明細書 耐食性に優れた表面処理鋼板およびその製造方法 技術分野
本発明は、 耐食性に優れた表面処理鋼板およびその製造方法に関する。 背景技術
家電製品用鋼板、 建材用鋼板、 自動車用鋼板には、 従来から亜鉛系めつき鋼 板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 耐食性 (耐白錡性、 耐赤鐯性) を向上させる目的で、 クロム酸、 重クロム酸またはその塩類を主要成分とした 処理液によるクロメ一卜処理が施された鋼板が幅広く用いられている。 このク 口メート処理は耐食性に優れ、 且つ比較的簡単に行うことができる経済的な処 理方法である。
クロメート処理は公害規制物質である 6価クロムを使用するものであるが、 この 6価クロムは処理工程においてクローズドシステムで処理され、 完全に還 元 '回収されて自然界には放出されていないこと、 また、 有機皮膜によるシー リング作用によってクロメ一ト皮膜中からのクロム溶出もほぼゼロにできるこ とから、 実質的には 6価クロムによって環境や人体が汚染されることはない。 しかしながら、 最近の地球環境問題から、 6価クロムを含めた重金属の使用を 自主的に削減しょうとする動きが高まりつつある。 また、 廃棄製品のシュレツ ダーダストを投棄した場合に環境を汚染しないようにするため、 製品中にでき るだけ重金属を含ませない若しくはこれを削減しょうとする動きも始まってい る。
このようなことから、 亜鉛系めつき鋼板の白鑌の発生を防止するために、 ク 口メート処理によらない無公害な処理技術が数多く提案されている。 このうち 有機系化合物や有機樹脂を利用した方法もいくつか提案されており、 例えば、 以下のような方法を挙げることができる。
( 1 ) タンニン酸を用いる方法 (例えば、 特開昭 5 1— 7 1 2 3 3号)
(2) エポキシ樹脂とァミノ樹脂とタンニン酸を混合した熱硬化性塗料を用い る方法 (例えば、 特開昭 6 3— 90 58 1号)
(3) 水系樹脂と多価フエノールカルボン酸の混合組成物を用いる方法 (例え ば、 特開平 8— 3 2 5 7 60号) 等のようなのタンニン酸のキレート力を利用 する方法
(4) ヒドラジン誘導体水溶液をブリキまたは亜鉛鉄板の表面に塗布する表面 処理方法 (例えば、 特公昭 53— 2 76 94号、 特公昭 56— 1 0386号)
(5) ァシルザルコシンとベンゾトリアソールとの混合物にアミンを付加させ て得られたァミン付加塩を含む防鑌剤を用いる方法 (例えば、 特開昭 58— 1 30284号)
(6) ベンゾチアゾール化合物などの複素環化合物とタンニン酸を混合した処 理剤を用いる方法 (例えば、 特開昭 57— 1 98267号) しかしながら、 これらの従来技術には以下に述べるような問題点がある。 まず、 上記 (1) 〜 (4) の方法はいずれも耐食性等の面で問題がある。 す なわち、 上記 ( 1) の方法では耐食性が不十分であり、 また処理後の均一な外 観が得られない。 また、 上記 (2) の方法は、 特に亜鉛系またはアルミニウム 系めつき表面に直接、 薄膜状 (0. 1〜5 111) の防鲭皮膜を形成することを 狙いとしたものではなく、 このため亜鉛系またはアルミニウム系めつき表面に 薄膜状に適用したとしても十分な防食効果は得られない。 また、 上記 (3) の 方法についても同様に耐食性が不十分である。
さらに上記 (4) の方法は亜鉛系またはアルミニウム系めつき鋼板について 適用したものではなく、 また、 仮に亜鉛系またはアルミニウム系めつき鋼板に 適用したとしても、 得られる皮膜はネットワーク構造を有していないため十分 なバリヤ一性がなく、 このため耐食性が不十分である。 また、 特公昭 53— 2 37 72号、 特公昭 56 - 1 0 38 6号には皮膜の均一性向上を狙いとしてヒ ドラジン誘導体水溶液に水溶性高分子化合物 (ポリビニルアルコール類、 マレ イン酸エステル共重合体、 アクリル酸エステル共重合体等) を混合することが 開示されているが、 ヒドラジン誘導体水溶液と水溶性高分子化合物との単なる 混合物では十分な耐食性は得られない。
さらに、 上記 (5) 、 (6) の方法も亜鉛系またはアルミニウム系めつき鋼 板表面に短時間で防錡皮膜を形成することを狙いとしたものではなく、 また、 仮に処理剤をめつき鋼板表面に塗布したとしても、 酸素や水などの腐食因子へ のバリヤ一性がないため優れた耐食性は得られない。 また、 (6) の方法につ いては、 添加剤として樹脂 (エポキシ樹脂、 アクリル樹脂、 ウレタン樹脂、 二 トロセルロース樹脂、 塩化ビニル樹脂等) との混合についても述べられている 力 ベンゾチアゾ一ル化合物などの複素環化合物と樹脂との単なる混合物では 十分な耐食性は得られない。
また、 上記 (1) 〜 (6) の方法はいずれも、 プレス加工などで表面に塗布 した油を除去するために、 スプレー等による pH9〜l 1程度のアルカリ脱脂 を行うような実用条件においては、 アルカリ脱脂によって皮膜が剥離または損 傷し、 耐食性を保持できないという問題がある。 したがって、 これらの方法は、 防錡皮膜を形成する方法としては実用に適したものではない。 発明の開示
本発明は、 皮膜中に 6価クロム等の重金属を含まず、 製造工程や使用する際 にも安全、 無害であって、 しかも優れた耐食性が得られる表面処理鋼板および その製造方法を提供することを目的とする。 上記目的を達成するために、 第 1に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはァ ルミニゥム系めつき鋼板と、 該めっき鋼板の表面に形成された複合酸化物皮膜 と、 該複合酸化物皮膜の上部に形成された膜厚が 0. 1〜5 mである有機皮 膜とからなる耐食性に優れた表面処理鋼板を提供する。
該複合酸化物皮膜は以下を含有する :
( a) 酸化物微粒子;
()3) Mg、 C a、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 化合物および Zまたは複合化合物として含まれる場合を含む) ; と
(了) リン酸および/またはリン酸化合物。
該複合酸化物皮膜は、 膜厚が 0. 005〜3 /zm、 又は、 上記成分 (ひ) と 金属換算での上記成分 ( 3) と P 〇5換算での上記成分 (了 ) との合計付着量
力 6〜3 6 0 OmgZm2である。
該有機皮膜は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反 応生成物を含む。
第 2に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板と、 該めっき鋼板の表面に形成された複合酸化物皮膜と、 該複合酸化物皮膜の上部 に形成された膜厚が 0. 1〜 5 である有機皮膜とからなる耐食性に優れた 表面処理鋼板を提供する。
該複合酸化物皮膜は以下を含有する :
( ) 酸化物微粒子; と
( β ) リン酸およびノまたはリン酸化合物。
該複合酸化物皮膜は、 上記成分 (α) と Ρ2〇 5換算での上記成分 ( β ) の 合計付着量が 5〜40 0 Omg/m2である。
該有機皮膜は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性 水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との 反応生成物を含む。
第 3に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板と、 該めっき鋼板の表面に形成された化成処理皮膜と、 該化成処理皮膜の上部に形 成された膜厚が 0. 1〜 5 zmである有機皮膜とからなる耐食性に優れた表面 処理鋼板を提供する。
該有機皮膜は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反 応生成物を含む。
第 4に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板と、 該 めっき鋼板の表面に形成された膜厚が 0. 1〜 5 xmである有機皮膜とからな る耐食性に優れた表面処理鋼板を提供する。
該有機皮膜は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反 応生成物を含む。
第 5に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板と、 該めっき鋼板の表面に形成された複合酸化物皮膜と、 該複合酸化物皮膜の上部 に形成された膜厚が 0. 1〜5; mである有機皮膜とからなる耐食性に優れた 表面処理鋼板を提供する。
該複合酸化物皮膜は以下を含有する :
(a) 酸化物微粒子;
(i3) Mg、 C a、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 化合物および/または複合化合物として含まれる場合を含む) ; と
(r) リン酸および/またはリン酸化合物。
該複合酸化物皮膜は、 膜厚が 0. 005〜3 /zm又は上記成分 (α) と 金属換算での上記成分 と Ρ2〇5換算での上記成分 (ァ) との合計付着量 力 6〜360 Omg/m2である。
該有機皮膜は、 基体樹脂として、 〇H基および Zまたは C〇〇H基を有す る有機高分子樹脂 (A) を含む。
第 6に、 本発明は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板と、 該めっき鋼板の表面に形成された複合酸化物皮膜と、 該複合酸化物皮膜の上部 に形成された膜厚が 0. 1〜5 mである有機皮膜とからなる耐食性に優れた 表面処理鋼板を提供する。
該複合酸化物皮膜は、 (α) 酸化物微粒子と ( 3) リン酸および Ζまた はリン酸化合物を含有する。 該複合酸化物皮膜は、 上記成分 (α) と Ρ2〇5換 算での上記成分 (β) の合計付着量が 5〜400 OmgZm2である。
該有機皮膜は、 基体樹脂として、 〇H基およびノまたは COOH基を有する 有機高分子樹脂 (A) を含む。
第 7に、 本発明は以下からなる耐食性に優れた表面処理鋼板の製造方法を提 供する :
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板を準備する工程;
(a) シリカおよび Zまたはシリカゾルを S i 02量として0. 001〜3モ ル /L、
(b) リン酸イオンおよび/またはリン酸化合物を P 205換算で 0. 001 〜6モル/ L、
(c) A l、 Mg、 C a、 S r、 B a、 H f 、 T i、 Y、 S c、 C e、 L a、 P r、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 E r、 Yb、 Lu、 N i、 C o、 F e、 Mnのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくと も 1種を含む水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む酸化物、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む水酸化物からなる群の中から選ばれる 1種または 2種以上を、 前記金属の金属量換算の合計で 0. 00 1〜3モル Z L、を含有する pHO. 5〜 5の酸性水溶液で前記めつき鋼板を処理する工程; と
該処理されためつき鋼板を加熱乾燥することによりめつき鋼板表面に膜厚が 0. 005〜2 mの化成処理皮膜を形成する工程。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 酸性水溶液中のモル比 [MgZS i ] と耐白鲭性との関係を示す グラフである。
発明を実施するための最良の形態 最良の形態 1
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜と して特定の複合酸化物皮膜を形成し、 その上部に第 2層皮膜として特定のキレ —ト形成樹脂皮膜を形成することにより、 さらに、 好ましくはこのキレート形 成樹脂皮膜中に特定の防鐯添加剤を適量配合することにより、 環境や人体に悪 影響を及ぼすおそれのあるクロメート処理を行うことなく、 無公害で且つ耐食 性に極めて優れた有機被覆鋼板が得られることを見い出した。 本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミ二 ゥム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜として、 (ο; ) 酸化物微粒子と、 ( S ) M g、 C a、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 化合物およ び Zまたは複合化合物として含まれる場合を含む) と、 (ァ) リン酸および Z またはリン酸化合物とを含有する複合酸化物皮膜を形成し、 さらにその上部に 第 2層皮膜として、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性 水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) とを 反応させることにより、 皮膜形成用樹脂 (A) にキレート形成基としてヒドラ ジン誘導体 (C ) を付与し、 この反応生成物であるキレート形成樹脂を含む有 機皮膜を形成した点にある。
また、 第 1層皮膜である上記複合酸化物皮膜は、 成分 (ひ) として S 1〇2微 粒子を特定の付着量で、 成分 ( 3 ) として M g、 M gを含む化合物、 M gを含 む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上 (マグネシウム成分) を特 定の付着量で、 成分 (ァ) としてリン酸および Zまたはリン酸化合物を特定の 付着量で、 それぞれ含有させることが好ましい。
上記の第 1層皮膜と第 2層皮膜は、 それぞれ単独の皮膜としても従来の非ク ロメ一卜系皮膜に較べて優れた防鑌効果を有するが、 本発明ではこれらの皮膜 を下層および上層とする二層皮膜構造とし、 この二層皮膜構造による相乗効果 によって薄膜の皮膜でありながらクロメ一ト皮膜に匹敵する耐食性を得ること
を可能にしたものである。 このような特定の複合酸化物皮膜と有機皮膜とから なる二層皮膜構造による防食機構は必ずしも明らかでないが、 以下に述べるよ うな両皮膜による腐食抑制作用が複合化した結果であると考えられる。
上記第 1層皮膜である複合酸化物皮膜の防食機構については必ずしも明確で ないが、 緻密で難溶性の複合酸化物皮膜がバリヤ一性皮膜として腐食因子を遮 断すること、 酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) などの酸化物微粒子が M gなどのァ ルカリ土類金属とリン酸および Zまたはリン酸化合物ととともに安定で緻密な バリヤ一皮膜を形成すること、 酸化物微粒子が酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) で ある場合に酸化ケィ素から放出されるケィ酸ィォンが腐食環境下で塩基性塩化 亜鉛を形成してバリヤ一性を向上させること、 などにより優れた防食性能が得 られるものと考えられる。 さらに皮膜に欠陥が生じた場合でも、 力ソード反応 によって O Hイオンが生成して界面がアル力リ性になることにより、 アル力リ 土類金属の可溶性成分である M gイオンや C aイオン等が M g (O H) 2、 C a (O H) 2として沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖し、 腐食反応 を抑制するものと考えられる。 また、 リン酸および Zまたはリン酸化合物は複 合酸化物皮膜の緻密性の向上に寄与するとともに、 皮膜欠陥部で腐食反応であ るアノード反応によって溶解した亜鉛イオンをリン酸成分が捕捉し、 難溶性の リン酸亜鉛化合物としてそこに沈殿生成物を形成するものと考えられる。 以上 のように、 アルカリ土類金属とリン酸および/またはリン酸化合物は皮膜欠陥 部での自己修復作用を示すものと考えられる。
また、 このような作用効果は、 上述したように複合酸化物皮膜の成分 (α ) として S i 02微粒子を特定の付着量で、 成分 ( ) としてマグネシウム成分を 特定の付着量で、 成分 (ァ) としてリン酸およびノまたはリン酸化合物を特定 の付着量でそれぞれ含有させた場合に特に顕著に得られる。
上記第 2層皮膜である有機皮膜の防食機構についても必ずしも明確でないが、 その機構は以下のように推定できる。 すなわち、 単なる低分子量のキレート化 剤ではなく、 皮膜形成有機樹脂にヒドラジン誘導体を付与することによって、 (1)緻密な有機高分子皮膜により酸素や塩素イオンなどの腐食因子を遮断する 効果が得られること、 (2)ヒドラジン誘導体が第 1層皮膜の表面と強固に結合し て安定な不動態化層を形成できること、 (3)腐食反応によって溶出した亜鉛ィォ
P T
9 ンを皮膜中のフリーのヒドラジン誘導体がトラップし、 安定な不溶性キレ一卜 化合物層を形成するため、 界面でのイオン伝導層の形成が抑制されて腐食の進 行が抑制されること、 などの作用効果により腐食の進行が効果的に抑制され、 優れた耐食性が得られるものと考えられる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) として、 特にエポキシ基含有樹脂を用いた場 合には、 エポキシ基含有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜が形 成され、 このバリヤ一皮膜は酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また、 分子中の水酸基により素地との優れた結合力が得られるため、 特に優れた耐食 性が得られる。
さらに、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) として、 特に活性水素を 有するピラゾ一ル化合物および Zまたは活性水素を有するトリアゾール化合物 を用いることにより、 より優れた耐食性が得られる。
従来技術のように皮膜形成有機樹脂に単にヒドラジン誘導体を混合しただけ では、 腐食抑制の向上効果はほとんど認められない。 その理由は、 皮膜形成有 機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体は、 腐食環境下で溶出 した亜鉛とキレー卜化合物を形成するものの、 そのキレート化合物は低分子量 のため緻密なバリヤ一層にはならないためであると考えられる。 これに対して、 本発明のように皮膜形成有機樹脂の分子中にヒドラジン誘導体を組み込むこと により、 格段に優れた腐食抑制効果が得られる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からなる 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を適量配合することにより、 さらに優れ た防食性能 (皮膜欠陥部での自己修復作用) を得ることができる。 この特定の 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を配合したことにより得られる防食機構 は、 以下のようなものである考えられる。 まず、 腐食環境下ではめつき皮膜か ら溶出した亜鉛イオンを上記ヒドラジン誘導体がトラップすることによりァノ ード反応が抑制される。 一方、 腐食環境下で N aイオンなどのカチオンが侵入 すると、 イオン交換作用によりシリカ表面の C aイオンや M gイオンが放出さ れ、 さらに、 腐食環境下での力ソード反応により O Hイオンが生成してめっき 界面近傍の p Hが上昇すると、イオン交換シリカから放出された C aイオン(ま たは M gイオン) が C a ( O H) 2または M g ( O H) 2としてめつき界面近傍
に沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖し、 腐食反応を抑制する。 また、 溶出した亜鉛イオンは C aイオン (または M gイオン) と交換されてシ リカ表面に固定される効果も考えられる。 そして、 このようなヒドラジン誘導 体とイオン交換シリカの両防食作用が複合化されて、 特に優れた防食効果が得 られるものと考えられる。
一般の有機皮膜中にイオン交換シリカを配合した場合でもある程度の防食効 果は得られるが、 本発明のように特定のキレート変性樹脂からなる有機皮膜中 にイオン交換シリカを配合したことにより、 キレ一ト変性樹脂によるアノード 反応部での腐食抑制効果と、 イオン交換シリカによるカソ一ド反応部での腐食 抑制効果とが複合化し、 これによりアノード、 力ソード両腐食反応が抑制され る結果、 極めて優れた防食効果が発揮されるものと考えられる。 さらに、 この ような複合化された防食効果は皮膜の傷部や欠陥部の腐食抑制にも有効であり、 皮膜に優れた自己修復作用を付与することができる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からなる 有機皮膜中に微粒子シリカ (b ) を適量配合することによつても耐食性を向上 させることができる。 すなわち、 特定の有機皮膜中にヒュームドシリカゃコロ ィダルシリカ等のような比表面積の大きい微粒子シリ力 (平均一次粒子径 5〜 5 0 n m、 好ましくは 5〜2 0 n m、 さらに好ましくは 5〜 1 5 n m) を配合 することにより、 塩基性塩化亜鉛等の緻密で安定な腐食生成物の生成を促進し、 酸化亜鉛 (白鑌) の発生を抑制できる。
さらに、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からな る有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) と微粒子シリカ (b ) を複合添加する ことにより、 さらなる耐食性向上効果が得られる。 イオン交換シリカは多孔質 シリカを主体としており、 一般に粒子径が 1 m以上と比較的大きいため、 C aイオンが放出された後はシリカとしての防鯖効果はあまり期待できない。 こ のためヒュームドシリカゃコロイダルシリカ等のような比表面積の大きい微粒 子シリカ (一次粒子径 5〜 5 0 n m、 望ましくは 5〜2 0 n m、 さらに望まし くは 5〜 1 5 n m) を併用することにより、 塩基性塩化亜鉛などの緻密で安定 な腐食生成物の生成が促進され、 酸化亜鉛 (白鐯) の生成を抑制できるものと 考えられ、 このようなイオン交換シリカと微粒子シリカの複合的な防錡機構に
よって、 特に優れた防食効果が得られるものと推定される。 本発明の有機被覆鋼板のベースとなる亜鉛系めつき鋼板としては、 亜鉛めつ き鋼板、 Z n — N i合金めつき鋼板、 Z n— F e合金めつき鋼板 (電気めつき 鋼板および合金化溶融亜鉛めつき鋼板) 、 Z n— C r合金めつき鋼板、 Z n - M n合金めつき鋼板、 Z n— C o合金めつき鋼板、 Z n _ C o— C r合金めつ き鋼板、 Z n— C r— N i合金めつき鋼板、 Z n— C r— F e合金めつき鋼板、 Z n— A 1合金めつき鋼板 (例えば、 Z n— 5 % A 1合金めつき鋼板、 Z n— 5 5 % A 1合金めつき鋼板) 、 Z n— M g合金めつき鋼板、 Z n— A l— M g めっき鋼板、 さらにはこれらのめっき鋼板のめっき皮膜中に金属酸化物、 ポリ マ一などを分散した亜鉛系複合めつき鋼板 (例えば、 Z n— S i〇2分散めつき 鋼板) などを用いることができる。
また、 上記のようなめっきのうち、 同種または異種のものを 2層以上めつき した複層めっき鋼板を用いることもできる。
また、 本発明の有機被覆鋼板のベースとなるアルミニウム系めつき鋼板とし ては、 アルミニウムめっき鋼板、 A 1— S i合金めつき鋼板等を用いることが できる。
また、 めっき鋼板としては、 鋼板面に予め N i等の薄目付めつきを施し、 そ の上に上記のような各種めつきを施したものであってもよい。
めっき方法としては、電解法(水溶液中での電解または非水溶媒中での電解)、 溶融法および気相法のうち、 実施可能ないずれの方法を採用することもできる。 また、 後述するような二層皮膜をめつき皮膜表面に形成した際に皮膜欠陥や ムラが生じないようにするため、 必要に応じて、 予めめつき皮膜表面にアル力 リ脱脂、 溶剤脱脂、 表面調整処理 (アルカリ性の表面調整処理、 酸性の表面調 整処理) 等の処理を施しておくことができる。 また、 有機被覆鋼板の使用環境 下での黒変 (めっき表面の酸化現象の一種) を防止する目的で、 必要に応じて 予めめつき皮膜表面に鉄族金属イオン (N iイオン、 C oイオン、 F eイオン) を含む酸性またはアル力リ性水溶液による表面調整処理を施しておくこともで きる。 また、 電気亜鉛めつき鋼板を下地鋼板として用いる場合には、 黒変を防 止する目的で電気めつき浴に鉄族金属イオン (N iイオン、 C oイオン、 F e
イオン) を添加し、 めっき皮膜中にこれらの金属を 1 p pm以上含有させてお くことができる。 この場合、 めっき皮膜中の鉄族金属濃度の上限については特 に制限はない。
次に、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成され る第 1層皮膜である複合酸化物皮膜について説明する。
この複合酸化物皮膜は、 従来の酸化リチウムと酸化ケィ素からなる皮膜組成 物に代表されるアルカリシリゲート処理皮膜とは全く異なり、
(α) 酸化物微粒子 (好ましくは、 S i〇2微粒子) と、
(/3) Mg、 C a、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 化 合物および Zまたは複合化合物として含まれる場合を含む) と、
(T) リン酸および Zまたはリン酸化合物と、
を含有する複合酸化物皮膜である。
前記成分 (α) である酸化物微粒子としては、 耐食性の観点から特に酸化ケ ィ素 (S i〇2微粒子) が好ましい。 また、 このような酸化ケィ素のなかでもコ ロイダルシリカが最も好ましい。
コロイダルシリカとしては、 例えば、 日産化学工業 (株) 製のスノーテック ス〇、 スノ一テックス OS、 スノーテックス〇XS、 スノ一テックス〇UP、 スノーテックス AK、 スノーテックス〇40、 スノーテックス〇L、 スノーテ ックス〇L 40、 スノーテックス〇Z L、 スノーテックス XS、 スノーテック ス5、 スノ一テックス NXS、 スノーテックス NS、 スノーテックス N、 スノ —テックス0八3— 25 (以上、 商品名) 、 触媒化成工業 (株) 製の力夕ロイ ド 、 カタロイド S 1— 350、 カタロイド S I— 40、 力夕ロイド SA、 力 夕ロイド SN (以上、 商品名) 、 旭電化工業 (株) 製のアデライト AT— 20 〜50、 アデライト AT— 20N、 アデライト AT— 300、 アデライト AT 一 300 S、 アデライ ト AT20Q (以上、 商品名) などを用いることができ る。
これらの酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) の中でも、 特に粒子径が 14 nm以下 のもの、 さらには好ましくは 8 nm以下のものが耐食性の観点から望ましい。 また、 酸化ゲイ素としては、 乾式シリカ微粒子を皮膜組成物溶液に分散させ たものを用いることもできる。 この乾式シリカとしては、 例えば、 日本ァエロ
(株) 製のァエロジル 2 0 0、 ァエロジル 3 0 0 0、 ァエロジル 3 0 0 C F、 ァエロジル 3 8 0 (以上、 商品名) などを用いることができ、 なかでも粒 子径 1 2 nm以下、 さらに好ましくは 7 n m以下のものが望ましい。
酸化物微粒子としては、 上記の酸化ケィ素のほかに、 酸化アルミニウム、 酸 化ジルコニウム、 酸化チタン、 酸化セリウム、 酸化アンチモンなどのコロイド 溶液、 微粉末などを用いることもできる。
耐食性および溶接性の観点から上記成分 (α) の好ましい付着量は 0. 0 1 S O O OmgZm^ より好ましくは 0. 1〜: 1 0 0 0mgZm2、 さらに好 ましくは 1〜 5 0 Omg/m2である。
前記成分 ( β ) である特定のアルカリ土類金属成分 (Mg、 C a、 S r、 B a) は、 これらの 1種以上が皮膜中に取り込まれていることが必要である。 ァ ルカリ土類金属が皮膜中に存在する形態は特に限定されず、 金属として、 或い は酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等の化合物若し くは複合化合物として存在してよい。 これらの化合物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等のイオン性、 溶解度などについても特に限定され ない。
また、 これらアルカリ土類金属のなかでも、 特に優れた耐食性を得るには M gを用いるのが最も好ましい。 Mgの添加が最も顕著に耐食性を向上させるの は、 Mgは他のアルカリ土類金属に較べて水酸化物の溶解度が低く、 難溶塩を 形成しやすいためであると考えられる。
皮膜中に成分 (i3) を導入する方法としては、 Mg、 C a、 S r、 B aのリ ン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩化物等として皮膜組成物に添加すればよい。
耐食性および皮膜外観の低下防止の観点から上記成分 (;3) の好ましい付着 量は金属量換算で 0. 0 1〜 1 0 0 Omg/m2、 より好ましくは 0. 1〜 5 0 Omg/m2, さらに好ましくは 1〜 1 0 OmgZm2ある。
前記成分 (ァ) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物は、 例えば、 オル 卜リン酸、 ピロリン酸、 ポリリン酸、 これらの金属塩や化合物などを皮膜組成 物中に添加することにより皮膜成分として配合することができる。
皮膜中でのリン酸、 リン酸化合物の存在形態も特別な限定はなく、 また、 結 晶若しくは非結晶であるか否かも問わない。 また、 皮膜中でのリン酸、 リン酸
化合物のイオン性、 溶解度についても特別な制約はない。
耐食性および溶接性の観点から上記成分 (了 ) の好ましい付着量は P2〇5量 換算で 0. 0 1〜300 Omg/m2、 より好ましくは 0. 1〜: L O O OmgZ m2、 さらに好ましくは 1〜 50 Omg/m2である。
複合酸化物皮膜中には、 皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを目的とし て、 さらに有機樹脂を配合することができる。 この有機樹脂としては、 ェポキ シ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル—エチレン共重合体、 ァクリ ルースチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エチレン樹脂等を 用いることができる。 これらは水溶性樹脂または水分散性樹脂として皮膜中に 導入できる。
さらに、 これらの水系樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フエノー ル樹脂、 水溶性ブタジエンラバー (SBR、 NBR、 MBR) 、 メラミン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として併用すること が有効である。
複合酸化物皮膜中には、 耐食性をさらに向上させるための添加剤として、 さ らに、 ポリリン酸塩、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミ二 ゥム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブ デン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フィチン酸、 フ イチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩) 、 有機インヒビ夕一 (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォカル バミン酸塩等) 、 有機化合物 (ポリエチレングリコール) 等を配合してもよい。 さらに、 その他の添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔 料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ 系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (酸化チタン) 、 キレート剤 (チ オール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属 粉末、 リン化鉄、 アンチモンドーブ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン · シァヌル酸付 加物等を添加することもできる。
また、 複合酸化物皮膜中には、 有機被覆鋼板の使用環境下での黒変 (めっき 表面の酸化現象の一種) を防止する目的で、 鉄族金属イオン (N iイオン, C
oイオン, F eイオン) の 1種以上を添加してもよい。 なかでも N iイオンの 添加が最も好ましい。 この場合、 鉄族金属イオンの濃度としては、 処理組成物 中の金属量換算での成分 (β) 1モルに対して 1Z10000モル以上あれば 所望の効果が得られる。 鉄族イオン濃度の上限は特に定めないが、 濃度の増加 に伴い耐食性に影響を及ぼさない程度とするのが好ましい。
複合酸化物皮膜の膜厚は 0. 005〜3//m、 好ましくは 0. 01〜2 m、 より好ましくは 0. 1〜 1 、 さらに好ましくは 0. 2〜0. 5 zmとする。 複合酸化物皮膜の膜厚が 0. 005 m未満では耐食性が低下する。 一方、 膜 厚が 3 /mを超えると、 溶接性などの導電性が低下する。 また、 複合酸化物皮 膜をその付着量で規定する場合、 上記成分 (α) と金属換算での上記成分 (/3) と ρ 205換算での上記成分 (ァ) の合計付着量を 6〜 3600mgZm2、 好ま しくは 10〜 1000mgZm2、 さらに好ましくは 50〜 50 OmgZm2と することが適当である。 この合計付着量が 6m g/m2未満では耐食性が低下し、 一方、 合計付着量が 360 OmgZm2を超えると、 溶接性などの導電性が低下 する。
また、 本発明において特に優れた性能を得るためには、 上記複合酸化物皮膜 は、 成分 (ひ) として S i〇2微粒子を特定の付着量で、 成分 ( 3) として Mg、 M gを含む化合物、 M gを含む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以 上 (マグネシウム成分) を特定の付着量で、 成分 (ァ) としてリン酸および Z またはリン酸化合物を特定の付着量で、 それぞれ含有させることが好ましい。 まず、 上記成分 (α) である S i〇2微粒子の好ましい条件は先に述べた通り である。
この S i〇 2微粒子の皮膜中での付着量は S i〇2換算で0. 01〜3000 mgZm2、 より好ましくは 0. 1〜: L 000mgZm2、 さらに好ましくは 1 〜 500mgZm2、 特に好ましくは 5〜 100 m g Zm2とすることが適当で ある。
S i 02微粒子の S i〇2換算での付着量が 0.0 lmgZm2未満では酸化ケ ィ素から放出されるケィ素成分の耐食性への寄与が小さく、 十分な耐食性が得 られない。 一方、 S i〇2換算での付着量が 300 OmgZm2を超えると、 導 電性が低くなり溶接性などが低下する。
P
16 なお、 皮膜中に上記成分 (ひ) を導入するには、 皮膜形成用組成物にコロイ ダルシリカなどのケィ酸ゾルを添加するとよい。 これに好適なコロイダルシリ 力は先に例示した通りである。
上記成分 (]3) であるマグネシウム成分が皮膜中に存在する形態は特に限定 されず、 金属として、 或いは酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等の化合物若しくは複合化合物として存在してよい。 これらの化合 物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等のイオン性、 溶解度 などについても特に限定されない。
このマグネシウム成分の皮膜中での付着量は Mg換算で 0. 0 1〜 1 000 mg/ より好ましくは 0. l〜 500mgZm2、 さらに好ましくは 1〜 1 0 OmgZm2することが適当である。
マグネシウム成分の Mg換算での付着量が 0. 0 lmgZm2未満ではマグネ シゥム成分の耐食性への寄与が小さく、 十分な耐食性が得られない。 一方、 M g換算での付着量が 1 00 OmgZm2を超えると、皮膜中に過剰のマグネシゥ ムが可溶性成分として存在し、 皮膜外観の低下を引き起こす。
皮膜中に上記成分 (β) を導入するには、 Mgのリン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩化物や酸化マグネシウム微粒子などを皮膜形成用組成物に添加すればよい。 特に本発明の複合酸化物はリン酸を構成成分として含有しているため、 リン 酸マグネシウムなどのリン酸塩を処理組成物に添加するとよい。 この場合、 リ ン酸マグネシウムの形態は特に規定されないが、 オルトリン酸塩、 ピロリン酸 塩、 トリポリリン酸塩、 亜リン酸塩、 次亜リン酸塩などいずれの形態も可能で ある。
上記成分 (ァ) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物の皮膜中への導入 方法や皮膜中での存在形態に特別な制限がないことは先に述べた通りである。 また、 この複合酸化物皮膜ではリン酸成分はマグネシウム成分と共存するた め、 皮膜中のリン酸化合物の形態として、 リン酸マグネシウムのリン酸塩、 あ るいは縮合リン酸塩などの形態も可能である。 また、 このようなリン酸化合物 を皮膜中に導入する方法としては、 処理組成物中にリン酸塩、 あるいは有機リ ン酸及びその塩 (例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン 酸塩及びこれらの金属塩) を添加することが可能である。
リン酸および Zまたはリン酸化合物の皮膜中での付着量は P 2〇 5換算で 0. 01〜 3000mgZm2、 より好ましくは 0. :!〜 1000mgZm2、 さら に好ましくは 1〜50 OmgZm2とすることが適当である。
リン酸及び/またはリン酸化合物の P 205換算での付着量が 0. 0 lmg/ m2未満では耐食性が低下する。一方、 P2〇5換算での付着量が 300 Omg/ m 2を超えると皮膜の導電性が低下し、 溶接性が劣化する。
また、 特に優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 (/3) で あるマグネシウム成分と成分(ひ) である S i〇2微粒子との割合を、 成分(3) の Mg換算量と成分 (α) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i〇2] で 1 Zl O O l O OZl より好ましくは 1Z10〜10/1、 さらに好ましく は 1/2〜 5 1の範囲とすることが適当である。
マグネシウムと S i 02微粒子との割合を上記の範囲とした場合に特に優れ た耐食性が得られる理由は必ずしも明らかではないが、 マグネシウム成分と S i 02微粒子との割合が上記の範囲となる場合に、 S i〇2微粒子から放出され るケィ素成分とマグネシウム成分のそれぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に 顕著に発現されるためであると推定される。
また、 同様の観点から、 複合酸化物皮膜中の成分 (ァ) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物と成分 ( 3) であるマグネシウム成分との割合を、 成分 (r) の P2〇5換算量と成分 ( 3) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5/Mg] で 1ノ100〜100ノ 1、 より好ましくは 1Z10〜10/1、 さらに好ま しくは 1Z2〜2Z1とすることが適当である。
リン酸および Zまたはリン酸化合物とマグネシウム成分との割合を上記の範 囲とした場合に特に優れた耐食性が得られる理由は必ずしも明らかではないが、 リン酸および またはリン酸化合物とマグネシウム成分との割合が上記の範囲 となる場合に、 リン酸および Zまたはリン酸化合物とマグネシウム成分のそれ ぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に顕著に発現されるためであると推定され る。
また、 最も優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 ( 3) で あるマグネシウム成分と成分(ひ) である S i 02微粒子との割合を、 成分 (β) の Mg換算量と成分 (α) の S i O 2換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1
/100〜 1 00Z1、 より好ましくは ιζιο ιοζι さらに好ましく は 1Z2〜5Z1の範囲とし、 且つ複合酸化物皮膜中の成分 (ァ) であるリン 酸および またはリン酸化合物と成分 ( β ) であるマグネシウム成分との割合 を、 成分 (ァ) の Ρ2〇5換算量と成分 ( β ) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5 /Mg] で 1/100〜100Z1、 より好ましくは 1/10〜10 1、 さ らに好ましくは 1 2〜2ノ1とすることが適当である。
マグネシウム成分と S i〇2微粒子とリン酸および またはリン酸化合物の 割合を上記の範囲とした場合に最も優れた耐食性が得られる理由は、 上述した ような各成分のそれぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に顕著に発現されるこ とと、 皮膜形成時におけるめっき素地との反応に起因した皮膜形態が適正化さ れること、 などによるものと推定される。
この複合酸化物皮膜において、 上記成分 (α) の S i 02換算での付着量と上 記成分 ( 3) の Mg換算での付着量と上記成分 (了 ) の P2〇5換算での付着量 の合計は 6〜 360 Omg/m2, より好ましくは 10〜: L O O 0mgZm2、 さらに好ましくは 50〜50 OmgZm2とすることが適当である。 この合計付 着量が 6m gZm2未満では耐食性が十分でなく、 一方、 合計付着量が 3600 mgZm2を超えると溶接性などの導電性が低下する。 次に、 上記複合酸化物皮膜の上部に第 2層皮膜として形成される有機皮膜に ついて説明する。
本発明において、 上記複合酸化物皮膜の上部に形成される有機皮膜は、 皮膜 形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン 誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物を含み、 必要 に応じて防鐯添加剤等の添加剤が適量配合された膜厚が 0. 1〜5 / mの有機 皮膜である。
皮膜形成有機樹脂 (A) の種類としては、 一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) と反応 して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B) が付加、 縮合などの反応 により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はない。 この皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ
樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 アルキド樹脂、 アクリル系共重 合体樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 およびこれらの樹脂の付加 物または縮合物などを挙げることができ、 これらのうちの 1種を単独で、 また は 2種以上を混合して使用することができる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 反応性、 反応の容易さ、 防食性な どの点から、 樹脂中にエポキシ基を含有するエポキシ基含有樹脂 (D ) が特に 好ましい。 このエポキシ基含有樹脂 (D ) としては、 一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合など の反応により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約 はなく、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマ一 と共重合したアクリル系共重合体樹脂、 エポキシ基を有するポリブタジエン樹 脂、 エポキシ基を有するポリウレタン樹脂、 およびこれらの樹脂の付加物もし くは縮合物などが挙げられ、 これらのエポキシ基含有樹脂の 1種を単独で、 ま たは 2種以上混合して用いることができる。
また、 これらのエポキシ基含有樹脂 (D ) の中でも、 めっき表面との密着性、 耐食性の点からェポキシ樹脂、 変性ェポキシ樹脂が特に好適である。
上記エポキシ榭脂としては、 ビスフエノール A、 ビスフエノール F、 ノボラ ック型フエノールなどのポリフエノール類とェピクロルヒドリンなどのェピハ ロヒドリンとを反応させてダリシジル基を導入してなるか、 若しくはこのダリ シジル基導入反応生成物にさらにポリフエノール類を反応させて分子量を増大 させてなる芳香族エポキシ樹脂、 さらには脂肪族エポキシ樹脂、 脂環族ェポキ シ樹脂などが挙げられ、 これらの 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使 用することができる。 これらのエポキシ樹脂は、 特に低温での皮膜形成性を必 要とする場合には数平均分子量が 1 5 0 0以上であることが好適である。
上記変性エポキシ樹脂としては、 上記エポキシ樹脂中のエポキシ基または水 酸基に各種変性剤を反応させた樹脂を挙げることができ、 例えば、 乾性油脂肪 酸を反応させたエポキシエステル樹脂、 アクリル酸またはメ夕クリル酸などを 含有する重合性不飽和モノマー成分で変性したエポキシァクリレート樹脂、 ィ ソシァネート化合物を反応させたウレタン変性エポキシ樹脂などを例示できる。
上記エポキシ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂としては、 エポキシ基を有する不飽和モノマ一とァクリル酸エステルまたはメタクリル酸 エステルを必須とする重合性不飽和モノマー成分とを、 溶液重合法、 エマルシ ョン重合法または懸濁重合法などによって合成した樹脂を挙げることができる。 上記重合性不飽和モノマー成分としては、 例えば、 メチル (メタ) ァクリレ
—ト、 ェチル (メタ) ァクリレート、 プロピル (メタ) ァクリレート、 n―, i s o—若しくは t e r t 一ブチル (メタ) ァクリレート、 へキシル (メタ) ァクリレート、 2—ェチルへキシル (メタ) ァクリレート、 デシル (メタ) ァ クリレート、 ラウリル (メタ) ァクリレートなどのアクリル酸またはメタクリ ル酸の C 1〜2 4アルキルエステル; アクリル酸、 メ夕クリル酸、 スチレン、 ビニルトルエン、 アクリルアミド、 アクリロニトリル、 N—メチロール (メタ) アクリルアミド、 N—メチロール (メタ) アクリルアミドの C 1〜4アルキル エーテル化物; N, N—ジェチルアミノエチルメ夕クリレートなどを挙げるこ とができる。 また、 エポキシ基を有する不飽和モノマーとしては、 グリシジル メタクリレート、 グリシジルァクリレート、 3, 4一エポキシシクロへキシル メチル (ヌ夕) ァクリレート等、 エポキシ基と重合性不飽和基を持つものであ れば特別な制約はない。 また、 このエポキシ基含有モノマーと共重合したァク リル系共重合体樹脂は、 ポリエステル樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂な どによって変性させた樹脂とすることもできる。 前記エポキシ樹脂として特に 好ましいのは、 ビスフエノール Aとェピハロヒドリンとの反応生成物である下 記 (1 ) 式に示される化学構造を有する樹脂であり、 このエポキシ樹脂は特に 耐食性に優れているため好ましい。
( q : o ~ 5 o )
このようなビスフエノール A型エポキシ樹脂の製造法は当業界において広く 知られている。 また、 上記化学構造式において、 Qは 0〜5 0、 好ましくは 1 〜4 0、 特に好ましくは 2〜2 0である。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は、 有機溶剤溶解型、 有機溶剤分散型、 水溶 解型、 水分散型のいずれであってもよい。
本発明では皮膜形成有機樹脂 (A) の分子中にヒドラジン誘導体を付与する ことを狙いとしており、 このため活性水素含有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) であること が必要である。
皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂である場合、 そのエポキシ基 と反応する活性水素含有化合物 (B ) として例えば以下に示すようなものを例 示でき、 これらの 1種または 2種以上を使用できるが、 この場合も活性水素含 有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒ
'誘導体であることが必要である。
活性水素を有するヒドラジン誘導体
活性水素を有する第 1級または第 2級のアミン化合物
アンモニア、 カルボン酸などの有機酸
塩化水素などのハロゲン化水素
アルコール類、 チオール類
活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンと酸との混合物 である 4級塩化剤
前記活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) としては、 例えば、 以下のも のを挙げることができる。
① カルボヒドラジド、 プロピオン酸ヒドラジド、 サリチル酸ヒドラジド、 ァ ジピン酸ジヒドラジド、 セバシン酸ジヒドラジド、 ドデカン酸ジヒドラジド、 イソフタル酸ジヒドラジド、 チォカルボヒドラジド、 4, 4 ' 一ォキシビスべ ンゼンスルホニルヒドラジド、 ベンゾフエノンヒドラゾン、 ァミノポリアクリ ルァミドなどのヒドラジド化合物;
② ピラゾール、 3, 5—ジメチルビラゾ一ル、 3—メチル— 5—ピラゾロン、 3—アミノー 5—メチルピラゾールなどのピラゾール化合物;
③ 1, 2, 4_トリァゾ一ル、 3—ァミノ— 1, 2, 4一トリァゾ一ル、 4 —アミノー 1, 2, 4—トリァゾ一ル、 3—メルカプト— 1, 2, 4—トリア ゾール、 5—ァミノ— 3—メルカプト— 1, 2, 4—トリァゾール、 2, 3 - ジヒドロー 3—ォキソ一 1 , 2, 4—卜リアゾール、 1H—ベンゾ卜リアゾ一 ル、 1ーヒドロキシベンゾトリアゾ一ル (1水和物) 、 6—メチルー 8—ヒド ロキシトリァゾロピリダジン、 6—フエニル— 8—ヒドロキシトリァゾロピリ ダジン、 5—ヒドロキシー 7—メチルー 1, 3, 8—トリァザインドリジンな どのトリァゾール化合物;
④ 5—フエ二ルー 1, 2, 3, 4ーテトラゾ一ル、 5—メルカプト一 1ーフ ェニル— 1, 2, 3, 4ーテトラゾールなどのテトラゾ一ル化合物;
⑤ 5—ァミノ一 2—メルカプト— 1, 3, 4—チアジアゾ一ル、 2, 5—ジ メルカプト— 1, 3, 4—チアジアゾールなどのチアジアゾール化合物;
⑥ マレイン酸ヒドラジド、 6—メチル一 3—ピリダゾン、 4, 5—ジクロ口 — 3—ピリダゾン、 4, 5—ジブロモ— 3—ピリダゾン、 6—メチル—4, 5 —ジヒドロー 3—ピリダゾンなどのピリダジン化合物
また、 これらのなかでも、 5員環または 6員環の環状構造を有し、 環状構造 中に窒素原子を有するピラゾ一ル化合物、 トリァゾール化合物が特に好適であ る。
これらのヒドラジン誘導体は 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使用 することができる。
活性水素含有化合物 (B) の一部として使用できる上記活性水素を有するァ ミン化合物の代表例としては、 例えば、 以下のものを挙げることができる。
① ジエチレントリァミン、 ヒドロキシェチルアミノエチルァミン、 ェチルァ ミノェチルァミン、 メチルァミノプロピルァミンなどの 1個の 2級ァミノ基と
1個以上の 1級アミノ基を含有するァミン化合物の 1級ァミノ基を、 ケトン、 アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば 100〜230°C程度の温度で加熱反 応させてアルジミン、 ケチミン、 ォキサゾリン若しくはイミダゾリンに変性し た化合物;
② ジェチルァミン、 ジェタノ一ルァミン、 ジ— n—または一 i s o —プロパ ノ一ルァミン、 N—メチルエタノールァミン、 N—ェチルエタノールァミンな どの第 2級モノアミン;
③ モノエタノールァミンのようなモノアルカノ一ルァミンとジアルキル (メ 夕) ァクリルアミ ドとをミカエル付加反応により付加させて得られた第 2級ァ ミン含有化合物;
④ モノエタノールァミン、 ネオペン夕ノールァミン、 2—ァミノプロパノー ル、 3—ァミノプロパノール、 2—ヒドロキシー 2 ' (ァミノプロボキシ) ェ チルエーテルなどのアルカノ一ルァミンの 1級ァミノ基をケチミンに変性した 化合物;
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記 4級塩化剤は、 活性 水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンはそれ自体ではエポキシ 基と反応性を有しないので、 これらをエポキシ基と反応可能とするために酸と の混合物としたものである。 4級塩化剤は、 必要に応じて水の存在下でェポキ シ基と反応し、 エポキシ基含有樹脂と 4級塩を形成する。
4級塩化剤を得るために使用される酸は、 酢酸、 乳酸などの有機酸、 塩酸な どの無機酸のいずれでもよい。 また、 4級塩化剤を得るために使用される活性 水素を有しないヒドラジン誘導体としては、 例えば 3 , 6—ジクロ口ピリダジ ンなどを、 また、 第 3級ァミンとしては、 例えば、 ジメチルェタノ一ルァミン、 トリェチルァミン、 トリメチルァミン、 トリイソプロピルァミン、 メチルジェ 夕ノールァミンなどを挙げることができる。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物は、 皮 膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 (B ) とを 1 0〜 3 0 0 ° (:、 好ま しくは 5 0〜 1 5 0 °Cで約 1〜 8時間程度反応させて得られる。
この反応は有機溶剤を加えて行ってもよく、 使用する有機溶剤の種類は特に 限定されない。 例えば、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケ トン、 ジブチルケトン、 シクロへキサノンなどのケトン類;エタノール、 ブ夕 ノール、 2—ェチルへキシルアルコール、 ベンジルアルコール、 エチレンダリ コール、 エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、 エチレングリコール
モノブチルエーテル、 エチレングリコールモノへキシルェ一テル、 プロピレン グリコール、 プロピレングリコールモノメチルエーテル、 ジエチレングリコ一 ル、 ジエチレングリコールモノェチルエーテル、 ジエチレングリコールモノブ チルェ一テルなどの水酸基を含有するアルコール類やエーテル類;酢酸ェチル、 酢酸ブチル、 エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのエステ ル類; トルエン、 キシレンなどの芳香族炭化水素等を例示でき、 これらの 1種 または 2種以上を使用することができる。 また、 これらのなかでエポキシ樹脂 との溶解性、 塗膜形成性等の面からは、 ケトン系またはエーテル系の溶剤が特 に好ましい。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 固形 分の割合で皮膜形成有機樹脂 (A) 1 0 0重量部に対して、 活性水素含有化合 物 (B ) を 0 . 5〜 2 0重量部、 特に好ましくは 1 . 0〜 1 0重量部とするの が望ましい。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂 (D ) である場合には、 エポキシ基含有樹脂 (D ) と活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 活性 水素含有化合物 (B ) の活性水素基の数とエポキシ基含有樹脂 (D ) のェポキ シ基の数との比率 [活性水素基数 Zエポキシ基数] が 0 . 0 1〜 1 0、 より好 ましくは 0 . 1〜8、 さらに好ましくは 0 . 2〜4とすることが耐食性などの 点から適当である。
また、 活性水素含有化合物 (B ) 中における活性水素を有するヒドラジン誘 導体 (C ) の割合は 1 0〜 1 0 0モル%、 より好ましくは 3 0〜 1 0 0モル%、 さら好ましくは 4 0〜 1 0 0モル%とすることが適当である。 活性水素を有す るヒドラジン誘導体 (C ) の割合が 1 0モル%未満では有機皮膜に十分な防鲭 機能を付与することができず、 得られる防鲭効果は皮膜形成有機樹脂とヒドラ ジン誘導体を単に混合して使用した場合と大差なくなる。
本発明では緻密なバリヤ一皮膜を形成するために、 樹脂組成物中に硬化剤を 配合し、 有機皮膜を加熱硬化させることが望ましい。
樹脂組成物皮膜を形成する場合の硬化方法としては、 (1)イソシァネートと基 体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方法、 (2)メラミン、 尿素
およびベンゾグァナミンの中から選ばれた 1種以上にホルムアルデヒドを反応 させてなるメチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数 1〜 5の 1価アルコ ールを反応させてなるアルキルエーテル化ァミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基と の間のエーテル化反応を利用する硬化方法、 が適当であるが、 このうちイソシ ァネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を主反応とすることが特に 好適である。
上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシァネート化合物は、 1分子中に少なく とも 2個のイソシァネート基を有する脂肪族、 脂環族 (複素環を含む) または 芳香族イソシァネート化合物、 若しくはそれらの化合物を多価アルコールで部 分反応させた化合物である。 このようなポリイソシァネート化合物としては、 例えば以下のものが例示できる。
① m—または p—フエ二レンジイソシァネート、 2, 4—または 2, 6—ト リレンジイソシァネート、 o—または p—キシリレンジイソシァネート、 へキ サメチレンジイソシァネート、 ダイマ一酸ジイソシァネート、 イソホロンジィ ソシァネー卜
② 上記①の化合物単独またはそれらの混合物と多価アルコール (エチレング リコ一ル、 プロピレングリコールなどの 2価アルコール類; グリセリン、 トリ メチロールプロパンなどの 3価アルコール;ペン夕エリスリ トールなどの 4価 アルコール; ソルビト一ル、 ジペン夕エリスリ トールなどの 6価アルコールな ど) との反応生成物であって、 1分子中に少なくとも 2個のイソシァネートが 残存する化合物
これらのポリイソシァネート化合物は、 1種を単独で、 または 2種以上を混 合して使用できる。
また、 ポリイソシァネート化合物の保護剤 (ブロック剤) としては、 例えば、
① メタノール、 エタノール、 プロパノール、 ブ夕ノール、 ォクチルァルコ一 ルなどの脂肪族モノアルコール類
② エチレンダリコールおよび Zまたはジエチレンダリコールのモノエーテル 類、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル (n— , i s o ) 、 ブチル (n _, i s o, s e c ) などのモノエーテル
③ フエノ一ル、 クレゾ一ルなどの芳香族アルコール
④ ァセトォキシム、 メチルェチルケトンォキシムなどのォキシム
などが使用でき、 これらの 1種または 2種以上と前記ポリイソシァネート化合 物とを反応させることにより、 少なくとも常温下で安定に保護されたポリィソ シァネ一ト化合物を得ることができる。
このようなポリイソシァネ一卜化合物 (E ) は、 硬化剤として皮膜形成有機 樹脂 (A) に対し、 (A) / ( E ) = 9 5ノ5〜5 5 / 4 5 (不揮発分の重量 比) 、 好ましくは (A) / ( E ) = 9 0 / 1 0〜6 5 Z 3 5の割合で配合する のが適当である。 ポリイソシァネート化合物には吸水性があり、 これを (A) Z ( E ) = 5 5 Z 4 5を超えて配合すると有機皮膜の密着性を劣化させてしま う。 さらに、 有機皮膜上に上塗り塗装を行った場合、 未反応のポリイソシァネ 一ト化合物が塗膜中に移動し、 塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こしてしまう。 このような観点から、 ポリイソシァネート化合物(E ) の配合量は(A) / ( E ) = 5 5 / 4 5以下とすることが好ましい。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は以上のような架橋剤 (硬化剤) の添加によ り十分に架橋するが、 さらに低温架橋性を増大させるため、 公知の硬化促進触 媒を使用することが望ましい。 この硬化促進触媒としては、 例えば、 N—ェチ ルモルホリン、 ジブチル錫ジラウレート、 ナフテン酸コバルト、 塩化第 1スズ、 ナフテン酸亜鉛、 硝酸ビスマスなどが使用できる。
また、 例えば皮膜形成有機樹脂 (A) にエポキシ基含有樹脂を使用する場合、 付着性など若干の物性向上を狙いとして、 エポキシ基含有榭脂とともに公知の アクリル、 アルキッド、 ポリエステル等の樹脂を混合して用いることもできる。 本発明では有機皮膜中に防鐯添加剤としてイオン交換シリカ (a ) および Z または微粒子シリカ (b ) を配合することができる。
イオン交換シリカは、 カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンを多孔質 シリカゲル粉末の表面に固定したもので、 腐食環境下で金属イオンが放出され て沈殿膜を形成する。 また、 このイオン交換シリカの中でも C aイオン交換シ リカが最も好ましい。
C a交換シリカとしては任意のものを用いることができるが、 平均粒子径が 6 m以下、 望ましくは 4 μ πι以下のものが好ましく、 例えば、 平均粒子径が 2〜4 mのものを用いることができる。 C a交換シリカの平均粒子径が 6
mを超えると耐食性が低下するとともに、 塗料組成物中での分散安定性が低下 する。
C a交換シリカ中の C a濃度は 1 w t %以上、 望ましくは 2〜8w t %であ ることが好ましい。 C a濃度が 1 w t %未満では C a放出による防鑌効果が十 分に得られない。
なお、 C a交換シリカの表面積、 pH、 吸油量については特に限定されない。 以上のような C a交換シリカとしては、 W.R.Grace & Co. 製の SH I ELD EX C 303 (商品名、 平均粒子径 2. 5〜3. 5 rn, C a濃度 3w t %) 、 SH I ELDEX AC 3 (商品名、 平均粒子径 2. 3〜3. 1 m、 C a濃度 6 w t %) 、 SH I ELDEX AC 5 (商品名、 平均粒子径 3. 8〜5. 2 n m、 C a濃度 6 w t %) 、 富士シリシァ化学 (株) 製の SH I ELDEX (商 品名、 平均粒子径 3 m、 C a濃度 6〜8wt %) 、 SH I ELDEX SY7 10 (商品名、 平均粒子径 2. 2〜2. 5 n , C a濃度 6. 6〜7. 5 w t %) などを用いることができる。
有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) を添加した場合の防食機構は先に述べ た通りであり、 特に本発明では皮膜形成有機樹脂である特定のキレ一ト変性樹 脂とイオン交換シリカとを複合化することにより、 キレート変性樹脂によるァ ノード反応部での腐食抑制効果と、 イオン交換シリカによる力ソード反応部で の腐食抑制効果とが複合化することによって極めて優れた防食効果が発揮され る。
有機樹脂皮膜中でのイオン交換シリカ (a) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂 組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜 1 00重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 10〜50重 量部 (固形分) とする。 イオン交換シリカ (a) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 100重量部を 超えると、 耐食性が低下するので好ましくない。
微粒子シリカ (b) はコロイダルシリカ、 ヒュームドシリカのいずれでもよ い。 コロイダルシリカとしては、 水系皮膜形成樹脂をベースとする場合には、
例えば、 スノーテックス〇、 スノーテックス N、 スノーテックス 20、 スノー テックス 30、 スノーテックス 40、 スノーテックス C、 スノ一テックス S (以 上、 商品名、 日産化学工業 (株) 製) 、 力夕ロイド S、 力夕ロイ ド S I— 35 0、 力夕ロイド S I— 40、 カタロイド S A、 力夕ロイド SN (以上、 商品名、 触媒化成工業 (株) 製) 、 アデライト AT— 20〜50、 アデライト AT— 2 0N、 アデライ ト AT— 300、 アデライト AT— 300 S、 アデライ ト AT 20Q (以上、 商品名、 旭電化工業 (株) 製) などを用いることができる。 また、 溶剤系皮膜形成樹脂をベースとする場合には、 例えば、 オルガノシリ カゾル MA— ST— M、 オルガノシリカゾル I PA— ST、 オルガノシリカゾ ル EG—ST、 オルガノシリカゾル E— S T— Z L、 オルガノシリカゾル NP C一 ST、 オルガノシリカゾル DMAC— S T、 オルガノシリカゾル DMAC 一 ST_ZL、 オルガノシリカゾル XB A— ST、 オルガノシリカゾル M I B K一 ST (以上、 商品名、 日産化学工業 (株) 製) 、 OS CAL— 1 132、 OS CAL - 1 232、 OSCAL - 1 332、 OS CAL - 1432、 OS CAL— 1 532、 OS CAL— 1632、 OSCAL- 1 722 (以上、 商 品名、 触媒化成工業 (株) 製) などを用いることができる。
特に、 有機溶剤分散型シリカゾルは、 分散性に優れ、 ヒュームドシリカより も耐食性に優れている。
また、 ヒュームドシリカとしては、 例えば、 AEROS I L R 97 1、 AE ROS I L R 8 12, AEROS I L R 81 1、 AEROS I L R 974、 AEROS I L R 202, AEROS I L R 805 > AEROS I L 1 30、 AEROS I L 200, AEROS I L 300, AEROS I L 300 CF (以上、 商品名、 日本ァエロジル (株) 製) などを用いることができる。
微粒子シリ力は、 腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成 に寄与し、 この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、 腐 食の促進を抑制することができると考えられている。
耐食性の観点からは、 微粒子シリカは粒子径が 5〜50 nm、 望ましくは 5 〜20 nm、 さらに好ましくは 5〜15 nmのものを用いるのが好ましい。 有機樹脂皮膜中での微粒子シリカ (b) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成 物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活
性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) と の反応生成物) 1 00重量部 (固形分) に対して、 1〜100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) さらに好ましくは 10〜 30重量部 (固 形分) する。 微粒子シリカ (b) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱 脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 100重量部を超えると、 耐 食性や加工性が低下するので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加することにより、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 イオン 交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) とを複合添加することにより、 先に述 ベたような両者の複合的な防鲭機構によって特に優れた防食効果が得られる。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加する 場合の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹 脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 イオン交換シリカ (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量 で 1〜100重量部 (固形分) 、 好ましくは、 5〜80重量部 (固形分) であ つて、 且つイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の配合量 (固形分) の重量比 (a) / (b) を 99Z1〜1Z99、 好ましくは 95/5〜40Z 60、 さらに好ましくは 9 OZl 0〜60Ζ40とする。
イオン交換シリカ (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量が 1重量 部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 合計の配合 量が 100重量部を超えると塗装性や加工性が低下するので好ましくない。 また、 イオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の重量比 (a) / (b) が 1ノ 99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (a) / (b) が 99ノ 1を 超えるとイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の複合添加による効果 が十分に得られなくなる。
また、 有機皮膜中には上記の防鐯添加剤に加えて、 腐食抑制剤として、 ポリ リン酸塩 (例えば、 ポリリン酸アルミ :ティカ (株) 製のティカ K一 WH I T E82、 ティカ K一 WH I TE 1 05、 ティカ K一 WH I T E G 105、 ティ 力 K— WH I TEC a 650 (以上、 商品名) など) 、 リン酸塩 (例えば、 リ
ン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミニウム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブデン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸および その塩 (例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩およ びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩) 、 有機インヒビ夕 一 (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物等) などを添加できる。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (C ) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
( 1 ) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :例えば、 ポリエチレン ワックス、 合成パラフィン、 天然パラフィン、 マイクロワックス、 塩素化炭化 水素など
( 2 ) フッ素樹脂微粒子:例えば、 ポリフルォロエチレン樹脂 (ポリ 4フッ化 エチレン樹脂等) 、 ポリフッ化ビニル樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂など また、 この他にも、 脂肪酸アミ ド系化合物 (例えば、 ステアリン酸アミド、 ミド、 ォレイン酸アミド、 ェシル酸アミド、 アルキレンビス脂肪酸アミドなど) 、 金属石けん類 (例えば、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸鉛、 ラウリン 酸カルシウム、 パルミチン酸カルシウムなど) 、 金属硫化物 (二硫化モリブデ ン、 二硫化タングステン) 、 グラフアイト、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリア ルキレンダリコール、 アル力リ金属硫酸塩などを用いてもよい。
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
ポリエチレンワックスとしては、 例えば、 へキスト社製のセリダスト 9 6 1 5 A、 セリダスト 3 7 1 5、 セリダスト 3 6 2 0、 セリダスト 3 9 1 0 (以 上、 商品名) 、 三洋化成 (株) 製のサンワックス 1 3 1— P、 サンワックス 1 6 1 - P (以上、 商品名) 、 三井石油化学 (株) 製のケミパール W— 1 0 0 、 ケミパール W— 2 0 0、 ケミパール W— 5 0 0、 ケミパ一ル W— 8 0 0、 ケ ミパール W— 9 5 0 (以上、 商品名) などを用いることができる。
また、 フッ素樹脂微粒子としては、 テトラフルォロエチレン微粒子が最も好
ましく、 例えば、 ダイキン工業 (株) 製のルブロン L— 2、 ルブロン L一 5 (以上、 商品名) 、 三井 ·デュポン (株) 製の M P 1 1 0 0、 M P 1 2 0 0 (以 上、 商品名) 、 旭アイシーアィフロロポリマーズ (株) 製のフルオンディスパ ージョン A D 1、 フルオンディスパ一ジョン A D 2、 フルオン L 1 4 1 J、 フルオン L 1 5 0 J、 フルオン L 1 5 5 J (以上、 商品名) などが好適であ る。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (c ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物であ る反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素 を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応 生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 8 0重量部 (固形分) 、 好ま しくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (c ) の配合量が 1重量 部未満では潤滑効果が乏しく、 一方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が 低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 必 要に応じて、 イオン交換シリカ (a ) 、 微粒子シリカ (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) および硬化剤などが添加されるが、 さらに必要に応じて、 添加剤として、 有機 着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料など) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料など) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタンなど) 、 キレート剤 (例えば、 チオールなど) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化 鉄、 アンチモンド一プ型酸化錫など) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカツ プリング剤、 チタン力ップリング剤など) 、 メラミン · シァヌル酸付加物など を添加することができる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および Zまたは水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤など が添加される。
上記有機溶剤としては、 上記皮膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 (B) との反応生成物を溶解または分散でき、 塗料組成物として調整できるも のであれば特別な制約なく、 例えば、 先に例示した種々の有機溶剤を使用する ことができる。
上記中和剤は、 皮膜形成有機樹脂 (A) を中和して水性化するために必要に 応じて配合されるものであり、 皮膜形成有機樹脂 (A) がカチオン性樹脂であ る場合には酢酸、 乳酸、 蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。 以上述べたような有機皮膜は上記複合酸化物皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0. 1〜 5 //m、 好ましくは 0. 3〜3 m、 さらに 好ましくは 0. 5〜2 とする。 有機皮膜の膜厚が 0. 1 /zm未満では耐食 性が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 zmを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 上述した複合酸化物皮膜の構成成分を含む処理液 で亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理 (処理液を 塗布) した後、 加熱乾燥させ、 次いでその上層に、 上述した皮膜形成有機樹脂
(A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物を含み (好ましくは主成分 とする) 、 必要に応じてイオン交換シリカ (a) 、 微粒子シリカ (b) 、 固形 潤滑剤 (c) などが添加された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることによ り製造される。
なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力 リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理などの 前処理を施すことができる。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理液で処理し、 複合酸化物皮膜を形成するには、
(ィ) 酸化物微粒子を 0. 00 1〜3. 0モル ZL、
(口) Mg、 C a、 S r、 B aのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属の うちの少なくとも 1種を含む水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種 を含む化合物、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む複合化合物からなる群 の中から選ばれる 1種以上を、 前記金属の金属量換算の合計で 0. 00 1〜3.
リン酸および Zまたはリン酸化合物を P 〇 換算量で 0 . 0 0 1〜6 を含有し、 さらに必要に応じて上述した各添加成分 (有機樹脂成分、 鉄族金属 イオン、 腐食抑制剤、 その他の添加剤) を添加した p H O . 5〜5の酸性水溶 液で処理し、 しかる後加熱乾燥させることが好ましい。
処理液中での上記添加成分 (口) の添加量は、 金属量換算の合計で 0 . 0 0 1〜3 . 0モル Z L、 好ましくは 0 . 0 1〜0 . 5モル ZLとする。 これらの 合計の添加量が 0 . 0 0 1モル/ L未満では添加による効果が十分に得られず、 一方、 添加量が 3 . 0モル Z Lを超えると、 逆にこれらの成分が皮膜のネット ワークを阻害するようになり、 緻密な皮膜ができにくくなる。 また、 金属成分 が皮膜から溶出しやすくなり、 環境によっては外観が変色するなどの欠陥を生 じる。
また、 上記の添加成分 (口) の中でも M gが最も顕著に耐食性を向上させる。 また、 この M gの処理液中での存在形態は化合物や複合化合物でもよいが、 特 に優れた耐食性を得るためには金属イオンまたは M gが含まれる水溶性イオン の形態が特に好ましい。
なお、 添加成分 (口) のイオンを金属塩として供給するために、 塩素イオン、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 酢酸イオン、 ホウ酸イオンなどのァニオンが処理液 中に添加されてもよい。
処理液は酸性水溶液である点が重要である。 すなわち、 処理液を酸性とする ことにより亜鉛などのめつき成分が溶解しゃすなるため、 化成処理皮膜とめつ き界面に亜鉛などのめつき成分を含むリン酸化合物層が形成され、 これにより 両者の界面結合が強化される結果、 耐食性に優れた皮膜になるものと推定され る。
添加成分 (ィ) である酸化物微粒子としては酸化ケィ素 (S i o 2微粒子) が 最も好ましい。 この酸化ケィ素は酸性水溶液中で安定な水分散性の S i〇2微粒 子であればよく、 市販のシリカゾルゃ水分散性のゲイ酸オリゴマーなどを用い ることができる。 但し、 へキサフルォロケィ酸などのフッ化物は腐食性が強く、 人体への影響も大きいため、 作業環境への影響などの観点から使用しないこと
が望ましい。
処理液中での酸化物微粒子の添加量(酸化ケィ素の場合は S i 02量としての 添加量) は 0. 001〜3. 0モル 、 好ましくは 0. 05〜: L. 0モル/ L、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル/しとする。 酸化物微粒子の添加量 が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一方、 添加量が 3. 0モル/ Lを超えると皮膜の耐水性が悪くなり、 結果的に 耐食性も劣化する。
添加成分 (ハ) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物としては、 オルト リン酸、 ピロリン酸、 トリポリリン酸などのポリリン酸、 メタリン酸およびこ れらの無機塩 (例えば、 第一リン酸アルミニウムなど) 、 亜リン酸、 亜リン酸 塩、 次亜リン酸、 次亜リン酸塩などのリン酸含有の化合物が、 水溶液中で溶解 した際に生じるァニオン、 或いは金属カチオンとの錯イオンとして存在してい る形態、 遊離酸として存在している形態、 無機塩として水分散状態で存在して いる形態など全てを含み、 本発明におけるリン酸成分の量は酸性水溶液中で存 在するこれら全ての形態の合計を P 205換算として規定する。
処理液中でのリン酸および Zまたはリン酸化合物の添加量は P 2〇 5換算で 0. 001〜6. 0モル ZL、 好ましくは 0. 02〜1. 0モル ZL、 さらに好ま しくは 0. 1〜0. 8モル ZLとする。 リン酸および Zまたはリン酸化合物の 添加量が 0. 001モル/ L未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が 劣る。 一方、 添加量が 6. 0モル ZLを超えると過剰のリン酸イオンが湿潤環 境においてめつき皮膜と反応し、 腐食環境によってはめつき素地の腐食を促進 し、 変色ゃシミ状鲭発生の要因となる。
また、 特に優れた耐食性が得られる複合酸化物皮膜、 すなわち、 成分 (ひ) 、 (/3) および (ァ) として、
(ひ) S i〇2微粒子を S i〇2換算量で 0. 01〜3000mgZm2、
(β) Mg、 Mgを含む化合物、 Mgを含む複合化合物からなる群の中から 選ばれる 1種以上を Mg換算量で 0. 01〜 1◦ 00mg/m2、
(r) リン酸および Zまたはリン酸化合物を P2〇5換算量で 0. 01〜30 00mg/m2、
を含有し、 成分 (ひ) 、 (/3) および (ァ) の上記付着量の合計が 6〜360
OmgZm2である複合酸化物皮膜を形成する場合には、上記複合酸化物皮膜形 成用の酸性水溶液中の添加成分 (ィ) 、 (口) および (八) として、
(ィ) S i〇2微粒子を S i〇2換算量で 0. 001〜3. 0モル/ L、 好ま しくは 0. 05〜1. 0モル ZL、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル ZL
(口) Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオン、 Mgを含む化合物、 Mgを含 む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上を Mg換算量で 0. 001 〜3. 0モル 、 好ましくは 0. 01〜0. 5モル ZL、
(ハ) リン酸およびノまたはリン酸化合物を P2〇5換算量で 0. 001〜6. 0モル ZL、 好ましくは 0. 02〜1. 0モル ZL、 さらに好ましくは 0. 1 〜0. 8モル ZL、
を含有し、 さらに必要に応じて上述した各添加成分 (有機樹脂成分、 鉄族金属 イオン、 腐食抑制剤、 その他の添加剤) を添加した pHO. 5〜5の酸性水溶 液で処理し、 しかる後加熱乾燥させることが好ましい。
上記添加成分 (ィ) 、 (口) および (八) の添加条件と添加量の限定理由は 先に述べた通りである。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 (3) と成分 (ひ) との割合を、 成分 (β) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1 /100〜100Z1の範囲とするためには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水 溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg 換算量と添加成分 (ィ) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1Z 100〜 100 1の範囲とすればよい。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 ( 3) と成分 (ひ) との割合を、 成分 (i3) の Mg換算量と成分 (α) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i 02] でよ り好ましい範囲である 1Z10〜10Z1、 さらに好ましい範囲である 1/2 〜 5 / 1の範囲とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg換算量と添加成分 (ィ) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1/10〜: 10 1、 さらに好ましくは 1Z2〜 5/1の範囲とすることが適当である。
さらに、 複合酸化物皮膜中の成分 (τ) と成分 (β) との割合を、 成分 (ァ) の Ρ 205換算量と成分 (β) の Mg換算量とのモル比 [P 205ZMg] で 1Z
100〜100Z1の範囲とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中 の添加成分 ひ ) と添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (八) の P2〇5換算 量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1Z100〜 100/1の範囲とすればよい。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 (了 ) と成分 (/3) との割合を、 成分 (了 ) の p 205換算量と成分 ( 3) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] でより 好ましい範囲である 1Z10〜10 1、 さらに好ましい範囲である 1Z2〜 2Z1とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (八) と 添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (八) の P 205換算量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1 10〜10/1、 さらに好ま しくは 1Z2〜2Z1とすることが適当である。
複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (八) と添加成分 (口) と の割合を調整する際、 予めマグネシウム成分とリン酸成分のモル比を規定して 得られる、 第一リン酸マグネシウム水溶液などを用いると、 他のァニオン成分 が処理液中に混在しないため好ましい。
但し、 第一リン酸マグネシウム水溶液を用いる場合、 モル比 [P 205ZMg] の値が小さくなると同化合物の水溶液中での安定性が低下するため、モル比 [P 2Os/Mg] は 1Z2以上が好適である。
一方、 第一リン酸マグネシウム水溶液のモル比 [P2〇5ZMg] が大きくな ると、 処理液の pHが低くなるためめつき素地との反応性が大きくなり、 この 結果、 反応ムラによる皮膜の不均一な生成が生じて耐食性に影響を与える。 し たがって、 マグネシウム成分とリン酸成分のモル比を規定して得られる、 第一 リン酸マグネシウム水溶液を用いる場合には、 モル比 [P2〇5ZMg] は 2Z 1以下とすることが好適である。
また、 最も優れた耐食性を得るために、 複合酸化物皮膜中の成分 (]3) と成 分 (α) との割合を、 成分 ( 3) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i 02換算量と のモル比 [Mg/S i〇2] で 1Z100〜10071、 より好ましくは 1 1 0〜10ノ1、 さらに好ましくは 1/2〜 5/1とし、 且つ複合酸化物皮膜中 の成分 (ァ) と成分 (/3) との割合を、 成分 (ァ) の P 205換算量と成分 ( 3) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1 Z 100〜: L 00ノ 1、 より好
P T
37 ましくは 1/10〜10/1、 さらに好ましくは 1Z2〜2/1とするために は、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg換算量と添加成分 (ィ) の S i〇2換算量と のモル比 [Mg/S i〇2] で 1Z100〜: L 00Z1、 好ましくは 1ノ10〜 10/1, さらに好ましくは 1Z2〜 5/1の範囲とし、 且つ添加成分 (ハ) と添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (ハ) の P 205換算量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1Z100〜: L 00Z1、 好まし くは 1Z10〜10Z1、 さらに好ましくは 1 2〜2 1とすることが適当 である。
処理液中にはさらに、 添加成分 (二) として、 N i、 F e、 Coのうちのい ずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む水溶性イオンか らなる群の中から選ばれる 1種以上を適量添加することができ、 このようなの 鉄族金属を添加することにより、 鉄族金属を添加しない場合に生じる、 湿潤環 境下におけるめっき極表層の腐食に起因した黒変現象が回避できる。 また、 こ れらの鉄族金属のなかでも特に N iの効果が高く、 微量でも優れた効果が認め られる。 但し、 N i、 C oなどの鉄族金属の過剰添加は耐食性劣化につながる ため、 適量の添加が必要である。
上記添加成分 (二) の添加量としては、 金属量換算で、 金属量換算での添加 成分 (ハ) 1モルに対して 1/1 0000〜1モル、 望ましく 1/10000 〜1Z100の範囲とすることが好ましい。 添加成分 (二) の添加量が添加成 分 (八) 1モルに対して 1Z10000モル未満では添加による効果が十分で なく、 一方、 添加量が 1モルを超えると上記のように耐食性が劣化する。
処理液中には、 上記添加成分 (ィ) 〜 (二) のほかに、 先に述べた皮膜中へ の添加成分を適量添加してもよい。
処理液 (酸性水溶液) の pHは 0. 5〜5、 好ましくは 2〜4とする。 処理 液が p H 0. 5未満では処理液の反応性が高くなり過ぎるため皮膜に微細な欠 陥部が形成され、 耐食性が低下する。 一方、 処理液が pH 5を超えると処理液 の反応性が低くなり、 上述したようなめっき方面と皮膜との界面の結合が不十 分となり、 この場合も耐食性が低下する。
めっき鋼板表面に処理液をコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬
方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式ではロールコ一夕一 (3ロー ル方式、 2ロール方式など) 、 スクイズコ一ター、 ダイコー夕一などのいずれ の塗布手段を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一などによる塗布処理、 浸 漬処理、 スプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調 整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
処理液の温度に特別な制約はないが、 常温〜 6 0 °C程度が適当である。 常温 以下では冷却などのための設備が必要となるため不経済であり、 一方、 6 0 °C を超えると水分が蒸発し易くなるため処理液の管理が難しくなる。
上記のように処理液をコーティングした後、 通常、 水洗することなく加熱乾 燥を行うが、 本発明で使用する処理液は下地めつき鋼板との反応により難溶性 塩を形成するため、 処理後に水洗を行ってもよい。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。
この加熱乾燥処理は到達板温で 5 0〜3 0 0 °C、 望ましくは 8 0〜2 0 0 °C、 さらに望ましくは 8 0〜 1 6 0 °Cの範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 5 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 0 0 °Cを超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に複合酸化物皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗 布する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法な どの任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 ロールコ一夕一 (3ロール方 式、 2口一ル方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコー夕一などのいずれの方法 を用いてもよい。 また、 スクイズコータ一などによる塗布処理、 浸漬処理また はスプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外 観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組 成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤ一、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉など を用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 5 0〜 3 5 0 ° (:、 好ましくは
80° (:〜 250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50°C未満では皮 膜中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°C を超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下す るおそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜
(2) 片面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一公 知のリン酸塩処理皮膜など
(3) 両面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜
(4) 片面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜ー複 合酸化物皮膜
(5) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一有 機皮膜
【実施例】
表 2〜表 1 7に示す第 1層皮膜形成用の処理液 (皮膜組成物) を調整した。 また、 第 2層皮膜形成用の樹脂組成物 (反応生成物) を以下のようにして合 成した。
[合成例 1 ]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 187) 1870部と ビスフエノール A 9 1 2部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140 まで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90%のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 500部を加えて から 100°Cに冷却し、 3, 5—ジメチルピラゾール (分子量 96) を 96部 とジブチルァミン (分子量 129) を 129部加えて、 エポキシ基が消失する まで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチルケトン 205部を加 えて、 固形分 60%のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (1) とする。 この樹脂組成物 (1) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水
素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 5 Omo 1 %含む活性水素含有化合物と の反応生成物である。
[合成例 2]
EP 1 0 0 7 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 2 000) 4000 部とエチレングリコールモノブチルエーテル 2239部を四つ口フラスコに仕 込み、 1 20°Cまで昇温して 1時間で完全にエポキシ樹脂を溶解した。 このも のを 1 00°Cに冷却し、 3—アミノー 1, 2, 4 _トリァゾール (分子量 84) を 1 6 8部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しな がらメチルイソプチルケトン 540部を加えて、 固形分 60 %のトリァゾ一ル 変成エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物(2) とする。 この樹脂組成物(2) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 1 0 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 3]
イソホロンジイソシァネート (イソシァネート当量 1 1 1) 222部とメチ ルイソブチルケトン 34部を四つ口フラスコに仕込み、 30〜40°Cに保って メチルェチルケトキシム (分子量 8 7) 8 7部を 3時間かけて滴下後、 40°C に 2時間保ち、 イソシァネート当量 309、 固形分 90 %の部分ブロックイソ シァネートを得た。
次いで、 EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 1 8 7) 14 96部とビスフエノ一ル A 684部、 テトラェチルアンモニゥムブロマイド 1 部、 メチルイソプチルケトン 241部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cま で昇温して 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 090、 固形分 90 %のエポキシ 樹脂を得た。 このものに、 メチルイソプチルケトン 1 000部を加えてから 1 00°Cに冷却し、 3—メルカプト— 1, 2, 4一トリァゾ一ル (分子量 1 0 1) を 202部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 上記固形 分 90 %の部分プロックイソシァネートを 230部加え 1 00 °Cで 3時間反応 させ、 イソシァネート基が消失したことを確認した。 さらに、 エチレングリコ ールモノブチルエーテル 46 1部を加えて、 固形分 60 %のトリアゾール変成 エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (3) とする。 この樹脂組成物 (3) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を
10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 4]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 1 87 ) 1870部と ビスフエノール A 9 1 2部、 テトラェチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cまで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 139 1、 固形分 90%のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 500部を加えて から 100°Cに冷却し、 ジブチルァミン (分子量 129) を 258部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチ ルケトン 225部を加えて、 固形分 60 %のエポキシァミン付加物を得た。 こ れを樹脂組成物 (4) とする。 この樹脂組成物 (4) は、 皮膜形成有機樹脂(A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を含まない活性水素含有化合物 との反応生成物である。
上記ようにして合成された樹脂組成物 (1) 〜 (4) に硬化剤を配合し、 表 18に示す樹脂組成物 (塗料組成物) を作成した。 これら塗料組成物にはィォ ン交換シリカ、 表 19に示す微粒子シリカ、 表 20に示す固形潤滑剤を適宜配 合し、 塗料用分散機 (サンドグラインダー) を用いて必要時間分散させて所望 の塗料組成物とした。 上記イオン交換シリカとしては C a交換シリカである W.R.Grace & Co.製の SH I ELDEX C 303 (平均粒子径 2. 5〜3. 5 m、 じ &濃度3 ^ %) を用いた。
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ Ra : 1. 0 /^mの冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 1に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつき鋼 板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 2〜表 1 7に示す処理液 (皮膜組成物) をロールコ一ターで塗布し、 加熱乾燥させて第 1層皮膜を形成 させた。 この第 1層皮膜の膜厚は、 処理液の固形分 (加熱残分) または塗布条 件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。 次いで、 表 18に示す塗 料組成物を口一ルコ一夕一により塗布し、 加熱乾燥して第 2層皮膜を形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。 第 2層皮膜の膜厚は、 塗料 組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等)
により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白錡性、 アルカリ 脱脂後の耐白錡性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を第 1層 皮膜および第 2層皮膜の皮膜構成等とともに表 21〜表 87に示す。
有機被覆鋼板の品質性能の評価は以下のようにして行つた。
(1) 皮膜外観
各サンプルについて、 皮膜外観の均一性 (ムラの有り無し) を目視で評価し た。 評価基準は、 以下の通りである。
〇:ムラが全くない均一な外観
△:ムラが若干目立つ外観
X :ムラが目立つ外観
(2) 耐白鲭性
各サンプルについて、 塩水噴霧試験 (J I S— Z— 237 1) を実施し、 所 定時間後の白鑌発生面積率で評価した。
評価基準は、 以下の通りである。
◎ 白錡発生なし
〇+ 白鲭発生面積率 5 %未満
〇 白鑌発生面積率 5%以上、 10%未満
〇 - 白錡発生面積率 10%以上、 25 %未満
Δ 白錡発生面積率 25 %以上、 50 %未満
X 白錡発生面積率 50 %以上
(3) アルカリ脱脂後の耐白錡性
各サンプルについて、 日本パ一カライジング (株) 製のアルカリ処理液 CL N- 364 S (60°C, スプレー 2分) でアルカリ脱脂を行った後、 塩水噴霧 試験 (J I S— Z— 237 1) を実施し、 所定時間後の白錡面積率で評価した。 評価基準は、 以下の通りである。
◎ : 白錡発生なし
〇+: 白錡発生面積率 5%未満
〇 : 白鲭発生面積率 5%以上、 10%未満
〇—: 白鐯発生面積率 10 %以上、 25 %未満
Δ : 白鑌発生面積率 25 %以上、 50%未満
X : 白鲭発生面積率 50%以上
(4) 塗料密着性
各サンプルについて、 メラミン系の焼付塗料 (膜厚 30 m) を塗装した後、 沸水中に 2時間浸潰し、 直ちに碁盤目 (1mm間隔で 1 O X 10の碁盤目) の カットを入れて、 粘着テープによる貼着 ·剥離を行い、 塗膜の剥離面積率で評 価した。 評価基準は以下の通りである。
◎:剥離なし
〇:剥離面積率 5%未満
△ :剥離面積率 5%以上、 20%未満
X :剥離面積率 20%以上
(5) 加工性
ブランク径 Φ 120mm、 ダイス径 ψ 50mmで深絞り成形 (無塗油条件) を行い、 割れが生ずるまでの成形高さで評価した。 評価基準は以下の通りであ る。
◎:絞り抜け
〇:成形高さ 30 mm以上
△:成形高さ 20mm以上、 30mm未満
X :成形高さ 20mm未満 下記の表 21〜表 87において、 表中に記載してある *1~*13 は以下のよう な内容を示す。
*1 :表 1に記載の N o.
*2:表 2〜表 17に記載の No.
*3:表 1 8に記載の No.
*4: S i〇2微粒子 (ひ) =S i〇2微粒子の S i〇2換算での付着量
: Mg成分 (i3) =Mg、 Mgを含む化合物、 Mgを含む複合化合物から なる群の中から選ばれる 1種以上の Mg換算での付着量
: P 205成分 (ァ) =リン酸および またはリン酸化合物の P 205換算で の付着量
P
44
:合計付着量 = ) + ( β ) + (r)
*5: Mg換算での Mg成分 ( β ) と S i〇 2換算での S i〇 2微粒子 (α) とのモル比
*6: Ρ2〇5換算での Ρ 205成分 (ァ) と Mg換算での Mg成分 ( 3) とのモ ル比
*7:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリカの固形分配 合量 (重量部)
*8:表 19に記載の No.
*9:樹脂組成物の固形分 100重量部に対する微粒子シリカの固形分配合量
*10:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリカ(a)と微粒 子シリカ(b)の合計固形分配合量 (重量部)
*11:イオン交換シリカ(a)と微粒子シリカ(b)の固形分重量比
*12:表 20に記載の N o.
*13:樹脂組成物の固形分 100重量部に対する固形潤滑剤の固形分配合量
従来の反応型クロメ一ト処理鋼板として、 無水クロム酸: 30 g/ 1、 リン 酸: 10 gZ l、 Na F : 0. 5 gX K 2T i F 6: 4 g/ 1を含む処理液 を用い、 浴温 40°Cの条件でスプレー処理した後、 水洗 ·乾燥することにより、 クロム付着量 (金属クロム換算) が 2 OmgZm2のクロメート処理鋼板を製造 した。 これを本実施例と同様の条件で塩水噴霧試験に供したところ、 約 24時 間で白鲭が発生した。 したがって、 この結果と本実施例の結果からして、 本発 明の有機被覆鋼板では従来型のクロメート処理鋼板に較べて格段に優れた耐食 性が得られることが判る。
' 1
Να 付着量 (g/m 2)
1 電気亜鉛めつき錮板 20
2 溶融亜鉛めつき銅板 60
3 合金化溶融亜 l&めつき鋼板 (Fc-.lOwt %) 60
4 Zn-Ni合金めっき鋼板 (Ni: 12wt %) 20
5 Zn-Co合金めつき鋼板 (Co:0.5wt %) 20
6 Zn-Cr合金めつき鋼板 (Cr: 12wt %) 20
7 溶融 Zn-Ai合金めつき銷板 (Al:55wt %) 90
8 m Zn-5wt % Al-0.5 wt % Mg合金めっき鋼砍 90
9 電気 Zn-SiO 分散めつき鋼板 20
10 溶融アルミニウムめっき鋼板(Al-6wt % Si合金めつき) 60
11 電気 Ai-Mn合金めつき鋼板 (Mn:30wt <½〉 40
12 電気アルミニウムめっき鋼板 40
13 溶融 Zn-Mg合金めつき鋼板 (Mg:0.5 t %) 150
表 2 [第一層皮膜用組成物]
•1 P 0 s換算量 羽毛状粒子 (10nm X lOOnm)
牛 Ί
3
2 〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しなレ'
表 4 [第一層皮膜用組成物]
*1 P 30 s換算量
5
〇 ·· 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しなレ'
表 6 [第一層皮膜用組成物]
*I P 0 換算量
r/ 7
〇 : 本発明条件を満足す る
X : 本発明条件を満足 しな い
表 8 [第一層皮膜用組成物]
=1 P 0 換算量
ζ-3 9
* 2 〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しなレ'
表 1 o [第一層皮膜用組成物]
*1 P 0 換算量
1 1
o : 本発明条件を満足する X : 本発明条件を満足 しない
表 1 2 [第一層皮膜用組成物]
P 20 s換算量
1 3
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しなレ、
表 1 4 [第一層皮膜用組成物]
Ί P 0 (;換算量
1 5
〇 : 本発明条件を満足する : 本発明条件を満足 しなレ、
表 Γ 6 [第一層皮膜用組成物]
*1 p2o5換算 S
6 / 1 7
* 2 〇 : 本発明条件 を満足す る
X : 本発 明条件を満足 し な レ、
表 1 8 [第二層皮膜用樹脂組成物 ]
"1
1 9 [微粒子シ リ 力 ]
No. 裡 類
1 乾:!^ ン リ カ 曰 本 / エ ロ ンノレ (ffl製 AER0SIL R972
ψν ン ジ 力 ( 不 ノ ェ ロ ン ノレ AERO IL R8I2
3 いノ リ 力 H 本 / エ ロ ン ノレ (ffi製 AEROSIL R805
4 ¾ ン リ 力 ^: , ン ノレ AEROSIL R974
o ^. / ン ^ ^ AhlKDSIし K l 1
(2 H ~ t ァ
^ / " ~ '、 '
^r n口 ノレ (i^A ft 'J " AcKU lL KA vっハUU
f * ftu ノ ン ΙΪ ノ - F口l 个 ノ „i_ n 、ノ、
"
8 乾式シ リ 力 日 本ァ エ ロ ジル㈱製 " AEROSIL 200 "
9 乾式シ リ カ 日 本ァエ ロ ジル㈱製 " AEROSIL 300 "
10 コ ロ イ ダノレ シ リ カ 日 産化学工業㈱製 "オルガ ノ シ リ カ ゾル EG-ST " (固形分 20 % )
11 コ ロ イ ダノレ シ リ カ 触媒化成工業㈱製 " 0SCAL 1632 " (固形分 30 % )
表 2 0 [固形潤滑剤]
2 1
表 2 2
性 能
Να ア ルカ リ 脱脂 区 分 外観 耐 白 鲭性 後 の耐 白 鑌性 塗 料
s S τ S S 丁 密着性
96時間 96 時間
1 〇 © ◎ ◎ 本発明 例
2 O ◎ ◎ ◎ 本発明 例
3 〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
4 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
5 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明 例
6 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
7 o ◎ ◎ ◎ 本発明例
8 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例 y 〇 ◎ ◎ ◎ 本 5§明例
10 o ◎ ◎ ◎ 本発明 例
11 o ◎ ◎ 本発明例
12 〇 〇 一 Δ ◎ 比較例
13 o X X X 比較例
14 o 〇 一 △ ◎ 比較例 .
2 3
め 層皮膜 第-二層皮膜
つ
No. き 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区 分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚 榭 脂 乾燥 膜厚 板組成物 温度 A a a 1 SiO 2微粒子 Mg成分 P 2 0 5成分 Mg/SiO 2 P 2 0 6/Mg 組成物 赚
付着量 ( α ) Ι β ) ( y )
* 1 *2 (°C) (f π) (mg/m 2) (mg/m (mg/m (mg/m 2 ) *5 *6 *3 ro ( a)
15 1 2 140 0.3 400 66 25 3 10 0.94 2.12 1 230 j 本発明例
16 1 3 140 0.3 303 49 20 234 1 1 ! 230 本発明
17 1 4 140 0.3 320 53 20 248 0.94 2.12 1 230 本発明例
18 1 5 140 0.3 293 27 20 245 1.82 2.1 1 230 本発明例
19 1 6 140 0.3 317 (Al! O 3) 25 292 1.5 2 1 230 1 本発明例
20 1 7 140 0.3 317 (ZrO 2 ) 25 292 1 2 1 230 本発明例
21 ] 8 140 0.3 403 150 20 234 0.33 2 1 230 本発明例
22 1 9 140 0.3 320 95 (Ca) 225 1 230 1 本発明例
23 1 10 140 0.3 320 90 (Sr) 230 1 230 本発明例
24 1 1 1 140 0.3 329 89 (Ba) 240 2 8 230 本発明例
25 1 12 140 0.3 320 40 280 1.2 230 比較例
26 1 13 140 0.3 300 50 250 230 比铰洌
27 1 14 140 0.3 416 346 70 0 0.5 230 比較例
28 1 15 140 0.3 500 0 230 比較例
6 ^
表 2 4
性 能
Να ァ ノレ力 リ 脱脂 区 分 外観 耐 白 錡性 後 の 耐 白 鲭性 塗 料
S S Τ S S Τ 密着性
96 時間 96 時間
15 〇 ◎ © ◎ 本発明例
16 〇 © ◎ ◎ 本発 明例
17 〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
18 ο © ◎ ◎ 本発明例
19 ο 〇 ο ◎ 本発明 例
20 ο 〇 〇 ◎ 本発明例
21 〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
22 〇 〇 + 〇 + ◎ 本発明例
23 ο 〇 〇 ◎ 本発 明例
24 〇 〇 ο © 本発 明例
25 〇 △ Δ ◎ 比较例
26 〇 Δ 厶 ◎ 比較例
27 〇 厶 Δ ◎ 比較例
28 〇 X Δ ◎ 比較例
表 2 5
第一層皮膜 第二層皮膜
め 微
No. つ 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 樹 脂 シ 乾燥 膜厚 区 分 さ 組成物 温度 組成物 温度
鋼
板 合 計 SiO 微粒子 P 0 成分 Mg/SiO P 0 /Mg 種類 配合!:
付着 * ( a ) (y )
*1 *2 00) ( ffl) (mg/m " (mg/m 2) (mg/m 2) *5 *6 *3 *8 (で) (β a)
29 1 ! 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 10 230 木発明例
30 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 2 10 230 本発明例
31 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 3 10 230 本発明例
32 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 ! 4 10 230 木発明例
33 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 5 10 230 , 本発明例
34 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 6 10 230 1 本発明例
35 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 7 10 230 本発明例
36 1 140 0.3 366 34 (TO 25 307 1.82 2.1 8 10 230 本発明例
37 1 140 0.3 366 34 25 M 307 1.82 2.1 9 10 230 本発明例
38 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 10 230 本発明例
39 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 11 10 230 本発明例
屮 "
性 能
アル力リ脱脂 区 分 耐白锖性後の耐白銪性塗 料 s S τ S S T 密着性
120時間 120時間
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例 o ◎ ◎ ◎ 本発明例 o ◎ ◎ ◎ 本発明例 o ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ 本発明例
0 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ © ◎ 本発明例
〇 ◎ © ◎ 本発明例
表 2 7
第一層皮膜 第二層皮膜
め 微 粒 子
No. つ 膜厚 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 榭 脂 リ 力 乾燥 膜厚 区 分 さ 組成物 温度 組成物 (b) 温度
鋼
板 s i SiO 微粒子 Mg成分 P 0 成分 g/SiO P 0 fi/Mg 麵配合量
付着量 o:ノ 7、( β )ノ ( γ )
* 1 CO) (it m) (mg/m 2) (mg/m ') (mg/m 2 ) (mg/m ) *5 *6 *3 *8 *9 (°C)
40 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 一 一 230 本発明例
41 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 I 1 1 230 1 本発明例
42 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 1 5 230 1 本発明例
43 1 1 140 0.3 366 34 25 307 】.82 2.1 1 10 230 1 本発明例
44 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 20 230 1 本発明例
45 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
46 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 40 230 木発明例
47 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 50 230 本発明例
48 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 80 230 本発明例
49 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 100 230 本発明例
50 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 150 230 比較例
Ί2
性 能
アル力リ脱脂 区 分 外観 耐白錯 te後の耐白銪性塗 料
S S T S S T 密着性
120時間 120時間
〇 〇一 〇一 ◎ 本発明例
〇 O 〇 ◎ 本発明例 ο 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
〇 ◎ © ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 〇一 〇一 ◎ 本発明例
〇 厶 Δ ◎ 比較例
表 2 9
第一層皮膜 第二層皮膜
め 微 粒 子
No. 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 樹 脂 シ リ 力 乾燥 膜厚 区 分 ぎ 組成物 温度 組成物 (b) 温度
鋼
板 合 計 SiO 微粒子 Me ^分 P 0 成分 Mg/SiO P 0 Mg 翻 配合量
付着量 ( a ) ( Ύ )
*2 ΓΟ (μ ο) (mg/m 2) 、tng/m " ) (m (mg/m *5 *6 *3 * (X:) (μ
5 1 2 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
52 3 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
53 4 1 140 0.3 366 34 25 307 1 .82 2. 1 10 230 本発明例
54 5 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
1
55 6 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
56 7 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
57 8 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 】0 230 本発明例
58 9 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 10 230 本発明例
59 10 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
60 1 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 】0 230 本発明例
61 12 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
62 13 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
7^
表 3 1
第一層皮膜 第二層皮膜
め 微 粒 子
No. 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 榭 脂 シ リ 力 乾燥 膜厚 区 分 ぎ 組成物 温度 組成物 (b) 温度
鋼
板 入口 SiO 2微粒子 Mg成分 P 0 成分 Mg/SiO P 0 g 種類配合. ft
付着量 ( α ) 1 ) ( Ύ )
* 1 *2 (。c) (p m) (mg/m 2) (mg/ra ) (mg/m - ) (mg/m *5 *6 *3 *8 ♦9 (°C) (ρ π)
63 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 0.01 比較例
1
1
1
64 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 10 230 0.1 本発明例
1
1
1
65 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 0.5 本発明例
1
1
1
66 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 1 木発明例
1
1
1
67 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 2 本発明例
1
1
1
68 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 2.5 本発明例
69 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 】0 230 3 本発明例
70 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 i 0 230 4 本発明例
71 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 5 本発明例
72 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 20 比較例
3 2
1:溶接が不可能
表 3 3
第- -層皮膜 第二層皮膜
め 微
No. つ 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付着量 皮膜成分のモル比 榭 脂 シ 乾燥 膜厚 区 分 さ 組成物 温度 組成物 温度
鋼
板 SiO 微粒子 Mg成分 Ρ 0 成分 Mg/SiO P 0 /M 種類 配合量
付着量 ( α ) ( /? ) ( y )
* 1 *2 (。c) (f a) (mg/m " (mg/m 2 ) (mg/m - ) (mg/m *5 *6 *3 *8 (。c) (f π)
73 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 40 比較例
1
1
1
1
74 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 50 本発明例
1
1
1
1
75 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 80 木発明例
1
1
1
1
76 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 10 120 木発明例
1
1
1
1
77 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 180 木発明例
1
1
1
1
78 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 200 本発明例
79 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 本発明例
80 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 250 木発明例
81 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 350 本発明例
82 1 140 0.3 366 34 25 307 1.ぬ 2.1 10 380 比較例
屮 4
性 能
アルカリ脱脂 区 分 外観 耐白鑌性 後の耐白銪性塗
S S T S S T 密着性
20時間 i? 時間
o X X X 比較例 o 〇一 〇一 o 本発明例 o o 〇一 〇+ 本発明例
〇 ◎ 〇 ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例 o 〇 〇 ® 本発明例
〇 Δ Δ ◎ 比較例
表 3 5
め 第一眉皮膜
つ
No. き 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区分
鋼皮 膜 乾燥 膜厚
板組成物 温度 SiO 微粒子 M§成分 P 0 成分 Mg/SiO P 0 B/Mg
(«) (y)
*2 CO (mg/tn 2) (mg (mg/ui 2) *5 *6
83 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 不:? 6明 \
1
84 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 小 1511
1
丄 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1
86 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 不 浏
1
87 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 不 5¾ ^1■!
1
88 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 ナ
56 ΐ ]
89 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
90 丄 1 0 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 小^ a m
91 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 ^ 6明 - y 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2..1
93 1 140 0.3 34
ε Φお 366 25 307 1.82 2.1 比較例
94 1 140 0.001 1.46 0.14 0.10 1.23 1.82 2.1 比較例
95 1 140 0.005 5.85 0.54 0.40 4,91 1.82 2.1 本発明例
96 1 140 0.01 14.63 1.36 1.00 12.27 1.82 2.1 本発明例
O 表 3 6
第二層皮膜
α 樹 脂 微粒子シリカ(b) 固形潤滑剤 (C) 乾燥 膜厚 区 分 組成物
種類 配合量 種類 配合量
*3 0 *12 * 13 c) ( )
83 10 1 5 230 本発明例
1
1
1
84 10 2 5 230 本発明例
1
1
1
85 10 3 5 230 本発明例
1
1
1
86 10 4 5 230 本発明例
1
1
1
87 10 5 5 230 本発明例
1
1
88 10 6 5 230 本発明例
* 1 1
89 10 1 230 本発明例
1
1
90 10 10 230 本発明例
91 10 30 230 本発明例
92 10 80 230 本発明例
93 10 100 230 比較例
94 10 5 230 比較例
95 10 5 230 本発明例
96 10 5 230 本発明例
P
表 3 7
性 能
No. アル力リ脱脂 加 区 分
外観 耐白鐯性 後の耐白餚性 塗 料 ェ
s s τ S S T 密着性 性
120時間 120時間
83 〇 ◎ ◎ © ◎ 本発明例
84 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
85 0 ◎ © ◎ 本発明例
86 〇 ◎ ◎ © ◎ 本発明例
87 〇 ® ◎ ◎ 本発明例
88 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
89 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 本発明例
90 〇 ® ◎ ◎ ◎ 本発明例
91 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ·5δ 例
92 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ 本発明例
93 〇 ◎ ◎ X ◎ 比較例
94 〇 X X ◎ ◎ 比較例
95 〇 〇— O— ◎ ◎ 本発明例
96 〇 〇 O ◎ ◎ 本発明例
表 3 8
め 第一層皮膜
つ
Να さ 皮膜付着量 ♦4 皮膜成分のモル比 区分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚
板組成物 温度 合 計 SiO 2微粒子 Mg成分 P 0 s成分 g/SiO P 0 6 g
付着量 ( α ) ( γ )
* 1 *2 (°C) if o) (mg/m ' ) (mg/m 2) (mg/m 2) (mg/m J ) *5 *6
97 1 1 140 0.1 146 14 10 123 1.82 2.1 本発明例
98 1 1 140 0.5 585 54 40 4 1 1.82 2.1 本発明例
99 1 1 140 1 1 170 109 80 982 1.82 2.1 本発明例
100 1 1 140 2 2341 217 160 1963 1.82 2.1 本発明例
101 1 1 140 3 351 1 326 240 2945 1.82 2.1 本発明例
102 1 1 140 5 5851 543 400 4909 1.82 2.1 比較例
103 1 1 30 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 比較例
104 1 1 50 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
105 1 1 80 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
106 1 1 120 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
107 1 1 180 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
108 1 1 200 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
109 1 1 300 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
110 1 1 350 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 比較例
& 3 表 3 9
~
※ 1 溶接が不可能
表 4 1
め 第—屑皮膜 第二層皮膜
No. ぎ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼 乾燥 膜厚 榭 脂 シリカ ω 乾燥 膜厚 板 温度 合 計 SiO 微粒子 Ρ 05成分 Mg/SiO P 0 s Mg 組成物 配合量 温度
付着量 (α) (γ)
*1 (°C) (mg/mつ (mg/m 2) (mg/m 2) *5 *6 *3 *7 CC)
Ill 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
112 1 140 0.3 3(56 34 25 307 1.82 2.1 2 30 230 本発明例
113 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 3 30 230 本発明例
114 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 4 30 230 本発明例
115 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 5 30 230 本発明例
116 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 6 30 230 本発明例
117 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 7 30 230 本発明例
118 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 8 30 230 1 本発明例
119 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 9 30 230 本発明例
120 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 30 230 本発明例
12! 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 11 30 230 本発明例
122 1 140 ϋ.3 366 34 25 307 1.82 2.1 12 30 230 比較例
123 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 13 30 230 比較例
124 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 14 30 230 比較例
2
性 能
ァ & U Si? flg 区 分 耐白鐯性 後の耐白銪性 塗 料
<5 S T ¾ s T
150時間 150時間
〇 ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本癸明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例 o ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本癸明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 △ X ◎ 比較例
〇 X X X 比較例
〇 Δ X ◎ 比較例
表 4 3
8 表 4 4
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 外観耐白鲭性後の耐白銪性 塗 料
s S Τ s S Τ 密着性 150時間 150時間
125 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
126 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
127 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
128 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
129 〇 〇 ο ◎ 本発明例
130 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
131 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
132 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
133 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
134 〇 〇 ο ◎ 本発明例
135 〇 △ Δ ◎ 比較例
136 〇 Δ Δ ◎ 比較例
137 〇 Δ 厶 ◎ 比較例
138 〇 X Δ ◎ 比較例
4 5
表 4 6
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 耐白銪性 後の耐白銪性 塗 料 S S Τ s Τ 密着性 150時間 150時間
139 〇 △ Δ ◎ 本発明例
140 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
141 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
142 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
143 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
.144 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
145 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
146 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
147 〇 〇 Ο ◎ 本発明例
148 〇 厶 Δ ◎ 比較例
表 4 7
表 4 8
性 能
No. アルカリ脱脂 加 区 分 外観 耐白鲭性 後の耐白銪性 塗 料 ェ
S S T S S T 密着性 性 150時間 150時間
149 0 ◎ 〇 ◎ ◎ 本発明例
150 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
151 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
152 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
153 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
154 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
155 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
156 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
157 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
158 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
159 o ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
160 〇 ◎ ◎ 本発明例
表 4 9
め 第一層皮膜 第二層皮膜
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分
IX. 朕 i I Jf J-i t 2
板 物 温度 a SiO 2微粒子 P 2 0 s成分 g/SiO P 0 s Mg 組成物 配合量 温度
ィ计盖畺 α ) ( v )
* 1 *2 (V) (f π) (mg/m 2 ) (mg/m 2) (mg/m 2 ) *5 *6 *3 C) (μ B)
161 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 30 230 0.01 比較例
1 2 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 30 230 0.1 本発明例
163 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 30 230 0.5 本発明例
164 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 1 30 230 1 木発明例
165 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 2 本発明例
166 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 30 230 2.5 木発明例
167 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 3 本発明例
168 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 4 本発明例
169 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 5 本発明例
170 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 20 比較例
I «
表 5 0
1:溶接が不可能
表 5 1
表 5 2
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 外観耐白鳍性後の耐白锖性 塗 料
S S Τ s s Τ 密着性 150時間 150時間
171 〇 X X X 比較例
172 〇 〇一 〇一 〇 本発明例
173 〇 〇 〇一 0 + 本発明例
174 〇 ◎ 〇 © 本癸明例
175 〇 ◎ ◎ © 本発明例
176 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
177 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
178 〇 ◎ ◎ 本発明例
179 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
180 〇 Δ Δ ◎ 比較例
表 5 3
め 第一屑皮膜
つ
α さ 皮腴付着量 皮膜成分のモル比 区分 tit
腺厚
板 組成物 ffl度 合 計 S10 2微粒子 Ρ 0 成分 Mg/SiO a P 0 /Mg
-ト 番 y )
* 1 *2 (で) ( ) (rag/m 2) (mg/m 2) (mg/m " *5 *6
181 1 1 ! 40 0.3 366 34 25 307 1.82 2, 1 本発明例
182 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
183 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1 .82 2.1 本発明例
184 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
185 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
186 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
187 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
188 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
189 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明^
190 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.Λ 本発明例
191 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
192 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 比較例
193 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 比較例
194 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 比較 M
195 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2. 1 本発明例
表 5 4
第二屑皮膜
No. 樹 脂 イオン交換 微粒子シリカ(b) (a) / (b) 乾煉 膜厚 区 分 組成物 シリカ(a) 重量比 温度
配合量 種類 配合量
♦3 "7 *8 *9 ♦1 1 iX )
181 1 30 5 5 35 6/1 230 本発明例
182 2 30 5 5 35 6/1 230 本発明例
183 3 30 5 5 35 6/1 230 ! 本発明例
184 4 30 5 5 35 6/1 230 1 本発明例
185 5 30 5 5 35 6/1 230 1 本発明例
186 6 30 5 5 35 6/1 230 , 本発明例
187 7 30 5 5 35 6/1 230 1 本発明例
188 8 30 5 5 35 6/1 230 , 本発 例
189 9 30 5 5 35 6/1 230 1 本発明例
190 10 30 5 5 35 6/1 230 本発明例
191 1 1 30 5 5 35 6/1 230 本発明例
192 12 30 5 3 35 6/1 230 比較例
193 13 30 5 5 35 6/1 230 比較例
1 4 14 30 5 5 35 6/1 230 比較例
195 1 30 30 30/0 230 本発明例
一 o
表 5 5
性 能
No. アル力リ脱脂 !≥. 分 外観 耐白鐯性 後の耐白鲭性 塗 料
S S τ 密着性
180時間 180時間
181 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
182 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
183 〇 © ◎ © 本発明例
184 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
185 〇 © ◎ ◎ 本発明例
186 〇 © ◎ ◎ 本発明例
187 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
188 〇 © ◎ ◎ 本発明例
189 〇 © ◎ ◎ 本発明例
190 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
191 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
192 〇 △ X ◎ 比較例
193 o X X X 比較例
194 〇 △ X ◎ 比較例
195 o 〇 〇 ◎ 本癸明例
表 5 6
め 第一屑皮膜
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区分
B¾J
板 組成物 献 合 計 SiO ,微粒子 P j 0 »成分 g/SiO P 0 JMg
翁 γノ
♦I *2 cc) (ί,) (mg/m a) (mg/m " (mg/m s ) *5 *6
196 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
197 1 1 140 ϋ.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
198 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
199 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
200 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
201 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
202 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
203 ] 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
204 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
205 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
206 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
207 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
209 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
210 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
21 1 1 !40 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
¾ 5 7
第二層皮膜
No. 樹 脂 イオン交換 微 ¾t子シリ力(b) (a) + (b) (a) / (b) 乾燥 膜 ί¥ 区 分 成物 シリカ (a) 配合 ft 重&比 温度
配合 fi 種類 配合 ft
*3 ♦7 *8 +9 ♦10 ♦I I (¾)
1 6 29.9 5 0.1 30 299/1 230 牟発 例
1
197 29 5 1 30 29/1 230 発叨例
1
1 8 20 5 10 30 2/1 230 萃発明 iyy ID 5 15 30 !/l 230 不 Π明3
10 5 30 1/2 230 平 56 リ
1
, I 5 29 30 1/29 230
Zul pq
0.1 29.9 30 1/299 230 小免^抄
1
1
203 50 50 50/0 230 本発明例
1
1
204 49 5 1 50 49/1 230 本発明例
1
205 45 50 9/1 230 発明例
1
206 40 5 10 50 4/1 230 本発明例
30 5 20 50 3/2 230 j¾ HH Λ |
208 25 5 25 50 1/1 230 本発明例
209 10 5 40 50 1/4 230 本発明^
210 1 5 49 50 1/50 230 本発明例
21 1 0.45 5 0.05 0-5 9/1 230 本発明例
ί θ Ζ 8
性 能
1 11 nM ゾル ジ J 耐白銪性 後の耐白鲭性 塗 料
b 丄 1 性
180時間 180時間
o o 〇 © 本発明例
〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 o 〇 ◎ 本発明例
〇 〇— 〇一 ◎ 本発明例
〇 o 〇 ◎ 本究明例
〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
〇 ◎ ® ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 o 〇 ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 X X ◎ 本発明例
表 5 9
表 6 0
第二層皮膜
No. m 脂 ィオン交換 微粒子シリ力(b) (a) + (b) (a) Z (b) 乾燥 膜厚 区 分 义物 シリカ(a) 配合量 重量比 温度
配合量 種類 配合量
*3 ♦7 *8 ♦10 (V) ( o)
212 1 9 5 1 10 9/1 230 1 本発明例
213 1 27 5 3 30 9/1 230 1 本発明例
214 1 72 5 8 80 9/1 230 1 本発明例
215 1 90 5 10 100 9/1 230 1 本発明例
216 1 135 5 15 150 9/1 230 1 比較例
217 1 30 1 5 35 6/1 230 ' 本発明例
218 1 30 2 5 35 6/1 230 1 本発明例
219 1 30 3 5 35 6/1 230 1 本発明例
220 30 4 5 35 6/1 230 本発明例
22 ! 30 6 5 35 6/1 230 本発明例
222 30 7 5 35 6/1 230 本発明例
223 30 8 5 35 6/1 230 本発明例
224 30 9 5 35 6/1 230 本発明例
225 30 11 5 35 6/1 230 本発明例
/OS 表 6 1
性 能
Να アルカリ脱脂 区 分 耐白鲭性 後の耐白鲭性 塗 料 密着性
ISO時間 180時間
212 〇 〇+ ο+ ◎ 本発明例
213 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
214 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
215 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
216 〇 X X ◎ 比較例
217 Ο ◎ ◎ ◎ 本発明例
218 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
219 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
220 Ο ◎ ◎ ◎ 本発明例
221 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
222 〇 ® ◎ ◎ 本発明例
223 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
224 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
225 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 6 2
/ η 6 3
第二層皮膜
No. 榭 脂 イオン交換 罔形潤滑剤(C) 乾燥 膜厚 区 分 組成物 シリ力(a) 温度
配合量 種類 配合量
*3 *7 ♦12 * 13 (°C ) ( p m)
226 30 1 1 0 230 j 本発明例
227 30 2 10 230 本発明例
228 30 3 10 230 本発明例
229 30 4 10 230 木発明例
230 30 5 10 230 本発明例
231 30 6 10 230 本発明例
232 30 1 230 本発明例
233 30 3 230 本発明例
234 30 40 230 本発明例
235 30 80 230 本発明例
236 30 100 230 比較例
/ 8 表 6 4
性 能
Να アル力リ脱脂 加 区 分 俊の ίίΙΠΓ曰 sf£ 丄
S S T S S T 密着性 性 150 間 150時間
226 u 不^ δ リ
II I U (Q) (s) リ 免 J リ 女^ ί 8日 δϊί
〇 ◎ ◎ . ◎ ◎
231 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
232 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 本発明例
233 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
234 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
235 〇 ◎ ◎ 0 ◎ 本発明例
236 o ◎ ◎ X ® 比較例
表 6 5
め 第一層皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚
板組成物 温度 Π PT SiO 2微粒子 Mg成分 P 2 0 S成分 Mg/SiO 2 P 2 0 fi Mg
付着量 ( α ) ( β ) ( y )
* 1 *2 ( ) (μ π) (mg/m 2) (rag/ra ' ) (mg/mつ (mg/m 2 ) *5 *6
237 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
238 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
239 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
240 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
241 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
242 1 1 140 0.3 366 34 25 307 】.82 2.1 本発明例
243 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
244 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
245 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
246 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 木発明例
247 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 比較例
表 6 6
第二層皮膜
No. 榭 脂 イオン交換 微粒子シリ カ (b) (a) + (b) (a) /(b) 固形潤滑剤( 乾燥 膜厚 区 分 組成物 シリ カ(a) 配合量 重量比 温度
配合量 種類 配合量 種類 配合量
*3 *7 *8 *9 *10 *11 *12 *13 CO ( )
237 1 30 1 5 35 6/1 1 10 230 本発明例
238 1 30 2 5 35 6/1 2 10 230 本発明例
239 1 30 3 5 35 6/1 3 10 230 本発明例
240 1 30 4 5 35 6/1 4 10 230 1 本発明例
241 1 30 6 5 35 6/1 5 10 230 ! 本発明例
242 1 30 7 5 35 6/1 6 10 230 1 本発明例
243 30 8 5 35 6/1 1 230 本発明例
244 30 9 5 35 6/1 3 230 本発明例
245 30 11 5 35 6/1 40 230 本発明例
246 30 11 5 35 6/1 80 230 本発明例
247 30 11 5 35 6/1 100 230 比較例
表 6 7
性 能
Να ァノレ力リ脱旨 加 T / 耐白鍺性 後の耐白锖性 塗 料 ェ
S S Γ S S丁 密着性 IS
180時間 180時間
237 〇 ◎ © ◎ ◎ 本発明例
238 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
239 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
240 〇 © ◎ ◎ ◎ 本発明例
241 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
242 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
243 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 本発明例
244 0 ◎ ◎ ◎ 本発明例
245 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
246 〇 ◎ ◎ o ◎ 本発明例
247 〇 ◎ ◎ X ◎ 比較例
表 6 8
め 第一層皮膜 第二層皮膜
つ
No. * 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚 榭 脂 シリカ (a) 乾燥 膨享 板組成物 温凌 合 ト SiO '微粒子 Me β£分 P 2 0 5成分 Mp/.SiO 2 p , n , MB 糸且成物 配合量 温度
付着量 ( α ) ( y )
*] *2 (で) (n o) (mg/m " (m ff/m 2 ) (m p/ 1m11 ^ ) (mg/ra *5 *7 (°C)
248 1 0.001 1 0.14 0.1 1 1.82 2.1 1 30 比較例
249 1 140 0.005 5.9 0.54 0.4 5 1 82 2.1 1 30 230 本発明例
250 1 140 0.01 15 1.4 1 12 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
25 1 1 140 0.1 146 14 10 123 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
252 1 140 0.5 585 54 40 4 1 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
253 1 140 1 1 170 109 80 982 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
254 1 140 2 2341 217 160 1963 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
255 1 140 3 351 1 326 240 2945 1.82 2.1 1 30 230 本発明例
256 1 140 5 5851 543 400 4909 1.82 2.1 1 30 230 比較例
表 6 9
※ 1:溶接が不可能
表 7 0
め 第一層皮膜 第二屑皮膜
つ
Να さ 皮膜付着量 ♦4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼 膜 乾操 膜厚 榭 脂 シリカ (a) 乾燥 膜厚 板組成物 温度 合 計 SiO a微粒子 P . 0 s成分 Mg/SiO P % O s/Mg 組成物 配合 4 赚
付着!: ( α ) ( τ )
* 1 *2 (X:) (, a) (mg/m 2) (mg/in " (mg/m 2) *5 *6 *3 *7 CC) (β
257 1 1 30 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 1 30 230 1 比較例
258 1 50 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
1
1
1
259 1 80 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
260 1 120 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
261 1 180 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
262 1 200 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 木発明例
263 1 300 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 本発明例
264 1 350 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 30 230 比較例
〃 表 7
性 能
Ν アル力リ脱脂 区 分 外観 耐白鯖 τ性 後の耐白雜性
S S T 密着性
150時間 150時間
257 〇 X X X 比較例
258 ο 〇一 〇一 〇 本発明例
259 〇 ◎ © ◎ 本発明例
260 ο © ◎ ◎ 本発明例
261 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
262 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
263 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
264 〇 X X ◎ 比較例
7 2
109
ίΐΊ 表 7 3
性 能
Ν アルカリ脱脂 区 分 後の耐 iiirj白 i—緒 aiR i_c 途 料
265 (5) 本発明例
D 本発明例
267 Γ) O 本発明例
268 (p) (O) 本発明例
269 o ◎ ◎ ◎ 本発明例
270 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
271 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
272 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
273 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
274 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
275 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
276 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
7 4
表 7 5
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 耐白銪性 後の耐白鲭性 途 料
S S T S S Τ 密着性
96時間 96時間
277 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
278 〇 © 〇+ ◎ 本発明例
279 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
280 〇 ◎ ο+ ◎ 本発明例
281 〇 ◎ 〇 ◎ 本発明例
282 ο © 〇 ◎ 本発明例
283 〇 ◎ 〇 ◎ 本発明例
284 〇 ◎ 〇 ◎ 本発明例
285 ο ◎ 〇一 ◎ 本発明例
286 〇 ◎ 〇— ◎ 本発明例
287 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
288 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
表 7 6
の 第--層皮膜 笛--二層皮膜 つ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比
鋼 榭 脂 乾燥 膜厚
ftr 皮 膜 乾燥 膜厚
m . o PT SiO 2微粒子 Mg成分 P z O Mg/SiO 2 P 20 s/Mg 温度
付着量 («) (β) (7)
* に
1 mg/m a )、 (mg/m ) (mg/m vmg/m *5 *6 寧 ·} (V)
TOO 11 w υ.^ 0.2 160 マ 2000 0.25 230
TOO 1 X 【 TO 1 0.3 】80 L IU.4 1500 0.2 230 小^ 6 w
1
ゥ O 1 丄 1
4 λZ J 4U π U.J 246.9 0.8 0.008 25 230 不
1
J 4 j I4U U.J 9y 319.5 2.2 77.1 0.017 6 230 不 リ
1
1 44 !40 0.3 379 280.5 Ό.ΌΌΖ oOU 230 本発明例
κ| 丄 14U U.3 4U4 181.1 220 3 0.002 liv : ¾BWJ
29 1 1 T 0 ^ J 18.5 30 4 2 230 明
296 1 47 140 0.3 321 0.03 40 280.5 3000 1.2 230 本発明例
297 1 48 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2 1 230 本発明例
298 1 49 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2 1 230 1 木発明例
299 1 50 140 0.3 379 57.6 35 286.3 1.5 1.4 230 1 木発明例
111 表 7 7
性 能
Να アルカリ脱脂 区 分 外観 耐白鐯性 後の耐白銪性 塗 料
S S T S S Τ 密着性
96時間 96時間
289 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
290 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
291 〇 〇+ 0 + ◎ 本発明例
292 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
293 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
294 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
295 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
296 〇 ο+ 〇+ ◎ 本発明例
297 〇 ◎ ο+ ◎ 本発明例
298 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
299 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 7 8
/23 表 7 9
性 能
Να アル力 リ脱脂 区 分
IM日婿 俊の flH口 科 S ST S ST 密着性 96符间 96 -mJ
JUU リ (9) 太 胡 ¾ί リ (Q) (S)
) ¾) (Q)
リ Λ A
〇 X X ◎ Ό齢 ¾X.例 |7!J
305 X Δ 〇 ◎ 比較例
306 〇 △ X ◎ 比較例
307 X Δ △ ◎ 比較例
308 〇 厶 △ ◎ 比較例
309 〇 X 厶 ◎ 比較例
310 〇 〇 O X 比較例
表 8 0
め 第一層皮膜 第二層皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 シリカ ω 乾燥 麵
板組成物 温度 合 計 SiO 微粒子 M§成分 P 0 s成分 Mg/SiO P 0 fi/Mg 組成物 配合量 温度
付着最 ( a ) P ) ( y )
* 1 *2 C) (β Β) (mg/m 2) (mg/m z) (mg/ra 2) (mg/m 2) *5 *6 *3 *7 ΓΟ (ρ π)
31 1 1 16 140 0.3 324 43.2 35 245.4 2 1.2 30 230 本発明例
1
1
312 1 17 140 0.3 324 43.2 35 245.4 2 1.2 30 230 本発明例
1
1
313 1 18 140 0.3 335 88.9 36 210.4 1 1 30 230 本発明例
1
1
314 1 19 140 0.3 292 38.0 20 233.7 1.3 2 30 230 本発明例
1
1
315 1 20 140 0.3 332 72.0 35 225.0 1.2 1.1 30 230 本発明例
1
1
316 1 21 140 0.3 330 22.2 45 263.0 5 1 30 230 本発明例
1
1
317 1 22 140 0.3 371 148.1 30 192.8 0.5 1.1 30 230 本発明例
318 丄 14U υ.5 349 1 14.0 60 175.3 1.3 0.5 30 230
3 19 1 24 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 30 230 本発明例
320 1 25 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 30 230 本発明例
321 1 26 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 30 230 本発明例
322 1 27 140 0.3 374 246.9 10 1 16.9 0.1 2.0 30 230 本発明例
Ι 2 ζ
表 8
性 能
アル力リ脱脂 区 分 耐白鲭性 後の耐白銪性 塗 料
S S丁 s s Τ 密着性
150時間 150時間
311 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
312 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
313 〇 ◎ ◎ 本発明例
314 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
315 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
316 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
317 ο ◎ ◎ ◎ 本発明例
318 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
319 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
320 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
321 〇 ◎ ο+ ◎ 本発明例
322 〇 ◎ ο+ ◎ 本発明例
表 8 2
表 8 3
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 舰 耐白鲭性 後の耐白銪性 塗 料
s s τ S S T 密着性
150時間 150時間
323 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
324 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
325 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
326 〇 ◎ 〇+ .◎ 本発明例
327 〇 ◎ 〇 ◎ 本癸明例
328 〇 ◎ 〇 本発明例
329 ο ◎ 〇 ◎ 本発明例
330 〇 ◎ 〇 本発明例
331 〇 ◎ 〇一 ◎ 本発明例
332 〇 ◎ 〇一 ◎ 本発明例
333 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
334 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
8 4
め 第一層皮膜 第二層皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼 皮 膜 乾燥 膜厚 '樹 脂 シリカ (a) 乾燥 膜厚 板組成物 温度 a o SiO 2微粒了- 成分 P 0 fi成分 Mg/SiO P a 0 s/Mg 組成物 配合量 温度
付着量 ( α ) 7、 p Q )
* 1 (V) (d π) (mg/ra (mg/m 2) (mg/tn 2) (mg/m " *5 *6 *3 *7 (V) (ί η)
335 1 40 140 0.3 394 0.2 160 233.7 2000 0.25 1 30 230 1 本発明例
336 1 41 140 0.3 391 0.3 180 210.4 1500 0.2 1 30 230 本発明例
337 1 42 140 0.3 365 246.9 0.8 1 16.9 0.008 25 1 30 230 本発明例
338 1 43 140 0.3 399 319.5 2.2 77.1 0.017 6 1 30 230 本発明例
339 1 44 140 0.3 379 98.8 0.08 280.5 0.002 600 1 30 230 1 本発明例
340 1 45 140 0.3 404 181.1 220 2.6 3 0.002 1 30 230 本発明例
341 1 46 140 0.3 399 18.5 30 350.6 4 2 1 30 230 本発明例
342 1 47 140 0.3 321 0.03 40 280.5 3000 1.2 1 30 230 本発明例
343 1 48 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2 1 1 30 230 本発明例
344 1 49 1 0 0.3 323 49.4 40 233.7 2 I 1 30 230 1 本発明例
345 1 50 140 0.3 379 57.6 35 286.3 1.5 1.4 1 30 230 1 本発明例
表 8 5
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 外観 耐白鳍性 後の耐白銪性 塗 料
S S T S S Τ 密着性
150時間 150時間
335 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
336 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
337 0 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
338 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
339 〇 〇+ ο+ ◎ 本発明例
340 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
341 〇 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
342 〇 〇+ ο+ ◎ 本発明例
343 〇 ◎ 〇+ 本発明例
344 〇 ◎ 〇+ ◎ 本発明例
345 〇 ◎ ◎ 本発明例
表 8 6
め 第一層皮膜 第二層皮膜
No. き 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 イオン交換 区 分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 シリカ(a) 乾燥 膜厚 板歸物 温度 SiO 微粒子 成分 P 0 s成分 Mg/StO a P 0 ti Mg 組成物 配合量 温度
付着量 ( a ) 7 /3 ) ( y )
* 1 *2 C) (f π) (mg/m 2) (mg/m 2) (mg/m (mg/mつ *5 *6 *3 *7 (V) (i m)
346 1 51 140 0.3 399 164.6 0.2 233.7 0.003 200 1 30 230 1 本発明例
347 1 52 140 0.3 326 66.5 35 225.0 1.3 1.1 1 30 230 1 本発明例
348 1 53 140 0.3 337 98.8 4 . 233.7 0.1 10 1 30 230 本発明例
349 1 54 140 0.3 393 318.6 4 70.1 0.031 3 1 30 230 1 比較例
350 1 55 140 0.3 366 0.0 15 350.6 4 1 30 230 比較例
351 1 56 140 0.3 359 25.9 210 122.7 20 0.1 30 230 比較例
352 1 57 140 0.3 400 280.0 0 120.0 30 230 比較例
353 1 58 140 0.3 347 0.4 25 321.4 150 2.2 30 230 比較例
354 1 59 140 0.3 359 308.6 50 0.0 0.4 30 230 比較例
355 1 60 140 0.3 297 25.9 210 61.4 20 0.05 30 230 1 比較例
356 1 61 ) 40 0.3 327 10.3 25 292.2 6 2 30 230 1 比較例
/3 /
表 8 7
性 能
Να アル力リ脱脂 区 分 外観 耐白銪性 後の耐白鍺性 塗 料
S S T S S T 密着性
150時間 150時間
346 〇 ◎ ◎ © 本発明例
347 〇 © ◎ ◎ 本発明例
348 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
349 〇 〇 Δ 厶 比較例
350 ο X X ◎ 比較例
351 X Δ 〇 © 比較例
352 〇 Δ X ◎ 比較例
353 X Δ Δ ◎ 比較例
354 〇 Δ △ ◎ 比較例
355 〇 X 厶 ◎ 比較例
356 〇 〇 〇 X 比較例
最良の形態 2
本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 以下の点にある。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜と して、 (α ) 酸化物微粒子と ( β ) リン酸および Ζまたはリン酸化合物とを含 有し、 必要に応じて、 (ァ) L i, M n, F e, C o , N i , Z n , A 1 , L a , C eのグループから選択される少なくとも一つを含む複合酸化物皮膜を 形成する。 さらに該複合酸化物皮膜の上部に第 2層皮膜として、 皮膜形成有機 樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) とを反応させることにより、 皮膜形成用樹 脂 (A) にキレート形成基としてヒドラジン誘導体 (C ) を付与し、 この反応 生成物であるキレート形成樹脂を含む有機皮膜を形成する。
本発明では上記の第 1層と第 2層のそれぞれの皮膜を下層及び上層とする二 層皮膜構造である。 この二層皮膜構造による相乗効果によって薄膜の皮膜であ りながらクロメート皮膜に匹敵する耐食性を得ることを可能にしたものである。 このような特定の複合酸化物皮膜と有機皮膜とからなる二層皮膜構造による防 食機構は必ずしも明らかでないが、 両皮膜による腐食抑制作用が複合化した結 果であると考えられる。
上記第 1層皮膜である複合酸化物皮膜の防食機構については必ずしも明確で ないが、 以下の点から優れた防食性能が得られるものと考えられる。
( a ) 緻密で難溶性の複合酸化物皮膜がバリヤ一性皮膜として腐食因子を遮 断する。
( b ) 酸化ゲイ素などの酸化物微粒子が金属とリン酸および Zまたはリン酸 化合物と共に安定で緻密なバリヤ一皮膜を形成する。
( c ) 酸化物微粒子が酸化ゲイ素である場合に酸化ケィ素から放出されるケ ィ酸イオンが腐食環境下で塩基性塩化亜鉛を形成してバリヤ一性を向上させる。 また、 リン酸およびノまたはリン酸化合物は複合酸化物皮膜の緻密性の向上 に寄与するとともに、 皮膜欠陥部で腐食反応であるアノード反応によって溶解 した亜鉛イオンをリン酸成分が捕捉し、 難溶性のリン酸亜鉛化合物としてそこ に沈殿生成物を形成するものと考えられる。
また、 複合酸化物中にさらに、 L i , M n, F e, C o , N i , Z n , A 1 , L a , C eのグループから選択される少なくとも一つが添加された場合、 耐食 性がより優れる。 これらの成分がさらに耐食性を向上させる理由は明らかでは ないが、 いずれの成分もリン酸塩と難溶性の塩をアル力リ域で形成しやすいこ とから、 腐食反応において酸素の力ソード反応の結果、 O Hイオンが生成しァ ルカリ環境となった場合に腐食サイトを封鎖し、 高いバリヤ一効果もたらすも のと推定される。
この中で、 特に M n , N iの場合に耐食性が良好であった。 その理由は明ら かではないが、 いずれの場合にもアルカリ環境におけるこれらのリン酸塩が溶 解しがたいことに起因するものと推定される。
上記第 2層である有機皮膜の防食機構についても必ずしも明確でないが、 そ の機構は以下のように推定できる。
本発明の第 2層であるキレート形成樹脂の防鑌効果は必ずしも明確ではない 力 ヒドラジン誘導体が金属に対して軽度な防錡効果を有することは知られて いるが、 これでは家電製品等の鋼板に必要な高度な防錡効果は得られない。 本 発明では、 低分子量のキレート化剤ではなく、 皮膜形成有機樹脂にヒドラジン 誘導体を付与することによって、 以下の作用効果がもたらされ、 腐食の進行が 効果的に抑制され、 優れた耐食性が得られるものと考えられる。
(1)緻密な有機高分子皮膜により酸素や塩素イオンなどの腐食因子を遮断す る効果が得られる。
(2)ヒドラジン誘導体が第 1層皮膜の表面と強固に結合して安定な不動態化 層を形成できる。
(3)ヒドラジン誘導体が腐食反応によって溶出した亜鉛イオンを皮膜中のフ リーのヒドラジン誘導体がトラップし、 安定な不溶性キレ一ト化合物層を形成 するため、 界面でのイオン伝導層の形成が抑制されて腐食の進行が抑制される。 また、 皮膜形成有機樹脂 (A) として、 特にエポキシ基含有樹脂を用いた場 合には、 エポキシ基含有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜が形 成され、 このバリヤ一皮膜は酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また、 分子中の水酸基により素地との優れた結合力が得られるため、 特に優れた耐食 性が得られる。
さらに、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) として、 特に活性水素を 有するピラゾール化合物および Zまたは活性水素を有するトリアゾ一ル化合物 を用いることにより、 より優れた耐食性が得られる。
従来技術のように皮膜形成有機樹脂に単にヒドラジン誘導体を混合しただけ では、 腐食抑制の向上効果はほとんど認められない。 その理由は、 皮膜形成有 機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体は、 腐食環境下で溶出 した亜鉛とキレート化合物を形成するものの、 そのキレート化合物は低分子量 のため緻密なバリヤ一層にはならないためであると考えられる。 これに対して、 本発明のように皮膜形成有機樹脂の分子中にヒドラジン誘導体を組み込むこと により、 格段に優れた腐食抑制効果が得られる。
以上のように、 第 1層の複数の防食効果、 及び第 2層の複数の防食効果がト 一タルで複合的、 相乗的に作用し、 初めて薄膜皮膜でクロムを使わずに優れた 耐食性を付与できたものである。
本発明の有機被覆鋼板のベースとなるめっき鋼板としては、 最良の形態 1に 記載したような亜鉛系めつき鋼板やアルミニウム系めつき鋼板が使用される。 次に、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成され る第 1層皮膜である複合酸化物皮膜について説明する。
この複合酸化物皮膜は、 従来の酸化リチウムと酸化ゲイ素からなる皮膜組成 物に代表されるアルカリシリケ一ト処理皮膜とは全く異なり、 (ひ) 酸化物微 粒子と、 ( β ) リン酸および Ζまたはリン酸化合物とを含有する複合酸化物皮 膜である。 必要に応じて、 (ァ) L i , M n, F e , C o , N i, Z n , A 1 , L a , C eの中から選択される少なくとも一つが含有される。
前記成分 (c である酸化物微粒子としては、 耐食性の観点から特に酸化ケ ィ素 (S i〇2微粒子) が好ましい。 また、 このような酸化ケィ素のなかでもコ ロイダルシリカが最も好ましい。
これらの酸化ゲイ素 (S i〇2微粒子) の中でも、 特に粒子径が 1 4 n m以下 のもの、 さらには好ましくは 8 n m以下のものが耐食性の観点から望ましい。 また、 酸化ケィ素としては、 乾式シリカ微粒子を皮膜組成物溶液に分散させ たものを用いることもできる。 この乾式シリカとしては、 例えば、 日本ァエロ ジル (株) 製のァエロジル 2 0 0、 ァエロジル 3 0 0 0、 ァエロジル 3 0 0 C
O
135
F、 ァエロジル 3 8 0 (以上、 商品名) などを用いることができ、 なかでも粒 子径 1 2 n m以下、 さらに好ましくは 7 n m以下のものが望ましい。
酸化物微粒子としては、 上記の酸化ケィ素のほかに、 酸化アルミニウム、 酸 化ジルコニウム、 酸化チタン、 酸化セリウム、 酸化アンチモンなどのコロイ ド 溶液、 微粉末などを用いることもできる。
前記成分 ( β ) であるリン酸およびノまたはリン酸化合物は、 例えば、 オル トリン酸、 ピロリン酸、 ポリリン酸、 メタリン酸等、 及びこれらの金属塩や化 合物などを皮膜組成物中に添加することにより皮膜成分として配合することが できる。 また処理組成物に有機リン酸及びそれらの塩 ( 例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩 ) を添加しても よい。 この中でも望ましくは、 第一リン酸塩が、 皮膜組成物溶液の安定性から 好適である。 また、 リン酸塩として、 第一リン酸アンモニゥム、 もしくは第二 リン酸アンモニゥム、第三リン酸アンモニゥムを皮膜組成物溶液に添加すると、 耐食性が改善される傾向が認められた。 その理由は明らかではないが、 これら のアンモニゥム塩を使用した場合に、 皮膜組成物溶液の Ρ Ηを高くしても、 液 がゲル化しない。 一般にアルカリ域では金属塩が不溶性となるため、 ρ Ηの高 い組成物溶液から形成される場合に、 より難溶性の化合物が乾燥過程で生じる ものと考えられる。
皮膜中でのリン酸、 リン酸化合物の存在形態も特別な限定はなく、 また、 結 晶若しくは非結晶であるか否かも問わない。 また、 皮膜中でのリン酸、 リン酸 化合物のイオン性、 溶解度についても特別な制約はない。
前記成分 (ァ) の皮膜中における存在形態については特に限定されず、 金属 として、 あるいは酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物などの化合物 或は複合化合物もしくは金属として存在するものでもよい。 これらの化合物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物などのイオン性、 溶解度などについても 特に限定されない。
皮膜中に成分 (ァ) を導入するためには、 特に限定されないが、 L i , M n, F e , C o , N i , Z n, A 1 , L a , C eのリン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩 化物などとして皮膜組成物に添加すればよい。
複合酸化物の付着量は、酸化物微粒子( α )と P 2〇 5量換算での上記成分( /3 )、 さらに成分 (了 ) が存在する場合、 その成分 (ァ) の金属換算重量との合計値 として、 5〜4 0 0 Omg/m2が適正である。 好ましくは 5 0〜 1 0 0 Omg /m より好ましくは 1 00〜 5 0 0mgZm2、 最も好ましくは 20 0〜4 O OmgZm2である。 この付着量が 5mg/m2未満では耐食性が低下し、 4 0 0 OmgZm2を超えると導電性が低下し、 溶接性などが低下する。
また、 特に優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 (ひ) で ある酸化ケィ素の S i 02換算値が全複合酸化物皮膜量に対する重量比として 5 - 9 5 w t %の範囲、 このましくは 1 0— 6 0w t %の範囲とすることが適 当である。
酸化ケィ素の量を上記の範囲にした場合に特に優れた耐食性が得られる理由 は明らかではないが、 酸化ゲイ素のみでは得られないバリヤ一性をリン酸成分 が補完し緻密な膜を形成し、 且つリン酸成分、 酸化ケィ素のそれぞれの腐食抑 制作用の相乗効果により優れた耐食性が発現されているものと考えられる。 また、 同様な観点から、 複合酸化物の成分 (β) であるリン酸およびノまた はリン酸化合物と成分 (ァ) である金属成分との割合を、 成分 (13) の Ρ2〇5 換算量と成分 (Τ) の金属換算量 ( 金属が二種以上の場合はそれぞれの金属換 算量の合計値 ) とのモル比 ( P2〇5/Me) として 1Z2— 2Z1である場 合により優れた耐食性を得ることが出来る。
リン酸成分と金属成分の割合を上記の範囲にした場合に特に優れた耐食性が 得られる理由は明らかではないが、 リン酸成分の溶解性はリン酸と金属の割合 によって変化するため、 皮膜の難溶性が上記の範囲にある場合に特に優れてお り、 皮膜のバリヤ一性がより高くなつているものと推定される。
複合酸化物皮膜中には、 皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを目的とし て、 さらに有機樹脂を配合することができる。 この有機樹脂としては、 ェポキ シ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル—エチレン共重合体、 ァクリ ルースチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エチレン樹脂等を 用いることができる。 これらは水溶性樹脂または水分散性樹脂として皮膜中に 導入できる。
さらに、 これらの水分分散性樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フ
エノ一ル樹脂、 水溶性ブタジエンラバー (S B R、 N B R、 M B R ) 、 メラミ ン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として併用 することが有効である。
複合酸化物皮膜中には、 耐食性をさらに向上させるための添加剤として、 さ らに、 ポリリン酸塩、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミ二 ゥム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブ デン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フィチン酸、 フ イチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩) 、 有機インヒビ夕一 (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォカル バミン酸塩等) 、 有機化合物 (ポリエチレングリコール) 等を配合してもよい。 さらに、 その他の添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔 料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ 系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (酸化チタン) 、 キレート剤 (チ オール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属 粉末、 リン化鉄、 アンチモンドーブ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン · シァヌル酸付 加物等を添加することもできる。 次に、 上記複合酸化物皮膜の上部に第 2層皮膜として形成される有機皮膜に ついては、 最良の形態 1で記載したものと同様のものが使用される。 最良の形態 2では有機皮膜中にさらに無機系防錡顔料 (a ) を添加する。
無機系防錡顔料としては、 イオン交換シリカ、 微粒子シリカなどのシリカ化 合物、 酸化セリウム、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化アンチモン、 ポリりん酸 ( 例えば、 ポリりん酸アルミ、 ティカ K一 WH I T E 8 0, 8 4 , 1 0 5, G 1 0 5 , 9 0 , 9 0 :以上、 ティカ株製 ) 、 りん酸塩 ( 例えば、 りん酸亜鉛、 りん酸二水素アルミニウム、 亜りん酸亜鉛等 ) 、 モリブデン酸塩、 りんモリブデン酸塩 ( りんモリブデン酸アルミニウム等 ) が使用できる。 特 に、 イオン交換シリカ (c ) 、 微粒子シリカ (d ) などのシリカ化合物、 りん 酸亜鉛 (e ) , りん酸アルミニウム ( f ) などのりん酸塩、 カルシウム化合物
PC
138 の少なくとも一つ以上を配合した場合に耐食性が特に良好となる。
無機系防錡顔料の添加量は、皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 ( 皮 膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジ ン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 ) 1 0 0重 量部 (固形分) に対して、 無機系防鐯顔料の合計の配合量で 1〜 1 0 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 8 0重量部 (固形分) とする。
イオン交換シリカは、 カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンを多孔質 シリカゲル粉末の表面に固定したもので、 腐食環境下で金属イオンが放出され て沈殿膜を形成する。 また、 このイオン交換シリカの中でも C aイオン交換シ リカが最も好ましい。
有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を配合したことにより得られる防食機 構は、 以下のようなものであると考えられる。 すなわち、 腐食環境下で N aィ オンなどのカチオンが侵入すると、 イオン交換作用によりシリカ表面の C aィ オンや M gイオンが放出され、 さらに、 腐食環境下での力ソード反応により〇 Hイオンが生成してめっき界面近傍の p Hが上昇すると、 イオン交換シリカか ら放出された C aイオン( または M gイオン )が C a (O H) 2または M g (〇 H) 2としてめつき界面近傍に沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖 し、 腐食反応を抑制する。 また、 溶出した亜鉛イオンは C aイオン ( または M gイオン ) と交換してシリカ表面に固定される効果も考えられる。
C a交換シリカとしては任意のものを用いることができるが、 平均粒子径が 6 m以下、 望ましくは 以下のものが好ましく、 例えば、 平均粒子径が 2〜4 mのものを用いることができる。 C a交換シリカの平均粒子径が 6 a mを超えると耐食性が低下するとともに、 塗料組成物中での分散安定性が低下 する。
C a交換シリカ中の C a濃度は 1 w t %以上、 望ましくは 2〜8 w t %であ ることが好ましい。 C a濃度が 1 w t %未満では C a放出による防鐯効果が十 分に得られない。
なお、 C a交換シリカの表面積、 p H、 吸油量については特に限定されない。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (c ) を添加した場合の防食機構は先に述べ た通りであり、 特に本発明では皮膜形成有機樹脂である特定のキレ一ト変性樹
脂とイオン交換シリカとを複合化することにより、 キレ一ト変性樹脂によるァ ノード反応部での腐食抑制効果と、 イオン交換シリカによる力ソード反応部で の腐食抑制効果とが複合化することによって極めて優れた防食効果が発揮され る。
有機樹脂皮膜中でのイオン交換シリカ (C ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂 組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜1 00重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 10〜 50重 量部 (固形分) とする。 イオン交換シリカ (c) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 00重量部を 超えると、 耐食性が低下するので好ましくない。
微粒子シリカ (d) はコロイダルシリカ、 ヒュームドシリカのいずれでもよ い。
特に、 有機溶剤分散型シリカゾルは、 分散性に優れ、 ヒュームドシリカより も耐食性に優れている。
微粒子シリカは、 腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成 に寄与し、 この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、 腐 食の促進を抑制することができると考えられている。
耐食性の観点からは、 微粒子シリカは粒子径が 5〜50 nm、 望ましくは 5 〜20 nm、 さらに好ましくは 5〜1 5 nmのものを用いるのが好ましい。 有機樹脂皮膜中での微粒子シリカ (d) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成 物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活 性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) と の反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) さらに好ましくは 10〜 30重量部 (固 形分) する。 微粒子シリカ (d) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱 脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 100重量部を超えると、 耐 食性や加工性が低下するので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d)
を複合添加することにより、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 イオン 交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) とを複合添加することにより、 先に述 ベたような両者の複合的な防鑌機構によって特に優れた防食効果が得られる。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) を複合添加する 場合の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹 脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 イオン交換シリカ (c) および微粒子シリカ (d) の合計の配合量 で 1〜 1 00重量部 (固形分) 、 好ましくは、 5〜80重量部 (固形分) であ つて、 且つイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の配合量 (固形分) の重量比 (c) / (d) を 99ノ1〜 1/99、 好ましくは 95ノ5〜40ノ 60、 さらに好ましくは 90ノ 10〜60/40とする。
イオン交換シリカ (c) および微粒子シリカ (d) の合計の配合量が 1重量 部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 合計の配合 量が 100重量部を超えると塗装性や加工性が低下するので好ましくない。 また、 イオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の重量比 (c) / (d) が 1Z99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (a) Z (b) が 99Z1を 超えるとイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の複合添加による効果 が十分に得られなくなる。
有機皮膜中に配合されるリン酸亜鉛 (e) やリン酸アルミニウム (f) は、 リン酸イオンの骨格や縮合度等に特別な制限はなく、 正塩、 二水素塩、 一水素 塩あるいは亜リン酸塩のいずれでもよく、 また、 正塩はオルトリン酸塩のほ力、 ポリリン酸塩等の全ての縮合リン酸塩を含む。 例えば、 リン酸亜鉛としてはキ クチカラー (株) 製の L Fボウセィ Z P— DL、 リン酸アルミニウムとしては ティカ (株) 製の K一 WH I TE等を適用できる。
これらのリン酸亜鉛ゃリン酸アルミニウムは、 腐食環境下において加水分解 によってリン酸イオンに解離し、 溶出金属と錯形成反応を起こすことにより保 護皮膜を形成する。
有機樹脂皮膜中でのリン酸亜鉛およびノまたはリン酸アルミニウム (e, f ) の配合量は、 皮膜形成有機樹脂 (A) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜
100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) 、 さらに好ま しくは 1 0〜50重量部 (固形分) とする。 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸 アルミニウム (e, f ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐 食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 00重量部を超えると耐食性が低下 するので好ましくない。
また、 本発明では、 有機樹脂皮膜中にリン酸亜鉛および/またはリン酸アル ミニゥム (e, f ) とともにカルシウム化合物 (g) を複合添加することによ り、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 リン酸亜鉛および/またはリン 酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) を複合添加することによ り、 両者の複合的な防錡機構によって特に優れた防食効果が得られる。
カルシウム化合物 (g) は、 カルシウム酸化物、 カルシウム水酸化物、 カル シゥム塩の何れでも良く、 これらの少なくとも一つが選択される。 また、 カル シゥム塩の種類にも特に制限はなく、 ケィ酸カルシウム、 炭酸カルシウム、 リ ン酸カルシウムなどのようなカチオンとしてカルシウムのみを含む単塩のほか、 リン酸カルシウム ·亜鉛、 リン酸カルシウム ·マグネシウムなどのようなカル シゥムとカルシウム以外のカチオンを含む複塩を使用しても良い。
カルシウム化合物は、 腐食環境下においてめつき金属よりも優先的に溶出す ることにより、 めつき金属の溶出をトリガ一とせずにリン酸イオンと錯形成反 応を起こして緻密で難溶性の保護皮膜を形成し、 腐食反応を抑制するものと考 えられる。
有機樹脂皮膜中にリン酸亜鉛およびノまたはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) を複合添加する場合の配合量は、 皮膜形成有機樹脂 (A) 100重量部 (固形分) に対して、 リン酸亜鉛および/またはリン酸ァ ルミニゥム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) の合計の配合量で 1〜 100 重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) であって、 且つリン 酸亜鉛および またはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) の配合量 (固形分) の重量比 (e, f ) / (g) を 99Z1— 1Z99, 好ま しくは 95Z5— 40Z60、 さらに好ましくは 90Z10— 60Z40とす る。
リン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合
物 (g ) の合計の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上 効果が小さい。 一方、 合計の配合量が 1 0 0重量部を超えると、 耐食性が低下 するので好ましくない。 また、 リン酸亜鉛およびノまたはリン酸アルミニウム
( e , f ) とカルシウム化合物 (g ) の配合量 (固形分) の重量比 (e , f ) / ( g ) 力 Ζ 9 9未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (e , f ) Z ( g ) が 9 9 Z 1を超えると、 リン酸亜鉛およびノまたはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g ) の複合添加による効果が十分に得られなくなる。 さらに、 有機皮膜中には上記の無機系防鐯顔料に加えて、 腐食抑制剤として、 有機リン酸及びその塩 ( 例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホ スホン酸塩およびこれらの金属塩、 アルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩 ) 、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォ力ルバミン酸塩等の有機インヒビ 夕一を添加してもよい。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (b ) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
( 1 ) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :例えば、 ポリエチレン ワックス、 合成パラフィン、 天然パラフィン、 マイクロワックス、 塩素化炭化 水素など
( 2 ) フッ素樹脂微粒子:例えば、 ポリフルォロエチレン樹脂 (ポリ 4フッ化 エチレン樹脂等) 、 ポリフッ化ビニル樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂など また、 この他にも、 脂肪酸アミド系化合物 (例えば、 ステアリン酸アミド、 ミド、 ォレイン酸アミド、 ェシル酸アミド、 アルキレンビス脂肪酸アミドなど) 、 金属石けん類 (例えば、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸鉛、 ラウリン 酸カルシウム、 パルミチン酸カルシウムなど) 、 金属硫化物 (二硫化モリブデ ン、 二硫化タングステン) 、 グラフアイト、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリア ルキレンダリコール、 アル力リ金属硫酸塩などを用いてもよい。
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
ポリエチレンワックスとしては、 例えば、 へキスト社製のセリダス卜 9 6 1 5 A、 セリダスト 3 7 1 5、 セリダスト 3 6 2 0、 セリダスト 3 9 1 0 (以 上、 商品名) 、 三洋化成 (株) 製のサンワックス 1 3 1— P、 サンワックス 1 6 1— P (以上、 商品名) 、 三井石油化学 (株) 製のケミパール W— 1 0 0、 ケミパール W— 2 0 0、 ケミパール W— 5 0 0、 ケミパール W— 8 0 0、 ケ ミパール W— 9 5 0 (以上、 商品名) などを用いることができる。
また、 フッ素樹脂微粒子としては、 テトラフルォロエチレン微粒子が最も好 ましく、 例えば、 ダイキン工業 (株) 製のルブロン L— 2、 ルブロン L— 5 (以上、 商品名) 、 三井 ·デュポン (株) 製の M P 1 1 0 0、 M P 1 2 0 0 (以 上、 商品名) 、 旭ァイシ一アイフロロポリマーズ (株) 製のフルオンディスパ —ジョン A D 1、 フルオンディスパージョン A D 2、 フルオン L 1 4 1 J、 フルオン L 1 5 0 J、 フルオン L 1 5 5 J (以上、 商品名) などが好適であ る。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (b ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物であ る反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素 を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応 生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 8 0重量部 (固形分) 、 好ま しくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (b ) の配合量が 1重量 部未満では潤滑効果が乏しく、 一方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が 低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 必 要に応じて、 無機系防鲭顔料 (a ) 、 固形潤滑剤 (b ) および硬化剤などが添 加されるが、 さらに必要に応じて、 添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮 合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料など) 、 着色染料 (例えば、 有 機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料など) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタンなど) 、 キレート剤 (例えば、 チオールなど) 、 導電性顔料 (例え
ば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アンチモンド —プ型酸化錫など) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタ ンカップリング剤など) 、 メラミン · シァヌル酸付加物などを添加することが できる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および Zまたは水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤など が添加される。
上記有機溶剤としては、 上記皮膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 ( B ) との反応生成物を溶解または分散でき、 塗料組成物として調整できるも のであれば特別な制約なく、 例えば、 先に例示した種々の有機溶剤を使用する ことができる。
上記中和剤は、 皮膜形成有機樹脂 (A) を中和して水性化するために必要に 応じて配合されるものであり、 皮膜形成有機樹脂 (A) がカチオン性樹脂であ る場合には酢酸、 乳酸、 蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。 以上述べたような有機皮膜は上記複合酸化物皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . l〜5 m、 好ましくは 0 . 3〜3 m、 さらに 好ましくは 0 . 5〜2 mとする。 有機皮膜の膜厚が 0 . l m未満では耐食 性が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 z mを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 上述した複合酸化物皮膜の構成成分を含む処理液 で亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理 (処理液を 塗布) した後、 加熱乾燥させ、 次いでその上層に、 上述した皮膜形成有機樹脂
(A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物を含み (好ましくは主成分 とする) 、 必要に応じて無機系防鐯顔料 (a ) 、 固形潤滑剤 (b ) などが添加 された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることにより製造される。
なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力 リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理などの 前処理を施すことができる。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理液で処理し、
複合酸化物皮膜を形成するには、
(ィ) 酸化物微粒子を 0. 001〜3. 0モル ZL、
(口) リン酸および Zまたはリン酸化合物を P2〇5換算量で 0. 001〜6. 0モル ZL、 を含有する水溶液で処理し、 しかる後、 加熱乾燥するのが好まし い。
また、 水溶液には (ハ) L i, Mn, Fe, Co, N i, Z n, A 1 , L a, C eのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む 水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む化合物、 前記金属のう ちの少なくとも 1種を含む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上を、 前記金属の金属量換算の合計で 0. 001〜3. 0モル ZL含まれていても良 い。
添加成分 (ィ) である酸化物微粒子としては酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) が 最も好ましい。 この酸化ゲイ素は酸性水溶液中で安定な水分散性の S i〇2微粒 子であればよく、 市販のシリカゾルゃ水分散性のケィ酸オリゴマ一などを用い ることができる。 但し、 へキサフルォロケィ酸などのフッ化物は腐食性が強く、 人体への影響も大きいため、 作業環境への影響などの観点から使用しないこと が望ましい。
処理液中での酸化物微粒子の添加量(酸化ケィ素の場合は S i〇2量としての 添加量) は 0. 001〜3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 05〜: L. 0モル/ L、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル ZLとする。 酸化物微粒子の添加量 が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一方、 添加量が 3. 0モル/ Lを超えると皮膜の耐水性が悪くなり、 結果的に 耐食性も劣化する。
添加成分 (口) であるリン酸およびノまたはリン酸化合物としては、 オルト リン酸、 ピロリン酸、 トリポリリン酸などのポリリン酸、 メタリン酸およびこ れらの無機塩 (例えば、 第一リン酸アルミニウムなど) 、 亜リン酸、 亜リン酸 塩、 次亜リン酸、 次亜リン酸塩などのリン酸含有の化合物が、 水溶液中で溶解 した際に生じるァニオン、 或いは金属カチオンとの錯イオンとして存在してい る形態、 遊離酸として存在している形態、 無機塩として水分散状態で存在して いる形態など全てを含み、 本発明におけるリン酸成分の量は酸性水溶液中で存
在するこれら全ての形態の合計を P2〇5換算として規定する。
処理液中でのリン酸および Zまたはリン酸化合物の添加量は P2〇5換算で 0. 001〜6. 0モル/ L、 好ましくは 0. 02〜1. 0モル ZL、 さらに好ま しくは 0. 1〜0. 8モル/しとする。 リン酸および Zまたはリン酸化合物の 添加量が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が 劣る。 一方、 添加量が 6. 0モル ZLを超えると過剰のリン酸イオンが湿潤環 境においてめつき皮膜と反応し、 腐食環境によってはめつき素地の腐食を促進 し、 変色ゃシミ状銪発生の要因となる。
また、 (口) の成分として、 耐食性に優れた複合酸化物を得ることができる ため、 リン酸アンモニゥム塩を使用することも有効である。 リン酸アンモニゥ ム塩としては、 第一リン酸アンモニゥム、 第二リン酸アンモニゥムが好ましい。 処理液中での上記添加成分 (ハ) の添加量は、 金属量換算の合計で 0. 00 1〜3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 01〜0. 5モル ZLとする。 これらの 合計の添加量が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分に得られず、 一方、 添加量が 3. 0モル/ Lを超えると、 逆にこれらの成分が可溶性カチォ ンとなり皮膜のネットワーク形成を阻害する。
なお、 添加成分 (ハ) のイオンを金属塩として供給するために、 処理液にリ ン酸イオン以外に塩素イオン、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 酢酸イオン、 ホウ酸 イオンなどのァニオンが処理液中に添加されてもよい。 処理液中にはさらに、 複合酸化物皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを 狙いとして皮膜に配合される有機樹脂 (二) を含有させることができる。 有機 樹脂としては、 エポキシ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル—ェチ レン共重合体、 アクリル—スチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹 脂、 エチレン樹脂等などの水溶性樹脂又は Z及び水分散性樹脂が挙げられる。 これらの水分散性樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フエノール樹 脂、 水溶性ブタジエンラバ一 ( SBR, NBR, MBR ) 、 メラミン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として添加すること も可能である。
処理液中には、 上記添加物 (ィ) 一 (二) のほかに、 先に述べた皮膜中への
添加成分を適量添加しても良い。
めっき鋼板表面に処理液をコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬 方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式では口一ルコ一夕一 (3ロー ル方式、 2口一ル方式など) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコー夕一などのいずれ の塗布手段を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一などによる塗布処理、 浸 漬処理、 スプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調 整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
処理液の温度に特別な制約はないが、 常温〜 6 0 °C程度が適当である。 常温 以下では冷却などのための設備が必要となるため不経済であり、 一方、 6 0 を超えると水分が蒸発し易くなるため処理液の管理が難しくなる。
上記のように処理液をコーティングした後、 通常、 水洗することなく加熱乾 燥を行うが、 本発明で使用する処理液は下地めつき鋼板との反応により難溶性 塩を形成するため、 処理後に水洗を行ってもよい。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ャ一、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 この加熱乾燥処理は到達板温で 5 0〜 3 0 0 °C、 望ましくは 8 0〜2 0 0 °C、 さらに望ましくは 8 0〜 1 6 0 °Cの範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 5 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 0 0 °Cを超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に複合酸化物皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗 布する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法な どの任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 口一ルコ一夕一 (3ロール方 式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一ター、 ダイコーターなどのいずれの方法 を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一などによる塗布処理、 浸漬処理また はスプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外 観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組 成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉など を用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 50〜350 °C、 好ましくは 80°C〜 250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50°C未満では皮 膜中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°C を超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下す るおそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一公 知のリン酸塩処理皮膜など
(3) 両面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜
(4) 片面: めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜ー複 合酸化物皮膜
(5) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜一有 機皮膜
実施例
表 88〜表 90に示す第 1層皮膜形成用の処理液 (皮膜組成物) を調整した。 表 88〜表 90において、 酸化物微粒子の濃度 (モル ZL) は S i 02で換算 された値であり、 リン酸 Zリン酸化合物濃度 (モル ZL) は P 205で換算され た値である。 本発明条件の適否の記号〇は要件を満たすもの、 記号 Xは要件を 満たさないものを表す。
また、 第 2層皮膜形成用の樹脂組成物 (反応生成物) を以下のようにして合 成した。
[合成例 1 ]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 187 ) 1870部と ビスフエノール A 9 1 2部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140 まで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 139 1、 固形分 90 %のエポキシ樹脂を得
た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 500部を加えて から 1 00°Cに冷却し、 3, 5—ジメチルピラゾール (分子量 96) を 96部 とジブチルァミン (分子量 129) を 129部加えて、 エポキシ基が消失する まで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチルケトン 205部を加 えて、 固形分 60 %のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物
(1) とする。 この樹脂組成物 (1) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 5 Omo 1 %含む活性水素含有化合物と の反応生成物である。
上記ようにして合成された樹脂組成物 (1) に硬化剤を配合し、 樹脂組成物
(塗料組成物) を作成した。
樹脂組成物
基体樹脂 樹脂組成物 ( 1 ) 、 100部
硬化剤 I PD Iの MEKォキシムブロック体、 5部
触媒 ジブチル錫ジラウレート、 0. 2部 これら塗料組成物には表 91に示す無機防鐯顔料、 固形潤滑剤としてポリェ チレンワックスを適宜配合し、 塗料用分散機 (サンドグラインダ一) を用いて 必要時間分散させて所望の塗料組成物とした。 上記イオン交換シリカとしては C a交換シリカである W.R.Grace & Co.製の SH I ELDEX C 303 (平均 粒子径 2. 5〜3. 5 ΙΏ、 C arli 3W t ) を用いた。
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ R a : 1. 0 mの冷延鋼板に付着量 20 gZm2の電気亜鉛めつきを 施しためっき鋼板を処理原板として用い、 このめつき鋼板の表面をアルカリ脱 脂処理及び水洗乾燥した後、 表 88〜表 90に示す処理液 (皮膜組成物) を口 一ルコーターで塗布し、 加熱乾燥させて第 1層皮膜を形成させた。 この第 1層 皮膜の膜厚は、 処理液の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。 次いで、 塗料組成物をロールコ一夕一により塗 布し、 加熱乾燥して第 2層皮膜を形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆 鋼板を製造した。 第 2層皮膜の膜厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) また は塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白鑌性、 アルカリ 脱脂後の耐白錡性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を第 1層 皮膜および第 2層皮膜の皮膜構成等とともに表 9 2〜表 9 6に示す。
有機被覆鋼板の品質性能の評価は最良の形態 1と同様にして行った。
表 9 2〜表 9 6において、
* 1 :めっき鋼板のコラムの 1は電気亜鉛めつき鋼板を示す。
* 2 :皮膜組成物の N o . は表 8 8— 9 0に記載された N o . である。
* 3 : S i〇2換算量割合 (w t . % ) は第 1層 (複合酸化物) 合計重量に対す る重量比である。
* 4 : ( /3 ) Z ( ァ ) は、 P 2〇5換算重量での ( β ) リン酸及び Ζまた はリン酸化合物のモル量の、 ( ァ ) 成分の金属換算モル量の合計値に対する 比率である。
* 5 :合計付着量 = ( a ) + ( β ) + ( r )
* 6 : 1は明細書に記載の樹脂組成物である。
* 7 :表 9 1に記載の無機系防鑌顔料である。
* 8 :樹脂組成物の固形分 1 0 0重量部に対する固形分配合量 (重量部) 。
* 9 :無機系防鐯顔料 1と無機系防鑌顔料 2の合計固形分配合量。
* 1 0 :無機系防鐯顔料 1と無機系防鐯顔料 2の固形分重量比。
* 1 1 :樹脂組成物の固形分 1 0 0重量部に対する固形潤滑剤の固形分配合量
(重量部) 。
表 8 8 δδ化物 ί¾½子 (《) リン酸/リン 金尿成分 有機樹脂 ( S )
化合物 ( ) ( v )
NO. (成分 1 ) (成分 2 ) total PH 1+
商品名 粒径 (nm) ¾度 «度 *2 モル比 ¾頌 度 類 度 モル ¾度 適否
( / L) 网 (モ L)
1酸化ケィ素 曰産化学ェ桀 (株) 6〜8 0.33オルト 0.30 1.00し ί 0.30 0.30 4.3 o
スノーテックス OS リン酸
2 5§化ケィ素 日産化学ェ窠 (株) ¾ 6〜8 0.33 0.06 1.47 Μη 0.04 0.04 2.6 o
スノ一テックス OS リン酸
3 ¾化ゲイ素 曰産化学ェ桀 (栈) K 6〜8 0.40オルト 0.13 1.30 Fa 0.10 0.10 0.8 〇 スノーテックス OS リン
4齩化ケィ棻 日産化学ェ接 (株) m 6〜8 0.30才ルト 0.22 1.21 Co 0.18 0.18 1.3 o
スノーテックス OS リン酸
5酸化ケィ素 日産化学ェ紫 (株) n 6〜8 0.33才ルト 0.15 1.21 Ni 0.12 0.12 3 〇 スノーテックス OS リン酸
6酸化ケィ素 曰産化学ェ桀 (株) 製 6〜8 0.33れト 0.22 1 ,10 Zn 0.20 0.20 2.4 〇 スノーテックス OS リン酸
7酸化ケィ索 日産化学ェ桀 (株) 6〜8 0,33 オルト 0.15 ■1.50 Al 0.10 0.10 2.1 〇 スノーテックス OS Ψ
8酸化ケィ素 日産化学ェ桀 (株) 6〜8 0.33 オルト 0.G9 1.80し a 0.05 0.05 1.5 o
スノ一テックス OS リン酸
9酸化ケィ素 日産化学ェ粱 (株) II 6〜8 0.33 ト 0.09 1.80 Ce .. 0.05 , 0.05 2 o
スノーテックス OS リン酸
10酸化ケィ素 日本ァェ'ロジル (株) ![ 12 0.50才 0.15 1.47 n 0. 0 0.10 2.6 o
ァェ αジル 200 リン
11酸化ケィ素 曰本ァエロジル (株) 12 0.50れト 0.10 1.20 Ni 0.08 0.08 3 〇 ァエロジル 200 リン酸
表 8 9
酸化物微粒子 リン諮ン 5S 金尿成分 有機樹脂 組成物本発明 化合物 (β) ( r )
NO. (成分 1 ) (成分 2 ) total pH 条件の 類 。。名 拉径 (nm) ¾度 ·1 mm ¾度 ·2 モル比 ¾度 ¾度 モル置 澳度 適否
(モ /L) ( ?)/(y ) ( ) ( )
12 ヒケィ素 日本ァエロジル (株) ¾ 12 0.33才讣 0.10 1.21 Co 0.08 0.08 2.8 〇
ァエロジル 200 リン ss
13 oaitvつ ?κ 曰本ァェロンゾレ ( ) ¾ 12 0.33 オル卜 0.12 1.50 Al 0.08 0.08 2.9 〇
ァエロジル 200 リン酸
14 ィ匕ケ ^ 日産化学工橥 (株) 製 12~14 0.20れ卜 0.12 1.20 Ni 0.10 0.10 1.5 〇
スノーテックス OUP リン酸
15 65化ケィ 日産化字ェ菜 (株) « 12~14 0.20 才 A卜 0.12 1.20 Al 0.10 0.10 2 〇
スノーテックス OUP リン酸
16酸化アルミ 日産化学ェ菜 (株) .製 オルト 0.10 1.03 Mn 0.10 0.10 3.1 〇
アルミナゾル 200 リン酸
17酸化シ' ァ 日産化学ェ (株) 60-70 れト 0.15 1.47 n 0.10 0.10 2.6 〇
NZS-30A リン酸
18酸化ケィ素 日産化学工業 (株) ¾ 12~14 0.33 リン酸二アンモニゥム 0.15 8 〇
スノーテックス Ν
19酸化ケィ素 日本ァエロジル (株) 製 12 0.33 オルト 0.12 1.20 Nl 0.08 Mn 0.02 0.10 2.8 〇
ァエロジル 200 リン酸
20酸化ケィ素 日本ァエロジル (株) 製 12 0.33 オルト 0.12 1.05 Al 0.08 g 0.03 0.11 2.9 〇
ァエロジル 200 リン酸
21酸化ケィ素 · 日産化学ェ橥 (株) 製 6~8 0.33れト 0.25 2.50 Ni . 0.10 0.10 2.1 〇
スノーテックス OS リン酸
表 9 0
表 9 1
N o . 無機系防鲭顔料
1 イオン交換シリカ C a交換シリカ W.R. Grace & Co.製
SHIELDEX C 303 平均粒子径:
2.5-3.5 m C a濃度 3 w t %
1 3 リン酸亜鉛 オルトリン酸亜鉛
2 8 カルシウム化合物 炭酸カルシウム 60wt.%
+ケィ酸カルシウム 40wt.%
表 9 2
表 9 3
一 Ji皮) Ιβ 第二 S皮 a fii老
No. めっき 皮 K Si02 ( r) リン S成分 樹脂 無《系 Κ«ΙίΒ料 固形 ra¾剤 ' ¾ほ 外 耐白 in性 7Mリ 加工性 明 ffl/ ffl板 »S成物 換》置 成分 モル比 付 »置 組成物 a度 S)9性 比 ffl 合 W 1 ( y ) 1 ) ( 42 ) SST の耐白 a性
1209SP1 SST
¾¾ S合 S ¾a S合 S 合計置 比串 £合置
l (wt%) (で) [μηή
•2 •3 •4 . •5 •6 *7 •8 •7 •8 •10 "1 •12
29 16 120 Mn 1.03 290 30 230 O ◎ ύ 発
30 17 120 Mn 1.47 320 30 230 0 ◎ ◎ ◎ 発
31 18 120 40 320 30 230 0 ◎ 0 ◎ 発
32 19 120 40 i. n 1.2 290 30 230 o ◎ ◎ ◎ 発
33 20 120 40 AI.Mg 1.05 300 30 230 〇 ◎ o+ ◎ 発
34 21 120 40 Ni 2.5 320 30 ?30 o ◎ ◎ ◎ 発
35 22 120 98 Ni 1.03 280 30 230 o ◎ 0- ◎ 発
36 23 120 4 Ni 1.2 320 30 230 0 0- ◎ 発
37 24 120 40 Ni 1.33 350 30 230 〇 ◎ ◎ ◎ 発
38 25 120 40 IJ 1 280 30 230 o ◎ o+ ◎ 発
39 26 120 40 500 30 230 〇 ◎ 0+ ◎ 発
40 27 120 40 Ni ' 1.2 4200 30 230 X ◎ ◎ X 比
41 28 120 0 Ni 1.1 360 30 230 o Δ Δ 厶 比
42 29 120 60 290 30 一一 230 0 ◎ 0+ ◎ 発
43 30 120 60 Ni 0 290 30 230 o X X X 比
55::
最良の形態 3
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成された化成 処理皮膜の上層に、 特定のキレート形成樹脂皮膜を形成することにより、 さら に、 好ましくはこのキレート形成樹脂皮膜中に特定の防鐯添加剤を適量配合す ることにより、 化成処理としてクロメ一ト処理を用いることなく優れた耐食性 が得られることを見い出した。
本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミ二 ゥム系めつき鋼板の表面に化成処理皮膜を形成し、 その上層に、 皮膜形成有機 樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) とを反応させることにより、 皮膜形成用樹 脂 (A) にキレート形成基としてヒドラジン誘導体 (C ) を付与し、 この反応 生成物であるキレート形成樹脂を含む有機皮膜を形成した点にある。
このような特定の反応生成物からなる有機皮膜による防食機構については必 ずしも明らかではないが、 その機構は以下のように推定できる。 すなわち、 単 なる低分子量のキレート化剤ではなく、 皮膜形成有機樹脂にヒドラジン誘導体 を付与することによって、 (1)緻密な有機高分子皮膜により酸素や塩素イオンな どの腐食因子を遮断する効果が得られること、 (2)ヒドラジン誘導体が第 1層皮 膜の表面と強固に結合して安定な不動態化層を形成できること、 (3)腐食反応に よって溶出した亜鉛イオンを皮膜中のフリーのヒドラジン誘導体がトラップし、 安定な不溶性キレート化合物層を形成するため、 界面でのイオン伝導層の形成 が抑制されて腐食の進行が抑制されること、 などの作用効果により腐食の進行 が効果的に抑制され、 優れた耐食性が得られるものと考えられる。
以上の結果、 下地の化成処理皮膜として 6価クロムを含有しない化成処理皮 膜 (例えば、 リン酸塩処理皮膜等) を用いた場合でも、 クロメート皮膜に匹敵 する優れた耐食性が得られ、 また、 化成処理皮膜としてクロメート皮膜を用い た場合には、 これと有機皮膜による防食効果が複合化されるため、 従来のクロ メート処理鋼板に較べて格段に優れたが耐食性が得られ、 しかも優れた耐クロ ム溶出性が得られるものと考えられる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) として、 特にエポキシ基含有樹脂を用いた場
合には、 エポキシ基含有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜が形 成され、 このバリヤ一皮膜は酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また、 分子中の水酸基により素地との優れた結合力が得られるため、 特に優れた耐食 性が得られる。
さらに、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) として、 特に活性水素を 有するピラゾール化合物および zまたは活性水素を有する卜リアゾ一ル化合物 を用いることにより、 より優れた耐食性が得られる。
従来技術のように皮膜形成有機樹脂に単にヒドラジン誘導体を混合しただけ では、 腐食抑制の向上効果はほとんど認められない。 その理由は、 皮膜形成有 機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体は、 腐食環境下で溶出 した亜鉛とキレート化合物を形成するものの、 そのキレート化合物は低分子量 のため緻密なバリヤ一層にはならないためであると考えられる。 これに対して、 本発明のように皮膜形成有機樹脂の分子中にヒドラジン誘導体を組み込むこと により、 格段に優れた腐食抑制効果が得られる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からなる 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を適量配合することにより、 さらに優れ た防食性能 (皮膜欠陥部での自己修復作用) を得ることができる。 この特定の 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を配合したことにより得られる防食機構 は、 以下のようなものである考えられる。 まず、 腐食環境下ではめつき皮膜か ら溶出した亜鉛イオンを上記ヒドラジン誘導体がトラップすることによりァノ —ド反応が抑制される。 一方、 腐食環境下で N aイオンなどのカチオンが侵入 すると、 イオン交換作用によりシリカ表面の C aイオンや M gイオンが放出さ れ、 さらに、 腐食環境下での力ソード反応により O Hイオンが生成してめっき 界面近傍の p Hが上昇すると、イオン交換シリカから放出された C aイオン(ま たは M gイオン) が C a (O H) 2または M g (O H) 2としてめつき界面近傍 に沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖し、 腐食反応を抑制する。 また、 溶出した亜鉛イオンは C aイオン (または M gイオン) と交換されてシ リカ表面に固定される効果も考えられる。 そして、 このようなヒドラジン誘導 体とイオン交換シリカの両防食作用が複合化されて、 特に優れた防食効果が得 られるものと考えられる。
一般の有機皮膜中にイオン交換シリカを配合した場合でもある程度の防食効 果は得られるが、 本発明のように特定のキレート変性樹脂からなる有機皮膜中 にイオン交換シリカを配合したことにより、 キレート変性樹脂によるアノード 反応部での腐食抑制効果と、 イオン交換シリカによるカソード反応部での腐食 抑制効果とが複合化し、 これによりアノード、 力ソード両腐食反応が抑制され る結果、 極めて優れた防食効果が発揮されるものと考えられる。 さらに、 この ような複合化された防食効果は皮膜の傷部や欠陥部の腐食抑制にも有効であり、 皮膜に優れた自己修復作用を付与することができる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からなる 有機皮膜中に微粒子シリカ (b ) を適量配合することによつても耐食性を向上 させることができる。 すなわち、 特定の有機皮膜中にヒュームドシリカゃコロ ィダルシリカ等のような比表面積の大きい微粒子シリ力 (平均一次粒子径 5〜 5 0 n m、 好ましくは 5〜2 0 n m、 さらに好ましくは 5〜 1 5 n m) を配合 することにより、塩基性塩化亜鉛等の緻密で安定な腐食生成物の生成を促進し、 酸化亜鉛 (白鑌) の発生を抑制できる。
さらに、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からな る有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) と微粒子シリカ (b ) を複合添加する ことにより、 さらなる耐食性向上効果が得られる。 イオン交換シリカは多孔質 シリカを主体としており、 一般に粒子径が 1 /z m以上と比較的大きいため、 C aイオンが放出された後はシリカとしての防鑌効果はあまり期待できない。 こ のためヒュームドシリカゃコロイダルシリカ等のような比表面積の大きい微粒 子シリカ (一次粒子径 5〜5 0 n m、 望ましくは 5〜2 0 n m、 さらに望まし くは 5〜1 5 n m) を併用することにより、 塩基性塩化亜鉛などの緻密で安定 な腐食生成物の生成が促進され、 酸化亜鉛 (白鲭) の生成を抑制できるものと 考えられ、 このようなィオン交換シリ力と微粒子シリ力の複合的な防鐯機構に よって、 特に優れた防食効果が得られるものと推定される。
以下、 本発明の詳細とその限定理由を説明する。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成される化成 処理皮膜について説明する。
この化成処理皮膜はめつき鋼板の活性度を抑制し、 耐食性、 密着性を向上す
る目的で形成されるもので、 その種類は特に限定されず、 6価クロムを含有し ない化成処理皮膜、 クロメート皮膜のいずれでもよい。
6価クロムを含有しない化成処理皮膜としては、 例えば、
( 1) リン酸塩処理皮膜
(2) モリブデートまたはタンダステート処理皮膜、 リン酸 Zモリブデン酸処 理皮膜などの不動態化皮膜、
(3) 酸化リチウム等のアル力リ金属酸化物と酸化ケィ素からなるアル力リシ リケ一ト処理皮膜
(4) 3価クロムからなる複合酸化物皮膜
(5) 酸化チタン、 酸化ジルコニウムからなる酸化物皮膜
等の無機系皮膜を適用することができる。
また、 上記無機系皮膜以外に、 例えば、
(6) 薄膜有機樹脂皮膜 (0. l〜2 ^m) または有機複合シリケ一ト皮膜
(7) タンニン酸、 フィチン酸、 ホスホン酸等のキレート形成有機皮膜
(8) 上記 (1) , (2) , (3) のいずれかの無機系皮膜中に有機樹脂を配 合した複合皮膜
等を適用することができる。
上記のなかでも特に酸化ケィ素を含有する難溶性皮膜 (例えば、 アルカリシ リケ一ト皮膜等) が、 亜鉛の白鲭を抑制する観点から最も望ましい。
上記化成処理皮膜中には、 加工性、 耐食性を向上させることを目的として、 有機樹脂を配合することができる。 この有機樹脂としては、 エポキシ樹脂、 ゥ レ夕ン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル一エチレン共重合体、 アクリルースチレ ン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エチレン樹脂等を用いること ができる。 これらは水溶性樹脂および または水分散性樹脂として供給できる。 さらに、 これらの水分散性樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フエノ —ル榭脂、 水溶性ブタジエンラバー (SBR, NBR, MBR) 、 メラミン樹 脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として併用する ことが有効である。
また、 上記の化成処理皮膜には、 さらに耐食性を向上させるための添加剤と して、 ポリリン酸塩、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミ二
ゥム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブ デン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フィチン酸、 フ イチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩) 、 有機インヒビター (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォカル バミン酸塩等) 、 有機化合物 (ポリエチレングリコール) 等を皮膜組成物に添 加してもよい。
さらに、 その他の添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔 料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ 系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (酸化チタン) 、 キレ一ト剤 (チ オール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属 粉末、 リン化鉄、 アンチモンドープ型酸化錫など) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤など) 、 メラミン · シァヌル酸 付加物等を添加することができる。
また、 有機被覆鋼板の使用環境下での黒変 (めっき表面の酸化現象の一種) を防止する目的で、 これらの化成処理皮膜に鉄族金属イオン (N iイオン、 C oイオン、 F eイオン) の 1種以上、 好ましくは N iイオンを添加してもい。 この場合、 鉄族金属イオンの濃度は、 処理組成物中の (]3 ) アルカリ土類金属 イオン 1モルに対して 1 Z 1 0 0 0 0モル以上あれば所望の効果が得られる。 鉄族金属イオンの濃度の上限は特に定めないが、 濃度の増加に伴い耐食性に影 響を及ぼさない程度とする。
これらの化成処理皮膜の膜厚は 3 i m以下とする。膜厚が 3 x mを超えると、 加工性、 導電性が低下するためである。 下限は特に定めないが、 耐食性向上効 果が認められる膜厚とすればよい。
次に、 上記化成処理皮膜の上部に形成される有機皮膜について説明する。 最 良の形態 1に記載したのと同様な有機皮膜が形成される。
本発明において、 化成処理皮膜の上部に形成される有機皮膜は、 皮膜形成有 機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 ( C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物を含み、 必要に応じ て防鲭添加剤等の添加剤が適量配合された膜厚が 0 . 1〜 5 i mの有機皮膜で ある。
皮膜形成有機樹脂 (A) の種類としては、 一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応 して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合などの反応 により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はなレ^ この皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ 樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 アルキド樹脂、 アクリル系共重 合体樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 およびこれらの樹脂の付加 物または縮合物などを挙げることができ、 これらのうちの 1種を単独で、 また は 2種以上を混合して使用することができる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 反応性、 反応の容易さ、 防食性な どの点から、 樹脂中にエポキシ基を含有するエポキシ基含有樹脂 (D ) が特に 好ましい。 このエポキシ基含有樹脂 (D ) としては、 一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合など の反応により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約 はなく、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマ一 と共重合したアクリル系共重合体樹脂、 エポキシ基を有するポリブタジエン樹 脂、 エポキシ基を有するポリウレタン樹脂、 およびこれらの樹脂の付加物もし くは縮合物などが挙げられ、 これらのエポキシ基含有樹脂の 1種を単独で、 ま たは 2種以上混合して用いることができる。
また、 これらのエポキシ基含有樹脂 (D) の中でも、 めっき表面との密着性、 耐食性の点からエポキシ樹脂、 変性ェポキシ樹脂が特に好適である。
また、 このエポキシ基含有モノマ一と共重合したアクリル系共重合体樹脂は、 ポリエステル樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂などによって変性させた樹 脂とすることもできる。
前記エポキシ樹脂として特に好ましいのは、 ビスフエノール Aとェピハロヒ ドリンとの反応生成物である樹脂であり、 このエポキシ樹脂は特に耐食性に優 れているため好ましい。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は、 有機溶剤溶解型、 有機溶剤分散型、 水溶 解型、 水分散型のいずれであってもよい。
本発明では皮膜形成有機樹脂 (A) の分子中にヒドラジン誘導体を付与する ことを狙いとしており、 このため活性水素含有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) であること が必要である。
皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂である場合、 そのエポキシ基 と反応する活性水素含有化合物 (B ) として例えば以下に示すようなものを例 示でき、 これらの 1種または 2種以上を使用できるが、 この場合も活性水素含 有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒ ドラジン誘導体であることが必要である。
•活性水素を有するヒドラジン誘導体
•活性水素を有する第 1級または第 2級のアミン化合物
'アンモニア、 カルボン酸などの有機酸
•塩化水素などのハロゲン化水素
•アルコール類、 チオール類
•活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンと酸との混合物 である 4級塩化剤
前記活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) としては、 例えば、 以下のも のを挙げることができる。
力ルポヒドラジド、 プロピオン酸ヒドラジド、 サリチル酸ヒドラジド、 ァ ジピン酸ジヒドラジド、 セバシン酸ジヒドラジド、 ドデカン酸ジヒドラジド、 イソフタル酸ジヒドラジド、 チォカルボヒドラジド、 4 , 4 ' —ォキシビスべ ンゼンスルホニルヒドラジド、 ベンゾフエノンヒドラゾン、 ァミノポリアクリ ルアミド等のヒドラジド化合物;
ピラゾール、 3, 5—ジメチルピラゾール、 3—メチルー 5—ピラゾロン、 3—アミノー 5—メチルピラゾール等のピラゾール化合物;
1, 2 , 4—トリァゾール、 3 —アミノー 1, 2 , 4—トリァゾ一ル、 4 ーァミノ— 1, 2 , 4—トリァゾール、 3 —メルカプト一 1, 2, 4—トリァ ゾール、 5 —アミノー 3 —メルカプト— 1 , 2 , 4—トリァゾ一ル、 2, 3— ジヒドロ一 3—ォキソ一 1 , 2 , 4—トリァゾ一ル、 1 H—べンゾトリァゾー ル、 1ーヒドロキシベンゾトリアゾール ( 1水和物) 、 6—メチル— 8—ヒド
ロキシ卜リアゾロピリダジン、 6—フエニル— 8—ヒドロキシ卜リアゾロピリ ダジン、 5 —ヒドロキシー 7—メチルー 1, 3 , 8 —トリアザインドリジン等 のトリァゾ一ル化合物;
5—フエ二ルー 1, 2 , 3 , 4—テトラゾ一ル、 5—メルカプト— 1ーフ ェニル— 1 , 2, 3 , 4—テトラゾール等のテトラゾ一ル化合物;
5—ァミノ _ 2 —メルカプト— 1 , 3 , 4—チアジアゾ一ル、 2, 5—ジ メルカプト— 1, 3, 4一チアジアゾ一ル等のチアジアゾ一ル化合物;
マレイン酸ヒドラジド、 6—メチル _ 3—ピリダゾン、 4 , 5—ジクロ口 一 3—ピリダゾン、 4, 5—ジブ口モー 3—ピリダゾン、 6—メチルー 4 , 5 ージヒドロ— 3—ピリダゾン等のピリダジン化合物
また、 これらのなかでも、 5員環または 6員環の環状構造を有し、 環状構造 中に窒素原子を有するピラゾール化合物、 トリアゾ一ル化合物が特に好適であ る。
これらのヒドラジン誘導体は 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使用 することができる。
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記活性水素を有するァ ミン化合物の代表例としては、 例えば、 以下のものを挙げることができる。
ジエチレン卜リアミン、 ヒドロキシェチルアミノエチルァミン、 ェチルァ ミノェチルァミン、 メチルァミノプロピルァミンなどの 1個の 2級ァミノ基と 1個以上の 1級アミノ基を含有するァミン化合物の 1級ァミノ基を、 ケトン、 アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば 1 0 0〜2 3 0で程度の温度で加熱反 応させてアルジミン、 ケチミン、 ォキサゾリン若しくはイミダゾリンに変性し た化合物;
ジェチルァミン、 ジエタノールァミン、 ジ _ n _または— i s o _プロパ ノールァミン、 N _メチルエタノールアミン、 N—ェチルエタノールァミンな どの第 2級モノアミン;
モノエタノールァミンのようなモノアルカノ一ルァミンとジアルキル (メ 夕) ァクリルアミドとをミカエル付加反応により付加させて得られた第 2級ァ ミン含有化合物;
モノエタノールァミン、 ネオペンタノ一ルァミン、 2—ァミノプロパノー
ル、 3—ァミノプロパノール、 2 —ヒドロキシ— 2 ' (ァミノプロボキシ) ェ チルェ一テル等のアルカノ一ルァミンの 1級ァミノ基をケチミンに変性した化 合物;
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記 4級塩化剤は、 活性 水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンはそれ自体ではエポキシ 基と反応性を有しないので、 これらをエポキシ基と反応可能とするために酸と の混合物としたものである。 4級塩化剤は、 必要に応じて水の存在下でェポキ シ基と反応し、 エポキシ基含有樹脂と 4級塩を形成する。
4級塩化剤を得るために使用される酸は、 酢酸、 乳酸などの有機酸、 塩酸な どの無機酸のいずれでもよい。 また、 4級塩化剤を得るために使用される活性 水素を有しないヒドラジン誘導体としては、 例えば 3, 6—ジクロロピリダジ ンなどを、 また、 第 3級ァミンとしては、 例えば、 ジメチルエタノールァミン、 トリェチルァミン、 トリメチルァミン、 トリイソプロピルァミン、 メチルジェ 夕ノールァミンなどを挙げることができる。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物は、 皮 膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 (B ) とを 1 0〜3 0 0 nC、 好ま しくは 5 0〜 1 5 0 °Cで約 1〜8時間程度反応させて得られる。
この反応は有機溶剤を加えて行ってもよく、 使用する有機溶剤の種類は特に 限定されない。 また、 エポキシ樹脂との溶解性、 塗膜形成性等の面からは、 ケ トン系またはェ一テル系の溶剤が特に好ましい。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 固形 分の割合で皮膜形成有機樹脂 (A) 1 0 0重量部に対して、 活性水素含有化合 物 (B ) を 0 . 5〜2 0重量部、 特に好ましくは 1 . 0〜 1 0重量部とするの が望ましい。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂 (D ) である場合には、 エポキシ基含有樹脂 (D ) と活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 活性 水素含有化合物 (B ) の活性水素基の数とエポキシ基含有樹脂 (D ) のェポキ シ基の数との比率 [活性水素基数 Zエポキシ基数] が 0 . 0 1〜 1 0、 より好
ましくは 0 . 1〜8、 さらに好ましくは 0 . 2〜4とすることが耐食性などの 点から適当である。
また、 活性水素含有化合物 (B ) 中における活性水素を有するヒドラジン誘 導体 (C ) の割合は 1 0〜 1 0 0モル%、 より好ましくは 3 0〜1 0 0モル%、 さら好ましくは 4 0〜 1 0 0モル%とすることが適当である。 活性水素を有す るヒドラジン誘導体 (C ) の割合が 1 0モル%未満では有機皮膜に十分な防錡 機能を付与することができず、 得られる防鑌効果は皮膜形成有機樹脂とヒドラ ジン誘導体を単に混合して使用した場合と大差なくなる。
本発明では緻密なバリヤ一皮膜を形成するために、 樹脂組成物中に硬化剤を 配合し、 有機皮膜を加熱硬化させることが望ましい。
樹脂組成物皮膜を形成する場合の硬化方法としては、 (1)イソシァネートと基 体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方法、 (2)メラミン、 尿素 およびべンゾグアナミンの中から選ばれた 1種以上にホルムアルデヒドを反応 させてなるメチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数 1〜 5の 1価アルコ ールを反応させてなるアルキルェ一テル化ァミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基と の間のエーテル化反応を利用する硬化方法、 が適当であるが、 このうちイソシ ァネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を主反応とすることが特に 好適である。
上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシァネ一ト化合物は、 1分子中に少なく とも 2個のイソシァネート基を有する脂肪族、 脂環族 (複素環を含む) または 芳香族イソシァネ一ト化合物、 若しくはそれらの化合物を多価アルコールで部 分反応させた化合物である。 このようなポリイソシァネート化合物としては、 例えば以下のものが例示できる。
これらのポリイソシァネート化合物は、 1種を単独で、 または 2種以上を混 合して使用できる。
また、 ポリイソシァネート化合物の保護剤 (ブロック剤) としては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 プロパノール、 ブタノール、 ォクチルアルコー ルなどの脂肪族モノアルコール類
エチレングリコールおよび Zまたはジエチレングリコールのモノエーテル 類、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル (n—, i s o ) 、 ブチル (n—, i
s o, s e c ) などのモノエーテル
フエノール、 クレゾールなどの芳香族アルコール
ァセトォキシム、 メチルェチルケトンォキシムなどのォキシム
などが使用でき、 これらの 1種または 2種以上と前記ポリイソシァネート化合 物とを反応させることにより、 少なくとも常温下で安定に保護されたポリィソ シァネート化合物を得ることができる。
このようなポリイソシァネート化合物 (E) は、 硬化剤として皮膜形成有機 樹脂 (A) に対し、 (A) ノ (E) =95ノ 5〜55Z45 (不揮発分の重量 比) 、 好ましくは (A) / (E) =90Z10〜65Z35の割合で配合する のが適当である。 ポリイソシァネート化合物には吸水性があり、 これを (A) / (E) =55Z45を超えて配合すると有機皮膜の密着性を劣化させてしま う。 さらに、 有機皮膜上に上塗り塗装を行った場合、 未反応のポリイソシァネ 一ト化合物が塗膜中に移動し、 塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こしてしまう。 このような観点から、 ポリイソシァネート化合物(E) の配合量は(A) / (E) = 55/45以下とすることが好ましい。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は以上のような架橋剤 (硬化剤) の添加によ り十分に架橋するが、 さらに低温架橋性を増大させるため、 公知の硬化促進触 媒を使用することが望ましい。 この硬化促進触媒としては、 例えば、 N—ェチ ルモルホリン、 ジブチル錫ジラウレート、 ナフテン酸コバルト、 塩化第 1スズ、 ナフテン酸亜鉛、 硝酸ビスマスなどが使用できる。
また、 例えば皮膜形成有機樹脂 (A) にエポキシ基含有樹脂を使用する場合、 付着性など若干の物性向上を狙いとして、 エポキシ基含有樹脂とともに公知の アクリル、 アルキッド、 ポリエステル等の樹脂を混合して用いることもできる。 本発明では有機皮膜中に防鲭添加剤としてイオン交換シリカ (a) および Z または微粒子シリカ (b) を配合することができる。
イオン交換シリカは、 カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンを多孔質 シリカゲル粉末の表面に固定したもので、 腐食環境下で金属イオンが放出され て沈殿膜を形成する。 また、 このイオン交換シリカの中でも C aイオン交換シ リカが最も好ましい。
C a交換シリカとしては任意のものを用いることができるが、 平均粒子径が
6 m以下、 望ましくは 以下のものが好ましく、 例えば、 平均粒子径が 2〜4 / mのものを用いることができる。 C a交換シリカの平均粒子径が 6 mを超えると耐食性が低下するとともに、 塗料組成物中での分散安定性が低下 する。
C a交換シリカ中の C a濃度は 1 w t %以上、 望ましくは 2〜8 w t %であ ることが好ましい。 C a濃度が 1 w t %未満では C a放出による防鲭効果が十 分に得られない。
なお、 C a交換シリカの表面積、 p H、 吸油量については特に限定されない。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を添加した場合の防食機構は先に述べ た通りであり、 特に本発明では皮膜形成有機樹脂である特定のキレート変性樹 脂とイオン交換シリカとを複合化することにより、 キレート変性榭脂によるァ ノード反応部での腐食抑制効果と、 イオン交換シリカによる力ソード反応部で の腐食抑制効果とが複合化することによって極めて優れた防食効果が発揮され る。
有機樹脂皮膜中でのイオン交換シリカ (a ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂 組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 1 0 0重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜 8 0重量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 1 0〜 5 0重 量部 (固形分) とする。 イオン交換シリカ (a ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 0 0重量部を 超えると、 耐食性が低下するので好ましくない。
微粒子シリカ (b ) はコロイダルシリカ、 ヒュームドシリカのいずれでもよ い。
特に、 有機溶剤分散型シリカゾルは分散性に優れ、 ヒュームドシリカよりも 耐食性が優れている。
微粒子シリカは、 腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成 に寄与し、 この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、 腐 食の促進を抑制することができると考えられている。
耐食性の観点からは、 微粒子シリカは粒子径が 5〜 5 0 n m、 好ましくは 5
〜20 nm、 より好ましくは 5〜 1 5 nmのものを用いるのが好ましい。
有機樹脂皮膜中での微粒子シリカ (b) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成 物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活 性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) と の反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) さらに好ましくは 10〜 30重量部 (固 形分) する。 微粒子シリカ (b) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱 脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 00重量部を超えると、 耐 食性や加工性が低下するので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加することにより、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 イオン 交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) とを複合添加することにより、 先に述 ベたような両者の複合的な防鑌機構によって特に優れた防食効果が得られる。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加する 場合の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹 脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 イオン交換シリカ (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量 で 1〜 100重量部 (固形分) 、 好ましくは、 5〜80重量部 (固形分) であ つて、 且つイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の配合量 (固形分) の重量比 (a) / (b) を 99 :!〜 1Z99、 好ましくは 95ノ 5〜 40ノ 60、 さらに好ましくは 90ノ 10〜60/40とする。
イオン交換シリカ (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量が 1重量 部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 合計の配合 量が 1 00重量部を超えると塗装性や加工性が低下するので好ましくない。
また、 イオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の重量比 (a) / (b) が 1Z99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (a) / (b) が 99/1を 超えるとイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の複合添加による効果 が十分に得られなくなる。
また、 有機皮膜中には上記の防鐯添加剤に加えて、 腐食抑制剤として、 ポリ
リン酸塩 (例えば、 ポリリン酸アルミ :ティカ (株) 製のティカ K— WH I T E 8 2、 ティカ K— WH I T E 1 0 5、 ティカ K— WH I T E G 1 0 5、 ティ 力 K— WH I T E C a 6 5 0等) 、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二 水素アルミニウム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブデン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フ イチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 ァ ルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩) 、 有機インヒビ夕一 (例えば、 ヒドラジ ン誘導体、 チオール化合物等) 等を添加できる。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (c ) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
( 1 ) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :
( 2 ) フッ素樹脂微粒子:
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (c ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物であ る反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素 を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応 生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜8 0重量部 (固形分) 、 好ま しくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (c ) の配合量が 1重量 部未満では潤滑効果が乏しく、 一方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が 低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 必 要に応じて、 イオン交換シリカ (a ) 、 微粒子シリカ (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) および硬化剤等が添加されるが、 さらに必要に応じて、 添加剤として、 有機着
色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色 染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機 顔料 (例えば、 酸化チタン) 、 キレート剤 (例えば、 チオール等) 、 導電性顔 料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アン チモンド一プ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン · シァヌル酸付加物等を添加することが できる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤およびノまたは水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤等が 添加される。
上記有機溶剤としては、 上記皮膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 ( B ) との反応生成物を溶解または分散でき、 塗料組成物として調整できるも のであれば特別な制約なく、 例えば、 先に例示した種々の有機溶剤を使用する ことができる。
上記中和剤は、 皮膜形成有機樹脂 (A) を中和して水性化するために必要に 応じて配合されるものであり、 皮膜形成有機樹脂 (A) がカチオン性樹脂であ る場合には酢酸、 乳酸、 蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。 以上述べたような有機皮膜は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつ き鋼板の表面に形成された化成処理皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . l〜5 j m、 好ましくは 0 . 3〜3 ^ m、 さらに 好ましくは 0 . 5〜2 とする。 有機皮膜膜厚が 0 . 未満では耐食性 が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 mを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼 板の表面を化成処理した後、 その上層に、 上述した皮膜形成有機樹脂 (A) と 一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる 活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物を含み (好ましくは主成分とする) 、 必要に応じてイオン交換シリカ (a ) 、 微粒子シリカ (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) 等が添加された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることにより製造される。 なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力
リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理等の前 処理を施すことができる。
化成処理皮膜として 6価クロムを含まない化成処理皮膜を形成する場合、 処 理液をめつき鋼板表面にコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式ではロールコ一ター (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコ一夕一などのいずれの塗布手段 を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理、 スプ レー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均 一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
上記のように処理液をコーティングした後、 必要に応じて水洗した後、 加熱 乾燥を行う。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 この加熱乾燥処理は到達板温で 4 0〜3 5 0 °C、 望ましくは 8 0〜2 0 0 °C、 さらに望ましくは 8 0〜1 6 0 °Cの範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 4 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 5 0 °Cを超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に化成処理皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗布 する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法等の 任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 ロールコ一夕一 (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコ一夕一等のいずれの方法を用い てもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理またはスプレ 一処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一 化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組 成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉等を 用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 5 0〜3 5 0 °C、 好ましくは 8
◦ °C:〜 250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50°C未満では皮膜 中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°Cを 超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下する おそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面: めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面: めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一化成 処理皮膜
(3) 両面: めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜
(4) 片面: めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一有機 皮膜
【実施例】
有機皮膜形成用の樹脂組成物 (反応生成物) を以下のようにして合成した。
[合成例 1 ]
E P 828 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 187) 1870部と ビスフエノール A 9 12部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cまで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90 %のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコ一ルモノブチルェ一テル 1 500部を加えて から 100°Cに冷却し、 3, 5—ジメチルビラゾール (分子量 96) を 96部 とジブチルァミン (分子量 129) を 129部加えて、 エポキシ基が消失する まで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチルケトン 205部を加 えて、 固形分 60 %のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物
(1) とする。 この樹脂組成物 (1) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 50mo 1 %含む活性水素含有化合物と の反応生成物である。
[合成例 2]
EP 1 007 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 2000) 4000
T P
175 部とエチレングリコールモノブチルエーテル 2239部を四つ口フラスコに仕 込み、 1 20°Cまで昇温して 1時間で完全にエポキシ樹脂を溶解した。 このも のを 1 00°Cに冷却し、 3—ァミノ— 1, 2, 4—トリァゾール (分子量 84) を 1 68部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しな がらメチルイソプチルケトン 540部を加えて、 固形分 60 %のトリアゾール 変成エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物(2) とする。 この樹脂組成物(2) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 3]
イソホロンジイソシァネート (イソシァネート当量 1 1 1) 222部とメチ ルイソブチルケトン 34部を四つ口フラスコに仕込み、 30〜40°Cに保って メチルェチルケトキシム (分子量 87) 87部を 3時間かけて滴下後、 40°C に 2時間保ち、 イソシァネート当量 309、 固形分 90 %の部分ブロックイソ シァネートを得た。
次いで、 EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187) 14 96部とビスフエノール A 684部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 1 部、 メチルイソプチルケトン 241部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cま で昇温して 4時間反応させ、 エポキシ当量 1090、 固形分 90%のエポキシ 樹脂を得た。 このものに、 メチルイソプチルケトン 1 000部を加えてから 1 00°Cに冷却し、 3 _メルカプト— 1, 2, 4一卜リアゾール (分子量 101) を 202部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 上記固形 分 90 %の部分ブロックイソシァネートを 230部加え 100°Cで 3時間反応 させ、 イソシァネート基が消失したことを確認した。 さらに、 エチレングリコ ールモノブチルエーテル 461部を加えて、 固形分 60%のトリァゾ一ル変成 エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (3) とする。 この樹脂組成物 (3) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 4]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187) 1870部と ビスフエノール A 9 12部、 テトラェチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ
ルイソブチルケトン 3 0 0部を四つ口フラスコに仕込み、 1 4 0°Cまで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 3 9 1、 固形分 9 0 %のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 5 0 0部を加えて から 1 0 0 に冷却し、 ジブチルァミン (分子量 1 2 9) を 2 5 8部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチ ルケトン 2 2 5部を加えて、 固形分 6 0 %のエポキシァミン付加物を得た。 こ れを樹脂組成物 (4) とする。 この樹脂組成物 (4) は、 皮膜形成有機樹脂(A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を含まない活性水素含有化合物 との反応生成物である。
上記ようにして合成された樹脂組成物 (1 ) 〜 (4) に硬化剤を配合し、 表 1 0 1に示す樹脂組成物 (塗料組成物) を作成した。 表 1 0 1における基体樹 脂の種類の N o. は、 合成例 ( 1 ) 一 (4) で合成された樹脂組成物である。 表 1 0 1における硬化剤の種類 (A) — (D,) は以下の通りである。
A: I PD Iの MEKォキシムブロック体
B : イソシヌレートタイプ
C : HMD Iの MEKォキシムブロック体
D : イミノ基型メラミン樹脂
これら塗料組成物にはイオン交換シリカ、 表 9 8に示す微粒子シリカ、 表 9 9に示す固形潤滑剤を適宜配合し、 塗料用分散機 (サンドグラインダ一) を用 いて必要時間分散させて所望の塗料組成物とした。 上記ィォン交換シリカとし ては C a交換シリカである W.R.Grace & Co.製の SH I E LDEX C 3 0 3 (平均粒子径 2. 5〜3. 5 m, C a l¾3w t %) を用いた。
[実施例 1 ]
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ R a : 1. 0 imの冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 9 7に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつき 鋼板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 1 0 0に示す処理液と 処理条件で化成処理を施し、 化成処理皮膜を形成させた。 次いで、 表 1 0 1に 示す塗料組成物をロールコ一夕一により塗布し、 加熱乾燥して第 2層皮膜 (有 機皮膜) を形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。 第 2
層皮膜の膜厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの 圧下力、 回転速度等) により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白锖性、 アルカリ 脱脂後の耐白鑌性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を化成処 理皮膜および有機皮膜の皮膜構成等とともに表 1 0 2〜表 1 1 4に示す。
有機被覆鋼板の品質性能の評価は最良の形態 1と同じ方法で行った。
表 99 [固形澗 il剤]
Να 種 類 商 品 名
1 ポリ エチレンワ ッ クス 日本精蜊㈱製 "LUVAX1151"
表 100
処 理 組 成 物 本発明条件 α 種 類 商品名等 備 考 処理方法 膜厚 の適否 リチウム 日産化学工業㈱製 塗布
1. Si02/Li02=3.5 0.5 m 満 足 す る シリケート LSS-35 →】50Τ:乾燥
リ チウム 日産化学工業 t!f)製 塗布
2 Si02/Li02=4.5 0.5?m 満 足 す る シリケート LSS-45 →】50で乾燥
リチウム 日産化学工業㈱製 塗布
3 Si02/Li02=7.5 満 足 す る シリケート LSS-75 — 乾燥
リ チウム デュポン社製 塗布
4 Si02/Li02=4.6-5.0 0.5im 満 足 す る シリケー ト ポリ シリケー ト 48 — ΙδΟ^乾燥
日本パー力ライジング スプレー
5 リ ン酸塩処理 Zj<m 満 足 す る ㈱製 PB3312 —水洗 · 乾燥
ァク リノレ チレン 有機樹脂 : コロイダルシリ力 塗布
6 有機樹脂皮膜 満 足 す る 共重合体 = 100 : 10 →150で乾燥
7 三井化学㈱製 塗布
フィチン酸処理 \J . o f ¾ 十 ス フイチン酸】 Og/L水溶液 →150^乾燥 ■
富士化学㈱製 塗布
8 タンニン酸処理 0.5^m 満 足 す る タンニン AL10g/L水溶液 →150で乾燥
ミ ョシ油脂㈱製
高分子 塗布
9. ジチ才カノレバミン酸 0.5fni 満 足 す る キレー ト化剤 — ΙδΟ^乾燥
アンモニゥム塩
表 1 o [第二屑皮膜用樹脂組成物]
基 体 樹 脂 硬 化 剤 «も 本発明条件 種類 *1 配合量 種類 *2 配合!: の適否
1 (】) 100部 A 5部 ジブチル錫ジラ ウ レー ト (0.2部) 満 足 す る
2 (1) 100部 B 25部 ジブチル錫ジラウレー ト (1.0部) 満 足 す る
3 (1) 100部 C 25部 一 満 足 す る
4 (2) 100部 A 50部 'ジブチル錫ジラウレー ト (2.0部) 満 足 す る
5 (2) 100部 B 50部 ジブチル錫ジラウレー ト (3.0部) 満 足 す る
6 (2) 100部 C 80部 ジブチル錫ジラウレー ト U.0部) 満 足 す る
7 (3) 100部 A 25部 ナフテン酸コバル ト ( 1.0部) 満 足 す る
8 (3) 100部 B 】0部 塩化第一錫 (1.0部) 満 足 す る
9 (3) 100部 C 50部 N—ェチルモルホリ ン (1.0部) 満 足 す る
10 (1) 100部 D 25部 満 足 す る
11 (3) 100部 D 30部 満 足 す る
12 (4) 100部 B 25部 ジブチル錫ジラゥレー ト (1.0部) 満足しない
13 ヒ ドラジン誘導体水溶液 ( 3 , 5—ジメチルビラゾールの 5w t %水溶液) 満足しない エポキシァミン付加物と ヒ ドラジン誘導体の混合物 (樹脂組成物 N( 12に
14 3, 5—ジメチルビラゾールを基体樹脂 100蕈量部に対して 3重量部添加し、 '満足しない 撹拌したもの)
* 1 :表 97に記載の N o. * 2 00に記載の N o. * 3 :表 10 :記賊の N o.
表 103
* 1 :表 97に記載の No. * 2 :表 100に記載の No. * 3 :表 10 1に記載の No
表 1 0 4
* 5 :表 9 8に記載の N o .
* 6 :樹脂組成物の固形分 1 0 0重量部に対する微粒子シリカの固形分配合量
表 105
* 1 :衣 97に記載の No. 、 * 2 :表 100に記載の No. 、 * 3 :表 10 1に記載の No.
* 5 :表 98に記戦の No.
* 6 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対する微粒子シリカの固形分配合量
※:溶接が不可能
表 106
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 :表 100に記載の No. 、 * 3 :表 101に記載の No.
* 5 :表 98に記載の No.
* 6 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対する微粒子シリカの固形分配合量
* 9 : 表 99に記截の N o.
* 1 0 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対する固形潤滑剤の固形分配合量
表 107
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 :表 100に記載の No. 、 * 3 :表 10 1に記載の No. * 4 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対するイオン交換シリカの固形分配合量
表 108
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 :表 100に記載の No. 、 * 3 :表 1 0 1に記載の No. * 4 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対するイオン交換シリカの固形分配合 ¾
09
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 :表 100に記載の No. 、 * 3 :表 1 0 1に記載の No. * 4 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対するイオン交換シリカの固形分配合量
表 110
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 表 100に記載の N o. 、 . '
* 3 :表 10 1に記載の No, *4:樹脂組成物の固形分】 00重量部に 対するイオン交換シリカの固形分配合量(重量部) * 5 :表 98に記載の No. *6:樹脂組成物の固形分 100靈量 部に対する微粒子シリカの固形分配合量(重 1:部) *7:樹i 組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリ 力(a)と微粒子シリカ(b)の合計固形分配合 部) *8 :イオン交換シリカ(a)と微粒子シリカ(b)の固形分 重 Λ比
表 1 1 1 性 能
/ ノレ刀 曰
Να 外 Γ額 Τ¾Λ Hu J 口 WH ょ ン ΠΪ $ Τ£ 料
Ο よ 丄 ¾fe
¾ ¾ TE
15 fl Ρ
66 ο © ^: 8 *ir Λ T UιΙ
81 本■¾明例
82 〇 〇 〇 ◎ 本発J明 J例
83 〇 〇 + 〇 + ◎ 本発明例
84 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
85 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
86 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
87 〇 〇 - . ο ◎ 本発明例
88 〇 〇 - 〇一 ◎ 本発明例 表 1 1 2
性 能
アル力 リ脱脂 加
Να 外観 耐白鍺性 後の耐白鯖性 塗 料 ェ 区 分 s S τ S S 丁 密着性 性
] 20時間 120時間
12 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
114 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
Π5 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
116 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
117 〇 ◎ ◎ · ◎ ◎ 本発明例
118 〇 ◎ 〇 本発明例
119 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
120 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
121 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ 本発明例
122 〇 ◎ ◎ X ◎ 比 較 例
123 〇 ◎ . ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 1 13
* 1 :表 97に記載の No. 、 * 2 :表 1 00に記載の No. 、 * 3 :表 1 01に記載の No. * 4 :樹脂組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリカの固形分配合量 (重量 部) 、 * 9 :表 99に記載の No. 、
* 1 0 :樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対する固形潤滑剤の配合量 (重鼉部)
表 1 14
* 1 :表 97に記載の No. 、
* 2 :表 1 00に記載の No. 、 * 3 :表 1 0 1に記載の No.記載の Not *4:樹脂祖成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シ リカの固形分配合 3: (^ϋ部) *5:表 4に記載の N。. *G:樹脂組成物の固形分】 部に対する微粒子シリカの固形分配合 fi (重 ffl部) *7:樹脂組成物の固形分扇重量部に対するイオン交換シリカ(a)と微粒子シリカ(b)の合計固形分配合量 (重量部) *8:イオン交換シリカ(a)と微粒子シリカ(b)の固形分重量比 * 9 :表 9 9に記載の No. *10:樹脂組成物 100重量部に対する固形潤 滑剤の配合盘 (重 S部)
最良の形態 4
本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミ二 ゥム系めつき鋼板の表面に化成処理皮膜を形成し、 その上層に、 皮膜形成有機 樹脂(A)と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体(C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) とを反応させることにより、 皮膜形成用樹 脂 (A) にキレート形成基としてヒドラジン誘導体 (C.) を付与し、 この反応 生成物であるキレ一ト形成樹脂を基体樹脂として用いるとともに、 防鲭添加剤 としてリン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (a ) を配合し、 さらに 必要に応じてカルシウム化合物 (b ) を配合した有機皮膜を形成した点にある。 このような特定の反応生成物からなる有機皮膜による防食機構については必 ずしも明らかではないが、 その機構は以下のように推定できる。 すなわち、 単 なる低分子量のキレート化剤ではなく、 皮膜形成有機樹脂にヒドラジン誘導体 を付与することによって、 (1)緻密な有機高分子皮膜により酸素や塩素イオンな どの腐食因子を遮断する効果が得られること、 (2)ヒドラジン誘導体が第 1層皮 膜の表面と強固に結合して安定な不動態化層を形成できること、 (3)腐食反応に よって溶出した亜鉛イオンを皮膜中のフリーのヒドラジン誘導体がトラップし、 安定な不溶性キレート化合物層を形成するため、 界面でのイオン伝導層の形成 が抑制されて腐食の進行が抑制されること、 などの作用効果により腐食の進行 が効果的に抑制され、 優れた耐食性が得られるものと考えられる。
以上の結果、 下地の化成処理皮膜として 6価クロムを含有しない化成処理皮 膜 (例えば、 リン酸塩処理皮膜等) を用いた場合でも、 クロメート皮膜に匹敵 する優れた耐食性が得られ、 また、 化成処理皮膜としてクロメート皮膜を用い た場合には、 これと有機皮膜による防食効果が複合化されるため、 従来のクロ メート処理鋼板に較べて格段に優れたが耐食性が得られ、 しかも優れた耐クロ ム溶出性が得られるものと考えられる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) として、 特にエポキシ基含有樹脂を用いた場 合には、 エポキシ基含有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜が形 成され、 このバリヤ一皮膜は酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また、 分子中の水酸基により素地との優れた結合力が得られるため、 特に優れた耐食
P
194 性が得られる。
さらに、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) として、 特に活性水素を 有するピラゾール化合物およびノまたは活性水素を有するトリアゾール化合物 を用いることにより、 より優れた耐食性が得られる。
従来技術のように皮膜形成有機樹脂に単にヒドラジン誘導体を混合しただけ では、 腐食抑制の向上効果はほとんど認められない。 その理由は、 皮膜形成有 機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体は、 腐食環境下で溶出 した亜鉛とキレート化合物を形成するものの、 そのキレート化合物は低分子量 のため緻密なバリヤ一層にはならないためであると考えられる。 これに対して、 本発明のように皮膜形成有機樹脂の分子中にヒドラジン誘導体を組み込むこと により、 格段に優れた腐食抑制効果が得られる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からなる 有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (a ) を適量配合 することにより、 特に優れた防食性能 (皮膜欠陥部での自己修復作用) を得る ことができる。 この特定の有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アル ミニゥム (a ) を配合したことにより得られる防食機構は、 以下の反応ステツ プで進行するものと考えられる。
[第 1ステップ] :腐食環境下において、 めっき金属である亜鉛やアルミ二 ゥムなどが溶出する。
[第 2ステップ] : リン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウムが加水分 解反応を起こし、 リン酸イオンに解離する。
[第 3ステップ] :溶出した亜鉛イオンやアルミニウムイオンがリン酸ィォ ンと錯形成反応を起こし、 緻密で難溶性の保護皮膜が生成し、 これが皮膜欠陥 部を封鎖し、 腐食反応を抑制する。
一般の有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウムを配合し た場合でもある程度の防食効果は得られるが、 本発明のように特定のキレート 変性樹脂からなる有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム を配合したことにより両者の腐食抑制効果が複合化し、 これにより極めて優れ た防食効果が発揮されるものと考えられる。
さらに、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の反応生成物からな
る有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (a ) とカルシ ゥム化合物 (b ) を複合添加することにより、 さらなる耐食性向上効果が得ら れる。 この理由は、 以下のように考えられる。 リン酸亜鉛および またはリン 酸アルミニウムによる自己修復作用は、 上述のようにめつき金属の溶出 (第 1 ステップ) をトリガーとしているため、 腐食の極く初期には腐食反応を抑制す るものの、 腐食反応を完全には抑制することはできない。 これに対して亜鉛や アルミニウムよりも卑な金属であるカルシウム化合物を併用することによって、 上述のトリガ一としてめつき金属ではなくカルシウムの優先溶出を作用させ、 これによりめつき金属の溶出に依存することなく腐食反応を抑制することがで きる。 このような機構により、 リン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム とカルシウム化合物との併用による複合的な防鑌効果が得られるものと考えら れる。 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成される化成 処理皮膜は、 最良の形態 3の化成処理皮膜と同じである。 次に、 上記化成処理皮膜の上部に形成される有機皮膜について説明する。 本発明において、 化成処理皮膜の上部に形成される有機皮膜は、 皮膜形成有 機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 ( C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物と、 リン酸亜鉛およ び またはリン酸アルミニウム (a ) とを含み、 必要に応じてカルシウム化合 物 (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) が配合された膜厚が 0 . 1〜5 mの有機皮膜で ある。
皮膜形成有機樹脂 (A) の種類としては、 一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応 して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合などの反応 により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はない。 この皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ 樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 アルキド樹脂、 アクリル系共重 合体樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 およびこれらの樹脂の付加
物または縮合物などを挙げることができ、 これらのうちの 1種を単独で、 また は 2種以上を混合して使用することができる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 反応性、 反応の容易さ、 防食性な どの点から、 樹脂中にエポキシ基を含有するエポキシ基含有樹脂 (D ) が特に 好ましい。 このエポキシ基含有樹脂 (D ) としては、 一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合など の反応により結合でき、 且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約 はなく、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマ一 と共重合したアクリル系共重合体樹脂、 エポキシ基を有するポリブタジエン樹 脂、 エポキシ基を有するポリウレタン樹脂、 およびこれらの樹脂の付加物もし くは縮合物などが挙げられ、 これらのエポキシ基含有樹脂の 1種を単独で、 ま たは 2種以上混合して用いることができる。
また、 これらのエポキシ基含有樹脂 (D) の中でも、 めっき表面との密着性、 耐食性の点からエポキシ樹脂、 変性エポキシ樹脂が特に好適である。
上記エポキシ樹脂としては、 ビスフエノール A、 ビスフエノール F、 ノボラ ック型フエノールなどのポリフエノール類とェピクロルヒドリンなどのェピハ ロヒドリンとを反応させてグリシジル基を導入してなるか、 若しくはこのダリ シジル基導入反応生成物にさらにポリフエノ一ル類を反応させて分子量を増大 させてなる芳香族エポキシ榭脂、 さらには脂肪族エポキシ樹脂、 脂環族ェポキ シ榭脂などが挙げられ、 これらの 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使 用することができる。 これらのエポキシ樹脂は、 特に低温での皮膜形成性を必 要とする場合には数平均分子量が 1 5 0 0以上であることが好適である。
上記変性エポキシ樹脂としては、 上記エポキシ樹脂中のエポキシ基または水 酸基に各種変性剤を反応させた樹脂を挙げることができ、 例えば、 乾性油脂肪 酸を反応させたエポキシエステル樹脂、 ァクリル酸またはメ夕クリル酸などを 含有する重合性不飽和モノマ一成分で変性したエポキシァクリレ一ト樹脂、 ィ ソシァネート化合物を反応させたウレタン変性エポキシ樹脂などを例示できる。 上記エポキシ基含有モノマーと共重合したァクリル系共重合体樹脂としては、 エポキシ基を有する不飽和モノマーとァクリル酸エステルまたはメタクリル酸
エステルを必須とする重合性不飽和モノマー成分とを、 溶液重合法、 エマルシ ョン重合法または懸濁重合法等によって合成した樹脂を挙げることができる。 上記重合性不飽和モノマー成分としては、 例えば、 メチル (メタ) ァクリレ
—ト、 ェチル (メタ) ァクリレート、 プロピル (メタ) ァクリレート、 n—, i s o—若しくは t e r t—プチル (メタ) ァクリレート、 へキシル (メタ) ァクリレート、 2—ェチルへキシル (メタ) ァクリレート、 デシル (メタ) ァ クリレート、 ラウリル (メタ) ァクリレートなどのアクリル酸またはメタクリ ル酸の C 1〜2 4アルキルエステル; アクリル酸、 メタクリル酸、 スチレン、 ビエルトルエン、 アクリルアミド、 アクリロニトリル、 N—メチ口一ル (メタ) アクリルアミド、 N—メチロール (メタ) アクリルアミドの C 1〜4アルキル エーテル化物; N , N—ジェチルアミノエチルメ夕クリレートなどを挙げるこ とができる。
また、 エポキシ基を有する不飽和モノマーとしては、 グリシジルメ夕クリレ —卜、 グリシジルァクリレート、 3 , 4—エポキシシクロへキシルメチル (メ 夕) ァクリレート等、 エポキシ基と重合性不飽和基を持つものであれば特別な 制約はない。
また、 このエポキシ基含有モノマーと共重合したァクリル系共重合体樹脂は、 ポリエステル樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂などによって変性させた樹 脂とすることもできる。
前記エポキシ樹脂として特に好ましいのは、 ビスフエノール Aとェピハロヒ ドリンとの反応生成物であるエポキシ樹脂は特に耐食性に優れているため好ま しい。
このようなビスフエノール A型エポキシ樹脂の製造法は当業界において広く 知られている。 また、 上記化学構造式において、 Qは 0〜5 0、 好ましくは 1 〜4 0、 特に好ましくは 2〜2 0である。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は、 有機溶剤溶解型、 有機溶剤分散型、 水溶 解型、 水分散型のいずれであってもよい。
本発明では皮膜形成有機樹脂 (A) の分子中にヒドラジン誘導体を付与する ことを狙いとしており、 このため活性水素含有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) であること
が必要である。
皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂である場合、 そのエポキシ基 と反応する活性水素含有化合物 (B ) として例えば以下に示すようなものを例 示でき、 これらの 1種または 2種以上を使用できるが、 この場合も活性水素含 有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒ ドラジン誘導体であることが必要である。
•活性水素を有するヒドラジン誘導体
•活性水素を有する第 1級または第 2級のアミン化合物
,アンモニア、 カルボン酸などの有機酸
•塩化水素などのハロゲン化水素
•アルコール類、 チオール類
•活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンと酸との混合物 である 4級塩化剤
前記活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) としては、 例えば、 以下のも のを挙げることができる。
カルボヒドラジド、 プロピオン酸ヒドラジド、 サリチル酸ヒドラジド、 ァ ジピン酸ジヒドラジド、 セバシン酸ジヒドラジド、 ドデカン酸ジヒドラジド、 イソフタル酸ジヒドラジド、 チォカルボヒドラジド、 4 , 4 ' 一ォキシビスべ ンゼンスルホニルヒドラジド、 ベンゾフエノンヒドラゾン、 ァミノポリアクリ ルァミド等のヒドラジド化合物;
ピラゾ一ル、 3, 5—ジメチルビラゾール、 3—メチルー 5—ピラゾロン、 3—アミノー 5—メチルビラゾ一ル等のピラゾール化合物;
1 , 2 , 4—卜リアゾール、 3—ァミノ— 1, 2 , 4—トリァゾ一ル、 4 —アミノ一 1, 2, 4—トリァゾール、 3 —メルカプト一 1, 2 , 4 —卜リア ゾ一ル、 5—ァミノ— 3 _メルカプト— 1 , 2 , 4—トリァゾ一ル、 2 , 3 - ジヒドロー 3 —ォキソ一 1, 2 , 4 —トリァゾール、 1 H—ベンゾトリァゾ一 ル、 1ーヒドロキシベンゾトリアゾール (1水和物) 、 6—メチルー 8—ヒド ロキシトリァゾロピリダジン、 6—フエニル— 8—ヒドロキシトリァゾロピリ ダジン、 5 —ヒドロキシ— 7—メチルー 1, 3, 8 —トリアザインドリジン等 のトリアゾール化合物;
5—フエニル一 1, 2, 3 , 4—テトラゾ一ル、 5—メルカプト— 1ーフ ェニルー 1, 2 , 3 , 4—テトラゾール等のテトラゾール化合物;
5—アミノー 2 _メルカプト一 1 , 3 , 4—チアジアゾ一ル、 2 , 5—ジ メルカプト— 1, 3, 4—チアジアゾ一ル等のチアジアゾール化合物;
マレイン酸ヒドラジド、 6—メチルー 3—ピリダゾン、 4, 5—ジクロ口 —3—ピリダゾン、 4 , 5—ジブ口モー 3—ピリダゾン、 6—メチルー 4 , 5 —ジヒドロー 3—ピリダゾン等のピリダジン化合物
また、 これらのなかでも、 5員環または 6員環の環状構造を有し、 環状構造 中に窒素原子を有するピラゾール化合物、 トリアゾール化合物が特に好適であ る。
これらのヒドラジン誘導体は 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使用 することができる。
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記活性水素を有するァ ミン化合物の代表例としては、 例えば、 以下のものを挙げることができる。
ジエチレントリアミン、 ヒドロキシェチルアミノエチルァミン、 ェチルァ ミノェチルァミン、 メチルァミノプロピルァミンなどの 1個の 2級ァミノ基と 1個以上の 1級アミノ基を含有するァミン化合物の 1級ァミノ基を、 ケトン、 アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば 1 0 0〜2 3 0 °C程度の温度で加熱反 応させてアルジミン、 ケチミン、 ォキサゾリン若しくはイミダゾリンに変性し た化合物;
ジェチルァミン、 ジエタノールァミン、 ジ— n—または一 i s o —プロパ ノールァミン、 N—メチルエタノールアミン、 N—ェチルエタノールァミンな どの第 2級モノアミン;
モノエタノールァミンのようなモノアルカノ一ルァミンとジアルキル (メ 夕) ァクリルアミ ドとをミカエル付加反応により付加させて得られた第 2級ァ ミン含有化合物;
モノエタノールァミン、 ネオペンタノ一ルァミン、 2—ァミノプロパノー ル、 3—ァミノプロパノール、 2 —ヒドロキシ一 2 ' (ァミノプロボキシ) ェ チルエーテル等のアルカノールァミンの 1級ァミノ基をケチミンに変性した化 合物;
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記 4級塩化剤は、 活性 水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンはそれ自体ではエポキシ 基と反応性を有しないので、 これらをエポキシ基と反応可能とするために酸と の混合物としたものである。 4級塩化剤は、 必要に応じて水の存在下でェポキ シ基と反応し、 エポキシ基含有樹脂と 4級塩を形成する。
4級塩化剤を得るために使用される酸は、 酢酸、 乳酸などの有機酸、 塩酸な どの無機酸のいずれでもよい。 また、 4級塩化剤を得るために使用される活性 水素を有しないヒドラジン誘導体としては、 例えば 3, 6—ジクロ口ピリダジ ンなどを、 また、 第 3級ァミンとしては、 例えば、 ジメチルエタノールァミン、 卜リエチルァミン、 トリメチルァミン、 トリイソプロピルァミン、 メチルジェ 夕ノールァミンなどを挙げることができる。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物は、 皮 膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 (B ) とを 1 0〜 3 0 0 °C、 好ま しくは 5 0〜1 5 0 °Cで約 1〜 8時間程度反応させて得られる。
この反応は有機溶剤を加えて行ってもよく、 使用する有機溶剤の種類は特に 限定されない。 例えば、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケ トン、 ジブチルケトン、 シクロへキサノン等のケトン類;エタノール、 ブ夕ノ ール、 2—ェチルへキシルアルコール、 ベンジルアルコール、 エチレングリコ —ル、 エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、 エチレングリコールモ ノブチルェ一テル、 エチレングリコールモノへキシルエーテル、 プロピレング リコール、 プロピレングリコールモノメチルエーテル、 ジエチレングリコール、 ジエチレングリコールモノェチルエーテル、 ジエチレングリコールモノブチル エーテル等の水酸基を含有するアルコール類やエーテル類;酢酸ェチル、 酢酸 ブチル、 エチレングリコールモノブチルエーテルァセテ一ト等のエステル類; トルエン、 キシレン等の芳香族炭化水素等を例示でき、 これらの 1種または 2 種以上を使用することができる。 また、 これらのなかでエポキシ樹脂との溶解 性、 塗膜形成性等の面からは、 ケトン系またはエーテル系の溶剤が特に好まし い。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド
P
201 ラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) との配合比率は、 固形 分の割合で皮膜形成有機樹脂 (A) 100重量部に対して、 活性水素含有化合 物 (B) を 0. 5〜20重量部、 特に好ましくは 1. 0〜 10重量部とするの が望ましい。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂 (D) である場合には、 エポキシ基含有樹脂 (D) と活性水素含有化合物 (B) との配合比率は、 活性 水素含有化合物 (B) の活性水素基の数とエポキシ基含有樹脂 (D) のェポキ シ基の数との比率 [活性水素基数 Zエポキシ基数] が 0. 0 1〜10、 より好 ましくは 0. 1〜8、 さらに好ましくは 0. 2〜4とすることが耐食性などの 点から適当である。
また、 活性水素含有化合物 (B) 中における活性水素を有するヒドラジン誘 導体 (C) の割合は 10〜100モル%、 より好ましくは 30〜 100モル%、 さら好ましくは 40〜 1 00モル%とすることが適当である。 活性水素を有す るヒドラジン誘導体 (C) の割合が 1 0モル%未満では有機皮膜に十分な防鐯 機能を付与することができず、 得られる防錡効果は皮膜形成有機樹脂とヒドラ ジン誘導体を単に混合して使用した場合と大差なくなる。
本発明では緻密なバリヤ一皮膜を形成するために、 樹脂組成物中に硬化剤を 配合し、 有機皮膜を加熱硬化させることが望ましい。
樹脂組成物皮膜を形成する場合の硬化方法としては、 (1)イソシァネートと基 体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方法、 (2)メラミン、 尿素 およびベンゾグァナミンの中から選ばれた 1種以上にホルムアルデヒドを反応 させてなるメチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数 1〜 5の 1価アルコ ールを反応させてなるアルキルエーテル化ァミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基と の間のエーテル化反応を利用する硬化方法、 が適当であるが、 このうちイソシ ァネートと基体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を主反応とすることが特に 好適である。
上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシァネート化合物は、 1分子中に少なく とも 2個のイソシァネート基を有する脂肪族、 脂環族 (複素環を含む) または 芳香族イソシァネート化合物、 若しくはそれらの化合物を多価アルコールで部 分反応させた化合物である。 このようなポリイソシァネ一ト化合物としては、
P T/JP9
202 例えば以下のものが例示できる。
m—または p —フエ二レンジイソシァネート、 2, 4 一または 2, 6 —ト リレンジイソシァネ一卜、 o —または p _キシリレンジイソシァネート、 へキ サメチレンジイソシァネート、 ダイマー酸ジイソシァネート、 イソホロンジィ ソシァネ一卜
上記 の化合物単独またはそれらの混合物と多価アルコール (エチレング リコール、 プロピレングリコールなどの 2価アルコール類; グリセリン、 トリ メチロールプロパンなどの 3価アルコール;ペン夕エリスリ トールなどの 4価 アルコール; ソルビトール、 ジペン夕エリスリ トールなどの 6価アルコールな ど) との反応生成物であって、 1分子中に少なくとも 2個のイソシァネートが 残存する化合物
これらのポリイソシァネ一ト化合物は、 1種を単独で、 または 2種以上を混 合して使用できる。
また、 ポリイソシァネート化合物の保護剤 (ブロック剤) としては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 プロパノール、 ブ夕ノール、 ォクチルアルコー ルなどの脂肪族モノアルコール類
エチレングリコ一ルおよび Zまたはジエチレングリコールのモノエーテル 類、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル (n—, i s o ) 、 ブチル (n—, i s o , s e c ) などのモノエ一テル
フエノール、 クレゾ一ルなどの芳香族アルコール
ァセ卜ォキシム、 メチルェチルケトンォキシムなどのォキシム
などが使用でき、 これらの 1種または 2種以上と前記ポリイソシァネート化合 物とを反応させることにより、 少なくとも常温下で安定に保護されたポリィソ シァネート化合物を得ることができる。
このようなポリイソシァネート化合物 (E ) は、 硬化剤として皮膜形成有機 樹脂 (A) に対し、 (A) Z ( E ) = 9 5ノ 5〜5 5 Z 4 5 (不揮発分の重量 比) 、 好ましくは (A) / ( E ) = 9 0 Z 1 0〜6 5ノ3 5の割合で配合する のが適当である。 ポリイソシァネート化合物には吸水性があり、 これを (A) Z ( E ) = 5 5 Z 4 5を超えて配合すると有機皮膜の密着性を劣化させてしま う。 さらに、 有機皮膜上に上塗り塗装を行った場合、 未反応のポリイソシァネ
一ト化合物が塗膜中に移動し、 塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こしてしまう。 このような観点から、 ポリイソシァネート化合物(E ) の配合量は(A) / ( E ) = 5 5 / 4 5以下とすることが好ましい。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は以上のような架橋剤 (硬化剤) の添加によ り十分に架橋するが、 さらに低温架橋性を増大させるため、 公知の硬化促進触 媒を使用することが望ましい。 この硬化促進触媒としては、 例えば、 N—ェチ ルモルホリン、 ジブチル錫ジラウレート、 ナフテン酸コバルト、 塩化第 1スズ、 ナフテン酸亜鉛、 硝酸ビスマスなどが使用できる。
また、 例えば皮膜形成有機樹脂 (A) にエポキシ基含有樹脂を使用する場合、 付着性など若干の物性向上を狙いとして、 エポキシ基含有樹脂とともに公知の アクリル、 アルキッド、 ポリエステル等の樹脂を混合して用いることもできる。 本発明では、 有機皮膜中に防錡添加剤としてリン酸亜鉛およびノまたはリン 酸アルミニウム (a ) を配合する。
有機皮膜中に配合されるリン酸亜鉛ゃリン酸アルミニウムは、 リン酸イオン の骨格や縮合度等に特別な制限はなく、 正塩、 二水素塩、 一水素塩あるいは亜 リン酸塩のいずれでもよく、 また、 正塩はオルトリン酸塩のほか、 ポリリン酸 塩等の全ての縮合リン酸塩を含む。 例えば、 リン酸亜鉛としてはキクチカラー
(株) 製の L Fポウセィ Z P— D L、 リン酸アルミニウムとしてはティカ (株) 製の K— WH I T E等を適用できる。
これらリン酸亜鉛ゃリン酸アルミニウムは、 腐食環境下において加水分解に よってリン酸イオンに解離し、 溶出金属と錯形成反応を起こすことにより保護 皮膜を形成する。
本発明において、 有機皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニゥ ム (a ) を添加した場合の防食機構は先に述べた通りであり、 特に本発明では 皮膜形成有機樹脂である特定のキレート形成樹脂とリン酸亜鉛および/または リン酸アルミニウム (a ) とを複合化することにより、 キレート形成樹脂によ るアノード反応部での腐食抑制効果と、 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸アル ミニゥム (a ) による腐食抑制効果とが複合化することによって極めて優れた 防食効果が発揮される。
有機樹脂皮膜中でのリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (a ) の
配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対し て、 1〜 1 0 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 8 0重量部 (固形分) 、 さ らに好ましくは 1 0〜5 0重量部 (固形分) とする。 リン酸亜鉛および Zまた はリン酸アルミニウム (a ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後 の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 0 0重量部を超えると、 耐食性 が低下するので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にリン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニゥ ム (a ) とともにカルシウム化合物 (b ) を複合添加することにより、 特に優 れた耐食性が得られる。 すなわち、 リン酸亜鉛および またはリン酸アルミ二 ゥム (a ) とカルシウム化合物 (b ) とを複合添加することにより、 先に述べ たような両者の複合的な防錡機構によって特に優れた防食効果が得られる。 カルシウム化合物 (b ) は、 カルシウム酸化物、 カルシウム水酸化物、 カル シゥム塩のいずれでもよく、 これらの 1種または 2種以上を使用できる。 また、 カルシウム塩の種類にも特に制限はなく、 ケィ酸カルシウム、 炭酸カルシウム、 か、 リン酸カルシウム ·亜鉛、 リン酸カルシウム ·マグネシウムなどのような カルシウムとカルシウム以外のカチオンを含む複塩を使用してももよい。
カルシウム化合物は、 腐食環境下においてめつき金属よりも優先的に溶出す ることにより、 めっき金属の溶出をトリガーとせずにリン酸イオンと錯形成反 応を起こして緻密で難溶性の保護皮膜を形成し、 腐食反応を抑制するものと考 えらる。
有機皮膜中にリン酸亜鉛およびノまたはリン酸アルミニウム (a ) とカルシ ゥム化合物 (b ) を複合添加する場合の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物で ある反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反 応生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 リン酸亜鉛および Zまたはリン 酸アルミニウム (a ) とカルシウム化合物 (b ) の合計の配合量で 1〜 1 0 0 重量部 (固形分) 、 好ましくは、 5〜8 0重量部 (固形分) であって、 且つリ
ン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (a) とカルシウム化合物 (b) の配合量 (固形分) の重量比 (a) / (b) を 99Z1〜 1Z99、 好ましく は 95Z5〜40/60、 さらに好ましくは 90ノ10〜60 40とする。 リン酸亜鉛および Ζまたはリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b) の合計の配合量が 1重量部未満では、 耐ァルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小 さい。 一方、 合計の配合量が 100重量部を超えると、 耐食性が低下するので 好ましくない。 また、 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (a) と カルシウム化合物 (b) の配合量 (固形分) の重量比 (a) Z (b) が 1/9 9未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (a) / (b) が 99Z1を超えると リン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (a) とカルシウム化合物 (b) の複合添加による効果が十分に得られなくなる。
また、 有機皮膜中には上記の防錡添加剤に加えて、 腐食抑制剤として、 酸化 物微粒子 (例えば、 酸化ゲイ素、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化 チタン、 酸化セリウム、 酸化アンチモン等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデ ン酸塩 (例えば、 リンモリブデン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその 塩 (例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩、 及びこ れらの金属塩、 アルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩等) 、 有機インヒビター (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォ力ルバミン酸塩等) 等 を添加できる。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (c) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
(1) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :例えば、 ポリエチレン ワックス、 合成パラフィン、 天然パラフィン、 マイクロワックス、 塩素化炭化 水素等
(2) フッ素樹脂微粒子:例えば、 ポリフルォロエチレン樹脂 (ポリ 4フッ化 エチレン樹脂等) 、 ポリフッ化ビニル樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂等 また、 この他にも、 脂肪酸アミド系化合物 (例えば、 ステアリン酸アミド、 パルミチン酸アミド、 メチレンビスステアロアミド、
ミ ド、 ォレイン酸アミド、 ェシル酸アミド、 アルキレンビス脂肪酸アミド等) 、 金属石けん類 (例えば、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸鉛、 ラウリン 酸カルシウム、 パルミチン酸カルシウム等) 、 金属硫化物 (二硫化モリブデン、 二硫化タングステン) 、 グラフアイト、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリアルキ レンダリコール、 アル力リ金属硫酸塩等を用いてもよい。
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
ポリエチレンワックスとしては、 例えば、 へキスト社製のセリダスト 9 6 1 5 A、 セリダスト 3 7 1 5、 セリダスト 3 6 2 0、 セリダスト 3 9 1 0、 三 洋化成 (株) 製のサンワックス 1 3 1— P、 サンワックス 1 6 1 _ P、 三井 石油化学 (株) 製のケミパール W— 1 0 0、 ケミパール W— 2 0 0、 ケミパ ール W— 5 0 0、 ケミパール W— 8 0 0、 ケミパール W— 9 5 0等を用いる ことができる。
また、 フッ素樹脂微粒子としては、 テトラフルォロエチレン微粒子が最も好 ましく、 例えば、 ダイキン工業 (株) 製のルブロン L一 2、 ルブロン L— 5、 三井 'デュポン (株) 製の M P 1 1 0 0、 M P 1 2 0 0 , 旭アイシーアィフロ 口ポリマーズ (株) 製のフルオンディスパージヨン A D 1、 フルオンディスパ —ジョン A D 2、 フルオン L 1 4 1 J、 フルオン L 1 5 0 J、 フルオン L 1 5 5 J等が好適である。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (c ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物であ る反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素 を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応 生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜8 0重量部 (固形分) 、 好ま しくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (c ) の配合量が 1重量 部未満では潤滑効果が乏しく、 一方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が 低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな
る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 こ れにリン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (a ) が配合され、 必要に 応じて、 カルシウム化合物 (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) および硬化剤等が添加さ れるが、 さらに必要に応じて、 添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多 環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤 可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタ ン) 、 キレート剤 (例えば、 チオール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アル ミニゥム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アンチモンドープ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン · シァヌル酸付加物等を添加することができる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および または水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤等が 添加される。
上記有機溶剤としては、 上記皮膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 ( B ) との反応生成物を溶解または分散でき、 塗料組成物として調整できるも のであれば特別な制約なく、 例えば、 先に例示した種々の有機溶剤を使用する ことができる。
上記中和剤は、 皮膜形成有機樹脂 (A) を中和して水性化するために必要に 応じて配合されるものであり、 皮膜形成有機樹脂 (A) がカチオン性樹脂であ る場合には酢酸、 乳酸、 蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。 以上述べたような有機皮膜は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつ き鋼板の表面に形成された化成処理皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . l〜5 m、 好ましくは 0 . 3〜3 m、 さらに 好ましくは 0 . 5〜2 / mとする。 有機皮膜膜厚が 0 . 1 m未満では耐食性 が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 z/ mを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼 板の表面を化成処理した後、 その上層に、 上述した皮膜形成有機樹脂 (A) と 一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる 活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (好ましくは主成分とする) と、 リ
ン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (a ) とを含み、 必要に応じて力 ルシゥム化合物 (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) 等が添加された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることにより製造される。
なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力 リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理等の前 処理を施すことができる。
化成処理皮膜として 6価クロムを含まない化成処理皮膜を形成する場合、 処 理液をめつき鋼板表面にコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式では口一ルコ一夕一 (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコータ一などのいずれの塗布手段 を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理、 スプ レ一処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均 一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
上記のように処理液をコーティングした後、 必要に応じて水洗した後、 加熱 乾燥を行う。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 この加熱乾燥処理は到達板温で 4 0〜3 5 0 °C、 望ましくは 8 0〜2 0 0 °C、 さらに望ましくは 8 0〜 1 6 0 °Cの範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 4 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 5 0 °Cを超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に化成処理皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗布 する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法等の 任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 口一ルコ一夕一 (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコ一夕一等のいずれの方法を用い てもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理またはスプレ 一処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一 化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組 成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉等を 用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 50〜350°C、 好ましくは 8 0° (:〜 250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50 未満では皮膜 中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°Cを 超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下する おそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面:めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面: めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一化成 処理皮膜
(3) 両面:めっき皮膜一化成処理皮膜 -有機皮膜
(4) 片面:めっき皮膜一化成処理皮膜一有機皮膜、 片面: めっき皮膜一有機 皮膜
【実施例】
有機皮膜形成用の樹脂組成物 (反応生成物) を以下のようにして合成した。
[合成例 1 ]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 187 ) 1870部と ビスフエノール A 9 12部、 テトラェチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cまで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90 %のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 500部を加えて から 100°Cに冷却し、 3, 5—ジメチルビラゾール (分子量 96) を 96部 とジブチルァミン (分子量 129) を 129部加えて、 エポキシ基が消失する まで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチルケトン 205部を加 えて、 固形分 60%のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (1) とする。 この樹脂組成物 (1) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水
素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 5 Omo 1 %含む活性水素含有化合物と の反応生成物である。
[合成例 2 ]
EP 1 007 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 2000) 4000 部とエチレンダリコールモノブチルエーテル 2239部を四つ口フラスコに仕 込み、 1 20°Cまで昇温して 1時間で完全にエポキシ樹脂を溶解した。 このも のを 100°Cに冷却し、 3—ァミノ— 1, 2, 4一トリァゾ一ル (分子量 84) を 168部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しな がらメチルイソプチルケトン 540部を加えて、 固形分 60%の卜リアゾ一ル 変成エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物(2) とする。 この樹脂組成物(2) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 3]
イソホロンジイソシァネ一ト (イソシァネート当量 1 1 1) 222部とメチ ルイソブチルケトン 34部を四つ口フラスコに仕込み、 30〜40°Cに保って メチルェチルケトキシム (分子量 87) 87部を 3時間かけて滴下後、 40°C に 2時間保ち、 イソシァネート当量 309、 固形分 90 %の部分ブロックイソ シァネートを得た。
次いで、 EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187) 14 96部とビスフエノール A 684部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 1 部、 メチルイソブチルケトン 241部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cま で昇温して 4時間反応させ、 エポキシ当量 1090、 固形分 90 %のエポキシ 樹脂を得た。 このものに、 メチルイソプチルケトン 1000部を加えてから 1 00°Cに冷却し、 3—メルカプト— 1, 2, 4一トリァゾ一ル (分子量 101) を 202部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 上記固形 分 90 %の部分ブロックイソシァネ一トを 230部加え 100°Cで 3時間反応 させ、 イソシァネ一ト基が消失したことを確認した。 さらに、 エチレングリコ ールモノブチルェ一テル 46 1部を加えて、 固形分 60 %のトリアゾール変成 エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (3) とする。 この樹脂組成物 (3) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を
10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 4]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187 ) 1 870部と ビスフエノール A 9 12部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 14 O :まで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90%のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルエーテル 1 500部を加えて から 100°Cに冷却し、 ジブチルァミン (分子量 129) を 258部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチ ルケトン 225部を加えて、 固形分 60 %のエポキシァミン付加物を得た。 こ れを樹脂組成物(4) とする。 この樹脂組成物(4) は、 皮膜形成有機樹脂(A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を含まない活性水素含有化合物 との反応生成物である。
上記ようにして合成された樹脂組成物 (1) 〜 (4) に硬化剤を配合し、 表 1 19に示す樹脂組成物 (塗料組成物) を作成した。 これら塗料組成物には表 120に示すリン酸亜鉛および またはリン酸アルミニウム、 表 1 1 6に示す カルシウム化合物、表 1 17に示す固形潤滑剤を適宜配合し、塗料用分散機(サ ンドグラインダ一) を用いて必要時間分散させて所望の塗料組成物とした。
[実施例 1 ]
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ Ra : 1. 0 z^mの冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 1 1 5に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつ き鋼板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 1 18に示す処理液 と処理条件で化成処理を施し、 化成処理皮膜を形成させた。 次いで、 表 1 19 に示す塗料組成物をロールコ一夕一により塗布し、加熱乾燥して第 2層皮膜(有 機皮膜) を形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。 第 2 層皮膜の膜厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの 圧下力、 回転速度等) により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白鲭性、 アルカリ 脱脂後の耐白鲭性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を化成処
理皮膜および有機皮膜の皮膜構成等とともに表 12 1〜表 1 34に示す。 従来の反応型クロメート処理鋼板として、 無水クロム酸: 30 g/ l、 リン 酸: 10 gZし Na F : 0. 5 g/ 1 K 2T i F 6: 4 g/ 1を含む処理液 を用い、 浴温 40°Cの条件でスプレー処理した後、 水洗 ·乾燥することにより、 クロム付着量 (金属クロム換算) が 2 Omg/m 2 のクロメート処理鋼板を製 造した。 これを本実施例と同様の条件で塩水噴霧試験に供したところ、 約 24 時間で白鲭が発生した。 したがって、 この結果と本実施例の結果からして、 本 発明の有機被覆鋼板では従来型のクロメート処理鋼板に較べて格段に優れた耐 食性が得られることが判る。
表 1 15 [めっき钢板]
表 11 6 [カルシウム化合物] 種類及び組成
1 炭酸カルシウム
2 ケィ酸カルシウム
3 リ ン酸カルシウム
4 リ ン酸カルシウム ' 亜鉛
5 炭酸カルシウム (60 %) +ケィ酸カルシウム (40vt%)
6 炭酸カルシウム (12irt%) +ケィ酸カルシウム (6ιτ ) +リン酸カルシウム ' 亜鉛 (82wt%)
表 1 1 7
[固形潤滑剤] 種 類 商 品 名
1 ポリ エチレンワ ックス 日本精蛾㈱製 "LUVAX1151"
表 118 [化成処理条件]
処 理 組 成 物 本発明条件 種 類 商品名等 備 考 処理方法 膜厚 の適否 リチウム 日産化学工業㈱製 塗布-
1 Si02/L'!02=3.5 0.5;m 満足す る シリケ^"ト LSS-35 →150で乾燥
リチウム 日産化学工業㈱製 塗布
2 Si02/Li02=4.5- 0 · 5/>m 満足 す る シリケート LSS- 5 →150で乾燥
リチウム 日産化学工業㈱製 塗布
3
0.5;m 満足 す る シリケート LSS-75 →150*Ό乾燥 .
リチウム デュポン社製 塗布
4 S i02/Li02= .6-5.0 0.5/im 満足す る シリケート ポリシリケート 48 →150"C乾燥
日本パーカライジング スブレ一
5 リン fea処理 満足す る ㈱製 PB3312 —水洗 ·乾燥
アタリノレ一エチレン 有機樹脂: コロイダルシリカ 塗布
6 有機樹脂皮膜 満足す る 共重合体 = 100: 10 ·→150 :乾燥
三
7 井化学㈱製 塗布
< フィチン酸処理 Ω Π n F 十 ス フィチン酸 10g/L水溶液 →】50^乾燥
富士化学㈱製 塗布
8 タンニン酸処理 0.5^m 満足す る
タンニン AL10g/L水溶液 →】50で乾燥
ミョシ油脂㈱製
髙分子 塗布
9 ジチォ力ルバミン酸 0.5pm 満足 す る キレート化剤 →150^乾燥
アンモニゥム塩
表 1 1 9 [第二眉皮膜用榭脂組成物]
* 1 明細書本文に記載の合成例 1〜4で合成された樹脂組成物(1)〜(4)
lib 表 1 2 0 [リン酸亜 . リン酸アルミニウム]
Ncx 種類及び組成
1 オルトリン酸亜鉛
2 ポリ リン酸亜鉛
3 リン酸一水素亜鉛
4 リン酸ニ水素亜鉛
5 亜リン酸亜鉛
6 オルトリン酸アルミ-ゥム
7 ポリ リン酸アルミニウム
8 リン酸一水素アルミ-ゥム
9 リン酸ニ水素アルミニウム
10 ポリ リン酸亜鉛 (50wt%) +リン酸一水素アルミニウム (50*t°/o〉
11 オルトリン酸亜鉛 (50wt%) +リン酸二水素アルミ-ゥム (5Dwt%〉
表 1 2
* 1 5に記載の No, * 2 :表 1 1 8に記載の No, * 3 :表 1 1 9に記載の No, * 4 :表 1 2 0に記載の No,
*5:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び Z又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量 (重量部) ¾1:本…本発明例 比…比較例
表 122 第一層皮膜 第二層皮膜 性 能
めっき 皮 膜 榭 脂 リン酸亜鉛及び Ζ又は 乾燥 膜厚 アル力リ脱脂 区 α 鉀 板 組成物 組成物 リン酸アルミニウム(a) 温度 外観 耐白銪性 後の耐白銪性 塗 料 分 種 類 配合量 S S T S ST 密着性
*1 *2 *3 *4 *5 CC) (? m) 96時間 96時間 ^1
13 1 1 1 1 1 . ,230 1.5 O 〇 〇 ◎ 発
14 1 1 1 1 5 230 1.5 〇 〇+ O-f ◎ 発
15 1 1 1 1 10 - 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ 発
16 1 1 1 1 20 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ 発
17 1 1 1 1 25 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ 発
18 1 1 1 1 40 230 1.5 〇 〇+ 〇+ ◎ 発
19 1 1 1 1 50 230 1.5 〇 〇+ 〇+ ◎ 発
20 1 1 1 80 230 1.5 .〇 O 〇 . ◎ 発
21 1 1 1 1 100 230 1.5 〇 0- 〇一 ◎ 発
22 1 1 1 1 150 230 1.5 〇 △ Δ © 比
* 1 :表 115に記載の No, * 2 :表 118に記載の No, * 3 :表 119に記載の No, * 4:表 120に記載の No,
*5:樹脂組成物の固形分】 00重量部に対するリン酸亜鉛及び Z又はリン酸アルミニウム )の固形分配合 (重 部) ¾】 :本…本発明例 比…比較例
表 1 2 3
* 1 :表 1 1 5に記載の No, * 2 :表 1 1 8に記戦の No * 3 :表 1 1 9に記載の No, * 4 :表 1 2 0に記載の No,
*5 :樹脂組成物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量 (重量部)
Ώ :発…本発明例 比…比較例 τ :溶接が不可能
表 1 2 4 第一眉皮膜 第 層皮膜 性 能
めっき 皮 膜 榭 脂 リン酸亜鉛及び 固形潤'滑剤 アルカリ∞ 区 m 扳 . i i^;物 組成物 Z又はリン酸ァ (c) 乾燥 膜厚 外 耐白 性 後の耐白銪性 塗 料 加 分 ルミ:ニゥム ω S S T S S T 密着性 X 種類 配合量 種類 配合 fi 観 96時間 96時間 性
*1 n *4 *5 *10 (で) (?m) 1
54 1 1 1 1 30 1 5 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ ® 1発
60 1 1 . 1 1 30 1 1 230 1. 5 〇 ◎ 「 ◎ ◎ 〇 発
61 1 1 1 1 30 1 10 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 発
62 1 1 1 1 30 1 30 230 1.5 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 発
63 1 1 1 1 30 1 80 230 1.5 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ 発
64 1 1 1 1 30 1 100 230 1. 5 〇 © ◎ X ◎ 比
* 丄 :表 1 1 5に mi戦の No, * 2 :表 1 1 8に記載の No, * 3 :表 1 1 9に記載の No, * 4:表 1 2 0に記載の No,
*5:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量 (重量部) *10:表 6に記載の Not * 11:樹脂組成物の固形分 100重量部に対する固形潤滑剤(c)の固形分配合量
\:発…本発明例 比…比較例
表 1 2 5
*5:榭脂組成物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び Z又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量 (重量部) 1\ :本…本発明例 比…比較例
表 1 2 6
* 表 1 1 5に記載の Νο, * 2 :表 1 1 8に記載の No, * 3 :表 1 1 9に記載の No, * 4:表 1 2 0に記載の No, <
*5:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量.(重量部) :本…本発明例 比…比較例
表 1 2 7
笛 届 tb m 第 二 層 皮 膜
隨 w n脂日 リン酸亜鉛及び/又は カノレシゥム 、dノ ~1 、0ノ 、<»ノ 、uノ
锁 板 組成物 組成物 リン酸アルミニウム(a)' 化合物(b) BR合 重量比 温度 区 分 種類 配合量 種類 配合量
*1 ' *4 *5 *6 *7 *9 CC) (^m)
86 1 1 1 1 30 1 20 50 3/2 230 1. 5 本発明例
87 1 1 2 1 30 2 20 50 3/2 230 1. 5 本癸明例
88 1 1 3 1 30 · 3 20 50 3/2 230 1.5 本発明例
89 1 1 4 1 30 4 20 50 3/2 230 1. 5 本発明例
90 1 1 5 1 30 5 20 50 3/2 230 1. 5 本癸明例
91 1 1 6 1 30 6 20 50 3/2 230 1. 5 本発明例
92 1 1 7 1 30 6 20 50 3/2 230 1. 5 本発明例
93 1 1 8 1 30 6 20 50 3/2 230 1. 5 本発明例
94 1 1 9 1 30 6 20 50 3/2 230 1. 5 本髡明例
95 1 1 10 1 30 6 . 20 50 3/2 230 1. 5 本努明例
96 1 1 11 1 30 6 Z0 50 I 230 1. 5 本発明例
97 1 1 12 1 30 6 20 50 3/2 230 1. 5 比 較 例
* 1 :表 115に記載の No, * 2 :表 118に記載の No, * 3 :表 119に記載の No, * 4 :表 120に記載の No * 5 :樹脂組成物の 固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び 又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量(重量部) * 6 :表 1 1 6に記載 の α *7:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するカルシウム化合物(b)の固形分配合量(重量部) *8:榭脂組成 物の固形分】 00重量部に対するリン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の合計固形分配 合 S (重 fi部) *9: リン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の固形分重量比
128
性 能
ァノレ力リ J3¾J旨
rr ノ、
Να 外観 耐白鯖性 後の耐白鍺性 塗 料 区 分
S S T S S T 密着性 120時間 120時間
' l - w
86 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
87 〇 ^ 6 ^例
0
00 e ½例
90 0 ◎ ◎ ◎ 本発明例
91 o ◎ ◎ 本発明例
92 〇 © ◎ ◎ 本発明例93 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
94 〇 ◎ : © ◎ 本発明例
95 〇 :. ◎ ◎ ◎ 本発明例
96 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
97 o . Δ X ® 比 較 例
表 129
第一層皮膜 第 二 層 皮 膜
めっき 皮 膜 榭 脂 リン酸亜鉛及び Z又は カノレシゥム (a) + (b) ( Z(b) 乾燥 膜厚
Να m 板 耝成物 組成物 リン酸アルミニゥム(a) 化合物(b) 配合量 重量比 温度 区 分 種類 配合量 種類 配合量
*1 . *2 *6 *7 *8 *9 OC)
98 1 1 13 1 30 , , 6 20 50 3/2 230 1.5 比 較 例
99 1 1 14 1 30 6 20 50 3/2 230 1.5 比 較 例
100 1 1 1 1 '30 30 30/0 230 1.5 本発明例
101 1 1 1 1 29.9 6 0.1 30 299/1 230 1.5 本発明例
102 1 1 1 1 29 6 1 30 29/1 230 1.5 本発明例
103 1 1 1 20 6 10 30 2/1 230 1.5 本発明例
104 1 1 1 15 6 15 30 1/1 230 1.5 本発明例
105 1 1 1 10 6 20 30 1/2 230 1.5 本発明例
】06 1 1 1 1 6 29 30 1/29 230 1.5 本発明例
107 1 1 1 0.1 6 29.9 30 1/299 230 1.5 比 較 例
108 1 1 1 50 30 50/0 230 1.5 本発明例
* 1 :表 115に記載の No, * 2 :表 118に記載の No, * 3 :表 119に記載の No, * 4:表 120に記載の No, * 5:樹脂組成物の 固形分 100重: fi部に対するリン酸亜鉛及び Z又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合 S (重量部) * 6 :表 1 1 6に記載 の *7:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するカルシウム化合物(b)の固形分配合量 (重量部) *8:樹脂組成 物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び 又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物 (h)の合計固形分配 合量(重量部) *9: リン酸亜鉛及び Z又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の固形分重量比
表 1 3 0
表 1 3
第一層皮膜 第 二 眉 皮 膜
めつさ 皮 膜 樹 脂 リン酸亜鉛及び Z又は カノレシゥム (a + (b) (a) Z (b) 乾燥 膜厚
m W 砍 祖ifK物 組 物 y -/¾ 7ノレ ¾ニヮム(aノ 化合物(b) 配合量 量比 温度 区 分 種類 配合量
* 1 ネ z * 4 . * 5 * 6 *7 Q 本 3 κし 、pmリ u 1 1 1 49 , . 6 1 . 50 230 小^ 6 ¾ l7»J no 1 1 1 45 6 5 50 9/1 230 本発明例
111 1 1 1 •40 · 6 10 50 4/1 230 本発明例
112 1 1 1 30 6 20 50 3/2 230 本発明例
113 1 1 1 25 6 25 50 1/1 230 本発明例
114 1 1 1 10 6 40 50 . 1/4 230 本 明例
115 1 1 1 1 6 49 50 1/49 230 本発明例
* 1 :表 115に記載の Νο * 2 :表 118に記載の No, * 3 :表 119に記載の No * 4 :表 120に記載の No * 5 :樹脂組成物の 固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及びノ又はリン酸アルミニウム(a)の固形分配合量(重量部) * 6 :表 1 1 6に記載 の α *7:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するカルシウム化合物(b)の固形分配合量 (重量部) *8:樹脂組成 物の固形分 100重量部に対するリン酸亜鉛及び 又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の合計固形分配 合量(重 S部) *9: リン酸亜鈴及びノ又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の固形分重量比
2Z
表 132 性 . 能
アル力 リ脱脂
Να 外観 耐白鍺性 後の耐白鍺性 塗 料 区 分
S S T S S T 密着性
】20時間 no時間
109 〇 + 〇+ 〇 + ◎ 本発明例
110 〇 ◎ 本発明例
111 〇 © ◎ ◎ 本発明例
112 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
113 〇 ' ◎ © ◎. 本発明例
114 〇 〇 〇 © 本癸明例
115 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
表 1 3 3
* 1 :表 115に記載の No, * 2 :表 118に記載の No, * 3 :表 119に記載の No, * 4:表 120に記載の No, * 5 :樹脂組成物の固形分 100 重量部に対するリン酸亜鈴及び Z又はリン酸アルミニウム G の固形分配合量 (重量部) * 6 :表 1 1 6に記載. *7 :榭脂組 成物の固形分 100重量部に対するカルシウム化合物(b)の固形分配合量 (重量部) *8:樹脂組成物の固形分 100重量部に対する リン酸亜鉛及び/又はリン酸アルミニゥム(a)とカルシゥム化合物 (b)の合計固形分配合量 (重量部) *9:リン酸亜鈴及び Z 又はリン酸アルミニウム(a)とカルシウム化合物(b)の固形分重量比 * 10:表 117に記載の No, *H:樹脂組成物の固形分 100 重; a部に対する固形潤滑剤 (c)の固形分配合量 ( ¾部) 1 :発…本発明例 比…比較例
表 134 性 能
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123 〇 ◎ ® ◎ ◎ 本発明例
124 〇 ◎ -". ◎ ◎ ◎ 本発明例
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126 O ◎ ◎ ◎ 本発明例
127 〇 ◎ ® 〇 ◎ 本癸明例
128 〇 ◎ © X ◎ 比 較 例
最良の形態 5
本発明者らは、亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 特定のキレート形成樹脂皮膜を形成することにより、 環境や人体に悪影響を及 ぼすおそれのあるクロメート処理を行うことなく、 無公害で且つ耐食性に優れ た有機被覆鋼板が得られることを見い出した。
本発明の有機被覆鋼板の特徴は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部 の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化 合物 (B ) とを反応させることにより、 皮膜形成用樹脂 (A) にキレート形成 基としてヒドラジン誘導体 (C ) を付与し、 この反応生成物であるキレート形 成樹脂を防鐯皮膜として亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の 表面に形成した点にある。
このような特定の反応生成物による有機皮膜の防食機構は必ずしも明らかで ないが、 低分子量のキレート化剤ではなく、 皮膜形成有機樹脂にヒドラジン誘 導体を付与することによって、 (1)緻密な有機高分子皮膜によって酸素や塩素ィ オンなどの腐食因子を遮断する効果が得られること、 (2)ヒドラジン誘導体がめ つき皮膜の表面に吸着し若しくはめつき皮膜表面と反応することにより、 めつ き皮膜表面に安定的且つ強固に密着した緻密な不動態化層を形成できること、 (3)ヒドラジン誘導体が皮膜形成時に溶出した亜鉛ィオンをトラップして電気 的に中性な不溶性キレート化合物層 (錯体構造の緻密なバリヤ一層) を形成す るため、 めっき皮膜と有機樹脂層の界面でのイオン伝導層の形成が抑制されて 腐食の進行が抑制されること、 (4)さらに、 腐食環境中においても腐食によって 生成した亜鉛イオンを皮膜中のフリーのヒドラジン誘導体がトラップし、 安定 な金属錯体構造を形成することによって腐食の進行が抑制されること、 などの 作用効果により腐食の進行が効果的に抑制され、 優れだ耐食性が得られるもの と考えられる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) として、 特にエポキシ基含有樹脂を用いた場 合には、 ェポキシ基含有樹脂と架橋剤との反応により緻密なバリヤー皮膜が形 成され、 このバリヤ一皮膜は酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また、 分子中の水酸基により素地との優れた結合力が得られるため、 特に優れた耐食
性が得られる。
さらに、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) として、 特に活性水素を 有するピラゾール化合物および または活性水素を有するトリァゾ一ル化合物 を用いることにより、 より優れた耐食性が得られる。
従来技術のように皮膜形成有機樹脂 (A) に単にヒドラジン誘導体 (C ) を 混合しただけでは腐食抑制の向上効果はほとんど認められない。 その理由は、 皮膜形成有機樹脂の分子中に組み込まれていないヒドラジン誘導体は、 金属表 面には吸着するものの、 その吸着生成物は低分子量のために緻密なバリヤ一層 にはならないためであると考えられる。 これに対して、 本発明のように皮膜形 成有機樹脂
(A) の分子中にヒドラジン誘導体を組み込むことによって、 格段に優れた腐 食抑制効果が得られる。 上記亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成される 特定の有機皮膜について説明する。
本発明において、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に形成される有機皮膜は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B) との反応生成物を含む膜厚が 0 . 1〜5 / mの有機皮膜である。
皮膜形成有機樹脂 (A) の種類としては、 一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応 して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合などの反応 により結合でき、且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はない。 この皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ 樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 アルキド樹脂、 アクリル系共重 合体樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 およびこれらの樹脂の付加 物または縮合物などを挙げることができ、 これらのうちの 1種を単独で、 また は 2種以上を混合して使用することができる。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) としては、 反応性、 反応の容易さ、 防食性な どの点から、 樹脂中にエポキシ基を含有するもの (エポキシ基含有樹脂) が特
に好ましい。
このエポキシ基含有樹脂 (D ) としては、 一部または全部の化合物が活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) と反応 して、 皮膜形成有機樹脂に活性水素含有化合物 (B ) が付加、 縮合などの反応 により結合でき、且つ皮膜を適切に形成できる樹脂であれば特別な制約はなく、 例えば、 エポキシ樹脂、 変性エポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマーと共重合 したアクリル系共重合体樹脂、 エポキシ基を有するポリブタジエン樹脂、 ェポ キシ基を有するポリウレタン樹脂、 およびこれらの樹脂の付加物もしくは縮合 物などが挙げられ、 これらのエポキシ基含有榭脂の 1種を単独で、 または 2種 以上混合して用いることができる。
さらに、 これらのエポキシ基含有樹脂の中でも、 酸素などの腐食因子に対し て優れた遮断性を有する熱硬化性のエポキシ樹脂や変性エポキシ樹脂が特に好 適である。
上記エポキシ樹脂としては、 ビスフエノール A、 ビスフエノール F、 ノボラ ック型フエノールなどのポリフエノール類とェピクロルヒドリンなどのェピハ ロヒドリンとを反応させてダリシジル基を導入してなるか、 若しくはこのダリ シジル基導入反応生成物にさらにポリフエノール類を反応させて分子量を増大 させてなる芳香族エポキシ樹脂、 さらには脂肪族エポキシ樹脂、 脂環族ェポキ シ榭脂などが挙げられ、 これらの 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使 用することができる。 これらのエポキシ樹脂は、 特に低温での皮膜形成性を必 要とする場合には数平均分子量が 1 5 0 0以上であることが好適である。
上記変性エポキシ樹脂としては、 上記エポキシ樹脂中のエポキシ基または水 酸基に各種変性剤を反応させた樹脂を挙げることができ、 例えば、 乾性油脂肪 酸を反応させたエポキシエステル樹脂、 アクリル酸またはメ夕クリル酸などを 含有する重合性不飽和モノマー成分で変性したエポキシァクリレート榭脂、 ィ ソシァネート化合物を反応させたウレタン変性エポキシ樹脂などを例示できる。 上記エポキシ基含有モノマーと共重合したァクリル系共重合体樹脂としては、 エポキシ基を有する不飽和モノマーとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸 エステルを必須とする重合性不飽和モノマー成分とを、 溶液重合法、 エマルシ ョン重合法または懸濁重合法等によって合成した樹脂を挙げることができる。
上記重合性不飽和モノマ一成分としては、 例えば、 メチル (メタ) ァクリレ
—ト、 ェチル (メタ) アタリレート、 プロピル (メタ) ァクリレート、 η— , i s o一若しくは t e r t —ブチル (メタ) ァクリレート、 へキシル (メタ) ァクリレート、 2—ェチルへキシル (メタ) ァクリレート、 デシル (メタ) ァ クリレート、 ラウリル (メタ) ァクリレートなどのアクリル酸またはメタクリ ル酸の C 1〜2 4アルキルエステル; アクリル酸、 メタクリル酸、 スチレン、 ビニルトルエン、 アクリルアミド、 アクリロニトリル、 N—メチロール (メタ) アクリルアミド、 N—メチ口一ル (メタ) アクリルアミドの C 1〜4アルキル エーテル化物; N, N—ジェチルアミノエチルメ夕クリレートなどを挙げるこ とができる。
また、 エポキシ基を有する不飽和モノマーとしては、 グリシジルメ夕クリレ —ト、 グリシジルァクリレート、 3, 4一エポキシシクロへキシルメチル (メ 夕) ァクリレート等、 エポキシ基と重合性不飽和基を持つものであれば特別な 制約はない。
また、 このエポキシ基含有モノマーと共重合したアクリル系共重合体樹脂は、 ポリエステル樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂などによって変性させた樹 脂とすることもできる。
前記エポキシ樹脂として特に好ましいのは、 ビスフエノール Aとェピハロヒ ドリンとの反応生成物である樹脂であり、 このエポキシ樹脂は特に耐食性に優 れているため好ましい。
このようなビスフエノール A型エポキシ樹脂の製造法は当業界において広く 知られている。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は、 有機溶剤溶解型、 有機溶剤分散型、 水溶 解型、 水分散型のいずれであってもよい。
本発明では皮膜形成有機樹脂 (A) の分子中にヒドラジン誘導体を付与する ことを狙いとしており、 このため活性水素含有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) であること が必要である。
皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂である場合、 そのエポキシ基 と反応する活性水素含有化合物 (B ) として例えば以下に示すようなものを例
示でき、 これらの 1種または 2種以上を使用できるが、 この場合も活性水素含 有化合物 (B ) の少なくとも一部 (好ましくは全部) は、 活性水素を有するヒ ドラジン誘導体であることが必要である。
活性水素を有するヒドラジン誘導体
活性水素を有する第 1級または第 2級のアミン化合物
アンモニア、 カルボン酸などの有機酸
塩化水素などのハ口ゲン化水素
アルコール類、 チオール類
活性水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンと酸との混合物 である 4級塩化剤
前記活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) としては、 例えば、 以下のも のを挙げることができる。
① カルボヒドラジド、 プロピオン酸ヒドラジド、 サリチル酸ヒドラジド、 ァ ジピン酸ジヒドラジド、 セバシン酸ジヒドラジド、 ドデカン酸ジヒドラジド、 イソフタル酸ジヒドラジド、 チォカルボヒドラジド、 4 , 4 ' —ォキシビスべ ンゼンスルホニルヒドラジド、 ベンゾフエノンヒドラゾン、 ァミノポリアクリ ルァミド等のヒドラジド化合物;
② ピラゾ一ル、 3 , 5—ジメチルビラゾール、 3—メチルー 5—ピラゾロン、 3—ァミノ— 5—メチルビラゾール等のピラゾ一ル化合物;
③ 1, 2, 4—トリァゾール、 3 —アミノー 1 , 2, 4—トリァゾール、 4 —ァミノ— 1, 2, 4 一トリァゾール、 3 —メルカプト一 1, 2 , 4—トリア ゾ一ル、 5 —アミノー 3 _メルカプト一 1 , 2 , 4—トリァゾ一ル、 2 , 3 - ジヒドロー 3—ォキソ一 1 , 2, 4—トリァゾール、 1 H—ベンゾトリアゾ一 ル、 1 —ヒドロキシベンゾトリアゾ一ル (1水和物) 、 6 —メチル—8 —ヒド ロキシトリアゾロピリダジン、 6—フエ二ルー 8—ヒドロキシトリアゾロピリ ダジン、 5—ヒドロキシ— 7—メチル— 1 , 3 , 8 —トリァザインドリジン等 のトリアゾール化合物;
④ 5 _フエ二ルー 1, 2, 3, 4ーテトラゾール、 5 _メルカプト一 1—フ ェニルー 1 , 2, 3, 4 —テトラゾ一ル等のテトラゾール化合物;
⑤ 5 —ァミノ— 2 —メルカプト一 1 , 3, 4ーチアジアゾ一ル、 2 , 5—ジ
メルカプト一 1, 3 , 4—チアジアゾ一ル等のチアジアゾ一ル化合物; ⑥ マレイン酸ヒドラジド、 6—メチル一 3—ピリダゾン、 4 , 5—ジクロロ _ 3—ピリダゾン、 4, 5—ジブ口モー 3—ピリダゾン、 6—メチル—4 , 5 —ジヒドロー 3—ピリダゾン等のピリダジン化合物
また、 これらのなかでも、 5員環または 6員環の環状構造を有し、 環状構造 中に窒素原子を有するピラゾ一ル化合物、 トリァゾール化合物が特に好適であ る。
これらのヒドラジン誘導体は 1種を単独で、 または 2種以上を混合して使用 することができる。
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記活性水素を有するァ ミン化合物の代表例としては、 例えば、 以下のものを挙げることができる。
① ジエチレントリアミン、 ヒドロキシェチルアミノエチルァミン、 ェチルァ ミノェチルァミン、 メチルァミノプロピルァミンなどの 1個の 2級ァミノ基と
1個以上の 1級アミノ基を含有するァミン化合物の 1級ァミノ基を、 ケトン、 アルデヒド若しくはカルボン酸と例えば 1 0 0— 2 3 0 °C程度の温度で加熱反 応させてアルジミン、 ケチミン、 ォキサゾリン若しくはイミダゾリンに変性し た化合物;
② ジェチルァミン、 ジエタノールァミン、 ジー n—または— i s o—プロパ ノールァミン、 N—メチルエタノールァミン、 N _ェチルエタノールァミンな どの第 2級モノアミン;
③ モノエタノールァミンのようなモノアルカノ一ルァミンとジアルキル (メ 夕) アクリルアミドとをミカエル付加反応により付加させて得られた第 2級ァ ミン含有化合物;
④ モノエタノールァミン、 ネオペン夕ノールァミン、 2—ァミノプロパノ一 ル、 3—ァミノプロパノール、 2—ヒドロキシ一 2 ' (ァミノプロボキシ) ェ チルェ一テル等のアルカノールァミンの 1級ァミノ基をケチミンに変性した化 合物;
活性水素含有化合物 (B ) の一部として使用できる上記 4級塩化剤は、 活性 水素を有しないヒドラジン誘導体または第 3級ァミンはそれ自体ではエポキシ 基と反応性を有しないので、 これらをエポキシ基と反応可能とするために酸と
の混合物としたものである。 4級塩化剤は、 必要に応じて水の存在下でェポキ シ基と反応し、 エポキシ基含有樹脂と 4級塩を形成する。
4級塩化剤を得るために使用される酸は、 酢酸、 乳酸などの有機酸、 塩酸な どの無機酸のいずれでもよい。 また、 4級塩化剤を得るために使用される活性 水素を有しないヒドラジン誘導体としては、 例えば 3 , 6—ジクロロピリダジ ンなどを、 また、 第 3級ァミンとしては、 例えば、 ジメチルエタノールァミン、 トリヱチルァミン、 トリメチルァミン、 トリイソプロピルァミン、 メチルジェ タノ一ルァミンなどを挙げることができる。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物は、 皮 膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 (B ) とを 1 0〜 3 0 0 、 好ま しくは 5 0〜 1 5 0 °Cで約 1〜 8時間程度反応させて得られる。
この反応は有機溶剤を加えて行ってもよく、 使用する有機溶剤の種類は特に 限定されない。 例えば、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケ トン、 ジブチルケトン、 シクロへキサノン等のケトン類;エタノール、 ブタノ ール、 2—ェチルへキシルアルコール、 ベンジルアルコール、 エチレングリコ —ル、 エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、 エチレングリコールモ ノブチルエーテル、 エチレングリコールモノへキシルエーテル、 プロピレング リコール、 プロピレングリコールモノメチルエーテル、 ジエチレングリコール、 ジエチレンダリコールモノェチルエーテル、 ジエチレングリコールモノブチル エーテル等の水酸基を含有するアルコール類やエーテル類;酢酸ェチル、 酢酸 ブチル、 エチレングリコールモノブチルエーテルァセテ一ト等のエステル類; トルエン、 キシレン等の芳香族炭化水素等を例示でき、 これらの 1種または 2 種以上を使用することができる。 また、 これらのなかでエポキシ樹脂との溶解 性、 塗膜形成性等の面からは、 ケトン系またはエーテル系の溶剤が特に好まし い。
皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒド ラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 固形 分の
割合で皮膜形成有機樹脂(A) 1 0 0重量部に対して、活性水素含有化合物(B )
を 0 . 5〜2 0重量部、 特に好ましくは 1 . 0〜 1 0重量部とするのが望まし い。
また、 皮膜形成有機樹脂 (A) がエポキシ基含有樹脂 (D ) である場合には、 エポキシ基含有樹脂 (D ) と活性水素含有化合物 (B ) との配合比率は、 活性 水素含有化合物 (B ) の活性水素基の数とエポキシ基含有樹脂 (D ) のェポキ シ基の数との比率 [活性水素基数 Zエポキシ基数] が 0 . 0 1〜1 0、 より好 ましくは 0 . 1〜8、 さらに好ましくは 0 . 2〜4とすることが耐食性などの 点から適当である。
また、 活性水素含有化合物 (B ) 中における活性水素を有するヒドラジン誘 導体 (C ) の割合は 1 0〜 1 0 0モル%、 より好ましくは 3 0〜 1 0 0モル%、 さら好ましくは 4 0〜 1 0 0モル%とすることが適当である。 活性水素を有す るヒドラジン誘導体 (C ) の割合が 1 0モル%未満では有機皮膜に十分な防鑌 機能を付与することができず、 得られる防鲭効果は皮膜形成有機樹脂とヒドラ ジン誘導体を単に混合して使用した場合と大差なくなる。
本発明では緻密なバリヤ一皮膜を形成するために、 樹脂組成物中に硬化剤を 配合し、 有機皮膜を加熱硬化させることが望ましい。
樹脂組成物皮膜を形成する場合の硬化方法としては、 (1)イソシァネートと基 体樹脂中の水酸基とのウレタン化反応を利用する硬化方法、 (2)メラミン、 尿素 およびべンゾグアナミンの中から選ばれた 1種以上にホルムァルデヒドを反応 させてなるメチロール化合物の一部若しくは全部に炭素数 1〜 5の 1価アルコ ールを反応させてなるアルキルエーテル化ァミノ樹脂と基体樹脂中の水酸基と の間のエーテル化反応を利用する硬化方法、 が適当であるが、 このうちイソシ ァネートと基体樹脂中の水酸基とのウレ夕ン化反応を主反応とすることが特に 好適である。
上記(1)の硬化方法で用いるポリイソシァネート化合物は、 1分子中に少なく とも 2個のイソシァネート基を有する脂肪族、 脂環族 (複素環を含む) または 芳香族イソシァネート化合物、 若しくはそれらの化合物を多価アルコールで部 分反応させた化合物である。 このようなポリイソシァネ一ト化合物としては、 例えば以下のものが例示できる。
① m—または p —フエ二レンジイソシァネ一ト、 2 , 4—または 2 , 6 —ト
ト、 o_または p—キシリレンジイソシァネート、 へキ
、一ト、 ダイマ一酸ジイソシァネート、 イソホロンジィ ソシァネート
② 上記①の化合物単独またはそれらの混合物と多価アルコール (エチレング リコール、 プロピレングリコールなどの 2価アルコール類;グリセリン、 トリ メチロールプロパンなどの 3価アルコール;ペン夕エリスリトールなどの 4価 アルコール;ソルビトール、 ジペン夕エリスリ トールなどの 6価アルコールな ど) との反応生成物であって、 1分子中に少なくとも 2個のイソシァネートが 残存する化合物
これらのポリイソシァネート化合物は、 1種を単独で、 または 2種以上を混 合して使用できる。
また、 ポリイソシァネート化合物の保護剤 (ブロック剤) としては、 例えば、 ① メタノール、 エタノール、 プロパノール、 ブタノール、 ォクチルアルコ一 ルなどの脂肪族モノアルコール類
② エチレンダリコールおよびノまたはジエチレングリコールのモノエーテル 類、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル (n— , i s o) 、 ブチル (n— , i s o, s e c) などのモノエーテル
③ フエノ一ル、 クレゾールなどの芳香族アルコール
④ ァセトォキシム、 メチルェチルケトンォキシムなどのォキシム
などが使用でき、 これらの 1種または 2種以上と前記ポリイソシァネート化合 物とを反応させることにより、 少なくとも常温下で安定に保護されたポリィソ シァネート化合物を得ることができる。
このようなポリイソシァネート化合物 (E) は、 硬化剤として皮膜形成有機 樹脂 (A) に対し、 (A) Z (E) =95Z5〜55 45 (不揮発分の重量 比) 、 好ましくは (A) Z (E) = 90Z10〜65 35の割合で配合する のが適当である。 ポリイソシァネート化合物には吸水性があり、 これを (A) / (E) =55Z45を超えて配合すると有機皮膜の密着性を劣化させてしま う。 さらに、 有機皮膜上に上塗り塗装を行った場合、 未反応のポリイソシァネ 一ト化合物が塗膜中に移動し、塗膜の硬化阻害や密着性不良を起こしてしまう。 このような観点から、 ポリイソシァネート化合物(E)の配合量は(A) / (E)
= 5 5 / 4 5以下とすることが好ましい。
なお、 皮膜形成有機樹脂 (A) は以上のような架橋剤 (硬化剤) の添加によ り十分に架橋するが、 さらに低温架橋性を増大させるため、 公知の硬化促進触 媒を使用することが望ましい。 この硬化促進触媒としては、 例えば、 N—ェチ ルモルホリン、 ジブチル錫ジラウレート、 ナフテン酸コバルト、 塩化第 1スズ、 ナフテン酸亜鉛、 硝酸ビスマスなどが使用できる。
また、 例えば皮膜形成有機樹脂 (A) にエポキシ基含有樹脂を使用する場合、 付着性など若干の物性向上を狙いとして、 エポキシ基含有樹脂とともに公知の アクリル、 アルキッド、 ポリエステル等の樹脂を混合して用いることもできる。 本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 さ らに必要に応じて上記硬化剤のほか、 添加剤として潤滑性付与剤 (例えば、 ポ リエチレンワックス、 フッ素樹脂化合物) 、 防錡添加剤 (例えば、 シリカ) 、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタン) 、 キレート剤 (例えば、 チオール等) 、 導電 性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アンチモンド一プ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリン グ剤、 チタンカップ
リング剤等) 、 メラミン · シァヌル酸付加物等を添加することができる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および Zまたは水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤等が 添加される。
上記有機溶剤としては、 上記皮膜形成有機樹脂 (A) と活性水素含有化合物 ( B ) との反応生成物を溶解または分散でき、 塗料組成物として調整できるも のであれば特別な制約なく、 例えば、 先に例示した種々の有機溶剤を使用する ことができる。
上記中和剤は、 皮膜形成有機樹脂 (A) を中和して水性化するために必要に 応じて配合されるものであり、 皮膜形成有機樹脂 (A) がカチオン性樹脂であ
る場合には酢酸、 乳酸、 蟻酸などの酸を中和剤として使用することができる。 以上述べたような有機皮膜は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつ き鋼板の表面に、 クロメー卜処理皮膜を介することなく形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . 1〜5 mとする。 有機皮膜膜厚が 0 . 1 / m未 満では耐食性が不十分であり、 一方、 溶接性が要求される一般の用途では膜厚 が 5 mを超えると溶接性が低下する。 また、 より好ましい膜厚は 0 . 5〜3 11 mである。
本発明の有機被覆鋼板は、 上述した皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全 部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有 化合
物 (B ) との反応生成物を含む (好ましくは主成分とする) 塗料組成物を、 亜 鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に塗布し、 乾燥させる ことにより製造される。
めっき鋼板の表面は、 上記塗料組成物を塗布する前に必要に応じてアルカリ 脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理等の前処 理を施すことができる。
上記塗料組成物を亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法等の任意の方法を採用 できる。 塗布法としては、 ロールコ一夕一 (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコ一夕一等のいずれの方法を用いてもよい。 また、 ス クイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理またはスプレー処理の後に、 エア ナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を 行なうことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行う。 但し、 本 発明の有機皮膜は下地であるめつき鋼板の表面と化学吸着もしくは反応により 結合しているので、 塗料組成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。 加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉等を 用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 5 0〜3 0 0 t:、 好ましくは 8 0 〜 2 5 0 °Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 5 0 未満では皮膜 中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 3 0 0 を
超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下する おそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面:めっき皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面:めっき皮膜一有機皮膜、 片面:公知のリン酸塩処理皮膜等
(3) 両面:めっき皮膜一有機皮膜
【実施例】
以下に皮膜形成用の樹脂組成物の合成例を示す。
[合成例 1 ]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 187) 1870部と ビスフエノール A 9 12部、 テトラェチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140°Cまで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90 %のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコールモノブチルェ一テル 1500部を加えて から 100 に冷却し、 3, 5—ジメチルビラゾ一ル (分子量 96) を 96部 とジブチルァミン (分子量 129) を 1 29部加えて、 エポキシ基が消失する まで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチルケトン 205部を加 えて、 固形分 60%のピラゾール変性エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物
(1) とする。 この樹脂組成物 (1) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水 素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 5 Omo 1 %含む活性水素含有化合物と の反応生成物である。
[合成例 2 ]
EP 1007 (油化シェルエポキシ社製, エポキシ当量 2000) 4000 部とエチレンダリコールモノブチルエーテル 2239部を四つ口フラスコに仕 込み、 120°Cまで昇温して 1時間で完全にエポキシ樹脂を溶解した。 このも のを 100°Cに冷却し、 3—アミノー 1, 2, 4—トリァゾ一ル (分子量 84) を 168部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しな トン 540部を加えて、 固形分 60%のトリアゾール
変成エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物(2) とする。 この樹脂組成物(2) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 3 ]
イソホロンジイソシァネート (イソシァネート当量 1 1 1) 222部とメチ ルイソブチルケトン 34部を四つ口フラスコに仕込み、 30〜40 に保って メチルェチルケトキシム (分子量 87 ) 87部を 3時間かけて滴下後、 40 に 2時間保ち、 イソシァネート当量 309、 固形分 90 %の部分ブロックイソ シァネートを得た。
次いで、 EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187) 14 96部とビスフエノール A 684部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 1 部、 メチルイソプチルケトン 241部を四つ口フラスコに仕込み、 140でま で昇温して 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 090、 固形分 90%のエポキシ 樹脂を得た。 このものに、 メチルイソプチルケトン 1 000部を加えてから 1 00°Cに冷却し、 3—メルカプト— 1, 2, 4—トリァゾ一ル (分子量 101) を 202部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 上記固形 分 90 %の部分ブロックイソシァネートを 230部加え 100°Cで 3時間反応 させ、 イソシァネート基が消失したことを確認した。 さらに、 エチレングリコ —ルモノブチルェ一テル 46 1部を加えて、 固形分 60 %のトリァゾ一ル変成 エポキシ樹脂を得た。 これを樹脂組成物 (3) とする。 この樹脂組成物 (3) は、 皮膜形成有機樹脂 (A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を 10 Omo 1 %含む活性水素含有化合物との反応生成物である。
[合成例 4]
EP 828 (油化シェルエポキシ社製、 エポキシ当量 187) 1870部と ビスフエノール A 9 1 2部、 テトラエチルアンモニゥムブロマイド 2部、 メチ ルイソブチルケトン 300部を四つ口フラスコに仕込み、 140 まで昇温し て 4時間反応させ、 エポキシ当量 1 39 1、 固形分 90%のエポキシ樹脂を得 た。 このものに、 エチレングリコ一ルモノブチルェ一テル 1 500部を加えて から 100 に冷却し、 ジブチルァミン (分子量 129) を 258部加えて、 エポキシ基が消失するまで 6時間反応させた後、 冷却しながらメチルイソプチ
ルケトン 225部を加えて、 固形分 60%のエポキシァミン付加物を得た。 こ れを樹脂組成物(4) とする。 この樹脂組成物(4) は、 皮膜形成有機樹脂(A) と、 活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) を含まない活性水素含有化合物 との反応生成物で
ある。
上記ようにして合成された樹脂組成物 (1) 〜 (4) に硬化剤を配合し、 表 135に示す塗料組成物を作成した。
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ Ra : 1. 0 zmの冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 1 36に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつ き鋼板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 135に示す塗料組 成物をロールコ一夕一により塗布し、 各種温度で加熱乾燥して有機被覆鋼板を 作製した。 有機皮膜の膜厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条 件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白錡性、 塗料密着 性) の評価を行った。 その結果を有機皮膜の皮膜構成等とともに表 137〜表 138に示す。
表 1 35 [樹 脂 組 成 物]
基 体 樹 脂 硬 化 剤 4* もせ 御
種類 *1 配合量 種類 *2 配合量
1 (1) 100部 A 5部 ジブチル錫ジラウレー ト (0.2部) 本発明例
2 (1) 100部 B 25部 ジブチル錫ジラウ レー ト (1.0部) 本発明例
3 (1) . 100部 C 25部 一 本発明例
4 (2) . 100部 A 50部 ジブチル錫ジラウ レー ト (2.0部) 本発明例
5 (2) 100部 B 50部 ジブチル錫ジラウレー ト (3.0部) 本発明例
6 (2) 100部 C 80部 ジブチル錫ジラウ レー ト (4.0部) 本発明例
7 (3) 100部 A 25部 ナフテン酸コバル ト (1.0部) 本発明例
8 (3) 】00部 B 10部 塩化第 1錫 (1.0部) 本発明例
9 (3) 100部 C 50部 N—ェチルモルホリ ン (1.0部) 本発明例
10 (1) 100部 D 25部 本発明例
11 (3) 100部 D 30部 本発明例
12 (4) 100部 B 25部 ジブチル錫ジラウ レー ト (1.0部) 比 較 例
13 ヒ ドラジン誘導体水溶液 (3,5—ジメ チルビラ ゾールの5^ °/0水溶液) 比 較 例
エポキシアミ ン付加物と ヒ ドラジン誘導体の混合物 (榭脂組成物 Na 12に
14 3, 5—ジメチルビラゾールを基体榭脂 100重量部に対して 3重量部添加し、 比 較 例
撹拌したもの)
*1 明細書本文に記載の合成例 1 ~ 4で合成された樹脂組成物(1)~ (4)
*Z A : I P D Iの MEKォキシムブロック体:武田薬品工業㈱製 "タケネート B— 8 7 0 N" B : イソシヌレー トタイブ: Bayer社製 "DE SMODUR B L— 3 1 7 5 "
C : HMD Iの MEKォキシムブロック体:旭化成工業㈱製 "デユラネート MF— B 8 0 M' D :イミノ基型メラミン樹脂 : 三井サイテック㈱製 "サイメル 3 2 5 "
表 1 3 6
表 1 3 7
* 1 :表 1 3 6に記載のめっき鋼板 No. * 2 :表 1 3 5に記載の樹脂組成物 No.
表 1 3 8
* 1 :表 1 3 6に記載のめっき鋼板 No, 1 溶接が不可能 * 2 :表 1 3 5に記載の樹脂組成物 No.
最良の形態 6
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜と して特定の複合酸化物皮膜を形成し、 その上部に第 2層皮膜として特定の有機 高分子樹脂を基体樹脂とする有機皮膜を形成することにより、 さらに、 好まし くはこの有機皮膜中に特定の防鐯添加剤を適量配合することにより、 環境や人 体に悪影響を及ぼすおそれのあるクロメート処理を行うことなく、 無公害で且 つ耐食性に極めて優れた有機被覆鋼板が得られることを見い出した。
本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミ二 ゥム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜として、 (ひ) 酸化物微粒子と、 ( β ) M g、 C a、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 化合物およ び/または複合化合物として含まれる場合を含む) と、 (ァ) リン酸およびノ またはリン酸化合物とを含有する複合酸化物皮膜を形成し、 さらにその上部に 第 2層皮膜として、 O H基および または C O O H基を有する有機高分子樹脂 (A) (好ましくは熱硬化性榭脂、 さらに好ましくはエポキシ樹脂およびノま たは変性エポキシ榭脂) を基体樹脂とする有機皮膜を形成した点にある。
また、 第 1層皮膜である上記複合酸化物皮膜は、 成分 (a ) として S 1 02微 粒子を特定の付着量で、 成分 (JS ) として M g、 M gを含む化合物、 M gを含 む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上 (マグネシウム成分) を特 定の付着量で、 成分 (ァ) としてリン酸および またはリン酸化合物を特定の 付着量で、 それぞれ含有させることが好ましい。
このような特定の複合酸化物皮膜と有機皮膜とからなる二層皮膜構造による 防食機構は必ずしも明らかでないが、 第 1層皮膜の複合酸化物皮膜による以下 に述べるような腐食抑制効果と第 2層皮膜の皮膜形成樹脂によるバリヤー作用 とが複合化することにより、 薄膜でありながらクロメート皮膜に匹敵する耐食 性が得られる。
上記第 1層皮膜である複合酸化物皮膜の防食機構については必ずしも明確で ないが、 緻密で難溶性の複合酸化物皮膜がバリヤ一性皮膜として腐食因子を遮 断すること、 酸化ケィ素 (S i 02微粒子) などの酸化物微粒子が M gなどのァ ルカリ土類金属とリン酸および Zまたはリン酸化合物ととともに安定で緻密な
バリヤ一皮膜を形成すること、 酸化物微粒子が酸化ゲイ素 (S i o 2微粒子) で ある場合に酸化ケィ素から放出されるケィ酸イオンが腐食環境下で塩基性塩化 亜鉛を形成してバリヤ一性を向上させること、 等により優れた防食性能が得ら れるものと考えられる。 さらに皮膜に欠陥が生じた場合でも、 力ソード反応に よって O Hイオンが生成して界面がアルカリ性になることにより、 アルカリ土 類金属の可溶性成分である M gイオンや C aイオン等が M g (O H) 2、 C a (O H) 2として沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖し、 腐食反応を抑 制するものと考えられる。 また、 リン酸および またはリン酸化合物は複合酸 化物皮膜の緻密性の向上に寄与するとともに、 皮膜欠陥部で腐食反応であるァ ノード反応によって溶解した亜鉛ィオンをリン酸成分が捕捉し、 難溶性のリン 酸亜鉛化合物としてそこに沈殿生成物を形成するものと考えられる。 以上のよ うに、 アルカリ土類金属とリン酸および またはリン酸化合物は皮膜欠陥部で の自己修復作用を示すものと考えられる。
また、 このような作用効果は、 上述したように複合酸化物皮膜の成分 (α ) として S i〇 2微粒子を特定の付着量で、 成分 ( β ) としてマグネシウム成分を 特定の付着量で、 成分 (ァ) としてリン酸および またはリン酸化合物を特定 の付着量でそれぞれ含有させた場合に特に顕著に得られる。
上記第 2層皮膜である有機皮膜の防食機構についても必ずしも明確でないが、 〇Η基および または C O O H基を有する有機高分子樹脂 (Α) (好ましくは 熱硬化性樹脂、 さらに好ましくはエポキシ樹脂および または変性エポキシ樹 脂) が架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜を形成し、 このバリヤ一皮膜 は、 酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また分子中の Ο Η基や C O O H 基により素地との強固な結合力が得られるため、 特に優れた耐食性が得られる ものと考えられる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の有機高分子樹脂 (Α) からなる有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を適量配合することにより、 さ らに優れた防食性能 (皮膜欠陥部での自己修復作用) を得ることができる。 こ の特定の有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を配合したことにより得られる 防食機構は、 以下のようなものである考えられる。 すなわち、 腐食環境下で N aイオンなどのカチオンが侵入すると、 イオン交換作用によりシリカ表面の C
aイオンや Mgイオンが放出され、 さらに、 腐食環境下での力ソード反応によ り OHイオンが生成してめっき界面近傍の pHが上昇すると、 イオン交換シリ 力から放出された C aイオン (または Mgイオン) が C a (OH) 2または Mg (OH) 2としてめつき界面近傍に沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を 封鎖し、 腐食反応を抑制する。 また、 溶出した亜鉛イオンは C aイオン (また は Mgイオン) と交換されてシリカ表面に固定される効果も考えられる。
また、 本発明の有機被覆鋼板では、 上記のような特定の有機高分子樹脂 (A) からなる有機皮膜中に微粒子シリカ (b) を適量配合することによつても耐食 性を向上させることができる。 すなわち、 特定の有機皮膜中にヒュームドシリ カゃコロイダルシリカ等のような比表面積の大きい微粒子シリカ (平均一次粒 子径 5〜50 nm、 好ましくは 5〜 20 nm、 さらに好ましくは 5〜15 nm) を配合することにより、 塩基性塩化亜鉛等の緻密で安定な腐食生成物の生成を 促進し、 酸化亜鉛 (白鑌) の発生を抑制できる。
さらに、本発明の有機被覆鋼板では、上記のような特定の有機高分子樹脂( A) からなる有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添 加することにより、 さらなる耐食性向上効果が得られる。 イオン交換シリカは 多孔質シリカを主体としており、 一般に粒子径が 1 m以上と比較的大きいた め、 C aイオンが放出された後はシリカとしての防鍺効果はあまり期待できな い。 このためヒュームドシリカゃコロイダルシリカ等のような比表面積の大き い微粒子シリカ (一次粒子径 5〜50 nm、 望ましくは 5〜20 nm、 さらに 望ましくは 5~15 nm) を併用することにより、 塩基性塩化亜鉛などの緻密 で安定な腐食生成物の生成が促進され、 酸化亜鉛 (白鲭) の生成を抑制できる ものと考えられ、 このようなイオン交換シリカと微粒子シリカの複合的な防锖 機構によって、 特に優れた防食効果が得られるものと推定される。 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成される第 1 層皮膜である複合酸化物皮膜について説明する。
この複合酸化物皮膜は、 従来の酸化リチウムと酸化ケィ素からなる皮膜組成 物に代表されるアルカリシリケート処理皮膜とは全く異なり、
(a) 酸化物微粒子 (好ましくは、 S i 02微粒子) と、
(/3) Mg、 Ca、 S r、 B aの中から選ばれる 1種以上の金属 (但し、 ィ匕 合物および Zまたは複合化合物として含まれる場合を含む) と、
(r) リン酸および Zまたはリン酸化合物と、
を含有する複合酸化物皮膜である。
前記成分 (ひ) である酸化物微粒子としては、 耐食性の観点から特に酸化ケ ィ素 (S i02微粒子) が好ましい。 また、 酸化ケィ素のなかでもコロイダルシ リカが最も好ましい。
これらの酸化ケィ素 (S i 02微粒子) の中でも、 特に粒子径が 14nm以下 のもの、 さらには好ましくは 8 nm以下のものが耐食性の観点から望ましい。 また、 酸化ケィ素としては、 乾式シリカ微粒子を皮膜組成物溶液に分散させ たものを用いることもできる。 この乾式シリカとしては、 例えば、 日本ァエロ ジル (株) 製ァエロジル 200、 ァエロジル 3000、 ァエロジル 300 CF、 ァエロジル 380 (以上、 商品名) などを用いることができ、 なかでも粒子径 12 nm以下、 さらに好ましくは 7 nm以下のものが望ましい。
酸化物微粒子としては、 上記の酸化ケィ素のほかに、 酸化アルミニウム、 酸 化ジルコニウム、 酸化チタン、 酸化セリウム、 酸化アンチモンなどのコロイド 溶液、 微粉末などを用いることもできる。
耐食性および溶接性の観点から上記成分 (ο;) の好ましい付着量は 0. 01 S O O OmgZm2, より好ましくは 0. 1〜: 1000mgZm2、 さらに好 ましくは 1〜 50 OmgZm2である。
前記成分 ( 3) である特定のアルカリ土類金属成分 (Mg、 Ca、 S r、 B a) は、 これらの 1種以上が皮膜中に取り込まれていることが必要である。 ァ ルカリ土類金属が皮膜中に存在する形態は特に限定されず、 金属として、 或い は酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等の化合物若し くは複合化合物として存在してよい。 これらの化合物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等のイオン性、 溶解度などについても特に限定され ない。
また、 これらアルカリ土類金属のなかでも、 特に優れた耐食性を得るには M gを用いるのが最も好ましい。 Mgの添加が最も顕著に耐食性を向上させるの は、 Mgは他のアルカリ土類金属に較べて水酸化物の溶解度が低く、 難溶塩を
形成しやすいためであると考えられる。
皮膜中に成分 ( ) を導入する方法としては、 Mg、 C a、 S r、 B aのリ ン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩化物等として皮膜組成物に添加すればよい。
耐食性および皮膜外観の低下防止の観点から上記成分 ()3) の好ましい付着 量は金属量換算で 0. 0 1〜: L 00 OmgZm2、 より好ましくは 0. 1〜50 Omg/m2, さらに好ましくは 1〜: L 0 OmgZm2である。
前記成分 (τ) であるリン酸および またはリン酸化合物は、 例えば、 オル トリン酸、 ピロリン酸、 ポリリン酸、 これらの金属塩や化合物等を皮膜組成物 中に添加することにより皮膜成分として配合することができる。
皮膜中でのリン酸、 リン酸化合物の存在形態も特別な限定はなく、 また、 結 晶若しくは非結晶であるか否かも問わない。 また、 皮膜中でのリン酸、 リン酸 化合物のイオン性、 溶解度についても特別な制約はない。
耐食性および溶接性の観点から上記成分 (r) の好ましい付着量は P2〇5量 換算で 0. 0 1〜300 OmgZm2、 より好ましくは 0. 1〜: L O O Omg/ m2、 さらに好ましくは 1〜50 OmgZm2である。
複合酸化物皮膜中には、 皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを目的とし て、 さらに有機樹脂を配合することができる。 この有機樹脂としては、 ェポキ シ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル一エチレン共重合体、 ァクリ ル—スチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エチレン樹脂等を 用いることができる。 これらは水溶性樹脂または水分散性樹脂として皮膜中に 導入できる。
さらに、 これらの水系樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フエノー ル榭脂、 水溶性ブタジエンラバ一 (SBR、 NBR、 MBR) 、 メラミン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として併用すること が有効である。
複合酸化物皮膜中には、 耐食性をさらに向上させるための添加剤として、 さ らに、 ポリリン酸塩、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミ二 ゥム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブ デン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フィチン酸、 フ イチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩) 、
有機インヒビ夕一 (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チォ一ル化合物、 ジチォカル バミン酸塩等) 、 有機化合物 (ポリエチレングリコール) 等を配合してもよい。 さらに、 その他の添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔 料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ 系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (酸化チタン) 、 キレート剤 (チ オール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属 粉末、 リン化鉄、 アンチモンド一ブ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン ·シァヌル酸付 加物等を添加することもできる。
また、 複合酸化物皮膜中には、 有機被覆鋼板の使用環境下での黒変 (めっき 表面の酸化現象の一種) を防止する目的で、 鉄族金属イオン (N iイオン, C oイオン, F eイオン) の 1種以上を添加してもよい。 なかでも N iイオンの 添加が最も好ましい。 この場合、 鉄族金属イオンの濃度としては、 処理組成物 中の金属量換算での成分 (β) 1モルに対して 1Z10000モル以上あれば 所望の効果が得られる。 鉄族イオン濃度の上限は特に定めないが、 濃度の増加 に伴い耐食性に影響を及ぼさない程度とするのが好ましい。
複合酸化物皮膜の膜厚は 0. 005〜 3 m、 好ましくは 0. 01〜2 m、 より好ましくは 0. l〜l m、 さらに好ましくは 0. 2〜0. 5 mとする。 複合酸化物皮膜の膜厚が 0. 005 / m未満では耐食性が低下する。 一方、 膜 厚が 3 mを超えると、 溶接性などの導電性が低下する。 また、 複合酸化物皮 膜をその付着量で規定する場合、 上記成分 (ひ) と金属換算での上記成分 (β) と ρ2〇5換算での上記成分 (了) の合計付着量を 6〜360 Omg/m2, 好ま しくは 10〜: L 000mgZm2、 さらに好ましくは 50〜 50 Omg/m2と することが適当である。この合計付着量が 6 m g _ m 2未満では耐食性が低下し、 一方、 合計付着量が 360 OmgZm2を超えると、 溶接性などの導電性が低下 する。
また、 本発明において特に優れた性能を得るためには、 上記複合酸化物皮膜 は、 成分 (α) として S i Ο 2微粒子を特定の付着量で、 成分 (/3) として Mg、 M gを含む化合物、 M gを含む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以 上 (マグネシウム成分) を特定の付着量で、 成分 (了 ) としてリン酸およびノ
またはリン酸化合物を特定の付着量で、 それぞれ含有させることが好ましい。 まず、 上記成分 (a) である S i 02微粒子の好ましい条件は先に述べた通り である。
この S i 02微粒子の皮膜中での付着量は S i〇2換算で0. 0 1〜3000 mg/m2、 より好ましくは 0. 1〜: L 00 OmgZm2, さらに好ましくは 1 〜500mgZm2、 特に好ましくは 5〜 1 00 m g Zm2とすることが適当で ある。
S i 02微粒子の S i〇2換算での付着量が 0. 0 lmgZm2未満では酸化ケ ィ素から放出されるゲイ素成分の耐食性への寄与が小さく、 十分な耐食性が得 られない。 一方、 S i 02換算での付着量が 30 0 OmgZm2を超えると、 導 電性が低くなり溶接性などが低下する。
なお、 皮膜中に上記成分 (ひ) を導入するには、 皮膜形成用組成物にコロイ ダルシリカなどのケィ酸ゾルを添加するとよい。 これに好適なコロイダルシリ 力は先に例示した通りである。
上記成分 ( 3) であるマグネシウム成分が皮膜中に存在する形態は特に限定 されず、 金属として、 或いは酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等の化合物若しくは複合化合物として存在してよい。 これらの化合 物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物、 配位化合物等のイオン性、 溶解度 などについても特に限定されない。
このマグネシウム成分の皮膜中での付着量は Mg換算で 0. 0 1〜1000 mg/m より好ましくは 0. l S O OmgZm2, さらに好ましくは;!〜 1 0 Omg/m2することが適当である。
マグネシウム成分の Mg換算での付着量が 0. 0 lmgZm2未満ではマグネ シゥム成分の耐食性への寄与が小さく、 十分な耐食性が得られない。 一方、 M g換算での付着量が 1 00 OmgZm2を超えると、皮膜中に過剰のマグネシゥ ムが可溶性成分として存在し、 皮膜外観の低下を引き起こす。
皮膜中に上記成分 (β) を導入するには、 Mgのリン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩化物や酸化マグネシウム微粒子などを皮膜形成用組成物に添加すればよい。 特に本発明の複合酸化物はリン酸を構成成分として含有しているため、 リン 酸マグネシウムなどのリン酸塩を処理組成物に添加するとよい。 この場合、 リ
ン酸マグネシウムの形態は特に規定されないが、 オルトリン酸塩、 ピロリン酸 塩、 トリポリリン酸塩、 亜リン酸塩、 次亜リン酸塩などいずれの形態も可能で ある。
上記成分 (T) であるリン酸および またはリン酸化合物の皮膜中への導入 方法や皮膜中での存在形態に特別な制限がないことは先に述べた通りである。 また、 この複合酸化物皮膜ではリン酸成分はマグネシウム成分と共存するた め、 皮膜中のリン酸化合物の形態として、 リン酸マグネシウムのリン酸塩、 あ るいは縮合リン酸塩などの形態も可能である。 また、 このようなリン酸化合物 を皮膜中に導入する方法としては、 処理組成物中にリン酸塩、 あるいは有機リ ン酸及びその塩 (例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン 酸塩及びこれらの金属塩) を添加することが可能である。
リン酸および zまたはリン酸化合物の皮膜中での付着量は p2o5換算で 0.
01〜3000mgZm2、 より好ましくは 0. l〜 1000mgZm2、 さら に好ましくは 1〜50 Omgノ m2とすることが適当である。
リン酸及び Zまたはリン酸化合物の P 205換算での付着量が 0. 0 lmg/ m 2未満では耐食性が低下する。一方、 P 205換算での付着量が 300 Omg/ m 2を超えると皮膜の導電性が低下し、 溶接性が劣化する。
また、 特に優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 (3) で あるマグネシウム成分と成分(ひ)である S i O 2微粒子との割合を、成分(/3) の Mg換算量と成分 (α) の S i 02換算量とのモル比 [MgZS i〇2] で 1 Z100〜100Z1、 より好ましくは丄 丄り〜丄ひ さらに好ましく は 1/2〜5Ζ1の範囲とすることが適当である。
マグネシウムと S i 02微粒子との割合を上記の範囲とした場合に特に優れ た耐食性が得られる理由は必ずしも明らかではないが、 マグネシゥム成分と S i 02微粒子との割合が上記の範囲となる場合に、 S i 02微粒子から放出され るケィ素成分とマグネシウム成分のそれぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に 顕著に発現されるためであると推定される。
また、 同様の観点から、 複合酸化物皮膜中の成分 (r) であるリン酸および またはリン酸化合物と成分 (/3) であるマグネシウム成分との割合を、 成分
(r) の P2〇5換算量と成分 (/3) の Mg換算量とのモル比 [P 205ノ Mg]
で 1Z100〜100Z1、 より好ましくは 1Z10〜: L 0ノ 1、 さらに好ま しくは 1Z2〜2/1とすることが適当である。
リン酸およびノまたはリン酸化合物とマグネシウム成分との割合を上記の範 囲とした場合に特に優れた耐食性が得られる理由は必ずしも明らかではないが、 リン酸および/またはリン酸化合物とマグネシウム成分との割合が上記の範囲 となる場合に、 リン酸および Zまたはリン酸化合物とマグネシウム成分のそれ ぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に顕著に発現されるためであると推定され る。
また、 最も優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 ()3) で あるマグネシウム成分と成分(α)である S i 02微粒子との割合を、成分(;3) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i〇2換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1 Z100〜100Z1、 より好ましくは 1Z10〜10Z1、 さらに好ましく は 1/2〜5Z1の範囲とし、 且つ複合酸化物皮膜中の成分 (ァ) であるリン 酸および Zまたはリン酸化合物と成分 ( 3) であるマグネシウム成分との割合 を、 成分 (ァ) の P 205換算量と成分 (β) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5 /Mg] で 1Z100〜: L 00Z1、 より好ましくは 1Z10〜: L 0 1、 さ らに好ましくは 1ノ 2〜2 1とすることが適当である。
マグネシウム成分と S i 02微粒子とリン酸および Zまたはリン酸化合物の 割合を上記の範囲とした場合に最も優れた耐食性が得られる理由は、 上述した ような各成分のそれぞれの腐食抑制作用の相乗効果が特に顕著に発現されるこ とと、 皮膜形成時におけるめっき素地との反応に起因した皮膜形態が適正化さ れること、 などによるものと推定される。
この複合酸化物皮膜において、 上記成分 (α) の S i〇2換算での付着量と上 記成分 (/3) の Mg換算での付着量と上記成分 (r) の P 205換算での付着量 の合計は 6〜 3600mgZm2、 より好ましくは 10〜; L O O 0mg/m2、 さらに好ましくは 50〜50 OmgZm2とすることが適当である。 この合計付 着量が 6 mgZm2未満では耐食性が十分でなく、 一方、 合計付着量が 3600 mgZm2を超えると溶接性などの導電性が低下する。
次に、 上記複合酸化物皮膜の上部に第 2層皮膜として形成される有機皮膜に ついて説明する。
有機皮膜の基体樹脂としては、 O H基および Zまたは C O O H基を有する有 機高分子樹脂 (A) を用いる。 また、 そのなかでは熱硬化性樹脂が好ましく、 特にエポキシ樹脂または変性エポキシ樹脂が最も好ましい。
O H基およびノまたは C O O H基を有する有機高分子樹脂としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、 アクリル系共重合体樹脂、 エチレン一アクリル酸共重合体樹脂、 アルキッド樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリアミン樹脂、 ポリフエ二レン樹脂類 及びこれらの樹脂の 2種以上の混合物若しくは付加重合物等が挙げられる。
( 1 ) エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、 ビスフエノール A、 ビスフエノール F、 ノボラック 等をグリシジルエーテル化したエポキシ樹脂、 ビスフエノール Aにプロピレン ォキサイド、 エチレンォキサイドまたはポリアルキレングリコールを付加し、 グリシジルエーテル化したエポキシ樹脂、 さらには脂肪族エポキシ樹脂、 脂環 族エポキシ樹脂、 ポリエーテル系エポキシ樹脂等を用いることができる。
これらエポキシ樹脂は、 特に低温での硬化を必要とする場合には、 数平均分 子量 1 5 0 0以上のものが望ましい。 なお、 上記エポキシ樹脂は単独または異 なる種類のものを混合して使用することもできる。
変性エポキシ樹脂としては、 上記エポキシ樹脂中のエポキシ基またはビドロ キシル基に各種変性剤を反応させた樹脂が挙げられる。 例えば乾性油脂肪酸中 のカルボキシル基を反応させたエポキシエステル樹脂、 アクリル酸、 メタクリ ル酸等で変性したエポキシァクリレート榭脂、 ィソシァネート化合物を反応さ せたウレタン変性エポキシ樹脂、 エポキシ樹脂にィソシァネート化合物を反応 させたウレタン変性エポキシ樹脂にアルカノールァミンを付加したァミン付加 ゥレタン変性エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記ポリヒドロキシポリエーテル樹脂は、 単核型若しくは 2核型の 2価フエ ノールまたは単核型と 2核型との混合 2価フエノールを、 アルカリ触媒の存在 下にほぼ等モル量のェピハロヒドリンと重縮合させて得られる重合体である。 単核型 2価フエノールの代表例としてはレゾルシン、 ハイドロキノン、 カテコ ールが挙げられ、 2核型フエノ一ルの代表例としてはビスフエノ一ル Aが挙げ られ、 これらは単独で使用しても或いは 2種以上を併用してもよい。
( 2 ) ウレタン樹脂
ウレタン樹脂としては、 例えば、 油変性ポリウレタン樹脂、 アルキド系ポリ ウレタン樹脂、 ポリエステル系ポリウレタン樹脂、 ポリエーテル系ウレ夕ン樹 脂、 ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。
( 3 ) アルキド樹脂
アルキド樹脂としは、 例えば、 油変性アルキド樹脂、 ロジン変性アルキド樹 脂、 フエノール変性アルキド樹脂、 スチレン化アルキド樹脂、 シリコン変性ァ ルキド樹脂、 アクリル変性アルキド樹脂、 オイルフリーアルキド樹脂、 高分子 量オイルフリ一アルキド榭脂等を挙げることができる。
( 4 ) アクリル系樹脂
アクリル系樹脂としては、 例えば、 ポリアクリル酸及びその共重合体、 ポリ ァクリル酸エステル及びその共重合体、 ポリメ夕クリル酸エステル及びその共 重合体、 ポリメタクリル酸エステル及びその共重合体、 ウレタン一アクリル酸 共重合体 (またはウレタン変性アクリル樹脂) 、 スチレン一アクリル酸共重合 体等が挙げられ、 さらにこれらの樹脂を他のアルキド樹脂、 エポキシ樹脂、 フ ェノール樹脂等によつて変性させた樹脂を用いてもよい。
( 5 ) エチレン樹脂 (ポリオレフイン樹脂)
エチレン樹脂としては、 例えば、 エチレン一アクリル酸共重合体、 エチレン ーメタクリル酸共重合体、 力ルポキシル変性ポリオレフィン樹脂などのェチレ ン系共重合体、 エチレン一不飽和カルボン酸共重合体、 エチレン系アイオノマ 一等が挙げられ、 さらに、 これらの樹脂を他のアルキド樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂等によって変性させた樹脂を用いてもよい。
( 6 ) アクリルシリコン樹脂
アクリルシリコン樹脂としては、 例えば、 主剤としてアクリル系共重合体の 側鎖又は末端に加水分解性アルコキシシリル基を含み、 これに硬化剤を添加し たもの等が挙げられる。 これらのアクリルシリコン樹脂を用いた場合、 優れた 耐候性が期待できる。
( 7 ) フッ素樹脂
フッ素樹脂としては、 フルォロォレフイン系共重合体があり、 これには例え ば、 モノマーとしてアルキルビニルエーテル、 シンクロアルキルビニルェ一テ
ル、 カルボン酸変性ビニルエステル、 ヒドロキシアルキルァリルエーテル、 テ トラフルォロプロピルビニルエーテル等と、 フッ素モノマ一 (フルォロォレフ イン) とを共重合させた共重合体がある。 これらフッ素樹脂を用いた場合には、 優れた耐候性と優れた疎水性が期待できる。
また、 樹脂の乾燥温度の低温化を狙いとして、 樹脂粒子のコア部分とシェル 部分とで異なる樹脂種類、 または異なるガラス転移温度の樹脂からなるコア · シェル型水分散性樹脂を用いることができる。
また、 自己架橋性を有する水分散性樹脂を用い、 例えば、 樹脂粒子にアルコ キシシラン基を付与することによって、 樹脂の加熱乾燥時にアルコキシシラン の加水分解によるシラノール基の生成と樹脂粒子間のシラノール基の脱水縮合 反応を利用した粒子間架橋を利用することができる。
また、 有機皮膜に使用する樹脂としては、 有機樹脂をシランカップリング剤 を介してシリカと複合化させた有機複合シリゲートも好適である。
本発明では有機皮膜の耐食性や加工性の向上を狙いとして、 特に熱硬化性樹 脂を用いることが望ましい。 この場合、 尿素樹脂 (プチル化尿素樹脂等) 、 メ ラミン樹脂 (プチル化メラミン榭脂) 、 ブチル化尿素 · メラミン樹脂、 ベンゾ グアナミン樹脂等のアミノ樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合 物、 フエノール樹脂等の硬化剤を配合することができる。
以上述べた有機樹脂の中で、 耐食性、 加工性、 塗装性を考慮すると、 ェポキ シ樹脂、 エチレン系樹脂が好ましく、 特に、 酵素などの腐食因子に対して優れ た遮断性を有する熱硬化性のエポキシ樹脂や変性エポキシ樹脂が特に好適であ る。 これらの熱硬化性樹脂としては、 熱硬化性エポキシ樹脂、 熱硬化性変性ェ ポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマーと共重合したァクリル系共重合体樹脂、 エポキシ基を有するポリブタジエン樹脂、 エポキシ基を有するポリウレ夕ン樹 脂、 及びこれらの樹脂の付加物もしくは縮合物などが挙げられ、 これらのェポ キシ基含有樹脂の 1種を単独で、 または 2種以上混合して用いることができる。 本発明では有機皮膜中に防錡添加剤としてイオン交換シリカ (a ) およびノ または微粒子シリカ (b ) を配合することができる。
イオン交換シリカは、 カルシウムやマグネシウムなどの金属ィォンを多孔質 シリカゲル粉末の表面に固定したもので、 腐食環境下で金属イオンが放出され
て沈殿膜を形成する。 また、 このイオン交換シリカの中でも C aイオン交換シ リカが最も好ましい。
C a交換シリカとしては任意のものを用いることができるが、 平均粒子径が 6 m以下、 望ましくは 4 m以下のものが好ましく、 例えば、 平均粒子径が 2〜4 mのものを用いることができる。 C a交換シリカの平均粒子径が 6 mを超えると耐食性が低下するとともに、 塗料組成物中での分散安定性が低下 する。
C a交換シリカ中の C a濃度は 1 w t %以上、 望ましくは 2〜8 w t %であ ることが好ましい。 C a濃度が 1 w t %未満では C a放出による防鑌効果が十 分に得られない。
なお、 C a交換シリカの表面積、 p H、 吸油量については特に限定されない。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a ) を添加した場合の防食機構は先に述べ た通りであり、 特に本発明では特定の有機高分子樹脂とイオン交換シリカとを 複合化することにより、 特定の有機高分子樹脂皮膜によるバリヤ一作用と、 ィ オン交換シリカによる力ソード反応部での腐食抑制効果とが複合化することに よって極めて優れた防食効果が発揮される。
有機樹脂皮膜中でのイオン交換シリカ (a ) の配合量は、 基体樹脂 1 0 0重 量部 (固形分) に対して 1〜 1 0 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 8 0重 量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 1 0〜 5 0重量部 (固形分) とする。 ィォ ン交換シリカ (a ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性 向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 0 0重量部を超えると、 耐食性が低下す るので好ましくない。
微粒子シリカ (b ) はコロイダルシリカ、 ヒュームドシリカのいずれでもよ い。
微粒子シリカは、 腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成 に寄与し、 この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、 腐 食の促進を抑制することができると考えられている。
耐食性の観点からは、 微粒子シリカは粒子径が 5〜 5 0 n m、 望ましくは 5 〜 2 0 n m、 より望ましくは 5〜 1 5 n mのものを用いるのが好ましい。
有機樹脂皮膜中での微粒子シリカ (b ) の配合量は、 基体樹脂 1 0 0重量部
(固形分) に対して 1〜 100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 10〜30重量部 (固形分) する。 微粒子シリ 力 (b) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が 小さい。 一方、 配合量が 100重量部を超えると、 耐食性や加工性が低下する ので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加することにより、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 イオン 交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) とを複合添加することにより、 先に述 ベたような両者の複合的な防鑌機構によって特に優れた防食効果が得られる。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) を複合添加する 場合の配合量は、 基体樹脂 100重量部 (固形分) に対して、 イオン交換シリ 力 (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量で 1〜100重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜80重量部 (固形分) であって、 且つイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の配合量 (固形分) の重量比 (a) / (b) を 9 9/1-1/99, 好ましくは 95ノ 5〜40 60、 さらに好ましくは 90 Z 10〜60ノ40とする。
イオン交換シリカ (a) および微粒子シリカ (b) の合計の配合量が 1重量 部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 合計の配合 量が 100重量部を超えると塗装性や加工性が低下するので好ましくない。 また、 イオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の重量比 (a) / (b) が 1ノ 99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (a) / (b) が 99/1を 超えるとイオン交換シリカ (a) と微粒子シリカ (b) の複合添加による効果 が十分に得られなくなる。
また、 有機皮膜中には上記の防鑌添加剤に加えて、 腐食抑制剤として、 ポリ リン酸塩 (例えば、 ポリリン酸アルミ :ティカ (株) 製のティカ K一 WH I T E 82、 ティカ K— WH I TE 105、 ティカ K— WH I T E G 105、 ティ 力 K一 WH I TEC a 650 (以上、 商品名) など) 、 リン酸塩 (例えば、 リ ン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミニウム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブデン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸および その塩 (例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及び
これらの金属塩、 アルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩) 、 有機- (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物等) 等を添加できる。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (C ) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
( 1 ) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :例えば、 ポリエチレン ワックス、 合成パラフィン、 天然パラフィン、 マイクロワックス、 塩素化炭化 水素等
( 2 ) フッ素榭脂微粒子:例えば、 ポリフルォロエチレン樹脂 (ポリ 4フッ化 エチレン樹脂等) 、 ポリフッ化ビニル樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂等 また、 この他にも、 脂肪酸アミド系化合物 (例えば、 ステアリン酸アミド、 パルミチン酸アミド、 メチレンビスステアロアミド、 エチレンビスステアロア ミド、 ォレイン酸アミド、 ェシル酸アミド、 アルキレンビス脂肪酸アミド等) 、 金属石けん類 (例えば、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸鉛、 ラウリン 酸カルシウム、 パルミチン酸カルシウム等) 、 金属硫化物 (二硫化モリブデン、 二硫化タングステン) 、 グラフアイト、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリアルキ レンダリコール、 アル力リ金属硫酸塩等を用いてもよい。
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
また、 フッ素樹脂微粒子としては、 テトラフルォロエチレン微粒子が最も好 ましい。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (c ) の配合量は、 基体樹脂 1 0 0重量部 (固形 分) に対して 1〜8 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (c ) の配合量が 1重量部未満では潤滑効果が乏しく、 一 方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 有機高分子樹脂 (A) を基体樹 脂とし、 これに必要に応じて、 イオン交換シリカ (a ) 、 微粒子シリカ (b ) 、
固形潤滑剤 (C ) および硬化剤等が添加されるが、 さらに必要に応じて、 添加 剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有 機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金 属染料等) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタン) 、 キレート剤 (例えば、 チォー ル等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アンチモンドープ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シラン カップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン ·シァヌル酸付加物等 を添加することができる。
また、 上記基体樹脂よび添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および/または水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤等が 添加される。
以上述べたような有機皮膜は、 上記複合酸化物皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . l〜 5 m、 好ましくは 0 . 3〜 3 m、 さらに 好ましくは 0 . 5〜2 mとする。 有機皮膜の膜厚が 0 . 1 /i m未満では耐食 性が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 zz mを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 上述した複合酸化物皮膜の構成成分を含む処理液 で亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理 (処理液を 塗布) した後、加熱乾燥させ、次いでその上層に、上述した有機高分子樹脂(A) を基体樹脂とし、 必要に応じてイオン交換シリカ (a ) 、 微粒子シリカ (b ) 、 固形潤滑剤 (c ) 等が添加された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることに より製造される。
なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力 リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理等の前 処理を施すことができる。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理液で処理し、 複合酸化物皮膜を形成するには、
(ィ) 酸化物微粒子を 0 . 0 0 1〜3 . 0モル Z L、
(口) M g、 C a、 S r、 B aのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属の うちの少なくとも 1種を含む水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種
を含む化合物、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む複合化合物からなる群 の中から選ばれる 1種以上を、 前記金属の金属量換算の合計で 0. 001〜3. 0モル : L、
(Λ) リン酸およびノまたはリン酸化合物を P 205換算量で 0. 001〜6. 0モル/し、
を含有し、 さらに必要に応じて上述した各添加成分 (有機樹脂成分、 鉄族金属 イオン、 腐食抑制剤、 その他の添加剤) を添加した pHO. 5〜5の酸性水溶 液で処理し、 しかる後加熱乾燥させることが好ましい。
処理液中での上記添加成分 (口) の添加量は、 金属量換算の合計で 0. 00 ;!〜 3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 01〜0. 5モル ZLとする。 これらの 合計の添加量が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分に得られず、 一方、 添加量が 3. 0モル ZLを超えると、 逆にこれらの成分が皮膜のネット ワークを阻害するようになり、 緻密な皮膜ができにくくなる。 また、 金属成分 が皮膜から溶出しやすくなり、 環境によっては外観が変色するなどの欠陥を生 じる。
また、 上記の添加成分 (口) の中でも Mgが最も顕著に耐食性を向上させる。 また、 この Mgの処理液中での存在形態は化合物や複合化合物でもよいが、 特 に優れた耐食性を得るためには金属イオンまたは Mgが含まれる水溶性イオン の形態が特に好ましい。
なお、 添加成分 (口) のイオンを金属塩として供給するために、 塩素イオン、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 酢酸イオン、 ホウ酸イオンなどのァニオンが処理液 中に添加されてもよい。
処理液は酸性水溶液である点が重要である。 すなわち、 処理液を酸性とする ことにより亜鉛などのめつき成分が溶解しやすなるため、 化成処理皮膜とめつ き界面に亜鉛などのめつき成分を含むリン酸化合物層が形成され、 これにより 両者の界面結合が強化される結果、 耐食性に優れた皮膜になるものと推定され る。
添加成分 (ィ) である酸化物微粒子としては酸化ゲイ素 (S i〇2微粒子) が 最も好ましい。この酸化ゲイ素は酸性水溶液中で安定な水分散性の S 102微粒 子であればよく、 市販のシリカゾルゃ水分散性のケィ酸オリゴマーなどを用い
ることができる。 但し、 へキサフルォロケィ酸などのフッ化物は腐食性が強く、 人体への影響も大きいため、 作業環境への影響などの観点から使用しないこと が望ましい。
処理液中での酸化物微粒子の添加量(酸化ケィ素の場合は S i〇2量としての 添加量) は 0. 00 1〜3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 0 5〜1. 0モルノ L、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル ZLとする。 酸化物微粒子の添加量 が 0. 00 1モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一方、 添加量が 3. 0モル ZLを超えると皮膜の耐水性が悪くなり、 結果的に 耐食性も劣化する。
添加成分 (八) であるリン酸およびノまたはリン酸化合物としては、 オルト リン酸、 ピロリン酸、 トリポリリン酸などのポリリン酸、 メタリン酸およびこ れらの無機塩 (例えば、 第一リン酸アルミニウムなど) 、 亜リン酸、 亜リン酸 塩、 次亜リン酸、 次亜リン酸塩などのリン酸含有の化合物が、 水溶液中で溶解 した際に生じるァニオン、 或いは金属カチオンとの錯イオンとして存在してい る形態、 遊離酸として存在している形態、 無機塩として水分散状態で存在して いる形態など全てを含み、 本発明におけるリン酸成分の量は酸性水溶液中で存 在するこれら全ての形態の合計を P 205換算として規定する。
処理液中でのリン酸および またはリン酸化合物の添加量は P 205換算で 0. 00 1〜6. 0モル ZL、 好ましくは 0. 02〜 1. 0モル 、 さらに好ま しくは 0. 1〜0. 8モル ZLとする。 リン酸および Zまたはリン酸化合物の 添加量が 0. 00 1モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が 劣る。 一方、 添加量が 6. 0モル ZLを超えると過剰のリン酸イオンが湿潤環 境においてめつき皮膜と反応し、 腐食環境によってはめつき素地の腐食を促進 し、 変色ゃシミ状鑌発生の要因となる。
また、 特に優れた耐食性が得られる複合酸化物皮膜、 すなわち、 成分 (ひ) 、 ( β ) および (ァ) として、
( ) S i 02微粒子を S i 02換算量で 0. 0 1〜 3000mgZm2、 ( β ) Mg、 Mgを含む化合物、 Mgを含む複合化合物からなる群の中から 選ばれる 1種以上を Mg換算量で 0. 0 1〜: 1 000mgZm2、
(r) リン酸および Zまたはリン酸化合物を P2〇5換算量で 0. 0 1〜30
00 mg/m2>
を含有し、 成分 (α) 、 (β) および (了 ) の上記付着量の合計が 6〜360 OmgZm2である複合酸化物皮膜を形成する場合には、上記複合酸化物皮膜形 成用の酸性水溶液中の添加成分 (ィ) 、 (口) および (八) として、
(ィ) S i〇2微粒子を S i 02換算量で 0. 001〜3. 0モル ZL、 好 ましくは 0. 05〜: L. 0モル ZL、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル L、
(口) Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオン、 Mgを含む化合物、 Mgを含 む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上を Mg換算量で 0. 001 〜3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 01〜0. 5モル ZL,
(ハ) リン酸およびノまたはリン酸化合物を P2〇5換算量で 0. 001〜6. 0モル/ L、 好ましくは 0. 02〜1. 0モル ZL、 さらに好ましくは 0. 1 〜0. 8モル ZL、
を含有し、 さらに必要に応じて上述した各添加成分 (有機樹脂成分、 鉄族金属 イオン、 腐食抑制剤、 その他の添加剤) を添加した pHO. 5〜5の酸性水溶 液で処理し、 しかる後加熱乾燥させることが好ましい。
上記添加成分 (ィ) 、 (口) および (八) の添加条件と添加量の限定理由は 先に述べた通りである。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 ( 3) と成分 (α) との割合を、 成分 (i3) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i 02換算量とのモル比 [MgZS i 02] で 1 Zl 00〜100Z1の範囲とするためには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水 溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg 換算量と添加成分 (ィ) の S i 02換算量とのモル比 [MgZS i〇2] で 1 100〜: L 00Z1の範囲とすればよい。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 (β) と成分 (ひ) との割合を、 成分 (β) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i 02換算量とのモル比 [MgZS i〇2] でよ り好ましい範囲である 1 10〜 10 1、 さらに好ましい範囲である 1/2 〜 1の範囲とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg換算量と添加成分 (ィ) の S i O 2換算量とのモル比 [MgZS i〇2] で 1Z10〜10/1、
さらに好ましくは 1 2〜 5 1の範囲とすることが適当である。
さらに、 複合酸化物皮膜中の成分 (ァ) と成分 (β) との割合を、 成分 (ァ) の Ρ 205換算量と成分 ( 3) の Mg換算量とのモル比 [P 205ZMg] で 1/ 100〜100 1の範囲とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中 の添加成分 (八) と添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (八) の P2〇5換算 量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P 205ZMg] で 1ノ100〜 100/1の範囲とすればよい。
また、 複合酸化物皮膜中の成分 (T) と成分 (β) との割合を、 成分 (ァ) の Ρ2〇5換算量と成分 (/3) の Mg換算量とのモル比 [P 205ZMg] でより 好ましい範囲である 1ノ10〜10 1、 さらに好ましい範囲である 1Z2〜 2Z1とするには、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (八) と 添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (八) の P 205換算量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1/10〜10/1、 さらに好ま しくは 1 2〜2Z1とすることが適当である。
複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (八) と添加成分 (口) と の割合を調整する際、 予めマグネシウム成分とリン酸成分のモル比を規定して 得られる、 第一リン酸マグネシウム水溶液などを用いると、 他のァニオン成分 が処理液中に混在しないため好ましい。
伹し、 第一リン酸マグネシウム水溶液を用いる場合、 モル比 [P2〇5/Mg] の値が小さくなると同化合物の水溶液中での安定性が低下するため、モル比 [P 205ZMg] は 1 2以上が好適である。
一方、 第一リン酸マグネシウム水溶液のモル比 [P2〇5ZMg] が大きくな ると、 処理液の pHが低くなるためめつき素地との反応性が大きくなり、 この 結果、 反応ムラによる皮膜の不均一な生成が生じて耐食性に影響を与える。 し たがって、 マグネシウム成分とリン酸成分のモル比を規定して得られる、 第一 リン酸マグネシウム水溶液を用いる場合には、 モル比 [P 205 Mg] は 2 1以下とすることが好適である。
また、 最も優れた耐食性を得るために、 複合酸化物皮膜中の成分 (3) と成 分 (ひ) との割合を、 成分 (13) の Mg換算量と成分 (ひ) の S i 02換算量と のモル比 [MgZS i 02] で lZl O O l O O/l より好ましくは 1 1
0〜10Z1、 さらに好ましくは 1Z2〜5Z1とし、 且つ複合酸化物皮膜中 の成分 (ァ) と成分 (β) との割合を、 成分 (ァ) の Ρ 205換算量と成分 (β) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1 Z 100〜 100 1、 より好 ましくは1 10〜10 1、 さらに好ましくは 1Z2〜2Z1とするために は、 複合酸化物皮膜形成用の酸性水溶液中の添加成分 (口) と添加成分 (ィ) との割合を、 添加成分 (口) の Mg換算量と添加成分 (ィ) の S i〇2換算量と のモル比 [MgZS i〇2] で 1Z100〜: L 00Z1、 好ましくは 1 10〜 10/1, さらに好ましくは 1Z2〜5ノ 1の範囲とし、 且つ添加成分 (ハ) と添加成分 (口) との割合を、 添加成分 (ハ) の P2〇5換算量と添加成分 (口) の Mg換算量とのモル比 [P2〇5ZMg] で 1Z100〜100 1、 好まし くは 1/10〜10Z1、 さらに好ましくは 1Z2〜2/1とすることが適当 である。
処理液中にはさらに、 添加成分 (二) として、 N i、 Fe、 Coのうちのい ずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む水溶性イオンか らなる群の中から選ばれる 1種以上を適量添加することができ、 このようなの 鉄族金属を添加することにより、 鉄族金属を添加しない場合に生じる、 湿潤環 境下におけるめっき極表層の腐食に起因した黒変現象が回避できる。 また、 こ れらの鉄族金属のなかでも特に N iの効果が高く、 微量でも優れた効果が認め られる。 但し、 N i、 C oなどの鉄族金属の過剰添加は耐食性劣化につながる ため、 適量の添加が必要である。
上記添加成分 (二) の添加量としては、 金属量換算で、 金属量換算での添加 成分 (ハ) 1モルに対して 1 10000〜1モル、 望ましく ΙΖΙ Ο Ο Ο Ο 〜1ノ100の範囲とすることが好ましい。 添加成分 (二) の添加量が添加成 分 (ハ) 1モルに対して 1 10000モル未満では添加による効果が十分で なく、 一方、 添加量が 1モルを超えると上記のように耐食性が劣化する。
処理液中には、 上記添加成分 (ィ) 〜 (二) のほかに、 先に述べた皮膜中へ の添加成分を適量添加してもよい。
処理液 (酸性水溶液) の pHは 0. 5〜5、 好ましくは 2〜 4とする。 処理 液が pHO. 5未満では処理液の反応性が高くなり過ぎるため皮膜に微細な欠 陥部が形成され、 耐食性が低下する。 一方、 処理液が pH 5を超えると処理液
の反応性が低くなり、 上述したようなめっき方面と皮膜との界面の結合が不十 分となり、 この場合も耐食性が低下する。
めっき鋼板表面に処理液をコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬 方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式ではロールコ一夕一 (3ロー ル方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコーター、 ダイコ一夕一などのいずれの 塗布手段を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処 理、 スプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
処理液の温度に特別な制約はないが、 常温〜 6 0 °C程度が適当である。 常温 以下では冷却などのための設備が必要となるため不経済であり、 一方、 6 0 °C を超えると水分が蒸発し易くなるため処理液の管理が難しくなる。
上記のように処理液をコ一ティングした後、 通常、 水洗することなく加熱乾 燥を行うが、 本発明で使用する処理液は下地めつき鋼板との反応により難溶性 塩を形成するため、 処理後に水洗を行ってもよい。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 この加熱乾燥処理は到達板温で 5 0〜3 0 0 °C、望ましくは 8 0〜2 0 0 、 さらに望ましくは 8 0〜 1 6 0 °Cの範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 5 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 0 0 °Cを超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に複合酸化物皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗 布する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法等 の任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 ロールコ一夕一 (3ロール方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコー夕一等のいずれの方法を用い てもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処理またはスプレ 一処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一 化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組
成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉等を 用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 50〜350°C、 好ましくは 8 0 〜 250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50°C未満では皮膜 中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°Cを 超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下する おそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜—公 知のリン酸塩処理皮膜など
(3) 両面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜
(4) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜ー複 合酸化物皮膜
(5) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜一有 機皮膜
【実施例】
表 140〜表 1 55に示す第 1層皮膜形成用の処理液 (皮膜組成物) と、 表 1 56に示す第 2層皮膜形成用の樹脂組成物を調整した。
表 1 56に示す樹脂組成物にはイオン交換シリカ、 表 1 57に示す微粒子シ リカ、 表 1 58に示す固形潤滑剤を適宜配合し、 塗料用分散機 (サンドグライ ンダ一) を用いて必要時間分散させて所望の塗料組成物とした。 上記イオン交 換シリカとしては C a交換シリカである W.R.Grace & Co.製の SH I ELDE X C 303 (平均粒子径 2. 5〜3. 5 zm、 じ &濃度3\\^ %) を用いた。 家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ Ra : 1. 0 imの冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 1 39に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつ き鋼板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 140〜表 155に
示す処理液 (皮膜組成物) をロールコ一夕一で塗布し、 加熱乾燥させて第 1層 皮膜を形成させた。 この第 1層皮膜の膜厚は、 処理液の固形分 (加熱残分) ま たは塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。 次いで、 表 1 56に示す塗料組成物をロールコ一夕一により塗布し、 加熱乾燥して第 2層皮 膜を形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。 第 2層皮膜 の膜厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。
表 156において、 *1〜*7は以下のような内容を示す。
*1 :油化シェル (株) 製、 エポキシ樹脂のプチセロブ溶液 (固形分 40%) *2:大日本インキ化学工業 (株) 製、 尿素樹脂 (固形分 60%)
*3 :関西ペイント (株) 製、 ジエタノール変性エポキシ樹脂 (固形分 50%) *4 :旭化成工業 (株) 製、 ブロックウレタン樹脂 (固形分 60%)
*5:大日本インキ化学工業 (株) 製、 高分子量オイルフリーアルキッド樹脂 (固形分 60%)
*6 :三井サイテック (株) 製、 メラミン樹脂 (固形分 80%)
*7:東洋紡績(株)製、高分子量オイルフリーアルキッド榭脂(固形分 40%) 得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白鑌性、 アルカリ 脱脂後の耐白鐯性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を第 1層 皮膜および第 2層皮膜の皮膜構成等とともに表 159〜表 190に示す。 下記の表 159〜表 190において、表中に記載してある *1〜*13 は以下の ような内容を示す。
*1:表 139に記載の No.
*2:表 140〜表 1 55に記載の N o .
*3:表 156に記載の No.
*4: S i 02微粒子 (a) =S i〇2微粒子の S i 02換算での付着量
: Mg成分 (β) =Mg、 Mgを含む化合物、 Mgを含む複合化合物から なる群の中から選ばれる 1種以上の Mg換算での付着量
: P2〇5成分 (了 ) =リン酸および Zまたはリン酸化合物の P 205換算で
の付着量
:合計付着量 = (α) + (β) + (r)
*5: Mg換算での Mg成分 (/3) と S i〇2換算での S i 02微粒子 ( と のモル比
*6: P 205換算での P 205成分 (ァ) と Mg換算での Mg成分 (/3) とのモ ル比
*7:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリカの固形分配 合量 (重量部)
*8:表 157に記載の No.
*9:樹脂組成物の固形分 100重量部に対する微粒子シリカの固形分配合量
*10:樹脂組成物の固形分 100重量部に対するイオン交換シリカ(a)と微粒 子シリカ(b)の合計固形分配合量 (重量部)
*11:イオン交換シリカ(a)と微粒子シリカ(b)の固形分重量比
*12:表 158に記載の No.
*13:樹脂組成物の固形分 1 0 0重量部に対する固形潤滑剤の固形分配合量
従来の反応型クロメート処理鋼板として、 無水クロム酸: 30 gZ l、 リン 酸: 1 0 gZ l、 NaF: 0. 5 g/ K2T i F6 : 4 g/ 1を含む処理液 を用い、 浴温 40 の条件でスプレー処理した後、 水洗 '乾燥することにより、 クロム付着量 (金属クロム換算) が 20mgZm2のクロメート処理鋼板を製 造した。 これを本実施例と同様の条件で塩水噴霧試験に供したところ、 約 24 時間で白鲭が発生した。 したがって、 この結果と本実施例の結果からして、 本 発明の有機被覆鋼板では従来型のクロメート処理鋼板に較べて格段に優れた耐 食性が得られることが判る。
?^
表 1 3 9
1 雷気 iSめハき鍋板 n
2 溶融亜鉛めつき鋼板 60
3 合金化溶融亜鉛めつき鋼板 (Fe:10wt %) 60
4 Zn-Ni合金めつき鋼板 (Ni:12wt %) 20
5 Zn-Co合金めつき銅板 (Co:0.5wt %) 20
.6 Zn-Cr合金めつき鋼板 (Cr: 12wt %) 20
7 溶融 Zn-Al合金めつき銅板 (Al:55wt %) 90
8 溶融 Zn-5wt % Al-0.5wt % Mg合金めつき鋼板 90
9 電気 Zn-SiO 3分散めっき鋼板 20
10 溶融ァルミニゥムめっき鋼板(Al-6wt % Si合金めっき) 60
11 電気 Al-Mn合金めっき鋼板 (Mn:30wt %) 40
12 電気アルミニウムめっき鋼板 40
13 溶融 Zn-Mg合金めつき鋼板 (Mg:0.5wt %) 150
表 1 4 0
[第一層皮膜用組成物]
♦1 P : 0 s換箅量 ※ 羽毛状粒子 (lOnm X lOOmn)
表 1 4 1
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 1 4 2
[第一層皮膜用組成物]
酸化物微粒子 (ィ) アルカ リ リ ン酸 · リン酸 有機樹脂 土類金属 (口) 化合物 (ハ)
Να
種 類 商 品 名 粒径 濃 度 種類 濃 度 種 類 渙 度 種 類 瀵 度
(腿) (M/L) (M/L) (M L) +1 (g/1) コロイダル 日産化学工業㈱製 オル ト
9 12〜 14 0.20 Ca 0.20 0.40 一 一 シリカ スノーテックス- 0 リ ン酸
コロイダノレ 曰産化学工業㈱製 オルト
10 12〜 14 0.10 Sr 2 " 0.10 0.20
シリカ スノーテックス- 0 リ ン酸
コロイダル 日産化学工業㈱製 オルト
11 12〜 14 0.05 Ba 0.10 0.20
シリカ スノーテックス- 0 リ ン酸
オル ト
12 Mg 2 - 0.30 0.60
リ ン酸
コロイダル 日産化学工業㈱製 オルト
13 12〜 14 0.40 0.30
シリ カ スノーテックス- 0 リ ン酸
コロイダル 日産
14 化学工業㈱製
12〜 14 0.40 Mg 2 + 0.20
シリカ スノーテックス- リチウム
15 日産化学工業㈱製
1.00
シリケー ト LSS-35
* ! P 2 O fi換算量
表 1 4 3
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 144
*Ι P s O s換算最
1 0
表 145
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 146
Ί P a O s換算量
表 1 4 7
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 148
Ί P z O s換算量
表 1 4 9
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しなレ、
表 150
*i P s 05換算量
表 1 5
〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 1 5 2 [第一層皮膜用組成物]
Ί P O «換算量
表 1 5 3
2 〇 : 本発明条件を満足する X : 本発明条件を満足 しない
54
*1 P , O s換算量
表 1 5 5
* 2 〇 : 本発明条件を満足する
X : 本発明条件を満足 しない
表 1 5 6
No. 分 類 種類 (主剤 Z硬化剤) 基体樹脂
1 熱硬化性榭脂 エポキシ樹脂ノ尿素樹脂 ェビコート E-1009 (*0/べッカミン P196M (*2) = 85/15
ジエタノ一ル変性エポキシ榭脂/
2 熱硬化性榭脂 ER-007 (*3)Zデユラネー卜 MF-K60X (*4) = 90/10
ブロックウレタン榭脂
髙分子量オイルフリ ルキッド榭脂 Z
3 熱硬化性樹脂 一ア
べッコライ S -6206 (*5) サイメル 352 (*6) = 85/15 メラミン樹脂
髙分子量オイルフリ一アルキッド榭脂 Z
4 熱硬化性樹脂 バイロン GK- 19CS (*7) /サイメル 325 (*6) = 85/15
メラミン樹脂
5 水系樹脂 エチレンアイオノマ一榭脂 三井化学工業㈱製ケミパール S-650 (固形分 27%)
第一工業製薬脾製スーパーフレックス 150
6 水系樹脂 ポリウレタンディスパ一ジョン
(固形分 309 &)
7 水系樹脂 エポキシディス/ ージ.ョン 三井化学工業㈱製ェポミック WR-942 (固形分 27%)
呉羽化学工業㈱製クレハロンラテックス AO
8 水系榭脂 塩化ビ-リデンラテックス
(固形分 48%)
表 1 5 7
[微粒子シリ 力 ]
No. 種 類 商 品 名
1 乾式シ リ カ 日本ァエ ロ ジル㈱製 " AEROSIL R811 "
表 1 5 8
[固形潤滑剤]
α 種 類 商 (ft 名
1 ポリ エチ レンワ ッ ク ス 日本精 ㈱製 " LUVAX1151"
表 1 5 9
第—層皮膜 第二層皮瞜
め ¾ζ ナ
No. つ 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付'着量 皮膜成分のモル比 樹 脂 シ リ 力 乾燥 膜厚 区 分 钢
板 合 計 SiO 2微粒子 Ρ O 成分 Mg/SiO P O /Mg 種類配合量
付着惫 ( α ) ( r)
*1 *2 c (P隱) (rng/m -ノ (mg/m -ノ (mg/ra 2) *5 ♦6 *3 *8 *9 CC) (0磁)
1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 I I 10 230 本発明例
2 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 2 I 10 230 本発明例
3 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 3 I 10 230 本発明例
4 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 4 I 10 230 本発明例
5 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 5 9 10 140 本発明例
6 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 6 9 10 140 本発明例
7 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 7 9 10 140 本発明例
8 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 8 9 10 140 木発明例
2^5
表 1 6 0 性 能
アル力リ脱脂 区 分 耐白鐯性 後の耐白鐯性塗 料
S S Τ S S T 密着性
72時間 72時間
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ © 本発明例
Ο 〇+ 〇 ◎ 本発明例
〇 〇+ 〇 ◎ 本発明例
〇 〇 〇— ◎ 本発明例
〇 〇 〇— ◎ 本発明例
〇 ο 〇一 ◎ 本発明例
〇 〇 〇— © 本発明例
表 1 6 第一屑皮膜 %二層皮膜
め 微 粒 子
No. つ 皮 膜 乾燥 膜厚 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 榭 脂 シ リ 力 乾燥 m 分 さ 組成物 温度 轼成物 (b) 温度
鋼
板 口 1 SJO 微 了- Mg成分 P 0 成分 Mg/SiO P 0 /Mg 種類配合量
付着量 ( α ) Ι β ) ( y ) 、
* 1 *2 CC) (f B) (mg/m 2) (mg/m ') (mg/mつ (mg/m ) *5 ♦6 牢 3 *8 (t)
43 1 140 0.3 366 34 25 307 】.82 2.1 10 230 0.01 比較例
1
1
1
44 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 0.1
45 1 140 0.3 366 34 25 307 】.82 2.1 10 230 0.3 本発明例
46 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 0.5 本発明例
47 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 2 本発明例
48 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 2.5 本発明例
49 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 3 本発明例
50 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 4 本発明例
51 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 5 本発明例
52 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 10 230 20 比較例
^9
表 1 6 2
1:溶接が不可能
表 163 め 第--層皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 M 皮膜成分のモル比 区分 m皮 腴 乾燥 膜厚
板 組成物 温度 合 計 SiO z微粒子 Mg成分 P 0 成分 Mg/SiO! P ί 06/ g
付着量 (a) (γ)
*2 (°C) (mg/m -) (mg/ra— > (mg/mつ (mg/m !) *5 ♦6
63 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
表 1 6 4 第二層皮膜
榭 脂 TO子シリカ(b) 固形潤滑剤 (c) 乾燥 区 分 組成物 温度
種類 配合量 種類 配合量
*3 *8 *9 *12 *13 (°C) (f n)
63 1 1 10 1 5 230 1 本発明例
3 o
表 1 6 5 性 能
α アル力リ脱脂 加 区 分 耐白鐯性後の耐白餚性 塗 料 ェ
S S T S S丁 密着性 性
72時間 72時間
63 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 1 6 6
表 1 6 7 第二屑皮膜
No. 榭 脂 イオン交換 微粒子シリカ(b) (a) + (b) (a) / (b) 固形潤滑剤 (C) 乾燥 鹏 区 分 組成物 シリカ (a) 配合量 重量比 温度
配合量 種類 配合量 種類 配合量
*3 *7 *8 *9 ♦10 ♦1 1 ♦12 * 13 (V) 11)
91 1 30 230 1 本発明例
表 1 6 8 性 能
No. アルカリ脱脂 加 区 分 舰 耐白銪性 後の耐白銪性 X
S S T S ς,丁
密着性 性
96時間 96時間
91 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 1 6 9 め 第一屑皮膜
つ
No. さ 皮膜付着釐 ♦4 皮膜成分のモル比 区分 皮 膜 乾燥 膜厚
扳組成物 赚 合 計 SiO 2微粒子 P j 0 s成分 Mg/SiO j P 2 0 s/Mg
付着量 ( α ) ( y )
♦1 *2 (°C) (' n) vmg/m 2) (mg/m ') (mg/m 2) *5 6
141 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
142 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
143 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
.
144 1 ]40 0 3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
145 1 ■1 】40 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 末 明例
146 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
147 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
148 1 1 0 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
149 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
150 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2..1 本発明例
151 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
152 1 】40 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
153 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
154 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
7 0
3^5
表 1 7
性 能
アルカリ脱脂 加 区 分 結杜 ' ν 3 πίΐ¾ηΓ· ώ pi 3Ή 塗 料 丄丁
S S τ S S τ 密着性 性 ι η
丄 リ
ゥ π (3)
143 〇 〇+ 〇 ◎ ;*: 明 J例
144 〇 〇+ O ◎ 本発明例
145 〇 o 〇一 ◎ 本発明例
146 〇 〇 〇一 ◎ 本発明例
147 〇 〇 〇一 . ◎ 本発明例
148 〇 〇 〇— 本発明例
149 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
150 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
151 ο 〇+ 〇+ ◎ 本発明例
152 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
153 〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
154 〇 〇 〇 ◎ 本発明例
表 1 7 2
表 1 7 3 第二層皮膜
No. 榭 脂 イオン交換 微粒子シリカ(b) (a) + (b) (a) /(b) 固形潤滑剤 (C) 乾燥 膜厚 区 分 組成物 シリカ(a) 配合量 温度
配合量 種類 配合量 種類 配合量
*3 *7 *8 *9 *10 *11 ♦12 *13 C) (p a)
155 1 1 1 29 30 1/29 230 I 本発明例
156 1 0.1 1 29.9 30 1/299 230 1 本発明例
表 1 74
表 1 75 め 第一層皮膜
つ
Να さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚
板組成物 温度 合 針 SiO!微粒子 Mg成分 P 20 S成分 Mg/SiO 2 P j 0 s/Mg
付着量 (α) (β ) (y)
*2 (t) (, n) (mg/m ') (mg/m " (mg/m 2) (mg/m " *5 *6
181 1 1 140 0.3 366 34 25 307 1.82 2.1 本発明例
76 第二層皮膜
No. 榭 脂 イオン交換 微粒子シリカ(b) (a) + (b) (a) /(b) 固形潤滑剤 (C) 乾燥 膜厚 区 分 組成物 シリカ (a) 配合量 重量比 赚
配合量 種類 配合量 種類 配合量
*3 *7 ♦8 9 *10 *12 *13 (f
181 1 30 1 10 230 1 本発明例
3θ9
表 1 77 性 能
アルカリ脱脂 加 区 分 外観 耐白銪性 後の耐白鳍性 塗 料 ェ
S ST S ST 密着性 性
96時間 96時間
〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 本発明例
表 178 め 第一眉皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区分 鋼皮 膜乾燥 膜厚
板組成物 温度 合 計 SiO 2微粒子 P 0 s成分 Mg/SiO 2 P J 0 sMg
付着蚤 (α) (r)
*1 *2 (V) (mg/mつ (mg/m J) (mg/m " *5 *6
203 1 140 0.001 1 0.14 0.1 I 1.82 2.1 比較例
204 1 140 0.005 5.9 0.54 0.4 5 1.82 2.1 本発明例
205 1 140 0.01 】5 1.4 1 12 1.82 2.1 本発明例
206 1 140 0.1 146 14 10 123 1.82 2.1 本発明例
207 1 140 0.5 585 54 40 491 1.82 2.1 本発明例
208 1 140 1 1170 109 8 a0 982 1.82 2.1 本発明例
209 1 140 2 2341 217 160 1963 1.82 2.1 本発明例
210 1 140 3 3511 326 240 2945 1.82 2.1 本発明例
211 1 1 0 5 5851 543 400 4909 1.82 2.1 比較例
表 1 7 9 第二眉皮膜
、
Να 榭 脂 ィオン交換 微粒子シリ力(b) (a) / (b) 固形潤滑剤(C) 乾燥 膜厚 1¾ 分 組成物 シリカ (a) 重量比 温度
配合量 種類 配合量 種類 配合量
*3 *7 *8 *9 ♦1 1 ♦13 (V)
203 30 230 比較例
204 30 230 本発明例
205 30 230 本発明例
206 30 230 本発明例
207 30 230 木発明例
208 30 230 本発明例
o一
209 30 230 本発明例
210 30 230 本発明例
21 1 30 230 比較例
3//
表 180
1:溶接が不可能
表 1 8 め 第— -層皮膜 第二層皮膜
Να ぎ 皮膜付着 s *4 皮膜成分のモル比 区 分
*· mm
板組成物 温度 SiO 2微粒子 P 0 成分 Mg/SiO P 2 0 s/Mg 耝成物 温度
1 J ¾差畺 (
里 α n \
ノ ノ
♦1 +2 (P. a) (rag/m 2) (mg/m 2) (mg/m *) ♦5 ♦6 *3 (m)
220 1 2 140 0.3 400 66 25 310 0.94 2.12 1 230 1 本発明例
221 1 3 140 0.3 303 49 20 234 1 2 1 230 1 本発明例
222 1 4 140 0.3 320 53 20 248 0.94 2.12 I 230 1 本発明例
223 1 5 140 0.3 293 27 20 245 1.82 2.1 1 230 1 本発明例
224 1 6 140 0.3 317 (Al 2 0 a) 25 292 1.5 2 1 230 1 本発明例
225 1 7 140 0.3 317 (ZrO 2) 25 292 1 2 1 230 1 本発明例
226 1 8 140 0.3 403 J 50 20 234 0.33 2 1 230 本発明例
227 1 9 140 0.3 320 95 (Ca) 225 230 本発明例
228 1 10 140 0.3 320 90 (Sr) 230 230 本発明例
229 1 1 1 140 0.3 329 89 (Ba) 240 2 8 230 本発明例
230 1 12 140 0.3 320 40 280 1.2 230 比較例
231 1 13 140 0.3 300 50 250 230 比較例
232 1 14 140 0.3 416 346 70 0 0.5 230 比較例
233 1 15 140 0.3 500 0 230 比較例
.
3 /3
表 1 8 2 性 能
アル力 リ 脱脂 区 分 外観 耐 白 鐯性 後 の 耐 白 鐯性 塗 料
S S T S S T 密 着性
48 時 間 48 時間
〇 ◎ © ◎ 本発 明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 〇 o ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 o + 〇 + ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 〇 〇 ◎ 本発明例
〇 Δ Δ © 比較例
〇 厶 厶 ◎ 比較例
〇 .. . 厶 厶 ◎ 比較例
〇 X 厶 ◎ 比較例
表 1 8 3 め 第一屑皮膜 第二層皮膜
つ
No. さ 皮膜付着量 皮膜成分のモル比 区 分 皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 乾燥 膜厚 板組成物 温度 SiO 2微粒子 M§成分 P 0 成分 g/SiO P 0 fi Mg 組成物 温度
付着量 ( α ) ( y )
* 1 *2 (で) (, n) (mg/m " (mg/m 2) (mg/m 2) (mg/m *5 *6 *3 (で)
234 1 16 140 0.3 324 43.2 35 245.4 2 1.2 1 230 ! 本発明例
235 1 17 140 0.3 324 43.2 35 245.4 2 1.2 1 230 本発明例
236 1 18 140 0.3 335 88.9 36 210.4 1 1 1 230 本発明例
237 1 19 140 0.3 292 38.0 20 233.7 1.3 2 1 230 本発明例
238 1 20 140 0.3 332 72.0 35 225.0 1.2 1.1 1 230 本発明例
239 1 21 140 0.3 330 22.2 45 263.0 5 1 1 230 本発明例
240 1 22 140 0.3 371 148.1 30 1 2.8 0.5 1.1 1 230 本発明例
241 1 23 140 0.3 349 1 14.0 60 175.3 1.3 0.5 1 230 本発明例
242 1 24 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 1 230 本発明例
243 1 25 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 1 230 本発明例
244 1 26 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2.0 1.0 1 230 発明例
245 1 27 140 0.3 374 246.9 10 1 16.9 0.1 2.0 1 230 本発明例
/5
表 1 8 4 性 能
ァ ノレ力 リ 脱脂 区 分 外観 耐 白 銪性 後 の耐 白 銪性 塗 料
S S Τ S S Τ 密着性
48 時間 48 時 間
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
〇 ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
〇 ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
〇 ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ 本発明例
〇 ◎ 〇 + ◎ 本発明例
〇 ◎ 〇 + ◎ 本発明例
表 1 8 5 め 第一層皮膜 第二屑皮膜 つ
Να さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区 分 鋼皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 乾燥 隨
板組成物 温度 A H 34- SiO 2微粒子 Mg成分 P 2 0 5成分 Mg/SiO 2 P 2 0 5 Mg 組成物 温度
付着量 ( a ) ( J3 ) ( y )
ΓΟ vji m) vmg/m 2) vmg/m " une/raつ (mg/m " ♦5 *3 (。C)
246 1 28 140 0.3 330 9.9 40 280.5 10.0 1.2 1 230 本発明例
247 1 29 140 0.3 323 164.6 100 58.4 1.5 0.1 1 230 本発明例
248 1 30 140 0.3 310 12.3 5 292.2 1.0 10.0 1 230 本発明例
249 1 31 140 0.3 310 13.2 40 257.1 7.5 1.1 1 230 本発明例
250 1 32 140 0.3 310 2.2 45 263.0 50.0 1.0 230 本発明例
251 1 33 140 0.3 300 123.5 1 175.3 0.02 30 230 木発明例
252 1 34 140 0.3 324 148.1 0.6 175.3 0.01 50 230 本発明例
253 1 35 140 0.3 389 3.5 140 245.4 100 0.3 230 本発明例
254 1 36 140 0.3 401 1.8 145 254.2 200 0.3 230 木発明例
255 1 37 140 0.3 394 246.9 0.5 146.1 0.005 50 230 本発明例
256 1 38 140 0.3 293 74.1 0.15 219.1 0.005 250 230 本発明例
257 1 39 140 0.3 365 6.9 350 8.2 125 0.004 230 本発明例
3/7
表 186
性 能
Να ア ルカ リ 脱脂 区 分
W ώ ί¾ Ait の ΙΠϊΤ 曰 雜 m
S S T s s 丁 密廣性 4tao ^ i^ 「日 J 8 (Hj
リ U 十 "2fe: ¾ ΒΘ } / 1*7 J 十 • * ^: ^ 5n ¾ BQS ^ 1SiUf
D (6) Π 4- ¾ BB at
7c ^yj
〇 ◎ 〇■ + ◎ 本発 明例
250 〇 ® 〇 ◎ 本'発 明例
251 〇 ◎ 〇 ◎ 本発 明例
252 〇 ◎ 〇 ◎ 本発 明例
253 〇 ◎ 〇 ◎ 本発明例
254 〇 ◎ 〇 一 ◎ 本発明例
255 〇 ◎ 〇 一 ◎ 本発 明例
256 〇 〇 + 〇 + ◎ 本発 明例
257 〇 〇 + O + ◎ 本発 明例
表 1 8 7
め 第一眉皮膜 第二層皮膜
づ
No. さ 皮膜付着量 *4 皮膜成分のモル比 区 分 鋼 皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 乾燥 膜厚 板組成物 温度 a RT SiO 微粒子 Mg成分 P 0 5成分 Mg/SiO P 0 /Mg 組成物 温度
付着量 ( a ) Ι β )
* 1 *2 (V) (mg/m 2) (mg/m " (mg/m 2) (mg/m 2) *5 *6 *3 (V) n)
258 1 40 140 0.3 394 0.2 160 233.7 2000 0.25 230 本発明例
259 1 41 140 0.3 391 0.3 180 210.4 1500 0.2 230 本発明例
260 1 42 140 0.3 365 246.9 0.8 1 1 .9 0.008 25 230 本発明例
261 1 43 140 0.3 399 319.5 2.2 77.1 0.017 6 ! 230 本発明例
262 1 44 140 0.3 379 98.8 0.08 280.5 0.002 600 230 本発明例
263 1 45 140 0.3 404 181.1 220 2.6 3 0.002 230 本発明例
264 1 46 140 0.3 399 18.5 30 350.6 4 2 230 本発明例
265 1 47 140 0.3 321 0.03 40 280.5 3000 1.2 230 本発明例
266 1 48 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2 1 230 本発明例
267 1 49 140 0.3 323 49.4 40 233.7 2 1 230 本発明例
268 1 50 140 0.3 379 57.6 35 286.3 1.5 1.4 230 本発明例
3
1 8 8 性 能
ア ルカ リ 脱脂 E 分 外観 耐 白 鲭性 後 の耐 白 銪性 塗 料
S S T S S T 密着性
48 時間 48 時間
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発 明例
〇 〇 + 0 + ◎ 本発 明例
〇 〇 + 〇 + © 本発 明例
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発 明例
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発明例
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発明例
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発明例
〇 〇 + 〇 + ◎ 本発 明例
〇 ◎ 〇 + © 本発明例
〇 ◎ 〇 + ◎ 本発明例
〇 ◎ ◎ 本発 明例
表 1 8 9 め 第一 -層皮膜 第二層皮膜
No. さ 皮膜付着惫 *4 皮膜成分のモル比 区 分 m 皮 膜 乾燥 膜厚 樹 脂 乾燥 膜厚 板ネ&成物 温度 nT SiO 微粒子 M 成分 Ρ Ο 成分 Mg/SiO P O 6 Mg 組成物 温度
( α )
、 Ιβ ) ( γ )
* 1 *2 (V) (j m) (mg/tn ) (mg/m 2) (mg/m 2) (mg/m *5 *6 *3 (t) (p n)
269 1 51 140 0.3 399 164.6 0.2 233.7 0.003 200 230 本発明例
1
1
270 1 52 140 0.3 326 66.5 35 225.0 1.3 1.1 230 本発明例
1
27】 1 140 0.3 337 98.8 4 233.7 0.1 10 230 発明例
272 1 54 140 0.3 393 318.6 4 70.1 0.031 3 230 比較例
273 1 55 140 0.3 366 0.0 15 350.6 4 230 比較例
274 1 56 140 0.3 359 25.9 210 122.7 20 0.1 230 比較例
275 1 57 140 0.3 400 280.0 0 120.0 230 比較例
276 1 58 140 0.3 347 0.4 25 321.4 150 2.2 230 比較例
277 1 59 140 0.3 359 308.6 50 0.0 0.4 230 比較例
278 1 60 140 0.3 297 25.9 210 61.4 20 0.05 230 比較例
279 1 61 140 0.3 327 10.3 25 292.2 6 2 230 比較例
1
32 /
表 1 9 0
性 能
ア ル カ リ 脱脂 区 分 外観 耐 白 鍺性 後 の 耐 白 鲭性 塗 料
S S Τ S S Τ 密 着性 48 時 間 48 時問
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例
〇 ◎ ◎ ◎ 本発 明例 ο ◎ © ◎ 本発 明例 ο 〇 Δ △ 比較例
〇 X X ◎ 比較例
X △ 〇 ◎ 比較例
〇 Δ X ◎ 比較例
X Δ 厶 ◎ 比較例
〇 Δ △ ◎ 比較例
〇 X Δ ◎ 比铰例
〇 〇 Ο X 比較例
最良の形態 7
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜と して特定の複合酸化物皮膜を形成し、 その上部に第 2層皮膜として特定の有機 高分子樹脂を基体樹脂とする有機皮膜を形成することにより、 環境や人体に悪 影響を及ぼすおそれのあるクロメート処理を行うことなく、 無公害で且つ耐食 性に極めて優れた有機被覆鋼板が得られることを見い出した。
本発明の有機被覆鋼板の基本的な特徴は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミ二 ゥム系めつき鋼板の表面に、 第 1層皮膜として、 (α ) 酸化物微粒子と ( β ) リン酸および /またはリン酸化合物とを含有し、 必要に応じて、 L i, M n, F e , C o , N i , Z n, A 1 , L aと C eからなるグループから選択された 少なくとも一つを含む複合酸化物皮膜を形成し、 さらにその上部に第 2層皮膜 として、 O H基および Zまたは C O O H基を有する有機高分子樹脂 (A) (好 ましくは熱硬化性樹脂、 さらに好ましくはエポキシ樹脂および/または変性ェ ポキシ樹脂) を基体樹脂とする有機皮膜を形成した点にある。 本発明では上記の第 1層と第 2層のそれぞれの皮膜を下層及び上層とする二 層皮膜構造である。 この二層皮膜構造による相乗効果によって薄膜の皮膜であ りながらクロメート皮膜に匹敵する耐食性を得ることを可能にしたものである。 このような特定の複合酸化物皮膜と有機皮膜とからなる二層皮膜構造による防 食機構は必ずしも明らかでないが、 以下に述べるような両皮膜による腐食抑制 作用が複合化した結果であると考えられる。
上記第 1層皮膜である複合酸化物皮膜の防食機構については必ずしも明確で ないが、 緻密で難溶性の複合酸化物皮膜がバリヤ一性皮膜として腐食因子を遮 断すること、 酸化ケィ素などの酸化物微粒子が金属とリン酸および/またはリ ン酸化合物ととともに安定で緻密なバリャ一皮膜を形成すること、 酸化物微粒 子が酸化ケィ素である場合に酸化ケィ素から放出されるケィ酸イオンが腐食環 境下で塩基性塩化亜鉛を形成してバリヤー性を向上させること、 などにより優 れた防食性能が得られるものと考えられる。 また、 リン酸および Zまたはリン 酸化合物は複合酸化物皮膜の緻密性の向上に寄与するとともに、 皮膜欠陥部で
腐食反応であるアノード反応によって溶解した亜鉛イオンをリン酸成分が捕捉 し、 難溶性のリン酸亜鉛化合物としてそこに沈殿生成物を形成するものと考え られる。
また、 複合酸化物中にさらに、 L i, Mn, F e, Co, N i , Z n, A 1, L a, C eの中から選択される少なくとも一つが添加された場合、 耐食性がよ り優れる。 これらの成分がさらに耐食性を向上させる理由は明らかではないが、 いずれの成分もリン酸塩と難溶性の塩をアルカリ域で形成しやすいことから、 腐食反応において酸素のカソード反応の結果、 〇Hイオンが生成しアルカリ環 境となった場合に腐食サイトを封鎖し、 高いバリヤ一効果もたらすものと推定 される。
この中で、 特に Mn, N iの場合に耐食性が良好であった。 その理由は明ら かではないが、 いずれの場合にもアルカリ環境におけるこれらのリン酸塩が溶 解しがたいことに起因するものと推定される。
上記第 2層である有機皮膜の防食機構についても必ずしも明確でないが、 そ の機構は以下のように推定できる。 上記第 2層皮膜である有機皮膜の防食機構についても必ずしも明確でないが、 〇H基および/または COOH基を有する有機高分子樹脂 (A) (好ましくは 熱硬化性樹脂、 さらに好ましくはエポキシ樹脂およびノまたは変性エポキシ樹 脂) が架橋剤との反応により緻密なバリヤ一皮膜を形成し、 このバリヤ一皮膜 は、 酸素などの腐食因子の透過抑制能に優れ、 また分子中の OH基や COOH 基により素地との強固な結合力が得られるため、 特に優れた耐食性が得られる ものと考えられる。
以上のように、 第一層の複数の防食効果、 及び第二層の複数の防食効果がト 一タルで複合的、 相乗的に作用し、 初めて薄膜皮膜でクロムを使わずに優れた 耐食性を付与できたものである。
以下、 本発明の詳細とその限定理由を説明する。
本発明の有機被覆鋼板のベースとなる亜鉛系めつき鋼板としては、 亜鉛めつ き鋼板、 Z n_N i合金めつき鋼板、 Z n_F e合金めつき鋼板 (電気めつき 鋼板および合金化溶融亜鉛めつき鋼板) 、 Z n C r合金めつき鋼板、 Zn -
M n合金めつき鋼板、 Z n— C o合金めつき鋼板、 Z n— C o— C r合金めつ き鋼板、 Z n _ C r— N i合金めつき鋼板、 Z n _ C r— F e合金めつき鋼板、 Z n—A 1合金めつき鋼板 (例えば、 Z n _ 5 % A 1合金めつき鋼板、 Z n— 5 5 % A 1合金めつき鋼板) 、 Z n— M g合金めつき鋼板、 Z n— A l— M g めっき鋼板、 さらにはこれらのめっき鋼板のめっき皮膜中に金属酸化物、 ポリ マーなどを分散した亜鉛系複合めつき鋼板(例えば、 Z n— S i〇2分散めつき 鋼板) などを用いることができる。
また、 上記のようなめっきのうち、 同種または異種のものを 2層以上めつき した複層めっき鋼板を用いることもできる。
また、 本発明の有機被覆鋼板のベースとなるアルミニウム系めつき鋼板とし ては、 アルミニウムめっき鋼板、 A 1— S i合金めつき鋼板等を用いることが できる。
また、 .めっき鋼板としては、 鋼板面に予め N i等の薄目付めつきを施し、 そ の上に上記のような各種めつきを施したものであってもよい。
めっき方法としては、電解法(水溶液中での電解または非水溶媒中での電解)、 溶融法および気相法のうち、実施可能ないずれの方法を採用することもできる。 また、 後述するような二層皮膜をめつき皮膜表面に形成した際に皮膜欠陥や ムラが生じないようにするため、 必要に応じて、 予めめつき皮膜表面にアル力 リ脱脂、 溶剤脱脂、 表面調整処理 (アルカリ性の表面調整処理、 酸性の表面調 整処理) 等の処理を施しておくことができる。 また、 有機被覆鋼板の使用環境 下での黒変 (めっき表面の酸化現象の一種) を防止する目的で、 必要に応じて 予めめつき皮膜表面に鉄族金属イオン (N iイオン、 C oイオン、 F eイオン) を含む酸性またはアル力リ性水溶液による表面調整処理を施しておくこともで きる。 また、 電気亜鉛めつき鋼板を下地鋼板として用いる場合には、 黒変を防 止する目的で電気めつき浴に鉄族金属イオン (N iイオン、 C oイオン、 F e イオン) を添加し、 めっき皮膜中にこれらの金属を 1 p p m以上含有させてお くことができる。 この場合、 めっき皮膜中の鉄族金属濃度の上限については特 に制限はない。
次に、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面に形成され る第 1層皮膜である複合酸化物皮膜について説明する。
W
325 この複合酸化物皮膜は、 従来の酸化リチウムと酸化ケィ素からなる皮膜組成 物に代表されるアルカリシリケ一ト処理皮膜とは全く異なり、 (ひ) 酸化物微 粒子 (好ましくは、 S i〇2微粒子) と、 ( β ) リン酸および Ζまたはリン酸化 合物とを含有する複合酸化物皮膜である。 必要に応じて、 (ァ) L i, M n, F e , C o , N i , Z n, A 1 , L a , C eの中から選択される少なくとも一 つが含有される。
前記成分 (ο; ) である酸化物微粒子としては、 耐食性の観点から特に酸化ケ ィ素 (S i〇2微粒子) が好ましい。 また、 このような酸化ケィ素のなかでもコ ロイダルシリカが最も好ましい。
これらの酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) の中でも、 特に粒子径が 1 4 n m以下 のもの、 さらには好ましくは 8 n m以下のものが耐食性の観点から望ましい。 また、 酸化ケィ素としては、 乾式シリカ微粒子を皮膜組成物溶液に分散させ たものを用いることもできる。 この乾式シリカとしては、 例えば、 日本ァエロ ジル (株) 製のァエロジル 2 0 0、 ァエロジル 3 0 0 0、 ァエロジル 3 0 0 C F、 ァエロジル 3 8 0 (以上、 商品名) などを用いることができ、 なかでも粒 子径 1 2 n m以下、 さらに好ましくは 7 n m以下のものが望ましい。
酸化物微粒子としては、 上記の酸化ケィ素のほかに、 酸化アルミニウム、 酸 化ジルコニウム、 酸化チタン、 酸化セリウム、 酸化アンチモンなどのコロイド 溶液、 微粉末などを用いることもできる。
前記成分 (/3 ) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物は、 例えば、 オル トリン酸、 ピロリン酸、 ポリリン酸、 メタリン酸等、 及びこれらの金属塩や化 合物などを皮膜組成物中に添加することにより皮膜成分として配合することが できる。 また処理組成物に有機リン酸及びそれらの塩 ( 例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩 ) を添加しても よい。 この中でも望ましくは、 第一リン酸塩が、 皮膜組成物溶液の安定性から 好適である。 また、 リン酸塩として、 第一リン酸アンモニゥム、 もしくは第二 リン酸アンモニゥム、第三リン酸アンモニゥムを皮膜組成物溶液に添加すると、 耐食性が改善される傾向が認められた。 その理由は明らかではないが、 これら のアンモニゥム塩を使用した場合に、 皮膜組成物溶液の p Hを高くしても、 液 がゲル化しない。 一般にアルカリ域では金属塩が不溶性となるため、 p Hの高
い組成物溶液から形成される場合に、 より難溶性の化合物が乾燥過程で生じる ものと考えられる。
皮膜中でのリン酸、 リン酸化合物の存在形態も特別な限定はなく、 また、 結 晶若しくは非結晶であるか否かも問わない。 また、 皮膜中でのリン酸、 リン酸 化合物のイオン性、 溶解度についても特別な制約はない。 前記成分 (ァ) の皮膜中における存在形態については特に限定されず、 金属 として、 あるいは酸化物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物などの化合物 或は複合化合物もしくは金属として存在するものでもよい。 これらの化合物、 水酸化物、 水和酸化物、 リン酸化合物などのイオン性、 溶解度などについても 特に限定されない。
皮膜中に成分 (ァ) を導入するためには、 特に限定されないが、 L i , Mn, F e , C o, N i , Zn, A 1 , L a, C eのリン酸塩、 硫酸塩、 硝酸塩、 塩 化物などとして皮膜組成物に添加すればよい。 複合酸化物の付着量は、酸化物微粒子(ひ)と P 2 O 5量換算での上記成分 (β ) 、 さらに成分 (ァ) が存在する場合、 その金属換算値との合計値として、 5〜4 00 OmgZm2が適正である。 好ましくは 50〜: 1000mgZm2、 より好 ましくは 100〜 500mgZm2、 最も好ましくは 200〜40 Omg/m2 とする。 この付着量が 5mgZm2未満では耐食性が低下し、 4000mgZm 2を超えると導電性が低下し、 溶接性などが低下する。
また、 特に優れた耐食性を得るためには、 複合酸化物皮膜中の成分 (α) で ある酸化ケィ素の S i〇2換算値が全複合酸化物皮膜量に対する重量比として 5 - 95 w t %の範囲、 このましくは 10— 60 w t %の範囲とすることが適 当である。
酸化ケィ素の量を上記の範囲にした場合に特に優れた耐食性が得られる理由 は明らかではないが、 酸化ケィ素のみでは得られないバリヤ一性をリン酸成分 が補完し緻密な膜を形成し、 且つリン酸成分、 酸化ケィ素のそれぞれの腐食抑 制作用の相乗効果により優れた耐食性が発現されているものと考えられる。
また、 同様な観点から、 複合酸化物の成分 (/3 ) であるリン酸および Zまた はリン酸化合物と成分 (ァ) である金属成分との割合を、 成分 (/3 ) の P 2 0 5 換算量と成分 (ァ) の金属換算量 ( 金属が二種以上の場合はそれぞれの金属換 算量の合計値 ) とのモル比 ( P 2〇5 /M e ) として 1 Z 2— 2ノ1である場 合により優れた耐食性を得ることが出来る。
リン酸成分と金属成分の割合を上記の範囲にした場合に特に優れた耐食性が 得られる理由は明らかではないが、 リン酸成分の溶解性はリン酸と金属の割合 によって変化するため、 皮膜の難溶性が上記の範囲にある場合に特に優れてお り、 皮膜のバリヤ一性がより高くなつているものと推定される。 複合酸化物皮膜中には、 皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを目的とし て、 さらに有機樹脂を配合することができる。 この有機樹脂としては、 ェポキ シ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリル—エチレン共重合体、 ァクリ ルースチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エチレン樹脂等を 用いることができる。 これらは水溶性樹脂または水分散性樹脂として皮膜中に 導入できる。
さらに、 これらの水分分散性樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フ ェノール樹脂、 水溶性ブタジエンラバ一 (S B R、 N B R、 M B R ) 、 メラミ ン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として併用 することが有効である。
複合酸化物皮膜中には、 耐食性をさらに向上させるための添加剤として、 さ らに、 ポリリン酸塩、 リン酸塩 (例えば、 リン酸亜鉛、 リン酸二水素アルミ二 ゥム、 亜リン酸亜鉛等) 、 モリブデン酸塩、 リンモリブデン酸塩 (リンモリブ デン酸アルミニウム等) 、 有機リン酸およびその塩 (例えば、 フィチン酸、 フ イチン酸塩、 ホスホン酸、 ホスホン酸塩及びこれらの金属塩、 アルカリ金属塩) 、 有機インヒビ夕一 (例えば、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォカル バミン酸塩等) 、 有機化合物 (ポリエチレングリコール) 等を配合してもよい。 さらに、 その他の添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮合多環系有機顔 料、 フタロシアニン系有機顔料等) 、 着色染料 (例えば、 有機溶剤可溶性ァゾ 系染料、 水溶性ァゾ系金属染料等) 、 無機顔料 (酸化チタン) 、 キレート剤 (チ
オール等) 、 導電性顔料 (例えば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属 粉末、 リン化鉄、 アンチモンド一ブ型酸化錫等) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタンカップリング剤等) 、 メラミン ' シァヌル酸付 加物等を添加することもできる。 次に、 上記複合酸化物皮膜の上部に第 2層皮膜として形成される有機皮膜に ついて説明する。
有機皮膜の基体樹脂としては、 O H基および Zまたは C O〇H基を有する有 機高分子樹脂 (A) を用いる。 また、 そのなかでは熱硬化性樹脂が好ましく、 特にエポキシ樹脂または変性エポキシ樹脂が最も好ましい。
〇H基および/または C O〇H基を有する有機高分子樹脂としては、 例えば、 エポキシ樹脂、 ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、 アクリル系共重合体樹脂、 エチレン一アクリル酸共重合体樹脂、 アルキッド樹脂、 ポリブタジエン樹脂、 フエノール樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリアミン樹脂、 ポリフエ二レン樹脂類 及びこれらの樹脂の 2種以上の混合物若しくは付加重合物等が挙げられる。
( 1 ) エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、 ビスフエノール A、 ビスフエノール F、 ノボラック 等をグリシジルェ一テル化したエポキシ樹脂、 ビスフエノール Aにプロピレン ォキサイド、 エチレンォキサイドまたはポリアルキレングリコールを付加し、 グリシジルェ一テル化したエポキシ樹脂、 さらには脂肪族エポキシ樹脂、 脂環 族エポキシ樹脂、 ポリエーテル系エポキシ樹脂等を用いることができる。
これらエポキシ樹脂は、 特に低温での硬化を必要とする場合には、 数平均分 子量 1 5 0 0以上のものが望ましい。 なお、 上記エポキシ樹脂は単独または異 なる種類のものを混合して使用することもできる。
変性エポキシ樹脂としては、 上記エポキシ樹脂中のエポキシ基またはビドロ キシル基に各種変性剤を反応させた樹脂が挙げられる。 例えば乾性油脂肪酸中 の力ルポキシル基を反応させたエポキシエステル樹脂、 アクリル酸、 メタクリ ル酸等で変性したエポキシァクリレート樹脂、 ィソシァネ一ト化合物を反応さ せたウレタン変性エポキシ樹脂、 エポキシ樹脂にイソシァネート化合物を反応 させたウレタン変性エポキシ樹脂にアルカノールァミンを付加したァミン付加
ゥレ夕ン変性エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記ポリヒドロキシポリエーテル樹脂は、 単核型若しくは 2核型の 2価フエ ノールまたは単核型と 2核型との混合 2価フエノールを、 アル力リ触媒の存在 下にほぼ等モル量のェピハロヒドリンと重縮合させて得られる重合体である。 単核型 2価フエノールの代表例としてはレゾルシン、 ハイド口キノン、 カテコ ールが挙げられ、 2核型フエノールの代表例としてはビスフエノ一ル Aが挙げ られ、 これらは単独で使用しても或いは 2種以上を併用してもよい。
( 2 ) ウレタン樹脂
ウレタン樹脂としては、 例えば、 油変性ポリウレタン樹脂、 アルキド系ポリ ウレタン樹脂、 ポリエステル系ポリウレタン樹脂、 ポリエーテル系ウレタン樹 脂、 ポリカーボネ一ト系ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。
( 3 ) アルキド樹脂
アルキド樹脂としは、 例えば、 油変性アルキド樹脂、 ロジン変性アルキド樹 脂、 フエノール変性アルキド樹脂、 スチレン化アルキド樹脂、 シリコン変性ァ ルキド樹脂、 アクリル変性アルキド樹脂、 オイルフリーアルキド樹脂、 高分子 量オイルフリ一アルキド樹脂等を挙げることができる。
( 4 ) アクリル系樹脂
アクリル系樹脂としては、 例えば、 ポリアクリル酸及びその共重合体、 ポリ ァクリル酸エステル及びその共重合体、 ポリメ夕クリル酸エステル及びその共 重合体、 ポリメ夕クリル酸エステル及びその共重合体、 ウレタン一アクリル酸 共重合体 (またはウレタン変性アクリル樹脂) 、 スチレン一アクリル酸共重合 体等が挙げられ、 さらにこれらの樹脂を他のアルキド樹脂、 エポキシ樹脂、 フ エノール榭脂等によって変性させた樹脂を用いてもよい。
( 5 ) エチレン樹脂 (ポリオレフイン樹脂)
エチレン樹脂としては、 例えば、 エチレン一アクリル酸共重合体、 エチレン 一メタクリル酸共重合体、 力ルポキシル変性ポリオレフィン樹脂などのェチレ ン系共重合体、 エチレン一不飽和カルボン酸共重合体、 エチレン系アイオノマ —等が挙げられ、 さらに、 これらの樹脂を他のアルキド樹脂、 エポキシ榭脂、 フエノール樹脂等によって変性させた樹脂を用いてもよい。
( 6 ) アクリルシリコン樹脂
アクリルシリコン樹脂としては、 例えば、 主剤としてアクリル系共重合体の 側鎖又は末端に加水分解性アルコキシシリル基を含み、 これに硬化剤を添加し たもの等が挙げられる。 これらのアクリルシリコン樹脂を用いた場合、 優れた 耐候性が期待できる。
( 7 ) フッ素樹脂
フッ素樹脂としては、 フルォロォレフィン系共重合体があり、 これには例え ば、 モノマ一としてアルキルビニルエーテル、 シンクロアルキルビニルエーテ ル、 カルボン酸変性ビニルエステル、 ヒドロキシアルキルァリルエーテル、 テ トラフルォロプロピルビニルエーテル等と、 フッ素モノマー (フルォロォレフ イン) とを共重合させた共重合体がある。 これらフッ素樹脂を用いた場合には、 優れた耐候性と優れた疎水性が期待できる。
また、 樹脂の乾燥温度の低温化を狙いとして、 樹脂粒子のコア部分とシェル 部分とで異なる樹脂種類、 または異なるガラス転移温度の樹脂からなるコア · シェル型水分散性樹脂を用いることができる。
また、 自己架橋性を有する水分散性樹脂を用い、 例えば、 樹脂粒子にアルコ キシシラン基を付与することによって、 樹脂の加熱乾燥時にアルコキシシラン の加水分解によるシラノール基の生成と樹脂粒子間のシラノール基の脱水縮合 反応を利用した粒子間架橋を利用することができる。
また、 有機皮膜に使用する樹脂としては、 有機樹脂をシランカップリング剤 を介してシリカと複合化させた有機複合シリケートも好適である。
本発明では有機皮膜の耐食性や加工性の向上を狙いとして、 特に熱硬化性樹 脂を用いることが望ましい。 この場合、 尿素樹脂 (プチル化尿素樹脂等) 、 メ ラミン樹脂 (プチル化メラミン樹脂) 、 ブチル化尿素 · メラミン樹脂、 ベンゾ グアナミン樹脂等のアミノ樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合 物、 フエノール樹脂等の硬化剤を配合することができる。
以上述べた有機樹脂の中で、 耐食性、 加工性、 塗装性を考慮すると、 ェポキ シ樹脂、 エチレン系樹脂が好ましく、 特に、 酵素などの腐食因子に対して優れ た遮断性を有する熱硬化性のエポキシ樹脂や変性エポキシ樹脂が特に好適であ る。 これらの熱硬化性樹脂としては、 熱硬化性エポキシ樹脂、 熱硬化性変性ェ ポキシ樹脂、 エポキシ基含有モノマーと共重合したァクリル系共重合体樹脂、
エポキシ基を有するポリブタジエン樹脂、 エポキシ基を有するポリウレ夕ン樹 脂、 及びこれらの樹脂の付加物もしくは縮合物などが挙げられ、 これらのェポ キシ基含有樹脂の 1種を単独で、 または 2種以上混合して用いることができる。 本発明では有機皮膜中にさらに無機系防鲭顔料 (a ) を添加する。
無機系防鐯顔料としては、 イオン交換シリカ、 微粒子シリカなどのシリカ化 合物、 酸化セリウム、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化アンチモン、 ポリりん酸 ( 例えば、 ポリりん酸アルミ、 ティカ K— WH I T E 8 0, 8 4, 1 0 5 , G 1 0 5 , 9 0 , 9 0 :以上、 ティカ株製 ) 、 りん酸塩 ( 例えば、 りん酸亜鉛、 りん酸二水素アルミニウム、 亜りん酸亜鉛等 ) 、 モリブデン酸塩、 りんモリブデン酸塩 ( りんモリブデン酸アルミニウム等 ) が使用できる。 特 に、 イオン交換シリカ (c ) 、 微粒子シリカ (d ) などのシリカ化合物、 りん 酸亜鉛 (e ) , りん酸アルミニウム ( f ) などのりん酸塩、 カルシウム化合物 の少なくとも一つ以上を配合した場合に耐食性が特に良好となる。
無機系防鐯顔料の添加量は、皮膜形成用の樹脂組成物である反応生成物 ( 皮 膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジ ン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 ) 1 0 0重 量部 (固形分) に対して、 無機系防錡顔料の合計の配合量で 1〜1 0 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜8 0重量部 (固形分) とする。
イオン交換シリカは、 カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンを多孔質 シリカゲル粉末の表面に固定したもので、 腐食環境下で金属イオンが放出され て沈殿膜を形成する。 また、 このイオン交換シリカの中でも C aイオン交換シ リカが最も好ましい。
有機皮膜中にイオン交換シリカ (c ) を配合したことにより得られる防食機 構は、 以下のようなものであると考えられる。 すなわち、 腐食環境下で N aィ オンなどのカチオンが侵入すると、 イオン交換作用によりシリカ表面の C aィ オンや M gイオンが放出され、 さらに、 腐食環境下での力ソード反応により〇 Hイオンが生成してめっき界面近傍の p Hが上昇すると、 イオン交換シリカか ら放出された C aイオン( または M gイオン )が C a (O H) 2または M g (0 H) 2としてめつき界面近傍に沈殿し、 緻密で難溶性の生成物として欠陥を封鎖 し、 腐食反応を抑制する。 また、 溶出した亜鉛イオンは C aイオン ( または M
gイオン ) と交換してシリカ表面に固定される効果も考えられる。
C a交換シリカとしては任意のものを用いることができるが、 平均粒子径が 6 m以下、 望ましくは 4 x m以下のものが好ましく、 例えば、 平均粒子径が 2〜4 mのものを用いることができる。 C a交換シリカの平均粒子径が 6 n mを超えると耐食性が低下するとともに、 塗料組成物中での分散安定性が低下 する。
C a交換シリカ中の C a濃度は 1 w t %以上、 望ましくは 2〜8 w t %であ ることが好ましい。 C a濃度が 1 w t %未満では C a放出による防鐯効果が十 分に得られない。
なお、 C a交換シリカの表面積、 p H、 吸油量については特に限定されない。 有機皮膜中にイオン交換シリカ (c ) を添加した場合の防食機構は先に述べ た通りであり、 特に本発明では特定の有機高分子樹脂とィォン交換シリカとを 複合化することにより、 特定の有機高分子樹脂皮膜によるバリヤ一作用と、 ィ オン交換シリカによる力ソード反応部での腐食抑制効果とが複合化することに よつて極めて優れた防食効果が発揮される。
有機樹脂皮膜中でのイオン交換シリカ (c ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂 組成物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物 が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 1 0 0重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜 8 0重量部 (固形分) 、 さらに好ましくは 1 0〜 5 0重 量部 (固形分) とする。 イオン交換シリカ (c ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 0 0重量部を 超えると、 耐食性が低下するので好ましくない。
微粒子シリカ (d ) はコロイダルシリカ、 ヒュームドシリカのいずれでもよ い。
特に、 有機溶剤分散型シリカゾルは、 分散性に優れ、 ヒュームドシリカより も耐食性に優れている。
微粒子シリカは、 腐食環境下において緻密で安定な亜鉛の腐食生成物の生成 に寄与し、 この腐食生成物がめっき表面に緻密に形成されることによって、 腐 食の促進を抑制することができると考えられている。
耐食性の観点からは、 微粒子シリ力は粒子径が 5〜50 nm、 望ましくは 5 〜20 nm、 さらに好ましくは 5〜1 5 nmのものを用いるのが好ましい。 有機樹脂皮膜中での微粒子シリカ (d) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成 物である反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活 性水素を有するヒドラジン誘導体 (C) からなる活性水素含有化合物 (B) と の反応生成物) 100重量部 (固形分) に対して、 1〜 100重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜 80重量部 (固形分) さらに好ましくは 10〜 30重量部 (固 形分) する。 微粒子シリカ (d) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱 脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 00重量部を超えると、 耐 食性や加工性が低下するので好ましくない。
また、 本発明では有機皮膜中にイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) を複合添加することにより、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 イオン 交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) とを複合添加することにより、 両者の 複合的な防鐯機構によって特に優れた防食効果が得られる。
有機皮膜中にイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) を複合添加する 場合の配合量は、 基体樹脂 100重量部 (固形分) に対して、 イオン交換シリ 力 (c) および微粒子シリカ (d) の合計の配合量で 1〜1 00重量部 (固形 分) 、 好ましくは 5〜80重量部 (固形分) であって、 且つイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の配合量 (固形分) の重量比 (c) / (d) を 9 9Z1〜: LZ99、 好ましくは 95Z5〜40Z60、 さらに好ましくは 90 /10〜60/40とする。
イオン交換シリカ (c) および微粒子シリカ (d) の合計の配合量が 1重量 部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上効果が小さい。 一方、 合計の配合 量が 100重量部を超えると塗装性や加工性が低下するので好ましくない。 また、 イオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の重量比 (c) / (d) が 1Z99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (c) / (d) が 99Z1を 超えるとイオン交換シリカ (c) と微粒子シリカ (d) の複合添加による効果 が十分に得られなくなる。
有機皮膜中に配合されるリン酸亜鉛 (e) やリン酸アルミニウム (f ) は、 リン酸イオンの骨格や縮合度等に特別な制限はなく、 正塩、 二水素塩、 一水素
塩あるいは亜リン酸塩のいずれでもよく、 また、 正塩はオルトリン酸塩のほ力、 ポリリン酸塩等の全ての縮合リン酸塩を含む。 例えば、 リン酸亜鉛としてはキ クチカラー (株) 製の L Fボウセィ Z P _ D L、 リン酸アルミニウムとしては ティカ (株) 製の K一 WH I T E等を適用できる。
これらのリン酸亜鉛ゃリン酸アルミニウムは、 腐食環境下において加水分解 によってリン酸イオンに解離し、 溶出金属と錯形成反応を起こすことにより保 護皮膜を形成する。
有機樹脂皮膜中でのリン酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (e , f ) の配合量は、 皮膜形成有機樹脂 (A) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 1 0 0重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜8 0重量部 (固形分) 、 さらに好ま しくは 1 0〜5 0重量部 (固形分) とする。 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸 アルミニウム (e, f ) の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐 食性向上効果が小さい。 一方、 配合量が 1 0 0重量部を超えると耐食性が低下 するので好ましくない。
また、 本発明では、 有機樹脂皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アル ミニゥム (e, f ) とともにカルシウム化合物 (g ) を複合添加することによ り、 特に優れた耐食性が得られる。 すなわち、 リン酸亜鉛および またはリン 酸アルミニウム (e , f ) とカルシウム化合物 (g ) を複合添加することによ り、 両者の複合的な防鲭機構によって特に優れた防食効果が得られる。
カルシウム化合物 (g ) は、 カルシウム酸化物、 カルシウム水酸化物、 カル シゥム塩の何れでも良く、 これらの少なくとも一つが選択される。 また、 カル シゥム塩の種類にも特に制限はなく、 ゲイ酸カルシウム、 炭酸カルシウム、 リ リン酸カルシウム ·亜鉛、 リン酸カルシウム ·マグネシウムなどのようなカル シゥムとカルシウム以外のカチオンを含む複塩を使用しても良い。
カルシウム化合物は、 腐食環境下においてめつき金属よりも優先的に溶出す ることにより、 めっき金属の溶出をトリガ一とせずにリン酸イオンと錯形成反 応を起こして緻密で難溶性の保護皮膜を形成し、 腐食反応を抑制するものと考 えられる。
有機樹脂皮膜中にリン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (e , f )
とカルシウム化合物 (g) を複合添加する場合の配合量は、 皮膜形成有機樹脂
(A) 100重量部 (固形分) に対して、 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸ァ ルミニゥム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) の合計の配合量で 1〜 100 重量部 (固形分) 、 好ましくは 5〜80重量部 (固形分) であって、 且つリン 酸亜鉛および/またはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) の配合量 (固形分) の重量比 (e, f ) Z (g) を 99Z1— 1 99, 好ま しくは θ δΖδ— Α θΖδ Ο, さらに好ましくは 90Z10— 60ノ 40とす る。
リン酸亜鉛および Ζまたはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合 物 (g) の合計の配合量が 1重量部未満では、 耐アルカリ脱脂後の耐食性向上 効果が小さい。 一方、 合計の配合量が 100重量部を超えると、 耐食性が低下 するので好ましくない。 また、 リン酸亜鉛および またはリン酸アルミニウム
(e, f ) とカルシウム化合物 (g) の配合量 (固形分) の重量比 (e, f ) / (g) が 1 99未満では耐食性が劣り、 一方、 重量比 (e, f ) / (g) が 99 1を超えると、 リン酸亜鉛および Zまたはリン酸アルミニウム (e, f ) とカルシウム化合物 (g) の複合添加による効果が十分に得られなくなる。 さらに、 有機皮膜中には上記の無機系防鑌顔料に加えて、 腐食抑制剤として、 有機リン酸及びその塩 ( 例えば、 フィチン酸、 フィチン酸塩、 ホスホン酸、 ホ スホン酸塩およびこれらの金属塩、 アルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩) 、 ヒドラジン誘導体、 チオール化合物、 ジチォ力ルバミン酸塩等の有機インヒビ 夕一を添加してもよい。
有機皮膜中には、 さらに必要に応じて、 皮膜の加工性を向上させる目的で固 形潤滑剤 (c) を配合することができる。
本発明に適用できる固形潤滑剤としては、 例えば、 以下のようなものが挙げ られる。
(1) ポリオレフインワックス、 パラフィンワックス :例えば、 ポリエチレン ワックス、 合成パラフィン、 天然パラフィン、 マイクロワックス、 塩素化炭化 水素など
(2) フッ素樹脂微粒子:例えば、 ポリフルォロエチレン樹脂 (ポリ 4フッ化
エチレン樹脂等) 、 ポリフッ化ビニル樹脂、 ポリフッ化ビニリデン樹脂など また、 この他にも、 脂肪酸アミド系化合物 (例えば、 ステアリン酸アミド、 ミド、 ォレイン酸アミド、 ェシル酸アミド、 アルキレンビス脂肪酸アミドなど) 、 金属石けん類 (例えば、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸鉛、 ラウリン 酸カルシウム、 パルミチン酸カルシウムなど) 、 金属硫化物 (二硫化モリブデ ン、 二硫化タングステン) 、 グラフアイト、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリア ルキレングリコール、 アル力リ金属硫酸塩などを用いてもよい。
以上の固形潤滑剤の中でも、 特に、 ポリエチレンワックス、 フッ素樹脂微粒 子 (なかでも、 ポリ 4フッ化工チレン樹脂微粒子) が好適である。
ポリエチレンワックスとしては、 例えば、 へキスト社製のセリダスト 9 6 1 5 A、 セリダスト 3 7 1 5、 セリダスト 3 6 2 0、 セリダス卜 3 9 1 0 (以 上、 商品名) 、 三洋化成 (株) 製のサンワックス 1 3 1— P、 サンワックス 1 6 1— P (以上、 商品名) 、 三井石油化学 (株) 製のケミパール W— 1 0 0、 ケミパール W— 2 0 0、 ケミパール W— 5 0 0、 ケミパール W— 8 0 0、 ケ ミパール W— 9 5 0 (以上、 商品名) などを用いることができる。
また、 フッ素樹脂微粒子としては、 テトラフルォロエチレン微粒子が最も好 ましく、 例えば、 ダイキン工業 (株) 製のルブロン L一 2、 ルブロン L— 5 (以上、 商品名) 、 三井 'デュポン (株) 製の M P 1 1 0 0、 M P 1 2 0 0 (以 上、 商品名) 、 旭ァイシ一アイフロロポリマーズ (株) 製のフルオンディスパ ージョン A D 1、 フルオンディスパージョン A D 2、 フルオン L 1 4 1 J、 フルオン L 1 5 0 J、 フルオン L 1 5 5 J (以上、 商品名) などが好適であ る。
また、 これらのなかで、 ポリオレフインワックスとテトラフルォロエチレン 微粒子の併用により特に優れた潤滑効果が期待できる。
有機皮膜中での固形潤滑剤 (b ) の配合量は、 皮膜形成用の樹脂組成物であ る反応生成物 (皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素 を有するヒドラジン誘導体 (C ) からなる活性水素含有化合物 (B ) との反応 生成物) 1 0 0重量部 (固形分) に対して、 1〜 8 0重量部 (固形分) 、 好ま しくは 3〜4 0重量部 (固形分) とする。 固形潤滑剤 (b ) の配合量が 1重量
部未満では潤滑効果が乏しく、 一方、 配合量が 8 0重量部を超えると塗装性が 低下するので好ましくない。
本発明の有機被覆鋼板が有する有機皮膜は、 通常、 皮膜形成有機樹脂 (A) と一部または全部の化合物が活性水素を有するヒドラジン誘導体 (C ) からな る活性水素含有化合物 (B ) との反応生成物 (樹脂組成物) を主成分とし、 必 要に応じて、 無機系防鐯顔料 (a ) 、 固形潤滑剤 (b ) および硬化剤などが添 加されるが、 さらに必要に応じて、 添加剤として、 有機着色顔料 (例えば、 縮 合多環系有機顔料、 フタロシアニン系有機顔料など) 、 着色染料 (例えば、 有 機溶剤可溶性ァゾ系染料、 水溶性ァゾ系金属染料など) 、 無機顔料 (例えば、 酸化チタンなど) 、 キレート剤 (例えば、 チオールなど) 、 導電性顔料 (例え ば、 亜鉛、 アルミニウム、 ニッケルなどの金属粉末、 リン化鉄、 アンチモンド ープ型酸化錫など) 、 カップリング剤 (例えば、 シランカップリング剤、 チタ ンカップリング剤など) 、 メラミン · シァヌル酸付加物などを添加することが できる。
また、 上記主成分および添加成分を含む皮膜形成用の塗料組成物は、 通常、 溶媒 (有機溶剤および Zまたは水) を含有し、 さらに必要に応じて中和剤など が添加される。
以上述べたような有機皮膜は上記複合酸化物皮膜の上部に形成される。
有機皮膜の乾燥膜厚は 0 . 1〜5 / m、 好ましくは 0 . 3〜3 m、 さらに 好ましくは 0 . 5〜2 /i mとする。 有機皮膜の膜厚が 0 . 1 /z m未満では耐食 性が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 /z mを超えると導電性、 加工性が低下する。 次に、 本発明の有機被覆鋼板の製造方法について説明する。
本発明の有機被覆鋼板は、 上述した複合酸化物皮膜の構成成分を含む処理液 で亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理 (処理液を 塗布) した後、加熱乾燥させ、次いでその上層に、上述した有機高分子樹脂(A) を基体樹脂とし、 必要に応じて無機系防鑌顔料 (a ) 、 固形潤滑剤 (b ) など が添加された塗料組成物を塗布し、 加熱乾燥させることにより製造される。 なお、 めっき鋼板の表面は、 上記処理液を塗布する前に必要に応じてアル力 リ脱脂処理し、 さらに密着性、 耐食性を向上させるために表面調整処理などの 前処理を施すことができる。
亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面を処理液で処理し、 複合酸化物皮膜を形成するには、
(ィ) 酸化物微粒子を 0. 001〜3. 0モル ZL、
(口) リン酸およびノまたはリン酸化合物を P 205換算量で 0. 001〜6. 0モル ZL、 を含有する水溶液で処理し、 しかる後、 加熱乾燥するのが好まし い。
また、 水溶液には (ハ) L i, Mn, F e, Co, N i, Zn, A 1 , La, C eのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む 水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む化合物、 前記金属のう ちの少なくとも 1種を含む複合化合物からなる群の中から選ばれる 1種以上を、 前記金属の金属量換算の合計で 0. 001〜3. 0モル ZL含まれていても良 い。
添加成分 (ィ) である酸化物微粒子としては酸化ケィ素 (S i〇2微粒子) が 最も好ましい。 この酸化ゲイ素は酸性水溶液中で安定な水分散性の S 102微粒 子であればよく、 市販のシリカゾルゃ水分散性のケィ酸ォリゴマーなどを用い ることができる。 但し、 へキサフルォロケィ酸などのフッ化物は腐食性が強く、 人体への影響も大きいため、 作業環境への影響などの観点から使用しないこと が望ましい。
処理液中での酸化物微粒子の添加量(酸化ケィ素の場合は S i〇2量としての 添加量) は 0. 001〜3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 05〜1. 0モル Z L、 さらに好ましくは 0. 1〜0. 5モル ZLとする。 酸化物微粒子の添加量 が 0. 001モル/ L未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一方、 添加量が 3. 0モル ZLを超えると皮膜の耐水性が悪くなり、 結果的に 耐食性も劣化する。
添加成分 (口) であるリン酸および Zまたはリン酸化合物としては、 オルト リン酸、 ピロリン酸、 トリポリリン酸などのポリリン酸、 メタリン酸およびこ れらの無機塩 (例えば、 第一リン酸アルミニウムなど) 、 亜リン酸、 亜リン酸 塩、 次亜リン酸、 次亜リン酸塩などのリン酸含有の化合物が、 水溶液中で溶解 した際に生じるァニオン、 或いは金属カチオンとの錯イオンとして存在してい る形態、 遊離酸として存在している形態、 無機塩として水分散状態で存在して
いる形態など全てを含み、 本発明におけるリン酸成分の量は酸性水溶液中で存 在するこれら全ての形態の合計を P2〇5換算として規定する。
処理液中でのリン酸および Zまたはリン酸化合物の添加量は P 205換算で 0. 001〜6. 0モル ZL、 好ましくは 0. 02〜: L. 0モル ZL、 さらに好ま しくは 0. 1〜0. 8モル ZLとする。 リン酸およびノまたはリン酸化合物の 添加量が 0. 001モル ZL未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が 劣る。 一方、 添加量が 6. 0モル ZLを超えると過剰のリン酸イオンが湿潤環 境においてめつき皮膜と反応し、 腐食環境によってはめつき素地の腐食を促進 し、 変色ゃシミ状鲭発生の要因となる。
また、 (口) の成分として、 耐食性に優れた複合酸化物を得ることができる ため、 リン酸アンモニゥム塩を使用することも有効である。 リン酸アンモニゥ ム塩としては、 第一リン酸アンモニゥム、 第二リン酸アンモニゥムが好ましい。 処理液中での上記添加成分 (八) の添加量は、 金属量換算の合計で 0. 00 1~3. 0モル ZL、 好ましくは 0. 01~0. 5モル/しとする。 これらの 合計の添加量が 0. 001モル 未満では添加による効果が十分に得られず、 一方、 添加量が 3. 0モル ZLを超えると、 逆にこれらの成分が可溶性カチォ ンとなり皮膜のネットワーク形成を阻害する。
なお、 添加成分 (八) のイオンを金属塩として供給するために、 処理液にリ ン酸イオン以外に塩素イオン、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 酢酸イオン、 ホウ酸 イオンなどのァニオンが処理液中に添加されてもよい。 処理液中にはさらに、 複合酸化物皮膜の加工性、 耐食性を向上させることを 狙いとして皮膜に配合される有機樹脂 (二) を含有させることができる。 有機 樹脂としては、 エポキシ樹脂、 ウレタン樹脂、 アクリル樹脂、 アクリルーェチ レン共重合体、 アクリル一スチレン共重合体、 アルキド樹脂、 ポリエステル榭 脂、 エチレン樹脂等などの水溶性樹脂又はノ及び水分散性樹脂が挙げられる。 これらの水分散性樹脂に加えて、 水溶性エポキシ樹脂、 水溶性フエノール榭 脂、 水溶性ブタジエンラバ一 ( SBR, NBR, MBR ) 、 メラミン樹脂、 ブロックイソシァネート、 ォキサゾリン化合物等を架橋剤として添加すること も可能である。
処理液中には、 上記添加物 (ィ) 一 (二) のほかに、 先に述べた皮膜中への 添加成分を適量添加しても良い。
めっき鋼板表面に処理液をコ一ティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬 方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式では口一ルコ一夕一 (3口一 ル方式、 2ロール方式など) 、 スクイズコ一夕一、 ダイコ一夕一などのいずれ の塗布手段を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一などによる塗布処理、 浸 漬処理、 スプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調 整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
処理液の温度に特別な制約はないが、 常温〜 6 0 °C程度が適当である。 常温 以下では冷却などのための設備が必要となるため不経済であり、 一方、 6 0 °C を超えると水分が蒸発し易くなるため処理液の管理が難しくなる。
上記のように処理液をコーティングした後、 通常、 水洗することなく加熱乾 燥を行うが、 本発明で使用する処理液は下地めつき鋼板との反応により難溶性 塩を形成するため、 処理後に水洗を行ってもよい。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 この加熱乾燥処理は到達板温で 5 0〜3 0 0 °〇、望ましくは8 0〜2 0 0で、 さらに望ましくは 8 0〜 1 6 0での範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度 が 5 0 °C未満では皮膜中に水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 0 0 を超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥 が生じやすくなり、 耐食性が低下する。
以上のようにして亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板の表面 に複合酸化物皮膜を形成した後、 その上層に有機皮膜形成用の塗料組成物を塗 布する。 塗料組成物を塗布する方法としては、 塗布法、 浸漬法、 スプレー法な どの任意の方法を採用できる。 塗布法としては、 ロールコ一夕一 (3ロール方 式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一ター、 ダイコー夕一などのいずれの方法 を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一などによる塗布処理、 浸漬処理また はスプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外 観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
塗料組成物の塗布後、 通常は水洗することなく、 加熱乾燥を行うが、 塗料組
成物の塗布後に水洗工程を実施しても構わない。
加熱乾燥処理には、 ドライヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉など を用いることができる。 加熱処理は、 到達板温で 50〜350° (:、 好ましくは
80°C〜250°Cの範囲で行うことが望ましい。 加熱温度が 50°C未満では皮 膜中の水分が多量に残り、 耐食性が不十分となる。 また、 加熱温度が 350°C を超えると非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じて耐食性が低下す るおそれがある。
本発明は、 以上述べたような有機皮膜を両面または片面に有する鋼板を含む ものである。 したがって、 本発明鋼板の形態としては、 例えば、 以下のような ものがある。
(1) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜
(2) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜一公 知のリン酸塩処理皮膜など
(3) 両面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜
(4) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜ー複 合酸化物皮膜
(5) 片面:めっき皮膜一複合酸化物皮膜一有機皮膜、 片面:めっき皮膜一有 機皮膜
【実施例】
表 192及び表 194に示す第 1層皮膜形成用の処理液 (皮膜組成物) と、 表 195に示す第 2層皮膜形成用の樹脂組成物を調整した。
表 1 95に示す樹脂組成物には表 1 96— 1 98に示す無機防錡顔料、 表 1
99に示す固形潤滑剤を適宜配合し、 塗料用分散機 (サンドグラインダー) を 用いて必要時間分散させて所望の塗料組成物とした。
家電、 建材、 自動車部品用の有機被覆鋼板を得るため、 板厚: 0. 8mm、 表面粗さ R a : 1. 0 の冷延鋼板に各種亜鉛系めつきまたはアルミニウム 系めつきを施した表 1に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつき鋼 板の表面をアルカリ脱脂処理及び水洗乾燥した後、 表 1 92〜表 194に示す 処理液 (皮膜組成物) をロールコ一夕一で塗布し、 加熱乾燥させて第 1層皮膜 を形成させた。 この第 1層皮膜の膜厚は、 処理液の固形分 (加熱残分) または
塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度等) により調整した。 次いで、 表 195 に示す塗料組成物をロールコ一夕一により塗布し、 加熱乾燥して第 2層皮膜を 形成させ、 本発明例および比較例の有機被覆鋼板を製造した。 第 2層皮膜の膜 厚は、 塗料組成物の固形分 (加熱残分) または塗布条件 (ロールの圧下力、 回 転速度等) により調整した。
得られた有機被覆鋼板について、 品質性能 (皮膜外観、 耐白鲭性、 アルカリ 脱脂後の耐白錡性、 塗料密着性、 加工性) の評価を行った。 その結果を第 1層 皮膜および第 2層皮膜の皮膜構成等とともに表 200〜表 205に示す。
下記の表 200〜表 205において、表中に記載してある *1〜*11 は以下の ような内容を示す。
*1 :表 1 9 1に記載の No.
*2:表 192〜表 194に記載の N o .
*3:第一層 (複合酸化物) 合計重量に対する重量比
*4: (r) 成分の金属換算モル量の合計値と、 P2〇5換算重量での ()3) リ ン酸および Zまたはリン酸化合物のモル値の比率
*5:合計付着量 = ( a) + ( β ) + (r)
*6:表 1 95に記載の No.
*7:表 1 96— 1 98に記載の No.
*8:樹脂組成物の固形分 1 00重量部に対する固形分配合量 (重量部) *9:無機系防鑌顔料 1と無機系防錡顔料 2の固形分重量
*10:無機系防鐯顔料 1と無機系防鑌顔料 2の固形分重量比
*11 :表 1 99に記載の No.
*12:榭脂組成物の固形分 1 0 0重量部に対する固形潤滑剤の固形分配合量 I部)
3
表 191 めっき鋼板 付着量(g/m2) 電気亜鉛めつき鋼板 20
表 192
C
Si02換算量 P205換算 *3本案件の要素を満たす: 〇 満たさない
表 193
*] Si02換算量 *2 換算 *3 本案件の要素を満たす:〇 満たさないで *羽毛状粒子(lOnmX lOOnm)
*1 油化シェル. (株)製, エポキシ樹脂のブチセロブ溶液 (固形分 40)5) *2 大日本インキ化学工菜 (株) 製, 尿素樹脂 (固形分 60%)
表 i 9 6
表 197
(リン酸亜鉛'リン酸アルミニウム)
No. 種類及び組成
13 オルトリン酸
表 198
(カルシウム化合物)
No. 種類及 tJ組成
28 酸—カルシウム( 60wt%) +ゲイ酸 ¾ルシゥム( 40wt%)
表 199
[固形潤滑剤]
No. 商 名
1 ポリエチレンワックス 日本精蠟 (株)"製 LUVAX1151"
表 200
第-一層皮膜 二層皮膜 性能 考 区分 メ 皮 樹
乾 Si02
ン α 3Τ B
β 耐 アルカリ
燥 白 料 加 発明例
No.キ 組 換算 (7)
成分モ 付着 組 乾燥
温 無機系防銪顔料 膜
固形潤滑剤 外 脱脂後
量割 成分
銷 成 ル比 量 温度 密 I /比較 成 厚 観 銪 の耐白
度 着 性 板 物 物 銪性 例 性
( 3) 1
(r) (顔料 1) (顔料 1)
(顔料 1) (顔料 2) + / SST SST
(顔料 2) (顔料 2) 配 配
(mg/ 配合
種類 a 合計量 比率 種類
(wt%) m2) *7 量 ネ 量 c) 96
7 時
量 *9 間
11 96
*10 * 時問
*1 *2 00) *A ネ 8 氺 8 *12
*3 *5 *6
1 1 5 120 40 Ni 1.2 300 1 1 30 230 1 〇 ◎ @ 発
o
表 203
表 204
表 205
最良の形態 8
表面処理鋼板の製造方法は、 亜鉛系めつき鋼板またはアルミニウム系めつき 鋼板を準備する工程、 pHO. 5〜 5の酸性水溶液で前記めつき鋼板を処理す る工程、 と該処理されためつき鋼^ δを加熱乾燥することによりめつき鋼板表面 に膜厚が 0. 005〜2 z^mの化成処理皮膜を形成する工程からなる。
本発明においてめつき鋼板の化成処理に用いる処理液は、 (a) シリカおよ び またはシリカゾルを S i 02量として 0. 001〜3モル ZL、 (b) リン 酸イオンおよび またはリン酸化合物を P 205換算で 0. 00 1〜6モル ZL、 (c) A l、 Mg、 C a、 S r、 B a、 H f 、 T i、 Y、 S c、 C e、 L a、 P r、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 E r、 Yb、 Lu、 N i、 Co、 F e、 Mnのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくと も 1種を含む水溶性イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む酸化物、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む水酸化物からなる群の中から選ばれる 1種または 2種以上を、 金属量換算の合計で 0. 00 1〜3モル ZL、 を含有 する pHO. 5〜 5の酸性水溶液である。
めっき鋼板をシリカやシリカゾルを単独で含有する処理液で処理しても、 十 分な耐食性を示す皮膜を得ることができない。 これは、 シリカやシリカゾルが 保水した状態から乾燥される過程でシリ力間の脱水縮合が局部的にしか生じな いため、 皮膜とはならないためであると考えられる。 これに対してリン酸をシ リカやシリカゾルとともに処理液に共存させた場合には、 シリカやシリ力ゾル を単独で含有する処理液に較べて耐食性の顕著な向上が認められる。 その理由 は必ずしも明らかではないが、 リン酸イオンまたはリン酸化合物がめっき鋼板 のめつき成分 (例えば、 亜鉛) と難溶性塩を形成し、 これがシリカ微粒子を保 持するたためである推定される。
しかし、 上記のようなシリカやシリカゾルを含むリン酸系の皮膜は、 シリカ やシリカゾルを単独で含有する処理液で処理したものに較べての耐食性は優れ ているものの、 そのレベルは十分なものではない。 そこで、 シリカおよび ま たはシリカゾルとリン酸の 2成分に加え、 さらなる添加成分について検討を行 つた。 この結果、 処理液中に上記 (c) の添加成分、 すなわち、 Aし Mg、
C a、 S r、 B a、 H f 、 T i、 Y、 S c、 C e、 L a、 P r、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 E r、 Yb、 Lu、 N i、 C o、 F e、 Mn のうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの少なくとも 1種を含む水溶 性イオン、 前記金属の前記金属のうちの少なくとも 1種を含む酸化物、 前記金 属のうちの少なくとも 1種を含む水酸化物からなる群の中から選ばれる 1種ま たは 2種以上を適量添加することにより、 耐食性がさらに改善されることが判 明した。
このような添加成分 (c) により耐食性が向上する理由は必ずしも明らかで はないが、 この添加成分 (c) を構成する金属は、 いずれもその水酸化物の安 定領域がアル力リ領域にあり、 さらにその溶解度も比較的低く難溶性塩を形成 しゃすいため、 皮膜中に存在するこれらの成分が、 腐食過程において pHの上 昇するサイ卜に水酸化物として沈着し、 腐食反応の抑制に寄与するものと考え られる。
処理液中での上記添加成分 (c) の添加量は、 金属量換算の合計で 0. 00 1〜3モル ZL、 好ましくは 0. 01〜0. 5モル ZLとする。 これらの合計 の添加量が 0. 00 1モル未満では添加による効果が十分に得られず、 一方、 添加量が 3モル ZLを超えると、 逆にこれらの成分が皮膜のネットワークを阻 害するようになり、 緻密な皮膜ができにくくなる。 また、 金属成分が皮膜から 溶出しやすくなり、 環境によっては外観が変色するなどの欠陥を生じる。
また、 上記の添加成分 (c) の中でもアルカリ土類金属 (Mg、 C a、 S r、 B a) が耐食性の向上に特に有効であること、 また、 そのなかでも Mgが最も 顕著に耐食性を向上させることが判った。 このように M gの添加が最も顕著に 耐食性を向上させるのは、 M gは他のアル力リ土類金属に較べて水酸化物の溶 解度が低く、 難溶塩を形成しやすいためであると考えられる。 また、 この Mg などのアル力リ土類金属の処理液中での存在形態は酸化物や水酸化物でもよい が、 特に優れた耐食性を得るためには金属イオンまたは Mgが含まれる水溶性 イオンの形態が特に好ましい。
また、 添加成分 (c) 中に Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオン、 Mgを含 む酸化物、 Mgを含む水酸化物からなる群の中から選ばれる 1種または 2種以 上が含まれる場合、 特に、 Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオンからなる群の
中から選ばれる 1種または 2種以上が含まれる場合において、 M gとシリカゾ ルのモル比と耐食性の関係を調査したところ、 添加成分 (c) に含まれる金属 量換算での Mgと S i量換算でのシリカおよび またはシリカゾルのモル比 [MgZS i ] が 1 00ノ 1〜 1 Z 10の範囲において特に優れた耐食性が得 られることが判った。
図 1に、第一リン酸マグネシウム水溶液(太平化学(株)製, Mg含有率 3%) とシリカソル (日産化学工業 (株) 製, スノーテックス— 0) の量を変えて、 [Mg/S i ] のモル比を変化させた処理液を電気亜鉛めつき鋼板 (めっき付 着量: 20gZm ) に塗布し、 到達板温 140°Cで乾燥焼付して得られた皮 膜 (膜厚:約 0. 4 m, M g付着量: 0. 0 1〜200mgZm ) を有す る化成処理鋼板を、 塩水噴霧試験 (J I S— Z— 237 1) に供し、 96時間 後の白錡発生状況を白鑌発生面積率で比較した結果を示す。 図 1の横軸は処理 液中のモル比 [MgZS i ] を対数で表した。
図 1によれば、 モル比 [Mg/S i ] を 100ノ 1〜: LZ10の範囲 (図中、 (1) の範囲) とした時に、 皮膜の耐食性が良好となることが判かる。 さらに、 モル比 [MgZS i ] を 10 :!〜 1 / 5の範囲 (図中、 (2) の範囲) 、 5 1〜1 2の範囲 (図中、 (3) の範囲) とした場合により耐食性が良好と なる。 このような結果が得られた理由は必ずしも明らかでない力 モル比 [M g/S i ] が 1Z1 0未満の場合、 Mgの効果が十分得られないか、 あるいは S i O 2が過剰に存在するため、 逆に皮膜のバリヤ一性が十分でなくなるなど の理由により、 耐食性が低下するものと推定される。 また、 モル比 [MgZS i ] が 100Z1を超える場合に認められる耐食性の低下は、 恐らくシリカに よる Znの腐食抑制効果 (例えば、 ゲイ酸イオンのインヒビ夕一効果など) が 不十分となるた
めであると推定される。
したがって、 添加成分 (c) として Mgが含まれる場合には、 金属量換算で の Mgと S i量換算でのシリカおよび またはシリカゾルのモル比 [MgZS i ] を 100ノ 1〜1Z10とすることが好ましい。 また、 モル比 [MgZS i 3 のより好ましい範囲として、 10Z1〜1Z5、 さらに好ましい範囲とし て 5 1〜1ノ2とする。
添加成分 (C ) を構成する金属の処理液中における形態は、 水和イオン、 錯 イオン、 酸化物ゾル、 水酸化物ゾルなど水中に溶解または分散し得る状態であ ればいずれでもよいが、 特に、 耐食性向上の面からは水和イオン、 錯イオンの 形態で存在した方が好ましい。
この場合、 添加成分 (C ) のイオンを水和イオンまたは錯イオンとして供給 する場合には、 第一リン酸塩などのリン酸塩として供給するのが好ましい。 こ れは、 リン酸塩から供給する場合、 酸性水溶液中においても、 リン酸と一部金 属カチオンが錯イオンを形成しているため、 皮膜が形成される過程においても 金属カチオンとリン酸の結合が比較的容易に進行するためであると考えられる。 なお、 添加成分 (C ) のイオンを他の金属塩として供給してもよく、 塩素ィ オン、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 酢酸イオン、 ホウ酸イオンなどのァニオンが 処理液中に添加されてもよい。
本発明で用いる処理液は酸性水溶液である点が重要である。 すなわち、 処理 液を酸性とすることにより亜鉛などのめつき成分が溶解しやすなるため、 化成 処理皮膜とめっき界面に亜鉛などのめつき成分を含むリン酸化合物層が形成さ れ、 これにより両者の界面結合が強化される結果、 耐食性に優れた皮膜になる ものと推定される。
次に、 添加成分 (a ) 、 ( b ) について説明する。
添加成分 (a ) であるシリカおよび Zまたはシリカゾルとしては、 酸性水溶 液中で安定な水分散性のシリカ微粒子であればよく、 市販のシリカゾルゃ水分 散性のケィ酸オリゴマーなどを用いることができる。 但し、 へキサフルォロケ ィ酸などのフッ化物は腐食性が強く、 人体への影響も大きいため、 作業環境へ の影響などの観点から使用しないことが望ましい。
処理液中でのシリカおよび/またはシリカゾルの添加量は S i 02量として 0 . 0 0 1〜3モル Z Lとする。 シリカおよび Zまたはシリカゾルの添加量が 0 . 0 0 1モル Z L未満では添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一 方、 添加量が 3モル Z Lを超えると皮膜の耐水性が悪くなり、 結果的に耐食性 も劣化する。
本発明の効果は所定の粒径を有したシリカ微粒子が皮膜中に共存することに より、 はじめて発揮される。 その理由は明らかでないが、 シリカの粒径により
耐食性は変化する。
シリカの粒径としては 5〜20 nmが好ましく、 より好ましくは 5〜 14η m、 さらに好ましくは 5〜 10 nmとする。 シリカ粒径が 5 n m未満では処理 液の安定性が十分でなく、 ゲル化しやすくなる。 また、 シリカ粒径が 20nm を超えると耐食性が低下する。
添加成分 (b) であるリン酸イオンおよびノまたはリン酸化合物としては、 オルトリン酸、 ピロリン酸、 トリポリリン酸などのポリリン酸、 メタリン酸及 びこれらの無機塩 (例えば、 第一リン酸アルミニウムなど) 、 亜リン酸、 亜リ ン酸塩、 次亜リン酸、 次亜リン酸塩などのリン酸含有の化合物が、 水溶液中で 溶解した際に生じるァニオン、 あるいは金属カチオンとの錯イオンとして存在 している形態、 遊離酸として存在している形態、 無機塩として水分散状態で存 在している形態など全てを含み、 本発明におけるリン酸成分の量は酸性水溶液 中で存在するこれら全ての形態の合計を P 2 O 5換算として規定する。
処理液中でのリン酸イオンおよび/またはリン酸化合物の添加量は P 205換 算で 0. 001〜6モル ZL、 好ましくは 0. 02〜; [モル ZLとする。 リン 酸イオンおよび Zまたはリン酸化合物の添加量が 0. 001モル ZL未満では 添加による効果が十分でなく、 耐食性が劣る。 一方、 添加量が 6モル ZLを超 えると過剰のリン酸イオンが湿潤環境においてめつき皮膜と反応し、 腐食環境 によってはめつき素地の腐食を促進し、 変色ゃシミ状錡発生の要因となる。 また、 添加成分 (c) が Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオン、 Mgを含む 酸化物、 M gを含む水酸化物からなる群の中から選ばれる 1種または 2種以上 である場合、 特に、 Mgイオン、 Mgを含む水溶性イオンからなる群の中から 選ばれる 1種または 2種以上である場合、 処理液中にはさらに、 添加成分 (d) として、 N i、 Fe、 C oのうちのいずれかの金属イオン、 前記金属のうちの 少なくとも 1種を含む水溶性イオンからなる群の中から選ばれる 1種以上を適 量添加することができ、 このようなの鉄族金属を添加することにより、 鉄族金 属を添加しない場合に生じる、 湿潤環境下におけるめっき極表層の腐食に起因 した黒変現象が回避できる。 また、 これらの鉄族金属のなかでも特に N iの効 果が高く、 微量でも優れた効果が認められる。 但し、 N i、 Coなどの鉄族金 属の過剰添加は耐食性劣化につながるため、 適量の添加が必要である。
上記添加成分 (d) の添加量としては、 金属量換算で、 金属量換算での添加 成分 (c) 1モルに対して 1Z10000〜1モル、 望ましく 1Z10000 〜1Z100の範囲とすることが好ましい。 添加成分 (d) の添加量が添加成 分 (c) 1モルに対して 1Z10000モル未満では添加による効果が十分で なく、 一方、 添加量が 1モルを超えると上記のように耐食性が劣化する。
なお、 同様の効果は、 後述する化成処理前の表面調整処理 (めっき表面に鉄 族金属を置換析出させる処理) によっても得られる。
処理液中には、 上記添加成分 (a) 〜 (d) のほかに、 アクリル系樹脂、 ェ チレン樹脂 (ポリオレフイン樹脂) 、 アルキド樹脂、 エポキシ樹脂、 ウレタン 樹脂などの水溶性または水分散性樹脂、 高分子ポリオールなどの水溶性ポリマ ―、 水溶性ァゾ系金属染料等などの着色染料、 タンニン酸、 チオールなどのキ レート剤、 シランカップリング剤などを、 皮膜の緻密性の向上、 耐食性の向上、 塗装性の向上、 可撓性付与等の目的で添加してもよい。 さらに、 Zn、 Mnな どの他の金属カチオン成分や、 硝酸イオン、 硫酸イオン、 塩化物イオン、 酢酸 イオン、 ホウ酸イオンなどの成分、 さらに酸化剤のようなエッチング助剤など を耐食性に影響を及ぼさない限度で適量添加してもよい。
処理液 (酸性水溶液) の pHは 0. 5〜5とする。 処理液が pHO. 5未満 では処理液の反応性が高くなり過ぎるため皮膜に微細な欠陥部が形成され、 耐 食性が低下する。 一方、 処理液が pH 5を超えると処理液の反応性が低くなり、 上述したようなめっき方面と皮膜との界面の結合が不十分となり、 この場合も 耐食性が低下する。
本発明では、 以上のような酸性水溶液からなる処理液によりめつき鋼板面を 処理し、 しかる後、 加熱乾燥することによりめっき鋼板表面に膜厚が 0. 00 5〜 2 zmの化成処理皮膜を形成する。
化成処理皮膜の膜厚が 0. 005 /m未満では皮膜がめっき表面を均一に被 覆することができず、 皮膜に局部的な欠陥が生じるため耐食性が不十分となる。 一方、 膜厚が 2 を超えると、 溶接性や皮膜密着性などの耐食性以外の性能 が劣化する。
本発明において化成処理皮膜を形成するベースとなるめっき鋼板は、 亜鉛系 めっき鋼板またはアルミニウム系めつき鋼板である。
めっきの方法としては、 電解法 (水溶液中での電解、 非水溶媒中での電解) 、 溶融法、 気相法のうち、 実施可能ないずれの方法を用いることができる。
めっき鋼板表面に処理液をコーティングする方法としては、 塗布方式、 浸漬 方式、 スプレー方式のいずれでもよく、 塗布方式では口一ルコ一ター (3ロー ル方式、 2ロール方式等) 、 スクイズコ一ター、 ダイコ一ターなどのいずれの 塗布手段を用いてもよい。 また、 スクイズコ一夕一等による塗布処理、 浸漬処 理、 スプレー処理の後に、 エアナイフ法やロール絞り法により塗布量の調整、 外観の均一化、 膜厚の均一化を行うことも可能である。
処理液の温度に特別な制約はないが、 常温〜 6 0 °C程度が適当である。 常温 以下では冷却などのための設備が必要となるため不経済であり、 一方、 6 0で を超えると水分が蒸発し易くなるため処理液の管理が難しくなる。
上記のように処理液をコーティングした後、 通常、 水洗することなく加熱乾 燥を行うが、 本発明で使用する処理液は下地めつき鋼板との反応により難溶性 塩を形成するため、 処理後に水洗を行ってもよく、 本発明法には処理後に水洗 を実施する場合も含まれる。
コーティングした処理液を加熱乾燥する方法は任意であり、 例えば、 ドライ ヤー、 熱風炉、 高周波誘導加熱炉、 赤外線炉などの手段を用いることができる。 特に、 高周波誘導加熱炉は短時間で乾燥が可能である上、 素地と皮膜界面を有 効に加熱することができるために特に好ましい。
この加熱乾燥処理は到達板温で 5 0〜 3 0 0 °C、 望ましくは 8 0〜 2 0 0 °C の範囲で行うことが好ましい。 加熱乾燥温度が 5 0 °C未満では皮膜中に水分が 多量に残り、 耐食性が不十分となる。 一方、 加熱乾燥温度が 3 0 0 °Cを超える と非経済的であるばかりでなく、 皮膜に欠陥が生じやすくなり、 耐食性が低下 する。
また、 上述した酸性水溶液による化成処理に先立ち、 めっき鋼板表面を鉄族 金属のうちのいずれかの金属イオン、 鉄族金属のうちの少なくとも 1種を含む 水溶性イオンからなる群の中から選ばれる 1種以上を適量含有する水溶液 (酸 性またはアルカリ性水溶液) に接触させ、 めっき皮膜表面に鉄族金属を適量析 出させる表面調整処理を施すことにより、 湿潤環境下におけるめっき極表層の 腐食に起因した黒変現象が回避できる。
この表面調整処理に使用する処理液 (水溶液) 中の鉄族金属 (鉄族金属ィォ ンおよび/または鉄族金属のうちの少なくとも 1種を含む水溶性イオン) の添 加量は、 金属量換算の合計で 0. 001〜10 gZLとすることが好ましい。 鉄族金属の添加量が 0. 001 gZL未満では添加による効果が十分でなく、 一方、 添加量が 10 gZLを超えるとめつき表面と処理液が不均一に反応し、 外観不良などの問題を生じやすい。
また、 この表面調整処理によるめつき皮膜表面での鉄族金属の析出量は、 金 属量換算の合計で 0. 01〜10 OmgZm2とすることが好ましい。 めっき 皮膜表面に析出する鉄族金属の析出量が 0. 0 lmgZm 未満では添加によ る効果が十分でなく、 一方、 10 OmgZm2を超えると外観不良などの問題 を生じやすい。
また、 処理液中に添加する鉄族金属イオンとしては、 N iが最も顕著に耐黒 変性を改善する。
なお、 同様の耐黒変性の改善効果は、 電気めつき等によりめつき鋼板を製造 する際にめつき浴中に N i、 C oなどの成分をイオンとして共存させ、 めっき 皮膜中に N i、 C oなどを 1〜5000 p pm共析させためっき鋼板 (例えば、 亜鉛系めつき鋼板) を用いても、 同様に得ることができる。
本発明により得られる表面処理鋼板は、 そのままでも十分に良好な耐食性を 有するが、 アルカリ脱脂後の耐食性および塗装性を向上させる目的で、 化成処 理皮膜を形成した後、 その上層に有機樹脂皮膜または有機複合シリケ一ト皮膜 を形成させることもできる。 この上層皮膜は、 シリカなどの防鑌顔料、 炭化水 素化合物、 フッ素樹脂系化合物、 脂肪酸アミド系化合物、 二硫化モリブデン、 金属石けん、 フッ化黒鉛、 窒化ホウ素、 ポリアルキレングリコールなどの固形 潤滑剤を含んでいてもよい。
また、 上層皮膜の膜厚 (乾燥膜厚) は 0. 1〜5 (より好ましくは 0. 5〜3 zm) 程度が好ましい。 膜厚が 0. 1 m未満ではアルカリ脱脂後の耐 食性向上効果や塗装性向上効果が不十分であり、 一方、 膜厚が 5 m超ではス ポッ卜溶接などを必要とする部位に適用できない。
本発明では、 以上述べたような皮膜をめつき鋼板の両面または片面に形成す るものであり、 したがって、 本発明により得られる表面処理鋼板の形態として
は、 例えば以下のようなものがある。
(1) 片面: めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜一上層皮膜、 片面: めつ き皮膜
(2) 片面:めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜一上層皮膜、 片面:公知 のリン酸塩処理皮膜など
(3) 両面: めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜一上層皮膜
(4) 片面: めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜、 片面: めっき皮膜
(5) 片面: めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜一上層皮膜、 片面:めつ き皮膜一本発明による化成処理皮膜
(6) 両面:めっき皮膜一本発明による化成処理皮膜
[実施例 1 ]
家電、 建材、 自動車用部品用の表面処理鋼板として、 以下のような表面処理 鋼板を製造した。
各種めつき鋼板の表面をアルカリ脱脂処理後、 水洗乾燥した。 次いで、 表 2 06〜表 208に示す組成および pHに調整された化成処理用の処理液を口一 ルコ一ターで塗布し、 熱風炉で加熱乾燥した。 化成処理皮膜の膜厚は処理液の 濃度及び塗布条件 (ロールの圧下力、 回転速度など) により調整した。 乾燥温 度は板温を直接熱電対で測定した。
表 206— 208において、 ※ゝ * 1一 * 4は以下をしめす。
※ : シリカゲル、 日産化学工業 (株) 製、 "スノーテックス— 0"
* l : S i〇2量、 * 2 : P 205換算量、 3 :金属換算量、
* 4 : 本発明例と比較例を示す。
このようにして得られた表面処理鋼板について、 耐食性および皮膜密着性を 以下の方法で評価した。 その結果を、 処理原板として使用しためっき鋼板の種 類およびめつき付着量、 化成処理条件、 化成処理皮膜の膜厚とともに表 209 〜表 212に示す。 表 209〜表 212において、 * 1— * 4は以下を示す。
* 1 :表 206— 208の処理液 N o .
* 2 : EG:電気亜鉛めつき鋼板
G I :溶融亜鉛めつき鋼板
GF :溶融 Zn-5wt^ -0. lw ミッシュメタル合金めつき鋼板
G L :溶融 Zn- 55%A1合金電気めつき鋼板
E N:電気 Zn- Ni合金電気めつき鋼板
* 3 :片面当たりのめっき付着量
* 4 :到達温度
(1)耐食性 (耐白鑌性)
各サンプルについて塩水噴霧試験 (J I S— Z— 237 1) を実施し、 48 時間後の白錡面積率で評価した。 その評価基準は以下の通りである。
◎ : 白鐯面積率 5%未満
〇: 白鑌面積率 5%以上、 10%未満
△:白鐯面積率 10 %以上、 50%未満
X : 白鑌面積率 50 %以上
(2)密着性 (皮膜密着性)
各サンプルについて 0 T曲げを施した後、その曲げ部を S EMにより観察し、 下記の評価基準により化成処理皮膜の密着性を評価した。
〇:剥離軽微
X :剥離による化成処理皮膜の欠落が大きい
表 209〜表 212の実施例によれば、 本発明法により得られた表面処理鋼 板は、 いずれも比較例の表面処理鋼板に較べて優れた性能を有している。
[実施例 2 ]
家電、 建材、 自動車用部品用の表面処理鋼板として、 以下のような表面処理 鋼板を製造した。
板厚 0. 8mm、 表面粗さ (Ra) 1. 0 /xmの冷延鋼板に各種めつきを施 した表 213に示すめっき鋼板を処理原板として用い、 このめつき鋼板の表面 をアルカリ脱脂処理後、 水洗乾燥し、 一部のめっき鋼板については表 214に 示す処理液を用いてめっき皮膜表面に鉄族金属を置換析出させる表面調整処理 (スプレー処理または浸漬処理) を施した後、 表 21 5〜表 21 7に示す組成 および pHに調整された化成処理用の処理液を口一ルコ一夕一で塗布し、 熱風 炉または高周波誘導加熱炉で加熱乾燥した。 乾燥温度は板温を直接熱電対で測 定した。
表 21 5〜表 21 7において、 * 1— * 6は以下の事柄を示す。
* 1 : S i〇2量、 * 2 :金属換算量、
* 3 : [金属換算での Mg] / [ S i量換算でのシリカゲル] のモル比
* 4 : P2〇5換算量、
* 5 : [添加成分 (d) ] ノ [ 金属換算での添加成分 (c) ] のモル比
* 6 : 本発明例と比較例を示す
また、 この後、 一部の表面処理鋼板については、 化成処理皮膜の上層に有機 樹脂皮膜を形成した。
このようにして得られた表面処理鋼板について、 皮膜外観、 耐白鑌性、 アル カリ脱脂後の耐白鲭性、 塗装性、 耐黒変性、 皮膜密着性を以下の方法で評価し た。 その結果を、 処理原板として使用しためっき鋼板の種類、 表面調整処理条 件、 化成処理条件、 化成処理皮膜の膜厚とともに表 218〜表 227に示す。 表 218, 220, 222, 224と 226において、 * 1— * 3は以下を しめす。
* 1 :表 213に記載のめっき鋼板、 * 2 :表 2 14に記載の処理液 N o .
* 3 :表 215— 217に記載の処理組成物 N o .
(1) 皮膜外観
各サンプルについて皮膜外観の均一性 (ムラの有無) を目視で評価した。 評 価基準は以下の通りである。
〇:ムラなし
X :ムラが認められる
(2) 耐白鑌性
各サンプルについて塩水噴霧試験 ( J I S _ Z— 2371 ) を実施し、 48 時間後および 72時間後の白鲭面積率で評価した。 その評価基準は以下の通り である。
◎ :白鐯面積率 5%未満
〇:白鑌面積率 5%以上、 10%未満
△:白鑌面積率 10 %以上、 50%未満
X :白鐯面積率 50%以上
(3) アルカリ脱脂後の耐白鐯性
各サンプルについてアルカリ脱脂処理 (処理液: 日本パーカライジング (株) 製 " C L N— 364 S " ) を行つた後、 塩水噴霧試験 (J I S— Z— 237 1) を実施し、 48時間および 72時間後の白鐯面積率で評価した。 その評価基準 は以下の通りである。
◎: 白錡面積率 5 %未満
〇: 白鐯面積率 5%以上、 25%未満
△: 白鐯面積率 25 %以上、 50%未満
X : 白鲭面積率 50%以上
(4) 塗装性 (塗料密着性)
各サンプルについてメラミン系の塗料 (膜厚 3 を塗装、 焼付した後、 沸水中に 2時間浸漬し、 その後直ちに碁盤目 (1mm間隔で 1 O X 1 0の碁盤 目) のカットを入れて粘着テープによる剥離試験を行い、 塗膜の剥離の程度で 塗装性を評価した。 その評価基準は以下の通りである。
◎:剥離なし
〇:剥離面積率 5%未満
△ :剥離面積率 5%以上、 20%未満
X :剥離面積率 20 %以上
(5) 耐黒変性
各サンプルを 80t:、湿度 95 %以上の湿潤環境下において 24時間保持し、 この湿潤試験前後におけるサンプルの白色度の変化量により耐黒変性を評価し た。 その評価基準は以下の通りである。
〇:優れる (L値の変化≥一 2)
X :劣る (L値の変化ぐ一 2)
(6)密着性 (皮膜密着性)
各サンプルについて 0 T曲げを施した後、その曲げ部を S EMにより観察し、 下記の評価基準により化成処理皮膜の密着性を評価した。
〇:剥離軽微
X :剥離による化成処理皮膜の欠落が大きい
表 218〜表 227の実施例によれば、 本発明法により得られた表面処理鋼 板は、 いずれも比較例の表面処理鋼板に較べて優れた性能を有している。
表 206 [化成処理用処理液] シリカゾル濃度 リン酸 · 特定の金属の水溶性イオン ·酸化物 '水酸化物 処理液 区
Να リン酸化合物 金属種 添加形態 添加量 添加試薬 PH 分
(mol/L) *1
1 0.20 0.40 A1 水和ィ才ン 0.20 第一リン酸アルミニウム 2.1 発
2 0.40 0.20 A1 水和イオン 0.02 硝酸アルミニウム 2.8 発
3 0.15 0.02 A1 水酸化物ゾノレ 0.15 アルミナゾル 3.0
4 0.15 0.30 Mg 水和イオン 0.20 第一リン酸マグネシウム 2.6 発
5 0.50 0.50 Mg 水和イオン 0.002 硫酸マグネシウム 2.5 発
6 0.20 0.25 Al.Mg 水和イオン A!=0.15, Mg=0.05 第一リン酸塩 1.5 発
7 0.20 0.25 Al.Sr 水和イオン Al=0.15, Sr=0.05 第一リン酸塩 2.2 発
8 0.20 0.20 Al'Ca 水和イオン A1=0.15, Ca=0.05 第一リン酸塩 2.2 発
9 0.30 0.30 Ba 水和イオン 0.001 硫酸パリウム 1.8 発
10 0.30 0.25 Hi 酸化物 0.02 酸化ハフニウム粉末 2.0 発
11 0.30 0.25 Ti 酸化物ゾル 0.05 チタニアゾル 1.2 発
12 0.30 0.25 Sc 水和イオン 0.05 硝酸スカンジウム 2.2 発
13 0.30 0.25 Ce 酸化物ゾル 0.05 酸化セリゥムゾル 2.2 発
B
14 0.30 0.05 La 水和イオン 0.01 硝酸ランタン 3.5 発 卄
表 207 [化成処理用処理液] シリカゾル濃度 リン酸 · 特定の金属の水溶性ィオン •酸化物 ·水酸化物 処理液 区
Να リン酸化合物 金属種 添加形態 添加量 添加試薬 ΡΗ 分
(mol/L) *1 (mo 1 /L) *2
15 0.30 0.20 Pr 水和ィオン 0.002 塩化ブラセォジゥム 2.5 発
16 0.30 0.20 Nd 水和ィオン 0.001 フッ化ネオジム 2.5 発
17 0.35 0.20 Sm 水禾 Πィォソ υ . u u 塩化サマリ ゥム 2.5 発
18 0.30 0.20 Eu 7k ィオン 0.05 塩ィ匕ュクロピウム 2.2 発
19 0.40 0.20 AI,Gd 太 ィオン Al=0.15, Gd=0.001 リン酸塩, フッ化ガドリニウム 2.2 発
20 0.30 0.25 Al ,Tb 水和ィオン Al=0.15, Tb=0.001 リン酸塩, 硝酸テノレビゥム 2.2 発
21 0.30 0.25 Dy 水和イオン 0.005 硝酸ジスプロシウム 2.2 発
22 0.30 0.25 Ho 水和イオン 0.005 塩化ホルミゥム 2.2 発
23 0.30 0.25 Er 水和イオン 0.005 炭酸エルビウム 2.2 発
24 0.30 0.25 Yb 水和ィオン 0.005 硝酸ィッテルビウム 2.2 発
25 0.30 0.25 Lu 水和イオン 0.005 硝酸ルテチウム 2.2 発
26 0.15 0.25 Al,Ni 水和イオン Al=0.15, Ni=0.05 第一リン酸塩 2.3 発
27 0.15 0.20 Mg.Co 水和イオン g=0.15, Co=0.05 第一リン酸塩 1.8 発
表 208 [化成処理用処理液] シリカゾル濃度 リン酸 ' 特定の金属の水溶性ィオン ·酸化物 ·水酸化物 処理液 区 リン酸化合物 金属種 添加形態 添加量 添加試薬 PH 分
(mol/L) *1 (mol/L) *2
28 0.15 0.25 Fe 水和ィオン 0.20 第一リン酸塩 1.5 発
29 0.15 0.25 g.Fe 水和イオン g=0.15, Fe=0.05 第一リン酸塩 2.1 発
30 0.15 0.25 n 水和ィオン 0.10 第一リン酸塩 2.5 発
31 0.15 0.25 Al.Fe 水和ィオン A1=0.15, Fe=0.05 第一リン酸塩 1.7 発
32 2.50 3.00 Al 水和ィオン 1.80 第一リン酸塩 3.1 発
33 0.02 0.01 Al 水和ィオン 0.05 第一リン酸塩 4.0 発
34 一 0.30 Al 水和イオン 0.20 第一リン酸塩 2.0 比
35 3.20 0.10 Al 水和ィオン 0.05 第一リン酸塩 3.5 比
36 0.20 0.20 3.5 比
37 0.30 7.00 Al 水和ィオン 2.0 第一リン酸塩 0.5 比
38 0.20 g 水和イオン 0.20 硝酸塩 2.0 比
39 0.20 0.20 Al 水和ィオン 3.5 第一リン酸塩, 硫酸塩 2.0 比
40 0.20 3.90 Al 水和イオン 0.50 第一リン酸塩 0.4 比
41 0.05 0.002 Sr 水和ィオン 0.01 第一リン酸塩 5.2 比 " 1
209 処理原板 乾燥 膜 耐 密
Ν 処理液 Να めっき 温度 厚 食 区 分 付着量 *4 性 性
*1 *2 (。c)
1 1 EG 20 110 0.20 ◎ 〇 本発明例
2 2 EG 20 130 0.40 ◎ 〇 本発明例
3 3 EG 20 110 0.20 ◎ 〇 本発明例
4 3 GI 90 90 0.20 ◎ 〇 本発明例
5 4 EG 20 no 0.15 ◎ 〇 本発明例
6 4 EG 20 】20 0.20 ◎ 〇 本発明例
1 EG 20 230 0.20 © 〇 本発明例
8 4 Gl 120 】20 0.15 ◎ 〇 本発明例
9 4 GL 85 120 0.20 ◎ 〇 本発明例
10 4 EN 30 no 0.20 ◎ 〇 本発明例
11 5 EG 20 110 0.40 ◎ 〇 本発明例
12 5 EG 20 no 0.40 ◎ 〇 本発明例
13 5 EG 20 110 0.10 ◎ 〇 本発明例
109
37/ 表 2 1 0 処理原板 乾燥 膜 耐 密
Να 処理液 Να 種 めっき 温度 厚 食 着 区 分 類 付着量 *4 性 性
*1 *2 (g/m2) *3 (°C) (fm)
Η 6 EG 20 120 0.35 ◎ 〇 本発明例
15 7 EG 20 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
16 8 EG 20 80 0.35 ◎ 〇 本発明例
17 9 EG 20 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
18 10 EG 20 120 0.30 ◎ 〇 本発明例
19 11 EG 20 140 0.30 ◎ 〇 本発明例
20 12 EG 20 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
21 13 EG 20 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
22 14 EG 20 】20 0.30 ◎ 〇 本発明例
23 15 EG 20 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
24 16 EG 10 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
25 17 EG 10 110 0.30 ◎ 〇 本発明例
26 18 EG 20 120 0.30 ◎ 〇 本発明例
8109
表 21 1 処理原板 乾燥 膜 耐 密
Να 処理液 Να 種 めっき 温度 厚 食 着 区 分 類 付着量 *4 性 性
ネ 1 (°C)
27 19 EG 10 no 0.20 ◎ 〇 本発明例
28 20 EG 20 no 0.30 ◎ 〇 本発明例
29 21 EG 20 120 0.35 ◎ 〇 本発明例
30 22 EG 20 120 0.30 ◎ 〇 本発明例
31 23 EG 20 150 0.30 © 〇 本発明例
32 24 EG 20 100 0.25 ◎ 〇 本発明例
33 25 EG 20 100 0.30 ◎ 〇 本発明例
34 25 EG 20 100 1.0 ◎ o 本発明例
35 26 EG 20 100 0.50 ◎ 〇 本発明例
36 27 EG 20 no 0,20 ◎ 〇 本発明例
37 28 EG 20 no 0.20 ◎ 〇 本発明例
38 29 EG 20 】10 0.20 ◎ 〇 本発明例
39 30 EG 20 110 0.20 ◎ 〇 本発明例
00/28109
373 表 2 1 2
表 21 [表面調整用処理液]
* 日本パーカライジング製 : CL- 342
表 215 [ィ匕成処 理用 処理液]
シリカゾル アル力リ土類金属 リン酸 · リン酸 添加金属
(a) (c) 化合物 (b) (d) 理 区
No. 粒径 濃 度 濃 度 盛 度 濃 モノレ比 彼 八 種 類 商 品 名 (nm) (mol/L) 種類 (mol/L) Mg/Si 種 類 (mol/L) 類 度 (d)/(c) PH
*1 *2 *3
1 コロイダル 日産化学工業㈱製 12〜 0.1 Mg2* 0.20 1.82 オルト 0.21 ― ― 3.1 発 シリカ スノーテックス - 0 14 リン酸
2 コロイダル 日産化学工業牌)製 12〜 0.2 Mg2* 0.17 0.94 ォノレ卜 0.18 ― 一 ― 3.1 発 シリカ スノーテックス - 0 14 リン酸
3 コロイダル 日産化学工業㈱製 8〜 0.4 Mg2* 0.40 1.00 オルト 0.40 ― ― 一 2.7 発 シリカ スノーテックス - OS 10 リン酸
4 コロイタル 日産化学工業脚製 8〜 0.2 g2+ 0.17 0.94 オルト 0.18 ― ― ― 3.1 発 シリカ スノーテックス - OS 10 リン酸
5 コロイダル S産化学工業㈱製 6〜 0.1 g2+ 0.20 1.82 オルト 0.21 ― ― 一 3.0 発 ソリノ 3 0 リノ跟
6 コロイタル 日産化学工業脚製 8〜 0.2 g2+ 0.30 1.50 オルト 0.30 3.5 発 シリカ スノーテックス- OS 10 リン酸
7 コロィタル 日産化学工業㈱製 12〜 0.4 Mg2+ 0.40 1.00 オルト 0.40 3.2 発 シリカ スノーテックス - 0 14 リン酸
8 コロイタル 触媒化成工業㈱製 10〜 0.3 Mg2+ 0.10 0.33 ォノレ卜 0.10 2.5 発 シリカ Cataloid-SN 20 リン酸
9 コロイタル 日産化学工業㈱製 12〜 0.2 Mg2+ 0.30 1.50 オルト 0.30 3.5 発 シリ力 スノーテックス - 0 14 リン酸
表 2 1 6 [化成 処 理用 処理液]
1 アク リル一スチレン系水分散性樹脂 : 160 g/Lを添加
表 217 [ィ匕成処理用 処 理液]
シリカゾル アル力リ土類金属 リン酸' リン酸 添加金属 処 (a) (c) 化合物 (b) (d) 理 区
Να 粒径 濃 度 濃 度 濃 度 濃 モル比 液 分 種 類 商 口 名 (nm) (mol/L) 觀 (mol/L) g/Si 種 類 (mol/L) 類 度 (d)/(c) PH
*1 *3 ネ 4 ネ 5
18 コロイダル 日産化学工業㈱製 12~ 0.1 Baz+ 0.10 オノレ卜 0.10 ― ― 3.2 発 シリカ スノーテックス- 0 14 リン酸
19 一 Mg2+ 0.30 一 オルト 0.30 一 ― — 2.8 比 リン酸
20 コロイタル 日産化学工業㈱製 12〜 3.5 g2+ 0.30 0.09 オルト 0.30 —— —— — 2.5 比 シリカ スノーテックス - 0 14 リン酸
21 コロイダル 日産化学工業㈱製 12〜 0.4 一 一 一 オルト 0.15 ― ― 一 3.0 比 シリカ スノーテックス -0 】4 リン酸
22 コロイダル 日産化学工業㈱製 12〜 0.4 g2+ 3.50 8.75 オルト 0.30 ― ― 一 2.5 比 シリカ スノ—テックス- 0 】4 リン酸
23 コロイダル 日産化学工業㈱製 12〜 0.4 Mg2+ 0.30 0.75 2.8 比 シリカ スノ—テックス- 0 14
24 コロイダル 日産化学工業 (株)製 Π〜 0.4 g2+ 0.30 0.75 オルト 6.2 2.1 比 シリカ スノーテックス - 0 14 リン酸
25 コロイタル 日産化学工業㈱製 12〜 0.4 Mg2+ 2.50 6.25 オルト 5.0 0.4 比 シリカ スノーテックス -0 14 リン酸
26 リチウム 日産化学工業㈱製 1.0 11 比 シリゲート LSS-35
表 218
表面 s¾整 化成処理条件 上層有機樹脂被覆
めっ き 処 処理 析出量 処理 乾燥
No. 原板 理 時間 金属種 付着量 組成物 温度 膜厚 有ノ無 膜厚 区 分 液
*1 (秒) (mg/m2) (°C) m (/ί m)
1 1 1 140 0.2 本発明例
2 1 一 2 140 0.2 本癸明例
3 1 3 140 0.2 娅 本発明例
4 1 ― 4 140 0.2 本発明例
5 1 5 140 0.2 本発明例
6 1 — 6 140 0.2 本発明例
7 1 — 7 140 0.2 本癸明例
8 1 —— ― ― 8 140 0.2 — 本発明例
9 1 9 140 0.2 本発明例
10 1 10 140 0.2 本発明例
11 1 11 140 0.2 挺 本発明例
12 1 12 140 0.2 本発明例
13 1 13 140 0.2 本発明例
14 1 14 140 0.2 本発明例
15 1 15 140 0.2 本発明例
O 00/28109
3 S 表 2 1 9 性 能
外 耐白鍺性 アルカリ脱脂後の 塗 耐 皮膜
Ν 観 耐白銪性 装 黒 密着性 区 分
SST SST SST SST 性 変
48時間 72時間 48時間 72時間 性
1 〇 ◎ 〇 Δ X △ X ο 本発明例
2 〇 ◎ 〇 Δ X 厶 X 0 本発明例
3 Ο ◎ ◎ △ X 厶 X 〇 本発明例
4 〇 ◎ ◎ Δ X △ X 〇 本発明例
5 〇 ◎ ◎ 厶 X Δ X 〇 本発明例
6 〇 ◎ ◎ △ X 厶 X 〇 本発明例
7 〇 ◎ Ο △ X Δ X 〇 本発明例
8 Ο ◎ Δ 厶 X 厶 X 〇 本発明例
9 〇 ◎ 〇 Δ X Δ X 〇 本発明例
10 〇 ◎ 〇 Δ X Δ 〇 〇 本癸明例
11 〇 ◎ 〇 厶 X Δ 〇 〇 本発明例
12 〇 ◎ ◎ 厶 X △ X Ο 本発明例
13 〇 ◎ 〇 Δ X Δ X 〇 本発明例
14 〇 ◎ 厶 厶 X Δ X 〇 本発明例
15 〇 ◎ △ △ X △ X 〇 本発明例
表 220
¾ί tii調 化成処理条件 上層有機樹脂被覆
めっ き 処 処理 析出量 処理 乾燥
No. 原板 理 時間 金属種 組成物 温度 膜厚 有 無 膜厚 区 分
液
* 1 (秒) *3 CO ( )
16 140 0.2 本発明例
1
] 7 17 1 0 0.2 本発明例
1
J 8 18 140 0 Z 本発明例
1
l 9 19 1 0 0.2 比 較 例
1
L 0 20 1 0 0.2 比 絞 例
1
ί 2 140 0 2 比 較 例
n o L —— I—— L I 14 U U .1 i; ¾ i?y
L 6 ίό 比 ¾ Iru
ο
L 4 L 4 14 n u . L ¾ V
J 25 140 0.2 M
B
26 26 140 0.2 比 較 例
27 1 2 Ni 0.1 1 140 0.2 te 本発明例
28 2 3 Ni 0.2 1 140 0.2 本発明例
29 3 3 Ni 1.0 1 140 0.2 本発明例
30 4 3 Ni 5.0 1 340 0.2 4H£ 本発明例
3 2 2 性 能
外 耐白鐯性 アル力リ脱脂後の 塗 耐 皮膜
Να 観 耐白鳍性 装 黑 密着性 区 分
SST SST SST SST 性 変
48時間 72時間 48時間 72時間 性
16 〇 © △ △ X Δ X 〇 本発明例
17 〇 △ Δ X Δ X 〇 本発明例
18 〇 ◎ Δ 厶 X 厶 X 〇 本発明例
19 〇 X X X X X X 〇 比 較 例
20 X X X X X X X X 比 較 例
21 〇 X X X X X X 〇 比 較 例
22 〇 厶 X X X X X X 比 較 例
23 〇 X X X X X X ο 比 較 例
24 〇 X X X X X X 〇 比 較 例
25 〇 X X X X X X 〇 比 較 例
26 〇 X X X X X X 〇 比 較 例
27 〇 ◎ 〇 厶 X Δ 〇 〇 本発明例
28 〇 ◎ 〇 △ X Δ 〇 〇 本発明例
29 〇 ◎ 〇 △ X 厶 〇 〇 本発明例
30 〇 ◎ 〇 △ X Δ 〇 〇 本発明例
¾222
表面調整 化成処理条件 上層有機樹脂被覆
めっき 処 処理 析出量 処理 乾燥
No. 原板 理 時間 金属種 組成物 温度 膜厚 有ノ無 膜厚 区 分
液
*1 (秒) (mg/m2) *3 (V) (?m) (pm)
31 1 5 3 Ni 0.2 1 140 0.2 本発明例
32 1 6 3 Co 1.0 1 140 0.2 本発明例
33 1 4 20 Ni 120 1 140 0.2 挺 比 較 例
33
3
表 2 2 3 性 能
外 耐白銪性 アルカリ脱脂後の 耐 皮膜
Να 耐白銪性 装 黒 密着性 区 分
SST SST SST SST 性 変
48時間 72時間 48時間 72時間 性
31 Ο ◎ 〇 Δ X Δ 〇 〇 本発明例
32 〇 ◎ 〇 △ X Δ 〇 〇 本発明例
33 X X X X X 厶 〇 Ο 比 較 例
表 224 tS 整 化成処理条件 上層有機樹脂被覆
めっ き 処 処理 析出量 処理、 乾燥
原板 理 時間 金属種 付着量 組成物 温度 膜 厚 有 Z無 膜厚 区 分 液
*1 (秒) (mg/m2) *3 (¾) (?m)
51 1 1 80 0.1 本発明例
52 1 1 110 0.1 挺 本発明例
53 1 1 250 0.1 本発明例
54 1 14 140 慨 比 較 例
55 1 15 140 2.5 比 較 例
56 1 1 140 0.2 有 0.7 本発明例
57 1 2 140 0.2 有 0.7 本発明例
58 1 3 140 0.2 有 0.7 本発明例
59 1 4 140 0.2 有 0.7 本発明例
60 1 5 140 0.2 有 0.7 本発明例
o
28109
3^6
5 性, 能 .
外 耐白銪性 アルカリ脱脂後の 耐 皮膜
観 耐白鐯性 装 黑 密着性 区 分
SST SST SST SST 変
48時間 72時間 48時間 72時間 性
〇 ◎ Δ △ X 厶 X 〇 本発明例
〇 ◎ 〇 △ X Δ X 〇 本発明例
〇 ◎ 〇 △ X △ X 〇 本発明例
〇 X X X X △ X 〇 比 較 例
〇 ◎ ◎ © X X X 比 較 例
〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
O ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
表 226 表面調整 化成処理条件 . 上層有機樹脂被覆
め っ 机 ¾ ; ί斤出量 々几 ¾
Ν 原板 理 時 e 属 ίδ 付着量 組 物 温度 mm 有ノ麵 腊厚 区 分 液
* 1 '(秒) ネ 3 、尸 、
61 1 6 140 0.2 有 0.7 本発明例
62 1 7 140 0.2 有 0.7 本癸明例
63 1 8 1 0 0.2 有 0.7 本発明例
64 1 9 140 0.2 有 0.7 本発明例
65 1 10 140 0.2 有 0.7 本発明例
66 1 11 140 0.2 有 0.7 本発明例
67 1 12 140 0.2 有 0.7 本発明例
68 1 13 140 0.2 有 0.7 本発明例
69 1 14 140 0.2 有 0.7 本発明例
70 1 15 140 0.2 有 0.7 本発明例
71 1 16 140 0.2 有 0.7 本発明例
72 1 17 140 0.2 有 0.7 本発明例
73 1 18 140 0.2 有 0.7 本発明例
i
表 227 性 能
耐白鑌性 アルカリ脱脂後の 耐 朕
耐白鲭性 里
j J QCT ςςτ lib
8睡 PB ^T I PJ ΒΠ Ί土
6 V2 リ ◎ ◎ ◎ ® 明例 リ o ◎ ◎ ◎ ◎ o o
64 o ◎ © ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
65 〇 ® ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
66 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
67 o ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
68 o ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
69 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
70 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ® 〇 〇 本発明例
71 0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例
72 〇 ® ◎ ◎ ® ◎ 〇 〇 本発明例
73 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 〇 本発明例