JP2001335964A - 耐食性に優れた有機被覆鋼板 - Google Patents

耐食性に優れた有機被覆鋼板

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下地となる化成処理皮膜にクロメート皮膜を
適用しなくても優れた耐食性が得られ、化成処理皮膜に
クロメート皮膜を適用した場合には、耐食性だけでなく
優れた耐クロム溶出性が得られる有機被覆鋼板を提供す
る。 【解決手段】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部に第
2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又は全
部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)
からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物
(X)と、(a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩、
(b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ
素、(c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素、(d)カ
ルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素、(e)モリ
ブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チオール類、チア
ジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ば
れる1種以上の有機化合物、のうちのいずれかの防錆添
加成分(Y)とを含む有機皮膜を有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電、建
材用途等に最適な有機被覆鋼板に関し、製品を取扱う作
業者やユーザーへの影響、製造時の排水処理対策、さら
には使用環境下における製品からの有害物質の揮発・溶
出などの環境問題に適応するために、下地となる化成処
理皮膜にクロメート皮膜を適用しなくても優れた耐食性
が得られ、また、化成処理皮膜にクロメート皮膜を適用
した場合には、耐食性だけでなく優れた耐クロム溶出性
が得られる環境適応型表面処理鋼板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】家電製品用鋼板、建材用鋼板、自動車用
鋼板等には、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系め
っき鋼板の表面に、耐食性(耐白錆性、耐赤錆性)を向
上させる目的で、クロム酸、重クロム酸またはその塩類
を主要成分とした処理液によるクロメート処理が施され
た鋼板が幅広く用いられている。このクロメート処理は
耐食性に優れ、且つ比較的簡単に行うことができる経済
的な処理方法である。クロメート皮膜の防食機構は、3
価クロムの水和酸化物によるバリヤー効果と6価クロム
による自己修復作用によるものと考えられている。
【0003】クロメート処理方法には、反応型、電解
型、塗布型がある。このうち、塗布型クロメート処理に
ついては、処理液中の6価クロムと3価クロムの比率を
コントロールしたり、シリカを添加する等の方法により
優れた耐食性が得られることから、最近、表面処理鋼板
としての使用量も急速に伸びている。また、反応型や電
解型クロメート処理の場合には、クロメート皮膜の耐食
性を補う目的で、クロメート処理の直後に6価クロムを
含む処理液でシーリング処理を行う場合がある。
【0004】しかし、6価クロムは公害規制物質である
ため、クロメート皮膜から6価クロムが溶出するのを抑
制する必要がある。例えば、塗布型クロメート処理鋼板
のプレス加工時に付着した防錆油、プレス油をアルカリ
脱脂する場合に、アルカリ脱脂液中への6価クロム溶出
を抑制する必要がある。また、反応型クロメート処理鋼
板や電解型クロメート処理鋼板の表面に耐食性向上の目
的で行われるクロムシーリング処理においても、同様の
配慮が必要となる。このためクロメート皮膜から6価ク
ロムが溶出しないクロメート処理の必要性が高まってい
る。
【0005】このようなことから、塗布型クロメート処
理皮膜のアルカリ脱脂時のクロム溶出を抑制し、しかも
耐食性を向上するための各種検討が行われている。この
方法の一つとして、クロメート処理液中の3価クロム/
6価クロムの還元率を高める方法が知られているが、処
理液中の還元率を高めると耐食性が低下するため還元率
の上昇には限界がある。また、この方法の他にも、以下
のような方法が開示されている。
【0006】(イ)クロメート処理の乾燥温度を板温で
150〜250℃とし、樹脂を塗布しら後、再び150
〜250℃で乾燥する方法(特開平4−28878号) (ロ)上層の水系樹脂皮膜に還元剤を添加することによ
り、クロムイオンの溶出を抑制する方法(特開平7−1
80069号) (ハ)上層のエポキシエステル樹脂皮膜中にポリエチレ
ンオキシオールを添加して、クロムイオンの溶出を抑制
する方法(特開平7−243055号)
【0007】一方、クロメート処理そのものが人体や環
境に悪影響を及ぼすおそれがあるという観点から、クロ
メート処理によらない無公害な処理技術、所謂クロムフ
リー技術が数多く提案されている。このうち有機系化合
物や有機樹脂を利用した方法もいくつか提案されてお
り、例えば、以下のような方法を挙げることができる。 (1)タンニン酸を用いる方法(例えば、特開昭51−
71233号) (2)エポキシ樹脂とアミノ樹脂とタンニン酸を混合し
た熱硬化性塗料を用いる方法(例えば、特開昭63−9
0581号) (3)水系樹脂と多価フェノールカルボン酸の混合組成
物を用いる方法(例えば、特開平8−325760号)
などのようなタンニン酸のキレート力を利用する方法
【0008】(4)ヒドラジン誘導体水溶液をブリキ又
は亜鉛鉄板の表面に塗布する表面処理方法(例えば、特
公昭53−27694号、特公昭56−10386号) (5)アシルザルコシンとベンゾトリアソールとの混合
物にアミンを付加させて得られたアミン付加塩を含む防
錆剤を用いる方法(例えば、特開昭58−130284
号) (6)ベンゾチアゾール化合物などの複素環化合物とタ
ンニン酸を混合した処理剤を用いる方法(例えば、特開
昭57−198267号)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、クロム溶出の
抑制を目的とした上記(イ)〜(ハ)の従来技術には、
以下のような問題がある。まず、上記(イ)の方法は、
上層の有機樹脂皮膜中を若干の6価クロムイオンが透過
するために、クロム溶出の抑制には限界がある。また、
上記(ロ)の方法は、クロメート皮膜中の6価クロムを
3価クロムに還元することを狙いとしたものであるが、
クロム溶出の抑制に限界があるだけでなく、耐食性を低
下させてしまう問題がある。さらに、上記(ハ)の方法
は、6価クロムをポリエチレンオキシオールによって錯
形成することを期待したものであるが、(ロ)の方法と
同様に耐食性を低下させてしまう問題がある。
【0010】また、クロメート処理を用いない上記
(1)〜(6)の従来技術にも以下のような問題があ
る。まず、上記(1)〜(4)の方法はいずれも耐食性
の面で問題がある。これは、いずれの方法によっても、
得られる皮膜が自己補修効果を有していないことに一因
がある。すなわち、クロメート皮膜では、 (a) バリア効果:3価Cr主体の難溶性化合物(水和酸
化物)による腐食因子(水、酸素、塩素など)に対する
障壁効果 (b) 自己補修効果:6価Crによる腐食起点での保護皮
膜形成効果 の両者の相乗効果によって高度の耐食性を発現する。と
ころが、従来のクロムフリー技術では、バリア効果につ
いてはクロムに頼らなくとも有機樹脂などによってある
程度付与できるが、自己補修効果については、6価Cr
の代替となる自己補修性発現物質が提供されていなかっ
たため、高度の耐食性は実現できなかった。
【0011】また、上記(1)の方法では耐食性が不十
分であるだけでなく、処理後の均一な外観が得られな
い。また、上記(2)の方法は、特に亜鉛系又はアルミ
ニウム系めっき表面に直接、薄膜状(0.1〜5μm)
の防錆皮膜を形成することを狙いとしたものではなく、
このため亜鉛系又はアルミニウム系めっき表面に薄膜状
に適用したとしても十分な防食効果は得られない。ま
た、上記(3)の方法についても同様に耐食性が不十分
である。
【0012】さらに上記(4)の方法は亜鉛系又はアル
ミニウム系めっき鋼板について適用したものではなく、
また、仮に亜鉛系又はアルミニウム系めっき鋼板に適用
したとしても、得られる皮膜はネットワーク構造を有し
ていないため十分なバリヤー性がなく、このため耐食性
が不十分である。また、特公昭53−23772号、特
公昭56−10386号には皮膜の均一性向上を狙いと
してヒドラジン誘導体水溶液に水溶性高分子化合物(ポ
リビニルアルコール類、マレイン酸エステル共重合体、
アクリル酸エステル共重合体など)を混合することが開
示されているが、ヒドラジン誘導体水溶液と水溶性高分
子化合物との単なる混合物では十分な耐食性は得られな
い。
【0013】さらに、上記(5)、(6)の方法も亜鉛
系又はアルミニウム系めっき鋼板表面に短時間で防錆皮
膜を形成することを狙いとしたものではなく、また、仮
に処理剤をめっき鋼板表面に塗布したとしても、酸素や
水などの腐食因子へのバリヤー性がないため優れた耐食
性は得られない。また、(6)の方法については、添加
剤として樹脂(エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、ニトロセルロース樹脂、塩化ビニル樹脂など)と
の混合についても述べられているが、ベンゾチアゾール
化合物などの複素環化合物と樹脂との単なる混合物では
十分な耐食性は得られない。
【0014】また、上記(1)〜(6)の方法はいずれ
も、プレス加工などで表面に塗布した油を除去するため
に、スプレーなどによるpH9〜11程度のアルカリ脱
脂を行うような実用条件においては、アルカリ脱脂によ
って皮膜が剥離又は損傷し、耐食性を保持できないとい
う問題がある。したがって、これらの方法は、防錆皮膜
を形成する方法としては実用に適したものではない。し
たがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を
解決し、下地となる化成処理皮膜にクロメート皮膜を適
用しなくても優れた耐食性が得られ、また、化成処理皮
膜にクロメート皮膜を適用した場合には、耐食性だけで
なく優れた耐クロム溶出性が得られる有機被覆鋼板を提
供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者らが鋭意検討を行った結果、亜鉛系めっき鋼
板又はアルミニウム系めっき鋼板の表面に形成された化
成処理皮膜の上層に、第2層皮膜として特定のキレート
形成樹脂皮膜を形成するとともに、このキレート形成樹
脂皮膜中に6価クロムに代わる特定の自己補修性発現物
質(防錆添加成分)を適量配合することにより、化成処
理としてクロメート処理を用いることなく優れた耐食性
が得られること、また、化成処理としてクロメート処理
を用いた場合には、従来のクロメート処理鋼板に較べて
格段に優れた耐食性が得られるとともに、その特定のキ
レート形成樹脂皮膜により優れた耐クロム溶出性が得ら
れることを見い出した。本発明はこのような知見に基づ
きなされたもので、その特徴とする構成は以下の通りで
ある。
【0016】[1]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(a)〜(f)のうちのいずれかの防
錆添加成分(Y)とを含み、 (a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩 (b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ素 (c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素 (d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0017】[2]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(e)、(g)及び(h)の防錆添加
成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0018】[3]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(e)及び(i)の防錆添加成分
(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0019】[4]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(f)、(g)及び(h)の防錆添加
成分(Y)とを含み、 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0020】[5]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(f)及び(i)の防錆添加成分
(Y)とを含み、 (f)トリアゾール類、チオール
類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中
から選ばれる1種以上の有機化合物 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0021】[6]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(e)及び(f)の防錆添加成分
(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0022】[7]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(e)、(f)、(g)及び(h)の
防錆添加成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0023】[8]亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム
系めっき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、その上部
に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)と一部又
は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反応生成
物(X)と、下記(e)、(f)及び(i)の防錆添加
成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。
【0024】[9]上記[1]〜[8]のいずれかの有機
被覆鋼板において、有機皮膜が、さらに固形潤滑剤
(Z)を含み、該固形潤滑剤(Z)の含有量が前記反応
生成物(X)100重量部(固形分)に対して1〜80
重量部(固形分)であることを特徴とする耐食性に優れ
た有機被覆鋼板。 [10]上記[1]〜[9]のいずれかの有機被覆鋼板にお
いて、皮膜形成有機樹脂(A)が、エポキシ基含有樹脂
(D)であることを特徴とする耐食性に優れた有機被覆
鋼板。 [11]上記[1]〜[10]のいずれかの有機被覆鋼板に
おいて、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)が、
活性水素を有するピラゾール化合物及び/又は活性水素
を有するトリアゾール化合物であることを特徴とする耐
食性に優れた有機被覆鋼板。
【0025】[12]上記[1]〜[11]のいずれかの有
機被覆鋼板において、活性水素を有するヒドラジン誘導
体(C)が活性水素化合物(B)中に10〜100モル
%含まれることを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
板。 [13]上記[10]〜[12]のいずれかの有機被覆鋼板に
おいて、エポキシ基含有樹脂(D)が下記式(1)で示
されるエポキシ樹脂であることを特徴とする耐食性に優
れた有機被覆鋼板。
【化2】
【0026】本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、
亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系めっき鋼板の表面
に化成処理皮膜を形成し、その上層に第2層皮膜とし
て、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物
が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活
性水素含有化合物(B)とを反応させることにより、皮
膜形成用樹脂(A)にキレート形成基としてヒドラジン
誘導体(C)を付与し、この反応生成物であるキレート
形成樹脂を基体樹脂として用いるとともに、自己補修性
発現物質(防錆添加成分)として、(a)Caイオン交
換シリカ及びリン酸塩、(b)Caイオン交換シリカ、
リン酸塩及び酸化ケイ素、(c)カルシウム化合物及び
酸化ケイ素、(d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸
化ケイ素、(e)モリブデン酸塩、(f)トリアゾール
類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チ
ウラム類の中から選ばれる1種以上の有機化合物、のう
ちのいずれかの、若しくは上記(e)及び/又は(f)
に他の成分を複合添加した防錆添加成分(Y)を配合し
た有機皮膜を形成した点にある。
【0027】上記のような特定の反応生成物からなる有
機皮膜の防食機構についても必ずしも明らかではない
が、その機構は以下のように推定できる。すなわち、単
なる低分子量のキレート化剤ではなく、皮膜形成有機樹
脂にヒドラジン誘導体を付与することによって、(1)緻
密な有機高分子皮膜により酸素や塩素イオンなどの腐食
因子を遮断する効果が得られること、(2)ヒドラジン誘
導体が第1層皮膜の表面と安定で強固に結合して不動態
化層を形成できること、などの作用効果(バリヤー効
果)により腐食の進行が効果的に抑制され、優れた耐食
性が得られるものと考えられる。
【0028】また、このような有機皮膜をクロメート皮
膜の上層に形成した場合には、有機皮膜自体のバリヤー
効果がクロメート皮膜からの6価クロムの溶出を抑制す
るだけでなく、有機樹脂中のヒドラジン誘導体がクロメ
ート皮膜から溶出した6価クロムを捕捉するため、優れ
た耐クロム溶出性が得られるものと考えられる。以上の
結果、下地の化成処理皮膜として6価クロムを含有しな
い化成処理皮膜(例えば、リン酸塩処理皮膜等)を用い
た場合でも、クロメート皮膜に匹敵する優れた耐食性が
得られ、また、化成処理皮膜としてクロメート皮膜を用
いた場合には、これと有機皮膜による防食効果が複合化
されるため、従来のクロメート処理鋼板に較べて格段に
優れたが耐食性が得られ、しかも優れた耐クロム溶出性
が得られるものと考えられる。
【0029】また、皮膜形成有機樹脂(A)として、特
にエポキシ基含有樹脂を用いた場合には、エポキシ基含
有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤー皮膜が形
成され、このバリヤー皮膜は酸素などの腐食因子の透過
抑制能に優れ、また、分子中の水酸基により素地との優
れた結合力が得られるため、特に優れた耐食性(バリヤ
ー性)が得られる。さらに、活性水素を有するヒドラジ
ン誘導体(C)として、特に活性水素を有するピラゾー
ル化合物及び/又は活性水素を有するトリアゾール化合
物を用いることにより、より優れた耐食性(バリヤー
性)が得られる。
【0030】従来技術のように皮膜形成有機樹脂に単に
ヒドラジン誘導体を混合しただけでは、腐食抑制の向上
効果はほとんど認められない。その理由は、皮膜形成有
機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体
は、第1層皮膜中の金属とキレート化合物を形成するも
のの、そのキレート化合物は低分子量のため緻密なバリ
ヤー層にはならないためであると考えられる。これに対
して、本発明のように皮膜形成有機樹脂の分子中にヒド
ラジン誘導体を組み込むことにより、格段に優れた腐食
抑制効果が得られる。
【0031】また、本発明の有機被覆鋼板では、上記の
ような特定の反応生成物からなる有機皮膜中に、 (a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩 (b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ素 (c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素 (d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 のうちのいずれかの、若しくは上記(e)及び/又は
(f)に他の成分を複合添加した防錆添加成分(Y)
(自己補修性発現物質)を適量配合することにより、特
に優れた防食性能(自己修復効果)を得ることができ
る。この特定の有機皮膜中に上記(a)〜(f)の成分
を配合したことにより得られる防食機構は以下のように
考えられる。
【0032】まず、上記(a)〜(d)の成分は沈殿作
用によって自己補修性を発現するもので、その反応機構
は以下のステップで進むと考えられる。 [第1ステップ]:腐食環境下において、めっき金属で
ある亜鉛やアルミニウムよりも卑なカルシウムが優先溶
解する。 [第2ステップ]:リン酸塩の場合、加水分解反応によ
り解離したリン酸イオンと上記第1ステップで優先溶解
したカルシウムイオンが錯形成反応を起こし、また酸化
ケイ素の場合、表面に上記第1ステップで優先溶解した
カルシウムイオンが吸着し、表面電荷を電気的中和して
凝集する。その結果、いずれの場合も緻密且つ難溶性の
保護皮膜が生成し、これが腐食起点を封鎖することによ
って腐食反応を抑制する。
【0033】また、上記(e)の成分は不動態化効果に
よって自己補修性を発現する。すなわち、腐食環境下で
溶存酸素と共にめっき皮膜表面に緻密な酸化物を形成
し、これが腐食起点を封鎖することによって腐食反応を
抑制する。また、上記(f)の成分は吸着効果によって
自己補修性を発現する。すなわち、腐食によって溶出し
た亜鉛やアルミニウムが、上記(f)の成分が有する窒
素や硫黄を含む極性基に吸着して不活性皮膜を形成し、
これが腐食起点を封鎖することによって腐食反応を抑制
する。
【0034】一般の有機皮膜中に上記(a)〜(f)の
成分を配合した場合でも、ある程度の防食効果は得られ
るが、本発明のように特定のキレート変性樹脂からなる
バリア性に優れた有機皮膜中に上記(a)〜(f)の自
己補修性発現物質を配合したことにより、両者の効果
(バリア性と自己補修性)が複合化し、これにより極め
て優れた防食効果が発揮されるものと考えられる。
【0035】また、上記(a)〜(d)、(e)、
(f)の各成分によって得られる自己補修効果からし
て、より高度な自己補修性を得るには上記(e)及び/
又は(f)を必須成分とし、これに他の成分を複合させ
た以下のような組み合せの防錆添加成分(Y)を調整
(配合)するのが好ましく、特に、下記(6)及び(7)の場
合に最も高度な自己補修性(すなわち、耐白錆性)が得
られる。
【0036】(1) (e)モリブデン酸塩、(g)カルシ
ウム及び/又はカルシウム化合物、及び(h)リン酸塩
及び/又は酸化ケイ素、を配合した防錆添加成分 (2) (e)モリブデン酸塩、及び(i)Caイオン交換
シリカ、を配合した防錆添加成分 (3) (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾー
ル類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種
以上の有機化合物、(g)カルシウム及び/又はカルシ
ウム化合物、及び(h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ
素、を配合した防錆添加成分 (4) (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾー
ル類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種
以上の有機化合物、及び(i)Caイオン交換シリカ、
を配合した防錆添加成分
【0037】(5) (e)モリブデン酸塩、及び(f)ト
リアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾ
ール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の有機化
合物、を配合した防錆添加成分 (6) (e)モリブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チ
オール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム
類の中から選ばれる1種以上の有機化合物、(g)カル
シウム及び/又はカルシウム化合物、及び(h)リン酸
塩及び/又は酸化ケイ素、を配合した防錆添加成分 (7) (e)モリブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チ
オール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム
類の中から選ばれる1種以上の有機化合物、及び(i)
Caイオン交換シリカ、を配合した防錆添加成分
【0038】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細とその限定理
由を説明する。本発明の有機被覆鋼板のベースとなる亜
鉛系めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、Zn−Ni
合金めっき鋼板、Zn−Fe合金めっき鋼板(電気めっ
き鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板)、Zn−Cr
合金めっき鋼板、Zn−Mn合金めっき鋼板、Zn−C
o合金めっき鋼板、Zn−Co−Cr合金めっき鋼板、
Zn−Cr−Ni合金めっき鋼板、Zn−Cr−Fe合
金めっき鋼板、Zn−Al合金めっき鋼板(例えば、Z
n−5%Al合金めっき鋼板、Zn−55%Al合金め
っき鋼板)、Zn−Mg合金めっき鋼板、Zn−Al−
Mgめっき鋼板、さらにはこれらのめっき鋼板のめっき
皮膜中に金属酸化物、ポリマーなどを分散した亜鉛系複
合めっき鋼板(例えば、Zn−SiO2分散めっき鋼
板)などを用いることができる。
【0039】また、上記のようなめっきのうち、同種又
は異種のものを2層以上めっきした複層めっき鋼板を用
いることもできる。また、本発明の有機被覆鋼板のベー
スとなるアルミニウム系めっき鋼板としては、アルミニ
ウムめっき鋼板、Al−Si合金めっき鋼板などを用い
ることができる。また、めっき鋼板としては、鋼板面に
予めNiなどの薄目付めっきを施し、その上に上記のよ
うな各種めっきを施したものであってもよい。めっき方
法としては、電解法(水溶液中での電解又は非水溶媒中
での電解)、溶融法及び気相法のうち、実施可能ないず
れの方法を採用することもできる。
【0040】また、後述するような二層皮膜をめっき皮
膜表面に形成した際に皮膜欠陥やムラが生じないように
するため、必要に応じて、予めめっき皮膜表面にアルカ
リ脱脂、溶剤脱脂、表面調整処理(アルカリ性の表面調
整処理、酸性の表面調整処理)などの処理を施しておく
ことができる。また、有機被覆鋼板の使用環境下での黒
変(めっき表面の酸化現象の一種)を防止する目的で、
必要に応じて予めめっき皮膜表面に鉄族金属イオン(N
iイオン、Coイオン、Feイオン)を含む酸性又はア
ルカリ性水溶液による表面調整処理を施しておくことも
できる。また、電気亜鉛めっき鋼板を下地鋼板として用
いる場合には、黒変を防止する目的で電気めっき浴に鉄
族金属イオン(Niイオン、Coイオン、Feイオン)
を添加し、めっき皮膜中にこれらの金属を1ppm以上
含有させておくことができる。この場合、めっき皮膜中
の鉄族金属濃度の上限については特に制限はない。
【0041】次に、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウ
ム系めっき鋼板の表面に形成される化成処理皮膜につい
て説明する。この化成処理皮膜はめっき鋼板の活性度を
抑制し、耐食性、密着性を向上する目的で形成されるも
ので、その種類は特に限定されず、6価クロムを含有し
ない化成処理皮膜、クロメート皮膜のいずれでもよい。
【0042】6価クロムを含有しない化成処理皮膜とし
ては、例えば、 (1)リン酸塩処理皮膜 (2)モリブデート又はタングステート処理皮膜、リン
酸/モリブデン酸処理皮膜などの不動態化皮膜、 (3)酸化リチウムなどのアルカリ金属酸化物と酸化ケ
イ素からなるアルカリシリケート処理皮膜 (4)3価クロムからなる複合酸化物皮膜 (5)酸化チタン、酸化ジルコニウムからなる酸化物皮
膜 などの無機系皮膜を適用することができる。
【0043】なお、上記(4)の3価クロムからなる複
合酸化物皮膜としては、3価クロムの酸化物や水酸化物
とシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛
などの酸化物からなる複合酸化物皮膜などがそれに相当
する。また、その製造方法については特に限定しない
が、水溶性の3価クロム化合物を処理液として用いるこ
とが有効である。この水溶性の3価クロム化合物として
は、水溶性のものであれば特に限定はなく、例えば、塩
化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、ギ酸クロムなどが
挙げられるが、特に酢酸クロムやギ酸クロムなどのカル
ボン酸クロムが好ましい。また、シリカ、アルミナ、チ
タニア、ジルコニア、酸化亜鉛などの酸化物としては、
それら酸化物のコロイド及び/又は粉末を処理液に添加
することが好ましい。
【0044】また、上記無機系皮膜以外に、例えば、 (6)薄膜有機樹脂皮膜(0.1〜2μm)又は有機複
合シリケート皮膜 (7)タンニン酸、フィチン酸、ホスホン酸などのキレ
ート形成有機皮膜 (8)上記(1),(2),(3)のいずれかの無機系
皮膜中に有機樹脂を配合した複合皮膜 などを適用することができる。上記のなかでも特に酸化
ケイ素を含有する難溶性皮膜(例えば、アルカリシリケ
ート皮膜など)が、亜鉛の白錆を抑制する観点から最も
望ましい。
【0045】上記化成処理皮膜中には、加工性、耐食性
を向上させることを目的として、有機樹脂を配合するこ
とができる。この有機樹脂としては、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、アクリル樹脂、アクリル−エチレン共重合
体、アクリル−スチレン共重合体、アルキド樹脂、ポリ
エステル樹脂、エチレン樹脂などの1種以上を用いるこ
とができる。これらは水溶性樹脂及び/又は水分散性樹
脂として供給できる。さらに、これらの水系樹脂に加え
て、水溶性エポキシ樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶
性ブタジエンラバー(SBR,NBR,MBR)、メラ
ミン樹脂、ブロックイソシアネート、オキサゾリン化合
物などを架橋剤として併用することが有効である。
【0046】また、上記の化成処理皮膜には、さらに耐
食性を向上させるための添加剤として、ポリリン酸塩、
リン酸塩(例えば、リン酸亜鉛、リン酸二水素アルミニ
ウム、亜リン酸亜鉛など)、モリブデン酸塩、リンモリ
ブデン酸塩(例えば、リンモリブデン酸アルミニウムな
ど)、有機リン酸およびその塩(例えば、フィチン酸、
フィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩及びこれらの
金属塩、アルカリ金属塩など)、有機インヒビター(例
えば、ヒドラジン誘導体、チオール化合物、ジチオカル
バミン酸塩など)、有機化合物(例えば、ポリエチレン
グリコールなど)などの1種以上を皮膜組成物に添加し
てもよい。
【0047】さらに、その他の添加剤として、有機着色
顔料(例えば、縮合多環系有機顔料、フタロシアニン系
有機顔料など)、着色染料(例えば、有機溶剤可溶性ア
ゾ系染料、水溶性アゾ系金属染料など)、無機顔料(例
えば、酸化チタンなど)、キレート剤(例えば、チオー
ルなど)、導電性顔料(例えば、亜鉛、アルミニウム、
ニッケルなどの金属粉末、リン化鉄、アンチモンドープ
型酸化錫など)、カップリング剤(例えば、シランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤など)、メラミン・
シアヌル酸付加物などを添加することができる。
【0048】また、有機被覆鋼板の使用環境下での黒変
(めっき表面の酸化現象の一種)を防止する目的で、こ
れらの化成処理皮膜に鉄族金属イオン(Niイオン、C
oイオン、Feイオン)の1種以上を添加してもい。な
かでもNiイオンの添加が最も好ましい。この場合、鉄
族金属イオンの濃度は、処理組成物中で1/10000
0M以上あれば所望の効果が得られる。鉄族金属イオン
の濃度の上限は特に定めないが、濃度の増加に伴い耐食
性に影響を及ぼさない程度とするのが好ましい。化成処
理皮膜の膜厚は3μm以下とすることが好ましい。膜厚
が3μmを超えると、加工性、導電性が低下するためで
ある。下限は特に定めないが、耐食性向上効果が認めら
れる膜厚とすればよい。
【0049】次に、化成処理皮膜としてクロメート皮膜
を適用する場合について説明する。クロメート皮膜とし
ては、反応型クロメート処理皮膜、電解型クロメート処
理皮膜、塗布型クロメート処理皮膜のいずれでもよい。
塗布型クロメート処理皮膜は、部分的に還元されたクロ
ム酸水溶液を主成分とし、これに必要に応じて下記〜
の成分の中から選ばれる1種以上を添加したクロメー
ト処理液を用い、このクロメート処理液をめっき鋼板に
塗布し、水洗することなく乾燥させることにより得るこ
とができる。
【0050】 水溶性または水分散性のアクリル樹
脂、ポリエステル樹脂等の有機樹脂 シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜
鉛などの酸化物のコロイド類及び/又は粉末 モリブデン酸、タングステン酸、バナジン酸等の酸
及び/又はその塩類 リン酸、ポリリン酸等のリン酸類 ジルコニウムフッ化物、ケイフッ化物、チタンフッ
化物、リン酸フッ化物などのフッ化物 亜鉛イオン、ニッケルイオン、コバルトイオン、鉄
イオンなどの金属イオン リン化鉄、アンチモンドープ型酸化錫などの導電性
微粉末 フッ化水素 シランカップリング剤
【0051】また、この塗布型クロメート処理では、6
価Crの含有量を抑制するために、クロメート処理液中
の還元率を高めることが有効である。特に、処理液中の
6価クロムの割合を低減させて、6価Cr/全Crの比
率(固形分)を0.1以下、望ましくは0.01以下と
したクロメート処理液を用いるのが有効である。このよ
うなクロメート処理液を調整する方法としては、無水ク
ロム酸水溶液に還元剤として過剰のシュウ酸及び/又は
オキシカルボン酸を添加して還元率を高めるとととも
に、pH上昇によって還元生成物である3価Crが沈殿
しないようにするため、リン酸などでpHを低下させる
ことことが有効であり、これにより3価Crを主成分と
するクロメート皮膜を安定して得ることができる。塗布
型クロメート処理は、通常、ロールコーター法により処
理液を塗布するが、浸漬法やスプレー法により塗布した
後に、エアナイフ法やロール絞り法により塗布量を調整
することも可能である。
【0052】電解クロメート処理皮膜は、例えば、部分
的に還元されたクロム酸水溶液と硫酸を主成分とし、必
要に応じて、 金属イオン(例えば、Zn、Ni、Co、Fe、M
g、Mn、Al、Caなどのイオン)、 酸化物のコロイド類及び/又は微粉末(シリカ、ア
ルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化アンチモンなど) 塩素イオン、フッ素イオン、硝酸イオン、リン酸イ
オンなどのアニオン ジルコニウムフッ化物、ケイフッ化物、チタンフッ
化物、ホウ素フッ化ホウ素物、リン酸フッ化物などのフ
ッ化物 ポリエチレングリコール、水系アクリル樹脂などの
有機化合物 の中から選ばれる1種以上が添加され、pH1〜5に調
整されたクロメート処理液を用い、めっき鋼板を30〜
70℃の温度で0.5〜40C/dmの電気量でカソ
ード電解することによって得ることができる。
【0053】反応型クロメート皮膜は、例えば、無水ク
ロム酸と硫酸を主成分とし、全Cr中の3価Crの含有
量が50重量%以下、好ましくは20〜35重量%であ
って、必要に応じて適量の金属イオン(例えば、Znイ
オン、Coイオン、Niイオン、Feイオンなど)や他
の鉱酸類(例えば、リン酸、塩酸、フッ酸など)などが
添加されたクロメート処理液を用い、クロメート処理液
でめっき鋼板を処理することにより得ることができる。
【0054】これらのクロメート皮膜の付着量は、金属
クロム換算で1〜1000mg/m 、望ましくは5〜
200mg/m、特に望ましくは10〜100mg/
とすることが好ましい。付着量が1mg/m未満
では耐食性が不十分であり、一方、1000mg/m
超えるとクロメート皮膜にクラックが形成されたり、溶
接性が低下するなどの問題が生じる。
【0055】次に、上記化成処理皮膜の上部に形成され
る有機皮膜について説明する。本発明において、化成処
理皮膜の上部に形成される有機皮膜は、皮膜形成有機樹
脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有する
ヒドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物
(B)との反応生成物(X)と、自己補修性発現物質で
ある下記(a)〜(f)のうちのいずれかの防錆添加成
分(Y)、 (a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩 (b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ素 (c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素 (d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 若しくは上記(e)及び/又は(f)に他の成分を配合
した防錆添加成分(Y)とを含み、さらに、必要に応じ
て固形潤滑剤(Z)が配合された膜厚が0.1〜5μm
の有機皮膜である。
【0056】皮膜形成有機樹脂(A)の種類としては、
一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)と反応
して、皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物(B)が
付加、縮合などの反応により結合でき、且つ皮膜を適切
に形成できる樹脂であれば特別な制約はない。この皮膜
形成有機樹脂(A)としては、例えば、エポキシ樹脂、
変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、アルキド樹脂、アクリル系共重合体樹脂、ポリブタ
ジエン樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの樹脂の付加
物又は縮合物などを挙げることができ、これらのうちの
1種を単独で又は2種以上を混合して使用することがで
きる。
【0057】また、皮膜形成有機樹脂(A)としては、
反応性、反応の容易さ、防食性などの点から、樹脂中に
エポキシ基を含有するエポキシ基含有樹脂(D)が特に
好ましい。このエポキシ基含有樹脂(D)としては、一
部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導
体(C)からなる活性水素含有化合物(B)と反応し
て、皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物(B)が付
加、縮合などの反応により結合でき、且つ皮膜を適切に
形成できる樹脂であれば特別な制約はなく、例えば、エ
ポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、エポキシ基含有モノマ
ーと共重合したアクリル系共重合体樹脂、エポキシ基を
有するポリブタジエン樹脂、エポキシ基を有するポリウ
レタン樹脂、及びこれらの樹脂の付加物若しくは縮合物
などが挙げられ、これらのエポキシ基含有樹脂の1種を
単独で又は2種以上混合して用いることができる。ま
た、これらのエポキシ基含有樹脂(D)の中でも、めっ
き表面との密着性、耐食性の点からエポキシ樹脂、変性
エポキシ樹脂が特に好適である。
【0058】上記エポキシ樹脂としては、ビスフェノー
ルA、ビスフェノールF、ノボラック型フェノールなど
のポリフェノール類とエピクロルヒドリンなどのエピハ
ロヒドリンとを反応させてグリシジル基を導入してなる
か、若しくはこのグリシジル基導入反応生成物にさらに
ポリフェノール類を反応させて分子量を増大させてなる
芳香族エポキシ樹脂、さらには脂肪族エポキシ樹脂、脂
環族エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの1種を単独
で又は2種以上を混合して使用することができる。これ
らのエポキシ樹脂は、特に低温での皮膜形成性を必要と
する場合には数平均分子量が1500以上であることが
好適である。
【0059】上記変性エポキシ樹脂としては、上記エポ
キシ樹脂中のエポキシ基または水酸基に各種変性剤を反
応させた樹脂を挙げることができ、例えば、乾性油脂肪
酸を反応させたエポキシエステル樹脂、アクリル酸又は
メタクリル酸などを含有する重合性不飽和モノマー成分
で変性したエポキシアクリレート樹脂、イソシアネート
化合物を反応させたウレタン変性エポキシ樹脂などを例
示できる。上記エポキシ基含有モノマーと共重合したア
クリル系共重合体樹脂としては、エポキシ基を有する不
飽和モノマーとアクリル酸エステル又はメタクリル酸エ
ステルを必須とする重合性不飽和モノマー成分とを、溶
液重合法、エマルション重合法又は懸濁重合法などによ
って合成した樹脂を挙げることができる。
【0060】上記重合性不飽和モノマー成分としては、
例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−,
iso−若しくはtert−ブチル(メタ)アクリレー
ト、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシ
ル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレー
ト、ラウリル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸又
はメタクリル酸のC1〜24アルキルエステル;アクリ
ル酸、メタクリル酸、スチレン、ビニルトルエン、アク
リルアミド、アクリロニトリル、N−メチロール(メ
タ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリル
アミドのC1〜4アルキルエーテル化物;N,N−ジエ
チルアミノエチルメタクリレートなどを挙げることがで
きる。
【0061】また、エポキシ基を有する不飽和モノマー
としては、グリシジルメタクリレート、グリシジルアク
リレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メ
タ)アクリレートなど、エポキシ基と重合性不飽和基を
持つものであれば特別な制約はない。また、このエポキ
シ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂
は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
などによって変性させた樹脂とすることもできる。
【0062】前記エポキシ樹脂として特に好ましいの
は、ビスフェノールAとエピハロヒドリンとの反応生成
物である下記(1)式に示される化学構造を有する樹脂
であり、このエポキシ樹脂は特に耐食性に優れているた
め好ましい。
【化3】 このようなビスフェノールA型エポキシ樹脂の製造法は
当業界において広く知られている。また、上記化学構造
式において、qは0〜50、好ましくは1〜40、特に
好ましくは2〜20である。なお、皮膜形成有機樹脂
(A)は、有機溶剤溶解型、有機溶剤分散型、水溶解
型、水分散型のいずれであってもよい。
【0063】本発明では皮膜形成有機樹脂(A)の分子
中にヒドラジン誘導体を付与することを狙いとしてお
り、このため活性水素含有化合物(B)の少なくとも一
部(好ましくは全部)は、活性水素を有するヒドラジン
誘導体(C)であることが必要である。
【0064】皮膜形成有機樹脂(A)がエポキシ基含有
樹脂である場合、そのエポキシ基と反応する活性水素含
有化合物(B)として例えば以下に示すようなものを例
示でき、これらの1種又は2種以上を使用できるが、こ
の場合も活性水素含有化合物(B)の少なくとも一部
(好ましくは全部)は、活性水素を有するヒドラジン誘
導体であることが必要である。 ・活性水素を有するヒドラジン誘導体 ・活性水素を有する第1級または第2級のアミン化合物 ・アンモニア、カルボン酸などの有機酸 ・塩化水素などのハロゲン化水素 ・アルコール類、チオール類 ・活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第3級ア
ミンと酸との混合物である4級塩化剤
【0065】前記活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)としては、例えば、以下のものを挙げることがで
きる。 カルボヒドラジド、プロピオン酸ヒドラジド、サリ
チル酸ヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン
酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル
酸ジヒドラジド、チオカルボヒドラジド、4,4′−オ
キシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、ベンゾフェノ
ンヒドラゾン、アミノポリアクリルアミドなどのヒドラ
ジド化合物; ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メ
チル−5−ピラゾロン、3−アミノ−5−メチルピラゾ
ールなどのピラゾール化合物;
【0066】 1,2,4−トリアゾール、3−アミ
ノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,
4−トリアゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリ
アゾール、5−アミノ−3−メルカプト−1,2,4−
トリアゾール、2,3−ジヒドロ−3−オキソ−1,
2,4−トリアゾール、1H−ベンゾトリアゾール、1
−ヒドロキシベンゾトリアゾール(1水和物)、6−メ
チル−8−ヒドロキシトリアゾロピリダジン、6−フェ
ニル−8−ヒドロキシトリアゾロピリダジン、5−ヒド
ロキシ−7−メチル−1,3,8−トリアザインドリジ
ンなどのトリアゾール化合物;
【0067】 5−フェニル−1,2,3,4−テト
ラゾール、5−メルカプト−1−フェニル−1,2,
3,4−テトラゾールなどのテトラゾール化合物; 5−アミノ−2−メルカプト−1,3,4−チアジ
アゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジ
アゾールなどのチアジアゾール化合物; マレイン酸ヒドラジド、6−メチル−3−ピリダゾ
ン、4,5−ジクロロ−3−ピリダゾン、4,5−ジブ
ロモ−3−ピリダゾン、6−メチル−4,5−ジヒドロ
−3−ピリダゾンなどのピリダジン化合物
【0068】また、これらのなかでも、5員環または6
員環の環状構造を有し、環状構造中に窒素原子を有する
ピラゾール化合物、トリアゾール化合物が特に好適であ
る。これらのヒドラジン誘導体は1種を単独で又は2種
以上を混合して使用することができる。
【0069】活性水素含有化合物(B)の一部として使
用できる上記活性水素を有するアミン化合物の代表例と
しては、例えば、以下のものを挙げることができる。 ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエ
チルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノ
プロピルアミンなどの1個の2級アミノ基と1個以上の
1級アミノ基を含有するアミン化合物の1級アミノ基
を、ケトン、アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば1
00〜230℃程度の温度で加熱反応させてアルジミ
ン、ケチミン、オキサゾリン若しくはイミダゾリンに変
性した化合物;
【0070】 ジエチルアミン、ジエタノールアミ
ン、ジ−n−または−iso−プロパノールアミン、N
−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミ
ンなどの第2級モノアミン; モノエタノールアミンのようなモノアルカノールア
ミンとジアルキル(メタ)アクリルアミドとをミカエル
付加反応により付加させて得られた第2級アミン含有化
合物; モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、
2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノール、2
−ヒドロキシ−2′(アミノプロポキシ)エチルエーテ
ルなどのアルカノールアミンの1級アミノ基をケチミン
に変性した化合物;
【0071】活性水素含有化合物(B)の一部として使
用できる上記4級塩化剤は、活性水素を有しないヒドラ
ジン誘導体又は第3級アミンはそれ自体ではエポキシ基
と反応性を有しないので、これらをエポキシ基と反応可
能とするために酸との混合物としたものである。4級塩
化剤は、必要に応じて水の存在下でエポキシ基と反応
し、エポキシ基含有樹脂と4級塩を形成する。
【0072】4級塩化剤を得るために使用される酸は、
酢酸、乳酸などの有機酸、塩酸などの無機酸のいずれで
もよい。また、4級塩化剤を得るために使用される活性
水素を有しないヒドラジン誘導体としては、例えば3,
6−ジクロロピリダジンなどを、また、第3級アミンと
しては、例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエチ
ルアミン、トリメチルアミン、トリイソプロピルアミ
ン、メチルジエタノールアミンなどを挙げることができ
る。
【0073】皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部
の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)か
らなる活性水素含有化合物(B)との反応生成物(X)
は、皮膜形成有機樹脂(A)と活性水素含有化合物
(B)とを10〜300℃、好ましくは50〜150℃
で約1〜8時間程度反応させて得られる。
【0074】この反応は有機溶剤を加えて行ってもよ
く、使用する有機溶剤の種類は特に限定されない。例え
ば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、ジブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケト
ン類;エタノール、ブタノール、2−エチルヘキシルア
ルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレ
ングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール
モノヘキシルエーテル、プロピレングリコール、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテルなどの水酸基を含
有するアルコール類やエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブ
チル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテー
トなどのエステル類;トルエン、キシレンなどの芳香族
炭化水素等を例示でき、これらの1種又は2種以上を使
用することができる。また、これらのなかでエポキシ樹
脂との溶解性、塗膜形成性などの面からは、ケトン系又
はエーテル系の溶剤が特に好ましい。
【0075】皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部
の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)か
らなる活性水素含有化合物(B)との配合比率は、固形
分の割合で皮膜形成有機樹脂(A)100重量部に対し
て、活性水素含有化合物(B)を0.5〜20重量部、
特に好ましくは1.0〜10重量部とするのが望まし
い。
【0076】また、皮膜形成有機樹脂(A)がエポキシ
基含有樹脂(D)である場合には、エポキシ基含有樹脂
(D)と活性水素含有化合物(B)との配合比率は、活
性水素含有化合物(B)の活性水素基の数とエポキシ基
含有樹脂(D)のエポキシ基の数との比率[活性水素基
数/エポキシ基数]が0.01〜10、より好ましくは
0.1〜8、さらに好ましくは0.2〜4とすることが
耐食性などの点から適当である。
【0077】また、活性水素含有化合物(B)中におけ
る活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)の割合は1
0〜100モル%、より好ましくは30〜100モル
%、さら好ましくは40〜100モル%とすることが適
当である。活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)の
割合が10モル%未満では有機皮膜に十分な防錆機能を
付与することができず、得られる防錆効果は皮膜形成有
機樹脂とヒドラジン誘導体を単に混合して使用した場合
と大差なくなる。
【0078】本発明では緻密なバリヤー皮膜を形成する
ために、樹脂組成物中に硬化剤を配合し、有機皮膜を加
熱硬化させることが望ましい。樹脂組成物皮膜を形成す
る場合の硬化方法としては、(1)イソシアネートと基体
樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方
法、(2)メラミン、尿素及びベンゾグアナミンの中から
選ばれた1種以上にホルムアルデヒドを反応させてなる
メチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数1〜5の
1価アルコールを反応させてなるアルキルエーテル化ア
ミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基との間のエーテル化反応
を利用する硬化方法、が適当であるが、このうちイソシ
アネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を主
反応とすることが特に好適である。
【0079】上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシア
ネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシア
ネート基を有する脂肪族、脂環族(複素環を含む)又は
芳香族イソシアネート化合物、若しくはそれらの化合物
を多価アルコールで部分反応させた化合物である。この
ようなポリイソシアネート化合物としては、例えば以下
のものが例示できる。 m−又はp−フェニレンジイソシアネート、2,4
−又は2,6−トリレンジイソシアネート、o−又はp
−キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート
【0080】 上記の化合物単独又はそれらの混合
物と多価アルコール(エチレングリコール、プロピレン
グリコールなどの2価アルコール類;グリセリン、トリ
メチロールプロパンなどの3価アルコール;ペンタエリ
スリトールなどの4価アルコール;ソルビトール、ジペ
ンタエリスリトールなどの6価アルコールなど)との反
応生成物であって、1分子中に少なくとも2個のイソシ
アネートが残存する化合物 これらのポリイソシアネート化合物は、1種を単独で、
または2種以上を混合して使用できる。
【0081】また、ポリイソシアネート化合物の保護剤
(ブロック剤)としては、例えば、 メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、オクチルアルコールなどの脂肪族モノアルコール類 エチレングリコール及び/又はジエチレングリコー
ルのモノエーテル類、例えば、メチル、エチル、プロピ
ル(n−,iso)、ブチル(n−,iso,sec)
などのモノエーテル フェノール、クレゾールなどの芳香族アルコール アセトオキシム、メチルエチルケトンオキシムなど
のオキシム などが使用でき、これらの1種又は2種以上と前記ポリ
イソシアネート化合物とを反応させることにより、少な
くとも常温下で安定に保護されたポリイソシアネート化
合物を得ることができる。
【0082】このようなポリイソシアネート化合物
(E)は、硬化剤として皮膜形成有機樹脂(A)に対
し、(A)/(E)=95/5〜55/45(不揮発分
の重量比)、好ましくは(A)/(E)=90/10〜
65/35の割合で配合するのが適当である。ポリイソ
シアネート化合物には吸水性があり、これを(A)/
(E)=55/45を超えて配合すると有機皮膜の密着
性を劣化させてしまう。さらに、有機皮膜上に上塗り塗
装を行った場合、未反応のポリイソシアネート化合物が
塗膜中に移動し、塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こし
てしまう。このような観点から、ポリイソシアネート化
合物(E)の配合量は(A)/(E)=55/45以下
とすることが好ましい。
【0083】なお、皮膜形成有機樹脂(A)は以上のよ
うな架橋剤(硬化剤)の添加により十分に架橋するが、
さらに低温架橋性を増大させるため、公知の硬化促進触
媒を使用することが望ましい。この硬化促進触媒として
は、例えば、N−エチルモルホリン、ジブチル錫ジラウ
レート、ナフテン酸コバルト、塩化第1スズ、ナフテン
酸亜鉛、硝酸ビスマスなどが使用できる。また、例えば
皮膜形成有機樹脂(A)にエポキシ基含有樹脂を使用す
る場合、付着性など若干の物性向上を狙いとして、エポ
キシ基含有樹脂とともに公知のアクリル、アルキッド、
ポリエステルなどの樹脂を混合して用いることもでき
る。
【0084】本発明では、有機皮膜中に自己補修性発現
物質である下記(a)〜(f)のうちのいずれかの防錆
添加成分(Y)、 (a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩 (b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ素 (c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素 (d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物 若しくは上記(e)及び/又は(f)に他の成分を配合
した防錆添加成分(Y)を添加する。これら成分(a)
〜(f)による防食機構については先に述べた通りであ
る。
【0085】上記成分(a)、(b)中に含まれるCa
イオン交換シリカは、カルシウムイオンを多孔質シリカ
ゲル粉末の表面に固定したもので、腐食環境下でCaイ
オンが放出されて沈殿膜を形成する。Caイオン交換シ
リカとしては任意のものを用いることができるが、平均
粒子径が6μm以下、望ましくは4μm以下のものが好
ましく、例えば、平均粒子径が2〜4μmのものを用い
ることができる。Caイオン交換シリカの平均粒子径が
6μmを超えると耐食性が低下するとともに、塗料組成
物中での分散安定性が低下する。
【0086】Caイオン交換シリカ中のCa濃度は1w
t%以上、望ましくは2〜8wt%であることが好まし
い。Ca濃度が1wt%未満ではCa放出による防錆効
果が十分に得られない。なお、Caイオン交換シリカの
表面積、pH、吸油量については特に限定されない。
【0087】以上のようなCaイオン交換シリカとして
は、商品名でW.R.Grace&Co.製のSHIELDEX C
303(平均粒子径2.5〜3.5μm、Ca濃度3w
t%)、SHIELDEX AC3(平均粒子径2.3
〜3.1μm、Ca濃度6wt%)、SHIELDEX
AC5(平均粒子径3.8〜5.2μm、Ca濃度6
wt%)、富士シリシア化学(株)製のSHIELDE
X(平均粒子径3μm、Ca濃度6〜8wt%)、SH
IELDEX SY710(平均粒子径2.2〜2.5
μm、Ca濃度6.6〜7.5wt%)などを用いるこ
とができる。
【0088】上記成分(a)、(b)、(d)中に含ま
れるリン酸塩は、単塩、複塩などの全ての種類の塩を含
む。また、それを構成する金属カチオンに限定はなく、
リン酸亜鉛、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、
リン酸アルミニウムなどのいずれの金属カチオンでもよ
い。また、リン酸イオンの骨格や縮合度などにも限定は
なく、正塩、二水素塩、一水素塩又は亜リン酸塩のいず
れでもよく、さらに、正塩はオルトリン酸塩の他、ポリ
リン酸塩などの全ての縮合リン酸塩を含む。
【0089】上記成分(c)、(d)中に含まれるカル
シウム化合物は、カルシウム酸化物、カルシウム水酸化
物、カルシウム塩のいずれでもよく、これらの1種また
は2種以上を使用できる。また、カルシウム塩の種類に
も特に制限はなく、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウ
ム、リン酸カルシウムなどのようなカチオンとしてカル
シウムのみを含む単塩のほか、リン酸カルシウム・亜
鉛、リン酸カルシウム・マグネシウムなどのようなカル
シウムとカルシウム以外のカチオンを含む複塩を使用し
てももよい。
【0090】上記成分(b)、(c)、(d)中に含ま
れる酸化ケイ素は、コロイダルシリカ、乾式シリカのい
ずれでもよい。コロイダルシリカとしては、水系皮膜形
成樹脂をベースとする場合には、例えば、商品名で日産
化学工業(株)製のスノーテックスO、スノーテックス
N、スノーテックス20、スノーテックス30、スノー
テックス40、スノーテックスC、スノーテックスS、
触媒化成工業(株)製のカタロイドS、カタロイドSI
−350、カタロイドSI−40、カタロイドSA、カ
タロイドSN、旭電化工業(株)製のアデライトAT−
20〜50、アデライトAT−20N、アデライトAT
−300、アデライトAT−300S、アデライトAT
20Qなどを用いることができる。
【0091】また、溶剤系皮膜形成樹脂をベースとする
場合には、例えば、商品名で日産化学工業(株)製のオ
ルガノシリカゾルMA−ST−M、オルガノシリカゾル
IPA−ST、オルガノシリカゾルEG−ST、オルガ
ノシリカゾルE−ST−ZL、オルガノシリカゾルNP
C−ST、オルガノシリカゾルDMAC−ST、オルガ
ノシリカゾルDMAC−ST−ZL、オルガノシリカゾ
ルXBA−ST、オルガノシリカゾルMIBK−ST、
触媒化成工業(株)製のOSCAL−1132、OSC
AL−1232、OSCAL−1332、OSCAL−
1432、OSCAL−1532、OSCAL−163
2、OSCAL−1722などを用いることができる。
【0092】特に、有機溶剤分散型シリカゾルは、分散
性に優れ、ヒュームドシリカよりも耐食性に優れてい
る。また、ヒュームドシリカとしては、例えば、商品名
で日本アエロジル(株)製のAEROSIL R97
1、AEROSIL R812、AEROSIL R81
1、AEROSIL R974、AEROSIL R20
2、AEROSILR805、AEROSIL 13
0、AEROSIL 200、AEROSIL300、
AEROSIL 300CFなどを用いることができ
る。
【0093】微粒子シリカは、腐食環境下において緻密
で安定な亜鉛の腐食生成物の生成に寄与し、この腐食生
成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、腐
食の促進を抑制することができると考えられている。耐
食性の観点からは、微粒子シリカは粒子径が5〜50n
m、望ましくは5〜20nm、さらに好ましくは5〜1
5nmのものを用いるのが好ましい。
【0094】前記成分(e)のモリブデン酸塩は、その
骨格、縮合度に限定はなく、例えばオルトモリブデン酸
塩、パラモリブデン酸塩、メタモリブデン酸塩などが挙
げられる。また、単塩、複塩などの全ての塩を含み、複
塩としてはリン酸モリブデン酸塩などが挙げられる。
【0095】上記成分(f)の有機化合物のうち、トリ
アゾール類としては、1,2,4−トリアゾール、3−
アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−メルカプト−
1,2,4−トリアゾール、5−アミノ−3−メルカプ
ト−1,2,4−トリアゾール、1H−ベンゾトリアゾ
ールなどが、またチオール類としては、1,3,5−ト
リアジン−2,4,6−トリチオール、2−メルカプト
ベンツイミダゾールなどが、またチアジアゾール類とし
ては、5−アミノ−2−メルカプト−1,3,4−チア
ジアゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チア
ジアゾールなどが、またチアゾール類としては、2−
N,N−ジエチルチオベンゾチアゾール、2−メルカプ
トベンゾチアゾール類などが、またチウラム類として
は、テトラエチルチウラムジスルフィドなどが、それぞ
れ挙げられる。
【0096】上記成分(a)において、Caイオン交換
シリカ(a1)とリン酸塩(a2)の配合比は固形分の
重量比で(a1)/(a2)=1/99〜99/1、好
ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは2
0/80〜80/20が適当である。(a1)/(a
2)が1/99未満では、カルシウム溶出量が少なく、
腐食起点を封鎖するだけの保護皮膜を形成できない。一
方、99/1を超えると、保護皮膜の形成にとって必要
以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、そのカ
ルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸イオン
が十分供給されないため、耐食性が却って低下してしま
う。
【0097】上記成分(b)において、Caイオン交換
シリカ(b1)とリン酸塩(b2)と酸化ケイ素(b
3)の配合比は固形分の重量比で(b1)/(b2)+
(b3)=1/99〜99/1、好ましくは10/90
〜90/10、さらに好ましくは20/80〜80/2
0が適当であり、また(b2)/(b3)=1/99〜
99/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに
好ましくは20/80〜80/20が適当である。(b
1)/(b2)+(b3)が1/99未満又は(b2)
/(b3)が1/99未満では、カルシウム溶出量やリ
ン酸イオン量が少なく、腐食起点を封鎖するだけの保護
皮膜を形成できない。一方、(b1)/(b2)+(b
3)が99/1を超えると、保護皮膜の形成にとって必
要以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、その
カルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸イオ
ンやカルシウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素が十
分に供給されず、また、(b2)/(b3)が99/1
を超えると溶出したカルシウムを吸着させるのに必要な
酸化ケイ素が十分に供給されず、いずれの場合も耐食性
が却って低下してしまう。
【0098】上記成分(c)において、カルシウム化合
物(c1)と酸化ケイ素(c2)の配合比は固形分の重
量比で(c1)/(c2)=1〜99〜99/1、好ま
しくは10/90〜90/10、さらに好ましくは20
/80〜80/20が適当である。(c1)/(c2)
が1/99未満では、カルシウム溶出量が少なく、腐食
起点を封鎖するだけの保護皮膜を形成できない。一方、
99/1を超えると、保護皮膜の形成にとって必要以上
の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、そのカルシ
ウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素が十分に供給さ
れないため、耐食性が却って低下してしまう。
【0099】上記成分(d)において、カルシウム化合
物(d1)とリン酸塩(d2)と酸化ケイ素(d3)の
配合比は固形分の重量比で(d1)/(d2)+(d
3)=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜9
0/10、さらに好ましくは20/80〜80/20が
適当であり、また、(d2)/(d3)=1/99〜9
9/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに好
ましくは20/80〜80/20が適当である。(d
1)/(d2)+(d3)が1/99未満又は(d2)
/(d3)が1/99未満では、カルシウム溶出量やリ
ン酸イオン量が少なく、腐食起点を封鎖するだけの保護
皮膜を形成できない。一方、(d1)/(d2)+(d
3)が99/1を超えると、保護皮膜の形成にとって必
要以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、その
カルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸イオ
ンやカルシウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素が十
分に供給されず、また、(d2)/(d3)が99/1
を超えると溶出したカルシウムを吸着させるのに必要な
酸化ケイ素が十分に供給されず、いずれの場合も耐食性
が却って低下してしまう。
【0100】上記の防錆添加成分(a)〜(f)は、先
に述べたように腐食環境下において沈殿効果(成分
(a)〜(d)の場合)、不動態化効果(成分(e)の
場合)、吸着効果(成分(f)の場合)により、それぞ
れ保護皮膜を形成する。特に本発明では、基体樹脂であ
る特定のキレート形成樹脂に上記成分(a)〜(f)の
いずれかを配合することにより、キレート形成樹脂によ
るバリア効果と上記成分(a)〜(f)による自己補修
効果とが複合化することによって極めて優れた防食効果
が発揮される。
【0101】また、上記(a)〜(d)、(e)、
(f)の各成分によって得られる自己補修効果(上述し
た3つのタイプの保護皮膜形成効果)からして、より高
度な自己補修性を得るには上記(e)及び/又は(f)
に他の成分を複合添加した以下のような組み合せの防錆
添加成分(Y)を調整(配合)するのが好ましく、特
に、下記(6)及び(7)の場合に最も高度な自己補修性(す
なわち、耐白錆性)が得られる。 (1) (e)モリブデン酸塩、(g)カルシウム及び/又
はカルシウム化合物、及び(h)リン酸塩及び/又は酸
化ケイ素、を配合した防錆添加成分 (2) (e)モリブデン酸塩、及び(i)Caイオン交換
シリカ、を配合した防錆添加成分
【0102】(3) (f)トリアゾール類、チオール類、
チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から
選ばれる1種以上の有機化合物、(g)カルシウム及び
/又はカルシウム化合物、及び(h)リン酸塩及び/又
は酸化ケイ素、を配合した防錆添加成分 (4) (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾー
ル類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種
以上の有機化合物、及び(i)Caイオン交換シリカ、
を配合した防錆添加成分 (5) (e)モリブデン酸塩、及び(f)トリアゾール
類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チ
ウラム類の中から選ばれる1種以上の有機化合物、を配
合した防錆添加成分
【0103】(6) (e)モリブデン酸塩、(f)トリア
ゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チアゾール
類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の有機化合
物、(g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物、及
び(h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素、を配合した防
錆添加成分 (7) (e)モリブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チ
オール類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム
類の中から選ばれる1種以上の有機化合物、及び(i)
Caイオン交換シリカ、を配合した防錆添加成分 ここで、適用し得るカルシウム化合物、リン酸塩、酸化
ケイ素、Caイオン交換シリカについては、先に(a)
〜(d)の成分に関して述べたものと同様である。
【0104】上記(1)の(e)モリブデン酸塩、(g)
カルシウム及び/又はカルシウム化合物、及び(h)リ
ン酸塩及び/又は酸化ケイ素、を配合した防錆添加成分
において、これら(e)、(g)及び(h)の配合比は
固形分の重量比で(e)/(g)+(h)=1/99〜
99/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに
好ましくは20/80〜80/20が適当であり、また
(g)/(h)=1/99〜99/1、好ましくは10
/90〜90/10、さらに好ましくは20/80〜8
0/20が適当である。
【0105】ここで、(e)/(g)+(h)が1/9
9未満又は99/1超えでは、異なる自己補修効果を複
合させることによる効果が十分に得られない。また、
(g)/(h)が1/99未満ではカルシウム溶出量が
少なく、腐食起点を封鎖するだけの保護皮膜を形成でき
ず、一方、99/1を超えると、保護皮膜の形成にとっ
て必要以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、
そのカルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸
イオンやカルシウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素
が十分に供給されないため、十分な自己補修効果が得ら
れない。
【0106】上記(2)の(e)モリブデン酸塩及び
(i)Caイオン交換シリカ、を配合した防錆添加成分
において、(e)及び(i)の配合比は固形分の重量比
で(e)/(i)=1/99〜99/1、好ましくは1
0/90〜90/10、さらに好ましくは20/80〜
80/20が適当である。ここで、(e)/(i)が1
/99未満又は99/1超えでは、異なる自己補修効果
を複合させることによる効果が十分に得られない。
【0107】上記(3)の(f)トリアゾール類、チオー
ル類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の
中から選ばれる1種以上の有機化合物、(g)カルシウ
ム及び/又はカルシウム化合物、及び(h)リン酸塩及
び/又は酸化ケイ素、を配合した防錆添加成分におい
て、これら(f)、(g)及び(h)の配合比は固形分
の重量比で(f)/(g)+(h)=1/99〜99/
1、好ましくは10/90〜90/10、さらに好まし
くは20/80〜80/20が適当であり、また、
(g)/(h)=1/99〜99/1、好ましくは10
/90〜90/10、さらに好ましくは20/80〜8
0/20が適当である。
【0108】ここで、(f)/(g)+(h)が1/9
9未満又は99/1超えでは、異なる自己補修効果を複
合させることによる効果が十分に得られない。また、
(g)/(h)が1/99未満ではカルシウム溶出量が
少なく、腐食起点を封鎖するだけの保護皮膜を形成でき
ず、一方、99/1を超えると、保護皮膜の形成にとっ
て必要以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、
そのカルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸
イオンやカルシウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素
が十分に供給されないため、十分な自己補修効果が得ら
れない。
【0109】上記(4)の(f)トリアゾール類、チオー
ル類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の
中から選ばれる1種以上の有機化合物及び(i)Caイ
オン交換シリカ、を配合した防錆添加成分において、
(f)及び(i)の配合比は固形分の重量比で(f)/
(i)=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜
90/10、さらに好ましくは20/80〜80/20
が適当である。ここで、(f)/(i)が1/99未満
又は99/1超えでは、異なる自己補修効果を複合させ
ることによる効果が十分に得られない。
【0110】上記(5)の(e)モリブデン酸塩、及び
(f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
上の有機化合物、を配合した防錆添加成分において、
(e)及び(f)の配合比は固形分の重量比で(e)/
(f)=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜
90/10、さらに好ましくは20/80〜80/20
が適当である。ここで、(e)/(f)が1/99未満
又は99/1超えでは、異なる自己補修効果を複合させ
ることによる効果が十分に得られない。
【0111】上記(6)の(e)モリブデン酸塩、(f)
トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チア
ゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の有機
化合物、(g)カルシウム及び/又はカルシウム化合
物、及び(h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素、を配合
した防錆添加成分において、これら(e)、(f)、
(g)及び(h)の配合比は固形分の重量比で(e)/
(f)=1/99〜99/1、好ましくは10/90〜
90/10、さらに好ましくは20/80〜80/20
が適当であり、(e)/(g)+(h)=1/99〜9
9/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに好
ましくは20/80〜80/20が適当であり、(f)
/(g)+(h)=1/99〜99/1、好ましくは1
0/90〜90/10、さらに好ましくは20/80〜
80/20が適当であり、(g)/(h)=1/99〜
99/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに
好ましくは20/80〜80/20が適当である。
【0112】ここで、(e)/(f)、(e)/(g)
+(h)、(f)/(g)+(h)が、それぞれ1/9
9未満又は99/1超えでは、異なる自己補修効果を複
合させることによる効果が十分に得られない。また、
(g)/(h)が1/99未満ではカルシウム溶出量が
少なく、腐食起点を封鎖するだけの保護皮膜を形成でき
ず、一方、99/1を超えると、保護皮膜の形成にとっ
て必要以上の量のカルシウムが溶出するばかりでなく、
そのカルシウムと錯形成反応を起こすのに必要なリン酸
イオンやカルシウムを吸着させるのに必要な酸化ケイ素
が十分に供給されないため、十分な自己補修効果が得ら
れない。
【0113】上記(7)の(e)モリブデン酸塩、(f)
トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール類、チア
ゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以上の有機
化合物、及び(i)Caイオン交換シリカ、を配合した
防錆添加成分において、これら(e)、(f)及び
(i)の配合比は固形分の重量比で(e)/(f)=1
/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/1
0、さらに好ましくは20/80〜80/20が適当で
あり、(e)/(i)=1/99〜99/1、好ましく
は10/90〜90/10、さらに好ましくは20/8
0〜80/20が適当であり、(f)/(i)=1/9
9〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、さ
らに好ましくは20/80〜80/20が適当である。
ここで、(e)/(f)、(e)/(i)、(f)/
(i)が、それぞれ1/99未満又は99/1超えで
は、異なる自己補修効果を複合させることによる効果が
十分に得られない。
【0114】有機樹脂皮膜中での上記防錆添加成分
(Y)の配合量(上記成分(a)〜(f)のうちのいず
れか、若しくは上記(e)及び/又は(f)に他の成分
を複合添加した自己補修性発現物質の合計の配合量)
は、皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物(X)
(皮膜形成有機樹脂(A)と一部又は全部の化合物が活
性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性水
素含有化合物(B)との反応生成物)100重量部(固
形分)に対して、1〜100重量部(固形分)、好まし
くは5〜80重量部(固形分)、さらに好ましくは10
〜50重量部(固形分)とする。防錆添加成分(Y)の
配合量が1重量部未満では耐食性向上効果が小さい。一
方、配合量が100重量部を超えると、耐食性が低下す
るので好ましくない。
【0115】また、有機皮膜中には上記の防錆添加成分
に加えて、腐食抑制剤として、他の酸化物微粒子(例え
ば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、酸化セリウム、酸化アンチモンなど)、リンモリブ
デン酸塩(例えば、リンモリブデン酸アルミニウムな
ど)、有機リン酸及びその塩(例えば、フィチン酸、フ
ィチン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩、及びこれらの
金属塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩など)、
有機インヒビター(例えば、ヒドラジン誘導体、チオー
ル化合物、ジチオカルバミン酸塩など)などの1種又は
2種以上を添加できる。
【0116】有機皮膜中には、さらに必要に応じて、皮
膜の加工性を向上させる目的で固形潤滑剤(Z)を配合
することができる。本発明に適用できる固形潤滑剤
(Z)としては、例えば、以下のようなものが挙げら
れ、これらの1種又は2種以上を用いることができ
る。。 (1)ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス:
例えば、ポリエチレンワックス、合成パラフィン、天然
パラフィン、マイクロワックス、塩素化炭化水素など (2)フッ素樹脂微粒子:例えば、ポリフルオロエチレ
ン樹脂(ポリ4フッ化エチレン樹脂など)、ポリフッ化
ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂など
【0117】また、この他にも、脂肪酸アミド系化合物
(例えば、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、
メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロア
ミド、オレイン酸アミド、エシル酸アミド、アルキレン
ビス脂肪酸アミドなど)、金属石けん類(例えば、ステ
アリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛、ラウリン酸カル
シウム、パルミチン酸カルシウムなど)、金属硫化物
(例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステンな
ど)、グラファイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、ポリア
ルキレングリコール、アルカリ金属硫酸塩などの1種又
は2種以上を用いてもよい。
【0118】以上の固形潤滑剤の中でも、特に、ポリエ
チレンワックス、フッ素樹脂微粒子(なかでも、ポリ4
フッ化エチレン樹脂微粒子)が好適である。ポリエチレ
ンワックスとしては、例えば、ヘキスト社製のセリダス
ト 9615A、セリダスト 3715、セリダスト 3
620、セリダスト 3910、三洋化成(株)製のサ
ンワックス 131−P、サンワックス 161−P、三
井石油化学(株)製のケミパール W−100、ケミパ
ール W−200、ケミパールW−500、ケミパール
W−800、ケミパール W−950などを用いること
ができる。
【0119】また、フッ素樹脂微粒子としては、テトラ
フルオロエチレン微粒子が最も好ましく、例えば、ダイ
キン工業(株)製のルブロン L−2、ルブロン L−
5、三井・デュポン(株)製のMP1100、MP12
00、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のフル
オンディスパージョン AD1、フルオンディスパージ
ョン AD2、フルオン L141J、フルオン L15
0J、フルオン L155Jなどが好適である。また、
これらのなかで、ポリオレフィンワックスとテトラフル
オロエチレン微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が
期待できる。
【0120】有機皮膜中での固形潤滑剤(Z)の配合量
は、皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物(X)
(皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の化合物が
活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)からなる活性
水素含有化合物(B)との反応生成物)100重量部
(固形分)に対して、1〜80重量部(固形分)、好ま
しくは3〜40重量部(固形分)とする。固形潤滑剤
(Z)の配合量が1重量部未満では潤滑効果が乏しく、
一方、配合量が80重量部を超えると塗装性が低下する
ので好ましくない。
【0121】本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜
は、通常、皮膜形成有機樹脂(A)と一部または全部の
化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)から
なる活性水素含有化合物(B)との反応生成物(X)
(樹脂組成物)を主成分とし、これに自己補修性発現物
質である、(a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩、
(b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ
素、(c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素、(d)カ
ルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素、(e)モリ
ブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チオール類、チア
ジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中から選ば
れる1種以上の有機化合物、のうちのいずれか、若しく
は上記(e)及び/又は(f)に他の成分を複合添加し
た防錆添加成分(Y)が配合され、必要に応じて、固形
潤滑剤(Z)及び硬化剤などが添加されるが、さらに必
要に応じて、添加剤として、有機着色顔料(例えば、縮
合多環系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料など)、
着色染料(例えば、有機溶剤可溶性アゾ系染料、水溶性
アゾ系金属染料など)、無機顔料(例えば、酸化チタン
など)、キレート剤(例えば、チオールなど)、導電性
顔料(例えば、亜鉛、アルミニウム、ニッケルなどの金
属粉末、リン化鉄、アンチモンドープ型酸化錫など)、
カップリング剤(例えば、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤など)、メラミン・シアヌル酸付加物
などの1種又は2種以上を添加することができる。
【0122】また、上記主成分および添加成分を含む皮
膜形成用の塗料組成物は、通常、溶媒(有機溶剤及び/
又は水)を含有し、さらに必要に応じて中和剤などが添
加される。上記有機溶剤としては、上記皮膜形成有機樹
脂(A)と活性水素含有化合物(B)との反応生成物
(X)を溶解または分散でき、塗料組成物として調整で
きるものであれば特別な制約なく、例えば、先に例示し
た種々の有機溶剤を使用することができる。上記中和剤
は、皮膜形成有機樹脂(A)を中和して水性化するため
に必要に応じて配合されるものであり、皮膜形成有機樹
脂(A)がカチオン性樹脂である場合には酢酸、乳酸、
蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。
【0123】以上述べたような有機皮膜は上記化成処理
皮膜の上部に形成される。有機皮膜の乾燥膜厚は0.1
〜5μm、好ましくは0.3〜3μm、さらに好ましく
は0.5〜2μmとする。有機皮膜の膜厚が0.1μm
未満では耐食性が不十分であり、一方、膜厚が5μmを
超えると導電性、加工性が低下する。
【0124】次に、本発明の有機被覆鋼板の製造方法に
ついて説明する。本発明の有機被覆鋼板は、亜鉛系めっ
き鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面を化成処
理した後、その上層に、上述した皮膜形成有機樹脂
(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒ
ドラジン誘導体(C)からなる活性水素含有化合物
(B)との反応生成物(X)を含み(好ましくは主成分
とする)、これに(a)Caイオン交換シリカ及びリン
酸塩、(b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化
ケイ素、(c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素、
(d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素、
(e)モリブデン酸塩、(f)トリアゾール類、チオー
ル類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の
中から選ばれる1種以上の有機化合物、のうちのいずれ
か、若しくは上記(e)及び/又は(f)に他の成分を
複合添加した防錆添加成分(Y)が添加され、さらに必
要に応じて固形潤滑剤(Z)などが添加された塗料組成
物を塗布し、加熱乾燥させることにより製造される。な
お、めっき鋼板の表面は、化成処理する前に必要に応じ
てアルカリ脱脂処理し、さらに密着性、耐食性を向上さ
せるために表面調整処理などの前処理を施すことができ
る。
【0125】化成処理皮膜として6価クロムを含まない
化成処理皮膜を形成する場合、処理液をめっき鋼板表面
にコーティングする方法としては、塗布方式、浸漬方
式、スプレー方式のいずれでもよく、塗布方式ではロー
ルコーター(3ロール方式、2ロール方式等)、スクイ
ズコーター、ダイコーターなどのいずれの塗布手段を用
いてもよい。また、スクイズコーター等による塗布処
理、浸漬処理、スプレー処理の後に、エアナイフ法やロ
ール絞り法により塗布量の調整、外観の均一化、膜厚の
均一化を行うことも可能である。
【0126】上記のように処理液をコーティングした
後、必要に応じて水洗した後、加熱乾燥を行う。コーテ
ィングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、例
えば、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線
炉などの手段を用いることができる。この加熱乾燥処理
は到達板温で50〜300℃、望ましくは80〜200
℃、さらに望ましくは80〜160℃の範囲で行うこと
が好ましい。加熱乾燥温度が50℃未満では皮膜中に水
分が多量に残り、耐食性が不十分となる。一方、加熱乾
燥温度が300℃を超えると非経済的であるばかりでな
く、皮膜に欠陥が生じやすくなり、耐食性が低下する。
【0127】一方、化成処理皮膜がクロメート皮膜であ
る場合には、上述した塗布型、電解型、反応型のいずれ
かのクロメート処理を行い、必要に応じて水洗した後、
加熱乾燥を行う。処理液をめっき鋼板表面にコーティン
グする方法としては、塗布方式、浸漬方式、スプレー方
式のいずれでもよく、塗布方式ではロールコーター(3
ロール方式、2ロール方式など)、スクイズコーター、
ダイコーターなどのいずれの塗布手段を用いてもよい。
また、スクイズコーターなどによる塗布処理、浸漬処
理、スプレー処理の後に、エアナイフ法やロール絞り法
により塗布量の調整、外観の均一化、膜厚の均一化を行
うことも可能である。
【0128】クロメート処理後の加熱乾燥方法は任意で
あり、例えば、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱
炉、赤外線炉などの手段を用いることができる。この加
熱乾燥処理は到達板温で40〜150℃、望ましくは8
0〜140℃の範囲で行うことが好ましい。加熱乾燥温
度が40℃未満では皮膜中に水分が多量に残り、耐食性
が不十分となる。一方、加熱乾燥温度が150℃を超え
ると非経済的であるばかりでなく、皮膜にクラックなど
の欠陥が生じやすくなり、耐食性が低下する。
【0129】以上のようにして亜鉛系めっき鋼板または
アルミニウム系めっき鋼板の表面に化成処理皮膜を形成
した後、その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗布
する。塗料組成物を塗布する方法としては、塗布法、浸
漬法、スプレー法などの任意の方法を採用できる。塗布
法としては、ロールコーター(3ロール方式、2ロール
方式等)、スクイズコーター、ダイコーターなどのいず
れの方法を用いてもよい。また、スクイズコーターなど
による塗布処理、浸漬処理またはスプレー処理の後に、
エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、外観
の均一化、膜厚の均一化を行うことも可能である。
【0130】塗料組成物の塗布後、通常は水洗すること
なく、加熱乾燥を行うが、塗料組成物の塗布後に水洗工
程を実施しても構わない。加熱乾燥処理には、ドライヤ
ー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いる
ことができる。加熱処理は、到達板温で50〜350
℃、好ましくは80℃〜250℃の範囲で行うことが望
ましい。加熱温度が50℃未満では皮膜中の水分が多量
に残り、耐食性が不十分となる。また、加熱温度が35
0℃を超えると非経済的であるばかりでなく、皮膜に欠
陥が生じて耐食性が低下するおそれがある。
【0131】本発明は、以上述べたような有機皮膜を両
面または片面に有する鋼板を含むものである。したがっ
て、本発明鋼板の形態としては、例えば、以下のような
ものがある。 (1)片面:めっき皮膜−化成処理皮膜−有機皮膜、片
面:めっき皮膜 (2)片面:めっき皮膜−化成処理皮膜−有機皮膜、片
面:めっき皮膜−化成処理皮膜 (3)両面:めっき皮膜−化成処理皮膜−有機皮膜 (4)片面:めっき皮膜−化成処理皮膜−有機皮膜、片
面:めっき皮膜−有機皮膜
【0132】
【実施例】表2に示す第1層皮膜形成用の処理液(皮膜
組成物)を調整した。また、第2層皮膜形成用の樹脂組
成物(反応生成物)を以下のようにして合成した。 [合成例1]EP828(油化シェルエポキシ社製,エ
ポキシ当量187)1870部とビスフェノールA91
2部、テトラエチルアンモニウムブロマイド2部、メチ
ルイソブチルケトン300部を四つ口フラスコに仕込
み、140℃まで昇温して4時間反応させ、エポキシ当
量1391、固形分90%のエポキシ樹脂を得た。この
ものに、エチレングリコールモノブチルエーテル150
0部を加えてから100℃に冷却し、3,5−ジメチル
ピラゾール(分子量96)を96部とジブチルアミン
(分子量129)を129部加えて、エポキシ基が消失
するまで6時間反応させた後、冷却しながらメチルイソ
ブチルケトン205部を加えて、固形分60%のピラゾ
ール変性エポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成物(1)
とする。この樹脂組成物(1)は、皮膜形成有機樹脂
(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を
50mol%含む活性水素含有化合物との反応生成物で
ある。
【0133】[合成例2]EP1007(油化シェルエ
ポキシ社製,エポキシ当量2000)4000部とエチ
レングリコールモノブチルエーテル2239部を四つ口
フラスコに仕込み、120℃まで昇温して1時間で完全
にエポキシ樹脂を溶解した。このものを100℃に冷却
し、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール(分子量8
4)を168部加えて、エポキシ基が消失するまで6時
間反応させた後、冷却しながらメチルイソブチルケトン
540部を加えて、固形分60%のトリアゾール変成エ
ポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成物(2)とする。こ
の樹脂組成物(2)は、皮膜形成有機樹脂(A)と、活
性水素を有するヒドラジン誘導体(C)を100mol
%含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
【0134】[合成例3]イソホロンジイソシアネート
(イソシアネート当量111)222部とメチルイソブ
チルケトン34部を四つ口フラスコに仕込み、30〜4
0℃に保ってメチルエチルケトキシム(分子量87)8
7部を3時間かけて滴下後、40℃に2時間保ち、イソ
シアネート当量309、固形分90%の部分ブロックイ
ソシアネートを得た。
【0135】次いで、EP828(油化シェルエポキシ
社製、エポキシ当量187)1496部とビスフェノー
ルA684部、テトラエチルアンモニウムブロマイド1
部、メチルイソブチルケトン241部を四つ口フラスコ
に仕込み、140℃まで昇温して4時間反応させ、エポ
キシ当量1090、固形分90%のエポキシ樹脂を得
た。このものに、メチルイソブチルケトン1000部を
加えてから100℃に冷却し、3−メルカプト−1,
2,4−トリアゾール(分子量101)を202部加え
て、エポキシ基が消失するまで6時間反応させた後、上
記固形分90%の部分ブロックイソシアネートを230
部加え100℃で3時間反応させ、イソシアネート基が
消失したことを確認した。さらに、エチレングリコール
モノブチルエーテル461部を加えて、固形分60%の
トリアゾール変成エポキシ樹脂を得た。これを樹脂組成
物(3)とする。この樹脂組成物(3)は、皮膜形成有
機樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)を100mol%含む活性水素含有化合物との反
応生成物である。
【0136】[合成例4]EP828(油化シェルエポ
キシ社製、エポキシ当量187)1870部とビスフェ
ノールA912部、テトラエチルアンモニウムブロマイ
ド2部、メチルイソブチルケトン300部を四つ口フラ
スコに仕込み、140℃まで昇温して4時間反応させ、
エポキシ当量1391、固形分90%のエポキシ樹脂を
得た。このものに、エチレングリコールモノブチルエー
テル1500部を加えてから100℃に冷却し、ジブチ
ルアミン(分子量129)を258部加えて、エポキシ
基が消失するまで6時間反応させた後、冷却しながらメ
チルイソブチルケトン225部を加えて、固形分60%
のエポキシアミン付加物を得た。これを樹脂組成物
(4)とする。この樹脂組成物(4)は、皮膜形成有機
樹脂(A)と、活性水素を有するヒドラジン誘導体
(C)を含まない活性水素含有化合物との反応生成物で
ある。
【0137】上記ようにして合成された樹脂組成物
(1)〜(4)に硬化剤を配合し、表3に示す樹脂組成
物(塗料組成物)を作成した。これら塗料組成物には表
4(表4−1及び表4−2)に示す防錆添加成分(自己
補修性発現物質)、表5に示す固形潤滑剤を適宜配合
し、塗料用分散機(サンドグラインダー)を用いて必要
時間分散させて所望の塗料組成物とした。
【0138】[実施例1]家電、建材、自動車部品用の
有機被覆鋼板を得るため、板厚:0.8mm、表面粗さ
Ra:1.0μmの冷延鋼板に各種亜鉛系めっきまたは
アルミニウム系めっきを施した表1に示すめっき鋼板を
処理原板として用い、このめっき鋼板の表面をアルカリ
脱脂処理及び水洗乾燥した後、表2に示す処理液と処理
条件で化成処理を施し、化成処理皮膜を形成させた。次
いで、表3に示す塗料組成物をロールコーターにより塗
布し、加熱乾燥して第2層皮膜(有機皮膜)を形成さ
せ、本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。
第2層皮膜の膜厚は、塗料組成物の固形分(加熱残分)
または塗布条件(ロールの圧下力、回転速度など)によ
り調整した。
【0139】得られた有機被覆鋼板について、品質性能
(皮膜外観、耐白錆性、アルカリ脱脂後の耐白錆性、塗
料密着性、加工性)の評価を行った。その結果を化成処
理皮膜および有機皮膜の皮膜構成等とともに表6〜表2
3に示す。有機被覆鋼板の品質性能の評価は以下のよう
にして行った。
【0140】(1) 皮膜外観 各サンプルについて、皮膜外観の均一性(ムラの有り無
し)を目視で評価した。評価基準は、以下の通りであ
る。 ○:ムラが全くない均一な外観 △:ムラが若干目立つ外観 ×:ムラが目立つ外観
【0141】(2) 耐白錆性 各サンプルについて以下に示す複合腐食試験(CCT)
を行い、所定サイクル後の白錆発生面積率で評価した。 [複合腐食試験(CCT)の1サイクル内容] 3wt%塩水噴霧試験(30℃;0.5時間) ↓ 湿潤試験(30℃、95%RH;1.5時間) ↓ 熱風乾燥試験(50℃、20%RH;2.0時間) ↓ 熱風乾燥試験(30℃、20%RH;2.0時間) 評価基準は、以下の通りである。 ◎ :白錆発生なし ○+:白錆発生面積率5%未満 ○ :白錆発生面積率5%以上、10%未満 ○−:白錆面積率10%以上、25%未満 △ :白錆発生面積率25%以上、50%未満 × :白錆発生面積率50%以上
【0142】(3) アルカリ脱脂後の耐白錆性 各サンプルについて、日本パーカライジング(株)製の
アルカリ処理液CLN−364S(60℃,スプレー2
分)でアルカリ脱脂を行った後、上記の複合腐食試験
(CCT)を行い、所定サイクル後の白錆面積率で評価
した。評価基準は、以下の通りである。 ◎ :白錆発生なし ○+:白錆発生面積率5%未満 ○ :白錆発生面積率5%以上、10%未満 ○−:白錆発生面積率10%以上、25%未満 △ :白錆発生面積率25%以上、50%未満 × :白錆発生面積率50%以上
【0143】(4) 塗料密着性 各サンプルについて、メラミン系の焼付塗料(膜厚30
μm)を塗装した後、沸水中に2時間浸漬し、直ちに碁
盤目(1mm間隔で10×10の碁盤目)のカットを入
れて、粘着テープによる貼着・剥離を行い、塗膜の剥離
面積率で評価した。評価基準は以下の通りである。 ◎:剥離なし ○:剥離面積率5%未満 △:剥離面積率5%以上、20%未満 ×:剥離面積率20%以上
【0144】(5) 加工性 ブランク径φ120mm、ダイス径φ50mmで深絞り
成形(無塗油条件)を行い、割れが生ずるまでの成形高
さで評価した。評価基準は以下の通りである。 ◎:絞り抜け ○:成形高さ30mm以上 △:成形高さ20mm以上、30mm未満 ×:成形高さ20mm未満
【0145】
【表1】
【0146】
【表2】
【0147】
【表3】
【0148】
【表4】
【0149】
【表5】
【0150】下記の表6〜表23において、表中に記載
してある *1〜*6 は以下のような内容を示す。 *1:表1に記載のめっき鋼板No. *2:表2に記載の第1層皮膜用組成物No. *3:表3に記載の第2層皮膜用樹脂組成物No. *4:表4に記載の防錆添加成分No. *5:表5に記載の固形潤滑剤No. *6:樹脂組成物の固形分100重量部に対する配合量
(重量部)
【0151】
【表6】
【0152】
【表7】
【0153】
【表8】
【0154】
【表9】
【0155】
【表10】
【0156】
【表11】
【0157】
【表12】
【0158】
【表13】
【0159】
【表14】
【0160】
【表15】
【0161】
【表16】
【0162】
【表17】
【0163】
【表18】
【0164】
【表19】
【0165】
【表20】
【0166】
【表21】
【0167】
【表22】
【0168】
【表23】
【0169】[実施例2]家電、建材、自動車部品用の
有機被覆鋼板を得るため、板厚:0.8mm、表面粗さ
Ra:1.0μmの冷延鋼板に各種亜鉛系めっきまたは
アルミニウム系めっきを施した表1に示すめっき鋼板を
処理原板として用い、このめっき鋼板の表面をアルカリ
脱脂処理及び水洗乾燥した後、下記する塗布型クロメー
ト処理、電解型クロメート処理、反応型クロメート処理
のいずれかでクロメート処理し、クロメート皮膜を形成
させた。次いで、表3に示す塗料組成物をロールコータ
ーにより塗布し、加熱乾燥して第2層皮膜(有機皮膜)
を形成させ、本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製
造した。第2層皮膜の膜厚は、塗料組成物の固形分(加
熱残分)または塗布条件(ロールの圧下力、回転速度な
ど)により調整した。
【0170】 反応型クロメート処理 無水クロム酸:30g/l、リン酸:10g/l、Na
F:0.5g/l、K TiF:4g/lを含む処理
液を用い、浴温40℃の条件でスプレー処理した後、水
洗・乾燥した。クロム付着量は、処理時間、遊離酸度を
変えることにより調整した。 電解型クロメート処理 無水クロム酸:30g/l、硫酸:0.2g/l、浴温
40℃の処理液を用いてカソード電解を行い、水洗・乾
燥した。クロム付着量は電解処理の通電量を制御するこ
とにより調整した。
【0171】 塗布型クロメート処理(a) 無水クロム酸水溶液:100g/lに還元剤(澱粉)を
加えて80℃の温度に調整して2時間放置し、無水クロ
ム酸の一部を還元して6価Cr/3価Cr:3/2の水
溶液を調整した。次いで、この水溶液にシリカゾルをシ
リカ/全Cr:6/1になるように添加し、さらに、酸
化亜鉛とリン酸とを溶解させて得られたリン酸亜鉛水溶
液を、POイオン/全Cr:1/4、2価Zn/6価
Cr:3/20となるように添加して、クロメート処理
液を調整した。このクロメート処理液を所定濃度に希釈
し、各種めっき鋼板の表面にロールコーターにより塗布
し、水洗することなく板温70〜250℃で加熱乾燥し
た。クロム付着量は、処理液の濃度とコーティング条件
を変えることで調整した。
【0172】 塗布型クロメート処理(b) 無水クロム酸水溶液:20g/l(1L)に還元剤(シ
ュウ酸飽和水溶液:1L)及びリン酸:100mlを徐
々に加えて室温で24時間放置し、無水クロム酸を還元
して6価Cr/全Cr<0.1、pH=1のクロメート
処理液を調整した。このクロメート処理液を所定濃度に
希釈し、各種めっき鋼板の表面にロールコーターにより
塗布し、水洗することなく板温70〜250℃で加熱乾
燥した。クロム付着量は、処理液の濃度とコーティング
条件を変えることで調整した。
【0173】得られた有機被覆鋼板について、品質性能
(耐クロム溶出性、耐白錆性、アルカリ脱脂後の耐白錆
性、塗料密着性、加工性)の評価を行った。その結果を
クロメート処理皮膜および有機皮膜の皮膜構成等ととも
に表24〜表39に示す。有機被覆鋼板の品質性能の評
価は以下のようにして行った。
【0174】(1) 耐クロム溶出性(クロム固定率) 各サンプルについて、日本パーカライジング(株)製の
脱脂剤「パルクリーンN364S」によって標準条件で
の脱脂処理を行い、脱脂前後のクロムの固定率を測定し
た。なお、クロム固定率={(脱脂前のクロム付着量−
脱脂後のクロム付着量)/脱脂前のクロム付着量}×1
00(%)である。評価基準は以下のとおりである。 ◎:クロム固定率100% ○:クロム固定率90%以上、100%未満 △:クロム固定率80%以上、90%未満 ×:クロム固定率80%未満
【0175】(2) 耐白錆性 実施例1と同様 (3) アルカリ脱脂後の耐白錆性 実施例1と同様 (4) 塗料密着性 実施例1と同様 (5) 加工性 実施例1と同様
【0176】下記の表24〜表39において、表中に記
載してある*1、*3〜*7は以下のような内容を示す。 *1:表1に記載のめっき鋼板No. *3:表3に記載の第2層皮膜用樹脂組成物No. *4:表4に記載の防錆添加成分No. *5:表5に記載の固形潤滑剤No. *6:樹脂組成物の固形分100重量部に対する配合量
(重量部) *7:明細書本文に記載のクロメート処理種別
【0177】
【表24】
【0178】
【表25】
【0179】
【表26】
【0180】
【表27】
【0181】
【表28】
【0182】
【表29】
【0183】
【表30】
【0184】
【表31】
【0185】
【表32】
【0186】
【表33】
【0187】
【表34】
【0188】
【表35】
【0189】
【表36】
【0190】
【表37】
【0191】
【表38】
【0192】
【表39】
【0193】
【発明の効果】以上述べたように本発明の有機被覆鋼板
は、下地の化成処理皮膜として6価クロムを含有しない
化成処理皮膜(例えば、リン酸塩処理皮膜等)を用いた
場合でも、クロメート皮膜に匹敵する優れた耐食性が得
られ、また、化成処理皮膜としてクロメート皮膜を用い
た場合には、従来のクロメート処理鋼板に較べて格段に
優れたが耐食性が得られ、しかも優れた耐クロム溶出性
が得られる。したがって、本発明の有機被覆鋼板は、建
材、家電、自動車等の用途の環境適応型表面処理鋼板と
して高い有用性を有している。
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/18 B32B 15/18 4K062 27/38 27/38 C09D 5/08 C09D 5/08 163/00 163/00 201/00 201/00 C23C 22/07 C23C 22/07 22/40 22/40 26/00 26/00 A C23F 11/00 C23F 11/00 C // C25D 11/38 C25D 11/38 C 305 305 (72)発明者 吉見 直人 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 窪田 隆広 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4D075 BB61X DA06 DB02 DB05 DB07 EC01 4F100 AA02C AA02H AA04C AA04H AA17 AA20C AA20H AA33 AB03A AB09C AB09H AB10A AB18A AB31 AH03C AH07C AH07H AJ11 AJ11H AK01C AK04 AK04H AK18 AK18H AK53 AK53C AL06 AR00B BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA10A BA10C BA13 CA02 CA14 CA14C CA19 CA19C EH46 EH71 EH71A EJ42 EJ68 EJ68B EJ86 GB07 GB32 GB48 JA20C JB02 JK06 JL01 JL02 JM02C YY00C 4J038 DB001 DB061 HA246 HA416 HA446 JB17 JB34 JC02 JC18 NA03 PB05 PB07 PC02 4K026 AA02 AA07 AA09 AA12 AA13 AA22 BA01 BA02 BA03 BA08 BA12 BB04 BB06 BB08 BB09 BB10 CA02 CA16 CA18 CA19 CA26 CA29 CA37 CA39 CA41 DA15 DA16 EB08 4K044 AA02 AB02 BA10 BA21 BB04 BC01 BC02 BC04 BC05 CA11 CA16 CA18 CA53 4K062 AA01 BA08 BA10 BA14 BB18 BB21 BB22 BC12 CA02 CA04 FA12 FA16

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(a)〜(f)のうちのいずれ
    かの防錆添加成分(Y)とを含み、 (a)Caイオン交換シリカ及びリン酸塩 (b)Caイオン交換シリカ、リン酸塩及び酸化ケイ素 (c)カルシウム化合物及び酸化ケイ素 (d)カルシウム化合物、リン酸塩及び酸化ケイ素 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
    類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
    上の有機化合物 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  2. 【請求項2】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(e)、(g)及び(h)の防
    錆添加成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  3. 【請求項3】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(e)及び(i)の防錆添加成
    分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  4. 【請求項4】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(f)、(g)及び(h)の防
    錆添加成分(Y)とを含み、 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
    類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
    上の有機化合物 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  5. 【請求項5】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(f)及び(i)の防錆添加成
    分(Y)とを含み、 (f)トリアゾール類、チオール
    類、チアジアゾール類、チアゾール類、チウラム類の中
    から選ばれる1種以上の有機化合物 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  6. 【請求項6】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(e)及び(f)の防錆添加成
    分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
    類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
    上の有機化合物 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  7. 【請求項7】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(e)、(f)、(g)及び
    (h)の防錆添加成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
    類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
    上の有機化合物 (g)カルシウム及び/又はカルシウム化合物 (h)リン酸塩及び/又は酸化ケイ素 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  8. 【請求項8】 亜鉛系めっき鋼板又はアルミニウム系め
    っき鋼板の表面に、化成処理皮膜を有し、 その上部に第2層皮膜として、皮膜形成有機樹脂(A)
    と一部又は全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン
    誘導体(C)からなる活性水素含有化合物(B)との反
    応生成物(X)と、下記(e)、(f)及び(i)の防
    錆添加成分(Y)とを含み、 (e)モリブデン酸塩 (f)トリアゾール類、チオール類、チアジアゾール
    類、チアゾール類、チウラム類の中から選ばれる1種以
    上の有機化合物 (i)Caイオン交換シリカ 前記防錆添加成分(Y)の合計の含有量が前記反応生成
    物(X)100重量部(固形分)に対して1〜100重
    量部(固形分)である、膜厚が0.1〜5μmの有機皮
    膜を有することを特徴とする耐食性に優れた有機被覆鋼
    板。
  9. 【請求項9】 有機皮膜が、さらに固形潤滑剤(Z)を
    含み、該固形潤滑剤(Z)の含有量が前記反応生成物
    (X)100重量部(固形分)に対して1〜80重量部
    (固形分)であることを特徴とする請求項1、2、3、
    4、5、6、7又は8に記載の耐食性に優れた有機被覆
    鋼板。
  10. 【請求項10】 皮膜形成有機樹脂(A)が、エポキシ
    基含有樹脂(D)であることを特徴とする請求項1、
    2、3、4、5、6、7、8又は9に記載の耐食性に優
    れた有機被覆鋼板。
  11. 【請求項11】 活性水素を有するヒドラジン誘導体
    (C)が、活性水素を有するピラゾール化合物及び/又
    は活性水素を有するトリアゾール化合物であることを特
    徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又
    は10に記載の耐食性に優れた有機被覆鋼板。
  12. 【請求項12】 活性水素を有するヒドラジン誘導体
    (C)が活性水素化合物(B)中に10〜100モル%
    含まれることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
    6、7、8、9、10又は11に記載の耐食性に優れた
    有機被覆鋼板。
  13. 【請求項13】 エポキシ基含有樹脂(D)が下記式
    (1)で示されるエポキシ樹脂であることを特徴とする
    請求項10、11又は12に記載の耐食性に優れた有機
    被覆鋼板。 【化1】
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