JP2010111898A - Chemical conversion-treated metal sheet and method for producing the same - Google Patents

Chemical conversion-treated metal sheet and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010111898A
JP2010111898A JP2008284243A JP2008284243A JP2010111898A JP 2010111898 A JP2010111898 A JP 2010111898A JP 2008284243 A JP2008284243 A JP 2008284243A JP 2008284243 A JP2008284243 A JP 2008284243A JP 2010111898 A JP2010111898 A JP 2010111898A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface treatment
group
metal plate
inorganic
chemical conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008284243A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5638191B2 (en
Inventor
Hidehiro Yamaguchi
英宏 山口
Shigeki Yamamoto
茂樹 山本
Kensuke Mizuno
賢輔 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Parkerizing Co Ltd filed Critical Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority to JP2008284243A priority Critical patent/JP5638191B2/en
Publication of JP2010111898A publication Critical patent/JP2010111898A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5638191B2 publication Critical patent/JP5638191B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal sheet with a chemical conversion-treated surface which is producible in a short time, and is also excellent in the performance balance of various properties such as adhesion and corrosion resistance in a recycle corrosion resistance test which have not been obtained in the conventional inorganic independent film, and heat resistance or the like which has not been obtained by the conventional resin based multilayer treatment as well as corrosion resistance in a thin film. <P>SOLUTION: The metal sheet with the chemical conversion-treated surface is obtained by providing the surface of a metal sheet with: a surface treatment layer in which the total in element deposition per unit area of at least one metallic element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf is 2 to 50 mg/m<SP>2</SP>, and formed by self-precipitation and/or electrolytic precipitation; and an inorganic film layer formed by applying an inorganic surface treatment agent comprising at least one kind of compound comprising at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si on the surface treatment layer in this order, and the total in element deposition per unit area of the element(s) Y in the inorganic film layer is 5 to 1,000 mg/m<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車ボディー、自動車部品、建材、家電用部品等の成形加工品、鋳造品、シートコイル等に用いられる表面処理鋼板であって、これまでに得られていない性能バランスを有し、薄膜での耐食性だけでなく、従来の無機単独皮膜では得られなかった密着性やサイクル耐食試験での耐食性や、従来の樹脂系複層処理では得られなかった加工後の外観保持性および耐熱性を具備する金属板に関するものである。   The present invention is a surface-treated steel sheet used for molded products such as automobile bodies, automobile parts, building materials, home appliance parts, cast products, sheet coils, etc., and has a performance balance that has not been obtained so far. Not only the corrosion resistance of thin films, but also the adhesion and heat resistance in cyclic corrosion tests that were not possible with conventional inorganic coatings, and post-processing appearance retention and heat resistance that were not possible with conventional resin-based multilayer processing It is related with the metal plate which comprises.

亜鉛系めっき鋼板はもちろんのこと、ほとんどすべての金属材料は、大気環境中に放置されると、大気から物理吸着した水分の存在のもと、SO、NO、飛来海塩粒子等の腐食促進付着物質の作用により、その表面に腐食を生じる。この腐食を防止するために、従来から亜鉛系めっき鋼板等の金属材料の防食法として、クロム酸クロメート等のクロムを含有する処理液に金属材料表面を接触させてクロメート皮膜を析出させる、または処理液を金属材料上に塗布後、乾燥させて金属材料表面にクロメート皮膜を形成させる方法がある。 Almost all metallic materials as well as galvanized steel sheets, when left in the atmospheric environment, corrode SO 2 , NO 2 , flying sea salt particles, etc. in the presence of moisture physically adsorbed from the atmosphere. Corrosion occurs on the surface due to the action of the accelerated adhesion substance. In order to prevent this corrosion, as a conventional corrosion prevention method for metallic materials such as galvanized steel sheets, the chromate film is deposited or treated by bringing the surface of the metallic material into contact with a treatment liquid containing chromium such as chromate chromate. There is a method in which a liquid is applied on a metal material and then dried to form a chromate film on the surface of the metal material.

金属材料の表面を処理液と接触させてクロメート皮膜を析出させる代表的なものとしては、クロム酸クロメート化成処理とりん酸クロメート化成処理とがある。前者のクロム酸クロメート化成処理は1950年頃に実用化され、現在も亜鉛系めっき鋼板等に幅広く使用されている。このクロム酸クロメート化成処理に用いられる処理液は、クロム酸(CrO)とフッ化水素酸(HF)とを主成分として含み、さらに促進剤が添加されており、六価クロムを含有する析出皮膜を形成し得る。 Typical examples of depositing a chromate film by bringing the surface of a metal material into contact with a treatment liquid include chromic acid chromate conversion treatment and phosphoric acid chromate chemical conversion treatment. The former chromate chromate conversion treatment was put into practical use around 1950 and is still widely used for galvanized steel sheets. The treatment liquid used for the chromate chromate conversion treatment contains chromic acid (CrO 3 ) and hydrofluoric acid (HF) as main components, and further contains an accelerator, and contains a precipitate containing hexavalent chromium. A film can be formed.

また、後者のりん酸クロメート化成処理は1945年に提案された特許文献1に記載の方法によるものであり、この化成処理液はクロム酸(CrO)、りん酸(HPO)、およびフッ化水素酸(HF)を含み、形成される析出皮膜は水和したりん酸クロム(CrPO・4HO)を主成分として含むものである。 Moreover, the latter phosphoric acid chromate chemical conversion treatment is based on the method described in Patent Document 1 proposed in 1945, and this chemical conversion treatment solution contains chromic acid (CrO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), and The deposited film formed containing hydrofluoric acid (HF) contains hydrated chromium phosphate (CrPO 4 .4H 2 O) as a main component.

このように多くの場合、これらのクロメートタイプ表面処理液は、有害な六価クロムを含有している。環境面、安全面から問題のある六価クロムはもちろんのこと、三価クロムでさえその使用を規制されていく時代の流れにあって、上述のような六価クロムを含む処理液を用いる表面処理法から、クロムを全く含有しないノンクロメートタイプの表面処理法への転換が望まれている。   As described above, in many cases, these chromate type surface treatment liquids contain harmful hexavalent chromium. Not only hexavalent chromium, which is problematic from the environmental and safety aspects, but also the surface of the era in which the use of even trivalent chromium is regulated, and the surface using a treatment liquid containing hexavalent chromium as described above It is desired to switch from a treatment method to a non-chromate type surface treatment method containing no chromium.

ノンクロメートタイプの表面処理法には析出型および塗布型があるが、析出型は、アルミニウム含有金属材料の表面処理法として既に実績がある。アルミニウム含有金属材料に対し、比較的早期からノンクロメートタイプの処理液が適用されてきた理由は、アルミニウム缶等食品と接する材質としてこの金属材料が多く使われてきたことによる。   Non-chromate type surface treatment methods include a precipitation type and a coating type, and the precipitation type has already been proven as a surface treatment method for aluminum-containing metal materials. The reason why the non-chromate type treatment liquid has been applied to aluminum-containing metal materials from a relatively early stage is that this metal material has been widely used as a material in contact with food such as aluminum cans.

アルミニウム含有金属材料に対するノンクロメートタイプの化成析出型表面処理液の代表的なものとしては、特許文献2に記載の処理液が挙げられる。この処理液はジルコニウムもしくはチタン、またはこれらの混合物、ホスフェートおよびフッ化物を含有し、かつ、pHが約1.0〜4.0の酸性の水系表面処理液である。この化成処理液を用いて処理を行うと、アルミニウム含有金属材料表面上に、ジルコニウムまたはチタンのりん化合物を主成分とする析出皮膜が形成される。   As a typical non-chromate type chemical conversion surface treatment solution for an aluminum-containing metal material, there is a treatment solution described in Patent Document 2. This treatment liquid is an acidic aqueous surface treatment liquid containing zirconium or titanium, or a mixture thereof, phosphate and fluoride, and having a pH of about 1.0 to 4.0. When treatment is performed using this chemical conversion treatment solution, a deposited film mainly containing a phosphorus compound of zirconium or titanium is formed on the surface of the aluminum-containing metal material.

このようなアルミニウム含有金属材料用の化成析出型表面処理液に比べ、亜鉛系めっき鋼板用のノンクロメートタイプの化成析出型表面処理液に対する既存技術はほとんどない。また、亜鉛系めっき鋼板のシートコイルメーカーでは現在、析出型の表面処理よりも塗布型表面処理が主流となりつつある。しかし、シートコイルメーカーのラインによっては、塗布型表面処理の導入が、設備コストや立地上の都合により不可能な場合もあり、析出型の設備によって既存のクロメート処理をノンクロメートタイプの処理に置き換えたいという要望は強い。   Compared to such a chemical precipitation type surface treatment liquid for aluminum-containing metal materials, there is almost no existing technology for a non-chromate type chemical precipitation type surface treatment liquid for galvanized steel sheets. In addition, in the sheet coil manufacturers of galvanized steel sheets, the coating type surface treatment is now becoming the mainstream rather than the precipitation type surface treatment. However, depending on the sheet coil manufacturer's line, the introduction of coating-type surface treatment may not be possible due to equipment costs and locational reasons, and the existing chromate treatment is replaced with a non-chromate treatment by the precipitation-type equipment. The desire to want is strong.

ノンクロメートタイプの処理液としては、例えば、特許文献3には、アルミニウム、鉄またはマグネシウムの合金類を被覆するための水性組成物であって、チタン、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムと、溶解されたフッ素イオンとを含み、pHが2.0〜5.0であり、エッチングをほとんどまたは全く生じないように皮膜を形成する水性組成物が記載されている。しかし、この水性組成物を亜鉛系めっき鋼板に適用することは記載されていない。   As a non-chromate type treatment liquid, for example, Patent Document 3 discloses an aqueous composition for coating an alloy of aluminum, iron, or magnesium, and includes titanium, zirconium, magnesium, and calcium, and dissolved fluorine. An aqueous composition is described that includes ions and has a pH of 2.0 to 5.0 and forms a film with little or no etching. However, it is not described that this aqueous composition is applied to a zinc-based plated steel sheet.

特許文献4〜13には、ジルコニウム、チタン、ハフニウムなどの金属、フッ素、促進剤などを含有し、その濃度やモル比率などを調整することにより、クロムを含まず、高い耐食性を発揮し、かつ、安定性に優れた化成処理剤、化成処理方法および化成処理材料に関する技術が開示されている。しかしながら、これらの処理においては皮膜析出にかかる時間が長く、シートコイルなどには適用できない。   Patent Documents 4 to 13 contain metals such as zirconium, titanium, and hafnium, fluorine, accelerators, etc., and by adjusting the concentration and molar ratio, do not contain chromium, exhibit high corrosion resistance, and Further, a technique relating to a chemical conversion treatment agent, a chemical conversion treatment method and a chemical conversion treatment material excellent in stability is disclosed. However, in these treatments, it takes a long time to deposit the film, and it cannot be applied to a sheet coil or the like.

また、特許文献14および15には、ジルコニウム、チタンおよびハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種、フッ素、並びに、水溶性樹脂からなる化成処理剤であって、環境への負荷が少なく、かつ、鉄、亜鉛、アルミニウム等のすべての金属に対して良好な化成処理を行うことができる化成処理剤、およびそれを用いて得られる表面処理金属に関する技術が開示されている。しかしながら、この技術においても処理時間の短縮はできておらず、シートコイルには適用できない。   Patent Documents 14 and 15 are chemical conversion treatment agents composed of at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium, and hafnium, fluorine, and a water-soluble resin, and have a low environmental load, and iron. In addition, a chemical conversion treatment agent capable of performing a good chemical conversion treatment on all metals such as zinc and aluminum, and a technique relating to a surface-treated metal obtained by using the chemical conversion treatment agent are disclosed. However, even in this technique, the processing time cannot be shortened and cannot be applied to a sheet coil.

また、特許文献16には、化成処理金属板であって、Zr、Ti、HfおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む化合物を少なくとも1種含み、自己析出または電解析出した表面化成処理層を金属板の表面に有する化成処理金属板に関する技術が開示されている。この技術は、短時間で耐食性を有するという点ではシートコイルに適用でき、極めて産業的価値が高い。しかしながら、その化成皮膜の性能については、特に加工部耐食性において更なる改善が必要であった。   Patent Document 16 discloses a chemical conversion-treated metal plate that includes at least one compound containing at least one element selected from the group consisting of Zr, Ti, Hf, and Si, and is subjected to self-deposition or electrolytic deposition. A technique relating to a chemical conversion treatment metal plate having a treatment layer on the surface of the metal plate is disclosed. This technique can be applied to a sheet coil in that it has corrosion resistance in a short time, and has extremely high industrial value. However, regarding the performance of the chemical conversion film, further improvement in the corrosion resistance of the processed part was necessary.

一方、塗布型皮膜剤に関しては、金属材料表面への密着性に優れ、金属材料表面に耐食性や耐指紋性などを付与する技術として、金属材料表面に、クロム酸、重クロム酸またはそれらの塩を主成分として含有する処理液により塗布型クロメート処理を施す方法、りん酸塩処理を施す方法、シランカップリング剤単体による処理を施す方法、有機樹脂皮膜処理を施す方法、などが知られており、実用に供されている。   On the other hand, with regard to coating type coating agents, chromic acid, dichromic acid or their salts are applied to the surface of the metal material as a technology that provides excellent adhesion to the surface of the metal material and imparts corrosion resistance and fingerprint resistance to the surface of the metal material. There are known methods such as a coating chromate treatment with a treatment solution containing as a main component, a phosphate treatment method, a silane coupling agent treatment method, an organic resin film treatment method, etc. It is used for practical use.

特許文献17には、少なくとも1種のバナジウム化合物と、ジルコニウム、チタニウム、モリブデン、タングステン、マンガンおよびセリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含む金属化合物とを含有し、耐食性と耐アルカリ性に優れた皮膜を形成することができる皮膜剤が開示されている。   Patent Document 17 contains at least one vanadium compound and a metal compound containing at least one metal selected from the group consisting of zirconium, titanium, molybdenum, tungsten, manganese, and cerium, and has high corrosion resistance and alkali resistance. A film agent capable of forming an excellent film is disclosed.

一方、主としてシランカップリング剤を使用する技術としては、特許文献18には、一時的な防食効果を得るため、低濃度の有機官能シランおよび架橋剤を含有する水溶液による金属板の処理方法が開示されている。架橋剤が有機官能シランを架橋することによって、稠密なシロキサン・フィルムが得られることが開示されている。   On the other hand, as a technique mainly using a silane coupling agent, Patent Document 18 discloses a method for treating a metal plate with an aqueous solution containing a low concentration of an organofunctional silane and a crosslinking agent in order to obtain a temporary anticorrosive effect. Has been. It is disclosed that a crosslinker crosslinks an organofunctional silane to obtain a dense siloxane film.

また、特許文献19には、アルコキシシランを2個以上有する化合物と、有機酸、りん酸および錯弗化物から選ばれる化合物とを含有する表面処理剤を用いて、金属の表面上に耐食性と塗装密着性とに優れた皮膜を形成する方法が開示されている。   Patent Document 19 discloses that a surface treatment agent containing a compound having two or more alkoxysilanes and a compound selected from an organic acid, phosphoric acid and a complex fluoride is used for corrosion resistance and coating on the surface of a metal. A method of forming a film excellent in adhesion is disclosed.

しかしながら、特許文献17〜19に記載のこれらの技術は、得られる皮膜の導電性や耐指紋性などの性能が著しく欠如していること、製品の高品質化(耐食性、塗装密着性、サイクル耐食性)に対しての対応が困難であることなどの問題がある。また、耐食性と塗装密着性とに優れた皮膜を形成することが可能であったとしても、溶剤系であることで環境面および安全面に問題を残すこと、水系で安定的に供給することが困難であることなどの問題を抱えており、実用化に関しては依然として大きな問題を抱えている。   However, these techniques described in Patent Documents 17 to 19 are remarkably lacking in performance such as conductivity and fingerprint resistance of the obtained film, and improved product quality (corrosion resistance, paint adhesion, cycle corrosion resistance). ) Is difficult to deal with. In addition, even if it is possible to form a film with excellent corrosion resistance and paint adhesion, it is possible to leave a problem in the environment and safety due to the solvent system, and to supply it stably in the water system. It has problems such as difficulty, and still has a big problem regarding practical use.

一方、有機樹脂皮膜を用いる技術として、特許文献20には、水性分散樹脂を固形分濃度で5〜30質量%、シリカ粒子を0.1〜20質量%、および有機チタネート化合物を0.01〜20質量%配合したことを特徴とする鋼材用水性被覆剤が開示されている。この被覆剤は、亜鉛系被覆鋼または無被覆鋼等の鋼材を被覆するに好適な1液タイプの鋼材用水性被覆剤であり、得られた鋼材は耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、塗装密着性、皮膜密着性、浴安定性に優れる。   On the other hand, as a technique using an organic resin film, Patent Document 20 discloses that an aqueous dispersion resin is 5 to 30% by mass in solid content concentration, 0.1 to 20% by mass of silica particles, and 0.01 to 20% of an organic titanate compound. An aqueous coating material for steel material characterized by containing 20% by mass is disclosed. This coating is a one-component water-based coating suitable for coating steel such as zinc-based coated steel or uncoated steel. The resulting steel is corrosion-resistant, solvent-resistant, alkali-resistant, and paint adhesion. Excellent in adhesion, film adhesion and bath stability.

また、特許文献21には、特定の樹脂化合物と、第1〜3級アミノ基および第4級アンモニウム塩基から選ばれる少なくとも1種のカチオン性官能基を有するカチオン性ウレタン樹脂と、特定の反応性官能基を有する1種以上のシランカップリング剤と、特定の酸化合物とを含有し、かつ、カチオン性ウレタン樹脂およびシランカップリング剤の含有量が所定の範囲内である表面処理剤が開示されている。さらに、この処理剤を用いて得られる、耐食性、耐黒変性および塗装密着性に優れたノンクロム系表面処理鋼板およびその製造方法が開示されている。   Patent Document 21 discloses a specific resin compound, a cationic urethane resin having at least one cationic functional group selected from primary to tertiary amino groups and quaternary ammonium bases, and specific reactivity. Disclosed is a surface treatment agent containing at least one silane coupling agent having a functional group and a specific acid compound, and the content of the cationic urethane resin and the silane coupling agent is within a predetermined range. ing. Furthermore, a non-chromium surface-treated steel sheet excellent in corrosion resistance, blackening resistance and paint adhesion obtained by using this treatment agent and a method for producing the same are disclosed.

しかしながら、特許文献20および21に開示されるこれらの技術は、有機樹脂で金属材料表面を被覆することで耐食性や耐指紋性を発現するため、導電性やスポット溶接性などの性能に劣るという問題がある。また主成分が有機高分子であるため、高温における熱分解、着色、粘性の増加などが生じるため耐熱用途には使用できないのが現状である。   However, since these techniques disclosed in Patent Documents 20 and 21 exhibit corrosion resistance and fingerprint resistance by coating the surface of a metal material with an organic resin, the problems of poor performance such as conductivity and spot weldability. There is. In addition, since the main component is an organic polymer, thermal decomposition at high temperatures, coloring, increase in viscosity, etc. occur, so that it cannot be used for heat resistant applications.

また、特許文献9、14、22には、特定の金属元素を含有する表面処理剤により下地皮膜を析出させ、その上層として水溶性高分子もしくは水分散性高分子、または樹脂を接触させ、皮膜を形成する技術が開示されている。しかしながら、これらの技術は皮膜析出にかかる時間が長く、シートコイルには適用できないばかりか、上層として形成させた高分子皮膜による性能向上が認められない。   Further, in Patent Documents 9, 14, and 22, a base film is deposited by a surface treatment agent containing a specific metal element, and a water-soluble polymer or a water-dispersible polymer or resin is contacted as an upper layer to form a film. Techniques for forming the are disclosed. However, these techniques take a long time to deposit the film, and are not applicable to sheet coils. In addition, no performance improvement is observed due to the polymer film formed as the upper layer.

上述のように、いずれの方法でもクロメート皮膜を代替した表面処理板は得られておらず、耐食性、塗装密着性、耐熱性、サイクル耐食性などの諸特性を総合的に満足し、かつ短い処理時間で製造可能な金属板の開発が強く要求されている。   As mentioned above, no surface-treated plate that replaces the chromate film has been obtained by any of the above methods, and comprehensively satisfies various characteristics such as corrosion resistance, paint adhesion, heat resistance, cycle corrosion resistance, and short processing time. There is a strong demand for the development of metal plates that can be manufactured in Japan.

米国特許第2,438,877号明細書US Pat. No. 2,438,877 特開昭52−131937号公報JP 52-131937 A 特表平9−503823号公報Japanese National Patent Publication No. 9-503823 特開2004−043913号公報JP 2004-043913 A 特開2004−218070号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-218070 特開2004−218072号公報JP 2004-218072 A 特開2004−218073号公報JP 2004-218073 A 特開2004−218074号公報JP 2004-218074 A 特開2005−008982号公報JP 2005008982 A 特開2006−124751号公報JP 2006-124751 A 特開2006−161115号公報JP 2006-161115 A 特開2007−262577号公報JP 2007-262577 A 特開2007−314888号公報JP 2007-314888 A 特開2004−218075号公報JP 2004-218075 A 特開2004−292874号公報JP 2004-292874 A 国際公開第2007/61011号パンフレットInternational Publication No. 2007/61011 Pamphlet 特開2002−30460号公報JP 2002-30460 A 米国特許第5,292,549号明細書US Pat. No. 5,292,549 特開2001−49453号公報JP 2001-49453 A 特開2003−155451号公報JP 2003-155451 A 特開2003−105562号公報JP 2003-105562 A 特開2005−264230号公報JP 2005-264230 A

本発明は、従来技術の有する上記課題を解決し、短時間で製造可能であり、かつ、耐食性だけでなく、従来の無機単独皮膜では得られなかった密着性やサイクル耐食試験での耐食性、従来の樹脂系複層処理では得られなかった耐熱性などの諸特性の性能バランスに優れた化成表面金属板を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, can be manufactured in a short time, and not only corrosion resistance, but also adhesion and cycle resistance in a cyclic corrosion test, which could not be obtained with a conventional inorganic single coating, It aims at providing the chemical conversion surface metal plate excellent in the performance balance of various characteristics, such as heat resistance, which was not obtained by the resin-based multi-layer treatment.

本発明者らは、これらの問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、自己析出および/または電解析出により、特定の金属元素が所定量析出して、形成される表面処理層を有する金属板に、特定の金属元素を有する無機化合物を含有する無機系表面処理剤を塗布して、特定の皮膜量を満足する無機皮膜層を形成することで、上記問題点を解決できることを見出し、本発明を解決するに至った。   As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have obtained a surface treatment layer formed by depositing a predetermined amount of a specific metal element by autodeposition and / or electrolytic deposition. It is found that the above problems can be solved by applying an inorganic surface treatment agent containing an inorganic compound having a specific metal element to a plate to form an inorganic film layer satisfying a specific film amount. The invention has been solved.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(7)を提供する。
(1) 金属板上に、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の単位面積当りの元素付着合計量が2〜50mg/mであり、自己析出および/または電解析出により形成される表面処理層と、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を、前記表面処理層上に塗布して形成される無機皮膜層とをこの順で備える化成表面金属板であって、
前記無機皮膜層中の元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量が5〜1000mg/mである、化成表面金属板。
(2) 前記金属板が、亜鉛系めっき鋼板である、(1)に記載の化成処理金属板。
(3) 前記無機皮膜層が、Zrを含有する化合物を少なくとも一種含む無機系表面処理剤を、前記表面処理層上に塗布して形成され、ジルコニウム元素と酸素元素とを主構成成分とする無機皮膜層である(1)または(2)に記載の化成処理金属板。
(4) 前記無機系表面処理剤が、さらに、V、Mo、Ce、WおよびMnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物(A)を含有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の化成処理金属板。
(5) 前記無機皮膜層中の前記元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量(C)と、前記無機皮膜層中の前記化合物(A)に含まれる金属元素の単位面積当りの元素付着合計量(C)との質量比(C/C)が0.05〜1.00である、(4)に記載の化成処理金属板。
(6) 前記無機系表面処理剤が、さらに、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、第1〜3級アミノ基、アミド基、リン酸基およびホスホン酸基から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(B)を含有する、(1)〜(5)のいずれかに記載の化成処理金属板。
(7) Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)含む化合物(d)を含有する処理液を用いて、自己析出および/または電解析出により、金属板の表面上に表面処理層を形成する表面処理層形成工程と、
前記表面処理層形成工程後、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を前記表面処理層上に塗布して、無機皮膜層を形成する無機皮膜層形成工程と、を備える化成処理金属板の製造方法。
(8) 前記金属板が、亜鉛系めっき鋼板である、(7)に記載の化成処理金属板の製造方法。
That is, the present invention provides the following (1) to (7).
(1) The total amount of element adhesion per unit area of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf on the metal plate is 2 to 50 mg / m 2 , Alternatively, a surface treatment layer formed by electrolytic deposition and an inorganic surface treatment agent comprising at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si, the surface treatment A chemical conversion surface metal plate provided with an inorganic coating layer formed by coating on the layer in this order,
The chemical conversion surface metal plate whose element adhesion total amount per unit area of the element (Y) in the said inorganic membrane | film | coat layer is 5-1000 mg / m < 2 >.
(2) The chemical conversion treatment metal plate according to (1), wherein the metal plate is a zinc-based plated steel plate.
(3) The inorganic coating layer is formed by applying an inorganic surface treatment agent containing at least one Zr-containing compound on the surface treatment layer, and is mainly composed of a zirconium element and an oxygen element. The chemical conversion treatment metal plate as described in (1) or (2) which is a film layer.
(4) The inorganic surface treatment agent further contains a compound (A) containing at least one metal element selected from the group consisting of V, Mo, Ce, W and Mn. 3) The chemical conversion treatment metal plate in any one of.
(5) Total amount of element adhesion (C Y ) per unit area of the element (Y) in the inorganic coating layer, and per unit area of the metal element contained in the compound (A) in the inorganic coating layer The chemical conversion treatment metal plate according to (4), wherein the mass ratio (C A / C Y ) to the total amount of element adhesion (C A ) is 0.05 to 1.00.
(6) The inorganic surface treatment agent further includes 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. The chemical conversion treatment metal plate in any one of (1)-(5) containing the organic compound (B) which has group.
(7) The surface of the metal plate by auto-deposition and / or electrolytic deposition using a treatment liquid containing a compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf A surface treatment layer forming step of forming a surface treatment layer thereon;
After the surface treatment layer forming step, an inorganic surface treatment agent containing at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si is applied onto the surface treatment layer. An inorganic coating layer forming step for forming an inorganic coating layer.
(8) The manufacturing method of the chemical conversion treatment metal plate as described in (7) whose said metal plate is a zinc system plating steel plate.

本発明は、短時間で製造可能であり、かつ、耐食性だけでなく、従来の無機単独皮膜では得られなかった密着性やサイクル耐食試験での耐食性、従来の樹脂系複層処理では得られなかった耐熱性などの諸特性の性能バランスに優れた化成表面金属板を提供する。   The present invention can be manufactured in a short time and is not only corrosion resistant, but also cannot be obtained by conventional resin-based multi-layer treatments, such as adhesion and cycle corrosion resistance that could not be obtained by a conventional inorganic single film. Provided is a chemical conversion surface metal plate excellent in performance balance of various properties such as heat resistance.

以下に、本発明に係る化成処理金属板、およびその製造方法について記載する。まず、化成処理金属板について、図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Below, the chemical conversion treatment metal plate which concerns on this invention, and its manufacturing method are described. First, a chemical conversion treatment metal plate is demonstrated in detail based on suitable embodiment shown on drawing.

<化成処理金属板>
図1は、本発明の化成処理金属板の一実施形態の模式的断面図である。
同図に示す化成処理金属板10は、金属板12、表面処理層14、無機皮膜層16をこの順で積層した積層構造を有する。
表面処理層14は、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の単位面積当りの元素付着合計量が2〜50mg/mであり、自己析出および/または電解析出により形成された層である。
無機皮膜層16は、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を、表面処理層上に塗布して形成される層であり、無機皮膜層中の元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量が5〜1000mg/mである。
図1において、金属板12、表面処理層14、無機皮膜層16の層厚は該図によっては限定されない。また、図1では、金属板12の一方の表面上にのみ、表面処理層14と無機皮膜層16とが積層されているが、図2に示すように金属板12の両面に表面処理層14および無機皮膜層16を有していてもよい。
まず、化成処理金属板10を構成する、金属板12および各層について説明する。
<Chemical conversion metal plate>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a chemical conversion treatment metal plate of the present invention.
The chemical conversion treatment metal plate 10 shown in the figure has a laminated structure in which a metal plate 12, a surface treatment layer 14, and an inorganic coating layer 16 are laminated in this order.
The surface treatment layer 14 has an element deposition total amount of 2 to 50 mg / m 2 per unit area of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf, It is a layer formed by analysis.
The inorganic coating layer 16 is formed by applying an inorganic surface treatment agent containing at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si on the surface treatment layer. The total amount of element adhesion per unit area of the element (Y) in the inorganic coating layer is 5 to 1000 mg / m 2 .
In FIG. 1, the layer thicknesses of the metal plate 12, the surface treatment layer 14, and the inorganic coating layer 16 are not limited depending on the figure. In FIG. 1, the surface treatment layer 14 and the inorganic coating layer 16 are laminated only on one surface of the metal plate 12. However, as shown in FIG. 2, the surface treatment layer 14 is formed on both surfaces of the metal plate 12. And may have an inorganic coating layer 16.
First, the metal plate 12 and each layer which comprise the chemical conversion treatment metal plate 10 are demonstrated.

<金属板>
本発明において適用可能な金属板12は、後述する表面処理層14、無機皮膜層16の各層を積層し、かつ支持するためのものである。
金属板12を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、鉄基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金、銅、銅基合金などが挙げられ、任意の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。なかでも、本発明において、亜鉛系めっき鋼板を好適に用いることができる。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などの亜鉛系めっき鋼板が挙げられる。
さらには、これらのめっき層に少量の異種金属元素または不純物として、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、ヒ素などを含有したもの、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挙げられる。さらには、以上のめっきと他の種類のめっき、例えば、鉄めっき、鉄−りんめっき、ニッケルめっき、コバルトめっきなど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、真空めっき法などのいずれの方法でもよい。
また、金属板12の大きさや厚さも特に制限されない。
<Metal plate>
The metal plate 12 applicable in this invention is for laminating | stacking and supporting each layer of the surface treatment layer 14 and the inorganic membrane | film | coat layer 16 which are mentioned later.
Although it does not specifically limit as a metal material which comprises the metal plate 12, For example, iron, an iron base alloy, aluminum, an aluminum base alloy, copper, a copper base alloy etc. are mentioned, For example, the plating metal plated on arbitrary metal plates A board can also be used. Especially, in this invention, a zinc-plated steel plate can be used suitably. 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. Examples thereof include zinc-based plated steel sheets such as plated steel sheets, zinc-aluminum-magnesium plated steel sheets, and zinc-aluminum-magnesium-silicon plated steel sheets.
Furthermore, cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, chromium, aluminum, manganese, iron, magnesium, lead, bismuth, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic as a small amount of different metal elements or impurities in these plating layers In which inorganic substances such as silica, alumina, and titania are dispersed. 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 electroplating, hot dipping, vapor deposition, dispersion plating, and vacuum plating may be used.
Further, the size and thickness of the metal plate 12 are not particularly limited.

<表面処理層>
本発明の化成処理金属板10における表面処理層14は、上述した金属板12の上に積層され、主に耐食性を付与する。また、表面処理層14は一度形成されると酸やアルカリに侵されず、曲げ加工に追従し、優れた被覆性を付与するものである。
表面処理層14は、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の単位面積当りの元素付着合計量が2〜50mg/mであり、自己析出および/または電解析出により形成された層である。
<Surface treatment layer>
The surface treatment layer 14 in the chemical conversion treatment metal plate 10 of the present invention is laminated on the metal plate 12 described above, and mainly imparts corrosion resistance. Further, once formed, the surface treatment layer 14 is not attacked by acid or alkali, follows the bending process, and imparts excellent coverage.
The surface treatment layer 14 has an element deposition total amount of 2 to 50 mg / m 2 per unit area of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf, It is a layer formed by analysis.

表面処理層14中における、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の元素付着合計量は、2〜50mg/mであり、5〜30mg/mであることが好ましく、7〜25mg/mであることがより好ましい。金属元素(X)の付着合計量が2mg/m未満であると、耐食性が発現しないため好ましくなく、50mg/mを超えると、金属板などとの密着性が得られなくなるため好ましくない。
なお、金属元素(X)の付着量は、蛍光X線分析装置(XRF)によって測定することができる。
The total amount of element adhesion of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf in the surface treatment layer 14 is 2 to 50 mg / m 2 and 5 to 30 mg / m 2 . It is preferably 7 to 25 mg / m 2 . If the total adhesion amount of the metal element (X) is less than 2 mg / m 2, it is not preferable because corrosion resistance is not expressed, and if it exceeds 50 mg / m 2 , it is not preferable because adhesion to a metal plate or the like cannot be obtained.
In addition, the adhesion amount of metal element (X) can be measured with a fluorescent X-ray analyzer (XRF).

表面処理層14の主構成元素は、主に、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の酸化物、フッ化物および/または水酸化物であり、必要に応じて、添加剤(例えば、V、Mn、WおよびMoの酸化物および/または水酸化物や、Ni、Co、またはCuなどの金属元素)などが含有されていてもよい。なかでも、得られる層の欠陥がより少ない点で、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)とフッ素元素とを主構成元素とすることが好ましい。
なお、表面処理層14は自己析出および/または電解析出により形成される層であり、その製造方法については後述する。
The main constituent elements of the surface treatment layer 14 are mainly oxides, fluorides and / or hydroxides of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf. In addition, additives (for example, oxides and / or hydroxides of V, Mn, W and Mo, and metal elements such as Ni, Co, and Cu) may be contained. Among them, it is preferable that at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti, and Hf and a fluorine element are the main constituent elements in that the obtained layer has fewer defects.
The surface treatment layer 14 is a layer formed by self-deposition and / or electrolytic deposition, and the manufacturing method thereof will be described later.

<無機皮膜層>
本発明の化成処理金属板10における無機皮膜層16は、上述した表面処理層14の上に積層され、主に、腐食要因の物理的および時間的遮断能を付与するものである。
無機皮膜層16は、Zr(ジルコニウム元素)、Ti(チタン元素)およびSi(ケイ素元素)からなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を、表面処理層上に塗布して形成される層であり、無機皮膜層中の元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量が5〜1000mg/mである。
元素(Y)のなかでも、得られる化成処理金属板の諸性能がより優れる点で、Zr、Siが好ましく、Zrがより好ましい。
<Inorganic coating layer>
The inorganic coating layer 16 in the chemical conversion treatment metal plate 10 of the present invention is laminated on the surface treatment layer 14 described above, and mainly provides physical and temporal blocking ability of corrosion factors.
The inorganic coating layer 16 includes at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr (zirconium element), Ti (titanium element), and Si (silicon element). Is applied to the surface treatment layer, and the total amount of element adhesion per unit area of the element (Y) in the inorganic coating layer is 5 to 1000 mg / m 2 .
Among the elements (Y), Zr and Si are preferable, and Zr is more preferable in that various properties of the obtained chemical conversion metal plate are more excellent.

無機皮膜層16中における、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)の単位面積当たりの元素付着合計量は、5〜1000mg/mであり、10〜750mg/mであることが好ましく、20〜500mg/mであることがより好ましい。元素(Y)の付着合計量が5mg/m未満であると、無機皮膜層による耐食性の向上効果が発現しないため好ましくない。また、元素(Y)の付着合計量が1000mg/mを超えると、無機皮膜層内で凝集破壊が生じやすくなり、良好な密着性が得られないため好ましくない。
なお、元素(Y)の付着量は、蛍光X線分析装置(XRF)によって測定することができる。
The total amount of element adhesion per unit area of at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si in the inorganic coating layer 16 is 5 to 1000 mg / m 2 and 10 to 750 mg / m 2. 2 is preferable, and 20 to 500 mg / m 2 is more preferable. When the total amount of the element (Y) is less than 5 mg / m 2 , the effect of improving the corrosion resistance by the inorganic coating layer is not exhibited, which is not preferable. Moreover, it is not preferable that the total adhesion amount of the element (Y) exceeds 1000 mg / m 2 because cohesive failure is likely to occur in the inorganic coating layer and good adhesion cannot be obtained.
The amount of the element (Y) attached can be measured with an X-ray fluorescence analyzer (XRF).

無機皮膜層16の主構成元素は、主に、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)の酸化物、水酸化物および/または炭酸塩であり、必要に応じて、後述の添加剤などが含有されていてもよい。なかでも、得られる化成処理金属板の諸性能がより優れる点で、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)と酸素元素とを主構成元素とすることが好ましい。   The main constituent elements of the inorganic coating layer 16 are mainly oxides, hydroxides and / or carbonates of at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si. The additives described below may be contained. Especially, it is preferable that at least 1 element (Y) chosen from the group which consists of Zr, Ti, and Si and an oxygen element are made into a main structural element at the point which the various performance of the chemical conversion treatment metal plate obtained is more excellent.

また、無機皮膜層16には、諸性能バランスがより優れる点より、フッ素元素は実質的に含まれていないことが好ましい。ここで、実質的に含まれていないとは、無機皮膜層16中におけるフッ素元素の含有量が、0.5質量%以下であることをさし、より好ましくは0.05質量%以下である。最も好ましくは0質量%である。   In addition, it is preferable that the inorganic coating layer 16 does not substantially contain fluorine element from the viewpoint that the performance balance is more excellent. Here, “substantially not contained” means that the content of the fluorine element in the inorganic coating layer 16 is 0.5 mass% or less, more preferably 0.05 mass% or less. . Most preferably, it is 0 mass%.

無機皮膜層16は、後述するV、Mo、Ce、WおよびMnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物(A)由来の金属元素(V、Mo、Ce、W、Mn)を含有していてもよい。
なかでも、上述の元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量(C)と、化合物(A)由来の金属元素の単位面積当りの元素付着合計量(C)との質量比(C/C)が、0.05〜1.00であることが好ましく、0.05〜0.8がより好ましく、0.05〜0.7がさらに好ましい。質量比が上記範囲内であると、バリア性がより優れると共に、化合物(A)由来のインヒビター効果により、さらに優れた耐食性を示す。化合物(A)としては、Vを含有するものがより好ましい。
The inorganic coating layer 16 is a metal element (V, Mo, Ce, W, Mn) derived from the compound (A) containing at least one metal element selected from the group consisting of V, Mo, Ce, W and Mn, which will be described later. ) May be contained.
Especially, the mass ratio (C A ) of the total amount of element adhesion (C Y ) per unit area of the element ( Y ) and the total amount of element deposition (C A ) per unit area of the metal element derived from the compound (A) ( C A / C Y ) is preferably 0.05 to 1.00, more preferably 0.05 to 0.8, and even more preferably 0.05 to 0.7. When the mass ratio is within the above range, the barrier property is more excellent, and further excellent corrosion resistance is exhibited by the inhibitor effect derived from the compound (A). As the compound (A), those containing V are more preferable.

<その他添加剤>
本発明の化成処理金属板10の皮膜(表面処理層14、無機皮膜層16)には、発明の効果を損なわない範囲で、添加剤を含有させることができる。
例えば、被塗面に均一な皮膜を形成させるための濡れ性向上剤と呼ばれる界面活性剤や、増粘剤、導電性向上剤、意匠性向上のための着色顔料、造膜性向上のための造膜助剤などを含有させることできる。また、潤滑性付与剤として、ポリエチレンワックス、パラフィンワックスなどの有機潤滑剤や、黒鉛、雲母、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤なども配合できる。
<Other additives>
The film (surface treatment layer 14 and inorganic film layer 16) of the chemical conversion treatment metal plate 10 of the present invention may contain an additive as long as the effects of the invention are not impaired.
For example, a surfactant called a wettability improver for forming a uniform film on the surface to be coated, a thickener, a conductivity improver, a color pigment for improving design properties, and a film forming property A film-forming aid or the like can be contained. Moreover, organic lubricants, such as polyethylene wax and paraffin wax, solid lubricants, such as graphite, mica, and molybdenum disulfide, etc. can be mix | blended as a lubricity imparting agent.

また、本発明の化成処理金属板10の皮膜(表面処理層14、無機皮膜層16)には、さらなる耐食性向上のため、有機インヒビターと呼ばれる1分子中にC=O基、C=C基、C≡C基、C=N基、C≡N基およびN=N基から成る群から選ばれる少なくとも1種の不飽和基、N−N基あるいはS元素を有する官能基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する化合物を配合できる。
これらの官能基を有する化合物としては、特に限定されないが、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などのC=O基含有化合物、ベンゼンおよびその誘導体、ナフタレンおよびその誘導体、アクリル酸およびメタクリル酸およびその誘導体、アルキルカルボン酸エステル、アルキルアルデヒドなどのC=C基含有化合物、アセチレンアルコールやアセチレン誘導体などのC≡C基含有化合物、アジン、トリアジン、オサゾン染料、トリフェニルメタン染料、クニジン、ピリミジン、ピラゾール、イミダゾール、ピリジニウムおよびキノリニウム化合物などのC=N基含有化合物、エチレンシアンヒドリンなどのC≡N含有化合物、ヒドラジン化合物およびその誘導体などのN−N基含有化合物、アゾ染料などのN=N基含有化合物、スルホン酸、スルフォネート、スルフォアミド、チオ尿素および環状チオ尿素などのS元素含有化合物、などが挙げられる。
Moreover, in the film | membrane (surface treatment layer 14, inorganic coating layer 16) of the chemical conversion treatment metal plate 10 of this invention, in order to further improve corrosion resistance, C = O group, C = C group in one molecule called an organic inhibitor, Selected from the group consisting of at least one unsaturated group selected from the group consisting of C≡C group, C═N group, C≡N group and N═N group, NN group, or a functional group having S element. A compound having at least one functional group can be blended.
The compounds having these functional groups are not particularly limited, but aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, C═O group-containing compounds such as ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, benzene and its derivatives, naphthalene and its derivatives, acrylic C = C group-containing compounds such as acid and methacrylic acid and derivatives thereof, alkyl carboxylic acid esters and alkyl aldehydes, C≡C group-containing compounds such as acetylene alcohol and acetylene derivatives, azines, triazines, osazone dyes, triphenylmethane dyes, C═N group-containing compounds such as kunidine, pyrimidine, pyrazole, imidazole, pyridinium and quinolinium compounds, C≡N-containing compounds such as ethylene cyanohydrin, hydrazine compounds and their derivatives, etc. N-N group-containing compounds, N = N group-containing compounds such as azo dyes, sulphonic acid, sulphonate, Surufoamido, S element-containing compounds such as thiourea and cyclic thiourea, and the like.

<化成処理皮膜の製造方法>
本発明の化成処理皮膜の製造方法は、特に限定されないが、主に以下の工程を備える製造方法が好ましい。
(1)Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)含有する処理液を用いて、自己析出および/または電解析出により、金属板の表面上に表面処理層を形成する表面処理層形成工程
(2)表面処理層形成工程後、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を表面処理層上に塗布して、無機皮膜層を形成する無機皮膜層形成工程
以下にそれぞれの工程について、使用する材料とともに詳細に説明する。
<Method for producing chemical conversion coating>
Although the manufacturing method of the chemical conversion treatment film of this invention is not specifically limited, The manufacturing method mainly provided with the following processes is preferable.
(1) The surface of a metal plate by self-deposition and / or electrolytic deposition using a treatment liquid containing a compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf Surface treatment layer forming step for forming a surface treatment layer thereon (2) After the surface treatment layer formation step, at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si is included. Inorganic coating layer forming step of forming an inorganic coating layer by applying an inorganic surface treatment agent on the surface treatment layer. Each step will be described in detail below together with the materials used.

<前処理工程>
使用される金属板は、必要に応じて、後述する表面処理層形成工程前に、その表面を洗浄してもよい。この洗浄により、金属板の表面に付着した油分、汚れが取り除かれる。洗浄方法は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。例えば、脱脂剤や酸性脱脂剤で洗浄する方法、湯洗や溶剤洗浄が挙げられる。
また、金属板の表面を洗浄する前および/または後に、酸、アルカリなどによる表面調整を行ってもよい。このような処理を施すことにより、金属板の表面に形成される表面処理層と金属板との密着性が向上する。さらには、表面処理層の時間当たりの形成(析出)効率が向上する。
なお、上述した金属板の表面の洗浄および/または表面調整を行った後は、洗浄剤などが金属板の表面に残留しないように、さらに水洗いすることが好ましい。
<Pretreatment process>
The surface of the metal plate to be used may be cleaned before the surface treatment layer forming step described later, if necessary. This cleaning removes oil and dirt adhering to the surface of the metal plate. The cleaning method is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, a method of washing with a degreasing agent or an acidic degreasing agent, hot water washing or solvent washing may be mentioned.
Further, before and / or after cleaning the surface of the metal plate, the surface may be adjusted with acid, alkali or the like. By performing such a treatment, the adhesion between the surface treatment layer formed on the surface of the metal plate and the metal plate is improved. Furthermore, the formation (precipitation) efficiency per time of the surface treatment layer is improved.
In addition, after performing the cleaning and / or surface adjustment of the surface of the metal plate described above, it is preferable to further wash with water so that a cleaning agent or the like does not remain on the surface of the metal plate.

<表面処理層形成工程>
本発明の表面処理層形成工程は、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)含有する処理液を用いて、自己析出および/または電解析出により、金属板の表面上に表面処理層を形成する工程である。この工程によって、上述した所定量の金属元素(X)を含有する表面処理層14が形成される。
表面処理層形成工程では、自己析出反応(態様1)および/または電解析出反応(態様2)によって金属元素(X)を含有する表面処理層が形成される。
以下に、それぞれの反応態様について説明する。
<Surface treatment layer forming step>
The surface treatment layer forming step of the present invention uses a treatment liquid containing a compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti, and Hf, and performs autodeposition and / or electroanalysis. In this step, a surface treatment layer is formed on the surface of the metal plate. By this step, the surface treatment layer 14 containing the predetermined amount of the metal element (X) is formed.
In the surface treatment layer forming step, the surface treatment layer containing the metal element (X) is formed by the autodeposition reaction (embodiment 1) and / or the electrolytic deposition reaction (embodiment 2).
Below, each reaction aspect is demonstrated.

<自己析出>
自己析出反応においては、電解処理などの外部からの処理を必要とせず、所定の処理液と金属板とを接触させるだけで、金属板上に表面処理層が形成される。
使用される処理液としては、少なくとも1種のZr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)と、フッ化水素酸、硝酸、硫酸およびこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1つの酸成分(e)とを含有することが好ましい。金属元素(X)を含む化合物(d)は、表面処理層の主成分として作用する。また、酸成分(e)は、金属元素(X)を含む化合物(d)を溶解させ、金属素材表面をエッチングし、自己析出反応の起点となる、などの効果を発揮する。
なかでも、少なくとも1種のZr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)およびフッ素元素を含む処理液が好ましい。
<Self-precipitation>
In the self-deposition reaction, a surface treatment layer is formed on the metal plate only by bringing a predetermined treatment solution into contact with the metal plate without requiring any external treatment such as electrolytic treatment.
The treatment liquid used includes at least one compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf, hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid, and these It is preferable to contain at least one acid component (e) selected from the group consisting of salts. The compound (d) containing the metal element (X) acts as a main component of the surface treatment layer. In addition, the acid component (e) exhibits effects such as dissolving the compound (d) containing the metal element (X), etching the surface of the metal material, and serving as a starting point for the self-deposition reaction.
Among these, a treatment liquid containing at least one metal element (X) and fluorine element selected from the group consisting of at least one kind of Zr, Ti, and Hf is preferable.

Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)としては、Zr、TiまたはHfを含有していれば特に限定されず、酸化物、水酸化物、錯化合物、無機酸、または有機酸の塩であってもよい。なかでも、有機錯化合物、フッ化物錯体、硫酸塩および硝酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。これら酸およびその塩類のアニオン成分は、化成処理後の洗浄工程で容易に除去でき、また仮に僅かに残留しても耐食性に対して悪影響を与えにくいため好ましい。
化合物(d)としては、例えば、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニウムアンモニウム、ジルコンフッ化水素酸、硫酸チタニル、乳酸とチタニウムアルコキシドとの反応物、チタンラウレート、チタンフッ化水素酸、乳酸ハフニウム、硝酸ハフニウム、フッ化ハフニウム、ハフニウムフッ化水素酸などが挙げられ、なかでもジルコンフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸、ハフニウムフッ化水素酸などが好ましい。
The compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf is not particularly limited as long as it contains Zr, Ti or Hf. Oxide, hydroxide , A complex compound, an inorganic acid, or a salt of an organic acid. Among these, at least one selected from the group consisting of organic complex compounds, fluoride complexes, sulfates and nitrates is preferable. These anionic components of acids and salts thereof are preferable because they can be easily removed in the washing step after the chemical conversion treatment, and even if they remain slightly, they do not adversely affect the corrosion resistance.
Examples of the compound (d) include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, ammonium zirconium carbonate, zircon hydrofluoric acid, titanyl sulfate, a reaction product of lactic acid and titanium alkoxide, titanium laurate, titanium hydrofluoric acid, hafnium lactate. Hafnium nitrate, hafnium fluoride, hafnium hydrofluoric acid, and the like. Among them, zircon hydrofluoric acid, titanium hydrofluoric acid, hafnium hydrofluoric acid, and the like are preferable.

処理液中における金属元素(X)を含む化合物(d)の含有量は、使用される金属板の種類などによって適宜最適な量が選択される。なかでも、処理液中での化合物(d)中のZr、TiおよびHf元素の合計含有量(濃度)が、0.01〜10g/Lであることが好ましく、0.05〜5g/Lであることがより好ましく、0.1〜1g/Lであることがさらに好ましい。0.01g/L以上であると、表面処理層の形成速度がより迅速になるので、工業的に利用する上で好ましい。また、10g/L以下であると、処理液中において化合物(d)の溶解安定性をより容易に保つことができるので好ましい。   The content of the compound (d) containing the metal element (X) in the treatment liquid is appropriately selected depending on the type of metal plate used. Especially, it is preferable that the total content (concentration) of Zr, Ti, and Hf element in the compound (d) in the treatment liquid is 0.01 to 10 g / L, and 0.05 to 5 g / L. More preferably, it is more preferably 0.1-1 g / L. When it is 0.01 g / L or more, the formation rate of the surface treatment layer becomes faster, which is preferable for industrial use. Moreover, it is preferable that it is 10 g / L or less since the dissolution stability of the compound (d) can be more easily maintained in the treatment liquid.

処理液中におけるフッ化水素酸、硝酸、硫酸およびこれらの塩としては、例えば、フッ化水素酸(HF)、ジルコンフッ化水素酸(HZrF)、チタンフッ化水素酸(HTiF)またはハフニウムフッ化水素酸(HHfF)等のフッ化物錯体による酸、さらには硝酸、硫酸またはそれらの塩等が挙げられる。 Examples of hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid, and salts thereof in the treatment liquid include hydrofluoric acid (HF), zircon hydrofluoric acid (H 2 ZrF 6 ), and titanium hydrofluoric acid (H 2 TiF 6 ). or hafnium hydrofluoric acid (H 2 HfF 6) acid by a fluoride complex such as news nitric acid, such as sulfuric acid or a salt thereof.

処理液中におけるフッ化水素酸、硝酸、硫酸およびこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1つの酸成分(e)の含有量は、使用される金属板の種類によって適宜最適な量が選択される。
なかでも、処理液中における酸成分(e)の含有量(濃度)は、0.005〜20g/Lであることが好ましく、0.02〜10g/Lであることがより好ましい。0.005g/L以上であると、金属板の表面に対する十分なエッチング能を期待できる。20g/L以下であると、エッチング能力が適切となり、均一な表面処理層を析出させることができる。
The content of at least one acid component (e) selected from the group consisting of hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid and salts thereof in the treatment liquid is appropriately selected depending on the type of metal plate used. The
Especially, it is preferable that it is 0.005-20 g / L, and, as for content (concentration) of the acid component (e) in a process liquid, it is more preferable that it is 0.02-10 g / L. When it is 0.005 g / L or more, sufficient etching ability for the surface of the metal plate can be expected. When it is 20 g / L or less, the etching ability becomes appropriate, and a uniform surface treatment layer can be deposited.

処理液に使用される溶媒としては、特に限定されないが、環境保護の観点から、水が好ましい。なお、処理液中に、有機溶媒(例えば、アルコール、グリコール、グリセリン、アセトン)を含有していてもよい。   Although it does not specifically limit as a solvent used for a process liquid, From a viewpoint of environmental protection, water is preferable. In addition, the processing liquid may contain an organic solvent (for example, alcohol, glycol, glycerin, acetone).

処理液のpHは特に限定されないが、酸性条件が好ましく、具体的には、pHが2.0〜6.0が好ましく、2.5〜4.5がより好ましい。上記範囲内であれば、金属元素(X)の析出性がより向上する。   The pH of the treatment liquid is not particularly limited, but acidic conditions are preferable. Specifically, the pH is preferably 2.0 to 6.0, and more preferably 2.5 to 4.5. If it is in the said range, the precipitation property of metal element (X) will improve more.

自己析出(態様1)に使用される処理液は、さらに、Fe、Mn、Ni、Co、Ag、Mg、Al、Zn、CuおよびCeからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む化合物(f)を、少なくとも1種含有することが好ましい。化合物(f)は、自己析出反応を促進する。化合物(f)は、酸化物、水酸化物、錯化合物、無機酸、または有機酸の塩であってもよい。なかでも、有機錯化合物、フッ化物錯体、硫酸塩および硝酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
化合物(f)としては、例えば、過マンガン酸、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、硝酸マンガン、硫酸マンガン、フッ化マンガン、炭酸マンガン、酢酸マンガン、硝酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、酢酸セリウム(III)、酢酸セリウム(IV)、硝酸セリウム(III)、硝酸セリウム(IV)、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、フッ化ニッケル、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、塩化コバルト、硫酸コバルト、硝酸コバルト、フッ化コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルト、塩化銀、硫酸銀、硝酸銀、フッ化銀、酸化銀、水酸化銀、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、フッ化亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛などが挙げられる。
The treatment liquid used for self-deposition (Aspect 1) further includes a compound (f) containing at least one element selected from the group consisting of Fe, Mn, Ni, Co, Ag, Mg, Al, Zn, Cu, and Ce. ) Is preferably contained. Compound (f) promotes the autodeposition reaction. Compound (f) may be an oxide, hydroxide, complex compound, inorganic acid, or salt of an organic acid. Among these, at least one selected from the group consisting of organic complex compounds, fluoride complexes, sulfates and nitrates is preferable.
Examples of the compound (f) include permanganic acid, potassium permanganate, sodium permanganate, manganese nitrate, manganese sulfate, manganese fluoride, manganese carbonate, manganese acetate, magnesium nitrate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, sulfuric acid. Magnesium, magnesium acetate, aluminum nitrate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum acetate, cerium (III) acetate, cerium (IV) acetate, cerium (III) nitrate, cerium (IV) nitrate, nickel chloride, nickel sulfate , Nickel nitrate, nickel fluoride, nickel oxide, nickel hydroxide, cobalt chloride, cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt fluoride, cobalt oxide, cobalt hydroxide, silver chloride, silver sulfate, silver nitrate, silver fluoride, silver oxide, Silver hydroxide, zinc chloride, sulfuric acid Examples include zinc, zinc nitrate, zinc fluoride, zinc oxide, and zinc hydroxide.

さらに、自己析出(態様1)の処理液の条件としては、処理液中の遊離フッ素イオン濃度が1〜30mg/Lで、化合物(f)中のFe、Mn、Ni、Co、Ag、Mg、Al、Zn、CuおよびCeの元素の合計質量濃度Fと、化合物(d)中のZr、TiおよびHfの金属元素(X)の合計質量濃度Dとの比(F/D)が1〜200で、処理液のpHが2.0以上であり、さらに、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
式(1) pH≦−0.02×(F/D)+6
処理液がこれらの条件をすべて満たすときに、極めて短時間で、諸性能の優れた皮膜を形成できる。
Furthermore, the conditions of the treatment liquid for self-deposition (Aspect 1) include a free fluorine ion concentration of 1 to 30 mg / L in the treatment liquid, and Fe, Mn, Ni, Co, Ag, Mg, The ratio (F / D) of the total mass concentration F of the elements Al, Zn, Cu and Ce to the total mass concentration D of the metal elements (X) of Zr, Ti and Hf in the compound (d) is 1 to 200. And it is preferable that pH of a process liquid is 2.0 or more, and also satisfy | fills the following formula | equation (1).
Formula (1) pH ≦ −0.02 × (F / D) +6
When the treatment liquid satisfies all of these conditions, a film having excellent performance can be formed in an extremely short time.

ここで、遊離フッ素イオン濃度は、化合物(f)中の元素の添加量(つまり、合計質量濃度F)を調整することで1〜30mg/Lに調整することができる。
また、この自己析出用(態様1)の処理液のpHは、酸成分(e)の含有量およびアルカリ性物質の添加によって調整することができる。このアルカリ性物質は限定されず、処理液の性能を大きく劣化させずにpHを調整することができるものであればよい。このようなアルカリ性物質として、アンモニア、炭酸ナトリウム、有機アミン類(ジエタノールアミン、トリエチルアミン等)、無機水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)を好ましく例示することができる。
Here, the free fluorine ion concentration can be adjusted to 1 to 30 mg / L by adjusting the addition amount of the element in the compound (f) (that is, the total mass concentration F).
Further, the pH of the treatment liquid for self-deposition (Aspect 1) can be adjusted by the content of the acid component (e) and the addition of an alkaline substance. The alkaline substance is not limited as long as it can adjust the pH without greatly degrading the performance of the treatment liquid. Preferred examples of such an alkaline substance include ammonia, sodium carbonate, organic amines (diethanolamine, triethylamine, etc.) and inorganic hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.).

<自己析出:処理条件>
自己析出反応における、上記処理液と金属板との接触方法としては、特に限定されず、スプレー塗布法、ロール塗布法、浸漬法など公知の方法を使用することができる。なかでも、スプレー塗布法が好ましい。
接触条件(接触時間、処理液温度など)は、使用される処理液の種類により適宜最適な条件が選択される。なかでも、0.5〜20秒間であることが好ましく、1〜10秒間であることがより好ましい。この接触時間が短すぎると、処理液と金属板の表面が十分に反応せず、耐食性の優れた表面処理層が得られない場合がある。また、この接触時間が長すぎると、得られる表面処理層の性能向上は見られないうえ、ラインにおける操業効率の点からも好ましくない。
<Self-deposition: treatment conditions>
The contact method between the treatment liquid and the metal plate in the self-deposition reaction is not particularly limited, and a known method such as a spray coating method, a roll coating method, or a dipping method can be used. Of these, the spray coating method is preferable.
As the contact conditions (contact time, treatment liquid temperature, etc.), optimum conditions are appropriately selected depending on the type of treatment liquid used. Especially, it is preferable that it is 0.5 to 20 seconds, and it is more preferable that it is 1 to 10 seconds. If the contact time is too short, the surface of the treatment liquid and the metal plate may not sufficiently react, and a surface treatment layer with excellent corrosion resistance may not be obtained. Moreover, when this contact time is too long, the performance improvement of the surface treatment layer obtained is not seen, and it is not preferable also from the point of the operation efficiency in a line.

ここでスプレー塗布法による場合は、0.2〜5秒の間隔をおいて2回以上の間欠スプレーを施すことにより表面処理層の形成効率(析出効率)が高まる傾向がある。この場合、処理液が発泡し問題を生ずる場合には、処理液に消泡剤を添加することが好ましい。この消泡剤の種類には特に限定はなく、後の塗料密着性を損なうようなものでなければ公知のものを用いることができる。   Here, in the case of the spray coating method, there is a tendency that the formation efficiency (precipitation efficiency) of the surface treatment layer is increased by performing intermittent spraying twice or more at intervals of 0.2 to 5 seconds. In this case, when the treatment liquid foams and causes a problem, it is preferable to add an antifoaming agent to the treatment liquid. The type of the antifoaming agent is not particularly limited, and a known one can be used as long as it does not impair the later paint adhesion.

なお、処理液と金属板との接触時間とは、例えば、浸漬法による場合であれば、金属板が処理液に浸漬している時間を意味する。また、スプレー法による場合であれば、処理液を金属板の表面にスプレーで吹付けている時間を意味する。   Note that the contact time between the treatment liquid and the metal plate means, for example, the time during which the metal plate is immersed in the treatment liquid in the case of an immersion method. In the case of the spray method, it means the time during which the treatment liquid is sprayed on the surface of the metal plate.

処理液の温度は、特に限定されないが、5〜60℃が好ましく、15〜40℃がより好ましい。上記範囲内であれば、適切な反応速度を保持しつつ、エネルギー効率が高まり、コストデメリットが生じ難い。   Although the temperature of a process liquid is not specifically limited, 5-60 degreeC is preferable and 15-40 degreeC is more preferable. If it is in the said range, energy efficiency will increase, maintaining a suitable reaction rate, and a cost demerit will not arise easily.

<電解析出>
電解析出反応においては、所定の処理液をカソードとした金属板と接触させ、アノードとの間で通電することで、金属板表面上に表面処理層が形成される。
電解析出において使用される処理液としては、少なくとも1種のZr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)と、フッ化水素酸、硝酸、硫酸、りん酸およびこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1つである酸成分(g)とを含有することが好ましい。化合物(d)は、表面処理層の主成分の供給源として作用する。酸成分(g)は、化合物(d)を溶解させる、処理液の導電性を上げる、などの効果を発揮する。
なかでも、少なくとも1種のZr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)およびフッ素元素を含む処理液が好ましい。
<Electrolytic deposition>
In the electrolytic deposition reaction, a surface treatment layer is formed on the surface of the metal plate by bringing a predetermined treatment solution into contact with the metal plate using the cathode and energizing the anode.
The treatment liquid used in the electrolytic deposition includes at least one compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf, hydrofluoric acid, nitric acid, It is preferable to contain at least one acid component (g) selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid and salts thereof. The compound (d) acts as a supply source of the main component of the surface treatment layer. The acid component (g) exhibits effects such as dissolving the compound (d) and increasing the conductivity of the treatment liquid.
Among these, a treatment liquid containing at least one metal element (X) and fluorine element selected from the group consisting of at least one kind of Zr, Ti, and Hf is preferable.

電解析出で使用される化合物(d)は、上述した自己析出の処理液で使用される化合物と同義である。
処理液中における金属元素(X)を含む化合物(d)の含有量(濃度)は、使用される金属板などの種類によって適宜最適な量が選択される。好ましい含有量は、上述した自己析出の際に使用される処理液中の金属元素(X)の含有量と同じである。
The compound (d) used in the electrolytic deposition is synonymous with the compound used in the above-described autodeposition treatment solution.
As the content (concentration) of the compound (d) containing the metal element (X) in the treatment liquid, an optimal amount is appropriately selected depending on the type of the metal plate used. A preferable content is the same as the content of the metal element (X) in the treatment liquid used in the above-described self-precipitation.

酸成分(g)としては、上述の酸成分(e)で列挙した例示成分や、りん酸などが挙げられる。これらは、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
処理液中における酸成分(g)の合計含有量(濃度)は、5〜30g/Lであることが好ましく、10〜25g/Lであることがより好ましい。5g/L以上であると、金属板の表面に対する十分なエッチング能を期待できる。30g/L以下であると、エッチング能力が適切となり、均一な表面処理層を析出させることができる。
Examples of the acid component (g) include the exemplified components listed in the above acid component (e) and phosphoric acid. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
The total content (concentration) of the acid component (g) in the treatment liquid is preferably 5 to 30 g / L, and more preferably 10 to 25 g / L. When it is 5 g / L or more, sufficient etching ability for the surface of the metal plate can be expected. When it is 30 g / L or less, the etching ability becomes appropriate, and a uniform surface treatment layer can be deposited.

処理液に使用される溶媒としては、特に限定されないが、環境保護の観点から、水が好ましい。なお、処理液中に、有機溶媒(例えば、アルコール、グリコール、グリセリン、アセトン)を含有していてもよい。   Although it does not specifically limit as a solvent used for a process liquid, From a viewpoint of environmental protection, water is preferable. In addition, the processing liquid may contain an organic solvent (for example, alcohol, glycol, glycerin, acetone).

処理液のpHは特に限定されないが、酸性条件が好ましく、具体的には、pHが2.0〜6.0が好ましく、2.5〜4.5がより好ましい。上記範囲内であれば、金属元素(X)の析出性がより向上する。   The pH of the treatment liquid is not particularly limited, but acidic conditions are preferable. Specifically, the pH is preferably 2.0 to 6.0, and more preferably 2.5 to 4.5. If it is in the said range, the precipitation property of metal element (X) will improve more.

電解析出で使用される処理液としては、処理液中の遊離フッ素イオン濃度が1〜30mg/Lで、処理液のpHが2.0以上であることが好ましい。   The treatment liquid used in the electrolytic deposition preferably has a free fluorine ion concentration of 1 to 30 mg / L in the treatment liquid and a pH of the treatment liquid of 2.0 or more.

電解析出における処理液の温度は、特に限定されないが、5〜60℃が好ましく、15〜40がより好ましい。上記範囲内であれば、適切な反応速度を保持しつつ、エネルギー効率が高まり、コストデメリットが生じ難い。   Although the temperature of the process liquid in electrolytic deposition is not specifically limited, 5-60 degreeC is preferable and 15-40 are more preferable. If it is in the said range, energy efficiency will increase, maintaining a suitable reaction rate, and a cost demerit will not arise easily.

<電解析出:処理条件>
電解析出の方法としては、特に限定されず、公知の電解法を適用することができる。
電解条件においては、対極(陽極)としてステンレスかPb系合金を用い、温度を常温〜40℃、電流密度を0.5〜30A/dm(より好ましくは、1〜10A/dm)とすることが好ましい。
電解時間は、目的とする化合物(d)に含まれる金属元素(X)の必要量に応じて設定されるが、この電解処理により形成される表面処理層14中での金属元素(X)の合計付着量が2〜50mg/mとなるためには、例えば、3A/dmの電流密度で0.5〜3秒間程度処理することが好ましい。
<Electrolytic deposition: treatment conditions>
The method for electrolytic deposition is not particularly limited, and a known electrolytic method can be applied.
Under the electrolysis conditions, stainless steel or a Pb-based alloy is used as the counter electrode (anode), the temperature is normal temperature to 40 ° C., and the current density is 0.5 to 30 A / dm 2 (more preferably 1 to 10 A / dm 2 ). It is preferable.
The electrolysis time is set according to the required amount of the metal element (X) contained in the target compound (d). The electrolysis time of the metal element (X) in the surface treatment layer 14 formed by this electrolysis treatment is set. In order for the total adhesion amount to be 2 to 50 mg / m 2 , for example, it is preferable to perform the treatment at a current density of 3 A / dm 2 for about 0.5 to 3 seconds.

上述した自己析出反応および電解析出反応は、一方のみを実施してもよいし、交互に実施してもよい。また、複数回実施してもよい。   Only one of the autodeposition reaction and the electrolytic deposition reaction described above may be performed, or may be performed alternately. Moreover, you may implement several times.

<洗浄工程>
表面処理層形成工程の後に、必要に応じて、表面処理層を有する金属板を水洗いし、乾燥する工程(洗浄工程)を実施してもよい。
水洗の方法は特定に限定されないが、例えば公知の浸漬法、およびスプレー法により行うことができる。水洗温度(水洗水の温度)は特に限定されず通常適用される温度でよいが、5〜60℃であることが好ましく、15〜40℃であることがより好ましい。このような温度であると、洗浄効率がより高まる。
水洗に使用する水洗水は、ドレン水、工業用水、市水、または脱イオン水を好適に用いることができる。
また、洗浄時間も特に限定されないが、例えば、浸漬法またはスプレー法の場合は、0.1〜10秒であることが好ましく、1〜5秒であることがより好ましい。水洗時間が短すぎると、表面処理層の表面に残存する余剰の処理液成分の除去が十分に行われず、耐食性に優れた表面処理層を得られないことがある。また、水洗時間が長すぎても、得られる表面処理層の性能向上は見られないうえ、ラインにおける操業効率の点からも好ましくない。
<Washing process>
After the surface treatment layer forming step, if necessary, a step (washing step) of washing and drying the metal plate having the surface treatment layer may be performed.
Although the method of washing with water is not particularly limited, it can be performed, for example, by a known dipping method or spray method. The washing temperature (the temperature of the washing water) is not particularly limited and may be a commonly applied temperature, but is preferably 5 to 60 ° C, and more preferably 15 to 40 ° C. At such a temperature, the cleaning efficiency is further increased.
As washing water used for washing, drain water, industrial water, city water, or deionized water can be preferably used.
Also, the washing time is not particularly limited. For example, in the case of the dipping method or the spray method, it is preferably 0.1 to 10 seconds, and more preferably 1 to 5 seconds. If the washing time is too short, the excess treatment liquid component remaining on the surface of the surface treatment layer is not sufficiently removed, and a surface treatment layer having excellent corrosion resistance may not be obtained. Further, even if the washing time is too long, the performance of the obtained surface treatment layer is not improved, and it is not preferable from the viewpoint of operation efficiency in the line.

なお、この洗浄時間とは、例えば、浸漬法による場合であれば、金属板が水洗水に浸漬している時間を意味する。また、スプレー法による場合であれば、水洗水を金属板の表面にスプレーで吹付けている時間を意味する。   In addition, this washing | cleaning time means the time when the metal plate is immersed in washing water, for example, when it is a case of the immersion method. Moreover, in the case of the spray method, it means the time during which flush water is sprayed on the surface of the metal plate.

このような水洗をした後は、その表面を乾燥させることが好ましい。付着水の除去だけ行う場合は、風乾、またはエアーブロー等の物理的除去でも構わない。形成した表面処理層を金属板の表面に強固に密着させ、また化学的にも安定な状態にするためには、加熱乾燥処理が効果的である。その場合の加熱条件は、表面処理層を形成した金属板の表面の最高到達温度(PMT)が30〜250℃となるように加熱乾燥処理することが好ましく、40〜150℃とするのがより好ましい。   After such washing with water, the surface is preferably dried. When only the adhered water is removed, physical removal such as air drying or air blowing may be performed. Heat-drying treatment is effective for bringing the formed surface treatment layer into close contact with the surface of the metal plate and making it chemically stable. In this case, the heating condition is preferably heat drying so that the maximum temperature (PMT) of the surface of the metal plate on which the surface treatment layer is formed is 30 to 250 ° C, more preferably 40 to 150 ° C. preferable.

<無機皮膜層形成工程>
本発明の無機皮膜層形成工程は、表面処理層形成工程後、Zr(ジルコニウム元素)、Ti(チタン元素)およびSi(ケイ素元素)からなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を表面処理層上に塗布して、無機皮膜層を形成する工程である。
なお、無機系表面処理剤の構成成分としては、Zr、Ti、およびSiの少なくとも1つの元素を含み、実質的にフッ素元素を含まないことが好ましい。
<Inorganic coating layer forming process>
The inorganic coating layer forming step of the present invention contains at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr (zirconium element), Ti (titanium element) and Si (silicon element) after the surface treatment layer forming step. In this step, an inorganic surface treatment agent containing at least one compound is applied onto the surface treatment layer to form an inorganic coating layer.
In addition, as a structural component of an inorganic type surface treating agent, it is preferable that it contains at least one element of Zr, Ti, and Si, and does not contain a fluorine element substantially.

元素(Y)を含有する化合物としては、Zr、Ti、およびSiの少なくとも1つの金属元素を含有してれば、特に限定されない。例えば、それらの金属元素を含む、酸化物、水酸化物、錯化合物、無機酸、または有機酸の塩などである。なかでも、得られる化成処理金属板の諸特性がより優れる点で、Zr、Siを含有する化合物が好ましく、Zrを含有する化合物がより好ましい。   The compound containing the element (Y) is not particularly limited as long as it contains at least one metal element of Zr, Ti, and Si. For example, oxides, hydroxides, complex compounds, inorganic acids, or salts of organic acids containing these metal elements. Especially, the compound containing Zr and Si is preferable at the point which the various characteristics of the chemical conversion treatment metal plate obtained are more excellent, and the compound containing Zr is more preferable.

Zrを含有する化合物としては、例えば、酸化ジルコニウム、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、ジルコニウムアセテートなどが好ましく挙げられる。
Tiを含有する化合物としては、例えば、酸化チタン、硫酸チタニル、チタンラクテート、ジイソプロポキシチタニウムビスアセチルアセトン、乳酸とチタニウムアルコキシドとの反応物などが好ましく挙げられる。
Siを含有する化合物としては、コロイダルシリカや気相シリカなどのシリカ、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、モノメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなどのアルコキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、および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などのエポキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、および3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランなどのビニル基含有シランなどが好ましく挙げられる。
Preferred examples of the compound containing Zr include zirconium oxide, zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, zirconyl ammonium carbonate, and zirconium acetate.
Preferred examples of the compound containing Ti include titanium oxide, titanyl sulfate, titanium lactate, diisopropoxytitanium bisacetylacetone, and a reaction product of lactic acid and titanium alkoxide.
Examples of the compound containing Si include silica such as colloidal silica and vapor phase silica, alkoxysilane such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, monomethyltrimethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3 -Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and epoxysilanes such as 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (amino Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and aminosilanes such as 3-aminopropyltriethoxysilane, mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 3-isocyanatopropyltrimethoxy. Silane, isocyanate silane such as 3-isocyanate propyl triethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyl group-containing silane such as p- styryl trimethoxysilane preferred.

無機系表面処理剤中における上記元素(Y)を含有する化合物の含有量は、特に制限されないが、取り扱いやすさの点から、処理剤全量に対して、2〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましい。   Although content in particular of the compound containing the said element (Y) in an inorganic type surface treating agent is not restrict | limited, 2-20 mass% is preferable with respect to the processing agent whole quantity from the point of the ease of handling, 15 mass% is more preferable.

無機系表面処理剤に使用される溶媒としては、主成分として水が使用される。なお、処理剤は、有機溶媒(例えば、アルコール、グリコール、グリセリン)を含有していてもよい。   As a solvent used for the inorganic surface treatment agent, water is used as a main component. In addition, the processing agent may contain an organic solvent (for example, alcohol, glycol, glycerin).

無機系表面処理剤のpHは特に限定されないが、アルカリ性が好ましく、具体的には7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。上記範囲内であれば、無機系表面処理剤の安定性がより向上する。   The pH of the inorganic surface treatment agent is not particularly limited, but is preferably alkaline, specifically 7 to 12, and more preferably 8 to 11. If it is in the said range, stability of an inorganic type surface treating agent will improve more.

<その他添加剤>
無機系表面処理剤は、さらに、V、Mo、Ce、WおよびMnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物(A)を含有することが好ましい。これらの成分は、無機皮膜層による耐食性の底上げに効果がある。
<Other additives>
The inorganic surface treatment agent preferably further contains a compound (A) containing at least one metal element selected from the group consisting of V, Mo, Ce, W and Mn. These components are effective in raising the corrosion resistance by the inorganic coating layer.

化合物(A)としてVを含有する物は、特に限定されないが、例えば、バナジウムの酸化数が5価、4価、3価または2価のバナジウム化合物である。より具体的には、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等の酸化数5価のバナジウム化合物、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、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、硫酸バナジウム、二塩化バナジウム、酸化バナジウム等の酸化数2〜4価のバナジウム化合物などから選ばれる少なくとも1種である。   Although the thing containing V as a compound (A) is not specifically limited, For example, the oxidation number of vanadium is a pentavalent, tetravalent, trivalent, or bivalent vanadium compound. More specifically, vanadium pentoxide, metavanadate, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxide trivalent vanadium compounds such as vanadium trioxide, vanadium trioxide, vanadium dioxide, vanadium oxysulfate, vanadium oxyacetylacetate And vanadium acetylacetonate, vanadium trichloride, phosphovanadomolybdic acid, vanadium sulfate, vanadium dichloride, vanadium oxide and the like.

さらに、Vを含有する化合物(A)としては、酸化数5価のバナジウムイオンの全バナジウムに対する割合(V5+/V)(式中、V5+およびVは、それぞれ酸化数5価のバナジウム質量、および、全バナジウム質量を表す)が0〜0.6であることが好ましく、0〜0.4であることがより好ましく、0〜0.2であることがより一層好ましく、0〜0.1であることがもっとも好ましい。上記割合が0.6を超える場合には、処理剤中でのバナジウム化合物の安定性が一般に悪くなる他、形成される皮膜の耐食性、耐アルカリ性が低下してくる。本発明のバナジウム化合物(A)としては、酸化数4価以下(通常2〜4価)のバナジウム化合物を含有していることが最も好ましい。   Further, as the compound (A) containing V, the ratio of the pentavalent oxide vanadium ion to the total vanadium (V5 + / V) (where V5 + and V are the mass of the pentavalent oxide vanadium, and The total vanadium mass) is preferably from 0 to 0.6, more preferably from 0 to 0.4, even more preferably from 0 to 0.2, and from 0 to 0.1. Most preferred. When the ratio exceeds 0.6, the stability of the vanadium compound in the treatment agent is generally deteriorated, and the corrosion resistance and alkali resistance of the formed film are lowered. The vanadium compound (A) of the present invention most preferably contains a vanadium compound having an oxidation number of 4 or less (usually 2 to 4).

Moを含有する化合物(A)としては、特に限定されないが、モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブドリン酸化合物(例えば、モリブドリン酸アンモニウム、モリブドリン酸ナトリウム)などが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound (A) containing Mo, Molybdic acid, ammonium molybdate, sodium molybdate, a molybdophosphoric acid compound (For example, ammonium molybdate, sodium molybdophosphate) etc. are mentioned.

Ceを含有する化合物(A)としては、特に限定されないが、酢酸セリウム[Ce(CHCO]、硝酸セリウム、塩化セリウムなどが挙げられる。 The compound (A) containing Ce is not particularly limited, and examples thereof include cerium acetate [Ce (CH 3 CO 2 ) 3 ], cerium nitrate, and cerium chloride.

Mnを含有する化合物(A)としては、特に限定されないが、過マンガン酸、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、りん酸二水素マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン、フッ化マンガン、炭酸マンガン、酢酸マンガンなどが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a compound (A) containing Mn, Permanganic acid, potassium permanganate, sodium permanganate, manganese dihydrogen phosphate, manganese nitrate, manganese sulfate, manganese fluoride, manganese carbonate, acetic acid Manganese etc. are mentioned.

無機系表面処理剤中における化合物(A)の含有量は、特に制限されないが、得られる化成処理金属板の耐食性がより向上する点から、処理剤中の固形分全量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。なお、固形分とは、処理剤中で溶媒(例えば、水)を除いた無機皮膜層を構成する成分をさす。   Although content in particular of a compound (A) in an inorganic type surface treating agent is not restrict | limited, From the point which the corrosion resistance of the chemical conversion treatment metal plate obtained improves more, it is 0.5 with respect to the solid content whole quantity in a processing agent. -20 mass% is preferable, and 1-10 mass% is more preferable. In addition, solid content refers to the component which comprises the inorganic membrane | film | coat layer except a solvent (for example, water) in a processing agent.

さらに、無機系表面処理剤は、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、リン酸基およ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(B)を含有することが好ましい。これらの成分は、無機皮膜層による耐食性の底上げに効果がある。
有機化合物(B)としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ジピバロイルメタン、3−メチルペンタンジオン等のカルボニル化合物、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、アスコルビン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ピリジン、イミダゾール、ピロール、モルホリン、ピペラジン等のアミン化合物、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオンアミド、N−メチルプロピオンアミド等の酸アミド化合物、グリシン、アラニン、プロリン、グルタミン酸等のアミノ酸類、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)、フィチン酸等の有機リン酸、グルコース、マンノース、ガラクトース等の単糖類、麦芽糖、ショ糖等のオリゴ糖類、デンプン、セルロース等の天然多糖類、タンニン酸、フミン酸、リグニンスルホン酸、ポリフェノール等の芳香族化合物、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、水溶性ナイロン等の合成高分子等が挙げられる。これらの有機化合物の中で、上記官能基から選ばれる少なくとも1種を1分子内に2個以上含む有機化合物が好ましく、さらには上記官能基として水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、リン酸基およびホスホン酸基から選ばれる少なくとも1種を1分子内に2個以上含む有機化合物がより好ましい。
Further, the inorganic surface treatment agent is 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. It is preferable to contain (B). These components are effective in raising the corrosion resistance by the inorganic coating layer.
The organic compound (B) is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, formaldehyde, acetaldehyde, furfural, acetylacetone, ethyl acetoacetate, dipivaloylmethane, 3-methylpentanedione, etc. Carbonyl compounds, organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid, ascorbic acid, gluconic acid, citric acid and malic acid, amine compounds such as triethylamine, triethanolamine, ethylenediamine, pyridine, imidazole, pyrrole, morpholine and piperazine Acid amide compounds such as formamide, acetamide, propionamide, N-methylpropionamide, amino acids such as glycine, alanine, proline, glutamic acid, aminotri (meth Phosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1'-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), organic phosphoric acid such as phytic acid, monosaccharides such as glucose, mannose and galactose, oligosaccharides such as maltose and sucrose Synthesis of natural polysaccharides such as saccharides, starch, cellulose, aromatic compounds such as tannic acid, humic acid, lignin sulfonic acid, polyphenol, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyethyleneimine, water-soluble nylon, etc. Examples thereof include polymers. Among these organic compounds, an organic compound containing two or more of at least one selected from the above functional groups in a molecule is preferable, and further, the above functional groups include a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a phosphate group, and a phosphone. An organic compound containing at least two selected from acid groups in one molecule is more preferable.

無機系表面処理剤中における有機化合物(B)の含有量は、特に制限されないが、得られる化成処理金属板の耐食性がより向上する点から、処理剤中の固形分全量に対して、0.5〜20質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましい。なお、固形分とは、処理剤中で溶媒(例えば、水)を除いた無機皮膜層を構成する成分をさす。   Although content in particular of the organic compound (B) in an inorganic type surface treating agent is not restrict | limited, From the point which the corrosion resistance of the chemical conversion treatment metal plate obtained improves more, it is 0. 5-20 mass% is preferable and 1-10 mass% is more preferable. In addition, solid content refers to the component which comprises the inorganic membrane | film | coat layer except a solvent (for example, water) in a processing agent.

<処理条件>
無機皮膜層は、上述した表面処理層形成工程後、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を表面処理層上に塗布し、必要に応じて乾燥して、形成される。
塗布の方法としては、特に制限されず、スピンコーティング法、ロールコート法、浸漬法、スプレー塗布法、などが挙げられる。
塗膜を形成後、必要に応じて、塗膜を水洗してもよい。
工業的実用的皮膜形成のために、塗布後の塗膜を加熱乾燥することが好ましい。この場合、乾燥温度は、到達板温として30〜300℃が好ましく、40〜250℃がより好ましく、60〜200℃が特に好ましい。乾燥時間に関しては、到達板温が上記条件を満たしていれば特に制限されない。
<Processing conditions>
The inorganic coating layer is a surface treatment layer containing an inorganic surface treatment agent containing at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si after the surface treatment layer forming step described above. It is formed by coating on top and drying as necessary.
The application method is not particularly limited, and examples thereof include a spin coating method, a roll coating method, a dipping method, and a spray coating method.
After forming the coating film, the coating film may be washed with water as necessary.
In order to form an industrially practical film, it is preferable to heat-dry the coated film after coating. In this case, the drying temperature is preferably 30 to 300 ° C., more preferably 40 to 250 ° C., and particularly preferably 60 to 200 ° C. as the ultimate plate temperature. The drying time is not particularly limited as long as the ultimate plate temperature satisfies the above conditions.

無機系表面処理剤の使用温度は、特に限定されず、処理剤中に含有される成分によって適宜最適な条件が選択される。   The use temperature of the inorganic surface treatment agent is not particularly limited, and optimum conditions are appropriately selected depending on the components contained in the treatment agent.

<用途>
本発明の化成処理金属板は、上述のように金属板上に表面処理層と無機皮膜層とが積層した構造を備える。このような構成の化成処理金属板は、優れた耐食性、塗膜密着性、サイクル耐食性、耐熱性を示す。このような種々の特性をバランスよく備える金属板は、従来提供されておらず、本発明の化成処理金属板は種々の用途に適用することができる。例えば、家電、建材、自動車用鋼板などが挙げられる。
<Application>
The chemical conversion treatment metal plate of this invention is equipped with the structure where the surface treatment layer and the inorganic membrane | film | coat layer were laminated | stacked on the metal plate as mentioned above. The chemical conversion treatment metal plate having such a configuration exhibits excellent corrosion resistance, coating film adhesion, cycle corrosion resistance, and heat resistance. A metal plate having such various characteristics in a well-balanced manner has not been provided conventionally, and the chemical conversion-treated metal plate of the present invention can be applied to various uses. For example, household appliances, building materials, automobile steel plates, and the like can be given.

また、本発明の化成処理金属板に、プライマーを塗布し乾燥後、トップコート塗料を塗布し乾燥することで、塗装板としても使用することができる。プライマーは、樹脂を含有し、必要に応じて着色顔料や防錆顔料などを含有していてもよい。
樹脂としては、水系、溶剤系、粉体系などのいずれの形態のものでもよい。
着色顔料としては、酸化チタンやカーボンブラックなどの無機顔料や、アゾ系顔料といった有機顔料など公知の着色顔料を用いることができる。
防錆顔料としては、ストロンチウムクロメート、ジンクロメートなどのクロメート系防錆顔料、りん酸亜鉛などのりん酸系防錆顔料、モリブデン酸カルシウムなどのモリブデン酸系防錆顔料、水分散性シリカなどの微粒シリカなども用いることができる。
ただし、クロメート系防錆顔料は環境上有毒であるため使用しないことが望ましい。
また、消泡剤、分散補助剤、または、塗料粘度を下げるための希釈剤などの添加剤を適宜配合してもよい。
また、ここでトップコート塗料としては、特に限定されず、公知の塗装用トップコートを使用することができる。例えば、樹脂を含有し、必要に応じてさらに着色顔料や防錆顔料などを含有することができる。樹脂、着色顔料および防錆顔料、ならびに添加物としては、上記プライマーで使用したものと同様のものを用いることができる。
Moreover, it can be used also as a coating board by apply | coating a primer to the chemical conversion treatment metal plate of this invention, drying, and then apply | coating and drying a topcoat paint. The primer contains a resin and may contain a color pigment, a rust preventive pigment, or the like as necessary.
The resin may be in any form such as aqueous, solvent-based, and powder-based.
As the coloring pigment, known coloring pigments such as inorganic pigments such as titanium oxide and carbon black, and organic pigments such as azo pigments can be used.
Antirust pigments include chromate rust preventive pigments such as strontium chromate and zinc chromate, phosphate rust preventive pigments such as zinc phosphate, molybdate rust preventive pigments such as calcium molybdate, and fine particles such as water-dispersible silica. Silica and the like can also be used.
However, it is desirable not to use chromate-based anticorrosive pigments because they are environmentally toxic.
Moreover, you may mix | blend additives, such as a defoamer, a dispersion adjuvant, or a diluent for reducing a coating-material viscosity suitably.
Moreover, it does not specifically limit as a topcoat paint here, A well-known topcoat for coating can be used. For example, it contains a resin, and may further contain a color pigment, a rust preventive pigment, or the like as necessary. As the resin, the color pigment, the rust preventive pigment, and the additive, those similar to those used in the primer can be used.

本発明の化成処理金属板は、表面処理層がこれまでに得られていない性能バランスを有し、薄膜の耐食性だけでなく、従来の無機単独皮膜では得られなかった密着性やサイクル耐食試験での耐食性、従来の樹脂系複層処理では得られなかった耐熱性を具備する。この理由は、以下のように推測されるが、本発明はかかる推測に縛られるものではない。
本発明では、金属板上に自己析出および/または電解処理によりZrやTiなどを含有する表面処理層が形成される。耐食性は、主にこの表面処理層が金属板材料表面に緻密に被覆することにより発現すると考えられる。この表面処理層は、酸やアルカリにも侵されず、曲げ加工にも追従し、優れた被覆性を有するが、極めて薄い被膜であるため腐食要因の物理的および時間的遮断能、いわゆるバリア性に関しては十分ではない。バリア性を付与するために表面処理層を厚くすると、表面が疎な表面処理層になるだけでなく、表面処理層内での凝集破壊による剥離などが生じやすくなる。このような性質を有する表面処理層に、上層として無機皮膜層を形成する複層処理を施すことにより、表面処理層にバリア性を付与できる。
The chemical conversion treatment metal plate of the present invention has a performance balance that the surface treatment layer has not been obtained so far, and not only the corrosion resistance of the thin film, but also the adhesion and cycle corrosion test that could not be obtained with the conventional inorganic single film. Corrosion resistance, and heat resistance not obtained by conventional resin-based multilayer processing. The reason is presumed as follows, but the present invention is not limited to such presumption.
In the present invention, a surface treatment layer containing Zr, Ti or the like is formed on a metal plate by autodeposition and / or electrolytic treatment. Corrosion resistance is considered to be manifested mainly by the surface treatment layer densely covering the surface of the metal plate material. This surface-treated layer is not attacked by acids and alkalis, and follows the bending process and has excellent coating properties. However, it is a very thin film, so it is capable of physically and temporally blocking corrosion factors, so-called barrier properties. Is not enough. If the surface treatment layer is made thick in order to impart barrier properties, not only a surface treatment layer with a sparse surface is formed but also peeling due to cohesive failure in the surface treatment layer is likely to occur. By subjecting the surface treatment layer having such properties to a multilayer treatment that forms an inorganic coating layer as an upper layer, barrier properties can be imparted to the surface treatment layer.

無機皮膜層は、水系の塗布型処理剤により形成されるため、成膜時に若干の水分が皮膜中に保持される。そのため、無機皮膜層中に水素結合が残存するため、共有結合性の強い化成皮膜よりもやや柔軟な皮膜となる。
一方で、表面処理層と無機皮膜層との層間密着が、樹脂層を使用する場合と比較して非常に強固となる。その理由としては、まず、無機皮膜層を構成する金属元素が、上述の表面処理層を構成する金属元素と同一のZrおよびTi、または、Zrと化学的性質が酷似したSiであり、表面処理層と無機皮膜層との膜の物理的性質が類似しているためと推測される。さらには、表面処理層と無機皮膜層とが共に、ZrやTiのオキソ結合やオール結合などによる高分子化成膜を主としているため、表面処理層と無機皮膜層との間で水素結合、共有結合が形成されやすいためと推測される。
このような特徴を有する無機系表面処理剤を用いることにより本発明の化成処理金属板が、従来の樹脂系表面処理金属板では得られなかった性能バランスを有するものと推測される。
特に、サイクル耐食性に関しては、本発明者らが検討を行ったところ、表面処理層または無機皮膜層の単層構造では十分な性能が出ないことが見出された。つまり、本発明に記載される表面処理層と無機皮膜層との積層構造をとることによって、初めて発揮される効果といえる。
Since the inorganic coating layer is formed of a water-based coating-type treatment agent, some moisture is retained in the coating during film formation. Therefore, since hydrogen bonds remain in the inorganic coating layer, the coating is slightly more flexible than the chemical conversion coating having strong covalent bonding.
On the other hand, the interlayer adhesion between the surface treatment layer and the inorganic coating layer becomes very strong as compared with the case where the resin layer is used. The reason is that the metal element constituting the inorganic coating layer is the same Zr and Ti as the metal element constituting the surface treatment layer described above, or Si having a chemical property very similar to Zr. This is presumably because the physical properties of the layer and the inorganic coating layer are similar. Furthermore, since both the surface treatment layer and the inorganic coating layer are mainly polymerized films such as oxo bonds or all bonds of Zr and Ti, hydrogen bonding and sharing between the surface treatment layer and the inorganic coating layer are possible. This is presumably because bonds are easily formed.
By using the inorganic surface treating agent having such characteristics, it is presumed that the chemical conversion-treated metal plate of the present invention has a performance balance that cannot be obtained by the conventional resin-based surface-treated metal plate.
In particular, when the present inventors examined the cycle corrosion resistance, it was found that a single layer structure of a surface treatment layer or an inorganic coating layer does not provide sufficient performance. That is, it can be said that the effect is exhibited for the first time by taking a laminated structure of the surface treatment layer and the inorganic coating layer described in the present invention.

以下に本発明の実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。試験板の調整、実施例および比較例について以下に説明する。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto. The adjustment of the test plate, examples and comparative examples will be described below.

(1)試験素材
以下の表1に示した市販の素材を用いた。
(1) Test material Commercially available materials shown in Table 1 below were used.

Figure 2010111898
Figure 2010111898

上記表1中、目付量はそれぞれの鋼板の主面上への目付量を示している。例えば、電気亜鉛めっき鋼板の場合は、20/20(g/m)であり、鋼板の両面のそれぞれに20g/mのめっきを有することを意味する。
なお、表1中、「態様1」とは自己析出により表面処理を形成するために使用する鋼板をさし、「態様2」とは電解析出により表面処理を形成するために使用する鋼板をさす。
In Table 1 above, the basis weight indicates the basis weight on the main surface of each steel plate. For example, in the case of an electrogalvanized steel sheet, it is 20/20 (g / m 2 ), which means that each surface of the steel sheet has a plating of 20 g / m 2 .
In Table 1, “Aspect 1” refers to a steel plate used for forming a surface treatment by self-deposition, and “Aspect 2” refers to a steel plate used for forming a surface treatment by electrolytic deposition. Sure.

(2)金属板の洗浄方法
上記の試験素材の表面(両面)を、水酸化ナトリウム系脱脂剤ファインクリーナーL4460(登録商標:日本パーカライジング株式会社製)を用いて処理し、表面に付着しているゴミや油を除去した。処理条件は、取扱説明書記載の標準濃度、温度40℃の条件で30秒スプレー処理した。処理後、試験素材を純水で30秒間水洗し、乾燥したものを試験板とした。
(2) Metal plate cleaning method The surface (both sides) of the above test material is treated with sodium hydroxide degreasing agent Fine Cleaner L4460 (registered trademark: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) and adhered to the surface. Removed dust and oil. The treatment conditions were spray treatment for 30 seconds under the conditions of standard concentration and temperature of 40 ° C. described in the instruction manual. After the treatment, the test material was washed with pure water for 30 seconds and dried to obtain a test plate.

(3−1)表面処理層の形成(態様1:自己析出)
脱脂処理を行った表1に示す試験板(態様1)を、以下の表2に示す処理液(溶媒:水)および処理液条件にて処理し、表3に示す表面処理層を有する試験板を得た。なお、処理液の使用温度は50〜60℃とし、スプレー処理にて試験板と接触させた。また、処理時間は2秒〜10秒の間で、以下の表3に示す金属元素(X)付着量が得られるまで処理した。
なお、ESCA測定より、表面処理層は主に金属元素(X)(ジルコニウム元素、チタン元素、またはハフニウム元素)およびフッ素元素より構成されることがわかった。
また、表2中の濃度(D)は、金属元素(X)の質量濃度を表し、濃度(F)は使用される各金属の質量濃度を表す。
(3-1) Formation of surface treatment layer (Aspect 1: Autodeposition)
The test plate (surface 1) shown in Table 1 subjected to degreasing treatment was treated with the treatment liquid (solvent: water) and treatment liquid conditions shown in Table 2 below, and the test plate having the surface treatment layer shown in Table 3 Got. The use temperature of the treatment liquid was 50 to 60 ° C. and contacted with the test plate by spray treatment. The treatment time was 2 seconds to 10 seconds, and treatment was performed until the metal element (X) adhesion amount shown in Table 3 below was obtained.
From the ESCA measurement, it was found that the surface treatment layer was mainly composed of metal element (X) (zirconium element, titanium element or hafnium element) and fluorine element.
The concentration (D) in Table 2 represents the mass concentration of the metal element (X), and the concentration (F) represents the mass concentration of each metal used.

Figure 2010111898
Figure 2010111898

表2中のpHは、アンモニアで所定のpHになるように調整した。また、遊離フッ素濃度は、フッ素イオンメーターにて測定した。
また、表2中、「式(1)」とは上述した式(1):pH≦−0.02×(F/D)+6を表し、各処理液のpHが式(1)の関係を満足する場合を「成立可否:○」とする。
The pH in Table 2 was adjusted to a predetermined pH with ammonia. The free fluorine concentration was measured with a fluorine ion meter.
Further, in Table 2, “Expression (1)” represents the above-described Expression (1): pH ≦ −0.02 × (F / D) +6, and the pH of each treatment solution is related to Expression (1). When satisfied, it is assumed that “success / failure: ○”.

Figure 2010111898
Figure 2010111898

表3中、金属元素(X)の付着量は、蛍光X線にて測定を行った。   In Table 3, the adhesion amount of the metal element (X) was measured with fluorescent X-rays.

(3−2)表面処理層の形成(態様2:電解析出)
脱脂処理を行った表1に示す試験板(態様1)を、表4に示す処理液(溶媒:水)および処理液条件にて処理し、表面処理層を有する試験板を得た。処理液の使用温度は50〜60℃とし、試験板を陰極、SUS304製の薄板を陽極として、所定の処理液に浸漬すると同時に、所定量の電流を試験板に通電した。処理時間は2秒〜10秒の間で、表5に示す金属元素(X)付着量が得られるまでとした。
ESCA測定より、Q1〜Q9、およびQ11での表面処理層は主に金属元素(X)(ジルコニウム元素、チタン元素、またはハフニウム元素)およびフッ素元素より構成されることが確認された。また、Q10での表面処理層は、主にジルコニウム元素および酸素元素より構成されることが確認された。なお、表4中の濃度(D)は、金属元素(X)の質量濃度を表す。
(3-2) Formation of surface treatment layer (Aspect 2: Electrodeposition)
The test plate (embodiment 1) shown in Table 1 subjected to degreasing treatment was treated under the treatment liquid (solvent: water) and treatment liquid conditions shown in Table 4 to obtain a test plate having a surface treatment layer. The processing solution was used at a temperature of 50 to 60 ° C. The test plate was used as a cathode, and a thin plate made of SUS304 was used as an anode, and at the same time, a predetermined amount of current was applied to the test plate. The treatment time was between 2 seconds and 10 seconds until the metal element (X) adhesion amount shown in Table 5 was obtained.
From the ESCA measurement, it was confirmed that the surface treatment layers in Q1 to Q9 and Q11 were mainly composed of a metal element (X) (zirconium element, titanium element, or hafnium element) and a fluorine element. In addition, it was confirmed that the surface treatment layer in Q10 is mainly composed of a zirconium element and an oxygen element. In addition, the concentration (D) in Table 4 represents the mass concentration of the metal element (X).

Figure 2010111898
Figure 2010111898

Figure 2010111898
Figure 2010111898

表5中、金属元素(X)の付着量は、蛍光X線にて測定を行った。   In Table 5, the adhesion amount of the metal element (X) was measured with fluorescent X-rays.

(3−3)表面処理層の形成(比較例)
以下の比較例(R1〜R3)の処理を実施した。なお、試験板としては、電気亜鉛めっき鋼板(EG)を使用した。
R1:表面処理層無し
R2:反応型クロメート処理
R3:りん酸亜鉛処理
なお、反応型クロメート処理(R2)は、ジンクロム3367(登録商標:日本パーカライジング株式会社製)を用い、取扱説明書に則ってCr付着量で15mg/mとなるように処理した。
また、りん酸亜鉛処理(R3)は、パルボンド3305(登録商標:日本パーカライジング株式会社製)を用い、取扱説明書に則ってクロム酸剥離法による皮膜量が1.0g/mになるように処理した。
(3-3) Formation of surface treatment layer (comparative example)
The following comparative examples (R1 to R3) were processed. In addition, as a test board, the electrogalvanized steel plate (EG) was used.
R1: No surface treatment layer R2: Reactive chromate treatment R3: Zinc phosphate treatment Note that the reactive chromate treatment (R2) uses Zinchrome 3367 (registered trademark: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) and is in accordance with the instruction manual. It processed so that it might become 15 mg / m < 2 > by Cr adhesion amount.
In addition, zinc phosphate treatment (R3) uses Palbond 3305 (registered trademark: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.), and the coating amount by the chromic acid peeling method is 1.0 g / m 2 according to the instruction manual. Processed.

(4)無機皮膜層の形成
上記の(3−1)〜(3−3)で作製した試験板上に、下記の(S1)〜(S5)で表される無機系表面処理剤、または(S6)で表される比較例用処理剤をバーコーターで塗布し、表面処理層上に無機皮膜層を形成した。
なお、無機皮膜層は、塗布後に到達板温度が150℃になるように焼付けた。
また、ESCA測定より、(S1)〜(S5)で表される無機系表面処理剤を用いて得られる無機皮膜層は、主に元素(Y)(ジルコニウム元素、またはケイ素元素)および酸素元素より構成されることが確認された。
(S1):
炭酸ジルコニウムアンモニウムを固形分が10質量%になるように、純水で希釈して、処理剤を調整した。なお、処理剤のpHは9.5に調整した。
(S2):
上記の無機系表面処理剤(S1)に、メタバナジン酸アンモンを固形分に対して3質量%となるように添加した。なお、処理後の無機皮膜層中の(C/C)は、0.09であった。なお、処理剤のpHは9.5に調整した。
(S3):
上記の無機系表面処理剤(S1)にメタバナジン酸アンモンと1−ヒドロキシエチリデン−1,1´−ジホスホン酸とを、それぞれ固形分に対して3質量%、2質量%となるように添加した。なお、処理後の無機皮膜層中の(C/C)は、0.09であった。なお、処理剤のpHは9.5に調整した。
(S4):
コロイダルシリカ(日産化学製 スノーテックスUP)を固形分が10質量%になるように、純水で希釈して、処理剤を調整した。なお、処理剤のpHは9.5に調整した。
(S5):
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(2モル)と、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(1モル)をエタノール中(100mL)で反応させ、その後純水と混合し、固形分が10質量%になるように調整した。なお、処理剤のpHは4.5に調整した。
(S6):
ウレタン樹脂(HYDRAN HW−340 株式会社DIC製)に純水を加えて、全固形分が20質量%になるように調整した。
(4) Formation of inorganic coating layer On the test plate prepared in the above (3-1) to (3-3), an inorganic surface treatment agent represented by the following (S1) to (S5), or ( The treating agent for comparative example represented by S6) was applied with a bar coater to form an inorganic coating layer on the surface treatment layer.
The inorganic coating layer was baked so that the ultimate plate temperature was 150 ° C. after application.
Further, from the ESCA measurement, the inorganic coating layer obtained using the inorganic surface treatment agent represented by (S1) to (S5) is mainly composed of element (Y) (zirconium element or silicon element) and oxygen element. Confirmed to be composed.
(S1):
The treatment agent was adjusted by diluting ammonium zirconium carbonate with pure water so that the solid content was 10% by mass. The pH of the treatment agent was adjusted to 9.5.
(S2):
To the inorganic surface treatment agent (S1), ammonium metavanadate was added so as to be 3% by mass with respect to the solid content. In addition, (C A / C Y ) in the inorganic coating layer after the treatment was 0.09. The pH of the treatment agent was adjusted to 9.5.
(S3):
To the inorganic surface treatment agent (S1), ammonium metavanadate and 1-hydroxyethylidene-1,1′-diphosphonic acid were added so as to be 3% by mass and 2% by mass, respectively, based on the solid content. In addition, (C A / C Y ) in the inorganic coating layer after the treatment was 0.09. The pH of the treatment agent was adjusted to 9.5.
(S4):
A treatment agent was prepared by diluting colloidal silica (Snowtex UP, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) with pure water so that the solid content was 10% by mass. The pH of the treatment agent was adjusted to 9.5.
(S5):
3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (2 mol) and 3-aminopropyltriethoxysilane (1 mol) are reacted in ethanol (100 mL), and then mixed with pure water, so that the solid content becomes 10% by mass. It adjusted so that it might become. The pH of the treatment agent was adjusted to 4.5.
(S6):
Pure water was added to urethane resin (HYDRAN HW-340 manufactured by DIC Corporation) to adjust the total solid content to 20% by mass.

上述の(3−1)〜(3−3)で述べた表面処理層と、(S1)〜(S6)で表される処理剤を用いた無機皮膜層との作製を、以下の表6に示すように組み合わせて、表面処理層と無機皮膜層とを備える化成処理金属板を作製した。
なお、表面処理層中の金属元素(X)の付着量と、無機皮膜層中の元素(Y)の単位面積当たりのZr付着量またはSi付着量を蛍光X線によって測定した。
Production of the surface treatment layer described in the above (3-1) to (3-3) and the inorganic coating layer using the treatment agent represented by (S1) to (S6) is shown in Table 6 below. As shown, a chemical conversion-treated metal plate having a surface treatment layer and an inorganic coating layer was produced.
In addition, the adhesion amount of the metal element (X) in the surface treatment layer and the Zr adhesion amount or the Si adhesion amount per unit area of the element (Y) in the inorganic coating layer were measured by fluorescent X-rays.

Figure 2010111898
Figure 2010111898

(5)評価方法
(5−1)環境負荷性
上記の方法で得られた各化成処理金属板について、以下の判断基準に基づき、金属板中に含有される成分より環境負荷性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
○:クロムを含有しない
×:クロムを含有する
(5) Evaluation method (5-1) Environmental impact property About each chemical conversion treatment metal plate obtained by said method, the environmental impact property was evaluated from the component contained in a metal plate based on the following judgment criteria. The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
○: not containing chromium ×: containing chromium

(5−2)平面部耐食性
得られた各化成処理金属板に対して、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を240時間実施した。次に、白錆発生面積率を目視で測定し評価を行った。ここで白錆発生面積率とは、観察部位の面積(7cm×15cm)に対する白錆発生部位の面積の百分率である。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎: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、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(5-2) Plane part corrosion resistance The salt spray test prescribed | regulated to JIS-Z2371 was implemented with respect to each obtained chemical conversion treatment metal plate for 240 hours. Next, the white rust generation area ratio was visually measured and evaluated. Here, the white rust generation area ratio is a percentage of the area of the white rust generation site to the area of the observation site (7 cm × 15 cm). The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio of 5% or more and less than 10% △: White rust generation area ratio of 10% or more and less than 50% ×: White rust generation area ratio of 50% or more

(5−3)脱脂後平面部耐食性
得られた各化成処理金属板に対して、ファインクリーナーL4460(標準建浴:A剤20g/l、B剤12g/L、温度60℃、2分浸漬後水洗)にて脱脂を行い、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を120時間実施した。次に、白錆発生面積率を目視で測定し評価を行った。ここで白錆発生面積率とは、観察部位の面積(7cm×15cm)に対する白錆発生部位の面積の百分率である。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎: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、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(5-3) Plane portion corrosion resistance after degreasing For each of the obtained chemical conversion treated metal plates, fine cleaner L4460 (standard building bath: A agent 20 g / l, B agent 12 g / L, temperature 60 ° C., after immersion for 2 minutes The water was degreased and the salt spray test specified in JIS-Z2371 was performed for 120 hours. Next, the white rust generation area ratio was visually measured and evaluated. Here, the white rust generation area ratio is a percentage of the area of the white rust generation site to the area of the observation site (7 cm × 15 cm). The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio of 5% or more and less than 10% △: White rust generation area ratio of 10% or more and less than 50% ×: White rust generation area ratio of 50% or more

(5−4)加工部耐食性
得られた各化成処理金属板に対して、エリクセン試験機にて7mm押出し加工を行い、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を120時間実施した。次に、白錆発生面積率を目視で測定し評価を行った。ここで白錆発生面積率とは、観察部位の面積に対する白錆発生部位の面積の百分率である。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎: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、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(5-4) Processed part corrosion resistance The obtained chemical conversion metal plates were subjected to 7 mm extrusion using an Erichsen tester, and a salt spray test defined in JIS-Z2371 was performed for 120 hours. Next, the white rust generation area ratio was visually measured and evaluated. Here, the white rust generation area ratio is a percentage of the area of the white rust generation site to the area of the observation site. The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio of 5% or more and less than 10% △: White rust generation area ratio of 10% or more and less than 50% ×: White rust generation area ratio of 50% or more

(5−5)密着性
塗料(関西ペイント株式会社製アミラック#1000(白塗料))を用いて、得られた各化成処理金属板上に塗装処理を行った。塗装はバーコート塗布で行い、塗装後、140℃で20分間焼付けを行い、乾燥後膜厚で25μmの皮膜を形成した。
次に、各塗装後金属板に対して、1mm角、100個の碁盤目をNTカッターで切り入れ、これをエリクセン試験機で5mm押し出した後、この押し出し凸部に粘着テープによる剥離テストを行い、塗膜剥離個数にて評価した。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎:剥離なし
○:剥離個数1個以上、10個未満
△:剥離個数11個以上、50個未満
×:剥離個数51個以上
(5-5) Adhesiveness Using a paint (Amirac # 1000 (white paint) manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.), the obtained chemical conversion treatment metal plate was subjected to a coating treatment. The coating was performed by bar coating. After coating, baking was performed at 140 ° C. for 20 minutes, and a film having a thickness of 25 μm was formed after drying.
Next, 100 mm grids of 1 mm square are cut into each post-painted metal plate with an NT cutter, and this is extruded 5 mm with an Erichsen tester, and then a peel test is performed on the extruded convex portion with an adhesive tape. Evaluation was based on the number of coating films peeled. The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: No peeling ○: Number of peeled 1 or more, less than 10 △: Number of peeled 11 or more, less than 50 ×: Number of peeled 51 or more

(5−6)サイクル耐食試験
得られた各化成処理金属板に対して、JASO−M602に規定されたサイクル耐食試験を100サイクル実施した。次に、白錆発生面積率を目視で測定し評価を行った。ここで白錆発生面積率とは、観察部位の面積(7cm×15cm)に対する白錆発生部位の面積の百分率である。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎:白錆発生面積率10%未満
○:白錆発生面積率10%以上、20%未満
△:白錆発生面積率20%以上、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(5-6) Cycle Corrosion Resistance Test 100 cycles of the cycle corrosion resistance test defined in JASO-M602 were performed on each of the obtained chemical conversion treated metal plates. Next, the white rust generation area ratio was visually measured and evaluated. Here, the white rust generation area ratio is a percentage of the area of the white rust generation site to the area of the observation site (7 cm × 15 cm). The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area rate less than 10% ○: White rust generation area rate of 10% or more, less than 20% △: White rust generation area rate of 20% or more, less than 50% ×: White rust generation area rate of 50% or more

(5−7)耐熱性
得られた各化成処理金属板に対して、250℃のオーブンにて2時間加熱処理を実施し、その外観を評価した。具体的には、色差計(日本電色工業株式会社製、color meter ZE2000)を用いて、色差(ΔE)より評価した。評価基準は以下のとおりである。
<評価基準>
◎:ΔEが1.5未満
○:ΔEが1.5以上、3.0未満
△:ΔEが3.0以上、5.0未満
×:ΔEが5.0以上
(5-7) Heat resistance Each obtained chemical conversion treatment metal plate was subjected to a heat treatment in an oven at 250 ° C for 2 hours, and the appearance was evaluated. Specifically, it evaluated from the color difference ((DELTA) E) using the color difference meter (The Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. make, color meter ZE2000). The evaluation criteria are as follows.
<Evaluation criteria>
◎: ΔE is less than 1.5 ○: ΔE is 1.5 or more and less than 3.0 Δ: ΔE is 3.0 or more and less than 5.0 ×: ΔE is 5.0 or more

実施例1〜26、および比較例1〜7で得られた化成処理金属板について、上記の(5−1)〜(5−7)の評価を行った結果を、表7に示す。   Table 7 shows the results of the evaluation of the above (5-1) to (5-7) for the chemical conversion treatment metal plates obtained in Examples 1 to 26 and Comparative Examples 1 to 7.

Figure 2010111898
Figure 2010111898

表7より、表面処理層と無機皮膜層との積層構造を有する本発明の化成処理金属板は、環境負荷性、耐食性、密着性、サイクル耐食試験、耐熱性のすべての項目において、良好な評価結果を示した。
比較例においては、比較例6のクロメート処理が本発明の化成処理金属板と同等程度の特性を示したが、クロムを含有する点で、環境負荷性に劣っていた。また、無機皮膜層の代わりに、樹脂系皮膜を使用した比較例2〜4と比較しても、本発明の化成処理金属板は極めて良好な性能バランスを有していることがわかった。
また、表面処理層単層を有する比較例1と無機皮膜層単層を有する比較例5においては、良好なサイクル耐食性が得られなかった。
From Table 7, the chemical conversion treatment metal plate of the present invention having a laminated structure of a surface treatment layer and an inorganic coating layer has a good evaluation in all items of environmental impact, corrosion resistance, adhesion, cycle corrosion resistance test, and heat resistance. Results are shown.
In the comparative example, the chromate treatment of Comparative Example 6 showed the same characteristics as the chemical conversion treated metal plate of the present invention, but was inferior in environmental load in that it contained chromium. Moreover, it turned out that the chemical conversion treatment metal plate of this invention has a very favorable performance balance also compared with the comparative examples 2-4 which use a resin-type membrane | film | coat instead of an inorganic membrane | film | coat layer.
In Comparative Example 1 having a single surface treatment layer and Comparative Example 5 having a single inorganic coating layer, good cycle corrosion resistance was not obtained.

本発明に係る化成処理金属板の一実施形態の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of one Embodiment of the chemical conversion treatment metal plate which concerns on this invention. 本発明に係る化成処理金属板の一実施形態の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of one Embodiment of the chemical conversion treatment metal plate which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、20 化成処理金属板
12 金属板
14 表面処理層
16 無機皮膜層
10, 20 Chemical conversion treatment metal plate 12 Metal plate 14 Surface treatment layer 16 Inorganic coating layer

Claims (8)

金属板上に、Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)の単位面積当りの元素付着合計量が2〜50mg/mであり、自己析出および/または電解析出により形成される表面処理層と、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を、前記表面処理層上に塗布して形成される無機皮膜層とをこの順で備える化成表面金属板であって、
前記無機皮膜層中の元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量が5〜1000mg/mである、化成表面金属板。
On the metal plate, the total amount of element adhesion per unit area of at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf is 2 to 50 mg / m 2 , and self-deposition and / or electroanalysis An inorganic surface treatment agent comprising at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si, and a surface treatment layer formed by the above treatment on the surface treatment layer; A chemical conversion surface metal plate provided with an inorganic coating layer formed by coating in this order,
The chemical conversion surface metal plate whose element adhesion total amount per unit area of the element (Y) in the said inorganic membrane | film | coat layer is 5-1000 mg / m < 2 >.
前記金属板が、亜鉛系めっき鋼板である、請求項1に記載の化成処理金属板。   The chemical conversion treatment metal plate according to claim 1, wherein the metal plate is a zinc-based plated steel plate. 前記無機皮膜層が、Zrを含有する化合物を少なくとも一種含む無機系表面処理剤を、前記表面処理層上に塗布して形成され、ジルコニウム元素と酸素元素とを主構成成分とする無機皮膜層である請求項1または2に記載の化成処理金属板。   The inorganic coating layer is an inorganic coating layer formed by applying an inorganic surface treatment agent containing at least one compound containing Zr on the surface treatment layer, the main component being a zirconium element and an oxygen element. The chemical conversion treatment metal plate according to claim 1 or 2. 前記無機系表面処理剤が、さらに、V、Mo、Ce、WおよびMnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物(A)を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の化成処理金属板。   The inorganic surface treatment agent further contains a compound (A) containing at least one metal element selected from the group consisting of V, Mo, Ce, W and Mn. The chemical conversion treatment metal plate of description. 前記無機皮膜層中の前記元素(Y)の単位面積当りの元素付着合計量(C)と、前記無機皮膜層中の前記化合物(A)に含まれる金属元素の単位面積当りの元素付着合計量(C)との質量比(C/C)が0.05〜1.00である、請求項4に記載の化成処理金属板。 Total amount of element adhesion (C Y ) per unit area of the element (Y) in the inorganic coating layer, and total element deposition per unit area of the metal element contained in the compound (A) in the inorganic coating layer the amount (C a) and the mass ratio of the (C a / C Y) is 0.05 to 1.00, chemical conversion treated metal sheet as claimed in claim 4. 前記無機系表面処理剤が、さらに、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、第1〜3級アミノ基、アミド基、リン酸基およびホスホン酸基から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(B)を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の化成処理金属板。   The inorganic surface treatment agent further has 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. The chemical conversion treatment metal plate in any one of Claims 1-5 containing an organic compound (B). Zr、TiおよびHfからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素(X)を含む化合物(d)を含有する処理液を用いて、自己析出および/または電解析出により、金属板の表面上に表面処理層を形成する表面処理層形成工程と、
前記表面処理層形成工程後、Zr、TiおよびSiからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素(Y)を含有する化合物を少なくとも1種含む無機系表面処理剤を前記表面処理層上に塗布して、無機皮膜層を形成する無機皮膜層形成工程と、を備える化成処理金属板の製造方法。
Using the treatment liquid containing the compound (d) containing at least one metal element (X) selected from the group consisting of Zr, Ti and Hf, it is formed on the surface of the metal plate by autodeposition and / or electrolytic deposition. A surface treatment layer forming step of forming a surface treatment layer;
After the surface treatment layer forming step, an inorganic surface treatment agent containing at least one compound containing at least one element (Y) selected from the group consisting of Zr, Ti and Si is applied onto the surface treatment layer. An inorganic coating layer forming step for forming an inorganic coating layer.
前記金属板が、亜鉛系めっき鋼板である、請求項7に記載の化成処理金属板の製造方法。   The manufacturing method of the chemical conversion treatment metal plate of Claim 7 whose said metal plate is a zinc-plated steel plate.
JP2008284243A 2008-11-05 2008-11-05 Chemical conversion treated metal plate and manufacturing method thereof Active JP5638191B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008284243A JP5638191B2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Chemical conversion treated metal plate and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008284243A JP5638191B2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Chemical conversion treated metal plate and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010111898A true JP2010111898A (en) 2010-05-20
JP5638191B2 JP5638191B2 (en) 2014-12-10

Family

ID=42300683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008284243A Active JP5638191B2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Chemical conversion treated metal plate and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5638191B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015117433A (en) * 2013-11-14 2015-06-25 日新製鋼株式会社 Chemical conversion liquid and chemical conversion steel plate
JP2018003165A (en) * 2013-11-14 2018-01-11 日新製鋼株式会社 Chemically converted steel sheet
JP2018009202A (en) * 2016-07-11 2018-01-18 日本パーカライジング株式会社 Carbon steel before heat treatment having excellent scale removal property, carbon steel after heat treatment, manufacturing method of the same, scale removing method, and agent for easily forming descaling film
JP2020514532A (en) * 2016-12-23 2020-05-21 ポスコPosco Zinc-based plated steel material excellent in sealer adhesion and composition for forming post-treatment film
WO2020179734A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-10 日本パーカライジング株式会社 Chemical conversion agent, method for producing metal material having chemical conversion coating, and metal material having chemical conversion coating

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101696115B1 (en) * 2015-12-22 2017-01-13 주식회사 포스코 Zinc-plated steel sheet having aftertreating film and aftertreating method thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02118081A (en) * 1988-08-27 1990-05-02 Gerhard Collardin Gmbh Pretreatment of metal surface
JPH11335865A (en) * 1998-05-21 1999-12-07 Nippon Hyomen Kagaku Kk Processing agent for forming protective coating film on metal and its formation
JP2000017451A (en) * 1998-07-02 2000-01-18 Nippon Hyomen Kagaku Kk Protective film-formed steel sheet, its production and composition for forming protective film
JP2000309879A (en) * 1999-04-26 2000-11-07 Nippon Steel Corp Surface treated metallic sheet
WO2002103080A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-27 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Treating solution for surface treatment of metal and surface treatment method
JP2003171778A (en) * 2001-12-06 2003-06-20 Nippon Hyomen Kagaku Kk Method for forming protective film of metal, and protective film of metal
JP2004052056A (en) * 2002-07-22 2004-02-19 Kansai Paint Co Ltd Surface treatment method of zinc or zinc alloy plated material
JP2006265578A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Jfe Steel Kk Galvanized steel sheet for chemical conversion, its manufacturing method, and chemically treated steel sheet
WO2007061011A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Chemical conversion coated metal plate and method for producing same
JP2008121101A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Okada Chelate:Kk Rust-preventing liquid for metal surface plated with zinc or zinc alloy, and method for forming rust-preventing film on the metal surface

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02118081A (en) * 1988-08-27 1990-05-02 Gerhard Collardin Gmbh Pretreatment of metal surface
JPH11335865A (en) * 1998-05-21 1999-12-07 Nippon Hyomen Kagaku Kk Processing agent for forming protective coating film on metal and its formation
JP2000017451A (en) * 1998-07-02 2000-01-18 Nippon Hyomen Kagaku Kk Protective film-formed steel sheet, its production and composition for forming protective film
JP2000309879A (en) * 1999-04-26 2000-11-07 Nippon Steel Corp Surface treated metallic sheet
WO2002103080A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-27 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Treating solution for surface treatment of metal and surface treatment method
JP2003171778A (en) * 2001-12-06 2003-06-20 Nippon Hyomen Kagaku Kk Method for forming protective film of metal, and protective film of metal
JP2004052056A (en) * 2002-07-22 2004-02-19 Kansai Paint Co Ltd Surface treatment method of zinc or zinc alloy plated material
JP2006265578A (en) * 2005-03-22 2006-10-05 Jfe Steel Kk Galvanized steel sheet for chemical conversion, its manufacturing method, and chemically treated steel sheet
WO2007061011A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Chemical conversion coated metal plate and method for producing same
JP2008121101A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Okada Chelate:Kk Rust-preventing liquid for metal surface plated with zinc or zinc alloy, and method for forming rust-preventing film on the metal surface

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018003165A (en) * 2013-11-14 2018-01-11 日新製鋼株式会社 Chemically converted steel sheet
JP2015117433A (en) * 2013-11-14 2015-06-25 日新製鋼株式会社 Chemical conversion liquid and chemical conversion steel plate
KR102222258B1 (en) 2016-07-11 2021-03-04 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 Carbon steel material before heat treatment and carbon steel material after heat treatment having excellent scale removability and method for preparing the same, method for removing scale, and film forming agent easy to remove scale
JP2018009202A (en) * 2016-07-11 2018-01-18 日本パーカライジング株式会社 Carbon steel before heat treatment having excellent scale removal property, carbon steel after heat treatment, manufacturing method of the same, scale removing method, and agent for easily forming descaling film
CN107604135A (en) * 2016-07-11 2018-01-19 日本帕卡濑精株式会社 Carbon steel material before the excellent heat treatment of oxide skin removal, carbon steel material and its manufacture method after heat treatment
KR20180006854A (en) * 2016-07-11 2018-01-19 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 Carbon steel material before heat treatment and carbon steel material after heat treatment having excellent scale removability and method for preparing the same, method for removing scale, and film forming agent eatsy to remove scale
CN107604135B (en) * 2016-07-11 2020-11-10 日本帕卡濑精株式会社 Carbon steel material before heat treatment having excellent scale removal property, carbon steel material after heat treatment, and method for producing same
JP2020514532A (en) * 2016-12-23 2020-05-21 ポスコPosco Zinc-based plated steel material excellent in sealer adhesion and composition for forming post-treatment film
WO2020179734A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-10 日本パーカライジング株式会社 Chemical conversion agent, method for producing metal material having chemical conversion coating, and metal material having chemical conversion coating
CN113439131A (en) * 2019-03-05 2021-09-24 日本帕卡濑精株式会社 Chemical conversion treatment agent, method for producing metal material having chemical conversion coating, and metal material having chemical conversion coating
JPWO2020179734A1 (en) * 2019-03-05 2021-11-18 日本パーカライジング株式会社 Chemical conversion agent, method for producing a metal material having a chemical conversion film, and a metal material having a chemical conversion film.
JP7263503B2 (en) 2019-03-05 2023-04-24 日本パーカライジング株式会社 Chemical conversion treatment agent, method for producing metal material having chemical conversion coating, and metal material having chemical conversion coating
TWI827811B (en) * 2019-03-05 2024-01-01 日商日本帕卡瀨精股份有限公司 Chemical conversion treatment agent, method for manufacturing metal material with chemical conversion film, and metal material with chemical conversion film

Also Published As

Publication number Publication date
JP5638191B2 (en) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI447264B (en) Surface-treating agent for metallic material
EP1498510B1 (en) Metal surface treatment composition, metal surface treatment method, and galvanized steel plate
JP5075321B2 (en) Aqueous treatment agent for metal surface
TWI428470B (en) Aqueous surface-treating agent for environmentally acceptable pre-coated metallic materials, and surface-treated metallic material and environmentally acceptable pre-coated metallic material
JP5252925B2 (en) Surface chemical conversion liquid and method for producing chemical conversion metal plate
KR101492485B1 (en) Method for manufacturing zinc or zinc alloy coated steel sheet and zinc or zinc alloy coated steel sheet manufactured by the method
TWI529261B (en) Surface-treatment liquid for zinc or zinc alloy coated steel sheet, and zinc or zinc alloy coated steel sheet and method for manufacturing the same
KR20110028298A (en) Chemical conversion liquid for metal structure and surface treating method
TWI550099B (en) Galvanized steel sheet containing aluminum and its manufacturing method
JP5638191B2 (en) Chemical conversion treated metal plate and manufacturing method thereof
JP5661238B2 (en) Surface-treated galvanized steel sheet
WO2019087475A1 (en) Pretreatment agent and chemical conversion treatment agent
JP3952198B2 (en) Metal surface treatment method and galvanized steel sheet
JP6564036B2 (en) Water-based treatment agent, galvanized steel or zinc alloy plated steel, and painted galvanized steel or painted zinc alloy plated steel
JP2014156615A (en) Aqueous metal surface treatment agent
JP2008184659A (en) Surface treated metallic material
JP3923419B2 (en) Non-chromium treatment of non-chromium steel sheet
WO2018123996A1 (en) Surface treatment agent for galvanized steel sheets
JP2008163364A (en) Chemical conversion-treated steel sheet having excellent coating film adhesive strength and film adhesion after forming
JP2014156616A (en) Aqueous metal surface treatment agent
JPH05302179A (en) Acidic substituted plating solution for zinc or zinc alloy coated steel sheet
JPH03202480A (en) Production of plated steel sheet having corrosion-resisting chromium chelate film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121011

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140401

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5638191

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250