JPS6283478A - 塗装密着性に優れたクロメ−ト処理鋼材 - Google Patents

塗装密着性に優れたクロメ−ト処理鋼材

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JPS6283478A
JPS6283478A JP22529285A JP22529285A JPS6283478A JP S6283478 A JPS6283478 A JP S6283478A JP 22529285 A JP22529285 A JP 22529285A JP 22529285 A JP22529285 A JP 22529285A JP S6283478 A JPS6283478 A JP S6283478A
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JP
Japan
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steel material
chromate
coupling agent
adhesion
coating
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JP22529285A
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Satoshi Ikeda
聡 池田
Nobukazu Suzuki
鈴木 信和
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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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、塗装密着性に優′nたクロメート処理鋼材に
関する。
〔従来の技術〕
近年、鋼材用途の多様化等に伴って、鋼材の耐白錆性が
要求さ几るようになっており、クロメート処理鋼材の使
用頻度が高まっている。
〔発明が菫決しようとする問題点〕
しかし々から、一般的に、クロメート処理鋼材上に塗装
を行った場合、塗料の選択性のために、十分な密着性が
得らn、々い場合があり、特にアミノ系の樹脂、たとえ
ばメラミン樹脂を主体とする塗料はきわめて密着性が悪
い○このため、上塗装をする用途には、いわゆるボンデ
処理鋼材、!fたけクロメート被膜の上にアクリル系樹
脂を主成分とする樹脂被膜を薄膜塗布した鋼材を用いる
ことが多い〇 しかし、塗装が片面である場合には、前者のボンデ処理
鋼材では、無塗装面の耐食性が十分でなく、才た後者の
クロメート被膜の」二層にアクリル系樹脂被膜を有する
鋼材では、ブロッキングが発生したり、シーム溶接がで
きない、さらに表面の導電性が著しく低下する等の問題
があり、その用途が限定さnる〇 そこで、本発明の目的は、耐食性に優nることは勿論の
こと、ブロッキングが発生することがなく、シーム溶接
性や導電性の低下がない塗装密着性に優n 7jクロメ
ート処理鋼材を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決し、目的を達成するために、本発明は
次の構成としている。
すなわち、本発明は、Zn系メッキ表向に、クロムに対
して(無水クロム酸換算)質量比が、Cr2O3:5i
O2=1 :0.05 ml :20となるようにコロ
イダルシリカを含み、さらにシランカップリング剤また
はチタネートカップリング剤の一種以上をコロイダルシ
リカに対して0.001 wtLl)以上含むクロメー
ト処理液で、クロム付着量として1〜250 ml;/
/7iとなるようクロメート被膜を形成したことを特徴
とするものである。
〔作用〕
本発明に従えば、コロイダルシリカと上塗の塗料の感応
基とがシランカップリング剤またはチタネートカップリ
ング剤を媒介として化学的に結合するため、塗装密着性
が著しく向上する〇捷た、表層にアクリル系樹脂等を含
有した被膜を形成することなく、あく捷でもクロメート
処理液の改良に基〈ものであるから、ブロッキングの発
生はなく、またシーム溶接も十分可能であり、さらに導
電性が低下することもない〇〔発明の具体例〕 以下本発明をさらに詳説する。
本発明では、鋼材の表面にZn系メッキが施さnるoZ
n系メッキとしては、純Znメッキのほか、Zn−Ni
 1Zn−Fe 1Zn−Als Zn−C0等の合金
メッキであってもよい0メツキの付着量は、耐白錆性に
殆んど影響を与え々いため、特に限定さ−nがい。
本発明に係るクロメート処理液は、コロイダルシリカを
含有する。コロイダルシリカの種別および粒子径は一般
的なもので十分であるが、含有量は重要な要素で、クロ
メート液中のクロムを無水クロム酸に換算したものとの
質量比が、Cr2O3: S ioz =1 : 0.
05〜l : 20とさfる0この添加範囲未満では、
シリカが有効に働かず密着性向上がみらnない。逆にシ
リカ添加量があ1りにも多いと、クロメート被膜の成膜
時に、シリカの剥離が起り、かえって塗料との密着性が
低下する〇 シランカップリング剤および/またはチタネートカップ
リング剤はシリカと上塗塗料との媒介環として作用する
。こnらは1種であってもよいが、2種以上混合したも
のであってもよい。
シランカップリング剤の例としては、ビニル系(ビニル
トリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン・ ビニ
ルトリエトキシシラン等)、メタクリロキシ系(γ−メ
タクリロキシンプロピルトリメトキシシラン等)、エポ
キシ系(β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロビルメチルジェト
キシシラン等)、アミノ系(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−βCアミノ
エチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等)、
メルカプト系(γ−メルカプトプロピルトリメトキシプ
リング剤の例としては、イソプロピルトリイソステアロ
イルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンス
ルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチル
パイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピル
ビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオ
クチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、
テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)
ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス
(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチ
タネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチ
レンチタネート、イソプロビルトリオフタイノルチタネ
ート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタ
ネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタ
ネート、イソプロビルトす(ジオクチルホスフェート)
チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネー
ト、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチ
ル)チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチ
タネート、ジインヌテアロイルエチレンチタネート、を
挙げることができるが、その他のものであってもよいe カップリング剤のトータル添加量はコロイダルシリカに
対して、0.001wt4以上とさnる。
この量未満では、その添加効果が々く、他方で上限は経
済性を無視すl、ば格別無い0コロイダルシリカと7ラ
ンカツプリング剤、またはチタネートカップリング剤の
複合添加による塗料の密着性の改善は、次の様な理由に
よると考えらnる〇 例えば、γ−グリシドキ7プロビルトリメトキシシラン
を例にとると、クロメート処理液中のシリカとシランカ
ップリング剤の間で縮合反応が起る。
+ CH30H この反応により、モデル的に考えろと、第1図のように
、クロメート皮膜からエポキシ基が出た形となる。
このクロメート処理鋼材にアミノ樹脂系の塗料を塗布し
た場合、クロメート皮膜側のエポキシ基と、塗料側のア
ミノ基が次の様に反応する。
つ2 つ捷り、シランカップリング剤を介して、クロメート被
膜中のシリカと上層の塗料が化学的に結びつけらnるた
め、非常に優rた密着性が得らnる0塗料中の樹脂がア
ミノ樹脂以外であっても、その樹脂が持っている感応基
と反応する感応基を有するシランカップリング剤やチタ
ネートカップリング剤を選んで用いnばよい。
捷た、何種類かのカップリング剤を混合して添加するこ
とにより、クロメート被膜の上塗り塗料の選択性がなく
なる。
クロメート被膜の付着量は、クロム量にして1 mg7
m2〜300 mq7rrtであることが望才しい。I
Tn9/ m’未満では十分な裸の耐食性が得らnず、
またクロメート被膜中に十分なシリカが存在し得ないた
め、十分な塗装の密着性が得らnない。
また、300■/、1以上では、加工時にクロメート皮
膜内部が剥製するため、十分な塗装の密着性が得らnな
い。
一方、本発明に係るクロメート処理液の中に、さらにカ
ルボキシル基、アミノ基、エポキシ基のうち少なくとも
1種類以上を01モル係以上含む有機樹脂をクロメート
液中のクロムを無水クロム酸に換算したものとの質量比
が1=1×10−4〜1:20となる様に添加すると、
さらに塗装の密着性が良く乏ろ。こnば、樹脂がシリカ
とクロメート皮膜のバインダーとして働くとともに、樹
脂自身の有する感応基が、塗料と反応するためであると
考えらnる01:1×10−4未満だと効果がなく、1
:20を超えると耐食性が悪くなる0また、上記の感応
基が01モル係以下では効果が少ない〇 〔実施例〕 次に実施例によって本発明の効果を明らかにする。
(実施例1) の組成のクロメート処理液に、コロイダルシリカを添加
し、添加量と塗膜の密着性の関係を調べた。この時シラ
ンカップリング剤ばγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランを用い、コロイダルシリカの添加量に対し、
1wt%となる様にした0また、クロメート皮膜の付着
量は、クロム量で120η/m2になる様にした。母材
としては電気亜鉛メッキ鋼材を用いfC。
塗料の密着性の評価は、アミノアルキッド系の塗料を3
0μ塗布し、ゴバン目を1 mm間隔で100マスけが
いた後、エリクセン5 mrnの張出し加工を行ない、
テープ剥離をした場合の塗膜の残存率で行なった。結果
を第2図に示す○の組成のクロメート処理液にシランカ
ップリング剤及びチタネートカップリング剤を添加して
ゆき、塗料の密着性を評価した〇 また、塗膜の密着性評価は実施例1と同じ方法で行なっ
た。
また、母材にはNi13%を含むZn−Ni合金メッキ
鋼材を用いた。結果を第3図に示す。カップリング剤は
、コロイダルシリカに対して、0.001wt4以上添
加すべきことが判る。
(実施例3) l + 1、 ) ポキン基=0.1%)を添加した場合の塗料の密着性と
裸の耐食性は以下の通りであった。この時のクロメート
付着量は、クロムとして140mt;i/ lであった
。また、カルボキシル基Jミノ基、エポキシ基を全く含
1ないポリエチレンを添加した場合の結果も同時に示す
尚、塗膜の密着性は、メラミン樹脂を30μ塗布後、ゴ
バン目(1mm間隔×100マス)をけがき、エリラセ
ン5朋張出し加工を行ない、テープ剥離により塗膜の残
存率で評価した。また、裸耐食性は5ST(JISZ2
371 )400hr後の白錆発生面積率で評価した。
また、母材は、Fe l 5 %を含むZn−Fe合金
メッキ鋼材を川明2ノ いた。
(実施例4) のクロメート液を用い、クロメート皮膜の付着量と塗装
の密着性及び耐食性について調べた結果を第1表に示す
。塗装の密着性は、アクリル樹脂塗料を30μ塗布し、
ゴバン目(1市間×100マス)をはかいた後、エリク
セン5 mm張出しを行ない、テープ剥離後の塗膜残存
率で評価した。才た耐食性はSST (JIS2371
)で、白錆発生面積率が10%を起えた時間で評価した
。−また、母材には電気亜鉛メッキ鋼材を用いたO 第1表 但し、総合評価は ○良好 X不良 〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によ汎ば、耐食性に優汎るばかりで
なく、ブロッキングの発生が防止さ几、シーム溶接性や
導電性の低下のないクロメート処理鋼材が得らnる0
【図面の簡単な説明】
第1図はシランカップリング剤を用いた場合における被
膜を反応の面から説明する概説図、第2図〜第5図は実
施例による特性相関図であるO (]5) 〔%〕圭郵章yボ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Zn系メッキ鋼材表面に、クロムに対して(無水
    クロム酸換算)質量比が、Cr_2O_3:SiO_2
    =1:0.05〜1:20となるようにコロイダルシリ
    カを含み、さらにシランカップリング剤またはチタネー
    トカップリング剤の一種以上をコロイダルシリカに対し
    て0.001wt%以上含むクロメート処理液で、クロ
    ム付着量として1〜250mg/m^2となるようクロ
    メート被膜を形成したことを特徴とする塗装密着性に優
    れたクロメート処理鋼材。
  2. (2)クロメート処理液が、さらにカルボキシル基、ア
    ミノ基またはエポキシ基のうち1種以上を0.1モル以
    上含む有機樹脂を、クロムに対して(無水クロム酸換算
    )質量比が、Cr_2O_3:有機樹脂=1:1×10
    ^−^4〜1:20となるよう含んでいる特許請求の範
    囲第1項記載の塗装密着性に優れたクロメート処理鋼材
JP22529285A 1985-10-09 1985-10-09 塗装密着性に優れたクロメ−ト処理鋼材 Pending JPS6283478A (ja)

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