JP7415160B2 - Rust prevention treatment liquid and surface treated steel plate - Google Patents
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Description
本発明は、端面用防錆処理液および表面処理鋼板に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anti-corrosion treatment liquid for end surfaces and a surface-treated steel plate.
従来、外装建材などの様々な用途において、鋼板や、鋼板の表面にZn系めっき処理などを施しためっき鋼板が使用されている。これらのめっき鋼板は、そのままでは耐食性や耐変色性などが不十分な場合があるため、有機樹脂を含む化成処理皮膜をその表面に形成されることがある。 BACKGROUND ART Conventionally, steel plates and plated steel plates whose surfaces are subjected to Zn-based plating have been used in various applications such as exterior building materials. Since these plated steel sheets may not have sufficient corrosion resistance or discoloration resistance as they are, a chemical conversion film containing an organic resin may be formed on the surface thereof.
また、上記めっき鋼板は、成形加工品として使用されることも多い。めっき鋼板を成形加工するとき、成形により生じた端面や成形加工で生じた基材鋼板の露出部位などの耐食性などを高めるため、成形加工などの後に、端面または露出部位に化成処理皮膜を形成することがある。 Further, the above-mentioned plated steel sheet is often used as a molded product. When forming a galvanized steel sheet, a chemical conversion film is formed on the end surface or the exposed area after forming to improve the corrosion resistance of the end face or exposed area of the base steel plate caused by the forming process. Sometimes.
リン酸塩皮膜の形成により鋼板の耐食性を高める方法が知られている(たとえば、特許文献1)。特許文献1には、リン酸塩皮膜の形成に使用する処理液には、リン酸塩化合物に加えて、亜鉛(Zn)を配合することが通常である。また、特許文献1には、Znに加えて、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、アンチモン(Sb)、マンガン(Mn)、および各種アルカリ土類金属を配合してもよいことが記載されている。 A method of increasing the corrosion resistance of a steel plate by forming a phosphate film is known (for example, Patent Document 1). According to Patent Document 1, zinc (Zn) is usually added to the treatment liquid used for forming a phosphate film in addition to a phosphate compound. Furthermore, Patent Document 1 discloses that, in addition to Zn, iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), chromium (Cr), antimony (Sb), manganese (Mn), and various alkaline earth metals are It is stated that they may be combined.
リン酸塩化合物と、上記任意に添加される他の元素と、を含む処理液により、鋼板の端面または露出部位にリン酸塩皮膜を形成することは、公知である。しかし、鋼板の端面に形成する従来のリン酸塩皮膜に対して、鋼板の耐食性をより高めたいという要望が存在する。 It is known to form a phosphate film on the end face or exposed portion of a steel plate using a treatment solution containing a phosphate compound and the optionally added other elements. However, there is a desire to further improve the corrosion resistance of steel sheets with respect to the conventional phosphate coatings formed on the end faces of steel sheets.
上記事情に鑑み、本発明は、鋼板の端面における耐食性をより高めることができる防錆処理液、および端面における耐食性をより高められた表面処理鋼板を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rust prevention treatment liquid that can further improve the corrosion resistance on the end face of a steel plate, and a surface-treated steel sheet that can further improve the corrosion resistance on the end face.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、リン酸イオンと、Ca、Zn、MgおよびMnからなる群から選択される少なくとも1種類の金属原子またはそのイオンと、有機樹脂と、を含有する、鋼板の端面用の防錆処理液に関する。前記防錆処理液において、リン原子(P)の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、モル比で、1.0以上であり、前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む。 One embodiment of the present invention for solving the above problems contains a phosphate ion, at least one type of metal atom or ion thereof selected from the group consisting of Ca, Zn, Mg, and Mn, and an organic resin. The present invention relates to an anti-corrosion treatment liquid for the end surface of steel plates. In the rust prevention treatment liquid, the ratio of the content of the metal atoms or their ions to the content of phosphorus atoms (P) is 1.0 or more in molar ratio, and the organic resin is a cationic urethane. Contains resin or nonionic urethane resin.
上記課題を解決するための本発明の別の態様は、リン酸イオンと、CaおよびZnからなる群から選択される少なくとも1種類の金属原子またはそのイオンと、有機樹脂と、を含有する、鋼板の端面用の防錆処理液に関する。前記防錆処理液において、前記Caまたはそのイオンの含有量に対する、前記Znまたはそのイオンの含有量の比は、モル比で、0.2以上1.2以下であり、リン原子(P)の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、質量比で、1.5以上であり、前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む。 Another aspect of the present invention for solving the above problems is a steel sheet containing phosphate ions, at least one type of metal atom or ion thereof selected from the group consisting of Ca and Zn, and an organic resin. This invention relates to an anti-rust treatment liquid for end faces of. In the rust prevention treatment liquid, the ratio of the content of Zn or its ions to the content of Ca or its ions is 0.2 or more and 1.2 or less in molar ratio, and The ratio of the content of the metal atoms or their ions to the content is 1.5 or more in mass ratio, and the organic resin includes a cationic urethane resin or a nonionic urethane resin.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、基材鋼板と、前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、を有する表面処理鋼板に関する。前記表面処理層は、リン酸塩と、Ca、Zn、MgおよびMnからなる群から選択される少なくとも1種類の金属原子と、を含有し、リン原子(P)の含有量に対する、前記金属原子の含有量の比は、モル比で、1.0以上である。 One aspect of the present invention for solving the above problems relates to a surface-treated steel plate having a base steel plate and a surface treatment layer disposed on an end surface or a cut surface of the base steel plate. The surface treatment layer contains a phosphate and at least one type of metal atom selected from the group consisting of Ca, Zn, Mg, and Mn, and the metal atom is The molar ratio of the contents is 1.0 or more.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、基材鋼板と、前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、を有する表面処理鋼板に関する。前記表面処理層は、リン酸塩と、Znと、Caと、を含有し、前記Caの含有量に対する前記Znの含有量の比は、モル比で、0.2以上1.2以下であり、リン(P)の含有量に対する前記ZnおよびCaを合計した含有量の比は、質量比で、1.5以上である。 One aspect of the present invention for solving the above problems relates to a surface-treated steel plate having a base steel plate and a surface treatment layer disposed on an end surface or a cut surface of the base steel plate. The surface treatment layer contains phosphate, Zn, and Ca, and the ratio of the Zn content to the Ca content is 0.2 or more and 1.2 or less in molar ratio. The ratio of the total content of Zn and Ca to the content of phosphorus (P) is 1.5 or more in terms of mass ratio.
本発明によれば、鋼板の端面における耐食性をより高めることができる防錆処理液、および端面における耐食性をより高められた表面処理鋼板を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rust-preventing treatment liquid that can further improve the corrosion resistance on the end face of a steel plate, and a surface-treated steel sheet that can further improve the corrosion resistance on the end face.
以下、本発明の一実施の形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
[防錆処理液]
本発明の一実施形態は、鋼板の端面を処理するための防錆処理液に関する。
[Rust prevention treatment liquid]
One embodiment of the present invention relates to a rust prevention treatment liquid for treating the end face of a steel plate.
上記防錆処理液は、リン酸化合物またはリン酸イオンと、Ca、Zn、MgおよびMnなどの金属原子またはそのイオンと、を含有し、さらに有機樹脂を含有してもよい。 The rust prevention treatment liquid contains a phosphate compound or phosphate ion, and metal atoms such as Ca, Zn, Mg, and Mn or ions thereof, and may further contain an organic resin.
上記リン酸化合物は、上記防錆処理液を塗布および乾燥された鋼板の端面に析出する。これにより、上記リン酸化合物は、上記防錆処理液により形成される表面処理層中に粒状のリン酸塩結晶として含有されて、鋼板の端面の耐食性を高める。 The above-mentioned phosphoric acid compound is deposited on the end face of the steel plate to which the above-mentioned rust prevention treatment liquid has been applied and dried. As a result, the phosphoric acid compound is contained as granular phosphate crystals in the surface treatment layer formed by the antirust treatment solution, thereby improving the corrosion resistance of the end face of the steel sheet.
上記リン酸化合物は、鋼板に対する防錆の作用を呈するリン酸塩を析出できれば、水溶性であっても非水溶性であってもよい。リン酸化合物は、リン酸であってもよいし、リン酸塩であってもよい。上記リン酸は、オルトリン酸などの通常のリン酸であってもよいし、ピロリン酸などの複合リン酸であってもよい。リン酸化合物においてリン酸イオンの対イオンとなる陽イオンの例には、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、マンガンイオン、アルミニウムイオン、チタニウムイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオンおよび亜鉛イオンが含まれる。 The above-mentioned phosphoric acid compound may be water-soluble or water-insoluble as long as it can precipitate a phosphate that exhibits a rust-preventive effect on steel sheets. The phosphoric acid compound may be phosphoric acid or a phosphate. The above phosphoric acid may be a normal phosphoric acid such as orthophosphoric acid, or a complex phosphoric acid such as pyrophosphoric acid. Examples of cations that serve as counter ions to phosphate ions in phosphate compounds include hydrogen ions, alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions, manganese ions, aluminum ions, titanium ions, zirconium ions, hafnium ions, and Contains zinc ions.
上記金属原子は、その一部が、リン酸と共析出する。また、上記金属原子は、上記共析出により消費されなかった他の一部が、酸化物または水酸化物となってリン酸塩結晶の間の空隙を充填して、表面処理層を緻密化する。このようにして表面処理層が緻密化されることにより、表面処理層を介しての水の浸透を抑制し、鋼板における赤錆の発生起点を減少して、鋼板の耐食性が高まる。 A part of the metal atoms are co-precipitated with phosphoric acid. In addition, some of the metal atoms that were not consumed by the co-precipitation become oxides or hydroxides, filling the voids between the phosphate crystals and densifying the surface treatment layer. . By densifying the surface treatment layer in this way, the penetration of water through the surface treatment layer is suppressed, the number of starting points for red rust in the steel sheet is reduced, and the corrosion resistance of the steel sheet is increased.
上記金属原子は、リン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、酢酸塩およびシュウ酸塩などとして、上記防錆処理液に添加することができる。上記金属原子は、上記防錆処理液中で通常は解離してイオン化されているが、一部が塩のまま上記防錆処理液中に含まれていてもよい。 The metal atoms can be added to the rust prevention treatment solution in the form of phosphates, nitrates, sulfates, carbonates, acetates, oxalates, and the like. The metal atoms are usually dissociated and ionized in the rust prevention treatment solution, but some of them may be contained in the rust prevention treatment solution as a salt.
上記酸化物または水酸化物にリン酸塩の間の空間を充填させるため、上記防錆処理液における、リン原子(P)の含有量に対する上記金属原子またはそのイオンの含有量(金属量/P量)は、モル比で、1.0以上であることが好ましい。なお、上記リン原子は、通常、上記リン酸化合物に由来する。上記観点から、上記金属量/P量のモル比は、1.2以上であることがより好ましく、1.5以上であることがさらに好ましい。上記金属量/P量のモル比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、4.0以下であることが好ましい。 In order to fill the spaces between the phosphates with the oxide or hydroxide, the content of the metal atoms or their ions (metal content/P amount) is preferably 1.0 or more in molar ratio. Note that the phosphorus atom is usually derived from the phosphoric acid compound. From the above viewpoint, the molar ratio of the amount of metal/the amount of P is more preferably 1.2 or more, and even more preferably 1.5 or more. Although the upper limit of the molar ratio of the amount of metal/the amount of P is not particularly limited, it is preferably 4.0 or less from the viewpoint of preventing formation defects of the surface treatment layer due to excessive metal ions.
上記金属原子は、CaおよびZnを含むことが好ましい。本発明者らの新たな知見によれば、このとき、Caに対するZnの添加量を調整することで、鋼板端面の耐食性をより高めることができる。具体的には、Caまたはそのイオンの含有量に対する、Znまたはそのイオンの含有量の比(Zn/Ca)は、モル比で、0.2以上1.2以下であることが好ましい。上記モル比を0.2以上とすることで、Znによる耐食性の向上効果が顕著となる。また、上記モル比を1.2以下とすることで、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくすることができる。上記観点から、上記モル比は、0.2以上1.0以下であることがより好ましく、0.2以上0.5以下であることがさらに好ましく、0.2以上0.35以下であることが特に好ましい。 Preferably, the metal atoms include Ca and Zn. According to the new findings of the present inventors, at this time, by adjusting the amount of Zn added to Ca, the corrosion resistance of the end face of the steel plate can be further improved. Specifically, the molar ratio of the content of Zn or its ions to the content of Ca or its ions (Zn/Ca) is preferably 0.2 or more and 1.2 or less. By setting the above molar ratio to 0.2 or more, the effect of improving corrosion resistance by Zn becomes remarkable. Further, by setting the molar ratio to 1.2 or less, it is possible to prevent formation defects of the surface treatment layer due to excess metal ions from occurring. From the above viewpoint, the molar ratio is more preferably 0.2 or more and 1.0 or less, even more preferably 0.2 or more and 0.5 or less, and 0.2 or more and 0.35 or less. is particularly preferred.
また、このとき、上記防錆処理液における、リン原子(P)の含有量に対する上記金属原子またはそのイオンの含有量(金属量/P量)は、質量比で、1.5以上であることが好ましい。Zn/Caのモル比を上記範囲にしつつ、金属量/P量の質量比を1.5以上とすることで、防錆処理液中に十分な量の上記金属原子またはそのイオンを含有させ、上記酸化物または水酸化物がリン酸塩の間の空間を充填することによる、鋼板の耐食性の向上効果をより顕著にすることができる。上記観点からは、上記金属量/P量の質量比は、1.5以上であることがより好ましく、2.0以上であることがさらに好ましい。上記金属量/P量の質量比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、6.0以下であることが好ましい。 Further, at this time, the content of the metal atoms or their ions (metal content/P content) with respect to the content of phosphorus atoms (P) in the rust prevention treatment liquid should be 1.5 or more in mass ratio. is preferred. By keeping the molar ratio of Zn/Ca within the above range and the mass ratio of metal amount/P amount to 1.5 or more, a sufficient amount of the above metal atoms or ions thereof are contained in the rust prevention treatment solution, By filling the spaces between the phosphates with the oxide or hydroxide, the effect of improving the corrosion resistance of the steel sheet can be made more pronounced. From the above viewpoint, the mass ratio of the amount of metal/the amount of P is more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2.0 or more. Although the upper limit of the mass ratio of the amount of metal/the amount of P is not particularly limited, it is preferably 6.0 or less from the viewpoint of preventing formation defects of the surface treatment layer due to excessive metal ions.
上記有機樹脂は、上記防錆処理液の塗布および乾燥により形成される表面処理層の膜構造を主に構成する。上記有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。 The organic resin mainly constitutes the film structure of the surface treatment layer formed by applying and drying the rust prevention treatment liquid. The organic resin may be one type or more than one type. Examples of the organic resins include urethane resins, polyesters, acrylic resins, epoxy resins, polyolefins, and fluororesins.
これらの有機樹脂のうち、上記防錆処理液は、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸イオンまたは金属成分のイオンとの混和安定性が高いため、上記防錆処理液の保存性および処理性をより高めることができる。 Among these organic resins, the rust prevention treatment liquid contains a nonionic urethane resin or a cationic urethane resin. The above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin makes it difficult for the above-mentioned phosphate and metal atoms to be eluted from the surface layer, thereby increasing the corrosion resistance of the steel plate over a long period of time. In addition, since the nonionic urethane resin or cationic urethane resin has high miscibility with the phosphate ion or metal component ion, it is possible to further improve the storage stability and processability of the rust prevention treatment solution. can.
また、上記防錆処理液は、通常はpHが4以下である。このような酸性の処理液において、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は安定であって防錆処理液をゲル化させにくく、上記防錆処理液の保存性および塗布性をより高めることができる。 Further, the above-mentioned rust prevention treatment liquid usually has a pH of 4 or less. In such an acidic treatment solution, the nonionic urethane resin or cationic urethane resin is stable and difficult to gel the rust prevention treatment solution, further improving the storage stability and applicability of the rust prevention treatment solution. be able to.
ところで、鋼板の切断端面に皮膜を形成しようとするとき、加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液をはじいてしまい、不連続な皮膜が形成されることがある。このような不連続な皮膜は、皮膜の隙間から赤錆を発生させやすく、耐食性を十分に高めにくい。これに対し、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高め得るため、上記不連続な皮膜の形成を抑制することもできる。 By the way, when attempting to form a film on the cut end surface of a steel plate, residual processing oil and dirt applied during processing may repel the rust prevention treatment solution, resulting in the formation of a discontinuous film. Such a discontinuous film tends to cause red rust to occur from the gaps in the film, making it difficult to sufficiently improve corrosion resistance. On the other hand, nonionic urethane resins or cationic urethane resins can improve the spreadability of the antirust treatment solution, and therefore can also suppress the formation of the discontinuous film.
上記長期にわたっての鋼板の耐食性の向上、保存性、処理性および塗布性の向上、ならびに不連続な皮膜の形成の抑制効果をより高める観点からは、ノニオン性のウレタン樹脂がより好ましい。 Nonionic urethane resins are more preferred from the viewpoint of improving the corrosion resistance of the steel plate over a long period of time, improving storage stability, processability, and coating properties, and further enhancing the effect of suppressing the formation of discontinuous films.
上記ノニオン性のウレタン樹脂は、たとえば有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物としての構造を有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂は、表面処理層の製造の容易さおよび安全性の観点から、水溶性または水分散性のウレタン樹脂であることが好ましく、水分散性のウレタン樹脂であることがより好ましい。 The nonionic urethane resin has a structure as a reaction product of an organic polyisocyanate compound and a polyol compound, for example. The nonionic urethane resin is preferably a water-soluble or water-dispersible urethane resin, more preferably a water-dispersible urethane resin, from the viewpoint of ease of manufacturing the surface treatment layer and safety. .
上記ノニオン性のウレタン樹脂は、ノニオン性基として、ポリオキシエチレン基およびポリオキシプロピレン基などのポリオキシアルキレン基を有するウレタン樹脂であることが好ましい。上記ポリオキシアルキレン基は、防錆処理液の展延性をより高めやすい。このようなノニオン性のウレタン樹脂は、上記有機ポリイソシアネート化合物と、上記ポリオキシアルキレン基を有するポリオール化合物と、上記ポリオキシアルキレン基を有さないポリオール化合物と、を反応させて合成してもよい。あるいは、ポリエーテルアルコールとイソシアヌレートとを反応させ、その後にポリオール化合物と反応させて合成させてもよい。 The nonionic urethane resin preferably has a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group and a polyoxypropylene group as a nonionic group. The above-mentioned polyoxyalkylene group tends to improve the spreadability of the antirust treatment liquid. Such a nonionic urethane resin may be synthesized by reacting the organic polyisocyanate compound, the polyol compound having a polyoxyalkylene group, and the polyol compound not having a polyoxyalkylene group. . Alternatively, it may be synthesized by reacting polyether alcohol and isocyanurate and then reacting with a polyol compound.
上記有機ポリイソシアネート化合物の例には、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートが含まれる。脂肪族ジイソシアネートの例には、テトラメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、およびトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが含まれる。脂環族ジイソシアネートの例には、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートおよびテトラメチルキシリレンジイソシアネートが含まれる。芳香族ジイソシアネートの例には、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびナフタレンジイソシアネートが含まれる。 Examples of the organic polyisocyanate compounds include aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates. Examples of aliphatic diisocyanates include tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, and trimethylhexamethylene diisocyanate. Examples of cycloaliphatic diisocyanates include cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, xylylene diisocyanate and tetramethylxylylene diisocyanate. Examples of aromatic diisocyanates include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and naphthalene diisocyanate.
なお、上記イソシアヌレートは、上記各種ジイソシアネートのイソシアヌレート三量化物であることが好ましく、脂肪族ジイソシアネート類のイソシアヌレート三量化物であることがより好ましい。 The isocyanurate is preferably a trimerized isocyanurate of the various diisocyanates, more preferably a trimerized isocyanurate of aliphatic diisocyanates.
上記ポリオール化合物の例には、ポリオレフィンポリオールが含まれる。ポリオレフィンポリオールの例には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリアクリレートポリオールおよびポリブタジエンポリオールが含まれる。 Examples of the polyol compounds include polyolefin polyols. Examples of polyolefin polyols include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polyacetal polyols, polyacrylate polyols, and polybutadiene polyols.
上記ポリエーテルアルコールの例には、炭素数1以上18以下のアルコールおよび炭素数1以上18以下のアルキレングリコールのモノアルキルエーテルの、アルキレンオキサイド付加物が含まれる。 Examples of the polyether alcohol include alkylene oxide adducts of monoalkyl ethers of alcohols having 1 to 18 carbon atoms and alkylene glycols having 1 to 18 carbon atoms.
上記防錆処理液における上記有機樹脂の含有量は、上記防錆処理液の固形分の全質量に対して10質量%以上であることが好ましい。上記範囲であれば、形成される表面処理層に十分な量の有機樹脂を含有させて、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくすることによる耐食性の向上効果をより十分に発揮させることができる。上記観点から、上記有機樹脂の含有量は、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の含有量の上限は特に限定されないが、上記防錆処理液の塗布性を良好にする観点からは、80質量%以下であることが好ましい。好ましくは、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂の含有量が上記範囲であり、より好ましくは、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂の含有量が上記範囲である。 The content of the organic resin in the rust prevention treatment liquid is preferably 10% by mass or more based on the total mass of solids in the rust prevention treatment liquid. Within the above range, the effect of improving corrosion resistance by containing a sufficient amount of organic resin in the surface treatment layer to be formed and making it difficult for the phosphates and metal atoms to be eluted from the surface treatment layer can be achieved more fully. It can be demonstrated. From the above viewpoint, the content of the organic resin is more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. The upper limit of the content of the organic resin is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the applicability of the rust prevention treatment liquid, it is preferably 80% by mass or less. Preferably, the content of the nonionic urethane resin or cationic urethane resin is within the above range, and more preferably, the content of the nonionic urethane resin or cationic urethane resin is within the above range.
上記防錆処理液の溶媒は、表面処理層の製造時における防爆性、の観点から、水性媒体であることが好ましい。上記防錆処理液の調製時には、上記有機樹脂の配合に、当該有機樹脂の水系エマルションや水溶性処理溶液を好適に用いることができる。このような水性の組成物は、引火点を有しないので、当該水性組成物を上記防錆処理液の材料に用いることは、防爆設備のない乾燥設備でも、当該表面処理層の製造を可能とすることから好ましい。 The solvent of the anti-corrosion treatment liquid is preferably an aqueous medium from the viewpoint of explosion-proofing during production of the surface treatment layer. When preparing the rust prevention treatment liquid, an aqueous emulsion or a water-soluble treatment solution of the organic resin can be suitably used in blending the organic resin. Since such an aqueous composition does not have a flash point, using the aqueous composition as a material for the above-mentioned anti-rust treatment liquid makes it possible to manufacture the surface treatment layer even in drying equipment without explosion-proof equipment. It is preferable because
上記水性媒体は、水を主成分とする液媒であり、例えば、水や水と水溶性有機溶剤との混合液などである。当該液媒の含有量は、防錆処理液の塗布に適当な上述の固形分の濃度の範囲において、適宜に決めることが可能である。 The aqueous medium is a liquid medium containing water as a main component, and is, for example, water or a mixture of water and a water-soluble organic solvent. The content of the liquid medium can be determined as appropriate within the above-mentioned solid content concentration range suitable for application of the anticorrosive treatment liquid.
また、上記防錆処理液は、バルブメタル化合物、レオロジーコントロール剤、エッチング剤、無機化合物および潤滑剤などをさらに含有してもよい。 Further, the rust prevention treatment liquid may further contain a valve metal compound, a rheology control agent, an etching agent, an inorganic compound, a lubricant, and the like.
上記バルブメタル化合物は、表面処理層に自己修復性を付与し、表面処理層の耐食性のさらなる向上に寄与する。上記バルブメタルの例には、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、MoおよびWが含まれる。バルブメタル化合物は、バルブメタルの酸化物、水酸化物およびフッ化物を含む、バルブメタルの塩であればよい。なお、上述した金属原子またはそのイオンの含有量には、これらバルブメタルまたはそのイオンの含有量は含まれない。 The above-mentioned valve metal compound imparts self-healing properties to the surface treatment layer and contributes to further improving the corrosion resistance of the surface treatment layer. Examples of the above valve metals include Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo and W. The valve metal compound may be any valve metal salt, including valve metal oxides, hydroxides, and fluorides. Note that the above-mentioned content of metal atoms or ions thereof does not include the content of these valve metals or ions thereof.
上記レオロジーコントロール剤は、例えば、上記防錆処理液中での固形分の沈降を防止し、当該固形分の分散性の向上に寄与する。上記レオロジーコントロール剤の例には、ウレタン、アクリル、ポリオレフィン、アマイド、アニオン系活性剤、ノニオン系活性剤、ポリカルボン酸、セルロース、メトローズ、およびウレアが含まれる。 The above-mentioned rheology control agent, for example, prevents the solid content from settling in the above-mentioned rust prevention treatment liquid, and contributes to improving the dispersibility of the solid content. Examples of the above rheology control agents include urethanes, acrylics, polyolefins, amides, anionic activators, nonionic activators, polycarboxylic acids, cellulose, Metrose, and urea.
上記エッチング剤は、上記鋼板の表面を活性化し、表面処理層の鋼板への密着性の向上に寄与する。エッチング剤の例には、フッ化物が含まれる。上記無機化合物は、表面処理層をさらに緻密化して表面処理層の耐水性の向上に寄与する。無機化合物の例には、Mg、Sr、V、W、Mn、Ni、B、SiおよびSnの、酸化物ならびに硝酸塩およびリン酸塩が含まれる。上記潤滑剤は、表面処理層の潤滑性を高める。上記潤滑剤の例には、二硫化モリブデンおよびタルクなどの無機潤滑剤が含まれる。 The etching agent activates the surface of the steel plate and contributes to improving the adhesion of the surface treatment layer to the steel plate. Examples of etchants include fluoride. The inorganic compound further densifies the surface treatment layer and contributes to improving the water resistance of the surface treatment layer. Examples of inorganic compounds include oxides and nitrates and phosphates of Mg, Sr, V, W, Mn, Ni, B, Si and Sn. The above lubricant improves the lubricity of the surface treatment layer. Examples of such lubricants include inorganic lubricants such as molybdenum disulfide and talc.
上記防錆処理液は、鋼板の端面に付与し、乾燥させることで、表面処理層を形成することができる。このとき、上記有機樹脂を含有しない上記防錆処理液により表面処理層を形成し、その後、上述した有機樹脂を含有する処理液により上記表面処理層を被覆する有機樹脂層を形成してもよいし、上記有機樹脂を含有する上記防錆処理液により、上記リン酸塩および金属原子を含有する表面処理層を形成してもよい。 The above-mentioned rust prevention treatment liquid can be applied to the end face of a steel plate and dried to form a surface treatment layer. At this time, a surface treatment layer may be formed with the rust prevention treatment liquid that does not contain the organic resin, and then an organic resin layer covering the surface treatment layer may be formed with the treatment liquid containing the organic resin. However, a surface treatment layer containing the phosphate and metal atoms may be formed using the rust prevention treatment liquid containing the organic resin.
上記塗布する鋼板の種類は特に限定されない。上記鋼板の例には、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼および合金鋼が含まれる。当該鋼板が低炭素Ti添加鋼や低炭素Nb添加鋼などの深絞り用鋼板であることは、鋼板の加工性の向上の観点から好ましい。 The type of steel plate to be coated is not particularly limited. Examples of the steel plates include low carbon steel, medium carbon steel, high carbon steel, and alloy steel. It is preferable that the steel sheet is a deep drawing steel sheet such as low carbon Ti-added steel or low carbon Nb-added steel from the viewpoint of improving the workability of the steel sheet.
上記鋼板は、基材鋼板の表面にめっき層が形成されためっき鋼板であってもよい。上記めっき鋼板の例には、亜鉛めっき鋼板、Zn-Al合金めっき鋼板、Zn-Al-Mg合金めっき鋼板、Zn-Al-Mg-Si合金めっき鋼板、およびアルミニウムめっき鋼板が含まれる。このとき、上記防錆処理液は、加工により基材鋼板が露出した端面に付与し、乾燥される。 The steel plate may be a plated steel plate in which a plating layer is formed on the surface of the base steel plate. Examples of the plated steel sheet include galvanized steel sheet, Zn-Al alloy plated steel sheet, Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet, Zn-Al-Mg-Si alloy plated steel sheet, and aluminum plated steel sheet. At this time, the anti-rust treatment liquid is applied to the end surface of the base steel plate exposed by processing and dried.
上記防錆処理液は、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などの公知の塗布方法によって上記鋼板の表面に塗布することができる。上記鋼板の表面に塗布された防錆処理液の乾燥は、常温で行うことが可能であるが、生産性(連続操業)の観点から、50℃以上で行うことが好ましく、100℃以上で行うことがより好ましい。この乾燥温度は、上記防錆処理液中の成分の熱分解を防止する観点から、300℃以下であることが好ましい。 The rust prevention treatment liquid can be applied to the surface of the steel plate by a known coating method such as a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, or a dipping/pulling method. Drying of the anti-rust treatment liquid applied to the surface of the steel plate can be carried out at room temperature, but from the viewpoint of productivity (continuous operation), it is preferably carried out at a temperature of 50°C or higher, and it is preferably carried out at a temperature of 100°C or higher. It is more preferable. The drying temperature is preferably 300° C. or lower from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the components in the antirust treatment liquid.
[表面処理鋼板]
本発明の他の実施形態は、切断面に表面処理層が形成された表面処理鋼板に関する。
[Surface treated steel sheet]
Another embodiment of the present invention relates to a surface-treated steel sheet having a surface-treated layer formed on the cut surface.
上記表面処理鋼板は、上述した鋼板(またはめっき鋼板)を基材鋼板として有し、上記基材鋼板の端面には、表面処理層が形成されている。なお、上記基材鋼板がめっき鋼板であるとき、当該めっき鋼板には、加工により切断面が形成されている。そして、上記表面処理層は、上記切断面に形成されている。 The surface-treated steel sheet has the above-described steel sheet (or plated steel sheet) as a base steel sheet, and a surface treatment layer is formed on the end surface of the base steel sheet. In addition, when the said base material steel plate is a plated steel plate, the said plated steel plate has a cut surface formed by processing. The surface treatment layer is formed on the cut surface.
上記表面処理層は、リン酸塩と、Ca、Zn、MgおよびMnなどの金属原子と、を含有し、さらに有機樹脂を含有してもよい。 The surface treatment layer contains a phosphate and metal atoms such as Ca, Zn, Mg, and Mn, and may further contain an organic resin.
上記リン酸塩は、上記鋼板の表面に析出した、リン酸塩の粒子である。 The phosphate is phosphate particles deposited on the surface of the steel plate.
上記リン酸塩の粒子は、平均粒径が0.1μm以上5.0μm以下であることが好ましい。上記平均粒径が0.1μm以上であると、リン酸塩の粒子による耐食性の向上効果をより十分に奏することができる。また、上記平均粒径が5.0μm以上であると、本実施形態に関する表面処理鋼板を成形加工した際のリン酸塩化合物粒子の凝集破壊が生じにくい。 The particles of the phosphate salt preferably have an average particle size of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less. When the average particle size is 0.1 μm or more, the effect of improving corrosion resistance by the phosphate particles can be more fully exerted. Further, when the average particle size is 5.0 μm or more, cohesive failure of the phosphate compound particles is less likely to occur when the surface-treated steel sheet according to the present embodiment is formed.
また、上記リン酸塩の粒子は、上記表面処理層が配置されている面において、鋼板の端面の表面のうち20%以上を被覆していることが好ましい。上記被覆率が20%以上であると、リン酸塩の粒子による耐食性の向上効果をより十分に奏することができる。上記被覆率の上限は特に限定されないが、さらなる成形加工時のリン酸塩の粒子の凝集破壊を抑制する観点からは、98%とすることができる。リン酸塩化合物粒子による端面の表面の被覆率は、上記端面の表面を撮像した走査型電子顕微鏡(SEM)写真を画像解析することにより測定することができる。 Further, it is preferable that the phosphate particles cover 20% or more of the surface of the end face of the steel plate on the surface where the surface treatment layer is disposed. When the coverage is 20% or more, the effect of improving corrosion resistance by the phosphate particles can be more fully exerted. The upper limit of the coverage is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing cohesive failure of phosphate particles during further molding processing, it can be set to 98%. The coverage of the surface of the end face by the phosphate compound particles can be measured by image analysis of a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the end face.
上記金属原子は、上記リン酸塩と共析出して上記粒子内に含まれ、かつ、上記酸化物または水酸化物として、粒子の間の空間を充填する緻密な化成処理層を形成している。 The metal atoms are co-precipitated with the phosphate and contained within the particles, and form a dense chemical conversion layer filling the spaces between the particles as the oxide or hydroxide. .
上記酸化物または水酸化物にリン酸塩の間の空間を充填させるため、上記表面処理層における、リン原子(P)の含有量に対する上記金属原子の含有量(金属量/P量)は、モル比で、1.0以上であることが好ましい。なお、上記リン原子は、通常、上記リン酸塩に由来する。上記観点から、上記金属量/P量は、1.2以上であることがより好ましく、1.5以上であることがさらに好ましい。上記金属量/P量の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、4.0以下であることが好ましい。 In order to fill the spaces between the phosphates with the oxide or hydroxide, the content of the metal atoms (metal content/P content) relative to the phosphorus atom (P) content in the surface treatment layer is as follows: It is preferable that the molar ratio is 1.0 or more. Note that the phosphorus atom is usually derived from the phosphate. From the above viewpoint, the metal amount/P amount is more preferably 1.2 or more, and even more preferably 1.5 or more. The upper limit of the amount of metal/the amount of P is not particularly limited, but is preferably 4.0 or less from the viewpoint of preventing formation defects of the surface treatment layer due to excessive metal ions.
上記金属原子は、CaおよびZnを含むことが好ましい。Caに対するZnの添加量を調整することで、鋼板端面の耐食性をより高めることができる。具体的には、Caの含有量に対する、Znの含有量の比(Zn/Ca)は、モル比で、0.2以上1.2以下であることが好ましい。上記モル比を0.2以上とすることで、Znによる耐食性の向上効果が顕著となる。また、上記モル比を1.2以下とすることで、表面処理層の形成不良を生じにくくすることができる。上記観点から、上記モル比は、0.2以上1.0以下であることがより好ましく、0.2以上0.5以下であることがさらに好ましく、0.2以上3.5以下であることが特に好ましい。 Preferably, the metal atoms include Ca and Zn. By adjusting the amount of Zn added to Ca, the corrosion resistance of the end face of the steel plate can be further improved. Specifically, the molar ratio of the Zn content to the Ca content (Zn/Ca) is preferably 0.2 or more and 1.2 or less. By setting the above molar ratio to 0.2 or more, the effect of improving corrosion resistance by Zn becomes remarkable. Further, by setting the molar ratio to 1.2 or less, formation defects of the surface treatment layer can be made less likely to occur. From the above viewpoint, the molar ratio is more preferably 0.2 or more and 1.0 or less, even more preferably 0.2 or more and 0.5 or less, and 0.2 or more and 3.5 or less. is particularly preferred.
また、このとき、リン原子(P)の含有量に対する上記金属原子の含有量(金属量/P量)は、質量比で、1.5以上であることが好ましい。Zn/Caのモル比を上記範囲にしつつ、金属量/P量の質量比を1.5以上とすることで、上記酸化物または水酸化物がリン酸塩の間の空間を充填することによる、鋼板の耐食性の向上効果をより顕著にすることができる。上記観点から、上記金属量/P量の質量比は、1.5以上であることがより好ましく、2.0以上であることがさらに好ましい。上記金属量/P量の質量比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、6.0以下であることが好ましい。 Further, at this time, the content of the metal atoms (metal amount/P amount) with respect to the content of phosphorus atoms (P) is preferably 1.5 or more in mass ratio. By keeping the molar ratio of Zn/Ca within the above range and the mass ratio of metal amount/P amount to 1.5 or more, the above oxide or hydroxide fills the space between the phosphates. , the effect of improving the corrosion resistance of the steel plate can be made more pronounced. From the above viewpoint, the mass ratio of the amount of metal/the amount of P is more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2.0 or more. Although the upper limit of the mass ratio of the amount of metal/the amount of P is not particularly limited, it is preferably 6.0 or less from the viewpoint of preventing formation defects of the surface treatment layer due to excessive metal ions.
上記表面処理層は、上記有機樹脂を含有してもよいし、実質的に含有していなくてもよい。なお、実質的に含有しないとは、たとえば表面処理層における上記有機樹脂の付着量が、0.1g/m2以下であることを意味する。 The above-mentioned surface treatment layer may contain the above-mentioned organic resin, or may not substantially contain it. Note that "substantially not containing" means, for example, that the amount of the organic resin adhered to the surface treatment layer is 0.1 g/m 2 or less.
上記有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。 The organic resin may be one type or more than one type. Examples of the organic resin include urethane resin, polyester, acrylic resin, epoxy resin, polyolefin, and fluororesin.
上記表面処理層は、有機樹脂を含有するとき、これらの有機樹脂のうち、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。 When the surface treatment layer contains an organic resin, it contains a nonionic urethane resin or a cationic urethane resin among these organic resins. The above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin makes it difficult for the above-mentioned phosphate and metal atoms to be eluted from the surface treatment layer, thereby increasing the corrosion resistance of the steel sheet over a long period of time.
また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高めて、鋼板の切断端面に加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液による不連続な皮膜の形成を抑制することができる。 In addition, the above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin increases the spreadability of the rust-preventing treatment liquid, and the remaining machining oil and dirt applied to the cut end surface of the steel plate during processing are removed by the rust-preventing treatment liquid. It is possible to suppress the formation of a discontinuous film due to
上記表面処理層が上記有機樹脂を含有するとき、上記有機樹脂の付着量は、0.1g/m2以上であることが好ましい。上記付着量が0.1g/m2以上であれば、表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を有機樹脂が阻害する効果が顕著である。上記観点から、上記有機樹脂の付着量は、0.2g/m2以上であることがより好ましく、0.3g/m2以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の付着量の上限は特に限定されないが、3.0g/m2以下であれば、上記表面処理層を形成するための防錆処理液の塗布性が良好である。 When the surface treatment layer contains the organic resin, the amount of the organic resin attached is preferably 0.1 g/m 2 or more. If the amount of adhesion is 0.1 g/m 2 or more, the organic resin has a significant effect of inhibiting elution of the phosphate and metal atoms from the surface treatment layer. From the above viewpoint, the amount of the organic resin adhered is more preferably 0.2 g/m 2 or more, and even more preferably 0.3 g/m 2 or more. The upper limit of the amount of the organic resin deposited is not particularly limited, but if it is 3.0 g/m 2 or less, the applicability of the antirust treatment liquid for forming the surface treatment layer is good.
上記表面処理鋼板は、上記表面処理層における上記有機樹脂の含有の有無にかかわらず、上記表面処理層を被覆する有機樹脂層を有してもよい。 The surface-treated steel sheet may have an organic resin layer covering the surface-treated layer, regardless of whether the surface-treated layer contains the organic resin.
上記有機樹脂層は、上記表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を抑制し、これにより上記表面処理鋼板の耐食性をより顕著にする。 The organic resin layer suppresses the elution of the phosphate and metal atoms from the surface treated layer, thereby making the corrosion resistance of the surface treated steel sheet more remarkable.
上記有機樹脂層を構成する有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。 The organic resin constituting the organic resin layer may be one type or more than one type. Examples of the organic resin include urethane resin, polyester, acrylic resin, epoxy resin, polyolefin, and fluororesin.
上記表面処理層は、これらの有機樹脂のうち、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。 The surface treatment layer contains a nonionic urethane resin or a cationic urethane resin among these organic resins. The above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin makes it difficult for the above-mentioned phosphate and metal atoms to be eluted from the surface treatment layer, thereby increasing the corrosion resistance of the steel sheet over a long period of time.
また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高めて、鋼板の切断端面に加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液による不連続な皮膜の形成を抑制することができる。
また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、典型的には酸性である防錆処理液との接触時に、防錆処理液が有機樹脂に溶け込んでゲル化することによる樹脂の白化または着色が生じにくい。
In addition, the above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin increases the spreadability of the rust-preventing treatment liquid, and the remaining machining oil and dirt applied to the cut end surface of the steel plate during processing are removed by the rust-preventing treatment liquid. It is possible to suppress the formation of a discontinuous film due to
In addition, when the above-mentioned nonionic urethane resin or cationic urethane resin comes into contact with a rust prevention treatment liquid that is typically acidic, the rust prevention treatment liquid dissolves into the organic resin and gels, resulting in whitening of the resin. Or coloring is less likely to occur.
上記表面処理層を被覆する有機樹脂層の付着量は、0.1g/m2以上であることが好ましい。上記付着量が0.1g/m2以上であれば、表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を有機樹脂が阻害する効果が顕著である。上記観点から、上記有機樹脂の付着量は、0.2g/m2以上であることがより好ましく、0.3g/m2以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の付着量の上限は特に限定されないが、3.0g/m2以下であれば、上記有機樹脂層を形成するための処理液の塗布性が良好である。 The amount of the organic resin layer covering the surface treatment layer is preferably 0.1 g/m 2 or more. If the amount of adhesion is 0.1 g/m 2 or more, the organic resin has a significant effect of inhibiting elution of the phosphate and metal atoms from the surface treatment layer. From the above viewpoint, the amount of the organic resin adhered is more preferably 0.2 g/m 2 or more, and even more preferably 0.3 g/m 2 or more. The upper limit of the amount of the organic resin deposited is not particularly limited, but if it is 3.0 g/m 2 or less, the coating properties of the treatment liquid for forming the organic resin layer are good.
以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these Examples.
1.実験1
[めっき鋼板の作製]
冷間圧延鋼板(SPCC)に溶融Zn-6質量%Al-3質量%Mg合金の溶融合金めっきをSPCCに施してなる溶融6%Al-3%Mg-Znめっき鋼板を用意した。めっき鋼板の板厚は、3.2mmであり、片面のめっき付着量は、60g/m2とした。
1. Experiment 1
[Production of plated steel sheet]
A hot-dip 6% Al-3% Mg-Zn plated steel plate was prepared by applying molten alloy plating of a molten Zn-6% Al-3% Mg alloy to a cold rolled steel plate (SPCC). The plate thickness of the plated steel plate was 3.2 mm, and the coating weight on one side was 60 g/m 2 .
上記めっき鋼板を幅50mm、長さ100mmに切り出したところ、切断により生じた端面の表面のうち約20%の面積がめっき層で覆われており、残りの約80%の面積は下地鋼が露出していた。 When the above-mentioned plated steel plate was cut into a piece with a width of 50 mm and a length of 100 mm, approximately 20% of the surface area of the end face produced by cutting was covered with the plating layer, and the remaining approximately 80% area was exposed to the base steel. Was.
[処理液の調製]
表1に記載の材料を配合した処理液を調製した。
[Preparation of treatment liquid]
A treatment solution containing the materials listed in Table 1 was prepared.
なお、有機樹脂としては、ノニオン性のウレタン樹脂として、DIC社製のハイドランAPX-601を、カチオン性のウレタン樹脂として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス650を、アクリル樹脂として、DIC社製のボンコート8430をそれぞれ用意し、これらのいずれかを配合した。 The organic resins used include Hydran APX-601 manufactured by DIC as a nonionic urethane resin, Superflex 650 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku as a cationic urethane resin, and Superflex 650 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku as an acrylic resin. Boncoat 8430 was prepared, and one of these was blended.
また、調整した処理液のpHは、硝酸の添加により2.0に調整した。処理液のpHは、堀場社製pHメーターF-71より測定した。 Further, the pH of the adjusted treatment liquid was adjusted to 2.0 by adding nitric acid. The pH of the treatment solution was measured using a Horiba pH meter F-71.
表1に、処理液1~処理液15に添加したリン酸、金属および有機樹脂の種類およびその濃度、ならびに金属量/P量、Zn量/Ca量、および各処理液のpHを示す。 Table 1 shows the types and concentrations of phosphoric acid, metals, and organic resins added to Treatment Solutions 1 to 15, as well as the metal amount/P amount, Zn amount/Ca amount, and the pH of each treatment solution.
[評価]
(保存性)
処理液1~処理液15を常温で60日間保管した。各水系処理液の保管前後の粘度変化量(保管後粘度から保管前粘度を差し引いた値)をフォードカップNo.4により測定し、以下の基準で保存安定性を評価した。
◎ 粘度変化量は10秒未満だった
〇 粘度変化量は10秒以上だったが、使用に問題はなかった
× 粘度変化量は30秒以上であり、増粘により塗布が困難だった
[evaluation]
(Storability)
Treatment liquids 1 to 15 were stored at room temperature for 60 days. The amount of change in viscosity of each aqueous treatment liquid before and after storage (the value obtained by subtracting the viscosity before storage from the viscosity after storage) was measured using Ford Cup No. 4, and the storage stability was evaluated based on the following criteria.
◎ The amount of viscosity change was less than 10 seconds 〇 The amount of viscosity change was more than 10 seconds, but there was no problem with use × The amount of viscosity change was more than 30 seconds, and it was difficult to apply due to thickening
(耐食性)
上記めっき鋼板の上記端面に、6ml/m2の処理液1~処理液15を塗布し、常温で乾燥させて表面処理鋼板とし、これを試験片とした。
(corrosion resistance)
6 ml/m 2 of treatment liquids 1 to 15 were applied to the end face of the plated steel sheet and dried at room temperature to obtain a surface-treated steel sheet, which was used as a test piece.
試験片を大気に3ヶ月間暴露して、1ヶ月経過後、2ヶ月経過後および3ヶ月経過後に、試験片端面に発生した赤錆の面積率を測定し、端面の全面積のうち赤錆発生面積率WR(赤錆が発生した面積/端面全面積)を求めて、以下の基準で端面部耐食性を評価した。
◎ 赤錆発生面積率WRは10%以下だった
〇 赤錆発生面積率WRは10%超30%以下だった
△ 赤錆発生面積率WRは30%超50%以下だった
× 赤錆発生面積率WRは50%超だった
The test piece was exposed to the atmosphere for 3 months, and after 1 month, 2 months, and 3 months, the area ratio of red rust generated on the end face of the test piece was measured, and the area where red rust occurred out of the total area of the end face was measured. The ratio WR (area where red rust occurred/total area of the end face) was determined, and the end face corrosion resistance was evaluated based on the following criteria.
◎ Red rust occurrence area rate WR was 10% or less 〇 Red rust occurrence area rate WR was more than 10% and less than 30% △ Red rust occurrence area rate WR was more than 30% and less than 50% × Red rust occurrence area rate WR was 50 It was over %
表面処理層の形成に用いた処理液の種類、表面処理層中の金属量/P量(モル比および質量比)、ならびに各表面処理鋼板の評価を、表2に示す。 Table 2 shows the type of treatment liquid used to form the surface treated layer, the amount of metal/P amount (molar ratio and mass ratio) in the surface treated layer, and the evaluation of each surface treated steel sheet.
なお、本実験では、2ヶ月経過後の耐食性の評価が「△」であるものを、実用性のある耐食性が認められたとして、合格とした。 In this experiment, those whose corrosion resistance was evaluated as "△" after two months were deemed to have practical corrosion resistance and were passed.
2.実験2 2. Experiment 2
[有機処理液の調整]
有機処理液としては、ノニオン性のウレタン樹脂を含む有機処理液(有機処理液1)として、DIC社製のハイドランAPX-601を、カチオン性のウレタン樹脂を含む有機処理液(有機処理液2)として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス650を、アクリル樹脂を含む有機処理液(有機処理液3)として、DIC社製のボンコートCM-8403を、アニオン性ウレタン樹脂を含む有機処理液(有機処理液4)として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス130をそれぞれ用意した。
[Adjustment of organic treatment liquid]
The organic treatment liquid used was Hydran APX-601 manufactured by DIC Corporation as an organic treatment liquid containing a nonionic urethane resin (organic treatment liquid 1), and an organic treatment liquid containing a cationic urethane resin (organic treatment liquid 2). Superflex 650 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. was used as an organic treatment liquid containing an acrylic resin (organic treatment liquid 3), Boncoat CM-8403 manufactured by DIC was used as an organic treatment liquid containing an anionic urethane resin (organic treatment liquid 3), As the treatment liquid 4), Superflex 130 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. was prepared.
[評価]
(外観)
上記めっき鋼板の上記端面に、6ml/m2の処理液13を塗布し、常温で乾燥させて、表面処理層を形成した。その後、表面処理層の表面に、6ml/m2の有機処理液1~有機処理液4のいずれかを塗布し、塗布後のめっき鋼板の外観の変化の度合いを、以下の基準で評価した。
◎ 外観に目立った変化は見られなかった
○ 有機樹脂液を塗布した面積のうち、10%以上30%未満の面積で白化または変色がみられた
△ 有機樹脂液を塗布した面積のうち、30%以上50%未満の面積で白化または変色がみられた
× 有機樹脂液を塗布した面積のうち、50%以上の面積で白化または変色がみられた
[evaluation]
(exterior)
A treatment liquid 13 of 6 ml/m 2 was applied to the end surface of the plated steel sheet and dried at room temperature to form a surface treatment layer. Thereafter, 6 ml/m 2 of any of organic treatment liquids 1 to 4 was applied to the surface of the surface treatment layer, and the degree of change in the appearance of the plated steel sheet after application was evaluated using the following criteria.
◎ No noticeable change in appearance was observed ○ Whitening or discoloration was observed in 10% or more but less than 30% of the area where the organic resin liquid was applied △ Of the area where the organic resin liquid was applied, 30% Whitening or discoloration was observed in % or more and less than 50% of the area x Whitening or discoloration was observed in 50% or more of the area where the organic resin liquid was applied
(耐食性)
上記めっき鋼板の上記端面に、6ml/m2の処理液13を塗布し、常温で乾燥させて、表面処理層を形成した。その後、表面処理層の表面に、6ml/m2の有機処理液1~有機処理液4のいずれかを塗布し、常温で乾燥させて、有機樹脂層を形成した。
(corrosion resistance)
A treatment liquid 13 of 6 ml/m 2 was applied to the end surface of the plated steel sheet and dried at room temperature to form a surface treatment layer. Thereafter, 6 ml/m 2 of any of organic treatment liquids 1 to 4 was applied to the surface of the surface treatment layer and dried at room temperature to form an organic resin layer.
試験片を大気に3ヶ月間暴露して、1ヶ月経過後、2ヶ月経過後および3ヶ月経過後に、試験片端面に発生した赤錆の面積率を測定し、端面の全面積のうち赤錆発生面積率WR(赤錆が発生した面積/端面全面積)を求めて、以下の基準で端面部耐食性を評価した。
◎ 赤錆発生面積率WRは10%以下だった
〇 赤錆発生面積率WRは10%超30%以下だった
△ 赤錆発生面積率WRは30%超50%以下だった
× 赤錆発生面積率WRは50%超だった
The test piece was exposed to the atmosphere for 3 months, and after 1 month, 2 months, and 3 months, the area ratio of red rust generated on the end face of the test piece was measured, and the area where red rust occurred out of the total area of the end face was measured. The ratio WR (area where red rust occurred/total area of the end face) was determined, and the end face corrosion resistance was evaluated based on the following criteria.
◎ Red rust occurrence area rate WR was 10% or less 〇 Red rust occurrence area rate WR was more than 10% and less than 30% △ Red rust occurrence area rate WR was more than 30% and less than 50% × Red rust occurrence area rate WR was 50 It was over %
表面処理層の形成に用いた処理液の種類、表面処理層中の金属量/P量(モル比および質量比)、Zn量/Ca量ならびに各表面処理鋼板の評価を、表3に示す。 Table 3 shows the type of treatment liquid used to form the surface treated layer, the amount of metal/the amount of P (molar ratio and mass ratio) in the surface treated layer, the amount of Zn/the amount of Ca, and the evaluation of each surface treated steel sheet.
本発明の処理液および表面処理鋼板は、鋼板の端面、および成形加工等により基材鋼板が露出しためっき鋼板の端面における耐食性をより高めることができる。たとえば、本発明の処理液および表面処理鋼板は、1)ビニールハウスまたは農業ハウス用の鋼管、形鋼、支柱、梁、搬送用部材、2)遮音壁、防音壁、吸音壁、防雪壁、ガードレール、高欄、防護柵、支柱、3)鉄道車両用部材、架線用部材、電気設備用部材、安全環境用部材、構造用部材、太陽光架台などの用途に使用する鋼板に好適に使用されうる。 The treatment liquid and surface-treated steel sheet of the present invention can further improve the corrosion resistance at the end face of the steel sheet and at the end face of the plated steel sheet where the base steel sheet is exposed by forming or the like. For example, the treatment liquid and surface-treated steel sheet of the present invention can be applied to 1) steel pipes, shaped steel, supports, beams, and conveyance members for vinyl greenhouses or agricultural greenhouses, 2) sound insulation walls, soundproof walls, sound absorption walls, snow walls, guardrails, It can be suitably used for steel plates used in applications such as handrails, protective fences, supports, 3) railway vehicle members, overhead wire members, electrical equipment members, safe environment members, structural members, and solar mounts.
Claims (9)
CaおよびZnからなる群から選択される少なくとも1種類の金属原子またはそのイオ
ンと、
有機樹脂と、
を含有し、
前記Caまたはそのイオンの含有量に対する、前記Znまたはそのイオンの含有量の比
は、モル比で、0.2以上1.2以下であり、
リン原子(P)の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、質
量比で、1.5以上であり、
前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む、
鋼板の端面用の防錆処理液。 phosphate ion,
At least one metal atom or ion thereof selected from the group consisting of Ca and Zn;
organic resin,
Contains
The ratio of the content of Zn or its ions to the content of Ca or its ions is 0.2 or more and 1.2 or less in molar ratio,
The ratio of the content of the metal atoms or ions thereof to the content of phosphorus atoms (P) is 1.5 or more in mass ratio,
The organic resin includes a cationic urethane resin or a nonionic urethane resin,
Anti-corrosion treatment liquid for the edge of steel plates.
液。 The rust prevention treatment liquid according to claim 1 , wherein the organic resin includes a nonionic urethane resin .
前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、
を有し、
前記表面処理層は、リン酸塩と、Znと、Caと、を含有し、
前記Caの含有量に対する前記Znの含有量の比は、モル比で、0.2以上1.2以下
であり、
リン(P)の含有量に対する前記ZnおよびCaを合計した含有量の比は、質量比で、
1.5以上である、
表面処理鋼板。 base steel plate,
a surface treatment layer disposed on the end surface or cut surface of the base steel plate;
has
The surface treatment layer contains phosphate, Zn, and Ca,
The ratio of the Zn content to the Ca content is 0.2 or more and 1.2 or less in molar ratio,
The ratio of the total content of Zn and Ca to the content of phosphorus (P) is a mass ratio,
is 1.5 or more,
Surface treated steel plate.
、請求項5に記載の表面処理鋼板。 The surface-treated steel sheet according to claim 5 , wherein the surface-treated layer contains a cationic urethane resin or a nonionic urethane resin.
。 The surface-treated steel sheet according to claim 6 , wherein the surface-treated layer contains a nonionic urethane resin.
脂を含む有機樹脂層を有する、請求項5~7のいずれか1項に記載の表面処理鋼板。 The surface-treated steel sheet according to any one of claims 5 to 7 , comprising an organic resin layer containing a cationic urethane resin or a nonionic urethane resin, covering the surface treatment layer.
板。 The surface-treated steel sheet according to claim 8 , wherein the organic resin layer contains a nonionic urethane resin.
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