JPS6176684A - 端面二次密着性に優れた防食被覆鋼材 - Google Patents

端面二次密着性に優れた防食被覆鋼材

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JPS6176684A
JPS6176684A JP19926084A JP19926084A JPS6176684A JP S6176684 A JPS6176684 A JP S6176684A JP 19926084 A JP19926084 A JP 19926084A JP 19926084 A JP19926084 A JP 19926084A JP S6176684 A JPS6176684 A JP S6176684A
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JP
Japan
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steel material
treatment
secondary adhesion
coating layer
adhesion
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JP19926084A
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English (en)
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Masakazu Okita
大北 雅一
Tetsuzo Arai
新井 哲三
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/20Use of solutions containing silanes

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、防食被覆鋼材、さらに詳細には、端面二次密
着性に優f′L友防食被覆鋼材に関する。
(従来の技術) 従来、金属材料に防食被覆を施す場合、金属表面と防食
被覆との密着性を向上させる友めに、その表面の下地処
理としてクロメート処理あるいはリン酸塩処理が行なわ
几でいる。
下地処理に使用さnる処理組成物の改良は、たとえば特
開昭59−35684号、59−3568号公報におい
て提案さnている。すなわち、前者は、アルキルシリケ
ートの加水分解物、トリ及び/又はジアルコキシシラ/
化合物の加水分解物、陽イオン性樹脂及び/又は両性イ
オン性樹脂、クロム化合物から成る処理組成物、後者は
、水分散性シリカ、トリ及び/又はジアルコキシシラン
化合物の加水分解物、陽イオン性樹脂及び/又は両性イ
オン樹脂、クロム化合物から成る処理組成物が開示さし
ている。
(発明が解決しようとする問題点) 一般に、防食被覆は金属表面を全て覆っているとは限ら
ず、また防食被覆が金属表面全体に施さnている場合で
あっても機械的外力等により被覆が欠落することもあり
、被覆の端面が水あるいは海水等の腐食環境に曝さnる
ことかある。このような場合、端面からの金属の腐食あ
るいは端面からの水分の侵入により被覆の密着性が失わ
れ、最終的には被膜が剥離する現象が生じる。
このような現象を防止するための端面二次密着性(防食
被覆形成時における被覆と金属材料間の一次密着性に対
し、腐食環境における密着性をいう)についても、従来
のクロメート処理あるいはリン酸塩処理によりある程度
の効果をもたらすことができ、上記引用処理組成物によ
りさらに効果を向上させることができるが、その効果は
いまだ十分なものではなかった。
そこで、本発明の目的は、端面二次密着性に優nた防食
被覆用下地処理方法を提供することにあるO (問題点を解決するための手段) 上記問題点全解決するために、本発明によnば、鋼材表
面に形成さnる無機化成被覆層と、その上に設けらnる
、同一分子内に加水分解される基と一つ以上の有機基と
を有するシラン化合物によるシランカップリング処理層
と、さらにその上の樹脂被覆層とを有することを特徴と
する端面二次密着性に優れt防食被覆鋼材が提供さnる
0〔作用〕 本発明は、無機化成被覆層とシランカップリング処理層
と樹脂被覆層との層構成としている。
前記各公報に示さnた従来技術は、リン酸塩処理やクロ
ム酸塩処理に代えることを目的とし、塗装下地としての
耐食性や密着性を改善するために、特定の処理組成物に
より単一の層を形成することにより解決している。本発
明者の知見によりは、単一の層によっては限界がおるこ
とが判明した。
こnに対して、本発明に従って、鋼材表面に好ましくは
リン酸塩化成処理を行った後、7ラン力ツプリング処理
層を形成すると、特に端面二次密着性に優nたものが得
らnる〇 一方、前記の従来技術は、シラン化合物を用いているが
他の3種の材料との併用に頼るものである0こnに対し
て、本発明は、シラン化合物によりシラ/カップリング
層を形成するが、他の材料を併用する必要は無い。その
代り、無機化成被覆層上にシラ/カップリング層を形成
することによって、そしてそ几らの層の有機的な組合せ
によって、従来の技術では必らずしも着目さnていなか
った端面二次密着性を確実に改善できる。また、従来技
術ではクロム化合物を必須要素とするため、排水処理等
の点で難がある。
〔発明の具体例〕
以下さらに詳細に説明すると、まず、鋼材たとえば鋼管
、鋼板等をプラスト、酸洗などにより除錆し、あるいは
必要に応じてさらに脱脂を行なった後、無機化成処理が
行なわ几、その後、一般式ここで R:有機基 X:加水分解性基 で表わさnる、同一分子内に加水分解される基と1つま
たはそn以上の有機基を有するシラン化合物(以下、シ
ラン処理剤という)を水またはメチルアルコールなどの
有機溶剤を溶剤として0.1〜1wt%の溶液とした処
理液をスプレー法あるいは浸漬法により塗布し、100
℃以上の温度で焼付けを行なう。
本発明の無機化成処理としては、たとえばつぎのような
ものが好適である。
(1)スプレー法および浸漬法によるリン酸塩化成処理
: 通常のリン酸亜鉛およびリン酸亜鉛カルシウムが使用さ
nる。付着量は1〜7g/mが適当である。付着量が1
fi/lri未満であると、処理被膜が金属材料全面に
形成さnず、7g/rrtを超えると、リン酸塩結晶が
粗大化して欠陥を生じ易くなり、端面二次密着性が低下
する。
(2)塗布型リン酸カルシウム処理; 水11に対しリン酸20〜100g、第1リン酸カルシ
ウム40〜200Iおよびコロイダルシリカ6〜30.
9を溶解または均一分散させた処理液を40〜90℃に
予熱した金属材料の表面に塗布し、乾燥する。付着量と
しては0.5〜2g/rrl程度が好ましい。付着量が
0.5g/mに満たないと、端面二次密着性が劣り、2
g/yrt7を超えると、初期密着の低下を生起する。
処理液におけるリン酸の使用量が205’に満たない場
合あるいは第1リン酸カルシウムの使用量が40.9に
満たない場合、およびリン酸の使用量が100.Fを超
えあるいは第1リン酸カルシウ今の使用量が2001を
超える場合にも、化成処理効果が半減し、端面二次密着
性が低下する。また、コロイダルシリカの配合量が6g
に?Rたないと、処理時の金属面に対する濡nが劣り、
処理が不均一となる。コロイダルシリカの配合量が30
9を超えると、処理被膜が跪くなジ、初期密着の低下を
生じる。
(3)塗布型クロメート処理: 水11に対しCr@)とCr(VDの割合が1/1〜1
/2に調整さnたクロム酸150〜200gとコロイダ
ルシリカ150〜20(lを溶解ならびに均一分散させ
た処理液を40〜90℃に予熱した金属表面に塗布し、
乾燥する。付着量は0.2〜2177mが適当でちる。
上記(2)の塗布型リン酸カルシウム処理の場合と同様
に、付着量が0.2 g/m未満であると端面二次密着
性が劣り、2g/77L′を超えると初期密着が低下す
る。クロム酸の配合量およびコロイダルシリカの配合量
については、化成処理効果に鑑みて上記範囲が選択さn
る。Cr@)とCr(至)の割合は、端面二次密着性の
観点から決定さnる0すなわち、CrQI[)が上記範
囲より多すぎても少なすぎても端面二次密着性が低下す
ることとなる。
本発明で使用さnるシラン処理剤は、上記したように一
般式R5iX3(ただし、Rは有機基、Xは加水分解性
基)で表わさnるシラン化合物であnばいずnであって
もよいが、好ましいシラン処理剤としては、たとえばつ
ぎのものを挙げることができる。
ビニルトリエトキシシランあるいはビニル−トリス−(
β−メトキシエトキシ)−シラン等のビニル系化合物;
β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリ
メトキシ7ランあるいはγ−グリシドキシプ口ピルート
リメトキシ7ラン等のエポキシ系化合物;r−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、r−(β−アミノエチル)
アミノプロピル−トリメトキシシラン、γ−アニリノプ
ロピルートリメトキ77ランあるいはγ−〔β−(4−
ビニルベンジル)アミノエテル〕アミンプロピルートリ
メトキシシラン等のアミン系化合物;あるいはγ−メル
カプトプロビルトリメトキ7シラン等のチオール系化合
物 加水分解性基(3)は、上記し几アルコキシ基のほか、
たとえばビニルトリクロルシラン等のハロゲン基の化合
物あるいはγ−メタクリロキシプロピルートリメトキシ
シラン等のアセトキノ基の化合物であってもよい。
このようなシラン処理剤は、上記したように、水ま友は
メチルアルコール等の有機溶剤を溶剤として0.1〜1
wt%の溶液に調製さn1化成処理後の金属材料表面に
スプレー法または浸漬法により適用さnる。付着量は、
端面二次密着性向上効果において、5〜100■/m3
の範囲が好ましい0上記のようなシラン処理においては
、塗布後、溶媒である水または溶剤を除去するとともに
、シラン処理★1jが水との反応によりシラノール基を
形成し、あるいは7ラン処理剤口体の反応によりシロキ
サン結合を形成して重合体を構成するのを促進するため
、焼付けが行なわnる。焼付は温度は100℃以上が好
ましく、焼付は時間は1分以上が好ましい。焼付けが不
足すると、端面二次密着性向上効果は不十分である0 なお、樹脂層としては、ポリエチレン、タールウレタン
、エポキシ等によって形成さnる。
(実施例) 本発明の効果を実施例および比較例により説明する。
実施例1〜8および比較例1〜12 熱延鋼板(3,2tX70wX150C88−41)を
25%塩酸(液温30℃)中に30分間浸漬してスケー
ルを完全に除去した後、リン酸亜鉛処理液(「グラノジ
ン+80」1日本ペイント製、液温75℃)あるいはリ
ン酸亜鉛カルシウム処理液(「ホステックスF−125
J、興和化学製、液温75℃)中に浸漬し、リン酸亜鉛
あるいはリン酸亜鉛カルシウムの化成処理(付着量0.
5〜8g/m’。
被膜を形成させた。ついで、ビニルトリエトキシシラン
の水/イソプロノζ)−ル混合溶液((昆合比1/1.
濃度0.01〜2係)あるいはγ−〔β−(4−ビニル
ベンジル)アミノエテル〕アミノプロピルートリメトキ
シシランの水/インブロノくノール混合溶液(混合比1
/1.濃度0.01〜2係)に浸漬し、その後200℃
で10分間焼付け、この高温の鋼板にポリエチレン粉体
(「アトマーMS−100J、三井石油化学製)の流動
浸漬塗装を行ない、1.5 mmのポリエチレン被覆を
形成させて供試材とした。供試材端面のポリエチレン被
覆を故意に剥ぎ取り、被膜の端面を露出させて50℃の
3L1)食塩水中に30日間浸漬し、端面からの剥離距
離を調査し、端面二次密着性を評価した。その結果を第
1表に示す。
実施例9〜17および比較例13〜28熱延鋼板(3,
2tX70wx1501,5S−41)をブラストによ
りその表面のスケールを完全に除去するとともに適当な
アンカーパターンを付与した後、鋼板を50℃に予熱し
た。ついで、本発明による塗布型リン酸塩処理あるいは
塗布型クロメート処理をスプレー法により施し、鋼板の
潜熱で自然乾燥させた後、γ−アミノプロピルトリニド
キシシランの1〜10循水溶液あるいはβ−グリシドキ
シプロビルトリメトキシ7ランの0.01〜20幅水溶
液とβ−〔β−(4−ビニルベンジル)アミノエチルコ
アミノプロピルトリメトキシシランの水/イソプロパツ
ール混合溶液(混合比1/1,1%濃度)をスプレー法
により塗布したOr−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンに関しては、80〜150℃で10分間焼付けた後、
常温でタールウレタン塗料(プロテゴール32−10、
T 、 I 、 B chemie社製)をホットスプ
レーテ塗装し、常温で硬化させて試料とし7’n。
また、他の2種のシラン処理に関しては、150℃で1
0分間オーブン中で焼付けた後、300℃のホットプレ
スにより230℃(板温)まで急速に加熱し、その後、
エポキシ粉体塗料(スコッチコート206N、3M C
o、製)を静電粉体塗装法により塗装し、完全硬化させ
試料とした。
こnらの試料を第1表の場合と同様な試験法により端面
二次密着性を評価した。結果を、塗布型リン酸塩処理を
用いたものについては第2表に、塗布型クロメート処理
を用いたものについては第3表に示す。
(発明の効果) 上記したように、そして特に実施例および比較例の結果
から明らかなように、本発明の下地処理による場合は、
端面からの剥離距離はいずnも2間以内にとどまるてお
り、防食被覆の端面二次密着性が著しく向上する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼材表面に形成される無機化成被覆層と、その上
    に設けられる、同一分子内に加水分解される基と一つ以
    上の有機基とを有するシラン化合物によるシランカップ
    リング処理層と、さらにその上の樹脂被覆層とを有する
    ことを特徴とする端面二次密着性に優れた防食被覆鋼材
JP19926084A 1984-09-21 1984-09-21 端面二次密着性に優れた防食被覆鋼材 Pending JPS6176684A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007268797A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Jfe Steel Kk 水配管用内面被覆鋼管
KR100797274B1 (ko) 2006-12-20 2008-01-23 주식회사 포스코 인산염 피막의 내식성 및 도장밀착성을 향상시키기 위한실링용액 및 상기 실링용액이 도포된 강판
US9297079B2 (en) 2008-06-24 2016-03-29 Advanced Technologies, Inc. Iron alloy article, iron alloy member, and method for producing the iron alloy article

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