JP2020158845A - Surface treatment liquid for hot-dip galvanized steel sheet, galvanized steel sheet and method for manufacturing the same - Google Patents

Surface treatment liquid for hot-dip galvanized steel sheet, galvanized steel sheet and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

To provide a chromium free surface treatment liquid excellent in scratch corrosion resistance and even excellent in plane part corrosion resistance, bending part corrosion resistance, solvent resistance, coatability after alkaline degreasing, blackening resistance and storage stability and capable of obtaining a chromate free treatment steel sheet suitable for household appliances, building materials and motor vehicles, etc.SOLUTION: The surface treatment liquid is obtained by mixing a resin compound having a specific bisphenol skeleton, cationic urethane resin emulsion, a silane coupling agent, an organic titanium chelate compound, a tetravalent vanadyl compound, a molybdic acid compound, a tripolyphosphate dihydrogen aluminum rust preventive pigment and water at a predetermined ratio.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、自動車、家電、建材用途に最適な亜鉛系めっき鋼板であって、特に製造時および製造中にクロムなどを全く含まない環境適応型の亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法に関するものである。
また、本発明は、亜鉛系めっき鋼板の傷部耐食性等を向上させるのに有用な表面処理液に関するものである。
The present invention relates to a galvanized steel sheet most suitable for automobiles, home appliances, and building material applications, and in particular, relates to an environment-adaptive galvanized steel sheet containing no chromium during manufacturing and manufacturing, and a manufacturing method thereof. ..
The present invention also relates to a surface treatment liquid useful for improving the corrosion resistance of scratches on galvanized steel sheets.

亜鉛系めっき鋼板は、家電、自動車、建材などの分野で広く利用されている。耐食性(耐白錆性、耐赤錆性)を向上させる目的で、従来、亜鉛めっき鋼板の表面にクロム酸、重クロム酸またはその塩類を主要成分とした処理液によるクロメート処理を施した鋼板が広く用いられてきた。しかしながら、近年の地球環境問題から、クロメート処理によらない無公害な表面処理鋼板、所謂クロメートフリー処理鋼板を採用することへの要請が高まっており、様々なクロメートフリー処理亜鉛系めっき鋼板(以下、クロメートフリー処理鋼板と呼称する)が開発及び実用化されている。クロメートフリー処理鋼板は、切断部、曲げ、溶接等の加工部や運搬、使用中などに入る傷部では、下地鋼板が露出しており、腐食が特に進行しやすい。 Galvanized steel sheets are widely used in fields such as home appliances, automobiles, and building materials. For the purpose of improving corrosion resistance (white rust resistance, red rust resistance), conventionally, steel sheets in which the surface of galvanized steel sheets are chromate-treated with a treatment liquid containing chromic acid, dichromic acid or salts thereof as a main component are widely used. Has been used. However, due to recent global environmental problems, there is an increasing demand for the use of non-polluting surface-treated steel sheets that are not chromate-treated, so-called chromate-free treated steel sheets, and various chromate-free treated zinc-based steel sheets (hereinafter referred to as "chromate-free treated zinc-based steel sheets"). Chromate-free treated steel sheet) has been developed and put into practical use. In the chromate-free treated steel sheet, the base steel sheet is exposed at the cut part, the processed part such as bending and welding, and the scratched part that enters during transportation and use, and corrosion is particularly likely to proceed.

特に、傷部の腐食は、外観に及ぼす影響が大きいため傷部耐食性に優れたクロメートフリー処理鋼板が求められている。さらに、クロメートフリー処理鋼板が家電、自動車、建材など種々の用途で用いられることを考慮すると、傷部耐食性に加え、平面部耐食性、曲げ加工部耐食性、耐溶剤性、アルカリ脱脂後の塗装性、耐黒変性、及び貯蔵安定性に優れることも求められ、それらをすべて満たすクロメートフリー処理鋼板が要求されている。 In particular, since corrosion of scratches has a large effect on the appearance, a chromate-free treated steel sheet having excellent corrosion resistance of scratches is required. Furthermore, considering that chromate-free treated steel sheets are used in various applications such as home appliances, automobiles, and building materials, in addition to the corrosion resistance of scratched parts, the corrosion resistance of flat parts, the corrosion resistance of bent parts, the solvent resistance, and the paintability after alkaline degreasing, It is also required to have excellent blackening resistance and storage stability, and a chromate-free treated steel sheet that satisfies all of them is required.

特許文献1には、板の両面に亜鉛めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に特定の酸性無機被覆層と特定のアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有する表面処理亜鉛系めっき鋼板が開示されている。 In Patent Document 1, a surface treatment having galvanized layers on both sides of a plate and a two-layer film composed of a specific acidic inorganic coating layer and a specific alkaline organic-inorganic composite coating layer on the surface of the galvanized layer. Galvanized steel sheets are disclosed.

特許文献2には、特定の骨格を含有するフェノール樹脂と、カチオン性ウレタン樹脂と、シランカップリング剤と、有機チタン化合物と、バナジウム化合物とを特定の割合で含む表面処理液を使用して表面処理皮膜を形成し、亜鉛系めっき鋼板に、優れた耐食性を付与する技術が開示されている。また、特許文献3には、モリブデン酸化合物をさらに含み、特許文献4には、モリブデン酸化合物とフッ素化合物をさらに含む表面処理液を用いる技術がそれぞれ開示されている。 In Patent Document 2, a surface treatment liquid containing a phenol resin containing a specific skeleton, a cationic urethane resin, a silane coupling agent, an organic titanium compound, and a vanadium compound in a specific ratio is used on the surface. A technique for forming a treated film and imparting excellent corrosion resistance to a zinc-based plated steel sheet is disclosed. Further, Patent Document 3 further includes a molybdic acid compound, and Patent Document 4 discloses a technique using a surface treatment liquid further containing a molybdic acid compound and a fluorine compound.

特許文献5には、亜鉛系めっき鋼板の表面に、溶剤系有機樹脂(A)と、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物の中から選ばれる1種以上の有機金属化合物(B)と、非クロム系防錆添加剤(C)とを含有する表面処理組成物を塗布し、乾燥することにより形成された膜厚が0.1〜3μmの有機複合皮膜を有することを特徴とする有機複合被覆鋼板が開示されている。 In Patent Document 5, a solvent-based organic resin (A) and one or more organic metal compounds (B) selected from an organic titanium compound, an organic zirconium compound, and an organic aluminum compound are formed on the surface of a zinc-based plated steel plate. An organic composite coating having a film thickness of 0.1 to 3 μm formed by applying a surface treatment composition containing a non-chromium-based rust preventive additive (C) and drying the composition. Steel plates are disclosed.

特許文献6には、第一リン酸アルミニウムおよび/または第一リン酸マグネシウム、ヘキサフルオロチタン酸および/またはヘキサフルオロチタン酸塩、キレート剤、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムおよび炭酸マグネシウムから選択される少なくとも1種または2種以上のマグネシウム化合物を含むことを特徴とする表面処理剤を用いる技術が開示されている。 Patent Document 6 states that at least one selected from primary aluminum phosphate and / or primary magnesium phosphate, hexafluorotitanate and / or hexafluorotitanate, chelating agent, magnesium hydroxide, magnesium oxide and magnesium carbonate. A technique using a surface treatment agent characterized by containing one or more magnesium compounds has been disclosed.

特許第5457611号公報Japanese Patent No. 5457611 特開2010-236074号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-236074 特開2011-179057号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-179057 特開2012-067369号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-067369 特開2016-017187号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-017187 特開2011-225942号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-225942

特許文献1、5および6は、端部とともに傷部耐食性の向上を課題としているものの、そのレベルは十分とはいえない。特に、特許文献5および6は、傷部耐食性以外の性能が十分考慮されているとはいえないため、耐黒変性や耐溶剤性等の点で課題がある。 Although Patent Documents 1, 5 and 6 have an object of improving the corrosion resistance of a scratched portion together with an end portion, the level thereof cannot be said to be sufficient. In particular, Patent Documents 5 and 6 have problems in terms of blackening resistance, solvent resistance, and the like, because performance other than scratch resistance is not sufficiently considered.

特許文献2、3および4は、平面部耐食性、加工部耐食性、耐溶剤性、アルカリ脱脂後の塗装性、耐黒変性、及び貯蔵安定性耐食性に優れている。しかし傷部耐食性は考慮されておらずそのレベルは十分ではない。 Patent Documents 2, 3 and 4 are excellent in flat surface corrosion resistance, processed portion corrosion resistance, solvent resistance, coating property after alkaline degreasing, blackening resistance, and storage stability corrosion resistance. However, the corrosion resistance of the wound is not considered and the level is not sufficient.

本発明の目的は、上記問題を解決し、傷部耐食性に優れ、かつ平面部耐食性、曲げ加工部耐食性、耐溶剤性、アルカリ脱脂後の塗装性、耐黒変性、及び貯蔵安定性にも優れた家電用、建材用、自動車用などとして好適なクロメートフリー処理鋼板を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above problems, to have excellent corrosion resistance for scratches, corrosion resistance for flat surfaces, corrosion resistance for bent parts, solvent resistance, coating property after alkaline degreasing, blackening resistance, and storage stability. The purpose of the present invention is to provide chromate-free treated steel sheets suitable for home appliances, building materials, automobiles, and the like.

上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討を行った結果、特定の樹脂化合物と特定のカチオン性官能基を有するウレタン樹脂エマルションと特定の官能基を有するシランカップリング剤と特定の有機Tiキレート化合物と4価のバナジウム化合物とモリブデン酸化合物に加え、さらにはトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料を特定の割合で含む表面処理液を用いて、亜鉛系めっき鋼板の表面を処理することにより、耐食性、耐黒変性、塗装性、潤滑性、耐溶剤性に優れるのはいうまでもなく、傷部耐食性にも優れた皮膜を形成することができ、さらに貯蔵後もかかる皮膜特性の劣化が生じないことを新たに見出した。本発明は、このような知見に基づき完成されたもので、その要旨構成は以下の通りである。 As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, a urethane resin emulsion having a specific resin compound and a specific cationic functional group, a silane coupling agent having a specific functional group, and a specific organic substance are used. Treating the surface of a zinc-based plated steel sheet with a surface treatment solution containing a Ti chelate compound, a tetravalent vanadium compound, a molybdic acid compound, and a specific ratio of an aluminum dihydrogen dihydrogen phosphate rust preventive pigment. As a result, it is possible to form a film having excellent corrosion resistance, blackening resistance, coating property, lubricity, and solvent resistance, as well as corrosion resistance to scratches, and further deterioration of the film characteristics even after storage. It was newly found that The present invention has been completed based on such findings, and its gist structure is as follows.

前記課題を解決する手段は以下の通りである。
1.亜鉛系めっき鋼板の表面に、下記の一般式(I)で表されるビスフェノール骨格を有する樹脂化合物(A)と、第1〜3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エマルション(B)と、活性水素含有アミノ基、エポキシ基、メルカプト基およびメタクリロキシ基から選ばれる少なくとも1種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(C)と、有機チタンキレート化合物(D)と、4価のバナジウム化合物(E)と、モリブデン酸化合物(F)と、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)と、水と、を下記(1)〜(6)の条件を満足する範囲で含有する亜鉛系めっき鋼板用表面処理液。

(1)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分量(Bs)が、質量比[(Bs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10〜0.30
(2)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するシランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比[(Cs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.60〜0.85
(3)上記有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する上記シランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比{(Cs)/(DTi)}で50〜70
(4)上記有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する、上記4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)が、質量比{(EV)/(DTi)}で0.30〜0.50
(5)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する上記モリブデン酸化合物(F)のモリブデン換算量(FMo)が、質量比[(FMo)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.003〜0.030
(6)上記4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)に対する上記トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)の固形分量(Gs)が、質量比{(Gs)/(EV)}で3〜300

Figure 2020158845
式(I)中、ベンゼン環に結合しているY1およびY2は、それぞれ互いに独立に水素原子、あるいは次の一般式(II)または(III)により表されるZ基であり、1ベンゼン環当たりのZ基の置換数の平均値は0.2〜1.0である。nは2〜50の整数を表す。
Figure 2020158845
Figure 2020158845
式(II)および(III)中、R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ互いに独立な水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を表し、A−は水酸イオンまたは酸イオンを表す。 The means for solving the above problems are as follows.
1. 1. On the surface of the zinc-based plated steel sheet, a resin compound (A) having a bisphenol skeleton represented by the following general formula (I) and at least one cation selected from the 1st to 3rd amino groups and the quaternary ammonium base A cationic urethane resin emulsion (B) having a sex functional group and one or more silane coupling agents having at least one reactive functional group selected from an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a mercapto group and a methacryloxy group. (C), organic titanium chelate compound (D), tetravalent vanadium compound (E), molybdic acid compound (F), aluminum dihydrogen dihydrogen tripolyphosphate rust preventive pigment (G), and water. A surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheets containing the following conditions (1) to (6) within a range that satisfies the conditions.
(1) Cationicity with respect to the total solid content {(As) + (Bs) + (Cs)} of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C). The solid content (Bs) of the urethane resin emulsion (B) is 0.10 to 0.30 in mass ratio [(Bs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(2) Silane coupling with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)} The solid content (Cs) of the agent (C) is 0.60 to 0.85 in mass ratio [(Cs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(3) The solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) with respect to the titanium equivalent amount (D Ti ) of the organic titanium chelate compound (D) is 50 by mass ratio {(Cs) / (D Ti )}. ~ 70
(4) The organic titanium chelate compounds of titanium equivalent amount of (D) relative to (D Ti), the tetravalent vanadium compound Vanadium amount of (E) (E V) is the weight ratio {(E V) / (D Ti )} from 0.30 to 0.50
(5) The molybdic acid with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)}. The molybdenum equivalent amount (F Mo ) of compound (F) is 0.003 to 0.030 in mass ratio [(F Mo ) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(6) The tetravalent vanadium compound Vanadium amount of (E) solid content of the tripolyphosphate aluminum dihydrogen anticorrosive pigment to (E V) (G) (Gs) is the weight ratio {(Gs) / ( in E V)} 3~300
Figure 2020158845
In formula (I), Y 1 and Y 2 bonded to the benzene ring are hydrogen atoms independently of each other, or Z groups represented by the following general formulas (II) or (III), and 1benzene. The average number of Z-group substitutions per ring is 0.2-1.0. n represents an integer from 2 to 50.
Figure 2020158845
Figure 2020158845
In formulas (II) and (III), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are independent hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or hydroxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, respectively. , And A- represents a hydroxide ion or an acid ion.

2.前記トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)が、トリポリリン酸二水素アルミニウムの他に、Zn、Mg、Si、Caのうちから選ばれる少なくとも1種以上の添加元素を含み、かつ上記添加元素の質量(GE)が、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)中のリンの質量(GP)に対する質量比{(GE)/(GP)}で0.1〜10であることを特徴とする前記1に記載の亜鉛系めっき鋼板用表面処理液。 2. 2. The aluminum tripolyphosphate dihydrogen rust preventive pigment (G) contains at least one additive element selected from Zn, Mg, Si, and Ca in addition to aluminum dihydrogen tripolyphosphate, and the additive element. mass (G E) is the mass ratio to phosphorus mass in dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) (G P) { (G E) / (G P)} by from 0.1 to 10 The surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheets according to 1 above.

3.前記表面処理液が、さらに酸成分(H)を含み、該酸成分(H)の質量(Hg)が、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する質量比[(Hg)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10以下であることを特徴とする前記1または2に記載の亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液。 3. 3. The surface treatment liquid further contains an acid component (H), and the mass (Hg) of the acid component (H) is the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B), and the silane coupling agent (C). The mass ratio [(Hg) / {(As) + (Bs) + (Cs)}] to the total solid content of {(As) + (Bs) + (Cs)} is 0.10 or less. The surface treatment liquid for a galvanized steel sheet according to 1 or 2 above.

4.前記表面処理液が、さらにワックス(W)を含み、該ワックス(W)の固形分量(Ws)が、樹脂化合物(A)およびカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分合計量{(As)+(Bs)}に対する質量比[(Ws)/{(As)+(Bs)}]で0.2〜0.6の範囲にあることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液。 4. The surface treatment liquid further contains wax (W), and the solid content (Ws) of the wax (W) is the total solid content of the resin compound (A) and the cationic urethane resin emulsion (B) {(As). The zinc-based plated steel sheet according to any one of 1 to 3 above, wherein the mass ratio [(Ws) / {(As) + (Bs)}] to + (Bs)} is in the range of 0.2 to 0.6. Surface treatment liquid for.

5.前記1〜4のいずれかに記載の表面処理液を、亜鉛系めっき鋼板の表面に、乾燥後の付着量が片面当たり0.2〜1.8g/m2となる範囲で塗布し、ついで到達板温:50〜180℃で乾燥することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 5. The surface treatment liquid according to any one of 1 to 4 above is applied to the surface of the galvanized steel sheet in a range where the amount of adhesion after drying is 0.2 to 1.8 g / m 2 per side, and then the reached plate temperature: A method for producing a galvanized steel sheet, which is characterized by drying at 50 to 180 ° C.

6.表面に、片面当たりの付着量が0.2〜1.8g/m2の表面処理皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板であって、該表面処理皮膜は、前記1〜4のいずれかに記載の表面処理液を、鋼板表面に塗布し、到達板温:50〜180℃で乾燥して得たものであることを特徴とする亜鉛系めっき鋼板。 6. A galvanized steel sheet having a surface treatment film having an adhesion amount of 0.2 to 1.8 g / m 2 per side on the surface, and the surface treatment film is the surface treatment solution according to any one of 1 to 4 above. A galvanized steel sheet, which is obtained by applying it to the surface of a steel sheet and drying it at a temperature of 50 to 180 ° C.

本発明によれば、傷部耐食性に優れ、かつ平面部耐食性、曲げ加工部耐食性、耐溶剤性、アルカリ脱脂後の塗装性、耐黒変性、潤滑性及び貯蔵安定性にも優れたクロメートフリー処理鋼板を提供することが可能となる。 According to the present invention, a chromate-free treatment having excellent corrosion resistance on scratches, corrosion resistance on flat surfaces, corrosion resistance on bent parts, solvent resistance, coating property after alkaline degreasing, blackening resistance, lubricity and storage stability. It becomes possible to provide a steel plate.

以下、本発明を具体的に説明する。
本発明のクロメートフリー処理鋼板のベースとなる鋼板は、冷延鋼板をベースとした家電、建材、自動車部品用の亜鉛系めっき鋼板である。亜鉛系めっき鋼板は、電気Znめっき鋼板、溶融Znめっき鋼板、Zn-Alめっき鋼板、Zn-Al-Mgめっき鋼板、Zn−Mgめっき鋼板、Zn-Feめっき鋼板、Zn-Niめっき鋼板などを用いることができる(電気めっき、溶融めっきのいずれでもかまわない)。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
The steel sheet on which the chromate-free treated steel sheet of the present invention is based is a galvanized steel sheet based on a cold-rolled steel sheet for home appliances, building materials, and automobile parts. As the zinc-based plated steel sheet, electric Zn plated steel sheet, hot-dip Zn plated steel sheet, Zn-Al plated steel sheet, Zn-Al-Mg plated steel sheet, Zn-Mg plated steel sheet, Zn-Fe plated steel sheet, Zn-Ni plated steel sheet, etc. are used. Can be done (either electroplating or hot-dip plating can be used).

また、上記の亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき鋼板の耐黒変性を向上させる目的で、めっきにNiやCoを微量添加したり、Ni、Co、Feを含む酸やアルカリ性の水溶液を用いて、亜鉛系めっき鋼板の表面にこれらの金属を析出させたりしたものでもよい。 Further, in the above-mentioned zinc-based plated steel sheet, for the purpose of improving the blackening resistance of the zinc-based plated steel sheet, a small amount of Ni or Co is added to the plating, or an acid or alkaline aqueous solution containing Ni, Co, Fe is used. , These metals may be deposited on the surface of a galvanized steel sheet.

次に、本発明の表面処理液について説明する。
本発明の表面処理液は、以下の一般式(I)で表される樹脂化合物(A)と、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)と、活性水素含有アミノ基、エポキシ基、メルカプト基およびメタクリロキシ基から選ばれた少なくとも1種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(C)と、有機チタンキレート化合物(D)と、4価のバナジウム化合物(E)と、モリブデン酸化合物(F)と、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)と、水とを含むことを特徴とする。
ここに、(1)樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分量(Bs)は、質量比[(Bs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10〜0.30である。
(2)樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する、シランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)は、質量比[(Cs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.60〜0.85である。
(3)有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する、シランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)は、質量比{(Cs)/(DTi)}で50〜70である。
(4)有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する、4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)は、質量比((EV)/(DTi))で0.30〜0.50である。
(5)樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する、モリブデン酸化合物(F)のモリブデン換算量(FMo)は、質量比[(FMo)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.003〜0.03である。
(6)4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)に対するトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)の固形分量(Gs)が、質量比{(Gs)/(EV)}で3〜300である。
Next, the surface treatment liquid of the present invention will be described.
The surface treatment liquid of the present invention contains a resin compound (A) represented by the following general formula (I), a cationic urethane resin emulsion (B), an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a mercapto group and a methacryloxy group. One or more silane coupling agents (C) having at least one reactive functional group selected from, an organic titanium chelate compound (D), a tetravalent vanadium compound (E), and a molybdic acid compound ( It is characterized by containing F), an aluminum dihydrogen dihydrogen phosphate rust preventive pigment (G), and water.
Here, (1) cationicity with respect to the total solid content {(As) + (Bs) + (Cs)} of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C). The solid content (Bs) of the urethane resin emulsion (B) is 0.10 to 0.30 in mass ratio [(Bs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(2) The silane coupling agent (2) with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)}. The solid content (Cs) of C) is 0.60 to 0.85 in mass ratio [(Cs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(3) The solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) with respect to the titanium equivalent amount (D Ti ) of the organic titanium chelate compound (D) is 50 to 50 by mass ratio {(Cs) / (D Ti )}. It is 70.
(4) an organic titanium chelate compound of titanium equivalent amount of (D) relative to (D Ti), 4-valent vanadium compounds Vanadium amount of (E) (E V), the weight ratio ((E V) / (D Ti) ) Is 0.30 to 0.50.
(5) The molybdic acid compound (F) with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)}. The molybdenum conversion amount (F Mo ) of) is 0.003 to 0.03 in terms of mass ratio [(F Mo ) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(6) a tetravalent vanadium compound of vanadium equivalent amount of (E) solid content of dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) for (E V) (Gs) is the weight ratio {(Gs) / (E V )} Is 3 to 300.

Figure 2020158845
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上記式(I)中、ベンゼン環に結合しているY1およびY2は、それぞれ互いに独立に水素原子、または次の一般式(II)、又は(III)により表されるZ基であり、1ベンゼン環当たりのZ基の置換数の平均値は0.2〜1.0である。nは2〜50の整数を表す。ここで、Z基の置換数の平均値とは、全Z基導入数を全ベンゼン環数(即ち2n)で除算した数値のことである。本発明において、Y1、Y2としてZ基を選択する場合には、樹脂化合物(A)がZ基の置換数の平均値が0.2〜1.0の範囲である第1〜3アミノ基、および第4級アンモニウム塩基のカチオン性官能基を有することで、表面処理液に対してより安定に溶解し、貯蔵安定性を得ることができる。また、本発明においては、平均重合度nを2以上、50以下とする。nが2未満では耐食性付与効果が不十分となる。一方、50を超えると、水溶性の低下、増粘などにより、処理液中での安定性が低下し、貯蔵安定性が不十分となる。好ましくは、n=2〜8である。 In the above formula (I), Y 1 and Y 2 bonded to the benzene ring are hydrogen atoms independently of each other, or Z groups represented by the following general formulas (II) or (III). The average number of Z group substitutions per benzene ring is 0.2 to 1.0. n represents an integer from 2 to 50. Here, the average value of the number of substitutions of Z groups is a value obtained by dividing the total number of Z groups introduced by the total number of benzene rings (that is, 2n). In the present invention, when Z groups are selected as Y 1 and Y 2 , the first to third amino groups and the first to third amino groups in which the average value of the number of Z group substitutions in the resin compound (A) is in the range of 0.2 to 1.0. By having a cationic functional group of a quaternary ammonium base, it can be more stably dissolved in the surface treatment liquid and storage stability can be obtained. Further, in the present invention, the average degree of polymerization n is 2 or more and 50 or less. If n is less than 2, the effect of imparting corrosion resistance is insufficient. On the other hand, if it exceeds 50, the stability in the treatment liquid is lowered due to the decrease in water solubility, thickening, etc., and the storage stability is insufficient. Preferably, n = 2-8.

Figure 2020158845
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Figure 2020158845
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上記式(II)および(III)中、R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ互いに独立に水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を表す。アルキル基またはヒドロキシアルキル基の炭素数が10を超えると樹脂化合物(A)を十分に水溶化することができず、処理液中で不安定となり適用できない。R1、R2、R3、R4およびR5の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、ヒドロキシイソブチルなどを挙げることができる。Aは水酸イオンまたは酸イオンを表す。酸イオンの具体例としては、酢酸イオン、リン酸イオン、蟻酸イオンなどを挙げることができる。 In the above formulas (II) and (III), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are independent hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or hydroxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, respectively. Represents a group. If the number of carbon atoms of the alkyl group or the hydroxyalkyl group exceeds 10, the resin compound (A) cannot be sufficiently solubilized and becomes unstable in the treatment liquid, so that it cannot be applied. Specific examples of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 include methyl, ethyl, propyl, butyl, hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, hydroxyisobutyl and the like. A represents hydroxide ion or acid ion. Specific examples of the acid ion include acetate ion, phosphate ion, formic acid ion and the like.

一般式(I)で表される樹脂化合物(A)はビスフェノール−ホルマリン縮合物であり、その合成方法は限定されるものではないが、例えば、アルカリ触媒存在下、ビスフェノールAにホルマリンとアミンを作用させることにより得ることができる。 The resin compound (A) represented by the general formula (I) is a bisphenol-formalin condensate, and the synthesis method thereof is not limited. For example, formalin and amine are acted on bisphenol A in the presence of an alkali catalyst. It can be obtained by letting it.

本発明における表面処理液中のカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)は、カチオン性官能基として第1〜3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ものであれば、構成されるモノマー成分であるポリオール、イソシアネート成分および重合方法を特に限定するものではない。カチオン性官能基としては、例えば、アミノ基、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などが挙げられるが、第1〜3アミノ基、又は第4級アンモニウム塩基であれば、特に限定はしない。 The cationic urethane resin emulsion (B) in the surface treatment liquid in the present invention has at least one cationic functional group selected from the 1st to 3rd amino groups and the quaternary ammonium base as the cationic functional group. If there is, the polyol, isocyanate component, and polymerization method, which are constituent monomer components, are not particularly limited. Examples of the cationic functional group include an amino group, a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a trimethylamino group, a triethylamino group and the like, and the first to third amino groups or the fourth There is no particular limitation as long as it is a primary ammonium base.

本発明における表面処理液中のシランカップリング剤(C)は、活性水素含有アミノ基、エポキシ基、メルカプト基およびメタクリロキシ基から選ばれる少なくとも1種の反応性官能基を有し、これら1種以上のシランカップリング剤であれば特に限定されるものではない。特にアルコキシ基を3つ持つトリアルコキシシランが好ましい。具体例を挙げると、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、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが使用できる。 The silane coupling agent (C) in the surface treatment liquid in the present invention has at least one reactive functional group selected from an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a mercapto group and a methacryloxy group, and one or more of these reactive functional groups. The silane coupling agent is not particularly limited. Particularly, a trialkoxysilane having three alkoxy groups is preferable. Specific examples include N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-Methylmethacryloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc. can be used.

本発明における表面処理液中の有機チタンキレート化合物(D)としては、チタンアセチルアセトナート、チタンオクチレングリコレート、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンエチルアセトアセテートなどが挙げられる。硝酸チタン、硫酸チタン、酢酸チタン、リン酸チタン、炭酸チタンなどの無機塩類では本発明の処理液中に安定に溶解できないか、もしくは耐食性向上効果を発揮しないため好ましくない。なお、有機チタンキレート化合物を水に溶解して使用する際、チタンはキレート錯体として溶けているため、この錯体に影響を与えるような極性の高い水溶性溶剤や過酸化物は添加しない方が好ましい。 Examples of the organic titanium chelate compound (D) in the surface treatment liquid in the present invention include titanium acetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium tetraacetylacetonate, and titanium ethylacetate acetate. Inorganic salts such as titanium nitrate, titanium sulfate, titanium acetate, titanium phosphate, and titanium carbonate are not preferable because they cannot be stably dissolved in the treatment liquid of the present invention or do not exhibit the effect of improving corrosion resistance. When the organic titanium chelate compound is dissolved in water and used, titanium is dissolved as a chelate complex, so it is preferable not to add a highly polar water-soluble solvent or peroxide that affects this complex. ..

本発明の表面処理液で使用する4価のバナジウム化合物(E)については、特に限定するものではないが、具体的には、硫酸バナジル、二塩化バナジル、リン酸バナジル、シュウ酸バナジル、バナジルアセチルアセトネートなどが挙げられる。4価のバナジウム化合物は、それ自体の添加により平面部の耐食性を向上させる効果と、後述のトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料とともに添加することにより、傷部耐食性を向上させる効果がある。本発明の表面処理液で使用する4価のバナジウム化合物としては、VO2+(バナジル)イオンを生じるバナジウム化合物が、平面部耐食性及び傷部耐食性向上に最も効果が高く好ましい。5価のバナジウム化合物(例えば、メタバナジン酸アンモニウム)は水溶性が高すぎて、平面部耐食性が大きく劣化するため本発明では使用しない。 The tetravalent vanadium compound (E) used in the surface treatment liquid of the present invention is not particularly limited, but specifically, vanadyl sulfate, vanadyl dichloride, vanadyl phosphate, vanadyl oxalate, and vanadyl acetyl. Examples include acetylaceate. The tetravalent vanadium compound has an effect of improving the corrosion resistance of the flat surface portion by its own addition and an effect of improving the corrosion resistance of the scratched portion by adding it together with the aluminum dihydrogen dihydrogen rust preventive pigment described later. As the tetravalent vanadium compound used in the surface treatment liquid of the present invention, a vanadium compound that produces VO 2+ (vanadyl) ions is most effective in improving the corrosion resistance of flat surfaces and the corrosion resistance of scratches, and is preferable. A pentavalent vanadium compound (for example, ammonium metavanadate) is not used in the present invention because it is too water-soluble and the corrosion resistance of the flat surface portion is significantly deteriorated.

本発明における表面処理液で使用するモリブデン酸化合物(F)の種類については、特に限定するものではないが、具体的には、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、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸亜鉛などが挙げられ、またリンモリブデン酸、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸ナトリウムなども挙げられる。本発明では、これらのうちから選んだ1種以上を使用することが好ましい。 The type of molybdate compound (F) used in the surface treatment liquid in the present invention is not particularly limited, but specifically, molybdate, ammonium molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, molybdate. Examples thereof include magnesium and zinc molybdate, and examples thereof include phosphomolybdic acid, ammonium phosphomolybdate, and sodium molybdate. In the present invention, it is preferable to use one or more selected from these.

本発明では、表面処理液中に、特に、傷部耐食性成分向上成分としてトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)を添加するところに特長がある。トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料を添加することにより、傷部耐食性が大幅に向上する。本発明の表面処理液で使用するトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)としては、純粋なトリポリリン酸二水素アルミニウムでもよいが、傷部耐食性のさらなる向上を目的として、トリポリリン酸二水素アルミニウムの他に、Zn、Mg、Si、Caのうちから選ばれる少なくとも1種以上の添加元素を含み、かつ上記添加元素の質量(GE)が、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)中のリンの質量(GP)に対する質量比{(GE)/(GP)}を0.1〜10とするトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料を用いることがより好ましい。 The present invention is characterized in that an aluminum dihydrogen trihydrophosphate rust preventive pigment (G) is added to the surface treatment liquid as a component for improving the corrosion resistance component of scratches. By adding the aluminum dihydrogen tripolyphosphate rust preventive pigment, the corrosion resistance of the scratched part is significantly improved. The aluminum trihydrophosphate rust preventive pigment (G) used in the surface treatment liquid of the present invention may be pure aluminum dihydrogen tripolyphosphate, but for the purpose of further improving the corrosion resistance of scratches, aluminum dihydrogen tripolyphosphate is used. in addition to, Zn, Mg, Si, comprising at least one kind of additive elements selected from among Ca, and the mass of the additive element (G E) is, dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) mass ratio to phosphorus mass (G P) in {(G E) / (G P)} more preferably used dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigments 0.1 to 10.

本発明の表面処理液においては、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分量(Bs)が、質量比[(Bs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10〜0.30であることが必要である。上記質量比が、0.10未満であると、ウレタン樹脂の割合が少なすぎて曲げ加工部の耐食性および表面処理液の貯蔵安定性が劣化する。一方、上記質量比が、0.30を超えると耐溶剤性に劣る。より好ましくは0.12〜0.28である。 In the surface treatment liquid of the present invention, with respect to the total solid content {(As) + (Bs) + (Cs)} of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C). The solid content (Bs) of the cationic urethane resin emulsion (B) needs to be 0.10 to 0.30 in terms of mass ratio [(Bs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}]. If the mass ratio is less than 0.10, the proportion of urethane resin is too small, and the corrosion resistance of the bent portion and the storage stability of the surface treatment liquid deteriorate. On the other hand, if the mass ratio exceeds 0.30, the solvent resistance is inferior. More preferably, it is 0.12 to 0.28.

また、本発明の表面処理液においては、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するシランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比[(Cs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.60〜0.85であることが必要である。上記質量比が、0.60未満の場合、耐溶剤性に劣り、0.85より多い場合、曲げ加工部の耐食性や表面処理液の貯蔵安定性が低下する。より好ましくは0.65〜0.80である。 Further, in the surface treatment liquid of the present invention, the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs). }, The solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) needs to be 0.60 to 0.85 in terms of mass ratio [(Cs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}]. If the mass ratio is less than 0.60, the solvent resistance is inferior, and if it is more than 0.85, the corrosion resistance of the bent portion and the storage stability of the surface treatment liquid are lowered. More preferably, it is 0.65 to 0.80.

本発明の表面処理液においては、有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対するシランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比{(Cs)/(DTi)}で50〜70とする。上記質量比が、50未満であると、平面部および加工部の耐食性や貯蔵安定性が劣化し、70以上であるとアルカリ脱脂後の塗装性が低下する。より好ましくは55〜65である。 In the surface treatment liquid of the present invention, the solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) with respect to the titanium equivalent amount (D Ti ) of the organic titanium chelate compound (D) is the mass ratio {(Cs) / (D Ti ). )} Is 50 to 70. If the mass ratio is less than 50, the corrosion resistance and storage stability of the flat surface portion and the processed portion are deteriorated, and if it is 70 or more, the coatability after alkaline degreasing is deteriorated. More preferably, it is 55 to 65.

なお、本発明の質量比を計算する上で、シランカップリング剤(C)の固形分の質量(Cs)は、アルコキシシラン(R-Si (-OR1)3)が加水分解し、シラノール(R-Si (-OH)3)になった状態の質量とする。これはシランカップリング剤を水に溶かした時に殆どが加水分解し、加水分解により生じたアルコールは本発明の処理液を塗布乾燥して皮膜を形成する際に揮発し、有効成分としては作用しないためである。 In calculating the mass ratio of the present invention, the solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) is hydrolyzed by alkoxysilane (R-Si (-OR 1 ) 3 ) and silanol ( The mass is R-Si (-OH) 3 ). Most of this is hydrolyzed when the silane coupling agent is dissolved in water, and the alcohol generated by the hydrolysis volatilizes when the treatment solution of the present invention is applied and dried to form a film, and does not act as an active ingredient. Because.

本発明の表面処理液においては、有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)を、質量比(EV/DTi)で0.30〜0.50とする。上記質量比が、0.30未満であると平面部耐食性が低下する。また0.50を超えるとアルカリ脱脂後の塗装性が劣化する。より好ましくは0.35〜0.48である。 In the surface treating solution of the present invention, the vanadium equivalent amount of the titanium equivalent amount of the organic titanium chelate compound (D) 4-valent vanadium compounds for (D Ti) (E) a (E V), the mass ratio (E V / D Ti ) is 0.30 to 0.50. If the mass ratio is less than 0.30, the corrosion resistance of the flat surface portion is lowered. If it exceeds 0.50, the paintability after alkaline degreasing deteriorates. More preferably, it is 0.35 to 0.48.

本発明の表面処理液においては、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)およびシランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するモリブデン酸化合物(F)のモリブデン換算量(FMo)が、質量比[(FMo)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.003〜0.030とする。上記質量比が、0.003未満であると耐黒変性が劣り、0.030を超えると表面処理液の貯蔵安定性が得られなくなる。より高度な耐黒変性を得るためには,0.006以上が好ましい。 In the surface treatment liquid of the present invention, with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)}. The molybdenum equivalent amount (F Mo ) of the molybdic acid compound (F) is 0.003 to 0.030 in terms of mass ratio [(F Mo ) / {(As) + (Bs) + (Cs)}]. If the mass ratio is less than 0.003, the blackening resistance is inferior, and if it exceeds 0.030, the storage stability of the surface treatment liquid cannot be obtained. In order to obtain a higher degree of blackening resistance, 0.006 or more is preferable.

本発明の表面処理液においては、4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)に対するトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)の固形分(Gs)を、質量比{(Gs)/(EV)}で3〜300とする。この範囲内であれば、傷部耐食性の向上効果が得られる。上記質量比が、3未満であると、傷部耐食性が劣化する。より好ましい範囲は、20以上である。300を超えると平面部耐食性が劣化する。より好ましい範囲は、200以下である。 In the surface treating solution of the present invention, tetravalent vanadium compound of vanadium equivalent amount of (E) solid dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) minutes for (E V) (Gs), the weight ratio {( gs) / (a 3 to 300 in E V)}. Within this range, the effect of improving the corrosion resistance of the scratched portion can be obtained. If the mass ratio is less than 3, the corrosion resistance of the scratched portion deteriorates. A more preferable range is 20 or more. If it exceeds 300, the corrosion resistance of the flat surface deteriorates. A more preferable range is 200 or less.

本発明で使用する水は、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)、シランカップリング剤(C)、有機チタンキレート化合物(D)の各成分、およびpH調整に使用する酸成分やアルカリ成分に対して影響が少ないものが好ましい。水に不純物として含まれるNaやClなどは、皮膜中に残存した場合に耐食性を低下させたり、塗装密着性を低下させたりすることがある。そのため、使用する水は不純物が少ないものが好ましく、例えばその電気伝導度が100μS/cm未満であることが好ましい。より好ましくは50μS/cm以下、さらに好ましくは10μS/cm以下である。 The water used in the present invention contains each component of a resin compound (A), a cationic urethane resin emulsion (B), a silane coupling agent (C), an organic titanium chelate compound (D), and an acid component used for pH adjustment. It is preferable that the compound has little influence on the alkali component. When Na, Cl, etc. contained as impurities in water remain in the film, they may reduce the corrosion resistance or the coating adhesion. Therefore, the water used is preferably one having few impurities, and for example, its electric conductivity is preferably less than 100 μS / cm. It is more preferably 50 μS / cm or less, still more preferably 10 μS / cm or less.

なお、本発明における表面処理液の固形分濃度は、110℃、2時間で乾燥した時の固形分濃度として4〜20質量%とすることが好ましい。というのは、固形分濃度を4〜20質量%の範囲とすると、後述する表面処理膜の付着量の確保が容易となり、また表面処理液の貯蔵安定性にも優れるからである。 The solid content concentration of the surface treatment liquid in the present invention is preferably 4 to 20% by mass as the solid content concentration when dried at 110 ° C. for 2 hours. This is because when the solid content concentration is in the range of 4 to 20% by mass, it becomes easy to secure the amount of adhesion of the surface treatment film described later, and the storage stability of the surface treatment liquid is also excellent.

以上、本発明の表面処理液の基本成分につき述べたが、本発明では、必要に応じてさらに、以下の成分を含有させることもできる。
本発明における表面処理液には、皮膜の耐食性をさらに向上させる目的で、酸成分(H)を添加することもできる。酸成分(H)は、めっき表面をエッチングして不活性化することにより、耐食性、特に曲げ加工部の耐食性を向上させる。酸成分(H)としては、リン酸、酢酸、蟻酸、フッ酸、弗化物などが好ましく、特にオルトリン酸を用いることが、耐食性向上効果が高く、好ましい。一方、硫酸、硝酸などの強酸は好ましくない。硫酸や硝酸を使用すると、添加時にpHショック(局部的で急激なpH変化)によりカチオンフェノールやカチオンウレタンが表面処理液中でゲル状物となる傾向が観られ、また、これに伴い形成される塩の溶出性が高く、耐食性を低下させてしまうからである。
The basic components of the surface treatment liquid of the present invention have been described above, but in the present invention, the following components can be further contained if necessary.
An acid component (H) can also be added to the surface treatment liquid in the present invention for the purpose of further improving the corrosion resistance of the film. The acid component (H) improves the corrosion resistance, particularly the corrosion resistance of the bent portion, by etching the plating surface and inactivating it. As the acid component (H), phosphoric acid, acetic acid, formic acid, hydrofluoric acid, fluoride and the like are preferable, and it is particularly preferable to use orthophosphoric acid because the effect of improving corrosion resistance is high. On the other hand, strong acids such as sulfuric acid and nitric acid are not preferable. When sulfuric acid or nitric acid is used, cation phenol or cation urethane tends to become a gel in the surface treatment liquid due to pH shock (local and rapid pH change) at the time of addition, and is formed accordingly. This is because the elution of salt is high and the corrosion resistance is lowered.

また、本発明の表面処理液における酸成分(H)は、樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する酸成分(H)の質量(Hg)が、質量比[(Hg)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10以下となるよう配合する。上記質量比が0.10を超えると、貯蔵安定性が劣化するためである。なお、本発明における酸成分(H)の質量(Hg)とは、純粋な酸成分(H)の質量のことである。水などで希釈された酸成分(H)を用いる場合、上記酸成分(H)の質量(Hg)は酸成分の溶液の比重(g/mL)×1,000(mL)×酸成分の溶液の純度(w/w%)で求められる。また、上記質量比の下限は特に限定されないが、より優れた耐食性を得るためには0.05程度が好ましい。 The acid component (H) in the surface treatment liquid of the present invention is the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) +. Mix so that the mass (Hg) of the acid component (H) with respect to (Bs) + (Cs)} is 0.10 or less in the mass ratio [(Hg) / {(As) + (Bs) + (Cs)}]. .. This is because if the mass ratio exceeds 0.10, the storage stability deteriorates. The mass (Hg) of the acid component (H) in the present invention is the mass of the pure acid component (H). When an acid component (H) diluted with water or the like is used, the mass (Hg) of the acid component (H) is the specific gravity of the acid component solution (g / mL) x 1,000 (mL) x purity of the acid component solution. It is calculated by (w / w%). The lower limit of the mass ratio is not particularly limited, but is preferably about 0.05 in order to obtain better corrosion resistance.

さらに、本発明においては、皮膜の潤滑性を確保する目的で、表面処理液にワックス(W)を含有することができる。上記ワックス(W)は、ワックス(W)の固形分量(Ws)が、樹脂化合物(A)およびカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分合計量{(As)+(Bs)}に対する質量比[(Ws)/{(As)+(Bs)}]で0.2〜0.6となるように配合することが好ましい。上記含有量が、0.2以上で、所望の潤滑性が得られ、一方、0.6以下にすると潤滑性が効果的に確保でき、また経済的に有利であり、さらに耐食性を低下させることがないので好ましい。0.3〜0.6の範囲がより好ましい。 Further, in the present invention, wax (W) can be contained in the surface treatment liquid for the purpose of ensuring the lubricity of the film. In the wax (W), the solid content (Ws) of the wax (W) is the mass ratio of the solid content of the resin compound (A) and the cationic urethane resin emulsion (B) to the total solid content {(As) + (Bs)}. It is preferable to mix [(Ws) / {(As) + (Bs)}] so as to be 0.2 to 0.6. When the above content is 0.2 or more, desired lubricity can be obtained, while when it is 0.6 or less, lubricity can be effectively ensured, which is economically advantageous and does not further reduce corrosion resistance, which is preferable. .. The range of 0.3 to 0.6 is more preferable.

本発明に用いるワックス(W)は、融点:70〜120℃であるもののうちから選んだ少なくとも1種以上を使用することが好ましく、具体例としてはポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。融点が70℃以上で潤滑性が得られ、融点が120℃以下とすると硬過ぎることがなく潤滑性が得られる。 As the wax (W) used in the present invention, it is preferable to use at least one selected from those having a melting point: 70 to 120 ° C., and specific examples thereof include polyethylene wax, polyethylene oxide wax, polypropylene wax, and microcrystalline wax. Wax and the like can be mentioned. Lubricity can be obtained when the melting point is 70 ° C or higher, and lubricity can be obtained without being too hard when the melting point is 120 ° C or lower.

ワックス(W)は、乳化剤で水に安定に分散したエマルションが好ましく、粒径が0.08〜0.3μmのものが好ましい。粒径が0.08μm以上で所望の潤滑性の効果が得られ、また乳化剤の使用量が増えることがないために耐アルカリ性や塗装性が低下しない。一方、0.3μm以下の粒径とすると、ワックス(W)の比重が低くなることによる処理液中での浮上分離を生じることがなく、貯蔵安定性に優れるため好ましい。 The wax (W) is preferably an emulsion that is stably dispersed in water with an emulsifier, and preferably has a particle size of 0.08 to 0.3 μm. When the particle size is 0.08 μm or more, the desired lubricity effect can be obtained, and since the amount of emulsifier used does not increase, the alkali resistance and coatability do not deteriorate. On the other hand, when the particle size is 0.3 μm or less, floating separation in the treatment liquid does not occur due to a decrease in the specific gravity of the wax (W), and storage stability is excellent, which is preferable.

さらに、本発明の表面処理液には、必要に応じて消泡剤や濡れ性向上剤を添加してもよい。消泡剤の種類は特に限定されず、例えばシリコーン系や脂肪酸系のエマルションタイプなどが使用できる。濡れ性向上剤とは表面処理液の表面張力を下げ、亜鉛系めっき鋼板に対する濡れ性を向上させ、外観均一性を向上させるものである。濡れ性向上剤としては水溶性溶剤、例えば、エタノール、T−ブタノール、ブチルセロソルブなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。またアセチレンを含む濡れ性向上剤などは消泡効果も合わせ持つため好適である。本発明の表面処理液には、さらに耐黒変性を向上させる目的で、硝酸ニッケル、硝酸アンモニウムなどの硝酸塩を加えてもよい。前述のとおり硝酸はpHショックを与えるが、硝酸塩であればpHショックを与えない。 Further, a defoaming agent or a wettability improving agent may be added to the surface treatment liquid of the present invention, if necessary. The type of defoaming agent is not particularly limited, and for example, a silicone-based or fatty acid-based emulsion type can be used. The wettability improver lowers the surface tension of the surface treatment liquid, improves the wettability of the galvanized steel sheet, and improves the appearance uniformity. Examples of the wettability improving agent include, but are not limited to, water-soluble solvents such as ethanol, T-butanol, and butyl cellosolve. In addition, a wettability improver containing acetylene is suitable because it also has a defoaming effect. Nitrate such as nickel nitrate and ammonium nitrate may be added to the surface treatment liquid of the present invention for the purpose of further improving the blackening resistance. As mentioned above, nitric acid gives a pH shock, but nitrate does not give a pH shock.

次に、上記表面処理液を用いためっき鋼板の製造方法およびそれにより得られるめっき鋼板すなわち本発明のクロメートフリー処理鋼板について説明する。
本発明の表面処理液を用いてめっき鋼板に表面処理皮膜を形成する場合、表面処理液をめっき鋼板に塗布して、到達板温:50〜180℃で乾燥し、該鋼板表面に片面当たりの付着量で0.2〜1.8g/m2の表面処理皮膜を形成することが必要である。この時、表面処理皮膜の片面当たりの付着量が、0.2g/m2未満では十分な耐食性が得られず、一方、1.8g/m2を超えると付着量の効果は飽和し、経済的に不利であるばかりか塗装性を低下させる。従って、片面当たりの付着量は0.2〜1.8g/m2とする。なお、かかる付着量は0.3〜1.6g/m2が好ましく、0.4〜1.4g/m2がより好ましい。
Next, a method for producing a plated steel sheet using the above surface treatment liquid and a plated steel sheet obtained by the method, that is, a chromate-free treated steel sheet of the present invention will be described.
When a surface treatment film is formed on a plated steel sheet using the surface treatment liquid of the present invention, the surface treatment liquid is applied to the plated steel sheet, dried at a reaching plate temperature of 50 to 180 ° C., and the surface of the steel sheet is exposed to one side. It is necessary to form a surface treatment film with an adhesion amount of 0.2 to 1.8 g / m 2 . At this time, if the adhesion amount per side of the surface treatment film is less than 0.2 g / m 2 , sufficient corrosion resistance cannot be obtained, while if it exceeds 1.8 g / m 2 , the effect of the adhesion amount is saturated and economically. Not only is it disadvantageous, but it also reduces paintability. Therefore, the amount of adhesion per side is 0.2 to 1.8 g / m 2 . Incidentally, such a coating weight is preferably 0.3~1.6g / m 2, 0.4~1.4g / m 2 is more preferable.

本発明の表面処理液を亜鉛系めっき鋼板に塗布する方法としては、ロールコーター(3ロール方式、2ロール方式等)スクイズコーター、ダイコーター、バーコーターなど、従来公知のいずれの方法でもよい。また、スクイズコーター等による塗布処理、あるいは浸漬処理、スプレー処理の後にエアーナイフ法やロール絞り法により塗布量の調節、外観の均一化、膜厚の均一化を行うことも可能である。 As a method of applying the surface treatment liquid of the present invention to a galvanized steel sheet, any conventionally known method such as a roll coater (3-roll method, 2-roll method, etc.) squeeze coater, die coater, bar coater, etc. may be used. It is also possible to adjust the coating amount, make the appearance uniform, and make the film thickness uniform by the air knife method or the roll drawing method after the coating treatment with a squeeze coater or the like, the dipping treatment, and the spray treatment.

本発明の表面処理液を亜鉛系めっき鋼板にコーティング(塗布)した後は、好ましくは水洗することなく、加熱乾燥を行う。乾燥手段としては、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いることができる。乾燥は、前述したように、めっき鋼板自体の到達板温で50〜180℃の範囲とする。到達板温が50℃より低いと皮膜中に水分が多量に残り、耐食性が不十分となる。一方、到達板温が180℃を超えると非経済的であるばかりでなく皮膜が硬くて脆くなり、加工部の耐食性が低下する。 After coating (coating) the surface treatment liquid of the present invention on a galvanized steel sheet, heat drying is preferably performed without washing with water. As the drying means, a dryer, a hot air furnace, a high frequency induction heating furnace, an infrared furnace and the like can be used. As described above, the drying is performed in the range of 50 to 180 ° C. at the temperature of the plated steel sheet itself. If the reaching plate temperature is lower than 50 ° C., a large amount of water remains in the film, resulting in insufficient corrosion resistance. On the other hand, when the reaching plate temperature exceeds 180 ° C., not only is it uneconomical, but the film becomes hard and brittle, and the corrosion resistance of the processed portion is lowered.

上記した方法により形成された表面処理皮膜を有する本発明のめっき鋼板(クロメートフリー処理鋼板)は、さらにその表面に樹脂皮膜をコーティングしてさらに高度な耐食性を得ることも可能である。なお、本発明の表面処理液により形成される表面処理皮膜は、めっき鋼板の片面、両面のいずれに実施してもよい。 The plated steel sheet (chromate-free treated steel sheet) of the present invention having a surface-treated film formed by the above-mentioned method can be further coated with a resin film on the surface to obtain a higher degree of corrosion resistance. The surface treatment film formed by the surface treatment liquid of the present invention may be applied to either one side or both sides of the plated steel sheet.

次に、本発明の作用について述べる。本発明の表面処理液において各成分は以下のような作用を持つと推測しているが、本発明はこれらの推測により何ら制限されるものではない。 Next, the action of the present invention will be described. It is presumed that each component has the following actions in the surface treatment liquid of the present invention, but the present invention is not limited by these speculations.

本発明の表面処理液は、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)、シランカップリング剤(C)が主成分であり、これらの主成分により皮膜の骨格が形成される。カチオン性官能基(前掲一般式(II)または(III))を有することにより、樹脂化合物(A)はアルカリ溶液に溶けなくなり、耐アルカリ性のある皮膜となる。さらに、樹脂化合物(A)のフェノールの骨格としてビスフェノールを選択することにより、極性溶剤に対して溶け難くなり(耐溶剤性の付与)、密着性、耐食性が向上する。
しかしながら、上記樹脂化合物(A)は加熱により黄色味を帯び易い上(耐熱黄変の低下)、硬い皮膜となり易い。そこで、本発明においては、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)を配合することにより、フェノール樹脂の硬さを和らげ、加工部の耐食性を確保する。
The surface treatment liquid of the present invention contains a resin compound (A), a cationic urethane resin emulsion (B), and a silane coupling agent (C) as main components, and the skeleton of the film is formed by these main components. By having a cationic functional group (the above-mentioned general formula (II) or (III)), the resin compound (A) becomes insoluble in an alkaline solution and becomes an alkali-resistant film. Further, by selecting bisphenol as the skeleton of the phenol of the resin compound (A), it becomes difficult to dissolve in a polar solvent (imparting solvent resistance), and adhesion and corrosion resistance are improved.
However, the resin compound (A) tends to be yellowish by heating (decrease in heat-resistant yellowing) and tends to form a hard film. Therefore, in the present invention, by blending the cationic urethane resin emulsion (B), the hardness of the phenol resin is softened and the corrosion resistance of the processed portion is ensured.

カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)は上記効果を有する一方、極性溶剤に対して皮膜を剥離し易くしてしまう。そこで、本発明においては、極性溶剤に対する耐溶剤性および耐黄変性を担保する目的で、シランカップリング剤(C)を配合する。シランカップリング剤(C)は末端のアルコキシ基が加水分解して活性なシラノール基(Si−OH)を生じるため、素材(亜鉛系めっき層)や上塗り塗膜との密着性向上に寄与する。さらに、シランカップリング剤(C)の一部は脱水縮合してシロキサン結合(Si−O−Si)を生じ、これが連続してポリマー化する(ポリシロキサン化:−Si−O−Si−O−Si−)。これにより、極めて安定な構造となり、皮膜に優れた平面部耐食性、耐溶剤性を付与することができる。 While the cationic urethane resin emulsion (B) has the above-mentioned effect, it makes it easy to peel off the film against a polar solvent. Therefore, in the present invention, a silane coupling agent (C) is blended for the purpose of ensuring solvent resistance to polar solvents and yellowing resistance. Since the alkoxy group at the end of the silane coupling agent (C) is hydrolyzed to generate an active silanol group (Si-OH), it contributes to the improvement of adhesion to the material (zinc-based plating layer) and the topcoat film. Furthermore, a part of the silane coupling agent (C) is dehydrated and condensed to form a siloxane bond (Si-O-Si), which is continuously polymerized (polysiloxane formation: -Si-O-Si-O-". Si-). As a result, the structure becomes extremely stable, and it is possible to impart excellent corrosion resistance and solvent resistance to the flat surface portion of the film.

以上のように、樹脂化合物(A)、カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)、シランカップリング剤(C)を適正な割合で使用することにより、バランス良く各種の性能を得ることができるものと考えられる。しかしながら、上記主成分のみでは、耐食性が十分とは言えない。そこで、本発明の表面処理液では上記主成分に加え、有機チタンキレート化合物(D)を必須成分とする。有機チタンキレート化合物(D)は、表面処理液を乾燥して皮膜を形成する際、ポリシロキサン化を促進する触媒として働くものと推測される。これにより、皮膜のバリア性が飛躍的に向上し、平面部耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性が向上するとともに、耐溶剤性や塗装性も向上する。 As described above, it is considered that various performances can be obtained in a well-balanced manner by using the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B), and the silane coupling agent (C) in an appropriate ratio. Be done. However, it cannot be said that the corrosion resistance is sufficient only with the above-mentioned main components. Therefore, in the surface treatment liquid of the present invention, the organic titanium chelate compound (D) is an essential component in addition to the above main components. The organic titanium chelate compound (D) is presumed to act as a catalyst for promoting polysiloxane formation when the surface treatment liquid is dried to form a film. As a result, the barrier property of the film is dramatically improved, the corrosion resistance of the flat surface portion and the corrosion resistance after alkaline degreasing are improved, and the solvent resistance and the coating property are also improved.

上記効果を得るためには、前述したとおり、シランカップリング剤(C)の量に応じて決定される所定量の有機チタンキレート化合物(D)が必要となる。その量が少ない場合には所望の効果が得られず、その量が過剰な場合にはポリシロキサンが増加しすぎて硬くて脆い皮膜になり、加工部の耐食性が低下する。また、有機チタンキレート化合物(D)によるポリシロキサン化は皮膜形成時に促進されると理想的であるが、表面処理液の貯蔵時においてもポリシロキサン化を促進するため、その含有量が過剰な場合には、増粘・ゲル化が進行し、安定した表面処理液が得られなくなる。 In order to obtain the above effect, as described above, a predetermined amount of the organic titanium chelate compound (D) determined according to the amount of the silane coupling agent (C) is required. If the amount is small, the desired effect cannot be obtained, and if the amount is excessive, the amount of polysiloxane increases too much to form a hard and brittle film, and the corrosion resistance of the processed portion is lowered. In addition, it is ideal that polysiloxane formation by the organic titanium chelate compound (D) is promoted at the time of film formation, but since polysiloxane formation is promoted even during storage of the surface treatment liquid, when the content is excessive. In addition, thickening and gelation progress, and a stable surface treatment liquid cannot be obtained.

また、本発明の表面処理液では4価のバナジウム化合物(E)も必須成分とする。本発明において、4価のバナジウム化合物(E)は(1)腐食のインヒビターとして働き(例えば亜鉛の不動態化など)、平面部耐食性を向上させる作用と、(2)腐食環境下においてトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料とともに溶出し、傷部の地鉄露出部分を被覆することにより、傷部耐食性を向上させる作用、の2つがあるものと推測される。4価のバナジウム化合物(E)、特に酸素を一つ持ったバナジルイオン〔VO2+〕は、基本的に湿潤環境下では溶出し難く、皮膜中に留まりながらインヒビター効果を発揮する。これにより優れた平面部耐食性が得られる。一方で、溶出しにくいため、4価のバナジウム化合物(E)のみでは傷部の耐食性に及ぼす効果は小さい。 The surface treatment liquid of the present invention also contains a tetravalent vanadium compound (E) as an essential component. In the present invention, the tetravalent vanadium compound (E) (1) acts as a corrosion inhibitor (for example, passivation of zinc) to improve the corrosion resistance of the flat surface, and (2) dipolypolyphosphate in a corrosive environment. It is presumed that there are two actions to improve the corrosion resistance of the scratched part by eluting with the aluminum hydrogen hydrogen rust preventive pigment and covering the exposed part of the base iron of the scratched part. The tetravalent vanadium compound (E), especially vanadyl ion [VO 2+ ] having one oxygen, is basically difficult to elute in a moist environment and exerts an inhibitory effect while staying in the film. As a result, excellent flat surface corrosion resistance can be obtained. On the other hand, since it is difficult to elute, the effect of tetravalent vanadium compound (E) alone on the corrosion resistance of the wound is small.

そこで本発明では、傷部耐食性を向上させるために、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)を添加する。トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料は、湿潤環境下で溶出しやすく、なおかつ皮膜から溶出した後は、傷部の地鉄露出部分にリン酸塩の沈殿を形成するという作用を持つ。このトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)は、4価のバナジウム化合物(E)と複合添加することによって、4価のバナジウム化合物(E)の一部と複合化して共に溶出し、傷部の地鉄露出部分にバナジウムを含有するリン酸塩の沈殿を形成する。そして、地鉄露出部分に沈殿したバナジウム含有リン酸塩は、その高い腐食抑制効果により、傷部の耐食性を大きく向上させる。
また、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)として、トリポリリン酸二水素アルミニウムの他に、Zn、Mg、Si、Caのうちから選ばれる少なくとも1種以上の添加元素を含み、かつ上記添加元素の質量(GE)を、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)中のリンの質量(GP)に対する質量比{(GE)/(GP)}で0.1〜10とすると、地鉄露出部分に沈殿するバナジウム含有のリン酸塩沈殿にZn、Mg、Si、Caが取り込まれることによって、よりバリア性の高い保護皮膜となり、さらに傷部耐食性が向上する。
Therefore, in the present invention, an aluminum dihydrogen trihydrophosphate rust preventive pigment (G) is added in order to improve the corrosion resistance of the scratched portion. The aluminum dihydrogen phosphate rust preventive pigment easily elutes in a moist environment, and after elution from the film, it has an action of forming a phosphate precipitate on the exposed portion of the ground iron of the wounded portion. This aluminum dihydrogen tripolyphosphate rust preventive pigment (G) is compounded with a part of the tetravalent vanadium compound (E) by compound addition with the tetravalent vanadium compound (E) and eluted together, resulting in scratches. A vanadium-containing phosphate precipitate is formed on the exposed portion of the base iron. The vanadium-containing phosphate precipitated in the exposed portion of the base iron greatly improves the corrosion resistance of the scratched portion due to its high corrosion suppressing effect.
Further, as the aluminum dihydrogen trihydrophosphate rust preventive pigment (G), in addition to aluminum dihydrogen tripolyphosphate, at least one additive element selected from Zn, Mg, Si and Ca is contained, and the above addition element mass (G E), when 0.1 to 10 by mass ratio of phosphorus amount in dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) (G P) { (G E) / (G P)} By incorporating Zn, Mg, Si, and Ca into the vanadium-containing phosphate precipitate that precipitates on the exposed portion of the base iron, a protective film having a higher barrier property is formed, and the corrosion resistance of the scratched portion is further improved.

ただし、4価のバナジウム化合物(E)に対して、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)が多すぎると、4価のバナジウム化合物(E)の溶出量が多くなりすぎて平面部耐食性が劣化する。一方、4価のバナジウム化合物(E)に対して、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)が少なすぎると、地鉄露出部分に沈殿するバナジウム含有リン酸塩の量が少なくなり、傷部の耐食性が劣化する。 However, if the amount of the aluminum dihydrogen trihydrogen rust preventive pigment (G) is too large with respect to the tetravalent vanadium compound (E), the elution amount of the tetravalent vanadium compound (E) becomes too large and the flat surface corrosion resistance. Deteriorates. On the other hand, if the amount of the aluminum dihydrogen trihydrogen rust preventive pigment (G) is too small with respect to the tetravalent vanadium compound (E), the amount of vanadium-containing phosphate precipitated in the exposed portion of the base metal decreases, resulting in scratches. The corrosion resistance of the part deteriorates.

さらに、本発明の表面処理液ではモリブデン酸化合物(F)も必須成分とする。本発明において、モリブデン酸化合物(F)の添加により、優れた耐黒変性を得ることができるからである。亜鉛系めっきの黒変はめっきの種類(電気、溶融)に関係なく発生し、特に溶融亜鉛系めっきは、耐食性の向上、あるいは亜鉛めっきと素材(鉄板)との密着性の向上を図るためにMgやAlが添加されており、これらが亜鉛系めっきのめっき界面やめっきの表層に濃化して黒変を促進し、より黒くなる。また、亜鉛系めっきの耐白錆性を向上する表面処理を行うと耐黒変性は低下することが知られている。 Further, the molybdic acid compound (F) is also an essential component in the surface treatment liquid of the present invention. This is because, in the present invention, excellent blackening resistance can be obtained by adding the molybdic acid compound (F). Blackening of zinc-based plating occurs regardless of the type of plating (electricity, melting), and in particular, hot-dip galvanizing is used to improve corrosion resistance or the adhesion between zinc plating and the material (iron plate). Mg and Al are added, and these are concentrated on the plating interface of galvanized plating and the surface layer of plating to promote blackening and become blacker. Further, it is known that the blackening resistance is lowered by performing a surface treatment for improving the white rust resistance of zinc-based plating.

亜鉛系めっきが高温高湿の条件下で黒変する現象の原因は未だ明らかではないが、亜鉛系めっき最表面に生成している酸化亜鉛が酸素を奪われて、酸素欠乏型の酸化亜鉛に変換する、あるいは亜鉛の腐食(酸化)の過程で十分に酸素が供給されなかったことによる酸素欠乏型の酸化亜鉛となり、これが黒色に見えるといわれている。 The cause of the phenomenon that zinc-based plating turns black under high temperature and high humidity conditions is not yet clear, but zinc oxide generated on the outermost surface of zinc-based plating is deprived of oxygen and becomes oxygen-deficient zinc oxide. It is said that zinc oxide becomes oxygen-deficient type due to insufficient oxygen supply in the process of conversion or corrosion (oxidation) of zinc, and this appears black.

本発明では、モリブデン酸の化合物を表面処理皮膜中に導入することにより、優れた耐黒変性を得ることができる。モリブデンは遷移金属であり、酸素と結合してモリブデン酸化物(MoO2、MoO3)やモリブデン酸(MoO4 2-)が生成する。本発明では、モリブデン酸(MoO4 2-)の一部が高温高湿下あるいは腐食環境下において、モリブデンの酸化物(MoO2、MoO3)に変わることで、亜鉛めっき表面に適度に酸素が供給されるため、酸素欠乏型の酸化亜鉛が形成しにくくなると考えられる。このようなメカニズムにより、黒変を抑制する表面処理皮膜が得られたものと発明者らは推定している。 In the present invention, excellent blackening resistance can be obtained by introducing a molybdic acid compound into the surface treatment film. Molybdenum is a transition metal, the oxygen combines with molybdenum oxide (MoO 2, MoO 3) and molybdate (MoO 4 2-) is produced. In the present invention, in some high temperature and high humidity or corrosive environment of molybdate (MoO 4 2-), by changing the oxide of molybdenum (MoO 2, MoO 3), moderately oxygen galvanized surface Since it is supplied, it is considered that oxygen-deficient zinc oxide is less likely to be formed. The inventors presume that a surface-treated film that suppresses blackening was obtained by such a mechanism.

<表面処理液の調製>
表1(表1aおよび表1b)に示す樹脂化合物(A)、表2に示すカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)、表3に示すシランカップリング剤(C)、表4に示すチタン化合物(D)、表5に示すバナジウム化合物(E)、表6に示すモリブデン酸化合物(F)、表7に示すトリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)、表8に示す酸成分(H)および表9に示すワックス(W)エマルションを表11〜13に示す配合割合で混合し、110℃、2時間で乾燥した時の固形分濃度が10質量%となるように脱イオン水で調製した。なお、上記の脱イオン水としては、電気伝導度が10μS/cmのイオン交換水を使用した。また、処理原板としては、表10に示す溶融亜鉛系めっき鋼板を用いた。
<Preparation of surface treatment liquid>
The resin compound (A) shown in Table 1 (Table 1a and Table 1b), the cationic urethane resin emulsion (B) shown in Table 2, the silane coupling agent (C) shown in Table 3, and the titanium compound (D) shown in Table 4. ), The vanadium compound (E) shown in Table 5, the molybdic acid compound (F) shown in Table 6, the aluminum dihydrogen dihydrogen rust preventive pigment (G) shown in Table 7, the acid component (H) shown in Table 8, and The wax (W) emulsions shown in Table 9 were mixed at the compounding ratios shown in Tables 11 to 13 and prepared with deionized water so that the solid content concentration when dried at 110 ° C. for 2 hours was 10% by mass. As the above-mentioned deionized water, ion-exchanged water having an electric conductivity of 10 μS / cm was used. The hot-dip galvanized steel sheet shown in Table 10 was used as the treated original plate.

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表10に示すめっき鋼板の表面をアルカリ脱脂処理し、水洗乾燥した後、片面に表11〜13に示した表面処理液をバーコーターにより塗布し、水洗することなく表11−2〜13−2に示した各乾燥温度が到達板温となる様に加熱乾燥して、表面処理皮膜を有するめっき鋼板を製造した。表面処理皮膜の片面当たりの付着量は塗布条件(バー番手など)により調整した。付着量を表11−2〜13−2に示す。なお、付着量は配合したシランカップリング剤(C)のSiを蛍光X線分析装置により定量し、Si付着量から皮膜付着量へ換算した。 The surface of the plated steel sheet shown in Table 10 is subjected to alkaline degreasing treatment, washed and dried with water, and then the surface treatment liquid shown in Tables 11 to 13 is applied to one side by a bar coater, and Tables 11-2 to 13-2 are not washed with water. A plated steel sheet having a surface-treated film was produced by heating and drying so that each drying temperature shown in (1) reached the reached plate temperature. The amount of adhesion of the surface treatment film per side was adjusted according to the coating conditions (bar count, etc.). The amount of adhesion is shown in Tables 11-2 to 13-2. The amount of adhesion was determined by quantifying the Si of the blended silane coupling agent (C) with a fluorescent X-ray analyzer and converting the amount of Si adhesion to the amount of film adhesion.

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表面処理液および製造した亜鉛系めっき鋼板の品質(傷部耐食性、平面部耐食性、曲げ加工部(表中で単に曲げ部と記す)耐食性、アルカリ脱脂後(表中で単に脱脂後と記す)の耐食性、耐黒変性、塗装性(表中でそのままと記す)、アルカリ脱脂後(表中で単に脱脂後と記す)の塗装性、耐溶剤性、貯蔵安定性および潤滑性)を以下の通りの条件で評価した。その結果を表14に示す。ここで、評価△及び×は性能不足のため不合格とした。 Quality of surface treatment liquid and manufactured galvanized steel sheet (corrosion resistance of scratched part, corrosion resistance of flat part, corrosion resistance of bent part (simply referred to as bent part in the table), after alkaline degreasing (simply described as after degreasing in the table) Corrosion resistance, blackening resistance, paintability (indicated as it is in the table), coating property after alkaline degreasing (simply described as after degreasing in the table), solvent resistance, storage stability and lubricity) are as follows. Evaluated by conditions. The results are shown in Table 14. Here, the evaluations Δ and × were rejected due to insufficient performance.

(1)傷部耐食性
各サンプルに対し、NTカッター(エヌティー株式会社製 A300型)にてクロスカットを施した後、塩水噴霧試験(JIS-Z-2371-2000)を行い、120時間経過後の片側最大錆幅で評価した。評価基準は以下の通りである。
◎ :錆幅1mm未満
○+:錆幅1mm以上、3mm未満
○ :錆幅3mm以上、5mm未満
△ :錆幅5mm以上、10mm未満
× :錆幅10mm以上
(1) Scratch corrosion resistance Each sample was cross-cut with an NT cutter (A300 type manufactured by NT Co., Ltd.) and then subjected to a salt spray test (JIS-Z-2371-2000), and after 120 hours had passed. The maximum rust width on one side was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: Rust width less than 1 mm ○ +: Rust width 1 mm or more and less than 3 mm ○: Rust width 3 mm or more and less than 5 mm Δ: Rust width 5 mm or more and less than 10 mm ×: Rust width 10 mm or more

(2)平面部耐食性
各サンプルについて塩水噴霧試験(JIS-Z-2371-2000)を行い、240時間経過後の白錆発生幅で評価した。評価基準は以下の通りである。
◎ :白錆発生面積率0%
○+: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、20%未満
△ :白錆発生面積率20%以上、40%未満
× :白錆発生面積率40%以上
(2) Corrosion resistance on flat surface A salt spray test (JIS-Z-2371-2000) was performed on each sample, and the width of white rust after 240 hours was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: White rust generation area rate 0%
○ +: White rust occurrence area rate less than 5% ○: White rust occurrence area rate 5% or more and less than 10% ○ −: White rust occurrence area rate 10% or more, less than 20% Δ: White rust occurrence area rate 20% or more , Less than 40% ×: White rust occurrence area rate 40% or more

(3)曲げ加工部の耐食性
各サンプルを、直径:2mmの棒(ステンレス製)に挟み込むようにして180°曲げて、万力を用いて絞め込んだ。この曲げたサンプルについて塩水噴霧試験(JIS-Z-2371-2000)を行い、72時間経過後の曲げ加工部外(表)側の白錆発生面積率で評価した。評価基準は以下の通りである。
◎ :曲げ加工部の白錆発生面積率0%
○+:曲げ加工部の白錆発生面積率5%未満
○ :曲げ加工部の白錆発生面積率5%以上、10%未満
○−:曲げ加工部の白錆発生面積率10%以上、40%未満
△ :曲げ加工部の白錆発生面積率40%以上、80%未満
× :曲げ加工部の白錆発生面積率80%以上
(3) Corrosion resistance of the bent portion Each sample was bent 180 ° so as to be sandwiched between rods (made of stainless steel) having a diameter of 2 mm, and narrowed down using a vise. A salt spray test (JIS-Z-2371-2000) was performed on this bent sample, and the area ratio of white rust on the outside (front) side of the bent part after 72 hours was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: Area ratio of white rust generated in the bent part is 0%
○ +: White rust generation area ratio of the bending part is less than 5% ○: White rust generation area ratio of the bending part is 5% or more and less than 10% ○ −: White rust generation area ratio of the bending part is 10% or more, 40 % Δ: White rust generation area ratio of bending part 40% or more, less than 80% ×: White rust generation area ratio of bending part 80% or more

(4)アルカリ脱脂後の耐食性
アルカリ脱脂剤CL-N364S(日本パーカライジング(株)製)を20g/Lの濃度で純水に溶解し、60℃に加温した。このアルカリ溶液に各サンプルを2分間浸漬し、取り出して水洗して乾燥した。各サンプルについて塩水噴霧試験(JIS-Z-2371-2000)を行い、72時間経過後の白錆発生面積率で評価した。評価基準は上記(2)に記載の評価に示した通りである。
(4) Corrosion resistance after alkaline degreasing The alkaline degreasing agent CL-N364S (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) was dissolved in pure water at a concentration of 20 g / L and heated to 60 ° C. Each sample was immersed in this alkaline solution for 2 minutes, removed, washed with water and dried. A salt spray test (JIS-Z-2371-2000) was performed on each sample, and the area ratio of white rust after 72 hours was evaluated. The evaluation criteria are as shown in the evaluation described in (2) above.

(5)耐黒変性
各サンプルを温度:80℃、相対湿度:95%の雰囲気に制御された恒温恒湿機に24時間静置した際の明度(L値)の変化(ΔL=試験後のL値−試験前のL値)で算出した。評価基準は以下の通りである。L値は,日本電色工業(株)製のSR2000を使用し,SCIモード(正反射光込み)で測定を行った。
◎:−6≦△L
○:−10≦△L<−6
△:−14≦△L<−10
×:ΔL<−14
(5) Blackening resistance Changes in brightness (L value) when each sample is allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber controlled to an atmosphere of temperature: 80 ° C. and relative humidity: 95% for 24 hours (ΔL = after test) It was calculated by (L value-L value before the test). The evaluation criteria are as follows. The L value was measured in SCI mode (including specular reflection light) using SR2000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.
⊚: -6 ≦ △ L
◯: -10 ≦ ΔL <-6
Δ: −14 ≦ ΔL <-10
X: ΔL <-14

(6)塗装性
各サンプルについてメラミンアルキッド系塗料であるデリコン(登録商標)#700(大日本塗料(株)製)を塗装し、130℃で30分間焼付け、膜厚:30μmの塗膜を形成した後、沸騰水に2時間浸漬し、直ちに、碁盤目(10×10個、1mm間隔)の鋼素地まで達するカットを入れた。さらにエリクセン押し出し機にてカット部が外(表)側となる様に5mm押し出し加工を施し、接着テープによる貼着・剥離を行い、塗膜の剥離面積を測定した。評価の基準は以下の通りである。なお、エリクセン押し出し条件は、JISZ-2247-2006に準拠し、ポンチ径:20mm、ダイス径:27mm、絞り幅:27mmとした。
◎ :剥離なし
○+:剥離面積3%未満
○ :剥離面積3%以上、10%未満
○−:剥離面積10%以上、20%未満
△ :剥離面積20%以上、50%未満
× :剥離面積50%以上
(6) Paintability Each sample is coated with Delicon (registered trademark) # 700 (manufactured by Dainippon Paint Co., Ltd.), which is a melamine alkyd paint, and baked at 130 ° C for 30 minutes to form a coating film with a film thickness of 30 μm. After that, it was immersed in boiling water for 2 hours, and immediately, a cut was made to reach the steel base of the grid (10 x 10 pieces, 1 mm interval). Further, a 5 mm extrusion process was performed using an Eriksen extrusion machine so that the cut portion was on the outer (front) side, and the coating film was attached and peeled off with an adhesive tape, and the peeled area of the coating film was measured. The evaluation criteria are as follows. The Eriksen extrusion conditions were based on JIS Z-2247-2006, with a punch diameter of 20 mm, a die diameter of 27 mm, and a drawing width of 27 mm.
◎: No peeling ○ +: Peeling area less than 3% ○: Peeling area 3% or more and less than 10% ○ −: Peeling area 10% or more and less than 20% Δ: Peeling area 20% or more and less than 50% ×: Peeling area 50% or more

(7)アルカリ脱脂後の塗装性
上記(4)の記載と同様のアルカリ脱脂を行い、そのサンプルに上記(6)の記載と同様の塗装性試験を行った。評価基準も上記(6)の記載に同じである。
(7) Coating property after alkaline degreasing Alkaline degreasing was performed in the same manner as described in (4) above, and the same coating property test as described in (6) above was performed on the sample. The evaluation criteria are the same as those described in (6) above.

(8)耐溶剤性
各サンプルの表面にエタノールを染み込ませたガーゼを4.90N(500gf)の荷重をかけて押し付け、その荷重のまま10回往復するように擦った。その擦った痕を目視にて評価した。評価基準は以下の通りである。
◎ :痕跡なし。
○+:上から見ると痕跡が見えないが、斜めから見ると僅かに見える。
○ :上から見ると痕跡が見えないが、斜めから見ると明らかに見える。
○−:上から見て僅かに痕跡が見える。
△ :上から見て痕跡が明らかに見える。
× :皮膜が剥離している。
(8) Solvent resistance A gauze impregnated with ethanol on the surface of each sample was pressed under a load of 4.90 N (500 gf) and rubbed so as to reciprocate 10 times with the load. The rubbing marks were visually evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: No trace.
○ +: No trace can be seen when viewed from above, but slightly visible when viewed from an angle.
○: No trace can be seen when viewed from above, but it is clearly visible when viewed from an angle.
○-: Slight traces can be seen when viewed from above.
Δ: Traces are clearly visible when viewed from above.
X: The film is peeled off.

(9)貯蔵安定性
表11〜13に示した各表面処理液を40℃の恒温槽に30日間保管した。取り出して撹拌した後、各表面処理液の外観を目視によって調べ、評価した。評価基準は次の通りである。
◎:変化なし
○:極微量の沈殿が見られる
△:微量の沈殿が見られる、もしくはやや粘度が高くなった
×:多量の沈殿が見られる、もしくはゲル化した
(9) Storage stability Each surface treatment solution shown in Tables 11 to 13 was stored in a constant temperature bath at 40 ° C. for 30 days. After taking out and stirring, the appearance of each surface treatment liquid was visually inspected and evaluated. The evaluation criteria are as follows.
⊚: No change ○: A very small amount of precipitate was observed Δ: A small amount of precipitation was observed or the viscosity became slightly high ×: A large amount of precipitation was observed or gelled.

(10)潤滑性
各サンプルより直径:100mmの円板状の試験片を切り出し、ポンチ径:50mm、ダイス径:51.91mm、しわ押さえ力:1トンの条件でカップ状に成型した。成型品の絞り加工を受けた面(カップの側面外側)の外観を目視によって調べ、傷つき程度および黒化程度を評価した。評価基準は次の通りである。
◎ :全面に渡って殆ど変化なく、外観が均一
○+:極僅かに黒化が発生したが、外観は均一
○ :傷つきおよび黒化が少し発生し、外観が明らかに不均一
○−:局部的に傷つきおよび黒化が発生し、外観が明らかに不均一
△ :コーナー部を中心に傷つきおよび黒化が激しく発生
× :成型できずに割れた
(10) Lubrication A disk-shaped test piece having a diameter of 100 mm was cut out from each sample and molded into a cup shape under the conditions of a punch diameter: 50 mm, a die diameter: 51.91 mm, and a wrinkle pressing force: 1 ton. The appearance of the drawn surface (outside the side surface of the cup) of the molded product was visually inspected, and the degree of damage and the degree of blackening were evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: Almost no change over the entire surface, the appearance is uniform ○ +: Very slight blackening occurs, but the appearance is uniform ○: Scratches and blackening occur a little, and the appearance is clearly uneven ○-: Local The appearance is clearly uneven due to scratches and blackening. Δ: Severe scratches and blackening occur mainly at the corners ×: Cracked without being able to be molded

Figure 2020158845
Figure 2020158845

Figure 2020158845
Figure 2020158845

Figure 2020158845
Figure 2020158845

表14に示したとおり、本発明の表面処理液を用いて製造した試験鋼板は、何れも優れた傷部耐食性を有し、平面部、曲げ加工部、脱脂後の耐食性、耐黒変性、塗装性(脱脂なしおよび脱脂後)、耐溶剤性、貯蔵安定性および潤滑性についても優れた結果を示している。これに対し、いずれかの要件が本発明の適正範囲を逸脱した比較例は、上記いずれかの特性を十分に得ることができない。特に、比較例1,2,3,6,7,8,11,12については、樹脂化合物(A)もしくはウレタン樹脂エマルション(B)の種類が本発明の範囲を逸脱しているため、表面処理液の作製時点で多量の沈殿が生じ、試験を実施することができなかった。
As shown in Table 14, all of the test steel sheets produced by using the surface treatment liquid of the present invention have excellent scratch corrosion resistance, and the flat surface, the bent portion, the corrosion resistance after degreasing, the blackening resistance, and the coating. It also shows excellent results in properties (without and after degreasing), solvent resistance, storage stability and lubricity. On the other hand, in the comparative example in which any of the requirements deviates from the appropriate range of the present invention, any of the above characteristics cannot be sufficiently obtained. In particular, for Comparative Examples 1,2,3,6,7,8,11,12, since the type of the resin compound (A) or the urethane resin emulsion (B) is out of the scope of the present invention, the surface treatment is performed. At the time of preparation of the liquid, a large amount of precipitate was formed, and the test could not be carried out.

Claims (6)

亜鉛系めっき鋼板の表面に、下記の一般式(I)で表されるビスフェノール骨格を有する樹脂化合物(A)と、第1〜3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エマルション(B)と、活性水素含有アミノ基、エポキシ基、メルカプト基およびメタクリロキシ基から選ばれる少なくとも1種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(C)と、有機チタンキレート化合物(D)と、4価のバナジウム化合物(E)と、モリブデン酸化合物(F)と、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)と、水と、を下記(1)〜(6)の条件を満足する範囲で含有する亜鉛系めっき鋼板用表面処理液。

(1)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するカチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分量(Bs)が、質量比[(Bs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10〜0.30
(2)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対するシランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比[(Cs)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.60〜0.85
(3)上記有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する上記シランカップリング剤(C)の固形分量(Cs)が、質量比{(Cs)/(DTi)}で50〜70
(4)上記有機チタンキレート化合物(D)のチタン換算量(DTi)に対する、上記4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)が、質量比{(EV)/(DTi)}で0.30〜0.50
(5)上記樹脂化合物(A)、上記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および上記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する上記モリブデン酸化合物(F)のモリブデン換算量(FMo)が、質量比[(FMo)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.003〜0.030
(6)上記4価のバナジウム化合物(E)のバナジウム換算量(EV)に対する上記トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)の固形分量(Gs)が、質量比{(Gs)/(EV)}で3〜300
Figure 2020158845
式(I)中、ベンゼン環に結合しているY1およびY2は、それぞれ互いに独立に水素原子、あるいは次の一般式(II)または(III)により表されるZ基であり、1ベンゼン環当たりのZ基の置換数の平均値は0.2〜1.0である。nは2〜50の整数を表す。
Figure 2020158845
Figure 2020158845
式(II)および(III)中、R1、R2、R3、R4及びR5はそれぞれ互いに独立な水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を表し、Aは水酸イオンまたは酸イオンを表す。
On the surface of the zinc-based plated steel sheet, a resin compound (A) having a bisphenol skeleton represented by the following general formula (I) and at least one cation selected from the 1st to 3rd amino groups and the quaternary ammonium base A cationic urethane resin emulsion (B) having a sex functional group and one or more silane coupling agents having at least one reactive functional group selected from an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a mercapto group and a methacryloxy group. (C), organic titanium chelate compound (D), tetravalent vanadium compound (E), molybdic acid compound (F), aluminum dihydrogen dihydrogen tripolyphosphate rust preventive pigment (G), and water. A surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheets containing the following conditions (1) to (6) within a range that satisfies the conditions.
(1) Cationicity with respect to the total solid content {(As) + (Bs) + (Cs)} of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C). The solid content (Bs) of the urethane resin emulsion (B) is 0.10 to 0.30 in mass ratio [(Bs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(2) Silane coupling with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)} The solid content (Cs) of the agent (C) is 0.60 to 0.85 in mass ratio [(Cs) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(3) The solid content (Cs) of the silane coupling agent (C) with respect to the titanium equivalent amount (D Ti ) of the organic titanium chelate compound (D) is 50 by mass ratio {(Cs) / (D Ti )}. ~ 70
(4) The organic titanium chelate compounds of titanium equivalent amount of (D) relative to (D Ti), the tetravalent vanadium compound Vanadium amount of (E) (E V) is the weight ratio {(E V) / (D Ti )} from 0.30 to 0.50
(5) The molybdic acid with respect to the total solid content of the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B) and the silane coupling agent (C) {(As) + (Bs) + (Cs)}. The molybdenum equivalent amount (F Mo ) of compound (F) is 0.003 to 0.030 in mass ratio [(F Mo ) / {(As) + (Bs) + (Cs)}].
(6) The tetravalent vanadium compound Vanadium amount of (E) solid content of the tripolyphosphate aluminum dihydrogen anticorrosive pigment to (E V) (G) (Gs) is the weight ratio {(Gs) / ( in E V)} 3~300
Figure 2020158845
In formula (I), Y 1 and Y 2 bonded to the benzene ring are hydrogen atoms independently of each other, or Z groups represented by the following general formulas (II) or (III), and 1benzene. The average number of Z-group substitutions per ring is 0.2-1.0. n represents an integer from 2 to 50.
Figure 2020158845
Figure 2020158845
In formulas (II) and (III), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are independent hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or hydroxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, respectively. , And A represents a hydroxide ion or an acid ion.
前記トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)が、トリポリリン酸二水素アルミニウムの他に、Zn、Mg、Si、Caのうちから選ばれる少なくとも1種以上の添加元素を含み、かつ上記添加元素の質量(GE)が、トリポリリン酸二水素アルミニウム系防錆顔料(G)中のリンの質量(GP)に対する質量比{(GE)/(GP)}で0.1〜10であることを特徴とする請求項1に記載の亜鉛系めっき鋼板用表面処理液。 The aluminum tripolyphosphate dihydrogen rust preventive pigment (G) contains at least one additive element selected from Zn, Mg, Si, and Ca in addition to aluminum dihydrogen tripolyphosphate, and the additive element. mass (G E) is the mass ratio to phosphorus mass in dihydrogen tripolyphosphate aluminum-based anticorrosive pigment (G) (G P) { (G E) / (G P)} by from 0.1 to 10 The surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheets according to claim 1, wherein the surface treatment liquid is characterized by. 前記表面処理液が、さらに酸成分(H)を含み、該酸成分(H)の質量(Hg)が、前記樹脂化合物(A)、前記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)および前記シランカップリング剤(C)の固形分合計量{(As)+(Bs)+(Cs)}に対する質量比[(Hg)/{(As)+(Bs)+(Cs)}]で0.10以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液。 The surface treatment liquid further contains an acid component (H), and the mass (Hg) of the acid component (H) is the resin compound (A), the cationic urethane resin emulsion (B), and the silane coupling agent. The mass ratio [(Hg) / {(As) + (Bs) + (Cs)}] to the total solid content of (C) {(As) + (Bs) + (Cs)} is 0.10 or less. The surface treatment liquid for a galvanized steel sheet according to claim 1 or 2, which is characterized. 前記表面処理液が、さらにワックス(W)を含み、該ワックス(W)の固形分量(Ws)が、前記樹脂化合物(A)および前記カチオン性ウレタン樹脂エマルション(B)の固形分合計量{(As)+(Bs)}に対する質量比[(Ws)/{(As)+(Bs)}]で0.2〜0.6の範囲にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の亜鉛系めっき鋼板用の表面処理液。 The surface treatment liquid further contains a wax (W), and the solid content (Ws) of the wax (W) is the total solid content of the resin compound (A) and the cationic urethane resin emulsion (B) {( The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the mass ratio [(Ws) / {(As) + (Bs)}] to As) + (Bs)} is in the range of 0.2 to 0.6. Surface treatment liquid for galvanized steel sheets. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面処理液を、亜鉛系めっき鋼板の表面に、乾燥後の付着量が片面当たり0.2〜1.8g/m2となる範囲で塗布し、ついで到達板温:50〜180℃で乾燥することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 The surface treatment liquid according to any one of claims 1 to 4 is applied to the surface of a galvanized steel sheet in a range in which the amount of adhesion after drying is 0.2 to 1.8 g / m 2 per side, and then reaches. Plate temperature: A method for producing a galvanized steel sheet, which is characterized by drying at 50 to 180 ° C. 表面に、片面当たりの付着量が0.2〜1.8g/m2の表面処理皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板であって、該表面処理皮膜は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面処理液を、鋼板表面に塗布し、到達板温:50〜180℃で乾燥して得たものであることを特徴とする亜鉛系めっき鋼板。 A galvanized steel sheet having a surface-treated film having an adhesion amount of 0.2 to 1.8 g / m 2 per side on the surface, wherein the surface-treated film is the surface according to any one of claims 1 to 4. A galvanized steel sheet characterized by being obtained by applying a treatment liquid to the surface of a steel sheet and drying it at a plate temperature of 50 to 180 ° C.
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