JP6441655B2 - Ground treatment liquid, method for producing organic coated galvanized steel pipe using ground treatment liquid, and organic coated galvanized steel pipe - Google Patents

Ground treatment liquid, method for producing organic coated galvanized steel pipe using ground treatment liquid, and organic coated galvanized steel pipe Download PDF

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本発明は、下地処理液、下地処理液を用いた有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法、及び、有機被覆亜鉛めっき鋼管に関する。   The present invention relates to a base treatment liquid, a method for producing an organic-coated galvanized steel pipe using the base treatment liquid, and an organic-coated galvanized steel pipe.

燃焼用又は工業用のガスを輸送する配管のうち、腐食性の低い環境で使用される配管には、亜鉛めっき鋼管が使用される。一方、地中に埋設して使用される配管には、ポリエチレン被覆鋼管が利用される。地中は、酸性〜弱アルカリ性の腐食環境である。酸性の地中に亜鉛めっき鋼管を使用した場合、亜鉛溶出反応が促進される。したがって、地中に埋設される配管に関しては、亜鉛めっき鋼管の使用は避けられる。   Of the pipes for transporting combustion or industrial gas, galvanized steel pipes are used for pipes used in a low corrosive environment. On the other hand, polyethylene-coated steel pipes are used for pipes that are buried and used in the ground. The underground is an acidic to weak alkaline corrosive environment. When a galvanized steel pipe is used in an acidic ground, the zinc elution reaction is accelerated. Therefore, the use of galvanized steel pipes can be avoided for pipes buried in the ground.

しかしながら、最近では、配管内を通るガスが微量の腐食性成分を含有する場合がある。この場合、配管の内面に腐食が発生する。したがって、地中に埋設される配管であっても、鋼管内面には亜鉛めっき層が形成される方が好ましい。そこで、鋼管内面には亜鉛めっき層を有し、かつ、鋼管外面には、防食を目的としたポリエチレン等の有機樹脂層を有する鋼管が求められている。   However, recently, the gas passing through the piping may contain a trace amount of corrosive components. In this case, corrosion occurs on the inner surface of the pipe. Therefore, it is preferable that a galvanized layer is formed on the inner surface of the steel pipe even if the pipe is buried in the ground. Therefore, a steel pipe having a galvanized layer on the inner surface of the steel pipe and an organic resin layer such as polyethylene for corrosion prevention is required on the outer surface of the steel pipe.

鋼管内面に亜鉛めっき処理を実施する場合、一般的に、溶融亜鉛湯中に鋼管を浸漬する。この場合、鋼管の内面だけでなく、鋼管外面にも亜鉛めっき層が形成される。そのため、上述の鋼管を製造する場合、外面の亜鉛めっき層上に有機樹脂層を形成するのが好ましい。   When the galvanizing treatment is performed on the inner surface of the steel pipe, the steel pipe is generally immersed in molten galvanized water. In this case, a galvanized layer is formed not only on the inner surface of the steel pipe but also on the outer surface of the steel pipe. Therefore, when manufacturing the above-mentioned steel pipe, it is preferable to form an organic resin layer on the outer surface galvanized layer.

鋼管と、防食被膜としての有機樹脂層との密着性を高めるために、通常、下地処理が実施される。有機樹脂層の下地処理として、クロメート処理が知られている。クロメート処理により形成される下地層は、優れた耐食性を有し、かつ、有機樹脂層との密着性を高めることが知られている。クロメート処理により形成される下地層はそのまま、耐食被膜として利用されることもある。   In order to improve the adhesion between the steel pipe and the organic resin layer as the anticorrosion coating, a base treatment is usually performed. Chromate treatment is known as a base treatment for the organic resin layer. It is known that the underlayer formed by the chromate treatment has excellent corrosion resistance and enhances adhesion with the organic resin layer. The underlying layer formed by the chromate treatment may be used as it is as a corrosion-resistant coating.

しかしながら、クロメート処理液には、6価クロムが含有される。6価クロムは環境負荷が高い。そのため、クロメート処理液に代わる、6価クロムを含有しない下地処理液が求められている。   However, the chromate treatment solution contains hexavalent chromium. Hexavalent chromium has a high environmental impact. Therefore, there is a demand for a base treatment solution that does not contain hexavalent chromium, replacing the chromate treatment solution.

6価クロムを含有しない下地処理液については、自動車及び家電分野では特開2002−332574号公報(特許文献1)、特開2011−032576号公報(特許文献2)、特開2010−53424号公報(特許文献3)及び特開2001−316845号公報(特許文献4)等で提案されている。さらに、ラインパイプ用鋼管分野では、特開2003−34881号公報(特許文献5)及び特開2014−31552号公報(特許文献6)で提案されている。   Regarding the ground treatment liquid not containing hexavalent chromium, in the field of automobiles and home appliances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-332574 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-032576 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-53424. (Patent Document 3) and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-316845 (Patent Document 4). Furthermore, in the field of steel pipes for line pipes, it has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-34881 (Patent Document 5) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-31552 (Patent Document 6).

特許文献1に開示された下地処理液は、炭酸ジルコニウム錯イオンと、バナジルイオン(VO2+)と、オキシカルボン酸とを含有する。上記下地処理液はさらに、固形分中濃度として、ジルコニウム:10〜30%、バナジウム:5〜20%、オキシカルボン酸:20〜50%、ジメルカプトコハク酸:0.01〜1%、リン酸アンモニウム:0.01〜1%を含有する。特許文献1に開示されためっき鋼材は、上記下地処理液により得られる耐食性被覆層を、付着量として、200〜1200mg/m2有する。好ましくは、上記耐食性被覆層は、ジルコニウム化合物をジルコニウムとして10〜30%、バナジル化合物をバナジウムとして5〜20%、ジメチルカプトこはく酸:0.01〜1%を含有する。 The surface treatment liquid disclosed in Patent Document 1 contains a zirconium carbonate complex ion, a vanadyl ion (VO 2+ ), and an oxycarboxylic acid. The above-mentioned base treatment liquid further has a solid content concentration of zirconium: 10-30%, vanadium: 5-20%, oxycarboxylic acid: 20-50%, dimercaptosuccinic acid: 0.01-1%, phosphoric acid Ammonium: 0.01 to 1% is contained. The plated steel material disclosed in Patent Document 1 has a corrosion-resistant coating layer obtained from the above-described base treatment liquid as an adhesion amount of 200 to 1200 mg / m 2 . Preferably, the corrosion-resistant coating layer contains 10 to 30% of zirconium compound as zirconium, 5 to 20% of vanadyl compound as vanadium, and dimethylcaptosuccinic acid: 0.01 to 1%.

特許文献2に開示されためっき鋼材の耐食被膜の表層は、ジルコニルカチオン成分Aと、リン酸イオン及びヒドロキシエチリデンジホスホン酸イオンから選ばれたアニオン成分Bと、Mg及びCaから選ばれたカチオン成分Cとからなり、90質量%以下の樹脂を含有しうる。上記耐食被膜は、被膜中のA、B、C各成分の総電荷量(mmol・m-2)をA、B、Cとして、(式1)及び(式2)を満たし、被膜中のイオン成分は実質的にすべて成分A、B、Cからなる。アニオン成分Bの総電荷量換算での被膜付着量は1〜10mmol・m-2の範囲内である。(式1)0.49≦A/B≦1.3、(式2)0.3≦(A+C−B)/B≦0.3。 The surface layer of the corrosion-resistant coating of the plated steel material disclosed in Patent Document 2 includes a zirconyl cation component A, an anion component B selected from phosphate ions and hydroxyethylidene diphosphonate ions, and a cation component selected from Mg and Ca It is made of C and may contain 90% by mass or less of resin. The above corrosion-resistant coating satisfies (Equation 1) and (Equation 2) with the total charge (mmol · m −2 ) of each component A, B, and C in the coating satisfying (Equation 1) and (Equation 2). The components consist essentially of components A, B and C. The coating amount in terms of the total charge amount of the anion component B is in the range of 1 to 10 mmol · m −2 . (Formula 1) 0.49 ≦ A / B ≦ 1.3, (Formula 2) 0.3 ≦ (A + C−B) /B≦0.3.

特許文献3に開示された表面処理金属板の被膜は、Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、P、Wからなる群から選択される1種以上を含有する金属酸化物系被膜及び/又は金属水酸化物系被膜である。これらの被膜は、フルオロ金属化合物を主体とする処理浴中で、陰極電解処理にて形成される。金属酸化物系被膜及び/又は水酸化物系被膜は、陰極電解処理により形成された、独立した粒状析出物又は隣同士接触した粒状析出物であって、1個あたりの長径が5〜300nmであり、かつ1×10-122に10個以上存在している。 The coating of the surface-treated metal plate disclosed in Patent Document 3 is a metal oxide coating containing at least one selected from the group consisting of Si, Ti, Zr, V, Nb, Ta, P, and W, and / or Or it is a metal hydroxide-type film. These coatings are formed by cathodic electrolysis in a treatment bath mainly composed of a fluorometal compound. The metal oxide film and / or hydroxide film is an independent granular deposit formed by cathodic electrolysis or a granular deposit in contact with each other, and the major axis per piece is 5 to 300 nm. There are 10 or more in 1 × 10 −12 m 2 .

特許文献4に開示された下地処理液は、金属表面処理剤1リットル中に、(a)シランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物を0.01〜100g/L、(b)水分散性シリカ(固形分)を0.05〜100g/L、及び、(c)ジルコニウム化合物をジルコニウムイオンとして0.01〜50g/L及び/又はチタニウム化合物をチタニウムイオンとして0.01〜50g/Lである(a)(b)(c)を必須成分として含み、さらに、(d)チオカルボニル基含有化合物を0.01〜100g/L及び/又は(e)水溶性アクリル樹脂を0.1〜100g/L含む。   The surface treatment liquid disclosed in Patent Document 4 is (a) 0.01 to 100 g / L of (a) a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof in 1 liter of a metal surface treatment agent, and (b) water dispersion. Silica (solid content) 0.05 to 100 g / L, and (c) 0.01 to 50 g / L of zirconium compound as zirconium ion and / or 0.01 to 50 g / L of titanium compound as titanium ion. (A) (b) (c) is included as an essential component, and (d) a thiocarbonyl group-containing compound is 0.01 to 100 g / L and / or (e) a water-soluble acrylic resin is 0.1 to 100 g. / L included.

特許文献5に開示された防食被膜鋼材の製造方法は、鋼材表面に、0.001〜1.0mol/lのモリブデン酸アンモニウム、0.001〜0.05mol/lのシランカップリング剤、又は0.001〜1.0mol/lのリン酸マグネシウムを含む混合水溶液を接触させる下地処理を施した後、防食被覆処理を施す。   The manufacturing method of the anticorrosion coating steel material disclosed in Patent Document 5 includes a 0.001-1.0 mol / l ammonium molybdate, a 0.001-0.05 mol / l silane coupling agent on the steel surface, or 0 After applying a base treatment in which a mixed aqueous solution containing 0.001 to 1.0 mol / l of magnesium phosphate is brought into contact, an anticorrosion coating treatment is applied.

特許文献6に開示された鋼材の下地処理液は、水系溶媒中に、ジルコニウム化合物と、バナジウム化合物と、りん酸アンモニウムと、シランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物とを溶解し、pHが8以上12以下の溶液からなる。   The steel material ground treatment solution disclosed in Patent Document 6 dissolves a zirconium compound, a vanadium compound, ammonium phosphate, a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof in an aqueous solvent, and has a pH value. Consists of 8 or more and 12 or less solutions.

特開2002−332574号公報JP 2002-332574 A 特開2011−032576号公報JP 2011-032576 A 特開2010−53424号公報JP 2010-53424 A 特開2001−316845号公報JP 2001-316845 A 特開2003−34881号公報JP 2003-34881 A 特開2014−31552号公報JP 2014-31552 A

特許文献1〜4の下地処理液はいずれも、ジルコニウムイオン等の無機金属イオンを含有する。無機金属イオンを含有する下地処理液の溶液安定性を高め、下地層の耐食性を高めるためには、無機金属イオンに対するカウンターアニオンを含有するのが好ましい。   Each of the ground treatment liquids of Patent Documents 1 to 4 contains inorganic metal ions such as zirconium ions. In order to improve the solution stability of the base treatment liquid containing inorganic metal ions and to improve the corrosion resistance of the base layer, it is preferable to contain a counter anion with respect to the inorganic metal ions.

特許文献1ではキレート剤を、特許文献2ではオキシカルボン酸又はジメルカプトコハク酸を、特許文献3ではチオカルボニル基含有化合物を、それぞれカウンターアニオンとして処理液に含有する。これらのように、有機化合物をカウンターアニオンとして含有する場合、処理液中の金属イオンとの錯形成及び被膜の安定性が高まる。しかしながら、表面処理後の塗装又は有機樹脂層を形成する場合に、カウンターアニオンとして使用した有機化合物が被膜中からガスとして発生する。この有機化合物のガスは、下地層上に形成される有機樹脂層の密着性を低下する。   Patent Document 1 contains a chelating agent, Patent Document 2 contains oxycarboxylic acid or dimercaptosuccinic acid, and Patent Document 3 contains a thiocarbonyl group-containing compound as a counter anion, respectively. As described above, when an organic compound is contained as a counter anion, complex formation with metal ions in the treatment liquid and stability of the coating are enhanced. However, when forming a coating or organic resin layer after the surface treatment, an organic compound used as a counter anion is generated as a gas from the coating. This organic compound gas reduces the adhesion of the organic resin layer formed on the underlying layer.

特許文献4の下地処理液は、フルオロ金属化合物を主体とする。この下地処理液を利用する場合、被膜中に弗化物イオンが残存する可能性がある。弗化物イオンは、液層膜を作成するときに表面のエッチングにより密着性を高める。しかしながら、弗化物イオンは腐食性が高い。そのため、被膜中に残存した弗化物イオンが鋼材を腐食したり、有機樹脂層の剥離を促進したりする場合がある。   The ground treatment liquid of Patent Document 4 is mainly composed of a fluorometal compound. When this surface treatment solution is used, fluoride ions may remain in the coating. Fluoride ions enhance adhesion by etching the surface when forming a liquid layer film. However, fluoride ions are highly corrosive. For this reason, fluoride ions remaining in the coating may corrode the steel material or promote peeling of the organic resin layer.

さらに特許文献1〜4に開示された技術は、自動車、家電、住宅用建材等を対象とする。これらの分野で使用される鋼材の有機樹脂層の厚さは300μm程度である。これに対して、地中に埋設される鋼管の外面に形成される有機樹脂層の厚さは1mmを超える。有機樹脂層が厚くなれば、剥離しやすくなる。そのため、地中に埋設される亜鉛めっき鋼管には、高い密着性が求められる。   Furthermore, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 are intended for automobiles, home appliances, residential building materials, and the like. The thickness of the organic resin layer of the steel material used in these fields is about 300 μm. On the other hand, the thickness of the organic resin layer formed on the outer surface of the steel pipe buried in the ground exceeds 1 mm. As the organic resin layer becomes thicker, it becomes easier to peel off. Therefore, high adhesion is required for the galvanized steel pipe buried in the ground.

特許文献5に開示される下地処理液で形成される下地層では、温塩水浸漬による有機樹脂層の剥離を抑制できない場合がある。さらに、鋼材の端部から錆が発生する場合がある。   In the base layer formed with the base treatment liquid disclosed in Patent Document 5, peeling of the organic resin layer due to immersion in hot salt water may not be suppressed. Furthermore, rust may occur from the end of the steel material.

特許文献6に開示される下地処理液は、鋼材の母材上に直接下地層を形成するためのものである。特許文献6に記載の下地処理液を用いて、亜鉛めっき層上に下地層を形成する場合、下地層が均一に形成されず、有機樹脂層の鋼材に対する密着性が低下する場合がある。   The ground treatment liquid disclosed in Patent Document 6 is for directly forming a ground layer on a steel base material. When forming a base layer on a galvanized layer using the base treatment liquid described in Patent Document 6, the base layer may not be formed uniformly, and the adhesion of the organic resin layer to the steel may be reduced.

本発明の目的は、亜鉛めっき層上であっても、有機樹脂層の密着性を高めることができる下地層を形成可能な下地処理液、及び、その下地処理液を用いた有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a base treatment liquid capable of forming a base layer capable of enhancing the adhesion of an organic resin layer even on a galvanized layer, and an organic-coated galvanized steel pipe using the base treatment liquid It is to provide a manufacturing method.

本発明による下地処理液は、亜鉛めっき鋼管の外面上の亜鉛めっき層と、有機樹脂層との間の下地層を形成する。下地処理液は、水系溶媒と、金属Zr換算濃度で0.05〜10.50質量%のジルコニウム化合物と、金属V換算濃度で0.004〜0.400質量%のバナジウム化合物と、リン酸イオン換算濃度で0.07〜7.50質量%のリン酸アンモニウムと、固形分換算濃度で、0.1〜10質量%のシランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物と、固形分換算濃度で0.2〜10質量%のシリカ化合物とを含有し、8〜12のpHを有する。   The base treatment liquid according to the present invention forms a base layer between the galvanized layer on the outer surface of the galvanized steel pipe and the organic resin layer. The base treatment liquid is composed of an aqueous solvent, a zirconium compound having a metal Zr equivalent concentration of 0.05 to 10.50 mass%, a vanadium compound having a metal V equivalent concentration of 0.004 to 0.400 mass%, and phosphate ions. 0.07 to 7.50 mass% ammonium phosphate in terms of converted concentration, 0.1 to 10 mass% of silane coupling agent and / or its hydrolysis condensate in terms of solid content, and solid content converted concentration And 0.2 to 10% by mass of a silica compound, and has a pH of 8 to 12.

本発明による下地処理液は、シリカ化合物を含有する。そのため、亜鉛めっき層上であっても下地処理液が均一に分散され、均一な下地層を形成することができる。   The surface treatment liquid according to the present invention contains a silica compound. Therefore, even on the galvanized layer, the base treatment liquid is uniformly dispersed, and a uniform base layer can be formed.

本発明による有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法は、外面上に形成された亜鉛めっき層の表面粗さがJIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmであり、亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率が30〜90%である亜鉛めっき鋼管を準備する工程と、亜鉛めっき層上に、上述の下地処理液を塗布して、金属Zr換算で50〜1500mg/m2未満の付着量の下地層を形成する工程と、下地層上に有機樹脂層を形成する工程とを備える。 In the method for producing an organic-coated galvanized steel pipe according to the present invention, the surface roughness of the galvanized layer formed on the outer surface is 10 to 50 μm in terms of a ten-point average roughness Rzjis in accordance with JIS B0601 (2001). A step of preparing a galvanized steel pipe having a coverage of a pure zinc layer of 30 to 90% on the surface of the layer, and applying the above-mentioned base treatment liquid on the galvanized layer, and 50 to 1500 mg / in terms of metal Zr a step of forming a base layer having an adhesion amount of less than m 2 and a step of forming an organic resin layer on the base layer.

本発明による有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法では、外面に亜鉛めっき層が残存し、かつ、亜鉛めっき等の表面に凹凸が形成された亜鉛めっき鋼管を準備し、上記亜鉛めっき層上に下地層及び有機樹脂層を形成する。この場合、有機樹脂層の亜鉛めっき鋼管に対する密着性がさらに高まる。上述のとおり、亜鉛めっき鋼管の外面には亜鉛めっき層が残存するため、特に、鋼管端部での錆の発生が抑制される。   In the method for producing an organic-coated galvanized steel pipe according to the present invention, a galvanized steel pipe having a galvanized layer remaining on the outer surface and having irregularities formed on the surface of the galvanized surface is prepared. And an organic resin layer is formed. In this case, the adhesion of the organic resin layer to the galvanized steel pipe is further enhanced. As described above, since the galvanized layer remains on the outer surface of the galvanized steel pipe, generation of rust at the end of the steel pipe is particularly suppressed.

本発明による有機被覆亜鉛めっき鋼管は、鋼管と、亜鉛めっき層と、下地層と、有機樹脂層とを備える。亜鉛めっき層は、鋼管の外面上に形成され、表面の粗さがJIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmであり、表面における純亜鉛層の被覆率が30〜90%である。下地層は、亜鉛めっき層上に形成され、金属Zr換算で50〜1500mg/m2未満の付着量である。有機樹脂層は、下地層上に形成される。 An organic coated galvanized steel pipe according to the present invention includes a steel pipe, a galvanized layer, an underlayer, and an organic resin layer. The galvanized layer is formed on the outer surface of the steel pipe, and the surface roughness is 20 to 50 μm in terms of 10-point average roughness Rzjis according to JIS B0601 (2001), and the coverage of the pure zinc layer on the surface is 30 to 30 μm. 90%. The underlayer is formed on the galvanized layer and has an adhesion amount of 50 to less than 1500 mg / m 2 in terms of metal Zr. The organic resin layer is formed on the base layer.

本発明による有機被覆亜鉛めっき鋼管は、凹凸を有する亜鉛めっき層を備える。この凹凸により、有機樹脂層の鋼管に対する密着性がさらに高まる。さらに、亜鉛めっき層により、特に、鋼管端部での錆の発生が抑制される。   The organic coated galvanized steel pipe according to the present invention includes a galvanized layer having irregularities. This unevenness further increases the adhesion of the organic resin layer to the steel pipe. Further, the galvanized layer suppresses the generation of rust particularly at the end of the steel pipe.

以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。本発明者らは調査及び検討の結果、次の知見を得た。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. As a result of investigation and examination, the present inventors have obtained the following knowledge.

(1)亜鉛めっき層上に下地層を形成する場合、鋼材表面に直接下地層を形成する場合と比較して、下地処理液が均一に分散しにくい。下地処理液に適切な濃度のシリカ化合物を含有すれば、亜鉛めっき層上に下地処理液が均一に分散しやすくなり、下地層を均一に形成しやすくなる。その結果、下地層上に有機樹脂層を形成して有機被覆亜鉛めっき鋼管を製造した場合、有機樹脂層の亜鉛めっき鋼管に対する密着性が高まる。さらに、有機被覆亜鉛めっき鋼管は亜鉛めっき層を外面に有するため、耐食性に優れる。   (1) When forming a base layer on a galvanized layer, compared with the case where a base layer is directly formed on the steel material surface, a base treatment liquid is hard to disperse | distribute uniformly. If the surface treatment liquid contains an appropriate concentration of silica compound, the surface treatment liquid can be easily dispersed uniformly on the galvanized layer, and the ground layer can be easily formed uniformly. As a result, when an organic resin galvanized steel pipe is manufactured by forming an organic resin layer on the base layer, the adhesion of the organic resin layer to the galvanized steel pipe is enhanced. Furthermore, since the organic coated galvanized steel pipe has a galvanized layer on the outer surface, it is excellent in corrosion resistance.

(2)下地層及び有機樹脂層の密着性を高めるために、亜鉛めっき鋼管の外面の亜鉛めっき層の表面粗さを、JIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmとし、かつ、亜鉛めっき層の表面の純亜鉛層の被覆率を30〜90%にする。この場合、下地層及び有機樹脂層の密着性がさらに高まる。亜鉛めっき層の表面粗さ及び純亜鉛層の被覆率を上記範囲とするために、たとえば、鋼管外面の亜鉛めっき層に対して、ブラスト処理を実施する。ブラスト処理はたとえば、ショットブラスト、グリッドブラスト、サンドブラスト等である。   (2) In order to improve the adhesion between the base layer and the organic resin layer, the surface roughness of the galvanized layer on the outer surface of the galvanized steel pipe is 20 to 50 μm in terms of 10-point average roughness Rzjis according to JIS B0601 (2001). And the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer is 30 to 90%. In this case, the adhesion between the base layer and the organic resin layer is further enhanced. In order to set the surface roughness of the galvanized layer and the coverage of the pure zinc layer within the above ranges, for example, blasting is performed on the galvanized layer on the outer surface of the steel pipe. The blasting process is, for example, shot blasting, grid blasting, sand blasting, or the like.

以上の知見に基づいて、本発明は完成した。以下、本発明による下地処理液、及び、下地処理液を用いた有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法について詳述する。   Based on the above findings, the present invention has been completed. Hereinafter, the surface treatment solution according to the present invention and a method for producing an organic-coated galvanized steel pipe using the surface treatment solution will be described in detail.

[下地処理液について]
本発明による下地処理液は、水系溶媒と、ジルコニウム化合物と、バナジウム化合物と、リン酸アンモニウムと、シランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物と、シリカ化合物とを含有する。
[About ground treatment solution]
The surface treatment liquid according to the present invention contains an aqueous solvent, a zirconium compound, a vanadium compound, ammonium phosphate, a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof, and a silica compound.

上記成分(ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、リン酸アンモニウム、シランカップリング剤、シランカップリング剤の加水分解縮合物、シリカ化合物、水系媒体)の各々は、1種又は2種以上を含有してもよい。以下、下地処理液の成分に関する「%」は、質量%を意味する。   Each of the above components (zirconium compound, vanadium compound, ammonium phosphate, silane coupling agent, hydrolysis condensate of silane coupling agent, silica compound, aqueous medium) may contain one kind or two or more kinds. . Hereinafter, “%” related to the component of the base treatment liquid means mass%.

[ジルコニウム化合物]
ジルコニウム化合物は、水溶性のジルコニウム化合物である。ジルコニウム化合物は無機化合物であってもよいし、有機化合物であってもよい。ジルコニウム化合物はたとえば、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、塩基性炭酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、ジルコンフッ化水素酸、ジルコンフッ化アンモニウム、ジルコンフッ化カリウム、ジルコンフッ化ナトリウム、ジルコニウムアセチルアセトナート、ジルコニウムブトキシド1−ブタノール溶液、ジルコニウムn−プロポキシド等である。上記下地処理液は、1種又は2種以上のジルコニウム化合物を含有してもよい。
[Zirconium compound]
The zirconium compound is a water-soluble zirconium compound. The zirconium compound may be an inorganic compound or an organic compound. Zirconium compounds include, for example, ammonium zirconium carbonate, ammonium zirconyl carbonate, basic zirconium carbonate, zirconium acetate, zirconium nitrate, potassium zirconium carbonate, zircon hydrofluoric acid, zircon ammonium fluoride, zircon potassium fluoride, zircon sodium fluoride, zirconium acetylacetonate, Zirconium butoxide 1-butanol solution, zirconium n-propoxide and the like. The ground treatment liquid may contain one kind or two or more kinds of zirconium compounds.

好ましくは、ジルコニウム化合物は、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニルアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウムからなる群から選択される1種又は2種以上であり、さらに好ましくは、炭酸ジルコニウムアンモニウム及び炭酸ジルコニルアンモニウムからなる群から選択される1種以上である。これらのジルコニウム化合物は、加熱後下地層中に残留するアニオン、カチオンを極力減らし、さらに、アルカリ側にpHを調整できる。   Preferably, the zirconium compound is one or more selected from the group consisting of zirconium ammonium carbonate, zirconyl ammonium carbonate, and potassium zirconium carbonate, and more preferably selected from the group consisting of zirconium ammonium carbonate and zirconyl ammonium carbonate. 1 or more types. These zirconium compounds can reduce the anion and cation remaining in the underlayer after heating as much as possible, and can further adjust the pH to the alkali side.

ジルコニウム化合物の下地処理液中の含有量は、金属Zr換算濃度で0.05〜10.50質量%である。ジルコニウム化合物が2種以上含有される場合、上記ジルコニウム化合物の含有量は、ジルコニウム化合物の総含有量を意味する。   The content of the zirconium compound in the base treatment solution is 0.05 to 10.50 mass% in terms of metal Zr. When two or more zirconium compounds are contained, the content of the zirconium compound means the total content of the zirconium compound.

ジルコニウム化合物含有量が低すぎれば、下地層が十分に形成されない。この場合、鋼管の耐食性及び有機樹脂層の密着性が低下する。ジルコニウム化合物含有量が高すぎれば、耐食性は高まるものの、有機樹脂層の鋼管に対する密着性が低下する。したがって、ジルコニウム化合物の含有量は金属Zr換算濃度で0.05〜10.50質量%である。ジルコニウム化合物含有量のさらに好ましい下限は金属Zr換算濃度で0.50質量%である。ジルコニウム化合物含有量のさらに好ましい上限は金属Zr換算濃度で7.00質量%である。   If the zirconium compound content is too low, the underlayer is not sufficiently formed. In this case, the corrosion resistance of the steel pipe and the adhesion of the organic resin layer are lowered. If the zirconium compound content is too high, the corrosion resistance increases, but the adhesion of the organic resin layer to the steel pipe decreases. Therefore, the content of the zirconium compound is 0.05 to 10.50% by mass in terms of metal Zr. A more preferred lower limit of the zirconium compound content is 0.50% by mass in terms of metal Zr. A more preferable upper limit of the zirconium compound content is 7.00% by mass in terms of metal Zr.

[バナジウム化合物]
バナジウム化合物は水溶性のバナジウム化合物であり、無機化合物であっても有機化合物であってもよい。バナジウム化合物は2種以上含有されてもよい。バナジウム化合物が2種以上含有される場合、バナジウム化合物含有量(%)は、複数のバナジウム化合物の総含有量(%)を意味する。
[Vanadium compounds]
The vanadium compound is a water-soluble vanadium compound and may be an inorganic compound or an organic compound. Two or more vanadium compounds may be contained. When two or more kinds of vanadium compounds are contained, the vanadium compound content (%) means the total content (%) of a plurality of vanadium compounds.

バナジウム化合物はたとえば、メタバナジン酸(トリオキソバナジン酸)等のバナジン酸及びその塩等のバナジン酸化合物、五酸化バナジウム等の酸化バナジウム、五塩化バナジウム及び五フッ化バナジウム等のハロゲン化バナジウム、硫酸バナジル、硫酸バナジウム、硝酸バナジウム、燐酸バナジウム、重燐酸バナジウム、酢酸バナジウム、バナジウムアセチルアセトネート、及びバナジルアセチルアセトネート等である。   Examples of vanadium compounds include vanadic acid compounds such as metavanadic acid (trioxovanadic acid) and salts thereof, vanadium oxides such as vanadium pentoxide, vanadium halides such as vanadium pentachloride and vanadium pentafluoride, and vanadyl sulfate. Vanadium sulfate, vanadium nitrate, vanadium phosphate, vanadium biphosphate, vanadium acetate, vanadium acetylacetonate, vanadyl acetylacetonate, and the like.

メタバナジン酸及びバナジン酸の塩を形成するものはたとえば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウムである。   Those that form metavanadic acid and vanadic acid salts are, for example, sodium, potassium and ammonium.

好ましくは、バナジウム化合物は、バナジン酸化合物である。さらに好ましくは、バナジウム化合物はバナジン酸アンモニウムであり、さらに好ましくは、メタバナジン酸アンモニウムである。   Preferably, the vanadium compound is a vanadate compound. More preferably, the vanadium compound is ammonium vanadate, and more preferably ammonium metavanadate.

バナジウム化合物の処理液中の含有量は、金属V換算濃度で0.004〜0.400質量%である。バナジウム化合物含有量が低すぎれば、鋼管の耐食性が低下する。一方、バナジウム化合物含有量が高すぎれば、耐食性は高まるものの、有機樹脂層の鋼管に対する密着性が低下する。したがって、バナジウム化合物の含有量は、金属V換算濃度で0.004〜0.400質量%である。バナジウム化合物含有量の好ましい下限は、金属V換算濃度で0.044質量%である。バナジウム化合物含有量の好ましい上限は、金属V換算濃度で0.220質量%である。   The content of the vanadium compound in the treatment liquid is 0.004 to 0.400% by mass in terms of metal V. If the vanadium compound content is too low, the corrosion resistance of the steel pipe decreases. On the other hand, if the vanadium compound content is too high, the corrosion resistance increases, but the adhesion of the organic resin layer to the steel pipe decreases. Therefore, the content of the vanadium compound is 0.004 to 0.400% by mass in terms of metal V. The minimum with preferable vanadium compound content is 0.044 mass% in metal V conversion density | concentration. The upper limit with preferable vanadium compound content is 0.220 mass% in metal V conversion density | concentration.

[リン酸アンモニウム]
リン酸アンモニウムはたとえば、第一リン酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウムである。リン酸アンモニウムはさらに、トリポリリン酸、メタリン酸、ピロリン酸等の縮合リン酸のアンモニウム塩であってもよい。下地処理液は、2種以上のリン酸アンモニウムを含有してもよい。
[Ammonium phosphate]
Ammonium phosphate is, for example, primary ammonium phosphate or secondary ammonium phosphate. Further, the ammonium phosphate may be an ammonium salt of condensed phosphoric acid such as tripolyphosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid or the like. The base treatment liquid may contain two or more kinds of ammonium phosphate.

下地処理液中のリン酸アンモニウムの含有量は、リン酸イオン換算濃度で0.07〜7.50質量%である。リン酸アンモニウム含有量が低すぎれば、鋼管の耐食性が低下する。一方、リン酸アンモニウム含有量が高すぎれば、耐食性は高まるものの、有機樹脂層の鋼管に対する密着性が低下する。したがって、リン酸アンモニウムの含有量は、リン酸イオン換算濃度で0.07〜7.50質量%である。リン酸アンモニウム含有量の好ましい上限は、リン酸イオン換算濃度で3.75%である。   The content of ammonium phosphate in the ground treatment solution is 0.07 to 7.50% by mass in terms of phosphate ions. If the ammonium phosphate content is too low, the corrosion resistance of the steel pipe decreases. On the other hand, if the ammonium phosphate content is too high, the corrosion resistance increases, but the adhesion of the organic resin layer to the steel pipe decreases. Therefore, the content of ammonium phosphate is 0.07 to 7.50% by mass in terms of phosphate ions. A preferable upper limit of the ammonium phosphate content is 3.75% in terms of phosphate ion.

[シランカップリング剤]
シランカップリング剤は、活性水素を含有するアミノ基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、及びメタクリロキシ基からなる群から選択される1種又は2種以上の官能基を含有する。
[Silane coupling agent]
The silane coupling agent contains one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group containing active hydrogen, an epoxy group, a vinyl group, a mercapto group, and a methacryloxy group.

シランカップリング剤はたとえば、N−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトエリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等である。下地処理液は、1種又は2種以上のシランカップリング剤を含有してもよい。   Silane coupling agents include, for example, N- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycol. Sidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3 -Methacryloxypropyltrimethoxysilane and the like. The base treatment liquid may contain one kind or two or more kinds of silane coupling agents.

シランカップリング剤は、下地層の上に形成される有機樹脂層の種類に基づいて選択されてもよい。たとえば、有機樹脂層としてエポキシ系プライマー又はエポキシ樹脂を使用する場合、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトエリメトキシシラン等のエポキシ基を含有するシランカップリング剤が好ましく、特に3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。   The silane coupling agent may be selected based on the type of the organic resin layer formed on the base layer. For example, when using an epoxy primer or an epoxy resin as the organic resin layer, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane A silane coupling agent containing an epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is particularly preferable.

シランカップリング剤は、下地層の形成を促進するために、予め部分的に加水分解を進めた部分加水分解縮合物であってもよい。シランカップリング剤は、部分加水分解縮合物と、未加水分解のシランカップリング剤とを含有してもよい。   The silane coupling agent may be a partially hydrolyzed condensate that has been partially hydrolyzed in advance in order to promote the formation of the underlayer. The silane coupling agent may contain a partially hydrolyzed condensate and an unhydrolyzed silane coupling agent.

シランカップリング剤の処理液中の含有量は、シランカップリング剤の固形分換算濃度で、0.1〜10%である。下地処理液が複数のシランカップリング剤を含有する場合、シランカップリング剤の含有量は、複数のシランカップリング剤の総含有量を意味する。   The content of the silane coupling agent in the treatment liquid is 0.1 to 10% in terms of solid content of the silane coupling agent. When the ground treatment liquid contains a plurality of silane coupling agents, the content of the silane coupling agents means the total content of the plurality of silane coupling agents.

シランカップリング剤含有量が低すぎれば、有機樹脂層と下地層との密着性が低下する。この場合、鋼管の耐食性が低下する。一方、シランカップリング剤含有量が高すぎれば、下地処理液の液安定性が低下する。したがって、シランカップリング剤の含有量は、シランカップリング剤の固形分換算濃度で0.1〜10質量%である。シランカップリング剤含有量の好ましい下限は、シランカップリング剤の固形分換算濃度で0.5質量%である。シランカップリング剤含有量のさらに好ましい上限は、シランカップリング剤の固形分換算濃度で5質量%である。   If the silane coupling agent content is too low, the adhesion between the organic resin layer and the underlayer will be reduced. In this case, the corrosion resistance of the steel pipe decreases. On the other hand, if the content of the silane coupling agent is too high, the liquid stability of the base treatment liquid is lowered. Therefore, content of a silane coupling agent is 0.1-10 mass% in solid content conversion density | concentration of a silane coupling agent. The minimum with preferable content of silane coupling agent is 0.5 mass% in solid content conversion density | concentration of a silane coupling agent. A more preferable upper limit of the silane coupling agent content is 5% by mass in terms of solid content of the silane coupling agent.

[シリカ化合物]
シリカ化合物は、親水性を有するコロイダルシリカである。コロイダルシリカは比面積が大きくい為、吸着性が高い。そのため、下地処理液にシリカ化合物が含有されれば、Zr酸化物を主体とする下地層中にシリカ化合物が分散して、下地層の凝集性を高める。その結果、被覆材の鋼管に対する密着性を高める。
[Silica compound]
The silica compound is colloidal silica having hydrophilicity. Since colloidal silica has a large specific area, it has high adsorptivity. Therefore, if the silica compound is contained in the base treatment liquid, the silica compound is dispersed in the base layer mainly composed of Zr oxide, and the cohesiveness of the base layer is enhanced. As a result, the adhesion of the coating material to the steel pipe is increased.

親水性を有するコロイダルシリカはたとえば、日産化学工業株式会社製の商品名:スノーテックス−20、スノーテックス−30、スノーテックス−40、スノーテックス−C、スノーテックス−O、スノーテックス−S、スノーテックス−50、スノーテックス−20L、スノーテックス−XS、スノーテックス−SS、スノーテックス−XL、スノーテックス−YL、スノーテックス−ZL、スノーテックス−OUP、スノーテックス−N、スノーテックス−OL等の、4〜100nmの粒子径を有する微粒子シリカのコロイド溶液である。   The colloidal silica having hydrophilicity is, for example, trade names manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: Snowtex-20, Snowtex-30, Snowtex-40, Snowtex-C, Snowtex-O, Snowtex-S, Snow Tex-50, Snowtex-20L, Snowtex-XS, Snowtex-SS, Snowtex-XL, Snowtex-YL, Snowtex-ZL, Snowtex-OUP, Snowtex-N, Snowtex-OL, etc. It is a colloidal solution of fine particle silica having a particle size of 4 to 100 nm.

利用可能な他のコロイダルシリカはたとえば、乾式法により合成されたシリカ系微粒子である。乾式法により合成されたシリカ系微粒子はたとえば、日本アエロジル株式会社製の商品名:AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 200V、AEROSIL 200CF、AEROSIL 200FAD、AEROSIL 300、AEROSIL 300CF、AEROSIL 380、AEROSIL OX50、AEROSILTT 600、AEROSIL MOX等である。下地処理液は、1種又は2種以上のシリカ化合物を含有してもよい。   Other colloidal silica that can be used is, for example, silica-based fine particles synthesized by a dry method. Silica-based fine particles synthesized by the dry method are, for example, trade names manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: AEROSIL 130, AEROSIL 200, AEROSIL 200V, AEROSIL 200CF, AEROSIL 200FAD, AEROSIL 300, AEROSIL 300CF, AEROSIL 380, AEROSIL OX50, AEROSIL , AEROSIL MOX, etc. The base treatment liquid may contain one kind or two or more kinds of silica compounds.

下地処理液中のシリカ化合物の含有量は、シリカ化合物(コロイダルシリカ)の固形分換算濃度で0.2〜10質量%である。シリカ化合物含有量が低すぎれば、上記効果が得られにくい。シリカ化合物含有量が高すぎれば、下地処理液の液安定性が低下する。具体的には、シリカ化合物含有量が高すぎれば、ジルコニウムイオン等が下地処理液中で沈殿する。   Content of the silica compound in a base-treatment liquid is 0.2-10 mass% in solid content conversion density | concentration of a silica compound (colloidal silica). If the silica compound content is too low, the above effect is difficult to obtain. If the silica compound content is too high, the liquid stability of the base treatment liquid is lowered. Specifically, if the silica compound content is too high, zirconium ions and the like are precipitated in the ground treatment solution.

[水系溶媒]
下地処理液の溶媒は水系溶媒である。水系溶媒は、水のみからなる溶媒であってもよいし、水と水混和性有機溶媒とを含有する混合物溶媒であってもよい。より具体的には、下地処理液の溶媒は水のみでもよいが、水より少量でかつ金属イオンが析出しない範囲であれば、水混和性有機溶媒と水とを含有してもよい。
[Aqueous solvent]
The solvent of the ground treatment liquid is an aqueous solvent. The aqueous solvent may be a solvent composed only of water, or may be a mixed solvent containing water and a water-miscible organic solvent. More specifically, the solvent of the base treatment solution may be water alone, but may contain a water-miscible organic solvent and water as long as the amount is less than water and metal ions do not precipitate.

水系溶媒はさらに、1種又は2種以上の有機溶媒を含有してもよい。有機溶媒はたとえば、ホルムアルデヒド水溶液(ホルマリン)、エタノール、2−プロパノール等である。水系溶媒に有機溶媒が含有されれば、下地層が強化される。   The aqueous solvent may further contain one or more organic solvents. Examples of the organic solvent include formaldehyde aqueous solution (formalin), ethanol, 2-propanol and the like. If the aqueous solvent contains an organic solvent, the underlayer is strengthened.

[下地処理液のその他の成分]
下地処理液はさらに、上記成分以外の他の成分を含有してもよい。下地処理液はたとえば、pH調整用の酸、アルカリ、消泡剤、キレート剤、界面活性剤、溶液安定剤等の1種以上を含有してもよい。
[Other components of surface treatment solution]
The ground treatment liquid may further contain other components other than the above components. The base treatment liquid may contain, for example, one or more of pH adjusting acid, alkali, antifoaming agent, chelating agent, surfactant, solution stabilizer and the like.

キレート剤はたとえば、カルボン酸系キレート剤及びホスホン酸系キレート剤である。好ましい界面活性剤はノニオン型の界面活性材である。溶液安定剤はたとえば、グリコール系溶剤である。   Chelating agents are, for example, carboxylic acid chelating agents and phosphonic acid chelating agents. A preferred surfactant is a nonionic surfactant. The solution stabilizer is, for example, a glycol solvent.

本発明の下地処理液はさらに、有機樹脂を含有してもよい。この場合、下地層が強化される。下地処理液は水溶液であるため、好ましい有機樹脂は、水性樹脂、すなわち、水溶性又は水分散性有機樹脂である。有機樹脂はたとえば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ブチラール樹脂、及びこれらの誘導体である。   The ground treatment liquid of the present invention may further contain an organic resin. In this case, the underlayer is strengthened. Since the base treatment liquid is an aqueous solution, a preferable organic resin is an aqueous resin, that is, a water-soluble or water-dispersible organic resin. The organic resin is, for example, acrylic resin, phenol resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, urea resin, melamine resin, butyral resin, and derivatives thereof.

有機樹脂の処理液中の好ましい含有量は、樹脂固形分換算濃度で、10質量%以下である。有機樹脂の含有量が高すぎれば、鋼管の耐食性が低下する。   The preferable content of the organic resin in the treatment liquid is 10% by mass or less in terms of resin solid content. If the content of the organic resin is too high, the corrosion resistance of the steel pipe is lowered.

下地処理液はさらに、顔料、染料及び蛍光発光物質からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。この場合、下地処理液の鋼管表面への塗布状況を目視で確認できる。染料はたとえば、銅錯体染料である。蛍光物質はたとえば、ルミノール、キニーネ、ウンベリフェロン等である。   The surface treatment liquid may further contain one or more selected from the group consisting of pigments, dyes and fluorescent materials. In this case, the application | coating condition to the steel pipe surface of a surface treatment liquid can be confirmed visually. The dye is, for example, a copper complex dye. Examples of the fluorescent substance include luminol, quinine, umbelliferone, and the like.

[下地処理液のpH]
下地処理液のpHは、8〜12である。つまり、下地処理液のpHはアルカリ側である。下地処理液のpHが8未満(中性〜酸性側)であれば、下地処理液の成分が沈殿したり、ゲル化したりする。さらに、鋼管の耐食性が低下する。一方、下地処理液のpHが高すぎても、下地処理液がゲル化する。したがって、下地処理液のpHは8〜12である。下地処理液のpHの好ましい上限は10である。
[PH of ground treatment solution]
The pH of the ground treatment solution is 8-12. That is, the pH of the ground treatment solution is on the alkali side. If the pH of the ground treatment solution is less than 8 (neutral to acidic side), the components of the ground treatment solution are precipitated or gelled. Furthermore, the corrosion resistance of the steel pipe is reduced. On the other hand, even if the pH of the ground treatment solution is too high, the ground treatment solution gels. Therefore, the pH of the ground treatment solution is 8-12. A preferred upper limit of the pH of the ground treatment solution is 10.

本発明に係る下地処理液は、6価クロムを含有しない。好ましくは、下地処理液はさらに、3価クロムも含めてクロム化合物を含有しない。   The ground treatment liquid according to the present invention does not contain hexavalent chromium. Preferably, the base treatment liquid further contains no chromium compound including trivalent chromium.

[被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法]
上記下地処理液を用いた被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法は、亜鉛めっき鋼管を準備する工程(準備工程という)と、下地処理を実施する工程(下地処理工程)と、有機樹脂層を形成する工程(被覆処理工程)とを備える。以下、各工程について詳述する。
[Method of manufacturing coated galvanized steel pipe]
The method for producing a coated galvanized steel pipe using the above base treatment liquid includes a step of preparing a galvanized steel pipe (referred to as a preparatory step), a step of performing a base treatment (base treatment step), and a step of forming an organic resin layer (Coating process). Hereinafter, each process is explained in full detail.

[準備工程]
初めに、亜鉛めっき鋼管を準備する。本実施形態の亜鉛めっき鋼管は、外面及び内面に亜鉛めっき層を備える。亜鉛めっき層は、周知の亜鉛めっき処理により形成される。形成された亜鉛めっき層の付着量はたとえば、金属Zn換算で350〜600g/m2であり、さらに好ましくは400〜550g/m2である。
[Preparation process]
First, a galvanized steel pipe is prepared. The galvanized steel pipe of this embodiment includes a galvanized layer on the outer surface and the inner surface. The galvanized layer is formed by a known galvanizing process. The adhesion amount of the formed galvanized layer is, for example, 350 to 600 g / m 2 in terms of metal Zn, and more preferably 400 to 550 g / m 2 .

亜鉛めっき鋼管の外面の亜鉛めっき層の表面粗さは、十点平均粗さRzjisで20〜50μmである。十点平均粗さRzjisは次の測定方法により求める。触針式粗度計を用いて、JIS B0601(2001)に準拠して、粗さ曲線を測定する。粗さ曲線の測定方向は、亜鉛めっき鋼管の円周方向(C方向)とする。さらに、低域カットオフ値を0.8mm、評価長さを4mmとする。粗さ曲線に基づいて、十点平均粗さRzjis(μm)を求める。   The surface roughness of the galvanized layer on the outer surface of the galvanized steel pipe is 20 to 50 μm in terms of a ten-point average roughness Rzjis. The ten-point average roughness Rzjis is determined by the following measurement method. A roughness curve is measured using a stylus roughness meter in accordance with JIS B0601 (2001). The measurement direction of the roughness curve is the circumferential direction (C direction) of the galvanized steel pipe. Further, the low-frequency cutoff value is 0.8 mm, and the evaluation length is 4 mm. Based on the roughness curve, the ten-point average roughness Rzjis (μm) is obtained.

さらに、上記亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率は30〜90%である。   Furthermore, the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer is 30 to 90%.

上記粗さ及び純亜鉛層の被覆率を備えた亜鉛めっき鋼管では、外面の亜鉛めっき層が密着性を高めるために適切な凹凸を有し、かつ、亜鉛めっき層自体も残存する。そのため、亜鉛めっき層上に形成される下地層及び有機樹脂層の密着性を高め、かつ、耐食性も高める。   In the galvanized steel pipe having the above-mentioned roughness and the coverage of the pure zinc layer, the outer surface galvanized layer has appropriate irregularities to enhance the adhesion, and the galvanized layer itself remains. Therefore, the adhesion between the base layer and the organic resin layer formed on the galvanized layer is enhanced, and the corrosion resistance is also enhanced.

亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率(%)とは、亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の面積率を意味する。純亜鉛層の被覆率は次の方法で測定される。亜鉛めっき鋼管の外面の亜鉛めっき層のうち、鋼管の中心軸周りに90°おきの4点から、めっき層を含む試験片を採取する。各試験片に対して、電子線マイクロアナライザ(EPMA)を用いて、200倍の倍率で、10mm×10mm視野におけるFeとZnの元素分布を測定する。Znは基本的に、視野全面で検出される。一方、合金層ではFeが検出される。そのため、10mm×10mmの視野において、Feが検出された領域の面積を、画像処理ソフトで測定し、合金層の面積を求める。そして、次式により、各視野での純亜鉛層の被覆率(%)を求める。
純亜鉛層の被覆率=(視野の全体面積−合金層の面積)/視野の全体面積×100
各視野の純亜鉛層の被覆率の平均を、亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率(%)と定義する。
The coverage (%) of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer means the area ratio of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer. The coverage of the pure zinc layer is measured by the following method. Among the galvanized layers on the outer surface of the galvanized steel pipe, test pieces including the plated layer are collected from four points every 90 ° around the central axis of the steel pipe. For each test piece, the element distribution of Fe and Zn in a 10 mm × 10 mm field of view is measured at 200 × magnification using an electron beam microanalyzer (EPMA). Zn is basically detected over the entire field of view. On the other hand, Fe is detected in the alloy layer. Therefore, in the field of view of 10 mm × 10 mm, the area of the region where Fe is detected is measured with image processing software to determine the area of the alloy layer. And the coverage (%) of the pure zinc layer in each visual field is calculated | required by following Formula.
Coverage of pure zinc layer = (total area of visual field−area of alloy layer) / total area of visual field × 100
The average coverage of the pure zinc layer in each field of view is defined as the coverage (%) of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer.

上述の亜鉛めっき層を外面に有する亜鉛めっき鋼管は、たとえば、次の方法で製造される。亜鉛めっき鋼管の外面に対してブラスト処理(ショットブラスト、サンドブラスト等)を実施して、亜鉛めっき層の表面酸化物層を除去する。この場合、鋼管外面のめっき層の最表面は、純亜鉛層と、FeZn合金層とを含有する。さらにブラスト処理を継続して、亜鉛めっき層の表面粗さを、JIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmとし、亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率を30〜90%とする。   The galvanized steel pipe having the above-described galvanized layer on the outer surface is manufactured, for example, by the following method. Blasting (shot blasting, sand blasting, etc.) is performed on the outer surface of the galvanized steel pipe to remove the surface oxide layer of the galvanized layer. In this case, the outermost surface of the plating layer on the outer surface of the steel pipe contains a pure zinc layer and an FeZn alloy layer. Further, blasting is continued, and the surface roughness of the galvanized layer is set to 20 to 50 μm with a 10-point average roughness Rzjis based on JIS B0601 (2001), and the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer is set to 30 to 90%.

亜鉛めっき層の表面粗さがJIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmであり、亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率が30〜90%であれば、下地層及び有機樹脂層の密着性が高まる。さらに、加工処理(ブラスト処理等)後であっても外面の亜鉛めっき層が残存するため、鋼管の耐食性も維持できる。粗さRzjisの好ましい下限は25μmである。粗さRzjisの好ましい上限は45μmである。純亜鉛層の被覆率の好ましい下限は35%である。純亜鉛層の被覆率の好ましい上限は80%である。   If the surface roughness of the galvanized layer is 20 to 50 μm in terms of 10-point average roughness Rzjis based on JIS B0601 (2001), and the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer is 30 to 90%, Adhesion between the base layer and the organic resin layer is increased. Furthermore, the corrosion resistance of the steel pipe can be maintained because the outer surface galvanized layer remains even after the processing (such as blasting). A preferable lower limit of the roughness Rzjis is 25 μm. A preferable upper limit of the roughness Rzjis is 45 μm. A preferable lower limit of the coverage of the pure zinc layer is 35%. A preferable upper limit of the coverage of the pure zinc layer is 80%.

ブラスト処理を実施した場合、ブラスト処理後に、鋼管の外面上に残存したブラスト粉を洗浄するのが好ましい。洗浄はたとえば、エアー又は水洗により実施される。   When blasting is performed, it is preferable to wash the blasting powder remaining on the outer surface of the steel pipe after blasting. Washing is performed by air or water washing, for example.

[下地処理]
準備された亜鉛めっき鋼管に対して、上述の下地処理液を利用して、下地処理を実施する。
[surface treatment]
The prepared galvanized steel pipe is subjected to a surface treatment using the above-described surface treatment solution.

初めに、上記下地処理液を準備する。下地処理液の製造方法(調製方法)は特に制限されない。たとえば、水系溶媒として水(又は水と有機溶媒との混合溶媒)を準備する。水系溶媒を攪拌しながら、ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、リン酸アンモニウム、シランカップリング剤、シリカ化合物を水系媒体に添加して、下地処理液を製造する。   First, the ground treatment solution is prepared. The production method (preparation method) of the ground treatment liquid is not particularly limited. For example, water (or a mixed solvent of water and an organic solvent) is prepared as an aqueous solvent. While stirring the aqueous solvent, a zirconium compound, a vanadium compound, ammonium phosphate, a silane coupling agent, and a silica compound are added to the aqueous medium to produce a base treatment solution.

各成分(ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、リン酸アンモニウム、シランカップリング剤、及びシリカ化合物)の水溶液を予め製造し、各成分の水溶液を混合して、下地処理液を製造してもよい。   An aqueous solution of each component (zirconium compound, vanadium compound, ammonium phosphate, silane coupling agent, and silica compound) may be produced in advance, and the aqueous solution of each component may be mixed to produce a ground treatment solution.

下地処理液の製造場所と使用場所とが異なる場合、輸送コスト等を考慮して、安定性を損なわない範囲で、最初は濃度の高い状態で処理液を調製する。そして、鋼材への塗布直前に水系溶媒で希釈して、下地処理液の濃度を調整してもよい。下地処理時での下地処理液中のジルコニウム化合物、バナジウム化合物、リン酸アンモニウム、シランカップリング剤、及びシリカ化合物の好ましい総含有量は5〜20%である。   In the case where the production place and the use place of the ground treatment liquid are different, the treatment liquid is first prepared in a high concentration state within a range not impairing the stability in consideration of transportation costs and the like. And you may dilute with an aqueous solvent immediately before application | coating to steel materials, and you may adjust the density | concentration of a surface treatment liquid. The preferable total content of the zirconium compound, vanadium compound, ammonium phosphate, silane coupling agent, and silica compound in the surface treatment solution during the surface treatment is 5 to 20%.

亜鉛めっき鋼管の外面の亜鉛めっき層上に下地処理液を塗布して、下地層を形成する(下地処理)。下地処理方法は特に制限されない。   A base treatment liquid is applied on the galvanized layer on the outer surface of the galvanized steel pipe to form a base layer (base treatment). The ground treatment method is not particularly limited.

たとえば、予め40℃以上に加熱された鋼管の外面に、下地処理液をシャワーで噴霧して塗布する。噴霧後、ゴム製スキージ等で余剰な下地処理液を扱き取る。その後、誘導加熱等を用いた加熱により、鋼管を60℃以上に加熱する。加熱により、下地処理液が乾燥して下地層が形成される。   For example, the ground treatment liquid is sprayed and applied to the outer surface of a steel pipe that has been heated to 40 ° C. or higher in advance. After spraying, handle the excess surface treatment solution with a rubber squeegee. Thereafter, the steel pipe is heated to 60 ° C. or higher by heating using induction heating or the like. By heating, the base treatment liquid is dried to form a base layer.

下地処理液を噴霧する方法に代えて、下地処理液を浸したスポンジを鋼管外面に押し付けて、下地処理液を鋼管外面に塗布してもよい。また、スプレーを用いて、下地処理液を鋼管外面に塗布してもよい。下地処理液を貯めた浴に鋼管を浸漬することにより、下地処理液を鋼管外面に塗布してもよい。加熱以外の方法で、下地処理液を乾燥させてもよい。   Instead of spraying the ground treatment liquid, a sponge soaked with the ground treatment liquid may be pressed against the outer surface of the steel pipe to apply the ground treatment liquid to the outer surface of the steel pipe. Moreover, you may apply | coat a surface treatment liquid on the outer surface of a steel pipe using a spray. The surface treatment liquid may be applied to the outer surface of the steel pipe by immersing the steel pipe in a bath in which the surface treatment liquid is stored. You may dry a base-treatment liquid by methods other than a heating.

下地層の付着量は、金属Zr換算で50〜1500mg/m2未満である。付着量が少なすぎれば、鋼管の耐食性が低下する。一方、付着量が多すぎれば、下地層において凝集破壊が起りやすくなり、下地層が剥離しやすくなる。したがって、下地層の付着量が金属Zr換算で50〜1500mg/m2未満である。下地層の付着量の好ましい下限は、金属Zr換算で100mg/m2である。下地層の付着量の好ましい上限は、金属Zr換算で1350mg/m2である。 The adhesion amount of the underlayer is 50 to less than 1500 mg / m 2 in terms of metal Zr. If there is too little adhesion amount, the corrosion resistance of a steel pipe will fall. On the other hand, if the amount of adhesion is too large, cohesive failure tends to occur in the underlayer, and the underlayer tends to peel off. Therefore, the adhesion amount of the underlayer is 50 to less than 1500 mg / m 2 in terms of metal Zr. A preferable lower limit of the adhesion amount of the underlayer is 100 mg / m 2 in terms of metal Zr. A preferable upper limit of the adhesion amount of the underlayer is 1350 mg / m 2 in terms of metal Zr.

下地層の付着量は次の方法で測定される。有機被覆亜鉛めっき鋼管から長さ50mmの試験片を切り出す。試験片を半分に切断した後、600℃の電気炉中で有機樹脂層を燃失させる。その後、下地層が形成された外面以外の面(内面及び端面)をシールする。この試験片を加熱した塩酸又はフッ酸中に浸漬して鋼材表面を溶解させる。溶解後の試験片表面に付着しているジルコニウムイオンを誘導プラズマ分光法(ICP)で定量分析して、金属Zr換算の付着量(mg/m2)を求める。 The adhesion amount of the underlayer is measured by the following method. A specimen having a length of 50 mm is cut out from the organic-coated galvanized steel pipe. After cutting the test piece in half, the organic resin layer is burned out in an electric furnace at 600 ° C. Thereafter, surfaces (inner surface and end surface) other than the outer surface on which the base layer is formed are sealed. This test piece is immersed in heated hydrochloric acid or hydrofluoric acid to dissolve the steel material surface. Zirconium ions adhering to the surface of the test piece after dissolution are quantitatively analyzed by induction plasma spectroscopy (ICP) to determine the amount of adhesion (mg / m 2 ) in terms of metal Zr.

[被覆処理工程]
被覆処理工程では、下地層上に、有機樹脂層を形成する。有機樹脂層は2層以上形成されてもよい。
[Coating process]
In the covering process, an organic resin layer is formed on the base layer. Two or more organic resin layers may be formed.

有機樹脂層は、有機樹脂を含有すれば特に限定されない。有機樹脂層はたとえば、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂等である。   The organic resin layer is not particularly limited as long as it contains an organic resin. The organic resin layer is, for example, an epoxy resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin, a urethane resin, or the like.

2層以上の有機樹脂層が形成される場合、最上層の有機樹脂層は、カーボンブラック又は酸化防止剤を含有してもよい。カーボンブラック又は酸化防止剤を含有する有機樹脂層を防食樹脂層という。防食樹脂層は、優れた防食性及び耐食性を有する。   When two or more organic resin layers are formed, the uppermost organic resin layer may contain carbon black or an antioxidant. An organic resin layer containing carbon black or an antioxidant is referred to as an anticorrosion resin layer. The anticorrosion resin layer has excellent anticorrosion and corrosion resistance.

最下層の有機樹脂層は接着性を有してもよい。以下、接着性を有する有機樹脂層を、接着樹脂層という。接着樹脂層はたとえば、接着性を有する変性有機樹脂層である。   The lowermost organic resin layer may have adhesiveness. Hereinafter, the organic resin layer having adhesiveness is referred to as an adhesive resin layer. The adhesive resin layer is, for example, a modified organic resin layer having adhesiveness.

有機樹脂層の好ましい総膜厚は、2.2mm以上である。総膜厚とは、1種の有機樹脂層のみが形成される場合、その有機樹脂層の膜厚を意味し、2種以上の有機樹脂層が形成される場合、全ての全ての有機樹脂層の膜厚の合計を意味する。有機樹脂層の総膜厚の好ましい上限は11mmである。   A preferable total film thickness of the organic resin layer is 2.2 mm or more. The total film thickness means the film thickness of the organic resin layer when only one kind of organic resin layer is formed. When two or more kinds of organic resin layers are formed, all the organic resin layers Means the total film thickness. A preferable upper limit of the total film thickness of the organic resin layer is 11 mm.

2層以上の有機樹脂層が形成される場合であって、最上層として防食樹脂層が形成され、最下層として接着樹脂層が形成される場合、防食樹脂層の好ましい膜厚は、2.0〜10mmである。接着樹脂層の好ましい膜厚は、0.1〜1.0mmである。   When two or more organic resin layers are formed, the anticorrosion resin layer is formed as the uppermost layer, and the adhesive resin layer is formed as the lowermost layer, the preferred film thickness of the anticorrosion resin layer is 2.0. -10 mm. A preferable film thickness of the adhesive resin layer is 0.1 to 1.0 mm.

下地層と有機樹脂層との間に、接着性を有する層(接着層という)を形成してもよい。接着層の主成分はたとえば、エポキシ樹脂、変性ポリエチレン、又は、アスファルトである。接着層を形成する場合、下地処理工程後であって被覆処理工程前に、接着層を形成する工程を実施する。   An adhesive layer (referred to as an adhesive layer) may be formed between the base layer and the organic resin layer. The main component of the adhesive layer is, for example, epoxy resin, modified polyethylene, or asphalt. When forming the adhesive layer, a step of forming the adhesive layer is performed after the base treatment step and before the coating treatment step.

接着層を形成する工程では、下地層上に、接着層の原料となる溶液を塗布する。塗布された溶液に対して熱又は光を与えて溶液を硬化して、接着層を形成する。   In the step of forming the adhesive layer, a solution as a raw material for the adhesive layer is applied on the base layer. Heat or light is applied to the applied solution to cure the solution to form an adhesive layer.

接着層の主成分がエポキシ樹脂である場合、接着層の好ましい平均膜厚は20〜200μmである。エポキシ樹脂は、液体エポキシ樹脂、粉体エポキシ樹脂がある。接着層の主成分が液体エポキシ樹脂である場合、接着層の好ましい平均膜厚は20〜50μmである。接着層の主成分が粉体エポキシ樹脂である場合、接着層の好ましい平均膜厚は50〜200μmである。   When the main component of the adhesive layer is an epoxy resin, the preferable average film thickness of the adhesive layer is 20 to 200 μm. Epoxy resins include liquid epoxy resins and powder epoxy resins. When the main component of the adhesive layer is a liquid epoxy resin, the preferable average film thickness of the adhesive layer is 20 to 50 μm. When the main component of the adhesive layer is a powder epoxy resin, the preferable average film thickness of the adhesive layer is 50 to 200 μm.

接着層の主成分が変性ポリエチレンである場合、接着層の好ましい平均膜厚は50〜300μmである。接着層の主成分がアスファルトである場合、接着層の好ましい平均膜厚は100〜500μmである。   When the main component of the adhesive layer is modified polyethylene, the preferable average film thickness of the adhesive layer is 50 to 300 μm. When the main component of the adhesive layer is asphalt, the preferable average film thickness of the adhesive layer is 100 to 500 μm.

以上の製造工程により、有機被覆亜鉛めっき鋼管が製造される。   The organic coating galvanized steel pipe is manufactured by the above manufacturing process.

製造された有機被覆亜鉛めっき鋼管は、母材である鋼管と、亜鉛めっき層と、下地層と、有機樹脂層とを、外面に備える。   The manufactured organic coated galvanized steel pipe includes a steel pipe as a base material, a galvanized layer, a base layer, and an organic resin layer on the outer surface.

亜鉛めっき層は、鋼管(母材)の外面上に形成される。亜鉛めっき層は、純亜鉛層と、FeZn合金層とを含有する。亜鉛めっき層はさらに、鋼管の内面にも形成されてもよい。   The galvanized layer is formed on the outer surface of the steel pipe (base material). The galvanized layer contains a pure zinc layer and an FeZn alloy layer. The galvanized layer may also be formed on the inner surface of the steel pipe.

下地層は、亜鉛めっき層上に形成される。下地層は、上述の下地処理液から製造される。下地層の付着量は、金属Zr換算で50〜1500mg/m2未満である。 The underlayer is formed on the galvanized layer. The foundation layer is manufactured from the above-described foundation treatment liquid. The adhesion amount of the underlayer is 50 to less than 1500 mg / m 2 in terms of metal Zr.

有機樹脂層は、亜鉛めっき層上に形成される。有機樹脂層は2層以上形成されてもよい。   The organic resin layer is formed on the galvanized layer. Two or more organic resin layers may be formed.

上記製造方法により製造された有機被膜亜鉛めっき鋼管では、上述の下地処理液で製造された下地層により、有機被覆材の亜鉛めっき鋼管(の亜鉛めっき層)に対する密着性が高い。そのため、有機被覆材が亜鉛めっき鋼管から剥離しにくい。さらに、亜鉛めっき層が残存し、かつ、下地層も耐食性を示す。そのため、有機被膜亜鉛めっき鋼管は優れた耐食性を示す。   In the organic coating galvanized steel pipe manufactured by the above manufacturing method, the adhesion of the organic coating material to the galvanized steel pipe (the galvanized layer) is high due to the base layer manufactured with the above-described base treatment liquid. Therefore, the organic coating material is difficult to peel from the galvanized steel pipe. Furthermore, the galvanized layer remains and the underlayer also exhibits corrosion resistance. Therefore, the organic coated galvanized steel pipe exhibits excellent corrosion resistance.

以下、実施例により本発明を具体的に例示する。しかしながら、本発明はこれら実施例により制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically illustrated by examples. However, the present invention is not limited by these examples.

[下地層形成用処理液の調製]
表1に示す成分を含有する試験番号1〜33の下地処理液を準備した。
[Preparation of treatment solution for underlayer formation]
The ground-treatment liquid of the test numbers 1-33 containing the component shown in Table 1 was prepared.

Figure 0006441655
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表1中の下地処理液の各成分の記号の意味は次のとおりである。
Z1:炭酸ジルコニウムアンモニウム:(NH4)2[Zr(CO3)2(OH)2
Z2:炭酸ジルコニウムカリウム:K2[Zr(CO3)2(OH)2
V1:メタバナジン酸アンモニウム:NH4VO3
P1:第二リン酸アンモニウム:(NH4)2HPO4
S1:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
S2:3−アミノプロピルトリエトキシシラン
A:親水性フュームドシリカ:日本アエロジル株式会社製 商品名AEROSIL 200
B:親水性フュームドシリカ:日産化学工業株式会社製 商品名スノーテックス−20L
The meanings of the symbols of each component of the ground treatment liquid in Table 1 are as follows.
Z1: Ammonium zirconium carbonate: (NH 4 ) 2 [Zr (CO 3 ) 2 (OH) 2 ]
Z2: Potassium zirconium carbonate: K 2 [Zr (CO 3 ) 2 (OH) 2 ]
V1: ammonium metavanadate: NH 4 VO 3
P1: dibasic ammonium phosphate: (NH 4 ) 2 HPO 4
S1: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane S2: 3-aminopropyltriethoxysilane A: hydrophilic fumed silica: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. Trade name AEROSIL 200
B: Hydrophilic fumed silica: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. Product name Snowtex-20L

表1中の「Zr濃度」は、対応するジルコニウム化合物のZr換算濃度(質量%)を意味する。「V濃度」は、対応するバナジウム化合物のV換算濃度(質量%)を意味する。「PO4濃度」は、対応するリン酸アンモニウムのリン酸イオン換算濃度(質量%)を意味する。「シランカップリング剤」の欄中の「濃度」は、シランカップリング剤の固形分換算濃度(質量%)を意味する。「シリカ化合物」の欄中の「濃度」は、シリカ化合物の固形分換算濃度(質量%)を意味する。 “Zr concentration” in Table 1 means the Zr equivalent concentration (mass%) of the corresponding zirconium compound. “V concentration” means the V equivalent concentration (mass%) of the corresponding vanadium compound. “PO 4 concentration” means the phosphate ion equivalent concentration (mass%) of the corresponding ammonium phosphate. “Concentration” in the column of “silane coupling agent” means the solid content equivalent concentration (mass%) of the silane coupling agent. The “concentration” in the column of “silica compound” means the solid content converted concentration (mass%) of the silica compound.

試験番号1〜32の下地処理液は次の方法で製造した。水系溶媒として、イオン交換水を準備した。イオン交換水を攪拌しながら、表1の成分を添加し、さらに、非イオン系界面活性材を添加して混合した。各下地処理液のpHは、表1に示すとおりであった。各下地処理液のpHは、ガラス電極のpHメータ(堀場製作所製、商品名D−52S)を用いて測定した。   The ground treatment liquids of test numbers 1 to 32 were produced by the following method. Ion exchange water was prepared as an aqueous solvent. While stirring the ion-exchanged water, the components shown in Table 1 were added, and further, a nonionic surfactant was added and mixed. The pH of each surface treatment solution was as shown in Table 1. The pH of each ground treatment solution was measured using a glass electrode pH meter (trade name D-52S, manufactured by Horiba, Ltd.).

試験番号1〜21、及び25〜30では、溶液安定性に優れた下地処理液が得られた。   In Test Nos. 1-21 and 25-30, a ground treatment solution excellent in solution stability was obtained.

なお、参考として、試験番号31では、6価クロムを含有する市販のクロメート処理液(日本パーカライジング株式会社製、商品名パルクロム)を下地処理液として使用した。   For reference, in test number 31, a commercially available chromate treatment solution containing hexavalent chromium (manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd., trade name: PALM) was used as the base treatment solution.

[有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造]
15mmの直径を有する複数の亜鉛めっき鋼管を準備した。各亜鉛めっき鋼管の外面の亜鉛めっき層の付着量は、金属Zn換算で350〜600g/m2の範囲内であった。
亜鉛めっき鋼管に対して、ブラスト処理を実施して、外面の表面粗さを調整した。具体的には、亜鉛めっき鋼管に対して、グリッドブラスト処理を実施した。グリッドブラスト処理では、移動速度10〜15m/分で搬送ロール上を移動する亜鉛めっき鋼管に対してブラスト処理を実施した。
[Manufacture of organic coated galvanized steel pipe]
A plurality of galvanized steel pipes having a diameter of 15 mm were prepared. The adhesion amount of the galvanized layer on the outer surface of each galvanized steel pipe was in the range of 350 to 600 g / m 2 in terms of metal Zn.
A blast treatment was performed on the galvanized steel pipe to adjust the surface roughness of the outer surface. Specifically, grid blasting was performed on the galvanized steel pipe. In the grid blast process, the blast process was implemented with respect to the galvanized steel pipe which moves on a conveyance roll with the moving speed of 10-15 m / min.

ブラスト処理後の亜鉛めっき鋼管を、誘導加熱を用いて加熱し、外面温度を60℃に保持した。その後、下地処理液を亜鉛めっき鋼管の外面に塗布して下地層を形成した。下地処理液を含浸させたスポンジを鋼管外面に押し付けて、下地処理液を亜鉛めっき鋼管の外面に塗布した。下地層の付着量は、スポンジの押し付けの強弱、スポンジへの下地処理液の輸液量、及び、下地処理液の組成により変動させた。   The galvanized steel pipe after the blast treatment was heated using induction heating, and the outer surface temperature was maintained at 60 ° C. Thereafter, a base treatment solution was applied to the outer surface of the galvanized steel pipe to form a base layer. The sponge impregnated with the ground treatment liquid was pressed against the outer surface of the steel pipe, and the ground treatment liquid was applied to the outer surface of the galvanized steel pipe. The amount of adhesion of the undercoat layer was varied depending on the strength of pressing the sponge, the amount of the undercoat solution applied to the sponge, and the composition of the undercoat solution.

下地層を形成後、次の方法で有機樹脂層を形成した。初めに、ポリエチレン樹脂(三菱化学株式会社製 商品名モディックHA−590K)からなる接着樹脂層を、下地層上に形成した。接着樹脂層の平均膜厚はいずれの試験番号においても、0.3mmであった。   After forming the base layer, an organic resin layer was formed by the following method. First, an adhesive resin layer made of polyethylene resin (trade name Modic HA-590K, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was formed on the base layer. The average film thickness of the adhesive resin layer was 0.3 mm in any test number.

接着樹脂層を形成した後、接着樹脂層上に防食被覆層を形成した。防食被覆層は、ポリエチレン樹脂(日本ポリエチレン株式会社製 商品名HE122R)からなり、防食被覆層の平均膜厚は、いずれの試験番号においても、2.2mmであった。以上の工程により2層(接着樹脂層、防食被覆層)を備えた有機被覆材を形成し、有機被覆亜鉛めっき鋼管を製造した。   After forming the adhesive resin layer, an anticorrosion coating layer was formed on the adhesive resin layer. The anticorrosion coating layer was made of polyethylene resin (trade name HE122R manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), and the average film thickness of the anticorrosion coating layer was 2.2 mm in any test number. The organic coating material provided with two layers (adhesive resin layer, anticorrosion coating layer) was formed by the above process, and the organic coating galvanized steel pipe was manufactured.

[ブラスト後の亜鉛めっき鋼管の外面の粗さ測定]
ブラスト処理後の亜鉛めっき鋼管の外面に対して、JIS B0601(2001)に準拠して、上述の方法により、粗さRzjisを求めた。
[Measurement of outer surface roughness of galvanized steel pipe after blasting]
Roughness Rzjis was calculated | required with the above-mentioned method based on JISB0601 (2001) with respect to the outer surface of the galvanized steel pipe after a blast process.

[下地付着量測定試験]
亜鉛めっき鋼管の下地層の付着量を次の方法で測定した。有機被覆亜鉛めっき鋼管から長さ50mmの試験片を切り出した。試験片を半分に切断した後、600℃の電気炉中で有機樹脂層を燃失させた。その後、下地層が形成された外面以外の面(内面及び端面)を神東塗料株式会社製の商品名ネオゴーセイでシールした。この試験片を加熱した塩酸又はフッ酸中に浸漬して鋼材表面を溶解させた。その後、試験片表面に付着しているジルコニウムイオンまたはクロムイオンを誘導プラズマ分光法(ICP)で定量分析した。これにより、試験番号1〜32に関しては、金属Zr換算の付着量(mg/m2)を求め、試験番号33に関しては、金属Cr換算の付着量(mg/m2)を求めた。
[Base adhesion measurement test]
The adhesion amount of the base layer of the galvanized steel pipe was measured by the following method. A test piece having a length of 50 mm was cut out from the organic-coated galvanized steel pipe. After cutting the test piece in half, the organic resin layer was burned off in an electric furnace at 600 ° C. Then, surfaces (inner surface and end surface) other than the outer surface on which the underlayer was formed were sealed with a trade name Neo Gosei made by Shinto Paint Co., Ltd. This test piece was immersed in heated hydrochloric acid or hydrofluoric acid to dissolve the surface of the steel material. Thereafter, zirconium ions or chromium ions adhering to the surface of the test piece were quantitatively analyzed by induction plasma spectroscopy (ICP). Thus, with regard to the test numbers 1 to 32, the amount of deposition of the metal Zr in terms sought (mg / m 2), with respect to the test No. 33, was determined amount of deposition of metallic Cr converted (mg / m 2).

[初期密着力測定試験]
有機被覆亜鉛めっき鋼管の有機樹脂層に、幅10mm×長さ150mmのカッターキズを入れた。さらに、鋼管端部から、ノミ状に加工された専用ジグを用いて、有機樹脂層と鋼管界面とを鋼管の軸方向に10mm程度剥離させた。
[Initial adhesion measurement test]
Cutter scratches having a width of 10 mm and a length of 150 mm were placed in the organic resin layer of the organic-coated galvanized steel pipe. Furthermore, the organic resin layer and the steel pipe interface were peeled about 10 mm in the axial direction of the steel pipe by using a dedicated jig processed into a flea shape from the end of the steel pipe.

剥離部分を10mm/分の引張り速度で鋼管の長手方向に引張り、密着力(kgf)を測定した。密着力の測定結果に基づいて、次のとおり評価した。「○」以上であれば、密着性に優れると判断した。
◎:密着力が10kgf以上、
○:密着力が3.5kgf以上10kgf未満、
×:密着力が3.5kgf未満。
The peeled portion was pulled in the longitudinal direction of the steel pipe at a pulling speed of 10 mm / min, and the adhesion (kgf) was measured. Based on the measurement results of adhesion, the following evaluation was made. If it was “◯” or more, it was judged that the adhesion was excellent.
A: Adhesive strength is 10 kgf or more,
○: Adhesion strength is 3.5 kgf or more and less than 10 kgf,
X: Adhesion force is less than 3.5 kgf.

[熱塩水浸漬剥離試験]
有機被覆亜鉛めっき鋼管から試験片(150mm×100mm)を採取した。採取された試験片を、温度50℃の3%塩水(NaCl)中に28日間浸漬した。28日後の試験片の端面から有機樹脂層の最大剥離距離を測定した。さらに、28日後の試験片の発錆の有無を目視で確認した。
[Hot salt water immersion peel test]
A test piece (150 mm × 100 mm) was collected from the organic-coated galvanized steel pipe. The collected test piece was immersed in 3% brine (NaCl) at a temperature of 50 ° C. for 28 days. The maximum peel distance of the organic resin layer was measured from the end face of the test piece after 28 days. Furthermore, the presence or absence of rusting of the test piece after 28 days was visually confirmed.

評価基準は以下の通りとした。「○」以上であれば密着性に優れると判断した。
◎:最大剥離距離が3mm未満、
○:最大剥離距離が3mm以上10mm未満、
×:最大剥離距離が10mm以上。
The evaluation criteria were as follows. If it was “◯” or more, it was judged that the adhesiveness was excellent.
A: Maximum peel distance is less than 3 mm,
○: The maximum peel distance is 3 mm or more and less than 10 mm,
X: The maximum peeling distance is 10 mm or more.

発錆の判定基準は以下のとおりとした。
○:発錆無し、
×:発錆有り。
The criteria for rusting were as follows.
○: No rusting
X: There is rusting.

[冷熱サイクル試験]
有機被覆亜鉛めっき鋼管から試験片(150mm×100mm)を採取した。温度−30℃,8時間と温度50℃,相対湿度95%RH,14時間とを1サイクルとして,合計7サイクルの冷熱サイクル試験を実施した。試験後,試験片の端面から有機樹脂層の最大剥離距離を測定した。なお、温度50℃の場合のみ、相対湿度を制御した。
[Cool cycle test]
A test piece (150 mm × 100 mm) was collected from the organic-coated galvanized steel pipe. A total of 7 cycles of the thermal cycle test was carried out with a temperature of −30 ° C., 8 hours, a temperature of 50 ° C., a relative humidity of 95% RH, and 14 hours as one cycle. After the test, the maximum peel distance of the organic resin layer from the end face of the test piece was measured. The relative humidity was controlled only when the temperature was 50 ° C.

評価基準は以下の通りとした。「○」以上であれば密着性が高いと判断した。
◎:最大剥離距離が3mm未満、
○:最大剥離距離が3mm以上10mm未満、
×:最大剥離距離が10mm以上。
The evaluation criteria were as follows. If it was “◯” or more, it was judged that the adhesion was high.
A: Maximum peel distance is less than 3 mm,
○: The maximum peel distance is 3 mm or more and less than 10 mm,
X: The maximum peeling distance is 10 mm or more.

[試験結果]
表1に試験結果を示す。
[Test results]
Table 1 shows the test results.

試験番号1〜14の下地処理液はいずれも適切な組成を有した。さらに、これらの試験番号の製造条件は適切であった。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水浸漬剥離試験及び冷熱サイクル試験のいずれにおいても、有機被覆亜鉛めっき鋼管は優れた密着性を示した。さらに、熱塩水浸漬剥離試験において錆の発生が確認されず、有機被覆亜鉛めっき鋼管は優れた耐食性も示した。   All of the ground treatment solutions of Test Nos. 1 to 14 had an appropriate composition. Furthermore, the production conditions for these test numbers were appropriate. Therefore, the organic coated galvanized steel pipe showed excellent adhesion in any of the initial adhesion strength measurement test, the hot salt water immersion peeling test, and the cooling cycle test. Furthermore, the generation of rust was not confirmed in the hot salt water immersion peel test, and the organic-coated galvanized steel pipe also showed excellent corrosion resistance.

これらの試験番号では、クロメート処理液を使用した試験番号31と比較しても、同等以上の密着性及び耐食性を示した。   In these test numbers, even when compared with test number 31 using the chromate treatment solution, the adhesiveness and corrosion resistance were equivalent or better.

一方、試験番号15では、下地処理液は適切であったものの、亜鉛めっき層の表面の純亜鉛層の被覆率が高すぎ、その結果、亜鉛めっき層の表面粗さが小さすぎた。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低かった。   On the other hand, in test number 15, although the surface treatment solution was appropriate, the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer was too high, and as a result, the surface roughness of the galvanized layer was too small. Therefore, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test, and the cooling / heating cycle test was low.

試験番号16では、下地処理液は適切であったものの、亜鉛めっき層の表面の純亜鉛層の被覆率が低すぎ、その結果、亜鉛めっき層の表面粗さが大きすぎた。そのため、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 16, although the surface treatment solution was appropriate, the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer was too low, and as a result, the surface roughness of the galvanized layer was too large. Therefore, generation | occurrence | production of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号17では、下地処理液がシリカ化合物を含有しなかった。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 17, the base treatment liquid did not contain a silica compound. For this reason, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号18では、下地処理液がシランカップリング剤を含有しなかった。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 18, the base treatment liquid did not contain a silane coupling agent. For this reason, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号19では、下地処理液中のジルコニウム化合物の含有量が高すぎた。その結果、下地層の付着量が1500mg/m2以上を超えた。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。 In test number 19, the content of the zirconium compound in the ground treatment solution was too high. As a result, the adhesion amount of the underlayer exceeded 1500 mg / m 2 or more. For this reason, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号20では、下地処理液中のジルコニウム化合物の含有量が低すぎた。さらに、下地層の付着量が50mg/m2以下であった。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。 In test number 20, the content of the zirconium compound in the ground treatment solution was too low. Furthermore, the adhesion amount of the underlayer was 50 mg / m 2 or less. For this reason, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号21では、下地処理液がバナジウム化合物、リン酸アンモニウム、シランカップリング剤及びシリカ化合物を含有しなかった。そのため、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 21, the base treatment liquid did not contain a vanadium compound, ammonium phosphate, a silane coupling agent, and a silica compound. For this reason, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号22では、下地処理液のpHが低すぎた。そのため、下地処理液がゲル化した。一方、試験番号23では、下地処理液のpHが高すぎた。そのため、下地処理液がゲル化した。試験番号24では、下地処理液中のシリカ化合物の含有量が高すぎた。そのため、下地処理液中のジルコニウムイオンが沈殿した。試験番号22〜24の下地処理液は使用できなかった。   In test number 22, the pH of the ground treatment solution was too low. Therefore, the ground treatment liquid was gelled. On the other hand, in test number 23, the pH of the ground treatment solution was too high. Therefore, the ground treatment liquid was gelled. In test number 24, the content of the silica compound in the ground treatment solution was too high. Therefore, zirconium ions in the ground treatment liquid were precipitated. The ground treatment liquids of test numbers 22 to 24 could not be used.

試験番号25では、下地処理液中のバナジウム化合物の含有量が低すぎた。その結果、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 25, the content of the vanadium compound in the ground treatment solution was too low. As a result, the adhesion in the hot salt water peeling test and the cooling / heating cycle test was low, and furthermore, the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号26では、下地処理液中のバナジウム化合物の含有量が高すぎた。その結果、初期密着力測定試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低かった。   In test number 26, the content of the vanadium compound in the ground treatment solution was too high. As a result, the adhesion in the initial adhesion measurement test and the thermal cycle test was low.

試験番号27では、下地処理液中のリン酸アンモニウムの含有量が低すぎた。その結果、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 27, the content of ammonium phosphate in the ground treatment solution was too low. As a result, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号28では、下地処理液中のリン酸アンモニウムの含有量が高すぎた。その結果、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低かった。   In test number 28, the content of ammonium phosphate in the ground treatment solution was too high. As a result, the adhesion in the hot salt water peeling test and the cold cycle test was low.

試験番号29では、下地処理液中のシランカップリング剤の含有量が低すぎた。その結果、初期密着力測定試験、熱塩水剥離試験及び冷熱サイクル試験での密着性が低く、さらに、熱塩水剥離試験において錆の発生が確認された。   In test number 29, the content of the silane coupling agent in the ground treatment solution was too low. As a result, the adhesion in the initial adhesion measurement test, the hot salt water peeling test and the cooling cycle test was low, and the occurrence of rust was confirmed in the hot salt water peeling test.

試験番号30では、下地処理液中のシランカップリング剤の含有量が高すぎたため、下地処理液がゲル化した。   In test number 30, since the content of the silane coupling agent in the ground treatment liquid was too high, the ground treatment liquid gelled.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

Claims (2)

外面上に形成された亜鉛めっき層の表面粗さがJIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmであり、前記亜鉛めっき層の表面における純亜鉛層の被覆率が30〜90%である亜鉛めっき鋼管を準備する工程と、
前記亜鉛めっき層上に、
水系溶媒と、
金属Zr換算濃度で0.05〜10.50質量%のジルコニウム化合物と、
金属V換算濃度で0.004〜0.400質量%のバナジウム化合物と、
リン酸イオン換算濃度で0.07〜7.50質量%のリン酸アンモニウムと、
固形分換算濃度で、0.1〜10質量%のシランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物と、
固形分換算濃度で0.2〜10質量%のシリカ化合物とを含有し、
8〜12のpHを有する下地処理液を塗布して、金属Zr換算で50〜1500mg/m未満の付着量の下地層を形成する工程と、
前記下地層上に有機樹脂層を形成する工程とを備える、有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法。
The surface roughness of the galvanized layer formed on the outer surface is 20 to 50 μm in terms of 10-point average roughness Rzjis based on JIS B0601 (2001), and the coverage of the pure zinc layer on the surface of the galvanized layer is 30. Preparing a galvanized steel pipe that is ~ 90%;
On the galvanized layer,
An aqueous solvent,
A zirconium compound of 0.05 to 10.50% by mass in terms of metal Zr,
0.004-0.400 mass% vanadium compound in metal V equivalent concentration,
0.07-7.50 mass% ammonium phosphate in terms of phosphate ion equivalent,
A solid content equivalent concentration of 0.1 to 10% by mass of a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof,
Containing 0.2 to 10% by mass of silica compound in terms of solid content,
Applying a base treatment solution having a pH of 8 to 12 to form a base layer having an adhesion amount of less than 50 to 1500 mg / m 2 in terms of metal Zr;
And a step of forming an organic resin layer on the foundation layer.
請求項1に記載の有機被覆亜鉛めっき鋼管の製造方法に使用され、前記外面上に形成された前記亜鉛めっき層の前記表面粗さがJIS B0601(2001)に準拠した十点平均粗さRzjisで20〜50μmであり、前記亜鉛めっき層の表面における前記純亜鉛層の被覆率が30〜90%である前記亜鉛めっき鋼管の外面上の前記亜鉛めっき層と、前記有機樹脂層との間の前記下地層を形成するための下地処理液であって、
水系溶媒と、
金属Zr換算濃度で0.05〜10.50質量%のジルコニウム化合物と、
金属V換算濃度で0.004〜0.400質量%のバナジウム化合物と、
リン酸イオン換算濃度で0.07〜7.50質量%のリン酸アンモニウムと、
固形分換算濃度で、0.1〜10質量%のシランカップリング剤及び/又はその加水分解縮合物と、
固形分換算濃度で0.2〜10質量%のシリカ化合物とを含有し、
8〜12のpHを有する、下地処理液。
It is used for the manufacturing method of the organic coating galvanized steel pipe of Claim 1, and the said surface roughness of the said galvanized layer formed on the said outer surface is ten-point average roughness Rzjis based on JISB0601 (2001). a 20 to 50 m, and the galvanized layer on the outer surface of the galvanized steel pipe coating ratio of the pure zinc layer is 30% to 90% at the surface of the galvanized layer, wherein between the organic resin layer A base treatment liquid for forming a base layer,
An aqueous solvent,
A zirconium compound of 0.05 to 10.50% by mass in terms of metal Zr,
0.004-0.400 mass% vanadium compound in metal V equivalent concentration,
0.07-7.50 mass% ammonium phosphate in terms of phosphate ion equivalent,
A solid content equivalent concentration of 0.1 to 10% by mass of a silane coupling agent and / or a hydrolysis condensate thereof,
Containing 0.2 to 10% by mass of silica compound in terms of solid content,
A ground treatment solution having a pH of 8-12.
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