JP5457611B1 - Surface-treated galvanized steel sheet excellent in scratch and end face corrosion resistance and method for producing the same - Google Patents

Surface-treated galvanized steel sheet excellent in scratch and end face corrosion resistance and method for producing the same Download PDF

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Abstract

【課題】亜鉛系めっき鋼板を用い、クロムを含有することなく、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、耐薬品性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装密着性といった諸性能のバランスに優れたクロムフリー表面処理亜鉛系めっき鋼板の提供。
【解決手段】鋼板の両面に亜鉛めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に特定の酸性無機被覆層と特定のアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有し、酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01〜0.5g/mであり、アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜重量が0.5〜3g/mである表面処理亜鉛系めっき鋼板。
【選択図】なし
An object of the present invention is to use a zinc-based plated steel sheet without containing chromium, corrosion resistance, chemical resistance, heat-resistant yellowing, molding processability, fingerprint resistance, conductivity of any flat part, after alkaline degreasing, and processed part. Providing chromium-free surface-treated galvanized steel sheets with excellent balance of performance such as paint adhesion.
A galvanized layer is provided on both surfaces of a steel sheet, and a two-layer coating comprising a specific acidic inorganic coating layer and a specific alkaline organic-inorganic composite coating layer is further provided on the surface of the galvanized layer. A surface-treated galvanized steel sheet in which the coating weight of the coating layer is 0.01 to 0.5 g / m 2 and the coating weight of the alkaline organic inorganic composite coating layer is 0.5 to 3 g / m 2 .
[Selection figure] None

Description

本発明は、亜鉛目付量が従来より少ない亜鉛系めっき鋼板において耐食性、耐溶剤性及び塗装性に優れたクロムフリー表面処理鋼板に関する。本発明の表面処理鋼板は、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性にも優れ、且つ耐薬品性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装密着性に優れる。特に本発明は、電気亜鉛系めっき鋼板に用いられるものである。一般的に亜鉛系めっき鋼板は、片面の亜鉛目付量は20g/m程度である。亜鉛目付量を減らした場合、亜鉛の防食期間が短くなり長期的に腐食が進行してしまう。本発明は、特に傷部や端面部等の露出した鉄部の腐食抑制に優れ、亜鉛目付量が少なくても従来と同等以上の傷部及び端面耐食性を示すとともに、長期に渡って赤錆発生をも抑制するクロムフリー表面処理鋼板に関する。The present invention relates to a chromium-free surface-treated steel sheet that is excellent in corrosion resistance, solvent resistance, and paintability in a zinc-based plated steel sheet that has a smaller amount of zinc per unit area. 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 excellent in chemical resistance, heat yellowing, molding processability, fingerprint resistance, conductivity, and paint adhesion. . In particular, the present invention is used for an electrogalvanized steel sheet. Generally, zinc-based plated steel sheets have a zinc basis weight of about 20 g / m 2 on one side. When the amount of zinc is reduced, the anticorrosion period of zinc is shortened and corrosion progresses in the long term. The present invention is particularly excellent in inhibiting corrosion of exposed iron parts such as scratches and end faces, and exhibits a scratch and end face corrosion resistance equal to or higher than that of the conventional one even if the amount of zinc is small, and it also generates red rust over a long period of time. The present invention also relates to a chromium-free surface-treated steel sheet that also suppresses

従来から家電や建材分野等において、亜鉛めっき鋼板が多岐にわたり使用されている。亜鉛系めっき鋼板は、そのままでは耐食性や塗装性(意匠性のために後塗装する)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、更に樹脂を主成分として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。また、近年では欧州のRoHS規制にともない、6価クロムを使用せず、樹脂を主成分とした様々なクロムフリーの耐指紋性鋼板が実用化されている。   Conventionally, galvanized steel sheets have been widely used in the fields of home appliances and building materials. Since zinc-based plated steel sheets are insufficient in corrosion resistance and paintability (post-coating for design) as they are, 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 a fingerprint-resistant steel sheet coated with a resin as a main component has been put to practical use. Further, in recent years, various chromium-free fingerprint-resistant steel plates mainly made of resin without using hexavalent chromium have been put into practical use in accordance with European RoHS regulations.

この耐指紋性鋼板は、とりわけ家電分野においては近年の高品質化にともない、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部の耐食性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装性等の様々な要求性能を具備しておく必要がある。
従来の表面処理としてはクロメート処理やりん酸塩処理が施されており、その後に曲げ、押し出しや摺動などの成型加工を経て、成型品に塗装されることが多い。また、用途によっては、塗装せずにそのまま用いる場合もある。
耐指紋性鋼板を成型加工するとき、金型との摩耗を軽減するために不揮発性や揮発性のプレス油を用いる。その油や汚れなどが付着した状態であると塗装不良がおこるため、それを除去するために洗浄を行う。この洗浄にはアルカリや酸を主成分とした洗浄剤を用いることが多い。この洗浄剤は生産効率をあげるために処理時間を短縮させ、従来と比べて洗浄剤を高濃度や高温で使用されることも多い。更に、その後における塗装工程では、スプレー塗装して塗着させるのが主流であり、洗浄時に耐指紋皮膜が剥離していたり、部分的に皮膜欠損していたりすると皮膜表面が不均一な状態であるため、塗料が塗着するときに外観不良が起こる。更に塗装時に溶媒を揮散させて高温焼付けするが、片面塗装の場合に非塗装面が高温雰囲気にさらされるため、樹脂成分や発色するような成分を含有する皮膜は熱黄変する。或いは、塗装しない場合でも、揮発性プレス油を用いた場合に成型加工後に高温でプレス油を揮散させる工程がある。このとき、前記同様に樹脂成分や発色する成分を含有する皮膜は熱黄変する。この熱黄変は意匠性という観点から製品価値が損なわれる。
また、家電製品でもOA、AVなど情報機器には導電性や電磁波シールド性が必要である。特に近年は通信関連で高周波数化してきており、帯電防止を目的とした導電性を備えておくことが重要である。優れた耐食性や耐薬品性を発現させるために耐指紋皮膜が厚塗されていると必然的に性能が低下する。そのため、導電性と両立させることが技術的な課題としてある。
This fingerprint-resistant steel sheet, particularly in the field of home appliances, has been improved in recent years, with corrosion resistance, heat-resistant yellowing, molding processability, fingerprint resistance, electrical conductivity, paintability, etc. of flat parts, after alkaline degreasing and processed parts, etc. It is necessary to have various performance requirements.
As a conventional surface treatment, chromate treatment or phosphate treatment is performed, and after that, it is often coated on a molded product through a molding process such as bending, extrusion, or sliding. Moreover, depending on a use, it may use as it is, without painting.
When molding a fingerprint-resistant steel plate, non-volatile or volatile press oil is used to reduce wear on the mold. If the oil or dirt adheres to it, coating failure will occur, and cleaning is performed to remove it. In this cleaning, a cleaning agent mainly composed of alkali or acid is often used. This cleaning agent shortens the processing time in order to increase production efficiency, and the cleaning agent is often used at a higher concentration or higher temperature than in the past. Furthermore, in the subsequent painting process, spray coating is the mainstream, and when the anti-fingerprint film is peeled off or partially damaged during cleaning, the surface of the film is uneven. For this reason, poor appearance occurs when the paint is applied. Further, the solvent is volatilized at the time of coating, and baking is performed at a high temperature. However, in the case of single-sided coating, the non-coated surface is exposed to a high-temperature atmosphere. Alternatively, there is a step of volatilizing the press oil at a high temperature after the molding process when the volatile press oil is used, even when it is not painted. At this time, the film containing the resin component and the color developing component is yellowed as described above. This thermal yellowing impairs the product value from the viewpoint of design.
In addition, even in home appliances, information devices such as OA and AV require conductivity and electromagnetic wave shielding. Particularly in recent years, the frequency of communication has been increased, and it is important to provide conductivity for the purpose of preventing charging. In order to develop excellent corrosion resistance and chemical resistance, if the anti-fingerprint film is applied thick, the performance inevitably deteriorates. Therefore, it is a technical problem to make it compatible with conductivity.

近年、中国やインド等新興国の経済成長が目覚しく、資源の消費も急速に加速している。ベースメタルの一種である亜鉛もその対象物質であり、長期的に亜鉛の枯渇が懸念される。ここ数年の資源高騰から供給不安に対する懸念などから、省資源化に対する試みが行われ始めている。
例えば、従来電気亜鉛めっき鋼板は、20g/m以上の亜鉛が片面にめっきされている。電気亜鉛めっき鋼板の亜鉛目付量の減少は、特に鉄の露出した箇所において長期的な鉄の腐食抑制を困難にし、従来品質を維持できないことを意味する。
In recent years, the economic growth of emerging countries such as China and India has been remarkable, and the consumption of resources has also accelerated rapidly. Zinc, which is a kind of base metal, is also a target substance, and there is concern over the long-term depletion of zinc. Attempts to conserve resources have begun due to concerns over supply insecurity over the past few years.
For example, a conventional electrogalvanized steel sheet has 20 g / m 2 or more of zinc plated on one side. The reduction in the zinc basis weight of the electrogalvanized steel sheet makes it difficult to suppress long-term corrosion of iron, particularly in exposed portions of iron, and cannot maintain the conventional quality.

片側の亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板は、一般的に長期に渡り腐食環境下に曝された場合、亜鉛目付量が少ない分、防錆能力に劣る。防錆性を付与するためにクロメートやリン酸塩が従来行われている。クロメート処理は、前述したように近年のRoHS規制等の環境的配慮によって使用することは好ましくない。リン酸塩処理の場合、薄膜化することが困難であり、通常2g/m以上の皮膜量が付着している。厚膜化することにより、不足する耐食性を補うことが可能だが、一方で導電性が極めて劣るなど、近年において重要視される導電性を付与することができない。A galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 on one side is generally inferior in rust prevention ability when exposed to a corrosive environment for a long period of time due to a small amount of zinc basis weight. Conventionally, chromate and phosphate are used to impart rust prevention. As described above, it is not preferable to use the chromate treatment due to environmental considerations such as recent RoHS regulations. In the case of phosphating, it is difficult to reduce the film thickness, and a coating amount of 2 g / m 2 or more is usually attached. By increasing the film thickness, it is possible to compensate for the insufficient corrosion resistance, but on the other hand, it is not possible to impart conductivity that has been regarded as important in recent years, such as extremely poor conductivity.

耐指紋性鋼板においては環境規制から6価クロムを含有しないということだけでなく、前述のように様々な使われ方があり、これらを全て満足できないと実用的でない。これまでクロムフリー表面処理鋼板の技術としていくつか提案されている。   In addition to not containing hexavalent chromium due to environmental regulations, fingerprint-resistant steel plates are used in various ways as described above. Until now, several techniques for chromium-free surface-treated steel sheets have been proposed.

例えば、特許文献1には、亜鉛系めっき鋼板の表面に、特定の構造をもつ水溶性樹脂、シランカップリング剤、チタン化合物及びジルコニウム化合物のいずれか1種を含有する処理液、これから得られる乾燥皮膜を下層、更にガラス転移温度が−40℃〜0℃の範囲である特定の構造を有するウレタン樹脂、水溶性エポキシ樹脂、コロイダルシリカ、特定の粒子径を有するポリエチレンワックス、水溶性有機溶剤と水とを含有する処理液、これから得られる乾燥皮膜を上層とする2層の亜鉛系めっき鋼板が開示されている。この技術では、亜鉛目付量が20g/m以上の亜鉛めっき鋼板であれば、優れた耐食性を有するものの、20g/m未満の亜鉛系めっき鋼板に用いる場合、耐食性が極めて低下し、性能バランスを満足できない。特に、傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所において著しく腐食がしやすく、十分な耐食性が得られない。For example, Patent Document 1 discloses a treatment liquid containing any one of a water-soluble resin having a specific structure, a silane coupling agent, a titanium compound, and a zirconium compound on the surface of a zinc-based plated steel sheet, and drying obtained therefrom. A lower layer of the film, and further a urethane resin having a specific structure having a glass transition temperature in the range of −40 ° C. to 0 ° C., a water-soluble epoxy resin, colloidal silica, a polyethylene wax having a specific particle diameter, a water-soluble organic solvent and water. And a two-layer galvanized steel sheet having a dry film obtained therefrom as an upper layer. In this technology, a zinc-plated steel sheet having a zinc basis weight of 20 g / m 2 or more has excellent corrosion resistance, but when used for a zinc-based steel sheet having a weight of less than 20 g / m 2 , the corrosion resistance is extremely lowered, and the performance balance Can not be satisfied. In particular, corrosion is remarkably easy to occur at the exposed portions of iron such as scratches and end surfaces, and sufficient corrosion resistance cannot be obtained.

特許文献2には、カチオン性ポリウレタン樹脂、カチオン性フェノール樹脂、シランカップリング剤、マンガン化合物、ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、特定の物性を有するフィッシャートロプッシュワックスを特定の比率で含有する処理液で表面処理皮膜を形成させた亜鉛系めっき鋼板が開示されている。しかし、この技術は、加工部やアルカリ処理した後の耐食性、耐薬品性、耐熱黄変性における耐久性という点からは必ずしも満足できるものではない。1層処理であるがゆえに前記性能を満足させるために厚膜化させると導電性が低下し、耐指紋性鋼板に要求される項目の全てを満足することができない。
その上、1層処理故に亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛系めっき鋼板に用いる場合、傷部及び端面耐食性を著しく損なう。
Patent Document 2 includes a treatment liquid containing a cationic polyurethane resin, a cationic phenol resin, a silane coupling agent, a manganese compound, a zirconium compound, a vanadium compound, and a Fischer-Tropsch wax having specific physical properties in a specific ratio. A zinc-based plated steel sheet on which a treatment film is formed is disclosed. However, this technique is not always satisfactory from the viewpoints of corrosion resistance, chemical resistance after heat treatment and alkali treatment, and durability in heat-resistant yellowing. Since it is a single-layer treatment, if the film is thickened to satisfy the above performance, the conductivity is lowered, and all the items required for the fingerprint-resistant steel sheet cannot be satisfied.
In addition, when used for a zinc-based plated steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 due to the single-layer treatment, the scratched portion and end surface corrosion resistance are significantly impaired.

特許文献3には、ケイ酸アルカリ金属塩、有機樹脂、固体水分散性ワックス及びシランカップリング剤から成る皮膜によって被覆された表面処理金属板が開示されている。しかし、この場合においても亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板において傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所での十分な耐食性が得られない。Patent Document 3 discloses a surface-treated metal plate covered with a film made of an alkali metal silicate, an organic resin, a solid water-dispersible wax, and a silane coupling agent. However, even in this case, sufficient corrosion resistance cannot be obtained at exposed portions of iron such as scratches and end surfaces in a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 .

特許文献4には、ヘキサフルオロジルコニウム酸、無機酸からなる化成処理液により形成されたジルコニウム膜及び上層に水分散性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリカルボジイミド樹脂、有機チタン化合物、コロイダルシリカ及びポリエチレンワックスからなる皮膜を被覆した表面処理鋼板が開示されている。この技術では、比較的優れた耐食性が得られるものの、塗装密着性に劣り性能バランスを満足できない。   In Patent Document 4, a zirconium film formed by a chemical conversion treatment solution made of hexafluorozirconic acid and an inorganic acid and an upper layer are made of a water-dispersible polyurethane resin, a water-soluble polycarbodiimide resin, an organic titanium compound, colloidal silica, and polyethylene wax. A surface-treated steel sheet coated with a film is disclosed. With this technique, although relatively excellent corrosion resistance can be obtained, the paint adhesion is poor and the performance balance cannot be satisfied.

特許文献5には、水性樹脂、ケイ酸塩化合物、ポリオレフィンワックス及びコロイダルシリカを含む有機無機複合皮膜により被覆された表面処理金属板が開示されている。しかし、この技術では、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板において傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所において十分な耐食性が得られないばかりか、平面、アルカリ脱脂後並びに加工部においても満足する耐食性が得られない。Patent Document 5 discloses a surface-treated metal plate covered with an organic-inorganic composite film containing an aqueous resin, a silicate compound, a polyolefin wax, and colloidal silica. However, with this technique, not only does not sufficient corrosion resistance be obtained at the exposed portions of iron such as scratches and end surfaces in a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2, but also flat, after alkaline degreasing, and processing Satisfactory corrosion resistance cannot be obtained even in parts.

特許文献6には、リン酸、リン酸塩、シリカ、シランカップリング剤、Ca、Mn、Mg、Ni、Co、Fe、Ca系化合物から選ばれる1種又は2種以上を含有する皮膜を下層に、上層に有機樹脂を含む皮膜により被覆された表面処理鋼板が開示されている。この場合も、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板において平面、アルカリ脱脂後並びに加工部だけでなく、傷部及び端面耐食性が満足できない。Patent Document 6 discloses a film containing one or more selected from phosphoric acid, phosphate, silica, silane coupling agent, Ca, Mn, Mg, Ni, Co, Fe, and Ca-based compounds. In addition, a surface-treated steel sheet coated with a film containing an organic resin on the upper layer is disclosed. Also in this case, in the galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 , not only the flat surface, after alkaline degreasing, and the processed portion, but also the scratched portion and the end surface corrosion resistance cannot be satisfied.

特許文献7には、アルカリケイ酸塩及び水溶性樹脂からなる水性樹脂組成物が開示されている。この技術をもってしても、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛系めっき鋼板において傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所において十分な耐食性が得られないばかりか、平面、アルカリ脱脂後並びに加工部においても満足する耐食性が得られない。Patent Document 7 discloses an aqueous resin composition comprising an alkali silicate and a water-soluble resin. Even with this technology, zinc-coated steel sheets with a basis weight of less than 20 g / m 2 are not only able to obtain sufficient corrosion resistance at exposed portions of iron such as scratches and end faces, but also after flat, alkaline degreasing In addition, satisfactory corrosion resistance cannot be obtained even in the processed part.

特許文献8には、第一層にSi、Zr、Ti、Hfから選ばれる酸化物又は水酸化物からなる皮膜、その上層にカルボキシル基及び水酸基からなる有機樹脂及び架橋剤からなる皮膜によって形成された亜鉛めっき鋼板が開示されている。この技術では、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板において傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所に十分な耐食性が得られないばかりか、近年の要求品質に対しては満足するものとは言えない。In Patent Document 8, the first layer is formed by a film made of an oxide or hydroxide selected from Si, Zr, Ti, and Hf, and the upper layer is formed by a film made of an organic resin consisting of a carboxyl group and a hydroxyl group and a crosslinking agent. A galvanized steel sheet is disclosed. With this technology, not only the corrosion resistance is not obtained at the exposed portions of iron such as scratches and end faces in a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2, but also satisfied with recent required quality. I can't say that.

特許文献9には、最表層にアニオン性官能基を有する有機樹脂、Li、Na、K、Mg、Ca及びSrから選ばれるカチオン性金属元素及び架橋剤によって被覆され、更にその下地皮膜にシランカップリング剤、有機樹脂によって被覆された亜鉛めっき鋼板が開示されている。この場合においても亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板を用いた場合、傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所に十分な耐食性が得られないばかりか、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部等の基本耐食性を満足できない。In Patent Document 9, the outermost layer is coated with an organic resin having an anionic functional group, a cationic metal element selected from Li, Na, K, Mg, Ca, and Sr and a crosslinking agent, and the undercoat is further coated with a silane cup. A galvanized steel sheet coated with a ring agent and an organic resin is disclosed. Even in this case, when a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 is used, not only sufficient corrosion resistance cannot be obtained at the exposed portions of iron such as scratches and end surfaces, but also flat portions, alkaline degreasing The basic corrosion resistance of the rear and processed parts cannot be satisfied.

特許文献10には、有機樹脂、イソシアナート化合物やカルボジイミド化合物等の架橋剤、有機防錆剤、シリカ、リン酸、ニオブ及びジルコニウム化合物、グアニジン化合物、ワックスによって形成された皮膜を被覆した亜鉛めっき鋼板が開示されている。この場合においても、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板を用いた場合、傷部及び端面部等の鉄の露出した箇所に十分な耐食性が得られないばかりか、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部等の基本耐食性を満足できない。更に鉄が露出する箇所においては赤錆が発生しやすく、長期に渡る耐食性が不十分である。Patent Document 10 discloses a galvanized steel sheet coated with a film formed of an organic resin, a crosslinking agent such as an isocyanate compound or a carbodiimide compound, an organic rust inhibitor, silica, phosphoric acid, niobium and zirconium compounds, a guanidine compound, and a wax. Is disclosed. Even in this case, when a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 is used, sufficient corrosion resistance cannot be obtained at the exposed portions of iron such as scratches and end faces, flat surfaces, alkali The basic corrosion resistance after degreasing and processed parts cannot be satisfied. Furthermore, red rust is likely to occur at locations where iron is exposed, and the corrosion resistance over a long period is insufficient.

特許文献11には、第一層にエポキシ樹脂、ヒドラジン誘導体から成る有機樹脂、シランカップリング剤、リン酸、ヘキサフルオロ金属酸から成る皮膜によって被覆され、第二層にエポキシ樹脂、ウレタン樹脂及び有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物から選ばれる1種の以上の有機金属化合物を含む皮膜によって被覆された亜鉛めっき鋼板が開示されている。この場合においても、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛系めっき鋼板を用いた場合、傷部及び端面部の耐食性は不十分であり、且つ加熱後に鋼材表面が黄変するなど外観色が変化する。In Patent Document 11, a first layer is coated with an epoxy resin, an organic resin composed of a hydrazine derivative, a silane coupling agent, a phosphoric acid, a film composed of hexafluorometal acid, and a second layer is coated with an epoxy resin, a urethane resin, and an organic resin. A galvanized steel sheet coated with a film containing one or more organometallic compounds selected from titanium compounds, organozirconium compounds, and organoaluminum compounds is disclosed. Even in this case, when a zinc-based plated steel sheet having a basis weight of zinc of less than 20 g / m 2 is used, the corrosion resistance of the scratched part and the end face part is insufficient, and the appearance color such as yellowing of the steel material surface after heating is obtained. Change.

特許文献12には、ポリウレタン樹脂、酸化ケイ素、ポリオレフィン樹脂、リン酸、カルボジイミド基含有化合物、オキサゾリン基含有化合物及びチタン化合物より選ばれる1種以上の化合物によってなる皮膜を被覆した亜鉛めっき鋼板が開示されている。この場合においても、亜鉛目付量が20g/m未満の亜鉛めっき鋼板を用いた場合、傷部及び端面部耐食性に留まらず、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部耐食性も満足する性能が得られない。その上、鉄が露出する箇所においては赤錆が発生しやすく、長期に渡る耐食性も満足できない。Patent Document 12 discloses a galvanized steel sheet coated with a film made of one or more compounds selected from polyurethane resin, silicon oxide, polyolefin resin, phosphoric acid, carbodiimide group-containing compound, oxazoline group-containing compound and titanium compound. ing. Even in this case, when a galvanized steel sheet having a zinc basis weight of less than 20 g / m 2 is used, not only the scratched portion and end face portion corrosion resistance but also the performance satisfying the corrosion resistance of the flat portion, after alkaline degreasing and the processed portion can be obtained. Absent. In addition, red rust is likely to occur at locations where iron is exposed, and long-term corrosion resistance cannot be satisfied.

特開2004−2958号公報JP 2004-2958 A 特開2008−194839号公報JP 2008-194839 A 特許第2998790号公報Japanese Patent No. 2998790 特開2011−17082号公報JP 2011-17082 A 特開2002−212754号公報JP 2002-221754 A 特開2003−213396号公報JP 2003-213396 A 特開平7−316443号公報JP 7-316443 A 特開2010−47796号公報JP 2010-47796 A 特開2009−248460号公報JP 2009-248460 A 特開2005−281863号公報JP 2005-281863 A 特開2008−910号公報JP 2008-910 A 特開2008−25023号公報JP 2008-25023 A

これまでに提案されたクロムフリーの表面処理亜鉛系めっき鋼板は、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表面処理亜鉛系めっき鋼板に比べて、1層で形成される技術では処理工程的には経済的であるが、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部の耐食性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装性等の要求特性に関する性能バランスが依然不十分である。
また、2層で形成される技術においても、下層に樹脂成分を含有しているので耐熱黄変性や導電性が劣り、同様に要求特性に関する性能バランスが不十分である。下層に樹脂を用いていない場合においても、性能バランスが不十分である。その上、これらの技術はいずれも片面の亜鉛目付量が20g/m以上の表面処理亜鉛系めっき鋼板を用いた場合である。片面の亜鉛目付量が1〜15g/mの亜鉛系めっき鋼板を用いる場合、上述した技術ではより一層満足する耐食性が得られない。特に傷部及び端面部において著しく劣る。亜鉛系めっき鋼板の亜鉛目付量の低減は、資源である亜鉛の枯渇抑制及び価格高騰に寄与する。その結果、亜鉛系めっき鋼板の長期的な安定供給を可能にする。
本発明は、亜鉛系めっき鋼板を用い、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、耐薬品性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装密着性といった諸性能のバランスに優れた表面処理亜鉛系めっき鋼板を提供するとともに、特に亜鉛目付量を低減した1〜15g/mの亜鉛めっき系鋼板を用いる場合、低下しうる傷部、端面耐食性においても亜鉛目付量が20g/m以上の亜鉛系めっき鋼板と同等の耐食性を示す優れた表面処理鋼板を提供することを目的とする。
The chrome-free surface-treated zinc-based plated steel sheet that has been proposed so far is more efficient than the conventional surface-treated zinc-based plated steel sheet in which an organic resin is coated on the chromate film. Is economical, but the performance balance regarding required properties such as corrosion resistance, heat-resistant yellowing, molding processability, fingerprint resistance, conductivity, and paintability of the flat portion, after alkaline degreasing and in the processed portion is still insufficient.
Also in the technique formed by two layers, since the resin component is contained in the lower layer, the heat yellowing resistance and conductivity are inferior, and similarly, the performance balance regarding the required characteristics is insufficient. Even when no resin is used for the lower layer, the performance balance is insufficient. Moreover, all of these techniques are cases where a surface-treated galvanized steel sheet having a zinc basis weight on one side of 20 g / m 2 or more is used. In the case of using a zinc-based plated steel sheet having a zinc basis weight of 1 to 15 g / m 2 on one side, the above-described technique cannot provide more satisfactory corrosion resistance. In particular, it is extremely inferior at the scratched part and the end face part. Reduction of the zinc basis weight of the galvanized steel sheet contributes to the suppression of the depletion of zinc, which is a resource, and the price increase. As a result, long-term stable supply of galvanized steel sheet is possible.
The present invention uses a zinc-based plated steel sheet, and has various performances such as corrosion resistance, chemical resistance, heat-resistant yellowing, molding processability, fingerprint resistance, conductivity, and paint adhesion of a flat portion, after alkaline degreasing, and a processed portion. In addition to providing a surface-treated galvanized steel sheet with an excellent balance of zinc, especially when using a galvanized steel sheet having a reduced zinc basis weight of 1 to 15 g / m 2 , the surface area of zinc can also be reduced in terms of scratches and end surface corrosion resistance. It aims at providing the outstanding surface treatment steel plate which shows the corrosion resistance equivalent to the zinc-plated steel plate whose quantity is 20 g / m < 2 > or more.

本発明者らは、従来技術が抱える課題を解決するための手段について鋭意検討し、クロムを一切使用せずに表面処理亜鉛系めっき鋼板に要求される種々の特性を確保すべく検討を重ねた結果、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、耐溶剤性、成型加工性、導電性、塗装性が良好であり、その上傷部並びに端面耐食性が優れ、長期に渡って赤錆が発生しにくい性能バランスに優れる表面処理亜鉛系めっき鋼板を見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、鋼板の両面に亜鉛系めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有し、酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01〜0.5g/m、アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜重量が0.5〜3g/mである表面処理亜鉛系めっき鋼板であって、
酸性無機被覆層が、ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)及びフッ素化合物(E)を少なくとも添加して成るpH2〜5の酸性無機被覆剤(L)を塗布し形成された層であり、
アルカリ性有機無機複合被覆層が、重量平均分子量が10万〜20万を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)及びシランカップリング剤(Y)を少なくとも添加して成るpH9〜12のアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布し形成された層である表面処理亜鉛系めっき鋼板である。尚、本特許請求の範囲及び本明細書における「亜鉛めっき」及び「亜鉛系めっき」は、亜鉛を主成分(50重量%以上)とするめっきを意味し、めっきを構成する成分(めっき金属)が亜鉛単独である態様のみならず、他の金属(例えばNi等)をも含む複数の金属である態様(所謂、合金めっき)をも包含する概念である。
The present inventors diligently studied the means for solving the problems of the prior art, and repeated studies to ensure various properties required for the surface-treated galvanized steel sheet without using any chromium. As a result, the corrosion resistance, solvent resistance, molding processability, conductivity, and paintability of the flat part, after alkaline degreasing and in the processed part are good, and the top scratched part and end face corrosion resistance is excellent, and red rust is observed over a long period of time. The present inventors have found a surface-treated zinc-based plated steel sheet that is excellent in a performance balance that hardly occurs, and have completed the present invention. Specifically, it has a zinc-based plating layer on both surfaces of a steel plate, and further has a two-layer coating comprising an acidic inorganic coating layer and an alkaline organic-inorganic composite coating layer on the surface of the galvanized layer. A surface-treated zinc-based plated steel sheet having a coating weight of 0.01 to 0.5 g / m 2 and a coating weight of the alkaline organic inorganic composite coating layer of 0.5 to 3 g / m 2 ,
Acidic inorganic coating layer having an acidic inorganic coating layer having a pH of 2 to 5, comprising at least a zirconium compound (A), a water-dispersible silica (B), a magnesium compound (C), a vanadium compound (D) and a fluorine compound (E). It is a layer formed by applying the agent (L),
An anionic organic / inorganic composite coating layer comprising an anionic urethane resin (U) having a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000, an alkali silicate (V), a titanium alkoxide (W), a polycarbodiimide resin (X), and a silane cup It is a surface-treated zinc-based plated steel sheet that is a layer formed by applying an alkaline organic-inorganic composite coating agent (M) having a pH of 9 to 12 to which at least a ring agent (Y) is added. In addition, the term “zinc plating” and “zinc-based plating” in the claims and in this specification means plating containing zinc as a main component (50% by weight or more), and components constituting the plating (plating metal) Is a concept including not only an embodiment in which zinc is alone but also an embodiment (so-called alloy plating) in which a plurality of metals including other metals (for example, Ni and the like) are included.

すなわち、本発明は、
(1)鋼板の両面に亜鉛めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有し、前記酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01〜0.5g/mであり、前記アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜重量が0.5〜3g/mである表面処理亜鉛系めっき鋼板であって、
前記酸性無機被覆層が、ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)及びフッ素化合物(E)を少なくとも添加して成るpH2〜5の酸性無機被覆剤(L)を塗布し形成された層であり、
前記アルカリ性有機無機複合被覆層が、重量平均分子量が10万〜20万を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)及びシランカップリング剤(Y)を少なくとも添加して成るpH9〜12のアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布し形成された層である、表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(2)前記亜鉛系めっき鋼板の片面の亜鉛目付量が1〜15g/mであることを特徴とする(1)に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(3)前記アルカリ性有機無機被覆層は水分散性ワックス(Z)を含むことを特徴とする(1)又は(2)に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(4)前記アルカリ性有機無機複合被覆層に含まれるアニオン性ウレタン樹脂(U)がカルボキシル基又はその塩を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(5)ジルコニウム化合物(A)の含有金属(a)とアルカリ性有機無機複合被覆層が含有するアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(a)/(U)=0.001〜0.4、水分散性シリカ(B)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(B)/(U)=0.001〜1、マグネシウム化合物(C)の含有金属(c)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(c)/(V)=0.001〜0.5、バナジウム化合物(D)の含有金属(d)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(d)/(V)=0.001〜0.5、フッ素化合物(E)のフッ素元素(e)とマグネシウム化合物(C)の含有金属(c)の固形分質量比が(e)/(c)=0.1〜30、チタンアルコキシド(W)の含有金属(w)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(w)/(V)=0.01〜1、ポリカルボジイミド(X)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(X)/(U)=0.001〜0.5、シランカップリング剤(Y)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(Y)/(U)=0.001〜0.5、水分散性ワックス(Z)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(Z)/(U)=0.01〜0.2であることを特徴とする(3)又は(4)に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(6)前記アルカリ性有機無機複合被覆層が100℃を超えるガラス転移温度を持つことを特徴とする(1)〜(5)に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(7)前記亜鉛系めっき鋼板は電気亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とする(1)〜(6)の表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
(8)鋼板の表面に亜鉛めっき層を有する亜鉛系めっき鋼板の表面に(1)〜(6)のいずれかに記載の酸性無機被覆層及びアルカリ性有機無機複合被覆層を形成させる2層皮膜形成工程を含み、ここで、当該2層皮膜形成工程は、前記亜鉛系めっき鋼板上に酸性無機被覆剤(L)を塗布した後に50℃以上100℃以下で乾燥させて酸性無機被覆層を形成する工程と、当該酸性無機被覆層の上層にアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布して被覆し100℃以上200℃未満の到達温度で乾燥を行いアルカリ性有機無機複合被覆層を形成する工程と、を含む表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
(9)(8)によって得られる表面処理亜鉛系めっき鋼板に関する。
That is, the present invention
(1) The steel sheet has a galvanized layer on both surfaces thereof, and further has a two-layer coating comprising an acidic inorganic coating layer and an alkaline organic-inorganic composite coating layer on the surface of the galvanized layer. A surface-treated galvanized steel sheet having a weight of 0.01 to 0.5 g / m 2 and a coating weight of the alkaline organic inorganic composite coating layer of 0.5 to 3 g / m 2 ,
The acidic inorganic coating layer is formed by adding at least a zirconium compound (A), a water-dispersible silica (B), a magnesium compound (C), a vanadium compound (D), and a fluorine compound (E), and has an acidic inorganic pH of 2 to 5. A layer formed by applying a coating (L);
The alkaline organic-inorganic composite coating layer has an anionic urethane resin (U), alkali silicate (V), titanium alkoxide (W), polycarbodiimide resin (X) and silane having a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000. The present invention relates to a surface-treated zinc-based plated steel sheet, which is a layer formed by applying an alkaline organic inorganic composite coating agent (M) having a pH of 9 to 12 to which at least a coupling agent (Y) is added.
(2) The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to (1), wherein the zinc basis weight on one side of the zinc-based plated steel sheet is 1 to 15 g / m 2 .
(3) The alkaline organic inorganic coating layer includes a water-dispersible wax (Z), and relates to the surface-treated zinc-based plated steel sheet according to (1) or (2).
(4) The surface-treated zinc system according to any one of (1) to (3), wherein the anionic urethane resin (U) contained in the alkaline organic-inorganic composite coating layer has a carboxyl group or a salt thereof. It relates to a plated steel sheet.
(5) The solid content mass ratio of the metal (a) containing the zirconium compound (A) and the anionic urethane resin (U) contained in the alkaline organic inorganic composite coating layer is (a) / (U) = 0.001 to 0. .4, the solid content mass ratio of the water-dispersible silica (B) and the anionic urethane resin (U) is (B) / (U) = 0.001 to 1, and the metal (c) contained in the magnesium compound (C) The solid content mass ratio of the alkali silicate (V) is (c) / (V) = 0.001 to 0.5, the vanadium compound (D) -containing metal (d) and the solid of the alkali silicate (V) The mass ratio is (d) / (V) = 0.001 to 0.5, and the mass ratio of solid content of the fluorine element (e) of the fluorine compound (E) and the metal (c) contained in the magnesium compound (C) is ( e) / (c) = 0.1-30, titanium alkoxide (W) containing metal (w) and alk The solid content mass ratio of the silicate (V) is (w) / (V) = 0.01 to 1, and the solid content mass ratio of the polycarbodiimide (X) and the anionic urethane resin (U) is (X) / ( U) = 0.001 to 0.5, solid content mass ratio of silane coupling agent (Y) and anionic urethane resin (U) is (Y) / (U) = 0.001 to 0.5, water dispersion (3) or (4), wherein the solid content mass ratio of the conductive wax (Z) and the anionic urethane resin (U) is (Z) / (U) = 0.01 to 0.2 This relates to a surface-treated zinc-based plated steel sheet.
(6) The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to any one of (1) to (5), wherein the alkaline organic-inorganic composite coating layer has a glass transition temperature exceeding 100 ° C.
(7) The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to any one of (1) to (6), wherein the zinc-based plated steel sheet is an electrogalvanized steel sheet.
(8) Two-layer film formation for forming the acidic inorganic coating layer and alkaline organic-inorganic composite coating layer according to any one of (1) to (6) on the surface of a zinc-based plated steel plate having a galvanized layer on the surface of the steel plate The two-layer coating forming step includes forming an acidic inorganic coating layer by applying an acidic inorganic coating agent (L) on the galvanized steel sheet and drying at 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. A step of forming an alkaline organic-inorganic composite coating layer by applying an alkaline organic-inorganic composite coating agent (M) to the upper layer of the acidic inorganic coating layer and coating it, followed by drying at an ultimate temperature of 100 ° C. or higher and lower than 200 ° C. The present invention relates to a method for producing a surface-treated zinc-based plated steel sheet.
(9) It relates to the surface-treated zinc-based plated steel sheet obtained by (8).

本発明の表面処理亜鉛系めっき鋼板は、片面の亜鉛目付量が1〜15g/mであっても、クロムを使用せずに、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、耐薬品性、耐熱黄変性、成型加工性、耐指紋性、導電性、塗装性の各特性に関して優れた性能バランスを示す。その上、従来の片面の亜鉛目付量が20g/m以上である表面処理亜鉛系めっき鋼板と同等以上の優れた傷部並びに端面部耐食性を有する。本発明の表面処理亜鉛系めっき鋼板は、無塗装で使用しても、或いは塗装しても使用することができる。従って、環境上の問題を克服し、かつ、亜鉛資源の枯渇リスクを軽減し、その上前記各特性の性能バランスを満たすため、極めて大きな産業上の利用価値を有する。The surface-treated zinc-based plated steel sheet of the present invention has no corrosion resistance and resistance to any of the flat part, after alkaline degreasing, and processed part without using chromium, even if the zinc basis weight on one side is 1 to 15 g / m 2. Excellent performance balance with respect to chemical properties, heat-resistant yellowing, molding processability, fingerprint resistance, conductivity, and paintability. In addition, it has excellent scratch and end face corrosion resistance equivalent to or better than a conventional surface-treated zinc-based plated steel sheet having a zinc weight per side of 20 g / m 2 or more. The surface-treated zinc-based plated steel sheet of the present invention can be used without being painted or painted. Accordingly, the present invention has a very large industrial utility value in order to overcome environmental problems, reduce the risk of zinc resource depletion, and satisfy the performance balance of the above characteristics.

以下に本発明の一形態について詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲は当該形態に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the technical scope of the present invention is not limited to the embodiment.

≪表面処理亜鉛系めっき鋼板≫
本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、鋼板の両面に亜鉛めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有し、酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01〜0.5g/mであり、アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜重量が0.5〜3g/mである表面処理亜鉛系めっき鋼板である。ここで、酸性無機被覆層は、ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)及びフッ素化合物(E)を添加して成るpH2〜5の酸性無機被覆剤(L)を塗布し形成された層であり、アルカリ性有機無機複合被覆層は、重量平均分子量が10万〜20万を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)及びシランカップリング剤(Y)から成るpH9〜12のアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布し形成された層である。ここで、本形態に係る2層皮膜は、下層(亜鉛めっき層上に形成される層)として酸性無機被覆層を、上層(酸性無機被覆層上に形成される層)としてアルカリ性有機無機複合被覆層を有している。以下、まず、本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板(以下、単に「表面処理鋼板」とも記載する。)の製造方法を説明する。
≪Surface-treated zinc-plated steel sheet≫
The surface-treated galvanized steel sheet according to this embodiment has a galvanized layer on both surfaces of the steel sheet, and further has a two-layer coating comprising an acidic inorganic coating layer and an alkaline organic-inorganic composite coating layer on the surface of the galvanized layer. A surface-treated zinc-based plated steel sheet in which the coating weight of the acidic inorganic coating layer is 0.01 to 0.5 g / m 2 and the coating weight of the alkaline organic inorganic composite coating layer is 0.5 to 3 g / m 2. is there. Here, the acidic inorganic coating layer has an acidic pH of 2 to 5 comprising a zirconium compound (A), a water-dispersible silica (B), a magnesium compound (C), a vanadium compound (D) and a fluorine compound (E). It is a layer formed by applying an inorganic coating agent (L), an alkaline organic inorganic composite coating layer comprising an anionic urethane resin (U) having a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000, and an alkali silicate (V) , An alkaline organic-inorganic composite coating agent (M) having a pH of 9 to 12 consisting of titanium alkoxide (W), polycarbodiimide resin (X), and silane coupling agent (Y). Here, the two-layer coating according to this embodiment has an acidic inorganic coating layer as a lower layer (layer formed on a galvanized layer) and an alkaline organic-inorganic composite coating as an upper layer (layer formed on an acidic inorganic coating layer). Has a layer. Hereinafter, first, a method for producing a surface-treated zinc-based plated steel sheet (hereinafter, also simply referred to as “surface-treated steel sheet”) according to this embodiment will be described.

≪表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法≫
次に、本形態に係る表面処理鋼板の製造方法について説明する。本形態に係る表面処理鋼板は、基材である亜鉛系めっき鋼板に酸性無機被覆剤(L)を塗布した後に乾燥させて酸性無機被覆層を形成する工程と、アルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布した後に乾燥させてアルカリ性有機無機複合被覆層を形成する工程と、を含む。以下、当該製法で用いる薬剤について、それぞれの成分の詳細、役割や添加量等を述べる。
≪Method for producing surface-treated galvanized steel sheet≫
Next, the manufacturing method of the surface treatment steel plate concerning this form is explained. The surface-treated steel sheet according to the present embodiment includes a step of forming an acidic inorganic coating layer by applying an acidic inorganic coating (L) to a zinc-based plated steel sheet as a base material, and an alkaline organic-inorganic composite coating (M ) And then drying to form an alkaline organic-inorganic composite coating layer. Hereinafter, details, roles, addition amounts, and the like of each component of the chemicals used in the production method will be described.

<酸性無機被覆剤(L)>
酸性無機被覆剤(L)は、ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)及びフッ素化合物(E)を少なくとも添加して成る。以下、各原料成分について詳述する。
<Acid inorganic coating agent (L)>
The acidic inorganic coating agent (L) comprises at least a zirconium compound (A), a water-dispersible silica (B), a magnesium compound (C), a vanadium compound (D), and a fluorine compound (E). Hereinafter, each raw material component will be described in detail.

(成分A:ジルコニウム化合物)
本形態に係る酸性無機被覆剤(L)においては、ジルコニウム化合物(A)の一部は、被覆剤(L)中でフッ素化合物(E)と反応しフッ素を一部イオン化しているものと推測される。
2 H+ ZrF 2 − →2 H + ZrF + 2 F
フッ素イオン(F)は良好なエッチング能を有する。特に酸性条件下において良好なエッチング能を有する。従って本形態の酸性無機被覆剤を金属材料(本形態では、表面処理亜鉛系めっき鋼板の基材となる亜鉛系めっき鋼板)の表面に接触させて処理皮膜を形成した場合に、本形態に係る酸性無機被覆剤中のフッ素イオンがその表面を適度に溶解し、前記処理皮膜と前記金属材料の表面との境界部に反応層のようなものを形成すると考えられる。このためこの処理皮膜の亜鉛系めっき鋼板表面への塗装密着性は各段に向上する。密着性の向上によって、平面部、アルカリ脱脂及び加工部耐食性も良化する。
(Component A: zirconium compound)
In the acidic inorganic coating agent (L) according to this embodiment, it is assumed that a part of the zirconium compound (A) reacts with the fluorine compound (E) in the coating agent (L) to partially ionize fluorine. Is done.
2 H + + ZrF 6 2 − → 2 H + + ZrF 4 +2 F etc. Fluorine ions (F ) have good etching ability. In particular, it has good etching ability under acidic conditions. Therefore, when the acidic inorganic coating agent of this embodiment is brought into contact with the surface of a metal material (in this embodiment, a zinc-based plated steel sheet that is a base material of the surface-treated zinc-plated steel sheet), a treatment film is formed. It is considered that the fluorine ions in the acidic inorganic coating material moderately dissolve the surface and form a reaction layer at the boundary between the treatment film and the surface of the metal material. For this reason, the coating adhesion of the treated film to the surface of the galvanized steel sheet is improved in each step. By improving the adhesion, the planar portion, alkali degreasing and processed portion corrosion resistance are also improved.

この成分Aを添加したことによる作用をより詳細に説明する。酸性無機被覆剤中に添加したジルコニウム化合物(A)及びフッ素化合物(E)の作用によりジルコニウムとフッ素の共存した皮膜を形成し、鉄部の露出した端面部において極めて優れた効果を発揮する。一般に、鉄部の露出した部分において鉄と亜鉛との電池を形成し亜鉛のアノード溶解が促進される。一方でカソード部において溶存酸素の還元によってアルカリ濃縮が起こり、亜鉛の過度な犠牲防食が進行し、長期の腐食環境に曝された場合、亜鉛の犠牲防食が不十分となり鉄面の腐食をも進行させてしまう。本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板では、ジルコニウムとフッ素の共存した皮膜ゆえに、カソード部において上昇しうるpHをフッ化物の放出によって緩衝する役割を担う。つまり、アノード部における過度な犠牲防食を抑制することになり、犠牲防食を適度に保つことになる。そのために、ジルコニウム化合物(A)及びフッ素化合物(E)に由来した共存皮膜は、端面部において優れた耐食性を発揮する。本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板には、片面の亜鉛目付量が1〜15g/mである亜鉛系めっき鋼板の表面にフッ化物イオンが存在することによって過度な犠牲防食を抑え、従来の表面処理剤で処理された亜鉛目付量20g/m以上の表面処理亜鉛系めっき鋼板と同等以上の端面耐食性を有し、赤錆の発生を抑制しうる。The effect | action by adding this component A is demonstrated in detail. A film in which zirconium and fluorine coexist is formed by the action of the zirconium compound (A) and the fluorine compound (E) added to the acidic inorganic coating agent, and an extremely excellent effect is exhibited in the exposed end face part of the iron part. In general, a battery of iron and zinc is formed in the exposed part of the iron part to promote zinc anodic dissolution. On the other hand, alkali concentration occurs due to the reduction of dissolved oxygen at the cathode, and excessive sacrificial corrosion protection of zinc proceeds. When exposed to a long-term corrosive environment, the sacrificial corrosion protection of zinc is insufficient and corrosion of the iron surface also proceeds. I will let you. The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to the present embodiment plays a role of buffering the pH that can rise in the cathode portion by the release of fluoride because of the coating in which zirconium and fluorine coexist. That is, excessive sacrificial corrosion protection in the anode part is suppressed, and sacrificial corrosion protection is kept moderate. Therefore, the coexistence film derived from the zirconium compound (A) and the fluorine compound (E) exhibits excellent corrosion resistance at the end face portion. In the surface-treated zinc-based plated steel sheet according to the present embodiment, excessive sacrificial corrosion protection is suppressed by the presence of fluoride ions on the surface of the zinc-based plated steel sheet having a zinc basis weight of 1 to 15 g / m 2 on one side. It has end face corrosion resistance equal to or higher than that of a surface-treated zinc-based plated steel sheet having a basis weight of 20 g / m 2 or more treated with the surface treatment agent, and can suppress the occurrence of red rust.

本形態に係るジルコニウム化合物(A)としては、ジルコニウムフッ化水素酸、ジルコニウムフッ化アンモニウム、塩基性炭酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは、1種類でもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the zirconium compound (A) according to this embodiment include zirconium hydrofluoric acid, zirconium ammonium fluoride, basic zirconium carbonate, zirconium nitrate, zirconium acetate, zirconium hydroxide, and zirconium oxide. These may be used alone or in combination of two or more.

ここで、酸性無機被覆剤中の成分(A)の添加量を決定するに際しては、アルカリ性有機無機複合被覆剤中の成分(U)の添加量も考慮することが好適である。具体的には、成分(A)が含有する含有金属(a)、すなわちジルコニウム元素(a)と成分(U)の固形分質量比(a)/(U)=0.001〜0.4であることが好ましい。より好ましくは、(a)/(U)=0.005〜0.3であり、更に好ましくは(a)/(U)=0.01〜0.1である。(a)/(U)が0.001を下回ると、傷部耐食性及び端面耐食性含め耐食性全般が劣り、0.4を超えた場合、傷部耐食性が劣るだけでなく、塗装密着性も低下する。これは、酸性無機被覆層であっても同様の固形分質量比で配合する。   Here, when determining the addition amount of the component (A) in the acidic inorganic coating material, it is preferable to consider the addition amount of the component (U) in the alkaline organic inorganic composite coating material. Specifically, the contained metal (a) contained in the component (A), that is, the solid content mass ratio (a) / (U) = 0.001 to 0.4 of the zirconium element (a) and the component (U). Preferably there is. More preferably, (a) / (U) = 0.005 to 0.3, and still more preferably (a) / (U) = 0.01 to 0.1. When (a) / (U) is less than 0.001, the overall corrosion resistance including scratch corrosion resistance and end surface corrosion resistance is inferior, and when it exceeds 0.4, not only the scratch corrosion resistance is inferior, but also the coating adhesion is reduced. . Even if it is an acidic inorganic coating layer, it mix | blends with the same solid content mass ratio.

(成分B:水分散性シリカ)
次に、本形態に係る水分散性シリカ(B)としては、(1)その一部が酸性無機被覆剤に溶解する場合もあるがその全量が完全には溶解することはなく、本形態の酸性無機被覆剤を用いて金属材料の表面に形成した処理皮膜中において固形物として残存するものであり、且つ、(2)酸化物を主成分とするもの(粉体でも液体でもよい)、であれば特に限定されない。ここで、水分散性シリカ(B)としては、空気中における平均粒子径が0.001〜100μm程度のものが好適であり、0.001〜1μm程度の微粒子であることが更に好ましい。過度に大きな粒子は皮膜(酸性無機被覆層)から突出してしまい、一種の皮膜欠陥となり腐食起点となりやすい。そのため、適度な粒子径である必要があり、粒子径が小さい場合、密着性が得られやすいなどの利点がある。本形態の表面被覆剤は水分散性シリカ(B)をコロイド状態で含有することが好ましい。
(Component B: water-dispersible silica)
Next, as the water-dispersible silica (B) according to the present embodiment, (1) a part of the water-dispersible silica (B) may be dissolved in the acidic inorganic coating, but the entire amount is not completely dissolved. In the treatment film formed on the surface of the metal material using the acidic inorganic coating agent, it remains as a solid substance, and (2) is mainly composed of oxide (may be powder or liquid). If there is no particular limitation. Here, as the water-dispersible silica (B), those having an average particle diameter in the air of about 0.001 to 100 μm are preferable, and fine particles of about 0.001 to 1 μm are more preferable. Excessively large particles protrude from the film (acidic inorganic coating layer) and become a kind of film defect, which tends to be a starting point of corrosion. Therefore, it is necessary to have an appropriate particle size, and when the particle size is small, there is an advantage that adhesion is easily obtained. The surface coating agent of this embodiment preferably contains water-dispersible silica (B) in a colloidal state.

この水分散性シリカとして、より具体的には液相から合成した液相シリカ、気相から合成した気相シリカが挙げられる。
液相シリカとしては、例えばスノーテックスC、スノーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスS、スノーテックスUP、スノーテックスPS−M、スノーテックスST―OL、スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40(いずれも日産化学工業社製)が挙げられる。
また、気相シリカとしては、例えばアエロジル50、アエロジル130、アエロジル200、アエロジル300、アエロジル380、アエロジルTT600、アエロジルMOX80、アエロジルMOX170(いずれも日本アエロジル社製)が挙げられる。
これら液相シリカ及び気相シリカの中の1つのみを前記水分散性シリカとして用いてもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。
More specifically, examples of the water-dispersible silica include liquid phase silica synthesized from a liquid phase and gas phase silica synthesized from a gas phase.
Examples of the liquid phase silica include Snowtex C, Snowtex O, Snowtex N, Snowtex S, Snowtex UP, Snowtex PS-M, Snowtex ST-OL, Snowtex 20, Snowtex 30, Snowtex 40. (Both manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).
Examples of the vapor phase silica include Aerosil 50, Aerosil 130, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil TT600, Aerosil MOX80, Aerosil MOX170 (all manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.).
Only one of these liquid phase silica and gas phase silica may be used as the water-dispersible silica, or a plurality may be used in combination.

水分散性シリカ(B)は、皮膜形成時にバインダーとして機能し連続膜形成の役割を有する。特にジルコニウムフッ化水素酸(A1)と水分散性シリカ(B)との配合において、皮膜内に均一にフッ化物イオンを配置させる点で有効であるとともに、過剰なフッ化物イオンの調整剤としての役割を有する。フッ化物イオンが過剰に存在する場合、傷部耐食性や塗装密着性の点で不利となる。フッ化物イオンは水分散性シリカ(B)との固形分質量比(e)/(B)として0.05〜0.5であることが好ましい。より好ましくは、0.1〜0.4である。更に好ましくは、0.15〜0.35である。このような範囲であると、優れた端面耐食性及び傷部耐食性が良好となり、且つ塗装密着性も具備できる。   Water-dispersible silica (B) functions as a binder during film formation and has a role of continuous film formation. In particular, the blending of zirconium hydrofluoric acid (A1) and water-dispersible silica (B) is effective in uniformly arranging fluoride ions in the film, and as a regulator of excess fluoride ions. Have a role. When fluoride ion exists excessively, it is disadvantageous in terms of scratch corrosion resistance and paint adhesion. It is preferable that fluoride ion is 0.05-0.5 as solid content mass ratio (e) / (B) with water-dispersible silica (B). More preferably, it is 0.1-0.4. More preferably, it is 0.15-0.35. Within such a range, excellent end face corrosion resistance and scratch corrosion resistance are good, and coating adhesion can also be provided.

ここで、酸性無機被覆剤中の成分(B)の添加量を決定するに際しても、成分(A)同様、アルカリ性有機無機複合被覆剤中の成分(U)の添加量も考慮することが好適である。具体的には、水分散性シリカ(B)と成分(U)の固形分質量比(B)/(U)=0.001〜1であることが好ましい。より好ましくは、(B)/(U)=0.005〜0.5であり、更に好ましくは(B)/(U)=0.01〜0.3である。(B)/(U)が0.001を下回ると、傷部耐食性及び端面耐食性含め耐食性全般が劣り、1を超えた場合、傷部耐食性が劣るだけでなく、塗装密着性も低下する。   Here, when determining the addition amount of the component (B) in the acidic inorganic coating material, it is preferable to consider the addition amount of the component (U) in the alkaline organic inorganic composite coating material as well as the component (A). is there. Specifically, it is preferable that the solid content mass ratio (B) / (U) = 0.001 to 1 of the water-dispersible silica (B) and the component (U). More preferably, (B) / (U) = 0.005 to 0.5, and still more preferably (B) / (U) = 0.01 to 0.3. When (B) / (U) is less than 0.001, the overall corrosion resistance including scratch corrosion resistance and end surface corrosion resistance is inferior, and when it exceeds 1, not only the scratch corrosion resistance is inferior, but also the coating adhesion decreases.

(成分C:マグネシウム化合物)
また、本形態に係る酸性無機被覆剤は、マグネシウム化合物(C)を一原料とする。成分(A)、(B)及び(E)を添加して成る酸性無機被覆剤は、時間経過とともに溶液粘度が上昇し、やがてゲル化する。これは、フッ化ジルコニウムとシリカとが反応し生じた生成物に由来する。前記成分(A)、(B)及び(E)を添加して成る酸性無機被覆剤において水溶液中、特にpHが2.0〜5.0程度の酸性水溶液中においては安定して共存することが困難であり、時間の経過とともに水溶液の粘度は増加し、やがてゲル化する傾向がある。
これに対して成分(A)〜(E)を添加して成る酸性無機被覆剤においてはこのような現象は生じ難い。製造後、一定時間(例えば数週間〜数ヶ月)経過した後であっても、その粘度は低い状態が維持されており(つまり、被覆剤安定性が良好であり)工業的使用に耐え得る。本特性にはこのマグネシウム化合物(C)の存在が影響していると本発明者は推定している。この点について次に示す。
(Component C: Magnesium compound)
Moreover, the acidic inorganic coating agent which concerns on this form uses a magnesium compound (C) as one raw material. The acidic inorganic coating agent obtained by adding the components (A), (B), and (E) increases in solution viscosity with time and gels. This originates from the product produced by the reaction between zirconium fluoride and silica. The acidic inorganic coating agent obtained by adding the components (A), (B) and (E) can stably coexist in an aqueous solution, particularly in an acidic aqueous solution having a pH of about 2.0 to 5.0. It is difficult, and the viscosity of the aqueous solution increases with time and tends to gel.
On the other hand, such a phenomenon hardly occurs in the acidic inorganic coating material obtained by adding the components (A) to (E). Even after a certain time (for example, several weeks to several months) has elapsed after production, the viscosity is maintained at a low level (that is, the coating material stability is good) and it can withstand industrial use. The present inventors presume that the presence of this magnesium compound (C) has an influence on this property. This point is as follows.

本形態に係る酸性無機被覆剤中において、このマグネシウム化合物(C)はFと反応(キャッチ)しやすいので、本形態に係る酸性無機被覆剤中にはフリーに存在するFはほぼ存在しないものと考えられる。
これに対して、このようなマグネシウム化合物(C)を添加しない場合は、フッ素イオン(F)が水分散性シリカ(B)の固体表面を溶解し、この水分散性シリカ(B)同士が融着し、徐々に3次元ネットワークを形成して粘度の増加やゲル化が生じると考えられる。
In acidic inorganic coating agent in the present embodiment, the magnesium compound (C) F - Since the reaction (catch) easily, F present in free in an acidic inorganic coating agent according to the present embodiment - is there is substantially no It is considered a thing.
On the other hand, when such a magnesium compound (C) is not added, the fluorine ion (F ) dissolves the solid surface of the water-dispersible silica (B), and the water-dispersible silica (B) is bonded to each other. It is considered that a three-dimensional network is gradually formed by fusion and viscosity increases and gelation occurs.

本形態に係る酸性無機被覆剤は前記マグネシウム化合物(C)を含有するので、フリーで存在するFがほぼ存在しないと考えられる。従って、前記ジルコニウム化合物(A)と前記水分散性シリカ(B)とは安定して共存できると考えられる。
また、前記マグネシウム化合物(C)はFをキャッチする能力のみでなく、更に、腐食抑制に対するインヒビターとしても作用し、耐食性の向上に寄与するものと考えられる。
これらはFをキャッチする能力がより高いと考えられ、本形態に係る被覆剤の安定性がより高まるからである。この点を更に詳述する。被覆層内に存在するマグネシウム化合物(C)由来による効果は明らかでないが、腐食環境下で生じる腐食生成物の安定化に寄与する。金属の腐食は、腐食環境に曝されることによる亜鉛の溶出と溶存酸素の還元反応によるpHの上昇に伴い亜鉛表面を保護する腐食生成物の破壊が考えられる。しかし、マグネシウム化合物(C)は、高pH環境に曝されながらも安定な腐食生成物を生じる点で耐食性に寄与しうる。
Since the acidic inorganic coating agent according to the present embodiment contains the magnesium compound (C), it is considered that there is almost no F that exists free. Therefore, it is considered that the zirconium compound (A) and the water-dispersible silica (B) can coexist stably.
Further, it is considered that the magnesium compound (C) not only has the ability to catch F but also acts as an inhibitor against corrosion inhibition and contributes to the improvement of corrosion resistance.
This is because these are considered to have a higher ability to catch F −, and the stability of the coating agent according to the present embodiment is further increased. This point will be described in further detail. Although the effect due to the magnesium compound (C) present in the coating layer is not clear, it contributes to the stabilization of the corrosion products generated in the corrosive environment. Corrosion of metals can be considered as destruction of corrosion products that protect the zinc surface as the pH rises due to elution of zinc and exposure to dissolved oxygen due to exposure to corrosive environments. However, the magnesium compound (C) can contribute to corrosion resistance in that it produces a stable corrosion product while being exposed to a high pH environment.

本形態に係る酸性無機被覆剤中にはマグネシウム元素(c)が次のような形態(化合物)で含有されているが、このような形態(化合物)であると、耐食性向上により寄与するという点で好ましい。   In the acidic inorganic coating material according to the present embodiment, the magnesium element (c) is contained in the following form (compound), and such a form (compound) contributes to an improvement in corrosion resistance. Is preferable.

マグネシウム化合物(C)としては、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、リン酸アンモニウムマグネシウム、リン酸水素マグネシウム、酸化マグネシウム等が挙げられる。
これらは、1種類でもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、本形態に係る酸性無機被覆剤中には、マグネシウム元素(c)は、マグネシウム金属単体として含有されていてもよい。
Examples of the magnesium compound (C) include magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium fluoride, ammonium magnesium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, magnesium oxide, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, in the acidic inorganic coating material which concerns on this form, magnesium element (c) may be contained as a magnesium metal single-piece | unit.

マグネシウム化合物(C)は、このような形態(化合物)のうち、特に酸化物、水酸化物であるのが好ましい。その理由は、本形態の被覆剤を用いて形成した処理皮膜を下地として有する塗装金属材料の耐食性がより向上するからである。これらのうち1成分のみ、又は複数を添加してもよい。
マグネシウム化合物(C)由来成分は、これらは本形態の被覆剤中では溶解しており、分子又はイオンの状態で存在していると考えられる。
Of these forms (compounds), the magnesium compound (C) is particularly preferably an oxide or a hydroxide. The reason is that the corrosion resistance of the coated metal material having the treated film formed using the coating agent of this embodiment as a base is further improved. Of these, only one component or a plurality of components may be added.
The components derived from the magnesium compound (C) are considered to be dissolved in the coating agent of this embodiment and exist in a molecular or ionic state.

本形態に係る酸性無機被覆剤においては、前記マグネシウム化合物(C)中のマグネシウム元素(c)の含有モル量(γ)(mol/L)と、フッ素元素の含有モル量(α)(mol/L)との比(γ/α)が0.001〜1.7であることが好ましく、0.005〜1.4であることが更に好ましく、0.01〜1.0であることが最も好ましい。このような範囲であると、本形態に係る酸性無機被覆剤の安定性が良好であり、かつ、本形態に係る酸性無機被覆剤を用いて金属材料表面に形成した被覆膜の耐食性がより高まるので好ましい。   In the acidic inorganic coating material according to this embodiment, the magnesium compound (C) contains a magnesium element (c) in a molar amount (γ) (mol / L) and a fluorine element in a molar amount (α) (mol / L) (γ / α) is preferably 0.001 to 1.7, more preferably 0.005 to 1.4, and most preferably 0.01 to 1.0. preferable. Within such a range, the stability of the acidic inorganic coating material according to this embodiment is good, and the corrosion resistance of the coating film formed on the surface of the metal material using the acidic inorganic coating material according to this embodiment is more Since it increases, it is preferable.

ここで、酸性無機被覆剤中の成分(C)の添加量を決定するに際しては、アルカリ性有機無機複合被覆剤中の成分(V)の添加量も考慮することが好適である。具体的には、本形態に係る酸性無機被覆剤においては、マグネシウム化合物(C)の含有金属、すなわちマグネシウム元素(c)と成分(V)の固形分質量比(c)/(V)が0.001〜0.5であることが好ましい。より好ましくは(c)/(V)=0.005〜0.3であり、更に好ましくは(c)/(V)=0.01〜0.1である。
(c)/(V)が0.001を下回ると十分な薬剤安定性が得られないばかりか、耐食性も劣る。一方、(c)/(V)が0.5を上回る場合も薬剤安定性に劣る。これは、酸性無機被覆層であっても同様の固形分質量比で配合する。
Here, when determining the addition amount of the component (C) in the acidic inorganic coating material, it is preferable to consider the addition amount of the component (V) in the alkaline organic inorganic composite coating material. Specifically, in the acidic inorganic coating material according to this embodiment, the metal content of the magnesium compound (C), that is, the solid content mass ratio (c) / (V) of the magnesium element (c) to the component (V) is 0. 0.001 to 0.5 is preferable. More preferably (c) / (V) = 0.005 to 0.3, and still more preferably (c) / (V) = 0.01 to 0.1.
When (c) / (V) is less than 0.001, sufficient drug stability cannot be obtained, and corrosion resistance is also inferior. On the other hand, when (c) / (V) exceeds 0.5, the drug stability is also poor. Even if it is an acidic inorganic coating layer, it mix | blends with the same solid content mass ratio.

(成分D:バナジウム化合物)
また、本形態に係る酸性無機被覆剤は、バナジウム化合物(D)を一原料とすることが好ましい。このバナジウム化合物(D)は、腐食抑制剤として作用し、耐食性の底上げに有効である。更にバナジウム化合物(D)を用いると、本形態に係る酸性無機被覆剤の安定性がより良好となる。この効果は、特に酸性無機被覆剤において大きく、安定性向上に寄与する。
これは本形態に係る酸性無機被覆剤中において、バナジウム化合物(D)は、前記フッ素化合物(E)又は一部Fを放出した前記ジルコニウム化合物(A)に配位するためと推定される。
(Component D: Vanadium compound)
Moreover, it is preferable that the acidic inorganic coating material which concerns on this form uses a vanadium compound (D) as one raw material. This vanadium compound (D) acts as a corrosion inhibitor and is effective for raising the corrosion resistance. Further, when the vanadium compound (D) is used, the stability of the acidic inorganic coating material according to the present embodiment becomes better. This effect is significant especially in acidic inorganic coatings, and contributes to stability improvement.
This is presumably because the vanadium compound (D) is coordinated to the fluorine compound (E) or the zirconium compound (A) which has partially released F in the acidic inorganic coating material according to this embodiment.

また、このバナジウム化合物(D)は、更に腐食に対するインヒビターとしても作用し、耐食性の向上に寄与するとも考えられる。この点を更に詳述する。腐食環境下において亜鉛の溶出及びバナジウム化合物(D)の溶出に伴い、バナジウム化合物(D)が還元され、比較的水に溶出しにくい状態へ変化し亜鉛めっき表面に存在することによって耐食性を発現するものである。   Further, this vanadium compound (D) also acts as an inhibitor against corrosion and is considered to contribute to the improvement of corrosion resistance. This point will be described in further detail. In a corrosive environment, with the elution of zinc and vanadium compound (D), the vanadium compound (D) is reduced, changes to a state that is relatively difficult to elute into water, and exhibits corrosion resistance by being present on the surface of the galvanized surface. Is.

このバナジウム化合物(D)は、特にキレート錯体形成能を有する化合物であることが好ましい。バナジウム化合物(D)としては、キレート錯体バナジウム化合物であれば特に限定されず、例えばプロピオン酸、シュウ酸、グルコン酸、酒石酸、りんご酸、アスコルビン酸、アセチルアセトン、硫酸の化合物の1種又は2種以上が挙げられる。   This vanadium compound (D) is particularly preferably a compound having the ability to form a chelate complex. The vanadium compound (D) is not particularly limited as long as it is a chelate complex vanadium compound. For example, one or more compounds of propionic acid, oxalic acid, gluconic acid, tartaric acid, malic acid, ascorbic acid, acetylacetone, and sulfuric acid are used. Is mentioned.

このようなバナジウム化合物(D)は、本形態に係る酸性無機被覆剤において、前記アルカリケイ酸塩(V)に対するバナジウム化合物(D)の含有金属、すなわちバナジウム元素(d)の固形分質量比(d)/(V)=0.001〜0.5であることが好ましく、0.005〜0.3であることが更に好ましく、0.01〜0.1であることが特に好ましい。このような範囲であると本形態に係る酸性無機被覆剤の貯蔵安定性及びランニング性(操業安定性)が更に向上するという効果を奏するので好ましい。   Such a vanadium compound (D) is an acidic inorganic coating agent according to this embodiment, wherein the metal content of the vanadium compound (D) relative to the alkali silicate (V), that is, the solid content mass ratio of the vanadium element (d) ( d) / (V) = 0.001 to 0.5, more preferably 0.005 to 0.3, and particularly preferably 0.01 to 0.1. Such a range is preferable because the storage stability and running property (operation stability) of the acidic inorganic coating material according to the present embodiment are further improved.

(成分E:フッ素化合物)
前記フッ素化合物(E)としては、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、ジルコニウムフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、ジルコニウムフッ化アンモニウム、チタンフッ化アンモニウム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化アンモニウム等が挙げられる。
これらは、1種類でもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。前記ジルコニウム化合物(A)がフッ素化合物である場合、フッ素化合物(E)を混合しなくてもよい。
(Component E: Fluorine compound)
Examples of the fluorine compound (E) include hydrofluoric acid, ammonium fluoride, sodium fluoride, zirconium hydrofluoric acid, titanium hydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, zirconium ammonium fluoride, titanium ammonium fluoride, and potassium silicofluoride. And ammonium silicofluoride.
These may be used alone or in combination of two or more. When the zirconium compound (A) is a fluorine compound, the fluorine compound (E) may not be mixed.

フッ素化合物(E)は、前述したように腐食環境下において生じたアルカリ分をフッ化物イオンの解離によって緩衝し、過剰なpH上昇を抑制する役割を有する。従って、亜鉛の犠牲防食能が十分に発揮されるとともに、生じた腐食生成物の安定化に寄与し、亜鉛の腐食並びに鉄の腐食にも効果を発揮する。
フッ素化合物(E)のフッ素元素(e)とマグネシウム化合物(C)の含有金属(c)の固形分質量比(e)/(c)が0.1〜30であることが好ましい。(e)/(c)の下限値については、0.3であることがより好ましく、1であることが更に好ましく、2であることが特に好ましく、3であることが最も好ましい。一方、(e)/(c)の上限値については、20であることがより好ましく、10であることが更に好ましく、8であることが特に好ましく、6であることが最も好ましい。フッ素化合物(E)の添加量が固形分質量比で(e)/(c)が0.1を下回る場合、十分なpH緩衝能を発揮せずに傷部及び端面部耐食性に劣る。(e)/(c)が30を上回る場合、解離するフッ化物イオンの量が過度に増えるため傷部耐食性が劣る。
As described above, the fluorine compound (E) has a role of buffering an alkali generated in a corrosive environment by dissociation of fluoride ions and suppressing an excessive increase in pH. Therefore, the sacrificial anticorrosive ability of zinc is sufficiently exhibited, contributes to stabilization of the generated corrosion product, and is effective in corrosion of zinc and iron.
It is preferable that the solid content mass ratio (e) / (c) of the fluorine element (e) of the fluorine compound (E) and the metal (c) contained in the magnesium compound (C) is 0.1 to 30. The lower limit of (e) / (c) is more preferably 0.3, still more preferably 1, particularly preferably 2, and most preferably 3. On the other hand, the upper limit of (e) / (c) is more preferably 20, more preferably 10, even more preferably 8, and most preferably 6. When the addition amount of the fluorine compound (E) is (e) / (c) less than 0.1 in terms of solid content mass ratio, the scratch resistance and end face portion corrosion resistance are poor without exhibiting sufficient pH buffering ability. When (e) / (c) exceeds 30, the amount of dissociated fluoride ions increases excessively, resulting in poor scratch corrosion resistance.

(成分:他の任意成分)
本形態に係る酸性無機被覆剤の任意成分としては、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。
(Ingredients: other optional ingredients)
As optional components of the acidic inorganic coating agent according to the present embodiment, there are a filler, a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, an antibacterial agent, a coloring agent, and the like, which can be added within a range not impairing the performance of the film. .

(成分:液体媒体)
本形態に係る酸性無機被覆剤は水系である。水系とは、溶媒が水を60%以上含有する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、被覆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種又は2種以上併用してもよい。
(Ingredient: Liquid medium)
The acidic inorganic coating material according to this embodiment is aqueous. The aqueous system means that the solvent is a main component containing 60% or more of water. The solvent may be water alone, but one or more water-soluble organic solvents such as monohydric or polyhydric alcohols, ketones, cellosolves and the like are used for the purpose of adjusting the drying property of the film and the viscosity of the coating agent. You may use together.

(合計濃度)
本形態に係る酸性無機被覆剤における合計濃度{ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)、フッ素化合物(E)、他の成分(導電性物質、着色顔料等)の本形態に係る酸性無機被覆剤が含有する溶媒以外の全てを合計した濃度}は1〜50質量%であることが好ましい。この合計濃度は2〜40質量%であることが更に好ましく、3〜20質量%であることが最も好ましい。このような範囲であると被覆剤の液安定性及び実使用上合理的であるという点で好ましい。尚、ここでいう合計濃度は固形分質量から算出される濃度である。より詳しくは、本形態に係る酸性無機被覆剤を100℃程度で乾燥した後に残存する固形分の質量から算出される濃度である。
(Total concentration)
Total concentration in the acidic inorganic coating according to this embodiment {zirconium compound (A), water-dispersible silica (B), magnesium compound (C), vanadium compound (D), fluorine compound (E), other components (conductivity The concentration of all substances other than the solvent contained in the acidic inorganic coating material according to this embodiment of the substance, coloring pigment, etc.) is preferably 1 to 50% by mass. The total concentration is more preferably 2 to 40% by mass, and most preferably 3 to 20% by mass. Such a range is preferable in terms of the liquid stability of the coating agent and the practical use. The total concentration referred to here is a concentration calculated from the solid content mass. More specifically, the concentration is calculated from the mass of the solid content remaining after drying the acidic inorganic coating material according to this embodiment at about 100 ° C.

(液性)
本形態に係る酸性無機被覆剤は、上記のような成分を添加して成る水溶液であり、そのpHは2.0〜5.0であることが好ましく、2.5〜4.5であることが更に好ましい。このような範囲であると金属材料表面のエッチングを抑えランニング性が更に向上するという効果を奏するので好ましい。
(liquid)
The acidic inorganic coating agent according to this embodiment is an aqueous solution obtained by adding the above components, and its pH is preferably 2.0 to 5.0, and preferably 2.5 to 4.5. Is more preferable. Such a range is preferable because the etching on the surface of the metal material is suppressed and the running performance is further improved.

このように、本形態に係る酸性無機被覆剤は成分(A)〜(E)を原料として適切な量で用い且つ適度な酸性であるため、下記の効果をもたらす。耐指紋性を有する表面処理亜鉛系めっき鋼板は、塗装されることなく用いられる場合がある。そのため、表面処理した後においても鋼材自体の外観を維持する必要があり、且つ望まれる。鋼材の外観色が変わる原因は、表面粗度や屈折率の変化等が挙げられる。このような状況下、本形態に係る酸性無機被覆剤を使用する場合、適度な酸性であるために適度の鋼材表面をエッチングする。従って、鋼材と異なる屈性率の成分によって被覆しても鋼材表面の凹凸が増えることに由来し、光の拡散反射が増し外観色の変化を抑制する効果を有する。   Thus, since the acidic inorganic coating material which concerns on this form uses a component (A)-(E) as a raw material in a suitable quantity and is moderate acidity, it brings the following effect. The surface-treated zinc-based plated steel sheet having fingerprint resistance may be used without being painted. Therefore, it is necessary and desirable to maintain the appearance of the steel material itself even after the surface treatment. The cause of the change in the appearance color of the steel material is a change in surface roughness and refractive index. Under such circumstances, when the acidic inorganic coating material according to this embodiment is used, an appropriate steel surface is etched because it is moderately acidic. Therefore, even if the steel material is coated with a component having a refractive index different from that of the steel material, the unevenness on the surface of the steel material is increased, which has the effect of increasing the diffuse reflection of light and suppressing the change in appearance color.

本形態に係る酸性無機被覆剤のpH調整の必要がある場合には適当な酸(例えば、酢酸、硝酸、リン酸及びその塩類など)やアルカリ(例えば、アンモニア、有機アミン及びその塩類など)を添加して行うことができる。   When it is necessary to adjust the pH of the acidic inorganic coating material according to this embodiment, an appropriate acid (for example, acetic acid, nitric acid, phosphoric acid and salts thereof) or alkali (for example, ammonia, organic amine and salts thereof) is used. It can be performed by adding.

<アルカリ性有機無機複合被覆剤(M)>
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、重量平均分子量が10万〜20万を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)、シランカップリング剤(Y)を少なくとも添加して成る。アルカリ性有機無機複合被覆層は、更に水分散性ワックス(Z)を含有することができる。該成分の固形分質量比を下記で述べる範囲内に調整して当該剤をアルカリ性有機無機複合被覆剤に調製し、酸性無機被覆層或いは亜鉛系めっき鋼板表面に当該剤を塗布し乾燥することで、アルカリ性有機無機複合被覆層が形成される。酸性無機被覆層の上に形成したアルカリ性有機無機複合被覆層は、亜鉛系めっき鋼板に酸性無機被覆層を形成せずに単独で形成したときより、平面、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、傷部及び端面耐食性、耐薬品性、成型加工性が向上する。更には、耐熱黄変性、耐指紋性、導電性、塗装性も含めた最良の効果を発現させることができる。特に傷部及び端面部において大きな効果をもたらし、赤錆発生の抑制に寄与する。以下、それぞれの成分の役割や添加量について詳細を述べる。
<Alkaline organic-inorganic composite coating agent (M)>
The alkaline organic-inorganic composite coating agent according to the present embodiment includes an anionic urethane resin (U) having a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000, an alkali silicate (V), a titanium alkoxide (W), a polycarbodiimide resin (X ), A silane coupling agent (Y) is added at least. The alkaline organic inorganic composite coating layer can further contain a water-dispersible wax (Z). By adjusting the solid content mass ratio of the components within the range described below, the agent is prepared as an alkaline organic-inorganic composite coating agent, and the agent is applied to the surface of the acidic inorganic coating layer or the galvanized steel sheet and dried. An alkaline organic-inorganic composite coating layer is formed. The alkaline organic-inorganic composite coating layer formed on the acidic inorganic coating layer is flat, after alkaline degreasing, and processed part of any corrosion resistance than when formed alone without forming the acidic inorganic coating layer on the galvanized steel sheet. Scratch and end face corrosion resistance, chemical resistance, and molding processability are improved. Furthermore, the best effects including heat-resistant yellowing, fingerprint resistance, conductivity, and paintability can be exhibited. In particular, it has a great effect on the scratched part and the end face part, contributing to the suppression of the occurrence of red rust. The details of the role and amount of each component will be described below.

(成分U:アニオン性ウレタン樹脂)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤で用いるアニオン性ウレタン樹脂(U)は、本形態に係る被覆層を形成する主成分であり、耐食性、耐薬品性、成型加工性、耐熱黄変性、塗装性の基本特性を担う。ここで、当該アニオン性ウレタン樹脂(U)は水分散性である。
ウレタン樹脂は、下地皮膜層との密着性(ここでは層間密着性を指す)が高く、緻密な皮膜を形成できるため、亜鉛系めっきを腐食させる水、酸素や酸、アルカリを含む無機塩類などの外的因子の遮断効果を有し、耐食性、耐薬品性を発現させる効果がある。ウレタン樹脂の骨格を形成するポリオール種をポリエーテル系或いはポリエステル系とすることで柔軟性と弾性のバランスがとれるウレタン樹脂とすることができ、密着性も向上させることができる。加えて、適度に分岐を加え強靭性を与えることによって、緻密な膜を形成することができる。これら複合的な作用によって、ポリマー鎖同士の絡み合い、ウレタン基同士の相互作用等が効果的に発現し、耐食性や耐薬品性、塗装性などを発揮する。ウレタン樹脂のポリオール種としては一般的にポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネートに大別される。ポリエステル及びポリカーボネートは極性基を持つ為、分子間相互作用が強く、強靭な皮膜として好適である。一方、ポリエーテルは極性基を持たないため、分子間相互作用がポリエステル、ポリカーボネートと比較し機械的強度に劣る皮膜である。しかしながら、化学的に安定なエーテル基を持つために耐薬品性に有効である。一方で、ポリカーボネート系ポリオールは、化学的、機械的安定性に有利である一方、やや高価であるデメリットを持つ。以上より、本形態の水分散ウレタン樹脂はポリエーテル系、ポリエステル系であるのが好適である。ここで、ウレタン樹脂の骨格を形成するポリオール種のポリエーテル系、ポリエステル系とは、それぞれのエーテルの繰り返し成分、エステルの繰り返し単位の成分がポリオール成分として主であるものをいう。ここで主とは、ポリオール全体質量に対して、50質量%以上であることを意味する。
(Component U: Anionic urethane resin)
The anionic urethane resin (U) used in the alkaline organic-inorganic composite coating agent according to the present embodiment is a main component that forms the coating layer according to the present embodiment, and has corrosion resistance, chemical resistance, molding processability, heat-resistant yellowing, and coating. It bears the basic characteristics of sex. Here, the anionic urethane resin (U) is water dispersible.
Urethane resin has high adhesion to the undercoat layer (referred to here as interlayer adhesion) and can form a dense film, so that it can corrode zinc-based plating, such as water, oxygen, acid and alkali-containing inorganic salts It has the effect of blocking external factors and has the effect of developing corrosion resistance and chemical resistance. By making the polyol species forming the skeleton of the urethane resin a polyether type or a polyester type, it is possible to obtain a urethane resin in which a balance between flexibility and elasticity can be obtained, and adhesion can be improved. In addition, a dense film can be formed by appropriately branching and imparting toughness. By these combined actions, entanglement between polymer chains, interaction between urethane groups, etc. are effectively expressed, and corrosion resistance, chemical resistance, paintability, etc. are exhibited. The polyol species of the urethane resin are generally roughly classified into polyether, polyester, and polycarbonate. Since polyester and polycarbonate have polar groups, they have strong intermolecular interaction and are suitable as tough films. On the other hand, since polyether does not have a polar group, it is a film in which the intermolecular interaction is inferior in mechanical strength compared to polyester and polycarbonate. However, since it has a chemically stable ether group, it is effective for chemical resistance. On the other hand, polycarbonate polyols are advantageous in terms of chemical and mechanical stability, but have the disadvantage of being somewhat expensive. As mentioned above, it is suitable that the water-dispersed urethane resin of this embodiment is a polyether type or a polyester type. Here, the polyether type and polyester type of the polyol species that form the skeleton of the urethane resin are those in which the repeating component of each ether and the repeating unit component of the ester are mainly used as the polyol component. Here, “main” means 50% by mass or more based on the total mass of the polyol.

アルカリ性有機無機複合被覆剤に用いられるアニオン性ウレタン樹脂(U)の重量平均分子量は10万〜20万であることが好ましい。ウレタン樹脂の分子量は、膜物性に多大な影響を与える。低分子量物質は、膜内で可塑剤として作用し低Tg化や低機械物性化を引き起こし、その結果耐食性をはじめ、耐溶剤性、耐薬品性等の様々な皮膜性能を低下させる。更に重量平均分子量は、アルカリ性有機無機複合被覆層内に占めるウレタン樹脂体積に影響し、ウレタン樹脂の重量平均分子量が大きくなるに従い、アルカリ性有機無機複合被覆層に占めるウレタン樹脂の体積が大きくなる。その結果、高Tg化及び高物性化し良好な皮膜性能を発現する。   The weight average molecular weight of the anionic urethane resin (U) used for the alkaline organic-inorganic composite coating agent is preferably 100,000 to 200,000. The molecular weight of the urethane resin greatly affects the film properties. The low molecular weight substance acts as a plasticizer in the film and causes low Tg and low mechanical properties. As a result, various film performances such as corrosion resistance, solvent resistance and chemical resistance are lowered. Furthermore, the weight average molecular weight affects the volume of the urethane resin in the alkaline organic / inorganic composite coating layer, and the volume of the urethane resin in the alkaline organic / inorganic composite coating layer increases as the weight average molecular weight of the urethane resin increases. As a result, high Tg and high physical properties are achieved, and good film performance is exhibited.

ここで、本形態に係るアニオン性ウレタン樹脂(U)や下記で説明する原料の重量平均分子量を含め、本明細書に記載されている重量平均分子量は、JIS−K7252−4に明記されているサイズ排除クロマトグラフィーによる方法による測定値とする。   Here, the weight average molecular weight described in the present specification, including the weight average molecular weight of the anionic urethane resin (U) according to the present embodiment and the raw material described below, is specified in JIS-K7252-4. It is a measured value by a method by size exclusion chromatography.

アニオン性ウレタン樹脂(U)は、ポリイソシアネート(特にジイソシアネート);ポリオール(特にジオール);ヒドロキシル基を2個以上、好ましくは2個有するカルボン酸又はスルホン酸、或いはそれら反応性誘導体;及びポリアミン(特にジアミン)を原料として一般的な合成方法により得られるものである。より具体的には、限定的に解釈されるものではないが、例えば、ジイソシアネートとジオールから両端にイソシアナト基を有するウレタンプレポリマーを製造し、これにヒドロキシル基を2個有するカルボン酸もしくはその反応性誘導体を反応させて両端にイソシアナト基を有する誘導体とし、ついでトリエタノールアミンなどの3級アミンを加えてアイオノマー(トリエタノールアミン塩)としてから水に加えてエマルジョンとし、更にジアミンを加えて鎖延長を行うことにより、アニオン性ウレタン樹脂(U)を得ることができる。   Anionic urethane resins (U) are polyisocyanates (especially diisocyanates); polyols (especially diols); carboxylic acids or sulfonic acids having two or more, preferably two hydroxyl groups, or reactive derivatives thereof; and polyamines (especially Diamine) is obtained by a general synthesis method. More specifically, although not limitedly interpreted, for example, a urethane prepolymer having an isocyanate group at both ends is produced from a diisocyanate and a diol, and a carboxylic acid having two hydroxyl groups or a reactivity thereof. A derivative is reacted to form a derivative having isocyanato groups at both ends, and then a tertiary amine such as triethanolamine is added to form an ionomer (triethanolamine salt), which is then added to water to form an emulsion, and further a diamine is added to extend the chain. By performing, an anionic urethane resin (U) can be obtained.

アニオン性ウレタン樹脂(U)を製造する際に用いるポリイソシアネートとしては、脂肪族、脂環式及び芳香族ポリイソシアネートがあり、いずれも使用可能である。具体的には、例えば、テトラメチ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、水添キシリレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの中で、テトラメチ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、水添キシリレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアヌレート(3量体)、カルボジイミド化ジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ポリイソシアネートを用いる場合には、耐食性、耐熱黄変性、成型加工性等にも優れた皮膜が得られるので好ましい。   Examples of the polyisocyanate used when producing the anionic urethane resin (U) include aliphatic, alicyclic and aromatic polyisocyanates, and any of them can be used. Specifically, for example, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, Isophorone diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4, , 4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate Tetramethylxylylene diisocyanate and the like. Among these, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate When an aliphatic or alicyclic polyisocyanate such as 1,6-hexane diisocyanurate (trimer) or carbodiimidized diisocyanate is used, a film excellent in corrosion resistance, heat yellowing, molding processability and the like is obtained. Since it is obtained, it is preferable.

アニオン性ウレタン樹脂(U)を製造する際に用いるポリオール種としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールを用いるのが好適である。ポリエーテル、ポリエステル骨格であると強アルカリ性或いは強酸性水溶液と接触した場合でも結合が切れにくく、耐薬品性やアルカリ脱脂後の耐食性を得るのに重要である。   As the polyol species used when producing the anionic urethane resin (U), it is preferable to use a polyether polyol or a polyester polyol. The polyether or polyester skeleton is not easily broken even when it comes into contact with a strong alkaline or strongly acidic aqueous solution, and is important for obtaining chemical resistance and corrosion resistance after alkaline degreasing.

ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールの製造に使用するグリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリコール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、3,5−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の三価以上のポリオールが挙げられる。   Examples of glycol components used in the production of polyether polyol and polyester polyol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 2-butyl- 2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 3- Methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 3,5 -Heptanediol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nona Diols, aliphatic diols such as 1,10-decanediol, cycloaliphatic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexitols, pentitols, glycerin, polyglycerin, pentaerythritol, Examples include trivalent or higher polyols such as dipentaerythritol and tetramethylolpropane.

ポリエーテルポリオール類としては、例えば、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール;トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール等の前記低分子ポリオールの他、ビスフェノールA、エチレンジアミン等のアミン化合物等へのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物;ポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。本形態に用いられるポリエーテルポリオール類の重量平均分子量は300〜5000であることが好ましく、特に1000〜3000であることが好ましい。   Examples of polyether polyols include 1,2-propanediol, 1,3-propanediol; amines such as bisphenol A and ethylenediamine in addition to the low molecular polyols such as trimethylolpropane, glycerin, polyglycerin, and pentaerythritol. Examples include ethylene oxide and / or propylene oxide adducts to compounds and the like; polytetramethylene ether glycol and the like. The polyether polyols used in this embodiment preferably have a weight average molecular weight of 300 to 5,000, particularly preferably 1,000 to 3,000.

ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子ポリオール等のポリオール;その化学量論量より少ない量の多価カルボン酸、そのエステル、その無水物及び/又はそのカルボン酸ハライド等のエステル形成性誘導体、並びに/或いは、γ−カプロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、ジメチル−ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトン等のラクトン類及び/又はその加水分解開環反応によって得られるヒドロキシカルボン酸;との直接エステル化反応、及び/又は、エステル交換反応によって得られるものが挙げられる。上記多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸、水添ダイマー酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸類;トリメリト酸、トリメシン酸、ひまし油脂肪酸の三量体等のトリカルボン酸類;ピロメリット酸等のテトラカルボン酸類などの多価カルボン酸が挙げられる。これらの多価カルボン酸のエステル形成性誘導体としては、これらの酸無水物、該多価カルボン酸のクロライド、ブロマイド等のカルボン酸ハライド、該多価カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、アミルエステル等の低級脂肪族エステル等が挙げられる。   Examples of the polyester polyol include a polyol such as a low molecular weight polyol; an ester-forming derivative such as a polycarboxylic acid whose amount is less than the stoichiometric amount, its ester, its anhydride and / or its carboxylic acid halide, and / or Alternatively, lactones such as γ-caprolactone, δ-caprolactone, ε-caprolactone, dimethyl-ε-caprolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone, γ-butyrolactone and / or hydroxy obtained by hydrolysis ring-opening reaction thereof. Examples thereof include those obtained by direct esterification with carboxylic acid and / or transesterification. Examples of the polyvalent carboxylic acid or its ester-forming derivative include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylsuccinic acid. Acid, 2-methyladipic acid, 3-methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid, hydrogenated dimer acid Aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid; cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; trimellitic acid, trimesic acid, castor oil fatty acid Tricarboxylic acids such as monomer; Polyvalent carboxylic acids such as tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid And the like. Examples of ester-forming derivatives of these polyvalent carboxylic acids include these acid anhydrides, chlorides of the polyvalent carboxylic acids, carboxylic acid halides such as bromides, methyl esters, ethyl esters, propyl esters of the polyvalent carboxylic acids, Examples include lower aliphatic esters such as isopropyl ester, butyl ester, isobutyl ester, and amyl ester.

カルボキシル基又はその塩を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)を製造する際に用いるカルボン酸及び/又はスルホン酸、並びにそれら反応性誘導体は、アニオン性ウレタン樹脂(U)に酸性基を導入するため、及びアニオン性ウレタン樹脂(U)を水分散性にするために用いる。これらアニオン性基を中和剤で中和することによって、水に対する分散性を付与することにある。ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールペンタン酸、ジメチロールヘキサン酸、1,4−ブタンジオール−2−スルホン酸等のポリアルカノール基を有する有機酸(例えばジメチロールアルカン酸)を例示することができる(例えば、カルボン酸類、スルホン酸類)。また、反応性誘導体としては、酸無水物のような加水分解性エステル等が挙げられる。このようにアニオン性ウレタン樹脂(U)を自己水分散性にし、乳化剤を使用しないか極力使用しないようにすることにより、耐食性に優れた皮膜が得られる。これらのなかでは、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸が好ましい。これらのカルボン酸及びスルホン酸は単独で又は数種を組み合わせて使用することができる。   Since the carboxylic acid and / or sulfonic acid used when producing the anionic urethane resin (U) having a carboxyl group or a salt thereof, and their reactive derivatives introduce an acidic group into the anionic urethane resin (U), And an anionic urethane resin (U) is used for water dispersibility. The purpose of neutralizing these anionic groups with a neutralizing agent is to impart water dispersibility. Illustrate organic acids having a polyalkanol group such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolpentanoic acid, dimethylolhexanoic acid, 1,4-butanediol-2-sulfonic acid (eg, dimethylolalkanoic acid) (Eg, carboxylic acids, sulfonic acids). Examples of the reactive derivative include hydrolyzable esters such as acid anhydrides. Thus, by making the anionic urethane resin (U) self-dispersible and not using an emulsifier or as much as possible, a film having excellent corrosion resistance can be obtained. Of these, dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are preferred. These carboxylic acids and sulfonic acids can be used alone or in combination.

アニオン性ウレタン樹脂(U)を製造する際にポリアミンや水等が用いられる。このポリアミンや水等は、調整したプレポリマーの鎖伸長剤として使用される。これらポリアミンは、通常使用されるポリアミン類の中から適宜選択される。用いるポリアミンとしては、例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン等の低分子ジアミン類;ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン等のポリエーテルジアミン類;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の脂環式ジアミン類;m−キシレンジアミン、α−(m/pアミノフェニル)エチルアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ジメチルチオトルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、α,α’−ビス(4−アミノフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等の芳香族ジアミン類;などのポリアミン、並びに、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、水加ヒドラジン、1,6−ヘキサメチレンビス(N,N−ジメチルセミカルバジド)、1,1,1’,1’−テトラメチル−4,4’−(メチレン−ジ−パラ−フェニレン)ジセミカルバジド等のヒドラジン類等が挙げられる。これらの鎖伸長剤は単独で又は数種を組み合わせて使用することができる。   In producing the anionic urethane resin (U), polyamine, water or the like is used. These polyamines, water, and the like are used as adjusted prepolymer chain extenders. These polyamines are appropriately selected from commonly used polyamines. Examples of the polyamine used include low-molecular diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, tolylenediamine, piperazine, and 2-methylpiperazine; polyether diamines such as polyoxypropylenediamine and polyoxyethylenediamine; , Isophoronediamine, norbornenediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, diaminodicyclohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10 -Alicyclic diamines such as tetraoxaspiro (5,5) undecane; m-xylenediamine, α- (m / paminophenyl) ethylamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diami Polyamines such as diphenylsulfone, diaminodiethyldimethyldiphenylmethane, diaminodiethyldiphenylmethane, dimethylthiotoluenediamine, diethyltoluenediamine, α, α'-bis (4-aminophenyl) -p-diisopropylbenzene; Succinic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, phthalic acid dihydrazide, hydrazine hydrate, 1,6-hexamethylenebis (N, N-dimethylsemicarbazide), 1,1,1 ′, 1′-tetramethyl- And hydrazines such as 4,4 ′-(methylene-di-para-phenylene) disemicarbazide. These chain extenders can be used alone or in combination of several kinds.

アニオン性ウレタン樹脂(U)は合成する段階で加水分解性シラン化合物を用いてシラン変性したものでも構わない。シラン変性するときのシラン化合物の種類、変性量については特に制限はない。シラン化合物としては、周知のシランカップリング剤を用いることができる。シラン変性することにより、アニオン性ウレタン樹脂(U)と反応下地皮膜層との密着性(層間密着性)の向上、更には上塗り皮膜の緻密性の向上に繋がる。これにより、加工部やアルカリ脱脂後の耐食性、成型加工性が向上する。   The anionic urethane resin (U) may be silane-modified with a hydrolyzable silane compound at the stage of synthesis. There are no particular restrictions on the type of silane compound and the amount of modification when silane modification is performed. As the silane compound, a known silane coupling agent can be used. By modifying the silane, the adhesion between the anionic urethane resin (U) and the reaction undercoat film layer (interlayer adhesion) is improved, and further, the denseness of the overcoat film is improved. Thereby, the corrosion resistance after molding part and alkali degreasing, and moldability improve.

アニオン性ウレタン樹脂(U)は合成時の樹脂の安定性や造膜時の周囲環境が低温乾燥下にある場合の造膜性を高めるために、造膜助剤を配合しておくのが好ましい。造膜助剤としてはブチルセロソルブ、N−メチル−2−ピロリドン、ブチルカルビトール、テキサノールなどが挙げられ、N−メチル−2−ピロリドンがより好ましい。   The anionic urethane resin (U) is preferably blended with a film-forming aid in order to enhance the stability of the resin during synthesis and the film-forming property when the surrounding environment during film-forming is under low temperature drying. . Examples of the film forming aid include butyl cellosolve, N-methyl-2-pyrrolidone, butyl carbitol, and texanol, and N-methyl-2-pyrrolidone is more preferable.

(成分V:アルカリケイ酸塩)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、アルカリケイ酸塩(V)を一原料とする。一般的にアルカリケイ酸塩(V)は、水溶性の極めて高い成分である。しかしながら、アルカリ金属以外の金属イオンと接触すると水に不溶性の塩を形成する。例えば、アルカリ土類金属であるMgやCa等の金属イオンと水に不溶性の塩を形成しうる。また、上述した有機チタン化合物との接触によっても同様に水に不溶性の塩を形成する。つまり、下層である酸性無機被覆層に含まれるジルコニウムフッ化水素酸、マグネシウム化合物、また上層であるアルカリ性有機無機複合被覆層に含まれる有機チタン化合物と接触することによって水に不溶性の塩を形成し、そのために本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は優れた耐食性を発現するものである。
試験片が腐食環境下に曝された場合、皮膜下において溶存酸素の還元反応が進行し強アルカリ性を呈する。しかし、本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、添加したアルカリケイ酸塩によって皮膜下が比較的高いアルカリ性に保持されているため、その緩衝作用によって過度なpH上昇が抑制される。従って、本形態に係る表面処理剤を使用すると、片側の亜鉛目付量が従来より少ない1〜15g/mであっても傷部及び端面部において優れた耐食性が得られるとともに、長期に渡って20g/m以上の亜鉛目付量である表面処理亜鉛系めっき鋼板と同等以上の赤錆発生を抑制するものである。
(Component V: alkali silicate)
The alkaline organic-inorganic composite coating material according to this embodiment uses alkali silicate (V) as one raw material. Generally, alkali silicate (V) is a component having extremely high water solubility. However, when in contact with metal ions other than alkali metals, water-insoluble salts are formed. For example, water-insoluble salts can be formed with metal ions such as Mg and Ca, which are alkaline earth metals. In addition, a water-insoluble salt is similarly formed by contact with the above-described organic titanium compound. In other words, it forms a salt that is insoluble in water by contacting zirconium hydrofluoric acid and magnesium compound contained in the lower acidic inorganic coating layer, and organic titanium compound contained in the upper alkaline organic inorganic composite coating layer. Therefore, the surface-treated galvanized steel sheet according to the present embodiment exhibits excellent corrosion resistance.
When the test piece is exposed to a corrosive environment, the reduction reaction of dissolved oxygen proceeds under the coating and exhibits strong alkalinity. However, since the surface-treated zinc-based plated steel sheet according to this embodiment is maintained at a relatively high alkalinity under the coating by the added alkali silicate, an excessive increase in pH is suppressed by its buffering action. Therefore, when the surface treating agent according to the present embodiment is used, even if the amount of zinc per side on the one side is 1 to 15 g / m 2 which is smaller than conventional, excellent corrosion resistance can be obtained at the scratched portion and the end surface portion, and for a long time. It suppresses the occurrence of red rust equivalent to or greater than that of the surface-treated galvanized steel sheet having a basis weight of 20 g / m 2 or more.

本形態で用いるアルカリケイ酸塩(V)は、SiO/NaOが4〜1の範囲であることが好ましい。より好ましくは、SiO/NaOが4〜2である。SiO/NaOが4を超える場合、極めて粘度が高くなり、作業性が悪くなる。SiO/NaOが1を下回る場合、十分な傷部耐食性及び端面耐食性が得られない。Alkali silicates used in this embodiment (V) is preferably in the range of SiO 2 / Na 2 O 4-1. More preferably, SiO 2 / Na 2 O is 4-2. When SiO 2 / Na 2 O exceeds 4, the viscosity becomes extremely high and workability is deteriorated. When SiO 2 / Na 2 O is less than 1, sufficient scratch corrosion resistance and end surface corrosion resistance cannot be obtained.

本形態で用いるアルカリケイ酸塩(V)は、成分(U)と成分(V)の固形分質量比(V)/(U)が0.01〜1であることが好ましい。より好ましくは、(V)/(U)が0.02〜0.5である。更に好ましくは、0.05〜0.3である。最も好ましくは、(V)/(U)が0.1〜0.2である。(V)/(U)が1を上回る場合、アルカリ性有機無機複合被覆層が脆くなり十分な加工部耐食性及び成型加工性が悪くなる。0.01を下回る場合、十分な傷部及び端面耐食性が得られない。アルカリ性有機無機複合被覆層を用いた場合においても前記固形分質量比にて構成される。   As for the alkali silicate (V) used by this form, it is preferable that solid content mass ratio (V) / (U) of a component (U) and a component (V) is 0.01-1. More preferably, (V) / (U) is 0.02 to 0.5. More preferably, it is 0.05-0.3. Most preferably, (V) / (U) is 0.1 to 0.2. When (V) / (U) exceeds 1, the alkaline organic / inorganic composite coating layer becomes brittle, and sufficient processed portion corrosion resistance and molding processability deteriorate. If it is less than 0.01, sufficient scratches and end face corrosion resistance cannot be obtained. Even when an alkaline organic-inorganic composite coating layer is used, it is configured with the solid content mass ratio.

(成分W:チタンアルコキシド)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、チタンアルコキシド(W)を一原料とする。チタンアルコキシド(W)を用いることにより、アニオン性ウレタン樹脂(U)の骨格に存在するカルボン酸や水溶性カルボジイミド樹脂(X)の骨格に存在するカルボジイミド基との金属架橋により、アルカリ性有機無機複合被覆層を緻密にすることができる。これにより、緻密な皮膜を形成することができ、アルカリ脱脂後の耐食性、耐薬品性が向上する。更に、チタンアルコキシド(W)自体に由来した防錆効果によって加工部耐食性が向上する。更にアルカリケイ酸塩(V)と水に不溶性の塩を形成しより一層バリア性の高い被覆層を形成する。
(Component W: Titanium alkoxide)
The alkaline organic-inorganic composite coating material according to this embodiment uses titanium alkoxide (W) as one raw material. By using titanium alkoxide (W), alkaline organic-inorganic composite coating by metal crosslinking with carboxylic acid present in the skeleton of anionic urethane resin (U) and carbodiimide group present in the skeleton of water-soluble carbodiimide resin (X) The layer can be dense. Thereby, a precise | minute film | membrane can be formed and the corrosion resistance after alkali degreasing | defatting and chemical resistance improve. Further, the corrosion resistance of the processed part is improved by the rust prevention effect derived from the titanium alkoxide (W) itself. Further, an insoluble salt is formed in the alkali silicate (V) and water to form a coating layer having a higher barrier property.

チタンアルコキシド(W)は、チタン原子を中心にアルコキシ基が配位した構造を持つ。このような化合物は、水中において容易に加水分解し縮合を行う。従って、チタンアルコキシド(W)は水中においていくつか縮合したオリゴマー或いはポリマーを形成しているものと推測される。本用途で用いるチタンアルコキシド(W)は、アルコキシ基とキレート剤とが共存したものであることが好ましい。具体的には、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンブトキシドダイマー、チタンテトラー2−エチルヘキソキシド、チタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジオクチロキシビス(オクチレングリコレート)、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)、チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。特に好ましくはチタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)、チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)等が挙げられる。   Titanium alkoxide (W) has a structure in which an alkoxy group is coordinated around a titanium atom. Such compounds readily hydrolyze and condense in water. Therefore, it is estimated that the titanium alkoxide (W) forms an oligomer or polymer condensed in water. The titanium alkoxide (W) used in this application is preferably a coexistence of an alkoxy group and a chelating agent. Specifically, titanium tetraisopropoxide, titanium tetranormal butoxide, titanium butoxide dimer, titanium tetra-2-ethylhexoxide, titanium diisopropoxybis (acetylacetonate), titanium tetraacetylacetonate, titanium dioctyloxybis (Octylene glycolate), titanium diisopropoxybis (ethyl acetoacetate), titanium diisopropoxybis (triethanolaminate), titanium lactate ammonium salt, titanium lactate, polyhydroxy titanium stearate and the like. Particularly preferred are titanium diisopropoxybis (ethyl acetoacetate), titanium diisopropoxybis (triethanolaminate), and the like.

本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤では、成分(W)中に含まれる含有金属、すなわちチタン(w)と成分(V)との固形分質量比(w)/(V)として0.01〜1であることが好ましい。より好ましくは(w)/(V)が0.03〜0.8である。更に好ましくは(w)/(V)が0.06〜0.6である。最も好ましくは(w)/(V)が0.1〜0.5である。(w)/(V)が1を上回る場合、十分なアルカリ脱脂後の耐食性、耐溶剤性、塗装密着性が得られず、また、アルカリ性有機無機複合被覆剤の十分な安定性が得られない。(w)/(V)が0.01を下回る場合、アルカリ脱脂後の耐食性、耐溶剤性、及び加工部耐食性の向上効果が十分に得られない。   In the alkaline organic inorganic composite coating agent according to this embodiment, the contained metal contained in the component (W), that is, 0.01% as the solid content mass ratio (w) / (V) of the titanium (w) and the component (V). ~ 1 is preferred. More preferably, (w) / (V) is 0.03 to 0.8. More preferably, (w) / (V) is 0.06 to 0.6. Most preferably (w) / (V) is 0.1 to 0.5. When (w) / (V) exceeds 1, sufficient corrosion resistance after alkaline degreasing, solvent resistance, and coating adhesion cannot be obtained, and sufficient stability of the alkaline organic-inorganic composite coating agent cannot be obtained. . When (w) / (V) is less than 0.01, the effect of improving the corrosion resistance, solvent resistance, and processed portion corrosion resistance after alkali degreasing cannot be sufficiently obtained.

(成分X:ポリカルボジイミド樹脂)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、水溶性カルボジイミド樹脂(X)を一原料とする。ここで、水溶性カルボジイミド樹脂(X)は、アニオン性ウレタン樹脂(U)の骨格に存在するカルボン酸と有機架橋する役割を担う。これにより、緻密な皮膜を形成することができ、アルカリ脱脂後の耐食性、耐薬品性が向上する。更に比較的極性の高いカルボジイミド基が上塗り皮膜層に導入されるため、塗装密着性にも大きく寄与する。
(Component X: polycarbodiimide resin)
The alkaline organic-inorganic composite coating agent according to this embodiment uses a water-soluble carbodiimide resin (X) as one raw material. Here, the water-soluble carbodiimide resin (X) plays a role of organic crosslinking with the carboxylic acid present in the skeleton of the anionic urethane resin (U). Thereby, a precise | minute film | membrane can be formed and the corrosion resistance after alkali degreasing | defatting and chemical resistance improve. Furthermore, since a carbodiimide group having a relatively high polarity is introduced into the top coat layer, it greatly contributes to coating adhesion.

ポリカルボジイミド樹脂(X)におけるカルボジイミド樹脂は分子中に−N=C=N−基を有する高分子であり、例えば、カルボジイミド化触媒の存在下でジイソシアネートの脱炭酸縮合反応によって製造することができる。ここで、カルボジイミド化触媒としては、スズ、酸化マグネシウム、カリウムイオン、18−クラウン−6、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレンオキシドとの組み合わせなどが挙げられる。ジイソシアネートとしては、アニオン性ウレタン樹脂(U)の製造に用いられるポリイソシアネートとして例示したものの中のジイソシアネートを例示することができる。   The carbodiimide resin in the polycarbodiimide resin (X) is a polymer having —N═C═N— group in the molecule, and can be produced, for example, by decarboxylation condensation reaction of diisocyanate in the presence of a carbodiimidization catalyst. Here, examples of the carbodiimidization catalyst include tin, magnesium oxide, potassium ion, 18-crown-6, a combination with 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene oxide, and the like. As diisocyanate, the diisocyanate in what was illustrated as a polyisocyanate used for manufacture of anionic urethane resin (U) can be illustrated.

ポリカルボジイミド樹脂(X)は水系ポリカルボジイミド樹脂であり、特に限定されないが、水に分散或いは溶解しているものである。水分散ポリカルボジイミド樹脂は、粒度分布測定装置(大塚電子製 商品名 PAR−III)によって明らかに検出される粒子である。一方、水溶性ポリカルボジイミド樹脂は、粒度分布測定装置によって検出限界程度に検出される極めて小さな粒子である。   The polycarbodiimide resin (X) is a water-based polycarbodiimide resin and is not particularly limited, but is dispersed or dissolved in water. The water-dispersed polycarbodiimide resin is particles that are clearly detected by a particle size distribution analyzer (trade name PAR-III, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). On the other hand, the water-soluble polycarbodiimide resin is extremely small particles that are detected to the detection limit by a particle size distribution measuring device.

ポリカルボジイミド樹脂(X)のカルボジイミド当量(カルボジイミド基1mol当たりのカルボジイミド樹脂の化学式量、換言するとカルボジイミド樹脂の分子量をカルボジイミド樹脂に含まれるカルボジイミド基の数で割った値)は、特に制限されるものではないが、100〜1,000の範囲であることが好ましく、300〜700の範囲であることがより好ましい。   The carbodiimide equivalent of the polycarbodiimide resin (X) (the chemical formula amount of the carbodiimide resin per mol of carbodiimide groups, in other words, the value obtained by dividing the molecular weight of the carbodiimide resin by the number of carbodiimide groups contained in the carbodiimide resin) is not particularly limited. However, it is preferably in the range of 100 to 1,000, and more preferably in the range of 300 to 700.

本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤では、成分(X)と成分(U)の固形分質量比が(X)/(U)=0.001〜0.5であることが好ましい。より好ましくは、(X)/(U)が0.005〜0.4である。更に好ましくは、(X)/(U)が0.01〜0.3である。最も好ましくは、0.02〜0.2である。(X)/(U)が0.5を上回ると、むしろ耐食性が悪化する。(X)/(U)が0.001を下回ると、十分な塗装密着性が得られない。アルカリ性有機無機複合被覆層においても前記記載の固形分質量比にて配合する。   In the alkaline organic inorganic composite coating agent according to this embodiment, the solid content mass ratio of the component (X) and the component (U) is preferably (X) / (U) = 0.001 to 0.5. More preferably, (X) / (U) is 0.005 to 0.4. More preferably, (X) / (U) is 0.01 to 0.3. Most preferably, it is 0.02-0.2. If (X) / (U) exceeds 0.5, the corrosion resistance is rather deteriorated. When (X) / (U) is less than 0.001, sufficient paint adhesion cannot be obtained. The alkaline organic / inorganic composite coating layer is also blended in the above-described solid content mass ratio.

(成分Y:シランカップリング剤)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、シランカップリング剤(Y)を一原料とする。シランカップリング剤(Y)は、ケイ素原子を中心にアルコキシ基と有機官能基を持つ。ケイ素原子に直接結合したアルコキシ基は、水中において容易に加水分解しシラノール基を与える。シラノール基は不安定な官能基なため、熱力学的に安定なシロキサン結合へ変化するために脱水縮合を起こす。ポリマー化したシロキサンと残存したシラノール基が基材への吸着、及びアルカリ性有機無機複合被覆層の構成成分と相互作用することにより強靭且つ密着性に優れた皮膜を形成しうる。このように、本形態で用いるシランカップリング剤(Y)は、シラノール基による酸性無機被覆層との密着性に寄与する。また、更にアルカリ性有機無機複合被覆剤に添加したアニオン性ウレタン樹脂(U)やアルカリケイ酸塩(V)の由来成分と相互作用することにより緻密な皮膜を形成する。そのために優れた耐食性を発現するものである。
(Component Y: Silane coupling agent)
The alkaline organic-inorganic composite coating agent according to this embodiment uses a silane coupling agent (Y) as one raw material. The silane coupling agent (Y) has an alkoxy group and an organic functional group with a silicon atom at the center. Alkoxy groups bonded directly to silicon atoms are easily hydrolyzed in water to give silanol groups. Since the silanol group is an unstable functional group, dehydration condensation occurs because the silanol group changes to a thermodynamically stable siloxane bond. The polymerized siloxane and the remaining silanol groups can form a tough and excellent adhesive film by the adsorption to the substrate and the interaction with the constituent components of the alkaline organic / inorganic composite coating layer. Thus, the silane coupling agent (Y) used by this form contributes to the adhesiveness with the acidic inorganic coating layer by a silanol group. In addition, a dense film is formed by interacting with the components derived from the anionic urethane resin (U) and the alkali silicate (V) added to the alkaline organic-inorganic composite coating agent. Therefore, it exhibits excellent corrosion resistance.

本形態で用いるシランカップリング剤(Y)としては、特に限定するものではないが、以下のものが挙げられる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカブトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。前記シランカップリング剤(Y)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Although it does not specifically limit as a silane coupling agent (Y) used by this form, The following are mentioned. Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxy Propylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyl Diethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (amino Til) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned. The said silane coupling agent (Y) may be used independently and may use 2 or more types together.

本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤では、シランカップリング剤(Y)と成分(U)の固形分質量比が(Y)/(U)=0.001〜0.5であることが好ましい。より好ましくは、(Y)/(U)が0.005〜0.3である。更に好ましくは、(Y)/(U)が0.01〜0.2である。最も好ましくは、0.02〜0.1である。(Y)/(U)が0.5を上回ると、被覆剤の安定性が低下する。(Y)/(U)が0.001を下回る場合、シランカップリング剤(Y)の効果が発揮されず、耐食性、耐薬品性、耐溶剤性、塗装密着性等のいずれの皮膜性能が低下する。   In the alkaline organic inorganic composite coating agent according to this embodiment, the solid content mass ratio between the silane coupling agent (Y) and the component (U) is preferably (Y) / (U) = 0.001 to 0.5. . More preferably, (Y) / (U) is 0.005 to 0.3. More preferably, (Y) / (U) is 0.01 to 0.2. Most preferably, it is 0.02-0.1. When (Y) / (U) exceeds 0.5, the stability of the coating agent decreases. When (Y) / (U) is less than 0.001, the effect of the silane coupling agent (Y) is not exhibited, and any film performance such as corrosion resistance, chemical resistance, solvent resistance, and coating adhesion is deteriorated. To do.

(成分Z:水分散性ワックス)
本形態で用いる水分散性ワックス(Z)は被覆層に滑り性を付与し、成型加工性を向上させるために含有する。この平均粒径は0.05〜1.0μmの範囲であることが好ましく、0.1〜0.6μmであることがより好ましい。水分散性ワックスの平均粒径が1.0μmを越えると、ワックスの分散安定性が悪くなる。水分散性ワックスの平均粒径が0.05μmを下回ると、十分な成型加工性が得られない。ここで、ポリエチレンワックスの粒径は、粒度分布測定装置を用いて測定された平均粒径を指す。
(Component Z: Water dispersible wax)
The water-dispersible wax (Z) used in the present embodiment is contained for imparting slipperiness to the coating layer and improving molding processability. The average particle size is preferably in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.6 μm. When the average particle diameter of the water dispersible wax exceeds 1.0 μm, the dispersion stability of the wax is deteriorated. When the average particle diameter of the water dispersible wax is less than 0.05 μm, sufficient moldability cannot be obtained. Here, the particle size of polyethylene wax refers to the average particle size measured using a particle size distribution measuring device.

水分散性ワックス(Z)の分子量、融点については特に限定はないが、酸価は5〜50の範囲が好ましく、10〜30の範囲がより好ましい。酸価が5未満の場合は、ワックスと樹脂とがほとんど相溶しないため、皮膜形成時にワックスが皮膜表面に完全に配向し、上塗り皮膜層から離脱しやすくなり、成型加工性の低下を引き起こすので好ましくない。一方、酸価が50を超える場合は、ワックスの親水性が強くなるため、ワックス自体が持つ滑性が低下し、耐傷付き性が低下するので好ましくない。水分散性ワックス(Z)は、通常、界面活性剤を分散剤として用いて調製した水分散物を使用する。水分散性ワックスの分散方法については特に制限はなく、工業的に用いられる方法によれば良い。   The molecular weight and melting point of the water dispersible wax (Z) are not particularly limited, but the acid value is preferably in the range of 5 to 50, more preferably in the range of 10 to 30. When the acid value is less than 5, since the wax and the resin are almost incompatible, the wax is perfectly oriented on the surface of the film during the film formation, and is easily detached from the top coat layer, resulting in a decrease in molding processability. It is not preferable. On the other hand, when the acid value exceeds 50, the hydrophilicity of the wax becomes strong, so that the slipperiness of the wax itself is lowered and the scratch resistance is lowered, which is not preferable. As the water dispersible wax (Z), an aqueous dispersion prepared using a surfactant as a dispersant is usually used. There is no particular limitation on the method of dispersing the water-dispersible wax, and a method used industrially may be used.

水分散性ワックス(Z)の酸価は次の方法によって求められる。試料を所定量分取し、有機溶媒に溶解させる。有機溶媒によって希釈した液にフェノールフタレイン指示薬を添加し、0.1N KOHエタノール溶液にて滴定する。酸価は次の式によって求められる。
酸価=56.11×規定度×滴定量/分取した試料重量
The acid value of the water dispersible wax (Z) is determined by the following method. A predetermined amount of sample is taken and dissolved in an organic solvent. A phenolphthalein indicator is added to a solution diluted with an organic solvent, and titrated with a 0.1N KOH ethanol solution. The acid value is determined by the following formula.
Acid value = 56.11 × Normality × Titration / sample weight

本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤では、成分(Z)と成分(U)の固形分質量比として(Z)/(U)が0.01〜0.2であることが好ましい。より好ましくは、(Z)/(U)が0.02〜0.1である。(Z)/(U)が0.2を超えると、水分散性ワックスに使用している界面活性剤の影響により耐食性が低下する。(Z)/(U)が0.01を下回ると、十分な成型加工性が得られない。   In the alkaline organic-inorganic composite coating material according to this embodiment, (Z) / (U) is preferably 0.01 to 0.2 as the solid content mass ratio of component (Z) to component (U). More preferably, (Z) / (U) is 0.02 to 0.1. When (Z) / (U) exceeds 0.2, the corrosion resistance decreases due to the influence of the surfactant used in the water-dispersible wax. When (Z) / (U) is less than 0.01, sufficient moldability cannot be obtained.

(成分:コロイダルシリカ)
成分(U)〜(Z)から成るアルカリ性有機無機複合被覆剤は、コロイダルシリカを一原料としてもよい。コロイダルシリカは、耐指紋性、成型加工性を調整する役割を担う。コロイダルシリカは、シラノール基が表面に存在する水分散物であるが、粒径、形状、種類については特に限定するものではないが、粒径に関しては20〜200nmの範囲であることが好ましく、30〜100nmであることがより好ましい。ここで、シリカの粒径は、粒度分布測定装置を用いて測定された平均粒径を指す。
(Ingredients: Colloidal silica)
The alkaline organic-inorganic composite coating material comprising the components (U) to (Z) may use colloidal silica as one raw material. Colloidal silica plays a role of adjusting fingerprint resistance and molding processability. Colloidal silica is an aqueous dispersion in which silanol groups are present on the surface, but the particle size, shape, and type are not particularly limited, but the particle size is preferably in the range of 20 to 200 nm. More preferably, it is ˜100 nm. Here, the particle size of silica refers to the average particle size measured using a particle size distribution measuring device.

(成分:他の任意成分)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤の任意成分としては、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。
(Ingredients: other optional ingredients)
As optional components of the alkaline organic-inorganic composite coating agent according to the present embodiment, there are a filler, a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, an antibacterial agent, a coloring agent, etc., which should be added as long as the performance of the film is not impaired. Can do.

(成分:液体媒体)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤は水系である。水系とは、溶媒が水を60%以上含有する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、被覆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種又は2種以上併用してもよい。
(Ingredient: Liquid medium)
The alkaline organic-inorganic composite coating material according to this embodiment is water-based. The aqueous system means that the solvent is a main component containing 60% or more of water. The solvent may be water alone, but one or more water-soluble organic solvents such as monohydric or polyhydric alcohols, ketones, cellosolves and the like are used for the purpose of adjusting the drying property of the film and the viscosity of the coating agent. You may use together.

(合計濃度)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤の固形分濃度は、各成分の固形分質量の合計で5〜30質量%の範囲が好ましく、10〜25質量%の範囲がより好ましい。尚、ここでいう固形分濃度は、本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤を100℃程度で乾燥した後に残存する固形分の質量から算出される濃度である。
(Total concentration)
The solid content concentration of the alkaline organic inorganic composite coating material according to the present embodiment is preferably in the range of 5 to 30% by mass, more preferably in the range of 10 to 25% by mass in total of the solid content of each component. In addition, solid content concentration here is a density | concentration computed from the mass of the solid content which remains after drying the alkaline organic inorganic composite coating material which concerns on this form at about 100 degreeC.

(液性)
本形態に係るアルカリ性有機無機複合被覆剤のpHは、9〜12の範囲であるのが好ましい。pH調整の必要がある場合には、アンモニア、ジメチルアミン、トリエチルアミン等のアルカリ性物質、又は、酢酸、硝酸、リン酸等の酸性物質を本形態の効果を損なわない範囲で添加することができる。また、アルカリ性有機無機複合被覆剤のpHはMg、Al、Zn等の金属塩を添加することにより調整することもできる。
(liquid)
The pH of the alkaline organic-inorganic composite coating material according to this embodiment is preferably in the range of 9-12. When pH adjustment is necessary, an alkaline substance such as ammonia, dimethylamine, or triethylamine, or an acidic substance such as acetic acid, nitric acid, or phosphoric acid can be added as long as the effects of the present embodiment are not impaired. Further, the pH of the alkaline organic-inorganic composite coating material can be adjusted by adding a metal salt such as Mg, Al, Zn or the like.

<両剤の調製方法>
本形態に係る両被覆剤(酸性無機被覆剤及びアルカリ性有機無機複合被覆剤)の調製方法は、特に限定されず、いずれも従来公知の方法で製造することができる。ここで、まず、酸性無機被覆剤(L)の調製方法の好適例を説明する。初めに、ジルコニウム化合物(A)を任意の量添加した水溶液を用意する。この場合、ジルコニウム化合物(A)としては、フッ素を含むもの(フッ化ジルコニウム等)を用いてもよく、フッ素を含まないものを用いてもよい。フッ素を含まないジルコニウム化合物(A)を用いた場合には、後述するように、更にフッ素化合物(E)(HF等)を添加する。次に、ここへマグネシウム化合物(C)を任意の量添加し混合する。そして次にこの水溶液に水分散性シリカ(B)、バナジウム化合物(D)、必要に応じてフッ素化合物(E)を含む化合物等を任意の量添加し混合する。このようにして、固形分濃度が所定値である、これら成分が溶解ないし分散した形態の剤を調製することができる。次に、アルカリ性有機無機複合被覆剤(M)の調整方法の好適例を説明する。初めに、脱イオン水に成分(U)を任意の量添加し、更に成分(V)を任意の量添加し混合する。次いで、成分(W)を任意の量添加し混合する。成分(X)を任意の量添加し混合し、成分(Y)を任意の量添加し混合し、成分(Z)を任意の量添加し混合し最終的に所定の固形分濃度となるように調整する。このようにして、固形分濃度が所定値である、これら成分が溶解ないし分散した形態の剤を調製することができる。
<Method for preparing both agents>
The preparation method of both coating agents (an acidic inorganic coating agent and an alkaline organic-inorganic composite coating agent) according to this embodiment is not particularly limited, and both can be produced by a conventionally known method. Here, the suitable example of the preparation method of acidic inorganic coating material (L) is demonstrated first. First, an aqueous solution to which an arbitrary amount of the zirconium compound (A) is added is prepared. In this case, as the zirconium compound (A), one containing fluorine (zirconium fluoride or the like) may be used, or one not containing fluorine may be used. When the zirconium compound (A) not containing fluorine is used, a fluorine compound (E) (HF or the like) is further added as described later. Next, an arbitrary amount of the magnesium compound (C) is added and mixed here. Then, an arbitrary amount of water-dispersible silica (B), vanadium compound (D), and a compound containing a fluorine compound (E) as required is added to the aqueous solution and mixed. In this way, it is possible to prepare an agent having a solid content concentration of a predetermined value in which these components are dissolved or dispersed. Next, the suitable example of the adjustment method of an alkaline organic inorganic composite coating material (M) is demonstrated. First, an arbitrary amount of component (U) is added to deionized water, and an arbitrary amount of component (V) is further added and mixed. Next, an arbitrary amount of the component (W) is added and mixed. Arbitrary amount of component (X) is added and mixed, arbitrary amount of component (Y) is added and mixed, and arbitrary amount of component (Z) is added and mixed so that the final solid content concentration is obtained. adjust. In this way, it is possible to prepare an agent having a solid content concentration of a predetermined value in which these components are dissolved or dispersed.

<基材>
本形態の製造方法で用いる基材としては、用途から亜鉛系めっき鋼板が好ましい。亜鉛系めっき鋼板のめっき方法としては、溶融めっき、電気めっき、蒸着めっき等が挙げられ、特に指定するものでは無いが、より好ましくは、亜鉛系めっきが、電気めっきにより処理されたものである。
<Base material>
As a base material used in the manufacturing method of this embodiment, a zinc-based plated steel sheet is preferable from the application. Examples of the plating method for the galvanized steel sheet include hot dip plating, electroplating, vapor deposition plating, and the like. Although not particularly specified, zinc plating is more preferably processed by electroplating.

<両剤の適用順序>
本形態の2層構造の表面処理層(酸性無機被覆層及びアルカリ性有機無機複合被覆層)は、亜鉛めっき表面に酸性無機被覆剤を接触させた後、乾燥させ、更にその上層にアルカリ性有機無機複合被覆剤を接触させ、乾燥させることにより得られる。以下、各工程を詳述する。
<Application order of both agents>
The two-layer surface treatment layer (acidic inorganic coating layer and alkaline organic inorganic composite coating layer) of this embodiment is dried after contacting the acidic inorganic coating agent on the surface of the galvanized surface, and further the alkaline organic inorganic composite is formed thereon. It is obtained by bringing the coating material into contact and drying. Hereinafter, each process is explained in full detail.

<酸性無機被覆層形成工程>
まず、酸性無機被覆層を形成する工程について説明する。
(清浄工程)
亜鉛系めっき鋼板の表面に油や汚れが付着している場合、溶剤脱脂、アルカリ脱脂、酸脱脂をした後、水洗して表面状態を清浄にしてから、被覆剤酸性無機被覆剤を接触させた方がよい。必要に応じて水洗後に乾燥しても構わない。
(接触工程)
本形態の製造方法では、上記のような清浄工程後の亜鉛系めっき鋼板の表面に、上記のような本形態の酸性無機被覆剤を接触させる。
接触させる方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用できる。例えば、ロールコート、カーテンフローコート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、バーコート、刷毛塗りの方法を適用できる。尚、このような方法で本形態の酸性無機被覆剤を前記亜鉛系めっき鋼板の表面に接触させる前に、他ラインにおいて、必要に応じて前記亜鉛系めっき鋼板に、湯洗、アルカリ脱脂、表面調整などの通常の前処理を適用してもよい。
(乾燥工程)
本形態の製造方法では、本形態の酸性無機被覆剤を前記亜鉛系めっき鋼板の表面に上記のような方法で接触させた後、乾燥する。この乾燥の方法も特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用できる。例えばエアーブロー法や、乾燥機(オーブン等)を用いる方法が挙げられる。乾燥機を用いて乾燥する方法であれば、乾燥温度、乾燥時間は特に制限されず、例えば前記亜鉛系めっき鋼板の表面の最高到達温度を60〜120℃とし、1〜120秒程度、乾燥することができる。
<Acid inorganic coating layer forming step>
First, the process of forming an acidic inorganic coating layer will be described.
(Cleaning process)
When oil or dirt adheres to the surface of the galvanized steel sheet, after solvent degreasing, alkali degreasing, and acid degreasing, the surface condition is cleaned by washing with water, and then the coating is contacted with an acidic inorganic coating. Better. If necessary, it may be dried after washing with water.
(Contact process)
In the manufacturing method of the present embodiment, the acidic inorganic coating agent of the present embodiment as described above is brought into contact with the surface of the galvanized steel sheet after the cleaning step as described above.
The method of contacting is not particularly limited, and for example, a conventionally known method can be applied. For example, roll coating, curtain flow coating, air spraying, airless spraying, dipping, bar coating, and brush coating methods can be applied. In addition, before bringing the acidic inorganic coating agent of this embodiment into contact with the surface of the zinc-based plated steel sheet in this way, in other lines, the zinc-based plated steel sheet may be subjected to hot water washing, alkaline degreasing, surface, as necessary. Ordinary pre-processing such as adjustment may be applied.
(Drying process)
In the manufacturing method of the present embodiment, the acidic inorganic coating agent of the present embodiment is brought into contact with the surface of the galvanized steel sheet by the method as described above and then dried. The drying method is not particularly limited, and for example, a conventionally known method can be applied. Examples thereof include an air blow method and a method using a dryer (an oven or the like). If it is the method of drying using a dryer, a drying temperature and drying time will not be restrict | limited in particular, For example, the highest ultimate temperature of the surface of the said zinc-plated steel plate shall be 60-120 degreeC, and it will dry for about 1 to 120 second. be able to.

<アルカリ性有機無機複合被覆層形成工程>
次に、アルカリ性有機無機複合被覆層を形成する工程について説明する。
(接触工程)
本形態の製造方法では、上記のようにして形成された酸性無機被覆層の表面に、上記のような本形態のアルカリ性有機無機複合被覆剤を接触させる。
接触させる方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用できる。例えば、ロールコート、カーテンフローコート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、バーコート、刷毛塗りの方法を適用できる。
(乾燥工程)
本形態の製造方法では、本形態のアルカリ性有機無機複合被覆剤を前記酸性無機被覆層の表面に上記のような方法で接触させた後、乾燥する。この乾燥の方法も特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用できる。乾燥機を用いて乾燥する方法であれば、乾燥温度、乾燥時間は特に制限されず、例えば前記酸性無機被覆層が形成された亜鉛系めっき鋼板の表面の最高到達温度を100〜180℃とし、1〜120秒程度、乾燥することができる。より好ましい最高到達温度は、120〜150℃である。
<Alkaline organic-inorganic composite coating layer forming step>
Next, the process of forming an alkaline organic inorganic composite coating layer will be described.
(Contact process)
In the production method of this embodiment, the alkaline organic inorganic composite coating agent of this embodiment as described above is brought into contact with the surface of the acidic inorganic coating layer formed as described above.
The method of contacting is not particularly limited, and for example, a conventionally known method can be applied. For example, roll coating, curtain flow coating, air spraying, airless spraying, dipping, bar coating, and brush coating methods can be applied.
(Drying process)
In the production method of the present embodiment, the alkaline organic inorganic composite coating material of the present embodiment is brought into contact with the surface of the acidic inorganic coating layer by the method as described above and then dried. The drying method is not particularly limited, and for example, a conventionally known method can be applied. If it is a method of drying using a dryer, the drying temperature and the drying time are not particularly limited, for example, the highest reached temperature of the surface of the galvanized steel sheet on which the acidic inorganic coating layer is formed is 100 to 180 ° C., It can be dried for about 1 to 120 seconds. A more preferable maximum temperature is 120 to 150 ° C.

≪表面処理亜鉛系めっき鋼板の構造及び性質≫
<層構成>
本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層との2層皮膜を有する。ここで、本形態では、酸性無機被覆層が下層、アルカリ性有機無機複合被覆層が上層である2層皮膜を形成し被覆された2層皮膜処理亜鉛系めっき鋼板であることが性能バランスという観点から好ましい。アルカリ性有機無機複合被覆層は水分散性ワックス(Z)を含むことが好ましい。
≪Structure and properties of surface-treated galvanized steel sheet≫
<Layer structure>
The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to the present embodiment has a two-layer film of an acidic inorganic coating layer and an alkaline organic inorganic composite coating layer. Here, in this embodiment, from the viewpoint of performance balance, it is a two-layer coating-treated galvanized steel sheet formed by coating a two-layer coating in which the acidic inorganic coating layer is the lower layer and the alkaline organic-inorganic composite coating layer is the upper layer. preferable. The alkaline organic-inorganic composite coating layer preferably contains a water-dispersible wax (Z).

<皮膜重量>
本形態に係る皮膜重量は、用途等に応じて適宜決定される。但し、本形態の効果を最良とする酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層との2層構造から成る表面処理亜鉛系めっき鋼板の乾燥皮膜重量の範囲は、酸性無機被覆層が0.01〜0.5g/mであることが好ましく、より好ましくは0.03〜0.3g/mである。特に好ましくは0.05〜0.2g/mである。皮膜重量が0.01g/mを下回ると、耐食性や成型加工性の点で不利となる。皮膜重量が0.5g/mを上回ると、生産性の点からコスト高となるばかりか、塗装密着性や耐溶剤性等の皮膜性能が低下する。アルカリ性有機無機複合被覆層では、皮膜重量が0.5〜3g/mであることが好ましく、より好ましくは0.7〜2g/mである。特に好ましくは、0.8〜1.5g/mである。乾燥皮膜重量が0.5g/mを下回ると耐食性、傷部及び端面耐食性、耐薬品性、成型加工性、耐指紋性が低下する。一方、皮膜重量が3.0g/mを越えると耐熱黄変性、導電性、塗装性が低下するとともにコスト高となる。
<Film weight>
The film weight according to the present embodiment is appropriately determined according to the application. However, the range of the dry film weight of the surface-treated galvanized steel sheet having a two-layer structure of the acidic inorganic coating layer and the alkaline organic inorganic composite coating layer that best achieves the effect of the present embodiment is 0.01% for the acidic inorganic coating layer. it is preferably to 0.5 g / m 2, more preferably from 0.03 to 0.3 g / m 2. Most preferably, it is 0.05-0.2 g / m < 2 >. When the film weight is less than 0.01 g / m 2 , it is disadvantageous in terms of corrosion resistance and molding processability. When the film weight exceeds 0.5 g / m 2 , not only the cost increases from the viewpoint of productivity, but also the film performance such as coating adhesion and solvent resistance decreases. The alkaline organic inorganic composite coating layer is preferably coating weight is 0.5 to 3 g / m 2, more preferably from 0.7~2g / m 2. Most preferably, it is 0.8-1.5 g / m < 2 >. When the dry film weight is less than 0.5 g / m 2 , the corrosion resistance, scratched and end face corrosion resistance, chemical resistance, molding processability, and fingerprint resistance are lowered. On the other hand, if the coating weight exceeds 3.0 g / m 2 , the heat-resistant yellowing, conductivity and paintability are lowered and the cost is increased.

<性質>
本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、平面部、アルカリ脱脂後及び加工部のいずれの耐食性、耐溶剤性、成型加工性、導電性、塗装性も良好であり、その上傷部並びに端面耐食性に優れ、長期に渡って赤錆が発生しにくい性能バランスに優れる。また、アルカリ性有機無機複合被覆層のガラス転移温度は100℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が100℃を下回る上塗り(上層側の)皮膜層では、実使用環境下において物性変化を起こしやすい。その理由は、皮膜内の凝集力が不十分となり十分なバリア性が得られない。しかし、ガラス転移温度が100℃以上の場合においては凝集力が高くなるために皮膜のバリア性が向上する。皮膜の高Tg化はアニオン性ウレタン樹脂(U)に当然ながら由来する。短鎖ポリオールへの変更、分岐量の増加、ウレタン基の増加などの手法により達成される。
<Properties>
The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to this embodiment has good corrosion resistance, solvent resistance, molding processability, conductivity, and paintability of the flat part, after alkaline degreasing, and the processed part. Excellent corrosion resistance and excellent performance balance that prevents red rust from occurring over a long period of time. Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of an alkaline organic inorganic composite coating layer is 100 degreeC or more. In the overcoat (upper layer side) film layer having a glass transition temperature lower than 100 ° C., physical property changes are likely to occur in an actual use environment. The reason is that the cohesive force in the film becomes insufficient and sufficient barrier properties cannot be obtained. However, when the glass transition temperature is 100 ° C. or higher, the cohesive force is increased, so that the barrier property of the film is improved. The increase in the Tg of the film is naturally derived from the anionic urethane resin (U). This can be achieved by changing to a short-chain polyol, increasing the amount of branching, and increasing the number of urethane groups.

≪表面処理亜鉛系めっき鋼板の用途≫
本形態に係る酸性無機被覆層とアルカリ有機無機複合被覆層との組合せは、特に限定することではないが、片側の亜鉛目付量が1〜15g/mの亜鉛系めっき鋼板における耐指紋性が要求される鋼板(耐指紋鋼板)用途で用いることが好ましい。本形態に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、耐指紋鋼板に要求される耐食性、塗装密着性、耐溶剤性、耐熱黄変性を具備しながら、成型加工性にも優れている。従来の20g/m以上の亜鉛目付量を具備した表面処理亜鉛系めっき鋼板と同等以上の傷部並びに端面部耐食性を維持できるため、皮膜性能が低下することなく環境や資源の有効活用に配慮した表面処理亜鉛系めっき鋼板である。
≪Application of surface-treated zinc-based plated steel sheet≫
The combination of the acidic inorganic coating layer and the alkali organic inorganic composite coating layer according to this embodiment is not particularly limited, but the fingerprint resistance in the zinc-based plated steel sheet having a zinc basis weight of 1 to 15 g / m 2 on one side is not limited. It is preferably used for the required steel plate (anti-fingerprint steel plate) application. The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to this embodiment is excellent in molding processability while having corrosion resistance, paint adhesion, solvent resistance, and heat yellowing resistance required for a fingerprint-resistant steel sheet. Scratch and end face corrosion resistance equal to or better than conventional surface-treated galvanized steel sheets with a zinc basis weight of 20 g / m 2 or more can be maintained, and consideration is given to effective use of the environment and resources without deteriorating film performance. The surface-treated zinc-based plated steel sheet.

≪表面処理亜鉛系めっき鋼板の他の形態≫
(被覆層の積層順序)
本発明に係る表面処理亜鉛系めっき鋼板は、上述した形態とは酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層の積層順序が異なっていてもよい。すなわち、亜鉛系めっき鋼板の表面に下層としてアルカリ性有機無機複合被覆層を形成し、その上層として酸性無機被覆層を形成してもよい。ただし、上述した酸性無機被覆層及びアルカリ性有機無機複合被覆層による各種の性能をより効果的に発現させるためには、上述した形態のように、下層が酸性無機被覆層、上層がアルカリ性有機無機複合被覆層であることが好ましい。
≪Other forms of surface-treated galvanized steel sheet≫
(Lamination order of coating layers)
In the surface-treated zinc-based plated steel sheet according to the present invention, the stacking order of the acidic inorganic coating layer and the alkaline organic-inorganic composite coating layer may be different from the above-described form. That is, an alkaline organic-inorganic composite coating layer may be formed as a lower layer on the surface of a zinc-based plated steel sheet, and an acidic inorganic coating layer may be formed as an upper layer. However, in order to more effectively express the various performances of the above-described acidic inorganic coating layer and alkaline organic-inorganic composite coating layer, the lower layer is an acidic inorganic coating layer and the upper layer is an alkaline organic-inorganic composite, as in the above-described form. A coating layer is preferred.

(両剤の適用方法)
また、上述した酸性無機被覆剤及びアルカリ性有機無機複合被覆剤は、いわゆる「塗布型の被覆剤」であったが、上述した形態とは異なり、「塗布型以外の被覆剤」であってもよい。
通常、一般的な金属材料の表面被覆剤には、塗布型の他にも、反応型(自己析出型、電解析出型等)等がある。このような塗布型以外のものは、被覆剤を、例えば前述した基材である金属材料(亜鉛系めっき鋼板)の表面に接触させた後、通常、水洗処理し、その後、乾燥させる。これは、被覆剤を金属材料の表面に接触させることで形成された皮膜に、所望の性能を奏するために不必要な成分(又はその性能を低下させる成分)が含まれるので、これを水洗して除去することが好ましいからである。上述した形態の被覆剤のような「塗布型の被覆剤」は、このような水洗処理を施してもよいが、必ずしも必要ではなく、水洗処理をしなくても乾燥させることで所望の性能を奏する皮膜を形成することができるものである(但し、乾燥前に水洗いしてもよい)。これに対して、「塗布型以外の被覆剤」は、このような水洗処理を施すことが好ましく、水洗処理をすれば所望の性能を奏する皮膜を形成することができるが、水洗処理をしないと、所望の性能を奏しない、又は性能が低下した皮膜しか形成することができないものである。
したがって、本形態の被覆剤は、皮膜の性状を悪化させる可能性がある成分(硝酸根、硫酸根等)は、極力含有しないことが好ましい。
(How to apply both agents)
In addition, the acidic inorganic coating agent and the alkaline organic-inorganic composite coating agent described above are so-called “coating type coating agents”, but different from the above-described forms, they may be “coating agents other than the coating type”. .
In general, the surface coating agent of a general metal material includes a reaction type (self-deposition type, electrolytic deposition type, etc.) and the like in addition to a coating type. For those other than the coating type, after the coating agent is brought into contact with, for example, the surface of the metal material (zinc-based plated steel sheet) which is the base material described above, it is usually washed with water and then dried. This is because the film formed by bringing the coating material into contact with the surface of the metal material contains an unnecessary component (or a component that lowers the performance) in order to achieve the desired performance. This is because it is preferable to remove them. The “coating-type coating agent” such as the coating agent in the above-described form may be subjected to such a water washing treatment, but it is not always necessary, and the desired performance can be obtained by drying without performing the water washing treatment. The film can be formed (however, it may be washed with water before drying). On the other hand, the “coating agent other than the coating type” is preferably subjected to such a water washing treatment, and if the water washing treatment is performed, a film exhibiting desired performance can be formed. Only a film that does not exhibit the desired performance or has reduced performance can be formed.
Therefore, it is preferable that the coating agent of this embodiment does not contain as much as possible components (nitrate radical, sulfate radical, etc.) that may deteriorate the properties of the film.

以下の実施例及び比較例により、本発明の作用効果を具体的に例示する。実施例は本発明の例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。実施例中、%は特に指定しない限り、質量%をあらわす。   The following examples and comparative examples will specifically illustrate the effects of the present invention. An Example is only an illustration of this invention and does not limit this invention at all. In Examples,% represents mass% unless otherwise specified.

[試験板の作製]
(1)供試板
板厚0.8mmの電気亜鉛めっき鋼板(片面あたりの亜鉛付着量10g/m、20g/m)を使用した。
[Preparation of test plate]
(1) Test plate An electrogalvanized steel plate with a thickness of 0.8 mm (zinc adhesion amount per side of 10 g / m 2 , 20 g / m 2 ) was used.

(2)脱脂
供試板の汚れを除去するために、アルカリ脱脂を施した。具体的には、アルカリ脱脂剤パルクリーンN364S(日本パーカライジング株式会社製)を脱イオン水で濃度20g/Lに調整し、温度60℃で10秒間スプレー処理した。続いて、水道水で洗浄した後に水切りロールで絞り、50℃で30秒間、熱風乾燥した。
(2) Degreasing In order to remove stains on the test plate, alkali degreasing was performed. Specifically, alkaline degreasing agent Pulclean N364S (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) was adjusted to a concentration of 20 g / L with deionized water and sprayed at a temperature of 60 ° C. for 10 seconds. Subsequently, after washing with tap water, it was squeezed with a draining roll and dried with hot air at 50 ° C. for 30 seconds.

(3)酸性無機被覆剤の調製及び被覆方法
初めに、ジルコニウム化合物(A)を任意の量添加した水溶液を用意した。次に、ここへマグネシウム化合物(C)を任意の量添加し混合する。そして次にこの水溶液に水分散性シリカ(B)、バナジウム化合物(D)、必要に応じてフッ素化合物(E)を含む化合物等を任意の量添加し混合する。溶解ないし分散させることによって得ることができ、最終的に固形分濃度が3%になるように表1に示す酸性無機被覆剤を調製した。酸性無機被覆層の乾燥皮膜重量は、上記酸性無機被覆剤を希釈することにより固形分濃度を調整したりバーコーターの種類を変更したりすることで、表1に示す皮膜重量となるようにした。電気亜鉛めっき鋼板の片面にバーコーターを用いて塗布し、熱風乾燥炉で所定の到達板温になるように加熱乾燥した。
(3) Preparation of acidic inorganic coating agent and coating method First, an aqueous solution to which an arbitrary amount of the zirconium compound (A) was added was prepared. Next, an arbitrary amount of the magnesium compound (C) is added and mixed here. Then, an arbitrary amount of water-dispersible silica (B), vanadium compound (D), and a compound containing a fluorine compound (E) as required is added to the aqueous solution and mixed. The acidic inorganic coating agent shown in Table 1 was prepared so that it could be obtained by dissolving or dispersing, and finally the solid content concentration was 3%. The dry coating weight of the acidic inorganic coating layer was adjusted to the coating weight shown in Table 1 by adjusting the solid content concentration or changing the type of bar coater by diluting the acidic inorganic coating agent. . It applied to one side of the electrogalvanized steel sheet using a bar coater, and dried by heating in a hot air drying furnace so as to reach a predetermined plate temperature.

(4)アルカリ性有機無機複合被覆剤の調製及び被覆方法
アニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)、シランカップリング剤(Y)、水分散性ワックス(Z)を用いて表2に示すアルカリ性有機無機複合被覆剤を作製した。脱イオン水にアニオン性ウレタン樹脂(U)を任意の量添加した。更にアルカリケイ酸塩(V)を任意の量添加し混合する。次いで、チタンアルコキシド(W)を任意の量添加し混合する。ポリカルボジイミド樹脂(X)を任意の量添加し混合する。シランカップリング剤(Y)を任意の量添加し混合する。水分散性ワックス(Z)を任意の量添加し混合し最終的に固形分濃度が16%になるように調整した。アルカリ性有機無機複合被覆層の乾燥皮膜重量は、上記アルカリ性有機無機複合被覆剤を希釈することにより固形分濃度を調整したりバーコーターの種類を変更したりすることで、表2に示す皮膜重量となるようにした。酸性無機被覆層を形成した供試板の片面にバーコーターを用いて塗布し、熱風乾燥炉で所定の到達板温になるように加熱乾燥した。
(4) Preparation and coating method of alkaline organic-inorganic composite coating agent Anionic urethane resin (U), alkali silicate (V), titanium alkoxide (W), polycarbodiimide resin (X), silane coupling agent (Y) Using the water-dispersible wax (Z), alkaline organic-inorganic composite coating agents shown in Table 2 were prepared. An arbitrary amount of anionic urethane resin (U) was added to deionized water. Further, an arbitrary amount of alkali silicate (V) is added and mixed. Next, an arbitrary amount of titanium alkoxide (W) is added and mixed. An arbitrary amount of polycarbodiimide resin (X) is added and mixed. An arbitrary amount of the silane coupling agent (Y) is added and mixed. An arbitrary amount of water-dispersible wax (Z) was added and mixed to adjust the final solid content concentration to 16%. The dry film weight of the alkaline organic / inorganic composite coating layer can be obtained by adjusting the solid content concentration or changing the type of bar coater by diluting the alkaline organic / inorganic composite coating agent. It was made to become. The test plate on which the acidic inorganic coating layer was formed was coated on one side using a bar coater, and dried by heating in a hot air drying furnace so that the predetermined plate temperature was reached.

(5)酸性無機被覆剤の原料
ジルコニウム化合物(A)
(A1)ジルコニウムフッ化水素酸(森田化学工業製、商品名 ジルコンフッ化水素酸40%)
(A2)炭酸ジルコニウム(日本軽金属製、商品名 塩基性炭酸ジルコニウム)
(A3)水酸化ジルコニウム(日本軽金属製、商品名 水酸化ジルコニウム)
水分散性シリカ(B)
(B1)コロイダルシリカ、平均粒子径20μm(日産化学工業製、製品名 スノーテックスO)
(B2)コロイダルシリカ、平均粒子径5μm(日産化学工業製、製品名 スノーテックスNSX)
(B3)コロイダルシリカ、平均粒子径50μm(日産化学工業製、製品名 スノーテックスL)
マグネシウム化合物(C)
(C1)酸化マグネシウム(協和化学工業製、商品名 キョーワマグ30)
(C2)炭酸マグネシウム(協和化学工業製、商品名 工業用炭酸マグネシウム)
(C3)水酸化マグネシウム(協和化学工業製、商品名 キョーワスイマグF)
バナジウム化合物(D)
(D1)バナジルアセチルアセトナート(新興化学工業製、商品名 バナジールアセチルアセトネート50D)
(D2)硫酸バナジル(新興化学工業製、商品名 硫酸バナジール)
(D3)シュウ酸バナジル(三津和化学薬品製、商品名 シュウ酸酸化バナジウム(IV))
ジルコニウムフッ化水素酸を除くフッ素化合物(E)
(E1)フッ化水素酸(森田化学工業製、商品名 55%フッ化水素酸)
(E2)フッ化アンモニウム(森田化学工業製、商品名 ジルコンフッ化アンモニウム)
(E3)チタンフッ化水素酸(森田化学工業製、商品名 チタンフッ化水素酸)
(5) Raw material zirconium compound for acidic inorganic coating agent (A)
(A1) Zirconium hydrofluoric acid (Morita Chemical Industries, trade name: Zircon hydrofluoric acid 40%)
(A2) Zirconium carbonate (Nippon Light Metal, trade name: basic zirconium carbonate)
(A3) Zirconium hydroxide (made by Nippon Light Metal, trade name: zirconium hydroxide)
Water dispersible silica (B)
(B1) Colloidal silica, average particle size 20 μm (manufactured by Nissan Chemical Industries, product name Snowtex O)
(B2) Colloidal silica, average particle size 5 μm (manufactured by Nissan Chemical Industries, product name Snowtex NSX)
(B3) Colloidal silica, average particle size 50 μm (manufactured by Nissan Chemical Industries, product name Snowtex L)
Magnesium compound (C)
(C1) Magnesium oxide (Kyowa Chemical Industry, trade name Kyowa Mug 30)
(C2) Magnesium carbonate (Kyowa Chemical Industry, trade name: Industrial magnesium carbonate)
(C3) Magnesium hydroxide (trade name, Kyowasui Mug F, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.)
Vanadium compound (D)
(D1) Vanadyl acetylacetonate (manufactured by Shinsei Chemical Industry, trade name: vanadyl acetylacetonate 50D)
(D2) Vanadyl sulfate (manufactured by Shinsei Chemical Industry, trade name: vanadyl sulfate)
(D3) vanadyl oxalate (trade name, vanadium oxalate (IV), manufactured by Mitsuwa Chemicals)
Fluorine compounds excluding zirconium hydrofluoric acid (E)
(E1) Hydrofluoric acid (Morita Chemical Industries, trade name 55% hydrofluoric acid)
(E2) Ammonium fluoride (Morita Chemical Industries, trade name: Zircon ammonium fluoride)
(E3) Titanium hydrofluoric acid (trade name, titanium hydrofluoric acid, manufactured by Morita Chemical Industries)

(6)アルカリ性有機無機複合被覆剤の原料
アニオン性ウレタン樹脂(U)
(U1)ポリエーテル系水分散性ウレタン樹脂:ガラス転移温度90℃、酸価5(カルボキシル基:ジメチロールプロピオン酸由来)、重量平均分子量100,000(第一工業製薬製、商品名 スーパーフレックス130)
(U2)ポリエステル系水分散性ウレタン樹脂:ガラス転移温度95℃、酸価15(カルボキシル基:ジメチロールプロピオン酸由来)、重量平均分子量100,000(アデカ製、商品名 アデカボンタイターHUX−320)
(U3)ポリエステル系水分散性ウレタン樹脂:ガラス転移温度130℃、酸価20(カルボキシル基:ジメチロールプロピオン酸由来)、重量平均分子量150,000(DIC製、商品名 ハイドランWLS−210)
アルカリケイ酸塩(V)
(V1)4号ケイ酸ナトリウム(日本化学工業製、商品名 珪酸ソーダ4号)
(V2)3号ケイ酸ナトリウム(日本化学工業製、商品名 J珪酸ソーダ3号)
(V3)アルカリケイ酸塩でない比較成分として、水分散性シリカ(日産化学工業製、商品名 スノーテックスN)
チタンアルコキシド(W)
(W1)ジイソプロポキシドチタンジアセチルアセトナート(マツモトファインケミカル製、商品名 TC−100)
(W2)ジイソプロポキシドチタンビストリエタノールアミネート(マツモトファインケミカル製、商品名 TC−400)
(W3)ジイソプロポキシドチタンジラクテート(マツモトファインケミカル製、商品名 TC−315)
カルボジイミド樹脂(X)
(X1)カルボジイミド当量430(日清紡製、商品名 カルボジライトSV−02)
(X2)カルボジイミド当量380(日清紡製、商品名 カルボジライトV−02−L2)
(X3)カルボジイミド樹脂でない比較成分として、ブロックイソシアナート(第一工業製薬製、商品名 エラストロンBN−04)
シランカップリング剤(Y)
(Y1)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製、商品名 KBM−403)
(Y2)テトラエトキシシラン(信越化学工業製、商品名 KBE−04)
ワックス(Z)
(Z1)ポリオレフィンワックス、粒子径0.2μm(三井化学製、商品名 ケミパールW950)
(Z2)ポリオレフィンワックス、粒子径0.3μm(三井化学製、商品名 ケミパールW900)
(Z3)ポリオレフィンワックス、粒子径0.3μm(三井化学製、商品名 ケミパールW401)
(6) Raw material anionic urethane resin (U) for alkaline organic-inorganic composite coating agent
(U1) Polyether-based water-dispersible urethane resin: glass transition temperature 90 ° C., acid value 5 (carboxyl group: derived from dimethylolpropionic acid), weight average molecular weight 100,000 (Daiichi Kogyo Seiyaku, trade name Superflex 130) )
(U2) Polyester-based water dispersible urethane resin: glass transition temperature 95 ° C., acid value 15 (carboxyl group: derived from dimethylolpropionic acid), weight average molecular weight 100,000 (manufactured by ADEKA, trade name ADEKA BONTITER HUX-320)
(U3) Polyester-based water-dispersible urethane resin: glass transition temperature 130 ° C., acid value 20 (carboxyl group: derived from dimethylolpropionic acid), weight average molecular weight 150,000 (manufactured by DIC, trade name Hydran WLS-210)
Alkali silicate (V)
(V1) No. 4 sodium silicate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sodium silicate No. 4)
(V2) No. 3 sodium silicate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., trade name: J sodium silicate No. 3)
(V3) Water-dispersible silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, trade name Snowtex N) as a comparative component that is not an alkali silicate
Titanium alkoxide (W)
(W1) Diisopropoxide titanium diacetylacetonate (manufactured by Matsumoto Fine Chemical, trade name TC-100)
(W2) Diisopropoxide titanium bistriethanolamate (manufactured by Matsumoto Fine Chemical, trade name TC-400)
(W3) Diisopropoxide titanium dilactate (Made by Matsumoto Fine Chemical, trade name TC-315)
Carbodiimide resin (X)
(X1) Carbodiimide equivalent 430 (manufactured by Nisshinbo, trade name Carbodilite SV-02)
(X2) Carbodiimide equivalent 380 (manufactured by Nisshinbo, trade name Carbodilite V-02-L2)
(X3) As a comparative component that is not a carbodiimide resin, block isocyanate (trade name: ELASTRON BN-04, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
Silane coupling agent (Y)
(Y1) γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name KBM-403)
(Y2) Tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name KBE-04)
Wax (Z)
(Z1) Polyolefin wax, particle size 0.2 μm (product name: Chemipearl W950, manufactured by Mitsui Chemicals)
(Z2) Polyolefin wax, particle size 0.3 μm (Mitsui Chemicals, trade name Chemipearl W900)
(Z3) Polyolefin wax, particle size 0.3 μm (Mitsui Chemicals, trade name Chemipearl W401)

(7)得られた試供材における、アルカリ有機無機複合被覆層(A)の物性、樹脂皮膜物性の測定方法
(a)ガラス転移温度(Tg)
動的粘弾性測定装置(RSAG2 株式会社TAインスツルメント製)を使用して測定した。TanδmaxをTgとした。
(7) Measurement method of physical properties and resin film properties of alkali organic inorganic composite coating layer (A) in the obtained sample material (a) Glass transition temperature (Tg)
It measured using the dynamic-viscoelasticity measuring apparatus (RSAG2 product made from TA Instruments, Inc.). Tanδmax was defined as Tg.

[評価試験]
供試板の表面に1層の成分(A)〜(E)または成分(U)〜(Z)から成る被覆層、酸性無機被覆層とアルカリ有機無機複合被覆層の2層構造から形成した試験板について、下記のように性能評価を行った。表3及び表4に、それぞれ実施例及び比較例の評価結果を示す。
[Evaluation test]
A test formed on the surface of the test plate from a two-layer structure of one layer of a component (A) to (E) or component (U) to (Z), an acidic inorganic coating layer and an alkali organic inorganic composite coating layer The performance of the plate was evaluated as follows. Tables 3 and 4 show the evaluation results of Examples and Comparative Examples, respectively.

(7)−1 平面部耐食性
JIS−Z2371:2000に規定された塩水噴霧試験を240時間実施し、白錆発生面積率を目視評価した。
<評価基準>
◎:白錆発生面積率5%未満
○:白錆発生面積率5%以上、10%未満
○△:白錆発生面積率10%以上、30%未満
△:白錆発生面積率30%以上、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(7) -1 Plane part corrosion resistance The salt spray test prescribed | regulated to JIS-Z2371: 2000 was implemented for 240 hours, and the white rust generation | occurrence | production area ratio was evaluated visually.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio 5% or more, less than 10% ◯: White rust generation area ratio 10% or more, less than 30% △: White rust generation area ratio 30% or more, Less than 50% x: White rust generation area ratio 50% or more

(7)−2 アルカリ脱脂後耐食性
アルカリ脱脂剤パルクリーンN364S(日本パーカライジング株式会社製)を脱イオン水で濃度20g/Lに調整し、温度60℃で2分間スプレー処理(スプレー圧0.5kg/cm)した。続いて、水道水で洗浄した後に水切りロールで水分を絞った。その後、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を240時間実施し、白錆発生面積率を目視評価した。
<評価基準>
◎:白錆発生面積率5%未満
○:白錆発生面積率5%以上、10%未満
○△:白錆発生面積率10%以上、30%未満
△:白錆発生面積率30%以上、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(7) -2 Corrosion resistance after alkaline degreasing The alkaline degreasing agent Pulclean N364S (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) is adjusted to a concentration of 20 g / L with deionized water and sprayed at a temperature of 60 ° C. for 2 minutes (spray pressure 0.5 kg / cm 2 ). Subsequently, after washing with tap water, the water was squeezed with a draining roll. Then, the salt spray test prescribed | regulated to JIS-Z2371 was implemented for 240 hours, and the white rust generation | occurrence | production area ratio was evaluated visually.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio 5% or more, less than 10% ◯: White rust generation area ratio 10% or more, less than 30% △: White rust generation area ratio 30% or more, Less than 50% x: White rust generation area ratio 50% or more

(7)−3 加工部耐食性
エリクセン試験機にて6mm押出し加工を行い、その後、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を240時間実施し、白錆発生面積率を目視評価した。
<評価基準>
◎:白錆発生面積率5%未満
○:白錆発生面積率5%以上、10%未満
○△:白錆発生面積率10%以上、30%未満
△:白錆発生面積率30%以上、50%未満
×:白錆発生面積率50%以上
(7) -3 Processed part corrosion resistance 6 mm extrusion was performed with an Erichsen tester, and then a salt spray test defined in JIS-Z2371 was carried out for 240 hours, and the white rust generation area ratio was visually evaluated.
<Evaluation criteria>
◎: White rust generation area ratio less than 5% ○: White rust generation area ratio 5% or more, less than 10% ◯: White rust generation area ratio 10% or more, less than 30% △: White rust generation area ratio 30% or more, Less than 50% x: White rust generation area ratio 50% or more

(7)−4 傷部耐食性
NTカッター(エヌティー株式会社製 A300型)にてクロスカットを施した後、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を120時間実施し、片側最大錆幅を目視評価した。
<評価基準>
◎:錆幅5mm未満
○:錆幅5mm以上、7mm未満
○△:錆幅7mm以上、8.5mm未満
△:錆幅8.5mm以上、10mm未満
×:錆幅10mm以上
(7) -4 Scratch corrosion resistance After performing a cross-cut with an NT cutter (NT 300, manufactured by NT Corporation), the salt spray test specified in JIS-Z2371 is performed for 120 hours, and the maximum rust width on one side is visually evaluated. did.
<Evaluation criteria>
◎: Rust width less than 5 mm ○: Rust width 5 mm or more, less than 7 mm ○ △: Rust width 7 mm or more, less than 8.5 mm Δ: Rust width 8.5 mm or more, less than 10 mm ×: Rust width 10 mm or more

(7)−5 端面耐食性
JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を72時間実施し、端面からの錆幅を目視評価した。
<評価基準>
◎:錆幅10mm未満
○:錆幅10mm以上、12mm未満
○△:錆幅12mm以上、13.5mm未満
△:錆幅13.5mm以上、15mm未満
×:錆幅15mm以上
(7) -5 End surface corrosion resistance The salt spray test prescribed in JIS-Z2371 was conducted for 72 hours, and the rust width from the end surface was visually evaluated.
<Evaluation criteria>
◎: Rust width less than 10 mm ○: Rust width 10 mm or more, less than 12 mm ○ △: Rust width 12 mm or more, less than 13.5 mm Δ: Rust width 13.5 mm or more, less than 15 mm ×: Rust width 15 mm or more

(7)−6 耐赤錆性
JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験を72時間実施し、端面から発生した赤錆発生面積を目視評価した。
<評価基準>
◎:赤錆発生面積率0%
○:赤錆発生面積率1%以上、5%未満
○△:赤錆発生面積率5%以上、10%未満
△:赤錆発生面積率10%以上、20%未満
×:赤錆発生面積率20%以上
(7) -6 Red Rust Resistance A salt spray test defined in JIS-Z2371 was performed for 72 hours, and the red rust generation area generated from the end face was visually evaluated.
<Evaluation criteria>
A: Red rust occurrence area rate 0%
○: Red rust occurrence area ratio 1% or more, less than 5% △: Red rust occurrence area ratio 5% or more, less than 10% △: Red rust occurrence area ratio 10% or more, less than 20% ×: Red rust occurrence area ratio 20% or more

(8)耐溶剤性
ガーゼにメチルエチルケトン(MEK)、エタノール、へキサンを染み込ませ、各試験板のアルカリ性有機無機複合被覆層の表面に往復20回のラビング試験を施し、表面を観察した。
<評価基準>
◎:外観変化なし
○:若干変化有り
△:やや変化有り
×:変化有り
(8) Solvent resistance The gauze was impregnated with methyl ethyl ketone (MEK), ethanol, and hexane, and the surface of the alkaline organic-inorganic composite coating layer of each test plate was subjected to 20 reciprocating rubbing tests, and the surface was observed.
<Evaluation criteria>
◎: No change in appearance ○: Some change △: Some change ×: Change

(9)成型加工性(耐型かじり性)
30mm×150mmに切断した試験片(板厚0.8mm)を200トン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−20%)し、成形品の外観(金型による摺動を受けた部位)を目視にて評価した。
<評価基準>
◎:全く変化無し、
○:一部が極僅かに変色(かじりが見える)、
△:一部が変色(かじりが目立つ)、
×:全面が変色(かじりが極めて目立つ)
(9) Molding processability (mold galling resistance)
A test piece (plate thickness 0.8 mm) cut to 30 mm x 150 mm was molded into a U-shape using a 200-ton crank press (dies and punch shoulder R = 5 mm, clearance: -20% of plate thickness). The appearance of the molded product (site subjected to sliding by the mold) was visually evaluated.
<Evaluation criteria>
A: No change at all,
○: Partly discolored slightly (causing galling),
Δ: Partially discolored (galling is noticeable),
X: Discoloration on the entire surface (galling is extremely noticeable)

(10)導電性
表面抵抗を、表面抵抗測定器(SQメーター/山崎精機研究所社製)を用いて評価した。押し付け荷重を300g、接触面積を直径0.9mm、操作速度を10mm/minとした。
<評価基準>
○:表面抵抗が100Ω未満
△:表面抵抗が100Ω以上300Ω未満
×:表面抵抗が300Ω以上
(10) Conductivity The surface resistance was evaluated using a surface resistance measuring device (SQ meter / manufactured by Yamazaki Seiki Laboratories). The pressing load was 300 g, the contact area was 0.9 mm in diameter, and the operation speed was 10 mm / min.
<Evaluation criteria>
○: Surface resistance is less than 100Ω Δ: Surface resistance is 100Ω or more and less than 300Ω ×: Surface resistance is 300Ω or more

(11)塗装密着性
旧JIS K5400を参考にして、メラミンアルキッド系塗料(神東塗料株式会社製グリミン#500)を用いてスプレー塗装した。続いて、120℃で20分間焼付けを行い、乾燥後に25μmの塗膜を形成した。その後、1mm碁盤目を100個施し、テープ剥離を行った。
<評価基準>
○:剥離なし
△:碁盤目残個数が80個以上100個未満
×:碁盤目残個数が80個未満
(11) Coating adhesion With reference to the former JIS K5400, spray coating was performed using a melamine alkyd paint (Glymine # 500 manufactured by Shinto Paint Co., Ltd.). Subsequently, baking was performed at 120 ° C. for 20 minutes, and a 25 μm coating film was formed after drying. Thereafter, 100 1 mm grids were applied and the tape was peeled off.
<Evaluation criteria>
○: No peeling △: The number of remaining grids is 80 or more and less than 100 ×: The number of remaining grids is less than 80

(12)耐指紋性
所定部位の色調(ハンター表色系におけるL1、a1、b1)を測定{ZE2000(日本電色)}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)+(a2−a1)+(b2−b1)}を評価した。
<評価基準>
○:ΔEが1.5以下
△:ΔEが1.5超、2以下
×:ΔEが2超
(12) Fingerprint resistance After measuring the color tone (L1, a1, b1 in Hunter color system) {ZE2000 (Nippon Denshoku)}, petrolatum was applied to it, and Kimwipe (manufactured by Techjam) was used. Wipe off, re-measure the color tone (L2, a2, b2) of the same part, and evaluate the color difference (ΔE = √ {(L2-L1) 2 + (a2-a1) 2 + (b2-b1) 2 }} did.
<Evaluation criteria>
○: ΔE is 1.5 or less Δ: ΔE is more than 1.5, 2 or less ×: ΔE is more than 2

(13)被覆剤の安定性
酸性無機被覆剤とアルカリ性有機無機複合被覆剤とをそれぞれ、40℃の恒温槽に1ヶ月静置した後、目視にて外観を評価した。
<評価基準>
○:外観変化なし
△:やや白濁或いは微量の沈殿
×:多量の沈殿或いはゲル化
(13) Stability of coating agent Each of the acidic inorganic coating agent and the alkaline organic inorganic composite coating agent was allowed to stand in a constant temperature bath at 40 ° C for 1 month, and then the appearance was evaluated visually.
<Evaluation criteria>
○: No change in appearance △: Slightly cloudy or trace amount of precipitation ×: Large amount of precipitation or gelation

表3からわかるように実施例の2コートの表面処理亜鉛系めっき鋼板は、1コートの表面処理亜鉛系めっき鋼板より一層優れた性能を発揮し、いずれの評価項目においても亜鉛目付量20g/mの鋼材と同等以上であった。すなわち、実施例に係る表面処理鋼板は、従来の亜鉛目付量の亜鉛系めっき鋼板と比べ同等以上の皮膜性能を有するため、優れた品質を保ちながら亜鉛使用量を抑えることができる。これに対し、比較例ではいずれかの項目が劣っていることが分かる。具体的には次のとおりである。表4に示されるように、比較例1〜5、比較例7及び比較例8は成分(A)〜(E)のいずれかの成分を除いており、いずれかの性能が劣っていた。比較例9〜12、比較例14〜16は、成分(U)〜(Z)のいずれかの成分を除いており、いずれかの性能が劣っていた。比較例17〜22は、酸性無機被覆層及びアルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜量が発明の範囲外である場合であり、諸性能を満足できるものではなかった。比較例23及び24は、鋼材の亜鉛目付量が従来の20g/m及び10g/mの鋼材を用いて、且つ成分(E)を除き、成分(V)の種類が異なる従来技術であり、亜鉛目付量が10g/mの鋼材では実施例の表面処理鋼板が持つ性能に到底及ばない。比較例25及び26は、下層に従来の化成処理を施した場合であり、リン酸塩では導電性が不十分であり、Zr化成においても実施例の表面処理鋼板が持つ性能に到底及ばない。なお、比較例17及び18において、酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01g/mを下回るにもかかわらず成型加工性の評価が良くなっているのは、以下の理由による。成型加工性は上層(本実施例ではアルカリ性有機無機複合被覆層)の皮膜量に依存し、その皮膜量が多い場合に成型加工性が良くなるのであるが、比較例17及び18では、アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜量が多いためである。
As can be seen from Table 3, the 2-coated surface-treated galvanized steel sheet of the example exhibited even better performance than the 1-coated surface-treated galvanized steel sheet, and the basis weight of zinc was 20 g / m in all evaluation items. It was equal to or better than 2 steel materials. That is, since the surface-treated steel sheet according to the example has a coating performance equal to or higher than that of a conventional zinc-based plated steel sheet having a zinc basis weight, the amount of zinc used can be suppressed while maintaining excellent quality. On the other hand, it can be seen that one of the items is inferior in the comparative example. Specifically, it is as follows. As shown in Table 4, Comparative Examples 1 to 5, Comparative Example 7 and Comparative Example 8 excluded any of the components (A) to (E), and any of the performances was inferior. In Comparative Examples 9 to 12 and Comparative Examples 14 to 16, any of the components (U) to (Z) was excluded, and any of the performances was inferior. Comparative Examples 17 to 22 are cases where the coating amounts of the acidic inorganic coating layer and the alkaline organic inorganic composite coating layer were outside the scope of the invention, and various performances were not satisfactory. Comparative Examples 23 and 24, the zinc basis weight of the steel material by using a conventional 20 g / m 2 and 10 g / m 2 steel, and except for the component (E), be a prior art type of component (V) are different The steel material having a zinc basis weight of 10 g / m 2 does not reach the performance of the surface-treated steel sheet of the example. Comparative Examples 25 and 26 are cases where the conventional chemical conversion treatment was applied to the lower layer, and the conductivity is insufficient with phosphate, and the performance of the surface-treated steel sheet of the example does not reach even in Zr chemical conversion. In Comparative Examples 17 and 18, the evaluation of molding processability is improved despite the fact that the coating weight of the acidic inorganic coating layer is less than 0.01 g / m 2 for the following reason. Molding processability depends on the coating amount of the upper layer (alkaline organic-inorganic composite coating layer in this embodiment), and when the coating amount is large, the molding processability is improved. This is because the coating amount of the inorganic composite coating layer is large.

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Claims (9)

鋼板の両面に亜鉛めっき層を有し、該亜鉛めっき層の表面に更に酸性無機被覆層とアルカリ性有機無機複合被覆層とから成る2層皮膜を有し前記酸性無機被覆層の皮膜重量が0.01〜0.5g/mであり、前記アルカリ性有機無機複合被覆層の皮膜重量が0.5〜3g/mである表面処理亜鉛系めっき鋼板であって、
前記酸性無機被覆層が、ジルコニウム化合物(A)、水分散性シリカ(B)、マグネシウム化合物(C)、バナジウム化合物(D)及びフッ素化合物(E)を少なくとも添加して成るpH2〜5の酸性無機被覆剤(L)を塗布し形成された層であり、
前記アルカリ性有機無機複合被覆層が、重量平均分子量が10万〜20万を有するアニオン性ウレタン樹脂(U)、アルカリケイ酸塩(V)、チタンアルコキシド(W)、ポリカルボジイミド樹脂(X)及びシランカップリング剤(Y)を少なくとも添加して成るpH9〜12のアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布し形成された層である、表面処理亜鉛系めっき鋼板。
A galvanized layer is provided on both surfaces of the steel sheet, and a two-layer coating comprising an acidic inorganic coating layer and an alkaline organic-inorganic composite coating layer is further provided on the surface of the galvanized layer, and the coating weight of the acidic inorganic coating layer is 0. a 01~0.5g / m 2, coating weight of the alkaline organic inorganic composite coating layer is a surface treated zinc-based plated steel sheet is 0.5 to 3 g / m 2,
The acidic inorganic coating layer is formed by adding at least a zirconium compound (A), a water-dispersible silica (B), a magnesium compound (C), a vanadium compound (D), and a fluorine compound (E), and has an acidic inorganic pH of 2 to 5. A layer formed by applying a coating (L);
The alkaline organic-inorganic composite coating layer has an anionic urethane resin (U), alkali silicate (V), titanium alkoxide (W), polycarbodiimide resin (X) and silane having a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000. A surface-treated galvanized steel sheet, which is a layer formed by applying an alkaline organic-inorganic composite coating agent (M) having a pH of 9 to 12 to which at least a coupling agent (Y) is added.
前記亜鉛系めっき鋼板の片面の亜鉛目付量が1〜15g/mであることを特徴とする請求項1に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。Surface treated zinc-based plated steel sheet according to claim 1 zinc basis weight of one surface of the galvanized steel sheet is characterized in that it is a 1 to 15 g / m 2. 前記アルカリ性有機無機被覆層は水分散性ワックス(Z)を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。   The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the alkaline organic inorganic coating layer contains a water-dispersible wax (Z). アニオン性ウレタン樹脂(U)がカルボキシル基又はその塩を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。   The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the anionic urethane resin (U) has a carboxyl group or a salt thereof. ジルコニウム化合物(A)の含有金属(a)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(a)/(U)=0.001〜0.4、水分散性シリカ(B)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(B)/(U)=0.001〜1、マグネシウム化合物(C)の含有金属(c)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(c)/(V)=0.001〜0.5、バナジウム化合物(D)の含有金属(d)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(d)/(V)=0.001〜0.5、フッ素化合物(E)のフッ素元素(e)とマグネシウム化合物(C)の含有金属(c)の固形分質量比が(e)/(c)=0.1〜30、チタンアルコキシド(W)の含有金属(w)とアルカリケイ酸塩(V)の固形分質量比が(w)/(V)=0.01〜1、ポリカルボジイミド樹脂(X)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(X)/(U)=0.001〜0.5、シランカップリング剤(Y)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(Y)/(U)=0.001〜0.5、水分散性ワックス(Z)とアニオン性ウレタン樹脂(U)の固形分質量比が(Z)/(U)=0.01〜0.2であることを特徴とする請求項3又は4に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。   Solid content mass ratio of zirconium compound (A) containing metal (a) and anionic urethane resin (U) is (a) / (U) = 0.001 to 0.4, water dispersible silica (B) and anion The solid content mass ratio of the conductive urethane resin (U) is (B) / (U) = 0.001 to 1, and the solid content mass ratio of the magnesium compound (C) -containing metal (c) and the alkali silicate (V). (C) / (V) = 0.001 to 0.5, the solid content mass ratio of the metal (d) of the vanadium compound (D) and the alkali silicate (V) is (d) / (V) = 0.001 to 0.5, the solid content mass ratio of the fluorine element (e) of the fluorine compound (E) and the metal (c) contained in the magnesium compound (C) is (e) / (c) = 0.1 to 30 The solid content mass ratio of the metal (w) of the titanium alkoxide (W) and the alkali silicate (V) is (w) / (V = 0.01 to 1, the solid content mass ratio of the polycarbodiimide resin (X) and the anionic urethane resin (U) is (X) / (U) = 0.001 to 0.5, the silane coupling agent (Y) The solid content mass ratio of the anionic urethane resin (U) is (Y) / (U) = 0.001 to 0.5, the solid content mass ratio of the water dispersible wax (Z) and the anionic urethane resin (U) (Z) / (U) = 0.01-0.2, The surface-treated galvanized steel sheet according to claim 3 or 4. 前記アルカリ性有機無機複合被覆層が100℃を超えるガラス転移温度を持つことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。   The surface-treated zinc-based plated steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the alkaline organic-inorganic composite coating layer has a glass transition temperature exceeding 100 ° C. 前記亜鉛系めっき鋼板は電気亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。   The surface-treated galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the galvanized steel sheet is an electrogalvanized steel sheet. 鋼板の両面に亜鉛めっき層を有する亜鉛系めっき鋼板の表面に請求項1〜6のいずれか一項に記載の酸性無機被覆層及びアルカリ性有機無機複合被覆層を形成させる2層皮膜形成工程を含み、ここで、当該2層皮膜形成工程は、前記亜鉛系めっき鋼板上に酸性無機被覆剤(L)を塗布した後に50℃以上100℃以下で乾燥させて酸性無機被覆層を形成する工程と、当該酸性無機被覆層の上層にアルカリ性有機無機複合被覆剤(M)を塗布して被覆し100℃以上200℃未満の到達温度で乾燥を行いアルカリ性有機無機複合被覆層を形成する工程と、を含む表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法。   Including a two-layer coating forming step of forming the acidic inorganic coating layer and the alkaline organic-inorganic composite coating layer according to any one of claims 1 to 6 on the surface of the galvanized steel plate having galvanized layers on both surfaces of the steel plate. Here, the two-layer film forming step is a step of forming an acidic inorganic coating layer by applying an acidic inorganic coating agent (L) on the zinc-based plated steel sheet and then drying at 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. Applying an alkaline organic-inorganic composite coating agent (M) to the upper layer of the acidic inorganic coating layer and coating it to form an alkaline organic-inorganic composite coating layer by drying at an ultimate temperature of 100 ° C. or higher and lower than 200 ° C. A method for producing a surface-treated galvanized steel sheet. 請求項8によって得られる表面処理亜鉛系めっき鋼板。   A surface-treated galvanized steel sheet obtained by claim 8.
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