JP5555179B2 - Surface treatment agent for galvanized steel sheet, surface treatment method for galvanized steel sheet, and galvanized steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤、その亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を用いた表面処理方法、および表面処理亜鉛めっき鋼板に関する。   The present invention relates to a surface treatment agent for galvanized steel sheet, a surface treatment method using the surface treatment agent for galvanized steel sheet, and a surface-treated galvanized steel sheet.

現在、鋼板には、耐食性を確保するという観点から、鋼板表面に亜鉛めっきを施すことが多い。また、更なる耐食性の向上や塗装を改善する為に、各種金属を添加した合金化亜鉛めっき鋼板も使われている。   Currently, steel plates are often galvanized from the viewpoint of ensuring corrosion resistance. In addition, alloyed galvanized steel sheets with various metals added are also used to further improve corrosion resistance and paint.

特に、工業地域のように酸性雨、煤煙の影響を受ける場所や、沿岸地域のように海塩飛来粒子の影響を受ける場所などは、鋼板の腐食が進行しやすい非常に厳しい環境であるため、そのような環境下でも使用できるより耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板が望まれている。そのような要望に応じて、亜鉛系めっき鋼板の耐食性がさらに向上した、溶融Zn−5%Al合金めっき鋼板、溶融亜鉛−Al−Mg合金めっき鋼板、溶融亜鉛−55%Al合金めっき鋼板などが提案されている。   In particular, places that are affected by acid rain and smoke, such as industrial areas, and places that are affected by sea salt flying particles, such as coastal areas, are extremely harsh environments in which corrosion of steel sheets is likely to proceed. There is a demand for a zinc-based plated steel sheet that is superior in corrosion resistance and can be used in such an environment. In response to such requests, the corrosion resistance of galvanized steel sheets has been further improved, such as hot-dip Zn-5% Al alloy-plated steel sheets, hot-dip zinc-Al-Mg alloy-plated steel sheets, hot-dip zinc-55% Al alloy-plated steel sheets. Proposed.

しかしながら、こうした各種亜鉛系めっき鋼板においても、その耐食性(耐白錆性)が不十分な場合があると共に、塗装鋼板として使用する際に、塗料との密着性が不十分な場合があった。その対策として、亜鉛めっき鋼板表面上に一時防錆クロメート処理と呼ばれる6価クロムを含有した処理が施されていた。そして、この一時防錆クロメート処理を用いた溶融亜鉛系めっき鋼板の生産ライン(CGL:Continuous Galvanizing Line)では、クロム酸(6価クロム)を主成分としたクロメート処理液をスプレーまたはシャワーで鋼板上に流し掛け、ロールやエアー絞りで塗布量を調整し、さらに、オーブン等で乾燥する方法が主に実施されていた(スプレーリンガー、シャワーリンガーと呼ばれる)。   However, these various zinc-based plated steel sheets may have insufficient corrosion resistance (white rust resistance) and may have insufficient adhesion to paints when used as a coated steel sheet. As a countermeasure, a treatment containing hexavalent chromium called a temporary rust-proof chromate treatment has been performed on the surface of the galvanized steel sheet. And in the production line (CGL: Continuous Galvanizing Line) of the hot dip galvanized steel plate using this temporary rust-proof chromate treatment, the chromate treatment liquid mainly composed of chromic acid (hexavalent chromium) is sprayed or showered on the steel plate. A method of adjusting the coating amount with a roll or an air squeeze, and further drying with an oven or the like (referred to as spray ringer or shower ringer).

クロメート処理の場合、表面処理皮膜が薄膜であるが、耐食性に優れている。しかし、これらの皮膜には、有害な6価クロムが多量に含まれるという問題があった。特に、最近は環境問題への意識の高まりに伴い、クロメート処理を廃止する方向にある。つまり、有害な6価クロムはもちろんのこと、3価クロムも用いない、クロムフリーの表面処理法への転換が望まれている。   In the case of chromate treatment, the surface treatment film is a thin film, but has excellent corrosion resistance. However, these films have a problem of containing a large amount of harmful hexavalent chromium. In particular, with the recent increase in awareness of environmental issues, the chromate treatment is being abolished. That is, it is desired to switch to a chromium-free surface treatment method that uses not only harmful hexavalent chromium but also trivalent chromium.

こうした状況の下で、6価クロムを用いない表面処理法についても多くの改良研究が進められている。例えば、特許文献1では、水性樹脂と水と硫化物イオンとを含有する組成物を、塗布、乾燥して得られる亜鉛系被覆鋼が開示されている。特許文献2では、特定の結合を有する化合物、シリカおよび樹脂エマルションを含有する水分散型金属表面処理組成物で被覆された亜鉛系めっき鋼板が開示されている。特許文献3では、特定の水性分散樹脂、シリカ粒子、および有機インヒビターを含有する水系処理剤を用いて、皮膜を形成した金属表面処理材料が開示されている。さらには、特許文献4では、ノニオン性水性樹脂分散液、加水分解性チタン、有機リン酸化合物およびバナジウム化合物を含む表面処理組成物を用いて、金属素材を処理した表面処理金属板が開示されている。特許文献5では、アイオノマー樹脂と、カルボキシル基と反応する水溶性ジルコニウムおよび/または水溶性チタン化合物とを含有する水分散型防錆塗料組成物が開示されている。更に、特許文献6では、加水分解性チタン、有機リン酸化合物、ノニオン性水性樹脂分散液、バナジウム化合物、およびジルコニウム化合物を含有する金属表面処理組成物を用いて、金属素材を処理した表面処理金属板が開示されている。
これら特許文献1〜6においては、亜鉛系めっき層表面をクロム未含有の有機皮膜(樹脂皮膜)で直接被覆する方法が提案されている。
Under such circumstances, many improvement studies have been conducted on surface treatment methods that do not use hexavalent chromium. For example, Patent Document 1 discloses zinc-based coated steel obtained by applying and drying a composition containing an aqueous resin, water, and sulfide ions. Patent Document 2 discloses a galvanized steel sheet coated with a water-dispersed metal surface treatment composition containing a compound having a specific bond, silica, and a resin emulsion. Patent Document 3 discloses a metal surface treatment material in which a film is formed using an aqueous treatment agent containing a specific aqueous dispersion resin, silica particles, and an organic inhibitor. Furthermore, Patent Document 4 discloses a surface-treated metal plate obtained by treating a metal material with a surface treatment composition containing a nonionic aqueous resin dispersion, hydrolyzable titanium, an organic phosphate compound, and a vanadium compound. Yes. Patent Document 5 discloses a water-dispersed rust preventive coating composition containing an ionomer resin and a water-soluble zirconium and / or water-soluble titanium compound that reacts with a carboxyl group. Further, in Patent Document 6, a surface-treated metal obtained by treating a metal material with a metal surface treatment composition containing hydrolyzable titanium, an organic phosphoric acid compound, a nonionic aqueous resin dispersion, a vanadium compound, and a zirconium compound. A plate is disclosed.
In these patent documents 1-6, the method of directly coat | covering the zinc-type plating layer surface with the organic membrane | film | coat (resin membrane | film | coat) which does not contain chromium is proposed.

一方、特許文献7では、チタンおよび/またはジルコン、リン酸化合物、およびグアニジン化合物を含有する皮膜を有した金属板が開示されている。特許文献8では、水溶性のリン酸塩化合物、キレート剤、および腐食抑制剤を含む処理剤で表面処理された亜鉛めっき鋼板が開示されている。また、特許文献9では、バナジウム化合物とジルコニウムなどの金属化合物とを含有する金属表面処理剤により形成された皮膜を有する表面処理金属材料が開示されている。さらに、特許文献10では、4価のバナジウムとSiとリン酸化合物とで構成された皮膜を有する鋼板が提案されている。
これら特許文献7〜10は、無機成分を主体としたクロム未含有の皮膜で金属材料を被覆したものである。また、これらの技術においては、水系の樹脂を併用することにより、耐食性がより向上することが報告されている。
On the other hand, Patent Document 7 discloses a metal plate having a film containing titanium and / or zircon, a phosphate compound, and a guanidine compound. Patent Document 8 discloses a galvanized steel sheet surface-treated with a treatment agent containing a water-soluble phosphate compound, a chelating agent, and a corrosion inhibitor. Patent Document 9 discloses a surface-treated metal material having a film formed by a metal surface treatment agent containing a vanadium compound and a metal compound such as zirconium. Furthermore, Patent Document 10 proposes a steel sheet having a coating composed of tetravalent vanadium, Si, and a phosphate compound.
In these Patent Documents 7 to 10, a metal material is coated with a chromium-free film mainly composed of an inorganic component. In these techniques, it has been reported that the corrosion resistance is further improved by using a water-based resin in combination.

しかしながら、上記した特許文献1〜10の従来技術、特に有機皮膜で被覆した方法では、亜鉛系めっき層に対する有機皮膜の密着性が十分であるとは言えず、塗装下地処理として採用したときに、有機皮膜がめっき層との界面で剥離し易いという問題があった。   However, in the above-described conventional techniques of Patent Documents 1 to 10, particularly in the method of coating with an organic film, it cannot be said that the adhesion of the organic film to the zinc-based plating layer is sufficient, and when employed as a coating ground treatment, There was a problem that the organic film easily peeled off at the interface with the plating layer.

さらに、亜鉛系めっき鋼板では、溶接性を確保することも必要とされる。また、亜鉛系めっき鋼板を家電製品などに適用する観点からは、アース性が発揮される必要がある。つまり、上記亜鉛系めっき鋼板は、耐食性のみならず、アース性や耐熱性を有することも必要とされる。
しかしながら、従来までの樹脂皮膜を形成した亜鉛系めっき鋼板では耐食性を得るために、1g/m以上の樹脂皮膜の皮膜量を必要とする場合が多かった。そのため、耐食性を得るために皮膜量を多くすると、アース性が得られなくなるという問題があった。さらには、樹脂皮膜の場合は、高温環境下にて分解してしまうため、耐熱性は何れのものも不十分であった。
Furthermore, it is also necessary to ensure weldability in the galvanized steel sheet. Further, from the viewpoint of applying the zinc-based plated steel sheet to home appliances and the like, it is necessary to exhibit grounding properties. That is, the galvanized steel sheet is required to have not only corrosion resistance but also grounding and heat resistance.
However, the conventional zinc-based plated steel sheet on which a resin film is formed often requires a resin film amount of 1 g / m 2 or more in order to obtain corrosion resistance. For this reason, if the amount of the coating is increased in order to obtain corrosion resistance, there is a problem that the grounding property cannot be obtained. Furthermore, in the case of a resin film, since it decomposes | disassembles in a high temperature environment, any heat resistance was inadequate.

このような背景から、有機成分に代わって、無機成分を主体としたクロム未含有の皮膜で鋼板を被覆したものも提案されている。例えば、特許文献11には、リン酸、4個以上のフッ素原子からなるチタン、ジルコニウム、シランカップリング剤などを含む組成物を用いて、得られる皮膜を有する鋼板が開示されている。また、特許文献12では、アミノ基を有するシランカップリング剤、グリシジル基を有するシランカップリング剤、チタンフッ化水素酸などを含む処理剤を用いて得られる、皮膜を有する鋼板が開示されている。さらには、特許文献13では、シリカゾルバインダーとリン酸イオン、フッ化物イオンなどからなる皮膜を有する鋼板が提案されている。
しかしながら、これらの特許文献11〜13に記載される鋼板は、耐食性、および耐熱性は良好であるものの、酸成分の多い皮膜を形成するため、アース性、および密着性に問題があった。
From such a background, instead of an organic component, a steel plate coated with a chromium-free coating mainly composed of an inorganic component has been proposed. For example, Patent Document 11 discloses a steel sheet having a film obtained using a composition containing phosphoric acid, titanium composed of four or more fluorine atoms, zirconium, a silane coupling agent, and the like. Patent Document 12 discloses a steel sheet having a film obtained by using a silane coupling agent having an amino group, a silane coupling agent having a glycidyl group, a treatment agent containing titanium hydrofluoric acid, and the like. Furthermore, Patent Document 13 proposes a steel sheet having a coating made of a silica sol binder, phosphate ions, fluoride ions, and the like.
However, although the steel plates described in Patent Documents 11 to 13 have good corrosion resistance and heat resistance, they have a problem in grounding properties and adhesion because they form a film having many acid components.

また、表面が美麗な溶融亜鉛めっきの場合、これらの技術では無機成分の多い皮膜が形成され、皮膜に微細なクラックが生じ皮膜外観が白っぽく(白化)見える、または、虹色の干渉色が見えるという問題があった。特にこの白化が起こると、亜鉛めっき表面に生じた白錆と見間違いを起こし、商品価値が下がるという問題があった。   Also, in the case of hot dip galvanizing with a beautiful surface, these technologies form a film with many inorganic components, and the film appears finely cracked and the appearance of the film appears whitish (whitening), or a rainbow interference color appears. There was a problem. In particular, when this whitening occurs, it is mistaken for white rust generated on the surface of the galvanized surface, and there is a problem that the commercial value is lowered.

また、亜鉛系めっき鋼板を保管している時に、結露により鋼板表面に水滴が発生することがしばしばあった。この水滴が乾燥した際には、その水滴痕が残り、鋼板の商品価値が低下するという問題が生じており、従来技術では、これらの問題を解決する方法は提案されていなかった。   In addition, when storing galvanized steel sheets, water droplets often formed on the steel sheet surface due to condensation. When the water droplets are dried, there is a problem that the water droplet traces remain and the commercial value of the steel sheet is lowered. In the prior art, no method for solving these problems has been proposed.

さらに、前述したように一時防錆クロメート処理は、クロメート処理液をスプレーまたはシャワーで亜鉛系めっき鋼板に流し掛け、ロールやエアー絞りにより、塗布量を調整し、オーブンで乾燥する方法にて実施されるのが一般的である。この表面処理方法は非常に簡便であり、生産性が高い。
しかし、これまで提案されてきたクロムを用いない従来技術では、使用されてきた処理剤が水系ということもあり、その組成物の有効成分濃度(あるいは乾燥固形分)は濃くてもせいぜい20〜30質量%である。つまり、これを塗布乾燥して1g/m(約1μm)の皮膜量を得るためには、処理液の塗布量として4〜5g/mが必要であり、これを制御するためにはロールコート法(特に、リバースコートと呼ばれる方法で通板方向とは逆にロールを回転させて液を塗布する方法)による処理方法に限られてしまう傾向にある。そのため、従来の製造設備が使用できず、亜鉛めっきの製造ライン(CGL、EGL)に新たな設備投資が必要となる。さらに、リバースコートの場合、塗工時に特に鋼板エッジ部のロールが削られ、ロールに板幅に準じた通板(筋)傷を生じてしまう。この傷が塗布外観に影響するため、板幅の広いものから狭い物の順に生産せざるを得なくなり、連続生産での生産性が犠牲になるという問題が新たに生じる。
Furthermore, as described above, the temporary rust-proof chromate treatment is carried out by spraying the chromate treatment solution onto the galvanized steel sheet by spraying or showering, adjusting the coating amount with a roll or air squeeze, and drying in an oven. It is common. This surface treatment method is very simple and has high productivity.
However, in the conventional techniques that do not use chromium that have been proposed so far, the treatment agent that has been used may be aqueous, and the active ingredient concentration (or dry solid content) of the composition may be 20 to 30 at most. % By mass. That is, in order to obtain a coating amount of 1 g / m 2 (about 1 μm) by applying and drying this, 4 to 5 g / m 2 is necessary as the coating amount of the treatment liquid, and in order to control this, a roll There is a tendency to be limited to a coating method (particularly, a method called reverse coating, which is a method of applying a liquid by rotating a roll in the direction opposite to the sheet passing direction). Therefore, the conventional manufacturing equipment cannot be used, and a new capital investment is required for the galvanizing production line (CGL, EGL). Furthermore, in the case of reverse coating, the roll at the edge of the steel plate is particularly shaved during coating, and a through-plate (muscle) scratch according to the plate width is generated on the roll. Since these scratches affect the appearance of the coating, a new problem arises in that it is unavoidable to produce products in the order of wide plate to narrow product, and the productivity in continuous production is sacrificed.

以上のように、いずれの方法でもクロメート皮膜を代替した表面処理鋼板は得られておらず、皮膜の耐食性、外観性、アース性、耐結露性、塗装性(塗膜密着性)などの諸特性を総合的に満足し、かつ従来の処理設備にも適用可能な表面処理剤の開発が強く要求されている。   As described above, no surface-treated steel sheet that replaces the chromate film has been obtained by any of the above methods, and various characteristics such as film corrosion resistance, appearance, grounding, condensation resistance, and paintability (coating adhesion) There is a strong demand for the development of a surface treatment agent that satisfies the above requirements and can be applied to conventional treatment facilities.

特開平8−67834号公報JP-A-8-67834 特開平9−221595号公報JP-A-9-221595 特開2002−241956公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-241956 特開2004−238638公報JP 2004-238638 A 特開2005−15514公報JP-A-2005-15514 特開2006−009121公報JP 2006-009121 A 特開2004−2950公報JP 2004-2950 A 特開2002−155375公報JP 2002-155375 A 特開2002−30460公報JP 2002-30460 A 特開2005−48199公報JP 2005-48199 A 特開2006−213958公報JP 2006-213958 A 特開2007−51365公報JP 2007-51365 A 特開2007−177314公報JP 2007-177314 A

そこで、本発明は、耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性などの諸特性に優れ、特に、形成された皮膜の耐食性、外観、およびアース性のバランスが良好であると共に、耐結露性や塗装性(塗膜密着性)においてもバランス良く優れた特性を示す表面処理亜鉛系めっき鋼板を得ることができる、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を提供することを目的とする。更には、亜鉛めっき鋼板の製造設備において、従来、使用されてきた処理方法(シャワーリンガー、スプレーリンガー)でも製造できる表面処理亜鉛めっき鋼板を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is excellent in various properties such as corrosion resistance and corrosion resistance after alkaline degreasing, and in particular, the formed film has a good balance of corrosion resistance, appearance, and grounding properties, as well as condensation resistance and paintability (coating properties). An object of the present invention is to provide a surface treatment agent for galvanized steel sheet, which can provide a surface-treated galvanized steel sheet exhibiting excellent properties in a well-balanced (film adhesion). Furthermore, it aims at providing the surface treatment galvanized steel plate which can be manufactured also with the processing method (shower ringer, spray ringer) conventionally used in the manufacturing apparatus of a galvanized steel plate.

本発明者らは、これらの問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ケイ素原子を含む所定の官能基を有する化合物と、炭酸ジルコニウムアンモニウム、有機ホスホン酸などを含む処理剤を使用することにより、上記問題点を解決できることを見出し、本発明を解決するに至った。   As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have used a compound having a predetermined functional group containing a silicon atom and a treating agent containing ammonium zirconium carbonate, organic phosphonic acid, and the like. The present inventors have found that the above problems can be solved and have solved the present invention.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(9)を提供する。
(1) 炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)と、
1分子中に−SiR(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。)で示される官能基(a)を2個以上有し、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にある化合物(B)と、
一般式(1)で表わされる有機ホスホン酸(C)と、
Zr、Ti、Co、Fe、V、Ce、Mo、Mn、Mg、Al、Ni、Ca、W、Nb、Cr、およびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素を含む金属化合物(D)と、
水とを含み、pHが6〜11である、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。

Figure 0005555179

(2) 前記炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)中のZrをZrOに換算したときの質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(A/B)が0.01〜6.0であり、
前記有機ホスホン酸(C)の質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(C/B)が0.01〜5.0であり、
前記金属化合物(D)中の金属元素の質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(D/B)が0.01〜4.0である、(1)に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(3) 化合物(B)が、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤と、前記反応性官能基(b1)と反応可能な官能基(b2)を有する化合物とを反応させて得られる化合物であり、前記反応性官能基(b1)および前記官能基(b2)のいずれか一方が、アミノ基またはエポキシ基である、(1)または(2)に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(4) さらに、B、Nb、Si、Ta、Ti、V、W、およびZrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む金属アルコキシド(E)を有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(5) 前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量と、前記金属アルコキシド(E)中に含まれる金属元素の質量との質量比(E/B)が0.01〜2.0である、(4)に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(6) さらに、水溶性高分子および水系エマルション樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(F)を含有する、(1)〜(5)のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(7) 前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量と、前記化合物(F)の質量との質量比(F/B)が0.01〜30である、(6)に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
(8) (1)〜(7)のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を亜鉛めっき鋼板表面上に塗布し、加熱乾燥し、皮膜量が25〜1000mg/mの皮膜を前記亜鉛めっき鋼板表面上に形成する、亜鉛めっき鋼板の表面処理方法。
(9) (8)に記載の亜鉛めっき鋼板の表面処理方法により得られる、皮膜を有する亜鉛めっき鋼板。That is, the present invention provides the following (1) to (9).
(1) ammonium zirconium carbonate (A),
In one molecule, represented by —SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group or a hydroxyl group). A compound (B) having two or more functional groups (a) and a molecular weight (average molecular weight / functional group number) per functional group (a) in the range of 100 to 5,000,
An organic phosphonic acid (C) represented by the general formula (1);
A metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Ti, Co, Fe, V, Ce, Mo, Mn, Mg, Al, Ni, Ca, W, Nb, Cr, and Zn ( D) and
A surface treatment agent for galvanized steel sheet, comprising water and having a pH of 6 to 11.
Figure 0005555179

(2) Mass ratio (A / B) of the mass when Zr in the zirconium ammonium carbonate (A) is converted to ZrO 2 and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 Is 0.01 to 6.0,
The mass ratio (C / B) between the mass of the organic phosphonic acid (C) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 5.0,
The mass ratio (D / B) between the mass of the metal element in the metal compound (D) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 4.0. The surface treating agent for galvanized steel sheets according to (1).
(3) The compound (B) is obtained by reacting a silane coupling agent having a reactive functional group (b1) with a compound having a functional group (b2) capable of reacting with the reactive functional group (b1). The surface treatment for a galvanized steel sheet according to (1) or (2), wherein any one of the reactive functional group (b1) and the functional group (b2) is an amino group or an epoxy group Agent.
(4) Furthermore, it has a metal alkoxide (E) containing at least one metal element selected from the group consisting of B, Nb, Si, Ta, Ti, V, W, and Zr, (1) to (3) The surface treating agent for galvanized steel sheets according to any one of the above.
(5) the mass when the Si in the compound (B) in terms of SiO 2, the mass ratio of the mass of the metal element contained in the metal alkoxide (E) (E / B) is 0.01 The surface treating agent for galvanized steel sheet according to (4), which is 2.0.
(6) The surface treatment for a galvanized steel sheet according to any one of (1) to (5), further comprising at least one compound (F) selected from the group consisting of a water-soluble polymer and an aqueous emulsion resin. Agent.
(7) The mass ratio (F / B) of the mass when the Si in the compound (B) is converted to SiO 2 and the mass of the compound (F) is 0.01 to 30, (6) The surface treating agent for galvanized steel sheets described in 1.
(8) The surface treatment agent for galvanized steel sheet according to any one of (1) to (7) is applied on the surface of the galvanized steel sheet, dried by heating, and the film having a film amount of 25 to 1000 mg / m 2 is applied. A surface treatment method for a galvanized steel sheet, which is formed on the surface of a galvanized steel sheet.
(9) A galvanized steel sheet having a film obtained by the surface treatment method for a galvanized steel sheet according to (8).

本発明によれば、耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性などの諸特性に優れ、特に、形成された皮膜の耐食性、外観、およびアース性のバランスが良好であると共に、耐結露性や塗装性(塗膜密着性)においてもバランス良く優れた特性を示す表面処理亜鉛系めっき鋼板を得ることができる、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を提供することができる。更には、亜鉛めっき鋼板の製造設備において、従来、使用されてきた処理方法(シャワーリンガー、スプレーリンガー)でも製造できる表面処理亜鉛めっき鋼板を提供することができる。   According to the present invention, it is excellent in various properties such as corrosion resistance and corrosion resistance after alkaline degreasing, and in particular, the formed film has a good balance of corrosion resistance, appearance, and grounding properties, as well as condensation resistance and paintability (coating properties). A surface treatment agent for a galvanized steel sheet that can provide a surface-treated galvanized steel sheet that exhibits excellent properties in a well-balanced manner (film adhesion) can also be provided. Furthermore, it is possible to provide a surface-treated galvanized steel sheet that can be manufactured by a conventionally used processing method (shower ringer, spray ringer) in a galvanized steel sheet manufacturing facility.

以下に、本発明に係る亜鉛めっき鋼板用表面処理剤、およびその処理剤を使用した表面処理方法、さらにはその表面処理方法により得られる皮膜を有する亜鉛めっき鋼板について説明する。
まず、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤について説明する。
Below, the surface treatment agent for galvanized steel sheets which concerns on this invention, the surface treatment method using the treatment agent, and also the galvanized steel sheet which has a film | membrane obtained by the surface treatment method are demonstrated.
First, the surface treating agent for galvanized steel sheet will be described.

<亜鉛めっき鋼板用表面処理剤>
本発明に係る亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)と、1分子中に−SiR(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。)で示される官能基(a)を2個以上有し、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にある化合物(B)と、一般式(1)で表わされる有機ホスホン酸(C)と、Zr、Ti、Co、Fe、V、Ce、Mo、Mn、Mg、Al、Ni、Ca、W、Nb、Cr、およびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素を含む金属化合物(D)と、水とを含み、pHが6〜11である処理剤である。
以下に、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤に含まれる各成分について説明する。
<Surface treatment agent for galvanized steel sheet>
The surface treating agent for galvanized steel sheet according to the present invention is composed of ammonium zirconium carbonate (A) and -SiR 1 R 2 R 3 in one molecule (wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently , Which represents 2 or more functional groups (a) represented by 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxyl group), and the molecular weight per functional group (a) (average molecular weight / number of functional groups). ) In the range of 100 to 5000, the organic phosphonic acid (C) represented by the general formula (1), Zr, Ti, Co, Fe, V, Ce, Mo, Mn, Mg, Al A treatment agent comprising a metal compound (D) containing at least one metal element selected from the group consisting of Ni, Ca, W, Nb, Cr, and Zn, and water, and having a pH of 6 to 11. is there.
Below, each component contained in the surface treating agent for galvanized steel sheets is demonstrated.

Figure 0005555179
Figure 0005555179

<炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤には、炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)が含まれる。炭酸ジルコニウムアンモニウムは、主に得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性、耐熱性、溶接性、連続加工性、耐結露性などの効果を皮膜に付与する。
より詳細には、炭酸ジルコニウムアンモニウム中の炭酸とアンモニウムが乾燥により揮発して、残ったジルコニウムが高分子化して、難溶性の皮膜が形成される。
亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における炭酸ジルコニウムアンモニウムの含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性、耐結露性がより優れる観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.1〜70質量%が好ましく、1〜50質量%がより好ましい。なお、全固形分とは、後述する皮膜を構成する固形成分を意味し、溶媒などは含まれない。
<Ammonium zirconium carbonate (A)>
The surface treating agent for galvanized steel sheet according to the present invention contains ammonium zirconium carbonate (A). Zirconium ammonium carbonate mainly imparts effects such as corrosion resistance of the film obtained, corrosion resistance after alkali degreasing, heat resistance, weldability, continuous workability, and condensation resistance to the film.
More specifically, carbonic acid and ammonium in ammonium zirconium carbonate are volatilized by drying, and the remaining zirconium is polymerized to form a hardly soluble film.
The content of ammonium zirconium carbonate in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but from the viewpoint of better corrosion resistance, corrosion resistance after alkali degreasing, and dew condensation resistance, the total solid content in the treatment agent The content is preferably 0.1 to 70% by mass, and more preferably 1 to 50% by mass. The total solid content means a solid component constituting a film described later, and does not include a solvent.

<化合物(B)>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤には、1分子中に−SiR(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。)で示される官能基(a)を2個以上有し、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にある化合物(B)が含まれる。
化合物(B)は、上述した炭酸ジルコニウムアンモニウムから生じるジルコニウムと架橋反応をおこし、三次元架橋構造を有する皮膜を形成するため、得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性、耐熱性、溶接性、連続加工性および耐結露性が向上したと推測される。また、上記化合物(B)の官能基(a)は後述する基材との密着性が良好であるため、得られる皮膜の外観、および塗装性(塗膜密着性)が向上したと推測される。さらに、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にあることより、皮膜のアース性、および耐指紋性が向上したと推測される。
このように化合物(B)と上述の炭酸ジルコニウムアンモニウムとを併用することにより、各種性能が向上する。特に、それぞれの単独物質の使用では得られない、優れた耐食性およびアース性を示す皮膜を製造することができる。
<Compound (B)>
In the surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention, -SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently alkyl having 1 to 4 carbon atoms) in one molecule. 2 or more, and the molecular weight (average molecular weight / number of functional groups) per functional group (a) is in the range of 100 to 5,000. Certain compounds (B) are included.
Compound (B) undergoes a crosslinking reaction with the zirconium zirconium carbonate described above to form a film having a three-dimensional crosslinked structure, so that the resulting film has corrosion resistance, corrosion resistance after alkali degreasing, heat resistance, weldability, It is estimated that continuous processability and condensation resistance have improved. Moreover, since the functional group (a) of the compound (B) has good adhesion to the base material to be described later, it is presumed that the appearance of the resulting film and the paintability (coating adhesion) are improved. . Furthermore, since the molecular weight (average molecular weight / number of functional groups) per functional group (a) is in the range of 100 to 5000, it is presumed that the grounding property and fingerprint resistance of the film have been improved.
Thus, various performance improves by using together a compound (B) and the above-mentioned ammonium zirconium carbonate. In particular, it is possible to produce a film exhibiting excellent corrosion resistance and grounding properties that cannot be obtained by using each single substance.

化合物(B)は、1分子中に−SiR(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。)で表される官能基(a)を2個以上有する。なかでも、2〜8個がより好ましい。なお、一分子中に官能基(a)を1個しか含まない場合は、亜鉛めっき鋼板表面に対する密着性が低下するため好ましくない。
、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。なかでも、アルコキシ基、および水酸基が好ましい。
炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などが挙げられ、好ましくはメチル基、およびエチル基である。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましく挙げられる。
Compound (B) contains —SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxyl group) It has two or more functional groups (a) represented by: Especially, 2-8 pieces are more preferable. In addition, when only one functional group (a) is contained in one molecule, adhesion to the surface of the galvanized steel sheet is lowered, which is not preferable.
R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group or a hydroxyl group. Of these, an alkoxy group and a hydroxyl group are preferable.
As a C1-C4 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group etc. are mentioned, for example, Preferably they are a methyl group and an ethyl group.
As an alkoxy group, a C1-C3 alkoxy group is mentioned preferably, for example.

化合物(B)は、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にあることが好ましく、より好ましくは120〜4000の範囲であり、特に好ましくは150〜3000の範囲である。官能基(a)1個あたりの分子量が100未満の場合は、化合物の合成が難しく、得られる皮膜の耐食性、および密着性が劣るため好ましくない。一方、5000を超える場合は、官能基(a)の特徴である亜鉛めっき鋼板表面に対する密着性が低下するため好ましくない。
なお、上記分子量の測定方法としては、ゲル・パーミッション・クロマトグラフィー(GPC)やNMRを用いて測定することができる。
また、化合物(B)の骨格としては、特に限定されないが、エステル結合、エーテル結合、酸アミド結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、ビニル結合などの結合を有していることが好ましい。
The compound (B) preferably has a molecular weight (average molecular weight / functional group number) per functional group (a) in the range of 100 to 5000, more preferably in the range of 120 to 4000, and particularly preferably 150. It is in the range of ~ 3000. When the molecular weight per functional group (a) is less than 100, the synthesis of the compound is difficult, and the corrosion resistance and adhesion of the resulting film are inferior. On the other hand, when it exceeds 5000, since the adhesiveness with respect to the galvanized steel plate surface which is the characteristics of a functional group (a) falls, it is unpreferable.
In addition, as a measuring method of the said molecular weight, it can measure using gel permeation chromatography (GPC) and NMR.
The skeleton of the compound (B) is not particularly limited, but preferably has a bond such as an ester bond, an ether bond, an acid amide bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, or a vinyl bond.

化合物(B)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、(1)2つ以上の活性水素含有官能基を有する化合物とクロロシランとを反応させる方法、(2)ビニル基を有するシランカップリング剤と共重合可能なビニル化合物とを反応(重合)させる方法、(3)特定の反応性官能基を有するシランカップリング剤と、その反応性官能基と反応しえる官能基を有する化合物とを反応させる方法、(4)多官能シランカップリング剤に親水基を修飾する方法などが挙げられる。
なかでも、(2)または(3)が好ましく、(3)が最も好ましい。以下にそれぞれの製造方法について説明する。
The method for producing the compound (B) is not particularly limited. For example, (1) a method of reacting a compound having two or more active hydrogen-containing functional groups with chlorosilane, and (2) a silane coupling agent having a vinyl group (3) reacting a silane coupling agent having a specific reactive functional group with a compound having a functional group capable of reacting with the reactive functional group And (4) a method of modifying the hydrophilic group in the polyfunctional silane coupling agent.
Of these, (2) or (3) is preferable, and (3) is most preferable. Each manufacturing method will be described below.

化合物(B)の好ましい実施形態の一つとして、ビニル基を有するシランカップリング剤と、共重合可能なビニル化合物との反応(重合)により得られる化合物(反応生成物)が挙げられる。なお、この方法は上記の(2)の製造方法に該当する。
ビニル基を有するシランカップリング剤としては、ビニル基を有していれば特に限定されないが、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシンランなどが挙げられる。
また、共重合可能なビニル化合物としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、ブチルアクリレート、メチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートなどが挙げられる。
One preferred embodiment of the compound (B) is a compound (reaction product) obtained by reaction (polymerization) of a silane coupling agent having a vinyl group and a copolymerizable vinyl compound. This method corresponds to the manufacturing method (2) above.
The silane coupling agent having a vinyl group is not particularly limited as long as it has a vinyl group, and examples thereof include γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, and vinyltrimethoxycinlane.
In addition, the copolymerizable vinyl compound is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, butyl acrylate, methyl acrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate.

上述の化合物を使用した反応形式は特に限定されず、例えば、アニオン重合、カチオン重合、ラジカル重合などが挙げられる。なかでも、ラジカル重合が好ましい。なお、選択される反応形式に応じて、公知の重合開始剤などを適宜使用してもよい。
また、反応の際には適宜溶媒を使用してもよく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジアセチルアルコール、水などが挙げられる。
The reaction form using the above-mentioned compound is not particularly limited, and examples thereof include anionic polymerization, cationic polymerization, and radical polymerization. Of these, radical polymerization is preferred. In addition, according to the reaction form selected, you may use a well-known polymerization initiator etc. suitably.
In the reaction, a solvent may be appropriately used, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, diacetyl alcohol, and water.

化合物(B)の他の好ましい実施形態の一つとして、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤と、その反応性官能基(b1)と反応しえる官能基(b2)を有する化合物との反応により得られる化合物(反応生成物)が挙げられる。
反応性官能基(b1)としては、他の官能基と反応して結合を形成する基であれば、特に限定されないが、例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、アクリロキシ基、ウレイド基、イソシアナート基、およびビニル基からなる群から選択される官能基が好ましい。なかでも、エポキシ基、アミノ基が好ましい。
As another preferred embodiment of the compound (B), a compound having a silane coupling agent having a reactive functional group (b1) and a functional group (b2) capable of reacting with the reactive functional group (b1) And a compound (reaction product) obtained by the reaction.
The reactive functional group (b1) is not particularly limited as long as it is a group that reacts with other functional groups to form a bond. For example, an epoxy group, an amino group, a mercapto group, an acryloxy group, a ureido group, an isocyanic group. A functional group selected from the group consisting of a nate group and a vinyl group is preferred. Of these, an epoxy group and an amino group are preferable.

反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤の好ましい実施態様の一つとして、一般式(2)で表される化合物が挙げられる。   One preferred embodiment of the silane coupling agent having a reactive functional group (b1) is a compound represented by the general formula (2).

Figure 0005555179
Figure 0005555179

一般式(2)中、Xは、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、アクリロキシ基、ウレイド基、イソシアナート基、およびビニル基からなる群から選択されるいずれかの官能基を表す。Lは、2価の連結基、または単なる結合手を表す。Yは、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。   In general formula (2), X represents any functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a mercapto group, an acryloxy group, a ureido group, an isocyanate group, and a vinyl group. L represents a divalent linking group or a simple bond. Y represents a C1-C4 alkyl group, an alkoxy group, or a hydroxyl group each independently.

一般式(2)中、Xは、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、アクリロキシ基、ウレイド基、イソシアナート基、およびビニル基からなる群から選択されるいずれかの官能基を表す。なかでも、エポキシ基、アミノ基が好ましい。   In general formula (2), X represents any functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a mercapto group, an acryloxy group, a ureido group, an isocyanate group, and a vinyl group. Of these, an epoxy group and an amino group are preferable.

一般式(2)中、Lは、2価の連結基、または単なる結合手を表す。
Lで表される連結基としては、例えば、アルキレン基(炭素数1〜20が好ましい)、−O−、−S−、アリーレン基、−CO−、−NH−、−SO2−、−COO−、−CONH−、またはこれらを組み合わせた基が挙げられる。なかでも、アルキレン基が好ましい。単なる結合手の場合、一般式(2)のXがSi(ケイ素原子)と直接連結することをさす。
In general formula (2), L represents a divalent linking group or a simple bond.
Examples of the linking group represented by L include an alkylene group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), —O—, —S—, an arylene group, —CO—, —NH—, —SO 2 —, —COO. -, -CONH-, or a combination thereof. Of these, an alkylene group is preferable. In the case of a simple bond, it means that X in the general formula (2) is directly connected to Si (silicon atom).

一般式(2)中、Yは、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す。なかでも、炭素数1〜3のアルコキシ基、および水酸基が好ましい。   In general formula (2), Y represents a C1-C4 alkyl group, an alkoxy group, or a hydroxyl group each independently. Especially, a C1-C3 alkoxy group and a hydroxyl group are preferable.

反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、および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などのエポキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、および3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランなどのビニル基含有シランなどが挙げられる。   Examples of the silane coupling agent having a reactive functional group (b1) include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl. Epoxy silanes such as trimethoxysilane, aminosilanes such as N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane; Mercaptosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, isocyanate silanes such as 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxy Vinyl group-containing silane, such as orchids and the like.

官能基(b2)を有する化合物中における官能基(b2)は、上記の反応性官能基(b1)と反応可能であれば、特に限定されず、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、アクリロキシ基、ウレイド基、イソシアナート基、およびビニル基などが挙げられ、エポキシ基またはアミノ基が好ましい。なかでも、上記の反応性官能基(b1)と異なる官能基が好ましく挙げられる。   The functional group (b2) in the compound having the functional group (b2) is not particularly limited as long as it can react with the reactive functional group (b1). An epoxy group, an amino group, a mercapto group, an acryloxy group, Examples thereof include a ureido group, an isocyanate group, and a vinyl group, and an epoxy group or an amino group is preferable. Of these, a functional group different from the reactive functional group (b1) is preferably exemplified.

官能基(b2)を有する化合物としては、上記の、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤で例示したシランカップリング剤や、エチレンジアミン、アミノプロパンチオールなどのアミン化合物、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどのエーテル化合物などが挙げられる。
なかでも、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤で例示したシランカップリング剤が好ましい。つまり、化合物(B)は、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤と官能基(b1)と反応可能な官能基(b2)を有するシランカップリング剤の反応生成物であることが好ましい。
Examples of the compound having the functional group (b2) include the silane coupling agents exemplified as the silane coupling agent having the reactive functional group (b1), amine compounds such as ethylenediamine and aminopropanethiol, and trimethylolpropane poly. Examples thereof include ether compounds such as glycidyl ether and pentaerythritol polyglycidyl ether.
Especially, the silane coupling agent illustrated with the silane coupling agent which has a reactive functional group (b1) is preferable. That is, the compound (B) is a reaction product of a silane coupling agent having a reactive functional group (b1) and a silane coupling agent having a functional group (b2) capable of reacting with the functional group (b1). preferable.

反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤と、官能基(b2)を有する化合物との反応比は、特に制限されないが、シランカップリング剤:化合物(モル比)=9:1〜1:9が好ましく、7:3〜3:7がより好ましい。
反応条件は、使用される化合物によって適宜最適な条件が選択される。また、反応の際に、溶媒(例えば、アルコールなど)などを使用してもよい。
The reaction ratio of the silane coupling agent having the reactive functional group (b1) and the compound having the functional group (b2) is not particularly limited, but the silane coupling agent: compound (molar ratio) = 9: 1 to 1 : 9 is preferable, and 7: 3 to 3: 7 is more preferable.
As the reaction conditions, optimum conditions are appropriately selected depending on the compounds used. Moreover, you may use a solvent (for example, alcohol etc.) etc. in the case of reaction.

亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における化合物(B)の含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性、耐指紋性、外観、アース性、塗装性がより優れるという観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.1〜70質量%が好ましく、1〜50質量%がより好ましい。   The content of the compound (B) in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but in the treatment agent from the viewpoint that the corrosion resistance, fingerprint resistance, appearance, grounding property and paintability of the resulting film are more excellent. The total solid content is preferably 0.1 to 70% by mass, and more preferably 1 to 50% by mass.

<有機ホスホン酸(C)>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤には、一般式(1)で表わされる有機ホスホン酸が含まれる。これらの化合物が亜鉛めっき鋼板と反応し、難溶性の塩を形成するため、皮膜の耐食性、および塗装性(塗膜密着性)が向上したと推測される。また、有機ホスホン酸は、後述する金属化合物(D)を水系処理液に安定に溶解させるのに必要であり、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤の貯蔵安定性の向上に寄与している。
<Organic phosphonic acid (C)>
The surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention contains an organic phosphonic acid represented by the general formula (1). Since these compounds react with the galvanized steel sheet to form a hardly soluble salt, it is presumed that the corrosion resistance and paintability (coating film adhesion) of the film were improved. In addition, the organic phosphonic acid is necessary for stably dissolving the metal compound (D) described later in the aqueous treatment liquid, and contributes to the improvement of the storage stability of the surface treating agent for galvanized steel sheet.

Figure 0005555179
Figure 0005555179

亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における有機ホスホン酸(C)の含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性、アース性、耐結露性がより優れるという観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.05〜50質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましい。   The content of the organic phosphonic acid (C) in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but from the viewpoint that the corrosion resistance of the resulting film, the corrosion resistance after alkaline degreasing, the grounding property, and the condensation resistance are more excellent 0.05-50 mass% is preferable with respect to the total solid in a processing agent, and 0.1-30 mass% is more preferable.

<金属化合物(D)>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤には、Zr、Ti、Co、Fe、V、Ce、Mo、Mn、Mg、Al、Ni、Ca、W、Nb、Cr、およびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素を含む金属化合物(D)が含まれる。金属化合物(D)は、上述した有機ホスホン酸(C)と難溶性の塩を形成する。そのため、皮膜中に有機ホスホン酸(C)を固定化され、皮膜の耐結露性や塗装性(塗膜密着性)が向上すると推測される。
<Metal compound (D)>
The surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention is selected from the group consisting of Zr, Ti, Co, Fe, V, Ce, Mo, Mn, Mg, Al, Ni, Ca, W, Nb, Cr, and Zn. And a metal compound (D) containing at least one metal element. The metal compound (D) forms a hardly soluble salt with the above-described organic phosphonic acid (C). Therefore, it is estimated that the organic phosphonic acid (C) is fixed in the film, and the condensation resistance and paintability (coating film adhesion) of the film are improved.

金属化合物(D)としては、例えば、上記金属を含む硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、アンモニウム塩、フッ化物などが挙げられる。
より具体的には、Zrを含む金属化合物としては、炭酸ジルコニウムアンモニウムを除く、例えば、硝酸ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニル、ジルコンフッ化アンモニウム、硫酸ジルコニル、ジルコンフッ酸、およびジルコニアゾルなどが挙げられる。また、水溶性ジルコニウム塩の水溶液を、イオン交換やアルカリ中和して作られるジルコン酸およびその塩も挙げられる。
Metal compound as (D), for example, nitrate containing said metal, sulfate, acetate, phosphate, ammonium salts, fluorides, and the like.
More specifically, examples of the metal compound containing Zr include zirconium nitrate, zirconium oxynitrate, zirconyl acetate, zircon ammonium fluoride, zirconyl sulfate, zircon hydrofluoric acid, and zirconia sol. Moreover, the zirconic acid and its salt which are produced by ion-exchange and alkali neutralizing the aqueous solution of a water-soluble zirconium salt are also mentioned.

Tiを含む金属化合物としては、例えば、硫酸チタニル、硝酸チタニル、硝酸チタン、塩化チタニル、塩化チタン、チタニアゾル、酸化チタン、チタンフッ化アンモニウム、しゅう酸チタン酸カリウム、チタンラクテート、チタンアセチルアセトネート、ジイソプロピルチタニウムビスアセチルアセトンなどが挙げられる。また、硫酸チタニルの水溶液を熱加水分解させて得られるメタチタン酸や、アルカリ中和で得られるオルソチタン酸およびこれらの塩も挙げられる。   Examples of the metal compound containing Ti include titanyl sulfate, titanyl nitrate, titanium nitrate, titanyl chloride, titanium chloride, titania sol, titanium oxide, ammonium titanium fluoride, potassium oxalate titanate, titanium lactate, titanium acetylacetonate, and diisopropyl titanium. Examples thereof include bisacetylacetone. Further, metatitanic acid obtained by hydrolyzing an aqueous solution of titanyl sulfate, orthotitanic acid obtained by alkali neutralization, and salts thereof are also included.

Coを含む金属化合物としては、例えば、硫酸コバルト、硝酸コバルト、炭酸コバルト、リン酸コバルト、塩化コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルトなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Co include cobalt sulfate, cobalt nitrate, cobalt carbonate, cobalt phosphate, cobalt chloride, cobalt oxide, and cobalt hydroxide.

Feを含む金属化合物としては、例えば、硫酸鉄、硝酸鉄、塩化鉄、リン酸鉄、酸化鉄、水酸化鉄、鉄粉などが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Fe include iron sulfate, iron nitrate, iron chloride, iron phosphate, iron oxide, iron hydroxide, and iron powder.

Vを含む金属化合物としては、例えば、五酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム、オキシ3塩化バナジウム、三酸化バナジウム、二酸化バナジウム、オキシ硫酸バナジウム、バナジウムオキシアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネート、3塩化バナジウム、リンバナドモリブテン酸、硫酸バナジウムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing V include vanadium pentoxide, ammonium metavanadate, sodium metavanadate, vanadium oxytrichloride, vanadium trioxide, vanadium dioxide, vanadium oxysulfate, vanadium oxyacetylacetonate, vanadium acetylacetonate, 3 Examples thereof include vanadium chloride, phosphovanadomolybthenic acid, and vanadium sulfate.

Ceを含む金属化合物としては、例えば、硝酸セリウム、酢酸セリウム、塩化セリウム、セリウムゾルなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Ce include cerium nitrate, cerium acetate, cerium chloride, and cerium sol.

Moを含む金属化合物としては、例えば、モリブテン酸アンモニウム、モリブテン酸ナトリウム、モリブテン酸カリウム、モリブドリン酸アンモニウム、モリブドリン酸ナトリウンなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Mo include ammonium molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, ammonium molybdate, and natriun molybdate.

Mnを含む金属化合物としては、例えば、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸アンモニウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸塩や、硫酸マンガン、硝酸マンガン、酸化マンガン、炭酸マンガン、塩化マンガン、リン酸マンガンなどが挙げられる。   Examples of metal compounds containing Mn include potassium permanganate, ammonium permanganate, sodium permanganate, permanganate, manganese sulfate, manganese nitrate, manganese oxide, manganese carbonate, manganese chloride, manganese phosphate, and the like. Is mentioned.

Mgを含む金属化合物としては、例えば、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Mg include magnesium sulfate, magnesium nitrate, magnesium carbonate, magnesium phosphate, magnesium chloride, magnesium oxide, and magnesium hydroxide.

Alを含む金属化合物としては、例えば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、塩化アルミニウムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Al include aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum phosphate, and aluminum chloride.

Niを含む金属化合物としては、例えば、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、リン酸ニッケル、塩化ニッケルなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Ni include nickel oxide, nickel hydroxide, nickel sulfate, nickel nitrate, nickel phosphate, and nickel chloride.

Caを含む金属化合物としては、例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸カルシウム、塩化カルシウムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Ca include calcium oxide, calcium hydroxide, calcium sulfate, calcium nitrate, calcium phosphate, and calcium chloride.

Wを含む金属化合物としては、例えば、メタタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸ナトリウム、メタタングステン酸カリウム、パラタングステン酸、パラタングステン酸アンモニウム、パラタングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing W include ammonium metatungstate, sodium metatungstate, potassium metatungstate, paratungstic acid, ammonium paratungstate, and sodium paratungstate.

Nbを含む金属化合物としては、例えば、シュウ酸ニオブ、酸化ニオブ、ニオブゾルなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Nb include niobium oxalate, niobium oxide, and niobium sol.

Crを含む金属化合物としては、例えば、3価のクロムが挙げられ、硫酸クロム、硝酸クロム、塩化クロム、水酸化クロム、酸化クロム、リン酸クロムなどが挙げられる。   Examples of the metal compound containing Cr include trivalent chromium, such as chromium sulfate, chromium nitrate, chromium chloride, chromium hydroxide, chromium oxide, and chromium phosphate.

Znを含む金属化合物としては、例えば、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、リン酸亜鉛、アセチル亜鉛などが挙げられ、その他には、亜鉛は両性金属であるためアルカリサイドで生成する亜鉛酸ナトリウム、亜鉛酸カリウムなどが挙げられる。
これらのうち、耐食性向上の効果が高い点で、V、Mg、Al、またはZnを含む金属化合物、およびこれらの塩がより好ましい。
Examples of the metal compound containing Zn include zinc oxide, zinc hydroxide, zinc sulfate, zinc nitrate, zinc chloride, zinc phosphate, and acetyl zinc. In addition, since zinc is an amphoteric metal, alkali side And sodium zincate and potassium zincate produced in
Of these, metal compounds containing V, Mg, Al, or Zn, and salts thereof are more preferable in that the effect of improving corrosion resistance is high.

亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における金属化合物(D)の含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性、溶接性、連続加工性、外観、耐結露性がより優れるという観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.01〜40質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましい。   The content of the metal compound (D) in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but the corrosion resistance of the resulting film, corrosion resistance after alkali degreasing, weldability, continuous workability, appearance, and condensation resistance are more. From the viewpoint of being excellent, 0.01 to 40% by mass is preferable and 0.1 to 30% by mass is more preferable with respect to the total solid content in the treatment agent.

<水>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤には、溶媒として水が含まれる。
亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における水の含有量は、特に限定されないが、処理剤の取り扱いがより容易であるという観点から、処理剤全量に対して、30〜99質量%が好ましく、40〜95質量%がより好ましい。
<Water>
The surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention contains water as a solvent.
Although content of the water in the surface treating agent for galvanized steel sheets is not specifically limited, 30-99 mass% is preferable with respect to the processing agent whole quantity from a viewpoint that the handling of a treating agent is easier, 40- 95 mass% is more preferable.

<pH>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤のpHは、6〜11が好ましく、7〜10がより好ましい。pHが6未満となると、炭酸ジルコニウムアンモニウムが安定に溶解できず、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤の安定性が劣るようになる。pHが11を超えると、アンモニア臭が著しく作業性に劣るようになり、かつ、得られる皮膜性能も劣る。
pHの調整にはアンモニア、炭酸、酢酸、硝酸などを用いることが好ましい。また、pH6〜11に調整することにより、処理剤による亜鉛めっき鋼板の過剰なエッチングが抑制され、表面処理亜鉛めっき鋼板のアース性が向上したと推測される。
<PH>
6-11 are preferable and, as for pH of the surface treating agent for galvanized steel sheets of this invention, 7-10 are more preferable. When the pH is less than 6, ammonium zirconium carbonate cannot be stably dissolved, and the stability of the surface treatment agent for galvanized steel sheet becomes poor. When the pH exceeds 11, the odor of ammonia becomes extremely inferior in workability, and the obtained film performance is also inferior.
Ammonia, carbonic acid, acetic acid, nitric acid and the like are preferably used for pH adjustment. Moreover, by adjusting to pH 6-11, the excessive etching of the galvanized steel plate by a processing agent was suppressed, and it is estimated that the grounding property of the surface treatment galvanized steel plate improved.

処理剤中における、上述した炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)中のZr(Zr質量)をZrOに換算したときの質量と、化合物(B)中のSi(Si質量)をSiOに換算したときの質量との質量比(A/B)は、0.01〜6.0であることが好ましく、より好ましくは0.1〜4.0である。0.01未満であると、溶解しやすい成分が多くなり、アルカリ脱脂後の皮膜の耐食性や耐結露性が低下する場合がある。一方、6.0を超えると、皮膜が硬くなり、塗装性(塗装密着性)が低下する場合がある。When Zr (Zr mass) in the above-described zirconium ammonium carbonate (A) in the treatment agent is converted to ZrO 2 and Si (Si mass) in the compound (B) is converted to SiO 2 The mass ratio (A / B) to the mass is preferably 0.01 to 6.0, and more preferably 0.1 to 4.0. If it is less than 0.01, the amount of easily dissolved components increases, and the corrosion resistance and dew condensation resistance of the film after alkaline degreasing may decrease. On the other hand, if it exceeds 6.0, the film becomes hard and paintability (paint adhesion) may be lowered.

処理剤中における、上述した有機ホスホン酸(C)の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(C/B)は、0.01〜5.0であることが好ましく、より好ましくは0.05〜4.0であり、さらに好ましくは0.05〜3.0である。0.01未満であると、皮膜の耐食性が劣る場合があり、5.0を超えるとアルカリ脱脂後の皮膜の耐食性や耐結露性に劣る場合がある。The mass ratio (C / B) between the mass of the organic phosphonic acid (C) described above in the treating agent and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 5. It is preferably 0, more preferably 0.05 to 4.0, and still more preferably 0.05 to 3.0. If it is less than 0.01, the corrosion resistance of the film may be inferior, and if it exceeds 5.0, the corrosion resistance and dew condensation resistance of the film after alkaline degreasing may be inferior.

処理剤中における、上記金属化合物(D)中の金属元素の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(D/B)は、0.01〜4.0であることが好ましく、より好ましくは0.05〜3.0である。0.01未満であると、皮膜の耐食性向上効果が得られない場合があり、4.0を超えると溶解成分が多くなり、逆に皮膜の耐食性を低下させてしまう場合がある。The mass ratio (D / B) between the mass of the metal element in the metal compound (D) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 in the treatment agent is 0.01 to It is preferable that it is 4.0, More preferably, it is 0.05-3.0. If it is less than 0.01, the effect of improving the corrosion resistance of the film may not be obtained. If it exceeds 4.0, the amount of dissolved components increases, and the corrosion resistance of the film may be reduced.

上述した化合物以外に、本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、以下の金属アルコキシド(E)、水溶性高分子および水系エマルション樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(F)を含有していてもよい。
以下に、それぞれの成分について説明する。
In addition to the above-mentioned compounds, the surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention contains at least one compound (F) selected from the group consisting of the following metal alkoxides (E), water-soluble polymers and aqueous emulsion resins. You may do it.
Below, each component is demonstrated.

<金属アルコキシド(E)>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、金属アルコキシド(E)を含有していてもよい。より具体的には、B、Nb、Si、Ta、Ti、V、W、およびZrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む金属アルコキシド(E)を含有していてもよい。
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、金属アルコキシド(E)を含有することにより、耐食性(特に加工部)により優れる皮膜を提供することができる。金属アルコキシド(E)は、上述した化合物(B)の架橋反応を促進させ、より緻密な網目構造を有する皮膜の形成が可能になると推察される。理由は明らかではないが、特に耐食性が向上する点から、Si、Tiから選ばれることが好ましい。
<Metal alkoxide (E)>
The surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain a metal alkoxide (E). More specifically, it may contain a metal alkoxide (E) containing at least one metal element selected from the group consisting of B, Nb, Si, Ta, Ti, V, W, and Zr.
By containing the metal alkoxide (E), the surface treating agent for galvanized steel sheet according to the present invention can provide a film that is more excellent in corrosion resistance (particularly the processed portion). It is presumed that the metal alkoxide (E) promotes the crosslinking reaction of the compound (B) described above and enables formation of a film having a denser network structure. The reason is not clear, but Si and Ti are preferably selected from the viewpoint of improving the corrosion resistance.

金属アルコキシド(E)としては、金属に直接結合するアルコキシ基を有するものであれば、特に限定されず、従来から公知のものを適宜選択して使用できる。上記金属アルコキシドは金属に直接結合するアルコキシ基が加水分解された水酸基であっても構わない。
なかでも、好ましくは、一般式Me(OR)n(式中、Rは、それぞれ独立に、アルキル基、または水素原子を表し、少なくとも1つはアルキル基を表す。nは金属の価数を示す。Meは、上記金属を表す。)で表される化合物である。
Rで表わされるアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
The metal alkoxide (E) is not particularly limited as long as it has an alkoxy group directly bonded to a metal, and conventionally known ones can be appropriately selected and used. The metal alkoxide may be a hydroxyl group in which an alkoxy group directly bonded to a metal is hydrolyzed.
Among these, preferably, the general formula Me (OR) n (wherein R independently represents an alkyl group or a hydrogen atom, and at least one represents an alkyl group. N represents a valence of the metal) Me represents the above metal).
The alkyl group represented by R is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

金属アルコキシド(E)としては、例えば、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラエトキシド、チタンブトキシドダイマー、チタンテトラ−2−エチルヘキソシド、バナジウムオキシトリエトキシド、バナジウムトリイソプロポキシド、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、ニオブテトラメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラノルマルプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン挙げられる。   Examples of the metal alkoxide (E) include titanium tetraisopropoxide, titanium tetraethoxide, titanium butoxide dimer, titanium tetra-2-ethylhexoside, vanadium oxytriethoxide, vanadium triisopropoxide, zirconium ethoxide, zirconium tetra. Ethoxide, zirconium tetrapropoxide, niobium tetramethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetranormal propoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, Cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, E sulfonyl trimethoxysilane, phenyl triethoxysilane, decyl trimethoxysilane, octadecyl trimethoxysilane, octadecyl triethoxysilane, and isobutyl trimethoxy silane.

金属アルコキシド(E)の好適な実施態様としては、得られる皮膜の耐食性、アルカリ脱脂後の耐食性がより優れるという点から、Si元素(ケイ素元素)を含むアルコキシシランが好ましく、特に、式Si(OR)(Rは、アルキル基を表す)で表わされるテトラアルコキシシランが好ましい。As a preferred embodiment of the metal alkoxide (E), an alkoxysilane containing Si element (silicon element) is preferable from the viewpoint that the corrosion resistance of the resulting film and the corrosion resistance after alkaline degreasing are more preferable. ) 4 (R represents an alkyl group) is preferred.

亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における金属アルコキシド(E)の含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性などがより優れる観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.01〜50質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましい。   The content of the metal alkoxide (E) in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but is 0.01% with respect to the total solid content in the treatment agent from the viewpoint of better corrosion resistance of the resulting film. -50 mass% is preferable and 0.1-30 mass% is more preferable.

処理剤中における、金属アルコキシド(E)中に含まれる金属元素の質量と、上記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(E/B)は、0.01〜2.0であることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.5である。0.01未満であると、皮膜の耐食性向上効果が得られない場合があり、2.0を超えると、皮膜中の溶解成分が多くなり、逆に耐食性が低下する場合がある。The mass ratio (E / B) between the mass of the metal element contained in the metal alkoxide (E) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 in the treatment agent is 0. It is preferable that it is 01-2.0, More preferably, it is 0.5-1.5. If it is less than 0.01, the effect of improving the corrosion resistance of the film may not be obtained, and if it exceeds 2.0, the amount of dissolved components in the film increases, and the corrosion resistance may decrease.

<水溶性高分子および/または水系エマルジョン樹脂>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、水溶性高分子および水系エマルション樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(F)を含有していてもよい。これらの成分の添加により、皮膜の耐指紋性、耐食性、および潤滑性が向上する。
水溶性高分子および/または水系エマルジョン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子、水に分散した形態のアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、エチレン−アクリル樹脂、ポリブチラール樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。
<Water-soluble polymer and / or water-based emulsion resin>
The surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain at least one compound (F) selected from the group consisting of a water-soluble polymer and an aqueous emulsion resin. By adding these components, the fingerprint resistance, corrosion resistance, and lubricity of the coating are improved.
The water-soluble polymer and / or water-based emulsion resin is not particularly limited, and examples thereof include water-soluble polymers such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, and polyvinyl alcohol, acrylic resin in a form dispersed in water, and urethane. Examples thereof include resins, epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyolefin resins, ethylene-acrylic resins, polybutyral resins, polyacetal resins, and fluororesins.

亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における化合物(F)の合計含有量は、特に限定されないが、得られる皮膜の耐食性、耐指紋性、耐結露性、塗装性がより優れる観点から、処理剤中の全固形分に対して、0.1〜90質量%が好ましく、1〜70質量%がより好ましい。   The total content of the compound (F) in the surface treatment agent for galvanized steel sheet is not particularly limited, but from the viewpoint of better corrosion resistance, fingerprint resistance, condensation resistance, and paintability of the resulting film, 0.1-90 mass% is preferable with respect to the total solid, and 1-70 mass% is more preferable.

処理剤中における、化合物(F)の質量と、上記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(F/B)は、0.01〜30であることが好ましく、より好ましくは0.1〜20である。0.01未満であると、皮膜の耐指紋性や潤滑性の向上が見られない場合があり、30を超えると、皮膜中の耐食性、耐熱性が低下する場合がある。The mass ratio (F / B) between the mass of the compound (F) in the treating agent and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 30. Preferably, it is 0.1-20. If it is less than 0.01, the fingerprint resistance and lubricity of the film may not be improved, and if it exceeds 30, the corrosion resistance and heat resistance in the film may decrease.

<フッ素化合物>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、必要に応じて、フッ素化合物を含有していてもよい。特に、表面酸化膜が厚いとされる溶融亜鉛系めっき鋼板では、フッ素化合物を添加して処理剤のエッチング性を高めると、素材表面との反応層(不導体層)が厚くなり、より一層の耐食性向上効果が期待できる。但し、フッ素化合物を処理剤に添加する場合は、エッチング性が高まるため、表面酸化膜以外の溶解により、アース性が低下する場合がある。また、水系処理液中へのZnやFeの混入量が多くなって、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤の安定性が低下する場合があり、更には、液の廃棄においてフッ素対策が必要になるなどの問題が生じるため、これらを考慮した範囲にすることが好ましい。
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤におけるフッ素化合物の含有量は、特に限定されないが、処理剤1kg中にフッ素として50gを上限とすることが好ましい。
また、フッ素化合物としては、例えば、フッ化アンモニウム、珪フッ化アンモニウム、チタンフッ化アンモニウム、ジルコンフッ化アンモニウムなどが挙げられる。
<Fluorine compound>
The surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain a fluorine compound as necessary. In particular, in hot-dip galvanized steel sheets with a thick surface oxide film, adding a fluorine compound to increase the etching property of the treatment agent increases the reaction layer (non-conductive layer) with the surface of the material. Expected to improve corrosion resistance. However, when a fluorine compound is added to the treating agent, the etching property is increased, and therefore the grounding property may be lowered due to dissolution other than the surface oxide film. In addition, the amount of Zn and Fe mixed in the aqueous treatment liquid may increase, and the stability of the surface treatment agent for galvanized steel sheets may decrease. Further, measures against fluorine are required in disposal of the liquid. Therefore, it is preferable to set the range in consideration of these.
Although content of the fluorine compound in the surface treating agent for galvanized steel sheets of the present invention is not particularly limited, it is preferable to set 50 g as an upper limit in 1 kg of the treating agent.
Examples of the fluorine compound include ammonium fluoride, ammonium silicofluoride, ammonium titanium fluoride, and zircon ammonium fluoride.

<消泡剤>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、必要に応じて、消泡剤(G)を含有していてもよい。この消泡剤を含む亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を、亜鉛系めっき鋼板にスプレーまたはシャワーで流し掛け、ロールまたはエアー絞りで塗布量を調整後、最高到達板温度として50〜250℃で乾燥して亜鉛系めっき鋼板の表面に皮膜を形成することが好ましい。
消泡剤としては、特に限定されないが、鉱油、脂肪酸、シリコーン等を安定に乳化したタイプや、水溶性の活性剤タイプのものを使用できる。両者を併用して使用してもよい。 本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における消泡剤の含有量は、その使用する種類により適宜最適な量が選択されるが、処理液1kg当たりに0.1〜3.0gであることが好ましい。消泡剤の含有量が、少なすぎると消泡性が得られず、多すぎると塗装性が劣る。
<Antifoaming agent>
The surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain an antifoaming agent (G) as necessary. The surface treatment agent for galvanized steel sheet containing this antifoaming agent is sprayed on the galvanized steel sheet by spraying or showering, and after adjusting the coating amount with a roll or air squeeze, it is dried at 50 to 250 ° C. as the maximum plate temperature. It is preferable to form a film on the surface of the zinc-based plated steel sheet.
Although it does not specifically limit as an antifoamer, The thing which stably emulsified mineral oil, the fatty acid, silicone, etc., and the thing of a water-soluble activator type can be used. Both may be used in combination. The content of the antifoaming agent in the surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention is appropriately selected depending on the type used, but is 0.1 to 3.0 g per kg of the treatment liquid. Is preferred. If the content of the antifoaming agent is too small, the defoaming property cannot be obtained, and if it is too much, the coating property is inferior.

<潤滑剤>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、必要に応じて、潤滑性を向上させる為の添加剤(潤滑剤)を含有していてもよい。潤滑剤は、表面処理皮膜の潤滑性を改善して傷付きを防止し、加工時に亜鉛めっき鋼板の損傷を低減するのに有効である。
潤滑剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス、モンタンワックス、テフロン(登録商標)等の固体潤滑剤が挙げられ、これらの固体潤滑剤の中から1種または2種以上を使用してもよい。
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中における潤滑剤の含有量は、特に限定されないが、処理液1kgあたり50gまでとすることが好ましい。これを超えると、安定に添加できないばかりか、本来の目的を阻害する場合もある。
<Lubricant>
The surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain an additive (lubricant) for improving lubricity, if necessary. The lubricant is effective in improving the lubricity of the surface treatment film to prevent scratches and reducing damage to the galvanized steel sheet during processing.
Examples of the lubricant include solid lubricants such as polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, carnauba wax, paraffin wax, montan wax, and Teflon (registered trademark). Among these solid lubricants, 1 Species or two or more may be used.
The content of the lubricant in the surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably up to 50 g per kg of the treatment liquid. If it exceeds this, not only can it not be stably added, but the original purpose may be impaired.

本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤は、必要に応じて、上記水以外の溶媒(例えば、アルコールなど)を含んでいてもよい。   The surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention may contain a solvent (for example, alcohol) other than the above water as necessary.

本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤の調製方法は、特に限定されない。例えば、炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)、化合物(B)、有機ホスホン酸(C)、金属化合物(D)、その他添加剤、水とを、混合ミキサーなどのかくはん機を用いて十分に混合することによって製造することができる。   The preparation method of the surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention is not particularly limited. For example, by thoroughly mixing ammonium zirconium carbonate (A), compound (B), organic phosphonic acid (C), metal compound (D), other additives, and water using a stirrer such as a mixing mixer. Can be manufactured.

<表面処理方法>
本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を用いた表面処理方法は、特に限定されないが、上記の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を亜鉛めっき鋼板表面上に塗布し、乾燥し、皮膜量が25〜1000mg/mの皮膜を亜鉛めっき鋼板表面上に形成する表面処理方法が好ましい。
以下に、その表面処理方法について説明する。
<Surface treatment method>
The surface treatment method using the surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention is not particularly limited, but the above-described surface treatment agent for galvanized steel sheet is applied on the surface of the galvanized steel sheet and dried, and the coating amount is 25 to 25. A surface treatment method for forming a 1000 mg / m 2 film on the surface of the galvanized steel sheet is preferred.
The surface treatment method will be described below.

塗布の前に、必要に応じて、亜鉛めっき鋼板表面上の油分や汚れを除去する目的で、亜鉛めっき鋼板に前処理を施してもよい。亜鉛めっき鋼板は、防錆目的で防錆油が塗られている場合が多い。また、防錆油で塗油されていない場合でも、作業中に付着した油分や汚れなどがある。前処理を施すことにより、亜鉛めっき鋼板表面上を清浄して、本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤によって亜鉛めっき鋼板表面が均一に濡れやすくなる。なお、油分や汚れなどがなく、本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤で材料表面を均一に濡れる場合は、前処理行程は特に必要はない。
なお、前処理の方法としては、特に限定されず、湯洗、溶剤洗浄、アルカリ脱脂洗浄などの方法が挙げられる。
Prior to application, the galvanized steel sheet may be pretreated for the purpose of removing oil and dirt on the surface of the galvanized steel sheet, if necessary. Galvanized steel sheets are often coated with rust-preventing oil for the purpose of rust prevention. Moreover, even when not coated with rust preventive oil, there are oil and dirt adhered during the work. By performing the pretreatment, the surface of the galvanized steel sheet is cleaned and the surface of the galvanized steel sheet is easily wetted by the surface treatment agent for galvanized steel sheet of the present invention. In the case where there is no oil or dirt and the surface of the material is uniformly wetted with the surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention, the pretreatment process is not particularly necessary.
The pretreatment method is not particularly limited, and examples thereof include hot water washing, solvent washing, and alkaline degreasing washing.

使用される亜鉛めっき鋼板としては、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)、これを合金化した合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)、更には溶融亜鉛Zn−5%Al合金めっき鋼板(GF)、溶融亜鉛−55%アルミ合金めっき鋼板(GL)、電気亜鉛めっき鋼板(EG)、電気亜鉛−Ni合金めっき鋼板(Zn−Ni)などが挙げられる。また、めっきを施していない鉄板にも適用は可能である。   The galvanized steel sheet used is a hot dip galvanized steel sheet (GI), an alloyed hot dip galvanized steel sheet (GA) obtained by alloying the same, a hot dip zinc Zn-5% Al alloy plated steel sheet (GF), or hot dip zinc. Examples include -55% aluminum alloy plated steel sheet (GL), electrogalvanized steel sheet (EG), and electrozinc-Ni alloy plated steel sheet (Zn-Ni). Moreover, it is applicable also to the iron plate which has not plated.

本発明の処理剤の亜鉛めっき鋼板への塗布の方法としては、均一に亜鉛めっき鋼板表面に処理剤を塗布できれば特に制限されず、ロールコート法、浸漬法、スプレー塗布法などが挙げられる。
また、処理(塗布)温度、処理(塗布)時間についても特に制限されないが、一般に処理(塗布)温度は10〜40℃であることが好ましく、処理(塗布)時間は0.1〜10秒であることが好ましい。
The method of applying the treatment agent of the present invention to the galvanized steel sheet is not particularly limited as long as the treatment agent can be uniformly applied to the surface of the galvanized steel sheet, and examples thereof include a roll coating method, a dipping method, and a spray coating method.
Further, the treatment (application) temperature and the treatment (application) time are not particularly limited, but in general, the treatment (application) temperature is preferably 10 to 40 ° C., and the treatment (application) time is 0.1 to 10 seconds. Preferably there is.

亜鉛めっき鋼板表面上に形成された塗膜を乾燥する際の加熱温度としては、50〜250℃が好ましく、60〜180℃がより好ましい。加熱乾燥方法は、特に限定されず、熱風やインダクションヒーター、赤外線、近赤外線などにより加熱して、処理剤を乾燥すればよい。
また、加熱時間は、使用される亜鉛めっき鋼板用表面処理剤中の化合物の種類などによって適宜最適な条件が選択される。なかでも、生産性などの点から、0.1〜60秒が好ましく、1〜30秒がより好ましい。
As heating temperature at the time of drying the coating film formed on the galvanized steel plate surface, 50-250 degreeC is preferable and 60-180 degreeC is more preferable. The heating and drying method is not particularly limited, and the treatment agent may be dried by heating with hot air, an induction heater, infrared rays, near infrared rays, or the like.
The heating time is appropriately selected according to the type of compound in the surface treatment agent for galvanized steel sheet used. Especially, from points, such as productivity, 0.1-60 seconds are preferable and 1-30 seconds are more preferable.

亜鉛めっき鋼板表面上に形成される皮膜の量は、25〜1000mg/m2が好ましく、50〜800mg/mがより好ましく、100〜600mg/mが特に好ましい。25mg/m未満では亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を鋼板表面に均一に塗布することができず、加工性、耐食性、塗装性等、目的とする各種特性をバランス良く発揮させることができなくなる。1000mg/mを超えると、外観性が低下し、塗装性が劣るようになる。また、アース性および溶接性が劣化する。さらには、プレス加工において、皮膜の剥離量が多くなって、プレス成形に支障が生じるばかりか、製造コストも高くなる。
なお、上記の皮膜量は鋼板の片面上における皮膜量を意味する。
The amount of film formed on the galvanized steel sheet surface is preferably 25 to 1000 mg / m 2, more preferably 50~800mg / m 2, 100~600mg / m 2 is particularly preferred. If it is less than 25 mg / m 2 , the surface treatment agent for galvanized steel sheet cannot be uniformly applied to the surface of the steel sheet, and various target properties such as workability, corrosion resistance, and paintability cannot be exhibited in a well-balanced manner. When it exceeds 1000 mg / m 2 , the appearance is lowered and the paintability is inferior. In addition, the grounding property and the weldability deteriorate. Furthermore, in the press working, the amount of peeling of the film increases, which not only hinders press molding, but also increases the manufacturing cost.
In addition, said film | membrane amount means the film | membrane amount on the single side | surface of a steel plate.

上述の表面処理方法により形成された皮膜上に、乾燥後の膜厚が0.1〜3.0μmになるように有機高分子膜を形成して、更に高度な耐食性や耐指紋性、潤滑性を付与することができる。このような有機高分子膜は既に公知のアクリル、ウレタン、エポキシ等樹脂エマルションや、これにシリカ、防錆剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、顔料等が添加されたものを使用できる。   On the film formed by the above surface treatment method, an organic polymer film is formed so that the film thickness after drying becomes 0.1 to 3.0 μm, and further higher corrosion resistance, fingerprint resistance, and lubricity. Can be granted. As such an organic polymer film, a known resin emulsion such as acrylic, urethane, epoxy, and the like, to which silica, a rust preventive agent, a lubricant, an ultraviolet absorber, a pigment and the like are added can be used.

本発明の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を用いて表面処理を行うことによって、亜鉛めっき鋼板表面に、耐食性、耐熱性、溶接性、連続加工性、アース性、耐指紋性を有し、特に、形成された皮膜の耐食性および外観が良好であると共に、耐結露性や塗装性(塗膜密着性)においてもバランス良く優れた特性を示すことができる表面処理皮膜を形成することができる。   By performing the surface treatment using the surface treating agent for galvanized steel sheet of the present invention, the surface of the galvanized steel sheet has corrosion resistance, heat resistance, weldability, continuous workability, grounding property, fingerprint resistance, It is possible to form a surface-treated film that has excellent corrosion resistance and appearance of the formed film, and can exhibit excellent properties in a well-balanced manner in condensation resistance and paintability (coating film adhesion).

スプレーやシャワーリンガー法における塗布量は、通常1〜3g/m程度である。また、操業性の観点(均一に塗布させる)から、表面処理剤の固形分濃度を10〜20質量%に調整した処理液を使用することが多い。上記表面処理剤は固形分濃度10〜20質量%に調整可能であり、これらの方法で塗布した場合、100〜600mg/m2の皮膜を得ることが可能であり、乾燥も水分を揮発させる程度で十分である。つまり、この少ない皮膜量で目的の性能が得られることにより、本発明の表面処理亜鉛系めっき鋼板をこれらの方法で製造することを可能としたのである。これにより、新たな生産設備を必要とせず、実生産ライン(CGL、EGL)の生産性を低下させることなく、所望の鋼板を製造することを可能にしたのである。The coating amount in the spray or shower ringer method is usually about 1 to 3 g / m 2 . Further, from the viewpoint of operability (coating uniformly), a treatment liquid in which the solid content concentration of the surface treatment agent is adjusted to 10 to 20% by mass is often used. The surface treatment agent can be adjusted to a solid content concentration of 10 to 20% by mass, and when applied by these methods, a film of 100 to 600 mg / m 2 can be obtained, and drying also volatilizes water. Is enough. That is, since the desired performance can be obtained with this small amount of film, the surface-treated galvanized steel sheet of the present invention can be produced by these methods. This makes it possible to manufacture a desired steel sheet without requiring new production equipment and without reducing the productivity of actual production lines (CGL, EGL).

以上のように、本発明によって、耐食性、耐熱性、溶接性、連続加工性、アース性、耐指紋性を有し、特に、形成された皮膜が、耐食性および外観が良好であると共に、耐結露性や塗装性(塗膜密着性)においてもバランス良く優れた特性を示すことができる表面処理亜鉛系めっき鋼板が実現できる。
こうした鋼板は、建築、電気、自動車等の各種分野で使用される素材として効を奏する。更に、亜鉛めっき製造ライン(CGL)において、従来の一時防錆クロメート処理と同様な処理設備で生産できるため、実生産性が高く、更に有効である。
As described above, according to the present invention, it has corrosion resistance, heat resistance, weldability, continuous workability, grounding properties, and fingerprint resistance, and in particular, the formed film has good corrosion resistance and appearance, and is resistant to condensation. A surface-treated zinc-based plated steel sheet that can exhibit excellent properties in a well-balanced formability and paintability (coating film adhesion) can be realized.
Such a steel plate is effective as a material used in various fields such as architecture, electricity, and automobiles. Furthermore, in the galvanizing production line (CGL), since it can be produced with the same processing equipment as the conventional temporary antirust chromate treatment, the actual productivity is high and more effective.

以下、実施例によって本発明の作用効果を具体的に示すが、下記実施例は本発明を限定するものではなく、条件の変化に伴って設計を変更することは本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described by way of examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and it is included in the technical scope of the present invention to change the design according to changes in conditions. It is what

(1)供試材(素材)
以下の市販材料を供試材として使用した。
(i)電気亜鉛めっき鋼板(EG):板厚0.8mm、目付量=20/20(g/m2
(ii)溶融亜鉛めっき鋼板(GI):板厚0.8mm、目付量=60/60(g/m2
(iii)合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA):板厚0.8mm、目付け量=40/40(g/m2
尚、目付量はそれぞれの鋼板の主面上への目付量を示している。例えば、電気亜鉛めっき鋼板の場合は、20/20(g/m)であり、鋼板の両面のそれぞれに20g/mのめっきを有することを意味する。
(1) Test material (material)
The following commercially available materials were used as test materials.
(I) Electrogalvanized steel sheet (EG): thickness 0.8 mm, basis weight = 20/20 (g / m 2 )
(Ii) Hot-dip galvanized steel sheet (GI): thickness 0.8 mm, basis weight = 60/60 (g / m 2 )
(Iii) Alloyed hot-dip galvanized steel sheet (GA): thickness 0.8 mm, basis weight = 40/40 (g / m 2 )
The basis weight indicates the basis weight on the main surface of each steel plate. For example, in the case of an electrogalvanized steel sheet, it is 20/20 (g / m 2 ), which means that each surface of the steel sheet has a plating of 20 g / m 2 .

(2)前処理(洗浄)
試験板の作製方法としては、まず上記の供試材の表面を、日本パーカライジング製パルクリーンN364Sを用いて処理し、表面上の油分や汚れを取り除いた。次に、水道水で水洗して亜鉛めっき鋼板表面が水で100%濡れることを確認したあと、更に純水を流しかけ、100℃雰囲気のオーブンで水分を除去したものを試験板として使用した。
(2) Pretreatment (cleaning)
As a method for preparing the test plate, first, the surface of the above-mentioned test material was treated with Palclean N364S manufactured by Nihon Parkerizing to remove oil and dirt on the surface. Next, after rinsing with tap water and confirming that the surface of the galvanized steel sheet was 100% wet with water, pure water was further poured, and water removed from the oven in a 100 ° C. atmosphere was used as a test plate.

(3)亜鉛めっき鋼板用処理剤の調製
各成分を表1(実施例1〜49および比較例50〜65)に示す配合量にて水中で混合し、処理液を得た。
なお、表1中の成分(A)〜(F)の配合量は、亜鉛めっき鋼板用表面処理液1kg中に配合される量(g)を表す。また、各処理剤に含まれる成分(A)〜(F)以外の成分は、主に水である。
なお、表1中の成分(A)の配合量は、炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)中のZr(Zr質量)をZrOに換算したときの質量(g)を表す。表1中の成分(B)の配合量は、化合物(B)中のSi(Si質量)をSiOに換算したときの質量(g)を表す。表1中の成分(D)の配合量は、金属化合物(D)中の金属元素の質量(g)を表す。表1中の金属アルコキシド(E)の配合量は、金属アルコキシド(E)中に含まれる金属元素の質量(g)を表す。
また、表1中の質量比A/Bは、炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)中のZrをZrOに換算したときの質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比を表す。質量比C/Bは、有機ホスホン酸(C)の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比を表す。質量比D/Bは、金属化合物(D)中の金属元素の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比を表す。質量比E/Bは、金属アルコキシド(E)中に含まれる金属元素の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比を表す。質量比F/Bは、化合物(F)の質量と、化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比を表す。

Figure 0005555179
(3) Preparation of treatment agent for galvanized steel sheet Each component was mixed in water at the blending amounts shown in Table 1 (Examples 1 to 49 and Comparative Examples 50 to 65) to obtain a treatment liquid.
In addition, the compounding quantity of component (A)-(F) in Table 1 represents the quantity (g) mix | blended in 1 kg of surface treatment liquid for galvanized steel sheets. Moreover, components other than component (A)-(F) contained in each processing agent are mainly water.
The amount of the ingredients in Table 1 (A) represents the mass (g) when the Zr in zirconium ammonium carbonate (A) and (Zr mass) was converted into ZrO 2. The compounding quantity of the component (B) in Table 1 represents mass (g) when Si (Si mass) in the compound (B) is converted to SiO 2 . The amount of component (D) in Table 1 represents the mass (g) of the metal element in the metal compound (D). The compounding quantity of the metal alkoxide (E) in Table 1 represents the mass (g) of the metal element contained in the metal alkoxide (E).
The mass ratio A / B in Table 1, and the mass when converted mass when converted to Zr in zirconium ammonium carbonate (A) to ZrO 2, the Si in the compound (B) to SiO 2 Represents the mass ratio. The mass ratio C / B represents a mass ratio between the mass of the organic phosphonic acid (C) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 . The mass ratio D / B represents a mass ratio between the mass of the metal element in the metal compound (D) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 . The mass ratio E / B represents a mass ratio between the mass of the metal element contained in the metal alkoxide (E) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 . The mass ratio F / B represents a mass ratio between the mass of the compound (F) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 .
Figure 0005555179

Figure 0005555179
Figure 0005555179

Figure 0005555179
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以下に、表1で使用された化合物について説明する。   The compounds used in Table 1 will be described below.

<炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)>
A1:炭酸ジルコニウムアンモニウム
<Ammonium zirconium carbonate (A)>
A1: Ammonium zirconium carbonate

<化合物(B)>
B1:ヘキサメチレンジアミン1モルとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2モルとを、エタノール中で反応させ、生成物を得た。その後、脱イオン水を添加し、固形分濃度5質量%になるように希釈した。
なお、得られた生成物の1分子中における官能基(a)数は2個で、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)は約294であった。
<Compound (B)>
B1: 1 mol of hexamethylenediamine and 2 mol of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in ethanol to obtain a product. Then, deionized water was added and diluted to a solid content concentration of 5% by mass.
The number of functional groups (a) in one molecule of the obtained product was 2, and the molecular weight per one functional group (a) (average molecular weight / functional group number) was about 294.

B2:#828タイプのビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製)1モルと、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン2モルとをN−メチル−2−ピロリドン中で反応させ、生成物を得た。その後、脱イオン水を添加し、固形分濃度5質量%になるように希釈した。
なお、得られた生成物の1分子中における官能基(a)数は2個で、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)は約411であった。
B2: 1 mol of # 828 type bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin) and 2 mol of γ-aminopropyltriethoxysilane were reacted in N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a product. . Then, deionized water was added and diluted to a solid content concentration of 5% by mass.
In addition, the number of functional groups (a) in one molecule of the obtained product was two, and the molecular weight (average molecular weight / functional group number) per functional group (a) was about 411.

B3:アクリル酸1モル、ブチルアクリレート5モル、メチルメタクリレート5モルおよびγ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン3モルを、脱イオン水中で乳化重合することにより、生成物を得た。その後、脱イオン水を添加し、固形分濃度5質量%になるように希釈した。
なお、得られた生成物の1分子中における官能基(a)数は3個で、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)は約694であった。
B3: A product was obtained by emulsion polymerization of 1 mol of acrylic acid, 5 mol of butyl acrylate, 5 mol of methyl methacrylate and 3 mol of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane in deionized water. Then, deionized water was added and diluted to a solid content concentration of 5% by mass.
In addition, the number of functional groups (a) in one molecule of the obtained product was 3, and the molecular weight (average molecular weight / functional group number) per functional group (a) was about 694.

B4:アミノプロピルトリエトキシシラン1モルとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2モルとを、エタノール中で反応させ、生成物を得た。その後、脱イオン水を添加し、固形分濃度5質量%になるように脱イオン水で希釈した。
なお、得られた生成物の1分子中における官能基(a)数は2個で、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)は約894であった。
B4: 1 mol of aminopropyltriethoxysilane and 2 mol of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in ethanol to obtain a product. Then, deionized water was added and diluted with deionized water to a solid content concentration of 5% by mass.
The number of functional groups (a) in one molecule of the obtained product was 2, and the molecular weight per one functional group (a) (average molecular weight / number of functional groups) was about 894.

B5:ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン100質量部に対して、3級および4級アミノ基を持つ水系ウレタン樹脂(登録商標:アデカボンタイターHUX−760、旭電化工業(株)製)200質量部を配合し、さらに、固形分濃度5質量%になるように脱イオン水で希釈した。
なお、得られた化合物の1分子中における官能基(a)数は2個で、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)は約171で、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン(A)とウレタン樹脂(B)の固形分重量比(A)/(B)は1/2であった。
B5: Aqueous urethane resin having a tertiary and quaternary amino group (registered trademark: Adekabon titer HUX-760, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 200 mass with respect to 100 mass parts of bis (trimethoxysilylpropyl) amine The resulting mixture was further diluted with deionized water to a solid content concentration of 5% by mass.
The number of functional groups (a) in one molecule of the obtained compound is 2, the molecular weight per functional group (a) (average molecular weight / number of functional groups) is about 171 and bis (trimethoxysilylpropyl). ) The solid content weight ratio (A) / (B) of the amine (A) and the urethane resin (B) was 1/2.

B6:アクリル酸50モル、ブチルアクリレート100モル、メチルメタクリレート100モル、2−ヒドロキシエチルメタクリレート100モル、およびγ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン1モルを脱イオン水中で乳化重合することにより、生成物を得た。その後、脱イオン水を添加し、固形分濃度5質量%になるように希釈した。
なお、得られた生成物の1分子中における官能基(a)数は1個で、官能基(a)1個あたりの分子量は約40000であり、化合物(B)成分の官能基当量の範囲外であった。
B6: emulsion polymerization of 50 moles of acrylic acid, 100 moles of butyl acrylate, 100 moles of methyl methacrylate, 100 moles of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 1 mole of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane in deionized water. Obtained. Then, deionized water was added and diluted to a solid content concentration of 5% by mass.
In addition, the number of functional groups (a) in one molecule of the obtained product is one, the molecular weight per functional group (a) is about 40,000, and the range of the functional group equivalent of the component (B) component It was outside.

B7:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランに対して、濃度5質量%になるように脱イオン水で希釈した。
なお、化合物の1分子中における官能基(a)数は1個であり、本発明の範囲外であった。
B7: Diluted with deionized water to a concentration of 5% by mass with respect to γ-mercaptopropyltrimethoxysilane.
The number of functional groups (a) in one molecule of the compound was 1, which was outside the scope of the present invention.

<有機ホスホン酸(C)>
C1:1-ヒドロキシエチリデン-1、1-ジホスホン酸
<Organic phosphonic acid (C)>
C1: 1-hydroxyethylidene-1, 1-diphosphonic acid

<金属化合物(D)>
D1:メタバナジン酸アンモニウム
D2:硝酸マグネシウム
D3:硝酸アルミニウム
D4:酸化亜鉛
<Metal compound (D)>
D1: ammonium metavanadate D2: magnesium nitrate D3: aluminum nitrate D4: zinc oxide

<金属アルコキシド(E)>
E1:チタンイソプロポキシド
E2:テトラエトキシシラン
<Metal alkoxide (E)>
E1: Titanium isopropoxide E2: Tetraethoxysilane

<化合物(F)>
F1:アクリル樹脂(昭和高分子(株)製、ポリゾールAM−2386)
<Compound (F)>
F1: Acrylic resin (Showa Polymer Co., Ltd., Polyzol AM-2386)

(4)処理方法
バーコート塗装方法またはスプレー&リンガー塗装方法にて上記の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を各試験板上に塗装し、その後、水洗することなく、そのままオーブンに入れて、第2表に示される乾燥温度で乾燥させ、第2表に示される皮膜量の皮膜を形成させた。なお、皮膜量は、鋼板の片面当たりの皮膜量を指す。
乾燥温度は、オーブン中の雰囲気温度とオーブンに入れている時間とで調節した。なお、乾燥温度は試験板表面の到達温度を示す。バーコートおよびスプレー&リンガー塗装の具体的な方法は以下のとおりである。
(4) Treatment method The above-mentioned surface treatment agent for galvanized steel sheet is coated on each test plate by the bar coat coating method or the spray & ringer coating method, and then placed in an oven without being washed with water. The film was dried at the drying temperature shown in the table to form a film having the film amount shown in Table 2. The coating amount refers to the coating amount per one side of the steel plate.
The drying temperature was adjusted by the atmospheric temperature in the oven and the time in the oven. The drying temperature indicates the temperature reached on the test plate surface. Specific methods of bar coating and spray & ringer painting are as follows.

バーコート塗装:処理剤を試験板に滴下して、#3〜5バーコーターで塗装した。使用したバーコーターの番手と処理液の濃度とにより、所定の皮膜量となるように調整した。
スプレー&リンガー塗装:処理剤を試験板の表面に流し掛け、表面全体を濡らし、次いで、2本のフラットなゴムロール組み合わせたロールで余分な液を切り、塗布量を調整した。ロールによる水切り量と処理液の濃度とにより、所定の皮膜量となるように調整した。
Bar coat coating: The treatment agent was dropped onto the test plate and painted with a # 3-5 bar coater. It adjusted so that it might become a predetermined | prescribed film quantity with the count of the bar coater used and the density | concentration of a process liquid.
Spray & Ringer coating: The treatment agent was poured on the surface of the test plate to wet the entire surface, and then the excess liquid was cut off with a roll composed of two flat rubber rolls to adjust the coating amount. It adjusted so that it might become the predetermined | prescribed film quantity with the amount of draining with a roll, and the density | concentration of a process liquid.

Figure 0005555179
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(5)評価試験の方法
(5−1)耐食性(およびアルカリ脱脂後耐食性)
得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板を70×150mmサイズに切り出し、裏側と端部をセロハンテープでシールした試験片について、JIS Z2371に規定された塩水噴霧試験を実施し、白錆が5%(面積率)発生するまでの時間を評価した。
また、アルカリ脱脂剤(日本パーカライジング(株)製、パルクリーンN364S)20g/L、60℃、2分スプレー後、水洗した表面処理亜鉛系めっき鋼板についても同様に評価し、アルカリ脱脂後の耐食性とした。このときの評価基準を以下に示す。
◎:白錆5%発生まで120時間以上
○:白錆5%発生まで48時間以上、120時間未満
△:白錆5%発生まで24時間以上、48時間未満
×:白錆5%発生まで24時間未満
一方、GAに関する評価基準は、以下に示す。
◎:白錆5%発生まで48時間以上
○:白錆5%発生まで24時間以上、48時間未満
△:白錆5%発生まで12時間以上、24時間未満
×:白錆5%発生まで12時間未満
(5) Evaluation test method (5-1) Corrosion resistance (and corrosion resistance after alkaline degreasing)
The obtained surface-treated zinc-based plated steel sheet was cut into a size of 70 × 150 mm, and a test piece with the back side and end sealed with cellophane tape was subjected to a salt spray test specified in JIS Z2371, and white rust was 5% ( Area ratio) Time until occurrence was evaluated.
In addition, an alkaline degreasing agent (Nippon Parkerizing Co., Ltd., Pulclean N364S) 20 g / L, 60 ° C., sprayed for 2 minutes, and then washed with water, and was similarly evaluated. did. The evaluation criteria at this time are shown below.
A: 120 hours or more until 5% of white rust occurs: 48 hours or more, less than 120 hours until 5% of white rust occurs: 24 hours or more, less than 48 hours until 5% of white rust occurs: 24 Less than time On the other hand, the evaluation criteria regarding GA are shown below.
◎: 48% or more until white rust 5% occurrence ○: 24 hours or more until white rust occurrence 5%, less than 48 hours Δ: 12% or more until white rust occurrence 5%, less than 24 hours ×: 12% until white rust occurrence 5% Less than an hour

(5−2)外観
得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板の表面外観を評価した。この時の評価基準を以下に示す。
◎:白化、干渉色なし
○:極薄く白化、干渉色あり
△:白化、干渉色あり
×:著しく白化、干渉色あり
(5-2) Appearance The surface appearance of the obtained surface-treated galvanized steel sheet was evaluated. The evaluation criteria at this time are shown below.
◎: Whitening, no interference color ○: Ultra thin whitening, interference color △: Whitening, interference color ×: Remarkably whitening, interference color

(5−3)耐結露性
得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板を−5℃の冷凍庫に1時間放置し、次いで高温恒湿槽(50℃、湿度95%)に2時間放置した。高温恒湿層に表面処理亜鉛系めっき鋼板を入れる時、表面処理亜鉛系めっき鋼板の表面に水滴(結露)が発生したことを確認した(確認できなかった場合は再度冷凍庫に1時間入れた)。高温恒湿槽より取り出して、表面処理亜鉛系めっき鋼板の表面が乾いていることを確認した(乾いていない時は、そのまま放置して、表面が乾くまで放置した)。
表面処理亜鉛系めっき鋼板表面の水滴(結露)痕を目視にて評価した。この時の評価基準を以下に示す。
◎:滴下痕が見えない
○:滴下痕が極わずかに見える
△:見える
×:著しく見える
(5-3) Condensation resistance The obtained surface-treated zinc-based plated steel sheet was left in a freezer at -5 ° C for 1 hour, and then left in a high-temperature and humidity chamber (50 ° C, humidity 95%) for 2 hours. It was confirmed that water droplets (condensation) were generated on the surface of the surface-treated zinc-based plated steel sheet when the surface-treated zinc-based plated steel sheet was placed in the high temperature and humidity layer (if it could not be confirmed, it was placed in the freezer again for 1 hour) . It was taken out from the high temperature and humidity chamber, and it was confirmed that the surface of the surface-treated galvanized steel sheet was dry (when it was not dry, it was left as it was and left until the surface was dry).
The water-drop (condensation) trace on the surface-treated galvanized steel sheet surface was visually evaluated. The evaluation criteria at this time are shown below.
◎: Drop marks are not visible ○: Drop marks are very slight Δ: Visible ×: Remarkably visible

(5−4)塗装性
表面処理亜鉛系めっき鋼板に、メラミン系塗料[「アミラック#1000」関西ペイント社製]を塗布後、160℃で焼き付けた後の塗膜厚さが20μmとなるようにした。塗装後に沸騰水中に1時間浸漬した後、塗膜に1mm角の碁盤目を100マス入れ、エリクセン押し出し機により5mm押し出した後、テープ剥離をして、マスの残存率を評価した。このときの評価基準を以下に示す。
◎:残存率91〜100%
○:残存率71〜90%
△:残存率51〜70%
×:残存率0〜50%
(5-4) Paintability After applying a melamine paint [“Amirac # 1000” manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.] to the surface-treated zinc-based plated steel sheet, the coating thickness after baking at 160 ° C. is 20 μm. did. After coating, the film was immersed in boiling water for 1 hour, and then 100 squares of 1 mm square grids were put into the coating film, extruded 5 mm with an Erichsen extruder, and then the tape was peeled off to evaluate the residual rate of mass. The evaluation criteria at this time are shown below.
A: Remaining rate 91-100%
○: Remaining rate 71-90%
Δ: Remaining rate 51-70%
X: Residual rate 0 to 50%

(5−5)アース性
層間抵抗測定機により、得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板の層間抵抗を測定した。以下の基準で評価した。
◎:1Ω未満
○:1Ω以上、2Ω未満
△:2Ω以上、3Ω未満
×:3Ω以上
(5-5) Earth property The interlayer resistance of the obtained surface-treated galvanized steel sheet was measured with an interlayer resistance measuring machine. Evaluation was made according to the following criteria.
◎: Less than 1Ω ○: 1Ω or more, less than 2Ω Δ: 2Ω or more, less than 3Ω ×: 3Ω or more

(5−6)耐黒変性
得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板の試験対象面同士を合わせ、片面をビニールコートしたクラフト紙で包み、これを50℃湿度98%の恒温恒湿器に入れた。この時、表面処理亜鉛系めっき鋼板の固定および密着のため、梱包した試験片の上に1kgの錘をおいた。10日間この状態を保ち、取り出して表面処理亜鉛系めっき鋼板の外観を以下の基準に準じて目視にて評価した。
◎:外観変化なし
○:極僅かに変色が見られる
△:全体に薄い黒変、あるいは局部的な黒変が見られる
×:明らかに黒変が見られる
(5-6) Blackening resistance The test target surfaces of the obtained surface-treated zinc-based plated steel sheets were put together, wrapped on one side with vinyl-coated kraft paper, and placed in a constant temperature and humidity chamber with 50 ° C. and 98% humidity. . At this time, a 1 kg weight was placed on the packed specimen for fixing and adhesion of the surface-treated galvanized steel sheet. This state was maintained for 10 days, taken out, and the appearance of the surface-treated galvanized steel sheet was visually evaluated according to the following criteria.
◎: No change in appearance ○: Slight discoloration is observed △: Light black discoloration or local black discoloration is observed as a whole ×: Black discoloration is clearly observed

実施例1〜49、および比較例50〜65に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を用いて得られた表面処理亜鉛めっき鋼板に関して、上記の(5−1)〜(5−6)の評価を行った結果を、表3に示す。
なお、実用上の観点から、上記評価項目において「×」がないことが必要とされる。
また、比較例64においては、処理液が不安定で皮膜を形成することができず、各種測定を行うことができなかった。
Evaluation of said (5-1)-(5-6) regarding the surface treatment galvanized steel sheet obtained using the surface treating agent for galvanized steel sheets of Examples 1-49 and Comparative Examples 50-65 Table 3 shows the results of the above.
From a practical viewpoint, it is necessary that there is no “x” in the evaluation items.
In Comparative Example 64, the treatment liquid was unstable and a film could not be formed, and various measurements could not be performed.

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表3に示すように、本発明で規定する各種成分を所定の割合で使用した処理剤で処理された表面処理亜鉛系めっき鋼板は、耐食性およびアルカリ脱脂後の耐食性が良好であると共に外観、耐結露性、塗装性(塗膜密着性)やアース性等においてバランス良く優れた特性を示していることが分かった。また、スプレー&リンガー法においても、優れた表面処理亜鉛系めっき鋼板を作製できることが分かった。
特に、成分(A)〜(F)を所定量含む処理剤では、上記すべての項目において優れた性能を示すことが分かった。また、実施例3と実施例31との比較から分かるように、成分(B)の中でもシランカップリング剤同士を反応させて得られた成分Bがより優れた性能を示す。また、実施例37と実施例49との比較から、金属アルコキシドとしてアルコキシシランを使用した場合に、得られる皮膜特性(耐食性)がより優れることが分かった。
As shown in Table 3, the surface-treated galvanized steel sheet treated with a treating agent using various components specified in the present invention at a predetermined ratio has good corrosion resistance and corrosion resistance after alkali degreasing, and appearance, It was found that excellent characteristics were exhibited in a well-balanced manner in terms of dew condensation, paintability (coating adhesion), and grounding properties. It was also found that an excellent surface-treated galvanized steel sheet can be produced by the spray and ringer method.
In particular, it was found that the treatment agent containing a predetermined amount of the components (A) to (F) exhibits excellent performance in all the above items. Moreover, as can be seen from the comparison between Example 3 and Example 31, Component B obtained by reacting silane coupling agents among components (B) exhibits better performance. Moreover, it was found from the comparison between Example 37 and Example 49 that when the alkoxysilane was used as the metal alkoxide, the obtained film properties (corrosion resistance) were more excellent.

比較例においては、諸特性を総合的に満足する表面処理亜鉛系めっき鋼板は得られなかった。例えば、成分Bが含まれていない比較例50〜56においては、耐食性およびアース性に劣っていた。また、成分Aが含まれていない比較例59でも同様に、耐食性およびアース性に劣っていた。一方、成分A〜Dを含み、成分Aと成分Bとを併用する本発明においては、耐食性およびアース性にも優れた皮膜が得られることが分かった。   In the comparative example, a surface-treated galvanized steel sheet that comprehensively satisfies various characteristics could not be obtained. For example, in Comparative Examples 50 to 56 in which Component B was not included, the corrosion resistance and the grounding property were inferior. Similarly, Comparative Example 59 containing no component A was also inferior in corrosion resistance and grounding property. On the other hand, it was found that in the present invention including components A to D and using both component A and component B, a film excellent in corrosion resistance and grounding properties can be obtained.

Claims (9)

炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)と、
1分子中に−SiR(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、または水酸基を表す)で示される官能基(a)を2個以上有し、官能基(a)1個あたりの分子量(平均分子量/官能基数)が100〜5000の範囲にある化合物(B)と、
一般式(1)で表わされる有機ホスホン酸(C)と、
Zr、Ti、Co、Fe、V、Ce、Mo、Mn、Mg、Al、Ni、Ca、W、Nb、Cr、およびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種以上の金属元素を含む金属化合物(D)と、
水とを含み、pHが6〜11である、亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
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Ammonium zirconium carbonate (A);
In one molecule, -SiR 1 R 2 R 3 (wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, or a hydroxyl group) A compound (B) having two or more functional groups (a) and a molecular weight (average molecular weight / number of functional groups) per functional group (a) in the range of 100 to 5,000,
An organic phosphonic acid (C) represented by the general formula (1);
A metal compound containing at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Ti, Co, Fe, V, Ce, Mo, Mn, Mg, Al, Ni, Ca, W, Nb, Cr, and Zn ( D) and
A surface treatment agent for galvanized steel sheet, comprising water and having a pH of 6 to 11.
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前記炭酸ジルコニウムアンモニウム(A)中のZrをZrOに換算したときの質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(A/B)が0.01〜6.0であり、
前記有機ホスホン酸(C)の質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(C/B)が0.01〜5.0であり、
前記金属化合物(D)中の金属元素の質量と、前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量との質量比(D/B)が0.01〜4.0である、請求項1に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。
The mass ratio (A / B) of the mass when Zr in the zirconium ammonium carbonate (A) is converted to ZrO 2 and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0. 01-6.0,
The mass ratio (C / B) between the mass of the organic phosphonic acid (C) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 5.0,
The mass ratio (D / B) between the mass of the metal element in the metal compound (D) and the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 is 0.01 to 4.0. The surface treating agent for galvanized steel sheets according to claim 1.
前記化合物(B)が、反応性官能基(b1)を有するシランカップリング剤と、前記反応性官能基(b1)と反応可能な官能基(b2)を有する化合物とを反応させて得られる化合物であり、前記反応性官能基(b1)および前記官能基(b2)のいずれか一方が、アミノ基またはエポキシ基である、請求項1または2に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。   Compound obtained by reacting the compound (B) with a silane coupling agent having a reactive functional group (b1) and a compound having a functional group (b2) capable of reacting with the reactive functional group (b1) The surface treatment agent for galvanized steel sheet according to claim 1 or 2, wherein either one of the reactive functional group (b1) and the functional group (b2) is an amino group or an epoxy group. さらに、B、Nb、Si、Ta、Ti、V、W、およびZrからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む金属アルコキシド(E)を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。   Furthermore, it has a metal alkoxide (E) containing the at least 1 sort (s) of metal element chosen from the group which consists of B, Nb, Si, Ta, Ti, V, W, and Zr. Surface treatment agent for galvanized steel sheets. 前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量と、前記金属アルコキシド(E)中に含まれる金属元素の質量との質量比(E/B)が0.01〜2.0である、請求項4に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。The mass ratio (E / B) of the mass when Si in the compound (B) is converted to SiO 2 and the mass of the metal element contained in the metal alkoxide (E) is 0.01 to 2.0. The surface treating agent for galvanized steel sheets according to claim 4, wherein さらに、水溶性高分子および水系エマルション樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(F)を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。   Furthermore, the surface treating agent for galvanized steel sheets in any one of Claims 1-5 containing the at least 1 sort (s) of compound (F) chosen from the group which consists of water-soluble polymer and water-system emulsion resin. 前記化合物(B)中のSiをSiOに換算したときの質量と、前記化合物(F)の質量との質量比(F/B)が0.01〜30である、請求項6に記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤。And the mass when converted to Si in the compound (B) to SiO 2, a mass ratio (F / B) is 0.01 to 30 and the mass of said compound (F), according to claim 6 Surface treatment agent for galvanized steel sheet. 請求項1〜7のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼板用表面処理剤を亜鉛めっき鋼板表面上に塗布し、加熱乾燥し、皮膜量が25〜1000mg/mの皮膜を前記亜鉛めっき鋼板表面上に形成する、亜鉛めっき鋼板の表面処理方法。The surface treatment agent for galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 7 is applied on the surface of the galvanized steel sheet, dried by heating, and a film having a film amount of 25 to 1000 mg / m 2 is formed on the surface of the galvanized steel sheet. A surface treatment method for a galvanized steel sheet. 請求項8に記載の亜鉛めっき鋼板の表面処理方法により得られる、皮膜を有する亜鉛めっき鋼板。   A galvanized steel sheet having a coating obtained by the surface treatment method for a galvanized steel sheet according to claim 8.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5528925B2 (en) * 2010-07-09 2014-06-25 日本パーカライジング株式会社 Metal surface treatment agent, surface treatment metal material, and metal surface treatment method
JP5683152B2 (en) * 2010-07-09 2015-03-11 日本パーカライジング株式会社 Metal surface treatment agent, surface treatment metal material, and metal surface treatment method
JP5478588B2 (en) * 2011-11-18 2014-04-23 株式会社神戸製鋼所 Surface-treated metal plate with excellent corrosion resistance and conductivity
JP5900953B2 (en) * 2012-02-23 2016-04-06 関西ペイント株式会社 Aqueous binder composition for metal surface treatment agent
JP5900952B2 (en) * 2012-02-23 2016-04-06 関西ペイント株式会社 Aqueous binder composition for metal surface treatment agent
CN102785160B (en) * 2012-08-23 2014-12-17 浙江荣成辊轴有限公司 Embossing roller for release paper and preparation method thereof
CN102799065B (en) * 2012-08-23 2013-09-11 浙江荣成辊轴有限公司 Pattern roller for release paper and preparation method thereof
JP6151907B2 (en) * 2012-10-12 2017-06-21 日本パーカライジング株式会社 Water-based metal surface treatment agent, metal surface treatment film, and metal material with metal surface treatment film
ES2755359T3 (en) * 2013-11-14 2020-04-22 Nippon Steel Nisshin Co Ltd Chemical conversion treatment solution and chemically converted steel sheet
CN103866307A (en) * 2014-03-13 2014-06-18 沈阳市环东电镀厂 Environment-friendly single-dose and double-color galvanized trivalent chromium passivation agent and preparation and application methods thereof
JP6056792B2 (en) * 2014-03-13 2017-01-11 Jfeスチール株式会社 Surface treatment liquid for galvanized steel sheet, surface-treated galvanized steel sheet and method for producing the same
CN104099018A (en) * 2014-06-19 2014-10-15 锐展(铜陵)科技有限公司 Double-component aluminium alloy surface treating agent
CN104231913A (en) * 2014-09-16 2014-12-24 天津千鑫有色金属制品有限公司 Environment-friendly type aluminum alloy die-cast surface treating agent and preparation method
CN107002246B (en) * 2014-12-10 2019-05-14 新日铁住金株式会社 Surface treating agent for galvanized steel sheet
JP6658878B2 (en) * 2016-05-24 2020-03-04 日本製鉄株式会社 Steel plate for containers
CN107488847B (en) * 2016-06-12 2019-10-25 宝山钢铁股份有限公司 A kind of surface treating agent, Steel for enamel and part coated with the surface treating agent
CN105949837A (en) * 2016-07-19 2016-09-21 董芬芳 Phosphorus and zinc antirust coating for metal
WO2019006612A1 (en) * 2017-07-03 2019-01-10 深圳市宏昌发科技有限公司 Passivator, passivation process for metal-plated part and metal workpiece
JP6375043B1 (en) * 2017-10-31 2018-08-15 日本パーカライジング株式会社 Pretreatment agent, pretreatment method, metal material having chemical conversion film and method for producing the same, and painted metal material and method for producing the same
JP2019173045A (en) * 2018-03-26 2019-10-10 日鉄日新製鋼株式会社 Inorganic conversion treatment solution and inorganic conversion treated steel sheet
CN108663833A (en) * 2018-05-14 2018-10-16 合肥奇呗数字科技有限公司 A kind of self-cleaning outdoor liquid crystal display
JP7090507B2 (en) * 2018-08-17 2022-06-24 日本製鉄株式会社 Painted steel material with chemical conversion coating, and its manufacturing method
CN110616422B (en) * 2019-10-08 2022-03-22 鞍钢股份有限公司 Chromium-free environment-friendly passivator for galvanized sheet and preparation and use method thereof
KR102357081B1 (en) * 2019-12-12 2022-01-28 주식회사 포스코 Electro-galvanized steel sheet having excellent heat-resistant and tape adhesive, steel sheet using the same, and manufacturing method of the same
US20210198522A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-01 Industrial Technology Research Institute Water-based coating material and method for manufacturing the same
EP4136174A4 (en) * 2020-04-15 2023-12-20 Henkel AG & Co. KGaA Anti-blackening coating composition
CN114316801B (en) * 2021-12-06 2023-01-20 首钢集团有限公司 Surface treatment liquid for coated steel plate, preparation method and use method
CN115233106B (en) * 2022-07-28 2024-04-02 武汉钢铁有限公司 Electrogalvanized fingerprint-resistant coated steel plate for preventing mold powder sticking and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006022370A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Kansai Paint Co Ltd Surface-treated steel sheet
WO2007020762A2 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface-treating agent for metal material and surface-coated metal material
WO2007069783A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Surface treatment for metal materials, surface treatment process, and surface-treated metal materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006022370A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Kansai Paint Co Ltd Surface-treated steel sheet
WO2007020762A2 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Aqueous surface-treating agent for metal material and surface-coated metal material
WO2007069783A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Surface treatment for metal materials, surface treatment process, and surface-treated metal materials

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TW201024462A (en) 2010-07-01
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