JP2001240978A - 亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法および水性表面処理組成物 - Google Patents
亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法および水性表面処理組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼材を得ること
ができ、しかも鉛、クロム、カドミウムなどの有害重金
属を含有しない無公害な表面処理組成物を提供する。 【解決手段】 α-オレフィンとα，β-エチレン性不飽
和カルボン酸との共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）
の固形分１００重量部に対して、鉛、クロム及びカドミ
ウムのいずれの元素をも含有しない無機系防錆顔料
（Ｂ）を固形分量で５〜８０重量部及びヒドラジン誘導
体（Ｃ）を固形分量で０．５〜２０重量部含有する水性
表面処理組成物、及び亜鉛系メッキ鋼材の表面に上記水
性表面処理組成物を塗布することを特徴とする亜鉛メッ
キ鋼材の表面処理方法。
ができ、しかも鉛、クロム、カドミウムなどの有害重金
属を含有しない無公害な表面処理組成物を提供する。 【解決手段】 α-オレフィンとα，β-エチレン性不飽
和カルボン酸との共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）
の固形分１００重量部に対して、鉛、クロム及びカドミ
ウムのいずれの元素をも含有しない無機系防錆顔料
（Ｂ）を固形分量で５〜８０重量部及びヒドラジン誘導
体（Ｃ）を固形分量で０．５〜２０重量部含有する水性
表面処理組成物、及び亜鉛系メッキ鋼材の表面に上記水
性表面処理組成物を塗布することを特徴とする亜鉛メッ
キ鋼材の表面処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水性表面処理組成
物、なかでも亜鉛系メッキ鋼材の表面処理に好適な表面
処理組成物、及び該組成物を用いた亜鉛メッキ鋼材の表
面処理方法に関する。
物、なかでも亜鉛系メッキ鋼材の表面処理に好適な表面
処理組成物、及び該組成物を用いた亜鉛メッキ鋼材の表
面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】近年、自動車部品、弱電
製品、汎用機器などの用途に用いられる電気亜鉛メッキ
として、特に耐食性に優れた表面処理材料が強く求めら
れており、その必要性は今後ますます強くなる傾向にあ
る。従来より鋼材の耐食性を向上させるための金属メッ
キとして、一般に亜鉛メッキが行われており、さらに耐
食性を向上させるために Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ａｌ などの各種の合金化亜鉛
メッキも施されている。これらの亜鉛系メッキは、亜鉛
の犠牲防食によって鋼材の腐食を抑止するもので、高耐
食性を得ようとすれば、亜鉛付着量を増加させなければ
ならないが、加工性、溶接性、生産性の低下などの問題
が生じる。
製品、汎用機器などの用途に用いられる電気亜鉛メッキ
として、特に耐食性に優れた表面処理材料が強く求めら
れており、その必要性は今後ますます強くなる傾向にあ
る。従来より鋼材の耐食性を向上させるための金属メッ
キとして、一般に亜鉛メッキが行われており、さらに耐
食性を向上させるために Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ａｌ などの各種の合金化亜鉛
メッキも施されている。これらの亜鉛系メッキは、亜鉛
の犠牲防食によって鋼材の腐食を抑止するもので、高耐
食性を得ようとすれば、亜鉛付着量を増加させなければ
ならないが、加工性、溶接性、生産性の低下などの問題
が生じる。
【０００３】さらに、亜鉛系メッキを施した後にクロム
酸塩処理などの化成処理を施し、耐食性、塗装下地性を
高めることも行われている。亜鉛系メッキ表面にクロム
酸塩処理を施すことによって不働態化皮膜を形成し亜鉛
の溶解を抑制することができるので、大幅に耐食性を向
上させることができるが、このものを屋外で使用する
と、水や海浜地方における塩水、さらには酸性雨、工場
煤煙、都市部に於ける排気ガスなどの影響を受けて、白
錆、赤錆が発生しやすく、需要家の要求を満足させるに
は十分なものとはいえない。
酸塩処理などの化成処理を施し、耐食性、塗装下地性を
高めることも行われている。亜鉛系メッキ表面にクロム
酸塩処理を施すことによって不働態化皮膜を形成し亜鉛
の溶解を抑制することができるので、大幅に耐食性を向
上させることができるが、このものを屋外で使用する
と、水や海浜地方における塩水、さらには酸性雨、工場
煤煙、都市部に於ける排気ガスなどの影響を受けて、白
錆、赤錆が発生しやすく、需要家の要求を満足させるに
は十分なものとはいえない。
【０００４】また、亜鉛系メッキ鋼材の耐食性を向上さ
せる目的でクロム酸塩処理した後、常温乾燥型の水溶性
樹脂やエマルションタイプの樹脂を主成分とする塗料を
塗装して室温ないしは低温で乾燥させたり、焼付け塗料
（例えばアクリルメラミン樹脂系、アルキドメラミン樹
脂系、エポキシ樹脂系など）を塗装して１２０℃以上の
高温で乾燥させることによって２０〜４０μｍの皮膜を
形成させる方法が行われている。しかしながら、常温乾
燥型の塗料については、耐食性、耐水性において劣り、
他方、焼付塗料の場合、皮膜形成に際し高温処理が必要
であり、このような高温処理を行うとクロム酸塩皮膜に
割れが生じ、また、6価クロムが高温により不溶化する
ため、クロム酸塩処理皮膜固有の自己修復作用が減少し
耐食性が著しく低下するなどの問題が生じる。
せる目的でクロム酸塩処理した後、常温乾燥型の水溶性
樹脂やエマルションタイプの樹脂を主成分とする塗料を
塗装して室温ないしは低温で乾燥させたり、焼付け塗料
（例えばアクリルメラミン樹脂系、アルキドメラミン樹
脂系、エポキシ樹脂系など）を塗装して１２０℃以上の
高温で乾燥させることによって２０〜４０μｍの皮膜を
形成させる方法が行われている。しかしながら、常温乾
燥型の塗料については、耐食性、耐水性において劣り、
他方、焼付塗料の場合、皮膜形成に際し高温処理が必要
であり、このような高温処理を行うとクロム酸塩皮膜に
割れが生じ、また、6価クロムが高温により不溶化する
ため、クロム酸塩処理皮膜固有の自己修復作用が減少し
耐食性が著しく低下するなどの問題が生じる。
【０００５】また、これら常温乾燥型樹脂または焼付乾
燥型樹脂を主成分とする塗料にクロム系防錆顔料（例え
ば、クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウム、クロ
ム酸鉛、塩基性クロム酸亜鉛など）を含有させた塗料や
水溶性樹脂と水溶性クロム化合物を組み合わせた表面処
理剤などで耐食性の向上を図る試みもなされている。こ
れらの方法は耐食性の向上には有効とは思われるが、有
害重金属による人体への悪影響、水質汚獨など、安全衛
生および環境保全の面で極めて問題が多い。
燥型樹脂を主成分とする塗料にクロム系防錆顔料（例え
ば、クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウム、クロ
ム酸鉛、塩基性クロム酸亜鉛など）を含有させた塗料や
水溶性樹脂と水溶性クロム化合物を組み合わせた表面処
理剤などで耐食性の向上を図る試みもなされている。こ
れらの方法は耐食性の向上には有効とは思われるが、有
害重金属による人体への悪影響、水質汚獨など、安全衛
生および環境保全の面で極めて問題が多い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述した問
題を解決でき、耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼材を得る
ことができ、しかも鉛、クロム、カドミウムなどの有害
重金属を含有しない無公害な表面処理組成物を提供する
ことを目的に鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至ったものである。
題を解決でき、耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼材を得る
ことができ、しかも鉛、クロム、カドミウムなどの有害
重金属を含有しない無公害な表面処理組成物を提供する
ことを目的に鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至ったものである。
【０００７】かくして、本発明に従えば、α-オレフィ
ンとα，β-エチレン性不飽和カルボン酸との共重合体
樹脂ディスパージョン（Ａ）の固形分１００重量部に対
して、鉛、クロム及びカドミウムのいずれの元素をも含
有しない無機系防錆顔料（Ｂ）を固形分量で５〜８０重
量部及びヒドラジン誘導体（Ｃ）を固形分量で０．５〜
２０重量部含有する水性表面処理組成物が提供される。
ンとα，β-エチレン性不飽和カルボン酸との共重合体
樹脂ディスパージョン（Ａ）の固形分１００重量部に対
して、鉛、クロム及びカドミウムのいずれの元素をも含
有しない無機系防錆顔料（Ｂ）を固形分量で５〜８０重
量部及びヒドラジン誘導体（Ｃ）を固形分量で０．５〜
２０重量部含有する水性表面処理組成物が提供される。
【０００８】また、本発明に従えば、亜鉛系メッキ鋼材
の表面に、上記水性表面処理組成物を塗布することを特
徴とする亜鉛メッキ鋼材の表面処理方法が提供される。
以下、本発明について詳細に説明する。
の表面に、上記水性表面処理組成物を塗布することを特
徴とする亜鉛メッキ鋼材の表面処理方法が提供される。
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】まず、本発明の水性表面処理組成
物について詳細に説明する。本発明の水性表面処理組成
物は、下記の共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）、無
機系防錆顔料（Ｂ）及びヒドラジン誘導体（Ｃ）を必須
成分とする水性表面処理組成物である。
物について詳細に説明する。本発明の水性表面処理組成
物は、下記の共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）、無
機系防錆顔料（Ｂ）及びヒドラジン誘導体（Ｃ）を必須
成分とする水性表面処理組成物である。
【００１０】共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ） 本発明組成物における（Ａ）成分である共重合体樹脂デ
ィスパージョンは、α-オレフィンとα，β-エチレン性
不飽和カルボン酸との共重合体樹脂のディスパージョン
である。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、
プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどを挙げること
ができる。α，β-エチレン性不飽和カルボン酸として
は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸な
どなどを挙げることができる。該共重合体樹脂中におけ
るα，β-エチレン性不飽和カルボン酸の量は、カルボ
キシル基の量が水分散化に必要な量であって且つ耐水性
を劣化させない量であればよく、通常、該共重合体樹脂
を構成する前モノマー量中、５〜４０重量％、好ましく
は５〜２０重量％の範囲であることが好適である。この
共重合体の水分散化は樹脂骨格中に導入されたカルボン
酸基をアミン化合物（例えば、モノエチルアミンに代表
される脂肪族アミン類、ジエタノールアミンに代表され
るアルカノールアミン類、モルフォリン、ピリジンなど
の環状アミン類）、アンモニア水などの塩基性物質で中
和し水性媒体中に分散することによって行うことができ
る。
ィスパージョンは、α-オレフィンとα，β-エチレン性
不飽和カルボン酸との共重合体樹脂のディスパージョン
である。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、
プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどを挙げること
ができる。α，β-エチレン性不飽和カルボン酸として
は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸な
どなどを挙げることができる。該共重合体樹脂中におけ
るα，β-エチレン性不飽和カルボン酸の量は、カルボ
キシル基の量が水分散化に必要な量であって且つ耐水性
を劣化させない量であればよく、通常、該共重合体樹脂
を構成する前モノマー量中、５〜４０重量％、好ましく
は５〜２０重量％の範囲であることが好適である。この
共重合体の水分散化は樹脂骨格中に導入されたカルボン
酸基をアミン化合物（例えば、モノエチルアミンに代表
される脂肪族アミン類、ジエタノールアミンに代表され
るアルカノールアミン類、モルフォリン、ピリジンなど
の環状アミン類）、アンモニア水などの塩基性物質で中
和し水性媒体中に分散することによって行うことができ
る。
【００１１】また、共重合体樹脂ディスパージョン
（Ａ）は、樹脂中のカルボキシル基が金属イオン、例え
ばＮａイオンなどによってイオン結合されたアイオノマ
ー（イオン性共重合体）であってもよい。
（Ａ）は、樹脂中のカルボキシル基が金属イオン、例え
ばＮａイオンなどによってイオン結合されたアイオノマ
ー（イオン性共重合体）であってもよい。
【００１２】無機系防錆顔料（Ｂ） 本発明組成物における（Ｂ）成分である無機系防錆顔料
は、鉛、クロム、カドミウムなどの有害重金属を含まな
い無機系防錆顔料であって、具体例としては、亜鉛化合
物、カルシウム化合物又はマグネシウム化合物で処理さ
れたトリポリリン酸二水素アルミニウム；リン酸亜鉛、
リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リンモリブデ
ン酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウムなどの
リン酸塩系防錆顔料；カルシウム化合物またはストロン
チウム化合物で変性された亜リン酸亜鉛、亜リン酸亜
鉛、亜リン酸カルシウム、亜リン酸アルミニウムなどの
亜リン酸塩系防錆顔料；カルシウムイオン交換非晶質シ
リカなどを好適に使用することができる。無機系防錆顔
料（Ｂ）の配合量は、前記共重合体樹脂ディスパージョ
ン（Ａ）の固形分１００重量部に対して５〜８０重量
部、好ましくは１０〜５０重量部の範囲内であることが
適当である。
は、鉛、クロム、カドミウムなどの有害重金属を含まな
い無機系防錆顔料であって、具体例としては、亜鉛化合
物、カルシウム化合物又はマグネシウム化合物で処理さ
れたトリポリリン酸二水素アルミニウム；リン酸亜鉛、
リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リンモリブデ
ン酸カルシウム、リンモリブデン酸アルミニウムなどの
リン酸塩系防錆顔料；カルシウム化合物またはストロン
チウム化合物で変性された亜リン酸亜鉛、亜リン酸亜
鉛、亜リン酸カルシウム、亜リン酸アルミニウムなどの
亜リン酸塩系防錆顔料；カルシウムイオン交換非晶質シ
リカなどを好適に使用することができる。無機系防錆顔
料（Ｂ）の配合量は、前記共重合体樹脂ディスパージョ
ン（Ａ）の固形分１００重量部に対して５〜８０重量
部、好ましくは１０〜５０重量部の範囲内であることが
適当である。
【００１３】ヒドラジン誘導体（Ｃ） 本発明組成物における（Ｃ）成分であるヒドラジン誘導
体は、水加ヒドラジン；リン酸ヒドラジン、炭酸ヒドラ
ジン、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、臭化水素酸ヒ
ドラジンなどのヒドラジン塩化合物；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、
アジピン酸ヒドラジド、セバシン酸ヒドラジドなどのヒ
ドラジド化合物；ピラゾール、３−アミノ−５−メチル
ピラゾール、３，５−ジメチルピラゾールなどのピラゾ
ール化合物；１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−
１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−１，２，４−
トリアゾール、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾ
ール、３−メルカプト−５−アミノ−１，２，４−トリ
アゾール、ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾ
トリアゾールなどのトリアゾール類；５−フェニル−
１，２，３，４−テトラゾール、５−メルカプト−１−
フェニル−１，２，３，４−テトラゾールなどのテトラ
ゾール化合物；５−アミノ−２−メルカプト−１，３，
４−チアジアゾール、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；マレ
イン酸ヒドラジド、４，５−ジクロロ−３−ピリダゾン
などのピリダジン化合物などが挙げられるが、中でもト
リアゾール化合物が好ましい。ヒドラジン誘導体（Ｃ）
の配合量は、前記共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）
の固形分１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好
ましくは２〜１０重量部の範囲内であることが適当であ
る。
体は、水加ヒドラジン；リン酸ヒドラジン、炭酸ヒドラ
ジン、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、臭化水素酸ヒ
ドラジンなどのヒドラジン塩化合物；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、
アジピン酸ヒドラジド、セバシン酸ヒドラジドなどのヒ
ドラジド化合物；ピラゾール、３−アミノ−５−メチル
ピラゾール、３，５−ジメチルピラゾールなどのピラゾ
ール化合物；１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−
１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−１，２，４−
トリアゾール、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾ
ール、３−メルカプト−５−アミノ−１，２，４−トリ
アゾール、ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾ
トリアゾールなどのトリアゾール類；５−フェニル−
１，２，３，４−テトラゾール、５−メルカプト−１−
フェニル−１，２，３，４−テトラゾールなどのテトラ
ゾール化合物；５−アミノ−２−メルカプト−１，３，
４−チアジアゾール、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；マレ
イン酸ヒドラジド、４，５−ジクロロ−３−ピリダゾン
などのピリダジン化合物などが挙げられるが、中でもト
リアゾール化合物が好ましい。ヒドラジン誘導体（Ｃ）
の配合量は、前記共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）
の固形分１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好
ましくは２〜１０重量部の範囲内であることが適当であ
る。
【００１４】本発明組成物は、前記共重合体樹脂ディス
パージョン（Ａ）、無機系防錆顔料（Ｂ）及びヒドラジ
ン誘導体（Ｃ）を必須成分とするものであるが、さらに
必要に応じて、水分散性シリカ、水可溶性有機溶剤、
水、体質顔料や着色顔料などの顔料類などを含有するこ
とができる。
パージョン（Ａ）、無機系防錆顔料（Ｂ）及びヒドラジ
ン誘導体（Ｃ）を必須成分とするものであるが、さらに
必要に応じて、水分散性シリカ、水可溶性有機溶剤、
水、体質顔料や着色顔料などの顔料類などを含有するこ
とができる。
【００１５】上記本発明組成物中に必要に応じて配合さ
れる水分散性シリカは、亜鉛系メッキ鋼材の表面に対す
る処理塗膜の密着性の向上などを目的に配合されるもの
であり、いわゆるコロイダルシリカであって、平均粒子
径が７〜１００ｎｍ、特に１０〜８０ｎｍの範囲のもの
が好ましく、通常水性分散液として供給される公知のも
のをそのまま使用することができる。水分散性シリカの
配合量は、前記共重合体樹脂１００重量部に対して５〜
１００重量部である。水分散性シリカの粒子径と適正配
合量については、次のような知見が得られている。平均
粒子径が１０〜３０ｎｍのものについては、その適正配
合量は５〜５０重量部であり、平均粒子径が３０〜８０
ｎｍのものについては、５０〜８０重量部の配合量が好
ましい。
れる水分散性シリカは、亜鉛系メッキ鋼材の表面に対す
る処理塗膜の密着性の向上などを目的に配合されるもの
であり、いわゆるコロイダルシリカであって、平均粒子
径が７〜１００ｎｍ、特に１０〜８０ｎｍの範囲のもの
が好ましく、通常水性分散液として供給される公知のも
のをそのまま使用することができる。水分散性シリカの
配合量は、前記共重合体樹脂１００重量部に対して５〜
１００重量部である。水分散性シリカの粒子径と適正配
合量については、次のような知見が得られている。平均
粒子径が１０〜３０ｎｍのものについては、その適正配
合量は５〜５０重量部であり、平均粒子径が３０〜８０
ｎｍのものについては、５０〜８０重量部の配合量が好
ましい。
【００１６】本発明組成物中に必要に応じて配合される
水可溶性有機溶剤としては、エタノール、ｎ−プロパノ
ール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレング
リコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
チルエーテルなどのアルコール系有機溶剤；酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系などの
有機溶剤；アセトンなどを挙げることができる。上記水
可溶性有機溶剤は、消泡、被塗物への濡れ性向上、凍結
温度の低下、粘度調整などの種々の目的で配合される。
水可溶性有機溶剤の添加量は、表面処理組成物中、１５
重量％以下の範囲が好ましく、過剰に添加した場合、共
重合体樹脂ディスパージョンや水分散性シリカの安定性
を損ない、粘度上昇や凝集を引き起こす場合もあり、貯
蔵性の低下の原因となるため、注意が必要である。
水可溶性有機溶剤としては、エタノール、ｎ−プロパノ
ール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレング
リコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
チルエーテルなどのアルコール系有機溶剤；酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系などの
有機溶剤；アセトンなどを挙げることができる。上記水
可溶性有機溶剤は、消泡、被塗物への濡れ性向上、凍結
温度の低下、粘度調整などの種々の目的で配合される。
水可溶性有機溶剤の添加量は、表面処理組成物中、１５
重量％以下の範囲が好ましく、過剰に添加した場合、共
重合体樹脂ディスパージョンや水分散性シリカの安定性
を損ない、粘度上昇や凝集を引き起こす場合もあり、貯
蔵性の低下の原因となるため、注意が必要である。
【００１７】次に、本発明の表面処理方法について詳細
に説明する。本発明の表面処理方法は、亜鉛系メッキ鋼
材の表面に、上記本発明の水性表面処理組成物を塗布す
ることを特徴とするものである。
に説明する。本発明の表面処理方法は、亜鉛系メッキ鋼
材の表面に、上記本発明の水性表面処理組成物を塗布す
ることを特徴とするものである。
【００１８】本発明の表面処理方法が適用される亜鉛系
メッキ鋼材としては、亜鉛メッキ鋼材；ニッケル−亜鉛
（Ｎｉ−Ｚｎ）メッキ、ニッケル−亜鉛−コバルト（Ｎ
ｉ−Ｚｎ−Ｃｏ）メッキ、亜鉛−アルミニウム（Ｚｎ−
Ａｌ）メッキ、鉄−亜鉛（Ｆｅ−Ｚｎ）メッキなどの亜
鉛合金メッキを施した亜鉛合金メッキ鋼材；上記亜鉛メ
ッキ鋼材や亜鉛合金メッキ鋼材の表面にリン酸塩処理ま
たはクロム酸塩処理などの化成処理が施されたものなど
を挙げることができる。なかでも表面がクロム酸塩処理
された亜鉛系メッキ鋼材が好適である。
メッキ鋼材としては、亜鉛メッキ鋼材；ニッケル−亜鉛
（Ｎｉ−Ｚｎ）メッキ、ニッケル−亜鉛−コバルト（Ｎ
ｉ−Ｚｎ−Ｃｏ）メッキ、亜鉛−アルミニウム（Ｚｎ−
Ａｌ）メッキ、鉄−亜鉛（Ｆｅ−Ｚｎ）メッキなどの亜
鉛合金メッキを施した亜鉛合金メッキ鋼材；上記亜鉛メ
ッキ鋼材や亜鉛合金メッキ鋼材の表面にリン酸塩処理ま
たはクロム酸塩処理などの化成処理が施されたものなど
を挙げることができる。なかでも表面がクロム酸塩処理
された亜鉛系メッキ鋼材が好適である。
【００１９】本発明方法において、上記亜鉛系メッキ鋼
材の表面に前記本発明の水性表面処理組成物を塗布する
方法は特に限定されるものではなく、例えば、浸漬塗
装、スプレー塗装、刷毛塗装、シャワーコートなどの塗
布方法が利用でき、また、ボルトやナットのようなネジ
部品などの小物の亜鉛系メッキ鋼材を多量に処理する場
合は、浸漬塗装後に余滴を遠心分離するディップ・スピ
ン方式の塗装方法が効率的である。塗布された水性表面
処理組成物皮膜の乾燥は、処理皮膜が乾燥される条件で
あればよいが、省エネルギー、化成処理膜を劣化させな
いなどの観点から通常、鋼材温度が１００℃以下、好ま
しくは６０〜１００℃で１５秒〜２５分間乾燥させるこ
とによって達成される。１００℃以下の比較的低温で乾
燥させることによって、亜鉛系メッキ鋼材の表面がクロ
ム酸塩処理されたものである場合にも亜鉛系メッキ鋼材
の耐食性の劣化をなくすことができる。
材の表面に前記本発明の水性表面処理組成物を塗布する
方法は特に限定されるものではなく、例えば、浸漬塗
装、スプレー塗装、刷毛塗装、シャワーコートなどの塗
布方法が利用でき、また、ボルトやナットのようなネジ
部品などの小物の亜鉛系メッキ鋼材を多量に処理する場
合は、浸漬塗装後に余滴を遠心分離するディップ・スピ
ン方式の塗装方法が効率的である。塗布された水性表面
処理組成物皮膜の乾燥は、処理皮膜が乾燥される条件で
あればよいが、省エネルギー、化成処理膜を劣化させな
いなどの観点から通常、鋼材温度が１００℃以下、好ま
しくは６０〜１００℃で１５秒〜２５分間乾燥させるこ
とによって達成される。１００℃以下の比較的低温で乾
燥させることによって、亜鉛系メッキ鋼材の表面がクロ
ム酸塩処理されたものである場合にも亜鉛系メッキ鋼材
の耐食性の劣化をなくすことができる。
【００２０】本発明方法によって水性表面処理組成物か
らの処理塗膜を形成した表面処理亜鉛系メッキ鋼材が卓
越した耐食性を示すことができる。その理由は、形成さ
れた皮膜が共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）に基づ
くため透湿率が小さく、腐食形成要因物質に対する障壁
的働きを有する皮膜であり、また、無機系防錆顔料およ
びヒドラジン誘導体のもつキレート化能による亜鉛系メ
ッキ層に対する不溶化作用との相乗効果によるものと考
えられる。水性表面処理組成物が、さらに水分散性シリ
カを含有する場合には、処理塗膜の密着性の向上を図る
ことができ、これに基づく、さらなる耐食性の向上を図
ることができる。
らの処理塗膜を形成した表面処理亜鉛系メッキ鋼材が卓
越した耐食性を示すことができる。その理由は、形成さ
れた皮膜が共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）に基づ
くため透湿率が小さく、腐食形成要因物質に対する障壁
的働きを有する皮膜であり、また、無機系防錆顔料およ
びヒドラジン誘導体のもつキレート化能による亜鉛系メ
ッキ層に対する不溶化作用との相乗効果によるものと考
えられる。水性表面処理組成物が、さらに水分散性シリ
カを含有する場合には、処理塗膜の密着性の向上を図る
ことができ、これに基づく、さらなる耐食性の向上を図
ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。以下、「部」および「％」はそれぞれ重量基準によ
るものである。
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。以下、「部」および「％」はそれぞれ重量基準によ
るものである。
【００２２】実施例1 エチレン-アクリル酸共重合体樹脂ディスパージョンの
固形分１００部に対して、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル／ｎ-ブタノール＝５０／５０（重量比）の
混合溶剤Ａ１５部にカルシウム変性トリポリリン酸二水
素アルミニウム１５部を配合し粒子径１０μｍ以下にな
るまで予め分散した固形分５０％のカルシウム変性トリ
ポリリン酸二水素アルミニウム分散液３０部（固形分量
で１５部）および上記混合溶剤Ａ４部に３−メルカプト
−１，２，４−トリアゾール４部を配合し粒子径１０μ
ｍ以下になるまで予め分散した固形分５０％の３−メル
カプト−１，２，４−トリアゾール分散液８部（固形分
量で４部）を混合して水性表面処理組成物を得た。
固形分１００部に対して、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル／ｎ-ブタノール＝５０／５０（重量比）の
混合溶剤Ａ１５部にカルシウム変性トリポリリン酸二水
素アルミニウム１５部を配合し粒子径１０μｍ以下にな
るまで予め分散した固形分５０％のカルシウム変性トリ
ポリリン酸二水素アルミニウム分散液３０部（固形分量
で１５部）および上記混合溶剤Ａ４部に３−メルカプト
−１，２，４−トリアゾール４部を配合し粒子径１０μ
ｍ以下になるまで予め分散した固形分５０％の３−メル
カプト−１，２，４−トリアゾール分散液８部（固形分
量で４部）を混合して水性表面処理組成物を得た。
【００２３】実施例２〜８及び比較例１〜４ 実施例１において、配合組成を下記表１に示すとおりと
する以外は実施例１と同様に行い、各水性表面処理組成
物を得た。各例において、防錆顔料及びヒドラジン誘導
体は、それぞれ同量の前記混合溶剤Ａ中に配合し粒子径
１０μｍ以下になるまで予め分散した固形分５０％の分
散液として使用した。
する以外は実施例１と同様に行い、各水性表面処理組成
物を得た。各例において、防錆顔料及びヒドラジン誘導
体は、それぞれ同量の前記混合溶剤Ａ中に配合し粒子径
１０μｍ以下になるまで予め分散した固形分５０％の分
散液として使用した。
【００２４】表１中の配合量はいずれも固形分重量部に
よる表示とする。表１における（註）は下記の意味を有
する。 （＊１）コロイダルシリカ水分散液ａ：平均粒子径１０
〜３０ｎｍのコロイダルシリカの水分散液、固形分５０
％。 （＊２）コロイダルシリカ水分散液ｂ：平均粒子径３０
〜８０ｎｍのコロイダルシリカの水分散液、固形分５０
％。
よる表示とする。表１における（註）は下記の意味を有
する。 （＊１）コロイダルシリカ水分散液ａ：平均粒子径１０
〜３０ｎｍのコロイダルシリカの水分散液、固形分５０
％。 （＊２）コロイダルシリカ水分散液ｂ：平均粒子径３０
〜８０ｎｍのコロイダルシリカの水分散液、固形分５０
％。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】比較例５ 実施例５において、エチレン-アクリル酸共重合体樹脂
ディスパージョンのかわりに、エポキシ変性アルキド樹
脂とメラミン樹脂とを樹脂成分とする水性樹脂液を固形
分量で１００部となる量使用する以外は実施例５と同様
に行い、水性表面処理組成物を得た。
ディスパージョンのかわりに、エポキシ変性アルキド樹
脂とメラミン樹脂とを樹脂成分とする水性樹脂液を固形
分量で１００部となる量使用する以外は実施例５と同様
に行い、水性表面処理組成物を得た。
【００２８】比較例６ エポキシ変性アルキド樹脂とメラミン樹脂とを樹脂成分
とする水性樹脂液の固形分１００部に対して、前記混合
溶剤Ａ２５部に亜鉛処理トリポリリン酸アルミニウム２
５部を配合し粒子径１０μｍ以下になるまで予め分散し
た固形分５０％の亜鉛処理トリポリリン酸アルミニウム
分散液５０部（固形分量で２５部）を混合して水性表面
処理組成物を得た。
とする水性樹脂液の固形分１００部に対して、前記混合
溶剤Ａ２５部に亜鉛処理トリポリリン酸アルミニウム２
５部を配合し粒子径１０μｍ以下になるまで予め分散し
た固形分５０％の亜鉛処理トリポリリン酸アルミニウム
分散液５０部（固形分量で２５部）を混合して水性表面
処理組成物を得た。
【００２９】上記実施例１〜８及び比較例１〜６の水性
表面処理組成物を使用して各表面処理鋼板を作成した。
表面処理組成物を使用して各表面処理鋼板を作成した。
【００３０】表面処理鋼板の作成 実施例９ 亜鉛付着量２０ｇ／ｍ2（片面）の電気亜鉛メッキ鋼板
の表面にクロメート処理を施した鋼板（新日本製鉄
（株）製、商品名「ジンコートＥＧ−Ｃ」）の表面に実
施例１で得た水性表面処理組成物を乾燥膜厚が約４μｍ
となるように塗布し、８０℃で２０分間乾燥させて表面
処理鋼板を得た。
の表面にクロメート処理を施した鋼板（新日本製鉄
（株）製、商品名「ジンコートＥＧ−Ｃ」）の表面に実
施例１で得た水性表面処理組成物を乾燥膜厚が約４μｍ
となるように塗布し、８０℃で２０分間乾燥させて表面
処理鋼板を得た。
【００３１】実施例１０〜１６及び比較例７〜１０ 実施例９において、使用する表面処理組成物の種類を後
記表２に示すとおりとする以外は実施例１と同様に行
い、各表面処理鋼板を得た。
記表２に示すとおりとする以外は実施例１と同様に行
い、各表面処理鋼板を得た。
【００３２】比較例１１ 実施例９において、実施例１で得た水性表面処理組成物
のかわりに比較例５で得た水性表面処理組成物を使用
し、且つ乾燥条件を８０℃で２０分間の条件から１４０
℃で３０分間の条件に変更する以外は実施例９と同様に
行い、表面処理鋼板を得た。
のかわりに比較例５で得た水性表面処理組成物を使用
し、且つ乾燥条件を８０℃で２０分間の条件から１４０
℃で３０分間の条件に変更する以外は実施例９と同様に
行い、表面処理鋼板を得た。
【００３３】比較例１２ 実施例９において、実施例１で得た水性表面処理組成物
のかわりに比較例６で得た水性表面処理組成物を使用
し、乾燥膜厚が約３０μｍとなるように塗布し、乾燥条
件を８０℃で２０分間の条件から１４０℃で３０分間の
条件に変更する以外は実施例９と同様に行い、表面処理
鋼板を得た。
のかわりに比較例６で得た水性表面処理組成物を使用
し、乾燥膜厚が約３０μｍとなるように塗布し、乾燥条
件を８０℃で２０分間の条件から１４０℃で３０分間の
条件に変更する以外は実施例９と同様に行い、表面処理
鋼板を得た。
【００３４】上記実施例９〜１６及び比較例７〜１２で
得た各表面処理鋼板及び比較例１３としての「ジンコー
トＥＧ−Ｃ」そのものについて、７０×１５０ｍｍの大
きさに切断し、エッジ部を防錆塗料にてシールした鋼板
を試験板として、下記試験方法に基づいて耐塩水噴霧性
及び耐水性の試験を行った。その試験結果を後記表2に
示す。
得た各表面処理鋼板及び比較例１３としての「ジンコー
トＥＧ−Ｃ」そのものについて、７０×１５０ｍｍの大
きさに切断し、エッジ部を防錆塗料にてシールした鋼板
を試験板として、下記試験方法に基づいて耐塩水噴霧性
及び耐水性の試験を行った。その試験結果を後記表2に
示す。
【００３５】試験方法 塩水噴霧性：ＪＩＳ Ｚ２３７１に規定する塩水噴霧試
験法に準じて試験板に塩水噴霧試験を行い、試験時間２
５０時間及び５００時間のときの試験板表面における白
錆と赤錆の錆発生面積率（％）を求めた。
験法に準じて試験板に塩水噴霧試験を行い、試験時間２
５０時間及び５００時間のときの試験板表面における白
錆と赤錆の錆発生面積率（％）を求めた。
【００３６】耐水性：４０℃の脱イオン水中に試験板に
２４０時間浸漬後、試験板を引き上げ、処理塗膜の塗面
状態を目視にて下記基準にて評価した。 ○：異常なし △：フクレ又は錆の発生が認められるが、異常発生面積
率が３０％未満 ×：フクレ又は錆の発生が認められ、異常発生面積率が
３０％以上。
２４０時間浸漬後、試験板を引き上げ、処理塗膜の塗面
状態を目視にて下記基準にて評価した。 ○：異常なし △：フクレ又は錆の発生が認められるが、異常発生面積
率が３０％未満 ×：フクレ又は錆の発生が認められ、異常発生面積率が
３０％以上。
【００３７】耐水性試験後の密着性：上記耐水性試験を
行った試験板を室温で１時間放置して乾燥させた後、素
地に達する２ｍｍ間隔の平行な切り傷を縦、横各１１本
ナイフにて入れて２×２ｍｍの大きさの碁盤目を計１０
０個作成し、この碁盤目部分にセロハン粘着テープを密
着させ瞬時に剥離したときの碁盤目の剥離状態を下記基
準にて評価した。 ○：剥離が認められない △：剥離が認められるが、碁盤目部分の剥離面積は５０
％未満である ×：碁盤目部分の剥離面積は５０％以上である。
行った試験板を室温で１時間放置して乾燥させた後、素
地に達する２ｍｍ間隔の平行な切り傷を縦、横各１１本
ナイフにて入れて２×２ｍｍの大きさの碁盤目を計１０
０個作成し、この碁盤目部分にセロハン粘着テープを密
着させ瞬時に剥離したときの碁盤目の剥離状態を下記基
準にて評価した。 ○：剥離が認められない △：剥離が認められるが、碁盤目部分の剥離面積は５０
％未満である ×：碁盤目部分の剥離面積は５０％以上である。
【００３８】
【表３】
【００３９】
【発明の効果】本発明の水性表面処理組成物は、亜鉛系
メッキ鋼材に対して卓越した耐食性を示す処理塗膜を形
成することができる。また、本発明の表面処理組成物
は、人体および環境に有害な重金属類を含まず、また塗
布無水洗型の組成物であるため、排水、スラッジの発生
などの問題もなく、処理工程の簡略化、省力化などを図
ることができる。
メッキ鋼材に対して卓越した耐食性を示す処理塗膜を形
成することができる。また、本発明の表面処理組成物
は、人体および環境に有害な重金属類を含まず、また塗
布無水洗型の組成物であるため、排水、スラッジの発生
などの問題もなく、処理工程の簡略化、省力化などを図
ることができる。
【００４０】また、本発明の表面処理組成物からの塗装
膜は、１００℃以下の低温で乾燥させることが可能であ
り、省エネルギー、及び亜鉛系メッキ鋼材表面がクロム
酸塩処理された場合である場合の熱によるクロム酸塩処
理の劣化を起こさないという効果も有する。
膜は、１００℃以下の低温で乾燥させることが可能であ
り、省エネルギー、及び亜鉛系メッキ鋼材表面がクロム
酸塩処理された場合である場合の熱によるクロム酸塩処
理の劣化を起こさないという効果も有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 22/12 Ｃ２３Ｃ 22/12 28/00 28/00 Ｃ Ｚ (72)発明者 加藤 芳隆 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 Ｆターム(参考） 4J038 CB001 CG011 GA06 HA426 HA446 JB17 JB35 KA05 KA14 MA08 NA03 PB05 PB07 PB09 PC02 4K026 AA02 AA11 BA06 BB08 4K044 AA02 BA10 BA15 BB04 BC02 CA27
Claims (8)
- 【請求項１】 α-オレフィンとα，β-エチレン性不飽
和カルボン酸との共重合体樹脂ディスパージョン（Ａ）
の固形分１００重量部に対して、鉛、クロム及びカドミ
ウムのいずれの元素をも含有しない無機系防錆顔料
（Ｂ）を固形分量で５〜８０重量部及びヒドラジン誘導
体（Ｃ）を固形分量で０．５〜２０重量部含有する水性
表面処理組成物。 - 【請求項２】 上記無機系防錆顔料（Ｂ）が、無処理ま
たは亜鉛化合物、カルシウム化合物及びマグネシウム化
合物のうちのいずれかの化合物による表面処理を施した
トリポリリン酸二水素アルミニウムである請求項１記載
の表面処理組成物。 - 【請求項３】 上記無機系防錆顔料（Ｂ）が、リン酸塩
系または亜リン酸塩系の防錆顔料である請求項１記載の
表面処理組成物。 - 【請求項４】 上記無機系防錆顔料（Ｂ）が、カルシウ
ムイオン交換された非晶質シリカである請求項１記載の
表面処理組成物。 - 【請求項５】 上記ヒドラジン誘導体（Ｃ）がトリアゾ
ール化合物である請求項１〜４のいずれか一項に記載の
表面処理組成物。 - 【請求項６】 さらに水分散性シリカを、上記共重合体
樹脂ディスパージョン（Ａ）の固形分１００重量部に対
して、固形分量で５〜１００重量部含有する請求項１〜
５のいずれか一項に記載の表面処理組成物。 - 【請求項７】 亜鉛系メッキ鋼材の表面に、請求項１〜
６のいずれか一項に記載の水性表面処理組成物を塗布す
ることを特徴とする亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法。 - 【請求項８】 亜鉛系メッキ鋼材が、表面にクロム酸塩
処理が施されたものである請求項７記載の表面処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056966A JP2001240978A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法および水性表面処理組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056966A JP2001240978A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法および水性表面処理組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001240978A true JP2001240978A (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18577835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000056966A Pending JP2001240978A (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 亜鉛系メッキ鋼材の表面処理方法および水性表面処理組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001240978A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008001788A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Kansai Paint Co Ltd | アニオン電着塗料組成物 |
| WO2009001630A1 (ja) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | Tayca Corporation | 防錆顔料組成物及びそれを含む水系防錆塗料 |
| JP2016505350A (ja) * | 2012-11-07 | 2016-02-25 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 金属表面の被覆のための混合物 |
| WO2020026743A1 (ja) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | 関西ペイント株式会社 | 水性塗料組成物 |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000056966A patent/JP2001240978A/ja active Pending
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| JPWO2020026743A1 (ja) * | 2018-08-02 | 2021-08-12 | 関西ペイント株式会社 | 水性塗料組成物 |
| CN112384580B (zh) * | 2018-08-02 | 2021-12-14 | 关西涂料株式会社 | 水性涂料组合物 |
| JP7339257B2 (ja) | 2018-08-02 | 2023-09-05 | 関西ペイント株式会社 | 水性塗料組成物 |
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