JP6626805B2 - Surface-treated metal plate and method for producing surface-treated metal plate - Google Patents

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Description

本発明は、表面処理金属板、及び表面処理金属板の製造方法に関する。   The present invention relates to a surface-treated metal plate and a method for producing the surface-treated metal plate.

家電用、建築材料用、及び自動車用等に適用される鋼板としては、耐食性等の観点から亜鉛系めっき鋼板が汎用されている。また、さらなる耐食性の向上等を目的として、亜鉛系めっき鋼板の上に、表面処理皮膜を形成させた表面処理金属板が着目されている。この表面処理金属板は、亜鉛系めっき鋼板に備えられる亜鉛めっき層の上に、前記表面処理皮膜を備えたものである。   As a steel sheet used for home appliances, building materials, automobiles, and the like, zinc-based plated steel sheets are widely used from the viewpoint of corrosion resistance and the like. Further, for the purpose of further improving corrosion resistance and the like, attention has been paid to a surface-treated metal plate having a surface-treated film formed on a galvanized steel sheet. This surface-treated metal sheet is provided with the above-mentioned surface-treated film on a galvanized layer provided on a galvanized steel sheet.

このような表面処理金属板には、例えば、電気機器等に使用する場合等において、電気機器の高性能化等に伴って、帯電防止性及び電磁波シールド性を高めるために、導電性に優れることも求められる。   Such a surface-treated metal plate, for example, when used in electrical equipment, etc., should have excellent conductivity in order to enhance antistatic properties and electromagnetic wave shielding properties with the enhancement of the performance of electrical equipment, etc. Is also required.

また、表面処理金属板は、トラック輸送時等に、段ボール等との摺動で、アブレージョンと呼ばれる擦り疵が発生することが知られている。このことから、表面処理金属板には、アブレージョンと呼ばれる擦り疵の発生が起こりにくいことも求められている。   Further, it is known that the surface-treated metal plate generates abrasion called abrasion due to sliding with a corrugated cardboard or the like during truck transportation or the like. For this reason, it is also required that the surface-treated metal plate is less likely to cause abrasion called abrasion.

さらに、表面処理金属板は、深絞り加工等のプレス成形時に、表面処理金属板と金型との間で激しい摺動摩擦が生じる。表面処理金属板は、この摺動で、表面処理皮膜が損傷したり、表面処理皮膜に亜鉛めっき層の亜鉛が混入して、黒く変色する黒化現象が発生することが知られている。このことから、表面処理金属板には、このような問題が発生しないような、優れたプレス成形性も求められている。   Further, in the surface-treated metal plate, intense sliding friction occurs between the surface-treated metal plate and the mold during press forming such as deep drawing. It is known that the sliding of the surface-treated metal plate causes a blackening phenomenon in which the surface-treated film is damaged by the sliding or the zinc of the galvanized layer is mixed into the surface-treated film, resulting in discoloration to black. For this reason, the surface-treated metal plate is also required to have excellent press formability so that such a problem does not occur.

上述したような問題の解決を目的とした表面処理金属板として、本発明者は、例えば、特許文献1に記載の表面処理金属板等を提案している。特許文献1には、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂水性液とエチレン−不飽和カルボン酸共重合体水分散液とシリカ粒子とシランカップリング剤とを特定比率で含む樹脂水性液から得られる樹脂皮膜を備える表面処理金属板が記載されている。特許文献1に記載の表面処理金属板は、耐食性、耐アブレージョン性、及び導電性に優れ、さらに、塗装性及び耐アルカリ脱脂性等にも優れる。   The present inventor has proposed, for example, a surface-treated metal plate described in Patent Literature 1 as a surface-treated metal plate for solving the above-described problem. Patent Document 1 includes a resin film obtained from a resin aqueous solution containing a carboxyl group-containing polyurethane resin aqueous solution, an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer aqueous dispersion, silica particles, and a silane coupling agent in a specific ratio. A surface treated metal plate is described. The surface-treated metal plate described in Patent Document 1 is excellent in corrosion resistance, abrasion resistance, and conductivity, and is also excellent in paintability, alkali degreasing resistance, and the like.

一方で、前記表面処理金属板の基材である亜鉛系めっき鋼板は、従来から、その表面に黒変現象が発生することがよく知られている。この黒変現象は、表面の少なくとも一部が黒色又は茶褐色等の黒っぽく変色する現象である。また、この黒変現象は、具体的には、白錆が発生する前の、腐食環境における初期段階に見られる腐食現象であり、比較的穏やかな腐食環境下で発生すると言われている。また、黒変現象により、亜鉛系めっき鋼板の表面が黒っぽく見えるのは、表面に存在する亜鉛(Zn)の酸化反応(腐食反応)の際に、Zn1−xという化学量論組成から外れた不定形酸化物が生成するためであると考えられている。 On the other hand, it is well known that a zinc-plated steel sheet, which is a base material of the surface-treated metal sheet, has a blackening phenomenon on its surface. The black discoloration phenomenon is a phenomenon in which at least a part of the surface is discolored blackish, such as black or brown. Further, this blackening phenomenon is specifically a corrosion phenomenon observed at an early stage in a corrosive environment before white rust occurs, and is said to occur under a relatively mild corrosive environment. Further, the surface of the galvanized steel sheet looks dark due to the blackening phenomenon because of the stoichiometric composition of Zn x O 1-x during the oxidation reaction (corrosion reaction) of zinc (Zn) present on the surface. It is believed that this is due to the formation of an irregular amorphous oxide.

黒変現象は、Znの酸化反応が中途半端な状態のときに発生する現象とも言われており、黒変を防ぐためには、むしろ酸化反応をある程度促進させればよいと考えられる。そこで、酸化反応を適度に促進させる元素として、Ni、Co、及びIn等の元素を亜鉛めっき層に添加することが考えられる。このような方法としては、例えば、特許文献2及び特許文献3に記載の技術が挙げられる。   The blackening phenomenon is also called a phenomenon that occurs when the oxidation reaction of Zn is incomplete, and it is considered that the oxidation reaction should be promoted to some extent in order to prevent blackening. Therefore, it is conceivable to add elements such as Ni, Co, and In to the galvanized layer as elements that appropriately promote the oxidation reaction. Examples of such a method include the techniques described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3.

特許文献2には、Niイオンを、100〜300ppmの範囲内の量で含有し、不純物として含まれるPbイオンの含有量が0.5ppm以下で且つめっき浴中のNiイオンとPbイオンとの比(Niイオン/Pbイオン)が500超とした電気亜鉛めっき浴中で鋼板を電気亜鉛めっきし、次いで、所定のクロメート処理を施すことが記載されている。   Patent Literature 2 discloses that a Ni ion is contained in an amount within a range of 100 to 300 ppm, a content of Pb ion included as an impurity is 0.5 ppm or less, and a ratio of Ni ion to Pb ion in a plating bath. It describes that a steel sheet is electrogalvanized in an electrogalvanizing bath in which (Ni ion / Pb ion) exceeds 500, and then subjected to a predetermined chromate treatment.

また、特許文献3には、亜鉛めっき浴中のNiイオンを、不純物として含まれるPbイオンの量の5〜500倍の範囲内、Znイオンの量の1/25以下で且つ10g/l以下の量で含有する電気亜鉛めっき浴中で鋼板を電気亜鉛めっきし、次いで、所定のクロメート処理を施すことが記載されている。   In addition, Patent Document 3 discloses that Ni ions in a zinc plating bath are mixed in a range of 5 to 500 times the amount of Pb ions contained as an impurity, not more than 1/25 of the amount of Zn ions and not more than 10 g / l. It is described that a steel sheet is electrogalvanized in an electrogalvanizing bath containing the same in an amount and then subjected to a predetermined chromate treatment.

特開2006−43913号公報JP 2006-43913 A 特開平2−8374号公報JP-A-2-8374 特開昭60−77988号公報JP-A-60-77988

特許文献1に記載の表面処理金属板は、表面処理皮膜として備えられる樹脂皮膜には、樹脂成分5〜45質量部に対して、シリカ粒子を55〜95質量部と、無機成分であるシリカ粒子が多く含まれている。この表面処理金属板は、無機成分が比較的多い、いわゆる無機リッチの皮膜を備える表面処理金属板である。また、特許文献1に記載の表面処理金属板は、シリカ粒子の比重が約2.2と大きいため、比較的薄い膜厚であっても、充分な皮膜付着量の樹脂皮膜が形成される。このため、特許文献1に記載の表面処理金属板は、導電性に優れる。さらに、特許文献1に記載の表面処理金属板は、樹脂皮膜中にシリカを多く含むため硬くなり、耐アブレーション性や耐黒化性にも優れる。   The surface-treated metal plate described in Patent Literature 1 has a resin film provided as a surface-treated film, in which 55 to 95 parts by mass of silica particles with respect to 5 to 45 parts by mass of a resin component, and silica particles as an inorganic component. Many are included. This surface-treated metal plate is a surface-treated metal plate provided with a so-called inorganic-rich film having a relatively large amount of inorganic components. Further, in the surface-treated metal plate described in Patent Document 1, since the specific gravity of the silica particles is as large as about 2.2, a resin film having a sufficient film adhesion amount is formed even if the film thickness is relatively small. For this reason, the surface-treated metal plate described in Patent Literature 1 has excellent conductivity. Furthermore, the surface-treated metal plate described in Patent Literature 1 is hardened because it contains a large amount of silica in the resin film, and is excellent in abrasion resistance and blackening resistance.

一方で、近年では、製品の外観が優れていることがより求められるようになっている。この要求を満たすために、黒変現象やしみ汚れの発生をより抑制し、外観に優れた表面処理金属板が求められるようになってきている。そこで、上述したような、無機リッチの皮膜を備える表面処理金属板も、黒変現象やしみ汚れの発生をより抑制することが求められるようになってきている。   On the other hand, in recent years, it has been more demanded that products have excellent appearance. In order to satisfy this demand, a surface-treated metal plate which further suppresses the occurrence of blackening and stain stains and has an excellent appearance has been required. Therefore, it has been required that the surface-treated metal plate provided with the inorganic-rich coating as described above further suppresses the occurrence of the blackening phenomenon and spot stain.

特許文献2及び特許文献3によれば、亜鉛系めっき鋼板の黒変現象の発生を抑制できる旨が開示されている。しかしながら、特許文献2及び特許文献3に記載されているような、Ni、Co、及びIn等の元素を亜鉛めっき層に添加した亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛めっき層に添加したNi、Co、及びIn等の元素と、亜鉛めっき層中に不純物として存在するPb、Cu、Ag等の耐食性を劣化させる元素とのバランスを考慮する必要がある。また、このような亜鉛系めっき鋼板は、そのバランスを調整したとしても、腐食環境での金属元素の価数変化及び金属の溶出等による、変色むらの発生又は白色度の低下等が発生して、外観不良が発生する場合があった。また、亜鉛系めっき鋼板は、Ni、Co、及びIn等の元素を亜鉛めっき層に添加して、酸化反応を促進させすぎると、耐食性が著しく低下して白錆が発生したり、しみ状(黒褐色や灰褐色)のむら(以下、しみ汚れと称する)が発生しやすくなる場合があった。   According to Patent Literature 2 and Patent Literature 3, it is disclosed that the occurrence of blackening of a zinc-based plated steel sheet can be suppressed. However, as described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, a galvanized steel sheet in which elements such as Ni, Co, and In are added to a galvanized layer includes Ni, Co, and Ni added to the galvanized layer. It is necessary to consider a balance between an element such as In and an element that deteriorates corrosion resistance, such as Pb, Cu, and Ag, which exist as impurities in the galvanized layer. Further, such a zinc-based plated steel sheet, even if its balance is adjusted, changes in the valence of the metal element in a corrosive environment and elution of the metal cause uneven color change or a decrease in whiteness. In some cases, appearance defects occurred. In addition, when the zinc-based plated steel sheet adds elements such as Ni, Co, and In to the galvanized layer and promotes the oxidation reaction too much, the corrosion resistance is remarkably reduced, and white rust is generated or a stain-like ( In some cases, black-brown or gray-brown irregularities (hereinafter referred to as stains) tend to occur.

このことから、亜鉛めっき層に、Ni、Co、及びIn等の元素を添加させる方法以外の方法で、黒変現象やしみ汚れの発生を抑制することが求められている。   For this reason, it is required to suppress the occurrence of blackening and spot stains by a method other than the method of adding elements such as Ni, Co, and In to the galvanized layer.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、無機リッチの皮膜の有する、優れた耐食性、耐アブレーション性、及び導電性を維持したまま、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制した表面処理金属板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has an inorganic-rich coating, excellent corrosion resistance, ablation resistance, and while maintaining conductivity, excellent in blackening resistance, and stain stains. An object of the present invention is to provide a surface-treated metal plate whose generation is sufficiently suppressed.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。   As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below.

本発明の一態様に係る表面処理金属板は、亜鉛系めっき鋼板と、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に積層された表面処理皮膜とを備え、前記表面処理皮膜は、平均粒子径が4〜6nmのコロイダルシリカ60〜80質量部と、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂及びエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂の混合樹脂20〜40質量部とを含有し、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、シランカップリング剤を10〜20質量部をさらに含有する表面処理組成物で構成され、前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂との含有比が、質量比で1:1〜9:1であり、前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mであり、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が、4mg/m以下であることを特徴とする。 The surface-treated metal sheet according to one embodiment of the present invention includes a galvanized steel sheet, and a surface-treated film laminated on at least one surface of the galvanized steel sheet, wherein the surface-treated film has an average particle diameter. Contains 60 to 80 parts by mass of colloidal silica having a particle size of 4 to 6 nm, and 20 to 40 parts by mass of a mixed resin of a carboxyl group-containing polyurethane resin and an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin, wherein the colloidal silica and the mixed resin are mixed. A total of 100 parts by mass of the silane coupling agent, a surface treatment composition further containing 10 to 20 parts by mass, the carboxyl group-containing polyurethane resin and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin, Is a mass ratio of 1: 1 to 9: 1, the adhesion amount of the surface treatment film is 0.4 to 0.8 g / m 2 , and 70 to 8 The amount of sodium ions eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 0 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less.

このような構成によれば、無機リッチの皮膜の有する、優れた耐食性、耐アブレーション性、及び導電性を維持したまま、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制した表面処理金属板、すなわち、耐黒変性及び耐しみ汚れ性に優れた表面処理金属板を提供することができる。   According to such a configuration, the inorganic-rich coating has excellent corrosion resistance, abrasion resistance, and conductivity, and has excellent blackening resistance, and a surface treatment that sufficiently suppresses the occurrence of spot stains. A metal plate, that is, a surface-treated metal plate excellent in blackening resistance and stain resistance can be provided.

また、前記表面処理金属板において、前記コロイダルシリカが、アンモニアを分散剤として含むコロイダルシリカであることが好ましい。   Further, in the surface-treated metal plate, it is preferable that the colloidal silica is a colloidal silica containing ammonia as a dispersant.

このような構成によれば、耐黒変性及び耐しみ汚れ性により優れた表面処理金属板が得られる。   According to such a configuration, a surface-treated metal plate excellent in blackening resistance and stain resistance can be obtained.

また、本発明の他の一態様に係る表面処理金属板の製造方法は、前記表面処理金属板を製造する表面処理金属板の製造方法であって、前記表面処理組成物を調製する工程と、前記表面処理組成物を前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に塗布する工程と、前記表面処理組成物を乾燥させることによって、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に、前記表面処理皮膜を形成する工程とを備える。   Further, a method for producing a surface-treated metal sheet according to another aspect of the present invention is a method for producing a surface-treated metal sheet for producing the surface-treated metal sheet, wherein the step of preparing the surface-treated composition, A step of applying the surface treatment composition on at least one surface of the galvanized steel sheet, and drying the surface treatment composition, so that the surface treatment is performed on at least one surface of the galvanized steel sheet. Forming a film.

このような構成によれば、無機リッチの皮膜の有する、優れた耐食性、耐アブレーション性、及び導電性を維持したまま、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制した表面処理金属板、すなわち、耐黒変性及び耐しみ汚れ性に優れた表面処理金属板を製造することができる。   According to such a configuration, the inorganic-rich coating has excellent corrosion resistance, abrasion resistance, and conductivity, and has excellent blackening resistance, and a surface treatment that sufficiently suppresses the occurrence of spot stains. A metal plate, that is, a surface-treated metal plate excellent in blackening resistance and stain resistance can be produced.

本発明によれば、無機リッチの皮膜の有する、優れた耐食性、耐アブレーション性、及び導電性を維持したまま、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制した表面処理金属板、及び表面処理金属板の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a surface-treated metal plate that has an inorganic-rich film, has excellent corrosion resistance, ablation resistance, and conductivity, has excellent blackening resistance, and has sufficiently suppressed the occurrence of spot stains. And a method for producing a surface-treated metal plate.

図1は、導電性を評価するための表面抵抗測定装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a surface resistance measuring device for evaluating conductivity. 図2は、プレス成形性を評価する際のプレス成形での加工形状を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a processed shape in press forming when evaluating press formability. 図3は、プレス成形性を評価する際のプレス成形での金型形状を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing the shape of a mold in press forming when evaluating press formability. 図4は、耐鋼板アブレージョン性を評価するための評価装置(耐鋼板アブレージョン装置)を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an evaluation device (steel plate abrasion device) for evaluating the steel plate abrasion resistance.

表面処理皮膜を亜鉛系めっき鋼板に設けた場合、酸素透過性や水蒸気透過性等のバリア性が中途半端に向上することがある。このような場合、亜鉛系めっき鋼板の表面への酸素の供給が不充分な状態で酸化反応が起こり、上述したように、亜鉛系めっき鋼板上に不定形酸化物が生成することによって、黒変現象が発生することになる。   When the surface treatment film is provided on the galvanized steel sheet, the barrier properties such as oxygen permeability and water vapor permeability may be improved halfway. In such a case, the oxidation reaction occurs in a state where the supply of oxygen to the surface of the galvanized steel sheet is insufficient, and as described above, an amorphous oxide is generated on the galvanized steel sheet, thereby causing blackening. The phenomenon will occur.

そこで、本発明者は、表面処理皮膜のバリア性を高めるために、表面処理皮膜に含有させるコロイダルシリカの粒子径を小さくすることが有効であることを見出した。   Then, the present inventor has found that it is effective to reduce the particle diameter of colloidal silica contained in the surface treatment film in order to enhance the barrier properties of the surface treatment film.

また、亜鉛系めっき鋼板上に表面処理皮膜を設けた表面処理金属板は、黒変現象だけではなく、しみ汚れの発生を充分に抑制できない場合があった。本発明に至る検討の中で、表面処理皮膜にコロイダルシリカを含む場合、しみ汚れの発生を充分に抑制できないことがあることに着目した。このような表面処理皮膜を備える表面処理金属板を、例えば、温度65℃、湿度95%の環境に設定した恒温恒湿試験機内に168時間放置して、しみ汚れを発生させた。このしみ汚れを発生させた表面処理金属板のしみ汚れが発生した部分の表面処理皮膜にケガキをいれて、電子線マイクロアナライザ(EPMA、日本電子株式会社製のJXA−8100)を用いて、面分析(マッピング/視野8×8mm)を実施した。この分析の結果、しみ汚れが発生した部分には、Na元素が濃化していることがわかった。このことから、本発明者は、しみ汚れの原因が、Na元素の存在によると推察した。このNa元素の濃化の原因について、さらに検討したところ、本発明者は、表面処理皮膜に含まれるコロイダルシリカに着目し、しみ汚れが発生するメカニズムとしては、以下のようなものであると推察した。   In addition, a surface-treated metal plate having a surface-treated film provided on a galvanized steel sheet may not be able to sufficiently suppress not only blackening but also generation of stain. In the study leading to the present invention, it was noted that when colloidal silica was contained in the surface treatment film, occurrence of stain spots could not be sufficiently suppressed. The surface-treated metal plate provided with such a surface-treated film was left in a constant-temperature and constant-humidity tester set at an environment of, for example, a temperature of 65 ° C. and a humidity of 95% for 168 hours to generate stain. The surface-treated metal plate where the stain was generated was scribbled on the surface-treated film in the portion where the stain was generated, and the surface was treated with an electron beam microanalyzer (EPMA, JXA-8100 manufactured by JEOL Ltd.). Analysis (mapping / field of view 8 × 8 mm) was performed. As a result of this analysis, it was found that the Na element was concentrated in the portion where the stain was generated. From this, the present inventor speculated that the cause of stain spots was due to the presence of the Na element. The present inventor further studied the cause of the concentration of the Na element, and focused on colloidal silica contained in the surface treatment film, and presumed that the mechanism for generating stain stains was as follows. did.

まず、高温多湿の環境下等では、表面処理皮膜が設けられた亜鉛めっき層の表面上での極初期の腐食により局部電池が形成される。一般的なコロイダルシリカ(分散剤としてナトリウムを含むコロイダルシリカ)が表面処理皮膜に含有されている場合、表面処理皮膜中にコロイダルシリカに由来するNa元素が含まれることになる。そして、この表面処理皮膜に含まれるコロイダルシリカに由来するNa元素が電池のカソード部で濃化し、初期の腐食を緩やかに促進させて、亜鉛めっき層上に不定形酸化物(不定形酸化亜鉛)が生成する。すなわち、コロイダルシリカを含む表面処理皮膜を亜鉛系めっき鋼板上に設けた表面処理金属板では、コロイダルシリカに含まれるNaイオンが亜鉛系めっき鋼板の亜鉛めっき層表面に移行し、部分的に、不定形酸化物が形成される。そして、この不定形酸化物が起点となって、腐食が進行すると、不定形酸化物が亜鉛系めっき鋼板と表面処理皮膜との界面でむら状に拡散する。このむら状に拡散した不定形酸化物がしみ汚れ状に見えるようになる。このようなメカニズムに基づいて、上記のようなコロイダルシリカを含む表面処理皮膜を備える表面処理金属板では、しみ汚れが発生すると推察した。なお、表面処理皮膜に含まれるコロイダルシリカは、従来、分散剤としてナトリウムを含むもの、すなわち、Naイオンで安定化されているコロイダルシリカであった。   First, in a high-temperature and high-humidity environment or the like, a local battery is formed due to an extremely early corrosion on the surface of a zinc plating layer provided with a surface treatment film. When general colloidal silica (colloidal silica containing sodium as a dispersant) is contained in the surface treatment film, the surface treatment film contains Na element derived from colloidal silica. Then, the Na element derived from the colloidal silica contained in the surface treatment film is concentrated at the cathode portion of the battery, gently promotes the initial corrosion, and forms an amorphous oxide (amorphous zinc oxide) on the galvanized layer. Is generated. That is, in a surface-treated metal sheet in which a surface-treated film containing colloidal silica is provided on a galvanized steel sheet, Na ions contained in the colloidal silica migrate to the surface of the galvanized layer of the galvanized steel sheet, and partially become unusable. A shaped oxide is formed. Then, when the amorphous oxide becomes a starting point and corrosion proceeds, the amorphous oxide diffuses irregularly at the interface between the zinc-based plated steel sheet and the surface treatment film. The irregularly diffused amorphous oxide becomes stained and looks like a stain. Based on such a mechanism, it was presumed that a stain on a surface-treated metal plate provided with a surface-treated film containing colloidal silica as described above occurred. The colloidal silica contained in the surface treatment film has conventionally been one containing sodium as a dispersant, that is, colloidal silica stabilized with Na ions.

そこで、本発明者は、表面処理皮膜から溶出されるNaイオンの量を少なくすると、部分的に形成される不定形酸化物が少なくなり、その結果、しみ汚れを効果的に抑制できると考えた。   Then, the present inventor thought that when the amount of Na ions eluted from the surface treatment film was reduced, the amorphous oxide formed partially was reduced, and as a result, spot stains could be effectively suppressed. .

本発明者は、上述した検討に基づき、下記のような本発明に想到するに至った。   The present inventors have arrived at the present invention as described below based on the above-described study.

本発明の一態様に係る表面処理金属板は、亜鉛系めっき鋼板と、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に積層された表面処理皮膜とを備える。この表面処理皮膜は、平均粒子径が4〜6nmのコロイダルシリカ60〜80質量部と、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂及びエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂の混合樹脂20〜40質量部とを含有し、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、シランカップリング剤を10〜20質量部をさらに含有する表面処理組成物で構成される。この表面処理組成物に含まれる、前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂(PU)と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂(EC)との含有比(PU:EC)が、質量比で1:1〜9:1である。また、前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mである。また、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が、4mg/m以下である。 A surface-treated metal sheet according to one embodiment of the present invention includes a galvanized steel sheet and a surface-treated film laminated on at least one surface of the galvanized steel sheet. This surface treatment film contains 60 to 80 parts by mass of colloidal silica having an average particle diameter of 4 to 6 nm, and 20 to 40 parts by mass of a mixed resin of a carboxyl group-containing polyurethane resin and an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin. The surface treatment composition further includes a silane coupling agent in an amount of 10 to 20 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin. The content ratio (PU: EC) between the carboxyl group-containing polyurethane resin (PU) and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin (EC) contained in the surface treatment composition was 1: 1 by mass ratio. 99: 1. Further, the adhesion amount of the surface treatment film is 0.4 to 0.8 g / m 2 . The amount of sodium ions eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less.

このような表面処理金属板は、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制することができる。また、亜鉛めっき層との密着性にも優れる。このことは、以下のことによると考えられる。   Such a surface-treated metal plate is excellent in blackening resistance and can sufficiently suppress occurrence of stains and stains. Also, it has excellent adhesion to the galvanized layer. This is thought to be due to the following.

まず、このような表面処理皮膜は、含有させるコロイダルシリカの平均粒子径が4〜6nmと小さいので、コロイダルシリカの分散性及び活性度が高まり、表面処理皮膜のバリア性が高まり、耐食性を高めることができると考えられる。また、前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mとなるように、表面処理皮膜を形成することで、耐食性を高める等の、コロイダルシリカを含有した効果を好適に発揮できると考えられる。また、前記コロイダルシリカ60〜80質量部と、前記コロイダルシリカを比較的多量に含有する表面処理皮膜であれば、表面処理皮膜の密度が高くなるので、前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mであっても、比較的薄くなる。よって、優れた導電性を維持することができると考えられる。また、前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂(PU)と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂(EC)との含有比(PU:EC)が、質量比で1:1〜9:1である。このような混合樹脂を、20〜40質量部を含有すると、耐食性、耐黒変性、プレス成形性等の加工性、及び耐アブレージョン性に優れると考えられる。このような表面処理金属板において、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が、4mg/m以下となる表面処理皮膜にする。このように表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が少ないと、上述したように、しみ汚れの発生を抑制できると考えられる。このことから、本実施形態に係る表面処理金属板は、耐食性、耐アブレージョン性、及び導電性等に優れるだけではなく、耐黒変性に優れ、かつ、しみ汚れの発生を充分に抑制することができる。 First, since such a surface treatment film has a small average particle diameter of 4 to 6 nm of the colloidal silica to be contained, the dispersibility and activity of the colloidal silica are increased, the barrier property of the surface treatment film is increased, and the corrosion resistance is increased. It is thought that it is possible. In addition, by forming a surface treatment film so that the amount of the surface treatment film adhered becomes 0.4 to 0.8 g / m 2 , it is possible to suitably improve the effect including colloidal silica, such as enhancing corrosion resistance. It can be demonstrated. Further, if the surface-treated film contains 60 to 80 parts by mass of the colloidal silica and a relatively large amount of the colloidal silica, the density of the surface-treated film becomes high. Even if it is 4-0.8 g / m 2 , it will be relatively thin. Therefore, it is considered that excellent conductivity can be maintained. The content ratio (PU: EC) between the carboxyl group-containing polyurethane resin (PU) and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin (EC) is from 1: 1 to 9: 1 by mass. When such a mixed resin is contained in an amount of 20 to 40 parts by mass, it is considered that corrosion resistance, blackening resistance, workability such as press moldability, and abrasion resistance are excellent. In such a surface-treated metal plate, a surface-treated film is obtained in which the amount of sodium ions eluted from the surface-treated film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less. When the amount of sodium ions eluted from the surface treatment film is small as described above, it is considered that the occurrence of stains can be suppressed as described above. From this, the surface-treated metal plate according to the present embodiment is not only excellent in corrosion resistance, abrasion resistance, and conductivity, but also excellent in blackening resistance, and can sufficiently suppress the generation of stain spots. it can.

前記亜鉛系めっき鋼板としては、特に限定されず、亜鉛単独めっき鋼板であってもよいし、亜鉛−Ni、亜鉛−Fe、及び亜鉛−Al等の、亜鉛系合金めっき鋼板であってもよい。めっき法としても、特に限定されず、溶融めっき法、電気めっき法、及び蒸着めっき法等のいずれで得られた亜鉛めっき鋼板であってもよい。前記亜鉛系めっき鋼板としては、具体的には、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)、合金化溶融Zn−Feめっき鋼板(GA)、合金化溶融Zn−5%Alめっき鋼板(GF)、電気亜鉛めっき鋼板(EG)、電気Zn−Ni合金めっき鋼板等が挙げられる。これらの中でも、電気亜鉛めっき鋼板(EG)であることが好ましい。   The zinc-based plated steel sheet is not particularly limited, and may be a zinc-only plated steel sheet or a zinc-based alloy-plated steel sheet such as zinc-Ni, zinc-Fe, and zinc-Al. The plating method is not particularly limited, and may be a galvanized steel sheet obtained by any of a hot-dip plating method, an electroplating method, and a vapor deposition plating method. As the galvanized steel sheet, specifically, hot-dip galvanized steel sheet (GI), hot-dip galvannealed steel sheet (GA), hot-dip galvanized Zn-5% Al coated steel sheet (GF), electrogalvanized steel sheet Steel plate (EG), electric Zn-Ni alloy plated steel plate and the like. Among these, an electrogalvanized steel sheet (EG) is preferable.

前記表面処理皮膜は、上述したように、平均粒子径が4〜6nmのコロイダルシリカ60〜80質量部と、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂及びエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂の混合樹脂20〜40質量部とを含有し、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、シランカップリング剤を10〜20質量部をさらに含有する表面処理組成物で構成される。   As described above, the surface-treated film has a mixed resin of 60 to 80 parts by mass of colloidal silica having an average particle size of 4 to 6 nm, a carboxyl group-containing polyurethane resin and an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin, 20 to 40 parts. And a surface treatment composition further containing 10 to 20 parts by mass of a silane coupling agent with respect to a total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin.

前記コロイダルシリカは、平均粒子径が、4〜6nmである。さらに、前記コロイダルシリカは、上述した考察に基づき、前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が少ないことが求められる。前記コロイダルシリカは、具体的には、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量(溶出量)が、4mg/m以下となるようなコロイダルシリカである。前記コロイダルシリカとしては、このようなコロイダルシリカであれば、特に限定されない。 The colloidal silica has an average particle size of 4 to 6 nm. Further, the colloidal silica is required to have a small amount of sodium ions eluted from the surface treatment film based on the above consideration. Specifically, the colloidal silica has an amount (elution amount) of sodium ions eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less. It is a good colloidal silica. The colloidal silica is not particularly limited as long as it is such colloidal silica.

前記コロイダルシリカとしては、具体的には、分散剤としてアンモニアを含むコロイダルシリカを含むことが好ましい。このような分散剤としてアンモニアを含むコロイダルシリカ、すなわち、NH イオンで安定化されているコロイダルシリカ(アンモニア安定化タイプ)は、市販されている。このような分散剤としてアンモニアを含むコロイダルシリカを使用することで、上述したような、一般的なコロイダルシリカである分散剤としてナトリウムを含むコロイダルシリカ(ナトリウム安定化タイプ)だけを用いた場合より、前記表面処理皮膜中のナトリウムの量を減らすことができる。よって、前記溶出量を減らした表面処理皮膜が得られる。 Specifically, the colloidal silica preferably contains colloidal silica containing ammonia as a dispersant. Colloidal silica containing ammonia as such a dispersant, that is, colloidal silica stabilized with NH 4 + ions (ammonia stabilized type) is commercially available. By using the colloidal silica containing ammonia as such a dispersant, as described above, compared to the case where only colloidal silica containing sodium (sodium stabilized type) is used as a dispersant that is a general colloidal silica, The amount of sodium in the surface treatment film can be reduced. Thus, a surface-treated film with a reduced amount of elution can be obtained.

前記コロイダルシリカは、まず、上述したように、平均粒子径が、4〜6nmである。コロイダルシリカが大きすぎると、耐食性が低下し、さらに、耐アブレージョン性、及びプレス成形性等の加工性が低下する傾向がある。このことは、表面処理皮膜中のコロイダルシリカの分散性及び活性度が低下するため、表面処理皮膜のバリア性が低下し、腐食環境でのコロイダルシリカの溶出量が低下するためと考えられる。なお、コロイダルシリカは小さくなるほど、耐食性が向上するが、小さすぎると、コロイダルシリカの表面の活性度が高くなりすぎ、コロイダルシリカを分散させた液の安定性が低下する傾向がある。このため、前記コロイダルシリカの平均粒子径の下限が4nmである。よって、上記のような粒子径のコロイダルシリカを用いることで、優れた、耐黒変性、耐しみ汚れ性、及び導電性を維持しつつ、耐食性、耐アブレージョン性、及びプレス成形性等の加工性に優れた表面処理金属板が得られる。平均粒子径が4〜6nmであるコロイダルシリカとしては、具体的には、日産化学工業株式会社製のスノーテックNXS(ST−NXS、アンモニア安定化タイプ)、及びスノーテックXS(ST−XS、ナトリウム安定化タイプ)等が挙げられる。ナトリウム安定化タイプのST−XSを用いる場合は、アンモニア安定化タイプのST−NXSと併用することが好ましい。なお、ここでのコロイダルシリカの平均粒子径としては、例えば、平均粒子径が1〜10nm程度の場合には、シアーズ法を、平均粒子径が10〜100nm程度の場合には、BET法により測定された値等が挙げられる。また、製造者のパンフレットに公証値が記載されている場合は、この公証値をここでのコロイダルシリカの平均粒子径とする。   First, as described above, the colloidal silica has an average particle diameter of 4 to 6 nm. If the colloidal silica is too large, corrosion resistance tends to decrease, and further, abrasion resistance and workability such as press moldability tend to decrease. It is considered that this is because the dispersibility and activity of the colloidal silica in the surface treatment film are reduced, the barrier property of the surface treatment film is reduced, and the amount of colloidal silica eluted in a corrosive environment is reduced. The smaller the colloidal silica, the higher the corrosion resistance. However, if the colloidal silica is too small, the surface activity of the colloidal silica becomes too high, and the stability of the liquid in which the colloidal silica is dispersed tends to decrease. For this reason, the lower limit of the average particle diameter of the colloidal silica is 4 nm. Therefore, by using the colloidal silica having the particle diameter as described above, while maintaining excellent blackening resistance, stain resistance, and conductivity, corrosion resistance, abrasion resistance, and processability such as press moldability. An excellent surface-treated metal plate can be obtained. As the colloidal silica having an average particle diameter of 4 to 6 nm, specifically, Snowtech NXS (ST-NXS, ammonia stabilized type) and Snowtech XS (ST-XS, sodium) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. Stabilized type) and the like. When sodium-stabilized ST-XS is used, it is preferable to use it together with ammonia-stabilized ST-NXS. Here, the average particle diameter of the colloidal silica is measured by, for example, the Sears method when the average particle diameter is about 1 to 10 nm, and by the BET method when the average particle diameter is about 10 to 100 nm. And the like. When the notarized value is described in the pamphlet of the manufacturer, the notary value is used as the average particle diameter of the colloidal silica.

また、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量(溶出量)は、上述したように、少ないほうが好ましいが、本発明者の検討により、4mg/m以下であれば、しみ汚れを好適に抑制できることがわかった。この溶出量は、3.8mg/m以下であることがより好ましく、3.5mg/m以下であることがさらに好ましい。このような範囲内であれば、耐黒変性、及び耐しみ汚れ性を好適に抑制できる。また、前記溶出量は、少ないほど好ましいが、コロイダルシリカの特質上、1mg/m程度であることが限界であり、前記溶出量の下限値は、1mg/m以上であることが好ましい。なお、ここでの溶出量は、例えば、以下のように測定した値等が挙げられる。表面処理金属板を、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬する。この表面処理金属板が浸漬された液体に含まれるナトリウムイオンの量を、イオンクロマトグラフィを用いて測定する。この測定されたナトリウムイオンの量と、表面処理金属板との面積とから、溶出量を算出する。なお、イオンクロマトグラフィとしては、例えば、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製のICS−5000+等を用いることができる。 Further, as described above, the amount (elution amount) of sodium ions eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is preferably smaller as described above. It was found that when the amount was 4 mg / m 2 or less, stain stains could be suitably suppressed. The elution amount is more preferably at most 3.8 mg / m 2 , even more preferably at most 3.5 mg / m 2 . Within such a range, blackening resistance and stain resistance can be suitably suppressed. The smaller the elution amount is, the more preferable it is. However, due to the characteristics of colloidal silica, the limit is about 1 mg / m 2 , and the lower limit of the elution amount is preferably 1 mg / m 2 or more. In addition, the elution amount here includes, for example, a value measured as follows. The surface-treated metal plate is immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes. The amount of sodium ions contained in the liquid in which the surface-treated metal plate is immersed is measured using ion chromatography. The amount of elution is calculated from the measured amount of sodium ions and the area of the surface-treated metal plate. As the ion chromatography, for example, ICS-5000 + manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. can be used.

前記混合樹脂は、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂とエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂との混合樹脂である。コロイダルシリカと混合させて水系組成物とするために、本実施形態では、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂とエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂とは、それぞれ、エマルションであることが好ましい。   The mixed resin is a mixed resin of a carboxyl group-containing polyurethane resin and an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin. In the present embodiment, the carboxyl group-containing polyurethane resin and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin are each preferably an emulsion in order to be mixed with colloidal silica to form an aqueous composition.

前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂は、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂であれば、特に限定されない。前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂としては、ウレタンプレポリマーを鎖延長剤で鎖延長反応して得られるもの等が挙げられる。前記ウレタンプレポリマーとしては、例えば、後述するポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させて得られるもの等が挙げられる。   The carboxyl group-containing polyurethane resin is not particularly limited as long as it is a polyurethane resin having a carboxyl group in the molecule. Examples of the carboxyl group-containing polyurethane resin include those obtained by a chain extension reaction of a urethane prepolymer with a chain extender. Examples of the urethane prepolymer include those obtained by reacting a polyisocyanate component and a polyol component described below.

前記ウレタンプレポリマーを構成するポリイソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカンメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、及びフェニレンジイソシアネート等が挙げられる。前記ポリイソシアネート成分としては、この中でも、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)が好ましい。また、前記ポリイソシアネート成分としては、上記例示した化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the polyisocyanate component constituting the urethane prepolymer include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecane methylene diisocyanate, and isophorone. Examples thereof include diisocyanate, xylene diisocyanate, and phenylene diisocyanate. As the polyisocyanate component, of these, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) are preferable. Further, as the polyisocyanate component, the compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

前記ウレタンプレポリマーを構成するポリオール成分としては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリエーテルポリオール、及び、カルボキシル基を有するポリオールの3種類の全てのポリオールを含むポリオール成分等が挙げられる。   Examples of the polyol component constituting the urethane prepolymer include a polyol component including all three types of polyols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, a polyether polyol, and a polyol having a carboxyl group.

前記ポリエーテルポリオールは、分子鎖にヒドロキシル基を少なくとも2以上有し、主骨格がアルキレンオキサイド単位によって構成されているものであれば、特に限定されない。前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレングリコール(ポリエチレングリコール)、ポリオキシプロピレングリコール(ポリプロピレングリコール)、ポリオキシテトラメチレングリコール(ポリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール)等が挙げられる。前記ポリエーテルポリオールとしては、この中でも、ポリオキシプロピレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコールが好ましい。また、前記ポリエーテルポリオールとしては、上記例示した化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The polyether polyol is not particularly limited as long as it has at least two or more hydroxyl groups in the molecular chain and the main skeleton is constituted by an alkylene oxide unit. Examples of the polyether polyol include polyoxyethylene glycol (polyethylene glycol), polyoxypropylene glycol (polypropylene glycol), and polyoxytetramethylene glycol (polytetramethylene glycol, polytetramethylene ether glycol). As the polyether polyol, among these, polyoxypropylene glycol and polytetramethylene ether glycol are preferable. Further, as the polyether polyol, the compounds exemplified above may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

前記カルボキシル基を有するポリオールは、少なくとも1以上のカルボキシル基と少なくとも2以上のヒドロキシル基とを有するものであれば、特に限定されない。前記カルボキシル基を有するポリオールとしては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジヒドロキシプロピオン酸、及びジヒドロキシコハク酸等が挙げられる。前記カルボキシル基を有するポリオールとしては、この中でも、ジメチロールプロピオン酸が好ましい。また、前記カルボキシル基を有するポリオールとしては、上記例示した化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The polyol having a carboxyl group is not particularly limited as long as it has at least one or more carboxyl groups and at least two or more hydroxyl groups. Examples of the polyol having a carboxyl group include dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dihydroxypropionic acid, and dihydroxysuccinic acid. As the polyol having a carboxyl group, dimethylolpropionic acid is preferable among them. In addition, as the polyol having a carboxyl group, the compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

また、前記ポリオール成分としては、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリエーテルポリオール、及び、カルボキシル基を有するポリオールの3種類のポリオール以外のポリオールを含んでいてもよい。   In addition, the polyol component may include a polyol other than the three kinds of polyols of 1,4-cyclohexanedimethanol, polyether polyol, and a polyol having a carboxyl group.

また、上述したウレタンプレポリマーを鎖延長反応する鎖延長剤としては、鎖延長剤として用いられるものであれば、特に限定されない。前記鎖延長剤としては、例えば、低分子量のポリオール、ポリアミン、及びアルカノールアミン等が挙げられる。前記低分子量のポリオールとしては、上述したポリオール成分と同じもの等が挙げられる。また、前記ポリアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ポリアミン;トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン;ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、イソホロンジアミン等の脂環式ポリアミン;ヒドラジン、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド等のヒドラジン類等が挙げられる。また、前記アルカノールアミンとしては、例えば、ジエタノールアミン及びモノエタノールアミン等が挙げられる。前記鎖延長剤としては、この中でも、エチレンジアミンが好ましい。また、前記鎖延長剤としては、上記例示した化合物を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The chain extender that reacts with the above-mentioned urethane prepolymer is not particularly limited as long as it is used as a chain extender. Examples of the chain extender include low molecular weight polyols, polyamines, and alkanolamines. Examples of the low-molecular-weight polyol include the same polyol components as those described above. Examples of the polyamine include aliphatic polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, and hexamethylenediamine; aromatic polyamines such as tolylenediamine, xylylenediamine, and diaminodiphenylmethane; alicyclic compounds such as diaminocyclohexylmethane, piperazine, and isophoronediamine. Polyamines; hydrazines such as hydrazine, succinic dihydrazide, adipic dihydrazide, and phthalic dihydrazide. Examples of the alkanolamine include diethanolamine and monoethanolamine. Among these, ethylene diamine is preferred as the chain extender. Further, as the chain extender, the compounds exemplified above may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂の水性液の作製方法は、公知の方法を採用することができる。この作製方法としては、例えば、カルボキシル基含有ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を塩基で中和して、水性媒体中に乳化分散して鎖延長反応させる方法、及びカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂を乳化剤の存在下で、高せん断力で乳化分散して鎖延長反応させる方法等が挙げられる。   A known method can be adopted as a method for producing the aqueous liquid of the carboxyl group-containing polyurethane resin. Examples of this production method include a method of neutralizing a carboxyl group of a carboxyl group-containing urethane prepolymer with a base, emulsifying and dispersing the carboxyl group in an aqueous medium to cause a chain extension reaction, and a method of preparing a carboxyl group-containing polyurethane resin in the presence of an emulsifier. And a method of emulsifying and dispersing with a high shear force to cause a chain extension reaction.

前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、エチレンと、エチレン性不飽和カルボン酸の共重合体である。そして、ここでのエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、エチレン由来の構成単位が、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂中、50質量%以上であることが好ましい。すなわち、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、エチレン性不飽和カルボン酸由来の構成単位が、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂中、50質量%以下であることが好ましい。   The ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin is a copolymer of ethylene and an ethylenically unsaturated carboxylic acid. And in this ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin, it is preferable that the structural unit derived from ethylene is 50 mass% or more in the said ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin. That is, in the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin, the constitutional unit derived from the ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferably 50% by mass or less in the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin.

前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、エチレンとエチレン性不飽和カルボン酸とが共重合されていればよく、エチレンとエチレン性不飽和カルボン酸とを既知の方法で共重合させることにより製造することができる。また、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、市販されている。   The ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin may be any copolymer of ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid, and may be obtained by copolymerizing ethylene and ethylenically unsaturated carboxylic acid by a known method. Can be manufactured. The ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin is commercially available.

前記エチレン性不飽和カルボン酸は、特に限定されない。前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、及びイソクロトン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸等のジカルボン酸等が挙げられる。前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、上記例示した化合物の中でも、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。   The ethylenically unsaturated carboxylic acid is not particularly limited. Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid, and dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. As the ethylenically unsaturated carboxylic acid, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the ethylenically unsaturated carboxylic acid, among the compounds exemplified above, acrylic acid and methacrylic acid are preferable, and acrylic acid is more preferable.

また、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、エチレンの一部に変えてプロピレンまたは1−ブテン等のオレフィン系モノマーを用いてもよく、さらに、本発明の目的を阻害しない範囲であれば、他の公知のビニル系モノマーを一部共重合(10質量%程度以下)してもよい。   Further, the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin may use an olefin-based monomer such as propylene or 1-butene instead of a part of ethylene, and furthermore, as long as the object of the present invention is not hindered. For example, another known vinyl monomer may be partially copolymerized (about 10% by mass or less).

上記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂は、分子内にカルボキシル基を有しているので、有機塩基や金属イオンで中和させることにより、エマルション化(水分散体化)することができる。   Since the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin has a carboxyl group in the molecule, it can be emulsified (aqueous dispersion) by neutralizing with an organic base or a metal ion.

前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体水性分散液の調製方法としては、特に限定されず、例えば、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体を水性媒体とともに、ホモジナイザー装置等に投入し、必要により70〜250℃の加熱下とし、沸点100℃以下のアミンと1価の金属の化合物を適宜水溶液等の形態で添加して(沸点100℃以下のアミンを先に添加するか、沸点100℃以下のアミンと1価の金属の化合物とを略同時に添加する)、高剪断力で撹拌する方法等が挙げられる。   The method for preparing the aqueous dispersion of the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer is not particularly limited. For example, the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer is charged together with an aqueous medium into a homogenizer or the like, and if necessary, 70 wt. To 250 ° C., and an amine having a boiling point of 100 ° C. or less and a monovalent metal compound are appropriately added in the form of an aqueous solution or the like (the amine having a boiling point of 100 ° C. or less is added first, or the amine having a boiling point of 100 ° C. or less is added. The amine and the monovalent metal compound are added almost simultaneously), and a method of stirring with a high shear force.

前記混合樹脂において、前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂(PU)と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂(EC)との含有比(PU:EC)は、質量比で1:1〜9:1であり、2:1〜9:1であることが好ましく、3.3:1〜6.5:1であることがより好ましい。ECの割合が低すぎると、耐食性及び耐黒変性が低下する傾向がある。また、PUの割合が低すぎると、プレス成形性等の加工性が低下する傾向がある。よって、前記含有比が上記範囲内であれば、耐食性、耐黒変性、及び加工性に優れる表面処理金属板が得られる。なお、ここでの含有比は、固形分比である。   In the mixed resin, the content ratio (PU: EC) between the carboxyl group-containing polyurethane resin (PU) and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin (EC) is from 1: 1 to 9: 1 by mass ratio. And preferably from 2: 1 to 9: 1, more preferably from 3.3: 1 to 6.5: 1. If the proportion of EC is too low, corrosion resistance and blackening resistance tend to decrease. On the other hand, when the proportion of PU is too low, workability such as press moldability tends to decrease. Therefore, when the content ratio is within the above range, a surface-treated metal sheet having excellent corrosion resistance, blackening resistance, and workability can be obtained. Here, the content ratio is a solid content ratio.

また、前記コロイダルシリカと前記混合樹脂との合計100質量部における前記コロイダルシリカの含有量の下限は、60質量部以上であり、65質量部以上であることが好ましい。また、前記コロイダルシリカの含有量の上限は、80質量部以下であり、75質量部以下であることが好ましい。また、前記コロイダルシリカと前記混合樹脂との合計100質量部における前記混合樹脂の含有量の下限は、20質量部以上であり、25質量部以上であることが好ましい。前記混合樹脂の含有量の上限は、40質量部以下であり、35質量部以下であることが好ましい。コロイダルシリカが少なすぎても、多すぎても、耐食性が低下する傾向がある。このことから、前記コロイダルシリカの含有量が70質量部で、前記混合樹脂の含有量が30質量部付近に耐食性が良好になるピークがあると考えられる。また、前記コロイダルシリカが少なくなりすぎると、表面処理皮膜の密度が低くなり、表面処理皮膜の付着量が同じであっても、表面処理皮膜の膜厚が厚くなる。このような場合、導電性も低下するおそれがある。また、前記コロイダルシリカが多くなりすぎると、耐しみ汚れ性が低下する傾向がある。このことは、前記混合樹脂が少なくなりすぎることにより、皮膜形成に必要な樹脂成分が不足して、表面処理皮膜にクラック等が発生しやすくなることによると考えられる。なお、ここでの含有量は、固形分比である。   The lower limit of the content of the colloidal silica in the total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin is 60 parts by mass or more, and preferably 65 parts by mass or more. The upper limit of the content of the colloidal silica is 80 parts by mass or less, and preferably 75 parts by mass or less. Further, the lower limit of the content of the mixed resin in the total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin is 20 parts by mass or more, and preferably 25 parts by mass or more. The upper limit of the content of the mixed resin is 40 parts by mass or less, and preferably 35 parts by mass or less. If the amount of colloidal silica is too small or too large, the corrosion resistance tends to decrease. From this, it is considered that the content of the colloidal silica is 70 parts by mass, and the content of the mixed resin has a peak near 30 parts by mass where the corrosion resistance is good. Further, when the amount of the colloidal silica is too small, the density of the surface treatment film decreases, and the film thickness of the surface treatment film increases even if the amount of the surface treatment film adhered is the same. In such a case, the conductivity may be reduced. When the amount of the colloidal silica is too large, the stain resistance tends to decrease. This is considered to be due to the fact that the amount of the mixed resin becomes too small, so that a resin component necessary for film formation becomes insufficient, and cracks and the like are easily generated in the surface-treated film. Here, the content is a solid content ratio.

前記シランカップリング剤は、金属板表面と表面処理皮膜との密着性を向上させる成分である。前記シランカップリング剤は、特に限定されない。前記シランカップリング剤としては、例えば、末端にグリシドキシ基を有するシランカップリング剤等が挙げられ、例えば、下記式(1)で表されるシランカップリング剤等が挙げられる。   The silane coupling agent is a component that improves the adhesion between the surface of the metal plate and the surface treatment film. The silane coupling agent is not particularly limited. Examples of the silane coupling agent include a silane coupling agent having a glycidoxy group at a terminal and the like, for example, a silane coupling agent represented by the following formula (1).

Figure 0006626805
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前記式(1)中、R1は、グリシドキシ基、R2及びR3は、低級アルコキシ基、R4は、低級アルコキシ基又は低級アルキル基、Xは、低級アルキレン基をさす。ここで、低級とは、炭素数が1〜5、より好ましくは炭素数が1〜3であることを意味する。   In the formula (1), R1 represents a glycidoxy group, R2 and R3 represent a lower alkoxy group, R4 represents a lower alkoxy group or a lower alkyl group, and X represents a lower alkylene group. Here, lower means that the carbon number is 1 to 5, more preferably 1 to 3.

前記シランカップリング剤の含有量の下限は、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、10質量部以上であり、12.5質量部以上であることが好ましい。また、前記シランカップリング剤の含有量の上限は、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、20質量部以下である。前記シランカップリング剤が少なすぎると、耐食性、耐黒変性、耐しみ汚れ性、プレス成形性等の加工性、及び耐アブレージョン性が低下する傾向がある。このことは、金属板表面と表面処理皮膜との密着性を向上させるというシランカップリング剤の効果を充分に奏することができないことによると考えられる。また、前記シランカップリング剤が多すぎると、耐食性、プレス成形性等の加工性、及び耐アブレージョン性が低下する傾向がある。このことは、表面処理組成物の液安定性が低下するとともに、未反応のシランカップリング剤が増えることによると考えられる。なお、ここでの含有量は、固形分比である。   The lower limit of the content of the silane coupling agent is at least 10 parts by mass, preferably at least 12.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the colloidal silica and the mixed resin. The upper limit of the content of the silane coupling agent is 20 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total of the colloidal silica and the mixed resin. If the amount of the silane coupling agent is too small, processability such as corrosion resistance, blackening resistance, stain stain resistance, press moldability, and abrasion resistance tend to decrease. This is considered to be because the effect of the silane coupling agent, which improves the adhesion between the surface of the metal plate and the surface treatment film, cannot be sufficiently exhibited. If the amount of the silane coupling agent is too large, processability such as corrosion resistance and press formability, and abrasion resistance tend to decrease. It is considered that this is because the liquid stability of the surface treatment composition is reduced and the unreacted silane coupling agent is increased. Here, the content is a solid content ratio.

また、前記表面処理皮膜には、前記コロイダルシリカ、前記混合樹脂、及び前記シランカップリング剤以外にも、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、表面処理皮膜を架橋させる架橋剤、及び潤滑剤等が挙げられる。   Further, the surface treatment film may contain other components in addition to the colloidal silica, the mixed resin, and the silane coupling agent. Other components include, for example, a crosslinking agent that crosslinks the surface-treated film, a lubricant, and the like.

前記表面処理皮膜の付着量の下限は、0.4g/m以上であり、0.5g/m以上であることが好ましい。また、前記表面処理皮膜の付着量の上限は、0.8g/m以下であり、0.7g/m以下であることがより好ましい。前記表面処理皮膜の付着量が少なすぎると、表面処理皮膜によるバリア性が低下して、耐食性及び耐黒変性が低下し、しみの広がりを促進するため、耐しみ汚れ性が劣化する傾向がある。また、前記表面処理皮膜の付着量が少なすぎると、プレス成形性等の加工性及び耐アブレージョン性も低下する傾向がある。これらの傾向は、前記表面処理皮膜の付着量が少なすぎると、形成した表面処理皮膜の膜厚が薄くなりすぎ、ロールコータ等での皮膜塗装が困難になり、好適な表面処理皮膜が形成しにくくなることにもよると考えられる。また、前記表面処理皮膜の付着量が多すぎると、導電性、プレス成形性等の加工性及び耐アブレージョン性が低下する傾向がある。これは、前記表面処理皮膜の付着量が多すぎると、形成した表面処理皮膜の膜厚が厚くなりすぎるために、この厚い皮膜により導電性が低下し、さらに、プレス成形時に皮膜かすが発生して、黒化現象が発生しやすくなるためと考えられる。なお、表面処理皮膜の付着量は、例えば、以下のように測定することができる。表面処理皮膜中のコロイダルシリカ(SiO)のSi元素を蛍光X線分析装置で定量測定し、測定のSi元素の量から算出することができる。なお、このときのSiOの比重を2.2とし、樹脂の比重は1.0として計算する。 The lower limit of the adhesion amount of the surface treatment film is 0.4 g / m 2 or more, and preferably 0.5 g / m 2 or more. In addition, the upper limit of the amount of the surface treatment film is 0.8 g / m 2 or less, and more preferably 0.7 g / m 2 or less. If the adhesion amount of the surface treatment film is too small, the barrier property by the surface treatment film is reduced, the corrosion resistance and the blackening resistance are reduced, and the spread of the stain is promoted, and the stain resistance tends to deteriorate. . If the amount of the surface treatment film is too small, processability such as press moldability and abrasion resistance tend to be reduced. These tendencies indicate that if the amount of the surface treatment film deposited is too small, the thickness of the formed surface treatment film becomes too thin, and it becomes difficult to coat the film with a roll coater or the like, and a suitable surface treatment film is formed. It is thought that it depends on the difficulty. If the amount of the surface treatment film is too large, processability such as conductivity and press moldability and abrasion resistance tend to decrease. This is because, if the amount of the surface treatment film attached is too large, the thickness of the formed surface treatment film becomes too large, so that the conductivity is reduced by the thick film, and further, film residue is generated during press molding. It is considered that the blackening phenomenon easily occurs. In addition, the adhesion amount of the surface treatment film can be measured, for example, as follows. The Si element of the colloidal silica (SiO 2 ) in the surface treatment film can be quantitatively measured by a fluorescent X-ray analyzer, and can be calculated from the measured amount of the Si element. In this case, the calculation is performed with the specific gravity of SiO 2 being 2.2 and the specific gravity of the resin being 1.0.

前記表面処理金属板は、前記亜鉛系めっき鋼板と前記表面処理皮膜とを備えていればよく、他の層を備えていてもよい。例えば、前記亜鉛系めっき鋼板と前記表面処理皮膜との間に下地処理層を備えていてもよい。具体的には、亜鉛系めっき鋼板の表面と前記表面処理皮膜との界面密着性を向上させるために、重リン酸アルミニウム、酸性コロイダルシリカ、及びポリアクリル酸の組成物からなる反応型の下地処理を実施することによって得られた下地処理層を設けてもよい。ただし、未反応のりん酸等は、耐黒変性や耐食性を劣化させ、しみ汚れの発生を促進するため、水洗し除去することが好ましい。   The surface-treated metal plate may include the zinc-based plated steel sheet and the surface treatment film, and may include another layer. For example, a base treatment layer may be provided between the galvanized steel sheet and the surface treatment film. Specifically, in order to improve the interfacial adhesion between the surface of the galvanized steel sheet and the surface treatment film, a reactive base treatment comprising a composition of aluminum biphosphate, acidic colloidal silica, and polyacrylic acid. May be provided. However, unreacted phosphoric acid and the like are preferably removed by washing with water in order to deteriorate blackening resistance and corrosion resistance and promote generation of stains.

前記表面処理金属板の製造方法としては、本実施形態に係る表面処理金属板を製造することができれば、特に限定されない。前記表面処理金属板の製造方法としては、具体的には、前記表面処理組成物を調製する工程(調製工程)と、前記表面処理組成物を前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に塗布する工程(塗布工程)と、前記表面処理組成物を乾燥させることによって、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に、前記表面処理皮膜を形成する工程(乾燥工程)とを備える製造方法等が挙げられる。   The method for producing the surface-treated metal plate is not particularly limited as long as the surface-treated metal plate according to the present embodiment can be produced. As a method for producing the surface-treated metal sheet, specifically, a step of preparing the surface-treated composition (preparation step), and applying the surface-treated composition to at least one surface of the galvanized steel sheet. A manufacturing method comprising a step of performing a coating process (a coating process) and a process of drying the surface treatment composition to form the surface treatment film on at least one surface of the galvanized steel sheet (a drying process). Is mentioned.

前記調製工程は、前記表面処理組成物を調製することができれば、特に限定されず、例えば、前記コロイダルシリカ、前記混合樹脂、及び前記シランカップリング剤を含む表面処理組成物を調製する工程等が挙げられる。この調製工程としては、まず、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂を、前記コロイダルシリカと前記混合樹脂との合計100質量部に対して、それぞれ、60〜80質量部、20〜40質量部となるように混合し、さらに、この前記コロイダルシリカと前記混合樹脂との合計100質量に対して、前記シランカップリング剤を10〜20質量部となるように混合させる工程等が挙げられる。また、この調製工程は、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が、4mg/m以下となるような表面処理組成物を調製する工程である。具体的には、前記コロイダルシリカとして、上述したような分散剤としてアンモニアを含むコロイダルシリカを用いる方法等が挙げられる。 The preparation step is not particularly limited as long as the surface treatment composition can be prepared.Examples include a step of preparing a surface treatment composition including the colloidal silica, the mixed resin, and the silane coupling agent. No. In this preparation step, first, the colloidal silica and the mixed resin are 60 to 80 parts by mass and 20 to 40 parts by mass, respectively, based on a total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin. And a step of mixing the silane coupling agent in an amount of 10 to 20 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin. In this preparation step, a surface treatment composition is prepared such that the amount of sodium ions eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less. This is the step of doing. Specifically, as the above-mentioned colloidal silica, a method using colloidal silica containing ammonia as a dispersant as described above and the like can be mentioned.

前記塗布工程は、前記表面処理組成物を前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に塗布することができれば、特に限定されず、例えば、バーコータを用いた塗布等が挙げられる。また、前記塗布工程は、前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mとなるように前記表面処理組成物を塗布する工程である。 The application step is not particularly limited as long as the surface treatment composition can be applied on at least one surface of the galvanized steel sheet, and includes, for example, application using a bar coater. Further, the application step is a step of applying the surface treatment composition such that the amount of the surface treatment film adhered is 0.4 to 0.8 g / m 2 .

前記乾燥工程は、前記表面処理組成物を乾燥させることによって、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に、前記表面処理皮膜を形成することができれば、特に限定されない。前記乾燥工程としては、例えば、90〜130℃での乾燥等が挙げられる。   The drying step is not particularly limited as long as the surface treatment composition can be formed on at least one surface of the galvanized steel sheet by drying the surface treatment composition. The drying step includes, for example, drying at 90 to 130 ° C.

このような製造方法によれば、本実施形態に係る表面処理金属板を好適に製造することができる。   According to such a manufacturing method, the surface-treated metal plate according to the present embodiment can be suitably manufactured.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

まず、以下の実施例で用いた各評価方法について説明する。   First, each evaluation method used in the following examples will be described.

[耐食性]
1.塩水噴霧試験(SST平板)
裏面とエッジシールを施した供試材(平板)に対して、JIS Z 2371に準じて、35℃の雰囲気下で塩水(5%のNaCl水溶液)を噴霧して、塩水噴霧試験を実施した。供試材に対する白錆の発生率が5面積%に達するまでの時間を測定した。
[Corrosion resistance]
1. Salt spray test (SST flat plate)
A salt water spray test was performed by spraying salt water (5% NaCl aqueous solution) on the test material (plate) having the back surface and the edge seal applied thereto at 35 ° C. in an atmosphere according to JIS Z2371. The time required until the rate of occurrence of white rust on the test material reached 5 area% was measured.

SST平板の評価基準として、平板のままのものに対する白錆の発生率が5面積%に達するまでの時間が、240時間以上であれば、「◎」と評価し、168時間以上240時間未満であれば、「○」と評価し、120時間以上168時間未満であれば、「△」と評価し、120時間未満であれば、「×」と評価した。   As the evaluation standard of the SST flat plate, if the time until the white rust generation rate with respect to the flat plate reaches 5 area% is 240 hours or more, it is evaluated as “◎”, and the time is 168 hours or more and less than 240 hours. If so, it was evaluated as “○”. If it was 120 hours or more and less than 168 hours, it was evaluated as “Δ”. If it was less than 120 hours, it was evaluated as “x”.

2.塩水噴霧サイクル試験(SSTサイクル)
エッジシールした供試材(平板)について、JIS Z 2371に準じて、35℃の雰囲気下で塩水(5%のNaCl水溶液)を噴霧する塩水噴霧サイクル試験を実施した。1サイクルは、塩水噴霧を8時間行い、その後、16時間休止する。供試材に対する白錆の発生率が5面積%に達するサイクル数を測定した。SSTサイクルの評価基準としては、このサイクル数が10サイクル以上であれば、「◎」と評価し、7サイクル以上10サイクル未満であれば、「○」と評価し、5サイクル以上7サイクル未満であれば、「△」と評価し、5サイクル未満であれば、「×」と評価した。
2. Salt spray cycle test (SST cycle)
A salt water spray cycle test of spraying salt water (5% aqueous NaCl solution) in an atmosphere at 35 ° C. was performed on the test material (plate) with the edge sealed according to JIS Z2371. In one cycle, the salt spray is performed for 8 hours, and then the apparatus is stopped for 16 hours. The number of cycles at which the occurrence rate of white rust on the test material reached 5 area% was measured. As an evaluation standard of the SST cycle, if the number of cycles is 10 cycles or more, the evaluation is “◎”. If the number of cycles is 7 cycles or more and less than 10 cycles, the evaluation is “○”. If there was, it was evaluated as “Δ”, and if it was less than 5 cycles, it was evaluated as “×”.

3.中性塩水噴霧サイクル試験(JASO)
エッジシールした供試材(平板)について、JIS H 8502に準じて、中性塩水噴霧サイクル試験を実施した。1サイクルは、塩水噴霧を2時間行い、その後、乾燥(温度60℃、湿度30%以上)を4時間行って、湿潤(温度50℃、湿度95%以上)を2時間行う。供試材に対する白錆の発生率が5面積%に達するサイクル数を測定した。JASOの評価基準としては、このサイクル数が21サイクル以上であれば、「◎」と評価し、15サイクル以上21サイクル未満であれば、「○」と評価し、9サイクル以上15サイクル未満であれば、「△」と評価し、9サイクル未満であれば、「×」と評価した。
3. Neutral salt spray cycle test (JASO)
The test material (flat plate) with the edge sealed was subjected to a neutral salt spray cycle test according to JIS H8502. In one cycle, salt spray is performed for 2 hours, and then drying (temperature 60 ° C., humidity 30% or more) is performed for 4 hours, and wetting (temperature 50 ° C., humidity 95% or more) is performed for 2 hours. The number of cycles at which the occurrence rate of white rust on the test material reached 5 area% was measured. JASO evaluation criteria are as follows: if the number of cycles is 21 or more, evaluate as “◎”; if it is 15 or more and less than 21 cycles, evaluate as “21”. In this case, it was evaluated as “Δ”, and if less than 9 cycles, it was evaluated as “×”.

[耐黒変性]
供試材を、温度50℃、湿度98%以上の恒温恒湿試験機に168時間保存した後、試験前後の色差(ΔL)を色差計を用いて測定した。耐黒変性の評価基準として、ΔLが1未満であれば、「◎」と評価し、ΔLが1以上2未満であれば、「○」と評価し、ΔLが2以上3未満であれば、「△」と評価し、ΔLが3以上であれば、「×」と評価した。
[Blackening resistance]
After storing the test material in a thermo-hygrostat at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 98% or more for 168 hours, the color difference (ΔL) before and after the test was measured using a color difference meter. As a criterion for blackening resistance, if ΔL is less than 1, it is evaluated as “◎”. If ΔL is 1 or more and less than 2, it is evaluated as “○”. If ΔL is 2 or more and less than 3, It was evaluated as “△”, and when ΔL was 3 or more, it was evaluated as “×”.

[耐しみ汚れ性]
供試材を、温度65℃、湿度95%以上の恒温恒湿試験機に168時間保存した後、試験前後の外観変化を目視で確認した。耐しみ汚れ性の評価基準として、しみ汚れの発生を確認できなければ、「◎」と評価し、極わずかなしみ汚れの発生を確認した場合は、「○」と評価し、わずかにしみ汚れの発生を確認した場合は、「△」と評価し、全面的にしみ汚れの発生を確認した場合は、「×」と評価し、全面にしみ汚れが著しく発生していることを確認した場合は、「××」と評価した。
[Stain resistance]
After storing the test material in a thermo-hygrostat at a temperature of 65 ° C. and a humidity of 95% or more for 168 hours, the appearance change before and after the test was visually confirmed. As an evaluation criterion for stain resistance, if no occurrence of stain was confirmed, the evaluation was "◎". If the occurrence of very slight stain was confirmed, the evaluation was "○". When the occurrence of stains was confirmed, it was evaluated as "△", and when the occurrence of blot stains was entirely confirmed, it was evaluated as "x", and when it was confirmed that remarkable stains occurred on the entire surface Was evaluated as "xx".

[導電性]
供試材の表面抵抗値(導電性)は、図1に示すような表面抵抗測定装置10で、抵抗機11を介した2つの端子12を供試材13の表面に直接接触させて測定した。なお、導電性を評価するための表面抵抗測定装置を示す概略図である。表面抵抗測定装置10としては、株式会社ダイヤインスルメンツ製のLorestaEPを用いた。測定方法は、2探針法で、2探針APプローブ(タイプA)(ピン間隔:10mm、ピン先端:直径2mm、ばね圧:240g/本、銅板なし)で測定した。導電性の評価基準として、測定した表面抵抗値が0.05Ω未満であれば、「◎」と評価し、0.05Ω以上0.5Ω未満であれば、「○」と評価し、0.5Ω以上1Ω未満であれば、「△」と評価し、1Ω以上であれば、「×」と評価した。
[Conductivity]
The surface resistance value (conductivity) of the test material was measured using a surface resistance measuring device 10 as shown in FIG. 1, in which two terminals 12 via a resistor 11 were brought into direct contact with the surface of the test material 13. . In addition, it is the schematic which shows the surface resistance measuring device for evaluating conductivity. As the surface resistance measuring device 10, Loresta EP manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. was used. The measurement method was a two-probe method using a two-probe AP probe (type A) (pin interval: 10 mm, pin tip: diameter 2 mm, spring pressure: 240 g / piece, no copper plate). As an evaluation standard of conductivity, if the measured surface resistance value is less than 0.05Ω, it is evaluated as “◎”, and if it is 0.05Ω or more and less than 0.5Ω, it is evaluated as “○” and 0.5Ω. If it was less than 1Ω, it was evaluated as “Δ”, and if it was 1Ω or more, it was evaluated as “x”.

[プレス成形性(円筒深絞り試験)]
80トンクランクプレス(アイダエンジニアリング株式会社製のNCL−80TS)を用いて、無塗油でプレス成形(単発プレス)を実施した。供試材を、図2に示すような加工形状になるように、図3に示すような金型形状を用いてプレス成形した。すなわち、図3に示すような、ダイ31とポンチ32とで、供試材33をプレス成形して、供試材33を図2に示すような加工形状にした。なお、図2は、プレス成形性を評価する際のプレス成形での加工形状を示す概略図である。また、図3は、プレス成形性を評価する際のプレス成形での金型形状を示す概略図である。
[Press formability (cylindrical deep drawing test)]
Using an 80-ton crank press (NCL-80TS manufactured by Aida Engineering Co., Ltd.), press molding (non-oil press) was performed without applying oil. The test material was press-formed using a mold shape as shown in FIG. 3 so as to have a processed shape as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, the test material 33 was press-formed with the die 31 and the punch 32 to form the test material 33 into a processed shape as shown in FIG. FIG. 2 is a schematic view showing a processed shape in press forming when evaluating press formability. FIG. 3 is a schematic diagram showing a die shape in press forming when evaluating press formability.

加工形状は、図2に示すような形状であって、高さAが46mmで、直径Bが50mmである。そして、プレス条件としては、金型として、板厚0.8mm用円筒金型を使用し、成形速度40spm、しわ押さえ圧力1kgf/cm、絞り比2.2、無潤滑(プレス油なし)でプレス成形した。また、金型形状としては、図3に示すような形状である。その寸法としては、ブランク径D:直径110mm、ポンチ外径d1:直径50mm、ダイ外径d2:直径51.64mm、パンチの曲率半径R1:5mmR、ダイの曲率半径R2:3mmR、クリアランス:+20μmである。 The processing shape is a shape as shown in FIG. 2, and the height A is 46 mm and the diameter B is 50 mm. The pressing conditions were as follows: a cylindrical mold for a plate thickness of 0.8 mm was used as the mold, a molding speed of 40 spm, a wrinkle holding pressure of 1 kgf / cm 2 , a drawing ratio of 2.2, and no lubrication (no press oil). Press molded. The shape of the mold is as shown in FIG. The dimensions are as follows: blank diameter D: diameter 110 mm, punch outer diameter d1: diameter 50 mm, die outer diameter d2: diameter 51.64 mm, punch curvature radius R1: 5 mmR, die curvature radius R2: 3 mmR, clearance: +20 μm. is there.

この評価基準としては、得られた成形品の、摺動面の擦り疵、型かじり、及び耐黒化性を目視で評価した。その結果、摺動面の擦り疵及び型かじりや黒化現象(皮膜とめっきの一部が剥離して黒く堆積する)の発生割合が低く、プレス成形性が極めて良いと評価されたものは、「◎」であり、良いと評価されたものは、「○」であり、悪いと評価されたものは、「△」であり、極めて悪いと評価されたものは、「×」である。   As the evaluation criteria, the obtained molded product was visually evaluated for scratches on the sliding surface, mold galling, and blackening resistance. As a result, the rate of occurrence of scratches on the sliding surface, mold galling and blackening (part of the coating and plating peeled off and deposited black) was low, and those evaluated as having extremely good press formability were: "◎", those evaluated as good were "で", those evaluated as bad were "△", and those evaluated as extremely poor were "x".

[耐鋼板アブレージョン試験]
供試材2枚を表面同士重ね合わせて、図4に示すような耐鋼板アブレージョン装置40を用いて振動させて耐アブレージョン性の目視評価を実施した。なお、図4は、耐鋼板アブレージョン性を評価するための評価装置(耐鋼板アブレージョン装置)を示す概略図である。
[Abrasion test of steel sheet]
The two test materials were superposed on each other and vibrated using a steel plate abrasion resistant apparatus 40 as shown in FIG. 4 to visually evaluate the abrasion resistance. FIG. 4 is a schematic diagram showing an evaluation device (steel plate abrasion device) for evaluating steel plate abrasion resistance.

耐鋼板アブレージョン試験は、具体的には、まず、2枚の供試材を、それぞれ、100mm角に切断した。そして、100mm角に切断した供試材の四隅に、耐鋼板アブレージョン装置40の振動発生装置41に設けたピン42を通して、振動発生装置(アイデックス株式会社製のBF50UC)41上に設置できるように、直径6mmの孔を開けた。この100mm角に切断し、四隅に孔を開けた供試材を、耐鋼板アブレージョン試験に用いた。次に、振動発生装置41上に、順番に、表面に3R半円の突起、長さ100mmのピードを2本有する鋼板アブレージョン治具43、100mm角に切断し、四隅に孔を開けた供試材44を2枚、及び1kgのおもりを載せた。この状態で、振動発生装置41を、振幅5mm、周波数35Hzで、5分間振動させた。この試験後の供試材の外観を目視で確認した。耐鋼板アブレージョン試験の評価基準として、アブレージョンの発生を確認できなければ、「◎」と評価し、極わずかなアブレージョンの発生を確認した場合は、「○」と評価し、アブレージョンの発生を多く確認した場合は、「△」と評価し、アブレージョンが発生し、金属光沢を確認した場合は、「×」と評価した。   Specifically, in the steel plate abrasion resistance test, first, two test materials were cut into 100 mm square. Then, through the pins 42 provided on the vibration generating device 41 of the steel plate abrasion-resistant device 40 at the four corners of the test material cut into a square of 100 mm, the sample can be set on the vibration generating device (BF50UC manufactured by IDEX Co., Ltd.) 41. A hole having a diameter of 6 mm was formed. The test material cut into a 100 mm square and having holes at four corners was used for a steel sheet resistance abrasion test. Next, on the vibration generating device 41, in order, a steel plate abrasion jig 43 having 3R semicircular protrusions on its surface, and two 100mm-long pierces, was cut into a 100mm square, and a test was performed in which holes were formed at four corners. Two pieces of material 44 and a weight of 1 kg were placed. In this state, the vibration generator 41 was vibrated at an amplitude of 5 mm and a frequency of 35 Hz for 5 minutes. The appearance of the test material after this test was visually confirmed. As an evaluation criterion for the steel sheet abrasion test, if no occurrence of abrasion was confirmed, it was evaluated as "◎" .If a very small amount of abrasion was observed, it was evaluated as "○" and many abrasion occurrences were confirmed. In this case, the evaluation was "△", and when abrasion occurred and the metallic luster was confirmed, the evaluation was "x".

[試験例1:コロイダルシリカ及び混合樹脂の含有量]
表面処理皮膜を構成する樹脂としては、以下の樹脂を用いた。
[Test Example 1: Content of colloidal silica and mixed resin]
The following resin was used as the resin constituting the surface treatment film.

(カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂:PU)
撹拌機、温度計、及び温度コントローラを備えた合成装置に、ポリオール成分としてポリテトラメチレンエーテルグリコール(平均分子量1000:保土谷化学工業株式会社製)を60質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール14質量部、ジメチロールプロピオン酸20質量部を仕込み、さらに、反応溶媒としてN−メチルピロリドン30質量部を加えた。イソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート(TDI)を104質量部仕込み、80℃〜85℃に昇温し、5時間反応させた。得られたプレポリマーのNCO含有量は、8.9質量%であった。さらに、トリエチルアミン16質量部を加えて中和を行い、エチレンジアミン16質量部と水480質量部の混合水溶液を加えて、50℃で4時間乳化しつつ鎖延長反応させた。そうすることによって、ポリウレタン樹脂水分散液(カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂水分散液)(不揮発性樹脂成分29.1質量%、酸価41.4)が得られた。これをPUとした。
(Carboxyl group-containing polyurethane resin: PU)
60 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (average molecular weight: 1000: manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.) as a polyol component was added to a synthesis apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a temperature controller, and 1,4-cyclohexanedimethanol 14 was used. Parts by mass, 20 parts by mass of dimethylolpropionic acid, and 30 parts by mass of N-methylpyrrolidone as a reaction solvent were further added. 104 parts by mass of tolylene diisocyanate (TDI) was charged as an isocyanate component, the temperature was raised to 80 ° C to 85 ° C, and the mixture was reacted for 5 hours. The NCO content of the obtained prepolymer was 8.9% by mass. Further, neutralization was performed by adding 16 parts by mass of triethylamine, and a mixed aqueous solution of 16 parts by mass of ethylenediamine and 480 parts by mass of water was added, and a chain extension reaction was performed while emulsifying at 50 ° C. for 4 hours. Thereby, a polyurethane resin aqueous dispersion (carboxyl group-containing polyurethane resin aqueous dispersion) (non-volatile resin component: 29.1% by mass, acid value: 41.4) was obtained. This was designated as PU.

(エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂:EC)
撹拌機、温度計、及び温度コントローラを備えた乳化設備を有するオートクレーブに、水626質量部、エチレン−アクリル酸共重合体(アクリル酸ユニット:20質量%、メルトインデックスMI:300)160質量部を加え、さらに、エチレン−アクリル酸共重合体のカルボキシル基1モルに対して、トリエチルアミンを40モル%、水酸化ナトリウムを15モル%となるように加えた。そして、150℃、5Paで高速撹拌を行い、40℃に冷却した。ここに、4,4’−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン(株式会社日本触媒製のケミタイト(登録商標)DZ−22E)をエチレン−アクリル酸共重合体の固形分100部に対し、5部加えた。そうすることによって、エマルション化したエチレン−アクリル酸共重合体(エチレン−不飽和カルボン酸共重合体水分散体)が得られた。これをECとした。この樹脂の水蒸気透過度は、50g/m/dayであった。
(Ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin: EC)
In an autoclave having an emulsifying apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a temperature controller, 626 parts by mass of water and 160 parts by mass of an ethylene-acrylic acid copolymer (acrylic acid unit: 20% by mass, melt index MI: 300) were added. In addition, triethylamine and sodium hydroxide were added so as to be 40 mol% and 15 mol%, respectively, per 1 mol of the carboxyl groups of the ethylene-acrylic acid copolymer. Then, high-speed stirring was performed at 150 ° C. and 5 Pa, and the mixture was cooled to 40 ° C. Here, 4,4'-bis (ethyleneiminocarbonylamino) diphenylmethane (Chemitite (registered trademark) DZ-22E manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was added in an amount of 5 parts per 100 parts of the solid content of the ethylene-acrylic acid copolymer. added. By doing so, an emulsion-formed ethylene-acrylic acid copolymer (ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer aqueous dispersion) was obtained. This was designated as EC. The water vapor permeability of this resin was 50 g / m 2 / day.

以下、コロイダルシリカ及び混合樹脂の含有量について、検討した。   Hereinafter, the content of the colloidal silica and the mixed resin was examined.

(表面処理金属板No.1)
まず、前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂(PU)と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂(EC)との含有比(PU:EC)が、質量比(固形分比)で、5:1である混合樹脂の分散液を調製した。
(Surface treated metal plate No. 1)
First, the content ratio (PU: EC) between the carboxyl group-containing polyurethane resin (PU) and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin (EC) is 5: 1 by mass ratio (solid content ratio). A dispersion of a mixed resin was prepared.

そして、固形分比で、平均粒子径4〜6nmのコロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製のST−NXS:アンモニア安定化タイプ)を60質量部と、PU:EC=5:1である混合樹脂を40質量部とを含み、この100質量部に対して、さらに、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製のKBM403)を15質量部添加して表面処理組成物を調製した。   Then, a mixed resin having a solid content ratio of 60 parts by mass of colloidal silica (ST-NXS: ammonia-stabilized type manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having an average particle diameter of 4 to 6 nm, and PU: EC = 5: 1 , And 15 parts by mass of a silane coupling agent (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to this 100 parts by mass. A treatment composition was prepared.

金属板として、電気純亜鉛めっき鋼板(亜鉛付着量20g/m、板厚0.8mm)を用い、その片面に前記表面処理組成物を、皮膜付着量0.6g/mとなるように、バーコータで絞りロールにて塗布した。そして、この表面処理組成物を塗布した金属板を、板温100℃で加熱乾燥した。そうすることによって、皮膜付着量0.6g/mの表面処理皮膜を形成した表面処理金属板が得られた。皮膜付着量は、上述したように、皮膜中のコロイダルシリカ(SiO)のSi元素を蛍光X線分析装置で定量測定して算出した。また、この表面処理鋼板を70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬し、溶出したナトリウム(Na)量を、イオンクロマトグラフィ(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製のICS−5000+)で測定した結果、Na溶出量は、3.0mg/mであった。 An electropure galvanized steel sheet (zinc coating amount 20 g / m 2 , plate thickness 0.8 mm) was used as a metal plate, and the surface treatment composition was coated on one surface with a coating weight 0.6 g / m 2. And a bar coater for coating with a squeezing roll. Then, the metal plate coated with the surface treatment composition was heated and dried at a plate temperature of 100 ° C. By doing so, a surface-treated metal plate having a surface-treated film having a film adhesion amount of 0.6 g / m 2 was obtained. As described above, the film adhesion amount was calculated by quantitatively measuring the Si element of colloidal silica (SiO 2 ) in the film using a fluorescent X-ray analyzer. This surface-treated steel sheet was immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes, and the amount of eluted sodium (Na + ) was measured by ion chromatography (ICS-5000 + manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.). As a result, the Na + elution amount was 3.0 mg / m 2 .

(表面処理金属板No.2〜9)
表面処理金属板No.2〜9は、表1に示す組成となるように調製した表面処理組成物を用いること以外、表面処理金属板No.1と同様に製造した。皮膜付着量も、表面処理金属板No.1と同様、0.6g/mであった。Na溶出量は、表1に示す値であった。
(Surface treated metal plate Nos. 2 to 9)
Surface treated metal plate No. Nos. 2 to 9 were surface-treated metal sheets Nos. 2 to 9 except that surface treatment compositions prepared to have the compositions shown in Table 1 were used. The same as in Example 1. The coating amount of the surface treated metal sheet No. As in the case of 1, it was 0.6 g / m 2 . The Na + elution amount was the value shown in Table 1.

これらの表面処理金属板No.1〜9に対して、上記評価を行った結果を下記表1に示す。   These surface-treated metal plates No. Table 1 below shows the results of the above evaluations of 1 to 9.

Figure 0006626805
Figure 0006626805

表1から、前記コロイダルシリカを、60〜80質量部含有し、前記混合樹脂を、20〜40質量部を含有している場合(表面処理金属板No.1〜5)は、耐黒変性及び耐しみ汚れ性等に優れ、さらに、前記コロイダルシリカを、50〜55質量部含有し、前記混合樹脂を、45〜50質量部含有している場合(表面処理金属板No.6,7)と比較して、耐食性及び導電性に優れることがわかった。   From Table 1, when the colloidal silica is contained in an amount of 60 to 80 parts by mass and the mixed resin is contained in an amount of 20 to 40 parts by mass (surface-treated metal plate Nos. 1 to 5), blackening resistance and It is excellent in stain resistance and the like, and further contains 50 to 55 parts by mass of the colloidal silica and 45 to 50 parts by mass of the mixed resin (surface treated metal plate No. 6, 7). In comparison, it was found that they had excellent corrosion resistance and conductivity.

また、表面処理金属板No.1〜5は、耐しみ汚れ性等に優れ、さらに、前記コロイダルシリカを、85〜90質量部含有し、前記混合樹脂を、10〜15質量部含有している場合(表面処理金属板No.8,9)と比較して、耐食性及び耐しみ汚れ性に優れることがわかった。   In addition, the surface-treated metal plate No. Nos. 1 to 5 have excellent stain resistance and the like, and further contain 85 to 90 parts by mass of the colloidal silica and 10 to 15 parts by mass of the mixed resin (Surface treated metal sheet No. 1). 8 and 9), it was found to be excellent in corrosion resistance and stain resistance.

さらに、表1から、前記コロイダルシリカの含有量が、65〜75質量部であって、前記混合樹脂の含有量が、25〜35質量部である場合(表面処理金属板No.2〜4)は、耐しみ汚れ性及び導電性に優れ、表面処理金属板No.1と比較しても、耐食性、耐黒変性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   Furthermore, from Table 1, when the content of the colloidal silica is 65 to 75 parts by mass and the content of the mixed resin is 25 to 35 parts by mass (surface treated metal plates Nos. 2 to 4) Is excellent in stain resistance and conductivity, and has a surface-treated metal plate No. Compared with No. 1, it was found to be excellent in corrosion resistance, blackening resistance, press formability, and steel plate abrasion resistance.

また、表1から、前記コロイダルシリカの含有量が、65〜75質量部であって、前記混合樹脂の含有量が、25〜35質量部である場合(表面処理金属板No.2〜4)は、表面処理金属板No.5と比較しても、耐食性、耐黒変性、及び耐しみ汚れ性に優れることがわかった。   Also, from Table 1, when the content of the colloidal silica is 65 to 75 parts by mass and the content of the mixed resin is 25 to 35 parts by mass (surface treated metal plates Nos. 2 to 4) Is a surface-treated metal plate No. As compared with No. 5, it was found that it was excellent in corrosion resistance, blackening resistance, and stain resistance.

[試験例2:混合樹脂におけるPU:EC]
以下、混合樹脂におけるPUとECとの含有比(PU:EC)について、検討した。
[Test Example 2: PU in mixed resin: EC]
Hereinafter, the content ratio of PU and EC (PU: EC) in the mixed resin was examined.

(表面処理金属板No.10〜17)
表面処理金属板No.10〜17は、前記混合樹脂における、PUとECとの含有比(PU:EC)が、表2に示す混合樹脂を用いること以外、表面処理金属板No.3と同様に製造した。皮膜付着量も、表面処理金属板No.3と同様、0.6g/mであった。Na溶出量は、表2に示す値であった。
(Surface treated metal plate No. 10-17)
Surface treated metal plate No. Nos. 10 to 17 were surface-treated metal plates No. 10 to 17 except that the content ratio of PU to EC (PU: EC) in the mixed resin was such that the mixed resin shown in Table 2 was used. Manufactured similarly to 3. The coating amount of the surface treated metal sheet No. Similarly to 3, the weight was 0.6 g / m 2 . The Na + elution amount was the value shown in Table 2.

これらの表面処理金属板No.10〜17に対して、上記の評価を行った結果を、下記表2に示す。   These surface-treated metal plates No. Table 2 below shows the results of the above evaluations for 10 to 17.

Figure 0006626805
Figure 0006626805

表2から、用いた混合樹脂がPU:ECが1:1〜9:1である場合(表面処理金属板No.10〜15)は、PU:ECが9:1よりPUが多い場合(表面処理金属板No.16)と比較して、耐食性及び耐黒変性に優れることがわかった。また、表面処理金属板No.10〜15)は、PU:ECが1:1よりPUが少ない場合(表面処理金属板No.17)と比較して、耐黒変性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   From Table 2, when the mixed resin used has PU: EC of 1: 1 to 9: 1 (surface-treated metal plate Nos. 10 to 15), the PU: EC has more PU than 9: 1 (surface). As compared with the treated metal plate No. 16), it was found to be excellent in corrosion resistance and blackening resistance. In addition, the surface-treated metal plate No. 10 to 15) were found to be superior in blackening resistance, press formability, and steel sheet abrasion resistance as compared with the case where PU: EC was less than 1: 1 PU (surface-treated metal sheet No. 17). Was.

さらに、表2から、用いた混合樹脂がPU:ECが2:1〜6.5:1である場合(表面処理金属板No.11〜14)は、耐黒変性、耐しみ汚れ性、及び導電性等に優れ、表面処理金属板No.10と比較しても、耐食性及びプレス成形性に優れることがわかった。また、表2から、用いた混合樹脂がPU:ECが3.3:1〜6.5:1である場合(表面処理金属板No.12〜15)は、表面処理金属板No.11と比較しても、耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   Furthermore, from Table 2, when the mixed resin used has PU: EC of 2: 1 to 6.5: 1 (surface-treated metal plate Nos. 11 to 14), the blackening resistance, the stain resistance, and Excellent in conductivity, etc. As compared with No. 10, it was found that they had excellent corrosion resistance and press formability. In addition, from Table 2, when the mixed resin used has a PU: EC of 3.3: 1 to 6.5: 1 (surface-treated metal plates No. 12 to 15), the surface-treated metal plate No. 12 to 15 is used. As compared with No. 11, it was found that the steel plate had excellent abrasion resistance.

また、表2から、用いた混合樹脂がPU:ECが2:1〜6.5:1である場合(表面処理金属板No.11〜14)は、耐黒変性、耐しみ汚れ性、及び導電性等に優れ、表面処理金属板No.15と比較しても、耐食性及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。このことから、PUの含有量が、PU:ECが6.5:1より少なくなることが好ましいことがわかる。   From Table 2, when the mixed resin used has PU: EC of 2: 1 to 6.5: 1 (surface-treated metal plate Nos. 11 to 14), blackening resistance, stain resistance, and Excellent in conductivity, etc. As compared with No. 15, the corrosion resistance and the steel plate abrasion resistance were found to be excellent. This shows that the PU content is preferably such that PU: EC is less than 6.5: 1.

[試験例3(シランカップリング剤の含有量)]
以下、シランカップリング剤の含有量について、検討した。
[Test Example 3 (Content of silane coupling agent)]
Hereinafter, the content of the silane coupling agent was examined.

(表面処理金属板No.18〜24)
表面処理金属板No.18〜24は、シランカップリング剤の含有量が、表3に示す含有量であること以外、表面処理金属板No.3と同様に製造した。皮膜付着量も、表面処理金属板No.3と同様、0.6g/mであった。Na溶出量は、表3に示す値であった。
(Surface treated metal plate No. 18 to 24)
Surface treated metal plate No. 18 to 24, except that the content of the silane coupling agent is the content shown in Table 3, Manufactured similarly to 3. The coating amount of the surface treated metal sheet No. Similarly to 3, the weight was 0.6 g / m 2 . The Na + elution amount was the value shown in Table 3.

これらの表面処理金属板No.18〜24に対して、上記の評価を行った結果を、下記表3に示す。   These surface-treated metal plates No. Table 3 below shows the results of the above evaluations for Nos. 18 to 24.

Figure 0006626805
Figure 0006626805

表3から、前記シランカップリング剤の含有量が、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、10〜20質量部である場合(表面処理金属板No.18〜22)は、前記シランカップリング剤の含有量が10質量部より少ない場合(表面処理金属板No.23)と比較して、耐食性、耐黒変性、耐しみ汚れ性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。また、表面処理金属板No.18〜22は、前記シランカップリング剤の含有量が20質量部より多い場合(表面処理金属板No.24)と比較して、耐食性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   From Table 3, when the content of the silane coupling agent is 10 to 20 parts by mass with respect to the total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin (surface-treated metal plates Nos. 18 to 22), , The corrosion resistance, the blackening resistance, the stain resistance, the press formability, and the steel plate abrasion resistance as compared with the case where the content of the silane coupling agent is less than 10 parts by mass (surface-treated metal plate No. 23). Was found to be excellent. In addition, the surface-treated metal plate No. Nos. 18 to 22 were found to be excellent in corrosion resistance, press formability, and steel sheet abrasion resistance as compared with the case where the content of the silane coupling agent was more than 20 parts by mass (surface-treated metal sheet No. 24). Was.

さらに、表3から、前記シランカップリング剤の含有量が、前記合計100質量部に対して、12.5〜20質量部である場合(表面処理金属板No.19〜23)は、耐黒変性、耐しみ汚れ性、及び導電性等に優れ、表面処理金属板No.18と比較しても、耐食性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   Further, from Table 3, when the content of the silane coupling agent is 12.5 to 20 parts by mass with respect to the total of 100 parts by mass (the surface-treated metal plates Nos. 19 to 23), black resistance is obtained. It is excellent in denaturation, stain resistance, conductivity, etc. As compared with No. 18, it was found that the steel sheet was excellent in corrosion resistance, press formability, and steel sheet abrasion resistance.

[試験例4(コロイダルシリカ)]
以下、コロイダルシリカについて、検討した。
[Test Example 4 (Colloidal silica)]
Hereinafter, colloidal silica was examined.

表面処理皮膜を構成するコロイダルシリカとしては、日産化学工業株式会社製の以下のものを用いた。   As the colloidal silica constituting the surface treatment film, the following manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used.

ST−NXS、ST−NS、ST−N、及びST−N40は、アンモニア安定化タイプであり、それぞれの平均粒子径は、表4に示す。なお、ST−NXS、ST−NS、ST−N、及びST−N40に含まれるNaOの量は、それぞれ、300ppm以下、400ppm以下、400ppm以下、2000ppm以下である。また、ST−NXS、ST−NS、ST−N、及びST−N40に含まれるSiOの量は、それぞれ、14〜15質量%、20〜21質量%、20〜21質量%、39.5〜41質量%である。また、ST−NXS、ST−NS、ST−N、及びST−N40のpHは、全て9〜10である。 ST-NXS, ST-NS, ST-N, and ST-N40 are ammonia-stabilized types, and their average particle sizes are shown in Table 4. The amounts of Na 2 O contained in ST-NXS, ST-NS, ST-N, and ST-N40 are 300 ppm or less, 400 ppm or less, 400 ppm or less, and 2000 ppm or less, respectively. The amounts of SiO 2 contained in ST-NXS, ST-NS, ST-N, and ST-N40 were 14 to 15% by mass, 20 to 21% by mass, 20 to 21% by mass, and 39.5, respectively. 4141% by mass. The pH of ST-NXS, ST-NS, ST-N, and ST-N40 are all 9 to 10.

また、ST−XS、及びST−Sは、ナトリウム安定化タイプであり、それぞれの平均粒子径は、表4に示す。なお、ST−XS、及びST−Sに含まれるNaOの量は、それぞれ、3000〜6000ppm、6000ppm以下である。また、ST−XS、及びST−Sに含まれるSiOの量は、それぞれ、20〜21質量%、30〜31質量%である。また、ST−XSのpHは、9〜10であり、ST−SのpHは、9.5〜10.5である。 ST-XS and ST-S are sodium-stabilized types, and their average particle sizes are shown in Table 4. The amounts of Na 2 O contained in ST-XS and ST-S are 3000 to 6000 ppm and 6000 ppm or less, respectively. Further, the amounts of SiO 2 contained in ST-XS and ST-S are respectively 20 to 21% by mass and 30 to 31% by mass. ST-XS has a pH of 9 to 10, and ST-S has a pH of 9.5 to 10.5.

(表面処理金属板No.25〜30)
固形分比で、表4に示すコロイダルシリカ70質量部と、PU:EC=5:1である混合樹脂を30質量部とを含み、この100質量部に対して、さらに、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製のKBM403)を15質量部添加して表面処理組成物を調製した。
(Surface treated metal plate No. 25-30)
The solid content ratio includes 70 parts by mass of the colloidal silica shown in Table 4 and 30 parts by mass of the mixed resin having PU: EC = 5: 1, and the silane coupling agent (100 parts by mass) 15 parts by mass of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to prepare a surface treatment composition.

表面処理金属板No.25〜30は、上記表面処理組成物を用いること以外、表面処理金属板No.3と同様に製造した。皮膜付着量も、表面処理金属板No.3と同様、0.6g/mであった。Na溶出量は、それぞれ表4に示す値であった。 Surface treated metal plate No. 25 to 30 are surface-treated metal plates No. Manufactured similarly to 3. The coating amount of the surface treated metal sheet No. Similarly to 3, the weight was 0.6 g / m 2 . The Na + elution amounts were the values shown in Table 4, respectively.

これらの表面処理金属板No.25〜30に対して、上記の評価を行った結果を、下記表4に示す。   These surface-treated metal plates No. Table 4 below shows the results of the above evaluations of 25 to 30.

Figure 0006626805
Figure 0006626805

表4から、平均粒子径が4〜6nmであって、70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量(Na溶出量)が4mg/m以下となるようなコロイダルシリカは、上記コロイダルシリカの中では、ST−NXSだけであることがわかった。 From Table 4, it can be seen that the average particle diameter is 4 to 6 nm, and the amount of sodium ions (Na + elution amount) eluted from the surface treatment film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2. The colloidal silica having a value of 2 or less was found to be only ST-NXS among the above colloidal silicas.

そして、ST−NXSを用いた場合(表面処理金属板No.25)は、平均粒子径が8nm以上のものを用いた場合(表面処理金属板No.26〜28)と比較して、耐食性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。   And, when ST-NXS is used (surface-treated metal plate No. 25), the corrosion resistance and corrosion resistance are higher than when the average particle diameter is 8 nm or more (surface-treated metal plate Nos. 26 to 28). It was found that the press formability and the steel plate abrasion resistance were excellent.

また、ST−NXSを用いた場合(表面処理金属板No.25)は、Na溶出量が4mg/mを超えるようなコロイダルシリカを用いた場合(表面処理金属板No.28〜30)と比較して、耐黒変性及び耐しみ汚れ性等に優れることがわかった。例えば、表面処理金属板No.30は、表面処理金属板No.25と同程度の平均粒子径のコロイダルシリカを用いているが、Na溶出量が4mg/mを超えると、耐黒変性及び耐しみ汚れ性に劣ることがわかった。 When ST-NXS was used (surface-treated metal plate No. 25), colloidal silica having a Na + elution amount exceeding 4 mg / m 2 was used (surface-treated metal plate Nos. 28 to 30). It was found to be superior to black discoloration resistance and stain stain resistance as compared with. For example, the surface-treated metal plate No. No. 30 is a surface-treated metal plate No. Although colloidal silica having an average particle diameter of about 25 was used, it was found that when the Na + elution amount exceeded 4 mg / m 2 , the blackening resistance and stain resistance were poor.

また、また、コロイダルシリカが大きすぎると、表面処理金属板No.28のように、導電性も低下することもわかった。   Also, if the colloidal silica is too large, the surface-treated metal plate No. 2 may be too large. As shown in No. 28, it was also found that the conductivity also decreased.

[試験例5(皮膜付着量)]
(表面処理金属板No.31〜37)
固形分比で、平均粒子径4〜6nmのコロイダルシリカ(日産化学工業株式会社製のST−NXS:アンモニア安定化タイプ)を70質量部と、PU:EC=5:1である混合樹脂を30質量部とを含み、この100質量部に対して、さらに、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製のKBM403)を15質量部添加して表面処理組成物を調製した。
[Test Example 5 (Coating Amount)]
(Surface-treated metal plate Nos. 31 to 37)
70 parts by mass of colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., ST-NXS: ammonia-stabilized type) having an average particle diameter of 4 to 6 nm at a solid content ratio, and 30 parts of a mixed resin having PU: EC = 5: 1. 15 parts by mass of a silane coupling agent (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts by mass of the surface treatment composition. Was prepared.

表面処理金属板No.31〜37は、上記表面処理組成物を用い、皮膜付着量が表5に示す値となるように調整したこと以外、表面処理金属板No.3と同様に製造した。Na溶出量は、それぞれ表5に示す値であった。 Surface treated metal plate No. Nos. 31 to 37 were the same as those of the surface-treated metal plate Nos. Manufactured similarly to 3. The Na + elution amounts were the values shown in Table 5, respectively.

これらの表面処理金属板No.31〜37に対して、上記の評価を行った結果を、下記表5に示す。   These surface-treated metal plates No. Table 5 below shows the results of performing the above evaluations on 31 to 37.

Figure 0006626805
Figure 0006626805

表5から、前記表面処理皮膜の付着量は、0.4〜0.8g/mである場合(表面処理金属板No.31〜35)は、この付着量が、0.4g/m未満の場合(表面処理金属板No.36)と比較して、耐食性、耐黒変性、耐しみ汚れ性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。また、表面処理金属板No.31〜35は、0.8g/mを超える場合(表面処理金属板No.37)と比較して、導電性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。 Table 5, the adhesion amount of the surface treatment film, if it is 0.4 to 0.8 g / m 2 (surface-treated metal sheet Nanba31~35), the adhesion amount, 0.4 g / m 2 As compared with the case of less than (Surface treated metal sheet No. 36), it was found to be excellent in corrosion resistance, blackening resistance, stain resistance, press formability, and steel sheet abrasion resistance. In addition, the surface-treated metal plate No. 31 to 35 were found to be superior in conductivity, press formability, and steel plate abrasion resistance as compared with the case of exceeding 0.8 g / m 2 (surface-treated metal plate No. 37).

さらに、表4から、前記表面処理皮膜の付着量が、0.5〜0.7g/mである場合(表面処理金属板No.32〜34)は、この付着量が、0.4g/mである表面処理金属板No.31と比較して、耐食性、プレス成形性、及び耐鋼板アブレージョン性に優れることがわかった。このことから、前記表面処理皮膜の付着量は、0.5g/m以上であることが好ましいことがわかる。 Further, from Table 4, when the adhesion amount of the surface-treated film is 0.5 to 0.7 g / m 2 (surface-treated metal plate Nos. 32 to 34), the adhesion amount is 0.4 g / m 2. surface-treated metal plate is m 2 No. As compared with No. 31, it was found to be excellent in corrosion resistance, press formability, and steel plate abrasion resistance. From this, it is understood that the amount of adhesion of the surface treatment film is preferably 0.5 g / m 2 or more.

また、表4から、前記表面処理皮膜の付着量が、0.5〜0.7g/mである場合(表面処理金属板No.32〜34)は、この付着量が、0.8g/mである表面処理金属板No.35と比較して、導電性、及びプレス成形性に優れることがわかった。このことから、前記表面処理皮膜の付着量は、0.7g/m以下であることが好ましいことがわかる。 From Table 4, when the adhesion amount of the surface-treated film is 0.5 to 0.7 g / m 2 (surface-treated metal plate Nos. 32 to 34), the adhesion amount is 0.8 g / m 2. surface-treated metal plate is m 2 No. As compared with No. 35, it was found to be excellent in conductivity and press moldability. From this, it is understood that the amount of adhesion of the surface treatment film is preferably 0.7 g / m 2 or less.

10 表面抵抗測定装置
11 抵抗機
12 端子
13,33,44 供試材
31 ダイ
32 ポンチ
40 耐鋼板アブレージョン装置
41 振動発生装置
42 ピン
43 鋼板アブレージョン治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface resistance measuring device 11 Resistance machine 12 Terminal 13,33,44 Test material 31 Die 32 Punch 40 Steel plate abrasion device 41 Vibration generator 42 Pin 43 Steel plate abrasion jig

Claims (3)

亜鉛系めっき鋼板と、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に積層された表面処理皮膜とを備え、
前記表面処理皮膜は、平均粒子径が4〜6nmのコロイダルシリカ60〜80質量部と、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂及びエチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂の混合樹脂20〜40質量部とを含有し、前記コロイダルシリカ及び前記混合樹脂の合計100質量部に対して、シランカップリング剤を10〜20質量部をさらに含有する表面処理組成物で構成され、
前記カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂と前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂との含有比が、質量比で1:1〜9:1であり、
前記表面処理皮膜の付着量が、0.4〜0.8g/mであり、
70〜80℃の脱イオン水に10分間浸漬した時に前記表面処理皮膜から溶出されるナトリウムイオンの量が、4mg/m以下であることを特徴とする表面処理金属板。
Zinc-based plated steel sheet, comprising a surface treatment film laminated on at least one surface of the zinc-based plated steel sheet,
The surface treatment film contains 60 to 80 parts by mass of colloidal silica having an average particle size of 4 to 6 nm, and 20 to 40 parts by mass of a mixed resin of a carboxyl group-containing polyurethane resin and an ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin. And a surface treatment composition further containing 10 to 20 parts by mass of a silane coupling agent with respect to a total of 100 parts by mass of the colloidal silica and the mixed resin,
The content ratio of the carboxyl group-containing polyurethane resin and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin is from 1: 1 to 9: 1 by mass ratio,
The adhesion amount of the surface treatment film is 0.4 to 0.8 g / m 2 ,
A surface-treated metal plate, wherein the amount of sodium ions eluted from the surface-treated film when immersed in deionized water at 70 to 80 ° C. for 10 minutes is 4 mg / m 2 or less.
前記コロイダルシリカが、アンモニアを分散剤として含むコロイダルシリカである請求項1に記載の表面処理金属板。   The surface-treated metal plate according to claim 1, wherein the colloidal silica is a colloidal silica containing ammonia as a dispersant. 請求項1又は請求項2に記載の表面処理金属板を製造する表面処理金属板の製造方法であって、
前記表面処理組成物を調製する工程と、
前記表面処理組成物を前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に塗布する工程と、
前記表面処理組成物を乾燥させることによって、前記亜鉛系めっき鋼板の少なくとも一方の表面上に、前記表面処理皮膜を形成する工程とを備える表面処理金属板の製造方法。
A method for producing a surface-treated metal sheet for producing the surface-treated metal sheet according to claim 1 or 2,
Preparing the surface treatment composition;
A step of applying the surface treatment composition on at least one surface of the galvanized steel sheet,
Forming the surface treatment film on at least one surface of the galvanized steel sheet by drying the surface treatment composition.
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