JP3936657B2

JP3936657B2 - Method for producing non-chromium treated zinc-coated steel sheet

Info

Publication number: JP3936657B2
Application number: JP2002368340A
Authority: JP
Inventors: 優二郎宮内; 高橋　　彰; 敦司森下
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP2004197179A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電用、建材用、自動車用等に用いられる、６価クロム（あるいは３価クロム）を含有しない、耐食性に優れた非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛めっき鋼板あるいは亜鉛合金めっき鋼板（ここではこれらを総称して「亜鉛系めっき鋼板」と称する）は、海水等の塩分を含む雰囲気又は高温多湿の雰囲気では、表面に白錆が発生して外観を著しく損ねたり、素地鉄面に対する防錆力が低下したりする。
【０００３】
この白錆の防止には、従来よりクロメート系の防錆処理剤が利用されており、例えば特開平３−１３１３７０号公報には、オレフィン−α，β−エチレン性不飽和カルボン酸共重合体樹脂ディスパージョンに水分散性クロム化合物と水分散性シリカを含有させた樹脂系処理剤が記載されている。
【０００４】
このようなクロメート系処理剤による皮膜は、既知の処理剤の中で耐食性が最も良好なものとして認識されている。とは言え、クロメート処理による皮膜は有害元素であることが知られている６価クロムを含有しており、そのため６価クロムを含有しない表面処理鋼板への要求が高まっている。
【０００５】
有害なクロムを含まないノンクロム防錆処理剤として、これまでに、様々なものが提案されている。例えば、防錆成分として硫化物やイオウを用いたものが、特開平８−２３９７７６号公報、特開平８−６７８３４号公報に記載されている。これらの処理剤に含まれる硫化物やイオウに特有の臭気や毒性のない、トリアジンチオール化合物を用いた処理剤が、例えば特開昭５３−３１７３７号公報、特開平１０−１９５３４５号公報に開示されている。特開昭６１−２２３０６２号公報には、防錆成分としてのチオカルボニル基含有化合物と、水に難溶又は不溶性の有機化合物を混合して得られる金属との反応性エマルジョンが記載されている。
【０００６】
このほかに、特開昭５４−７１７３４号公報には、ミオイノシトールの２〜６個の結合りん酸エステル又はその塩類と、チタン弗化物及びジルコニウム弗化物のうちの少なくとも一方と、チオ尿素又はその誘導体とを含有する水溶液で、亜鉛又は亜鉛合金を表面処理する方法が記載されている。特開平３−２２６５８４号公報では、Ｎｉ²⁺とＣｏ²⁺の一方又は両方と、アンモニア及び１級アミン基を有する化合物のうちの少なくとも１種とを含有しているｐＨ５〜１０の水溶液である表面処理剤が使用されている。
【０００７】
上記の従来の防錆皮膜形成用の表面処理剤は、一般に、インヒビター（あるいは防錆インヒビター）と呼ばれる防錆成分のほかに、有機樹脂及びシリカを含有していて、前処理を施した亜鉛めっき鋼板あるいは亜鉛合金めっき鋼板の表面に適用されて防錆皮膜を形成する。めっき鋼板表面の前処理には、酸洗、アルカリ洗浄、そしてリン酸塩処理が含まれる。
【０００８】
最近になって、非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板に対するユーザーからのいろいろな要求を満たすために、硬さの向上した皮膜や潤滑性を持つ皮膜が必要とされるようになり、それにつれて、めっき鋼板表面に位置する接着層と、その上の機能性有機（又は無機）被覆層を備えた表面処理めっき鋼板が知られるようになってきた。このような表面処理めっき鋼板においては、接着層が、下地のめっき鋼板と上層の機能性被覆層との間に介在して、機能性被覆層の下地めっき鋼板への付着性や、めっき鋼板の耐食性を向上させている。
【０００９】
下層の接着層は、有機系のものと無機系のものに大別される。有機系の接着層には、有機樹脂とシランカップリング剤とを含有するコーティング剤から形成されるものと、有機樹脂と反応性有機化合物（例えばタンニン酸）とを含有するコーティング剤から形成されるものがある。有機系接着層を形成するコーティング剤は、シリカを含有していることもある。無機系の接着層としては、反応性無機化合物（例えば六フッ化チタン酸（Ｈ₃ＴｉＦ₆））をベースにしたものなどが知られている。
【００１０】
上層の機能性被覆層を形成するコーティング剤としては、表面処理亜鉛系めっき鋼板の用途に応じ、既存の各種のコーティング剤から選ばれたものが用いられる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平３−１３１３７０号公報
【特許文献２】
特開平８−２３９７７６号公報
【特許文献３】
特開平８−６７８３４号公報
【特許文献４】
特開昭５３−３１７３７号公報
【特許文献５】
特開平１０−１９５３４５号公報
【特許文献６】
特開昭６１−２２３０６２号公報
【特許文献７】
特開昭５４−７１７３４号公報
【特許文献８】
特開平３−２２６５８４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
下層の接着層と上層の機能性被覆層から構成されるこのような２層構造の表面処理皮膜は、下層接着層用のコーティング剤の塗布とその後の接着層の形成のための処理、そして上層機能性被覆層用コーティング剤の塗布とその後の機能性被覆層の形成のための処理の、２段階の処理を経て形成される。この２段階処理のうちの、第２段階の機能性被覆層形成のための処理は、コーティング剤として従来から知られたものを使用できるため、従来と同様に行うことができる。それに対して、第１段階の接着層形成のための処理は、最近になって知られるようになった接着層形成用の新しいコーティング剤を使用するため、製造プロセスとしてなお開発段階にある。
【００１３】
本発明の発明者らは、有機樹脂、シランカップリング剤、及びリン化合物のような防錆添加剤を含む有機系の接着層形成用コーティング剤を使って下層接着層を形成し、次いで上層被覆層を形成することにより製造した２層構造の表面処理皮膜を備えた亜鉛系めっき鋼板は、上層被覆層の密着性にばらつきがあることを見いだした。
【００１４】
２層構造の表面処理皮膜塗装を行なう際には、１層目の皮膜と２層目の皮膜の形成を同一工程で行えない場合が生じる。これは、例えば、電気めっき処理ラインの中で１層目の塗装を行い、２層目を他の塗装ラインで行なう等のライン活用の効率化からくる制約である。この場合には、１層目の塗膜は十分に乾燥させた後に、コイル状にまきとり、次ラインに搬送しなければならない。このことにより、上層被覆層（第２層）の密着性にバラツキが生じた。これは、接着性向上のために使用した下層接着剤表面に汚れがつきやすいこと、及び、下層接着層（第１層）の表面が乾燥及び時間の経過とともに、反応性を低下させたことに起因すると推定された。
【００１５】
本発明は、かかる問題の解決を目指してなされたものであり、すなわち、下層接着層形成用のコーティング剤としてシランカップリング剤を含む有機系のものを使用して、亜鉛めっき鋼板又は亜鉛合金めっき鋼板上に２段階の塗装処理を経て下層接着層と上層被覆層から構成される２層構造の表面処理皮膜を形成することにより、耐食性に優れた非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板を再現性よく製造することができる新しい方法の提供を目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、シランカップリング剤を含む有機系コーティング剤を使用して下層接着層を形成し、その上に機能性被覆層を形成することにより製造される２層構造の表面処理皮膜を備えた、耐食性に優れた非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板を再現性よく製造するには、上層の機能性被覆層を形成する前の、最初に形成した下層接着層中の残留シランカップリング剤量を制御するのが重要であることを見いだして、本発明を完成するに至った。
【００１７】
具体的に言えば、本発明の非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法は、亜鉛めっき鋼板又は亜鉛合金めっき鋼板の上に、有機樹脂、シランカップリング剤及び防錆添加剤を含むコーティング剤により接着層を形成し、次いでこの接着層の上に、有機被覆層形成用のコーティング剤により有機被覆層を形成することにより非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板を製造する方法であって、亜鉛めっき鋼板又は亜鉛合金めっき鋼板に接着層を形成するコーティング剤を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を５０〜２００℃の温度で焼付け、焼き付けた塗膜に水冷処理とアルカリ洗浄処理を施して接着層を形成し、該アルカリ洗浄処理を、接着層中の残留未反応シランカップリング剤量をその後形成する有機被覆層との密着性を損なわないよう制御するように、ｐＨが９〜１２及び７０℃未満の洗浄浴条件にて行い、引き続き、有機被覆層を形成することを特徴とする、非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法である。
【００１８】
好ましくは、防錆添加剤は酸性リン化合物である。
【００１９】
接着層を形成するコーティング剤は、固形分換算で、有機樹脂を３０〜７０ｗｔ％、シランカップリング剤を５〜３０ｗｔ％、防錆添加剤を２０〜６０ｗｔ％含有するのが好ましい。
【００２０】
下層接着層を形成する塗膜の焼付け温度は、１２０〜１５０℃であるのが最も好ましい。
【００２１】
接着層を形成するための塗膜のアルカリ洗浄処理は、下層接着層を形成する塗膜の焼付けと水冷の間、又は水冷とその後の乾燥の間、又は塗膜の乾燥と機能性有機被覆層形成用コーティング剤塗布の間において、当該塗膜又は塗膜から形成した接着層に施すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の方法で使用する接着層形成用のコーティング剤は、有機樹脂、シランカップリング剤及びシリカを含有する。
【００２３】
接着層用のコーティング剤における有機樹脂としては、アクリル、フェノール、ウレタン、エポキシ及びポリエステル等の単独重合化合物、あるいはこれらの共重合化合物、又はそれらの単独重合化合物もしくは共重合化合物の混合物などを使用することができるが、防錆添加剤に酸性リン化合物を使用する場合には、カチオン性アミノ基を官能基として有する樹脂を使用することがコーティング剤の浴安定性の観点から好ましい。コーティング剤における有機樹脂の含有量は、固形分換算で、有機樹脂、シランカップリング剤及び防錆添加剤の合計質量の３０〜７０％であるのが好ましい。３０ｗｔ％未満では、コーティング剤の成膜性が不足し、７０ｗｔ％を超えると、コーティング剤により形成した塗膜の接着性、耐食性が不十分になる。
【００２４】
シランカップリング剤としては、例えばγ−（2 −アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（2 −アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（2 −アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（2 −アミノエチル）アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3 −（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3 −（メチルジメトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3 −（トリエトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル〔3 −（メチルジエトキシシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランなどを挙げることができるが、グリシジルエーテル基を有するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを使用すると、塗膜の加工密着性は特に向上する。さらに、トリエトキシタイプのシランカップリング剤を使用すると、下地処理剤の保存安定性を向上させることができる。これは、トリエトキシシランが水溶液中で比較的安定であり、重合速度が遅いためであると考えられる。シランカップリング剤の含有量は、固形分換算で、有機樹脂、シランカップリング剤及び防錆添加剤の合計質量の５〜３０ｗｔ％であるのが好ましい。５ｗｔ％未満では、形成した塗膜の密着性が不十分となり、３０ｗｔ％を超えると、塗膜の密着性を向上させるというシランカップリング剤の効果が飽和に近くなるとともに、コーティング剤の貯蔵安定性が低下する。
【００２５】
本願発明で使用することができる防錆添加剤としては、シリカあるいはリン酸化合物を挙げることができる。
【００２６】
シリカは、製造方法によりコロイダルシリカ（液相シリカ）と気相シリカに分類することができるが、本発明ではどちらを使用してもよい。気相シリカの代表例としては、日本アエロジル社のＡ−１００、Ａ−２００、Ａ−３００、Ｒ−９７２などの製品を挙げることができる。コロイダルシリカの代表例としては、日産化学社のスノーテックスＯ、スノーテックスＯＸ、スノーテックスＯＬ、スノーテックスＯＸＸ、スノーテックスＮ、スノーテックスＮＳ、スノーテックスＣなどを挙げることができる。
【００２７】
本発明においては、防錆添加剤として酸性リン化合物を使用するのが好ましい。接着層形成用コーティング剤に配合された酸性リン化合物は、下地金属表面にリン酸塩層を形成して不働態化させるのに有効である。そのような酸性リン化合物の例を挙げると、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸，三リン酸、四リン酸等のリン酸類を始め、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）等のホスホン酸類や、Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｚｒ等を含む金属リン酸塩などである。２種以上の酸性リン酸塩の混合物を用いることも可能である。
【００２８】
防錆添加剤の含有量は、固形分換算で、有機樹脂、シランカップリング剤及び防錆添加剤の合計質量の２０〜６０％であるのが好ましい。２０ｗｔ％未満では、コーティング剤から形成した塗膜の耐食性が十分でなく、６０ｗｔ％を超えると、塗膜が脆くなり、脆性破壊を起こして密着性が低下する。
【００２９】
接着層を形成するためのコーティング剤は、上記の固形成分（有機樹脂、シランカップリング剤、防錆添加剤）のほかに、コーティング剤の下地めっき鋼板への塗布を可能にする溶媒としての水を含む。固形成分と水は、コーティング剤を塗布してその後の焼付けで所望の接着層を形成できる限り、どのような混合割合で混合してもよい。とは言え、コーティング剤の固形分濃度は１〜２０ｗｔ％程度であるのが一般的である。
【００３０】
コーティング剤を塗布する方法は、特に限定されず、例えばバーコート、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、浸漬などの、一般的な方法を使用可能である。
【００３１】
コーティング剤の塗布により形成した塗膜からは、焼付けにより接着層を形成することができる。焼付けは、５０〜２００℃の温度範囲内で行うことができる。５０℃より低い温度での焼付けでは、接着層の形成に時間がかかり（焼付けは、一般に１０秒以内の時間で完了するのが好ましい）、また、乾燥が不十分な場合には、残留する水に、接着層の上に形成する有機被覆層形成用のコーティング剤が溶けて接着層がうまく形成できないことがあり、あるいは処理中の鋼板の搬送途中でロールに接着層の一部が付着することがあるなどの不都合が生じかねない。２００℃を超える焼付け温度は、有機成分（有機樹脂）の熱分解の原因となりかねず、好ましくない。最も好ましい焼付け温度は１２０〜１５０℃である。
【００３２】
焼付けは、表面処理鋼板の製造において一般に使用されている方法で行うことができる。そのような方法の例を挙げると熱風吹き付け（熱風乾燥炉）、赤外線加熱、誘導加熱などである。
【００３３】
本発明で使用する接着層形成用のコーティング剤から形成した塗膜には、その上に形成する機能性有機被覆層との密着性を確保するために未反応のシランカップリング剤が残留している。この未反応のシランカップリング剤は、特に接着層を形成した中間製品を一時的に生産ラインからはずしてオフラインで保管する場合に、中間製品表面に汚れが付着する原因となる。汚れが付着した表面は、その上に形成する機能性有機被覆層との密着性を低下させ、その結果製品めっき鋼板の耐食性を低下させる。そのため、本発明ではアルカリ洗浄により表面の汚れを除去するようにしている。本発明におけるアルカリ洗浄による汚れの除去は、上述のように接着層を形成した中間製品を一時的に生産ラインからはずしてオフラインで保管する場合に特に有効であるのは言うまでもないが、オンラインで実施する場合にももちろん有効である。
【００３４】
本発明は、このアルカリ洗浄を７０℃未満の洗浄液温度で行うことを特徴としている。上述の如く、アルカリ洗浄が中間製品表面の汚れの除去に有効と考えた発明者らが最初に試みたところ、思いどおりの結果は得られず、接着層とその上の有機被覆層との密着性は向上せず、従って処理しためっき鋼板の耐食性も向上しなかった。そこで、発明者らは条件を様々に変えて試行錯誤を重ねた末に、接着層のシランカップリング剤によりその表面に付着した汚れを除去するには、めっき鋼板を含めた各種の鋼板の製造過程におけるアルカリ洗浄工程で普通に用いられている７０℃以上の温度のアルカリ洗浄液ではなく、７０℃未満のアルカリ洗浄液を用いる必要があることを見いだした。すなわち、７０℃以上の洗浄液を用いた場合には、洗浄液の組成を変え、あるいはｐＨを操作しても、思いどおりに接着層とその上の有機被覆層との満足な密着性は得られず、通常のアルカリ洗浄のｐＨ範囲である９〜１２程度のｐＨの洗浄液を用い、７０℃未満で洗浄処理した場合に漸く満足な結果を得ることができた。これは、通常の７０℃以上のアルカリ洗浄液を用いた場合には、汚れの除去とともに、有機被覆層との密着性の発現に有効な接着層中のシランカップリング剤の効果が損なわれてしまうためと考えられる。
【００３５】
アルカリ洗浄液での接着層表面の汚れの除去に必要とされる処理時間は、接着剤層表面の汚れの程度に依存するので、製造現場の実状に応じて実験的に定めるべきである。
【００３６】
本発明におけるアルカリ洗浄処理は、下層接着層を形成する塗膜の焼付けと水冷の間、又は水冷とその後の乾燥の間、又は塗膜の乾燥と機能性有機被覆層形成用コーティング剤塗布の間で行うことができる。アルカリ洗浄浴としては、炭酸ナトリウムを主成分とする洗浄液（炭酸ナトリウム、リン酸二ナトリウム、炭酸水素ナトリウムを含有）を使用することができる。洗浄浴には、濡れ性向上のために、非イオン系あるいはカチオン系の界面活性剤などを添加してもよい。本発明の方法では、アルカリ洗浄処理は、スプレー法、浸漬法、あるいはそれらを併用して行うことができる。アルカリ洗浄浴のｐＨは、通常のアルカリ洗浄浴のｐＨ範囲である９〜１２程度でよい。浴のｐＨが９未満では洗浄効果が上がらず、１２より高くなると塗膜が膨潤して密着性低下の原因となり、また下地鋼板のめっき層を溶かすことになる。
【００３７】
本発明の方法では、接着層用のコーティング剤から焼き付けにより形成した塗膜の水冷は、アルカリ洗浄前に行ってもよく、あるいはアルカリ洗浄後に行ってもよい。この水冷は、表面処理鋼板の製造で一般に使用されている方法で行うことができる。そのような方法の例としては、浸漬、スプレー、エアーアトマイズ、カーテン法などを挙げることができる。
【００３８】
塗膜の水冷（あるいはアルカリ洗浄）後の乾燥も、表面処理鋼板の製造において一般に使用されている方法で行うことができる。そのような方法の例を挙げると、熱風吹き付け（熱風乾燥炉）、赤外線加熱、誘導加熱などである。
【００３９】
接着層は、０．０５〜０．４μｍの厚さで形成するのが好適である。０．０５μｍ未満の厚さでは、めっき鋼板の耐食性が低下し、また厚さが０．４μｍを超えると、接着層の脆性破壊が起こりやすくなり、そのため塗膜の剥離が起きやすくなる。
【００４０】
また、本発明の方法で用いる接着層形成用のコーティング剤には、形成する接着層の特性に特に不利にならない限り、上記の有機樹脂、シランカップリング剤及び防錆添加剤以外の成分、例えば、有機樹脂の水への溶解を助けるアルコールやセロソルブ（商品名）などの有機助剤や、増粘剤（例えばポリアクリル酸）などを随意に添加することができる。
【００４１】
接着層の上に形成する機能性有機被覆層のためのコーティング剤としては、表面処理鋼板の製造に従来から用いられているいずれのコーティング剤を使用してもよい。その塗布、焼付け、水冷、乾燥のいずれも、従来からの方法及び装置で行うことができる。また、機能性被覆層の厚さも、特に限定されず、接着層との合計の厚さが通常の表面処理鋼板における被覆層の厚さである０．６〜２．０μｍ程度となるようにすることができる。
【００４２】
本発明の方法を適用可能な亜鉛系めっき鋼板は、表面に亜鉛めっきを施した鋼板、あるいは亜鉛とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ等の１種又は２種以上の金属とからなる亜鉛合金めっきを施した鋼板である。めっき方法は、特に限定されるものではなく、電気めっき法、溶融めっき法、真空めっき法等いずれでもよい。めっきを施す鋼板は、特に限定されず、冷延鋼板あるいは熱延鋼板のいずれでもよい。
【００４３】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施例１〜１３、比較例１４〜２５）
試験板の下地鋼板として、日本テストパネル社製電気亜鉛めっき鋼板（７０×１５０×０．８ｍｍ）を使用した。
【００４５】
表１に示した固形成分を表２に示した分量で水に溶解させて、固形分濃度２０ｗｔ％の接着層用コーティング剤を調製した。これらのコーティング剤を下地鋼板にバーコーターで、表２に「下層厚み」として示した乾燥膜厚になるように塗布し、同表に示した接着層焼付け温度で焼付けて接着層を形成し、更に同表に示した条件で接着層にアルカリ洗浄を施した。アルカリ洗浄には、日本パーカライジング社の脱脂剤ＦＣ４３２６にＮａＯＨ又はＨ₂ＳＯ₄を添加してpHを調整することにより得た洗浄液を使用した。
【００４６】
【表１】

【００４７】
次に、機能性有機被覆層形成用の水性アクリル樹脂（カネビノールＫＤ５、日本エヌエスシー社製）を、接着層の上に１μｍの乾燥膜厚となるようにバーコーターで塗布し、鋼板到達温度１５０℃となるよう焼き付けて水冷乾燥し、試験板を作製した。
【００４８】
各試験板について、成膜性、密着性及び耐食性を評価した。
成膜性の評価は、接着層（下層）を形成し、機能性被覆層（上層）を形成する前の試験板について、ＪＩＳＫ５４００に準じて行った。エリクセン試験機で試験板に７ｍｍの押出し部を作り、押出し部の先端にセロテープ（登録商標）（ニチバン社製）を貼付し、その後テープを引き剥がして行った。テープに試験板から剥離した塗膜が付着していない試験板を良好（表２中、○印で表記）、付着していたものを不良（表２中、×印で表記）と判定した。
【００４９】
密着性の評価は、機能性被覆層（上層）まで形成した試験板について、上記の成膜性評価と同じエリクセン試験機により、１０ｍｍのエリクセン加工を施して試験を行い、テープに試験板から剥離した塗膜が付着していない試験板を良好（表２中、○印で表記）、付着していたものを不良（表２中、×印で表記）と判定した。
【００５０】
耐食性の評価は、ＪＩＳＺ３２７１に規定された塩水噴霧試験により行い、雰囲気温度３５℃で、５％のＮａＣｌ水溶液を試験板に吹き付け、２４０時間後の錆発生率を測定して、錆発生面積が試験板表面積の５０％以下であるものを良好（表２中、○印で表記）、５０％を超えるものを不良（表２中、×印で表記）と判定した。
【００５１】
【表２】

【００５２】
表２から明らかなように、本発明の実施例１〜１３の試験板では、成膜性、密着性及び耐食性の全ての評価項目について良好な結果が得られた。それに対し、比較例１４〜２２、２４、２５の試験板では、三つの評価項目のうちの一つ以上について不十分な結果が示された。比較例２３では、評価項目のいずれについても良好な結果が得られたが、接着層形成用コーティング剤のシランカップリング剤含有量が多いため、コーティング剤の貯蔵安定性が悪かった。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、シランカップリング剤を含む有機系コーティング剤から形成した下層接着層と、上層機能性被覆層とからなる２層構造の表面処理皮膜を備え、機能性被覆層の密着性が向上した、高耐食性の非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板を再現性よく製造することが可能になる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a non-chromium-type treated zinc-based plated steel sheet that does not contain hexavalent chromium (or trivalent chromium) and has excellent corrosion resistance, which is used for home appliances, building materials, automobiles, and the like.
[0002]
[Prior art]
Zinc-plated steel sheets or zinc alloy-plated steel sheets (herein collectively referred to as “zinc-based plated steel sheets”) appear as white rust on the surface in an atmosphere containing salt such as seawater or in a hot and humid atmosphere. Or the rust prevention power against the base iron surface is reduced.
[0003]
In order to prevent this white rust, a chromate-based antirust treatment agent has been conventionally used. For example, JP-A-3-131370 discloses an olefin-α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid copolymer resin. A resin-based treatment agent in which a dispersion contains a water-dispersible chromium compound and water-dispersible silica is described.
[0004]
Such a coating with a chromate treatment agent is recognized as having the best corrosion resistance among known treatment agents. Nevertheless, the chromate-treated film contains hexavalent chromium, which is known to be a harmful element, and therefore there is an increasing demand for surface-treated steel sheets that do not contain hexavalent chromium.
[0005]
Various non-chromium anticorrosive treatment agents that do not contain harmful chromium have been proposed so far. For example, those using sulfide or sulfur as a rust preventive component are described in JP-A-8-239776 and JP-A-8-67834. Treatment agents using triazine thiol compounds that do not have the odor and toxicity peculiar to sulfides and sulfur contained in these treatment agents are disclosed in, for example, JP-A Nos. 53-31737 and 10-195345. ing. JP-A-61-223062 describes a reactive emulsion of a thiocarbonyl group-containing compound as a rust preventive component and a metal obtained by mixing an insoluble or insoluble organic compound in water.
[0006]
In addition, JP-A-54-71734 discloses 2-6 linked phosphate esters of myo-inositol or salts thereof, at least one of titanium fluoride and zirconium fluoride, thiourea or its A method for surface-treating zinc or a zinc alloy with an aqueous solution containing a derivative is described. In JP-A-3-226584, an aqueous solution having a pH of 5 to 10 containing one or both of Ni ²⁺ and Co ²⁺ and at least one of ammonia and a compound having a primary amine group. A surface treatment agent is used.
[0007]
The above-mentioned conventional surface treatment agent for forming a rust preventive film generally contains an organic resin and silica in addition to a rust preventive component called an inhibitor (or rust preventive inhibitor), and is pre-treated galvanized. It is applied to the surface of a steel plate or zinc alloy plated steel plate to form a rust preventive film. Pretreatment of the surface of the plated steel sheet includes pickling, alkali cleaning, and phosphating.
[0008]
Recently, coatings with improved hardness and lubricity have been required to meet various user requirements for non-chromium treated zinc-based plated steel sheets. Surface-treated plated steel sheets having an adhesive layer located on the steel sheet surface and a functional organic (or inorganic) coating layer thereon have been known. In such a surface-treated plated steel sheet, the adhesive layer is interposed between the underlying plated steel sheet and the upper functional coating layer, and the adhesion of the functional coating layer to the underlying plated steel sheet or the plated steel sheet Corrosion resistance is improved.
[0009]
The lower adhesive layer is roughly divided into an organic type and an inorganic type. The organic adhesive layer is formed of a coating agent containing an organic resin and a silane coupling agent and a coating agent containing an organic resin and a reactive organic compound (for example, tannic acid). There is something. The coating agent that forms the organic adhesive layer may contain silica. Known inorganic adhesive layers include those based on reactive inorganic compounds (for example, hexafluorotitanic acid (H ₃ TiF ₆ )).
[0010]
As the coating agent for forming the upper functional coating layer, those selected from various existing coating agents are used according to the application of the surface-treated zinc-based plated steel sheet.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-3-131370 [Patent Document 2]
JP-A-8-239776 [Patent Document 3]
JP-A-8-67834 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 53-31737 [Patent Document 5]
JP 10-195345 A [Patent Document 6]
JP-A-61-223062 [Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 54-71734 [Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-226584
[Problems to be solved by the invention]
Such a two-layered surface treatment film composed of a lower adhesive layer and an upper functional coating layer is obtained by applying a coating agent for the lower adhesive layer and subsequent treatment for forming the adhesive layer, and the upper layer. It is formed through a two-stage process of applying a functional coating layer coating agent and then a process for forming a functional coating layer. Of these two-stage treatments, the treatment for forming the functional coating layer in the second stage can be performed in the same manner as the conventional one because a conventionally known coating agent can be used. On the other hand, the treatment for forming the adhesive layer in the first stage is still in the development stage as a manufacturing process because it uses a new coating agent for forming the adhesive layer that has recently become known.
[0013]
The inventors of the present invention use an organic adhesive layer forming coating agent containing an organic resin, a silane coupling agent, and a rust preventive additive such as a phosphorus compound to form a lower adhesive layer and then an upper coating It has been found that the zinc-based plated steel sheet provided with a surface-treated film having a two-layer structure manufactured by forming a layer has variations in the adhesion of the upper coating layer.
[0014]
When coating a surface-treated film having a two-layer structure, there are cases where the formation of the first-layer film and the second-layer film cannot be performed in the same process. This is a limitation resulting from the efficiency of line utilization, for example, coating the first layer in the electroplating processing line and performing the second layer in another coating line. In this case, after the first-layer coating film is sufficiently dried, it must be coiled and transported to the next line. As a result, the adhesiveness of the upper coating layer (second layer) varied. This is because the surface of the lower layer adhesive used for improving adhesiveness is easily soiled, and the surface of the lower layer adhesive layer (first layer) has decreased in reactivity with drying and the passage of time. It was estimated to be due.
[0015]
The present invention has been made with the aim of solving such a problem, that is, using an organic material containing a silane coupling agent as a coating agent for forming a lower adhesive layer, and galvanized steel sheet or zinc alloy plating. A two-layer surface treatment film consisting of a lower adhesive layer and an upper coating layer is formed on the steel sheet through a two-step coating process, resulting in a highly reproducible non-chromium-treated zinc-plated steel sheet with excellent corrosion resistance. It is intended to provide a new method that can be manufactured.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The inventors have provided a surface treatment film having a two-layer structure produced by forming a lower adhesive layer using an organic coating agent containing a silane coupling agent and forming a functional coating layer thereon. In order to produce non-chromium-type galvanized steel sheets with excellent corrosion resistance with good reproducibility, the amount of residual silane coupling agent in the first lower adhesive layer before the upper functional coating layer is formed. The present inventors have found that it is important to control the present invention and have completed the present invention.
[0017]
Specifically, the non-chromium-treated zinc-coated steel sheet manufacturing method of the present invention is a coating agent containing an organic resin, a silane coupling agent, and a rust preventive additive on a zinc-plated steel sheet or a zinc alloy-plated steel sheet. Forming a non-chromium-type galvanized steel sheet by forming an organic coating layer on the adhesive layer with a coating agent for forming an organic coating layer. A coating agent is formed on a steel sheet or zinc alloy plated steel sheet to form a coating film, and this coating film is baked at a temperature of 50 to 200 ° C., and the baked coating film is subjected to water cooling treatment and alkali cleaning treatment. the adhesive layer is formed Te, the alkali cleaning treatment, controls so as not to impair the adhesion between the organic coating layer and then forming a residual unreacted silane coupling agent content in the adhesive layer Sea urchin, pH performs in the cleaning bath conditions of less than 9-12 and 70 ° C., subsequently, and forming an organic coating layer, a method for producing a chromium-type treated zinc-plated steel sheet.
[0018]
Preferably, the rust inhibitor is an acidic phosphorus compound.
[0019]
The coating agent for forming the adhesive layer preferably contains 30 to 70 wt% of an organic resin, 5 to 30 wt% of a silane coupling agent, and 20 to 60 wt% of a rust preventive additive in terms of solid content.
[0020]
The baking temperature of the coating film forming the lower adhesive layer is most preferably 120 to 150 ° C.
[0021]
The alkali cleaning treatment of the coating film for forming the adhesive layer is performed between baking and water cooling of the coating film forming the lower adhesive layer, or between water cooling and subsequent drying, or drying of the coating film and functional organic coating layer. During application of the coating agent for formation, the coating film or an adhesive layer formed from the coating film can be applied.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The coating agent for forming an adhesive layer used in the method of the present invention contains an organic resin, a silane coupling agent and silica.
[0023]
As the organic resin in the coating agent for the adhesive layer, a homopolymer compound such as acrylic, phenol, urethane, epoxy and polyester, a copolymer compound thereof, or a homopolymer compound or a mixture of the copolymer compounds is used. However, when an acidic phosphorus compound is used as the anticorrosive additive, it is preferable to use a resin having a cationic amino group as a functional group from the viewpoint of bath stability of the coating agent. The content of the organic resin in the coating agent is preferably 30 to 70% of the total mass of the organic resin, the silane coupling agent, and the rust preventive additive in terms of solid content. If it is less than 30 wt%, the film formability of the coating agent is insufficient, and if it exceeds 70 wt%, the adhesion and corrosion resistance of the coating film formed by the coating agent are insufficient.
[0024]
Examples of the silane coupling agent include γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacrylic Roxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl)- γ-aminopropylmethyl Rudimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-glycine Sidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyl Methyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, vinyltriacetoxy , Γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ -Anilinopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (methyldimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (trieth Cysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (methyldiethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, etc. When γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane having a glycidyl ether group and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane are used, the work adhesion of the coating film is particularly improved. Furthermore, when a triethoxy type silane coupling agent is used, the storage stability of the base treatment agent can be improved. This is thought to be because triethoxysilane is relatively stable in an aqueous solution and the polymerization rate is slow. The content of the silane coupling agent is preferably 5 to 30 wt% of the total mass of the organic resin, the silane coupling agent and the rust preventive additive in terms of solid content. If it is less than 5 wt%, the adhesion of the formed coating film becomes insufficient, and if it exceeds 30 wt%, the effect of the silane coupling agent that improves the adhesion of the coating film is close to saturation, and the storage stability of the coating agent is increased. Sex is reduced.
[0025]
Examples of the rust preventive additive that can be used in the present invention include silica and a phosphoric acid compound.
[0026]
Silica can be classified into colloidal silica (liquid phase silica) and gas phase silica depending on the production method, and either may be used in the present invention. Representative examples of gas phase silica include products such as A-100, A-200, A-300, and R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. Representative examples of colloidal silica include Snowtex O, Snowtex OX, Snowtex OL, Snowtex OXX, Snowtex N, Snowtex NS, and Snowtex C from Nissan Chemical Co., Ltd.
[0027]
In the present invention, it is preferable to use an acidic phosphorus compound as an anticorrosive additive. The acidic phosphorus compound blended in the adhesive layer-forming coating agent is effective for forming a phosphate layer on the surface of the base metal to passivate it. Examples of such acidic phosphorus compounds include phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, aminotri (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1 -Phosphonic acids such as diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), metal phosphates containing Ni, Zn, Al, Mg, Co, Mn, Sn, Fe, Zr, etc. It is. It is also possible to use a mixture of two or more acidic phosphates.
[0028]
The content of the rust preventive additive is preferably 20 to 60% of the total mass of the organic resin, the silane coupling agent and the rust preventive additive in terms of solid content. If it is less than 20 wt%, the corrosion resistance of the coating film formed from the coating agent is not sufficient, and if it exceeds 60 wt%, the coating film becomes brittle, causing brittle fracture and lowering adhesion.
[0029]
In addition to the solid components (organic resin, silane coupling agent, rust preventive additive) described above, the coating agent for forming the adhesive layer is water as a solvent that enables the coating agent to be applied to the base plated steel sheet. including. The solid component and water may be mixed in any mixing ratio as long as a desired adhesive layer can be formed by applying a coating agent and subsequent baking. However, the solid content concentration of the coating agent is generally about 1 to 20 wt%.
[0030]
The method for applying the coating agent is not particularly limited, and general methods such as bar coating, roll coating, curtain coating, spray coating, and dipping can be used.
[0031]
From the coating film formed by application of the coating agent, an adhesive layer can be formed by baking. Baking can be performed within a temperature range of 50 to 200 ° C. When baking at a temperature lower than 50 ° C., it takes time to form an adhesive layer (the baking is generally preferably completed within 10 seconds), and in the case of insufficient drying, residual water is used. In addition, the coating agent for forming the organic coating layer formed on the adhesive layer may melt and the adhesive layer may not be formed well, or a part of the adhesive layer may adhere to the roll during the conveyance of the steel plate being processed. Inconvenience such as there may occur. A baking temperature exceeding 200 ° C. may cause thermal decomposition of the organic component (organic resin), which is not preferable. The most preferable baking temperature is 120 to 150 ° C.
[0032]
Baking can be performed by a method generally used in the production of a surface-treated steel sheet. Examples of such a method include hot air blowing (hot air drying furnace), infrared heating, induction heating and the like.
[0033]
In the coating film formed from the coating agent for forming the adhesive layer used in the present invention, an unreacted silane coupling agent remains to ensure adhesion to the functional organic coating layer formed thereon. Yes. This unreacted silane coupling agent causes dirt to adhere to the surface of the intermediate product, particularly when the intermediate product on which the adhesive layer is formed is temporarily removed from the production line and stored offline. The surface to which dirt adheres reduces the adhesiveness with the functional organic coating layer formed thereon, and as a result, the corrosion resistance of the product-plated steel sheet. Therefore, in the present invention, surface contamination is removed by alkali cleaning. Needless to say, the removal of dirt by alkali cleaning in the present invention is effective especially when the intermediate product having the adhesive layer formed as described above is temporarily removed from the production line and stored offline. Of course, this is also effective.
[0034]
The present invention is characterized in that this alkali cleaning is performed at a cleaning liquid temperature of less than 70 ° C. As described above, when the inventors first considered that alkali cleaning was effective in removing dirt on the surface of the intermediate product, the intended result was not obtained, and adhesion between the adhesive layer and the organic coating layer thereon was not achieved. Therefore, the corrosion resistance of the treated plated steel sheet was not improved. Therefore, the inventors made various steel sheets including plated steel sheets in order to remove dirt adhered to the surface by the silane coupling agent of the adhesive layer after repeated trial and error under various conditions. It has been found that it is necessary to use an alkaline cleaning solution of less than 70 ° C. instead of an alkaline cleaning solution having a temperature of 70 ° C. or higher, which is commonly used in the alkali cleaning step in the process. That is, when a cleaning solution of 70 ° C. or higher is used, satisfactory adhesion between the adhesive layer and the organic coating layer thereon cannot be obtained as expected even if the composition of the cleaning solution is changed or the pH is manipulated. When a cleaning solution having a pH of about 9 to 12 which is a pH range of ordinary alkali cleaning was used and the cleaning treatment was performed at less than 70 ° C., satisfactory results could be obtained gradually. This is because, when a normal alkali cleaning solution of 70 ° C. or higher is used, the effect of the silane coupling agent in the adhesive layer effective for the expression of adhesion with the organic coating layer is impaired along with the removal of dirt. This is probably because of this.
[0035]
Since the treatment time required for removing the dirt on the surface of the adhesive layer with an alkaline cleaning liquid depends on the degree of dirt on the surface of the adhesive layer, it should be determined experimentally according to the actual situation at the manufacturing site.
[0036]
In the present invention, the alkali cleaning treatment is performed between baking and water cooling of the coating film forming the lower adhesive layer, or between water cooling and subsequent drying, or between drying of the coating film and application of the coating agent for forming the functional organic coating layer. Can be done. The alkali washing bath may be used washing liquid consisting mainly of sodium carbonate (sodium carbonate, disodium phosphate, the content of sodium hydrogen carbonate). A nonionic or cationic surfactant may be added to the cleaning bath to improve wettability. In the method of the present invention, the alkali cleaning treatment can be performed by a spray method, a dipping method, or a combination thereof. The pH of the alkaline cleaning bath may be about 9 to 12, which is the pH range of a normal alkaline cleaning bath. When the pH of the bath is less than 9, the cleaning effect is not improved, and when it is higher than 12, the coating film swells and causes a decrease in adhesion, and the plating layer of the base steel sheet is dissolved.
[0037]
In the method of the present invention, the water cooling of the coating film formed by baking from the coating agent for the adhesive layer may be performed before alkali cleaning or after alkali cleaning. This water cooling can be performed by a method generally used in the production of a surface-treated steel sheet. Examples of such methods include dipping, spraying, air atomization, curtain method and the like.
[0038]
Drying of the coating film after water cooling (or alkali cleaning) can also be performed by a method generally used in the production of a surface-treated steel sheet. Examples of such a method include hot air blowing (hot air drying furnace), infrared heating, induction heating and the like.
[0039]
The adhesive layer is preferably formed with a thickness of 0.05 to 0.4 μm. When the thickness is less than 0.05 μm, the corrosion resistance of the plated steel sheet decreases, and when the thickness exceeds 0.4 μm, brittle fracture of the adhesive layer easily occurs, and therefore, the coating film easily peels off.
[0040]
In addition, the coating agent for forming an adhesive layer used in the method of the present invention has components other than the above organic resin, silane coupling agent and rust preventive additive, unless particularly disadvantageous to the properties of the adhesive layer to be formed, for example, Organic assistants such as alcohol and cellosolve (trade name) that help dissolve the organic resin in water, thickeners (for example, polyacrylic acid), and the like can be optionally added.
[0041]
As the coating agent for the functional organic coating layer formed on the adhesive layer, any coating agent conventionally used in the production of surface-treated steel sheets may be used. Any of the application, baking, water cooling, and drying can be performed by a conventional method and apparatus. Further, the thickness of the functional coating layer is not particularly limited, and the total thickness with the adhesive layer is set to about 0.6 to 2.0 μm, which is the thickness of the coating layer in a normal surface-treated steel sheet. be able to.
[0042]
The zinc-based plated steel sheet to which the method of the present invention can be applied is a steel sheet having a galvanized surface, or one or more of zinc and Fe, Ni, Co, Cr, Mg, Al, Si, Mn, etc. It is the steel plate which gave the zinc alloy plating which consists of metals. The plating method is not particularly limited, and any of electroplating method, hot dipping method, vacuum plating method and the like may be used. The steel plate to be plated is not particularly limited, and may be either a cold rolled steel plate or a hot rolled steel plate.
[0043]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these examples.
[0044]
(Examples 1-13, Comparative Examples 14-25)
An electrogalvanized steel sheet (70 × 150 × 0.8 mm) manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd. was used as the base steel sheet for the test plate.
[0045]
The solid component shown in Table 1 was dissolved in water in the amount shown in Table 2 to prepare a coating agent for an adhesive layer having a solid content concentration of 20 wt%. These coating agents are applied to the base steel plate with a bar coater so as to have a dry film thickness shown as “lower layer thickness” in Table 2, and baked at the adhesive layer baking temperature shown in the same table to form an adhesive layer. Further, the adhesive layer was subjected to alkali cleaning under the conditions shown in the table. For alkali cleaning, a cleaning solution obtained by adjusting pH by adding NaOH or H ₂ SO ₄ to a degreasing agent FC4326 manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. was used.
[0046]
[Table 1]

[0047]
Next, a water-based acrylic resin for forming a functional organic coating layer (Kanebinol KD5, manufactured by Nippon SC Co., Ltd.) was applied on the adhesive layer with a bar coater so as to have a dry film thickness of 1 μm. Baking was performed at a temperature of 0 ° C. and water-cooled drying to prepare a test plate.
[0048]
Each test plate was evaluated for film formability, adhesion, and corrosion resistance.
Evaluation of film formability was performed according to JIS K 5400 for the test plate before forming the adhesive layer (lower layer) and forming the functional coating layer (upper layer). A 7 mm extruded portion was formed on the test plate with an Erichsen tester, and cello tape (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied to the tip of the extruded portion, and then the tape was peeled off. The test plate on which the coating film peeled off from the test plate was not attached to the tape was judged good (indicated by a circle in Table 2), and the test plate adhered was judged defective (indicated by an x in Table 2).
[0049]
For the evaluation of adhesion, the test plate formed up to the functional coating layer (upper layer) is subjected to 10 mm Erichsen processing using the same Erichsen test machine as the film formation evaluation described above, and the tape is peeled off from the test plate The test plate to which the coated film did not adhere was judged good (indicated by a circle in Table 2), and the test plate adhered was judged defective (indicated by an x in Table 2).
[0050]
Corrosion resistance was evaluated by a salt spray test specified in JIS Z 3271. At an atmospheric temperature of 35 ° C., a 5% NaCl aqueous solution was sprayed on the test plate, and the rust generation rate after 240 hours was measured. Is less than 50% of the test plate surface area (indicated by a circle in Table 2), and more than 50% is determined as defective (indicated by an x in Table 2).
[0051]
[Table 2]

[0052]
As is clear from Table 2, in the test plates of Examples 1 to 13 of the present invention, good results were obtained for all evaluation items of film formability, adhesion, and corrosion resistance. In contrast, the test plates of Comparative Examples 14-22, 24, and 25 showed insufficient results for one or more of the three evaluation items. In Comparative Example 23, good results were obtained for any of the evaluation items, but the storage stability of the coating agent was poor because the content of the silane coupling agent in the adhesive layer forming coating agent was large.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the production method of the present invention, a surface treatment film having a two-layer structure comprising a lower layer adhesive layer formed from an organic coating agent containing a silane coupling agent and an upper functional coating layer is provided. Thus, it becomes possible to produce a highly corrosion-resistant non-chromium-treated galvanized steel sheet with improved adhesion of the functional coating layer with good reproducibility.

Claims

An adhesive layer is formed on a galvanized steel sheet or a zinc alloy plated steel sheet with a coating agent containing an organic resin, a silane coupling agent, and an anticorrosive additive, and then a coating for forming an organic coating layer is formed on the adhesive layer. A method for producing a non-chromium-treated zinc-plated steel sheet by forming an organic coating layer with an agent, and forming a coating film by applying a coating agent that forms an adhesive layer on a zinc-plated steel sheet or a zinc alloy-plated steel sheet Then, this coating film is baked at a temperature of 50 to 200 ° C., and the baked coating film is subjected to water cooling treatment and alkali cleaning treatment to form an adhesive layer, and the alkali cleaning treatment is applied to the residual unreacted silane cup in the adhesive layer. In order to control the amount of the ring agent so as not to impair the adhesion with the organic coating layer to be subsequently formed, the pH is 9 to 12 and the washing bath condition is less than 70 ° C. A method for producing a non-chromium-treated galvanized steel sheet, comprising forming an organic coating layer.

The coating agent which forms the said contact bonding layer contains 30-70 wt% of organic resins, 5-30 wt% of silane coupling agents, and 20-60 wt% of rust preventive additives in conversion of solid content. A method for producing a non-chromium treated zinc-coated steel sheet.

The method for producing a non-chromium-type treated galvanized steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the rust inhibitor is an acidic phosphorus compound.

The method for producing a non-chromium-treated zinc-plated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a baking temperature of the coating film forming the lower adhesive layer is 120 to 150 ° C.

The alkali washing treatment is performed between baking and water cooling of the coating film forming the lower adhesive layer, or between water cooling and subsequent drying of the coating film, or drying of the coating film and application of a coating agent for functional organic coating layer formation The method for producing a non-chromium-type treated galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the coating is applied to the coating film or an adhesive layer formed from the coating film.