JP2009249690A - Surface-treated metal plate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、環境負荷性の高い6価クロムを含まない、優れた耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、上塗り塗料との密着性を有する表面処理金属板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface-treated metal plate that does not contain hexavalent chromium, which has high environmental impact, and has excellent corrosion resistance, solvent resistance, alkali resistance, and adhesion to a top coating, and a method for producing the same.
家庭電化製品、自動車、建築材料等の各分野において、耐食性あるいは上塗り塗料との密着性の付与等を目的として、亜鉛系めっき鋼板やアルミニウム系めっき鋼板等の表面処理金属板に6価クロム酸塩等を用いたクロメート処理を施す技術が一般的に使用されてきた。しかしながら、近年の環境問題の高まりを背景に、調達素材から環境負荷性の高い6価クロムを排除しようとする動きが活発化しており、クロメートフリー化に対する要望が日増しに高まっている。一部では既に全廃に向けて動き出している業界もある。 In various fields such as home appliances, automobiles, and building materials, hexavalent chromate is applied to surface-treated metal plates such as zinc-based plated steel and aluminum-based plated steel for the purpose of providing corrosion resistance or adhesion to top coating. In general, a technique for performing a chromate treatment using the like has been used. However, against the background of the recent increase in environmental problems, there has been an active movement to eliminate hexavalent chromium, which has a high environmental impact, from the procurement materials, and the demand for chromate-free is increasing day by day. Some industries have already begun to be abolished.
このような動きから、これまでに様々なクロメート塗膜代替技術の検討がなされ、数多く提案されてきた。それらの多くはバリア性の優れた有機樹脂を主体とした塗膜層を金属板の上層に形成させるものである。バリア性には優れるため、ある程度の耐食性は有しているが、各種溶剤やアルカリ洗浄液を用いた洗浄工程において塗膜層が損傷を受けたり、脱膜したりするという課題があった。すなわち、本来持つ塗膜層のバリア性を損なって耐食性が低下するばかりか、外観意匠性が著しく低下するといった課題もあった。そこで、耐食性のみならず、耐溶剤性、耐アルカリ性といった耐洗浄液性に優れる塗膜層を形成させることが要求されるようになった。 Because of this movement, various alternatives to chromate coatings have been studied and many have been proposed. In many of them, a coating layer mainly composed of an organic resin having excellent barrier properties is formed on an upper layer of a metal plate. Although it has excellent barrier properties, it has a certain degree of corrosion resistance, but there has been a problem that the coating layer is damaged or removed in the cleaning process using various solvents and alkaline cleaning liquids. That is, there is a problem that not only the corrosion resistance is deteriorated by deteriorating the inherent barrier property of the coating layer but also the appearance design is remarkably lowered. Therefore, it has been required to form a coating layer having excellent cleaning liquid resistance such as solvent resistance and alkali resistance as well as corrosion resistance.
特許文献1には、水性ポリウレタン樹脂、水性ポリオレフィン樹脂、水分散性シリカ、並びに、シランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物を含む組成物を反応させて得られた水性樹脂組成物と、チオカルボニル基含有化合物と、りん酸イオンとを含有する防錆コーティング剤、それをコーティングする防錆処理方法、それがコーティングされている防錆処理金属材が開示されている。しかし、前記方法では、シランカップリング剤と各樹脂との反応が不十分であるため、得られた塗膜中の各成分間の複合度が低くなり、耐溶剤性や耐アルカリ性が劣るという問題がある。 Patent Document 1 discloses an aqueous resin composition obtained by reacting an aqueous polyurethane resin, an aqueous polyolefin resin, water-dispersible silica, and a composition containing a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof, and A rust-proof coating agent containing a thiocarbonyl group-containing compound and phosphate ions, a rust-proof treatment method for coating the same, and a rust-proof metal material coated therewith are disclosed. However, in the above method, since the reaction between the silane coupling agent and each resin is insufficient, the degree of compounding between the components in the obtained coating film is low, and the solvent resistance and alkali resistance are inferior. There is.
特許文献2には、溶解度パラメータが相違する2種の樹脂及び無機成分を含有する複合被膜を有する有機複合被覆鋼板が記載されている。しかし、架橋が不充分な塗膜が形成されるため、例えば、溶剤ラビング試験では大きな損傷を受けてしまうという問題がある。 Patent Document 2 describes an organic composite-coated steel sheet having a composite coating containing two types of resins having different solubility parameters and an inorganic component. However, since a coating film with insufficient crosslinking is formed, for example, there is a problem that the solvent rubbing test is seriously damaged.
特許文献3には、亜鉛系めっき鋼板の表面に、金属化合物、水溶性有機樹脂及び酸を含有する水性組成物を塗布して形成された塗膜層を有する表面処理亜鉛系めっき鋼板が開示されている。しかし、水溶性樹脂中のカルボキシル基の量が比較的多いため、耐アルカリ性に乏しいという問題がある。 Patent Document 3 discloses a surface-treated galvanized steel sheet having a coating layer formed by applying an aqueous composition containing a metal compound, a water-soluble organic resin and an acid to the surface of a galvanized steel sheet. ing. However, since the amount of carboxyl groups in the water-soluble resin is relatively large, there is a problem that the alkali resistance is poor.
特許文献4には、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、(a)水分散性樹脂及び/又は水溶性樹脂と、(b)シランカップリング剤と、(c)りん酸及び/又はヘキサフルオロ金属酸とを含有する表面処理組成物により形成された表面処理塗膜を有する表面処理鋼板が開示されている。しかし、処理剤の安定性や得られた塗膜の耐溶剤性が不充分であるという問題がある。 Patent Document 4 discloses (a) a water-dispersible resin and / or a water-soluble resin, (b) a silane coupling agent, (c) phosphoric acid and / Or the surface treatment steel plate which has the surface treatment coating film formed of the surface treatment composition containing a hexafluoro metal acid is disclosed. However, there is a problem that the stability of the treating agent and the solvent resistance of the obtained coating film are insufficient.
特許文献5には、架橋樹脂マトリックス及び無機防錆剤を含む塗膜が形成されている被覆鋼板が記載されている。しかし、耐溶剤性、耐アルカリ性において、必ずしも満足できる性能が得られていないため、これらの性能が改善された表面処理金属板が要求されている。 Patent Document 5 describes a coated steel sheet on which a coating film containing a crosslinked resin matrix and an inorganic rust inhibitor is formed. However, since satisfactory performance is not always obtained in solvent resistance and alkali resistance, a surface-treated metal plate with improved performance is required.
本発明は、前記現状に鑑み、耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、上塗り塗料との密着性等をバランスよく担保した表面処理金属板及びその製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a surface-treated metal plate and a method for producing the same, which ensure a good balance of corrosion resistance, solvent resistance, alkali resistance, adhesion to a top coating, and the like.
有機樹脂を含む塗膜の上塗り塗料との密着性を担保するためには、その樹脂骨格中に極性官能基や極性を持つ骨格を導入することが一般的である。水系の表面処理剤の場合、極性官能基として親水性の高い官能基を用い、これは表面処理剤の安定性を担保する上でも重要な役割を担っている。特に、アニオン性の官能基を有し、これらをアミン、アンモニア、アルカリ金属元素等で中和することで水溶化もしくは水分散化した水系樹脂が、現在は広く用いられている。 In order to ensure adhesion to the top coat of a coating film containing an organic resin, it is common to introduce a polar functional group or a skeleton having polarity into the resin skeleton. In the case of an aqueous surface treatment agent, a highly hydrophilic functional group is used as the polar functional group, and this plays an important role in ensuring the stability of the surface treatment agent. In particular, water-based resins that have anionic functional groups and are water-soluble or water-dispersed by neutralizing them with amines, ammonia, alkali metal elements, etc. are currently widely used.
これらアニオン性官能基を有する有機樹脂は、その導入量を増やした方が表面処理剤の安定性及び上塗り塗料や下地との密着性には有利であるが、一方で塗膜が形成された後にアルカリ成分と接触した場合、それにより塗膜表面が中和され親水性が増大してしまい、耐アルカリ性が大幅に低下するという課題がある。また、アニオン性官能基を多く含む有機樹脂には、極性溶剤との相溶性が大きい為、耐極性溶剤性が劣るという課題もある。 For these organic resins having an anionic functional group, increasing the amount introduced is advantageous for the stability of the surface treatment agent and the adhesion to the top coating material or the base, but on the other hand, after the coating film is formed When it comes in contact with an alkali component, the coating film surface is thereby neutralized and hydrophilicity is increased, and there is a problem that the alkali resistance is greatly reduced. Moreover, since the organic resin containing many anionic functional groups has high compatibility with a polar solvent, there also exists a subject that polar solvent resistance is inferior.
これらの問題点を解消するために、アニオン性官能基の中和剤にアルカリ金属元素を使用することによって塗膜の凝集力を向上させる手法や、架橋剤で官能基同士を架橋させ架橋密度を向上させる手法、もしくは両者を併用する手法等が用いられてきたが、必ずしもそれらの改善効果は十分ではなかった。 In order to solve these problems, a method of improving the cohesive strength of the coating film by using an alkali metal element as a neutralizing agent for an anionic functional group, or a crosslinking density by cross-linking functional groups with a crosslinking agent. Although the method of improving, the method of using both together etc. has been used, those improvement effects were not necessarily enough.
中和剤にアルカリ金属元素を使用する手法は、耐アルカリ性、耐極性溶剤性が向上する一方で、耐食性や上塗り塗料との密着性が低下するといった課題があった。架橋剤で架橋密度を上げる手法は、耐溶剤性、耐アルカリ性等の塗膜性能は向上する反面、浴安定性の低下が激しく、工業的に実用に至る組成を見出すことが困難であるばかりか、柔軟性が低下し加工した後の耐食性も低下してしまうといった課題もあった。 The method of using an alkali metal element as a neutralizing agent has a problem in that the alkali resistance and the polar solvent resistance are improved, while the corrosion resistance and the adhesion with the top coating are lowered. The technique of increasing the crosslinking density with a crosslinking agent improves the coating performance such as solvent resistance and alkali resistance, but on the other hand, the stability of the bath is drastically reduced, and it is difficult to find a composition that is industrially practical. Further, there is a problem that the flexibility is lowered and the corrosion resistance after processing is also lowered.
そこで、発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、アニオン性官能基を有する有機樹脂を含む塗膜層を形成する過程で特定の金属カチオンを含む水溶液と接触させ、塗膜の外表面のアニオン性官能基をカチオン性金属元素により中和させることで、耐食性や上塗り塗料との密着性を損なうことなく、これまでにない優れた耐溶剤性、耐アルカリ性を有した塗膜を見出すことに成功した。 Accordingly, as a result of intensive studies, the inventors made contact with an aqueous solution containing a specific metal cation in the process of forming a coating layer containing an organic resin having an anionic functional group, and an anion on the outer surface of the coating film. By neutralizing functional functional groups with cationic metal elements, we succeeded in finding a coating film with unprecedented excellent solvent resistance and alkali resistance without impairing corrosion resistance and adhesion to top coating. did.
前述したようにアルカリ金属元素を含む特定のカチオン性金属元素によるアニオン性官能基の中和は耐溶剤性や耐アルカリ性に効果がある一方で、腐食因子の透過性を促進し、耐食性に悪影響を及ぼす恐れがある。 As described above, neutralization of anionic functional groups with specific cationic metal elements including alkali metal elements is effective for solvent resistance and alkali resistance, while promoting the permeability of corrosion factors and adversely affecting corrosion resistance. There is a risk.
そこで、本発明は洗浄時に用いる溶剤やアルカリ洗浄液と接触する外表面部のアニオン性官能基のみをカチオン性金属元素により中和し当該部の疎水性を高めることにより、外表面近傍で耐溶剤性や耐アルカリ性を担保し、内面の耐食性への悪影響を抑制するとの思想に基づいて発明されたものである。 Therefore, the present invention neutralizes only the anionic functional group of the outer surface portion that comes into contact with the solvent used during cleaning or the alkaline cleaning solution with a cationic metal element to increase the hydrophobicity of the portion, thereby improving the solvent resistance near the outer surface. It was invented based on the idea of ensuring alkali resistance and suppressing adverse effects on the corrosion resistance of the inner surface.
即ち、本発明の主旨とするところは、
(1) 金属板またはめっき金属板の表面にアニオン性官能基を有する有機樹脂を含む表面処理剤を塗布し、加熱乾燥した後金属カチオンを含む水溶液と接触させることにより形成された表面処理塗膜を有することを特徴とする表面処理金属板、
(2) 前記水溶液に含有される金属カチオンがLi+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+及びSr2+から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする(1)記載の表面処理金属板、
(3) 前記水水溶液に含有される金属カチオンの濃度が金属換算で30〜200ppmであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の表面処理金属板、
(4) 前記水溶液のpHが4〜10であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(5) 前記表面処理剤を塗布し、加熱乾燥する時の焼き付け温度が100℃以上であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(6) 前記水溶液と接触するときの板温が60℃以上であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(7) 前記表面処理塗膜の20℃における水との接触角が60°以上であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(8) 前記アニオン性官能基がカルボキシル基を含有することを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(9) 前記有機樹脂が水性樹脂であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(10) 前記有機樹脂が水性樹脂と架橋剤との反応によって形成される架橋樹脂マトリックスであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(11) 前記水性樹脂が、水性ポリエステル樹脂、水性ポリウレタン樹脂、水性エポキシ樹脂、水性アクリル樹脂及び水性ポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする(7)または(8)記載の表面処理金属板、
(12) 前記水性樹脂がエチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアルカリ金属中和物を含有し、中和率が30〜90%であることを特徴とする(7)〜(9)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(13) 前記架橋剤がアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物のブロック体、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、シラン化合物、架橋性ジルコニウム化合物及び架橋性チタン化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする(8)記載の表面処理金属板、
(14) 前記表面処理塗膜が無機防錆剤を含有することを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の表面処理金属板
(15) 前記無機防錆剤がシリカ、りん酸化合物、バナジウム化合物及びモリブデン化合物、ニオブ化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする(12)記載の表面処理金属板、
(16) 前記表面処理塗膜がワックス成分を含有することを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(17) 金属板またはめっき金属板と前記表面処理塗膜との間に下地処理層を有することを特徴とする(1)〜(14)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(18) 前記下地処理層が有機樹脂、シランカップリング剤及びポリフェノール化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする(15)記載の表面処理金属板、
(19) 前記下地処理層がシリカ、りん酸化合物及びヘキサフルオロ金属酸から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする(15)または(16)記載の表面処理金属板、
(20) 前記めっき金属板が亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板であることを特徴とする(1)〜(17)のいずれかに記載の表面処理金属板、
(21) 金属板またはめっき金属板の表面にアニオン性官能基を有する有機樹脂を含む表面処理剤を塗布し、加熱乾燥した直後に、金属カチオンを含む水溶液と接触させることにより表面処理塗膜を形成させることを特徴とする表面処理金属板の製造方法、
(22) 前記水溶液に含有される金属カチオンがLi+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+及びSr2+から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする(21)記載の表面処理金属板の製造方法、
(23) 前記水溶液に含有される金属カチオンの濃度が金属換算で30〜200ppmであることを特徴とする(21)または(22)に記載の表面処理金属板の製造方法、
(24) 前記水溶液のpHが4〜10であることを特徴とする(21)〜(23)のいずれかに記載の表面処理金属板の製造方法、
(25) 前記表面処理剤を塗布し、加熱乾燥する時の焼き付け温度が100℃以上であることを特徴とする(21)〜(24)のいずれかに記載の表面処理金属板の製造方法、
(26) 前記水溶液と接触するときの板温が60℃以上であることを特徴とする請求項(21)〜(25)のいずれかに記載の表面処理金属板の製造方法、
である。
That is, the main point of the present invention is that
(1) A surface-treated coating film formed by applying a surface treatment agent containing an organic resin having an anionic functional group to the surface of a metal plate or a plated metal plate, heating and drying, and then contacting with an aqueous solution containing a metal cation. A surface-treated metal plate characterized by comprising:
(2) The surface-treated metal according to (1), wherein the metal cation contained in the aqueous solution is at least one selected from Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ and Sr 2+. Board,
(3) The surface-treated metal plate according to (1) or (2), wherein the concentration of the metal cation contained in the aqueous solution is 30 to 200 ppm in terms of metal,
(4) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (3), wherein the aqueous solution has a pH of 4 to 10.
(5) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (4), wherein a baking temperature when the surface treatment agent is applied and dried by heating is 100 ° C. or higher.
(6) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (5), wherein the plate temperature when contacting with the aqueous solution is 60 ° C. or higher,
(7) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (6), wherein the surface-treated coating film has a contact angle with water at 20 ° C. of 60 ° or more.
(8) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (7), wherein the anionic functional group contains a carboxyl group,
(9) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (7), wherein the organic resin is an aqueous resin,
(10) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (6), wherein the organic resin is a crosslinked resin matrix formed by a reaction between an aqueous resin and a crosslinking agent.
(11) The surface according to (7) or (8), wherein the aqueous resin contains at least one selected from an aqueous polyester resin, an aqueous polyurethane resin, an aqueous epoxy resin, an aqueous acrylic resin, and an aqueous polyolefin resin. Processing metal plate,
(12) Any of (7) to (9), wherein the aqueous resin contains an alkali metal neutralized product of an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer and has a neutralization rate of 30 to 90%. The surface-treated metal plate according to
(13) The cross-linking agent is at least one selected from amino resins, polyisocyanate compounds, block bodies of polyisocyanate compounds, epoxy compounds, carbodiimide compounds, silane compounds, cross-linkable zirconium compounds, and cross-linkable titanium compounds. The surface-treated metal plate according to (8),
(14) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (11), wherein the surface-treated coating film contains an inorganic rust preventive agent. The surface-treated metal plate according to (12), which contains at least one selected from an acid compound, a vanadium compound, a molybdenum compound, and a niobium compound,
(16) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (13), wherein the surface-treated coating film contains a wax component,
(17) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (14), which has a base treatment layer between a metal plate or a plated metal plate and the surface-treated coating film,
(18) The surface-treated metal plate according to (15), wherein the base treatment layer contains at least one selected from an organic resin, a silane coupling agent, and a polyphenol compound,
(19) The surface-treated metal plate according to (15) or (16), wherein the base treatment layer contains at least one selected from silica, a phosphoric acid compound and hexafluorometal acid,
(20) The surface-treated metal plate according to any one of (1) to (17), wherein the plated metal plate is a zinc-based plated steel plate or an aluminum-based plated steel plate,
(21) Immediately after applying a surface treatment agent containing an organic resin having an anionic functional group to the surface of a metal plate or plated metal plate, and heating and drying, the surface treatment coating film is brought into contact with an aqueous solution containing a metal cation. A method for producing a surface-treated metal sheet, characterized by comprising:
(22) The surface-treated metal according to (21), wherein the metal cation contained in the aqueous solution is at least one selected from Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ and Sr 2+. Board manufacturing method,
(23) The method for producing a surface-treated metal plate according to (21) or (22), wherein the concentration of the metal cation contained in the aqueous solution is 30 to 200 ppm in terms of metal,
(24) The method for producing a surface-treated metal sheet according to any one of (21) to (23), wherein the aqueous solution has a pH of 4 to 10.
(25) The method for producing a surface-treated metal plate according to any one of (21) to (24), wherein a baking temperature when the surface treatment agent is applied and dried by heating is 100 ° C. or higher.
(26) The method for producing a surface-treated metal plate according to any one of (21) to (25), wherein the plate temperature when contacting with the aqueous solution is 60 ° C. or higher.
It is.
本発明の表面処理金属板は塗膜中にクロムを含まないにもかかわらず優れた耐食性を有し、且つ耐溶剤性、耐アルカリ性、上塗り塗料との密着性にも優れている。このため、本発明の表面処理金属板及びその製造方法は今後の環境対応素材及びその製造方法として非常に有望であり、各産業分野への寄与は非常に大きい。 The surface-treated metal plate of the present invention has excellent corrosion resistance despite not containing chromium in the coating film, and is excellent in solvent resistance, alkali resistance, and adhesion to the top coat. For this reason, the surface-treated metal plate and the manufacturing method thereof according to the present invention are very promising as future environmentally-friendly materials and manufacturing methods thereof, and the contribution to each industrial field is very large.
以下、本発明の詳細とその限定理由を説明する。 The details of the present invention and the reasons for limitation will be described below.
本発明の表面処理金属板は金属板またはめっき金属板の表面にアニオン性官能基を有する有機樹脂を含む表面処理剤を塗布し、加熱乾燥した後に、金属カチオンを含む水溶液と接触させることにより形成された表面処理塗膜を最上層に有することを特徴とする。このように形成された表面処理塗膜は、塗膜の最表層部でアニオン性官能基が前記カチオン性金属元素により中和される事で疎水性が向上し、塗膜の最表層部の耐アルカリ性や耐溶剤性が著しく向上し、塗膜全体のアルカリや溶剤に対する耐性を向上させることができる。また、アニオン性官能基の中和が塗膜の最表層部のみとなるため、腐食因子の透過を最小限に止める事が可能であり、耐食性を低下させることはない。すなわち、このように形成された表面処理塗膜は、耐食性を低下させることなく、耐アルカリ性、耐溶剤性を向上させることが可能である。 The surface-treated metal plate of the present invention is formed by applying a surface treatment agent containing an anionic functional group-containing organic resin on the surface of a metal plate or plated metal plate, heating and drying, and then contacting with an aqueous solution containing a metal cation. It is characterized by having the surface-treated coating film in the uppermost layer. The surface-treated coating film formed in this way has improved hydrophobicity by neutralizing an anionic functional group with the cationic metal element at the outermost layer portion of the coating film, thereby improving the resistance of the outermost layer portion of the coating film. Alkaliness and solvent resistance are remarkably improved, and resistance of the entire coating film to alkali and solvent can be improved. Further, since the neutralization of the anionic functional group becomes only the outermost layer portion of the coating film, the permeation of the corrosion factor can be minimized, and the corrosion resistance is not lowered. That is, the surface-treated coating film thus formed can improve alkali resistance and solvent resistance without lowering the corrosion resistance.
前記水溶液に含有される金属カチオンはLi+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Sr2+から選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。これら水溶液中で金属カチオンになる金属元素は電気的に陽性度が高いため、アニオン性官能基と結合しやすく、アニオン性官能基を中和するには好適である。また、これらの金属カチオンは比較的安価な化合物から供給することが可能である。 The metal cation contained in the aqueous solution is preferably at least one selected from Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ and Sr 2+ . Since the metal element which becomes a metal cation in these aqueous solutions has high electrical positivity, it easily binds to an anionic functional group and is suitable for neutralizing the anionic functional group. Further, these metal cations can be supplied from a relatively inexpensive compound.
前記表面処理剤を塗布する方法は特に限定されず、例えば、ロールコート、エアスプレー、エアレススプレー、浸漬等、公知の塗布方法を使用することができる。 The method for applying the surface treatment agent is not particularly limited, and for example, a known application method such as roll coating, air spray, airless spray, or immersion can be used.
前記表面処理剤を塗布した後の熱乾燥時の焼き付け温度(金属板の到達板温度)は特に限定されないが、100℃以上であることが好ましい。更に上限は250℃未満であることが好ましい。100℃未満では、形成される塗膜の硬化性が不十分になる場合があり、250℃を超えると、塗膜の熱分解が生じ、耐アルカリ性、耐溶剤性が低下を招くばかりか、黄変等外観が悪くなる場合があり、またエネルギーコスト的にも不利である。これらの観点からより好ましい温度範囲は120℃から200℃である。加熱乾燥するときの乾燥時間は1秒〜5分であることが好ましい。 The baking temperature at the time of thermal drying after applying the surface treatment agent (the temperature reached by the metal plate) is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or higher. Further, the upper limit is preferably less than 250 ° C. If the temperature is less than 100 ° C, the curability of the formed coating film may be insufficient. If the temperature exceeds 250 ° C, the coating film is thermally decomposed, resulting in a decrease in alkali resistance and solvent resistance. There is a case where the appearance is not good, and the energy cost is disadvantageous. From these viewpoints, a more preferable temperature range is 120 ° C to 200 ° C. The drying time when drying by heating is preferably 1 second to 5 minutes.
前記表面処理剤を塗布、加熱乾燥した後、直ちに前記水溶液と接触させることが好ましい。前記水溶液に含有する金属カチオンの供給方法は特に限定されないが、例えば、炭酸塩、りん酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、フッ化物塩、酸化塩、水酸化塩等をイオン交換水中に溶解させる方法が挙げられ、一部が溶解しきれずに分散、懸濁している状態になっていても構わない。前記水溶液に含まれる前記金属カチオンの濃度は30〜200ppmであることが好ましい。30ppm未満では塗膜表層部のはアニオン性官能基の中和が不十分で耐アルカリ性、耐溶剤性の向上効果が十分でない場合があり、200ppmを超えるとアニオン性官能基の中和が過多になり、上塗り塗料との密着性が低下する場合がある。 It is preferable that the surface treatment agent is applied, heated and dried, and then immediately contacted with the aqueous solution. The method for supplying the metal cation contained in the aqueous solution is not particularly limited. For example, carbonate, phosphate, sulfate, nitrate, acetate, fluoride, oxide, hydroxide, etc. are dissolved in ion-exchanged water. There may be a method in which some of them are dispersed and suspended without being completely dissolved. The concentration of the metal cation contained in the aqueous solution is preferably 30 to 200 ppm. If it is less than 30 ppm, neutralization of the anionic functional group may be insufficient on the surface layer of the coating film, and the effect of improving alkali resistance and solvent resistance may not be sufficient. If it exceeds 200 ppm, the anionic functional group is excessively neutralized. Thus, the adhesion with the top coat may be reduced.
前記水溶液のpHは特に限定されないが、4〜10であることが好ましい。水溶液のpHが4未満では塗膜表層部のアニオン性官能基の中和が阻害され十分に耐アルカリ性、耐溶剤性の向上効果が得られない場合があり、10を超えると、アニオン性官能基の中和が過多になり、上塗り塗料との密着性が低下する場合がある。pHを調整する方法は特に限定されず、公知の酸、アルカリ成分を用いればよい。 The pH of the aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 4-10. If the pH of the aqueous solution is less than 4, neutralization of the anionic functional group on the surface layer of the coating film may be inhibited, and the effect of improving the alkali resistance and solvent resistance may not be obtained sufficiently. There is a case where the neutralization of is excessive and the adhesion with the top coating is lowered. The method for adjusting the pH is not particularly limited, and a known acid or alkali component may be used.
前記表面処理金属板に前記金属カチオンを含む水溶液を接触させる方法は特に限定されるものではなく、例えば、浸漬、スプレー、エアスプレー、エアレススプレー、ロールコート、等の公知の方法を使用することができる。 The method of bringing the aqueous solution containing the metal cation into contact with the surface-treated metal plate is not particularly limited. For example, a known method such as dipping, spraying, air spraying, airless spraying, roll coating, or the like can be used. it can.
前記表面処理金属板に前記金属カチオンを含む水溶液を接触させる時間は1秒以上、5分以下が好ましい。1秒未満では塗膜表層部のアニオン性官能基の中和が不十分で耐アルカリ性、耐溶剤性の向上効果が十分でない場合があり、5分を超えるとアニオン性官能基の中和が過多になり、上塗り塗料との密着性が低下する場合がある。 The time for bringing the aqueous solution containing the metal cation into contact with the surface-treated metal plate is preferably from 1 second to 5 minutes. If it is less than 1 second, neutralization of the anionic functional group in the coating surface layer portion is insufficient and the effect of improving alkali resistance and solvent resistance may not be sufficient. If it exceeds 5 minutes, the anionic functional group is excessively neutralized. In some cases, the adhesion with the top coat may be reduced.
前記表面処理金属板に前記金属カチオンを含む水溶液を接触させるときの板温は特に限定されないが、アニオン性官能基の中和を高めるために、予め金属板を加熱しておくか、塗布後に加熱乾燥させ、冷却することなく板温が高いまま処理することが好ましい。処理時の板温が60℃未満ではアニオン性官能基の中和が不十分となる場合があることから、60℃以上であることが好ましく、より安定した効果を得るためには80℃以上であることが好ましい。処理する時の板温の上限は特に限定されないが、前述した塗膜の熱分解及びエネルギーコストの観点から250℃未満であることが好ましく、200℃未満であることがより好ましい。 The plate temperature when the aqueous solution containing the metal cation is brought into contact with the surface-treated metal plate is not particularly limited, but the metal plate is heated in advance or heated after coating in order to enhance neutralization of the anionic functional group. It is preferable to dry and process the plate without increasing the temperature. When the plate temperature during the treatment is less than 60 ° C., neutralization of the anionic functional group may be insufficient. Therefore, the temperature is preferably 60 ° C. or more. In order to obtain a more stable effect, the temperature is 80 ° C. or more. Preferably there is. Although the upper limit of the plate temperature at the time of processing is not particularly limited, it is preferably less than 250 ° C. and more preferably less than 200 ° C. from the viewpoint of the thermal decomposition of the coating film and the energy cost.
前記表面処理金属板に前記金属カチオンを含む水溶液を接触させた後は速やかにエアブロー、加熱等の方法により乾燥する事が好ましい。尚、加熱乾燥の場合の加熱条件に特に制約は無いが、前述した塗膜の熱分解の観点から到達板温が250℃未満となる条件が好ましい。 After the surface-treated metal plate is brought into contact with the aqueous solution containing the metal cation, it is preferably dried immediately by a method such as air blowing or heating. In addition, although there is no restriction | limiting in particular in the heating conditions in the case of heat drying, The conditions from which the ultimate board temperature will be less than 250 degreeC from the viewpoint of the thermal decomposition of the coating film mentioned above are preferable.
一般的に有機皮膜の疎水性を向上させるためには、有機樹脂に疎水性骨格を導入したり、親水性官能基の導入量を減らしたりすることが有効であるが、有機樹脂が水性樹脂の場合、これらの手法はコーティング剤の安定性を低下させるために、その両立が難しい。 又、塗膜のキュアリングも重要な要素であるため、加熱によりキュアリングを行う場合には、十分な焼付温度が必要になってくる。 In general, in order to improve the hydrophobicity of an organic film, it is effective to introduce a hydrophobic skeleton into the organic resin or reduce the amount of hydrophilic functional groups introduced. In some cases, these techniques are difficult to achieve in order to reduce the stability of the coating agent. Also, since curing of the coating film is an important factor, a sufficient baking temperature is required when curing is performed by heating.
一方、本発明は前記表面処理塗膜層の外表面へ金属カチオン含有水溶液を接触処理することで塗膜外表面部のアニオン性官能基を中和処理し、疎水性を向上させることで表面処理塗膜層の接触角を高めることが可能であり、この方法を選択することで、コーティング剤の安定性に対する課題の解消や、塗膜の形成過程における加熱条件の制約を緩和すること等が可能である。 On the other hand, the present invention neutralizes the anionic functional group on the outer surface of the coating film by contacting the outer surface of the surface-treated coating layer with a metal cation-containing aqueous solution, thereby improving the hydrophobicity. It is possible to increase the contact angle of the coating layer, and by selecting this method, it is possible to eliminate problems with the stability of the coating agent and to ease the restrictions on the heating conditions in the coating process. It is.
尚、前記表面処理塗膜の疎水性は水との接触角によって評価が可能であり、優れた耐アルカリ性、耐溶剤性を得るためには、20℃における水との接触角を60°以上とする必要がある。 The hydrophobicity of the surface-treated coating film can be evaluated by the contact angle with water. In order to obtain excellent alkali resistance and solvent resistance, the contact angle with water at 20 ° C. is 60 ° or more. There is a need to.
前記アニオン性官能基としては、特に限定されず、例えば、カルボキシル基、スルホン基、りん酸基、メルカプト基等を挙げることができる。特に、カルボキシル基を含有するとき、耐溶剤性、耐アルカリ性の向上効果が大きく、水性樹脂の場合は水性化する上でも好適である。 The anionic functional group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxyl group, a sulfone group, a phosphate group, and a mercapto group. In particular, when a carboxyl group is contained, the effect of improving solvent resistance and alkali resistance is great, and in the case of an aqueous resin, it is also suitable for making it aqueous.
前記有機樹脂(A)が水性樹脂により形成される場合、特に耐溶剤性、耐アルカリ性の向上効果が大きい。ここで、水性樹脂は水溶性樹脂のほか、本来水不溶性でありながらエマルジョンやサスペンジョンのように水中に微分散された状態になりうる樹脂(水分散性樹脂)を含めて言う。 When the organic resin (A) is formed of an aqueous resin, the effect of improving solvent resistance and alkali resistance is particularly great. Here, the aqueous resin includes, in addition to the water-soluble resin, a resin (water-dispersible resin) that is essentially insoluble in water but can be finely dispersed in water, such as an emulsion or suspension.
前記有機樹脂(A)が水性樹脂と架橋剤との反応によって形成される架橋樹脂マトリックスにより形成される場合、水性樹脂単独で形成された塗膜よりも更に耐溶剤性、耐アルカリ性を向上させることができる。前記架橋樹脂マトリックスは、水性樹脂と架橋剤との反応により形成されるものである。前記反応(水性樹脂と架橋剤との架橋反応)は、塗膜を形成する際に行われてもよいし、また、塗膜形成前に反応の一部を行い、塗膜形成時に反応を完結させてもよい。 When the organic resin (A) is formed by a cross-linked resin matrix formed by a reaction between an aqueous resin and a cross-linking agent, the solvent resistance and alkali resistance are further improved as compared with a coating film formed by the aqueous resin alone. Can do. The crosslinked resin matrix is formed by a reaction between an aqueous resin and a crosslinking agent. The reaction (crosslinking reaction between the aqueous resin and the crosslinking agent) may be performed when the coating film is formed, or a part of the reaction is performed before the coating film is formed, and the reaction is completed when the coating film is formed. You may let them.
前記水性樹脂としては特に限定されないが、用いられる水性樹脂の内少なくとも1種は、水性ポリエステル樹脂、水性ポリウレタン樹脂、水性エポキシ樹脂、水性アクリル樹脂及び水性ポリオレフィン樹脂から選ばれることが好ましい。 The aqueous resin is not particularly limited, but at least one of the aqueous resins to be used is preferably selected from an aqueous polyester resin, an aqueous polyurethane resin, an aqueous epoxy resin, an aqueous acrylic resin, and an aqueous polyolefin resin.
前記水性ポリエステル樹脂としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、ビスフェノールヒドロキシプロピルエーテル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類と、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、無水ハイミック酸等の多塩基酸とを脱水縮合させ、アンモニアやアミン化合物等で中和し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous polyester resin is not particularly limited. For example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, triethylene glycol, bisphenol hydroxypropyl ether, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane. Dehydration condensation of polyhydric alcohols such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic anhydride, adipic acid, sebacic acid, maleic anhydride, itaconic acid, fumaric acid, and hymic anhydride And those obtained by neutralizing with ammonia or an amine compound and dispersing in water.
前記水性ポリウレタン樹脂としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、ビスフェノールヒドロキシプロピルエーテル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物とを反応させ、さらにジアミン等で鎖延長し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous polyurethane resin is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, triethylene glycol, bisphenol hydroxypropyl ether, glycerin, trimethylolethane, and trimethylolpropane. And the like obtained by reacting a polyhydric alcohol such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate and the like, further extending the chain with diamine or the like, and dispersing in water.
前記水性エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールF型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂をジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等のアミン化合物と反応させ、有機酸又は無機酸で中和して得られるものや前記エポキシ樹脂の存在下で、高酸価アクリル樹脂をラジカル重合したのち、アンモニアやアミン化合物等で中和し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous epoxy resin is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin. In the presence of an epoxy resin such as a novolac-type epoxy resin, which is obtained by reacting with an amine compound such as diethanolamine or N-methylethanolamine and neutralizing with an organic acid or an inorganic acid, or in the presence of the epoxy resin, Examples thereof include those obtained by radical polymerization of an acrylic resin, neutralized with ammonia or an amine compound, and dispersed in water.
前記水性アクリル樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン、アルキル(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、アルコキシシラン(メタ)アクリレート類等の不飽和単量体を、水溶液中で重合開始剤を用いてラジカル重合することによって得られるものを挙げることができる。前記重合開始剤としては特に限定されず、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を使用することができる。 The aqueous acrylic resin is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated monomers such as styrene, alkyl (meth) acrylates, (meth) acrylic acid, hydroxyalkyl (meth) acrylates, and alkoxysilane (meth) acrylates. Can be obtained by radical polymerization in an aqueous solution using a polymerization initiator. The polymerization initiator is not particularly limited, and for example, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, and azo compounds such as azobiscyanovaleric acid and azobisisobutyronitrile can be used.
前記水性ポリオレフィン樹脂としては特に限定されず、例えば、エチレンとメタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸とを高温高圧下でラジカル重合したのち、アンモニアやアミン化合物、KOH、NaOH、LiOH等の金属化合物あるいは前記金属化合物を含有するアンモニアやアミン化合物等で中和し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous polyolefin resin is not particularly limited. For example, after radical polymerization of ethylene and an unsaturated carboxylic acid such as methacrylic acid, acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid or the like under high temperature and high pressure, ammonia And amine compounds, metal compounds such as KOH, NaOH, and LiOH, or those obtained by neutralizing and dispersing in water with ammonia or amine compounds containing the metal compounds.
前記水性樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、前記水性樹脂の少なくとも1種の存在下で、水性ポリエステル樹脂、水性ポリウレタン樹脂、水性エポキシ樹脂、水性アクリル樹脂及び水性ポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1種によって変性することによって得られる水性複合樹脂を1種又は2種以上用いてもよい。 The aqueous resin may be used alone or in combination of two or more. An aqueous composite resin obtained by modifying with at least one selected from an aqueous polyester resin, an aqueous polyurethane resin, an aqueous epoxy resin, an aqueous acrylic resin and an aqueous polyolefin resin in the presence of at least one of the aqueous resins. You may use 1 type (s) or 2 or more types.
前記水性樹脂が、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアルカリ金属中和物を含むとき、耐溶剤性、耐アルカリ性の向上効果が大きく、好適である。ここで、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアルカリ金属中和物とは、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体に含有されるカルボキシル基の一部が、KOH、NaOH、LiOH等の金属化合物により供給されるアルカリ金属元素によって中和されたものであることを意味するものである。 When the aqueous resin contains an alkali metal neutralized product of the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer, the effect of improving solvent resistance and alkali resistance is large, which is preferable. Here, the alkali metal neutralized product of the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer means that a part of the carboxyl group contained in the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer is a metal such as KOH, NaOH or LiOH. It means that it has been neutralized by the alkali metal element supplied by the compound.
前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のアルカリ金属中和物は、中和率が下限30%、上限90%であることが好ましい。中和率が下限30%、上限90%とは、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体に含有されるカルボキシル基の30〜90%が中和されていることを意味するものである。中和率が30%未満であると、得られた塗膜の耐アルカリ性や塗膜を形成するためのコーティング剤の安定性が十分ではなく、中和率が90%を超えると、得られた塗膜と上塗り塗料との密着性を損なうおそれがある。前記下限は、40%であることがより好ましく、前記上限は、80%であることがより好ましい。前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体の中和において、アルカリ金属元素とともにアンモニア、アミン等を併用してもよい。 The alkali metal neutralized product of the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer preferably has a neutralization rate of 30% lower limit and 90% upper limit. A neutralization rate of 30% at the lower limit and 90% at the upper limit means that 30 to 90% of the carboxyl groups contained in the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer are neutralized. When the neutralization rate is less than 30%, the alkali resistance of the obtained coating film and the stability of the coating agent for forming the coating film are not sufficient, and when the neutralization rate exceeds 90%, it was obtained. There is a risk of impairing the adhesion between the coating film and the top coat. The lower limit is more preferably 40%, and the upper limit is more preferably 80%. In the neutralization of the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer, ammonia, an amine or the like may be used in combination with the alkali metal element.
前記架橋剤は、反応性官能基を複数個有するものであれば特に限定されないが、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物のブロック化物、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、シラン化合物、架橋性ジルコニウム化合物、架橋性チタン化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらを用いて架橋樹脂マトリックスを得ることによって、耐溶剤性、耐アルカリ性を更に向上させることができる。 The cross-linking agent is not particularly limited as long as it has a plurality of reactive functional groups. However, amino resins, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, epoxy compounds, carbodiimide compounds, silane compounds, cross-linkable zirconium compounds, It is preferably at least one selected from crosslinkable titanium compounds. By using these to obtain a crosslinked resin matrix, the solvent resistance and alkali resistance can be further improved.
前記アミノ樹脂としては特に限定されず、例えば、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、グリコールウリル樹脂等を挙げることができる。 The amino resin is not particularly limited, and examples thereof include a melamine resin, a benzoguanamine resin, a urea resin, and a glycoluril resin.
前記ポリイソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等を挙げることができる。また、そのブロック化物は、前記ポリイソシアネート化合物のブロック化物であるヘキサメチレンジイソシアネートブロック化物、イソホロンジイソシアネートブロック化物、キシリレンジイソシアネートブロック化物、トリレンジイソシアネートブロック化物等である。前記アミノ樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 It does not specifically limit as said polyisocyanate compound, For example, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate etc. can be mentioned. The blocked product is a hexamethylene diisocyanate blocked product, an isophorone diisocyanate blocked product, a xylylene diisocyanate blocked product, a tolylene diisocyanate blocked product, etc., which are blocked products of the polyisocyanate compound. The said amino resin may be used independently and may use 2 or more types together.
前記エポキシ化合物は、オキシラン環を複数個有する化合物であれば特に限定されず、例えば、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、ソルビタンポリグルシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチルプロパンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレンレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレンレングリコールジグリシジルエーテル、2,2−ビス−(4’−グリシジルオキシフェニル)プロパン、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル等を挙げることができる。前記エポキシ化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The epoxy compound is not particularly limited as long as it is a compound having a plurality of oxirane rings. For example, adipic acid diglycidyl ester, phthalic acid diglycidyl ester, terephthalic acid diglycidyl ester, sorbitan polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether Glycerin polyglycidyl ether, trimethylpropane polyglycidyl ether, neopentyl glycol polyglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol glycol diglycidyl ether, 2,2-bis -(4'-glycidyloxyphenyl) propane, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate DOO, bisphenol A diglycidyl ether, and hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and the like. The said epoxy compound may be used independently and may use 2 or more types together.
前記カルボジイミド化合物としては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物の脱二酸化炭素を伴う縮合反応により、イソシアネート末端ポリカルボジイミドを合成した後、更にイソシアネート基との反応性を有する官能基を持つ親水性セグメントを付加した化合物等を挙げることができる。前記カルボジイミド化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the carbodiimide compound, for example, an isocyanate-terminated polycarbodiimide is synthesized by a condensation reaction involving decarbonization of a diisocyanate compound such as an aromatic diisocyanate, an aliphatic diisocyanate, and an alicyclic diisocyanate, and then further reactive with an isocyanate group. Examples include a compound to which a hydrophilic segment having a functional group having a group is added. The said carbodiimide compound may be used independently and may use 2 or more types together.
前記シラン化合物は、反応性官能基を複数個有するシラン化合物であれば特に限定されず、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカブトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。前記シラン剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The silane compound is not particularly limited as long as it is a silane compound having a plurality of reactive functional groups. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ -Methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Toxisilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like. The said silane agent may be used independently and may use 2 or more types together.
前記架橋性ジルコニウム化合物としては、アニオン性官能基と反応しうる官能基を複数個有するジルコニウム含有化合物であれば特に限定されないが、水又は、有機溶剤に可溶である化合物が好ましく、水溶性のジルコニウム化合物であることがより好ましい。このような化合物としては炭酸ジルコニルアンモニウムを挙げることができる。 The crosslinkable zirconium compound is not particularly limited as long as it is a zirconium-containing compound having a plurality of functional groups capable of reacting with an anionic functional group, but is preferably a compound that is soluble in water or an organic solvent. More preferably, it is a zirconium compound. An example of such a compound is zirconyl ammonium carbonate.
前記架橋性チタン化合物としては、アニオン性官能基と反応しうる官能基を複数個有するチタン含有化合物であれば特に限定されないが、ジプロポキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシ・ビス(ジエタノールアミナト)チタン、プロポキシ・トリス(ジエタノールアミナト)チタン、ジブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジブトキシ・ビス(ジエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタン、ジブトキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタン、ジヒドロキシ・ビス(ラクタト)チタンモノアンモニウム塩、ジヒドロキシ・ビス(ラクタト)チタンジアンモニウム塩、プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、オキソチタンビス(モノアンモニウムオキサレート)、イソプロピルトリ(N−アミドエチル・アミノエチル)チタネート等を挙げることができる。前記架橋性チタン化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The crosslinkable titanium compound is not particularly limited as long as it is a titanium-containing compound having a plurality of functional groups capable of reacting with an anionic functional group, but dipropoxy bis (triethanolaminato) titanium, dipropoxy bis (diethanolaminato). ) Titanium, propoxy tris (diethanolaminato) titanium, dibutoxy bis (triethanolaminato) titanium, dibutoxy bis (diethanolaminato) titanium, dipropoxy bis (acetylacetonato) titanium, dibutoxy bis (acetylacetonato) Titanium, dihydroxy bis (lactato) titanium monoammonium salt, dihydroxy bis (lactato) titanium diammonium salt, propanedioxytitanium bis (ethylacetoacetate), oxotitanium bis (monoammonium Kisareto) include isopropyl tri (N- amidoethyl-aminoethyl) titanate and the like. The said crosslinkable titanium compound may be used independently and may use 2 or more types together.
前記架橋樹脂マトリックスは、下層(下地塗膜もしくは金属板)との密着性及び上塗り塗料との密着性の向上、耐食性の向上の点から、(1)前記水性ポリオレフィン樹脂と、架橋剤としてエポキシ化合物、シラン化合物を含んでなるもの、(2)前記水性ポリウレタン樹脂と、架橋剤としてシラン化合物を含んでなるもの、もしくはそれらの複合体がより好ましい。 The cross-linked resin matrix comprises (1) the water-based polyolefin resin and an epoxy compound as a cross-linking agent from the viewpoint of improving adhesion with the lower layer (undercoat film or metal plate), adhesion with the top coating, and improving corrosion resistance. More preferable are those comprising a silane compound, (2) the aqueous polyurethane resin, a silane compound as a crosslinking agent, or a composite thereof.
前記有機樹脂(A)の前記表面処理塗膜層中の含有率は、特に限定するものではないが、塗膜100質量%中に、下限50質量%、上限90質量%である。50質量%未満であると、下地や上塗り塗料との密着性、耐アルカリ性が低下するおそれがある。90質量%を超えると、耐食性が低下するおそれがある。前記下限は、65質量%であることがより好ましく、前記上限は、85質量%であることがより好ましい。 Although the content rate in the said surface treatment coating film layer of the said organic resin (A) is not specifically limited, The lower limit is 50 mass% and the upper limit is 90 mass% in 100 mass% of coating films. If it is less than 50% by mass, the adhesion to the base or the top coat and the alkali resistance may be reduced. If it exceeds 90% by mass, the corrosion resistance may decrease. The lower limit is more preferably 65% by mass, and the upper limit is more preferably 85% by mass.
前記表面処理塗膜層は無機防錆剤を含有することが耐食性を高める上で好ましい。無機防錆剤は、特に限定されず、公知の無機防錆剤を使用することができるが、シリカ、りん酸化合物、バナジウム化合物、モリブデン化合物、ニオブ化合物から選ばれる少なくとも1種を含有することがより好ましい。 The surface-treated coating layer preferably contains an inorganic rust preventive agent in order to improve the corrosion resistance. The inorganic rust preventive agent is not particularly limited, and a known inorganic rust preventive agent can be used, but it may contain at least one selected from silica, a phosphate compound, a vanadium compound, a molybdenum compound, and a niobium compound. More preferred.
前記シリカを含有させることによって、塗膜のバリア性を向上させることが可能であり、腐食因子の透過性を抑えることができる。前記シリカとしては特に限定されないが、一次粒子径が5〜50nmのコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等のシリカ微粒子であることが好ましい。市販品としては、例えば、スノーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスIPA−ST(日産化学工業)、アデライトAT−20N、AT−20A(旭電化工業)、アエロジル200(日本アエロジル)等を挙げることができる。 By containing the silica, the barrier property of the coating film can be improved, and the permeability of the corrosion factor can be suppressed. Although it does not specifically limit as said silica, It is preferable that they are silica fine particles, such as colloidal silica with a primary particle diameter of 5-50 nm, and a fumed silica. Examples of commercially available products include Snowtex O, Snowtex N, Snowtex C, Snowtex IPA-ST (Nissan Chemical Industry), Adelite AT-20N, AT-20A (Asahi Denka Kogyo), Aerosil 200 (Nippon Aerosil) Etc.
前記りん酸化合物を含有させることによって、下地が金属の場合、表面と反応してりん酸塩層を形成して不動態化させる効果、自身が難溶性塗膜を形成し腐食因子のバリア性を発揮する効果、下地金属板から溶出した金属イオンを補足し、金属イオンとともに難溶性の化合物を形成し、バリア性を発揮する効果等が期待できる。前記りん酸化合物としては特に限定されないが、オルトりん酸、メタりん酸、ピロりん酸、三りん酸、四りん酸等のりん酸類、りん酸三アンモニウム、りん酸水素二アンモニウム等のアンモニウム塩、Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Ni、Zn、Fe等との金属塩、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸類及びそれらの塩、フィチン酸等の有機りん酸類及びそれらの塩等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 By containing the phosphoric acid compound, when the base is a metal, it reacts with the surface to form a phosphate layer to passivate, and it forms a sparingly soluble coating film and has a barrier property against corrosion factors. The effect to exhibit, the effect which demonstrates the barrier property etc. by supplementing the metal ion eluted from the base metal plate, forming a hardly soluble compound with a metal ion, etc. are anticipated. The phosphoric acid compound is not particularly limited, but phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid and tetraphosphoric acid, ammonium salts such as triammonium phosphate and diammonium hydrogen phosphate, Metal salts with Na, Mg, Al, K, Ca, Mn, Ni, Zn, Fe, etc., aminotri (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), Examples thereof include phosphonic acids such as diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and their salts, organic phosphoric acids such as phytic acid and their salts, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記、バナジウム化合物、モリブデン化合物、ニオブ化合物を含有させることによって、りん酸化合物と同様の耐食性向上効果が期待できる。りん酸化合物と同時に含有することによって、特に下地金属板から溶出した金属イオンを補足し、金属イオンとともに難溶性の化合物を形成する能力が増大する効果が得られ、従来のクロメートと同様の自己修復作用を担保することができる。 By including the vanadium compound, molybdenum compound, and niobium compound, the same corrosion resistance improvement effect as that of the phosphoric acid compound can be expected. By containing the phosphoric acid compound at the same time, the effect of increasing the ability to supplement metal ions eluted from the underlying metal plate and forming a poorly soluble compound with the metal ions is obtained. The action can be secured.
前記バナジウム化合物としては特に限定されないが、例えば、五酸化バナジウム、メタバナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、オキシ三塩化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化バナジウム、オキシ硫酸、バナジウムオキシアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネート、三塩化バナジウム、リンバナドモリブデン酸などを例示することができる。また、5価のバナジウム化合物を水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、1〜3級アミノ基、アミド基、りん酸基及びホスホン酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機化合物により、4価〜2価に還元したものも使用可能である。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The vanadium compound is not particularly limited. For example, vanadium pentoxide, metavanadate, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxytrichloride, vanadium trioxide, vanadium dioxide, oxysulfuric acid, vanadium oxyacetylacetonate, vanadium acetyl Examples include acetonate, vanadium trichloride, phosphovanadomolybdic acid, and the like. Further, a pentavalent vanadium compound is formed by an organic compound having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a primary to tertiary amino group, an amide group, a phosphoric acid group, and a phosphonic acid group. Those reduced to tetravalent to divalent can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
前記モリブデン化合物としては特に限定されず、従来公知のモリブデン含有化合物を用いることができ、例えば、モリブデン酸塩等を用いることができる。前記モリブデン酸塩は、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等を挙げることができる。また、単塩、複塩等のすべての塩を含み、複塩としてはりん酸モリブデン酸塩等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 It does not specifically limit as said molybdenum compound, A conventionally well-known molybdenum containing compound can be used, For example, a molybdate etc. can be used. The molybdate is not limited in its skeleton and degree of condensation, and examples thereof include orthomolybdate, paramolybdate, and metamolybdate. Moreover, all salts, such as a single salt and a double salt, are included, and a phosphate molybdate etc. can be mentioned as a double salt. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ニオブ化合物としては特に限定されず、従来公知のニオブ含有化合物を用いることができ、例えば、酸化ニオブ、ニオブ酸及びその塩、フルオロニオブ酸塩、フルオロオキソニオブ酸塩等を挙げることができる。なかでも、耐食性の向上の点から、酸化ニオブであることが好ましい。前記ニオブ化合物は、酸化ニオブコロイド粒子であることがより好ましい。前記酸化ニオブコロイド粒子は、平均粒子径が小さい方がより安定して緻密な酸化ニオブを含有する塗膜が形成されるため、被処理物に対して安定して防錆性を付与することができ、より好ましい。 The niobium compound is not particularly limited, and a conventionally known niobium-containing compound can be used. Examples thereof include niobium oxide, niobic acid and its salt, fluoroniobate, and fluorooxoniobate. Among these, niobium oxide is preferable from the viewpoint of improving corrosion resistance. The niobium compound is more preferably niobium oxide colloidal particles. The niobium oxide colloidal particles are more stable when the average particle diameter is smaller, and a coating film containing dense niobium oxide is formed. More preferable.
コーティング剤中の酸化ニオブコロイド粒子は、ニオブの酸化物が水中に微粒子状態で分散しているものをいい、例えば、厳密には酸化ニオブが形成されず、水酸化ニオブと酸化ニオブの中間状態でアモルファス状態になっているものであってもよい。 The niobium oxide colloidal particles in the coating agent are those in which niobium oxide is dispersed in water in the form of fine particles. For example, niobium oxide is not formed strictly, but in the intermediate state between niobium hydroxide and niobium oxide. It may be in an amorphous state.
前記無機防錆剤の前記表面処理塗膜層中への含有量は特に限定されないが、塗膜100質量%中に、0.01〜20質量%含有することが好ましい。0.01質量%未満の場合、含有量が少なく耐食性の向上効果が得られない場合があり、20質量%を超える量では塗膜が脆くなり耐食性が低下する場合がある。 Although content in the said surface treatment coating film layer of the said inorganic rust preventive agent is not specifically limited, It is preferable to contain 0.01-20 mass% in 100 mass% of coating films. If the amount is less than 0.01% by mass, the content may be small and the effect of improving the corrosion resistance may not be obtained. If the amount exceeds 20% by mass, the coating film becomes brittle and the corrosion resistance may be lowered.
前記表面処理塗膜層にワックス成分を含有することでも疎水性を高めることができ、耐食性や耐アルカリ性を高めることができる。また、塗膜表面の潤滑性も向上し、加工性や塗膜の耐傷付き性も向上させることが可能である。 By including a wax component in the surface-treated coating film layer, hydrophobicity can be increased, and corrosion resistance and alkali resistance can be increased. Moreover, the lubricity of the coating film surface can be improved, and the workability and scratch resistance of the coating film can be improved.
前記ワックス成分としては特に限定されず、公知のワックス成分が使用できるが、フッ素樹脂系、ポリオレフィン樹脂系からばれる少なくとも一種を使用することが好ましい。フッ素樹脂系としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)などが使用可能である。これらのうち1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用しても良い。 Although it does not specifically limit as said wax component, Although a well-known wax component can be used, it is preferable to use at least 1 type changed from a fluororesin type | system | group and a polyolefin resin type. Examples of fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE). ), Polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), and the like can be used. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
前記ポリオレフィン樹脂系としては特に限定されず、パラフィン、マイクロクリスタリン、ポリエチレン等の炭化水素系のワックス、及びこれらの誘導体等を挙げることができる。前記誘導体としては特に限定されず、例えば、カルボキシル化ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン等を挙げることができる。これらのうち1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用しても良い。 The polyolefin resin is not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbon waxes such as paraffin, microcrystalline, and polyethylene, and derivatives thereof. The derivative is not particularly limited, and examples thereof include carboxylated polyolefin and chlorinated polyolefin. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
本発明の表面処理金属板は少なくとも一層の塗膜層を有し、前記表面処理塗膜層が最表面に形成されていれば、その構成に限定はないが、金属板の上層に前記表面処理塗膜層が一層コーティングされている構成、もしくは金属板の上層に、下地塗膜層を有し、さらにその上層に前記表面処理塗膜層がコーティングされている二層構成が好ましい。金属板の上層に形成されている塗膜層のトータルの膜厚は特に限定されないが、0.1μm〜5μmが好ましい。0.1μm以下では十分な耐食性が得られない場合があり、5μmを超えると性能が飽和し経済的に不利であるばかりか、導電性や溶接性が必要な用途には使用できない場合がある。前記事項を鑑みると更に好ましくは0.3μm〜3μmの範囲である。 The surface-treated metal plate of the present invention has at least one coating layer, and there is no limitation on the configuration as long as the surface-treated coating layer is formed on the outermost surface. A configuration in which a coating layer is coated one layer or a two-layer configuration in which a base coating layer is provided on an upper layer of a metal plate and the surface treatment coating layer is further coated thereon is preferable. Although the total film thickness of the coating layer formed on the upper layer of the metal plate is not particularly limited, it is preferably 0.1 μm to 5 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, sufficient corrosion resistance may not be obtained. If the thickness exceeds 5 μm, the performance is saturated and economically disadvantageous, and it may not be used for applications requiring conductivity and weldability. In view of the above matters, the thickness is more preferably in the range of 0.3 μm to 3 μm.
前記表面処理塗膜層の下層に下地塗膜層を有する場合、前記表面処理塗膜層と下地金属板との密着性を更に高め、耐食性を更に高めることができる。 When it has a base coating film layer in the lower layer of the said surface treatment coating film layer, the adhesiveness of the said surface treatment coating film layer and a base metal plate can further be improved, and corrosion resistance can further be improved.
前記下地塗膜層は特に限定されるものではないが、シランカップリング剤、有機樹脂、ポリフェノール化合物から選ばれる少なくとも1種を含むことで前記表面処理塗膜層と下地金属板との密着性を更に高め、耐食性を更に高めることができる。 Although the said base coating film layer is not specifically limited, The adhesiveness of the said surface treatment coating film layer and a base metal plate is included by including at least 1 sort (s) chosen from a silane coupling agent, organic resin, and a polyphenol compound. Further, the corrosion resistance can be further enhanced.
前記下地塗膜層に含まれるシランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、信越化学工業、日本ユニカー、チッソ、東芝シリコーン等から販売されているビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカブトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。前記シランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The silane coupling agent contained in the base coating layer is not particularly limited. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ sold by Shin-Etsu Chemical, Nippon Unicar, Chisso, Toshiba Silicone, etc. -Aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltri Methoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltri Metoki Silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N Examples include -β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. The said silane coupling agent may be used independently and may use 2 or more types together.
前記下地塗膜層に含まれる有機樹脂は特に限定されず、前記表面処理塗膜層と同様の有機樹脂を使用することができる。下地塗膜層に使用する有機樹脂としては、特に水性エポキシ樹脂、水性ポリエステル樹脂、水性フェノール樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましく、良好な密着性を得ることができる。 The organic resin contained in the base coating film layer is not particularly limited, and the same organic resin as the surface treatment coating film layer can be used. The organic resin used for the base coating layer preferably contains at least one selected from a water-based epoxy resin, a water-based polyester resin, and a water-based phenol resin, and good adhesion can be obtained.
前記水性ポリエステル樹脂としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、ビスフェノールヒドロキシプロピルエーテル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類と無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、無水ハイミック酸等の多塩基酸とを脱水縮合させ、アンモニアやアミン化合物等で中和し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous polyester resin is not particularly limited. For example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, triethylene glycol, bisphenol hydroxypropyl ether, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane. Dehydration condensation of polyhydric alcohols such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic anhydride, adipic acid, sebacic acid, maleic anhydride, itaconic acid, fumaric acid, and hymic anhydride And those obtained by neutralizing with ammonia or amine compound and dispersing in water.
前記水性エポキシ樹脂としては特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールF型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂をジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等のアミン化合物と反応させ、有機酸又は無機酸で中和して得られるものや前記エポキシ樹脂の存在下で、高酸価アクリル樹脂をラジカル重合したのち、アンモニアやアミン化合物等で中和し、水分散化させて得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous epoxy resin is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin. In the presence of an epoxy resin such as a novolac-type epoxy resin, which is obtained by reacting with an amine compound such as diethanolamine or N-methylethanolamine and neutralizing with an organic acid or an inorganic acid, or in the presence of the epoxy resin, Examples thereof include those obtained by radical polymerization of an acrylic resin, neutralized with ammonia or an amine compound, and dispersed in water.
前記水性フェノール樹脂としては特に限定されず、例えば、フェノール、レゾルシン、クレゾール、ビスフェノールA、パラキシリレンジメチルエーテル等の芳香族類とホルムアルデヒドとを反応触媒の存在下で付加反応させたメチロール化フェノール樹脂等のフェノール樹脂をジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等のアミン化合物類と反応させ、有機酸又は無機酸で中和することによって得られるもの等を挙げることができる。 The aqueous phenol resin is not particularly limited. For example, methylol phenol resin obtained by addition reaction of aromatics such as phenol, resorcin, cresol, bisphenol A, paraxylylene dimethyl ether and formaldehyde in the presence of a reaction catalyst. And the like obtained by reacting the phenol resin with amine compounds such as diethanolamine and N-methylethanolamine and neutralizing with an organic acid or inorganic acid.
前記下地塗膜層に含まれるポリフェノール化合物はベンゼン環に結合したフェノール性水酸基を2以上有する化合物又はその縮合物のことを指す。前記ベンゼン環に結合したフェノール性水酸基を2以上有する化合物としては、例えば、没食子酸、ピロガロール、カテコール等を挙げることができる。ベンゼン環に結合したフェノール性水酸基を2以上有する化合物の縮合物としては特に限定されず、例えば、通常タンニン酸と呼ばれる植物界に広く分布するポリフェノール化合物等を挙げることができる。タンニン酸は、広く植物界に分布する多数のフェノール性水酸基を有する複雑な構造の芳香族化合物の総称である。前記タンニン酸は、加水分解性タンニン酸でも縮合型タンニン酸でもよい。前記タンニン酸としては特に限定されず、例えば、ハマメリタンニン、カキタンニン、チャタンニン、五倍子タンニン、没食子タンニン、ミロバランタンニン、ジビジビタンニン、アルガロビラタンニン、バロニアタンニン、カテキンタンニン等を挙げることができる。前記タンニン酸としては、市販のもの、例えば、「タンニン酸エキスA」、「Bタンニン酸」、「Nタンニン酸」、「工用タンニン酸」、「精製タンニン酸」、「Hiタンニン酸」、「Fタンニン酸」、「局タンニン酸」(いずれも大日本製薬株式会社製)、「タンニン酸:AL」(富士化学工業株式会社製)等を使用することもできる。前記ポリフェノール化合物は1種で使用しても良く、2種以上を併用してもよい。 The polyphenol compound contained in the undercoat layer refers to a compound having two or more phenolic hydroxyl groups bonded to a benzene ring or a condensate thereof. Examples of the compound having two or more phenolic hydroxyl groups bonded to the benzene ring include gallic acid, pyrogallol, catechol and the like. The condensate of the compound having two or more phenolic hydroxyl groups bonded to the benzene ring is not particularly limited, and examples thereof include polyphenol compounds that are widely distributed in the plant kingdom, usually called tannic acid. Tannic acid is a general term for aromatic compounds having a complex structure having a large number of phenolic hydroxyl groups widely distributed in the plant kingdom. The tannic acid may be hydrolyzable tannic acid or condensed tannic acid. The tannic acid is not particularly limited, and examples thereof include hameli tannin, oyster tannin, chatannin, pentaploid tannin, gallic tannin, mylobarantannin, dibidi tannin, argarovira tannin, valonia tannin, catechin tannin and the like. . Examples of the tannic acid include commercially available ones such as “tannic acid extract A”, “B tannic acid”, “N tannic acid”, “industrial tannic acid”, “purified tannic acid”, “Hi tannic acid”, "F tannic acid", "local tannic acid" (all manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.), "tannic acid: AL" (manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) and the like can also be used. The said polyphenol compound may be used by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記下地塗膜層へのシランカップリング剤、有機樹脂、ポリフェノール化合物から選ばれる少なくとも1種の含有量は特に限定されないが、下地塗膜100質量%中に1質量%以上含有することが好ましい。1質量%未満の場合、含有量が少なく密着性や耐食性の向上効果が得られない場合がある。 The content of at least one selected from a silane coupling agent, an organic resin, and a polyphenol compound in the undercoating layer is not particularly limited, but it is preferably 1% by mass or more in 100% by mass of the undercoating layer. If the amount is less than 1% by mass, the content may be small and the effect of improving adhesion and corrosion resistance may not be obtained.
前記下地塗膜層は更にシリカ、りん酸化合物、ヘキサフルオロ金属酸から選ばれる少なくとも1種を含有することで下地金属板との密着性を更に高めることができ、耐食性を更に高めることができる。 The undercoat layer further contains at least one selected from silica, a phosphoric acid compound, and hexafluorometal acid, so that the adhesion to the undercoat metal plate can be further enhanced, and the corrosion resistance can be further enhanced.
前記シリカを含有させることによって、前記シランカップリング剤、有機樹脂、ポリフェノール化合物から選ばれる少なくとも1種との化学的な結合が形成し、塗膜の凝集力が向上し密着性が向上するばかりか、塗膜のバリア性を向上させることが可能であり、腐食因子の透過性を抑えることができる。 By including the silica, a chemical bond is formed with at least one selected from the silane coupling agent, organic resin, and polyphenol compound, and the cohesive force of the coating film is improved and adhesion is improved. The barrier property of the coating film can be improved, and the permeability of the corrosion factor can be suppressed.
前記シリカとしては特に限定されないが、一次粒子径が5〜50nmのコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等のシリカ微粒子であることが好ましい。市販品としては、例えば、スノーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスIPA−ST(日産化学工業)、アデライトAT−20N、AT−20A(旭電化工業)、アエロジル200(日本アエロジル)等を挙げることができる。 Although it does not specifically limit as said silica, It is preferable that they are silica fine particles, such as colloidal silica with a primary particle diameter of 5-50 nm, and a fumed silica. Examples of commercially available products include Snowtex O, Snowtex N, Snowtex C, Snowtex IPA-ST (Nissan Chemical Industry), Adelite AT-20N, AT-20A (Asahi Denka Kogyo), Aerosil 200 (Nippon Aerosil) Etc.
前記りん酸化合物、ヘキサフルオロ金属酸を含有させることによって、金属板の表面をエッチングにより活性化し、シランカップリング剤、有機樹脂、ポリフェノール化合物のめっきへの作用を促進させる。 By containing the phosphoric acid compound and hexafluorometal acid, the surface of the metal plate is activated by etching, and the action of silane coupling agent, organic resin, and polyphenol compound on plating is promoted.
前記下地塗膜層に含まれるりん酸化合物は特に限定されないが、オルトりん酸、メタりん酸、ピロりん酸、三りん酸、四りん酸等のりん酸類、りん酸三アンモニウム、りん酸水素二アンモニウム等のアンモニウム塩、Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Ni、Zn、Fe等との金属塩、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸類及びそれらの塩、フィチン酸等の有機りん酸類及びそれらの塩等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。りん酸化合物は前記作用のほかに、金属板表面にりん酸塩層を形成して不働態化させる作用を有するため、耐食性を向上させる作用も有している。 The phosphoric acid compound contained in the undercoat layer is not particularly limited, but phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, triammonium phosphate, dihydrogen phosphate Ammonium salts such as ammonium, metal salts with Na, Mg, Al, K, Ca, Mn, Ni, Zn, Fe, aminotri (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (Methylenephosphonic acid), phosphonic acids such as diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and their salts, organic phosphoric acids such as phytic acid and their salts, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition to the above-described action, the phosphate compound has an action of forming a phosphate layer on the surface of the metal plate to passivate it, and thus has an action of improving corrosion resistance.
前記下地塗膜層に含まれるヘキサフルオロ金属酸としては特に限定されず、例えば、ヘキサフルオロりん酸、ヘキサフルオロチタン酸、ヘキサフルオロジルコン酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロニオブ酸、ヘキサフルオロアンチモン酸やそれらのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。ヘキサフルオロ金属酸は前記作用の他に、めっき表面にヘキサフルオロ金属酸から供給される金属により安定な金属酸化塗膜層を形成するため、耐食性を向上させる作用を持つ。特に金属としてTi、Zr、Si、Nbを含むものが好ましい。前記ヘキサフルオロ金属酸は1種で使用しても良く、2種以上を併用してもよい。 The hexafluorometal acid contained in the base coating layer is not particularly limited, and examples thereof include hexafluorophosphoric acid, hexafluorotitanic acid, hexafluorozirconic acid, hexafluorosilicic acid, hexafluoroniobic acid, hexafluoroantimonic acid. And ammonium salts, potassium salts, sodium salts, calcium salts, magnesium salts and the like thereof. In addition to the above effects, hexafluorometal acid has the effect of improving corrosion resistance because a stable metal oxide coating layer is formed on the plating surface by the metal supplied from hexafluorometal acid. In particular, a metal containing Ti, Zr, Si, or Nb is preferable. The hexafluorometal acid may be used alone or in combination of two or more.
シリカ、りん酸化合物、ヘキサフルオロ金属酸から選ばれる少なくとも1種の下地塗膜層への含有量は特に限定されるものではないが、下地塗膜100質量%中に0.1〜50質量%含有することが好ましい。0.1質量%未満ではこれらの量が不十分であるため、耐食性向上効果が得られない場合がある。50質量%を超えると下地塗膜層が脆くなり、塗膜凝集破壊により密着性低下が生じることがある。 The content in at least one undercoating layer selected from silica, phosphoric acid compound and hexafluorometal acid is not particularly limited, but is 0.1 to 50% by mass in 100% by mass of the undercoating layer. It is preferable to contain. If the amount is less than 0.1% by mass, these amounts are insufficient, and thus the corrosion resistance improvement effect may not be obtained. If it exceeds 50% by mass, the underlying coating film layer becomes brittle, and the adhesiveness may deteriorate due to the cohesive failure of the coating film.
前記下地塗膜層の付着量は特に限定されるものではないが、10〜1000mg/m2の範囲にあることが好ましい。10mg/m2以下では十分な下地塗膜層の効果が得られず、1000mg/m2以上を超えると下地塗膜層が凝集破壊しやすくなり密着性低下が生じることがある。安定した効果と経済的な観点から、より好ましい付着量範囲は50〜500mg/m2である。 Although the adhesion amount of the said base coating-film layer is not specifically limited, It is preferable to exist in the range of 10-1000 mg / m < 2 >. If it is 10 mg / m 2 or less, sufficient effect of the undercoat film layer cannot be obtained, and if it exceeds 1000 mg / m 2 or more, the undercoat film layer tends to cohesively break down, resulting in a decrease in adhesion. From the stable effect and economical viewpoint, a more preferable adhesion amount range is 50 to 500 mg / m 2 .
本発明において適用可能な金属板としては特に限定されるものではなく、例えば、鉄、鉄基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金、銅、銅基合金等を挙げられ、任意に金属板上にめっきしためっき金属板を使用することもできる。中でも本発明の適用において最も好適なものは亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板である。亜鉛系めっき鋼板としては、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、亜鉛−アルミニウム−マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム−シリコンめっき鋼板等の亜鉛系めっき鋼板、さらにはこれらのめっき層に少量の異種金属元素又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、ビスマス、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等を含有したもの、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。アルミニウム系めっき鋼板としては、アルミニウムまたはアルミニウムとシリコン、亜鉛、マグネシウムの少なくとも1種とからなる合金、例えば、アルミニウム−シリコンめっき鋼板、アルミニウム−亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−シリコン−マグネシウムめっき鋼板等が挙げられる。更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、ニッケルめっき、コバルト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。めっき方法は特に限定されるものではなく、公知の電気めっき法、溶融めっき法、蒸着めっき法、分散めっき法、真空めっき法等のいずれの方法でもよい。 The metal plate applicable in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include iron, iron-base alloy, aluminum, aluminum-base alloy, copper, copper-base alloy, and the like, and optionally plated on the metal plate. A plated metal plate can also be used. Among them, the most preferable ones in the application of the present invention are zinc-based plated steel sheets and aluminum-based plated steel sheets. Zinc-coated steel sheets include galvanized steel sheets, zinc-nickel plated steel sheets, zinc-iron plated steel sheets, zinc-chromium plated steel sheets, zinc-aluminum plated steel sheets, zinc-titanium plated steel sheets, zinc-magnesium plated steel sheets, zinc-manganese. Galvanized steel sheets such as plated steel sheets, zinc-aluminum-magnesium plated steel sheets, zinc-aluminum-magnesium-silicon plated steel sheets, and cobalt, molybdenum, tungsten, nickel as small amounts of different metal elements or impurities in these plated layers Examples include those containing titanium, chromium, aluminum, manganese, iron, magnesium, lead, bismuth, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic and the like, and those in which inorganic substances such as silica, alumina, and titania are dispersed. Examples of the aluminum-based plated steel sheet include aluminum or an alloy composed of aluminum and at least one of silicon, zinc, and magnesium, such as an aluminum-silicon plated steel sheet, an aluminum-zinc plated steel sheet, and an aluminum-silicon-magnesium plated steel sheet. . Furthermore, the present invention can also be applied to multilayer plating in combination with the above plating and other types of plating such as iron plating, iron-phosphorus plating, nickel plating, cobalt plating and the like. The plating method is not particularly limited, and any known method such as an electroplating method, a hot dipping method, a vapor deposition plating method, a dispersion plating method, and a vacuum plating method may be used.
以下、本発明に係る製造例及び実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発
明は下記実施例にのみ限定されるものではない。また実施例中、「部」、「%」は特に断りのない限り「質量部」、「質量%」を意味する。
EXAMPLES Hereinafter, although the manufacture example and Example which concern on this invention are shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited only to the following Example. In the examples, “parts” and “%” mean “parts by mass” and “% by mass” unless otherwise specified.
前記表面処理塗膜層を形成するためのコーティング剤は、有機樹脂(A)として表1に示す水性樹脂を用い、これに架橋剤(表2)、無機防錆剤(表3)、ワックス成分(表4)を表5に示す配合量で配合し、塗料用分散機を用いて攪拌することで調整した。 The coating agent for forming the surface-treated coating layer uses an aqueous resin shown in Table 1 as the organic resin (A), and includes a crosslinking agent (Table 2), an inorganic rust inhibitor (Table 3), and a wax component. (Table 4) was blended in the blending amounts shown in Table 5 and adjusted by stirring using a paint disperser.
表1に示す水性樹脂は以下のようにして製造した。 The aqueous resin shown in Table 1 was produced as follows.
(水性樹脂製造例1 水性ポリエステル樹脂の製造)
無水フタル酸、イソフタル酸及びアジピン酸にネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン及びカージュラE10(ジャパンエポキシレジン社製)を加熱、反応させて得られるポリエステル樹脂をジメチルエタノールアミンで中和し水分散化して調製した。
(Production of aqueous resin 1 Production of aqueous polyester resin)
Prepared by heating and reacting neopentyl glycol, trimethylolpropane, and Cardura E10 (manufactured by Japan Epoxy Resin) to phthalic anhydride, isophthalic acid and adipic acid, neutralizing with dimethylethanolamine and dispersing in water. did.
(水性樹脂製造例2 水性ポリウレタン樹脂の製造)
ビスフェノールA型ジオール、ネオペンチルグリコール及びイソフタル酸から得られるポリエステルジオール、2,2ジメチロールプロピオン酸及びイソホロンジイソシアネートを反応させた後、トリエチルアミンで中和し水分散化して調製した。
(Production of aqueous resin example 2 Production of aqueous polyurethane resin)
A polyester diol obtained from bisphenol A type diol, neopentyl glycol and isophthalic acid, 2,2 dimethylolpropionic acid and isophorone diisocyanate were reacted, then neutralized with triethylamine and dispersed in water.
(水性樹脂製造例3 水性エポキシ樹脂の製造)
アクリル酸、メタクリル酸2エチルヘキシル、アクリル酸ブチルを過酸化物でラジカル共重合して得られるアクリル樹脂を用いてビスフェノールA型エポキシ樹脂を変性した後、ジメチルエタノールアミンで中和し水分散化して調製した。
(Aqueous resin production example 3 Production of aqueous epoxy resin)
Prepared by modifying bisphenol A type epoxy resin with acrylic resin obtained by radical copolymerization of acrylic acid, 2-ethylhexyl methacrylate and butyl acrylate with peroxide, then neutralizing with dimethylethanolamine and dispersing in water did.
(水性樹脂製造例4 エチレン−不飴和カルボン酸共重合樹脂の製造)
エチレン−メタクリル酸共重合樹脂(三井・デュポンポリケミカル社製ニュクレルN2060)を水酸化ナトリウムで中和(全カルボキシル基に対して60当量%)し水分散化して調製した。
(Water Resin Production Example 4 Production of Ethylene-Unsaturated Carboxylic Acid Copolymer Resin)
An ethylene-methacrylic acid copolymer resin (Nucleel N2060 manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) was neutralized with sodium hydroxide (60 equivalent% with respect to the total carboxyl groups) and dispersed in water.
(水性樹脂製造例5 エチレン−不飴和カルボン酸共重合樹脂の製造)
エチレン−メタクリル酸共重合樹脂(三井・デュポンポリケミカル社製ニュクレルN2060)をジメチルエタノールアミンで中和(全カルボキシル基に対して80当量%)し水分散化して調製した。
(Water Resin Production Example 5 Production of Ethylene-Unsaturated Carboxylic Acid Copolymer Resin)
An ethylene-methacrylic acid copolymer resin (Nucleel N2060 manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) was neutralized with dimethylethanolamine (80 equivalent% with respect to the total carboxyl groups) and dispersed in water.
(水性樹脂製造例6 エチレン−不飴和カルボン酸共重合樹脂の製造)
エチレン−アクリル酸共重合樹脂(三井・デュポンポリケミカル社製ニュクレルN5130H)を水酸化ナトリウムで中和(全カルボキシル基に対して40当量%)し、水分散化して調製した。
(Water Resin Production Example 6 Production of Ethylene-Unsaturated Carboxylic Acid Copolymer Resin)
An ethylene-acrylic acid copolymer resin (Nucleel N5130H manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) was neutralized with sodium hydroxide (40 equivalent% with respect to the total carboxyl groups) and dispersed in water.
前記下地塗膜層を形成するためのコーティング剤は、有機樹脂(表1)、シランカップリング剤(表6)、ポリフェノール化合物(表7)、りん酸化合物(表8)、ヘキサフルオロ金属酸(表9)を表10に示す配合量で配合し、塗料用分散機を用いて攪拌することで調整した。 Coating agents for forming the undercoat layer are organic resins (Table 1), silane coupling agents (Table 6), polyphenol compounds (Table 7), phosphate compounds (Table 8), hexafluorometal acids ( Table 9) was blended in the blending amounts shown in Table 10 and adjusted by stirring using a paint disperser.
表11に示す金属板の表面をアルカリ脱脂処理、水洗乾燥した後、必要に応じて表10に示す配合の下地塗膜用コーティング剤をロールコーターにより塗布し、到達板温度が120℃になるように加熱乾燥し、イオン交換水に浸漬し冷却した後温風を吹きつけて乾燥した。付着量はコーティング剤の不揮発分(加熱残分)または塗布条件により調整した。その後、表5に示す配合の上層塗膜用コーティング剤をロールコーターにより塗布し、到達板温度が所定の温度になるように加熱乾燥し、すぐに表12に示す水溶液(溶媒はイオン交換水)に5秒間浸漬した後に温風を吹きつけて乾燥した。なお、水溶液のpH調整は水酸化ナトリウムもしくは硝酸を用い実施した。 After the surface of the metal plate shown in Table 11 is subjected to alkaline degreasing treatment, washed with water and dried, if necessary, the coating agent for the base coating film having the composition shown in Table 10 is applied by a roll coater so that the ultimate plate temperature becomes 120 ° C. Then, after drying by heating in ion exchange water and cooling, it was dried by blowing warm air. The amount of adhesion was adjusted depending on the non-volatile content (heating residue) of the coating agent or application conditions. Thereafter, the coating agent for the upper layer coating film shown in Table 5 was applied by a roll coater, dried by heating so that the ultimate plate temperature was a predetermined temperature, and immediately the aqueous solution shown in Table 12 (the solvent was ion-exchanged water). After dipping for 5 seconds, it was dried by blowing warm air. The pH of the aqueous solution was adjusted using sodium hydroxide or nitric acid.
得られた表面処理金属板の塗膜構成及び20℃における水との接触角を表13に示す。得られた表面処理金属板の品質性能(耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、上塗り塗料との密着性)を評価した結果を表14に示す。なお、品質評価は以下のようにして行った。
(1)耐食性
試験板のエッジ、裏面をテープシールし、SST(JIS−Z−2371)試験を行った。120時間後の白錆発生状況を観察し、白錆発生面積%で評価した。
(2)耐溶剤性
試験板をラビングテスターに設置後、エタノールを含浸させた脱脂綿を0.5kgf/cm2の荷重で10回(往復)擦った後の塗膜状態を下記の評価基準で評価した。
4:擦り面に全く跡が付かない
3:擦り面にわずかに跡が付く
2:擦り面に白い跡が付く
1:擦り面に塗膜がなくなる
(3)耐アルカリ性
試験板を60℃のアルカリ脱脂剤(ファインクリーナーL4460、日本パーカライジング社製)A剤1.8%、B剤1.2%水溶液(pH12.0)に攪拌しながら30分間浸漬した後の塗膜状態を観察し、塗膜残存面積%で評価した。
(4)上塗り塗料との密着性
試験板表面にメラミンアルキッド塗料(アミラック#1000ホワイト、関西ペイント社製)をバーコーターで乾燥膜厚20μmとなるように塗布し、120℃で25分間焼き付けて塗板を作製した。一昼夜放置後沸騰水中に30分間浸漬し、取り出して1日放置してから、1mm間隔の碁盤目カット疵を入れ、更にエリクセン7mm押し出しを行い、その押し出し部にセロハンテープ(ニチバン製)を貼り、強制剥離した後の塗膜状態を観察し、以下の基準で、塗膜の残存率に応じて評点10(剥離なし)〜1(完全剥離)を与えた。
評点10:残存率100%
評点9:95%≦残存率<100%
評点8:90%≦残存率<95%
評点7:80%≦残存率<90%
評点6:70%≦残存率<80%
評点5:60%≦残存率<70%
評点4:50%≦残存率<60%
評点3:30%≦残存率<50%
評点2:0%<残存率<30%
評点1:残存率0%
Table 13 shows the coating composition of the obtained surface-treated metal plate and the contact angle with water at 20 ° C. Table 14 shows the results of evaluating the quality performance (corrosion resistance, solvent resistance, alkali resistance, adhesion to the top coat) of the obtained surface-treated metal sheet. In addition, quality evaluation was performed as follows.
(1) Corrosion resistance The edge and back surface of the test plate were tape-sealed, and an SST (JIS-Z-2371) test was conducted. The state of white rust generation after 120 hours was observed and evaluated in terms of white rust generation area%.
(2) Solvent resistance After installing the test plate on a rubbing tester, the coating state after rubbing the absorbent cotton impregnated with ethanol 10 times (reciprocating) with a load of 0.5 kgf / cm 2 was evaluated according to the following evaluation criteria. did.
4: No trace on the rubbing surface 3: Slight trace on the rubbing surface 2: White trace on the rubbing surface 1: No coating on the rubbing surface (3) Alkali resistance Degreasing agent (Fine Cleaner L4460, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) A agent 1.8%, B agent 1.2% aqueous solution (pH 12.0) after stirring for 30 minutes while observing the coating state The remaining area% was evaluated.
(4) Adhesion with topcoat paint Melamine alkyd paint (Amirac # 1000 White, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied to the test plate surface with a bar coater to a dry film thickness of 20 μm, and baked at 120 ° C. for 25 minutes. Was made. After being left for a whole day and night, immersed in boiling water for 30 minutes, taken out and left for 1 day, put a grid cut crease at 1 mm intervals, extrude Eriksen 7 mm, and paste cellophane tape (manufactured by Nichiban) on the extruded part, The state of the coating film after forced peeling was observed, and a rating of 10 (no peeling) to 1 (complete peeling) was given according to the remaining rate of the coating film according to the following criteria.
Score 10: Survival rate 100%
Score 9: 95% ≤ remaining rate <100%
Score 8: 90% ≤ remaining rate <95%
Score 7: 80% ≤ remaining rate <90%
Score 6: 70% ≤ remaining rate <80%
Score 5: 60% ≤ remaining rate <70%
Score 4: 50% ≤ remaining rate <60%
Score 3: 30% ≤ remaining rate <50%
Score 2: 0% <remaining rate <30%
Score 1: 0% survival rate
表13、表14より、本発明例である実施例1、3〜10、12、14〜18、20〜21、23〜26、28〜29、31〜35、37〜54、56〜65、67〜72、74〜97、99は、いずれも耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、上塗り塗料との密着性に優れている。ただし、水溶液の金属カチオン(B)の濃度が200ppmを超える実施例10、54はやや上塗り塗料との密着性が低下する傾向にある。 From Tables 13 and 14, Examples 1, 3 to 10, 12, 14 to 18, 20 to 21, 23 to 26, 28 to 29, 31 to 35, 37 to 54, 56 to 65, which are examples of the present invention, Nos. 67 to 72, 74 to 97, and 99 are excellent in corrosion resistance, solvent resistance, alkali resistance, and adhesion to the top coat. However, in Examples 10 and 54 in which the concentration of the metal cation (B) in the aqueous solution exceeds 200 ppm, the adhesion with the top coat tends to be slightly lowered.
一方で、水溶液にイオン交換水を用いた本発明を満足しない比較例2、11、13、19、22、27、30、36、55、66、73、98、100は耐アルカリ性が劣っている。また、上層塗膜組成が同じで水溶液への金属カチオン(B)の添加有無で比較すると、金属カチオン(B)を含まない比較例は耐溶剤性も低下する傾向にある(例えば、実施例10と比較例11との比較)。 On the other hand, Comparative Examples 2, 11, 13, 19, 22, 27, 30, 36, 55, 66, 73, 98, and 100 that do not satisfy the present invention using ion-exchanged water as an aqueous solution have poor alkali resistance. . Further, when the composition of the upper layer coating film is the same and the comparison is made with or without the addition of the metal cation (B) to the aqueous solution, the comparative example not containing the metal cation (B) tends to decrease the solvent resistance (for example, Example 10). And comparison with Comparative Example 11).
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
Claims (26)
The method for producing a surface-treated metal plate according to any one of claims 21 to 25, wherein a plate temperature when contacting with the aqueous solution is 60 ° C or higher.
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