JP7163151B2 - Aqueous antirust surface treatment composition - Google Patents

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Description

本発明は、水性防錆表面処理組成物および表面被覆金属部材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-based antirust surface treatment composition and a surface-coated metal member.

これまで金属部材の表面を処理する水性表面処理剤において様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、ケイ酸アルカリ金属塩、コロイダルシリカ、シランカップリング剤、及び水を含む水性ケイ酸塩塗料が記載されている(特許文献1の請求項3)。 Various developments have been made so far in water-based surface treatment agents for treating the surface of metal members. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes a water-based silicate paint containing an alkali metal silicate, colloidal silica, a silane coupling agent, and water (claim 3 of Patent Document 1).

国際公開第2003/085171号WO2003/085171

しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献1に記載の水性表面処理剤において、耐食性の点で改善の余地があることが判明した。 However, as a result of investigation by the present inventor, it was found that the water-based surface treatment agent described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of corrosion resistance.

本発明者が検討したところ、水性表面処理剤のpHを適切な範囲内とすることで、その皮膜の耐食性を向上できること、そして、水性表面処理剤に含まれる成分に応じたpHの適切な範囲があることを見出した。
しかしながら、さらに検討を進めた結果、各成分を混合した後の水性表面処理剤において、そのpHが経時的に変動することが判明した。混合した後、1年ほど保管した状態でも、水性表面処理剤のpHの変動は徐々に変化し続けることがあった。
As a result of investigations made by the present inventors, it was found that the corrosion resistance of the film can be improved by adjusting the pH of the aqueous surface treatment agent within an appropriate range, and that the appropriate range of pH according to the components contained in the aqueous surface treatment agent. found that there is
However, as a result of further investigation, it has been found that the pH of the aqueous surface treatment agent after mixing each component varies over time. Even after being stored for about one year after mixing, the pH of the aqueous surface treatment agent continued to change gradually.

詳細なメカニズムは定かではないが、チタンキレート剤等の水溶性遷移金属化合物や、高縮合リン酸塩等のリン酸系防錆剤などを含む水性表面処理剤において、組成成分の分解や分解物の揮発などによって、水性表面処理剤のpHが経時的に変動すると考えられる。 Although the detailed mechanism is not clear, in water-based surface treatment agents containing water-soluble transition metal compounds such as titanium chelating agents and phosphoric acid-based rust preventives such as highly condensed phosphates, decomposition of components and decomposed products It is thought that the pH of the water-based surface treatment agent fluctuates over time due to the volatilization of

このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、pH調整剤によって適切なpH範囲内に調整できること、そして、シランカップリング剤、水溶性遷移金属化合物、リン系防錆剤および水を含む水性防錆表面処理組成物において、そのpHを2.0~9.0の範囲内とすることで、複合サイクル試験において赤錆の発生を抑制できるため、耐食性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of further intensive research based on these findings, it was found that the pH can be adjusted within an appropriate range with a pH adjuster, and that an aqueous rust inhibitor containing a silane coupling agent, a water-soluble transition metal compound, a phosphorus-based rust inhibitor and water was used. In the surface treatment composition, by setting the pH in the range of 2.0 to 9.0, it is possible to suppress the generation of red rust in a combined cycle test, so it is possible to improve the corrosion resistance. rice field.

本発明によれば、
金属部材の表面に皮膜を形成するために用いる、水性防錆表面処理組成物であって、
シランカップリング剤と、
水溶性チタン化合物または水溶性ジルコニウム化合物を含む水溶性遷移金属化合物と、
高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルを含むリン系防錆剤と、
水を含む溶媒と、
pH調整剤と、を含み、
液温25℃における当該水性防錆表面処理組成物のpHが2.0~9.0である、水性防錆表面処理組成物が提供される。
According to the invention,
A water-based rust preventive surface treatment composition used to form a film on the surface of a metal member,
a silane coupling agent;
a water-soluble transition metal compound comprising a water-soluble titanium compound or a water-soluble zirconium compound;
a phosphorus-based rust inhibitor containing a highly condensed phosphate or a polyvalent phosphate;
a solvent comprising water;
and a pH adjuster,
Provided is a water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 2.0 to 9.0 at a liquid temperature of 25°C.

また本発明によれば、
金属部材と、
前記金属部材の表面に形成された、上記の水性防錆表面処理組成物からなる皮膜と、を備える、表面被覆金属部材が提供される。
Also according to the present invention,
a metal member;
and a coating formed on the surface of the metal member and comprising the water-based rust preventive surface treatment composition.

本発明によれば、金属部材の表面に、高い耐食性を有する皮膜を形成することができる水性防錆表面処理組成物、およびそれを用いて表面処理された表面被覆金属部材が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a water-based rust preventive surface treatment composition capable of forming a film having high corrosion resistance on the surface of a metal member, and a surface-coated metal member surface-treated using the composition are provided.

本実施形態の管理システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the management system of this embodiment. 各サンプルの複合サイクル試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the combined cycle test of each sample. 所定期間保管したときの各サンプルのpHの変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing changes in pH of each sample when stored for a predetermined period; サンプルのpHと複合サイクル試験の結果との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the pH of a sample and the results of a combined cycle test;

本実施形態の水性防錆表面処理組成物の概要を説明する。
本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、シランカップリング剤と、水溶性チタン化合物または水溶性ジルコニウム化合物を含む水溶性遷移金属化合物と、高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルを含むリン系防錆剤と、水を含む溶媒と、pH調整剤と、を含むものである。上記水性防錆表面処理組成物は、液温25℃で、2.0以上9.0以下の範囲内のpHを有するものである。
An outline of the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment will be described.
The water-based antirust surface treatment composition of the present embodiment contains a silane coupling agent, a water-soluble transition metal compound containing a water-soluble titanium compound or a water-soluble zirconium compound, and a highly condensed phosphate or polyvalent phosphate. It contains a phosphorus-based rust inhibitor, a solvent containing water, and a pH adjuster. The water-based rust preventive surface treatment composition has a pH within the range of 2.0 or more and 9.0 or less at a liquid temperature of 25°C.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物(以下、単に「組成物」と略称することもある。)は、金属部材の表面に皮膜を形成するための水性防錆表面処理剤に好適に用いることができる。 The water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as "composition") is suitably used as a water-based rust preventive surface treatment agent for forming a film on the surface of a metal member. be able to.

本発明者の知見によれば、pH調整剤によって適切なpH範囲内に調整でき、シランカップリング剤、水溶性遷移金属化合物、リン系防錆剤および水を含む水性防錆表面処理組成物において、そのpHを2.0~9.0の範囲内とすることで、赤錆などの発生を抑制できるため、皮膜の耐食性を向上できることが見出された。 According to the findings of the present inventors, in a water-based rust preventive surface treatment composition that can be adjusted within an appropriate pH range with a pH adjuster and contains a silane coupling agent, a water-soluble transition metal compound, a phosphorus-based rust preventive agent, and water, It was found that by setting the pH within the range of 2.0 to 9.0, the occurrence of red rust and the like can be suppressed, so that the corrosion resistance of the coating can be improved.

また、水性防錆表面処理組成物中のpHを適切な範囲内に制御することで、各成分を混合した後の組成物や、混合後に所定期間保管した後の組成物においても、耐食性の低下を抑制することが可能になる。 In addition, by controlling the pH in the water-based anticorrosive surface treatment composition within an appropriate range, the composition after mixing each component and the composition after storing for a predetermined period after mixing have reduced corrosion resistance. can be suppressed.

上記水性防錆表面処理組成物のpHの下限値は、例えば、2.0以上、好ましくは3.0以上、より好ましくは4.0以上である。これにより、複合サイクル試験における白錆の発生を抑制できるため、耐食性を向上できる。一方、上記pHの上限値は、例えば、9.0以下、好ましくは6.8以下、より好ましくは5.5以下である。これにより、複合サイクル試験における赤錆の発生を抑制できるため、耐食性を向上できる。 The lower limit of the pH of the water-based rust preventive surface treatment composition is, for example, 2.0 or higher, preferably 3.0 or higher, and more preferably 4.0 or higher. As a result, it is possible to suppress the generation of white rust in the combined cycle test, so that the corrosion resistance can be improved. On the other hand, the upper limit of the pH is, for example, 9.0 or less, preferably 6.8 or less, more preferably 5.5 or less. As a result, it is possible to suppress the generation of red rust in the combined cycle test, so that the corrosion resistance can be improved.

また、pHが3.0~6.8である、酸性の水性防錆表面処理組成物とすることができる。水性防錆表面処理組成物を酸性とすることで、含まれる各成分が溶媒中において、より安定状態となるため、溶液安定性を高めることができる。詳細なメカニズムは定かではないが、酸が金属部材の表面を程よく溶かすことで、適度に粗面化した表面に対して、皮膜の密着性を高められるので、耐食性を向上できると考えられる。 Moreover, it can be an acidic water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 3.0 to 6.8. By making the water-based rust preventive surface treatment composition acidic, each component contained therein is in a more stable state in the solvent, so that the solution stability can be enhanced. Although the detailed mechanism is not clear, it is thought that the corrosion resistance can be improved because the acid moderately dissolves the surface of the metal member, increasing the adhesion of the film to the moderately roughened surface.

本実施形態において、pHは、水性防錆表面処理組成物の液温25℃±1℃で、pHメータを用いて測定できる。液温は、25℃を通常採用するが、+1℃、あるいは-1℃程度のバラツキを許容し得る。 In this embodiment, the pH can be measured using a pH meter at a liquid temperature of 25° C.±1° C. of the water-based antirust surface treatment composition. The liquid temperature is usually 25°C, but a variation of about +1°C or -1°C is permissible.

本実施形態によれば、金属部材の表面に、高い耐食性を有する皮膜を形成することができる水性防錆表面処理組成物を実現することができる。 According to this embodiment, it is possible to realize a water-based rust preventive surface treatment composition capable of forming a film having high corrosion resistance on the surface of a metal member.

以下、本実施形態の水性防錆表面処理組成物の各成分について詳述する。 Hereinafter, each component of the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment will be described in detail.

<シランカップリング剤>
上記水性防錆表面処理組成物は、シランカップリング剤を含む。
シランカップリング剤を用いることで、水溶性遷移金属化合物や水分散性樹脂または水溶性樹脂、あるいは無機コロイド粒子を含む組成物を、水性溶液として安定化させることができる。また、シランカップリング剤は、水性コロイダルシリカ等の無機コロイド粒子と、水溶性遷移金属化合物や水分散性樹脂または水溶性樹脂などの樹脂との間の親和性を向上できるため、安定な水性溶液(組成物)を形成することができる。
上記シランカップリング剤として、水中に溶解できる水溶性シランカップリング剤が用いられる。
<Silane coupling agent>
The water-based antirust surface treatment composition contains a silane coupling agent.
By using a silane coupling agent, a composition containing a water-soluble transition metal compound, water-dispersible resin or water-soluble resin, or inorganic colloidal particles can be stabilized as an aqueous solution. In addition, since the silane coupling agent can improve the affinity between inorganic colloidal particles such as aqueous colloidal silica and resins such as water-soluble transition metal compounds, water-dispersible resins, or water-soluble resins, stable aqueous solutions can be obtained. (composition) can be formed.
A water-soluble silane coupling agent that can be dissolved in water is used as the silane coupling agent.

上記シランカップリング剤は、例えば、一般式:(RSi(OR4―m(上記一般式中、Rは炭素数1~20を有する官能基、Rは低級アルキル基である。mは0~3の整数である。)で表されるアルコキシシラン、またはこれを加水分解し、縮重合させた化合物が用いられる。上記シランカップリング剤は、組成物中、その一部が加水分解していてもよい。 The silane coupling agent has, for example, the general formula: (R 1 ) m Si(OR 2 ) 4-m (wherein R 1 is a functional group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is a lower alkyl group and m is an integer of 0 to 3.) or a compound obtained by hydrolyzing and polycondensing the alkoxysilane is used. The silane coupling agent may be partially hydrolyzed in the composition.

上記一般式で表されるシランカップリング剤の具体例としては、例えば、Si(OCH、Si(OC、CHSi(OCH、CHSi(OC、CSi(OCH、CSi(OC、CH(O)CHCHO(CHSi(OCH、CH=C(CH)COO(CHSi(OCH、CH=CHCOO(CHSi(OCH、HN(CHSi(OCH、HS(CHSi(OCH、OCN(CHSi(OC等を挙げることができる。 Specific examples of the silane coupling agent represented by the above general formula include Si(OCH 3 ) 4 , Si(OC 2 H 5 ) 4 , CH 3 Si(OCH 3 ) 3 , CH 3 Si(OC 2 H5) 3 , C2H5Si (OCH3) 3 , C2H5Si ( OC2H5 ) 3 , CH2 ( O) CHCH2O ( CH2 ) 3Si ( OCH3) 3 , CH 2 =C( CH3 )COO( CH2 )3Si(OCH3) 3 , CH2 =CHCOO ( CH2 )3Si ( OCH3) 3 , H2N ( CH2 ) 3Si ( OCH3 ) 3 , HS(CH 2 ) 3 Si(OCH 3 ) 3 , OCN(CH 2 ) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 and the like.

また、上記化学式において、R中の官能基としては、例えば、ビニル、3-グリシドキシプロピル、3-グリシドキシプロピルメチル、2-(3、4-エポキシシクロヘキシル)エチル、p-スチリル、3-メタクリロキシプロピル、3-メタクリロキシプロピルメチル、3-アクリロキシプロピル、3-アミノプロピル、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピル、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチル、N―フェニル―3-アミノプロピル、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル―3-アミノプロピル、3-ウレイドプロピル、3-メルカプトプロピル、3-イソシアネートプロピル等の基を例示できる。 In the above chemical formula, functional groups in R 1 include, for example, vinyl, 3-glycidoxypropyl, 3-glycidoxypropylmethyl, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl, p-styryl, 3-methacryloxypropyl, 3-methacryloxypropylmethyl, 3-acryloxypropyl, 3-aminopropyl, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyl, N-2-(aminoethyl)-3-amino Examples include groups such as propylmethyl, N-phenyl-3-aminopropyl, N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyl, 3-ureidopropyl, 3-mercaptopropyl, 3-isocyanatopropyl.

上記化学式中、低級アルキル基としては、具体的には、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、1-エチルプロピル、イソペンチル、ネオペンチル等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を挙げることができる。 Specific examples of lower alkyl groups in the above chemical formula include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, n-pentyl, 1-ethylpropyl, Linear or branched alkyl groups such as isopentyl and neopentyl can be mentioned.

上記水溶性シランカップリング剤としては、例えば、官能基がエポキシ基を備えるシランカップリング剤(エポキシシラン)、または官能基がアミノ基を備えるシランカップリング剤(アミノシラン)を含むことができる。この中でも、耐食性の観点から、エポキシシランを用いることがより好ましい。 The water-soluble silane coupling agent may include, for example, a silane coupling agent having an epoxy group as a functional group (epoxysilane) or a silane coupling agent having an amino group as a functional group (aminosilane). Among these, it is more preferable to use epoxysilane from the viewpoint of corrosion resistance.

上記エポキシシランとしては、例えば、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシルエチル)トリメトキシシランなどのグリシジルまたはエポキシ基含有トリアルコキシシラン化合物が挙げられる。 Examples of the epoxysilane include glycidyl or epoxy group-containing trimethoxysilane such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 2-(3,4-epoxycyclohexylethyl)trimethoxysilane. Alkoxysilane compounds can be mentioned.

上記シランカップリング剤の含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、1質量%~20質量%、好ましくは2質量%~15質量%、より好ましくは3質量%~10質量%である。シランカップリング剤の含有量を適切にすることで、優れた耐食性を有する皮膜を実現できる。
本明細書中、「~」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
The content of the silane coupling agent is, for example, 1% by mass to 20% by mass, preferably 2% by mass to 15% by mass, more preferably 2% by mass to 15% by mass, in terms of solid content, based on the entire water-based antirust surface treatment composition. 3% by mass to 10% by mass. By appropriately adjusting the content of the silane coupling agent, a coating having excellent corrosion resistance can be realized.
In the present specification, "-" means including upper and lower limits unless otherwise specified.

<水溶性遷移金属化合物>
上記水性防錆表面処理組成物は、水溶性遷移金属化合物を含む。水溶性遷移金属化合物は、水溶性チタン化合物または水溶性ジルコニウム化合物を含むものである。水溶性遷移金属化合物は、水中に溶解し得る。水溶性遷移金属化合物を用いることで、上記シランカップリング剤、または、他に含まれる成分との化学的な結合が促進され、強度の高い皮膜が形成される。耐食性を高める観点から、水溶性チタン化合物を用いることができる。
<Water-soluble transition metal compound>
The water-based antirust surface treatment composition contains a water-soluble transition metal compound. Water-soluble transition metal compounds include water-soluble titanium compounds or water-soluble zirconium compounds. Water-soluble transition metal compounds can be dissolved in water. By using a water-soluble transition metal compound, chemical bonding with the silane coupling agent or other components contained therein is promoted, and a film with high strength is formed. From the viewpoint of enhancing corrosion resistance, a water-soluble titanium compound can be used.

上記水溶性チタン化合物としては、無機系チタン化合物、ペルオキソチタネート、アミン系水溶性チタネート、キレート系チタネート(水溶性のチタンキレート剤)からなる群から選択される一種以上を含むことができる。この水溶性チタン化合物としては、具体的には、例えば、三塩化チタン、四塩化チタン、硫酸チタン、酸塩化チタン等の無機系チタン化合物、無機系またはキレート系のペルオキソチタネート、アミン類の存在下で例えばチタンアルコキシドと水とを反応させて得られたアミン系水溶性チタネート、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸及びグリコール等のオキシカルボン酸が配位したオキシカルボン酸キレートチタンや、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミン等のアルカノールが配位したアルカノールアミンキレートチタン等のキレート系チタネート(水溶性のチタンキレート剤)などを含むことができる。
また、上記水溶性ジルコニウム化合物は、上記水溶性チタン化合物と同様の構造を有することができるが、例えば、無機系ジルコニウム化合物、ペルオキソジルコネート、アミン系水溶性ジルコネート、キレート系ジルコネートからなる群から選択される一種以上を含むことができる。
The water-soluble titanium compound may include one or more selected from the group consisting of inorganic titanium compounds, peroxotitanates, amine water-soluble titanates, and chelate titanates (water-soluble titanium chelating agents). Specific examples of the water-soluble titanium compound include inorganic titanium compounds such as titanium trichloride, titanium tetrachloride, titanium sulfate, and titanium oxychloride, inorganic or chelate peroxotitanates, and amines. For example, amine water-soluble titanate obtained by reacting titanium alkoxide with water, oxycarboxylic acid chelate titanium coordinated with oxycarboxylic acid such as lactic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid and glycol, Chelate titanates (water-soluble titanium chelating agents) such as alkanolamine chelate titanium in which alkanols such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine are coordinated can be included.
The water-soluble zirconium compound may have the same structure as the water-soluble titanium compound, and may be selected from the group consisting of inorganic zirconium compounds, peroxozirconates, amine-based water-soluble zirconates, and chelate-based zirconates. can include one or more

上記水性防錆表面処理組成物は、硬化成分として、有機チタンアルコシド、有機チタンキレート、有機チタンアシレート等の有機チタン化合物や、有機ジルコニウムアルコシド、有機ジルコニウムキレート、有機ジルコニウムアシレートなどの有機ジルコニウム化合物等の有機遷移金属化合物を含有していてもよい。この硬化成分を含むことにより、皮膜構造中の成分と硬化成分とを架橋した構造や、自己架橋構造を得ることができる。 The water-based rust preventive surface treatment composition contains, as curing components, organic titanium compounds such as organic titanium alcosides, organic titanium chelates and organic titanium acylates, and organic compounds such as organic zirconium alcosides, organic zirconium chelates and organic zirconium acylates. It may contain an organic transition metal compound such as a zirconium compound. By including this curing component, it is possible to obtain a structure in which the component in the film structure and the curing component are crosslinked, or a self-crosslinking structure.

上記チタンキレート剤は、例えば、一般式:Ti(X)で表される有機化合物およびそのオリゴマーを用いることができる。上記一般式中Xは、水酸基、低級アルコキシ基、およびキレート性置換基から選ばれるものであり、4個のXは同一であっても、異なってもよい。 As the titanium chelating agent, for example, an organic compound represented by the general formula: Ti(X) 4 and an oligomer thereof can be used. X in the above general formula is selected from a hydroxyl group, a lower alkoxy group and a chelating substituent, and the four X's may be the same or different.

上記低級アルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、tert-ブトキシ等の炭素数6以下、好ましくは4以下のアルコキシ基が挙げられる。
上記キレート性置換基は、例えば、キレート形成能を持つ有機化合物から誘導された基である。キレート形成能を持つ有機化合物としては、アセチルアセトン等のβ-ジケトン、アセト酢酸等のアルキルカルボニルカルボン酸およびそのエステル、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン等が挙げられる。
上記キレート性置換基の具体例は、ラクテート、アンモニウムラクテート、トリエタノールアミネート、アセチルアセトネート、アセトアセテート、エチルアセトアセテート等が挙げられる。
Examples of the lower alkoxy groups include alkoxy groups having 6 or less, preferably 4 or less carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy and tert-butoxy.
The chelating substituent is, for example, a group derived from an organic compound capable of forming a chelate. Examples of organic compounds having a chelate-forming ability include β-diketones such as acetylacetone, alkylcarbonylcarboxylic acids such as acetoacetic acid and their esters, and alkanolamines such as triethanolamine.
Specific examples of the chelating substituent include lactate, ammonium lactate, triethanolamine, acetylacetonate, acetoacetate, ethylacetoacetate and the like.

上記チタンキレート剤の一例として、トリエタノールアミンでキレート化されたチタントリエタノールアミネートがある。チタントリエタノールアミネートの一例であるマツモトファインケミカル(株)製のTC-400(チタンジイソプロポキシトリエタノールアミネート)は、水に溶かすとアルカリ性を呈する。一方、乳酸でキレート化された乳酸チタンと乳酸チタンのアンモニウム塩で構成されるチタンラクテートアンモニウム塩がある。チタンラクテートアンモニウム塩の一例であるマツモトファインケミカル(株)製のTC-310は、水に溶かすと酸性のpHを呈し、またTC-300は、アンモニウムで中和されていて概ね中性のpHを呈する。 An example of the titanium chelating agent is titanium triethanolamine chelated with triethanolamine. TC-400 (titanium diisopropoxytriethanolamine) manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., which is an example of titanium triethanolamine, exhibits alkalinity when dissolved in water. On the other hand, there is titanium lactate ammonium salt composed of titanium lactate chelated with lactic acid and the ammonium salt of titanium lactate. TC-310 manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., which is an example of titanium lactate ammonium salt, exhibits an acidic pH when dissolved in water, and TC-300 is neutralized with ammonium and exhibits a generally neutral pH. .

上記チタンキレート剤として、水性防錆表面処理組成物の液安定性を向上させる観点から、上記キレート性置換基がラクテート(乳酸イオン)であるものを用いることが好ましい。 As the titanium chelating agent, it is preferable to use one in which the chelating substituent is lactate (lactate ion) from the viewpoint of improving the liquid stability of the water-based rust preventive surface treatment composition.

チタンキレート剤は、水性防錆表面処理組成物を金属部材に塗布後、室温以上の条件に付された際に、前述のシランカップリング剤と架橋反応が進行する。これにより、シランカップリング剤、また、他に含まれる成分との化学的な結合が促進され、強度の高い皮膜が形成される。 The titanium chelating agent undergoes a cross-linking reaction with the aforementioned silane coupling agent when the water-based rust preventive surface treatment composition is applied to the metal member and then subjected to conditions at room temperature or higher. This promotes chemical bonding with the silane coupling agent and other components contained therein, forming a film with high strength.

上記水溶性遷移金属化合物の含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、0.5質量%~5質量%、好ましくは1質量%~4量%、より好ましくは1.5質量%~3質量%である。 The content of the water-soluble transition metal compound is, for example, 0.5% by mass to 5% by mass, preferably 1% by mass to 4% by mass, in terms of solid content, relative to the entire water-based antirust surface treatment composition. More preferably, it is 1.5% by mass to 3% by mass.

また、上記水溶性遷移金属化合物の含有量は、上記シランカップリング剤100質量部に対して、固形分換算で、例えば、10質量部~100質量部、好ましくは15質量部~70量部、より好ましくは20質量部~50質量部である。 The content of the water-soluble transition metal compound is, for example, 10 parts by mass to 100 parts by mass, preferably 15 parts by mass to 70 parts by mass, in terms of solid content, with respect to 100 parts by mass of the silane coupling agent. More preferably, it is 20 parts by mass to 50 parts by mass.

<リン酸系防錆剤>
上記水性防錆表面処理組成物は、リン酸系防錆剤を含む。
上記リン酸系防錆剤は、高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルを含むことができる。
上記水性防錆表面処理組成物は、高縮合リン酸塩および多価リン酸エステルのいずれか一方を含んでもよいが、両方を含んでもよい。
<Phosphate rust inhibitor>
The water-based rust preventive surface treatment composition contains a phosphoric acid-based rust preventive.
The phosphoric acid-based rust inhibitor may contain a highly condensed phosphate or a polyvalent phosphate.
The water-based antirust surface treatment composition may contain either one of the highly condensed phosphate and the polyvalent phosphate, or may contain both.

上記水性防錆表面処理組成物は、高縮合リン酸塩を含むことができる。
上記高縮合リン酸塩は、4個以上のリン酸が脱水縮合してなる高縮合物の塩である。高縮合リン酸塩を用いることで、オルソリン酸、ピロリン酸、トリリン酸およびこれらの塩を用いた場合と比較して、組成物からなる皮膜の耐食性を向上させることができる。
The water-based antirust surface treatment composition can contain a highly condensed phosphate.
The highly condensed phosphate is a salt of a highly condensed product formed by dehydration condensation of four or more phosphoric acids. By using a highly condensed phosphate, the corrosion resistance of the coating made of the composition can be improved as compared with the case of using orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid and salts thereof.

上記高縮合リン酸塩のリン酸の縮合度(分子内のリン酸由来の構造単位数)は、例えば、4以上、好ましくは5以上、より好ましくは6以上である。これにより、耐食性を高めることができる。一方、上記縮合度の上限値は、特に制限されるものではないが、たとえば、50以下、40以下、30以下としてもよい。 The degree of condensation of phosphoric acid (the number of structural units derived from phosphoric acid in the molecule) of the highly condensed phosphate is, for example, 4 or more, preferably 5 or more, and more preferably 6 or more. Thereby, corrosion resistance can be improved. On the other hand, the upper limit of the degree of condensation is not particularly limited, but may be, for example, 50 or less, 40 or less, or 30 or less.

上記高縮合リン酸塩としては、例えば、直鎖状構造、環状構造、または、直鎖状構造と環状構造とが相互に結合した網目構造を有するものを用いることができる。この中でも、高縮合リン酸塩は、環状構造または網目構造を有することが好ましい。 As the highly condensed phosphate, for example, one having a linear structure, a cyclic structure, or a network structure in which a linear structure and a cyclic structure are mutually bonded can be used. Among these, the highly condensed phosphate preferably has a cyclic structure or network structure.

上記直鎖状構造を有する高縮合リン酸塩としては、例えば、テトラポリリン酸塩、ペンタポリリン酸塩、ヘキサポリリン酸塩等が挙げられる。
上記環状構造を有する高縮合リン酸塩としては、例えば、テトラメタリン酸塩、ペンタメタリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、オクタメタリン酸塩などが挙げられる。
上記網目構造を有する高縮合リン酸塩としては、例えば、ウルトラリン酸塩などが挙げられる。ウルトラリン酸塩は、水溶液中で加水分解して、直鎖状構造を有する高縮合リン酸塩と、環状構造を有する高縮合リン酸塩との混合物になる。
なお、ウルトラリン酸塩、例えば、平均縮合度が10以上であり、通常、縮合度が分布を有したものとして取引がされることがある。
Examples of the highly condensed phosphate having a linear structure include tetrapolyphosphate, pentapolyphosphate, and hexapolyphosphate.
Examples of highly condensed phosphates having a cyclic structure include tetrametaphosphate, pentametaphosphate, hexametaphosphate, and octametaphosphate.
Examples of highly condensed phosphates having a network structure include ultraphosphates. Ultraphosphate hydrolyzes in an aqueous solution to form a mixture of highly condensed phosphate having a linear structure and highly condensed phosphate having a cyclic structure.
In addition, ultraphosphates, for example, have an average degree of condensation of 10 or more, and are usually traded as having a distribution of the degree of condensation.

この中でも、上記高縮合リン酸塩は、少なくとも、環状構造の高縮合リン酸塩を含むことが好ましい。環状構造の高縮合リン酸塩と鎖状構造の高縮合リン酸塩を併用してもよい。環状構造の高縮合リン酸塩を使用することにより、耐食性を一層高めることができる。
なお、本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、高縮合リン酸塩に加えて、本発明の効果が発揮する範囲において、その他の低縮合リン酸塩を含有してもよい。
Among these, the highly condensed phosphate preferably contains at least a highly condensed phosphate having a cyclic structure. A highly condensed phosphate having a cyclic structure and a highly condensed phosphate having a chain structure may be used in combination. Corrosion resistance can be further enhanced by using a highly condensed phosphate having a cyclic structure.
In addition to the high condensed phosphate, the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment may contain other low condensed phosphate as long as the effects of the present invention are exhibited.

本発明者が検討した結果、組成物中に、通常のオルトリン酸、オルトリン酸塩、二リン酸塩や三リン酸塩などのリン酸の縮合数が少ない低縮合リン酸塩を使用した場合、皮膜の耐食性に改善の余地があることが判明した。
これに対して、高縮合リン酸塩を使用することで、オルトリン酸、オルトリン酸塩または低縮合リン酸塩のみを使用した場合と比較して、高い防錆効果を金属部材に付与するできることが分かった。
As a result of studies by the present inventors, when using a low condensed phosphate with a small number of condensations of phosphoric acid such as normal orthophosphoric acid, orthophosphate, diphosphate and triphosphate in the composition, It was found that there is room for improvement in the corrosion resistance of the film.
On the other hand, by using a high condensed phosphate, it is possible to impart a high rust prevention effect to the metal member as compared with the case where only orthophosphoric acid, orthophosphate or low condensed phosphate is used. Do you get it.

上記高縮合リン酸塩は、縮合リン酸のアニオンと、対応するカチオンとの塩として構成される。
上記高縮合リン酸塩のカチオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン等を採用することができる。入手容易性や水への溶解性の観点から、カチオンは、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンが好ましい。すなわち、高縮合リン酸塩として、高縮合リン酸ナトリウムまたは高縮合リン酸カリウムを用いることができる。
The highly condensed phosphates are constructed as salts of condensed phosphoric acid anions and corresponding cations.
As the cation of the highly condensed phosphate, sodium ion, potassium ion, lithium ion, calcium ion, magnesium ion, ammonium ion and the like can be employed. From the viewpoint of availability and solubility in water, the cation is preferably sodium ion or potassium ion. That is, highly condensed sodium phosphate or highly condensed potassium phosphate can be used as the highly condensed phosphate.

上記高縮合リン酸塩の含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、0.1質量%~2.0質量%、好ましくは0.2質量%~1.5量%、より好ましくは0.3質量%~1.0質量%である。上記下限値以上とすることで、耐食性を高められる。上記上限値以下とすることで、組成物の保管安定性を高められる。 The content of the highly condensed phosphate is, for example, 0.1% by mass to 2.0% by mass, preferably 0.2% by mass to 1.5% by weight, more preferably 0.3% to 1.0% by weight. Corrosion resistance can be improved by making it more than the said lower limit. The storage stability of the composition can be enhanced by making it equal to or less than the above upper limit.

上記水性防錆表面処理組成物中に含まれる高縮合リン酸塩の含有量については、たとえば、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)分析等、公知の方法により分析することができる。 The content of the highly condensed phosphate contained in the water-based antirust surface treatment composition is analyzed by known methods such as GPC (gel permeation chromatography) analysis and HPLC (high performance liquid chromatography) analysis. be able to.

上記水性防錆表面処理組成物は、多価リン酸エステルを含むことができる。
上記多価リン酸エステルは、複数のリン酸エステル残基を有する化合物である。リン酸エステル残基は、リン酸モノエステル構造またはリン酸ジエステル構造を有する。リン酸エステル残基を形成するアルコール部分は、1級アルコール、2級アルコール、3級アルコールのいずれでもよい。
上記多価リン酸エステルの具体例としては、例えば、フィチン酸が挙げられる。
The water-based antirust surface treatment composition can contain a polyvalent phosphate.
The polyvalent phosphate ester is a compound having a plurality of phosphate ester residues. The phosphate ester residue has a phosphate monoester structure or a phosphate diester structure. The alcohol moiety forming the phosphate ester residue may be any of primary alcohol, secondary alcohol and tertiary alcohol.
Specific examples of the polyvalent phosphate include phytic acid.

上記多価リン酸エステルの含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、例えば、固形分換算で、0.1質量%~2.0質量%、好ましくは0.15質量%~1.5量%、より好ましくは0.20質量%~1.0質量%である。上記下限値以上とすることで、耐食性を高められる。上記上限値以下とすることで、組成物の保管安定性を高められる。 The content of the polyvalent phosphate ester is, for example, 0.1% by mass to 2.0% by mass, preferably 0.15% by mass to 1.5% by weight, more preferably 0.20% to 1.0% by weight. Corrosion resistance can be improved by making it more than the said lower limit. The storage stability of the composition can be enhanced by making it equal to or less than the above upper limit.

上記高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルの合計含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、0.1質量%~3.0質量%、好ましくは0.15質量%~2.0量%、より好ましくは0.3質量%~1.0質量%である。上記下限値以上とすることで、耐食性を高められる。上記上限値以下とすることで、皮膜の物性のバランスを図ることができる。 The total content of the highly condensed phosphate or polyvalent phosphate is, for example, 0.1% by mass to 3.0% by mass, preferably in terms of solid content, relative to the entire water-based antirust surface treatment composition. is 0.15% by mass to 2.0% by mass, more preferably 0.3% by mass to 1.0% by mass. Corrosion resistance can be improved by making it more than the said lower limit. By adjusting the content to be equal to or less than the above upper limit value, the physical properties of the film can be balanced.

また、上記高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルの合計含有量は、上記シランカップリング剤100質量部に対して、固形分換算で、例えば、2質量部~20質量部、好ましくは3質量部~18量部、より好ましくは5質量部~15質量部である。 Further, the total content of the highly condensed phosphate or polyvalent phosphate is, for example, 2 parts by mass to 20 parts by mass, preferably 3 parts in terms of solid content, with respect to 100 parts by mass of the silane coupling agent. 18 parts by mass to 18 parts by mass, more preferably 5 to 15 parts by mass.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、シランカップリング剤および水溶性遷移金属化合物に加えて、高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルを併用することによって、耐食性に優れた皮膜構造を実現することができるため、金属部材の防錆性を高めることが可能である。 The water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment has a film structure with excellent corrosion resistance by using a highly condensed phosphate or a polyvalent phosphate in combination with a silane coupling agent and a water-soluble transition metal compound. can be realized, it is possible to improve the rust resistance of the metal member.

詳細なメカニズムは定かでないが、シランカップリング剤の加水分解縮合物と水溶性遷移金属化合物との脱水縮合反応などによる架橋構造を有する皮膜が形成され、当該皮膜中において、水溶性遷移金属化合物由来の遷移金属原子に対して、高縮合リン酸塩あるいは多価リン酸エステル由来のリン酸イオンが適切に配位することによって皮膜の緻密性を高めることができるため、耐食性に優れた皮膜構造を実現できる、と考えられる。
また、遷移金属原子の中でも、チタンを用いることにより、他の遷移金属原子であるジルコニウムと比べて防錆効果を高めることができる。詳細なメカニズムは定かでないが、チタンを用いることで皮膜構造が一層緻密になると考えられる。
Although the detailed mechanism is not clear, a film having a crosslinked structure is formed by a dehydration condensation reaction between a hydrolyzed condensate of a silane coupling agent and a water-soluble transition metal compound. By appropriately coordinating phosphate ions derived from highly condensed phosphates or polyvalent phosphate esters to the transition metal atoms of , the denseness of the film can be increased, resulting in a film structure with excellent corrosion resistance. It is considered feasible.
Also, among the transition metal atoms, by using titanium, the rust prevention effect can be enhanced compared to zirconium, which is another transition metal atom. Although the detailed mechanism is not clear, it is thought that the use of titanium makes the film structure more dense.

<溶媒>
上記の水性防錆表面処理組成物は、水を含有する溶媒を含む。この溶媒は、水のみを含む水溶媒で構成されていてもよく、水と水以外の親水性溶媒とを含む水系混合溶媒で構成されていてもよい。
<Solvent>
The aqueous antirust surface treatment composition described above contains a solvent containing water. This solvent may be composed of an aqueous solvent containing only water, or may be composed of an aqueous mixed solvent containing water and a hydrophilic solvent other than water.

上記水としては、例えば、市水、蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。 Examples of the water include city water, distilled water, and ion-exchanged water.

上記親水性溶媒としては、アルコールなどの極性有機溶媒が挙げられる。溶液安定性の観点から、上記水系混合溶媒は、水とアルコールとの混合溶媒で構成されてもよい。水性防錆表面処理組成物中の各成分の化学的性質や配合量などを鑑み、水系混合溶媒中の水の含有比率を決定できる。 Examples of the hydrophilic solvent include polar organic solvents such as alcohols. From the viewpoint of solution stability, the aqueous mixed solvent may be composed of a mixed solvent of water and alcohol. The content ratio of water in the water-based mixed solvent can be determined in consideration of the chemical properties and blending amounts of each component in the water-based rust preventive surface treatment composition.

上記アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコールなどの沸点が100℃未満の低沸点アルコールや、iso-ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノターシャルブチルエーテル(ETB)、ジホルムアルデヒドメトキシエタノールなどの沸点が100℃以上の高沸点アルコールを用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the alcohol include low boiling point alcohols having a boiling point of less than 100° C. such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol and iso-propyl alcohol, iso-butanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve and propylene glycol monomethyl ether (PGME). , butyl cellosolve, ethylene glycol mono-tertiary butyl ether (ETB), diformaldehyde methoxy ethanol, etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、入手容易性の高さと、各成分に対する溶解性の高さから、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、s-ブチルアルコールおよびt-ブチルアルコールからなる群から選ばれる一種又は二種以上のアルコールを含むことができる。また、メチルアルコール(沸点:64.7°C)、エチルアルコール(沸点:78.37℃)、iso-プロピルアルコール(沸点:82.4℃)などの低沸点アルコールを用いることで、より低温環境下や乾燥環境下において塗膜を成膜することが可能になる。 Among these, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol and t-butyl alcohol due to high availability and high solubility for each component It can contain one or two or more alcohols selected from the group consisting of: In addition, by using low boiling point alcohols such as methyl alcohol (boiling point: 64.7°C), ethyl alcohol (boiling point: 78.37°C), and iso-propyl alcohol (boiling point: 82.4°C), a lower temperature environment It becomes possible to form a coating film under a dry environment.

本実施形態において、アルコールを用いることで、各成分の溶解性を向上させ、得られる水性防錆表面処理組成物の保存安定性を向上させることができる。理由は明確でないが、水とアルコールを含む混合溶媒を用いることにより、亜鉛表面を有する金属部材の表面に形成する皮膜における防錆性能を向上できる。また、アルコールは、水性防錆表面処理組成物の発泡を抑制できるため、塗膜中に泡が入ってシリカ質皮膜が不均一になることを抑制できる。 In this embodiment, by using alcohol, the solubility of each component can be improved, and the storage stability of the water-based rust preventive surface treatment composition obtained can be improved. Although the reason is not clear, the use of the mixed solvent containing water and alcohol can improve the rust prevention performance of the coating formed on the surface of the metal member having the zinc surface. In addition, since alcohol can suppress foaming of the water-based rust preventive surface treatment composition, it is possible to suppress non-uniformity of the siliceous coating due to bubbles entering the coating film.

上記アルコールの含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、例えば、1質量%~25質量%、好ましくは3質量%~20量%、より好ましくは5質量%~15質量%である。このような数値範囲内とすることで、水性防錆表面処理組成物の長期保管安定性を高めることができる。 The content of the alcohol is, for example, 1% by mass to 25% by mass, preferably 3% by mass to 20% by mass, more preferably 5% by mass to 15% by mass, relative to the entire water-based antirust surface treatment composition. be. The long-term storage stability of the water-based rust preventive surface treatment composition can be enhanced by setting the value within such a numerical range.

また、上記アルコールの含有量は、上記水およびアルコールの合計含有量100質量%に対して、例えば、1質量%~40質量%、好ましくは2質量%~35量%、より好ましくは3質量%~25質量%である。このような数値範囲内とすることで、水性防錆表面処理組成物の長期保管安定性を高めることができる。 In addition, the content of the alcohol is, for example, 1% by mass to 40% by mass, preferably 2% by mass to 35% by mass, more preferably 3% by mass, relative to the total content of 100% by mass of the water and alcohol. ~25% by mass. The long-term storage stability of the water-based rust preventive surface treatment composition can be enhanced by setting the value within such a numerical range.

上記シランカップリング剤、水溶性遷移金属化合物およびリン系防錆剤の合計含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、3質量%~40質量%、好ましくは4質量%~30量%、より好ましくは5質量%~20質量%である。
上記水性防錆表面処理組成物中の固形分量を適切な範囲内とすることで、溶液安定性を高めるとともに、安定的に皮膜が耐食性を発揮することができる。
The total content of the silane coupling agent, the water-soluble transition metal compound and the phosphorus-based rust preventive agent is, for example, 3% by mass to 40% by mass in terms of solid content with respect to the entire aqueous rust preventive surface treatment composition, It is preferably 4% to 30% by mass, more preferably 5% to 20% by mass.
By setting the solid content in the water-based antirust surface treatment composition within an appropriate range, the solution stability can be enhanced and the coating can stably exhibit corrosion resistance.

<pH調整剤>
上記水性防錆表面処理組成物は、pH調整剤を含むものである。
上記pH調整剤は、公知のpH調整剤を適宜使用すればよく、酸性化合物または塩基性化合物が用いられる。強酸または弱酸の酸性化合物、強塩基または弱塩基の塩基性化合物いずれかを用いてもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。
<pH adjuster>
The water-based antirust surface treatment composition contains a pH adjuster.
As the pH adjuster, a known pH adjuster may be appropriately used, and an acidic compound or a basic compound is used. Either a strong or weak acidic compound or a strong or weak basic compound may be used, or a combination of these may be used.

上記酸性化合物としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、コハク酸、ギ酸、酢酸、酢酸ナトリウム、フマル酸、リンゴ酸、リン酸等が挙げられる。 Examples of the acidic compound include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, citric acid, tartaric acid, lactic acid, glycolic acid, sodium citrate, sodium lactate, succinic acid, formic acid, acetic acid, sodium acetate, fumaric acid, malic acid, phosphoric acid, and the like. is mentioned.

上記塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸アンモニウム、アンモニア、モルホリン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミンが挙げられる。 Examples of the basic compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, disodium hydrogen phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, ammonium carbonate, ammonia, morpholine, mono Ethanolamine, dimethylethanolamine, diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, triethanolamine, trimethylamine, triethylamine.

上記pH調整剤として、安定性の観点から、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、クエン酸、酢酸、ギ酸などの有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属塩、炭酸水素ナトリウム等の炭酸塩、アンモニア、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどのアミン類が挙げられる。 As the pH adjuster, from the viewpoint of stability, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, organic acids such as citric acid, acetic acid, and formic acid, alkali metal salts such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, and the like. carbonate, ammonia, monoethanolamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, amines such as triethylamine.

<無機コロイド粒子>
上記水性防錆表面処理組成物は、無機コロイド粒子を含むことができる。
上記無機コロイド粒子は、水中に分散する無機粒子で構成される。
無機コロイド粒子を用いることで、皮膜の強度を高められる。
<Inorganic colloidal particles>
The water-based antirust surface treatment composition can contain inorganic colloidal particles.
The inorganic colloidal particles are composed of inorganic particles dispersed in water.
By using inorganic colloidal particles, the strength of the film can be increased.

上記無機粒子は、例えば、無機酸化物粒子が用いられる。無機粒子は、例えば、SiO、Al、TiO、ZrO、Feおよびこれらの複合体からなる群から選択される一種以上で構成される。上記無機コロイド粒子の具体例としては、水性コロイダルシリカ、水性アルミナゾルなどが挙げられる。 For example, inorganic oxide particles are used as the inorganic particles. The inorganic particles are composed of, for example, one or more selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 and composites thereof. Specific examples of the inorganic colloidal particles include aqueous colloidal silica and aqueous alumina sol.

水性コロイダルシリカを用いることで、水性防錆表面処理組成物から得られる皮膜についての強度を一段と向上させることができる。また、組成物中の分散性を高めることができるので、シリカ粒子が皮膜中に均一に分散した、シリカ皮膜を形成できる。 By using water-based colloidal silica, the strength of the film obtained from the water-based rust preventive surface treatment composition can be further improved. Moreover, since the dispersibility in the composition can be enhanced, a silica film in which the silica particles are uniformly dispersed in the film can be formed.

上記水性コロイダルシリカの安定pH域は、酸性側、中性側、アルカリ側のいずれかにある。この中でも、組成物の溶液安定性の観点から、酸性側のpHで安定化する水性コロイダルシリカを用いることができる。 The stable pH range of the aqueous colloidal silica is on the acidic side, the neutral side, or the alkaline side. Among these, from the viewpoint of solution stability of the composition, aqueous colloidal silica that is stabilized at an acidic pH can be used.

上記無機粒子は、例えば、平均粒子径が1~200nm、好ましくは3~100nmの範囲にある。ナノサイズの無機粒子を用いることにより、水とアルコールとの水系混合溶媒を使用する場合、凝集や沈降を抑制でき、液安定性に優れた組成物を調製できる。また、組成物で表面処理した製品の防錆性能を向上ができる。 The inorganic particles have an average particle size of, for example, 1 to 200 nm, preferably 3 to 100 nm. By using nano-sized inorganic particles, aggregation and sedimentation can be suppressed when an aqueous mixed solvent of water and alcohol is used, and a composition excellent in liquid stability can be prepared. In addition, it is possible to improve the antirust performance of products surface-treated with the composition.

水性コロイダルシリカ等の無機コロイド粒子を用いることで、さらに強固な皮膜構造を実現することができる。
詳細なメカニズムは定かでないが、上述の皮膜中の空間に、シリカ等の無機粒子が適切に配置されるため、シリカ皮膜等の皮膜の緻密さが高まり、耐食性が向上すると考えられる。
By using inorganic colloidal particles such as aqueous colloidal silica, a stronger film structure can be realized.
Although the detailed mechanism is not clear, it is thought that inorganic particles such as silica are appropriately arranged in the spaces in the film, so that the density of the film such as silica film increases and the corrosion resistance improves.

上記無機コロイド粒子の含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、0.5質量%~15質量%、好ましくは0.8質量%~13量%、より好ましくは1.0質量%~12質量%である。上記下限値以上とすることで、皮膜に適度な強度を付与できる。上記上限値以下とすることで、皮膜の物性のバランスを図ることができる。 The content of the inorganic colloidal particles is, for example, 0.5% by mass to 15% by mass, preferably 0.8% by mass to 13% by mass, in terms of solid content, based on the entire water-based antirust surface treatment composition. More preferably, it is 1.0% by mass to 12% by mass. By adjusting the amount to be equal to or higher than the above lower limit, appropriate strength can be imparted to the film. By adjusting the content to be equal to or less than the above upper limit value, the physical properties of the film can be balanced.

また、上記無機コロイド粒子の含有量は、上記シランカップリング剤100質量部に対して、固形分換算で、例えば、10質量部~400質量部、好ましくは15質量部~250量部、より好ましくは20質量部~190質量部である。 The content of the inorganic colloidal particles is, for example, 10 parts by mass to 400 parts by mass, preferably 15 parts by mass to 250 parts by mass, more preferably 15 parts by mass to 250 parts by mass, in terms of solid content, with respect to 100 parts by mass of the silane coupling agent. is 20 parts by mass to 190 parts by mass.

<樹脂>
上記水性防錆表面処理組成物は、水分散性樹脂または水溶性樹脂を含むことができる。水分散性樹脂は、水中に分散する樹脂で構成される。水溶性樹脂は、水中に溶解する樹脂で構成される。これらの樹脂を用いることで、塗膜の厚膜制御が容易となる。また塗膜からなる皮膜の耐摩耗性を向上することや、皮膜の硬度を低減することが可能になる。例えば、ボルトやナットなどのファスナー部品の表面に皮膜を形成したとき、かかる皮膜の摩擦係数を小さくすることができる。なお、成膜性や耐食性の観点から、水分散性樹脂を用いることが好ましい。
<Resin>
The water-based antirust surface treatment composition may contain a water-dispersible resin or a water-soluble resin. A water-dispersible resin is composed of a resin that disperses in water. A water-soluble resin is composed of a resin that dissolves in water. By using these resins, it becomes easy to control the thickness of the coating film. In addition, it becomes possible to improve the abrasion resistance of the coating film and to reduce the hardness of the coating film. For example, when a film is formed on the surfaces of fastener parts such as bolts and nuts, the coefficient of friction of the film can be reduced. From the viewpoint of film formability and corrosion resistance, it is preferable to use a water-dispersible resin.

上記水分散性樹脂または水溶性樹脂を構成する樹脂としては、水に溶解または分散できる樹脂の中から適宜選択すればよく、例えば、ポリアクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ボイル油、油性ワニス、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはこれらの変性体を用いることができる。この樹脂として、塩化ゴム、環化ゴムなどのゴム成分も用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The resin constituting the water-dispersible resin or water-soluble resin may be appropriately selected from resins that can be dissolved or dispersed in water. Resins, boiled oils, oil-based varnishes, amino resins, urethane resins, vinyl resins, fluorine resins, silicone resins, or modified products thereof can be used. Rubber components such as chlorinated rubber and cyclized rubber can also be used as this resin. These may be used alone or in combination of two or more.

上記シリコーン樹脂としては、水分散性シリコーン樹脂を用いることができる。
上記水分散性シリコーン樹脂は、水中に分散して、シリコーン樹脂エマルジョンを構成する。上記水分散性シリコーン樹脂は、例えば、ノニオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤により乳化され、シリコーン樹脂エマルジョンとなり得る。
A water-dispersible silicone resin can be used as the silicone resin.
The water-dispersible silicone resin is dispersed in water to form a silicone resin emulsion. The water-dispersible silicone resin can be emulsified with, for example, a nonionic surfactant or an anionic surfactant to form a silicone resin emulsion.

上記水分散性シリコーン樹脂は、分子内にポリオルガノシロキサン骨格を主鎖に有し得る。成膜性あるいは耐食性の観点から、上記水分散性シリコーン樹脂として、分子内に、アルコキシ基などの架橋性官能基を有する自己架橋型または縮合型シリコーン樹脂を用いることができる。耐熱性の観点から、上記水分散性シリコーン樹脂として、分子内に、フェニル基などの芳香族基を有するシリコーン樹脂を用いることができる。この他、目的に応じて、水分散性シリコーン樹脂が分子内に備える官能基として、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、長鎖アルキル基などが挙げられる。水分散性シリコーン樹脂は、分子内に、前述の官能基を1種または2種以上有していてもよい。 The water-dispersible silicone resin may have a polyorganosiloxane skeleton in the main chain in the molecule. From the viewpoint of film-forming properties and corrosion resistance, the water-dispersible silicone resin may be a self-crosslinking or condensed silicone resin having a crosslinkable functional group such as an alkoxy group in the molecule. From the viewpoint of heat resistance, a silicone resin having an aromatic group such as a phenyl group in the molecule can be used as the water-dispersible silicone resin. In addition, depending on the purpose, the functional groups provided in the molecule of the water-dispersible silicone resin include amino groups, epoxy groups, mercapto groups, long-chain alkyl groups, and the like. The water-dispersible silicone resin may have one or more of the above functional groups in its molecule.

これらの中でも、入手容易性や、膜厚の調整のしやすさの観点から、水溶性または水分散性の樹脂として、ポリアクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂およびこれらの樹脂の変性体からなる群から選ばれる一種又は二種以上の樹脂を用いることが好ましい。
耐食性の観点から、水分散性ポリアクリル酸樹脂または水分散性ポリエステル樹脂、より好ましくは水分散性ポリアクリル酸樹脂を用いることができる。
なお、変性された樹脂(樹脂の変性体)としては、特定の樹脂に対してシリル変性、リン酸変性、シラン変性等を施したものが挙げられる。
Among these, polyacrylic acid resins, polyester resins, epoxy resins, polyvinyl butyral resins, phenolic resins, and the like are used as water-soluble or water-dispersible resins from the viewpoint of availability and ease of film thickness adjustment. It is preferable to use one or two or more resins selected from the group consisting of modified resins.
From the viewpoint of corrosion resistance, a water-dispersible polyacrylic acid resin or a water-dispersible polyester resin, more preferably a water-dispersible polyacrylic acid resin can be used.
Examples of modified resins (modified resins) include those obtained by subjecting specific resins to silyl modification, phosphoric acid modification, silane modification, and the like.

詳細なメカニズムは定かではないが、水分散性樹脂は、加熱により軟化し、ほぼ全てが皮膜中に取り込まれるが、一方の水溶性樹脂は、加熱により一部が消失し、全てが皮膜に含まれる訳ではないと考えられる。このため、水分散性樹脂を用いることで、水溶性樹脂よりも皮膜の耐食性をより一層高められると考えられる。 Although the detailed mechanism is not clear, the water-dispersible resin is softened by heating and almost all of it is incorporated into the film. It is not considered to be For this reason, it is considered that the use of a water-dispersible resin can further enhance the corrosion resistance of the coating as compared with the water-soluble resin.

上記水分散性樹脂または水溶性樹脂の含有量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、0.5質量%~15質量%、好ましくは0.8質量%~13量%、より好ましくは1質量%~10質量%である。上記下限値以上とすることで、皮膜の耐摩耗性や耐食性を向上できる。上記上限値以下とすることで、皮膜の物性のバランスを図ることができる。 The content of the above-mentioned water-dispersible resin or water-soluble resin is, for example, 0.5% by mass to 15% by mass, preferably 0.8% by mass, in terms of solid content, with respect to the entire water-based antirust surface treatment composition. ~13% by mass, more preferably 1% to 10% by mass. By making the amount equal to or higher than the above lower limit, the wear resistance and corrosion resistance of the film can be improved. By adjusting the content to be equal to or less than the above upper limit value, the physical properties of the film can be balanced.

また、上記水分散性樹脂または水溶性樹脂の含有量は、上記シランカップリング剤100質量部に対して、固形分換算で、例えば、5質量部~150質量部、好ましくは10質量部~130量部、より好ましくは20質量部~110質量部である。 The content of the water-dispersible resin or water-soluble resin is, for example, 5 parts by mass to 150 parts by mass, preferably 10 parts by mass to 130 parts by mass, in terms of solid content, with respect to 100 parts by mass of the silane coupling agent. parts by weight, more preferably 20 to 110 parts by weight.

(他の成分)
上記水性防錆表面処理組成物は、上記成分以外にも、その他の添加剤を含むことができる。
その他の添加剤としては、通常、表面処理剤に含まれる各種添加剤を用いることができるが、例えば、滑剤、防腐剤、充填材、着色剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、抗菌剤などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤の添加量は、用途に応じ適宜設定することができる。
(other ingredients)
The water-based antirust surface treatment composition may contain other additives in addition to the above components.
As other additives, various additives that are usually contained in surface treatment agents can be used. agents and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the additive to be added can be appropriately set according to the application.

上記滑剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、酸化ポリオレフィンワックス等のワックスが挙げられる。 Examples of the lubricant include waxes such as polyethylene wax, paraffin wax, and oxidized polyolefin wax.

上記防腐剤としては、イソチアゾリン系化合物などが挙げられる。 Examples of the antiseptic agent include isothiazoline compounds.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物(水性防錆処理剤)の一例としては、組成物中に含まれる全ての成分が、水溶性成分または水分散性成分で構成されていてもよい。すなわち、上記水性防錆表面処理組成物は、水溶性成分または水分散性成分のみを含む水溶液で構成され得る。 As an example of the water-based rust preventive surface treatment composition (water-based rust preventive agent) of the present embodiment, all components contained in the composition may be composed of water-soluble components or water-dispersible components. That is, the water-based rust preventive surface treatment composition can be composed of an aqueous solution containing only water-soluble components or water-dispersible components.

なお、水性防錆処理剤の技術分野において、環境に配慮する観点から、水性防錆処理剤中のクロム成分の含有量が制限されるが、中には、三価クロムや六価クロムを含むものが存在する。 In the technical field of water-based rust preventive agents, the content of chromium components in water-based rust preventive agents is restricted from the viewpoint of consideration for the environment. things exist.

これに対して、本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、六価クロム、三価クロム等のクロム成分を実質的に含まない構成とすることで、クロムフリー防錆処理剤に適用できる。これにより、環境負荷が低減された水性防錆表面処理組成物を実現できる。 On the other hand, the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment can be applied to a chromium-free rust preventive agent by making it substantially free of chromium components such as hexavalent chromium and trivalent chromium. . This makes it possible to realize a water-based rust preventive surface treatment composition with reduced environmental load.

なお、防錆性をさらに向上させる観点からは、三価クロムを必要量含むことも可能であるが、たとえば、この三価クロムの量は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、1質量%以下に制限されていることが好ましく、0.5質量%以下に制限されていることがより好ましく、0.1質量%以下に制限されていることがさらに好ましく、実質的に含まないことが殊更に好ましい。
なお、本明細書において、この六価クロムおよび三価クロムの量は、この特定の価数を有するクロムの塩の含有量を指すものとする。
From the viewpoint of further improving rust prevention properties, it is possible to include a necessary amount of trivalent chromium. It is preferably limited to 0.5% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, further preferably 0.1% by mass or less, and substantially free of is particularly preferred.
In this specification, the amounts of hexavalent chromium and trivalent chromium refer to the content of chromium salts having a specific valence.

次に、本実施形態の水性防錆表面処理組成物の製造方法について説明する。
上記水性防錆表面処理組成物は、各成分を混合した後、pH調整剤でそのpHを調整することで、作製され得る。
各成分の混合する順番は、限定されるものではなく、任意の順番で混合することが可能である。
Next, a method for producing the water-based antirust surface treatment composition of the present embodiment will be described.
The water-based rust preventive surface treatment composition can be prepared by mixing each component and then adjusting the pH with a pH adjuster.
The order in which each component is mixed is not limited and can be mixed in any order.

上記水性防錆表面処理組成物を用いて、公知の方法によって、金属部材の表面に皮膜を形成できる。例えば、金属部材の表面に、水性防錆表面処理組成物を塗布し、これを乾燥させることで、皮膜を形成することができる。これにより、金属部材に防錆性能を付与することができる。 A film can be formed on the surface of a metal member by a known method using the water-based antirust surface treatment composition. For example, a film can be formed by applying a water-based rust preventive surface treatment composition to the surface of a metal member and drying it. This makes it possible to provide the metal member with antirust performance.

塗布方法としては、金属部材の寸法や形状に応じた適切な方法を用いることができるが、たとえば、浸漬、ロール塗布、スプレー、刷毛塗り、スピンコート等、被処理物の大きさ、形状等に応じて種々の手法を採用することが可能である。 As the coating method, an appropriate method can be used according to the size and shape of the metal member. Examples include immersion, roll coating, spraying, brush coating, spin coating, etc. Various methods can be adopted depending on the situation.

また、加熱処理により乾燥を行うことで、堅固な皮膜とすることができる。
加熱処理の条件としては、たとえば室温以上250℃以下の条件を採用することができ、また、5分以上240分以下、この処理を行うことができる。
また、水性防錆表面処理組成物中の成分組成を適切に調整することにより、180℃以上220℃以下のような高温の加熱条件よりも、室温以上120℃以下のような低温での加熱条件でも、堅固な皮膜を形成させることができる。
Moreover, it can be made into a firm film|membrane by drying by heat processing.
As the conditions for the heat treatment, for example, the conditions of room temperature or higher and 250° C. or lower can be adopted, and the treatment can be performed for 5 minutes or longer and 240 minutes or shorter.
In addition, by appropriately adjusting the component composition in the water-based antirust surface treatment composition, the heating conditions at a low temperature such as room temperature or higher and 120° C. or lower than the high temperature heating conditions such as 180° C. or higher and 220° C. or lower. However, a firm coating can be formed.

以上により、水性防錆表面処理組成物からなる皮膜が表面に形成された金属部材を備える、表面被覆金属部材を得ることができる。 As described above, it is possible to obtain a surface-coated metal member including a metal member having a coating formed on the surface thereof by the water-based rust preventive surface treatment composition.

本実施形態の表面被覆金属部材は、金属部材と、当該金属部材の表面に形成された、上記水性防錆表面処理組成物からなる皮膜と、を備えることができる。 The surface-coated metal member of the present embodiment can include a metal member and a coating formed on the surface of the metal member and made of the water-based rust preventive surface treatment composition.

上記金属部材を構成する金属素材は、用途に応じ適宜設定することができるが、たとえば、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、スズならびにこれらの金属を含む合金、またはこれらの金属によるめっき鋼、あるいは蒸着品等が挙げられる。 The metal material that constitutes the metal member can be appropriately set according to the application. products, etc.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、これらの中でも、表面に亜鉛またはクロムを含むめっき層を有する金属部材に対して、好適に用いることが可能である。亜鉛またはクロムを含むめっき層等の犠牲防食効果を有する金属部材の表面に、水性防錆表面処理組成物からなる皮膜をさらに形成することで、金属部材表面の防錆性をさらに高めることができる。 Among these, the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment can be suitably used for metal members having a plating layer containing zinc or chromium on the surface. By further forming a film comprising a water-based antirust surface treatment composition on the surface of a metal member having a sacrificial anticorrosion effect such as a plating layer containing zinc or chromium, the rust prevention property of the surface of the metal member can be further enhanced. .

詳細なメカニズムは定かでないが、組成物中のシランカップリング剤由来のケイ素原子や、水溶性遷移金属化合物由来の遷移金属原子が、酸素原子を介して金属部材表面に化学的に結合すること、また皮膜と金属表面とが物理的に結合することによって、上記皮膜と金属部材のめっき層表面との密着性を高められると考えられる。このため、めっき層による防食能をさらに高められる。 Although the detailed mechanism is not clear, silicon atoms derived from the silane coupling agent in the composition and transition metal atoms derived from the water-soluble transition metal compound are chemically bonded to the surface of the metal member via oxygen atoms. It is also believed that the physical bonding between the film and the metal surface increases the adhesion between the film and the surface of the plating layer of the metal member. Therefore, the anti-corrosion performance of the plating layer can be further enhanced.

上記めっき層としては、たとえば、JIS H 8641:溶融亜鉛めっき、JIS H 8610:電気亜鉛めっき、JIS H 8625:クロメート皮膜(三価Crを含む)、JIS G 3313:電気亜鉛めっき鋼板、JIS G 3302:溶融亜鉛めっき鋼板などが挙げられる。
Examples of the coating layer include JIS H 8641: hot dip galvanizing, JIS H 8610: electrogalvanizing, JIS H 8625: chromate film (including trivalent Cr), JIS G 3313: electrogalvanized steel sheet, JIS G 3302. : Hot-dip galvanized steel sheet and the like.

また、上記表面被覆金属部材における皮膜の厚みは、用途により適宜設定することができるが、金属部材に一層高い防錆性を発現させる観点からは、たとえば、0.3μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.0μm以上である。一方、上記皮膜の厚みは、たとえば、50μm以下、30μm以下、20μm以下でもよい。 In addition, the thickness of the film in the surface-coated metal member can be appropriately set depending on the application. 1.0 μm or more, more preferably 1.0 μm or more. On the other hand, the thickness of the film may be, for example, 50 μm or less, 30 μm or less, or 20 μm or less.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、金属部材に対して優れた防錆性を付与することができるため、幅広い用途に適用することができるが、例えば、自動車部品など高温高湿条件に曝される用途や、建築部材、電子部材などに用いることができる。すなわち、本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、金属部材を取り扱う各工業用途に対して展開できることが期待される。 Since the water-based antirust surface treatment composition of the present embodiment can impart excellent antirust properties to metal members, it can be applied to a wide range of applications. It can be used for applications exposed to water, building members, electronic members, and the like. That is, it is expected that the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment can be developed for various industrial applications handling metal members.

ここで掲げた用途は、本発明が用いられる実施形態の一例であり、これ以外の用途であっても適用可能であるのは言うまでもない。 The uses listed here are examples of embodiments in which the present invention is used, and it goes without saying that the present invention can be applied to uses other than these.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物は、そのpHや固形分濃度を適切に制御することで、表面処理剤として長期間に亘って使用し続けることが可能である。適時にpH調整剤や各成分を補充して、組成物中のpHや固形分濃度を適当な範囲内に調整することで、例えば、数ヶ月から1年程度やそれ以上に亘っての使用が可能である。 The water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment can be used continuously for a long period of time as a surface treatment agent by appropriately controlling its pH and solid content concentration. By replenishing the pH adjuster and each component in a timely manner to adjust the pH and solid content concentration in the composition within an appropriate range, for example, it can be used for several months to about a year or more. It is possible.

以下、上記組成物の管理方法やそれを実現する管理システムについて説明する。 A method for managing the above composition and a management system for realizing the method will be described below.

本実施形態の水性防錆表面処理組成物の管理方法は、組成物の状態データとして少なくともpHを測定する測定工程と、pHの測定値とpHの管理範囲とに基づいてpH調整剤の供給条件を決定する供給条件決定工程と、上記供給条件に基づいてpH調整剤を供給する供給工程と、を含むことができる。 The method for managing the water-based rust preventive surface treatment composition of the present embodiment includes a measurement step of measuring at least pH as state data of the composition, and a supply condition of the pH adjuster based on the measured value of pH and the control range of pH. and a supply step of supplying the pH adjuster based on the supply conditions.

上記供給条件は、pHの測定値とpHの管理範囲との差分を用いて設定できる。pHの測定値が高い場合には、pH調整剤として酸性化合物を使用し、pHの測定値が低い場合には、塩基性化合物を選択するように設定する。
上記pHの管理範囲は、例えば、2.0~9.0、好ましくは3.0~6.8、より好ましくは4.0~5.5に設定できる。上記pHの管理範囲は、組成物中に含まれる成分や組成物の特性等に応じて予め設定され得る。
pHの測定は、上述のとおり、液温25℃±1℃で、pHメータを用いて測定できる。
The supply conditions can be set using the difference between the pH measurement value and the pH control range. If the measured pH value is high, the setting is such that an acidic compound is used as the pH adjuster, and if the measured pH value is low, a basic compound is selected.
The pH control range can be set to, for example, 2.0 to 9.0, preferably 3.0 to 6.8, and more preferably 4.0 to 5.5. The pH control range can be set in advance according to the components contained in the composition, the properties of the composition, and the like.
As described above, the pH can be measured using a pH meter at a liquid temperature of 25°C ± 1°C.

上記管理方法において、上記測定工程は、組成物の状態データとしてpHおよび固形分濃度を測定し、上記供給条件決定工程は、固形分濃度の管理範囲に基づいて組成物の成分を供給する供給条件を決定し、上記供給工程は、上記供給条件に基づいて組成物の成分を供給する供給してもよい。 In the above management method, the measuring step measures pH and solid content concentration as state data of the composition, and the supply condition determining step includes supply conditions for supplying the components of the composition based on the solid content concentration control range. may be determined, and the feeding step may feed the components of the composition based on the feeding conditions.

上記組成物の成分として、各成分を単独で用いてもよく、これらを混合した混合物を用いてもよい。予め準備した補充用組成物を使用してもよい。
上記固形分濃度の管理範囲は、水性防錆表面処理組成物全体に対して、固形分換算で、例えば、5質量%~45質量%、好ましくは8質量%~35質量%、より好ましくは13質量%~25質量%である。
As components of the above composition, each component may be used alone, or a mixture thereof may be used. Pre-prepared replenishing compositions may also be used.
The control range of the solid content concentration is, for example, 5% to 45% by mass, preferably 8% to 35% by mass, more preferably 13% by mass, in terms of solid content, with respect to the entire water-based antirust surface treatment composition. % to 25% by mass.

上記の管理方法によって、金属部材の表面処理に使用する直前の処理用組成物について、pHや固形分濃度を適切に管理できるため、製造バラツキを低減し、歩留まりを向上させることができる。 With the above management method, it is possible to appropriately manage the pH and solid content concentration of the treatment composition immediately before it is used for the surface treatment of metal members, so that production variations can be reduced and the yield can be improved.

上記の管理方法は、薬液槽(タンク)中において、処理用組成物の保管と連続的な使用との両立を実現できる。所定期間に亘って使用した後は、処理用組成物を排出して、薬液槽の内部を洗浄してもよい。 The management method described above can realize both storage and continuous use of the treatment composition in the chemical bath (tank). After use for a predetermined period of time, the processing composition may be discharged and the inside of the chemical bath may be cleaned.

図1は、本実施形態の管理システム10の構成を示す図である。管理システム10は、薬液槽100および液供給装置200を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a management system 10 of this embodiment. The management system 10 includes a chemical bath 100 and a liquid supply device 200 .

上記薬液槽100は、処理組成物を保持する容器で構成され得る。容器の内面は、公知の方法で表面処理がなされていてもよい。 The chemical bath 100 may consist of a container that holds a processing composition. The inner surface of the container may be surface-treated by a known method.

上記液供給装置200は、薬液槽100中の処理用組成物の状態として少なくともpHを測定する測定部210と、pHの測定値とpHの管理範囲とに基づいてpH調整剤の供給条件を決定する供給条件決定部220と、上記供給条件に基づいてpH調整剤を薬液槽100に供給する供給部230と、を含むことができる。 The liquid supply device 200 has a measuring unit 210 that measures at least the pH as the state of the treatment composition in the chemical bath 100, and determines the supply condition of the pH adjuster based on the measured pH value and the pH control range. and a supply unit 230 for supplying the pH adjuster to the chemical bath 100 based on the supply conditions.

上記測定部210は、pH、固形分濃度、液温等の状態を測定でき、測定値データを供給条件決定部220に出力する。 The measuring section 210 can measure the state of pH, solid content concentration, liquid temperature, etc., and outputs measured value data to the supply condition determining section 220 .

上記供給条件決定部220は、上記測定値データを受信し、受信した測定値データを用いて、pH調整剤や組成物の各成分を供給ための供給条件を設定する。測定値データから供給条件を決定するための情報(例えば、テーブルや関数)は、例えば、液供給装置200が記憶していてもよい、液供給装置200の外部ストレージに記憶されていてもよい。上述したように、この供給条件には、例えば、pHの管理範囲、固形分濃度の管理範囲などの、処理組成物の状態を調整する制御パラメータの少なくとも一つが含まれている。 The supply condition determining unit 220 receives the measured value data, and uses the received measured value data to set supply conditions for supplying the pH adjuster and each component of the composition. Information (for example, tables and functions) for determining supply conditions from measured value data may be stored in the liquid supply device 200 or may be stored in an external storage of the liquid supply device 200, for example. As described above, the supply conditions include at least one control parameter for adjusting the state of the treatment composition, such as a pH control range, a solids concentration control range, and the like.

供給部230は、液供給機構を有しており、供給条件決定部220から出力された供給条件に従って薬液槽100中に、pH調整剤や組成物の各成分を供給する。
この液供給機構は、pH調整剤が充填された第一ダンク、補充用組成物が充填された第二タンクの少なくとも2つのタンクを備えることができる。
The supply unit 230 has a liquid supply mechanism, and supplies the pH adjuster and each component of the composition into the chemical liquid bath 100 according to the supply conditions output from the supply condition determination unit 220 .
The liquid supply mechanism may comprise at least two tanks, a first dunk filled with a pH adjusting agent and a second tank filled with a replenishing composition.

上記供給条件決定部220は、例えば、コンピュータの中央演算処理装置(CPU)が所定のプログラムを読み込むことにより、実現される。このプログラムは、例えば、コンピュータのメモリデバイスや外部のストレージに記憶されている。 The supply condition determining unit 220 is realized, for example, by reading a predetermined program by a central processing unit (CPU) of a computer. This program is stored, for example, in a computer memory device or an external storage.

また、本実施形態によれば、コンピュータに、処理用組成物に供給するpH調整剤あるいは組成物の各成分の供給条件を、その処理組成物の状態を示すpHや固形分濃度を用いて決定する機能を持たせるためのプログラムを提供できる。 Further, according to the present embodiment, the computer determines the supply conditions of the pH adjuster or each component of the composition to be supplied to the treatment composition using the pH and solid content concentration that indicate the state of the treatment composition. It is possible to provide a program to have the function to

本実施形態の管理システム10は、金属部材の製造システムと組み合わせて用いることができる。金属部材の製造システムは、めっき鋼板などの板部材やボルトやナットなどの加工部材等の金属部材を製造するものであり、例えば、金属部材の成形処理、熱処理、表面処理等の通常工程を備える。 The management system 10 of this embodiment can be used in combination with a metal member manufacturing system. The metal member manufacturing system manufactures plate members such as plated steel sheets and metal members such as processed members such as bolts and nuts. .

上記管理システム10を構成する薬液槽100及び液供給装置200は、このような製造システムを構成する製造装置に併設して設置できる。両者は、同一の建物内に併設され得る。これにより、熱処理設備に隣接して薬液槽100を設置できるので、処理用組成物を熱処理のラインに直接供給することができる。 The chemical bath 100 and the liquid supply device 200 that constitute the management system 10 can be installed side by side with the manufacturing equipment that constitutes such a manufacturing system. Both can be co-located in the same building. As a result, the chemical tank 100 can be installed adjacent to the heat treatment equipment, so that the treatment composition can be directly supplied to the heat treatment line.

このように処理用組成物を使用する設備の近くに、管理システム10を構築することで、製造バラツキを低減し、歩留まりを向上させることができる。 By constructing the management system 10 near the facility where the treatment composition is used in this way, production variations can be reduced and the yield can be improved.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 金属部材の表面に皮膜を形成するために用いる、水性防錆表面処理組成物であって、
シランカップリング剤と、
水溶性チタン化合物または水溶性ジルコニウム化合物を含む水溶性遷移金属化合物と、
高縮合リン酸塩または多価リン酸エステルを含むリン系防錆剤と、
水を含む溶媒と、
pH調整剤と、を含み、
液温25℃における当該水性防錆表面処理組成物のpHが2.0~9.0である、水性防錆表面処理組成物。
2. 1.に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
当該水性防錆表面処理組成物のpHが3.0~6.8であり、酸性である、水性防錆表面処理組成物。
3. 1.または2.に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記pH調整剤が、酸性化合物を含む、水性防錆表面処理組成物。
4. 1.~3.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記シランカップリング剤、前記水溶性遷移金属化合物および前記リン系防錆剤の合計含有量が、当該水性防錆表面処理組成物全体に対して、3質量%以上40質量%以下である、水性防錆表面処理組成物。
5. 1.~4.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記多価リン酸エステルは、フィチン酸を含む、水性防錆表面処理組成物。
6. 1.~5.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記高縮合リン酸塩が、環状構造を有する高縮合リン酸塩を含む、水性防錆表面処理組成物。
7. 1.~6.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記リン系防錆剤が、前記高縮合リン酸塩および前記多価リン酸エステルを含み、
前記高縮合リン酸塩および前記多価リン酸エステルの合計含有量が、当該水性防錆表面処理組成物全体に対して、0.1質量%以上3.0質量%以下である、水性防錆表面処理組成物。
8. 1.~7.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
無機コロイド粒子を含む、水性防錆表面処理組成物。
9. 1.~8.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記溶媒が、水およびアルコールを含む水系混合溶媒である、水性防錆表面処理組成物。
10. 1.~9.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
水分散性樹脂または水溶性樹脂を含む、水性防錆表面処理組成物。
11. 10.に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記水分散性樹脂は、ポリアクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂およびこれらの変性体からなる群から選ばれる一種以上を含む、水性防錆表面処理組成物。
12. 1.~11.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
クロム成分を含まない、水性防錆表面処理組成物。
13. 1.~12.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記金属部材の表面に、亜鉛またはクロムを含むめっき層を有する、水性防錆表面処理組成物。
14. 金属部材と、
前記金属部材の表面に形成された、1.~13.のいずれか一つに記載の水性防錆表面処理組成物からなる皮膜と、を備える、表面被覆金属部材。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
Examples of reference forms are added below.
1. A water-based rust preventive surface treatment composition used to form a film on the surface of a metal member,
a silane coupling agent;
a water-soluble transition metal compound comprising a water-soluble titanium compound or a water-soluble zirconium compound;
a phosphorus-based rust inhibitor containing a highly condensed phosphate or a polyvalent phosphate;
a solvent comprising water;
and a pH adjuster,
A water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 2.0 to 9.0 at a liquid temperature of 25°C.
2. 1. A water-based rust preventive surface treatment composition according to
A water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 3.0 to 6.8 and being acidic.
3. 1. or 2. A water-based rust preventive surface treatment composition according to
A water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the pH adjuster contains an acidic compound.
4. 1. ~3. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
The total content of the silane coupling agent, the water-soluble transition metal compound, and the phosphorus-based rust preventive agent is 3% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the entire water-based antirust surface treatment composition. Antirust surface treatment composition.
5. 1. ~ 4. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
The water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the polyvalent phosphate contains phytic acid.
6. 1. ~ 5. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
The water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the highly condensed phosphate contains a highly condensed phosphate having a cyclic structure.
7. 1. ~6. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
The phosphorus-based rust inhibitor contains the highly condensed phosphate and the polyvalent phosphate,
A water-based rust preventive, wherein the total content of the highly condensed phosphate and the polyvalent phosphate is 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less with respect to the entire aqueous rust-preventive surface treatment composition. A surface treatment composition.
8. 1. ~7. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
An aqueous antirust surface treatment composition comprising inorganic colloidal particles.
9. 1. ~8. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
An aqueous rust preventive surface treatment composition, wherein the solvent is an aqueous mixed solvent containing water and alcohol.
10. 1. ~ 9. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
A water-based antirust surface treatment composition comprising a water-dispersible resin or a water-soluble resin.
11. 10. A water-based rust preventive surface treatment composition according to
The water-based antirust surface treatment composition, wherein the water-dispersible resin contains at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid resin, polyester resin, epoxy resin, polyvinyl butyral resin, phenolic resin, and modified products thereof.
12. 1. ~ 11. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
A water-based antirust surface treatment composition containing no chromium component.
13. 1. ~12. The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of
A water-based anticorrosion surface treatment composition having a plating layer containing zinc or chromium on the surface of the metal member.
14. a metal member;
1. formed on the surface of the metal member; ~ 13. A surface-coated metal member, comprising a film made of the water-based antirust surface treatment composition according to any one of .

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.

表1に示す各成分の情報は以下の通りである。
(シランカップリング剤)
・エポキシシラン1:3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(旭化成ワッカーシリコ-ン社製、GF-82)
(水溶性樹脂)
・ポリエステル樹脂1:水溶性ポリエステル樹脂(互応化学社製、プラスコートZ565)
(水分散性樹脂)
・ポリアクリル酸樹脂1:水分散性アクリル樹脂(Stahl Polymers社製)
(水溶性遷移金属化合物)
・チタンキレート剤1:チタンラクテートアンモニウム塩(マツモトファインケミカル社製、TC-300)
(無機コロイド粒子)
・水性コロイダルシリカ1:(日産化学工業社製、スノーテックスST-O、酸性ゾル、粒子径:20nm)
(リン系防錆剤)
・高縮合リン酸塩1:ウルトラリン酸ナトリウム(関東化学社製、直鎖状および環状のものが相互に結合した網目構造)
・多価リン酸エステル1:フィチン酸(扶桑化学社製)
(防腐剤)
・イソチアゾリン系化合物1:イソチアゾリン系化合物(三愛石油社製、IT-25XA)
(溶媒)
・水1:イオン交換水
・アルコール1:イソプロピルアルコール(大伸化学社製)
Information on each component shown in Table 1 is as follows.
(Silane coupling agent)
・ Epoxysilane 1: 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd., GF-82)
(Water-soluble resin)
・Polyester resin 1: Water-soluble polyester resin (Plascoat Z565, manufactured by GOO CHEMICAL CO., LTD.)
(Water-dispersible resin)
- Polyacrylic acid resin 1: water-dispersible acrylic resin (manufactured by Stahl Polymers)
(Water-soluble transition metal compound)
- Titanium chelating agent 1: Titanium lactate ammonium salt (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals, TC-300)
(Inorganic colloidal particles)
- Aqueous colloidal silica 1: (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex ST-O, acidic sol, particle size: 20 nm)
(Phosphorus rust inhibitor)
・ Highly condensed phosphate 1: Ultra sodium phosphate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., network structure in which linear and cyclic ones are mutually bonded)
・ Polyvalent phosphate ester 1: Phytic acid (manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd.)
(Preservative)
- Isothiazoline compound 1: Isothiazoline compound (manufactured by Sanai Oil Co., Ltd., IT-25XA)
(solvent)
・Water 1: ion-exchanged water ・Alcohol 1: isopropyl alcohol (manufactured by Daishin Kagaku Co., Ltd.)

Figure 0007163151000001
Figure 0007163151000001

表1中の非溶媒成分(シランカップリング剤、水溶性樹脂、水分散性樹脂、水溶性遷移金属化合物、無機コロイド粒子、リン系防錆剤、および防腐剤)の含有量は、水性防錆表面処理組成物中の固形分換算値を表す。 The contents of non-solvent components (silane coupling agents, water-soluble resins, water-dispersible resins, water-soluble transition metal compounds, inorganic colloidal particles, phosphorus-based rust inhibitors, and antiseptics) in Table 1 are It represents the solid content conversion value in the surface treatment composition.

[サンプル1~6の水性防錆表面処理組成物の調製]
表1に示す配合比率(質量%)に従って、各成分を秤量し、攪拌機を用いて各成分を混合することにより、水溶液を得た。
得られた水溶液のphについて、液温25℃、pHメータ(堀場エステック社製、製品名:ガラス電極式水素イオン濃度指示計 D-51)を用いて、混合直後に測定した。
得られた水溶液に対して、pH調整剤として1M塩酸水溶液あるいは1M水酸化ナトリウム水溶液を添加して、表1に示すpH管理範囲内となるようにpHを調整し、サンプル1~6の水性防錆表面処理組成物を得た。
得られた水性防錆表面処理組成物について、混合した後から使用する前までの保管期間、定期的にpHを測定し、表1中のpH管理範囲内となるように、pH調整剤を用いてpHを管理した。
[Preparation of water-based antirust surface treatment compositions of samples 1 to 6]
An aqueous solution was obtained by weighing each component according to the compounding ratio (% by mass) shown in Table 1 and mixing each component using a stirrer.
The pH of the resulting aqueous solution was measured immediately after mixing using a pH meter (manufactured by Horiba Estec, product name: glass electrode type hydrogen ion concentration indicator D-51) at a liquid temperature of 25°C.
To the resulting aqueous solution, a 1M hydrochloric acid aqueous solution or a 1M sodium hydroxide aqueous solution is added as a pH adjuster to adjust the pH so that it falls within the pH control range shown in Table 1. A rust surface treatment composition was obtained.
The pH of the obtained water-based antirust surface treatment composition was periodically measured during the storage period after mixing and before use, and a pH adjuster was used so that the pH was within the pH control range shown in Table 1. to control the pH.

サンプル1~6の水性防錆表面処理組成物を用いて、下記の<連続塩水噴霧試験:SST試験>を行い、白錆が発生した試験時間(h)を測定した。結果を表1に示す。 Using the water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 1 to 6, the following <continuous salt spray test: SST test> was performed, and the test time (h) at which white rust occurred was measured. Table 1 shows the results.

<連続塩水噴霧試験:SST試験>
表面に亜鉛メッキが施された鉄製の六角ボルト 半ねじ(寸法:M8L35)を準備した。
準備した六角ボルトを水性防錆表面処理組成物の液中に30秒浸漬した。浸漬後、六角ボルトを取り出し5分液きりを行った。その後、六角ボルトに対して120℃で10分加熱処理を行い、六角ボルトの表面に、水性防錆表面処理組成物からなるシリカ皮膜を形成し、試験サンプルを作製した。
得られた試験サンプルを用いて、JIS Z2371に準拠し、塩水噴霧試験(SST、試験温度:35℃)を行い、白錆が発生した試験時間(h)を測定した。
<Continuous salt spray test: SST test>
An iron hexagon bolt half screw (dimension: M8L35) with a galvanized surface was prepared.
The prepared hexagonal bolt was immersed for 30 seconds in the water-based rust preventive surface treatment composition. After immersion, the hexagonal bolt was taken out and drained for 5 minutes. After that, the hexagonal bolt was heat-treated at 120° C. for 10 minutes to form a silica film made of the water-based rust preventive surface treatment composition on the surface of the hexagonal bolt, thereby preparing a test sample.
Using the obtained test sample, a salt spray test (SST, test temperature: 35° C.) was performed in accordance with JIS Z2371, and the test time (h) at which white rust occurred was measured.

[複合サイクル試験用の水性防錆表面処理組成物の調製]
得られたサンプル5の水性防錆表面処理組成物について、固形分の含有量が20質量%となるようにイオン交換水で希釈した後、さらにpH調整剤として1M塩酸水溶液あるいは1M水酸化ナトリウム水溶液を添加して、ph=1.8(サンプル7)、ph=2.2(サンプル8)、ph=3.2(サンプル9)、ph=4.4(サンプル10)、ph=5.5(サンプル11)、ph=6.5(サンプル12)を作製した。
作製直後のサンプル7~12の水性防錆表面処理組成物を用いて、下記の<複合サイクル試験:CCT試験>を行った。結果を表2のサンプル7~12、図2に示す。
[Preparation of water-based antirust surface treatment composition for combined cycle test]
After diluting the obtained water-based rust preventive surface treatment composition of sample 5 with ion-exchanged water so that the solid content is 20% by mass, a 1M hydrochloric acid aqueous solution or a 1M sodium hydroxide aqueous solution is added as a pH adjuster. was added, ph = 1.8 (sample 7), ph = 2.2 (sample 8), ph = 3.2 (sample 9), ph = 4.4 (sample 10), ph = 5.5 (Sample 11) and ph=6.5 (Sample 12) were prepared.
The following <combined cycle test: CCT test> was performed using the aqueous rust preventive surface treatment compositions of Samples 7 to 12 immediately after preparation. The results are shown in samples 7-12 of Table 2, FIG.

また、下記の<複合サイクル試験:CCT試験>において、水性防錆表面処理組成物を使用せずに、表面にシリカ皮膜が形成されていない六角ボルトを試験サンプルとして用いて、同様にして、評価を行った。この結果は、表2および図2に「ブランク」として示す。 In addition, in the following <combined cycle test: CCT test>, a hexagonal bolt with no silica film formed on the surface without using the water-based rust preventive surface treatment composition was used as a test sample, and the evaluation was performed in the same manner. did The results are shown in Table 2 and Figure 2 as "Blank".

<複合サイクル試験:CCT試験>
表面がユニクロメート処理されたフランジ付き六角ボルト(寸法:M6L25)を5本準備した
水性防錆表面処理組成物を水で80%希釈を行い、その液中に準備した六角ボルトを30秒浸漬した。浸漬後、六角ボルトを取り出し5分液きりを行った。その後、平板に対して120℃で10分加熱処理を行い、六角ボルトの表面に、水性防錆表面処理組成物からなるシリカ皮膜を形成し、試験サンプルを作製した。
得られた試験サンプルを用いて、JASO M 609に準拠し、複合サイクル試験を行い、白錆あるいは赤錆が発生した試験サイクル数を測定した。
また、9、24および30サイクル時において、白錆あるいは赤錆が発生した六角ボルトの本数を測定した。
評価基準は以下の通りである。
◎:白錆1本以下
○:白錆2本以上
△:赤錆2本以上
×:5本全てが赤錆
<Combined cycle test: CCT test>
Five unichromate-treated flanged hexagon bolts (dimension: M6L25) were prepared. The water-based antirust surface treatment composition was diluted 80% with water, and the prepared hexagon bolts were immersed in the solution for 30 seconds. . After immersion, the hexagonal bolt was taken out and drained for 5 minutes. After that, the flat plate was heat-treated at 120° C. for 10 minutes to form a silica film made of the water-based antirust surface treatment composition on the surface of the hexagonal bolt to prepare a test sample.
Using the obtained test samples, a combined cycle test was performed according to JASO M 609, and the number of test cycles at which white rust or red rust occurred was measured.
In addition, the number of hexagon bolts with white rust or red rust was measured at 9, 24 and 30 cycles.
Evaluation criteria are as follows.
◎: 1 or less white rust ○: 2 or more white rust △: 2 or more red rust ×: All 5 are red rust

Figure 0007163151000002
Figure 0007163151000002

表2の結果を踏まえると、サンプル8~12の水性防錆表面処理組成物は、サンプル7およびブランクの場合と比較して、複合サイクル試験において赤錆の発生を抑制できることが示された。また、サンプル9~12の水性防錆表面処理組成物は、サンプル8の場合と比較して、複合サイクル試験において白錆の発生を抑制できることが示された。 Based on the results in Table 2, it was shown that the water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 8 to 12 were able to suppress the generation of red rust in the combined cycle test compared to Sample 7 and blank. It was also shown that the water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 9 to 12 can suppress the generation of white rust in the combined cycle test compared to Sample 8.

赤錆は、ボルトなどの素材そのものの錆であり、素材の機能低下の要因となる恐れがある。白錆は、基本的には亜鉛が溶解し水酸化亜鉛であり、素材の腐食を抑制する犠牲防食の機能を有する。 Red rust is the rust of the material itself, such as bolts, and may cause deterioration in the functionality of the material. White rust is basically dissolved zinc to form zinc hydroxide, and has a sacrificial anti-corrosion function that suppresses corrosion of materials.

<phの経時変化の観察>
得られたサンプル1、2の水性防錆表面処理組成物について、混合した後の保管期間中にpH調整剤を添加せず、室温(25℃)で、蓋をした保管容器(100mLポリビン、アズワン社製、I-BOY)内に保管した。定期的に、液温25℃、pHメータ(堀場エステック社製、製品名:ガラス電極式水素イオン濃度指示計 D-51)を用いて、保管容器内のサンプル1、2のphを測定した。結果を図3に示す。
<Observation of pH over time>
For the obtained water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 1 and 2, no pH adjuster was added during the storage period after mixing, and at room temperature (25 ° C.), a lidded storage container (100 mL polyethylene bottle, AS ONE manufactured by I-BOY). The pH of Samples 1 and 2 in the storage container was periodically measured using a pH meter (manufactured by Horiba Estec, product name: glass electrode type hydrogen ion concentration indicator D-51) at a liquid temperature of 25°C. The results are shown in FIG.

図3の結果を踏まえると、サンプル1、2の水性防錆表面処理組成物において、pH調整剤を添加せずに、室温(25℃)で、保管容器中に保管した場合、経時的にphが変動することが示された。水性防錆表面処理組成物中に含まれる組成成分の分解や分解物の揮発などが、phが変動する要因として考えられる。 Based on the results of FIG. 3, in the water-based rust preventive surface treatment compositions of samples 1 and 2, when stored in a storage container at room temperature (25 ° C.) without adding a pH adjuster, the pH was shown to fluctuate. Decomposition of components contained in the water-based anticorrosive surface treatment composition, volatilization of decomposed products, and the like are considered to be factors that cause the pH to fluctuate.

<phの管理>
得られたサンプル5の水性防錆表面処理組成物について、pH=4.3に調整した後、室温(25℃)で、蓋をした保管容器(100mLポリビン、アズワン社製、I-BOY)中に、2ヶ月保管した。2ヶ月後のpH=5.8を示した。その直後、pH調整剤として1M塩酸水溶液を用いて、pH=4.5に再調整した。
<pH management>
After adjusting the pH of the water-based rust preventive surface treatment composition of sample 5 to 4.3, it was stored at room temperature (25°C) in a covered storage container (100 mL polyethylene bottle, I-BOY manufactured by AS ONE). and stored for 2 months. It showed pH=5.8 after 2 months. Immediately thereafter, the pH was readjusted to 4.5 using a 1M hydrochloric acid aqueous solution as a pH adjuster.

初期(pH=4.3)、2ヶ月後(pH=5.8)、pH再調整後(pH=4.5)のサンプル5において、上記の<複合サイクル試験:CCT試験>を行い、赤錆が発生した試験サイクル数を測定した。結果を図4に示す。 The above <combined cycle test: CCT test> was performed on Sample 5 at the initial stage (pH = 4.3), after 2 months (pH = 5.8), and after pH readjustment (pH = 4.5), and red rust was observed. was measured. The results are shown in FIG.

図4の結果を踏まえると、サンプル5の水性防錆表面処理組成物において、所定期間の保管により、表1に示すpH管理範囲から外れた場合でも、pH調整剤を用いてそのpHを再調整できる。ph再調整後のサンプル5は、初期と同等程度のpHを示すもので、複合サイクル試験において赤錆の発生を抑制する効果が初期と比べて同程度まで回復することが示された。 Based on the results of FIG. 4, in the water-based rust preventive surface treatment composition of sample 5, even if the pH is outside the control range shown in Table 1 due to storage for a predetermined period, the pH is readjusted using a pH adjuster. can. Sample 5 after the pH readjustment showed a pH level equivalent to that of the initial period, and it was shown that the effect of suppressing the generation of red rust in the combined cycle test recovered to the same extent as compared with the initial period.

<リン系防錆剤の評価>
得られたサンプル4の水性防錆表面処理組成物において、組成物中のイオン交換水(溶媒)とリン系防錆剤との含有比率を調整して、組成物100質量%中の高縮合リン酸塩1(ウルトラリン酸ナトリウム)および多価リン酸エステル1(フィチン酸)の含有比率(質量%)が表3に示す値となるように変更した後、pH調整剤を添加して、4.0~4.5の範囲内となるようにpHを調整し、サンプル13~17の水性防錆表面処理組成物を得た。
pH調整直後のサンプル13~17の水性防錆表面処理組成物を用いて、上記の<連続塩水噴霧試験:SST試験>を行い、白錆が発生した試験時間(h)を測定した。結果を表3に示す。
<Evaluation of phosphorus-based rust inhibitor>
In the resulting water-based rust preventive surface treatment composition of Sample 4, the content ratio of the ion-exchanged water (solvent) and the phosphorus-based rust preventive agent in the composition was adjusted so that highly condensed phosphorus in 100% by mass of the composition After changing the content ratio (% by mass) of the acid salt 1 (sodium ultraphosphate) and the polyvalent phosphate ester 1 (phytic acid) to the values shown in Table 3, a pH adjuster was added to obtain 4 The pH was adjusted to be within the range of 0 to 4.5, and samples 13 to 17 of water-based rust preventive surface treatment compositions were obtained.
Using the water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 13 to 17 immediately after pH adjustment, the above <continuous salt spray test: SST test> was performed, and the test time (h) at which white rust occurred was measured. Table 3 shows the results.

Figure 0007163151000003
Figure 0007163151000003

サンプル4、14、16および17の水性防錆表面処理組成物は、サンプル13の場合と比べて、高縮合リン酸塩および多価リン酸エステルの合計含有比率を高めることで、白錆の発生を抑制できることが示された。
また、サンプル4、14、16および17の水性防錆表面処理組成物は、サンプル15の場合と比べて、多価リン酸エステルの含有比率を高めることで、白錆の発生を抑制できることが示された。
The water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 4, 14, 16 and 17 increased the total content ratio of the highly condensed phosphate and the polyvalent phosphate as compared with Sample 13, resulting in white rust generation. can be suppressed.
In addition, the water-based rust preventive surface treatment compositions of Samples 4, 14, 16 and 17 were shown to be able to suppress the generation of white rust by increasing the content ratio of the polyvalent phosphate ester compared to Sample 15. was done.

以上より、実施例1~5の水性防錆表面処理組成物は、上記の複合サイクル試験の結果を踏まえると、比較例1や比較例2と比べて、pHを適切な範囲内とすることで、赤錆の発生を抑制できるため、皮膜の耐食性を向上できることが分かった。このような水性防錆表面処理組成物を表面に処理することで、金属部材の防錆性を向上させることが可能である。 From the above, considering the results of the above combined cycle test, the water-based rust preventive surface treatment compositions of Examples 1 to 5 have a pH within an appropriate range compared to Comparative Examples 1 and 2. , it was found that the corrosion resistance of the film can be improved because the generation of red rust can be suppressed. By treating the surface with such a water-based rust preventive surface treatment composition, it is possible to improve the rust preventiveness of the metal member.

10 管理システム
100 薬液槽
200 液供給装置
210 測定部
220 供給条件決定部
230 供給部
10 Management system 100 Chemical tank 200 Liquid supply device 210 Measurement unit 220 Supply condition determination unit 230 Supply unit

Claims (12)

金属部材の表面に皮膜を形成するために用いる、水性防錆表面処理組成物であって、
シランカップリング剤と、
水溶性チタン化合物または水溶性ジルコニウム化合物を含む水溶性遷移金属化合物と、
高縮合リン酸塩および多価リン酸エステルを含むリン系防錆剤と、
水を含む溶媒と、
pH調整剤と、を含み、
前記高縮合リン酸塩および前記多価リン酸エステルの合計含有量が、当該水性防錆表面処理組成物全体に対して、0.1質量%以上3.0質量%以下であり、
液温25℃における当該水性防錆表面処理組成物のpHが2.0~9.0である、水性防錆表面処理組成物。
A water-based rust preventive surface treatment composition used to form a film on the surface of a metal member,
a silane coupling agent;
a water-soluble transition metal compound comprising a water-soluble titanium compound or a water-soluble zirconium compound;
a phosphorus-based rust inhibitor containing a highly condensed phosphate and a polyvalent phosphate;
a solvent comprising water;
and a pH adjuster,
The total content of the highly condensed phosphate and the polyvalent phosphate is 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less with respect to the entire water-based rust preventive surface treatment composition,
A water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 2.0 to 9.0 at a liquid temperature of 25°C.
請求項1に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
当該水性防錆表面処理組成物のpHが3.0~6.8であり、酸性である、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to claim 1,
A water-based rust preventive surface treatment composition having a pH of 3.0 to 6.8 and being acidic.
請求項1または2に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記pH調整剤が、酸性化合物を含む、水性防錆表面処理組成物。
The water-based rust preventive surface treatment composition according to claim 1 or 2,
A water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the pH adjuster contains an acidic compound.
請求項1~3のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記シランカップリング剤、前記水溶性遷移金属化合物および前記リン系防錆剤の合計含有量が、当該水性防錆表面処理組成物全体に対して、3質量%以上40質量%以下である、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 3,
The total content of the silane coupling agent, the water-soluble transition metal compound, and the phosphorus-based rust preventive agent is 3% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the entire water-based antirust surface treatment composition. Antirust surface treatment composition.
請求項1~4のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記多価リン酸エステルは、フィチン酸を含む、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 4,
The water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the polyvalent phosphate contains phytic acid.
請求項1~5のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記高縮合リン酸塩が、環状構造を有する高縮合リン酸塩を含む、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 5,
The water-based rust preventive surface treatment composition, wherein the highly condensed phosphate contains a highly condensed phosphate having a cyclic structure.
請求項1~のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
無機コロイド粒子を含む、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 6 ,
An aqueous antirust surface treatment composition comprising inorganic colloidal particles.
請求項1~のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記溶媒が、水およびアルコールを含む水系混合溶媒である、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 7 ,
An aqueous rust preventive surface treatment composition, wherein the solvent is an aqueous mixed solvent containing water and alcohol.
請求項1~のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
水分散性樹脂または水溶性樹脂を含む、水性防錆表面処理組成物。
The water-based rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 8 ,
A water-based antirust surface treatment composition comprising a water-dispersible resin or a water-soluble resin.
請求項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記水分散性樹脂は、ポリアクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂およびこれらの変性体からなる群から選ばれる一種以上を含む、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to claim 9 ,
The water-based antirust surface treatment composition, wherein the water-dispersible resin contains at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid resin, polyester resin, epoxy resin, polyvinyl butyral resin, phenolic resin, and modified products thereof.
請求項1~10のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
クロム成分を含まない、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 10 ,
A water-based antirust surface treatment composition containing no chromium component.
請求項1~11のいずれか一項に記載の水性防錆表面処理組成物であって、
前記金属部材の表面に、亜鉛またはクロムを含むめっき層を有する、水性防錆表面処理組成物。
The aqueous rust preventive surface treatment composition according to any one of claims 1 to 11 ,
A water-based anticorrosion surface treatment composition having a plating layer containing zinc or chromium on the surface of the metal member.
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