JP4920442B2 - Chrome-free surface-treated steel sheet with excellent performance balance - Google Patents

Chrome-free surface-treated steel sheet with excellent performance balance Download PDF

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本発明は亜鉛系めっき鋼板を母材とするノンクロム表面処理鋼板に関する。本発明の表面処理鋼板は、平面部、アルカリ脱脂後および加工部のいずれの耐食性にも優れ、かつ耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性(摺動性)、耐熱性、耐酸性、耐水性にも優れている。   The present invention relates to a non-chromium surface-treated steel sheet using a zinc-based plated steel sheet as a base material. The surface-treated steel sheet of the present invention is excellent in corrosion resistance of the flat part, after alkaline degreasing and in the processed part, and has fingerprint resistance, electrical conductivity, paint adhesion, workability (sliding property), heat resistance and acid resistance. Excellent water resistance.

従来から家電製品や建材等には、亜鉛めっき鋼板と亜鉛合金めっき鋼板とを含む亜鉛系めっき鋼板が広く用いられている。亜鉛系めっき鋼板は、そのままでは耐食性や塗装密着性が不十分であるため、クロメートやリン酸亜鉛などの化成処理が施された製品が製造されている。これらの製品のうち、クロメート処理製品は、用途によっては無塗装で使用される場合がある。その場合、鋼板表面に指紋が付着して外観が損なわれるため、さらに有機樹脂をコーティングした耐指紋性鋼板という製品が実用化されている。   Conventionally, zinc-based plated steel sheets including galvanized steel sheets and zinc alloy-plated steel sheets have been widely used for home appliances and building materials. Since the zinc-based plated steel sheet has insufficient corrosion resistance and paint adhesion as it is, products subjected to chemical conversion treatment such as chromate and zinc phosphate are manufactured. Among these products, chromate-treated products may be used without coating depending on the application. In that case, since fingerprints adhere to the surface of the steel sheet and the appearance is impaired, a product called an anti-fingerprint steel sheet coated with an organic resin has been put to practical use.

この耐指紋性鋼板、すなわち、亜鉛系めっき鋼板にクロメート処理を施し、形成されたクロメート皮膜の上層に有機樹脂をコーティングした表面処理鋼板は、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性等の、要求される種々の特性の性能バランスに優れており、家電製品や建材のさまざまな用途に、塗装して、あるいは無塗装のままで使用することが可能である。   This fingerprint-resistant steel sheet, that is, a surface-treated steel sheet obtained by subjecting a zinc-based plated steel sheet to chromate treatment and coating the upper layer of the formed chromate film with an organic resin, is flat surface corrosion resistance, corrosion resistance after alkaline degreasing, processed part corrosion resistance, Excellent performance balance of various required properties such as fingerprint, conductivity, paint adhesion, processability, heat resistance, acid resistance, water resistance, etc., and can be applied to various uses of home appliances and building materials. Or can be used without painting.

ところが、近年の6価クロム規制に伴い、クロメート処理を使用しないクロムフリーの耐指紋性鋼板の要求が高まっており、これまでにもいくつかの提案がなされている。
例えば、下記特許文献1には、特定のフェノール樹脂、カチオン性ウレタン樹脂、シランカップリング剤、Ti化合物、ならびに特定の酸もしくはその塩を含む表面処理液を用いて亜鉛系またはアルミニウム系めっき鋼板を表面処理した表面処理鋼板が開示されている。しかし、この表面処理鋼板では、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性等の特性の性能バランスが必ずしも良好でない。
However, with the recent regulation of hexavalent chromium, there has been an increasing demand for chromium-free fingerprint-resistant steel plates that do not use chromate treatment, and several proposals have been made so far.
For example, in Patent Document 1 below, a zinc-based or aluminum-based plated steel sheet is prepared using a surface treatment solution containing a specific phenol resin, a cationic urethane resin, a silane coupling agent, a Ti compound, and a specific acid or salt thereof. A surface-treated steel sheet having a surface treated is disclosed. However, this surface-treated steel sheet has a performance balance of characteristics such as flat part corrosion resistance, corrosion resistance after alkaline degreasing, processed part corrosion resistance, fingerprint resistance, conductivity, paint adhesion, workability, heat resistance, acid resistance, and water resistance. Not necessarily good.

下記特許文献2には、水溶性樹脂または水系エマルジョン樹脂、特定のフェノール樹脂、特定の金属化合物、ならびに場合によりさらに酸およびシランカップリング剤を配合した金属表面処理液を用いる技術が開示されている。この技術を利用した表面処理鋼板は、性能バランスは比較的良好であるものの、耐食性(特にアルカリ脱脂後の耐食性)および加工性の点でユーザーの要望を必ずしも満足できないことがある。
特開2003−105562号公報 特開2003−13252号公報
Patent Document 2 below discloses a technique using a water-soluble resin or water-based emulsion resin, a specific phenol resin, a specific metal compound, and optionally a metal surface treatment liquid containing an acid and a silane coupling agent. . Although the surface-treated steel sheet using this technique has a relatively good balance of performance, it may not always satisfy the user's request in terms of corrosion resistance (particularly corrosion resistance after alkaline degreasing) and workability.
JP 2003-105562 A JP 2003-13252 A

これまでに提案されたクロムフリーの耐指紋性鋼板は、クロメート皮膜上に有機樹脂をコーティングした従来の耐指紋性鋼板に比べて、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性等の特性に関する性能バランスが不十分であるため、家電製品や建材などの用途のうち一部には適用できず、用途に応じて皮膜成分の微調整や、皮膜付着量の微調整を行う必要があった。   Previously proposed chromium-free fingerprint-resistant steel plates have a flat surface corrosion resistance, corrosion resistance after alkaline degreasing, processed portion corrosion resistance, and fingerprint resistance compared to conventional fingerprint-resistant steel plates coated with an organic resin on a chromate film. Insufficient performance balance regarding properties such as conductivity, paint adhesion, processability, heat resistance, acid resistance, water resistance, etc., so it cannot be applied to some applications such as home appliances and building materials. Accordingly, fine adjustment of the film components and fine adjustment of the film adhesion amount were required.

本発明は、クロムを含有することなく、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性等の性能バランスに優れた表面処理鋼板を提供することを目的とする。   The present invention does not contain chromium, and balances in performance such as flat surface corrosion resistance, corrosion resistance after alkaline degreasing, processed portion corrosion resistance, fingerprint resistance, conductivity, paint adhesion, workability, heat resistance, acid resistance, and water resistance. An object of the present invention is to provide a surface-treated steel sheet having excellent resistance.

本発明者らは、クロメート処理を行わずに耐指紋性鋼板に要求される種々の特性を確保すべく検討した結果、カチオン性フェノール樹脂とカチオン性ウレタン樹脂とシランカップリング剤からなる表面処理液中に、さらにマンガン、ジルコニウム、およびバナジウムの3種類の金属化合物とフィッシャートロプッシュワックスとを含有させることにより、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性のいずれも良好な皮膜を形成することができ、本発明を成すに至った。   As a result of studying to ensure various properties required for fingerprint-resistant steel sheets without performing chromate treatment, the present inventors have obtained a surface treatment liquid comprising a cationic phenol resin, a cationic urethane resin, and a silane coupling agent. In addition, by incorporating three kinds of metal compounds of manganese, zirconium, and vanadium and Fischer Tropus wax, the corrosion resistance of the flat part, corrosion resistance after alkaline degreasing, corrosion resistance of the processed part, fingerprint resistance, conductivity, paint adhesion As a result, it is possible to form a film with good properties, workability, heat resistance, acid resistance, and water resistance, thereby achieving the present invention.

本発明は、亜鉛系めっき鋼板の表面に、下記一般式(1)で示される構造単位を含むカチオン性ポリウレタン樹脂(A)と、下記一般式(2)で示される反復単位を有する平均重合度2〜50の重合体分子からなるカチオン性フェノール樹脂(B)と、シランカップリング剤(C)と、マンガン化合物(D)と、ジルコニウム化合物(E)と、バナジウム化合物(F)と、平均粒経が0.1〜0.5μm、数平均分子量が500〜2000、密度が0.85〜0.95で、かつ融点が70〜90℃であるフィッシャートロプッシュワックス(G)とを含有する水系表面処理液の塗布と乾燥により形成された表面処理皮膜を有し、表面処理液中の各成分の固形分(成分A、B、C、G)または金属換算での固形分(成分D、E、F)の配合割合が、質量比で、
A/B=7〜120、
C/(A+B)=0.2〜0.75、
D/(A+B)=0.005〜0.025、
E/(A+B)=0.01〜0.075、
F/(A+B)=0.001〜0.025、
G/(A+B)=0.03〜0.4、
であることを特徴とする表面処理鋼板である。
The present invention provides an average degree of polymerization having a cationic polyurethane resin (A) containing a structural unit represented by the following general formula (1) and a repeating unit represented by the following general formula (2) on the surface of a galvanized steel sheet. Cationic phenol resin (B) composed of 2 to 50 polymer molecules, silane coupling agent (C), manganese compound (D), zirconium compound (E), vanadium compound (F), average particle An aqueous system containing Fischer-Tropsch wax (G) having a diameter of 0.1 to 0.5 μm, a number average molecular weight of 500 to 2000, a density of 0.85 to 0.95 and a melting point of 70 to 90 ° C. It has a surface treatment film formed by applying and drying the surface treatment liquid, and the solid content (components A, B, C, G) of each component in the surface treatment liquid or the solid content (components D, E) in metal conversion , F) is a mass ratio,
A / B = 7-120,
C / (A + B) = 0.2-0.75
D / (A + B) = 0.005 to 0.025,
E / (A + B) = 0.01-0.075,
F / (A + B) = 0.001 to 0.025,
G / (A + B) = 0.03-0.4,
It is the surface treatment steel plate characterized by being.

Figure 0004920442
Figure 0004920442

式中、Rは炭素数4〜9の脂肪族アルキレン基であり、nは数平均分子量が500〜5000の範囲となるに相当する整数である。   In the formula, R is an aliphatic alkylene group having 4 to 9 carbon atoms, and n is an integer corresponding to a number average molecular weight in the range of 500 to 5000.

Figure 0004920442
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式中、Y1およびY2は、それぞれ独立して水素または下記一般式(3)もしくは(4)で示されるZ基を表し、各ベンゼン環当たりのZ基の平均置換数は0.2〜1.0である。 In the formula, Y 1 and Y 2 each independently represent hydrogen or a Z group represented by the following general formula (3) or (4), and the average number of substitutions of Z groups per benzene ring is 0.2 to 1.0.

Figure 0004920442
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式(3)および(4)中、R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を表し、A-は水酸イオン又は酸イオンを表す。 In the formulas (3) and (4), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydroxyalkyl having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group, and A represents a hydroxide ion or an acid ion.

上記表面処理皮膜の付着量は0.1〜3g/m2の範囲内であることが好ましい。
本発明によればまた、上記表面処理液、ならびに、この表面処理液を亜鉛系めっき鋼板に塗布し、次いで加熱乾燥することからなる表面処理鋼板の製造方法も提供される。
The adhesion amount of the surface treatment film is preferably in the range of 0.1 to 3 g / m 2 .
According to the present invention, there is also provided a method for producing a surface-treated steel sheet, which comprises applying the surface-treated liquid and the surface-treated liquid to a zinc-based plated steel sheet and then drying by heating.

本発明の表面処理鋼板は、クロムを含有することなく、平面部耐食性、アルカリ脱脂後耐食性、加工部耐食性、耐指紋性、導電性、塗装密着性、加工性、耐熱性、耐酸性、耐水性等の特性に関して優れた性能バランスを示す。したがって、この表面処理鋼板は、家電製品や建材のあらゆる用途にそのまま使用することができ、公知のクロムフリー耐指紋性表面処理鋼板のように、用途に応じた皮膜成分や付着量の微調整を必要としない。この鋼板は、無塗装で使用しても、あるいは塗装しても使用することができる。   The surface-treated steel sheet of the present invention does not contain chromium, and has a flat surface corrosion resistance, corrosion resistance after alkaline degreasing, processed portion corrosion resistance, fingerprint resistance, conductivity, paint adhesion, workability, heat resistance, acid resistance, and water resistance. Excellent performance balance with respect to these characteristics. Therefore, this surface-treated steel sheet can be used as it is for every application of home appliances and building materials, and fine-tuning of coating components and adhesion amount according to the application, like the known chromium-free fingerprint-resistant surface-treated steel sheet. do not need. This steel plate can be used without being painted or painted.

本発明の表面処理鋼板は、人体に有害な6価クロムも含めてクロムを全く含有せず、また水系の表面処理液を使用して製造されたものであるため、塗布・乾燥時に有機溶剤が蒸発しないので、作業環境が良好に保持され、廃液処理も容易である。   The surface-treated steel sheet of the present invention does not contain any chromium, including hexavalent chromium harmful to the human body, and is manufactured using an aqueous surface treatment solution. Since it does not evaporate, the working environment is well maintained and waste liquid treatment is easy.

本発明の表面処理鋼板の基材としては、耐食性に優れていることから、亜鉛系めっき鋼板を使用する。亜鉛系めっき鋼板とは亜鉛めっき鋼板と亜鉛合金めっき鋼板とを包含する意味である。亜鉛系めっきの例としては、亜鉛めっき、Zn−Ni合金めっき、Zn−Fe合金めっき(電気めっき、合金化溶融亜鉛めっき)、Zn−Co合金めっき、Zn−Al合金めっき(例、Zn−5%Al合金めっき、Zn−55%Al合金めっき)、Zn−Mn合金めっき、Zn−Mg合金めっき、Zn−Al−Mg合金めっき、Zn−Sn合金めっきなどを例示することができる。これらのめっき鋼板は、めっき皮膜中に黒変防止その他の目的で、ニッケル、鉄、アルミニウム、マグネシウム、錫、コバルト、モリブデン、タングステン、チタン、マンガン、鉛、アンチモン、銅、カドミウム、ヒ素、リン等の1種または2種以上の元素を含有していても良い。また、めっきとともに共析可能な、有機化合物あるいはアルミナ、シリカ、チタニア等の無機化合物等を含有していても良い。さらに、2層以上のめっきを組み合わせた複層めっき鋼板であってもよい。   As the base material of the surface-treated steel sheet of the present invention, a zinc-based plated steel sheet is used because of its excellent corrosion resistance. The zinc-based plated steel sheet includes a galvanized steel sheet and a zinc alloy plated steel sheet. Examples of zinc-based plating include zinc plating, Zn—Ni alloy plating, Zn—Fe alloy plating (electroplating, alloyed hot dip galvanizing), Zn—Co alloy plating, Zn—Al alloy plating (eg, Zn-5). % Al alloy plating, Zn-55% Al alloy plating), Zn-Mn alloy plating, Zn-Mg alloy plating, Zn-Al-Mg alloy plating, Zn-Sn alloy plating, and the like. These plated steel sheets are used in nickel plating, iron, aluminum, magnesium, tin, cobalt, molybdenum, tungsten, titanium, manganese, lead, antimony, copper, cadmium, arsenic, phosphorus, etc. 1 type or 2 or more types of elements may be contained. Further, it may contain an organic compound or an inorganic compound such as alumina, silica, and titania that can be co-deposited with plating. Further, it may be a multi-layer plated steel sheet in which two or more layers of plating are combined.

めっきの種類も限定されず、めっき種に応じて、電気めっき、溶融めっき、蒸着めっきなどを適用すればよく、これらのめっき方法を組み合わせることも可能である。通常は溶融めっきまたは電気めっきである。   The type of plating is not limited, and electroplating, hot dipping, vapor deposition plating, or the like may be applied depending on the plating type, and these plating methods may be combined. Usually, it is hot dipping or electroplating.

基材めっき鋼板として好ましいのは、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Zn−Niめっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融Zn−5%Alめっき鋼板、および溶融Zn−55%Alめっき鋼板である。   Preferred as the substrate-plated steel sheet is a hot dip galvanized steel sheet, an electrogalvanized steel sheet, an electro Zn-Ni plated steel sheet, an alloyed hot dip galvanized steel sheet, a molten Zn-5% Al plated steel sheet, and a molten Zn-55% Al plated It is a steel plate.

基材めっき鋼板の表面処理に用いる表面処理液は、上記一般式(1)で示される構造単位を含むカチオン性ポリウレタン樹脂(A)、上記一般式(2)で示される反復単位を有するカチオン性フェノール樹脂(B)、シランカップリング剤(C)、マンガン化合物(D)、ジルコニウム化合物(E)、バナジウム化合物(F)、および平均粒経0.1〜0.5μm、数平均分子量500〜2000、密度0.85〜0.95で、かつ融点が70〜90℃のフィッシャートロプッシュワックス(G)を含有する水系処理液である。(A)〜(G)の各成分はいずれも1種または2種以上を使用することができ、2種以上を使用する場合は、その合計量をその成分の量とする。各成分について次により詳しく説明する。   The surface treatment liquid used for the surface treatment of the base-plated steel sheet is a cationic polyurethane resin (A) containing a structural unit represented by the general formula (1) and a cationic having a repeating unit represented by the general formula (2). Phenol resin (B), silane coupling agent (C), manganese compound (D), zirconium compound (E), vanadium compound (F), and average particle size of 0.1 to 0.5 μm, number average molecular weight of 500 to 2000 A water-based treatment liquid containing Fischer-Tropsch wax (G) having a density of 0.85 to 0.95 and a melting point of 70 to 90 ° C. Each of the components (A) to (G) can be used alone or in combination of two or more, and when two or more are used, the total amount is the amount of that component. Each component will be described in more detail below.

(A)カチオン性ポリウレタン樹脂
水系樹脂である上記一般式(1)で示される構造単位を含むカチオン性ポリウレタン樹脂(A)は、密着性が良好で緻密な皮膜を形成できるため外気遮断効果による耐食性の向上効果があり、かつ耐アルカリ性および、耐熱性および耐水性が良好な樹脂であるという観点から、本発明において表面処理液および表面処理皮膜の主成分として用いる。
(A) Cationic Polyurethane Resin Cationic polyurethane resin (A) containing a structural unit represented by the above general formula (1), which is a water-based resin, has good adhesion and can form a dense film. In the present invention, it is used as a main component of the surface treatment liquid and the surface treatment film from the viewpoint that it is a resin that has an improvement effect of the above and has good alkali resistance, heat resistance and water resistance.

カチオン性ポリウレタン樹脂(A)は、第一〜第三アミノ基および第四アンモニウム基から選ばれた少なくとも1種のカチオン性官能基を有するポリウレタン樹脂を意味する。このカチオン性官能基は、フェノール樹脂(B)に関して式(3)および式(4)で示したZ基と同様の基である。Z基が式(4)で示されるアンモニウム基である場合、その対イオンA-は水酸イオン又は酸イオンであり、酸イオンの具体例としては、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、りん酸イオン、フッ化物イオンなどを挙げることができる。
カチオン性官能基としては、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基などが挙げられる。
The cationic polyurethane resin (A) means a polyurethane resin having at least one cationic functional group selected from primary to tertiary amino groups and quaternary ammonium groups. This cationic functional group is the same group as the Z group represented by the formulas (3) and (4) with respect to the phenol resin (B). When the Z group is an ammonium group represented by the formula (4), the counter ion A is a hydroxide ion or an acid ion. Specific examples of the acid ion include a sulfate ion, a nitrate ion, an acetate ion, and a phosphate. And ions and fluoride ions.
Examples of the cationic functional group include an amino group, a methylamino group, an ethylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a trimethylammonium group, and a triethylammonium group.

ポリウレタン樹脂の骨格は、使用するポリオール成分に応じて、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリカプロラクトン系などに分類されるが、ポリカーボネート系を選択することで、より優れた耐酸性が得られる。   The skeleton of the polyurethane resin is classified into a polyether type, a polyester type, a polycarbonate type, a polycaprolactone type, and the like depending on the polyol component to be used. By selecting the polycarbonate type, more excellent acid resistance can be obtained. .

カチオン性ポリウレタン樹脂(A)の数平均分子量は5000〜500000が好ましく、より好ましくは10000〜300000である。カチオン性ポリウレタン樹脂は、少なくとも一部が上記アミノ基またはアンモニウム基で置換されたポリカーボネートポリオールと脂肪族、脂環式もしくは芳香族ポリイソシアネートとを縮重合させることにより得ることができる。   The number average molecular weight of the cationic polyurethane resin (A) is preferably 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 300,000. The cationic polyurethane resin can be obtained by polycondensation of a polycarbonate polyol substituted at least in part with the amino group or ammonium group and an aliphatic, alicyclic or aromatic polyisocyanate.

ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は500〜5000が好ましく、より好ましくは500〜3000である。500未満では皮膜が硬くなりすぎ、5000を超えるものは製造が困難である。   The number average molecular weight of the polycarbonate polyol is preferably 500 to 5,000, more preferably 500 to 3,000. If it is less than 500, the film becomes too hard, and if it exceeds 5000, it is difficult to produce.

ポリカーボネートポリオールは、分子末端に水酸基を有しカーボネート結合を介してアルキレン基が結合したポリオールであり、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネートなどと、アルキレンジオールとの反応により得られる。アルキレンジオールとしては、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオールなど炭素数が4〜9のものが好ましく用いられ、これらは、単独又は二種以上の共重合体として使用される。   Polycarbonate polyol is a polyol having a hydroxyl group at the molecular end and an alkylene group bonded via a carbonate bond, and is obtained by reaction of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, and the like with an alkylene diol. Examples of the alkylene diol include 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,9-nonanediol. Those having 4 to 9 carbon atoms are preferably used, and these are used alone or as a copolymer of two or more.

ポリイソシアネートの例には、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等がある。   Examples of polyisocyanates include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and the like.

(B)カチオン性フェノール樹脂
カチオン性フェノール樹脂(B)は、皮膜の耐食性および耐溶剤性の向上と表面処理液の液安定性を向上させるために、表面処理液に配合される。樹脂が上記のカチオン性ポリウレタン樹脂(A)だけでは、残りの成分(C)〜(G)をすべて所定割合で配合しても、皮膜の耐食性および耐溶剤性は満足できるものとはならない。
(B) Cationic phenol resin The cationic phenol resin (B) is blended in the surface treatment liquid in order to improve the corrosion resistance and solvent resistance of the film and improve the liquid stability of the surface treatment liquid. If the resin is only the above-mentioned cationic polyurethane resin (A), even if all the remaining components (C) to (G) are blended in a predetermined ratio, the corrosion resistance and solvent resistance of the film cannot be satisfied.

カチオン性フェノール樹脂(B)は、上記一般式(2)で示される反復単位を有する重合体分子からなる水溶性の樹脂であり、平均重合度は2〜50である。一般式(2)からわかるように、この樹脂は、Z基、すなわち、式(3)または式(4)で示される第一〜第三アミノ基または第四級アンモニウム基でベンゼン環上の水素が置換されたビスフェノールA−ホルムアルデヒド樹脂であると言うことができる。この樹脂は水溶性であるが、乾燥すると耐水性が向上する。   The cationic phenol resin (B) is a water-soluble resin composed of a polymer molecule having a repeating unit represented by the general formula (2), and has an average degree of polymerization of 2-50. As can be seen from the general formula (2), this resin is a hydrogen on the benzene ring with a Z group, that is, a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium group represented by the formula (3) or the formula (4). Can be said to be substituted bisphenol A-formaldehyde resins. This resin is water-soluble, but water resistance improves when dried.

カチオン性フェノール樹脂(B)の平均重合度が2より低いと、耐溶剤性付与効果が不十分となり、一方50を超えると、樹脂の水溶性の低下や、液の増粘により、表面処理処剤の安定性が低下する。   If the average degree of polymerization of the cationic phenol resin (B) is lower than 2, the effect of imparting solvent resistance becomes insufficient. The stability of the agent is reduced.

式(3)で示されるZ基は、第一〜第三アルキルおよび/もしくはヒドロキシアルキルアミノ基であり、式(4)で示されるZ基は、第四級アルキルおよび/もしくはヒドロキシアルキルアンモニウム基である。このアルキル基またはヒドロキシアルキル基(R1〜R5で示される)は炭素数が1〜10のものである。このアルキルまたはヒドロキシアルキル基の炭素数が11以上になると、樹脂(B)の水溶性が著しく低下し、表面処理液が不安定になり、成膜性が低下する。このアルキル基またはヒドロキシアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜4である。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、ヒドロキシイソブチルなどを挙げることができる。特に好ましいのは炭素数が1〜2のアルキル基またはヒドロキシアルキル基である。 The Z group represented by the formula (3) is a primary to tertiary alkyl and / or hydroxyalkylamino group, and the Z group represented by the formula (4) is a quaternary alkyl and / or hydroxyalkylammonium group. is there. This alkyl group or hydroxyalkyl group (indicated by R 1 to R 5 ) has 1 to 10 carbon atoms. When the carbon number of the alkyl or hydroxyalkyl group is 11 or more, the water solubility of the resin (B) is remarkably lowered, the surface treatment liquid becomes unstable, and the film formability is lowered. This alkyl group or hydroxyalkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, butyl, hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, hydroxyisobutyl and the like. Particularly preferred is an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms or a hydroxyalkyl group.

Z基が式(4)で示されるアンモニウム基である場合、その対イオンA-は、水酸イオン又は酸イオンであり、酸イオンの具体例としては、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、りん酸イオン、フッ化物イオンなどを挙げることができる。 When the Z group is an ammonium group represented by the formula (4), the counter ion A is a hydroxide ion or an acid ion. Specific examples of the acid ion include sulfate ion, nitrate ion, acetate ion, phosphorus ion. An acid ion, a fluoride ion, etc. can be mentioned.

Z基のベンゼン環当たりの平均置換数は0.2〜1.0の範囲とする。ここで、Z基の平均置換数とは、全Z基導入数を全ベンゼン環数(即ち、平均重合度×2)で除した数値のことである。この平均置換数が0.2より低いと、樹脂の基体表面への密着性が不十分となり、耐食性が低下する。この平均置換数が1.0を越える(即ち、平均して各ベンゼン環に1個より多いZ基が置換する)と、樹脂の親水性が大きくなりすぎ、やはり耐食性が低下する。Z基の平均置換数は好ましくは0.3〜0.7である。Z基が式(4)で示されるアンモニウム基のみである場合には、親水性付与効果が大きいため、Z基の平均置換数は0.5未満とすることが好ましい。したがって、Z基が式(4)で示されるアンモニウム基のみである場合における特に好ましいZ基の平均置換数は0.3以上0.5未満である。   The average number of substitution per benzene ring of the Z group is in the range of 0.2 to 1.0. Here, the average number of substitution of Z groups is a numerical value obtained by dividing the total number of introduced Z groups by the total number of benzene rings (that is, average degree of polymerization × 2). When this average substitution number is lower than 0.2, the adhesion of the resin to the substrate surface becomes insufficient and the corrosion resistance is lowered. If this average number of substitutions exceeds 1.0 (that is, on average, more than one Z group is substituted on each benzene ring), the hydrophilicity of the resin becomes too large, and the corrosion resistance also decreases. The average number of substitutions of the Z group is preferably 0.3 to 0.7. When the Z group is only the ammonium group represented by the formula (4), the hydrophilicity imparting effect is great, and therefore the average substitution number of the Z group is preferably less than 0.5. Therefore, when the Z group is only the ammonium group represented by the formula (4), the particularly preferred average number of substitution of the Z group is 0.3 or more and less than 0.5.

このカチオン性フェノール樹脂は、一般的なフェノール−ホルムアルデヒド樹脂の合成法に準じて、例えば、アルカリ触媒の存在下で、ビスフェノールAにホルムアルデヒドとZ基を生ずるアミン(またはアンモニア)を作用させることにより合成することができる。アミンは、縮重合前に予めビスフェノールAに作用させるか、逆に縮重合後に重合体に作用させることも可能である。   This cationic phenol resin is synthesized by reacting bisphenol A with an amine (or ammonia) that generates formaldehyde and a Z group in the presence of an alkali catalyst in accordance with a general method for synthesizing a phenol-formaldehyde resin. can do. The amine can be allowed to act on bisphenol A in advance before the condensation polymerization, or conversely on the polymer after the condensation polymerization.

(C)シランカップリング剤
シランカップリング剤(C)は、皮膜の耐溶剤性、耐食性および密着性の向上に効果がある。
(C) Silane coupling agent The silane coupling agent (C) is effective in improving the solvent resistance, corrosion resistance and adhesion of the coating.

シランカップリング剤(C)としては市販品を利用することができる。好ましいシランカップリング剤は、活性水素を含有するアミノ基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、およびメタクリロキシ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するものである。具体例を挙げると、N−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトエリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが使用できる。   A commercially available product can be used as the silane coupling agent (C). Preferred silane coupling agents are those having at least one functional group selected from an amino group containing active hydrogen, an epoxy group, a vinyl group, a mercapto group, and a methacryloxy group. Specific examples include N- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2 -(3,4 Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and the like can be used.

(D)マンガン化合物
マンガン化合物(D)は、基材との密着性の向上ならびに耐食性の向上に効果的である。
マンガン化合物(D)の例としては、硝酸マンガン、硫酸マンガン、りん酸マンガン、酸化マンガン、炭酸マンガン、フッ化マンガン、塩化マンガンなどの無機化合物;ならびに酢酸マンガン、乳酸マンガン、プロピオン酸マンガン、マンガンアセチルアセトネート、テトラプロポキシマンガン、テトラブトキシマンガンなどの有機化合物が挙げられる。好ましいマンガン化合物は、硝酸マンガン、りん酸マンガン、酢酸マンガン、乳酸マンガン、マンガンアセチルアセトネートである。
(D) Manganese Compound The manganese compound (D) is effective in improving adhesion to the substrate and improving corrosion resistance.
Examples of the manganese compound (D) include inorganic compounds such as manganese nitrate, manganese sulfate, manganese phosphate, manganese oxide, manganese carbonate, manganese fluoride, manganese chloride; and manganese acetate, manganese lactate, manganese propionate, manganese acetyl. Organic compounds such as acetonate, tetrapropoxy manganese, tetrabutoxy manganese and the like can be mentioned. Preferred manganese compounds are manganese nitrate, manganese phosphate, manganese acetate, manganese lactate, and manganese acetylacetonate.

(E)ジルコニウム化合物
ジルコニウム化合物(E)は、皮膜の耐食性向上に有効であり、特に耐アルカリ性の向上効果が大きい。前述した特許文献1では、金属化合物としてチタン化合物を使用しているが、チタン化合物はカチオン性フェノール樹脂(B)と共存すると発色するため、皮膜を変色させる。一方、ジルコニウムはチタンと同族の元素であるが、ジルコニウム化合物を使用した場合には、カチオン性フェノール樹脂(B)と共存した場合の発色が抑えられることが判明した。
(E) Zirconium Compound Zirconium compound (E) is effective in improving the corrosion resistance of the film, and is particularly effective in improving alkali resistance. In Patent Document 1 described above, a titanium compound is used as the metal compound. However, since the titanium compound develops color when it coexists with the cationic phenol resin (B), the coating is discolored. On the other hand, zirconium is an element belonging to the same group as titanium. However, it has been found that when a zirconium compound is used, color development when coexisting with the cationic phenol resin (B) can be suppressed.

ジルコニウム化合物(E)の例としては、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、ジルコンフッ化水素酸、ジルコンフッ化ナトリウム、ジルコンフッ化アンモニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウムなどの無機化合物;ならびに酢酸ジルコニウム、乳酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、ジルコンアセチルアセトネート、テトラプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、ジルコニウムトリブトキシステアレートなどの有機化合物が挙げられる。好ましいジルコニウム化合物は、硫酸ジルコニウム、ジルコンフッ化水素酸、ジルコンフッ化ナトリウム、ジルコンフッ化アンモニウム、乳酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウムである。   Examples of the zirconium compound (E) include inorganic compounds such as zirconium nitrate, zirconium sulfate, zirconium oxide, zircon hydrofluoric acid, zircon sodium fluoride, zircon ammonium fluoride, zirconium ammonium carbonate; and zirconium acetate, zirconium lactate, zirconium stearate. And organic compounds such as zirconium octylate, zircon acetylacetonate, tetrapropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium, zirconium tributoxy systemate. Preferred zirconium compounds are zirconium sulfate, zircon hydrofluoric acid, sodium zircon fluoride, ammonium zircon fluoride, zirconium lactate and zirconium stearate.

(F)バナジウム化合物
バナジウム化合物(F)は、皮膜の耐食性向上に有効であり、特に加工部耐食性の向上効果が大きい。
(F) Vanadium compound The vanadium compound (F) is effective in improving the corrosion resistance of the film, and is particularly effective in improving the corrosion resistance of the processed part.

バナジウム化合物(F)の例としては、五酸化バナジウム、メタバナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、オキシ三塩化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化バナジウム、三塩化バナジウム、リン酸バナジル、硫酸バナジルなどの無機化合物;ならびにバナジウムオキシアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネート、テトラプロポキシバナジウム、テトラブトキシバナジウム、バナジウムトリブトキシステアレートなどの有機化合物が挙げられる。好ましいバナジウム化合物は、五酸化バナジウム、メタバナジン酸、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、硫酸バナジル、バナジウムアセチルアセトネート、テトラブトキシバナジウムである。   Examples of vanadium compounds (F) include inorganic substances such as vanadium pentoxide, metavanadate, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxytrichloride, vanadium trioxide, vanadium dioxide, vanadium trichloride, vanadyl phosphate, vanadyl sulfate, etc. Compounds; and organic compounds such as vanadium oxyacetylacetonate, vanadium acetylacetonate, tetrapropoxyvanadium, tetrabutoxyvanadium, vanadium tributoxy systemate. Preferred vanadium compounds are vanadium pentoxide, metavanadate, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadyl sulfate, vanadium acetylacetonate, and tetrabutoxy vanadium.

上記のマンガン化合物(D)、ジルコニウム化合物(E)およびバナジウム化合物(F)は、その一つが欠けても、皮膜の耐食性が低下する。したがって、本発明では、表面処理鋼板の良好な性能バランスを確保するために、これら3種の金属化合物のすべてを少なくとも1種ずつ皮膜中に含有させる必要がある。   Even if one of the above-mentioned manganese compound (D), zirconium compound (E) and vanadium compound (F) is missing, the corrosion resistance of the film is lowered. Therefore, in the present invention, in order to ensure a good performance balance of the surface-treated steel sheet, it is necessary to contain at least one of these three kinds of metal compounds in the film.

(G)フィッシャートロプッシュワックス:
本発明に係わるフィッシャートロプッシュワックスは融点が70℃〜90℃である。融点は数平均分子量、密度と相関があり、融点が高くなると数平均分子量、密度が大きくなる傾向にある。融点を70〜90℃に設定することにより、摺動時や加工時にフィッシャートロプッシュワックスが一部軟化し、液体潤滑性および固体潤滑性のバランスがとれた、潤滑性と加工性に優れた皮膜を実現できる。ここで、表面処理液が水系であることから、フィッシャートロプッシュワックスは水系処理液中での分散性に優れた水系ワックスを使用することが好ましい。平均粒径が0.1〜0.5μmの範囲内のものを使用することが好ましい。平均粒径が0.1μmより小さいと加工性が低下する傾向を示し、0.5μmより大きいと表面処理液中で分散が不十分となって分離する恐れが生じる。但し、ワックスの平均粒径が0.5μmより大きい場合でも、少量であれば顕著な分散性低下をもたらすことはない。フィッシャートロプッシュワックスの数平均分子量は500〜2000の範囲内のものを使用することが好ましい。数平均分子量が500以下であるとワックス自体の製造が困難であり、数平均分子量が2000を越えると表面処理液中で分散が不十分となって分離する恐れが生じる。フィッシャートロプッシュワックスの密度は0.85〜0.95の範囲のものを使用することが好ましい。密度が0.85より小さいと加工性が低下する傾向を示し、0.95よりも大きいと耐水性および耐酸性が低下する傾向が見られる。
(G) Fischer Toro push wax:
The Fischer-Tropsch wax according to the present invention has a melting point of 70 ° C to 90 ° C. The melting point is correlated with the number average molecular weight and density, and the number average molecular weight and density tend to increase as the melting point increases. By setting the melting point to 70 to 90 ° C., the Fischer-Tropsch wax is partially softened during sliding and processing, and a film excellent in lubricity and workability that balances liquid lubricity and solid lubricity. Can be realized. Here, since the surface treatment liquid is water-based, it is preferable to use a water-based wax having excellent dispersibility in the water-based treatment liquid as the Fischer-Tropsch wax. It is preferable to use those having an average particle diameter in the range of 0.1 to 0.5 μm. If the average particle size is smaller than 0.1 μm, the workability tends to be lowered, and if it is larger than 0.5 μm, the dispersion in the surface treatment liquid becomes insufficient and the possibility of separation occurs. However, even when the average particle size of the wax is larger than 0.5 μm, a small amount does not cause a significant decrease in dispersibility. It is preferable to use a Fischer-Tropsch wax having a number average molecular weight in the range of 500 to 2,000. When the number average molecular weight is 500 or less, it is difficult to produce the wax itself. When the number average molecular weight exceeds 2000, the dispersion in the surface treatment liquid becomes insufficient and the separation may occur. It is preferable to use a Fischer-Tropsch wax having a density in the range of 0.85 to 0.95. If the density is less than 0.85, the workability tends to decrease, and if it is greater than 0.95, the water resistance and acid resistance tend to decrease.

前述した各成分の表面処理液中での配合割合は次式を満たすようにする:
A/B=7〜120
C/(A+B)=0.2〜0.75、
D/(A+B)=0.005〜0.025、
E/(A+B)=0.01〜0.075、
F/(A+B)=0.001〜0.025、
G/(A+B)=0.03〜0.4。
The blending ratio of each component in the surface treatment solution should satisfy the following formula:
A / B = 7-120
C / (A + B) = 0.2-0.75
D / (A + B) = 0.005 to 0.025,
E / (A + B) = 0.01-0.075,
F / (A + B) = 0.001 to 0.025,
G / (A + B) = 0.03-0.4.

上記式中、A〜Gはそれぞれ成分(A)〜(G)の固形分としての質量である。ただし、金属化合物(D)、(E)、(F)は各化合物の金属換算での固形分量である。
A/Bの質量比が7より小さいと、カチオン性フェノール樹脂(B)が多すぎて、皮膜の耐熱性と耐水性が低下する。一方、A/Bの質量比が120より大きいと、カチオン性フェノール樹脂(B)が少なすぎて、耐食性全般と耐溶剤性が低下する。
In said formula, AG is the mass as a solid content of component (A)-(G), respectively. However, metal compounds (D), (E), and (F) are solid contents in terms of metals of each compound.
When the mass ratio of A / B is smaller than 7, the cationic phenol resin (B) is too much, and the heat resistance and water resistance of the film are lowered. On the other hand, when the mass ratio of A / B is larger than 120, the amount of the cationic phenol resin (B) is too small, and the general corrosion resistance and solvent resistance are lowered.

成分(C)〜(G)については、樹脂成分(A)および(B)の合計量、すなわち、(A+B)に対する質量比として配合量を規定する。(C)〜(G)の各成分とも、その配合量が規定の量より少なすぎると、上述した各成分の効果が不十分となる。特に、成分(E)が少なすぎるとアルカリ脱脂後の耐食性が低下し、成分(F)が少なすぎると加工部の耐食性が低下する。一方、その量が多すぎると、シランカップリング剤(C)では加工部耐食性の低下、マンガン化合物(D)、ジルコニウム化合物(E)では液安定性の低下、バナジウム化合物(F)では耐熱性の低下、フィッシャートロプッシュワックス(G)では静摩擦係数の低下によるコイル潰れといった問題点が出てくる。   About component (C)-(G), a compounding quantity is prescribed | regulated as mass ratio with respect to the total amount of resin component (A) and (B), ie, (A + B). If each of the components (C) to (G) is less than the specified amount, the effect of each component described above will be insufficient. In particular, if the amount of the component (E) is too small, the corrosion resistance after alkaline degreasing decreases, and if the amount of the component (F) is too small, the corrosion resistance of the processed portion decreases. On the other hand, if the amount is too large, the silane coupling agent (C) decreases the corrosion resistance of the processed part, the manganese compound (D) and the zirconium compound (E) decrease in liquid stability, and the vanadium compound (F) exhibits heat resistance. With the Fischer Trop push wax (G), problems such as coil collapse due to a decrease in the coefficient of static friction appear.

本発明で使用する表面処理液は水系である。水系とは、溶媒が水を主成分とすることを意味する。溶媒は水のみでもよいが、皮膜の乾燥性、処理剤の粘度などを調整する目的で、1価もしくは多価アルコール、ケトン、セロソルブ系などの各種の水溶性有機溶剤を1種または2種以上併用してもよい。   The surface treatment liquid used in the present invention is aqueous. An aqueous system means that the solvent is mainly composed of water. The solvent may be water alone, but one or more water-soluble organic solvents such as monohydric or polyhydric alcohols, ketones and cellosolves are used for the purpose of adjusting the drying property of the film and the viscosity of the treatment agent. You may use together.

表面処理液は、所望により、上記成分以外の他の成分を含有しうる。そのような成分としては、pH調整剤(酸もしくは塩基)、充填剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、抗菌剤、着色剤などがあり、皮膜の性能を損なわない範囲で添加することができる。   The surface treatment liquid may contain components other than the above components as desired. Such components include pH adjusters (acids or bases), fillers, surfactants, antifoaming agents, leveling agents, antibacterial agents, colorants, etc., and should be added within a range that does not impair the performance of the film. Can do.

本発明の表面処理鋼板は、基材の亜鉛系めっき鋼板の表面に、上述した表面処理液の塗布と乾燥により形成された表面処理皮膜を有する。
表面処理液の塗布は、例えば、ロールコーター(3ロール方式、2ロール方式等)、スクイズコーター、ダイコーターなどを用いて行うことができる。あるいは、浸せき塗布もしくはスプレー塗布後に、エアナイフやロール絞りにより塗布量を調整する方法を採用することもできる。
The surface-treated steel sheet of the present invention has a surface-treated film formed on the surface of a galvanized steel sheet as a base material by applying the above-described surface treatment liquid and drying.
The surface treatment liquid can be applied using, for example, a roll coater (3-roll method, 2-roll method, etc.), a squeeze coater, a die coater, or the like. Alternatively, a method of adjusting the coating amount by an air knife or roll squeezing after dip coating or spray coating can be employed.

この塗布の前に、基材のめっき鋼板を、脱脂、酸洗、湯洗、洗剤洗浄などの1または2以上により表面調整することができ、いずれの場合も、最後に十分に水洗することが好ましい。塗布時の処理剤の液温は常温でよいが、所望により冷却または加温することも可能である。   Prior to this coating, the surface of the plated steel plate can be adjusted by one or more of degreasing, pickling, hot water washing, detergent washing, etc., and in either case, the surface can be thoroughly washed with water at the end. preferable. The liquid temperature of the treatment agent at the time of application may be room temperature, but it may be cooled or heated as desired.

表面処理液を塗布した後の乾燥は、最高到達板温(PMT)で50〜250℃、好ましくは60〜220℃の範囲で行うことが適当である。この加熱温度が50℃未満では乾燥に長時間がかかる上、皮膜中の水分の残留や硬化不足により耐食性が不十分となることがある。一方、250℃を超える乾燥温度は不経済であるばかりでなく、皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下する場合がある。加熱手段としては、例えば、ドライヤー、熱風炉、高周波誘導加熱炉、赤外線炉などを用いることができる。   It is appropriate that the drying after applying the surface treatment liquid is performed at a maximum plate temperature (PMT) in the range of 50 to 250 ° C., preferably 60 to 220 ° C. If this heating temperature is less than 50 ° C., drying takes a long time, and corrosion resistance may be insufficient due to residual moisture in the film or insufficient curing. On the other hand, a drying temperature exceeding 250 ° C. is not only uneconomical but also may cause defects in the film and reduce the corrosion resistance. As the heating means, for example, a dryer, a hot air furnace, a high frequency induction heating furnace, an infrared furnace, or the like can be used.

この塗布と乾燥中に、カチオン性のウレタン樹脂(A)とフェノール樹脂(B)が、基材上で造膜して、外気との遮断効果に優れた表面処理皮膜が形成されると推定される。さらにシランカップリング剤(C)が基材の金属表面と反応して緻密な三次元架橋構造を構築するうえに、3種類の金属化合物(D)〜(F)も加わり、耐食性、耐水性に優れた皮膜となる。加えて、フィッシャートロプッシュワックス(G)の効果により潤滑性および加工性にも優れた皮膜となる。   During this coating and drying, it is estimated that the cationic urethane resin (A) and the phenol resin (B) form a film on the base material to form a surface treatment film having an excellent shielding effect against the outside air. The Furthermore, the silane coupling agent (C) reacts with the metal surface of the base material to build a dense three-dimensional cross-linked structure, and three kinds of metal compounds (D) to (F) are also added to improve corrosion resistance and water resistance. Excellent film. In addition, the film is excellent in lubricity and workability due to the effect of the Fischer Trop push wax (G).

こうして形成された表面処理皮膜の付着量は0.1〜3g/m2の範囲とすることが好ましい。皮膜の付着量が0.1g/m2より薄いと耐食性が不十分となる。耐食性が必要な場合は、0.5g/m2以上が好ましい。一方、付着量が3g/m2を超えると、導電性や加工性が低下する。より好ましくは2.5g/m2以下である。 The adhesion amount of the surface treatment film thus formed is preferably in the range of 0.1 to 3 g / m 2 . When the coating amount is thinner than 0.1 g / m 2 , the corrosion resistance becomes insufficient. When corrosion resistance is required, 0.5 g / m 2 or more is preferable. On the other hand, when the adhesion amount exceeds 3 g / m 2 , conductivity and workability deteriorate. More preferably, it is 2.5 g / m 2 or less.

こうして形成された表面処理皮膜の上に、第2層皮膜として有機樹脂皮膜を形成することもできる。第2層の有機樹脂皮膜は、例えば、エポキシ樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、アクリル系共重合樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、アルキッド樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミン樹脂、ポリフェニレン樹脂類及びこれらの樹脂を2種以上混合した物、若しくは付加重合体などから選ばれた樹脂皮膜とすることができる。   On the surface treatment film thus formed, an organic resin film can be formed as the second layer film. The organic resin film of the second layer is, for example, epoxy resin, polyhydroxy polyether resin, acrylic copolymer resin, ethylene-acrylic acid copolymer resin, alkyd resin, polybutadiene resin, phenol resin, polyurethane resin, polyamine resin, A resin film selected from polyphenylene resins, a mixture of two or more of these resins, or an addition polymer can be used.

第2層皮膜の付着量も、第1層である上記表面処理皮膜の付着量と同様でよい。ただし、第1層と第2層の合計の付着量は5g/m2以下とすることが好ましく、より好ましくは3g/m2以下とする。 The adhesion amount of the second layer film may be the same as the adhesion amount of the surface treatment film as the first layer. However, the total adhesion amount of the first layer and the second layer is preferably 5 g / m 2 or less, more preferably 3 g / m 2 or less.

なお、上述した表面処理皮膜は、基材めっき鋼板の片面、両面のいずれに形成してもよい。片面に形成する場合、めっき鋼板の裏面は、未処理のままでもよく、あるいは他の表面処理皮膜を形成してもよい。   In addition, you may form the surface treatment film | membrane mentioned above on either the single side | surface of a base-plated steel plate, or both surfaces. When forming on one side, the back surface of the plated steel sheet may be left untreated or another surface treatment film may be formed.

[表面処理液の調整]
各成分(A)〜(G)について下記から選んだ材料を混合することにより表1〜4に示す組成の表面処理液を調製した。シランカップリング剤(C)については、場合により2種類の材料を組み合わせて使用した。他の成分についても、2種以上の材料を使用することは可能である。比較のために、一部の成分を使用しない表面処理液も調製した。表1〜4に、表面処理液の調製に用いた各成分の種類と成分(A)および(B)の量(部=質量部)、A/Bの質量比、ならびに成分(C)〜(G)の(A+B)に対する質量比を示す。
[Adjustment of surface treatment solution]
A surface treatment solution having the composition shown in Tables 1 to 4 was prepared by mixing materials selected from the following for each of the components (A) to (G). For the silane coupling agent (C), two kinds of materials were used in combination in some cases. For other components, it is possible to use two or more materials. For comparison, a surface treatment solution not using some components was also prepared. In Tables 1 to 4, the types of components used for the preparation of the surface treatment liquid and the amounts of components (A) and (B) (parts = parts by mass), A / B mass ratios, and components (C) to ( The mass ratio of G) to (A + B) is shown.

(A)ポリカーボネート系カチオン性ポリウレタン樹脂
A1:ポリカーボネート系カチオン性ウレタン樹脂、数平均分子量100000
ポリカーボネートポリオール、Rの炭素数=6、数平均分子量3000
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
A2:ポリカーボネート系カチオン性ウレタン樹脂、数平均分子量200000
ポリカーボネートポリオール、Rの炭素数=4、数平均分子量1000
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
A3:ポリエーテル系カチオン性ウレタン樹脂、数平均分子量100000
ポリエーテル系、Rの炭素数=6、数平均分子量2500
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
A4:ポリエステル系カチオン性ウレタン樹脂、数平均分子量300000
ポリエステルポリオール、Rの炭素数=4、分子量1500
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
A5:ポリカーボネート系カチオン性ウレタン樹脂、数平均分子量10000
ポリカーボネートポリオール、Rの炭素数=3、分子量300
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
(A) Polycarbonate-based cationic polyurethane resin A1: Polycarbonate-based cationic urethane resin, number average molecular weight 100,000
Polycarbonate polyol, R carbon number = 6, number average molecular weight 3000
Dicyclohexylmethane diisocyanate A2: Polycarbonate-based cationic urethane resin, number average molecular weight 200000
Polycarbonate polyol, R carbon number = 4, number average molecular weight 1000
Dicyclohexylmethane diisocyanate A3: polyether-based cationic urethane resin, number average molecular weight 100,000
Polyether, R carbon number = 6, number average molecular weight 2500
Dicyclohexylmethane diisocyanate A4: polyester-based cationic urethane resin, number average molecular weight 300,000
Polyester polyol, R carbon number = 4, molecular weight 1500
Dicyclohexylmethane diisocyanate A5: Polycarbonate-based cationic urethane resin, number average molecular weight 10,000
Polycarbonate polyol, R carbon number = 3, molecular weight 300
Dicyclohexylmethane diisocyanate

(B)カチオン性フェノール樹脂
B1:n=5、Y1=−CH2N(CH3)2、2=H、Z置換度=0.5
B2:n=10、Y1=−CH2N(CH3)(C24OH)、Y2=H、Z置換度=1.0
(B) Cationic phenol resin B1: n = 5, Y 1 = —CH 2 N (CH 3 ) 2, Y 2 = H, Z substitution degree = 0.5
B2: n = 10, Y 1 = —CH 2 N (CH 3 ) (C 2 H 4 OH), Y 2 = H, Z substitution degree = 1.0

(C)シランカップリング剤
C1:3−アミノプロピルトリエトキシシラン
C2:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
C3:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
C4:ビニルトリエトキシシラン
C5:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(C) Silane coupling agent C1: 3-aminopropyltriethoxysilane C2: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane C3: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane C4: vinyltriethoxysilane C5: 3-methacryloxypropyltri Methoxysilane

(D)マンガン化合物
D1:酢酸マンガン
D2:硝酸マンガン
D3:乳酸マンガン
D4:マンガンアセチルアセトネート
D5:りん酸マンガン
(D) Manganese compound D1: Manganese acetate D2: Manganese nitrate D3: Manganese lactate D4: Manganese acetylacetonate D5: Manganese phosphate

(E)ジルコニウム化合物
E1:硝酸ジルコニウム
E2:ジルコンフッ化水素酸
E3:ステアリン酸ジルコニウム
E4:乳酸ジルコニウム
E5:硫酸ジルコニウム
(E) Zirconium compound E1: Zirconium nitrate E2: Zircon hydrofluoric acid E3: Zirconium stearate E4: Zirconium lactate E5: Zirconium sulfate

(F)バナジウム化合物
F1:五酸化バナジウム
F2:テトラブトキシバナジウム
F3:バナジウムアセチルアセトネート
F4:メタバナジン酸アンモニウム
F5:硫酸バナジル
(F) Vanadium compound F1: vanadium pentoxide F2: tetrabutoxyvanadium F3: vanadium acetylacetonate F4: ammonium metavanadate F5: vanadyl sulfate

(G)フィッシャートロプッシュワックス
G1:フィッシャートロプッシュワックス
平均粒経0.2μm、数平均分子量900、密度0.95、融点90℃
G2:フィッシャートロプッシュワックス
平均粒経0.5μm、数平均分子量600、密度0.90、融点70℃
G3:フィッシャートロプッシュワックス
平均粒経0.3μm、数平均分子量400、密度0.80、融点60℃
G4:フィッシャートロプッシュワックス
平均粒経0.2μm、数平均分子量2500、密度1.0、融点110℃
G5:フィッシャートロプッシュワックス
平均粒経0.05μm、数平均分子量1000、密度0.95、融点90℃
G6:ポリエチレンワックス
平均粒経0.2μm、数平均分子量3500、密度0.98、融点120℃
G7:ポリプロピレンワックス
平均粒経0.2μm、数平均分子量5000、密度1.0、融点150℃
(G) Fisher Tro Push Wax G1: Fisher Tro Push Wax
Average particle size 0.2 μm, number average molecular weight 900, density 0.95, melting point 90 ° C.
G2: Fischer Toro push wax
Average particle size 0.5 μm, number average molecular weight 600, density 0.90, melting point 70 ° C.
G3: Fischer Toro push wax
Average particle size 0.3 μm, number average molecular weight 400, density 0.80, melting point 60 ° C.
G4: Fischer Toro push wax
Average particle size 0.2 μm, number average molecular weight 2500, density 1.0, melting point 110 ° C.
G5: Fischer Toro push wax
Average particle size 0.05 μm, number average molecular weight 1000, density 0.95, melting point 90 ° C.
G6: Polyethylene wax
Average particle size 0.2 μm, number average molecular weight 3500, density 0.98, melting point 120 ° C.
G7: Polypropylene wax
Average particle size 0.2 μm, number average molecular weight 5000, density 1.0, melting point 150 ° C.

[表面処理鋼板の作製]
基材として板厚0.8mmの電気亜鉛めっき鋼板(片面当たりの付着量20g/m2)を使用し、これをアルカリ脱脂および水洗した後、上記で調製した表面処理液を基材めっき鋼板の片面にバーコーターにより塗布し、加熱乾燥(焼付け)して、表面処理皮膜を形成した。形成された皮膜の膜厚と加熱温度(PMT、最高到達板温)は表1〜4に示す通りであった。
[Production of surface-treated steel sheet]
An electrogalvanized steel sheet having a thickness of 0.8 mm (adhesion amount per side of 20 g / m 2 ) was used as a base material, and this was subjected to alkaline degreasing and water washing. It was applied on one side by a bar coater and dried by heating (baking) to form a surface treatment film. The film thickness and heating temperature (PMT, maximum plate temperature) of the formed film were as shown in Tables 1 to 4.

こうして作製された表面処理鋼板の表面処理皮膜について、下記のように性能評価を行った。参考として金属化合物としてジルコニウム化合物をチタン化合物に替えた表面処理鋼板についても、性能評価を行った。それらの試験結果も表1〜4に併せて示す。   The surface treatment film of the surface-treated steel sheet thus produced was evaluated for performance as follows. As a reference, performance evaluation was also performed on a surface-treated steel sheet in which a zirconium compound was replaced with a titanium compound as a metal compound. Those test results are also shown in Tables 1-4.

[評価方法]
(1)耐食性
(平面部)−無加工の表面処理鋼板の試験片を用いて、JIS−Z−2371に基づいた塩水噴霧120時間後の白錆発生面率により次のように評価した。
[Evaluation methods]
(1) Corrosion resistance (Flat part)-Using a test piece of an unprocessed surface-treated steel sheet, the surface rust generation surface rate after 120 hours of salt spraying based on JIS-Z-2371 was evaluated as follows.

◎:5%未満、○:5%以上、10%未満、△:10%以上、30%未満、×:30%以上、50%未満、××:50%以上。
(アルカリ=アルカリ脱脂後耐食性)−無加工の表面処理鋼板の試験片を用いて、アルカリ脱脂剤CL−364S(日本パーカライジング株式会社製、20g/L、60℃、10秒スプレー、スプレー圧0.5kg/cm2)で脱脂した後、スプレー水洗を10秒行ってから、JIS−Z−2371に基づいた塩水噴霧120時間後の白錆発生面率により次のように評価した。
A: Less than 5%, O: 5% or more, less than 10%, Δ: 10% or more, less than 30%, X: 30% or more, less than 50%, XX: 50% or more.
(Alkali = Corrosion resistance after alkaline degreasing)-Using an unprocessed surface-treated steel sheet test piece, an alkaline degreasing agent CL-364S (Nippon Parkerizing Co., Ltd., 20 g / L, 60 ° C, 10 seconds spray, spray pressure 0. After degreasing at 5 kg / cm 2 ), spray water washing was performed for 10 seconds, and then the white rust generation surface rate after 120 hours of salt water spraying based on JIS-Z-2371 was evaluated as follows.

◎:5%未満、○:5%以上、10%未満、△:10%以上、30%未満、×:30%以上、50%未満、××:50%以上。
(加工部)−エリクセン試験機(株式会社東洋精機製作所製)で7mm押出し加工した表面処理鋼板の試験片を用いて、JIS−Z−2371に基づいた塩水噴霧120時間後の白錆発生面率により次のように評価した。
A: Less than 5%, O: 5% or more, less than 10%, Δ: 10% or more, less than 30%, X: 30% or more, less than 50%, XX: 50% or more.
(Processing part)-White rust generation surface rate after 120 hours of salt spraying based on JIS-Z-2371 using a test piece of a surface-treated steel sheet extruded by 7 mm with an Eriksen tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) Was evaluated as follows.

◎:5%未満、○:5%以上、10%未満、△:10%以上、30%未満、×:30%以上、50%未満、××:50%以上。
(2)耐エタノール性(耐溶剤性)
表面処理鋼板の試験片の表面処理皮膜を、エタノールを染み込ませたガーゼで5往復ラビングした後の外観により次のように評価した。
A: Less than 5%, O: 5% or more, less than 10%, Δ: 10% or more, less than 30%, X: 30% or more, less than 50%, XX: 50% or more.
(2) Ethanol resistance (solvent resistance)
The surface treatment film of the test piece of the surface-treated steel sheet was evaluated as follows according to the appearance after rubbing 5 times with gauze soaked with ethanol.

◎:ラビング痕が目立たない、○:ラビング痕が僅かに目立つ、△:ラビング痕が目立つ、×:ラビング痕が非常に目立つ。
(3)耐型かじり性(加工性もしくは摺動性)
適当なサイズの試験片を、クランクプレス機を用いてコの字型に成形(ダイス及びポンチの肩R=5mm、クリアランス:板厚の−10%)し、成形品(の金型による摺動を受けた部位)の外観で評価した。
A: The rubbing trace is inconspicuous, O: The rubbing trace is slightly conspicuous, Δ: The rubbing trace is conspicuous, x: The rubbing trace is very conspicuous.
(3) Mold galling resistance (workability or slidability)
A test piece of an appropriate size is molded into a U-shape using a crank press (dies and punch shoulder R = 5 mm, clearance: −10% of the plate thickness), and the molded product (sliding with a mold) Evaluation was made on the appearance of the part.

○:変色無し、△:一部が黒く変色、×:全面が黒く変色
(4)耐熱性
表面処理鋼板の試験片を180℃で20分間加熱し、加熱前後の色差△b(ハンター表色系におけるb値の差)を測定し、次の基準で評価した。
○: No discoloration, Δ: Partially discolored black, ×: Discolored all over black (4) Heat resistance The surface treated steel sheet was heated at 180 ° C. for 20 minutes, and the color difference before and after heating Δb (hunter color system) The difference in b value) was measured and evaluated according to the following criteria.

◎:Δbが1以下、○:1<Δb≦2、△:2<Δb<3、×:Δbが3以上
(5)耐水性
焼付け(加熱乾燥)直後の表面処理鋼板の試験片を水冷し、皮膜からの溶出成分をXRF(蛍光X線分析)により測定して、次の基準で評価した。
A: Δb is 1 or less, ○: 1 <Δb ≦ 2, Δ: 2 <Δb <3, X: Δb is 3 or more (5) Water resistance The specimen of the surface-treated steel sheet immediately after baking (heat drying) is water-cooled. The elution component from the film was measured by XRF (fluorescence X-ray analysis) and evaluated according to the following criteria.

○:溶出なし、×:溶出あり。
(6)耐指紋性
試験片の所定部位の色調(ハンター表色系におけるL1、a1、b1)を測定した後、そこにワセリンを塗布し、キムワイプ(テックジャム社製)で拭き取りし、同一部位の色調(L2、a2、b2)を再測定し、その時の色差(ΔE=√{(L2−L1)2+(a2−a1)2+(b2−b1)2}を評価した。
○: No elution, x: Elution.
(6) Fingerprint resistance After measuring the color tone (L1, a1, b1 in the Hunter color system) of a predetermined part of the test piece, petrolatum was applied to the specimen and wiped off with Kimwipe (Tech Jam). The color tone (L2, a2, b2) was measured again, and the color difference (ΔE = √ {(L2-L1) 2 + (a2-a1) 2 + (b2-b1) 2 } at that time was evaluated.

○:ΔEが2以下、×:ΔEが2を超える。
(7)皮膜色調
表面処理鋼板の試験片のb値(ハンター表色系におけるb値)を測定し、次の基準で評価した。
○: ΔE is 2 or less, x: ΔE exceeds 2.
(7) Film color tone The b value (b value in the Hunter color system) of the test piece of the surface-treated steel sheet was measured and evaluated according to the following criteria.

○:bが0.5以下、×:bが0.5を超える。
(8)耐酸性
表面処理鋼板の試験片上に人工指紋液(JIS―K―2246)を一滴たらし、2分間静置した後キムワイプ(テックジャム社製)で拭き取とり、その時の外観を目視で評価した。
○: b is 0.5 or less, x: b exceeds 0.5.
(8) Acid resistance Drop a drop of artificial fingerprint liquid (JIS-K-2246) on a test piece of surface-treated steel sheet, leave it for 2 minutes, wipe it off with Kimwipe (manufactured by Techjam), and visually check the appearance at that time It was evaluated with.

○:変化なし、△:皮膜が一部消失、×:皮膜が全て消失   ○: No change, △: Part of film disappeared, ×: All film disappeared

Figure 0004920442
Figure 0004920442

Figure 0004920442
Figure 0004920442

Figure 0004920442
Figure 0004920442

Figure 0004920442
Figure 0004920442

表1〜4からわかるように、本発明にしたがった表面処理液から皮膜を形成した実施例1〜106では、平面部、アルカリ(アルカリ脱脂後)および加工部のすべての耐食性が良好であり、さらに耐溶剤性(耐エタノール性)、加工性(耐型かじり性)、耐熱性、耐水性、皮膜色調、耐指紋性、耐酸性もすべて良好であった。すなわち、本発明の表面処理鋼板は性能バランスに優れ、表面処理鋼板に要求される各種の特性がいずれも良好である。   As can be seen from Tables 1 to 4, in Examples 1 to 106 in which a film was formed from the surface treatment liquid according to the present invention, all the corrosion resistances of the flat part, the alkali (after alkali degreasing) and the processed part were good. Furthermore, solvent resistance (ethanol resistance), workability (mold galling resistance), heat resistance, water resistance, film color tone, fingerprint resistance and acid resistance were all good. That is, the surface-treated steel sheet of the present invention is excellent in performance balance, and various properties required for the surface-treated steel sheet are all good.

また、実施例同士の比較をすると、アルカリ脱脂後の耐食性は、C/(A+B)≦0.3であり且つE/(A+B)≦0.02であると、白錆発生面積率が5%以上、10%未満に達した。加工部の耐食性は、C/(A+B)≧0.7であり且つF/(A+B)≦0.01であると、白錆発生面積率が5%以上、10%未満に達した。耐エタノール性は、B≦2でありかつC/(A+B)≦0.3であると、ラビング痕が僅かに目立った。耐熱性は、B≧5であり且つF/(A+B)≧0.5であると、1<Δb≦2となった。   Further, when the examples are compared, the corrosion resistance after alkaline degreasing is C / (A + B) ≦ 0.3 and E / (A + B) ≦ 0.02, the white rust generation area The rate reached 5% or more and less than 10%. When the corrosion resistance of the processed part is C / (A + B) ≧ 0.7 and F / (A + B) ≦ 0.01, the white rust generation area ratio reaches 5% or more and less than 10%. did. When the ethanol resistance was B ≦ 2 and C / (A + B) ≦ 0.3, rubbing marks were slightly noticeable. The heat resistance was 1 <Δb ≦ 2 when B ≧ 5 and F / (A + B) ≧ 0.5.

さらに、成分(G)については、最適領域を外れると若干の性能低下をもたらすことが確認できた。密度が0.8の場合には、加工性がわずかに低下し成形品の一部が黒く変色したが、性能未達とは判定されない軽度のものであった。また、密度が1.0になると耐水性がやや低下したことに由来し、耐酸性が低下して皮膜の一部がわずかであるが消失した。さらに、粒経が0.05μmの場合も、成形品の一部が黒く変色し、若干の加工性の低下が認められた。なお、このように良好の範囲ではあるが若干の特性の低下が認められたものは表中「○△」と記した。   Furthermore, about the component (G), when it deviated from the optimal area | region, it has confirmed that a slight performance fall was brought about. When the density was 0.8, the workability was slightly lowered and a part of the molded product was discolored to black, but it was a mild one that was not determined to have failed. Further, when the density was 1.0, the water resistance was slightly lowered, the acid resistance was lowered, and a part of the film disappeared although it was slightly. Further, even when the grain size was 0.05 μm, a part of the molded product was discolored black, and a slight decrease in workability was observed. In addition, although it was in this favorable range, the thing in which the characteristic fall was slight was described as "(circle) (triangle | delta)" in the table | surface.

これに対し、比較例で、成分(A)がポリカーボネートポリウレタン樹脂以外の、ポリエーテルポリウレタン樹脂またはポリエステルポリウレタン樹脂であると耐酸性が低下した。また、成分(B)〜(F)のいずれか一つの成分が存在しないか、その量が少なすぎると、耐食性や耐溶剤性が著しく低下し、成分(G)については加工性が低下した。一方、成分(B)が多すぎると耐熱性と耐水性が著しく低下し、成分(C)が多すぎると加工部耐食性が低下し、成分(F)が多すぎると耐熱性が低下した。   On the other hand, acid resistance fell in the comparative example that component (A) was polyether polyurethane resin or polyester polyurethane resin other than polycarbonate polyurethane resin. In addition, when any one of the components (B) to (F) is not present or the amount thereof is too small, the corrosion resistance and the solvent resistance are remarkably lowered, and the workability of the component (G) is lowered. On the other hand, when the component (B) is too much, the heat resistance and water resistance are remarkably lowered. When the component (C) is too much, the corrosion resistance of the processed part is lowered.

Claims (3)

亜鉛系めっき鋼板の表面に、下記一般式(1)で示される構造単位を含むカチオン性ポリウレタン樹脂(A)と、下記一般式(2)で示される反復単位を有する平均重合度2〜50の重合体分子からなるカチオン性フェノール樹脂(B)と、シランカップリング剤(C)と、マンガン化合物(D)と、ジルコニウム化合物(E)と、バナジウム化合物(F)と、フィッシャートロプッシュワックス(G)とを含有する水系表面処理液の塗布と乾燥により形成された表面処理皮膜を有し、表面処理液中の各成分の固形分(成分A、B、C、G)または金属換算での固形分(成分D、E、F)の配合割合が、質量比で、
A/B=7〜120、
C/(A+B)=0.2〜0.75、
D/(A+B)=0.005〜0.025、
E/(A+B)=0.01〜0.075、
F/(A+B)=0.001〜0.025、
G/(A+B)=0.03〜0.4、
であることを特徴とする、表面処理鋼板。
Figure 0004920442
式中、Rは炭素数4〜9の脂肪族アルキレン基であり、nは数平均分子量が500〜5000の範囲となるに相当する整数である。
Figure 0004920442
式中、Y1およびY2は、それぞれ独立して水素または下記一般式(3)もしくは(4)で示されるZ基を表し、各ベンゼン環当たりのZ基の平均置換数は0.2〜1.0である。
Figure 0004920442
式(3)および(4)中、R1、R2、R3、R4およびR5は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を表し、A-は水酸イオン又は酸イオンを表す。
A cationic polyurethane resin (A) containing a structural unit represented by the following general formula (1) on the surface of a galvanized steel sheet and an average degree of polymerization of 2 to 50 having a repeating unit represented by the following general formula (2) Cationic phenolic resin (B) composed of polymer molecules, silane coupling agent (C), manganese compound (D), zirconium compound (E), vanadium compound (F), Fischer-Tropsch wax (G ) Containing a surface treatment film formed by application and drying of an aqueous surface treatment liquid, and solid content (components A, B, C, G) of each component in the surface treatment liquid or solid in metal conversion The mixing ratio of the components (components D, E, F) is a mass ratio,
A / B = 7-120,
C / (A + B) = 0.2-0.75
D / (A + B) = 0.005 to 0.025,
E / (A + B) = 0.01-0.075,
F / (A + B) = 0.001 to 0.025,
G / (A + B) = 0.03-0.4,
A surface-treated steel sheet, characterized in that
Figure 0004920442
In the formula, R is an aliphatic alkylene group having 4 to 9 carbon atoms, and n is an integer corresponding to a number average molecular weight in the range of 500 to 5000.
Figure 0004920442
In the formula, Y 1 and Y 2 each independently represent hydrogen or a Z group represented by the following general formula (3) or (4), and the average number of substitutions of Z groups per benzene ring is 0.2 to 1.0.
Figure 0004920442
In the formulas (3) and (4), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydroxyalkyl having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group, and A represents a hydroxide ion or an acid ion.
前記フィッシャートロプッシュワックス(G)の平均粒経が0.1〜0.5μm、数平均分子量が500〜2000、密度が0.85〜0.95で、かつ融点が70〜90℃である、請求項1記載の表面処理鋼板。   The Fischer-Tropsch wax (G) has an average particle size of 0.1 to 0.5 μm, a number average molecular weight of 500 to 2000, a density of 0.85 to 0.95, and a melting point of 70 to 90 ° C. The surface-treated steel sheet according to claim 1. 前記表面処理皮膜の付着量が0.1〜3g/m2である請求項1または請求項2記載に記載の表面処理鋼板。 The surface-treated steel sheet according to claim 1 or 2 , wherein an adhesion amount of the surface-treated film is 0.1 to 3 g / m2.
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