对环境影响小的预涂金属板制造技术

本发明专利技术公开了具有优异的涂料附着性和小的环境影响的涂覆金属板。该涂覆金属板至少包含在主要由锌－铝构成的金属板或镀覆的金属板表面上依次形成的涂层和有机树脂层。涂层主要由金属氧化物和／或金属氢氧化物构成，其中不使用铬作为金属种类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板作基材的预涂金属板。更具体地，本专利技术涉及具有优异的涂料附着性、由于不含六价铬(其被认为对环境具有大的影响)而对全球环境友好并适合用于汽车、建筑材料和家庭用具的预涂金属板。
技术介绍
为了提高设计性能和耐腐蚀性，对许多用于家庭用具、建筑材料和汽车的金属板进行预涂。对于这种金属板，在许多情况下采用被称作铬酸盐处理的化学转化处理作为对涂层的预处理，因为铬酸盐处理过的薄膜由于薄膜中所含的六价铬的自我修复功能而表现出优异的耐腐蚀性，并由于含六价铬的水合氧化物而表现出优异的涂料附着性。然而，随着近来对全球环境关注度的提高，要求抑制六价铬的洗脱并在可能的情况下不使用铬酸盐处理。在这种背景下，在JP 5-230666A中论述了通过有机树脂与铬酸盐的化合获得的被称作树脂铬酸盐化的技术。通过该技术，可以降低六价铬的洗脱，但不能完全防止。另一方面，最近已经开发出性能与铬酸盐处理相当的各种无铬酸盐处理。其典型例子是用有机树脂覆盖金属表面的技术，该有机树脂具有形成螯合物的能力，以增强覆盖膜与金属表面之间的结合力。例如，JP 11-29724A公开了一种无铬酸盐处理，它使用含有含硫代羰基的化合物和磷酸根离子并进一步含有水分散性二氧化硅的水性树脂。然而，在进行剧烈加工的用途中，涂料附着性未必令人满意。如上所述，还没有开发出具有高水平涂料附着性的无铬酸盐处理，并且需要快速开发。
技术实现思路
在这些情况下产生了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种具有优异的涂料附着性、无六价铬并对环境影响极小的预涂金属板。为了解决上述问题，本专利技术人进行了广泛的研究，发现当在主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板的至少一个表面上具有主要含金属氧化物和/或金属氢氧化物(它们各自使用铬以外的金属种类)的涂层时，预涂金属板表现出与铬酸盐处理过的金属板相同的涂料附着性，此外，当覆盖层的覆盖度为50至低于100％时，涂料附着性等于或高于铬酸盐处理过的金属板。基于这些发现完成本专利技术。也就是说，本专利技术的要点如下。(1)一种包含金属板或镀覆的金属板的预涂金属板，在该金属板或镀覆的金属板的至少一个表面上至少叠置有涂层和有机树脂层，金属板或镀覆的金属板主要含锌和铝，且涂层主要含各自使用铬以外的金属种类的金属氧化物和/或金属氢氧化物。(2)如(1)所述的预涂金属板，其中涂层的平均膜厚为5微米或更低，且有机树脂层的膜厚为1微米或更高。(3)如(1)所述的预涂金属板，其在主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板的两个表面上含有涂层，涂层的平均膜厚为5微米或更低并主要含各自使用铬以外的金属种类的金属氧化物和/或金属氢氧化物，并且该预涂金属板在至少一个表面上含有1微米或更厚的有机树脂层作为表面层。(4)如(1)至(3)任一项所述的预涂金属板，其中涂层覆盖度为50％至低于100％。(5)如(1)至(4)任一项所述的预涂金属板，其中涂层以岛状沉积。(6)如(1)至(5)任一项所述的预涂金属板，其中在涂层厚度方向上存在裂纹。(7)如(1)至(6)任一项所述的预涂金属板，其中金属氧化物和/或金属氢氧化物的金属种类是一种或多种选自锆、钛和硅的元素。(8)如(1)至(7)任一项所述的预涂金属板，其中金属氧化物和/或金属氢氧化物的金属种类是钛。按照本专利技术，可以在不用含六价铬的铬酸盐进行铬酸盐处理的情况下，提供具有优异的涂料附着性并对环境影响极小的预涂金属板。本专利技术的最佳实施方式现在详细描述本专利技术。用于本专利技术的主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板在其至少一个表面上含有各自使用铬以外的金属种类的金属氧化物和/或金属氢氧化物。经过深入的研究，本专利技术人已经发现，当在主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板的表面上存在主要含金属氧化物和/或金属氢氧化物的涂层时，与完全不进行这种处理的情况相比，提高了涂料附着性。其机理尚未清楚地了解，但认为这是由于金属氧化物或金属氢氧化物与涂在其上的有机树脂形成强化学结合，而这提高了涂料附着性。主要含金属氧化物和/或金属氢氧化物的覆盖层的平均厚度优选为5微米或更低。如果平均厚度超过5微米，涂料附着性达到饱和，并且这是无益的，或者根据情况，性能会降低。对于平均厚度的下限，即使一些部分未被覆盖，但如果被覆部分被至少一层单分子层覆盖，那就足够了。叠置在涂层上的有机树脂层的厚度优选为1微米或更高。如果厚度低于1微米，覆盖度有时不足。对其上限没有特别限制，但是如果厚度超过1厘米，有机树脂层可能无法表现出令人满意的作用，等等。此外，可以在主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板的两个表面上都提供主要含金属氧化物和/或金属氢氧化物的涂层，然后可以在至少一个表面上叠置有机树脂层。可以根据用途适当地选择涂覆构造。此外，已经发现，当主要含金属氧化物和/或金属氢氧化物的涂层的覆盖度为50至低于100％时，更加提高了涂料附着性，并且等于或大于铬酸盐处理的情况。其机理同样未清楚了解，但是与所谓锚效果类似的活性被认为提高了涂料附着性。此处所用的覆盖度是指覆盖层面积与主要含锌和铝的金属板或镀覆的金属板表面积的比率。客观状况的例子包括下列情况涂层以岛状沉积，如用少量膜材料处理时常见的那样；尽管使用足量的膜材料，但是在涂层沉积中存在到达基材的裂纹；和在岛状沉积部分存在裂纹。如果覆盖度低于50％，化学结合产生的作用不足。在本专利技术的金属板上形成的金属氧化物或金属氢氧化物的金属种类不受特别限制，但是其例子包括铁、镁、铌、钽、铝、镍、钴、钛、锆和硅。这种覆盖层可以由一种金属种类构成，或可以是两种或多种金属种类的复合材料、混合物或层压材料。在这些金属中，优选钛、锆和硅。这被认为是由于钛、锆或硅的氧化物或氢氧化物与有机材料形成良好的结合。特别地，钛被认为形成最好的结合。在金属板上形成金属氧化物和/或金属氢氧化物的方法不受特别限制，并且可以使用通常已知的方法。其例子包括液相法，例如使用氟化物离子(例如金属的氟基-络合离子)的液相沉积法，或溶胶-凝胶法，和干法，例如溅射或CVD。控制在金属板表面上形成的金属氧化物或金属氢氧化物的覆盖度或形成裂纹的方法不受特别限制，但是其例子包括，例如，用砂纸等的机械打磨、热冲击(例如骤冷)和用酸性水溶液、碱性水溶液或含氟化物离子的水溶液进行的化学蚀刻。当然，根据成膜法或成膜条件，裂纹可以自然形成。对本专利技术中可用的金属板或镀覆的金属板的例子没有特别限制，只要其主要含锌和铝即可，但是其例子包括JIS 7000系列(Al-Zn型)、镀Zn-Al合金的钢板、镀Zn-Al-Mg合金的钢板、镀Zn-Al-Mg-Si合金的钢板和镀Al-Zn-Si合金的钢板。对形成本专利技术预涂金属板的有机树脂的涂料没有特别限制，并且可以照其原样使用常用于预涂金属板的涂料。关于树脂，可以根据用途使用通常已知的树脂。更具体地，其例子包括下述树脂其中树脂组分(例如基于高分子聚酯的树脂、基于聚酯的树脂、基于丙烯酰基的树脂、基于环氧的树脂、基于氨基甲酸乙酯的树脂、基于氟的树脂、基于硅聚酯的树脂、基于氯乙烯的树脂、基于聚烯烃的树脂、基于丁缩醛的树脂、基于聚碳酸酯的树脂、基于酚的树脂或它们的改性树脂)通过交联剂组分(例如丁醇改性三聚氰胺、甲基化三聚氰胺、丁基甲基混合的三聚氰胺、尿素树脂、异氰酸酯或它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含金属板或镀覆的金属板的预涂金属板，在该金属板或镀覆的金属板的至少一个表面上至少叠置有涂层和有机树脂层，金属板或镀覆的金属板主要含锌和铝，且涂层主要含各自使用铬以外的金属种类的金属氧化物和／或金属氢氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄司浩雅，田中幸基，野村广正，久保祐治，滨田健，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]