JP6523253B2 - Metal surface treatment agent for galvanized steel, coating method and coated steel - Google Patents

Metal surface treatment agent for galvanized steel, coating method and coated steel Download PDF

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Description

本発明は、亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた被覆方法及び被覆鋼材に関する。   The present invention relates to a metal surface treatment agent for galvanized steel, a coating method using the metal surface treatment agent, and a coated steel material.

亜鉛めっき鋼材等は、従来から、6価クロム酸塩等を用いたクロメートによる防錆処理が広く行われ、必要に応じて耐指紋性、耐傷つき性等を付与すべく有機樹脂による被覆が行われ、更にその後各種塗料が上塗りされたりしていた。   Conventionally, corrosion prevention treatment with chromate using hexavalent chromate etc. has been widely performed on zinc-plated steel materials etc., and coating with an organic resin is carried out to impart fingerprint resistance, scratch resistance and the like as needed. And then various paints were overcoated.

近年、環境問題の高まりを背景に、従来鋼材に施されていたクロメート処理が法令により規制あるいは禁止される動きがある。クロメート処理層は、それ自身で高度の耐食性及び塗装密着性を有するものであるから、このクロメート処理が実施できない場合には、これらの性能が著しく低下する。そのため、クロメート処理を行わずに良好な耐食性及び塗装密着性を有する防錆層を形成することが要求されることとなってきた。   In recent years, against the background of rising environmental problems, chromate treatment, which has conventionally been applied to steel materials, is being regulated or prohibited by law. The chromate-treated layer itself has a high degree of corrosion resistance and paint adhesion, so if this chromate treatment can not be carried out, these performances are significantly reduced. Therefore, it has been required to form a rustproof layer having good corrosion resistance and coating adhesion without performing chromate treatment.

特許文献1には、平均粒子径が20〜100nmであり、シラノール基及び/又はアルコキシシリル基を含有するエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂粒子(A)、平均粒子径が5〜50nmである酸化ケイ素粒子(B)、及び有機チタン化合物(C)が複合化した皮膜であり、皮膜量が0.5〜3g/mであることを特徴とする被覆鋼板が記載されている。しかし、上記皮膜では、基材密着性や耐プレス油性が向上するものの、更なる耐テープ剥離性の向上が求められている。In Patent Document 1, an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin particle (A) having an average particle diameter of 20 to 100 nm and containing a silanol group and / or an alkoxysilyl group, and having an average particle diameter of 5 to 50 nm A coated steel sheet is described, which is a film in which a certain silicon oxide particle (B) and an organic titanium compound (C) are combined, and the film amount is 0.5 to 3 g / m 2 . However, in the above-mentioned film, although adhesion to a substrate and press oil resistance are improved, a further improvement in tape peel resistance is required.

特許文献2には、SiO/LiO比(モル比)が18〜33であるケイ酸リチウム水溶液に、有機樹脂、シランカップリング剤、及び固体湿潤剤を含有させた処理液を、金属板表面に塗布した後乾燥してなるものであることを特徴とする表面処理金属板が記載されている。しかし、上記金属板では耐アルカリ性が劣るという問題がある。Patent Document 2 discloses a metal in which an organic resin, a silane coupling agent, and a solid wetting agent are contained in an aqueous solution of lithium silicate having an SiO 2 / Li 2 O ratio (molar ratio) of 18 to 33, as a metal A surface-treated metal plate is described, which is characterized by being applied to a plate surface and then dried. However, the above-mentioned metal plate has a problem that alkali resistance is inferior.

特許文献3には、金属板またはめっき金属板に表面処理皮膜が形成されている表面処理金属板であって、前記表面処理膜は、SiとLiをSi/Li(モル比)が36〜66となるように有していると共に、実質的にCrを有していないことを特徴とする表面処理金属板が記載されている。しかし、上記金属板では耐テープ剥離性が劣るという問題がある。   Patent Document 3 describes a surface-treated metal plate in which a surface-treated film is formed on a metal plate or a plated metal plate, and the surface-treated film has a Si / Li ratio of 36 to 66 (molar ratio). A surface-treated metal plate is described which is characterized in that it has the following structure and is substantially free of Cr. However, the above-described metal plate has a problem that the tape peel resistance is inferior.

特許文献4には、水性媒質中に、Si/Liモル比が1〜4の範囲内のリチウムシリケートと、それぞれ該リチウムシリケート100質量部に対する量で、5〜50質量部のシランカップリング剤、0.2〜10質量部(バナジウム金属として)のバナジウム化合物、0.2〜10質量部(チタン金属として)のチタン化合物、および0.01〜10質量部のワックスとを含有することを特徴とする、亜鉛系めっき金属材料用表面処理液が記載されている。しかし、上記亜鉛系めっき金属材料用表面処理液では耐アルカリ性が十分ではない。   Patent Document 4 discloses that in an aqueous medium, a lithium silicate having a Si / Li molar ratio in the range of 1 to 4 and a silane coupling agent in an amount of 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the lithium silicate, Characterized by containing 0.2 to 10 parts by mass (as vanadium metal) of a vanadium compound, 0.2 to 10 parts by mass (as titanium metal) a titanium compound, and 0.01 to 10 parts by mass of a wax The surface treatment liquid for zinc-based plated metal materials is described. However, the above-mentioned surface treatment liquid for zinc-based plated metal materials does not have sufficient alkali resistance.

特許第4922295号公報Patent No. 4922295 gazette 特開平11−58599号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 11-58599 特開2000−45078号公報JP 2000-45078 A 特開2010−37584号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-37584

本発明は、上記現状に鑑み、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性が改善された亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた被覆方法及び被覆鋼材を提供することを目的とする。   In the present invention, in view of the above-mentioned present conditions, metal surface treatment for galvanized steel materials having improved press oil resistance, substrate adhesion, tape peel resistance, paint adhesion, processed part corrosion resistance, alkali resistance, and abrasion resistance. It is an object of the present invention to provide an agent, a coating method using the metal surface treatment agent, and a coated steel material.

ここで、耐テープ剥離性とは、鋼材のコイルや加工品が船便で輸送される際に粘着性の高いテープで固定され高温高湿条件にさらされても、テープを剥がした際に被覆された皮膜が剥離しないことを示し、耐アブレージョン性とは、鋼材のコイルや加工品を輸送する際の擦れにより発生し得る磨耗傷に対する耐性のことを示す。   Here, the tape peel resistance is covered when the tape is peeled off, even if it is fixed with a highly adhesive tape when the coil or processed product of the steel material is transported by sea freight and exposed to high temperature and high humidity conditions. The film shows that the film does not peel, and the abrasion resistance indicates the resistance to abrasion damage that may occur due to abrasion when transporting the coil of steel material and the processed product.

本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の有機樹脂粒子(A)、酸化ケイ素粒子(B)、ケイ酸リチウム(C)、有機チタン化合物(D)、及びエポキシ基含有化合物(E)を含む亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤であり、前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して40〜70倍であり、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比が0.2〜200である亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤が、優れた耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性を発現することを見い出し、本発明を完成させた。The inventors of the present invention conducted intensive studies and found that specific organic resin particles (A), silicon oxide particles (B), lithium silicates (C), organic titanium compounds (D), and epoxy group-containing compounds (E). It is a metal surface treatment agent for galvanized steel materials containing, The SiO 2 conversion number-of-moles of the total amount of the silicon contained in the said silicon oxide particle (B) and the said lithium silicate (C) is the said lithium silicate (C 40 to 70 times the number of moles of lithium element contained in (Li 2 O), and the mass of the lithium silicate (C) with respect to the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) The metal surface treatment agent for galvanized steel materials having a ratio of 0.2 to 200 has excellent press oil resistance, adhesion to substrates, tape peelability, coating adhesion, corrosion resistance to processed parts, alkali resistance, and abrasion resistance. sex It found that expression, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明は次の[1]〜[7]を提供するものである。
[1]有機樹脂粒子(A)、酸化ケイ素粒子(B)、ケイ酸リチウム(C)、有機チタン化合物(D)、及びエポキシ基含有化合物(E)を含む亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤であって、前記有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)とによって基体樹脂を変性させた樹脂粒子であり、シラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有する樹脂粒子であり、前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して40〜70倍であり、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、前記有機樹脂粒子(A)の固形分質量が20〜70質量%であり、前記酸化ケイ素粒子(B)が10〜50質量%であり、前記ケイ酸リチウム(C)が1〜10質量%であり、前記有機チタン化合物(D)がチタン元素換算として0.05〜5質量%であり、前記エポキシ基含有化合物(E)が0.2〜10質量%であり、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比が0.2〜200である、亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[2]前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量とケイ酸リチウム(C)の質量との和に対する前記シランカップリング剤(A−1)の合計量の質量の比が0.01〜13である、上記[1]に記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[3]ニオブ化合物(F)を前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して0.1〜10質量%含む、上記[1]又は[2]に記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[4]リン酸化合物(G)をリン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して0.1〜10質量%含む、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[5]有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)を前記基体樹脂の固形分質量に対して1〜20質量%となる割合で配合し反応させて得られるものである、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[6]有機樹脂粒子(A)は、多官能エポキシ基含有化合物(A−2)を前記基体樹脂の固形分質量に対して1〜20質量%となる割合で配合し反応させて得られるものである、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[7]前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して50〜65倍である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
[8]上記[1]〜[7]のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤を、亜鉛めっき鋼材表面に塗布して皮膜を形成することを特徴とする、亜鉛めっき鋼材の被覆方法。
[9]上記[8]に記載の亜鉛めっき鋼材の被覆方法によって得られる被覆鋼材。
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] Metal surface treatment agent for galvanized steel containing organic resin particles (A), silicon oxide particles (B), lithium silicate (C), organic titanium compound (D), and epoxy group-containing compound (E) The organic resin particles (A) are resin particles in which a base resin is modified with a silane coupling agent (A-1) and a polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2), and a silanol group and And / or a resin particle having an alkoxysilyl group, and the total number of silicon elements contained in the silicon oxide particles (B) and the lithium silicate (C) in terms of SiO 2 conversion mole number is the lithium silicate (C ) Is 40 to 70 times the molar number of lithium element contained in Li 2 O conversion, and the solid content mass of the organic resin particles (A) to the total solid mass of the metal surface treatment agent Is 20 70% by mass, 10 to 50% by mass of the silicon oxide particles (B), 1 to 10% by mass of the lithium silicate (C), and the organic titanium compound (D) in terms of titanium element It is 0.05-5 mass%, The said epoxy group containing compound (E) is 0.2-10 mass%, The said lithium silicate (The mass of the titanium element with respect to the mass of the titanium element contained in the said organic titanium compound (D) ( A metal surface treatment agent for galvanized steel, wherein the mass ratio of C) is 0.2 to 200.
[2] The ratio of the mass of the total amount of the silane coupling agent (A-1) to the sum of the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) and the mass of lithium silicate (C) is 0 The metal surface treatment agent for galvanized steel materials according to the above [1], which is 01 to 13.
[3] The metal surface for galvanized steel according to the above [1] or [2], containing 0.1 to 10% by mass of the niobium compound (F) based on the total solid mass of the metal surface treatment agent Processing agent.
[4] Any of the above [1] to [3], containing 0.1 to 10% by mass of the phosphoric acid compound (G) with respect to the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent, as phosphorus element conversion Metal surface treatment agent for galvanized steel according to the description.
[5] The organic resin particles (A) are obtained by blending and reacting the silane coupling agent (A-1) in a proportion of 1 to 20% by mass based on the solid content mass of the base resin. The metal surface treatment agent for galvanized steel materials according to any one of the above [1] to [4].
[6] Organic resin particles (A) can be obtained by blending and reacting the multifunctional epoxy group-containing compound (A-2) in a proportion of 1 to 20% by mass with respect to the solid content mass of the base resin The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to any of the above [1] to [5].
[7] The total SiO 2 conversion mole number of the total amount of silicon elements contained in the silicon oxide particles (B) and the lithium silicate (C) is Li of lithium elements contained in the lithium silicate (C) The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to any one of the above [1] to [6], which is 50 to 65 times the 2 O conversion mole number.
[8] A galvanized steel according to any one of the above [1] to [7], which is coated on the surface of the galvanized steel to form a film. Coating method.
[9] A coated steel material obtained by the method for coating galvanized steel according to the above [8].

本発明によれば、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性が改善された亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた被覆方法及び被覆鋼材を提供することができる。   According to the present invention, a metal surface treatment agent for galvanized steel having improved press oil resistance, substrate adhesion, tape peelability, paint adhesion, processed part corrosion resistance, alkali resistance and abrasion resistance, It is possible to provide a coating method and a coated steel material using a metal surface treatment agent.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments.

[亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤]
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、有機樹脂粒子(A)、酸化ケイ素粒子(B)、ケイ酸リチウム(C)、有機チタン化合物(D)、及びエポキシ基含有化合物(E)を含む亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤であって、前記有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)とによって変性させた樹脂粒子であり、シラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有する樹脂粒子であり、前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して40〜70倍であり、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、前記有機樹脂粒子(A)の固形分質量が20〜70質量%であり、前記酸化ケイ素粒子(B)が10〜50質量%であり、前記ケイ酸リチウム(C)が1〜10質量%であり、前記有機チタン化合物(D)がチタン元素換算として0.05〜5質量%であり、前記エポキシ基含有化合物(E)が0.2〜10質量%であり、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比が0.2〜200である、亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤である。
これにより、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性のいずれにおいても優れた性能を有する。
[Metal surface treatment agent for galvanized steel]
The metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention comprises organic resin particles (A), silicon oxide particles (B), lithium silicate (C), organic titanium compound (D), and epoxy group-containing compound (E) A metal surface treatment agent for galvanized steel, wherein the organic resin particles (A) are modified with a silane coupling agent (A-1) and a polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2) It is a resin particle, It is a resin particle which has a silanol group and / or an alkoxy silyl group, The SiO 2 conversion number-of-moles of the total amount of the silicon element contained in the said silicon oxide particle (B) and said lithium silicate (C) There are 40 to 70 times the Li 2 O in terms of the number of moles of lithium element contained in the lithium silicate (C), the total of the solid mass of the metal surface treatment agent, the organic resin The solid content mass of the child (A) is 20 to 70% by mass, the silicon oxide particles (B) are 10 to 50% by mass, and the lithium silicate (C) is 1 to 10% by mass, The organic titanium compound (D) is 0.05 to 5% by mass in terms of titanium element, the epoxy group-containing compound (E) is 0.2 to 10% by mass, and is contained in the organic titanium compound (D) It is a metal surface treatment agent for galvanized steel materials in which the ratio of the mass of the lithium silicate (C) to the mass of the titanium element is 0.2 to 200.
Thus, the metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention can be used in any of press oil resistance, substrate adhesion, tape peel resistance, paint adhesion, processed part corrosion resistance, alkali resistance, and abrasion resistance. It has excellent performance.

<有機樹脂粒子(A)>
本発明で用いる有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)とによって基体樹脂を変性させた樹脂粒子であり、シラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有する樹脂粒子である。
前記基体樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸又は無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸との共重合樹脂(例えば、エチレン−メタクリル酸共重合体)を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物やアンモニア水や有機アミン類で中和し水中に分散させた水分散アクリル樹脂、イソシアネート基含有化合物とポリオール、低分子量ポリオール、及び活性水素基と親水性基とを含有する化合物とを反応させてポリウレタンプレポリマーを製造し、次いで上記親水性基を中和剤により中和した水分散ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
有機樹脂粒子(A)としては、これら分散樹脂液に、後述するシランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)を作用させて得られるシラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有するアクリル樹脂粒子、又はシラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有するポリウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。なかでも、塩基で中和されたエチレン−メタクリル酸共重合樹脂の水分散樹脂液に、後述するシランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)等を作用させて得られるアクリル樹脂粒子が、微粒子化が可能で、かつ、高性能皮膜を形成しうるという点で好ましい。
<Organic resin particles (A)>
The organic resin particles (A) used in the present invention are resin particles in which the base resin is modified with the silane coupling agent (A-1) and the polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2), and Or resin particles having an alkoxysilyl group.
The base resin is not particularly limited. For example, a copolymer resin of ethylene and an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride (for example, ethylene-methacrylic acid copolymer) Water-dispersed acrylic resin neutralized with alkali metal hydroxides such as sodium and potassium hydroxide, ammonia water and organic amines and dispersed in water, isocyanate group-containing compound and polyol, low molecular weight polyol, and active hydrogen group A water dispersible polyurethane resin etc. which made the polyurethane prepolymer react by making it react with the compound containing a hydrophilic group, and then neutralized the above-mentioned hydrophilic group by the neutralizing agent are mentioned.
As organic resin particles (A), silanol groups and / or alkoxy obtained by reacting the dispersion resin liquid with a silane coupling agent (A-1) described later and a polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2). Examples thereof include acrylic resin particles having a silyl group, and polyurethane resin particles having a silanol group and / or an alkoxysilyl group. In particular, a silane coupling agent (A-1) described later and a multifunctional epoxy group-containing compound (A-2) or the like are caused to act on the aqueous dispersion resin solution of the ethylene-methacrylic acid copolymer resin neutralized with a base. The acrylic resin particles thus obtained are preferable in that they can be micronized and can form a high-performance film.

例えば、基体樹脂として、上記エチレン−メタクリル酸共重合樹脂を用いる場合は、エチレン含有量が90〜70質量%、メタクリル酸の含有量が10〜30質量%の割合で含まれるものであることが好ましい。
また、必要に応じて、その他の単量体を含有するものであってもよいが、その使用量は10質量%以下であることが好ましい。上記エチレン−メタクリル酸共重合樹脂を用いる場合は、例えば、高圧法低密度ポリエチレンの製造装置による重合等の公知の方法によって製造することができる。
配合量としては、基体樹脂を、前記有機樹脂粒子(A)の固形分質量に対して、80質量%以上で反応させることが好ましい。より好ましくは90質量%以上の範囲である。
For example, when the ethylene-methacrylic acid copolymer resin is used as the base resin, the ethylene content is 90 to 70% by mass, and the methacrylic acid content is 10 to 30% by mass. preferable.
Moreover, although it may contain other monomers as needed, it is preferable that the usage-amount is 10 mass% or less. When using the said ethylene- methacrylic acid copolymer resin, it can manufacture by well-known methods, such as superposition | polymerization by the manufacturing apparatus of high-pressure-process low-density polyethylene, for example.
As a compounding quantity, it is preferable to make base resin react by 80 mass% or more with respect to solid content mass of the said organic resin particle (A). More preferably, it is in the range of 90% by mass or more.

前記有機樹脂粒子(A)は、シラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有するものである。上記官能基を有することによって、酸化ケイ素粒子(B)や有機チタン化合物(D)との反応を生じ、皮膜を形成することができ、基材密着性、耐プレス油性等を改善することができる。上記アルコキシシリル基におけるアルコキシシリル基は特に限定されず、例えば、トリメトキシシリル基、ジメトキシシリル基、メトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジエトキシシリル基、エトキシシリル基等を挙げることができる。上記官能基は、後述するシランカップリング剤(A−1)等を上記基体樹脂の水分散液と反応させることによって得ることができる。   The organic resin particles (A) have a silanol group and / or an alkoxysilyl group. By having the above functional group, a reaction with the silicon oxide particles (B) and the organic titanium compound (D) can be caused to form a film, and adhesion to a substrate, oil resistance against pressing, etc. can be improved. . The alkoxysilyl group in the above alkoxysilyl group is not particularly limited, and examples thereof include trimethoxysilyl group, dimethoxysilyl group, methoxysilyl group, triethoxysilyl group, diethoxysilyl group, and ethoxysilyl group. The said functional group can be obtained by making the silane coupling agent (A-1) etc. which are mentioned later react with the water dispersion liquid of the said base resin.

(シランカップリング剤(A−1))
前記有機樹脂粒子(A)で用いるシランカップリング剤(A−1)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、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有シラン化合物、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有シラン化合物、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン化合物、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができ、エポキシ基含有シラン化合物であることが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
配合量としては、シランカップリング剤(A−1)を、前記基体樹脂の固形分100質量%に対して、1〜20質量%となる割合で配合し反応させることが好ましい。より好ましくは1〜10質量%の範囲である。この配合量が1質量%以上の場合、鋼材表面に形成される皮膜の耐アルカリ性、耐溶剤性、塗装密着性等が良好であり、20質量%以下であると皮膜の親水性が適切となり耐食性が良好となる、及び皮膜の形成に用いられる前記金属表面処理剤の液安定性が良好となる場合がある。
(Silane coupling agent (A-1))
The silane coupling agent (A-1) used in the organic resin particles (A) is, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxy Epoxy group-containing silane compounds such as silane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ -(2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- Amino group-containing silane compounds such as minopropyl ethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltri Mercapto-containing silane compounds such as methoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyl Methyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, etc. It is preferable that it is a containing silane compound. These may be used alone or in combination of two or more.
As a compounding quantity, it is preferable to mix and react a silane coupling agent (A-1) in the ratio used as 1 to 20 mass% with respect to 100 mass% of solid content of the said base resin. More preferably, it is in the range of 1 to 10% by mass. When the content is 1% by mass or more, the alkali resistance, solvent resistance, coating adhesion, etc. of the film formed on the surface of the steel material are good, and when it is 20% by mass or less, the hydrophilicity of the film becomes appropriate and the corrosion resistance And the liquid stability of the metal surface treatment agent used to form the film may be good.

(多官能エポキシ基含有化合物(A−2))
前記有機樹脂粒子(A)で用いる多官能エポキシ基含有化合物(A−2)としては、ソルビトール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、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、プロピレンレングリコールジグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ビスフェノールAグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。多官能エポキシ基含有化合物(A−2)を用いると、有機樹脂との親和性が高まるため、上記皮膜に上塗り塗料を塗布した場合に、塗膜密着性の向上に有利である場合がある。
ここで、多官能エポキシ基含有化合物(A−2)は、エポキシ基含有シラン化合物は含まない。
配合量としては、多官能エポキシ基含有化合物(A−2)を、前記基体樹脂の固形分100質量%に対して、1〜20質量%反応させることが好ましい。より好ましくは1〜10質量%の範囲である。この配合量が1質量%以上の場合、鋼材表面に形成される皮膜の耐アルカリ性、耐溶剤性、塗装密着性等が良好であり、20質量%以下であると皮膜の親水性が適切となり耐食性が良好となる、及び皮膜の形成に用いられる前記金属表面処理剤の液安定性が良好となる場合がある。
(Multifunctional epoxy group-containing compound (A-2))
Sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl as the polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2) used for the organic resin particles (A) Ether, triglycidyl tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, bisphenol A glycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. When a polyfunctional epoxy group containing compound (A-2) is used, since affinity with an organic resin will increase, when a top coat is apply | coated to the said film, it may be advantageous to coating-film adhesiveness improvement.
Here, a polyfunctional epoxy group containing compound (A-2) does not contain an epoxy group containing silane compound.
As a compounding quantity, it is preferable to make 1 to 20 mass% of polyfunctional epoxy group containing compounds (A-2) react with respect to 100 mass% of solid content of the said base resin. More preferably, it is in the range of 1 to 10% by mass. When the content is 1% by mass or more, the alkali resistance, solvent resistance, coating adhesion, etc. of the film formed on the surface of the steel material are good, and when it is 20% by mass or less, the hydrophilicity of the film becomes appropriate and the corrosion resistance And the liquid stability of the metal surface treatment agent used to form the film may be good.

前記有機樹脂粒子(A)の樹脂粒子は、平均粒子径が20〜100nmであることが好ましい。ここで、平均粒子径は動的光散乱法による粒子径測定装置、例えば、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定することができる。前記平均粒子径の値は、樹脂粒子(A)の水分散液を、イオン交換水で上記装置による測定に適した濃度に希釈し、液温25℃で測定して得られるキュムラント平均粒子径である。前記方法による平均粒子径が20nm以上であると、粘度や親水性が適切となり、作業性や耐食性等が良好となる。平均粒子径が100nm以下であると、皮膜性能面で基材密着性や耐プレス油性等が良好となる。   The resin particles of the organic resin particles (A) preferably have an average particle diameter of 20 to 100 nm. Here, the average particle diameter can be measured by a particle diameter measuring apparatus by a dynamic light scattering method, for example, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The value of the average particle size is a cumulant average particle size obtained by diluting an aqueous dispersion of resin particles (A) with ion-exchanged water to a concentration suitable for measurement by the above apparatus and measuring at a liquid temperature of 25 ° C. is there. When the average particle diameter by the above method is 20 nm or more, the viscosity and the hydrophilicity become appropriate, and the workability, the corrosion resistance and the like become good. When the average particle size is 100 nm or less, the adhesion to a substrate, the press oil resistance, etc. become good in terms of the film performance.

前記有機樹脂粒子(A)は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、20〜70質量%で含有する。20質量%未満であれば、十分な塗膜性能、特に加工部耐食性を得ることができない。また、他の成分の含有量とのバランスを調整して、本発明の効果を良好に発揮させる観点から70質量%以内である。同様の観点から、前記有機樹脂粒子(A)の含有量は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは30〜65質量%、より好ましくは40〜60質量%である。
なお、前記有機樹脂粒子(A)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる。
The said organic resin particle (A) is contained by 20-70 mass% with respect to the sum total of solid content mass of the said metal surface treatment agent. If the amount is less than 20% by mass, sufficient coating film performance, in particular, corrosion resistance at the machined portion can not be obtained. Moreover, it is 70 mass% or less from a viewpoint of adjusting balance with content of another component and exhibiting the effect of this invention favorably. From the same viewpoint, the content of the organic resin particles (A) is preferably 30 to 65% by mass, more preferably 40 to 60% by mass, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. .
In addition, content of the said organic resin particle (A) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material.

<酸化ケイ素粒子(B)>
本発明で用いる酸化ケイ素粒子(B)は、一次粒子の数平均粒子径が5〜50nmのものが好ましく、5〜20nmのものがより好ましく、コロイダルシリカやヒュームドシリカ等から適宜選択して用いることができる。酸化ケイ素粒子(B)の一次粒子の数平均粒子径は電子顕微鏡観察により求めることができる。酸化ケイ素粒子(B)の具体例としては、スノーテックスN、スノーテックスC(日産化学工業社製)やアデライトAT−20N、AT−20A(ADEKA社製)やカタロイドS−20L、カタロイドSA(日揮触媒化成社製)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
酸化ケイ素粒子(B)は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、10〜50質量%で含有する。10質量%未満であれば、十分な塗膜性能、特に基材密着性や耐テープ剥離性を得ることができない。また、他の成分の含有量とのバランスを調整して、本発明の効果を良好に発揮させる観点から50質量%以下である。同様の観点から、当該酸化ケイ素粒子(B)の含有量は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは15〜45質量%、より好ましくは20〜40質量%である。
なお、酸化ケイ素粒子(B)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる
<Silicon oxide particles (B)>
The number average particle diameter of primary particles of the silicon oxide particles (B) used in the present invention is preferably 5 to 50 nm, more preferably 5 to 20 nm, and appropriately selected from colloidal silica, fumed silica, etc. be able to. The number average particle diameter of primary particles of the silicon oxide particles (B) can be determined by electron microscopic observation. Specific examples of the silicon oxide particles (B) include Snowtex N, Snowtex C (made by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Adareite AT-20N, AT-20A (made by ADEKA), Cataloid S-20L, Cataloid SA (JGC Corporation) Catalysts, Inc. make) etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
The silicon oxide particles (B) are contained in an amount of 10 to 50% by mass with respect to the total solid mass of the metal surface treatment agent. If it is less than 10% by mass, sufficient coating film performance, in particular, substrate adhesion and tape peel resistance can not be obtained. Moreover, it is 50 mass% or less from a viewpoint of adjusting balance with content of another component and exhibiting the effect of this invention favorably. From the same viewpoint, the content of the silicon oxide particles (B) is preferably 15 to 45% by mass, more preferably 20 to 40% by mass, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. .
In addition, content of a silicon oxide particle (B) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material

<ケイ酸リチウム(C)>
本発明で用いるケイ酸リチウム(C)は、リチウム酸化物と二酸化ケイ素とからなる塩であって、一般式LiO・nSiOで表される。リチウム酸化物と二酸化ケイ素とのモル比を表すnの値によって、オルトケイ酸リチウム(LiSiO(LiO・0.5SiO:n=0.5))、メタケイ酸リチウム(LiSiO(LiO・SiO:n=1))、オルト二ケイ酸六リチウム(LiSi(LiO・2/3SiO:n=2/3))、LiSi16(LiO・3.5SiO:n=3.5)、LiSi20(LiO・4.5SiO:n=4.5)、LiSi1532(LiO・7.5SiO:n=7.5)などが挙げられる。また、ケイ酸リチウム(C)は、例えば、その水和物であってもよい。
さらに、珪酸リチウム(C)は、例えば、ケイ酸リチウム水溶液として用いることもでき、このような場合において、水溶液の固形分濃度は、例えば、1〜50質量%、好ましくは、2〜40質量%である。なお、ケイ酸リチウム(C)は、リチウム酸化物と二酸化ケイ素とのモル比nの値によって、その水溶性が異なり、例えば、nが2〜5であるケイ酸リチウムは水に可溶であり、nが6〜10であるケイ酸リチウムは、水に不溶である。
また、このようなケイ酸リチウム(C)としては、例えば、リチウムシリケート35(ケイ酸リチウム水溶液、SiO/LiO(モル比)=3.5)、リチウムシリケート45(ケイ酸リチウム水溶液、SiO/LiO(モル比)=4.5)、リチウムシリケート75(ケイ酸リチウム水溶液、SiO/LiO(モル比)=7.5)(いずれも、日産化学工業社製)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ケイ酸リチウム(C)が、前記酸化ケイ素粒子(B)とイオン架橋によって、擬似架橋を形成することにより、耐テープ密着性に優れた皮膜が形成されていると考えられる。
ケイ酸リチウム(C)は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、1〜10質量%で含有する。1質量%未満であれば、耐テープ剥離性が不良となる。また、他の成分の含有量とのバランスを調整して、本発明の効果を良好に発揮させる観点から10質量%以下である。同様の観点から、当該ケイ酸リチウム(C)の含有量は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは1〜7質量%、より好ましくは1〜5質量%である。
なお、ケイ酸リチウム(C)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる。
<Lithium silicate (C)>
Lithium silicate (C) used in the present invention is a salt composed of lithium oxide and silicon dioxide, and is represented by the general formula Li 2 O · nSiO 2 . Lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 (Li 2 O.0.5SiO 2 : n = 0.5)), lithium metasilicate (Li 2 SiO) according to the value of n representing the molar ratio of lithium oxide to silicon dioxide 3 (Li 2 O · SiO 2 : n = 1)), ortho disilicate six lithium (Li 6 Si 2 O 7 ( Li 2 O · 2 / 3SiO 2: n = 2/3)), Li 4 Si 7 O 16 (Li 2 O.3.5SiO 2 : n = 3.5), Li 4 Si 9 O 20 (Li 2 O.4.5SiO 2 : n = 4.5), Li 4 Si 15 O 32 (Li 2 O · 7.5 SiO 2 : n = 7.5) and the like. Also, lithium silicate (C) may be, for example, a hydrate thereof.
Furthermore, lithium silicate (C) can also be used, for example, as an aqueous solution of lithium silicate, and in such a case, the solid content concentration of the aqueous solution is, for example, 1 to 50% by mass, preferably 2 to 40% by mass It is. The water solubility of lithium silicate (C) differs depending on the molar ratio n of lithium oxide and silicon dioxide. For example, lithium silicate having n of 2 to 5 is soluble in water. , N is 6 to 10, and lithium silicate is insoluble in water.
Moreover, as such lithium silicate (C), for example, lithium silicate 35 (lithium silicate aqueous solution, SiO 2 / Li 2 O (molar ratio) = 3.5), lithium silicate 45 (lithium silicate aqueous solution, SiO 2 / Li 2 O (molar ratio) = 4.5), lithium silicate 75 (lithium silicate aqueous solution, SiO 2 / Li 2 O (molar ratio) = 7.5) (all manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
It is considered that a film excellent in tape adhesion resistance is formed when lithium silicate (C) forms a pseudo-crosslink by ionic crosslinking with the silicon oxide particles (B).
Lithium silicate (C) is contained in an amount of 1 to 10% by mass based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. If it is less than 1% by mass, the tape peel resistance will be poor. Moreover, it is 10 mass% or less from a viewpoint of adjusting balance with content of another component and exhibiting the effect of this invention favorably. From the same viewpoint, the content of the lithium silicate (C) is preferably 1 to 7% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. .
In addition, content of lithium silicate (C) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material.

前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して40〜70倍である(以下、単にLiOに対するSiOモル比が40〜70ともいう)。当該LiOに対するSiOモル比が40未満であれば、十分な塗膜性能を得ることができず、特に耐アルカリ性が低下し、一方、70を超えると、耐テープ剥離性が劣る。同様の観点から、当該LiOに対するSiOモル比は、好ましくは50〜65、より好ましくは50〜60である。The SiO 2 conversion mole number of the total amount of silicon elements contained in the silicon oxide particles (B) and the lithium silicate (C) corresponds to the Li 2 O conversion of the lithium element contained in the lithium silicate (C) The molar ratio is 40 to 70 times (hereinafter, the molar ratio of SiO 2 to Li 2 O is also simply 40 to 70). When the molar ratio of SiO 2 to Li 2 O is less than 40, sufficient coating film performance can not be obtained, and particularly, the alkali resistance is lowered, and when it is more than 70, the tape peeling resistance is inferior. From the same viewpoint, the SiO 2 molar ratio to the Li 2 O is preferably 50 to 65, more preferably 50 to 60.

上述したように、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比が0.2〜200である。上記質量比が0.2未満であると、耐プレス油性、耐テープ剥離性が劣化し、上記質量比が200を超えると、アルカリ脱脂性が劣化する。同様の観点から、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比は、好ましくは0.5〜17、より好ましくは1.5〜17である。
また、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量とケイ酸リチウム(C)の質量との和に対する前記シランカップリング剤(A−1)の質量の比が0.01〜13であることが好ましい。上記質量比が0.01〜13の範囲内であることにより、耐テープ剥離性、耐アルカリ性が改善され、かつ、耐プレス油性、加工部耐食性も改善される。同様の観点から、前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量とケイ酸リチウム(C)の質量との和に対する前記シランカップリング剤(A−1)の質量の比は、より好ましくは0.1〜13、さらに好ましくは0.35〜0.65である。
As described above, in the metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention, the ratio of the mass of lithium silicate (C) to the mass of titanium element contained in the organic titanium compound (D) is 0.2 It is ~ 200. When the mass ratio is less than 0.2, press oil resistance and tape peel resistance deteriorate, and when the mass ratio exceeds 200, alkaline degreasing deteriorates. From the same viewpoint, the ratio of the mass of the lithium silicate (C) to the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) is preferably 0.5 to 17, and more preferably 1.5 to 17 It is.
In addition, the metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention is the silane coupling agent (based on the sum of the mass of titanium element contained in the organic titanium compound (D) and the mass of lithium silicate (C)) The mass ratio of A-1) is preferably 0.01 to 13. When the mass ratio is in the range of 0.01 to 13, the tape peel resistance and the alkali resistance are improved, and the press oil resistance and the corrosion resistance at the processed portion are also improved. From the same viewpoint, the ratio of the mass of the silane coupling agent (A-1) to the sum of the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) and the mass of lithium silicate (C) is Preferably it is 0.1-13, More preferably, it is 0.35-0.65.

<有機チタン化合物(D)>
本発明で用いる有機チタン化合物(D)として用いられる具体例としては、ジプロポキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシビス(ジエタノールアミナト)チタン、ジブトキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジブトキシビス(ジエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ジブトキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ジヒドロキシビス(ラクタト)チタンモノアンモニウム塩、ジヒドロキシビス(ラクタト)チタンジアンモニウム塩、プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、オキソチタンビス(モノアンモニウムオキサレート)、イソプロピルトリ(N−アミドエチル・アミノエチル)チタネート等を挙げることができる。これらは単独でもよく、2種以上を併用してもよい。
有機チタン化合物(D)は、チタン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、0.05〜5質量%で含有する。0.05質量%未満であれば、十分な塗膜性能を得ることができない。また、他の成分の含有量とのバランスを調整して、本発明の効果を良好に発揮させる観点から5質量%以内である。同様の観点から、当該有機チタン化合物(D)の含有量は、チタン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、より好ましくは0.1〜2質量%、更に好ましくは0.3〜1質量%である。
なお、有機チタン化合物(D)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる。
<Organic titanium compound (D)>
Specific examples used as the organic titanium compound (D) used in the present invention include dipropoxybis (triethanolaminato) titanium, dipropoxybis (diethanolaminato) titanium, dibutoxybis (triethanolaminato) titanium, dibutoxybis (diethanolamito) Nato) titanium, dipropoxy bis (acetylacetonato) titanium, dibutoxy bis (acetyl acetonato) titanium, dihydroxy bis (lactato) titanium monoammonium salt, dihydroxy bis (lactato) titanium diammonium salt, propanedioxy titanium bis (ethyl acetoacetate) And oxotitanium bis (monoammonium oxalate), isopropyl tri (N-amidoethyl aminoethyl) titanate and the like. These may be independent or may use 2 or more types together.
The organic titanium compound (D) is contained in an amount of 0.05 to 5% by mass with respect to the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent as titanium element conversion. If it is less than 0.05% by mass, sufficient coating film performance can not be obtained. Moreover, it is 5 mass% or less from a viewpoint of adjusting balance with content of another component and exhibiting the effect of this invention favorably. From the same viewpoint, the content of the organic titanium compound (D) is more preferably 0.1 to 2% by mass, still more preferably, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent, in terms of titanium element Is 0.3 to 1% by mass.
In addition, content of an organic titanium compound (D) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material.

<エポキシ基含有化合物(E)>
本発明で用いるエポキシ基含有化合物(E)は、特に限定されないが、多官能エポキシ樹脂であり、原料使用量を低減できる観点からはより多官能であるほど好ましく、好ましくは3官能以上、更に好ましくは4官能以上である。また、有機樹脂粒子(A)との反応による粘度変化を調整する観点、得られた金属処理剤のハンドリング性の観点からは、例えば、3〜5官能であることが好ましい。具体例としては、例えば、前述の多官能エポキシ基含有化合物(A−2)をエポキシ基含有化合物として用いることができる。
エポキシ基含有化合物(E)は、皮膜形成時に前記有機樹脂粒子(A)と架橋反応して高架橋皮膜を形成することにより、特に耐プレス油性を向上させる。
エポキシ基含有化合物(E)は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、0.2〜10質量%で含有する。0.2質量%未満であれば、十分な塗膜性能、特に十分な耐プレス油性を得ることができない。また、他の成分の含有量とのバランスを調整して、本発明の効果を良好に発揮させる観点から10質量%以下である。同様の観点から、当該エポキシ基含有化合物(E)の含有量は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは1〜8質量%、より好ましくは2〜7質量%である。
なお、エポキシ基含有化合物(E)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる。
<Epoxy group-containing compound (E)>
The epoxy group-containing compound (E) used in the present invention is not particularly limited, but is a multifunctional epoxy resin, and from the viewpoint of being able to reduce the amount of raw materials used, more multifunctional is preferable, preferably trifunctional or more, more preferably Is four or more functional. Moreover, it is preferable that it is a 3-5 functional, for example from a viewpoint of adjusting the viscosity change by reaction with organic resin particle (A), and the handling property of the obtained metal processing agent. As a specific example, the above-mentioned polyfunctional epoxy group containing compound (A-2) can be used as an epoxy group containing compound, for example.
The epoxy group-containing compound (E) crosslinks with the organic resin particles (A) at the time of film formation to form a highly crosslinked film, thereby particularly improving the press resistance.
The epoxy group-containing compound (E) is contained in an amount of 0.2 to 10% by mass with respect to the total solid mass of the metal surface treatment agent. If the amount is less than 0.2% by mass, sufficient coating performance, particularly sufficient press resistance can not be obtained. Moreover, it is 10 mass% or less from a viewpoint of adjusting balance with content of another component and exhibiting the effect of this invention favorably. From the same viewpoint, the content of the epoxy group-containing compound (E) is preferably 1 to 8% by mass, more preferably 2 to 7% by mass, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. is there.
In addition, content of an epoxy group containing compound (E) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material.

<ニオブ化合物(F)>
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記(A)〜(E)に加えて、更に、ニオブ化合物(F)を含有することが好ましい。
ニオブ化合物(F)は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは0.1〜10質量%で含有する。0.1〜10質量%の範囲内であると、加工部耐食性に優れる。同様の観点から、当該ニオブ化合物(F)の含有量は、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、より好ましくは0.2〜5質量%、更に好ましくは0.5〜2質量%である。
<Niobium compound (F)>
It is preferable that the metal surface treatment agent for galvanized steel products of the present invention further contains a niobium compound (F) in addition to the above (A) to (E).
The niobium compound (F) is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the total solid mass of the metal surface treatment agent. When it is in the range of 0.1 to 10% by mass, the corrosion resistance at the machined part is excellent. From the same viewpoint, the content of the niobium compound (F) is more preferably 0.2 to 5% by mass, still more preferably 0.5 to 2 based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent. It is mass%.

前記ニオブ化合物(F)としては特に限定されず、従来公知のニオブ含有化合物を用いることができ、例えば、酸化ニオブ、ニオブ酸及びその塩、フルオロニオブ酸塩、フルオロオキソニオブ酸塩等を挙げることができる。なかでも、耐食性の向上の点から、酸化ニオブであることが好ましい。   The niobium compound (F) is not particularly limited, and conventionally known niobium-containing compounds can be used, and examples thereof include niobium oxide, niobic acid and salts thereof, fluoroniobate salt, fluorooxoniobate salt and the like. Can. Among them, niobium oxide is preferable from the viewpoint of improving the corrosion resistance.

前記酸化ニオブは、酸化ニオブ粒子であることが好ましい。これにより、酸化ニオブ粒子を複合化した皮膜を形成することができ、耐食性をより向上させることができる。   The niobium oxide is preferably niobium oxide particles. Thereby, a film in which niobium oxide particles are complexed can be formed, and the corrosion resistance can be further improved.

前記酸化ニオブ粒子とは、ニオブの酸化物が水中に微粒子状態で分散しているものをいい、例えば、厳密には酸化ニオブが形成されず、水酸化ニオブと酸化ニオブの中間状態でアモルファス状態になっているものであってもよい。   The niobium oxide particles refer to particles in which an oxide of niobium is dispersed in water in the form of fine particles. For example, niobium oxide is not strictly formed, and it is in an amorphous state in an intermediate state of niobium hydroxide and niobium oxide. It may be the

皮膜の形成に使用される前記金属表面処理剤中に添加する酸化ニオブ粒子としては、公知の方法によって製造された酸化ニオブ粒子を使用することができる。上記酸化ニオブ粒子としては特に限定されず、例えば、特開平6−321543号公報、特開平8−143314号公報、特開平8−325018号公報等に記載された公知の方法によって製造されたもの等を挙げることができる。また、多木化学社によって市販されている酸化ニオブゾルや酸化ニオブスラリーを使用することもできる。   Niobium oxide particles produced by a known method can be used as the niobium oxide particles added to the metal surface treatment agent used for forming a film. The niobium oxide particles are not particularly limited, and, for example, those produced by known methods described in JP-A-6-321543, JP-A-8-143314, JP-A-8-325018, etc. Can be mentioned. In addition, niobium oxide sol and niobium oxide slurry marketed by Taki Chemical Co., Ltd. can also be used.

前記酸化ニオブ粒子の平均粒子径は、2nm〜10μmであることが好ましく、2nm〜1μmであることがより好ましい。前記平均粒子径は小さい方が、より安定して緻密な酸化ニオブを含んでなる皮膜が形成されるため、被処理物に対して安定して防錆性を付与することができ、より好ましい。前記酸化ニオブ粒子の平均粒子径は、レーザー光回折・散乱式 マイクロトラックHRA粒度分布計(HONEYWELL社製)等を用いて体積の累積が50%となる粒子径である体積平均粒子径として求めることができる。   The average particle diameter of the niobium oxide particles is preferably 2 nm to 10 μm, and more preferably 2 nm to 1 μm. The smaller the average particle diameter, the more stable and dense the film comprising niobium oxide is formed, so that the rustproofness can be stably imparted to the object to be treated, which is more preferable. The average particle size of the niobium oxide particles is determined as a volume average particle size which is a particle size at which the volume accumulation is 50% using a laser light diffraction / scattering type microtrack HRA particle size distribution analyzer (manufactured by HONEYWELL) or the like. Can.

<リン酸化合物(G)>
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記(A)〜(E)又は前記(A)〜(F)に加えて、更に、リン酸化合物(G)を含有することが好ましい。リン酸化合物(G)としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、四リン酸等のリン酸類、リン酸三アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム等のリン酸塩類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
リン酸化合物(G)を用いると、リン酸イオンが、金属素地表面にリン酸塩層を形成して不動態化させ、防錆性を向上させることができる。
リン酸化合物(G)は、リン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、好ましくは0.1〜10質量%で含有する。0.1〜10質量%の範囲内であることで、加工部耐食性に優れる。同様の観点から、当該リン酸化合物(G)の含有量は、リン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、より好ましくは0.2〜5質量%、更に好ましくは0.5〜2質量%である。
なお、リン酸化合物(G)の含有量は、各原料を配合する時の配合量から算出することもできる。
<Phosphoric acid compound (G)>
The metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention preferably further contains a phosphoric acid compound (G) in addition to (A) to (E) or (A) to (F). Examples of phosphoric acid compounds (G) include phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, etc., triammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, dibasic hydrogen phosphate Examples include phosphates such as sodium. These may be used alone or in combination of two or more.
When the phosphate compound (G) is used, phosphate ions can form a phosphate layer on the surface of the metal substrate to passivate and improve the corrosion resistance.
The phosphoric acid compound (G) is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by mass, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent, in terms of phosphorus element. When it exists in the range of 0.1-10 mass%, it is excellent in corrosion resistance of a process part. From the same viewpoint, the content of the phosphoric acid compound (G) is more preferably 0.2 to 5% by mass, still more preferably, based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent, in terms of phosphorus element. Is 0.5 to 2% by mass.
In addition, content of a phosphoric acid compound (G) can also be calculated from the compounding quantity at the time of mix | blending each raw material.

前記リン酸化合物(G)とニオブ化合物(F)を併用することにより、特に加工部耐食性に優れた皮膜を形成させることができる。ニオブ化合物(F)の質量に対するリン酸化合物(G)のリン元素換算質量の比が、好ましくは0.01〜100であり、より好ましくは0.03〜10、更に好ましくは、0.03〜4である。   By using the phosphoric acid compound (G) and the niobium compound (F) in combination, it is possible to form a film which is excellent in corrosion resistance particularly in the processed part. The ratio of the phosphorus equivalent mass of the phosphoric acid compound (G) to the mass of the niobium compound (F) is preferably 0.01 to 100, more preferably 0.03 to 10, still more preferably 0.03 to 4

<水>
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記(A)〜(E)、前記(A)〜(F)又は前記(A)〜(G)に加えて、更に、水を含有してもよい。
<Water>
The metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention further contains water in addition to the above (A) to (E), the above (A) to (F) or the above (A) to (G). May be

<その他の成分>
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤には上記(A)〜(G)、及び水以外に、その他の成分を含有するものであってもよい。例えば、ワックス、潤滑剤、顔料を配合してもよい。前記ワックスとしては、例えば、パラフィン、マイクロクリスタリン、ポリオレフィン等の炭化水素系のワックス、これらの誘導体等従来公知のワックスを用いることができる。上記誘導体としては、カルボキシル化ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン等を挙げることができる。前記潤滑剤としては、例えば、フッ素系、炭化水素系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石鹸系及び無機系等の従来公知の潤滑剤を用いることができる。上記顔料としては、例えば、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、炭酸カルシウム(CaCO)、硫酸バリウム(BaSO)、アルミナ(Al)、カオリンクレー、カーボンブラック、酸化鉄(Fe、Fe)等の無機顔料や、有機顔料等の各種着色顔料等を用いることができる。また、防錆剤として、例えば特許第492295号に記載のチオカルボニル化合物やグアニジン化合物を用いることができる。
<Other ingredients>
The metal surface treatment agent for galvanized steel materials of the present invention may contain other components in addition to the above (A) to (G) and water. For example, waxes, lubricants and pigments may be blended. As the wax, it is possible to use conventionally known waxes such as paraffin, microcrystalline, hydrocarbon based waxes such as polyolefin and derivatives thereof. As said derivative, carboxylated polyolefin, chlorinated polyolefin, etc. can be mentioned. As the lubricant, for example, conventionally known lubricants such as fluorine type, hydrocarbon type, fatty acid amide type, ester type, alcohol type, metal soap type and inorganic type can be used. Examples of the pigment include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), calcium carbonate (CaCO 3 ), barium sulfate (BaSO 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), kaolin clay, carbon black, iron oxide Inorganic pigments such as (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), and various color pigments such as organic pigments can be used. In addition, as a rust inhibitor, for example, a thiocarbonyl compound or guanidine compound described in Japanese Patent No. 492295 can be used.

(亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の製造方法)
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、前記有機樹脂粒子(A)の樹脂粒子が分散した水分散液に、前記酸化ケイ素粒子(B)、前記ケイ酸リチウム(C)、前記有機チタン化合物(D)、及び前記エポキシ基含有化合物(E)を配合して前記金属表面処理剤を調製し、更に、必要に応じて前記ニオブ化合物(F)前記リン酸化合物(G)、水、その他の成分から選ばれる1種以上を配合することにより製造できる。
(Method of producing metal surface treatment agent for galvanized steel)
The metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention comprises the silicon oxide particles (B), the lithium silicate (C), and the organic material in an aqueous dispersion in which the resin particles of the organic resin particles (A) are dispersed. A titanium compound (D) and the epoxy group-containing compound (E) are blended to prepare the metal surface treatment agent, and further, if necessary, the niobium compound (F) the phosphoric acid compound (G), water, It can manufacture by mix | blending 1 or more types chosen from another component.

[亜鉛めっき鋼材の被覆方法]
本発明の亜鉛めっき鋼材の被覆方法は、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤を、亜鉛めっき鋼材表面に塗布して皮膜を形成することを特徴とする。これにより、本発明の亜鉛めっき鋼材の被覆方法は、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性のいずれにおいても優れた性能を有する。
[Coating method of galvanized steel]
The coating method for galvanized steel according to the present invention is characterized in that the metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention is applied to the surface of the galvanized steel to form a film. Thereby, the coating method of the galvanized steel according to the present invention is excellent in any of press oil resistance, base material adhesion, tape peel resistance, paint adhesion, processed part corrosion resistance, alkali resistance, and abrasion resistance. Have.

前記皮膜は、前記有機樹脂粒子(A)、酸化ケイ素粒子(B)、有機チタン化合物(D)、エポキシ基含有化合物(E)が相互に結合した状態のものである。すなわち、有機樹脂粒子(A)の官能基、酸化ケイ素粒子(B)表面の官能基、有機チタン化合物(D)、エポキシ基含有化合物(E)の官能基が結合を形成し、複合化した状態である。
さらに、前記皮膜中では酸化ケイ素粒子(B)とケイ酸リチウム(C)とがイオン架橋によって、擬似架橋が形成されていると考えられる。
The film is in a state in which the organic resin particles (A), silicon oxide particles (B), organic titanium compound (D) and epoxy group-containing compound (E) are mutually bonded. That is, the functional group of the organic resin particle (A), the functional group of the silicon oxide particle (B) surface, the functional group of the organic titanium compound (D) and the epoxy group-containing compound (E) form a bond and form a complex It is.
Furthermore, it is considered that pseudo crosslinking is formed in the film by ionic crosslinking of the silicon oxide particles (B) and lithium silicate (C).

前記結合は、主として前記有機樹脂粒子(A)のSi−OR基及び/又はSi−OH基、酸化ケイ素粒子(B)表面のSi−OH基、有機チタン化合物(D)のTi−OR´基及び/又はTi−OH基が反応することによって形成される結合であり、Si−O−Si結合、Si−O−Ti−O−Si結合等であると考えられる。これらの結合によって有機樹脂粒子と無機粒子が化学的に強固な結合を形成するという有利な効果が得られる。また、前記有機樹脂粒子(A)のカルボン酸基とエポキシ基含有化合物(E)のエポキシ基とが架橋することで、より強固な皮膜が形成されて、耐プレス油性等が向上しているものと考えられる。ここで、上記Rは前述のシランカップリング剤(A−1)に由来する置換基であり、上記R´は前述の有機チタン化合物(D)に由来する置換基である。
さらに、上述のとおり、酸化ケイ素粒子(B)とケイ酸リチウム(C)とがイオン架橋によって、擬似架橋を形成することにより、耐テープ密着性に優れた皮膜が形成されていると考えられる。
そして、有機樹脂粒子(A)の粒子径が特定の範囲内のものであることから、上記皮膜中には、上記の粒子間結合が高密度で形成されるため、化学的に安定で、微視的に均質性の高い皮膜となる。このため、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、特に顕著な効果が得られるものと推測される。
亜鉛めっき鋼材を被覆するための金属表面処理剤を製造するにあたって、上記各成分の添加順序としては特に限定されないが、例えば、前述の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の製造方法を用いることができる。
The bonding is mainly performed by the Si-OR group and / or the Si-OH group of the organic resin particle (A), the Si-OH group of the surface of the silicon oxide particle (B), and the Ti-OR 'group of the organic titanium compound (D) And / or a bond formed by the reaction of a Ti-OH group, which is considered to be a Si-O-Si bond, a Si-O-Ti-O-Si bond, or the like. These bonds provide the advantageous effect that the organic resin particles and the inorganic particles form chemically strong bonds. Further, by crosslinking the carboxylic acid group of the organic resin particle (A) and the epoxy group of the epoxy group-containing compound (E), a stronger film is formed, and the press oil resistance and the like are improved. it is conceivable that. Here, said R is a substituent derived from the above-mentioned silane coupling agent (A-1), and said R 'is a substituent derived from the above-mentioned organic titanium compound (D).
Furthermore, as described above, it is considered that a film excellent in tape adhesion resistance is formed by forming pseudo-crosslinking by silicon dioxide particles (B) and lithium silicate (C) by ionic crosslinking.
And, since the particle diameter of the organic resin particles (A) is within a specific range, the above-mentioned interparticle bonding is formed in high density in the above-mentioned film, so that it is chemically stable and fine. It becomes a coating with high homogeneity visually. For this reason, it is presumed that the metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention can obtain particularly remarkable effects.
In producing the metal surface treatment agent for coating the galvanized steel material, the addition order of the above-mentioned respective components is not particularly limited, but for example, the above-mentioned method of producing the metal surface treatment agent for galvanized steel material may be used it can.

亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤には、より均一で平滑な皮膜を形成するために溶剤やレベリング剤を用いてもよい。溶剤やレベリング剤としては、塗料に一般的に用いられるものであれば、特に限定されず、例えば、アルコール系、ケトン系、エステル系、エーテル系の親水性溶剤やシリコーン系等のレベリング剤を挙げることができる。   A solvent or a leveling agent may be used as the metal surface treatment agent for galvanized steel in order to form a more uniform and smooth film. The solvent and the leveling agent are not particularly limited as long as they are generally used in paints, and examples thereof include hydrophilic solvents such as alcohols, ketones, esters, and ethers, and leveling agents such as silicones. be able to.

前記金属表面処理剤による皮膜の形成は、前記金属表面処理剤を鋼材表面に塗布することによって行うことができる。例えば、亜鉛被覆鋼又は無被覆鋼を被覆するには、必要に応じて脱脂処理した被塗物に前記金属表面処理剤を適用する。コーティング方法は特に限定されず、一般に使用されるロールコート、エアスプレー、エアレススプレー、浸漬等を適宜採用することができる。皮膜の硬化性を高めるために、あらかじめ被塗物を加熱しておくか、コーティング後に被塗物を熱乾燥させることが好ましい。被塗物の加熱温度の指標である鋼板到達温度(PMT)が好ましくは20〜250℃、より好ましくは50〜220℃である。加熱温度が50℃以上では、水分の蒸発速度が速く充分な成膜性が得られるため、耐溶剤性や耐アルカリ性が向上する。一方、250℃以下であると樹脂の熱分解が生じにくくなり耐溶剤性や耐アルカリ性が向上し、また黄変のため外観が悪くなることを抑制できる。
また、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、室温(20℃)付近での低温条件下であっても、水分が蒸発して乾固することで、十分に優れた性能を有する皮膜を形成することができる。
コーティング後に熱乾燥させる場合の乾燥時間は1秒〜5分が好ましい。
The formation of the film by the metal surface treatment agent can be performed by applying the metal surface treatment agent to the surface of the steel material. For example, in order to coat a zinc-coated steel or an uncoated steel, the metal surface treatment agent is applied to a degreased object as required. The coating method is not particularly limited, and generally used roll coat, air spray, airless spray, immersion and the like can be appropriately adopted. In order to enhance the curability of the film, it is preferable to heat the substrate in advance, or to thermally dry the substrate after coating. The steel plate achieved temperature (PMT), which is an indicator of the heating temperature of the substrate, is preferably 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 220 ° C. When the heating temperature is 50 ° C. or more, the evaporation rate of water is fast and sufficient film forming property can be obtained, so that the solvent resistance and the alkali resistance are improved. On the other hand, when the temperature is 250 ° C. or less, thermal decomposition of the resin hardly occurs, so that the solvent resistance and the alkali resistance can be improved, and the deterioration of the appearance due to yellowing can be suppressed.
In addition, the metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention has sufficiently excellent performance because the water is evaporated and dried even under low temperature conditions around room temperature (20 ° C.) A film can be formed.
The drying time in the case of heat drying after coating is preferably 1 second to 5 minutes.

[被覆鋼材]
本発明の被覆鋼材は、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤によって、鋼材を被覆することにより得られる。また、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤を、亜鉛めっき鋼材表面に塗布して皮膜を形成することを特徴とする亜鉛めっき鋼材の被覆方法により得られる。これにより、本発明の被覆鋼材は、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性のいずれにおいても優れた性能を有する。
[Coated steel material]
The coated steel material of the present invention is obtained by coating a steel material with the metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention. In addition, the metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention is applied to the surface of the galvanized steel to form a film, which is obtained by the coating method of galvanized steel. Thereby, the coated steel material of the present invention has excellent performance in any of press oil resistance, substrate adhesion, tape peelability, paint adhesion, processed part corrosion resistance, alkali resistance, and abrasion resistance.

前記被覆鋼材において、前記皮膜は、皮膜量が好ましくは0.1〜3g/mであり、より好ましくは0.5〜1.5g/mである。上記皮膜量が0.1g/m以上であると、耐食性が向上する。上記皮膜量が3g/m以下であると、基材密着性の低下を抑制できる。In the coated steel material, the coating amount of the coating is preferably 0.1 to 3 g / m 2 , and more preferably 0.5 to 1.5 g / m 2 . When the amount of the coating is 0.1 g / m 2 or more, the corrosion resistance is improved. The fall of base-material adhesiveness can be suppressed as the said film amount is 3 g / m < 2 > or less.

また、本発明の被覆鋼材は、前記皮膜の上に上塗り塗料を塗布して塗膜を形成して使用することもできる。上塗り塗料としては、例えば、アクリル樹脂、アクリル変性アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フタル酸樹脂、アミノ樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂等からなる塗料などが挙げられる。   Moreover, the coated steel material of this invention can also be used, apply | coating a top coat on the said film, forming a coating film, and using it. Examples of the top coat include paints made of acrylic resin, acrylic modified alkyd resin, epoxy resin, urethane resin, melamine resin, phthalic acid resin, amino resin, polyester resin, vinyl chloride resin and the like.

上塗り塗料の塗膜の膜厚は、防錆金属製品の用途、使用する上塗り塗料の種類等によって適宜決定され、特に制限されない。通常、5〜300μm、より好ましくは10〜200μmである。上塗り塗料の塗膜の形成は、前記亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤により形成された皮膜の上に上塗り塗料を塗布し、加熱して乾燥、硬化させて行うことができる。乾燥温度及び時間は、塗布される上塗り塗料の種類、塗膜の膜厚等に応じて適宜調整されることになるが、通常、乾燥温度としては、50〜250℃が好ましく、乾燥時間としては、5分〜1時間が好ましい。上塗り塗料の塗布方法としては、塗料形態に応じて、従来公知の方法により行うことができる。   The film thickness of the coating film of the top coat is appropriately determined according to the application of the rustproof metal product, the type of top coat to be used, and the like, and is not particularly limited. Usually, it is 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm. The formation of the coating film of the top coating can be performed by applying the top coating on the film formed by the metal surface treatment agent for the galvanized steel material, heating, drying, and curing. The drying temperature and time are appropriately adjusted according to the type of top coating to be applied, the film thickness of the coating film, etc. Generally, the drying temperature is preferably 50 to 250 ° C., and the drying time is , 5 minutes to 1 hour is preferred. As a coating method of top coat, it can carry out by a publicly known method according to a paint form.

本発明に用いられる鋼材としては、例えば、亜鉛めっき鋼材、亜鉛−ニッケルめっき鋼材、亜鉛−鉄めっき鋼材、亜鉛−クロムめっき鋼材、亜鉛−アルミニウムめっき鋼材、亜鉛−チタンめっき鋼材、亜鉛−マグネシウムめっき鋼材、亜鉛−マンガンめっき鋼材、亜鉛−アルミニウム−マグネシウムめっき鋼材、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム−シリコンめっき鋼材等の亜鉛系めっき鋼材、さらにはこれらのめっき層に少量の異種金属元素又は不純物としてコバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、クロム、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、ビスマス、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等を含有したもの、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機物を分散させたものが含まれる。更には以上のめっきと他の種類のめっき、例えば鉄めっき、鉄−りんめっき、ニッケルめっき、コバルトめっき等と組み合わせた複層めっきにも適用可能である。更にはアルミニウム又はアルミニウム系合金めっきにも適応可能である。めっき方法は特に限定されるものではなく、公知の電気めっき法、溶融めっき法、蒸着めっき法、分散めっき法、真空めっき法等のいずれの方法でもよい。   The steel materials used in the present invention include, for example, galvanized steel, zinc-nickel plated steel, zinc-iron plated steel, zinc-chromium plated steel, zinc-aluminum plated steel, zinc-titanium plated steel, zinc-magnesium plated steel Zinc-plated steel such as zinc-manganese plated steel, zinc-aluminum-magnesium plated steel, zinc-aluminum-magnesium-silicon plated steel, etc. Furthermore, cobalt, molybdenum, or the like as small amounts of dissimilar metal elements or impurities in these plated layers. Containing tungsten, nickel, titanium, chromium, aluminum, manganese, iron, magnesium, lead, bismuth, antimony, tin, copper, cadmium, arsenic, etc., dispersed inorganic substances such as silica, alumina, titania, etc. Be Furthermore, it is applicable also to the above-mentioned plating and other types of plating, for example, multi-layer plating combined with iron plating, iron-phosphorus plating, nickel plating, cobalt plating and the like. Furthermore, it is applicable also to aluminum or aluminum system alloy plating. The plating method is not particularly limited, and any known method such as electroplating, hot-dip plating, vapor deposition plating, dispersion plating, vacuum plating may be used.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載中、特別に記載がない場合、濃度の%表示はすべて質量%を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following description, unless otherwise specified, all% indications of concentration represent% by mass.

<製造例1>
(樹脂粒子(a−1)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル(製品名:SR−HBA、阪本薬品工業社製)0.69%及び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(製品名:KBM−303、信越化学工業社製)1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−1)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−1)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 1>
(Production of Resin Particles (a-1))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. In this aqueous dispersion resin solution, further, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether (product name: SR-HBA, manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 0.69% and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (product Name: KBM-303 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1.15% added and reacted at 85 ° C for 2 hours to obtain resin particles having 24% solid content, silanol group and / or methoxysilyl group (a An aqueous dispersion of -1) was obtained. The average particle diameter of the resin particles (a-1) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例2>
(樹脂粒子(a−2)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.69%及び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0.29%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−2)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−2)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 2>
(Production of Resin Particles (a-2))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 0.29% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are added to this aqueous dispersion resin solution, and the mixture is reacted at 85 ° C. for 2 hours. Thus, an aqueous dispersion of resin particles (a-2) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% was obtained. The average particle diameter of the resin particles (a-2) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus using dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例3>
(樹脂粒子(a−3)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.69%及び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5.75%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−3)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−3)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 3>
(Production of Resin Particle (a-3))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 5.75% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are added to this aqueous dispersion resin solution, and reacted at 85 ° C. for 2 hours. Thus, an aqueous dispersion of resin particles (a-3) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% was obtained. The average particle diameter of the resin particles (a-3) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus using dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例4>
(樹脂粒子(a−4)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.23%及び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1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−4)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−4)の平均粒子径は70nmであった。
Production Example 4
(Production of Resin Particles (a-4))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. 0.23% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 1.15% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are further added to this aqueous dispersion resin solution, and reacted at 85 ° C. for 2 hours. Thus, an aqueous dispersion of resin particles (a-4) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% was obtained. The average particle diameter of the resin particles (a-4) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例5>
(樹脂粒子(a−5)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル4.6%及び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1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−5)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−5)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 5>
(Production of Resin Particles (a-5))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 4.6% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 1.15% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are added to this aqueous dispersion resin solution, and reacted at 85 ° C. for 2 hours. Thus, an aqueous dispersion of resin particles (a-5) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% was obtained. The average particle diameter of the resin particles (a-5) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering method, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例6>
(樹脂粒子(a−6)の製造)
反応容器に水系ウレタン樹脂(製品名:アデカボンタイターHUX−320、アデカ社製)(固形分30%)に、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.90%及び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1.50%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−6)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−6)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 6>
(Production of Resin Particles (a-6))
In a reaction vessel, water-based urethane resin (product name: Adekabon Titer HUX-320, manufactured by Adeka) (solid content 30%), hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether 0.90% and 2- (3,4-epoxycyclohexyl ) An aqueous dispersion of resin particles (a-6) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% by adding 1.50% of ethyltrimethoxysilane and reacting at 85 ° C. for 2 hours I got The average particle diameter of the resin particles (a-6) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering method, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例7>
(樹脂粒子(a−7)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.69%及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(製品名:KBM−403、信越化学工業社製)1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−7)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−7)の平均粒子径は70nmであった。
Production Example 7
(Production of Resin Particles (a-7))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 1.15% of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (product name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are added to this aqueous dispersion resin solution. The reaction was carried out at 85 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of resin particles (a-7) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24%. The average particle diameter of the resin particles (a-7) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus using dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例8>
(樹脂粒子(a−8)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して5.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらにソルビトールポリグリシジルエーテル(製品名:デナコールEX−614B、ナガセケムテックス社製)0.69%及び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1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(a−8)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(a−8)の平均粒子径は70nmであった。
<Production Example 8>
(Production of Resin Particle (a-8))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%), 5.6% of sodium hydroxide and deionized water with respect to the resin in a reaction vessel, 95 ° C. The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of sorbitol polyglycidyl ether (product name: Denacol EX-614B, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) and 0.65% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane were added to this aqueous dispersion resin solution. The reaction mixture was reacted at 85.degree. C. for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of resin particles (a-8) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24%. The average particle diameter of the resin particles (a-8) was 70 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例9>
(樹脂粒子(b)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して4.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.69%及び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1.15%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、シラノール基及び/又はメトキシシリル基を有する樹脂粒子(b)の水分散液を得た。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(b)の平均粒子径は100nmであった。
<Production Example 9>
(Production of resin particles (b))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%) to the reaction vessel, add 4.6% of sodium hydroxide and deionized water to the resin, 95 ° C The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and 1.15% of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are added to this water-dispersed resin solution and reacted at 85 ° C. for 2 hours. Thus, an aqueous dispersion of resin particles (b) having a silanol group and / or a methoxysilyl group at a solid content of 24% was obtained. The average particle diameter of the resin particles (b) was 100 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering method, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

<製造例10>
(樹脂粒子(c)の製造)
反応容器にエチレン−メタクリル酸共重合樹脂(エチレンの含有量が80%、メタクリル酸の含有量が20%)、樹脂に対して4.6%の水酸化ナトリウム及び脱イオン水を加え、95℃で6時間攪拌することにより固形分23%の水分散樹脂液を得た。この水分散樹脂液に、さらに水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル0.69%を加えて、85℃で2時間反応させることによって、固形分24%の、樹脂粒子(c)の水分散液を得た。製造例10では、シランカップリング剤を加えていない。動的光散乱法による粒子径測定装置、FPAR−1000(大塚電子社製)によって測定した樹脂粒子(c)の平均粒子径は110nmであった。
Production Example 10
(Production of resin particles (c))
Add ethylene-methacrylic acid copolymer resin (ethylene content: 80%, methacrylic acid content: 20%) to the reaction vessel, add 4.6% of sodium hydroxide and deionized water to the resin, 95 ° C The mixture was stirred for 6 hours to obtain an aqueous dispersion resin solution having a solid content of 23%. Further, 0.69% of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether is added to this aqueous dispersion resin solution, and the mixture is reacted at 85 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of resin particles (c) having a solid content of 24%. The In Production Example 10, no silane coupling agent is added. The average particle diameter of the resin particles (c) was 110 nm, which was measured by a particle diameter measurement apparatus by dynamic light scattering method, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

製造例1〜10において得られた樹脂粒子について、以下の表1に示す。   The resin particles obtained in Production Examples 1 to 10 are shown in Table 1 below.

後述する実施例1〜32及び比較例1〜23において、以下の原料、及び材料を使用し、溶媒として水を用いて金属表面処理剤を調製した。
酸化ケイ素粒子;製品名AT−20A、ADEKA社製、 平均粒子径12nm
ケイ酸リチウム;製品名珪酸リチウム35、日本化学工業社製
有機チタン化合物;製品名T−50、ジプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン日本曹達社製
エポキシ基含有化合物;製品名SR−HBA、阪本薬品工業社製
ニオブ化合物;製品名バイラールNb−G6000、多木化学社製、平均粒子径15nm
リン酸化合物;原料名 リン酸三ナトリウム(無水物)
その他原料;カルボジイミド(製品名カルボジライト SV−02、日清紡ケミカル社製)、メラミン樹脂(製品名サイメル385、日本サイテックインダストリーズ社製)、WAX(製品名ハイテックE−6000S、東邦化学工業社製、化合物名;ポリエチレンディスパージョン)
In Examples 1 to 32 and Comparative Examples 1 to 23 described later, the following raw materials and materials were used, and water was used as a solvent to prepare a metal surface treatment agent.
Silicon oxide particles; product name AT-20A, manufactured by ADEKA, average particle size 12 nm
Product name Lithium silicate 35, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Organic titanium compound; Product name T-50, Dipropoxy bis (acetylacetonato) titanium manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. Epoxy group-containing compound; Product name SR-HBA, Sakamoto Niobium compounds manufactured by Yakuhin Kogyo Co., Ltd .; product name: Viral Nb-G6000, manufactured by Takaki Chemical Co., Ltd., average particle diameter: 15 nm
Phosphoric acid compound; Material name: Trisodium phosphate (anhydride)
Other raw materials: Carbodiimide (product name: Carbodilight SV-02, manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.), melamine resin (product name: Cymel 385, manufactured by Nippon Cytech Industries, Inc.) Polyethylene dispersion)

(亜鉛めっき鋼板)
新日鐵住金株式会社製の電気亜鉛めっき鋼板「NSジンコート(登録商標)」(以降、EGと称する。)、新日鐵住金株式会社製の溶融亜鉛めっき鋼板「NSシルバージンク(登録商標)」(以降、GIと称する。)、新日鐵住金株式会社製の亜鉛−アルミニウム−マグネシウム−シリコン合金めっき鋼板「スーパーダイマ(登録商標)」(以降、SDと称する。)、日鉄住金鋼板社製の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板「ガルバリウム鋼板(登録商標)」(以降、GLと称する。)、新日鐵住金株式会社製の亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板「NSジンクライト(登録商標)」(以降、ZLと称する。)、日新製鋼株式会社製の亜鉛−アルミニウム―マグネシウム合金めっき鋼板「ZAM(登録商標)」を原板として使用した。原板の板厚は、0.6mmのものを使用した。EGは、めっき付着量が片面20g/mのものを用いた。また、GI、SD、GL、ZAMは、めっき付着量が片面60g/mのものを用いた。ZLのめっき付着量は片面20g/mであり、めっき層中のニッケル量は12質量%であった。
(Galvanized steel sheet)
Electrogalvanized steel sheet "NS Gin Coat (registered trademark)" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd. (hereinafter referred to as EG), hot-dip galvanized steel sheet "NS Silver Zinc (registered trademark)" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd. (Hereafter referred to as GI.), Zinc-aluminium-magnesium-silicon alloy plated steel sheet "Super-Dyma (registered trademark)" (hereinafter referred to as SD) manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd., manufactured by Nittetsu Sumikin Steel Co., Ltd. Zinc-Aluminum Alloy Plated Steel Plate "Galbarium Steel Plate (registered trademark)" (hereinafter referred to as "GL"), Zinc-Nickel Alloy Plated Steel Plate "NS Zincite (registered trademark)" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd. (hereinafter referred to as ZL And a zinc-aluminum-magnesium alloy plated steel sheet “ZAM (registered trademark)” manufactured by Nisshin Steel Co., Ltd. were used as a base plate. The thickness of the original plate was 0.6 mm. The EG used had a plating adhesion amount of 20 g / m 2 on one side. Moreover, GI, SD, GL, and ZAM used the thing whose plating adhesion amount is 60 g / m < 2 > single-sided. The plating adhesion amount of ZL was 20 g / m 2 on one side, and the amount of nickel in the plating layer was 12% by mass.

<実施例1>
(亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の調製)
上記樹脂粒子(a−1)の水分散体に、酸化ケイ素粒子(B)、ケイ酸リチウム(C)、有機チタン化合物(D)、エポキシ基含有化合物(E)、ニオブ化合物(F)及びリン酸化合物(G)を表2に記載の処方に従い配合して、亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤を調製した。
(試験板の作製)
各亜鉛めっき鋼板を、アルカリ脱脂剤(サーフクリーナー155、日本ペイント社製)2%水溶液を用いて、60℃で2分間スプレー処理して脱脂し、水洗して温風乾燥させた。冷却後、この脱脂処理板に、上記金属表面処理剤をバーコーターで、乾燥皮膜量が1g/mになるように塗布し、雰囲気温度が500℃の熱風乾燥炉を用いて鋼板到達温度(PMT)が150℃に、雰囲気温度が200℃の熱風乾燥炉を用いて鋼板到達温度(PMT)が50℃になるように焼き付けて試験板を作製した。
Example 1
(Preparation of metal surface treatment agent for galvanized steel)
Examples of the aqueous dispersion of the resin particles (a-1) include silicon oxide particles (B), lithium silicate (C), organic titanium compounds (D), epoxy group-containing compounds (E), niobium compounds (F) and phosphorus. The acid compound (G) was blended according to the formulation described in Table 2 to prepare a metal surface treatment agent for galvanized steel.
(Preparation of test plate)
Each galvanized steel sheet was degreased with a 2% aqueous solution of an alkaline degreaser (Surf Cleaner 155, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) at 60 ° C. for 2 minutes, degreased, washed with water and dried in warm air. After cooling, the above metal surface treatment agent is applied to this degreased plate with a bar coater so that the dry film amount is 1 g / m 2 , and the steel sheet reaching temperature using a hot air drying oven with an ambient temperature of 500 ° C. A test plate was produced by baking at a temperature of 150 ° C. and a temperature of 200 ° C. at a temperature of 150 ° C. using a hot air drying furnace so that the ultimate temperature (PMT) of the steel plate would be 50 ° C.

<実施例2〜32、及び比較例1〜23>
表2及び表3に記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の配合、配合条件、並びに試験板の作製条件を用いて、実施例1と同様に亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の調製及び試験板を作製した。
Examples 2 to 32 and Comparative Examples 1 to 23
Preparation of metal surface treatment agent for galvanized steel in the same manner as Example 1 using the combination of the metal surface treatment agent for galvanized steel described in Table 2 and Table 3, compounding condition, and preparation condition of test plate And the test plate was produced.

[評価方法]
以上のように作製した実施例1〜32及び比較例1〜23の試験板について、以下の評価を行った。評価結果を表2及び表3に示す。
[Evaluation method]
The following evaluation was performed about the test plate of Examples 1-32 and Comparative Examples 1-23 produced as mentioned above. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

<耐プレス油性>
試験板をプレス油(G6318SK、日本工作油社製)に室温下で24時間浸漬した後、試験板をヘキサンにて洗浄し、ラビングテスターに設置後、エタノールを含浸させた脱脂綿を用いて、0.5kgf/cmの荷重で10往復擦った後の皮膜状態を、下記の評価基準で評価した。
A:擦り面に擦り跡が全くつかない
B:擦り面に擦り跡が僅かにつく
C:擦り面に白い擦り跡がつく
D:擦り面の一部が剥離している
<Press oil resistance>
After immersing the test plate in press oil (G6318SK, manufactured by Nippon Kogyo Oil Co., Ltd.) for 24 hours at room temperature, the test plate is washed with hexane, installed in a rubbing tester, and then using cotton impregnated with ethanol. The film condition after 10 cycles of rubbing with a load of 5 kgf / cm 2 was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: There is no rubbing mark on the rubbing surface B: A rubbing mark is slightly on the rubbing surface C: A white rubbing mark on the rubbing surface D: A part of the rubbing surface is peeled off

<基材密着性>
塗装後1時間以内の試験板をエリクセンテスターにて8mm押し出し加工した後、押し出し部にセロテープ(登録商標)(ニチバン社製)を貼り、強制剥離した。剥離した後の試験板をメチルバイオレット染色液に30分浸漬した後の皮膜状態を、下記の評価基準で評価した。
A:剥離がほとんどなし
B:剥離面積10%未満
C:剥離面積10%以上25%未満
D:剥離面積25%以上
<Base material adhesion>
After extruding a test plate within 1 hour after painting with an Erichsen tester by 8 mm, Cellotape (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was attached to the extrusion portion and forced peeling was performed. The film state after immersing the test plate after peeling in methyl violet stain | dye liquid for 30 minutes was evaluated by the following evaluation criteria.
A: Almost no peeling B: Peeling area less than 10% C: Peeling area 10% or more and less than 25% D: Peeling area 25% or more

<耐テープ剥離性>
試験板にフィラメンテープ(日立マクセル社製)を貼り、40℃、湿度80%の条件で2週間放置した後、テープを強制剥離した。皮膜状態を、下記の評価基準で評価した。
A:剥離がほとんどなし
B:剥離がほとんどないが、テープ跡が残存
C:剥離面積50%未満
D:剥離面積50%以上
<Tape peel resistance>
Filament tape (manufactured by Hitachi Maxell, Inc.) was attached to the test plate and left at 40 ° C. and humidity 80% for 2 weeks, and then the tape was forcibly peeled off. The film state was evaluated by the following evaluation criteria.
A: almost no peeling B: almost no peeling, but a tape mark remains C: less than 50% of peeled area D: 50% or more of peeled area

<塗装密着性>
試験板表面にメラミンアルキッド塗料(商品名:オルガネオ ホワイト、日本ペイント社製)をバーコーターで乾燥膜厚20μmとなるように塗布し、130℃で15分間焼き付けて塗膜板を作製した。次に、塗膜板を沸騰水中に30分間浸漬し、取り出して24時間放置後、エリクセンテスターにて塗膜板を7mm押し出し、その押し出し部にセロテープ(登録商標)(ニチバン社製)を貼り、強制剥離した後の皮膜状態を、下記の評価基準で評価した。
A:剥離がほとんどなし
B:剥離面積10%未満
C:剥離面積10%以上25%未満
D:剥離面積25%以上
<Painting adhesion>
A melamine alkyd paint (trade name: Organa White, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was coated on the surface of the test plate with a bar coater so as to have a dry film thickness of 20 μm, and baked at 130 ° C. for 15 minutes to prepare a coated plate. Next, the coated plate is immersed in boiling water for 30 minutes, taken out and left for 24 hours, and the coated plate is extruded 7 mm with an Erichsen tester, and Sellotape (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is affixed to the extrusion portion. The film state after forced peeling was evaluated by the following evaluation criteria.
A: Almost no peeling B: Peeling area less than 10% C: Peeling area 10% or more and less than 25% D: Peeling area 25% or more

<加工部耐食性>
試験板をエリクセンテスターにて7mm押し出し加工し、試験板のエッジと裏面をテープシールし、塩水噴霧試験(SST)(JIS−Z−2371)を行った。72時間後の白錆発生状況を観察し下記基準で評価した。
A:白錆発生なし
B:白錆発生面積が10%未満
C:白錆発生面積が10%以上30%未満
D:白錆発生面積が30%以上
<Processed part corrosion resistance>
The test plate was extruded by 7 mm with an Erichsen tester, the edge and back surface of the test plate were tape-sealed, and a salt spray test (SST) (JIS-Z-2371) was performed. The occurrence of white rust was observed after 72 hours and evaluated according to the following criteria.
A: No white rusting B: White rusting area less than 10% C: White rusting area 10% to less than 30% D: White rusting area 30% or more

<耐アルカリ性>
試験板を60℃のアルカリ脱脂剤(サーフクリーナー155、日本ペイント社製)2質量%水溶液(pH12.5)に攪拌しながら2分間浸漬した後、試験片のエッジと裏面をテープシールし、塩水噴霧試験(JIS−Z−2371)を行った。72時間後の白錆発生状況を観察し、下記基準で評価した。
A:白錆発生なし
B:白錆発生面積が10%未満
C:白錆発生面積が10%以上30%未満
D:白錆発生面積が30%以上
<Alkali resistance>
The test plate is immersed in a 2% by mass aqueous solution (pH 12.5) of an alkaline degreaser (Surf Cleaner 155, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) at 60 ° C. for 2 minutes with stirring, then the edge and back surface of the test piece are tape-sealed. The spray test (JIS-Z-2371) was performed. The occurrence of white rust was observed after 72 hours and evaluated according to the following criteria.
A: No white rusting B: White rusting area less than 10% C: White rusting area 10% to less than 30% D: White rusting area 30% or more

<耐アブレージョン性>
試験板に、段ボール紙を介して10g/cmの荷重をかけ、360回/minの楕円運動を加えて摺動部にアブレージョン(摩耗傷)を発生させた。10分間試験を行った後の試験板表面の状態を観察し、下記基準で評価した。
A:黒化ほとんどなし
B:摺動部の10%未満の面積が黒化
C:摺動部の10%以上30%未満の面積が黒化
D:摺動部の30%以上の面積が黒化
<Abrasion resistance>
A load of 10 g / cm 2 was applied to the test plate through a corrugated paper, and an elliptical motion of 360 times / min was applied to generate abrasion (abrasion damage) on the sliding portion. The condition of the surface of the test plate after the test for 10 minutes was observed and evaluated according to the following criteria.
A: Almost no blackening B: The area less than 10% of the sliding part is blackened C: The area of 10% to 30% of the sliding part is blacked D: The area of 30% or more of the sliding part is black Turn

上記表2及び表3に記載のとおり、実施例1〜26と比較例1〜19との対比から、本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤は、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性のいずれにおいても優れた効果を確認できた。
本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた被覆方法及び被覆鋼材を用いることで、耐プレス油性、基材密着性、耐テープ剥離性、塗装密着性、加工部耐食性、耐アルカリ性、及び耐アブレージョン性のいずれにおいても優れた性能が発現されることが確認された。
From the comparison between Examples 1 to 26 and Comparative Examples 1 to 19 as described in Tables 2 and 3 above, the metal surface treatment agent for galvanized steel of the present invention is resistant to press oil, adhesion to a substrate, The excellent effect was confirmed in any of the tape peelability, the paint adhesion, the corrosion resistance at the processed portion, the alkali resistance, and the abrasion resistance.
By using the metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention, the coating method using the metal surface treatment agent, and the coated steel material, press oil resistance, substrate adhesion, tape peel resistance, coating adhesion, processing It was confirmed that excellent performance was exhibited in all of the corrosion resistance, the alkali resistance and the abrasion resistance.

本発明の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた被覆方法及び被覆鋼材は、自動車、家電、建材製品等に好適に使用することができる。   The metal surface treatment agent for galvanized steel according to the present invention, the coating method using the metal surface treatment agent, and the coated steel material can be suitably used for automobiles, home appliances, building material products and the like.

Claims (9)

有機樹脂粒子(A)、酸化ケイ素粒子(B)、ケイ酸リチウム(C)、有機チタン化合物(D)、及び多官能エポキシ基含有化合物(E)を含む亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤であって、
前記有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)と多官能エポキシ基含有化合物(A−2)とによって基体樹脂をシラノール基及び/又はアルコキシシリル基を有する状態に変性させた樹脂粒子であり、前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO2換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLi2O換算モル数に対して40〜70倍であり、
前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して、
前記有機樹脂粒子(A)の固形分質量が20〜70質量%であり、
前記酸化ケイ素粒子(B)が10〜50質量%であり、
前記ケイ酸リチウム(C)が1〜10質量%であり、
前記有機チタン化合物(D)がチタン元素換算として0.05〜5質量%であり、
前記エポキシ基含有化合物(E)が0.2〜10質量%であり、
前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量に対する前記ケイ酸リチウム(C)の質量の比が0.2〜200である、
亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。
Metal surface treatment agent for galvanized steel comprising organic resin particles (A), silicon oxide particles (B), lithium silicate (C), organic titanium compound (D), and polyfunctional epoxy group-containing compound (E) There,
The organic resin particles (A) modify the base resin into a state having a silanol group and / or an alkoxysilyl group by the silane coupling agent (A-1) and the polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2) and a resin particle, lithium element total quantity of SiO2 in terms moles of silicon element contained in the silicon oxide particles (B) and the lithium silicate (C) is contained in the lithium silicate (C) 40 to 70 times the molar number of
Based on the total solid mass of the metal surface treatment agent,
The solid content mass of the organic resin particles (A) is 20 to 70% by mass,
10 to 50% by mass of the silicon oxide particles (B),
1 to 10% by mass of the lithium silicate (C),
The said organic titanium compound (D) is 0.05-5 mass% as titanium element conversion,
The content of the epoxy group-containing compound (E) is 0.2 to 10% by mass,
The ratio of the mass of the lithium silicate (C) to the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) is 0.2 to 200.
Metal surface treatment agent for galvanized steel.
前記有機チタン化合物(D)に含有されるチタン元素の質量とケイ酸リチウム(C)の質量との和に対する、前記有機樹脂粒子(A)の前記シランカップリング剤(A−1)換算の質量の比が0.01〜13である、請求項1に記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。 The mass in terms of the silane coupling agent (A-1) of the organic resin particles (A) relative to the sum of the mass of the titanium element contained in the organic titanium compound (D) and the mass of lithium silicate (C) The metal surface treatment agent for galvanized steel according to claim 1, wherein a ratio of is 0.01 to 13. 酸化ニオブ、ニオブ酸及びその塩、フルオロニオブ酸塩、およびフルオロオキソニオブ酸塩からなる群から選ばれる1種または2種以上のニオブ化合物(F)を前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して0.1〜10質量%含む、請求項1又は2に記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。 Sum of solid content mass of the metal surface treatment agent of one or more niobium compounds (F) selected from the group consisting of niobium oxide, niobic acid and salts thereof, fluoroniobate salts, and fluorooxoniobate salts The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to claim 1 or 2, wherein the content is 0.1 to 10% by mass. リン酸化合物(G)をリン元素換算として、前記金属表面処理剤の固形分質量の合計に対して0.1〜10質量%含む、請求項1〜3のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。   The zinc plated steel material according to any one of claims 1 to 3, wherein the phosphoric acid compound (G) is contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the total mass of the solid content of the metal surface treatment agent as phosphorus element conversion. Metal surface treatment agent. 前記有機樹脂粒子(A)は、シランカップリング剤(A−1)を前記基体樹脂の固形分質量に対して1〜20質量%となる割合で配合し反応させて得られるものである、請求項1〜4のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。   The organic resin particles (A) are obtained by blending and reacting a silane coupling agent (A-1) in a ratio of 1 to 20% by mass with respect to the solid content mass of the base resin. The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to any one of Items 1 to 4. 前記有機樹脂粒子(A)は、多官能エポキシ基含有化合物(A−2)を前記基体樹脂の固形分質量に対して1〜20質量%となる割合で配合し反応させて得られるものである、請求項1〜5のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。   The organic resin particles (A) are obtained by blending and reacting the polyfunctional epoxy group-containing compound (A-2) in a proportion of 1 to 20% by mass with respect to the solid content mass of the base resin. The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to any one of claims 1 to 5. 前記酸化ケイ素粒子(B)及び前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるケイ素元素の合計量のSiO換算モル数が、前記ケイ酸リチウム(C)に含有されるリチウム元素のLiO換算モル数に対して50〜65倍である、請求項1〜6のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤。 The SiO 2 conversion mole number of the total amount of silicon elements contained in the silicon oxide particles (B) and the lithium silicate (C) corresponds to the Li 2 O conversion of the lithium element contained in the lithium silicate (C) The metal surface treatment agent for galvanized steel products according to any one of claims 1 to 6, which is 50 to 65 times the number of moles. 請求項1〜7のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤を、亜鉛めっき鋼材表面に塗布して皮膜を形成することを特徴とする、亜鉛めっき鋼材の被覆方法。   A method of coating a galvanized steel material, comprising applying the metal surface treatment agent for galvanized steel material according to any one of claims 1 to 7 onto the surface of the galvanized steel material to form a film. 請求項1〜7のいずれかに記載の亜鉛めっき鋼材用の金属表面処理剤の皮膜が、亜鉛めっき鋼材に被覆された、被覆鋼材。 The coated steel material by which the film of the metal surface treatment agent for galvanized steel materials in any one of Claims 1-7 was coat | covered by the galvanized steel material .
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