JP2019019357A - Treatment method using de-zinc phosphate treatment agent containing cationic urethane resin and treated automobile component - Google Patents

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将人 岸
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峻之 上野
宏 細野
Hiroshi Hosono
宏 細野
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Abstract

To provide a coating pretreatment method that is not limited in coating methods, has reduced environmental load, and can ensure excellent post-coating corrosion resistance for a hot-rolled steel plate.SOLUTION: The present invention provides a coating pretreatment method including treating a hot-rolled steel plate with a chemical conversion treatment agent to form a chemical coating. The chemical conversion treatment agent contains at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium (A), at least one selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, its hydrolysate and its polymer (B), fluorine (C), and cationic urethane resin (D), with the content of (A) being a total of 20-600 mass ppm in terms of metal, and the pH being 3.5-5.5.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、塗装前処理方法及び熱延鋼板に関する。   The present invention relates to a coating pretreatment method and a hot-rolled steel sheet.

金属材料表面にカチオン電着塗装、粉体塗装等を施す場合、通常、耐食性、塗膜密着性等の性質を向上させる目的で、化成処理が施されている。塗膜の密着性や耐食性をより向上させることができる観点から化成処理において用いられてきたクロメート処理は、近年、クロムの有害性が指摘されるようになっており、クロムを含まない化成処理剤の開発が必要とされてきた。このような化成処理としては、リン酸亜鉛による処理が広く行われている。   When cationic electrodeposition coating, powder coating or the like is applied to the surface of a metal material, chemical conversion treatment is usually performed for the purpose of improving properties such as corrosion resistance and coating film adhesion. The chromate treatment that has been used in the chemical conversion treatment from the viewpoint of further improving the adhesion and corrosion resistance of the coating film has recently been pointed out to be harmful to chromium, and it does not contain chromium. Development has been needed. As such chemical conversion treatment, treatment with zinc phosphate is widely performed.

しかし、リン酸亜鉛系処理剤は、金属イオン及び酸濃度が高く非常に反応性の強い処理剤であるため、排水処理における経済性、作業性が良好でない。更に、リン酸亜鉛系処理剤による金属表面処理に伴って、水に不溶な塩類が生成して沈殿となって析出する。このような沈殿物は、一般にスラッジと呼ばれ、このようなスラッジを除去し、廃棄することによるコストの発生等が問題とされている。また、リン酸イオンは、富栄養化によって環境に対して負荷を与えるおそれがあるため、廃液の処理に際して労力を要し、使用しないことが好ましい。更に、リン酸亜鉛系処理剤による金属表面処理においては、表面調整を行うことが必要とされており、工程が長くなるという問題もある。   However, since the zinc phosphate-based treatment agent is a highly reactive treatment agent having a high concentration of metal ions and acid, the economical efficiency and workability in wastewater treatment are not good. Further, accompanying the metal surface treatment with the zinc phosphate-based treatment agent, water-insoluble salts are generated and precipitated as precipitates. Such precipitates are generally called sludge, and there is a problem of cost generation due to removal and disposal of such sludge. Moreover, since phosphate ion may give a load to the environment due to eutrophication, it requires labor in the treatment of waste liquid and is preferably not used. Furthermore, in the metal surface treatment with a zinc phosphate-based treatment agent, it is necessary to adjust the surface, and there is a problem that the process becomes long.

このようなリン酸亜鉛系処理剤又はクロメート化成処理剤以外の金属表面処理剤として、ジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤が知られている。このようなジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤は、スラッジの発生が抑制される点で上述したようなリン酸亜鉛系化成処理剤に比べて優れた性質を有している。   Metal surface treatment agents composed of zirconium compounds are known as metal surface treatment agents other than such zinc phosphate-based treatment agents or chromate chemical conversion treatment agents. The metal surface treatment agent comprising such a zirconium compound has properties superior to the zinc phosphate chemical conversion treatment agent described above in that the generation of sludge is suppressed.

しかし、ジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤によって得られた化成皮膜は、特にカチオン電着塗装により得られる塗膜との密着性が悪く、通常、カチオン電着塗装の前処理工程として使用されることは少なかった。このようなジルコニウム化合物からなる金属表面処理剤においては、リン酸イオン等の成分を併用することによって、密着性の向上や耐食性を改善することが行われている。しかし、リン酸イオンを併用した場合、上述したような富栄養化という問題が生じる。また、このような金属表面処理剤によって鉄系基材を処理する場合、充分な塗膜の密着性や塗装後の耐食性が得られないという問題があった。   However, the chemical conversion film obtained with a metal surface treatment agent comprising a zirconium compound has poor adhesion particularly with a coating film obtained by cationic electrodeposition coating, and is usually used as a pretreatment step for cationic electrodeposition coating. There were few. In such a metal surface treatment agent composed of a zirconium compound, improvement in adhesion and corrosion resistance are performed by using a component such as phosphate ion in combination. However, when phosphate ions are used in combination, the problem of eutrophication as described above occurs. Moreover, when processing an iron-type base material with such a metal surface treating agent, there existed a problem that sufficient adhesiveness of a coating film and corrosion resistance after coating were not obtained.

ジルコニウム化合物及びアミノ基含有シランカップリング剤からなるノンクロメート金属表面処理剤も知られている。しかし、このようなノンクロメート金属表面処理剤はいわゆるコイルコーティング分野用途の塗布型処理剤であり、これを用いた表面処理は、処理後水洗が不可能であって、更に、複雑な形状を有する被処理物を想定したものではなかった。   A non-chromate metal surface treatment agent comprising a zirconium compound and an amino group-containing silane coupling agent is also known. However, such a non-chromate metal surface treatment agent is a coating type treatment agent for use in the field of coil coating, and the surface treatment using the non-chromate metal surface treatment agent cannot be washed with water after treatment and has a complicated shape. It was not supposed to be processed.

更に、自動車車体や部品等の鉄、亜鉛、アルミニウム等の種々の金属素材からなる物品に対して一回の処理ですべての金属の表面処理を行わなければならない場合もあり、このような場合であっても問題なく化成処理を施すことができる塗装前処理方法の開発が望まれている。他方、粉体塗料、溶剤塗料、水性塗料等によるカチオン電着塗装以外の塗装においても、上述のような問題を生じることなく化成処理を行うことができる前処理方法の開発も望まれている。   In addition, it may be necessary to perform surface treatment of all metals in a single treatment on articles made of various metal materials such as automobile bodies and parts such as iron, zinc, and aluminum. There is a demand for the development of a coating pretreatment method that can perform chemical conversion treatment without any problem. On the other hand, it is also desired to develop a pretreatment method capable of performing chemical conversion treatment without causing the above-mentioned problems even in coatings other than cationic electrodeposition coating using powder coating, solvent coating, aqueous coating, and the like.

上記問題の解決のため、ジルコニウム、チタン及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、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる化成処理剤によって被処理物を処理し、化成皮膜を形成する塗装前処理方法が知られている(例えば、後述の特許文献1参照)。   In order to solve the above problem, at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium, and hafnium, fluorine, and at least one selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof. A coating pretreatment method is known in which an object to be treated is treated with a chemical conversion treatment agent to form a chemical conversion film (see, for example, Patent Document 1 described later).

上記塗装前処理方法によれば、塗装方法が限定されず、且つ、リン酸亜鉛系化成処理剤を使用した場合と同様の密着性及び塗装後耐食性を得ることができる。しかし、自動車の足回り部品等に使用されている、表面に酸化膜が形成された熱延鋼板に適用した場合、十分な塗装後耐食性を確保することが困難だった。   According to the pre-painting treatment method, the coating method is not limited, and the same adhesion and post-coating corrosion resistance as when a zinc phosphate chemical conversion treatment agent is used can be obtained. However, when applied to a hot-rolled steel sheet having an oxide film formed on its surface, which is used for undercar parts of automobiles, it has been difficult to ensure sufficient post-painting corrosion resistance.

特開2004−218070号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-218070

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、環境への負荷が少なく、且つ、熱延鋼板に対し良好な塗装後耐食性を確保できる塗装前処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a coating pretreatment method that has a low environmental burden and can ensure good post-coating corrosion resistance for hot-rolled steel sheets.

本発明は、化成処理剤によって熱延鋼板を処理し、化成皮膜を形成する塗装前処理方法であって、前記化成処理剤は、ジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(A)と、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と、フッ素(C)と、カチオン性ウレタン樹脂(D)と、を含有し、前記(A)の含有量は金属換算で合計20〜600質量ppmであり、pHが3.5〜5.5である塗装前処理方法に関する。   The present invention is a pre-coating treatment method for treating a hot-rolled steel sheet with a chemical conversion treatment agent to form a chemical conversion film, wherein the chemical conversion treatment agent is at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium, and hafnium (A). And at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof and a polymer thereof, fluorine (C), and a cationic urethane resin (D), Content of said (A) is 20-600 mass ppm in total in conversion of a metal, and relates to the coating pre-processing method whose pH is 3.5-5.5.

また、前記(B)を固形分濃度で合計5〜1000質量ppm含有し、前記(D)を固形分濃度で5〜1000質量ppm含有し、前記(D)に対する前記(B)の固形分質量比((B)/(D))は0.005〜200であることが好ましい。   Moreover, the said (B) contains 5-1000 mass ppm in total with a solid content concentration, The said (D) contains 5-1000 mass ppm with a solid content concentration, The solid content mass of the said (B) with respect to said (D) The ratio ((B) / (D)) is preferably 0.005 to 200.

また、前記化成処理剤は、更に、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、インジウムイオン及び銅イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種の密着性及び耐食性付与剤を含有することが好ましい。   The chemical conversion treatment agent may further contain at least one adhesion and corrosion resistance imparting agent selected from the group consisting of magnesium ions, zinc ions, calcium ions, aluminum ions, gallium ions, indium ions, and copper ions. preferable.

また、本発明は、上記塗装前処理方法によって処理された熱延鋼板に関する。   Moreover, this invention relates to the hot-rolled steel plate processed by the said coating pre-processing method.

本発明によれば、塗装方法が限定されず、環境への負荷が少なく、且つ、熱延鋼板に対し良好な塗装後耐食性を確保できる塗装前処理方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coating method is not limited, There is little load to an environment, and the coating pre-processing method which can ensure favorable post-painting corrosion resistance with respect to a hot-rolled steel plate can be provided.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

本実施形態に係る塗装前処理方法は、被処理物である熱間圧延鋼板(以下、「熱延鋼板」という)表面に化成皮膜を形成し、好ましい塗装後耐食性を確保できる。被処理物である熱延鋼板としては特に制限されず、一般熱延鋼板から特殊鋼まで幅広い範囲に適用可能である。このような処理された熱延鋼板は、自動車の足回り部品等に広く用いられる。
熱延鋼板は、後述するように表面に酸化膜が形成されているため、その表面に均一な化成皮膜を形成することが困難である。しかし、本実施形態に係る塗装前処理方法は、熱延鋼板に対してもその表面に均一な化成皮膜を形成できる。そのため、処理された熱延鋼板の良好な塗装後耐食性を確保できる。
The pre-painting treatment method according to the present embodiment forms a chemical conversion film on the surface of a hot-rolled steel sheet (hereinafter referred to as “hot-rolled steel sheet”) that is an object to be processed, and can ensure preferable post-coating corrosion resistance. It does not restrict | limit especially as a hot-rolled steel plate which is a to-be-processed object, It can apply to a wide range from a general hot-rolled steel plate to special steel. Such a processed hot-rolled steel sheet is widely used for automobile undercarriage parts and the like.
Since the hot-rolled steel sheet has an oxide film formed on the surface as described later, it is difficult to form a uniform chemical conversion film on the surface. However, the coating pretreatment method according to this embodiment can form a uniform chemical conversion film on the surface of a hot-rolled steel sheet. Therefore, good post-coating corrosion resistance of the treated hot-rolled steel sheet can be ensured.

本実施形態に係る塗装前処理方法は、化成処理剤によって熱延鋼板表面に化成皮膜を形成し、熱延鋼板を処理する方法である。
本実施形態に係る化成処理剤は、ジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(A)と、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と、フッ素(C)と、カチオン性ウレタン樹脂(D)と、を含有する。
本実施形態に係る化成処理剤は、リン酸イオンや、有害な重金属イオンを実質的に含有しない化成処理剤であるが、熱延鋼板表面に対しても十分な塗装後耐食性を有する化成皮膜を形成できる。
The coating pretreatment method according to the present embodiment is a method of forming a chemical conversion film on the surface of a hot-rolled steel sheet with a chemical conversion treatment agent and treating the hot-rolled steel sheet.
The chemical conversion treatment agent according to this embodiment is selected from the group consisting of at least one (A) selected from the group consisting of zirconium, titanium, and hafnium, and an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof. At least 1 type (B), a fluorine (C), and a cationic urethane resin (D) are contained.
The chemical conversion treatment agent according to this embodiment is a chemical conversion treatment agent that does not substantially contain phosphate ions or harmful heavy metal ions, but a chemical conversion film having sufficient post-coating corrosion resistance on the surface of a hot-rolled steel sheet. Can be formed.

ジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(A)は、化成皮膜形成成分であり、基材にジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む化成皮膜が形成されることにより、基材の耐食性や耐摩耗性を向上させ、更に、塗膜との密着性を高めることができる。   At least one (A) selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium is a chemical film forming component, and a chemical conversion film containing at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium is formed on the substrate. Thus, the corrosion resistance and wear resistance of the substrate can be improved, and the adhesion to the coating film can be further improved.

例えば、ジルコニウムを含有する化成処理剤を用いて熱延鋼板の表面処理を行うと、金属の溶解反応により化成処理剤中に溶出した鉄イオンがZrF 2−のフッ素を引き抜くことにより、また、界面pHの上昇により、ジルコニウムの水酸化物又は酸化物が生成され、このジルコニウムの水酸化物又は酸化物が基材表面に析出していると考えられる。上述のように、本実施形態における化成処理剤は反応型化成処理剤であるため、複雑な形状を有する熱延鋼板の浸漬処理にも用いる事ができる。また、上記化成処理剤を用いて表面処理を行うと、化学反応により強固に熱延鋼板に付着した化成皮膜が得られるため、処理後水洗を行うこともできる。 For example, when a surface treatment of a hot-rolled steel sheet is performed using a chemical conversion treatment agent containing zirconium, iron ions eluted in the chemical conversion treatment agent by metal dissolution reaction extract ZrF 6 2− fluorine, It is considered that the zirconium hydroxide or oxide is generated by the increase in the interface pH, and this zirconium hydroxide or oxide is precipitated on the surface of the substrate. As described above, since the chemical conversion treatment agent in the present embodiment is a reactive chemical conversion treatment agent, it can also be used for immersion treatment of hot-rolled steel sheets having a complicated shape. In addition, when the surface treatment is performed using the chemical conversion treatment agent, a chemical conversion film firmly attached to the hot-rolled steel sheet is obtained by a chemical reaction, so that it can be washed with water after the treatment.

上記ジルコニウムの供給源としては特に限定されず、例えば、KZrF等のアルカリ金属フルオロジルコネート;(NHZrF等のフルオロジルコネート;HZrF等のフルオロジルコネート酸等の可溶性フルオロジルコネート等;フッ化ジルコニウム;酸化ジルコニウム等を挙げることができる。 The zirconium source is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal fluorozirconates such as K 2 ZrF 6 ; fluorozirconates such as (NH 4 ) 2 ZrF 6 ; fluorozirconate acids such as H 2 ZrF 6, etc. And soluble fluorozirconate, etc .; zirconium fluoride; zirconium oxide and the like.

上記チタンの供給源としては特に限定されず、例えば、アルカリ金属フルオロチタネート、(NHTiF等のフルオロチタネート;HTiF等のフルオロチタネート酸等の可溶性フルオロチタネート等;フッ化チタン;酸化チタン等を挙げることができる。 The titanium source is not particularly limited. For example, alkali metal fluorotitanate, fluorotitanate such as (NH 4 ) 2 TiF 6 ; soluble fluorotitanate such as fluorotitanate such as H 2 TiF 6, etc .; titanium fluoride A titanium oxide can be mentioned.

上記ハフニウムの供給源としては特に限定されず、例えば、HHfF等のフルオロハフネート酸;フッ化ハフニウム等を挙げることができる。
上記ジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の供給源としては、皮膜形成能が高いことからZrF 2−、TiF 2−、HfF 2−からなる群より選ばれる少なくとも一種を有する化合物が好ましい。
The source of hafnium is not particularly limited, and examples thereof include fluorohafnate acids such as H 2 HfF 6 ; hafnium fluoride.
The at least one source selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium is at least one selected from the group consisting of ZrF 6 2− , TiF 6 2− , and HfF 6 2− due to high film forming ability. The compound which has is preferable.

本実施形態に係る化成処理剤に含まれるジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種の含有量の合計は、金属換算で下限20質量ppm、上限600質量ppmの範囲内である。20質量ppm未満であると得られる化成皮膜の性能が不充分であり、600質量ppmを超えると、それ以上の効果は望めず経済的に不利である。上記下限は100質量ppmがより好ましい。上記上限は500質量ppmがより好ましく、300質量ppmが更に好ましい。   The total of at least one content selected from the group consisting of zirconium, titanium, and hafnium contained in the chemical conversion treating agent according to the present embodiment is in the range of a lower limit of 20 ppm by mass and an upper limit of 600 ppm by mass. If it is less than 20 ppm by mass, the resulting chemical conversion film has insufficient performance. If it exceeds 600 ppm by mass, no further effect can be expected, which is economically disadvantageous. The lower limit is more preferably 100 ppm by mass. The upper limit is more preferably 500 ppm by mass, and still more preferably 300 ppm by mass.

アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)は、分子中に少なくとも1つのアミノ基を有し、且つ、シロキサン結合を有する化合物である。上記アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)が化成皮膜と塗膜の双方に作用することにより、両者の密着性が向上する。   At least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof and a polymer thereof is a compound having at least one amino group in the molecule and having a siloxane bond. . When at least one (B) selected from the group consisting of the amino group-containing silane coupling agent, the hydrolyzate thereof, and the polymer thereof acts on both the chemical conversion film and the coating film, the adhesion between them is improved.

このような効果は、加水分解してシラノールを生成する基が加水分解され金属基材の表面と水素結合的に吸着すること、及び、アミノ基の作用により化成皮膜と金属基材の密着性が高まるために生じると推測される。上述したように化成皮膜に含まれるアミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)が、金属基材及び塗膜の両方に働きかけることによって、相互の密着性を向上させる作用を有すると考えられる。   Such an effect is that the group that hydrolyzes to produce silanol is hydrolyzed and adsorbed on the surface of the metal substrate in a hydrogen bond manner, and the adhesion between the chemical conversion film and the metal substrate is caused by the action of the amino group. Presumed to be due to increase. As mentioned above, at least one (B) selected from the group consisting of the amino group-containing silane coupling agent, its hydrolyzate and its polymer contained in the chemical conversion film acts on both the metal substrate and the coating film. It is thought that it has the effect | action which improves mutual adhesiveness.

上記アミノ基含有シランカップリング剤としては特に限定されず、例えば、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−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン等の公知のシランカップリング剤等を挙げることができる。市販されているアミノ基含有シランカップリング剤であるKBM−602、KBM−603、KBE−603、KBM−903、KBE−9103、KBM−573(以上信越化学工業株式会社製)、XS1003(チッソ株式会社製)等も使用することができる。   The amino group-containing silane coupling agent is not particularly limited. For example, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (Aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N- Well-known silane coupling agents such as phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine can be exemplified. Commercially available amino group-containing silane coupling agents such as KBM-602, KBM-603, KBE-603, KBM-903, KBE-9103, KBM-573 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), XS1003 (Chisso Corporation) Etc.) can also be used.

上記アミノ基含有シランカップリング剤の加水分解物は、従来公知の方法、例えば、上記アミノ基含有シランカップリング剤をイオン交換水に溶解し、任意の酸で酸性に調整する方法等により製造することができる。上記アミノ基含有シランカップリング剤の加水分解物としては、KBP−90(信越化学工業株式会社製:有効成分32%)等の市販の製品を使用することもできる。   The hydrolyzate of the amino group-containing silane coupling agent is produced by a conventionally known method, for example, a method of dissolving the amino group-containing silane coupling agent in ion-exchanged water and adjusting the acidity with an arbitrary acid. be able to. Commercially available products such as KBP-90 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: active ingredient 32%) can also be used as the hydrolyzate of the amino group-containing silane coupling agent.

上記アミノ基含有シランカップリング剤の重合物としては特に限定されず、例えば、サイラエースS−330(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン;チッソ株式会社製)、サイラエースS−320(N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン;チッソ株式会社製)等の市販の製品を挙げることができる。   The polymer of the amino group-containing silane coupling agent is not particularly limited. For example, Silaace S-330 (γ-aminopropyltriethoxysilane; manufactured by Chisso Corporation), Silaace S-320 (N- (2-amino) Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane; manufactured by Chisso Corporation).

本実施形態に係る化成処理剤におけるアミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)の配合量の合計は、固形分濃度で下限5質量ppm、上限1000質量ppmの範囲内であることが好ましい。5質量ppm未満であると、充分な塗膜密着性を得ることができない。1000質量ppmを超えると、それ以上の効果は望めず、経済的に不利である。上記下限は、100質量ppmがより好ましく、200質量ppmが更に好ましい。上記上限は、400質量ppmがより好ましい。   In the chemical conversion treating agent according to the present embodiment, the total amount of at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof and a polymer thereof is a lower limit of 5 mass in terms of solid content concentration. It is preferable to be within the range of ppm and an upper limit of 1000 mass ppm. If it is less than 5 mass ppm, sufficient coating film adhesion cannot be obtained. If it exceeds 1000 ppm by mass, no further effect can be expected, which is economically disadvantageous. The lower limit is more preferably 100 ppm by mass, and still more preferably 200 ppm by mass. The upper limit is more preferably 400 ppm by mass.

フッ素(C)は、基材のエッチング剤としての役割を果たすものである。フッ素(C)の供給源としては特に限定されず、例えば、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化ホウ素酸、フッ化水素アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム等のフッ化物を挙げることができる。また、錯フッ化物としては、例えば、ヘキサフルオロケイ酸塩が挙げられ、その具体例としてケイフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸亜鉛、ケイフッ化水素酸マンガン、ケイフッ化水素酸マグネシウム、ケイフッ化水素酸ニッケル、ケイフッ化水素酸鉄、ケイフッ化水素酸カルシウム等を挙げることができる。   Fluorine (C) plays a role as an etching agent for the substrate. The source of fluorine (C) is not particularly limited, and examples thereof include fluorides such as hydrofluoric acid, ammonium fluoride, boron fluoride acid, ammonium hydrogen fluoride, sodium fluoride, and sodium hydrogen fluoride. Can do. Examples of the complex fluoride include hexafluorosilicate, and specific examples thereof include hydrofluoric acid, zinc silicofluoride, manganese silicofluoride, magnesium silicofluoride, and hydrosilicofluoride. Examples thereof include nickel, iron silicohydrofluorate, and calcium silicohydrofluoride.

カチオン性ウレタン樹脂(D)は、被処理物である熱延鋼板表面に均一な化成皮膜を形成する。カチオン性ウレタン樹脂(D)は、カチオン性官能基を有するウレタン樹脂であり、カチオン性官能基としては、例えば、アミノ基、アンモニウム塩基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、トリメチルアミノ基、トリエチルアミノ基等が挙げられるが、中でも第4級アンモニウム塩基であることが好ましい。
また、カチオン性ウレタン樹脂(D)のウレタン樹脂を構成するポリオール、イソシアネート成分及び重合方法は特に限定されず、従来公知な成分及び方法が用いられる。
カチオン性ウレタン樹脂(D)としては、例えば、F2667D(第一工業製薬株式会社製:有効濃度25%)、スーパーフレックス620(第一工業製薬株式会社製:有効濃度30%)、スーパーフレックス650(第一工業製薬株式会社製:有効濃度26%)等の市販の製品を用いる事ができる。
The cationic urethane resin (D) forms a uniform chemical conversion film on the surface of the hot-rolled steel sheet that is the object to be processed. The cationic urethane resin (D) is a urethane resin having a cationic functional group, and examples of the cationic functional group include an amino group, an ammonium base, a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, Examples thereof include a trimethylamino group and a triethylamino group, and among them, a quaternary ammonium base is preferable.
Moreover, the polyol, isocyanate component, and polymerization method which comprise the urethane resin of cationic urethane resin (D) are not specifically limited, A conventionally well-known component and method are used.
Examples of the cationic urethane resin (D) include F2667D (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 25%), Superflex 620 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 30%), Superflex 650 ( Commercial products such as those manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 26%) can be used.

カチオン性ウレタン樹脂(D)は、単に化成処理剤中に含有される事では塗装後耐食性等の好ましい効果は得られないが、上記アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と共に化成処理剤中に含有される事で、被処理物である熱延鋼板表面に均一な化成皮膜を形成し、熱延鋼板の好ましい塗装後防食性が確保される。
また、カチオン性ウレタン樹脂(D)は、上記アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物(B)からなる群より選ばれる少なくとも一種との競争反応を行わないことから、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物(B)の機能を阻害することなく好ましく用いられる。
Although the cationic urethane resin (D) is not contained in the chemical conversion treatment agent, preferable effects such as post-coating corrosion resistance cannot be obtained. However, the amino group-containing silane coupling agent, its hydrolyzate and its polymer are obtained. When contained in the chemical conversion treatment agent together with at least one selected from the group consisting of (B), a uniform chemical conversion film is formed on the surface of the hot-rolled steel sheet, which is an object to be treated, and preferable anticorrosion properties after coating of the hot-rolled steel sheet Is secured.
Further, since the cationic urethane resin (D) does not undergo a competitive reaction with at least one selected from the group consisting of the amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer (B) thereof, It is preferably used without inhibiting the functions of the group-containing silane coupling agent, its hydrolyzate and its polymer (B).

本実施形態に係る化成処理剤におけるカチオン性ウレタン樹脂(D)の配合量は、固形分濃度で下限5質量ppm、上限1000質量ppmの範囲内であることが好ましい。5質量ppm未満であると、充分な塗膜密着性を得ることができない。1000質量ppmを超えると、それ以上の効果は望めず、経済的に不利である。上記下限は、100質量ppmがより好ましく、200質量ppmが更に好ましい。上記上限は、400質量ppmがより好ましい。   The compounding amount of the cationic urethane resin (D) in the chemical conversion treating agent according to the present embodiment is preferably in the range of a lower limit of 5 ppm by mass and an upper limit of 1000 ppm by mass in terms of solid content. If it is less than 5 mass ppm, sufficient coating film adhesion cannot be obtained. If it exceeds 1000 ppm by mass, no further effect can be expected, which is economically disadvantageous. The lower limit is more preferably 100 ppm by mass, and still more preferably 200 ppm by mass. The upper limit is more preferably 400 ppm by mass.

本実施形態に係る化成処理剤において、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と、カチオン性ウレタン樹脂(D)との質量比((B)/(D))は0.005〜200であることが好ましい。質量比((B)/(D))を上記範囲とすることで、化成皮膜が形成された熱延鋼板の好ましい耐食性が得られる。質量比((B)/(D))は0.05〜20であることがより好ましく、0.5〜2であることが更に好ましい。   In the chemical conversion treatment agent according to this embodiment, at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof, and a mass ratio of the cationic urethane resin (D) ((B) / (D)) is preferably 0.005 to 200. By making mass ratio ((B) / (D)) into the said range, the preferable corrosion resistance of the hot-rolled steel plate in which the chemical conversion film was formed is obtained. The mass ratio ((B) / (D)) is more preferably 0.05 to 20, and further preferably 0.5 to 2.

本実施形態に係る化成処理剤は、実質的にリン酸イオンを含有しないものであることが好ましい。実質的にリン酸イオンを含まないとは、リン酸イオンが化成処理剤中の成分として作用する程含まれていないことを意味し、本実施形態において使用する化成処理剤は、実質的にリン酸イオンを含まないことから、環境負荷の原因となるリンを実質的に使用することがなく、リン酸亜鉛系処理剤を使用する場合に発生するリン酸鉄、リン酸亜鉛等のようなスラッジの発生を抑制することができる。   It is preferable that the chemical conversion treatment agent according to the present embodiment contains substantially no phosphate ions. The phrase “substantially free of phosphate ions” means that the phosphate ions are not included so much as to act as a component in the chemical conversion treatment agent, and the chemical conversion treatment agent used in the present embodiment is substantially phosphorus. Because it does not contain acid ions, it does not substantially use phosphorus, which causes environmental burdens, and sludge such as iron phosphate, zinc phosphate, etc. generated when using a zinc phosphate-based treatment agent Can be suppressed.

本実施形態に係る化成処理剤は、pHが下限3.5、上限5.5の範囲内である。3.5未満であると、エッチング過剰となり充分な皮膜形成ができなくなる。5.5を超えると、エッチングが不充分となり良好な皮膜が得られない。上記下限は、3.8が好ましく、4.0がより好ましい。上記上限は、4.7が好ましく、4.5がより好ましい。本実施形態に係る化成処理剤のpHを調整するために、硝酸、硫酸等の酸性化合物、及び、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基性化合物を使用することができる。   In the chemical conversion treatment agent according to the present embodiment, the pH is in the range of the lower limit 3.5 and the upper limit 5.5. If it is less than 3.5, etching becomes excessive and a sufficient film cannot be formed. If it exceeds 5.5, etching becomes insufficient and a good film cannot be obtained. The lower limit is preferably 3.8 and more preferably 4.0. The upper limit is preferably 4.7, and more preferably 4.5. In order to adjust the pH of the chemical conversion treating agent according to this embodiment, acidic compounds such as nitric acid and sulfuric acid and basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia can be used.

本実施形態に係る化成処理剤は、更に、密着性及び耐食性付与剤としてマグネシウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、インジウムイオン及び銅イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。上記密着性及び耐食性付与剤を含有することにより、より良好な密着性及び耐食性を有する化成皮膜を得ることができる。   The chemical conversion treatment agent according to this embodiment further contains at least one selected from the group consisting of magnesium ions, zinc ions, calcium ions, aluminum ions, gallium ions, indium ions, and copper ions as an adhesion and corrosion resistance imparting agent. It is preferable. By containing the adhesion and corrosion resistance imparting agent, a chemical conversion film having better adhesion and corrosion resistance can be obtained.

上記マグネシウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、インジウムイオン及び銅イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種の含有量は、下限1質量ppm、上限5000質量ppmの範囲内であることが好ましい。上記含有量が上記下限未満であると、充分な効果が得られず好ましくない。上記含有量が上記上限を超えると、それ以上の効果の向上はみられず経済的に不利であり、塗装後密着性が低下する場合もある。上記下限は、25質量ppmがより好ましく、上記上限は、3000質量ppmがより好ましい。   The content of at least one selected from the group consisting of the magnesium ion, zinc ion, calcium ion, aluminum ion, gallium ion, indium ion and copper ion is within the range of the lower limit of 1 mass ppm and the upper limit of 5000 mass ppm. preferable. If the content is less than the lower limit, a sufficient effect cannot be obtained, which is not preferable. When the content exceeds the above upper limit, no further improvement in the effect is observed, which is economically disadvantageous, and the adhesion after coating may be reduced. The lower limit is more preferably 25 ppm by mass, and the upper limit is more preferably 3000 ppm by mass.

上記化成処理剤は、上記成分の他に必要に応じて、任意の成分を併用するものであってもよい。使用することができる成分としては、シリカ等を挙げることができる。このような成分を添加することで、塗装後耐食性を向上させることが可能である。   The said chemical conversion treatment agent may use arbitrary components together as needed other than the said component. Examples of components that can be used include silica. By adding such components, it is possible to improve post-coating corrosion resistance.

<塗装前処理方法>
本実施形態に係る塗装前処理方法における化成処理は、特に限定されるものではなく、通常の処理条件によって化成処理剤と熱延鋼板表面とを接触させることによって行うことができる。上記化成処理における処理温度は、下限20℃、上限70℃の範囲内であることが好ましい。上記下限は30℃であることがより好ましく、上記上限は50℃であることがより好ましい。上記化成処理における化成時間は、下限5秒、上限1200秒の範囲内であることが好ましい。上記下限は30秒がより好ましく、上記上限は120秒がより好ましい。化成処理方法としては特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法、ロールコート法等を挙げることができる。
<Pre-painting method>
The chemical conversion treatment in the coating pretreatment method according to the present embodiment is not particularly limited, and can be performed by bringing the chemical conversion treatment agent and the hot-rolled steel sheet surface into contact with each other under normal processing conditions. The treatment temperature in the chemical conversion treatment is preferably in the range of a lower limit of 20 ° C. and an upper limit of 70 ° C. The lower limit is more preferably 30 ° C, and the upper limit is more preferably 50 ° C. The chemical conversion time in the chemical conversion treatment is preferably in the range of a lower limit of 5 seconds and an upper limit of 1200 seconds. The lower limit is more preferably 30 seconds, and the upper limit is more preferably 120 seconds. The chemical conversion treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method, a spray method, and a roll coating method.

本実施形態に係る塗装前処理方法においては、上記化成処理を行う前に、熱延鋼板の表面に対して脱脂処理、脱脂後水洗処理を行い、上記化成処理後に化成後水洗処理を行うことが好ましい。
上記脱脂処理は、基材表面に付着している油分や汚れを除去するために行われるものであり、無リン・無窒素脱脂洗浄液等の脱脂剤により、通常30〜55℃において数分間程度の浸漬処理がなされる。所望により、脱脂処理の前に、予備脱脂処理を行うことも可能である。
In the pre-coating treatment method according to the present embodiment, before performing the chemical conversion treatment, the surface of the hot-rolled steel sheet is subjected to degreasing treatment, post-degreasing water washing treatment, and after the chemical conversion treatment, post-chemical conversion water washing treatment is performed. preferable.
The degreasing treatment is performed to remove oil and dirt adhering to the surface of the base material, and usually with a degreasing agent such as phosphorus-free and nitrogen-free degreasing cleaning liquid at about 30 to 55 ° C. for about several minutes. Immersion treatment is performed. If desired, a preliminary degreasing process can be performed before the degreasing process.

上記脱脂後水洗処理は、脱脂処理後の脱脂剤を水洗するために、大量の水洗水によって1回又はそれ以上スプレー処理を行うことにより行われるものである。
上記化成後水洗処理は、その後の各種塗装後の密着性、耐食性等に悪影響を及ぼさないようにするために、1回又はそれ以上により行われるものである。この場合、最終の水洗は、純水で行われることが適当である。この化成後水洗処理においては、スプレー水洗又は浸漬水洗のどちらでもよく、これらの方法を組み合わせて水洗することもできる。
上記化成後水洗処理の後は、公知の方法に従って、必要に応じて乾燥され、その後、各種塗装を行うことができる。
The post-degreasing rinsing treatment is performed by performing spraying once or more with a large amount of rinsing water in order to wash the degreaser after the degreasing treatment.
The post-chemical conversion water-washing treatment is performed once or more so as not to adversely affect the adhesion, corrosion resistance, and the like after the subsequent various coatings. In this case, it is appropriate that the final water washing is performed with pure water. In this post-chemical conversion water washing treatment, either spray water washing or immersion water washing may be used, and these methods may be combined for water washing.
After the post-chemical conversion water-washing treatment, it can be dried as necessary according to a known method, and thereafter various coatings can be performed.

本実施形態に係る塗装前処理方法は、従来より実用化されているリン酸亜鉛系化成処理剤を用いて処理する方法において、必要となっている表面調整処理を行わなくてもよいため、より少ない工程で熱延鋼板の化成処理を行うことが可能である。   The coating pretreatment method according to the present embodiment does not have to perform the necessary surface adjustment treatment in the method of treating using a zinc phosphate-based chemical conversion treatment agent that has been practically used in the past. It is possible to carry out the chemical conversion treatment of the hot-rolled steel sheet with a small number of processes.

<熱延鋼板>
本実施形態の熱延鋼板は、本実施形態に係る塗装前処理方法により、少なくとも一方の表面に化成皮膜が形成されたものである。
本実施形態に係る熱延鋼板としては特に制限されず、一般熱延鋼板から特殊鋼まで幅広い範囲に適用が可能である。
<Hot rolled steel sheet>
The hot-rolled steel sheet of the present embodiment has a chemical conversion film formed on at least one surface by the pre-coating treatment method according to the present embodiment.
The hot-rolled steel sheet according to this embodiment is not particularly limited, and can be applied to a wide range from a general hot-rolled steel sheet to a special steel.

熱延鋼板は、800℃を超える温度域で圧延を行うため、鋼板表面には数μm〜数十μmの厚い酸化膜(スケール)が形成される。このような酸化膜を、酸洗等の処理により除去してから使用する場合もあるが、プレス等の加工の後の焼き入れ、焼き戻し等の熱処理により酸化膜が再度生成される場合もあり、また、酸化膜自体が防食性を有するため、酸化膜上に化成処理によって化成皮膜を形成することが好ましい。
このような熱延鋼板上に形成される酸化膜表面には微細な凹凸が形成され、更に酸化膜は多数の細孔が存在する多孔質状となっている。このため、酸化膜が形成された熱延鋼板上に均一な化成皮膜を形成することは非常に困難である。表面に形成された化成皮膜が不均一である場合、被覆された箇所と被覆されない箇所との間に電位差が生じ、電着塗装を行う際に均一な電着塗膜を形成できない。よって、従来のジルコニウム等からなる化成処理剤を用いた塗装前処理方法では、リン酸亜鉛系化成処理剤と同等の塗装後耐食性を確保できない。
しかし、本実施形態に係る塗装前処理方法により処理された熱延鋼板は、表面に均一な化成皮膜が形成されたものである。このような均一な化成皮膜が形成された熱延鋼板は、好ましい塗装後耐食性を有する。
Since a hot-rolled steel sheet is rolled in a temperature range exceeding 800 ° C., a thick oxide film (scale) of several μm to several tens μm is formed on the surface of the steel sheet. Such an oxide film may be used after being removed by a treatment such as pickling, but the oxide film may be generated again by a heat treatment such as quenching or tempering after processing such as pressing. In addition, since the oxide film itself has corrosion resistance, it is preferable to form a chemical conversion film on the oxide film by chemical conversion treatment.
Fine irregularities are formed on the surface of the oxide film formed on such a hot-rolled steel sheet, and the oxide film is porous with a large number of pores. For this reason, it is very difficult to form a uniform chemical conversion film on a hot-rolled steel sheet on which an oxide film is formed. When the chemical conversion film formed on the surface is non-uniform, a potential difference occurs between the coated part and the non-coated part, and a uniform electrodeposition coating film cannot be formed when electrodeposition coating is performed. Therefore, the conventional coating pretreatment method using a chemical conversion treatment agent composed of zirconium or the like cannot ensure post-coating corrosion resistance equivalent to that of a zinc phosphate chemical conversion treatment agent.
However, the hot-rolled steel sheet treated by the coating pretreatment method according to the present embodiment has a uniform chemical conversion film formed on the surface. A hot-rolled steel sheet on which such a uniform chemical conversion film is formed has preferable post-coating corrosion resistance.

このような効果が得られるメカニズムについては定かではないが、例えば、化成処理剤中に含まれるカチオン性ウレタン樹脂(D)のカチオン性基と鋼板表面との相互作用により、酸化膜の凹部や細孔にカチオン性ウレタン樹脂(D)が優先的に被覆されることが理由として考えられる。   Although the mechanism by which such an effect is obtained is not certain, for example, due to the interaction between the cationic group of the cationic urethane resin (D) contained in the chemical conversion treatment agent and the surface of the steel sheet, the recesses and fineness of the oxide film can be obtained. It is considered that the pores are preferentially coated with the cationic urethane resin (D).

本実施形態の熱延鋼板表面に形成される化成皮膜は、皮膜量が化成処理剤に含まれる金属の合計量で下限0.1mg/m、上限500mg/mの範囲内であることが好ましい。0.1mg/m未満であると、均一な化成皮膜が得られず好ましくない。500mg/mを超えると、それ以上の効果は得られず、経済的に不利である。上記下限は、5mg/mがより好ましく、上記上限は、200mg/mがより好ましい。 Conversion coating is formed on the hot-rolled steel sheet of the present embodiment, the lower limit 0.1 mg / m 2 in a total amount of metal coating weight is comprised chemical conversion treatment agent, in a range of the upper limit 500 mg / m 2 preferable. If it is less than 0.1 mg / m 2 , a uniform chemical conversion film cannot be obtained, which is not preferable. If it exceeds 500 mg / m 2 , no further effect is obtained, which is economically disadvantageous. The lower limit is more preferably 5 mg / m 2 , and the upper limit is more preferably 200 mg / m 2 .

上記塗装前処理方法によって処理された熱延鋼板に対し、レーザー加工、プレス加工等を行うことで、各種用途に応じて成型加工された金属部材が得られる。あるいは、予め成型加工された熱延鋼板に対し上記塗装前処理方法を適用してもよい。本実施形態に係る金属部材の用途としては特に制限されないが、自動車用金属部材としてドアー、ボンネット、ルーフ、フード、フェンダー、トランク等が挙げられる。また、オートバイ、バス、自転車等に用いられる金属部材も挙げることができる。安全性や美観性の観点から高い塗装後耐食性が要求される上記のような用途において、本実施形態に係る塗装前処理方法によって処理された熱延鋼板からなる金属部材は好ましく用いられる。   By performing laser processing, pressing, or the like on the hot-rolled steel sheet processed by the pre-painting method, a metal member molded according to various applications can be obtained. Or you may apply the said coating pre-processing method with respect to the hot-rolled steel plate previously shape-processed. Although it does not restrict | limit especially as a use of the metal member which concerns on this embodiment, A door, a bonnet, a roof, a hood, a fender, a trunk etc. are mentioned as a metal member for motor vehicles. Moreover, the metal member used for a motorcycle, a bus | bath, a bicycle etc. can also be mentioned. In the above applications where high post-coating corrosion resistance is required from the viewpoint of safety and aesthetics, a metal member made of a hot-rolled steel sheet treated by the pre-painting treatment method according to this embodiment is preferably used.

本実施形態に係る塗装前処理方法により処理された熱延鋼板に対して行うことができる塗装としては特に限定されず、カチオン電着塗料、溶剤塗料、水性塗料、粉体塗料等の従来公知の塗料を用いた塗装を行うことができる。例えば、上記カチオン電着塗料としては特に限定されず、アミノ化エポキシ樹脂、アミノ化アクリル樹脂、スルホニウム化エポキシ樹脂等からなる従来公知のカチオン電着塗料を塗布することができる。なかでも、化成処理剤にアミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を配合することから、電着塗膜と化成皮膜の密着性をより高めるために、アミノ基との反応性又は相溶性を示す官能基を有する樹脂からなるカチオン電着塗料が好ましい。   The coating that can be performed on the hot-rolled steel sheet treated by the pre-painting treatment method according to the present embodiment is not particularly limited, and a conventionally known coating such as a cationic electrodeposition coating, a solvent coating, a water-based coating, or a powder coating. Painting using paint can be performed. For example, the cationic electrodeposition coating is not particularly limited, and a conventionally known cationic electrodeposition coating made of an aminated epoxy resin, an aminated acrylic resin, a sulfoniumated epoxy resin, or the like can be applied. Among them, the chemical conversion treatment agent is blended with at least one selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof, thereby further improving the adhesion between the electrodeposition coating film and the conversion coating film. Therefore, a cationic electrodeposition paint made of a resin having a functional group showing reactivity or compatibility with an amino group is preferable.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

次に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、実施例及び比較例記載の「ppm」は「質量ppm」を示す。   Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “ppm” in Examples and Comparative Examples indicates “mass ppm”.

<実施例1>
市販の熱間圧延鋼板(SPH270 日本テストパネル社製、70mm×150mm×0.8mm)を基材として、下記の条件で塗装前処理を施した。
(1)塗装前処理
脱脂処理:2質量%「サーフクリーナー53」(日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社製脱脂剤)で40℃、2分間浸漬処理した。
脱脂後水洗処理:水道水で30秒間スプレー処理した。
化成処理:ジルコンフッ化水素酸及びアミノ基含有シランカップリング剤としてKBM−603(N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン:有効濃度100%:信越化学工業株式会社製)を使用し、また、カチオン性ウレタン樹脂としてF2667D(第一工業製薬株式会社製:有効濃度25%)を使用し、ジルコニウム(A)濃度100質量ppm、固形分としてアミノ基含有シランカップリング剤(B)濃度100質量ppm、カチオン性ウレタン樹脂(D)濃度100質量ppmの化成処理剤を調製した。pHは、水酸化ナトリウムを用いて4に調整した。化成処理剤の温度を40℃に調整し、基材を60秒間浸漬処理した。処理の初期段階における皮膜量は、13.4mg/mであった。
<Example 1>
Using a commercially available hot-rolled steel sheet (SPH270, Nippon Test Panel Co., Ltd., 70 mm × 150 mm × 0.8 mm) as a base material, a coating pretreatment was performed under the following conditions.
(1) Pre-coating treatment Degreasing treatment: 2% by mass “Surf Cleaner 53” (Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd., degreasing agent) was immersed at 40 ° C. for 2 minutes.
Washing with water after degreasing: spraying with tap water for 30 seconds.
Chemical conversion treatment: using KBM-603 (N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane: effective concentration 100%: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a zircon hydrofluoric acid and amino group-containing silane coupling agent Moreover, F2667D (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 25%) is used as the cationic urethane resin, the zirconium (A) concentration is 100 mass ppm, and the amino group-containing silane coupling agent (B) concentration is as the solid content. A chemical conversion treatment agent having 100 mass ppm and a cationic urethane resin (D) concentration of 100 mass ppm was prepared. The pH was adjusted to 4 using sodium hydroxide. The temperature of the chemical conversion treatment agent was adjusted to 40 ° C., and the base material was immersed for 60 seconds. The coating amount at the initial stage of the treatment was 13.4 mg / m 2 .

化成後水洗処理:水道水で30秒間スプレー処理した。更にイオン交換水で10秒間スプレー処理した。その後、ウェットな状態で電着塗装を行った。皮膜量は、水洗処理後の冷延鋼板を電気乾燥炉において、80℃で5分間乾燥したうえで「ZSX PrimusII」(株式会社リガク製 X線分析装置)を用いて、化成処理剤に含まれる金属の合計量として分析した。   Water treatment after chemical conversion: Sprayed with tap water for 30 seconds. Furthermore, it spray-processed for 10 second with ion-exchange water. Then, electrodeposition coating was performed in a wet state. The amount of film is included in the chemical conversion treatment agent using “ZSX Primus II” (X-ray analyzer manufactured by Rigaku Corporation) after drying the cold-rolled steel sheet after water washing treatment at 80 ° C. for 5 minutes in an electric drying furnace. The total amount of metal was analyzed.

(2)塗装
化成処理剤1L当たり1mの冷間圧延鋼板を処理した後に、「パワーニクス310」(日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製カチオン電着塗料)を用いて乾燥膜厚20μmになるように電着塗装し、水洗後、170℃で20分間加熱して焼き付け、試験板を作成した。
(2) Coating After processing 1 m 2 of cold-rolled steel sheet per liter of chemical conversion treatment agent, use “Powernics 310” (Cation Electrodeposition Paint manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings Co., Ltd.) so that the dry film thickness becomes 20 μm. After electrodeposition coating, washing with water and baking at 170 ° C. for 20 minutes, a test plate was prepared.

<実施例2、3>
基材として熱間圧延鋼板(SPH440、SPH590 日本テストパネル社製、70mm×150mm×0.8mm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Examples 2 and 3>
A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that a hot-rolled steel plate (SPH440, SPH590, manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd., 70 mm × 150 mm × 0.8 mm) was used as the substrate.

<実施例4、5、8、10、19、20>
シランカップリング剤(B)濃度及びカチオン性ウレタン樹脂(D)濃度をそれぞれ表1に示す濃度としたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Examples 4, 5, 8, 10, 19, 20>
A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent (B) concentration and the cationic urethane resin (D) concentration were changed to the concentrations shown in Table 1, respectively.

<実施例6、7>
表1に示す通り、カチオン性ウレタン樹脂(D)としてスーパーフレックス620(第一工業製薬株式会社製:有効濃度30%)又はスーパーフレックス650(第一工業製薬株式会社製:有効濃度26%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Examples 6 and 7>
As shown in Table 1, Superflex 620 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 30%) or Superflex 650 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: effective concentration 26%) is used as the cationic urethane resin (D). A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used.

<実施例9、11、12>
表1に示す通り、ジルコニウム(A)濃度を100質量ppm又は500質量ppmとし、シランカップリング剤(B)としてKBM−903(3−アミノプロピルトリメトキシシラン:有効濃度100%:信越化学工業株式会社製)又はXS1003(N,N−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン:有効濃度50%:日美商事株式会社製)又はKBE−903(3−アミノプロピルトリエトキシシラン:有効濃度100%:信越化学工業株式会社製)を用い、シランカップリング剤(B)及びカチオン性ウレタン樹脂(D)を表1に示す濃度としたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Examples 9, 11, and 12>
As shown in Table 1, zirconium (A) concentration is 100 mass ppm or 500 mass ppm, and silane coupling agent (B) is KBM-903 (3-aminopropyltrimethoxysilane: effective concentration 100%: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Or XS1003 (N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine: effective concentration 50%: manufactured by Himi Corporation) or KBE-903 (3-aminopropyltriethoxysilane: effective concentration) 100%: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used, and the test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent (B) and the cationic urethane resin (D) had the concentrations shown in Table 1. Created.

<実施例13〜18>
ジルコニウム(A)濃度をそれぞれ表1に示す濃度とし、密着性及び耐食性付与材として硝酸亜鉛(Zn)を使用し、シランカップリング剤(B)及びカチオン性ウレタン樹脂(D)を表1に示す濃度としたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Examples 13 to 18>
Zirconium (A) concentration is set as shown in Table 1, zinc nitrate (Zn) is used as adhesion and corrosion resistance imparting material, and silane coupling agent (B) and cationic urethane resin (D) are shown in Table 1. A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration was changed.

<比較例1〜5>
シランカップリング剤(B)及びカチオン性ウレタン樹脂(D)濃度及び基材としての熱間圧延鋼板を表1に示すものとしたこと以外は、実施例1と同様にして試験板を作成した。
<Comparative Examples 1-5>
A test plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent (B) and cationic urethane resin (D) concentrations and the hot-rolled steel plate as the substrate were as shown in Table 1.

<参考例1>
表1に示す通り、脱脂後水洗処理の後にサーフファインGL1(日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社製)を用いて室温で30秒間表面調整を行い、上記化成処理剤の代わりにサーフダインSD−5350(日本ペイント・サーフケミカルズ株式会社製リン酸亜鉛系化成処理剤)を用いて35℃で2分間浸漬処理を行うことで化成処理を施したこと以外は、実施例1と同様にして試験板を得た。
<Reference Example 1>
As shown in Table 1, after degreasing and washing with water, surface adjustment was performed at room temperature for 30 seconds using Surffine GL1 (manufactured by Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd.), and Surfdyne SD-5350 ( A test plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the chemical conversion treatment was performed by performing immersion treatment at 35 ° C. for 2 minutes using Nippon Paint Surf Chemicals Co., Ltd. It was.

上記により得られた実施例1〜20、比較例1〜5、参考例1の試験板を用いて以下の評価試験を行った。   The following evaluation tests were conducted using the test plates of Examples 1 to 20, Comparative Examples 1 to 5, and Reference Example 1 obtained as described above.

[二次密着性試験(SDT)]
得られた試験板に、素地まで達する縦平行カットを2本入れた後、5%NaCl水溶液中において50℃で480時間浸漬した。その後、カット部をテープ剥離し、塗料の剥離を観察した。剥離状態を以下の評価基準に従って評価し、評価2以上を合格とした。結果を表1及び表2に示した。
1:剥離なし
2:若干剥離
3:剥離幅3mm以上
[Secondary adhesion test (SDT)]
Two vertical and parallel cuts reaching the substrate were put in the obtained test plate, and then immersed in a 5% NaCl aqueous solution at 50 ° C. for 480 hours. Thereafter, the cut part was peeled off with tape, and the peeling of the paint was observed. The peeled state was evaluated according to the following evaluation criteria, and an evaluation of 2 or more was regarded as acceptable. The results are shown in Tables 1 and 2.
1: No peeling 2: Slight peeling 3: Peeling width 3 mm or more

[塩水噴霧試験(SST)]
得られた試験板に、素地まで達するクロスカットを入れた後、35℃に保たれた塩水噴霧試験器中で5%NaCl水溶液を240時間連続噴霧した。その後、カット部からの膨れ幅を測定した。上記膨れ幅が、参考例1に示すリン酸亜鉛系表面処理剤における膨れ幅と同等かそれ以下のものを合格とした。結果を表1及び表2に示した。
[Salt spray test (SST)]
A crosscut reaching the substrate was put on the obtained test plate, and then a 5% NaCl aqueous solution was continuously sprayed for 240 hours in a salt spray tester maintained at 35 ° C. Thereafter, the swollen width from the cut portion was measured. A bulge width equal to or less than the bulge width in the zinc phosphate surface treatment agent shown in Reference Example 1 was regarded as acceptable. The results are shown in Tables 1 and 2.

[複合サイクル腐食試験(CCT)]
得られた試験板に、素地まで達するクロスカットを入れた後、複合サイクル腐食試験を行った。試験方法は、JASO M609−91の定めるところにより複合試験を100サイクル実施した。試験後、カット部からの膨れ幅を測定した。上記膨れ幅が、参考例1に示すリン酸亜鉛系表面処理剤における膨れ幅と同等かそれ以下のものを合格とした。結果を表1及び表2に示した。
[Composite cycle corrosion test (CCT)]
The obtained test plate was subjected to a combined cycle corrosion test after making a cross cut reaching the substrate. As the test method, 100 cycles of the combined test were carried out according to JASO M609-91. After the test, the swollen width from the cut portion was measured. A bulge width equal to or less than the bulge width in the zinc phosphate surface treatment agent shown in Reference Example 1 was regarded as acceptable. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2019019357
Figure 2019019357

実施例1〜20と、比較例1〜3、5との比較から、実施例1〜20の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板の方が、比較例1〜3、5の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板と比較して二次密着性(SDT)に優れることが分かった。この結果から、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)が含有される化成処理剤によって熱延鋼板の塗装前処理を行うことで、熱延鋼板に好ましい塗装後耐食性を付与できることが確認された。
また、比較例1の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板と、比較例5の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板とはいずれも好ましい二次密着性(SDT)が得られないことから、化成処理剤中にアミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)が含有されない場合において、カチオン性ウレタン樹脂(D)の含有量を増加させたとしても好ましい結果は得られず、アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と、カチオン性ウレタン樹脂(D)と、を併用した化成処理剤によって熱延鋼板の塗装前処理を行うことで、熱延鋼板に好ましい塗装後耐食性を付与できることが確認された。
From the comparison between Examples 1-20 and Comparative Examples 1-3, 5, the hot-rolled steel sheet treated with the chemical conversion treatment agent of Examples 1-20 is the chemical conversion treatment of Comparative Examples 1-3, 5. It was found that the secondary adhesiveness (SDT) was excellent as compared with the hot-rolled steel sheet treated with the agent. From this result, by performing the coating pretreatment of the hot-rolled steel sheet with a chemical conversion treatment agent containing at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof. It was confirmed that the post-coating corrosion resistance can be imparted to the hot-rolled steel sheet.
Moreover, neither the hot-rolled steel plate processed with the chemical conversion treatment agent of Comparative Example 1 nor the hot-rolled steel plate processed with the chemical conversion treatment agent of Comparative Example 5 can obtain a preferable secondary adhesion (SDT). Therefore, in the case where the chemical conversion treatment agent does not contain at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a polymer thereof, the inclusion of the cationic urethane resin (D) Even if the amount is increased, a preferable result is not obtained, and at least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof and a polymer thereof, and a cationic urethane resin (D) It was confirmed that the pre-coating corrosion resistance preferred for the hot-rolled steel sheet can be imparted to the hot-rolled steel sheet by performing the pre-coating treatment of the hot-rolled steel sheet with the chemical conversion treatment agent.

実施例1〜20と、比較例4との比較から、実施例1〜20の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板の方が、比較例4の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板と比較して複合サイクル腐食試験(CCT)の結果に優れることが分かった。この結果から、カチオン性ウレタン樹脂(D)が含有される化成処理剤によって熱延鋼板の塗装前処理を行うことで、熱延鋼板に好ましい塗装後耐食性を付与できることが確認された。   From the comparison with Examples 1-20 and Comparative Example 4, the hot-rolled steel sheet treated with the chemical conversion treatment agent of Examples 1-20 was treated with the chemical conversion treatment agent of Comparative Example 4. It was found that the results of the combined cycle corrosion test (CCT) were superior to those of the steel plate. From this result, it was confirmed that the pre-painting corrosion resistance can be imparted to the hot-rolled steel sheet by pre-coating the hot-rolled steel sheet with the chemical conversion treatment agent containing the cationic urethane resin (D).

実施例1〜20と、参考例1との比較から、実施例1〜20の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板は、参考例1の化成処理剤により処理を行った熱延鋼板に対して同等以上の塩水噴霧試験(SST)、複合サイクル腐食試験(CCT)の結果が得られることが分かった。この結果から、本発明の化成処理剤を用いた塗装前処理方法によれば、従来のリン酸亜鉛系処理剤を用いた塗装前処理方法と同等以上の優れた塗装後耐食性を熱延鋼板に付与できることが確認された。   From a comparison between Examples 1-20 and Reference Example 1, the hot-rolled steel sheet treated with the chemical conversion treatment agent of Examples 1-20 is a hot-rolled steel sheet treated with the chemical conversion treatment agent of Reference Example 1. On the other hand, it was found that the results of the salt spray test (SST) and the combined cycle corrosion test (CCT) equivalent to or higher were obtained. From this result, according to the coating pretreatment method using the chemical conversion treatment agent of the present invention, the hot-rolled steel sheet has excellent post-coating corrosion resistance equivalent to or better than the conventional coating pretreatment method using a zinc phosphate-based treatment agent. It was confirmed that it could be granted.

Claims (4)

化成処理剤によって熱延鋼板を処理し、化成皮膜を形成する塗装前処理方法であって、
前記化成処理剤は、ジルコニウム、チタン及びハフニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(A)と、
アミノ基含有シランカップリング剤、その加水分解物及びその重合物からなる群より選ばれる少なくとも一種(B)と、
フッ素(C)と、
カチオン性ウレタン樹脂(D)と、を含有し、
前記(A)の含有量は金属換算で合計20〜600質量ppmであり、
pHが3.5〜5.5である塗装前処理方法。
A pre-painting treatment method for treating a hot-rolled steel sheet with a chemical conversion treatment agent to form a chemical conversion film,
The chemical conversion treatment agent is at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and hafnium (A),
At least one (B) selected from the group consisting of an amino group-containing silane coupling agent, a hydrolyzate thereof and a polymer thereof;
Fluorine (C),
A cationic urethane resin (D),
Content of said (A) is 20-600 mass ppm in total in conversion of a metal,
A coating pretreatment method having a pH of 3.5 to 5.5.
前記(B)を固形分濃度で合計5〜1000質量ppm含有し、
前記(D)を固形分濃度で5〜1000質量ppm含有し、
前記(D)に対する前記(B)の固形分質量比((B)/(D))は0.005〜200である請求項1に記載の塗装前処理方法。
The total content of (B) is 5 to 1000 mass ppm in solid content concentration,
Containing (D) in a solid content concentration of 5-1000 mass ppm,
The coating pretreatment method according to claim 1, wherein the solid content mass ratio ((B) / (D)) of (B) to (D) is 0.005 to 200.
前記化成処理剤は、更に、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、インジウムイオン及び銅イオンからなる群より選ばれる少なくとも一種の密着性及び耐食性付与剤を含有する請求項1又は2に記載の塗装前処理方法。   The said chemical conversion treatment agent further contains at least one adhesion and corrosion resistance imparting agent selected from the group consisting of magnesium ions, zinc ions, calcium ions, aluminum ions, gallium ions, indium ions and copper ions. 2. The coating pretreatment method according to 2. 請求項1から3いずれかに記載の塗装前処理方法によって処理された熱延鋼板。   A hot-rolled steel sheet processed by the coating pretreatment method according to claim 1.
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