JP4927233B2 - Chromate-free precoated steel plate with excellent red rust corrosion resistance - Google Patents

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Description

本発明は、端面の赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板に関する。より詳しく言えば、本発明は、水に濡れる環境、特に雨水等にさらされる屋外環境で使用される、電気製品、建築などの分野で用いられクロメートフリー型プレコート鋼板であって、端面の赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板に関する。   The present invention relates to a chromate-free precoated steel sheet having excellent red rust corrosion resistance on an end face. More specifically, the present invention is a chromate-free pre-coated steel sheet used in the field of electrical products, architecture, etc., used in an environment wetted by water, particularly exposed to rainwater, etc. The present invention relates to a chromate-free pre-coated steel sheet having excellent resistance.

プレコート鋼板(「PCM」とも称される)は、需要家がその製品のために求める塗膜を前もって形成して出荷される鋼板であり、需要家にて塗装やそれに関連する作業を省くことができるとともに、そのような作業のための設備も不要になるため、様々な分野においてその利用が拡大している。初期のプレコート鋼板においては、塗装を施す下地鋼板として、クロメートによる防錆処理を施したクロメート処理鋼板が用いられていた。その後、クロメート処理皮膜から溶出する可能性のある6価のクロムの毒性問題から、クロメート処理プレコート鋼板に代わり、ノンクロム防錆処理を施した下地鋼板を使用するクロメートフリー型プレコート鋼板が注目されるに至り、近年その利用が特に増大している。従来のクロメートフリー型プレコート鋼板においては、塗膜中に含まれる防錆顔料(一般に、カルシウム交換シリカ(俗称としてカルシウムシリケートと呼ばれることもある)、トリポリリン酸アルミニウムなど)が防錆作用を担っている。   Pre-coated steel sheets (also referred to as “PCM”) are steel sheets that are pre-formed and shipped by customers for the products they require for their products, which can save them from painting and related work. In addition to being able to do so, facilities for such work are no longer needed, and its use is expanding in various fields. In early pre-coated steel sheets, chromate-treated steel sheets subjected to rust-proofing with chromate were used as the base steel sheets to be coated. After that, due to the toxicity problem of hexavalent chromium that may be eluted from the chromate-treated film, a chromate-free pre-coated steel sheet that uses a base steel sheet that has been treated with a non-chromium anti-rust treatment instead of a chromate-treated pre-coated steel sheet will attract attention. In recent years, its use has increased particularly. In conventional chromate-free precoated steel sheets, rust preventive pigments (generally, calcium exchange silica (sometimes called calcium silicate), aluminum tripolyphosphate, etc.) contained in the coating film are responsible for rust prevention. .

プレコート鋼板の主流がクロメート処理プレコート鋼板からクロメートフリー型プレコート鋼板に移るにつれて、雨水等にさらされる屋外環境で使用されるプレコート鋼板では端面に赤錆が発生し、プレコート鋼板を利用した製品の美観を損ねる等の問題がにわかに浮上してきた。この問題は、クロメート処理プレコート鋼板では発生せず、クロメートフリー型プレコート鋼板に特有の問題として、その解決が求められている。   As the mainstream of pre-coated steel sheets shifts from chromate-treated pre-coated steel sheets to chromate-free pre-coated steel sheets, pre-coated steel sheets used in outdoor environments exposed to rainwater, etc., generate red rust on the end faces, deteriorating the aesthetics of products using pre-coated steel sheets. Such problems have emerged suddenly. This problem does not occur in chromate-treated pre-coated steel sheets, and there is a need for a solution as a problem peculiar to chromate-free pre-coated steel sheets.

クロメートフリー型プレコート鋼板の端面赤錆耐食性の向上に関しては、いくつかの従来技術が知られている。
例えば、Zn含有めっき層を有するめっき鋼板に形成した最外層の塗膜が、(A)イオン交換水に0.1質量%濃度で溶解させた時のpHが7以上、12以下、(B)イオン交換水に0.1質量%濃度で溶解させた時の電気伝導度が500μS/cm以上、且つ(C)200℃までに熱分解を生じない、という条件を満たす非クロム化合物(例として、トリポリリン酸ナトリウム)を防錆顔料として含有することで、クロム酸塩系防錆顔料を使用せずに、電気伝導度の低い水の影響で起こる端面赤錆の発生を防止できるクロメートフリー型プレコート鋼板が知られている(特許文献1)。
Several conventional techniques are known for improving the red rust corrosion resistance of the end face of the chromate-free precoated steel sheet.
For example, the coating film of the outermost layer formed on the plated steel sheet having the Zn-containing plating layer has a pH of 7 or more and 12 or less when dissolved in (A) ion-exchanged water at a concentration of 0.1% by mass, (B) Non-chromium compound that satisfies the condition that the electric conductivity when dissolved in ion exchange water at a concentration of 0.1% by mass is 500 μS / cm or more and (C) does not cause thermal decomposition by 200 ° C. Chromate-free pre-coated steel sheet that can prevent the occurrence of red rust caused by the influence of water with low electrical conductivity without using chromate-based anti-rust pigments by containing sodium tripolyphosphate) Known (Patent Document 1).

また、Zn含有めっき層を有するめっき鋼板に形成した最外層の塗膜が、(A)イオン交換水(電気伝導度:4μS/cm以下)に0.1質量%濃度で溶解させた時の水の電気伝導度が500μS/cm以上、且つ(B)200℃までに熱分解を生じない、という条件を満たす非クロム化合物(例として、アルカリ金属リン酸塩、塩化物、アルカリ土類金属次亜塩素酸塩)を含有することで、端面の赤錆発生を抑制できるクロメートフリー型プレコート鋼板が知られている(特許文献2)。   Moreover, the water when the outermost coating film formed on the plated steel sheet having the Zn-containing plating layer is dissolved in (A) ion-exchanged water (electric conductivity: 4 μS / cm or less) at a concentration of 0.1% by mass. A non-chromium compound (for example, alkali metal phosphate, chloride, alkaline earth metal hypochlorous acid) satisfying the condition that the electric conductivity of the material is 500 μS / cm or more and (B) no thermal decomposition occurs until 200 ° C. A chromate-free pre-coated steel sheet capable of suppressing the occurrence of red rust on the end face by containing a chlorate) is known (Patent Document 2).

更に、金属板の非クロム系下地処理皮膜上の下塗り塗膜及び/又は上塗り塗膜が、多孔質無機微粒子(例として、多孔質シリカ微粒子)と金属化合物系防錆顔料(例として、Mg又はCa化合物)とが複合化された徐放性防錆微粒子を含有するようにし、40℃の炭酸塩pH標準液へ浸漬したときに1mm×1mmのマス目を100個刻んだ塗膜の防錆顔料から溶出する金属イオンの溶出速度を規定した、端面耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート金属板が知られている(特許文献3)。   Furthermore, the undercoat and / or the topcoat on the non-chromium-based undercoat of the metal plate are made of porous inorganic fine particles (for example, porous silica fine particles) and metal compound-based anticorrosive pigment (for example, Mg or Rust prevention of paint film containing 100 squares of 1 mm × 1 mm when immersed in a 40 ° C. carbonate pH standard solution so as to contain sustained release rust preventive fine particles combined with Ca compound) There is known a chromate-free pre-coated metal plate that defines the elution rate of metal ions eluted from a pigment and has excellent end face corrosion resistance (Patent Document 3).

また、アルカリ土類金属化合物粒子、亜鉛化合物粒子、及びリン酸塩粒子を含有する塗膜を有し、常温の純水中に浸漬したときに塗膜から溶出するアルカリ土類金属、亜鉛、及びリン成分の溶出量モル比を規定することで、端面の赤錆発生を抑制できるクロメートフリー型プレコート金属板も知られている(特許文献4)。   In addition, it has a coating film containing alkaline earth metal compound particles, zinc compound particles, and phosphate particles, and alkaline earth metal, zinc, and elution from the coating film when immersed in pure water at room temperature Also known is a chromate-free pre-coated metal plate that can suppress the occurrence of red rust on the end face by defining the molar ratio of the elution amount of the phosphorus component (Patent Document 4).

特開2008−229518号公報JP 2008-229518 A 特開2009−045923号公報JP 2009-045923 A 特開2009−078450号公報JP 2009-077845 A 特開2008−189965号公報JP 2008-189965 A

本発明は、有害なクロムの溶出のないクロメートフリー型プレコート鋼板の利用拡大を促進するため、雨水などにさらされる屋外環境においても、美観を損ねる赤錆の発生に悩まされずに使用できる、新しいタイプの端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板の提供を目的とする。   The present invention promotes the expansion of the use of chromate-free pre-coated steel sheets that do not dissolve harmful chromium, so that it can be used in outdoor environments exposed to rainwater, etc., without being bothered by the occurrence of red rust that impairs aesthetics. The purpose is to provide a chromate-free pre-coated steel sheet with excellent resistance to red rust on the end face.

本発明の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板は、亜鉛系めっき鋼板の両面にクロメートフリー型化成処理層とその上に形成した1層以上の塗膜とを有するクロメートフリー型プレコート鋼板であって、当該プレコート鋼板の少なくとも裏面の塗膜のうちの最外層の塗膜が端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含有していることを特徴とする。本明細書で用いる「端面滞留性の高い」とは、以下に説明する端面滞留性評価試験により○又は△と判定される性質をいう。   The chromate-free pre-coated steel sheet having excellent red rust corrosion resistance according to the present invention is a chromate-free pre-coated steel sheet having a chromate-free chemical conversion treatment layer and one or more coating films formed thereon on both sides of a zinc-based plated steel sheet. And the coating film of the outermost layer among the coating films of the back surface of the said precoat steel plate contains the tungstate or silicate with high end surface retention property, It is characterized by the above-mentioned. As used herein, “high end-face retention” refers to a property that is determined to be ◯ or Δ by an end-face retention evaluation test described below.

本発明の典型的なクロメートフリー型プレコート鋼板は、それぞれの面のクロメートフリー型化成処理層の上にプライマー塗膜層と上層塗膜層を有し、裏面の上層塗膜層がタングステン酸塩を含有している。   The typical chromate-free precoated steel sheet of the present invention has a primer coating layer and an upper coating layer on the chromate-free chemical conversion treatment layer on each side, and the upper coating layer on the back surface contains tungstate. Contains.

裏面の上層塗膜層に加えて、裏面のプライマー塗膜層が端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含むことも可能である。   In addition to the upper coating layer on the back surface, the primer coating layer on the back surface may contain a tungstate or silicate with high end surface retention.

好ましいタングステン酸塩の例は、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸リチウム、タングステン酸マグネシウムであり、タングステン酸ナトリウムおよびタングステン酸マグネシウムが特に好ましい。2種以上のタングステン酸塩の併用も可能である。   Examples of preferred tungstates are sodium tungstate, calcium tungstate, ammonium tungstate, lithium tungstate, magnesium tungstate, with sodium tungstate and magnesium tungstate being particularly preferred. Two or more tungstates can be used in combination.

塗膜中のタングステン酸塩の含有量は、6〜50wt%であるのが好ましい。   The content of tungstate in the coating film is preferably 6 to 50 wt%.

好ましいケイ酸塩の例は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムであり、ケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムが特に好ましい。2種以上のケイ酸塩の併用も可能である。   Examples of preferred silicates are sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, with sodium silicate and potassium silicate being particularly preferred. Two or more silicates can be used in combination.

塗膜中のケイ酸塩の含有量は、5〜50wt%であるのが好ましい。   The content of silicate in the coating film is preferably 5 to 50 wt%.

製品としてのプレコート鋼板(PCM)は、一般に、それを加工して最終製品を製造する需要家が求める性能の塗膜を片面に設けた形で需要家に供給される。本発明においては、需要家が求める性能の塗膜を設けた方の面を、プレコート鋼板の「おもて面」と見立て、その面の反対側の面を「裏面」と称する。「おもて面」は需要家において製造される最終製品において外側に位置し、人の目に触れる面であるのに対し、「裏面」は最終製品において人の目に触れることはなく、従って裏面の塗膜にはおもて面の塗膜に求められるほどの性能は求められない。こうしたことから、プレコート鋼板の「おもて面」と「裏面」の区別はその外見から一目瞭然であり、両者を比べて、「裏面」は特に美的観点から見劣りすることで、容易に区別することができる。   A pre-coated steel sheet (PCM) as a product is generally supplied to a customer in a form in which a coating film having a performance required by a customer who manufactures the final product by processing it is provided on one side. In the present invention, the surface provided with the coating film having the performance required by the consumer is regarded as the “front surface” of the precoated steel sheet, and the surface opposite to the surface is referred to as the “back surface”. The “front surface” is located on the outer side of the final product manufactured by the consumer and is the surface that is visible to the human eye, whereas the “back surface” is not visible to the human eye on the final product. The coating film on the back surface does not require the performance required for the coating film on the front surface. For this reason, the distinction between the “front surface” and the “back surface” of the pre-coated steel sheet is obvious from its appearance. Compared to the two, the “back surface” is particularly inferior from an aesthetic point of view and can be easily distinguished. Can do.

本発明によれば、クロメートフリー型プレコート鋼板の少なくとも裏面の塗膜のうちの最外層の塗膜が含有する端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩が端面赤錆耐食性の発現に寄与し、雨水などにさらされる屋外環境において端面の赤錆発生を効果的に抑制する。これにより、有害なクロムの溶出のないクロメートフリー型プレコート鋼板の利用拡大に大いに貢献することができる。   According to the present invention, the tungstate or silicate having a high end surface retention property contained in the outermost coating film of at least the back surface of the chromate-free precoated steel sheet contributes to the expression of end face red rust corrosion resistance, Effectively suppresses the occurrence of red rust on the end face in outdoor environments exposed to rainwater. This can greatly contribute to the expansion of the use of chromate-free pre-coated steel sheets that are free from harmful chromium elution.

ここではまず、発明者が本願の新しいタイプの端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板の発明を完成するに至った経緯を説明する。   Here, first, a description will be given of how the inventor completed the invention of a new type of chromate-free precoated steel sheet having excellent end surface red rust corrosion resistance.

クロメートフリー型プレコート鋼板より以前に広く用いられていたクロメート処理プレコート鋼板においては、端面耐食性と言えば端面近傍における塗膜の膨れ(ブリスター)を防止する特性を指し、従って海岸線に沿った地域のような塩害地域で使用しても端面部分から塗膜が膨れるのを防止するため、プレコート鋼板の亜鉛被覆層から亜鉛が溶出するのをいかにして防ぐかを、開発のターゲットとしてきた。その理由は、クロメート処理プレコート鋼板の時代には、クロメートの優れた耐食性により、雨水に濡れるなどの単なる濡れ環境程度で端面に赤錆が発生することはほとんどなかったため、単なる濡れ環境下での耐食性には注意しなくなり、亜鉛の溶解に起因する塗膜の膨れに目がいっていたためである。よって、クロメート処理プレコート鋼板の新製品の開発に当たっては、実験室での塩水噴霧試験(SST)が重視された。塩水噴霧試験の電解質環境では、プレコート鋼板の亜鉛めっきの犠牲防食効果により白錆は発生しても、亜鉛が消費されてしまうまでは、なかなか赤錆発生には至らない。   In chromate-treated pre-coated steel sheets, which were widely used before chromate-free pre-coated steel sheets, the term “face corrosion resistance” refers to the property of preventing blistering of the paint film in the vicinity of the end faces. In order to prevent the coating film from bulging from the end surface even when used in a salty area, the development target has been to prevent zinc from eluting from the zinc coating layer of the pre-coated steel sheet. The reason for this is that in the era of chromate-treated precoated steel sheets, due to the excellent corrosion resistance of chromate, there was almost no red rust on the end face in a mere wet environment such as wetness with rainwater, so the corrosion resistance in a mere wet environment This is because attention was paid to the swelling of the coating film due to dissolution of zinc. Therefore, in developing new products of chromate-treated precoated steel sheets, the salt spray test (SST) in the laboratory was emphasized. In the electrolyte environment of the salt spray test, even if white rust is generated due to the sacrificial anticorrosive effect of galvanization of the precoated steel sheet, red rust is hardly generated until the zinc is consumed.

しかし、耐食性レベルがクロメート処理プレコート鋼板に劣るクロメートフリー型プレコート鋼板の利用が広まったとたんに、非電解質雰囲気において短時間で端面に発生する赤錆の問題が一気に顕在化した。例えば、エアコン室外機での赤錆発生が大きな問題となった。特に赤錆の発生が激しく問題視されたのは、絞り成形した天板の側板との嵌合部や、ノックアウト部(鋼板に切り込みを入れて1mm程度ずらした構造部分)など、毛管現象で水が溜まりやすく、かつ鋼板端面が長時間(場合によっては数日間)にわたり濡れ続ける部分であった。また、主に赤錆が発生した地域は、海岸沿いなどの塩害地域ではなく山間部が中心であった。これは、電解質を含まない水に端面が濡れ続けることで腐食電池が形成されないため、高湿度の環境となったとき(すなわち特に梅雨時期など)に、亜鉛が犠牲的に溶解せず、むき出しの鉄地端面が腐食してしまうからであった。   However, as the use of chromate-free pre-coated steel sheets, whose corrosion resistance level is inferior to chromate-treated pre-coated steel sheets, became widespread, the problem of red rust generated on the end face in a short time in a non-electrolytic atmosphere became apparent. For example, the occurrence of red rust in air conditioner outdoor units has become a major problem. In particular, the occurrence of red rust was regarded as a serious problem because water was absorbed by capillary action, such as the fitting part with the side plate of the draw-formed top plate and the knockout part (structure part shifted by about 1 mm by cutting the steel plate). It was a part where the steel sheet end face was easy to collect and the steel plate end face kept wet for a long time (in some cases, several days). In addition, the area where red rust occurred was mainly in the mountainous area, not the salt damage area along the coast. This is because corrosion cells are not formed because the end face continues to get wet with water that does not contain electrolytes, so zinc is not dissolved sacrificially when exposed to a high humidity environment (that is, especially during the rainy season). This was because the end face of the iron ground would corrode.

クロメート処理プレコート鋼板でこのような赤錆が発生しにくいのは、端面(付近のクロメート処理皮膜)からクロメート成分(クロム酸ストロンチウム)が水中に溶出し、鉄地端面に保護層を形成するからである。それに対し、通常のクロメートフリー型プレコート鋼板の塗膜に含まれる防錆顔料(カルシウム交換シリカや、トリポリリン酸アルミニウム等)は、水溶性が低く、水に溶出したとしても防錆能力がクロメート成分より劣るため、亜鉛の犠牲防食が有効に機能しない濡れ環境における赤錆発生の防止には不十分である。   The reason why such red rust is unlikely to occur in the chromate-treated precoated steel sheet is that the chromate component (strontium chromate) elutes into the water from the end face (neighboring chromate-treated film) and forms a protective layer on the iron end face. . On the other hand, rust preventive pigments (calcium-exchanged silica, aluminum tripolyphosphate, etc.) contained in the coating of ordinary chromate-free pre-coated steel sheets have low water solubility, and even when eluted in water, the rust preventive ability is better than chromate components Since it is inferior, it is insufficient for prevention of red rust generation in a wet environment where the sacrificial corrosion protection of zinc does not function effectively.

上記の点に鑑み、発明者は、本発明の新しいタイプのクロメートフリー型プレコート鋼板の開発に当たり、十分な端面赤錆抑制効果を得るためには、以下の条件(1)〜(3)が全て満足されることが必要である、と考えた。
(1)プレコート鋼板端面が長時間にわたり水に濡れたとき、塗膜中から十分な量の成分が溶出すること。
(2)溶出した成分が赤錆または赤錆及び白錆発生の抑制に有効であること。
(3)溶出した成分が端面の近傍に滞留しつづけること。
In view of the above points, the inventor has satisfied the following conditions (1) to (3) in order to obtain a sufficient end face red rust suppressing effect in developing a new type of chromate-free precoated steel sheet of the present invention. I thought it was necessary to be done.
(1) When the precoated steel plate end face is wet with water for a long time, a sufficient amount of components should be eluted from the coating film.
(2) The eluted component is effective in suppressing red rust or red rust and white rust generation.
(3) The eluted component continues to stay in the vicinity of the end face.

これらの条件について、次に詳しく説明することにする。
条件(1)について
プレコート鋼板端面における赤錆の発生は、梅雨時期などの高湿時に、電解質含有量の少ない水で端面が濡れ続ける環境下で、亜鉛の犠牲防食効果が発現できずに鉄が水中に溶出するために、極めて短期間で端面から赤錆が発生する現象である。この赤錆発生を抑制するためには、防錆に有効な成分を塗膜中に含有させ、端面が水で濡れたときに塗膜中から有効成分が溶出し、端面での赤錆発生を抑制させるのが有効である。塗膜中に含有させる物質の水溶性が十分でないと、仮にその物質が防錆能を有していても、水中に溶出できないため、赤錆抑制の効果は得られない。よって、塗膜中に含有させる物質は十分な水溶性を有していなければならない。
These conditions will be described in detail next.
About condition (1) The occurrence of red rust on the edge of the pre-coated steel sheet is caused by the fact that the sacrificial anticorrosive effect of zinc cannot be manifested in an environment where the edge face continues to get wet with water with low electrolyte content in high humidity such as during the rainy season. This is a phenomenon in which red rust is generated from the end face in a very short period of time. In order to suppress the occurrence of red rust, an effective component for rust prevention is contained in the coating film, and when the end face gets wet with water, the active ingredient is eluted from the coating film, thereby suppressing the occurrence of red rust on the end face. Is effective. If the substance contained in the coating film is not sufficiently water-soluble, even if the substance has rust prevention ability, it cannot be eluted in water, so that the effect of suppressing red rust cannot be obtained. Therefore, the substance contained in the coating film must have sufficient water solubility.

ちなみに、現行のクロメートフリー型プレコート鋼板に使用されているカルシウム交換シリカ(商品名シールデックス)や、トリポリリン酸アルミニウム等の防錆顔料は、十分な水溶性を有していないものの例である。   Incidentally, rust preventive pigments such as calcium exchange silica (trade name Sealdex) and aluminum tripolyphosphate used in the current chromate-free precoated steel sheets are examples of those that do not have sufficient water solubility.

条件(2)について
塗膜から水に溶出した成分は、赤錆または赤錆及び白錆の発生を抑制できる物質でなければならない。赤錆抑制能を有する物質であっても、その防錆機構は様々であり、そしてその防錆機構によって、赤錆抑制能を有する物質は次のように分類することができる。
(i)水中に溶出して電解質となり電気伝導度を上昇させ、亜鉛の犠牲防食効果を発現させることにより赤錆の発生を抑制する物質。
(ii)鉄表面に吸着したり不動態を形成するなどして、鉄の溶出自体を抑制する物質(鉄の溶解インヒビターとして働く物質)。
(iii)上記(ii)の効果に加えて亜鉛の溶解インヒビターとしても働く物質。
Condition (2) The component eluted from the coating film into water must be a substance capable of suppressing the occurrence of red rust or red rust and white rust. Even if it is a substance which has red rust inhibitory ability, the rust prevention mechanism is various, and the substance which has red rust inhibitory ability can be classified according to the rust prevention mechanism as follows.
(I) A substance that suppresses the occurrence of red rust by eluting into water to become an electrolyte, increasing the electrical conductivity, and exhibiting the sacrificial anticorrosive effect of zinc.
(Ii) A substance that suppresses the elution of iron itself by adsorbing or forming a passive state on the iron surface (a substance that acts as an iron dissolution inhibitor).
(Iii) A substance that acts as a zinc dissolution inhibitor in addition to the effect of (ii) above.

水溶性の塩類であれば、水に溶解すると電離して電解質となるため、それが上記(ii)又は(iii)の物質の特性を有していない限り、上記(i)の物質に分類されると考えられる。しかし、上記(i)の物質の赤錆抑制の機構は亜鉛を腐食させることが前提であるため、白錆の発生及び塗膜下膨れ(ブリスター)の発生は免れ得ない。亜鉛の腐食が進めば犠牲防食効果が消失し、結局は赤錆の発生が始まることになる。   If it is a water-soluble salt, it will be ionized when dissolved in water to become an electrolyte. Therefore, unless it has the characteristics of the substance (ii) or (iii), it is classified as the substance (i) above. It is thought. However, since the mechanism of suppressing red rust of the substance (i) is premised on corroding zinc, the occurrence of white rust and the occurrence of blistering under the coating film cannot be avoided. As the corrosion of zinc progresses, the sacrificial anticorrosive effect disappears, and eventually red rust begins to occur.

一方、上記(ii)の物質は、亜鉛の犠牲防食効果に頼ることなく鉄の溶出自体を防止するものであるため、亜鉛の溶解は水中での自己溶解のレベルに抑えられ、白錆やブリスターの発生は少なくなる。上記(iii)の物質では、亜鉛の自己溶解すら抑制されるため、白錆の発生やブリスターの発生が更に少なくなる。以上の観点から、本発明では、クロメートフリー型プレコート鋼板端面の赤錆発生の抑制に有効な物質として、上記(i)の物質ではなく、上記(ii)又は(iii)の物質を使用することにする。   On the other hand, since the substance (ii) prevents the elution of iron itself without relying on the sacrificial anticorrosive effect of zinc, the dissolution of zinc is suppressed to the level of self-dissolution in water, and white rust and blister The occurrence of is reduced. In the substance (iii), even the self-dissolution of zinc is suppressed, so that the occurrence of white rust and blistering is further reduced. From the above viewpoint, in the present invention, the substance (ii) or (iii) is used instead of the substance (i) as a substance effective for suppressing the occurrence of red rust on the end face of the chromate-free precoated steel sheet. To do.

特定の物質が上記(i)〜(iii)のいずれのものであるかは、概ね以下の方法により判定できる。   Whether the specific substance is any of the above (i) to (iii) can be generally determined by the following method.

試験対象の物質について、次の2つの試験を行う。
(試験1)試験対象物質100mgを蒸留水40mlに溶解した溶液に、冷延鋼板を浸漬する(500時間)。
(試験2)同じ水溶液中に、カルシウム交換シリカやトリポリリン酸アルミニウムを防錆顔料として含む塗膜を形成した通常のクロメートフリー型プレコート鋼板(端面に赤錆が生じやすい傾向のもの)を浸漬する(500時間)。
The following two tests are performed on the substance to be tested.
(Test 1) A cold-rolled steel sheet is immersed in a solution obtained by dissolving 100 mg of a test target substance in 40 ml of distilled water (500 hours).
(Test 2) A normal chromate-free precoated steel sheet (with a tendency to easily cause red rust on the end face) in which a coating film containing calcium exchange silica or aluminum tripolyphosphate as a rust preventive pigment is formed in the same aqueous solution (500) time).

これらの試験における500時間の浸漬時間は、プレコート鋼板の実使用条件を想定して、連続500時間の浸漬にあっても端面の赤錆発生を抑制できることが、端面の赤錆発生の抑制に有効な物質にとって必要な要件であるとして設定したものである。   The 500 hour immersion time in these tests is an effective substance for suppressing the occurrence of red rust on the end face, assuming the actual use conditions of the pre-coated steel sheet, even if the immersion is continued for 500 hours, Is set as a necessary requirement.

水溶液から取り出した各鋼板について赤錆、白錆の発生状況を調べ、下記の基準により、上記(i)〜(iii)の物質のうちのいずれに分類されるかを判定する。
(i)に分類される物質
試験1で赤錆発生、試験2で赤錆発生せず、白錆大量発生。
(ii)に分類される物質
試験1で赤錆発生せず、試験2で赤錆発生せずに白錆微量発生。
(iii)に分類される物質
試験1で赤錆発生せず、試験2で赤錆、白錆ともに発生せず。
The state of occurrence of red rust and white rust is examined for each steel plate taken out from the aqueous solution, and it is determined which of the substances (i) to (iii) is classified according to the following criteria.
Substances classified as (i) Red rust was generated in Test 1, no red rust was generated in Test 2, and a large amount of white rust was generated.
Substance classified as (ii) No red rust was generated in Test 1 and no red rust was generated in Test 2, and a small amount of white rust was generated.
Substances classified as (iii) Test 1 does not generate red rust, and test 2 does not generate red or white rust.

条件(3)について
試験物質が上記条件(1)及び(2)の要件を満足したとしても(すなわち、塗膜から水中に十分に溶出し、鉄の溶解インヒビターとして働くものであったとしても)、その物質が直ぐに洗い流されてしまっては、インヒビターとして働きようがない。よって、端面赤錆耐食性を確保するには、インヒビター成分である物質が端面又はその近傍に持続的に「滞留」していることが必要である。
Regarding Condition (3) Even if the test substance satisfies the requirements of the above conditions (1) and (2) (that is, even if the test substance is sufficiently dissolved in water from the coating film and acts as an iron dissolution inhibitor) If the substance is washed away immediately, it cannot act as an inhibitor. Therefore, in order to ensure the end face red rust corrosion resistance, it is necessary that the substance as the inhibitor component is continuously “stayed” at or near the end face.

ここでいう「滞留」とは、様々な意味を含むものである。例えば、(a)インヒビター成分が吸着あるいは不動態皮膜を形成し端面を被覆すること、(b)粘性や表面張力等の物理的な要因によりインヒビター溶液が端面に滞在し続けること、(c)(固体表面を流れる流体のうちの固体表面と接するものの流速は0であるため)インヒビター濃度の高い動かない液膜境界層領域が端面上に存在すること、等のいずれも、ここでいう「滞留」に該当する。そしていずれの現象による「滞留」であっても、試験物質のインヒビター効果が発揮できる状態にあるとき、その物質は「端面滞留性」を有すると表現される。   The term “residence” here includes various meanings. For example, (a) the inhibitor component forms an adsorption or passive film to cover the end surface, (b) the inhibitor solution stays on the end surface due to physical factors such as viscosity and surface tension, (c) ( Any of the fluid film boundary layer region having a high inhibitor concentration is present on the end face because the flow rate of the fluid flowing on the solid surface in contact with the solid surface is 0). It corresponds to. And even if it is "residence" by any phenomenon, when it exists in the state which can exhibit the inhibitor effect of a test substance, it is expressed that the substance has "end surface retention."

特定の物質についての端面滞留性の評価は、以下の方法で行うことができる。   The evaluation of the end face retention for a specific substance can be performed by the following method.

1)物質10mgを蒸留水40mlに溶解し、カルシウム交換シリカやトリポリリン酸アルミニウムを防錆顔料(インヒビター)として含む塗膜を形成した通常のクロメートフリー型プレコート鋼板(端面に赤錆が生じやすい傾向のもの)を50×50mmに切断したものを、その水溶液に72時間浸漬する。
2)プレコート鋼板(50×50mm)を上記1)の水溶液から取り出し(この時点では赤錆は発生していない)、蒸留水で軽くすすいだ後、速やかに蒸留水中に浸漬し、350時間及び500時間放置する。
1) Normal chromate-free pre-coated steel sheet in which 10 mg of the substance is dissolved in 40 ml of distilled water and a coating film containing calcium exchange silica or aluminum tripolyphosphate as an antirust pigment (inhibitor) is formed (with a tendency to cause red rust on the end face) ) Is cut into 50 × 50 mm and immersed in the aqueous solution for 72 hours.
2) Take out the pre-coated steel plate (50 × 50 mm) from the aqueous solution of 1) above (no red rust is generated at this time), rinse lightly with distilled water, and immediately immerse in distilled water for 350 hours and 500 hours. put.

上記2)において、端面滞留性の評価としては、350時間以内で赤錆が発生した場合を×、350時間浸漬では赤錆が発生しなかったが、500時間浸漬では発生した場合を△、500時間浸漬でも赤錆が全く発生しなかった場合を○とした。350時間放置で赤錆が発生しない場合(△あるいは○の場合)、その物質は「端面滞留性が高い」と判断した。上記1)におけるプレコート鋼板の72時間のインヒビター水溶液浸漬時間は、物質の端面滞留性の差を顕在化させるためのモデル条件として設定したものである。これは、実際に梅雨の時期に赤錆が大量発生したエアコン室外機の天板嵌合部での条件と、概ね結果が一致する条件である。上記2)における350時間及び500時間の浸漬時間は、前述の赤錆抑制能を有する物質のタイプを判定する試験における浸漬時間と同じ理由で設定したものである。   In the above 2), the evaluation of end face retention was x when red rust was generated within 350 hours, red rust was not generated when immersed for 350 hours, and Δ when immersed for 500 hours. However, the case where no red rust occurred was marked as “◯”. When red rust did not occur after standing for 350 hours (in the case of Δ or ○), the substance was judged to be “high in end face retention”. The 72-hour inhibitor aqueous solution immersion time of the precoated steel sheet in 1) is set as a model condition for revealing the difference in the end surface retention of the substance. This is a condition in which the result is almost the same as the condition at the top plate fitting part of the air conditioner outdoor unit where a large amount of red rust was actually generated during the rainy season. The immersion time of 350 hours and 500 hours in the above 2) is set for the same reason as the immersion time in the test for determining the type of the substance having red rust suppressing ability.

以上の前提に立って、発明者は、様々な物質についてそれが鉄の溶解インヒビターとして働くかどうかを調べ、いくつかの有望な物質を見いだした。その上で、それらの物質について、その端面滞留性を試験した。評価結果の一部を表1にまとめた。   Based on the above assumptions, the inventor investigated whether various substances act as iron dissolution inhibitors and found some promising substances. In addition, the end face retention of these materials was tested. Some of the evaluation results are summarized in Table 1.

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その結果として、上述の「滞留」メカニズムのいずれによって高い端面滞留性を発現するかは不明ながら、タングステン酸塩グループにおいては、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸リチウム及びタングステン酸マグネシウムに代表されるタングステン酸塩が、鉄の溶解インヒビターとして作用し、クロメートフリー型プレコート鋼板に端面赤錆耐食性を付与する有用な物質であることを突き止めた。   As a result, it is unclear which of the above-described “residence” mechanisms develops high end face retention, but in the tungstate group, sodium tungstate, calcium tungstate, ammonium tungstate, lithium tungstate and tungstic acid. It was found that tungstate represented by magnesium acts as an iron dissolution inhibitor and is a useful substance that imparts end face red rust corrosion resistance to chromate-free precoated steel sheets.

タングステン酸塩グループ中では、タングステン酸ナトリウム及びタングステン酸マグネシウムが特に好ましいことが分かった。表1から、これらのタングステン酸塩の示す端面赤錆耐食性が、クロメート処理プレコート鋼板における防錆成分であるクロム酸ストロンチウムと同等であることも確認された。また、タングステン酸塩ではあるが、タングステン酸バリウムは、試験1及び試験2の評価では○と判定されたが、端面滞留性試験では×と判定された。従来防錆物質として知られているモリブデン酸ナトリウムも、試験1及び試験2の評価では○と判定されたが、端面滞留性試験では×と判定された。   Within the tungstate group, sodium tungstate and magnesium tungstate have been found to be particularly preferred. From Table 1, it was also confirmed that the end face red rust corrosion resistance shown by these tungstates is equivalent to strontium chromate which is a rust preventive component in the chromate-treated precoated steel sheet. Moreover, although it is a tungstate, barium tungstate was determined to be “◯” in the evaluations of Test 1 and Test 2, but was determined to be “X” in the end face retention test. Sodium molybdate, which is conventionally known as a rust preventive substance, was also judged as “good” in the evaluations of Test 1 and Test 2, but was judged as “x” in the end face retention test.

タングステン酸ナトリウム等のタングステン酸塩により端面赤錆抑制効果が得られるメカニズムは、上述のように十分解明されてはいないが、それがプレコート鋼板端面の鉄表面に緻密な鉄酸化物の不動態を形成させることで、鉄の溶解インヒビターとして働くものと推察される。物質のタイプを判定する上記の試験2で若干の白錆の発生が認められることから、タングステン酸塩は、めっき層の亜鉛の溶出を抑制する効果は低いと思われる。しかしながら、逆に、タングステン酸塩は亜鉛の溶出(自己溶解)を抑制するものではないため、適度に亜鉛の溶出が起こって犠牲防食効果が得られ、乾湿繰り返し条件である実曝露環境(加工されたプレコート鋼板を含む最終製品の実使用環境)下では端面保護皮膜が形成されて、赤錆発生の抑制により有利に働くものと考えられる。また、現行のクロメートフリー型プレコート鋼板に使用されているカルシウム交換シリカ(商品名シールデックス)や、トリポリリン酸アルミニウム等の防錆顔料と併用することで、相乗的に端面赤錆耐食性を向上させることもできると期待される。   Although the mechanism by which tungstates such as sodium tungstate have the effect of suppressing red rust on the end face has not been fully elucidated as described above, it forms a dense iron oxide passivation on the iron surface of the precoated steel sheet end face. It is assumed that it works as an iron dissolution inhibitor. Since the occurrence of some white rust is observed in the above test 2 for determining the type of substance, tungstate seems to have a low effect of suppressing the elution of zinc in the plating layer. However, since tungstate does not suppress zinc elution (self-dissolution), zinc elution occurs moderately and a sacrificial anti-corrosion effect is obtained. It is considered that an end face protective film is formed under the actual use environment of the final product including the pre-coated steel sheet, and works favorably by suppressing the occurrence of red rust. In addition, by combining with calcium-exchanged silica (trade name: Sealdex) used in current chromate-free pre-coated steel sheets and anti-corrosion pigments such as aluminum tripolyphosphate, it is possible to synergistically improve red rust corrosion resistance on the end face. It is expected to be possible.

ケイ酸塩グループにおいては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムに代表されるケイ酸塩が、鉄の溶解インヒビターであると同時に亜鉛の溶解インヒビターとしても作用し、クロメートフリー型プレコート鋼板に端面赤錆耐食性を付与する有用な物質であることを突き止めた。中でも、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムが特に好ましいことが分かった。表1から、本発明のケイ酸塩の示す端面赤錆耐食性が、クロメート処理プレコート鋼板における防錆成分であるクロム酸ストロンチウムと同等であることも確認された。また、ケイ酸塩ではあるが、ケイ酸カルシウムは試験1及び試験2のいずれにおいても評価防錆効果が無いと判定された。これはケイ酸カルシウムが難溶性塩であることが理由と思われる。またケイ酸マグネシウムは、試験1及び試験2の評価では○と判定されたが、端面滞留性試験では×と判定された。   In the silicate group, silicates such as sodium silicate, potassium silicate, and lithium silicate are not only iron dissolution inhibitors but also zinc dissolution inhibitors. It was found that it is a useful substance that imparts red rust corrosion resistance to end faces. Of these, sodium silicate and potassium silicate were found to be particularly preferable. From Table 1, it was also confirmed that the end face red rust corrosion resistance of the silicate of the present invention is equivalent to strontium chromate, which is a rust preventive component in the chromate-treated precoated steel sheet. Moreover, although it is a silicate, it was determined that calcium silicate had no evaluation antirust effect in both Test 1 and Test 2. This is probably because calcium silicate is a sparingly soluble salt. Magnesium silicate was determined to be “good” in the evaluations of Test 1 and Test 2, but “×” in the end face retention test.

ケイ酸ナトリウム等のケイ酸塩により端面赤錆抑制効果が得られるメカニズムは、上述のように十分解明されてはいないが、それがプレコート鋼板端面の鉄表面及び亜鉛表面に滞留し、両金属の溶解インヒビターとして働くものと考えられる。上述の端面滞留性評価の2)と3)の試験で浸漬時間が500時間を超えると赤錆が発生し始める様子が認められたことから、ケイ酸塩は端面に吸着しているとしてもその力は弱く、液膜境界層の存在による滞留である可能性が高いと思われる。   Although the mechanism by which silicates such as sodium silicate have the effect of suppressing red rust on the end face has not been fully elucidated as described above, it remains on the iron surface and zinc surface of the precoated steel sheet end face, and both metals dissolve. It is thought to act as an inhibitor. In the tests 2) and 3) of the end face retention evaluation described above, it was recognized that red rust began to occur when the immersion time exceeded 500 hours. Therefore, even if the silicate was adsorbed on the end face, its strength Is weak, and is likely to be a retention due to the presence of a liquid film boundary layer.

リン酸ナトリウム、リン酸水素マグネシウム等のリン酸塩系物質は鉄表面へ吸着する特徴を有することが知られていることから、「端面滞留性が高い」と期待されたが、これらは、上述の端面滞留性試験での結果が×であった。この例は、鉄表面への吸着能が高い物質が、必ずしも端面滞留性が高いとは言えないことを示している。   Since phosphate substances such as sodium phosphate and magnesium hydrogen phosphate are known to have a feature of adsorbing to the iron surface, they were expected to have "high end face retention". The result of the end face retention test was x. This example shows that a substance having a high adsorption ability to the iron surface does not necessarily have a high end face retention.

本発明において、クロメートフリー型プレコート鋼板に端面赤錆耐食性を付与する端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩は、プレコート鋼板の裏面側の塗膜中に存在するのが好ましい。裏面側の塗膜が複数ある場合、端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩は、全ての塗膜に存在してもよく、あるいは一部の塗膜だけに存在してもよい。とは言え、端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩が端面赤錆耐食性を効果的に発現するためには、当該タングステン酸塩又はケイ酸塩は、少なくとも最も外側の塗膜中に存在するのが好ましい。端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩が端面赤錆耐食性を発現するためには、プレコート鋼板を濡らす水に溶解する必要があり、プレコート鋼板の裏面に露出している最外層の塗膜はそのために必要な面積(水に濡れる面積)を提供することができるからである。最外層以外の塗膜は、端面部分に露出しているだけであり、その露出面積はわずかであるため、最外層以外の塗膜だけでは、有効量の端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩の溶出を保証するのに不足することが考えられる。おもて面側の塗膜に端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含ませることも可能であるが、この場合は、おもて面側の塗膜に求められる需要家からの要件を損なわない範囲で当該タングステン酸塩又はケイ酸塩を混入させるべきである。   In the present invention, it is preferable that the tungstate or silicate having high end face retention that imparts end face red rust corrosion resistance to the chromate-free precoated steel sheet is present in the coating film on the back surface side of the precoated steel sheet. When there are a plurality of coating films on the back side, the tungstate or silicate having high end face retention may be present in all coating films or only in some coating films. However, in order for the tungstate or silicate having a high end surface retention to effectively exhibit end face red rust corrosion resistance, the tungstate or silicate is present at least in the outermost coating film. Is preferred. In order for tungstate or silicate with high end face retention to exhibit end face red rust corrosion resistance, it is necessary to dissolve in water that wets the pre-coated steel sheet, and the outermost coating film exposed on the back surface of the pre-coated steel sheet is This is because it is possible to provide a necessary area (an area that gets wet with water). Since the coating film other than the outermost layer is only exposed at the end face portion and the exposed area is very small, only the coating film other than the outermost layer has an effective amount of tungstate or silica having a high end surface retention. It may be insufficient to ensure the elution of the acid salt. Although it is possible to include a tungstate or silicate with high end face retention in the front side coating film, in this case, from the customer required for the front side coating film The tungstate or silicate should be mixed so long as the requirements are not impaired.

端面滞留性の高いタングステン酸塩は、プレコート鋼板裏面の最外層塗膜中に6〜50wt%程度、端面滞留性の高いケイ酸塩は、プレコート鋼板裏面の最外層塗膜中に5〜50wt%程度混入することができる。これらの範囲より少ないと、端面赤錆耐食性の発現に不足し、50wt%より多くなると、成膜後の塗膜が湿潤環境に曝されたときに当該端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩が過度に溶出し、塗膜に膨れや剥離が発生する場合がある。裏面最外層塗膜中の端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩濃度は、より好ましくは7〜40wt%、最も好ましくは10〜30wt%である。   Tungstate with high end face retention is about 6 to 50 wt% in the outermost layer coating film on the back surface of the precoated steel sheet, and silicate with high end surface retention is 5 to 50 wt% in the outermost layer coating film on the back surface of the precoated steel sheet. It can be mixed to some extent. If it is less than these ranges, the end face red rust corrosion resistance is insufficient, and if it exceeds 50 wt%, the tungstate or silicate has high end face retention when the coated film is exposed to a wet environment. May be excessively eluted, and the coating film may be swollen or peeled off. The tungstate or silicate concentration with high end face retention in the back surface outermost layer coating is more preferably 7 to 40 wt%, and most preferably 10 to 30 wt%.

プレコート鋼板裏面の最外層塗膜以外の塗膜に端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を混入する場合は、水中への溶出をより容易にする観点から、上述の最外層塗膜中濃度範囲のうちの上限に近い量を採用するのが好ましい。   When mixing tungstate or silicate with high end-face retention in the coating film other than the outermost layer coating film on the back surface of the pre-coated steel plate, from the viewpoint of facilitating elution into water, It is preferable to employ an amount close to the upper limit of the concentration range.

本発明で使用する端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩は常温で粉末であり、混入する塗膜の厚さを考慮して、最大粒径が5〜20μm、より好ましくは5〜10μm程度になるまで塗料中で分散して使用することが好ましい。   The tungstate or silicate having a high end surface retention used in the present invention is a powder at room temperature, and the maximum particle size is 5 to 20 μm, more preferably 5 to 10 μm in consideration of the thickness of the mixed coating film. It is preferable to use it dispersed in the paint until it reaches a certain level.

端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩粉末は、目的の塗膜用の塗料中に、任意の方法で混入することができる。例えば、塗装する用意のできた塗料(端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩以外の必要成分と溶剤を含む)に加えてもよく、あるいは、塗料の1以上の成分と予め一緒にした合物を、塗料のほかの成分と混合して塗料を調製してもよい。   The tungstate or silicate powder having high end face retention can be mixed in the coating material for the target coating film by any method. For example, it may be added to a paint ready to be painted (including necessary ingredients and solvents other than tungstates or silicates with high edge retention) or combined with one or more ingredients of the paint in advance. The material may be mixed with other ingredients of the paint to prepare the paint.

本発明のクロメートフリー型プレコート鋼板の塗膜は、端面赤錆耐食性の付与に必要な端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を添加することを除くと、通常のクロメートフリー型プレコート鋼板の製造に用いられる塗料により形成することができる。一例として、おもて面には、ポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、カルシウム交換シリカ、トリポリリン酸アルミニウム、酸化チタン、シリカ、その他の添加剤等で構成されるプライマー塗膜、ポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、カルシウム交換シリカ、トリポリリン酸アルミニウム、酸化チタン、シリカ、各種の着色顔料、ワックス、その他の添加剤等で構成される表層塗膜を形成することができる。裏面には、ポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、カルシウム交換シリカ、トリポリリン酸アルミニウム、酸化チタン、シリカ、その他の添加剤等で構成されるプライマー塗膜、ポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、カルシウム交換シリカ、トリポリリン酸アルミニウム、酸化チタン、シリカ、各種の着色顔料、ワックス、その他の添加剤等で構成される表層塗膜を形成することができる。これらの塗膜のうち、少なくとも裏面の最も外側の塗膜中には、本発明に従って端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩が含まれる。   The coating film of the chromate-free type precoated steel sheet of the present invention is a normal chromate-free type precoated steel sheet except for adding tungstate or silicate having a high end surface retention necessary for imparting end face red rust corrosion resistance. It can form with the coating material used for. As an example, on the front surface, a polyester resin, melamine resin, isocyanate, calcium exchange silica, aluminum tripolyphosphate, titanium oxide, silica, other additives, etc., primer coating, polyester resin, melamine A surface coating film composed of resin, isocyanate, calcium exchange silica, aluminum tripolyphosphate, titanium oxide, silica, various color pigments, wax, other additives, and the like can be formed. On the back side is a primer-based coating composed of polyester resin, melamine resin, isocyanate, calcium exchange silica, aluminum tripolyphosphate, titanium oxide, silica, and other additives, polyester resin, melamine resin, isocyanate, calcium exchange A surface coating film composed of silica, aluminum tripolyphosphate, titanium oxide, silica, various color pigments, wax, other additives, and the like can be formed. Among these coating films, at least the outermost coating film on the back surface contains tungstate or silicate having high end face retention according to the present invention.

これらの塗膜の下地となる鋼板としては、亜鉛系めっき鋼板を用いることができる。亜鉛系めっき鋼板としては、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、Al−亜鉛めっき鋼板、Al−Mg−Si−亜鉛めっき鋼板など任意のものが使用できるが、Al−Mg−Si−亜鉛めっき鋼板を使用した場合に、耐赤錆性の向上が特に顕著である。   As the steel plate that is the base of these coating films, a zinc-based plated steel plate can be used. As the galvanized steel sheet, for example, any one such as a hot dip galvanized steel sheet, an electrogalvanized steel sheet, an Al-galvanized steel sheet, an Al-Mg-Si-galvanized steel sheet can be used. When steel plates are used, the improvement in red rust resistance is particularly remarkable.

亜鉛系めっき鋼板の表面には、上述の塗膜用塗料を塗布するための前処理層として、通常のクロメートフリー型化成処理層を設けることができる。一例として、化成処理層は、シリカ、シランカップリング剤、タンニンまたはタンニン酸、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物のいずれか2種以上と樹脂を含有する皮膜を用いることができる。化成処理層は、化成処理液を浸漬塗布、ロールコーター塗装、リンガーロール塗装、刷毛塗り、スプレー塗装などにより形成することができる。   A normal chromate-free chemical conversion treatment layer can be provided on the surface of the galvanized steel sheet as a pretreatment layer for applying the above-mentioned paint for coating film. As an example, the chemical conversion treatment layer can use a film containing two or more of silica, a silane coupling agent, tannin or tannic acid, a zirconium compound, and a titanium compound and a resin. The chemical conversion treatment layer can be formed by dip coating, roll coater coating, ringer roll coating, brush coating, spray coating or the like.

本発明のクロメートフリー型プレコート鋼板は、少なくとも裏面の最も外側の塗膜の形成に端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を添加した塗料を用いるのを除けば、クロメートフリー型プレコート鋼板の通常の製造設備、製造方法により製造することができ、それらについてここで詳細に説明するには及ばない。   The chromate-free pre-coated steel sheet of the present invention is a chromate-free pre-coated steel sheet except that a coating containing a tungstate or silicate having a high end surface retention property is used to form at least the outermost coating film on the back surface. It can be manufactured by a normal manufacturing facility and manufacturing method, and these need not be described in detail here.

実施例により本発明を更に説明することにする。言うまでもなく、本発明はここに提示する実施例に限定されるものではない。   The invention will be further described by way of examples. It goes without saying that the invention is not limited to the examples presented here.

A.試料材原板
次の原板GI、SDを使用して試料材を作製した。
(1)GI: 溶融亜鉛めっき鋼板(0.6mm厚、めっき付着量80g/m片面)
(2)SD: 11%Al−3%Mg−0.2%Si−亜鉛めっき鋼板(0.6mm厚、めっき付着量80g/m片面)
B.原板の化成処理
シランカップリング剤、タンニン酸、シリカ、及びポリエステル樹脂混合系処理剤により、原板をクロメートフリー化成処理(100mg/m)した。
C.試料材の塗装
下記の塗料樹脂に表2に示した防錆顔料成分を配合した塗料を用いて、先に化成処理した原板の各面にプライマー塗装とトップコート塗装を施した。
(1)おもて面・裏面プライマー塗料樹脂
ポリエステル/メラミン+イソシアネート併用硬化型(日本ファインコーティングス社製FLC687塗料樹脂)
(2)おもて面トップコート塗料樹脂
高分子ポリエステル/メラミン硬化型(日本ファインコーティングス社製FLC7000塗料樹脂)
(3)裏面トップコート塗料樹脂
ポリエステル/メラミン硬化型(日本ファインコーティングス社製FLC100HQ塗料樹脂)
A. Sample Material Plate A sample material was prepared using the following plate materials GI and SD.
(1) GI: Hot-dip galvanized steel sheet (0.6 mm thickness, plating adhesion 80 g / m 2 on one side)
(2) SD: 11% Al-3% Mg-0.2% Si-galvanized steel sheet (0.6 mm thickness, plating adhesion 80 g / m 2 on one side)
B. Chemical conversion treatment of the original plate The chromate-free chemical conversion treatment (100 mg / m 2 ) of the original plate was performed using a silane coupling agent, tannic acid, silica, and a polyester resin mixed treatment agent.
C. Coating of Sample Material Using a paint in which the anticorrosive pigment component shown in Table 2 was blended with the following paint resin, primer coating and top coat coating were performed on each surface of the original plate subjected to the chemical conversion treatment.
(1) Front / back primer paint resin Polyester / melamine + isocyanate combined curing type (FLC687 paint resin made by Nippon Fine Coatings)
(2) Front surface top coat paint resin High molecular polyester / melamine curable type (FLC7000 paint resin manufactured by Nippon Fine Coatings)
(3) Backside topcoat paint resin Polyester / melamine curing type (FLC100HQ paint resin manufactured by Nippon Fine Coatings)

表2の塗料に配合した防錆顔料成分は次のとおりであった。
A: カルシウム交換シリカ
B: トリポリリン酸アルミニウム
C: タングステン酸ナトリウム
D: タングステン酸カルシウム
E: タングステン酸アンモニウム
F: タングステン酸リチウム
G: リンタングステン酸ナトリウム(比較)
H: 炭酸水素ナトリウム(比較)
I: 塩化カリウム(比較)
J:タングステン酸マグネシウム
K:タングステン酸バリウム(比較)
L:モリブデン酸ナトリウム(比較)
The rust preventive pigment components blended in the paint of Table 2 were as follows.
A: Calcium exchange silica B: Aluminum tripolyphosphate C: Sodium tungstate D: Calcium tungstate E: Ammonium tungstate F: Lithium tungstate G: Sodium phosphotungstate (comparison)
H: Sodium bicarbonate (comparison)
I: Potassium chloride (comparison)
J: Magnesium tungstate K: Barium tungstate (comparison)
L: Sodium molybdate (comparison)

Figure 0004927233
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表2において、防錆顔料の記号に続くかっこ内の数値は、塗料の全固形分に対する防錆顔料の重量濃度パーセントを示す(例えば、「A(20)」は、塗料が顔料Aを20wt%含有していることを示す)。表2には、塗料に配合した防錆顔料成分のみを示し、着色顔料成分は示していない。   In Table 2, the numerical value in parentheses following the symbol of the rust preventive pigment indicates the weight concentration percentage of the rust preventive pigment with respect to the total solid content of the paint (for example, “A (20)” indicates that the paint contains 20% by weight of the pigment A. It indicates that it contains). In Table 2, only the rust preventive pigment component blended in the paint is shown, and the colored pigment component is not shown.

作製した試料材に対して、次の性能試験を行った。   The following performance test was performed on the prepared sample material.

1.田園地帯曝露試験
田園地帯曝露試験は、非電解質の湿潤環境下で短期間に発生する赤錆に関する耐性を直接的に評価することを目的とするものであった。
試料材を加工してエアコン室外機の天板嵌合部の形状を再現した加工材、及び未加工の平板をテスト材として使用した。
梅雨入り直後に、各テスト材を、田園地帯(千葉県君津市内陸)に設置し、1ヶ月後に目視観察した。
天板嵌合部の赤錆評価は、赤錆が全く発生していないものを◎、赤錆発生量が微(赤錆1%未満)のものを○、赤錆発生量が少(赤錆1〜5%)のものを△、赤錆発生量が多(赤錆5%超)のものを×と評価した。
平板のおもて平面部のブリスター評価は、ブリスターが全く発生していないものを◎、微(ASTM D 714で8Fレベル以上)のものを○、少〜多(8Fレベル未満)のものを×と評価した。
1. Rural Exposure Test The rural exposure test was intended to directly evaluate the resistance to red rust that occurs in a short time in a non-electrolyte moist environment.
The processed material which processed the sample material and reproduced the shape of the top plate fitting part of an air conditioner outdoor unit, and the unprocessed flat plate were used as a test material.
Immediately after entering the rainy season, each test material was installed in the countryside (land in Kimitsu City, Chiba Prefecture) and visually observed after one month.
The red rust evaluation of the top plate mating part is ◎ when red rust is not generated at all, ○ when the amount of red rust generated is small (less than 1% red rust), and the amount of red rust generated is small (1 to 5% red rust). A thing with a large amount of red rust (over 5% red rust) was evaluated as x.
The blister evaluation of the flat part of the flat surface of the flat plate is ◎ when no blisters are generated, ○ is fine (over 8F level according to ASTM D 714), × is low to many (less than 8F level) × It was evaluated.

2.塩害地曝露試験
塩害地曝露試験は、電解質環境下での長期耐性という従来の観点による耐食性を評価することを目的とするものであった。
試料材を加工してエアコン室外機の天板嵌合部の形状を再現した加工材、及び未加工の平板をテスト材として使用した。
各テスト材を、塩害地(沖縄の海岸地帯)に設置し、2年後に目視観察した。
天板嵌合部の赤錆評価は、赤錆が全く発生していないものを◎、赤錆発生量が微(赤錆1%未満)のものを○、赤錆発生量が少(赤錆1〜5%)のものを△、赤錆発生量が多(赤錆5%超)のものを×と評価した。
平板のおもて面の端面膨れ評価は、端面からの膨れの最大値が2mm以下のものを○、2mm超のものを×と評価した。
2. Salt Damage Area Exposure Test The salt damage area exposure test was intended to evaluate the corrosion resistance from the conventional viewpoint of long-term tolerance in an electrolyte environment.
The processed material which processed the sample material and reproduced the shape of the top plate fitting part of an air conditioner outdoor unit, and the unprocessed flat plate were used as a test material.
Each test material was installed in a salt damage area (Okinawa coastal area) and visually observed after 2 years.
The red rust evaluation of the top plate mating part is ◎ when red rust is not generated at all, ○ when the amount of red rust generated is small (less than 1% red rust), and the amount of red rust generated is small (1 to 5% red rust). A thing with a large amount of red rust (over 5% red rust) was evaluated as x.
In the evaluation of the end face swelling of the front surface of the flat plate, the case where the maximum value of the swelling from the end face was 2 mm or less was evaluated as ◯, and the case where it exceeded 2 mm was evaluated as x.

3.ラボ試験
ラボ試験(蒸留水浸漬試験、40℃ HCT試験、沸騰水2時間浸漬試験)は、非電解質の湿潤環境下で短期間に発生する赤錆に関する耐性を、簡易的に評価することを目的とするものであった。ただし、本発明に関しては田園地帯での曝露試験結果が良好であることが第一義であり、ラボ試験は参考試験とする。
塗膜から物質が溶出した水溶液が端面近傍に滞在する時間は、蒸留水浸漬試験では極めて長く、40℃ HCT試験では逆に短い。実環境条件はこれらのラボ試験の中間的な条件にあると考えられる。よって、これらのラボ試験の条件で良好な結果が得られることが、実環境での良好な結果をもたらすものと考えられる。
3. Lab test Lab test (distilled water immersion test, 40 ° C HCT test, boiling water 2 hour immersion test) is intended to simply evaluate the resistance to red rust that occurs in a short time in a non-electrolyte moist environment. It was something to do. However, regarding the present invention, it is the primary meaning that the result of the exposure test in the countryside is good, and the laboratory test is a reference test.
The time in which the aqueous solution from which the substance has eluted from the coating film stays in the vicinity of the end face is extremely long in the distilled water immersion test, and conversely short in the 40 ° C. HCT test. Real environmental conditions are considered to be intermediate between these laboratory tests. Therefore, it is considered that a good result obtained in these laboratory tests results in a good result in an actual environment.

蒸留水浸漬試験では、50×50mmの試料材を、蒸留水40mlに500時間浸漬した後、端面の赤錆を評価した。赤錆が全く発生していないものを◎、微(赤錆1%未満)のものを○、少(赤錆1〜10%)のものを△、多(赤錆10%超)のものを×と評価した。   In the distilled water immersion test, a 50 × 50 mm sample material was immersed in 40 ml of distilled water for 500 hours, and then the red rust on the end face was evaluated. The case where no red rust was generated was evaluated as 、, the fine (less than 1% of red rust) was evaluated as ◯, the low (1-10% of red rust) was evaluated as △, and the high (greater than 10%) was evaluated as ×. .

40℃ HCT試験では、50×100mmの試料材を、恒温高湿槽(40℃、98%RH)内に垂直縦長に吊るして設置し、240時間後の端面の赤錆を評価した。赤錆が全く発生していないものを◎、微(赤錆5%未満)のものを○、少(赤錆5〜10%)のものを△、多(赤錆10%超)のものを×と評価した。   In the 40 ° C. HCT test, a 50 × 100 mm sample material was installed in a vertically-long high-humidity tank (40 ° C., 98% RH) in a vertically long manner, and the red rust on the end face after 240 hours was evaluated. The case where no red rust was generated was evaluated as ◎, the fine (less than 5% red rust) was evaluated as ○, the small (red rust 5-10%) was evaluated as △, and the high (over 10% red rust) was evaluated as ×. .

沸騰水2時間浸漬試験では、平板を沸騰水に2時間浸漬し、おもて平面部及び裏平面部のブリスターを評価した。ブリスターが全く発生していないものを◎、微(ASTM D 714で8Fレベル以上)のものを○、少〜多(8Fレベル未満)のものを×と評価した。   In the boiling water 2-hour immersion test, the flat plate was immersed in boiling water for 2 hours, and the blisters on the front and back plane portions were evaluated. The case where no blister was generated was evaluated as ◎, the case where it was fine (8F level or higher by ASTM D 714) was evaluated as ○, and the case where it was small to many (less than 8F level) was evaluated as ×.

上記各試験の結果を表3に示す。   Table 3 shows the results of the above tests.

Figure 0004927233
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さらに、防錆顔料成分を次に示す防錆顔料成分に代えて、同様に上記各試験を行った。表4に配合した成分、表5に試験結果を示す。   Furthermore, each said test was done similarly, replacing the antirust pigment component with the antirust pigment component shown next. Table 4 shows the components blended and Table 5 shows the test results.

表4の塗料に配合した防錆顔料成分は次のとおりであった。
a: カルシウム交換シリカ
b: トリポリリン酸アルミニウム
c: ケイ酸ナトリウム
d: ケイ酸マグネシウム(比較)
e: ケイ酸カリウム
f: ケイ酸カルシウム(比較)
g: 炭酸水素ナトリウム(比較)
h: 塩化カリウム(比較)
i: ケイ酸リチウム
The antirust pigment components blended in the paint of Table 4 were as follows.
a: calcium exchange silica b: aluminum tripolyphosphate c: sodium silicate d: magnesium silicate (comparison)
e: Potassium silicate f: Calcium silicate (comparison)
g: Sodium bicarbonate (comparison)
h: Potassium chloride (comparison)
i: Lithium silicate

Figure 0004927233
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Figure 0004927233
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Claims (9)

亜鉛系めっき鋼板の両面にクロメートフリー型化成処理層とその上に形成した1層以上の塗膜とを有するクロメートフリー型プレコート鋼板であって、当該プレコート鋼板の少なくとも裏面の塗膜のうちの最外層の塗膜が、端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含有していることを特徴とする端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  A chromate-free pre-coated steel sheet having a chromate-free chemical conversion treatment layer and at least one coating film formed thereon on both surfaces of a zinc-based plated steel sheet, the outermost coating film of at least the back surface of the pre-coated steel sheet. A chromate-free precoated steel sheet excellent in end face red rust corrosion resistance, wherein the outer layer coating film contains tungstate or silicate having high end face retention. ぞれぞれの面のクロメートフリー型化成処理層の上にプライマー塗膜層と上層塗膜層を有し、裏面の上層塗膜層が端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含有している、請求項1に記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  It has a primer coating layer and an upper coating layer on the chromate-free chemical conversion treatment layer on each side, and the upper coating layer on the back side contains tungstate or silicate with high end surface retention. The chromate-free precoated steel sheet excellent in end face red rust corrosion resistance according to claim 1. 裏面のプライマー塗膜層が更に端面滞留性の高いタングステン酸塩又はケイ酸塩を含む、請求項2に記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free precoated steel sheet excellent in end face red rust corrosion resistance according to claim 2, wherein the primer coating layer on the back surface further comprises tungstate or silicate having high end face retention. 前記端面滞留性の高いタングステン酸塩が、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸リチウム、タングステン酸マグネシウム又はそれらの混合物である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The tungstate with high end surface retention is sodium tungstate, calcium tungstate, ammonium tungstate, lithium tungstate, magnesium tungstate or a mixture thereof according to any one of claims 1 to 3. Chromate-free pre-coated steel plate with excellent red rust corrosion resistance. 前記端面滞留性の高いケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム又はそれらの混合物である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free excellent end face red rust corrosion resistance according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicate having a high end face retention is sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, or a mixture thereof. Type pre-coated steel sheet. 前記端面滞留性の高いタングステン酸塩がタングステン酸ナトリウムおよびタングステン酸マグネシウムである、請求項4記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free precoated steel sheet having excellent end face red rust corrosion resistance according to claim 4, wherein the tungstate having high end face retention is sodium tungstate and magnesium tungstate. 前記端面滞留性の高いケイ酸塩がケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムである、請求項5記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free precoated steel sheet having excellent end face red rust corrosion resistance according to claim 5, wherein the silicate having high end face retention is sodium silicate and potassium silicate. 塗膜中の前記端面滞留性の高いタングステン酸塩の含有量が6〜50wt%である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free precoated steel sheet having excellent end surface red rust corrosion resistance according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the tungstate having high end surface retention in the coating film is 6 to 50 wt%. 塗膜中の前記端面滞留性の高いケイ酸塩の含有量が5〜50wt%である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の端面赤錆耐食性に優れたクロメートフリー型プレコート鋼板。  The chromate-free precoated steel sheet excellent in end face red rust corrosion resistance according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the silicate having high end face retention in the coating film is 5 to 50 wt%.
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