(57)【要約】【課題】廃液の処理に負担を要することがなく、亜鉛めっき鋼板に良好な化成処理を行うことができる化成処理剤及び化成処理方法、並びに、このような化成方法によって得られた防錆性、密着性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供する。【解決手段】酸化ニオブコロイド粒子を含む金属表面処理組成物。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ニオブコロイド粒子を含むことを特徴とする金属表面処理組成物。
【請求項２】
更に、水分散性シリカを含む請求項１記載の金属表面処理組成物。
【請求項３】
更に、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項１又は２記載の金属表面処理組成物。
【請求項４】
更に、水性樹脂を含む請求項１、２又は３記載の金属表面処理組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の金属表面処理組成物で亜鉛めっき鋼板を表面処理し、皮膜を形成することを特徴とする金属表面処理方法。
【請求項６】
請求項５記載の金属表面処理方法によって得られる被覆された亜鉛めっき鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属表面処理組成物、金属表面処理方法及び亜鉛めっき鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐食性に優れた鋼材として亜鉛めっき、亜鉛合金めっき等を施した亜鉛めっき鋼板が使用されている。このような亜鉛めっき鋼板は、亜鉛めっき層が空気と接触することによって酸化されて白錆が発生する。このため、表面処理を施すことによって酸化を防止することが必要とされる。また、用途によっては、亜鉛めっき鋼板を加工した後、塗装を行うことなく使用する場合もある。このような場合には、未塗装状態での防錆性能を有することが重要である。
【０００３】
このような処理として、クロム化合物を使用するクロメート処理が知られている。クロメート処理を施した場合は、白錆の発生が防止され、非常に良好な亜鉛めっき鋼板を得ることができる。しかし、クロム化合物を含む廃液は、廃棄処分に多大な負担を要するものであることから、クロムを使用しないノンクロメート処理によって化成処理を行う方法が検討されている。
【０００４】
特開平９−２４１８５６号公報、特開２００１−１７２７７１号公報及び特開２００１−２４７９７７号公報には、金属塩化合物を含有する亜鉛めっき鋼板用の金属表面処理剤が記載されている。しかし、このような処理剤による表面処理を行った亜鉛めっき鋼板は、防錆性、塗膜密着性等の性質が充分ではなかった。
【０００５】
特開２００２−１０５６５９号公報には、モリブデン、バナジウム、タングステン、ニオブ、タンタルから選ばれた金属の酸素酸塩、マンガン化合物、チタン化合物及びリン酸又はリン酸塩を含む亜鉛めっき鋼板用化成処理液が記載されている。しかし、このような亜鉛めっき鋼板用化成処理液では、マンガン化合物を使用することが必要である。マンガン化合物も、廃液の廃棄処分には多大な負担を要するものであるから、使用しないことが好ましいものである。
【０００６】
また、金属の表面処理組成物に使用する防錆成分としては、水分散性シリカが使用されている。しかし、水分散性シリカを単独で使用した場合には、防錆性が充分ではなく、このような亜鉛めっき鋼板に対して防錆性能を与える上で充分な防錆性を得ることはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、廃液の処理に負担を要することがなく、亜鉛めっき鋼板に良好な化成処理を行うことができる化成処理剤及び化成処理方法、並びに、このような化成方法によって得られた防錆性、密着性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸化ニオブコロイド粒子を含むことを特徴とする金属表面処理組成物である。
上記金属表面処理組成物は、更に、水分散性シリカを含むことが好ましい。
更に、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含むことが好ましい。
上記金属表面処理組成物は、更に、水性樹脂を含むことが好ましい。
【０００９】
本発明は、上述した金属表面処理組成物で亜鉛めっき鋼板を表面処理し、皮膜を形成することを特徴とする金属表面処理方法でもある。
【００１０】
本発明は、上記金属表面処理方法によって得られる被覆された亜鉛めっき鋼板でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の金属表面処理組成物は、酸化ニオブコロイド粒子を水性媒体中に分散させたものである。上記酸化ニオブコロイド粒子は、平均粒子径が小さい方がより安定して緻密な酸化ニオブの処理皮膜が形成されるため、被処理物に対して安定して防錆性を付与することができ、より好ましい。また、クロム、マンガン等のような、廃液の廃棄処分に負担を要する成分を含有する必要もない。
【００１２】
本発明で使用する酸化ニオブコロイド粒子は、ニオブの酸化物が水中に微粒子状態で分散しているものをいい、例えば、厳密には酸化ニオブが形成されず、水酸化ニオブと酸化ニオブの中間状態でアモルファス状態になっているものであってもよい。
【００１３】
本発明の金属表面処理組成物は、公知の方法によって製造された酸化ニオブゾルを使用することによって調製することができる。上記酸化ニオブゾルとしては特に限定されず、例えば、特開平６−３２１５４３号公報、特開平８−１４３３１４号公報、特開平８−３２５０１８号公報等に記載された公知の方法によって製造されたもの等を挙げることができる。また、多木化学株式会社によって市販されている酸化ニオブゾルを使用することもできる。
【００１４】
上記公知の酸化ニオブゾルの製造方法は、例えば、酸化ニオブをフッ化水素酸に溶解し、アンモニア水に添加した後、ろ過、洗浄を行い、水酸化ニオブのスラリーを得た後、しゅう酸二水和物を添加し、次いで水を添加し、攪拌しながら還流条件下で反応を進行させ、均一な酸化ニオブコロイド粒子溶液を得る方法等である。反応の終結、つまり、均一な酸化ニオブコロイド粒子溶液が得られたかどうかはスラリー液の色で判断することが可能であり、青色を帯びると均一な状態であると判断することができる。
本発明の金属表面処理組成物は、必要に応じて上記酸化ニオブゾルを必要な濃度に希釈したり、他の成分を混合したりすることによって調製することができる。
【００１５】
本発明の金属表面処理組成物に含まれる酸化ニオブコロイド粒子は、平均粒子径が１０００ｎｍ以下であることが好ましい。上記平均粒子径は、２〜６００ｎｍであることがより好ましく、２〜１００ｎｍであることが更に好ましい。上記平均粒子径は小さい方が、より安定して緻密な酸化ニオブの処理皮膜が形成されるため、被処理物に対して安定して防錆性を付与することが出来、より好ましい。上記酸化ニオブコロイド粒子の平均粒子径は、動的散乱光による粒度分布測定装置、例えば、ＮＩＣＯＭＰ　Ｍｏｄｅｌ−３７０型（ＰＡＣＩＦＩＣ　ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製）等を用いて測定することができる。
【００１６】
本発明の金属表面処理組成物は、酸化ニオブコロイド粒子が、該コロイド粒子中のＮｂをＮｂ２Ｏ５として換算した場合、金属表面処理組成物の全固形分に対する含有率が、１質量％以上であることが好ましい。上記含有率が１質量％未満であると充分な防錆性が得られず、好ましくない。なお、上記数値は酸化ニオブコロイド粒子のＮｂをＮｂ２Ｏ５として換算した場合、金属表面処理組成物の全固形分に対する含有率である。上記含有率は、２〜３０質量％であることがより好ましい。
【００１７】
本発明の金属表面処理組成物は、表面処理膜の防錆性を向上させるために、更に、水分散性シリカを含有することが好ましい。水分散性シリカは、単独で使用した場合には、充分な防錆性能を得ることができないが、上記酸化ニオブコロイド粒子と併用することによって、相乗的に防錆性能を向上させることができるものである。
【００１８】
上記水分散性シリカとしては特に限定されず、例えば、ナトリウム等の不純物が少ない、球状シリカ、鎖状シリカ、アルミ修飾シリカ等を挙げることができる。上記球状シリカとしては特に限定されず、例えば、「スノーテックスＮ」、「スノーテックスＯ」、「スノーテックスＯＸＳ」、「スノーテックスＵＰ」（いずれも日産化学工業株式会社製）等のコロイダルシリカや、「アエロジル」（日本アエロジル株式会社製）等のヒュームドシリカ等を挙げることができる。上記鎖状シリカとしては特に限定されず、例えば、「スノーテックスＰＳ−Ｍ」、「スノーテックスＰＳ−ＭＯ」（いずれも日産化学工業株式会社製）等のシリカゲル等を挙げることができる。上記アルミ修飾シリカとしては、「アデライトＡＴ−２０Ａ」（旭電化工業株式会社製）等の市販のシリカゲル等を挙げることができる。
【００１９】
本発明の金属表面処理方法は、使用する表面処理組成物が上記水分散性シリカを含有する場合、表面処理組成物中のＳｉＯ２含有率は、表面処理組成物の全固形分に対して８０質量％以下であることが好ましい。８０質量％を超えると、皮膜が脆くなり防錆性が低下するという問題がある。上記上限は、６０質量％であることがより好ましく、３０質量％であることが更に好ましい。
【００２０】
本発明の金属表面処理組成物が上記水分散性シリカを含有する場合、表面処理組成物の全固形物に対するＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２比率は、１／９９〜９９／１の範囲内であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有率が１／９９未満となるような比率であると、Ｎｂ２Ｏ５による防錆性が充分に発揮されない点で好ましくない。上記比率は、２／９８〜３０／７０であることがより好ましい。
【００２１】
本発明の金属表面処理組成物は、表面処理膜の防錆性を向上させるために、更に、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含むことが好ましい。上記バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を酸化ニオブコロイド粒子と併用することによって、更に防錆性能を向上させることができる。ニオブコロイド粒子、上記水分散性シリカ及び上記バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の三成分ないし四成分又は五成分を併用することが更に好ましい。
【００２２】
上記バナジウム化合物としては特に限定されず、例えば、バナジル化合物、５酸化バナジウム、バナジン酸塩、バナジン酸の焼成縮合物、バナジン酸のヘテロ縮合体及びそれらの混合物等を挙げることができる。具体例としては、例えば、酸化バナジウム（ＩＩ）、水酸化バナジウム（ＩＩ）等のバナジウム（ＩＩ）化合物；酸化バナジウム（ＩＩＩ）（Ｖ２Ｏ３）等のバナジウム（ＩＩＩ）化合物；酸化バナジウム（ＩＶ）（Ｖ２Ｏ４）、ハロゲン化バナジル（ＶＯＸ２）等のバナジウム（ＩＶ）化合物；酸化バナジウム（Ｖ）（Ｖ２Ｏ５）等のバナジウム（Ｖ）化合物；種々のオルトバナジン酸塩、メタバナジン酸塩又はピロバナジン酸塩等のバナジン酸塩、ハロゲン化バナジル（ＶＯＸ３）；又はこれらの混合物等を挙げることができる。バナジン酸塩としては特に限定されず、例えば、アンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩（例えば、マグネシウム、カルシウム）、その他の典型元素の金属塩（例えば、アルミニウム、スズ等）及び遷移金属塩（例えば、マンガン、コバルト、鉄、ニッケル）等を挙げることができる。なかでもアルカリ土類金属塩、亜鉛塩、マンガン塩、コバルト塩が好ましい。これらはバナジウムの酸化物と種々の金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩等とを６００℃以上に焼成して得られたものであっても良い。
【００２３】
上記ジルコニウム化合物としては特に限定されず、例えば、ジルコンフッ化水素酸（Ｈ２ＺｒＦ６）；ジルコンフッ化水素酸のアンモニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム等のジルコンフッ化水素酸の塩；オキシ炭酸ジルコニウム酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＺｒＯ（ＣＯ３）２）；水酸化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、ホウ酸ジルコニウム、蓚酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、フッ化ジルコニウム等のジルコニウム塩化合物；ジブチルジルコニウムジラウリレート、ジブチルジルコニウムジオクテート、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、アセチルアセトンジルコニウム等の有機ジルコニウム化合物；又はこれらの混合物等を挙げることができる。
【００２４】
上記チタニウム化合物としては特に限定されず、例えば、チタンフッ化水素酸、チタンフッ化アンモニウム、チタンフッ化ナトリウム、チタンフッ化カリウム、フルオロチタネート酸、アルカリ金属フルオロチタネート、フッ化チタン等の、フッ素−チタン化合物；シュウ酸チタンカリウム、チタンイソプロポキシド、チタン酸イソプロピル、チタンエトキシド、チタン２−エチル１−ヘキサノラート、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラｎ−ブチル、ブチルチタネートダイマー、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート等のチタン有機化合物；又はこれらの混合物等を挙げることができる。
【００２５】
本発明の金属表面処理組成物が上記バナジウム化合物、ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む場合は、上記化合物は、Ｖ，Ｚｒ，Ｔｉ金属換算で表面処理組成物の全固形分に対して３０質量％以下であることが好ましい。３０質量％を超えると、添加効果が飽和して不経済となるため好ましくない。また、上記バナジウム化合物、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物は、Ｖ，Ｚｒ，Ｔｉ金属換算で表面処理組成物の全固形分に対して０．５質量％以上であることが好ましい。上記バナジウム化合物、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物が０．５質量％未満であると、防錆性が低下する場合があるため、好ましくない。上記下限は、１質量％であることがより好ましく、２．５質量％であることが更に好ましい。上記上限は、１５質量％であることがより好ましく、７．５質量％であることが更に好ましい。
【００２６】
更に、本発明の金属表面処理組成物は、水性樹脂を含有することが好ましい。ここでいう水性樹脂とは、水溶性樹脂及び水分散性樹脂を含むものである。上記水性樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレンアクリル酸共重合体樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、メラミン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びポリアクリル酸、その他の熱架橋タイプ及び熱可塑タイプの樹脂等を挙げることができる。
【００２７】
これらの水性樹脂は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよいし、又は、共重合して使用してもよい。また水性樹脂を用いる時には、その造膜性を向上させ、より均一で平滑な塗膜を形成するためにレベリング剤、濡れ性向上剤、消泡剤を用いてもよい。
【００２８】
本発明の金属表面処理組成物が上記水性樹脂を含有するものである場合は、水性樹脂は、表面処理組成物の全固形分に対して９０質量％以下であることが好ましい。９０質量％を超えると、添加効果が飽和して不経済となるため好ましくない。また、上記水性樹脂は、全固形分に対して５質量％以上であることが好ましい。上記水性樹脂が５質量％未満であると、防錆性が低下する場合があるため、好ましくない。上記下限は、１０質量％であることがより好ましく、２０質量％であることが更に好ましい。上記上限は、８０質量％であることがより好ましく、７０質量％であることが更に好ましい。
【００２９】
本発明の金属表面処理組成物は、リン酸化合物を含有することが好ましい。本発明の金属表面処理組成物に含まれるリン酸化合物は、被処理材である金属を溶出し、被処理材の表面にリン酸金属塩を形成することによって、表面処理膜の防錆性を更に向上させる働きがある。
【００３０】
上記リン酸化合物としては、水中においてリン酸イオンを形成することができる化合物であれば特に限定されず、例えば、リン酸；Ｎａ３ＰＯ４、Ｎａ２ＨＰＯ４及びＮａＨ２ＰＯ４等のリン酸塩類；縮合リン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、及び、ウルトラリン酸等の縮合リン酸又はそれらの塩類等が挙げられる。
【００３１】
本発明の金属表面処理組成物が上記リン酸化合物を含有する場合、表面処理組成物中のリン酸化合物含有率は、表面処理組成物の全固形物に対して、下限０．１質量％、上限２０質量％の範囲内であることが好ましい。含有率が０．１質量％未満であると耐食性の改善効果が充分でない場合があり、２０質量％を超えると亜鉛系めっき鋼板に過剰なエッチングを起こしたり、水性樹脂を含む組成物のゲル化を引き起こしたりする場合があるので好ましくない。上記下限は、より好ましくは、０．５質量％であり、上記上限は、より好ましくは、１０質量％である。
【００３２】
本発明の金属表面処理組成物は、更にシランカップリング剤を含有するものであることが好ましい。シランカップリング剤を含有することによって、皮膜の金属表面に対する密着性を改善することができ、さらに水性樹脂の架橋剤としての作用を有し、耐食性が向上するという点で好ましい。上記シランカップリング剤としては特に制限されず、例えば、ビニルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、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−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トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（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−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−〔２−（ビニルベンジルアミノ）エチル〕−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００３３】
なかでも、特に好ましいシランカップリング剤としては、ビニルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミンを挙げることができる。上記シランカップリング剤は１種類を単独で使用するものであっても、２種類以上を併用して使用するものであってもよい。
【００３４】
本発明の表面処理組成物が上記シランカップリング剤を含有する場合、表面処理組成物中のシランカップリング剤は、表面処理組成物の全固形分に対して下限０．５質量％、上限３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。シランカップリング剤の含有率が０．５質量％未満になると耐食性、ノンクロム防錆コーティング剤との密着性向上効果が不足する場合があり、３０質量％を越えると添加効果が飽和し不経済となる場合がある。上記下限は、１質量％であることがより好ましく、上記上限は、２０質量％であることがより好ましい。
【００３５】
本発明の表面処理組成物は、組成物の全固形分が固形分質量で、下限３質量％、上限５０質量％の範囲内で含有することが好ましい。固形分質量が３％未満になると表面処理組成物を塗布する際、防錆性能を維持するための十分な膜厚が得られないことがあり、５０質量％を超えると組成物のゲル化を引き起こしたりする場合があるので好ましくない。上記下限は、１０質量％がより好ましく、上気上限は、３０質量％であることがより好ましい。
【００３６】
上記各成分からなる本発明の金属表面処理組成物は、安定性においても優れるため、安定して亜鉛めっき鋼板の表面処理を行うことができる。
【００３７】
本発明の金属表面処理組成物の製造方法としては特に限定されず、例えば、酸化ニオブコロイド粒子、水分散性シリカ、バナジウム化合物，ジルコニウム化合物及びチタニウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物、水性樹脂の順に容器に投入し、均一になるように攪拌することによって得ることができる。
【００３８】
本発明の金属表面処理方法は、亜鉛めっき鋼板を上記金属表面処理組成物によって処理する方法である。本発明の金属表面処理方法によって処理することができる亜鉛めっき鋼板としては特に限定されず、例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケルめっき鋼板、亜鉛−鉄めっき鋼板、亜鉛−クロムめっき鋼板、亜鉛−アルミニウムめっき鋼板、亜鉛−チタンめっき鋼板、亜鉛−マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−マンガンめっき鋼板等の亜鉛系の電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき鋼板等の亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板を挙げることができる。
【００３９】
上記金属表面処理方法は、必要に応じて脱脂処理した上記亜鉛めっき鋼板に、上記金属表面処理組成物による処理を行う。上記金属表面処理組成物の処理を行う方法としては特に限定されず、例えば、一般に使用されるロールコート、シャワーコート、エアースプレー、エアレススプレー、カーテンフローコート、刷毛塗り、浸漬等を挙げることができる。
【００４０】
上記金属表面処理組成物によって処理を行った後は、加熱によって乾燥させることが好ましい。上記乾燥を行う温度は、下限５０℃、上限２５０℃の範囲が好ましい。５０℃未満であると、水分の蒸発速度が遅く、乾燥効率が悪化する場合がある。２５０℃を超えると、高温によって形成された皮膜中の成分が分解する場合がある。上記下限は、６０℃であることがより好ましく、上記上限は、１５０℃であることがより好ましい。また、乾燥時間は下限１秒、上限３００秒の範囲が好ましく、下限３秒、上限６０秒がより好ましい。
【００４１】
本発明の金属表面処理組成物は、塗布量が皮膜の固形分質量で、下限０．１ｇ／ｍ２、上限１０．０ｇ／ｍ２の範囲で塗布されることが好ましい。塗布量が０．１ｇ／ｍ２未満の場合は、厚みが不充分であるために加工性が低下したり、防錆性が充分に得られなかったりする場合がある。塗布量が１０．０ｇ／ｍ２を超えると、膜厚を増やしたことによる効果の向上が見られないため、経済的に不利であったり、厚みが増したことで巻き付け等が困難になったりする場合がある。上記下限は、０．２ｇ／ｍ２がより好ましく、０．３ｇ／ｍ２が更に好ましい。上記上限は、５．０ｇ／ｍ２がより好ましく、３．０ｇ／ｍ２が更に好ましい。
【００４２】
本発明は、上記金属表面処理方法によって得られた亜鉛めっき鋼板でもある。本発明の亜鉛めっき鋼板は、良好な表面処理皮膜が形成されてなるものであるため、防錆性能に優れ、白錆の発生等を生じることがない。
【００４３】
本発明の金属表面処理組成物は、酸化ニオブコロイド粒子を含む化成処理剤であり、これによって、廃液の処理に負担を要することがない成分によって、亜鉛めっき鋼板にクロメート処理と同等の良好な防錆性、密着性を与えるものである。これによって、亜鉛めっき鋼板に対して良好な金属表面処理を行うことができる金属表面処理方法を提供することができる。更に、本発明の金属表面処理方法によって防錆性、密着性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供することができる。
【００４４】
【実施例】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
実施例１〜８、比較例１〜３
酸化ニオブコロイド粒子、水分散性シリカ、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物をこの順に攪拌しながら容器に投入し、水を加えて固形分濃度を１０〜１５％の範囲内で調製して表１に記載した表面処理組成物を得た。
【００４６】
実施例９〜２１、比較例４，５
酸化ニオブコロイド粒子、水分散性シリカ、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物、水性樹脂、リン酸化合物、シランカップリング剤をこの順に攪拌しながら容器に投入し、水を加えて固形分濃度を１５％調製して表２に記載した表面処理組成物を得た。
【００４７】
比較例６
市販の塗布型クロメート処理剤（日本ペイント株式会社製；サーフコートＳ−１００）をクロム付着量が２０ｍｇ／ｍ２となるように塗布した。
【００４８】
市販の亜鉛メッキ鋼板（日本テストパネル株式会社製、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．４ｍｍ）を市販のアルカリ脱脂剤であるサーフクリーナー５３Ｓ（日本ペイント株式会社製）を用いて６０℃で２分間スプレー処理して脱脂し、水洗乾燥後に実施例１〜２１、比較例１〜５で使用した金属表面処理剤をバーコーターで乾燥付着量０．２〜１．０ｇ／ｍ２となるように塗布後、金属表面温度８０℃で乾燥させて試験板を得た。又、比較例６で使用した塗布型クロメート処理剤はバーコーターでクロム付着量２０ｍｇ／ｍ２となるように塗布後、同様に金属表面温度８０℃で乾燥させて試験板を得た。得られた試験板に対して、下記の方法によって評価を行った。結果を下記表１，２に示す。
【００４９】
なお、下記表１，２において使用した酸化ニオブコロイド粒子、水分散性シリカ、バナジウム化合物、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物、水性樹脂、リン酸化合物、シランカップリング剤は次の通りである。
［酸化ニオブコロイド粒子］
Ａ；酸化ニオブゾル（Ｎｂ２Ｏ５；１０％、平均粒子径；５ｎｍ、多木化学株式会社製）
Ｂ；酸化ニオブコロイド粒子水分散体（Ｎｂ２Ｏ５；１０％、平均粒子径；２０００ｎｍ）
［水分散性シリカ］
Ａ；スノーテックスＯ（ＳｉＯ２；２０％、日産化学工業株式会社製）
Ｂ；アデライトＡＴ−２０Ａ（ＳｉＯ２；２０％、旭電化工業株式会社製）
Ｃ；スノーテックスＮ（ＳｉＯ２；２０％、日産化学工業株式会社製）
［バナジウム化合物］
Ａ；メタバナジン酸アンモニウム（Ｖ；４３．６％、試薬）
Ｂ；五酸化バナジウム（Ｖ；５６．０％、試薬）
Ｃ；硫酸バナジール（硫酸バナジル、Ｖ；２２．６％、新興化学工業株式会社）
［ジルコニウム化合物］
Ａ；ジルコゾールＡＣ−７（炭酸ジルコニウムアンモニウム、Ｚｒ；７４．０％；固形分換算値、；第一稀元素工業株式会社製）
Ｂ；ジルコニウム（ＩＶ）アセチルアセトナート（Ｚｒ；１８．７％、試薬）
Ｃ；硝酸ジルコニル二水和物（Ｚｒ；３３．０％、試薬）
［チタニウム化合物］
Ａ；オルガチックスＴＣ−４００（チタントリエタノールアミネート；Ｔｉ；１０．４％；固形分換算値、松本製薬株式会社製）
［水性樹脂］
Ａ；ＰＣ２２００（エチレンアクリル酸共重合体樹脂、固形分濃度；３０％、昭永化学株式会社製）
Ｂ；スーパーフレックス４２０（ポリウレタン樹脂、固形分濃度；３２％、第一工業製薬株式会社製）
Ｃ；ジュリマーＡＣ−１０Ｌ（ポリアクリル酸、固形分濃度；４０％、日本純薬株式会社製）
［リン酸化合物］
Ａ；リン酸水素二アンモニウム（固形分濃度；１００％、試薬）
［シランカップリング剤］
Ａ；サイラエースＳ−５１０（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、固形分濃度；１００％、チッソ株式会社製）
Ｂ；サイラエースＳ−２１０（ビニルメトキシシラン、固形分濃度；１００％、チッソ株式会社製）
【００５０】
（評価方法）
＜耐食性＞
試験板の平面部及びエリクセンテスターで８ｍｍ押し出した加工部の端面部及び裏面部をテープシールし、５％の食塩水を３５℃で試験板の塗装面に噴霧し２４又は７２時間後の白錆発生面積率を下記の評価基準で評価した。
◎：白錆発生なし
○：白錆発生面積が１０％未満
〇△：同１０％以上３０％未満
△：同３０％以上５０％未満
×：同５０％以上
【００５１】
【表１】
2004124254.tif 000002
【００５２】
【表２】
2004124254.tif 000003
【００５３】
上記表１，２の結果より明らかなように、酸化ニオブコロイド粒子を含有する本発明の金属表面処理組成物は、防錆性に優れ、白錆の発生を抑制することができる。また、酸化ニオブコロイド粒子に加えて、更に、水分散性シリカ、水性樹脂、バナジウム化合物等を併用した金属表面処理組成物は、これらの成分を併用することによって、防錆性能がより向上する。これに対して、酸化ニオブコロイド粒子を含有しない金属表面処理組成物は、防錆性能に優れた化成皮膜を得ることができないため、良好な亜鉛めっき鋼板を得ることができない。また、本発明の金属処理組成物は、加工後の防錆性能にも優れるものである。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の金属表面処理組成物は、上記酸化ニオブコロイド粒子からなるものであるため、防錆性、密着性に優れ、白錆の発生を抑制することができるものである。また、クロム化合物、マンガン化合物等を必須成分としないことから、廃液の処理に多大な負担を要することもない。