JP2000313964A - Surface treated steel sheet excellent in working adhesion after coating and its production - Google Patents

Surface treated steel sheet excellent in working adhesion after coating and its production

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JP2000313964A
JP2000313964A JP11119211A JP11921199A JP2000313964A JP 2000313964 A JP2000313964 A JP 2000313964A JP 11119211 A JP11119211 A JP 11119211A JP 11921199 A JP11921199 A JP 11921199A JP 2000313964 A JP2000313964 A JP 2000313964A
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JP
Japan
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colloidal silica
steel sheet
spherical
coating
spherical colloidal
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JP11119211A
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Japanese (ja)
Inventor
Kengo Yoshida
健吾 吉田
Atsushi Morishita
敦司 森下
Yujiro Miyauchi
優二郎 宮内
Akira Takahashi
高橋  彰
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface treated steel sheet excellent in working adhesion after coating and to provide a method for producing it. SOLUTION: The upper layer of a plated steel sheet having a chromate layer of 5 to 100 mg/m2 expressed in terms of Cr is provided with an organic composite film of 0.3 to 3 g/m2 in which, to 100 pts.wt. of hydrophilic resin solid contents, colloidal silica is contained by 5 to 50 pts.wt. as the solid contents, and, as the colloidal silica contained in the organic composite film, aspherical colloidal silica as a beady combined body in which the ratio of the length/the average particle size of spherical silica is >=4 and having branching of one or more places is used. In this way, the surface treated steel sheet excellent in working adhesion after coating can be obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電、建
材製品等に使用される、塗装後の加工密着性に優れ、か
つ各種性能バランスに優れる表面処理鋼板とその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-treated steel sheet which is used for automobiles, home appliances, building materials and the like, has excellent workability after coating and is excellent in various performance balances, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでに電気亜鉛系めっき鋼板や溶融
亜鉛めっき系鋼板等の表面処理鋼板が開発され、家電、
建材、自動車部品等の用途において幅広く利用されてい
る。
2. Description of the Related Art Surface-treated steel sheets, such as electro-galvanized steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets, have been developed so far.
It is widely used in applications such as building materials and automotive parts.

【0003】これらの鋼板の多くは通常耐食性および塗
装密着性の向上を目的としてクロメート処理やリン酸塩
処理等が施されているが、最近では需要家からの種々の
要求に応えるべくクロメート処理を施しためっき鋼板上
に特殊樹脂をベースとする有機複合皮膜を形成させた有
機複合鋼板が開発されている。例えば、特公平4−14
191号公報にはクロメート被覆めっき鋼板上に水系有
機樹脂に特定の微細な粒度のコロイドゾルを追加調整し
た有機複合皮膜を形成させ、耐食性、耐指紋性の向上を
図った表面処理鋼板の製造方法が開示されている。ま
た、特開昭62−170340号公報や、特開平1−1
10140号公報では、特に有機皮膜自身の耐食性を向
上させることを目的として、有機樹脂皮膜中にシリカゾ
ルを添加する技術が開示されている。
[0003] Most of these steel sheets are usually subjected to a chromate treatment or a phosphate treatment for the purpose of improving corrosion resistance and paint adhesion. Recently, however, chromate treatment has been carried out to meet various demands from customers. An organic composite steel sheet in which an organic composite film based on a special resin is formed on a plated steel sheet that has been applied has been developed. For example, tokuho 4-14
No. 191 discloses a method for producing a surface-treated steel sheet in which an aqueous composite is added to a chromate-coated plated steel sheet to form an organic composite film in which a colloidal sol having a specific fine particle size is additionally adjusted to improve corrosion resistance and fingerprint resistance. It has been disclosed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-170340 and Japanese Patent Application Laid-Open
No. 10140 discloses a technique of adding silica sol to an organic resin film for the purpose of improving the corrosion resistance of the organic film itself.

【0004】これらの従来技術によって得られる有機複
合鋼板は、耐食性や密着性、さらには耐傷付き性等の基
本性能をバランス良く満たしたものであり特に家電向け
材料として利用されている。
[0004] The organic composite steel sheet obtained by these conventional techniques satisfies basic properties such as corrosion resistance, adhesion, and scratch resistance in a well-balanced manner, and is particularly used as a material for home appliances.

【0005】一方、有機複合皮膜の上層に耐食性や意匠
性を目的としてさらに塗装が施される場合がある。しか
しながら、圧縮応力の加わるような厳しい曲げ加工を受
けると下地の有機複合皮膜の凝集破壊が生じて塗膜が剥
離する場合があり、さらに一層の性能向上が望まれてい
た。
On the other hand, the upper layer of the organic composite film may be further coated for the purpose of corrosion resistance and design. However, when subjected to severe bending work to which compressive stress is applied, cohesive failure of the underlying organic composite film may occur and the coating film may be peeled off, and further improvement in performance has been desired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
車、家電、建材製品等に使用可能な塗装後の加工密着性
に優れ、かつ各種性能バランスに優れた表面処理鋼板と
その製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface-treated steel sheet which can be used for automobiles, home appliances, building materials and the like, has excellent work adhesion after painting, and is excellent in various performance balances, and a method for producing the same. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々の検討を行った結果、クロメート
処理を施しためっき鋼板の上に、複数の球形コロイダル
シリカの数珠状結合体であって、長さ/平均粒子径の比
が4以上でかつ1個所以上の枝分かれを有する結合体で
ある非球形コロイダルシリカを含有した有機複合皮膜を
形成させることで、各種性能バランスを保持したまま塗
装後の加工密着性に優れる表面処理鋼板が得られること
を見い出した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, found that a plurality of spherical colloidal silica beads are formed on a plated steel sheet subjected to a chromate treatment. The balance of various performances is maintained by forming an organic composite film containing non-spherical colloidal silica, which is a body having a ratio of length / average particle diameter of 4 or more and having at least one branch. It has been found that a surface-treated steel sheet having excellent processing adhesion after painting can be obtained as it is.

【0008】本発明の第一は、上記知見に基づくもので
あって、Cr換算で5〜100mg/m2 のクロメート
層を有するめっき鋼板の上層に、親水性樹脂固形分10
0重量部に対してコロイダルシリカが固形分として5〜
50重量部含有されている0.3〜3g/m2 の有機複
合皮膜を有し、該有機複合皮膜中に含まれるコロイダル
シリカが、数珠状に結合した複数の球形コロイダルシリ
カの結合体であって、該結合体の長さの球形コロイダル
シリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1個所以
上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結合体で
あることを特徴とする塗装後の加工密着性に優れた表面
処理鋼板である。
[0008] The first of the present invention is based on the above-mentioned findings, and a hydrophilic resin solid content of 10% is formed on a plated steel sheet having a chromate layer of 5 to 100 mg / m 2 in terms of Cr.
5 parts by weight of colloidal silica as solids
It has an organic composite coating of 0.3 to 3 g / m 2 containing 50 parts by weight, and the colloidal silica contained in the organic composite coating is a conjugate of a plurality of spherical colloidal silica bonded in a bead shape. The ratio of the length of the conjugate to the average particle size of the spherical colloidal silica is 4 or more, and the conjugate is a sphere colloidal silica having one or more branches. Excellent surface treated steel sheet.

【0009】本発明の第二は、数珠状に結合した複数の
球形コロイダルシリカの結合体であって該結合体の長さ
の球形コロイダルシリカの平均粒子径に対する比が4以
上でかつ1個所以上の枝分かれを有する球形コロイダル
シリカの結合体が親水性樹脂固形分100重量部に対し
て固形分として5〜50重量部の割合で配合されている
有機複合塗料を、クロメート皮膜を有するめっき鋼板に
乾燥重量として0.3〜3g/m2 塗布した後、焼き付
けることを特徴とする塗装後の加工密着性に優れた表面
処理鋼板の製造方法である。
A second aspect of the present invention is a conjugate of a plurality of spherical colloidal silica particles bound in a bead shape, wherein the ratio of the length of the conjugate to the average particle diameter of the spherical colloidal silica is 4 or more and at least one portion. An organic composite paint in which a conjugate of spherical colloidal silica having a branch of 5 to 50 parts by weight as a solid content with respect to 100 parts by weight of a solid content of a hydrophilic resin is dried on a plated steel sheet having a chromate film. This is a method for producing a surface-treated steel sheet having excellent workability after coating, characterized by applying a weight of 0.3 to 3 g / m 2 and baking.

【0010】本発明の第三は、Cr換算で5〜100m
g/m2 のクロメート層を有するめっき鋼板の上層に、
親水性樹脂固形分100重量部に対してコロイダルシリ
カが固形分として5〜50重量部含有されている0.3
〜3g/m2 の有機複合皮膜を有し、該有機複合皮膜中
に含まれるコロイダルシリカが、数珠状に結合した複数
の球形コロイダルシリカの結合体であって該結合体の長
さの球形コロイダルシリカの平均粒子径に対する比が4
以上でかつ1個所以上の枝分かれを有する球形コロイダ
ルシリカの結合体である非球形コロイダルシリカと、球
形コロイダルシリカとの混合物であって、非球形コロイ
ダルシリカ/全コロイダルシリカ(すなわち、非球形コ
ロイダルシリカ結合体+球形コロイダルシリカ)の比が
0.1以上であることを特徴とする塗装後の加工密着性
に優れた表面処理鋼板である。
The third aspect of the present invention is that the Cr equivalent is 5 to 100 m.
g / m 2 on the upper layer of the plated steel sheet having a chromate layer,
0.3 to 5 parts by weight of colloidal silica as a solid content relative to 100 parts by weight of a hydrophilic resin solid content
-3 g / m 2 , wherein the colloidal silica contained in the organic composite film is a combination of a plurality of spherical colloidal silicas bound in a rosary, the spherical colloid having a length of the combination. The ratio of silica to the average particle size is 4
A mixture of non-spherical colloidal silica, which is a combination of spherical colloidal silica having one or more branches and spherical colloidal silica, and non-spherical colloidal silica / all-colloidal silica (that is, non-spherical colloidal silica bond) The ratio of (body + spherical colloidal silica) is 0.1 or more.

【0011】本発明の第四は、数珠状に結合した複数の
球形コロイダルシリカの結合体であって該結合体の長さ
の球形コロイダルシリカの平均粒子径に対する比が4以
上でかつ1個所以上の枝分かれを有する球形コロイダル
シリカの結合体である非球形コロイダルシリカと、球形
コロイダルシリカとの配合比が、非球形コロイダルシリ
カ/全コロイダルシリカ(すなわち、非球形コロイダル
シリカ+球形コロイダルシリカ)の比で0.1以上であ
って、かつ全コロイダルシリカが親水性樹脂固形分10
0重量部に対して固形分として5〜50重量部の割合で
配合されている有機複合塗料を、クロメート皮膜を有す
るめっき鋼板に乾燥重量として0.3〜3g/m2 塗布
した後、焼き付けることを特徴とする塗装後の加工密着
性に優れる表面処理鋼板の製造方法である。
A fourth aspect of the present invention is a conjugate of a plurality of spherical colloidal silica particles bonded in a bead shape, wherein the ratio of the length of the conjugate to the average particle diameter of the spherical colloidal silica is 4 or more and at least one portion. The blending ratio of non-spherical colloidal silica, which is a conjugate of spherical colloidal silica having a branch, and spherical colloidal silica is determined by the ratio of non-spherical colloidal silica / total colloidal silica (that is, non-spherical colloidal silica + spherical colloidal silica). 0.1 or more, and all colloidal silica has a hydrophilic resin solid content of 10
An organic composite coating compounded in a proportion of 5 to 50 parts by weight as a solid content with respect to 0 parts by weight is applied to a plated steel sheet having a chromate film at a dry weight of 0.3 to 3 g / m 2 and then baked. This is a method for producing a surface-treated steel sheet having excellent processing adhesion after painting.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。本発明
は、特に耐食性および溶接性を低下させずに、塗装後の
加工密着性を向上させる手段として、従来有機複合皮膜
に添加していたシリカとは異なる形状のものを用いるこ
とで従来技術を越える性能を得ることに成功したもので
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. The present invention uses the conventional technology by using a silica having a shape different from that of silica conventionally added to an organic composite film, as a means for improving the work adhesion after coating without reducing corrosion resistance and weldability. It has succeeded in obtaining the performance exceeding.

【0013】従来、この目的に用いられているシリカは
球形でありもしくは球形シリカの凝集物であるのに対
し、本発明で用いるシリカは、非球形コロイダルシリカ
であり、すなわち数珠状に結合した複数の球形コロイダ
ルシリカの結合体であって、該結合体の長さの球形コロ
イダルシリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1
個所以上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結
合体であり、この様な形状のシリカを用いることによっ
て塗装後の加工密着性が著しく改善される。
Conventionally, the silica used for this purpose is spherical or an aggregate of spherical silica, whereas the silica used in the present invention is non-spherical colloidal silica, that is, a plurality of beads bonded in a bead shape. Wherein the ratio of the length of the conjugate to the average particle diameter of the spherical colloidal silica is 4 or more and 1
It is a combination of spherical colloidal silica having more than one branch, and the use of silica having such a shape significantly improves processing adhesion after coating.

【0014】従来技術で見られる球形シリカを含有する
有機複合鋼板は、特に微粒径のシリカを用いるほど緻密
な皮膜を形成し耐食性が向上することが知られている。
しかしながら、この様な球形シリカでは凝集したときの
結合力が弱く、厳しいプレス加工を受けたときに被膜の
凝集破壊を生じて密着性を低下させるという問題があっ
た。
It is known that the organic composite steel sheet containing spherical silica found in the prior art forms a denser film and improves the corrosion resistance particularly as the silica having a finer particle size is used.
However, such spherical silica has a problem that the cohesive strength at the time of agglomeration is weak, and when subjected to severe press working, cohesive failure of the coating occurs to lower the adhesion.

【0015】これに対し本発明で用いられるコロイダル
シリカ結合体は、結合体の長さの球形コロイダルシリカ
の平均粒子径に対する比が4以上の球形シリカの結合体
でかつ1個所以上の枝分かれを有した特異な形状を持
つ。この様な枝分かれを有した形状の非球形コロイダル
シリカは、凝集したときの絡み合いによる結合力が強
く、有機樹脂中に含有させることで全体として強靱な有
機複合皮膜を形成することができる。さらに、有機皮膜
表層に存在するシリカの凝集形態が異なり、球形シリカ
の場合と比べて非球形シリカの方が表面の凹凸度合いが
高くなるため塗膜とのアンカリング効果も向上する。こ
の様に、上記皮膜の強靱性とアンカリング効果の両方を
向上させることで塗装後の加工密着性向上を達成するこ
とができる。
On the other hand, the colloidal silica conjugate used in the present invention is a conjugate of spherical silica in which the ratio of the length of the conjugate to the average particle size of the spherical colloidal silica is 4 or more, and has one or more branches. It has a unique shape. Non-spherical colloidal silica having such a branched shape has a strong binding force due to entanglement when agglomerated, and can be formed into an organic composite film as a whole by being contained in an organic resin. Furthermore, the aggregation form of the silica present in the surface layer of the organic film is different, and the non-spherical silica has a higher degree of surface irregularity than the spherical silica, so that the anchoring effect with the coating film is also improved. As described above, by improving both the toughness and the anchoring effect of the film, it is possible to achieve an improvement in the processing adhesion after coating.

【0016】以下本発明である塗装後の加工密着性に優
れる表面処理鋼板およびその製造方法について詳細に説
明する。
Hereinafter, the surface-treated steel sheet having excellent work adhesion after coating and the method for producing the same according to the present invention will be described in detail.

【0017】本発明において適用可能な金属製品として
は、亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケルめっき鋼板、亜鉛
−鉄めっき鋼板、亜鉛−クロムめっき鋼板、亜鉛−アル
ミニウムめっき鋼板、亜鉛−チタンめっき鋼板、亜鉛−
マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−マンガンめっき鋼板等
の亜鉛系の電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき鋼板、
アルミニウムまたはアルミニウム合金めっき鋼板、鉛ま
たは鉛合金めっき鋼板、錫または錫合金めっき鋼板、さ
らにはこれらのめっき層に少量の異種金属元素あるいは
不純物としてコバルト、モリブデン、タングステン、ニ
ッケル、チタン、クロム、アルミニウム、マンガン、
鉄、マグネシウム、鉛、アンチモン、錫、銅、カドミウ
ム、ヒ素等を含有したもの、および/またはシリカ、ア
ルミナ、チタニア等の無機物を分散させたものが含まれ
る。さらには、以上のめっきと他の種類のめっき、例え
ば鉄めっき、鉄−りんめっき等と組み合わせた複層めっ
きにも適用可能である。
The metal products applicable in the present invention include a galvanized steel sheet, a zinc-nickel plated steel sheet, a zinc-iron plated steel sheet, a zinc-chrome plated steel sheet, a zinc-aluminum plated steel sheet, a zinc-titanium plated steel sheet, and a zinc-coated steel sheet.
Zinc-based electroplating such as magnesium-plated steel sheet, zinc-manganese-plated steel sheet, hot-dip coating, vapor-deposited steel sheet,
Aluminum or aluminum alloy-plated steel sheet, lead or lead alloy-plated steel sheet, tin or tin alloy-plated steel sheet, and even a small amount of dissimilar metal elements or impurities such as cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, chromium, aluminum, manganese,
Examples include those containing iron, magnesium, lead, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic, and the like, and / or those in which inorganic substances such as silica, alumina, and titania are dispersed. Further, the present invention is also applicable to multi-layer plating in which the above plating is combined with other types of plating, for example, iron plating, iron-phosphorus plating, and the like.

【0018】各めっき鋼板におけるめっき付着量は片面
1g/m2 以上とすることが好ましく、これを下回ると
耐食性が低下する。
The coating weight of each plated steel sheet is preferably 1 g / m 2 or more on one side, and if it is less than this, the corrosion resistance decreases.

【0019】本発明は、この様な鋼板のめっき面に下層
から第1層としてクロメート皮膜を、また第2層として
有機複合皮膜を形成させる。第1層のクロメート皮膜を
形成する手段として、例えば無水クロム酸、クロム酸
塩、重クロム酸を主剤とした水溶液中での浸漬クロメー
ト処理、電解型クロメート処理、さらには上記水溶液に
コロイダルシリカ等を混合した処理液を塗布して、水洗
することなく乾燥させる塗布型クロメート処理方法等が
上げられる。
In the present invention, a chromate film is formed as a first layer and an organic composite film is formed as a second layer from the lower layer on the plated surface of such a steel sheet. Means for forming the first layer chromate film include, for example, immersion chromate treatment in an aqueous solution mainly containing chromic anhydride, chromate, and dichromic acid, electrolytic chromate treatment, and further, colloidal silica or the like is added to the aqueous solution. A coating-type chromate treatment method in which the mixed treatment liquid is applied and dried without washing with water can be used.

【0020】クロメート皮膜の付着量はCr換算で5〜
100mg/m2 程度とするのが好ましい。付着量がC
r換算で5mg/m2 未満では十分な耐食性が得られ
ず、100mg/m2 を超えるとクロメート皮膜自身の
凝集破壊を生じて皮膜の密着性が低下する。
The adhesion amount of the chromate film is 5 to 5 in terms of Cr.
It is preferred to be about 100 mg / m 2 . Adhesion amount is C
If it is less than 5 mg / m 2 in terms of r, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, and if it exceeds 100 mg / m 2 , cohesive failure of the chromate film itself occurs, and the adhesion of the film decreases.

【0021】有機複合皮膜として用いる親水性樹脂とし
てはアクリルエステル・アクリル酸共重合物、エポキシ
・アクリル酸、オレフィン・アクリル酸共重合物、オレ
フィンアイオノマー、スチレン・アクリル酸共重合物、
ウレタン・アクリル酸共重合物、ウレタンエポキシ樹
脂、エチレンイミンアクリル樹脂等が適用でき、塗料と
しては水系溶媒に分散させたエマルジョンを用いるのが
好ましい。また、必要により各種メラミン樹脂、アミノ
樹脂等の架橋剤を添加してもよい。これらの中で、特に
性能面とコストの両面を考慮する場合、オレフィン・ア
クリル酸共重合物を用いるのが好ましい。
The hydrophilic resin used as the organic composite film includes acrylic ester / acrylic acid copolymer, epoxy / acrylic acid, olefin / acrylic acid copolymer, olefin ionomer, styrene / acrylic acid copolymer,
A urethane / acrylic acid copolymer, urethane epoxy resin, ethyleneimine acrylic resin, or the like can be used, and it is preferable to use an emulsion dispersed in an aqueous solvent as a coating material. If necessary, a crosslinking agent such as various melamine resins and amino resins may be added. Among these, it is preferable to use an olefin / acrylic acid copolymer especially when both performance and cost are considered.

【0022】上記親水性樹脂に非球形コロイダルシリカ
(コロイダルシリカ結合体)を含有させる。本発明に使
用される非球形コロイダルシリカは種々の方法によって
得られるが、その一例として珪酸ナトリウム、珪酸カリ
ウムの水溶液を陽イオン交換樹脂によって陽イオンを除
去してコロイダルシリカを製造する過程においてアルカ
リ土類金属イオンを加え、温度、pHを調整する方法が
上げられる。商業的に入手できるものを利用してもよ
い。例えば、日産化学工業社より入手できるPM−M,
PM−L等を使用することができる。
The hydrophilic resin contains non-spherical colloidal silica (colloidal silica binder). The non-spherical colloidal silica used in the present invention can be obtained by various methods. As an example, in the process of removing cations from an aqueous solution of sodium silicate and potassium silicate with a cation exchange resin to produce colloidal silica, alkaline earth is used. There is a method of adjusting the temperature and pH by adding a class of metal ions. Commercially available ones may be used. For example, PM-M, available from Nissan Chemical Industries,
PM-L or the like can be used.

【0023】この様にして得られた非球形コロイダルシ
リカの形状としては、結合体の長さ/球形コロイダルシ
リカ平均粒子径の比が4以上の結合体でかつ1個所以上
の枝分かれを有したものを使用するのがよい。長さ/平
均粒子径比については4〜100の範囲が好ましい。4
未満では従来の球形コロイダルシリカとの差がなく塗装
後の加工密着性は改善されない。また、100を超える
と非球形コロイダルシリカ自身が塗料中で不安定にな
り、沈降等の問題を生じるため好ましくない。平均粒子
径としては、特に限定はしないが浴中での凝集あるいは
沈降等を考慮すると10〜50nmの範囲が実用上好ま
しい。さらに、非球形コロイダルシリカにおいて1個所
以上の枝分かれを有するものが好ましく、浴中での凝集
あるいは沈降等を考慮すると1〜50の範囲がより好ま
しい。
The shape of the non-spherical colloidal silica thus obtained may be a conjugate having a ratio of conjugate length / spherical colloidal silica average particle diameter of 4 or more and having one or more branches. It is better to use The length / average particle diameter ratio is preferably in the range of 4 to 100. 4
If it is less than the value, there is no difference from the conventional spherical colloidal silica, and the processing adhesion after coating is not improved. On the other hand, if it exceeds 100, the non-spherical colloidal silica itself becomes unstable in the coating material, causing problems such as sedimentation. The average particle diameter is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 50 nm in consideration of aggregation or sedimentation in a bath. Further, non-spherical colloidal silica having one or more branches is preferable, and the range of 1 to 50 is more preferable in consideration of coagulation or sedimentation in a bath.

【0024】コロイダルシリカの形状については前述し
たように長さ/平均粒子径比が4以上の球形シリカ結合
体でかつ1個所以上の枝分かれを有した非球形コロイダ
ルシリカを用いることを前提とするが、場合によっては
従来の球形シリカを混合して用いることも可能である。
As described above, the shape of the colloidal silica is based on the assumption that non-spherical colloidal silica having a length / average particle diameter ratio of at least 4 and having a spherical silica binder and having at least one branch is used. In some cases, it is also possible to use a mixture of conventional spherical silica.

【0025】しかし、その混合比率は非球形コロイダル
シリカ/全コロイダルシリカ(すなわち、非球形コロイ
ダルシリカ+球形コロイダルシリカ)の比が0.1(固
形分重量比)以上必要であり、0.1未満では塗装後の
加工密着性は改善されない。
However, the mixing ratio of the non-spherical colloidal silica to the total colloidal silica (ie, non-spherical colloidal silica + spherical colloidal silica) needs to be 0.1 (solid content weight ratio) or more, and less than 0.1 Does not improve the working adhesion after painting.

【0026】これらのシリカを親水性樹脂固形分100
重量部に対し、5〜50重量部の比率で配合させる。5
未満では十分な耐食性が得られず、50を超えると皮膜
の柔軟性が得られず逆にもろくなるため密着性が劣化す
る。
These silicas are converted to a hydrophilic resin solid content of 100
It is blended at a ratio of 5 to 50 parts by weight with respect to parts by weight. 5
If it is less than 50, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, and if it exceeds 50, flexibility of the film cannot be obtained and the film becomes brittle, thereby deteriorating the adhesion.

【0027】これら樹脂、コロイダルシリカを含有した
有機複合塗料をあらかじめクロメート処理を施しためっ
き鋼板に塗布、焼き付けることで目的の表面処理鋼板が
得られるが、その付着量は0.3〜3g/m2 の範囲で
ある。付着量が0.3g/m 2 未満では鋼板表面の凹凸
を埋めきれないために耐食性が劣り、また3g/m2
超えると耐食性の向上はあるが溶接性が困難となるため
好ましくない。
These resins contained colloidal silica.
Chromate the organic composite paint beforehand.
The target surface-treated steel sheet is applied and baked
It can be obtained, but its adhesion amount is 0.3-3 g / mTwoIn the range
is there. 0.3 g / m TwoIf less than, unevenness of the steel sheet surface
Corrosion resistance is inferior because it cannot be filled, and 3g / mTwoTo
If it exceeds, the corrosion resistance is improved, but the weldability becomes difficult.
Not preferred.

【0028】これらの有機複合皮膜を形成させるための
塗布方法としては、スプレー、カーテン、フローコータ
ー、ロールコーター、バーコーター、刷毛塗り、浸漬お
よびエアナイフ絞り等のいずれの方法を用いても良い。
As a coating method for forming these organic composite films, any method such as spraying, curtain, flow coater, roll coater, bar coater, brush coating, dipping, and air knife drawing may be used.

【0029】また、焼き付け温度は80〜250℃とす
るのが望ましい。80℃未満では、塗料中の水が完全に
揮発しづらいため耐食性が低下し、250℃を超えると
皮膜の硬化が進みすぎて加工性が低下するため好ましく
ない。
The baking temperature is desirably set at 80 to 250 ° C. If the temperature is lower than 80 ° C., the water in the coating is difficult to completely volatilize, so that the corrosion resistance is lowered.

【0030】また、乾燥設備については特に規制するも
のではないが、熱風吹き付けによる方法や、ヒーターに
よる間接加熱方法、赤外線による方法、誘導加熱による
方法、並びにこれらを併用する方法が採用できる。
Although there is no particular limitation on the drying equipment, a method using hot air blowing, a method using indirect heating with a heater, a method using infrared rays, a method using induction heating, and a method using these in combination can be adopted.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限
定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0032】(1)金属板の種類 表1に示すめっき鋼板を用いた。(1) Kind of Metal Plate A plated steel plate shown in Table 1 was used.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】(2)クロメート処理 表1に示すEGおよびZNを、クロム酸50g/L、硫
酸0.3g/Lの浴中で電流密度10A/dm2 で所定
の電気量を通電して電解クロメート処理を施し、次に水
洗した後熱風乾燥炉で到達板温80℃で乾燥した。
(2) Chromate treatment EG and ZN shown in Table 1 were subjected to electrolytic chromatography by applying a predetermined amount of electricity at a current density of 10 A / dm 2 in a bath of chromic acid 50 g / L and sulfuric acid 0.3 g / L. After the treatment, the substrate was washed with water and dried in a hot-air drying oven at an ultimate plate temperature of 80 ° C.

【0035】(3)有機複合皮膜処理 前記クロメート処理を施しためっき鋼板に親水性樹脂と
して、オレフィン・アクリル共重合物(東邦化学工業社
製、ハイテックS−7024)を用い、表3に示す組成
比率で親水性樹脂とコロイダルシリカを配合した有機複
合塗料をバーコーターで所定の付着量を塗布し、熱風乾
燥炉にて到達板温150℃で焼き付け乾燥して評価用サ
ンプルを作製した。尚、本実験で使用したコロイダルシ
リカの平均粒子径、長さ/平均粒子径の比、枝分かれの
数については、水で希釈したコロイダルシリカを所定の
量を塗布、乾燥したものを電子顕微鏡を用いて測定し
た。
(3) Organic Composite Coating Treatment The chromate-treated plated steel sheet is made of an olefin / acrylic copolymer (Hitec S-7024, manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) as a hydrophilic resin, and has the composition shown in Table 3. A predetermined amount of an organic composite coating material in which a hydrophilic resin and colloidal silica were blended in a ratio was applied with a bar coater, and baked and dried at a reaching plate temperature of 150 ° C. in a hot air drying furnace to prepare a sample for evaluation. The average particle diameter, the ratio of length / average particle diameter, and the number of branches of the colloidal silica used in this experiment were determined by applying a predetermined amount of colloidal silica diluted with water, drying the mixture, and using an electron microscope. Measured.

【0036】(4)性能評価項目 (1)〜(3)の条件で作製した評価用サンプルについ
て下記の評価を行った。
(4) Performance Evaluation Items The following evaluations were performed on evaluation samples prepared under the conditions (1) to (3).

【0037】a)塗装後加工密着性 (3)で作製した評価用サンプルに、バーコーターを用
いてメラミンアルキッド樹脂塗料(関西ペイント(株)
製、アミラック#1000)を、乾燥膜厚3μmとなるよう
に塗布し、炉温130℃で20分間焼き付けた。次に、
1晩放置した後、沸騰水に30分浸漬した。その後、評
価用サンプルを300(長さ)x30(幅)mmのサイ
ズに切断し、引っ張り試験機で20%引き伸ばし、さら
に塗装面を内側にして90度曲げ加工(内側のR:0)
を施した。最後に、加工が施された内側の塗装面を粘着
テープ(ニチバン(株):商品名セロテープ)を用いて
テープ剥離試験を行い、試験後の塗膜の剥離状態を観察
した。評価は曲げ部分の幅方向の塗膜剥離率を求めて行
い、◎および○を良好と判定した。 ◎: 剥離なし ○: 剥離率 10%未満 △: 剥離率 10%以上、50%未満 × : 剥離率 50%以上
A) Adhesiveness after coating The melamine alkyd resin paint (Kansai Paint Co., Ltd.) was applied to the evaluation sample prepared in (3) using a bar coater.
Amilac # 1000) was applied to a dry film thickness of 3 μm and baked at a furnace temperature of 130 ° C. for 20 minutes. next,
After leaving overnight, it was immersed in boiling water for 30 minutes. Thereafter, the evaluation sample was cut into a size of 300 (length) × 30 (width) mm, stretched by 20% with a tensile tester, and further bent 90 ° with the painted surface inside (R = 0 inside).
Was given. Lastly, a tape peeling test was performed on the processed inner painted surface using an adhesive tape (Nichiban Co., Ltd .: Scotch tape), and the peeling state of the coating film after the test was observed. The evaluation was performed by determining the peeling rate of the coating film in the width direction of the bent portion, and ◎ and ○ were judged to be good. ◎: No peeling ○: Peeling rate less than 10% △: Peeling rate 10% or more, less than 50% ×: Peeling rate 50% or more

【0038】b)平板耐食性 (3)で作製した評価用サンプルを、JIS Z 2371に記載
されている塩水噴霧試験方法に準じて、雰囲気温度35
℃で、5%のNaCl水溶液を評価用サンプルに吹き付け、
72時間後の白錆発生率を測定した。以下の評価で、◎
および○を良好と判断した。 ◎ : 白錆発生なし ○ : 白錆発生率 10%未満 △ : 白錆発生率 10%以上、50%未満 × : 白錆発生率 50%以上
B) Flat plate corrosion resistance The sample for evaluation prepared in (3) was subjected to an ambient temperature of 35 according to the salt spray test method described in JIS Z 2371.
At 5 ° C., a 5% aqueous NaCl solution is sprayed on the sample for evaluation,
The white rust occurrence rate after 72 hours was measured. In the following evaluation, ◎
And ○ were judged to be good. ◎: No white rust occurred ○: White rust occurrence rate less than 10% △: White rust occurrence rate 10% or more, less than 50% ×: White rust occurrence rate 50% or more

【0039】c)連続溶接性 表2に示す条件で連続スポット溶接試験を行い、安定し
てナゲット径が3mmφ以上形成できる打点数を求め
た。
C) Continuous Weldability A continuous spot welding test was performed under the conditions shown in Table 2, and the number of hit points at which a nugget diameter of 3 mmφ or more could be formed stably was determined.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】また、以下の評価で◎および○を良好と判
断した。 ◎ : 打点数5000以上 ○ : 打点数2500以上 5000未満 △ : 打点数1000以上 2500未満 × : 打点数1000未満
In the following evaluations, ◎ and ○ were judged to be good. ◎: Number of spots 5,000 or more ○: Number of spots 2500 to less than 5000 △: Number of spots 1000 to less than 2500 ×: Number of spots less than 1,000

【0042】以上の評価結果を表3に示す。表3より、
本発明の表面処理鋼板は、いずれの場合においても塗装
後の加工密着性に優れ、かつ良好な耐食性および溶接性
を有していることが明らかである。
Table 3 shows the above evaluation results. From Table 3,
It is clear that the surface-treated steel sheet of the present invention has excellent workability after coating in any case, and has good corrosion resistance and weldability.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の表面処理鋼板は優れた塗装後の
加工密着性を有するため、家電、建材および自動車分野
向け材料として好適である。また、本発明に係る表面処
理鋼板の製造方法により、各種性能バランスを保持した
まま塗装後の加工密着性に優れる表面処理鋼板を市場に
提供することができる。
Since the surface-treated steel sheet of the present invention has excellent processing adhesion after painting, it is suitable as a material for home appliances, building materials and automobiles. Further, by the method for producing a surface-treated steel sheet according to the present invention, it is possible to provide a surface-treated steel sheet having excellent work adhesion after coating to the market while maintaining various performance balances.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B32B 27/18 B32B 27/18 Z C09D 7/12 C09D 7/12 Z C23C 22/24 C23C 22/24 C25D 11/38 301 C25D 11/38 301Z // C09D 201/00 C09D 201/00 (72)発明者 宮内 優二郎 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 高橋 彰 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 Fターム(参考) 4D075 AE03 BB74X CA13 DA06 DB02 DC02 DC12 DC18 EA02 EC03 EC53 EC54 4F100 AA20B AA20H AA22C AB03A AK01B AK71B BA03 CC00B DE01B DE01H EH462 EH71C EJ422 EJ862 GB07 GB32 GB43 JA13B JA13C JA20H JB05B JK06 YY00B YY00C YY00H 4J038 CB061 CB161 CC021 CG141 CJ131 CJ141 DB371 DB481 DG321 DJ011 GA06 HA446 KA20 NA12 PA19 PC02 4K026 AA02 AA07 BA01 BA06 BA11 BA12 BB02 BB06 BB08 BB10 CA16 CA39 CA41 DA15 DA16──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B32B 27/18 B32B 27/18 Z C09D 7/12 C09D 7/12 Z C23C 22/24 C23C 22/24 C25D 11/38 301 C25D 11/38 301Z // C09D 201/00 C09D 201/00 (72) Inventor Yujiro Miyauchi 1 Kimitsu, Kimitsu City, Chiba Prefecture Nippon Steel Corporation Kimitsu Works (72) Inventor Akira Takahashi 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba F-term in Kimitsu Works, Nippon Steel Corporation (reference) GB07 GB32 GB43 JA13B JA13C JA20H JB05B JK06 YY00B YY00C YY00H 4J038 CB061 CB161 CC021 CG141 CJ131 CJ141 DB371 DB481 DG321 D J011 GA06 HA446 KA20 NA12 PA19 PC02 4K026 AA02 AA07 BA01 BA06 BA11 BA12 BB02 BB06 BB08 BB10 CA16 CA39 CA41 DA15 DA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Cr換算で5〜100mg/m2 のクロ
メート層を有するめっき鋼板の上層に、親水性樹脂固形
分100重量部に対してコロイダルシリカが固形分とし
て5〜50重量部含有されている0.3〜3g/m2
有機複合皮膜を有し、該有機複合皮膜中に含まれるコロ
イダルシリカが、数珠状に結合した複数の球形コロイダ
ルシリカの結合体であって、該結合体の長さの球形コロ
イダルシリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1
個所以上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結
合体であることを特徴とする塗装後の加工密着性に優れ
た表面処理鋼板。
1. An upper layer of a plated steel sheet having a chromate layer of 5 to 100 mg / m 2 in terms of Cr, containing 5 to 50 parts by weight of colloidal silica as a solid content relative to 100 parts by weight of a hydrophilic resin solid content. An organic composite coating of 0.3 to 3 g / m 2 , wherein the colloidal silica contained in the organic composite coating is a conjugate of a plurality of spherical colloidal silica bonded in a bead shape, The ratio of the length of the spherical colloidal silica to the average particle diameter is 4 or more and 1
A surface-treated steel sheet having excellent workability after coating, characterized by being a combination of spherical colloidal silica having branches at more than one place.
【請求項2】 数珠状に結合した複数の球形コロイダル
シリカの結合体であって該結合体の長さの球形コロイダ
ルシリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1個所
以上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結合体
が親水性樹脂固形分100重量部に対して固形分として
5〜50重量部の割合で配合されている有機複合塗料
を、クロメート皮膜を有するめっき鋼板に乾燥重量とし
て0.3〜3g/m2 塗布した後、焼き付けることを特
徴とする塗装後の加工密着性に優れた表面処理鋼板の製
造方法。
2. A sphere-shaped conjugate comprising a plurality of spherical colloidal silica particles, wherein the ratio of the length of the conjugate to the average particle diameter of the spherical colloidal silica is 4 or more, and the spherical particles have one or more branches. An organic composite paint in which a binder of colloidal silica is blended at a ratio of 5 to 50 parts by weight as a solid content with respect to 100 parts by weight of a hydrophilic resin solid content is coated on a plated steel sheet having a chromate film in a dry weight of 0.3. A method for producing a surface-treated steel sheet having excellent workability after coating, characterized by baking after applying 3 g / m 2 .
【請求項3】 Cr換算で5〜100mg/m2 のクロ
メート層を有するめっき鋼板の上層に、親水性樹脂固形
分100重量部に対してコロイダルシリカが固形分とし
て5〜50重量部含有されている0.3〜3g/m2
有機複合皮膜を有し、該有機複合皮膜中に含まれるコロ
イダルシリカが、数珠状に結合した複数の球形コロイダ
ルシリカの結合体であって該結合体の長さの球形コロイ
ダルシリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1個
所以上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結合
体である非球形コロイダルシリカと、球形コロイダルシ
リカとの混合物であって、非球形コロイダルシリカ/全
コロイダルシリカ(すなわち、非球形コロイダルシリカ
+球形コロイダルシリカ)の比が0.1以上であること
を特徴とする塗装後の加工密着性に優れた表面処理鋼
板。
3. An upper layer of a plated steel sheet having a chromate layer of 5 to 100 mg / m 2 in terms of Cr containing 5 to 50 parts by weight of colloidal silica as a solid content relative to 100 parts by weight of a hydrophilic resin solid content. The organic composite coating of 0.3 to 3 g / m 2 , wherein the colloidal silica contained in the organic composite coating is a conjugate of a plurality of spherical colloidal silicas bonded in a bead shape, A mixture of non-spherical colloidal silica, which is a combination of spherical colloidal silica having a spherical particle colloidal silica having an average particle diameter of 4 or more and having one or more branches, and spherical colloidal silica; After painting, wherein the ratio of silica / total colloidal silica (ie non-spherical colloidal silica + spherical colloidal silica) is 0.1 or more Excellent surface treated steel sheet processability adhesion.
【請求項4】 数珠状に結合した複数の球形コロイダル
シリカの結合体であって該結合体の長さの球形コロイダ
ルシリカの平均粒子径に対する比が4以上でかつ1個所
以上の枝分かれを有する球形コロイダルシリカの結合体
である非球形コロイダルシリカと、球形コロイダルシリ
カとの配合比が、非球形コロイダルシリカ/全コロイダ
ルシリカ(すなわち、非球形コロイダルシリカ+球形コ
ロイダルシリカ)の比で0.1以上であって、かつ全コ
ロイダルシリカが親水性樹脂固形分100重量部に対し
て固形分として5〜50重量部の割合で配合されている
有機複合塗料を、クロメート皮膜を有するめっき鋼板に
乾燥重量として0.3〜3g/m2 塗布した後、焼き付
けることを特徴とする塗装後の加工密着性に優れる表面
処理鋼板の製造方法。
4. A sphere-shaped conjugate comprising a plurality of spherical colloidal silica particles, wherein the ratio of the length of the conjugate to the average particle diameter of the spherical colloidal silica is 4 or more and the spherical particles have one or more branches. The compounding ratio of non-spherical colloidal silica, which is a combination of colloidal silica, and spherical colloidal silica is 0.1 or more in the ratio of non-spherical colloidal silica / total colloidal silica (that is, non-spherical colloidal silica + spherical colloidal silica). An organic composite paint in which all colloidal silica is blended at a ratio of 5 to 50 parts by weight as a solid content with respect to 100 parts by weight of a hydrophilic resin solid content is coated on a plated steel sheet having a chromate film in a dry weight of 0%. after .3~3g / m 2 coating, a method for producing a surface-treated steel sheet excellent in processability adhesion after coating, characterized in that burning
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