JPH1161432A - Metal plate surface-treated with inorganic/organic composite - Google Patents

Metal plate surface-treated with inorganic/organic composite

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JPH1161432A
JPH1161432A JP23254897A JP23254897A JPH1161432A JP H1161432 A JPH1161432 A JP H1161432A JP 23254897 A JP23254897 A JP 23254897A JP 23254897 A JP23254897 A JP 23254897A JP H1161432 A JPH1161432 A JP H1161432A
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JP
Japan
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rare earth
layer
earth metal
film
compound
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Application number
JP23254897A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Tadokoro
健一郎 田所
Hiromasa Shiyouji
浩雅 荘司
Masao Sakashita
雅雄 坂下
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to US09/093,109 priority patent/US6190780B1/en
Publication of JPH1161432A publication Critical patent/JPH1161432A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a surface treated metal sheet as an alternative for a chromated metal sheet by forming a first layer of a film essentially comprising an oxo-acid or an oxo-acid hydrogen compd. of a rare earth element and/or a group IV element or their mixture as a first layer and forming a second layer essentially comprising a resin to coat a metal sheet. SOLUTION: The film as the first layer essentially consists of a compd. of La, Y, Zn, Ti, Ce and an oxo-acid anion such as phosphoric acid ion, tungstic acid ion and vanadic acid ion, and/or a compd. containing hydrogen as a part of a cation. The amt. of the compd. of the rare earth metal element/the group IV element in the film is preferably >=1 mg/m<2> and the film thickness is preferably >=0.05 μm. The resin component to form the second layer is not especially limited as far as it has adhesion property to the compd. of the rare earth metal element/the group IV element in the first layer, and is preferably formed to >=0.1 μm film thickness. The whole film thickness of the first and second layers is specified to >=0.2 μm.

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、耐食性に優れ、且
つ6価クロムを全く含まない被覆層を有する表面処理金
属板及びその処理液に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-treated metal sheet having a coating layer having excellent corrosion resistance and containing no hexavalent chromium at all, and a treating solution therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車、家電製品、建材等の用途
に用いられる冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板および亜鉛系合
金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板などは、防錆性
を付与するため等に、それらの表面にクロメート皮膜を
被覆することが一般に行なわれている。このクロメート
処理としては、電解型クロメートや塗布型クロメートが
ある。電解型クロメートは、例えばクロム酸を主成分と
し、他に硫酸、りん酸、硼酸およびハロゲンなどの各種
陰イオンを添加した浴を用いて、金属板を陰極電解処理
することにより行なわれてきた。また、塗布型クロメー
トは、クロメート処理金属板からのクロムの溶出の問題
があり、あらかじめ6価クロムの一部を3価に還元した
溶液や6価クロムと3価クロム比を特定化した溶液に無
機コロイドや無機アニオンを添加して処理液とし、金属
板をその中に浸漬したり、処理液を金属板にスプレーし
たりすることにより行なわれてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, cold-rolled steel sheets, galvanized steel sheets, zinc-based alloy-coated steel sheets, aluminum-coated steel sheets, and the like used for automobiles, home appliances, building materials, etc., are used for imparting rust resistance. In general, a chromate film is coated on the surface of the steel sheet. Examples of the chromate treatment include electrolytic chromate and coating chromate. Electrolytic chromate has been performed by subjecting a metal plate to cathodic electrolysis using, for example, a bath containing chromic acid as a main component and various anions such as sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, and halogen. In addition, the coating type chromate has a problem of elution of chromium from a chromate-treated metal plate, and therefore, a solution in which a part of hexavalent chromium is reduced to trivalent in advance or a solution in which the ratio of hexavalent chromium to trivalent chromium is specified in advance. It has been carried out by adding an inorganic colloid or inorganic anion to a treatment liquid, immersing a metal plate therein, or spraying the treatment liquid onto the metal plate.

【0003】クロメート皮膜の内、電解によって形成さ
れたクロメート皮膜は6価クロムの溶出性は少ないもの
の防食性は十分とは言えず、特に加工時などの皮膜損傷
が大きい場合、その耐食性は低下する。一方、塗布型ク
ロメート皮膜により被覆された金属板の耐食性は高く、
特に加工部耐食性に優れているが、クロメート皮膜から
の6価クロムの溶出が大きく問題となる。有機重合体を
被覆すれば6価クロムの溶出はかなり抑制されるものの
十分ではない。また、特開平5ー230666号公報に
開示されているような一般に樹脂クロメートと呼ばれる
方法では6価クロムの溶出抑制に改善は見られるもの
の、微量の溶出は避けられない。このように6価クロム
の溶出を完全に抑えるためには、6価クロムを全く使用
せず従来の6価クロムを含有するクロメート皮膜と同等
の機能を有する防錆性皮膜の開発が必要となる。
[0003] Of the chromate films, the chromate film formed by electrolysis has little elution of hexavalent chromium, but does not have sufficient anticorrosion properties. In particular, when the film damage is large during processing or the like, the corrosion resistance is reduced. . On the other hand, the corrosion resistance of the metal plate coated with the coating type chromate film is high,
Particularly, the corrosion resistance of the processed portion is excellent, but the elution of hexavalent chromium from the chromate film is a serious problem. If the organic polymer is coated, the elution of hexavalent chromium is considerably suppressed but not sufficient. Further, although a method generally called resin chromate as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-230666 is effective in suppressing the dissolution of hexavalent chromium, a small amount of dissolution cannot be avoided. In order to completely suppress the elution of hexavalent chromium as described above, it is necessary to develop a rust-preventive film having no function and no equivalent to the conventional chromate film containing hexavalent chromium without using any hexavalent chromium. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題点を解決して、クロメート皮膜に代替できる表面処理
金属板およびその処理液を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these problems and to provide a surface-treated metal plate which can be substituted for a chromate film and a treating solution therefor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】現行クロメート処理に変
わる汎用化成処理皮膜を6価クロムを全く含有しない系
で設計するため、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、金
属板表面上に希土類金属元素および/またはIVA属元素
の化合物もしくはこれらの混合物を第一層として被覆
し、さらに第二層として第一層表面に樹脂を主成分とす
る皮膜を被覆した無機/有機複合表面処理金属板が防食
性能に優れることを見出した。
Means for Solving the Problems In order to design a general-purpose chemical conversion coating instead of the current chromate treatment with a system containing no hexavalent chromium, the inventors have conducted intensive studies and as a result, have found that rare earth metal An inorganic / organic composite surface-treated metal plate coated with a compound of an element and / or a group IVA element or a mixture thereof as a first layer, and further coated as a second layer with a coating mainly composed of a resin on the surface of the first layer. We found that it had excellent anticorrosion performance.

【0006】本発明の要旨は、 (1)金属板表面に希土類金属元素および/またはIVA
属元素の化合物もしくはこれらの混合物を主成分とする
皮膜を第一層として被覆し、さらにその表面に樹脂を主
成分とする皮膜を第二層として被覆してなることを特徴
とする無機/有機複合表面処理金属板。 (2)希土類金属元素および/またはIVA属元素の化合
物もしくはこれらの混合物が、希土類金属元素および/
またはIVA属元素の酸素酸化合物もしくは酸素酸水素化
合物またはこれらの混合物であることを特徴とする前記
(1)記載の表面処理金属板。 (3)希土類金属元素および/またはIVA属元素がラン
タン、セリウム、イットリウムおよび/またはジルコニ
ウムであることを特徴とする前記(1)、(2)記載の
表面処理金属板である。
The gist of the present invention is as follows: (1) Rare earth metal element and / or IVA
Inorganic / organic, characterized in that a coating mainly composed of a compound of a group element or a mixture thereof is coated as a first layer, and a coating mainly composed of resin is coated as a second layer on the surface. Composite surface treated metal plate. (2) The compound of a rare earth metal element and / or a group IVA element or a mixture thereof contains the rare earth metal element and / or
Alternatively, the surface-treated metal plate according to the above (1), which is an oxygen acid compound or a hydrogen oxyoxy compound of a Group IVA element or a mixture thereof. (3) The surface-treated metal plate according to (1) or (2), wherein the rare earth metal element and / or the IVA element is lanthanum, cerium, yttrium, and / or zirconium.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】希土類金属元素および/またはIV
A属元素は、メカニズムが定かではないが防食機能を有
している。本発明に使用される希土類金属元素および/
またはIVA属元素の化合物もしくはこれらの混合物(以
下、「希土類金属元素および/またはIVA属元素化合
物」と略す)には、すべての希土類金属元素および/ま
たはIVA属元素が使用でき、金属の価数は、特に制限さ
れない。取り扱いのしやすさから好ましくは、ランタノ
イド、イットリウム、ジルコニウム、チタンさらに経済
的に好ましくはランタンまたはセリウム、より好ましく
は酸化力を合わせ持った4価のセリウムである。セリウ
ムはカソーディック反応の抑制にも有効であり、4価の
セリウムを用いると更にその効果が増す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Rare earth metal elements and / or IV
The group A element has an anticorrosion function although the mechanism is not clear. The rare earth metal element used in the present invention and / or
Alternatively, all the rare earth metal elements and / or IVA elements can be used for the compound of the IVA element or a mixture thereof (hereinafter, abbreviated as “rare earth metal element and / or IVA element compound”), and the valence of the metal can be used. Is not particularly limited. From the viewpoint of ease of handling, lanthanoid, yttrium, zirconium, titanium, and more preferably lanthanum or cerium, more preferably tetravalent cerium having an oxidizing power. Cerium is also effective in suppressing the cathodic reaction, and the use of tetravalent cerium further enhances the effect.

【0008】本発明に使用される希土類金属元素および
/またはIVA属元素化合物は、希土類金属元素および/
またはIVA属元素の酸素酸化合物もしくは酸素酸水素化
合物またはこれらの混合物(以下、「希土類金属元素お
よび/またはIVA属元素の酸素酸化合物」と略す)であ
ると好適である。希土類金属元素および/またはIVA属
元素の酸素酸化合物とは、りん酸イオン、タングステン
酸イオン、バナジン酸イオンなどの酸素酸アニオンと希
土類金属元素および/またはIVA属元素との化合物を指
称し、酸素酸水素化合物とはカチオンの一部に水素を含
む化合物を指称する。
The rare earth metal element and / or group IVA element compound used in the present invention may be a rare earth metal element and / or
Alternatively, an oxygen acid compound or a hydrogen oxyoxygen compound of a Group IVA element or a mixture thereof (hereinafter, abbreviated as “a rare earth metal element and / or an oxygen acid compound of a Group IVA element”) is preferable. The oxyacid compound of the rare earth metal element and / or the IVA element refers to a compound of the oxyacid anion such as a phosphate ion, a tungstate ion, and a vanadate ion with the rare earth metal element and / or the IVA element. An oxyhydrogen compound refers to a compound containing hydrogen as part of a cation.

【0009】これら酸素酸化合物および/または酸素酸
水素化合物は、ペースト状でおそらくは非結晶性(非晶
質)の無機重合体を形成しているために、成膜しても加
工追従性を有し、そのバリヤー効果により腐食を抑制す
るとともに、酸素酸を過剰にすることで酸素酸塩皮膜型
の不働態皮膜を形成し、かつ酸化物皮膜型の不働態皮膜
を形成させることができるため、さらに高い防食性能を
持った無機系耐食性化成処理皮膜を得ることが出来る。
好適な酸素酸化合物は、りん酸化合物および/またはり
ん酸水素化合物であり、りん酸種としてはオルソりん
酸、メタりん酸、ポリりん酸である。特にポリりん酸水
素化合物が好適である。
Since these oxyacid compounds and / or hydrogenoxygen compounds form a paste-like and possibly non-crystalline (amorphous) inorganic polymer, they have a process-following property even when formed into a film. In addition, the barrier effect suppresses corrosion, and an excess of oxyacid can form a passivation film of an oxyacid salt film type, and a passive film of an oxide film type can be formed. It is possible to obtain an inorganic corrosion-resistant chemical conversion treatment film having higher corrosion resistance.
Suitable oxyacid compounds are phosphoric acid compounds and / or hydrogen phosphate compounds, and the phosphoric acid species are orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, polyphosphoric acid. Particularly, a hydrogen polyphosphate compound is preferable.

【0010】本発明に使用される希土類金属元素および
/またはIVA属元素化合物は、長期耐食性を付与するた
めに難水溶性のものが好ましく、希土類金属元素および
/またはIVA属元素化合物の水に対する溶解度がpH6
〜7で金属元素換算で0.01mol/l以下であるこ
とが好ましい。より好ましくはpH5〜8で溶解度が金
属元素換算で0.01mol/l以下であるとさらに長
期間耐食性を維持できる。pH6〜7での水に対する溶
解度が0.01mol/l超であると、雨水や結露など
湿潤環境下で皮膜から容易に希土類金属元素および/ま
たはIVA属元素化合物が溶出するため、湿潤環境での長
期耐食性能が低くなる。
The rare earth metal element and / or IVA element compound used in the present invention is preferably poorly water-soluble in order to impart long-term corrosion resistance. The solubility of the rare earth metal element and / or IVA compound in water is preferred. Is pH 6
It is preferably 0.01 mol / l or less in terms of metal element in the range of 7 to 7. More preferably, when the solubility is 0.01 mol / l or less in terms of a metal element at pH 5 to 8, corrosion resistance can be maintained for a long time. When the solubility in water at a pH of 6 to 7 is more than 0.01 mol / l, the rare earth metal element and / or the IVA element compound are easily eluted from the film under a humid environment such as rainwater or dew. The long-term corrosion resistance is reduced.

【0011】また、加工部や傷付き部の耐食性を付与す
るためには、酸性域で水溶性になる希土類金属元素およ
び/またはIVA属元素化合物が好ましい。具体的には、
希土類金属元素および/またはIVA属元素化合物のpH
3以下における溶解度が金属元素換算で0.1mol/
l以上であることが好ましい。0.1mol/l以上に
する事によって、腐食発生箇所のpH低下に応答して希
土類金属元素および/またはIVA属元素化合物が溶解
し、加工部や傷付き部など腐食進行部分を選択的に補修
する機能を付与する事ができる。0.1mol/l未満
では、厳しい加工で皮膜に損傷を受け、かつ極めて厳し
い腐食環境にさらされたとき、腐食箇所への希土類金属
元素および/またはIVA属元素化合物の供給が不十分に
なり、耐食性が低くなる。
In order to impart corrosion resistance to a worked portion or a damaged portion, a rare earth metal element and / or a group IVA compound which becomes water-soluble in an acidic region is preferable. In particular,
PH of rare earth metal element and / or IVA group compound
The solubility at 3 or less is 0.1 mol /
It is preferably at least 1. By adjusting the concentration to 0.1 mol / l or more, the rare earth metal element and / or the IVA element compound dissolves in response to the pH decrease at the location where the corrosion occurs, and selectively repair the corrosion progressing part such as the processed part and the damaged part. Function can be provided. If it is less than 0.1 mol / l, when the film is damaged by severe processing and is exposed to an extremely severe corrosive environment, the supply of the rare earth metal element and / or the IVA element compound to the corroded portion becomes insufficient, Corrosion resistance decreases.

【0012】本発明に使用される希土類金属元素および
/またはIVA属元素化合物は、同一皮膜中において1種
類を添加して使用することも可能であるが、希土類金属
元素および/またはIVA属元素あるいは酸素酸を変えた
複数の希土類金属元素および/またはIVA属元素化合物
を添加して使用することもできる。複数の希土類金属元
素および/またはIVA属元素の酸素酸化合物を添加した
方が、種々の腐食環境に幅広く対応可能になるが、実際
的には製造コストや溶接性などの皮膜特性によって皮膜
厚さに制限があり、皮膜に添加される希土類金属元素お
よび/またはIVA属元素化合物の単位面積当たりの絶対
量が限定されるため、量と種類は最適化しなければなら
ない。
The rare earth metal element and / or group IVA compound used in the present invention can be used by adding one kind in the same film. However, the rare earth metal element and / or group IVA element or A plurality of rare earth metal elements and / or group IVA element compounds in which the oxyacid is changed can be used. The addition of a plurality of rare earth metal elements and / or oxyacid compounds of Group IVA elements enables a wide variety of corrosive environments to be accommodated. However, in practice, the film thickness depends on film properties such as manufacturing cost and weldability. The amount and type must be optimized because the absolute amount of the rare earth metal element and / or group IVA element compound added to the film per unit area is limited.

【0013】金属板上の皮膜中に含まれる希土類金属元
素および/またはIVA属元素化合物の量としては、求め
られる耐食性により必要添加量が変わるため限定するこ
とは出来ないが、金属換算で1mg/m2 以上であれば
良い。1mg/m2 未満では、添加効果が不十分で皮膜
としての耐食性向上が認められない。また、10g/m
2 を超えて添加しても耐食性向上効果は飽和してしまう
ため、経済性を考慮すると10g/m2 で十分である。
[0013] The amount of the rare earth metal element and / or the group IVA element compound contained in the coating on the metal plate cannot be limited because the required addition amount varies depending on the required corrosion resistance, but it is 1 mg / metal equivalent. m 2 or more. If it is less than 1 mg / m 2 , the effect of addition is insufficient and no improvement in corrosion resistance as a film is observed. In addition, 10 g / m
Even if added in excess of 2 , the effect of improving corrosion resistance is saturated, so that 10 g / m 2 is sufficient in consideration of economy.

【0014】希土類金属元素および/またはIVA属元素
化合物の処理液中での存在形態は、使用される溶媒やp
H、温度、濃度に依存するが、溶解した状態または処理
液中に微細分散したコロイド状が好ましい。これら以外
では、皮膜を形成したときに希土類金属元素および/ま
たはIVA属元素化合物の分散状態が不均一になり、希土
類金属元素および/またはIVA属元素化合物の存在量が
少ないところが腐食しやすくなる。希土類金属元素およ
び/またはIVA属元素化合物をコロイド状に微細分散し
た場合の平均粒子径としては、1μm以下が好ましく、
さらには0.5μm以下、特に0.2μm以下が好まし
い。粒子径が1μm以上であると、処理液中や皮膜中で
の希土類金属元素および/またはIVA属元素化合物の分
散状態が不均一になるばかりか、加工したときに粒子を
起点として皮膜が破れやすくなり耐食性が著しく悪くな
る。
The presence form of the rare earth metal element and / or IVA element compound in the treatment solution depends on the solvent used and the p
Although it depends on H, temperature, and concentration, a colloidal state which is dissolved or finely dispersed in a processing solution is preferable. Other than these, when the film is formed, the dispersed state of the rare earth metal element and / or the group IVA element compound becomes non-uniform, and the place where the rare earth metal element and / or the group IVA element compound is present in a small amount tends to be corroded. When the rare earth metal element and / or IVA element compound is finely dispersed in a colloidal form, the average particle diameter is preferably 1 μm or less,
Further, the thickness is preferably 0.5 μm or less, particularly preferably 0.2 μm or less. When the particle diameter is 1 μm or more, not only the dispersion state of the rare earth metal element and / or the IVA element compound in the treatment liquid or the film becomes non-uniform, but also the film tends to be broken starting from the particles when processed. And the corrosion resistance is significantly deteriorated.

【0015】本発明で第二層として被覆される樹脂成分
としては、第一層の希土類金属元素および/またはIVA
属元素化合物と密着性を有していれば良く、特に限定さ
れるものではない。一般的には、アクリル系、エポキシ
系、オレフィン系などの有機樹脂が例としてあげられ、
形態としては、水溶性、水に分散したエマルジョン樹
脂、ラテックスなどを適宜選択できる。
The resin component coated as the second layer in the present invention includes a rare earth metal element and / or IVA in the first layer.
There is no particular limitation as long as it has adhesion to the group element compound. In general, acrylic, epoxy, and olefin-based organic resins are given as examples.
As the form, water-soluble, emulsion resin dispersed in water, latex, and the like can be appropriately selected.

【0016】本発明の第一層と第二層の皮膜には、性能
を向上させるため有機腐食抑制剤、不働態化皮膜形成助
剤、分散剤や消泡剤などの界面活性剤、その他添加物を
複合して使用することもできる。不働態化皮膜形成助剤
としてりん酸、ポリりん酸、また、添加物として水酸化
カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、りん酸
亜鉛、りん酸カリウム、りん酸カルシウム、ケイ酸カル
シウム、ケイ酸ジルコニウム、りん酸アルミニウム、り
ん酸ジルコニウム、TiO2 、SiO2 、Al 2 3
どを添加できる。
The coating of the first and second layers of the present invention has
Corrosion inhibitor to improve the passivation, formation of passivation film
Surfactants such as dispersants, dispersants and defoamers, and other additives.
It can be used in combination. Passivation film forming aid
As phosphoric acid and polyphosphoric acid, and as an additive
Calcium, calcium carbonate, calcium oxide, phosphoric acid
Zinc, potassium phosphate, calcium phosphate, calcium silicate
Cium, zirconium silicate, aluminum phosphate, glue
Zirconium phosphate, TiOTwo, SiOTwo, Al TwoOThreeWhat
Etc. can be added.

【0017】本発明の表面処理金属板の製造方法として
は、希土類金属元素および/またはIVA属元素化合物を
主成分とする処理液を金属板表面に塗布し乾燥した後、
樹脂を主成分とする薬液を塗布し乾燥すれば良く、具体
的な条件や手段はとくに限定しない。例えば、現在使用
されているクロメート処理の塗布設備と塗料の塗装設備
などをそのまま流用でき、特別な設備を必要としない。
また、刷毛塗りやバーコーターを使用して手作業で塗布
し、乾燥する事によって皮膜を形成することも出来る。
According to the method for producing a surface-treated metal sheet of the present invention, a treatment liquid containing a rare earth metal element and / or a group IVA element compound as a main component is applied to the surface of the metal sheet and dried.
What is necessary is just to apply | coat and dry the chemical | medical solution which has resin as a main component, and specific conditions and means are not specifically limited. For example, the currently used coating equipment for chromate treatment and coating equipment for paint can be used as they are, and no special equipment is required.
Further, a film can also be formed by applying manually by using a brush coating or a bar coater and then drying.

【0018】膜厚は、用途によって変わるため限定する
ことは出来ないが、第一層の膜厚は、0.05μm以上
が好ましい。さらに好ましくは、0.1μm以上であ
る。また、第二層の膜厚は、0.1μm以上が好まし
く、より好ましくは、0.4μm以上である。また、第
一層と第二層を合わせて0.2μm以上が好ましい。さ
らに好ましくは、0.5μm以上である。0.2μm未
満では腐食抑制効果は認められるものの十分ではない。
しかし、膜厚が10μmを越えても耐食性向上効果は飽
和してしまうため、経済性を考慮すると10μmで十分
である。
Although the thickness of the first layer cannot be limited because it varies depending on the application, the thickness of the first layer is preferably 0.05 μm or more. More preferably, it is 0.1 μm or more. In addition, the thickness of the second layer is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.4 μm or more. The total thickness of the first layer and the second layer is preferably 0.2 μm or more. More preferably, it is 0.5 μm or more. If it is less than 0.2 μm, the effect of inhibiting corrosion is recognized but not sufficient.
However, even if the film thickness exceeds 10 μm, the effect of improving corrosion resistance is saturated, so that 10 μm is sufficient in consideration of economy.

【0019】この発明の対象となる金属板は特に限定さ
れないが、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛ー鉄合
金めっき鋼板、溶融亜鉛ーアルミニウムーマグネシウム
合金めっき鋼板、溶融アルミニウムーシリコン合金めっ
き鋼板、溶融鉛ースズ合金めっき鋼板などの溶融めっき
鋼板や、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛ーニッケル合金
めっき鋼板、電気亜鉛ー鉄合金めっき鋼板、電気亜鉛ー
クロム合金めっきなどの電気めっき鋼板などの表面処理
鋼板、冷延鋼板や亜鉛、アルミニウム、マグネシウムな
どの金属板などに適用できる。
The metal sheet to which the present invention is applied is not particularly limited. For example, hot-dip galvanized steel sheet, hot-dip zinc-iron alloy coated steel sheet, hot-dip zinc-aluminum-magnesium alloy coated steel sheet, hot-dip aluminum-silicon alloy coated steel sheet, hot-dip Hot-dip galvanized steel sheet such as lead-suzu alloy-plated steel sheet, surface-treated steel sheet such as electro-galvanized steel sheet, electro-zinc-nickel alloy-plated steel sheet, electro-zinc-iron alloy-plated steel sheet, electro-zinc-chromium alloy-plated steel sheet, etc. It can be applied to steel plates and metal plates such as zinc, aluminum and magnesium.

【0020】[0020]

【実施例】希土類金属元素およびIVA属元素化合物 (1)Nd2 3 (2)La2 3 (3)CeO2 (4)LaPO4 (1)〜(3)は、関東化学製、(4)は高純度化学製
の市販の試薬を粉砕して1μm以下に微粒化し用いた。
EXAMPLES Rare earth metal elements and IVA group compounds (1) Nd 2 O 3 (2) La 2 O 3 (3) CeO 2 (4) LaPO 4 (1) to (3) are manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. In 4), a commercially available reagent manufactured by High Purity Chemical Co., Ltd. was pulverized and atomized to 1 μm or less.

【0021】(5)バナジン酸/ランタン化合物(略
号:V−La) 塩化ランタン水溶液とバナジン酸アンモニウム水溶液を
モル比La/Pにして1/18の割合で混合した後、2
00℃で12時間加熱した。 (6)りん酸/ランタン化合物(略号:P−La) 塩化ランタン水溶液とオルソりん酸(H3 PO4 、85
重量%)をモル比La/Pにして1/6の割合で十分に
混合した後、200℃で12時間加熱した。
(5) Vanadic acid / lanthanum compound (abbreviation: V-La) An aqueous lanthanum chloride solution and an aqueous ammonium vanadate solution are mixed at a molar ratio La / P at a ratio of 1/18, and then mixed.
Heat at 00 ° C. for 12 hours. (6) phosphate / lanthanum compound (abbreviation: P-La) lanthanum chloride solution and ortho phosphoric acid (H 3 PO 4, 85
(% By weight) with a molar ratio of La / P at a ratio of 1/6, and then heated at 200 ° C. for 12 hours.

【0022】(7)ポリりん酸/ランタン化合物(略
号:PP−La) 塩化ランタン水溶液とポリりん酸(昭和化学社製:平均
分子量約338)をモル比La/Pにして1/6の割合
で十分に混合した後、200℃で12時間加熱した。 (8)ポリりん酸/セリウム(III)化合物(略号:PP
−Ce) 塩化セリウム水溶液とポリりん酸(昭和化学社製:平均
分子量約338)をモル比Ce/Pにして1/6の割合
で十分に混合した後、200℃で12時間加熱した。
(7) Polyphosphoric acid / lanthanum compound (abbreviation: PP-La) A lanthanum chloride aqueous solution and polyphosphoric acid (manufactured by Showa Chemical Co., Ltd .: average molecular weight: about 338) are mixed at a molar ratio La / P of 1/6. Then, the mixture was heated at 200 ° C. for 12 hours. (8) Polyphosphoric acid / cerium (III) compound (abbreviation: PP
-Ce) A cerium chloride aqueous solution and polyphosphoric acid (manufactured by Showa Chemical Co., Ltd .; average molecular weight: about 338) were sufficiently mixed at a molar ratio Ce / P of 1/6, and then heated at 200 ° C. for 12 hours.

【0023】(9)ポリりん酸/セリウム(IV)化合物
(略号:PP−CeIV) 硝酸二アンモニウムセリウム(IV)をポリりん酸(昭和
化学社製:平均分子量約338)中に溶解(モル比Ce
/Pにして1/6の割合)した後、200℃で12時間
加熱した。 (10)ポリりん酸/チタン化合物(略号:PP−T
i) 硫酸チタン水溶液とポリりん酸(昭和化学社製:平均分
子量約338)をモル比Ti/Pにして1/6の割合で
十分に混合した後、200℃で12時間加熱した。 (11)ポリりん酸/ジルコニウム化合物(略号:PP
−Zr) 塩化酸化ジルコニウム水溶液とポリりん酸(昭和化学社
製:平均分子量約338)をモル比Zr/Pにして1/
6の割合で十分に混合した後、200℃で12時間加熱
した。
(9) Polyphosphoric acid / cerium (IV) compound (abbreviation: PP-CeIV) Diammonium cerium (IV) nitrate is dissolved in polyphosphoric acid (Showa Chemical Co., Ltd .; average molecular weight: about 338) (molar ratio). Ce
/ P, and heated at 200 ° C. for 12 hours. (10) Polyphosphoric acid / titanium compound (abbreviation: PP-T
i) Titanium sulfate aqueous solution and polyphosphoric acid (manufactured by Showa Chemical Co., Ltd .: average molecular weight: about 338) were sufficiently mixed at a molar ratio of Ti / P at a ratio of 1/6, and then heated at 200 ° C. for 12 hours. (11) Polyphosphoric acid / zirconium compound (abbreviation: PP
-Zr) A zirconium chloride aqueous solution and polyphosphoric acid (manufactured by Showa Chemical Co., Ltd .: average molecular weight: about 338) are converted to a molar ratio Zr / P of 1 /
After sufficiently mixing at a ratio of 6, the mixture was heated at 200 ° C. for 12 hours.

【0024】樹脂 (A)ブロックコポリマー ポリ(メタクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート)−ポリ(スチレン、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸
ブチル)−ポリ(メタクリル酸、ヒドロキシエチルアク
リレート、ヒドロキシエチルメタクリレート)ブロック
共重合体(溶媒:テトラヒドロフラン)をリビングアニ
オン重合法により製造した。
Resin (A) Block copolymer poly (methacrylic acid, hydroxyethyl acrylate,
Hydroxyethyl methacrylate) -poly (styrene,
A methyl methacrylate, butyl methacrylate, butyl acrylate) -poly (methacrylic acid, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate) block copolymer (solvent: tetrahydrofuran) was produced by a living anion polymerization method.

【0025】(B)アクリル系エマルジョン 市販の水分散性カルボキシル基含有アクリル系エマルジ
ョン樹脂(日本合成ゴム社製:樹脂固形分50重量%)
を使用した。 (C)SBRラテックス 市販の水分散カルボキシル基含有SBRラテックス(日
本合成ゴム社製:樹脂固形分50重量%)を使用した。
(B) Acrylic emulsion Commercially available water-dispersible carboxyl group-containing acrylic emulsion resin (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd .: resin solid content 50% by weight)
It was used. (C) SBR latex A commercially available water-dispersed carboxyl group-containing SBR latex (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd .: resin solid content: 50% by weight) was used.

【0026】処理液の調製 第一層形成用の処理液として上記した希土類金属元素ま
たはIVA属元素化合物、及び添加物としてオルソりん酸
またはコロイダルシリカ溶液(日産化学製、ST−O)
を配合して、それぞれの濃度が、希土類金属元素または
IVA属元素化合物は金属換算で100g/1、オルソり
ん酸はH3 PO4 として20g/1、コロイダルシリカ
はSiO2 換算で5g/lになるように建浴した。ま
た、第二層形成用の処理液として上気した樹脂を固形分
換算で100g/1、コロイダルシリカ溶液を5g/l
になるように水中に分散し用いた。それぞれの建浴組成
を表に示した。
Preparation of Treatment Solution The above rare earth metal element or Group IVA element compound as a treatment solution for forming the first layer, and orthophosphoric acid or colloidal silica solution as an additive (ST-O, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Are blended, each concentration is a rare earth metal element or
The IVA element compound was 100 g / 1 in terms of metal, orthophosphoric acid was 20 g / 1 in terms of H 3 PO 4 , and colloidal silica was 5 g / l in terms of SiO 2 . Further, as the processing liquid for forming the second layer, the resin which was boiled up was 100 g / 1 in terms of solid content, and the colloidal silica solution was 5 g / l.
It was dispersed in water and used. The composition of each bath is shown in the table.

【0027】皮膜形成法 上記したそれぞれの処理浴を鋼板上に塗布、乾燥し皮膜
形成を行った。鋼板への塗布量は、皮膜厚さにして第一
層が約0.5μm、第二層が約0.5μmにすべて統一
した。用いた鋼板はGI(溶融亜鉛めっき鋼板、めっき
付着量:90g/m2 )、EG(電気亜鉛めっき鋼板、
めっき付着量20:g/m2 )、SZ(溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板、めっき付着量:90g/
2 、Zn/Al=95.2/4.8)、AL(溶融ア
ルミニウム−シリコン合金めっき鋼板、めっき付着量:
120g/m2 、Al/Si=90/10)、CR(冷
延鋼板)を用いた。尚、クロメート処理鋼板との比較を
行うべく、クロメート処理液として、澱粉による部分還
元クロム酸をCrO3 換算で30g/1、SiO2 を4
0g/1、オルソりん酸を20g/1含有する処理液を
建浴し、金属クロム換算で約50mg/m2 となるよう
に鋼板上に塗布、乾燥し皮膜形成を行った。尚、塗布は
第一層、第二層ともバーコーターを用い、乾燥は第一層
が雰囲気温度200℃で30秒間、第二層が雰囲気温度
200℃で15秒間乾燥した。
Film forming method Each of the above-mentioned treatment baths was applied on a steel plate and dried to form a film. The amount of application to the steel sheet was uniformed to about 0.5 μm for the first layer and about 0.5 μm for the second layer in terms of film thickness. The steel sheets used were GI (galvanized steel sheet, coating weight: 90 g / m 2 ), EG (electrogalvanized steel sheet,
Coating weight 20: g / m 2 ), SZ (hot-dip zinc-aluminum alloy coated steel sheet, plating weight: 90 g /
m 2 , Zn / Al = 95.2 / 4.8), AL (hot-dip aluminum-silicon alloy plated steel sheet, coating weight:
120 g / m 2 , Al / Si = 90/10), and CR (cold rolled steel plate). In order to make a comparison with a chromate-treated steel sheet, a partially reduced chromic acid by starch was 30 g / 1 in terms of CrO 3 and SiO 2 was 4
A treatment solution containing 0 g / 1 and 20 g / 1 orthophosphoric acid was bathed, applied on a steel plate so as to be about 50 mg / m 2 in terms of chromium metal, and dried to form a film. The first layer and the second layer were coated using a bar coater, and the first layer was dried at an ambient temperature of 200 ° C. for 30 seconds, and the second layer was dried at an ambient temperature of 200 ° C. for 15 seconds.

【0028】皮膜の性能評価法 (I)平板耐食性をサンプルに5%、35℃の塩水を噴霧
した後の錆発生率で評価した。尚、噴霧期間はGI,E
G,SZが10日、ALが15日で何れも白錆発生率、
CRが5日で赤錆発生率を測定した。
Evaluation Method of Coating Performance (I) The corrosion resistance of a flat plate was evaluated by the rust generation rate after spraying 5% salt water at 35 ° C. on a sample. The spraying period is GI, E
G and SZ are 10 days, AL is 15 days
CR measured the occurrence rate of red rust in 5 days.

【0029】(II)サンプルをエリクセン7mm加工
後、5%、35℃の塩水を噴霧した後の錆発生面積で加
工部耐食性評価を行なった。なお、噴霧期間はGI,E
G,SZが10日間、ALが15日間で何れも白錆発生
率、CRが5日で赤錆発生率を測定した。
(II) The sample was processed for Erichsen 7 mm, and the corrosion resistance of the processed portion was evaluated on the rust generation area after spraying 5% salt water at 35 ° C. The spraying period is GI, E
G and SZ were 10 days, AL was 15 days, and the white rust occurrence rate was measured, and CR was 5 days, and the red rust occurrence rate was measured.

【0030】(III)塗料密着性をサンプル上にメラミン
−アルキド塗料を厚さ約20μm塗布焼き付けし、沸騰
水に30分浸漬後の基盤目試験(1mm角碁盤を10×
10カットしテープ剥離)の塗膜剥離面積率で評価し
た。 これら、性能試験結果を表1および表2に示す。表1お
よび表2から明らかなように、本発明による無機/有機
複合表面処理金属板は、比較例のクロメート皮膜と比較
して同等以上の性能を有している。従って、6価クロム
を全く含まない化成処理皮膜として優れた性能を発揮す
るものである。
(III) Melt-alkyd paint having a thickness of about 20 μm was applied to the sample and baked, and immersed in boiling water for 30 minutes.
(10 cuts and tape peeling). Tables 1 and 2 show the performance test results. As is clear from Tables 1 and 2, the inorganic / organic composite surface-treated metal sheet according to the present invention has performance equal to or higher than that of the chromate film of the comparative example. Therefore, it exhibits excellent performance as a chemical conversion coating containing no hexavalent chromium at all.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、本発明による無機/
有機複合表面処理金属板は、6価クロムを含有する皮膜
と同等以上の性能を示すものである。これにより、クロ
メート皮膜と同等の性能を有し、環境付加を大幅に低減
させた表面処理金属板および金属表面処理液を提供でき
る。
As described above, as described above, the inorganic / organic material of the present invention
The organic composite surface-treated metal plate exhibits performance equal to or higher than that of a film containing hexavalent chromium. Thereby, it is possible to provide a surface-treated metal plate and a metal surface treatment liquid having performance equivalent to that of a chromate film and significantly reducing the environmental load.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属板表面に希土類金属元素および/ま
たはIVA属元素の化合物もしくはこれらの混合物を主成
分とする皮膜を第一層として被覆し、さらにその表面に
樹脂を主成分とする皮膜を第二層として被覆してなるこ
とを特徴とする無機/有機複合表面処理金属板。
1. A metal plate surface coated with a film mainly composed of a compound of a rare earth metal element and / or a group IVA element or a mixture thereof as a first layer, and a film mainly composed of a resin is further coated on the surface thereof. An inorganic / organic composite surface-treated metal plate, which is coated as a second layer.
【請求項2】 希土類金属元素および/またはIVA属元
素の化合物もしくはこれらの混合物が、希土類金属元素
および/またはIVA属元素の酸素酸化合物もしくは酸素
酸水素化合物またはこれらの混合物であることを特徴と
する請求項1記載の表面処理金属板。
2. The compound of a rare earth metal element and / or a group IVA element or a mixture thereof is an oxygen acid compound or a hydrogen oxyoxy compound of a rare earth metal element and / or a group IVA element or a mixture thereof. The surface-treated metal plate according to claim 1.
【請求項3】 希土類金属元素および/またはIVA属元
素がランタン、セリウム、イットリウムおよび/または
ジルコニウムであることを特徴とする請求項1,2記載
の表面処理金属板。
3. The surface-treated metal plate according to claim 1, wherein the rare earth metal element and / or the IVA element is lanthanum, cerium, yttrium and / or zirconium.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071059A1 (en) * 2000-03-20 2001-09-27 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Process and solution for providing a conversion coating on a metallic surface ii
JP2002053975A (en) * 2000-05-31 2002-02-19 Dipsol Chem Co Ltd METHOD FOR DEPOSITING CHROMIUM-FREE CORROSION RESISTANT FILM ON Sn-Zn ALLOY PLATING
JP2003528218A (en) * 2000-03-20 2003-09-24 カマンウェルス・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ・オーガナイゼイション Processes and solutions for applying conversion coatings to metal surfaces
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JP2016531173A (en) * 2013-07-26 2016-10-06 ソシエテ ヌヴェル デ クルール ジンシク Composition comprising a continuous organic phase and a water-in-oil emulsion for covering a metal surface, and a method for producing said composition

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