WO2009081807A1 - 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材 - Google Patents

表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材 Download PDF

Info

Publication number
WO2009081807A1
WO2009081807A1 PCT/JP2008/072938 JP2008072938W WO2009081807A1 WO 2009081807 A1 WO2009081807 A1 WO 2009081807A1 JP 2008072938 W JP2008072938 W JP 2008072938W WO 2009081807 A1 WO2009081807 A1 WO 2009081807A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
treated
metallic substrate
treatment
voltage
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/072938
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kentaro Kubota
Original Assignee
Kansai Paint Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co., Ltd. filed Critical Kansai Paint Co., Ltd.
Priority to JP2009547056A priority Critical patent/JPWO2009081807A1/ja
Priority to US12/809,740 priority patent/US8702954B2/en
Priority to CN2008801219983A priority patent/CN101903567A/zh
Publication of WO2009081807A1 publication Critical patent/WO2009081807A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
    • C25D5/611—Smooth layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a surface-treated metal substrate, a surface-treated metal substrate obtained by the production method, a metal substrate treatment method, and a metal substrate treated by the method.
  • chromate treatment, zinc phosphate treatment, and the like have been used as a base treatment for the purpose of improving the corrosion resistance and adhesion of metal substrates in industrial coating lines.
  • these methods have problems such as generation of sludge that contains components harmful to the environment and becomes waste. Therefore, as a treatment method replacing the chromate treatment or zinc phosphate treatment, a treatment method using a chemical conversion treatment agent containing titanium or a zirconium compound has been put into practical use.
  • zirconium / titanium hydroxide or fluoride or the like is deposited on the surface of the metal substrate, and a film having high protection against the corrosion factor substance can be formed.
  • metal ions eluted from the metal substrate destabilize the chemical conversion bath.
  • it takes a relatively long treatment time to obtain sufficient corrosion resistance after painting, and it is necessary to keep the temperature of the surface treatment bath constant at a relatively high temperature, which is an obstacle to energy saving and productivity improvement. Yes.
  • a metal comprising a step of forming a chemical conversion film on the surface of a metal object by chemical conversion treatment with a chemical conversion treatment agent containing a zirconium-containing compound and a fluorine-containing compound.
  • a metal surface treatment method is known which is a surface treatment method, wherein the chemical conversion treatment reaction is performed by cathode electrolytic treatment (see, for example, Patent Document 1).
  • a chemical conversion film is formed on the surface of the metal workpiece by a chemical conversion treatment with a chemical conversion treatment agent containing a zirconium-containing compound, a fluorine-containing compound, and at least one selected from the group consisting of aluminum ions, vanadium ions, and magnesium ions.
  • a surface treatment method for zinc or zinc-based alloy-plated steel material comprising a step of forming a zinc- or zinc-based alloy-plated steel material, characterized in that the chemical conversion treatment reaction is performed by cathode electrolytic treatment. (For example, refer to Patent Document 2).
  • Patent Document 3 discloses an electrodeposition coating method capable of controlling a coating film defect called a gas pin by superimposing a pulse voltage. However, in Patent Document 3, an electrodeposition paint is applied. On the other hand, the present application is a metal substrate treatment method in which a surface treatment is performed on a metal substrate using a specific treatment agent, and the composition and effect are completely different. Japanese Patent Laying-Open No. 2005-23422 JP 2005-325401 A Japanese Patent Laid-Open No. 2006-9086
  • the object of the present invention is to produce a metal substrate excellent in anticorrosion and finish after coating, a surface-treated metal substrate obtained by the production method, and excellent in anticorrosion and finish after painting. It is providing the surface treatment method which can provide a metal base material, and the metal base material surface-treated by this method.
  • the inventor has immersed a metal substrate as a cathode in a specific treatment liquid (I), applied a direct current voltage (Vd) of 1 to 50 V, a frequency of 0.1 to 1000 Hz, and 1
  • Vd direct current voltage
  • the present inventors have found that the above-mentioned problems can be achieved by superimposing an AC voltage (Va) having a peak-to-peak voltage of ⁇ 40 V and energizing for 10 to 600 seconds, thereby completing the present invention.
  • a metal base material is used as a cathode and immersed in the following treatment liquid (I), and an alternating voltage (Va) having a frequency of 0.1 to 1000 Hz and a peak-to-peak voltage of 1 to 40 V is superimposed on a direct current voltage (Vd) of 1 to 50 V.
  • Va alternating voltage
  • Vd direct current voltage
  • Treatment liquid (I) at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium, cobalt, vanadium, tungsten, molybdenum, copper, zinc, indium, bismuth, yttrium, iron, nickel, manganese, gallium, silver and lanthanoid metals It consists of a metal compound component (A) containing a compound of metal (a) and water, and contains 5 to 20,000 ppm of the metal compound component (A) in terms of the total metal amount (in terms of mass). 2.
  • Item 2 The manufacturing method according to Item 1, wherein the waveform of the alternating voltage (Va) is a rectangular wave. 3.
  • a surface-treated metal substrate obtained by the production method according to any one of items 1 to 3. 5).
  • a metal base material is used as a cathode and immersed in the following treatment liquid (I), and an alternating voltage (Va) having a frequency of 0.1 to 1000 Hz and a peak-to-peak voltage of 1 to 40 V is superimposed on a direct current voltage (Vd) of 1 to 50 V. And applying a surface treatment for 10 to 600 seconds.
  • Treatment liquid (I) at least one selected from the group consisting of zirconium, titanium, cobalt, vanadium, tungsten, molybdenum, copper, zinc, indium, bismuth, yttrium, iron, nickel, manganese, gallium, silver and lanthanoid metals It consists of a metal compound component (A) containing a compound of metal (a) and water, and contains 5 to 20,000 ppm of the metal compound component (A) in terms of the total metal amount (in terms of mass). 6). 6. A metal substrate which has been surface-treated by the treatment method according to item 5. 7). 7. A coated article comprising the substrate according to item 4 or 6.
  • a surface-treated metal base material having good anticorrosion properties and finish properties after coating can be obtained in a short time compared to the electrolytic treatment by the conventional cathode electrolysis method (direct current electrolysis method). This makes it possible to improve productivity (tact-up).
  • an AC voltage (Va) is applied to a metal substrate under a cathode bias (also referred to as “offset voltage”, which corresponds to a DC voltage (Vd)). Since the surface of the metal base material is activated, a treatment film generated by electrolytic treatment can be formed uniformly.
  • a coated article obtained by coating a paint on a metal substrate having a uniform treated film is excellent in corrosion resistance and finish.
  • the treatment film to be formed can form a uniform and dense film (several tens to several hundreds of nm) with few cracks. Since such a film can block corrosion promoting substances (for example, O 2 , Cl ⁇ , Na + ), corrosion of the metal substrate under the coating film can be suppressed.
  • a metal component for example, a fluorozirconium complex ion
  • the period (T) is indicated. 2.
  • the pulse width ( ⁇ ) is shown. 3.
  • DC voltage (Vd) is shown.
  • the present invention uses a metal base material as a cathode, is immersed in the treatment liquid (I), has a direct current voltage (Vd) of 1 to 50 V, a frequency of 0.1 to 1000 Hz and 1 to 40 V.
  • Vd direct current voltage
  • a method for producing a surface-treated metal substrate comprising a step of applying an alternating voltage (Va) of a peak-to-peak voltage and energizing for 10 to 600 seconds.
  • the metal substrate used in the production method of the present invention is not particularly limited.
  • a layer plating steel plate, an organic composite plating steel plate, an aluminum alloy, a magnesium alloy, etc. can be mentioned.
  • the treatment liquid (I) used in the production method of the present invention includes zirconium, titanium, cobalt, vanadium, tungsten, molybdenum, copper, zinc, indium, bismuth, yttrium, iron, nickel, manganese, gallium, silver and lanthanoid metals (lanthanum A metal compound component comprising a compound of at least one metal (a) selected from the group consisting of cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, interbium, lutetium) ( A) as well as water.
  • the content of the metal compound component (A) is from 5 to 20,000 ppm, preferably from 20 to 10,000 ppm, preferably from 50 to 5, More preferably, it is 000 ppm, more preferably 80 to 1,000 ppm, and particularly preferably 100 to 500 ppm.
  • the content of the metal compound component (A) is less than 5 ppm, the anticorrosion property and the exposure resistance tend to decrease, and when it exceeds 20,000 ppm, the stability of the treatment liquid tends to decrease.
  • the metal (a) compound used in the metal compound component (A) is a compound that generates the metal (a) -containing ions.
  • Zirconium compounds are compounds that generate zirconium-containing ions such as zirconium ions, oxyzirconium ions, and fluorozirconium ions.
  • Examples of compounds that generate oxyzirconium ions include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, and zirconyl sulfate.
  • Examples of compounds that produce fluorozirconium ions include zirconium hydrofluoric acid, sodium zirconium fluoride, potassium zirconium fluoride, lithium zirconium fluoride, and ammonium zirconium fluoride. Of these, zirconyl nitrate and zirconium ammonium fluoride are particularly suitable.
  • titanium compounds include compounds that generate titanium ions, compounds that generate titanium-containing ions such as fluorotitanium ions, and the like.
  • examples of the compound that generates titanium ions include titanium chloride and titanium sulfate.
  • examples of compounds that produce fluorotitanium ions include titanium hydrofluoric acid, sodium titanium fluoride, potassium titanium fluoride, lithium titanium fluoride, and ammonium ammonium fluoride. Among these, titanium ammonium fluoride is particularly preferable.
  • Examples of the cobalt compound include compounds that generate cobalt ions.
  • examples of the compound that generates cobalt ions include cobalt chloride, cobalt bromide, cobalt iodide, cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt acetate, and cobalt ammonium sulfate.
  • cobalt nitrate is particularly preferable.
  • Examples of vanadium compounds include compounds that generate vanadium ions.
  • examples of compounds that generate vanadium ions include lithium orthovanadate, sodium orthovanadate, lithium metavanadate, potassium metavanadate, sodium metavanadate, ammonium metavanadate, sodium pyrovanadate, vanadyl chloride, vanadyl sulfate, and the like. Can be mentioned. Among these, ammonium metavanadate is particularly preferable.
  • Examples of tungsten compounds include compounds that generate tungsten ions.
  • examples of compounds that generate tungsten ions include lithium tungstate, sodium tungstate, potassium tungstate, ammonium tungstate, sodium metatungstate, sodium paratungstate, ammonium pentatungstate, and ammonium heptungstate. , Sodium phosphotungstate, barium borotungstate, and the like. Among these, ammonium tungstate is particularly preferable.
  • Examples of molybdenum compounds include compounds that generate molybdenum ions.
  • examples of compounds that generate molybdenum ions include lithium molybdate, sodium molybdate, potassium molybdate, ammonium heptamolybdate, calcium molybdate, magnesium molybdate, strontium molybdate, barium molybdate, and phosphomolybdenum.
  • examples thereof include acid, sodium phosphomolybdate, and zinc phosphomolybdate.
  • Examples of the copper compound include compounds that generate copper ions. Specifically, for example, copper sulfate, copper (II) nitrate trihydrate, copper (II) ammonium sulfate hexahydrate, and second oxide. Examples thereof include copper and copper phosphate.
  • Examples of the zinc compound include compounds that generate zinc ions, and specific examples include zinc acetate, zinc lactate, and zinc oxide.
  • indium compounds include compounds that generate indium ions, and specific examples include indium ammonium nitrate.
  • bismuth compounds include compounds that generate bismuth ions. Specifically, for example, bismuth chloride, bismuth oxychloride, bismuth bromide, bismuth silicate, bismuth hydroxide, bismuth trioxide, bismuth nitrate, Inorganic bismuth-containing compounds such as bismuth nitrate and bismuth oxycarbonate; bismuth lactate, triphenyl bismuth, bismuth gallate, bismuth benzoate, bismuth citrate, bismuth methoxyacetate, bismuth acetate, bismuth formate, 2,2-dimethylolpropion
  • organic bismuth-containing compounds such as bismuth acid.
  • Examples of yttrium compounds include compounds that generate yttrium ions. Specific examples include yttrium nitrate, yttrium acetate, yttrium chloride, yttrium sulfamate, yttrium lactate, and yttrium formate. Among these, yttrium nitrate is particularly preferable.
  • iron compound examples include compounds that generate iron ions. Specifically, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (III) ammonium citrate, iron (III) ammonium oxalate, iron (III) nitrate, iron (III) fluoride, iron sulfate (III ) And ammonium iron (III) sulfate.
  • nickel compounds include compounds that generate nickel ions. Specifically, nickel (II) chloride, nickel acetate (II), nickel citrate (II), nickel oxalate (II), nickel nitrate (II), nickel sulfamate (II), nickel carbonate (II), Examples thereof include nickel sulfate (II) and nickel fluoride (II).
  • manganese compounds include compounds that generate manganese ions. Specifically, manganese acetate (II), manganese acetate (III), manganese oxalate (II), manganese nitrate (II), manganese carbonate (II), manganese sulfate (II), manganese sulfate (II) ammonium, etc. Can be mentioned.
  • gallium compounds include compounds that generate gallium ions. Specific examples include gallium nitrate.
  • silver compounds include compounds that generate silver ions. Specific examples include silver (I) acetate, silver (I) chloride, silver nitrate (I), silver sulfate (I), and the like.
  • examples of the lanthanoid metal compound include compounds that generate lanthanoid metal ions.
  • Specific examples of compounds that generate lanthanum ions include lanthanum nitrate, lanthanum fluoride, lanthanum acetate, lanthanum boride, lanthanum phosphate, and lanthanum carbonate.
  • Examples of compounds that generate cerium ions include cerium (III) nitrate, cerium (III) chloride, cerium (III) acetate, cerium oxalate (III), cerium ammonium nitrate (III), and diammonium cerium nitrate (IV). Can be mentioned.
  • Examples of compounds that generate praseodymium ions include praseodymium nitrate, praseodymium sulfate, and praseodymium oxalate.
  • Examples of compounds that generate neodymium ions include neodymium nitrate and neodymium oxide.
  • the metal (a) compound used in the metal compound component (A) preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of zirconium compounds and yttrium compounds.
  • the addition amount of one or more compounds selected from the group consisting of zirconium compounds and yttrium compounds is preferably 10 to 1,000 ppm in terms of the total amount of metal (in terms of mass) in the treatment liquid (I), and 20 to 500 ppm. More preferably, it is more preferably 50 to 500 ppm.
  • the metal compound component (A) in the treatment liquid (I) can contain a metal compound other than the metal (a), if necessary.
  • metal compound other than the metal (a) examples include aluminum, alkali metals (lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium) and alkaline earth metals (beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, radium).
  • alkali metals lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, francium
  • alkaline earth metals beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, radium.
  • the compound of the at least 1 sort (s) of metal chosen from these can be mentioned. Of these, aluminum compounds are preferred.
  • Examples of the aluminum compound include aluminum nitrate.
  • the addition amount of the metal compound other than the metal (a) is preferably 1,000 ppm or less, more preferably 1 to 10,000 ppm in terms of the total metal amount (in terms of mass) in the treatment liquid (I). Preferably, it is 5 to 5,000 ppm.
  • a preferable combination of metals used in the metal compound component (A) is not particularly limited, but a zirconium compound and an yttrium compound, or a zirconium compound and an aluminum compound are preferable.
  • the pH of the treatment liquid (I) is preferably 2.5 to 8.0, more preferably 3.0 to 7.5, and further preferably 3.5 to 7.0.
  • the bath temperature of the treatment liquid (I) is usually from 5 to 45 ° C., preferably from 10 to 40 ° C., more preferably from 20 to 35 ° C.
  • the film made of the treatment liquid (I) is mainly composed of a metal oxide, a metal fluoride or a metal hydroxide.
  • the method for producing a surface-treated metal substrate according to the present invention comprises immersing in the above-mentioned treatment liquid (I) using the metal substrate as a cathode, and having a voltage of 1 to 50V. It includes a step of superimposing an alternating voltage (Va) with a peak-to-peak voltage of 0.1 to 1000 Hz and 1 to 40 V on the direct current voltage (Vd) and energizing for 10 to 600 seconds.
  • Va alternating voltage
  • Vd direct current voltage
  • the DC voltage (Vd) is 1 to 50V, preferably 5 to 40V.
  • Vd The DC voltage
  • the frequency of the alternating voltage (Va) is 0.1 to 1000 Hz, preferably 0.5 to 500 Hz, more preferably 1 to 400 Hz, and further preferably 1 to 100 Hz.
  • the frequency is less than 0.1 Hz, the amount of the film deposited on the metal substrate tends to decrease, and when it exceeds 1000 Hz, the film tends not to be formed.
  • the peak-to-peak voltage of the alternating voltage (Va) is 1 to 40V, preferably 5 to 30V, and more preferably 5 to 20V.
  • Va alternating voltage
  • the duty ratio ( ⁇ (pulse width) / T (cycle)) of the AC voltage (Va) is preferably 0.1 to 0.9, and more preferably 0.3 to 0.7. It is preferable that the duty ratio is within the above range because a denser film can be formed.
  • the energization time is 10 to 600 seconds, preferably 30 to 120 seconds. If the energization time is less than 10 seconds, the amount of the film deposited on the metal substrate tends to decrease, and if it exceeds 600 seconds, the formed film tends to be non-uniform.
  • a film of about 1 to 300 mg / m 2 (in metal conversion) can be obtained on a metal substrate.
  • the energization time it is preferable to adjust the energization time appropriately so that the precipitation amount is about 25 to 150 mg / m 2 (in metal conversion), More preferably, the amount of precipitation is about 40 to 120 mg / m 2 (in terms of metal).
  • the obtained film can be formed by washing with water or without washing and by setting at room temperature (less than 40 ° C) for 10 seconds to 600 minutes or by heating and drying at 40 to 180 ° C for 1 to 40 minutes. .
  • a conventional cathodic electrolysis method is performed by superimposing an AC voltage (Va) having a peak voltage of 0.1 to 1000 Hz and a peak voltage of 1 to 40 V on a DC voltage (Vd) of 1 to 50 V.
  • Va AC voltage
  • Vd DC voltage
  • a metal substrate having a good anticorrosion property and finish after coating can be obtained in a short time. This is because the surface of the metal substrate is activated by applying an alternating voltage (Va) to the metal substrate under a cathode bias, and a treatment film made of the treatment liquid (I) generated by electrolytic treatment is formed on the metal substrate. This is because it is formed uniformly.
  • a coated article obtained by applying a paint on a metal substrate on which the treatment film is formed is excellent in corrosion resistance and finish.
  • the film made of the treatment liquid (I) formed in the present invention can form a uniform and dense film (several tens to several hundreds of nm) with few cracks. Since such a film can block corrosion promoting substances (for example, O 2 , Cl ⁇ , Na + ), it is considered that it contributes to the suppression of corrosion of the metal substrate under the coating film.
  • corrosion promoting substances for example, O 2 , Cl ⁇ , Na +
  • the surface-treated metal substrate obtained by the production method of the present invention preferably further forms a coating film on the coating film made of the treatment liquid (I).
  • the coating material to be used is not particularly limited, and an organic solvent-type coating material, a water-based coating material, a powder coating material, and the like can be appropriately selected.
  • the paint As the paint, commercially available paints that are generally available can be suitably used. Usually, the paint contains a resin, a curing agent, and a curing catalyst. If necessary, a surfactant, a surface conditioner, and the like. Can be included.
  • an epoxy resin an acrylic resin, a polyester resin, an alkyd resin, a silicone resin, a fluorine resin, or the like can be used.
  • the curing agent used for the coating material may be a room temperature curing type or a thermosetting type using a polyisocyanate compound or an amino resin, or may be cured by ultraviolet rays or an electron beam.
  • a conventionally known cationic electrodeposition coating material containing a known amine-added epoxy resin is preferable to use as a coating material having good anticorrosion properties and finishing properties as the object of the present invention.
  • the amine-added epoxy resin is a polyamine resin usually used in electrodeposition paints, for example, (I) adducts of polyepoxide compounds with primary mono- and polyamines, secondary mono- and polyamines, or primary and secondary mixed polyamines (see, for example, US Pat. No. 3,984,299); (Ii) adducts of polyepoxide compounds with secondary mono- and polyamines having ketiminated primary amino groups (see, for example, US Pat. No. 4,017,438); (iii) Reaction products obtained by etherification of a polyepoxide compound and a hydroxy compound having a primary amino group that has been ketiminated (see, for example, JP-A-59-43013).
  • the amine value of the amine-added epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 30 to 70 mgKOH / g, and more preferably 40 to 70 mgKOH / g.
  • the number average molecular weight of the amine-added epoxy resin is preferably 1,000 to 10,000, and more preferably 2,000 to 5,000.
  • the cationic electrodeposition coating material may contain a curing agent, a curing catalyst, and various additives in addition to the amine-added epoxy resin.
  • Examples of the curing agent used in the cationic electrodeposition paint include blocked polyisocyanate compounds, and examples thereof include aromatic, aliphatic and alicyclic polyisocyanate compounds.
  • aromatic polyisocyanate compound examples include 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 2,4′- or 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate Examples thereof include natodiphenylmethane, crude MDI [polymethylene polyphenyl isocyanate], 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4 ′, 4 ′′ -triphenylmethane triisocyanate, m- or p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, and the like.
  • MDI polymethylene polyphenyl isocyanate
  • MDI polymethylene polyphen
  • Examples of the aliphatic polyisocyanate compound include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), p-xylylene diisocyanate (XDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2 , 4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2, Examples include 6-diisocyanatohexanoate.
  • alicyclic polyisocyanate compound examples include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (hydrogenated MDI), ⁇ , ⁇ , ⁇ ′, ⁇ ′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI). And cyclohexylene diisocyanate.
  • the isocyanate group of the polyisocyanate compound can be blocked by adding a blocking agent to the polyisocyanate compound.
  • a blocking agent include lactam compounds such as ⁇ -caprolactam; oxime compounds such as methyl ethyl ketoxime and cyclohexanone oxime; aromatic alkyl alcohols such as phenyl carbinol and methyl phenyl carbinol; and ethylene glycol monobutyl ether.
  • lactam compounds such as ⁇ -caprolactam
  • oxime compounds such as methyl ethyl ketoxime and cyclohexanone oxime
  • aromatic alkyl alcohols such as phenyl carbinol and methyl phenyl carbinol
  • ethylene glycol monobutyl ether examples include ether alcohol compounds.
  • the addition amount of the curing agent is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the composition of the coating, but is preferably 10 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amine-added epoxy resin. More preferably, it is 25 to 50 parts by mass.
  • Neutralization and water dispersion of amine-added epoxy resin is usually performed by adding a curing agent such as a blocked polyisocyanate compound, a surfactant, a surface conditioner, a curing catalyst and other additives, and then adding an aliphatic carboxylic acid,
  • a curing agent such as a blocked polyisocyanate compound, a surfactant, a surface conditioner, a curing catalyst and other additives
  • an emulsion can be obtained by neutralizing with a water-soluble organic acid such as acetic acid, formic acid or lactic acid.
  • the cationic electrodeposition paint is prepared by blending a pigment dispersion paste into the above emulsion, adding an additive and a neutralizing agent as appropriate, and diluting with deionized water or the like, so that the bath solid concentration is usually 5 to 40% by mass, preferably Can be obtained by adjusting so as to be within a range of 10 to 25% by mass and a pH of usually 1.0 to 9.0, preferably 3.0 to 7.0.
  • the pigment dispersion paste can be obtained by adding a dispersing resin and deionized water together with a pigment and an organic tin compound as a curing catalyst, and then dispersing the mixture with a ball mill, a sand mill, or the like to obtain a pigment paste. Moreover, a neutralizing agent can be added to the pigment dispersion paste as necessary.
  • pigments include organic and inorganic colored pigments; kaolin, barita powder, precipitated barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, gypsum, clay, silica, white carbon, diatomaceous earth, talc, magnesium carbonate, alumina white, gloss white And extender pigments such as mica powder; rust preventive pigments such as aluminum tripolyphosphate, zinc tripolyphosphate, zinc white, inorganic bismuth, and organic bismuth, and organic tin compounds include dibutyltin oxide (DBTO), dioctyltin An oxide (DOTO) etc. can be mentioned.
  • DBTO dibutyltin oxide
  • DOTO dioctyltin An oxide
  • examples of the dispersing resin include tertiary amine type epoxy resins, quaternary ammonium salt type epoxy resins, tertiary amine type acrylic resins and the like.
  • the coating made of the treatment liquid (I) can suppress the corrosion of the metal substrate under the coating film, so that the amount of rust preventive pigment and curing catalyst used in the coating is reduced than usual. Or even if the use thereof is omitted, the corrosion resistance can be secured. This is useful for reducing the cost of coated articles.
  • the content thereof is preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the amine-added epoxy resin, and is 0.1 to 30 parts by mass and 1 to 10 parts by mass.
  • the curing catalyst is preferably 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amine-added epoxy resin, and examples include 0.01 to 20 parts by mass and 0.1 to 10 parts by mass.
  • the coating method of the paint is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as dip coating, shower coating, spray coating, roll coating, and electrodeposition coating.
  • a metal substrate having a film made of the treatment liquid (I) is immersed in an electrodeposition tank filled with a cationic electrodeposition paint, and is preferably 50 to 400 V, more preferably 100 to 370 V, and still more preferably 150 to 350 V.
  • the film can be formed on the film made of the treatment liquid (I) by applying electricity for 60 to 600 seconds, more preferably 120 to 480 seconds, and still more preferably 150 to 360 seconds. It is preferable in terms of finishing performance and throwing power by energizing in the above range.
  • the energization conditions in the tank using the cationic electrodeposition coating are usually 0.1 to 5 m, preferably 0.1 to 3 m, more preferably 0.15 to 1 m, and 1/8 to 2/1. Preferably, it can be carried out at a pole ratio (anode / cathode) of 1/5 to 1/2.
  • the bath temperature of the cationic electrodeposition coating is usually 5 to 45 ° C., preferably 10 to 40 ° C., more preferably 20 to 35 ° C.
  • the cationic electrodeposition paint is applied to the surface of the paint with ultrafiltration filtrate (UF filtrate), RO permeated water, industrial water, pure water, etc. Rinse thoroughly with water so that no residue remains.
  • UF filtrate ultrafiltration filtrate
  • RO permeated water industrial water, pure water, etc.
  • the baking temperature of the coating film is suitably 100 to 200 ° C., preferably 120 to 180 ° C. on the surface of the object, and the baking time is 5 to 90 minutes, preferably about 10 to 50 minutes. be able to.
  • the film thickness of the coating film is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 1 to 30 ⁇ m in terms of dry film thickness.
  • a metal substrate is used as a cathode, immersed in the treatment liquid (I), a direct-current voltage (Vd) of 1 to 50 V, a frequency of 0.1 to 1000 Hz, and a peak-to-peak voltage of 1 to 40 V.
  • the present invention relates to a method for treating a metal substrate, characterized in that the alternating current voltage (Va) is superposed and energized for 10 to 600 seconds.
  • any of the aforementioned materials can be used for the metal substrate, the treatment liquid (I), the DC voltage, the AC voltage, the energization time, and the like.
  • the metal substrate treated by the metal substrate treatment method of the present invention has a coating made of the treatment liquid (I), and therefore has excellent corrosion resistance and finish.
  • a coated article made of such a metal substrate can provide a coated article having excellent corrosion resistance and finish.
  • the metal substrate of the present invention is a coated article containing a metal base material, it has a coating made of the treatment liquid (I), and therefore has excellent corrosion resistance and finish.
  • a coated article comprising such a metal substrate can provide a coated article having excellent corrosion resistance and finish.
  • Specific examples of the coated article include building materials, electrical products, office equipment, automobile bodies, parts, and the like.
  • Parts and “%” are “parts by mass” and “% by mass”.
  • Base resin solution No. 1 had an amine value of 67 KOH / g and a number average molecular weight of 2,000.
  • Production Example 6 (Production Example of Emulsion No. 1) Base resin solution No. obtained in Production Example 4 No. 1 87.5 parts (solid content 70 parts), the curing agent No. 1 obtained in Production Example 5. 17.5 was mixed with 37.5 parts (solid content 30 parts), and further mixed with 11 parts of 10% formic acid and stirred uniformly. Then, 158 parts of deionized water was added dropwise over about 15 minutes while stirring vigorously. Emulsion No. 34 with a solid content of 34%. 1 was obtained.
  • the ammonium salt resin-based pigment dispersion resin had an ammonium salt concentration of 0.78 mmol / g.
  • Production Example 8 (Production Example of Pigment Dispersed Paste) 8.3 parts of pigment dispersion resin 60% solid content obtained in Production Example 7 (5 parts solid content), 14.5 parts titanium oxide, 7.0 parts refined clay, 0.3 parts carbon black, dioctyltin oxide 1 part, 1 part of bismuth hydroxide and 20.3 parts of deionized water were added and dispersed for 20 hours in a ball mill to obtain a pigment dispersion paste having a solid content of 55%.
  • Production Example 9 Emulsion No. obtained in Production Example 6 1 was added to 294 parts (solid content: 100 parts), 55% of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 8 was added to 52.4 parts (solid content: 28.8 parts), and deionized water (297.6 parts) was added. % Cationic electrodeposition paint was produced.
  • Example 1 After the cold-rolled steel sheet (70 mm ⁇ 150 mm ⁇ 0.8 mm) was washed with a degreasing agent (Fine Cleaner 4360, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.), the treatment liquid No. 1 was immersed in the bath.
  • a degreasing agent Fine Cleaner 4360, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.
  • a cold-rolled steel plate is connected to the cold side of the power source, and a counter electrode (made of platinum) is connected to the hot side of the power source, and the DC voltage of 3 V is a rectangle with a peak-to-peak voltage of 2 V with a period of 1 second (frequency 1 Hz).
  • An alternating voltage with waves superimposed was applied for 120 seconds.
  • a function generator WF1974, manufactured by NF circuit design block
  • BP-4610 manufactured by NF circuit design block
  • the amount of zirconium deposited on the surface-treated plate was measured using an X-ray fluorescence spectrometer (trade name RIX-3100, manufactured by Rigaku Corporation). As a result, it was 40 mg / m 2 in terms of metal.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1 except that the treatment liquid and the energization conditions shown in Table 2 were used, the surface treatment plate No. 2 to No. 9 was obtained.
  • Test plate No. 1-No. 18 Preparation Surface treatment plate No. obtained by the above operation.
  • 1-No. No. 18 was prepared by subjecting the cationic electrodeposition paint obtained in Production Example 9 to electrodeposition coating at 250 V for 3 minutes, baking at 170 ° C. for 20 minutes, and having an electrodeposition coating film having a dry film thickness of 20 ⁇ m.
  • 1-No. 18 was obtained.
  • This test plate No. 1-No. 18 was used for the anticorrosion test according to the following.
  • 1-No. 18 was coated with WP-300 (trade name, waterborne intermediate coating, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) by spray coating so that the cured film thickness was 25 ⁇ m, and then heated at 140 ° C. ⁇ 30 with an electric hot air dryer. Baking was done. Further, neo-amylac 6000 (trade name, thermosetting top coating, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied on the intermediate coating film by spray coating so that the cured film thickness was 35 ⁇ m, and then dried with hot air. Bake at 140 ° C. for 30 minutes with an oven. 1-No. 18 was produced.
  • the test plate No. obtained after electrodeposition coating was obtained.
  • 1-No. 18 using a surf test 301 (trade name, surface roughness meter, manufactured by Mitutoyo Corporation), the surface roughness value (Ra) defined in JIS B 601 is cut off to 0.8 mm. And evaluated according to the following criteria.
  • C Surface roughness value (Ra) is 0.25 or more and less than 0.35
  • D Surface roughness value (Ra) is 0.35 or more.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

　本発明の目的は、防食性と仕上り性に優れる金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに、防食性と仕上り性に優れる金属基材を提供することができる表面処理方法及び該方法により表面処理された金属基材を提供することである。具体的には、金属基材を陰極として、下記処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電する工程を含む、表面処理された金属基材の製造方法である。処理液（Ｉ）は、ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水からなり、金属化合物成分（Ａ）を合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍ含有する。

Description

表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材
　本発明は、表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材に関する。
　従来から工業用の塗装ラインにおいて、金属基材の防食性や付着性向上を目的とした下地処理として、クロメート処理やリン酸亜鉛処理等が用いられている。しかし、これらの方法は、環境に有害な成分を含み、廃棄物となるスラッジを発生させる等の問題がある。そこで、クロメート処理やリン酸亜鉛処理に替わる処理法として、チタンやジルコニウム化合物を含有する化成処理剤を用いた処理法が実用化している。
　このような表面処理方法は、金属基材表面上にジルコニウム／チタンの水酸化物またはフッ化物等が析出して、腐食因子物質に対して高い保護性を有する皮膜を形成することができる。しかしながら、金属基材から溶出された金属イオンが化成処理浴を不安定にさせるという問題があった。さらに、十分な塗装後耐食性を得るためには比較的長い処理時間を要する、表面処理浴の温度を比較的高い温度で一定に保つ必要がある等、省エネルギー性や生産性向上の障害となっている。
　ジルコニウム化合物を含有する化成処理剤を用いた化成処理としては、例えば、ジルコニウム含有化合物及びフッ素含有化合物を含む化成処理剤による化成処理反応によって金属被処理物表面に化成皮膜を形成させる工程からなる金属表面処理方法であって、前記化成処理反応が、カソード電解処理によって行うことを特徴とする金属表面処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ジルコニウム含有化合物と、フッ素含有化合物と、アルミニウムイオン、バナジウムイオン及びマグネシウムイオンからなる群より選択される少なくとも１種とを含む化成処理剤による化成処理反応によって金属被処理物表面に化成皮膜を形成させる工程からなる亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼材の表面処理方法であって、前記化成処理反応は、カソード電解処理によって行うことを特徴とする亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼材の表面処理方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
　しかしながら、特許文献１又は２に記載の表面処理方法では、均一な化成処理皮膜を形成することが難しく、塗料を塗装することにより得られた塗膜において、仕上り性や防食性を十分に確保できないという問題があった。
　また、特許文献３には、パルス電圧を重畳することによってガスピンと呼ばれる塗膜欠陥を制御できる電着塗装方法が開示されている。しかしながら、特許文献３においては、電着塗料を塗装するものである。一方、本願は、特定の処理剤を用いて金属基材に表面処理を施す金属基材処理方法で、その組成や効果も全く異なる。
特開２００５－２３４２２号公報 特開２００５－３２５４０１号公報 特開２００６－９０８６号公報
　本発明の目的は、塗装後の防食性と仕上り性に優れる金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに、塗装後の防食性と仕上り性に優れる金属基材を提供することができる表面処理方法及び該方法により表面処理された金属基材を提供することである。
　本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、金属基材を陰極として、特定の処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚでかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電することにより、上記の課題を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
　即ち、本発明は、
１．金属基材を陰極として、下記処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電する工程を含む、表面処理された金属基材の製造方法。
　処理液（Ｉ）：ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水からなり、金属化合物成分（Ａ）を合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍ含有する。
２．交流電圧（Ｖａ）の波形が、矩形波である上記項１に記載の製造方法。
３．交流電圧（Ｖａ）のデューティ比が、０．１～０．９である上記項１又は２に記載の製造方法。
４．上記項１～３のいずれかに記載の製造方法により得られた表面処理された金属基材。
５．金属基材を陰極として、下記処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電することを特徴とする金属基材の表面処理方法。
　処理液（Ｉ）：ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水からなり、金属化合物成分（Ａ）を合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍ含有する。
６．上記項５に記載の処理方法によって表面処理された金属基材。
７．上記項４又は６に記載の基材を含む塗装物品。
　本発明の表面処理された金属基材の製造方法及び金属基材の表面処理方法によれば、下記の如き顕著な効果が得られる。
（１）従来のカソード電解法（直流電解法）による電解処理と比べて、短時間の処理で、塗装後の防食性や仕上り性が良好である表面処理された金属基材を得ることができる。このことから生産性の向上（タクトアップ）対応が可能となった。
（２）本発明の製造方法および処理方法においては、カソードバイアス（「オフセット電圧」とも称する。直流電圧（Ｖｄ）に相当する。）下に、交流電圧（Ｖａ）を金属基材に加えることによって金属基材表面が活性化されるため、電解処理によって生成される処理皮膜を均一に形成することができる。従って、均一な処理皮膜を有する金属基材上に、塗料を塗装して得られた塗装物品は、防食性と仕上り性に優れている。
（３）形成される処理皮膜はクラックが少なく均一でかつ緻密な皮膜（数１０～数１００ｎｍ）を形成できる。このような皮膜が、腐食促進物質（例えば、Ｏ２、Ｃｌ－、Ｎａ＋）を遮断できる為、塗膜下の金属基材の腐食を抑制することができる。
（４）交流電圧で電解処理することにより、酸化物皮膜を形成しうる金属成分（例えば、フルオロジルコニウム錯イオン）のみを陰極上に析出することが可能である（金属成分を選択的に析出することができる）。従って、金属基材上の皮膜は、金属酸化物の純度の高い皮膜が形成することができると考えられる。
　以下、本発明の皮膜形成方法について、詳細に説明する。
本発明の金属基材処理方法に用いる電圧状態を示すモデル図である。
符号の説明
　１．周期（Ｔ）を示す。
　２．パルス幅（τ）を示す。
　３．ピーク間電圧を示す。
　４．直流電圧（Ｖｄ）を示す。
　１．　表面処理金属基材の製造方法
　本発明は、金属基材を陰極として、処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電する工程を含む、表面処理された金属基材の製造方法である。
　１．１　金属基材
　本発明の製造方法に用いる金属基材としては、特に限定されるものではないが、例えば、冷延鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛－鉄二層めっき鋼板、有機複合めっき鋼板、アルミニウム合金、マグネシウム合金等を挙げることができる。また、必要に応じて、これらの金属板をアルカリ脱脂等の表面を洗浄化してもよい。
　１．２　処理液（Ｉ）
　本発明の製造方法に用いる処理液（Ｉ）は、ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属（ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、インテルビウム、ルテチウム）からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水を含むものである。
　該処理液（Ｉ）中、金属化合物成分（Ａ）の含有量は、合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍであり、２０～１０，０００ｐｐｍであることが好ましく、５０～５，０００ｐｐｍであることがより好ましく、８０～１，０００ｐｐｍであることがさらに好ましく、１００～５００ｐｐｍであることが特に好ましい。金属化合物成分（Ａ）の含有量が５ｐｐｍ未満であると、防食性や耐ばくろ性が低下する傾向があり、２０，０００ｐｐｍを超えると処理液の安定性が低下する傾向がある。
　金属化合物成分（Ａ）において使用される金属（ａ）の化合物は、該金属（ａ）含有イオンを生じる化合物である。
　ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムイオン、オキシジルコニウムイオン、フルオロジルコニウムイオン等のジルコニウム含有イオンを生じる化合物である。
　オキシジルコニウムイオンを生じる化合物としては、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル等を挙げることができる。フルオロジルコニウムイオンを生じる化合物としては、ジルコニウムフッ化水素酸、フッ化ジルコニウムナトリウム、フッ化ジルコニウムカリウム、フッ化ジルコニウムリチウム、フッ化ジルコニウムアンモニウム等を挙げることができる。これらの中でも、特に、硝酸ジルコニル、フッ化ジルコニウムアンモニウムが好適である。
　チタン化合物としては、チタンイオンを生じる化合物、フルオロチタンイオン等のチタン含有イオンを生じる化合物等を挙げることができる。
　具体的には、チタンイオンを生じる化合物としては、例えば、塩化チタン、硫酸チタン等を挙げることができる。フルオロチタンイオンを生じる化合物としては、例えば、チタンフッ化水素酸、フッ化チタンナトリウム、フッ化チタンカリウム、フッ化チタンリチウム、フッ化チタンアンモニウム等を挙げることができる。これらの中でも、特に、フッ化チタンアンモニウムが好適である。
　コバルト化合物としては、コバルトイオンを生じる化合物が挙げられる。
　具体的には、コバルトイオンを生じる化合物としては、例えば、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト、硝酸コバルト、硫酸コバルト、酢酸コバルト、硫酸コバルトアンモニウム等を挙げることができる。これらの中でも、特に、硝酸コバルトが好適である。
　バナジウム化合物としては、バナジウムイオンを生じる化合物が挙げられる。
　具体的に、バナジウムイオンを生じる化合物としては、例えば、オルソバナジン酸リチウム、オルソバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸リチウム、メタバナジン酸カリウム、メタバナジン酸ナトリウム、メタバナジン酸アンモニウム、ピロバナジン酸ナトリウム、塩化バナジル、硫酸バナジル等を挙げることができる。これらの中でも、特にメタバナジン酸アンモニウムが好適である。
　タングステン化合物としては、タングステンイオンを生じる化合物を挙げることができる。
　具体的には、タングステンイオンを生じる化合物としては、例えば、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸ナトリウム、パラタングステン酸ナトリウム、ペンタタングステン酸アンモニウム、ヘプタタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸ナトリウム、ホウタングステン酸バリウム等を挙げることができる。これらの中でも、特に、タングステン酸アンモニウム等が好適である。
　モリブデン化合物としては、モリブデンイオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、モリブデンイオンを生じる化合物としては、例えば、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、ヘプタモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸バリウム、リンモリブデン酸、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸亜鉛等を挙げることができる。
　銅化合物としては、銅イオンを生じる化合物を挙げることができ、具体的には、例えば、硫酸銅、硝酸銅（II）三水和物、硫酸銅（II）アンモニウム六水和物、酸化第二銅、リン酸銅等を挙げることができる。
　亜鉛化合物としては、亜鉛イオンを生じる化合物を挙げることができ、具体的には、例えば、酢酸亜鉛、乳酸亜鉛、酸化亜鉛等を挙げることができる。
　インジウム化合物としては、インジウムイオンを生じる化合物を挙げることができ、具体的には、硝酸インジウムアンモニウム等を挙げることができる。
　ビスマス化合物としては、ビスマスイオンを生じる化合物を挙げることができ、具体的には、例えば、塩化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、臭化ビスマス、ケイ酸ビスマス、水酸化ビスマス、三酸化ビスマス、硝酸ビスマス、亜硝酸ビスマス、オキシ炭酸ビスマス等の無機系ビスマス含有化合物；乳酸ビスマス、トリフェニルビスマス、没食子酸ビスマス、安息香酸ビスマス、クエン酸ビスマス、メトキシ酢酸ビスマス、酢酸ビスマス、蟻酸ビスマス、２，２－ジメチロールプロピオン酸ビスマス等の有機系ビスマス含有化合物を挙げることができる。
　イットリウム化合物としては、イットリウムイオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、硝酸イットリウム、酢酸イットリウム、塩化イットリウム、スルファミン酸イットリウム、乳酸イットリウム、蟻酸イットリウム等を挙げることができる。これらの中でも、特に、硝酸イットリウム等が好適である。
　鉄化合物としては、鉄イオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、クエン酸鉄(III)アンモニウム、シュウ酸鉄(III)アンモニウム、硝酸鉄(III)、フッ化鉄(III)、硫酸鉄(III)、硫酸アンモニウム鉄(III)等を挙げることができる。
　ニッケル化合物としては、ニッケルイオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、塩化ニッケル(II)、酢酸ニッケル(II)、クエン酸ニッケル(II)、シュウ酸ニッケル(II)、硝酸ニッケル(II)、スルファミン酸ニッケル(II)、炭酸ニッケル(II)、硫酸ニッケル(II)、フッ化ニッケル(II)等を挙げることができる。
　マンガン化合物としては、マンガンイオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、酢酸マンガン(II)、酢酸マンガン(III)、シュウ酸マンガン(II)、硝酸マンガン(II)、炭酸マンガン(II)、硫酸マンガン(II)、硫酸マンガン(II)アンモニウム等を挙げることができる。
　ガリウム化合物としては、ガリウムイオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、硝酸ガリウム等を挙げることができる。
　銀化合物としては、銀イオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、酢酸銀(I)、塩化銀(I)、硝酸銀(I)、硫酸銀(I)等を挙げることができる。
　また、ランタノイド金属化合物としては、ランタノイド金属イオンを生じる化合物を挙げることができる。具体的には、ランタンイオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸ランタン、フッ化ランタン、酢酸ランタン、ホウ化ランタン、リン酸ランタン、炭酸ランタン等を挙げることができる。セリウムイオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸セリウム（III）、塩化セリウム（III）、酢酸セリウム（III）、シュウ酸セリウム（III）、硝酸アンモニウムセリウム（III）、硝酸二アンモニウムセリウム（IV）等を挙げることができる。プラセオジムイオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸プラセオジム、硫酸プラセオジム、シュウ酸プラセオジム等を挙げることができる。ネオジムイオンを生じる化合物としては、例えば、硝酸ネオジム、酸化ネオジウム等を挙げることができる。
　金属化合物成分（Ａ）において使用される金属（ａ）の化合物としては、ジルコニウム化合物及びイットリウム化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物を含むことが好ましい。
　ジルコニウム化合物及びイットリウム化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物の添加量は、処理液（Ｉ）中、合計金属量（質量換算）で１０～１，０００ｐｐｍであることが好ましく、２０～５００ｐｐｍであることがより好ましく、５０～５００ｐｐｍであることがさらに好ましい。
　さらに、処理液（Ｉ）における金属化合物成分（Ａ）には、必要に応じて、金属（ａ）以外の金属の化合物を含むことができる。
　金属（ａ）以外の金属の化合物としては、アルミニウム、アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム）及びアルカリ土類金属（ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム）からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の化合物を挙げることができる。これらのうち、アルミニウム化合物が好ましい。
　アルミニウム化合物としては、例えば、硝酸アルミニウム等を挙げることができる。
　金属（ａ）以外の金属の化合物の添加量としては、処理液（Ｉ）中、合計金属量（質量換算）で１，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１～１０，０００ｐｐｍであることがより好ましく、５～５，０００ｐｐｍであることがさらに好ましい。
　金属化合物成分（Ａ）において使用される金属の好ましい組合せとしては、特に限定されるものではないが、ジルコニウム化合物とイットリウム化合物、又は、ジルコニウム化合物とアルミニウム化合物が好ましい。
　処理液（Ｉ）のｐＨは、２．５～８．０であることが好ましく、３．０～７．５であることがより好ましく、３．５～７．０であることがさらに好ましい。なお処理液（Ｉ）の浴温は、通常５～４５℃であり、１０～４０℃であることが好ましく、２０～３５℃であることがより好ましい。
　かかる処理液（Ｉ）からなる皮膜は、金属酸化物、金属フッ化物又は金属水酸化物を主成分とするものである。
　１．３　表面処理された金属基材の製造方法
　本発明の表面処理された金属基材の製造方法は、金属基材を陰極として、前述の処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電する工程を含むものである。
　直流電圧（Ｖｄ）は、１～５０Ｖであり、５～４０Ｖであることが好ましい。直流電流が１Ｖ未満であると皮膜が形成できない傾向があり、５０Ｖを超えると形成された皮膜が不均一になる傾向がある。
　交流電圧（Ｖａ）の周波数は、０．１～１０００Ｈｚであり、０．５～５００Ｈｚであることが好ましく、１～４００Ｈｚであることがより好ましく、１～１００Ｈｚであることがさらに好ましい。周波数が０．１Ｈｚ未満であると金属基材上に析出する皮膜の量が低下する傾向があり、１０００Ｈｚを超えると皮膜が形成されない傾向がある。
　交流電圧（Ｖａ）のピーク間電圧は、１～４０Ｖであり、５～３０Ｖであることが好ましく、５～２０Ｖであることがより好ましい。ピーク間電圧が１Ｖ未満であると金属基材上に析出する皮膜の量が低下する傾向があり、４０Ｖを超えると形成された皮膜が不均一になる傾向がある。
　交流電圧（Ｖａ）のデューティ比（τ（パルス幅）／Ｔ（周期））が、０．１～０．９であることが好ましく、０．３～０．７であることがより好ましい。デューティ比が前記範囲内にあることにより、より緻密な皮膜を形成することができるため好ましい。
　通電時間は、１０～６００秒間であり、３０～１２０秒間であることが好ましい。通電時間が１０秒未満であると金属基材上に析出する皮膜の量が低下する傾向があり、６００秒を超えると形成された皮膜が不均一になる傾向がある。
　本発明の製造方法によれば、金属基材上に、１～３００ｍｇ／ｍ２（金属換算）程度の皮膜を得ることができる。なお、塗装後の塗膜の防食性と仕上り性と、塗装コストの面から、通電時間を適宜調整することによって、析出量を２５～１５０ｍｇ／ｍ２（金属換算）程度にすることが好ましく、析出量を４０～１２０ｍｇ／ｍ２（金属換算）程度とすることがより好ましい。
　得られた皮膜は、水洗を施し又は水洗を施さずに、並びに常温（４０℃未満）で１０秒間～６００分間のセッティング又は４０～１８０℃で１～４０分間加熱乾燥を行って皮膜を形成できる。
　本発明においては、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳することにより、従来からのカソード電解法（直流電解法）による電解処理と比べて、短時間の処理で、塗装後の防食性や仕上り性が良好な金属基板を得ることができる。これは、カソードバイアス下、金属基材に交流電圧（Ｖａ）を加えることによって金属基材表面が活性化され、電解処理によって生成される処理液（Ｉ）からなる処理皮膜が金属基材上に均一に形成されるためである。その結果、該処理皮膜が形成された金属基板上に、塗料を塗装して得られる塗装物品は、防食性と仕上り性に優れている。
　さらに、本発明において形成される処理液（Ｉ）からなる皮膜は、クラックが少なく均一でかつ緻密な皮膜（数１０～数１００ｎｍ）を形成することができる。このような皮膜が、腐食促進物質（例えば、Ｏ２、Ｃｌ－、Ｎａ＋）を遮断できる為、塗膜下の金属基材の腐食の抑制に寄与するものと考えられる。
　１．４　その他
　本発明の製造方法により得られた表面処理された金属基材は、防食性の点から、処理液（Ｉ）からなる皮膜上にさらに塗膜を形成することが好ましい。
　用いる塗料としては、特に限定されるものではなく、有機溶剤型塗料、水性塗料、粉体塗料等を適宜選択することができる。
　塗料としては、一般に流通している市販品の塗料を好適に用いることができ、通常、樹脂、硬化剤、硬化触媒を含むものであり、必要に応じて、界面活性剤、表面調整剤、その他の添加剤を含むことができる。
　該塗料に用いる樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂が使用できる。
　該塗料に用いる硬化剤としては、ポリイソシアネート化合物やアミノ樹脂を用いた常温硬化型、又は熱硬化型であってもよいし、紫外線や電子線によって硬化するものであってもよい。
　これらの塗料の中でも、本発明の目的とする防食性や仕上がり性が良好である塗料として、従来から公知のアミン付加エポキシ樹脂を含むカチオン電着塗料を用いることが好ましい。
　以下に、アミン付加エポキシ樹脂を含むカチオン電着塗料について説明する。
　上記アミン付加エポキシ樹脂は、電着塗料において通常使用されているポリアミン樹脂、例えば、
（ｉ）ポリエポキシド化合物と１級モノ－及びポリアミン、２級モノ－及びポリアミン又は１、２級混合ポリアミンとの付加物（例えば米国特許第３，９８４，２９９号明細書参照）；
（ii）ポリエポキシド化合物とケチミン化された１級アミノ基を有する２級モノ－及びポリアミンとの付加物（例えば米国特許第４，０１７，４３８号明細書参照）；
(iii)ポリエポキシド化合物とケチミン化された１級アミノ基を有するヒドロキシ化合物とのエーテル化により得られる反応物（例えば特開昭５９－４３０１３号公報参照）等がある。
　アミン付加エポキシ樹脂のアミン価は、特に限定されるものではないが、３０～７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、４０～７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。また、アミン付加エポキシ樹脂の数平均分子量は、１，０００～１０，０００であることが好ましく、２，０００～５，０００であることがより好ましい。
　また、前記カチオン電着塗料は、アミン付加エポキシ樹脂以外に、硬化剤、硬化触媒、各種添加剤を含むことができる。
　カチオン電着塗料に用いる硬化剤としては、ブロック化ポリイソシアネート化合物を挙げることができ、例えば、芳香族、脂肪族及び脂環式のポリイソシアネート化合物が挙げられる。
　芳香族ポリイソシアネート化合物の具体例としては、１，３－もしくは１，４－フェニレンジイソシアネート、２，４－もしくは２，６－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、クルードＴＤＩ、２，４’－もしくは４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’－ジイソシアナトビフェニル、３，３’－ジメチル－４，４’－ジイソシアナトビフェニル、３，３’－ジメチル－４，４’－ジイソシアナトジフェニルメタン、クルードＭＤＩ［ポリメチレンポリフェニルイソシアネート］、１，５－ナフチレンジイソシアネート、４，４’，４”－トリフェニルメタントリイソシアネート、ｍ－もしくはｐ－イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等が挙げられる。
　脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ｐ－キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、１，６，１１－ウンデカントリイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，６－ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス（２－イソシアナトエチル）フマレート、ビス（２－イソシアナトエチル）カーボネート、２－イソシアナトエチル－２，６－ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。
　脂環式ポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、α，α，α’，α’－テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキシレンジイソシアネート等が挙げられる。
　前記ポリイソシアネート化合物にブロック剤を添加することで、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロックすることができる。前記ブロック剤としては、例えば、ε－カプロラクタム等のラクタム系化合物；メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系化合物；フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノール等の芳香族アルキルアルコール類；エチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール系化合物等が挙げられる。
　硬化剤の添加量としては、特に限定されるものではなく、塗料の組成により適宜決定することができるが、アミン付加エポキシ樹脂１００質量部に対して、１０～７０質量部であることが好ましく、２５～５０質量部であることがより好ましい。
　アミン付加エポキシ樹脂の中和、水分散化は、通常、ブロック化ポリイソシアネート化合物等の硬化剤、界面活性剤、表面調整剤、硬化触媒やその他の添加剤を加えた後、脂肪族カルボン酸、例えば、酢酸、ギ酸、乳酸等の水溶性有機酸等によって中和することによってエマルションを得ることができる。
　カチオン電着塗料は、上記エマルションに顔料分散ペーストを配合し、適宜、添加剤、中和剤を加えて、脱イオン水等で希釈して、浴固形分濃度が通常５～４０質量％、好ましくは１０～２５質量％、ｐＨが通常１．０～９．０、好ましくは３．０～７．０の範囲内となるように調整して得られる。
　上記顔料分散ペーストは、顔料、硬化触媒として有機錫化合物とともに、分散用樹脂、脱イオン水を加えたのち、ボールミル、サンドミル等で分散し、顔料ペーストを得ることができる。また、顔料分散ペーストには、必要に応じて中和剤を添加することができる。
　顔料としては、有機系や無機系の着色顔料；カオリン、バリタ粉、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシム、石膏、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、珪藻土、タルク、炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、グロスホワイト、マイカ粉等の体質顔料；トリポリリン酸アルミニウム、トリポリリン酸亜鉛、亜鉛華、無機ビスマス、有機ビスマス等の防錆顔料を挙げることができ、有機錫化合物としては、ジブチル錫オキサイド（ＤＢＴＯ）、ジオクチル錫オキサイド（ＤＯＴＯ）等を挙げることができる。
　また、分散用樹脂としては、３級アミン型エポキシ樹脂、４級アンモニウム塩型エポキシ樹脂、３級アミン型アクリル樹脂等を挙げることができる。
　さらに、本発明の製造方法においては、処理液（Ｉ）からなる皮膜により塗膜下の金属基材の腐食を抑制できる為、塗料中の防錆顔料や硬化触媒の使用量を通常よりも減らすか、又はその使用を省略しても、防食性を確保できる。このことから、塗装物品の低コスト化に有用である。
　従って、防錆顔料を添加する場合、その含有量は、アミン付加エポキシ樹脂１００質量部に対して、３０質量部以下であることが好ましく、０．１～３０質量部、１～１０質量部の範囲を挙げることができる。硬化触媒については、アミン付加エポキシ樹脂１００質量部に対して、２０質量部であることが好ましく、０．０１～２０質量部、０．１～１０質量部の範囲を挙げることができる。
　塗料の塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、浸漬塗装、シャワー塗装、スプレー塗装、ロール塗装、電着塗装等の公知の方法を挙げることができる。
　本発明の好ましい態様の一つである、塗料としてカチオン電着塗料を用いて電着塗装を行う場合について以下に説明する。
　処理液（Ｉ）からなる皮膜を有する金属基材を、カチオン電着塗料を満たした電着槽に浸漬して、好ましくは５０～４００Ｖ、より好ましくは１００～３７０Ｖ、さらに好ましくは１５０～３５０Ｖで、好ましくは６０～６００秒間、より好ましくは１２０～４８０秒間、さらに好ましくは１５０～３６０秒間通電し、処理液（Ｉ）からなる皮膜上に、塗膜を形成することができる。前記範囲で通電を行うことによって、仕上り性やつきまわり性の点で好ましい。
　カチオン電着塗料を用いた槽内の通電条件は、通常０．１～５ｍ、好ましくは０．１～３ｍ、さらに好ましくは０．１５～１ｍの極間距離、及び１／８～２／１、好ましくは１／５～１／２の極比（陽極／陰極）で行うことができる。
　なお、カチオン電着塗料の浴温としては、通常５～４５℃、好ましくは１０～４０℃、さらに好ましくは２０～３５℃の範囲内が適している。
　電着塗装後、余分に付着したカチオン電着塗料を落とすために、ウルトラフィルトレーションろ液（ＵＦろ液）、ＲＯ透過水、工業用水、純水等で、塗装物表面にカチオン電着塗料が残らないよう十分に水洗する。
　塗膜の焼き付け温度は、被塗物表面で１００～２００℃、好ましくは１２０～１８０℃の範囲内の温度が適しており、焼き付け時間は５～９０分、好ましくは１０～５０分程度とすることができる。
　塗膜の膜厚は、乾燥膜厚で０．１～５０μｍであることが好ましく、１～３０μｍであることがより好ましい。
　２．金属基材処理方法
　本発明は、金属基材を陰極として、処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電することを特徴とする金属基材の処理方法に関する。
　金属基材、処理液（Ｉ）、直流電圧、交流電圧、通電時間等は、前述のいかなるものも採用することができる。
　本発明の金属基材の処理方法により処理された金属基板は、処理液（Ｉ）からなる皮膜を有するため、防食性と仕上り性に優れるものである。このような金属基板からなる塗装物品は、防食性と仕上がり性の優れる塗装物品を得ることができる。
　３．金属基材を含む塗装物品
　かくして得られた本発明の金属基板は、処理液（Ｉ）からなる皮膜を有するため、防食性と仕上り性に優れるものである。このような金属基板からなる塗装物品は、防食性と仕上り性の優れる塗装物品を得ることができる。塗装物品の具体例としては、建築材料、電気製品、事務用機器、自動車車体、及び部品等を挙げることができる。
　以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「％」は「質量部」及び「質量％」である。
　＜処理液の製造＞
　製造例１（処理液Ｎｏ．１の製造）
　フッ化ジルコニウムアンモニウム０．２７部に脱イオン水１，０００部を加え、処理液Ｎｏ．１を得た。処理液Ｎｏ．１のｐＨは、６．５であった。
　製造例２～３（処理液Ｎｏ．２～Ｎｏ．３の製造）
　表１の配合内容及び処理液のｐＨとする以外は、製造例１と同様に操作によって、処理液Ｎｏ．２～Ｎｏ．３を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜カチオン電着塗料の製造＞
　製造例４（基体樹脂溶液Ｎｏ．１の製造例）
　温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えた内容積２リットルのセパラブルフラスコに、ｊＥＲ８２８ＥＬ（商品名、エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製）１０１０部に、ビスフェノールＡ　３９０部及びジメチルベンジルアミン０．２部を加え、１３０℃でエポキシ当量８００になるまで反応させた。
　次に、ジエタノールアミン１６０部及びジエチレントリアミンのケチミン化物６５部を加え、１２０℃で４時間反応させた後、エチレングリコールモノブチルエーテル３５５部を加え、樹脂固形分８０質量％の基体樹脂溶液Ｎｏ．１溶液を得た。基体樹脂溶液Ｎｏ．１は、アミン価６７　ＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２，０００であった。
　製造例５（硬化剤Ｎｏ．１の製造例）
　反応容器中に、コスモネートＭ－２００（商品名、クルードＭＤＩ、三井化学（株）製）２７０部及びメチルイソブチルケトン１３０部を加え７０℃に昇温した。この中にエチレングリコールモノブチルエーテル２４０部を１時間かけて滴下して加え、その後、１００℃に昇温し、この温度を保ちながら、経時でサンプリングし、赤外線吸収スペクトル測定にて未反応のイソシアナト基の吸収がなくなったことを確認し、固形分が８０％の硬化剤Ｎｏ．１を得た。
　製造例６（エマルションＮｏ．１の製造例）
　製造例４で得られた基体樹脂溶液Ｎｏ．１を８７．５部（固形分７０部）、製造例５で得られた硬化剤Ｎｏ．１を３７．５部（固形分３０部）混合し、さらに１０％ギ酸１１部を配合して均一に攪拌した後、強く攪拌しながら約１５分間を要して脱イオン水１５８部を滴下して、固形分３４％のエマルションＮｏ．１を得た。
　製造例７（顔料分散用樹脂の製造例）
　ｊＥＲ８２８ＥＬ（商品名、エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン（株）製）１０１０部に、ビスフェノールＡ　３９０部、プラクセル２１２（商品名、ポリカプロラクトンジオール、重量平均分子量約：１，２５０、ダイセル化学工業（株）製）２４０部及びジメチルベンジルアミン０．２部を加え、１３０℃でエポキシ当量が約１，０９０になるまで反応させた。
　次に、ジメチルエタノールアミン１３４部及び濃度９０％の乳酸水溶液１５０部を加え、１２０℃で４時間反応させた後、メチルイソブチルケトンを加えて固形分を調整し、固形分６０％のアンモニウム塩型樹脂系の顔料分散用樹脂を得た。アンモニウム塩型樹脂系の顔料分散用樹脂は、アンモニウム塩濃度０．７８ｍｍｏｌ／ｇであった。
　製造例８（顔料分散ペーストの製造例）
　製造例７で得た固形分６０％の顔料分散用樹脂８．３部（固形分５部）、酸化チタン１４．５部、精製クレー７．０部、カーボンブラック０．３部、ジオクチル錫オキサイド１部、水酸化ビスマス１部、脱イオン水２０．３部を加え、ボールミルにて２０時間分散し固形分５５％の顔料分散ペーストを得た。
　製造例９
　製造例６で得たエマルションＮｏ．１を２９４部（固形分１００部）、製造例８で得た５５％の顔料分散ペーストを５２．４部（固形分２８．８部）、脱イオン水２９７．６部を加え、固形分２０％のカチオン電着塗料を製造した。
　実施例１
　冷延鋼板（７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍ）を、脱脂剤（ファインクリーナー４３６０、日本パーカライジング（株）製）を用いて洗浄した後、２８℃に調整した処理液Ｎｏ．１の浴に浸漬した。
　次いで、電源のコールド側に冷延鋼板を接続し、かつ電源のホット側に対極（白金製）を接続して、３Ｖの直流電圧に、周期１秒（周波数１Ｈｚ）のピーク間電圧２Ｖの矩形波が重畳された交流電圧を１２０秒間通電した。ここで、交流電圧は、信号源として関数発生器（ＷＦ１９７４、（株）エヌエフ回路設計ブロック製）と電力増幅器として高速バイポーラ電源（ＢＰ－４６１０、（株）エヌエフ回路設計ブロック製）を用いた。
　さらに、処理液Ｎｏ．１が析出した冷延鋼板を水洗した後、室温下、エアブローで水切り乾燥し、処理液Ｎｏ．１の皮膜を有する表面処理板Ｎｏ．１を得た。蛍光Ｘ線分光分析装置（商品名ＲＩＸ－３１００、（株）リガク社製）を用いて、表面処理板上のジルコニウム付着量を測定した結果、金属換算で４０ｍｇ／ｍ２であった。
　実施例２～９
　表２に示す処理液及び通電条件を使用する以外は、実施例１と同様にして、表面処理板Ｎｏ．２～Ｎｏ．９を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　比較例１～９
　表３に示す処理液及び通電条件を使用する以外は、実施例１と同様にして、表面処理板Ｎｏ．１０～Ｎｏ．１８を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記の操作にて得られた表面処理板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８について、下記評価を行った。その結果を表２～表３に示す。
　＜評価＞
　防食性試験
　（１）試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８作製
　上記の操作にて得られた表面処理板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８に、製造例９で得られたカチオン電着塗料を２５０Ｖで３分間電着塗装し、１７０℃で２０分間焼付けして乾燥膜厚２０μｍの電着塗膜を有する試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８を得た。
　この試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８を用いて、下記に従って防食性試験を行った。
　（２）防食性試験
　試験板の素地に達するように電着塗膜にナイフでクロスカット傷を入れ、ＪＩＳ　Ｚ－２３７１に準じて４８０時間耐塩水噴霧試験を行った。評価はナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
　Ａ：錆、フクレの最大幅がカット部より２ｍｍ未満（片側）、
　Ｂ：錆、フクレの最大幅がカット部より２ｍｍ以上で且つ３ｍｍ未満（片側）、
　Ｃ：錆、フクレの最大幅がカット部より３ｍｍ以上で且つ４ｍｍ未満（片側）、
　Ｄ：錆、フクレの最大幅がカット部より４ｍｍ以上（片側）。
　耐ばくろ性試験
　（１）暴露試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８の作製
　前記得られた電着塗装後の試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８に、スプレー塗装方法で、ＷＰ－３００（商品名、水性中塗り塗料、関西ペイント（株）製）を硬化膜厚が２５μｍとなるように塗装した後、電気熱風乾燥器で１４０℃×３０分焼き付けを行った。さらに、その中塗塗膜上に、スプレー塗装方法で、ネオアミラック６０００（商品名、熱硬化性上塗り塗料、関西ペイント（株）製）を硬化膜厚が３５μｍとなるように塗装した後、電気熱風乾燥器で１４０℃×３０分焼き付けを行ない、暴露試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８を作製した。
　（２）耐ばくろ性試験
　得られた暴露試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８上の塗膜に、素地に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、千葉県千倉町で、水平にて１年間暴露した後、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
　Ａ：錆またはフクレの最大幅がカット部より２ｍｍ未満（片側）、
　Ｂ：錆またはフクレの最大幅がカット部より２ｍｍ以上で且つ３ｍｍ未満（片側）、
　Ｃ：錆またはフクレの最大幅がカット部より３ｍｍ以上で且つ４ｍｍ未満（片側）、
　Ｄ：錆またはフクレの最大幅がカット部より４ｍｍ以上（片側）。
　仕上り性評価
　前記得られた電着塗装後の試験板Ｎｏ．１～Ｎｏ．１８に、塗面をサーフテスト３０１（商品名、表面粗度計、（株）ミツトヨ製）を用いて、ＪＩＳ　Ｂ　６０１に定義される、表面粗度値（Ｒａ）をカットオフ０．８ｍｍにて測定し、以下の基準で評価した。
　Ａ：表面粗度値（Ｒａ）が０．１５未満、
　Ｂ：表面粗度値（Ｒａ）が０．１５以上でかつ０．２５未満、
　Ｃ：表面粗度値（Ｒａ）が０．２５以上でかつ０．３５未満、
　Ｄ：表面粗度値（Ｒａ）が０．３５以上。

Claims (7)

  1. 金属基材を陰極として、下記処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電する工程を含む、表面処理された金属基材の製造方法。
    　処理液（Ｉ）：ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水からなり、金属化合物成分（Ａ）を合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍ含有する。
  2. 交流電圧（Ｖａ）の波形が、矩形波である請求項１に記載の製造方法。
  3. 交流電圧（Ｖａ）のデューティ比が、０．１～０．９である請求項１又は２に記載の製造方法。
  4. 請求項１～３のいずれかに記載の製造方法により得られた表面処理された金属基材。
  5. 金属基材を陰極として、下記処理液（Ｉ）に浸漬し、１～５０Ｖの直流電圧（Ｖｄ）に、周波数０．１～１０００Ｈｚかつ１～４０Ｖのピーク間電圧の交流電圧（Ｖａ）を重畳して、１０～６００秒間通電することを特徴とする金属基材の表面処理方法。
    　処理液（Ｉ）：ジルコニウム、チタン、コバルト、バナジウム、タングステン、モリブデン、銅、亜鉛、インジウム、ビスマス、イットリウム、鉄、ニッケル、マンガン、ガリウム、銀及びランタノイド金属からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属（ａ）の化合物を含む金属化合物成分（Ａ）並びに水からなり、金属化合物成分（Ａ）を合計金属量（質量換算）で５～２０，０００ｐｐｍ含有する。
  6. 請求項５に記載の処理方法によって表面処理された金属基材。
  7. 請求項４又は６に記載の基材を含む塗装物品。
PCT/JP2008/072938 2007-12-21 2008-12-17 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材 WO2009081807A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009547056A JPWO2009081807A1 (ja) 2007-12-21 2008-12-17 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材
US12/809,740 US8702954B2 (en) 2007-12-21 2008-12-17 Manufacturing method for surface-treated metallic substrate and surface-treated metallic substrate obtained by said manufacturing method, and metallic substrate treatment method and metallic substrate treated by said method
CN2008801219983A CN101903567A (zh) 2007-12-21 2008-12-17 表面处理的金属基材的制造方法和通过所述制造方法获得的表面处理的金属基材，以及金属基材的处理方法和通过所述方法处理的金属基材

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007330365 2007-12-21
JP2007-330365 2007-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009081807A1 true WO2009081807A1 (ja) 2009-07-02

Family

ID=40801111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/072938 WO2009081807A1 (ja) 2007-12-21 2008-12-17 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8702954B2 (ja)
JP (1) JPWO2009081807A1 (ja)
CN (1) CN101903567A (ja)
WO (1) WO2009081807A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009145088A1 (ja) * 2008-05-29 2009-12-03 日本パーカライジング株式会社 ビスマス皮膜付き金属材料およびその製造方法、それに用いる表面処理液ならびにカチオン電着塗装金属材料およびその製造方法
JP2012036424A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Jfe Steel Corp 表面処理鋼板の製造方法および樹脂被覆鋼板の製造方法
JP2012148354A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Suncall Corp 固定砥粒ワイヤの製造方法
EP2540867A1 (en) * 2010-03-25 2013-01-02 JFE Steel Corporation Surface treated steel plate, manufacturing method therefor, and resin-coated steel plate using same
US20130092548A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Ming Jen Tzou Process to manufacture surface fine grain copper foil with high peeling strength and environmental protection for printed circuit boards
WO2014007250A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 株式会社ニコン 酸化亜鉛薄膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、酸化亜鉛薄膜、薄膜トランジスタおよび透明酸化物配線
RU2503750C2 (ru) * 2011-10-18 2014-01-10 Олег Анатольевич Рожков Способ катафорезного нанесения многослойных покрытий на токопроводящее изделие с помощью асимметричных токов
KR20210019829A (ko) * 2019-08-13 2021-02-23 주식회사 에스아이씨이노베이션 컬러도금 구조체의 제조방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5742147B2 (ja) * 2010-09-15 2015-07-01 Ｊｆｅスチール株式会社 表面処理鋼板、その製造方法およびそれを用いた樹脂被覆鋼板
CN102418093B (zh) * 2011-12-14 2013-02-27 温州市汇泰隆科技有限公司 用于纳米涂装工艺的银固剂
EP2956969A4 (en) * 2013-02-14 2016-11-23 Univ Northeastern SOLAR CELLS WITH METAL OXIDES
EP3212720B8 (en) * 2014-10-31 2020-01-15 Swimc Llc High edge cathodic epoxy electrocoat composition
CN104894548B (zh) * 2015-06-23 2017-06-30 重庆德蒙特科技发展有限公司 压铸铝抛丸件无铬钝化剂、制备方法及其使用方法
CN106480482B (zh) * 2016-12-15 2018-12-18 河海大学常州校区 一种阴极表面纳秒脉冲等离子体制备催化纳米多孔膜的溶液及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS491443A (ja) * 1972-04-26 1974-01-08
JPH04193997A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Nippon Parkerizing Co Ltd セラミックスコーティング方法
JPH06330385A (ja) * 1993-05-25 1994-11-29 Yokoyama Hyomen Kogyo Kk 金属表面着色皮膜の形成方法
JPH09249990A (ja) * 1996-01-09 1997-09-22 Nippon Paint Co Ltd 金属の表面処理方法
JP2001026896A (ja) * 1999-07-16 2001-01-30 Nisshin Steel Co Ltd 表面処理金属板
JP2006057135A (ja) * 2004-08-19 2006-03-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面処理金属材及びその製造方法
JP2006336079A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Shinko Electric Ind Co Ltd 銅ストライクめっき方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2706170A (en) * 1951-11-15 1955-04-12 Sperry Corp Electroforming low stress nickel
US3716464A (en) * 1969-12-30 1973-02-13 Ibm Method for electrodepositing of alloy film of a given composition from a given solution
US3984299A (en) * 1970-06-19 1976-10-05 Ppg Industries, Inc. Process for electrodepositing cationic compositions
US4017438A (en) * 1974-12-16 1977-04-12 Ppg Industries, Inc. Ketimine-blocked primary amine group-containing cationic electrodepositable resins
US4159231A (en) * 1978-08-04 1979-06-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Method of producing a lead dioxide coated cathode
JPS5943013A (ja) 1982-09-03 1984-03-09 Kansai Paint Co Ltd エポキシ樹脂誘導体及びその製造方法
JP2997562B2 (ja) * 1991-04-25 2000-01-11 関西ペイント株式会社 カチオン電着塗料及び塗膜形成方法
DE69400509T2 (de) * 1993-06-23 1997-04-10 Sumitomo Metal Ind Metallblech mit einem galvanisch erzeugten Zink oder Zinklegierungsdispersionsüberzug und Verfahren zur Herstellung desselben
US5730852A (en) * 1995-09-25 1998-03-24 Davis, Joseph & Negley Preparation of cuxinygazsen (X=0-2, Y=0-2, Z=0-2, N=0-3) precursor films by electrodeposition for fabricating high efficiency solar cells
JP3792054B2 (ja) * 1998-08-17 2006-06-28 日本ペイント株式会社 金属の表面処理方法
US20030075453A1 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Dolan Shawn E. Light metal anodization
JP2005023422A (ja) 2003-06-09 2005-01-27 Nippon Paint Co Ltd 金属表面処理方法及び表面処理金属
JP2005325401A (ja) 2004-05-13 2005-11-24 Nippon Paint Co Ltd 亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼材の表面処理方法
JP2006009086A (ja) 2004-06-25 2006-01-12 Nippon Paint Co Ltd パルス電圧を重畳する電着塗装方法
JP4777099B2 (ja) * 2006-03-07 2011-09-21 日本ペイント株式会社 複層塗膜形成方法
JP4193997B1 (ja) 2007-12-05 2008-12-10 プレシジョン・システム・サイエンス株式会社 新規ｄｎａポリメラーゼ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS491443A (ja) * 1972-04-26 1974-01-08
JPH04193997A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Nippon Parkerizing Co Ltd セラミックスコーティング方法
JPH06330385A (ja) * 1993-05-25 1994-11-29 Yokoyama Hyomen Kogyo Kk 金属表面着色皮膜の形成方法
JPH09249990A (ja) * 1996-01-09 1997-09-22 Nippon Paint Co Ltd 金属の表面処理方法
JP2001026896A (ja) * 1999-07-16 2001-01-30 Nisshin Steel Co Ltd 表面処理金属板
JP2006057135A (ja) * 2004-08-19 2006-03-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面処理金属材及びその製造方法
JP2006336079A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Shinko Electric Ind Co Ltd 銅ストライクめっき方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9039882B2 (en) 2008-05-29 2015-05-26 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Metal material with a bismuth film attached and method for producing same, surface treatment liquid used in said method, and cationic electrodeposition coated metal material and method for producing same
WO2009145088A1 (ja) * 2008-05-29 2009-12-03 日本パーカライジング株式会社 ビスマス皮膜付き金属材料およびその製造方法、それに用いる表面処理液ならびにカチオン電着塗装金属材料およびその製造方法
EP2540867A4 (en) * 2010-03-25 2014-01-22 Jfe Steel Corp SURFACE-TREATED STEEL PLATE, METHOD OF MANUFACTURING THEREFOR AND FABRICATED STEEL PLATE THEREWITH
EP2540867A1 (en) * 2010-03-25 2013-01-02 JFE Steel Corporation Surface treated steel plate, manufacturing method therefor, and resin-coated steel plate using same
US10392709B2 (en) 2010-03-25 2019-08-27 Jfe Steel Corporation Coated steel sheet, method for producing the same, and resin-coated steel sheet obtained using the same
JP2012036424A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Jfe Steel Corp 表面処理鋼板の製造方法および樹脂被覆鋼板の製造方法
JP2012148354A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Suncall Corp 固定砥粒ワイヤの製造方法
RU2503750C2 (ru) * 2011-10-18 2014-01-10 Олег Анатольевич Рожков Способ катафорезного нанесения многослойных покрытий на токопроводящее изделие с помощью асимметричных токов
US9115441B2 (en) * 2011-10-18 2015-08-25 Nan Ya Plastics Corporation Process to manufacture surface fine grain copper foil with high peeling strength and environmental protection for printed circuit boards
US20130092548A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Ming Jen Tzou Process to manufacture surface fine grain copper foil with high peeling strength and environmental protection for printed circuit boards
WO2014007250A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 株式会社ニコン 酸化亜鉛薄膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、酸化亜鉛薄膜、薄膜トランジスタおよび透明酸化物配線
KR20210019829A (ko) * 2019-08-13 2021-02-23 주식회사 에스아이씨이노베이션 컬러도금 구조체의 제조방법
KR102262493B1 (ko) * 2019-08-13 2021-06-09 주식회사 에스아이씨이노베이션 컬러도금 구조체의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20100270164A1 (en) 2010-10-28
CN101903567A (zh) 2010-12-01
US8702954B2 (en) 2014-04-22
JPWO2009081807A1 (ja) 2011-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009081807A1 (ja) 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材
US7749368B2 (en) Methods for coating a metal substrate and related coated substrates
JP5721307B2 (ja) 複層皮膜形成方法及び塗装物品
US8262882B2 (en) Methods for passivating a metal substrate and related coated metal substrates
JP5060796B2 (ja) 表面処理皮膜の形成方法
JP5448440B2 (ja) 複層皮膜を有する金属基材の製造方法、該製造方法により得られる複層皮膜を有する金属基材及び塗装物品
JP2008538383A (ja) 複層塗膜形成方法
EP2890830B1 (en) Zirconium pretreatment compositions containing molybdenum, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates
RU2625354C2 (ru) Способ подготовки и обработки стальной подложки
JP6441126B2 (ja) カチオン電着塗料組成物の調製方法
US20110311838A1 (en) Composition for treating surface of metal, method for treating surface of metal using the composition, and coating film for treating surface of metal utilizing the composition and the method
JP4825841B2 (ja) 皮膜形成方法
MX2007012460A (es) Composiciones de revestimiento electrodepositables y metodo para su produccion.
EP2890829B1 (en) Zirconium pretreatment compositions containing lithium, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates
CN101144173B (zh) 形成表面处理被膜的方法
JP4777099B2 (ja) 複層塗膜形成方法
HUE032042T2 (en) Resin-based rinse-off composition to enhance the effectiveness of electrophoretically removable coating compositions on pre-treated metal substrates
WO2017051901A1 (ja) カチオン電着塗料組成物の調製方法
JP4892433B2 (ja) 表面処理皮膜の形成方法
JP5996338B2 (ja) 電着塗料組成物
JP6615552B2 (ja) カチオン電着塗料組成物
JP5814520B2 (ja) 皮膜形成方法
JP2010215955A (ja) 複層塗膜形成方法
JP2009108359A (ja) 複層塗膜形成方法
JP2010215956A (ja) 複層塗膜形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880121998.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08864489

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009547056

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3749/DELNP/2010

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12809740

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08864489

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1