JPH0941155A - Chromating bath excellent in bath stability and chromated metallic sheet produced thereby - Google Patents

Chromating bath excellent in bath stability and chromated metallic sheet produced thereby

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JPH0941155A
JPH0941155A JP19136495A JP19136495A JPH0941155A JP H0941155 A JPH0941155 A JP H0941155A JP 19136495 A JP19136495 A JP 19136495A JP 19136495 A JP19136495 A JP 19136495A JP H0941155 A JPH0941155 A JP H0941155A
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真 山崎
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幾雄 実原
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健一郎 田所
Yuji Fujioka
裕二 藤岡
Yujiro Miyauchi
優二郎 宮内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve stability of a chromating bath by using specified amounts of a hexavalent chromium reducing substance, Cr and an inorganic acid and also a vinyl based organic copolymer aqueous emulsion as components of the bath and adjusting the pH of the bath to a specified value. SOLUTION: This chromating bath contains a 0.001 to 0.3mol/l hexavalent chromium reducing substance, 0.02 to 0.35mol/l total Cr and a 0.15 to 0.9mol/l inorganic acid wherein the ratio of Cr(III)/Cr(VI) is 25/75 to 75/25, the pH of the bath is <=2 as a whole and the hexavalent chromium reducing substance is at least one substance selected from hydroxyl group-containing vinyl based monomers each of which is copolymerized with another monomer to form a vinyl based organic copolymer aqueous emulsion, hydroxyl group-containing additives and ester based additives each of which is hydrolyzed at a pH of <=2 to form an alcohol. When the pH of the chromating bath is adjusted to <=2, carboxyl groups in the bath are hardly dissociated and, therefore, the bath is not gelatinized. Thus, any gelation or coagulation of the chromating bath is inhibited from occurring over a long period to enable stable production of a surface-chromated metallic sheet.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、処理浴安定性に優
れたクロメート処理浴、およびその浴を使用して製造し
たクロメート処理金属板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chromate treatment bath excellent in treatment bath stability, and a chromate treated metal plate produced by using the bath.

【0002】[0002]

【従来の技術】クロメート処理は、鋼板、亜鉛系めっき
鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、アルミニウム板ある
いはアルミニウム合金板の防錆処理として従来から知ら
れており、現在使用されているものには、大別して3価
クロムを主成分とする電解クロメート処理、反応型クロ
メート処理と6価クロムを含有し、塗布後水洗すること
なく乾燥される塗布型クロメート処理がある。近年、ク
ロメート処理金属板が家電、建材、自動車などの用途に
広く使用されるようになり、需要家から種々の性能を要
求される様になった。例えば外観均一性、耐指紋性、塗
料との密着性、裸使用における平板材の耐蝕性、および
加工部、傷付部での耐蝕性、アルカリ脱脂における耐ク
ロム溶出性などがあげられる。6価クロムを多く含む塗
布型クロメートの耐クロム溶出性に関しては、環境負荷
物低減を目的とした環境保全の見地から、素材供給メー
カーの責任において、一層の向上をめざすべき重要課題
であると考えられる。
2. Description of the Related Art Chromate treatment has hitherto been known as rust-preventing treatment for steel sheets, zinc-based plated steel sheets, aluminum-based plated steel sheets, aluminum sheets or aluminum alloy sheets. There are an electrolytic chromate treatment containing trivalent chromium as a main component, a reactive chromate treatment, and a coating chromate treatment containing hexavalent chromium and dried without washing after coating. In recent years, chromate-treated metal plates have been widely used for home appliances, building materials, automobiles and the like, and various performances have been demanded by consumers. Examples include uniformity of appearance, anti-fingerprint property, adhesion to paint, corrosion resistance of flat plate material when used bare, corrosion resistance at processed part and scratched part, and chromium elution resistance at alkali degreasing. Regarding the chromium elution resistance of coating type chromate containing a large amount of hexavalent chromium, from the standpoint of environmental protection aimed at reducing environmental load, we believe that it is an important issue for the material supplier to further improve. To be

【0003】クロメート皮膜の耐クロム溶出性を向上さ
せる技術としては、例えば特開平3−215683号公
報に見られる様に、クロメート皮膜の加熱を板温300
℃という比較的高温で行う方法が知られている。しかし
ながらこの方法によると、乾燥時に6価クロムが還元さ
れて3価クロムとなり、6価クロムが皮膜中に殆ど残存
しなくなる。そのため加工部および傷付部における耐蝕
性は、可溶性の6価クロムを含むクロメートに比べて大
きく劣る。特開平5−287548号公報および特開平
4−358082号公報では、ポリアクリル酸等の樹脂
やアルコール類等の還元剤を添加することによって6価
のクロムは還元、固定し、3価クロムを樹脂中で架橋さ
せる方法がとられている。この方法は、クロメート皮膜
のバリア効果により耐蝕性は向上する。しかし、加工部
および傷付部などのクロメート皮膜が損傷した部位にお
いては、6価クロムの自己修復作用が殆ど機能しないた
め、加工部および傷付部における耐蝕性の問題が残る。
As a technique for improving the chromium elution resistance of the chromate film, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-215683, heating the chromate film is performed at a plate temperature of 300.
It is known to carry out the method at a relatively high temperature of ℃. However, according to this method, hexavalent chromium is reduced to trivalent chromium during drying, and hexavalent chromium hardly remains in the film. Therefore, the corrosion resistance in the processed portion and the scratched portion is significantly inferior to that of the chromate containing soluble hexavalent chromium. In JP-A-5-287548 and JP-A-4-358082, hexavalent chromium is reduced and fixed by adding a resin such as polyacrylic acid or a reducing agent such as alcohol, and trivalent chromium is added to the resin. The method of cross-linking is adopted. This method improves the corrosion resistance due to the barrier effect of the chromate film. However, since the self-repairing action of hexavalent chromium hardly functions at the damaged portion of the chromate film such as the processed portion and the scratched portion, the corrosion resistance problem remains in the processed portion and the scratched portion.

【0004】特開昭61−23767号公報では、アク
リル酸エステル系モノマーとアクリル酸系モノマーとの
共重合エマルジョン、および6価クロム酸塩との共存皮
膜を達成させている。これによって加工部および傷付部
などクロメート皮膜が損傷した部位において、6価クロ
ムの自己修復作用を機能させ、加工部および傷付部にお
ける耐蝕性の問題を解決している。しかしながら、ポリ
アクリル酸のカルボキシル基は、親水性であるがゆえ、
皮膜の吸水率は高くなるため、塗膜二次密着性およびア
ルカリ脱脂性を考慮すると、添加量の最適化という問題
が残る。
In Japanese Patent Laid-Open No. 61-23767, a copolymer emulsion of an acrylic acid ester-based monomer and an acrylic acid-based monomer and a coexisting film with a hexavalent chromate are achieved. As a result, the hexavalent chromium has a self-repairing function in the damaged portion such as the processed portion and the scratched portion to solve the problem of corrosion resistance in the processed portion and the scratched portion. However, since the carboxyl group of polyacrylic acid is hydrophilic,
Since the water absorption rate of the coating film becomes high, the problem of optimizing the addition amount remains in consideration of the secondary adhesion of the coating film and the alkaline degreasing property.

【0005】これを克服するために、特開平5−230
666号公報では、ビニル系有機共重合水性エマルジョ
ン中に水酸基含有ビニルモノマー、カルボキシル基含有
ビニルモノマーを共重合させて、二次密着性及びアルカ
リ脱脂性能の向上をはかっている。しかし、この方法で
は、エマルジョン中に水酸基が多量に含有しているため
に、エマルジョン中の水酸基が6価クロムの還元剤とな
って最終的にゲル化に至る。
In order to overcome this, Japanese Patent Laid-Open No. 5-230
In Japanese Patent No. 666, a hydroxyl group-containing vinyl monomer and a carboxyl group-containing vinyl monomer are copolymerized in a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion to improve secondary adhesion and alkaline degreasing performance. However, in this method, since the emulsion contains a large amount of hydroxyl groups, the hydroxyl groups in the emulsion serve as reducing agents for hexavalent chromium, and finally gelation occurs.

【0006】又、特開昭61−23767号公報および
特開平5−230666号公報は、ビニル系有機共重合
水性エマルジョンに共重合されているモノマーは、低p
Hにおいて加水分解してアルコールを生成するアクリル
酸メチルの様なモノマーも含まれる。加水分解によって
生成したアルコールは、6価クロムを還元して3価のク
ロムを生成するため、長期的に見ると処理浴はゲル化す
る可能性がある。処理浴の長期安定性を考慮すると、低
pHで加水分解しやすいアクリル酸エステルの適用には
注意が必要である。
Further, in JP-A-61-23767 and JP-A-5-230666, a monomer copolymerized in a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion has a low p-value.
Also included are monomers such as methyl acrylate that hydrolyze in H to form alcohols. The alcohol produced by hydrolysis reduces hexavalent chromium to produce trivalent chromium, and therefore the treatment bath may gel in the long term. Considering the long-term stability of the treatment bath, it is necessary to pay attention to the application of acrylic acid ester which is easily hydrolyzed at low pH.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決して、処理浴安定性に優れたクロメート処理浴
およびそのクロメート処理浴を用いて製造したクロメー
ト金属板を提供することを目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a chromate treatment bath having excellent treatment bath stability and a chromate metal plate produced by using the chromate treatment bath by solving the above problems. Has an aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、二次密着性、
自己修復機能等の機能を有するクロメート処理金属板を
製造するための安定な処理浴を提供するために、さまざ
まなビニル系有機共重合水性エマルジョン樹脂、添加剤
等を添加し、さまざまのpHに調製したクロメート処理
浴の浴安定性を検討した。さらに、浴安定性が劣ってい
たため生成したゲルの組成も、鋭意解析した。その結
果、 クロメート浴中の6価クロムを還元することが出来
る、ビニル系有機共重合水性エマルジョンに共重合され
ている水酸基含有モノマーと、水酸基含有添加剤と、p
H2以下で加水分解してアルコールを生成するエステル
系添加剤のうち、少なくとも1種類以上が含まれている
時の総濃度を制限すること。 6価および3価クロム濃度と、処理浴のpHを調整す
ること。 ビニル系有機共重合水性エマルジョンに共重合されて
いる(メタ)アクリル酸エステルの組成を最適化するこ
と。 によって、目的であるクロメート処理浴安定性の達成
は、可能であることを見いだし、到達したものである。
また、当該処理浴を金属板に塗布して形成した皮膜表面
の水酸基/カルボキシル基の比が、最適範囲に有る場
合、塗膜一次および二次密着性能が優れていることも見
いだした。
The present invention provides a secondary adhesion,
Various vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion resins, additives, etc. are added and adjusted to various pHs in order to provide a stable processing bath for producing chromate-treated metal plates having functions such as self-repairing function. The bath stability of the chromate treatment bath was examined. Furthermore, the composition of the gel produced due to poor bath stability was also analyzed. As a result, a hydroxyl group-containing monomer copolymerized in the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, which can reduce hexavalent chromium in the chromate bath, a hydroxyl group-containing additive, and p
Limit the total concentration when at least one or more of the ester-based additives that hydrolyze to produce alcohol at H2 or less is contained. Adjust the hexavalent and trivalent chromium concentrations and the pH of the treatment bath. Vinyl-based organic copolymerization To optimize the composition of (meth) acrylic acid ester copolymerized in an aqueous emulsion. By the above, it has been found and reached that the objective chromate bath stability can be achieved.
It was also found that when the ratio of hydroxyl groups / carboxyl groups on the surface of the coating film formed by applying the treatment bath to a metal plate is within the optimum range, the coating film primary and secondary adhesion performance is excellent.

【0009】本発明の要旨は、(a)6価クロム還元性
物質が、0.001mol/l以上0.30mol/l
以下、(b)全Cr濃度が0.02mol/l以上0.
35mol/l以下、(c)Cr(III)/Cr(VI)=
25/75以上75/25以下、(d)無機酸濃度が
0.15mol/l以上0.9mol/l未満、(e)
ビニル系有機共重合水性エマルジョンからなる浴組成
で、浴全体のpHが2以下である処理浴安定性に優れた
クロメート処理浴である。そして、当該処理浴を塗布乾
燥させて形成したクロメート皮膜表面の水酸基/カルボ
キシル基の比が2.5以下である塗膜一次および二次密
着性能等に優れたクロメート処理金属板である。
The gist of the present invention is that (a) the hexavalent chromium reducing substance is 0.001 mol / l or more and 0.30 mol / l or more.
Hereafter, (b) the total Cr concentration is 0.02 mol / l or more,
35 mol / l or less, (c) Cr (III) / Cr (VI) =
25/75 or more and 75/25 or less, (d) the inorganic acid concentration is 0.15 mol / l or more and less than 0.9 mol / l, (e)
A chromate treatment bath having a bath composition consisting of a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion and having an overall bath pH of 2 or less and excellent in stability. Then, the chromate-treated metal plate is excellent in coating film primary and secondary adhesion performance in which the ratio of hydroxyl groups / carboxyl groups on the surface of the chromate film formed by coating and drying the treatment bath is 2.5 or less.

【0010】以下本発明を詳細に説明する。6価および
3価クロム混合水溶液に、水酸基含有ビニル系有機共重
合エマルジョン樹脂を添加するとゲル化する。その機構
は以下の様に考えられる。6価クロムによって、樹脂中
の水酸基はアルデヒド基、更にカルボキシル基に酸化さ
れる。この時生成された3価クロムカチオンが、カルボ
キシルアニオンと塩を形成することによって、架橋構造
を形成し、ゲルが生成する。しかしながら6価および3
価クロム混合水溶液にあらかじめ燐酸、硫酸等の無機酸
を添加し、pH2以下に処理浴が調製されていると、水
酸基の酸化速度は増加するにもかかわらず、ゲル化速度
は低下するか又はゲル化しなくなる。それは、この様な
低pHではカルボキシル基は殆ど解離していないためと
考えられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Gelation occurs when the hydroxyl group-containing vinyl organic copolymer emulsion resin is added to the hexavalent and trivalent chromium mixed aqueous solution. The mechanism is considered as follows. The hexavalent chromium oxidizes the hydroxyl group in the resin into an aldehyde group and a carboxyl group. The trivalent chromium cations generated at this time form a salt with the carboxyl anion to form a crosslinked structure, and a gel is generated. However 6 values and 3
If inorganic acid such as phosphoric acid or sulfuric acid is added to the mixed solution of valent chromium in advance and the treatment bath is adjusted to pH 2 or less, the gelation rate decreases or the gelation rate decreases although the oxidation rate of hydroxyl groups increases. It does not change. It is considered that the carboxyl group is hardly dissociated at such a low pH.

【0011】更に、ゲル中の3価クロムの組成をX線光
電子分光法(XPS)によって分析した結果、ゲル化以
前に比べてゲル化後は、浴中にクロム水酸化物が多く生
成していることが分かった。クロメート浴中において3
価クロム、6価クロム、燐酸等は、複核錯体を形成して
いると考えられ、この中にOH- が配位していると考え
られる。従って、ゲルを形成する架橋構造は、樹脂、ク
ロム複核錯体が水素結合等で架橋することによって、形
成していると考察した。つまり、水酸基含有エマルジョ
ン樹脂がゲル化の直接的原因ではなく、6価クロムが3
価クロムに還元されpHが上昇し、クロム水酸化物が増
加したことが直接の原因であると結論付けた。したがっ
て、クロメート処理浴のゲル化を抑制するには、水酸化
クロムが増加しない様にpHを調整し、6価および3価
クロム濃度、6価クロムを還元できるすべての有機物濃
度を、最適範囲に制限する必要がある。
Further, the composition of trivalent chromium in the gel was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As a result, more chromium hydroxide was formed in the bath after gelation than before gelation. I found out that 3 in the chromate bath
It is considered that divalent chromium, hexavalent chromium, phosphoric acid and the like form a dinuclear complex, and OH is coordinated therein. Therefore, it was considered that the crosslinked structure forming the gel was formed by the resin and the chromium binuclear complex being crosslinked by hydrogen bonds or the like. In other words, the hydroxyl group-containing emulsion resin is not the direct cause of gelation, but hexavalent chromium
It was concluded that the direct cause was the reduction to valent chromium, the increase in pH, and the increase in chromium hydroxide. Therefore, in order to suppress gelation of the chromate treatment bath, the pH is adjusted so that chromium hydroxide does not increase, and the concentrations of hexavalent and trivalent chromium and the concentrations of all organic substances capable of reducing hexavalent chromium are set to the optimum ranges. Need to be restricted.

【0012】又、アルコール成分由来のアルキル基がメ
チル基、エチル基、プロピル基であるアクリル酸エステ
ルモノマーがビニル系有機共重合水性エマルジョンに共
重合されていると、クロメート処理浴がpH2以下で
は、これらが多く加水分解して、それぞれ6価クロムを
還元できるメチルアルコール、エチルアルコール、プロ
ピルアルコールを生成しやすくなる。つまり、加水分解
はエステル基のアルコール成分の分子量が小さい程、生
じやすい。従って、これらのアクリル酸エステルモノマ
ーの濃度を制限するか、使用せず他の非加水分解性モノ
マーで代替することが必要である。
Further, when an acrylic acid ester monomer in which an alkyl group derived from an alcohol component is a methyl group, an ethyl group, or a propyl group is copolymerized with a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, when the pH of the chromate treatment bath is 2 or less, Much of these are hydrolyzed, and methyl alcohol, ethyl alcohol, and propyl alcohol, which can reduce hexavalent chromium, are easily produced. That is, hydrolysis is more likely to occur as the molecular weight of the alcohol component of the ester group is smaller. Therefore, it is necessary to limit the concentration of these acrylic acid ester monomers or to replace them with other non-hydrolyzable monomers without use.

【0013】6価クロム還元性有機物濃度は、0.00
1mol/l以上、0.30mol/l以下であること
が必須条件である。この濃度が0.30mol/lを超
えると、6価クロム還元物質が多すぎるため、多くの3
価クロムが生成して処理浴安定性は著しく低下し、ゲル
化に至る。また、0.001mol/l未満の低い濃度
では、ビニル系有機共重合水性エマルジョンに共重合さ
れる水酸基含有ビニル系モノマーにおいては密着性能、
水酸基含有添加剤および、pH2以下で加水分解してア
ルコールを生成するエステル系添加剤においては酸化防
止、靱性向上等の皮膜形成後に期待される本来の機能が
十分発揮出来ない。
The concentration of hexavalent chromium reducing organic matter is 0.00
It is an essential condition that it is 1 mol / l or more and 0.30 mol / l or less. If this concentration exceeds 0.30 mol / l, the amount of hexavalent chromium reducing substance is too much, and therefore a large amount of 3
Valence chromium is generated, the stability of the treatment bath is significantly lowered, and gelation occurs. Further, at a low concentration of less than 0.001 mol / l, the adhesion performance in the hydroxyl group-containing vinyl-based monomer copolymerized with the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion,
The hydroxyl group-containing additive and the ester-based additive that hydrolyzes to produce alcohol at pH 2 or less cannot sufficiently exhibit the original functions expected after the film formation such as anti-oxidation and toughness improvement.

【0014】総クロム濃度として0.02mol/l以
上、0.35mol/l以下が好ましい。より好ましく
は、0.03mol/l以上、0.30mol/l以下
である。総クロム濃度が0.02mol/l未満では、
6価クロムが少ないため、自己修復機能による傷付部の
耐蝕性が期待出来なくなる。他方、0.35mol/l
を超えると、樹脂によってクロムを捕捉しきれなくな
り、耐クロム溶出性が低下する。
The total chromium concentration is preferably 0.02 mol / l or more and 0.35 mol / l or less. More preferably, it is 0.03 mol / l or more and 0.30 mol / l or less. When the total chromium concentration is less than 0.02 mol / l,
Since there is little hexavalent chromium, the corrosion resistance of the scratched part due to the self-repairing function cannot be expected. On the other hand, 0.35 mol / l
If it exceeds, chromium cannot be completely captured by the resin, and the chromium elution resistance deteriorates.

【0015】6価/3価クロムの比は25/75以上7
5/25以下が好ましい。より好ましくは30/70以
上70/30以下である。6価/3価クロムの比が、2
5/75未満であると僅かのpH上昇により、クロム水
酸化物の量が増加して、処理浴は不安定になりゲル化す
る。他方75/25を超えると、添加した殆どのビニル
系有機共重合エマルジョンの水酸基をカルボキシル基ま
で酸化してしまい、塗布後、二次密着性が確保出来なく
なる。6価および3価クロムは、無水クロム酸をでんぷ
ん、アルコール等で予め部分還元することによって調製
することが出来る。
The ratio of hexavalent / trivalent chromium is 25/75 or more 7
It is preferably 5/25 or less. It is more preferably 30/70 or more and 70/30 or less. Hexavalent / trivalent chromium ratio is 2
If it is less than 5/75, the amount of chromium hydroxide increases due to a slight increase in pH, and the treatment bath becomes unstable and gels. On the other hand, if it exceeds 75/25, most of the added vinyl organic copolymer emulsions will oxidize the hydroxyl groups to the carboxyl groups, making it impossible to secure the secondary adhesion after coating. Hexavalent and trivalent chromium can be prepared by previously partially reducing chromic anhydride with starch, alcohol or the like.

【0016】無機酸の濃度は0.15mol/l以上
0.9mol/l未満が好ましい。0.15mol/l
未満であると、pHが高くなり、クロム水酸化物が生成
して処理浴はゲル化する。0.9mol/l以上である
と、クロム化合物が潮解するため、乾燥皮膜を形成する
ことが出来ない。無機酸には硫酸、ポリ燐酸、硝酸、燐
酸等がある。処理浴全体のpHは2以下が好ましい。よ
り好ましくはpH1.5以下である。pH2を超える
と、クロム水酸化物が増加して処理浴は不安定となり、
ゲル化する。
The concentration of the inorganic acid is preferably 0.15 mol / l or more and less than 0.9 mol / l. 0.15 mol / l
If it is less than this, the pH becomes high, chromium hydroxide is generated, and the treatment bath gels. If it is 0.9 mol / l or more, the chromium compound will deliquesce, and a dry film cannot be formed. Inorganic acids include sulfuric acid, polyphosphoric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like. The pH of the entire treatment bath is preferably 2 or less. The pH is more preferably 1.5 or less. Above pH 2, chromium hydroxide increases and the treatment bath becomes unstable,
Gel.

【0017】6価クロムは、水酸基含有有機物が酸化さ
れることによって、3価クロムに還元される。従って、
添加量を制限する6価クロム還元性物質は、水酸基含有
ビニル系モノマーが共重合されたビニル系有機共重合エ
マルジョンおよびオリゴマー、未反応残留モノマーや水
酸基含有又はpH2以下で加水分解するエステル系の界
面活性剤、酸化防止剤、可塑剤等の添加剤に分類され
る。水酸基含有ビニル系モノマーには、(メタ)アクリ
ル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシルプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブ
チル、アクリル酸2,2−ビス(ヒドロキシメチル)エ
チル、(メタ)アクリル酸2,3−ヒドロキシプロピ
ル、(メタ)アクリル酸−3−クロル−2−ヒドロキシ
プロピル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシエステル、
アリルアルコール、N−メチロールアクリルアミド類の
水酸基を含有するモノマーがある。
Hexavalent chromium is reduced to trivalent chromium by oxidizing a hydroxyl group-containing organic substance. Therefore,
The hexavalent chromium reducing substance that limits the addition amount is a vinyl organic copolymer emulsion or oligomer in which a hydroxyl group-containing vinyl monomer is copolymerized, an unreacted residual monomer, or an ester type interface containing a hydroxyl group or hydrolyzing at a pH of 2 or less. It is classified into additives such as activators, antioxidants and plasticizers. The hydroxyl group-containing vinyl monomer includes 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxylpropyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2,2-bis (hydroxymethyl) ethyl acrylate, ( (Meth) acrylic acid hydroxyesters such as 2,3-hydroxypropyl (meth) acrylic acid and 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylic acid,
There are monomers containing a hydroxyl group such as allyl alcohol and N-methylol acrylamides.

【0018】可塑剤としては、フタル酸ジメチル、フタ
ル酸ジエチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、ア
セチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチ
ル、ジエチレンフタレート等がある。これらは、クロメ
ート皮膜の塗膜二次密着性向上等を目的として共重合す
る。酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−p
−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6
−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、アクリル−
β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート、2,2−メチレンビス(4−メチ
ル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレンビ
ス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)等があ
る。
Examples of the plasticizer include dimethyl phthalate, diethyl phthalate, glycerin monooleate, methyl acetylricinoleate, butyl acetylricinoleate, and diethylenephthalate. These are copolymerized for the purpose of improving the secondary adhesion of the chromate film. As the antioxidant, 2,6-di-t-butyl-p
-Cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6
-Di-t-butyl-4-ethylphenol, acrylic-
β- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2-methylenebis (4-ethyl-6-t) -Butylphenol) and the like.

【0019】界面活性剤としてはノニオン系界面活性が
対象である。例えば、ポリオキシエチレン2級アルコー
ルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、
プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリビニルアル
コール等がある。ビニル系有機共重合水性エマルジョン
に共重合されるCH2=C(R1 )COOR2 (R1
水素またはメチル基、R2 はアルキル基)で示される
(メタ)アクリル酸エステルモノマーにおいて、アルキ
ル基の炭素数が3以下は、(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピ
ルがある。アルキル基の炭素数が4以上は、(メタ)ア
クリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メ
タ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル
酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)ア
クリル酸ステアリル等がある。これらのアクリル酸エス
テルは皮膜の伸び、固さ等の機械特性等をバランスさせ
るために、共重合する。
Nonionic surfactants are targeted as the surfactant. For example, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer,
Examples include propylene glycol fatty acid ester and polyvinyl alcohol. In the (meth) acrylic acid ester monomer represented by CH 2 ═C (R 1 ) COOR 2 (R 1 is hydrogen or methyl group, R 2 is alkyl group) copolymerized with the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, alkyl When the number of carbon atoms in the group is 3 or less, methyl (meth) acrylate,
There are ethyl (meth) acrylate and propyl (meth) acrylate. If the alkyl group has 4 or more carbon atoms, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth) Stearyl acrylate and the like. These acrylic acid esters are copolymerized in order to balance mechanical properties such as elongation and hardness of the film.

【0020】ビニル系有機共重合水性エマルジョンに共
重合される、アルキル基の炭素数4以上の(メタ)アク
リル酸エステルモノマー総濃度に対するアルキル基の炭
素数3以下の(メタ)アクリル酸エステル総濃度の比率
は、1以下が好ましい。またアルキル基の炭素数3以下
のアクリル酸エステルが共重合されてなくても良い。こ
の比率が1を超えると、多くのアルキル基の炭素数3以
下のアクリル酸エステルが加水分解してアルコールを発
生することになり、6価クロムが3価クロムに還元され
て、処理浴は不安定になる。
Vinyl-based organic copolymerization Total concentration of (meth) acrylic acid ester having 3 or less carbon atoms of alkyl group with respect to total concentration of (meth) acrylic acid ester monomer having 4 or more carbon atoms of alkyl group, which is copolymerized with the aqueous emulsion. The ratio is preferably 1 or less. Further, the acrylic acid ester having an alkyl group having 3 or less carbon atoms may not be copolymerized. If this ratio exceeds 1, many acrylates having 3 or less carbon atoms in the alkyl group will be hydrolyzed to generate alcohol, hexavalent chromium will be reduced to trivalent chromium, and the treatment bath will become unusable. Be stable.

【0021】エステル基を含有しない非加水分解性ビニ
ル系モノマーは、スチレン、αメチルスチレン、ビニル
トルエン、アクリロニトリル等がある。これらのモノマ
ーは皮膜の固さ増加、耐熱性向上を目的に共重合する。
ビニル系有機共重合エマルジョンに共重合される非加水
分解性ビニル系モノマー濃度は、0.5mol/l以下
が好ましい。0.5mol/lを超えると、この種のモ
ノマーは、ガラス転移温度が常温より高いため、皮膜に
した時の靱性が低く、加工部の耐蝕性が低下する。
Examples of the non-hydrolyzable vinyl-based monomer containing no ester group include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and acrylonitrile. These monomers are copolymerized for the purpose of increasing the hardness of the film and improving the heat resistance.
The concentration of the non-hydrolyzable vinyl-based monomer copolymerized with the vinyl-based organic copolymer emulsion is preferably 0.5 mol / l or less. When it exceeds 0.5 mol / l, this type of monomer has a glass transition temperature higher than room temperature, so that the toughness when formed into a film is low and the corrosion resistance of the processed part is lowered.

【0022】ビニル系有機共重合エマルジョンに共重合
されるカルボキシル基含有ビニルモノマーは、0.01
mol/l以上、1.0mol/l以下が好ましい。
0.01mol/l未満であると分散安定性が低下し
て、エマルジョンは凝集する。又1.0mol/lを超
えると、分散安定性は向上するが、塗膜二次密着性が低
下し、アルカリ脱脂を行うと、皮膜が溶解する。カルボ
キシル基含有ビニルモノマーにはアクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール
酸等がある。これらのモノマーは、ビニル系有機共重合
水性エマルジョンの分散安定性の向上、皮膜形成時の密
着性向上を目的に共重合する。
The carboxyl group-containing vinyl monomer copolymerized with the vinyl organic copolymer emulsion is 0.01
It is preferably not less than mol / l and not more than 1.0 mol / l.
If it is less than 0.01 mol / l, the dispersion stability is lowered and the emulsion aggregates. When it exceeds 1.0 mol / l, the dispersion stability is improved, but the secondary adhesion of the coating film is deteriorated, and when alkali degreasing is performed, the film is dissolved. The carboxyl group-containing vinyl monomer includes acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid and the like. These monomers are copolymerized for the purpose of improving dispersion stability of the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion and improving adhesiveness during film formation.

【0023】耐蝕性、皮膜固さを向上させるために処理
浴に、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア等の無
機酸化物ゾルを添加しても良い。耐蝕性に優れた親水性
コロイダルシリカが好ましい。又、親水性コロイダルシ
リカ中に、疎水性シリカが添加されていてもかまわな
い。添加量は30g/l以下が好ましい。30gを超え
ると、樹脂とコロイダルシリカとの相溶性が低下して、
皮膜が脆くなる。
Inorganic oxide sols such as alumina, zirconia, silica and titania may be added to the treatment bath in order to improve corrosion resistance and film hardness. Hydrophilic colloidal silica having excellent corrosion resistance is preferable. Further, hydrophobic silica may be added to the hydrophilic colloidal silica. The addition amount is preferably 30 g / l or less. If it exceeds 30 g, the compatibility between the resin and colloidal silica decreases,
The film becomes brittle.

【0024】さらに本発明者らは、上記処理液を塗布乾
燥させた皮膜表面において、水酸基はカルボキシル基よ
りも濃化していることも見いだした。この水酸基、カル
ボキシル基は、それぞれビニル系有機共重合性エマルジ
ョンに共重合された水酸基含有ビニル系モノマー、カル
ボキシル基含有ビニル系モノマーに対応している。水酸
基はカルボキシル基に対して親水性が低いため、表面に
水酸基含有成分が相分離するものと考えられる。本発明
における処理浴から形成されたクロメート皮膜表面上の
水酸基/カルボキシル基比は2.5以下が好ましい。
2.5を超えると一次密着性は向上するが、二次密着性
は低下する。クロメート皮膜の厚さは3μm以下が好ま
しい。3μmを超えると、皮膜間の電気抵抗が増加する
ため、このクロメート処理金属板をスポット溶接する
と、当該溶接機の電極が消耗しやすくなり経済的でな
い。また、溶接面の仕上がり等も低下する。
Further, the present inventors have also found that the hydroxyl groups are more concentrated than the carboxyl groups on the surface of the coating film obtained by applying and drying the above treatment liquid. The hydroxyl group and the carboxyl group correspond to the hydroxyl group-containing vinyl monomer and the carboxyl group-containing vinyl monomer which are copolymerized with the vinyl organic copolymerizable emulsion, respectively. Since the hydroxyl group has low hydrophilicity to the carboxyl group, it is considered that the hydroxyl group-containing component is phase-separated on the surface. The hydroxyl group / carboxyl group ratio on the surface of the chromate film formed from the treatment bath in the present invention is preferably 2.5 or less.
When it exceeds 2.5, the primary adhesion is improved, but the secondary adhesion is decreased. The thickness of the chromate film is preferably 3 μm or less. If it exceeds 3 μm, the electric resistance between the films increases, so that spot welding of this chromate-treated metal plate is uneconomical because the electrodes of the welding machine are likely to wear. In addition, the finish of the welded surface also deteriorates.

【0025】金属板へのクロメート処理法としては、ロ
ールコーターによる塗布、リンガーロールによる塗布、
浸漬およびエアナイフ絞りによる塗布等が使用可能であ
る。なお、本発明が適用可能な金属板としては、亜鉛め
っき鋼板、亜鉛・ニッケルめっき鋼板、亜鉛・鉄めっき
鋼板、亜鉛・クロムめっき鋼板、亜鉛・チタンめっき鋼
板、亜鉛・マグネシウム鋼板、亜鉛・マンガンめっき鋼
板、亜鉛・アルミニウムめっき鋼板などの亜鉛系の電気
めっきおよび溶融めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼
板、さらにこれらのめっき層に少量の異種金属元素ある
いは不純物として、例えばコバルト、モリブデン、タン
グステン、ニッケル、チタン、クロム、アルミニウム、
マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、アンチモン、すず、
銅、カドミウム、砒素等を含有しためっき鋼板、さらに
これらのめっき層にシリカ、アルミナ等の無機物を分散
させためっき鋼板、あるいはアルミニウム板およびこれ
に合金元素あるいは不純物としてシリコン、銅、マグネ
シウム、鉄、マンガン、クロム、チタン、亜鉛などを添
加したアルミニウム合金板、あるいは冷延鋼板等であ
る。
As a chromate treatment method for a metal plate, coating with a roll coater, coating with a ringer roll,
Immersion and coating with an air knife squeeze can be used. In addition, as a metal plate to which the present invention is applicable, a galvanized steel plate, a zinc / nickel plated steel plate, a zinc / iron plated steel plate, a zinc / chromium plated steel plate, a zinc / titanium plated steel plate, a zinc / magnesium steel plate, a zinc / manganese plated plate Steel sheets, zinc-based electroplated and hot-dip galvanized steel sheets such as zinc-aluminum-plated steel sheets, aluminum-plated steel sheets, and a small amount of dissimilar metal elements or impurities in these plated layers, for example, cobalt, molybdenum, tungsten, nickel, titanium, chromium. ,aluminum,
Manganese, iron, magnesium, lead, antimony, tin,
Copper, cadmium, plated steel sheet containing arsenic, etc., further plated steel sheet in which inorganic substances such as silica and alumina are dispersed in these plated layers, or aluminum sheet and silicon, copper, magnesium, iron as alloying elements or impurities therein It is an aluminum alloy plate added with manganese, chromium, titanium, zinc or the like, or a cold rolled steel plate.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

実施例1 各種クロメート浴について以下のような浴安定性評価を
行った。 処理浴安定性 (1)ビニル系有機共重合水性エマルジョン樹脂:アク
リル系ソープフリーエマルジョン樹脂を用いた。添加量
は有機共重合水性エマルジョン合成時に仕込んだモノマ
ー量を、処理浴中における濃度に換算した。共重合させ
たモノマーは下記の通り。 A;水酸基含有ビニル系モノマーとして、OH含有アク
リル酸系モノマー B;カルボキシル基含有ビニル系モノマーとしてアクリ
ル酸系モノマー C;加水分解性アクリル酸エステルモノマーとしてアル
キル基の炭素数3以下のアクリル酸エステル D;難加水分解性アクリル酸エステルモノマーとしてア
ルキル基の炭素数4以上のアクリル酸エステル E:非加水分解性ビニル系モノマーとして芳香族系ビニ
ルモノマーを用いた。
Example 1 Various chromate baths were evaluated for bath stability as follows. Stability of treatment bath (1) Vinyl organic copolymer aqueous emulsion resin: An acrylic soap-free emulsion resin was used. The amount added was calculated by converting the amount of the monomer charged during the synthesis of the organic copolymer aqueous emulsion into the concentration in the treatment bath. The copolymerized monomers are as follows. A: OH-containing acrylic acid-based monomer as hydroxyl group-containing vinyl monomer B; Acrylic acid-based monomer as carboxyl group-containing vinyl-based monomer C; Acrylic ester having an alkyl group having 3 or less carbon atoms as hydrolyzable acrylic acid ester monomer An acrylic acid ester having an alkyl group with 4 or more carbon atoms as the hardly hydrolyzable acrylic acid ester monomer E: an aromatic vinyl monomer was used as the non-hydrolyzable vinyl monomer.

【0027】また、合成したエマルジョン中の残留モノ
マー量を、ガスクロマトグラフ装置によって測定した。 (2)クロム酸の種類:無水クロム酸をでんぷんにより
部分還元したものを用いた。 (3)添加物: F;6価クロムアルコール系還元性添加剤として、ブタ
ノール(BuOH)を用いた。 (4)無機酸:燐酸を用いた (5)無機ゾル:親水性コロイダルシリカを用いた
The amount of residual monomer in the synthesized emulsion was measured by a gas chromatograph. (2) Kind of chromic acid: Chromic anhydride partially reduced with starch was used. (3) Additive: F; Butanol (BuOH) was used as a hexavalent chromium alcohol-based reducing additive. (4) Inorganic acid: using phosphoric acid (5) Inorganic sol: using hydrophilic colloidal silica

【0028】(6)浴安定性評価法:調製したクロメー
ト処理液をガラスびんに入れ、50℃に調温した恒温槽
に静置し、1日おきに目視により、沈殿またはゲル状態
に到達するまでの日数を確認した。 ◎:30日以上安定 〇:20日以上30日未満でゲル化または凝集 △:10日以上20日未満でゲル化、または凝集 ×:10日以下でゲル化または凝集
(6) Bath stability evaluation method: The prepared chromate-treated solution was placed in a glass bottle and allowed to stand in a constant temperature bath whose temperature was adjusted to 50 ° C., and visually observed every other day to reach a precipitate or gel state. Confirmed the number of days until. ◎: Stable for 30 days or more ◯: Gelation or aggregation for 20 days or more and less than 30 days Δ: Gelation or aggregation for 10 days or more and less than 20 days ×: Gelation or aggregation for 10 days or less

【0029】その結果を表1に示す。本発明の実施例に
おいて、6価クロム還元物質濃度、全Cr濃度、Cr
(III)/Cr(VI)比、無機酸濃度および、pHが適正
範囲に入っているものは、処理浴が20日以上経過して
も、ゲル化または凝集せず安定性が高い。大量にクロメ
ート処理金属を製造するためには、少なくとも、処理浴
は20日以上安定であることが必要である。
The results are shown in Table 1. In the examples of the present invention, hexavalent chromium reducing substance concentration, total Cr concentration, Cr
When the (III) / Cr (VI) ratio, the inorganic acid concentration, and the pH are within the appropriate ranges, the stability is high without gelation or aggregation even after 20 days of treatment. In order to produce a chromate-treated metal in a large amount, it is necessary that the treatment bath is stable for at least 20 days.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】実施例2 実施例1で評価した処理浴の内、10日以上安定であっ
た処理浴を用いて各種めっき金属板にクロメート処理を
施し、その特性評価を行った。 (1)金属板の種類:クロメート処理を行う金属板とし
て以下を用いた。 GI;溶融亜鉛めっき鋼板(めっき付着量90g/m
2 ) EG;電気亜鉛めっき鋼板(めっき付着量20g/m
2 ) Zn−Al;溶融亜鉛−アルミニウムめっき鋼板(めっ
き付着量90g/m2 Al/Zn=55/45 (2)処理浴:実施例1にて建浴した、処理浴のうち、
10日以上安定であった処理浴を選定し、建浴10日後
に塗布した。 (3)塗布方法:ロールコーターを使用して塗布処理し
た。乾燥後のクロメート皮膜の厚みは0.5μmとし
た。
Example 2 Among the processing baths evaluated in Example 1, various plating metal plates were subjected to chromate treatment using a processing bath which was stable for 10 days or more, and the characteristics thereof were evaluated. (1) Kind of metal plate: The following metal plates were used for the chromate treatment. GI; hot-dip galvanized steel sheet (coating weight 90 g / m
2 ) EG; electrogalvanized steel sheet (coating weight: 20 g / m
2 ) Zn-Al; hot dip zinc-aluminum plated steel sheet (coating adhesion amount 90 g / m 2 Al / Zn = 55/45 (2) Treatment bath: Of the treatment baths constructed in Example 1,
A treatment bath that was stable for 10 days or more was selected and applied 10 days after the construction bath. (3) Coating method: A roll coater was used for coating. The thickness of the chromate film after drying was 0.5 μm.

【0032】(4)性能評価方法 クロム溶出量:沸騰水に処理金属板を30分間浸漬
し、浸漬前の全Cr量から、浸漬後の全Cr量を測定
し、下記式により溶出量の程度を確認した。なお、Cr
量は蛍光X線による金属Cr換算値である。 溶出率=(浸漬前Cr量−浸漬後Cr量)/(浸漬前C
r量)×100〔%〕 ◎:5%未満 〇:5%以上15%未満 △:15%以上30%未満 ×:30%以上
(4) Performance evaluation method Chromium elution amount: The treated metal plate was immersed in boiling water for 30 minutes, and the total Cr amount after immersion was measured from the total Cr amount before immersion. It was confirmed. In addition, Cr
The amount is a value converted to metallic Cr by fluorescent X-ray. Dissolution rate = (Cr amount before immersion−Cr amount after immersion) / (C before immersion)
r amount) × 100 [%] ◎: less than 5% ◯: 5% or more and less than 15% △: 15% or more and less than 30% x: 30% or more

【0033】加工部耐蝕性:供試材を高さ7mmまで
エリクセン加工した後、JISZ2371に準拠した塩
水噴霧試験を72時間行い、加工部における錆発生の程
度を評価した。 ◎:錆発生なし 〇:白錆5%以下 △:白錆5%以上15%未満 ×:白錆15%超
Corrosion resistance of processed part: After the sample material was Erichsen processed to a height of 7 mm, a salt spray test according to JIS Z2371 was carried out for 72 hours to evaluate the degree of rust generation in the processed part. ⊚: No rust occurred ◯: White rust 5% or less △: White rust 5% or more and less than 15% ×: White rust 15% or more

【0034】一次密着性:供試材にメラミンアルキッ
ド系塗料を20ミクロン塗装し、所定条件で乾燥した
後、JISK5400に準拠してカッターナイフで1m
mの碁盤目を塗装面に入れ、セロハンテープで剥離し
て、塗膜の剥離面積を調べた。 ◎:剥離なし 〇:剥離率3%未満 △:剥離率3%以上10%未満 ×:剥離率10%超
Primary adhesion: A melamine alkyd paint is applied to the test material in a thickness of 20 μm, dried under predetermined conditions, and then 1 m with a cutter knife according to JIS K5400.
The cross section of m was put on the painted surface, peeled off with a cellophane tape, and the peeled area of the coating film was examined. ◎: No peeling ○: Peeling rate less than 3% △: Peeling rate 3% or more and less than 10% ×: Peeling rate over 10%

【0035】二次密着性:供試材にメラミンアルキッ
ド系塗料を20ミクロン塗装し、所定条件で乾燥した
後、50℃の温水に3時間浸漬してからJISK540
0に準拠してカッターナイフで1mmの碁盤目を塗装面
に入れ、セロハンテープで剥離して、塗膜の剥離面積を
調べた。 ◎:剥離なし 〇:剥離率10%未満 △:剥離率10%以上30%未満 ×:剥離率30%超
Secondary adhesion: A melamine alkyd-based paint of 20 μm is applied to the test material, dried under predetermined conditions, and immersed in warm water at 50 ° C. for 3 hours, and then JISK540.
According to 0, a 1 mm grid was put on the painted surface with a cutter knife, peeled off with a cellophane tape, and the peeled area of the coating film was examined. ◎: No peeling ○: Peeling rate less than 10% △: Peeling rate 10% or more and less than 30% ×: Peeling rate over 30%

【0036】(5)皮膜表面組成解析(水酸基/カルボ
キシル基比) XPSによる炭素由来のナロースキャンをクロメート皮
膜に適用し、得られたスペクトルのCOO- 、≡CO−
について波形分離し、対応スペクトルの積分強度を濃度
に換算して、その濃度比を水酸基/カルボキシル基比と
した。その結果を表2に示す。
(5) Analysis of film surface composition (hydroxyl group / carboxyl group ratio) A narrow scan derived from carbon by XPS was applied to the chromate film, and COO and ≡CO− of the spectrum obtained were applied.
Waveform separation, the integrated intensity of the corresponding spectrum was converted to concentration, and the concentration ratio was defined as the hydroxyl group / carboxyl group ratio. The results are shown in Table 2.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】実施例3 下記の金属板を用いて、実施例2と同様に処理、評価を
行った。なお、加工部耐蝕性評価において、塩水噴霧試
験は144時間行った。 (1)金属板の種類:クロメート処理を行う金属板とし
てJIS8642H−HDAlに規定されているアルミ
ニウムめっき板を用いた。その結果を表3に示す。本発
明の実施例において、6価クロム還元物質濃度、全Cr
濃度、Cr(III )/Cr(VI)比、無機酸濃度およ
び、pHが適正範囲に入っているものは、処理浴の安定
性が高いとともに、クロメート処理金属板とした時の特
性も優れている。また、浴寿命が、10日以上20日未
満の処理浴で製造したクロメート金属板の、加工部耐蝕
性は低い。これは処理浴が不安定であったことから、エ
マルジョン粒子が均一分散されておらず、緻密な皮膜が
形成出来ていなかったと類推され、これが原因となっ
て、加工に対して皮膜が追随できず、大きく損傷したた
めと考えられる。また、この不十分な皮膜形成は、クロ
ム溶出性、塗膜密着性にも影響を与えていると考えられ
る。さらに、残留モノマーが100ppm以下になる
と、残存モノマー由来のピンホール等の欠陥が少なくな
るためか、加工部耐蝕性も向上した。クロメート皮膜表
面の水酸基/カルボキシル基比が適正範囲に入っている
ものは、一次および二次密着性も良好である。さらに、
その他性能においても良好であり、比較例と比べて、ど
の項目においても優れていることが分かる。
Example 3 The following metal plate was used and treated and evaluated in the same manner as in Example 2. In the corrosion resistance evaluation of the processed part, the salt spray test was conducted for 144 hours. (1) Kind of metal plate: An aluminum plated plate specified in JIS 8642H-HDAl was used as a metal plate for chromate treatment. Table 3 shows the results. In the examples of the present invention, hexavalent chromium reducing substance concentration, total Cr
Concentration, Cr (III) / Cr (VI) ratio, inorganic acid concentration, and pH within the appropriate range have high stability of the treatment bath and excellent properties when used as a chromate-treated metal plate. There is. Further, the chromate metal plate produced in the treatment bath having a bath life of 10 days or more and less than 20 days has low corrosion resistance in the processed part. It was assumed that this was because the treatment bath was unstable, so the emulsion particles were not uniformly dispersed and a dense film could not be formed, which caused the film to be unable to follow the processing. It is thought that the damage was severe. It is considered that this insufficient film formation also affects the chromium elution property and the coating film adhesion. Furthermore, when the residual monomer content is 100 ppm or less, the defects such as pinholes derived from the residual monomer are reduced, and the corrosion resistance of the processed portion is also improved. When the ratio of hydroxyl group / carboxyl group on the surface of the chromate film is within the proper range, the primary and secondary adhesiveness is also good. further,
It is also understood that the other performances are good, and that all items are superior to the comparative example.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明により、長期間ゲル化、凝集する
ことなく、クロメート処理の本来の機能である加工部等
での耐蝕性を保持し、アルカリ脱脂時のクロム溶出量を
低減できる表面処理金属板を安定して製造出来る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a surface treatment capable of reducing the amount of chromium eluted during alkaline degreasing while maintaining the corrosion resistance in the processed portion, which is the original function of chromate treatment, without gelling or aggregating for a long period of time. A metal plate can be manufactured stably.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年8月18日[Submission date] August 18, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0002[Name of item to be corrected] 0002

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0002】[0002]

【従来の技術】クロメート処理は、鋼板、亜鉛系めっき
鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、アルミニウム板ある
いはアルミニウム合金板の防錆処理として従来から知ら
れており、現在使用されているものには、大別して3価
クロムを主成分とする電解クロメート処理、反応型クロ
メート処理と6価クロムを含有し、塗布後水洗すること
なく乾燥される塗布型クロメート処理がある。近年、ク
ロメート処理金属板が家電、建材、自動車などの用途に
広く使用されるようになり、需要家から種々の性能を要
求される様になった。例えば外観均一性、耐指紋性、塗
料との密着性、裸使用における平板材の耐蝕性、および
加工部、傷付部での耐蝕性、アルカリ脱脂における耐ク
ロム溶出性などがあげられる。6価クロムを多く含む塗
布型クロメートの耐クロム溶出性に関しては、環境負荷
物低減を目的とした環境保全の見地から、一層の向上を
めざすべき重要課題であると考えられる。
2. Description of the Related Art Chromate treatment has hitherto been known as rust-preventing treatment for steel sheets, zinc-based plated steel sheets, aluminum-based plated steel sheets, aluminum sheets or aluminum alloy sheets. There are an electrolytic chromate treatment containing trivalent chromium as a main component, a reactive chromate treatment, and a coating chromate treatment containing hexavalent chromium and dried without washing after coating. In recent years, chromate-treated metal plates have been widely used for home appliances, building materials, automobiles and the like, and various performances have been demanded by consumers. Examples include uniformity of appearance, anti-fingerprint property, adhesion to paint, corrosion resistance of flat plate material when used bare, corrosion resistance at processed part and scratched part, and chromium elution resistance at alkali degreasing. With respect to resistance to chromium dissolution of the coating type chromate containing much hexavalent chromium, from the viewpoint of environmental protection for the purpose of environmental abatement believed to be important to aim the improvement of one layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 22/30 C23C 22/30 (72)発明者 藤岡 裕二 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式会社先端技術研究所内 (72)発明者 宮内 優二郎 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C23C 22/30 C23C 22/30 (72) Inventor Yuji Fujioka 1618 Ida, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Shin Nippon Steel Co., Ltd. Advanced Technology Research Laboratories (72) Inventor Yujiro Miyauchi 1 Kimitsu, Kimitsu City, Chiba Shin Nippon Steel Co., Ltd. Kimitsu Steel Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 必須成分として、6価クロム還元性物質
が0.001mol/l以上0.30mol/l以下、
全Cr濃度が0.02mol/l以上0.35mol/
l以下、Cr(III)/Cr(VI)=25/75以上75
/25以下、無機酸濃度が0.15mol/l以上0.
9mol/l未満、およびビニル系有機共重合水性エマ
ルジョンを含有し、それによって得られる浴全体のpH
が2以下であることを特徴とする処理浴安定性に優れた
クロメート処理浴。
1. A hexavalent chromium reducing substance as an essential component is 0.001 mol / l or more and 0.30 mol / l or less,
Total Cr concentration is 0.02 mol / l or more 0.35 mol /
l or less, Cr (III) / Cr (VI) = 25/75 or more 75
/ 25 or less, and the inorganic acid concentration is 0.15 mol / l or more and 0.
Less than 9 mol / l, and the pH of the entire bath containing the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, thereby obtained
Is a chromate treatment bath having excellent stability.
【請求項2】 6価クロム還元性物質が、(a)ビニル
系有機共重合水性エマルジョンに共重合されている水酸
基含有ビニル系モノマー、(b)水酸基含有添加剤、
(c)pH2以下で加水分解してアルコールを生成する
エステル系添加剤、の少なくとも1種類以上であること
を特徴とする請求項1記載のクロメート処理浴。
2. A hexavalent chromium-reducing substance is copolymerized with (a) a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion to form a hydroxyl group-containing vinyl monomer, (b) a hydroxyl group-containing additive,
The chromate treatment bath according to claim 1, which is at least one kind of (c) an ester-based additive which is hydrolyzed at a pH of 2 or less to produce alcohol.
【請求項3】 CH2 =C(R1 )COOR2 (R1
水素またはメチル基、R2 はアルキル基)で示される
(メタ)アクリル酸エステルモノマーが少なくとも1種
類以上共重合されているビニル系有機共重合水性エマル
ジョンであり、かつ、アルキル基の炭素数が4以上の
(メタ)アクリル酸エステルモノマー濃度合計に対す
る、アルキル基の炭素数が3以下の(メタ)アクリル酸
エステルモノマー濃度合計の比率が1以下であることを
特徴とする請求項1記載のクロメート処理浴。
3. At least one kind of (meth) acrylic acid ester monomer represented by CH 2 ═C (R 1 ) COOR 2 (R 1 is hydrogen or methyl group, R 2 is alkyl group) is copolymerized. It is a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, and the total concentration of (meth) acrylic acid ester monomers having 3 or less alkyl group carbon atoms relative to the total concentration of (meth) acrylic acid ester monomer alkyl groups having 4 or more carbon atoms. The chromate treatment bath according to claim 1, wherein the ratio is 1 or less.
【請求項4】 CH2 =C(R1 )COOR2 (R1
水素またはメチル基、R2 はアルキル基)で示される
(メタ)アクリル酸エステルモノマーが少なくとも1種
類以上共重合されているビニル系有機共重合水性エマル
ジョンであり、かつ、アルキル基の炭素数が3以下の
(メタ)アクリル酸エステルモノマーを共重合していな
いビニル系有機共重合水性エマルジョンであることを特
徴とする請求項3記載のクロメート処理浴。
4. A (meth) acrylic acid ester monomer represented by CH 2 ═C (R 1 ) COOR 2 (R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group) is copolymerized with at least one kind. A vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion, which is a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion in which a (meth) acrylic acid ester monomer having an alkyl group having 3 or less carbon atoms is not copolymerized. The chromate treatment bath described in 3.
【請求項5】 エステル基を含有しない非加水分解性ビ
ニル系モノマーが、少なくとも1種類以上共重合されて
いる、ビニル系有機共重合水性エマルジョンであること
を特徴とする請求項1記載のクロメート処理浴。
5. The chromate treatment according to claim 1, wherein the non-hydrolyzable vinyl-based monomer not containing an ester group is a vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion in which at least one kind is copolymerized. bath.
【請求項6】 ビニル系有機共重合水性エマルジョンに
共重合しているモノマーのうち、少なくとも1種以上
が、カルボキシル基含有ビニル系モノマーであることを
特徴とする請求項1〜5記載のクロメート処理浴。
6. The chromate treatment according to claim 1, wherein at least one kind of monomers copolymerized with the vinyl-based organic copolymer aqueous emulsion is a carboxyl group-containing vinyl-based monomer. bath.
【請求項7】 請求項1〜6記載のクロメート処理浴に
よって製造されたクロメート処理金属板の、皮膜表面上
有機物の水酸基/カルボキシル基比が、2.5以下であ
ることを特徴とするクロメート処理金属板。
7. A chromate treatment, wherein the chromate-treated metal plate produced by the chromate treatment bath according to any one of claims 1 to 6 has a hydroxyl group / carboxyl group ratio of organic substances on the coating surface of 2.5 or less. Metal plate.
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