的に引き寄せられると、保護皮膜の他の構成材料も静電気的に当該正イオンに引き寄せられる。
(2)引き寄せられたイオンは金属基材1の表面に吸着した後に、相互に結合し、皮膜を形成する。これらは2次元、あるいは3次元膜を形成すると同時に、金属基材1の表面に強く吸着あるいは結合し、密着性の高い皮膜となる。
In the repairable plating substrate of the present invention, the protective film 14 is selectively formed on the exposed surface of the metal substrate 1. This is not intended to be bound by any particular theory, but may be due to the following reasons:
(1) Since the metal base material 1 has a corrosion potential (negative) at the initial stage, when the metals A and B, which have a high ionization tendency, are electrostatically attracted to the exposed surface of the metal base material 1 as positive ions, in addition to the protective film. The constituent material of is also electrostatically attracted to the positive ion.
(2) The attracted ions are adsorbed on the surface of the metal substrate 1 and then bonded to each other to form a film. These form a two-dimensional or three-dimensional film, and at the same time, they are strongly adsorbed or bonded to the surface of the metal substrate 1 to form a film having high adhesion.

保護皮膜14が金属基材1の露出表面に形成されていることは、当該表面のSEM写真によっても、または当該表面にある皮膜のXRD(X線回折法)による分析によっても、容易に確認することができる。 The fact that the protective film 14 is formed on the exposed surface of the metal substrate 1 can be easily confirmed by an SEM photograph of the surface or by an analysis of the film on the surface by XRD (X-ray diffraction method). be able to.

本明細書中、欠陥13はポリマー層の表面から金属基材1に達する深さを有するものであり、引っかき傷(スクラッチ)ともいう。 In the present specification, the defect 13 has a depth reaching the metal base material 1 from the surface of the polymer layer, and is also referred to as a scratch.

本発明におけるポリマー層構成の具体例として以下の構成例が挙げられる。なお、以下の表記において、ポリマー層が2層型の場合、左側に記載の成分が第1実施態様41に含まれる成分であり、右側に記載の成分が第2ポリマー層42に含まれる成分である。ポリマー層が3層型の場合、左側に記載の成分が第1実施態様41に含まれる成分であり、中央に記載の成分が第2ポリマー層42に含まれる成分であり、右側に記載の成分が第3ポリマー層43に含まれる成分である。 Specific examples of the polymer layer configuration in the present invention include the following configuration examples. In the following notation, when the polymer layer is a two-layer type, the component described on the left side is a component contained in the first embodiment 41, and the component described on the right side is a component contained in the second polymer layer 42. be. When the polymer layer is a three-layer type, the component described on the left side is the component contained in the first embodiment 41, the component described in the center is the component contained in the second polymer layer 42, and the component described on the right side. Is a component contained in the third polymer layer 43.

2層型:第1ポリマー層41/第2ポリマー層42
構成例A1=化合物B/リン酸化合物+ホスホン酸化合物
構成例A2=リン酸化合物+ホスホン酸化合物/化合物B
2-layer type: 1st polymer layer 41 / 2nd polymer layer 42
Constituent Example A1 = Compound B / Phosphoric acid compound + Phosphoric acid compound Constituent example A2 = Phosphoric acid compound + Phosphoric acid compound / Compound B

3層型:第1ポリマー層41/第2ポリマー層42/第3ポリマー層43
構成例B1=化合物B/ホスホン酸化合物/リン酸化合物
構成例B2=化合物B/リン酸化合物/ホスホン酸化合物
構成例B3=ホスホン酸化合物/化合物B/リン酸化合物
構成例B4=ホスホン酸化合物/リン酸化合物/化合物B
構成例B5=リン酸化合物/化合物B/ホスホン酸化合物
構成例B6=リン酸化合物/ホスホン酸化合物/化合物B
3-layer type: 1st polymer layer 41 / 2nd polymer layer 42 / 3rd polymer layer 43
Constituent Example B1 = Compound B / Phosphoric acid compound / Phosphoric acid compound Constituent example B2 = Compound B / Phosphoric acid compound / Phosphoric acid compound Constituent example B3 = Phosphoric acid compound / Compound B / Phosphoric acid compound Constituent example B4 = Phosphoric acid compound / Phosphoric acid compound / compound B
Configuration Example B5 = Phosphoric Acid Compound / Compound B / Phosphoric Acid Compound Configuration Example B6 = Phosphoric Acid Compound / Phosphoric Acid Compound / Compound B

本発明においては、例えば、めっき層2の上に第1ポリマー層41および第2ポリマー層42が順次、形成される場合、構成例A1およびA2のように、化合物Bは第1ポリマー層41および第2ポリマー層42のうち一方のポリマー層に含まれており、かつ、リン酸化合物およびホスホン酸化合物は、他方のポリマー層に含まれている。このとき、修復性めっき基材の耐食性のさらなる向上の観点から、構成例A1のように、化合物Bは第1ポリマー層41に含まれており、かつリン酸化合物およびホスホン酸化合物は第2ポリマー層に含まれていることが好ましい。 In the present invention, for example, when the first polymer layer 41 and the second polymer layer 42 are sequentially formed on the plating layer 2, the compound B is the first polymer layer 41 and the compound B as in the constituent examples A1 and A2. It is contained in one of the polymer layers of the second polymer layer 42, and the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are contained in the other polymer layer. At this time, from the viewpoint of further improving the corrosion resistance of the repairable plating substrate, the compound B is contained in the first polymer layer 41 and the phosphoric acid compound and the phosphoric acid compound are the second polymer as in the configuration example A1. It is preferably contained in the layer.

また例えば、めっき層2の上に3層のポリマー層(符号41~43)が形成される場合、構成例B1~B6のように、化合物Bは、当該3層のポリマー層のうち、いずれか1層のポリマー層に含まれており、かつ、リン酸化合物およびホスホン酸化合物はそれぞれ、化合物Bを含むポリマー層以外の2層のポリマー層のうち、相互に異なるポリマー層に含まれている。めっき層2の上に第1ポリマー層41、第2ポリマー層42および第3ポリマー層43が順次、形成される場合、修復性めっき基材の耐食性のさらなる向上の観点から、構成例B1およびB2のように、化合物Bは前記第1ポリマー層41に含まれており、リン酸化合物は、第2ポリマー層42または第3ポリマー層43の一方のポリマー層に含まれており、かつホスホン酸化合物は、他方のポリマー層に含まれていることが好ましい。修復性めっき基材の耐食性のさらなる向上の観点から、より好ましくは、構成例B1のように、化合物Bは前記第1ポリマー層41に含まれており、リン酸化合物は第3ポリマー層43に含まれており、ホスホン酸化合物は第2ポリマー層42に含まれている。 Further, for example, when three polymer layers (reference numerals 41 to 43) are formed on the plating layer 2, the compound B is one of the three polymer layers as in the constituent examples B1 to B6. It is contained in one polymer layer, and the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are contained in different polymer layers from the two polymer layers other than the polymer layer containing compound B, respectively. When the first polymer layer 41, the second polymer layer 42, and the third polymer layer 43 are sequentially formed on the plating layer 2, the constituent examples B1 and B2 are formed from the viewpoint of further improving the corrosion resistance of the repairable plating base material. As described above, the compound B is contained in the first polymer layer 41, the phosphoric acid compound is contained in one of the second polymer layer 42 and the third polymer layer 43, and the phosphonic acid compound is contained. Is preferably contained in the other polymer layer. From the viewpoint of further improving the corrosion resistance of the repairable plating substrate, compound B is more preferably contained in the first polymer layer 41 and the phosphoric acid compound is contained in the third polymer layer 43 as in the configuration example B1. It is contained and the phosphonic acid compound is contained in the second polymer layer 42.

上記の各構成例では、全てのポリマー層にナノファイバが含まれていないが、各成分のより一層、円滑な滲出の観点からは、ナノファイバは修復剤の他の成分が含まれるポリマー層に含まれることが好ましい。他の成分とは、リン酸化合物、ホスホン酸化合物および化合物Bのうち少なくとも1種の成分のことである。詳しくは、ナノファイバは、各成分の滲出のさらなる促進の観点から、リン酸化合物、ホスホン酸化合物および化合物Bからなる群から選択される1種以上の成分を含むポリマー層に含まれていることが好ましく、より好ましくは当該群から選択される1種以上の成分を含む全てのポリマー層に含まれている。 In each of the above configuration examples, all the polymer layers do not contain nanofibers, but from the viewpoint of smoother exudation of each component, the nanofibers are included in the polymer layer containing other components of the repair agent. It is preferably contained. The other component is a component of at least one of a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and compound B. Specifically, the nanofibers are contained in a polymer layer containing one or more components selected from the group consisting of phosphoric acid compounds, phosphonic acid compounds and compound B, from the viewpoint of further promoting the exudation of each component. Is preferable, and more preferably, it is contained in all polymer layers containing one or more components selected from the group.

各ポリマー層(例えば、第1ポリマー層41、第2ポリマー層42および第3ポリマー層43)を構成するポリマーは修復剤成分を埋包できる限り特に限定されず、例えば、硬化ポリマーまたは熱可塑性ポリマーであってもよい。硬化ポリマーは通常、基体樹脂と架橋剤(または硬化剤)から構成される。基体樹脂は通常、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基、シラノール基、アルコキシシリル基のような架橋性官能基を有する樹脂である。基体樹脂の具体例として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコン含有樹脂などが挙げられる。架橋剤は、基体樹脂に応じて選択される。架橋剤の具体例として、例えば、メラミン樹脂、アミノ(尿素)樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、カルボキシル基含有化合物、酸無水物基含有化合物、アルコキシシリル基含有化合物、ポリアミドアミンなどが挙げられる。第1ポリマー層41、第2ポリマー層42および第3ポリマー層43を構成するポリマーは、それぞれ独立して、上記ポリマーから選択されてよいが、各層からの成分の滲出速度を合わせて、保護皮膜をより一層、十分に形成する観点から、同種のポリマーであることが好ましい。 The polymer constituting each polymer layer (for example, the first polymer layer 41, the second polymer layer 42, and the third polymer layer 43) is not particularly limited as long as it can embed the repair agent component, and is, for example, a cured polymer or a thermoplastic polymer. May be. The cured polymer is usually composed of a substrate resin and a cross-linking agent (or curing agent). The substrate resin is usually a resin having a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group, an epoxy group, a carboxyl group, a silanol group, and an alkoxysilyl group. Specific examples of the substrate resin include epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, fluororesin, urethane resin, silicon-containing resin and the like. The cross-linking agent is selected according to the substrate resin. Specific examples of the cross-linking agent include, for example, melamine resin, amino (urea) resin, polyisocyanate compound, blocked polyisocyanate compound, epoxy compound, carboxyl group-containing compound, acid anhydride group-containing compound, alkoxysilyl group-containing compound, and polyamide amine. And so on. The polymers constituting the first polymer layer 41, the second polymer layer 42 and the third polymer layer 43 may be independently selected from the above polymers, but the protective film may be selected according to the exudation rate of the components from each layer. From the viewpoint of further and sufficiently forming the polymer, the same kind of polymer is preferable.

各ポリマー層(例えば、第1ポリマー層41、第2ポリマー層42および第3ポリマー層43)は、例えば、所望の修復剤成分と、ポリマーまたはその前駆体とを混合して得られたコート液をコートすることにより製造することができる。ポリマーまたはその前駆体が硬化性を有する場合、通常は加熱または光照射により硬化させればよい。例えば、加熱による硬化の場合、加熱温度および加熱時間はポリマーの種類に応じて適宜設定されればよい。例えば、エポキシ樹脂およびポリアミドアミンを用いる場合、加熱温度は50~120℃、特に60~100℃が好ましく、加熱時間は1~10時間、特に5~10時間が好ましい。 Each polymer layer (for example, the first polymer layer 41, the second polymer layer 42, and the third polymer layer 43) is a coating liquid obtained by mixing, for example, a desired repair agent component with a polymer or a precursor thereof. Can be manufactured by coating. If the polymer or its precursor is curable, it may usually be cured by heating or light irradiation. For example, in the case of curing by heating, the heating temperature and the heating time may be appropriately set according to the type of polymer. For example, when an epoxy resin and a polyamide amine are used, the heating temperature is preferably 50 to 120 ° C., particularly preferably 60 to 100 ° C., and the heating time is preferably 1 to 10 hours, particularly 5 to 10 hours.

リン酸化合物が含まれるポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)において、リン酸化合物の含有量は通常、当該リン酸化合物が含まれるポリマー層全量に対して、0.1~20重量%であり、好ましくは0.5~10重量%であり、より好ましくは0.5~5重量%である。リン酸化合物が2層以上のポリマー層に含まれる場合、各ポリマー層において、リン酸化合物の含有量が上記範囲内であればよい。 In a polymer layer containing a phosphoric acid compound (eg, a first polymer layer, a second polymer layer or a third polymer layer), the content of the phosphoric acid compound is usually relative to the total amount of the polymer layer containing the phosphoric acid compound. , 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, and more preferably 0.5 to 5% by weight. When the phosphoric acid compound is contained in two or more polymer layers, the content of the phosphoric acid compound in each polymer layer may be within the above range.

ホスホン酸化合物が含まれるポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)において、ホスホン酸化合物の含有量は通常、当該ホスホン酸化合物が含まれるポリマー層全量に対して、0.1~20重量%であり、好ましくは0.5~10重量%であり、より好ましくは0.5~5重量%である。ホスホン酸化合物が2層以上のポリマー層に含まれる場合、各ポリマー層において、ホスホン酸化合物の含有量が上記範囲内であればよい。 In a polymer layer containing a phosphonic acid compound (eg, a first polymer layer, a second polymer layer or a third polymer layer), the content of the phosphonic acid compound is usually relative to the total amount of the polymer layer containing the phosphonic acid compound. , 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, and more preferably 0.5 to 5% by weight. When the phosphonic acid compound is contained in two or more polymer layers, the content of the phosphonic acid compound in each polymer layer may be within the above range.

化合物Bが含まれるポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)において、化合物Bの含有量は通常、当該化合物Bが含まれるポリマー層全量に対して、1~20重量%であり、好ましくは1~10重量%であり、より好ましくは2~8重量%である。化合物Bが2層以上のポリマー層に含まれる場合、各ポリマー層において、化合物Bの含有量が上記範囲内であればよい。 In the polymer layer containing compound B (for example, the first polymer layer, the second polymer layer or the third polymer layer), the content of compound B is usually 1 to 1 to the total amount of the polymer layer containing the compound B. It is 20% by weight, preferably 1 to 10% by weight, and more preferably 2 to 8% by weight. When compound B is contained in two or more polymer layers, the content of compound B in each polymer layer may be within the above range.

ナノファイバが含まれるポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)において、ナノファイバの含有量は通常、当該ナノファイバが含まれるポリマー層全量に対して、0.1~20重量%であり、好ましくは0.5~10重量%であり、より好ましくは0.5~5重量%である。ナノファイバが2層以上のポリマー層に含まれる場合、各ポリマー層において、ナノファイバの含有量が上記範囲内であればよい。 In a polymer layer containing nanofibers (eg, a first polymer layer, a second polymer layer or a third polymer layer), the content of the nanofibers is usually 0. It is 1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, and more preferably 0.5 to 5% by weight. When the nanofibers are contained in two or more polymer layers, the content of the nanofibers in each polymer layer may be within the above range.

各ポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)において、修復剤成分の合計含有量は通常、当該各ポリマー層全量に対して、0.5~40重量%であり、好ましくは2~30重量%であり、より好ましくは5~20重量%である。修復剤成分の合計含有量とは、例えば、1つのポリマー層にリン酸化合物、ホスホン酸化合物およびナノファイバが含有されている場合、これらの合計含有量のことである。修復剤成分の合計含有量とは、また例えば、1つのポリマー層に化合物Bおよびナノファイバが含有されている場合、これらの合計含有量のことである。 In each polymer layer (eg, first polymer layer, second polymer layer or third polymer layer), the total content of the restorative component is typically 0.5-40% by weight based on the total amount of each polymer layer. Yes, preferably 2 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight. The total content of the repair agent component is, for example, the total content of the phosphoric acid compound, the phosphonic acid compound and the nanofibers when one polymer layer contains the phosphoric acid compound, the phosphonic acid compound and the nanofibers. The total content of the repair agent component is also, for example, the total content of the compound B and the nanofibers when one polymer layer is contained.

各ポリマー層(例えば、第1ポリマー層、第2ポリマー層または第3ポリマー層)の厚みは、各成分の滲出の観点から、厚いほど好ましいが、各成分の滲出とコストとのバランスおよび自動車用途の観点からは、通常、それぞれ独立して、1~100μmであり、好ましくは1~50μm、より好ましくは5~40μmである。 The thickness of each polymer layer (for example, a first polymer layer, a second polymer layer, or a third polymer layer) is preferably thicker from the viewpoint of exudation of each component, but the balance between exudation and cost of each component and automobile applications are preferable. From this point of view, it is usually 1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, and more preferably 5 to 40 μm independently of each other.

めっき層2とポリマー層との間には絶縁層が形成されてもよい。絶縁層とは、体積抵抗率が1012Ω・cm以上である絶縁性を有する層(特にポリマー層)という意味である。絶縁層の形成により、ナノファイバより侵入した水分が金属と直接接触するのを防ぐことができる。絶縁層には、修復剤の成分は含まれるものではなく、通常は、ポリマー層(例えば、第1ポリマー層41)と同様の範囲内の材料および方法により製造することができる。絶縁層の厚みは通常、1~100μmであり、絶縁性の観点から、好ましくは1~50μm、より好ましくは5~40μmである。 An insulating layer may be formed between the plating layer 2 and the polymer layer. The insulating layer means a layer having an insulating property (particularly a polymer layer) having a volume resistivity of 10 12 Ω · cm or more. The formation of the insulating layer can prevent the moisture invading from the nanofibers from coming into direct contact with the metal. The insulating layer does not contain a component of a repairing agent, and can usually be produced by a material and method within the same range as the polymer layer (for example, the first polymer layer 41). The thickness of the insulating layer is usually 1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, and more preferably 5 to 40 μm from the viewpoint of insulating properties.

本発明の修復性めっき基材において、ポリマー層の最表面には、いわゆるハードコート層等のあらゆるコート層が形成されていてもよい。 In the restorable plating substrate of the present invention, any coat layer such as a so-called hard coat layer may be formed on the outermost surface of the polymer layer.

本発明の修復性めっき基材はめっき層を必ずしも有さなければならないというわけではない。本発明の修復性めっき基材は、めっき層を有さない場合、「修復性金属基材」と称することもできる。本発明の「修復性金属基材」は、めっき層を有さないこと、および金属基材1表面に直接的に形成された前記した多層型のポリマー層を有すること以外、前記修復性めっき基材と同様である。 The restorable plating substrate of the present invention does not necessarily have to have a plating layer. The repairable plating base material of the present invention can also be referred to as a "repairable metal base material" when it does not have a plating layer. The "repairable metal substrate" of the present invention is the repairable plating group except that it does not have a plating layer and has the above-mentioned multilayer polymer layer directly formed on the surface of the metal substrate 1. Similar to wood.

(材料)
以下の材料を用いた。
・エポキシ樹脂(ハイポン20デクロ グレー;日本ペイント株式会社製、硬化剤=ポリアミドアミン、塗料液:硬化剤=85:15(重量比))
・炭素鋼板(ハイテン材料)(12mm×12mm)(含有割合:炭素0.5重量%、ケイ素0.02重量%、マンガン0.2重量%、リン0.1重量%、硫黄0.1重量%、残部;鉄)
・硫酸亜鉛(以下、「Zn」と略記することがある)
・セルロースナノファイバ(セリッシュ;ダイセル製、平均繊維長0.3mm、平均繊維径0.2μm)(以下、「CNF」と略記することがある)
・リン酸二水素ナトリウム(以下、「PO」と略記することがある)
・ATMPナトリウム塩(以下、「AT」と略記することがある)
(material)
The following materials were used.
-Epoxy resin (Hypon 20 Decro Gray; manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., curing agent = polyamide amine, paint liquid: curing agent = 85: 15 (weight ratio))
-Carbon steel sheet (high ten material) (12 mm x 12 mm) (content ratio: carbon 0.5% by weight, silicon 0.02% by weight, manganese 0.2% by weight, phosphorus 0.1% by weight, sulfur 0.1% by weight) , The rest; iron)
-Zinc sulfate (hereinafter, may be abbreviated as "Zn")
-Cellulose nanofibers (Cerish; manufactured by Daicel, average fiber length 0.3 mm, average fiber diameter 0.2 μm) (hereinafter, may be abbreviated as “CNF”)
-Sodium dihydrogen phosphate (hereinafter, may be abbreviated as "PO 4 ")
-ATMP sodium salt (hereinafter, may be abbreviated as "AT")

(実施例1)
図2に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
(Example 1)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 2 was manufactured. The details are as follows.

・絶縁層40の形成
エポキシ樹脂を炭素鋼板に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、絶縁層40を形成した。
-Formation of the insulating layer 40 An epoxy resin was coated on a carbon steel sheet by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the insulating layer 40 was formed by holding and curing at 80 ° C. for 3 hours.

・第1ポリマー層41の形成
硫酸亜鉛およびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。硫酸亜鉛およびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して4.6重量%および1.0重量%であった。
コート液を絶縁層に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、第1ポリマー層41を形成した。
-Formation of the first polymer layer 41 Zinc sulfate and cellulose nanofibers were mixed with a spatula, the mixture was added to the epoxy resin, and the mixture was stirred and defoamed with a stirrer to prepare a coating liquid. The contents of zinc sulfate and cellulose nanofibers were 4.6% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount.
The coating liquid was coated on the insulating layer by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the coating liquid was held at 80 ° C. for 3 hours to be cured to form the first polymer layer 41.

・第2ポリマー層42の形成
リン酸二水素ナトリウム、ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。リン酸二水素ナトリウム、ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して1.9重量%、1.5重量%および1.0重量%であった。
コート液を第1ポリマー層に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、第2ポリマー層42を形成した。
-Formation of the second polymer layer 42 Sodium dihydrogen phosphate, ATMP sodium salt and cellulose nanofibers were mixed with a spatula, the mixture was added to the epoxy resin, and the mixture was stirred and defoamed with a stirrer to prepare a coating liquid. .. The contents of sodium dihydrogen phosphate, ATMP sodium salt and cellulose nanofibers were 1.9% by weight, 1.5% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount.
The coating liquid was coated on the first polymer layer by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the mixture was held at 80 ° C. for 3 hours to be cured to form the second polymer layer 42.

・トップコート層60の形成
絶縁層40の形成方法と同様の方法により、トップコート層60を第2ポリマー層42に形成した。トップコート層60は、後で形成する引っかき傷以外からの修復剤の溶出を防ぐための層である。
-Formation of the top coat layer 60 The top coat layer 60 was formed on the second polymer layer 42 by the same method as the method for forming the insulating layer 40. The topcoat layer 60 is a layer for preventing elution of the repairing agent from other than scratches formed later.

・引っかき傷の形成
作製した試験片に、スクラッチ試験機を用いて500gの荷重で長さ4mmおよび深さ30μm(炭素鋼板のみでの深さ)の引っかき傷(スクラッチ)を付与した。
-Formation of scratches Scratches (scratches) with a length of 4 mm and a depth of 30 μm (depth of carbon steel plate only) were applied to the prepared test piece using a scratch tester with a load of 500 g.

(実施例2)
図3に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
第1ポリマー層41および第2ポリマー層42の形成にセルロースナノファイバを用いなかったこと以外、実施例1と同様の方法により、試験片を製造した。
(Example 2)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 3 was manufactured. The details are as follows.
Specimens were produced by the same method as in Example 1 except that cellulose nanofibers were not used to form the first polymer layer 41 and the second polymer layer 42.

(比較例1)
図4に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
第2ポリマー層42を形成しなかったこと、および第1ポリマー層41の形成に以下のコート液を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、試験片を製造した。
・第1ポリマー層41のコート液
硫酸亜鉛、リン酸二水素ナトリウム、ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。硫酸亜鉛、リン酸二水素ナトリウム、ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して4.6重量%、1.9重量%、1.5重量%および1.0重量%であった。
(Comparative Example 1)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 4 was manufactured. The details are as follows.
A test piece was produced by the same method as in Example 1 except that the second polymer layer 42 was not formed and the following coating liquid was used for forming the first polymer layer 41.
-Coating liquid of the first polymer layer 41 Zinc sulfate, sodium dihydrogen phosphate, ATMP sodium salt and cellulose nanofibers are mixed with a spatula, the mixture is added to the epoxy resin, and the mixture is stirred and defoamed with a stirrer to coat. The liquid was prepared. The contents of zinc sulfate, sodium dihydrogen phosphate, ATMP sodium salts and cellulose nanofibers were 4.6% by weight, 1.9% by weight, 1.5% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount. there were.

(比較例2)
図5に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
第1ポリマー層41の形成にセルロースナノファイバを用いなかったこと以外、比較例1と同様の方法により、試験片を製造した。
(Comparative Example 2)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 5 was manufactured. The details are as follows.
A test piece was produced by the same method as in Comparative Example 1 except that the cellulose nanofiber was not used for forming the first polymer layer 41.

(参考例1)
図6に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
第1ポリマー層41の形成に硫酸亜鉛、リン酸二水素ナトリウム、ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバを用いなかったこと以外、比較例1と同様の方法により、試験片を製造した。
(Reference example 1)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 6 was manufactured. The details are as follows.
A test piece was produced by the same method as in Comparative Example 1 except that zinc sulfate, sodium dihydrogen phosphate, ATMP sodium salt and cellulose nanofibers were not used for forming the first polymer layer 41.

(実施例3)
図7に示す模式的断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
第1ポリマー層41の形成に第2ポリマー層42のコート液を用いたこと、および第2ポリマー層42の形成に第1ポリマー層41のコート液を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、試験片を製造した。
(Example 3)
A test piece having a schematic cross-sectional structure shown in FIG. 7 was manufactured. The details are as follows.
The same as in Example 1 except that the coating liquid of the second polymer layer 42 was used for forming the first polymer layer 41 and the coating liquid of the first polymer layer 41 was used for forming the second polymer layer 42. A test piece was produced by the method.

(実施例4)
めっき層2の代わりに絶縁層を形成したこと、および引っかき傷を付与したこと以外、図1Dに示す模式的断面構造と同様の断面構造を有する試験片を製造した。詳しくは、以下の通りである。
(Example 4)
A test piece having a cross-sectional structure similar to that of the schematic cross-sectional structure shown in FIG. 1D was manufactured except that an insulating layer was formed in place of the plating layer 2 and scratches were provided. The details are as follows.

・絶縁層の形成
実施例1の絶縁層の形成方法と同様の方法により、絶縁層を炭素鋼板に形成した。
-Formation of the insulating layer The insulating layer was formed on the carbon steel sheet by the same method as the method for forming the insulating layer in Example 1.

・第1ポリマー層41の形成
硫酸亜鉛およびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。硫酸亜鉛およびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して4.6重量%および1.0重量%であった。
コート液を絶縁層に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、第1ポリマー層41を形成した。
-Formation of the first polymer layer 41 Zinc sulfate and cellulose nanofibers were mixed with a spatula, the mixture was added to the epoxy resin, and the mixture was stirred and defoamed with a stirrer to prepare a coating liquid. The contents of zinc sulfate and cellulose nanofibers were 4.6% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount.
The coating liquid was coated on the insulating layer by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the coating liquid was held at 80 ° C. for 3 hours to be cured to form the first polymer layer 41.

・第2ポリマー層42の形成
ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。ATMPナトリウム塩およびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して1.5重量%および1.0重量%であった。
コート液を第1ポリマー層に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、第2ポリマー層42を形成した。
-Formation of the second polymer layer 42 ATMP sodium salt and cellulose nanofibers were mixed with a spatula, the mixture was added to the epoxy resin, and the mixture was stirred and defoamed with a stirrer to prepare a coating liquid. The contents of the ATMP sodium salt and the cellulose nanofibers were 1.5% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount.
The coating liquid was coated on the first polymer layer by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the mixture was held at 80 ° C. for 3 hours to be cured to form the second polymer layer 42.

・第3ポリマー層43の形成
リン酸二水素ナトリウムおよびセルロースナノファイバをスパチュラで混合し、その混合物をエポキシ樹脂に添加し、撹拌機で攪拌および脱泡してコート液を調製した。リン酸二水素ナトリウムおよびセルロースナノファイバの含有量はそれぞれ、全量に対して1.9重量%および1.0重量%であった。
コート液を第2ポリマー層に、バーコート法により、コーティング厚み(乾燥後)が20μmになるようコートし、80℃で3時間保持して硬化させ、第3ポリマー層43を形成した。
-Formation of the third polymer layer 43 Sodium dihydrogen phosphate and cellulose nanofibers were mixed with a spatula, the mixture was added to the epoxy resin, and the mixture was stirred and defoamed with a stirrer to prepare a coating liquid. The contents of sodium dihydrogen phosphate and cellulose nanofibers were 1.9% by weight and 1.0% by weight, respectively, based on the total amount.
The coating liquid was coated on the second polymer layer by a bar coating method so that the coating thickness (after drying) was 20 μm, and the mixture was held at 80 ° C. for 3 hours to be cured to form the third polymer layer 43.

・トップコート層の形成
実施例1のトップコート層の形成方法と同様の方法により、トップコート層を第3ポリマー層43に形成した。
-Formation of the top coat layer The top coat layer was formed on the third polymer layer 43 by the same method as the method for forming the top coat layer of Example 1.

・引っかき傷の形成
作製した試験片に、スクラッチ試験機を用いて500gの荷重で長さ4mmおよび深さ30μm(炭素鋼板のみでの深さ)の引っかき傷(スクラッチ)を付与した。
-Formation of scratches Scratches (scratches) with a length of 4 mm and a depth of 30 μm (depth of carbon steel plate only) were applied to the prepared test piece using a scratch tester with a load of 500 g.

(評価1)
図8に示す電気化学測定装置50において、試験片を作用電極51として、腐食液52に浸漬し、交流インピーダンスを48時間測定し、分極抵抗の経時変化を測定し、試験片の自己修復性を評価した。腐食液52には0.5重量%の食塩水を35℃に恒温し、空気飽和させたものを用いた。対極53としては白金電極を、参照電極54としてはAg/AgCl電極を用いた。55はポテンショスタットであり、56は周波数応答分析器(FRA)である。
(Evaluation 1)
In the electrochemical measuring apparatus 50 shown in FIG. 8, the test piece is immersed in the corrosive liquid 52 as the working electrode 51, the AC impedance is measured for 48 hours, the change in polarization resistance with time is measured, and the self-healing property of the test piece is improved. evaluated. As the corrosive liquid 52, 0.5% by weight saline solution was used at a constant temperature of 35 ° C. and air-saturated. A platinum electrode was used as the counter electrode 53, and an Ag / AgCl electrode was used as the reference electrode 54. 55 is a potentiostat and 56 is a frequency response analyzer (FRA).

各試験片における分極抵抗の経時変化を図9A~図9Bに示す。これらの図において縦軸は分極抵抗を示し、横軸は浸漬時間を示す。分極抵抗が高いほど傷部での腐食反応が生じにくいことを表している。なお、実施例4の試験片の経時変化を示すグラフは省略した。実施例4については、後述の評価2において分極抵抗の平均値およびその誤差範囲(最大値と最小値)を図15に示した。 The changes over time in the polarization resistance of each test piece are shown in FIGS. 9A to 9B. In these figures, the vertical axis shows the polarization resistance and the horizontal axis shows the immersion time. The higher the polarization resistance, the less likely it is that a corrosion reaction will occur at the wound. The graph showing the change over time of the test piece of Example 4 is omitted. For Example 4, in Evaluation 2 described later, the average value of the polarization resistance and its error range (maximum value and minimum value) are shown in FIG.

参考例1においてエポキシ樹脂のみをコートした場合(Plain)、浸漬初期には高い分極抵抗を示したが、その後徐々に抵抗値が減少した。傷部における鋼板の露出表面で腐食が進行しているものと考えられる。 When only the epoxy resin was coated in Reference Example 1 (Plan), a high polarization resistance was shown at the initial stage of immersion, but the resistance value gradually decreased thereafter. It is considered that corrosion is progressing on the exposed surface of the steel sheet at the scratched part.

実施例1、3および4と比較例1との比較、および実施例2と比較例2との比較より、ポリマー層を2層以上にし、Znを含む層と、POおよびATを含む1層以上の層とに分けることで、分極抵抗が上昇し、腐食がより十分に抑制されることが明らかとなった。これは、Zn、POおよびAT等の成分を1層のポリマー層に含有させた場合(比較例1および2)、前記反応式(I)および(II)の反応が1層のポリマー層中で起こり、各成分の傷部への滲出および放出が妨げられたため、分極抵抗が十分に上昇しなかったと考えられる。それに対し、Zn、POおよびATを、Znを含む層と、POおよびATを含む1層以上の層とに分けて含有させた場合、各成分は層から円滑に滲出した後、反応式(I)および(II)の反応が起こり、傷部における鋼板の露出表面に保護皮膜(修復皮膜)がより効果的に形成されたため、腐食がより十分に抑制されたものと考えられる。 Based on the comparison between Examples 1, 3 and 4 and Comparative Example 1, and the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, the number of polymer layers is two or more, a layer containing Zn and one layer containing PO 4 and AT. It was clarified that the polarization resistance was increased and the corrosion was more sufficiently suppressed by separating the layers into the above layers. This is because when components such as Zn, PO 4 and AT are contained in the polymer layer of one layer (Comparative Examples 1 and 2), the reactions of the reaction formulas (I) and (II) are carried out in the polymer layer of one layer. It is probable that the polarization resistance did not increase sufficiently because the exudation and release of each component to the wound were prevented. On the other hand, when Zn, PO 4 and AT are separately contained in a layer containing Zn and one or more layers containing PO 4 and AT, each component is smoothly exuded from the layer and then the reaction formula is formed. It is considered that the reaction of (I) and (II) occurred and the protective film (repair film) was more effectively formed on the exposed surface of the steel sheet at the scratched portion, so that the corrosion was suppressed more sufficiently.

実施例1と実施例3との比較より、ポリマー層を2層以上にし、Znを含む層を、POおよびATを含む1層以上の層よりも下方に位置付けることで、腐食抑制効果がより一層、十分に高くなることが明らかとなった。図10に示すように、腐食の抑制により効果的なZnリッチ層が、Zn+PO+ATの複合生成物からなる層よりも、金属基材の露出表面に形成され易くなるため、腐食抑制効果がより一層、十分に高くなるものと考えられる。 From the comparison between Example 1 and Example 3, the corrosion suppressing effect is further improved by having two or more polymer layers and locating the layer containing Zn below the one or more layers containing PO 4 and AT. It became clear that it would be even higher. As shown in FIG. 10, the Zn-rich layer, which is more effective in suppressing corrosion, is more likely to be formed on the exposed surface of the metal substrate than the layer composed of the composite product of Zn + PO 4 + AT, so that the corrosion suppressing effect is more effective. It is expected that it will be even higher.

実施例1において、浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影したところ(図11A)、直径1μm程度の生成物が露出表面を覆っているのが確認された。また、これと併せて、エネルギー分散形X線分析装置(EDS)により、元素マッピング像を得た。図11B~図11Fはそれぞれ、図11AにおけるFe,Zn,P,OおよびN元素のマッピング像である。図11Gは、図11Aにおける白線による囲み部分の拡大写真である。図11Hは、図11Bにおける白線による囲み部分の拡大写真である。図11Iは、図11Eにおける白線による囲み部分の拡大写真である。図11Jは、図11Cにおける白線による囲み部分の拡大写真である。図11Kは、図11Dにおける白線による囲み部分の拡大写真である。
図11A~図11Kの写真(現物:カラーコピー)ならびに後述の図12A~図12F、図13A~図13Fおよび図14A~図14Eの写真(現物:カラーコピー)を参考資料(参考写真)1として物件提出書で提出する。
In Example 1, when a scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel sheet in the scratched portion after the immersion time of 48 hours was taken (FIG. 11A), a product having a diameter of about 1 μm covered the exposed surface. Was confirmed. At the same time, an element mapping image was obtained by an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). 11B to 11F are mapping images of Fe, Zn, P, O and N elements in FIG. 11A, respectively. FIG. 11G is an enlarged photograph of the portion surrounded by the white line in FIG. 11A. FIG. 11H is an enlarged photograph of the portion surrounded by the white line in FIG. 11B. FIG. 11I is an enlarged photograph of the portion surrounded by the white line in FIG. 11E. FIG. 11J is an enlarged photograph of the portion surrounded by the white line in FIG. 11C. FIG. 11K is an enlarged photograph of the portion surrounded by the white line in FIG. 11D.
The photographs (actual: color copy) of FIGS. 11A to 11K and the photographs (actual: color copy) of FIGS. 12A to 12F, FIGS. 13A to 13F and FIGS. 14A to 14E described later are used as reference material (reference photograph) 1. Submit with the property submission form.

図11G、図11Hおよび図11Iより、FeおよびOは異なる領域で検知されている。このことより、検知されたFeは金属表面由来のものであることがわかる。
図11I、図11Jおよび図11Kより、Zn、PおよびOは同じ領域で検知されている。このことより、検知されたZn、PおよびOは反応式(I)および(II)の反応生成物由来のものであることがわかる。
From FIGS. 11G, 11H and 11I, Fe and O are detected in different regions. From this, it can be seen that the detected Fe is derived from the metal surface.
From FIGS. 11I, 11J and 11K, Zn, P and O are detected in the same region. From this, it can be seen that the detected Zn, P and O are derived from the reaction products of the reaction formulas (I) and (II).

実施例1において、浸漬時間3時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影した(図12A)。また、これと併せて、エネルギー分散形X線分析装置(EDS)により、元素マッピング像を得た。図12B~図12Fはそれぞれ、図12AにおけるFe,Zn,O,PおよびN元素のマッピング像である。 In Example 1, a scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel sheet in the scratched portion after the immersion time of 3 hours was taken (FIG. 12A). At the same time, an element mapping image was obtained by an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). 12B to 12F are mapping images of Fe, Zn, O, P and N elements in FIG. 12A, respectively.

参考例1において、浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影した(図13A)。また、これと併せて、エネルギー分散形X線分析装置(EDS)により、元素マッピング像を得た。図13B~図13Fはそれぞれ、図13AにおけるFe,Zn,O,PおよびN元素のマッピング像である。 In Reference Example 1, a scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel sheet in the scratched portion after the immersion time of 48 hours was taken (FIG. 13A). At the same time, an element mapping image was obtained by an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). 13B to 13F are mapping images of Fe, Zn, O, P and N elements in FIG. 13A, respectively.

実施例3において、浸漬時間48時間経過時の傷部における鋼板露出表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影した(図14A)。また、これと併せて、エネルギー分散形X線分析装置(EDS)により、元素マッピング像を得た。図14B~図14Eはそれぞれ、図14AにおけるFe,Zn,OおよびP元素のマッピング像である。 In Example 3, a scanning electron microscope (SEM) photograph of the exposed surface of the steel sheet in the scratched portion after the immersion time of 48 hours was taken (FIG. 14A). At the same time, an element mapping image was obtained by an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). 14B to 14E are mapping images of Fe, Zn, O and P elements in FIG. 14A, respectively.

(評価2)
実施例1、3および4、比較例1および参考例1について再現性を検証した。各実施例/比較例/参考例において試験片を3個以上作製し、評価1と同様の方法により、交流インピーダンスを48時間測定し、浸漬48時間のときの分極抵抗を測定した。当該分極抵抗の平均値およびその誤差範囲(最大値と最小値)を図15のグラフに示す。図15のエラーバーが誤差範囲を表す。図15において縦軸は分極抵抗(Ω・cm)を示す。
(Evaluation 2)
The reproducibility of Examples 1, 3 and 4, Comparative Example 1 and Reference Example 1 was verified. Three or more test pieces were prepared in each Example / Comparative Example / Reference Example, the AC impedance was measured for 48 hours by the same method as in Evaluation 1, and the polarization resistance at the time of immersion for 48 hours was measured. The average value of the polarization resistance and its error range (maximum value and minimum value) are shown in the graph of FIG. The error bar in FIG. 15 represents the error range. In FIG. 15, the vertical axis indicates the polarization resistance (Ω · cm 2 ).

本発明の修復性めっき基材は、腐食の抑制が求められる物品(例えば、自動車、家電、金属製建材等の金属製品)の分野で有用である。 The repairable plating base material of the present invention is useful in the field of articles (for example, metal products such as automobiles, home appliances, and metal building materials) in which corrosion suppression is required.

1:金属基材
2:めっき層
10:めっき基材
13:欠陥(引っかき傷)
14:保護皮膜
40:絶縁層
41:第1ポリマー層
42:第2ポリマー層
43:第3ポリマー層
1: Metal base material 2: Plating layer 10: Plating base material 13: Defects (scratches)
14: Protective film 40: Insulation layer 41: First polymer layer 42: Second polymer layer 43: Third polymer layer

Claims (12)

金属基材の表面に、該金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Aを含有するめっき層、および該めっき層の上に形成された3層のポリマー層を有し、該3層のポリマー層がリン酸化合物、ホスホン酸化合物および前記金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物を含む修復性めっき基材であって、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、前記3層のポリマー層のうち、前記リン酸化合物または前記ホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは異なる1層のポリマー層に含まれており
前記リン酸化合物および前記ホスホン酸化合物はそれぞれ、前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物を含むポリマー層以外の2層のポリマー層のうち、相互に異なるポリマー層に含まれている、修復性めっき基材。
The surface of the metal substrate has a plating layer containing a metal A having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal substrate, and three polymer layers formed on the plating layer. The polymer layer of the layer is a repairable plating base material containing a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and a compound containing a metal B having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal base material.
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in one of the three polymer layers, which is different from the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound. And
The phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are each contained in two polymer layers other than the polymer layer containing the compound containing the metal B having a high ionization tendency, and are contained in different polymer layers . Plating substrate.
前記めっき層の上に第1ポリマー層、第2ポリマー層および第3ポリマー層が順次、積層されており、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は前記第1ポリマー層に含まれており、
前記リン酸化合物は、第2ポリマー層または第3ポリマー層の一方のポリマー層に含まれており、
前記ホスホン酸化合物は他方のポリマー層に含まれている、請求項に記載の修復性めっき基材。
A first polymer layer, a second polymer layer, and a third polymer layer are sequentially laminated on the plating layer.
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in the first polymer layer.
The phosphoric acid compound is contained in one of the second polymer layer and the third polymer layer.
The repairable plating substrate according to claim 1 , wherein the phosphonic acid compound is contained in the other polymer layer.
金属基材の表面に、該金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Aを含有するめっき層、および該めっき層の上に形成された2層以上のポリマー層を有し、該2層以上のポリマー層がリン酸化合物、ホスホン酸化合物および前記金属基材を構成する金属よりもイオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物を含む修復性めっき基材であって、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、前記2層以上のポリマー層のうち、前記リン酸化合物または前記ホスホン酸化合物の少なくとも一方が含まれるポリマー層とは異なるポリマー層に含まれており
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物が含まれるポリマー層において、前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、該ポリマー層全量に対して、1~20重量%で含まれ、
前記リン酸化合物が含まれるポリマー層において、前記リン酸化合物は、該ポリマー層全量に対して、0.1~20重量%で含まれ、
前記ホスホン酸化合物が含まれるポリマー層において、前記ホスホン酸化合物は、該ポリマー層全量に対して、0.1~20重量%で含まれている、修復性めっき基材。
The surface of the metal substrate has a plating layer containing a metal A having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal substrate, and two or more polymer layers formed on the plating layer. A repairable plating base material in which two or more polymer layers contain a phosphoric acid compound, a phosphonic acid compound, and a compound containing a metal B having a higher ionization tendency than the metal constituting the metal base material.
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in a polymer layer different from the polymer layer containing at least one of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound among the two or more polymer layers . ,
In the polymer layer containing the compound containing the metal B having a high ionization tendency, the compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in an amount of 1 to 20% by weight based on the total amount of the polymer layer.
In the polymer layer containing the phosphoric acid compound, the phosphoric acid compound is contained in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total amount of the polymer layer.
In the polymer layer containing the phosphonic acid compound, the phosphonic acid compound is contained in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total amount of the polymer layer, and is a repairable plating base material.
前記リン酸化合物および前記ホスホン酸化合物は10/90~90/10の重量割合で含まれており、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、前記リン酸化合物と前記ホスホン酸化合物との合計量100重量部に対して10~400重量部で含まれている、請求項1~3のいずれかに記載の修復性めっき基材。
The phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are contained in a weight ratio of 10/90 to 90/10, and are contained in a weight ratio of 10/90 to 90/10.
Any of claims 1 to 3 , wherein the compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in an amount of 10 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound. Repairable plating base material described in Crab .
前記めっき基材は前記金属基材に達する欠陥を有し、
前記イオン化傾向が高い金属AおよびB、前記リン酸化合物および前記ホスホン酸化合物が露出した金属基材の表面に保護皮膜を形成する、請求項1~4のいずれかに記載の修復性めっき基材。
The plated substrate has defects that reach the metal substrate and
The repairable plating substrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein a protective film is formed on the surface of the metal A and B having a high ionization tendency, the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound. ..
前記めっき層の上に第1ポリマー層および第2ポリマー層が順次、積層されており、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は、前記第1ポリマー層および前記第2ポリマー層のうち、一方のポリマー層に含まれており、
前記リン酸化合物および前記ホスホン酸化合物は、他方のポリマー層に含まれている、請求項3、請求項3に従属する請求項4もしくは5、または請求項3に従属する請求項4に従属する請求項5に記載の修復性めっき基材。
The first polymer layer and the second polymer layer are sequentially laminated on the plating layer, and the first polymer layer and the second polymer layer are sequentially laminated.
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in one of the first polymer layer and the second polymer layer.
The phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are dependent on claim 3, claim 4 or 5, which is dependent on claim 3, or claim 4, which is dependent on claim 3, which is contained in the other polymer layer. The repairable plating substrate according to claim 5 .
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物は前記第1ポリマー層に含まれており、
前記リン酸化合物および前記ホスホン酸化合物は前記第2ポリマー層に含まれている、請求項に記載の修復性めっき基材。
The compound containing the metal B having a high ionization tendency is contained in the first polymer layer.
The repairable plating substrate according to claim 6 , wherein the phosphoric acid compound and the phosphonic acid compound are contained in the second polymer layer.
前記リン酸化合物は無機系リン酸化合物であり、
前記ホスホン酸化合物が有機系ホスホン酸化合物である、請求項1~のいずれかに記載の修復性めっき基材。
The phosphoric acid compound is an inorganic phosphoric acid compound and is
The repairable plating substrate according to any one of claims 1 to 7 , wherein the phosphonic acid compound is an organic phosphonic acid compound.
前記無機系リン酸化合物は、リン酸(HPO)およびリン酸塩からなる群から選択される1種以上の化合物であり、
前記有機系ホスホン酸化合物が窒素含有ホスホン酸化合物およびその塩からなる群から選択される1種以上の化合物である、請求項に記載の修復性めっき基材。
The inorganic phosphoric acid compound is one or more compounds selected from the group consisting of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and phosphate.
The repairable plating substrate according to claim 8 , wherein the organic phosphonic acid compound is one or more compounds selected from the group consisting of a nitrogen-containing phosphonic acid compound and a salt thereof.
前記リン酸塩が、第1リン酸イオン(HPO )、第2リン酸イオン(HPO 2-)または第3リン酸イオン(PO 3-)と、陽イオンとの塩であり、
前記陽イオンが、1価金属イオン、2価金属イオン、3価金属イオンおよびアンモニウムイオンからなる群から選択される1種以上のイオンであり、
前記窒素含有ホスホン酸化合物がホスホノ基含有アミンである、請求項に記載の修復性めっき基材。
The phosphate is a salt of a cation with a first phosphate ion (H 2 PO 4- ) , a second phosphate ion ( HPO 4-2 ) or a third phosphate ion (PO 4-3- ). can be,
The cation is one or more ions selected from the group consisting of monovalent metal ion, divalent metal ion, trivalent metal ion and ammonium ion.
The repairable plating substrate according to claim 9 , wherein the nitrogen-containing phosphonic acid compound is a phosphono group-containing amine.
前記金属基材が鋼板であり、
前記イオン化傾向が高い金属AおよびBがそれぞれ独立して、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムおよびジルコニウムからなる群から選択される1種以上の金属であり、
前記めっき層は衝撃めっき法により形成されている、請求項1~10のいずれかに記載の修復性めっき基材。
The metal base material is a steel plate,
The metals A and B having high ionization tendency are one or more metals independently selected from the group consisting of zinc, aluminum, magnesium and zirconium.
The repairable plating substrate according to any one of claims 1 to 10 , wherein the plating layer is formed by an impact plating method.
前記めっき層が亜鉛めっき層であり、
前記イオン化傾向が高い金属Bを含有する化合物が、硫酸亜鉛、硫酸鉄、硫酸ニッケル、硫酸ジルコニウム、硝酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、および硝酸マグネシウムからなる群から選択される、請求項1~11のいずれかに記載の修復性めっき基材。
The plating layer is a zinc plating layer.
The claim that the compound containing the metal B having a high ionization tendency is selected from the group consisting of zinc sulfate, iron sulfate, nickel sulfate, zirconium sulfate, zinc nitrate, aluminum sulfate, aluminum nitrate, magnesium sulfate, and magnesium nitrate. The repairable plating substrate according to any one of 1 to 11 .
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