弯曲加工性优良的涂装钢材制造技术

本发明专利技术提供不仅钢材的表面具有涂膜、无铬、利于环境保护且具有优良的耐腐蚀性能，而且也具有优良的弯曲加工性的涂装钢材。本发明专利技术是一种涂装钢材，其特征在于，在钢材的表面隔着无机皮膜形成有涂膜，所述无机皮膜含有以硅量计在５～１００ｍｇ／ｍ２的范围内的硅化合物，并且含有３０重量％以下的范围内的有机粘合剂，实质上不含铬；该涂装钢材实质上完全不含６价和３价铬，是所谓的无铬型钢材，同时也具有优良的耐腐蚀性能，并且具有优良的弯曲加工性，是利于环境保护的材料，因此可放心地用于广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在冷轧钢材、热轧钢材、不锈钢、镀锌类钢材、镀锌-铝合金类钢材、镀 锌-铁类钢材、镀锌-镁类钢材、镀铝类钢材等各种钢材的表面具有不仅耐腐蚀性优良、而 且弯曲加工性也优良的涂膜的弯曲加工性优良的涂装钢材。
技术介绍
以往，关于钢材的耐腐蚀性处理，已知铬酸盐处理或磷酸铬酸盐处理等使用铬类 表面处理剂的方法，这些方法至今仍被广泛采用。但是，因为铬所具有的毒性，铬类表面处 理剂的使用在将来可能会受到限制。限制对环境造成负担的物质的使用的趋势在全世界日 益高涨，例如欧盟现已通过报废汽车指令等对6价铬进行法律上的限制。因此，希望开发出 不含铬、即所谓无铬处理的耐腐蚀性优良的涂装钢材。于是，作为钢材的无铬型的被覆处理的例子，提出了如下技术方案通过在镀锌钢 板等金属板的表面形成包含50 90质量％的特定的交联树脂基质(A)和10 50质量％ 的胶态二氧化硅、磷酸、氧化铌溶胶等无机防锈剂(B)的皮膜，从而提供无铬型的耐腐蚀 性、耐碱性、耐溶剂性、耐损伤性及密合性优良的有机被覆处理金属板(参照专利文献1)。此外，作为对所有金属均良好的无铬化学转化处理，提出了锆、钛类的化学转化处 理(参照专利文献2)；此外，作为镀锌类钢板、铝材的无铬处理，提出了包含硫化合物和聚 氨酯的涂装前处理(参照专利文献3)；此外，作为金属材料的无铬处理，提出了通过形成含 有硅烷偶联剂、聚氨酯树脂、锆化合物的皮膜，从而提供耐腐蚀性和涂膜密合性优良的表面 处理皮膜的技术方案(参照专利文献4)。专利文献1 日本专利特开2005-281863号公报专利文献2 日本专利特开2004-218070号公报专利文献3 日本专利特开2006-124752号公报专利文献4 日本专利特开2006-328445号公报专利技术的揭示本专利技术人对于形成有无铬的利于环境保护且具有优良的耐腐蚀性能的涂膜的涂 装钢材进行了进一步研究，结果意外地发现，通过使钢材的表面和该涂膜之间存在以规定 的硅量含有规定的硅氧化物并且含有30重量％以下的有机粘合剂的皮膜(无机皮膜)，不 仅可显著改善所得涂装钢材的耐腐蚀性能，还可提高弯曲加工性，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术的目的在于提供不仅钢材的表面具有涂膜、无铬、利于环境保护且具 有优良的耐腐蚀性能，而且也具有优良的弯曲加工性的涂装钢材。S卩，本专利技术是一种涂装钢材，其特征在于，在钢材的表面隔着无机皮膜形成有涂 膜，所述无机皮膜含有以硅量计在5 lOOmg/m2的范围内的硅化合物，并且含有30重量％ 以下的范围内的有机粘合剂，实质上不含铬。这里，“实质上不含铬”是指无机皮膜的荧光X 射线分析中的铬在检出极限以下(0. 5mg/m2以下)，是指不有意地添加铬。本专利技术中，作为钢材，可例举冷轧钢材、热轧钢材、不锈钢、镀锌类钢材、镀锌-铝合金类钢材、镀锌_铁类钢材、镀锌_镁类钢材、镀铝类钢材等钢材以及对这些钢材进行适 当加工而得的加工材料，还可例举将这些材料适当组合而得的组合材料等。作为上述镀锌 类钢材的例子，可例举例如电镀锌钢板、熔融镀锌钢板等，作为镀锌-铝钢材的例子，可例 举例如熔融镀锌铝合金钢板、熔融镀55%铝-锌合金钢板等。本专利技术中，形成于钢材表面的无机皮膜必须含有以硅量计在5mg/m2以上100mg/m2 以下、较好为10mg/m2以上80mg/m2以下的范围内的硅氧化物。该无机皮膜中的硅量如果少 于5mg/m2，则存在耐腐蚀性差的问题，相反地，如果多于100mg/m2，则产生密合性不佳的问 题。该无机皮膜的膜厚通常在5nm以上500nm以下，较好是在20nm以上300nm以下；该皮膜中的硅含有率在30重量％以上45重量％以下，较好是在32重量％以上42重量％ 以下。该无机皮膜的膜厚如果小于5nm，则耐腐蚀性可能会不足，相反地，如果大于500nm， 则密合性可能会不足。皮膜中的硅含有率如果少于30重量％，则产生耐腐蚀性差的问题， 如果多于45重量％，则产生加工性差的问题。另外，该无机皮膜较好是以水分散性二氧化硅为原料形成的皮膜，作为该水分 散性二氧化硅，有胶态二氧化硅、气相二氧化硅等，更好是胶态二氧化硅。作为胶态二氧 化硅没有特别限定，具体而言，例如作为球状的胶态二氧化硅，有日产化学工业株式会社 (日產化学工業社)制的 SNOWTEX-C、SNOffTEX-O, SNOWTEX-N、SNOffTEX-S, SNOffTEX-OL, SNOffTEX-XS、SNOffTEX-XL等，作为链状的胶态二氧化硅，有日产化学工业株式会社制的 SNOffTEX-UP, SNOWTEX-OUP等。作为气相二氧化硅，有日本阿尔洛希尔株式会社(日本7 工 口夕；社)制的 AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 200CF、AER0SIL 300、AEROSIL 300CF,AER0SIL 380,AEROSIL M0X80 等。为改善弯曲加工性等制造所必需的耐弯曲性，本专利技术的无机皮膜除含有硅氧化物 外，还必须含有通常在30重量％以下、较好是2重量％以上25重量％以下的有机粘合剂。 该有机粘合剂的含有率如果超过30重量％，则产生耐腐蚀性下降的问题，如果低于2重 量％，则有时会产生耐弯曲性的改善效果消失的问题。作为为了该目的而使用的有机粘合剂，优选使用由水系树脂和/或交联剂构成的 有机粘合剂，无特别限定，作为水系树脂，可例举例如水系丙烯酸树脂、水系聚酯树脂、水系 聚氨酯树脂、水系环氧树脂等和聚丙烯酸、聚乙烯醇等水溶性树脂等；作为交联剂，可例举 将这些水系树脂交联的氨基树脂、多异氰酸酯化合物、封端多异氰酸酯化合物、环氧化合 物、多元醇、硅烷化合物、氧化锆类交联剂等。此外，对于本专利技术的无机皮膜，为根据需要进一步提高耐腐蚀性等，在形成该无机 皮膜的皮膜形成处理时，除了在所使用的皮膜形成处理液中添加上述硅氧化物外，还可以 添加规定的磷化合物，藉此在无机皮膜中添加磷化合物。所添加的磷化合物有时也会在皮 膜形成时与镀敷钢材表面的锌、铝反应，生成磷酸锌、磷酸铝等磷酸盐，从而包含在皮膜中。 为该目的而添加至无机皮膜中的磷化合物的添加量以该皮膜中的磷量计在lmg/m2以上 15mg/m2以下，较好是在1. 5mg/m2以上10mg/m2以下，以皮膜中的磷含有率计在10重量％以 下的范围内。关于该磷化合物的添加量，以皮膜中的磷量计如果不足lmg/m2，则无法达到添 加磷化合物的目的，如果以超过15mg/m2的量添加，则产生密合性不良的问题；以皮膜中的 磷含有率计如果超过10重量％，则产生密合性下降的问题。4作为为了该目的而添加至皮膜形成处理液中的磷化合物没有特别限定，可优选地 例举选自例如正磷酸、膦酸、焦磷酸、三聚磷酸及它们的盐的1种或2种以上的混合物，具体可例举磷酸、磷酸三铵、磷酸三钠、磷酸铝、磷酸锌、磷酸镁等。为根据需要进一步提高耐腐蚀性等，除了在该无机皮膜中添加上述硅氧化物外， 还可以与上述磷化合物同样地添加无机化合物。这里所说的无机化合物是指除上述硅氧化 物和磷化合物以外的无机化合物，皮膜中的无机化合物的添加量较好是在35重量％以下。 皮膜中的无机化合物的添加量如果超过35重量％，则耐腐蚀性下降。作为添加至皮膜形成 处理液中的无机化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲加工性优良的涂装钢材，其特征在于，在钢材的表面隔着无机皮膜形成有涂膜，所述无机皮膜含有以硅量计在５～１００ｍｇ／ｍ↑［２］的范围内的硅化合物，并且含有３０重量％以下的范围内的有机粘合剂，且实质上不含铬。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-24 2008-013462一种弯曲加工性优良的涂装钢材，其特征在于，在钢材的表面隔着无机皮膜形成有涂膜，所述无机皮膜含有以硅量计在5～100mg/m2的范围内的硅化合物，并且含有30重量％以下的范围内的有机粘合剂，且实质上不含铬。2.如权利要求1所述的弯曲加工性优良的涂装钢材，其特征在于，无机皮膜的皮膜的 硅含有率为30 45重量％。3.如权利要求1或2所述的弯曲加工性优良的涂装钢材，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高泽令子，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]