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KR20070069169A - Agent for treating metal surface, method of treating surface of metallic material, and surface-treated metallic material - Google Patents

Agent for treating metal surface, method of treating surface of metallic material, and surface-treated metallic material Download PDF

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KR20070069169A
KR20070069169A KR1020077008907A KR20077008907A KR20070069169A KR 20070069169 A KR20070069169 A KR 20070069169A KR 1020077008907 A KR1020077008907 A KR 1020077008907A KR 20077008907 A KR20077008907 A KR 20077008907A KR 20070069169 A KR20070069169 A KR 20070069169A
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cationic
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metal
urethane resin
polycondensate
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겐이치로 오시타
무네노리 다나카
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니혼 파커라이징 가부시키가이샤
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Abstract

An agent for treating metal surfaces which comprises an aqueous medium and, incorporated therein, (A) a cationic urethane resin which is water-soluble or in an aqueous emulsion form, (B) a cationic polycondensation product obtained from a phenol compound and an aldehyde, and (C) a zirconium compound and/or titanium compound. A coating film formed from the treating agent imparts excellent corrosion resistance and alkali resistance to a metallic material. When the proportion of the urethane resin (A) is equal to or higher than that of the polycondensation product (B), yellowing resistance can be also imparted. By incorporating a metal compound (D) containing a specific metal, excellent blacking resistance also can be imparted. Furthermore, by incorporating an acid ingredient (E) and a vanadium compound (F), a further improvement in performances can be attained.

Description

금속 표면 처리제, 금속 재료의 표면 처리 방법 및 표면 처리 금속 재료{AGENT FOR TREATING METAL SURFACE, METHOD OF TREATING SURFACE OF METALLIC MATERIAL, AND SURFACE-TREATED METALLIC MATERIAL}Metal surface treatment agent, surface treatment method of metal material, and surface treatment metal material {AGENT FOR TREATING METAL SURFACE, METHOD OF TREATING SURFACE OF METALLIC MATERIAL, AND SURFACE-TREATED METALLIC MATERIAL}

본 발명은, 금속을 소재로 한 시트코일, 성형품의 표면에 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 추가로 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 부여할 수 있고, 또한 크롬을 함유하지 않는 피막을 형성시키기 위해서 사용하는 금속 표면 처리제, 금속 표면 처리 방법, 표면 처리된 금속 재료에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 아연계 도금 강판, 강판, 알루미늄계 금속 재료를 소재로 하는 자동차 보디, 자동차 부품, 건재, 가전용 부품 등의 성형 가공품, 주조품, 시트코일 등에 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 추가로 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 부여할 수 있는, 크롬을 함유하지 않는 피막을 형성시키기 위해서 사용하는 표면 처리제, 표면 처리 방법, 표면 처리된 금속 재료에 관한 것이다.The present invention provides a sheet coil made of a metal material, excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance, and, in some cases, further excellent blackening resistance and excellent yellowing resistance to the surface of the molded article, and furthermore, a coating containing no chromium. A metal surface treatment agent, a metal surface treatment method, and a surface-treated metal material used for forming. More specifically, the present invention provides excellent corrosion resistance and excellent corrosion resistance to molded products, castings, sheet coils, etc. for automobile bodies, automobile parts, building materials, and home appliance parts made of galvanized steel sheets, steel sheets, and aluminum-based metal materials. The present invention relates to a surface treatment agent, a surface treatment method, and a surface-treated metal material used for forming a coating containing no chromium, which can impart alkalinity and, in some cases, further excellent blackening resistance and good yellowing resistance.

아연계 도금 강판, 강판 등의 금속 재료는, 대기 중의 산소, 수분, 수분 중에 함유되는 이온 등에 의해 산화되고 부식된다. 또한, 성형 가공한 후에 알칼리성을 나타내는 탈지제에 의해 세정하는 경우가 있고, 알칼리에 대하여 내구성이 없으면 변색되거나, 사용할 때 조기에 부식된다. 또한, 고온 다습하고 특정한 환경 하에서는 도금 강재가 검게 변색되어 보이는 현상이 발생하고, 모든 현상이 도금층 금속 재료의 열화에 기인하는 것이며, 다양한 제품으로서 만들어졌을 때의 품질, 의장성이라는 관점에서 문제시된다. 이들의 부식을 방지하는 방법으로서, 종래부터, 크롬산 크로메이트 등의 크롬을 함유하는 처리액에 금속 재료 표면을 접촉시켜 크로메이트 피막을 석출시키거나, 또는 도포하여 건조시키는 등 금속 표면에 크로메이트 피막을 형성시키는 방법이 있다. 그러나, 이들 무기계의 크로메이트 피막 단독으로는, 비교적 마일드한 환경 하에서는, 단기적인 방청성이 발휘되지만, 장기에 걸친 또는 보다 엄격한 환경에서의 내식성은 불충분하다. 또한, 크로메이트 단독 처리를 실시한 시트코일을 잘라 성형 가공하면, 형성된 피막이 경질이며 약하고 윤활성이 부족하기 때문에, 피막이 탈락되어 외관을 해칠 뿐만 아니라, 충분한 가공을 하지 못하고, 소재에 균열이 생겨 갈라진다는 문제가 발생한다. 그래서, 일반적으로는, 이들 모든 성능을 만족하기 위해서는, 금속 재료 표면에 크로메이트 피막을 형성하고, 형성된 크로메이트 피막 상에, 추가로 수지 피막을 형성하는 2 층 처리가 실시되고 있다. 또한, 크로메이트 피막은 성능적으로 불충분한 것 외에, 그 처리액 중에 유해한 6 가 크롬을 갖고 있기 때문에 폐수 처리에 시간이나 비용이 들고, 또한 형성된 피막 중에도 6 가 크롬이 함유되어 있기 때문에 환경면, 안전면에서 경원시되는 경향이 있다.Metal materials, such as a galvanized steel plate and a steel plate, are oxidized and corroded by oxygen, moisture, ions contained in moisture, etc. in air | atmosphere. In addition, after the molding process, it may be washed with a degreasing agent showing alkalinity, and if it is not durable against alkali, it will discolor or corrode prematurely when used. In addition, under high temperature and high humidity and under certain circumstances, a phenomenon in which the plated steel material becomes black and discolored occurs, and all of the phenomenon is caused by deterioration of the plated layer metal material, which is problematic in view of quality and designability when made as various products. As a method of preventing such corrosion, conventionally, a chromate coating is formed on a metal surface by contacting a surface of a metal material with a treatment solution containing chromium such as chromic acid chromate to deposit a chromate coating, or applying and drying the coating. There is a way. However, these inorganic chromate coatings alone exhibit short-term rust resistance under relatively mild environments, but have insufficient corrosion resistance in long-term or more stringent environments. In addition, when the sheet coil subjected to the chromate treatment is cut and molded, the formed film is hard, weak, and lacks in lubricity. Thus, the film is not dropped, which damages the appearance, and does not have sufficient processing, and the material is cracked and cracked. Occurs. Therefore, generally, in order to satisfy all these performances, the two-layer process of forming a chromate film on the surface of a metal material and forming a resin film further on the formed chromate film is performed. In addition to the insufficient performance, the chromate coating has harmful hexavalent chromium in the treatment liquid, and thus, wastewater treatment is time-consuming and expensive, and since the formed coating contains hexavalent chromium, it is also environmentally safe. It tends to be light in respect.

1 층 처리로 모든 성능을 만족시키고자 하는 시도로는, 크로메이트와 수지 피막을 한번에 형성시키는 수지 크로메이트가 검토되었고, 알루미늄-아연 도금 강 판의 표면에, 특정한 수분산계 또는 수용성 수지와 특정량의 6 가 크롬을 배합한 수지 조성물을 도포하는 처리 방법 (일본 특허공보 평4-2672호), 및 무기 화합물의 6 가 크롬 이온 또는 6 가 크롬 이온과 3 가 크롬 이온, 및 특정한 유화 중합 조건에서 중합한 아크릴 에멀션을 함유하는 금속 표면 처리 조성물 (일본 특허공보 평7-6070호) 이 알려져 있다. 그러나, 상기 기술한 바와 같이, 피막 중에 함유되는 6 가 크롬은 미량이기는 하지만, 서서히 녹는 성질을 갖고 있어, 환경면, 안전면에 문제를 갖고 있다.In an attempt to satisfy all the performances by the one-layer treatment, a resin chromate for forming chromate and a resin film at one time was examined, and a surface of an aluminum-zinc plated steel sheet with a specific water-dispersible or water-soluble resin and a specific amount of 6 A treatment method for applying a resin composition containing chromium chromium (Japanese Patent Laid-Open No. 4-2672), and hexavalent chromium ions or hexavalent chromium ions and trivalent chromium ions of an inorganic compound and polymerized under specific emulsion polymerization conditions Metal surface treatment compositions (Japanese Patent Laid-Open No. 7-6070) containing an acrylic emulsion are known. However, as described above, the hexavalent chromium contained in the coating, although it is a trace amount, has a slowly melting property and has a problem in terms of environment and safety.

크롬을 갖지 않는 논클로메이트 처리액을 사용하는 방법으로는, 특정 구조의 페놀 수지계 중합체와 산성 화합물을 함유하는 금속 재료 표면 처리용 중합체 조성물 및 표면 처리 방법 (일본 공개특허공보 평7-278410호), 서로 다른 종류이며 또한 서로 반응할 수 있는 특정 구조의 반응성 관능기를 갖는 2 종 이상의 실란커플링제를 함유하는 내지문성 등이 우수한 금속 표면 처리제 및 처리 방법 (일본 공개특허공보 평8-73775호), 특정 구조의 실란커플링제와 특정 구조의 페놀 수지계 중합체를 함유하는 금속 표면 처리제 및 처리 방법 (일본 공개특허공보 평9-241576호), 적어도 1 개의 질소 원자를 갖는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등의 유기 고분자와 특정한 다가 음이온을 함유하는 금속 표면 처리제, 처리 방법 및 처리 금속 재료 (일본 공개특허공보 평10-1789호), (1) 특정 구조의 비스페놀 A 에폭시계 수지를 함유하는 방청제, (2) 페놀계 수지와 그 이외의 폴리에스테르 등의 특정 수지를 특정비로 함유하는 방청제, (1) 과 (2) 를 사용하는 처리 방법 및 처리 금속 재료 (일본 공개특허공보 평10-60233호), 그리고 특정 구조의 페놀계 수지 화합물과, 바나듐 화합물과, 특정한 금속 화합물과, 임의 성분으로서의 유기 고분자를 함유하는 금속 표면 처리제, 처리 방법 및 처리 금속 재료 (일본 공개특허공보 2001-181860호), 및 특정한 수용성 수지 또는 수성 에멀션 수지와, 특정 구조의 페놀계 수지 화합물과, 특정한 금속 화합물을 필수 성분으로 하는 금속 표면 처리제, 처리 방법 및 처리 금속 재료 (일본 공개특허공보 2003-13252호) 가 알려져 있다.As a method of using the non-chromate treatment liquid which does not have chromium, a polymer composition for surface treatment of metal materials and a surface treatment method containing a phenolic resin polymer and an acidic compound having a specific structure (Japanese Patent Laid-Open No. 7-278410) , Metal surface treatment agents and methods excellent in anti-fingerprint and the like, which contain two or more kinds of silane coupling agents having different kinds and reactive functional groups having a specific structure capable of reacting with each other (Japanese Patent Laid-Open No. 8-73775), Metal surface treatment agent and processing method containing the silane coupling agent of a specific structure and the phenolic resin polymer of a specific structure (Unexamined-Japanese-Patent No. 9-241576), the epoxy resin which has at least 1 nitrogen atom, an acrylic resin, a urethane resin, etc. Surface treatment agent, treatment method and treated metal material containing organic polymer and specific polyvalent anion of 10-1789), (1) a rust preventive agent containing a bisphenol A epoxy resin of a specific structure, (2) a rust preventive agent containing specific resins such as phenolic resins and other polyesters at a specific ratio, (1) and (2) A process method and a process metal material (Japanese Patent Laid-Open No. 10-60233), a phenolic resin compound having a specific structure, a vanadium compound, a specific metal compound, and an organic polymer as an optional component. Metal surface treatment agent, treatment method and treated metal material (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-181860), a specific water-soluble resin or an aqueous emulsion resin, a phenolic resin compound having a specific structure, and a metal having a specific metal compound as essential components Surface treatment agents, treatment methods and treated metal materials (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-13252) are known.

그러나, 크롬을 사용하지 않은 금속 표면 처리에 있어서는, 처리액이 6 가 크롬을 함유하지 않는 이점이 있는 반면, 내식성이 불충분하고, 특히 흠집부, 가공부의 내식성은, 크로메이트 피막에 비해 현저하게 떨어지고, 또한 내흑변성도 고온다습한 환경 하에서는 성능이 불충분하다는 결점을 갖고 있다. 또한, 일반적으로 수지 피막은 열의 영향을 받아, 황색이나 갈색으로 변색되는 특성 (황변성) 이 있고, 용접시나 프레스 가공시에 발생하는 열의 영향으로 변색되는 결점을 갖고 있다. 따라서, 현재의 상황에서는, 금속 재료 표면에 우수한 내식성, 내알칼리성 및 내흑변성, 그리고 경우에 따라 추가로 우수한 내황변성을 동시에 부여할 수 있는 피막을 형성하는 논크로메이트계 금속 표면 처리제는 얻어지고 있지 않다.However, in the metal surface treatment without chromium, while the treatment liquid has the advantage that it does not contain hexavalent chromium, the corrosion resistance is insufficient, particularly the corrosion resistance of the scratches and the processed portion is remarkably inferior to the chromate coating, In addition, the blackening resistance also has the drawback that the performance is insufficient under high temperature and high humidity environment. In general, the resin film has a characteristic (yellowing) that discolors yellow or brown under the influence of heat, and has a defect that discolors under the influence of heat generated during welding or press work. Therefore, in the present situation, no non-chromate-based metal surface treatment agent has been obtained which forms a film capable of simultaneously providing excellent corrosion resistance, alkali resistance and blackening resistance, and in some cases, further excellent yellowing resistance to the metal material surface. .

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 금속 재료에 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 추가로 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 부여하기 위해서 사용하는, 크롬을 함유하지 않는 금속 표면 처리제, 금속 표면 처리 방법 및 표면 처리 금속 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and does not contain chromium, which is used to impart excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance to the metal material and, in some cases, further excellent blackening resistance and excellent yellowing resistance. It is an object to provide a metal surface treatment agent, a metal surface treatment method and a surface treatment metal material.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하는 수단에 대하여 예의 검토한 결과, 양이온성의 수용성 또는 수계 에멀션 우레탄 수지, 페놀계 화합물과 알데히드류의 중축합물이며 양이온성인 것, 그리고 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물을 필수 성분으로 하는 수계 표면 처리제를 사용하여 금속 재료 표면을 처리함으로써, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성을 갖는 피막이 얻어지는 것, 및 그 수계 표면 처리제에 추가로 다른 특정한 금속 화합물을 배합하는 경우에는, 상기 특성에 더해 추가로 우수한 내흑변성을 그 피막에 부여할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining about the means which solve the said subject, it is a polycondensation product of cationic water-soluble or aqueous emulsion urethane resin, a phenolic compound, and aldehydes, and it is cationic, and a zirconium compound and / or a titanium compound are essential. By treating the surface of the metal material with an aqueous surface treatment agent as a component, a coating having excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance is obtained, and in the case of blending another specific metal compound with the aqueous surface treatment agent, in addition to the above characteristics, Furthermore, it discovered that the outstanding blackening resistance can be provided to the film, and completed this invention.

즉, 본 발명은, (1) 양이온성의 수용성 또는 수계 에멀션 우레탄 수지 (A) (이하, 양이온성 우레탄 수지 (A) 라고 한다), 페놀계 화합물과 알데히드류의 중축합물이며 양이온성인 것 (B) (이하, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 라고 한다), 그리고 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물 (C) (이하, 금속 화합물 (C) 라고 한다) 을 수성 매체에 배합하여 이루어지는 금속 표면 처리제에 관한 것이다. 본 발명의 이 양태에 의해서, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성을 갖는 피막을 형성시킬 수 있다.That is, this invention is a polycondensation product of (1) cationic water-soluble or aqueous emulsion urethane resin (A) (henceforth a cationic urethane resin (A)), a phenolic compound, and aldehydes, and cationic (B) (Hereinafter referred to as cationic phenolic polycondensate (B)) and a zirconium compound and / or a titanium compound (C) (hereinafter referred to as a metal compound (C)) to a metal surface treatment agent formed by blending in an aqueous medium will be. According to this aspect of the present invention, a film having excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance can be formed.

또한, 본 발명은, (2) 금속 화합물 (C) 이 지르코늄 화합물이고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (이하, 금속 화합물 (D) 라고 한다) 을 배합한 상기 (1) 의 금속 표면 처리제에 관한 것이다. 본 발명의 이 양태에 의해서, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성에 추가하여, 우수한 내흑변성을 갖는 피막을 형성시킬 수 있다.In addition, the present invention, (2) the metal compound (C) is a zirconium compound, at least one member selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce and Mo It is related with the metal surface treating agent of said (1) which mix | blended the compound (D) containing a metal (henceforth a metal compound (D)). According to this aspect of the present invention, in addition to excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance, a film having excellent blackening resistance can be formed.

본 발명의 상기 (1) 및 (2) 의 양태에 있어서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율은, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼1:99 인 것이 바람직한데,In the aspect of said (1) and (2) of this invention, the compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) is solid content mass ratio, (A) :( B) = 99: 1 to 1:99 is preferred,

(A):(B)=99:1∼50:50 인 경우에는, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 우수한 내흑변성에 추가하여, 우수한 내황변성을 갖는 피막을 형성시킬 수 있다.In the case of (A) :( B) = 99: 1 to 50:50, a film having excellent yellowing resistance can be formed in addition to excellent corrosion resistance, excellent alkali resistance, and optionally excellent blackening resistance.

또한, 본 발명은, (3) 금속 화합물 (C) 이 티탄 화합물이고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (즉, 금속 화합물 (D)) 을 배합하고, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 상기 (1) 의 금속 표면 처리제에 관한 것이다. 본 발명의 이 양태에 의해서, 우수한 내식성, 우수한 내알칼리성, 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 갖는 피막을 형성시킬 수 있다.Moreover, (3) this invention is a metal compound (C) is a titanium compound, and is at least 1 sort (s) chosen from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce, and Mo. A compound (D) containing a metal (that is, a metal compound (D)) is blended, and a blending ratio of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) is a solid content mass ratio (A). : (B) = 99: 1-50:50 It is related with the metal surface treating agent of said (1). According to this aspect of the present invention, a film having excellent corrosion resistance, excellent alkali resistance, excellent blackening resistance and excellent yellowing resistance can be formed.

또한, 본 발명의 상기 (1), (2) 및 (3) 의 각 양태에 있어서, 금속 표면 처리제에는 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E) (이하, 산성분 (E) 라고 한다) 을 함유시키는 것이 바람직하고, 그에 의해, 형성되는 피막의 내식성 및 내흑변성이 더욱 향상된다. 또한, 본 발명의 상기 금속 표면 처리제에는 바나듐 화합물 (F) 을 함유시키는 것이 바람직하고, 그에 의해, 형성되는 피막의 내식성 및 내알칼리성이 더욱 향상된다.In addition, in each aspect of said (1), (2), and (3) of this invention, the metal surface treating agent has at least 1 type of acid component (E) chosen from an inorganic acid and an organic acid (Hereafter, an acid component (E) ), Whereby the corrosion resistance and blackening resistance of the formed film are further improved. Moreover, it is preferable to contain a vanadium compound (F) in the said metal surface treating agent of this invention, and also the corrosion resistance and alkali resistance of the film formed by this improve further.

본 발명은 또, 금속 재료 표면에 상기 (1), (2) 또는 (3) 의 양태의 금속 표면 처리제를 도포한 후, 건조시킴으로써 그 금속 재료 표면에 피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 금속 재료의 표면 처리 방법, 및 상기 표면 처리 방법을 사용하여 형성된 피막을 갖는 금속 재료에 관한 것이다.The present invention further provides a coating on the surface of the metal material by applying the metal surface treatment agent of the above aspect (1), (2) or (3) to the surface of the metal material, and then drying. A surface treatment method and a metal material having a film formed using the surface treatment method.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention

본 발명의 금속 표면 처리제 중에 배합하는 양이온성 우레탄 수지 (A) (즉, 양이온성의 수용성 또는 수계 에멀션 우레탄 수지 (A)) 에 있어서의 「양이온성」 은 분자 구조 중에 양이온성 관능기를 갖는 것을 의미한다. 이러한 양이온성 관능기로는 하기 일반식 (Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ) 또는 (Ⅳ)The "cationic" in the cationic urethane resin (A) (that is, cationic water-soluble or aqueous emulsion urethane resin (A)) blended in the metal surface treatment agent of the present invention means having a cationic functional group in the molecular structure. . Such cationic functional groups include the following general formulas (I), (II), (III) or (IV).

Figure 112007029745581-PCT00001
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(식 중, R1, R2, R3, R6 및 R7 은 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10, 바람직하게는 1∼6 의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 1∼10, 바람직하게는 1∼6 의 직쇄 또는 분지쇄의 히드록시알킬기를 나타내고, R4 및 R5 는 서로 독립적으로 탄소수 2∼10, 바람직하게는 2∼6 의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기를 나타내고, A- 및 B- 는 수산이온 또는 산이온을 나타낸다) 로 표시되는 기 등을 들 수 있다. 이러한 양이온성 관능기의 양은 양이온성 우레탄 수지 (A) 가 본 발명의 금속 표면 처리제 중에 용해 또는 분산 상태로 안정적으로 존재할 수 있는 양이면 된다.(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms, preferably Preferably it represents a 1-6 linear or branched hydroxyalkyl group, R <4> and R <5> represent a C2-C10, preferably 2-6, linear or branched alkylene group independently of each other, and A <-> And B represents a hydroxyl ion or an acid ion. The amount of such cationic functional group may be any amount in which the cationic urethane resin (A) can be stably present in the dissolved or dispersed state in the metal surface treatment agent of the present invention.

일반식 (Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ) 에 있어서, R1, R2, R3, R6 및 R7 이 나타내는, 탄소수 1∼10 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을, 탄소수 1∼10 의 히드록시알킬기로는, 히드록시메틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시에틸기, 3-히드록시프로필기, 4-히드록시부틸기, 5-히드록시펜틸기, 6-히드록시헥실기, 7-히드록시헵틸기, 8-히드록시옥틸기, 9-히드록시노닐기, 10-히드록시데실기 등을 들 수 있다. 일반식 (Ⅲ) 및 (Ⅳ) 에 있어서, R4 및 R5 가 나타내는, 탄소수 2∼10 의 알킬렌기로는, 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기, 2-에틸-헥실렌기, 데카메틸렌기 등을 들 수 있다. 또한, 일반식 (Ⅱ) 및 (Ⅳ) 에 있어서, A- 및 B- 가 나타내는 산이온으로는 할로겐 이온 (염소 이온, 브롬 이온, 불소 이온 등), 황산 이온, 질산 이온, 인산 이온 등의 무기산 이온, 아세트산 이온, 포름산 이온 등의 유기산 이온을 들 수 있다.In general formula (I), (II), (III) and (IV), as a C1-C10 alkyl group which R <1> , R <2> , R <3> , R <6> and R <7> represent, a methyl group, an ethyl group, Propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like, as a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, hydroxymethyl group, 2 -Hydroxyethyl group, 1-hydroxyethyl group, 3-hydroxypropyl group, 4-hydroxybutyl group, 5-hydroxypentyl group, 6-hydroxyhexyl group, 7-hydroxyheptyl group, 8-hydroxy Octyl group, 9-hydroxynonyl group, 10-hydroxydecyl group, etc. are mentioned. In general formula (III) and (IV), as a C2-C10 alkylene group which R <4> and R <5> represent, an ethylene group, a propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene A group, an octamethylene group, 2-ethyl- hexylene group, a decamethylene group, etc. are mentioned. In the general formulas (II) and (IV), examples of acid ions represented by A - and B - include inorganic acids such as halogen ions (chlorine ions, bromine ions, fluorine ions, etc.), sulfate ions, nitrate ions, and phosphate ions. And organic acid ions such as ions, acetate ions, and formate ions.

또한 본 발명에서 사용하는 양이온성 우레탄 수지 (A) 는 수용성인 것 또는 수계 에멀션 형태인 것이다.In addition, the cationic urethane resin (A) used by this invention is a water-soluble thing or an aqueous emulsion form.

본 발명에서 사용하는 양이온성 우레탄 수지 (A) 는 상기한 양이온성 관능기를 갖는 것이 필요한데, 이러한 양이온성 관능기는, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) (즉, 페놀계 화합물과 알데히드류의 중축합물이며 양이온성인 것 (B)) 이나 화합물 (C) (즉, 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물 (C)) 이나 금속 화합물 (D) (즉, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D)) 의 상용성에 기여한다. 양이온성 우레탄 수지 (A) 의 물에 대한 용해성 또는 분산성은 그 수지의 물에 대한 자기 용해성 또는 자기 분산성에 기초하여 달성되어도 되고, 또한 양이온성 계면 활성제 (예를 들어 알킬 4 급 암모늄염 등) 및/또는 비이온성 계면 활성제 (예를 들어 알킬페닐에테르 등) 의 도움을 받아 달성되어도 된다.The cationic urethane resin (A) used in the present invention is required to have the above cationic functional group, which is cationic phenolic polycondensate (B) (i.e., polycondensate of phenolic compound and aldehydes). And cationic (B)) or compound (C) (ie, zirconium compound and / or titanium compound (C)) or metal compound (D) (ie, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, It contributes to the compatibility of the compound (D)) containing at least one metal selected from Zn, Sr, W, Ce and Mo. The solubility or dispersibility of the cationic urethane resin (A) in water may be achieved based on the self solubility or self dispersibility of the resin in water, and also cationic surfactants (for example, alkyl quaternary ammonium salts, etc.) and / Or with the help of a nonionic surfactant (for example, alkylphenyl ether or the like).

양이온성 우레탄 수지 (A) 로는, 폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올 등의 폴리올류와 지방족, 지환식 또는 방향족 폴리이소시아네이트의 중축합물인 우레탄 수지에 있어서, 사용하는 폴리올의 일부로서, (치환) 아미노기를 갖는 폴리올 또는 질소 원자를 주쇄 중에 갖는 폴리올을 사용함으로써 얻어지는 우레탄 수지, 그 우레탄 수지의 질소 원자를 4 급화제로 4 급화한 우레탄 수지 등을 들 수 있다.As the cationic urethane resin (A), in the urethane resin which is a polycondensation product of polyols, such as a polyol, a polyether polyol, and a polyester polyol, and an aliphatic, alicyclic, or aromatic polyisocyanate, it is (substituted) The urethane resin obtained by using the polyol which has an amino group, or the polyol which has a nitrogen atom in a principal chain, the urethane resin which quaternized the nitrogen atom of this urethane resin with the quaternization agent, etc. are mentioned.

상기에 있어서, 폴리올로는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 비스페놀 A, 수소 첨가 비스페놀 A, 트리메틸올프로판, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 3,5-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 지방족 디올 화합물, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 헥시톨류, 펜티톨류, 글리세린, 디글리세린, 폴리글리세린, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 테트라메틸올프로판 등의 3 가 이상의 지방족 또는 지환족 알코올 화합물 등을 들 수 있다.In the above, as the polyol, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,2-butylene glycol, 1, 3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, hexamethylene glycol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1, 3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentylglycol, 3-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1, 5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1, Aliphatic diol compounds such as 7-heptane diol, 3,5-heptane diol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, and trimethyl Olethane, trimethylolpropane, hexitols, pentitols, glycerin, diglycerin, polyglycerin, pentaerythritol, dipenta Discrete erythritol, tetra methylol trivalent or more aliphatic or cycloaliphatic, such as propane and the like can be mentioned alcohol compound.

상기에 있어서 폴리에테르폴리올로는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등의 에틸렌옥사이드 부가물, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 프로필렌옥사이드 부가물, 상기 폴리올의 에틸렌옥사이드 및/또는 프로필렌옥사이드 부가물, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.In the above, as the polyether polyol, for example, ethylene oxide adducts such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene oxide adducts such as propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and ethylene of the polyol. Oxides and / or propylene oxide adducts, polytetramethylene glycol and the like.

상기에 있어서 폴리에스테르폴리올로는, 예를 들어 상기 폴리올과 그 화학양론적 양보다 적은 양의, 다가 카르복실산 또는 그 무수물, 할라이드, 에스테르 등의 에스테르 형성성 유도체의 직접 에스테르화 반응 및/또는 에스테르 교환 반응에 의해 얻어지는 것 ; 락톤류를 상기 폴리올에 의해 개환하여 얻어지는 것 ; 폴리카보네이트폴리올 등을 들 수 있다. 다가 카르복실산으로는, 예를 들어 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피메린산, 수베린산, 아젤라인산, 세바스산, 도데칸 2산, 2-메틸숙신산, 2-메틸아디프산, 3-메틸아디프산, 3-메틸펜탄 2산, 2-메틸옥탄 2산, 3,8-디메틸데칸 2산, 3,7-디메틸데칸 2산, 다이머산, 수소 첨가 다이머산 등의 지방족 디카르복실산류 ; 시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산류 ; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산류 ; 트리멜리트산, 트리메신산, 피마자유 지방산의 3량체 등의 트리카르복실산류 ; 피로멜리트산 등의 테트라카르복실산 등을 들 수 있다. 그 에스테르 형성성 유도체로는, 이들 다가 카르복실산의 산무수물 ; 그 다가 카르복실산의 클로라이드, 브로마이드 등의 할라이드 ; 그 다가 카르복실산의 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, 아밀에스테르 등의 저급 지방족 에스테르 등을 들 수 있다. 상기 락톤류로는, γ-카프로락톤, δ-카프로락톤, ε-카프로락톤, 디메틸-ε-카프로락톤, δ-발레로락톤, γ-발레로락톤, γ-부티로락톤 등의 락톤류 등을 들 수 있다.In the above, as the polyester polyol, for example, the direct esterification reaction of the polyol and ester-forming derivatives such as polyhydric carboxylic acid or its anhydrides, halides and esters in an amount less than the stoichiometric amount thereof and / or Obtained by a transesterification reaction; Obtained by ring-opening lactones with the polyol; And polycarbonate polyols. As polyhydric carboxylic acid, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimeric acid, sumeric acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane diacid, 2-methyl succinic acid, 2 -Methyl adipic acid, 3-methyl adipic acid, 3-methylpentane diacid, 2-methyloctane diacid, 3,8-dimethyldecane diacid, 3,7-dimethyldecane diacid, dimer acid, hydrogenation Aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid; Alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; Aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid; Tricarboxylic acids, such as trimeric acid, trimesic acid, and trimer of castor oil fatty acid; And tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid. As the ester-forming derivative, acid anhydrides of these polyhydric carboxylic acids; Halides such as chlorides and bromides of the polyvalent carboxylic acids; Lower aliphatic esters, such as methyl ester of this polyhydric carboxylic acid, ethyl ester, propyl ester, isopropyl ester, butyl ester, isobutyl ester, amyl ester, etc. are mentioned. Examples of the lactones include lactones such as γ-caprolactone, δ-caprolactone, ε-caprolactone, dimethyl-ε-caprolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone, and γ-butyrolactone. Can be mentioned.

상기에 있어서, (치환) 아미노기를 갖는 폴리올 또는 질소 원자를 주쇄 중에 갖는 폴리올로는, 하기 일반식 (Ⅴ) 또는 (Ⅵ)In the above, as a polyol having a (substituted) amino group or a polyol having a nitrogen atom in the main chain, the following general formula (V) or (VI)

Figure 112007029745581-PCT00002
Figure 112007029745581-PCT00002

(식 중, R1, R2, R4, R5 및 R6 상기 일반식 (Ⅰ) 및 (Ⅲ) 에 있어서 정의한 것과 동일한 의미이고, R8 은 탄소수 2∼10, 바람직하게는 2∼6 의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기를 나타내는데, 그 어느 하나의 탄소 상에 -NR1R2 기가 치환되어 있다) 로 표시되는 폴리올 등을 들 수 있다. 이러한 폴리올의 구체예로서, N,N-디메틸아미노디메틸올프로판, N-메틸-N,N-디에탄올아민 등을 들 수 있다. 또한, 4 급화제로는 R3Cl, R3Br, R7Cl, R7Br (식 중, R3 및 R7 은 일반식 (Ⅱ) 및 (Ⅳ) 에 있어서와 동일한 의미이다) 등을 들 수 있다.Wherein R 1 , R 2 , R 4 , R 5 and R 6 silver The same meaning as defined in the general formulas (I) and (III), R 8 represents a straight or branched chain alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms. A polyol represented by -NR 1 R 2 group is substituted). Specific examples of such polyols include N, N-dimethylaminodimethylolpropane, N-methyl-N, N-diethanolamine, and the like. As the quaternizing agent, R 3 Cl, R 3 Br, R 7 Cl, R 7 Br (wherein R 3 and R 7 have the same meanings as in General Formulas (II) and (IV)) and the like. Can be mentioned.

양이온성 우레탄 수지 (A) 에 관하여, 지방족, 지환식 또는 방향족 폴리이소시아네이트로는, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트에스테르, 수소 첨가 자일리렌디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 1,5-테트라히드로나프탈렌디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 자일리렌디이소시아네이트, 테트라메틸자일리렌디이소시아네이트 등을 들 수 있는데, 이들 중에서도, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트에스테르, 수소 첨가 자일리렌디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 2,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지방족 또는 지환식 폴리이소시아네이트 화합물을 사용하는 경우에는, 얻어지는 피막이 내후성도 우수한 것이 되기 때문에 바람직하다.Regarding the cationic urethane resin (A), examples of the aliphatic, alicyclic or aromatic polyisocyanate include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate ester, hydrogenated xylene diisocyanate, and 1,4-cyclohexylene di. Isocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, 2,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1 , 5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-di Phenyl methane diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylene diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate, etc. are mentioned, Among these, , Tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate ester, hydrogenated xylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, 2,4'-dish When using aliphatic or alicyclic polyisocyanate compounds, such as chlorhexyl methane diisocyanate and isophorone diisocyanate, since the film obtained also becomes excellent in weather resistance, it is preferable.

상기한 양이온성 우레탄 수지 (A) 중에서, 피막의 금속 재료에 대한 밀착성이나 피막의 내수성에 악영향을 미칠 우려가 있는 가용화제 또는 유화제로서의 계면 활성제를 사용하지 않는 소프-프리인 것 또는 그 사용량을 억제한 것이 보다 바람직하다.Among the cationic urethane resins (A) described above, the soap-free or the amount thereof which does not use a surfactant as a solubilizer or an emulsifier, which may adversely affect the adhesion to the metal material of the coating or the water resistance of the coating. One is more preferable.

양이온성 우레탄 수지 (A) 의 중량 평균 분자량은 1,000∼1,000,000 인 것이 바람직하고, 2,000∼500,000 인 것이 보다 바람직하다. 그 분자량이 1,000 미만에서는 피막 형성성이 불충분하고, 한편 1,000,000 을 초과하면 처리제의 안정성이 저하되는 경향이 있다.It is preferable that it is 1,000-1,000,000, and, as for the weight average molecular weight of a cationic urethane resin (A), it is more preferable that it is 2,000-500,000. When the molecular weight is less than 1,000, the film formability is insufficient, while when the molecular weight exceeds 1,000,000, the stability of the treatment agent tends to be lowered.

본 발명의 금속 표면 처리제 중에 함유시키는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) (즉, 페놀계 화합물과 알데히드류의 중축합물이며 양이온성인 것 (B)) 에 있어서의 「양이온성」 은 양이온성 관능기를 갖는 것을 의미한다. 이러한 양이온성 관능기로는 상기 일반식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 로 표시되는 것을 들 수 있다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 은 이러한 양이온성 관능기의 적어도 1 종을 갖고 있으면 된다. 이들 양이온성 관능기는, 예를 들어 페놀계 화합물과 알데히드류를 중축합시킬 때, 상기 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 양이온성 관능기에 대응하는 암모니아 또는 아민을 공존시키고, 필요에 따라 추가로 4 급화제로 질소 원자를 4 급화함으로써 도입할 수 있다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 에 함유되는 양이온성 관능기의 비율은 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 에 함유되는 벤젠환 1 개당 0.2∼3 개인 것이 바람직하다. 상기 수치가 0.2 개 미만에서는, 금속 표면 처리제의 안정성이 저하되는 경향이 있고, 또한 3 개를 초과하면, 형성되는 피막의 내식성이 저하되는 경향이 있다. 본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 은 상기 중축합 반응을 산성 촉매의 존재하에 실시하여 얻어지는 노볼락형 페놀계 중축합물인 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 은 상기 노볼락형 페놀계 중축합물을 붕소 변성, 규소 변성, 인 변성, 중금속 변성, 질소 변성, 황 변성, 오일 변성, 로진 변성 등의 공지된 수법에 의해 변성된 것이어도 된다.The "cationic" in the cationic phenolic polycondensate (B) (that is, the polycondensation product of the phenolic compound and aldehydes and cationic (B)) contained in the metal surface treatment agent of the present invention is a cationic functional group. It means to have. As such cationic functional group, what is represented by the said general formula (I) or (II) is mentioned. The cationic phenolic polycondensate (B) may have at least one kind of such cationic functional group. These cationic functional groups coexist with ammonia or amine corresponding to the cationic functional group represented by the said general formula (I), for example, when polycondensing a phenol type compound and aldehydes, and are further quaternary as needed. It can introduce | transduce by quaternizing a nitrogen atom with a topical agent. It is preferable that the ratio of the cationic functional group contained in a cationic phenol type polycondensate (B) is 0.2-3 per benzene ring contained in a cationic phenol type polycondensate (B). When the said numerical value is less than 0.2, there exists a tendency for stability of a metal surface treating agent to fall, and when it exceeds 3, there exists a tendency for the corrosion resistance of the film formed to fall. It is preferable that the cationic phenolic polycondensate (B) used by this invention is a novolak-type phenolic polycondensate obtained by performing the said polycondensation reaction in presence of an acidic catalyst. In addition, the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention may be selected from the above-mentioned novolac phenolic polycondensates such as boron modification, silicon modification, phosphorus modification, heavy metal modification, nitrogen modification, sulfur modification, oil modification, and rosin modification. It may be modified by a known method.

본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 얻기 위해서 사용되는 페놀계 화합물은 산성 촉매 및 상기 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 양이온성 관능기에 대응하는 암모니아 또는 아민의 존재하에 알데히드류와 중축합하여 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 생성시킬 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 이러한 페놀계 화합물로서, 예를 들어 페놀, m-크레졸, m-에틸페놀, m-프로필페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, o-부틸페놀, 레졸시놀, 하이드로퀴논, 카테콜, 3-메톡시페놀, 4-메톡시페놀, 3-메틸카테콜, 4-메틸카테콜, 메틸하이드로퀴논, 2-메틸레졸시놀, 2,3-디메틸하이드로퀴논, 2,5-디메틸레졸시놀, 2-에톡시페놀, 4-에톡시페놀, 4-에틸레졸시놀, 3-에톡시-4-메톡시페놀, 2-프로페닐페놀, 2-이소프로필페놀, 3-이소프로필페놀, 4-이소프로필페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, 2-이소프로폭시페놀, 4-프로폭시페놀, 2-알릴페놀, 3,4,5-트리메톡시페놀, 4-이소프로필-3-메틸페놀, 피로가롤, 플로로글리시놀, 1,2,4-벤젠트리올, 5-이소프로필-3-메틸페놀, 4-부톡시페놀, 4-t-부틸카테콜, t-부틸하이드로퀴논, 4-t-펜틸페놀, 2-t-부틸-5-메틸페놀, 2-페닐페놀, 3-페닐페놀, 4-페닐페놀, 3-페녹시페놀, 4-페녹시페놀, 4-헥실옥시페놀, 4-헥사노일레졸시놀, 3,5-디이소프로필카테콜, 4-헥실레졸시놀, 4-헵틸옥시페놀, 3,5-디-t-부틸페놀, 3,5-디-t-부틸카테콜, 2,5-디-t-부틸하이드로퀴논, 디-sec-부틸페놀, 4-쿠밀페놀, 노닐페놀, 2-시클로펜틸페놀, 4-시클로펜틸페놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등을 들 수 있다. 이들은 각 단독으로 사용해도 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 이들 중 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 비스페놀 A, 2,3-자일레놀, 3,5-자일레놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, o-부틸페놀, 4-페닐페놀, 레졸시놀이 바람직하고, 페놀, 비스페놀 A 가 가장 바람직하다.The phenolic compound used to obtain the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention is selected from aldehydes in the presence of an acid catalyst and ammonia or amine corresponding to the cationic functional group represented by the general formula (I). It will not specifically limit, as long as it can polycondense and produce a cationic phenolic polycondensate (B). As such phenolic compounds, for example, phenol, m-cresol, m-ethylphenol, m-propylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, o-butylphenol, resorcinol, hydroquinone, catechol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, methylhydroquinone, 2-methylresolcinol, 2,3-dimethylhydroquinone, 2,5-dimethylresolci Knol, 2-ethoxyphenol, 4-ethoxyphenol, 4-ethylresolcinol, 3-ethoxy-4-methoxyphenol, 2-propenylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, 2-isopropoxyphenol, 4-propoxyphenol, 2-allylphenol, 3,4,5-trimethoxyphenol, 4-isopropyl-3 Methylphenol, pyrogallol, phloroglycinol, 1,2,4-benzenetriol, 5-isopropyl-3-methylphenol, 4-butoxyphenol, 4-t-butylcatechol, t- Butylhydroquinone, 4-t-pentylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3-phenoxyphenol, 4-phenoxyphenol, 4-hexyloxyphenol, 4-hexanoyl olecinol, 3,5-diisopropylcatechol, 4-hexyl solcinol, 4-heptyloxyphenol, 3,5-di -t-butylphenol, 3,5-di-t-butylcatechol, 2,5-di-t-butylhydroquinone, di-sec-butylphenol, 4-cumylphenol, nonylphenol, 2-cyclopentylphenol , 4-cyclopentyl phenol, bisphenol A, bisphenol F and the like. These may be used individually or in combination of 2 or more types. Among them, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, bisphenol A, 2,3-xylenol, 3,5-xylenol, m-butylphenol, p-butylphenol, o-butylphenol, 4-phenylphenol and resorcinol are preferred, and phenol and bisphenol A are most preferred.

본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 얻기 위해서 사용되는 알데히드류는 산성 촉매 및 상기 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 양이온성 관능기에 대응하는 암모니아 또는 아민의 존재하에 상기 페놀계 화합물과 중축합하여 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 생성시킬 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 이러한 알데히드류로서, 예를 들어 포름알데히드, 트리옥산, 푸르푸랄, 파라포름알데히드, 벤즈알데히드, 메틸헤미포르말, 에틸헤미포르말, 프로필헤미포르말, 부틸헤미포르말, 페닐헤미포르말, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 페닐아세트알데히드, α-페닐프로필알데히드, β-페닐프로필알데히드, o-히드록시벤즈알데히드, m-히드록시벤즈알데히드, p-히드록시벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, o-니트로벤즈알데히드, m-니트로벤즈알데히드, p-니트로벤즈알데히드, o-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, p-에틸벤즈알데히드, p-n-부틸벤즈알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 각 단독으로 사용해도 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 이들 중 포름알데히드, 파라포름알데히드, 푸르푸랄, 벤즈알데히드, 살리실알데히드가 바람직하고, 포름알데히드, 파라포름알데히드가 가장 바람직하다.Aldehydes used to obtain the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention are the phenolic compounds in the presence of an acid catalyst and ammonia or amine corresponding to the cationic functional group represented by the general formula (I). It will not specifically limit, as long as it can polycondense with and produce a cationic phenolic polycondensate (B). As such aldehydes, for example, formaldehyde, trioxane, furfural, paraformaldehyde, benzaldehyde, methylhemiformal, ethylhemiformal, propylhemiformal, butylhemiformal, phenylhemiformal, acetaldehyde , Propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m- Nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde and the like. These may be used individually or in combination of 2 or more types. Of these, formaldehyde, paraformaldehyde, furfural, benzaldehyde, salicyaldehyde are preferred, and formaldehyde and paraformaldehyde are most preferred.

본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 얻기 위해서 사용되는 아민으로는, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 이소프로필아민, 디이소프로필아민, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 트리-n-부틸아민, 이소부틸아민, 디이소부틸아민, sec-부틸아민, n-아밀아민, 디-n-아밀아민, 트리-n-아밀아민, sec-아밀아민, sec-헥실아민, 2-에틸헥실아민, 디옥틸아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N,N-디-n-부틸에탄올아민, N-메틸프로판올아민, 트리이소프로판올아민 등을 들 수 있다. 또한 4 급화제로는 양이온성 우레탄 수지 (A) 의 제조에 있어서 기재한 4 급화제를 사용할 수 있다.As the amine used to obtain the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention, monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, isopropylamine, di Isopropylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, isobutylamine, diisobutylamine, sec-butylamine, n-amylamine, di-n-amylamine, tri n-amylamine, sec-amylamine, sec-hexylamine, 2-ethylhexylamine, dioctylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N- Butylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N-ethyl diethanolamine, Nn-butyl diethanolamine, N, N-di-n-butylethanolamine, N-methyl Propanolamine, triisopropanolamine, etc. are mentioned. As the quaternizing agent, the quaternizing agent described in the production of the cationic urethane resin (A) can be used.

본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 얻기 위해서 사용되는 산성 촉매로는 이하의 예시에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 염산, 황산, 인산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 부티르산, 락트산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산, 타르타르산, 붕산 등 또는 염화 아연이나 아세트산 아연과 같은 금속과의 염을 사용할 수 있다. 이들은 각 단독으로 사용해도 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다.The acidic catalyst used to obtain the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention is not limited to the following examples, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, butyric acid, lactic acid , Salts with benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, tartaric acid, boric acid, and the like or metals such as zinc chloride or zinc acetate can be used. These may be used individually or in combination of 2 or more types.

본 발명에서 사용하는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 수평균분자량은 1,000∼1,000,000 의 범위인 것이 바람직하고, 2,000∼100,000 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 수평균분자량이 1,000 미만에서는 형성된 피막의 배리어성 (치밀성) 이 떨어지고, 내식성이나 내알칼리성이 저하되는 경향이 있고, 또한 1,000,000 을 초과하면 본 금속 표면 처리제의 액안정성이 손상될 가능성이 있다.The number average molecular weight of the cationic phenolic polycondensate (B) used in the present invention is preferably in the range of 1,000 to 1,000,000, and more preferably in the range of 2,000 to 100,000. If the number average molecular weight is less than 1,000, the barrier property (density) of the formed film is inferior, and the corrosion resistance and alkali resistance tend to be lowered. If the number average molecular weight is more than 1,000,000, the liquid stability of the present metal surface treatment agent may be impaired.

본 발명의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 금속 화합물 (C) (즉 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물 (C)) 은, 지르코늄 또는 티탄의 산화물, 수산화물, 착화합물, 무기산 또는 유기산과의 염 등이고, 양이온성 우레탄 수지 (A) 및 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 과 상용성이 좋은 것이 바람직하다. 금속 화합물 (C) 로는, 예를 들어 질산 지르코닐 ZrO(NO3)2, 아세트산 지르코닐, 황산 지르코닐, 탄산 지르코닐암모늄 (NH4)2[Zr(CO3)2(OH)2], 지르코늄아세틸아세트네이트 Zr(OC(=CH2)CH2COCH3))4, 플루오로지르코늄산, 황산 티타닐 TiOSO4, 디이소프로폭시티타늄비스아세틸아세톤 (C5H7O2)2Ti[OCH(CH3)2]2, 락트산과 티타늄알콕시드의 반응물, 티탄라우레이트, 티타늄아세틸아세트네이트 Ti(OC(=CH2)CH2COCH3))3, 플루오로티탄산 등을 사용할 수 있다. 이들 금속 화합물 (C) 은 각 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.The metal compound (C) (ie, zirconium compound and / or titanium compound (C)) contained in the metal surface treatment agent of the present invention is a salt of an zirconium or titanium oxide, a hydroxide, a complex, an inorganic acid or an organic acid, and the like. It is preferable that compatibility with resin (A) and a cationic phenol type polycondensate (B) is good. Examples of the metal compound (C) include zirconyl nitrate ZrO (NO 3 ) 2 , zirconyl acetate, zirconyl sulfate, zirconyl ammonium carbonate (NH 4 ) 2 [Zr (CO 3 ) 2 (OH) 2 ], Zirconiumacetylacetonate Zr (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 4 , Fluorozirconic Acid, Titanium Sulfate TiOSO 4 , Diisopropoxytitaniumbisacetylacetone (C 5 H 7 O 2 ) 2 Ti [ OCH (CH 3 ) 2 ] 2 , reactant of lactic acid and titanium alkoxide, titanium laurate, titanium acetylacetonate Ti (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 3 , fluorotitanic acid, and the like. These metal compounds (C) can be used individually or in combination of 2 or more types, respectively.

상기한 양이온성 우레탄 수지 (A), 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 및 금속 화합물 (C) 을 배합하여 이루어지는 본 발명의 금속 표면 처리제 (이미 기술한 바와 같이, 이 양태의 본 발명은 양태 (1) 로 한다) 를 금속 표면 상에 도포하여 얻어지는 피막은, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성을 갖는데, 이 금속 표면 처리제에 있어서, 금속 화합물 (C) 로서 지르코늄 화합물을 사용하고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (이하, 금속 화합물 (D) 라고 한다) 을 배합하는 경우에는, 형성되는 피막에, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성에 추가하여, 우수한 내흑변성을 부여할 수 있다. 이 경우의 본 발명의 양태는 이미 기술한 바와 같이, 양태 (2) 로 한다.Metal surface treatment agent of this invention which mix | blends said cationic urethane resin (A), a cationic phenolic polycondensate (B), and a metal compound (C) (As already mentioned, this invention of this aspect is an aspect ( The coating film obtained by coating 1) on a metal surface has excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance. In this metal surface treatment agent, a zirconium compound is used as the metal compound (C), and Li, Mg, Al In the case of compounding a compound (D) (hereinafter referred to as a metal compound (D)) containing at least one metal selected from Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce and Mo, In addition to the excellent corrosion resistance and the excellent alkali resistance, the film formed can be provided the outstanding blackening resistance. The aspect of this invention in this case is set as aspect (2) as already mentioned.

양태 (1) 및 (2) 에 있어서는, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율은, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼1:99 인 것이 바람직하다. 이 배합 비율은, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 것이 보다 바람직하고, 이 경우에는, 형성되는 피막에, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 우수한 내흑변성을 부여할 수 있는 것에 추가하여, 더욱 우수한 내황변성을 부여할 수 있다.In aspect (1) and (2), the compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) is solid content mass ratio, (A) :( B) = 99: 1-1 It is preferable that it is: 99. As for this compounding ratio, it is more preferable that it is (A) :( B) = 99: 1-50: 50 as solid content mass ratio, In this case, the formed film has the outstanding corrosion resistance and the outstanding alkali resistance, and in some cases In addition to being able to impart excellent blackening resistance, more excellent yellowing resistance can be imparted.

또한, 상기한 양이온성 우레탄 수지 (A), 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 및 금속 화합물 (C) 을 배합하여 이루어지는 본 발명의 금속 표면 처리제 (즉 양태 (1) 의 본 발명) 를 금속 표면 상에 도포하여 얻어지는 피막은, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성을 갖는데, 이 금속 표면 처리제에 있어서, 금속 화합물 (C) 로서 티탄 화합물을 사용하고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (즉 금속 화합물 (D)) 을 배합하고, 또한, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율을, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 으로 하는 경우에는, 형성되는 피막에, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성에 추가하여, 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 부여할 수 있다. 이 경우의 본 발명의 양태는 이미 기술한 바와 같이, 양태 (3) 이라고 한다.Furthermore, the metal surface treatment agent (namely, this invention of aspect (1)) of this invention formed by mix | blending said cationic urethane resin (A), a cationic phenolic polycondensate (B), and a metal compound (C) is made into the metal surface. The film obtained by coating on the layer has excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance. In this metal surface treatment agent, a titanium compound is used as the metal compound (C), and Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni , Compound (D) (that is, metal compound (D)) containing at least one metal selected from Zn, Sr, W, Ce, and Mo; and further, a cationic urethane resin (A) and a cationic phenol In the case where the blending ratio of the system polycondensate (B) is set to (A) :( B) = 99: 1 to 50:50 as the solid content mass ratio, in addition to the excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance to the formed film, Excellent blackening resistance and excellent yellowing resistance can be imparted. The aspect of this invention in this case is called aspect (3) as already mentioned.

본 발명의 양태 (2) 및 (3) 의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 금속 화합물 (D) (즉, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D)) 은, 상기 금속의 산화물, 수산화물, 착화합물, 무기산 또는 유기산과의 염 등이고, 양이온성 우레탄 수지 (A) 및 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 과 상용성이 좋은 것이 바람직하다.In the metal compound (D) (i.e., Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce and Mo) contained in the metal surface treatment agent of the embodiments (2) and (3) of the present invention The compound (D) containing at least one metal selected is a salt of an oxide, a hydroxide, a complex, an inorganic acid or an organic acid of the metal, and the like. The cationic urethane resin (A) and the cationic phenol polycondensate (B) ) And good compatibility.

상기 금속 화합물 (D) 로서 구체적으로는, 예를 들어 질산 리튬, 인산 리튬, 불화 리튬, 수산화 리튬, 황산 리튬, 탄산 리튬, 옥살산 2리튬, 산화 리튬, 질산 마그네슘, 황산 마그네슘, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘, 불화 마그네슘, 인산 암모늄마그네슘, 인산수소마그네슘, 산화 마그네슘, 질산 알루미늄, 황산 알루미늄, 황산칼륨알루미늄, 황산나트륨알루미늄, 황산 암모늄알루미늄, 인산 알루미늄, 탄산 알루미늄, 산화 알루미늄, 수산화 알루미늄, 요오드화 알루미늄, 아세트산 칼슘, 불화 칼슘, 포스핀산 칼슘 [Ca(PH2O2)2], 질산 칼슘, 수산화 칼슘, 옥살산 칼슘, 산화 칼슘, 아세트산 칼슘, 과망간산 HMnO4, 과망간산 칼륨, 과망간산 나트륨, 인산 2수소 망간 Mn(H2PO4)2, 질산 망간 Mn(NO3)2, 황산 망간 (Ⅱ), (Ⅲ) 또는 (Ⅳ), 불화 망간 (Ⅱ) 또는 (Ⅲ), 탄산 망간, 아세트산 망간 (Ⅱ) 또는 (Ⅲ), 황산 암모늄망간, 망간아세틸아세트네이트 Mn(OC(=CH2)CH2COCH3))3, 요오드화 망간, 산화 망간, 수산화 망간, 염화 코발트, 클로로펜타아민코발트 염화물 [CoCl(NH3)5]Cl, 헥사아민코발트 염화물 [Co(NH3)6]Cl2, 크롬산 코발트, 황산 코발트, 황산 암모늄코발트, 질산 코발트, 산화 코발트 2알루미늄 CoO·Al2O3, 수산화 코발트, 인산 코발트, 질산 니켈, 황산 니켈, 탄산 니켈, 니켈아세틸아세트네이트 Ni(OC(=CH2)CH2COCH3))3, 염화 니켈, 헥사아민니켈 염화물 [Ni(NH3)6]Cl2, 산화 니켈, 수산화 니켈, 황산 아연, 탄산 아연, 염화 아연, 요오드화 아연, 아연 아세틸아세트네이트 Zn(OC(=CH2)CH2COCH3))2, 인산 2수소아연, 질산 스트론튬, 황산 스트론튬, 탄산 스트론튬, 염화 스트론튬, 스트론튬아세틸아세트네이트 Sr(OC(=CH2)CH2COCH3))2, 메타텅스텐산 H6[H2W12O40], 메타텅스텐산 암모늄 (NH4)6[H2W12O40], 메타텅스텐산 나트륨, 파라텅스텐산 H10[W12O46H10], 파라텅스텐산 암모늄, 파라텅스텐산 나트륨, 산화 세륨, 아세트산 세륨 Ce(CH3CO2)3, 질산 세륨 (Ⅲ) 또는 (Ⅳ), 황산 세륨, 염화 세륨, 산화 몰리브덴, 몰리브덴산 H2MoO4, 몰리브덴산 암모늄, 파라몰리브덴산 암모늄, 몰리브덴산 나트륨, 몰리브도인산 화합물 (예를 들어, 몰리브도인산 암모늄 (NH4)3[PO4Mo12O36]·3H2O, 몰리브도인산 나트륨 Na3[PO4·12MoO3]·nH2O 등) 등을 들 수 있다. 이러한 금속 화합물 (D) 은 각 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 몰리브덴 (Ⅵ) 화합물, 텅스텐 (Ⅵ) 화합물, 망간 (Ⅵ) 화합물에 관해서는, 알코올류, 유기산류 등의 환원제를 사용하여 환원한 것도 사용 가능하다. 이들 금속 화합물 중에서, Mg, Ni 또는 Co 의 화합물을 사용하는 것이 내식성 및 내흑변성을 향상시키는 데에 있어서 특히 바람직하다. Specific examples of the metal compound (D) include lithium nitrate, lithium phosphate, lithium fluoride, lithium hydroxide, lithium sulfate, lithium carbonate, lithium 2 oxalate, lithium oxide, magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium carbonate and magnesium hydroxide. Magnesium fluoride, magnesium ammonium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, magnesium oxide, aluminum nitrate, aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, sodium aluminum sulfate, aluminum ammonium sulfate, aluminum phosphate, aluminum carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum iodide, calcium acetate, Calcium fluoride, calcium phosphinate [Ca (PH 2 O 2 ) 2 ], calcium nitrate, calcium hydroxide, calcium oxalate, calcium oxide, calcium acetate, permanganate HMnO 4 , potassium permanganate, sodium permanganate, manganese dihydrogen phosphate Mn (H 2 PO 4) 2, manganese nitrate Mn (NO 3) 2, manganese sulfate (ⅱ), (ⅲ), or (ⅳ), manganese fluoride (ⅱ) or (ⅲ), tan Manganese acetate, manganese (Ⅱ) or (Ⅲ), ammonium sulfate, manganese, manganese acetylacetonate Mn (OC (= CH 2) CH 2 COCH 3)) 3, iodide, manganese, manganese oxide, manganese hydroxide, cobalt chloride, chloro-penta Amine Cobalt Chloride [CoCl (NH 3 ) 5 ] Cl, Hexaamine Cobalt Chloride [Co (NH 3 ) 6 ] Cl 2 , Cobalt Chromate, Cobalt Sulfate, Ammonium Cobalt Sulfate, Cobalt Nitrate, Cobalt Oxide 2 Aluminum CoO · Al 2 O 3 , cobalt hydroxide, cobalt phosphate, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel carbonate, nickel acetylacetonate Ni (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 3 , nickel chloride, hexaamine nickel chloride [Ni (NH 3 ) 6 ] Cl 2 , nickel oxide, nickel hydroxide, zinc sulfate, zinc carbonate, zinc chloride, zinc iodide, zinc acetylacetonate Zn (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 2 , dihydrogen phosphate, strontium nitrate , Strontium sulfate, strontium carbonate, strontium chloride, strontium acetylacetonate Sr (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 2 , metatungstic acid H 6 [H 2 W 12 O 40 ], ammonium metatungstate (NH 4 ) 6 [H 2 W 12 O 40 ], sodium metatungstate, paratungstic acid H 10 [ W 12 O 46 H 10 ], ammonium paratungstate, sodium paratungstate, cerium oxide, cerium acetate Ce (CH 3 CO 2 ) 3 , cerium nitrate (III) or (IV), cerium sulfate, cerium chloride, molybdenum oxide , Molybdate H 2 MoO 4 , ammonium molybdate, ammonium paramolybdate, sodium molybdate, molybdate phosphoric acid compound (eg ammonium molybdate (NH 4 ) 3 [PO 4 Mo 12 O 36 ] 3H 2 O, sodium molybdate phosphate Na 3 [PO 4 .12MoO 3 ] .nH 2 O, and the like. These metal compounds (D) can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively. Regarding the molybdenum (VI) compound, the tungsten (VI) compound, and the manganese (VI) compound, those reduced by using reducing agents such as alcohols and organic acids can be used. Among these metal compounds, it is particularly preferable to use a compound of Mg, Ni or Co in improving corrosion resistance and blackening resistance.

상기한 양이온성 우레탄 수지 (A), 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 및 금속 화합물 (C) (즉, 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물), 그리고 경우에 따라 금속 화합물 (D) 을 배합하여 이루어지는 본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제를 금속 표면 상에 도포하여 얻어지는 피막은, 우수한 내식성 및 우수한 내알칼리성, 그리고 경우에 따라 우수한 내흑변성 및 우수한 내황변성을 갖는데, 이 금속 표면 처리제 중에, 추가로 산성분 (E) (즉, 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E)) 을 배합함으로써, 형성되는 피막의 내식성 및 내흑변성을 더욱 향상시킬 수 있다.The above-mentioned cationic urethane resin (A), cationic phenolic polycondensate (B) and metal compound (C) (ie, zirconium compound and / or titanium compound), and optionally a metal compound (D) The film obtained by applying the metal surface treatment agent of the aspects (1) to (3) of the present invention on the metal surface has excellent corrosion resistance and excellent alkali resistance, and in some cases excellent blackening resistance and excellent yellowing resistance. By further mix | blending an acid component (E) (that is, at least 1 acid component (E) chosen from an inorganic acid and an organic acid) in a processing agent, the corrosion resistance and blackening resistance of the formed film can be improved further.

산성분 (E) 으로서의 무기산으로는, 수용성인 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 오르토인산, 메타인산, 포스폰산, 폴리인산 (특히 피롤린산, 트리인산 등의 오르토인산 다량체 등) 등의 인산계의 산 ; 불화수소산 ; 플루오로지르코늄산, 플루오로티탄산 등의 플루오로 금속산 ; 질산 ; 황산 등을 들 수 있다. 또한, 유기산으로는 카르복실기 또는 술폰기를 갖는 것 등에서 수용성인 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 옥살산, 타르타르산, 말산, 글루콘산, 타닌산, 포름산, 아스코르브산 등을 들 수 있다. 이러한 산성분 (E) 은 각 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중, 특히 불화수소산, 질산, 황산, 인산이 바람직하다. 산성분 (E) 은, 본 발명의 금속 표면 처리제와 금속 재료가 접촉했을 때, 상기 금속 재료의 표면을 에칭하는 기능을 주로 담당하고, 내식성 및 피막 밀착성 (금속 표면에 대한 밀착성) 을 더욱 향상시킨다. 특히 질산은 고습윤 조건 하에서의 내흑변성을 더욱 향상시키는 효과도 함께 갖는다. 또한, 산성분 (E) 은 본 발명의 금속 표면 처리제의 액안정성도 더욱 향상시킨다.As the inorganic acid as the acid component (E), water-soluble ones can be used, and for example, phosphoric acid systems such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, phosphonic acid, and polyphosphoric acid (particularly orthophosphoric acid multimers such as pyrroline acid and triphosphate). Acid of; Hydrofluoric acid; Fluoro metal acids such as fluorozirconium acid and fluorotitanic acid; Nitric acid; Sulfuric acid, and the like. Moreover, as an organic acid, what is water soluble can be used, such as having a carboxyl group or a sulfone group, For example, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, gluconic acid, tannic acid, formic acid, ascorbic acid, etc. are mentioned. These acid components (E) can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively. Of these, hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid are particularly preferable. The acid component (E) is mainly responsible for the function of etching the surface of the metal material when the metal surface treatment agent of the present invention is in contact with the metal material, and further improves the corrosion resistance and the film adhesion (adhesiveness to the metal surface). . In particular, nitric acid also has the effect of further improving the black resistance under high wet conditions. In addition, the acid component (E) further improves the liquid stability of the metal surface treatment agent of the present invention.

본 발명의 상기 (1)∼(3) 의 양태의 금속 표면 처리제 중에, 추가로 바나듐 화합물 (F) 을 배합함으로써, 형성되는 피막의 내식성 및 내알칼리성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 바나듐 화합물 (F) 로는, 바나듐의 산화수가 5 가, 4 가 또는 3 가인 바나듐 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들어 5산화 바나듐 V2O5, 메타바나딘산 HVO3, 메타바나딘산 암모늄, 메타바나딘산 나트륨, 옥시 3염화 바나듐 VOCl3 등의 산화수 5 가인 바나듐 화합물 ; 3산화 바나듐 V2O3, 이산화 바나듐 VO2, 옥시황산 바나듐 VOSO4, 바나듐옥시아세틸아세테이트 VO(OC(=CH2)CH2COCH3))2, 바나듐아세틸아세테이트 V(OC(=CH2)CH2COCH3))3, 3염화 바나듐 VCl3, 인바나드몰리브덴산 H15-X[PV12-xMoxO40]·nH2O (6<x<12, n<30) 등의 산화수 3 가 또는 4 가의 바나듐 화합물을 들 수 있다. 이들 바나듐 화합물은 각 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.By mix | blending a vanadium compound (F) further in the metal surface treatment agent of the said (1)-(3) aspect of this invention, the corrosion resistance and alkali resistance of the film formed can further be improved. The vanadium compound (F) roneun, is the oxidation number of vanadium 5, and 4 is or can be used to trivalent vanadium compounds such as 5-vanadium oxide V 2 O 5, metavanadate HVO 3, metavanadate, ammonium Vanadium compounds having pentavalent oxides such as sodium metavanadate and oxytrivanadium vanadium VOCl 3 ; Vanadium trioxide V 2 O 3 , Vanadium dioxide VO 2 , Vanadium oxysulfate VOSO 4 , Vanadiumoxyacetylacetate VO (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 2 , Vanadiumacetylacetate V (OC (= CH 2 ) CH 2 COCH 3 )) 3 , oxidized water such as vanadium trichloride VCl 3 , invanad molybdate H 15-X [PV 12-x Mo x O 40 ] · nH 2 O (6 <x <12, n <30) A trivalent or tetravalent vanadium compound is mentioned. These vanadium compounds can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively.

본 발명의 상기 (1)∼(3) 의 양태의 금속 표면 처리제가 바나듐 화합물 (F) 로서 산화수 3 가 또는 4 가의 바나듐 화합물을 함유하고 있는 것이, 더욱 향상된 고내식성 유지, 내알칼리성의 면에서 바람직하다. 즉, 바나듐 화합물 (F) 에 차지하는 산화수 3 가 또는 4 가의 바나듐 화합물의 비율이, (V3++V4+)/V (식 중, V3+, V4+, V 는 각각 바나듐 화합물 (F) 중의 산화수 3 가인 바나듐 질량, 산화수 4 가인 바나듐 질량, 전체 바나듐 질량을 나타낸다) 로서, 0.1∼1.0 인 것이 바람직하고, 0.2∼1.0 인 것이 보다 바람직하고, 0.4∼1.0 인 것이 가장 바람직하다.The metal surface treatment agent of the aspect (1) to (3) of the present invention preferably contains a trivalent or tetravalent vanadium compound as the vanadium compound (F) in view of further improved high corrosion resistance maintenance and alkali resistance. Do. That is, the ratio of the trivalent or tetravalent vanadium compound in the vanadium compound (F) is (V 3+ + V 4+ ) / V (wherein V 3+ , V 4+ , V are vanadium compounds ( It is preferable that it is 0.1-1.0, It is more preferable that it is 0.2-1.0, and it is most preferable that it is the vanadium mass which is trivalent oxide number, the vanadium mass which is tetravalent oxide number, and the total vanadium mass in F).

본 발명의 상기 (1)∼(3) 의 양태의 금속 표면 처리제 중에 3 가 또는 4 가의 바나듐 화합물을 함유시키는 방법으로는, 상기한 3 가 또는 4 가의 바나듐 화합물을 사용하는 것 외에, 5 가의 바나듐 화합물을 미리 환원제를 사용하여 3 가 또는 4 가로 환원한 것을 사용할 수 있다. 사용하는 환원제는 무기계, 유기계의 어느 것이어도 되는데, 유기계가 바람직하고, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜 등의 알코올류 ; 포름알데히드, 아세트알데히드, 푸르푸랄 등의 알데히드 화합물 ; 아세틸아세톤, 아세토아세트산 에틸, 디피발로일메탄, 3-메틸펜탄디온 등의 카르보닐 화합물 ; 포름산, 아세트산, 프로피온산, 타르타르산, 아스코르브산, 글루콘산, 시트르산, 말산 등의 유기산 ; 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 피리딘, 이미다졸, 피롤, 모르폴린, 피페라진 등의 아민 화합물 ; 포름아미드, 아세트아미드, 프로피온아미드, N-메틸프로피온아미드 등의 산아미드 화합물 ; 글리신, 알라닌, 피롤린, 글루타민산 등의 아미노산류 ; 글루코오스, 만노오스, 갈락토오스 등의 단당류 ; 맥아당, 자당, 전분, 셀룰로오스 등의 천연 다당류 ; 아미노트리(메틸렌포스폰산), 1-히드록시에틸리덴-1,1'-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 피틴산 등의 유기 인산 ; 갈릭산, 타닌산, 후민산, 리그닌술폰산, 폴리페놀 등의 천연 고분자 ; 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌이민, 수용성 나일론 등의 합성 고분자 ; EDTA 등의 아미노카르복실산 등을 들 수 있다.As a method of containing a trivalent or tetravalent vanadium compound in the metal surface treatment agent of the said (1)-(3) aspect of this invention, pentavalent vanadium other than using said trivalent or tetravalent vanadium compound is used. A trivalent or quadruple reduced compound can be used beforehand using a reducing agent. Although the reducing agent to be used may be either an inorganic type or an organic type, an organic type is preferable, and alcohols, such as methanol, ethanol, isopropanol, and ethylene glycol; Aldehyde compounds such as formaldehyde, acetaldehyde and furfural; Carbonyl compounds such as acetylacetone, ethyl acetoacetate, dipivaloyl methane and 3-methylpentanedione; Organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid, ascorbic acid, gluconic acid, citric acid and malic acid; Amine compounds such as triethylamine, triethanolamine, ethylenediamine, pyridine, imidazole, pyrrole, morpholine and piperazine; Acid amide compounds such as formamide, acetamide, propionamide, and N-methylpropionamide; Amino acids such as glycine, alanine, pyrroline and glutamic acid; Monosaccharides such as glucose, mannose and galactose; Natural polysaccharides such as maltose, sucrose, starch and cellulose; Organic phosphoric acids such as aminotri (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1,1'-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) and phytic acid; Natural polymers such as gallic acid, tannic acid, humic acid, lignin sulfonic acid and polyphenols; Synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyethyleneimine, and water-soluble nylon; Aminocarboxylic acids, such as EDTA, etc. are mentioned.

상기 유기계 환원제는, 바나듐 화합물을 환원하는 작용을 가질 뿐만 아니라, 처리액 중의 바나듐 화합물의 안정성을 현저히 향상시키고, 본 발명의 상기 (1)∼(3) 의 양태의 금속 표면 처리제의 우수한 내식성 부여 효과를 장시간 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 유기계 환원제는 균일한 피막 형성에도 효과가 있기 때문에, 내식성의 향상도 기대할 수 있다.The organic reducing agent not only has a function of reducing the vanadium compound, but also significantly improves the stability of the vanadium compound in the treatment liquid, and provides an excellent corrosion resistance effect of the metal surface treatment agent of the aspect (1) to (3) of the present invention. Can be maintained for a long time. Moreover, since the said organic type reducing agent is effective also in forming a uniform film, improvement of corrosion resistance can also be anticipated.

다음으로, 본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제 중의 각 성분의 사용량에 관해서 설명한다. 본 발명의 양태 (1) 및 (2) 의 금속 표면 처리제 중에 배합되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율은, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼1:99 인 것이 바람직하다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이 99:1 을 밑돌면, 형성되는 피막의 내식성이 불충분해지고, 한편, 양이온성 우레탄 수지 (A) 가 1:99 를 밑돌면, 내식성이나 내알칼리성이 불충분해지는 경향이 있다. 상기 비율을 (A):(B)=99:1∼50:50 의 범위 내로 하는 경우에는, 이미 기술한 효과에 추가하여, 얻어지는 피막에 우수한 내황변성을 부여할 수 있는 것이 발견되었다. 상기 비율은 (A):(B)=90:10∼60:40 인 것이 더욱 더 바람직하다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이 50:50 을 초과하면, 내황변성이 불충분해진다.Next, the usage-amount of each component in the metal surface treating agent of aspect (1)-(3) of this invention is demonstrated. The blending ratio of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) to be blended in the metal surface treatment agent of the aspects (1) and (2) of the present invention is (A) :( B ) = 99: 1 to 1:99. If the blending ratio of the cationic phenolic polycondensate (B) is less than 99: 1, the corrosion resistance of the formed film is insufficient. On the other hand, if the cationic urethane resin (A) is less than 1:99, the corrosion resistance and alkali resistance are insufficient. There is a tendency to lose. When the said ratio was in the range of (A) :( B) = 99: 1-50: 50, in addition to the effect mentioned previously, it was discovered that the outstanding yellowing resistance can be provided to the obtained film. The ratio is still more preferably (A) :( B) = 90: 10 to 60:40. When the blending ratio of the cationic phenolic polycondensate (B) exceeds 50:50, yellowing resistance is insufficient.

본 발명의 양태 (3) 의 경우에는, 금속 표면 처리제 중에 배합되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율은, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 것이 필요하고, 얻어지는 피막에 우수한 내황변성을 부여할 수 있다. 상기 비율은 (A):(B)=90:10∼60:40 인 것이 바람직하다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이 99:1 을 밑돌면, 형성되는 피막의 내식성이 불충분해지는 경향이 있고, 한편, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이 50:50 을 초과하면, 내황변성이 불충분해진다.In the case of aspect (3) of this invention, the compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) mix | blended in a metal surface treating agent is (A) :( B) as solid content mass ratio. It is required that it is = 99: 1 to 50:50, and excellent yellowing resistance can be imparted to the resulting film. It is preferable that the said ratio is (A) :( B) = 90: 10-60: 40. If the blending ratio of the cationic phenolic polycondensate (B) is less than 99: 1, the corrosion resistance of the formed film tends to be insufficient, while the blending ratio of the cationic phenolic polycondensate (B) is 50:50. If it exceeds, yellowing resistance will become inadequate.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 금속 화합물 (C) 의 배합량은, 금속 (지르코늄 및/또는 티탄) 으로서 0.1∼20 질량부인 것이 바람직하고, 1∼10 질량부인 것이 보다 바람직하다. 금속 화합물 (C) 의 배합량이 상기 범위 내인 경우, 충분한 내식성이나 액안정성을 확보할 수 있다.Metal compound (C) when the total solid content of the cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) contained in the metal surface treatment agent of aspect (1)-(3) of this invention is 100 mass parts. It is preferable that it is 0.1-20 mass parts as a metal (zirconium and / or titanium), and, as for the compounding quantity of, it is more preferable that it is 1-10 mass parts. When the compounding quantity of a metal compound (C) is in the said range, sufficient corrosion resistance and liquid stability can be ensured.

본 발명의 양태 (2) 및 (3) 의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 금속 화합물 (D) (즉, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D)) 의 배합량은, 금속 (2 종 이상의 금속이 함유되는 경우 전체로서의 금속) 으로서 0.01∼10 질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼5 질량부인 것이 보다 바람직하다. 금속 화합물 (D) 의 상기 배합량이 0.01 질량부를 밑돌면 금속 표면에 내흑변성을 부여할 수 없고, 10 질량부를 윗돌면 피막의 배리어성 (치밀성) 이 저하되고, 내식성이 저하되는 경향이 있다.Metal compound (D) when the total solid content of the cationic urethane resin (A) and cationic phenol type polycondensate (B) contained in the metal surface treatment agent of aspect (2) and (3) of this invention is 100 mass parts. (Ie, compound (D) containing at least one metal selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce and Mo) When the above metal is contained, it is preferable that it is 0.01-10 mass parts, and, as for the metal as a whole, it is more preferable that it is 0.1-5 mass parts. If the compounding amount of the metal compound (D) is less than 0.01 part by mass, black deformation resistance cannot be imparted to the metal surface, and if it exceeds 10 parts by mass, the barrier property (density) of the film is lowered and the corrosion resistance tends to be lowered.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에 임의 성분으로서의 산성분 (E)Acid component (E) as an optional component in the metal surface treatment agent of aspects (1)-(3) of this invention

(즉, 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E)) 을 배합하는 경우, 그 배합량은, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서 1∼30 질량부인 것이 바람직하고, 5∼20 질량부인 것이 보다 바람직하다. 산성분 (E) 의 상기 함유량이 1 질량부를 밑돌면 금속 표면에 대한 에칭 작용이 불충분해지고, 그 결과 금속 소재와 피막의 밀착성이 떨어지고, 내식성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 산성분 (E) 의 상기 함유량이 30 질량부를 초과하면 에칭 작용이 과대해져 균일한 피막을 형성시키는 것이 곤란해지며, 내식성, 내흑변성 등의 각 성능이 저하되는 경향이 있다.(That is, when blending at least one acid component (E) selected from inorganic and organic acids), the blending amount is 100% of the total solid content of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B). When it is set as a mass part, it is preferable that it is 1-30 mass parts as an acid component itself which does not contain water, and it is more preferable that it is 5-20 mass parts. When the content of the acid component (E) is less than 1 part by mass, the etching action on the metal surface becomes insufficient, and as a result, the adhesion between the metal material and the coating is inferior and the corrosion resistance tends to be lowered. Moreover, when the said content of an acid component (E) exceeds 30 mass parts, it becomes difficult to form a uniform film by etching action excessively, and there exists a tendency for each performance, such as corrosion resistance and blackening resistance, to fall.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에 임의 성분으로서의 바나듐 화합물 (F) 을 배합하는 경우, 그 배합량은, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 바나듐으로서 0.01∼20 질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼10 질량부인 것이 보다 바람직하다. 바나듐 화합물 (F) 의 상기 함유량이 0.01 질량부를 밑돌면 내식성 및 내알칼리성을 더욱 향상시킨다는 바나듐 화합물 (F) 의 효과가 발휘되지 않고, 20 질량부를 초과하면 피막의 배리어성 (치밀성) 이 저하되고, 내식성 및 내알칼리성이 오히려 손상되는 경향이 있다.When mix | blending the vanadium compound (F) as an arbitrary component with the metal surface treatment agent of aspect (1)-(3) of this invention, the compounding quantity is cationic urethane resin (A) and cationic phenol type polycondensate (B). When total solid content of this is made into 100 mass parts, it is preferable that it is 0.01-20 mass parts as vanadium, and it is more preferable that it is 0.1-10 mass parts. If the content of the vanadium compound (F) is less than 0.01 parts by mass, the effect of the vanadium compound (F) to further improve the corrosion resistance and alkali resistance is not exerted, and when it exceeds 20 parts by mass, the barrier property (density) of the film is lowered and the corrosion resistance And alkali resistance tends to be rather impaired.

또한, 형성되는 피막의 윤활성, 가공성을 높이기 위해, 본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에, 폴리올레핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 탄화수소계 왁스 등의 수계 왁스에서 선택되는 적어도 1 종을 배합할 수 있다. 본 발명의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 수계 왁스의 배합량은 고형분으로서 0.5∼30 질량부인 것이 바람직하고, 1∼20 질량부인 것이 보다 바람직하다.Moreover, in order to improve the lubricity and workability of the film formed, at least 1 chosen from water-based waxes, such as a polyolefin wax, ester wax, and hydrocarbon wax, to the metal surface treatment agent of aspects (1)-(3) of this invention. Species can be blended. When the total solid content of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) contained in the metal surface treatment agent of the present invention is 100 parts by mass, the amount of the aqueous wax is preferably 0.5 to 30 parts by mass as a solid content. And it is more preferable that it is 1-20 mass parts.

또한, 형성되는 피막의 내식성이나 내알칼리성을 더욱 향상시키기 위해, 본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에, 실란커플링제를 배합할 수 있다. 이러한 실란커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 비닐트리클로로실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시실란), 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-(메타크릴로일옥시프로필)트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, N-(β-아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, 우레이도프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 각 단독으로 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 금속 표면 처리제 중에 함유되는 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분을 100 질량부로 한 경우, 실란커플링제의 배합량은 고형분으로서 0.5∼15 질량부인 것이 바람직하고, 1∼10 질량부인 것이 보다 바람직하다.Moreover, in order to further improve the corrosion resistance and alkali resistance of the film formed, a silane coupling agent can be mix | blended with the metal surface treatment agent of aspects (1)-(3) of this invention. The kind of such a silane coupling agent is not specifically limited, For example, vinyl trichlorosilane, vinyl tris ((beta) -methoxyethoxysilane), vinyl triethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, (gamma)-(methacrylo) Yloxypropyl) trimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltri Methoxysilane, (gamma)-mercaptopropyl trimethoxysilane, (gamma) -chloropropyl trimethoxysilane, ureidopropyl triethoxysilane, etc. are mentioned. These can be used individually or in combination of 2 or more types, respectively. When the total solid content of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) contained in the metal surface treatment agent of the present invention is 100 parts by mass, the amount of the silane coupling agent is 0.5 to 15 parts by mass as the solid content. It is preferable and it is more preferable that it is 1-10 mass parts.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에서 사용하는 수성 매체는 통상 물인데, 피막의 건조성의 개선 등의 목적으로 소량 (예를 들어 수성 매체 전체의 10 용량% 이하) 의 알코올, 케톤, 셀로솔브계의 수용성 유기 용제를 병용해도 된다. 이 외에, 계면 활성제, 소포제, 레벨링제, 방균방미제, 착색제 등을 본 발명의 금속 표면 처리제의 액안정성이나 피막 성능을 손상시키지 않는 범위에서 첨가할 수 있다.The aqueous medium used in the metal surface treatment agent of the aspects (1) to (3) of the present invention is usually water, but a small amount of alcohol (for example, 10% by volume or less of the entire aqueous medium) is used for the purpose of improving the dryness of the coating. You may use together the water-soluble organic solvent of a ketone, a cellosolve system. In addition, a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, an antibacterial agent, a coloring agent, etc. can be added in the range which does not impair the liquid stability and the film performance of the metal surface treatment agent of this invention.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제의 합계 고형분 농도의 하한에 관해서는, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 한 특별히 제한은 없지만, 상한에 관해서는 액안정성의 관점에서 제한된다. 본 발명의 금속 표면 처리제의 합계 고형분 농도는 0.1∼40 질량% 의 범위로 조정하는 것이 바람직하고, 1∼30 질량% 의 범위로 조정하는 것이 보다 바람직하고, 5∼25 질량% 의 범위로 조정하는 것이 가장 바람직하다.The lower limit of the total solid concentration of the metal surface treatment agent of the aspects (1) to (3) of the present invention is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be achieved. However, the upper limit is limited in terms of liquid stability. do. It is preferable to adjust the total solid content concentration of the metal surface treating agent of this invention to the range of 0.1-40 mass%, It is more preferable to adjust to the range of 1-30 mass%, and to adjust to the range of 5-25 mass% Most preferred.

다음으로, 본 발명의 표면 처리 방법에 관해서 기술한다.Next, the surface treatment method of this invention is described.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제 및 표면 처리 방법은, 냉연 강판, 탄소 강판, 규소 강판 등의 강판, 도금 강판, 알루미늄계 금속 재료에 적합하다. 도금 강판은, 예를 들어 전기 아연 도금, 용융 아연 도금, 55% 알루미늄 아연 도금, 5% 알루미늄 아연 도금, 알루미늄 도금, 철 아연 도금 등의 도금 처리가 실시된 아연 함유 도금 강판을 포함한다. 알루미늄계 금속 재료는, 순알루미늄재, 알루미늄 합금재, 알루미늄 다이캐스트재 등의 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 주성분으로 하는 금속 재료를 포함한다.The metal surface treatment agent and surface treatment method of aspects (1)-(3) of this invention are suitable for steel sheets, such as a cold rolled sheet steel, a carbon steel plate, and a silicon steel plate, a plated steel plate, and an aluminum type metal material. The plated steel sheet includes, for example, a zinc-containing plated steel sheet subjected to plating treatment such as electro galvanizing, hot dip galvanizing, 55% aluminum zinc plating, 5% aluminum zinc plating, aluminum plating, iron zinc plating and the like. An aluminum metal material contains the metal material which has aluminum or aluminum alloy as a main component, such as a pure aluminum material, an aluminum alloy material, and an aluminum die-cast material.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에 의한 처리에 앞서는 전처리 공정에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 통상은, 본 처리를 실시하기 전에 피처리 금속에 부착된 유분, 오염을 제거하기 위해, 알칼리 탈지제 또는 산성 탈지제로 세정하거나, 탕세 (湯洗), 용제 세정 등을 실시하고, 그 후, 필요에 따라 산, 알칼리 등에 의한 표면 조정을 실시한다. 금속 재료 표면의 세정에 있어서는, 세정제가 금속 재료 표면에 되도록 잔류하지 않도록 세정 후에 수세하는 것이 바람직하다.Although there is no restriction | limiting in particular about the pretreatment process prior to the process by the metal surface treatment agent of aspect (1)-(3) of this invention, Usually, the oil adhering to a to-be-processed metal and contamination are removed before this process is performed. In order to do this, it wash | cleans with an alkali degreasing agent or an acidic degreasing agent, hot water washing | cleaning, solvent washing, etc. are performed, and surface adjustment by acid, an alkali, etc. are then performed as needed after that. In the washing | cleaning of the metal material surface, it is preferable to wash with water after washing so that a washing | cleaning agent may not remain so that it may remain on the metal material surface.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에 의한 처리는, 금속 표면 처리제를 도포한 후, 건조시킴으로써 실시한다. 도포 방법에 관해서는 특별히 제한은 없고, 금속 재료 표면에 처리제를 롤 전사시켜 도포하는 롤코트법, 또는 샤워링거 등에 의해 흘려 보낸 후 롤로 수분을 빼거나 또는 에어나이프로 수분을 제거하는 방법, 처리액 중에 금속 재료를 침지하는 방법, 금속 재료에 처리제를 스프레이하는 방법 등에서 적당히 선택하면 된다. 본 처리제의 용매는 물이 주체이므로, 처리액 온도는 0∼60℃ 인 것이 바람직하고, 5∼40℃ 인 것이 보다 바람직하다.The process by the metal surface treating agent of aspect (1)-(3) of this invention is performed by drying, after apply | coating a metal surface treating agent. There is no restriction | limiting in particular about a coating method, The roll coat method which roll-transfers a coating agent to a metal material surface, and apply | coats, or the method removes water with a roll, removes water with an air knife, and flows out by a shower ringer etc., processing liquid What is necessary is just to select suitably from the method of immersing a metal material in the inside, the method of spraying a processing agent to a metal material, etc. Since the solvent of this treatment agent is water mainly, it is preferable that it is 0-60 degreeC, and, as for the process liquid temperature, it is more preferable that it is 5-40 degreeC.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제를 도포한 후의 건조 공정에 관해서는, 양이온성 우레탄 수지 (A) 및 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 경화를 촉진할 필요가 없고, 부착수만 제거하는 경우에는, 반드시 열을 필요로 하지 않고 풍건, 또는 에어블로우 등의 물리적 제거이어도 되지만, 양이온성 우레탄 수지 (A) 및 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 경화를 촉진하거나 또는 연화에 의한 피복 효과를 높이기 위해서는 가열 건조시킬 필요가 있다. 그 경우의 온도는, 50∼250℃ 가 바람직하고, 60∼220℃ 가 보다 바람직하다.With regard to the drying step after applying the metal surface treatment agent of the aspects (1) to (3) of the present invention, it is not necessary to promote curing of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B). In the case of removing only the adhering water, physical removal such as air drying or air blow may be performed without necessarily heat, but the curing of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenol polycondensate (B) is accelerated or In order to enhance the coating effect by softening, it is necessary to heat-dry. 50-250 degreeC is preferable and, as for the temperature in that case, 60-220 degreeC is more preferable.

형성되는 피막의 부착량은 건조 피막 질량으로서 30∼5,000㎎/㎡ 가 바람직하고, 50∼3,000㎎/㎡ 가 보다 바람직하다. 상기 건조 피막 질량이 30㎎/㎡ 미만인 경우에는 충분한 내식성 및 내흑변성이 얻어지지 않고, 5,000㎎/㎡ 를 초과하면 금속 재료와의 밀착성이나 내황변성이 저하된다.As a dry film mass, 30-5,000 mg / m <2> is preferable and 50-3,000 mg / m <2> of an adhesion amount of the film formed is more preferable. When the dry film mass is less than 30 mg / m 2, sufficient corrosion resistance and blackening resistance are not obtained. When the dry film mass is more than 5,000 mg / m 2, the adhesion to the metal material and the yellowing resistance decrease.

다음으로 본 발명의 작용에 관해서 기술한다. 본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제에 있어서 각 성분은 이하와 같은 기능을 갖고 있는 것으로 추찰되는데, 본 발명은 이하의 추찰에 의해 조금도 제한되는 것은 아니다.Next, the operation of the present invention will be described. Although it is inferred that each component has the following functions in the metal surface treating agent of aspect (1)-(3) of this invention, this invention is not restrict | limited at all by the following speculation.

본 발명의 양태 (1)∼(3) 의 금속 표면 처리제는, 금속 재료에 도포되고 건조되는 공정에서, 금속 재료 표면과 반응하여 밀착성이 양호한 피막을 형성함과 함께 수지 성분이 조막 (造膜) 되어, 우수한 내식성을 소재에 부여하는 것으로 생각된다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 과 금속 화합물 (C) (즉, 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물) 은, 처리제 도포시 또는 가열 건조 공정에서, 치밀한 3 차원 구조를 형성하여 조막됨과 함께, 금속 표면과 반응하여 고착된다. 이 때, 상기 금속 표면 처리제 중에 산성분 (E) 이 함유됨으로써, 에칭 작용이 높아지고, 보다 금속 표면과의 반응성이 높아짐으로써, 보다 강고한 피막이 금속 표면과의 계면에 형성된다.In the process of apply | coating to a metal material and drying, the metal surface treating agent of aspect (1)-(3) of this invention reacts with a metal material surface, forms a film with favorable adhesiveness, and a resin component forms a film. It is considered to give the material excellent corrosion resistance. The cationic phenolic polycondensate (B) and the metal compound (C) (i.e., zirconium compound and / or titanium compound) form a dense three-dimensional structure and form a film on the surface of the metal at the time of coating of the treatment agent or in a heat drying step. To react and stick. At this time, when the acid component (E) is contained in the metal surface treatment agent, the etching action is increased and the reactivity with the metal surface is higher, whereby a stronger film is formed at the interface with the metal surface.

이와 같이 하여 형성된 피막이 우수한 내식성을 갖는 것은, 형성된 피막의 금속 표면 배리어성 (치밀성) 에 의한 것 외에, 다음의 것을 생각할 수 있다. 즉, 본 발명 처리제에 함유되는 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 은 공명 안정화 구조를 갖는 화합물이고, 금속 화합물 (C) (즉, 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물), 금속 화합물 (D) 중의 Mn, Co, Ni, W, Ce 또는 Mo 를 함유하는 화합물, 및 바나듐 화합물 (F) 은 전이 금속 화합물이다. 양이온성 페놀계 중축합물 (B), 금속 화합물 (C) 및 Mn, Co, Ni, W, Ce 또는 Mo 를 함유하는 화합물, 그리고 임의적인 바나듐 화합물 (F) 로 형성되는 피막은, 금속 표면과 반응하여 고착됨으로써, 소재 금속의 외각 궤도와 겹칠 정도로 충분히 가까운 거리가 되고, 그 결과, 부식에 의해 발생하는 전자를 Φ 궤도를 이용하여 비국재화하는 작용을 가지며, 그에 의해, 표면 전위가 균일하게 유지되고, 우수한 내식성 (평면부뿐만 아니라, 절단 단면, 흠집부) 을 부여하는 것으로 생각된다. 종래의 크로메이트 피막의 방식 기구로는, 용해성이 있는 6 가의 크롬이 녹고, 금속 표면 노출부에 재석출되는 자기 보수 작용이 일반적으로 알려져 있는데, 본 발명자들은, 크로메이트 피막의 방식 기구는 크롬의 높은 양이온성 (금속 표면에 대한 높은 고착 반응성) 과 우수한 (부식 전자의) 비국재화 작용에 기인하는, 본 발명의 처리제와 동일한 방식 기구인 것으로 생각하고 있다.The coating formed in this way has excellent corrosion resistance, and the following can be considered in addition to the metal surface barrier property (density) of the formed coating. That is, the cationic phenolic polycondensate (B) contained in the treatment agent of the present invention is a compound having a resonance stabilizing structure, and Mn in the metal compound (C) (ie, zirconium compound and / or titanium compound) and the metal compound (D). , Co, Ni, W, Ce or Mo-containing compound, and vanadium compound (F) are transition metal compounds. The film formed of the cationic phenolic polycondensate (B), the metal compound (C) and the compound containing Mn, Co, Ni, W, Ce or Mo, and the optional vanadium compound (F) reacts with the metal surface. By being attached to the outer surface of the material metal so as to be close enough to overlap with the outer track of the raw metal, and as a result, the electrons generated by the corrosion are delocalized by using the Φ track, whereby the surface potential is kept uniform. It is thought to give excellent corrosion resistance (not only a flat part but a cut section and a flaw part). As a conventional chromate coating anticorrosive mechanism, soluble hexavalent chromium melts and a self-repairing effect of reprecipitation on a metal surface exposed portion is generally known. It is considered to be the same anticorrosive mechanism as the treatment agent of the present invention due to its properties (high fixation reactivity to the metal surface) and excellent (corrosive electron) delocalization.

또한, 금속 화합물 (D) 은 금속 기재 표면에 염기성 화합물을 형성하거나, 또는 금속 기재 표면을 개질함으로써 금속 기재 표면을 불활성화하고, 금속 기재의 흑변을 방지하고, 또한 내식성을 향상시킨다.In addition, the metal compound (D) inactivates the metal substrate surface by forming a basic compound on the metal substrate surface or by modifying the metal substrate surface, prevents blackening of the metal substrate, and further improves corrosion resistance.

한편, 양이온성 우레탄 수지 (A) 는, 금속 계면에 형성된 상기 피막 상에 형성되고 (즉, 2 층 구조를 갖는다), 배리어성 (치밀성) 을 높임으로써 내식성을 향상시키는 효과가 있는 것 외에, 가공성을 높이는 효과가 있다.On the other hand, cationic urethane resin (A) is formed on the said film formed in the metal interface (that is, it has a two-layer structure), and has the effect of improving corrosion resistance by improving barrier property (density), and workability It is effective to increase.

또한, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 조합하고, 또한 양자의 비율을 한정함으로써 내수성이 개선되고, 피막이 용해되기 어려워져 내알칼리성의 향상으로 연결된다.In addition, by combining the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) and limiting the ratio of both, the water resistance is improved, and the coating becomes difficult to dissolve, leading to improvement in alkali resistance.

내황변성 (내열성) 에 관해서는, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 은 방향환을 갖고 있기 때문에, 가열에 의해 변색되기 쉬운 경향이 있지만, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 사용 비율을 양이온성 우레탄 수지 (A) 가 동량 이상이 되도록 함으로써, 내식성, 내흑변성 및 내알칼리성을 유지하면서, 내황변성을 부여/향상시킬 수 있다.Regarding yellowing resistance (heat resistance), since the cationic phenolic polycondensate (B) has an aromatic ring, it tends to be discolored by heating, but the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate By using the cationic urethane resin (A) in the ratio of (B) to be equal or more, yellowing resistance can be imparted / enhanced while maintaining corrosion resistance, blackening resistance and alkali resistance.

이하에 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 설명하는데, 본 실시예는 단순한 일례에 지나지 않으며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 피처리 금속 재료, 성분 (A)∼(F) 및 처리 방법 (전처리 및 본 발명 처리), 그리고 평가 방법, 평가 결과의 설명, 처리제 조성 및 처리 방법 (표 1∼4, 8∼10, 13∼15) 및 평가 결과 (표 5∼7, 11∼12, 16∼17) 를 이 순서로 이하에 기재한다.Although an Example and a comparative example demonstrate this invention below, this Example is only a mere example and does not limit this invention. The metal material to be processed, the components (A) to (F) and the treatment method (pretreatment and the present invention treatment) used in the Examples and Comparative Examples, the evaluation method, the explanation of the evaluation result, the treatment agent composition and the treatment method (Tables 1 to 2). 4, 8-10, 13-15) and evaluation result (Tables 5-7, 11-12, 16-17) are described below in this order.

(1) 피처리 금속 재료 (1) metal material to be treated

Ⅰ 전기 아연 도금 강판 (판두께 : 0.8㎜)Ⅰ Electro galvanized steel sheet (plate thickness: 0.8 mm)

Ⅱ 용융 아연 도금 강판 (판두께 : 0.8㎜)Ⅱ Hot dip galvanized steel sheet (plate thickness: 0.8 mm)

Ⅲ 5% 알루미늄 아연 도금 강판 (판두께 : 0.6㎜)Ⅲ 5% aluminum galvanized steel sheet (plate thickness: 0.6㎜)

Ⅳ 55% 알루미늄 아연 도금 강판 (판두께 : 0.4㎜)Ⅳ 55% aluminum galvanized steel sheet (plate thickness: 0.4㎜)

(2) 금속 표면 처리제 성분 (2) metal surface treatment agent components

(2-1) 양이온성 우레탄 수지 (A) (2-1) Cationic Urethane Resin (A)

양이온성 우레탄 수지 (A1)Cationic Urethane Resin (A1)

폴리에테르폴리올 (합성 성분 : 테트라메틸렌글리콜 및 에틸렌글리콜, 분자량 1500) 150 질량부, 트리메틸올프로판 6 질량부, N-메틸-N,N-디에탄올아민 24 질량부, 이소포론디이소시아네이트 94 질량부 및 메틸에틸케톤 135 질량부를 반응 용기에 넣고, 70∼75℃ 로 유지하면서 1 시간 반응시켜 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 이어서, 그 반응 용기에 디메틸황산 15 질량부를 넣고, 50∼60℃ 에서 30∼60 분간 반응시키고, 양이온성 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 이어서, 그 반응 용기에 물 576 질량부를 넣고, 혼합물을 균일하게 유화시킨 후, 메틸에틸케톤을 회수하여 수용성의 양이온성 우레탄 수지 (A1) 를 얻었다.150 parts by mass of polyether polyol (synthetic component: tetramethylene glycol and ethylene glycol, molecular weight 1500), 6 parts by mass of trimethylolpropane, 24 parts by mass of N-methyl-N, N-diethanolamine, 94 parts by mass of isophorone diisocyanate And 135 mass parts of methyl ethyl ketones were put into the reaction container, and it reacted for 1 hour, keeping at 70-75 degreeC, and produced the urethane prepolymer. Subsequently, 15 mass parts of dimethyl sulfate was put into the reaction container, it was made to react at 50-60 degreeC for 30 to 60 minutes, and the cationic urethane prepolymer was produced. Subsequently, 576 mass parts of water were put into the reaction container, the mixture was emulsified uniformly, methyl ethyl ketone was collect | recovered, and water-soluble cationic urethane resin (A1) was obtained.

양이온성 우레탄 수지 (A2)Cationic Urethane Resin (A2)

폴리에스테르폴리올 (합성 성분 : 이소프탈산, 아디프산 및 1,6-헥산디올, 에틸렌글리콜, 분자량 1700) 135 질량부, 트리메틸올프로판 5 질량부, N-메틸-N,N-디에탄올아민 22 질량부, 이소포론디이소시아네이트 86 질량부 및 메틸에틸케톤 120 질량부를 반응 용기에 넣고, 70∼75℃ 로 유지하면서 1 시간 반응시켜 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 그 반응 용기에 디메틸황산 17 질량부를 넣고, 50∼ 60℃ 에서 30∼60 분간 반응시켜 양이온성 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 이어서, 그 반응 용기에 물 615 질량부를 넣고, 혼합물을 균일하게 유화시킨 후, 메틸에틸케톤을 회수하여 수용성의 양이온성 우레탄 수지 (A2) 를 얻었다.Polyester polyol (synthetic component: isophthalic acid, adipic acid and 1,6-hexanediol, ethylene glycol, molecular weight 1700) 135 parts by mass, 5 parts by mass of trimethylolpropane, N-methyl-N, N-diethanolamine 22 Mass part, 86 mass parts of isophorone diisocyanate, and 120 mass parts of methyl ethyl ketone were put into the reaction container, and it reacted for 1 hour, keeping at 70-75 degreeC, and produced the urethane prepolymer. 17 mass parts of dimethyl sulfate was put into the reaction container, and it reacted at 50-60 degreeC for 30 to 60 minutes, and produced the cationic urethane prepolymer. Subsequently, 615 mass parts of water were put into the reaction container, the mixture was emulsified uniformly, methyl ethyl ketone was collect | recovered, and water-soluble cationic urethane resin (A2) was obtained.

양이온성 폴리우레탄 수지 (A3)Cationic Polyurethane Resin (A3)

폴리카보네이트폴리올 (합성 성분 : 1,6-헥산카보네이트디올, 에틸렌글리콜, 분자량 2000) 130 질량부, 트리메틸올프로판 4 질량부, N-메틸-N,N-디에탄올아민 21 질량부, 이소포론디이소시아네이트 75 질량부 및 메틸에틸케톤 115 질량부를 반응 용기에 넣고, 70∼75℃ 로 유지하면서 1 시간 반응시켜 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 이어서, 그 반응 용기에 디메틸황산 22 질량부를 넣고, 50∼60℃ 에서 30∼60 분간 반응시켜 양이온성 우레탄 프리폴리머를 생성시켰다. 이어서, 그 반응 용기에 물 633 질량부를 넣고, 혼합물을 균일하게 유화시킨 후, 메틸에틸케톤을 회수하여 수용성의 양이온성 폴리우레탄 수지 (A3) 를 얻었다.130 parts by mass of polycarbonate polyol (synthetic component: 1,6-hexanecarbonate diol, ethylene glycol, molecular weight 2000), 4 parts by mass of trimethylolpropane, 21 parts by mass of N-methyl-N, N-diethanolamine, and isophorone di 75 parts by mass of isocyanate and 115 parts by mass of methyl ethyl ketone were placed in a reaction vessel, and reacted for 1 hour while maintaining at 70 to 75 ° C to produce a urethane prepolymer. Subsequently, 22 mass parts of dimethyl sulfate was put into the reaction container, and it reacted at 50-60 degreeC for 30 to 60 minutes, and produced the cationic urethane prepolymer. Subsequently, 633 mass parts of water were put into the reaction container, the mixture was emulsified uniformly, methyl ethyl ketone was collect | recovered, and water-soluble cationic polyurethane resin (A3) was obtained.

(2-2) 양이온성 페놀계 중축합물 (B) (2-2) Cationic Phenol-based Polycondensate (B)

양이온성 페놀계 중축합물 (B1)Cationic Phenolic Polycondensate (B1)

환류 냉각기를 구비한 1000mL 의 플라스크 내에, 비스페놀 A1 몰 (228g) 및 촉매로서 p-톨루엔술폰산 0.3g 을 넣고, 내부 온도를 100℃ 까지 올리고, 포름알데히드 수용액 0.85 몰 (69g) 을 1 시간에 걸쳐 첨가하고, 100℃ 에서 2 시간 환류하에 반응시켰다. 그 후, 반응 용기를 수냉 정치하고, 상층으로 분리되는 수층의 탁함이 없어지고 나서, 데칸테이션하여 수층을 제거하고, 추가로 170∼175℃ 가 될 때까지 가열 교반하여, 미반응분 및 수분을 제거하였다.Into a 1000 mL flask equipped with a reflux condenser, 0.3 g of p-toluenesulfonic acid was added as a mole of bisphenol A1 (228 g) and a catalyst, the internal temperature was raised to 100 ° C, and 0.85 mole (69 g) of aqueous formaldehyde solution was added over 1 hour. And reacted under reflux at 100 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel is left to cool with water, and after the turbidity of the water layer separated into the upper layer disappears, it is decanted to remove the water layer, and the mixture is heated and stirred until it reaches 170 to 175 ° C. Removed.

다음으로, 100℃ 까지 온도를 낮추고, 부틸셀로솔브 234g 을 첨가하여 중축합물을 완전히 용해시킨 후, 순수 234g 을 첨가하고, 계내의 온도가 50℃ 까지 내려간 시점에서, 디에탄올아민 1 몰 (75g) 을 첨가하고, 이것에 포름알데히드 수용액 1 몰 (81.1g) 을 50℃ 에서 약 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 또한, 80℃ 까지 온도를 올리고, 약 3 시간 교반하면서 반응을 계속하여 양이온성 페놀계 중축합물 (B1) 을 얻었다.Next, the temperature was lowered to 100 ° C., 234 g of butyl cellosolve was added to completely dissolve the polycondensate, and then 234 g of pure water was added, and 1 mole (75 g) of diethanolamine was added when the temperature in the system dropped to 50 ° C. ) Was added, and 1 mol (81.1 g) of formaldehyde aqueous solution was dripped at 50 degreeC over about 1 hour to this. Furthermore, the temperature was raised to 80 degreeC and reaction was continued, stirring for about 3 hours, and cationic phenolic polycondensate (B1) was obtained.

양이온성 페놀계 중축합물 (B2)Cationic Phenolic Polycondensate (B2)

환류 냉각기를 구비한 1000mL 의 플라스크 내에, 페놀 1 몰 (96g) 및 촉매로서 p-톨루엔술폰산 0.3g 을 넣고, 내부 온도를 100℃ 까지 올리고, 포름알데히드 수용액 0.7 몰 (56.8g) 을 1 시간에 걸쳐 첨가하고, 100℃ 에서 2 시간 환류하에 반응시켰다. 그 후, 반응 용기를 수냉 정치하고, 상층으로 분리되는 수층의 탁함이 없어지고 나서, 데칸테이션하여 수층을 제거하고, 추가로 170∼175℃ 가 될 때까지 가열 교반하여, 미반응분 및 수분을 제거하였다.Into a 1000 mL flask equipped with a reflux condenser, 1 mole (96 g) of phenol and 0.3 g of p-toluenesulfonic acid were added as a catalyst, the internal temperature was raised to 100 ° C., and 0.7 mole (56.8 g) of aqueous formaldehyde solution over 1 hour. It added and reacted at 100 degreeC under reflux for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel is left to cool with water, and after the turbidity of the water layer separated into the upper layer disappears, it is decanted to remove the water layer, and the mixture is heated and stirred until it reaches 170 to 175 ° C. Removed.

다음으로, 100℃ 까지 온도를 낮추고, 부틸셀로솔브 234g 을 첨가하여 중축합물을 완전히 용해시킨 후, 순수 234g 을 첨가하고, 계내의 온도가 50℃ 까지 내려간 시점에서, N-메틸프로판올아민 1 몰 (89g) 을 첨가하고, 이것에 포름알데히드 수용액 0.7 몰 (56.8g) 을 50℃ 에서 약 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 또한, 80℃ 까지 온도를 올리고, 약 3 시간 교반하면서 반응을 계속하여 양이온성 페놀계 중축합물 (B2) 을 얻었다.Next, the temperature was lowered to 100 ° C, 234 g of butyl cellosolve was added to completely dissolve the polycondensate, and then 234 g of pure water was added, and 1 mole of N-methylpropanolamine was added when the temperature in the system dropped to 50 ° C. (89g) was added and 0.7 mol (56.8g) of formaldehyde aqueous solution was dripped at 50 degreeC over about 1 hour to this. Moreover, the temperature was raised to 80 degreeC and reaction was continued, stirring for about 3 hours, and cationic phenolic polycondensate (B2) was obtained.

양이온성 페놀계 중축합물 (B3)Cationic Phenolic Polycondensate (B3)

환류 냉각기를 구비한 1000mL 의 플라스크 내에, O-크레졸 1 몰 (108g) 및 촉매로서 p-톨루엔술폰산 0.3g 을 넣고, 내부 온도를 100℃ 까지 올리고, 포름알데히드 수용액 0.85 몰 (69g) 을 1 시간에 걸쳐 첨가하고, 100℃ 에서 2 시간 환류하에 반응시켰다. 그 후, 반응 용기를 수냉 정치하고, 상층으로 분리되는 수층의 탁함이 없어지고 나서, 데칸테이션하여 수층을 제거하고, 추가로 170∼175℃ 가 될 때까지 가열 교반하여, 미반응분 및 수분을 제거하였다.In a 1000 mL flask equipped with a reflux condenser, 1 mole (108 g) of O-cresol and 0.3 g of p-toluenesulfonic acid were added as a catalyst, the internal temperature was raised to 100 ° C, and 0.85 mole (69 g) of aqueous formaldehyde solution was added for 1 hour. Added over and reacted under reflux at 100 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel is left to cool with water, and after the turbidity of the water layer separated into the upper layer disappears, it is decanted to remove the water layer, and the mixture is heated and stirred until it reaches 170 to 175 ° C. Removed.

다음으로, 100℃ 까지 온도를 낮추고, 부틸셀로솔브 234g 을 첨가하여 중축합물을 완전히 용해시킨 후, 순수 234g 을 첨가하고, 계내의 온도가 50℃ 까지 내려간 시점에서, N,N-디에틸에탄올아민 1 몰 (117g) 을 첨가하고, 이것에 포름알데히드 수용액 1 몰 (81.1g) 을 50℃ 에서 약 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 또한, 80℃ 까지 온도를 올리고, 약 3 시간 교반하면서 반응을 계속하여 양이온성 페놀계 중축합물 (B3) 을 얻었다.Next, the temperature was lowered to 100 ° C., 234 g of butyl cellosolve was added to completely dissolve the polycondensate, and then 234 g of pure water was added, and N, N-diethylethanol was added when the temperature in the system dropped to 50 ° C. 1 mol (117 g) of amine was added, and 1 mol (81.1 g) of formaldehyde aqueous solution was dripped at this at 50 degreeC over about 1 hour. Furthermore, the temperature was raised to 80 degreeC, reaction was continued, stirring for about 3 hours, and cationic phenolic polycondensate (B3) was obtained.

(2-3) 금속 화합물 (C) (2-3) Metal Compound (C)

C1 : 탄산 지르코늄암모늄C1: zirconium ammonium carbonate

C2 : 플루오로지르코늄산C2: fluorozirconium acid

C3 : 티탄락테이트C3: titan lactate

C4 : 플루오로티탄산C4: fluoro titanoic acid

(2-4) 금속 화합물 (D) (2-4) Metal Compound (D)

D1 : 산화 리튬D1: lithium oxide

D2 : 질산 마그네슘D2: Magnesium Nitrate

D3 : 산화 마그네슘D3: Magnesium Oxide

D4 : 알루미늄아세틸아세트네이트D4: Aluminum Acetyl Acetate

D5 : 불화 칼슘D5: calcium fluoride

D6 : 질산 코발트D6: Cobalt Nitrate

D7 : 질산 니켈D7: Nickel Nitrate

D8 : 탄산 니켈D8: Nickel Carbonate

D9 : 질산 스트론튬D9: strontium nitrate

D10 : 산화 몰리브덴D10: Molybdenum Oxide

D11 : 메타텅스텐산 암모늄D11: ammonium metatungstate

D12 : 산화 세륨D12: Cerium Oxide

D13 : 산화 아연D13: Zinc Oxide

D14 : 아연 아세틸아세트네이트D14: zinc acetylacetonate

D15 : 탄산 망간D15: Manganese Carbonate

D16 : 산화 망간D16: Manganese Oxide

D17 : 인산 2수소망간D17 Manganese Phosphate Dihydrogen

(2-5) 산성분 (E) (2-5) Acid Component (E)

E1 : 불화수소산E1: hydrofluoric acid

E2 : 인산E2: Phosphoric Acid

E3 : 질산E3: nitric acid

E4 : 시트르산E4: citric acid

E5 : 옥살산E5: Oxalic acid

(2-6) 바나듐 화합물 (F) (2-6) Vanadium Compound (F)

F1 : 메타바나딘산 암모늄F1: ammonium metavanadate

F2 : 바나듐아세틸아세트네이트F2: Vanadiumacetylacetonate

F3 : 인산 바나듐F3: Vanadium Phosphate

F4 : 옥시황산바나듐F4: vanadium oxysulfate

(3) 처리 방법 (3) processing method

(3-1) 탈지 (3-1) Degreasing

니혼 파커라이징 (주) 제조 알칼리 탈지제 파르클린 364S (20g/L 건욕 (建浴), 60℃, 10 초 스프레이, 스프레이압 0.5㎏/㎠) 로 소재를 탈지한 후, 스프레이 수세를 10 초 실시하였다.Nippon Parkarizing Co., Ltd. make alkaline degreasing agent Parclin 364S (20 g / L dry bath, 60 degreeC, 10 second spray, spray pressure 0.5 kg / cm <2>), and wash | cleaned the material for 10 seconds after spray dehydration.

(3-2) 도포 및 건조 (3-2) Application and drying

Ⅰ : 고형분 농도 10 질량% 로 조정한 금속 표면 처리제 (매체 : 물) 를 건조 질량이 700㎎/㎡ 가 되도록 바코트 도포하고, 80℃ (PMT : 도달판온도) 에서 건조시켰다. I: The metal surface treatment agent (medium: water) adjusted to 10 mass% of solid content concentration was bar code-coated so that dry mass might be 700 mg / m <2>, and it dried at 80 degreeC (PMT: reaching plate temperature).

Ⅱ : 고형분 농도 16 질량% 로 조정한 금속 표면 처리제 (매체 : 물) 를 건조 질량이 1000㎎/㎡ 가 되도록 바코트 도포하고, 150℃ (PMT) 에서 건조시켰다.II: The metal surface treatment agent (medium: water) adjusted to 16 mass% of solid content concentration was bar code-coated so that dry mass might be 1000 mg / m <2>, and it dried at 150 degreeC (PMT).

(4) 평가 방법 (4) evaluation method

(4-1) 내식성 (4-1) corrosion resistance

실시예, 비교예에 있어서 제조한 처리판 시료에 관해서, 무가공 (평면부), NT 커터로 소지 (basis material) 도달까지 크로스컷한 것 (크로스컷부), 에리크센 7㎜ 압출 가공한 것 (가공부) 에 관해서, 내식성 시험을 실시하였다. 평가 방법은 다음과 같다.The processed plate sample prepared in the Examples and Comparative Examples was processed (plane), crosscut to reach the base material with an NT cutter (crosscut), and extruded 7mm hexane ( Processed part), a corrosion resistance test was carried out. The evaluation method is as follows.

(평면부) 염수 분무 시험법 JIS-Z-2371 에 기초하여 염수 분무 360 시간 후의 백청 (white rust) 발생 면적을 구하여 평가하였다.(Planar part) Salt spray test method Based on JIS-Z-2371, the white rust generation area after 360 hours of salt spray was calculated | required and evaluated.

평가 기준 : 백청 발생 면적 ◎ 5% 미만, ○ 5% 이상∼10% 미만, △ 10% 이상∼30% 미만, × 30% 이상∼50% 미만, ×× 50% 이상.Evaluation criteria: White rust generating area ◎ Less than 5%, ○ 5% or more and less than 10%, △ 10% or more and less than 30%, × 30% or more and less than 50%, × 50% or more.

(크로스컷부) 염수 분무 시험법 JIS-Z-2371 에 기초하여 염수 분무 360 시간 후의 백청 발생 상황을 육안으로 평가하였다.(Cross cut part) Based on the salt spray test method JIS-Z-2371, the situation of white rust occurrence after 360 hours of salt spray was visually evaluated.

평가 기준 : 백청 발생 상황 ◎ 거의 녹이 없음, ○ 크로스컷부에 백청이 발생하지 않은 부분이 많음, △ 크로스컷부 전체가 백청으로 되어 있지만, 흘러 내리는 녹은 없음, × 크로스컷부로부터 흘러 내리는 녹이 발생.Evaluation Criteria: White rust occurs ◎ Almost no rust, ○ Many parts where white rust does not occur in the crosscut part, △ The whole crosscut part is made of white rust, but there is no rust that flows down, × rust that flows from the crosscut part occurs.

(가공부) 염수 분무 시험법 JIS-Z-2371 에 기초하여 염수 분무 360 시간 후의 백청 발생 상황을 육안으로 평가하였다.(Processing part) Based on the salt spray test method JIS-Z-2371, the white-blue generation after 360 hours of salt spray was evaluated visually.

평가 기준 : 백청 발생 상황 ◎ 거의 녹이 없음, ○ 가공부에 백청이 발생하지 않은 부분이 많음, △ 가공부 전체가 백청으로 되어 있지만, 흘러 내리는 녹은 없음, × 가공부로부터 흘러 내리는 녹이 발생.Evaluation Criteria: White rust generated ◎ Almost no rust, ○ Many parts where white rust has not occurred in the processing part, △ The whole processed part is made of white rust, but no rust flowing down, × Rust flowing from the processing part is generated.

(4-2) 내알칼리성 (4-2) alkali resistance

처리판 시료에, 니혼 파커라이징 (주) 제조 알칼리 탈지제 파르클린 364S 를 20g/L 의 물에 건욕하고, 65℃ 로 조정한 탈지제 수용액을 5 분간 스프레이하고, 수세한 후, 80℃ 에서 건조시켰다. 이 판에 대하여, 상기 (4-1) 에 기재한 조건, 평가법에 의해 내식성을 평가하였다.Nihon Parkarizing Co., Ltd. alkali degreasing agent Parclin 364S was dripped in 20 g / L of water, The degreasing agent aqueous solution adjusted to 65 degreeC was sprayed for 5 minutes, and it washed with water, and dried at 80 degreeC to the process board sample. About this board, corrosion resistance was evaluated by the conditions and evaluation method as described in said (4-1).

(4-3) 내흑변성 (4-3) blackening resistance

처리판 시료를 온도 70℃, 습도 95% 분위기에 12 일간 방치한 후, 외관을 육안으로 관찰하여 평가하였다.After leaving a process board sample for 12 days in the temperature of 70 degreeC, and the humidity of 95% of atmospheres, the appearance was visually observed and evaluated.

평가 기준 : ◎ 백청 발생 없음, 흑변 없음, ○ 백청 발생 없음, 흑변 약간 있음, △ 백청 발생 있음, 흑변 약간 있음, × 백청 발생 있음, 흑변이 상당히 있음.Evaluation criteria: ◎ No white rust, no black stools, ○ No white rust, slight black stools, △ White rust occurs, slight black stools, × White rust occurs, Black stools are quite significant

(4-4) 내황변성 (4-4) yellowing resistance

처리판 시료를 온도 250℃ 분위기에 2 시간 방치한 후, 외관을 육안으로 관찰하여 평가하였다.After leaving a process board sample for 2 hours in 250 degreeC atmosphere, external appearance was visually observed and evaluated.

평가 기준 : ◎ 변색 없음, ○ 약간 황변, △ 전체면 황변, × 전체면 황갈색.Evaluation criteria: ◎ no discoloration, ○ slightly yellowing, yellowing △ overall, yellowish brown ×.

본 발명의 양태 (1) 에 관한 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법, 그리고 시험 평가 결과Composition and treatment method of metal surface treatment agent according to aspect (1) of the present invention, and test evaluation results

실시예 101∼177 및 비교예 101∼105 의 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법을 표 1∼4 에, 시험 평가 결과를 표 5∼7 에 나타낸다. 표 5∼7 로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 양태 (1) 의 금속 표면 처리제를 사용하여 형성된 피막을 갖는 실시예 101∼143 및 145∼177 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성, 및 내황변성이 양호하고, 유해한 크롬을 함유하고 있지 않기 때문에 안전성이 높고, 평면부, 크로스컷부, 가공부 모두 크로메이트 처리와 동등 이상의 우수한 내식성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, (A) 보다 (B) 의 비율이 높은 실시예 144 의 금속 재료는 내황변성은 떨어졌지만, 내식성 및 내알칼리성은 우수했다. 한편, 피막이 양이온성 우레탄 수지 (A) 를 함유하지 않는 비교예 101 의 금속 재료, 피막이 본 발명의 금속 표면 처리제의 필수 성분인 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 함유하지 않는 비교예 102 의 금속 재료, 금속 화합물 (C) (즉 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물) 을 함유하지 않는 비교예 103, (A)/(B) 의 비가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 104 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성 및 내황변성의 모두에 있어서 명확하게 떨어졌다. 또한, 크로메이트 (진크롬 3360H) 처리한 비교예 105 의 금속 재료는, 내알칼리성이 떨어졌다.The compositions and treatment methods of the metal surface treatment agents of Examples 101 to 177 and Comparative Examples 101 to 105 are shown in Tables 1 to 4 and the test evaluation results are shown in Tables 5 to 7. As is clear from Tables 5 to 7, the metal materials of Examples 101 to 143 and 145 to 177 having a film formed using the metal surface treatment agent of the aspect (1) of the present invention have good corrosion resistance, alkali resistance, and yellowing resistance. In addition, since it does not contain harmful chromium, it turns out that safety is high and the flat part, the cross cut part, and the processed part have the outstanding corrosion resistance equivalent to or more than chromate treatment. Moreover, although the metal material of Example 144 with a higher ratio of (B) than (A) was inferior to yellowing resistance, it was excellent in corrosion resistance and alkali resistance. On the other hand, the metal material of the comparative example 101 which does not contain a cationic urethane resin (A), and the metal of the comparative example 102 which does not contain the cationic phenolic polycondensate (B) which is an essential component of the metal surface treatment agent of this invention. The metal material of Comparative Example 104, which does not contain the material, the metal compound (C) (ie, the zirconium compound and / or the titanium compound), is outside the scope of the present invention. There was a clear fall in both alkaline and yellowing resistance. In addition, the alkali-resistant metal material of the comparative example 105 which processed the chromate (jinchrome 3360H) was inferior.

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표 1∼4 에 있어서, (A) 는 양이온성 우레탄 수지, (B) 는 양이온성 페놀계 중축합물, (C) 는 금속 화합물 (지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물), (E) 는 산성분, (F) 는 바나듐 화합물을 나타낸다. 또한, *1 은 고형분 배합 비율 (질량비), *2 및 *4 는 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 각각 지르코늄 및/또는 티탄, 그리고 바나듐으로서의 배합 비율 (질량부), *3 은 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서의 배합 비율 (질량부) 을 각각 나타낸다. *5 는 도달판온도이다. *6 은 니혼 파커라이징 (주) 제조의 도포 크로메이트인 진크롬 3360H 를 크롬 부착량으로 20㎎/㎡ 가 되도록 롤코트하고, 100℃ (PMT) 에서 가열 건조시켰다.In Tables 1-4, (A) is a cationic urethane resin, (B) is a cationic phenol type polycondensate, (C) is a metal compound (zirconium compound and / or titanium compound), (E) is an acid component, (F) represents a vanadium compound. In addition, * 1 is solid content compounding ratio (mass ratio), * 2 and * 4 are compounding ratios as zirconium and / or titanium and vanadium, respectively, with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B), respectively. (Part) and * 3 represent the compounding ratio (mass part) as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B), respectively. * 5 is the reaching plate temperature. * 6 It roll-coated so that the chromium adhesion | attachment chromium 3360H which is the coating chromate of Nippon Parker Co., Ltd. made to be 20 mg / m <2> in chromium adhesion amount was heat-dried at 100 degreeC (PMT).

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본 발명의 양태 (2) 에 관한 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법, 그리고 시험 평가 결과Composition and treatment method of metal surface treatment agent according to aspect (2) of the present invention, and test evaluation results

실시예 201∼251 및 비교예 201∼206 의 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법을 표 8∼10 에, 시험 평가 결과를 표 11 및 12 에 나타낸다. 표 11 및 12 로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 금속 표면 처리제를 사용하여 형성된 피막을 갖는 실시예 201∼250 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성, 내흑변성 및 내황변성이 양호하고, 유해한 크롬을 함유하고 있지 않기 때문에 안전성이 높고, 평면부, 크로스컷부, 가공부 모두 크로메이트 처리와 동등 이상의 우수한 내식성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, (A) 보다 (B) 의 비율이 높은 실시예 251 의 금속 재료는 내황변성은 떨어졌지만, 내식성, 내알칼리성 및 내흑변성은 우수했다. 한편, 피막이 양이온성 우레탄 수지 (A) 를 함유하지 않는 비교예 201 의 금속 재료, 피막이 본 발명의 금속 표면 처리제의 필수 성분인 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 함유하지 않는 비교예 202 의 금속 재료, 피막이 지르코늄 화합물 (C) 를 함유하지 않는 비교예 203, 및 (A)/(B) 의 비가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 205 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성, 내흑변성 및 내황변성의 모두에 있어서 명확하게 떨어졌다. 또한, 피막이 금속 화합물 (D) (즉, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D)) 을 함유하지 않는 비교예 204 는 내흑변성이 불충분하였다. 또한, 크로메이트 (진크롬 3360H) 처리한 비교예 206 의 금속 재료는, 내알칼리성이 떨어졌다.The compositions and treatment methods of the metal surface treatment agents of Examples 201 to 251 and Comparative Examples 201 to 206 are shown in Tables 8 to 10, and the test evaluation results are shown in Tables 11 and 12. As is clear from Tables 11 and 12, the metal materials of Examples 201 to 250 having a coating formed using the metal surface treatment agent of the present invention have good corrosion resistance, alkali resistance, blackening resistance and yellowing resistance, and contain harmful chromium. Since it does not exist, it is high in safety, and it turns out that all the planar part, a crosscut part, and a process part have the outstanding corrosion resistance equivalent to chromate treatment or more. In addition, the metal material of Example 251 having a higher ratio of (B) than (A) was inferior in yellowing resistance, but was excellent in corrosion resistance, alkali resistance and blackening resistance. On the other hand, the metal material of Comparative Example 201 in which the film does not contain a cationic urethane resin (A), and the metal of Comparative Example 202 in which the film does not contain a cationic phenolic polycondensate (B) which is an essential component of the metal surface treatment agent of the present invention. The metal material of Comparative Example 203 in which the material, the film does not contain a zirconium compound (C), and the Comparative Example 205 in which the ratio of (A) / (B) is outside the scope of the present invention are resistant to corrosion, alkali, black and yellowing. In all, it fell clearly. In addition, the film is a metal compound (D) (that is, a compound (D) containing at least one metal selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce, and Mo)). In Comparative Example 204, which does not contain the, black resistance was insufficient. In addition, the alkali-resistant metal material of the comparative example 206 which processed the chromate (jinchrome 3360H) was inferior.

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표 8∼10 에 있어서, (A) 는 양이온성 우레탄 수지, (B) 는 양이온성 페놀계 중축합물, (C) 는 지르코늄 화합물, (D) 는 금속 화합물, (E) 는 산성분, (F) 는 바나듐 화합물을 나타낸다. 또한, *1 은 고형분 배합 비율 (질량비), *2, *3 및 *5 는 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 각각 지르코늄, 금속 및 바나듐으로서의 배합 비율 (질량부), *4 는 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서의 배합 비율 (질량부) 을 각각 나타낸다. *6 은 도달판온도이다. *7 은 니혼 파커라이징 (주) 제조의 도포 크로메이트인 진크롬 3360H 를 크롬 부착량으로 20㎎/㎡ 가 되도록 롤코트하고, 100℃ (PMT) 에서 가열 건조시켰다.In Tables 8-10, (A) is a cationic urethane resin, (B) is a cationic phenolic polycondensate, (C) is a zirconium compound, (D) is a metal compound, (E) is an acid component, (F ) Represents a vanadium compound. In addition, * 1 is solid content compounding ratio (mass ratio), * 2, * 3, and * 5 are compounding ratios (mass) as zirconium, a metal, and vanadium, respectively with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B). (Part) and * 4 represent the mixture ratio (mass part) as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B), respectively. * 6 is the reaching plate temperature. * 7 The roll coating of chromium 3360H which is the coating chromate of Nippon Parker Co., Ltd. product was made into 20 mg / m <2> by chromium adhesion amount, and it heat-dried at 100 degreeC (PMT).

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Figure 112007029745581-PCT00014
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본 발명의 양태 (3) 에 관한 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법, 그리고 시험 평가 결과Composition and treatment method of metal surface treatment agent according to aspect (3) of the present invention, and test evaluation results

실시예 301∼342 및 비교예 301∼306 의 금속 표면 처리제의 조성 및 처리 방법을 표 13∼15 에, 시험 평가 결과를 표 16 및 17 에 나타낸다. 표 16 및 17 로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 금속 표면 처리제를 사용하여 형성된 피막을 갖는 실시예 301∼342 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성, 내흑변성 및 내황변성이 양호하고, 유해한 크롬을 함유하고 있지 않기 때문에 안전성이 높고, 평면부, 크로스컷부, 가공부 모두 크로메이트 처리와 동등 이상의 우수한 내식성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 피막이 양이온성 우레탄 수지 (A) 를 함유하지 않는 비교예 301 의 금속 재료, 피막이 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 을 함유하지 않는 비교예 302 의 금속 재료, 피막이 티탄 화합물 (C) 을 함유하지 않는 비교예 303 의 금속 재료, 및 (A)/(B) 의 비가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 305 의 금속 재료는 내식성, 내알칼리성, 내흑변성 및 내황변성의 모두에 있어서 명확하게 떨어졌다. 또한, 피막이 금속 화합물 (D) (즉, Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D)) 을 함유하지 않는 비교예 304 의 금속 재료는 내흑변성이 불충분하였다. 또한, 크로메이트 (진크롬 3360H) 처리한 비교예 306 의 금속 재료는, 알칼리 탈지 후의 가공부의 내식성이 떨어졌다.The compositions and treatment methods of the metal surface treatment agents of Examples 301 to 342 and Comparative Examples 301 to 306 are shown in Tables 13 to 15, and the test evaluation results are shown in Tables 16 and 17. As is clear from Tables 16 and 17, the metal materials of Examples 301 to 342 having a coating formed using the metal surface treatment agent of the present invention had good corrosion resistance, alkali resistance, blackening resistance and yellowing resistance, and contained harmful chromium. Since it does not exist, it is high in safety, and it turns out that all the planar part, a crosscut part, and a process part have the outstanding corrosion resistance equivalent to chromate treatment or more. On the other hand, the metal material of Comparative Example 301 in which the film does not contain a cationic urethane resin (A), and the metal material of Comparative Example 302 in which the film does not contain a cationic phenolic polycondensate (B), and the film contains a titanium compound (C) The metal material of Comparative Example 303, which is not, and the metal material of Comparative Example 305, in which the ratio of (A) / (B) is outside the scope of the present invention, were clearly inferior in all of corrosion resistance, alkali resistance, blackening resistance, and yellowing resistance. . In addition, the film is a metal compound (D) (that is, a compound (D) containing at least one metal selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce, and Mo)). The metal material of Comparative Example 304 containing no was insufficient in black denaturation. Further, the metal material of Comparative Example 306 subjected to chromate treatment (jin chrome 3360H) was inferior in corrosion resistance of the processed portion after alkali degreasing.

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표 13∼15 에 있어서, (A) 는 양이온성 우레탄 수지, (B) 는 양이온성 페놀계 중축합물, (C) 는 티탄 화합물, (D) 는 금속 화합물, (E) 는 산성분, (F) 는 바나듐 화합물을 나타낸다. 또한, *1 은 고형분 배합 비율 (질량비), *2, *3 및 *5 는 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 각각 티탄, 금속 및 바나듐으로서의 배합 비율 (질량부), *4 는 성분 (A) 와 성분 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대한, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서의 배합 비율 (질량부) 을 각각 나타낸다. *6 은 도달판온도이다. *7 은 니혼 파커라이징 (주) 제조의 도포 크로메이트인 진크롬 3360H 를 크롬 부착량으로 20㎎/㎡ 가 되도록 롤코트하고, 100℃ (PMT) 에서 가열 건조시켰다.In Tables 13-15, (A) is a cationic urethane resin, (B) is a cationic phenolic polycondensate, (C) is a titanium compound, (D) is a metal compound, (E) is an acid component, (F ) Represents a vanadium compound. In addition, * 1 is solid content compounding ratio (mass ratio), * 2, * 3, and * 5 are compounding ratios (mass, as titanium, a metal, and vanadium, respectively) with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B), respectively. (Part) and * 4 represent the mixture ratio (mass part) as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a component (A) and a component (B), respectively. * 6 is the reaching plate temperature. * 7 The roll coating of chromium 3360H which is the coating chromate of Nippon Parker Co., Ltd. product was made into 20 mg / m <2> by chromium adhesion amount, and it heat-dried at 100 degreeC (PMT).

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Claims (16)

양이온성의 수용성 또는 수계 에멀션 우레탄 수지 (A) (이하, 양이온성 우레탄 수지 (A) 라고 한다), 페놀계 화합물과 알데히드류의 중축합물이며 양이온성인 것 (B) (이하, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 라고 한다), 그리고 지르코늄 화합물 및/또는 티탄 화합물 (C) (이하, 금속 화합물 (C) 라고 한다) 을 수성 매체에 배합하여 이루어지는 금속 표면 처리제로서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼1:99 이고, 금속 화합물 (C) 의 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 지르코늄 및/또는 티탄으로서 0.1∼20 질량부인 금속 표면 처리제.Cationic water-soluble or aqueous emulsion urethane resin (A) (hereinafter referred to as cationic urethane resin (A)), a polycondensate of phenolic compound and aldehydes and cationic (B) (hereinafter cationic phenolic polycondensate) (B)) and a zirconium compound and / or a titanium compound (C) (hereinafter referred to as a metal compound (C)) as a metal surface treatment agent formed by blending an aqueous medium, including a cationic urethane resin (A) and a cation. The blending ratio of the phenolic polycondensate (B) is (A) :( B) = 99: 1 to 1:99 as the solid content mass ratio, and the blending ratio of the metal compound (C) is cationic urethane resin (A ) Metal surface treatment agent which is 0.1-20 mass parts as zirconium and / or titanium with respect to 100 mass parts of total solids of the cationic phenol type polycondensate (B). 제 1 항에 있어서, 금속 화합물 (C) 이 지르코늄 화합물이고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (이하, 금속 화합물 (D) 라고 한다) 을, 그 배합 비율이 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 그 금속으로서 0.01∼10 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The metal compound (C) is a zirconium compound and contains at least one metal selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce, and Mo. The compound (D) (henceforth a metal compound (D)) to which the said compounding ratio is based on 100 mass parts of total solids of a cationic urethane resin (A) and a cationic phenolic polycondensate (B) As a metal surface treatment agent mix | blended so that it may be 0.01-10 mass parts. 제 1 항에 있어서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 금속 표면 처리 제.The metal surface of Claim 1 whose compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) is (A) :( B) = 99: 1-50: 50 as solid content mass ratio. Treatment Article 1. 제 2 항에 있어서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 금속 표면 처리제.The metal surface of Claim 2 whose compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenolic polycondensate (B) is (A) :( B) = 99: 1-50: 50 as solid content mass ratio. Treatment agent. 제 1 항에 있어서, 금속 화합물 (C) 이 티탄 화합물이고, 또한 Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce 및 Mo 에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 화합물 (D) (즉, 금속 화합물 (D)) 을 배합하고, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 배합 비율이, 고형분 질량비로서, (A):(B)=99:1∼50:50 인 금속 표면 처리제.The metal compound (C) is a titanium compound, and further contains at least one metal selected from Li, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, W, Ce, and Mo. Compound (D) (that is, metal compound (D)) to be blended, and the blending ratio of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B) is (A) :( B ) = 99: 1 to 50:50 metal surface treatment agent. 제 1 항에 있어서, 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E) (이하, 산성분 (E) 라고 한다) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서 1∼30 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The at least 1 type of acid component (E) (henceforth an acid component (E)) chosen from an inorganic acid and an organic acid is mix | blended with cationic urethane resin (A) and a cationic phenol. The metal surface treatment agent mix | blended so that it may be 1-30 mass parts as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a system polycondensate (B). 제 2 항에 있어서, 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E) (이하, 산성분 (E) 라고 한다) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 물을 함유 하지 않는 산성분 그 자체로서 1∼30 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The at least 1 type of acid component (E) (henceforth an acid component (E)) chosen from an inorganic acid and an organic acid is the compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenol. The metal surface treating agent mix | blended so that it may be 1-30 mass parts as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a system polycondensate (B). 제 5 항에 있어서, 무기산 및 유기산에서 선택되는 적어도 1 종의 산성분 (E) (이하, 산성분 (E) 라고 한다) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 물을 함유하지 않는 산성분 그 자체로서 1∼30 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The at least 1 type of acid component (E) (henceforth an acid component (E)) chosen from inorganic acid and organic acid is the compounding ratio of cationic urethane resin (A) and cationic phenol of Claim 5 The metal surface treatment agent mix | blended so that it may be 1-30 mass parts as the acid component itself which does not contain water with respect to 100 mass parts of total solids of a system polycondensate (B). 제 1 항에 있어서, 바나듐 화합물 (F) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 바나듐으로서 0.01∼20 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The vanadium compound (F) according to claim 1, wherein the blending ratio is 0.01 to 20 masses as vanadium with respect to 100 parts by mass of the total solids of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B). Metal surface treatment agent mix | blended so that it might be added. 제 2 항에 있어서, 바나듐 화합물 (F) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 바나듐으로서 0.01∼20 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The vanadium compound (F) according to claim 2, wherein the blending ratio is 0.01 to 20 masses as vanadium with respect to 100 parts by mass of the total solids of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B). Metal surface treatment agent mix | blended so that it might be added. 제 5 항에 있어서, 바나듐 화합물 (F) 을, 그 배합 비율이, 양이온성 우레탄 수지 (A) 와 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 의 합계 고형분 100 질량부에 대하여, 바나듐으로서 0.01∼20 질량부가 되도록 배합한 금속 표면 처리제.The vanadium compound (F) according to claim 5, wherein the blending ratio is 0.01 to 20 masses as vanadium with respect to 100 parts by mass of the total solids of the cationic urethane resin (A) and the cationic phenolic polycondensate (B). Metal surface treatment agent mix | blended so that it might be added. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 에 있어서, 그 수지에 양이온성을 부여하는 관능기가 하기 일반식 (Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ) 또는 (Ⅳ)The cationic urethane resin (A) according to any one of claims 1, 2, and 5, wherein the functional groups giving cationicity to the resin are represented by the following general formulas (I), (II), ( III) or (IV)
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(식 중, R1, R2, R3, R6 및 R7 은 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1∼10 의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 1∼10 의 직쇄 또는 분지쇄의 히드록시알킬기를 나타내고, R4 및 R5 는 서로 독립적으로 탄소수 2∼10 의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기를 나타내고, A- 및 B- 는 수산이온 또는 산이온을 나타낸다) 로 표시되는 기인 금속 표면 처리제.Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms And R 4 and R 5 independently of each other represent a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and A - and B - represent hydroxyl ions or acid ions.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 양이온성 우레탄 수지 (A) 가 폴리올과 폴리이소시아네이트의 중축합물인 우레탄 수지에 있어서, 사용하는 폴리올의 일부로서, 비치환 또는 치환 아미노기를 갖는 폴리올 또는 질소 원자를 주쇄 중에 갖는 폴리올을 사용함으로써 얻어지는 우레탄 수지이거나, 또는 그 우레탄 수지의 질소 원자를 4 급화한 우레탄 수지인 금속 표면 처리제.The urethane resin according to any one of claims 1, 2 or 5, wherein the cationic urethane resin (A) is a polycondensate of a polyol and a polyisocyanate, and is unsubstituted or substituted as part of the polyol to be used. The metal surface treating agent which is a urethane resin obtained by using the polyol which has an amino group, or the polyol which has a nitrogen atom in a principal chain, or a urethane resin which quaternized the nitrogen atom of this urethane resin. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 양이온성 페놀계 중축합물 (B) 이 페놀계 화합물과 알데히드를 중축합시킬 때, 암모니아 또는 아민을 공존시킴으로써 얻어지는 중축합물이거나, 또는 그 중축합물의 질소 원자를 4 급화한 것인 금속 표면 처리제.The polycondensate according to any one of claims 1, 2 or 5, wherein the cationic phenolic polycondensate (B) is a polycondensate obtained by coexisting ammonia or amine when polycondensing a phenolic compound and an aldehyde, Or the metal surface treating agent which quaternized the nitrogen atom of the polycondensate. 금속 재료 표면에 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 표면 처리제를 도포한 후 건조시킴으로써, 그 금속 재료 표면에 피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 금속 재료의 표면 처리 방법.The coating method is formed on the metal material surface by apply | coating and drying the metal surface treatment agent in any one of Claims 1-11 on the metal material surface, The surface treatment method of the metal material characterized by the above-mentioned. 제 15 항에 기재된 표면 처리 방법을 사용하여 형성된 피막을 갖는 금속 재료.The metal material which has a film formed using the surface treatment method of Claim 15.
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