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公開番号2025060180
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170740
出願日2023-09-29
発明の名称金属表面処理剤、金属材料の製造方法および金属材料
出願人日本パーカライジング株式会社
代理人弁護士法人クレオ国際法律特許事務所,個人
主分類C23C 26/00 20060101AFI20250403BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】従来要求されていた折り曲げ加工や塩水噴霧試験における塗装密着性及び耐食性のみでなく、近年要求されている負荷が高く過酷な評価条件、具体的には、円筒加工や複合サイクル試験における塗装密着性及び耐食性に優れる金属表面処理剤を提供する。
【解決手段】本発明のある態様は、金属表面処理剤である。当該金属表面処理剤には、少なくとも1種のジルコニウム源(A)と、少なくとも1種のシランカップリング剤(B)とが配合されている。シランカップリング剤(B)はアミノ基を有する。金属表面処理剤中の、Zrの含有量(WA)とSiの含有量(WB)との比(WA/WB)は質量比で0.18～2.34である。金属表面処理剤の不揮発分に対するZrの質量割合(NA)は1.2質量%以上である。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１種のジルコニウム源（Ａ）と、少なくとも１種のシランカップリング剤（Ｂ）とが配合された金属表面処理剤であって、
前記シランカップリング剤（Ｂ）はアミノ基を有し、
前記金属表面処理剤中の、Ｚｒの含有量（ＷＡ）とＳｉの含有量（ＷＢ）との比（ＷＡ／ＷＢ）が質量比で０．１８～２．３４であり、
前記金属表面処理剤の不揮発分に対するＺｒの質量割合（ＮＡ）が１．２質量％以上であることを特徴とする、金属表面処理剤。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記ジルコニウム源（Ａ）がジルコニウム炭酸塩を含む、請求項１に記載の金属表面処理剤。
【請求項３】
前記金属表面処理剤に配合される前記ジルコニウム源（Ａ）がジルコニウム炭酸塩のみである、請求項１に記載の金属表面処理剤。
【請求項４】
Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃａ、ＭｇおよびＬｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属を含む金属化合物（Ｃ）が配合された、請求項１に記載の金属表面処理剤。
【請求項５】
ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種のカチオン系またはノニオン系樹脂（Ｄ）が配合された、請求項１に記載の金属表面処理剤。
【請求項６】
ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種のカチオン系またはノニオン系樹脂（Ｄ）が配合された、請求項４に記載の金属表面処理剤。
【請求項７】
前記シランカップリング剤（Ｂ）が、第１級アミノ基を有する、請求項１に記載の金属表面処理剤。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか一項に記載の金属表面処理剤を金属材料に接触させる工程と、前記金属材料に接触させた前記金属表面処理剤を乾燥させて表面処理被膜を形成する工程と
を含む、表面処理皮膜を有する、金属材料の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の金属材料の製造方法により得られる、表面処理皮膜を有する金属材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面処理剤、金属材料の製造方法および金属材料に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼、家電、建材、自動車等の各分野において、金属の表面処理剤には、クロメート処理に代表されるように、金属材料との密着性に優れ、金属材料に優れる耐食性を付与することができるクロム系表面処理剤が一時防錆処理や、塗膜の下地処理として適用される。当該クロム系表面処理剤は、現在でも広く使用されている。
しかし、近年の環境規制の動向を鑑みると、クロムの有する毒性、特に発がん性などのために将来的に使用が制限される可能性がある。また、クロムフリー金属表面処理剤の開発が進んできたことで、従来要求されてきたレベルよりもより負荷が高く過酷な評価条件においてもクロメート処理剤と同等の密着性や耐食性を有し、クロム系表面処理剤の代替となる金属表面処理剤の開発が望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、亜鉛メッキ鋼板上にクロムを含まず、ＰＣＭ鋼板に優れた加工性および耐食性を付与することができるとともに、貯蔵安定性に優れた金属表面処理剤が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、亜鉛めっき層上であっても、有機樹脂層の密着性を高めることができる下地層を形成可能な下地処理液が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、環境に対応したノンクロム系でありながら、プレコート金属材料に対する塗装下地として使用した場合に、得られるプレコート金属材料が塗装密着性（塗膜の加工密着性）、耐食性および耐コインスクラッチ性に優れ、さらに貯蔵安定性が良好な水系表面処理剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－２４０９７９号公報
特開２０１６―１０８６２９号公報
特開２００６―３２８４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の金属表面処理剤によって形成された皮膜は、折り曲げ密着性（０ＴＴ加工）や耐食性（塩水噴霧試験）評価においては、一定以上の効果がある。しかしながら、より負荷が高く過酷な評価条件では密着性および耐食性ともに十分ではなく、より優れた性能が求めれている。
【０００８】
また、特許文献２に記載の下地処理液によって形成された皮膜は、主に地中に埋設される溶融亜鉛めっき鋼管用途として、その鋼管外面の防食を目的としたポリエチレン等の有機樹脂層との密着性を高める効果などがある。しかしながら、特許文献１と同様に、より負荷が高く過酷な評価条件では密着性および耐食性ともに十分ではなく、より優れた性能が求めれている。また、溶融亜鉛めっき鋼管用途は下地付着量が比較的高いため、経済的に不利である。
【０００９】
また、特許文献３に記載の表面処理剤は、耐食性（塩水噴霧試験）、加工密着性（２Ｔ折り曲げ試験）評価においては、一定以上の効果がある。しかしながら、特許文献１および２と同様に、より負荷が高く過酷な評価条件では密着性および耐食性ともに十分ではなく、より優れた性能が求められている。
【００１０】
そこで、本発明は、従来要求されていた折り曲げ加工や塩水噴霧試験における塗装密着性および耐食性のみでなく、近年要求されている、負荷が高く過酷な評価条件、具体的には、円筒加工や複合サイクル試験における塗装密着性および耐食性に優れる金属表面処理剤、それを用いた表面処理皮膜を有する金属材料の製造方法、および、その製造方法により得られる表面処理皮膜を有する金属材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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