JP3260957B2 - Heavy corrosion protection coated steel with excellent resistance to cathodic peeling at high temperatures - Google Patents

Heavy corrosion protection coated steel with excellent resistance to cathodic peeling at high temperatures

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JP3260957B2
JP3260957B2 JP06419594A JP6419594A JP3260957B2 JP 3260957 B2 JP3260957 B2 JP 3260957B2 JP 06419594 A JP06419594 A JP 06419594A JP 6419594 A JP6419594 A JP 6419594A JP 3260957 B2 JP3260957 B2 JP 3260957B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は重防食被覆鋼材に関し、
さらに詳しくは高温耐陰極剥離性に優れた重防食被覆鋼
材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heavy-duty corrosion-resistant coated steel.
More specifically, the present invention relates to a heavy-duty corrosion-resistant coated steel material having excellent resistance to cathodic peeling at high temperatures.

【0002】[0002]

【従来の技術】重防食被覆鋼材は、通常電気防食を併用
して長期間使用されるが、防食電流により発生したアル
カリによって運搬・敷設時に生じた被膜の損傷部から剥
離がおこる陰極剥離(図1)とよばれる現象により、防
食性能が低下する。近年、需要の増加やメンテナンスフ
リーへの要求とともに、その防食性能に対する要求も厳
しくなってきており、重防食被覆鋼材の高温耐陰極剥離
性能向上は重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art Heavy corrosion protection coated steel is usually used for a long period of time in combination with cathodic protection. However, cathodic peeling occurs when the alkali generated by the anticorrosion current peels off from the damaged portion of the coating when transported and laid. Due to the phenomenon referred to as 1), the anticorrosion performance decreases. In recent years, along with an increase in demand and a demand for maintenance-free, a demand for its anticorrosion performance has also become strict, and improvement of high-temperature cathodic peeling performance of heavy anticorrosion coated steel materials has become an important issue.

【0003】被覆鋼材の防食性能を向上させるために
は、塗膜を鋼材表面に強固に接着する必要があり、塗膜
の密着性を向上させる方法として、従来よりクロム酸、
還元剤、気相または液相シリカ、りん酸、アルカリ金属
イオン等からなるクロメート処理剤を、下地処理として
施す方法が提案されてきた。例えば特開平3−6639
3号公報に見られるように、クロム酸水溶液に還元剤、
シリカ微粒子、りん酸を添加したクロメート処理剤等、
また特開平3−234527号公報に見られるように、
シランカップリング剤の添加により高温耐陰極剥離性能
が良好なクロメート処理剤等がある。
[0003] In order to improve the anticorrosion performance of coated steel, it is necessary to firmly adhere the coating to the surface of the steel. As a method for improving the adhesion of the coating, chromic acid,
A method has been proposed in which a chromate treatment agent comprising a reducing agent, gas phase or liquid phase silica, phosphoric acid, alkali metal ions or the like is used as a base treatment. For example, JP-A-3-6639
As can be seen in Japanese Patent Publication No. 3, a reducing agent is added to the aqueous solution of chromic acid,
Silica fine particles, chromate treatment agent with phosphoric acid, etc.
Also, as seen in JP-A-3-234527,
There are chromate treatment agents having good high-temperature cathodic peeling performance by adding a silane coupling agent.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような下
地処理剤を重防食被覆鋼材に施した場合、 a クロメート中に液相シリカを添加した処理剤は、液
相シリカを添加していない処理剤と比較した場合、耐陰
極剥離性能に対してはその添加効果が少ない。 b クロメート中にりん酸を添加した処理剤において
は、添加量が大きくなるほど耐陰極剥離性能が低下す
る。等、耐陰極剥離性能に対してはその向上効果が見ら
れず、また、 c クロメート中に気相シリカを少量添加した処理剤に
おいては、耐陰極剥離性能に対する効果が希薄であり、
性能に対する要求に応えることは困難である。等従来の
技術を以ってしては以上の問題点があり、さらには、 d クロメート中に気相シリカを多量に添加した処理剤
においては、耐アルカリ溶解性の低下により、高温環境
下では耐陰極剥離性能が低下する場合がある。 e クロメート中のクロム還元率を上昇させるとクロメ
ート層の耐アルカリ溶解性は向上するが、下層の鋼材と
の密着性が低下し、耐陰極剥離性能は低下する。
However, when such a surface treatment agent is applied to a heavy corrosion-resistant coated steel material, a treatment agent in which liquid phase silica is added to chromate is a treatment in which liquid phase silica is not added. As compared with the agent, the effect of its addition on the cathodic peeling resistance is small. (b) In the treating agent obtained by adding phosphoric acid to chromate, the larger the amount is, the lower the cathodic peeling resistance is. For example, the effect of improving the cathodic peeling performance is not seen for the cathodic peeling performance.
Meeting performance demands is difficult. The conventional techniques have the above-mentioned problems.Moreover, in a treating agent in which a large amount of gas-phase silica is added to d-chromate, in a high-temperature environment due to a decrease in alkali-soluble resistance, Cathode peeling resistance may decrease. (e) Increasing the chromium reduction ratio in the chromate improves the alkali dissolution resistance of the chromate layer, but lowers the adhesion to the underlying steel material and lowers the cathodic peeling resistance.

【0005】以上の点から所望の耐陰極剥離性能を得る
ことは困難であった。またクロメート中に常温以上の高
温で還元作用するブドウ糖等、またシランカップリング
剤の添加は、クロメートの安定性が悪いので実用化が困
難であった。このようなことから、本発明の目的は、高
温耐陰極剥離性能に優れた重防食被覆鋼材を提供しよう
とするにある。
[0005] From the above points, it has been difficult to obtain the desired cathode peeling resistance. In addition , high temperature above normal temperature during chromate
Addition of glucose or the like , which has a reducing action at a temperature, or a silane coupling agent has been difficult to put into practical use due to poor chromate stability. In view of the above, an object of the present invention is to provide a heavy-duty corrosion-resistant coated steel material excellent in high-temperature cathodic peeling performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の問題
点を解決すべく、クロメート処理剤について鋭意検討を
行った結果、クロム水溶液に1価アルコールおよび/ま
たはカルボン酸である還元剤を加え、未反応還元剤を残
しながら全クロムに対し3価のクロムの重量比が0.1
〜0.7になるように部分還元を行い、比表面積1nm
2 あたり2〜4個の水酸基をもつ気相シリカを全クロム
に対し重量比が2.0〜7.0倍と多量に添加したクロ
メート処理剤を用いることにより高温耐陰極剥離性能に
より優れた重防食被覆鋼材が得られることを見出し、本
発明に至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a chromate treatment agent, and as a result, have found that a monohydric alcohol and / or
Or a reducing agent which is a carboxylic acid, and the weight ratio of trivalent chromium to total chromium is 0.1 while leaving unreacted reducing agent.
Partial reduction is performed to 0.7, and the specific surface area is 1 nm.
By using a chromate treating agent containing a large amount of gas-phase silica having 2 to 4 hydroxyl groups per 2 in a weight ratio of 2.0 to 7.0 times relative to the total chromium, a weight excellent in high-temperature cathodic peeling resistance is obtained. The present inventors have found that an anticorrosion coated steel material can be obtained, and have reached the present invention.

【0007】すなわち、本発明は、鋼材表面に、クロム
水溶液に1価アルコールおよび/またはカルボン酸であ
還元剤を加え、未反応還元剤を残しながら全クロムに
対し3価のクロムの重量比が0.1〜0.7になるよう
に部分還元を行い、比表面積1nm2 あたり2〜4個の
水酸基をもつ気相シリカを全クロムに対し重量比で2.
0〜7.0倍添加したクロメート処理剤を塗布乾燥して
形成した重防食塗装下地用クロメート層と、その上層に
プライマーとして形成したエポキシドを3.5〜5.0
mol/kg含む有機樹脂塗膜と、さらにその上層に形成した
有機樹脂層を有することを特徴とする高温耐陰極剥離性
に優れた重防食被覆鋼材を提供するものである。クロメ
ート処理剤の乾燥温度は、60〜300℃で行ない、ク
ロメート層の付着量は、クロム重量として100〜10
00mg/m2 であるのが好ましい。プライマーの有機
樹脂塗膜は、エポキシ変性樹脂の膜とし、この上層の有
機樹脂層は、変性ポリオレフィン樹脂およびその上層の
ポリオレフィン樹脂、または変性ポリウレタン樹脂およ
びその上層のポリウレタン樹脂より形成される層とする
のが好ましい。本発明における変性ポリオレフィン樹
脂、変性ポリウレタン樹脂の変性は、無水マレイン酸等
の無水酸による変性が好ましい。なお、本発明における
気相シリカとは有機シリカ化合物等を気相で熱分解等を
行って製造されたシリカ粒子で、総称して気相シリカと
称される。例えば、揮発性シラン化合物の酸水素炎中に
おける加水分解により製造された極めて微細な二酸化ケ
イ素、または四塩化珪素等を出発原料にして気相法によ
り微粒子状にしたもの等が例示される。
That is, according to the present invention, a monovalent alcohol and / or a carboxylic acid is added to an aqueous chromium solution on a steel material surface.
The partial reduction is performed so that the weight ratio of trivalent chromium to total chromium is 0.1 to 0.7 while leaving the unreacted reducing agent, and 2 to 4 chromium per 1 nm 2 of specific surface area is added. Gaseous silica having a hydroxyl group of 2.
A chromate-treating agent added by 0-7.0 times is applied and dried to form a chromate base layer for a heavy-duty anticorrosion coating, and an epoxide formed as a primer on the chromate layer is 3.5-5.0.
An object of the present invention is to provide a heavy-duty corrosion-resistant coated steel excellent in high-temperature cathodic peeling resistance, comprising an organic resin coating film containing mol / kg and an organic resin layer further formed thereon. The drying temperature of the chromate treatment agent is 60-300 ° C., and the amount of the chromate layer deposited is 100-100
It is preferably 00 mg / m 2 . The organic resin coating film of the primer is a film of an epoxy-modified resin, and the upper organic resin layer is a layer formed of a modified polyolefin resin and a polyolefin resin of the upper layer, or a modified polyurethane resin and a polyurethane resin of the upper layer. Is preferred. Modification of the modified polyolefin resin and modified polyurethane resin in the present invention is preferably performed with an anhydride such as maleic anhydride. The gas-phase silica in the present invention is silica particles produced by subjecting an organic silica compound or the like to thermal decomposition in a gas phase, and is generally referred to as gas-phase silica. For example, finely divided silicon dioxide produced by hydrolysis of a volatile silane compound in an oxyhydrogen flame, or silicon tetrachloride or the like as a starting material and formed into fine particles by a gas phase method are exemplified.

【0008】[0008]

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
に用いる鋼材は、H形鋼、I形鋼、L形鋼等の形鋼、鋼
矢板、棒鋼、鋼線、鋳鉄管、鋼管または厚板鋼板、熱延
鋼板、冷延鋼板等の鋼板、など任意である。
The present invention will be described below in more detail. The steel material used in the present invention is a shaped steel such as an H-shaped steel, an I-shaped steel, or an L-shaped steel, a steel sheet pile, a steel bar, a steel wire, a cast iron pipe, a steel pipe or a thick steel plate, a hot-rolled steel plate, a cold-rolled steel plate or the like. , Etc. are optional.

【0009】次に本発明で使用するクロメート処理剤に
ついて説明する。本発明で使用するクロメート処理剤と
は、純水に無水クロム酸(CrO3 )、クロム酸、重ク
ロム酸などのクロム源を溶解させたクロム水溶液を部分
還元し、かつ比表面積1nm2 あたり2〜4個の水酸基
をもつ気相シリカ微粒子を混合させたものである。
Next, the chromating agent used in the present invention will be described. The chromate treating agent used in the present invention refers to a chromium aqueous solution obtained by dissolving a chromium source such as chromic anhydride (CrO 3 ), chromic acid, or dichromic acid in pure water, and having a specific surface area of 2 per 1 nm 2. It is a mixture of gas-phase silica fine particles having up to four hydroxyl groups.

【0010】6価から3価へのクロムの部分的還元に用
いる還元剤としては、CH3 OH、C2 5 OH、C3
7 OH等の1価アルコール、蟻酸、酢酸、蓚酸等のカ
ルボン酸などの還元剤を用いる。これは高温で還元作用
する還元剤を用いると、未反応還元剤によりクロメート
がゲル化しやすいためである。
As the reducing agent used for the partial reduction of chromium from hexavalent to trivalent, CH 3 OH, C 2 H 5 OH, C 3
A reducing agent such as a monohydric alcohol such as H 7 OH or a carboxylic acid such as formic acid, acetic acid or oxalic acid is used. This is reducing action at high temperature
This is because, when a reducing agent is used, the chromate is easily gelled by the unreacted reducing agent.

【0011】クロムの6価から3価への部分還元を行う
のは、クロメート層の耐アルカリ溶解性能を上昇させる
ためである。3価に還元されたクロムおよび3価のクロ
ムと結合した6価のクロムはアルカリに溶解しない。し
かし3価のクロムの量が多くなると、鋼材表面と6価ク
ロムの反応がおこりにくく、鋼材表面とクロメート層の
接着性が低下する。還元の程度は全クロムに対し3価の
クロムが0.1〜0.7になるようにする。これが0.
1未満では、3価のクロムの量が少なくクロメート層が
溶解しやすいため好ましくなく、0.7超では鋼材表面
と反応する6価のクロムの量が少なく、鋼材表面とクロ
メートの接着性が低下するためである。
The reason why the partial reduction of chromium from hexavalent to trivalent is performed in order to increase the alkali dissolution resistance of the chromate layer. Trivalent reduced chromium and hexavalent chromium combined with trivalent chromium do not dissolve in alkali. However, when the amount of trivalent chromium increases, the reaction between the steel material surface and hexavalent chromium hardly occurs, and the adhesion between the steel material surface and the chromate layer decreases. The degree of reduction is such that trivalent chromium is 0.1 to 0.7 with respect to all chromium. This is 0.
If it is less than 1, the amount of trivalent chromium is small and the chromate layer is easily dissolved, which is not preferable. If it is more than 0.7, the amount of hexavalent chromium that reacts with the steel surface is small, and the adhesion between the steel surface and the chromate decreases. To do that.

【0012】還元剤とクロム(6価)は、たとえば還元
剤にメタノールを使用した場合、以下のように反応して
いると考えられる。 2HCrO4 - +CH3 OH+8H+ →Cr3+CO2
6H2 O この反応は平衡反応で、未反応還元剤は必ず存在する。
カルボン酸を用いたときも同様である。この未反応還元
剤は、クロメートの上層を塗装、加熱する時、還元反応
をさらに進行させる。従って、鋼材表面と反応性良好か
つ耐アルカリ溶解性良好なクロメートとなる。
It is considered that the reducing agent reacts with chromium (hexavalent) as follows when, for example, methanol is used as the reducing agent. 2HCrO 4 + CH 3 OH + 8H + → Cr 3+ CO 2 +
6H 2 O This reaction is an equilibrium reaction and an unreacted reducing agent always exists.
The same applies when a carboxylic acid is used. This unreacted reducing agent further promotes the reduction reaction when the upper layer of chromate is coated and heated. Therefore, a chromate having good reactivity with the steel material surface and good alkali solubility resistance is obtained.

【0013】前述の鋼材表面にクロメート処理剤を塗布
する前に、脱脂、酸洗、ブラスト処理等で鋼材表面の油
分、スケール等を除去する。スケール等を除去した鋼材
表面にクロメート処理剤を塗布すると、鋼材表面の酸化
作用および塗布後の加熱によって6価のクロムは一部還
元され、クロムに結合した水酸基どうしの脱水縮合反応
が進行し、耐アルカリ溶解性の優れたクロメート被膜が
生成する。
Before applying the chromate treatment agent to the steel material surface, oil, scale, etc. on the steel material surface are removed by degreasing, pickling, blasting or the like. When a chromate treatment agent is applied to the surface of the steel material from which the scale or the like has been removed, hexavalent chromium is partially reduced by the oxidizing action of the steel material and heating after the application, and a dehydration condensation reaction of the hydroxyl groups bonded to the chromium proceeds, A chromate film having excellent alkali dissolution resistance is formed.

【0014】また、前記のクロメート処理剤に添加する
気相シリカ微粒子としては、例えば日本アエロジル社製
のアエロジル130、アエロジル380、アエロジルO
X50、アエロジルOX170などの、比表面積1nm
2 あたり2〜4個の水酸基をもつ気相シリカを1種また
は2種以上混合して用いる。なお、本発明における気相
シリカの比表面積とはBET法によるN2 吸着法によ
る。比表面積1nm2 あたりの水酸基が2個未満では気
相シリカのもつ水酸基の効果が発揮されず、4個超では
クロメート処理層の耐溶解性が低下する。
The gas-phase silica fine particles to be added to the above-mentioned chromate treating agent include, for example, Aerosil 130, Aerosil 380, Aerosil O, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
Specific surface area of 1 nm, such as X50, Aerosil OX170
Gas-phase silica having 2 to 4 hydroxyl groups per 2 is used alone or in combination of two or more. Incidentally, by N 2 adsorption method according to the BET method to the specific surface area of the gas phase silica in this invention. If the number of hydroxyl groups per 1 nm 2 of specific surface area is less than 2, the effect of the hydroxyl groups of the gas phase silica is not exhibited, and if it is more than 4, the solubility resistance of the chromate treatment layer is reduced.

【0015】GDS(グロー放電発光分光分析)によ
る、クロメート層の深さ方向の元素分布測定結果(図
2)と気相シリカをSiO2 /Cr=3.2添加したク
ロメート処理層とフェニルグリシジルエーテル(PG
E)の接触角測定結果(表1)から推察するに、気相シ
リカは、その表面の水酸基が上層の塗膜中のエポキシド
等の官能基と反応し、クロメート処理層とその上層の塗
膜層の接着性を上昇させると考えられる。図3に示す接
触角θと接着性の関係は、Youngの式より、 附着の仕事W=γ・(1+cosθ) γ:樹脂の表面
張力 と表すことができ、γが同じ場合、接触角が小さいほど
附着仕事が大きく、接着性が大きい。
Measurement results of elemental distribution in the depth direction of the chromate layer by GDS (glow discharge optical emission spectroscopy) (FIG. 2), a chromate-treated layer in which gas phase silica was added in an amount of SiO 2 /Cr=3.2, and phenylglycidyl ether (PG
As can be inferred from the contact angle measurement results of E) (Table 1), in the gas phase silica, hydroxyl groups on the surface react with functional groups such as epoxide in the upper coating film, and the chromate-treated layer and the upper coating film It is believed to increase the adhesion of the layer. The relationship between the contact angle θ and the adhesiveness shown in FIG. 3 can be expressed by the Young's formula as follows: work of attachment W = γ · (1 + cos θ) γ: surface tension of resin, and when γ is the same, the contact angle is small. The larger the attachment work, the greater the adhesion.

【0016】 [0016]

【0017】気相シリカ微粒子の添加量は、クロメート
処理液中の全クロムに対する重量比が2.0〜7.0倍
の範囲内になるように添加する。気相シリカ微粒子の添
加量が2.0倍未満では接着に有効な気相シリカの水酸
基の総量が少ないためプライマーのエポキシド濃度によ
る耐陰極剥離性能差が大きく、添加量が7.0倍超では
クロメート処理層の耐アルカリ溶解性低下の影響が大き
いため好ましくない。
The amount of the gas phase silica fine particles to be added is such that the weight ratio to the total chromium in the chromate treatment liquid is in the range of 2.0 to 7.0 times. When the addition amount of the gas-phase silica fine particles is less than 2.0 times, the total amount of the hydroxyl groups of the gas-phase silica effective for adhesion is small, so that the difference in the cathodic peeling performance due to the epoxide concentration of the primer is large, and when the addition amount is more than 7.0 times. It is not preferable because the effect of lowering the alkali solubility of the chromate treatment layer is large.

【0018】クロメート処理剤の焼付温度は鋼材表面温
度で60〜300℃が適切である。鋼材表面温度が60
℃未満では、その上層に有機樹脂を塗布した際にクロメ
ート処理層が溶解する可能性があるため適さず、鋼材表
面温度が300℃超では、水酸基の脱水縮合反応が進行
し過ぎ、上層である有機樹脂層との接着に必要なクロメ
ート処理層表面の水酸基が失われるために、耐陰極剥離
性能向上に好ましくない。またクロメート処理剤の付着
量は全クロム重量として100〜1000mg/m2
望ましい。付着量が100mg/m2 未満ではクロメー
ト処理剤の効果が発揮されず、また付着量が1000m
g/m2 以上ではクロメート処理層の耐溶解性低下の影
響が大きくなるため好ましくない。
The baking temperature of the chromate treatment agent is suitably from 60 to 300 ° C. on the surface of the steel material. Steel surface temperature is 60
If the temperature is lower than 0 ° C, the chromate-treated layer may be dissolved when the organic resin is applied to the upper layer, which is not suitable. If the surface temperature of the steel material is higher than 300 ° C, the dehydration-condensation reaction of hydroxyl groups proceeds too much, and the upper layer is formed. Hydroxyl groups on the surface of the chromate treatment layer required for adhesion to the organic resin layer are lost, which is not preferable for improving the cathode peeling resistance. The amount of the chromate treating agent is preferably 100 to 1000 mg / m 2 in terms of the total chromium weight. If the adhesion amount is less than 100 mg / m 2 , the effect of the chromate treatment agent is not exhibited, and the adhesion amount is 1000 m / m 2.
If it is more than g / m 2 , the influence of the decrease in the dissolution resistance of the chromate-treated layer is undesirably large.

【0019】次に上述したクロメート処理層の上層のプ
ライマー処理に用いる有機樹脂塗膜について説明する。
上記クロメート処理層の上層のプライマー処理に用いる
有機樹脂塗膜は、アミン・エポキシ樹脂、フェノール・
エポキシ樹脂、ポリイミド・エポキシ樹脂、エポキシ・
シリコーン樹脂等変性エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂
を主成分とする無溶剤型塗料、溶剤型塗料、粉体塗料を
塗布して硬化させた塗膜である。ここで、エポキシド濃
度は3.5〜5.0mol/kgとする。これが3.5mol/kg
未満では、クロメート層との接着力が弱く、所望の性能
が得られなく、5.0mol/kgを超えると、硬化性等の面
で不都合を生じ好ましくない。なお、本発明において、
エポキシドを3.5〜5.0mol/kg含むとは、プライマ
ー層を形成する樹脂中のエポキシドが3.5〜5.0mo
l/kgであることを意味する。本発明におけるエポキシド
とは三員環をなすオキシドを言い、プライマー層を形成
する樹脂固形分1kg当りに含有されるエポキシド(=
エポキシ基)が3.5〜5.0mol含有されているこ
とを意味する。
Next, the organic resin coating film used for the primer treatment on the above-mentioned chromate treatment layer will be described.
The organic resin coating film used for the primer treatment of the upper layer of the above-mentioned chromate treatment layer is an amine epoxy resin, a phenol
Epoxy resin, polyimide / epoxy resin, epoxy /
It is a coating film obtained by applying and curing a modified epoxy resin such as a silicone resin, a solvent-free paint containing an epoxy-modified resin as a main component, a solvent paint, or a powder paint. Here, the epoxide concentration is 3.5 to 5.0 mol / kg. This is 3.5mol / kg
If the amount is less than the above, the adhesive strength to the chromate layer is weak, and desired performance cannot be obtained. In the present invention,
The epoxide content of 3.5 to 5.0 mol / kg means that the epoxide in the resin forming the primer layer is 3.5 to 5.0 mol / kg.
l / kg. The epoxide in the present invention refers to an oxide forming a three-membered ring, and the epoxide contained per 1 kg of resin solid content forming the primer layer (=
(Epoxy group) of 3.5 to 5.0 mol.

【0020】上記の有機樹脂を主成分とする塗料には、
主成分である有機樹脂の他に顔料等を添加することがで
きる。顔料とは、シリカ、アルミナ、チタニア、タル
ク、ケイ酸塩、亜鉛華、りん酸アルミニウム、カーボン
ブラック、ベンガラ、アニリンブラック、アゾ系顔料、
フタロシアニン等の一般の体質顔料、着色顔料である。
なお、プライマー層は通常10〜100μm程度施され
る。
In the paint containing the above-mentioned organic resin as a main component,
Pigments and the like can be added in addition to the organic resin as the main component. Pigments are silica, alumina, titania, talc, silicate, zinc white, aluminum phosphate, carbon black, red iron oxide, aniline black, azo pigments,
It is a general extender pigment such as phthalocyanine and a coloring pigment.
In addition, the primer layer is usually applied to about 10 to 100 μm.

【0021】次に上記プライマー層上に設ける上層の有
機樹脂層について説明する。本発明でいう上層の有機樹
脂塗膜とは、変性ポリオレフィン樹脂を介したポリオレ
フィン樹脂、または変性ポリウレタン樹脂を介したポリ
ウレタン樹脂等の有機樹脂膜である。この層は何層設け
てもよい。上層の有機樹脂層に変性樹脂を用いるのは、
プライマーと上層の有機樹脂層との密着性を高めるため
である。また、主成分である上記有機樹脂には顔料等を
添加することができる。顔料とは、シリカ、アルミナ、
チタニア、タルク、ケイ酸塩、亜鉛華、りん酸アルミニ
ウム、カーボンブラック、ベンガラ、アニリンブラッ
ク、アゾ系顔料、フタロシアニン等の一般の体質顔料、
着色顔料である。なお、この層の厚さは、通常0.5〜
20mm程度施される。
Next, the upper organic resin layer provided on the primer layer will be described. The upper organic resin coating film referred to in the present invention is an organic resin film such as a polyolefin resin via a modified polyolefin resin or a polyurethane resin via a modified polyurethane resin. This layer may be provided in any number of layers. The reason for using the modified resin for the upper organic resin layer is that
This is for improving the adhesion between the primer and the upper organic resin layer. In addition, a pigment or the like can be added to the organic resin as the main component. Pigments are silica, alumina,
General extender pigments such as titania, talc, silicate, zinc white, aluminum phosphate, carbon black, red iron oxide, aniline black, azo pigment, phthalocyanine,
It is a coloring pigment. In addition, the thickness of this layer is usually 0.5 to
It is applied about 20 mm.

【0022】以上のようにして得られた本発明による重
防食被覆鋼材の断面を図5に示す。図中クロメート処理
層はクロム付着量100mg/m2 以上、プライマーと
しての有機樹脂層は10μm以上の厚みを有している
と、良好な耐陰極剥離性能を得ることができる。
FIG. 5 shows a cross section of the heavy corrosion-resistant coated steel material according to the present invention obtained as described above. In the figure, when the chromate treatment layer has a chromium adhesion amount of 100 mg / m 2 or more, and the organic resin layer as a primer has a thickness of 10 μm or more, good cathode peeling resistance can be obtained.

【0023】[0023]

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。 (実施例)JIS G3141、SPCC鋼板(板厚1
mm)を脱脂後、スピンコーターによりクロメート処理
剤をクロム付着量300mg/m2 塗布し、80℃にて
加熱焼付したのち、プライマーとして、エポキシ樹脂
(三菱化成社製)を膜厚が30μm程度になるように塗
布して120℃にて焼付乾燥後、変性ポリエチレン(三
菱化成社製)、ポリエチレン(三菱化成社製)を塗装後
の膜厚が計2mmになるように圧着してサンプルとした
(塗膜の積層構造を図5に示す)。その際、上記のクロ
メート処理剤成分、プライマーのエポキシド濃度は以下
の様に調製したものを用いた。シリカは日本アエロジル
社製で、比表面積1nm2 あたり2〜4個の水酸基をも
つ気相シリカを用いた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to embodiments. (Example) JIS G3141, SPCC steel sheet (sheet thickness 1
mm), a chromate treatment agent is applied by a spin coater at 300 mg / m 2, and baked at 80 ° C., and then, as a primer, an epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) is applied to a thickness of about 30 μm. After coating and drying at 120 ° C., modified polyethylene (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) and polyethylene (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) were pressure-bonded to a total thickness of 2 mm after coating to obtain a sample ( The laminated structure of the coating film is shown in FIG. 5). At that time, the above-mentioned chromate treating agent component and the epoxide concentration of the primer used were those prepared as follows. Silica was manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and gas-phase silica having 2 to 4 hydroxyl groups per 1 nm 2 of specific surface area was used.

【0024】〔発明例1〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.4 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.4
添加全クロムに対する気相シリカの重量比=4.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.5mol/kg(アミン
・エポキシ樹脂)
[Inventive Example 1] Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.4 Methanol as a reducing agent was 0.4 weight ratio to total chromium.
Weight ratio of gas phase silica to total chromium added = 4.0 Epoxy resin: Epoxide concentration = 4.5 mol / kg (amine / epoxy resin)

【0025】〔発明例2〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.4 還元剤としてしゅう酸を全クロムに対し重量比0.5添
加全クロムに対する気相シリカの重量比=3.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=3.8mol/kg(アミン
・エポキシ樹脂)
[Inventive Example 2] Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.4 Oxalic acid was added as a reducing agent at a weight ratio of 0.5 to total chromium Weight of gas phase silica to total chromium Ratio = 3.0 Epoxy resin: Epoxide concentration = 3.8 mol / kg (amine / epoxy resin)

【0026】〔発明例3〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.2 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.1
5添加 全クロムに対する気相シリカの重量比=4.5 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.5mol/kg(フェノ
ール・エポキシ樹脂)
[Inventive Example 3] Chromate treatment solution: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.2 Methanol as a reducing agent is 0.1 to weight ratio of total chromium.
5 Weight ratio of gas phase silica to total chromium = 4.5 Epoxy resin: Epoxide concentration = 4.5 mol / kg (phenol-epoxy resin)

【0027】〔発明例4〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.3 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.2
5添加 全クロムに対する気相シリカの重量比=3.5 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.0mol/kg(ポリイ
ミド・エポキシ樹脂)
[Inventive Example 4] Chromate treatment solution: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.3 Methanol as reducing agent is 0.2 to weight ratio to total chromium.
5 Weight ratio of gas phase silica to total chromium = 3.5 Epoxy resin: Epoxide concentration = 4.0 mol / kg (polyimide epoxy resin)

【0028】〔発明例5〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.2 還元剤としてしゅう酸を全クロムに対し重量比0.20
添加全クロムに対する気相シリカの重量比=6.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=5.0mol/kg(エポキ
シ・シリコーン樹脂)
[Inventive Example 5] Chromate treatment solution: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.2 Oxalic acid as a reducing agent is 0.20 weight ratio to total chromium.
Weight ratio of gas phase silica to total chromium added = 6.0 Epoxy resin: Epoxide concentration = 5.0 mol / kg (epoxy / silicone resin)

【0029】〔比較例1〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0(還元剤無添加)全クロムに対する気相シリカ
の重量比=4.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.5mol/kg(アミン
・エポキシ樹脂)
Comparative Example 1 Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0 (no reducing agent added) weight ratio of gas phase silica to total chromium = 4.0 Epoxy resin: epoxide concentration = 4 .5mol / kg (amine / epoxy resin)

【0030】〔比較例2〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.2 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.2
5添加後、クロメート液を加熱、未反応還元剤を除去 全クロムに対する気相シリカの重量比=4.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.3mol/kg(アミン
・エポキシ樹脂)
[Comparative Example 2] Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.2 Methanol as a reducing agent was 0.2 to weight ratio to total chromium.
After the addition of 5, the chromate solution was heated to remove the unreacted reducing agent. The weight ratio of gas phase silica to total chromium = 4.0 Epoxy resin: Epoxide concentration = 4.3 mol / kg (amine / epoxy resin)

【0031】〔比較例3〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.4 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.4
添加全クロムに対する気相シリカの重量比=1.5 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.0mol/kg(ポリイ
ミド・エポキシ樹脂)
Comparative Example 3 Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to all chromium = 0.4 Methanol as a reducing agent was 0.4 weight ratio to all chromium.
Weight ratio of gas-phase silica to total chromium added = 1.5 Epoxy resin: Epoxide concentration = 4.0 mol / kg (polyimide / epoxy resin)

【0032】〔比較例4〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.3 還元剤としてメタノールを全クロムに対し重量比0.2
5添加 全クロムに対する気相シリカの重量比=6.0 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=2.5mol/kg(エポキ
シ・シリコーン樹脂)
Comparative Example 4 Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.3 Methanol as a reducing agent was 0.2 to weight ratio of total chromium.
5 Weight ratio of gas-phase silica to total chromium = 6.0 Epoxy resin: Epoxide concentration = 2.5 mol / kg (epoxy / silicone resin)

【0033】〔比較例5〕 クロメート処理液:全クロムに対する3価のクロムの重
量比=0.4 全クロムに対する気相シリカの重量比=3.5 還元剤としてしゅう酸を全クロムに対し重量比0.5添
加後、クロメート液を加熱、未反応還元剤を除去 エポキシ樹脂:エポキシド濃度=4.5mol/kg(フェノ
ール・エポキシ樹脂)
[Comparative Example 5] Chromate treatment liquid: weight ratio of trivalent chromium to total chromium = 0.4 weight ratio of gas phase silica to total chromium = 3.5 weight of oxalic acid as a reducing agent relative to total chromium After adding 0.5, the chromate solution is heated and the unreacted reducing agent is removed. Epoxy resin: epoxide concentration = 4.5 mol / kg (phenol / epoxy resin)

【0034】試験・評価方法 上述の方法で作製したサンプルの中心に、塗膜側から6
mmφの欠陥を作成し、図6のような装置を設置後、陰
極剥離試験を行った。 試験条件:80℃14日間、80℃30日間。 試験終了後、サンプルの剥離部付近の塗膜を剥がし、剥
離距離(図6中aの部分)を測定した。上記の陰極剥離
試験を行った結果を表2に示す。
Test / Evaluation Method The center of the sample prepared by the above-mentioned method was
After a defect of mmφ was created and an apparatus as shown in FIG. 6 was installed, a cathode peeling test was performed. Test conditions: 80 ° C for 14 days, 80 ° C for 30 days. After the test, the coating film near the peeling portion of the sample was peeled off, and the peeling distance (portion a in FIG. 6) was measured. Table 2 shows the results of the above-mentioned cathode peel test.

【0035】 [0035]

【0036】[0036]

【発明の効果】実施例からも明らかな如く、本発明によ
る重防食被覆鋼材は、従来の重防食被覆鋼材に比較して
高温耐陰極剥離性に格段に優れるため、所望の耐陰極剥
離性能を得ることができた。
As is clear from the examples, the heavy corrosion-resistant coated steel material according to the present invention is much more excellent in the high-temperature cathodic peeling resistance than the conventional heavy corrosion-resistant coated steel material. I got it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 重防食被覆鋼材の陰極剥離を説明するための
図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining cathodic peeling of a heavy corrosion-resistant coated steel material.

【図2】 GDS測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a GDS measurement result.

【図3】 クロメート層との接着性を接触角に応じて説
明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining adhesiveness with a chromate layer according to a contact angle.

【図4】 本発明の重防食被覆鋼材の構造を示す線図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of a heavy-corrosion-coated steel material of the present invention.

【図5】 実施例の重防食被覆鋼材の構造を示す線図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a heavy-corrosion-coated steel material of an example.

【図6】 陰極剥離試験装置の線図である。FIG. 6 is a diagram of a cathode peel test apparatus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−234527(JP,A) 特開 昭62−222841(JP,A) 特開 昭63−157878(JP,A) 特開 平1−150539(JP,A) 特公 平3−66393(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/08 B05D 7/14 - 7/24 C23C 22/00 - 22/86 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-234527 (JP, A) JP-A-62-222841 (JP, A) JP-A-63-157878 (JP, A) JP-A-1- 150539 (JP, A) JP 3-66393 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B32B 15/08 B05D 7 /14-7/24 C23C 22/00- 22/86

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】鋼材表面に、クロム水溶液に1価アルコー
ルおよび/またはカルボン酸である還元剤を加え、未反
応還元剤を残しながら全クロムに対し3価のクロムの重
量比が0.1〜0.7になるように部分還元を行い、比
表面積1nm2 あたり2〜4個の水酸基をもつ気相シリ
カを全クロムに対し重量比で2.0〜7.0倍添加した
クロメート処理剤を塗布乾燥して形成した重防食塗装下
地用クロメート層と、その上層にプライマーとして形成
したエポキシドを3.5〜5.0mol/kg含む有機樹脂塗
膜と、さらにその上層に形成した有機樹脂層を有するこ
とを特徴とする高温耐陰極剥離性に優れた重防食被覆鋼
材。
A chromium aqueous solution is added to a monovalent alcohol on a steel material surface.
And a partial reduction is performed so that the weight ratio of trivalent chromium to total chromium is 0.1 to 0.7 while leaving an unreacted reducing agent. A chromate-treating layer formed by applying and drying a chromate treating agent in which gas-phase silica having 2 to 4 hydroxyl groups per 1 nm 2 is added to the total chromium in a weight ratio of 2.0 to 7.0 times, and An organic resin coating film containing 3.5 to 5.0 mol / kg of an epoxide formed as a primer on the upper layer, and an organic resin layer further formed on the organic resin coating layer. Heavy corrosion protection coated steel.
【請求項2】クロメート層の付着量は、クロム重量とし
て100〜1000mg/m2 である請求項1に記載の
重防食被覆鋼材。
2. The heavy corrosion-resistant coated steel material according to claim 1, wherein the amount of the chromate layer deposited is 100 to 1000 mg / m 2 in terms of chromium weight.
【請求項3】クロメート処理剤の乾燥温度は、60〜3
00℃である請求項1または2に記載の重防食被覆鋼
材。
3. The drying temperature of the chromate treating agent is 60 to 3
The heavy corrosion-resistant coated steel material according to claim 1, wherein the temperature is 00 ° C. 4.
【請求項4】プライマーの有機樹脂塗膜は、エポキシ変
性樹脂の膜である請求項1〜3のいずれかに記載の重防
食被覆鋼材。
4. The heavy-corrosion-coated steel material according to claim 1, wherein the organic resin coating film of the primer is a film of an epoxy-modified resin.
【請求項5】前記有機樹脂層が、変性ポリオレフィン樹
脂およびその上層のポリオレフィン樹脂、または変性ポ
リウレタン樹脂およびその上層のポリウレタン樹脂より
形成される請求項1〜4のいずれかに記載の重防食被覆
鋼材。
5. The anticorrosion-coated steel material according to claim 1, wherein the organic resin layer is formed of a modified polyolefin resin and a polyolefin resin as an upper layer thereof, or a modified polyurethane resin and a polyurethane resin as an upper layer thereof. .
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