JPH10195344A - テルル酸含有防錆コーティング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材 - Google Patents

テルル酸含有防錆コーティング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材

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JPH10195344A
JPH10195344A JP255697A JP255697A JPH10195344A JP H10195344 A JPH10195344 A JP H10195344A JP 255697 A JP255697 A JP 255697A JP 255697 A JP255697 A JP 255697A JP H10195344 A JPH10195344 A JP H10195344A
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JP
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rust
coating agent
preventive
resin
preventive coating
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JP255697A
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Toshiaki Shimakura
俊明 島倉
Yosuke Onodera
洋祐 小野寺
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Nippon Paint Co Ltd
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Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロム含有防錆剤以上の耐食性を有するノン
クロムの防錆コーティング剤、防錆処理方法を提供す
る。 【解決手段】 防錆コーティング剤は、水性樹脂および
水を主成分とする組成物に0.5〜50g/lのテルル
酸イオンを含有する。更に、防錆処理方法は、亜鉛被覆
鋼または無被覆鋼に上記防錆コーティング剤をコーティ
ングする方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明はテルル酸含有防錆コーテ
ィング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材、特にク
ロム含有系防錆剤の防錆力を上回るノンクロム防錆コー
ティング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】亜鉛メッキ鋼板および合金化亜鉛メッキ
鋼板は、海水等の塩分を含む雰囲気または高温多湿の雰
囲気では、表面に白錆が発生し外観を著しく損ねたり、
素地鉄面に対する防錆力が低下したりする。
【0003】白錆発生防止には、従来よりクロメート系
の防錆処理剤が多用されており、例えば特開平3−13
1370号公報には、オレフィン−α,β−エチレン性
不飽和カルボン酸共重合体樹脂ディスパージョンに水分
散性クロム化合物と水分散性シリカを含有させた樹脂系
処理剤が開示されている。
【0004】しかしながら、上記のようなクロム含有樹
脂系処理剤といえども、その耐食性は、必ずしも十分で
はなく、塩水や高温多湿の雰囲気に長時間晒されると白
錆が発生する。また、近年クロムの毒性が明らかにな
り、被塗物が直接人体と接するような装置や場所での使
用が制限されるようになった。
【0005】従って、近年ではノンクロム防錆処理剤の
要望が高まっている。例えば、特公昭57−61824
号公報の「一時防錆性および塗装性に優れた冷延鋼板」
には、鋼板表面の単位面積1m2 当たり0.01〜20
0mgの割合で分布したTiならびに1m2 当たり0.
01〜200mgの割合で分布したPb,Te,Be,
Ce,In,Zr,TlおよびSnよりなる群から選ば
れた1種または2種以上とを主体とする極薄被覆層を備
えた一時防錆性および塗装性に優れた冷延鋼板が開示さ
れている。
【0006】また、特開平3−94074号公報の「金
属面へのコーティング付与用改良組成物および付与方
法」には、リン酸鉄法の耐食性を改良すると共に、使用
法が複雑でコスト高のリン酸亜鉛法を改良すべく、水
と、酸と、リン酸塩イオンと、酸化剤と、テルルイオン
および/またはセレンイオンと、を含む組成物が提案さ
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭57−61824号公報に開示された冷延鋼板の防
錆被覆方法は、Ti化合物と、Pb,Te,Be,C
e,In,Zr,TlおよびSnの各化合物よりなる群
から選ばれた1種または2種以上とを含む水性の溶液或
いは懸濁液を塗布した後、還元性或いは不活性の非酸化
性の雰囲気中で再結晶焼鈍を行うことにより、鋼板表面
に極薄被膜を形成している。このため、処理方法が複雑
である上に、一時防錆性を目標としているため、亜鉛系
メッキ鋼板の白錆防錆剤として用いることはできなかっ
た。
【0008】上記の方法は冷延鋼板の一時防錆を目的と
しており、亜鉛メッキ面の白錆防錆には利用できない。
【0009】また、上記特開平3−94074号公報に
開示されたコーティング付与用改良組成物を用いても、
リン酸亜鉛処理なみの耐食性しか得られず、近年の耐食
性の要求度に比べ不十分であった。
【0010】本発明は上記従来の課題に鑑みたものであ
り、その目的は、クロム含有防錆剤以上の耐食性を有す
るノンクロムの防錆コーティング剤、防錆処理方法を提
供することである。また、ノンクロムの防錆処理された
耐食性に優れた防錆処理金属材を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明に係るテルル酸含有防錆コーティング剤
は、水性樹脂および水を主成分とする組成物に0.5〜
50g/lのテルル酸イオンを含有する。
【0012】更に、本発明に係る防錆処理方法は、亜鉛
被覆鋼または無被覆鋼に上記防錆コーティング剤をコー
ティングする処理方法である。
【0013】また、本発明に係る防錆処理金属材は、上
記防錆コーティング剤でコーティングされている金属材
である。
【0014】一般に防錆処理コーティング剤として有効
であるためには、(1) 腐食液の浸透を防止すること、
(2) 防錆膜の金属素地への密着性を有すること、(3) 防
錆イオン等による金属表面の不働態化を図ること、(4)
防錆膜の耐水性、耐酸性、耐アルカリ性を有すること等
を満たす必要がある。これらのいずれかが不十分な場合
には、防錆性を発揮することができない。従来の防錆剤
のクロム化合物は、主に(3) の不働態化に優れていた。
ここで、不働態化とは、金属または合金が、化学的ある
いは電気化学的に活性状態となる環境中にあるにも拘ら
ず、不活性を保持する状態になることをいう。
【0015】テルル酸イオン(TeO6 6-またはTeO
4 2-)は、クロム酸イオンと同様にオキソ酸の構造をと
っており、金属表面に吸着され易く、また酸化能力にも
優れているために、金属表面を不働態化させることがで
きる。従って、テルル酸イオンは、亜鉛メッキの白錆防
止効果を有する。なお、上述の防錆剤中に含まれるテル
ルイオンは、テルル酸イオンに比べ不働態化し難いこと
が知られている。
【0016】更に、テルル酸イオンは、水性樹脂を含む
防錆コーティング剤に添加されると、その防錆効果が著
しく向上する。すなわち、防錆コーティング剤中のテル
ル酸イオンが、防錆コーティング剤塗布時に素地金属と
反応して上述したように不働態化させると共に、テルル
酸イオンが、金属素地表面に形成された水性樹脂由来の
樹脂膜に残存し、架橋促進剤としても働くため、樹脂の
硬化を高め、結果として緻密な防錆膜を金属素地表面に
形成することとなる。更に、緻密な防錆皮膜を形成する
ことにより、水分や塩素イオン等の有害イオンの浸透を
遮断することができるため、クロム含有系防錆剤に比べ
防錆効果が著しく高くなる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0018】まず、本発明に係るテルル酸含有防錆コー
ティング剤について詳説する。
【0019】テルル酸イオンの供給源としては、テルル
酸(H6 TeO6 )、テルル酸水素カリウム(K24
eO6)、テルル酸カリウム(K2TeO4)、テルル酸
水素ナトリウム(Na2 4 TeO6 )、テルル酸ナト
リウム(Na2TeO4 )、又は亜テルル酸ナトリウム
(Na2 TeO3 )、亜テルル酸カリウム(K2Te
3)等が挙げられるが、ナトリウムイオン等は、樹脂
被膜中に残留するとブリスター等の原因となるため、よ
り好ましいのはテルル酸(H6 TeO6 )である。
【0020】水性樹脂の供給源としては、水性であれば
どんな樹脂でも使用することができる。強いて挙げれ
ば、例えばポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹
脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエ
ステル系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、そ
の他の加熱硬化型の樹脂等であり、架橋可能な樹脂であ
ることがより好ましい。更に、上記水性樹脂は、任意の
比率で混合してもよく、2種以上の樹脂を混合してもよ
い。
【0021】本発明に係る防錆コーティング剤は、水性
樹脂(水溶性樹脂、水分散性樹脂を含む)が固形分で1
〜80重量部、水99〜20重量部、更にテルル酸イオ
ンをコーティング剤に対して0.5〜50g/l、好ま
しくは2〜20g/l含有し、pHが3〜12の範囲に
調製されている。ここで、テルル酸イオンが0.5g/
l未満の場合には、耐食性は不十分となり、一方50g
/lを超えると、耐食性が飽和して不経済となるだけで
なく、更に使用する水性樹脂によっては樹脂がゲル化し
て塗布不能となる。
【0022】更に、本発明に係る防錆コーティング剤に
は、防錆添加剤が添加されていてもよい。防錆添加剤と
しては、リン酸イオン、水分散性シリカ等が挙げられ
る。
【0023】防錆コーティング剤に対するリン酸イオン
の含有量は、0.1〜5g/lが好ましい。リン酸イオ
ンは、金属素地表面にリン酸塩層を形成させ、不働態化
させる。また、水性樹脂由来の樹脂皮膜の架橋反応を促
進させ、緻密な防錆膜を形成するため、防錆性が更に向
上する。リン酸イオンの含有量が0.1g/l未満の場
合には、リン酸イオン添加による防錆効果が十分に発揮
されず、一方5g/lを超えると防錆性が低下したり、
樹脂がゲル化したりして、防錆コーティング剤の製品と
しての貯蔵安定性が悪くなる。
【0024】本発明に係る防錆コーティング剤に水分散
性シリカを添加することにより、乾燥性、耐擦傷性、塗
膜密着性を改良することができる。上記水分散性シリカ
としては、ナトリウム等の不純物が少なく、弱アルカリ
系のものであれば、特に限定されない。例えば、「スノ
ーテックスN」(日産化学工業社製)、「アデライトA
T−20N」(旭電化工業社製)の市販のシリカゲル、
又は市販のアエロジル粉末シリカ粒子等を用いることが
できる。上記水分散性シリカの含有量は、上記水性樹脂
固形分を100重量部として、0.1〜30重量部であ
ることが好ましい。水分散性シリカの含有量が0.1重
量部未満の場合には、防錆効果が十分に発揮されず、一
方30重量部を超えると防錆性が低下する。
【0025】また、本発明に係る防錆コーティング剤
は、更に他の成分が配合されていてもよい。例えば、顔
料、界面活性剤等を挙げることができる。また、水性樹
脂としてシリカ粒子、顔料との親和性を向上させ、更に
水性樹脂と亜鉛又は鉄のリン酸化物層との密着性等を向
上させるために、シランカップリング剤が配合されてい
てもよい。
【0026】上記顔料としては、例えば酸化チタン(T
iO2 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ジルコニウム(Z
rO)、炭酸カルシウム(CaCO3 )、硫酸バリウム
(BaSO4 )、アルミナ(Al2 3 )、カオリンク
レー、カーボンブラック、酸化鉄(Fe2 3 、Fe3
4 )等の無機顔料や、有機顔料等の各種着色顔料等を
用いることができる。
【0027】上記シランカップリング剤としては、例え
ばγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リエトキシシラン、N− [2−(ビニルベンジルアミ
ノ)エチル]−3−アミノプロピルトリメトキシシラン
等を挙げることができる。
【0028】本発明に係る防錆コーティング剤には、水
性樹脂の造膜性を向上させ、より均一で平滑な塗膜を形
成するために、溶剤を用いてもよい。溶剤としては、塗
料に一般的に用いられるものであれば、特に限定され
ず、例えばアルコール系、ケトン系、エステル系、エー
テル系のもの等を挙げることができる。
【0029】本発明において、上記防錆コーティング剤
を亜鉛被覆鋼または無被覆鋼用防錆コーティング剤とし
て使用して亜鉛被覆鋼または無被覆鋼の防錆処理を行う
ことができる。上記防錆処理は、上記本発明の防錆コー
ティング剤を被塗物に塗布し、塗布後に被塗物を熱風で
加熱し乾燥させる方法であってもよく、予め被塗物を加
熱し、その後上記本発明の防錆コーティング剤を熱時塗
布し、余熱を利用して乾燥させる方法であってもよい。
【0030】上記加熱の温度は、上記いずれの方法であ
っても、50〜250℃である。50℃未満であると水
分の蒸発速度が遅く十分な成膜性が得られないので、防
錆力が不足する。一方250℃を超えると、水性樹脂の
熱分解等が生じるので、SST性、耐水性が低下し、ま
た外観も黄変するので、上記範囲に限定される。好まし
くは70〜100℃である。塗布後に被塗物を熱風で加
熱し、乾燥させる場合の乾燥時間は、1秒〜5分が好ま
しい。
【0031】上記防錆処理において、上記本発明の防錆
コーティング剤の塗装膜厚は、乾燥膜厚が0.1μm以
上であることが好ましい。0.1μm未満であると、防
錆力が不足する。一方乾燥膜厚が厚すぎると、塗装下地
処理としては不経済であり、塗装にも不都合であるの
で、より好ましくは0.1〜20μmである。更に好ま
しくは0.1〜10μmである。
【0032】上記防止処理において、上記本発明の防錆
コーティング剤の塗布方法は、特に限定されず、一般に
使用されるロールコート、エアースプレー、エアーレス
スプレー、浸漬等によって塗布することができる。
【0033】本発明の防錆コーティング剤によってコー
ティングされる材としては、上述したように亜鉛被覆鋼
または無被覆鋼である。
【0034】なお、本発明の防錆コーティング剤は、い
わゆる一次防錆剤として使用できると共に、塗装下地処
理剤としても適用し得る。更に、膜厚を10〜50μm
とすることにより、防錆効果を有する塗料としても機能
し得るものである。
【0035】更に、本発明の好ましい他の実施態様を以
下に示す。
【0036】1.テルル酸含有防錆コーティング剤にお
けるテルル酸イオンの供給源は、テルル酸(H6 TeO
6 )、テルル酸水素ナトリウム(Na2 4 Te
6 )、テルル酸水素カリウム(K24TeO6)又は
亜テルル酸ナトリウム(Na2 TeO3 )、亜テルル酸
カリウム(K2TeO3)の少なくとも1種である。
【0037】2.テルル酸含有防錆コーティング剤にお
けるテルル酸イオンの供給源は、テルル酸(H6 TeO
6 )である。
【0038】3.テルル酸含有防錆コーティング剤にお
ける水性樹脂の供給源は、ポリオレフィン系樹脂、ポリ
ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、フェノー
ル系樹脂、加熱硬化型の樹脂の少なくとも1種である。
【0039】4.上記水性樹脂は、任意の比率で混合可
能である、又は2種以上の樹脂を混合してもよい。
【0040】5.防錆コーティング剤は、水性樹脂が固
形分で1〜80重量部、水99〜20重量部、更にテル
ル酸イオンをコーティング剤に対して0.5〜50g/
l含有されている。
【0041】6.防錆コーティング剤は、水性樹脂が固
形分で1〜80重量部、水99〜20重量部、更にテル
ル酸イオンをコーティング剤に対して2〜20g/l含
有されている。
【0042】7.防錆コーティング剤は、pHが3〜1
2の範囲に調製されている。
【0043】8.防錆コーティング剤には、防錆添加剤
が添加されている。
【0044】9.上記「8.」に記載の防錆添加剤は、
リン酸イオン、水分散性シリカの少なくとも1種であ
る。
【0045】10.防錆コーティング剤に対するリン酸
イオンの含有量は、0.1〜5g/lである。
【0046】11.上記水分散性シリカとしては、「ス
ノーテックスN」(日産化学工業社製)、「アデライト
AT−20N」(旭電化工業社製)の市販のシリカゲ
ル、又は市販のアエロジル粉末シリカ粒子である。
【0047】12.上記水分散性シリカの含有量は、上
記水性樹脂固形分を100重量部として、0.1〜30
重量部である。
【0048】13.防錆コーティング剤は、更に顔料、
界面活性剤、シランカップリング剤の少なくとも1種が
配合されている。
【0049】14.上記「13.」に記載の顔料として
は、酸化チタン(TiO2 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸
化ジルコニウム(ZrO)、炭酸カルシウム(CaCO
3 )、硫酸バリウム(BaSO4 )、アルミナ(Al2
3 )、カオリンクレー、カーボンブラック、酸化鉄
(Fe2 3 、Fe3 4 )等の無機顔料と、有機顔料
の各種着色顔料の少なくとも1種である。
【0050】15.上記「13.」に記載のシランカッ
プリング剤としては、例えばγ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−
[2−(ビニルベンジルアミノ)エチル]−3−アミノ
プロピルトリメトキシシランの少なくとも1種である。
【0051】16.防錆処理は、上記防錆コーティング
剤を被塗物に塗布し、塗布後に被塗物を熱風で加熱し乾
燥させる方法、又は予め被塗物を加熱し、その後上記防
錆コーティング剤を熱時塗布し、余熱を利用して乾燥さ
せる方法を用いる。
【0052】17.上記「16.」に記載の加熱の温度
は、上記いずれの方法であっても、50〜250℃であ
る。
【0053】18.防錆コーティング剤の塗装膜厚は、
乾燥膜厚が0.1μm以上である。 19.より好ましくは、防錆コーティング剤の塗装膜厚
は、乾燥膜厚が0.1〜20μmである。
【0054】20.更に好ましくは、防錆コーティング
剤の塗装膜厚は、乾燥膜厚が0.1〜10μmである。
【0055】
【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
具体的に説明する。尚、本発明はこれらの実施例によっ
て限定されるものではない。
【0056】実施例1〜7及び比較例1〜3 (1)評価方法: a)SST試験(耐SST性);5%の食塩水を35℃
で被塗物の塗装面に噴霧し、48時間後の白錆の程度を
10点満点で評価した。評価基準は下記のものとした。 10点:異常なし 9点:10点と8点の間 8点:僅かに白錆発生 7〜6点:8点と5点の間 5点:面積の半分に白錆発生 4〜2点:5点と1点の間 1点:全面に白錆発生 b)耐温水試験(耐湿性);40℃恒温水中に20日間
浸漬後、白錆の発生の程度を10点満点で評価した。評
価基準は下記のものとした。 10点:異常なし 9点:10点と8点の間 8点:僅かに塗膜に膨れ発生 7〜6点:8点と5点の間 5点:面積の半分に膨れ発生 4〜2点:5点と1点の間 1点:全面に膨れ発生 (2)防錆処理条件; <実施例1> 註)に記載のポリオレフィン系樹脂を用い、樹脂固形分
濃度が20重量%になるように純水で希釈し、テルル酸
イオンを10g/l溶かし、更にリン酸アンモニウムを
1.25g/l溶かし、「スノーテックスN」(日産化
学工業社製)を25g/l添加した後、ディスパーで3
0分間撹拌分散させ、pH8.0となるように調製して
防錆コーティング剤を得た。得られた防錆コーティング
剤を、板温80℃となるように予め加熱した(塗装前加
熱)市販の溶融亜鉛メッキ鋼板(Z−27、日本テスト
パネル社製、70×150×1.6mm)にバーコート
#5で乾燥塗膜が2〜3μmとなるように塗布し乾燥さ
せた。溶融亜鉛メッキ鋼板は、スコッチブライトで表面
を研磨した後、アルカリ脱脂(「サーフクリーナー5
3」、日本ペイント社製)で脱脂、水洗、乾燥後に上記
評価を行った。評価結果を表1に示す。
【0057】<実施例2,3>テルル酸イオンの添加濃
度を0.5g/l(実施例2)および50g/l(実施
例3)としたこと以外は、実施例1に準じて行った。評
価結果を表1に示す。 <実施例4>使用する水性樹脂として、註)に記載のポ
リオレフィン系樹脂とポリウレタン系樹脂を用い、これ
らの樹脂の固形分比率が1:1になるように混合し、合
計の樹脂固形分濃度が20重量%となるようにしたこと
以外は実施例1に準じて行った。評価結果を表1に示
す。
【0058】<実施例5>リン酸イオンと「スノーテッ
クスN」を加えなかったこと以外は、実施例1に準じて
行った。評価結果を表1に示す。
【0059】<実施例6>使用する水性樹脂として、
註)に記載のポリオレフィン系樹脂とアクリル系樹脂を
用い、これらの樹脂の固形分比率が1:1になるように
混合し、合計の樹脂固形分濃度が20重量%となるよう
にしたこと以外は実施例1に準じて行った。評価結果を
表1に示す。
【0060】<実施例7>註)に記載のエポキシ樹脂を
使用した以外は実施例1に準じて行った。評価結果を表
1に示す。
【0061】<比較例1>テルル酸イオンに代えてクロ
ム酸イオン(ストロンチウム塩)5g/lを加えた以外
は実施例1に準じて行った。評価結果を表1に示す。
【0062】<比較例2>テルル酸イオンを0.3g/
l加えたこと以外は実施例1に準じて行った。評価結果
を表1に示す。
【0063】<比較例3>テルル酸イオンを60g/l
加えたこと以外は実施例1に準じて行った。評価結果を
表1に示す。
【0064】
【表1】 註)使用した樹脂 ポリオレフィン系樹脂:「ハイテックS−7024」
(東邦化学(株)社製) ポリウレタン系樹脂:「ボンタイターHUX−320」
(旭電化(株)社製) アクリル系樹脂:「EM1220」(日本ペイント
(株)社製) エポキシ系樹脂:「ポリゾール8500」(昭和高分子
(株)社製) 「スノーテックスN」:水分散性シリカ(日産化学工業
社製) これらの結果から、本発明のテルル酸含有防錆コーティ
ング剤、防錆処理方法によれば、従来のものに比べ耐食
性、防錆性が大幅に向上することが判明した。
【0065】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るテルル酸含
有防錆コーティング剤、防錆処理方法によれば、テルル
酸を添加することにより、防錆性を大幅に向上させるこ
とができる。すなわち、テルル酸イオンが素地金属を不
働態化させるだけでなく、水性樹脂由来の樹脂皮膜中に
残留し、このテルル酸イオンが樹脂の架橋反応を促進さ
せるため、緻密な防錆皮膜を形成することができる。従
って、この防錆皮膜は、水分や有害イオンの透過を防ぐ
ので、防錆性に優れる。
【0066】また、本発明に係るテルル酸含有防錆コー
ティング剤をコーティングした防錆処理金属材は、上記
同様の理由で防錆性に優れた皮膜が形成されているの
で、錆の発生を抑制することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性樹脂および水を主成分とする組成物
    に0.5〜50g/lのテルル酸イオンを含有すること
    を特徴とする防錆コーティング剤。
  2. 【請求項2】 亜鉛被覆鋼または無被覆鋼に請求項1に
    記載の防錆コーティング剤をコーティングすることを特
    徴とする防錆処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の防錆コーティング剤で
    コーティングされていることを特徴とする防錆処理金属
    材。
JP255697A 1997-01-10 1997-01-10 テルル酸含有防錆コーティング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材 Pending JPH10195344A (ja)

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JP255697A Pending JPH10195344A (ja) 1997-01-10 1997-01-10 テルル酸含有防錆コーティング剤、防錆処理方法および防錆処理金属材

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