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表面处理钢板有效专利 发明

技术内容

技术领域 本发明涉及在汽车、家电、建材用途中最适合的表面处理钢板, 特别涉及表面处理被膜中不含有6价铬的环境适应型表面处理钢板。 背景技术 在家电用钢板、建材用钢板、汽车用钢板中,一直以来广泛使用 在镀锌类钢板或镀铝类钢板的表面,以提高耐腐蚀性(耐白锈性、耐 红锈性)为目的,使用以铬酸、重铬酸或其盐类为主要成分的处理液 实施铬酸盐处理的钢板。这种铬酸盐处理可以使耐腐蚀性优异且实施 比较简便,是一种经济的处理方法。 铬酸盐处理使用了公害限制物质6价铬,但处理步骤中此6价铬 在封闭系统中进行处理,此外,由于在上层形成的有机被膜产生的密 封作用,从铬酸盐被膜中溶出铬的也几乎可以为零,因此实质上没有 引起6价铬对人体或环境的污染。然而,随着近年来对地球环境问题 的关注不断增加,不单是重视一直以来的工作环境和排水处理的法规 制度,重视环境负荷和环境调和的法规制度也逐渐开始实行。此外, 也存在以环境贡献程度来评价制造者的时代背景,减少使用含有6价 铬的重金属的趋势日益增加。 在这样的背景下,提出了多种不使用6价铬的镀锌类钢板的白锈 抑制技术(无铬技术)。例如,专利文献1、2中,提出了含有A1、 磷酸化合物、二氧化硅和水系有机树脂乳剂的表面处理剂,以及涂覆 此表面处理剂的金属材料。另外,在专利文献3中,提出了涂布多价 金属的磷酸二氢盐和金属氧化物溶胶的混合水溶液,干燥形成非晶质 被膜后,形成有有机涂覆层的镀锌类钢板。此外,专利文献4、5中还 提出了将含有氧化物微粒和磷酸和/或磷酸化合物以及选自Mg、Mn、 Al中1种以上金属的复合氧化物被膜层作为下层,在其上层形成有机 被膜的钢板。 专利文献1:日本特开平11-350157号公报 专利文献2:日本特开2000-26980号公报 专利文献3:日本特开2000-129460号公报 专利文献4:日本特开2002-53979号公报 专利文献5:日本特开2002-53980号公报 在镀锌类钢板适用的用途中,存在很多在锌熔点以上的温度范围 (500~600℃左右)接受加热的部件。例如,在空调室外机内的热交 换器中,焊接铜管和铝制蒸发器时,为了防止使用煤气喷灯加热引起 铝的熔解,将镀锌类钢板放置在铜管和蒸发器之间,使喷灯的火焰不 直接接触铝。在这样的用途中,如果应用上述现有技术的表面处理钢 板,则由于是有机树脂主体的被膜,热分解变色为黄色或褐色,结果 产生外观不良。因此几乎不可能应用现有技术的表面处理钢板。 为了解决这样的课题,提出了耐热变色性优异的无铬技术。例如, 专利文献6、7中,提出了以磷酸二氢盐和胶体二氧化硅为主要成分的 无机被膜。另外,专利文献8中,提出了将磷酸二氢盐和胶体二氧化 硅为主要成分的无机被膜设置于下层,硅酸盐被膜和/或硅树脂设置于 上层的双层被膜。 专利文献6:日本特开2000-79370号公报 专利文献7:日本特开2001-348672号公报 专利文献8:日本特开2004-91826号公报 但是,专利文献6、7中的富含无机物的被膜,耐腐蚀性水平极低, 很难作为铬酸盐被膜的替代品应用。另一方面,专利文献8中的双层 被膜,虽然具有可适合用作铬酸盐被膜替代品的耐腐蚀性水平,但由 于使用了高价的硅酸盐或硅树脂,存在成本方面的问题。另外,使用 这些技术的被膜,由于在湿润环境下容易产生变黑的现象(黑变), 因此在容易结露的热交换机中应用很困难,此外产品运输过程中的保 存环境也受到限制,因此不实用。 因此,本发明的目的在于解决这样现有技术的问题,提供在表面 处理被膜中不含有6价铬,且获得优异的耐热变色性、耐腐蚀性以及 耐黑变性的表面处理钢板。 发明内容 本发明为一种表面处理钢板,其在镀锌类钢板的表面上具有含钛、 镍、铝及氟的表面处理被膜,该被膜厚度为0.05~1.0μm,并且该表面处 理被膜的钛附着量为0.01~0.5g/m2,且相对于100质量份的钛而言,含有 0.01~5质量份的镍、0.1~25质量份的铝、1~500质量份的氟。 另外在此表面处理钢板上,所述表面处理被膜,优选相对于100 质量份的所述钛而言,还含有选自2~1000质量份的锆、1~300质量份的 磷、1~300质量份的钒中的至少1种。 另外,本发明也为在镀锌类钢板或镀铝类钢板的表面具有被膜附着 量为0.1~2.0g/m2的表面处理被膜的表面处理钢板,该表面处理被膜为通 过涂布含有含钛的水性液体、以及相对该含钛的水性液体的固体成分100 质量份而言0.01~10质量份的镍化合物、1~100质量份的铝化合物以及 1~800质量份的含氟化合物的表面处理组合物,使其干燥而形成,其中所 述含钛的水性液体,是将选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合 物、氢氧化钛、氢氧化钛的低缩合物中的至少1种钛化合物与双氧水混合 得到的水性液体。 另外,在此表面处理钢板中,优选所述含氟化合物为选自氟化锆 铵及氢氟化锆中的至少1种。 此外,在上述任意表面处理钢板中,所述表面处理组合物,更优 选相对于所述含钛的水性液体的固体成分100质量份而言,还含有选自 1~400质量份有机磷酸化合物、1~400质量份钒酸化合物以及1~400 质量份的碳酸锆化合物中的至少1种。 此外,在上述任意表面处理钢板中,所述表面处理组合物,更优 选相对所述含钛的水性液体的固体成分100质量份而言,还含有30质 量份以下的选自水溶性有机树脂及水分散性有机树脂中的至少1种树 脂。 附图说明 图1是表示实施例1中作为耐水附着变色性评价基准的样板(照 片)的图。 具体实施方式 方式1 本发明人对于能够解决上述问题的被膜组成进行了研究探讨,结 果发现通过在镀锌类钢板表面,形成含有钛、镍、铝及氟的表面处理 被膜,可得到具有优异的耐热变色性、耐腐蚀性、加工部位耐腐蚀性 及耐黑变性的表面处理钢板。 作为本发明的表面处理钢板基体的镀锌类钢板可以使用例如镀锌 钢板、镀Zn-Ni合金钢板、镀Zn-Fe合金钢板(电镀钢板、合金化熔融 镀锌钢板)、镀Zn-Cr合金钢板、镀Zn-Mn合金钢板、镀Zn-Co合金 钢板、镀Zn-Co-Cr合金钢板、镀Zn-Cr-Ni合金钢板、镀Zn-Cr-Fe合 金钢板、镀Zn-Al合金钢板(例如,镀Zn-5质量%Al合金钢板、镀 Zn-55质量%Al合金钢板)、镀Zn-Mg合金钢板、镀Zn-Al-Mg合金钢 板、还有在这些镀层钢板的镀层被膜中分散金属氧化物、聚合物等的 镀锌类复合钢板(例如,Zn-SiO2分散镀层钢板)等。此外,也可以在 上述这样的镀层中,使用镀有两层以上的同种或不同镀层的多层镀层 钢板。 另外,镀层钢板可以预先在钢板表面少量镀上Ni等,在其上再进 行如上所述各种镀层。 作为镀层方法可以采用电解法(水溶液中的电解或非水溶剂中的 电解)、熔融法、气相法中可能实施的任意方法。 另外,在镀层被膜表面形成表面处理被膜时,为了不产生被膜缺 陷或不均,必要时可以预先在被膜表面进行碱脱脂、溶剂脱脂、表面 调整处理(碱性的表面调整处理或酸性的表面调整处理)等处理。 另外,为了防止在使用环境下的黑变(镀层表面氧化现象的一种), 必要时也可以使用含有铁族金属离子(Ni离子、Co离子、Fe离子中的 1种以上)的酸性或碱性水溶液,预先在镀层表面进行表面调整处理。 另外,电镀锌钢板作为基底钢板使用时,为了防止黑变,可以在 电镀液中添加铁族金属离子(Ni离子、Co离子、Fe离子中的1种以上), 使电镀被膜中含有这些金属1质量ppm以上。此时,对于电镀被膜中 铁族金属浓度的上限没有特别限定。 本发明的表面处理钢板中,在镀锌类钢板的表面形成的表面处理 被膜,为含有定量的钛、镍、铝和氟的被膜。此表面处理被膜不含有6 价铬。 通过在镀层钢板上涂布含有钛化合物的水性液体后、进行干燥或 低温加热处理,可以使被膜中含有上述钛。使用这样含钛化合物的水 性液体,可以形成致密、密合性优异、且具有耐腐蚀性、屏蔽性的含 二氧化钛的被膜。另外,涂布含钛化合物的水性液体后的加热处理温 度为200℃以下,特别优选150℃以下。 表面处理被膜中的钛附着量为0.01~0.5g/m2,优选为0.03~ 0.3g/m2。当钛附着量不足0.01g/m2时,很难致密地涂覆全部镀层钢板 表面,耐腐蚀性、特别是加工部位的耐腐蚀性低劣。另一方面,当钛 附着量超过0.5g/m2时,由于被膜内部应力,容易引起钢板加工时被膜 剥离。 上述镍是提高耐黑变性的有效成分,通过在上述含有钛化合物的 水性液体中添加镍化合物,可以使被膜中含有镍。 表面处理被膜中镍的含量,相对于100质量份的钛而言为0.01~5 质量份,优选为0.05~1.5质量份。镍含量相对于100质量份的钛而言 不足0.01质量份时,无法充分得到改善黑变的效果。另一方面,当超 过5质量份时,虽然充分改善了黑变,但耐腐蚀性显著恶化。 上述铝是提高耐腐蚀性的有效成分,通过在上述含钛化合物的水 性液体中添加铝化合物,可以使被膜中含有铝。 表面处理被膜中铝的含量,相对于100质量份的钛而言为0.1~25 质量份,优选为0.5~10质量份。铝含量相对于100质量份的钛而言不 足0.1质量份时,耐腐蚀性提高得不充分。另一方面,当超过25质量 份时,多余的添加量使耐腐蚀性恶化,可以认为这是由于不能适当地 形成由二氧化钛产生的屏蔽性被膜的缘故。 另外,特别是从使耐黑变性和耐腐蚀性共存的观点出发,期望在 表面处理被膜中含有的镍和铝的质量比在1∶1~1∶50的范围,优选在 1∶5~1∶25的范围。 上述氟是提高耐腐蚀性、特别是加工部位的耐腐蚀性和耐水附着 变色性等的有效成分,通过在上述含有钛化合物的水性液体中添加含 氟化合物,可以使被膜中含有氟。 表面处理被膜中氟的含量,相对于100质量份的钛而言为1~500 质量份,优选为10~400质量份。氟含量相对于100质量份的钛而言 不足1质量份时,未见耐腐蚀性的提高效果。另一方面,当超过500 质量份时,不仅耐腐蚀性的提高效果饱和,而且阻碍为了耐黑变性而 存在的镍的效果。 还可以使表面处理被膜中含有锆、磷、钒等中的1种以上。 上述锆是提高碱脱脂后的耐腐蚀性的有效成分,通过在上述含有 钛化合物的水性液体中添加锆化合物,可以使被膜中含有锆。 表面处理被膜中锆的含量,相对于100质量份的钛而言为2~1000 质量份,优选为30~1000质量份。锆含量相对于100质量份的钛而言 不足2质量份时,无法充分得到由添加锆所产生的效果。另一方面, 当超过1000质量份时,由于过剩的添加量,不仅碱脱脂后耐腐蚀性的 提高效果饱和,而且阻碍了钛的效果。 上述磷是提高含有上述钛化合物的水性液体的储藏稳定性的有效成 分,通过在相同的水性液体中添加含磷化合物,可以使被膜中含有磷。 表面处理被膜中磷的含量,相对于100质量份的钛而言为1~300 质量份,优选10~200质量份为宜。磷含量相对于100质量份的钛而 言不足1质量份时,无法充分得到添加磷产生的效果。另一方面,当 添加超过300质量份这样的过剩的量时,不仅磷的效果饱和,而且阻 碍了钛的效果。 上述钒虽然使耐热变色性略微恶化,但是为提高耐水附着变色性 的有效成分,通过在上述含有钛化合物的水性液体中添加钒化合物, 可以使被膜中含有钒。 表面处理被膜中钒的含量,相对于100质量份的钛而言为1~300 质量份,优选5~300质量份为宜。钒含量相对于100质量份的钛而言 不足1质量份时,无法充分得到添加钒产生的效果。另一方面,当添 加超过300质量份这样过剩的量时,不仅钒的效果饱和,而且阻碍了 钛的效果。 如上所述的表面处理被膜的成分分析,可以通过例如以下方法进 行。首先,在已知被膜面积的表面处理钢板的表面,涂布浓硫酸使镀 层一起溶解,以蒸馏水冲洗,收集在长颈烧瓶中,进行酸分解,另外 添加浓盐酸使未溶解物全部溶解,可以通过使用ICP分光分析装置的 标准曲线法对钛、锆、磷、钒、镍进行分析。可以使用波长分散型的 荧光X射线分析装置,由已知浓度的氟化合物制成的标准曲线对氟进 行定量。对于铝,将如上所述的使镀层一起溶解的酸分解液和仅使镀 层溶解的酸分解液的ICP分析值之差作为被膜中铝的量。 如上所述的本发明的表面处理被膜,是通过在镀层钢板表面上涂 布水性处理液(表面处理组合物)、干燥或加热烧结而得到的,优选 各被膜成分由以下所示的处理液成分供给。由选自水解性钛化合物、 水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化钛、氢氧化钛的低缩合物中的至 少1种钛化合物和双氧水混合得到的含钛的水性液体(A),供给钛。 上述水解性钛化合物为具有与钛直接结合的水解性基团的钛化合 物,通过与水、水蒸汽等水分反应,生成氢氧化钛。另外,水解性钛 化合物可以是与钛结合的基团全部为水解性基团,也可以与钛结合的 基团一部分为水解性基团。 上述水解性基团如果是通过如上所述的与水分反应生成氢氧化 钛,则没有特别的限定,可以列举例如低级烷氧基或与钛形成盐的基 团(例如,氯等卤素原子、氢原子、硫酸根离子等)等。 含有作为水解性基团的低级烷氧基的水解性钛化合物,特别优选 为通式Ti(OR)4(式中R表示相同或不同的碳数为1~5的烷基)表示 的四烷氧基钛。作为碳数为1~5的烷基可以列举,例如甲基、乙基、 正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等。 含有与钛形成盐的基团作为水解性基团的水解性钛化合物,可以 列举氯化钛、硫酸钛等作为代表物。 另外,水解性钛化合物的低缩合物为上述水解性钛化合物之间的 低缩合物。此低缩合物中与钛结合的基团可以全部为水解性基团,与 钛结合的基团也可以一部分为水解性基团。 关于水解性基团为与钛形成盐的基团的水解性钛化合物(例如, 氯化钛、硫酸钛等),通过水解性钛化合物的水溶液与氨或氢氧化钠 等碱性溶液的反应得到的原钛酸(氢氧化钛凝胶),也可以作为低缩 合物使用。 作为水解性钛化合物的低缩合物及氢氧化钛的低缩合物,可以使 用缩合度为2~30的化合物,特别优选使用缩合度为2~10的化合物。 当缩合度超过30时,与双氧水混合时生成白色沉淀,不能得到稳定的 含钛的水性液体。 以上列举的水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧 化钛、氢氧化钛的低缩合物,可以使用1种或2种以上,但其中特别 优选上述通式表示的作为水解性钛化合物的四烷氧基钛。 含钛的水性液体(A)如果是通过上述钛化合物和双氧水混合得到 的含钛的水性液体,则没有特殊的限制,可以使用现有已知的,具体 可以列举如下。 (i)在含氢氧化钛的凝胶或溶胶中,添加双氧水得到的钛氧离子过 氧化氢络合物或钛酸(过氧化钛水和物)水溶液(参照日本特开昭 63-35419号公报、日本特开平1-224220号公报)。 (ii)由氯化钛或硫酸钛的水溶液和碱性溶液制造的氢氧化钛凝胶, 与双氧水作用合成得到的用于形成二氧化钛膜的液体(参照日本特开 平9-71418号公报、日本特开平10-67516号公报)。 得到该用于形成二氧化钛膜液体时,通过使氯化钛或硫酸钛水溶 液与氨或氢氧化钠等碱性溶液反应,可以使被称为原钛酸的氢氧化钛 凝胶沉淀。之后,通过倾析重复进行氢氧化钛凝胶的分离和水洗,再 加入双氧水,经过分解除去多余的过氧化氢,可以得到黄色透明的粘 性液体。 沉淀的上述原钛酸为由OH彼此的聚合或氢键产生的高分子化凝 胶状态,不能直接作为含钛的水性液体使用。如在此凝胶中加入双氧 水,OH的一部分即成为过氧化状态,作为过氧化钛酸离子溶解,或者 高分子链被切断使其低分子化这样一种溶胶状态,多余的过氧化氢分 解为水和氧,可以作为形成无机膜用的含钛的水性液体使用。 由于此溶胶除了钛原子之外只含有氧原子和氢原子,所以通过干 燥或煅烧变为二氧化钛时,只产生水和氧,因此无须在溶胶凝胶法或 硫酸盐等的热分解中除去必要的碳成分或卤素成分,在低温下也可形 成密度比较高的二氧化钛膜。 (iii)在氯化钛或硫酸钛的无机钛化合物水溶液中,加入双氧水生 成过氧化钛水和物之后,添加碱性物质得到的溶液通过放置或加热, 生成过氧化钛水和物聚合体的沉淀物,之后,除去至少来自含钛原料 溶液中的水之外的溶解成分后,与过氧化氢作用得到的用于形成钛氧 化物的溶液(参照日本特开2000-247638号公报、日本特开2000-247639 号公报)。 使用水解性钛化合物和/或其低缩合物(以下为了说明方便称为 “水解性钛化合物a”)作为钛化合物的含钛的水性液体(A),可以 通过使水解性钛化合物a与双氧水在反应温度1~70℃下,反应约10 分钟~20分钟获得。 认为使用此水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A),是通过使 水解性钛化合物a与双氧水反应,水解性钛化合物a在水中被水解,生 成含有羟基的钛化合物,之后,过氧化氢与此含羟基的钛化合物配位 而成,是此水解反应和由过氧化氢引起的配位几乎同时发生而得到的, 生成室温范围的稳定性极高、可以长期保存的螯合物液体。现有制法 中使用的氢氧化钛凝胶,由于Ti-O-Ti键部分立体化,与此凝胶和双氧 水反应得到的含钛的水性液体(A),在组成及稳定性上均有本质不同。 另外,使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)经80℃以 上加热处理或高压灭菌处理,可得到含有结晶化的二氧化钛超微粒的 二氧化钛分散液。上述加热处理或高压灭菌处理低于80℃时,二氧化 钛的结晶化进行不充分。期望这样制造的二氧化钛分散液中,二氧化 钛超微粒的平均粒径为10nm以下,优选约为1~6nm。二氧化钛超微 粒的平均粒径如果大于10nm,则造膜性降低(作为涂布后干燥的被膜 时,膜厚1μm以上,产生裂纹),因此不优选。此二氧化钛分散液的 外观为半透明状。这样的二氧化钛分散液也可以作为含钛的水性液体 (A)使用。 通过将包含使用了水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)的水 性处理液(也称为表面处理组合物),在镀层钢板表面上涂布、干燥 (例如,低温加热干燥),其自身可以形成附着性优异的致密的含二 氧化钛被膜(表面处理被膜)。 作为涂布水性处理液后的加热温度,例如为200℃以下,特别优 选150℃以下。通过在这样的温度下加热干燥,可以形成含有若干羟基 的非晶质(无定形)的含二氧化钛被膜。 另外,经过如上所述80℃以上的加热处理或高压灭菌处理,得到 的二氧化钛分散液作为含钛的水性液体(A)使用时,只涂布水性处理 液也可以形成结晶性的含二氧化钛被膜,因此作为不能加热处理的材 料的涂层材料是有用的。 另外,作为含钛的水性液体(A),在二氧化钛溶胶存在下,也可 以使用水解性钛化合物a与双氧水反应得到的含钛的水性液体(A1)。 上述二氧化钛溶胶是无定形二氧化钛微粒或/和锐钛矿型二氧化 钛微粒在水(根据需要,可以添加例如醇类、醇醚类等水性有机溶剂) 中分散的溶胶。此二氧化钛溶胶可以使用现有已知的,例如将(i)水解 硫酸钛或硫酸氧钛等含钛溶液得到的二氧化钛凝聚物、(ii)水解烷氧基 钛等有机钛化合物得到的二氧化钛凝聚物、(iii)水解或中和四氯化钛 等卤化钛溶液得到的二氧化钛凝聚物等二氧化钛凝聚物分散于水中, 得到的无定形二氧化钛溶胶,或者煅烧上述二氧化钛凝聚物成为锐钛 矿型钛微粒,将其分散在水中的溶胶。 上述无定形二氧化钛的煅烧中,至少在锐钛矿结晶温度以上的温 度下,例如400~500℃以上的温度下煅烧时,可以使无定形二氧化钛 转换为锐钛矿型二氧化钛。此二氧化钛的水性溶胶可以列举为,例如 TKS-201(商品名,テイカ公司制,锐钛矿型结晶形,平均粒径6nm)、 TA-15(商品名,日产化学公司制,锐钛矿型结晶形)、STS-11(商品 名,石原产业公司制,锐钛矿型结晶形)等。 在含钛的水性液体(A1)中,上述二氧化钛溶胶x与钛过氧化氢 反应物y(水解性钛化合物a和双氧水的反应产物)的质量比x/y为 1/99~99/1,优选为约10/90~90/10的范围比较适宜。当质量比x/y 不足1/99时,在稳定性、光反应性等方面没有充分获得添加二氧化钛 溶胶的效果,另一方面,当超过99/1时造膜性差,因此不优选。 通过在二氧化钛溶胶存在下,使水解性钛化合物a与双氧水在反 应温度1~70℃下反应约10分钟~20分钟,可以得到含钛的水性液体 (A1)。 含钛的水性液体(A1)的生成方式和其特性,与之前所述的使用 水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)相同,但特别由于使用了二 氧化钛溶胶,合成时引起一部分缩合反应,抑制增稠。认为其原因为 缩合反应物吸附于二氧化钛溶胶表面,抑制了溶液状态的高分子化。 另外,含钛的水性液体(A1)在80℃以上加热处理或高压灭菌处 理时,得到含有结晶化的二氧化钛超微粒的二氧化钛分散液。为得到此 二氧化钛分散液的温度条件、结晶化的二氧化钛超微粒的粒径、分散液 外观等,也与之前所述的使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A) 相同。这样的二氧化钛分散液也可以作为含钛的水性液体(A1)使用。 与之前所述的使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)相同, 包含含钛的水性液体(A1)的水性处理液(表面处理组合物),通过 在镀层钢板表面上涂布、干燥(例如,低温加热干燥),其自身可以 形成附着性优异的致密的含二氧化钛被膜(表面处理被膜)。 作为涂布水性处理液后的加热温度,例如为200℃以下,特别优 选150℃以下。通过在这样的温度下加热干燥,可以形成含有若干羟基 的锐钛矿型含二氧化钛被膜。 如上所述在含钛的水性液体(A)中,使用了水解性钛化合物a 的含钛的水性液体(A)或含钛的水性液体(A1),由于具有储藏稳定 性、耐腐蚀性等优异的性能,在本发明中特别优选使用这些。 相对选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化 钛、氢氧化钛的低缩合物中至少1种的钛化合物,双氧水的配合比例, 相对于10质量份的钛化合物而言以过氧化氢换算为0.1~100质量份, 优选成为期望的1~20质量份。双氧水的配合比例以过氧化氢换算不 足0.1质量份时,由于螯合物形成不充分,生成白色混浊的沉淀。另一 方面,当超过100质量份时,未反应的过氧化氢容易残存,储藏中放 出危险的活性氧,因此不优选。 双氧水的过氧化氢浓度没有特别限定,从与处理容易性、涂装作 业性相关的生成液体的固体成分浓度适当的角度,优选约为3~30质 量%。 含钛的水性液体(A)中,根据需要也可以添加其他的溶胶或颜料 使其分散。例如,作为添加物可以列举市售的二氧化钛溶胶或二氧化 钛粉末、云母、滑石粉、硅石、氧化钡、粘土等,可以添加这些中的1 种以上。 水性处理液(表面处理组合物)中的含钛的水性液体(A)的含量, 从处理液的稳定性等观点出发,优选以固体成分计为1~100g/L,优选 5~50g/L。 通过在水性处理液中添加例如醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍等中的1 种或2种以上,可以使被膜中含有镍。其中从耐黑变性的观点出发, 醋酸镍非常适宜。 通过在水性处理液中添加例如硝酸铝、醋酸铝、硫酸铝、氧化铝、 乙酰丙酮铝、铝酸盐等中的1种或2种以上,可以使被膜中含有铝。 通过在水性处理液中添加例如氟化锆铵、氟化锆钾、氢氟化锆、 氟化钛铵、氢氟酸、氢氟酸铵等中的1种或2种以上,可以使被膜中 含有氟。其中氟化锆铵、氢氟化锆中的1种以上非常适宜,即,氟化 锆铵从碱脱脂后的耐腐蚀性、耐水附着变色性的观点出发而优选,氢 氟化锆从碱脱脂后的耐腐蚀性的观点出发而优选。 优选在水性处理液中添加有机磷酸化合物使被膜中含有磷。有机 磷酸化合物可以列举,例如1-羟基甲烷-1,1-二膦酸、1-羟基乙烷-1,1- 二膦酸、1-羟基丙烷-1,1-二膦酸等含有羟基的有机亚磷酸;2-羟基磷酰 基乙酸、2-磷酰基丁烷-1,2,4-三羧酸等含有羧基的有机亚磷酸、及其盐 等作为适宜的化合物,可以使用这些中的1种或2种以上。其中以1- 羟基乙烷-1,1-二膦酸的效果显著,特别优选。 通过在水性处理液中添加例如偏钒酸锂、偏钒酸钾、偏钒酸钠、 偏钒酸铵、无水钒酸等中的1种或2种以上,可以使被膜中含有钒。 其中从耐水附着变色性等观点出发,优选偏钒酸铵。 通过在水性处理液中添加碳酸锆的钠、钾、锂、铵等盐中的1种 或2种以上,可以使被膜中含有锆。其中从耐水附着变色性等观点出 发,优选碳酸锆铵。 此外,也可以使本发明的表面处理被膜中含有提高耐腐蚀性的有 机树脂成分。为了使被膜中含有有机树脂成分,可以在水性处理液中 添加水溶性有机树脂或/和水分散性有机树脂。 上述水溶性有机树脂或/和水分散性有机树脂,为可以在水中溶解 或分散的有机树脂,作为使有机树脂水溶或水分散的方法,可以采用 现有已知的方法。具体而言,有机树脂可以使用含有能够单独水溶或 可在水中分散的官能团(例如,羟基、聚氧亚烷基、羧基、氨(亚氨) 基、硫基、膦基等)的有机树脂;以及根据需要,当为酸性树脂(含 有羧基的有机树脂等)时,以乙醇胺、三乙基胺等胺化合物,氨水, 氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱性金属的氢氧化物中和这些官能 团中的一部分或者全部得到的有机树脂;而当为碱性树脂(含有氨基 的有机树脂等)时,以醋酸、乳酸等脂肪酸,磷酸等无机酸中和这些 官能团中的一部分或者全部得到的有机树脂等。 水溶性或水分散性有机树脂可以列举,例如,环氧类树脂、酚醛 类树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂、烯烃-羧酸类树脂、尼 龙类树脂、具有聚氧亚烷基链的树脂、聚乙烯醇、聚丙三醇、羧甲基 纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素等,可以使用这些中的1种或2 种以上。 根据进一步需要,表面处理被膜(或者用于形成被膜的水性处理 液)中可以含有例如硅烷偶合剂、树脂微粒、本发明成分以外的重金 属化合物、增稠剂、表面活性剂、润滑剂(聚乙烯蜡、氟蜡、巴西棕 榈蜡等)、防锈剂、着色颜料、体质颜料、防锈颜料、染料等。表面 处理被膜的被膜厚度为0.05~1.0μm,优选0.10~0.70μm,进一步优 选为0.15~0.50μm。当被膜厚度不足0.05μm时,耐腐蚀性、加工部 位耐腐蚀性以及碱脱脂后耐腐蚀性变差,另一方面,当超过1.0μm时 耐热变色性、耐腐蚀性、加工部位耐腐蚀性、碱脱脂后耐腐蚀性以及 耐水附着变色性变差。 在制造本发明的表面处理钢板时,可以在镀锌类钢板表面涂布之 前所述的水性处理液后,干燥或者加热烧结。 水性处理液的涂布方法可以任意,例如喷雾+滚挤、辊筒涂布法 等。另外,关于涂布后的干燥方式也可以任意,例如热风干方式、感 应加热方式、电炉方式等。 涂布水性处理液的干燥温度(钢板温度)优选约为60~200℃。 干燥温度不到60℃时,被膜形成不充分,成为耐腐蚀性等低劣的被膜。 另一方面,即使在超过200℃的板温下干燥,也没有得到与干燥温度相 符的耐腐蚀性提高的效果,反而出现耐腐蚀性下降的情况。可认为这 是由于热使被膜上产生裂纹。 实施例1 在用于形成被膜的水性处理液(表面处理组合物)中所使用的含 钛的水性液体(A)和成分(B)~(G)如下所示。 [含钛的水性液体(A)的制造] ·制造例1(含钛的水性液体T1) 向60质量%四氯化钛溶液5cc加蒸馏水配制成的500cc溶液中, 滴加氨水(1∶9),使氢氧化钛沉淀。用蒸馏水洗净后,加入30质量% 的双氧水溶液10cc,混匀,得到含钛的黄色半透明、具有粘性的含钛 的水性液体T1。 ·制造例2(含钛的水性液体T2) 在20℃下向30质量%双氧水10质量份和去离子水100质量份的 混合物中,经一小时滴加四异丙氧基钛10质量份和异丙醇10质量份 的混合物同时进行搅拌。之后在25℃下熟化2小时,得到黄色透明略 有粘性的含钛的水性液体T2。 [镍化合物(B)] B1:醋酸镍 B2:硝酸镍 [铝化合物(C)] C1:硝酸铝 C2:醋酸铝 [含氟化合物(D)] D1:氟化锆铵 D2:氢氟酸 [有机磷酸化合物(E)] E1:1-羟基乙烷-1,1-二膦酸 [钒酸化合物(F)] F1:偏钒酸铵 F2:偏钒酸钠 [碳酸锆化合物(G)] G1:碳酸锆铵 G2:碳酸锆钠 作为表面处理钢板的基体钢板,使用如表1所示的镀层钢板。 在镀层钢板表面上,涂布适宜配合上述含钛的水性液体(A)和成 分(B)~(G)的水性处理液(表面处理组合物),3秒钟后使最高 板温达到100℃干燥,作为供试材料。关于这些供试材料,按下述方法 进行被膜成分的分析和性能评价(耐热变色性、耐腐蚀性、加工部位 耐腐蚀性、碱脱脂后耐腐蚀性、耐黑变性、耐水附着变色性)。 其结果与各供试材料的被膜组成以及水性处理液的添加成分等, 都由表2~表5所示。 [被膜分析方法] 表面处理被膜的成分分析,如下进行。 关于钛、锆、磷、钒、镍,是在已知被膜面积的表面处理钢板的 表面,涂布浓硫酸使镀层一起溶解,以蒸馏水冲洗,收集在长颈烧瓶 中,进行酸分解,另外添加浓盐酸使未溶解物全部溶解,通过使用ICP 分光分析装置的标准曲线法进行分析。关于氟,使用波长分散型的荧 光X射线分析装置,由已知浓度的氟化合物制成的标准曲线定量。另 外关于铝,将如上所述的使镀层一起溶解的酸分解液和仅使镀层溶解 的酸分解液的ICP分析值之差作为被膜中铝的量。 [性能评价方法] (1)耐热变色性 供试材料在红外线聚焦炉(赤外線イメ一ジ炉,infrared image furnace)内加热30秒至板温500℃,保持30秒后,肉眼观察自然冷却 至室温时的表面外观,其评价基准如下。 ◎:未变色 ○:略微变色 △:变为淡黄色 ×:变为黄色~褐色 (2)耐腐蚀性 依据JIS-Z-2371-2000的中性盐水喷雾试验法,对密封了端部和背 面的供试材料(50mm×150mm)进行盐水喷雾试验,测定产生白锈面 积比率为5%的试验时间,其评价基准如下。 ◎:120小时以上 ○:96小时以上且不足120小时 △:48小时以上且不足96小时 ×:不足48小时 (3)加工部位耐腐蚀性 对于密封了端部和背面的供试材料(50mm×100mm),在外侧 2.5mmR处弯曲180度后,依据JIS-Z-2371-2000的中性盐水喷雾试验 法,对供试面进行盐水喷雾试验,在弯曲顶端部位的宽度方向50mm 长度中,测定白锈产生率为5%的试验时间,其评价基准如下。 ◎:96小时以上 ○:48小时以上且不足96小时 △:24小时以上且不足48小时 ×:不足24小时 (4)碱脱脂后耐腐蚀性 碱脱脂剂[CLN-364S](日本帕卡濑精有限公司制)在纯水中以2 质量%的浓度溶解,加热至60℃,将其在供试材料(50mm×150mm) 上喷雾2分钟后,密封端部和背面,依据JIS-Z-2371-2000的中性盐水 喷雾试验法,进行盐水喷雾试验,测定白锈产生面积比率为5%的试验 时间,其评价基准如下。 ◎:96小时以上 ○:48小时以上且不足96小时 △:24小时以上且不足48小时 ×:不足24小时 (5)耐黑变性 将供试材料静置在控制温度为80℃、相对湿度为95%的恒温恒湿 器中24小时,计算此时白色度(L值)的变化(ΔL:试验后L值- 试验前L值),其评价基准如下。 ○:ΔL≥-5.0 △:-5.0>ΔL≥-10.0 ×:-10.0>ΔL (6)耐水附着变色性 在供试材料(50mm×50mm)上大致同一点处滴加10滴离子交换 水,在加热至100℃的烘箱中干燥10分钟,干燥后立刻肉眼判定其外观, 其评价基准如下。图1显示了作为“△”和“×”标准的样板照片。 ○:未变色 △:略微变色 ×:变色 表1   No.   种类   板厚(mm)   单面的镀层附着量(g/m2)   1   电镀锌钢板   0.6   20   2   熔融镀锌钢板   0.6   60   3   合金化熔融镀锌钢板(Fe:10质量%)   0.6   45   4   熔融镀Zn-Al合金钢板(Al:55质量%)   0.6   90   5   熔融镀Zn-5质量%Al-0.5质量%Mg合金钢板   0.6   90 在表2及表4中,*1~*8表示以下内容。 *1表1中记载的镀层钢板No.1~5 *2说明书文本中记载的含钛的水性液体T1、T2 *3说明书文本中记载的镍化合物B1、B2 *4说明书文本中记载的铝化合物C1、C2 *5说明书文本中记载的含氟化合物D1、D2 *6说明书文本中记载的有机磷酸化合物E1 *7说明书文本中记载的钒酸化合物F1、F2 *8说明书文本中记载的碳酸锆化合物G1、G2 表2   No.   镀层钢板   *1                                                         处理液中的添加成分   含钛的水性液   体(A)*2  镍化合物(B)  *3  铝化合物(C)  *4  含氟化合物(D)  *5   有机磷酸化合   物(E)*6  钒酸化合物(F)  *7   碳酸锆化合物   (G)*8   发明例1   2   T1   B1   C1   D1   -     -    -   发明例2   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例3   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例4   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例5   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例6   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例7   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例8   2   T2   B2   C1   D1   -     -    -   发明例9   2   T2   B1+B2   C1   D1   -     -    -   发明例10   1   T2   B1   C2   D1   -     -    -   发明例11   3   T2   B1   C1+C2   D1   -     -    -   发明例12   4   T2   B1   C1   D2   -     -    -   发明例13   5   T2   B1   C1   D2   -     -    -   发明例14   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例15   2   T2   B1   C1   D1   -     -    -   发明例16   2   T2   B1   C1   D1   E1     -    - 表3   No.                        被膜成分   被膜厚   (μm)                                      特性  钛附着  量(g/m2)   相对于100质量份的钛而言的质量份   耐热   变色性   耐腐蚀   性   加工部   位耐腐   蚀性   碱脱脂   后耐腐   蚀性   耐黑   变性   耐水附   着变色   性   镍   铝   氟   磷   钒   锆   发明例1   0.11   0.02   5.8   80   0   0   95   0.35   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例2   0.10   0.11   4.5   75   0   0   88   0.38   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例3   0.08   3.88   17   72   0   0   102   0.32   ◎   ○   ◎   ○   ○   △   发明例4   0.24   0.01   4.8   5   0   0   9   0.40   ◎   ◎   ○   ○   ○   △   发明例5   0.15   0.05   4.2   42   0   0   50   0.30   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例6   0.08   0.32   4.5   105   0   0   134   0.36   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例7   0.03   4.43   11   380   0   0   486   0.38   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例8   0.10   0.11   4.3   80   0   0   98   0.33   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例9   0.10   0.13   4.5   62   0   0   87   0.35   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例10   0.13   0.15   4.0   60   0   0   65   0.35   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例11   0.11   0.11   3.7   102   0   0   140   0.32   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例12   0.13   0.33   5.1   15   0   0   0   0.38   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例13   0.09   4.43   4.2   62   0   0   0   0.25   ◎   ○   ◎   ○   ○   △   发明例14   0.03   0.10   6.5   80   0   0   108   0.09   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例15   0.41   0.15   2.2   95   0   0   80   0.91   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例16   0.07   0.11   3.5   65   64   0   89   0.29   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △ 表4   No.   镀层钢板*1                                                     处理液中的添加成分   含钛的水性   液体(A)   *2   镍化合物   (B)*3   铝化合物   (C)*4   含氟化合物   (D)*5   有机磷酸化   合物(E)   *6   钒酸化合物   (F)*7   碳酸锆化合   物(G)*8   发明例17   2   T2   B1   C1   D1   E1   -   -   发明例18   2   T2   B1   C1   D1   -   F1   -   发明例19   2   T2   B1   C1   D1   -   F1   -   发明例20   2   T2   B1   C1   D1   E1   F1   -   发明例21   2   T2   B1   C1   D1   E1   F2   -   发明例22   2   T2   B1   C1   D1   -   -   G1   发明例23   2   T2   B1   C1   D1   -   -   G1   发明例24   2   T2   B1   C1   D1   E1   F1   G1   发明例25   2   T2   B1   C1   D1   E1   F1   G2   比较例1   2   T2   -   C1   D1   -   -   -   比较例2   2   T2   B1   C1   D1   -   -   -   比较例3   2   T2   B1   -   D1   -   -   -   比较例4   2   T2   B1   C1   D1   -   -   -   比较例5   2   T2   B1   C1   -   -   -   -   比较例6   2   T2   B1   C1   D1   -   -   -   比较例7   2   T2   B1   C1   D1   -   -   -   比较例8   2   -   -   -   D1   -   F1   G1   比较例9   2   T2   B1   C1   D1   -   F1   G1   比较例10   2   T2   B1   C1   D1   E1   F1   G1 表5   No.                        被膜成分   被膜厚   (μm)                                  特性   钛附着   量(g/m2)   相对于100质量份的钛而言的质量份   耐热   变色性   耐腐蚀   性   加工部   位耐腐   蚀性   碱脱脂   后耐腐   蚀性   耐黑   变性   耐水附   着变色   性   镍   铝   氟   磷   钒   锆   发明例17   0.05   0.11   2.8   52   185   0   68   0.25   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例18   0.06   0.11   1.8   66   0   105   82   0.28   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   ○   发明例19   0.05   0.11   2.6   93   0   254   106   0.32   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   ○   发明例20   0.07   0.11   1.5   69   75   38   0   0.40   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   ○   发明例21   0.05   0.11   1.8   112   80   82   0   0.38   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   ○   发明例22   0.05   0.11   2.1   68   0   0   87   0.20   ○   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例23   0.05   0.11   4.0   91   0   0   174   0.18   ○   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例24   0.34   0.11   1.5   45   102   15   87   0.78   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   △   发明例25   0.18   0.11   1.9   75   89   145   97   0.80   ◎   ◎   ◎   ◎   ○   ○   比较例1   0.11   0   4.1   86   0   0   0   0.31   ○   ○   ○   ○   ×   △   比较例2   0.11   8.31   4.2   76   0   0   0   0.35   ○   ×   ×   ×   ○   △   比较例3   0.12   0.11   0   84   0   0   0   0.38   ○   ×   ×   ×   ○   △   比较例4   0.08   0.11   28   69   0   0   0   0.36   ○   △   △   △   △   △   比较例5   0.25   0.11   5.6   0   0   0   0   0.40   ○   △   ×   ◎   ○   △   比较例6   0.03   4.43   8.1   546   0   0   0   0.25   ○   ○   ○   ○   ×   ×   比较例7   0.67   0.11   4.8   80   0   0   0   1.25   ×   ×   ×   ×   △   △   比较例8   0   0   0   (0.05)   0   (0.05)   (0.12)   0.15   ○   ×   ×   ×   ×   ×   比较例9   0.01   0.11   0.5   20   0   82   82   0.03   ○   △   ×   ×   ○   ○   比较例10   0.50   0.11   4.2   380   185   254   486   1.10   △   △   ×   ×   ○   × *比较例8的被膜成分量的单位为(g/m2) 方式2 本发明人对于能够解决上述问题的被膜组成进行了研究探讨,结 果发现通过在镀锌类钢板或镀铝类钢板表面,使用相对特定的含钛的 水性液体而言,以规定比例复合添加镍化合物、铝化合物以及含氟化 合物,根据进一步需要适量添加有机磷酸化合物、钒酸化合物、碳酸 锆化合物、水性有机树脂的表面处理组合物,形成表面处理被膜,得 到具有优异耐腐蚀性、耐热变色性以及耐黑变性的表面处理钢板。 本发明的表面处理钢板,具有通过在镀锌类钢板或镀铝类钢板表 面涂布、干燥表面处理组合物(I)后形成的规定被膜附着量的表面处 理被膜。所述表面处理组合物(I)中配合了含钛的水性液,以及相对于 此以规定比例混合镍化合物(B)、铝化合物(C)和含氟化合物(D), 其中所述含钛的水性液体,是将选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的 低缩合物、氢氧化钛、氢氧化钛的低缩合物中的至少1种钛化合物与双氧 水混合得到的含钛的水性液体,根据进一步需要以规定比例配合了选自 有机磷酸化合物(E)、钒酸化合物(F)、碳酸锆化合物(G)、水溶 性有机树脂(H)以及水分散性有机树脂(H)中的至少1种。此表面 处理被膜不含有6价铬。 作为本发明的表面处理钢板基体的镀锌类钢板,可以使用例如镀 锌钢板、镀Zn-Ni合金钢板、镀Zn-Fe合金钢板(电镀钢板、合金化熔 融镀锌钢板)、镀Zn-Cr合金钢板、镀Zn-Mn合金钢板、镀Zn-Co合 金钢板、镀Zn-Co-Cr合金钢板、镀Zn-Cr-Ni合金钢板、镀Zn-Cr-Fe 合金钢板、镀Zn-Al合金钢板(例如,镀Zn-5质量%Al合金钢板、镀 Zn-55质量%Al合金钢板)、镀Zn-Mg合金钢板、镀Zn-Al-Mg合金钢 板、还有在这些镀层钢板的镀层被膜中分散金属氧化物、聚合物等的 镀锌类复合钢板(例如,Zn-SiO2分散镀层钢板)等。此外,也可以在 上述这样的镀层中,使用镀有两层以上的同种或不同镀层的多层镀层 钢板。 另外,本发明的表面处理钢板基体的镀铝类钢板,可以使用镀铝 钢板、镀Al-Si合金钢板等。 另外,镀层钢板可以预先在钢板表面镀少量Ni等,其上也可以进 行如上所述各种镀层。作为镀层方法可以采用电解法(水溶液中的电 解或非水溶剂中的电解)、熔融法、气相法中可能实施的任意方法。 另外,在镀层被膜表面形成表面处理被膜时,为了不产生被膜缺 陷或不均,必要时可以预先在被膜表面进行碱脱脂、溶剂脱脂、表面 调整处理(碱性的表面调整处理或酸性的表面调整处理)等处理。 另外,为了防止在使用环境下的黑变(镀层表面氧化现象的一种), 必要时也可以使用含有铁族金属离子(Ni离子、Co离子、Fe离子中的 1种以上)的酸性或碱性水溶液,预先在镀层表面实施表面调整处理。 另外,电镀锌钢板作为基底钢板使用时,为了防止黑变,可以在 电镀液中添加铁族金属离子(Ni离子、Co离子、Fe离子中的1种以上), 使电镀被膜中含有这些金属1ppm以上。此时,对于电镀被膜中铁族金 属浓度的上限没有特别限定。 在本发明的表面处理钢板中,在镀锌类钢板或镀铝类钢板的表面 上形成的表面处理被膜,是通过涂布以含钛的水性液体(A)、镍化合 物(B)、铝化合物(C)以及含氟化合物(D)为必须成分的表面处 理组合物(I),使其干燥形成的。 上述含钛的水性液体(A),是选自水解性钛化合物、水解性钛化 合物的低缩合物、氢氧化钛、氢氧化钛的低缩合物中至少1种的钛化 合物与双氧水混合得到的含钛的水性液体。 上述水解性钛化合物是具有与钛直接结合的水解性基团的钛化合 物,通过与水、水蒸汽等水分反应,生成氢氧化钛。另外,水解性钛 化合物可以是与钛结合的基团全部为水解性基团,也可以与钛结合的 基团一部分为水解性基团。 上述水解性基团如果是通过如上所述的与水分反应生成氢氧化 钛,则没有特别的限定,可以列举例如低级烷氧基或与钛形成盐的基 团(例如,氯等卤素原子、氢原子、硫酸根离子等)等。 含有作为水解性基团的低级烷氧基的水解性钛化合物,特别优选 为通式Ti(OR)4(式中R表示相同或不同的碳数为1~5的烷基)表示 的四烷氧基钛。作为碳数为1~5的烷基可以列举,例如甲基、乙基、 正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等。含有作为水 解性基团的与钛形成盐的基团的水解性钛化合物,可以列举氯化钛、 硫酸钛等作为代表物。 另外,水解性钛化合物的低缩合物为上述水解性钛化合物之间的 低缩合物。此低缩合物中与钛结合的基团可以全部为水解性基团,与 钛结合的基团也可以一部分为水解性基团。 关于水解性基团为与钛形成盐的基团的水解性钛化合物(例如, 氯化钛、硫酸钛等),通过该水解性钛化合物的水溶液与氨或氢氧化 钠等碱性溶液的反应得到的原钛酸(氢氧化钛凝胶),也可以作为低 缩合物使用。 作为水解性钛化合物的低缩合物及氢氧化钛的低缩合物,可使用 缩合度为2~30的化合物,特别优选使用缩合度为2~10的化合物。 当缩合度超过30时,与双氧水混合时生成白色沉淀,不能得到稳定的 含钛的水性液体。 以上列举的水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧 化钛、氢氧化钛的低缩合物,可以使用1种或2种以上,但其中特别 优选上述通式表示的作为水解性钛化合物的四烷氧基钛。 含钛的水性液体(A)如果是通过上述钛化合物和双氧水混合得到 的含钛的水性液体,则没有特殊的限制,可以使用现有已知的。具体 可以列举如下。 (i)在含氢氧化钛的凝胶或溶胶中,添加双氧水得到的钛氧离子过 氧化氢络合物或钛酸(过氧化钛水和物)水溶液(参照日本特开昭 63-35419号公报、日本特开平1-224220号公报)。 (ii)由氯化钛或硫酸钛的水溶液和碱性溶液制造的氢氧化钛凝胶, 与双氧水作用合成得到的用于形成二氧化钛膜的液体(参照日本特开 平9-71418号公报、日本特开平10-67516号公报)。 得到该用于形成二氧化钛膜液体时,通过使具有与钛形成盐的基 团的氯化钛或硫酸钛水溶液和氨或氢氧化钠等碱性溶液反应,可以使 被称为原钛酸的氢氧化钛凝胶沉淀。之后,通过用水倾析分离氢氧化 钛凝胶,充分水洗,再加入双氧水,经过分解除去多余的过氧化氢, 可以得到黄色透明的粘性液体。 沉淀的上述原钛酸为由OH彼此的聚合或氢键产生的高分子化凝 胶状态,不能直接作为含钛的水性液体使用。在此凝胶中加入双氧水, OH的一部分即成为过氧化状态,作为过氧化钛酸离子溶解,或者成为 高分子链被切断使其低分子化这样一种溶胶状态,多余的过氧化氢分 解为水和氧,即可以作为形成无机膜用的含钛的水性液体使用。 由于此溶胶除了钛原子之外只含有氧原子和氢原子,所以通过干 燥或煅烧变为二氧化钛时,只产生水和氧,因此无须在溶胶凝胶法或 硫酸盐等的热分解中除去必要的碳成分或卤素成分,在低温下也可形 成密度比较高的二氧化钛膜。 (iii)在氯化钛或硫酸钛的无机钛化合物水溶液中,加入双氧水生 成过氧化钛水和物之后,添加碱性物质得到的溶液通过放置或加热, 生成过氧化钛水和物聚合体的沉淀物,之后,除去至少来自含钛原料 溶液中的水之外的溶解成分后,与过氧化氢作用得到的用于形成钛氧 化物的溶液(参照日本特开2000-247638号公报、日本特开2000-247639 号公报)。 使用水解性钛化合物和/或其低缩合物(以下为了说明方便称为 “水解性钛化合物a”)作为钛化合物的含钛的水性液体(A),可以 通过使水解性钛化合物a与双氧水在反应温度1~70℃下,反应约10 分钟~20分钟获得。 认为使用此水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A),是通过使 水解性钛化合物a与双氧水反应,水解性钛化合物a在水中被水解,生 成含有羟基的钛化合物,之后,过氧化氢与此含羟基的钛化合物配位 而成,是此水解反应和由过氧化氢引起的配位几乎同时发生而得到的, 生成室温范围的稳定性极高、可以长期保存的螯合物液体。现有制法 中使用的氢氧化钛凝胶,由于Ti-O-Ti键部分立体化,与此凝胶和双氧 水反应得到的含钛的水性液体(A),在组成及稳定性上均有本质不同。 另外,使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)经80℃以 上加热处理或高压灭菌处理,可得到含有结晶化的二氧化钛超微粒的 二氧化钛分散液。上述加热处理或高压灭菌处理低于80℃时,二氧化 钛的结晶化进行不充分。期望这样制造的二氧化钛分散液中,二氧化 钛超微粒的平均粒径为10nm以下,优选约为1~6nm。二氧化钛超微 粒的平均粒径如果大于10nm,则造膜性降低(作为涂布后干燥的被膜 时,膜厚1μm以上,产生裂纹),因此不优选。此二氧化钛分散液的 外观为半透明状。这样的二氧化钛分散液也可以作为含钛的水性液体 (A)使用。 通过将包含使用了水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)的表 面处理组合物(也称为水性处理液)(I),在镀层钢板表面上涂布、 干燥(例如,低温加热干燥),其自身可以形成附着性优异的致密的 含二氧化钛被膜(表面处理被膜)。 作为涂布表面处理组合物(I)后的加热温度,例如为200℃以下, 特别优选150℃以下。通过在这样的温度下加热干燥,可以形成含有若 干羟基的非晶质(无定形)的含二氧化钛被膜。 另外,经过如上所述的80℃以上的加热处理或高压灭菌处理,得 到的二氧化钛分散液作为含钛的水性液体(A)使用时,只涂布表面处 理组合物(I)也可以形成结晶性的含二氧化钛被膜,因此作为不能加 热的处理材料的涂层材料是有用的。 另外,作为含钛的水性液体(A),在二氧化钛溶胶存在下,也可 以使用水解性钛化合物a与双氧水反应得到的含钛的水性液体(A1)。 上述二氧化钛溶胶是无定形二氧化钛微粒或/和锐钛矿型二氧化 钛微粒在水(根据需要,可以添加例如醇类、醇醚类等水性有机溶剂) 中分散的溶胶。此二氧化钛溶胶可以使用现有已知的,例如将(i)水解 硫酸钛或硫酸氧钛等含钛溶液得到的二氧化钛凝聚物、(ii)水解烷氧基 钛等有机钛化合物得到的二氧化钛凝聚物、(iii)水解或中和四氯化钛 等卤化钛溶液得到的二氧化钛凝聚物等二氧化钛凝聚物分散于在水 中,得到无定形二氧化钛溶胶,或者煅烧上述二氧化钛凝聚物成为锐 钛矿型钛微粒,将其分散在水中的溶胶。 上述无定形二氧化钛的煅烧中,至少在锐钛矿结晶温度以上的温 度下,例如400~500℃以上的温度下煅烧时,可以使无定形二氧化钛 转换为锐钛矿型二氧化钛。此二氧化钛的水性溶胶可以列举为,例如 TKS-201(商品名,テイカ公司制,锐钛矿型结晶形,平均粒径6nm)、 TA-15(商品名,日产化学公司制,锐钛矿型结晶形)、STS-11(商品 名,石原产业公司制,锐钛矿型结晶形)等。在含钛的水性液体(A1) 中,上述二氧化钛溶胶x与钛过氧化氢反应物y(水解性钛化合物a和 双氧水的反应产物)的质量比x/y为1/99~99/1,优选为约10/90~ 90/10的范围比较适宜。质量比x/y不足1/99时,在稳定性、光反应 性等方面没有充分获得添加二氧化钛溶胶的效果,另一方面,当超过 99/1时造膜性差,因此不优选。 通过在二氧化钛溶胶存在下,使水解性钛化合物a与双氧水在反 应温度1~70℃下反应约10分钟~20分钟,可以得到含钛的水性液体 (A1)。 含钛的水性液体(A1)的生成方式和其特性,与之前所述的使用 水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)相同,但特别由于使用了二 氧化钛溶胶,合成时引起一部分缩合反应,抑制增稠。认为其原因为 缩合反应物吸附于二氧化钛溶胶表面,抑制了溶液状态的高分子化。 另外,含钛的水性液体(A1)在80℃以上加热处理或高压灭菌处 理时,得到含有结晶化的二氧化钛超微粒的二氧化钛分散液。为得到 此二氧化钛分散液的温度条件、结晶化的二氧化钛超微粒的粒径、分 散液外观等,也与之前所述的使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体 (A)相同。这样的二氧化钛分散液也可以作为含钛的水性液体(A1) 使用。 与之前所述的使用水解性钛化合物a的含钛的水性液体(A)相同, 包含含钛的水性液体(A1)的表面处理组合物(I),通过在镀层钢板 表面上涂布、干燥(例如,低温加热干燥),其自身可以形成附着性 优异的致密的含二氧化钛被膜(表面处理被膜)。 作为涂布表面处理组合物(I)后的加热温度,例如为200℃以下, 特别优选150℃以下。通过在这样的温度下加热干燥,可以形成含有若 干羟基的锐钛矿型含二氧化钛被膜。 如上所述即使在含钛的水性液体(A)中,使用水解性钛化合物a 的含钛的水性液体(A)或含钛的水性液体(A1),由于具有储藏稳定 性、耐腐蚀性等优异的性能,在本发明中特别优选使用这些。 相对选自水解性钛化合物、水解性钛化合物的低缩合物、氢氧化 钛、氢氧化钛的低缩合物中至少1种的钛化合物,双氧水的配合比例, 相对于10质量份的钛化合物而言以过氧化氢换算为0.1~100质量份, 优选成为期望的1~20质量份。双氧水的配合比例以过氧化氢换算不 足0.1质量份时,由于螯合物形成不充分,生成白色混浊的沉淀。另一 方面,当超过100质量份时,未反应的过氧化氢容易残存,储藏中放 出危险的活性氧,因此不优选。 双氧水的过氧化氢浓度没有特别限定,从与处理容易性、涂装作 业性相关的生成液体的固体成分浓度适当的角度,优选约为3~30质 量%。。 含钛的水性液体(A)中,根据需要也可以添加其他的溶胶或颜料 使其分散。例如,作为添加物可以列举市售的二氧化钛溶胶或二氧化 钛粉末、云母、滑石粉、硅石、氧化钡、粘土等,可以添加这些中的1 种以上。 表面处理组合物(I)中的含钛的水性液体(A)的含量,从处理 液的稳定性等观点出发,优选以固体成分计为1~100g/L,优选5~ 50g/L。 本发明中使用的表面处理组合物(I),为在含钛的水性液体(A) 中复合添加镍化合物(B)、铝化合物(C)以及含氟化合物(D), 得到以下这样的效果。即,如果在含钛的水性液体(A)中添加含氟化 合物(D),则耐腐蚀性和储藏稳定性提高,但耐黑变性变差。另一方 面,当添加镍化合物(B)时,则耐黑变性提高,但耐腐蚀性变差。因 此以添加铝化合物(C)来抑制耐腐蚀性的恶化。因此认为通过在含钛 的水性液体(A)中,复合添加镍化合物(B)、铝化合物(C)以及 含氟化合物(D),使耐腐蚀性、储藏稳定性、耐黑变性均达到良好。 为了提高耐黑变性,配合上述镍化合物(B),镍化合物(B)可 以列举,例如醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍等,可以使用这些中的1种或2 种以上。其中,醋酸镍从提高耐黑变性观点出发非常适合。 镍化合物(B)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的固体成 分100质量份而言,为0.01~10质量份,优选为0.1~2质量份。相对 含钛的水性液体(A)的固体成分100质量份而言,当镍化合物(B) 的配合量不足0.01质量份时,则不能充分改善耐黑变性,另一方面, 当超过10质量份时,耐腐蚀性变差。 上述铝化合物(C)是为了提高耐腐蚀性而配合的,铝化合物(C) 可以列举例如硝酸铝、醋酸铝、硫酸铝、氧化铝、乙酰丙酮铝、铝酸 盐等,可以使用这些中的1种或2种以上。其中,硝酸铝的水溶性良 好,从提高耐腐蚀性观点出发非常适合。 铝化合物(C)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的固体成 分100质量份而言,为1~100质量份,优选为5~30质量份。相对含 钛的水性液体(A)的固体成分100质量份而言,当铝化合物(C)的 配合量不足1质量份时,则不能充分改善耐腐蚀性,另一方面,超过 100质量份时,耐黑变性变差。 本发明中,特别从耐黑变性和耐腐蚀性共存的观点出发,期望使 镍化合物(B)和铝化合物(C)的配合比B/C,以固体成分的质量比 计为1/1~1/100,优选1/5~1/50。 为了使储藏稳定性、耐腐蚀性、耐水附着性等提高,配合上述含 氟化合物(D)。含氟化合物(D),可以列举例如氟化锆铵、氟化锆 钾、氢氟化锆、氟化钛铵、氢氟酸、氢氟酸铵等,可以使用这些中的1 种或2种以上。其中,优选使用选自氟化锆铵、氢氟化锆中的至少1 种。从碱脱脂后的耐腐蚀性、耐水附着性观点出发,氟化锆铵特别合 适,从碱脱脂后的耐腐蚀性观点出发,氢氟化锆特别合适。 含氟化合物(D)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的固体 成分100质量份而言,为1~800质量份,优选为50~500质量份。相 对于含钛的水性液体(A)的固体成分100质量份而言,含氟化合物(D) 的配合量不足1质量份,则不能充分改善储藏稳定性、耐腐蚀性、耐 水附着性等,另一方面,当超过800质量份时,耐黑变性变差。 本发明中使用的表面处理组合物(I)必须包含以上所述的含钛的 水性液体(A)和成分(B)~(D),根据需要,还可以含有选自有 机磷酸化合物(E)、钒酸化合物(F)、碳酸锆化合物(G)、水溶性 有机树脂(H)以及水分散性有机树脂(H)中的至少1种。 上述有机磷酸化合物(E),可以列举例如1-羟基甲烷-1,1-二膦酸、 1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、1-羟基丙烷-1,1-二膦酸等含有羟基的有机亚磷 酸;2-羟基磷酰基乙酸、2-磷酰基丁烷-1,2,4-三羧酸等含有羧基的有机 亚磷酸、及其盐等作为比较合适的化合物,可以使用这些中的1种或2 种以上。 有机磷酸化合物(E)具有使含钛的水性液体(A)的储藏稳定性 提高的效果,其中由于1-羟基乙烷-1,1-二膦酸的这种效果特别显著, 因此特别优选使用这些。 有机磷酸化合物(E)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的 固体成分100质量份而言,为1~400质量份,从耐水附着性等观点出 发,特别优选为20~300质量份。相对于含钛的水性液体(A)的固体 成分100质量份而言,当有机磷酸化合物(E)的配合量超过400质量 份时,耐水附着性变差,因此不优选。 上述钒酸化合物(F),可以列举例如偏钒酸锂、偏钒酸钾、偏钒 酸钠、偏钒酸铵、无水钒酸等,可以使用这些中的1种或2种以上。 其中,从耐水附着性等观点出发,优选偏钒酸铵。 钒酸化合物(F)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的固体 成分100质量份而言,为1~400质量份,从被膜碱脱脂后的耐腐蚀性 等观点出发,特别优选为10~400质量份。相对于含钛的水性液体(A) 的固体成分100质量份而言,当钒酸化合物(F)的配合量超过400质 量份时,碱脱脂后的耐腐蚀性差,因此不优选。 上述碳酸锆化合物(G),可以列举例如碳酸锆的钠、钾、锂、铵 等盐,可以使用这些中的1种或2种以上。其中,从耐水附着性等观 点出发,优选碳酸锆铵。 碳酸锆化合物(G)的配合量,相对于含钛的水性液体(A)的固 体成分100质量份而言,为1~400质量份,从被膜碱脱脂后的耐腐蚀 性等观点出发,特别优选为10~400质量份。相对于含钛的水性液体 (A)的固体成分100质量份而言,当碳酸锆化合物(G)的配合量超 过400质量份时,碱脱脂后的耐腐蚀性差,因此不优选。 上述水溶性有机树脂或/和水分散性有机树脂(H),为在水中可 以溶解或分散的有机树脂。使用有机树脂在水中溶化或分散的方法, 可以采用现有已知的方法。具体而言,有机树脂可以使用含有能够单 独水溶或可在水中分散的官能团(例如,羟基、聚氧亚烷基、羧基、 氨(亚氨)基、巯基、膦基等)的有机树脂;以及根据需要,当为酸 性树脂(含有羧基的有机树脂等)时,以乙醇胺、三乙基胺等胺化合 物,氨水,氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱性金属的氢氧化物中 和这些官能团中的一部分或者全部得到的有机树脂;而当为碱性树脂 (含有氨基的有机树脂等)时,以醋酸、乳酸等脂肪酸,磷酸等无机 酸中和这些官能团中的一部分或者全部得到的有机树脂等。 水溶性或水分散性有机树脂,可以列举例如,环氧类树脂、酚醛 类树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂、烯烃-羧酸类树脂、尼 龙类树脂、具有聚氧亚烷基链的树脂、聚乙烯醇、聚丙三醇、羧甲基 纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素等,上述树脂可以使用1种或2 种以上。其中,从表面处理组合物的储藏稳定性观点出发,特别优选 使用选自水溶性或水分散性的丙烯酸类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂以 及环氧类树脂中的至少1种有机树脂。另外,从表面处理组合物的储 藏稳定性和涂膜性能的均衡观点出发,特别优选使用以水溶性或水分 散性的丙烯酸类树脂为主要成分。 根据现有已知的方法,例如乳液聚合法、悬浊聚合法、溶液聚合 含亲水性基团的聚合体,合成水溶性或水分散性丙烯酸树脂,根据需 要可以通过中和、水性化方法等获得。 上述具有亲水性基团的聚合体,可以通过聚合例如具有羧基、氨 基、羟基、聚氧亚烷基等亲水性基团的不饱和单体、以及根据需要其 他的不饱和单体而获得。 水溶性或水分散性的丙烯酸树脂,从耐腐蚀性等观点出发,优选 苯乙烯共聚而成。在所有不饱和单体中的苯乙烯量为10~60质量%, 特别优选15~50质量%。另外,共聚得到的丙烯酸树脂的Tg(玻璃转 化点)为30~80℃,从获得的被膜的强韧性等观点出发,特别优选为 40~70℃。 上述含羧基的不饱和单体,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、马来 酸、马来酸酐、巴豆酸、衣康酸等。 上述含氨基的不饱和单体等含氮不饱和单体,可以列举(甲基) 丙烯酸酯-N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二乙氨基乙酯、(甲 基)丙烯酸-N-叔丁氨基乙酯等(甲基)丙烯酸含氮烷基酯;丙烯酰胺、 甲基丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、 N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁 氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二 甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺 等聚合性酰胺类;2-乙烯基吡啶、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、4-乙烯基吡啶 等芳香族含氮单体;烯丙胺等。 上述含有羟基的不饱和单体,可以列举(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、 羟丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2,3-二羟丁酯、(甲基)丙 烯酸-4-羟丁酯、单(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、单(甲基)丙烯酸聚 丙二醇酯等多元醇和丙烯酸或甲基丙烯酸的单酯化物;在上述多元醇 和丙烯酸或甲基丙烯酸的单酯化物上进行ε-己内脂的开环聚合得到的 化合物等。 其他不饱和单体,可以列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯 酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基) 丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、丙 烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基 酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲 基)丙烯酸异硬脂酸酯等碳数为1~24的(甲基)丙烯酸烷基酯;醋 酸乙烯等。 以上所列举的不饱和单体,可以使用1种或2种以上。另外,本 申请的记载中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酯”。 上述氨基甲酸乙酯类树脂,可以适宜使用根据需要在具有二醇、 二胺等2个以上活性氢的低分子量化合物这样的链延长剂存在下,延 长聚酯多元醇、聚醚多元醇等多元醇和二异氰酸酯组成的聚氨酯链, 使其稳定分散或溶解在水中,可以广泛使用现有已知的树脂(例如参 照日本特公昭42-24192号公报、日本特公昭42-24194号公报、日本特 公昭42-5118号公报、日本特公昭49-986号公报、日本特公昭49-33104 号公报、日本特公昭50-15027号公报、日本特公昭53-29175号公报)。 作为使聚氨酯树脂在水中稳定分散或溶解的方法,可以利用例如 下述方法。 (1)通过在聚氨酯的侧链或者末端引入羟基、氨基、羧基等离子型 基团,赋予亲水性,通过自乳化在水中分散或溶解的方法。 (2)反应完成后的聚氨酯聚合物、或者以肟、乙醇、苯酚、硫醇、 胺、亚硫酸氢钠等封端剂封闭末端异氰酸酯基的聚氨酯聚合物,使用 乳化剂和机械的剪断力,强制在水中分散的方法。此外,具有末端异 氰酸酯基的氨基甲酸乙酯聚合物,与水、乳化剂以及链延长剂混合, 通过机械的剪断力,同时进行分散和高分子量化的方法。 (3)使用如聚乙二醇等水溶性多元醇,作为聚氨酯主要原料的多元 醇,作为可溶于水的聚氨酯在水中分散或溶解的方法。 另外,聚氨酯类树脂,也可以混合使用以上述分散或溶解方法中 不同的方法制备的树脂。 在上述聚氨酯类树脂的合成中能够使用的二异氰酸酯,可以列举 芳香族、脂环族或脂肪族的二异氰酸酯。具体而言,可以列举己二异 氰酸酯、二异氰酸四亚甲酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、对 苯二甲撑二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯、1,3-(二异氰酸甲基) 环己酮、1,4-(二异氰酸甲基)环己酮、4,4’-二异氰酸环己酮、4,4’-甲 撑双(环己基异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、 2,6-甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二苯二异氰酸酯、间苯二异氰 酸酯、2,4-萘二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯、4,4’-联苯 二异氰酸酯等。其中,特别优选2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰 酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯。 聚氨酯类树脂的市售品,可以列举ハイドランHW-330、ハイドラ ンHW-340、ハイドランHW-350(均为商品名,大日本インキ化学工 业公司制)、ス一パ一フレツクス100、ス一パ一フレツクス150、ス 一パ一フレツクスE-2500、ス一パ一フレツクスF-3438D(均为商品 名,第一工业制药公司制)等。 上述环氧类树脂,可以适宜使用在环氧树脂上附加胺得到的阳离 子型环氧树脂;丙烯酸改性、氨基甲酸乙酯改性等改性环氧树脂等。 阳离子型环氧树脂,可以列举例如,环氧化合物与一元伯胺或聚伯胺、 一元仲胺或多元仲胺、多元伯胺、多元仲胺的混合物等的加成产物(例 如,参照美国专利第3984299号说明书);环氧化合物与具有酮亚胺 化伯氨基的一元或多元仲胺的加成产物(例如,参照美国专利第 4017438号说明书);环氧化合物与具有酮亚胺化伯氨基的羟基化合物 的醚化反应产物(例如,参照日本特开昭59-43013号公报)等。 环氧类树脂数均分子量优选为400~4000,特别优选800~2000, 环氧当量优选为190~2000,特别优选400~1000。这样的环氧类树脂, 例如,可以通过多酚化合物和表氯醇的反应获得。多酚化合物,可以 列举例如双(4-羟基苯基)-2,2-丙烷、4,4-二羟基二苯甲酮、双(4-羟 基苯基)-1,1-乙烷、双(4-羟基苯基)-1,1-异丁烷、双(4-羟基-叔丁基 苯基)-2,2-丙烷、双(2-羟基萘基)甲烷、1,5-二羟基萘、双(2,4-二 羟基苯基)甲烷、四(4-羟基苯基)-1,1,2,2-乙烷、4,4-二羟基二苯砜、 酚醛树脂、甲酚树脂等。 水溶性有机树脂或/和水分散性有机树脂(H)的配合量,从所得 到的被膜均一性等观点出发,优选相对于含钛的水性液体(A)的固体 成分100质量份而言,为30质量份以下,特别优选5~20质量份。当 水溶性有机树脂或/和水分散性有机树脂(H)的配合量超过30份时, 耐热变色性容易降低。 在表面处理组合物(I)中,根据需要,还可以含有例如硅烷偶合 剂、树脂微粒、无机磷酸化合物等蚀刻剂、本发明规定成分以外的重 金属化合物、增稠剂、表面活性剂、润滑剂(聚乙烯蜡、氟蜡、巴西 棕榈蜡等)、防锈剂、着色颜料、体质颜料、防锈颜料、染料等。 另外,根据需要,表面处理组合物(I)可以用甲醇、乙醇、异丙 醇、乙二醇类溶剂、丙二醇类溶剂等亲水性溶剂稀释后使用。由表面 处理组合物(I)形成的表面处理被膜的附着量为0.1~2.0g/m2,优选 为0.2~1.5g/m2。当被膜附着量不足0.1g/m2时,耐腐蚀性差,另一方 面,当超过2.0g/m2时,被膜易破裂,耐腐蚀性降低。 在制造本发明的表面处理钢板时,在镀锌类钢板或镀铝类钢板表 面,涂布以上述的含钛的水性液体(A)、镍化合物(B)、铝化合物 (C)以及含氟化合物(D)为主要成分,根据需要,还含有有机磷酸 化合物(E)、钒酸化合物(F)、碳酸锆化合物(G)、水溶性有机树 脂或/和水分散性有机树脂(H)中的1种以上的表面处理组合物(I) (处理液)后,不用水洗直接干燥。 另外,根据需要,还可以使含钛的水性液体(A)或表面处理组合 物(I)含有以上所列举的其他添加成分。 表面处理组合物(处理液)的涂布方法可以任意,例如喷雾+辊 挤、辊筒涂布法等。另外,关于涂布后的干燥方式也可以任意,例如 热风干方式、感应加热方式、电炉方式等。 涂布的表面处理组合物(处理液)的干燥温度优选约为60~200 ℃。干燥温度不到60℃时,被膜形成不充分,成为耐腐蚀性等低劣的 被膜。另一方面,即使在超过200℃的板温下干燥,也没有得到与干燥 温度相符的耐腐蚀性提高的效果,反而出现耐腐蚀性下降的情况。认 为这是由于热使被膜上产生裂纹。 实施例2 在表面处理组合物中使用的含钛的水性液体(A)和成分(B)~ (H)如下所示。 [含钛的水性液体(A)的制造] ·制造例1(含钛的水性液体T1) 向60%四氯化钛溶液5cc加蒸馏水配制成的500cc溶液中,滴加 氨水(1∶9),使氢氧化钛沉淀。用蒸馏水洗净后,加入30%的双氧水 溶液10cc,混匀,得到含钛的黄色半透明具有粘性的含钛的水性液体 T1。 ·制造例2(含钛的水性液体T2) 在20℃下向30%的双氧水10质量份和去离子水100质量份的混 合物中,经一小时滴加四异丙氧基钛10质量份和异丙醇10质量份的 混合物同时进行搅拌。之后在25℃下熟化2小时,得到黄色透明略有 粘性的含钛的水性液体T2。 ·制造例3(含钛的水性液体T3) 除了使用四正丁氧基钛代替制造例2中使用的四异丙氧基钛之 外,在与制造例2相同制造条件下,得到含钛的水性液体T3。 ·制造例4(含钛的水性液体T4) 除了使用四异丙氧基钛的三聚体代替制造例2中使用的四异丙氧 基钛之外,在与制造例2相同制造条件下,得到含钛的水性液体T4。 ·制造例5(含钛的水性液体T5) 相对于制造例2,除了使用3倍量的双氧水,在50℃下滴加1小 时,再在60℃下熟化3小时之外,与制造例2相同制造条件下,得到 含钛的水性液体T5。 ·制造例6(含钛的水性液体T6) 制造例3制造的含钛的水性液体T3,在95℃下再加热处理6小时, 得到黄白色半透明的含钛的水性液体T6。 ·制造例7(含钛的水性液体T7) 在10℃下向“TKS-203”(商品名,テイカ公司制,二氧化钛溶 胶)5质量份(固体成分)、30%的双氧水10质量份和去离子水100 质量份的混合物中,经1小时滴加四异丙氧基钛10质量份和异丙醇10 质量份的混合物同时进行搅拌。之后在10℃下熟化24小时,得到黄色 透明略有粘性的含钛的水性液体T7。 [镍化合物(B)] B1:醋酸镍 B2:硝酸镍 B3:硫酸镍 [铝化合物(C)] C1:硝酸铝 C2:醋酸铝 C3:乙酰丙酮铝 [含氟化合物(D)] D1:氟化锆铵 D2:氢氟化锆 D3:氟化锆钠 D4:氟化锆钾 [有机磷酸化合物(E)] E1:1-羟基甲烷-1,1-二膦酸 E2:1-羟基乙烷-1,1-二膦酸 [钒酸化合物(F)] F1:偏钒酸铵 F2:偏钒酸钠 [碳酸锆化合物(G)] G1:碳酸锆铵 G2:碳酸锆钠 [水溶性或水分散性有机树脂(H)] H1:ス一パ一フレツクスE-2500(商品名,第一工业制药公司制, 水性聚氨酯树脂) H2:バイロナ一ルMD-1100(商品名,东洋纺绩公司制,水性聚 酯树脂) H3:アデカレジンEM-0718(商品名,旭电化工业公司制,水性 环氧树脂) 作为表面处理钢板的基体钢板,可以使用如表6所示的镀层钢板。 将适宜配合上述含钛生成液(A)和成分(B)~(H)的表面处 理组合物,涂布在镀层钢板表面,以规定的干燥温度干燥5秒钟,作 为供试材料。关于这些供试材料,通过下述试验方法,评价耐热变色 性、耐腐蚀性以及耐黑变性。其结果与适用在各供试材料上的表面处 理组合物的组成以及其涂装条件,均由表7~表10所示。 (1)耐热变色性 供试材料在红外线聚焦炉内加热30秒至板温500℃,保持30秒 后,肉眼观察自然冷却至室温时的表面外观,其评价基准如下。 ○:未变色 △:变为淡黄色 ×:变为黄色~褐色 (2)耐腐蚀性 对胶带密封了端部和背面的供试材料进行JIS-Z-2371的盐水喷雾 试验,测定产生白锈面积比率为5%的试验时间,其评价基准如下。 ◎:120小时以上 ○:96小时以上且不足120小时 △:48小时以上且不足96小时 ×:不足48小时 (3)耐黑变性 将供试材料静置在控制温度为80℃、相对湿度为95%RH气氛的 恒温恒湿器中24小时,计算此时白色度(L值)的变化ΔL(试验后L 值-试验前L值),其评价基准如下。 ○:ΔL≥-5.0 △:-5.0>ΔL≥-10.0 ×:-10.0>ΔL 表6   No.   镀层钢板   单面镀层附着量(g/m2)   1   电镀锌钢板   50   2   熔融镀锌钢板   60   3   合金化熔融镀锌钢板(Fe:10质量%)   45   4   镀Zn-Ni合金钢板(Ni:12质量%)   20   5   熔融镀Zn-Al合金钢板(Al:55质量   %)   90   6   熔融镀Zn-5质量%Al-0.5质量%Mg   合金钢板   90   7   熔融镀铝钢板(Al-Si合金,Si:6质   量%)   60   8   镀Zn-Al-Mg合金钢板(Al:6质量%,   Mg:3质量%)   120   9   熔融镀Zn-Mg合金钢板(Mg:0.5质   量%)   150 在表7及表9中,*1~*10表示以下内容。 *1表6中记载的镀层钢板No.1~9 *2说明书文本中记载的含钛的水性液体T1~T7 *3说明书文本中记载的镍化合物B1~B3 *4说明书文本中记载的铝化合物C1~C3 *5说明书文本中记载的含氟化合物D1~D4 *6说明书文本中记载的有机磷酸化合物E1、E2 *7说明书文本中记载的钒酸化合物F1、F2 *8说明书文本中记载的碳酸锆化合物G1、G2 *9说明书文本中记载的水溶性或水分散性有机树脂H1~H3 *101升的表面处理组合物(水性处理液)中的固体成分质量(g) 表7   No.   镀层钢   板*1                                                                        表面处理组合物的组成   含钛的水性液体   (A)   镍化合物(B)   铝化合物(C)   含氟化合物(D)   有机磷酸化合物   (E)   钒酸化合物(F)   碳酸锆化合物   (G)   水性有机树脂   (H)   种类   *2   配合量   *10   种类   *3   配合量   *10   种类   *4   配合量   *10   种类   *5   配合量   *10   种类   *6   配合量   *10   种类   *7   配合量   *10   种类   *8   配合量   *10   种类   *9   配合量   *10   发明例1   2   T1   10   B1   0.003   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例2   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例3   2   T3   10   B1   0.4   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例4   2   T4   10   B1   0.6   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例5   2   T5   10   B1   0.002   C1   0.2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例6   2   T6   10   B1   0.05   C1   1   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例7   2   T7   10   B1   0.5   C1   4   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例8   2   T2   10   B1   0.7   C1   8   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例9   2   T2   10   B1   0.002   C1   2   D1   1   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例10   2   T2   10   B1   0.01   C1   2   D1   8   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例11   2   T2   10   B1   0.06   C1   2   D1   20   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例12   2   T2   10   B1   0.8   C1   5   D1   70   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例13   2   T2   10   B2   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例14   2   T2   10   B3   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例15   2   T2   10   B1/B2   0.01/0.01   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例16   1   T2   10   B1   0.02   C2   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例17   2   T2   10   B1   0.02   C3   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例18   3   T2   10   B1   0.02   C1/C2   2/1   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例19   4   T2   10   B1   0.01   C1   2   D2   7   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例20   5   T2   10   B1   0.06   C1   2   D2   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例21   6   T2   10   B1   0.8   C1   2   D2   80   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例22   7   T2   10   B1   0.02   C1   2   D3   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例23   8   T2   10   B1   0.02   C1   2   D4   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例24   9   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1/D2   10/5   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例25   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例26   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   发明例27   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   1   -   -   -   -   -   -   发明例28   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   -   -   -   -   -   - 表8   No.               涂装条件                          特性   干燥温度   (℃)   被膜附着量   (g/m2)   耐热变色性   耐腐蚀性   耐黑变性   发明例1   80   0.5   ○   ○   ○   发明例2   80   0.5   ○   ○   ○   发明例3   80   0.5   ○   ○   ○   发明例4   80   0.5   ○   ○   ○   发明例5   80   0.5   ○   ○   ○   发明例6   80   0.5   ○   ○   ○   发明例7   80   0.5   ○   ○   ○   发明例8   80   0.5   ○   ○   ○   发明例9   80   0.5   ○   ○   ○   发明例10   80   0.5   ○   ○   ○   发明例11   80   0.5   ○   ○   ○   发明例12   80   0.5   ○   ○   ○   发明例13   80   0.5   ○   ○   ○   发明例14   80   0.5   ○   ○   ○   发明例15   80   0.5   ○   ○   ○   发明例16   80   0.5   ○   ○   ○   发明例17   80   0.5   ○   ○   ○   发明例18   80   0.5   ○   ○   ○   发明例19   80   0.5   ○   ○   ○   发明例20   80   0.5   ○   ○   ○   发明例21   80   0.5   ○   ○   ○   发明例22   80   0.5   ○   ○   ○   发明例23   80   0.5   ○   ○   ○   发明例24   80   0.5   ○   ○   ○   发明例25   80   0.2   ○   ○   ○   发明例26   80   1.5   ○   ○   ○   发明例27   80   0.5   ○   ○   ○   发明例28   80   0.5   ○   ◎   ○ 表9   No.   镀层钢   板*1                                                                  表面处理组合物的组成   含钛的水性液体   (A)   镍化合物(B)   铝化合物(C)   含氟化合物(D)   有机磷酸化合物   (E)   钒酸化合物(F)   碳酸锆化合物   (G)   水性有机树脂   (H)   种类   *2   配合量   *10   种类   *3   配合量   *10   种类   *4   配合量   *10   种类   *5   配合量   *10   种类   *6   配合量   *10   种类   *7   配合量   *10   种类   *8   配合量   *10   种类   *9   配合量   *10   发明例29   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   35   -   -   -   -   -   -   发明例30   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E2   15   -   -   -   -   -   -   发明例31   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   F1   1   -   -   -   -   发明例32   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   F1   20   -   -   -   -   发明例33   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   F1   35   -   -   -   -   发明例34   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F1   20   -   -   -   -   发明例35   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F2   20   -   -   -   -   发明例36   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   G1   1   -   -   发明例37   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   G1   15   -   -   发明例38   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   G1   30   -   -   发明例39   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F1   20   G1   15   -   -   发明例40   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F1   20   G1   15   -   -   发明例41   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F1   20   G2   15   -   -   发明例42   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H1   0.5   发明例43   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H1   1   发明例44   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H1   2   发明例45   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H2   2   发明例46   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H3   2   发明例47   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   -   -   G1   15   H1   2   发明例48   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   E1   15   F1   20   G1   15   H1   2   比较例1   2   T2   10   -   -   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例2   2   T2   10   B1   1.5   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例3   2   T2   10   B1   0.02   -   -   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例4   2   T2   10   B1   0.02   C1   12   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例5   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例6   2   T2   10   B1   0.8   C1   2   D1   100   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例7   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例8   2   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   比较例9   2   T2   10   B1   0.02   C1   2   D1   15   -   -   -   -   -   -   H1   4 表10   No.                 涂装条件                         特性   干燥温度   (℃)   被膜附着量   (g/m2)   耐热变色性   耐腐蚀性   耐黑变性   发明例29   80   0.5   ○   ○   ○   发明例30   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例31   80   0.5   ○   ○   ○   发明例32   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例33   80   0.5   ○   ○   ○   发明例34   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例35   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例36   80   0.5   ○   ○   ○   发明例37   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例38   80   0.5   ○   ○   ○   发明例39   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例40   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例41   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例42   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例43   80   0.5   ○   ◎   ○   发明例44   80   0.5   ○   ○   ○   发明例45   80   0.5   ○   ○   ○   发明例46   80   0.5   ○   ○   ○   发明例47   80   0.5   ○   ○   ○   发明例48   80   0.3   ○   ○   ○   比较例1   80   0.5   ○   ○   ×   比较例2   80   0.5   ○   ×   ○   比较例3   80   0.5   ○   ×   ○   比较例4   80   0.5   ○   ○   △   比较例5   80   0.5   ○   △   ○   比较例6   80   0.5   ○   ○   ×   比较例7   80   3.0   ×   ○   △   比较例8   -   -   ○   ×   ○   比较例9   80   3.0   △   ○   ○ 工业上利用的可能性 本发明的表面处理钢板,由于表面处理被膜是以不会因加热产生 颜色或变色的无机成分为主体,因此在耐热变色性优异的同时,由于 其无机成分具有高度的屏蔽性,具有与含铬酸盐被膜的表面处理钢板 相同的优异耐腐蚀性以及耐黑变性。

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