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JP2012062565A - Water-based surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheet, and surface-treated zinc-based plated steel sheet - Google Patents

Water-based surface treatment liquid for zinc-based plated steel sheet, and surface-treated zinc-based plated steel sheet Download PDF

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JP2012062565A
JP2012062565A JP2010210307A JP2010210307A JP2012062565A JP 2012062565 A JP2012062565 A JP 2012062565A JP 2010210307 A JP2010210307 A JP 2010210307A JP 2010210307 A JP2010210307 A JP 2010210307A JP 2012062565 A JP2012062565 A JP 2012062565A
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JP
Japan
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compound
mass ratio
water
steel sheet
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010210307A
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Japanese (ja)
Inventor
悦男 ▲濱▼田
Etsuo Hamada
Masayasu Nagoshi
正泰 名越
Kazuhisa Okai
和久 岡井
Satoshi Ando
聡 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/60Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based surface treatment liquid for a zinc-based plated steel sheet, which does not contain hexavalent chromium at all, and can obtain a surface-treated membrane which is excellent in conductivity, corrosion resistance and paint adhesion property; and to provide the surface-treated zinc-based plated steel sheet which does not contain hexavalent chromium in the membrane, and is excellent in conductivity, corrosion resistance and paint adhesion property.SOLUTION: The water-based surface treatment liquid contains, at a specified rate, a water-soluble zirconium compound, water diffusible fine particle silica, a silane coupling agent, a vanadate compound, a phosphate compound, a nickel compound and an acrylic resin emulsion. Furthermore, the surface-treated zinc-based plated steel sheet contains, on the surface of the zinc-based plated steel sheet at a specified rate, a zirconium compound, fine particle silica, a silane coupling agent derivative component, a vanadate compound, a phosphate compound, a nickel compound and an acrylic resin, and also has a surface-treated membrane in which a Zr adhesion amount is 10 to 200 mg/m.

Description

本発明は、自動車、家電製品、建材などに用いられる亜鉛系めっき鋼板の表面処理技術に関するもので、具体的には、処理液や皮膜中に6価クロムなどの公害規制物質を全く含まない環境調和型の亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液と表面処理亜鉛系めっき鋼板に関するものである。   The present invention relates to a surface treatment technology for a zinc-based plated steel sheet used for automobiles, home appliances, building materials, and the like, and specifically, an environment that does not contain any pollution-controlling substances such as hexavalent chromium in treatment liquids and coatings. The present invention relates to an aqueous surface treatment solution for a harmonized zinc-based plated steel sheet and a surface-treated zinc-based plated steel sheet.

自動車用鋼板、家電製品用鋼板、建材用鋼板には、従来から亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、耐食性(耐白錆性、耐赤錆性)を向上させる目的で、6価クロムを主要成分とした処理液によるクロメート処理が施された鋼板が幅広く用いられてきた。しかし、近年は地球環境問題の対策として、従来から使用されていたクロメート処理に代わって、公害規制物質である6価クロムを全く含まない表面処理皮膜を施した表面処理鋼板が用いられるようになってきており、亜鉛系めっき鋼板の亜鉛の白錆を抑制するクロメートフリー処理方法として、例えば、以下のような提案がなされている。   For steel plates for automobiles, steel plates for household appliances, and steel plates for building materials, hexavalent chromium has been used for the purpose of improving the corrosion resistance (white rust resistance, red rust resistance) on the surface of zinc-plated steel sheets or aluminum-plated steel sheets. Steel plates that have been subjected to chromate treatment with a treatment liquid containing as a main component have been widely used. However, in recent years, as a countermeasure against global environmental problems, surface-treated steel sheets with a surface-treated film that does not contain hexavalent chromium, which is a pollution-controlling substance, have come to be used in place of the conventionally used chromate treatment. For example, the following proposals have been made as a chromate-free treatment method for suppressing the white rust of zinc in a galvanized steel sheet.

特許文献1には、バナジウム化合物やチタン化合物、ジルコニウム化合物を含有する表面処理液によって皮膜を形成する方法が示されている。また、特許文献2,3には、上記化合物に加え、さらに、シランカップリング剤を含む皮膜を形成する方法が示されている。また、特許文献4〜6には、バナジウム化合物やチタン化合物、ジルコニウム化合物、シランカップリング剤とともに有機樹脂を含む皮膜を形成する方法が示されている。   Patent Document 1 discloses a method of forming a film with a surface treatment liquid containing a vanadium compound, a titanium compound, or a zirconium compound. Patent Documents 2 and 3 disclose methods for forming a film containing a silane coupling agent in addition to the above compounds. Patent Documents 4 to 6 disclose methods for forming a film containing an organic resin together with a vanadium compound, a titanium compound, a zirconium compound, and a silane coupling agent.

特開2008−63621号公報JP 2008-63621 A 特開2007−177314号公報JP 2007-177314 A 特開2008−133510号公報JP 2008-133510 A 特開2007−204847号公報JP 2007-204847 A 特開2007−162098号公報JP 2007-162098 A 特開2007−152435号公報JP 2007-152435 A 特開2008−169470号公報JP 2008-169470 A

しかしながら、特許文献1や特許文献2,3の方法では、表面処理皮膜中の有機樹脂の含有量が数%未満であるか若しくは有機樹脂を含んでいないため、皮膜形成時やハンドリング時、また、加工時に皮膜にクラックなどが入りやすく、十分な耐食性が得られない。また、特許文献4〜6の方法では、有機樹脂を含有することでクラックに由来する耐食性の低下は抑制することができ、耐食性劣化を防ぐことはできるが、耐食性を大きく向上させる作用はない。また、耐食性を発現させるために一定レベルの皮膜厚を確保する必要があるため、導電性との両立ができないという問題がある。
また、特許文献7には、ジルコニウム化合物とシランカップリング剤とシリカ、有機樹脂からなる皮膜を形成する技術を開示されている。この技術は、プレス成形後でも優れた外観を有する皮膜が得られるが、優れた外観を発現させるためには有機樹脂の含有量や皮膜厚が制限されるため、プレス成形を必要としない用途では必ずしも耐食性が十分ではなかった。
However, in the methods of Patent Document 1 and Patent Documents 2 and 3, since the content of the organic resin in the surface treatment film is less than several percent or does not include the organic resin, during film formation or handling, Cracks and the like are likely to occur in the film during processing, and sufficient corrosion resistance cannot be obtained. In addition, in the methods of Patent Documents 4 to 6, by containing an organic resin, a decrease in corrosion resistance due to cracks can be suppressed and deterioration of corrosion resistance can be prevented, but there is no effect of greatly improving corrosion resistance. Moreover, since it is necessary to ensure a certain level of film thickness in order to develop corrosion resistance, there is a problem that it is impossible to achieve both conductivity.
Patent Document 7 discloses a technique for forming a film made of a zirconium compound, a silane coupling agent, silica, and an organic resin. Although this technology can provide a film with an excellent appearance even after press molding, the content of the organic resin and the film thickness are limited in order to develop an excellent appearance, so in applications that do not require press molding Corrosion resistance was not always sufficient.

以上のように、ジルコニウム化合物やシランカップリング剤を主成分とする皮膜は、いずれもある程度耐食性を発現するものの、導電性、耐食性、塗料密着性のすべてについて優れた性能を有する皮膜を得る技術は未だ提案されていない。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、6価クロムを全く含むことなく、優れた導電性、耐食性、塗料密着性を有する表面処理皮膜を得ることができる亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この水系表面処理液を用いた表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、皮膜中に6価クロムを全く含むことなく、優れた導電性、耐食性、塗料密着性が得られる表面処理亜鉛系めっき鋼板を提供することにある。
As described above, although the film mainly composed of a zirconium compound or a silane coupling agent exhibits corrosion resistance to some extent, the technology for obtaining a film having excellent performance in all of conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion is Not yet proposed.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to obtain a surface-treated film having excellent conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion without containing hexavalent chromium at all. An object of the present invention is to provide an aqueous surface treatment solution for a plated steel sheet.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a surface-treated galvanized steel sheet using this aqueous surface treatment liquid.
Furthermore, another object of the present invention is to provide a surface-treated zinc-based plated steel sheet that has excellent conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion without containing hexavalent chromium in the film.

このような課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]水溶性ジルコニウム化合物(A)と、水分散性微粒子シリカ(B)と、シランカップリング剤(C)と、バナジン酸化合物(D)と、リン酸化合物(E)と、ニッケル化合物(F)と、アクリル樹脂エマルション(G)を下記(1)〜(7)の条件を満足するように含むことを特徴とする亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液。
(1)水分散性微粒子シリカ(B)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(B)/(A)=0.1〜1.2
(2)シランカップリング剤(C)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(C)/(A)=0.5〜3.0
(3)バナジン酸化合物(D)のV換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(D)/(A)=0.02〜0.15
(4)リン酸化合物(E)のP換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(E)/(A)=0.03〜0.30
(5)ニッケル化合物(F)のNi換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(F)/(A)=0.005〜0.10
(6)水分散性微粒子シリカ(B)およびシランカップリング剤(C)のSi換算量の合計(SI)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(SI)/(A)=0.15〜1.0
(7)アクリル樹脂エマルション(G)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(G)/(X)=0.18超〜0.75
The gist of the present invention for solving such problems is as follows.
[1] Water-soluble zirconium compound (A), water-dispersible fine particle silica (B), silane coupling agent (C), vanadic acid compound (D), phosphoric acid compound (E), nickel compound ( F) and an acrylic resin emulsion (G) so as to satisfy the following conditions (1) to (7): An aqueous surface treatment solution for galvanized steel sheets.
(1) Mass ratio (B) / (A) = 0.1 to 1.2 of water-dispersible fine particle silica (B) and Zr equivalent amount of water-soluble zirconium compound (A)
(2) Mass ratio of silane coupling agent (C) to water-soluble zirconium compound (A) in terms of Zr (C) / (A) = 0.5 to 3.0
(3) Mass ratio (D) / (A) = 0.02 to 0.15 of V converted amount of vanadic acid compound (D) and Zr converted amount of water-soluble zirconium compound (A)
(4) Mass ratio (E) / (A) = 0.03 to 0.30 of P equivalent of phosphoric acid compound (E) and Zr equivalent of water-soluble zirconium compound (A)
(5) Mass ratio (F) / (A) = 0.005 to 0.10 of Ni conversion amount of nickel compound (F) and Zr conversion amount of water-soluble zirconium compound (A)
(6) Mass ratio (SI) / (A) of the total amount (SI) of Si equivalents of the water-dispersible fine particle silica (B) and the silane coupling agent (C) and the Zr equivalent amount of the water-soluble zirconium compound (A) ) = 0.15 to 1.0
(7) Mass ratio (G) / (X) = 0.18 to 0.75 between the solid content of the acrylic resin emulsion (G) and the total amount (X) of the solid content in the aqueous surface treatment liquid

[2]上記[1]の水系表面処理液において、さらに、ワックス(H)を下記(8)の条件を満足するように含むことを特徴とする亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液。
(8)ワックス(H)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(H)/(X)=0.01〜0.10
[3]上記[1]または[2]に記載の水系表面処理液を、亜鉛系めっき鋼板の表面にZr付着量が10〜200mg/mとなるように塗布し、乾燥することを特徴とする表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
[2] The aqueous surface treatment solution for galvanized steel sheet according to [1], further comprising a wax (H) so as to satisfy the following condition (8):
(8) Mass ratio (H) / (X) = 0.01-0.10 of solid content of wax (H) and total amount (X) of solid content in aqueous surface treatment liquid
[3] The aqueous surface treatment solution according to the above [1] or [2] is applied to the surface of a galvanized steel sheet so that the Zr adhesion amount is 10 to 200 mg / m 2 and dried. A method for producing a surface-treated zinc-based plated steel sheet.

[4]亜鉛系めっき鋼板の表面に、ジルコニウム化合物(a)と、微粒子シリカ(b)と、シランカップリング剤由来成分(c)と、バナジン酸化合物(d)と、リン酸化合物(e)と、ニッケル化合物(f)と、アクリル樹脂(g)を下記(1)〜(6)の条件を満足するように含有し、Zr付着量が10〜200mg/mである表面処理皮膜を有することを特徴とする表面処理亜鉛系めっき鋼板。
(1)微粒子シリカ(b)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(b)/(a)=0.1〜1.2
(2)微粒子シリカ(b)およびシランカップリング剤由来成分(c)のSi換算量の合計(Si)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(Si)/(a)=0.15〜1.0
(3)バナジン酸化合物(d)のV換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(d)/(a)=0.02〜0.15
(4)リン酸化合物(e)のP換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(e)/(a)=0.03〜0.30
(5)ニッケル化合物(f)のNi換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(f)/(a)が0.005〜0.10
(6)アクリル樹脂(g)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(g)/(x)=0.18超〜0.75
[5]上記[4]の表面処理亜鉛系めっき鋼板において、表面処理皮膜が、さらに、ワックス(h)を下記(7)の条件を満足するように含有することを特徴とする表面処理亜鉛系めっき鋼板。
(7)ワックス(h)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(h)/(x)=0.01〜0.10
[4] On the surface of the galvanized steel sheet, zirconium compound (a), fine particle silica (b), silane coupling agent-derived component (c), vanadic acid compound (d), and phosphoric acid compound (e) And a nickel compound (f) and an acrylic resin (g) so as to satisfy the following conditions (1) to (6), and having a surface treatment film having a Zr adhesion amount of 10 to 200 mg / m 2. A surface-treated zinc-based plated steel sheet.
(1) Mass ratio (b) / (a) = 0.1 to 1.2 of fine particle silica (b) and Zr equivalent amount of zirconium compound (a)
(2) Mass ratio (Si) / (a) = 0 of the total amount (Si) of Si in the fine particle silica (b) and the silane coupling agent-derived component (c) and the amount of Zr in the zirconium compound (a) .15-1.0
(3) Mass ratio (d) / (a) = 0.02 to 0.15 of V converted amount of vanadic acid compound (d) and Zr converted amount of zirconium compound (a)
(4) Mass ratio (e) / (a) = 0.03 to 0.30 of P equivalent of phosphoric acid compound (e) and Zr equivalent of zirconium compound (a)
(5) The mass ratio (f) / (a) between the Ni conversion amount of the nickel compound (f) and the Zr conversion amount of the zirconium compound (a) is 0.005 to 0.10.
(6) Mass ratio (g) / (x) = 0.18 to 0.75 between the acrylic resin (g) and the total amount (x) of the solid content of the film
[5] The surface-treated zinc-based steel sheet according to [4], wherein the surface-treated film further contains a wax (h) so as to satisfy the following condition (7): Plated steel sheet.
(7) Mass ratio (h) / (x) = 0.01-0.10 of wax (h) and total amount (x) of film solids

本発明の亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液は、6価クロムを全く含むことなく、優れた導電性、耐食性、塗料密着性を有する表面処理皮膜を得ることができ、また、この水系表面処理液を用いた本発明の製造方法によれば、皮膜中に6価クロムを全く含むことなく、優れた導電性、耐食性、塗料密着性を有する表面処理亜鉛系めっき鋼板を製造することができる。また、本発明の表面処理亜鉛系めっき鋼板は、皮膜中に6価クロムを全く含むことなく、優れた導電性、耐食性、塗料密着性を有している。このため自動車、家電製品、OA機器などに使用される表面処理亜鉛系めっき鋼板として好適である。   The aqueous surface treatment liquid for galvanized steel sheet according to the present invention can obtain a surface treatment film having excellent conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion without containing hexavalent chromium at all. According to the production method of the present invention using a liquid, a surface-treated zinc-based plated steel sheet having excellent conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion can be produced without containing hexavalent chromium in the film. Further, the surface-treated zinc-based plated steel sheet of the present invention has excellent conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion without containing hexavalent chromium in the film. For this reason, it is suitable as a surface-treated zinc-based plated steel sheet used for automobiles, home appliances, OA equipment and the like.

以下、本発明の詳細と限定理由を説明する。
本発明の表面処理鋼板のベースとなる亜鉛系めっき鋼板としては、めっき皮膜中に亜鉛を含有するものであればよく、例えば、亜鉛めっき鋼板、Zn−Ni合金めっき鋼板、Zn−Al合金めっき鋼板(例えば、Zn−5mass%Al合金めっき鋼板、Zn−55mass%Al合金めっき鋼板)、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板(例えば、Zn−6mass%Al−3mass%Mg合金めっき鋼板、Zn−11mass%Al−3mass%Mg合金めっき鋼板)などを挙げることができるが、これらに限定されない。
また、上記各亜鉛系めっき鋼板のめっき層に少量の異種金属元素または不純物としてニッケル、コバルト、マンガン、鉄、モリブデン、タングステン、チタン、クロム、アルミニウム、マグネシウム、鉛、アンチモン、錫、銅などの1種または2種以上を含有しためっき鋼板を用いることもできる。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層以上めっきした複層めっき鋼板を用いることもできる。
The details of the present invention and the reasons for limitation will be described below.
The zinc-based plated steel sheet used as the base of the surface-treated steel sheet of the present invention may be any zinc-containing plated steel sheet that contains zinc in the plating film, such as a zinc-plated steel sheet, a Zn-Ni alloy-plated steel sheet, and a Zn-Al alloy-plated steel sheet. (E.g., Zn-5 mass% Al alloy plated steel sheet, Zn-55 mass% Al alloy plated steel sheet), Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet (e.g., Zn-6 mass% Al-3 mass% Mg alloy plated steel sheet, Zn-11 mass%) Al-3 mass% Mg alloy-plated steel sheet) can be mentioned, but is not limited thereto.
In addition, a small amount of different metal elements or impurities such as nickel, cobalt, manganese, iron, molybdenum, tungsten, titanium, chromium, aluminum, magnesium, lead, antimony, tin, copper etc. A plated steel sheet containing two or more seeds can also be used. In addition, among the above-described plating, a multi-layer plated steel sheet in which two or more layers of the same type or different types are plated can also be used.

まず、本発明の亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液について説明する。
この水系表面処理液は、水を溶媒とし、水溶性ジルコニウム化合物(A)と、水分散性微粒子シリカ(B)と、シランカップリング剤(C)と、バナジン酸化合物(D)と、リン酸化合物(E)と、ニッケル化合物(F)と、アクリル樹脂エマルション(G)を含み、好ましくはこれら成分(A)〜(G)を主成分として含むものである。この水系表面処理液は6価クロムを含まない。また、この水系表面処理液は、必要に応じて、さらにワックス(H)を含むことができる。
First, the aqueous surface treatment solution for galvanized steel sheet according to the present invention will be described.
This aqueous surface treatment liquid uses water as a solvent, a water-soluble zirconium compound (A), a water-dispersible fine particle silica (B), a silane coupling agent (C), a vanadate compound (D), and phosphoric acid. It contains a compound (E), a nickel compound (F), and an acrylic resin emulsion (G), and preferably contains these components (A) to (G) as main components. This aqueous surface treatment liquid does not contain hexavalent chromium. Moreover, this aqueous surface treatment liquid can contain a wax (H) further as needed.

前記水溶性ジルコニウム化合物(A)としては、特に制限はないが、例えば、硝酸ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニルアンモニウム、炭酸ジルコニルカリウム、炭酸ジルコニルナトリウムなどが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。ここで、ジルコンフッ化水素酸やその塩などのような無機フッ素含有化合物を含んでいる場合も水溶性ジルコニウム化合物であり、液が相溶するかぎり使用可能であるが、本発明の表面処理液は必須成分としてシリカを含有するため、無機フッ素含有化合物を含むと液安定性が損なわれることが多く、したがって、ジルコンフッ化水素酸やその塩はあまり好ましくない。   The water-soluble zirconium compound (A) is not particularly limited, and examples thereof include zirconium nitrate, zirconium oxynitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, zirconyl ammonium carbonate, zirconyl potassium carbonate, and zirconyl sodium carbonate. One or more types can be used. Here, even when an inorganic fluorine-containing compound such as zircon hydrofluoric acid or a salt thereof is included, it is a water-soluble zirconium compound and can be used as long as the solution is compatible. Since silica is contained as an essential component, the liquid stability is often impaired when an inorganic fluorine-containing compound is contained, and therefore zircon hydrofluoric acid and its salt are not so preferable.

前記水分散性微粒子シリカ(B)としては、粒径や種類などに特に制限はないが、コロイダルシリカや乾式シリカを用いることができる。コロイダルシリカとしては、例えば、日産化学(株)製のスノーテックスO、C、N、20、OS、OXS(いずれも商品名)などが挙げられ、また、乾式シリカとしては、日本アエロジル(株)製のAEROSIL50、130、200、300、380(いずれも商品名)などが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。
水分散性微粒子シリカ(B)の配合割合は、水分散性微粒子シリカ(B)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(B)/(A)で0.1〜1.2とする。(B)/(A)が0.1未満では導電性や塗料密着性が低下し、一方、質量比(B)/(A)が1.2を超えると皮膜が適切に形成できないため耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(B)/(A)は0.2〜1.0であり、特に好ましくは0.3〜0.8である。
The water-dispersible fine particle silica (B) is not particularly limited in particle size or type, but colloidal silica or dry silica can be used. Examples of colloidal silica include Snowtex O, C, N, 20, OS, OXS (all trade names) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., and examples of dry silica include Nippon Aerosil Co., Ltd. AEROSIL50, 130, 200, 300, and 380 (all are brand names) manufactured by the company etc. are mentioned, These 1 or more types can be used.
The mixing ratio of the water-dispersible fine particle silica (B) is 0.1 to 1 in mass ratio (B) / (A) between the water-dispersible fine particle silica (B) and the Zr equivalent amount of the water-soluble zirconium compound (A). .2. If (B) / (A) is less than 0.1, the conductivity and paint adhesion will be reduced. On the other hand, if the mass ratio (B) / (A) exceeds 1.2, the coating cannot be formed properly, so that the corrosion resistance is low. descend. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (B) / (A) is 0.2 to 1.0, and particularly preferably 0.3 to 0.8.

前記シランカップリング剤(C)としては、例えば、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルトリメトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-トリエトキシシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-(ビニルベンジルアミン)-β-アミノエチル-γ-アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。   Examples of the silane coupling agent (C) include vinyl methoxy silane, vinyl ethoxy silane, vinyl trichloro silane, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, β- (3,4 epoxy cyclohexyl) ethyl trimethoxy silane, γ -Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (amino Ethyl) γ-aminopropylmethyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxy Propylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-triethoxy Cisilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N- (vinylbenzylamine) -β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like, and one or more of these should be used Can do.

シランカップリング剤(C)の配合割合は、シランカップリング剤(C)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(C)/(A)で0.5〜3.0とする。質量比(C)/(A)が0.5未満では導電性や塗料密着性が低下し、一方、3.0を超えると皮膜が適切に形成できないため耐食性が低下し、また、処理液の安定性も低下する。このような観点から、より好ましい質量比(C)/(A)は1.0〜2.5であり、特に好ましくは1.2〜2.0である。   The mixing ratio of the silane coupling agent (C) is 0.5 to 3.0 in terms of a mass ratio (C) / (A) between the silane coupling agent (C) and the Zr equivalent amount of the water-soluble zirconium compound (A). And When the mass ratio (C) / (A) is less than 0.5, the conductivity and paint adhesion are reduced. On the other hand, when it exceeds 3.0, the coating cannot be formed properly, so that the corrosion resistance is reduced. Stability is also reduced. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (C) / (A) is 1.0 to 2.5, and particularly preferably 1.2 to 2.0.

前記バナジン酸化合物(D)としては、例えば、メタバナジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウムなどが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。ここで、バナジン酸化合物のVは5価であるが、4価のバナジウム化合物では耐食性、導電性が十分に確保できない。
バナジン酸化合物(D)の配合割合は、バナジン酸化合物(D)のV換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(D)/(A)で0.02〜0.15とする。質量比(D)/(A)が0.02未満では耐食性が低下し、一方、0.15を超えると皮膜が着色し、外観を損なうとともに耐黒変性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(D)/(A)は0.04〜0.12であり、特に好ましくは0.05〜0.10である。
Examples of the vanadic acid compound (D) include ammonium metavanadate and sodium metavanadate, and one or more of these can be used. Here, V of the vanadic acid compound is pentavalent, but the corrosion resistance and conductivity cannot be sufficiently ensured with the tetravalent vanadium compound.
The compounding ratio of the vanadic acid compound (D) is 0.02 to 0 in mass ratio (D) / (A) of the V converted amount of the vanadic acid compound (D) and the Zr converted amount of the water-soluble zirconium compound (A). .15. When the mass ratio (D) / (A) is less than 0.02, the corrosion resistance is lowered. On the other hand, when it exceeds 0.15, the film is colored, the appearance is deteriorated and the blackening resistance is lowered. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (D) / (A) is 0.04 to 0.12, and particularly preferably 0.05 to 0.10.

前記リン酸化合物(E)は液に相溶するものであれば特に制限はなく、このリン酸化合物としては、例えば、リン酸、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩、ピロリン酸、ピロリン酸塩、トリポリリン酸、トリポリリン酸塩などの縮合リン酸塩、亜リン酸、亜リン酸塩、次亜リン酸、次亜リン酸塩、ホスホン酸、ホスホン酸塩などが挙げられる。ホスホン酸塩としては、例えば、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、ホスフォノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラメリレンホスホン酸、メチルジホスホン酸、メチレンホスホン酸、エチリデンジホスホン酸、およびこれらのアンモニウム塩、アルカリ金属塩などが挙げられる。これらリン酸化合物の1種以上を用いることができる。
リン酸化合物(E)の配合割合は、リン酸化合物(E)のP換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(E)/(A)で0.03〜0.30とする。質量比(E)/(A)が0.03未満では耐食性が低下し、一方、0.30を超えると皮膜の外観や耐黒変性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(E)/(A)は0.06〜0.20であり、特に好ましくは0.10〜0.18である。
The phosphoric acid compound (E) is not particularly limited as long as it is compatible with the liquid. Examples of the phosphoric acid compound include phosphoric acid, primary phosphate, secondary phosphate, and tertiary phosphate. Salt, pyrophosphate, pyrophosphate, tripolyphosphate, condensed polyphosphate such as tripolyphosphate, phosphorous acid, phosphite, hypophosphorous acid, hypophosphite, phosphonic acid, phosphonate Can be mentioned. Examples of the phosphonate include nitrilotrismethylenephosphonic acid, phosphonobutanetricarboxylic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, methyldiphosphonic acid, methylenephosphonic acid, ethylidenediphosphonic acid, and ammonium salts and alkali metal salts thereof. Etc. One or more of these phosphoric acid compounds can be used.
The mixing ratio of the phosphoric acid compound (E) is 0.03 to 0 in mass ratio (E) / (A) between the P equivalent amount of the phosphoric acid compound (E) and the Zr equivalent amount of the water-soluble zirconium compound (A). .30. When the mass ratio (E) / (A) is less than 0.03, the corrosion resistance is lowered. On the other hand, when it exceeds 0.30, the appearance and blackening resistance of the film are lowered. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (E) / (A) is 0.06 to 0.20, and particularly preferably 0.10 to 0.18.

前記ニッケル化合物(F)としては、液に相溶するものであれば特に制限はなく、例えば、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、塩化ニッケル、リン酸ニッケルなどが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。
ニッケル化合物(F)の配合割合は、ニッケル化合物(F)のNi換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(F)/(A)で0.005〜0.10とする。質量比(F)/(A)が0.005未満では耐黒変性が低下し、一方、0.10を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい(F)/(A)は0.01〜0.08であり、特に好ましくは0.02〜0.06である。
水分散性微粒子シリカ(B)およびシランカップリング剤(C)のSi換算量の合計(SI)は、水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(SI)/(A)で0.15〜1.0とする。質量比(SI)/(A)が0.15未満では導電性や塗料密着性が低下し、一方、1.0を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(SI)/(A)は0.25〜0.85であり、特に好ましくは0.30〜0.68である。
The nickel compound (F) is not particularly limited as long as it is compatible with the liquid, and examples thereof include nickel nitrate, nickel sulfate, nickel carbonate, nickel chloride, nickel phosphate, and one or more of these. Can be used.
The mixing ratio of the nickel compound (F) is 0.005 to 0.10 in mass ratio (F) / (A) between the Ni conversion amount of the nickel compound (F) and the Zr conversion amount of the water-soluble zirconium compound (A). And When the mass ratio (F) / (A) is less than 0.005, the blackening resistance decreases, whereas when it exceeds 0.10, the corrosion resistance decreases. From such a viewpoint, (F) / (A) is more preferably 0.01 to 0.08, and particularly preferably 0.02 to 0.06.
The sum (SI) of the Si-converted amount of the water-dispersible fine particle silica (B) and the silane coupling agent (C) is the mass ratio (SI) / (A) with the Zr-converted amount of the water-soluble zirconium compound (A). 0.15-1.0. When the mass ratio (SI) / (A) is less than 0.15, the conductivity and paint adhesion are deteriorated. On the other hand, when it exceeds 1.0, the corrosion resistance is deteriorated. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (SI) / (A) is 0.25 to 0.85, and particularly preferably 0.30 to 0.68.

前記アクリル樹脂エマルション(G)は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等のビニル系モノマーを乳化重合した水系エマルション樹脂であり、相溶性があれば乳化剤の有無や乳化剤の種類に特に制限はないが、なかでもノニオン系乳化剤は好適に適用できる。また、ノニオン系乳化剤の中でも、ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドを構造にもつものは、特に好適に適用できる。
アクリル樹脂エマルション(G)の配合割合は、アクリル樹脂エマルション(G)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(G)/(X)で0.18超〜0.75とする。質量比(G)/(X)が0.18以下では塗料密着性が低下し、一方、0.75を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(G)/(X)は0.2〜0.6であり、特に好ましくは0.25〜0.5である。
The acrylic resin emulsion (G) is an aqueous emulsion resin obtained by emulsion polymerization of vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, and styrene. Although there is no restriction | limiting in particular in a kind, Especially, a nonionic emulsifier can be applied suitably. Among nonionic emulsifiers, those having a structure having polyethylene oxide or polypropylene oxide can be particularly suitably applied.
The blending ratio of the acrylic resin emulsion (G) is 0.18 in mass ratio (G) / (X) of the solid content of the acrylic resin emulsion (G) and the total amount (X) of the solid content in the aqueous surface treatment liquid. Super to 0.75. When the mass ratio (G) / (X) is 0.18 or less, the paint adhesion decreases, whereas when it exceeds 0.75, the corrosion resistance decreases. From such a viewpoint, a more preferable mass ratio (G) / (X) is 0.2 to 0.6, and particularly preferably 0.25 to 0.5.

また、上記アクリル樹脂エマルション(G)を構成するアクリル樹脂は、下記(1)式で計算されるガラス転移温度(Tg)が10〜30℃であることが好ましい。下記(1)式は、一般にFOXの式と呼ばれる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi) …(1)
アクリル樹脂のTgが10℃未満であるとプレス成形後の外観が低下し、一方、Tgが30℃を超えると耐食性が低下する傾向がある。
The acrylic resin constituting the acrylic resin emulsion (G) preferably has a glass transition temperature (Tg) calculated by the following formula (1) of 10 to 30 ° C. The following equation (1) is generally called a FOX equation.
1 / Tg = Σ (Wi / Tgi) (1)
When the Tg of the acrylic resin is less than 10 ° C., the appearance after press molding is lowered, whereas when the Tg exceeds 30 ° C., the corrosion resistance tends to be lowered.

本発明の水系表面処理液には、連続プレス成形時の潤滑性能を向上させるために、ワックス(H)を添加することができる。
前記ワックス(H)としては、液に相溶するものであれば特に制限はなく、例えば、ポリエチレンなどのポリオレフィンワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、ラノリン系ワックス、シリコン系ワックス、フッ素系ワックスなどが挙げられ、これらの1種以上を使用することができる。また、前記ポリオレフィンワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられ、これらの1種以上を使用することができる。
ワックス(H)の配合割合は、ワックス(H)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(H)/(X)で0.01〜0.10とすることが好ましい。質量比(H)/(X)が0.01未満では潤滑性、特にプレス成形時の潤滑性の向上効果が見られず、一方、0.10を超えると塗料密着性が低下するとともに、耐食性も低下するおそれがある。このような観点から、より好ましい質量比(H)/(X)は0.02〜0.08である。
Wax (H) can be added to the aqueous surface treatment liquid of the present invention in order to improve the lubricating performance during continuous press molding.
The wax (H) is not particularly limited as long as it is compatible with the liquid. For example, polyolefin wax such as polyethylene, montan wax, paraffin wax, microcrystalline wax, carnauba wax, lanolin wax, silicon wax , Fluorine wax, and the like, and one or more of these can be used. Examples of the polyolefin wax include polyethylene wax, polyethylene oxide wax, and polypropylene wax, and one or more of these can be used.
The blending ratio of the wax (H) is 0.01 to 0.10 in mass ratio (H) / (X) of the solid content of the wax (H) and the total amount (X) of the solid content in the aqueous surface treatment liquid. It is preferable that When the mass ratio (H) / (X) is less than 0.01, no effect of improving lubricity, particularly the lubricity during press molding, is observed. On the other hand, when it exceeds 0.10, the adhesion of the paint decreases and the corrosion resistance. May also decrease. From such a viewpoint, a more preferable mass ratio (H) / (X) is 0.02 to 0.08.

本発明の水系表面処理液のpHは特に制限はないが、処理液安定性の面からはpH6〜11が好ましく、pH8〜10がより好ましい。処理液のpHが6未満では処理液の安定性が低下し、耐食性や皮膜の外観が低下する。一方、pHが11を超えると亜鉛のエッチングが著しくなり、やはり皮膜の外観が低下し、導電性が低下する傾向となる。このpHに調整するのに用いられるアルカリとしては、アンモニア、アミンが好ましく、酸としてはリン酸化合物が好ましい。   The pH of the aqueous surface treatment liquid of the present invention is not particularly limited, but is preferably pH 6 to 11 and more preferably pH 8 to 10 from the viewpoint of the stability of the treatment liquid. When the pH of the treatment liquid is less than 6, the stability of the treatment liquid is lowered, and the corrosion resistance and the appearance of the film are lowered. On the other hand, when the pH exceeds 11, the etching of zinc becomes remarkable, the appearance of the film is also lowered, and the conductivity tends to be lowered. As the alkali used for adjusting the pH, ammonia and amine are preferable, and as the acid, a phosphoric acid compound is preferable.

以上のような水系表面処理液は、亜鉛系めっき鋼板表面に塗布し、加熱乾燥することにより表面処理皮膜が形成される。この加熱乾燥後の表面処理皮膜の付着量は、皮膜中のジルコニウム化合物のZr換算量で10〜200mg/mとすることが好ましい。付着量が10mg/m未満では十分な耐食性が得られず、一方、200mg/mを超えると皮膜が厚いために導電性が低下する。このような観点から、より好ましい付着量は20〜180mg/mであり、特に好ましくは30〜150mg/mである。
また、加熱乾燥後の表面処理皮膜の厚さは、Zr付着量が上記範囲内に入る条件であれば特別な制限はないが、上記各成分の配合割合およびZr付着量の範囲を確保した上で、1.0μm以下とすることが好ましい。皮膜厚さが1.0μmを超えると導電性が低下するおそれがある。このような観点から、より好ましい皮膜厚さは0.8μm以下であり、さらに好ましくは0.5μm以下である。
The water-based surface treatment liquid as described above is applied to the surface of the zinc-based plated steel sheet and heat-dried to form a surface-treated film. The adhesion amount of the surface-treated film after heat drying is preferably 10 to 200 mg / m 2 in terms of Zr equivalent of the zirconium compound in the film. If the adhesion amount is less than 10 mg / m 2 , sufficient corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 200 mg / m 2 , the film is thick and the conductivity is lowered. From such a viewpoint, the more preferable adhesion amount is 20 to 180 mg / m 2 , and particularly preferably 30 to 150 mg / m 2 .
Further, the thickness of the surface treatment film after heat drying is not particularly limited as long as the Zr adhesion amount falls within the above range, but after ensuring the blending ratio of each component and the Zr adhesion amount range. Therefore, the thickness is preferably 1.0 μm or less. If the film thickness exceeds 1.0 μm, the conductivity may decrease. From such a viewpoint, a more preferable film thickness is 0.8 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less.

水系表面処理液を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布して表面処理皮膜を形成する方法としては、通常行われている方法を用いればよい。例えば、塗布法、浸漬法、スプレー法により、亜鉛系めっき鋼板表面を水系表面処理液で処理した後、加熱乾燥を行う。塗布法としては、ロールコーター(例えば、3ロール方式、2ロール方式など)、スクイズコーター、バーコーター、スプレーコーターなどいずれの方法でもよい。また、スクイズコーターなどによる塗布処理、あるいは浸漬処理、スプレー処理の後に、エアー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、膜厚の均一化を行ってもよい。
加熱乾燥を行う加熱手段としては、特に制限はないが、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。加熱乾燥温度は到達板温で50〜250℃が好ましい。250℃を超えると皮膜にクラックが入り、耐食性を低下させることがある。一方、50℃より低い温度では皮膜中の水分残存が多くなり、やはり耐食性が低下することがある。このような観点から、より好ましい加熱乾燥温度は60〜200℃であり、特に好ましくは60〜180℃である。
As a method for forming a surface treatment film by applying an aqueous surface treatment liquid to the surface of a zinc-based plated steel sheet, a commonly used method may be used. For example, the surface of the galvanized steel sheet is treated with a water-based surface treatment solution by a coating method, a dipping method, or a spray method, and then dried by heating. As a coating method, any method such as a roll coater (for example, a 3-roll system, a 2-roll system), a squeeze coater, a bar coater, or a spray coater may be used. In addition, after the coating process using a squeeze coater or the like, or the dipping process or the spray process, the coating amount may be adjusted, the appearance may be made uniform, or the film thickness may be made uniform by an air knife method or a roll drawing method.
The heating means for performing heat drying is not particularly limited, and a dryer, a hot air furnace, a high frequency induction heating furnace, an infrared furnace, or the like can be used. The heating and drying temperature is preferably 50 to 250 ° C. as the ultimate plate temperature. If it exceeds 250 ° C., cracks may occur in the coating and the corrosion resistance may be reduced. On the other hand, when the temperature is lower than 50 ° C., the moisture remaining in the film increases, and the corrosion resistance may also decrease. From such a viewpoint, a more preferable heating and drying temperature is 60 to 200 ° C, and particularly preferably 60 to 180 ° C.

次に、以上のような水系表面処理液を用いて得られる、本発明の表面処理亜鉛系めっき鋼板について説明する。
この表面処理亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき鋼板の表面に、ジルコニウム化合物(a)と、微粒子シリカ(b)と、シランカップリング剤由来成分(c)と、バナジン酸化合物(d)と、リン酸化合物(e)と、ニッケル化合物(f)と、アクリル樹脂(g)を含み、好ましくはこれらを主成分とする表面処理皮膜を有する。この表面処理皮膜は6価クロムを含まない。また、この表面処理皮膜には、必要に応じて、さらにワックス(h)を配合してもよい。
Next, the surface-treated zinc-based plated steel sheet of the present invention obtained using the above water-based surface treatment liquid will be described.
This surface-treated zinc-based plated steel sheet has a zirconium compound (a), fine-particle silica (b), a silane coupling agent-derived component (c), a vanadate compound (d), on the surface of the zinc-based plated steel sheet, It has a surface treatment film containing a phosphoric acid compound (e), a nickel compound (f), and an acrylic resin (g), preferably containing these as the main components. This surface treatment film does not contain hexavalent chromium. Moreover, you may mix | blend wax (h) with this surface treatment film | membrane further as needed.

前記ジルコニウム化合物(a)は、処理液に配合した水溶性ジルコニウム化合物(A)中のZrに由来する成分であり、その水溶性ジルコニウム化合物(A)の詳細はさきに述べたとおりである。
前記微粒子シリカ(b)は、処理液に配合した水分散性微粒子シリカ(B)に由来するものであり、この水分散性微粒子シリカ(B)の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中での微粒子シリカ(b)の含有割合は、微粒子シリカ(b)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(b)/(a)で0.1〜1.2とする。(b)/(a)が0.1未満では導電性や塗料密着性が低下し、一方、質量比(b)/(a)が1.2を超えると皮膜が適切に形成できないため耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(b)/(a)は0.2〜1.0であり、特に好ましくは0.3〜0.8である。
The zirconium compound (a) is a component derived from Zr in the water-soluble zirconium compound (A) blended in the treatment liquid, and details of the water-soluble zirconium compound (A) are as described above.
The fine particle silica (b) is derived from the water dispersible fine particle silica (B) blended in the treatment liquid, and details of the water dispersible fine particle silica (B) are as described above.
The content ratio of the fine particle silica (b) in the film is 0.1 to 1.2 in terms of the mass ratio (b) / (a) between the fine particle silica (b) and the Zr equivalent amount of the zirconium compound (a). . If (b) / (a) is less than 0.1, the conductivity and paint adhesion are reduced, while if the mass ratio (b) / (a) exceeds 1.2, the coating cannot be formed properly and corrosion resistance is reduced. descend. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (b) / (a) is 0.2 to 1.0, and particularly preferably 0.3 to 0.8.

前記シランカップリング剤由来成分(c)は、処理液に配合したシランカップリング剤(C)に由来するものであり、このシランカップリング剤(C)の詳細はさきに述べたとおりである。
ここで、微粒子シリカ(b)およびシランカップリング剤由来成分(c)のSi換算量の合計(Si)は、ジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(Si)/(a)で0.15〜1.0とする。質量比(Si)/(a)が0.15未満では導電性や塗料密着性が低下し、一方、1.0を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(Si)/(a)は0.25〜0.85であり、特に好ましくは0.30〜0.68である。
The component (c) derived from the silane coupling agent is derived from the silane coupling agent (C) blended in the treatment liquid, and details of the silane coupling agent (C) are as described above.
Here, the sum (Si) of the Si equivalent amount of the particulate silica (b) and the silane coupling agent-derived component (c) is the mass ratio (Si) / (a) with the Zr equivalent amount of the zirconium compound (a). 0.15-1.0. When the mass ratio (Si) / (a) is less than 0.15, the conductivity and paint adhesion are deteriorated. On the other hand, when it exceeds 1.0, the corrosion resistance is deteriorated. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (Si) / (a) is 0.25 to 0.85, and particularly preferably 0.30 to 0.68.

前記バナジン酸化合物(d)は、処理液に配合したバナジン酸化合物(D)に由来するものであり、このバナジン酸化合物(D)の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中でのバナジン酸化合物(d)の含有割合は、バナジン酸化合物(d)のV換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(d)/(a)で0.02〜0.15とする。質量比(d)/(a)が0.02未満では耐食性が低下し、一方、0.15を超えると皮膜が着色し、外観を損なうとともに耐黒変性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(d)/(a)は0.04〜0.12であり、特に好ましくは0.05〜0.10である。
The vanadic acid compound (d) is derived from the vanadic acid compound (D) blended in the treatment liquid, and details of the vanadic acid compound (D) are as described above.
The content ratio of the vanadic acid compound (d) in the film was 0.02 in terms of the mass ratio (d) / (a) of the V converted amount of the vanadic acid compound (d) and the Zr converted amount of the zirconium compound (a). To 0.15. When the mass ratio (d) / (a) is less than 0.02, the corrosion resistance is lowered. On the other hand, when it exceeds 0.15, the film is colored, the appearance is deteriorated and the blackening resistance is lowered. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (d) / (a) is 0.04 to 0.12, and particularly preferably 0.05 to 0.10.

前記リン酸化合物(e)は、処理液に配合したリン酸化合物(E)に由来するものであり、このリン酸化合物(E)の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中でのリン酸化合物(e)の含有割合は、リン酸化合物(e)のP換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(e)/(a)で0.03〜0.30とする。質量比(e)/(a)が0.03未満では耐食性が低下し、一方、0.30を超えると皮膜の外観や耐黒変性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(e)/(a)は0.06〜0.20であり、特に好ましくは0.10〜0.18である。
The phosphoric acid compound (e) is derived from the phosphoric acid compound (E) blended in the treatment liquid, and details of the phosphoric acid compound (E) are as described above.
The content ratio of the phosphoric acid compound (e) in the film was 0.03 in mass ratio (e) / (a) between the P equivalent amount of the phosphoric acid compound (e) and the Zr equivalent amount of the zirconium compound (a). ~ 0.30. When the mass ratio (e) / (a) is less than 0.03, the corrosion resistance is lowered. On the other hand, when it exceeds 0.30, the appearance and blackening resistance of the film are lowered. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (e) / (a) is 0.06 to 0.20, and particularly preferably 0.10 to 0.18.

前記ニッケル化合物(f)は、処理液に配合したニッケル化合物(F)に由来するものであり、このニッケル化合物(F)の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中でのニッケル化合物(f)の含有割合は、ニッケル化合物(f)のNi換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(f)/(a)で0.005〜0.10とする。質量比(f)/(a)が0.005未満では耐黒変性が低下し、一方、0.10を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい(f)/(a)は0.01〜0.08であり、特に好ましくは0.02〜0.06である。
The nickel compound (f) is derived from the nickel compound (F) blended in the treatment liquid, and details of the nickel compound (F) are as described above.
The content ratio of the nickel compound (f) in the film is 0.005 to 0 in mass ratio (f) / (a) between the Ni conversion amount of the nickel compound (f) and the Zr conversion amount of the zirconium compound (a). .10. When the mass ratio (f) / (a) is less than 0.005, blackening resistance decreases, whereas when it exceeds 0.10, corrosion resistance decreases. From such a viewpoint, (f) / (a) is more preferably 0.01 to 0.08, and particularly preferably 0.02 to 0.06.

前記アクリル樹脂(g)は、処理液に配合したアクリル樹脂エマルション(G)に由来するものであり、このアクリル樹脂エマルション(G)およびアクリル樹脂の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中でのアクリル樹脂(g)の含有割合は、アクリル樹脂(g)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(g)/(x)で0.18超〜0.75とする。質量比(g)/(x)が0.18以下では塗料密着性が低下し、一方、0.75を超えると耐食性が低下する。このような観点から、より好ましい質量比(g)/(x)は0.2〜0.6であり、特に好ましくは0.25〜0.5である。
The acrylic resin (g) is derived from the acrylic resin emulsion (G) blended in the treatment liquid, and the details of the acrylic resin emulsion (G) and the acrylic resin are as described above.
The content ratio of the acrylic resin (g) in the film is more than 0.18 to 0.75 in mass ratio (g) / (x) of the acrylic resin (g) and the total amount (x) of the film solid content. To do. When the mass ratio (g) / (x) is 0.18 or less, the paint adhesion decreases, whereas when it exceeds 0.75, the corrosion resistance decreases. From such a viewpoint, the more preferable mass ratio (g) / (x) is 0.2 to 0.6, and particularly preferably 0.25 to 0.5.

表面処理皮膜は、さらに、連続プレス成形時の潤滑性能を向上させるために、ワックス(h)を含有してもよい。このワックス(h)は、処理液に配合したワックス(H)に由来するものであり、このワックス(H)の詳細はさきに述べたとおりである。
皮膜中でのワックス(h)の含有割合は、ワックス(h)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(h)/(x)で0.01〜0.10とすることが好ましい。質量比(h)/(x)が0.01未満では潤滑性、特に連続プレス成形時の潤滑性の向上効果が見られず、一方、0.10を超えると塗料密着性が低下するとともに、耐食性も低下するおそれがある。このような観点から、より好ましい質量比(h)/(x)は0.02〜0.08である。
さきに述べたように、表面処理皮膜の付着量は、皮膜中のジルコニウム化合物のZr換算で10〜200mg/m、好ましは20〜180mg/m、さらに好ましくは30〜150mg/mとする。同じく、表面処理皮膜の厚さは1.0μm以下、より好ましくは0.8μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下とすることが望ましい。
The surface treatment film may further contain a wax (h) in order to improve the lubricating performance during continuous press molding. The wax (h) is derived from the wax (H) blended in the treatment liquid, and details of the wax (H) are as described above.
The content ratio of the wax (h) in the film may be 0.01 to 0.10 in mass ratio (h) / (x) between the wax (h) and the total amount (x) of the film solids. preferable. When the mass ratio (h) / (x) is less than 0.01, lubricity, in particular, the lubricity improvement effect during continuous press molding is not seen, while when it exceeds 0.10, the paint adhesion decreases, Corrosion resistance may also decrease. From such a viewpoint, a more preferable mass ratio (h) / (x) is 0.02 to 0.08.
As mentioned above, the adhesion amount of the surface treatment film is 10 to 200 mg / m 2 , preferably 20 to 180 mg / m 2 , more preferably 30 to 150 mg / m 2 in terms of Zr of the zirconium compound in the film. And Similarly, the thickness of the surface treatment film is 1.0 μm or less, more preferably 0.8 μm or less, and further preferably 0.6 μm or less.

本発明により得られる表面処理亜鉛系めっき鋼板において、優れた導電性、耐食性および塗料密着性が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のような機構によるものと考えられる。
まず、水溶性ジルコニウム化合物と水分散性微粒子シリカとシランカップリング剤により皮膜の骨格が形成される。水分散性微粒子シリカは、乾燥した後の皮膜中でもその形状を維持するものと考えられる。また、シランカップリング剤は、水に溶解させると加水分解によりシラノールとアルコールを生じる。生じたシラノールは脱水縮合してポリシロキサンとなる。このポリシロキサンとなった部分をコアにし、外側にアルキル基を向けた二重構造となって水に分散しているものと考えられる。
In the surface-treated zinc-based plated steel sheet obtained by the present invention, the reason why excellent conductivity, corrosion resistance and paint adhesion can be obtained is not necessarily clear, but is considered to be due to the following mechanism.
First, a film skeleton is formed by a water-soluble zirconium compound, water-dispersible fine particle silica, and a silane coupling agent. The water-dispersible fine particle silica is considered to maintain its shape even in the dried film. Moreover, when a silane coupling agent is dissolved in water, silanol and alcohol are produced by hydrolysis. The resulting silanol is dehydrated and condensed into polysiloxane. This polysiloxane is considered to be dispersed in water in a double structure with the core as the core and an alkyl group on the outside.

水溶性ではこれらのバインダーとして働き、微粒子シリカやポリシロキサンを有する二重構造ジルコニウム化合物は、微粒子シリカ(粒子)やポリシロキサンを有する二重構造体の間に浸透し、乾燥後の皮膜体を繋ぎ留めて皮膜を形成する。このようにして形成された無機質な皮膜は、ハンドリング時に傷が入りやすいとともに、プレス成形時の応力で細かく砕かれ易くため、クラックが形成された部分の耐食性が得られにくかった。しかし、皮膜に特定の樹脂(アクリル樹脂)を適量配合することにより、水溶性ジルコニウム化合物同様に皮膜中でバインダーとして機能するとともに、皮膜が受ける応力を緩和できるようになり、安定に耐食性を得ることができる。   In water-solubility, these double-structured zirconium compounds with fine silica and polysiloxane work as binders and penetrate between the double-structure with fine silica (particles) and polysiloxane, linking the dried film. To form a film. The inorganic film formed in this way is easily damaged during handling, and is easily crushed by the stress during press molding, so that it is difficult to obtain the corrosion resistance of the cracked portion. However, by blending an appropriate amount of a specific resin (acrylic resin) into the film, it can function as a binder in the film as well as the water-soluble zirconium compound, and can relieve the stress applied to the film, thus providing stable corrosion resistance. Can do.

上述したように水溶性ジルコニム化合物、水分散性微粒子シリカ、シランカップリング剤およびアクリル樹脂は皮膜の骨格を形成する成分であり、一旦乾燥すると再度水には溶解せずバリアー的効果を有すると考えられる。これに対して、バナジン酸化合物とリン酸化合物は、皮膜中に均一に分散し、水に溶けやすい形態で存在し、いわゆる亜鉛腐食時のインヒビター効果を有する。すなわち、バナジン酸化合物は不動態化作用により亜鉛の腐食自体を抑制し、リン酸化合物は亜鉛と接触した際に亜鉛をエッチングして、溶解してきた亜鉛と難溶性の金属塩を形成する、あるいは亜鉛の腐食が起きた時に、亜鉛イオンを皮膜中で捕捉して、それ以上の腐食を抑制するものと考えられる。このように腐食抑制機構の異なるインヒビターを併用することで、優れた耐食性を得ることができる。また、アクリル樹脂を配合すると、バナジン酸化合物とリン酸化合物が水に溶出するのを抑制する効果が発現するため、沸騰水2時間浸漬後も塗料密着性が劣化せずに優れた塗料密着性を有するものと考えられる。   As mentioned above, water-soluble zirconium compound, water-dispersible fine particle silica, silane coupling agent and acrylic resin are components that form the skeleton of the film, and once dried, do not dissolve in water again and have a barrier effect. It is done. On the other hand, the vanadic acid compound and the phosphoric acid compound are uniformly dispersed in the film and exist in a form that is easily soluble in water, and have an inhibitory effect during so-called zinc corrosion. That is, the vanadic acid compound suppresses the corrosion of zinc itself by a passivating action, and the phosphoric acid compound etches zinc when coming into contact with zinc to form a slightly soluble metal salt with dissolved zinc, or When zinc corrosion occurs, it is considered that zinc ions are trapped in the film and further corrosion is suppressed. Thus, it is possible to obtain excellent corrosion resistance by using together inhibitors having different corrosion inhibition mechanisms. In addition, when an acrylic resin is blended, the effect of suppressing the elution of vanadic acid compound and phosphoric acid compound into water is exhibited, so that the paint adhesion is not deteriorated even after immersion in boiling water for 2 hours. It is thought that it has.

この表面処理皮膜は、皮膜自体に導電性を有していないため、局部的に皮膜が薄くなっている鋼板表面の凸部で導電性が発現するものと考えられる。本発明の水系表面処理液は、処理液の安定性の面からはpH6〜11が好ましいが、亜鉛のエッチングがマイルドな領域であるため、亜鉛系めっき鋼板の凸部は、著しいエッチングが起きる場合に比べ、反応が起きにくく薄い皮膜を形成しやすいことが、優れた導電性を示す一因であると推測される。   Since this surface-treated film does not have conductivity in the film itself, it is considered that conductivity develops at the convex portion of the steel sheet surface where the film is locally thin. The aqueous surface treatment liquid of the present invention preferably has a pH of 6 to 11 from the viewpoint of the stability of the treatment liquid. However, since the etching of zinc is a mild region, the protrusions of the zinc-based plated steel sheet undergo significant etching. Compared to the above, it is presumed that the reaction is less likely to occur and it is easy to form a thin film, which is one of the causes of excellent conductivity.

表2に示す水溶性ジルコニウム化合物、表3に示す水分散微粒子シリカ、表4に示すシランカップリング剤、表5に示すバナジン酸化合物、表6に示すリン酸化合物、表7に示すニッケル化合物、表8に示すアクリル樹脂エマルション(ノニオン性アクリル樹脂エマルション)、表9に示すワックスを用い、これらの成分を水に適宜配合して表10〜表13に示す水系表面処理液を作製した。処理液のpHはアンモニアとリン酸で適宜調整した。
処理原板である表1に示す亜鉛系めっき鋼板をアルカリ脱脂処理し、水洗および乾燥した後、上記水系表面処理液をバーコーターで塗布し、その後、直ちに鋼板表面温度が数秒〜十数秒で所定温度になるように加熱乾燥し、表面処理皮膜を形成させた。この表面処理皮膜の膜厚量は水系表面処理液の濃度により調整し、皮膜のZr付着量はZrを蛍光X線分析装置にて定量した。
Water-soluble zirconium compound shown in Table 2, water-dispersed fine particle silica shown in Table 3, silane coupling agent shown in Table 4, vanadic acid compound shown in Table 5, phosphate compound shown in Table 6, nickel compound shown in Table 7, Using the acrylic resin emulsion (nonionic acrylic resin emulsion) shown in Table 8 and the wax shown in Table 9, these components were appropriately blended in water to prepare aqueous surface treatment liquids shown in Tables 10 to 13. The pH of the treatment liquid was appropriately adjusted with ammonia and phosphoric acid.
After the zinc-based plated steel sheet shown in Table 1 as the processing original plate is subjected to alkaline degreasing treatment, washed with water and dried, the aqueous surface treatment liquid is applied with a bar coater, and then the steel sheet surface temperature is a predetermined temperature within a few seconds to a few tens of seconds. It was dried by heating to form a surface treatment film. The film thickness of the surface treatment film was adjusted by the concentration of the aqueous surface treatment solution, and the Zr adhesion amount of the film was determined by quantifying Zr with a fluorescent X-ray analyzer.

皮膜厚の測定は、集束イオンビーム(Focused
Ion Beam:FIB)加工装置(日立製作所製「FB2000A」)と付設のマイクロサンプリング装置を用いて断面試料を作製した後、透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)を用いて行った。なお、FIB加工に先立って、断面試料を作成する表面処理鋼板の試料片の表面には、イオンビーム照射によるダメージからこれを保護するため、カーボン(C)の保護膜を約200nmほどフラッシュ蒸着し、さらにその上に金(Au)の保護膜をスパッタコートした。このようにして表面を保護した供試材をFIB加工装置にセットした後、断面試料のサンプリング位置にはさらに、FIB加工装置の化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition:CVD)機構を用いて、厚さ約500nmのカーボン保護膜をコーティングし、イオンビームによる断面試料の切り出し加工を行った。マイクロサンプリング装置を用いて取り出した断面試料(幅方向約20μm、深さ方向約10μm)は、モリブデン製半月板状特殊メッシュの直線部分にCVD機構を使って固定した上で、イオンビームによる切り出し加工でTEM観察に適する厚さ(約0.1μmt)にまで仕上げた。その後、TEMにて断面試料を加速電圧200kVで観察して、約10μmの範囲で3ヶ所の皮膜厚を測定し、その平均値を皮膜厚とした。
Film thickness measurement is focused ion beam (Focused
A cross-section sample was prepared using an Ion Beam (FIB) processing apparatus (“FB2000A” manufactured by Hitachi, Ltd.) and an attached microsampling apparatus, and then was performed using a transmission electron microscope (TEM). Prior to FIB processing, a carbon (C) protective film is flash-deposited on the surface of the surface-treated steel sheet specimen for preparing a cross-section sample to a thickness of about 200 nm in order to protect it from damage caused by ion beam irradiation. Further, a protective film of gold (Au) was sputter coated thereon. After setting the test material with the surface protected in this manner to the FIB processing apparatus, the chemical vapor deposition (CVD) mechanism of the FIB processing apparatus is further used at the sampling position of the cross-sectional sample. A carbon protective film having a thickness of about 500 nm was coated, and a cross-sectional sample was cut out by an ion beam. A cross-sectional sample (about 20 μm in the width direction and about 10 μm in the depth direction) taken out using a micro-sampling device is fixed to a straight portion of a molybdenum meniscus-like special mesh using a CVD mechanism and then cut out by an ion beam. To a thickness suitable for TEM observation (about 0.1 μmt). Thereafter, the cross-sectional sample was observed with a TEM at an accelerating voltage of 200 kV, and the film thickness at three locations was measured in the range of about 10 μm, and the average value was taken as the film thickness.

得られた表面処理亜鉛系めっき鋼板の品質性能(導電性、耐食性、塗料密着性、耐黒変性)を以下のような方法で評価した。その結果を、製造条件および皮膜構成とともに表14〜表18に示す。なお、表14〜表18に示す表面処理亜鉛系めっき鋼板の皮膜構成において、微粒子シリカ(b)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(b)/(a)、バナジン酸化合物(d)のV換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(d)/(a)、リン酸化合物(e)のP換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(e)/(a)、ニッケル化合物(f)のNi換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(f)/(a)、アクリル樹脂(g)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(g)/(x)、ワックス(h)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(h)/(x)については、表10〜表13に示される水系表面処理液の組成の質量比(B)/(A)、質量比(D)/(A)、質量比(E)/(A)、(F)/(A)、質量比(G)/(X)、質量比(H)/(X)とそれぞれ同等であるので、表14〜表18には記載しなかった。   The quality performance (conductivity, corrosion resistance, paint adhesion, blackening resistance) of the obtained surface-treated zinc-based plated steel sheet was evaluated by the following methods. The results are shown in Tables 14 to 18 together with the manufacturing conditions and the film configuration. In addition, in the film | membrane structure of the surface treatment zinc-plated steel plate shown in Table 14-Table 18, mass ratio (b) / (a) of fine particle silica (b) and Zr conversion amount of a zirconium compound (a), vanadate compound (D) Mass ratio (d) / (a) of V conversion amount of zirconium compound (a) and Zr conversion amount of zirconium compound (a), P conversion amount of phosphoric acid compound (e) and Zr conversion amount of zirconium compound (a) Mass ratio (e) / (a), mass ratio (f) / (a) of Ni conversion amount of nickel compound (f) and Zr conversion amount of zirconium compound (a), acrylic resin (g), and coating solid For the mass ratio (g) / (x) to the total amount (x) of the minute and the mass ratio (h) / (x) of the total amount (x) of the wax (h) to the coating solids, see Table 10 Mass ratio (B) / (A), mass ratio (D) / (of composition of aqueous surface treatment liquid shown in Table 13 ), Mass ratio (E) / (A), (F) / (A), mass ratio (G) / (X), and mass ratio (H) / (X), respectively. 18 was not described.

(1)導電性
抵抗測定装置(ダイアインスツルメンツ製ロレスタGP,ASPプローブ)を用い、鋼板表面へのASPプローブ(4探針)の押し付け荷重が200gとなる状態で、鋼板の表面抵抗を10箇所測定し、平均値にて評価した。その評価基準は以下のとおりである。
◎ :0.1mΩ未満
○ :0.1mΩ以上、1.0mΩ未満
○−:1.0mΩ以上、10.0mΩ未満
△ :10.0mΩ以上、100mΩ未満
× :100mΩ以上
(1) Conductivity Using a resistance measuring device (Loresta GP, ASP probe made by Dia Instruments), measuring the surface resistance of the steel sheet at 10 locations in a state where the pressing load of the ASP probe (4 probes) on the steel sheet surface is 200 g. The average value was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
◎: Less than 0.1 mΩ ○: 0.1 mΩ or more, less than 1.0 mΩ ○-: 1.0 mΩ or more, less than 10.0 mΩ Δ: 10.0 mΩ or more, less than 100 mΩ ×: 100 mΩ or more

(2)耐食性
各サンプルについて、平板の状態で塩水噴霧試験(JIS−Z−2371)を施し、168時間後の耐白錆性で評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎ :白錆面積率5%未満
○ :白錆面積率5%以上、10%未満
○−:白錆面積率10%以上、25%未満
△ :白錆面積率25%以上、50%未満
× :白錆面積率50%以上
なお、表18の「耐食性」は、塩水噴霧試験での白錆発生率が5%以上となる時間(12時間単位)を示した。この耐食性の評価では、72時間以上を合格とした。
(2) Corrosion resistance About each sample, the salt spray test (JIS-Z-2371) was given in the state of the flat plate, and it evaluated by the white rust resistance after 168 hours. The evaluation criteria are as follows.
◎: White rust area ratio less than 5% ○: White rust area ratio 5% or more and less than 10% ○-: White rust area ratio 10% or more and less than 25% △: White rust area ratio 25% or more and less than 50% × : White rust area ratio 50% or more In addition, "corrosion resistance" of Table 18 showed the time (12-hour unit) when the white rust incidence rate in a salt spray test became 5% or more. In this corrosion resistance evaluation, 72 hours or more was regarded as acceptable.

(3)塗料密着性
各サンプルについて、メラミン系の焼き付け塗料(膜厚30μm)を塗装した後、沸水中に2時間浸漬し、直ちに、碁盤目(10×10、1mm間隔)のカットを入れてセロテープによる剥離を行った。評価基準は以下のとおりである。
◎ :剥離なし
○ :剥離面積率5%未満
△ :剥離面積率5%以上、20%未満
× :剥離面積率20%以上
(3) Paint adhesion For each sample, after applying a melamine-based baking paint (film thickness of 30 μm), it was immersed in boiling water for 2 hours, and immediately cut in a grid pattern (10 × 10, 1 mm interval). Peeling with cellophane was performed. The evaluation criteria are as follows.
◎: No peeling ○: Peeling area rate less than 5% △: Peeling area rate of 5% or more and less than 20%

(4)耐黒変性
サンプルを80℃、98%RHで24時間保持した前後の色差△L(JIS−Z−8729に規定するL、a、b表示系における二つの物体色のCIE1976明度L*の差)の測定と目視判定にて評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎ :[0≦△L<1]であり、かつムラが無い均一な外観
○ :[−1<△L<0]であり、かつムラが無い均一な外観
○−:[−2<△L≦−1]であり、かつムラが無い均一外観
△ :[△L≦−2]であり、かつムラが無い均一な外観
× :ムラが目立つ外観
表14〜表18によれば、本発明例は、導電性、耐食性および塗料密着性が良好であるとともに、耐黒変性にも優れていることが判る。これに対して比較例では、導電性、耐食性、塗料密着性のいずれか一つ以上が劣っている。
(4) Blackening resistance Color difference ΔL * before and after holding the sample at 80 ° C. and 98% RH for 24 hours ΔL * (L * , a * , b * of the two object colors specified in JIS-Z-8729 CIE 1976 brightness L * difference) and visual evaluation. The evaluation criteria are as follows.
A: [0 ≦ ΔL * <1] and uniform appearance without unevenness ○: [-1 <ΔL * <0] and uniform appearance without unevenness ○ −: [−2 < ΔL * ≦ −1] and uniform appearance without unevenness Δ: [ΔL * ≦ −2] and uniform appearance without unevenness ×: Outstanding appearance of unevenness According to Tables 14 to 18 It can be seen that the inventive examples have good conductivity, corrosion resistance and paint adhesion, and are excellent in blackening resistance. On the other hand, in the comparative example, any one or more of conductivity, corrosion resistance, and paint adhesion is inferior.

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Claims (5)

水溶性ジルコニウム化合物(A)と、水分散性微粒子シリカ(B)と、シランカップリング剤(C)と、バナジン酸化合物(D)と、リン酸化合物(E)と、ニッケル化合物(F)と、アクリル樹脂エマルション(G)を下記(1)〜(7)の条件を満足するように含むことを特徴とする亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液。
(1)水分散性微粒子シリカ(B)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(B)/(A)=0.1〜1.2
(2)シランカップリング剤(C)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(C)/(A)=0.5〜3.0
(3)バナジン酸化合物(D)のV換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(D)/(A)=0.02〜0.15
(4)リン酸化合物(E)のP換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(E)/(A)=0.03〜0.30
(5)ニッケル化合物(F)のNi換算量と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(F)/(A)=0.005〜0.10
(6)水分散性微粒子シリカ(B)およびシランカップリング剤(C)のSi換算量の合計(SI)と水溶性ジルコニウム化合物(A)のZr換算量との質量比(SI)/(A)=0.15〜1.0
(7)アクリル樹脂エマルション(G)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(G)/(X)=0.18超〜0.75
Water-soluble zirconium compound (A), water-dispersible fine particle silica (B), silane coupling agent (C), vanadic acid compound (D), phosphoric acid compound (E), nickel compound (F), A water-based surface treatment solution for a zinc-based plated steel sheet, comprising the acrylic resin emulsion (G) so as to satisfy the following conditions (1) to (7):
(1) Mass ratio (B) / (A) = 0.1 to 1.2 of water-dispersible fine particle silica (B) and Zr equivalent amount of water-soluble zirconium compound (A)
(2) Mass ratio of silane coupling agent (C) to water-soluble zirconium compound (A) in terms of Zr (C) / (A) = 0.5 to 3.0
(3) Mass ratio (D) / (A) = 0.02 to 0.15 of V converted amount of vanadic acid compound (D) and Zr converted amount of water-soluble zirconium compound (A)
(4) Mass ratio (E) / (A) = 0.03 to 0.30 of P equivalent of phosphoric acid compound (E) and Zr equivalent of water-soluble zirconium compound (A)
(5) Mass ratio (F) / (A) = 0.005 to 0.10 of Ni conversion amount of nickel compound (F) and Zr conversion amount of water-soluble zirconium compound (A)
(6) Mass ratio (SI) / (A) of the total amount (SI) of Si equivalents of the water-dispersible fine particle silica (B) and the silane coupling agent (C) and the Zr equivalent amount of the water-soluble zirconium compound (A) ) = 0.15 to 1.0
(7) Mass ratio (G) / (X) = 0.18 to 0.75 between the solid content of the acrylic resin emulsion (G) and the total amount (X) of the solid content in the aqueous surface treatment liquid
さらに、ワックス(H)を下記(8)の条件を満足するように含むことを特徴とする請求項1に記載の亜鉛系めっき鋼板用水系表面処理液。
(8)ワックス(H)の固形分と水系表面処理液中の固形分の合計量(X)との質量比(H)/(X)=0.01〜0.10
Furthermore, wax (H) is included so that the conditions of following (8) may be satisfied, The aqueous surface treatment liquid for galvanized steel sheets of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
(8) Mass ratio (H) / (X) = 0.01-0.10 of solid content of wax (H) and total amount (X) of solid content in aqueous surface treatment liquid
請求項1または2に記載の水系表面処理液を、亜鉛系めっき鋼板の表面にZr付着量が10〜200mg/mとなるように塗布し、乾燥することを特徴とする表面処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 A surface-treated zinc-based plating, wherein the aqueous surface-treating liquid according to claim 1 or 2 is applied to the surface of a zinc-based plated steel sheet so that the Zr adhesion amount is 10 to 200 mg / m 2 and dried. Manufacturing method of steel sheet. 亜鉛系めっき鋼板の表面に、ジルコニウム化合物(a)と、微粒子シリカ(b)と、シランカップリング剤由来成分(c)と、バナジン酸化合物(d)と、リン酸化合物(e)と、ニッケル化合物(f)と、アクリル樹脂(g)を下記(1)〜(6)の条件を満足するように含有し、Zr付着量が10〜200mg/mである表面処理皮膜を有することを特徴とする表面処理亜鉛系めっき鋼板。
(1)微粒子シリカ(b)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(b)/(a)=0.1〜1.2
(2)微粒子シリカ(b)およびシランカップリング剤由来成分(c)のSi換算量の合計(Si)とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(Si)/(a)=0.15〜1.0
(3)バナジン酸化合物(d)のV換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(d)/(a)=0.02〜0.15
(4)リン酸化合物(e)のP換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(e)/(a)=0.03〜0.30
(5)ニッケル化合物(f)のNi換算量とジルコニウム化合物(a)のZr換算量との質量比(f)/(a)が0.005〜0.10
(6)アクリル樹脂(g)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(g)/(x)=0.18超〜0.75
On the surface of the galvanized steel sheet, zirconium compound (a), fine particle silica (b), silane coupling agent-derived component (c), vanadic acid compound (d), phosphoric acid compound (e), nickel A compound (f) and an acrylic resin (g) are contained so as to satisfy the following conditions (1) to (6), and a surface treatment film having a Zr adhesion amount of 10 to 200 mg / m 2 is provided. A surface-treated galvanized steel sheet.
(1) Mass ratio (b) / (a) = 0.1 to 1.2 of fine particle silica (b) and Zr equivalent amount of zirconium compound (a)
(2) Mass ratio (Si) / (a) = 0 of the total amount (Si) of Si in the fine particle silica (b) and the silane coupling agent-derived component (c) and the amount of Zr in the zirconium compound (a) .15-1.0
(3) Mass ratio (d) / (a) = 0.02 to 0.15 of V converted amount of vanadic acid compound (d) and Zr converted amount of zirconium compound (a)
(4) Mass ratio (e) / (a) = 0.03 to 0.30 of P equivalent of phosphoric acid compound (e) and Zr equivalent of zirconium compound (a)
(5) The mass ratio (f) / (a) between the Ni conversion amount of the nickel compound (f) and the Zr conversion amount of the zirconium compound (a) is 0.005 to 0.10.
(6) Mass ratio (g) / (x) = 0.18 to 0.75 between the acrylic resin (g) and the total amount (x) of the solid content of the film
表面処理皮膜が、さらに、ワックス(h)を下記(7)の条件を満足するように含有することを特徴とする請求項4に記載の表面処理亜鉛系めっき鋼板。
(7)ワックス(h)と皮膜固形分の合計量(x)との質量比(h)/(x)=0.01〜0.10
The surface-treated galvanized steel sheet according to claim 4, wherein the surface-treated film further contains a wax (h) so as to satisfy the following condition (7).
(7) Mass ratio (h) / (x) = 0.01-0.10 of wax (h) and total amount (x) of film solids
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