JPH03272844A - 水性樹脂組成物被覆金属材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業−にの利用分野］ 本発明は水性樹脂組成物被覆金属材料に関し、さ５に詳
しくは、鋼板或いはめっき鋼板等ζＤ金属材料に耐蝕性
に便れた水性樹脂組成物を被覆した金属材料に関するも
のである。

［従来技術］ 合金板、Ｍ板或いはめっき鋼板等（Ｊ缶材料または「１
動ｌＬ！′ボデイ等に広く使用、ＳねできていＪ、ｉす
、さらに、１泥汚種の金属板に対して４１蝕性を向）−
：させるノめに、有機樹脂か被覆されて′使用ぶれてし
）す０ そして、低公害性、設備の拡張へ“）改良のための費用
力低減化を図るために、金属板に被覆するｆｊ機樹脂’
−（、、、、、、Ｔ従来から使用されでいる有機溶剤型
塗料に代えて１．電着塗装法等に使１．１１できろ水を
溶媒とした水性樹脂ｌ？料か用Ｌ）られるーとか増加し
ている、とか（５、一般的には、５二の水性樹脂塗料は
耐水性に劣り、何機溶剤型塗料と比較４−ると防錆効果
はあより期待でき％　（、）、、従って、水性樹脂塗料
の防錆効果を高く４”るメ二めに、特開昭６３−１．９
５２８２号公報り、」−び特許＋ＯＩ　−１１，０１，
４０弓公報に記載されでいるように、水溶性或いは水分
散性の有機樹脂、も；７くは、ワックスに５ｉＯｚ、Ｃ
ｒｙｐｔ等の無機酸化物のコロイド（ゾル）或いはゲル
を添加り、た材料を金屑表面に被覆４−′ることか行む
オニ）れている９゜しか；、５て、現在および将来に向
−）こ、プレス加工を行なうことができ、さらに、加Ｅ
後の耐蝕性を確保することができるブし・コート金属板
Ｊ）需□が１１増しに増加−４゛る。二と（ｉ′明らか
であるが、上記に説明した有機樹脂１ミノニはワックス
に無機酸化物の＠粒子を添加されノニ被覆＋、ｉ、プレ
ス＋１０１−の際（金型表面の摩耗を促進１．て使用期
間を短くするとい・う問題があり、また、無機酸化物粒
子はプ１．・ス加刊こおいてマトリツ々スごあるｒｆ機
樹脂ま〕！は１ノツクスに微妙ノＪ割ネ１を生じさせ、
または、加主によ、り材料の表面積か増加す゛ることに
よ０粒子か点在化するどい・）問題があり、これら両方
の問題がプラスされて耐蝕性は加■−の度合の増加に従
って減少するという問題がある。

［発明が解決しようとする課題１ 本発明は上記に説明した従来において使用みれてきてい
る金属表面に被覆された種々の組成物の問題点にＬ＆）
、未発明哲が鋭意研究を行ない、検討を重ねた結果、選
択された樹脂組成物を金属板１：被覆すること１．．よ
〉で、高耐蝕性を０゛シで゛おり、さらに、プレス加］
：後におい”乙（１１蝕ｔｔを保持している水性樹脂組
成物被覆金属材料を開発Ｌｔ、のである７、 ［問題点を解決−４るｊ、めの手段１：本発明に係る水
性樹脂組成物被覆金属材料は、＋溶性或いは水分散性の
］叫ぞギ／樹脂、アクリル樹脂、つＬ・タン樹脂１４−
゛、スフ１ポン基、燐酸城、牝燐酸括、スルホン酸基、
亜スルボッ酸基、ボスフィン酸基、亜ホスフィン酸基４
．第３級？こノ慧、第４級）′：ノモＳ−＋クム基５′
）中から進入ノー」挿置１−の極性基を必須成分と（５
で０．５〜３０■ｔ％樹脂骨格に結合した形成いは低分
子化合物と１、ご＾右している水性樹脂組成物を被覆ｔ
Ｊ：ことを特徴とする被覆金属材料である。

本発明に係る水性樹脂組成物被覆金属材料（以下、断ら
ない限りにｊｊいて、本発明に係る金属材料２・シて説
明する。）に一ついて、以ト詳細に説明する。

未発明像る金属ＩＩＩおいて使用する水性樹脂組成物に
ついて説明する。

本発明に係る金属材料に使用４″ろ水性樹脂組成物は、
電着塗装法等種々の塗装法により金属板に被覆できるこ
とを目的と１１、水溶性或いは水分散ｔｔの樹脂を使用
１／Ｓことを一つの特徴と（、こいるものであり、その
Ｌめ水溶性或いは水分散性であるｊ−ボキノ樹脂、アク
リル樹脂、ウレタン樹脂７を使用４゛る。

さらに、本発明に係る金属材料にむいて（よ、以下説明
する極性基の１種以りを樹脂骨格に結合した形とし５た
り或いは低分子化合物とし５ご上記＋溶性或い（ま水分
散性樹脂に含ｉｔ！るのて♂うる。

即ち・、スルポン基（−ＳＯ３）、土たは、次に示す極
性基である。

燐酸基　　　　　０ １ （−０−Ｐ−ＯＲ，） 亜燐酸基 （−０−ｐ　−ＯＲ） ＯＲ ホスホン基　０ （−ｐ−ｏ　ｒζ） （−）Ｒ 亜ホスづ：ン基 （−））−ＯＲ） ＯＲ ホスフィン酸基 （１ （−Ｆ’　−Ｒ’） ＯＲ ＯＲ （Ｒは水累原子まｊコは炭化水素基、貝−ｖ同（、：）
亜ホスフィン酸基 （−Ｐ−Ｒ） ＯＲ 第３級ア≧ノ基 （Ｒ，、） ／′ （Ｎ　　　　） ＼ （Ｒ７） 第４級アンミニラム敵 ＼ （Ｒ１） （Ｒ，、、Ｒ２，Ｒ，は同種または異種であ２．て、か
−）、直鎖まノニは分岐鎖アルキル基またはヒドロキン
アルキル基、または、フェニル基、ベンジル基などの芳
香族暴、又はアニオン）Ｑ しかして、本発明に係る金属材料に被覆する水性樹脂組
成物は、逆浸透膜或いはイオン交換膜として既１．．１
′知られており、また、特開平０１」７７３９６号公報
にも記載されているように、電気めっき浴の添加剤とし
て使用することも知られ−こいる。

（２かしながら、」二記の逆浸透膜或いはイオン交換膜
は水溶液を強制的１．−透過させる５二とにより、水溶
液の脱塩を行なう（、のであり、また、めっき浴添加剤
は、あくまても金属めっきの補助用途に使用するもので
ある〕こめ、樹脂１″１体を金属被覆と１１、て用いる
ものではなく、例えば、並鉛等のめっき浴に添加さイ１
、亜鉛めっき被膜中でブし・ス戚形性等の加工性改姓効
果を発揮させるという補助的な効果であり、本発明に係
る組成物にお（」るような用途、即ち、防錆効果を−Ｅ
ｌユ目的として鋼板上に直接被覆する組成物とは、全＜
目的、作用および効果か興な・）でいると共に、組成物
自体の特殊な耐蝕性に関６゛るものとも全然異なりごい
るのである。

そして、本発明に係る金属材料は、鋼板りに極性基を有
する被覆と１７で使用するのであり、ある一定の濃度以
下のイオン（塩）の拡散または透過を著しく抑制するも
のであり、従って、塩濃廖がある−・定値よりも少ない
条件下では、（月　等の祠触性のイオンは本発明に係る
組成物の被覆を介（、。

て５つ拡散や透過か抑制さ右るため、極めて大、冬な防
蝕効果を何するしのごある、 また、このような本発明（、＝係る金属材料の特性は、
極めて薄い被覆てあ−）で、も防蝕効果には変化かなく
、従・コて、本発明に係る組成物を被覆し／二鋼板をプ
レス加玉を行な、で、被覆の厚ざかザブミグ＋１．フン
以１′：とな−・ても防蝕効果の減少は殆どないに等し
い。

さらに、本発明に係る金属ヰ４料には、無機酸化物粒子
を含（ｉ　Ｌ−１７′い八い１１７）で、加工により被
覆か破壊される危険かなく、水分散ポリオレフィンのよ
うな適当な潤滑剤を３白−さ０１１ば高潤滑組成物とし
、ても利用することがてきる。

本発明に係る金属材料において、極性基の含ｇｊ量を増
加させると被覆が吸水し易くなるため、被覆の力学的な
強度が劣化してしまっ恐わがあり、このような場合には
、フェノール系またはメラミン系の架橋剤を全樹脂量に
対し、て１．ｈｔ％以下含有させることにより、被覆の
強度を増加さｌ”るという対策を取ることができる。

本発明に係る金属材料においで、−５ＯＩＨ。

ＰＯ，）（、および−■イｔＮｘ（Ｎは十、Ｘは　）等
の極性基を打−４る被覆は、非常に大きな固定電荷（φ
Ｘ）の値を持つために、広い塩濃度６”）範囲でイオン
の拡散や透過を抑制４−るごとかてき、＊：　７′１、
（φＸ）が充分に太きｌｔ於ば、第１図かられかるよ−
）に、（−４ンの拡散や透過は殆とセ〔７に抑えること
が可能ごあり、従っ〔、防蝕効果は被覆の厚さには依行
、しないことは明らか“ｒある。、この第１図は固定さ
Ｃ５た極性基を打する被覆を介してのイオンの相対的な
拡散（透過）係数を示す図であり、ξは次式て示される
。

ξ−ＫＧ／φＸ φＸ、被覆のａ効固定電荷密度（ｇＩｏｌ／”Ｉ）Ｋ　
・イオンの分配係数 （被覆中のイオン濃度（＋ｎｎｌ、／ｌ）　　）（水溶
液中のイオン濃度（ｍｏｌ、／Ｉ））（ｔＪお１．この
イ１ン分配係数にの値は、架橋材の種類および量を変λ
ることに４−り一定に保つことが可能） Ｃ、イオン鼎度 Ｃ実　施　例゛ 本発明に係る水性樹脂組成物被覆金属材料の実施例を比
較例と共に説明する。

実施例 モ、／マー単位ど（、て、パラ位をスルホン化し、たス
ヂＬ／ン−ＣＨ，−ＣＨ−を所定漿含￥ｊ゛オる水分Ｓ
　Ｏ、）（ 散アクリル・エポキシ樹脂を、溶融Ｚ、ｎめっき鋼板上
にロールフートにより被覆しｆこ後、焼き付は硬化処理
後、エリクセン張り出１．加上（ＪｉＳＺ２２４７、板
厚１ｍｍ、３号試験片）を行ない、塩水噴霧試験（，１
１Ｓ　Ｚ　　２３７１）により加工度（張り出し、高さ
）と白錆発生時間の相関を調査した。

第１表において使用した＋オ料は、溶融Ｚｎめっき鋼板
（目ｆ’ｊ棗　６０ｇ／ｍ’、板厚　１ｍｍ）ｌにクロ
メート処理（ＣｒＭ！　　３０ｍｇ／が）を行なったし
ノで、２００℃の温度において）０分間の焼き付けを行
な−ｂ７’、：。

第１表に記載（、に１例以外の比較例は、ア：“リル・
ふボキノ樹脂（９０ｗｔ％）、硬化剤（１０ψｔ％）に
コロイダルンリプバ固形分３０實ｔ％）を５０＠＠部添
加（、たザンブルに−）いて、上記と同様Ｇ試験を行ム
ー）ノニ、。

第２図に試験結果を示す７、 この第２図から明らかなように、本発明に係る水性樹脂
組成物被覆金属材料は、スルホン基（ＳＱ、）ｌ）をａ
Ａでいるので、この効果は著しく顕著であり、０．５ｗ
ｔ％以上含有されることにより加工後に極めて優れた耐
蝕性を有していることがわかる。

これに対して、Ｎ０１１はスルホン基か少な（、効果は
期待できず、また、比較例はスルホン基がゼ【１である
ので効果は全熱劣−）Ｃいることかわかる。

劉 表 比較例、２３，４　　本発明伊ｊ＋ アクリル＃翫εエボＡ、／樹脂を１ １で含ｔ１゜ 上記実施例においては、スルホン基←ＳＯ，ｉ４）のみ
を使用したか、解離性の大きい極性基であれば同様／、
ｌ：効果か期待できる３、即し、１．記に説明（。

た燐酸蟻、亜燐酸基、ホス：」、）酸杭、曲ホス十ン酸
梧、ボスフィン酸基、亜ホスフイン酸基、第３級ア、ノ
基、第４級アノモ＝つ、？、塩基（、スノト月、／・Ｊ
ｌｌ、と同様・′）防蝕被覆としでの効果をｊ７；　−
４−。

ｉｊコ、こｒら０）＋！ｌＬ性梧：、！、樹脂１１・格
に直接化学結１屓、ごＬ）る、−とか望ましＬ）か、焼
き付１＋後σ）被覆に固定さ杷、かつ、水中ご溶出する
ことかム゛（すれ；ｆ、効果は同様であ０、低分子化合
物と１．て樹脂ｉ（こ含ま千４でもよＬ）、。

［発明の効果； 以上、説明（−ノニように、本発明に係る水性樹脂組成
物被覆金属材料は上記の構成であるから、プレス加−Ｌ
を行なうことがてき、かつ、加工後の耐蝕性にも優れて
いるという効果を有し、てＬ）る３、

【図面の簡単な説明】

第１図は固定された極性基を持つ被覆を介１．てのイオ
ンの相対的ｔ、＝を散（透過）係数を示す図、第２図は
エリクセン張り出し、高さと塩水噴霧試験１、−よる白
錆発生時間との関係を示４゛図である。 −一２乏 図 ２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　水溶性或いは水分散性のエポキシ樹脂、アクリル樹脂
   、ウレタン樹脂に、スルホン基、燐酸基、亜燐酸基、ス
   ルホン酸基、亜スルホン酸基、ホスフィン酸基、亜ホス
   フィン酸基、第３級アミノ基、第４級アンモニウム基の
   中から選んだ１種以上の極性基を必須成分として０．５
   〜３０ｗｔ％樹脂骨格に結合した契約いは低分子化合物
   として含有している水性樹脂組成物を被覆したことを特
   徴とする被覆金属材料。