JPH10251864A - Production of galvanized steel sheet excellent in white rust resistance, paint adhesion and alkali-resistant degreasability - Google Patents

Production of galvanized steel sheet excellent in white rust resistance, paint adhesion and alkali-resistant degreasability

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JPH10251864A
JPH10251864A JP6122997A JP6122997A JPH10251864A JP H10251864 A JPH10251864 A JP H10251864A JP 6122997 A JP6122997 A JP 6122997A JP 6122997 A JP6122997 A JP 6122997A JP H10251864 A JPH10251864 A JP H10251864A
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steel sheet
white rust
galvanized steel
aluminum
alkali
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Application number
JP6122997A
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Inventor
Naoto Yoshimi
直人 吉見
Kenichi Sasaki
健一 佐々木
Yoshiharu Sugimoto
芳春 杉本
Masaru Sagiyama
勝 鷺山
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the method for producing a galvanized steel sheet having a safe and pollution-free chemically converted film in the production stage and in use and excellent in white rust resistance, paint adhesion and alkali- resistant degreasability. SOLUTION: A soln. contg. a silicic ester and the inorg. salt of aluminum in 0.001 to 0.75 molar ratio of Al to (Al+Si) and contg. 0.01 to 1.0mol of a silane coupling agent per mol of the silicic ester is applied on a galvanized steel sheet at 10 to 1000mg/m<2> , expressed in terms of Al and Si, and then heated and dried.

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、亜鉛系めっきの表
面に白錆発生を抑制し得る皮膜を施した亜鉛系めっき鋼
板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a galvanized steel sheet having a surface capable of suppressing the generation of white rust on the surface of a zinc-based plating.

【0002】[0002]

【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板は、従来から電気めっ
きあるいは溶融めっきにより製造され、そのめっき皮膜
の犠牲防食性により地鉄の腐食を大きく抑制することが
できるため、広く使用されてきている。
2. Description of the Related Art Galvanized steel sheets have been widely used because they are conventionally produced by electroplating or hot-dip galvanizing, and the corrosion resistance of ground iron can be largely suppressed by the sacrificial corrosion resistance of the plating film.

【0003】しかしながら、亜鉛系めっき鋼板はその腐
食過程において白色の亜鉛錆が生成するため、外観品質
が大きく低下してしまう。
[0003] However, zinc-plated steel sheets generate white zinc rust during the corrosion process, and thus the appearance quality is greatly reduced.

【0004】そこで、この白錆を抑制するための後処理
が広く行われている。この後処理の代表的な方法として
は、クロム酸、重クロム酸またはその塩類を主体とした
クロメート処理が挙げられる。
Therefore, post-treatment for suppressing the white rust is widely performed. A typical method of this post-treatment is a chromate treatment mainly using chromic acid, dichromic acid or salts thereof.

【0005】このクロメート処理は耐食性に優れ、かつ
比較的簡単に行うことができる経済的な処理方法であ
る。
[0005] This chromate treatment is an economical treatment method which has excellent corrosion resistance and can be performed relatively easily.

【0006】しかし、クロメート処理は公害規制物質で
ある6価クロムを使用するものであり、処理工程ではク
ロム酸塩が人体へ悪影響を与えることや、廃水処理後の
クロムスラッジの廃棄処理が困難であること、またクロ
メート処理後の製品から6価クロムが溶出するおそれが
あるなど種々の問題を有している。従って、クロム酸類
の使用管理基準が厳しくなると同時に、クロメート処理
工場の管理、廃水処理およびクロメート処理物による二
次汚染などの問題が進んでいる。各工場では廃水関係を
クローズド化し、クロムイオンが外部に排出するのを極
力防止して公害対策を講じているが、これらは膨大な設
備と費用が必要である。また、クロメート処理鋼板の防
錆油、プレス油の脱脂工程において、アルカリ系の脱脂
液を用いる際には、特にクロムの溶出がかなり多く、そ
の脱脂液中の脱クロム処理が必要である。
However, the chromate treatment uses hexavalent chromium, which is a pollution-controlling substance. In the treatment process, chromate salts have an adverse effect on the human body, and it is difficult to dispose of chromium sludge after wastewater treatment. In addition, there are various problems such as the possibility that hexavalent chromium may be eluted from the product after the chromate treatment. Accordingly, the use control standards for chromic acids have become stricter, and at the same time, problems such as management of a chromate treatment plant, wastewater treatment, and secondary contamination by chromate-treated products have been progressing. At each plant, the wastewater system is closed and chromium ions are prevented from being discharged to the outside as much as possible, and pollution measures are taken, but these require enormous equipment and costs. In addition, when an alkaline degreasing solution is used in the degreasing step of the rust-preventive oil and the press oil of the chromate-treated steel sheet, chromium in particular is considerably eluted.

【0007】このようなことから、亜鉛系めっき鋼板の
白錆の発生を防止するためにクロメート処理によらな
い、無公害な処理技術が数多く提案されている。例え
ば、無機化合物、有機化合物、有機高分子材料、あるい
はこれらを組み合わせた溶液を用い、浸漬、塗布、電解
処理などの方法により薄膜を生成させる方法がある。
[0007] In view of the above, a number of pollution-free treatment techniques that do not rely on chromate treatment to prevent the generation of white rust on zinc-based plated steel sheets have been proposed. For example, there is a method in which a thin film is formed by a method such as immersion, coating, or electrolytic treatment using an inorganic compound, an organic compound, an organic polymer material, or a solution in which these are combined.

【0008】具体的には、 (1) モリブデン、タングステンなどポリ金属の酸化物
を用いる方法(例えば特開昭57−5875号公報) (2) タンニン酸を用いた方法(例えば、特開昭51−
71233号公報) (3) 3価クロムで構成した6価クロムを含まない無公
害のクロメート処理方法(例えば特開昭61−587号
公報) などが知られている。
Specifically, (1) a method using a polymetal oxide such as molybdenum and tungsten (for example, JP-A-57-5875); (2) a method using tannic acid (for example, JP-A-51-5875) −
(3) A pollution-free chromate treatment method that does not contain hexavalent chromium and is composed of trivalent chromium (for example, JP-A-61-587) is known.

【0009】しかし、上記(1)の方法ではモリブデン、
タングステンなどのポリ金属の酸化物の腐食に対する安
定領域はクロムのそれよりも狭く、クロメートと同程度
の耐食性を得ることは不可能である。
However, in the method (1), molybdenum,
The stable area against corrosion of oxides of polymetals such as tungsten is narrower than that of chromium, and it is impossible to obtain the same corrosion resistance as chromate.

【0010】また、上記(2)の方法では十分な耐食性を
得ようとすると、タンニン酸による着色が生じてしま
う。
In the method (2), if sufficient corrosion resistance is to be obtained, coloring by tannic acid occurs.

【0011】さらに、上記(3)の方法では、可溶性クロ
ムを使用している点から、クロムフリーのニーズには根
本的に応えられない。
Furthermore, the method (3) does not fundamentally meet the need for chromium-free because soluble chromium is used.

【0012】そこで、本発明者らは、クロムを全く含有
せずにクロムと同等あるいはそれ以上の耐食性を有し、
しかも着色問題のない皮膜を開発するべく鋭意検討の結
果、ケイ酸エステルとアルミニウムの無機塩を含む液体
を塗布・乾燥する方法を開発した(特開平8−2320
76号公報)。この皮膜はクロメートと同等以上の耐白
錆性が得られるため、クロメート代替の無機系皮膜とし
て有害であった。
Therefore, the inventors of the present invention have a corrosion resistance equal to or higher than that of chromium without containing chromium at all,
In addition, as a result of intensive studies to develop a film having no coloring problem, a method of applying and drying a liquid containing a silicate ester and an inorganic salt of aluminum was developed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-2320).
No. 76). This film was harmful as an inorganic film as a substitute for chromate, since white rust resistance equal to or higher than that of chromate was obtained.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塩水噴
霧環境下およびアルカリ脱脂後の耐白錆性が劣る、また
塗料密着性が不充分であるなどの問題点があった。
However, there have been problems such as poor white rust resistance in a salt spray environment and after alkaline degreasing, and insufficient paint adhesion.

【0014】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、製造工程上さらに使用過程において安全で
無公害な化成処理皮膜を有し、かつ耐白錆性、塗料密着
性、耐アルカリ脱脂性に優れた亜鉛系めっき鋼板を製造
する方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a chemical treatment film that is safe and non-polluting in the manufacturing process and further in the use process, and is resistant to white rust, paint adhesion, and alkali. An object of the present invention is to provide a method for producing a zinc-based plated steel sheet having excellent degreasing properties.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、下記の様な構成からなる。
Means for Solving the Problems The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems.

【0016】(1) ケイ酸エステルとアルミニウムの無
機塩とをAl/(Al+Si)のモル比で0.01〜
0.75の範囲になるように含有し、さらに、シランカ
ップリング剤をケイ酸エステルのモル数に対し0.01
倍から1.0倍の範囲で含有する溶液を、亜鉛系めっき
が施された鋼板上にAl換算の付着量とSi換算の付着
量の合計で5〜1000mg/m2の付着量になるよう
に塗布し、その後加熱乾燥することを特徴とする耐白錆
性、塗料密着性、耐アルカリ性に優れた亜鉛系めっき鋼
板の製造方法。
(1) The silicate ester and the inorganic salt of aluminum are mixed in a molar ratio of Al / (Al + Si) of 0.01 to 0.01.
0.75, and a silane coupling agent in an amount of 0.01 to the number of moles of the silicate ester.
The total amount of the solution in terms of Al and the amount in terms of Si is 5 to 1000 mg / m 2 of the solution containing the solution in the range of 1 to 1.0 times on the zinc-plated steel sheet. A method for producing a galvanized steel sheet having excellent white rust resistance, paint adhesion, and alkali resistance, characterized by being applied to a substrate and then dried by heating.

【0017】(2) 前記溶液が、さらに、コロイダルシ
リカまたはヒュームドシリカの少なくとも1種をケイ酸
エステルのモル数に対し0.01倍から2.0倍の範囲
で含有する溶液であることを特徴とする上記(1)の亜鉛
めっき鋼板の製造方法。
(2) The solution may further contain at least one of colloidal silica and fumed silica in a range of 0.01 to 2.0 times the number of moles of the silicate ester. The method for producing a galvanized steel sheet according to the above (1), which is characterized in that:

【0018】(3) アルミニウムの無機塩として硝酸ア
ルミニウム又は塩化アルミニウムの少なくとも1種を用
いることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の亜鉛
系めっき鋼板の製造方法。
(3) The method for producing a galvanized steel sheet according to the above (1) or (2), wherein at least one of aluminum nitrate and aluminum chloride is used as the inorganic salt of aluminum.

【0019】(4) 加熱乾燥の温度を300℃以下とす
ることを特徴とする上記(1)ないし(3)のいずれか1項
に記載の亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
(4) The method for producing a galvanized steel sheet according to any one of the above (1) to (3), wherein the temperature of the heating and drying is 300 ° C. or less.

【0020】本発明者らが開発した、ケイ酸エステルと
アルミニウムの無機塩を混合した溶液を塗布することに
より得られる皮膜が耐食性に優れている理由は必ずしも
明確ではないが、ケイ酸エステルを用いることで、その
加水分解・縮合過程において、シロキサン結合が形成さ
れ、それが薄膜化し、白錆抑制能が得られ、さらにアル
ミニウムの添加により膜の均一性および緻密性が向上
し、もって耐食性が向上するものと考えられる。
The reason that the film obtained by applying a solution of a mixture of a silicate ester and an inorganic salt of aluminum developed by the present inventors has excellent corrosion resistance is not necessarily clear, but the use of a silicate ester is not clear. In the hydrolysis / condensation process, a siloxane bond is formed, and the siloxane bond is formed into a thin film, and the ability to suppress white rust is obtained. Further, the addition of aluminum improves the uniformity and denseness of the film, thereby improving the corrosion resistance. It is thought to be.

【0021】本発明では、ケイ酸エステルとアルミニウ
ム無機塩を含む溶液にシランカップリング剤をさらに含
有させることによって、塗料密着性を向上させ、さらに
アルカリ脱脂等の耐白錆性を向上させることが判明し
た。
In the present invention, by further adding a silane coupling agent to a solution containing a silicate ester and an aluminum inorganic salt, it is possible to improve paint adhesion and further improve white rust resistance such as alkali degreasing. found.

【0022】このような複数の効果を付与できるメカニ
ズムとしては、 Si、Alからなる無機系皮膜の中に有機系成分を
導入することによって、より緻密なネットワークを形成
でき、腐食因子であるCl-などを遮蔽できる、 例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランなどの
[0022] Cl as a mechanism that can impart such a plurality of effects, Si, by introducing an organic component in the inorganic coating consisting of Al, can form a denser network, a corrosion factor - And the like, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, etc.

【化1】 で表される官能基が、上塗り塗料との反応によりより優
れた塗料密着性を付与できる、 一般に、無機物中の−Si−O−Si結合は強アル
カリ環境下で結合が切断され易いが、アルカリ環境下に
強い有機成分を導入することにより、あるいは上記の
ような官能基を導入することにより、耐アルカリ性に強
いSi系無機/有機皮膜を形成できる、など考えられ
る。
Embedded image The functional group represented by can provide more excellent paint adhesion by reacting with the topcoat paint. Generally, the bond of the -Si-O-Si bond in the inorganic substance is easily broken in a strong alkaline environment, It is conceivable that a Si-based inorganic / organic film having high alkali resistance can be formed by introducing a strong organic component into the environment or by introducing a functional group as described above.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】ケイ酸エステルとしては、Si
(OCn2n+14で表される構造の化合物を使用するこ
とができる。エステルを形成するアルキル基の炭素数は
好ましくは1〜4程度であり、例えば、メチルシリケー
ト、エチルシリケート、n−ブチルシリケート等が挙げ
られる。コスト面から考慮すると、比較的安価であるエ
チルシリケートを用いることが望ましいが、これに限定
されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As the silicate ester, Si
(OC n H 2n + 1) may be used a compound represented by structure 4. The alkyl group forming the ester preferably has about 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include methyl silicate, ethyl silicate and n-butyl silicate. From the viewpoint of cost, it is desirable to use relatively inexpensive ethyl silicate, but the present invention is not limited to this.

【0024】アルミニウムの無機塩としては、硝酸アル
ミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなど種
々のものを用いることができるが、中でも硝酸アルミニ
ウム又は塩化アルミニウムが望ましい。
As the inorganic salt of aluminum, various ones such as aluminum nitrate, aluminum chloride and aluminum sulfate can be used. Among them, aluminum nitrate or aluminum chloride is preferable.

【0025】ケイ酸エステルのアルミニウムの無機塩の
配合割合はAl/(Al+Si)のモル比で0.01〜
0.75程度、好ましくは0.1〜0.5程度が適当で
ある。モル比が0.01よりも低い場合および0.75
よりも高い場合には、上記範囲内の場合よりも耐食性が
大きく低下し、白錆抑制能力が不十分であることが確認
されたからである。ここで、このようにAl/(Al+
Si)によって耐食性が変化するメカニズムについては
現状では明らかではないが、得られたAl−Si系皮膜
の皮膜構造に依存するものと考えられる。
The mixing ratio of the inorganic salt of aluminum of the silicate ester is from 0.01 to 0.01 by the molar ratio of Al / (Al + Si).
About 0.75, preferably about 0.1 to 0.5 is appropriate. When the molar ratio is lower than 0.01 and 0.75
This is because, when it is higher than the above range, the corrosion resistance is greatly reduced as compared with the case within the above range, and it is confirmed that the ability to suppress white rust is insufficient. Here, Al / (Al +
The mechanism by which the corrosion resistance is changed by Si) is not clear at present, but it is considered that it depends on the film structure of the obtained Al-Si-based film.

【0026】シランカップリング剤としては、例えば、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
メトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプピルトリエトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−(β−
アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、などを用いることができる。
As the silane coupling agent, for example,
Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldichlorosilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Methyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ
-Mercaptopropyltrimethoxysilane, N- (β-
(Aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like can be used.

【0027】これらのシランカップリング剤の添加量は
ケイ酸エステルのモル数に対し0.01〜1.0倍程
度、好ましくは0.05〜0.5倍程度が適当である。
添加量がケイ酸エステルのモル数に対し、0.01倍未
満では、塗料密着性、アルカリ脱脂後の耐白錆性向上に
効果が不充分である。また、1.0倍超では処理液の安
定性が劣るなどの問題がある。
The addition amount of these silane coupling agents is about 0.01 to 1.0 times, preferably about 0.05 to 0.5 times, the number of moles of the silicate ester.
If the addition amount is less than 0.01 times the number of moles of the silicate ester, the effect of improving paint adhesion and white rust resistance after alkali degreasing is insufficient. On the other hand, when the ratio is more than 1.0, there is a problem that the stability of the processing solution is poor.

【0028】さらに、シリカをシランカップリング剤と
併用添加することにより両者の相乗効果によって、より
優れたアルカリ脱脂後の耐白錆性を発揮することができ
る。
Further, by adding silica in combination with the silane coupling agent, a more excellent white rust resistance after alkali degreasing can be exhibited due to a synergistic effect of the both.

【0029】シリカは単独でも耐白錆性向上に効果があ
るが、シランカップリング剤との共存によりシランカッ
プリング剤とシリカとの間の結合、及びシリカとケイ酸
エステル又はAl塩との結合、シランカップリング剤と
ケイ酸エステル又はAl塩との結合により、より緻密で
強固な皮膜を形成し、皮膜欠陥を少なくすることによっ
てアルカリ脱脂後の耐白錆性を著しく向上する。
Although silica alone is effective in improving white rust resistance, the bond between the silane coupling agent and the silica and the bond between the silica and the silicate or Al salt due to the coexistence with the silane coupling agent. By bonding the silane coupling agent and the silicate or Al salt, a denser and stronger film is formed, and the number of defects in the film is reduced, thereby significantly improving the white rust resistance after alkali degreasing.

【0030】シリカとしては、コロイダルシリカ、ヒュ
ームドシリカいずれでもよい。コロイダルシリカとして
は、分散媒が有機溶媒である、オルガノシリカゾルMA
−ST−M、同IPA−ST、同EG−ST、同EG−
ST−ZL、同NPC−ST、同DMAC−ST、同D
MAC−ST−ZL、同XBA−ST、同MIBK−S
T(日産化学工業(株)製)、OSCAL 1132、同
1232、1332、1432、1532、1632、
1722(触媒化成工業(株)製)などと用いることが望
ましいが水性シリカゾル、例えばスノーテックスO、
N、20、30、40、C、S、などを少量添加しても
よい。
The silica may be either colloidal silica or fumed silica. As the colloidal silica, an organosilica sol MA in which a dispersion medium is an organic solvent is used.
-ST-M, IPA-ST, EG-ST, EG-
ST-ZL, NPC-ST, DMAC-ST, D
MAC-ST-ZL, XBA-ST, MIBK-S
T (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), OSCAL 1132, 1232, 1332, 1432, 1532, 1632,
1722 (manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.) and the like, but aqueous silica sol such as Snowtex O,
N, 20, 30, 40, C, S, etc. may be added in small amounts.

【0031】また、ヒュームドシリカとしては、表面を
疎水化したシリカ、例えばAEROSIL R 972、
R812、R811、R974、R282、R805
(以上、日産化学工業(株)製)の他、親水性のままのシ
リカ、AEROSIL 130、200、200V、2
00CF、300、300CF(同)を用いてもよい。
As the fumed silica, silica whose surface is hydrophobized, for example, AEROSIL R972,
R812, R811, R974, R282, R805
(Manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), silica that remains hydrophilic, AEROSIL 130, 200, 200 V, 2
00CF, 300CF, and 300CF (the same) may be used.

【0032】これらシリカの添加量は、ケイ酸エステル
のモル数に対し0.01倍〜2.0倍程度、好ましくは
0.025〜1.0倍程度が適当である。0.025倍
未満では、耐黒点錆性、アルカリ脱脂後の耐白錆性向上
効果が少なく、一方、1.0倍超では、塗料密着性が低
下するため好ましくない。
The amount of the silica added is about 0.01 to 2.0 times, preferably about 0.025 to 1.0 times, the mole number of the silicate ester. If it is less than 0.025, the effect of improving black spot rust resistance and white rust resistance after alkali degreasing is small. On the other hand, if it is more than 1.0, paint adhesion is undesirably reduced.

【0033】上記溶液に用いる有機溶媒は、特に限定さ
れるものではないが、例えば、メタノール、エタノー
ル、ブタノール、プロパノール、メチルセルソルブ、エ
チルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソル
ブ、エチレングリコール、ジホルムアルデヒドメトキシ
エタノールなど、ケイ酸エステル、アルミニウム塩を溶
解させ得るものを使用することができ、また、1,4ジ
オキサンのような非極性の溶媒でも、アルコールのよう
な極性溶媒との組み合わせにより使用することができ
る。また、水もアルコール等の組み合わせにより使用す
ることができる。
The organic solvent used in the above solution is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, butanol, propanol, methylcellosolve, ethylcellosolve, ethylcellosolve, butylcellosolve, ethylene glycol, diglycol A solvent capable of dissolving a silicate ester or an aluminum salt such as formaldehyde methoxyethanol can be used, and a non-polar solvent such as 1,4 dioxane is used in combination with a polar solvent such as an alcohol. be able to. Water can also be used in combination with alcohol and the like.

【0034】溶媒の使用量は、加熱乾燥後の皮膜の付着
量に応じて、必要に応じて決める。
The amount of the solvent used is determined as necessary according to the amount of the film adhered after drying by heating.

【0035】溶液の塗布量は、加熱乾燥して形成される
皮膜の付着量がAl換算の付着量とSi換算の付着量の
合計で5〜1000mg/m2程度、好ましくは50〜
1000mg/m2程度、特に好ましくは100〜10
00ms/m2程度となるようにする。
The coating amount of the solution is about 5-1000 mg / m 2 , preferably 50-1000 mg / m 2 , in terms of the total amount of the coating in Al and the coating in Si.
About 1000 mg / m 2 , particularly preferably 100 to 10
It is set to be about 00 ms / m 2 .

【0036】溶液を塗布する方法としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、ロールコーターを用いる
方法、処理液に浸漬する方法、スプレーする方法などを
挙げることができる。
The method for applying the solution is not particularly limited, and examples thereof include a method using a roll coater, a method of dipping in a treatment liquid, and a method of spraying.

【0037】上記のようにして溶液を塗布した後、加熱
乾燥を行って皮膜を形成するが、この際の加熱温度は、
Al−Si系皮膜の耐食性に影響を与える。加熱温度は
板温で300℃以下、好ましくは60〜200℃程度、
特に好ましくは70〜150℃程度が適当である。この
温度が300℃以上でも白錆抑制能は十分に高いが、こ
の温度以上に加熱温度を上げることにより耐食性が低下
する傾向にあるため、加熱温度は300℃以下が好まし
い。このように加熱温度を上げると耐食性が低下するの
は、有機溶媒の急激な蒸発に伴い生じるピンホール数の
増加や皮膜の硬質化に伴う加工部での皮膜剥離面積の増
加によるものと推測される。いずれにせよ、本発明の処
理は亜鉛系めっき上の化成処理であるから、その処理温
度の上限は、亜鉛めっきおよびその基板である鋼板の熱
拡散が急速に生じる温度により規定され、約350℃が
その上限となると考えられる。
After applying the solution as described above, it is heated and dried to form a film.
It affects the corrosion resistance of the Al-Si based coating. The heating temperature is 300 ° C. or less at the plate temperature, preferably about 60 to 200 ° C.,
Particularly preferably, about 70 to 150 ° C. is appropriate. Even if this temperature is 300 ° C. or higher, the ability to inhibit white rust is sufficiently high. However, when the heating temperature is increased to a temperature higher than this temperature, the corrosion resistance tends to decrease. Therefore, the heating temperature is preferably 300 ° C. or lower. The decrease in corrosion resistance when the heating temperature is increased in this way is presumed to be due to an increase in the number of pinholes caused by the rapid evaporation of the organic solvent and an increase in the film peeling area in the processed part due to the hardening of the film. You. In any case, since the treatment of the present invention is a chemical conversion treatment on zinc-based plating, the upper limit of the treatment temperature is defined by the temperature at which the thermal diffusion of the zinc plating and the steel sheet as the substrate occurs rapidly, and is about 350 ° C. Is considered to be the upper limit.

【0038】本発明の亜鉛系めっき鋼板としては、電気
めっき法による亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金め
っき鋼板、溶融めっき法による亜鉛めっき鋼板、合金化
亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛系めっき鋼板など
を挙げることができるが、これに限定されるものではな
い。
Examples of the zinc-based steel sheet of the present invention include a galvanized steel sheet by electroplating, a zinc-nickel alloy-coated steel sheet, a galvanized steel sheet by hot-dip plating, an alloyed galvanized steel sheet, and an aluminum-zinc-coated steel sheet. Examples include, but are not limited to:

【0039】[0039]

【実施例】表1に示す、いずれも板厚0.7mmの各種
亜鉛系めっき鋼板を用いた。
EXAMPLES Various zinc-plated steel sheets each having a thickness of 0.7 mm shown in Table 1 were used.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】化成処理溶液には、ケイ酸エステルとして
はエチルシリケート(テトラエトキシシラン)、アルミ
ニウム無機塩としては塩化アルミニウムまたは硝酸アル
ミニウム、シランカップリング剤としては表2に記載の
もの、シリカとしては表3に記載のものをそれぞれ用
い、いずれもエチルセロソルブを溶媒として表4〜6に
示す組成の溶液を調製した。
In the chemical conversion treatment solution, ethyl silicate (tetraethoxysilane) as a silicate ester, aluminum chloride or aluminum nitrate as an aluminum inorganic salt, a silane coupling agent shown in Table 2 and a silica as a silica coupling agent are listed in Table 2. The solutions described in Tables 4 to 6 were prepared by using each of those described in No. 3 and using ethyl cellosolve as a solvent.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】各めっき鋼板の表面をアルカリ脱脂し、上
記の化成処理溶液を表4〜6に示す付着量になるように
ロールコーターで塗布した。次いで、各鋼板を表4〜6
に示す条件で熱風乾燥炉で乾燥した。
The surface of each plated steel sheet was degreased with an alkali, and the above-mentioned chemical conversion treatment solution was applied by a roll coater so as to have the adhesion amount shown in Tables 4 to 6. Next, each steel sheet was prepared according to Tables 4-6.
It was dried in a hot air drying furnace under the conditions shown in (1).

【0045】こうして得られた各化成処理鋼板の耐白錆
性、アルカリ脱脂後の耐白錆性および塗料密着性を測定
した結果を表4〜6に示す。
Tables 4 to 6 show the results obtained by measuring the white rust resistance, white rust resistance after alkali degreasing, and paint adhesion of each of the chemical conversion-treated steel sheets thus obtained.

【0046】[0046]

【表4】 [Table 4]

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

【0049】尚、各品質性能の評価は、以下に示す方法
で行なった。
The evaluation of each quality performance was performed by the following method.

【0050】(1) 耐白錆性 各サンプルについて、塩水噴霧試験(JIS−Z−23
71)を施し、所定時間後の白錆面積率で評価した。
尚、シリカを含まない皮膜(No.1−41)については
48時間後の耐白錆性で評価し、シリカを含む皮膜(N
o.42−126)についてはシリカによる防錆効果に
より48時間で有意差が現われないため、より厳しく7
2時間後で評価した。
(1) White rust resistance For each sample, salt spray test (JIS-Z-23)
71) and evaluated by the area ratio of white rust after a predetermined time.
The silica-free film (No. 1-41) was evaluated for white rust resistance after 48 hours, and the silica-containing film (N
o.42-126), since no significant difference appears in 48 hours due to the rust preventive effect of silica, the
Evaluated 2 hours later.

【0051】判定方法は、以下の通りである。 ◎:白錆面積率5%未満 ○:白錆面積率5%以上、25%未満 △:白錆面積率25%以上、50%未満 ×:白錆面積率50%以上、100%以下The determination method is as follows. ◎: White rust area ratio less than 5% ○: White rust area ratio 5% or more and less than 25% △: White rust area ratio 25% or more and less than 50% ×: White rust area ratio 50% or more and 100% or less

【0052】(2) アルカリ脱脂後の耐白錆性 各サンプルについて、アルカリ脱脂(日本パーカライジ
ング製「CLN364S」)を行った後、塩水噴霧試験
(JIS−Z−2371)を施し、所定時間後の白錆面
積率で評価した。尚、シリカを含まない皮膜(No.1
−41)については48時間後の耐白錆性で評価し、シ
リカを含む皮膜(No.42−126)についてはシリ
カによる防錆効果により48時間で有意差が現れないた
め、より厳しく72時間後で評価した。
(2) White rust resistance after alkali degreasing Each sample was subjected to alkali degreasing (“CLN364S” manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.), and then subjected to a salt spray test (JIS-Z-2371). The evaluation was based on the white rust area ratio. In addition, a film containing no silica (No. 1)
-41) was evaluated in terms of white rust resistance after 48 hours, and for the film containing silica (No. 42-126), no significant difference appeared in 48 hours due to the rust-preventive effect of silica. Later evaluated.

【0053】判定基準は、以下の通りである。 ◎:白錆面積率5%未満 ○:白錆面積率5%以上、25%未満 △:白錆面積率25%以上、50%未満 ×:白錆面積率50%以上、100%以下The criteria are as follows. ◎: White rust area ratio less than 5% ○: White rust area ratio 5% or more and less than 25% △: White rust area ratio 25% or more and less than 50% ×: White rust area ratio 50% or more and 100% or less

【0054】(3) 塗料密着性 各サンプルについて、メラミン系の焼き付け塗料(28
0℃、60秒)を塗装した後、沸水中に2時間浸せき
し、直ちに、碁盤目(10×10)のカットを入れてセ
ロテープによる剥離を行った。判定基準は以下の通り。
(3) Adhesiveness of paint For each sample, a melamine-based baked paint (28
(0 ° C., 60 seconds), immersed in boiling water for 2 hours, cut immediately (10 × 10), and peeled off with cellophane tape. The criteria are as follows.

【0055】 ◎:剥離なし ○:剥離面積率5%未満 △:剥離面積率5%以上、20%未満 ×:剥離面積率20%以上◎: No peeling :: Peeling area rate less than 5% Δ: Peeling area rate 5% or more, less than 20% ×: Peeling area rate 20% or more

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ケイ酸エステルとアルミニウムの無機塩とを一定範
囲で含有し、さらにシランカップリング剤を一定範囲で
含有する溶液を亜鉛系めっきが施された鋼板上に塗布
し、その後加熱乾燥するという方法により、耐白錆性に
優れるばかりでなく塩水噴霧環境下およびアルカリ脱脂
後の耐白錆性にも優れさらには塗料密着性も良好な亜鉛
系めっき鋼板が得られ、しかもこのようにして形成され
た化成処理皮膜は工業上安全で無公害であるという産業
上極めて有意義な効果をもたらすものである。
As described above, according to the present invention, a zinc-based plating solution containing a certain range of a silicate ester and an inorganic salt of aluminum and further containing a silane coupling agent in a certain range. By applying it on a steel sheet that has been subjected to heat drying after heating, it is not only excellent in white rust resistance but also excellent in white spray rust under salt spray environment and after alkaline degreasing, and also has good paint adhesion A galvanized steel sheet can be obtained, and the chemical conversion coating thus formed has an industrially significant effect that it is industrially safe and has no pollution.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷺山 勝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masaru Sagiyama 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケイ酸エステルとアルミニウムの無機塩
とをAl/(Al+Si)のモル比で0.01〜0.7
5の範囲になるように含有し、さらに、シランカップリ
ング剤をケイ酸エステルのモル数に対し0.01倍から
1.0倍の範囲で含有する溶液を、亜鉛系めっきが施さ
れた鋼板上にAl換算の付着量とSi換算の付着量の合
計で5〜1000mg/m2の付着量になるように塗布
し、その後加熱乾燥することを特徴とする耐白錆性、塗
料密着性、耐アルカリ性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製
造方法
1. The method according to claim 1, wherein the silicate ester and the inorganic salt of aluminum are present in a molar ratio of Al / (Al + Si) of 0.01 to 0.7.
5. A zinc-plated steel sheet containing a solution containing a silane coupling agent in a range of 0.01 times to 1.0 times the number of moles of the silicate ester. The coating is performed so that the total amount of the adhesion in terms of Al and the adhesion in terms of Si is applied to a total amount of 5 to 1000 mg / m 2 , and then heated and dried. Manufacturing method of galvanized steel sheet with excellent alkali resistance
【請求項2】 前記溶液が、さらに、コロイダルシリカ
またはヒュームドシリカの少なくとも1種をケイ酸エス
テルのモル数に対し0.01倍から2.0倍の範囲で含
有する溶液であることを特徴とする請求項1に記載の亜
鉛系めっき鋼板の製造方法
2. The solution according to claim 1, further comprising at least one of colloidal silica and fumed silica in a range of 0.01 to 2.0 times the number of moles of the silicate ester. The method for producing a galvanized steel sheet according to claim 1.
【請求項3】 アルミニウムの無機塩として硝酸アルミ
ニウム又は塩酸アルミニウムの少なくとも1種を用いる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の亜鉛系
めっき鋼板の製造方法
3. The method according to claim 1, wherein at least one of aluminum nitrate and aluminum hydrochloride is used as the inorganic salt of aluminum.
【請求項4】 加熱乾燥の温度を300℃以下とするこ
とを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項
に記載の亜鉛系めっき鋼板の製造方法
4. The method for producing a galvanized steel sheet according to claim 1, wherein the heating and drying temperature is set to 300 ° C. or less.
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