JP4719546B2 - Anodic electrolysis treatment liquid, electrolysis treatment method and electrolysis metal material - Google Patents

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Description

本発明は、各種の金属材{例えば、鉄系、亜鉛系、アルミニウム系及びマグネシウム系等の群の中から選ばれる1種以上の金属から構成される金属材(金属板や金属構成体(例えば、自動車車体や家庭電機製品))}の一時防錆・塗装下地等のために使用される、上塗り塗料との密着性及び耐食性に優れた表面皮膜を形成し得る、ノンクロム表面処理剤に関する。   The present invention relates to various metal materials {for example, metal materials composed of one or more metals selected from the group of iron-based, zinc-based, aluminum-based and magnesium-based materials (for example, metal plates and metal components (for example, The present invention relates to a non-chromium surface treatment agent that can form a surface film excellent in adhesion and corrosion resistance with a top coating, used for temporary rust prevention, coating base, etc. of automobile bodies and household electrical appliances))}.

例えば、家電、建材及び食品容器等の広い分野で使用されてきた亜鉛メッキ鋼板、アルミニウム又はアルミニウム合金板材の一時防錆や塗装下地方法として、クロム酸、重クロム酸又はクロム酸塩を含む処理剤を用いるクロメート処理が知られている。クロメート処理は、亜鉛メッキやアルミニウム合金表面に対して、防錆性の向上や上塗り塗料との密着性向上を目的として行われている。そして、クロメート処理が施された表面処理亜鉛メッキやアルミニウム合金板材は、高い生産性や表面処理の均一性等の点で優れている。しかしながら、クロメート処理は、環境汚染や人体への悪影響に繋がるという問題を抱えているため、最近ではノンクロム防錆処理に対する要望が高まっている。   For example, treatment agents containing chromic acid, dichromic acid, or chromate as a temporary rust prevention and coating base method for galvanized steel sheets, aluminum or aluminum alloy sheets that have been used in a wide range of fields such as home appliances, building materials and food containers Chromate treatment using is known. The chromate treatment is performed for the purpose of improving rust prevention and adhesion with the top coating on the surface of galvanized or aluminum alloy. The surface-treated galvanized or aluminum alloy sheet subjected to the chromate treatment is excellent in terms of high productivity and surface treatment uniformity. However, since the chromate treatment has a problem that it leads to environmental pollution and adverse effects on the human body, recently there has been an increasing demand for a non-chromium rust prevention treatment.

ここで、クロムを含有しないノンクロメートタイプの表面処理の代表的な技術として、特許文献1には、バナジウム化合物と、チタニウム塩、ジルコニウム塩及び亜鉛塩の群から選択された少なくとも一種の化合物とを含む水溶液よりなることを特徴とする化成処理液が開示されている。しかしながら、この処理方法は、当該化成処理液中にアルミニウム合金を1〜20分間(好ましくは3〜5分間)浸漬するといった、金属板材の表面処理法としてはあまり合理的とはいえない手法を採用している。   Here, as a typical technique of non-chromate type surface treatment not containing chromium, Patent Document 1 discloses a vanadium compound and at least one compound selected from the group consisting of a titanium salt, a zirconium salt, and a zinc salt. The chemical conversion liquid characterized by consisting of the aqueous solution containing is disclosed. However, this treatment method employs a technique that is not very reasonable as a surface treatment method for a metal plate material, such as immersing an aluminum alloy in the chemical conversion solution for 1 to 20 minutes (preferably 3 to 5 minutes). is doing.

更に、特許文献2、特許文献3及び特許文献4には、pHを1.5〜4.0に調整した、Vイオンと、Zrイオンと、POイオンと、有効Fイオンとを含有する化成処理剤及びそれを適用する化成処理方法が開示されている。しかしながら、化成処理方式であるため、ライン管理や排水処理等が複雑であり、作業性の観点から非効率的であった。加えて、得られる皮膜付着量にも限界があり、用途によっては耐食性や密着性を確保できないという問題も存する。
特開昭56−136978号公報 特開平1−246370号 特開平7−310189号 特開平11−131254号公報
Furthermore, Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4 include chemical conversions containing V ions, Zr ions, PO 4 ions, and effective F ions whose pH is adjusted to 1.5 to 4.0. A treatment agent and a chemical conversion treatment method using the same are disclosed. However, since it is a chemical conversion treatment system, line management, wastewater treatment, and the like are complicated and inefficient from the viewpoint of workability. In addition, there is a limit to the amount of film that can be obtained, and there is a problem that the corrosion resistance and adhesion cannot be secured depending on the application.
JP-A-56-136978 JP-A-1-246370 JP-A-7-310189 Japanese Patent Laid-Open No. 11-1312254

そこで、本発明は、従来のノンクロム表面処理で抱える問題が払拭された、耐食性及び塗装密着性に優れた金属材料用のノンクロム表面処理液及びその処理方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a non-chromium surface treatment solution for a metal material excellent in corrosion resistance and coating adhesion, and a method for treating the same, in which the problems associated with conventional non-chromium surface treatments are eliminated.

ここで、数ある表面処理の手法の内、「陽極電解処理」と称される、アルミニウム素材の表面処理として汎用されている手法が存在する。しかしながら、アルミニウム素材の陽極電解は、アルミニウム表面にポーラスのアルミ酸化膜を形成することができるものの、数秒間という短時間で緻密な膜を形成することが極めて難しい。また、膜のポーラスの穴を充填して耐食性を持たせる後処理工程が必要でもある。   Here, among a number of surface treatment methods, there is a method widely used as a surface treatment of an aluminum material, referred to as “anodic electrolytic treatment”. However, although anodic electrolysis of an aluminum material can form a porous aluminum oxide film on the aluminum surface, it is extremely difficult to form a dense film in a short time of several seconds. It is also necessary to have a post-treatment step that fills the porous holes in the membrane to provide corrosion resistance.

このような状況下、本発明者は、上記従来技術の抱える問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定成分を組み合わせた表面処理液を陽極電解処理に付した場合には、電極を構成する金属材料の表面に耐食性及び塗装密着性に極めて優れた皮膜がごく短時間で形成されることを見出し、当該知見に基づき、本発明(1)〜(12)を完成させたものである。   Under such circumstances, the present inventor has intensively studied to solve the problems of the prior art, and as a result, when the surface treatment liquid combined with a specific component is subjected to an anodic electrolysis treatment, the electrode is removed. The present inventors have found that a coating having extremely excellent corrosion resistance and coating adhesion can be formed in a very short time on the surface of the metal material to be constructed, and have completed the present inventions (1) to (12) based on the findings. .

本発明(1)は、ジルコニウム、チタン及びバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(成分A)、リン酸類(成分B)並びにゲル化・沈殿防止剤(成分C)を含有することを特徴とする陽極電解用処理液である。   The present invention (1) is characterized by containing at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and vanadium (component A), phosphoric acids (component B), and a gelation / precipitation inhibitor (component C). A treatment solution for anodic electrolysis.

本発明(2)は、成分Cが、有機窒素化合物及び/又は無機窒素化合物である、前記発明(1)の陽極電解用処理液である。   The present invention (2) is the anodic electrolysis treatment liquid of the invention (1), wherein the component C is an organic nitrogen compound and / or an inorganic nitrogen compound.

本発明(3)は、成分A、成分B及び成分Cの含有量が、夫々、金属換算で20〜20000ppm、P換算で20〜20000ppm及び固形分濃度で10〜10000ppmである、前記発明(1)又は(2)の陽極電解用処理液である。   This invention (3) is the said invention (1) whose content of the component A, the component B, and the component C is 20-20000 ppm in metal conversion, 20-20000 ppm in P conversion, and 10-10000 ppm in solid content concentration, respectively. ) Or (2).

本発明(4)は、ケイ素、セリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム及びマンガンからなる群から選択される少なくとも一種並びに水溶性高分子からなる群から選択される、少なくとも一種の成分を更に含有する、前記発明(1)〜(3)のいずれか一つの陽極電解用処理液である。   The present invention (4) further comprises at least one component selected from the group consisting of silicon, cerium, lithium, zinc, magnesium, calcium, aluminum and manganese, and a group consisting of a water-soluble polymer. The anodic electrolysis treatment liquid according to any one of the inventions (1) to (3).

本発明(5)は、pHが2〜13である、前記発明(1)〜(4)のいずれか一つの陽極電解用処理液である。   The present invention (5) is the anodic electrolysis treatment liquid according to any one of the inventions (1) to (4), wherein the pH is 2 to 13.

本発明(6)は、一時防錆剤及び/又は塗装下地剤としての、前記発明(1)〜(5)のいずれか一つの陽極電解用処理液である。   This invention (6) is the process liquid for anodic electrolysis of any one of said invention (1)-(5) as a temporary rust preventive agent and / or a coating base agent.

本発明(7)は、前記発明(1)〜(6)のいずれか一つの陽極電解用処理液を用いて陽極電解処理することにより、成分Aと成分Bのゲル化物及び/又は沈殿物を含有する皮膜を金属材表面に形成させる工程を含むことを特徴とする電解処理方法である。   In the present invention (7), the gelation product and / or the precipitate of the component A and the component B are obtained by subjecting the anodic electrolysis treatment to the anodic electrolysis treatment liquid according to any one of the inventions (1) to (6). It is an electrolytic treatment method characterized by including the process of forming the film to contain on the metal material surface.

本発明(8)は、前記陽極電解が、0.2〜200Vの電圧、0.1〜100A/dm2の陽極電流密度の直流電解である、前記発明(7)の電解処理方法である。 The present invention (8) is the electrolytic treatment method of the invention (7), wherein the anodic electrolysis is direct current electrolysis having a voltage of 0.2 to 200 V and an anode current density of 0.1 to 100 A / dm 2 .

本発明(9)は、前記金属材が、鉄系基材、亜鉛系基材、アルミ系基材及び/又はマグネシウム系基材である、前記発明(7)又は(8)の電解処理方法である。   The present invention (9) is the electrolytic treatment method of the invention (7) or (8), wherein the metal material is an iron-based substrate, a zinc-based substrate, an aluminum-based substrate and / or a magnesium-based substrate. is there.

本発明(10)は、前記発明(7)〜(9)のいずれか一つの電解処理方法により皮膜が形成された電解処理金属材である。   The present invention (10) is an electrolytically treated metal material having a film formed by the electrolytic treatment method according to any one of the inventions (7) to (9).

本発明(11)は、前記電解処理の皮膜の重量が0.01〜5g/mである、前記発明(10)の電解処理金属材である。 This invention (11) is the electrolytically treated metal material of the said invention (10) whose weight of the film | membrane of the said electrolytic treatment is 0.01-5 g / m < 2 >.

尚、本発明の基本メカニズムは以下の通りであると推測される。まず、ジルコニウム、チタン及びバナジウム化合物等の金属化合物とリン酸イオンと一緒になると、一定の条件でゲル化又は沈殿が起こる。しかしながら、アンモニア、アミン、第四級アンモニウム化合物その他の有機窒素化合物等のゲル化・沈殿防止剤をこの系に添加すると、前記ゲル化又は沈殿が抑制される結果、安定なゾル又は分散状態の電解液が形成される。そして、この電解液を用いて陽極電解処理に付すると、例えば、ゲル化・沈殿防止剤が陽極から陰極に引き寄せられる、陽極近辺でリン酸イオン濃度が増加する、水素イオン濃度が増加する(pH低下)、陽極を構成する金属がイオンとして溶出する、等の要因が複合的に重なる結果、当該電解液の安定なゾル又は分散状態が崩壊し、ゲル化又は沈殿を引き起こして陽極表面に析出することになる。   It is assumed that the basic mechanism of the present invention is as follows. First, when metal compounds such as zirconium, titanium, and vanadium compounds are combined with phosphate ions, gelation or precipitation occurs under certain conditions. However, when gelation / precipitation inhibitors such as ammonia, amines, quaternary ammonium compounds and other organic nitrogen compounds are added to this system, the gelation or precipitation is suppressed, resulting in stable sol or dispersed electrolysis. A liquid is formed. When the electrolytic solution is used for anodic electrolysis, for example, the gelation / precipitation inhibitor is attracted from the anode to the cathode, the phosphate ion concentration increases near the anode, and the hydrogen ion concentration increases (pH). As a result of the complex overlap of factors such as elution of the metal constituting the anode as ions, the stable sol or dispersion state of the electrolyte solution collapses, causing gelation or precipitation and depositing on the anode surface It will be.

ここで、本特許請求の範囲及び本明細書における各用語の意義について説明する。尚、「リン酸類」等の具体的な化合物の意義については後述する。「ゲル化・沈殿防止剤」とは、成分Aと成分Bとのゲル化及び/又は沈殿を防止又は抑制する薬剤を意味する。「ppm」とは、10−6wt/wtを指す。 Here, the meaning of each term in the claims and the specification will be described. The significance of specific compounds such as “phosphoric acids” will be described later. The “gelation / precipitation inhibitor” means an agent that prevents or suppresses gelation and / or precipitation of component A and component B. “Ppm” refers to 10 −6 wt / wt.

本発明によれば、耐食性や上塗り塗料との密着性に優れた緻密な皮膜(ジルコニウム、チタン及びバナジウムの金属リン酸塩皮膜)を金属材料の表面に短時間で形成することができるという効果を奏する。更に、アルミニウム以外の各種金属素材にも適用可能であることに加え、膜成分の制約や電解液の調整も、一般の化成処理及び陽極電解と比べ極めて簡単であるという効果も奏する。即ち、従来の化成処理と比べてライン管理の簡略化やラインスピードアップが図られると共に、スラッジが無い等の効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect that the precise | minute film | membrane (a metal phosphate film | membrane of a zirconium, titanium, and vanadium) excellent in corrosion resistance and adhesiveness with topcoat can be formed in the surface of a metal material in a short time. Play. Furthermore, in addition to being applicable to various metal materials other than aluminum, there is an effect that the restriction of the film components and the adjustment of the electrolytic solution are extremely simple as compared with general chemical conversion treatment and anodic electrolysis. That is, as compared with the conventional chemical conversion treatment, the line management is simplified and the line speed is increased, and there is an effect that there is no sludge.

以下、本発明の最良形態について説明する。但し、以下の記載は、あくまでも最良形態であり当該記載に限定されるものではない。例えば、数値範囲の上限や下限を好適範囲として記載しているが、当該上限や下限を超えた場合であっても、本発明の構成要件を充足する限り、本発明の技術的範囲内である。   The best mode of the present invention will be described below. However, the following description is only the best mode and is not limited to the description. For example, although the upper limit and lower limit of the numerical range are described as preferred ranges, even if the upper limit and lower limit are exceeded, as long as the constituent requirements of the present invention are satisfied, they are within the technical scope of the present invention. .

はじめに、本最良形態に係る陽極電解用処理液を詳述する。当該処理液は、ジルコニウム、チタン及びバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(成分A)、リン酸類(成分B)並びにゲル化・沈殿防止剤(成分C)を含有する。ここで、本処理液は、「成分A」〜「成分C」を溶液状態、ゾル状態又は分散状態で均一に含有している。例えば、該当元素又は元素群がイオンとして液中に存在していたり、コロイドとして液中に存在している態様を挙げることができる。尚、「イオン」とは、該当元素又は元素群がイオン状態で存在することを意味し、価数(例えば4価)や存在形態(例えば、金属単独イオン、金属含有錯イオン)は問わない。以下、各成分について説明する。   First, the treatment solution for anodic electrolysis according to the best mode will be described in detail. The treatment liquid contains at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and vanadium (component A), phosphoric acids (component B), and a gelation / precipitation inhibitor (component C). Here, this processing liquid contains “component A” to “component C” uniformly in a solution state, a sol state, or a dispersed state. For example, the element or element group which exists in the liquid as an ion, or the aspect which exists in the liquid as a colloid can be mentioned. The “ion” means that the corresponding element or element group exists in an ionic state, and the valence (for example, tetravalent) and the existence form (for example, a metal single ion or a metal-containing complex ion) are not limited. Hereinafter, each component will be described.

まず、「成分A」を構成するジルコニウム、チタン及び/又はバナジウムの供給源となる金属化合物は、特に限定されない。例えば、ジルコニウム源としては、水分散性ジルコニウムコロイドや、ジルコンフッ化水素酸、炭酸ジルコンアンモニウム、ジルコンフッ化カリウム、ジルコンフッ化ナトリウム、塩基性炭酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム等が挙げられる。チタン源としては、水分散性チタンコロイドや、硫酸チタン、オキシ硫酸チタン、チタンフッ化水素酸、チタンフッ化アンモニウム等の水溶性無機チタン化合物や、チタンのアルコキシド等が挙げられる。バナジウム源としては、メタバナジン酸、バナジン酸及びこれらの塩(例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等)、五酸化バナジウム等の酸化バナジウム、五塩化バナジウムや五フッ化バナジウム等のハロゲン化バナジウム、硫酸バナジル、硫酸バナジウム、硝酸バナジウム、燐酸バナジウム、重燐酸バナジウム、酢酸バナジウム、及び、バナジウムアセチルアセトネートやバナジルアセチルアセトネート等の有機バナジウム化合物を挙げることができる。   First, a metal compound that is a supply source of zirconium, titanium and / or vanadium constituting “component A” is not particularly limited. Examples of the zirconium source include water-dispersible zirconium colloids, zircon hydrofluoric acid, ammonium zircon carbonate, potassium zircon fluoride, sodium zircon fluoride, basic zirconium carbonate, zirconium nitrate, and zirconium acetate. Examples of the titanium source include water-dispersible titanium colloids, water-soluble inorganic titanium compounds such as titanium sulfate, titanium oxysulfate, titanium hydrofluoric acid, and titanium ammonium fluoride, and titanium alkoxides. Examples of vanadium sources include metavanadic acid, vanadic acid and salts thereof (for example, sodium, potassium and ammonium), vanadium oxide such as vanadium pentoxide, vanadium halides such as vanadium pentachloride and vanadium pentafluoride, vanadyl sulfate, Examples thereof include vanadium sulfate, vanadium nitrate, vanadium phosphate, vanadium biphosphate, vanadium acetate, and organic vanadium compounds such as vanadium acetylacetonate and vanadyl acetylacetonate.

次に、「成分B」を構成するリン酸類とは、「成分A」とゲル又は沈殿物を形成し得るリン酸系化合物である限り特に限定されず、例えば、水溶性リン酸系化合物、例えば、リン酸、ポリリン酸、次亜リン酸、トリポリリン酸、ヘキサメタリン酸、第一リン酸、第二リン酸、第三リン酸、ポリメタリン酸、重リン酸、有機ホスホン酸等のリン酸系化合物及びこれらの塩を挙げることができる。   Next, the phosphoric acid constituting “component B” is not particularly limited as long as it is a phosphate compound that can form a gel or a precipitate with “component A”. For example, a water-soluble phosphate compound, for example, Phosphoric acid compounds such as phosphoric acid, polyphosphoric acid, hypophosphorous acid, tripolyphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, primary phosphoric acid, secondary phosphoric acid, tertiary phosphoric acid, polymetaphosphoric acid, heavy phosphoric acid, organic phosphonic acid, and the like These salts can be mentioned.

次に、「成分C」を構成するゲル化・沈殿防止剤は、成分Aと成分Bとのゲル化及び/又は沈殿を防止又は抑制する限り特に限定されない。ここで、「ゲル化・沈殿防止」の概念は、例えば、図1に示す試験で確認可能である。即ち、一定量の成分A+成分B(1000ppm;成分A濃度は例えばZr換算、成分B濃度はP換算)が存在している状況下、成分Aと成分Bの比率を変化させた上で、所定条件(40℃、120h)下放置する。この際、成分Bの比率が高くなるにつれ液の粘度が高まり、例えば図1の例だと、当該比が20%を超えた時点で液の粘度が200mPa・sを超える。他方、一定量(100ppm)の成分Cが存在している場合、前記の比でも、液の粘度は低い状態を維持している(例えば1/10程度)。このように、成分Cの存在・不存在のみが相違する条件下、一方の液の粘度が200mPa・sを超え、他方の一方の液の粘度がそれ未満に維持されるような薬剤を「ゲル化・沈殿防止」ということも可能である。ここで、「成分C」の具体的な化合物としては、アンモニア(水酸化アンモニウム)、アミン化合物、第四級アンモニウム化合物等の、有機窒素化合物や無機窒素化合物を例示することができる。   Next, the gelation / precipitation inhibitor constituting “component C” is not particularly limited as long as it prevents or suppresses gelation and / or precipitation of component A and component B. Here, the concept of “gelation / precipitation prevention” can be confirmed by, for example, the test shown in FIG. That is, in a situation where a certain amount of component A + component B (1000 ppm; component A concentration is converted to Zr, for example, component B concentration is converted to P), the ratio between component A and component B is changed and predetermined Leave under conditions (40 ° C., 120 h). At this time, as the ratio of component B increases, the viscosity of the liquid increases. For example, in the example of FIG. 1, the viscosity of the liquid exceeds 200 mPa · s when the ratio exceeds 20%. On the other hand, when a certain amount (100 ppm) of component C is present, the liquid viscosity remains low even at the above ratio (for example, about 1/10). In this manner, a drug that maintains the viscosity of one liquid in excess of 200 mPa · s and the viscosity of the other liquid in less than that under the condition that only the presence / absence of component C is different is “gel” It can also be called “prevention / precipitation prevention”. Here, specific compounds of “Component C” include organic nitrogen compounds and inorganic nitrogen compounds such as ammonia (ammonium hydroxide), amine compounds, and quaternary ammonium compounds.

ここで、アミン化合物としては、脂肪族アミン及び芳香族アミン並びにこれらの誘導体等のいずれでもよく、例えば、第一アミン(RNH2)、第二アミン(R2 NH)及び第三アミン(R3 N)(ここでRは一価の基を表す)で示される、モノアミン化合物、ジアミン化合物及びトリアミン化合物、ポリアミン化合物、これらの誘導体並びにこれらの塩が挙げられる。前記R基としては、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基等が挙げられる。具体的には、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、モノプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、エチレンイミン、ピロリジン、ピペリジン、アニリン、ジフェニルアミン、メターフェニレンジアミン等のアミン類を挙げることができる。また、これらは、単独でも複数種組み合わせて用いてもよい。 Here, the amine compound may be any of aliphatic amines, aromatic amines and derivatives thereof, such as primary amine (RNH 2 ), secondary amine (R 2 NH) and tertiary amine (R 3). N) (wherein R represents a monovalent group), monoamine compounds, diamine compounds and triamine compounds, polyamine compounds, derivatives thereof and salts thereof. Examples of the R group include an alkyl group, an alkoxy group, a phenyl group, a benzyl group, and a naphthyl group. Specifically, for example, triethylamine, tripropylamine, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, tripropanolamine, dipropanolamine, monopropanolamine, triisopropanolamine, diisopropanolamine, monoisopropanolamine, N, N -Amines such as dimethylethanolamine, ethyleneimine, pyrrolidine, piperidine, aniline, diphenylamine, and meta-phenylenediamine. These may be used alone or in combination of two or more.

次に、第4級アンモニウム化合物としては、式R4 NX(ここでRは、前記と同様であり、Xは、ハロゲン又はヒドロキシアニオン等の一価のアニオン性基を表す)で示される化合物が挙げられる。例えば、テトラアルキルアンモニウム塩等のハロゲン化物及びヒドロキシ化合物、具体的には、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)等の塩化物、臭素化物、フッ化物、ヨウ化物及びヒドロキシ化物、ClO3 化物、BrO3 化物及びIO3 化物の塩を挙げることができる。 Next, as the quaternary ammonium compound, a compound represented by the formula R 4 NX (wherein R is as defined above, X represents a monovalent anionic group such as a halogen or a hydroxy anion) is used. Can be mentioned. For example, halides and hydroxy compounds such as tetraalkylammonium salts, specifically chlorides, bromides, fluorides such as tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) And salts of iodides and hydroxides, ClO 3 compounds, BrO 3 compounds and IO 3 compounds.

その他の有機窒素化合物としては、例えば、アミド化合物、アミノ基含有水系カチオン樹脂、アミノ基含有シランカップリング剤等が挙げられる。ここで、アミド化合物としては、第一アミド(―CO―NH2)、第二アミド{(―CO)2NH}、第三アミド{(―CO)N}(ここでRは、前記と同様であり、一価の基を表す)で示されるカルボキシアミド化合物、炭酸アミド化合物及びこれらの誘導体並びにこれらの塩が挙げられる。具体的には、アセトアミド、アスパラギン、パラーエトキシフェニル尿素、アセトアニリド、フェニルアセトアミド等が挙げられる。アミノ基含有水系カチオン樹脂としては、メラミン樹脂、水系ウレタン樹脂、アミノ変性水系フェノール樹脂等が挙げられる。また、アミノ基含有シランカップリング剤としては、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of other organic nitrogen compounds include amide compounds, amino group-containing aqueous cationic resins, amino group-containing silane coupling agents, and the like. Here, as the amide compound, a primary amide (—CO—NH 2 ), a secondary amide {(—CO) 2 NH}, a tertiary amide {(—CO) 3 N} (where R is as defined above) And the same, and represents a monovalent group), carboxyamide compounds, carbonic acid amide compounds and derivatives thereof, and salts thereof. Specific examples include acetamide, asparagine, para-ethoxyphenylurea, acetanilide, phenylacetamide and the like. Examples of the amino group-containing aqueous cationic resin include melamine resin, aqueous urethane resin, and amino-modified aqueous phenol resin. As amino group-containing silane coupling agents, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3 -Aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N- (vinylbenzyl)- Examples include 2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, and the like.

ここで、「成分C」を構成するゲル化・沈殿防止剤の一好適例は、カチオン性ゲル化・沈殿防止剤である。当該カチオン性ゲル化・沈殿防止剤を用いた場合、電解処理前は、当該防止剤が液中に均一に存在しているため、液全体に亘る成分Aと成分Bとのゲル化及び/又は沈殿が防止される。そして、電解処理時は、当該防止剤が、電気的に負極側に移動する結果、陽極側における当該防止剤の濃度が相対的に低下する。その結果、成分Aと成分Bが、当該防止剤による阻害から解放され、陽極上にゲル皮膜及び/又は沈殿物皮膜を形成する。尚、好適例に関しては、「ゲル化・沈殿防止剤」という機能的表現でなく、有機カチオンという用語を使用することも可能である。特に、アンモニウム化合物やアミン化合物等が解離して生じる窒素系カチオンが好適である。   Here, a suitable example of the gelling / precipitating agent constituting “Component C” is a cationic gelling / precipitating agent. When the cationic gelation / precipitation inhibitor is used, since the inhibitor is uniformly present in the liquid before the electrolytic treatment, the gelation of the component A and the component B over the entire liquid and / or Precipitation is prevented. And at the time of electrolytic treatment, as a result of the said inhibitor moving to the negative electrode side electrically, the density | concentration of the said inhibitor in the anode side falls relatively. As a result, component A and component B are released from inhibition by the inhibitor and form a gel film and / or a precipitate film on the anode. In addition, regarding a suitable example, it is also possible to use the term organic cation instead of the functional expression “gelling / precipitating agent”. In particular, a nitrogen-based cation generated by dissociation of an ammonium compound or an amine compound is preferable.

次に、本最良形態に係る電解処理液は、更に、ケイ素、セリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム及びマンガンからなる群から選択される少なくとも一種(成分D)並びに水溶性高分子(成分E)からなる群から選択される、少なくとも一種の成分を更に含有することが好ましい。これらの成分を含有することにより、より耐食性や塗膜密着性を向上させることができる。尚、成分(D)の存在形態は、イオン状でも酸化物等の粒子・微粒子状であってもこれらの混合であってもよい。   Next, the electrolytic treatment liquid according to the best mode further includes at least one (component D) selected from the group consisting of silicon, cerium, lithium, zinc, magnesium, calcium, aluminum, and manganese, and a water-soluble polymer (component). It is preferable to further contain at least one component selected from the group consisting of E). By containing these components, corrosion resistance and coating film adhesion can be further improved. The presence form of component (D) may be in the form of ions, particles or fine particles of oxides, or a mixture thereof.

ここで、「成分D」を構成する上記金属の供給源となる金属化合物としては特に限定されず、好適には電解析出に悪影響を与えない成分、例えば、硝酸塩、リン酸塩、炭酸塩又はフッ化物を挙げることができる。具体的には、例えばケイ素化合物に関しては、水分散性シリカ等のシリカ、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム等の水溶性ケイ酸塩化合物、ケイ酸エステル類、ジエチルシリケート等のアルキルシリケート類、シランカップリング剤等を挙げることができる。中でも、皮膜のバリア性を高める効果があることからシリカが好ましく、電解処理液中での分散性が高いことから水分散性シリカがより好ましい。上記水分散性シリカとしては特に限定されず、例えば、「スノーテックス」系(いずれも日産化学工業株式会社製)のコロイダルシリカや、「アエロジル」(日本アエロジル株式会社製)等のヒュームドシリカ等を挙げることができる。   Here, the metal compound constituting the “component D” and serving as the supply source of the metal is not particularly limited, and is preferably a component that does not adversely affect the electrolytic deposition, such as nitrate, phosphate, carbonate, or the like. Mention may be made of fluoride. Specifically, for example, for silicon compounds, silica such as water-dispersible silica, water-soluble silicate compounds such as sodium silicate, potassium silicate, and lithium silicate, silicate esters, alkyl silicates such as diethyl silicate And silane coupling agents. Among these, silica is preferable because it has an effect of increasing the barrier property of the film, and water-dispersible silica is more preferable because of its high dispersibility in the electrolytic treatment solution. The water-dispersible silica is not particularly limited, and examples thereof include “Snowtex” type (all manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), fumed silica such as “Aerosil” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), etc. Can be mentioned.

次に、「成分E」を構成する上記水溶性高分子は、特に限定されず、例えば、水溶性又は水分散性の各種水系樹脂を挙げることができる。中でも、水溶性ポリアクリル樹脂、水溶性ウレタン樹脂、水溶性エポキシ樹脂等が好ましい。特に、陽極電解により析出しやすいアニオン系水系樹脂がより好ましい。   Next, the water-soluble polymer constituting “component E” is not particularly limited, and examples thereof include various water-soluble or water-dispersible resins. Of these, water-soluble polyacrylic resin, water-soluble urethane resin, water-soluble epoxy resin and the like are preferable. In particular, an anionic aqueous resin that is easily deposited by anodic electrolysis is more preferable.

尚、本処理液は、必要に応じ、濡れ剤、消泡剤、抗菌剤、防腐剤、粘度調整剤、溶剤等の公知の各種添加剤を含有していてもよい。更に、本処理液は、pHを後述の範囲内に調整するため、酸やアルカリ成分を添加することが好適である。pHを調整するために使用することができる酸成分としては特に限定されず、酢酸、リン酸等を挙げることができる。アルカリ成分としては特に限定されず、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、アミン化合物等を挙げることができる。尚、リン酸をpH調整剤として添加した場合には、当該リン酸は、pH調整剤としてだけではなく「成分B」にも該当する。また、アンモニアやアミン化合物をpH調整剤として添加した場合には、当該アンモニア等は、pH調整剤としてだけでなく「成分C」にも該当する。   In addition, this process liquid may contain well-known various additives, such as a wetting agent, an antifoamer, an antibacterial agent, antiseptic | preservative, a viscosity modifier, and a solvent as needed. Furthermore, it is preferable to add an acid or an alkali component to the treatment liquid in order to adjust the pH within the range described below. It does not specifically limit as an acid component which can be used in order to adjust pH, An acetic acid, phosphoric acid, etc. can be mentioned. It does not specifically limit as an alkali component, Sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, an amine compound, etc. can be mentioned. In addition, when phosphoric acid is added as a pH adjuster, the phosphoric acid corresponds not only as a pH adjuster but also as “component B”. In addition, when ammonia or an amine compound is added as a pH adjuster, the ammonia or the like corresponds to “component C” as well as the pH adjuster.

次に、本最良形態に係る陽極電解用処理液における各成分の含有量や物性について説明する。まず、「成分A」の含有量は、金属換算で、20〜20000ppmであることが好適である。「成分A」が20ppm未満の場合は、不均一化成皮膜が形成されやすく、一方20000ppmを超えても、皮膜析出の向上は期待できず、使用量が増大するのみでコスト面において好ましくない。上記下限は100ppmであることがより好ましく、上記上限は10000ppmであることが更に好ましい。例えば、より好適には250〜1000ppmである。   Next, the content and physical properties of each component in the anodic electrolysis treatment liquid according to the best mode will be described. First, the content of “component A” is preferably 20 to 20000 ppm in terms of metal. When “Component A” is less than 20 ppm, a non-uniform chemical conversion film is likely to be formed. On the other hand, if it exceeds 20000 ppm, improvement in film deposition cannot be expected, and the amount used is increased, which is not preferable in terms of cost. The lower limit is more preferably 100 ppm, and the upper limit is more preferably 10,000 ppm. For example, it is more preferably 250 to 1000 ppm.

次に、「成分B」の含有量は、P換算で、20〜20000ppmであることが好適である。「成分B」が20ppm未満の場合は、皮膜が形成され難く、一方20000ppmを超えても、皮膜析出の向上は期待できず、使用量が増大するのみでコスト面において好ましくない。上記下限は100ppmであることがより好ましく、上記上限は10000ppmであることが更に好ましい。例えば、より好適には250〜1000ppmである。   Next, the content of “component B” is preferably 20 to 20000 ppm in terms of P. When “Component B” is less than 20 ppm, it is difficult to form a film. On the other hand, if it exceeds 20000 ppm, improvement in film deposition cannot be expected, and the amount used is increased, which is not preferable in terms of cost. The lower limit is more preferably 100 ppm, and the upper limit is more preferably 10,000 ppm. For example, it is more preferably 250 to 1000 ppm.

次に、「成分C」の含有量は、固形分濃度で、10〜10000ppmであることが好適である。「成分C」が20ppm未満の場合は、電解処理液が不安定になり、皮膜を析出し難くなる。一方10000ppmを超えても皮膜析出の向上は期待できず、使用量が増大するのみでコスト面において好ましくない。上記下限は50ppmであることがより好ましく、上記上限は10000ppmであることが更に好ましい。例えば、より好適には50〜2000ppmである。   Next, the content of “Component C” is preferably 10 to 10,000 ppm in terms of solid content. When “Component C” is less than 20 ppm, the electrolytic treatment solution becomes unstable and it is difficult to deposit a film. On the other hand, even if it exceeds 10000 ppm, improvement in film deposition cannot be expected, and the amount used is increased, which is not preferable in terms of cost. The lower limit is more preferably 50 ppm, and the upper limit is further preferably 10,000 ppm. For example, it is more preferably 50 to 2000 ppm.

ここで、成分Aと成分Bの比は、特に限定されないが、例えば、成分Aに対する成分Bの比が、0.5〜2であることが好適である。また、成分Cと他成分の比も、特に限定されないが、例えば、成分A+成分Bに対する成分Cの比が、0.05〜2であることが好適である。   Here, the ratio of the component A and the component B is not particularly limited. For example, the ratio of the component B to the component A is preferably 0.5 to 2. Moreover, the ratio of the component C and the other component is not particularly limited. For example, the ratio of the component C to the component A + the component B is preferably 0.05 to 2.

次に、「成分D」の含有量は、1〜5000ppmであることが好適である。1ppm未満であると、得られる化成皮膜の耐食性が低下して好ましくない。5000ppmを超えると、それ以上の効果の向上はみられず経済的に不利であり、塗装後密着性が低下する恐れがある。上記下限は、20ppmがより好ましく、上記上限は、2000ppmがより好ましい。   Next, the content of “component D” is preferably 1 to 5000 ppm. If it is less than 1 ppm, the corrosion resistance of the resulting chemical conversion film is lowered, which is not preferable. If it exceeds 5000 ppm, no further improvement in the effect is observed, which is economically disadvantageous, and the adhesion after coating may be reduced. The lower limit is more preferably 20 ppm, and the upper limit is more preferably 2000 ppm.

次に、「成分E」の含有量は、固形分として、5〜5000ppmであることが好適である。5ppm未満であると、得られる皮膜のバリア性、耐食性が低下して好ましくない。5000ppmを超えると、それ以上の効果の向上はみられず経済的に不利であり、塗装後密着性が低下する恐れがある。上記下限は、10ppmがより好ましく、上記上限は、2000ppmがより好ましい。   Next, the content of “component E” is preferably 5 to 5000 ppm as a solid content. If it is less than 5 ppm, the barrier properties and corrosion resistance of the resulting film are undesirably lowered. If it exceeds 5000 ppm, no further improvement in the effect is observed, which is economically disadvantageous, and the adhesion after coating may be reduced. The lower limit is more preferably 10 ppm, and the upper limit is more preferably 2000 ppm.

尚、「成分D」〜「成分E」は、単独で使用しても、必要に応じて2以上の成分を併用して使用するものであってもよい。2以上の成分を同時に使用する場合、各成分の含有量がそれぞれ上記範囲内にあることが好ましい。この場合、各成分の合計量は、特に限定されるものではない。   “Component D” to “Component E” may be used alone or in combination with two or more components as necessary. When two or more components are used simultaneously, the content of each component is preferably within the above range. In this case, the total amount of each component is not particularly limited.

次に、本処理液の物性としては、pHが2〜13であることが好適である。pHが2未満であると、金属材の溶解により緻密な皮膜を形成することが充分に進行しない場合がある。また、pHが13を超えると、電解処理液がゲルや沈殿をおこりしやすく不安定になる。上記下限は4がより好ましく(更に好ましくは5)、上記上限は10がより好ましい。   Next, as a physical property of this processing liquid, it is suitable that pH is 2-13. If the pH is less than 2, formation of a dense film by dissolution of the metal material may not sufficiently proceed. On the other hand, when the pH exceeds 13, the electrolytic treatment solution tends to cause gel and precipitation and becomes unstable. The lower limit is more preferably 4 (more preferably 5), and the upper limit is more preferably 10.

次に、本処理液の製造方法について説明する。本処理液の製造方法は特に限定されず、溶媒に上記各成分を溶解又は分散させて得ることができる。ここで、溶媒は、好適には水である。また、上記各成分に関しては、別個のソースで液中に存在させても同一のソースで液中に存在させてもよい。例えば、炭酸ジルコンアンモニウムを溶媒中に添加した場合には、成分(A)と成分(C)が同時に液中に提供される。   Next, the manufacturing method of this processing liquid is demonstrated. The manufacturing method of this process liquid is not specifically limited, It can obtain by dissolving or disperse | distributing said each component in a solvent. Here, the solvent is preferably water. In addition, the above components may be present in the liquid in separate sources or in the same source. For example, when zircon ammonium carbonate is added to a solvent, component (A) and component (C) are simultaneously provided in the liquid.

次に、本処理液の使用方法(電解処理方法)について説明する。本処理液は、陽極電解処理に付される。その結果、成分Aと成分Bのゲル化物及び/又は沈殿物を含有する皮膜が金属材表面に形成する。以下、本方法を説明する。   Next, a method for using the treatment liquid (electrolytic treatment method) will be described. This treatment liquid is subjected to an anodic electrolytic treatment. As a result, a film containing the gel and / or precipitate of component A and component B is formed on the surface of the metal material. Hereinafter, this method will be described.

まず、好適な陽極電解条件は、0.2〜200Vの電圧、0.1〜100A/dm2の陽極電流密度の直流電解である。直流電圧が0.2V未満又は電流密度が0.1A/dm2未満では、皮膜が析出し難く、皮膜量が少ない為、耐食性や塗装密着性が不十分である。逆に、直流電圧が200V以上又は電流密度が100A/dm2以上の場合は、緻密な皮膜が得られなくなる。更には、電流の効率が低く、コスト面で不利になる。尚、より好ましい範囲は、直流電圧が5V以上、電流密度が0.5A/dm2以上、或いは、直流電圧が120V以下、電流密度が60A/dm2以下である。 First, suitable anodic electrolysis conditions are direct current electrolysis with a voltage of 0.2 to 200 V and an anode current density of 0.1 to 100 A / dm 2 . When the DC voltage is less than 0.2 V or the current density is less than 0.1 A / dm 2 , the coating is difficult to deposit and the coating amount is small, so that the corrosion resistance and paint adhesion are insufficient. Conversely, when the DC voltage is 200 V or higher or the current density is 100 A / dm 2 or higher, a dense film cannot be obtained. Furthermore, current efficiency is low, which is disadvantageous in terms of cost. A more preferable range is a DC voltage of 5 V or more and a current density of 0.5 A / dm 2 or more, or a DC voltage of 120 V or less and a current density of 60 A / dm 2 or less.

また、対象となる金属材は、冷延鋼板、熱延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、溶融合金化亜鉛メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、アルミ−亜鉛合金化メッキ鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板、チタン板、マグネシウム板等、一般に公知の金属材やメッキ板に適用できる。尚、金属が母材である場合に限定されず、例えば、金属がメッキ皮膜、気相成長皮膜等の皮膜であってもよい。更には、復数種の素材の混在処理にも対応できる。これらの金属板は、処理前に湯洗、アルカリ脱脂、エッチング等の通常の処理を行っても構わない。   The target metal materials are cold-rolled steel plate, hot-rolled steel plate, hot-dip galvanized steel plate, electrogalvanized steel plate, hot-dip galvanized steel plate, aluminum-plated steel plate, aluminum-zinc alloyed steel plate, stainless steel plate, aluminum It can be applied to generally known metal materials and plated plates such as plates, copper plates, titanium plates, magnesium plates and the like. In addition, it is not limited to when a metal is a base material, For example, a metal may be films | membranes, such as a plating film and a vapor phase growth film. Furthermore, it is possible to deal with mixed processing of multiple kinds of materials. These metal plates may be subjected to ordinary treatments such as hot water washing, alkali degreasing, and etching before the treatment.

次に、前記電解処理により皮膜が形成された金属材について説明する。まず、形成される皮膜は、皮膜重量0.01〜5g/m(乾燥重量)の皮膜であることが好適である。皮膜の厚さが0.01g/m未満では、皮膜量が少ない為、耐食性が不十分となる傾向がある。逆に、5g/mを超えて厚く被覆した場合は、造膜性が悪くなる。更には、密着性が不十分であたり、コスト面で不利になる。尚、より好ましい範囲は0.02g/m以上、1.5g/m以下である。 Next, a metal material having a film formed by the electrolytic treatment will be described. First, the film to be formed is preferably a film having a film weight of 0.01 to 5 g / m 2 (dry weight). When the thickness of the coating is less than 0.01 g / m 2 , the corrosion resistance tends to be insufficient because the coating amount is small. On the other hand, if the coating is thicker than 5 g / m 2 , the film forming property is deteriorated. Furthermore, the adhesiveness is insufficient, which is disadvantageous in terms of cost. A more preferable range is 0.02 g / m 2 or more and 1.5 g / m 2 or less.

ここで、形成される皮膜は、「成分A」と「成分B」のゲル化物又は沈殿物を含有する。皮膜の化学組成に関しては、処理条件等により変動するので一律には言及できないが、「成分A」を構成する金属と「成分B」を構成するリン酸類との塩であると推定される。より具体的には、ジルコニウム、チタン及びバナジウムの金属リン酸塩と推定される。これらは、クロム化合物の代わりにノンクロ表面処理剤としてよく使用されており、防錆効果や水系樹脂への架橋機能等を持つことが確認されている。これらの成分が、金属材に対して耐食性と密着性を発現させると推定される。また、その他、正極から溶出した金属や処理液由来の成分も当該皮膜に含有していると理解される。   Here, the film to be formed contains a gelled product or a precipitate of “component A” and “component B”. The chemical composition of the film varies depending on the processing conditions and the like, and thus cannot be mentioned uniformly, but is presumed to be a salt of the metal constituting “Component A” and the phosphoric acids constituting “Component B”. More specifically, it is presumed to be a metal phosphate of zirconium, titanium and vanadium. These are often used as non-chromic surface treatment agents in place of chromium compounds, and have been confirmed to have a rust prevention effect, a crosslinking function to water-based resins, and the like. These components are presumed to develop corrosion resistance and adhesion to metal materials. In addition, it is understood that the metal eluted from the positive electrode and components derived from the treatment liquid are also contained in the film.

次に、前記電解処理により皮膜が形成された金属材の利用方法を説明する。皮膜を形成した表面処理材上には、種類は特に限定されず、例えば、各種の上塗り皮膜やフィルムラミネート層を設ける。例えば、上塗り皮膜としては、電着塗装、一般水系、溶剤系塗装及び特殊皮膜、例えば、親水性皮膜層、潤滑有機皮膜層、防黴防菌性皮膜等が挙げられる。ラミネートフィルムとしては、PETフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエチレンフィルム等が挙げられる。いずれも有機皮膜、無機皮膜又は有機無機複合皮膜の種類は問わない。また、所望される防錆性レベルによっては、本発明の下地処理皮膜を形成した表面処理材上に上塗り皮膜やフィルムラミネート層を設けない用途にも使用できる。   Next, a method for using a metal material having a film formed by the electrolytic treatment will be described. The type of the surface treatment material on which the film is formed is not particularly limited, and for example, various top coat films and film laminate layers are provided. For example, examples of the top coat include electrodeposition coating, general water-based, solvent-based coating, and special coatings such as a hydrophilic coating layer, a lubricating organic coating layer, and an antibacterial and antibacterial coating. Examples of the laminate film include a PET film, a polyamide film, and a polyethylene film. Any type of organic film, inorganic film, or organic-inorganic composite film may be used. Further, depending on the desired level of rust prevention, it can also be used for applications in which no top coat film or film laminate layer is provided on the surface treatment material on which the base treatment film of the present invention is formed.

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説明する。尚、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with specific examples. In addition, this invention is not limited at all by these Examples.

1.試験板の作製
冷間圧延鋼板(SPCC−SD)
合金化溶融亜鉛メッキ鋼板(GA) メッキ付着量片面当たり45g/m(両面メッキ)
溶融亜鉛メッキ鋼板(GI) 亜鉛付着量片面当たり60g/m(両面メッキ)
電解亜鉛メッキ鋼板(EG) 亜鉛付着量片面当たり40g/m(両面メッキ)
55%アルミ亜鉛メッキ鋼板(GL) 亜鉛付着量片面当たり60g/m(両面メッキ)
アルミニウム板(Al)
ステンレス鋼板(SUS)
マグネシウム材(Mg)
各供試材の寸法 70mm×150mm×0.8mm
1. Preparation of test plate Cold rolled steel plate (SPCC-SD)
Alloyed hot-dip galvanized steel sheet (GA) Plating adhesion 45g / m 2 per side (double-sided plating)
Hot-dip galvanized steel sheet (GI) Zinc adhesion amount 60 g / m 2 per side (double-sided plating)
Electrolytic galvanized steel sheet (EG) Zinc adhesion amount 40g / m 2 per side (double-sided plating)
55% aluminum galvanized steel sheet (GL) Zinc adhesion amount 60g / m 2 per side (double-sided plating)
Aluminum plate (Al)
Stainless steel sheet (SUS)
Magnesium material (Mg)
Dimensions of each test material 70mm x 150mm x 0.8mm

2.前処理
供試材をアルカリ脱脂剤のパルクリーンN364S(日本パ−カライジング社製)を用いて、濃度20g/L、温度60℃の水溶液中に10秒間浸漬し、純水で水洗した後、乾燥した。
2. Pretreatment The sample material was immersed in an aqueous solution having a concentration of 20 g / L and a temperature of 60 ° C. for 10 seconds using an alkaline degreasing agent Pulclean N364S (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.), and washed with pure water. Dried.

3.表面処理
[実施例1〜26、比較例1〜4]
表1に示す組成の電解処理液を用いて陽極電解を行い、SPCC材、GA材又はAl材上に、所定の皮膜重量のカチオン電着塗装の下地処理膜を析出させた。また、表1に示す組成の電解処理液を用いて陽極電解を行い、EG材、GI材、GL材、SUS材又はAl材上に、所定の皮膜重量の一時防錆用耐食膜及び/又は一般塗装の下地処理膜を析出させた。尚、表2に電解処理条件を示す。ここで、電圧に関しては定電圧で行なったが、定電流と異なり電流密度が一定ではない。そこで、図2に、電圧と電流密度の関係を示す。
[比較例5(リン酸亜鉛処理)]
SPCC材、GA材又はAl材を使用し、表面調整剤としてプレパレンZN(日本パーカライジング社製)1g/Lを常温で20秒スプレー塗布し、その後リン酸亜鉛処理薬剤としてパルボンドL3080(日本パーカライジング社製)48g/Lに42℃で120秒間浸漬処理し、リン酸亜鉛処理を行った。この後、水洗し乾燥した。
[比較例6(塗布クロメート処理)]
EG材、GI材、GL材、Al材又はMg材を使用し、塗布クロメート薬剤としてジンクロム1300AN(日本パ−カライジング社製)を用いて、ロールコート法により、付着量が40mg/mとなるよう塗布し、熱風乾燥炉で到達板温度が80℃となるように乾燥した。
3. Surface treatment [Examples 1 to 26, Comparative Examples 1 to 4]
Anodic electrolysis was performed using an electrolytic treatment solution having the composition shown in Table 1 to deposit a base treatment film of cationic electrodeposition coating having a predetermined film weight on the SPCC material, GA material or Al material. Further, anodic electrolysis is performed using the electrolytic treatment solution having the composition shown in Table 1, and a corrosion-resistant film for temporary rust prevention having a predetermined film weight and / or on the EG material, GI material, GL material, SUS material, or Al material. A base coating film for general coating was deposited. Table 2 shows the electrolytic treatment conditions. Here, the voltage is a constant voltage, but unlike the constant current, the current density is not constant. FIG. 2 shows the relationship between voltage and current density.
[Comparative Example 5 (zinc phosphate treatment)]
SPCC material, GA material or Al material is used, and 1 g / L of preparene ZN (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) as a surface conditioner is spray-applied for 20 seconds at room temperature. ) It was immersed in 48 g / L at 42 ° C. for 120 seconds to perform zinc phosphate treatment. Thereafter, it was washed with water and dried.
[Comparative Example 6 (Coating chromate treatment)]
Using EG material, GI material, GL material, Al material or Mg material, using Zinchrome 1300AN (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) as a coating chromate agent, the amount of adhesion is 40 mg / m 2 by roll coating. It applied so that it might become, and it dried so that the ultimate board temperature might be 80 degreeC with a hot air drying furnace.

4.上塗塗装
下記条件でカチオン電着塗装を行った(SPCC材、GA材、及びAl材)。
塗料:GT−10V(関西ペイント社製カチオン電着塗料)
塗装方法:クーロン制御/30秒スロースタート 焼き付け:175℃、25分 膜厚:20μm
下記条件で一般塗装を行った(EG材、GI材、GL材、SUS材、Al材又はMg材)。
塗料:アミラック#1000(関西ペイント社製)
塗装方法:バーコート法 焼き付け:140℃、20分 膜厚:25μm
4). Top coating Cationic electrodeposition coating was performed under the following conditions (SPCC material, GA material, and Al material).
Paint: GT-10V (cationic electrodeposition paint manufactured by Kansai Paint)
Coating method: Coulomb control / 30 seconds slow start Baking: 175 ° C., 25 minutes Film thickness: 20 μm
General coating was performed under the following conditions (EG material, GI material, GL material, SUS material, Al material or Mg material).
Paint: Amirac # 1000 (manufactured by Kansai Paint)
Coating method: Bar coating method Baking: 140 ° C., 20 minutes Film thickness: 25 μm

5.評価
[皮膜重量]
皮膜重量は、蛍光X線分析装置 (FXA)を用いてリンの付着量を測定し、処理剤中の配合量から換算して求めた。
[耐食性]
[SDT]
SPCC材、GA材及びAl材の電着塗装板について、塗装面に対角線状にカッターナイフでカットを入れ、55℃に加温した5%塩化ナトリウム水溶液中に塗板を浸漬した。これを240時間後に引き上げ、水洗、乾燥後、カット部についてテープ剥離試験を行い、両側最大剥離幅を測定した。
評価基準は以下の通りである。
◎:6mm未満 △:6mm以上10mm未満 ×:10mm以上
[SST]
EG材、GI材、GL材、Al材又はMg材の裸板(塗装前)について、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を120時間実施した。耐白錆性を目視にて測定し、評価した。
評価基準は以下の通りである。
◎:白錆発生率5%未満 ○:白錆発生率5%以上、10%未満 △:白錆発生率10%以上、50%未満 ×:白錆発生率50%以上
また、SPCC材、GA材及びAl材の電着塗装板、並びに、EG材、GI材、GL材、SUS材、Al材及びMg材の一般塗装板について、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を480時間実施した。Xカット部の両側最大膨れ幅を測定し、評価した。
評価基準を以下に示す。
◎:膨れなし ○:6mm未満 △:6mm以上10mm未満 ×:10mm以上
[塗膜密着性]
[一次密着性]
SPCC材、GA材、EG材、GI材、GL材、SUS材、Al材及びMg材の塗装板を、塗装面に1mm角の碁盤目をカッターナイフで入れ、塗装面が凸となるようにエリクセン試験機で5mm押し出した後、テープ剥離試験を行った。碁盤目の入れ方、エリクセンの押し出し方法、テープ剥離の方法については、JIS−K5400.8.2、及びJIS−K5400.8.5記載の方法に準じて実施した。評価は塗膜剥離個数にて行った。
評価基準を以下に示す。
◎:剥離無し ○:剥離個数1個以上、10個未満 △:剥離個数11個以上、50個未満 ×:剥離個数51個以上
[二次密着性]
SPCC材、GA材及びAl材の電着塗装板を40℃に加温した純水中に浸漬した。これを240時間後に引き上げ、乾燥後、一次密着性と同様なテストを行い評価した。EG材、GI材、GL材、SUS材、Al材及びMg材の塗装板を沸騰水中に2時間浸漬した後、一次密着性と同様なテストを行い評価した。
上記の結果を表2に示す。
表2の結果から明らかな通り、本発明の塗装下地処理剤を用いた実施例は、良好な塗装密着性、耐食性が得られている。
5. Evaluation [film weight]
The coating weight was determined by measuring the adhesion amount of phosphorus using a fluorescent X-ray analyzer (FXA) and converting from the blending amount in the treatment agent.
[Corrosion resistance]
[SDT]
About the electrodeposition coating plate of SPCC material, GA material, and Al material, the coating surface was cut with the cutter knife diagonally on the coating surface, and the coating plate was immersed in 5% sodium chloride aqueous solution heated at 55 degreeC. This was pulled up after 240 hours, washed with water, dried, and then subjected to a tape peeling test on the cut part to measure the maximum peeling width on both sides.
The evaluation criteria are as follows.
A: Less than 6 mm Δ: 6 mm or more and less than 10 mm ×: 10 mm or more [SST]
About the bare board (before coating) of EG material, GI material, GL material, Al material, or Mg material, the salt spray test prescribed | regulated to JIS-Z2371 was implemented for 120 hours. The white rust resistance was visually measured and evaluated.
The evaluation criteria are as follows.
◎: White rust occurrence rate less than 5% ○: White rust occurrence rate 5% or more and less than 10% △: White rust occurrence rate 10% or more and less than 50% ×: White rust occurrence rate 50% or more Also, SPCC material, GA The salt spray test specified in JIS-Z2371 was carried out for 480 hours on the electrodeposited coated plate made of aluminum and Al, and the general coated plate made of EG, GI, GL, SUS, Al and Mg. . The maximum swollen width on both sides of the X-cut portion was measured and evaluated.
The evaluation criteria are shown below.
◎: No swelling ○: Less than 6 mm △: 6 mm or more and less than 10 mm ×: 10 mm or more [Coating film adhesion]
[Primary adhesion]
SPCC materials, GA materials, EG materials, GI materials, GL materials, SUS materials, Al materials, and Mg materials are placed on the painted surface with a 1 mm square grid so that the painted surface becomes convex. After extruding 5 mm with an Erichsen tester, a tape peeling test was conducted. About the method of putting a grid, the extrusion method of Erichsen, and the method of tape peeling, it implemented according to the method of JIS-K5400.88.2 and JIS-K5400.88.5. Evaluation was performed by the number of coating film peeling.
The evaluation criteria are shown below.
◎: No peeling ○: Number of peeled 1 or more, less than 10 △: Number of peeled 11 or more, less than 50 ×: Number of peeled 51 or more [secondary adhesion]
The electrodeposition coated plate of SPCC material, GA material and Al material was immersed in pure water heated to 40 ° C. This was pulled up after 240 hours, and after drying, the same test as the primary adhesion was performed and evaluated. An EG material, a GI material, a GL material, a SUS material, an Al material, and an Mg material coated plate were immersed in boiling water for 2 hours, and then a test similar to the primary adhesion was performed and evaluated.
The results are shown in Table 2.
As is apparent from the results in Table 2, in the examples using the coating surface treatment agent of the present invention, good coating adhesion and corrosion resistance are obtained.

Figure 0004719546
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Figure 0004719546
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図1は、本発明に係る「ゲル化・沈殿防止」の概念に係る、成分Cの存在・不存在と粘度との関係を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the presence / absence of component C and viscosity according to the concept of “gelation / precipitation prevention” according to the present invention. 図2は、実施例における、電圧と電流密度の関係を示す。FIG. 2 shows the relationship between voltage and current density in the example.

Claims (9)

ジルコニウム、チタン及びバナジウムからなる群より選ばれる少なくとも一種(成分A)、リン酸類(成分B)並びにゲル化・沈殿防止剤(成分C)を含有することを特徴とする陽極電解用処理液。   A treatment liquid for anodic electrolysis, comprising at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium and vanadium (component A), phosphoric acids (component B), and a gelling / precipitation inhibitor (component C). 成分Cが、有機窒素化合物及び/又は無機窒素化合物である、請求項1記載の陽極電解用処理液。   The process liquid for anodic electrolysis of Claim 1 whose component C is an organic nitrogen compound and / or an inorganic nitrogen compound. 成分A、成分B及び成分Cの含有量が、夫々、金属換算で20〜20000ppm、P換算で20〜20000ppm及び固形分濃度で10〜10000ppmである、請求項1又は2記載の陽極電解用処理液。   The process for anodic electrolysis according to claim 1 or 2, wherein the content of component A, component B and component C is 20 to 20000 ppm in terms of metal, 20 to 20000 ppm in terms of P, and 10 to 10,000 ppm in terms of solid content. liquid. ケイ素、セリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム及びマンガンからなる群から選択される少なくとも一種並びに水溶性高分子からなる群から選択される、少なくとも一種の成分を更に含有する、請求項1〜3のいずれか一項記載の陽極電解用処理液。   It further comprises at least one component selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of silicon, cerium, lithium, zinc, magnesium, calcium, aluminum and manganese and a group consisting of a water-soluble polymer. The treatment liquid for anodic electrolysis according to any one of 3. pHが2〜13である、請求項1〜4のいずれか一項記載の陽極電解用処理液。   The treatment liquid for anodic electrolysis according to any one of claims 1 to 4, wherein the pH is 2 to 13. 一時防錆剤及び/又は塗装下地剤としての、請求項1〜5のいずれか一項記載の陽極電解用処理液。   The treatment liquid for anodic electrolysis according to any one of claims 1 to 5, as a temporary rust preventive and / or a coating base material. 請求項1〜6のいずれか一項記載の陽極電解用処理液を用いて陽極電解処理することにより、成分Aと成分Bのゲル化物及び/又は沈殿物を含有する皮膜を金属材表面に形成させる工程を含むことを特徴とする電解処理方法。   Forming a film containing the gelled product and / or the precipitate of component A and component B on the surface of the metal material by performing an anodic electrolysis treatment using the anodic electrolysis treatment solution according to claim 1. The electrolytic processing method characterized by including the process to make. 前記陽極電解が、0.2〜200Vの電圧、0.1〜100A/dm2の陽極電流密度の直流電解である、請求項7記載の電解処理方法。 The electrolytic treatment method according to claim 7, wherein the anodic electrolysis is direct current electrolysis having a voltage of 0.2 to 200 V and an anode current density of 0.1 to 100 A / dm 2 . 前記金属材が、鉄系基材、亜鉛系基材、アルミ系基材及び/又はマグネシウム系基材である、請求項7又は8記載の電解処理方法。   The electrolytic treatment method according to claim 7 or 8, wherein the metal material is an iron-based substrate, a zinc-based substrate, an aluminum-based substrate, and / or a magnesium-based substrate.
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