JPS602186B2 - 塗装下地用表面処理鋼板 - Google Patents
塗装下地用表面処理鋼板Info
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は塗装下地用表面処理鋼板に関し、クロムを使
用せずに防錆I性、塗料密着性及び塗装耐食性等の塗装
下地としての性能に優れた鋼板を提供することを目的と
する。
用せずに防錆I性、塗料密着性及び塗装耐食性等の塗装
下地としての性能に優れた鋼板を提供することを目的と
する。
従来家電や建材製品等に使用されている塗装下地用表面
処理鋼板としては、亜鉛メッキ鋼板の上にリン酸塩処理
あるいはクロメート処理を施したものが広く使われてる
。
処理鋼板としては、亜鉛メッキ鋼板の上にリン酸塩処理
あるいはクロメート処理を施したものが広く使われてる
。
クロメート処理によるものはクロムの不動態化作用によ
って良好な耐食性能が得られるが、クロムの毒性及び排
水処理等の問題がある。
って良好な耐食性能が得られるが、クロムの毒性及び排
水処理等の問題がある。
一方リン酸塩処理によるものは、塗装下地として優れた
性能を持っているが、耐食性を得るために後処理として
クロム酸洗処理が行われており、このため後処理に伴な
い前記クロメート処理と同様の問題がある。また大量に
発生するスラツジの処分という問題もある。また上記従
釆のものは、塗菱耐食性、塗装密着性或し、は耐脱脂性
等の各品質性能において塗装下地として必ずしも満足で
きる品質性能を保持しておらず、特に需要家でのアルカ
リ脱脂工程を経てからの性能劣化、即ち耐脱胡旨性が劣
っているのが現状であり、更にバランスのとれた優れた
品質性能を有する塗装下地用の表面処理鋼板が待望され
ている。
性能を持っているが、耐食性を得るために後処理として
クロム酸洗処理が行われており、このため後処理に伴な
い前記クロメート処理と同様の問題がある。また大量に
発生するスラツジの処分という問題もある。また上記従
釆のものは、塗菱耐食性、塗装密着性或し、は耐脱脂性
等の各品質性能において塗装下地として必ずしも満足で
きる品質性能を保持しておらず、特に需要家でのアルカ
リ脱脂工程を経てからの性能劣化、即ち耐脱胡旨性が劣
っているのが現状であり、更にバランスのとれた優れた
品質性能を有する塗装下地用の表面処理鋼板が待望され
ている。
これら従釆の問題点を解決すべく袴公昭54−3440
6に示されるようなシリカとアクリル共重合体を主成分
とするシリケート複合体を用いる方法や、または持開昭
私−77635号や特開昭55−62972号に示され
るようなこの方法を更に改良した方法がいくつか提案さ
れている。
6に示されるようなシリカとアクリル共重合体を主成分
とするシリケート複合体を用いる方法や、または持開昭
私−77635号や特開昭55−62972号に示され
るようなこの方法を更に改良した方法がいくつか提案さ
れている。
しかし本発明者らが上記提案の複合体を亜鉛メッキ鋼板
に適用したところ、塗装下地用表面処理鋼板に要求され
る基本的品質性能である塗装耐食性、塗装密着性、ある
し、は耐脱脂性の各性能を総合的に十分に満足せず、ま
だ改良の余地があることが判明した。
に適用したところ、塗装下地用表面処理鋼板に要求され
る基本的品質性能である塗装耐食性、塗装密着性、ある
し、は耐脱脂性の各性能を総合的に十分に満足せず、ま
だ改良の余地があることが判明した。
本発明は上記した従来の問題点に鑑み、種々の実験、研
究を重ねた結果なされたもので、素地鋼板の表面にFe
が3〜30M)%含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜層を
片面付着量0.1g′〆以上形成し、更にその上にアク
リル共重合体とェボキシ樹脂との割合が90/10〜5
0/50でシリカゾルの配合割合が固形分比で20〜6
の重量%の有機複合シリケート皮膜層とを形成したこと
を基本的な特徴とするものである。
究を重ねた結果なされたもので、素地鋼板の表面にFe
が3〜30M)%含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜層を
片面付着量0.1g′〆以上形成し、更にその上にアク
リル共重合体とェボキシ樹脂との割合が90/10〜5
0/50でシリカゾルの配合割合が固形分比で20〜6
の重量%の有機複合シリケート皮膜層とを形成したこと
を基本的な特徴とするものである。
第1層目の皮膜として通常の亜鉛メッキでは十分な性能
が得られず、特に塗装耐食性、耐脱脂性で劣っている。
が得られず、特に塗装耐食性、耐脱脂性で劣っている。
本発明者らは3〜3の重量%の鉄を含有した鉄−亜鉛合
金メッキによって全ての性能の面で優れた効果が得られ
るとの知見に致つた。鉄−亜鉛合金メッキの製造法とし
ては、■ 通常の電気メッキ法或いは溶融メッキ法によ
り形成された亜鉛を主成分としたメッキ皮膜を数百度(
00)以上の温度の加熱処理により鉄一亜鉛合金メッキ
皮膜を形成する方法。
金メッキによって全ての性能の面で優れた効果が得られ
るとの知見に致つた。鉄−亜鉛合金メッキの製造法とし
ては、■ 通常の電気メッキ法或いは溶融メッキ法によ
り形成された亜鉛を主成分としたメッキ皮膜を数百度(
00)以上の温度の加熱処理により鉄一亜鉛合金メッキ
皮膜を形成する方法。
■ 鉄と亜鉛からなるメッキ格から電解法により鉄−亜
鉛合金メッキ皮膜を析出させる方法。
鉛合金メッキ皮膜を析出させる方法。
があるが、その製造法の如何にかかわらず3〜30重量
%の鉄を含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜を第1層目に
形成させることによって効果を得ることができる。なお
、その製造法によって若干効果に相違が認められるが、
この理由としては合金成分の量の違い、表面の酸化物層
の影響等が考えられるが詳細は明確でない。またこの鉄
−亜鉛合金メッキ層は鋼板の上に直接形成させて効果が
得られるだけでなく、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、
鉛、銅、クロム、コバルト、スズ等のメッキ鋼板、ある
いはそれらの元素の2成分や3成分以上の合金メッキ鋼
板の上に形成させても効果が認められる。
%の鉄を含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜を第1層目に
形成させることによって効果を得ることができる。なお
、その製造法によって若干効果に相違が認められるが、
この理由としては合金成分の量の違い、表面の酸化物層
の影響等が考えられるが詳細は明確でない。またこの鉄
−亜鉛合金メッキ層は鋼板の上に直接形成させて効果が
得られるだけでなく、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、
鉛、銅、クロム、コバルト、スズ等のメッキ鋼板、ある
いはそれらの元素の2成分や3成分以上の合金メッキ鋼
板の上に形成させても効果が認められる。
メッキ皮膜中の鉄含有量としては、3〜3の重量%とし
、好ましくは5〜2の重量%とする。
、好ましくは5〜2の重量%とする。
鉄含有量が3重量%未満の場合には亜鉛メッキ鋼板と同
様に塗装耐食性、耐脱脂性が劣り、また3の重量%をこ
えると鋼板に近い性能即ち赤錆が早く発生して塗装耐食
性が劣るために優れた塗装下地効果を発揮できないため
である。第2層目の有機複合シリケート皮膜としては、
アクリル共重合体とシリカゾルからなるアクリル複合シ
リケートとヱポキシ樹脂とシリカゾルからなるェポキシ
複合シリケートという2種類の品質特性の異つた複合体
の組合せからなる水系処理液を鉄−亜鉛合金メッキ皮膜
のうえに塗布し乾燥することによって得られる。
様に塗装耐食性、耐脱脂性が劣り、また3の重量%をこ
えると鋼板に近い性能即ち赤錆が早く発生して塗装耐食
性が劣るために優れた塗装下地効果を発揮できないため
である。第2層目の有機複合シリケート皮膜としては、
アクリル共重合体とシリカゾルからなるアクリル複合シ
リケートとヱポキシ樹脂とシリカゾルからなるェポキシ
複合シリケートという2種類の品質特性の異つた複合体
の組合せからなる水系処理液を鉄−亜鉛合金メッキ皮膜
のうえに塗布し乾燥することによって得られる。
このような複合体の皮膜により総合的に優れた品質性能
を有する塗装下地用表面処理鋼板が得られる。すなわち
、ェポキシ複合シリケートは主に塗料密着性、耐食性を
向上させ、一方アクリル複合シリケートは王に耐脱脂性
を向上させている。またシリカゾルの分量を増大させる
と耐食性、耐脱脂性が向上する傾向が認められる。しか
しながら、最も重要なことはこの有機複合シリケ−ト皮
膜が十分な効果を発揮するのは、上記したように鉄を3
〜3の重量%含有する欽一亜鉛合金メッキ皮膜の上に施
された場合であるということである。
を有する塗装下地用表面処理鋼板が得られる。すなわち
、ェポキシ複合シリケートは主に塗料密着性、耐食性を
向上させ、一方アクリル複合シリケートは王に耐脱脂性
を向上させている。またシリカゾルの分量を増大させる
と耐食性、耐脱脂性が向上する傾向が認められる。しか
しながら、最も重要なことはこの有機複合シリケ−ト皮
膜が十分な効果を発揮するのは、上記したように鉄を3
〜3の重量%含有する欽一亜鉛合金メッキ皮膜の上に施
された場合であるということである。
本発明における有機複合シリケートは侍公昭弘−344
06号に記載されている方法により得られる。
06号に記載されている方法により得られる。
すなわち、シリカゾルあるいはコロイダルシリカと呼ば
れている水分散性シリカと水溶性もしくは水分散性のア
クリル共重合体及びェポキシ樹脂を主成分とし、反応促
進剤としてトリアルコキシシラン化合物を添加し、上記
成分を混合し1oo○以上沸点以下の温度で反応させる
ことによって得られる。特に実用的に優れた有機複合シ
リケートを得るためには50〜90qoで反応させるこ
とが最適である。またシラン化合物は有機樹脂とシリカ
ゾルの両成分の固形分重量に対して通常0.5〜13重
量%添加する。この複合化反応を行ううえではアクリル
共重合体(あるいはェポキシ樹脂)と、シリカゾル、ト
リアルコキシシラン化合物の3成分で反応させて夫々得
られたアクリル複合シリケートとェポキシ複合シリケー
トを混合しても良いが、最初からアクIJル共重合体、
ェポキシ樹脂、シリカゾル、トリアルコキシシラン化合
物の4成分を混合して反応させても十分な効果を得るこ
とができる。本発明に使用するアクリル共重合体は不飽
和エチレン性単量体を用い、溶液重合法、ェマルジョン
重合法、懸濁重合法によって合成される水溶性もしくは
水分散性の共重合体及びアルキド、ェポキシ、ポリブタ
ジヱン、ポリウレタン、フェノールもしくはアミ/樹脂
などによって変性された共重合体であり、一方ェポキシ
樹脂としては脂肪酸変性ェポキシ樹脂、多塩基性酸変性
ェポキシ樹脂、アクリル樹脂ェポキシ樹脂、アルキド樹
脂変性ェポキシ樹脂、フェノール樹脂変性ェポキシ樹脂
、ボリブタジェン樹脂変性ェポキシ樹脂、ァミン変性ェ
ポキシ樹脂等がある。
れている水分散性シリカと水溶性もしくは水分散性のア
クリル共重合体及びェポキシ樹脂を主成分とし、反応促
進剤としてトリアルコキシシラン化合物を添加し、上記
成分を混合し1oo○以上沸点以下の温度で反応させる
ことによって得られる。特に実用的に優れた有機複合シ
リケートを得るためには50〜90qoで反応させるこ
とが最適である。またシラン化合物は有機樹脂とシリカ
ゾルの両成分の固形分重量に対して通常0.5〜13重
量%添加する。この複合化反応を行ううえではアクリル
共重合体(あるいはェポキシ樹脂)と、シリカゾル、ト
リアルコキシシラン化合物の3成分で反応させて夫々得
られたアクリル複合シリケートとェポキシ複合シリケー
トを混合しても良いが、最初からアクIJル共重合体、
ェポキシ樹脂、シリカゾル、トリアルコキシシラン化合
物の4成分を混合して反応させても十分な効果を得るこ
とができる。本発明に使用するアクリル共重合体は不飽
和エチレン性単量体を用い、溶液重合法、ェマルジョン
重合法、懸濁重合法によって合成される水溶性もしくは
水分散性の共重合体及びアルキド、ェポキシ、ポリブタ
ジヱン、ポリウレタン、フェノールもしくはアミ/樹脂
などによって変性された共重合体であり、一方ェポキシ
樹脂としては脂肪酸変性ェポキシ樹脂、多塩基性酸変性
ェポキシ樹脂、アクリル樹脂ェポキシ樹脂、アルキド樹
脂変性ェポキシ樹脂、フェノール樹脂変性ェポキシ樹脂
、ボリブタジェン樹脂変性ェポキシ樹脂、ァミン変性ェ
ポキシ樹脂等がある。
以上の有機樹脂を水溶化ないし水分散化するためにはア
ミン化合物やアンモニアを添加すればよい。複合化反応
における反応促進剤として用いられるトリアルコキシシ
ラン化合物は市販のシランカップリング剤で良く、たと
えばビニルトリェトキシシラン、ビニルトリス(6ーメ
トキシエトキシ)シラン、y−グリシドオキシプロピル
トリメトキシシラン、ッーメタクリルオキシプロピルト
リメトキシシラン、N−8(アミノエチル)ーツーアミ
ノプロピルトリメトキシシラン、yーアミノプロピルト
リェトキシシラン等をあげることができる。
ミン化合物やアンモニアを添加すればよい。複合化反応
における反応促進剤として用いられるトリアルコキシシ
ラン化合物は市販のシランカップリング剤で良く、たと
えばビニルトリェトキシシラン、ビニルトリス(6ーメ
トキシエトキシ)シラン、y−グリシドオキシプロピル
トリメトキシシラン、ッーメタクリルオキシプロピルト
リメトキシシラン、N−8(アミノエチル)ーツーアミ
ノプロピルトリメトキシシラン、yーアミノプロピルト
リェトキシシラン等をあげることができる。
また上記したシリカゾルあるいはコロイダルシリカと言
われている水分散性シリカは市販品をそのまま用いるこ
とができるが、対象となる有機樹脂の安定領域に応じて
酸性、塩基性いずれかのものを適宜選択する。次に有機
複合シリケート皮膜成分であるシリカゾル、アクリル共
重合体、ェポキシ樹脂の最適組成範囲について説明する
。
われている水分散性シリカは市販品をそのまま用いるこ
とができるが、対象となる有機樹脂の安定領域に応じて
酸性、塩基性いずれかのものを適宜選択する。次に有機
複合シリケート皮膜成分であるシリカゾル、アクリル共
重合体、ェポキシ樹脂の最適組成範囲について説明する
。
塗装下地処理として要求される基本品質性能は、塗料密
着性、塗装耐食性、耐脱脂性である。
着性、塗装耐食性、耐脱脂性である。
この基本性能を満足する最適組成を検討するためにェポ
キシ複合シリケートとアクリル複合シリケートのシリカ
ゾル分量を夫々0〜9の重量%(固形分比)と変化させ
たものを使用し、処理液としてアクリル複合シリケート
とェポキシ複合シリケートの混合比(アクリル複合シリ
ケートノェポキシ複合シリケート)を100/0〜0/
100と変化させて調査したところ図面に示すような傾
向があることがわかった。図中←→印が比較的品質性能
良好な範囲である。この図から明らかなように総合的な
品質性能を満足するために、有機複合シリケート皮膜中
のシリカゾル分量は固形分比で20〜6の重量%が最適
であり、アクリル共重合体/ェポキシ樹脂の混合比は9
0/10〜50/50が最適であるが、特にこの範囲の
有機複合シリケート皮膜が塗装下地として優れた効果を
発揮できるのは第1層目に3〜3の重量%の鉄を含有す
る欽一亜鉛メッキ皮膜が施してある場合である。
キシ複合シリケートとアクリル複合シリケートのシリカ
ゾル分量を夫々0〜9の重量%(固形分比)と変化させ
たものを使用し、処理液としてアクリル複合シリケート
とェポキシ複合シリケートの混合比(アクリル複合シリ
ケートノェポキシ複合シリケート)を100/0〜0/
100と変化させて調査したところ図面に示すような傾
向があることがわかった。図中←→印が比較的品質性能
良好な範囲である。この図から明らかなように総合的な
品質性能を満足するために、有機複合シリケート皮膜中
のシリカゾル分量は固形分比で20〜6の重量%が最適
であり、アクリル共重合体/ェポキシ樹脂の混合比は9
0/10〜50/50が最適であるが、特にこの範囲の
有機複合シリケート皮膜が塗装下地として優れた効果を
発揮できるのは第1層目に3〜3の重量%の鉄を含有す
る欽一亜鉛メッキ皮膜が施してある場合である。
′第1層目の鉄−亜鉛メッキ皮膜の付着量は少くとも0
.1g/〆(片面付着量)以上好ましくは1雌′〆以上
とする。
.1g/〆(片面付着量)以上好ましくは1雌′〆以上
とする。
これ以下の場合第2層目の効果が発揮できないためであ
る。また第2層目の有機複合シリケート皮膜の付着量は
0.05〜5.0g/で(片面付着量)、好ましくは0
.2〜3.雌/め(片面付着量)とする。0.0斑′で
以下では効果がなく、また5g′〆以上では品質性能を
若干向上する頭向はあるものの、著しい向上は望めない
ために経済的に不利となり、更に連続多点溶接性が困難
となる等の理由から表面処理鋼板としての実用性が乏し
くなるためである。
る。また第2層目の有機複合シリケート皮膜の付着量は
0.05〜5.0g/で(片面付着量)、好ましくは0
.2〜3.雌/め(片面付着量)とする。0.0斑′で
以下では効果がなく、また5g′〆以上では品質性能を
若干向上する頭向はあるものの、著しい向上は望めない
ために経済的に不利となり、更に連続多点溶接性が困難
となる等の理由から表面処理鋼板としての実用性が乏し
くなるためである。
第1層目の有機複合シリケート皮膜の処理方法としては
浸贋、スプレー、ロールコーター等通常使用されている
塗布方法を使用すれば良く、所定量塗布後常温〜100
qC(あるいはそれ以上でも可)程度の熱風乾燥を行え
ば数秒〜数分内に乾燥皮膜を形成できる。
浸贋、スプレー、ロールコーター等通常使用されている
塗布方法を使用すれば良く、所定量塗布後常温〜100
qC(あるいはそれ以上でも可)程度の熱風乾燥を行え
ば数秒〜数分内に乾燥皮膜を形成できる。
本発明による効果の理由については十分に明らかではな
いが、基本的にシリカゾル、アクリル共重合体、ェポキ
シ樹脂からなる複合皮膜は繊密で、かつ第1層目の鉄−
亜鉛合金メッキ皮膜と強固に結びついている上に、図面
に示す好ましい組成範囲内で各成分の機能が十分に発揮
されるためであると思われる。
いが、基本的にシリカゾル、アクリル共重合体、ェポキ
シ樹脂からなる複合皮膜は繊密で、かつ第1層目の鉄−
亜鉛合金メッキ皮膜と強固に結びついている上に、図面
に示す好ましい組成範囲内で各成分の機能が十分に発揮
されるためであると思われる。
また第1層目の皮膜として鉄あるいは亜鉛メッキでは十
分な効果が得られず、上記したように3〜3の重量%の
鉄を含有する鉄一亜鉛合金メッキの場合のみ十分な効果
を発揮するのは、有機複合シリケート皮膜と鉄−亜鉛合
金メッキ皮膜界面の結合が強いこと、更に有機複合シリ
ケート皮膜の硬化過程で鉄−亜鉛の合金成分がなんらか
の硬化促進作用を働かせて強固な皮膜が形成されること
によって優れた効果を得ることができること等による。
次に有機複合シリケート処理液に添加するアルコキシド
化合物、バナジウムの酸素酸及びその塩について説明す
る。
分な効果が得られず、上記したように3〜3の重量%の
鉄を含有する鉄一亜鉛合金メッキの場合のみ十分な効果
を発揮するのは、有機複合シリケート皮膜と鉄−亜鉛合
金メッキ皮膜界面の結合が強いこと、更に有機複合シリ
ケート皮膜の硬化過程で鉄−亜鉛の合金成分がなんらか
の硬化促進作用を働かせて強固な皮膜が形成されること
によって優れた効果を得ることができること等による。
次に有機複合シリケート処理液に添加するアルコキシド
化合物、バナジウムの酸素酸及びその塩について説明す
る。
品質性能を更に向上させるためには、有機複合シリケー
ト処理液にチタニウム又はジルコニウムのアルコキシド
化合物もしくはバナジンの酸素酸及びその塩を添加する
と効果的である。
ト処理液にチタニウム又はジルコニウムのアルコキシド
化合物もしくはバナジンの酸素酸及びその塩を添加する
と効果的である。
これらの添加剤の1種又は2種以上をシリカゾルと有機
樹脂の全固形分に対して14重量%以下、好ましくは0
.2〜8重量%添加することによって特に塗装耐食性、
耐脱脂性を更に向上させることができる。チタニウム及
びジルコニウムのアルコキシド化合物は一般式R′2M
(R2)2、R′M(R2)3又はM(R2)4 で示
されるアルコキシド化合物に、例えばマレィソ酸などの
ジカルポン酸類、乳酸、酒石酸などのオキシカルボン酸
類、エチレングリコール、ジアセトンアルコール、アセ
チルアセトンなどのジケトン、アセト酢酸エチル、マロ
ン酸エチルなどのエステル、ケトンエステル、サリチル
酸、カテコール、ピロガロール、トリェタノール、アミ
ン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノヱタノール等
のアルカノールアミン類などをリガンド(配位子)とし
て結合せしめた2官能以上Z(好ましくは2〜3官能)
の配位化合物である。なお上記一般式でMはチタニウム
またはジルコニウム、R′はエチル基、アミル基、フヱ
ニル基、ビニル基、P−(3・4ーェポキシシグロヘキ
シル基)、シーメルカプトプロピル基、アミノアル」キ
ル基等の置換基、R2は通常炭素数1〜8のアルコキシ
基(たとえばメトキシ基、ヱトキシ基、n−プロボキシ
基、ィソフ。ロボキシ基、n−プトキシ基、ィソプトキ
シ基、Sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n
ーベントキシ基、イソベン2トキシ基、n−へキトキシ
基、nーヘプトキシ基、n−オクトキシ基など)または
合計の炭素数が2〜10のアルコキシアルコキシ基(た
とえばメトキシメトキシ基、メトキシェトキシ基、ェト
キシブトキシ基、ブトキシベントキシ基など)であ2る
。バナジウムの酸素酸及びその塩は三酸化バナジウム(
V203)、五酸化バナジウム(V205)、オルソパ
ナジン酸リチウム(Li2V04)、オルソパナジン酸
ナトリウム(Na3V04)、メタバナジン酸IJ3チ
ウム(L,V03・2日20)、メタバナジン酸リチウ
ム(LiV03・2LO)、メタバナジン酸カリウム(
KV03)、メタバナジン酸ナトリウム(NaV03・
岬20)、メタバナジン酸アンモニウム(N日V03)
、ピロバナジン酸ナトリウム(Na3V207)等があ
る。
樹脂の全固形分に対して14重量%以下、好ましくは0
.2〜8重量%添加することによって特に塗装耐食性、
耐脱脂性を更に向上させることができる。チタニウム及
びジルコニウムのアルコキシド化合物は一般式R′2M
(R2)2、R′M(R2)3又はM(R2)4 で示
されるアルコキシド化合物に、例えばマレィソ酸などの
ジカルポン酸類、乳酸、酒石酸などのオキシカルボン酸
類、エチレングリコール、ジアセトンアルコール、アセ
チルアセトンなどのジケトン、アセト酢酸エチル、マロ
ン酸エチルなどのエステル、ケトンエステル、サリチル
酸、カテコール、ピロガロール、トリェタノール、アミ
ン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノヱタノール等
のアルカノールアミン類などをリガンド(配位子)とし
て結合せしめた2官能以上Z(好ましくは2〜3官能)
の配位化合物である。なお上記一般式でMはチタニウム
またはジルコニウム、R′はエチル基、アミル基、フヱ
ニル基、ビニル基、P−(3・4ーェポキシシグロヘキ
シル基)、シーメルカプトプロピル基、アミノアル」キ
ル基等の置換基、R2は通常炭素数1〜8のアルコキシ
基(たとえばメトキシ基、ヱトキシ基、n−プロボキシ
基、ィソフ。ロボキシ基、n−プトキシ基、ィソプトキ
シ基、Sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n
ーベントキシ基、イソベン2トキシ基、n−へキトキシ
基、nーヘプトキシ基、n−オクトキシ基など)または
合計の炭素数が2〜10のアルコキシアルコキシ基(た
とえばメトキシメトキシ基、メトキシェトキシ基、ェト
キシブトキシ基、ブトキシベントキシ基など)であ2る
。バナジウムの酸素酸及びその塩は三酸化バナジウム(
V203)、五酸化バナジウム(V205)、オルソパ
ナジン酸リチウム(Li2V04)、オルソパナジン酸
ナトリウム(Na3V04)、メタバナジン酸IJ3チ
ウム(L,V03・2日20)、メタバナジン酸リチウ
ム(LiV03・2LO)、メタバナジン酸カリウム(
KV03)、メタバナジン酸ナトリウム(NaV03・
岬20)、メタバナジン酸アンモニウム(N日V03)
、ピロバナジン酸ナトリウム(Na3V207)等があ
る。
上記添加剤の最適添加範囲は前述した通りであるが、こ
れらの添加剤を過剰に加えると有機複合シリケート皮膜
の効果が減じてきて性能が劣化し、あるいは架橋反応が
急速に進んで処理液の増4粘が起こるため好ましくない
。
れらの添加剤を過剰に加えると有機複合シリケート皮膜
の効果が減じてきて性能が劣化し、あるいは架橋反応が
急速に進んで処理液の増4粘が起こるため好ましくない
。
添加剤の効果の理由は、上記添加剤が架橋剤として作用
し、有機複合シリケート皮膜中の残存親水茎を減少させ
、皮膜の架橋密度を高め、その鯖果塗菱耐食性、耐脱脂
性を向上させるためである。
し、有機複合シリケート皮膜中の残存親水茎を減少させ
、皮膜の架橋密度を高め、その鯖果塗菱耐食性、耐脱脂
性を向上させるためである。
なお本発明において、必要に応じて公知の水落性あるい
は水分散性有機樹脂や防錆豚料、ィンヒビター等の防錆
剤、又はモリブデン、タングステン等のカチオン及びそ
の化合物を添加し、所望の特性を付与することは可能で
ある。
は水分散性有機樹脂や防錆豚料、ィンヒビター等の防錆
剤、又はモリブデン、タングステン等のカチオン及びそ
の化合物を添加し、所望の特性を付与することは可能で
ある。
次に本発明の実施例を示す。
下褐第1表に示す本発明縦No.1〜No.7について
1次耐食性、2次耐食性、1次密着性及び耐脱脂性の試
験を行った。
1次耐食性、2次耐食性、1次密着性及び耐脱脂性の試
験を行った。
この結果を第2表に比較鋼との対比で示す。第2表の試
験結果から、本発明鋼は現行のリン酸塩処理、クロメー
ト処理を施したものより優れており、極めてバランスの
とれた品質性能であることが認められる。
験結果から、本発明鋼は現行のリン酸塩処理、クロメー
ト処理を施したものより優れており、極めてバランスの
とれた品質性能であることが認められる。
なお本発明鋼及び比較鋼を得るための処理方法は次の通
りであった。
りであった。
<処理方法>
A.アクリル有機複合シリケートの合成
温度計、損梓機、冷却器、滴下ロートを備えた1その4
つ口フラスコにインブロピルアルコール180部を入れ
、窒素置換の後フラスコ内の温度を約85qoに調整し
、エチルァクリレート140部、メチルメタクリレート
68部、スチレン15部、N−n−ブトキシメチルアク
リルアミド15部、2ーヒドロキシェチルアクリレート
38部、アクリル酸24部からなる単量体温合物を2、
2ーアゾビス(2、4ージメチルクレロ=トリル)6部
よりなる触媒とともに約2時間を要して滴下する。
つ口フラスコにインブロピルアルコール180部を入れ
、窒素置換の後フラスコ内の温度を約85qoに調整し
、エチルァクリレート140部、メチルメタクリレート
68部、スチレン15部、N−n−ブトキシメチルアク
リルアミド15部、2ーヒドロキシェチルアクリレート
38部、アクリル酸24部からなる単量体温合物を2、
2ーアゾビス(2、4ージメチルクレロ=トリル)6部
よりなる触媒とともに約2時間を要して滴下する。
滴下終了後同温度でさらに5時間反応を続け、固形分6
3%、酸価67の無色透明な樹脂溶液を得た。このアク
リル共重合体樹脂溶液50の部‘こ対して38%アンモ
ニア水45部を混合し、水を加えて十分に増枠すること
によって固形分20%、pH9.5のアクリル共重合体
の水分散液を得た。この水分敵液300部をフラスコ中
に仕込み、室温下で十分に摸詩竿しながらコロイダルシ
リカ(日産化学工業■、商品名「ストテツクスN」)所
定量を加え、つぎにyーメタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシラン(信越化学工業■製、商品名「KBM5
03」1部を麓梓下で滴下混合し、ついで8500に加
熱して同温度にて2時間保持して反応せしめ、乳白色で
水分散性のアクリル複合シリケートを得た。B.ェポキ
シ複合シリケートの合成 ェポキシ当量950を持つビスフェノールAタイプのェ
ポキシ樹脂(シェル化学■製、商品名「ェヒコート10
04」)31礎部、アマニ油脂肪酸95部、桐油脂肋酸
95部、キシレン15部をフラスコに入れ、窒素を通じ
ながら徐々に加熱し、24000まで上昇させた後、冷
却し70℃までに下った時にエチレングリコ一ルモノェ
チルェーテル200部を加え、固形分70%、酸化54
の油変性ェポキシ樹脂溶液を得た。
3%、酸価67の無色透明な樹脂溶液を得た。このアク
リル共重合体樹脂溶液50の部‘こ対して38%アンモ
ニア水45部を混合し、水を加えて十分に増枠すること
によって固形分20%、pH9.5のアクリル共重合体
の水分散液を得た。この水分敵液300部をフラスコ中
に仕込み、室温下で十分に摸詩竿しながらコロイダルシ
リカ(日産化学工業■、商品名「ストテツクスN」)所
定量を加え、つぎにyーメタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシラン(信越化学工業■製、商品名「KBM5
03」1部を麓梓下で滴下混合し、ついで8500に加
熱して同温度にて2時間保持して反応せしめ、乳白色で
水分散性のアクリル複合シリケートを得た。B.ェポキ
シ複合シリケートの合成 ェポキシ当量950を持つビスフェノールAタイプのェ
ポキシ樹脂(シェル化学■製、商品名「ェヒコート10
04」)31礎部、アマニ油脂肪酸95部、桐油脂肋酸
95部、キシレン15部をフラスコに入れ、窒素を通じ
ながら徐々に加熱し、24000まで上昇させた後、冷
却し70℃までに下った時にエチレングリコ一ルモノェ
チルェーテル200部を加え、固形分70%、酸化54
の油変性ェポキシ樹脂溶液を得た。
この油変性ヱポキシ樹脂溶液から上記Aの場合と同様な
方法でェポキシ複合シリケートを得た。
方法でェポキシ複合シリケートを得た。
上記A、Bの方法でヱポキシ複合シリケーとアクリル複
合シリケートのシリカゾル分量を夫々0〜9の重量%(
固形分比)と変化させたものを合成し、処理液としてア
クリル複合シリケートとェポキシ複合シリケートの混合
比(アクリル複合シリケートノェポキシ複合シリケート
)を100/0〜0/100と変化させた有機複合シリ
ケート処理液を使用し以下の工程で試験材を製作した。
合シリケートのシリカゾル分量を夫々0〜9の重量%(
固形分比)と変化させたものを合成し、処理液としてア
クリル複合シリケートとェポキシ複合シリケートの混合
比(アクリル複合シリケートノェポキシ複合シリケート
)を100/0〜0/100と変化させた有機複合シリ
ケート処理液を使用し以下の工程で試験材を製作した。
板厚0.7凧/仇の冷延鋼板に電解及び加熱処理という
異つた方法によって鉄含有量の異なる鉄−亜鉛合金メッ
キを施したもの及び比較鋼用として亜鉛メッキ鋼板、冷
延鋼板を使用して、表面清浄後に前記の有機複合シリケ
ート処理液をグループロールにて塗布してから7ぴ0の
熱風にて2鼠砂〜3町砂間乾燥して試験材を得た。なお
比較鋼としては本発明範囲を外れているものの他に電気
亜鉛メッキ鋼板にリン酸塩処理、クロメート処理を施し
たもの、鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛メッキ鋼板にクロメー
ト処理を施したもの、鉄−亜鉛合金メッキ皮膜単独のも
のを用いた。
異つた方法によって鉄含有量の異なる鉄−亜鉛合金メッ
キを施したもの及び比較鋼用として亜鉛メッキ鋼板、冷
延鋼板を使用して、表面清浄後に前記の有機複合シリケ
ート処理液をグループロールにて塗布してから7ぴ0の
熱風にて2鼠砂〜3町砂間乾燥して試験材を得た。なお
比較鋼としては本発明範囲を外れているものの他に電気
亜鉛メッキ鋼板にリン酸塩処理、クロメート処理を施し
たもの、鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛メッキ鋼板にクロメー
ト処理を施したもの、鉄−亜鉛合金メッキ皮膜単独のも
のを用いた。
第 1 表 (本発明範囲外のものを−
で示す)注1) 亜鉛及び鉄−亜鉛合金メッキ皮膜の製
造法のは通常の溶融亜鉛メッキKて亜鉛メッキ層を形成
させた後K、これK加熱処理を施して亜鉛メッキ層中に
鉄を拡散・浸透させ表面まで鉄−亜鉛合金を形成させる
方法である。製造法夕は鉄イオンと亜鉛イオン(若しく
は亜鉛イオンのみ)を含む水溶液から成る電気メッキ浴
中で電解して鉄及び亜鉛を鋼板表面に雷析させて鉄−亜
鉛合金メッキを得る方法である。注2) 皮膜付着量
はFXでSi量を測定して固形分比から換算して求めた
。
で示す)注1) 亜鉛及び鉄−亜鉛合金メッキ皮膜の製
造法のは通常の溶融亜鉛メッキKて亜鉛メッキ層を形成
させた後K、これK加熱処理を施して亜鉛メッキ層中に
鉄を拡散・浸透させ表面まで鉄−亜鉛合金を形成させる
方法である。製造法夕は鉄イオンと亜鉛イオン(若しく
は亜鉛イオンのみ)を含む水溶液から成る電気メッキ浴
中で電解して鉄及び亜鉛を鋼板表面に雷析させて鉄−亜
鉛合金メッキを得る方法である。注2) 皮膜付着量
はFXでSi量を測定して固形分比から換算して求めた
。
注1)1次耐食性未塗装状態の表面処理鋼板についてJ
IS−ZM2371の塩水噴霧試験を24時間及び12
U時間行ってから白錆面積を次の基準で判定した。
IS−ZM2371の塩水噴霧試験を24時間及び12
U時間行ってから白錆面積を次の基準で判定した。
評価点 白錆面積5 無し4 1〜10※
3 11〜25%
2 26〜50%
1 50多以上又は赤錆発生
注2)2次耐食(塗装耐食性)
メラミンァルド樹脂系塗料(140℃ 20分暁付、膜
厚30〃、鉛筆硬度H〜2H)を塗装後に塗膜面をクロ
スカットし、JIS−2371の塩水噴霧試験を120
時間行ってから室内で約12時間放置後、クロスカット
部にセロテープを密着させて、瞬間的に剥離してから次
式により片側平均剥離中(机/机)を求めた。
厚30〃、鉛筆硬度H〜2H)を塗装後に塗膜面をクロ
スカットし、JIS−2371の塩水噴霧試験を120
時間行ってから室内で約12時間放置後、クロスカット
部にセロテープを密着させて、瞬間的に剥離してから次
式により片側平均剥離中(机/机)を求めた。
片側平均剥離中(仇/机)= クロスカット部の平均剥
離中(机/机)注3)1次密着性(塗料密着性)
2上記塗料を塗装後ゴノミン目試験、
ゴ/くン目ェリクセン試験を行い、塗膜面の損傷状況を
判定した。
離中(机/机)注3)1次密着性(塗料密着性)
2上記塗料を塗装後ゴノミン目試験、
ゴ/くン目ェリクセン試験を行い、塗膜面の損傷状況を
判定した。
0 ゴ/ミン目試験
塗顔に1の/の 間隔の縦、横それぞれ11本の刻みを
入れて100ヶのゴバン目を作り、そこにセロテープを
密着させて瞬間的に剥離する。
入れて100ヶのゴバン目を作り、そこにセロテープを
密着させて瞬間的に剥離する。
o ゴバン目ェリクセン試験上記のょぅにゴバン目を刻
みェリクセン押出し機で5の/机 押出してからセロテ
ープを密着させて瞬間的に剥離する。
みェリクセン押出し機で5の/机 押出してからセロテ
ープを密着させて瞬間的に剥離する。
ゴバン目、ゴバン目ェリクセン試験の評価基準は次の通
りである。評価点 塗膜表面の損傷状況5
全く異常なし 4 わずかに塗膜剥離 3 やや塗膜剥離 2 相当程度〃 1 大部分 ′′ 注4)耐脱脂性 未塗装状態の表面処理鋼板を塗装前処理用のアルカリ脱
脂(たとえば日本ベインと(株)製リドリン75N−1
、209/〃、600C、1気圧、2分スフレ‐)を行
って、水洗乾燥後に2次耐食性、1次密着性試験を実施
して品質性能の劣化程度を試験した。
りである。評価点 塗膜表面の損傷状況5
全く異常なし 4 わずかに塗膜剥離 3 やや塗膜剥離 2 相当程度〃 1 大部分 ′′ 注4)耐脱脂性 未塗装状態の表面処理鋼板を塗装前処理用のアルカリ脱
脂(たとえば日本ベインと(株)製リドリン75N−1
、209/〃、600C、1気圧、2分スフレ‐)を行
って、水洗乾燥後に2次耐食性、1次密着性試験を実施
して品質性能の劣化程度を試験した。
評価基準
◎ 品質性能が脱脂前後に変化をし○
〃 若干劣化 少し ′′ X かをり〃 次に有機複合シリケート処理液に添加するアルコキシド
化合物、バナジウムの酸素酸及びその塩の効果にいて実
施例を示す。
〃 若干劣化 少し ′′ X かをり〃 次に有機複合シリケート処理液に添加するアルコキシド
化合物、バナジウムの酸素酸及びその塩の効果にいて実
施例を示す。
上掲第1表の製造法Qに基づいて製作した14重量%の
鉄を含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜(付着量45g/
力)をもつ鋼板に第1表に示す場合と同機な方法で有機
複合シリケート処理皮膜を約2g/〆形成して試験を行
った。
鉄を含有する鉄−亜鉛合金メッキ皮膜(付着量45g/
力)をもつ鋼板に第1表に示す場合と同機な方法で有機
複合シリケート処理皮膜を約2g/〆形成して試験を行
った。
但し、有機後合シ、リケート処理液としてはアクリル共
重合体/ェポキシ樹脂の固形分比70/30、シリカゾ
ル量は全固形分比4の重量%を含み、更に添加剤として
ァルコキシド化合物、バナジウムの酸素酸塩を含ませた
ものを使用した。下掲第3表からわかるように、上記添
加剤は1次耐食性、2次耐食性で優れた効果があること
が認められる。
重合体/ェポキシ樹脂の固形分比70/30、シリカゾ
ル量は全固形分比4の重量%を含み、更に添加剤として
ァルコキシド化合物、バナジウムの酸素酸塩を含ませた
ものを使用した。下掲第3表からわかるように、上記添
加剤は1次耐食性、2次耐食性で優れた効果があること
が認められる。
第3表
図面の簡単な説明 合及
びシリカゾル重量%と塗料密着性、塗装耐食図面はアク
リル共重合体とェポキシ樹脂との割20性、耐脱脂性と
の関係を示すグラフである。
びシリカゾル重量%と塗料密着性、塗装耐食図面はアク
リル共重合体とェポキシ樹脂との割20性、耐脱脂性と
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 1 素地鋼板の表面にFeを3〜3wt%含有する鉄−
亜鉛合金メツキ皮膜を片面付着量0.1g/m^2以上
形成し、更にこの上にアクリル共重合体とエポキシ樹脂
との割合が90/10〜50/50でシリカゾルの配合
割合が固形分比で20〜60重量%の有機複合シリケー
ト皮膜を片面付着量0.05〜5.0g/m^2の範囲
で形成したことを特徴とする塗装下地用表面処理鋼板。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55182111A JPS602186B2 (ja) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | 塗装下地用表面処理鋼板 |
| US06/331,664 US4407899A (en) | 1980-12-24 | 1981-12-17 | Surface treated steel sheets for paint coating |
| DE19813151181 DE3151181A1 (de) | 1980-12-24 | 1981-12-23 | Fuer einen Anstrich geeignete oberflaechenbehandelte Stahlbleche |
| CA000393168A CA1215934A (en) | 1980-12-24 | 1981-12-23 | Surface treated steel sheet for paint coating |
| GB8138989A GB2091591B (en) | 1980-12-24 | 1981-12-24 | Surface treated steel sheets for paint coating |
| FR8124242A FR2496707B1 (fr) | 1980-12-24 | 1981-12-24 | Toles d'acier traitees en surface en vue d'une application de peinture |
| AU79121/81A AU547296B2 (en) | 1980-12-24 | 1981-12-24 | Coating steel sheet with fe-zn and then with a plastic resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55182111A JPS602186B2 (ja) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | 塗装下地用表面処理鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57105344A JPS57105344A (en) | 1982-06-30 |
| JPS602186B2 true JPS602186B2 (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=16112518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55182111A Expired JPS602186B2 (ja) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | 塗装下地用表面処理鋼板 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4407899A (ja) |
| JP (1) | JPS602186B2 (ja) |
| AU (1) | AU547296B2 (ja) |
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